(57)【要約】【課題】  高密度化が進み、信号の再生にＰＲＭＬ方式を用いる光ディスクにおいて、ＰＲＭＬ回路が初期設定状態のままでは、安定に情報の再生を行うのが困難であるという欠点を解消する。【解決手段】  光ディスク媒体（１０）に、高密度にデータが記録されるデータ記録エリア（１４）とは別に、低密度で情報が記録されており、そこから容易に２値等化再生ができるシステム情報記録エリア（１６）を設け、ここに回路設定に必要な情報を記録しておく。【選択図】      図４
2004327013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル状の記録トラックが形成された、円盤状の光ディスク媒体であって、前記光ディスク媒体は、その半径方向に分割して設定された、データ記録エリアとシステム情報記録エリアとを有し、前記システム情報記録エリア上での情報の記録密度が前記データ記録エリア上でのデータの記録密度よりも低いことを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項２】
前記システム情報記録エリアは前記光ディスク媒体の内周側に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク媒体。
【請求項３】
前記システム情報記録エリアの最短ピット長は、前記データ記録エリアの最短ピット長の略整数倍に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク媒体。
【請求項４】
前記システム情報記録エリアは、特定の記録密度を持ち、前記光ディスク媒体の特定の半径位置に設定されており、
前記光ディスク媒体が、再生専用型、追加記録型、書き換え型の３種類のいずれかであり、
前記システム情報記録エリア上に、前記光ディスク媒体が前記３種類のいずれであるかを特定する情報が記載されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク媒体。
【請求項５】
前記データ記録エリアは、記録または再生するデータの最短ピット長Ｌ１が、記録再生に使用する光源波長λと対物レンズの開口数ＮΑを用いて、Ｌ１＜０．３５×λ／ＮΑの関係を満足し、さらにＰＲＭＬにおける品質評価指標として定義されるＰＲＳＮＲ値が１４以上であり、
前記システム情報記録エリアは、再生専用のデータの最短ピット長Ｌ２がＬ２＞０．５０×λ／ＮΑの関係を満足し、
かつ、前記システム情報記録エリアのトラックピッチは、前記データ記録エリアのトラックピッチよりも広いことを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク媒体。
【請求項６】
前記システム情報記録エリアは前記光ディスク媒体の内周側に設定されていることを特徴とする、請求項５に記載の光ディスク媒体。
【請求項７】
前記システム情報記録エリアの最短ピット長は、前記データ記録エリアの最短ピット長の略整数倍に設定されていることを特徴とする、請求項５に記載の光ディスク媒体。
【請求項８】
前記システム情報記録エリアは、特定の記録密度をもち、前記光ディスク媒体の特定の半径位置に設定されており、
前記光ディスク媒体が、再生専用型、追加記録型、書き換え型の３種類のいずれかであり、
前記システム情報記録エリア上に、前記光ディスク媒体が前記３種類のいずれであるかを特定する情報が記載されていることを特徴とする、請求項５に記載の光ディスク媒体。
【請求項９】
光ディスク媒体の半径方向に分割して設定されたデータ記録エリアとシステム情報記録エリアとを有する前記光ディスク媒体に対してデータを記録または再生する光ディスク装置であって、前記システム情報記録エリア上での情報の記録密度が前記データ記録エリア上でのデータの記録密度よりも低くなっており、前記光ディスク装置は、
前記光ディスク媒体を回転する回転手段と、
該回転する光ディスク媒体から情報の再生を行い、再生信号を出力する光ヘッドと、
該光ヘッドが前記システム情報記録エリア上に位置しているときに、前記再生信号を２値等化する２値等化回路と、
前記光ヘッドが前記データ記録エリア上に位置しているときに、前記再生信号をパーシャルレスポンス等化するＰＲＭＬ回路と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】
前記データ記録エリアは、記録再生するデータ、または再生専用のデータの最短ピット長Ｌ１が、記録再生に使用する光源波長λと対物レンズの開口数ＮΑを用いて、Ｌ１＜０．３５λ／ＮΑの関係を満足し、さらにＰＲＭＬにおける品質評価指標として定義されるＰＲＳＮＲ値が１４以上であり、
前記システム情報記録エリアは、再生専用のデータの最短ピット長Ｌ２がＬ２＞０．５０λ／ＮΑの関係を満足する、ことを特徴とする請求項９に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の微小スポットを用いて情報の記録再生を行うために使用される光ディスク媒体および、その記録再生のための光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録では、対物レンズを用いて微小スポットを光ディスク記録面に形成して、情報の記録や再生を行う。この微小スポットの大きさと、記録面に形成する記録ピットの長さとによって、記録再生特性は決まってくる。
【０００３】
スポットの大きさは、光源の波長λに比例し、対物レンズの開口数ＮΑに反比例することが知られている。光ディスクに形成されている記録ピットの周期が小さくなると、対物レンズからの反射光の変動として得られる再生信号振幅は次第に小さくなり、０．５×λ／ＮΑにおいてカットオフとなり振幅が０になる。
【０００４】
図１は、光ディスクにおけるピット周期と再生信号振幅の関係を示す図である。図１において、横軸はピット周期を表し、縦軸は再生信号振幅を表している。
【０００５】
大方の光ディスクの記録方式は、ピットの前端や後端が符号化データ列の“１”と“０”の切り替わり目に対応する。そのため、大方の光ディスクの記録方式では、最短のピット長さと、最短のピットとピットの間の長さは同じとなる。したがって、図１で示すピット周期の半分がピット長となる。この場合は、カットオフのピット長さは、０．２５×λ／ＮΑとなる。
【０００６】
光ディスクとしては、従来からcompact disc（ＣＤ）やdigital versatile disc（ＤＶＤ）などが広く用いられてきている。このような従来広く用いられてきた光ディスクにおいては、再生信号を２値等化して、適当なスライスでピットの有無を判定することで、データの再生を行っている。従って、最短ピットにおける再生信号の振幅がある程度無いと、十分な再生データの信頼性が確保できなかった。
【０００７】
図２は、最短ピット長と再生信号のエラーレートを実測した例である。図２において、横軸は最短ピット長を表し、縦軸は再生信号のエラーレートを表す。図２おける破線は従来例を示す。従来例は、２値等化によってデータ再生を行った場合である。図２から、従来例においては、０．３５λ／ＮΑよりピット長が小さくなると、エラーレートが急速に悪化する事がわかる。図２における一点鎖線は、実用的に許容できるエラーレートの目安である。これより、従来の２値等化における実用的な最短ピット長の限界は、装置のマージンを考慮すると、エラーレートが急激に悪化する前後の０．３５λ／ＮΑ程度となる。例えば、ＤＶＤでは、０．３７λ／ＮΑ程度が用いられている。
【０００８】
近年、更なる光ディスク記録の高密度化を目指す技術として、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）と呼ばれる再生信号検出方法が導入され始めた。ＰＲＭＬは、再生信号を単純な２値信号へ等化するのではなく、パーシャルレスポンス等化と呼ばれる多値の信号への等化を行うことを特徴とする。例えば、図３は、ＰＲ（１，２，２，２，１）と呼ばれるパーシャルレスポンスのクラスへの波形等化を行った場合の再生信号波形の例である。このクラスでは、図中の多値等化レベル５の矢印で示す９値のレベルへの等化が行なわれる。さらにこの多値レベル間の時間遷移の規則性により、ビタビ復号でもっとも確からしいデータ信号系列へと復調する。このため、最短ピットからの再生信号の振幅が小さな領域でも、十分実用的な再生特性を得ることが出来る。図２の実線に、ＰＲＭＬを用いた場合の再生エラーレートの実測例を示す。ＰＲＭＬを用いた場合、従来技術より、小さなピット長まで良好な特性が得られることが分かる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＰＲＭＬを用いる場合は、単純な２値ではなく、多値に等化するため、再生信号の振幅値や、等化に用いるフィルタの特性を精密に制御する必要がある。
【００１０】
光ディスク媒体においては、記録されたデータに関する種々の情報が、特定の領域に記録されていることが多い。この特定の領域は、システム情報記録エリアと呼ばれ、一般のデータ記録エリアと分離して設定されている。この情報として記録データの振幅特性などを記載しておけば、光ディスク装置で再生する場合に、この情報をもとに回路を設定して、安定した記録データの再生が可能となる。
【００１１】
しかし、これまでの光ディスク媒体のフォーマットにおいては、データ記録エリアでのデータの記録密度とほとんど変わらない記録密度条件で、システム情報記録エリアにも情報が記録されている。そのため、このシステム情報記録エリアから情報を読み出す為に、はじめからＰＲＭＬ回路の精密な動作パラメータ設定が必要となる。その結果、安定な信号再生を実現するために、ある程度の設定値の試行錯誤をすることを余儀なくされていた。
【００１２】
そこで、本発明の技術的課題は、上記のような問題を生じことなく、安定な記録再生が実現できる光ディスク媒体および光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による光ディスク媒体は、スパイラル状の記録トラックが形成された、円盤状の光ディスク媒体であって、この光ディスク媒体は、その半径方向に分割して設定されたデータ記録エリアとシステム情報記録エリアとを有し、システム情報記録エリア上での情報の記録密度がデータ記録エリア上でのデータの記録密度よりも低いことを特徴とする。
【００１４】
上記光ディスク媒体において、データ記録エリアは、記録または再生するデータの最短ピット長Ｌ１が、記録再生に使用する光源波長λと対物レンズの開口数ＮΑを用いて、Ｌ１＜０．３５×λ／ＮΑの関係を満足し、さらにＰＲＭＬにおける品質評価指標として定義されるＰＲＳＮＲ値が１４以上であり、システム情報記録エリアは、再生専用のデータの最短ピット長Ｌ２が、Ｌ２＞０．５０×λ／ＮΑの関係を満足し、かつ、システム情報記録エリアのトラックピッチは、データ記録エリアのトラックピッチよりも広いことが望ましい。
【００１５】
また、上記光ディスク媒体において、システム情報記録エリアは光ディスク媒体の内周側に設定されていることが好ましい。システム情報記録エリアの最短ピット長は、データ記録エリアの最短ピット長の略整数倍に設定されていることが好ましい。さらに、システム情報記録エリアは、特定の記録密度を持ち、光ディスク媒体の半径位置に設定されており、光ディスク媒体が、再生専用型、追加記録型、書き換え型の３種類のいずれかであり、システム情報記録エリア上に、光ディスク媒体がこれら３種類のいずれであるかを特定する情報が記載されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明による光ディスク装置は、光ディスク媒体の半径方向に分割して設定されたデータ記録エリアとシステム情報記録エリアとを有する光ディスク媒体に対してデータを記録または再生する光ディスク装置であって、システム情報記録エリア上での情報の記録密度がデータ記録エリア上でのデータの記録密度よりも低くなっており、光ディスク装置は、光ディスク媒体を回転する回転手段と、この回転する光ディスク媒体から情報の再生を行い、再生信号を出力する光ヘッドと、この光ヘッドがシステム情報記録エリア上に位置しているときに、再生信号を２値等化する２値等化回路と、光ヘッドがデータ記録エリア上に位置しているときに、再生信号をパーシャルレスポンス等化するＰＲＭＬ回路とを有することを特徴とする。
【００１７】
上記光ディスク装置において、データ記録エリアは、記録再生するデータ、または再生専用のデータの最短ピット長Ｌ１が、記録再生に使用する光源波長λと対物レンズの開口数ＮΑを用いて、Ｌ１＜０．３５λ／ＮΑの関係を満足し、さらにＰＲＭＬにおける品質評価指標として定義されるＰＲＳＮＲ値が１４以上であり、システム情報記録エリアは、再生専用のデータの最短ピット長Ｌ２が、Ｌ２＞０．５０λ／ＮΑの関係を満足することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、高密度にデータが記録されるデータ記録エリアとは別に、低密度で情報が記録されており、そこから容易に２値等化再生ができるシステム情報記録エリアを設け、ここに回路設定に必要な情報を記録したので、高密度な記録データを持つ光ディスク媒体であっても、システム情報記録エリアからシステム情報を取得することにより、安定に記録再生を実現することが出来る光ディスク媒体および光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図４は本発明の実施の形態による光ディスク媒体１０の概略構成を示す図である。図４を参照すると、光ディスク媒体１０には、スパイラル状の記録トラック１２が形成されている。また、光ディスク媒体１０の記録面は、半径位置によって、データ記録エリア１４とシステム情報記録エリア１６とに分けられている。
【００２１】
この技術分野において周知のように、光ディスク媒体１０は、再生専用型の光ディスク媒体と、追記記録型の光ディスク媒体と、書き換え型の光ディスク媒体とに分類される。
【００２２】
光ディスク媒体１０が再生専用型の光ディスク媒体であるとする。この場合、データ記録エリア１４は、エンボスピット列によるデータの記録が行われる。これに対して、光ディスク媒体１０が追加記録型あるいは書き換え型の光ディスク媒体であるとする。この場合、データ記録エリア１４は、グルーブ構造をもつトラック、あるいは、ランドとグルーブ両方の構造をもつトラック上に記録膜が形成され、光ディスク装置による記録データの書き込みが行われる領域となる。
【００２３】
一方、システム情報記録エリア１６については、一般の光ディスク装置に対しては、再生専用の領域とする。従って、光ディスク媒体１０が再生専用型、追加記録型、書き換え型にかかわり無く、システム情報記録エリア１６には、エンボスピット列によるデータ記録が可能となる。追加記録型、書き換え型の光ディスク媒体において、このシステム情報記録エリア１６にも記録膜が形成されることになる。しかしながら、エンボスピットの再生が出来れば、問題は無い。さらに、エンボスピットではなく、光ディスク媒体１０の製造側で、記録膜にシステムデータを書き込むことで、システム情報記録エリア１６を形成することも可能である。
【００２４】
このシステム情報記録エリア１６には、その光ディスク媒体１０の情報として、データ記録エリア１４の記録密度や最適再生条件などを記載することが出来る。システム情報記録エリア１６は、光ディスク媒体１０上の設定場所としては、半径方向に区切ってあれば、どこにあっても良い。しかしながら、システム情報記録エリア１６は、光ディスク媒体１０の内周側に設定するのが望ましい。その理由は、光ディスク媒体１０の内周側は、比較的媒体の面ぶれが小さく、サーボの引き込み動作がやり易いからである。また、再生専用型、追加記録型、書き換え型にかかわり無く、すべての種類の光ディスク媒体１０において、同じ半径位置にシステム情報記録エリア１６を設定し、ここに媒体の種類も記録しておくことが好ましい。その理由は、光ディスク装置が光ディスク媒体１０の種類等を判別して記録や再生動作を開始する時間を短縮することが可能となるからである。また、このシステム情報記録エリア１６に著作権管理情報を記録しても良い。そうすれば、書き換え型の光ディスク媒体においても情報の改竄が出来ないので、有効に機能することが出来るからである。
【００２５】
データ記録エリア１４は、大容量で高密度な記録を実現するために、ＰＲＭＬ方式での再生を行うことを前提として、０．３５×λ／ＮΑ以下の最短記録ピット長とする。例えば、光源波長λが４０５ｎｍ、対物レンズ開口数ＮΑが０．６５であったする。この場合、０．２μｍ前後の最短ピット長でのデータ記録を実現することが出来る。記録符号化を検出ウインドマージンが広く、高密度記録に適している（１−７）変調とする。この場合、１ビットデータに対して、１．５ビットの記録チャンネルビットに変換される。さらに、記録トラック１２上の最短ピット長は２チャンネルビット長となる。この条件で、トラックピッチを０．３４〜０．４０μｍ程度に設定したとする。この場合、１２ｃｍの光ディスク媒体１０一面で、１５〜２０ＧＢのデータ記録容量を実現することができる。変調方式は（１−７）変調だけでなく、他の方式でも良い。しかしながら、最短ピット長が２チャンネルビットとなり、１ビットデータに対して、１．５ビットの記録チャンネルビットに変換される変調方式が、信号検出の時間ウインドーマージンを確保し易いので、高密度には適している。
【００２６】
図５は、（１−７）変調によるデータ記録エリアの再生信号の例を示す図である。図５を参照すると、最短記録ピットの繰り返しによる信号振幅は、長い記録ピットによる信号の振幅に比べて、１０％を切るようなかなり小さな振幅となることが分かる。したがって、もはや単純な２値等化を行うだけでは、十分な再生データの信頼性を確保することは難しい。この再生信号を、図３に示すような、多値信号へ等化してビタビ復号で再生することで、信頼性の高いデータ再生が可能となる。
【００２７】
しかし、あまり最短記録ピット長が短くなりすぎても、良好な再生特性は得られない。そこで、ＰＲＭＬの信号品質を以下のような指標で定義して、データ記録エリアの品質を保証する。
【００２８】
ＰＲＭＬではビタビ復号と呼ばれるアルゴリズムに基づいてデータの判別が行われる。ビタビ復号では、クロック周期毎に、再生信号の値とパーシャルレスポンス等化で定められる所定の等化レベルとの差の自乗を算出し、各パスに沿ってその自乗和を算出し、自乗和が最小となるパスを選択することによりデータの復号が行われる。
【００２９】
ビタビ復号で検出誤りが起きやすいのは、パス間のユークリッド距離が小さい場合である。異なるパス間のユークリッド距離ｄは、次のように求めることができる。一方のパスに沿ったデータ列ｂｋで定められる多項式をＢ（Ｄ）＝ΣｂｋＤｋ、他方のパスに沿ったデータ列ｃｋ（ｂｋ，ｃｋは１もしくは−１の２値データ）で定められる多項式をＣ（Ｄ）＝ΣｃｋＤｋ、パーシャルレスポンス等化を規定する多項式Ｈ（Ｄ）＝ΣｈｋＤｋとする。Ｂ（Ｄ）、Ｃ（Ｄ）、Ｈ（Ｄ）を用いてエラーベクトルを規定する多項式Ｎ（Ｄ）を、Ｎ（Ｄ）＝（Ｂ（Ｄ）−Ｃ（Ｄ））Ｈ（Ｄ）＝２ΣεｉＤｉと定義すると、ユークリッド距離ｄは、ｄ２＝４Σεｉ２で定義される。ここで、Ｄはクロック時間を単位とする時間遅延演算子を表し、ｈｋは所定のパーシャルレスポンス等化特性を表す。パーシャルレスポンス等化特性は、一般に０でないｈｋの成分を使用してＰＲ（ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３，．．．）と記述される。
【００３０】
パーシャルレスポンスをｈ０＝１，ｈ１＝２，ｈ２＝１、ｈ３以降はすべて０（この場合ＰＲ（１，２，１）と表現される）とし、データ列ｂｋをｂ０＝１，ｂ１＝１，ｂ２＝−１，ｂ３以降はすべて−１、また、データ列ｃｋをｃ０＝−１，ｃ１＝１，ｃ２＝１，ｃ３以降はすべて−１としよう。この場合、データ列ｂｋに沿ったパスとデータ列ｃｋに沿ったパス間のユークリッド距離ｄは、Ｎ（Ｄ）＝２（１−Ｄ２）（１＋２Ｄ＋Ｄ２）＝２＊（１＋２Ｄ−２Ｄ３−Ｄ４）からｄ２＝４＊（１＊１＋２＊２＋２＊２＋１＊１）と求められる。
【００３１】
尚、２値データを表現するのに１／０の組み合わせを用いる場合と、１／−１の組み合わせを用いる場合とがあるが、本明細書では１／−１の組み合わせを用いている。
【００３２】
パーシャルレスポンス等化の多項式が規定されれば、各々のεｉの組み合わせについてパス間のユークリッド距離を算出することができる。なお、光ディスクでは、一般にｄ＞＝１のラン長制限の記録符号が用いられる。例えば、ｄ＝１の記録符号の場合、ディスク上には２Ｔ以上の長さのマークが記録される。この制限をユークリッド距離算出において考慮するには、εｉの組み合わせについてεｉεｉ＋１≠−１という制約を課せば良い。すなわち、εｉεｉ＋１＝−１を満たすデータ列は、例えば、データ列ｂｋとして、（ｘ，１，−１，ｙ）、データ列ｃｋとして、（ｘ，−１，１，ｙ）が考えられる。しかしながら、ｄ＝１の制限下では、（１，−１，１）もしくは（−１，１，−１）というパタンは禁じられているので、ｘ＝−１もしくはｙ＝１の場合にはデータ列ｂｋがラン長制限を破るパタン（存在し得ないパタン）となり、また、ｘ＝１もしくはｙ＝−１の場合にはデータ列ｃｋがラン長制限を破るパタンとなる。そのため、ラン長制限を満たしつつ、εｉεｉ＋１＝−１を満足するデータ列ｂｋ、ｃｋの組み合わせは存在しないこととなる。また、ディスク上に記録されるマークの長さが３Ｔ以上の場合にはεｉεｉ＋１≠−１、かつ、εｉεｉ＋２≠−１の制約を課せば良い。
【００３３】
ユークリッド距離がｄの２つのパス間で検出誤りが起こる確率は、例えば、データ列ｂｋを基準に考えると、ノイズの影響によりΣ（ｙｋ−Σｂｋ−ｉｈｉ）２がΣ（ｙｋ−Σｃｋ−ｉｈｉ）２より大きくなる確率と等価である。データ列ｂｋを基準に考えた場合、ｙｋ−Σｂｋ−ｉｈｉは等化誤差であり、また、Σ（ｙｋ−Σｂｋ−ｉｈｉ）２とΣ（ｙｋ−Σｃｋ−ｉｈｉ）２の大小関係は、Ｂ（Ｄ）Ｈ（Ｄ）とＣ（Ｄ）Ｈ（Ｄ）の差で定義される多項式の係数をベクトルの成分と見なしてエラーベクトルを定義し、そのエラーベクトル上に等化誤差を射影して考えても良い。この場合、検出誤りが起こる確率は、エラーベクトル上に射影されたノイズの大きさ（ノイズの分散）が、パス間のユークリッド距離の半分より大きくなる確率で定義されることになる。従って、パス間のユークリッド距離とエラーベクトル上に射影されたノイズの分散の比を算出すれば、信号品質を推定することが可能となる。なお、基準となるデータ列は、記録条件の調整時など事前にデータが分かっている場合にはそのデータ列を、また、データが分からない場合には、確からしいデータである、ビタビ復号器により２値化されたデータを用いれば良い。
【００３４】
データ列ｂｋをｂ０＝−１，ｂ１＝１，ｂ２以降すべて１、また、データ列ｃｋをｃ０＝１，ｃ１以降もすべて１とする。この場合、Α（Ｄ）＝Ｃ（Ｄ）−Ｂ（Ｄ）＝２ΣαｊＤｊにおいて、α０＝１、α１以降はすべて０となる。例えば、Ｈ（Ｄ）として、ｈ０＝１，ｈ１＝２，ｈ２＝２，ｈ３＝１を用いる場合（ＰＲ（１，２，２，１）に相当）、エラーベクトルを規定する多項式Ｎ（Ｄ）＝Α（Ｄ）Ｈ（Ｄ）＝２ΣεｉＤｉの係数εｉはε０，ε１，ε２，ε３の順に（１，２，２，１）となる。したがって、ＰＲ（１，２，２，１）に対して、上記データ列ｂｋを上記データ列ｃｋと誤る確率は、２＊（１，２，２，１）上に射影された等化誤差の大きさが２つのパス間のユークリッド距離（この場合は、２＊（１＋２＊２＋２＊２＋１）１／２）の半分より大きくなる確率となる。等化誤差のエラーベクトル上への射影は、下記数１式で表されるので、エラーベクトル上に射影されたノイズの分散ＣＮは、下記数２式で表されることとなる。
【００３５】
【数１】
2004327013.tif 000003
【数２】
2004327013.tif 000004
【００３６】
信号振幅に相当する２つのパス間のユークリッド距離の半分は、下記数３式で示されるものであり、電力に相当するその振幅の自乗Εは、下記数４式で示されるものであるので、Ε／ＣＮが誤り確率と相関を有する指標として求められる。
【００３７】
【数３】
2004327013.tif 000005
【数４】
2004327013.tif 000006
【００３８】
尚、Α（Ｄ）及びＮ（Ｄ）の全体にかかる係数２は、計算結果に影響を与えないので、係数２を省略して、Α（Ｄ）＝ΣαｊＤｊ、Ｎ（Ｄ）＝ΣεｉＤｉとして式を算出しても結果は同一である。
【００３９】
以上説明したように、クロック周期毎の再生信号の値ｙｋ、目標信号生成のための所定のデータ列ａｋ、所定のパーシャルレスポンス特性ｈｋに対して、等化誤差をｖｋ＝（ｙｋ−Σａｋ−ｉｈｉ）、クロック時間を単位とする時間遅延演算子をＤ、１，０，−１の３種類のいずれかの値を取り、かつ、αｊαｊ＋１≠−１を満足する係数をαｊとして定義される多項式をΑ（Ｄ）＝ΣαｊＤｊ、パーシャルレスポンスを規定する多項式をＨ（Ｄ）＝ΣｈｋＤｋとし、Ｎ（Ｄ）＝Α（Ｄ）Ｈ（Ｄ）＝ΣεｉＤｉで定義される多項式に基づいて、下記の数５式で定義される信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲを算出すれば、検出誤りを起こす確率、すなわち再生信号の信号品質をＰＲＳＮＲの値で評価することが可能となる。
【００４０】
【数５】
2004327013.tif 000007
【００４１】
誤り易いデータ列の組み合わせの一例として、上記では、ｂｋとｃｋを引用して説明を行ったが、エラーベクトル上に射影されたノイズの分散を算出する際、必ずしも、特定のデータ列のみを選択して等化誤差を算出する必要はない。すなわち、目標信号生成のためのデータ列ａｋの中からデータ列ｂｋに相当する時刻を抽出して等化誤差の分散を算出する必要はなく、クロック時刻毎に算出された等化誤差を用いて分散を算出することができる。これは、等化誤差がガウス分布に従って確率的に分布しているのであれば、特定部分を抽出して分散を算出しても、全体を用いて分散を算出しても結果は変わらないからである。勿論、ある特定のデータ列ｂｋにのみ着目してノイズの分散を計算しても良いが、パタンを選別せずに等化誤差の分散を算出する方が回路の構成がより簡略化されるという利点がある。
【００４２】
高密度化に有効な（１−７）変調方式に基づいて変調されたランダムデータにより実測される信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの例を以下に示す。波長が４０５ｎｍで、対物レンズの開口数（ＮΑ）が０．６５の光ヘッドを用いて、種々の記録密度条件による値を測定した。
【００４３】
再生波形をＰＲ（１，２，２，２，１）に等化して、ビットエラーレートｂΕＲと信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの測定を行った。ビットエラーレートｂΕＲは光ディスクに記録された元データとビタビ復号により２値化されたデータとを比較することにより行った。信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲは、パーシャルレスポンス等化後の再生波形のクロック周期毎の値を１０５個と、ビタビ復号により２値化されたデータとを用いて算出した。
【００４４】
（１−７）変調はｄ＞＝１制限の符号であり、ＰＲ（１，２，２，２，１）に対しては、下記表１に挙げたタップ係数εｉに対してユークリッド距離が小さくなる。下記表１のパタン１で識別したεｉの組み合わせ（１２２２１）は、ビタビ検出で誤りやすい２組のデータ列、例えば、ｂｋ：（１１１１−１−１．．．）とｃｋ：（−１１１１−１−１．．．）と、パーシャルレスポンス等化特性（１２２２１）から定められるエラーベクトルである。なお、下記表１に示したパタン２以降のタップ係数εｉの組み合わせに対しては、２Ｔのマーク／スペースが連続する回数の上限（データ列として＋１＋１−１−１が連続する回数の上限：−１−１−１＋１＋１−１−１−１のような場合には１回、−１−１−１＋１＋１−１−１＋１＋１＋１のような場合には２回と数える）によって、（１，２，１）と（−１，−２，−１）の間の０の数及び（１，２，１）と（１，２，１）の間に入る０の上限が決まる。すなわち、２Ｔのマーク／スペースが連続する回数の上限が（２ｎ＋１）回の場合、（１，２，１）と（−１，−２，−１）の間には最大（４ｎ＋１）個の０が入り、連続する回数の上限が（２ｎ＋２）回の場合には、（１，２，１）と（１，２，１）の間には最大（４ｎ＋３）個の０が入ることになるので、その上限までのパタンを考慮して信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲを算出すれば良い。下記表１には、２Ｔの連続が最大５までの場合のタップ係数εｉの例を示してある。
【００４５】
【表１】
2004327013.tif 000008
【００４６】
具体的には、上記表１に示した各パタンに対して、上記数５式で定義される信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値を算出し、算出された５つの値のうち、最小のものを信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲとして図６に示した。なお、各パタンに対しての数値は明示しないが、図６のデータを取得した各記録密度において、上記数５式で定義される値が最小となったのは、パタン１、パタン２、パタン３のいずれかに対してであったので、表１に示す総てのパタンを考慮せずに、パタン１〜３に対してのみ数５式を算出しても良い。パタン１〜３に対しての数５式は、それぞれ、下記数６式、数７式、および数８式のように表すこともできる。
【００４７】
【数６】
2004327013.tif 000009
【数７】
2004327013.tif 000010
【数８】
2004327013.tif 000011
【００４８】
上記数６〜８式において、Ｒｉはノイズの相関を表すもので、下記数９式で定義される。
【００４９】
【数９】
2004327013.tif 000012
【００５０】
図７は前述の信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値Ｓを算出するための機能ブロックの一例を表している。再生波形をＡＤ変換器２０により一定周波数でサンプリングした後、ＰＬＬ（位相同期ループ）回路を含んだ等化器２１によりクロック周期毎の等化再生波形データが得られる。等化は、ノイズ成分をできるだけ抑制しつつ、再生波形がＰＲ波形に基づく目標波形にできるだけ近づくように等化される。信号品質評価器２２は、入力した等化再生波形を用いて信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値Ｓを算出して、再生波形の品質評価を行う。なお、再生専用の光ディスクの場合や他の記録装置で記録された記録可能な光ディスクの場合、光ディスクに記録された元データａｋは常に予め知られているとは限らない。この場合は、信号品質評価器２２に含まれる識別器（ビタビ復号器）により２値化されたデータをａｋとして代用すれば良い。
【００５１】
図７に示した信号品質評価器２２の一例を詳細に示したのが図８である。基準のＰＲ波形をｈｉ、識別器３０（ビタビ復号器が代表的）により識別された２値化データをａｋとすると、目標信号生成器３１により目標信号Ｒｋが下記数１０式
【数１０】
2004327013.tif 000013
に基づいて生成され、等化されたクロック周期毎の再生信号（等化信号）ｙｋと目標信号Ｒｋとの差である等化誤差ｖｋが比較演算器３２により求められる。等化誤差ｖｋをエラーベクトル上に射影するため、タップ３３によりクロック周期毎に等化誤差ｖｋを遅延させ、タップ係数εｉを介して足し合わせる構成となっている。ここで、単位遅延素子、係数乗算器、および加算器によってトランスバーサルフィルタが構成されている。
【００５２】
タップ係数εｉは、前述したＮ（Ｄ）の係数である。タップ係数εｉの組み合わせをｊで区別し、それに対応する信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値Ｓを第ｊの信号品質評価値Ｓｊと定義すると、図８に示したタップ３３（Ｄ）の総数ｍはｊによって変化することになる。例えば、仮にｊ＝１に対応するタップ係数εｉの組み合わせをε０＝１、ε１＝１、ε２＝０、ε３＝０、ε４＝１、ε５以降はすべて０とし、ｊ＝２に対応するタップ係数εｉの組み合わせをε０＝１、ε１＝２、ε２＝１、ε３以降はすべて０とする。この場合、第１の信号品質評価値Ｓ１を算出する場合はｍ＝４、第２の信号品質評価値Ｓ２を算出する場合はｍ＝２となる。組み合わせｊに応じてタップ数を変化させるのが煩雑な場合は、タップ数を十分に多く（例えば１５〜２０程度）確保しておき、計算に必要ないタップ係数を０に設定しておけば良い。
【００５３】
タップ係数を介して足し合わされた等化誤差Σεｉ×ｖｋ＋ｉを乗算器３４で自乗し、等化誤差のサンプル総数Ｎについて和算器３５により足し合わせることで、エラーベクトル上に射影されたノイズの分散に比例する値が求められる。なお、この値をＮ及びΣεｉ２で割ると分散になるが、Ｎ及びΣεｉ２は定数であるので、乗算器３７の係数として用いられている。除算器３６によりこの値の逆数を取り、乗算器３７で（ＮΣεｉ２）×Σεｉ２との積を取ることで信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値Ｓが求められる。尚、再生波形のサンプル総数は正確には（Ｎ＋ｍ）必要であるが、Ｎは１０４以上（必要なサンプル総数については後述する）であるのに対し、ｍはたかだか２０程度であるので、本明細書中ではサンプル数をＮとして統一して表現している。
【００５４】
なお、上記表１に示したパタンと極性が反対のパタン（例えばパタン１に対しては、（−１−２−２−２−１））も考えられるが、求められる信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値Ｓは同一であるので、決まった極性（もしくはどちらの極性でもかまわないが、両方を評価する必要はない）のパタンのみ考慮しておけば良い。
【００５５】
図６に、測定した信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値とビットエラーレートｂΕＲの関係を示す。図６において、横軸は信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値を表し、縦軸はビットエラーレートｂＥＲを表す。実際の光ディスクシステムで許容されるビットエラーレートｂΕＲは１×１０−４程度であるので、信号品質評価指標値ＰＲＳＮＲの値は１４以上が必要であることが求められた。
【００５６】
一方、システム情報記録エリア１６（図４）は、光ディスク装置側での個別の設定があまり必要とならないような、単純な２値等化による再生が実現できる必要がある。これは、先に述べたように、高密度記録を再生するためのＰＲＭＬ方式などでは、信号を波形等化する回路の定数設定などの最適化が必要となるためである。従って、記録密度を十分に落とす必要がある。一般的には、０．４×λ／ＮΑ〜０．５×λ／ＮΑの最短記録ピット長であれば、図１に示すように短い記録ピットの繰り返しによる信号振幅は、長い記録ピットによる信号の振幅の約３０％以上を確保できるので十分である。このときのエラーレートは図２に示す通り、実用上十分な値となる。
【００５７】
しかし、再生専用型の光ディスク媒体だけでなく、追加記録型の光ディスク媒体や書き換え型の光ディスク媒体などでも同じような安定な２値等化によるデータ再生を行おうとすると、この密度条件では問題が生じる。
【００５８】
光ディスク媒体１０が再生専用型の光ディスク媒体であるとしよう。この場合、データ記録エリア１４（図４）と同じように、位相深さが１／４波長程度のエンボスピットを利用できる。そのため、図９（ａ）に示すように、システム情報記録エリア１６（図４）においても、最大ＤＣレベルに対して、信号の振幅が十分に大きくとることが出来る。
【００５９】
一方、光ディスク媒体１０が追加記録型の光ディスク媒体であるとしよう。この場合においては、データ記録エリア１４（図４）に形成するグルーブ構造は、プッシュプル法によるトラックエラー信号の感度を得るために、位相深さが１／８波長程度の浅い溝となっている。これと同じ位相深さでシステム情報記録エリア１６（図４）のエンボスピットを形成したとする。この場合、図９（ｂ）に示すように、最大ＤＣレベルに対して十分な信号振幅が得られず、ＤＣレベルの変動の影響などで、十分なデータ再生の信頼性を得られない可能性がある。
【００６０】
具体的に説明するために、再生信号振幅の中心のＤＣレベルに対する、最大信号振幅の半分の値を信号の変調度と定義しよう。このような状況においては、再生専用型の光ディスク媒体では、この変調度が５０％以上得られるのに対し、追加記録型の光ディスク媒体では、変調度が１５〜２０％程度まで低下してしまう。
【００６１】
そこで、本発明者らは、このような浅いエンボスピットにおいても、十分な再生信号特性が得られる条件を検討した。その結果、最短ピット長が０．５０×λ／ＮΑ以上で安定した特性が得られることを、本発明者らは確認した。
【００６２】
図１０は、変調度が５０％と１５％の場合の、最短ピット長に対する再生エラーレートの変化を示している。図１０において、横軸は最短ピット長を表し、縦軸は再生エラーレートを表している。最短ピット長を０．５０×λ／ＮΑ以上とすれば、１５％の変調度においても、問題ない特性を確保できることがわかる。この場合、図１１に示すように、短い記録ピットの繰り返しによる信号振幅は、長い記録ピットによる信号の振幅の５０％以上を常に確保することが出来る。
【００６３】
図４を参照して、信号再生に必要なトラッキングサーボ動作等もさらに安定化させるために、システム情報記録エリア１６のトラックピッチは、データ記録エリア１４に比べて広げておく。例えば、データ記録エリア１４のトラックピッチを０．４μｍとした場合、システム情報記録エリア１６のトラックピッチは０．６８μｍ程度とすることが出来る。このように設定すれば、例えば、波長λが４０５ｎｍ、対物レンズ開口数ＮΑが０．６５の光学系で再生する場合にも、光ディスク媒体１０上のビーム径が約０．６μｍとなるので、システム情報記録エリア１６では、ほとんど隣接トラックからの干渉の影響がなくなり、安定なトラックエラー信号を得られる利点がある。
【００６４】
システム情報記録エリア１６における記録符号化は、データ記録エリア１４におけるそれと同じでもよいし、異なっていてもよい。ただ、光ディスク装置側で２種類の符号化をサポートするのが大変であれば、記録符号化は同じであるのが好ましい。また、記録するデータの構成を示すデータフォーマットも、システム情報記録エリア１６とデータ記録エリア１４とで同じにすれば、さらに信号処理は容易となる。データフォーマットとして、各エラー訂正ブロックの先頭に単一周波数ピット領域であるＶＦＯ部分を設ければ、さらに安定した信号検出が可能となる。
【００６５】
さらに、システム情報記録エリア１６の最短ピット長を、データ記録エリア１４の最短ピット長に対して、略整数倍に設定しておくことも有効である。こうすれば、２つのエリア１６および１４をまたがってアクセスしたときに、あまり光ディスク回転数の変更や、再生回路の設定を変更しなくても、信号のクロックを再生するＰＬＬが容易に動作することが出来るという利点がある。もちろん、システム情報記録エリア１６は、再生専用型の光ディスク媒体、追加記録型の光ディスク媒体、書き換え型の光ディスク媒体で、すべて同一の記録線密度、トラックピッチとしておくことが、もっとも有効であるので、ちょうど整数倍でなくても、概略近い値であるだけでもよい。整数倍に対して、３０％以下の違いであれば、ＰＬＬ回路は同じ設定でも十分に動作可能である。
【００６６】
図１２は、本発明の実施の形態による光ディスク装置の一例を示す図である。図１２に示すように、スピンドルモータ４１の回転軸に設置された光ディスク媒体１０は、光ヘッド４２によって情報の記録または再生が行われる。すなわち、スピンドルモータ４１は、光ディスク媒体１０を回転する回転手段として働く。光ヘッド４２は、その回転する光ディスク媒体１０から情報の再生を行い、再生信号を出力する。システム情報記録エリア１６（図４）を再生するときは、２値等化回路４６によってシステム情報の再生を行う。換言すれば、光ヘッド４２がシステム情報記録エリア１６上に位置しているときに、２値等化回路４６は再生信号を２値等化する。このシステム情報を用いて、ＰＲＭＬ回路４７の設定も行う。一方、記録密度の高いデータ記録エリア１４（図４）を再生する場合は、ＰＲＭＬ回路４７によりパーシャルレスポンス等化を行い、ビタビ復号によりデータ情報を再生する。換言すれば、光ヘッド４２がデータ記録エリア１４上に位置しているときに、ＰＲＭＬ回路４７は再生信号をパーシャルレスポンス等化する。
【００６７】
２値等化回路４６とＰＲＭＬ回路４７とのどちらの回路を使用するかの判定は、例えば、次のように行う。システム情報記録エリア１６の半径が既知であり、光ヘッド４２のアクセスしている現状位置が分かっているとする。この場合には、その位置で２値等化回路４６とＰＲＭＬ回路４７とを切り替えて使用すれば良い。
【００６８】
新たな光ディスク媒体１０が光ディスク装置に挿入されたとする。この場合は、２値等化回路４６を用いて、システム情報記録エリア１６から情報を再生して光ディスク媒体１０の種類等必要なシステム情報を認識してから、データ記録エリア１４へ移動するのが一般的な装置制御の仕方となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】信号再生の特性を説明するために用いられる図である。
【図２】記録密度特性を説明するために用いられる図である。
【図３】パーシャルレスポンス等化を説明するために用いられる図である。
【図４】本発明の実施の形態による光ディスク媒体の概略構成を示す図である。
【図５】図４の光ディスクのデータ記録エリアの特性例を示す図である。
【図６】パーシャルレスポンス等化における信号品質特性を示す図である。
【図７】信号品質を測定するための機能ブロックの構成の一例を示すブロック図である。
【図８】エラーベクトル上に射影された等化誤差の分散を計算するための信号品質評価器の構成の一例を示す図である。
【図９】図４の光ディスクのシステム情報記録エリアの特性例を示す図である。
【図１０】変調度が５０％と１５％の場合の、最短ピット長に対する再生エラーレートの変化を示す図である。
【図１１】本発明のシステム情報記録エリアの特性例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態による光ディスク装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
５    多値等化レベル
１０    光ディスク媒体
１２    記録トラック
１４    データ記録エリア
１６    システム情報記録エリア
４１    スピンドルモータ
４２    光ヘッド
４６    ２値等化回路
４７    ＰＲＭＬ回路
【図１】
2004327013.tif 000014
【図２】
2004327013.tif 000015
【図３】
2004327013.tif 000016
【図４】
2004327013.tif 000017
【図５】
2004327013.tif 000018
【図６】
2004327013.tif 000019
【図７】
2004327013.tif 000020
【図８】
2004327013.tif 000021
【図９】
2004327013.tif 000022
【図１０】
2004327013.tif 000023
【図１１】
2004327013.tif 000024
【図１２】
2004327013.tif 000025