(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を対物レンズを介して媒体に照射し、反射光から得るデータをＰＲＭＬ識別方式によって再生する再生信号の評価方法であって、
再生用のクロックタイミング毎に前記レーザー光の反射光から得るデータをサンプリングして再生サンプリング値を得るサンプリングステップと、
前記ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、前記クロックタイミング順に隣り合う２つの前記再生サンプリング値を少なくとも利用して、評価用の中間サンプリング値を算出する中間データ生成ステップと、
前記中間サンプリング値と、前記再生サンプリング値に対応する理想信号とを比較する評価ステップと、
を有することを特徴とする再生信号評価方法。
【請求項２】
前記中間サンプリング値として、隣り合う２つの前記再生サンプリング値の平均値を用いることを特徴とする請求項１記載の再生信号評価方法。
【請求項３】
レーザー光を対物レンズを介して媒体に照射し、反射光から得るデータをＰＲＭＬ識別方式によって再生する再生信号の評価方法であって、
再生用クロックタイミング毎に前記レーザー光の反射光から得るデータをサンプリングして再生サンプリング値を得るサンプリングステップと、
前記ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、前記再生サンプリング値に対応する理想信号の隣り合う２つの出力値を少なくとも利用して、評価用の中間理想信号を算出する比較データ生成ステップと、
前記再生サンプリング値と、前記中間理想信号とを比較する評価ステップと、
を有することを特徴とする再生信号評価方法。
【請求項４】
前記中間理想信号として、隣り合う２つの前記理想信号の平均値を用いることを特徴とする請求項３記載の再生信号評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の再生信号の評価に関し、特に、ＰＲＭＬ識別方式によって信号再生する場合の評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ−ＤＡ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光記録媒体が広く利用されている。一方、この種の光記録媒体に要求される記録容量は年々増大してきており、その要求に対応する為に、大容量の動画やデータを収録できる、いわゆる次世代型光ディスクの商品化が始まっている。次世代型光ディスクは、記録再生に用いるレーザー光の波長を４０５ｎｍと短くすることで記録容量の増大を図っている。
【０００３】
例えば、次世代型ＤＶＤ規格の一つであるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＢＤ）規格では、対物レンズの開口数を０．８５に設定することで、１つの記録層に対して２５ＧＢもの記録再生を可能にしている。また、動画やコンピューターデータの容量は今後もますます増大することが予想される。そこで、記録マークの大きさを小さくして、１層当たりの線記録密度を増加させることにより、ディスク全体の容量を増大させる方法が検討されている。
【０００４】
ところで、波長λとなるレーザー光と、開口数ＮＡとなる対物レンズを用いた光記録再生条件においては、変調信号中に１．０×λ／４／ＮＡ以下の記録マークとスペースが連続すると、このマークスペース列の再生信号の振幅が略ゼロとなってしまう、いわゆる再生限界が存在する。上述の現行ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ規格では、変調信号中の最小記録マークの大きさが１．０×λ／４／ＮＡよりも大きいため、再生限界に達していない。従って、適切なイコライザを用いることで、全ての記録マーク／スペース列の組み合わせにおいて、再生信号に十分な振幅が得られる。その結果、再生信号を一定電圧レベルでスライスすれば、このスライスレベルと再生信号の振幅が交差する位置情報（エッジジッタ）によって、記録再生信号の品質評価が可能となる。
【０００５】
一方、発明者らの未公知の検討では、記録マークを小さくして、最小サイズを１．１×λ／４／ＮＡ以下にすると、最小サイズの記録マークとスペースが連続したときに実用的な振幅が得られないことを明らかにしている。既に述べたように、記録マークのサイズを１．０×λ／４／ＮＡ以下にしてしまうと、再生限界により振幅が完全にゼロとなり、エッジジッタを用いた信号評価が不可能になることも確認している。
【０００６】
このような問題を回避する技術として、ＰＲ等化器及びＭＬ復号器（ビタビ復号器等）を用いたＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別方式が存在する。ＰＲ等化器は、実際の再生信号を補正して、参照するＰＲ特性に合わせこむ機能を有する。この補正に用いる係数を等化係数といい、ＰＲ等化器では、再生信号の振幅に対応して複数の等化係数を有している。
【０００７】
例えば、ＰＲＭＬ識別方式において、拘束長３となるＰＲ（１、２、１）特性を参照する場合、実際の記録ビットのインパルス応答はＰＲ（ｈ１、ｈ２、ｈ３）の振幅を持つ系列として表現される。従って、ＰＲ等化器では、等化係数を利用して、再生信号となるＰＲ（ｈ１、ｈ２、ｈ３）を、参照するＰＲ（１、２、１）特性に合わせ込む事で雑音成分をカットする。
【０００８】
また、ＭＬ復号器では、ＰＲ等化器で等化処理された後の信号系列を利用して、想定されるすべての理想応答との誤差を算出し、誤差の累積値が最小となる理想応答（これを最尤理想応答という）を選択する。この最尤理想応答から識別信号を得ることで、振幅が小さく且つ雑音に埋もれたような再生信号であっても、正しい識別信号を抽出できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光記録媒体の特性や再生装置の光ヘッドには、個体ごとにばらつきが存在する。このばらつきに対応するためには、最適なＰＲ等化器を選定したり、ＰＲ等化器自体の等化係数を制御したりする必要がある。また、ＭＬ復号器でも、最適な復号器を選定しなければならない。特に今後、１層当たりの線記録密度を増加させるときには、ＰＲ等化やＭＬ復号の選定をより厳密に行っていく必要がある。
【００１０】
ＰＲＭＬ識別方式が適切か否かの判断は、多種類のＰＲＭＬ識別方式による再生実験を行い、その再生結果に基づいて判断していることが多い。しかし、ＰＲＭＬ識別方式の最適化には、具体的な指標や判断方法が存在しないため、最適化に多大な労力を必要とするという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＰＲＭＬ識別方式を利用する場合の客観的な評価方法を提供することで、記録媒体や再生装置の選定を容易化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者はら、ＰＲＭＬ識別方式において、理想波形と、現実の再生波形（反射光）又は現実の再生波形をＰＲ等化処理した信号系列とが近似しているほど、再生品質が向上するという知見から、現実の再生波形と理想信号の関係を客観的に比較評価することが非常に重要であることに想到した。更に、ＰＲ等化器における拘束長が偶数の場合は、理想波形と再生波形をそのまま比較評価しても正しい解析を行うことができず、現実の再生波形等と理想信号の同期タイミングを適切に調整することで、高精度な比較評価が可能になることを明らかにした。従って、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１３】
（１）レーザー光を対物レンズを介して媒体に照射し、反射光から得るデータをＰＲＭＬ識別方式によって再生する再生信号の評価方法であって、再生用のクロックタイミング毎に前記レーザー光の反射光から得るデータをサンプリングして再生サンプリング値を得るサンプリングステップと、前記ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、前記クロックタイミング順に隣り合う２つの前記再生サンプリング値を少なくとも利用して、評価用の中間サンプリング値を算出する中間データ生成ステップと、前記中間サンプリング値と、前記再生サンプリング値に対応する理想信号とを比較する評価ステップと、を有することを特徴とする再生信号評価方法。
【００１５】
（２）前記中間サンプリング値として、隣り合う２つの前記再生サンプリング値の平均値を用いることを特徴とする上記（１）記載の再生信号評価方法。
【００１９】
（３）レーザー光を対物レンズを介して媒体に照射し、反射光から得るデータをＰＲＭＬ識別方式によって再生する再生信号の評価方法であって、再生用クロックタイミング毎に前記レーザー光の反射光から得るデータをサンプリングして再生サンプリング値を得るサンプリングステップと、前記ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、前記再生サンプリング値に対応する理想信号の隣り合う２つの出力値を少なくとも利用して、評価用の中間理想信号を算出する比較データ生成ステップと、前記再生サンプリング値と、前記中間理想信号とを比較する評価ステップと、を有することを特徴とする再生信号評価方法。
【００２１】
（４）前記中間理想信号として、隣り合う２つの前記理想信号の平均値を用いることを特徴とする上記（３）記載の再生信号評価方法。
【００２２】
なお、上記手段において、理想信号とは、例えば、媒体に記録されている信号を再生することで正確に得られる理想信号、媒体に記録されている信号をＰＲＭＬ識別方式等によって推測的に再生して得られる理想信号、媒体に記録されている既知の信号をメモリ等の別媒体によって記憶しておき、この別媒体から得られる理想信号、評価用の規格によって予め決められている理想信号等を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、再生波形と理想信号を適切に比較評価することが可能となり、ＰＲＭＬ識別方式の最適化を効率的に行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。
【００２５】
図１には、本発明の実施形態に係る信号評価方法を実現する再生装置１００の構成が示されている。この再生装置１００は、再生に利用するレーザー光Ｚを発生させるレーザー光源１０２、レーザー光源１０２を制御するレーザーコントローラ１０４、レーザー光Ｚを光記録媒体１に導く光学機構１０６、レーザー光Ｚの反射光を検出する光検出装置１０８、この光検出装置１０８の検出情報を、ＰＲＭＬ識別方式で復号するＰＲＭＬ処理装置１１０、光記録媒体１を回転させるスピンドルモータ１１２、スピンドルモータ１１２を回転制御するスピンドルドライバ１１４、特に図示しないＣＰＵ（中央演算装置）との間で復号後の再生データのやり取りを行う信号処理装置１１６、ＰＲＭＬ処理装置１１０の復号前の実信号と、ＰＲＭＬ処理装置１１０から得られる理想信号（識別信号）を利用して信号品質を評価する信号評価装置１１８を備える。
【００２６】
レーザー光源１０２は半導体レーザーであり、レーザーコントローラ１０４によって制御されてレーザー光Ｚを発生させる。光学機構１０６は、対物レンズ１０６Ａや偏光ビームスプリッタ１０６Ｂを備え、レーザー光Ｚの焦点を情報記録層に適宜合わせることが可能となっている。なお、偏光ビームスプリッタ１０６Ｂは、情報記録層の反射光を取り出して光検出装置１０８に導く。光検出装置１０８はフォトディテクタであり、レーザー光Ｚの反射光を受光して電気信号に変換し、再生信号としてＰＲＭＬ処理装置１１０に出力する。ＰＲＭＬ処理装置１１０では、この再生信号をクロックタイミングでサンプリングし、このサンプリングデータを利用して復号化し、復号化された２値の識別信号を信号処理装置１１６に出力する。
【００２７】
更にこの再生装置１００では、レーザー光Ｚの波長λが４００〜４１０ｎｍに設定されている。また、光学機構１０６における対物レンズ１０６Ａの開口数ＮＡは０．８４〜０．８６に設定されている。詳細に、レーザー光Ｚの波長λは４０５ｎｍ、対物レンズ１０６Ａの開口数ＮＡは０．８５に設定されている。なお、光記録媒体１の情報再生を開始するには、所定の再生パワーによってレーザー光源１０２からレーザー光Ｚを発生させ、このレーザー光Ｚを光記録媒体１の情報記録層に照射して再生を開始する。レーザー光Ｚは情報記録層で反射され、この反射光が光学機構１０６を介して取り出されて、光検出装置１０８で電気的な再生出力（以下、実信号という）となる。
【００２８】
図２（Ａ）に示されるように、光記録媒体１は外形が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図２（Ｂ）に拡大して示されるように、光記録媒体１は、基板１０と、情報記録層２０と、カバー層３０と、ハードコート層３５がこの順に積層されて構成される。カバー層３０及びハードコート層３５は光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光Ｚを透過するようになっている。従って、光入射面３５Ａから入射されるレーザー光Ｚは、ハードコート層３５とカバー層３０をこの順に透過して情報記録層２０に到達し、情報記録層２０に保持されている情報を再生する。なお、この光記録媒体１では情報記録層２０の記録容量が３３．３ＧＢに設定されている。
【００２９】
基板１０は、厚さ約１．１ｍｍのとなる円盤状の部材であり、その素材としてガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができるが、ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における情報記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。
【００３０】
カバー層３０の材料は様々なものを用いることが出来るが、既に述べたように、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。又この光記録媒体１では、カバー層３０の厚みが９８μｍに設定され、ハードコート層３５の厚みが２μｍに設定されている。従って、光入射面３５Ａから情報記録層２０までの距離が約１００μｍとなっている。
【００３１】
情報記録層２０はデータを保持する層であるが、データの保持形態としては、予めデータが書き込まれて書換が不能な再生専用型や、利用者による書き込みが可能な記録型がある。また、データの保持形態が記録型の場合、一度データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型がある。なお本実施形態では、再生専用型、記録型のいずれであっても構わない。
【００３２】
情報記録層２０の記録容量は、記録領域（面積）の大きさと、記録密度の組み合わせによって決定される。記録領域には物理的な限界があるので、本実施形態では、各記録マークの線密度、即ち単位記録マークの螺旋方向長さを小さくすることによって記録密度を大きくする。換言すると、情報記録層２０に形成する記録マークの螺旋方向の最短マーク長を小さくすれば、記録容量が大きくなる。本実施形態では、この最短マーク長が、１．１×λ／４／ＮＡ以下、望ましくは１．０×λ／４／ＮＡ以下となるように設定される。
【００３３】
次に、ＰＲＭＬ処理装置１１０及びＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別方式について説明する。ＰＲＭＬ識別方式では、再生特性に応じたＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の参照クラス特性を適宜選択する。例えばＰＲの参照クラス特性として拘束長５（１，２，２，２，１）特性を選択する場合を考える。拘束長５（１，２，２，２，１）の特性とは、符号ビット（チャネルビット）「１」の再生波形を、クロックタイミングでサンプリングして得られるサンプリング値（再生応答）が、この符号ビット「１」を含む隣接５ビット（５クロックタイミング）を拘束すると共に、この５クロックタイミングによるサンプリング値の系列が、理想的には、系列「１２２２１」の畳込み演算結果で表現できることを意味している。従って、実際に記録されている各種符号ビット列の再生応答は、この系列「１２２２１」の畳込み演算によって形成されると推定する。例えば理想的な場合を考えると、符号ビット系列００１０００００に対する応答は００１２２２１０となる。同様に符号ビット系列０００１００００に対する応答は０００１２２２１となる。従って、符号ビット系列００１１００００の応答は、上記２つ応答の畳み込み演算となり、００１３４４３１となる。符号ビット系列００１１１００００の応答は００１３５６５３１となる。また例えば、符号ビット系列００１１１１１０００の応答は００１３５７８７５３となる。このように、拘束長５（１，２，２，２，１）の特性の場合、例えば、畳み込み演算で得られる応答は、０〜８までの９レベルとなる。
【００３４】
同様に、拘束長４（１，２，２，１）の特性とは、符号ビット（チャネルビット）「１」の再生波形を、クロックタイミングでサンプリングして得られるサンプリング値（再生応答）が、この符号ビット「１」を含む隣接４ビット（４クロックタイミング）を拘束すると共に、この４クロックタイミングによるサンプリング値系列が、理想的には、系列「１２２１」で表現できることを意味している。従って、実際に記録されている各種符号ビット列の再生応答は、理想的には、この系列「１２２１」の畳込み演算結果で表現できることを意味している。例えば理想的な場合を考えると、符号ビット系列００１００００に対する応答は００１２２１０となる。同様に符号ビット系列０００１０００に対する応答は０００１２２１となる。従って、符号ビット系列００１１０００の応答は、上記２つ応答の畳み込み演算となり、００１３４３１となる。符号ビット系列００１１１０００の応答は００１３５５３１となる。符号ビット系列００１１１１０００の応答は００１３５６５３１となる。このように、拘束長４（１，２，２，１）の特性の場合、畳み込み演算で得られる応答は、０〜６までの７レベルとなる。
【００３５】
既に述べたように、ＰＲのクラス特性によって得られる上記応答は理想的な状態を仮定したものである。この意味で上記応答は理想信号と呼ばれている。勿論、実際の信号には雑音が含まれているので、この理想信号に対してずれが生じる。従って、雑音を含む実際の再生波形をサンプリングして得たサンプリング値と、予め想定されている各種理想信号を比較して、その差（距離）が最も小さくなるような最尤理想信号を選択し、この信号から復号化信号（識別信号）を得る。これをＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）識別という。
【００３６】
ＭＬ識別では、例えば、理想信号と実際のサンプリング値の差を算出するものとしてユークリッド距離を用いる。実際のサンプリング値の系列Ａ（＝Ａ０，Ａ１，・・・，Ａｎ）と理想信号系列Ｂ（＝Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｎ）間のユークリッド距離Ｅは、Ｅ ＝ √｛Σ（Ａｉ − Ｂｉ）２｝で定義される。従って、実際のサンプリング値と、予め想定された複数種類の理想応答を、このユークリッド距離を用いて比較して順位付けし、最も小さいユークリッド距離となる理想応答（これを最尤理想応答という）を選択する。
【００３７】
このＰＲＭＬ識別方式に基づいて復号化処理を行うＰＲＭＬ処理装置１１０は、図３に示されるように、Ａ／Ｄ変換器１１０Ａ、サンプリング器１１０Ｄ、ＰＲ等化器１１０Ｂ、ＭＬ復号器１１０Ｃを備える。Ａ／Ｄ変換器１１０Ａでは、光検出装置１０８で検出された電気的なアナログ信号をデジタル信号に変換して再生信号とする。サンプリング器１１０Ｄでは、この再生信号をある基準位置からのクロックタイミングに対応させてサンプリングして電圧レベルを意味するサンプリング値を得る。ＰＲ等化器１１０Ｂでは、このサンプリング値を利用して、参照するＰＲ参照クラス特性に近づかせるように等化処理を行う。ＰＲ参照クラスが拘束長５（１，２，２，２，１）特性である場合、理想応答は９レベルに分布するので、９種類（９タップ）の等化係数（Ｔａｐ係数）を用いてサンプリング値を等化処理する。また、ＰＲ参照クラスが拘束長４（１，２，２，１）特性である場合、理想応答は７レベルに分布するので、７種類（７タップ）の等化係数（Ｔａｐ係数）を用いてサンプリング値を等化処理する。
【００３８】
ＰＲ等化器１１０Ｂに関して具体的な例を挙げる。変調信号を（１，７）ＲＬＬとし、入力信号が、
001110000011001111000011001100001111001111000011000011001111100111001111100110011であり、ＰＲ参照クラスが拘束長５（１，２，２，２，１）特性で表されるような記録密度を考える。このときの理想信号は、入力信号の畳み込み演算によって得られ、図４で示されるような信号系列の波形となる。なお、この図４で示した信号系列は理想信号であることから整数値をとっている。しかし、光記録媒体１を再生することで得る実際の再生波形をある基準位置からクロックタイミングでサンプリングすると、光記録媒体１に用いる材料の物理・化学的な特性や記録ストラテジの影響により記録マークが歪んだりするため、非整数値となる。
【００３９】
ＭＬ復号器１１０Ｃは、ここではビタビ復号器が用いられており、ＰＲ等化器１１０Ｂで等化処理された信号から、最尤理想応答を選択して識別信号を得る。具体的には、等化処理後の信号と、想定されるすべての理想応答との差（ユークリッド距離）を算出し、この差が最小となる理想応答を選択する。
【００４０】
信号評価装置１１８は、中間データ生成部１１９、比較評価処理部１２０を備える。なお、比較評価処理部１２０は、詳細に、同期処理部１２０Ａ、電圧レベル値集計部１２０Ｂ、レベル側統計処理部１２０Ｃ、ばらつき側統計処理部１２０Ｄ、線形性評価部１２０Ｅを備える。なお、比較評価処理部１２０では、中間データ生成部１１９で得た中間サンプリング値と、既知の理想信号または実信号をＰＲＭＬ処理装置１１０で復号化した理想信号（最尤理想信号）との差異を統計的に比較して、中間サンプリング値の信号品質を評価する。
【００４１】
中間データ生成部１１９では、ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる（本実施形態では拘束長が４となる）場合に、クロックタイミング順に隣り合う２つのサンプリング値を少なくとも利用して、評価用の中間サンプリング値を算出する。具体的には、隣り合う２つのサンプリング値の平均値を中間サンプリング値として、比較評価処理部１２０に出力する。これにより、サンプリングタイミングを仮想的に半位相ずらすことができる。なお、拘束長が奇数（本実施形態では拘束長５）の場合は、この中間データ生成部１１９では、中間サンプリング値を算出せずに、実際のサンプリング値をそのまま中間サンプリング値として比較評価処理部１２０に出力する。後述するように、拘束長が奇数の場合は評価時に半位相ずらす必要がないからである。
【００４２】
比較評価処理部１２０における同期処理部１２０Ａでは、理想信号の波形と、この中間サンプリング値を同期させる。同期させる方法としては、理想信号中の特定のパターンを同期用の信号として使用する方法や、ＰＬＬによって同期を取る方法などがあるが、いずれの方法を用いても良い。なお、用いられる理想信号は、入力信号（記録済みの信号）が未知の場合と、入力信号が既知の場合によって異なる。光記録媒体１に記録されている信号が未知の場合は、実際の再生信号をＰＲＭＬ処理装置１１０で復号化することで得られる最尤理想信号を理想信号として用いる。光記録媒体１に記録されている信号が既知の場合は、その既知信号を光記録媒体１以外の何らかの記憶手段に別途記憶しておき、この既知信号（入力信号）を読みだして、参照クラス特性（例えば拘束長４（１，２，２，１）特性）によって畳み込み演算することで理想信号を得る。
【００４３】
電圧レベル値集計部１２０Ｂでは、理想信号の各信号レベルに対応する中間サンプリング値の電圧値を、この信号レベル毎に集計する。拘束長が５の場合、理想信号の信号レベルが０〜８の９レベル存在するので、この０〜８に対応した９種類に対応させて、中間サンプリング値を集計していく。例えば、理想信号のレベル０に対応する中間サンプリング値の波形の電圧値を集計する。同様に、理想信号のレベル１〜８に対応する中間サンプリング値の波形の電圧値をそれぞれ集計する。
【００４４】
レベル側統計処理部１２０Ｃでは、集計された各信号レベルにおいて、中間サンプリング都の平均値を算出し、この平均値と理想信号の信号レベルを比較してレベル差を算出する。仮に理想信号の波形（理想波形）と実信号の波形が完全に一致していればレベル差は零になるが、中間サンプリング値は理想信号からずれてしまうので、実際には零にならない。
【００４５】
ばらつき側統計処理部１２０Ｄでは、集計された各信号レベルにおいて分散を算出する。この分散も、仮に理想信号と中間サンプリング値の波形が完全に一致していれば零になるが、実際にはそのようにならない。
【００４６】
線形性評価部１２０Ｅでは、レベル側統計処理部１２０Ｃで得られた結果を、例えば横軸に理想信号の信号レベル値、縦軸に中間サンプリング値の平均値をプロットして、その線形性を評価する。仮に理想波形と中間サンプリング値の波形が完全に一致していれば、完全な線形性（直線）を示すことになるが、中間サンプリング値は理想信号からずれてしまうので、実際にはそのようにならない。
【００４７】
この信号評価装置１１８によって、実信号の波形と理想信号の波形の差異を客観的に評価することができる。この結果、実信号の線形性が高いほど、各信号レベルでの分散がゼロに近いほど、光記録媒体１とＰＲＭＬ識別方式の組合せが適切であると容易に判断できる。
【００４８】
次に、中間データ生成部１１９の作用について説明する。
【００４９】
既に述べたように、中間データ生成部１１９は、ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数（本実施形態では拘束長４）となる場合に、クロックタイミング順に隣り合う２つのサンプリング値の平均値を中間サンプリング値として算出する。一方、拘束長が奇数（本実施形態では拘束長５）の場合は、実際のサンプリング値をそのまま中間サンプリング値とする。
【００５０】
図５には、拘束長が奇数（ここでは拘束長５）の場合が示されている。図５（Ａ）には、光記録媒体１に記録されている符号ビット系列（０１１［１]１１０）の左から４番目のビット［１]が、レーザー光ＺのビームスポットＳの中心に到来するクロックタイミングにおいて、この反射光から得るデータをサンプリングした状態が示されている。このサンプリング値は、このビット［１］を中心に含む５個のビット列Ｘを拘束することになり、レベル８に近い非整数値になる。中間データ生成部１１９は、このサンプリング値を加工することなく、そのまま比較評価処理部１２０に出力する。
【００５１】
一方、図５（Ｂ）には、記録媒体１に記録されている既知の信号系列（０１１１１１０）を畳み込み演算して得た理想信号の状態が示されている。具体的には、拘束長５（１２［２]２１）の中央のレベル［２］を、信号系列の［１］に同期させるようにして、畳み込み演算することで理想信号が形成される。例えば、信号系列（０１１［１］１１０）の左から４番目のビット［１］に対応する理想信号のレベルは整数値の８となる。比較評価処理部１２０の同期処理部１２０Ａでは、サンプリング値と理想信号を同期させて、レベル８近傍の非整数値となるサンプリング値と、レベル８（整数値）の理想信号とを比較することで、信号品質を評価するこ。このように比較評価できるのは、信号系列（０１１１１１０）を再生したサンプリング値の位相と、同信号系列（０１１１１１０）を拘束長５（１２２２１）で畳みこんで得られた理想信号の位相を一致させることができるからである。
【００５２】
図６には、拘束長が偶数（ここでは拘束長４）の場合が示されている。図６（Ａ）には、光記録媒体１に記録されている信号系列（０００［０］１１０）の左から４番目ビット［０］が、レーザー光ＺのビームスポットＳの中心に到来するクロックタイミングにおいて、この反射光から得るデータをサンプリングした状態が示されている。一方、理想信号は、畳み込み演算の仕方によって２種類のレベルが考えられる。図６（Ｂ）には、拘束長４（１［２］２１）の左側のレベル［２］（左から２番目のレベル［２］）を、信号系列の［１］に同期させるようにして畳み込み演算を行った理想信号の状態が示されている。このようにすると、この信号系列（０００［０］１１０）の左から４番目のビット［０］に対応する理想信号のレベルは１となる。一方、図６（Ｃ）には、拘束長４（１２［２］１）の右側のレベル［２］（左から３番目のレベル［２］）を、信号系列の［１］に同期させるようにして畳み込み演算を行った理想信号の状態が示されている。このようにすると、この信号系列（０００［０］１１０）の左から４番目のビット［０］に対応する理想信号のレベルは３となる。いずれにしろ、拘束長４（１２２１）の場合には、半位相のずれによって、サンプリング値と理想信号をそのまま同期させることができない。
【００５３】
そこで本実施形態では、図７（Ｂ）に示されるように、理想信号は、拘束長（１［２][２]１）の中間、即ち左側のレベル[２]と右側のレベル[２]の中間を、信号系列の[１]に同期させて畳み込むと考える。これにより、ビット［１］の反射光としての理想波形が、位相を含めて「１２２１」であることを正確に表現できるが、光記録媒体１に記録されているビット列と理想信号列は半位相ずれることになる。これに対応させるために、図７（Ａ）に示されるように、中間データ生成部１１９は、クロックタイミング順に隣り合う２つのサンプリング値の平均値を中間サンプリング値として算出し、理想信号の位相に整合させる。即ち、この中間サンプリング値は、理想信号側のタイミング（実際のクロックタイミングから半位相ずれたタイミング）に合わせてサンプリングした状態を仮想的に創出したものと考えることができる。同期処理部１２０Ａでは、例えば、信号系列（０００［０］［１］１０）の左から４番目のビット［０］と、左から５番目のビット［１］のサンプリング値から算出された中間サンプリング値と、符号ビット系列（００００１１０）を畳み込んで得た左から４番目と５番目の中間に位置する理想信号のレベル３とを正確に比較することができる。
【００５４】
次に、本実施形態の再生装置１００を用いた信号評価手順について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
まず、ステップ５００において、光記録媒体１にレーザー光Ｚを照射し、反射光を光検出装置１０８でアナログ電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器１１０Ａによってデジタル化された再生信号を得る。その後、ステップ５０２において、この再生信号を、サンプリング器１１０Ｄによって所定のクロックタイミングでサンプリングしてサンプリング値を得る。ステップ５０４では、このサンプリング値を利用して、ＰＲＭＬ処理装置１１０が、サンプリング値をＰＲ等化処理及びＭＬ復号化処理して、最終データを得る。
【００５６】
一方、ステップ５０６では、この再生装置１００におけるＰＲＭＬ処理装置１１０の拘束長が偶数か奇数かを判定し、拘束長が奇数であれば、ステップ５０８において、サンプリング値をそのまま比較評価処理部１２０に提供する。一方、ステップ５０６において、拘束長が偶数であれば、ステップ５１０に進んで、中間データ生成部１１９が、クロックタイミングで隣接する２つのサンプリング値から平均値を求めていくことで、半位相ずれた中間サンプリング値を算出し、この中間サンプリング値を比較評価処理部１２０に提供する。
【００５７】
その後、ステップ５１２において、比較評価処理部１２０では、提供を受けた（中間）サンプリング値と、光記録媒体１に記録されている既知のビット列に基づく理想信号又はＰＲＭＬ処理装置１１０のＭＬ復号器１１０Ｃで得た最尤理想信号とを比較して信号品質を評価する。なお、この評価は、サンプリング値と理想信号のレベルを比較して、波形的に近いか否かを評価してもよく、また、既に述べたように、各サンプリング値を電圧範囲毎に集計し、その平均値や分散値から、波形的な近似性を統計的に判断するようにしてもよい。
【００５８】
以上、本実施形態では、拘束長が偶数の場合に、クロックタイミングに基づいたサンプリング値から、中間サンプリング値を算出するようにしているので、理想信号の波形を決定する各レベル値のタイミングと、中間サンプリング値のタイミングを理論的に合わせることが可能となる。この結果、再生信号の波形と、理想信号の波形を正確に比較評価することが可能となり、信号品質を高精度に評価することが可能となっている。
【００５９】
次に、入力信号が既知の場合において、この再生装置１００を用いて実際の信号を評価した際の実施例を示す。
【００６０】
光記録媒体１として、ポリカーボネート基板（１．１ｍｍ）／ＴｉＯ２層（４ｎｍ）／Ｆｅ２Ｏ３層（３ｎｍ）／ＴｉＯ２層（６ｎｍ）／Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ層（３５ｎｍ）／ＴｉＯ２層（８ｎｍ）／紫外線硬化樹脂光透過層（０．１ｍｍ）となるものを用いた。この光記録媒体１を、波長λ＝４０５ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．８５となる光ディスク評価機（パルステック製、ＯＤＵ−１０００）を用いて評価した。記録再生の評価条件として、クロック周波数を６６ＭＨｚ、ディスクの回転線速を４．１ｍ／ｓに設定し、（１，７）ＲＬＬの入力信号の再生を行うようにした。この評価条件では、変調信号中で最も小さい記録マークの物理的な大きさは約１１３ｎｍであり、１．０×λ／４／ＮＡ＝１１９ｎｍよりも小さくなった。ＢＤの物理的仕様で考えると、直径１２ｃｍのディスクにおいて、１層当たり３０ＧＢの容量を確保できるレベルに相当する。
【００６１】
この光記録媒体１を、再生装置１００によって再生し、記録ビットに同期するクロックタイミングで、その再生信号をサンプリングした。このサンプリング値を利用して、隣接するサンプリング値の平均値を算出して中間サンプリング値とし、これを、光記録媒体１に記録されている理想信号と同期させた。なお、理想信号は、光記録媒体１に記録されている既知のビット列を、拘束長４のＰＲクラス（１２２１）で畳み込み演算することで得た。中間サンプリング値と理想信号を重ねてグラフ表示した結果を図１０（Ａ）に示す。
【００６２】
一方、比較例１として、図９（Ａ）に示されるように、拘束長４のＰＲクラス（［１］２２１）の左側のレベル［１］を対応ビットに同期させて畳み込み演算することで理想信号を取得し、この理想信号と、再生信号のサンプリング値を重ねてグラフ表示した結果を図１０（Ｂ）に示す。また比較例２として、図９（Ｂ）に示されるように、拘束長４のＰＲクラス（１［２］２１）の左から２番目のレベル［２］を対応ビットに同期させて畳み込み演算することで理想信号を取得し、この理想信号と、再生信号のサンプリング値を重ねてグラフ表示した結果を図１０（Ｃ）に示す。比較例３として、図９（Ｃ）に示されるように、拘束長４のＰＲクラス（１２［２］１）の左から３番目のレベル［２］を対応ビットに同期させて畳み込み演算することで理想信号を取得し、この理想信号と、再生信号のサンプリング値を重ねてグラフ表示した結果を図１０（Ｄ）に示す。比較例４として図９（Ｄ）に示されるように、拘束長４のＰＲクラス（１２２［１］）の左から４番目のレベル［１］を対応ビットに同期させて畳み込み演算することで理想信号を取得し、この理想信号と、再生信号のサンプリング値を重ねてグラフ表示した結果を図１０（Ｅ）に示す。
【００６３】
図１０（Ａ）からに分かるように、本実施例は、サンプリング値と理想信号の波形同期が最もよく、これらを比較評価することによって、信号品質評価を適切に行うことが可能であることが分かる。一方、図１０（Ｃ）（Ｄ）から分かるように、比較例２、３では、波形の同期が悪いため、このまま両信号を比較しても再生信号の品質を適切に評価できない。図１０（Ｂ）（Ｅ）から分かるように、比較例１、４は、比較例２、３よりも更に同期性が悪く、信号品質を評価することが実質的に不可能になることが分かる。
【００６４】
以上、本実施形態及び本実施例では、中間データ生成部が、サンプリング値を利用して中間サンプリング値を算出する場合を示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、図１１に示される再生装置２００のように、信号評価装置２１８が、中間データ生成部ではなく、中間サンプリング部２１９Ｂを備えるようにしてもよい。この中間サンプリング部２１９Ｂは、ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、サンプリング器２１０Ｄがサンプリングするクロックタイミングから所定位相（ここでは半位相）ずらした評価用のサンプリングタイミングに基づいて、レーザー光の反射光から得るデータを直接サンプリングし、評価用の中間サンプリング値を得る。中間サンプリング値は、比較評価処理部２２０に提供されて、図３に示した再生装置１００と同様に、理想信号と比較評価される。
【００６５】
この再生装置２００によれば、図１２に示されるように、通常のクロックタイミングから半位相ずらしたサンプリングタイミングにより、中間サンプリング値を直接得ることが可能となる。この結果、拘束長が偶数の場合において、ビットから半位相ずれた理想信号と比較評価する際に、より正確な中間サンプリング値を利用することが可能となるので、高精度な信号品質評価が可能となる。なお、この再生装置２００における他の構成は、再生装置１００と同様であるので、図１１において下二けたを同一符号にすることで、具体的な説明を省略する。
【００６６】
また例えば、図１３に示される再生装置３００のように、信号評価装置３１８が比較データ生成部３１９Ｃを備えることも好ましい。比較データ生成部３１９Ｃは、ＰＲＭＬ識別方式のＰＲクラスの拘束長が偶数となる場合に、媒体に記録されている理想信号の隣り合う２つの出力値を少なくとも利用して、評価用の中間理想信号を算出する。具合的に、図１４に示されるように、理想信号の隣り合う２つの出力値間の平均値を算出して、中間理想信号を算出する。この中間理想信号の出力値は、元の理想信号から半位相ずれるため、光記録媒体１に記録されているビットのサンプリング値と同期する。
【００６７】
この再生装置３００によれば、拘束長が偶数の場合は理想信号をから中間理想信号を算出することで、理想信号側の出力タイミングを半位相ずらす。この結果、中間理想信号とサンプリング器３１０Ｄのサンプリング値と直接比較評価することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態では、信号評価装置において、実信号と理想信号の差について信号レベル毎に集計して、実信号の各信号レベルの一般評価を行う。仮に、採用する変調方式における全信号レベルで信号品質を評価すれば、記録媒体とＰＲＭＬ識別方式のタップ係数の適否などを、客観的に検証できる。また例えば、本実施形態のように、実信号に関して各信号レベルの平均値を算出し、理想信号との差を明らかにすることで、簡便な構成で信号品質を評価することができる。なお、各信号レベルの平均値を用いずに、実信号の各信号レベルを集計して、その中の最頻値を採用して、理想信号と比較するようにしてもよい。このようにすると、記録媒体の表面欠陥による再生信号の突発的な変動を完全に排除することが可能になる。更に、各信号レベルの統計値について、最低レベルと最高レベルの値を統一するようなデータの規格化を行い、線形性を評価すれば、個々の信号レベルだけでなく、全体的なレベル差に基づいて信号を評価することができる。
【００６９】
また、このレベル側統計値だけでなく、分散等によるばらつき側統計値も利用しているので、実信号の不安定性を評価することが可能となる。特に、平均値等を利用したレベル側統計値と、分散等を用いたばらつき側統計値の双方を利用すれば、双方の異なる視点から信号品質を評価することが可能となる。例えば、レベル側統計値では、電圧レベルが理想信号に対してどの程度ずれているか否かを中心に評価することができ、ばらつき側統計値では、電圧レベルがどの程度安定しているか否かを中心に評価することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、実信号の波形として何の信号処理も施していない波形を用いる場合を示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、現実のシステムに近いイコライザ等を用いてＰＲ等化した後の波形を実信号の波形として用いてもよい。
【００７１】
尚、本発明の信号評価方法等は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、レーザー光等を用いて光記録再生を行う分野で広く用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る信号評価方法を実行する再生装置の構成を示すブロック図
【図２】同再生装置で用いられる光記録媒体の構成を示す拡大図
【図３】同再生装置で用いられるＰＲＭＬ処理装置及び信号評価装置の内部構成を示すブロック図
【図４】同信号評価方法で持ちられる理想信号の波形例を示す図
【図５】同信号評価装置における中間データ生成部の作用を説明する概念図
【図６】同信号評価装置における中間データ生成部の作用を説明する概念図
【図７】同信号評価装置における中間データ生成部の作用を説明する概念図
【図８】同再生装置を用いた信号評価方法を示すフローチャート
【図９】比較例１〜４の信号評価方法を説明する概念図
【図１０】同信号評価方法を用いた実施例及び比較例の評価結果を示すグラフ
【図１１】同再生装置の他の例で用いられるＰＲＭＬ処理装置及び信号評価装置の内部構成を示すブロック図
【図１２】同信号評価装置における中間サンプリング部の作用を説明する概念図
【図１３】同再生装置の他の例で用いられるＰＲＭＬ処理装置及び信号評価装置の内部構成を示すブロック図
【図１４】同信号評価装置における比較データ生成部の作用を説明する概念図
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００、３００        再生装置
１１０、２１０、３１０        ＰＲＭＬ処理装置
１１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ  Ａ／Ｄ変換器
１１０Ｂ、２１０Ｂ、３１０Ｂ  ＰＲ等化器
１１０Ｃ、２１０Ｃ、３１０Ｂ  ＭＬ復号器
１１８、２１８、３１８        信号評価装置
１１９                        中間データ生成部
１２０、２２０、３２０        比較評価処理部
１２０Ａ、２２０Ａ、３２０Ａ  同期処理部
１２０Ｂ、２２０Ｂ、３２０Ｂ  電圧レベル値集計部
１２０Ｃ、２２０Ｃ、３２０Ｃ  レベル側統計処理部
１２０Ｄ、２２０Ｄ、３２０Ｄ  ばらつき側統計処理部
１２０Ｅ、２２０Ｅ、３２０Ｅ  線形性評価部
２１９Ｂ                      中間サンプリング部
３１９Ｃ                      比較データ生成部
【図１】
0005012366.tif 000002
【図２】
0005012366.tif 000003
【図３】
0005012366.tif 000004
【図４】
0005012366.tif 000005
【図５】
0005012366.tif 000006
【図６】
0005012366.tif 000007
【図７】
0005012366.tif 000008
【図８】
0005012366.tif 000009
【図９】
0005012366.tif 000010
【図１０】
0005012366.tif 000011
【図１１】
0005012366.tif 000012
【図１２】
0005012366.tif 000013
【図１３】
0005012366.tif 000014
【図１４】
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