(57)【要約】【課題】光スポットを微小化して高密度化を図ると、符号間干渉の量が更に多くなり、符号間干渉の量が多くなると、各レベルに対する再生信号の振幅分布の重なりが増え、そのままでは再生誤りが増加する。【解決手段】セル中央値だけでなく隣接するセルのセル中央値との加算値に基づいて多値情報を判定する。即ち、光スポットの中心がセルの中央に来た時にサンプリングしたセル中央値と、そのセル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値とを加算した加算値との両方に基づいて多値情報を判断することにより誤検出を低減する。【選択図】図７
2007226896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設け、前記セルにおけるトラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることによって記録された多値情報を再生する方法において、光スポットの中心がセルの中央に来た時に再生信号をサンプリングしたセル中央値と、前記セル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値とを加算した加算値との両方に基づいて多値情報を判断することを特徴とする多値情報再生方法。
【請求項２】
前記多値情報は、前記セル中央値または前記加算値を、各レベルに応じた複数の閾値によってレベルスライスして得られた候補値から決定した多値判定値から求められることを特徴とする請求項１に記載の多値情報再生方法。
【請求項３】
前記閾値は、前後のセルの多値情報或いは前記加算値及びセル中央値に基づいて値が調整されることを特徴とする請求項２に記載の多値情報再生方法。
【請求項４】
前記候補値は、対象となる注目セルに先行する先行セル、後行する後行セル又は先行セル及び後行セルの多値判定値を参照して判定することを特徴とする請求項２に記載の多値情報再生方法。
【請求項５】
３つの連続する先行セル、注目セル、後行セルのマークを１つのグループとする全ての組合せパターンに応じた注目セルのセル中央値の再生信号を学習パターン情報として予め学習し、これを前記注目セルの多値判定に参照値として用いることを特徴とする請求項１又は４に記載の多値情報再生方法。
【請求項６】
前記先行セルの多値判定値は、前記候補値を得るための各レベルに応じた複数の閾値によるレベルスライスによって決定されることを特徴とする請求項４に記載の多値情報再生方法。
【請求項７】
前記先行セルの多値判定値は、前記加算値とセル中央値の両方を用いて最終的に判断された多値情報であることを特徴とする請求項４に記載の多値情報再生方法。
【請求項８】
前記後行セルの多値判定値は、前記候補値を得るための各レベルに応じた複数の閾値によるレベルスライスによって決定されることを特徴とする請求項４に記載の多値情報再生方法。
【請求項９】
前記加算値から得られる注目セルの候補値は、対象となる注目セルに先行する先行セルの多値判定値を参照して判定することを特徴とする請求項２に記載の多値情報再生方法。
【請求項１０】
前記先行セルの多値判定値は、前記加算値とセル中央値の両方を用いて最終的に判断された多値情報であることを特徴とする請求項９に記載の多値情報再生方法。
【請求項１１】
前記先行セルの多値判定値は、前記候補値を得るための各レベルに応じた複数の閾値によるレベルスライスによって決定された多値判定値、又は前記加算値とセル中央値の両方を用いて最終的に判断された多値判定値であることを特徴とする請求項６、７又は９に記載の多値情報再生方法。
【請求項１２】
前記隣接する先行セルと注目セルのマークを１つのグループとする全ての組合せパターンに応じた先行セルと注目セルの加算値の再生信号を学習パターン情報として予め学習し、これを前記注目セルの多値判定に参照値として用いることを特徴とする請求項１又は９に記載の多値情報再生方法。
【請求項１３】
前記セル中央値から求めた第１候補値を『ａ』、第２候補値を『ｂ』、前記加算値から求めた候補値を『ｘ』として、ａ＝ｘである場合、注目セルの多値情報を『ａ』と判定することを特徴とする請求項１に記載の多値情報再生方法。
【請求項１４】
前記ｘ＝ｂである場合、セル中央値及び加算値と学習パターン情報との差分の絶対値であるＭ（ａ）、Ｍ（ｂ）、Ｍ（ｘ）が、
｜Ｍ（ｂ）− Ｍ（ａ）｜＜ｅ、且つ、Ｍ（ａ）＞Ｍ（ｘ）  ｅ：定数
の条件を満たす場合、注目セルの多値情報を『ｘ（＝ｂ）』と判定することを特徴とする請求項１３に記載の多値情報再生方法。
【請求項１５】
前記注目セルに先行する先行セルにおいて、セル中央値から求めた第１候補値を『ａ’』、加算値から求めた候補値を『ｘ’』として、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０、
又は、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０
の条件を満たす場合、注目セルの多値情報を『ａ』と判定することを特徴とする請求項１３に記載の多値情報再生方法。
【請求項１６】
前記セルに先行する先行セルにおいて、セル中央値から求めた第１候補値を『ａ’』、加算値から求めた候補値を『ｘ’』として、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０、又は、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０の条件を満たす場合、先行セルの多値情報を『ａ’』に訂正し、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０、又は、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０の条件を満たす場合、先行セルの多値情報を『ｘ’』に訂正することを特徴とする請求項１３に記載の多値情報再生方法。
【請求項１７】
光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設け、前記セルにおけるトラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることによって記録された多値情報を再生する装置において、光スポットの中心がセルの中央に来た時に再生信号をサンプリングしてセル中央値を検出する手段と、前記セル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値とを加算する手段と、前記セル中央値と前記加算手段で加算された加算値との両方に基づいて多値情報を判断する手段とを有することを特徴とする多値情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスク等の情報記録媒体の多値情報を再生する多値情報再生方法及び装置、特に、多値データ処理においてデータの誤り率を低減できる多値データ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクにおいては渦巻状又は同心円状のトラック上に２値のデジタルデータが、エンボス加工等による凹凸のピット（ＲＯＭディスク）や無機・有機記録膜への穴形成（追記型ディスク）・結晶状態の違い（相変化ディスク）等によって記録されている。
【０００３】
これらの記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差や磁気カー効果による偏光方向の差等を検出し、再生ＲＦ信号を得ている。そして、得られた再生ＲＦ信号から２値のデータを検出している。
【０００４】
近年、これら光ディスクの記録容量の高密度化を図る研究開発が進められており、情報の記録再生に関わる光スポットを微小化する技術として、光源の波長は赤色（６５０ｎｍ）から、青紫色(４０５ｎｍ)になりつつある。
【０００５】
また、対物レンズの開口数も０．６や０．６５から０．８５へと高められようとしている。一方では、同じ光スポットの大きさを用いて、より効率のよい多値記録再生の技術も提案されている。
【０００６】
例えば、本願出願人は、多値記録再生技術として、特開平５−１２８５３０号公報において、次のような多値情報の記録再生方法を提案している（特許文献１）。
【０００７】
即ち、上記記録再生方法では、光学的情報記録媒体の情報トラック上に情報ピットのトラック方向の幅と、その情報ピットの再生用光スポットに対するトラック方向のシフト量の組み合せによって多値情報を記録する。また、多値記録した情報ピットを再生する際、予め学習しておいた検出信号と光スポットから得られた検出信号との相関より多値情報を再生する。
【０００８】
一方、光ディスク分野の研究における国際学会であるＩＳＯＭ２００３（Write−once Disks for Multi-level Optical Recording：予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）において、次のような発表がなされている（非特許文献１）。
【０００９】
上記発表では、青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．６５の光学系が用いられている。更に、光学系によってトラックピッチが０．４６μｍの光ディスクに対して、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録する領域（以下、セルと記述する）のトラック方向の幅を０．２６μｍとし、８レベルの多値記録再生を行っている。
【００１０】
８レベルの情報ピットは、情報記録媒体に記録する時に、２値データから８レベルに変換された後に各セルに記録される。８値記録の場合、１つのセルが３ビットの２値データに対応していることになる。
【００１１】
例えば、３ビットの情報に対して、図１３に示すように（０，０，０）は０レベルに対応させている。また（０，０，１）は１レベルに、（０，１，０）は２レベルに、（０，１，１）は３レベルに対応させている。
【００１２】
更に、（１，１，０）は４レベルに、（１，１，１）は５レベルに、（１，０，０）は６レベルに、（１，０，１）は７レベルに対応させている。
【００１３】
上記８レベルの情報ピットの選択は、例えば、図１３に示すようにセルのトラック方向の幅を１６等分し、レベル０を何も情報ピットを記録しない、レベル１を２／１６セル分の幅とする。
【００１４】
また、レベル２を４／１６セル分の幅、レベル３を６／１６セル分の幅、レベル４を８／１６セル分の幅、レベル５を１０／１６セル分の幅、レベル６を１２／１６セル分の幅、レベル７を１４／１６セル分の幅とする。
【００１５】
このように選択した情報ピットをランダムに記録し、その反射光量を光検出器で受光した場合、得られた多値情報ピットからの再生信号の振幅は図１４のような分布となる。ここでサンプリングを行うタイミングは光スポットの中心が、セルのトラック方向の幅の中央に来た時である。
【００１６】
また、情報ピットが何も書かれていないレベル０が続く時の再生信号の振幅の大きさを『１』、レベル７の情報ピットが連続して記録されている時の再生信号の振幅の大きさを『０』として規格化している。
【００１７】
各レベルに対応する再生信号の値が幅を持つのは、注目している情報ピットの前後に書かれている情報ピットからの影響（符号間干渉）を受けるからである。図１４のように隣のレベルと再生信号の振幅分布が重なっていると、固定した閾値では分離検出できないことが分かる。
【００１８】
ＩＳＯＭ２００３の発表の例では、まず、注目している情報ピットの値と、その前後の情報ピットの値とが予め分かっているピット列からの再生信号を読み取って記憶する（学習）。次に、実際の情報ピットからの再生信号と記録しておいた値とを比べて（相関をみる）、分離検出する方式によって上記符号間干渉の問題を解決している。
【特許文献１】特開平５−１２８５３０号公報
【非特許文献１】ＩＳＯＭ２００３（Write−once Disks for Multi-level Optical Recording：予稿集Ｆｒ−Ｐｏ−０４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
光ディスクにおいては、各種光ディスク間の反射率の違いや、１つの光ディスクでも内周側と外周側で再生周波数特性の違い等、再生信号には種々の要因でレベル変動や振幅変動が発生する。そのため、上記のような分離検出方式を用いても、再生信号を誤った値で検出してしまうことがある。
【００２０】
特に、青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．８５光学系を用い、光スポットを微小化して、およそ３０Gbit／inch2程度の高密度化を図ると、符号間干渉の量が更に多くなる。符号間干渉の量が多くなると、図１４に示すように各レベルに対する再生信号の振幅分布の重なりが増え、そのままでは再生誤りが増加するという欠点があった。
【００２１】
本発明の目的は、セル中央値だけでなく隣接するセルのセル中央値との加算値に基づいて多値情報を判定することにより、誤検出を低減でき、高密度記録再生が可能な多値情報再生方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の多値情報再生方法は、上記目的を達成するため、光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設け、前記セルにおけるトラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることによって記録された多値情報を再生する方法において、光スポットの中心がセルの中央に来た時に再生信号をサンプリングしたセル中央値と、前記セル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値とを加算した加算値との両方に基づいて多値情報を判断することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の多値情報再生装置は、光学的情報記録媒体のトラック上に、仮想的に一定間隔のセルを設け、前記セルにおけるトラック方向の情報ピットの幅又は情報ピットの面積を変えることによって記録された多値情報を再生する装置において、光スポットの中心がセルの中央に来た時に再生信号をサンプリングしてセル中央値を検出する手段と、前記セル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値とを加算する手段と、前記セル中央値と前記加算手段で加算された加算値との両方に基づいて多値情報を判断する手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、セル中央でサンプリングしたセル中央値だけから多値情報を判定するのではなく、光学的影響が及ぶ複数のセル中央値の加算値も同時に用いて多値情報を判定することにより、誤検出を低減でき、高密度多値記録再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る多値情報記録再生装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【００２６】
図１において、１は螺旋状または同心円状のトラックが形成された情報記録媒体であるところの光ディスク、２は光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータである。この光ディスク１に図１３で説明したようにトラック方向に仮想的に一定間隔のセルを設け、そのセルにおける情報ピットの幅（又は情報ピットの面積）を変えることによって多値情報を記録再生するものである。
【００２７】
３は光ディスク１に対して多値情報を記録或いは再生するための光ヘッドであり、光源の半導体レーザからのレーザ光を対物レンズで集光して光ディスク１上に光スポットを照射する。その光スポットの光ディスク１からの反射光は光ヘッド３内の光検出器で検出され、演算増幅回路４に送られる。
【００２８】
演算増幅回路４は光ヘッド３の光検出器の信号を処理することで光スポットを光ディスク１の所望のトラック上に沿って走査するように制御するためのフォーカスエラー信号／トラッキングエラー信号を検出する。
【００２９】
サーボ回路５はその信号に基づいて光ヘッド３内のフォーカスアクチュエータ／トラッキングアクチュエータを制御することでフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。また、サーボ回路４はスピンドルモータ２を制御し、線速度一定或いは角速度一定等の光ディスク１の回転制御を行う。
【００３０】
光ディスク１に多値情報を記録する場合には、２値データ入力６を多値化回路７により多値データに変換し、変調回路８により多値データに応じた信号を出力する。レーザ駆動回路９はその信号に応じて光ヘッド３内の半導体レーザを駆動し、光ディスク１のトラック上に多値情報に従ったマークを記録する。
【００３１】
また、多値情報を再生する場合には、光ヘッド３から再生用の光スポットを光ディスク１上に照射し、光検出器でその反射光を受光する。その検出信号を演算増幅回路4によって信号処理し、得られた信号をＡＤ変換回路１０によりデジタル信号に変換する。これらの処理はＰＬＬ回路１１によって作成されたクロックを用いて行う。
【００３２】
ＡＤ変換回路１０によりデジタル信号に変換されたセル中央値はセル中央値用波形等化回路１２により波形等化処理がなされる。波形等化処理されたセル中央値はセル中央値加算回路１６に送られ、光学的影響が及ぶ複数のセル中央値の加算値が求められる。
【００３３】
具体的には、セル中央値加算回路１６はセル中央値とそのセルに隣接するセルのセル中央値用波形等化回路１２からのセル中央値との加算値を算出する。なお、光スポットがセル中央に来た時に再生信号をサンプリングしたセル中央値と、そのセルに隣接するセルのセル中央値を加算しているが、更にそのセルに隣接するセルのセル中央値を加算する等、それ以上のセルのセル中央値を加算しても良い。
【００３４】
そして、学習用メモリ１５から学習テーブルデータの参照値を読み出し、後述するようにこの両者（セル中央値と加算値）の値に基づいて多値データ判定回路１３は多値レベルを判定する。更に、多値−２値変換回路１４により２値データに変換し、２値データ出力１７として出力する。
【００３５】
次に、多値情報の再生方法について詳細に説明する。前述したようにセル中央値加算回路１６ではサンプリングしたデジタル信号の加算値が求められる。ここで、セル中央値と加算値の違いとそれぞれの特徴を図２、図３を用いて説明する。
【００３６】
図２は８レベルの多値データを再生した場合において、波形等化後のセル中央値の再生信号レベルをヒストグラムで示すシミュレーション結果である。ここでは青紫色の光源（４０５ｎｍ）とＮＡ０．８５の光学系を用い、トラックピッチが０．３２μｍの光ディスクに対して、仮想的に設けた一つの情報ピットを記録するセルの大きさを０．２０μｍとしている。図２から分かるように再生信号は波形等化を行うことで、おおむね０〜７レベルに分離されている。
【００３７】
図３はセル中央値加算回路１６によって演算されたシミュレーション結果を示す。セル中央値加算回路１６は連続する２つのセル中央値の加算を行っている。図３から分かるように隣接するセルのセル中央値の加算値は０〜１４レベルに分離されている。
【００３８】
このことを図４を用いて説明する。図４は隣接するセルの多値レベルの組合せを示す図である。セルの組合せは全部で８×８＝６４通りあるが、セル中央値の再生信号の加算値がとりうるレベルは１５値となる。
【００３９】
このことから、前のセルの多値レベルが既知であるならば、セル中央値の加算値レベルを検出することで後ろのセルのレベルが一義的に決定できる。例えば、前のセルのレベルが『３』と分かっていたとし、加算値が『７値』と検出できたとすると、後ろのセルのレベルは７−３＝４より『４』と判断できる。
【００４０】
一般的には、前のセルのレベルが『Ｘ』（０≦Ｘ≦７、Ｘは整数）、後ろのセルのレベルが『Ｙ』（０≦Ｙ≦７、Ｙは整数）、加算値を『Ｚ』（０≦Ｚ≦１４、Ｚは整数）とすると、Ｘ＋Ｙ＝Ｚ（または、Ｚ−Ｘ＝Ｙ）となる。
【００４１】
次に、多値データ判定回路１３における多値データの判定方法について図５〜図１２を参照して詳細に説明する。本実施形態では、０〜７の８値の多値データを再生するものとする。
【００４２】
図５は多値データ判定回路１３における多値データの判定方法を説明する図である。多値データ判定回路１３は、主にセル中央値判定部１８、加算値判定部１９、最終値判定部２０に別れている。
【００４３】
最初に、セル中央値判定部１８について説明する。セル中央値判定部１８は３つの連続セル（先行セル、注目セル、後行セル）から、注目セルの候補値を判定するものである。多値データ判定回路１３にセル中央値の再生信号が入力されると、ステップ１で操作を開始する。
【００４４】
次いで、ステップ２で、先行セルの値を決定する。ここでは、前の処理で求めた注目セルの値を用いることにする。例えば、前の処理で判定した注目セルの値が『７』だった場合には、先行セルの値は『７』として選択する（ここで言う「選択」とは最終的な判定ではなく、仮決めを意味する）。
【００４５】
或いは、先行セルの値を選択する方法として、セル中央値の再生信号（光スポットが先行セルの中央に位置する時のサンプリング値）を各レベルに応じた複数の閾値でレベルスライスして決定しても良い。
【００４６】
次に、ステップ３で、後行セルの値をセル中央値の再生信号（光スポットが後行セルの中央に位置する時のサンプリング値）をレベルスライスして選択する（レベルスライスで最も近い値を選択）。例えば、後行セルの値が『７』として選択されたとする。ここまでで、３つの連続セルのうち先行セルと後行セルの値が選択されたことになる。
【００４７】
次に、ステップ４で、先行セルと後行セルの値を用いてセル中央値学習テーブル（図６）からセル中央値の再生信号に最も近い注目セルの値を選択する。また、ステップ５で２番目に近い値を選択する。
【００４８】
更に、ステップ６で、ステップ４及びステップ５で選択した値をそれぞれ第１候補『ａ』、第２候補『ｂ』として決定する。
【００４９】
このセル中央値判定部１８におけるステップ４〜６について図６、図８を用いて更に詳細に説明する。
【００５０】
図６は多値データの判定に用いる学習テーブルのうちセル中央値学習テーブルを示す。先行セル、注目セル、後行セルがとりうるすべての組合せ、全５１２パターン（８×８×８）についての再生信号を学習により求め、テーブルが作成されている。
【００５１】
例えば、５１２パターンの情報は光ディスク１上のユーザデータ領域の先頭部分に記録されている。そして、ユーザデータ領域の情報を再生する前に各パターンの注目セルのセル中央値の再生信号を検出して、そのサンプリング値を学習用メモリ１５に参照値として記憶させる。このサンプリング値は、光スポットがセルの中央に来た時の再生信号のサンプリング値である。
【００５２】
次に、図８を用いて図５のセル中央値判定部１９におけるステップ４〜６のセル中央値学習テーブルを用いた注目セルの候補値を決定する方法を詳しく説明する。まず、ステップ１１で操作を開始する。ステップ１２で、サンプリングされたセル中央値の再生信号は順次セル中央値判定部１９に入力されていく。
【００５３】
また、ステップ１３で学習用メモリ１５にアクセスし、ステップ１４でセル中央値が入力される毎に図６のセル中央値学習テーブルで得られた参照値を学習用メモリ１５から順次読み出す。
【００５４】
ここで、読み出すテーブルは先行セルと後行セルの値がそれぞれ『７』として選択されたので（図５の説明を参照）、全５１２パターンから８パターン、即ち（７，０，７）〜（７，７，７）の組合せに絞られる。次に、ステップ１５で、セル中央値と８パターンの参照値との差分の絶対値を計算し、これをＭ値とする。
【００５５】
ステップ１６では、８つのＭ値を比較して、注目セルの値が『ａ』の場合にそのＭ値（これをＭ（ａ）と表す）が最も小さくなるとして、『ａ』をセル中央値判定部１９における第１候補値として決定する。
【００５６】
更に、注目セルの値が『ｂ』の場合にそのＭ値（これをＭ（ｂ）と表す）が２番目に小さくなるとして、『ｂ』をセル中央値判定部１９における第２候補値として決定する。その後、ステップ１７に進み、操作を終了する。以上が図５におけるセル中央値判定部１８の説明である。
【００５７】
続いて、図５に戻って加算値判定部１９における注目セルの値を決定する方法について詳細に説明する。
【００５８】
まず、図５に示すように加算値判定部１９は、ステップ７で、ステップ２で決定した先行セルの値を用いて加算値学習テーブル（図７）から加算値の再生信号に最も近い注目セルの値を選択する。更に、ステップ８で、ステップ７で選択した値を注目セルの候補値『ｘ』として決定する。
【００５９】
次に、加算値判定部１９におけるステップ７、８について図７、図９を用いて詳細に説明する。図７は加算値学習テーブルであり、隣接するセルのとりうるすべての組合せ、全６４パターン（８×８）のテーブルが作成されている。ここで、隣接するセルとは、先行セル、注目セルに対応する。
【００６０】
６４パターンの情報も同様に光ディスク１上のユーザデータ領域の先頭部分に記録されている。そして、ユーザデータ領域の情報を再生する前に隣接するセルの各パターンのそれぞれのセル中央値の再生信号を検出して、そのサンプリング値の加算値を学習用メモリ１５に参照値として記憶させる。このサンプリング値も光スポットがセルの中央に来た時の再生信号のサンプリング値である。
【００６１】
次に、図９を用いて図５の加算値判定部１９におけるステップ７、８の加算値学習テーブルを用いた注目セルの候補値を決定する方法を説明する。
【００６２】
まず、ステップ１８で操作を開始する。次に、ステップ１９で、サンプリングされた再生信号の加算値は順次加算値判定部１９に入力されていく。また、ステップ２０で、学習用メモリ１５にアクセスして、ステップ２１で、加算値が入力される毎に図７の加算値学習テーブルで得られた参照値を学習用メモリ１５から順次読み出す。
【００６３】
ここで、読み出すテーブルは先行セルの値が『７』として選択されたので（図５の説明を参照）、全６４パターンから８パターン、即ち、（７，０）〜（７，７）の組合せに絞られる。
【００６４】
次に、ステップ２２で、加算値と８パターンの参照値との差分の絶対値を計算し、これをＭ値とする。ステップ２３では、８つのＭ値を比較して、注目セルの値が『ｘ』の場合にそのＭ値（これをＭ（ｘ）と表す）が最も小さくなるとして、『ｘ』を加算値判定部における候補値として決定する。その後、ステップ２４に進み、操作を終了する。以上が加算値判定部１９の説明である。
【００６５】
次に、再び、図５に戻ってセル中央値判定部１８と加算値判定部１９でそれぞれ得られた候補値を用いて最終的に判定を行う最終値判定部２０のアルゴリズム（図５のステップ９、１０）について図１０、図１１、図１２を用いて詳細に説明する。
【００６６】
図１０はその最終値判定部２０における処理動作の流れを示す。まず、ステップ２５で操作を開始する。次に、ステップ２６で、多値レベルの候補である『ａ』、『ｂ』、『ｘ』と、それぞれに対応したＭ値であるＭ（ａ）、Ｍ（ｂ）、Ｍ（ｘ）を入力する。
【００６７】
また、ステップ２７で、先行セルで選択された候補値である『ａ’』、『ｘ’』をメモリから読み出す。『ａ’』、『ｘ’』は後述するステップ３０で前の処理の一連の最終値判定動作の終了前に『ａ』、『ｘ』をメモリに記憶させたものである。このメモリは、図１には図示しないが、適当なメモリを用いる。
【００６８】
これらのパラメータを用いて、ステップ２８で注目セルの多値レベルを最終的に判定し、その後、ステップ２９で先行セルの多値レベルを訂正する。更に、ステップ３０で『ａ』、『ｘ』をメモリに記憶させた後、ステップ３１に進み、操作を終了する。
【００６９】
次に、注目セルの多値レベルを最終的に判定するステップ２８のアルゴリズムについて図１１を用いて詳細に説明する。まず、ステップ３２で操作を開始する。次いで、ステップ３３に進み、ａ＝ｘの場合を考える。
【００７０】
この場合には、正解率がかなり高いと考えられるので、ステップ３５に進み、注目セルの値は『ａ』と判定して、ステップ４２で操作を終了する。
【００７１】
次に、Ｓ３３においてａ＝ｘでなかった場合には、ステップ３４に進み、ａ≠ｘ、且つ、ｂ＝ｘの場合を考える。この場合には、正解を『ａ』又は『ｘ』とするかの判断が難しいので、他のパラメータを考慮して判断する必要がある。
【００７２】
本発明では、前の処理で先行セルにおいて行った多値レベル判定で選択された候補値である『ａ’』、『ｘ’』と、学習テーブルの参照値との差分の絶対値であるＭ（ａ）、Ｍ（ｂ）、Ｍ（ｘ）をパラメータとして考える。
【００７３】
次に、ステップ３６〜３９における『ａ’』、『ｘ’』を考慮して判断する方法について述べる。これは、先行セルにおける候補値と注目セルにおける候補値との関係を調べることで、より注目セルの判断の精度を上げることを目的とする。
【００７４】
即ち、先行セルにおける判定結果が実際の正しい値とは異なる場合、必然的に注目セルと先行セルの候補値がある規則が持つことを利用する。まず、誤ってｘ’を先行セルの最終値として判定してしまった場合を考える。
【００７５】
例えば、先行セルと注目セルの正しい値がともに『３』だとして、先行セルの候補値ａ’が『３』、ｘ’が『２』の時に、誤ってｘ’の『２』を最終的な判定値として選択した場合、注目セルの候補値はａが『３』、ｘが『４』となる確率が高い。
【００７６】
何故なら、前述したように前のセルのレベルが『Ｘ』（０≦Ｘ≦７、Ｘは整数）、後ろのセルのレベルが『Ｙ』（０≦Ｙ≦７、Ｙは整数）、加算値を『Ｚ』（０≦Ｚ≦１４、Ｚは整数）とすると、Ｘ＋Ｙ＝Ｚ（または、Ｚ−Ｘ＝Ｙ）の関係が成り立っているからである。この場合、Ｚ＝６となる。
【００７７】
これを一般的な式で表すと、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０  …ステップ３６、或いは、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０  …ステップ３７、
となる。
【００７８】
ステップ３６、３７を満たす場合、『ｘ』は誤っている可能性が高いので、ステップ３５で注目セルは『ａ』として最終的に判定して、ステップ４２で操作を終了する。
【００７９】
逆に、誤ってａ’を先行セルの最終値として判定してしまった場合を考える。同様に先行セルと注目セルの正しい値がともに『３』だとして、先行セルの候補値ａ’が『４』、ｘ’が『３』の時に、誤ってａ’の『４』を最終的な判定値として選択したとする。その場合、注目セルの候補値はａが『３』、ｘが『２』となる確率が高い。
【００８０】
これを一般的な式で表すと、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０  …ステップ３８、或いは、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０  …ステップ３９、
となる。
【００８１】
ステップ３８、３９を満たす場合、『ｘ』は誤っている可能性が高いので、ステップ３５で注目セルは『ａ』として最終的に判定して、ステップ４２で操作を終了する。以上が『ａ’』、『ｘ’』を考慮して判断する方法である。
【００８２】
更に、ステップ３６〜３９のいずれの条件にも該当しなかった場合には、第２の方法として、Ｍ（ａ）、Ｍ（ｂ）、Ｍ（ｘ）を考慮して判断する。即ち、
｜Ｍ（ｂ）−Ｍ（ａ）｜＜ｅ、且つ、Ｍ（ａ）＞Ｍ（ｘ）  …ステップ４０
の条件を満たす場合、ステップ４１で注目セルは『ｘ（＝ｂ）』として最終的に判定する。ここで、ｅはある定数であり、例えば、各多値レベル間でのセル中央値の再生信号レベル差の１／２〜１／４の値に設定するのが望ましい。
【００８３】
つまり、｜Ｍ（ｂ）− Ｍ（ａ）｜＜ｅの条件を満たす場合、セル中央値の再生信号から『ａ』か『ｂ』であるかを判断するのは極めて難しいことを示している。究極的に｜Ｍ（ｂ）−Ｍ（ａ）｜＝０の場合を考えると、注目セルが『ａ』か『ｂ』であるかの確率はそれぞれ５０％となる。
【００８４】
従って、Ｍ（ａ）＞ Ｍ（ｘ）の条件を満たす場合、注目セルは『ｘ（＝ｂ）』である確率が高いと判断して、ステップ４２で操作を終了する。
【００８５】
最後に、ステップ３３、３４の条件を満たさない場合（ａ≠ｘ、且つ、ｂ≠ｘの場合）を考える。この場合には、『ｘ』は誤っている可能性が高いので、ステップ３５で注目セルの値を『ａ』と判定して、ステップ４２で操作を終了する。
【００８６】
何故なら、多値記録の場合、再生時のエラーはおおむね±１レベル以内である事がシミュレーション結果から分かっており（『ａ』か『ｂ』が正解となる）、『ｘ』が正解である確率は極めて低いからである。
【００８７】
次に、図１０に戻って、ステップ２８で注目セルの多値レベルを最終的に判定した後、ステップ２９で先行セルの多値レベルを訂正する。
【００８８】
図１２はステップ２９の先行セルの多値レベルを訂正するアルゴリズムを示す。まず、ステップ４３で操作を開始する。次に、ステップ４４〜４７において図１１で説明したように先行セルにおける候補値と注目セルにおける候補値との関係を調べることで、先行セルで最終的に判定された値を訂正する。
【００８９】
即ち、注目セルと先行セルの候補値がある規則が持つ場合に、先行セルにおける判定結果が実際の正しい値とは異なっていると判断するものである。例えば、先行セルと注目セルの正しい値がともに『３』だとして、先行セルの候補値ａ’が『３』、ｘ’が『２』の時に、誤ってｘ’の『２』を最終的な判定値として選択した場合、注目セルの候補値はａが『３』、ｘが『４』となる確率が高い。
【００９０】
これを一般的な式で表すと、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０  …ステップ４４、或いは、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０  …ステップ４５、
となる。
【００９１】
従って、ステップ４４、４５を満たす場合には、ステップ４８に進んで先行セルを『ａ’』に訂正して、ステップ５１で操作を終了する。この場合、先行セルをｘ’の『２』と判定したのは誤っていると考え、ａ’の『３』に訂正する。
【００９２】
逆に、誤ってａ’を先行セルの最終値として判定してしまった場合を考える。先行セルと注目セルの正しい値が『３』だとして、先行セルの候補値ａ’が『４』、ｘ’が『３』の時に、誤ってａ’の『４』を最終的な判定値として選択したとする。その場合、注目セルの候補値はａが『３』、ｘが『２』となる確率が高い。
【００９３】
これを一般的な式で表すと、
（ａ−ｘ）＞０、且つ、（ａ’−ｘ’）＞０  …ステップ４６、或いは、
（ａ−ｘ）＜０、且つ、（ａ’−ｘ’）＜０  …ステップ４７、
となる。
【００９４】
ステップ４６、４７を満たす場合、ステップ４９に進んで先行セルを『ｘ’』に訂正して、ステップ５１で操作を終了する。この場合、先行セルをａ’の『４』と判定したのは誤っていると考え、ｘ’の『３』に訂正する。
【００９５】
以上が図１０の最終値判定部の詳細であり、本発明の特徴とする多値データ判定回路１３における多値データの判定方法である。
【００９６】
このように従来のセルの中央でサンプリングしたセル中央値だけから多値情報を判定するのではなく、光学的影響が及ぶ複数のセル中央値の加算値も同時に用いて多値情報を判定することにより、誤検出を低減でき、高密度多値記録再生が可能となる。
【００９７】
また、セル中央値及び光学的影響が及ぶ複数のセル中央値の加算値から求めた多値情報の候補値において、学習パターン情報との差分の絶対値を計算し、これを比較して注目セルの多値情報を判定することで、注目セルの多値情報の精度を向上できる。
【００９８】
更に、セル中央値及び光学的影響が及ぶ複数のセル中央値の加算値から求めた多値情報の候補値をセル系列で記憶しておき、その相互関係を常にモニタし、注目セルの多値情報を判定訂正することで、より注目セルの判断の精度を向上できる。
【００９９】
なお、補足として、本発明に係る光ディスク装置において、入力した２値データに対し誤り訂正を行うためのデータを付加する誤り訂正用データ付加回路、所定量のデータの区切りを示す同期信号を付加する同期信号付加回路等には言及していない。しかし、本発明の本質は何ら変わるところはない。以上が本発明における多値情報を記録或いは再生する多値情報記録再生方法及び装置の説明である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係る多値情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】８レベルの多値データを再生する場合の波形等化後でのセル中央値の再生信号レベルのヒストグラムを示すシミュレーション結果を示す図である。
【図３】波形等化後における加算値の再生信号レベルのヒストグラムを示すシミュレーション結果を示す図である。
【図４】加算値の左右のセルの多値レベルの組合せを示す図である。
【図５】多値データ判定回路における多値データの判定方法を説明する図である。
【図６】多値データの判定に用いる学習テーブルのうち、セル中央値学習テーブルを示す図である。
【図７】多値データの判定に用いる学習テーブルのうち、加算値学習テーブルを示す図である。
【図８】図５におけるセル中央値判定部のセル中央値学習テーブルを用いた注目セルの候補値を決定する方法を説明する図である。
【図９】図５における加算値判定部の加算値学習テーブルを用いた注目セルの候補値を決定する方法を説明する図である。
【図１０】図５における最終値判定部のアルゴリズムを説明する図である。
【図１１】図１０における注目セルの多値レベルを判定するアルゴリズムを説明する図である。
【図１２】図１０における先行セルの多値レベルを訂正するアルゴリズムを説明する図である。
【図１３】多値情報ピットのレベルの違いによるトラック方向の幅とそれに対応する３ビットの組合せを説明する図である。
【図１４】セル中央値の振幅分布を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  光ディスク（情報記録媒体）
２  スピンドルモータ
３  光ヘッド
４  演算増幅回路
５  サーボ回路
６  ２値データ入力
７  多値化回路
８  変調回路
９  レーザ駆動回路
１０  ＡＤ変換回路
１１  ＰＬＬ回路
１２  セル中央値用波形等化回路
１３  多値データ判定回路
１４  多値−２値変換回路
１５  学習用メモリ
１６  セル中央値加算回路
１７  ２値データ出力
１８  セル中央値判定部
１９  加算値判定部
２０  最終値判定部
【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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