(57)【要約】【目的】  符号間干渉の非線形性を持つ再生信号に対しても短いパターンで効率的に適性な再生を行えるようにし、その再生の際の波形等化の周波数特性をチューニングすることができるようにする。【構成】  同期検出回路２１が再生信号から同期信号を検出し、クロックマークウインドウ信号を発生し、クロック検出回路２２が、そのクロックマークウインドウ信号に基づいて再生信号からクロック信号を生成し、ＡＤＣ２３が、クロック信号のタイミングに基づいて再生信号をデジタル化して出力する。波形等化回路２４がＡＤＣ２３から出力されたデジタル化されたデータ列を、符号間干渉により減衰した高域信号の補正を行い、多値判定回路２５によって最も近い理想的な多値レベルを判定し、その判定結果に基づく多値情報を出力する。【選択図】        図５
2005259317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された記録媒体を再生する多値情報再生方法であって、
全ての多値情報に応じたマークにより発生する隣接領域への符号間干渉成分の平均レベルを示す多値情報のパターン列から再生信号を得て、前記再生信号に対して再生手段の周波数特性を適性化することを特徴とする多値情報再生方法。
【請求項２】
前記再生手段の周波数特性の適性化には、少なくとも波形等化手段の周波数特性の適性化が含まれることを特徴とする請求項１記載の多値情報再生方法。
【請求項３】
仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、
特定の多値情報に応じた１つのマークと、少なくともその前後のセルに、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置した第１の領域を含む補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されていることを特徴とする多値情報記録媒体。
【請求項４】
仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、
信号レベルの上位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した、もしくは下位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した第２の領域と、最大信号レベルと最小信号レベルに対応したマークを交互に配置した第３の領域とを含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されていることを特徴とする多値情報記録媒体。
【請求項５】
仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、
最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルを基準レベルとして、基準レベルを挟み信号レベルが対称かつ最も近い組み合わせの２つの信号レベルに対応したマークを交互に配置した第４の領域を含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されていることを特徴とする多値情報記録媒体。
【請求項６】
前記最大信号レベルと前記最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置した第５の領域も合わせて配置されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の多値情報記録媒体。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の多値情報記録媒体の補正領域から取り込んだ再生信号を波形等化手段によって波形等化し、その波形等化された再生信号と予め記憶している目標値とを比較し、その波形等化された再生信号と目標値との誤差が小さくなるように前記波形等化手段による波形等化の際の波形等化特性を設定する手段を備えたことを特徴とする多値情報波形等化装置。
【請求項８】
前記波形等化手段に、前記補正領域の再生信号を記憶手段に記憶し、前記記憶手段から前記再生信号を擬似再生信号として繰り返し出力し、その疑似再生信号に基づいて前記波形等化手段による波形等化の際の波形等化特性の適性化を行う手段を設けたことを特徴とする請求項７記載の多値情報波形等化装置。
【請求項９】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の記録媒体から再生信号を得る光学系手段と、該光学系手段を目標位置へ移動させて維持するサーボ機構系手段と、再生信号から前記補正領域を特定して前記補正領域を示す補正信号を出力する同期検出手段と、該同期検出手段によって出力された補正信号に基づいて波形等化の際の波形等化特性を適性化して維持して再生信号を波形等化する波形等化手段と、該波形等化手段によって波形等化された再生信号から多値情報を判定して出力する多値判定手段とを備えたことを特徴とする多値情報再生装置。
【請求項１０】
入力された多値情報に応じて記録マークを形成するための光学系手段と、該光学系手段を目標位置へ移動させて維持するサーボ機構系手段と、ユーザ情報と波形等化手段の補正パターンを多値情報に含ませて記録媒体に記録する手段とを備えたことを特徴とする多値情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多値情報再生方法，多値情報記録媒体，多値情報波形等化装置，多値情報再生装置，多値情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体（メディア）からの再生信号に対し、波形等化回路にて波形成形する際、予め設定された参照判定レベルとの誤差によってタップの等化係数を制御し、周波数特性を補正することにより、固定の波形等化特性ではなく、再生信号を基に適性に特性を補正する再生方法（例えば、特許文献１参照）があった。
また、多値情報記録における波形等化回路の特性の補正方法として、多値情報に応じた記録マークがゼロに挟まれたパターン、または同一記録マークの連続するパターンを用いる再生方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【特許文献１】特開平３−１７８０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
記録媒体である光ディスクでは、メーカや仕様の異なる光ディスクや装置での互換性が求められる。ここで問題となるのは、マークの形状や光スポットの大きさの違いにより、再生信号の特性が異なることである。
マーク形状のバラツキは、記録時のレーザ発光波形や光ディスク記録膜の組成など、記録方式の違いによって発生する。再生専用（ＲＯＭ）の光ディスクと記録型の光ディスクとでも異なる。
【０００４】
また、光スポットの大きさの違いは、レーザ特性，バラツキ，光学設計により発生し、記録時の温度によっても変化する。
ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクに対する２値情報の記録の場合でも、再生信号の特性が変化して互換性を確保することが課題の一つとなっている。
一般的な思想としては、基準となる再生系仕様における信号品質の下限を厳しい目に規定することで光ディスクの品質を確保し、装置固有のバラツキに関しては、マージンの範囲で対処するというものである。
この思想では、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクは、その装置メーカ数，光ディスクメーカ数，記録速度の選択数を考えると優れた互換性を確保できていると言える。
【０００５】
２値情報の記録でも高い記録密度を追求すると、光学分解能の限界に近づくため、隣接マークも同時に光スポット内に入り、再生信号に隣接マーク成分が漏れ込むという符合間干渉が発生する。
すなわち、隣接マークの大きさによって、再生しようとしているマークの信号レベルが変化すると言うことである。この符号間干渉はマーク形状や光スポットの大きさによって状況が変化する。
ただし、光学分解能を十分満足している大きさのマークやスペースに対しては、符号間干渉は起きない。
逆に、光学分解能の限界を超えた場合も再生信号変化は発生しない。これはマークが大きい場合は最小再生信号レベルとなり、スペースが大きい場合は最大再生信号レベルとなることを意味している。
【０００６】
なお、マークが低反射率の場合を前提としているが、記録膜によっては、逆に反射率が上がったり、干渉により反射率が上がったようにみえる場合もあるので、この場合は信号の大小が逆になる。
レーザパワーの変化や光ディスク内外周の反射率変化など、全ての情報に応じた信号レベルに比例しているような全体振幅の変動には、再生経路中にＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路などを付加することにより対応することができる。
これは、再生信号の振幅をサンプルして、その大きさを一定に保つように再生経路の増幅率を制御するものであり、２値記録でも多値記録でも適応可能である。
しかし、このＡＧＣでは、符号間干渉の状態変化には対処できない。高密度化は光学分解能の限界に近づくことなので、この符号間干渉への対応技術が必要となる。
【０００７】
そこで、上述した前者の従来技術では、予め定められた情報が記録されている領域で、波形等化（イコライザ：ＥＱ）回路の特性をチューニングしている。ＥＱ回路とは、特定の周波数成分の増幅率を変化させる特性を持つ回路である。また、チューニングとは、波形等化特性の適性化または適性値の設定を意味している。波形等化回路の適性な状態とは、隣接マークからの符号間干渉を除去し、マークの大きさに応じた理想的な信号レベルが波形等化回路の出力で得られる状態である。よって適性化とは波形等化のパラメータを変更し、適正な状態にパラメータを収束させることである。パラメータとしては遅延素子の遅延時間や、各タップ出力の増幅率などが例として上げられる。
具体的には、光学分解能の限界近くで符号間干渉が発生し、再生信号振幅が小さくなる周波数領域の増幅率を上げ、光学分解能を超えた周波数領域の減衰率を高める特性に設定している。
この従来技術は、２値情報の記録で考えられているので、ＥＱ回路の出力信号の２値化タイミングと、予め判っている理想的な再生信号の２値化タイミングとを比較し、その誤差が小さくなるように、ＥＱ回路の周波数特性をタップ係数を制御することで変化させ、最適なＥＱ回路特性にしている。
【０００８】
２値情報の記録の場合には、情報が時間軸方向に格納されているため、このように２値化タイミングの誤差のみを小さくするようにしている。
しかしながら、多値情報の記録では、時間軸方向のずれだけでなく、振幅方向のずれも許容できない。各多値情報に応じた再生信号レベルは、それに対応するマークの大きさや深さから決定されるが、それは通常マークの中心部分における再生信号レベルである。
よって、時間軸方向がずれた場合、マーク中心部分での再生信号レベルを取得することができないため、正確な多値情報を再生することはできなくなる。
【０００９】
また、振幅方向のずれがあると、多値情報に応じた再生信号レベルの分離が難しくなり、やはり正確な多値情報を再生することができない。
２値情報の記録では、スライスレベルを横切る時間のみに情報が格納されているので、符号間干渉の補正は時間軸方向のみを合わせ込めばよかった。
しかしながら、多値情報の記録においては、符号間干渉の影響を時間軸方向と振幅方向に対して、補正するべくＥＱ回路の特性を最適にチューニングする必要がある。
【００１０】
そこで、多値記録におけるＥＱ回路特性のチューニング方法として、上述した後者の従来技術では、全ての多値情報に応じたマークのそれぞれの間にゼロを挟むことで単独波形として記録し、その再生信号レベルから時間軸方向と振幅方向の誤差をまとめて取得し、最適なＥＱ回路の周波数特性にするようにしている。また、各情報の連続パターンでも同様の動作を行うようにしている。
これも、予め定められたパターン部分を再生し、予め分かっている理想的なデータと比較し、その誤差が最小になるように、ＥＱ回路のタップ係数を制御する。
【００１１】
これにより、メディアや装置間のバラツキを補正する。この２つの動作にはそれぞれ目的がある。多値記録では光学分解能限界の高い記録密度を積極的に用いるため、隣接セルのマークも再生信号に漏れ込む符合間干渉が大きく発生する。
まず、単独波形でのＥＱ回路チューニングでは、ゼロを挟む事で符号間干渉が無い状況で基本的なＥＱ回路の周波数特性の設定を行い、次に連続波形でのチューニングでは、同じ多値情報に応じたマークが連続する場合に限って符号間干渉の影響を調べ、ＥＱ回路の周波数特性を補正する。
【００１２】
しかし、ここでも十分な符号間干渉の補正はできていない。すなわち、符号間干渉の補正として同じ多値情報に応じたマークの連続を用いているが、あくまで符号間干渉の１例であるに過ぎない。
例えば、マーク無しをレベル０、最大マークをレベル７とする８値記録を例にとって説明すると、レベル１の連続時の符号間干渉はレベル１の隣接マークを対象としており、一方、レベル７の連続時の符号間干渉はレベル７の隣接マークを対象としている。
レベル１からレベル７までの符号間干渉が比例（線形）な関係であれば問題ないが、マークの形状や光スポットの大きさによっては、その線形性が崩れる。
マークはその中心における再生信号レベルが多値情報に応じて線形になるように記録されているが、隣接マーク位置における再生信号レベル、すなわち、符号間干渉成分が線形になっているとは限らないということである。
【００１３】
線形とは、レベル７のマークが隣接マーク位置において漏れ込む信号レベルの１／７と、レベル１のマークが同様に漏れ込む信号レベルとが等しいということであり、線形でないとは、先の例でレベル１ではなくレベル２のマークが漏れ込む信号レベルと等しい状況である。この非線形成分の全てに対応して多値情報列の補正を行うことはＥＱ回路ではできない。
ＥＱ回路は、周波数特性をチューニングすることはできるので、特定の周波数における増幅率は設定可能だが、同じ周波数で符号間干渉の影響が異なり振幅が違うパターンに対し、個別に増幅率を設定することはできないためである。
例えば、レベル０とレベル１が繰り返されるパターンと、レベル０とレベル７が繰り返されるパターンを考えると、両者は符合間干渉の状況が異なるため、それぞれに最適なＥＱ回路の周波数特性があるはずである。
しかし、両者は同じ周波数成分であるため、ある特定の増幅率しか設定できない。
【００１４】
この特定の増幅率として、最も適性化された値を求める方法は、全ての多値情報列を網羅した特定パターンを用いて周波数特性をチューニングする方法である。
これにより、非線形成分があっても、全ての情報列の平均的な符号間干渉成分に応じてＥＱ回路の周波数特性が決定されるはずである。
この特定パターンは、再生するマーク位置の情報だけでなく、その前後の隣接マーク位置の情報、また符号間干渉の影響がさらに大きい場合はさらに前後のマーク位置の情報にまで範囲を広げ、全ての組み合わせを含むことになるため、非常に長い情報列となってしまう。
【００１５】
例えば、８値記録で前後マーク位置まで網羅するだけでも、８の３乗で５１２パターン、それぞれのパターンには３つのマークを使うので３倍の１５３６セル、またパターン間で符号間干渉が起きないようにしたり、このパターン内で傷が合った場合の交代領域を考えたりすると、非常に大きな情報量が必要となる。これを最小記録単位毎に付加することは、記録密度の向上とは反して無視できない容量減となるので、避けなければならない。
また、パターンが長いとＥＱ回路のタップ係数のチューニングのために誤差を最小化させるまでの計算量も多くなり時間も長くなる。
また、高密度化により符号間干渉が前後数セルに及ぶようなシステムにおいては、波形等化回路のタップ数も多くなり、１０タップを越えることもある。この場合、さらにタップ係数のチューニングに時間がかかる。よって、短いパターンでより正確なＥＱ回路の周波数特性を決定できる方法が必要である。
【００１６】
このように、多値記録では光学分解能の限界近くで記録を行うため、符号間干渉により高周波成分の振幅が減衰する。この対応にＥＱ回路を使用するが、正確な多値情報を検出するには、時間軸方向だけでなく振幅方向にも再生信号の補正を行う学習型ＥＱ回路が必要となる。符号間干渉の状況が多値情報に対して線形であれば比較的簡単なパターンによってＥＱ回路の周波数特性をチューニングできる。符号間干渉の状況が多値情報に対し非線形となる場合は、全ての情報列が格納された学習パターンをを用いれば適正なチューニングが行えるが、容量低下を招くので採用することはできない。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、符号間干渉の非線形性を持つ再生信号に対しても短いパターンで効率的に適性な再生を行えるようにし、その再生の際の波形等化の周波数特性をチューニングすることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は上記の目的を達成するため、次の多値情報再生方法，多値情報記録媒体，多値情報波形等化装置，多値情報再生装置，多値情報記録装置を提供する。
（１）仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された記録媒体を再生する多値情報再生方法であって、全ての多値情報に応じたマークにより発生する隣接領域への符号間干渉成分の平均レベルを示す多値情報のパターン列から再生信号を得て、上記再生信号に対して再生手段の周波数特性を適性化する多値情報再生方法。
（２）上記（１）の多値情報再生方法において、上記再生手段の周波数特性の適性化には、少なくとも波形等化手段の周波数特性の適性化が含まれる多値情報再生方法。
【００１８】
（３）仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、特定の多値情報に応じた１つのマークと、少なくともその前後のセルに、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置した第１の領域を含む補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されている多値情報記録媒体。
（４）仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、信号レベルの上位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した、もしくは下位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した第２の領域と、最大信号レベルと最小信号レベルに対応したマークを交互に配置した第３の領域とを含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されている多値情報記録媒体。
【００１９】
（５）仮想的に等間隔に分割された領域に多値情報に応じて検出信号レベルが異なるマークが形成された多値情報記録媒体であって、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルを基準レベルとして、基準レベルを挟み信号レベルが対称かつ最も近い組み合わせの２つの信号レベルに対応したマークを交互に配置した第４の領域を含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されている多値情報記録媒体。
（６）上記（３）乃至（５）のいずれかの多値情報記録媒体において、上記最大信号レベルと前記最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置した第５の領域も合わせて配置されている多値情報記録媒体。
【００２０】
（７）上記（３）乃至（６）のいずれかの多値情報記録媒体の補正領域から取り込んだ再生信号を波形等化手段によって波形等化し、その波形等化された再生信号と予め記憶している目標値とを比較し、その波形等化された再生信号と目標値との誤差が小さくなるように上記波形等化手段による波形等化の際の波形等化特性を設定する手段を備えた多値情報波形等化装置。
（８）上記（７）の多値情報波形等化装置において、上記波形等化手段に、上記補正領域の再生信号を記憶手段に記憶し、上記記憶手段から上記再生信号を擬似再生信号として繰り返し出力し、その疑似再生信号に基づいて上記波形等化手段による波形等化の際の波形等化特性の適性化を行う手段を設けた多値情報波形等化装置。
【００２１】
（９）上記（３）乃至（６）のいずれかの記録媒体から再生信号を得る光学系手段と、その光学系手段を目標位置へ移動させて維持するサーボ機構系手段と、再生信号から上記補正領域を特定して上記補正領域を示す補正信号を出力する同期検出手段と、その同期検出手段によって出力された補正信号に基づいて波形等化の際の波形等化特性を適性化して維持して再生信号を波形等化する波形等化手段と、その波形等化手段によって波形等化された再生信号から多値情報を判定して出力する多値判定手段を備えた多値情報再生装置。
（１０）入力された多値情報に応じて記録マークを形成するための光学系手段と、その光学系手段を目標位置へ移動させて維持するサーボ機構系手段と、ユーザ情報と波形等化手段の補正パターンを多値情報に含ませて記録媒体に記録する手段を備えた多値情報記録装置。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による多値情報再生方法，多値情報記録媒体，多値情報波形等化装置，多値情報再生装置，多値情報記録装置は、符号間干渉の非線形性を持つ再生信号に対しても短いパターンで効率的に適性な再生を行うことができ、その再生の際の波形等化の周波数特性をチューニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の実施例の多値情報記録媒体における多値情報の記録の概要の説明に供する図である。
図１では、同図の（イ）に示すように、多値情報はマーク無しを含む“０”から“６”までの７値情報を記録する場合の例を示している。
同図の（ロ）に示すように、記録媒体である光ディスク（メディア）のトラックに沿って、仮想的に等間隔に分割されて等面積な箱状の領域（「セル」と称する）１を配置し、その中心に記録マーク（以下、単に「マーク」ともいう）２を配置するように形成する。光スポット３は、マーク２を検出するために照射されるレーザ光のスポットである。
マーク２は、光ディスクの種類により、主に反射率が変化するような相変化マークでも、主に位相差が変化する色素マークでも構わない。また、再生専用のＲＯＭディスクのピットでも構わない。
【００２４】
光ディスクに記録するユーザ情報は、まず多値変調により多値情報に変換される。その多値情報に応じた再生信号レベルが検出可能な複数の大きさと深さのマーク２をセル１の中心に配置されるように形成する。
図１では、多値情報はマーク無しを含む“０”から“６”までの７値情報を記録する場合の例を示しているが、この多値情報数は特に限らない。以下の説明では７値の他に８値の場合も説明する。同図の（ハ）に示すように、このセル１の中心を示すクロック（図中に矢印で示す）によって再生信号をサンプリングする。同図の（ニ）には、理想的な再生信号レベルの線Ｌ１と共に、多値情報“０”〜“６”の再生信号から検出される再生信号レベルの曲線Ｌ２の一例を示しており、その検出された各再生信号レベルｄを判定することにより、光ディスク上に記録された多値情報を復元して再生する。
なお、詳しくは後述するが、光スポット３はセル１よりも大きいため、隣接マーク位置の情報も漏れ込んだ状態で再生されるため、再生信号レベルの曲線Ｌ２は理想的な再生信号レベルの線Ｌ１とは異なったレベルで検出されてしまう。
【００２５】
次に、多値情報の記録の特徴として、クロック検出方法を示す。
ＣＤやＤＶＤのような光ディスクに対する多値情報の記録では、２値情報の記録と大きく異なる点として、クロック検出方法がある。２値情報の記録の場合はそのデータエッジにクロック成分が含まれているため、通常の情報領域を再生することで、そのままクロックを抽出することができる。
しかし、多値情報の記録ではクロックを抽出することができない。データエッジにクロック成分が含まれないことは明らかだが、マーク中心を示すことができるピーク位置も常に検出できるとは限らないため、必ずクロックを抽出するための特殊パターン（クロックマーク：ＣＭ）を一定周期で挿入する。
【００２６】
図２は、クロックを抽出するための特殊パターンであるクロックマークを挿入したデータフォーマットの一例を示す図である。
図３は、クロックマークによるクロック抽出の説明に供する図である。
図２に示すように、クロックマーク１０は、ユーザ情報領域（図中「データ」と示す）１３の間に周期的に挿入される。その波形からはセル中心を抽出するためのクロックタイミングが検出できることが必要である。１１は同期マーク、１２は補正領域（キャリブレーションエリア：ＣＡ）である。
【００２７】
図３の（ａ）に示すタイプのクロックマークは、同図の（イ）に示すように、「００７００」であり、同図の（ロ）に示すように、そのクロックマークを再生したときに検出されるＣＭ信号の再生信号レベルは曲線Ｌ３のようになる。そして、同図の（ハ）に示すように、曲線Ｌ３の中心レベル（レベル０に挟まれたレベル７の中心レベルのボトムタイミング）のクロックタイミングを検出することにより、セル中心が抽出可能である。
なお、このタイプは直接セルの中心を抽出できるが、ボトム検出を行うため、ノイズに弱い特性を持つ。
【００２８】
一方、図３の（ｂ）に示すタイプのクロックマークは、同図の（イ）に示すように、レベル０の３連続とレベル７の３連続を組み合わせた「０００７７７」であり、同図の（ロ）に示すように、そのクロックマークを再生したときに検出されるＣＭ信号の再生信号レベルは曲線Ｌ４のようになる。そして、同図の（ハ）に示すように、曲線Ｌ４を中心レベルでスライスする（同図の（ロ）に示すスライス位置）ことにより、クロックタイミングとしてセル境界を検出する。このセル境界を基にフェーズロックループ（ＰＬＬ）回路で逓倍し、セル周期の信号を生成した時の逆エッジがセル中心を示すクロックとなる。なお、このタイプは回路的に複雑だが、比較的ノイズには強い特性を持つ。
なお、上記ＣＭ信号は再生信号のＣＭ部を抜き出したものである。
【００２９】
この実施例では、特にクロック抽出方法にはこだわらない。しかし、クロックマークのパターンもユーザ情報内に存在する可能性があるため、クロックマークの位置を特定する手段も必要である。
これには上記同期マーク１１を用いる。
図４は、図２に示す同期マークの説明に供する図である。
同図の（イ）に示すように、この同期マークは、例えば、「７７００００７７７７００」であり、同図の（ロ）に示すように、その同期マークを再生したときに検出される再生信号レベルは曲線Ｌ５のようになる。
【００３０】
この同期マークは、多少クロック周波数が異なっていても、検出可能な単純なパターンである。図２にも示すように、最小記録単位毎に少なくとも１つは配置するようにするとよい。
この同期マークのパターン（同期パターン）をまず検出することで、クロックマークの概略位置を特定し、クロックマークから正確なセル中心を示すクロックを生成する。
なお、同期信号は再生信号の同期マーク部を抜き出したものである。補正領域（キャリブレーションエリア：ＣＡ）については後述する。
【００３１】
図５は、多値情報検出回路の具体的な構成例を示すブロック図である。
まず、同期検出回路２１によって光ディスクから検出された再生信号から同期信号を検出し、クロックマークの概略位置を示すクロックマークウインドウ信号を発生させる。
クロック検出回路２２では、同期検出回路２１から発生されたクロックマークウインドウ信号に基づいて再生信号からセル中心を示すクロック信号を生成する。このクロック信号の周波数は、セル周波数以上であればよく、セル中心のタイミングを含んでセル周波数より高くしておいてもよい。
アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２３は、クロック検出回路２２から生成されるクロック信号のタイミングに基づいて再生信号をデジタル化して出力する。
【００３２】
また、別の方法としてこれら同期検出回路やクロック検出回路を使わず、セル周波数より十分（例えば８倍以上）高い固定クロックを用いることもできる。
この場合は、ＡＤＣ以降の処理に高速性が必要とされるが、デジタル処理で前記同期マークの検出やセル中心の特定などを行えば良い。ＡＤＣで取り込んだデジタルデータ列を監視し、同期マークの特性やクロックマークの特性に応じて、フィルタ処理やデータの連続性からスライスレベルの設定やピークまたはボトム検出を行う。
波形等化（イコライザ：ＥＱ）回路２４によってＡＤＣ２３から出力されたデジタル化されたデータ列を、符号間干渉により減衰した高域信号の補正を行い、多値判定回路２５によって最も近い理想的な多値レベルを判定し、その判定結果に基づく多値情報を出力する。その多値情報は後段の復号回路によってユーザ情報に変換される。
【００３３】
なお、再生信号はサーボ帯域以下のＤＣ的な成分や、セル周波数以上のノイズが重畳されており、これらをフィルタで除去した方がよい。
特に、ＡＤＣへの入力レンジを有効に使用するため、ＡＤＣの入力はアナログフィルタによりＤＣ成分をカットしたり、最大振幅が入力レンジを超えない範囲でゲインを調整したりすることが望ましい。これらのフィルタの特性を補正領域の再生信号をもとに変更してもよい。
【００３４】
次に、上記波形等化回路（ＥＱ回路）２４はその周波数特性を可変にし易いデジタルフィルタが望ましい。
図６は、デジタルフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。
同図に示すのはトランスバーサルフィルタであり、タップと呼ばれる遅延回路（図中“Ｔ”と記す）３０ａ〜３０ｄと、増幅回路（図中“Ｃ１〜Ｃ５”と記す。Ｃ１〜Ｃ５はタップ係数とも呼ぶ。）３１ａ〜３１ｅと、加減算回路３２と、テーブル３３と、誤差検出回路３４と、係数設定回路３５と、メモリ３６と、スイッチＳＷからなる。
通常、遅延回路３０ａ〜３０ｄのＴはセル周期に設定されるが、クロック間隔の整数倍であればよい。
【００３５】
図６では５タップの回路で説明するが、タップ数に制限はなく、タップ数が多くなるほどより多くの効果が期待できる。この回路は減衰も可能であり、その増幅率または減衰率は可変である。
遅延回路３０ａ〜３０ｄは、それぞれ再生信号をＴづつ遅延させて出力し、各増幅回路３１ａ〜３１ｅは、それぞれ再生信号と各遅延回路３０ａ〜３０ｄの出力をタップ係数に基づいて増幅又は減衰する。
加減算回路（図中“＋”と記す）３２は、各増幅回路３１ａ〜３１ｅの出力を演算する。必要に応じて加算したり減算したりする。この出力結果が後段の多値（レベル）判定回路に送られる。
【００３６】
各増幅回路３１ａ〜３１ｅは、通常のデータ再生時には固定増幅率を使用する。しかし、同期検出回路などから、補正領域を特定する補正信号が発生された場合は、光ディスク上には予め判っている多値情報が記録されているので、誤差検出回路３４が再生信号の補正信号（ＥＱ出力データ）とテーブル３３に記憶されているテーブル（Ｔａｂｌｅ）データを比較し、その比較結果を出力し、係数設定回路３５が誤差検出回路３４の比較結果に基づいて、補正信号とテーブルデータとの誤差を最小化するように各遅延回路３０ａ〜３０ｄのタップ係数を順次変更していく。
これは、補正領域が十分に長ければ、タップ係数が収束するまでこれを続けることができる。タップ係数は予め代表的な値を初期値として設定しておくと、収束までの時間が短縮できる。また、収束しきれない場合は、タップ係数の収束が完了するまで何度も同じ補正領域に再度アクセスし直してもよい。
【００３７】
また、別の方法としては、補正領域の再生信号を記憶手段であるメモリ３６に取り込んでおき、タップ係数の収束が完了するまでは再生信号ではなく、メモリ３６から記憶した擬似再生信号を繰り返し出力させることもできる。
こうして、何度もアクセスを繰り返す必要は無く、高速に繰り返し収束動作を進めることができる。
なお、上記テーブルデータとしては、補正領域の多値情報パターンの理想的な信号レベル、例えば最大振幅をレベル数で等分割したレベルを格納しておけば良い。
【００３８】
図７は、上記タップ係数を収束させるアルゴリズムの処理を示すフローチャート図である。
初めに、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１でタップ係数を初期化し保持しておく。この値は収束を早めるため、実験やシミュレーションなどで求められた平均的な値にしておくことが望ましい。
ステップ２で補正信号が入力されたか否を判断し、補正信号が入力されたと判断すると、ステップ３でｉ＝１、ステップ４でｊ＝１、ステップ５でｎ＝１を設定し、ステップ６でタップＣ１に対して値Ｘ１を設定し、ステップ７で波形等化処理を行い、出力信号とテーブルデータとを比較、誤差を検出し、ステップ８で誤差が最小か否かを判断し、最小でなければステップ１４でｎ＝ｎ＋１又はｎ−１にしてステップ６へ戻って上述の処理を繰り返す。すなわち、係数設定手段では特定のタップＣ１に対して値Ｘｎを設定し、波形等化処理を行い、出力信号とテーブルデータとを比較、誤差を検出し、その誤差が最小化するまで、タップＣ１の値を変更する。
【００３９】
ステップ８で誤差が最小になったら、ステップ９でｊ＝ｊ＿ｍａｘか否かを判断し、ｊ＝ｊ＿ｍａｘでなければ、ステップ１３でｊ＝ｊ＋１とし、次のタップＣ２に対し、上述と同様に誤差を最小化するように係数を変更する処理を実行する。こうして、最後のタップＣｊ＿ｍａｘまで上述の処理を行って一通り最適化したら、ステップ１０でｉ＝ｉ＿ｍａｘか否かを判断し、ｉ＝ｉ＿ｍａｘと判断されるまで上述の処理をｉ＿ｍａｘ回繰り返す。これはタップ毎に相関があるので、他のタップを変更した場合に、再度その条件での最適値に調整するためである。
【００４０】
なお、符合間干渉成分は近いほど寄与率が大きくタップ係数の影響度が異なるので必ず収束する。このタップの順序は、図６の増幅回路３１ａや増幅回路３１ｅの端から始めてもかまわないが、一般的に中心となる増幅回路３１ｃは固定として、寄与率の高い増幅回路３１ｂと増幅回路３１ｅを初めに最適化することが望ましい。また、繰り返す回数ｉ＿ｍａｘやｊ＿ｍａｘに制限を与えず、最小誤差となるまで繰り返すようにしても良いが、予め定められた回数で制限してもよい。
ステップ１０でｉ＝ｉ＿ｍａｘと判断し、全ての調整が終了したら、ステップ１１でこのタップ係数を保持する。なお、タップ係数の収束方法は、上述の処理に限らず従来技術に示されているような方法でもよい。また、ＡＤＣの前段にＥＱ回路を配置し、アナログで実現する場合でも、増幅回路を可変ゲインアンプなどを用いれば良い。
【００４１】
図８は、光学分解能と波形等化回路の周波数特性を示す波形図である。
光は波長と集光レンズのＮＡ（開口率）によって集光点における光スポット径が決定される。この光スポット径より大きいマークとスペースの連続に対しては、反射光の強弱は飽和状態となり、その大きさには関係せず信号レベルは一定となる。
一方、光スポット径に比べて十分に小さいマークとスペースの連続に対しては、殆ど反射光の強弱が得られず、信号レベルは平均レベルとなる。この間の大きさのマークとスペースの連続に対しては、その大きさに応じて信号レベルが変化する。これを光学分解能（ＭＴＦ）と呼び、マークとスペースの連続を固定速度で再生した場合に、その大きさは検出された信号の周期と考えられるので、図８に示すように、横軸を周波数とした図に表すことができる。
【００４２】
ＭＴＦの低域では信号の振幅は一定なので０ｄＢとなり、光スポット径と同等付近のマーク／スペース長を境に、信号の振幅の減衰が始まる。
多値情報の記録では、この減衰した部分の帯域も使用していることになる。この減衰している帯域の信号に対し、減衰していない帯域の信号と同様に信号レベルを多値で判別するためには、減衰特性を補正する必要がある。これが波形等化（イコライザ：ＥＱ）である。
図８に示すように、波形等化回路の特性は、波形等化特性曲線（ＥＱ特性曲線）Ｌ６に示すように、ＭＴＦ曲線Ｌ７で示すＭＴＦによる減衰特性を補正するように特定の帯域に対して増幅させる。このＥＱ回路通過後の信号は、合成特性曲線Ｌ８に示すように、ＭＴＦと波形等化回路特性を合成することによって、多値記録で使用するデータ帯域全域において、フラットな振幅特性を持っている必要がある。
なお非常に低い、例えば５ＫＨｚ以下の帯域は、フォーカスやトラッキングのサーボ帯域となるため、通常は使用しない。
【００４３】
図９は、ＭＴＦによる再生信号の減衰状態の説明に供する図である。
同図の（ａ）に示すように、（イ）の第５の領域の多値情報が４セル連続して同じ部分（「００００」と「７７７７」）では、（ロ）の再生信号の信号レベルの変化を示す曲線Ｌ１０のように信号レベルが十分な振幅を得られているが、（イ）の第３の領域のように１セル毎に多値情報が変化している部分（「０７０７０７」）では、（ロ）の再生信号の信号レベルの変化を示す曲線Ｌ１０のように振幅が減衰し、理想的な再生信号の信号レベルの変化を示す曲線Ｌ９の波形からずれている。
特に符号間干渉が顕著に表れる大きなマークとマーク無しの組み合わせでは、そのずれは大きく、波形等化回路無しでは全く異なった信号レベルと判定される。
波形等化回路の特性を符号間干渉の影響を補正するようにチューニングすることにより、理想波形のような多値情報判定が正確に行える波形が得られる。
以上が多値情報の記録および波形等化回路に関する説明である。
【００４４】
図１０は、符号間干渉の非線形の説明に供する図である。
同図にはマーク形状としてタイプ（Ｔｙｐｅ）１からタイプ３までの３種類のパターンを示している。同図の（ａ）に示すタイプ１は符号間干渉が線形である時の説明であり、マーク形状は円を想定している。
もちろんこのマーク形状はこの限りではなく、説明の便宜上もっとも素直な形状として使ったものである。
セル１には多値情報に応じて複数の大きさのマークが形成されるが、ここでは最大マーク（最大記録マーク）４ａと最小マーク（最小記録マーク）４ｂと、最大マーク４ａの半分の信号レベルが得られる中間マーク（中間記録マーク）４ｃの３種類を示した。その前後のセルは符号間干渉の影響を判り易くするためにマーク無しにしている。また、（ニ）の信号強度の曲線Ｌ１３〜Ｌ１５をみると、再生しようとしている該当セルの中心で信号がボトムとなり、それぞれの信号レベルは、最大マーク４ａの信号レベルの半分が中間マーク４ｃの信号レベルとなる波形が得られる。
【００４５】
タイプ１では、さらに符号間干渉にも線形性があるので、隣接セルの中心位置（図中右側の破線）においても同様に、最大マーク４ａからの符号間干渉成分“Ａ”の半分が、中間マーク４ｃからの符号間干渉成分“Ｂ”になっている。このような特性であれば、多値情報によらず波形等化回路の周波数特性は決定される。
しかし、実際の光ディスク上のマーク形状はそうとは限らず、むしろ、図１０の（ｂ）に示すタイプ２、又は（ｃ）に示すタイプ３のようになることが多い。
図１０の（ｂ）に示すタイプ２は、タイプ１とはマークの形状が異なり、マークの大きさはトラックに並行な方向、すなわち時間軸方向の長さが変化することが主であり、小さいマークになってようやくトラック方向に垂直な幅方向が変化するパターンである。
すなわち、最大マーク５と最小マーク６と、最大マーク５の半分の信号レベルが得られる中間マーク７の３種類を示している。その各信号レベルは、最大マーク５は曲線Ｌ１６に、最小マーク６は曲線Ｌ１７に、中間マークは曲線Ｌ１８にそれぞれなる。
【００４６】
この場合でも、再生信号の強度をみると、該当セル中心ではタイプ１と同様の結果であるが、隣接セル中心（図中右側の破線の位置）では異なっている。
つまり、最大マークからの符号間干渉成分“Ａ”に対し、中間マークからの符号間干渉成分“Ｂ”は半分以下になっている。
すなわち、大きなマークに対して符号間干渉の変化感度が高く、多値情報に対し符号間干渉成分が非線形状態ということである。
もちろん、タイプ１と同様にマークの形状は説明の便宜上想像し易い形状を使ったが、この限りではない。
【００４７】
また、図１０の（ｃ）に示すタイプ３は、タイプ２の最大マークの形状は同じであるが、その他のマークがそれぞれ異なり、最大マーク５と最小マーク８と、最大マーク５の半分の信号レベルが得られる中間マーク９の３種類を示している。その各信号レベルは、最大マーク５は曲線Ｌ１９に、最小マーク６は曲線Ｌ２０に、中間マークは曲線Ｌ２１にそれぞれなる。
タイプ３ではこれと逆の特性を示しており、大きなマークに対して符号間干渉の変化感度が低く、多値情報に対して符号間干渉成分が非線形状態である。
なお、図１０の（ｂ）のタイプ２と（ｃ）のタイプ３の信号強度の曲線は、説明を簡単にするために半分しか図示していない。
ここではスポット形状は固定とし、マークの形状が変化した場合を例に説明したが、これはスポットの形状や強度分布がバラツいた場合には、さらに複雑な非線形性が表れこの傾向が顕著となる。
【００４８】
図１１は、スポットの形状や強度分布がバラツいたときに複雑な非線形性が表れることの説明に供する図である。
同図の（ｂ）に示すように、スポット径が大きい場合の隣接セル最大マーク４ａの端における信号レベルの曲線Ｌ２２におけるスポット強度をａとし、中間マーク４ｃの端におけるスポット強度をｂとする。
同様にスポット径が小さい場合の隣接セル最大マーク４ａの端における信号レベルの曲線Ｌ２３におけるスポット強度をａ′とし、中間マーク４ｃの端におけるスポット強度をｂ′とする。両者のパワーは等しい条件とするため、スポット径が大きい方がピーク強度を低くしている。
【００４９】
スポットが大きいと、ａ＞ａ′、ｂ＞ｂ′となり、符合間干渉が大きくなる。その上、ａ／ｂとａ′／ｂ′は明らかに異なり、符号間干渉に非線形性が表れる。
このように、マークの形状やスポットのバラツキにより非線形成分が発生する。
全てのデータ（マークの大きさ）が同じ確立で発生した場合、符号間干渉が線形であれば、１つのマークにより発生する符合間干渉成分から、全てのマークの符号間干渉成分は一意に決定されるので、どのようなパターンからでも波形等化の特性を決定することはできる。
【００５０】
しかし、符号間干渉が非線形であった場合には、最大マークからの符号間干渉成分だけでは各マークの符号間干渉成分を予測することはできず、波形等化の特性を最適化することもできない。
よって、符号間干渉が平均的なレベルとなるパターンにより、波形等化特性を最適化することが重要となる。この符号間干渉が平均的なレベルとなるパターンとして第１〜第５の領域を用いる。
【００５１】
図１２は、符号間干渉が上記タイプ２の非線形であった場合の不具合について説明するのに供する図である。
図中の横点線は理想的な多値情報の信号レベルを示しており、この場合は８値の各信号レベルを示している。
波形等化回路のタップ係数を決定するための特定のパターンを、図１２の（ａ）に示す多値情報「０７０７の繰り返し」で求めた場合、０７０７に対して適正な符号間干渉成分を除去するようにタップ係数が求められるが、実際には最大マークの符号間干渉成分を補正するような最適化がなされるため、タイプ２のように最大マークが最も符号間干渉の感度が高い場合には補正過多になってしまう。
【００５２】
再生信号として実線で示した０７０７の波形の曲線Ｌ２６が入力された場合には、図中に点線で示す線Ｌ２５のように増幅され、セル中心の多値情報は“０”については再生信号ｄ１、“７”については再生信号ｄ２のように、理想的な信号レベルとして検出することができる。
しかし、同じタップ係数の波形等化回路に対して、図１２の（ｂ）に示す多値情報「３４３４の繰り返し」の再生信号で求めた場合、再生信号として実線で示した３４３４の波形の曲線Ｌ２８が入力された場合には、符号間干渉成分は最大マーク時ほど大きくないため、補正過多となってしまう。そして、補正後は“３”については再生信号ｄ２、“４”については再生信号ｄ３のように検出され、それぞれ“３”についての理想的な再生信号ｄ４と、理想的な再生信号ｄ５とはレベルがずれてしまって多値判定で誤ってしまう可能性を高くしている。
【００５３】
これは、波形等化回路特性の補正パターンが０７０７に限らず、従来技術のようなゼロに挟まれた１つの多値情報（例えば、００７００）や、同じ多値情報の連続（例えば、７７７７７など）でも同じ結果となる。
このように、符号間干渉が非線形である場合に、従来例で提示されているような符合間干渉が偏ったパターンで波形等化回路の特性を補正しても適性化されない。
この実施例では、符号間干渉が平均的な多値情報パターンを用いて再生手段、波形等化回路の特性を適性化することにより、符号間干渉が非線形であるシステムへの対応を可能としている。
【００５４】
次に、全ての多値情報に応じたマークにより発生する隣接セルへの符号間干渉成分の平均レベルを示すことのできる多値情報のパターンについて説明する。
図１３は、第１の補正パターンの説明に供する図である。
同図の（イ）のセルデータとして多値情報列「００００７７７７・・・７ｘｘｘｘ」を示している。先頭の“００００７７７７”は、図２に示した同期マークを付けている。
図１３の（ハ）中に点線枠Ｃ１で囲んだ部分が、特定の多値情報に応じた１つのマークと、その前後のセルに最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置した第１の領域を含む補正領域からの再生信号である。
図１３の（イ）に示すセルデータ中の“ｘ”としている多値情報は、再生信号において隣接セル位置における符号間干渉レベルが平均的なレベルとなるマークに対応した多値情報が入るわけであるが、例えば、７値記録の場合はレベル３、８値記録の場合にはレベル３．５相当となり、通常のユーザデータ領域には存在しない多値情報になる。
【００５５】
しかし、波形等化回路の周波数特性決定には望ましい値であるので、レベル３．５を用いるのが望ましい。
なお、レベル３．５の替わりに、レベル３やレベル４を用いても波形等化特性の改善には一定の効果が得られるはずなのでそれでもよい。
なお、各多値情報に対応したマークの発生確率が同じではない場合などは、多値情報の中心値に対応するマークが、符号間干渉の平均レベルとならない場合もある。
ここでは、特定の多値情報に応じた１つのマークと、少なくともその前後のセルに、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置させるものとしているが、図で対応させると、特定の多値情報は、レベル０からレベル７を順次ならべており、中間の信号レベルとはレベル３．５である。また、少なくとも前後のセルに配置するとしているが、図１３では前後４セル並べている。
【００５６】
このように、特定の多値情報に応じたマークとそれを挟むように中間レベルのマークを配置した場合、これを１セットとし、特定の多値情報を並べて複数のセットで再生特性を補正させると、より正確な補正が行える。
また、中間レベルのマークの数は符号間干渉が影響するセル数以上が望ましい。
特定の多値情報に応じたマークが配置されたセル中心を示すサンプル点を中心にして再生信号を重ね合わせた信号をみると、サンプル点では多値情報全てのレベル０から７までの８種類が分離でき、隣接セル位置の点線では、レベル３．５を中心として、サンプル点の多値情報がレベル０の場合とレベル７の場合で共に等しい差を持った符号間干渉が発生していることがわかる。これは平均的な符号間干渉が発生していると言える。
これによって、全ての符号間干渉を網羅する冗長な補正パターンを使用することなく、平均的な符号間干渉で効率的に波形等化回路の最適化を行うことができる。
【００５７】
図１４は、第１の補正パターンの他の例の説明に供する図である。
図１４の（ハ）中に点線枠Ｃ２で囲んだ部分が、特定の多値情報に応じた１つのマークと、その前後のセルに最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置した第１の領域を含む補正領域からの再生信号である。
一方、図１４の（イ）のセルデータには、“ｘ”としてレベル０を配置した場合を示している。
これは従来技術に提示されているパターンであるが、これも同様にサンプル点を中心にして再生信号を重ね合わせた信号をみると、隣接セル位置の点線では、図１４の（ニ）に示すように、サンプル点の多値情報がレベル７だった場合を“Ａ”、レベル３と４の間の場合を“Ｂ”とすると、ＢはＡの半分ではなく、大きくレベル０側に偏っていることがわかる。
【００５８】
また、“ｘ”としてレベル７を使った場合を推測すると、逆にＢ点はレベル７に偏る。このことから、“ｘ”としてレベル０やレベル７だけを用いた場合には、その符号間干渉の非線形性に応じて偏ったＥＱ回路の特性に適性化されてしまうことがわかる。
さらに、補正パターンは予め定められた多値情報パターンで構成される必要があることから、ユーザ情報とは別に格納されている必要がある。
特に、ユーザ情報に先立ち、再生される位置、例えば、データ領域の先頭や最内周のメディアパラメータを格納されている領域や最適記録パワーのテスト領域などが望ましい。
【００５９】
次に、信号レベルの上位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した、もしくは下位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した第２の領域と、最大信号レベルと最小信号レベルに対応したマークを交互に配置した第３の領域とを含んだ補正領域について説明する。
図９の（ａ）に示すタイプＡを用いて説明する。
タイプＡのうち、“００００７７７７”は同期マークの例である。
ここでは、２種類のパターンを要する。第３の領域とされている最大信号レベルと最小信号レベルに対応したマークを交互に配置した例は“０７０７０７”である。これは符号間干渉が最大となっている場合を代表している。
【００６０】
また、第２の領域とされている上位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した例は“０１０１０１”である。符号間干渉が小さい場合のパターンを代表している。
さらに、信号レベルの下位２レベルに対応する多値情報を交互に配置するとは、“６７６７６７”であるが、これは“０１０１０１”と同じように符号間干渉が小さい場合を代表している。
図１０に示したタイプ２とタイプ３では、どちらのパターンが最小となるかは変わるが、いずれにせよ符号間干渉が大きい場合と、小さい場合を含んで波形等化回路の特性を最適化することにより、符号間干渉が平均的に存在する場合と同様の補正特性が得られる。
これは上述の説明で“ｘ”を０とした場合と、７とした場合を両方行う場合と同等と言えるが、こちらの構成の方が短い補正領域で可能となる。
【００６１】
次に、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルを基準レベルとして、基準レベルを挟み信号レベルが対称かつ最も近い組み合わせの２つの信号レベルに対応したマークを交互に配置した第４の領域を含んだ補正領域について説明する。
図９の（ｂ）のタイプＢに示した補正パターンを用いて説明する。
タイプＡと同様に先頭は同期パターンの例である。最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルを基準レベルとして、基準レベルを挟み信号レベルが対称かつ最も近い組み合わせの２つの信号レベルに対応したマークを交互に配置するとは、８値記録の場合は“３４３４３４”である。
【００６２】
基準レベルはレベル３．５なので、これに対称かつ最も近い組み合わせはレベル３と４である。また、７値記録であれば、基準レベルがレベル３となるので、これに対称かつ最も近い組み合わせはレベル２と４である。
図１０のタイプ２，タイプ３にも示したが、符号間干渉が非線形の場合、その平均はレベル７の符号間干渉Ａの半分ではなく、中間レベルの符号間干渉Ｂである。
よって、中間マーク付近の２種類のマークを用いてＥＱ回路の特性を最適化するということは、符号間干渉のほぼ平均的状態で最適化していると言える。
【００６３】
次に、上記最大信号レベルと上記最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置した第５の領域について説明する。
最大信号レベルと最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置しているが、これは図９の（ａ）のタイプＡと（ｂ）のタイプＢに示した“００００７７７７”の部分である。
これは、同期パターンと同じであれば共有してもよい。また、セル周波数帯での波形等化回路特性ではなく、低域での波形等化回路特性を最適化する目的が有る。
上述したが、波形等化回路特性とＭＴＦの合成はフラットな特性でなければならない。
よって、セル周波数帯での特性も重要であるが、低域での特性もあわせて補正すべきである。
【００６４】
また、多値記録の場合に同じ多値情報が連続する意味は、一つの大きなマークまたはスペースを作ると同じであるので、“００００７７７７”は光学分解能を十分満足するマークやスペースを再生することになり、符号間干渉が発生しない。
ＭＴＦではフラットな帯域での波形等化回路の補正となるが、すなわち、波形等化回路にもフラットな特性が求められる。
よって、最大信号レベルと最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置することで、低域の波形等化回路特性の最適化が行える。
なお、２個以上とは、光学分解能より大きなマークが形成されれば良く、セルの連続長が光スポット径より大きければ十分である。
【００６５】
次に、この発明の多値情報再生装置と多値情報記録装置の実施例を説明する。
図１５は、光ディスク（多値情報記録媒体）に照射された光ビームの反射光を受光し、各種信号を抽出する受光素子周辺の信号処理ブロックの一例を示す図である。
図１５の（ａ）に示すように、記録型の光ディスク上には案内溝であるトラック５１が刻まれており、トラック５１上に記録マーク５２が配置される。トラック５１はウォブルと呼ばれる蛇行がなされている。その光ディスクに光ビームが照射され、光スポット５３が形成される。
再生専用型の光ディスクの場合は、トラックはなく、ピットが一直線に並ぶことによって、トラックのような案内溝を作っている。その光ディスクに光ビームが照射され、光スポットが形成される。
【００６６】
図１５の（ｂ）に示すように、上記のような光ディスクからの反射光を４分割受光素子（ＰＤ）６０で受光する。この４分割受光素子６０は光学的にディスク面のトラック接線方向とそれに垂直方向に対応する分割線で４つの受光素子６０ａ〜６０ｄに仕切られている。各受光素子６０ａ〜６０ｄの出力信号を、便宜的にそれぞれＡ〜Ｄとする。
各受光素子６０ａ〜６０ｄの出力は電流信号なので、それぞれＩ／Ｖ回路６１によって電圧信号に変換される。通常、ここまでも光学系と呼ぶ。Ｉ／Ｖ回路６１によって電圧変換された信号は後段の演算回路にて、各種信号が抽出される。
まず、加算回路（加算アンプ）６２ａで各受光素子６０ａ〜６０ｄの出力信号を加算してＲＦ信号，多値再生信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を出力する。
【００６７】
また、加算回路６２ｂで各受光素子６０ａ，６０ｄの出力信号を加算して加算信号（Ａ＋Ｄ）を、加算回路６２ｃで各受光素子６０ｂ，６０ｃの出力信号を加算して加算信号（Ｂ＋Ｃ）をそれぞれ出力し、加算回路６２ｆで加算信号（Ａ＋Ｄ）と加算信号（Ｂ＋Ｃ）を加算し、フィルタ６４ｃを通過させてトラッククロス信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の低周波信号を出力する。
さらに、減算回路６３ａで加算信号（Ａ＋Ｄ）と加算信号（Ｂ＋Ｃ）を減算し、フィルタ６４ｂを通過させてトラックエラー信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の低周波信号を出力する。このトラックエラー信号はプッシュプル信号ともいう。
【００６８】
また、加算回路６２ｄで各受光素子６０ａ，６０ｃの出力信号を加算して加算信号（Ａ＋Ｃ）を、加算回路６２ｅで各受光素子６０ｂ，６０ｄの出力信号を加算して加算信号（Ｂ＋Ｄ）をそれぞれ出力し、減算回路６３ｂで加算信号（Ａ＋Ｃ）と加算信号（Ｂ＋Ｄ）を減算し、フィルタ６４ｄを通過させてフォーカスエラー信号（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の低周波信号を出力する。
これらのトラッククロス信号，トラックエラー信号，フォーカスエラー信号をサーボ信号といい、光ビームを移動させ、目標位置に保持（フォーカシング，トラッキング）させるために使用される。
【００６９】
さらに、減算回路６３ａから出力され、フィルタ６４ａから出力される（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の高周波信号はウォブル信号である。
ここではトラックエラー信号と同じ回路で演算しているが、もちろん別の回路で演算しても良いし、減算回路（減算アンプ）の前に各種補正回路を挿入しても良い。
通常、以上をサーボ信号の検出系と呼び、機構系を制御するために使用される。また、再生（ＲＦ）信号としては高帯域の別回路で演算することが望ましいため、Ｉ／Ｖ後直接４つの信号を加算して演算している。ＣＭ信号はこのＲＦ信号から得られる。
【００７０】
ここで示したのは各種信号の最も簡単な演算方法であるが、受光素子（ＰＤ）の分割形状はこの限りでなく、光ビームの数や光路に応じてさらに細かく分割されていても構わないし、逆に２、３分割と少なくてもよい。それぞれの受光形態に応じて信号演算を最適化すればよい。メインとサブからなる複数の光ビームから各種信号を検出する場合でも構わない。
例えば、トラックエラー信号は３つの光ビームを受光して演算する３ビーム法やディファレンシャル・プッシュ・プル（ＤＰＰ）法などの場合である。トラッククロス信号も３ビームで演算することもできる。トラックエラー信号はディファレンシャル・フェーズ・ディテクション（ＤＰＤ）法でも構わない。またフォーカス系はナイフエッジ法など別の受光素子から演算されてもよい。
すなわち、検出法によって演算法を適性化すればよく、そのディスクから信号を抽出する方法、手段は問題ではない。
【００７１】
図１６は、この発明の多値情報再生装置と多値情報記録装置の一実施例である情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
この情報記録再生装置は、光学系を搭載した光ピックアップ７０と、その光ピックアップ７０を移動するシークモータや光ディスク５０を回転させるスピンドルモータ７１などの複数のモータ（スピンドルモータ７１以外のモータは図示を省略している）と、光ディスク５０をセッティングするローディング（図示を省略）などからなる機構系と、各種電気系に分けることができる。ただし電気系は機構系や光学系に含まれる場合もある。
【００７２】
光ピックアップ７０にはレーザ光を発生させるレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体レーザ光源９０と、半導体レーザ光源９０の発生するレーザ光の光線を平行光にするレンズ９１と、プリズム９２と、４分割受光素子９６の各受光素子へレーザ光を導くレンズ９５と、光ディスク５０上にレーザ光のスポットを集光させる対物レンズ９３と、そのスポットを光ディスク５０上の所望の位置に追従させるべく対物レンズ９３の位置を制御するアクチュエータ９４と、４分割受光素子９３と、Ｉ／Ｖ回路９７が搭載されている。
４分割受光素子９３は図１５の４分割受光素子６０に相当し、Ｉ／Ｖ回路９７は図１５のＩ／Ｖ回路６１に相当する。
【００７３】
電気系には以下のものがある。記録時にはシステムコントローラ８１が情報記録再生装置の外部（例えば、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ）から光ディスク５０に記録するデータ（情報）を受け取り、エンコーダ８０によって光ディスク５０に記録する情報列に符号化し、その後に変調などの変換を行う。レーザ駆動部７３では上記情報列から光ディスク５０に記録するために適切なレーザ光の発光タイミングや強度を決定し、光ピックアップ７０の半導体レーザ光源９０にレーザ光を発光させる。再生時にはレーザ駆動部７３は半導体レーザ光源９０に再生用の強度で安定したレーザ光の発光をさせる。
【００７４】
光ディスク５０からの反射信号は、４分割受光素子（ＰＤ）９６によって光電変換され、Ｉ／Ｖ回路９７によって演算が容易な電圧信号に変換される。このＰＤ９６とＩ／Ｖ回路９７を一体化していても良い。
その後、再生信号検出部７４による再生信号、ウォブル信号検出部７５によるウォブル信号、サーボ信号検出部７６によるサーボ信号などの信号演算を行う。なお、ＰＤ９６の出力（電流）の状態で各種信号演算がなされた後、電圧信号に変換されるようにしてもよい。
【００７５】
上記再生信号検出部７４は図１５の加算回路６２ａに相当し、上記ウォブル信号検出部７５は図１５の加算回路６２ｂ，６２ｃと減算回路６３ａとフィルタ６４ａに相当し、上記サーボ信号検出部７６は図１５の加算回路６２ｃ〜６２ｆと減算回路６３ａ，６３ｂとフィルタ６４ｂ〜６４ｄに相当する。さらに、上記再生信号検出部７４は図５に示した多値情報検出回路にも相当する。
ウォブル信号の検出は独立して記載しているが、サーボ信号検出部７６の内部信号から生成してもよい。その検出されたウォブル信号はウォブル復調信号処理部７９に入力される。
【００７６】
ウォブル復調信号処理部７９には記録用クロック生成手段や復調手段などが含まれており、ウォブル同期信号，アドレス情報，記録クロック信号，層情報などを検出する。それらのウォブル同期信号，アドレス情報，記録クロック信号，層情報はシステムコントローラ８１とエンコーダ８０によって現在位置の取得処理に使用される。また、記録クロック信号はデータの記録時にエンコーダ８０やＤＳＰ７７でも使用される基準信号となる。
サーボ信号はサーボ信号検出部７６によって各種演算を行い、ＤＳＰ７７でスポットの位置と目標位置との誤差から光ピックアップ７０やアクチュエータ９４の移動量を演算し、所望の位置にレーザ光のスポットを追従させるべくシークモータやアクチュエータ９４を動作させる。また、ウォブル信号や再生信号から検出されたクロック信号に基づいて光ディスク回転速度を検出し、目標速度と比較してモータ駆動部７２に対するスピンドルモータ７１の回転速度を制御する。
【００７７】
再生時には、再生信号検出部７４によってフィルタを用いて高域信号成分である再生信号を抽出する。さらにＣＭ検出手段も備え、得られた再生クロックによってＡＤＣで量子化する。この再生信号検出部７４で得られた再生クロック信号を再生系の基準信号とするが、粗同期引き込みの際はウォブルクロックを使用しても良い。その量子化データに基づいて波形等化回路で波形等化を行い、多値レベルの判定を行う。そして、デコーダ７８によって各種復調と復号化を行い、再生情報に変換する。その再生情報はシステムコントローラ８１を通じて外部（例えば、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ）に転送される。
【００７８】
この実施例では、全ての多値情報に応じたマークにより発生する隣接セルへの符号間干渉成分の平均レベルを示す多値情報のパターン列から再生信号を得て、前記再生信号に対し再生手段の周波数特性が適性化されているので、符号間干渉が多値情報に対し非線形性をもつシステムにおいても、短い補正パターンで正確に再生系の周波数特性を最適化し、信頼性および互換性の高い再生システムが構築できる。
また、上記再生手段の周波数特性の適性化には、少なくとも波形等化手段の周波数特性の適性化が含まれるようにすれば、符号間干渉の補正に対するメイン手段である波形等化手段は、タップ係数の最適化に時間がかかるため、短く効率のよい補正パターンをもちいることで、最適化までの大幅な時間短縮が見込め、信頼性および互換性の高い再生システムが構築できるとともに、高速アクセス、再生も期待できる。
【００７９】
さらに、特定の多値情報に応じた１つのマークと、少なくともその前後のセルに、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルに対応したマークを配置した第１の領域を含む補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されるようにすれば、符号間干渉に非線形性をもつシステムにおいても、正確にかつ短いパターンで効率よく再生手段の特性を最適化できるので、信頼性および互換性の高い光ディスク（メディア）が提供できる。
また、信号レベルの上位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した、もしくは下位２レベルに対応する多値情報を交互に配置した第２の領域と、最大信号レベルと最小信号レベルに対応したマークを交互に配置した第３の領域と、を含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されるようにすれば、符号間干渉に非線形性をもつシステムにおいても、正確にかつ短いパターンで効率よく再生手段の特性を最適化できるので、信頼性および互換性の高いメディアが提供できる。
【００８０】
さらに、最大信号レベルと最小信号レベルの中間の信号レベルを基準レベルとして、基準レベルを挟み信号レベルが対称かつ最も近い組み合わせの２つの信号レベルに対応したマークを交互に配置した第４の領域を含んだ補正領域が、ユーザ情報領域とは異なって配置されるようにすれば、符号間干渉に非線形性をもつシステムにおいても、正確にかつ短いパターンで効率よく再生手段の特性を最適化できるので、信頼性および互換性の高いメディアが提供できる。
また、最大信号レベルと最小信号レベルに対応するそれぞれのマークを２個以上連続したパターンを配置した第５の領域も合わせて備えるようにすれば、上述の効果に加え、低域での波形等化特性の最適化も行え、さらに信頼性および互換性を高めることができる。
【００８１】
さらに、この多値情報記録媒体の補正領域から取り込んだ再生信号を波形等化手段に入力し、その出力とあらかじめ記憶している目標値とを比較し、その誤差が小さくなる波形等化手段の特性を設定すれば、符号間干渉に非線形性をもつシステムにおいても、正確にかつ短いパターンで効率よく波形等化手段の特性を最適化できるので、各種変動やバラツキがあっても正確な多値判定が行える多値情報を生成することができる。
また、上記波形等化手段において、上記補正領域の再生信号を記憶手段で取り込み、記憶手段から繰り返し出力する擬似再生信号を用いて、波形等化手段の特性の適性化を行うようにすれば、波形等化手段の特性適性化に必要な補正領域を小さくすることができ、また補正領域に繰り返しアクセスし直すことも避けることができるので、記憶容量の確保と、高速再生性能を満足するシステムへの対応が可能である。
【００８２】
さらに、この多値記録媒体から再生信号を得る光学系と、光学系を目標位置へ移動させ維持するサーボ機構系と、再生信号から上記補正領域を特定して補正領域を示す補正信号を出力する同期検出手段と、補正信号をもとに特性を適性化し維持する波形等化手段と、波形等化手段出力から多値情報を復調する多値判定手段を備え、ユーザー情報を再生するようにすれば、信頼性および互換性の高い多値情報再生装置を提供することができる。
さらにまた、入力された多値情報に応じて記録マークを形成するための光学系と、光学系を目標位置へ移動させ維持するサーボ機構系とを備え、ユーザ情報だけでなく波形等化手段の補正パターンを多値情報に含み媒体に記録を行うようにすれば、信頼性および互換性の高い多値情報記録装置を提供することができ、さらにそのメディアも提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明による多値情報再生方法，多値情報記録媒体，多値情報波形等化装置，多値情報再生装置，多値情報記録装置は、レーザー波長や光学系のパラメータに依存することは無く、実施例ではＤＶＤを例にあげているが、青色レーザを用いても超解像技術を用いたものでも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明の実施例の多値情報記録媒体における多値情報の記録の概要の説明に供する図である。
【図２】クロックを抽出するための特殊パターンであるクロックマークを挿入したデータフォーマットの一例を示す図である。
【図３】クロックマークによるクロック抽出の説明に供する図である。
【図４】図２に示す同期マークの説明に供する図である。
【図５】多値情報検出回路の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００８５】
【図６】デジタルフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。
【図７】タップ係数を収束させるアルゴリズムの処理を示すフローチャート図である。
【図８】光学分解能と波形等化回路の周波数特性を示す波形図である。
【図９】ＭＴＦによる再生信号の減衰状態の説明に供する図である。
【図１０】符号間干渉の非線形の説明に供する図である。
【００８６】
【図１１】スポットの形状や強度分布がバラツいたときに複雑な非線形性が表れることの説明に供する図である。
【図１２】符号間干渉が上記タイプ２の非線形であった場合の不具合について説明するのに供する図である。
【図１３】第１の補正パターンの説明に供する図である。
【００８７】
【図１４】第１の補正パターンの他の例の説明に供する図である。
【図１５】光ディスクに照射された光ビームの反射光を受光し、各種信号を抽出する受光素子周辺の信号処理ブロックの一例を示す図である。
【図１６】この発明の多値情報再生装置と多値情報記録装置の一実施例である情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１：セル    ２，５２：記録マーク    ３，５３：光スポット    ４ａ，５：最大記録マーク    ４ｂ，６，８：最小記録マーク    ４ｃ，７，９：中間記録マーク    １０：クロックマーク    １１：同期マーク    １２：補正領域（キャリブレーションエリア：ＣＡ）    １３：ユーザ情報領域    ２１：同期検出回路    ２２：クロック検出回路    ２３：アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）    ２４：波形等化回路（ＥＱ回路）    ２５：多値判定回路    ３０ａ〜３０ｄ：遅延回路    ３１ａ〜３１ｅ：増幅回路    ３２：加減算回路    ３３：テーブル    ３４：誤差検出回路    ３５：係数設定回路    ３６：メモリ    ５０：光ディスク    ５１：トラック    ６０，９６：４分割受光素子（ＰＤ）    ６０ａ〜６０ｄ：受光素子    ６１，９７：Ｉ／Ｖ回路    ６２ａ〜６２ｆ：加算回路    ６３ａ，６３ｂ：減算回路    ６４ａ〜６４ｄ：フィルタ    ７０：光ピックアップ    ７１：スピンドルモータ    ７２：モータ駆動部    ７３：レーザ駆動部    ７４：再生信号検出部    ７５：ウォブル信号検出部    ７６：サーボ信号検出部    ７７：ＤＳＰ    ７８：デコーダ    ７９：ウォブル復調信号処理部    ８０：エンコーダ    ８１：システムコントローラ    ９０：半導体レーザ光源    ９１，９５：レンズ    ９２：プリズム    ９３：対物レンズ    ９４：アクチュエータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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