(57)【要約】  本発明は、予め規定された機能を実施する少なくとも１つのアプリケーションプログラムの記憶ならびに取出し、および少なくとも１つのデータファイルの記憶ならびに取出しのためのメモリを有するコンピュータを含むデータ処理システムであって、そのコンピュータが、コンピュータとそのコンピュータのユーザーとの間の娯楽用通信のためのユーザーインターフェースを含み、少なくとも１つのアプリケーションプログラムが、少なくとも１つのデータファイルとの組合せにおけるそのアプリケーションプログラムの動作可能性を確認しイネーブル化する確認ソフトウェアと、確認ソフトウェアによるイネーブル化に応じて少なくとも１つのデータファイルとの組合せにおいて上記の機能を実行する処理ソフトウェアとを含み、確認ソフトウェアが、処理ソフトウェアと別個かつ独立に実行可能であるような、データ処理システムに関するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記憶媒体上へのユーザーデータの二次元光記憶方法であって、
前記媒体にユーザーデータを書き込む工程と、
前記ユーザーデータに加えて、前記媒体上の１つ以上の予め分かっている位置に、１つ以上の較正ビットを付与する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ユーザーデータが二次元フォーマットで記憶され、かつ該ユーザーデータに加えて１つ以上の較正ビットが予め分かっている位置に付与されている光記憶媒体上の、記憶された前記ユーザーデータを読み出す方法であって、
前記光記憶媒体の各部分を、入射電磁放射で連続照射する工程と、
反射された電磁放射から前記ユーザーデータを復元する工程と、
前記１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射について、信号波形を特定する工程と、
該信号波形から、前記１つ以上の較正ビットから反射された前記放射の電場分布を復元する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
線形干渉係数を得るために、前記信号波形に対して行列乗算が実行され、該線形干渉係数から、前記１つ以上の較正ビットから反射された前記放射の前記電場分布が復元されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電場分布から、前記入射電磁放射についての収差を導出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射の前記電場分布の重心を特定する工程と、
該重心から、前記光記憶媒体および／または前記入射電磁放射の、半径方向オフセットおよび／または傾きを特定する工程とを含むことを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射の前記電場分布の強度を特定する工程と、
該強度から、前記入射電磁放射の球面収差および／または焦点外れの値を特定する工程とを含むことを特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記強度の楕円率を特定する工程と、
該楕円率から、前記入射電磁放射の非点収差のレベルを特定する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
ユーザーデータが二次元フォーマットで記憶され、かつ該ユーザーデータに加えて１つ以上の較正ビットが予め分かっている位置に付与されている光記憶媒体上の、記憶された前記ユーザーデータを読み出す装置であって、
前記光記憶媒体の各部分を、入射電磁放射で連続照射する手段と、
反射された電磁放射から前記ユーザーデータを復元する手段と、
前記１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射について、信号波形を特定する手段と、
該信号波形から、前記１つ以上の較正ビットから反射された前記放射の電場分布を復元する手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記信号波形から、前記入射電磁放射についての収差を特定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
特定された前記収差を補正する手段を含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ユーザーデータを二次元フォーマットで受け取って記憶する二次元光記憶媒体であって、
当該二次元光記憶媒体上の予め分かっている位置に、１つ以上の較正ビットが付与されることを特徴とする二次元光記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データの二次元光記憶のための方法および装置に関するものであり、より詳細には、二次元光記憶媒体に記憶されたデータの、改善された書込／読出品質のための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル光記録システムの記憶容量は、ＣＤにおける６００ＭＢから、ＤＶＤにおける４．７ＧＢへと増大しており、青色レーザーダイオードに基づく来たるべきシステムでは、約２５ＧＢに到達すると見込まれている。
【０００３】
図１を参照すると、既存の光記録システムでは、データは、単一トラック１００上に記録されるシリアルデータストリームに変換される。トラック間の干渉を防止するため、隣接するトラック間には十分な間隔が置かれている。単一の読出スポット１０２が提供され、トラックに沿って信号がサンプリングされる。通常、隣接トラックからのクロストークは、ノイズとして現れる。半径方向の利用可能な情報は存在しないので（波形のサンプリングは接線方向にのみなされるため）、トラック１００に沿ったスポット１０２のエネルギー分布の投影のみが構築され得る。この情報からは、収差に関する情報を抽出することは困難である。これは、投影のため、もはや収差を明確に復元することはできないからである。
【０００４】
いかなる場合においても、トラック１００同士の間の間隔は、達成可能な記憶容量を制限し、一方、一次元光記憶システムにおけるデータのシリアル性は、達成可能なデータのスループットを制限する。そのため、並行読出しを実現するマルチスポット光路からなる読出チャネルと組み合わせられた、革新的な二次元チャネル符号化および高度な信号処理に基づく、二次元光記憶（ＴｗｏＤＯＳ）の概念が開発されてきた。ＴｗｏＤＯＳは、１２ｃｍディスクにおいて、少なくとも３００Ｍｂ／秒のデータレートと共に、少なくとも５０ＧＢの容量を達成するものと期待されている。
【０００５】
図２を参照して、一般的には、ＴｗｏＤＯＳディスクのフォーマットは、二次元フィーチャーの形式で情報が記録されている、幅広螺旋構造に基づいている。並行読出しは、複数の光源を用いて実現される。この状態は、たとえば、格子を通過してレーザースポット２０２のアレイを形成する、単一のレーザービームによって発生させられ得る。その他の選択肢には、たとえば、レーザーアレイや光ファイバー装置の利用という選択肢が含まれる。情報は、二次元的に書き込まれる。このことは、異なるビット列間に、ある位相関係が存在することを意味する。図２には、ハニカム構造２００が示されている。このハニカム構造２００は、二次元チャネルコードを用いて符号化することができ、そのことが、複検出（ｂｉ−ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を容易にする。図示されているように、データは、いくつかのビット列からなる幅広のメタトラック内に含まれており、この幅広のメタトラックは、ガード帯２０４（すなわち、データを含まないスペース）により囲まれている。スポット２０２のアレイは、この幅広螺旋構造の全幅を走査する。各レーザースポットからの光は、ディスク上の二次元パターンにより反射され、多数の高周波信号波形を発生させる光検出器集積回路上で検出される。信号波形の組は、図３に模式図が描かれているような二次元信号処理ユニットへの、入力として用いられる。上記の構成の並行性は、達成可能なデータのスループットを大幅に増大させるものであり、個々のデータトラックの間隔を、トラック間スペースを有さない、境を接するような間隔とすることを許容する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、すべての符号化および信号処理操作を、隣接ビット間の時間的な相互作用のみならず、空間的な相互作用（クロストーク）も考慮に入れたものとしなくてはならない点を理解されたい。結果として、記録システム全体が、本質的に二次元の性質を有するものとなる。
【０００７】
本発明の１つの目的は、光読出スポットの光学収差を導出することのできる、データの二次元光記憶のための方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的のため、本発明によれば、光記憶媒体上へのユーザーデータの二次元光記憶方法であって、媒体にユーザーデータを書き込む工程と、そのユーザーデータに加えて、媒体上の１つ以上の予め分かっている位置に、１つ以上の較正ビットを付与する工程とを含む方法が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、ユーザーデータが二次元フォーマットで記憶され、かつそのユーザーデータに加えて１つ以上の較正ビットが予め分かっている位置に付与されている光記憶媒体上の、記憶されたユーザーデータを読み出す方法であって、光記憶媒体の各部分を、入射電磁放射で連続照射する工程と、反射された電磁放射からユーザーデータを復元する工程と、上記の１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射について、信号波形を特定する工程と、その信号波形から、上記の１つ以上の較正ビットから反射された放射の電場分布を復元する工程とを含む方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、線形干渉係数を得るために、上記の信号波形に対して行列乗算が実行され、線形干渉係数から、上記の１つ以上の較正ビットから反射された放射の電場分布が復元される。また、本発明の方法は、上記の電場分布から、入射電磁放射についての収差を導出する工程をさらに含むことが好ましい。さらに、本発明の方法は、上記の１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射の電場分布の重心を特定する工程と、その重心から、光記憶媒体および／または入射電磁放射の、半径方向オフセットおよび／または傾きを特定する工程とを含んでいてもよい。本発明の方法はまた、上記の１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射の電場分布の強度を特定する工程と、その強度から、入射電磁放射の球面収差および／または焦点外れの値を特定する工程とを含んでいてもよい。この場合、上記の方法は、上記の強度の楕円率を特定する工程と、その楕円率から、入射電磁放射の非点収差のレベルを特定する工程とをさらに含んでいてもよい。
【００１１】
本発明はまた、ユーザーデータが二次元フォーマットで記憶され、かつそのユーザーデータに加えて１つ以上の較正ビットが予め分かっている位置に付与されている光記憶媒体上の、記憶されたユーザーデータを読み出す装置であって、光記憶媒体の各部分を、入射電磁放射で連続照射する手段と、反射された電磁放射からユーザーデータを復元する手段と、上記の１つ以上の較正ビットから反射された電磁放射について、信号波形を特定する手段と、その信号波形から、上記の１つ以上の較正ビットから反射された放射の電場分布を復元する手段とを含む装置もカバーする。
【００１２】
１つの好ましい実施形態では、上記の装置は、上記の信号波形から、入射電磁放射についての収差を特定する手段を含んでいてもよい。また、特定された収差を補正する手段が設けられることが好ましい。
【００１３】
本発明はさらに、ユーザーデータを二次元フォーマットで受け取って記憶する二次元光記憶媒体であって、当該二次元光記憶媒体上の予め分かっている位置に、１つ以上の較正ビットが付与される二次元光記憶媒体もカバーする。
【００１４】
図２に図示されているように、二次元光記憶情報内では、複数のビットが互いに非常に近接して配されているので、接線方向および半径方向からの符号間干渉が、信号波形に影響を与える。このことは、一次元光記憶ではノイズとして捉えられるが、二次元光記憶では、追加情報として捉えられる。実際、このことは、半径方向に関する波形の追加的なサンプリングを可能とする。これにより、ディスクの二次元平面にある光スポットのエネルギー分布を復元することが可能となり、また、二次元情報が入手可能であるので、光学収差をより簡単に抽出することができる。本発明によれば、ディスク上に低密度で分布させられ得る、予め分かっているビットパターン（較正ビット）を読み出すことにより、上記のエネルギー分布を取得することができる。ディスク上のスポットのエネルギー分布を復元することができ、このエネルギー分布から、そのスポットの収差を抽出することができる。その後、この収差は、たとえば、光路のパラメータを変更することにより、または等化器もしくは信号検出系の目標応答を調整することにより補正され得る。
【００１５】
したがって、本発明の１つの好ましい実施形態では、ディスク上の特定の場所に較正ピットが配される（たとえば、リードイン領域内に配され、かつ／またはデータ内に追加的に散在させられる）。較正ビットの読出しの結果として得られる信号波形が測定され、これらの信号に対して行列乗算が実行されて、線形干渉係数が得られる。これが可能なのは、ビットシーケンスが予め分かっているためである（二次元パターンのすべてのビット列に沿って）。これらの線形干渉係数から、ピットホールにおける読出スポットの電場分布を復元することができる。この情報には、少なくとも以下の２つの利用法がある。
信号処理ユニットは、この情報を自己の設定のための入力情報として用いて、予測応答に代えて光チャネルの測定された応答を用いることができる。
スポット形状を最適化し、かつ収差を低減させるように、ＯＰＵ設定を適正化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上記およびその他の本発明の側面は、以下に説明する実施形態を参照することにより明らかとなるであろう。以下では、図面を参照しながら、本発明の１つの実施形態を、単なる一例として説明する。
【００１７】
上記のとおり、ディスク上の情報が本質的に二次元の特性を有するような、二次元光記憶のための新規な概念が開発されている。その目的は、（光読出システムの物理パラメータが同一である場合において、）第３世代の光記憶（λ＝４０５ｎｍの波長および０．８５のＮＡを有するブルーレイディスク（ＢＤ））に比して、データ密度を２倍に、かつデータレートを１０倍に増大させることを実現することである。
【００１８】
上記で説明したとおり、この新規な概念では、ビットは、幅広螺旋構造内に編成されている。そのような螺旋構造は、複数のビットが二次元格子上に配されるように、半径方向にある固定された位相関係をもって互いに積み重ねられた、複数のビット列からなる。ここでは、ビット配置として、二次元の緊密な六方配置が選択されている。これは、この六方配置が、正方格子よりも１５％高い充填割合を有するためである。
【００１９】
幅広螺旋の連続する周回同士は、図４に示されているように、１つの空のビット列からなるガード帯で隔てられている。並列読出しのため、各スポットがＢＤ用の特徴を有するような、マルチスポット光路が実現される。等化、タイミングリカバリおよびビット検出を伴う信号処理が、二次元的に、すなわち幅広螺旋内のすべてのビット列に亘って連帯的に行われる。
【００２０】
二次元光記憶の特徴的構成は、あるビットからその最近接ビットまでの距離が、すべての方向（接線方向および半径方向）において同一である点である。その結果、ピット型のビットのピットマークが、六角形のビットセル全体をカバーするものと想定される場合には、「シグナル・フォールディング」として知られる問題が生じ得る。複数の隣接するピット型ビットからなる大きな一続きのピット領域に関しては、回折は全く生じない。そのため、大きなピット領域と大きな非ピット領域（すなわち「ランド」領域）とは、いずれも完全な鏡として作用するので、同一の読出信号を示すこととなる。その結果、チャネルは極めて非線形的なものとなり、可能性のあるすべての六角型クラスターについて信号レベルが計算された、以下のようなスカラー回折のための非線形信号処理モデルが開発された（Ｍ．Ｊ．Ｃｏｅｎｅ、Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｓｉｇｎａｌ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  Ｓｃａｌａｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ（光記録におけるスカラー回折のための非線形信号処理モデル）、２００３年１１月１０日、ＡＰＰＬＩＥＤ  ＯＰＴＩＣＳ第４２巻第３２号参照）。
【数１】
2007513453.tif 000002
ここで、ｂｉは、位置Ｉにおけるピットホールの存在を示すビット値（０または１）であり、ｃｉは、線形係数であり、ｄｉｊは、ディスク上のビットパターンの信号応答を記述する非線形係数である。
【００２１】
上記の信号処理モデルは、一次項（線形項）および双一次項を産する。双一次項には、各ピット型ビット（照射スポットの面積内に入るような、中心に十分近いビット）の自己干渉項と、各ピット対（ピット対をなす両方のピット型ビットが、照射スポットの面積内にあるようなピット対）の相互干渉項とが存在する。そこで、図５ａを参照すると、六角型構造と対応のビットとの模式図が示されている。信号の復元に関しては、中心ビットに近いビットが重要である。図では、最近接ビットが示されている。中心ビットはｂ０とラベル付けされ、周囲のビットはｂ１からｂ６とラベル付けされている。上記の式を利用して、ディスク上の電場を復元することができる。図５ｂを参照すると、７ビット六角型ビットクラスター上における、波面の双一次干渉の二類型、すなわち、自己干渉ｓ０，０およびｓ１，１と、相互干渉ｘ０，１およびｘ１，１とが示されている。
【００２２】
本発明によれば、光ディスク上の特定の位置（たとえば、リードイン領域内および／またはデータ間に疎らに）に、データ自体に加えて、予め分かっているビットパターンを付与することが提案される。これらの位置において、（これらビットパターンの予め分かっている位置における）スポットのエネルギー分布を抽出し、さらにそれから、収差を抽出することが可能である。この情報は、光路のアラインメントを適切に取るために利用することができる。たとえば、ディスクの傾きまたは焦点外れを計測することができ、したがってこれらの誤差が最小になるように調整することができる。この情報はまた、信号処理ユニットが等化器の目標応答を調整するために、したがってチャネルの期待される応答を調整するためにも利用することができる。
【００２３】
より詳細には、上記の式を参照すると、線形係数ｃｉは、位置ｉのピットホールに関する、ディスク上の電場分布の尺度であることが示される。そのため、ビットシーケンスが分かっており、かつ結果として得られる波形が計測されれば、上記の式を用いて係数ｃｉ（およびｄｉｊ）についてフィッティングを行うことができる。当業者においては、上記の式は係数ｃおよびｄに関して線形であり、したがって単純な逆行列化で十分であることが理解されよう。ビットパターンが予め分かっているので、この逆行列化は予め計算することができ、複雑度の低いアルゴリズムが得られる。
【００２４】
特に、本発明を利用して線形係数から得られる有用な量としては、以下のものが挙げられる。
半径方向のオフセット／傾きに変換可能な、ディスクの電場の重心。この量は、ｃ係数に（予め分かっている）ピットの空間座標を掛け合わせたものの、線形和から得ることができる。
強度の広がり［（ｘ２＋ｙ２）Ｅ（ｘ，ｙ）］、すなわち線形係数ｃの二次モーメント。これは、球面収差および焦点外れに関係する。
強度の楕円率、すなわち（ｘ＾２−ｙ＾２）Ｅ（ｘ，ｙ）。これは、非点収差に関係する。
【００２５】
本発明は、二次元光記憶の多くの異なるアプリケーションにおいて利用することができ、それらのアプリケーションには、チップセット、ＯＰＵ光路およびディスク媒体等の、光記憶装置が含まれる。実際、二次元光記憶の将来の標準化においては、本発明に従う較正ビットの存在は、二次元ディスクに必須のものとなるかもしれないことが予見される。
【００２６】
上記に述べた実施形態は、本発明を制限するものではなく説明のためのものであり、当業者においては、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更実施形態を設計することができるであろう点に留意されたい。特許請求の範囲においては、括弧内のいずれの参照符号も、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。「含む」または「備える」等の語は、請求項中または全体の明細書中に列挙されたもの以外の要素または工程の存在を排除するものではない。ある要素を単数（複数）として述べていることは、そのような要素が複数（単数）存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの別個の要素を備えたハードウェアにより実装されてもよいし、適切にプログラミングされたコンピュータにより実装されてもよい。複数の手段を列挙した装置の請求項では、それらの手段のいくつかが、ハードウェアの１つの同一の要素により実装されてもよい。単に特定の施策が互いに異なる従属請求項に記載されているという事実は、それらの施策の組合せを効果的に使うことができないということを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一次元光記憶構成におけるデータ記憶の模式図
【図２】二次元光記憶構成におけるデータ記憶の模式図
【図３】二次元光記憶構成での使用に適した、信号処理ユニットの概略ブロック図
【図４】二次元光記憶の概略的なフォーマット（簡単のため、７列からなる幅広螺旋構造が示されている；各六角形は１つのビットセルに対応する）を示した図
【図５ａ】７ビット六角型ビットクラスターの模式図
【図５ｂ】図５ａの７ビット六角型ビットクラスター上における、波面の双一次干渉の二類型、すなわち、自己干渉ｓ０，０およびｓ１，１と、相互干渉ｘ０，１およびｘ１，１とを示した図
【図１】
2007513453.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2007513453.tif 000007
【図５ｂ】
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【国際調査報告】
2007513453.tif 000009
2007513453.tif 000010
2007513453.tif 000011