(57)【要約】【課題】  多値データを誤検出しても、２値データのビット誤り量を可能な限り低減可能な多値情報記録再生方法及び装置を提供する。【解決手段】  ２値データを変換した１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）で表される多値データが、２のｎ乗個あるレベルのｋ番目と（ｋ−１）番目にあたるレベル値Mｋ、Mｋ−１（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データを比較した場合、1ビットだけ異なるような規則によって多値化する。また、光ディスク上の多値データを再生する場合には、再生信号に波形等化を施した後に多値データを検出する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スポットを用いて情報の記録又は再生を行う光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、トラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることにより多値情報を記録或いは再生する多値情報記録再生方法において、１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）の２値データの組み合わせで変換する場合に、２のｎ乗個ある多値レベルのｋレベルと（ｋ−１）レベル（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データの組み合わせがすべて１ビットだけ異なる規則によって多値化することを特徴とする多値情報記録再生方法。
【請求項２】
前記情報記録媒体上に記録された多値データを再生する場合には、再生信号に波形等化を施した後に多値データを検出することを特徴とする請求項１に記載の多値情報記録再生方法。
【請求項３】
光スポットを用いて情報の記録又は再生を行う光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、トラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることにより多値情報を記録或いは再生する多値情報記録再生装置において、１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）の２値データの組み合わせで変換する場合に、２のｎ乗個ある多値レベルのｋレベルと（ｋ−１）レベル（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データの組み合わせがすべて１ビットだけ異なる規則によって多値化する手段を有することを特徴とする多値情報記録再生装置。
【請求項４】
前記情報記録媒体上に記録された多値データを再生する場合には、再生信号に波形等化を施した後に多値データを検出することを特徴とする請求項３に記載の多値情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスク等の情報記録媒体に多値レベルの情報を表すマークを記録或いは再生する多値情報記録再生方法及び装置、特に、データの誤り率を低減できる多値データ処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクにおいては渦巻状又は同心円状のトラック上に２値のデジタルデータが、エンボス加工等による凹凸のピット（ＲＯＭディスク）や無機・有機記録膜への穴形成（追記型ディスク）・結晶状態の違い（相変化ディスク）・磁化方向の違い（光磁気ディスク）等によって記録されている。これらの記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差や磁気カー効果による偏光方向の差等を検出し、再生ＲＦ信号を得ている。そして、得られた再生ＲＦ信号から２値のデータを検出している。
【０００３】
近年、これら光ディスクの記録容量の高密度化を図る研究開発が進められており、情報の記録再生に関わる光スポットを微小化する技術として、光源の波長は赤色（６５０ｎｍ）から、青紫色(４０５ｎｍ)になりつつある。また、対物レンズの開口数も０．６や０．６５から０．８５へと高められようとしている。更に、一方では、同じ光スポットの大きさを用いて、より効率のよい多値記録再生の技術も提案されている。
【０００４】
例えば、多値記録再生技術の方式として、本願出願人は、特開平５−１２８５３０号公報において、光学的情報記録媒体の情報トラック上に、情報ピットのトラック方向の幅と、その情報ピットの再生用光スポットに対するトラック方向のシフト量との組み合わせによって多値情報を記録する記録方法と、その多値記録した情報ピットを再生する際に、予め学習しておいた検出信号と光スポットから得られた検出信号との相関より多値情報を再生する再生方法とを提案している（特許文献１）。
【０００５】
また、光ディスク分野の研究における国際学会であるＩＳＯＭ２００３（Write−once Disks for Multi-level Optical Recording：予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）において、青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．６５の光学系を用い、トラックピッチが０．４６μｍの光ディスクに対して、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録する領域（以下、セルと記述する）のトラック方向の幅を０．２６μｍとし、８レベルの多値記録再生を行った発表がなされている（非特許文献１）。
【０００６】
８レベルの情報ピットは、情報記録媒体に記録する時に、２値データから８レベルに変換された後に各セルに記録される。８値記録の場合、１つのセルが３ビットの２値データに対応していることになる。例えば、３ビットの情報に対して、図２に示すように、（０，０，０）は０レベル、（０，０，１）は１レベル、（０，１，０）は２レベル、（０，１，１）は３レベル、（１，０，０）は４レベル、（１，０，１）は５レベル、（１，１，０）は６レベル、（１，１，１）は７レベルに対応させている。
【０００７】
また、８レベルの情報ピットの選択は、例えば、図２に示すようにセルのトラック方向の幅を１６等分し（１６チャンネルビット）、レベル０を何も情報ピットを記録しない、レベル１を２チャンネルビットの幅、レベル２を４チャンネルビットの幅、レベル３を６チャンネルビットの幅、レベル４を８チャンネルビットの幅、レベル５を１０チャンネルビットの幅、レベル６を１２チャンネルビットの幅、レベル７を１４チャンネルビットの幅とする。
【０００８】
このように選択した情報ピットをランダムに記録し、その反射光量を光検出器で受光し、得られた多値情報ピットからの再生信号を、光スポットの中心が、セルのトラック方向の幅の中央に来た時のタイミングでサンプリングすると、各レベルに対する再生信号の振幅として図３に示すような分布が得られる。
【０００９】
ここで、情報ピットが何も書かれていないレベル０が続く時の再生信号の振幅の大きさを『１』、レベル７の情報ピットが連続して記録されている時の再生信号の振幅の大きさを『０』として規格化している。
【００１０】
各レベルに対応する再生信号の値が幅を持つのは、注目している情報ピットの前後に書かれている情報ピットからの影響（符号間干渉）を受けるからである。図３に示すように隣のレベルと再生信号の振幅分布が重なっていると、固定した閾値では分離検出できないことが分かる。
【００１１】
ＩＳＯＭ２００３の発表の例には、これを解決するために、注目している情報ピットの値と、その前後の情報ピットの値とが予め分かっているピット列からの再生信号を読み取り記憶しておき（学習）、実際の情報ピットからの再生信号と記録しておいた値とを比べて（相関をみる）、分離検出する方式が述べられている。
【特許文献１】特開平５−１２８５３０号公報
【非特許文献１】ＩＳＯＭ２００３（Write−once Disks for Multi-level Optical Recording：予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
光ディスクにおいては、各種光ディスク間の反射率の違いや、１つの光ディスク内における内周側と外周側での再生周波数特性の違い等、再生信号には種々の要因でレベル変動や振幅変動が発生するため、上記のような分離検出方式を用いても、再生信号を誤った値で検出してしまうことが発生する。特に、データが８値、１６値等になると、閾値が複数になり、多値レベルデータの誤検出の可能性が高くなっていく。
【００１３】
上述したように８レベルの情報ピットは、情報記録媒体に記録する時に、２値データから８レベルに変換された後に各セルに記録されているので、検出された多値レベルデータは再び２値データの３ビットの組み合わせに変換して復号される。ここで注目すべきことは、誤検出したレベルによって２値データのビット誤り量に違いが見られる点である。例えば、図２に示すように０レベルと１レベルで誤検出した場合、（０，０，０）と（０，０，１）で１ビットの誤りであるが、３レベルと４レベルで誤検出した場合には、（０，１，１）と（１，０，０）で３ビットの誤りを生じてしまう。
【００１４】
しかしながら、多値記録の場合、再生時のエラーはおおむね±１レベル以内である事がシミュレーション結果から分かっている。例えば、８値記録では、レベル５の値が４又は６として誤る場合がほとんどで、３や７に誤るのはまれである。
【００１５】
本発明の目的は、多値データを誤検出しても２値データのビット誤り量を可能な限り低減することができ、結果として記録データの高密度化を図ることができる多値情報記録再生方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、光スポットを用いて情報の記録又は再生を行う光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、トラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることにより多値情報を記録或いは再生する多値情報記録再生方法において、１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）の２値データの組み合わせで変換する場合に、２のｎ乗個ある多値レベルのｋレベルと（ｋ−１）レベル（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データの組み合わせがすべて１ビットだけ異なる規則によって多値化することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、光スポットを用いて情報の記録又は再生を行う光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設けて、トラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることにより多値情報を記録或いは再生する多値情報記録再生装置において、１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）の２値データの組み合わせで変換する場合に、２のｎ乗個ある多値レベルのｋレベルと（ｋ−１）レベル（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データの組み合わせがすべて１ビットだけ異なる規則によって多値化する手段を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、多値データの誤検出が±１レベルの場合、２値データのビット誤り量はすべて１ビットであるので、結果として、２値データのビット誤り量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、大幅に装置構成等を変更することなく、多値化の方法を変更するだけで、多値データの誤検出によって生じるビット誤り量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による多値データ処理装置を含む光ディスク装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この光ディスク装置は、螺旋状又は同心円状のトラックに沿ってマークを記録する情報記録媒体である光ディスク１（情報記録媒体）を回転させるスピンドルモータ２と、レーザ光スポットを照射して光ディスク１にマークを記録し、記録されたマークをレーザ光スポットで走査して電気信号を出力する光ヘッド３を有する。
【００２１】
また、光ヘッド３から出力された電気信号を演算増幅し、光ディスク１上のマークに対応する再生信号や、レーザ光スポットが光ディスクの記録面に焦点が合っているかを示すフォーカスエラー信号や、レーザ光スポットがトラックに沿って走査しているかを示すトラッキングエラー信号や、トラックの蛇行に対応する信号等を出力する演算増幅回路４と、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号やトラックの蛇行に対応した信号によりレーザ光スポットを光ディスク１の記録面に焦点を合わせて正しくトラックを走査させて光ディスク１を線速度一定又は角速度一定に回転させるサーボ回路５とを有している。
【００２２】
更に、この光ディスク装置は、入力した２値データ６を多値データに変換する多値化回路７と、入力した多値データに対応した大きさのマークとスペース（多値データ＝０：何も記録しない）を示す信号を出力する変調回路８と、変調回路８から出力された信号に従ってレーザ光で光ディスク１にマークを記録するための信号を出力するレーザ駆動回路９と、演算増幅回路４からの再生信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路１０と、多値データに同期したクロック信号を出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路１１と、波形等化を行う波形等化回路１２と、多値データを検出する多値検出回路１３と、多値データを２値データに変換する多値−２値変換回路１４とを有している。
【００２３】
なお、図１には図示していないが、光ヘッド３を光ディスク１の半径方向に移動させ、光ディスク１上のデータをサーチする機構も備わっている。更に、コンピュータ用の情報記憶装置として使用するためのインターフェース回路や、光ディスク装置全体の動作制御を行うマイクロプロセッサ等は省略している。
【００２４】
次に、本実施形態の光ディスク装置の動作について説明する。まず、２値データを多値化して光ディスク１に記録する場合の動作を説明する。
【００２５】
最初に、入力された２値データ６は多値化回路７で多値データに変換される。更に、多値データの各値に対応したマークを光ディスク１に記録するために、変調回路８でレーザを駆動する信号が生成され、光ヘッド３によりマークが光ディスク１に記録される。多値データを記録する場合には、図２で説明したように光ディスク１のトラック上に仮想的に一定間隔の１つの情報ピットを記録するためのセルを設けて、トラック方向の情報ピットの幅（又は面積）を変えることによって多値データを記録するものである。
【００２６】
次に、光ディスク１から多値信号を読み出して、多値判定を行い、２値データとして出力する場合の動作を説明する。
【００２７】
光ヘッド３により一定強度のレーザ光が光ディスク１に照射され、その反射光が光電変換されて電気信号が得られる。得られた信号は演算増幅回路４に入力され、サーボ回路５により光ディスク1が安定して回転され、光ヘッド３のトラッキングやフォーカス制御が行われ、多値信号が再生され、ＰＬＬ回路１１により多値データに同期したクロックが生成され、ＡＤ変換回路２３により再生信号のデジタルデータが得られる。
【００２８】
その後、再生信号に対して波形等化回路１２により波形等化が行われ、注目している情報ピットの前後に書かれている情報ピットからの符号間干渉が抑圧される。ここで、符号間干渉が抑圧される効果を示す一例として図５を参照して説明する。
【００２９】
図５は青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．８５の光学系を用い、トラックピッチが０．３２μｍの光ディスク１に対して、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録するセルのトラック方向の幅を０．２４μｍとし、８レベルの多値データを再生した場合において、波形等化を行う前後での再生信号レベルのヒストグラムを示すシミュレーション結果である。図５（ａ）は波形等化前の再生信号、図５（ｂ）は波形等化後の再生信号を示す。図５から分かるように、再生信号に波形等化を行うことで、０〜７レベルに分離され、多値データとして検出することが容易となる。
【００３０】
上記波形等化が行われた後、多値データ検出回路１３により判定結果の多値データが出力され、多値−２値変換回路１３で２値データに変換された後、出力される。
【００３１】
また、上記光ディスク装置において、入力した２値データに対し誤り訂正を行うためのデータを付加する誤り訂正用データ付加回路、所定量のデータの区切りを示すための同期信号を付加する同期信号付加回路等には言及していないが、本発明の本質は何ら変わるところはない。
【００３２】
本発明は、図１における入力した２値データ６を多値データに変換する多値化回路７に特徴を持つものである。従って、以下に多値化回路７における多値化の方法について図２、図４を参照して説明する。
【００３３】
図２、図４では、多値記録の一例として８値記録の場合を考えて、１つのセルに記録する８レベルの情報ピットが３ビットの２値データに対応しているものとして説明する。
【００３４】
まず、従来の多値化の方法について図２を参照して説明する。図２に示すように、８値の０〜７レベルは、（０，０，０）は０レベル、（０，０，１）は１レベル、（０，１，０）は２レベル、（０，１，１）は３レベル、（１，０，０）は４レベル、（１，０，１）は５レベル、（１，１，０）は６レベル、（１，１，１）は７レベルに対応するものであった。
【００３５】
しかしながら、多値記録の場合には、再生時のエラーはおおむね±１レベル以内である事がシミュレーション結果から分かっている。例えば、８値記録では、レベル５の値が４又は６として誤る場合がほとんどで、３や７に誤るのはまれである。そこで、多値レベル差が±１の場合における２値データのビットの組み合わせとビット量の違いを比較すると以下のようになる。
【００３６】
０レベルと１レベルは、（０，０，０）と（０，０，１）で１ビットの違い、
１レベルと２レベルは、（０，０，１）と（０，１，０）で２ビットの違い、
２レベルと３レベルは、（０，１，０）と（０，１，１）で1ビットの違い、
３レベルと４レベルは、（０，１，１）と（１，０，０）で３ビットの違い、
４レベルと５レベルは、（１，０，０）と（１，０，１）で1ビットの違い、
５レベルと６レベルは、（１，０，１）と（１，１，０）で２ビットの違い、
６レベルと7レベルは、（１，１，０）と（１，１，１）で１ビットの違いとなる。
【００３７】
従って、エラーとなる多値レベルによっては、２値データが最大で３ビット誤ってしまうことになる。
【００３８】
これに対して、本発明の多値化方法は、２値データを変換した１つの情報ピットがｎビット（ｎ≧２である整数）で表される多値データが、２のｎ乗個あるレベルのｋ番目と（ｋ−１）番目にあたるレベル値Ｍｋ、Ｍｋ−１（但し、２≦ｋ≦２のｎ乗）にそれぞれ対応するｎビットの２値データを比較した場合、1ビットだけ異なるような規則を持つことを特徴とするものである。
【００３９】
この規則に従う変換テーブルの一例として、同様に８値記録の場合を考え、図４の実施例（１）を参照して説明する。実施例（１）に示すように、８値の０〜７レベルとして、（０，０，０）は０レベル、（０，０，１）は１レベル、（０，１，１）は２レベル、（０，１，０）は３レベル、（１，１，０）は４レベル、（１，１，１）は５レベル、（１，０，１）は６レベル、（１，０，０）は７レベルに対応させている。この場合、多値レベル差が±１の場合における２値データのビットの組み合わせとビット量の違いを比較すると以下のようになる。
【００４０】
０レベルと１レベルは、（０，０，０）と（０，０，１）で１ビットの違い、
１レベルと２レベルは、（０，０，１）と（０，１，１）で１ビットの違い、
２レベルと３レベルは、（０，１，１）と（０，１，０）で1ビットの違い、
３レベルと４レベルは、（０，１，０）と（１，１，０）で１ビットの違い、
４レベルと５レベルは、（１，１，０）と（１，１，１）で1ビットの違い、
５レベルと６レベルは、（１，１，１）と（１，０，１）で１ビットの違い、
６レベルと７レベルは、（１，０，１）と（１，０，０）で1ビットの違いとなる。
【００４１】
従って、多値データのエラーが±１レベルの場合、２値データのビット誤り量はすべて１ビットであるので、結果として、２値データのビット誤り量を低減でき、本発明の目的を達成することができる。
【００４２】
また、上記規則を満たす図４の実施例（２）の変換テーブルを用いても、同様に本発明の目的を達成することができる。
【００４３】
また、上記規則を満たすものであれば、どのような変換テーブルを使用しても、本発明の目的を達成することができる。以上が、多値化回路７における２値データを多値データに変換する方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る多値情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】多値情報ピットのレベルの違いによるトラック方向の幅とそれに対応する３ビットの組み合わせを説明する図である。
【図３】セル中心値の振幅分布を説明する図である。
【図４】図１の多値化回路７において８値記録の場合の２値データを多値データに変換する変換テーブルの例を示す図である。
【図５】図１の波形等化回路１２において波形等化を行う前後での再生信号レベルのヒストグラムであるシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  光ディスク（情報記録媒体）
２  スピンドルモータ
３  光ヘッド
４  演算増幅回路
５  サーボ回路
６  ２値データ
７  多値化回路
８  変調回路
９  レーザ駆動回路
１０  ＡＤ変換回路
１１  ＰＬＬ回路
１２  波形等化回路
１３  多値データ検出回路
１４  多値−２値変換回路
【図１】
2006185542.tif 000003
【図２】
2006185542.tif 000004
【図３】
2006185542.tif 000005
【図４】
2006185542.tif 000006
【図５】
2006185542.tif 000007