(57)【要約】【課題】超解像度の光学情報を読み取る方法を提供する。【解決手段】本発明は非常に高密度（ＣＤ、ＤＶＤ、等）でのデジタル光学式記録の読み取りに関する。読み取りは分離した情報ビットの記録に対するアナログ応答のモデルを用いる、ＰＲＭＬ（部分応答最大尤度、"Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ"）技術により行なわれる。慣例上、応答モデルは標準化されたレベル１又は２を有する、４つ又は５つの信号サンプルにより表わされる。超解像度における読み取りの特定の現象を考慮するため、本発明は４つ又は５つの標準化されたレベルを取ることが可能な、６〜１０種類のサンプルを有するモデルの使用を提案している。このモデルは１、２、及び３から取られるサンプルの僅か２つの可能なレベルを有する、２つのより単純なモデルの重ね合わせから生じ得る。【選択図】図８
2008282520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取りレーザビームを備える光電子システムに基づいて、超解像度において読み取られ得る光学的情報記憶媒体の層に書き込まれたデジタル情報を読み取る方法であって、
その出力密度がその中央において、光電子システムの解像度よりも小さい領域にわたる層の少なくとも１つの、光学的特性の局部的な変更を生み出すために十分であり、前記方法は分離した情報ビットにより提供される部分応答のモデル化に基づく、変化したバイナリ・シーケンスにより提供される応答のモデル化と、情報の読み取り並びにモデル化された変化するシーケンスの応答より生じる、複数のサンプルのシーケンス間の最大類似性に対する探求とを含み、
分離したビットに基づいて、変化したバイナリ・シーケンス用のモデルの確立される、前記分離したビットに対応するモデルが、読み取りレーザビームの空間的なエネルギー分布を代表するガウス分布を表わす第一の単純なモデルと、第一のモデルよりも狭いガウス分布を代表し、レーザビームの中央部に限定された追加的な光学的作用を代表する、第二の単純なモデルとの重ね合わせからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
読み取りレーザビームを備える光電子システムに基づいて、超解像度において読み取られ得る光学的情報記憶媒体の層に書き込まれたデジタル情報を読み取る方法であって、
その出力密度がその中央において、光電子システムの解像度よりも小さい領域にわたる層の少なくとも１つの、光学的特性の局部的な変更を生み出すために十分であり、前記方法は分離した情報ビットにより提供される部分応答のモデル化に基づく、変化したバイナリ・シーケンスにより提供される応答のモデル化と、情報の読み取り並びにモデル化された変化するシーケンスの応答より生じる、複数のサンプルのシーケンス間の最大類似性に対する探求とを含み、
分離したビットに基づいて、変化したバイナリ・シーケンス用のモデルの確立される、前記分離したビットに対応するモデルが、非ゼロ値がＮ個の可能な値の中から取られ、数Ｐが少なくとも６であり、そして数Ｎが３〜５である、非ゼロ値のＰ個のサンプルからなることを特徴とする方法。
【請求項３】
数Ｐが７〜１０であることを特徴とする請求項２に記載の読み取り方法。
【請求項４】
数Ｎが４に等しいことを特徴とする請求項２又は３に記載の読み取り方法。
【請求項５】
分離したビットに対応するモデルが、各々２つの可能なゼロ以外のレベルを有する２つの単純なモデルの加法的な重ね合わせからなり、１つは他方のサンプル数Ｐ１のおよそ半分であるサンプル数Ｐ２を有し、第二のモデルのサンプルが第一のモデルのサンプルとして同じ瞬間に取られることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第一のモデルが、１と２の値であるＮ１＝２の公称値を有するＰ１＝７又は８の非ゼロのサンプルを含み、第二のモデルが、１、２及び３の値の中から取られるＮ２＝２の公称値を有するＰ２＝３又は４の非ゼロのサンプルを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
分離したビットに対するモデルが次のモデル、
−１、１、３、４、４、３、１、１
−１、１、２、３、５、５、３、２、１、１
−１、１、２、４、５、５、４、２、１、１
−１、１、３、４、３、１、１
−１、１、２、３、４、３、２、１、１
−１、１、２、４、５、４、２、１、１
−１、２、３、４、３、３、２、１、１
−１、１、２、３、３、４、３、２、１
−２、２、４、３、３、２、２、１、１
−１、１、２、２、３、３、４、２、２
の中から取られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
分離したビットのモデルが非対称であって、２つの対称で単純なモデルからなり、その一方が他方の一時的な対称中心に対して前側又は後側へと偏倚していることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項９】
記録されたバイナリ情報のシーケンスの実際的な読み取りから生じる、アナログ信号のＫ個のサンプルの連続が集められ、Ｋ個のサンプルの可能なバイナリ・シーケンスに対する応答のモデルが計算され、受信した連続と計算された連続の各々との間の類似性が測定され、そしてここから、どれが見出された最良の類似性を考慮して記録されたバイナリ・シーケンスで有り得るかが推測されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
類似性が以下の
−決められたサンプルの連続に対して、受信された連続の各サンプルと、計算された連続の対応するサンプルとの間の差の二乗の和が計算され、
−これが計算された全ての可能な連続に対して繰り返され、
−計算された様々な二乗和が比較され、
−そして最小二乗和を与える２進数の連続が、全ての可能な２進数の連続の中から選択される、
最小二乗法により測定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非常に高密度でのデジタル光学式記録（ＣＤ、ＤＶＤ、等）の読み取りに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに記録された情報の密度を増加させようとするとき、一般的に情報読み取り装置の性能により制限を受ける。その基本原理は、ディスク内に書き込まれた物理的情報が、この情報を読み取るために役立つであろう光学系の解像度の限界よりもその大きさが小さい場合に、非常に大きな困難を伴ってのみ読み取りが可能であるということである。一般的に、波長が６５０ｎｍの赤色レーザ及び０．６の開口数による読み取りでは、０．４μｍ未満、厳密には０．３μｍ未満の大きさの情報を正しく読み取ることは通常期待できない。
【０００３】
しかしながら、物理的大きさが波長よりも小さい、更に遥かに小さい情報を読み取るために、いわゆる超解像度の方式が考案されている。これらの方式は一定の材料の非線形光学的特性に基づいている。非線形特性という表現は、材料の一定の光学的特性がそれらの受ける光の強さに応じて変化するという事実を意味すると理解される。読み取りレーザ自体は、そのレーザの読み取る点の大きさよりも小さい寸法における、その熱的、光学的、熱光学的、及び／又は光電子工学的効果を通じて、材料の光学的特性を可逆的方法で局部的に変更するであろう。特性の変化によって、この非常に小さな容量内にある光学情報の項目は検出可能となるが、それはこの変化無しには検出不可能であろう。
【０００４】
利用される現象は用いられるであろう読み取りレーザの、主として、
−一方で、レーザはその出力分布が中心で非常に強く、周辺で非常に弱められているガウス分布であるが、（波長のオーダーの）極度に小さな区間を示すような方法で非常に強く集中させられ、
−そしてもう一方で、読み取りレーザ出力は、ビームの中心において区間の小さな部分にわたる出力密度が層の光学的特性を大幅に変更し、他方で区間のこの小さな部分の外側の出力密度がこの光学的特性を大幅に変更せず、その光学的特性が、この変更無しには読み取れなかったであろう情報項目の、読み取りを可能にする傾向のある方向に変更されるように選ばれる、２つの特性に基づく。
【０００５】
例えば、変化する光学的特性は、光ディスク上に形成された物理的マークからなるビットの読み取りが、この物理的マークまでのレーザビームの伝送を必要とする場合、光伝送における増大である。したがって、非線形の層は物理的マークへのビームの行程の中に置かれる。レーザビームの中心は、層を横切る際に入射光線の強さがそれをより透明にするという事実のために、マークに至るまで層を横切ることができるであろう一方で、ビームの周辺部は、層をより透明にするようにその層の光学指数を十分に変更しない故に、横切らないであろう。次いで、その波長により許容されているよりも大幅に狭い直径上に集中したビームがあたかも用いられたように全てが行なわれる。
【０００６】
これらの原理を実行するために様々な理論的提案が表明されているが、いずれも産業的進展をもたらしていない。（特許文献１）はその理論を想起させる。（特許文献２）は非線形の反射率特性を有する膜の例を提供している。（特許文献３）は結晶相の変化を有する様々な材料を提案している。
【０００７】
更に、非常に高密度のデジタル情報（レーザビーム下のマークの進行方向において非常に近接したマーク、又はこの方向において非常に短いマーク）の読み取りは、その読み取りから生じる信号の電圧のしきい値超過の単純な検出により、誤差無しには達成困難であることが知られている。
【０００８】
具体的に、たとえ０又は１のバイナリ情報（例えば０は物理的な層において正孔が存在せず、１は正孔が存在する）を定義する、適切な矩形のマークを記録することが可能であると仮定しても、これらのマークが次々に通り過ぎることから生じる読み取り信号は矩形信号ではなく、読み取りシステムの限られた帯域幅のために変形した信号である。いずれにしても、これらのマークを記録するために用いられる物理的方式のため、矩形のマークを如何にして完全に記録するかは知られていない。
【０００９】
この物理的マークの不完全性及び読み取りシステムの不完全性は、全くの矩形であるべき情報（純粋なバイナリ情報）の項目を表わすための、非常に劣化した形状の電圧信号として表現される。そしてこの非常に劣化した形状の電圧信号は、そのマーク同士が近い程、更に変形し解釈することが困難となる。例えば、各々のバイナリ変換において時間内に良く局部化され、そして電圧しきい値検出器により容易に検出できる、非常に著しい電圧スパイクを有する代わりに、読み取り信号がこれらのバイナリ変換の位置において余り際立たない波形の谷又は突起を含むことが好ましい。これらの谷又は突起、及びそれらの時間的な位置は更に、検出しようとするマークに先行するマークの連続に非常に依存する。
【００１０】
先行技術において、読み取り信号の電子的処理のためのより洗練された方式が提案されている。これらの方式は非常に変形した読み取り信号に基づくバイナリ情報の、与えられた情報密度に対するより良い復号化を可能にし、又は代わりにそれらは単純なしきい値検出を伴う方式によって許容されるよりも高密度で情報を記録し、そして読み取ることを可能にする。これらのより洗練された方式は「部分応答最大尤度」（"Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ"）を表わす略語であるＰＲＭＬ方式と呼ばれる。それらは、
−処理チャンネルがバイナリ情報の連続の様々なモデルを受信するとき、該処理チャンネルの出力における信号により取られ得る応答（部分応答"ＰＲ"）の形の理論的な推定と、
−この信号を出力に与えるために、どのバイナリ情報の連続がチャンネルの入力に送信されたものである可能性が最も高いか（最大尤度"ＭＬ"）を決定するような、実際に検出された出力信号と、応答の様々な理論的形態との間の比較と
に依存する。
【００１１】
バイナリ情報を処理するためのチャンネルに関して語るとき、これは全ての電子的及び物理的、又は化学的処理が、バイナリ情報の書き込みから、アナログ電子信号の形のこの情報を読み取るためのディスクに行くことを意味する。実際、記録されるべき情報のバイナリ項目が利用できるのは書き込みの上流であるが、書き込み自体が情報のバイナリ特性を劣化させ（記録された物理的マークは矩形でない形状を有する）、読み取りもまた劣化し、そして全般的にそれ以上にこの特性が劣化する。
【００１２】
光ディスクの読み取り用に計画される読み取りシステムにおいて、それが赤色レーザ、或いは青色レーザ（より高い解像度の情報の読み取りを可能にする青色レーザ）であろうと、分離した情報ビット（実際には分離したバイナリ変換）の応答波形が、ビットの時間的位置を定義する特徴的な瞬間上に中心のあるガウス分布形状と見なされる、ＰＲＭＬ方式を用いることが提案されて来ている。このガウス分布形状はその後、Ｎ個の可能な値から取られる非ゼロ値のＰ個のサンプルの連続によってモデル化される。ＰＲＭＬの計算が数量に関して妥当であるように、Ｐ及びＮの数は小さい（数ユニット）。大きな数のＮ値による近似は、より正確であるがより多くの計算を要する。大きな数Ｐのサンプルによる近似は、より優れているであろうが、より大きなサンプリング周波数と、それ故より速い計算を必要とする。数Ｎ及びＰが小さいことを考えると、得られるモデルは非常に簡略であり、用語「戯画」（"ｃａｒｉｃａｔｕｒｅ"）が、このバイナリ応答のモデル又はビットの連続に対する応答のモデルを示すために時々用いられ、そして動詞「戯画化する」（"ｔｏ  ｃａｒｉｃａｔｕｒｅ"）が情報ビット又は情報ビットの連続の理論的モデルの計算を示すために用いられるであろう。
【００１３】
図１はＮ＝２の標準化された値１又は２のみを取ることができる、Ｐ＝４の非ゼロのサンプルを用いた戯画化モデルに加えて、分離したバイナリ変換に対する応答の理論的ガウス分布形状の典型的な例を表わす。これらの値Ｐ＝４及びＮ＝２は従来から使用され、ガウス分布は４つの連続的なゼロ以外のデジタル値、すなわち１、２、２、１により戯画化されている。サンプリング周波数はＦであり、サンプリング期間はＴ＝１／Ｆｅ（各期間Ｔに対して１つのサンプル）である。このタイプの形状の分離したバイナリ変換に対する理論的ガウス分布のアナログ応答、及びこのタイプの応答のデジタル・モデル化を伴うＰＲＭＬ方式を用いたバイナリ情報の適切な読み取りのために、サンプリング期間がガウス分布曲線の中間高さに対応する幅の１／４に等しくなるように準備され得る。
【００１４】
これが図１において表わされているものである。したがって、連続的なバイナリ変換が少なくともサンプリング期間の２倍（２Ｔ）だけ隔てられている条件において、ディスクに記録されたバイナリ情報項目を再生することが可能なことは評価される。この値未満において、その変換同士は十分な安全性をもって読み取ることを可能にするには余りに近接し過ぎているであろう。
【００１５】
ガウス分布波形の戯画の別の例が、図２においてＰ＝５及びＮ＝２で表わされている。そのモデル又は戯画は今や１、２、２、２、１である。それは１、２、２、１モデルよりも僅かに優れた結果を与え、前のモデルの如く、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）及びＨＤ＿ＤＶＤ  ＲＯＭの規格において提案されている。
【００１６】
図３（３Ａ〜３Ｆ）はＰＲＭＬ方式の原理を想起させる。
【００１７】
３Ａのラインに表わされているのは、２つのバイナリ変換（ＲＬＬコード）の間に同一の値を保つビットの変数によりコーディングされた、書き込まれるべきバイナリ情報のシーケンスである。記録された情報を読み返すときのビットの持続時間は、ＰＲＭＬ方式において用いられるサンプリング期間Ｔに等しいと想定されるが、バイナリ・シーケンスは従来、常に少なくとも２つの同じ連続したビットが存在するようなものである。
【００１８】
ライン３Ｂに表わされているのは、このシーケンスに基づいて記録された物理的マークの連続である。マークの長さは、その後にマーク間の隔たりが続く２つの変換の間のビット数に対応し、その間隔は次の変換の前のビット数に対応する長さを有する。次いで、マークの長さは、マーク同士の間の距離と同様に、始動のＲＬＬコード以外のコードの下で、記憶されたバイナリ情報を表わす。マークの長さは持続時間として、より正確には期間Ｔの整数として表わされ、そのマークは読み取りレーザビームの下で一定速度にて次々に通り過ぎ、Ｔの値はビットの持続時間を表わす。
【００１９】
ライン３Ｃに表わされているのは、物理的マークに対応するコーディングされたデジタル情報である。存在するマークは１、マーク無し（又はマーク間、或いは逆極性のマーク）はゼロである。
【００２０】
ライン３Ｄに表わされているのは、分離した１つの１ビットに対する従来の応答モデルである。選ばれた例は図１の１、２、２、１モデルのものである。ゼロビット（マーク無し）に対する応答はゼロであると想定される。
【００２１】
３Ｅで示されるラインのグループにおいて表わされているのは、各々の連続的マークの各ビットの存在を生み出すであろう、相次ぐデジタル・モデル１、２、２、１の連続であり、一方でモデルの長さ（４Ｔ）はビット長（Ｔ）よりも大きい。そのモデルは重なり、１ビットの連続に由来するモデルは、これらの複数の重なりから生じる時間においてシフトされたデジタル値の加算である。このデジタル加算の結果はグループ３Ｅの最終ラインに書き込まれている。
【００２２】
ライン３Ｆに表わされているのは、この重なり及びこの加算から生じるデジタル値の時間的連続である。デジタル値は０〜６に及ぶスケールにわたって広がる。数６はＰ＝４及びＮ＝２の値に対する重なりから生じる上限である。スケールはＰ＝５及びＮ＝２に対して０から８まで至るであろう。
【００２３】
ライン３Ｇに表わされているのは、ライン３Ａのバイナリ・シーケンスに基づいて記録されたマークの読み取りに対応する実際の読み取り信号に加えて、周波数Ｆｅ＝１／Ｔにおけるこの信号のサンプリングから由来するデジタル値であり、ここでＴはビット及び読み取りレーザビームの下でのディスクの回転速度に対応する物理的マークの長さを考慮した、ビットの理論的持続時間である。読み取り信号は比較できるように図３Ｆの理論的モデルのものと同様なスケール（０〜６）で標準化されている。
【００２４】
ＰＲＭＬ技術は、実際の読み取りから生じるアナログ信号のＫ個のサンプルの連続を集めること、ライン３Ａのタイプのあらゆる種類の予め決定された理論的な連続（それ故、どれが本当に記録されたか知られていないが記録され得た可能性のある、あらゆる種類の可能な２進数の連続に対して）を計算すること、受信した連続と各々計算された連続との間の類似性を測ること、及びより良い類似性が見出されたことを前提として、それらからどのバイナリ・シーケンスが最初のものであるかを推定することにある。
【００２５】
類似性は次のいわゆる最小２乗法により計算されることが望ましい。
−決定されたサンプルの連続に関して、受信した連続の各サンプルと計算された連続の対応するサンプルとの間の差の２乗の和が計算され、
−これが計算された可能な連続の全てに対して繰り返され、
−計算された様々な２乗和が比較され、
−そして最小２乗和を与える２進数の連続が、全ての可能な２進数の連続の中から選択される。この連続に対して計算された理論的応答は、最小２乗法の基準に基づく読み取り信号に最も類似するものであるため、この２進数の連続は実際にディスク内に記録されたシーケンスであると考えられる。
【００２６】
【特許文献１】米国特許第５，１５３，８７３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３８１，３９１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５６９，５１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明によれば、部分応答ＰＲの形態の通常の戯画（１、２、２、１又は１、２、２、２、１）は、物理的マークが超解像度において読み取られるように意図された非常に小さなマークである時、読み取られた信号の正しい復号化を可能にするには最適でなかったこと、すなわちその中央部分のみがマークの光学的特性を変更するために十分強力であるマークは、ビームの周辺部がこの変更を可能にするために十分強力であることなく、読み取りレーザビームによって読まれ得ることが見出されている。
【００２８】
本発明は、超解像度の場合にサンプリング周波数Ｆｅを増加させ、従ってマークの最小サイズと、真に有用なビームの非常な狭さとを考慮に入れるために時間Ｔを低減することは、十分でないという直感に依存している。確かに、超解像度におけるレーザビームの真に活性的な部分は非常に狭いけれども、それでもなおビームはその中央部分の外側にも事実存在し、したがってその周辺部とその中央において同じ光学的作用を有さないとしても、それはより多くの数のマークにわたって広がる。
【００２９】
戯画化されたモデルを定義する非ゼロのサンプルの数Ｐ、及び／又は応答モデルにおける可能な非ゼロの個々のレベルの数を表わす数Ｎは、しかしながら、数Ｐ又は数Ｎがリアルタイムの読み取りを許容するには尤度計算を余りに扱いにくくするであろう範囲まで及ばすに、モデルの中央部分の高さを大幅に高めることにより変更されることが提案される。本発明によれば、分離されたビットの応答モデルが、読み取りレーザビームの空間的エネルギー分布を表わすガウス分布を戯画化している第一の単純なモデルと、第一モデルよりも狭いガウス分布を戯画化し、レーザビームの中央部に限定された追加的な光学的作用を表わす第二の単純なモデルとを、重ね合わせることにより戯画化されることが提案される。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
従って本発明は、読み取りレーザビームを備える光電子システムに基づいて、超解像度において読み取られ得る光学的情報記憶媒体の層に書き込まれたデジタル情報を読み取る方法に関し、その出力密度はその中央において、光電子システムの解像度よりも小さい領域にわたる層の少なくとも１つの、光学的特性の局部的な変更を生み出すために十分であり、本方法は分離した情報ビットにより提供される部分応答のモデル化に基づく、変化したバイナリ・シーケンスにより提供される応答のモデル化と、情報の読み取り並びにモデル化された変化するシーケンスの応答より生じる、複数のサンプルのシーケンス間の最大類似性に対する探求とを含み、この方法は、分離したビットに基づいて、変化したバイナリ・シーケンス用のモデルの確立される、その分離したビットに対応するモデルが、読み取りレーザビームの空間的なエネルギー分布を代表するガウス分布を表わす第一の単純なモデルと、第一のモデルよりも狭いガウス分布を代表し、レーザビームの中央部に限定された追加的な光学的作用を代表する、第二の単純なモデルとの重ね合わせからなることを特徴とする。
【００３１】
これを効果的に達成するため、非ゼロ値がＮ個の可能な値の中から取られ、数Ｐが少なくとも６（望ましくは７〜１０）であり、数Ｎが３〜５である、非ゼロ値のＰ個のサンプルを用いて、分離したビットの戯画化されたモデルを望ましくは構築することが必要であったことが見出されている。
【００３２】
その結果として、言い換えれば、本発明は読み取りレーザビームを備える光電子システムに基づいて、超解像度において読み取られ得る光学的情報記憶媒体の層に書き込まれたデジタル情報を読み取る方法に関し、その出力密度はその中央において、光電子システムの解像度よりも小さい領域にわたる層の少なくとも１つの、光学的特性の局部的な変更を生み出すために十分であり、本方法は分離した情報ビットにより提供される部分応答のモデル化に基づく、変化したバイナリ・シーケンスにより提供される応答のモデル化と、情報の読み取り並びにモデル化された変化するシーケンスの応答より生じる、複数のサンプルのシーケンス間の最大類似性に対する探求とを含み、この方法は分離したビットに基づいて、変化したバイナリ・シーケンス用のモデルの確立される、その分離したビットに対応するモデルが、非ゼロ値がＮ個の可能な値の中から取られ、数Ｐが少なくとも６（望ましくは７〜１０）であり、数Ｎが３〜５である、非ゼロ値のＰ個のサンプルからなることを特徴とする。本発明によれば、そのモデルは各々が２つの可能なゼロ以外のレベルを有し、１つはもう一方のサンプルの数Ｐ１（例えば７又は８）よりも小さい（望ましくはおよそ半分の）サンプルの数Ｐ２（例えば３又は４）を有する、２つの単純なモデル（２つの異なる幅のガウス分布の戯画）の加法的な重ね合わせからなることが望ましい。第二のモデルのサンプルは第一のモデルと同じ瞬間に（原則として、第一のモデルの中心に最も近いサンプリングの瞬間の中から）取られる。これらの選択は先行技術の単純なガウス分布のモデルの場合よりも、より著しい中央のスパイクを有するモデルをもたらし、このスパイクはレーザビームの中心において超解像度の効果を表わす。
【００３３】
望ましくは、第一のモデルは１と２の値であるＮ１＝２の公称値を有するＰ１＝７又は８の非ゼロのサンプルを含み、第二のモデルは１、２、及び３の値の中から取られたＮ２＝２の公称値を有するＰ２＝３又は４の非ゼロのサンプルを含む。実際に、完全なモデルは１〜４、又は１〜５に及び得る公称値の７つ又は８つのサンプルを含むことが望ましい。
【００３４】
１０個のサンプル１、１、２、３、４、４、３、２、１、１又は１、１、２、３、５、５、３、２、１、１は偶数のサンプルを有するモデルの場合において好ましいモデルである。９つのサンプルを有する１、１、２、３、４、３、２、１、１は奇数のサンプルの場合において好ましいモデルである。
【００３５】
単純なガウス分布曲線の戯画ではないこれらのモデルは、超解像度において読み取られるべく意図された記録の場合に、情報処理チャンネルの挙動をより良く説明する。
【００３６】
分離したビットのための戯画化されたモデルは、２つの対称で単純なモデルの重ね合わせからなり、その一方が他方の一時的な対称中心に対して（１回又は２回のサンプリング期間ごとに）前側又は後側へ偏倚した非対称でもあり得る。
【００３７】
本発明のその他の特徴及び利点は以下に続き、添付図面を参照して与えられる詳細な説明を読めば明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図４に表わされているのは、その長さが、同じ高いレベルにおける多数の連続的ビットに対応する物理的マーク、及びその長さが、ゼロレベルにおける多数の連続的ビットに対応する、マーク間の距離の形で記録された例示的バイナリ・シーケンスである。このシーケンスは２、２、２、４、２、５、３、８で示され、この記号表記はそのシーケンスが連続的に、低レベルにおける２ビット、高レベルの２ビット、低レベルの２ビット、高い４ビット、低い２ビット、高い５ビット、低い３ビット、高い８ビットを含むことを示している。
【００３９】
ビットの持続時間はＰＲＭＬ方式において用いられる読み取り信号のサンプリングの持続時間Ｔに等しい。
【００４０】
同じ図に描かれているアナログ曲線は、例示のために記録チャンネルの（アナログでモデル化された）応答を伴うこのバイナリ・シーケンスの畳み込み、及び記憶された情報の読み取りを表わす。モデル化は読み取りヘッドの全ての帯域幅の不完全さを考慮に入れるが、それはまた物理的マークのエッジが鋭いエッジでないという事実も考慮に入れる。単純化のために、本発明者らは読み取りヘッドのモデル化について説明する。一方で、実際にそれは、記録されるべきバイナリ情報から、そのバイナリ情報を復元するために役立つであろうアナログの読み取り信号へ行く、全ての情報チャンネルの応答のモデル化に関することである。
【００４１】
読み取りヘッドの応答を伴うバイナリ情報の畳み込みを表わすアナログ曲線は、それらの間の関係をより良く明らかにするために、バイナリ情報信号と同調して表わされている。このアナログ曲線は、いわばその下でバイナリ・シーケンスが次々に現れる、実際の読み取りヘッドから生じ得る（超解像度効果のない）典型的なアナログ読み取り信号を表わす。
【００４２】
図５は、図１の持続時間４Ｔの１、２、２、１モデルを、分離した情報ビット用の基本的デジタル・モデルとして用いて、同じバイナリ・シーケンスに対する読み取りヘッドの応答のデジタル・モデル化から生じる階段曲線を象徴的に表わす。表わされている階段曲線は、線図の妥当な可読性を保持するように、単純化された曲線である。計算された実際の曲線は、表わされているものとは異なるであろう。
【００４３】
１、２、２、１モデルが、分離された情報ビットに対する読み取りヘッドの実際の応答と一定の類似性を有する場合、図５の階段曲線と図４のアナログ曲線との間には類似性があり、図５のモデルは図４に表わされている、アナログ形状を有する読み取り信号を復号化するためのＰＲＭＬ方式において役立ち得ることが理解される。
【００４４】
しかしながら、より短いマーク、例えば１つのビット（持続時間Ｔ）に等しい長さに基づいて構築されるバイナリ・シーケンスを検出するために、同じモデルを保持することが望まれた場合、超解像度がこれらの短いマークを表わすアナログ信号を備えると仮定すると、これらのモデルはもはや有効ではないであろう。図６は例としてバイナリ・シーケンス２Ｔ、１Ｔ、２Ｔ、１Ｔ、３Ｔ、２Ｔの戯画モデルを表わす。図１の１、２、２、１モデルを依然として有する、得られた戯画は、超解像度において得られるアナログ信号と僅かな類似性を有するであろう谷及び突起をもはや示さない。
【００４５】
図７は図１のものと非常に良く似たモデルを表わす。このモデルはサンプリング周波数が単に２倍にされている点で異なるが、レーザ集束点の大きさも、１つのビット（持続時間Ｔ）の長さも変化していないため、一方で分離したビットに対する応答の表示のための同じ全体的持続時間を保っている。値１及び２の２つのレベルは保たれている。そのモデルはそれゆえ４つの非ゼロ値の代わりに、Ｎ＝８の非ゼロ値にわたり拡張されている。そのモデルは１、１、２、２、２、２、１、１である。サンプリング期間は、Ｔが図５の場合のサンプリング期間であった場合、Ｔｒ＝Ｔ／２である。
【００４６】
図５におけるようなマークの同じ実際の長さに対応するバイナリ・シーケンスのモデル、すなわち、持続時間２Ｔのマークの最小長さが今や持続時間Ｔｒ＝Ｔ／２の４ビットに対応するため、もはや２、２、２、４、２、５、３、８ではなく４、４、４、８、４、１０、６、１６になるバイナリ・シーケンスに対応する信号の計算が、この分離したビットモデルを用いて行なわれる場合、図５のものよりも優れた（より精細な）戯画品質が得られるであろうが、計算が非常に扱いにくくなければ、それ以外に大した手間は不要である。
【００４７】
しかしながら、マークの読み取りを超解像度、すなわち例えば半分の長さのマーク、言い換えれば４ビットよりもむしろ２ビットの持続時間で行なおうとする場合、バイナリ・シーケンスは図７の１、１、２、２、２、２、１、１モデルが使用されるならば、再び、短縮された期間Ｔｒ＝Ｔ／２を伴う２、２、２、４、２、５、３、８となる。この場合、計算されたモデルは２ビットの持続時間の、互いに近接して短いマークの識別を必ずしも可能にしないであろうことが見出され、その一方で超解像度において行なわれる測定は、非常に小さいサイズのマークが、これらのような非常に短いマークの存在の識別を可能にするアナログ信号を生じさせることを示すように思われる。
【００４８】
同じ発見が図２の１、２、２、２、１モデルに基づいてなされ得る。それはマークの長さ及び最小間隔が２Ｔ’である（Ｔのおよそ４／５に等しい）期間Ｔ’を有するシーケンス２、２、２、４、２、５、３、８を正しく戯画化することを可能にする。しかしながら、それはＴ’のような遥かに短い持続時間及び間隔のマークの、超解像度における読み取りから生じる信号を戯画化することを可能にしない。図２のモデルから推測され、しかしサンプリングの持続時間Ｔｒ’＝Ｔ’／２を伴う１、１、２、２、２、２、２、２、１、１として２倍にされたモデルの選定は、図７のモデルと同様に持続時間２Ｔ’のマークの読み取りを僅かに改善するが、それは必ずしも持続時間又は間隔Ｔ’の超解像度における読み取りを、正しく戯画化することを可能にしないということが見出されている。
【００４９】
図８は本発明によって提案されている分離したビットの戯画化モデルを表わす。このモデルは、２つの値すなわち１と２であるＮ１の１０サンプルに等しいＰ１を有する第一のモデル（ライン８Ａ）と、該第一モデル上に中心合わせされ、２つの値１と２であるＮ２の４サンプルに等しいＰ２を有する第二のモデル（ライン８Ｂ）との重ね合わせから生じる。第一のモデルは１、１、２、２、２、２、２、２、１、１モデルである。第二のモデルは１、２、２、１モデルである。最初の２つの加算から生じるモデルは、Ｐ＝１０サンプル及び、４つの値１、２、３、４であるＮを有する、１、１、２、３、４、４、３、２、１、１モデル（ライン８Ｃ）である。サンプリング期間はＴ’ｒと表わされ、原則としてＴｒよりも僅かに小さい。
【００５０】
このモデルは、それが約１０の情報ビットに等価な幅をカバーするレーザ集束点の幅と、超解像度のゆえに集束点の中心においてより大きなフィードバック信号の感度との両方を考慮に入れるため、超解像度における読み取りをより良く説明できたことが見出されている。
【００５１】
より一般的に、同じ利点を有する他の類似のモデルが、２つのレベルを有する（少なくとも６つの非ゼロ・サンプルの）広いガウス分布モデルと、又２つのレベルを有する（４つ以下の非ゼロ・サンプルの）より狭いガウス分布モデルとを重ね合わせることにより構築され得る。もたらされるモデルは少なくとも６つのサンプル及び、最大で４又は５レベルを有する。
【００５２】
図９は本発明による分離したビットの可能な戯画モデルを表わす。
【００５３】
偶数のサンプルを有する構造：
【００５４】
１、１、３、４、４、３、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布１、２、２、１モデルとの重ね合わせ
【００５５】
１、１、２、３、５、５、３、２、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布１、３、３、１モデルとの重ね合わせ
【００５６】
１、１、２、４、５、５、４、２、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布２、３、３、２モデルとの重ね合わせ
【００５７】
奇数のサンプルを有する構造：
【００５８】
１、１、３、４、３、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布１、２、１モデルとの重ね合わせ
【００５９】
１、１、２、３、４、３、２、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布１、２、１モデルとの重ね合わせ
【００６０】
１、１、２、４、５、４、２、１、１−広い単純なガウス分布１、１、２、２、２、２、２、１、１モデルと、狭いガウス分布２、３、２モデルとの重ね合わせ
【００６１】
最後に、制限内で、全体としてサンプル数のＮを最小化したい場合、Ｎ＝５をとり、そしてレベル４におけるその中心のスパイクがレーザビームの中心において際立った追加的な光学的作用を表わす、１、２、４、２、１モデルを用いることが可能であろう。このモデルは単純なガウス分布１、２、２、２、１モデルと、第一モデルの中央に局在している更に単純な狭いガウス分布（０）、２、（０）モデルとの加算として考えられ得る。
【００６２】
これらのモデルは対称であるが、例えば１、１、２、２、２、２、２、１、１モデルと、第一モデルの中央に置かれていない（期間Ｔだけ左側に偏倚した）１、１、２、１、１モデルとを加えることにより得られる、１、２、３、４、３、３、２、１、１の非対称モデルを想定することが可能である。
【００６３】
非対称は、例えば活性層を有する材料の応答時間が、レーザビームの中心による照射の影響下で異なる状態を取るような物理的現象を考慮するために有用であり得る。非対称は、考慮するために有用なように思われるであろう現象によって、１つの方向又は他の方向となり得る。非対称の２、２、４、３、３、２、２、１、１モデルにおいて最大値を成すために、１期間よりもむしろ２期間Ｔの左側への偏倚もまた可能である。或いは再度、１、１、２、３、３、４、３、２、１モデルにおいて最大値を成すために、１期間Ｔの右側への偏倚、又は１、１、２、２、３、３、４、２、２モデルにおいて最大値を成すために、２期間の右側への偏倚も可能である。
【００６４】
どのモデルが選択されるかに拘わらず、ＰＲＭＬ処理に関して慣例的な方法が用いられる：記録されたバイナリ情報のシーケンスの実際的な読み取りから生じる、アナログ信号のＫ個のサンプルの連続が集められ、Ｋ個のサンプルの可能なバイナリ・シーケンスに対する応答のモデルが計算され、受信した連続と計算された連続の各々との間の類似性が測定され、そしてここから、どれが見出された最良の類似性を考慮して記録されたバイナリ・シーケンスで有り得るかが推測される。
【００６５】
類似性は望ましくは以下の最小二乗法により測定される：
−決められたサンプルの連続に対して、受信された連続の各サンプルと、計算された連続の対応するサンプルとの間の差の二乗の和が計算され、
−これが計算された全ての可能な連続に対して繰り返され、
−計算された様々な二乗和が比較され、
−そして最小二乗和を与える２進数の連続が、全ての可能な２進数の連続の中から選択される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（既に説明されているが、）Ｐ＝４の非ゼロのサンプル、及びＮ＝２のコーディングレベル１及び２を用いた戯画化モデルに加えて、分離したバイナリ変換に対する標準ガウス分布応答の典型的な例示形態を表わす。
【図２】（既に説明されているが、）アナログ応答の同じ形態の、別の例示的モデル化を表わすが、今回はＰ＝５の非ゼロのサンプル及びＮ＝２のコーディングレベルによる。
【図３】（既に説明されているが、）ＰＲＭＬ処理に基づく読み取り方式の原理を表わす。
【図４】ディスクに書き込まれた情報の特定のバイナリ・シーケンスと、従来の読み取りの場合において、このバイナリ・シーケンスを再生する光学読み取りヘッドから生じ得る典型的なアナログ信号の形態を表わす。
【図５】図１のモデルが使用されたときに、図４のバイナリ・シーケンスを戯画化したデジタル信号を表わす。
【図６】大幅に短いマーク及び間隔を有するバイナリ・シーケンスを戯画化した信号を表わす。
【図７】図１に良く似た、半分のサンプリング期間及び２倍のサンプル数を有するモデルを表わす。
【図８】本発明による分離したビットに対する戯画モデルを表わす。
【図９】様々な他の可能なモデルを表わす。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐ  サンプル数
Ｎ  値の数
Ｋ  サンプル数
Ｔ  サンプリング期間、ビット長、ビットの（理論的）持続時間
Ｆ  サンプリング周波数
Ｆｅ  各期間のサンプリング周波数
Ｔ’  期間、持続時間
Ｔｒ  サンプリング期間、持続時間
Ｔｒ’  サンプリングの持続時間
Ｔ’ｒ  サンプリング期間
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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