(57)【要約】  記録担体上のトラックに情報を記録する装置であり、情報を表すマークを書き込み読み取る。放射源制御装置（２９）が書込み時に放射源のパワーをパワーパターンによって制御する。マークは種々のパワーパターンのために複数の異なる形状を有する。前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状に対応する前記パワーパターンが、第１のマーク部分（３４）を書き込む第１のパルス部分及び第２のマーク部分（３６）を書き込む第２のパルス部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分（３５）を生成する中間パルス部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能である。
2007503666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録担体上のトラックに情報を記録する装置であって、
マークを書き込み読み取るための放射ビームを発生するヘッドと、
情報を表す複数の異なる形状を有するマークの書き込み時に、放射源のパワーを制御するパワーパターンを発生する放射源制御手段とを具え、
前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状に対応する前記パワーパターンが、第１のマーク部分を書き込む第１のパルス部分及び第２のマーク部分を書き込む第２のパルス部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分を生成する中間パルス部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
前記放射源制御手段が、前記複数の異なる形状に対して読取り時点に読取り信号の異なるレベルを発生するためのパワーパターンを発生することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記放射源制御手段が、予め決められた読取りチャネルに依存する前マーク又は次マークからの干渉を抑圧するように適応されたパワーパターンを発生することを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記パワーパターンが前記抑圧のために所定の読取り信号等化関数に基づいて発生されることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記複数の異なる形状が長い形状と短い形状を含み、前記所定の読取り信号等化関数が、読取り信号を長い形状に対して改善し、特に最長の形状に対して最適にするように構成されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記複数の異なる形状が最長の形状を含み、前記放射源制御手段が前記最長の形状に対するパワーパターンをスペース部分のない連続マークとして発生することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記複数の異なる形状が最短の形状を含み、前記放射源制御手段が前記最短の形状に対するパワーパターンをスペース部分のない連続マークとして発生することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記放射源制御手段が、少なくとももう１つのマーク部分を書き込むもう１つのパルスと、少なくとももう１つのスペース部分を生成するもう１つの中間パルスとを含むパワーパターンを発生することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
記録担体上のトラックへの情報記録時の放射源パワーの制御方法であって、
情報を表す複数の異なる形状を有するマークの書き込み時に、放射源のパワーを制御するパワーパターンを発生させ、
前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状に対応する前記パワーパターンが、第１のマーク部分を書き込む第１のパルス部分及び第２のマーク部分を書き込む第２のパルス部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分を生成する中間パルス部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
情報を表す複数の異なる形状を有するマークをトラックに具え、前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状が、第１のマーク部分と、第２のマーク部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーク書込み及び読取り用の放射ビームを発生するヘッドを具え、記録担体上のトラックに情報を記録する装置に関するものである。
【０００２】
本発明は、記録担体上のトラックに情報を記録する間放射源のパワーを制御する方法に関するものである。
【０００３】
本発明はさらにトランジスタを具える記録担体に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
記録担体に情報を記録する装置及び方法はＷＯ０１／５７９５６から既知である。この記録担体は記録可能型であり、情報記録用のトラックを有し、例えばディスク状記録担体上にスパイラル状のトラックを有する。トランジスタの走査のために、光学ヘッドが位置決め装置によってトラックに位置合わせされる。ヘッドはマーク書込み用の放射ビームを発生するレーザ及び光学素子を有する。マークは情報を表す光学的に検出可能な物理的パターンである。このようなマークは、読取り信号を種々のレベル、例えば３ビットデコーダ表せる８つのレベルで発生させることによって、マルチレベル記憶装置のシンボルを表すものとすることができる。マークを書き込むパワーパルスパターンに対してレーザパワー決定制御パラメータを制御するシステムが記載されている。前マークと次マークの干渉、即ち所謂シンボル間干渉（ＩＳＩ）は、書込みパラメータを調整することによって補償される。既知の装置では、複数の入力シーケンスを複数の着込みステップパラメータにマップする書込みストラテジマトリクスが生成される。各入力シーケンスは現、前及び次シンボル値のような複数の連続する入力データ要素を含む。入力シーケンスが受信されると、書込みストラテジマトリクスを用いて入力シーケンスに対応する現マーク書込み用に選択された書込みストラテジパラメータを決定する。問題は、シンボル間干渉を最小にすると同時に最適信号レベルを達成する書込みストラテジパラメータを選択できない点にある。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、シンボル間干渉を抑制しながら、制御可能なレベル及び波形を有する読取り信号を発生するマークを実現する記録装置及び対応する方法、及び記録担体を提供することにある。
【０００６】
この目的のために、本発明は、頭書に記載の情報記録装置において、情報を表す複数の異なる形状を有するマークの書き込み時に、放射源のパワーを制御するパワーパターンを発生する放射源制御手段を具え、前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状に対応する前記パワーパターンが、第１のマーク部分を書き込む第１のパルス部分及び第２のマーク部分を書き込む第２のパルス部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分を生成する中間パルス部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、頭書に記載の記録担体上のトラックへの情報記録時の放射源パワーの制御方法において、情報を表す複数の異なる形状を有するマークの書き込み時に、放射源のパワーを制御するパワーパターンを発生させ、前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状に対応する前記パワーパターンが、第１のマーク部分を書き込む第１のパルス部分及び第２のマーク部分を書き込む第２のパルス部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分を生成する中間パルス部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、頭書に記載の記録担体において、トラックが情報を表す複数の異なる形状を有するマークを具え、前記複数の異なる形状の少なくとも１つの形状が、第１のマーク部分と、第２のマーク部分と、前記第１及び第２のマーク部分間のスペース部分とを具え、前記マークのこれらの部分が読取り中に単一のマークとして検出可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の手段の効果は、読み取り中に単一マークが検出されるが、読取り信号の形状(波形)及びレベルをマーク部分とスペース部分の両方で制御できる点にある。書き込み中にパワーパターンによってマークのマーク部分とスペース部分を生成される。マーク内の（読取り中それ自体は検出不可能な）スペース部分の存在はマークの形状の自由度を向上し、所望のパターンの読取り信号の波形とレベルを調整するのに有効であり、シンボル間干渉を抑圧するのにも有効である。
【００１０】
本発明は次の認識にも基づくものである。最近の光学的記録システムではマルチレベルコードが使用されている。マルチレベルコードは単一マークから種々の信号レベルの読取り信号を必要とし、記録媒体に書き込まれたマークをしばしば種々のグレイレベルとみなしている。グレイレベルは読取り信号のレベルに対応する。しかし、記録媒体の性質、例えば、相変化材料は結晶質又は非晶質状態の何れかであり、磁気システムでは磁化は上向きか下向きの何れかであるなどのために、物理的にはグレイを書き込むことができない。本発明者は、マルチレベル記録における情報は反射率よりもマークの形状に含めることを考えた。特に、情報をマークの長さに含め、種々のレベルの読取り信号を生じさせる。マークの長さは読取り時点に所要の信号レベルを達成するように設定されるため、他の関連時点、即ち前シンボル及び次シンボルの読取り時点におけるにおける信号波形及びレベルを調整しシンボル間干渉を低減する追加の調整が必要とされる。通常、等化を受信機に適用して、所要の信号レベルを復元するとともにシンボル間干渉を低減する。等化は特定の予想読取り信号波形に対して最適化される。従って、異なる形状の前及び次マークは残留シンボル間干渉を生ずる。本発明者は、少なくともいくつかの長さのマークに少なくとも１つのスペース部分を含めることによって、隣接シンボルの読取り時点における読取りシンボルのレベル及び波形を調整する追加の自由度を生成した。
【００１１】
本発明装置の一実施例では、前記放射源制御手段が、前記複数の異なる形状に対して読取り時点に読取り信号の異なるレベルを発生するためのパワーパターンを発生する。スペース部分の追加のパラメータを用いて種々の信号レベルを発生させることができる利点がある。しかし、スペース部分は異なる読取りシステムにおいて他の読取り信号パラメータを精密に位置させる、例えばバイナリ読取りシステムに置いてゼロクロスを精密に位置させることもできる。
【００１２】
本発明装置の一実施例では、前記放射源制御手段が、予め決められた読取りチャネルに依存する前又は次マークからの干渉を抑圧するように適応されたパワーパターンを発生する。この実施例は、シンボル間干渉が情報の再生に使用されるはずである読取りチャネルに基づいて低減される利点を有する。
【００１３】
本発明装置の一実施例では、前記パワーパターンが前記抑圧のために所定の読取り信号等化関数に基づいて発生される。この実施例は、書込みストラテジの効果と読取り信号等化関数の効果が組み合わされ、一緒に最適化することができる利点を有する。
【００１４】
本発明装置の一実施例では、前記複数の異なる形状が長い形状と短い形状を含み、前記所定の読取り信号等化関数が、読取り信号を長い形状に対して改善し、特に最長の形状に対して最適にするように構成される。読取り信号等化関数を読取り信号を長い形状に適合させると、長いマークに対する出力信号レベルとシンボル間干渉がイコライザで補正される。従って、補正されない最大の信号干渉は中間の大きさの形状により生じ、これらの形状はスペース部分を含めることにより容易に細分できる。
【００１５】
本発明装置の一実施例では。前記複数の異なる形状が最長の形状を含み、前記放射源制御手段が前記最長の形状に対するパワーパターンをスペース部分のない連続マークとして発生する。レベルセンシティブシステムでは、最長マークは最強の読取り信号を発生する必要がある。最長マークを細分しないことは、読取装置から得られる最大コントラストが悪化しない利点をもたらす。
【００１６】
他の実施例は従属請求項に記載されている。
本発明のこれらの及び他の特徴は、図面を参照して以下に一例として記載する種々の実施例の説明からさらに明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は光学的記録プロセスを概略的に示す。記録装置の関連要素はターンテーブル１とディスク状記録担体４を軸３を中心に矢印５の方向に回転させる駆動モータ２とを具える。記録担体はマーク８を記録するためのトラック１１を有し、このトラックは光学ヘッドをトラックに対向する位置に位置させるためのサーボトラッキング信号を発生するサーボパターンの傍に位置する。サーボパターンは、例えば通常プリグルーブと呼ばれている浅いウォブルグルーブ及び／又は通常プリピット又はサーボピットと呼ばれているへこみパターンとすることができる。記録担体４は、十分に高い強度の放射の照射時に例えば反射率変化のような光学的に検出可能な変化を受けて情報を表す記録パターンを構成するマーク８を形成する放射感応性記録層を具える。記録パターン内のマーク８は特定の形状を有し、情報を表す。この情報表現は通常チャネルコードと呼ばれている変調方式に従うものとすることができる。
【００１８】
放射感応層は、例えば比較的高い強度のレーザビームの照射により局部的に除去できる薄い金属層とすることができる。また、この記録層は放射感応染料或いは放射の影響の下で非晶質から結晶質に又はその逆に構造が変化する相変化材料のような他の材料からなるものとすることができる。光学書込みヘッド６は(回転する)記録担体のトラックに対向配置される。光学書込みヘッド６は書込みビーム１３を発生する放射源、例えば固体レーザを具える。書込みビーム１３の強度Ｉは慣例の如く制御信号に従って変調される。書込みビーム１３の強度は、放射感応記録担体の光学特性に検出可能な変化をもたらすのに適切な書込み強度に変化してマークを形成し、マーク間の中間領域はスペースという。書込みシステムでは、スペースを生成するために検出可能な変化をもたらさない低(ゼロ)強度を用いることができる。相変化材料を用いる高密度書換えシステムは通常ダイレクトオーバライト（ＤＯＷ）書込みに基づいている。従って、スペースを書き込む際に、ディスク上の前データを消去するためにある程度の書込みパルスが必要とされる。通常、溶融パルス（高パワー）の付与後に特定の期間低レベルパルスを続けて先に溶融された領域に結晶領域の成長が得られるようにする。マークは、任意の光学的に読み取り可能な形態にすることができ、例えば染料、合金又は相変化材料のような材料の記録時に得られる、周囲と異なる反射係数領域の形態、又は磁気光学材料の記録時に得られる、周囲と異なる磁化方向領域の形態にすることができる。
【００１９】
マークを生成する書込みパワーを制御するシステムは記録すべきパターンに適応され、書込みストラテジと呼ばれている。高密度記録では、高性能書込みストラテジを実行して、制御可能な形状を有するパワーパターンを生成する、例えば書き込むべきマークの長さ及び／又は前スペースのサイズに依存して書込みパワーパターンを制御する。記録すべき時間とマークに基づいてパワーパターンを決定する書込みストラテジのパラメータを書込みストラテジの設定値という。特に、書込みストラテジは記録すべきマークの形状に基づいてパワーパターンを生成するように構成する。特に、種々の形状の少なくとも一つに対して、パワーパターンは第１のマーク部分を書き込む第1のパルス部分および第２のマーク部分を書き込む第２のパルス部分と、第１及び第２のマーク部分間のスペース部分を生成する中間パルス部分とを有し、マークのこれらの部分は前記読み取り中に単一のマークとして検出可能である。
【００２０】
読取り中記録層はビーム１３で走査され、そのビーム強度は光学特性に検出可能な変化を生成するには不十分な一定強度の読み取りレベルにある。走査中、記録担体から反射された読取りビームは走査した情報パターンに従って変調される。読取りビームの変調は放射感応検出器により慣例の如く検出し、ビーム変調を表す読取り信号を発生させることができる。
【００２１】
図２は、書込み可能型又は追記型の記録担体１１、例えばＣＤ−Ｒ又はＣＤ−Ｗ、又は記録可能ＤＶＤ、に情報を書き込み及び／又は読み取る記録装置を示す。本装置は、記録担体上のトラックを走査する走査手段を具え、該走査手段は記録担体１１を回転させる駆動手段２１と、光学ヘッド及び付加回路を具える走査装置２２と、光学ヘッドをトラック上に半径方向に粗く位置決めする位置決め装置２５と、制御装置２０とを具える。光学ヘッドは、光学素子により案内され記録担体の情報層のトラック上に放射スポット２３として集束される放射ビーム２４を発生する既知のタイプの光学系を具える。光学ヘッド及び付加回路は放射ビームから検出された信号を生成する走査装置を構成する。放射ビーム２４は放射源、例えばレーザダイオードにより発生される。ヘッドは、さらに放射ビーム２４の焦点をビームの光軸に沿って移動させるフォーカシングアクチュエータと、スポット２３をトラックの中心上に半径方向に精密位置決めするトラッキングアクチュエータとを具える。トラッキングアクチュエータは光学素子を半径方向に移動させるコイルを具えるものとしてもよく、また反射素子の角度を変えるように構成してもよい。情報を書き込む場合には、放射を制御して記録層に検出可能なマークを生成する。情報を読み取る場合には、情報層で反射された放射を光学ヘッド内の通常のタイプの検出器、例えば４分割ダイオード、により検出して、読取り信号と前記トラッキング及びフォーカシングアクチュエータを制御するためのトラッキング及びフォーカシング誤差信号を含む他の検出信号とを生成する。読取り信号は、通常のタイプの復調器、デフォーマッタ及び出力装置を含む読取り処理装置３０で処理され、情報が読み出される。従って、情報読出し手段は、駆動装置２１と、光学ヘッドと、位置決め手段２５と、読取り信号処理装置３０とを含む。本装置は、入力情報を処理して光学ヘッドを駆動する書込み信号を生成する書込み処理手段を具え、この手段は、入力装置２７と、フォーマッタ２８と、レーザパワー装置２９とを具える。制御装置２０は、情報の記録及び読出し制御し、ユーザからの又はホストコンピュータからのコマンドを受信するように構成することができる。制御装置２０は、制御ライン２６、例えばシステムバス、を経て前記入力装置２７に、フォーマッタ２８及びレーザパワー装置２９に、読取り処理装置３０に、駆動装置２１に、及び位置決め装置２５に接続される。制御装置２０は、情報の書込み／読取りを実行する制御回路、例えばマイクロプロセッサとプログラムメモリと制御ゲート、を具える。制御装置２０は論理回路のステートマシンとして実現することもできる。
【００２２】
制御装置２０は、制御ライン２６、例えばシステムバス、を経て、前記入力装置２７に、フォーマッタ２８及びレーザパワー装置２９に、読取り処理装置３０に、駆動装置２１に、及び位置決め装置２５に接続される。制御装置２０は、以下に記載する本発明の処理及び機能を実行する制御回路、例えばマイクロプロセッサとプログラムメモリと制御ゲート、を具える。制御装置２０は論理回路のステートマシンとして実現することもできる。
【００２３】
一実施例では、本記録装置は記憶システム、例えばコンピュータ用の光ディスクドライブにすぎない。制御装置２０は、ホストコンピュータシステム内の処理装置と標準インターフェースを介して通信するように構成される。ディジタルデータはフォーマッタ２８および読取り処理装置３０に直接インターフェースする。
【００２４】
一実施例では、本装置はスタンドアロン装置、例えばコンシューマ用のビデオ記録装置として構成される。制御装置２０又は本装置に含まれる追加のホスト制御装置は、ユーザにより直接制御され、ファイル管理システムの機能を実行するように構成される。本装置はアプリケーションデータ処理回路、例えばオーディオ及び／又はビデオ処理回路を含む。ユーザ情報は入力装置２７に提示され、入力装置２７はアナログオーディオ及び／又はビデオ、又はディジタル無圧縮オーディオ／ビデオのような入力信号のための圧縮手段を具えることができる。適切な圧縮手段は、オーディオ用としては例えばＷＯ９８／１６０１４−Ａ１に記載され、ビデオ用としてはＭＰＥＧ２規格に記載されている。入力装置２７は、オーディオ及び／又はビデオを情報の単位に処理し、フォーマッタ２８に送る。読取り処理装置３０は適切なオーディオ及び／又はビデオ復号装置を含むことができる。
【００２５】
フォーマッタ２８は、制御データを付加し、データを記録フォーマットに従ってフォーマット化し符号化し、例えば誤り訂正符号（ＥＣＣ）の付加、インターリービング及びチャネルコーディングを行う。さらに、フォーマッタ２８は被変調信号に同期パターンを含める同期手段を具える。フォーマット化された情報単位はアドレス情報を具え、制御装置２０の制御の下で記録担体の対応するアドレス可能位置に書き込まれる。フォーマッタ２８の出力のフォーマット化されたデータはレーザパワー装置２９に送られる。
【００２６】
レーザパワー装置２９は、書き込むべきマークを表すフォーマット化されたデータを受信し、光学ヘッド内の放射源を駆動するレーザパワー制御信号を発生する。マルチレベル記録では、読取り中に特定の読取り時点で種々のレベルの読取り信号を生成するために種々のマークを使用する。トラックが一定長のセルに分割され、各セルが複数の信号レベルの一つを表すマークを含む。従来、マークをグレイレベルとみなしている。しかし、マークの形成に使用する物理的現象の性質のために、グレイをマークの物理的構成とすることはできない。実際には、従来のマルチレベルシステムの読取り信号レベルはマークの種々の形状、特に長さ、により発生される。レーザパワー装置２９は、好ましい形状のマークを精密に書き込むパワーパターンを発生するように構成される。セルの内容を検出する放射スポットのサイズはほぼセル自体のサイズであるために、マークの異なる長さはそれ自体検出されないが、セル内のシンボルの読取り信号値の異なるレベルとして検出される。換言すれば、シンボル（セル）のサイズは検出システムに対してできるだけ小さく選択される。実際には、放射スポットは隣のセルの内容の一部も検出し、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を生ずる。ナイキスト要件を満足するならば、線形ＩＳＩは線形等化により補償することができる。この要件は、シンボルレートを信号の帯域幅の２倍より小さくしなければならないこと意味する。本発明の場合には、シンボルレートをｆsymbol、帯域幅を光学的カットオフｆc＝２ＮＡ/λとし、ｆsymbol≦４ＮＡ/λとすれば、ＩＳＩは完全に除去できる（即ちフル応答システムにできる）。実際の高密度システムでは非線形ＩＳＩが生ずる。
【００２７】
非線形ＩＳＩを低減又は除去しシステムを線形にする方法は、ディスク上のマークを適応化させることによって得られる。異なるマーク長の単一マークを書き込む代わりに、マークを複数のマーク部分に細分する。マーク部分は読取り検出のサイズ、例えば光学ピックアップ装置の読取りスポットのサイズ、のために個別に検出できない。換言すれば、マーク部分は高い周波数を有し、従って個々のマーク部分は読取りチャネルを通過しない。総合読取り信号は「グレイ」の良好の近似を与える。
【００２８】
種々のマーク、例えば読取り信号レベル１〜８に対応する長さを有する種々のマークのレンジに対しては、細分は全てのマーク長に適用しなくてよい。マークのないセル（信号レベルゼロ）を含めることもできること勿論であり、このセルは細分できないこと明らかである。例えば、最短書込みマーク（ｐ＝１）は技術的限界のためにもっと短いマークの列に分割できない。最長マーク（ｐ＝８）に対しては、細分は最大信号レベルを減少し、ダイナミック信号レンジを減少する。従って、最長マークは連続マークとして書き込むことができる。実際には、主に中間の長さのマークを細分する。マルチマーク書込みの原理を図３及び図４に、中間の長さのパルス（ｐ＝４）を用いて説明する。
【００２９】
レーザパワー装置２９は、マーク部分とスペース部分の系列として、例えば相変化記録層における非晶質部分と結晶質部分の系列として書き込むように構成される。本発明者等は、例えば高密度急速成長相変化材料に、書込みレーザスポットより小さいマーク部分を生成できることを確かめた。書込み中に放射を複数回ターンオン及びオフするパワーパターンによって種々の構造のマーク部分を形成し、例えば三日月形の非晶質マーク部分を結晶質スペース部分と交互に形成する。
【００３０】
図３はマーク部分を有するマークを概略的に示す。水平軸上に、マークに使用可能なセル３１が矢印で示されている。使用可能セルはシンボルを表すマークを記録するためのものである。マルチレベルシステムでは、マークの読取り信号は例えば８レベルを有し、このようなマークは３ビットで表せる。最大長のマークはほぼセルを満たし、そのレベルはｐ＝８である。レベルｐ=４を有する理論的な従来のマークは破線のマーク３３で示される。本発明では、実際のマークは複数のマーク部分に細分され、第１のマーク部分３５とこれに続くスペース部分３５と第２のマーク部分３６とに細分される。読取り中、マーク（及びスペース）部分は個別に検出できないが、単一読取り信号が通例セル３１の中心にある読取り時点で検出される。セル長はＴ、マーク部分の系列の全長３２はＤoverall、間隔（スペース部分）３５はＤspaceという。
【００３１】
図４は単一マークと細分マークとの比較を示す。図の左側に単一マーク４２がセル４１内に示されている。表４７は読取り時点（ｎ＝０）における計算により得られた読取り信号の値を示す（図５−７につき後述する）。表４７は、全長マーク（ｐ=８）に対して最適化されたイコライザを受信機で使用しているとの前提の下で、その結果のシンボル間干渉（ｎ＝１，２，３は次、第２及び第３の隣接ＩＳＩである）も示す。比較として、右側に同じ信号レベル（ｐ＝４）がセル４３内の細分マークで達成されている。細分マークは、第１マーク部分４４と、スペース部分４５と、第２マーク部分４６を有する。総合読取り信号レベルは表４８（最上部）に示され、その結果のシンボル間干渉も示されている。非線形性と最も近いＩＳＩを同時にキャンセルするために２つのパラメータ（全長及びスペース部分）を調整することができる点に注意されたい。Ｄoverall＝０．８Ｔ、Ｄspace＝０．３Ｔ（図４に示す）がほぼ最適であり（即ちレベル＝４）、シンボル間干渉値がほぼゼロになる。非線形性及び最も近いＩＳＩは殆どなくなる。他の隣接ＩＳＩも最適化されないがほぼなくなる。他の長さのパルスも同様に最適化することができる。さらに、マーク部分及びスペース部分の長さは、書込みストラテジを容易に見出すことができる適当な値になる。
【００３２】
ここで、シンボル間干渉を理解するために、マーク書込みチャネル及び読取りチャネルのモデルについて検討する。最初に、パルス幅（又持続時間）変調（ＰＷＭ）システムの非線形動作による残留ＩＳＩを計算する。残留ＩＳＩは無視できないことが示された。ＩＳＩの影響は書込み時に（書込みチャネル内のプリディストーション）手段により低減でき、読取り時にも非線形等化により低減できる。
【００３３】
図５はマルチレベル記憶システムの記録チャネルのモデルを示す。チャネル５１はa[k]で表される入力シンボルを受信し、パルス変調器５２に通して離散時間波形に変換する。パルス変調器５２はフーリエペアＣp(t) ⇔Ｃp(f)で表せる。振幅変調の場合には、ａ[k]で振幅が変調された一つのパルス形状のみを使用する。パルス幅変調の場合には、伝送すべきシンボルａ[k]に依存する種々の持続時間の種々のパルスを使用する。パルスはフーリエペアにより次式で与えられる。
【数１】
2007503666.tif 000003
【００３４】
上で使用するブロック関数Πは次式に従って定義される。
【数２】
2007503666.tif 000004
【００３５】
パルス幅変調では、持続時間Ｄは伝送すべきシンボルに依存し、例えばＤ＝(ｐ/Ｍ)Ｔに従って決まり、ここでＭはアルファベットサイズ、Ｔ＝１/ｆsymbolはシンボル時間、及びｐはパルスインデックスである。光学的チャネルはその変調伝達関数（ＭＴＦ）により規定される。
【数３】
2007503666.tif 000005
ここで、ｆc＝２ＮＡ/λはチャネルの光学的カットオフ周波数である（ＮＡはレンズの開口数、λは波長）。
【００３６】
イコライザＥＱは、ＩＳＩフリーシステム（フルレスポンス又はＦＲシステムとして知られている）が得られるように選択される。図５に示すモデルから、全応答がＲＣβ(f)を満足しなければならないのでＦＲイコライザはパルス変調器依存であること明らかである。イコライザがパルスｅに属することを強調するためにインデックスｅを用いている。パルスは前もって判らないので、対応するイコライザを受信機に使用することはできない。従って、パルス幅変調システムはＦＲにできない。それどころか、システムは非線形で、残留ＩＳＩを示す。適切な補償により、非線形性及びＩＳＩを小さくすることができる。補償は書込みチャネルにおける事前補償により与えることができる。しかし、補償は読取りチャネルでも行うことができ、これは書込みチャネルを正確に制御できないとき（ＲＯＭ及びＲのような読取り専用ディスク、エージング後のＲＷのような書込み済みディスク）有利である。最初に線形システムを仮定し、（ナイキストに従って）シンボルレートの半分を中心に残留対称を示す伝達関数を用いることによりチャネルをＩＳＩフリーにする。結局、所謂二乗余弦応答（略してＲＣ応答）、即ちこの目的のための一般的な関数、が次式で与えられる。
【数４】
2007503666.tif 000006
【００３７】
パラメータβは過剰帯域幅を決定する（０≦β≦１，β＝０は非過剰帯域幅、即ち正弦応答チャネルに対応し、β＝１は１００％過剰帯域幅に対応する）。ここでは、ＲＣ関数のカットオフ周波数はＭＴＦのカットオフ周波数にある（別の選択ができるが、これはＭＴＦのＨＦ部分の一部を浪費することになる）。従って、βはもはや独立のパラメータではなく、ディスクの密度に直接結合されるものとなる。βは次式で与えられる。
【数５】
2007503666.tif 000007
【００３８】
βはもはや独立のパラメータではないため、上記の値を使用してβを表記からは外す。代入により次式が得られる。
【数６】
2007503666.tif 000008
【００３９】
パルスｐに対してＩＳＩフリーレスポンスを生ずるイコライザは次式で与えられる。
【数７】
2007503666.tif 000009
【００４０】
異なるパルス、即ちイコライザがＩＳＩフリーを生じないパルスに適用すると、残留ＩＳＩが生ずる。パルスｐが供給されるが、イコライザがパルスｅに対してＩＳＩフリーを行うものとすると、出力パルス応答関数は：
【数８】
2007503666.tif 000010
として書き表せ、この結果はp≠ｅについてＩＳＩをこうむる。
【００４１】
図６はパルス等化後のパルスを示す。プロットされたパルスから非線形性及びＩＳＩのタイプの印象が得られるようにするために、マルチレベルシステムはＭ＝８を用いている。
【００４２】
図６ａは最小長のパルスに対して最適化されたイコライザを用いた場合のパルスを示す。イコライザは上記の式を用いてｐ=１に対して最適化されている。８つの異なるパルスに対するパルス応答ｙ(t)が示され、ｙ軸は公称読取り時点６１である。距離Ｔにある信号値は隣接セルの読取り時点における残留ＩＳＩであり、次の隣接読取り時点が６２、２番目の隣接読取り時点が６３である。公称最大信号レベル６４はｙ軸上に示され、レベル＝８に対応する。レベル=１に対するパルス応答６６は、イコライザがこのパルスに対して決定されているのでｙ軸に公称値を有する。レベル＝８に対するパルス応答６５は最大レベル６４から大きくずれる。
【００４３】
図６ｂは中間長のパルスに対して最適化されたイコライザを用いた場合のパルスを示す。イコライザは上記の式を用いてｐ=４．５に対して最適化されている。図６ａと同様に、８つの異なるパルスに対するパルス応答ｙ(t)が示されている。図から明らかなように、レベル=１に対するパルス応答６８は、イコライザがこのパルスに対して決定されていないのでｙ軸に１より大きい公称値を有する。レベル＝８に対するパルス応答６７は最大レベル６４からずれるが、図６ａの場合よりそのずれは小さい。
【００４４】
図６ｃは最大長のパルスに対して等化されたイコライザを用いた場合のパルスを示す。イコライザは上記の式を用いてｐ=８に対して最適化されている。図６ａと同様に、８つの異なるパルスに対するパルス応答ｙ(t)が示されている。図から明らかなように、レベル=１に対するパルス応答７０は、イコライザがこのパルスに対して決定されていないのでｙ軸に１より大幅に大きい公称値を有する。レベル＝８に対するパルス応答６９は最大レベル６４に正確に位置する。
【００４５】
図７はイコライザに依存するシンボル間干渉を示す。表はｅ＝１，ｅ＝４．５，ｅ＝８に対して最適化された３つのイコライザの場合のＩＳＩを示す。図７の表内の値は図６に示すパルス応答に対応するものである点に注意されたい。表は、各イコライザについて、８つの異なる信号レベル（パルス長ｐ＝１〜ｐ＝８）に対する公称読取り時点（ｎ＝０）における信号値と３つの隣接読取り時点（ｎ＝１，２，３）におけるＩＳＩ値を示す。
【００４６】
上記のモデルは長さ変調パルスの等化による非線形影響についてのみ記載している点に注意されたい。他の非線形影響も存在し、例えば光ディスクの読取りは本質的に非線形である。しかし、検討中の影響は極めて厳しいので、線形ＭＴＦによる現チャネルモデルは現実的なツールである。さらに、モデルは、マークは長さでのみ変調され、振幅や形状で変調されないことを前提にしている。測定によって、長さ変調が現在の高密度メディア（例えば急冷急成長相変化材料を用いる）における主な影響であることが確かめられている。次のセクションで提案するイコライザ及び書込み方法をさらに最適化する際に役立つ定量的結果が熱効果、スカラ回折分析及び測定から得られる。
【００４７】
以上の説明から、線形化及びＩＳＩ補償が必要であることが結論づけられる。非線形性及びＩＳＩは密度に大きく依存しないと思われるが、その影響は密度とともに僅かに減少する傾向がある。非線形及びＩＳＩ特性は主にパルス長変調システムの特性である。
【００４８】
読取り信号の等化に対しては、提案する補償スパンは少なくとも最も近いサンプル（３タップ）であるが、２以上の隣接サンプル(５タップ)にしてシステム性能をさらに向上させることもできる。ＩＳＩがあまり厳しくない場合には、ＩＳＩの近似を単一のサンプルから行い（他のＩＳＩは無視する）、次いでこの近似値を隣接する信号サンプルから減算する。厳しいＩＳＩを有するシステムでは、隣接するサンプルもＩＳＩ補正チャネルの計算に含める。補正値は計算してもよいし、有限インパルス応答（ＦＩＲ）イコライザにテーブルルックアップ又は非線形関数を付与するためのルックアップテーブルを含めてもよい。このアイディアは図８及び図９に示す非線形イコライザに実現されている。
【００４９】
図８は読取り信号等化を示す。読取り信号は入力端８０で線形イコライザ８１に入力する。イコライザ８１は上述したように所定のパルスに対して最適化されている。シンボル間干渉を低減する非線形イコライザ８９が線形イコライザ８１に結合され、出力信号をリニアライザ８８に供給する。非線形イコライザは前及び次シンボル読取り時点における前及び次信号を決定するために複数の１シンボルの遅延Ｄを有する遅延素子８２，８３，８４を具える。前及び次信号は補正値を計算するためにＩＳＩ計算機８５，８６に供給される。補正値は加算装置８７で主信号から減算される。ＩＳＩ計算機は上述したチャネルのモデルに基づく。
【００５０】
図９は読取り信号等化の代替回路を示す。線形イコライザ８１、ＩＳＩ計算機８５、加算装置８７及びリニアライザ８８は図８のものに相当する。非線形イコライザは異なる数の遅延素子を具え、遅延素子９１，９２，９３の第１のチェーンはＩＳＩ計算機８５の補正値を遅延する。遅延素子９４，９５の第２のチェーンは入力信号を遅延する。補正値は加算装置８７で主信号から減算される。
【００５１】
図１０はＩＳＩ計算機のための補正値を示す。曲線１０１は入力と出力との間の関係を示す。表１０２は入力から出力への数値関係を与える。補正値は、ｐ＝４．５及び次の近傍ｎ＝１におけるイコライザについて図７に示されている値に基づくものである。
【００５２】
図１１はリニアライザの補正値を示す。曲線１０３は入力と出力との間の関係を示す。表１０４は入力から出力への数値関係を与える。補正値は、ｐ＝４．５及び公称信号ｎ＝０におけるイコライザについて図７に示されている値に基づくものである。リニアライザは、読取り信号出力値を等化後に受信しマルチレベル読取り信号をシンボルごとにディジタル値、例えば３ビット値に変換する検出器／弁別器と込み合わせてもよい。
【００５３】
上述のイコライザは、光学記録におけるマルチレベルシステムに特に適している点に留意されたい。しかし、このシステムは種々のパルス形状を用いる他のタイプの記録にも適している。このシステムではイコライザをパルス形状の一つに対してのみ最適化することができ、他のパルスは残留ＩＳＩＳを生ずる。
このシステムは読取り専用システムにも好適である。その理由は、書込みチャネルの影響は得られず、等化を読取りチャネルにのみ適用することができるためである。
【００５４】
一実施例では、上述のモデルで設定される補正値が読取り較正により増大される。記録担体には既知のテストパターンが設けられ、このパターンを読み取り、イコライザのパラメータを適合させるために分析することができる。ディスク上の他の学習パターン又はデータから検出された信号を用いてイコライザパラメータを実際の記録担体に適合させることができる。
【００５５】
等間隔の読取りレベルを目的とする書込みストラテジに関しては、イコライザを最適化したパルス長より短いパルスに対応するレベルは高くなりすぎる。また、イコライザを最適化したパルス長より長いパルスに対応するレベルは低くなりすぎる。従来、これは書込みチャネルにおける事前補償により補償でき、例えば短いパルスの長さを減少させ、長いパルスの長さを増大させることにより補償できた。しかし、この補償は次の欠点をもたらす。
【００５６】
１．最短影響の長さの低減は技術的理由のために困難である。
２．最長影響の長さの増大は既に最大長(シンボル長)であるため不可能である。
３．ＩＳＩの符号のためにＩＳＩが悪化する。従って、線形性最適化及びＩＳＩ消去が基本的にコンフリクトする。他の欠点は、影響長さが等間隔にならない場合、それらをメディアノイズによるそれらのエッジでのジッタの場合に区別できなくなり得る。
【００５７】
本発明による書込みチャネルでは、マークを(少なくとも)２つのマーク部分と１つのスペース部分に細分するシステムがＩＳＩの低減及び線形化のオプションを与える。細分マークを有する書込みチャネルのモデルは数学的に次のように記述することができる。マーク部分の系列の全長３２はＤoverallといい、間隔３５はＤspaceという。図５のモデルにおけるパルス変調器５２の関数は次式で書き表せる。
【数９】
2007503666.tif 000011
【００５８】
１つのパラメータ（持続時間）の代わりに、本発明では２つのパラメータ（前持続時間３２と間隔３５）がある。この場合には読取り信号は次式の読取りモデル応答関数から得られる。
【数１０】
2007503666.tif 000012
【００５９】
２つのパラメータ３２，３５は非線形性と最もちかいＩＳＩを同時にキャンセルするように調整することができる。図４に示すように、Ｄoverall＝０．８Ｔ、Ｄspace＝０．３Ｔが最適に近い。他の長さのパルスも同様に最適化することができる。
【００６０】
イコライザの選択と残留ＩＳＩとの間に関係がある点に注意されたい。イコライザの選択が読取りチャネルに対して予め決められている場合には、上述の書込みストラテジパワーパターンの最適化をこのイコライザに適合させることができる。従って、種々のマークに対して決められたパワーパターンは推定される読取りチャネル及びイコライザに適合する。図７の表から、イコライザが最長のパルス長に対して最適化される場合には、主な非線形ＩＳＩ及び非線形性は中間長のパルスと関連し、このパルスを最良に細分することができる。従って、イコライザは長いマーク、特に最長のマークに対して最適化するのが好ましい。最長マークを書き込むパワーパターンは最大の読取り信号に対して最適化することができ、即ちマークを細分しないで、最大長及び強度の連続マークを書き込むことができる。
【００６１】
本発明の装置の一実施例では、制御装置は書込みストラテジのパラメータを調整する較正機能を有する（通常最適パワー制御（ＯＰＣ）と呼ばれている）。例えば、較正は実際のデータ書込み時に行うことができ、これをランニングＯＰＣという。ＯＰＣは、装置の特別のモード、例えば始動中に、専用のテストパターンを用いて実行することもできる。また、ユーザデータの書込みを一時的に中断させて、テストパターンを用いて較正処理を実行させることもでき、これをウォーキングＯＰＣという。ＯＰＣ中、得られる読取り信号が検出され、書込みストラテジのパラメータの調整に使用される。始動モードにおいて、記録担体に予め記録された記録情報から、又は装置のメモリに格納された予め決められた書込みストラテジから、設定値を取り出すことができる。その後の計算モードにおいて、例えばバックグラウンドプロセスにおいて、既知の設定値、例えばテストパターンの記録時に予め決定された設定値を基準として用いることができる。
【００６２】
以上、本発明を主としてマルチレベル光学記録システムを用いる実施例について説明したが、本発明は、例えば読取り信号のゼロクロスの位置を制御するバイナリ記録システムに対して使用することもできる。読取り時に単一マークとして検出される細分マークを生成する追加の制御は、記憶システムのチャネルの種々のパラメータを改善する追加の自由度を提供する。本明細書においては、記録可能とは書込可能及び追記可能を含む。また、情報記録担体については光ディスクを記載したが、他のメディア、例えば光カード、磁気テープを使用することができる。本発明はハードウエアでもソフトウエアでも実現でき、特許請求の範囲における「手段」は同じハードウエア項目で表現することができる。さらに、本発明の範囲は実施例に限定されず、本発明は上述した新規な各構成要件及び全ての構成要件を特徴とするとともに、これらの特徴の組合せを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は光学的記録プロセスの概略図である。
【図２】図２は記録装置を示す図である。
【図３】図３はマーク部分を有するマークを概略的に示す図である。
【図４】図４は単一マークと細分マークとの比較を示す図である。
【図５】図５はマルチレベル記憶システムのチャネルのモデルを示す図である。
【図６】図６は等化後のパルスを示し、  図６ａは最小長のパルスに対して最適化されたイコライザを用いた場合のパルス、  図６ｂは中間長のパルスに対して最適化されたイコライザを用いた場合のパルス、  図６ｃは最大長のパルスに対して最適化されたイコライザを用いた場合のパルスを示す。
【図７】図７はイコライザに依存するシンボル間干渉値を示す表である。
【図８】図８は読取り信号等化回路を示す図である。
【図９】図９は他の読取り信号等化回路を示す図である。
【図１０】図１０はＩＳＩ計算機のための補正値を示す図である。
【図１１】図１１はリニアライザのための補正値を示す図である。
【図１】
2007503666.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
2007503666.tif 000020
【図７】
2007503666.tif 000021
【図８】
2007503666.tif 000022
【図９】
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【図１０】
2007503666.tif 000024
【図１１】
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【国際調査報告】
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