(57)【要約】本発明の装置は、情報記録媒体に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部と、記録補償部が生成した記録信号に基づいて情報記録媒体にパルスビームを照射する記録部とを備える。情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えている。記録部は、複数のパルスビームを記録層に集光する様に、且つパルスビームの記録層上の直径より短い間隔で照射する。記録補償部は、記録層上のパルスビームを照射した各位置の記録終了までの光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、記録信号を生成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部と、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射する記録部と、
を備え、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、
前記記録補償部は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成する、装置。
【請求項２】
前記光学定数は屈折率である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じ、
前記２光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、
前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の１光子吸収反応に基づいて生じ、
前記１光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、
前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記材料は、ジアリールエテンである、請求項３または５に記載の装置。
【請求項８】
前記記録層は、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）を有する、請求項４または６に記載の装置。
【請求項９】
複数のサブチャネル信号を組み合わせて前記情報を示す信号を生成する変調部をさらに備え、
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で記録され、
前記複数のサブチャネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、前記シンボルの空間周波数に前記情報記録媒体とビームスポットとの相対速度を掛け合わした値の整数倍となっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のサブチャネル信号は位相変調されており、前記複数のサブチャネル毎に位相分割数が定められている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のサブチャネル信号は直交振幅変調されており、前記複数のサブチャネル毎に信号点が定められている、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記記録補償部は、前記シンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記記録補償部は、所定のパワーのパルスビームが照射される領域の間に前記無記録領域が存在するように記録信号を生成する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記情報記録媒体は前記記録層を複数層備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
光ディスク媒体へのデータの記録を実行する光ディスク装置に搭載されたときに、前記光ディスク媒体に情報を記録するための記録信号を生成する装置であって、
前記光ディスク装置は、前記記録信号に基づいて前記光ディスク媒体にパルスビームを照射する記録部を備え、
前記光ディスク媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、
前記装置は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成する、装置。
【請求項１６】
情報記録媒体に前記符号化情報を記録するための記録信号を生成するステップと、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップと、
を包含する記録方法であって、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、
前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含む、記録方法。
【請求項１７】
情報記録媒体へのデータの記録を行う装置に記録処理を実行させるためのプログラムであって、
前記記録処理は、
前記情報記録媒体に前記情報を記録するための記録信号を生成するステップと、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップと、
を包含し、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、
前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含む、プログラム。
【請求項１８】
情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記情報は、複数のサブチャネル信号が組み合わされた信号に基づいて前記記録層に記録されており、
前記記録層にビームを照射し、前記情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する再生部と、
前記再生信号に複数のキャリア信号を乗算して前記キャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成し、前記複数のサブチャネル信号に基づいて前記情報を検出する復調部と、
を備える装置。
【請求項１９】
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録されており、
前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されていない無記録領域を含んでおり、
前記復調部は、前記再生信号に含まれる前記無記録領域を示す信号から、前記シンボルの先頭位置を検出する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記復調部は、前記無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
基台と、情報を記録するための記録層とを備え、
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録され、
前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されない無記録領域を含んでいる、情報記録媒体。
【請求項２３】
前記記録層は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化し、
前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている、請求項２２に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、情報記録媒体を用いて情報の記録および／または再生を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  情報記録媒体である光ディスク媒体の大容量化には、対物レンズの開口数を大きくし、レーザ波長を短くすることが有効である。これは、レーザの集光スポットの径が、対物レンズの開口数に反比例し、レーザ波長に比例することから、対物レンズの開口数を大きくし、レーザ波長を短くすることでレーザの集光スポットの径を小さくして、小さなマーク／スペースの記録・再生が可能になる為である。この様にマーク／スペースの巾によって情報を記録する方式をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）記録方式という。【０００３】  以下、図面を参照しながら従来の光ディスク媒体を用いた情報の記録再生方法を説明する。【０００４】  図１は、従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。光ディスク媒体１１は、従来の光ディスク媒体である。光ディスク媒体１１は、領域Ａ１５の拡大図（参照符号１６）に示す様に、同心円状、又はスパイラル状のトラック１２を備えている。図中ハッチングされているトラック１２を記録を行うトラックとすると、光ディスク媒体１１は、トラック１２に沿って記録ビームスポット１４が移動する様に回転している。記録は、記録ビームスポット１４の光強度が記録信号に応じて変化することで行われる。図上、説明を簡素化する為に、記録ビームスポット１４が静止している光ディスク媒体１１上を移動している様に表しているが、記録ビームスポット１４が静止していて光ディスク媒体１１が移動する場合と実質的に同じである。以降、同様に、説明を簡素化する為に、ビームスポットが静止している光ディスク媒体上を移動しているとして説明を行う。【０００５】  この様な集光スポットによって記録する方式は、集光スポットの大きさが有限であることによるローパスフィルターの特性を持っており、高い周波数の信号の記録／再生になればなるほど、即ち、より小さなマーク／スペースの記録になる程、正確な記録が困難となっている。よって、従来の光ディスク媒体は、記録密度を向上させる為に、記録データをランレングス制限符号に変換することによって記録するマーク／スペースの長さを１ビット長より長くし、できるだけ低い周波数の記録信号を使用した記録を行っている。この様に、記録特性に適した符号のことを記録符号という。【０００６】  図２は、従来の光ディスク媒体にデータを記録する時のデータ変換手順を表す図である。図２（ａ）より（ｄ）の横軸は、トラック上の位置を示し、お互いのトラック上の位置は合っている。図２（ａ）のバイナリデータは、記録すべきデータを表している。上で述べた様に、記録信号の周波数を下げる様に、図２（ａ）のバイナリデータを図２（ｂ）の記録符号、即ち、ランレングス制限符号に変換している。この例では、バイナリデータの２ビットを記録符号の３ビットに変換して最小ランレングスを２としている。記録符号での最小ランレングスは、バイナリデータ１ビットの長さをＢとすると、１．３３Ｂとなり、バイナリデータで記録した場合より繰り返し周波数が低くなっている。【０００７】  図２（ｂ）の記録符号より図２（ｃ）の記録信号への変換で、記録補償が行われる。例えば、相変化記録の様な熱記録では、記録補償を行わずに記録符号でのデータ��そのまま記録ビームの強度として記録すると、熱の伝搬で記録符号上のマーク／スペースより大きな、又は小さなマーク／スペースがトラック上に記録されてしまう。または、熱の蓄積で、マーク巾が大きくなってしまう。この現象を防ぐ為に、予め、マーク／スペースが大きく、又は小さくなる分を計算して記録信号を短く／長くする。また、熱の蓄積が起こらない様に記録信号を矩形波状にしてデューティを下げることも行われる。この様に正確な記録を行う為に記録符号を基にして記録信号を生成する処理を記録補償と言う。特に、高密度記録になればなるほど正確な記録が要求されるので、高密度記録では、記録補償が必須となっている。【０００８】  記録補償された記録信号で記録ビームスポットの光強度を制御して、記録ビームスポットが移動することでトラック上にデータが記録される。記録層のトラックの１ヶ所に注目すると、その位置にはパルスビームが複数回照射される。その位置の温度はパルスビームの照射毎に上昇し、温度上昇の合計が相変化材料の閾値を超えていれば、その位置の反射率は変化する。閾値を超えていない場合は反射率は変化しない。温度上昇の合計が閾値を超えているか否かでその位置の反射率は２種類の値の何れかになる。【０００９】  図２（ｄ）のパターンは、相変化記録層に図２（ｃ）の記録信号で記録した時の光ディスク媒体上のトラック内の反射率分布、即ち、ＰＷＭ記録を行ったトラックの反射率分布である。この場合、記録ビームを照射することで、相変化記録層のクリスタル状態の部分が、アモルファス状態に変化し、その部分の反射率が変化している。よって、反射率は２種類しかない。【００１０】  図３は、図２で記録したデータの再生方法を示している。図３（ａ）のパターンは、図２（ｄ）のパターンと同じで、ＰＷＭ記録を行ったトラックの反射率パターンである。このトラックに沿って再生ビームスポット３１を走査させ、反射光を検出することで図３（ｂ）の再生信号を得る。【００１１】  再生信号は、上で述べた様に、高い周波数成分が減衰しているので、通常、コサインイコライザなどで高い周波数成分を増幅してから、０か１かを判定、即ち、２値化を行っている。２値化の方法としては、所定のスライスレベルを設けて行う方法やＰＲＭＬによる最尤復号を行う方法がある。２値化された信号のエッジに基づいてＶＣＯの位相比較を実行するＰＬＬ回路によって再生クロックが生成される。生成された再生クロックで２値化された信号をサンプリングすることで図３（ｃ）の再生２値化データを得る。【００１２】  再生２値化データは、記録時とは逆の変換、即ち、記録符号よりバイナリデータへの変換を行い、図３（ｄ）の再生バイナリデータを得る。【００１３】  また、上記の従来の光ディスク媒体とは異なったアプローチ、即ち、ディジタルデータの“０”と“１”をマーク／スペースの形で記録するＰＷＭ記録方式と異なった方法で記録密度を向上させる方法も提案されている。例えば、アナログ的に記録する方法も考えられていて、特許文献１では、トラック溝を変調をかけてカッティングして光ディスク媒体の原盤を作り、その原盤を元にした光ディスク媒体のトラック溝形状を再生することでデータの記録再生を行って��る。【００１４】  図４Ａは、特許文献１で示されたトラック溝の幅を変調した光ディスク媒体の形状を示している。トラック溝４２は、トラック中央４３を中心とした対称な形でトラック幅が変化している。このトラック溝４２を持った原盤は、記録信号で強度を変調したカッティングビームでカッティングすることで作製できる。この原盤を基にしてスタンパーを作製し、このスタンパーで光ディスク媒体４１をプレスする。光ディスク媒体４１上のトラック中央４３に沿って再生ビームスポット３１を照射すると、再生ビームスポット３１の反射光の１次回折光の光量がトラック溝の幅が変わることで変化するので、全反射光の光量が変化する。よって、トラック溝の幅を反射光の検出信号の振幅で検出できる開示されている。【００１５】  図４Ｂは、特許文献１で示されたトラック溝をラジアル方向の変位で変調した光ディスク媒体４４を示している。トラック溝４５は、溝幅を変えずに、トラック中央４３を中心としてラジアル方向に溝を変位させている。このトラック溝４５を持った原盤は、トラック中央からラジアル方向へのビームスポットの変位を変調したカッティングビームでカッティングすることで作製できる。この原盤を基にしてスタンパーを作製し、このスタンパーで光ディスク媒体４４をプレスする。光ディスク媒体４４上のトラック中央４３に沿って再生ビームスポット３１を照射し、ラジアル方向に対応して２分割された光検出器で反射光を検出する。トラック溝４５がラジアル方向に変位することで、２分割された検出器の差動信号（即ち、プッシュプルトラッキング方式の差動トラッキング信号）が変化する。よって、トラック溝のラジアル方向の変位が差動信号で検出できると開示されている。【００１６】  また、ＰＷＭ記録方式以外の他の例が特許文献２に開示されている。特許文献２では、ＰＷＭ方式とＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式とを使用した直交周波数分割多重方式の信号の記録を開示している。図５ＡはＰＡＭ方式を光ディスク媒体に適用した例を説明している。通常、光ディスク媒体の記録ビームは、図５Ａの上段の図に示す様に照度分布がガウス分布している。一般的な光ディスク媒体、例えば、光磁気ディスクや相変化ディスクなどの熱記録を用いた光ディスク媒体では、図５Ａの上段の様な記録ビームを用いて一定の間隔でインパルス的に且つインパルスの高さを高くなる様に変化させて記録すると、図５Ａの中段の図に示す様に光ディスク媒体に記録されるピットの大きさは、インパルスの高さが高くなるに従って大きくなっていく。ピットの大きさは、トラック方向だけでなく、ラジアル方向にも大きくなっている。図５Ａの中段のピットパターンに一定強度の再生ビームを照射すると、図５Ａの下段の様な階段的な再生信号が得られる。よって、再生信号の強度は、記録信号のインパルスの高さの関数となり、ＰＡＭ方式が実現できる。【００１７】  図５Ｂは、特許文献２で説明されているＰＷＭ方式とＰＡＭ方式を光ディスク媒体に適用した例である。図５Ｂの上段は、ＰＷＭ方式とＰＡＭ方式を使用して記録した時のピット形状を示している。この様なピット系列を再生ビームを照射して再生した時、図５Ｂの中段��様な直交周波数分割多重方式の再生信号が得られる。図５Ｂの上段のピットは、図５Ｂの下段の様な時間単位長Ｔごとに分割されている記録信号で記録されている。１つの時間単位長Ｔは、更にｎ１×２個の部分に分かれている。時間単位長の中心に対称な長さ２ｗの幅の方形波と、その方形波を挟む幅１／ｎ１で高さａの信号とで、中心部分の幅ｗと端の部分の高さａを制御することで、図５Ｂの上段のピットを形成している。
【特許文献１】特開平１１−３１６９５１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１２５７３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】  しかしながら、上記のような記録方式には、以下のような課題があった。【００１９】  従来の光ディスク媒体の方式では、レーザビームのスポット径を小さくすることでＰＷＭ記録方式での記録密度を向上させて大容量化する方法が限界に達しようとしている。例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）では、レーザ波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５である。記録容量を増やす為にレーザ波長をこれ以上短くすることは、紫外線レーザを必要とすることとなり、実用化の見通しも立たない。開口数を０．８５より大きくすることは、製造が困難なだけでなく、レンズの取り付け精度も厳しくなる。さらに、開口数が１を越えると、通常のレンズではなく、イマージョンレンズ等を使用して近接場記録を行うことになる。これらのことを実現することは、非常に困難である。よって、レーザビームのスポットを小さくすることで記録密度を向上させる方法は限界にきている。【００２０】  また、記録するバイナリデータをランレングス制限符号に変換する変換比率は、ＢＤなどで使われているＲＬＬ（１．７）符号では２：３、ＤＶＤなどで使用されている８／１６符号では８：１６となり、変換効率が悪く、記録密度が上がらない原因の１つとなっている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すデータの変換は、変換比率２：３、最小ランレングス２であり、ＢＤ等で使われているＲＬＬ（１．７）の例である。【００２１】  更に、再生された２値化データにエラーが生じる場合も考えられる。図３（ｃ）から図３（ｄ）に示すデータの変換、即ち、２値化データからバイナリデータへの変換（記録時とは逆の変換）で２値化データにエラーがあると、変換されたバイナリデータでエラーの数が増えてエラーレートの悪化を招くことが知られている。この現象のことをエラー伝搬と呼んでいる。【００２２】  次に、特許文献１の方式の場合は、記録データを振幅変調した信号で、トラッキング溝の幅またはラジアル方向の位置を変位させることで記録データを原盤に記録している。変調信号を用いてトラック溝をカッティングすることで光ディスク媒体の原盤を作り、その原盤より作製したスタンパーで光ディスク媒体を作製している。この様なカッティングは非常に精密であり、光ディスクドライブでは不可能である。例えば、外部からの振動を排除する為にサーボベンチ等でドライブ自体を外部より力学的に絶縁しなければいけない。また、トラッキングをオープン制御しなければいけないので、精密なヘッド送り機構が必要である。使用する光ディスク媒体の平面度やモーターへの取り付け精度も必要である。よって、記録再生可能な光ディスクドライブとしては、実現できない。【００２３】  また、トラッキング制御に影響を与えるので、通常の光ディスクシステムでは、トラック溝のラジアル方向への変位量は極めて小さい。よって、信号振幅が大きく取れないので、ＳＮ比が低く、多くの情報を記録することができない。例えば、特許文献１の方式と同じ様にラジアル方向へトラック溝を変位させる例として、ＤＶＤ−ＲＡＭの溝ウォブルがある。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、トラック中央を中心としてラジアル方向へ溝を変位させている。ＥＣＭＡ−３３規格の１９．５章によれば、この溝の変位から得られるウォブル信号は、トラッキング差動信号の５％から１０％の大きさと規定されている。この信号振幅は非常に小さい。【００２４】  同様に、トラック溝の幅を変えることは、トラッキング信号自体を変調してしまうので、トラッキング制御に影響を与えてしまう。よって、トラック溝の幅を大きく変化させることはできない。よって、信号振幅が大きく取れないので、ＳＮ比が低く、多くの情報を記録することができない。【００２５】  特許文献２の方式の場合は、図５Ｂに示す様に、１つの時間単位長Ｔを更にｎ１×２分割しているので、少なくともＴ／（ｎ１×２）精度のＰＷＭ記録精度が必要である。Ｔ／（ｎ１×２）の長さ（以降この長さを分割長と呼ぶ）がＰＷＭ記録方式の記録符号上での１ビット長でなければいけない為である。【００２６】  例えば、１６ＱＡＭ変調で４サブチャンネル分のデータ、即ち１６ビットを１シンボル内に記録する場合を考える。１６ＱＡＭの波形は、振幅方向には１６レベル必要である。また、４サブチャンネルあるとすると、振幅は最大４倍になるので、１６階調×４＝６４階調で記録することになり、ｎ１＝６４となる。よって、時間単位長Ｔは６４＋２＝６６分割される。最後に加えた２ビットは時間単位長の両端の高さａのデータである。１分割長がＰＷＭ方式での記録符号１ビット分であるから、１つの時間単位長Ｔは、ＢＤディスクと同等の精度で記録できたとして、６６ビット×７４．５ｎｍ＝４９１７ｎｍとなる。これは、ＢＤシステムでのビームスポット径約５８２ｎｍより遙かに大きい。１つの時間単位長Ｔは、ビームスポット径の数倍程度が望ましい。１つの時間単位長Ｔをビームスポット径の２倍とするためには、１つの時間単位長Ｔは、５８２ｎｍ×２／４９１７ｎｍ＝約１／４．２倍にならなければならない。よって、１つの分割長（Ｔ／（ｎ１×２））の長さは、７４．５ｎｍ／４．２＝１７．７ｎｍとならなければならず、この分割長での記録は不可能である。階調数を１／４にすると、分割長とＢＤディスクの記録符号上での１ビット長とがほぼ同じになるが、サブチャンネル数が１となってしまい、１つの時間単位長Ｔに４ビットの記録しかできない。これは、ＢＤの記録密度と同等である。【００２７】  よって、特許文献２の記録方式では、ＰＷＭ方式と同等、又はそれ以下の記録密度しか達成できない。【００２８】  本発明は、上記課題を鑑みてなされてものであり、その目的は、情報記録媒体の記録密度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】  本発明の装置は、情報記録媒体に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部と、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射する記録部とを備え、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、前記記録補償部は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成することを特徴とする。【００３０】  ある実施形態によれば、前記光学定数は屈折率である。【００３１】  ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じ、前記２光子吸収反応の確率は、前記パルスビー厶の強度の２乗に比例する。【００３２】  ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する。【００３３】  ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の１光子吸収反応に基づいて生じ、前記１光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度に比例する。【００３４】  ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度に比例する。【００３５】  ある実施形態によれば、前記材料は、ジアリールエテンである。【００３６】  ある実施形態によれば、前記記録層は、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）を有する。【００３７】  ある実施形態によれば、複数のサブチャネル信号を組み合わせて前記情報を示す信号を生成する変調部をさらに備え、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で記録され、前記複数のサブチャネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、前記シンボルの空間周波数に前記情報記録媒体とビームスポットとの相対速度を掛け合わした値の整数倍となっている。【００３８】  ある実施形態によれば、前記複数のサブチャネル信号は位相変調されており、前記複数のサブチャネル毎に位相分割数が定められている。【００３９】  ある実施形態によれば、前記複数のサブチャネル信号は直交振幅変調されており、前記複数のサブチャネル毎に信号点が定められている。【００４０】  ある実施形態によれば、前記記録補償部は、前記シンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する。【００４１】  ある実施形態によれば、前記記録補償部は、所定のパワーのパルスビームが照射される領域の間に前記無記録領域が存在するように記録信号を生成する。【００４２】  ある実施形態によれば、前記情報記録媒体は前記記録層を複数層備えている。【００４３】  本発明の装置は、光ディスク媒体へのデータの記録を実行する光ディスク装置に搭載されたときに、前記光ディスク媒体に情���を記録するための記録信号を生成する装置であって、前記光ディスク装置は、前記記録信号に基づいて前記光ディスク媒体にパルスビームを照射する記録部を備え、前記光ディスク媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、前記装置は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成することを特徴とする。【００４４】  本発明の記録方法は、情報記録媒体に前記符号化情報を記録するための記録信号を生成するステップと、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップとを包含する記録方法であって、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含むことを特徴とする。【００４５】  本発明のプログラムは、情報記録媒体へのデータの記録を行う装置に記録処理を実行させるためのプログラムであって、前記記録処理は、前記情報記録媒体に前記情報を記録するための記録信号を生成するステップと、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップとを包含し、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含むことを特徴とする。【００４６】  本発明の装置は、情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記情報は、複数のサブチャネル信号が組み合わされた信号に基づいて前記記録層に記録されており、前記記録層にビームを照射し、前記情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する再生部と、前記再生信号に複数のキャリア信号を乗算して前記キャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成し、前記複数のサブチャネル信号に基づいて前記情報を検出する復調部と、を備えることを特徴とする。【００４７】  ある実施形態によれば、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録されており、前記記録層の前記シンボル間に対応する領��は、前記情報が記録されていない無記録領域を含んでおり、前記復調部は、前記再生信号に含まれる前記無記録領域を示す信号から、前記シンボルの先頭位置を検出する。【００４８】  ある実施形態によれば、前記復調部は、前記無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する。【００４９】  ある実施形態によれば、前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。【００５０】  本発明の情報記録媒体は、基台と、情報を記録するための記録層とを備え、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録され、前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されない無記録領域を含んでいることを特徴とする。【００５１】  ある実施形態によれば、前記記録層は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化し、前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。
【発明の効果】
【００５２】  本発明によれば、情報記録媒体は、情報記録媒体上の１つの位置に注目すると、その位置に照射される光量の積分値に応じてその位置の光学定数が連続的に変化する記録層を備えている。記録補償部は、記録層の上にパルスビーム径より短い間隔でパルスビームを照射した時の、パルスビームが照射された各位置の光学定数の変化量の記録終了までの各合計が、所定の変化量パターンとなるように、記録信号を生成する。光学定数が連続的に変化する情報記録媒体を用いることにより、多重方式（例えば直交周波数分割多重方式）の信号を用いた情報の記録が可能となり、情報記録媒体の記録密度を向上させることができる。また、上記光学定数の変化量の各合計が所定の変化量パターンとなるように記録信号を生成することにより、光学定数が連続的に変化する情報記録媒体への情報の記録を実現することができる。【００５３】  本発明によれば、非ランレングス制限符号を使用できるので、記録符号のエラーが伝搬してエラーレートが悪化することがなく、また、エラー訂正も可能となるので、更なる記録密度の向上が可能となる。【００５４】  また、本発明のある実施形態によれば、各サブチャネル信号のキャリア信号の周波数差は、シンボル長の逆数と光ディスク媒体の線速度との積の整数倍となっている。このため、各サブチャネル信号同士は、互いに直交関係になっている。これらの複数のサブチャネル信号を重畳して記録信号を生成している。このような記録信号のパターンに基づいて、記録層の光学定数が変化してシンボル単位で記録される。即ち、これらの記録は、閾値のない記録、アナログ記録である。【００５５】  また、本発明のある実施形態によれば、シンボル単位で複数の互いに直交しているサブチャネル信号を重畳することにより情報記録媒体に記録を行う。また、その情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成し、その再生信号に複数のキャリア信号を乗算して複数のサブチャネル信号を生成する。複数のサブチャネル信号に基づいて記録された情報を検出する。このように、直交周波数分割多重方式等の多重方式を用いて情報の記録再生を行うことにより、情報記録媒体の記録密度を向上させることができる。【００５６】  また、本発明のある実施形態によれば、記録層材料の分子の方向は、ビームの照射によりビームの偏光面と垂直方向（または同じ方向）に変化し、これにより情報が記録される。記録層材料の分子の方向が変化することで光の旋光が生じ、それによって屈折率が変化する。屈折率変化により反射率が変化する。また、記録層材料の分子の方向は、ビーム強度の２乗に比例する。また、光の旋光の方向が２通りあるので、１つのサブチャネル当たり２つの情報を記録できる。【００５７】  また、本発明のある実施形態によれば、光学定数（例えば屈折率）の変化は記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じている。これにより、光学定数は、パルスビームの強度の２乗に比例する。このため、例え何らかの理由で記録パワーが変動しても、光学定数に与える影響はパワー変動の二乗根に比例するので、パワー変動の光学定数への影響が軽減される。これにより、記録パワーマージンが増えて安定した記録が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図２】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図３】従来の光ディスク媒体の再生方式を示す図である。
【図４Ａ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図４Ｂ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図５Ａ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図５Ｂ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の情報記録媒体のフォーマットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態の記録再生装置を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の記録方式を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の記録方式の記録ビーム照射方法を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態の記録方式のビーム強度分布を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態の記録方式の屈折率分布を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態の記録方式のビーム強度分布を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態の記録方式の屈折率分布を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の記録方式の非線形性を補償する量を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態の再生に関する１シンボル内のパラメータを表した図である。
【図１４】本発明の実施形態の１シンボル内を再生光がスキャンして再生信号を得る動作を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態の１シンボル分の再生光と反射率分布と再生信号の関係を示した行列式を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態の１シンボルを記録する時のパラメータを示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態の１シンボルを記録する時の記録ビームを示す図である。
【図１７】本発明の実施形態の１シンボル内の１パルスの記録光のビームパワー分布を表した行列式を示す図である。
【図１８Ａ】本発明の実施形態のｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を求める行列式を示す図ある。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態のｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を求める行列式を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態の１シンボル分の記録光照射後のビーム強度行列式を示す図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態のターボ符号変調回路を示す図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態のターボ符号変調回路の構成要素を示す図である。
【図２０Ｃ】本発明の実施形態の５／６再帰組織畳み込み符号変調回路の状態遷移表を示す図である。
【図２１Ａ】本発明の実施形態の直交周波数分割変調回路を示す図である。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態の６４ＱＡＭ変調のマッピングを表した図である。
【図２１Ｃ】本発明の実施形態の６４ＱＡＭ変調のマッピングを表した図である。
【図２２】本発明の実施形態の屈折率パターン演算回路を示す図である。
【図２３Ａ】本発明の実施形態の記録パルス強度演算回路を示す図である。
【図２３Ｂ】本発明の実施形態の記録パルス強度演算回路のｆｋ演算回路を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態の再生方式を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態の再生回路を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態の直交周波数分割復調回路を示す図である。
【図２７Ａ】本発明の実施形態のターボ符号復調回路を示す図である。
【図２７Ｂ】本発明の実施形態のターボ符号復調回路のＭＡＰデコーダーを示す図である。
【図２８Ａ】本発明の実施形態の再生信号配置の一例を示す図である。
【図２８Ｂ】本発明の実施形態の再生信号配置の一例を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態の再生同期方式を示す図である。
【図３０】本発明の実施形態の記録方式と従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式の記録密度との比較を示した図である。
【符号の説明】
【００５９】  １１  光ディスク媒体
１２  トラック
１３  トラック境界
１４  記録ビームスポット
１５  領域Ａ
１６  領域Ａ拡大図
３１  再生ビームスポット
４１  光ディスク媒体
４２  トラック溝
４３  トラック中央
４４  光ディスク媒体
４５  トラック溝
６０  情報記録媒体
６１  光ディスク媒体
６２  シンボル
６３  シンボル境界
６４  記録ビームスポット
６５  領域Ｂ
６６  対物レンズ
６７  記録層
７１  記録ビームスポット
８１  記録ビームインパルス
８２  記録信号
８３  トラック中央
８４  発光間隔
９１  ターボ符号変調回路
９２  ターボ符号変調信号
９３  直交周波数分割変調回路
９４  直交周波数分割変調信号
９５  記録補償部
９６  屈折率パターン演算回路
９７  屈折率信号
９８  記録パルス強度演算回路
９９  記録信号
１１０  パルスレーザー駆動回路
１１１  パルスレーザー駆動信号
１１２  パルスレーザ素子
１１３  コリメータレンズ
１１４  ビームスプリッター
１１５  １／４波長板
１１６  対物レンズ
１１７  対物レンズアクチエーター
１１８  光ディスク
１１９  記録層
１２０  スピンドルモーター
１２１  集光レンズ
１２２  フォトセンサー群
１２３  フォーカス誤差信号
１２４  トラッキング誤差信号
１２５  アナログ再生信号
１２６  サーボ回路
１２７  アクチエータ駆動信号
１２８  再生回路
１２９  ディジタル再生信号
１３０  シンボル先頭検出信号
１３１  直交周波数分割復調回路
１３２  直交周波数分割復調信号
１３３  ターボ符号復調回路
１４１  記録信号
１４２  再生信号
１４３  前シンボル最後の記録ビームインパルス
１４４  後シンボル最後の記録ビームインパルス
１４５  接続部分の再生信号の谷
１４６  前シンボル
１４７  後シンボル
１４８  接続部分
２２１  ８／５ビット変換回路
２２２  ５／６再帰組織畳み込み符号変調回路
２２３  ランダムインターリーバ
２２４  ５／６再帰組織畳み込み符号変調回路
２２５  セレクター
２３０  サブチャネルデータ分配回路
２３１  加算回路
２３２  ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ
２３３  ｆ２周波数サブチャネルエンコーダ
２３４  ｆ３周波数サブチャネルエンコーダ
２３５  ｆ４周波数サブチャネルエンコーダ
２３６  ｆ５周波数サブチャネルエンコーダ
２３７  ｆ６周波数サブチャネルエンコーダ
２３８  ｆ７周波数サブチャネルエンコーダ
２３９  ｆ８周波数サブチャネルエンコーダ
２４０  ｆ９周波数サブチャネルエンコーダ
２４１  セレクター
２４２  シンボル変調データメモリ
２４３  セレクター
２４４  浮動小数点積和演算回路
２４５  ガウスビーム逆行列テーブル
２４６  演算制御回路
２４７  ストアアドレス演算アドレス生成回路
２５１  セレクター
２５２  屈折率データメモリ
２５３  セレクター
２５４  セレクター
２５５  記録信号データメモリ
２５６  セレクター
２５７  セレクター
２５８  ｆｋ演算回路
２５９  レジスター
２５Ａ  ΔＡ［ｋ］加算器
２５Ｂ  ｆｋメモリ
２５Ｃ  αｋメモリ
２５Ｄ  ＬＵ分解回路
２５Ｅ  加算器
２５Ｆ  記録補償確定信号
２５Ｇ  シーケンス制御回路
２５Ｈ  収束判定回路
２５Ｉ  直交周波数分割変調信号
２５Ｊ  減算器
２６１  アナログＥＱ回路
２６２  ＡＤ変換器
２６３  シンボル先頭検出回路
２６４  サンプルクロック発生回路
２７１  ｆ１周波数サブチャネルデコーダ
２７２  ｆ２周波数サブチャネルデコーダ
２７３  ｆ３周波数サブチャネルデコーダ
２７４  ｆ４周波数サブチャネルデコーダ
２７５  ｆ５周波数サブチャネルデコーダ
２７６  ｆ６周波数サブチャネルデコーダ
２７７  ｆ７周波数サブチャネルデコーダ
２７８  ｆ８周波数サブチャネルデコーダ
２７９  ｆ９周波数サブチャネルデコーダ
２７Ａ  デコード値選択回路
２８１  デコーダー２
２８２  分散値演算回路
２８３  通信路値演算回路
２８４  加算器
２８５  ランダムデ・インターリーブ回路
２８６  ランダムデ・インターリーブ回路
２８７  デコーダー１
２８８  通信路値演算回路
２８９  加算器
２８Ａ  ランダムインターリーブ回路
２８Ｂ  セレクター
２８Ｃ  硬判定回路
２９１  乗算器
２９２  １．０データテーブル
２９３  ガウスビーム強度分布テーブル
２９４  加算器
２９５  減算器
２９６  乗算器
２９７  乗算器
２９８  セレクター
２９９  レジスター
２９Ａ  減算器
３０１  ユーグリッド距離演算回路
３０２  基準再生信号発生回路
３０３  確率演算回路
３０４  セレクター
３０５  γ（ｍ，ｍ’）メモリ
３０６  セレクター
３０７  レジスター
３０８  加算回路
３０９  セレクター
３０Ａ  αＳ（ｍ）メモリＸ
３０Ｂ  セレクター
３０Ｃ  αＳ（ｍ）メモリ
３０Ｄ  セレクター
３０Ｅ  レジスター
３０Ｆ  加算回路
３０Ｇ  セレクター
３０Ｈ  αＳ（ｍ）メモリＸ
３０Ｉ  セレクター
３０Ｊ  αＳ（ｍ）メモリ
３０Ｋ  セレクター
３０Ｌ  乗算回路
３０Ｍ  加算回路
３０Ｎ  レジスター
３０Ｏ  乗算回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。【００６１】  図６（ａ）は、本発明の実施形態の情報記録媒体のフォーマットを示している。本実施形態の情報記録媒体は例えば光ディスク媒体である。図６（ａ）に示す光ディスク媒体６１は、基台６７ａと少なくとも１つの記録層６７を備えている。記録層６７は基台６７ａ上に設けられている。図６に示す例では、光ディスク媒体６１は複数の記録層６７を備えている。【００６２】  記録層６７には、ほとんど閾値のないフォトンモード記録材料が使用されている。記録層６７は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する。例えば、記録材料の光学定数の変化量がほぼ記録ビーム強度の関数となっていて、記録ビーム強度の一次関数または二次関数となっている。記録材料の光学定数の変化量が記録ビーム強度の一次関数となっている記録を１光子吸収記録、記録材料の光学定数の変化量が記録ビーム強度の二次関数となっている記録を２光子吸収記録と呼んでいる。【００６３】  光学定数は例えば屈折率である。屈折率の変化は、記録層６７が有する材料の２光子吸収反応または１光子吸収反応に基づいて生じる。２光子吸収反応の確率はパルスビームの強度の２乗に比例する。１光子吸収反応の確率はパルスビームの強度に比例する。このような特性を有する記録材料としては、例えばジアリールエテンがあり、記録層６７はそのような材料を有する。【００６４】  また、ある実施形態では、屈折率の変化は、記録層が有する分子の方向がパルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じる。分子の方向が変化する確率は、パルスビームの強度の２乗または１乗に比例する。このような特性を有する記録材料としては、例えば、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）があり、記録層６７はそのような材料を有する。【００６５】  記録層６７の材料の例として、フルギド、ジアリールエテン、ＰＡＰなどがあり、１光子吸収記録と２光子吸収記録の両方の記録が可能である。これらは、共に光学定数の１つである屈折率が変化することで記録を行う。また、上述のような記録材料がパルスビームの強度の１乗に比例するか２乗にするかは、記録条件（ビーム波長等）によって変化する。以降、ジアリールエテンなどの２光子吸収記録用の記録材料が使用されているとして説明を行うが、１光子吸収記録でも本発明の原理および作用効果は同様である。【００６６】  光ディスク媒体６１上の領域Ｂ６５は、光ディスク媒体６１内の１つの記録層６７を示しており、領域Ｂ拡大図は、領域Ｂの詳細を示している。領域Ｂ拡大図が示す様に、記録層６７は、同心円状、又はスパイラル状のトラック６８を備えている。更に、トラック６８は、所定の長さのシンボル６２に分割されている。シンボル６２内は、図６（ｂ）に示す様に、屈折率の変化のパターンによってデータが記録されている。このパターンに複数のビットが多重記録されていて、シンボル単位で記録／再生を行う。よって、シンボル全体のパターンを再生しないとデータの再生ができないという性質がある。【００６７】  図７および図８を参照して、本発明の実施形態による光ディスク媒体６１へのデータの記録を実行する光ディスク装置１００および記録方式を説明する。図７は、光ディスク装置１００を示す図である。【００６８】  光ディスク装置１００は、複数のサブチャネル信号を組み合わせて光ディスク媒体６１に記録するための情報を示す多重信号を生成する変調部１０１と、光ディスク媒体６１に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部９５と、記録補償部９５が生成した記録信号に基づいて光ディスク媒体６１の記録層６７に集光する様にパルスビームを照射する光ヘッド部１０３とを備える。光ヘッド部１０３はディスク媒体６１に情報を記録するときには記録部として機能する。光ヘッド部１０３は、パルスビームの照射位置を移動させながら、パルスビームの記録層６７上の直径より短い間隔で複数のパルスビームを記録層６７に照射する。記録補償部９５は、パルスビームを照射した記録層６７上の各位置の、記録終了までの光学定数の変化量の各合計が、所望の変化量パターンとなるように、記録信号を生成する。パルスビームの記録層６７上の直径の大きさは、特定のエネルギー密度を有するパルスビームスポットの領域の大きさを指す。例えば、パルスビームの直径の大きさとは、パルスビームの中心のパワーの１／ｅ２（ｅは自然対数）倍のパワーが発生している領域の大きさを指している。【００６９】  なお、記録層６７のある所定の位置に着目すると、その所定の位置には複数のパルスビームのそれぞれの少なくとも一部ずつが照射される。記録補償部９５は、複数のパルスビームのそれぞれを照射した時の上記所定の位置の光学定数の変化量の合計が、所望の変化量となるように、記録信号を生成する。【００７０】  光ディスク装置１００は、記録装置または記録再生装置である。光ディスク装置１００は、記録を行わないが再生は行う再生装置であってもよい（再生動作は後述する）。光ディスク装置１００が備えるそれらの構成要素の一部は半導体集積回路として製造され得る。例えば記録補償部９５は半導体集積回路として製造され得る。光ディスク装置１００が備えるそれらの各構成要素の詳細は後述する。【００７１】  次に、図８を参照して本発明の実施形態による記録方式を説明する。【００７２】  図８（ａ）に示されたバイナリデータは、記録すべきデータであり、図８（ｅ）が光ディスク媒体上のシンボル内に形成された屈折率分布であり、記録すべきバイナリデータが屈折率パターンとして記録されている。順次、図８（ａ）より図８（ｅ）まで、バイナリデータが記録される手順を説明してゆく。【００７３】  記録すべきデータは所定の長さのシンボル単位で記録される。図８（ａ）のバイナリデータは、所定ビット数毎に分けられていて、この所定のビット数のバイナリデータが単位となって記録が行われる。即ち、このビット数が、１シンボルに記録されるビット数となっている。図８（ａ）で中括弧で示されたバイナリデータが１シンボルに記録されるデータであり、この場合は、５４ビットとなっている。【００７４】  １シンボル分のバイナリデータは複数のサブチャンネルに分配されて、サブチャンネル毎に変調される。図８（ａ）で小括弧で区切られたデータが、サブチャンネル分のデータに相当する。図８（ｂ）は変調された各サブチャンネル信号���示している。図８（ｂ）の様に、各サブチャンネル信号は、１シンボル長にわたり生成される。サブチャネル信号毎に位相分割の数が定められている。各サブチャンネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、シンボルの空間周波数にビームスポットの移動速度を掛け合わした値の整数倍になっている。ここで、ビームスポットの移動速度は、光ディスク媒体とビームスポットとの間の相対速度である。図８（ｂ）の例では、一番キャリア周波数の低いサブチャンネル信号（図上で一番上）は、そのキャリア周波数が、シンボルの空間周波数と同じになっている。よって、シンボル内に１波長分の信号が生成されている。二番目にキャリア周波数の低いサブチャンネル信号（図上で上から２番目）は、そのキャリア周波数が、シンボルの空間周波数の２倍となっていて２波長分の信号が生成されている。以降、サブチャンネル信号のキャリア周波数は、シンボルの空間周波数分づつ増えてゆき、９番目のサブチャネル信号のキャリア周波数は、１番目のサブチャネルのキャリア周波数の９倍となっている。即ち、各サブチャンネル信号のキャリアの空間周波数の差は、シンボルの空間周波数の倍数になっている。【００７５】  各サブチャネル信号は位相変調されている。図８（ｂ）の例では、各サブチャンネルの変調方式を６４ＱＡＭ（Ｑｕｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とした例である。６４ＱＡＭ変調では、各サブチャネルの振幅、位相の取り方が６４通りとなる振幅位相変調となっている。よって、各サブチャネル毎に６ビットづつ分配できるので、１シンボル当たり６ビット×９サブチャネル＝５４ビットが記録できる。また、これ以外の例として、各サブチャネルの変調方式をＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調としても良い。この場合には、振幅変動に強くなり、信頼性が上がる。【００７６】  これらのＱＡＭ変調された各サブチャネル信号を組み合わせることで、図８（ｃ）の直交周波数分割多重信号が得られる。この直交周波数分割多重信号が記録される信号であるが、この信号に比例した強度を持つ記録ビームで記録しても再生時にこの信号を得ることはできない。これには以下の３つの理由が考えられる。（１）記録自体が記録ビーム強度の２乗に比例している２光子吸収記録であること。（２）再生信号が再生ビームスポット強度パターンと屈折率パターンの畳み込みにより得られるので、再生信号にフィルターがかかること。（３）最後に本記録方式に特徴的な原因として、記録ビームの発光間隔が記録ビームスポットの直径より狭い場合、複数のビームスポットが照射される部分ができることが考えられる。【００７７】  図９は、２光子吸収記録の方法を説明した図である。２光子吸収記録では、通常、記録ビームは、非常に短いパルスとなる。これは２光子吸収記録に高いパワーの記録ビームが必要である為、デューティを低くしてピークパワーを高くする必要があるからである。図９は、トラック中央８３を、所定の発光間隔８４で記録ビームインパルス８１を照射して記録を行う例を示している。よって、記録ビームインパルス８１の間の部分は、ビーム照射が２回行われる。照射されるビーム強度は、２光子吸収記録反応が１００％起きる強度を最高強度とし、その値を１．０としている（以降この記録光強度を規格化記録光強度と呼ぶ）。即ち、ビームが照射されている部分のジアリールエテン分子が１００％の確率まで２光子吸収反応を起こすが、これ以上の反応は起きないとする。以降、ビーム強度を２光子吸収反応の確率、即ち、０％からの記録反応割合で表す。また、２光子吸収記録反応が０％起きた時の屈折率を１．５５、２光子吸収記録反応が１００％起きた時の屈折率を１．６５とし、２光子吸収記録反応の割合と屈折率は比例するとしている。これらの条件で記録を行う。直交周波数分割多重信号８２をサンプリングした値に比例した強度の記録ビームインパルス８１で記録した場合、形成された屈折率パターンを再生しても、直交周波数分割多重信号８２と同じ信号が再生できない。【００７８】  図１０Ａおよび図１０Ｂは、最も簡単な例として、記録ビームのＡｉｒｙ半径の約１／２の間隔で２つの記録ビームインパルスを照射する２光子吸収記録によって屈折率パターンを形成した例を示す。図１０Ａは、２つの記録ビームインパルスの強度分布を示している。記録ビームが重なっている部分はビーム強度の高い方を表示している。このビームは、対物レンズのＮＡを０．８５、レーザ光源の波長を６５０ｎｍとした時に生成されるビームである。縦軸は、ビーム強度を記録反応の割合で表した数値を示している。記録ビームインパルスのピークの強度は記録反応を５０％起こす強度となっている。図１０Ａでは、図上左の記録ビームが最初に照射され、次に右の記録ビームが照射される。また、ビーム照射位置の中間位置では、記録ビームの強度は、２光子吸収記録反応が２８．７％行われる強度となる。【００７９】  図１０Ｂは、図１０Ａの記録ビームで記録された時の２光子吸収記録反応の割合の分布を示している。例えば、２つの記録ビームインパルス照射位置の中間位置の２光子吸収記録反応の割合は、左の最初の記録ビームインパルスで２光子吸収反応割合が２８．７％まで変化し、右の２番目のビームインパルスで２８．７％＋（１００％−２８．７％）×２８．７％＝４９．２％まで変化している。【００８０】  図１１Ａおよび図１１Ｂは、記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が線形の関係にある場合に、形成される屈折率パターンを示している。図１１Ａは、図１０Ａと同じ記録ビームインパルスを示す。この記録ビームインパルスで、記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が線形の関係にある条件下で形成された屈折率パターンを図１１Ｂに示す。図１０Ｂと同様に、２つの記録ビームインパルス照射位置の中間位置の２光子吸収記録反応の割合を計算すると、２８．７％＋２８．７％＝５７．４％となる。【００８１】  ２つのビームインパルスの強度が同じであるので、屈折率分布はこの２つのビームインパルス照射位置の間ではフラットにならなければいけない。図１０Ｂと図１１Ｂを比較すると、図１１Ｂの２つのビームインパルス照射位置の間の屈折率分布は、ほぼ一定であるが、図１０Ｂは、落ち込んでいる。図１１Ｂでは記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が加算の関係にある。これに対し、図１０Ｂでは、以前に２光子吸収記録反応が起こっている所の未反応分子割合（即ち��以前の反応割合を１００％から引いた割合）に、次の記録ビーム強度で決まる反応割合を掛けた値が合計の２光子吸収反応割合となる。【００８２】  図１２は、図１０Ｂと図１１Ｂで示された屈折率パターンを一定強度の再生ビームでスキャンして、その反射光により得られた再生信号を示している。この２つの再生信号の差は、上述の記録ビームが重なった部分の反応の非線形性より来ている。この様に記録ビームが重なって記録される場合は、記録信号と実際に形成される屈折率パターンは異なり、異なった分を補償する記録補償が必要となる。即ち、図１２の２つの信号の差が記録補償すべき量に対応している。【００８３】  記録補償の方法としては、予め、所望の再生信号が得られる記録信号を山登り法などのシミュレーションにて漸近的に求めておく方法が考えられる。ここで所望の再生信号は、記録する直交周波数分割多重信号の相似形となる信号である。シミュレーションのアルゴリズムとしては、以下のステップが考えられる。【００８４】  （ステップ１）初期記録信号を適当に決める。次に、初期記録信号を所定の間隔でサンプリングして生成した記録ビームインパルスで記録し、形成された屈折率パターンを求める。【００８５】  （ステップ２）記録自体が記録ビーム強度の２乗に比例している２光子吸収記録であること、記録ビームスポットが複数回照射されて非線形な形で記録されることを考慮する。再生ビームスポット強度パターンと屈折率パターンの畳み込みにより再生信号を得る。【００８６】  （ステップ３）所望の再生信号とステップ２で得られた再生信号とを比較して、得られた再生信号が所望の再生信号に近づく様に記録信号を変更する。即ち、ステップ２で得られた再生信号と所望の再生信号を比較して、得られた再生信号が低い部分では、その部分に対応する記録ビームインパルスの強度を上げ、得られた再生信号が高い部分では、その部分に対応する記録ビームインパルスの強度を下げる。また、同時に、得られた再生信号と所望の再生信号の差の絶対値を積分した値を求める。この値をこの記録信号の評価値とする。【００８７】  （ステップ４）変更された記録信号でステップ１と同じ様に記録する。【００８８】  （ステップ５）ステップ２に戻る。【００８９】  この様な処理をステップ３の評価値が所定の値以下になるまで繰り返す。これにより、図８（ｃ）の直交周波数分割多重信号から図８（ｄ）の記録信号への変換が行われる。図８（ｄ）の記録信号のグラフ上の点は、記録ビームインパルスの照射点である。【００９０】  図８（ｅ）は、図８（ｄ）の記録信号で記録した時の屈折率パターンを示している。記録ビームスポット７１は、トラック６８に沿って移動する。図８（ｄ）の記録信号に比例したビーム強度でトラック６８を照射することで、トラック６８内の屈折率パターンが変化して、図８（ａ）のバイナリデータが記録される。【００９１】  なお、山登り法など漸近的に解を求める方法は、多くの演算量が必要となる。よって、より解析的に解を求める方法の方が演算量が少なく、記録信号を早く求めることができる。以下に本発明の実施形態による記録補償方式を説明する。【００９２】  本発明の実施形態による記録補償とは、再生時に所望の���交周波数分割変調波形が得られる様に、１シンボル間の記録光の強度パターンを求めることである。記録光の強度パターンを求める演算は、２ステップで行う。最初のステップで、所望の直交周波数分割変調波形の再生信号が得られる光学定数パターンを求める。次のステップで、この光学定数パターンを記録するための記録光の強度パターンを求める。【００９３】  まず、所望の再生信号が得られる光学定数パターンを求める。即ち、直交周波数分割変調波形が再生波形として得られる１シンボル分の光学定数パターンを求める。ここで、光学定数は屈折率とし、再生光としてガウスビームを用い、この屈折率パターン上を連続に照射する再生光でスキャンして再生信号を得るとする。再生光を用いて屈折率パターンを畳み込み演算して再生信号を得るので、その逆畳み込み演算をすれば良い。【００９４】  図１３は、再生に関する１シンボル内のパラメータを表している。本来は、２次元で記録・再生されるので、２次元での計算をしなければいけないが、ここでは、トラック中心の値を代表値として計算する。ｇ［ｋ］［Ｌ］は、ｋ回目のサンプルタイミングのサンプル点Ｌでの再生光ガウスビームの規格化ビームパワーを表している。ここで、再生光ガウスビームのピークパワーを１．０と規格化している。また、Ｒｆ［Ｌ］は、データが記録されている記録層上のサンプル点Ｌでの反射率を示している。反射率は屈折率に対応した値となる。Ｐｌｙｓｇ［Ｌ］は、再生光第ｋビーム［ｋ］［Ｌ］が照射された時の反射光と照射光の比を示している。即ち、再生光のパワーが一定とした場合、この比は再生信号と同等と考えられるので、以降、この比を再生信号と呼ぶ。Ｐｌｙｓｇ［Ｌ］は、再生信号の第Ｌサンプル値である。図１３の例では、２５６個のサンプル点がある。【００９５】  図１４は、１シンボル内を再生光がスキャンして再生信号を得るまでの課程を示している。この例では、再生光は強度一定で連続に照射されるとし、１シンボル長内で、２５６回再生信号がサンプルされるとする。図１４の上段は、サンプル点での再生光ｇ［０］［Ｌ］第０ビームからｇ［２５５］［Ｌ］第２５５ビームまでの分布を示している。また、シンボルの前後の再生光のビーム半径分の部分、即ちシンボルの前後２０サンプル分の境域も再生光が照射されている。再生光の強度は一定なので、ｇ［ｋ］［Ｌ］の集光部分の分布は一定である。【００９６】  図１４の中段は、１シンボル内に記録されている反射率パターン（屈折率パターン）を示している。反射率は、屈折率より求まる。例えば、記録層で０％の２光子吸収反応の場合の屈折率をＮ１、１００％の２光子吸収反応の場合の屈折率をＮ２、記録層の上下の部分の屈折率をＮ０、再生光の波長をλ、記録層の厚さＤ、規格化屈折率をｎ［Ｌ］（屈折率Ｎ１の時ｎ［Ｌ］＝０、屈折率Ｎ２の時ｎ［Ｌ］＝１．０と規格化）、Ｎ１２＝Ｎ１＋（Ｎ２−Ｎ１）×ｎ［Ｌ］と定義すると、規格化屈折率ｎ［Ｌ］である部分の反射率Ｒｆ［Ｌ］は、
１−（８×Ｎ０＾２×Ｎ１２＾２／（（Ｎ１２＾２＋Ｎ０＾２）＾２＋４×Ｎ０＾２×Ｎ１２＾２−（Ｎ０＾２−Ｎ１２＾２）＾２×ｃｏｓ（４×π×Ｎ１２×Ｄ／λ）））；
となる。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ０、λ、Ｄは既知で一定なので、反射率Ｒｆ［Ｌ］と規格化屈折率ｎ［Ｌ］は１対１で対応している。よって、以降、中段のパターンを反射率パターンと呼ぶことにする。【００９７】  図１４の下段は、図１４の上段の再生光を図１４の中段の記録反射パターンに照射して得られる再生信号を示している。この再生信号は、図１４上段の再生光分布を図１４中段の反射率パターンで畳み込み演算することで得られる。【００９８】  以上より、１シンボル分の再生ビームと反射率分布と再生信号の関係が図１５の様な行列式となる。左の行列を再生ビーム行列、右の行列を再生信号ベクトル、真ん中の行列を反射率分布ベクトルと呼ぶ。再生ビーム行列と再生信号ベクトルは既知なので、再生ビーム行列の逆行列を式の両辺に左側より掛けると、反射率分布ベクトルが求まる。【００９９】  次に、求まった光学定数パターン、即ち、屈折率パターンを形成する記録光の強度パターンを求める。【０１００】  １つの位置に注目して記録光による屈折率の変化について考えてみる。注目している位置にｋ回目に照射される規格化記録光強度をｂ［ｋ］とし、ｋ回記録光照射後の規格化屈折率をｎ［ｋ］とする。ここで、規格化記録光強度とは、図９と同様に、ｂ［ｋ］＝１．０で２光子吸収記録反応が１００％起きる光強度とし、線形な値とする。また、規格化屈折率も同様に、ｎ［ｋ］＝１．０で２光子吸収記録反応が１００％起きた時の屈折率とし、線形な値とする。すると、ｋ−１回記録光照射後の屈折率からｋ回記録光照射後の屈折率は、
ｎ［ｋ］＝ｎ［ｋ−１］＋（１−ｎ［ｋ−１］）×ｂ［ｋ］＾２
となる。【０１０１】  この式を変形すると、
（１−ｎ［ｋ］）＝（１−ｎ［ｋ−１］）×（１−ｂ［ｋ］＾２）
となり、比級数の形になる。Ｎ［ｋ］＝１−ｎ［ｋ］と置くと、
Ｎ［ｋ］＝Ｎ［ｋ−１］（１−ｂ［ｋ］＾２）
となる。【０１０２】  よって、Ｎ［ｋ］は、ｂ［０］〜ｂ［ｋ］によって表すことができる。即ち、Ｎ［ｋ］＝Ｎ［０］（１−ｂ［０］＾２）×（１−ｂ［１］＾２）×・・・×（１−ｂ［ｋ−１］＾２）×（１−ｂ［ｋ］＾２）
となる。Ｎ［０］は１−ｎ［０］を示すから、初期の屈折率と各回の記録光強度が判れば、記録光が任意の回数照射された後の屈折率が計算できる。【０１０３】  同様に１シンボル内に記録される屈折率パターンも記録光の強度が判れば解析的に求まる。図１６Ａおよび図１６Ｂは、１シンボル分の記録時のパラメータを説明している。この例では、記録光は、再生サンプル点と同じ位置でパルス状に照射され、１シンボル当たり２５６パルス照射されるとする。記録光が照射される２５６サンプルの区間の前後２０サンプル（記録光ビーム半径）は、記録光のビームの裾の部分により記録される。【０１０４】  上記ビーム分布等のパラメータに位置のパラメータを加えてパラメータを再定義する。サンプル点Ｌにｋ回目に照射される規格化記録光強度をｂ［ｋ］［Ｌ］とし、サンプル点Ｌに記録光をｋ回照射後の規格化屈折率をｎ［ｋ］［Ｌ］とし、Ｎ［ｋ］［Ｌ］＝１−ｎ［ｋ］［Ｌ］とする。また、サンプル点Ｌでの記録光の規格化ビームパワー分布をｇ［ｋ］［Ｌ］とする（ｇ［ｋ］［Ｌ］のピークのビームパワーは１．０としている）。Ａ［ｋ］はｋ番目のビームのピークパワーを示している。ｋ番目の記録光のビームパワー分布は、Ａ［ｋ］×ｇ［ｋ］［Ｌ］で表される。図１６Ａは、Ａ［ｋ］×ｇ［Ｌ］の分布を表している。ｇ［ｋ］［Ｌ］は、ガウス分布を示し既知であるので、記録ビーム分布は、Ａ［ｋ］だけで表すことができる。【０１０５】  図１６Ｂは１シンボル内の記録光ビームの位置を説明している。記録光照射位置は、再生光サンプリング位置と同じにしている。よって、Ｌは、０より２９５までで定義されている。ただ、再生光と異なるのは、記録光の強度は一定でなく変化する点である。【０１０６】  また、１シンボル内の１パルスの記録光のビームパワー分布は、図１７の様な行列式で表現できる。この行列をビーム行列と呼びＢ［ｋ］と定義する。この例では、ｇ［ｋ］［Ｌ］の分布は、ガウス分布としているが、記録再生学習などで最適な分布に調整することができる。【０１０７】  これら再定義したパラメータを使って、ｋ−１番目の記録光が照射された後の屈折率分布とｋ番目の記録光のビームパワー分布より、ｋ番目の記録光が照射された後の屈折率分布を求める。図１８Ａでは、ｋ−１番目の記録光照射後の屈折率分布とｋ番目の記録光のビーム行列より、ｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を行列式で求めている。Ｎ［ｋ］［０］＝１−ｎ［ｋ］［０］である。ｎ［ｋ］［０］は、ｋ番目のビーム照射後のサンプル点０での規格化屈折率である。ｋ番目のビームのパワー分布ｂ［ｋ］［  ］により表された屈折率変化行列≡ビーム分布行列≡Ｂ［ｋ］である。【０１０８】  ｋ番目の記録光照射後の１シンボルの屈折率分布は、図１８Ｂの行列式にて表現される。ここで、０番目の屈折率分布は、全て０になるので、全てのＮ［０］［Ｌ］は１となる。最終的に図１９の行列式に変形される。この行列式で、Ａ［ｋ］が求まると、所望の記録光の強度パターンが求まる。この行列式は、ニュートン−ラプソン法にて高速に解くことができる。【０１０９】  このように、目標となる再生波形を図１５のｐｌｙｓｇに代入した目標再生信号ベクトルに再生ビーム行列Ｇの逆行列を���けて反射率分布ベクトルを求め、反射率を屈折率に変換し、図１８Ａおよび図１８Ｂの２５６回記録ビームが照射された後の屈折率分布に代入して、ビーム行列のＡ［０］〜Ａ［２５５］をニュートン・ラプソン法などで求める。これにより、記録光ビーム強度が求まる。求まった記録光ビーム強度は、記録補償された記録信号に反映される。【０１１０】  以上より、記録補償の演算を定式化し、この式を解くことにより、所望の直交周波数分割変調波形が得られる様に記録光の強度パターンを高速に求めることができ、記録補償された記録信号が得られる。【０１１１】  図７に示す光ディスク装置１００は、上記で説明した記録補償を実行する。以下、光ディスク装置１００の動作を詳細に説明する。【０１１２】  変調部１０１は、ターボ符号変調回路９１と、直交周波数分割変調回路９３とを備える。記録補償部９５は、屈折率パターン演算回路９６と記録パルス強度演算回路９８とを備える。光ヘッド部１０３は、パルスレーザー駆動回路１１０と、パルスレーザ素子１１２と、コリメーターレンズ１１３と、ビームスプリッター１１４と、１／４波長板１１５と、対物レンズ１１６と、対物レンズアクチエーター１１７と、集光レンズ１２１と、フォトセンサー群１２２と、サーボ回路１２６とを備える。記録層１１９を備える光ディスク媒体１１８はスピンドルモーター１２０により回転する。【０１１３】  なお、光ヘッド部１０３は、光ディスク媒体から情報を再生する場合は、再生部として機能し、記録層にビームを照射し、光ディスク媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する。光ディスク装置１００は、復調部１０４をさらに備える。復調部１０４は、光ヘッド部１０３が生成した再生信号に複数のキャリア信号を乗算してキャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成する。復調部１０４は、その複数のサブチャネル信号に基づいて情報記録媒体に記録された情報を検出する。再生動作は後述する。【０１１４】  以下、光ディスク装置１００が実行する記録補償動作を説明する。【０１１５】  情報源符号化ブロック（図示せず）より記録するべきデータ、即ち、記録データがターボ符号変調回路９１（図７）に入力される。ターボ符号変調回路９１は、データを高符号化率ターボ符号に変調する。高符号化率ターボ符号は、Ｈ．Ｏｇｉｗａｒａ  ａｎｄ  Ｍ．Ｙａｎｏ，”Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｔｒｅｌｌｉｓ−ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ，ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｅ−８１−Ａ，ｐｐ．２０４０−２０４６，１９９８に開示されている。通常、無線通信などでのターボ符号は、符号化率が０．３〜０．５程度であり、光ディスクの符号化率０．８程度と比べて小さい。光ディスクの通信路はローパスフィルターの特性を有していて、記録できる周波数を上げることが困難な為、符号化率が低いと記録密度が低くなる。この為に高符号化ターボ符号を使用する。高符号化率ターボ符号の内符号としては、５ビットのデータを６ビットのｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋコードにする符号を使っている。ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋコードは、Ｇ．Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ，”Ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｍｕｌｔｉｌ���ｖｅｌ／ｐｈａｓｅ  ｓｉｇｎａｌｓ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．ＩＴ−２８，ｎｏ１，ｐｐ．５５−６７，Ｊａｎ．１９８２”に開示されている。【０１１６】  図２０Ａは、ターボ符号変調回路９１を示している。この例では、入力された記録データは、８ビットで並列入力される。入力された８ビットの記録データは、８／５ビット変換回路２２１に入力されて、５ビットの並列データに変換される。変換された５ビットのデータは、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２とランダムインターリーバ２２３に入力される。【０１１７】  ５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２では、５ビットの記録データを入力して、６ビットの再帰組織畳み込み符号の１ビットのパリティビットを出力している。図２０Ｂは、再帰組織畳み込み符号変調回路の一例を示している。Ｄは、Ｄ型フリップフロップを示し、１シンボル周期の９倍の周波数のクロックで動作している。即ち、９ターボ符号語で１つのＯＦＤＭのシンボルを形成している。尚、ターボ符号変調回路９１では、８／５ビット変換回路以降の回路は、このクロックで動作している。図中の＋は、１ビット加算を示している。パリティビットの出力は、一番左のフリップフロップの入力となっていて再帰的に動作している。変調データは、５ビットのデータと１ビットのパリティビットを有しているが、パリティビットの１ビットだけが出力されている。【０１１８】  図２０Ｃに５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の状態遷移表を示す。表中のステートは、図２０Ｂのフリップフロップの値（Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０）を示している。また、表中のＦで始まる英数字の数字の部分は、図２０Ｂに示す出力値（ビット４、ビット３、ビット２、ビット１、ビット０、パリティビット）を１６進数で表した数字になっており、Ｆで始まる英数字自体は、後述する６４ＱＡＭ変調のマッピングを示している。【０１１９】  ランダムインターリーバ２２３は、入力されたデータとそれに対応したパリティビットを組みとして、組み単位で順番をランダムに変えている。インターリーブ長はｍシンボル分であり、通常、トラック１周未満の長さになっている。本実施例では、６ビットを１つの符号語として、２５５×１２９語（１９７３７０ビット）をインターリーブ長としている。以降、このインターリーブ単位を１ターボ符号語と呼ぶ。【０１２０】  ランダムインターリーバ２２３は、順番をランダムに変えたデータを別の５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４に入力する。ここで、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２と５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４は同じ回路である。よって、同様に、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４は、１ビットのパリティビットを出力する。２つの５／６再帰組織畳み込み符号変調回路よりのパリティビットは、セレクター２２５に入力される。セレクター２２５では、２つのパリティビットを交互に選択して出力する。即ち、このターボ符号はパンクチャー符号である。【０１２１】  交互に出力された１ビットのパリティビットは、ランダムインターリーバ２２３より出力された５ビットのデータと共に６ビット並列データのターボ符号変調信���９２として出力され、直交周波数分割変調回路９３に入力される。【０１２２】  このターボ符号変調回路９１は、５ビットの記録データを入力して６ビットのターボ符号を出力しているので、符号化率は、５／６＝０．８３となる。【０１２３】  直交周波数分割変調回路９３は、入力された６ビット並列データのターボ符号変調信号９２をサブチャネル毎に分配して変調し、サブチャネル毎に変調されたデータを加え合わた直交周波数変調信号９４を出力する。【０１２４】  図２１Ａは、直交周波数分割変調回路９３を示している。入力されたターボ符号変調信号は、サブチャネルデータ分配回路２３０に入力される。サブチャネルデータ分配回路２３０は、入力されたターボ符号変調信号の６ビット並列データをｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０に順次繰り返し分配する。【０１２５】  ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０は、サブチャネルデータ分配回路２３０より６ビット並列データと記録クロックを入力し、６ビット並列データを各々の周波数（ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２では、ｆ１の周波数）のキャリアで６４ＱＡＭ変調を行い、６４ＱＡＭ変調波形信号を記録クロックに同期して出力している。記録クロックの周波数ｆｗとキャリア周波数ｆｓｃ＝ｆ１〜ｆ９は、以下の関係を満たしている（ｆ１：ｎ＝１、ｆ９：ｎ＝９）。
ｆｓｃ＝ｆｗ／（ｎ×２ｍ）
ｎ＝１、２、３・・・９（ｎは自然数）
ｍは自然数【０１２６】  ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０の６４ＱＡＭ変調波形信号の出力は、加算回路２３１に入力され、記録クロック毎に加算結果を出力する。この出力が直交周波数分割変調信号９４となる。図２１Ｂおよび図２１Ｃに６４ＱＡＭ変調のマッピングの一部を示す。上のＦで始まる英数字（Ｆ０７など）は、図２０Ｃの５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の状態遷移表の出力を示している。図２１Ｂおよび図２１Ｃで１つのマッピング図に２つの出力（黒く塗りつぶしている信号点）があるのは、図２０Ｂのビット４の値が２通りとれる為である。直交周波数分割変調信号９４は、記録補償部９５に入力される。【０１２７】  記録補償部９５は、屈折率パターン演算回路９６と記録パルス強度演算回路９８に分かれている。屈折率パターン演算回路９６は、直交周波数分割変調信号９４を入力して、屈折率信号９７を出力する。記録パルス強度演算回路９８は、屈折率信号９７を入力して、記録信号９９を出力する。【０１２８】  図２２は、屈折率パターン演算回路９６を示している。屈折率パターン演算回路９６では、再生光のビーム行列の逆行列がガウスビーム逆行列値テーブル２４５に予め計算して保持されている。再生光のビーム行列の逆行列と直交周波数分割変調信号９４との行列積を演算することで、屈折率信号を計算している。【０１２９】  入力された直交周波数分割変調信号９４は、セレクター２４１を通ってシンボル変調データメモリ２４２に一旦保持される。シンボル変調データメモリ２４２は、ダブルバッファになっている。片方のシンボル変調データメモリ２４２に直交周波数分割変調信号９４を書き込みしている時は、もう一方のシンボル変調データメモリ２４２は、屈折率パターン演算を行っている。シンボル変調データメモリ２４２から出力された直交周波数分割変調信号９４は、セレクター２４３を通って浮動小数点積和演算回路２４４に入力される。【０１３０】  浮動小数点積和演算回路２４４では、ガウスビーム逆行列値テーブル２４５から出力された値と直交周波数分割変調信号９４の行列積が演算されるように、浮動小数点の乗算演算と加算演算、演算結果の保持、演算結果の出力を行う。行列積の演算の為のデータ読み出しは、ストアアドレス演算アドレス生成回路２４７よりシンボル変調データメモリ２４２へ出力されるアドレスとガウスビーム逆行列値テーブル２４５へ出力されるアドレスにより制御される。積和演算の制御は、演算制御回路２４６より浮動小数点積和演算回路２４４へ出力される積和演算命令により制御される。行列積演算が終了すると、シンボル変調データメモリ２４２及びセレクター２４３を切り替えて他方のシンボル変調データメモリ２４２に保持されている直交周波数分割変調信号の行列積演算を行う。【０１３１】  屈折率パターン演算回路９６より出力された屈折率信号９７は、記録パルス強度演算回路９８に入力される。記録パルス強度演算回路９８では、屈折率信号９７とそれに対応した直交周波数分割変調信号９４を入力して図１９の連立方程式を解いて、即ち、図１９内のＡ［ｋ］を求めて記録補償された記録信号９９を出力している。この例では、図１９のＡ［ｋ］を得る為に、ニュートン・ラプソン法を用いている。【０１３２】  図２３Ａに示す記録パルス強度演算回路９８は、直交周波数分割変調信号を初期値としたニュートン・ラプソン法による方程式を解くハードウェアである。記録パルス強度演算回路９８に入力された屈折率信号９７は、セレクター２５１を通って屈折率データメモリ２５２に書き込まれる。また、同時に、タイミング調整回路（図示せず）にて直交周波数分割変調信号９４と屈折率信号９７とから生成した直交周波数分割変調信号２５Ｉが、セレクター２５３とセレクター２５４を通って記録信号データメモリ２５５に書き込まれる。直交周波数分割変調信号２５Ｉは、記録信号の初期値として入力される。以降、記録信号データメモリ内のデータを漸近記録信号と呼ぶ。屈折率データメモリ２５２および記録信号データメモリ２５５はそれぞれダブルバッファになっている。屈折率データメモリ２５２の片方のメモリに屈折率信号９７を書き込みしている時は、もう一方のメモリは、記録信号を求める演算を行っている。また、記録信号データメモリ２５５の片方のメモリに直交周波数分割変調信号２５Ｉを書き込みしている時は、もう一方のメモリは、記録信号を求める演算を行っている。【０１３３】  屈折率データメモリ２５２より出力された屈折率信号は、セレクター２５６を通ってｆｋ演算回路２５８に入力される。記録信号データメモリ２５５より出力された漸近記録信号は、セレクター２５７とΔＡ［ｋ］加算器２５Ａを通ってｆｋ演算回路２５８に入力される。ΔＡ［ｋ］加算器２５Ａでは、所定のシーケンスで漸近記録信号に０および所定の定数を加算する。即ち、記録信号データメモリから、図１９の１方程式に相当する１回（０加算）＋２５６回（Ａ［ｋ］）の漸近記録信号が出力される。各々の漸近記録信号値に０又は所定の定数を加算してｆｋ演算回路２５８に入力する。ｆｋ演算回路２５８では、０又は所定の定数を加算された漸近記録信号に対応する図１９の連立方程式の左辺の演算を行う。ここでは、０加算分が最初に出力されて、その後順次ｋ＝０より２５５まで加算された演算値が出力される。【０１３４】  ｆｋ演算回路２５８より出力された０加算に対応する値をレジスター２５９に保持し、且つｆｋモリ２５Ｂに書き込む。減算器２５Ｊは、ΔＡ［ｋ］加算された次から出力される漸近記録信号のｆｋ演算値を、レジスター２５９で保持されている値から減算して、その結果をαｋメモリ２５Ｃに書き込む。ｆｋメモリに保持される値は、図１９の１つの方程式に相当する２５６個で、αｋメモリに保持される値は、２５６×２５６＝６５５３６個となる。【０１３５】  図２３Ｂは、ｆｋ演算回路２５８を示している。入力された漸近記録信号は、乗算器２９１に入力される。乗算器２９１に入力された漸近記録信号は、所定のシーケンスで読み出されるガウスビーム強度分布テーブル２９３よりの値と乗算されて乗算器２９１より出力される。この動作は、図１９のＡ［ｋ］×ｇ［Ｌ］の部分を計算している。乗算器２９１より出力された信号は、加算器２９４と減算器２９５に入力され、１．０データテーブル２９２より出力される１．０の値から、それぞれ加算または減算されて乗算器２９６に入��され、乗算される。この動作は図１９の１−Ａ［ｋ］ｇ［Ｌ］＾２の部分を計算している。乗算器２９６の出力は、乗算器２９７に入力され、レジスター２９９からの値と乗算されて、減算器２９Ａに入力されるとともに、セレクター２９８を通してレジスター２９９に入力される。レジスター２９９は、乗算器２９７の前の乗算結果を保持している。レジスター２９９の初期値は１．０であり、１．０データテーブル２９２よりセレクター２９８を通じて入力される。所定のシーケンスで１シンボル分の乗算が終了したら、減算器２９Ａは、乗算器２９７の出力から屈折率信号の値を減算した結果を出力する。【０１３６】  この動作を１シンボル分行ったら、ｆｋ値とαｋ値を含む以下の連立方程式を解くＬＵ分解回路２５Ｄに、１シンボル分の２５６個のｆｋ値と６５５３６個のαｋ値を出力する。
−ｆｋ＝αｋ×ｘｋ【０１３７】  この式は、２５６連立方程式となる。求められたｘｋは、加算器２５Ｅに入力されて、記録信号データメモリ２５５に保持されている漸近記録信号と加算され、再び記録信号データメモリ２５５に書き込まれる。この書き込み動作で、漸近記録信号の値が更新され、記録補償された記録信号に近づいていく。【０１３８】  上記演算ループを繰り返していくと、ｆｋの値が０に近づいていく。これは、漸近記録信号が記録補償値に近づいたということである。収束判定回路２５Ｈにてｆｋの値が所定の値以下になることを検出すると上記演算ループを終了して、記録補償された記録信号９９と記録補償確定信号２５Ｆを出力して、他方の屈折率メモリ２５５と記録信号データメモリ２５５に切り替えて再び演算を開始する。【０１３９】  記録補償部９５より出力された記録信号９９と記録クロック１３５は、パルスレーザー駆動回路１１０に入力される。パルスレーザー駆動回路１１０は、入力された記録信号９９に基づいてパルスレーザー駆動信号１１１を生成する。パルスレーザー駆動信号１１１は記録クロック１３５に同期している。パルスレーザ素子１１２は、パルスレーザー駆動信号１１１をレーザー光に変換する。２光子吸収記録の場合は、非常にピークパワーの大きいレーザー光が必要な為、パルス幅は、記録クロックの周期に比べ非常に小さく、例えば、１ｎｓ程度になる。【０１４０】  パルスレーザ素子１１２より出力されたレーザー光は、コリメータレンズ１１３を通って平行光に変換され、ビームスプリッター１１４、１／４波長板１１５を通って対物レンズ１１６に入射する。【０１４１】  対物レンズ１１６は、記録層１１９にレーザ光の焦点が合う様に、対物レンズアクチエーター１１７により制御される。記録層１１９に集光したレーザー光は、記録層１１９の組成を変化させることで屈折率を変化させて記録を行う。【０１４２】  尚、上記の説明では、全てのデータを浮動小数点データとしているが、誤差を評価し可能であれば固定小数点データとして演算しても良い。【０１４３】  次に、本発明の再生方式を説明する。図２４は、本発明の光学再生方式を説明している。図２４（ａ）は、図８で示された記録方法で形成された屈折率パターンである。この屈折率パターンから図２４（ｄ）のバイナリデータを再生する。順次、図２４（ａ）より図２４（ｄ）まで、記録されたバイナリデータが再生される手順を説明してゆく。【０１４４】  図２４（ａ）は、シンボル境界７２とトラック境界６９で区切られた１シンボル分の屈折率パターンを示す。このシンボル内に５４ビットのバイナリデータが記録されている。一定の強度に保たれた再生ビームスポット７６は、このシンボルのトラック６８の中央を移動し、この再生ビームスポット７６の反射光を検出することで再生信号波形が得られる。【０１４５】  図２４（ｂ）は、１シンボル分の再生信号波形である。この１シンボル分の再生信号波形の長さ、即ち、１シンボル長とシンボル境界間の長さは異なっている。図２４（ａ）と図２４（ｂ）は、再生信号と再生ビームの位置を合わせて記載されている。１シンボル長は、１シンボル分の信号が記録、又は再生される間の長さである。１シンボル長は��図２４（ｂ）の再生信号の先頭を再生しているビームの中心位置から、再生信号の終わりの部分を再生しているビームの中心位置までの区間である。シンボル境界間の長さはデータが記録されている物理的な長さであり、（シンボル長＋記録ビームスポット直径）以上の長さがある。この差は、記録ビームスポット、および、再生ビームスポットが有限の大きさである為である。【０１４６】  図２４（ｂ）の再生信号に、記録時に使用した図２４（ｃ）に示すサブチャンネルのキャリア信号を乗算して１シンボル長内で積分することで、このキャリア信号に対応したサブチャンネルのデータが再生される。この時、再生信号の各サブチャンネル間の周波数差が１シンボル長の時間の逆数、即ち、１シンボル長に対応した周波数になっているので、互いに干渉せずにキャリア信号に対応したサブチャンネルのデータだけが再生される。【０１４７】  図２８Ａおよび図２８Ｂは、図２４（ｂ）の再生信号に互いに１８０度位相の異なる２つのキャリア信号を各々乗算して１シンボル長間で積分した２つの値を、縦軸（Ｑ軸）と横軸（Ｉ軸）に当てはめてマッピングした信号配置図である。図２８Ａは、ノイズのない理想的な再生での信号配置図であり、図２８Ｂは、一般的な光ディスク媒体のノイズが存在する時の信号配置図である。各サブチャネル信号は直交振幅変調されており、サブチャネル毎に信号点が定められている。サブチャンネルの変調方式は、６４ＱＡＭであるので、信号点が６４カ所ある。即ち、１点につき６ビットのデータを表している。また、１つの点が、１サブチャンネルの再生に対応している。図２８Ａは、理想的な再生であるので、点状に示された６４個の信号点が示されている。この信号位置が基準の信号位置となる。図２８Ｂは、再生時にノイズが乗った場合の信号配置図である。図２８Ａの基準の信号点を中心として、再生された信号点が広がっている。この図２８Ｂ全体では、約３２０００点が表示されている。この再生された信号点からバイナリデータへの変換は、その信号点より最も近い基準信号点のバイナリデータ値をその再生された信号点のバイナリデータ値とすることで得られる。【０１４８】  図２４（ｄ）は、再生されたバイナリデータを示している。バイナリデータを区切る小括弧内の６ビットが１つのサブチャンネルの再生データを示し、中括弧が１シンボルの再生データを示している。１シンボル全体では、９サブチャンネルあるので、５４ビットが再生される。【０１４９】  尚、このバイナリデータをターボ符号や低密度パリティ符号などで生成すると、強力なエラー訂正が可能となり、更に実質的に記録密度が向上する。【０１５０】  本発明の実施形態による記録方式および再生方式の説明を続ける。【０１５１】  図２４に示す再生方式を実行するとき、再生信号波形上でシンボルの先頭を見つけることは、非常に重要である。検出したシンボルの先頭がずれている時、そのずれが位相のオフセットとなって現れ、再生エラーの原因となる。【０１５２】  図２９は、シンボルの先頭を検出するための記録再生方式を説明している。図２９（ａ）は、シンボルの先頭を検出する為の屈折率パターンを形成する記録信号１４１を示している。図２９（ｂ）は、図２９（ａ）の記録信号１４１で記録した時の屈折率パターンを示している。図２９（ｃ）は、図２９（ｂ）の屈折率パターンを再生した時の再生信号１４２を示している。図２９（ａ）、図２９（ｂ）、図２９（ｃ）は、シンボルとシンボルの接続部分前後を示しており、お互いにトラック上の位置を合わせている。図上左側は、前シンボル１４６の後尾の部分、図上真ん中は、シンボル間の接続部分１４８、図上右側は、右側の前シンボル１４６の後ろに接続される後シンボル１４７の先頭部分である。接続部分１４８の記録信号１４１（図２９（ａ））のパワーは０となっている。即ち、接続部分１４８は、無記録となっている。この無記録部分の長さは、再生ビームスポットの直径以上を必要とする。図２９（ｂ）の屈折率パターンを再生ビームでスキャンして再生信号１４２を得る。図２９（ｃ）より接続部分１４８の真ん中と接続部分の再生信号の谷１４５が一致することがわかる。これは、前シンボル１４６と後シンボル１４７の間の接続部分１４８を無記録とすると、前シンボル最後の記録ビームインパルス１４３と後シンボル最初の記録ビームインパルス１４４はほぼ最大値になる。これは、シンボル間に無記録部分を挟む様な屈折率パターンでシンボルの端の部分を再生する時は、再生ビームスポットの半分は無記録部分にかかる為、再生信号振幅は非常に小さくなる傾向にあり、シンボルの端の部分の再生振幅を確保する為に記録ビームインパルスのパワー値はほぼ最大になる必要がある為である。よって、シンボル接続部分１４８の再生信号は、前後対称となり、再生信号の谷になる位置は、接続部分１４８の中央になる。接続部分１４８の中央と後シンボル１４７の先頭、又は、前シンボル１４６の後尾の位置関係は固定なので、接続部分１４８の中央より後シンボル１４７の先頭、又は、前シンボル１４６の後尾を逆算することができる。記録補償部９５（図７）は、上述のようにシンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する。また、記録補償部９５は、ほぼ最大パワーのパルスビームが照射される領域の間に無記録領域が存在するように記録信号を生成する。【０１５３】  また、最初から前シンボル最後の記録ビームインパルス１４３と後シンボル最初の記録ビームインパルス１４４のパワーを最大として記録補償された記録信号を生成して記録しても良い。【０１５４】  上述のように、記録層のシンボル間に対応する領域は、情報が記録されない無記録領域を含んでいる。無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。復調部１０４は、再生信号に含まれる無記録領域を示す信号から、シンボルの先頭位置を検出する。また、復調部１０４は、無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する。【０１５５】  光ディスク装置１００（図７）の再生動作をより詳細に説明する。【０１５６】  復調部１０４は、再生回路１２８と、直交周波数分割復調回路１３１と、ターボ符号復調回路１３３とを備える。再生時には、パルスレーザー駆動回路１１０は、パルスレーザ素子１１２の光パワーが連続で一定になる様に制御するが、そのパワーは、記録時のレーザーパワーより非常に小さい。パルスレーザ素子１１２より出力されたレーザー光は���コリメータレンズ１１３を通って平行光に変換され、ビームスプリッター１１４、１／４波長板１１５を通って対物レンズ１１６に入射する。【０１５７】  対物レンズ１１６は、対物レンズアクチエーター１１７により、記録層１１９に焦点が合う様に制御される。記録層１１９に集光したレーザー光は、記録時と異なり記録層１１９の組成を変化させない程度の弱いレーザー光である。記録層１１９で反射したレーザー光は、対物レンズ１１６、１／４波長板１１５を通り、ビームスプリッター１１４で反射して集光レンズ１２１を通りフォトセンサー群１２２に集光される。フォトセンサー群１２２は、フォーカスセンサーの誤差信号１２３、トラッキングセンサーの誤差信号１２４と共にこれらのセンサー信号を合算したアナログ再生信号１２５を出力する。フォーカスセンサーの誤差信号１２３とトラッキングセンサーの誤差信号１２４は、サーボ回路１２６に入力される。サーボ回路１２６はアクチエータ駆動信号１２７を対物レンズアクチエーター１１７へ出力し、レーザ光の焦点が記録層にフォーカスする様に、且つレーザー光の集光点がトラック上に位置する様に対物レンズアクチエーターを制御する。【０１５８】  アナログ再生信号１２５は、再生回路１２８に入力される。図２５は再生回路１２８を示している。入力されたアナログ再生信号１２５は、アナログＥＱ２６１に入力され、低域ノイズ除去、高域ブーストされてＡＤ変換器２６２に入力される。ＡＤ変換器２６２は、入力されるサンプリングクロック信号１３４のタイミングで、アナログ値をディジタル値に変換している。ＡＤ変換器２６２は、ディジタル再生信号１２９を出力する。また、ディジタル再生信号１２９は、シンボル先頭検出回路に入力され、各シンボルの先頭に記録されている特定パターンを検出して、シンボル先頭検出信号１３０を出力する。シンボル先頭検出信号１３０は、サンプルクロック発生回路２６４に入力される。サンプルクロック発生回路２６４は、シンボル先頭が検出されたタイミングと位相同期しているサンプルクロック信号１３４をＡＤ変換器及び他回路へ、記録クロック信号１３５を記録側回路へ出力する。【０１５９】  再生回路１２８より出力されたディジタル再生信号１２９は、直交周波数分割復調回路１３１に入力される。図２６は、直交周波数分割復調回路１３１を示している。【０１６０】  入力されたディジタル再生信号１２９は、シンボル先頭検出信号１３０と、直交周波数分割復調回路１３１の動作クロックであるサンプルクロック信号１３４と共に、ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９に入力される。ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９では、シンボル先頭検出信号１３０を基準として、各々ｆ１周波数からｆ９周波数までのキャリアでヒルベルト変換を行って６４ＱＡＭ復調を行い、それぞれＩ値とＱ値の２つの信号を出力している。サンプルクロックの周波数ｆｐとキャリア周波数ｆｓｃ＝ｆ１〜ｆ９は、以下の関係を満たしている。（ｆ１は、ｎ＝１、ｆ９はｎ＝９）
ｆｓｃ＝ｆｐ／（ｎ×２ｍ）
ｎ＝１、２、３・・・９（ｎは自然数）
ｍは自然数【０１６１】  ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９の６４ＱＡＭ復調データＩ値とＱ値は、デコード値選択回路２７Ａに入力され、サンプルクロック毎に順次、ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１の出力からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９の出力まで切り替わって出力される。この出力信号が直交周波数分割復調信号１３２となる。【０１６２】  直交周波数分割復調回路１３１より出力された直交周波数分割復調信号１３２は、ターボ符号復調回路１３３に入力される。図２７Ａは、ターボ符号復調回路１３３を示している。以下にターボ符号復調回路１３３の動作の概略を説明する。【０１６３】  入力された直交周波数分割復調信号１３２は、デコーダー２  ２８１と通信路値演算回路２８３と分散値演算回路２８２とランダムデ・インターリーブ２８６に入力される。【０１６４】  デコーダー２  ２８１では、入力された１ターボ符号語分の直交周波数分割復調信号１３２の系列に対して、ＭＡＰ（最大事後確率）デコードが行われ、各データ毎の事後確率が出力される。この時、直交周波数分割復調信号１３２の系列は、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４の系列で入力されている。このため、パリティは、データがインターリーブされた順番で入力されている。この系列の順番をｎで表し、この系列のデータをｄｎと表す。同様に、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の系列でのパリティが付加されたデータの系列は、その順番をｋで表し、この系列のデータをｄｋと表す。【０１６５】  また、分散値演算回路２８２では、入力された直交周波数分割復調信号１３２と最も近い信号点とのユーグリッド距離を演算して分散値を求めてデコーダー２  ２８１と通信路値演算回路２８３とデコーダー１  ２８７と通信路演算回路２８８に出力している。尚、初回のデコードでは、デコーダー２  ２８１の事前確率入力にはセレクター２８Ｂよりの０を入力しており、事前確率は０となり、この値はＭＡＰデコードには使用しない。【０１６６】  通信路値演算回路２８３では、直交周波数分割復調信号１３２がデータｄｎである確率を各々のｄｎについて求めている。この時、直交周波数分割復調信号１３２はガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２からの分散値と、直交周波数分割復調信号１３２から各信号点へのユーグリッド距離とを用いて演算している。【０１６７】  デコーダー２  ２８１の出力Λ（ｄｎ）と通信路値演算回路２８３の出力Ｌｃｈ（ｄｎ）より、以下の式が示す演算を行い、外部値Ｌｅ（ｄｎ）を得る。但し、初回の演算では、事前確率は０であるので、Ｌａ（ｄｎ）＝０となっている。
Λ（ｄｎ）−Ｌａ（ｄｎ）−Ｌｃｈ（ｄｎ）＝Ｌｅ（ｄｎ）【０１６８】  上記演算された外部値は、ランダムデ・インターリーブ２８５にてデ・インターリーブされてＬａ（ｄｋ）の系列に変換される。このＬａ（ｄｋ）は、デコーダー１  ２８７に対する事前確率となり、デコーダー１の事前確率入力に入力される。【０１６９】  同時にランダムデ・インターリーブ２８６より出力されたデ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列が、デコーダー１  ２８７と通信路値演算回路２８８に入力される。【０１７０】  デコーダー１  ２８７では、ランダムデ・インターリーブ２８６より入力された１ターボ符号語分のデ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列とランダムデ・インターリーブ２８５より入力された事前確率Ｌａ（ｄｋ）に対して、ＭＡＰ（最大事後確率）デコードが行われ、事後確率Λ（ｄｋ）が出力される。この時、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列は、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の素列で入力されているので、パリティは、データの順番で入力されている。【０１７１】  通信路値演算回路２８８では、直交周波数分割復調信号１３２がデータｄｋである確率を各々のｄｋについて求めている。この時、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２はガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２からの分散値と、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２から各信号点へのユーグリッド距離とを用いて演算している。【０１７２】  デコーダー１  ２８７の出力Λ（ｄｋ）と通信路値演算回路２８８の出力Ｌｃｈ（ａ）とランダムデ・インターリーブ２８５の出力事前確率Ｌａ（ｄｋ）により、以下の式が示す演算を行い、外部値Ｌｅ（ｄｋ）を得る。
Λ（ｄｋ）−Ｌａ（ｄｋ）−Ｌｃｈ（ｄｋ）＝Ｌｅ（ｄｋ）【０１７３】  上記演算された外部値は、再びランダムインターリーブ２８ＡにてインターリーブされてＬａ（ｄｎ）の系列に変換される。このＬａ（ｄｎ）は、デコーダー２  ２８１に対する事前確率となり、セレクター２８Ｂを通ってデコーダー２  ２８１の事前確率入力に入力される。【０１７４】  デコーダー２  ２８１では、入力された事前確率Ｌａ（ｄｋ）と内部に保持されている前回のＭＡＰデコードの中間データ（γ値）で、再び事後確率Λ（ｄｎ）を演算して出力する。前回と同様に、以下の演算を行い外部値Ｌｅ（ｄｋ）を算出して、再びランダムデ・インターリーブ２８５に入力する。尚、Ｌａ（ｄｎ）は、デコーダー２  ２８１に入力されたデータであり、通信路値Ｌｃｈ（ｄｎ）は、前回と同じデータとなっている。
Λ（ｄｎ）−Ｌａ（ｄｎ）−Ｌｃｈ（ｄｎ）＝Ｌｅ（ｄｎ）【０１７５】  この様に、再帰的にデコードを行い、所定回数後、又は、Ｌａ（ｄｋ）の前回との差の絶対値が所定の大きさ以下になれば、硬判定回路２８Ｃで、各受信語で最も事後確率の高いｄｋを再生データとして出力する。【０１７６】  次に、デコーダー１および２の動作を詳細に説明する。図２７Ｂは、デコーダー１および２を示している。デコーダー１および２は、構成自体は、共通であるが、入力される直交周波数分割復調信号１３２などのデータの順番は、インターリーブされている（ｄｎ）か、されていない（ｄｋ）かで異なっている。また、処理は、１ターボ符号語単位で行われる。以下、新しい１ターボ符号語がデコーダー２に入力されてきた時の動作を説明する。【０１７７】  （ステップ１１）入力された直交周波数分割復調信号１３２は、ユーグリッド距離演算回路３０１に入力される。ユーグリッド距離演算回路３０１では、入力された直交周波数分割復調信号１３２と、遷移先のステートごとに所定の順番に基準再生信号発生回路３０２が発生する基準再生信号（誤差なしの再生信号）とのユーグリッド距離を演算して出力する。５／６再帰組織畳み込み符号の場合、３２ステートあるので、１組みの直交周波数分割復調信号１３２に対し、３２×３２＝１０２４通り（図２０Ｃの出力全て）のユーグリッド距離を演算して出力する。【０１７８】  基準再生信号発生回路３０２は、図２０Ｃの遷移先ステート００、遷移元ステート００のＦ００より順次右方向に沿って信号を出力し、遷移先ステート００が終われば図２０Ｃの下の表の遷移先ステート１０に移って信号を出力し、上の表に沿った信号と下の表に沿った信号とを交互に出力し、最下段の１ｆステートの最後まで出力して直交周波数分割復調信号１シンボル分の出力を終了する。次のシンボルが入力されると、また上記シーケンスを繰り返して出力を行う。【０１７９】  このターボ符号は、交互にパンクチャードされている。パンクチャードされている部分に関しては、パリティビットが異なる符号語のパリティビットとなっている。よって、上記確率としては、パンクチャードされている部分に関しては、パリティビットが“０”の時と“１”の時の平均を取って出力する。図２０Ｃの上の表は、パリティビット“０”に対応し、下の表は、パリティビット“１”に対応している。よって、ユーグリッド距離演算回路３０１では、上下の表のパリティビット“０”と“１”の両方の計算が終了して、パンクチャードされている部分のパリティ“０”と“１”に対応した平均を得てからユーグリッド距離の演算結果を出力する。【０１８０】  （ステップ１２）ユーグリッド距離演算回路３０１より出力されたユーグリッド距離の演算値は、直交周波数分割復調信号１３２がガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２より入力された分散値とユーグリッド距離により確率値に変換して出力される。【０１８１】  （ステップ１３）確率値に変換された直交周波数分割復調信号は、セレクター３０４を通ってγ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５に保持される。γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５では、１ターボ符号語分の各ステートから全てのステートへの遷移確率が保持される。【０��８２】  （ステップ１４）確率値に変換された直交周波数分割復調信号は、同時に、セレクター３０６を通って加算回路３０８に入力される。【０１８３】  加算回路３０８では、確率値とレジスター３０７の出力とが加算されて出力される。加算された確率値は、セレクター３０Ｄを通ってレジスター３０７へ入力され、保持される。よって、レジスター３０７が出力する値は、１つ前の加算回路の出力値となる。レジスター３０７は、ターボ符号語の最初の直交周波数分割復調信号のシンボルに対する確率値が入力されていて、且つ、遷移先ステートが変わる度にリセットされる。よって遷移先ステート毎に入力された確率値が加算された値が出力される。加算回路３０８から出力された、遷移先ステート毎の確率の加算値は、セレクター３０９とセレクター３０Ｂを通って、それぞれαＳ（ｍ）メモリ３０Ａとα（ｍ）メモリ３０Ｃに保持される。αＳ（ｍ）３０Ａメモリは、直交周波数分割復調信号の１シンボルに対する各ステートから１つのステートへの遷移確率の和を保持する。α（ｍ）メモリ３０Ｃは、１ターボ符号語分の直交周波数分割復調信号の１シンボルに対する各ステートから１つのステートへの遷移確率の和を保持する。【０１８４】  ターボ符号語の２番目以降の直交周波数分割復調信号のシンボルに対する確率値が入力される場合は、遷移先ステートが変わる度に、αＳ（ｍ）メモリ３０Ａよりセレクター３０Ｄを通ってレジスター３０７に、遷移元順に保持されている値がセットされる。この値が初期値となって、再び、加算回路にて加算され、各遷移先確率値の和が更新される。【０１８５】  （ステップ１５）これらの処理を１つのターボ符号語分行うと、α（ｍ）メモリには、ターボ符号語の先頭から各ｄｎのステートまでの遷移確率の和が保持される。また、γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５には、１つのターボ符号語内の全ての遷移確率が保持される。【０１８６】  （ステップ１６）γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５が保持したデータを、直交周波数分割復調信号１３２が入力された順番と逆方向に、且つ、遷移元毎に順番に読み出す。即ち、図２０Ｃで、遷移元ステート００のＦ００出力に対応した遷移確率から、下方向へ読み出して、遷移先ステート０ｆまで読み出す。次に、遷移元ステート０１に移り、遷移先ステート１０のＦ０１より遷移先ステート１ｆまで読み出して、遷移確率を出力する。次に、遷移元ステート０２に移り、同様に出力してゆく。【０１８７】  （ステップ１７）γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５の出力に応じて、セレクター３０４を通って加算回路３０Ｆに入力される。以降αＳ（ｍ）メモリと同様に、最初に加算回路３０Ｆに入力される直交周波数分割復調信号のシンボルの加算は、遷移元ステートが変わる度にレジスター３０Ｅの値を０にリセットして演算する。２番目のシンボルの加算からは、βＳ（ｍ）メモリに保持される各遷移元ステートの加算値を遷移元ステートが変わる度にレジスター３０Ｅにロードして加算の初期値とする。【０１８８】  （ステップ１８）これらの処理を１つのターボ符号語分行うと、β（ｍ）メモリ３０Ｊには、ターボ符号語の最後から各ｄｎのステートまでの遷移確率の和が保持される。【０１８９】  （ステップ１９）０番目のシンボル���ｄ０＝０に対応する全ての遷移の組み合わせｍ→ｍ’において、α（ｍ）×γ（ｍ，ｍ’）×β（ｍ）の値の和を演算する。α（ｍ）メモリ３０Ｃよりセレクター３０Ｂを通ってｄ０＝０に当たる確率和を乗算回路３０Ｌに入力する。γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５よりｄ０＝０に当たる遷移確率を乗算回路３０Ｌに入力する。β（ｍ）メモリ３０Ｊよりｄ０＝０に当たる確率和を乗算回路３０Ｌに入力する。乗算回路３０Ｌはこれらの入力値を乗算する。乗算結果は、レジスター３０Ｎに保持された値と加算回路３０Ｍにて加算される。レジスター３０Ｎは、乗算回路３０Ｌの入力がｄｎ＝０から変わるまで保持され、ｄｎ＝１になったらリセットされる。よって、加算回路３０Ｍの出力値は、ｄｎ＝０の間に加算された値になる。【０１９０】  （ステップ２０）ステップ１９の処理を各々のシンボルに対し、ｄｎ＝０から３１まで行う（１つのターボ符号語分行う）。【０１９１】  次に、デコーダー１に直交周波数分割復調信号が入力された時、又は、ターボ符号語がデコーダー２に２周目以降入力されてきた時の動作を説明する。以下デコーダー２の動作を説明する。デコーダー１および２は構成自体は共通であり、入力される直交周波数分割復調信号１３２などのデータの順番が、インターリーブされている（ｄｎ）か、されていない（ｄｋ）かが異なっているだけである。【０１９２】  （ステップ２１）事前値Ｌａ（ｄｎ）が乗算回路３０Ｏに入力される。また、同時にｄｎに対応した遷移確率がγ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５よりセレクター３０４を通って乗算回路３０Ｏに入力される。ｄｎに対応した遷移確率は、３２×３２＝１０２４個（図２０Ｃの全て）あるが、その全てと事前値Ｌａ（ｄｎ）が乗算回路３０Ｏで乗算されて出力される。γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５より読み出される遷移確率の順番は、基準再生信号発生回路３０２が発生する基準再生信号の順番と同じである。図２０Ｃの遷移先ステート００、遷移元ステート００のＦ００より順次右方向に出力し、遷移先ステート００が終われば遷移先ステート０１に移って出力し、最下段の１ｆステートの最後まで出力して直交周波数分割復調信号１シンボル分の出力を終了する。次のシンボルが入力されると、また上記シーケンスを繰り返して出力を行う。【０１９３】  （ステップ２２）乗算回路３０Ｏより出力された乗算値は、セレクター３０４を通ってγ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５に保持される。γ（ｍ，ｍ’）メモリ３０５では、１ターボ符号語分の各ステートから全てのステートへの遷移確率が更新される。以下、（ステップ１４）と同様の動作を実行する。【０１９４】  尚、上記の説明では、全てのデータを浮動小数点データとしているが、誤差を評価し可能であれば固定小数点データとして演算しても良い。【０１９５】  次に、図３０を参照して、本発明の記録方式の記録密度と従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式の記録密度の比較する。図３０（ａ）は、本発明の記録方式で可能な記録密度の見積りを示している。ＴをＢＤでの１チャンネルビットとし、２５６Ｔの長さをシンボル長として、どれだけのデータが記録できるかを見積もっている。変調方式としては位相変調を採用し、最大キャリア周波数をＢＤの最大繰り返し周波数（１／��Ｔ）と同じとし、位相変調の位相間隔をＢＤでの検出間隔１Ｔと同じとした。また、各サブチャンネル間のキャリア周波数の間隔は、シンボル長が２５６Ｔなので、その逆数の１／２５６Ｔとなる。【０１９６】  図３０（ａ）の一番上のグラフは、最もキャリア周波数の低いサブチャンネルが取り得る位相の数を示している。位相は、サブチャンネル信号の振幅が０となる点、所謂ゼロクロス点で検出する。このキャリアの波長は、２５６Ｔとなり、１波長間に取り得るゼロクロス点は２５６点である。１つのゼロクロス点に対して、サブチャンネル信号が上からクロスする場合と、下からクロスする場合の２通りの位相が考えられるので、このサブチャンネルで取り得る位相の数は５１２通りとなる。同様に、２番目にキャリア周波数の低いサブチャンネルの場合は、２５６通りとなる。以降、キャリア周波数が６４／２５６Ｔまでの６４サブチャンネル分を重ねて記録できる。これらの位相の取り方は、各サブチャンネルの位相の数の積となるので、１シンボル全体で、５．３２×１０８２となり、これは、２７４ビット分の情報に相当する。【０１９７】  図３０（ｂ）は、従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式で、２５６Ｔの間に記録可能なビット数を計算している。ＲＬＬ（１．７）で記録しているとすると、１．５Ｔに１ビットが記録されるので、２５６Ｔの間には、１７０ビットの情報が記録される。【０１９８】  この様に、本発明の記録方法では、２５６Ｔの間に２７４ビット記録できるのに対し、従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式では、１７０ビットしか記録されないので、記録密度としては、本発明の記録方式の方が、約１．６倍分高くなる。【０１９９】  なお、２光子吸収記録は、記録材料の光学定数変化が、記録ビーム強度の二次関数となっているので、記録パターンが３次元的に制限される。よって、本方式を複数の記録層を持つ光ディスク媒体等の３次元記録に適用することで更に記録密度が向上する。【０２００】  なお、上述したような光ディスク装置１００が実行する動作の少なくとも一部はソフトウェアによって実現されてもよい。例えば、光ディスク装置１００は、各構成要素の動作を実行するためのプログラムを記憶するためのメモリ素子と、そのプログラムを読み出して実行するＣＰＵ（ＣＥＮＴＲＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＵＮＩＴ）とを備える。光ディスク装置１００は、プログラムに従って、上述した動作を実行する。プログラムは、メモリ素子に予め記憶されていてもよいし、ダウンロード等によってインストールされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】  本発明は情報記録媒体に対する情報の記録再生等を行う分野で特に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
2006043632.tif 000024
【図１８Ｂ】
2006043632.tif 000025
【図１９】
2006043632.tif 000026
【図２０Ａ】
2006043632.tif 000027
【図２０Ｂ】
2006043632.tif 000028
【図２０Ｃ】
2006043632.tif 000029
【図２１Ａ】
2006043632.tif 000030
【図２１Ｂ】
2006043632.tif 000031
【図２１Ｃ】
2006043632.tif 000032
【図２２】
2006043632.tif 000033
【図２３Ａ】
2006043632.tif 000034
【図２３Ｂ】
2006043632.tif 000035
【図２４】
2006043632.tif 000036
【図２５】
2006043632.tif 000037
【図２６】
2006043632.tif 000038
【図２７Ａ】
2006043632.tif 000039
【図２７Ｂ】
2006043632.tif 000040
【図２８Ａ】
2006043632.tif 000041
【図２８Ｂ】
2006043632.tif 000042
【図２９】
2006043632.tif 000043
【図３０】
2006043632.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月19日(2006.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部と、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射する記録部と、
を備え、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、
前記記録補償部は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成する、装置。
【請求項２】
前記光学定数は屈折率である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じ、
前記２光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、
前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の１光子吸収反応に基づいて生じ、
前記１光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、
前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度に比例する、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記材料は、ジアリールエテンである、請求項３または５に記載の装置。
【請求項８】
前記記録層は、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）を有する、請求項４または６に記載の装置。
【請求項９】
複数のサブチャネル信号を組み合わせて前記情報を示す信号を生成する変調部をさらに備え、
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で記録され、
前記複数のサブチャネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、前記シンボルの空間周波数に前記情報記録媒体とビームスポットとの相対速度を掛け合わした値の整数倍となっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のサブチャネル信号は位相変調されており、前記複数のサブチャネル毎に位相分割数が定められている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のサブチャネル信号は直交振幅変調されており、前記複数のサブチャネル毎に信号点が定められている、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記記録補償部は、前記シンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記記録補償部は、所定のパワーのパルスビームが照射される領域の間に前記無記録領域が存在するように記録信号を生成する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記情報記録媒体は前記記録層を複数層備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
光ディスク媒体へのデータの記録を実行する光ディスク装置に搭載されたときに、前記光ディスク媒体に情報を記録するための記録信号を生成する装置であって、
前記光ディスク装置は、前記記録信号に基づいて前記光ディスク媒体にパルスビームを照射する記録部を備え、
前記光ディスク媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、
前記装置は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成する、装置。
【請求項１６】
情報記録媒体に前記符号化情報を記録するための記録信号を生成するステップと、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップと、
を包含する記録方法であって、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、
前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含む、記録方法。
【請求項１７】
情報記録媒体へのデータの記録を行う装置に記録処理を実行させるためのプログラムであって、
前記記録処理は、
前記情報記録媒体に前記情報を記録するための記録信号を生成するステップと、
前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップと、
を包含し、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、
前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含む、プログラム。
【請求項１８】
情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、
前記情報は、複数のサブチャネル信号が組み合わされた信号に基づいて前記記録層に記録されており、
前記記録層にビームを照射し、前記情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する再生部と、
前記再生信号に複数のキャリア信号を乗算して前記キャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成し、前記複数のサブチャネル信号に基づいて前記情報を検出する復調部と、
を備える装置。
【請求項１９】
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録されており、
前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されていない無記録領域を含んでおり、
前記復調部は、前記再生信号に含まれる前記無記録領域を示す信号から、前記シンボルの先頭位置を検出する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記復調部は、前記無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
基台と、情報を記録するための記録層とを備え、
前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録され、
前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されない無記録領域を含んでいる、情報記録媒体。
【請求項２３】
前記記録層は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化し、
前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている、請求項２２に記載の情報記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体を用いて情報の記録および／または再生を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体である光ディスク媒体の大容量化には、対物レンズの開口数を大きくし、レーザ波長を短くすることが有効である。これは、レーザの集光スポットの径が、対物レンズの開口数に反比例し、レーザ波長に比例することから、対物レンズの開口数を大きくし、レーザ波長を短くすることでレーザの集光スポットの径を小さくして、小さなマーク／スペースの記録・再生が可能になる為である。この様にマーク／スペースの巾によって情報を記録する方式をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）記録方式という。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の光ディスク媒体を用いた情報の記録再生方法を説明する。
【０００４】
図１は、従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。光ディスク媒体１１は、従来の光ディスク媒体である。光ディスク媒体１１は、領域Ａ１５の拡大図（参照符号１６）に示す様に、同心円状、又はスパイラル状のトラック１２を備えている。図中ハッチングされているトラック１２を記録を行うトラックとすると、光ディスク媒体１１は、トラック１２に沿って記録ビームスポット１４が移動する様に回転している。記録は、記録ビームスポット１４の光強度が記録信号に応じて変化することで行われる。図上、説明を簡素化する為に、記録ビームスポット１４が静止している光ディスク媒体１１上を移動している様に表しているが、記録ビームスポット１４が静止していて光ディスク媒体１１が移動する場合と実質的に同じである。以降、同様に、説明を簡素化する為に、ビームスポットが静止している光ディスク媒体上を移動しているとして説明を行う。
【０００５】
この様な集光スポットによって記録する方式は、集光スポットの大きさが有限であることによるローパスフィルターの特性を持っており、高い周波数の信号の記録／再生になればなるほど、即ち、より小さなマーク／スペースの記録になる程、正確な記録が困難となっている。よって、従来の光ディスク媒体は、記録密度を向上させる為に、記録データをランレングス制限符号に変換することによって記録するマーク／スペースの長さを１ビット長より長くし、できるだけ低い周波数の記録信号を使用した記録を行っている。この様に、記録特性に適した符号のことを記録符号という。
【０００６】
図２は、従来の光ディスク媒体にデータを記録する時のデータ変換手順を表す図である。図２（ａ）より（ｄ）の横軸は、トラック上の位置を示し、お互いのトラック上の位置は合っている。図２（ａ）のバイナリデータは、記録すべきデータを表している。上で述べた様に、記録信号の周波数を下げる様に、図２（ａ）のバイナリデータを図２（ｂ）の記録符号、即ち、ランレングス制限符号に変換している。この例では、バイナリデータの２ビットを記録符号の３ビットに変換して最小ランレングスを２としている。記録符号での最小ランレングスは、バイナリデータ１ビットの長さをＢとすると、１．３３Ｂとなり、バイナリデータで記録した場合より繰り返し周波数が低くなっている。
【０００７】
図２（ｂ）の記録符号より図２（ｃ）の記録信号への変換で、記録補償が行われる。例えば、相変化記録の様な熱記録では、記録補償を行わずに記録符号でのデータをそのまま記録ビームの強度として記録すると、熱の伝搬で記録符号上のマーク／スペースより大きな、又は小さなマーク／スペースがトラック上に記録されてしまう。または、熱の蓄積で、マーク巾が大きくなってしまう。この現象を防ぐ為に、予め、マーク／スペースが大きく、又は小さくなる分を計算して記録信号を短く／長くする。また、熱の蓄積が起こらない様に記録信号を矩形波状にしてデューティを下げることも行われる。この様に正確な記録を行う為に記録符号を基にして記録信号を生成する処理を記録補償と言う。特に、高密度記録になればなるほど正確な記録が要求されるので、高密度記録では、記録補償が必須となっている。
【０００８】
記録補償された記録信号で記録ビームスポットの光強度を制御して、記録ビームスポットが移動することでトラック上にデータが記録される。記録層のトラックの１ヶ所に注目すると、その位置にはパルスビームが複数回照射される。その位置の温度はパルスビームの照射毎に上昇し、温度上昇の合計が相変化材料の閾値を超えていれば、その位置の反射率は変化する。閾値を超えていない場合は反射率は変化しない。温度上昇の合計が閾値を超えているか否かでその位置の反射率は２種類の値の何れかになる。
【０００９】
図２（ｄ）のパターンは、相変化記録層に図２（ｃ）の記録信号で記録した時の光ディスク媒体上のトラック内の反射率分布、即ち、ＰＷＭ記録を行ったトラックの反射率分布である。この場合、記録ビームを照射することで、相変化記録層のクリスタル状態の部分が、アモルファス状態に変化し、その部分の反射率が変化している。よって、反射率は２種類しかない。
【００１０】
図３は、図２で記録したデータの再生方法を示している。図３（ａ）のパターンは、図２（ｄ）のパターンと同じで、ＰＷＭ記録を行ったトラックの反射率パターンである。このトラックに沿って再生ビームスポット３１を走査させ、反射光を検出することで図３（ｂ）の再生信号を得る。
【００１１】
再生信号は、上で述べた様に、高い周波数成分が減衰しているので、通常、コサインイコライザなどで高い周波数成分を増幅してから、０か１かを判定、即ち、２値化を行っている。２値化の方法としては、所定のスライスレベルを設けて行う方法やＰＲＭＬによる最尤復号を行う方法がある。２値化された信号のエッジに基づいてＶＣＯの位相比較を実行するＰＬＬ回路によって再生クロックが生成される。生成された再生クロックで２値化された信号をサンプリングすることで図３（ｃ）の再生２値化データを得る。
【００１２】
再生２値化データは、記録時とは逆の変換、即ち、記録符号よりバイナリデータへの変換を行い、図３（ｄ）の再生バイナリデータを得る。
【００１３】
また、上記の従来の光ディスク媒体とは異なったアプローチ、即ち、ディジタルデータの“０”と“１”をマーク／スペースの形で記録するＰＷＭ記録方式と異なった方法で記録密度を向上させる方法も提案されている。例えば、アナログ的に記録する方法も考えられていて、特許文献１では、トラック溝を変調をかけてカッティングして光ディスク媒体の原盤を作り、その原盤を元にした光ディスク媒体のトラック溝形状を再生することでデータの記録再生を行っている。
【００１４】
図４Ａは、特許文献１で示されたトラック溝の幅を変調した光ディスク媒体の形状を示している。トラック溝４２は、トラック中央４３を中心とした対称な形でトラック幅が変化している。このトラック溝４２を持った原盤は、記録信号で強度を変調したカッティングビームでカッティングすることで作製できる。この原盤を基にしてスタンパーを作製し、このスタンパーで光ディスク媒体４１をプレスする。光ディスク媒体４１上のトラック中央４３に沿って再生ビームスポット３１を照射すると、再生ビームスポット３１の反射光の１次回折光の光量がトラック溝の幅が変わることで変化するので、全反射光の光量が変化する。よって、トラック溝の幅を反射光の検出信号の振幅で検出できる開示されている。
【００１５】
図４Ｂは、特許文献１で示されたトラック溝をラジアル方向の変位で変調した光ディスク媒体４４を示している。トラック溝４５は、溝幅を変えずに、トラック中央４３を中心としてラジアル方向に溝を変位させている。このトラック溝４５を持った原盤は、トラック中央からラジアル方向へのビームスポットの変位を変調したカッティングビームでカッティングすることで作製できる。この原盤を基にしてスタンパーを作製し、このスタンパーで光ディスク媒体４４をプレスする。光ディスク媒体４４上のトラック中央４３に沿って再生ビームスポット３１を照射し、ラジアル方向に対応して２分割された光検出器で反射光を検出する。トラック溝４５がラジアル方向に変位することで、２分割された検出器の差動信号（即ち、プッシュプルトラッキング方式の差動トラッキング信号）が変化する。よって、トラック溝のラジアル方向の変位が差動信号で検出できると開示されている。
【００１６】
また、ＰＷＭ記録方式以外の他の例が特許文献２に開示されている。特許文献２では、ＰＷＭ方式とＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式とを使用した直交周波数分割多重方式の信号の記録を開示している。図５ＡはＰＡＭ方式を光ディスク媒体に適用した例を説明している。通常、光ディスク媒体の記録ビームは、図５Ａの上段の図に示す様に照度分布がガウス分布している。一般的な光ディスク媒体、例えば、光磁気ディスクや相変化ディスクなどの熱記録を用いた光ディスク媒体では、図５Ａの上段の様な記録ビームを用いて一定の間隔でインパルス的に且つインパルスの高さを高くなる様に変化させて記録すると、図５Ａの中段の図に示す様に光ディスク媒体に記録されるピットの大きさは、インパルスの高さが高くなるに従って大きくなっていく。ピットの大きさは、トラック方向だけでなく、ラジアル方向にも大きくなっている。図５Ａの中段のピットパターンに一定強度の再生ビームを照射すると、図５Ａの下段の様な階段的な再生信号が得られる。よって、再生信号の強度は、記録信号のインパルスの高さの関数となり、ＰＡＭ方式が実現できる。
【００１７】
図５Ｂは、特許文献２で説明されているＰＷＭ方式とＰＡＭ方式を光ディスク媒体に適用した例である。図５Ｂの上段は、ＰＷＭ方式とＰＡＭ方式を使用して記録した時のピット形状を示している。この様なピット系列を再生ビームを照射して再生した時、図５Ｂの中段の様な直交周波数分割多重方式の再生信号が得られる。図５Ｂの上段のピットは、図５Ｂの下段の様な時間単位長Ｔごとに分割されている記録信号で記録されている。１つの時間単位長Ｔは、更にｎ１×２個の部分に分かれている。時間単位長の中心に対称な長さ２ｗの幅の方形波と、その方形波を挟む幅１／ｎ１で高さａの信号とで、中心部分の幅ｗと端の部分の高さａを制御することで、図５Ｂの上段のピットを形成している。
【特許文献１】特開平１１−３１６９５１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１２５７３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記のような記録方式には、以下のような課題があった。
【００１９】
従来の光ディスク媒体の方式では、レーザビームのスポット径を小さくすることでＰＷＭ記録方式での記録密度を向上させて大容量化する方法が限界に達しようとしている。例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）では、レーザ波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５である。記録容量を増やす為にレーザ波長をこれ以上短くすることは、紫外線レーザを必要とすることとなり、実用化の見通しも立たない。開口数を０．８５より大きくすることは、製造が困難なだけでなく、レンズの取り付け精度も厳しくなる。さらに、開口数が１を越えると、通常のレンズではなく、イマージョンレンズ等を使用して近接場記録を行うことになる。これらのことを実現することは、非常に困難である。よって、レーザビームのスポットを小さくすることで記録密度を向上させる方法は限界にきている。
【００２０】
また、記録するバイナリデータをランレングス制限符号に変換する変換比率は、ＢＤなどで使われているＲＬＬ（１．７）符号では２：３、ＤＶＤなどで使用されている８／１６符号では８：１６となり、変換効率が悪く、記録密度が上がらない原因の１つとなっている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すデータの変換は、変換比率２：３、最小ランレングス２であり、ＢＤ等で使われているＲＬＬ（１．７）の例である。
【００２１】
更に、再生された２値化データにエラーが生じる場合も考えられる。図３（ｃ）から図３（ｄ）に示すデータの変換、即ち、２値化データからバイナリデータへの変換（記録時とは逆の変換）で２値化データにエラーがあると、変換されたバイナリデータでエラーの数が増えてエラーレートの悪化を招くことが知られている。この現象のことをエラー伝搬と呼んでいる。
【００２２】
次に、特許文献１の方式の場合は、記録データを振幅変調した信号で、トラッキング溝の幅またはラジアル方向の位置を変位させることで記録データを原盤に記録している。変調信号を用いてトラック溝をカッティングすることで光ディスク媒体の原盤を作り、その原盤より作製したスタンパーで光ディスク媒体を作製している。この様なカッティングは非常に精密であり、光ディスクドライブでは不可能である。例えば、外部からの振動を排除する為にサーボベンチ等でドライブ自体を外部より力学的に絶縁しなければいけない。また、トラッキングをオープン制御しなければいけないので、精密なヘッド送り機構が必要である。使用する光ディスク媒体の平面度やモーターへの取り付け精度も必要である。よって、記録再生可能な光ディスクドライブとしては、実現できない。
【００２３】
また、トラッキング制御に影響を与えるので、通常の光ディスクシステムでは、トラック溝のラジアル方向への変位量は極めて小さい。よって、信号振幅が大きく取れないので、ＳＮ比が低く、多くの情報を記録することができない。例えば、特許文献１の方式と同じ様にラジアル方向へトラック溝を変位させる例として、ＤＶＤ−ＲＡＭの溝ウォブルがある。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、トラック中央を中心としてラジアル方向へ溝を変位させている。ＥＣＭＡ−３３規格の１９．５章によれば、この溝の変位から得られるウォブル信号は、トラッキング差動信号の５％から１０％の大きさと規定されている。この信号振幅は非常に小さい。
【００２４】
同様に、トラック溝の幅を変えることは、トラッキング信号自体を変調してしまうので、トラッキング制御に影響を与えてしまう。よって、トラック溝の幅を大きく変化させることはできない。よって、信号振幅が大きく取れないので、ＳＮ比が低く、多くの情報を記録することができない。
【００２５】
特許文献２の方式の場合は、図５Ｂに示す様に、１つの時間単位長Ｔを更にｎ１×２分割しているので、少なくともＴ／（ｎ１×２）精度のＰＷＭ記録精度が必要である。Ｔ／（ｎ１×２）の長さ（以降この長さを分割長と呼ぶ）がＰＷＭ記録方式の記録符号上での１ビット長でなければいけない為である。
【００２６】
例えば、１６ＱＡＭ変調で４サブチャンネル分のデータ、即ち１６ビットを１シンボル内に記録する場合を考える。１６ＱＡＭの波形は、振幅方向には１６レベル必要である。また、４サブチャンネルあるとすると、振幅は最大４倍になるので、１６階調×４＝６４階調で記録することになり、ｎ１＝６４となる。よって、時間単位長Ｔは６４＋２＝６６分割される。最後に加えた２ビットは時間単位長の両端の高さａのデータである。１分割長がＰＷＭ方式での記録符号１ビット分であるから、１つの時間単位長Ｔは、ＢＤディスクと同等の精度で記録できたとして、６６ビット×７４．５ｎｍ＝４９１７ｎｍとなる。これは、ＢＤシステムでのビームスポット径約５８２ｎｍより遙かに大きい。１つの時間単位長Ｔは、ビームスポット径の数倍程度が望ましい。１つの時間単位長Ｔをビームスポット径の２倍とするためには、１つの時間単位長Ｔは、５８２ｎｍ×２／４９１７ｎｍ＝約１／４．２倍にならなければならない。よって、１つの分割長（Ｔ／（ｎ１×２））の長さは、７４．５ｎｍ／４．２＝１７．７ｎｍとならなければならず、この分割長での記録は不可能である。階調数を１／４にすると、分割長とＢＤディスクの記録符号上での１ビット長とがほぼ同じになるが、サブチャンネル数が１となってしまい、１つの時間単位長Ｔに４ビットの記録しかできない。これは、ＢＤの記録密度と同等である。
【００２７】
よって、特許文献２の記録方式では、ＰＷＭ方式と同等、又はそれ以下の記録密度しか達成できない。
【００２８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされてものであり、その目的は、情報記録媒体の記録密度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の装置は、情報記録媒体に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部と、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射する記録部とを備え、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、前記記録補償部は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成することを特徴とする。
【００３０】
ある実施形態によれば、前記光学定数は屈折率である。
【００３１】
ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じ、前記２光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する。
【００３２】
ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度の２乗に比例する。
【００３３】
ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する材料の１光子吸収反応に基づいて生じ、前記１光子吸収反応の確率は、前記パルスビームの強度に比例する。
【００３４】
ある実施形態によれば、前記屈折率の変化は、前記記録層が有する分子の方向が前記パルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じ、前記分子の方向が変化する確率は、前記パルスビームの強度に比例する。
【００３５】
ある実施形態によれば、前記材料は、ジアリールエテンである。
【００３６】
ある実施形態によれば、前記記録層は、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）を有する。
【００３７】
ある実施形態によれば、複数のサブチャネル信号を組み合わせて前記情報を示す信号を生成する変調部をさらに備え、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で記録され、前記複数のサブチャネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、前記シンボルの空間周波数に前記情報記録媒体とビームスポットとの相対速度を掛け合わした値の整数倍となっている。
【００３８】
ある実施形態によれば、前記複数のサブチャネル信号は位相変調されており、前記複数のサブチャネル毎に位相分割数が定められている。
【００３９】
ある実施形態によれば、前記複数のサブチャネル信号は直交振幅変調されており、前記複数のサブチャネル毎に信号点が定められている。
【００４０】
ある実施形態によれば、前記記録補償部は、前記シンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する。
【００４１】
ある実施形態によれば、前記記録補償部は、所定のパワーのパルスビームが照射される領域の間に前記無記録領域が存在するように記録信号を生成する。
【００４２】
ある実施形態によれば、前記情報記録媒体は前記記録層を複数層備えている。
【００４３】
本発明の装置は、光ディスク媒体へのデータの記録を実行する光ディスク装置に搭載されたときに、前記光ディスク媒体に情報を記録するための記録信号を生成する装置であって、前記光ディスク装置は、前記記録信号に基づいて前記光ディスク媒体にパルスビームを照射する記録部を備え、前記光ディスク媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記記録部は、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射し、前記装置は、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成することを特徴とする。
【００４４】
本発明の記録方法は、情報記録媒体に前記符号化情報を記録するための記録信号を生成するステップと、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップとを包含する記録方法であって、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含むことを特徴とする。
【００４５】
本発明のプログラムは、情報記録媒体へのデータの記録を行う装置に記録処理を実行させるためのプログラムであって、前記記録処理は、前記情報記録媒体に前記情報を記録するための記録信号を生成するステップと、前記記録補償部が生成した記録信号に基づいて前記情報記録媒体にパルスビームを照射するステップとを包含し、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記パルスビームを照射するステップは、複数のパルスビームを前記記録層に集光する様に、且つ前記パルスビームの前記記録層上の直径より短い間隔で照射するステップを含み、前記記録信号を生成するステップは、前記記録層上の前記パルスビームを照射した各位置の記録終了までの前記光学定数の変化量の各合計が、所定の変化量パターンとなるように、前記記録信号を生成するステップを含むことを特徴とする。
【００４６】
本発明の装置は、情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、前記情報記録媒体は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する記録層を備えており、前記情報は、複数のサブチャネル信号が組み合わされた信号に基づいて前記記録層に記録されており、前記記録層にビームを照射し、前記情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する再生部と、前記再生信号に複数のキャリア信号を乗算して前記キャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成し、前記複数のサブチャネル信号に基づいて前記情報を検出する復調部と、を備えることを特徴とする。
【００４７】
ある実施形態によれば、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録されており、前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されていない無記録領域を含んでおり、前記復調部は、前記再生信号に含まれる前記無記録領域を示す信号から、前記シンボルの先頭位置を検出する。
【００４８】
ある実施形態によれば、前記復調部は、前記無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する。
【００４９】
ある実施形態によれば、前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。
【００５０】
本発明の情報記録媒体は、基台と、情報を記録するための記録層とを備え、前記情報は、所定の長さのシンボル単位で前記記録層に記録され、前記記録層の前記シンボル間に対応する領域は、前記情報が記録されない無記録領域を含んでいることを特徴とする。
【００５１】
ある実施形態によれば、前記記録層は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化し、前記無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、情報記録媒体は、情報記録媒体上の１つの位置に注目すると、その位置に照射される光量の積分値に応じてその位置の光学定数が連続的に変化する記録層を備えている。記録補償部は、記録層の上にパルスビーム径より短い間隔でパルスビームを照射した時の、パルスビームが照射された各位置の光学定数の変化量の記録終了までの各合計が、所定の変化量パターンとなるように、記録信号を生成する。光学定数が連続的に変化する情報記録媒体を用いることにより、多重方式（例えば直交周波数分割多重方式）の信号を用いた情報の記録が可能となり、情報記録媒体の記録密度を向上させることができる。また、上記光学定数の変化量の各合計が所定の変化量パターンとなるように記録信号を生成することにより、光学定数が連続的に変化する情報記録媒体への情報の記録を実現することができる。
【００５３】
本発明によれば、非ランレングス制限符号を使用できるので、記録符号のエラーが伝搬してエラーレートが悪化することがなく、また、エラー訂正も可能となるので、更なる記録密度の向上が可能となる。
【００５４】
また、本発明のある実施形態によれば、各サブチャネル信号のキャリア信号の周波数差は、シンボル長の逆数と光ディスク媒体の線速度との積の整数倍となっている。このため、各サブチャネル信号同士は、互いに直交関係になっている。これらの複数のサブチャネル信号を重畳して記録信号を生成している。このような記録信号のパターンに基づいて、記録層の光学定数が変化してシンボル単位で記録される。即ち、これらの記録は、閾値のない記録、アナログ記録である。
【００５５】
また、本発明のある実施形態によれば、シンボル単位で複数の互いに直交しているサブチャネル信号を重畳することにより情報記録媒体に記録を行う。また、その情報記録媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成し、その再生信号に複数のキャリア信号を乗算して複数のサブチャネル信号を生成する。複数のサブチャネル信号に基づいて記録された情報を検出する。このように、直交周波数分割多重方式等の多重方式を用いて情報の記録再生を行うことにより、情報記録媒体の記録密度を向上させることができる。
【００５６】
また、本発明のある実施形態によれば、記録層材料の分子の方向は、ビームの照射によりビームの偏光面と垂直方向（または同じ方向）に変化し、これにより情報が記録される。記録層材料の分子の方向が変化することで光の旋光が生じ、それによって屈折率が変化する。屈折率変化により反射率が変化する。また、記録層材料の分子の方向は、ビーム強度の２乗に比例する。また、光の旋光の方向が２通りあるので、１つのサブチャネル当たり２つの情報を記録できる。
【００５７】
また、本発明のある実施形態によれば、光学定数（例えば屈折率）の変化は記録層が有する材料の２光子吸収反応に基づいて生じている。これにより、光学定数は、パルスビームの強度の２乗に比例する。このため、例え何らかの理由で記録パワーが変動しても、光学定数に与える影響はパワー変動の二乗根に比例するので、パワー変動の光学定数への影響が軽減される。これにより、記録パワーマージンが増えて安定した記録が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００５９】
図６（ａ）は、本発明の実施形態の情報記録媒体のフォーマットを示している。本実施形態の情報記録媒体は例えば光ディスク媒体である。図６（ａ）に示す光ディスク媒体６１は、基台６７ａと少なくとも１つの記録層６７を備えている。記録層６７は基台６７ａ上に設けられている。図６に示す例では、光ディスク媒体６１は複数の記録層６７を備えている。
【００６０】
記録層６７には、ほとんど閾値のないフォトンモード記録材料が使用されている。記録層６７は、照射される光の量の合計に応じて光学定数が連続的に変化する。例えば、記録材料の光学定数の変化量がほぼ記録ビーム強度の関数となっていて、記録ビーム強度の一次関数または二次関数となっている。記録材料の光学定数の変化量が記録ビーム強度の一次関数となっている記録を１光子吸収記録、記録材料の光学定数の変化量が記録ビーム強度の二次関数となっている記録を２光子吸収記録と呼んでいる。
【００６１】
光学定数は例えば屈折率である。屈折率の変化は、記録層６７が有する材料の２光子吸収反応または１光子吸収反応に基づいて生じる。２光子吸収反応の確率はパルスビームの強度の２乗に比例する。１光子吸収反応の確率はパルスビームの強度に比例する。このような特性を有する記録材料としては、例えばジアリールエテンがあり、記録層６７はそのような材料を有する。
【００６２】
また、ある実施形態では、屈折率の変化は、記録層が有する分子の方向がパルスビームの偏光面と垂直方向に変化することに基づいて生じる。分子の方向が変化する確率は、パルスビームの強度の２乗または１乗に比例する。このような特性を有する記録材料としては、例えば、ＰＡＰ（Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）があり、記録層６７はそのような材料を有する。
【００６３】
記録層６７の材料の例として、フルギド、ジアリールエテン、ＰＡＰなどがあり、１光子吸収記録と２光子吸収記録の両方の記録が可能である。これらは、共に光学定数の１つである屈折率が変化することで記録を行う。また、上述のような記録材料がパルスビームの強度の１乗に比例するか２乗にするかは、記録条件（ビーム波長等）によって変化する。以降、ジアリールエテンなどの２光子吸収記録用の記録材料が使用されているとして説明を行うが、１光子吸収記録でも本発明の原理および作用効果は同様である。
【００６４】
光ディスク媒体６１上の領域Ｂ６５は、光ディスク媒体６１内の１つの記録層６７を示しており、領域Ｂ拡大図は、領域Ｂの詳細を示している。領域Ｂ拡大図が示す様に、記録層６７は、同心円状、又はスパイラル状のトラック６８を備えている。更に、トラック６８は、所定の長さのシンボル６２に分割されている。シンボル６２内は、図６（ｂ）に示す様に、屈折率の変化のパターンによってデータが記録されている。このパターンに複数のビットが多重記録されていて、シンボル単位で記録／再生を行う。よって、シンボル全体のパターンを再生しないとデータの再生ができないという性質がある。
【００６５】
図７および図８を参照して、本発明の実施形態による光ディスク媒体６１へのデータの記録を実行する光ディスク装置１００および記録方式を説明する。図７は、光ディスク装置１００を示す図である。
【００６６】
光ディスク装置１００は、複数のサブチャネル信号を組み合わせて光ディスク媒体６１に記録するための情報を示す多重信号を生成する変調部１０１と、光ディスク媒体６１に情報を記録するための記録信号を生成する記録補償部９５と、記録補償部９５が生成した記録信号に基づいて光ディスク媒体６１の記録層６７に集光する様にパルスビームを照射する光ヘッド部１０３とを備える。光ヘッド部１０３はディスク媒体６１に情報を記録するときには記録部として機能する。光ヘッド部１０３は、パルスビームの照射位置を移動させながら、パルスビームの記録層６７上の直径より短い間隔で複数のパルスビームを記録層６７に照射する。記録補償部９５は、パルスビームを照射した記録層６７上の各位置の、記録終了までの光学定数の変化量の各合計が、所望の変化量パターンとなるように、記録信号を生成する。パルスビームの記録層６７上の直径の大きさは、特定のエネルギー密度を有するパルスビームスポットの領域の大きさを指す。例えば、パルスビームの直径の大きさとは、パルスビームの中心のパワーの１／ｅ2（ｅは自然対数）倍のパワーが発生している領域の大きさを指している。
【００６７】
なお、記録層６７のある所定の位置に着目すると、その所定の位置には複数のパルスビームのそれぞれの少なくとも一部ずつが照射される。記録補償部９５は、複数のパルスビームのそれぞれを照射した時の上記所定の位置の光学定数の変化量の合計が、所望の変化量となるように、記録信号を生成する。
【００６８】
光ディスク装置１００は、記録装置または記録再生装置である。光ディスク装置１００は、記録を行わないが再生は行う再生装置であってもよい（再生動作は後述する）。光ディスク装置１００が備えるそれらの構成要素の一部は半導体集積回路として製造され得る。例えば記録補償部９５は半導体集積回路として製造され得る。光ディスク装置１００が備えるそれらの各構成要素の詳細は後述する。
【００６９】
次に、図８を参照して本発明の実施形態による記録方式を説明する。
【００７０】
図８（ａ）に示されたバイナリデータは、記録すべきデータであり、図８（ｅ）が光ディスク媒体上のシンボル内に形成された屈折率分布であり、記録すべきバイナリデータが屈折率パターンとして記録されている。順次、図８（ａ）より図８（ｅ）まで、バイナリデータが記録される手順を説明してゆく。
【００７１】
記録すべきデータは所定の長さのシンボル単位で記録される。図８（ａ）のバイナリデータは、所定ビット数毎に分けられていて、この所定のビット数のバイナリデータが単位となって記録が行われる。即ち、このビット数が、１シンボルに記録されるビット数となっている。図８（ａ）で中括弧で示されたバイナリデータが１シンボルに記録されるデータであり、この場合は、５４ビットとなっている。
【００７２】
１シンボル分のバイナリデータは複数のサブチャンネルに分配されて、サブチャンネル毎に変調される。図８（ａ）で小括弧で区切られたデータが、サブチャンネル分のデータに相当する。図８（ｂ）は変調された各サブチャンネル信号を示している。図８（ｂ）の様に、各サブチャンネル信号は、１シンボル長にわたり生成される。サブチャネル信号毎に位相分割の数が定められている。各サブチャンネル信号のキャリア信号同士の周波数差は、シンボルの空間周波数にビームスポットの移動速度を掛け合わした値の整数倍になっている。ここで、ビームスポットの移動速度は、光ディスク媒体とビームスポットとの間の相対速度である。図８（ｂ）の例では、一番キャリア周波数の低いサブチャンネル信号（図上で一番上）は、そのキャリア周波数が、シンボルの空間周波数と同じになっている。よって、シンボル内に１波長分の信号が生成されている。二番目にキャリア周波数の低いサブチャンネル信号（図上で上から２番目）は、そのキャリア周波数が、シンボルの空間周波数の２倍となっていて２波長分の信号が生成されている。以降、サブチャンネル信号のキャリア周波数は、シンボルの空間周波数分づつ増えてゆき、９番目のサブチャネル信号のキャリア周波数は、１番目のサブチャネルのキャリア周波数の９倍となっている。即ち、各サブチャンネル信号のキャリアの空間周波数の差は、シンボルの空間周波数の倍数になっている。
【００７３】
各サブチャネル信号は位相変調されている。図８（ｂ）の例では、各サブチャンネルの変調方式を６４ＱＡＭ（Ｑｕｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とした例である。６４ＱＡＭ変調では、各サブチャネルの振幅、位相の取り方が６４通りとなる振幅位相変調となっている。よって、各サブチャネル毎に６ビットづつ分配できるので、１シンボル当たり６ビット×９サブチャネル＝５４ビットが記録できる。また、これ以外の例として、各サブチャネルの変調方式をＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調としても良い。この場合には、振幅変動に強くなり、信頼性が上がる。
【００７４】
これらのＱＡＭ変調された各サブチャネル信号を組み合わせることで、図８（ｃ）の直交周波数分割多重信号が得られる。この直交周波数分割多重信号が記録される信号であるが、この信号に比例した強度を持つ記録ビームで記録しても再生時にこの信号を得ることはできない。これには以下の３つの理由が考えられる。（１）記録自体が記録ビーム強度の２乗に比例している２光子吸収記録であること。（２）再生信号が再生ビームスポット強度パターンと屈折率パターンの畳み込みにより得られるので、再生信号にフィルターがかかること。（３）最後に本記録方式に特徴的な原因として、記録ビームの発光間隔が記録ビームスポットの直径より狭い場合、複数のビームスポットが照射される部分ができることが考えられる。
【００７５】
図９は、２光子吸収記録の方法を説明した図である。２光子吸収記録では、通常、記録ビームは、非常に短いパルスとなる。これは２光子吸収記録に高いパワーの記録ビームが必要である為、デューティを低くしてピークパワーを高くする必要があるからである。図９は、トラック中央８３を、所定の発光間隔８４で記録ビームインパルス８１を照射して記録を行う例を示している。よって、記録ビームインパルス８１の間の部分は、ビーム照射が２回行われる。照射されるビーム強度は、２光子吸収記録反応が１００％起きる強度を最高強度とし、その値を１．０としている（以降この記録光強度を規格化記録光強度と呼ぶ）。即ち、ビームが照射されている部分のジアリールエテン分子が１００％の確率まで２光子吸収反応を起こすが、これ以上の反応は起きないとする。以降、ビーム強度を２光子吸収反応の確率、即ち、０％からの記録反応割合で表す。また、２光子吸収記録反応が０％起きた時の屈折率を１．５５、２光子吸収記録反応が１００％起きた時の屈折率を１．６５とし、２光子吸収記録反応の割合と屈折率は比例するとしている。これらの条件で記録を行う。直交周波数分割多重信号８２をサンプリングした値に比例した強度の記録ビームインパルス８１で記録した場合、形成された屈折率パターンを再生しても、直交周波数分割多重信号８２と同じ信号が再生できない。
【００７６】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、最も簡単な例として、記録ビームのＡｉｒｙ半径の約１／２の間隔で２つの記録ビームインパルスを照射する２光子吸収記録によって屈折率パターンを形成した例を示す。図１０Ａは、２つの記録ビームインパルスの強度分布を示している。記録ビームが重なっている部分はビーム強度の高い方を表示している。このビームは、対物レンズのＮＡを０．８５、レーザ光源の波長を６５０ｎｍとした時に生成されるビームである。縦軸は、ビーム強度を記録反応の割合で表した数値を示している。記録ビームインパルスのピークの強度は記録反応を５０％起こす強度となっている。図１０Ａでは、図上左の記録ビームが最初に照射され、次に右の記録ビームが照射される。また、ビーム照射位置の中間位置では、記録ビームの強度は、２光子吸収記録反応が２８．７％行われる強度となる。
【００７７】
図１０Ｂは、図１０Ａの記録ビームで記録された時の２光子吸収記録反応の割合の分布を示している。例えば、２つの記録ビームインパルス照射位置の中間位置の２光子吸収記録反応の割合は、左の最初の記録ビームインパルスで２光子吸収反応割合が２８．７％まで変化し、右の２番目のビームインパルスで２８．７％＋（１００％−２８．７％）×２８．７％＝４９．２％まで変化している。
【００７８】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が線形の関係にある場合に、形成される屈折率パターンを示している。図１１Ａは、図１０Ａと同じ記録ビームインパルスを示す。この記録ビームインパルスで、記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が線形の関係にある条件下で形成された屈折率パターンを図１１Ｂに示す。図１０Ｂと同様に、２つの記録ビームインパルス照射位置の中間位置の２光子吸収記録反応の割合を計算すると、２８．７％＋２８．７％＝５７．４％となる。
【００７９】
２つのビームインパルスの強度が同じであるので、屈折率分布はこの２つのビームインパルス照射位置の間ではフラットにならなければいけない。図１０Ｂと図１１Ｂを比較すると、図１１Ｂの２つのビームインパルス照射位置の間の屈折率分布は、ほぼ一定であるが、図１０Ｂは、落ち込んでいる。図１１Ｂでは記録ビーム強度と２光子吸収記録反応の割合が加算の関係にある。これに対し、図１０Ｂでは、以前に２光子吸収記録反応が起こっている所の未反応分子割合（即ち、以前の反応割合を１００％から引いた割合）に、次の記録ビーム強度で決まる反応割合を掛けた値が合計の２光子吸収反応割合となる。
【００８０】
図１２は、図１０Ｂと図１１Ｂで示された屈折率パターンを一定強度の再生ビームでスキャンして、その反射光により得られた再生信号を示している。この２つの再生信号の差は、上述の記録ビームが重なった部分の反応の非線形性より来ている。この様に記録ビームが重なって記録される場合は、記録信号と実際に形成される屈折率パターンは異なり、異なった分を補償する記録補償が必要となる。即ち、図１２の２つの信号の差が記録補償すべき量に対応している。
【００８１】
記録補償の方法としては、予め、所望の再生信号が得られる記録信号を山登り法などのシミュレーションにて漸近的に求めておく方法が考えられる。ここで所望の再生信号は、記録する直交周波数分割多重信号の相似形となる信号である。シミュレーションのアルゴリズムとしては、以下のステップが考えられる。
【００８２】
（ステップ１）初期記録信号を適当に決める。次に、初期記録信号を所定の間隔でサンプリングして生成した記録ビームインパルスで記録し、形成された屈折率パターンを求める。
【００８３】
（ステップ２）記録自体が記録ビーム強度の２乗に比例している２光子吸収記録であること、記録ビームスポットが複数回照射されて非線形な形で記録されることを考慮する。再生ビームスポット強度パターンと屈折率パターンの畳み込みにより再生信号を得る。
【００８４】
（ステップ３）所望の再生信号とステップ２で得られた再生信号とを比較して、得られた再生信号が所望の再生信号に近づく様に記録信号を変更する。即ち、ステップ２で得られた再生信号と所望の再生信号を比較して、得られた再生信号が低い部分では、その部分に対応する記録ビームインパルスの強度を上げ、得られた再生信号が高い部分では、その部分に対応する記録ビームインパルスの強度を下げる。また、同時に、得られた再生信号と所望の再生信号の差の絶対値を積分した値を求める。この値をこの記録信号の評価値とする。
【００８５】
（ステップ４）変更された記録信号でステップ１と同じ様に記録する。
【００８６】
（ステップ５）ステップ２に戻る。
【００８７】
この様な処理をステップ３の評価値が所定の値以下になるまで繰り返す。これにより、図８（ｃ）の直交周波数分割多重信号から図８（ｄ）の記録信号への変換が行われる。図８（ｄ）の記録信号のグラフ上の点は、記録ビームインパルスの照射点である。
【００８８】
図８（ｅ）は、図８（ｄ）の記録信号で記録した時の屈折率パターンを示している。記録ビームスポット７１は、トラック６８に沿って移動する。図８（ｄ）の記録信号に比例したビーム強度でトラック６８を照射することで、トラック６８内の屈折率パターンが変化して、図８（ａ）のバイナリデータが記録される。
【００８９】
なお、山登り法など漸近的に解を求める方法は、多くの演算量が必要となる。よって、より解析的に解を求める方法の方が演算量が少なく、記録信号を早く求めることができる。以下に本発明の実施形態による記録補償方式を説明する。
【００９０】
本発明の実施形態による記録補償とは、再生時に所望の直交周波数分割変調波形が得られる様に、１シンボル間の記録光の強度パターンを求めることである。記録光の強度パターンを求める演算は、２ステップで行う。最初のステップで、所望の直交周波数分割変調波形の再生信号が得られる光学定数パターンを求める。次のステップで、この光学定数パターンを記録するための記録光の強度パターンを求める。
【００９１】
まず、所望の再生信号が得られる光学定数パターンを求める。即ち、直交周波数分割変調波形が再生波形として得られる１シンボル分の光学定数パターンを求める。ここで、光学定数は屈折率とし、再生光としてガウスビームを用い、この屈折率パターン上を連続に照射する再生光でスキャンして再生信号を得るとする。再生光を用いて屈折率パターンを畳み込み演算して再生信号を得るので、その逆畳み込み演算をすれば良い。
【００９２】
図１３は、再生に関する１シンボル内のパラメータを表している。本来は、２次元で記録・再生されるので、２次元での計算をしなければいけないが、ここでは、トラック中心の値を代表値として計算する。ｇ［ｋ］［Ｌ］は、ｋ回目のサンプルタイミングのサンプル点Ｌでの再生光ガウスビームの規格化ビームパワーを表している。ここで、再生光ガウスビームのピークパワーを１．０と規格化している。また、Ｒｆ［Ｌ］は、データが記録されている記録層上のサンプル点Ｌでの反射率を示している。反射率は屈折率に対応した値となる。Ｐｌｙｓｇ［Ｌ］は、再生光第ｋビーム［ｋ］［Ｌ］が照射された時の反射光と照射光の比を示している。即ち、再生光のパワーが一定とした場合、この比は再生信号と同等と考えられるので、以降、この比を再生信号と呼ぶ。Ｐｌｙｓｇ［Ｌ］は、再生信号の第Ｌサンプル値である。図１３の例では、２５６個のサンプル点がある。
【００９３】
図１４は、１シンボル内を再生光がスキャンして再生信号を得るまでの課程を示している。この例では、再生光は強度一定で連続に照射されるとし、１シンボル長内で、２５６回再生信号がサンプルされるとする。図１４の上段は、サンプル点での再生光ｇ［０］［Ｌ］第０ビームからｇ［２５５］［Ｌ］第２５５ビームまでの分布を示している。また、シンボルの前後の再生光のビーム半径分の部分、即ちシンボルの前後２０サンプル分の境域も再生光が照射されている。再生光の強度は一定なので、ｇ［ｋ］［Ｌ］の集光部分の分布は一定である。
【００９４】
図１４の中段は、１シンボル内に記録されている反射率パターン（屈折率パターン）を示している。反射率は、屈折率より求まる。例えば、記録層で０％の２光子吸収反応の場合の屈折率をＮ１、１００％の２光子吸収反応の場合の屈折率をＮ２、記録層の上下の部分の屈折率をＮ０、再生光の波長をλ、記録層の厚さＤ、規格化屈折率をｎ［Ｌ］（屈折率Ｎ１の時ｎ［Ｌ］＝０、屈折率Ｎ２の時ｎ［Ｌ］＝１．０と規格化）、Ｎ１２＝Ｎ１＋（Ｎ２−Ｎ１）×ｎ［Ｌ］と定義すると、規格化屈折率ｎ［Ｌ］である部分の反射率Ｒｆ［Ｌ］は、
１−（８×Ｎ０＾２×Ｎ１２＾２／（（Ｎ１２＾２＋Ｎ０＾２）＾２＋４×Ｎ０＾２×Ｎ１２＾２−（Ｎ０＾２−Ｎ１２＾２）＾２×ｃｏｓ（４×π×Ｎ１２×Ｄ／λ）））；
となる。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ０、λ、Ｄは既知で一定なので、反射率Ｒｆ［Ｌ］と規格化屈折率ｎ［Ｌ］は１対１で対応している。よって、以降、中段のパターンを反射率パターンと呼ぶことにする。
【００９５】
図１４の下段は、図１４の上段の再生光を図１４の中段の記録反射パターンに照射して得られる再生信号を示している。この再生信号は、図１４上段の再生光分布を図１４中段の反射率パターンで畳み込み演算することで得られる。
【００９６】
以上より、１シンボル分の再生ビームと反射率分布と再生信号の関係が図１５の様な行列式となる。左の行列を再生ビーム行列、右の行列を再生信号ベクトル、真ん中の行列を反射率分布ベクトルと呼ぶ。再生ビーム行列と再生信号ベクトルは既知なので、再生ビーム行列の逆行列を式の両辺に左側より掛けると、反射率分布ベクトルが求まる。
【００９７】
次に、求まった光学定数パターン、即ち、屈折率パターンを形成する記録光の強度パターンを求める。
【００９８】
１つの位置に注目して記録光による屈折率の変化について考えてみる。注目している位置にｋ回目に照射される規格化記録光強度をｂ［ｋ］とし、ｋ回記録光照射後の規格化屈折率をｎ［ｋ］とする。ここで、規格化記録光強度とは、図９と同様に、ｂ［ｋ］＝１．０で２光子吸収記録反応が１００％起きる光強度とし、線形な値とする。また、規格化屈折率も同様に、ｎ［ｋ］＝１．０で２光子吸収記録反応が１００％起きた時の屈折率とし、線形な値とする。すると、ｋ−１回記録光照射後の屈折率からｋ回記録光照射後の屈折率は、
ｎ［ｋ］＝ｎ［ｋ−１］＋（１−ｎ［ｋ−１］）×ｂ［ｋ］＾２
となる。
【００９９】
この式を変形すると、
（１−ｎ［ｋ］）＝（１−ｎ［ｋ−１］）×（１−ｂ［ｋ］＾２）
となり、比級数の形になる。Ｎ［ｋ］＝１−ｎ［ｋ］と置くと、
Ｎ［ｋ］＝Ｎ［ｋ−１］（１−ｂ［ｋ］＾２）
となる。
【０１００】
よって、Ｎ［ｋ］は、ｂ［０］〜ｂ［ｋ］によって表すことができる。即ち、Ｎ［ｋ］＝Ｎ［０］（１−ｂ［０］＾２）×（１−ｂ［１］＾２）×・・・×（１−ｂ［ｋ−１］＾２）×（１−ｂ［ｋ］＾２）
となる。Ｎ［０］は１−ｎ［０］を示すから、初期の屈折率と各回の記録光強度が判れば、記録光が任意の回数照射された後の屈折率が計算できる。
【０１０１】
同様に１シンボル内に記録される屈折率パターンも記録光の強度が判れば解析的に求まる。図１６Ａおよび図１６Ｂは、１シンボル分の記録時のパラメータを説明している。この例では、記録光は、再生サンプル点と同じ位置でパルス状に照射され、１シンボル当たり２５６パルス照射されるとする。記録光が照射される２５６サンプルの区間の前後２０サンプル（記録光ビーム半径）は、記録光のビームの裾の部分により記録される。
【０１０２】
上記ビーム分布等のパラメータに位置のパラメータを加えてパラメータを再定義する。サンプル点Ｌにｋ回目に照射される規格化記録光強度をｂ［ｋ］［Ｌ］とし、サンプル点Ｌに記録光をｋ回照射後の規格化屈折率をｎ［ｋ］［Ｌ］とし、Ｎ［ｋ］［Ｌ］＝１−ｎ［ｋ］［Ｌ］とする。また、サンプル点Ｌでの記録光の規格化ビームパワー分布をｇ［ｋ］［Ｌ］とする（ｇ［ｋ］［Ｌ］のピークのビームパワーは１．０としている）。Ａ［ｋ］はｋ番目のビームのピークパワーを示している。ｋ番目の記録光のビームパワー分布は、Ａ［ｋ］×ｇ［ｋ］［Ｌ］で表される。図１６Ａは、Ａ［ｋ］×ｇ［Ｌ］の分布を表している。ｇ［ｋ］［Ｌ］は、ガウス分布を示し既知であるので、記録ビーム分布は、Ａ［ｋ］だけで表すことができる。
【０１０３】
図１６Ｂは１シンボル内の記録光ビームの位置を説明している。記録光照射位置は、再生光サンプリング位置と同じにしている。よって、Ｌは、０より２９５までで定義されている。ただ、再生光と異なるのは、記録光の強度は一定でなく変化する点である。
【０１０４】
また、１シンボル内の１パルスの記録光のビームパワー分布は、図１７の様な行列式で表現できる。この行列をビーム行列と呼びＢ［ｋ］と定義する。この例では、ｇ［ｋ］［Ｌ］の分布は、ガウス分布としているが、記録再生学習などで最適な分布に調整することができる。
【０１０５】
これら再定義したパラメータを使って、ｋ−１番目の記録光が照射された後の屈折率分布とｋ番目の記録光のビームパワー分布より、ｋ番目の記録光が照射された後の屈折率分布を求める。図１８Ａでは、ｋ−１番目の記録光照射後の屈折率分布とｋ番目の記録光のビーム行列より、ｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を行列式で求めている。Ｎ［ｋ］［０］＝１−ｎ［ｋ］［０］である。ｎ［ｋ］［０］は、ｋ番目のビーム照射後のサンプル点０での規格化屈折率である。ｋ番目のビームのパワー分布ｂ［ｋ］［  ］により表された屈折率変化行列≡ビーム分布行列≡Ｂ［ｋ］である。
【０１０６】
ｋ番目の記録光照射後の１シンボルの屈折率分布は、図１８Ｂの行列式にて表現される。ここで、０番目の屈折率分布は、全て０になるので、全てのＮ［０］［Ｌ］は１となる。最終的に図１９の行列式に変形される。この行列式で、Ａ［ｋ］が求まると、所望の記録光の強度パターンが求まる。この行列式は、ニュートン−ラプソン法にて高速に解くことができる。
【０１０７】
このように、目標となる再生波形を図１５のｐｌｙｓｇに代入した目標再生信号ベクトルに再生ビーム行列Ｇの逆行列を掛けて反射率分布ベクトルを求め、反射率を屈折率に変換し、図１８Ａおよび図１８Ｂの２５６回記録ビームが照射された後の屈折率分布に代入して、ビーム行列のＡ［０］〜Ａ［２５５］をニュートン・ラプソン法などで求める。これにより、記録光ビーム強度が求まる。求まった記録光ビーム強度は、記録補償された記録信号に反映される。
【０１０８】
以上より、記録補償の演算を定式化し、この式を解くことにより、所望の直交周波数分割変調波形が得られる様に記録光の強度パターンを高速に求めることができ、記録補償された記録信号が得られる。
【０１０９】
図７に示す光ディスク装置１００は、上記で説明した記録補償を実行する。以下、光ディスク装置１００の動作を詳細に説明する。
【０１１０】
変調部１０１は、ターボ符号変調回路９１と、直交周波数分割変調回路９３とを備える。記録補償部９５は、屈折率パターン演算回路９６と記録パルス強度演算回路９８とを備える。光ヘッド部１０３は、パルスレーザー駆動回路１１０と、パルスレーザ素子１１２と、コリメーターレンズ１１３と、ビームスプリッター１１４と、１／４波長板１１５と、対物レンズ１１６と、対物レンズアクチエーター１１７と、集光レンズ１２１と、フォトセンサー群１２２と、サーボ回路１２６とを備える。記録層１１９を備える光ディスク媒体１１８はスピンドルモーター１２０により回転する。
【０１１１】
なお、光ヘッド部１０３は、光ディスク媒体から情報を再生する場合は、再生部として機能し、記録層にビームを照射し、光ディスク媒体からの反射光に基づいて再生信号を生成する。光ディスク装置１００は、復調部１０４をさらに備える。復調部１０４は、光ヘッド部１０３が生成した再生信号に複数のキャリア信号を乗算してキャリア信号に対応した複数のサブチャネル信号を生成する。復調部１０４は、その複数のサブチャネル信号に基づいて情報記録媒体に記録された情報を検出する。再生動作は後述する。
【０１１２】
以下、光ディスク装置１００が実行する記録補償動作を説明する。
【０１１３】
情報源符号化ブロック（図示せず）より記録するべきデータ、即ち、記録データがターボ符号変調回路９１（図７）に入力される。ターボ符号変調回路９１は、データを高符号化率ターボ符号に変調する。高符号化率ターボ符号は、Ｈ．Ｏｇｉｗａｒａ  ａｎｄ  Ｍ．Ｙａｎｏ，“Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｔｒｅｌｌｉｓ−ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ”，ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｅ−８１−Ａ，ｐｐ．２０４０−２０４６，１９９８に開示されている。通常、無線通信などでのターボ符号は、符号化率が０．３〜０．５程度であり、光ディスクの符号化率０．８程度と比べて小さい。光ディスクの通信路はローパスフィルターの特性を有していて、記録できる周波数を上げることが困難な為、符号化率が低いと記録密度が低くなる。この為に高符号化ターボ符号を使用する。高符号化率ターボ符号の内符号としては、５ビットのデータを６ビットのｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋコードにする符号を使っている。ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋコードは、Ｇ．Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ，“Ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ／ｐｈａｓｅ  ｓｉｇｎａｌｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．ＩＴ−２８，ｎｏ．１，ｐｐ．５５−６７，Ｊａｎ．１９８２に開示されている。
【０１１４】
図２０Ａは、ターボ符号変調回路９１を示している。この例では、入力された記録データは、８ビットで並列入力される。入力された８ビットの記録データは、８／５ビット変換回路２２１に入力されて、５ビットの並列データに変換される。変換された５ビットのデータは、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２とランダムインターリーバ２２３に入力される。
【０１１５】
５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２では、５ビットの記録データを入力して、６ビットの再帰組織畳み込み符号の１ビットのパリティビットを出力している。図２０Ｂは、再帰組織畳み込み符号変調回路の一例を示している。Ｄは、Ｄ型フリップフロップを示し、１シンボル周期の９倍の周波数のクロックで動作している。即ち、９ターボ符号語で１つのＯＦＤＭのシンボルを形成している。尚、ターボ符号変調回路９１では、８／５ビット変換回路以降の回路は、このクロックで動作している。図中の＋は、１ビット加算を示している。パリティビットの出力は、一番左のフリップフロップの入力となっていて再帰的に動作している。変調データは、５ビットのデータと１ビットのパリティビットを有しているが、パリティビットの１ビットだけが出力されている。
【０１１６】
図２０Ｃに５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の状態遷移表を示す。表中のステートは、図２０Ｂのフリップフロップの値（Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０）を示している。また、表中のＦで始まる英数字の数字の部分は、図２０Ｂに示す出力値（ビット４、ビット３、ビット２、ビット１、ビット０、パリティビット）を１６進数で表した数字になっており、Ｆで始まる英数字自体は、後述する６４ＱＡＭ変調のマッピングを示している。
【０１１７】
ランダムインターリーバ２２３は、入力されたデータとそれに対応したパリティビットを組みとして、組み単位で順番をランダムに変えている。インターリーブ長はｍシンボル分であり、通常、トラック１周未満の長さになっている。本実施例では、６ビットを１つの符号語として、２５５×１２９語（１９７３７０ビット）をインターリーブ長としている。以降、このインターリーブ単位を１ターボ符号語と呼ぶ。
【０１１８】
ランダムインターリーバ２２３は、順番をランダムに変えたデータを別の５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４に入力する。ここで、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２と５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４は同じ回路である。よって、同様に、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４は、１ビットのパリティビットを出力する。２つの５／６再帰組織畳み込み符号変調回路よりのパリティビットは、セレクター２２５に入力される。セレクター２２５では、２つのパリティビットを交互に選択して出力する。即ち、このターボ符号はパンクチャー符号である。
【０１１９】
交互に出力された１ビットのパリティビットは、ランダムインターリーバ２２３より出力された５ビットのデータと共に６ビット並列データのターボ符号変調信号９２として出力され、直交周波数分割変調回路９３に入力される。
【０１２０】
このターボ符号変調回路９１は、５ビットの記録データを入力して６ビットのターボ符号を出力しているので、符号化率は、５／６＝０．８３となる。
【０１２１】
直交周波数分割変調回路９３は、入力された６ビット並列データのターボ符号変調信号９２をサブチャネル毎に分配して変調し、サブチャネル毎に変調されたデータを加え合わた直交周波数変調信号９４を出力する。
【０１２２】
図２１Ａは、直交周波数分割変調回路９３を示している。入力されたターボ符号変調信号は、サブチャネルデータ分配回路２３０に入力される。サブチャネルデータ分配回路２３０は、入力されたターボ符号変調信号の６ビット並列データをｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０に順次繰り返し分配する。
【０１２３】
ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０は、サブチャネルデータ分配回路２３０より６ビット並列データと記録クロックを入力し、６ビット並列データを各々の周波数（ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２では、ｆ１の周波数）のキャリアで６４ＱＡＭ変調を行い、６４ＱＡＭ変調波形信号を記録クロックに同期して出力している。記録クロックの周波数ｆｗとキャリア周波数ｆｓｃ＝ｆ１〜ｆ９は、以下の関係を満たしている（ｆ１：ｎ＝１、ｆ９：ｎ＝９）。
ｆｓｃ＝ｆｗ／（ｎ×２m）
ｎ＝１、２、３・・・９（ｎは自然数）
ｍは自然数
【０１２４】
ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ２３２からｆ９周波数サブチャネルエンコーダ２４０の６４ＱＡＭ変調波形信号の出力は、加算回路２３１に入力され、記録クロック毎に加算結果を出力する。この出力が直交周波数分割変調信号９４となる。図２１Ｂおよび図２１Ｃに６４ＱＡＭ変調のマッピングの一部を示す。上のＦで始まる英数字（Ｆ０７など）は、図２０Ｃの５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の状態遷移表の出力を示している。図２１Ｂおよび図２１Ｃで１つのマッピング図に２つの出力（黒く塗りつぶしている信号点）があるのは、図２０Ｂのビット４の値が２通りとれる為である。直交周波数分割変調信号９４は、記録補償部９５に入力される。
【０１２５】
記録補償部９５は、屈折率パターン演算回路９６と記録パルス強度演算回路９８に分かれている。屈折率パターン演算回路９６は、直交周波数分割変調信号９４を入力して、屈折率信号９７を出力する。記録パルス強度演算回路９８は、屈折率信号９７を入力して、記録信号９９を出力する。
【０１２６】
図２２は、屈折率パターン演算回路９６を示している。屈折率パターン演算回路９６では、再生光のビーム行列の逆行列がガウスビーム逆行列値テーブル２４５に予め計算して保持されている。再生光のビーム行列の逆行列と直交周波数分割変調信号９４との行列積を演算することで、屈折率信号を計算している。
【０１２７】
入力された直交周波数分割変調信号９４は、セレクター２４１を通ってシンボル変調データメモリ２４２に一旦保持される。シンボル変調データメモリ２４２は、ダブルバッファになっている。片方のシンボル変調データメモリ２４２に直交周波数分割変調信号９４を書き込みしている時は、もう一方のシンボル変調データメモリ２４２は、屈折率パターン演算を行っている。シンボル変調データメモリ２４２から出力された直交周波数分割変調信号９４は、セレクター２４３を通って浮動小数点積和演算回路２４４に入力される。
【０１２８】
浮動小数点積和演算回路２４４では、ガウスビーム逆行列値テーブル２４５から出力された値と直交周波数分割変調信号９４の行列積が演算されるように、浮動小数点の乗算演算と加算演算、演算結果の保持、演算結果の出力を行う。行列積の演算の為のデータ読み出しは、ストアアドレス演算アドレス生成回路２４７よりシンボル変調データメモリ２４２へ出力されるアドレスとガウスビーム逆行列値テーブル２４５へ出力されるアドレスにより制御される。積和演算の制御は、演算制御回路２４６より浮動小数点積和演算回路２４４へ出力される積和演算命令により制御される。行列積演算が終了すると、シンボル変調データメモリ２４２及びセレクター２４３を切り替えて他方のシンボル変調データメモリ２４２に保持されている直交周波数分割変調信号の行列積演算を行う。
【０１２９】
屈折率パターン演算回路９６より出力された屈折率信号９７は、記録パルス強度演算回路９８に入力される。記録パルス強度演算回路９８では、屈折率信号９７とそれに対応した直交周波数分割変調信号９４を入力して図１９の連立方程式を解いて、即ち、図１９内のＡ［ｋ］を求めて記録補償された記録信号９９を出力している。この例では、図１９のＡ［ｋ］を得る為に、ニュートン・ラプソン法を用いている。
【０１３０】
図２３Ａに示す記録パルス強度演算回路９８は、直交周波数分割変調信号を初期値としたニュートン・ラプソン法による方程式を解くハードウェアである。記録パルス強度演算回路９８に入力された屈折率信号９７は、セレクター２５１を通って屈折率データメモリ２５２に書き込まれる。また、同時に、タイミング調整回路（図示せず）にて直交周波数分割変調信号９４と屈折率信号９７とから生成した直交周波数分割変調信号２５Ｉが、セレクター２５３とセレクター２５４を通って記録信号データメモリ２５５に書き込まれる。直交周波数分割変調信号２５Ｉは、記録信号の初期値として入力される。以降、記録信号データメモリ内のデータを漸近記録信号と呼ぶ。屈折率データメモリ２５２および記録信号データメモリ２５５はそれぞれダブルバッファになっている。屈折率データメモリ２５２の片方のメモリに屈折率信号９７を書き込みしている時は、もう一方のメモリは、記録信号を求める演算を行っている。また、記録信号データメモリ２５５の片方のメモリに直交周波数分割変調信号２５Ｉを書き込みしている時は、もう一方のメモリは、記録信号を求める演算を行っている。
【０１３１】
屈折率データメモリ２５２より出力された屈折率信号は、セレクター２５６を通ってｆｋ演算回路２５８に入力される。記録信号データメモリ２５５より出力された漸近記録信号は、セレクター２５７とΔＡ［ｋ］加算器２５Ａを通ってｆｋ演算回路２５８に入力される。ΔＡ［ｋ］加算器２５Ａでは、所定のシーケンスで漸近記録信号に０および所定の定数を加算する。即ち、記録信号データメモリから、図１９の１方程式に相当する１回（０加算）＋２５６回（Ａ［ｋ］）の漸近記録信号が出力される。各々の漸近記録信号値に０又は所定の定数を加算してｆｋ演算回路２５８に入力する。ｆｋ演算回路２５８では、０又は所定の定数を加算された漸近記録信号に対応する図１９の連立方程式の左辺の演算を行う。ここでは、０加算分が最初に出力されて、その後順次ｋ＝０より２５５まで加算された演算値が出力される。
【０１３２】
ｆｋ演算回路２５８より出力された０加算に対応する値をレジスター２５９に保持し、且つｆｋモリ２５Ｂに書き込む。減算器２５Ｊは、ΔＡ［ｋ］加算された次から出力される漸近記録信号のｆｋ演算値を、レジスター２５９で保持されている値から減算して、その結果をαｋメモリ２５Ｃに書き込む。ｆｋメモリに保持される値は、図１９の１つの方程式に相当する２５６個で、αｋメモリに保持される値は、２５６×２５６＝６５５３６個となる。
【０１３３】
図２３Ｂは、ｆｋ演算回路２５８を示している。入力された漸近記録信号は、乗算器２９１に入力される。乗算器２９１に入力された漸近記録信号は、所定のシーケンスで読み出されるガウスビーム強度分布テーブル２９３よりの値と乗算されて乗算器２９１より出力される。この動作は、図１９のＡ［ｋ］×ｇ［Ｌ］の部分を計算している。乗算器２９１より出力された信号は、加算器２９４と減算器２９５に入力され、１．０データテーブル２９２より出力される１．０の値から、それぞれ加算または減算されて乗算器２９６に入力され、乗算される。この動作は図１９の１−Ａ［ｋ］ｇ［Ｌ］＾２の部分を計算している。乗算器２９６の出力は、乗算器２９７に入力され、レジスター２９９からの値と乗算されて、減算器２９Ａに入力されるとともに、セレクター２９８を通してレジスター２９９に入力される。レジスター２９９は、乗算器２９７の前の乗算結果を保持している。レジスター２９９の初期値は１．０であり、１．０データテーブル２９２よりセレクター２９８を通じて入力される。所定のシーケンスで１シンボル分の乗算が終了したら、減算器２９Ａは、乗算器２９７の出力から屈折率信号の値を減算した結果を出力する。
【０１３４】
この動作を１シンボル分行ったら、ｆｋ値とαｋ値を含む以下の連立方程式を解くＬＵ分解回路２５Ｄに、１シンボル分の２５６個のｆｋ値と６５５３６個のαｋ値を出力する。
−ｆｋ＝αｋ×ｘｋ
【０１３５】
この式は、２５６連立方程式となる。求められたｘｋは、加算器２５Ｅに入力されて、記録信号データメモリ２５５に保持されている漸近記録信号と加算され、再び記録信号データメモリ２５５に書き込まれる。この書き込み動作で、漸近記録信号の値が更新され、記録補償された記録信号に近づいていく。
【０１３６】
上記演算ループを繰り返していくと、ｆｋの値が０に近づいていく。これは、漸近記録信号が記録補償値に近づいたということである。収束判定回路２５Ｈにてｆｋの値が所定の値以下になることを検出すると上記演算ループを終了して、記録補償された記録信号９９と記録補償確定信号２５Ｆを出力して、他方の屈折率メモリ２５５と記録信号データメモリ２５５に切り替えて再び演算を開始する。
【０１３７】
記録補償部９５より出力された記録信号９９と記録クロック１３５は、パルスレーザー駆動回路１１０に入力される。パルスレーザー駆動回路１１０は、入力された記録信号９９に基づいてパルスレーザー駆動信号１１１を生成する。パルスレーザー駆動信号１１１は記録クロック１３５に同期している。パルスレーザ素子１１２は、パルスレーザー駆動信号１１１をレーザー光に変換する。２光子吸収記録の場合は、非常にピークパワーの大きいレーザー光が必要な為、パルス幅は、記録クロックの周期に比べ非常に小さく、例えば、１ｎｓ程度になる。
【０１３８】
パルスレーザ素子１１２より出力されたレーザー光は、コリメータレンズ１１３を通って平行光に変換され、ビームスプリッター１１４、１／４波長板１１５を通って対物レンズ１１６に入射する。
【０１３９】
対物レンズ１１６は、記録層１１９にレーザ光の焦点が合う様に、対物レンズアクチエーター１１７により制御される。記録層１１９に集光したレーザー光は、記録層１１９の組成を変化させることで屈折率を変化させて記録を行う。
【０１４０】
尚、上記の説明では、全てのデータを浮動小数点データとしているが、誤差を評価し可能であれば固定小数点データとして演算しても良い。
【０１４１】
次に、本発明の再生方式を説明する。図２４は、本発明の光学再生方式を説明している。図２４（ａ）は、図８で示された記録方法で形成された屈折率パターンである。この屈折率パターンから図２４（ｄ）のバイナリデータを再生する。順次、図２４（ａ）より図２４（ｄ）まで、記録されたバイナリデータが再生される手順を説明してゆく。
【０１４２】
図２４（ａ）は、シンボル境界７２とトラック境界６９で区切られた１シンボル分の屈折率パターンを示す。このシンボル内に５４ビットのバイナリデータが記録されている。一定の強度に保たれた再生ビームスポット７６は、このシンボルのトラック６８の中央を移動し、この再生ビームスポット７６の反射光を検出することで再生信号波形が得られる。
【０１４３】
図２４（ｂ）は、１シンボル分の再生信号波形である。この１シンボル分の再生信号波形の長さ、即ち、１シンボル長とシンボル境界間の長さは異なっている。図２４（ａ）と図２４（ｂ）は、再生信号と再生ビームの位置を合わせて記載されている。１シンボル長は、１シンボル分の信号が記録、又は再生される間の長さである。１シンボル長は、図２４（ｂ）の再生信号の先頭を再生しているビームの中心位置から、再生信号の終わりの部分を再生しているビームの中心位置までの区間である。シンボル境界間の長さはデータが記録されている物理的な長さであり、（シンボル長＋記録ビームスポット直径）以上の長さがある。この差は、記録ビームスポット、および、再生ビームスポットが有限の大きさである為である。
【０１４４】
図２４（ｂ）の再生信号に、記録時に使用した図２４（ｃ）に示すサブチャンネルのキャリア信号を乗算して１シンボル長内で積分することで、このキャリア信号に対応したサブチャンネルのデータが再生される。この時、再生信号の各サブチャンネル間の周波数差が１シンボル長の時間の逆数、即ち、１シンボル長に対応した周波数になっているので、互いに干渉せずにキャリア信号に対応したサブチャンネルのデータだけが再生される。
【０１４５】
図２８Ａおよび図２８Ｂは、図２４（ｂ）の再生信号に互いに１８０度位相の異なる２つのキャリア信号を各々乗算して１シンボル長間で積分した２つの値を、縦軸（Ｑ軸）と横軸（Ｉ軸）に当てはめてマッピングした信号配置図である。図２８Ａは、ノイズのない理想的な再生での信号配置図であり、図２８Ｂは、一般的な光ディスク媒体のノイズが存在する時の信号配置図である。各サブチャネル信号は直交振幅変調されており、サブチャネル毎に信号点が定められている。サブチャンネルの変調方式は、６４ＱＡＭであるので、信号点が６４カ所ある。即ち、１点につき６ビットのデータを表している。また、１つの点が、１サブチャンネルの再生に対応している。図２８Ａは、理想的な再生であるので、点状に示された６４個の信号点が示されている。この信号位置が基準の信号位置となる。図２８Ｂは、再生時にノイズが乗った場合の信号配置図である。図２８Ａの基準の信号点を中心として、再生された信号点が広がっている。この図２８Ｂ全体では、約３２０００点が表示されている。この再生された信号点からバイナリデータへの変換は、その信号点より最も近い基準信号点のバイナリデータ値をその再生された信号点のバイナリデータ値とすることで得られる。
【０１４６】
図２４（ｄ）は、再生されたバイナリデータを示している。バイナリデータを区切る小括弧内の６ビットが１つのサブチャンネルの再生データを示し、中括弧が１シンボルの再生データを示している。１シンボル全体では、９サブチャンネルあるので、５４ビットが再生される。
【０１４７】
尚、このバイナリデータをターボ符号や低密度パリティ符号などで生成すると、強力なエラー訂正が可能となり、更に実質的に記録密度が向上する。
【０１４８】
本発明の実施形態による記録方式および再生方式の説明を続ける。
【０１４９】
図２４に示す再生方式を実行するとき、再生信号波形上でシンボルの先頭を見つけることは、非常に重要である。検出したシンボルの先頭がずれている時、そのずれが位相のオフセットとなって現れ、再生エラーの原因となる。
【０１５０】
図２９は、シンボルの先頭を検出するための記録再生方式を説明している。図２９（ａ）は、シンボルの先頭を検出する為の屈折率パターンを形成する記録信号１４１を示している。図２９（ｂ）は、図２９（ａ）の記録信号１４１で記録した時の屈折率パターンを示している。図２９（ｃ）は、図２９（ｂ）の屈折率パターンを再生した時の再生信号１４２を示している。図２９（ａ）、図２９（ｂ）、図２９（ｃ）は、シンボルとシンボルの接続部分前後を示しており、お互いにトラック上の位置を合わせている。図上左側は、前シンボル１４６の後尾の部分、図上真ん中は、シンボル間の接続部分１４８、図上右側は、右側の前シンボル１４６の後ろに接続される後シンボル１４７の先頭部分である。接続部分１４８の記録信号１４１（図２９（ａ））のパワーは０となっている。即ち、接続部分１４８は、無記録となっている。この無記録部分の長さは、再生ビームスポットの直径以上を必要とする。図２９（ｂ）の屈折率パターンを再生ビームでスキャンして再生信号１４２を得る。図２９（ｃ）より接続部分１４８の真ん中と接続部分の再生信号の谷１４５が一致することがわかる。これは、前シンボル１４６と後シンボル１４７の間の接続部分１４８を無記録とすると、前シンボル最後の記録ビームインパルス１４３と後シンボル最初の記録ビームインパルス１４４はほぼ最大値になる。これは、シンボル間に無記録部分を挟む様な屈折率パターンでシンボルの端の部分を再生する時は、再生ビームスポットの半分は無記録部分にかかる為、再生信号振幅は非常に小さくなる傾向にあり、シンボルの端の部分の再生振幅を確保する為に記録ビームインパルスのパワー値はほぼ最大になる必要がある為である。よって、シンボル接続部分１４８の再生信号は、前後対称となり、再生信号の谷になる位置は、接続部分１４８の中央になる。接続部分１４８の中央と後シンボル１４７の先頭、又は、前シンボル１４６の後尾の位置関係は固定なので、接続部分１４８の中央より後シンボル１４７の先頭、又は、前シンボル１４６の後尾を逆算することができる。記録補償部９５（図７）は、上述のようにシンボル間に所定の長さの無記録領域が存在するように記録信号を生成する。また、記録補償部９５は、ほぼ最大パワーのパルスビームが照射される領域の間に無記録領域が存在するように記録信号を生成する。
【０１５１】
また、最初から前シンボル最後の記録ビームインパルス１４３と後シンボル最初の記録ビームインパルス１４４のパワーを最大として記録補償された記録信号を生成して記録しても良い。
【０１５２】
上述のように、記録層のシンボル間に対応する領域は、情報が記録されない無記録領域を含んでいる。無記録領域は、所定の光学定数のパターンを有する領域に挟まれている。復調部１０４は、再生信号に含まれる無記録領域を示す信号から、シンボルの先頭位置を検出する。また、復調部１０４は、無記録領域を示す信号に基づいてクロック信号を生成する。
【０１５３】
光ディスク装置１００（図７）の再生動作をより詳細に説明する。
【０１５４】
復調部１０４は、再生回路１２８と、直交周波数分割復調回路１３１と、ターボ符号復調回路１３３とを備える。再生時には、パルスレーザー駆動回路１１０は、パルスレーザ素子１１２の光パワーが連続で一定になる様に制御するが、そのパワーは、記録時のレーザーパワーより非常に小さい。パルスレーザ素子１１２より出力されたレーザー光は、コリメータレンズ１１３を通って平行光に変換され、ビームスプリッター１１４、１／４波長板１１５を通って対物レンズ１１６に入射する。
【０１５５】
対物レンズ１１６は、対物レンズアクチエーター１１７により、記録層１１９に焦点が合う様に制御される。記録層１１９に集光したレーザー光は、記録時と異なり記録層１１９の組成を変化させない程度の弱いレーザー光である。記録層１１９で反射したレーザー光は、対物レンズ１１６、１／４波長板１１５を通り、ビームスプリッター１１４で反射して集光レンズ１２１を通りフォトセンサー群１２２に集光される。フォトセンサー群１２２は、フォーカスセンサーの誤差信号１２３、トラッキングセンサーの誤差信号１２４と共にこれらのセンサー信号を合算したアナログ再生信号１２５を出力する。フォーカスセンサーの誤差信号１２３とトラッキングセンサーの誤差信号１２４は、サーボ回路１２６に入力される。サーボ回路１２６はアクチエータ駆動信号１２７を対物レンズアクチエーター１１７へ出力し、レーザ光の焦点が記録層にフォーカスする様に、且つレーザー光の集光点がトラック上に位置する様に対物レンズアクチエーターを制御する。
【０１５６】
アナログ再生信号１２５は、再生回路１２８に入力される。図２５は再生回路１２８を示している。入力されたアナログ再生信号１２５は、アナログＥＱ２６１に入力され、低域ノイズ除去、高域ブーストされてＡＤ変換器２６２に入力される。ＡＤ変換器２６２は、入力されるサンプリングクロック信号１３４のタイミングで、アナログ値をディジタル値に変換している。ＡＤ変換器２６２は、ディジタル再生信号１２９を出力する。また、ディジタル再生信号１２９は、シンボル先頭検出回路に入力され、各シンボルの先頭に記録されている特定パターンを検出して、シンボル先頭検出信号１３０を出力する。シンボル先頭検出信号１３０は、サンプルクロック発生回路２６４に入力される。サンプルクロック発生回路２６４は、シンボル先頭が検出されたタイミングと位相同期しているサンプルクロック信号１３４をＡＤ変換器及び他回路へ、記録クロック信号１３５を記録側回路へ出力する。
【０１５７】
再生回路１２８より出力されたディジタル再生信号１２９は、直交周波数分割復調回路１３１に入力される。図２６は、直交周波数分割復調回路１３１を示している。
【０１５８】
入力されたディジタル再生信号１２９は、シンボル先頭検出信号１３０と、直交周波数分割復調回路１３１の動作クロックであるサンプルクロック信号１３４と共に、ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９に入力される。ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９では、シンボル先頭検出信号１３０を基準として、各々ｆ１周波数からｆ９周波数までのキャリアでヒルベルト変換を行って６４ＱＡＭ復調を行い、それぞれＩ値とＱ値の２つの信号を出力している。サンプルクロックの周波数ｆｐとキャリア周波数ｆｓｃ＝ｆ１〜ｆ９は、以下の関係を満たしている。（ｆ１は、ｎ＝１、ｆ９はｎ＝９）
ｆｓｃ＝ｆｐ／（ｎ×２m）
ｎ＝１、２、３・・・９（ｎは自然数）
ｍは自然数
【０１５９】
ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９の６４ＱＡＭ復調データＩ値とＱ値は、デコード値選択回路２７Ａに入力され、サンプルクロック毎に順次、ｆ１周波数サブチャネルデコーダ２７１の出力からｆ９周波数サブチャネルデコーダ２７９の出力まで切り替わって出力される。この出力信号が直交周波数分割復調信号１３２となる。
【０１６０】
直交周波数分割復調回路１３１より出力された直交周波数分割復調信号１３２は、ターボ符号復調回路１３３に入力される。図２７Ａは、ターボ符号復調回路１３３を示している。以下にターボ符号復調回路１３３の動作の概略を説明する。
【０１６１】
入力された直交周波数分割復調信号１３２は、デコーダー２  ２８１と通信路値演算回路２８３と分散値演算回路２８２とランダムデ・インターリーブ２８６に入力される。
【０１６２】
デコーダー２  ２８１では、入力された１ターボ符号語分の直交周波数分割復調信号１３２の系列に対して、ＭＡＰ（最大事後確率）デコードが行われ、各データ毎の事後確率が出力される。この時、直交周波数分割復調信号１３２の系列は、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２４の系列で入力されている。このため、パリティは、データがインターリーブされた順番で入力されている。この系列の順番をｎで表し、この系列のデータをｄｎと表す。同様に、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の系列でのパリティが付加されたデータの系列は、その順番をｋで表し、この系列のデータをｄｋと表す。
【０１６３】
また、分散値演算回路２８２では、入力された直交周波数分割復調信号１３２と最も近い信号点とのユーグリッド距離を演算して分散値を求めてデコーダー２  ２８１と通信路値演算回路２８３とデコーダー１  ２８７と通信路演算回路２８８に出力している。尚、初回のデコードでは、デコーダー２  ２８１の事前確率入力にはセレクター２８Ｂよりの０を入力しており、事前確率は０となり、この値はＭＡＰデコードには使用しない。
【０１６４】
通信路値演算回路２８３では、直交周波数分割復調信号１３２がデータｄｎである確率を各々のｄｎについて求めている。この時、直交周波数分割復調信号１３２はガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２からの分散値と、直交周波数分割復調信号１３２から各信号点へのユーグリッド距離とを用いて演算している。
【０１６５】
デコーダー２  ２８１の出力Λ（ｄｎ）と通信路値演算回路２８３の出力Ｌｃｈ（ｄｎ）より、以下の式が示す演算を行い、外部値Ｌｅ（ｄｎ）を得る。但し、初回の演算では、事前確率は０であるので、Ｌａ（ｄｎ）＝０となっている。
Λ（ｄｎ）−Ｌａ（ｄｎ）−Ｌｃｈ（ｄｎ）＝Ｌｅ（ｄｎ）
【０１６６】
上記演算された外部値は、ランダムデ・インターリーブ２８５にてデ・インターリーブされてＬａ（ｄｋ）の系列に変換される。このＬａ（ｄｋ）は、デコーダー１  ２８７に対する事前確率となり、デコーダー１の事前確率入力に入力される。
【０１６７】
同時にランダムデ・インターリーブ２８６より出力されたデ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列が、デコーダー１  ２８７と通信路値演算回路２８８に入力される。
【０１６８】
デコーダー１  ２８７では、ランダムデ・インターリーブ２８６より入力された１ターボ符号語分のデ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列とランダムデ・インターリーブ２８５より入力された事前確率Ｌａ（ｄｋ）に対して、ＭＡＰ（最大事後確率）デコードが行われ、事後確率Λ（ｄｋ）が出力される。この時、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２の系列は、５／６再帰組織畳み込み符号変調回路２２２の系列で入力されているので、パリティは、データの順番で入力されている。
【０１６９】
通信路値演算回路２８８では、直交周波数分割復調信号１３２がデータｄｋである確率を各々のｄｋについて求めている。この時、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２はガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２からの分散値と、デ・インターリーブされた直交周波数分割復調信号１３２から各信号点へのユーグリッド距離とを用いて演算している。
【０１７０】
デコーダー１  ２８７の出力Λ（ｄｋ）と通信路値演算回路２８８の出力Ｌｃｈ（ｄｋ）とランダムデ・インターリーブ２８５の出力事前確率Ｌａ（ｄｋ）により、以下の式が示す演算を行い、外部値Ｌｅ（ｄｋ）を得る。
Λ（ｄｋ）−Ｌａ（ｄｋ）−Ｌｃｈ（ｄｋ）＝Ｌｅ（ｄｋ）
【０１７１】
上記演算された外部値は、再びランダムインターリーブ２８ＡにてインターリーブされてＬａ（ｄｎ）の系列に変換される。このＬａ（ｄｎ）は、デコーダー２  ２８１に対する事前確率となり、セレクター２８Ｂを通ってデコーダー２  ２８１の事前確率入力に入力される。
【０１７２】
デコーダー２  ２８１では、入力された事前確率Ｌａ（ｄｋ）と内部に保持されている前回のＭＡＰデコードの中間データ（γ値）で、再び事後確率Λ（ｄｎ）を演算して出力する。前回と同様に、以下の演算を行い外部値Ｌｅ（ｄｋ）を算出して、再びランダムデ・インターリーブ２８５に入力する。尚、Ｌａ（ｄｎ）は、デコーダー２  ２８１に入力されたデータであり、通信路値Ｌｃｈ（ｄｎ）は、前回と同じデータとなっている。
Λ（ｄｎ）−Ｌａ（ｄｎ）−Ｌｃｈ（ｄｎ）＝Ｌｅ（ｄｎ）
【０１７３】
この様に、再帰的にデコードを行い、所定回数後、又は、Ｌａ（ｄｋ）の前回との差の絶対値が所定の大きさ以下になれば、硬判定回路２８Ｃで、各受信語で最も事後確率の高いｄｋを再生データとして出力する。
【０１７４】
次に、デコーダー１および２の動作を詳細に説明する。図２７Ｂは、デコーダー１および２を示している。デコーダー１および２は、構成自体は、共通であるが、入力される直交周波数分割復調信号１３２などのデータの順番は、インターリーブされている（ｄｎ）か、されていない（ｄｋ）かで異なっている。また、処理は、１ターボ符号語単位で行われる。以下、新しい１ターボ符号語がデコーダー２に入力されてきた時の動作を説明する。
【０１７５】
（ステップ１１）  入力された直交周波数分割復調信号１３２は、ユーグリッド距離演算回路３０１に入力される。ユーグリッド距離演算回路３０１では、入力された直交周波数分割復調信号１３２と、遷移先のステートごとに所定の順番に基準再生信号発生回路３０２が発生する基準再生信号（誤差なしの再生信号）とのユーグリッド距離を演算して出力する。５／６再帰組織畳み込み符号の場合、３２ステートあるので、１組みの直交周波数分割復調信号１３２に対し、３２×３２＝１０２４通り（図２０Ｃの出力全て）のユーグリッド距離を演算して出力する。
【０１７６】
基準再生信号発生回路３０２は、図２０Ｃの遷移先ステート００、遷移元ステート００のＦ００より順次右方向に沿って信号を出力し、遷移先ステート００が終われば図２０Ｃの下の表の遷移先ステート１０に移って信号を出力し、上の表に沿った信号と下の表に沿った信号とを交互に出力し、最下段の１ｆステートの最後まで出力して直交周波数分割復調信号１シンボル分の出力を終了する。次のシンボルが入力されると、また上記シーケンスを繰り返して出力を行う。
【０１７７】
このターボ符号は、交互にパンクチャードされている。パンクチャードされている部分に関しては、パリティビットが異なる符号語のパリティビットとなっている。よって、上記確率としては、パンクチャードされている部分に関しては、パリティビットが“０”の時と“１”の時の平均を取って出力する。図２０Ｃの上の表は、パリティビット“０”に対応し、下の表は、パリティビット“１”に対応している。よって、ユーグリッド距離演算回路３０１では、上下の表のパリティビット“０”と“１”の両方の計算が終了して、パンクチャードされている部分のパリティ“０”と“１”に対応した平均を得てからユーグリッド距離の演算結果を出力する。
【０１７８】
（ステップ１２）ユーグリッド距離演算回路３０１より出力されたユーグリッド距離の演算値は、直交周波数分割復調信号１３２がガウス分布しているとして、分散値演算回路２８２より入力された分散値とユーグリッド距離により確率値に変換して出力される。
【０１７９】
（ステップ１３）確率値に変換された直交周波数分割復調信号は、セレクター３０４を通ってγ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５に保持される。γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５では、１ターボ符号語分の各ステートから全てのステートへの遷移確率が保持される。
【０１８０】
（ステップ１４）確率値に変換された直交周波数分割復調信号は、同時に、セレクター３０６を通って加算回路３０８に入力される。
【０１８１】
加算回路３０８では、確率値とレジスター３０７の出力とが加算されて出力される。加算された確率値は、セレクター３０Ｄを通ってレジスター３０７へ入力され、保持される。よって、レジスター３０７が出力する値は、１つ前の加算回路の出力値となる。レジスター３０７は、ターボ符号語の最初の直交周波数分割復調信号のシンボルに対する確率値が入力されていて、且つ、遷移先ステートが変わる度にリセットされる。よって遷移先ステート毎に入力された確率値が加算された値が出力される。加算回路３０８から出力された、遷移先ステート毎の確率の加算値は、セレクター３０９とセレクター３０Ｂを通って、それぞれαＳ（ｍ）メモリ３０Ａとα（ｍ）メモリ３０Ｃに保持される。αＳ（ｍ）３０Ａメモリは、直交周波数分割復調信号の１シンボルに対する各ステートから１つのステートへの遷移確率の和を保持する。α（ｍ）メモリ３０Ｃは、１ターボ符号語分の直交周波数分割復調信号の１シンボルに対する各ステートから１つのステートへの遷移確率の和を保持する。
【０１８２】
ターボ符号語の２番目以降の直交周波数分割復調信号のシンボルに対する確率値が入力される場合は、遷移先ステートが変わる度に、αＳ（ｍ）メモリ３０Ａよりセレクター３０Ｄを通ってレジスター３０７に、遷移元順に保持されている値がセットされる。この値が初期値となって、再び、加算回路にて加算され、各遷移先確率値の和が更新される。
【０１８３】
（ステップ１５）これらの処理を１つのターボ符号語分行うと、α（ｍ）メモリには、ターボ符号語の先頭から各ｄｎのステートまでの遷移確率の和が保持される。また、γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５には、１つのターボ符号語内の全ての遷移確率が保持される。
【０１８４】
（ステップ１６）γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５が保持したデータを、直交周波数分割復調信号１３２が入力された順番と逆方向に、且つ、遷移元毎に順番に読み出す。即ち、図２０Ｃで、遷移元ステート００のＦ００出力に対応した遷移確率から、下方向へ読み出して、遷移先ステート０ｆまで読み出す。次に、遷移元ステート０１に移り、遷移先ステート１０のＦ０１より遷移先ステート１ｆまで読み出して、遷移確率を出力する。次に、遷移元ステート０２に移り、同様に出力してゆく。
【０１８５】
（ステップ１７）γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５の出力に応じて、セレクター３０４を通って加算回路３０Ｆに入力される。以降αＳ（ｍ）メモリと同様に、最初に加算回路３０Ｆに入力される直交周波数分割復調信号のシンボルの加算は、遷移元ステートが変わる度にレジスター３０Ｅの値を０にリセットして演算する。２番目のシンボルの加算からは、βＳ（ｍ）メモリに保持される各遷移元ステートの加算値を遷移元ステートが変わる度にレジスター３０Ｅにロードして加算の初期値とする。
【０１８６】
（ステップ１８）これらの処理を１つのターボ符号語分行うと、β（ｍ）メモリ３０Ｊには、ターボ符号語の最後から各ｄｎのステートまでの遷移確率の和が保持される。
【０１８７】
（ステップ１９）０番目のシンボルのｄ０＝０に対応する全ての遷移の組み合わせｍ→ｍ'において、α（ｍ）×γ（ｍ，ｍ'）×β（ｍ）の値の和を演算する。α（ｍ）メモリ３０Ｃよりセレクター３０Ｂを通ってｄ０＝０に当たる確率和を乗算回路３０Ｌに入力する。γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５よりｄ０＝０に当たる遷移確率を乗算回路３０Ｌに入力する。β（ｍ）メモリ３０Ｊよりｄ０＝０に当たる確率和を乗算回路３０Ｌに入力する。乗算回路３０Ｌはこれらの入力値を乗算する。乗算結果は、レジスター３０Ｎに保持された値と加算回路３０Ｍにて加算される。レジスター３０Ｎは、乗算回路３０Ｌの入力がｄｎ＝０から変わるまで保持され、ｄｎ＝１になったらリセットされる。よって、加算回路３０Ｍの出力値は、ｄｎ＝０の間に加算された値になる。
【０１８８】
（ステップ２０）ステップ１９の処理を各々のシンボルに対し、ｄｎ＝０から３１まで行う（１つのターボ符号語分行う）。
【０１８９】
次に、デコーダー１に直交周波数分割復調信号が入力された時、又は、ターボ符号語がデコーダー２に２周目以降入力されてきた時の動作を説明する。以下デコーダー２の動作を説明する。デコーダー１および２は構成自体は共通であり、入力される直交周波数分割復調信号１３２などのデータの順番が、インターリーブされている（ｄｎ）か、されていない（ｄｋ）かが異なっているだけである。
【０１９０】
（ステップ２１）事前値Ｌａ（ｄｎ）が乗算回路３０Ｏに入力される。また、同時にｄｎに対応した遷移確率がγ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５よりセレクター３０４を通って乗算回路３０Ｏに入力される。ｄｎに対応した遷移確率は、３２×３２＝１０２４個（図２０Ｃの全て）あるが、その全てと事前値Ｌａ（ｄｎ）が乗算回路３０Ｏで乗算されて出力される。γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５より読み出される遷移確率の順番は、基準再生信号発生回路３０２が発生する基準再生信号の順番と同じである。図２０Ｃの遷移先ステート００、遷移元ステート００のＦ００より順次右方向に出力し、遷移先ステート００が終われば遷移先ステート０１に移って出力し、最下段の１ｆステートの最後まで出力して直交周波数分割復調信号１シンボル分の出力を終了する。次のシンボルが入力されると、また上記シーケンスを繰り返して出力を行う。
【０１９１】
（ステップ２２）乗算回路３０Ｏより出力された乗算値は、セレクター３０４を通ってγ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５に保持される。γ（ｍ，ｍ'）メモリ３０５では、１ターボ符号語分の各ステートから全てのステートへの遷移確率が更新される。以下、（ステップ１４）と同様の動作を実行する。
【０１９２】
尚、上記の説明では、全てのデータを浮動小数点データとしているが、誤差を評価し可能であれば固定小数点データとして演算しても良い。
【０１９３】
次に、図３０を参照して、本発明の記録方式の記録密度と従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式の記録密度の比較する。図３０（ａ）は、本発明の記録方式で可能な記録密度の見積りを示している。ＴをＢＤでの１チャンネルビットとし、２５６Ｔの長さをシンボル長として、どれだけのデータが記録できるかを見積もっている。変調方式としては位相変調を採用し、最大キャリア周波数をＢＤの最大繰り返し周波数（１／４Ｔ）と同じとし、位相変調の位相間隔をＢＤでの検出間隔１Ｔと同じとした。また、各サブチャンネル間のキャリア周波数の間隔は、シンボル長が２５６Ｔなので、その逆数の１／２５６Ｔとなる。
【０１９４】
図３０（ａ）の一番上のグラフは、最もキャリア周波数の低いサブチャンネルが取り得る位相の数を示している。位相は、サブチャンネル信号の振幅が０となる点、所謂ゼロクロス点で検出する。このキャリアの波長は、２５６Ｔとなり、１波長間に取り得るゼロクロス点は２５６点である。１つのゼロクロス点に対して、サブチャンネル信号が上からクロスする場合と、下からクロスする場合の２通りの位相が考えられるので、このサブチャンネルで取り得る位相の数は５１２通りとなる。同様に、２番目にキャリア周波数の低いサブチャンネルの場合は、２５６通りとなる。以降、キャリア周波数が６４／２５６Ｔまでの６４サブチャンネル分を重ねて記録できる。これらの位相の取り方は、各サブチャンネルの位相の数の積となるので、１シンボル全体で、５．３２×１０82となり、これは、２７４ビット分の情報に相当する。
【０１９５】
図３０（ｂ）は、従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式で、２５６Ｔの間に記録可能なビット数を計算している。ＲＬＬ（１．７）で記録しているとすると、１．５Ｔに１ビットが記録されるので、２５６Ｔの間には、１７０ビットの情報が記録される。
【０１９６】
この様に、本発明の記録方法では、２５６Ｔの間に２７４ビット記録できるのに対し、従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式では、１７０ビットしか記録されないので、記録密度としては、本発明の記録方式の方が、約１．６倍分高くなる。
【０１９７】
なお、２光子吸収記録は、記録材料の光学定数変化が、記録ビーム強度の二次関数となっているので、記録パターンが３次元的に制限される。よって、本方式を複数の記録層を持つ光ディスク媒体等の３次元記録に適用することで更に記録密度が向上する。
【０１９８】
なお、上述したような光ディスク装置１００が実行する動作の少なくとも一部はソフトウェアによって実現されてもよい。例えば、光ディスク装置１００は、各構成要素の動作を実行するためのプログラムを記憶するためのメモリ素子と、そのプログラムを読み出して実行するＣＰＵ（ＣＥＮＴＲＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＵＮＩＴ）とを備える。光ディスク装置１００は、プログラムに従って、上述した動作を実行する。プログラムは、メモリ素子に予め記憶されていてもよいし、ダウンロード等によってインストールされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
本発明は情報記録媒体に対する情報の記録再生等を行う分野で特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図２】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図３】従来の光ディスク媒体の再生方式を示す図である。
【図４Ａ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図４Ｂ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図５Ａ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図５Ｂ】従来の光ディスク媒体の記録方式を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の情報記録媒体のフォーマットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態の記録再生装置を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の記録方式を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の記録方式の記録ビーム照射方法を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態の記録方式のビーム強度分布を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態の記録方式の屈折率分布を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態の記録方式のビーム強度分布を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態の記録方式の屈折率分布を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の記録方式の非線形性を補償する量を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態の再生に関する１シンボル内のパラメータを表した図である。
【図１４】本発明の実施形態の１シンボル内を再生光がスキャンして再生信号を得る動作を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態の１シンボル分の再生光と反射率分布と再生信号の関係を示した行列式を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態の１シンボルを記録する時のパラメータを示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態の１シンボルを記録する時の記録ビームを示す図である。
【図１７】本発明の実施形態の１シンボル内の１パルスの記録光のビームパワー分布を表した行列式を示す図である。
【図１８Ａ】本発明の実施形態のｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を求める行列式を示す図である。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態のｋ番目の記録光照射後の屈折率分布を求める行列式を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態の１シンボル分の記録光照射後のビーム強度行列式を示す図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態のターボ符号変調回路を示す図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態のターボ符号変調回路の構成要素を示す図である。
【図２０Ｃ】本発明の実施形態の５／６再帰組織畳み込み符号変調回路の状態遷移表を示す図である。
【図２１Ａ】本発明の実施形態の直交周波数分割変調回路を示す図である。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態の６４ＱＡＭ変調のマッピングを表した図である。
【図２１Ｃ】本発明の実施形態の６４ＱＡＭ変調のマッピングを表した図である。
【図２２】本発明の実施形態の屈折率パターン演算回路を示す図である。
【図２３Ａ】本発明の実施形態の記録パルス強度演算回路を示す図である。
【図２３Ｂ】本発明の実施形態の記録パルス強度演算回路のｆｋ演算回路を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態の再生方式を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態の再生回路を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態の直交周波数分割復調回路を示す図である。
【図２７Ａ】本発明の実施形態のターボ符号復調回路を示す図である。
【図２７Ｂ】本発明の実施形態のターボ符号復調回路のＭＡＰデコーダーを示す図である。
【図２８Ａ】本発明の実施形態の再生信号配置の一例を示す図である。
【図２８Ｂ】本発明の実施形態の再生信号配置の一例を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態の再生同期方式を示す図である。
【図３０】本発明の実施形態の記録方式と従来の記録方式であるＰＷＭ記録方式の記録密度との比較を示した図である。
【符号の説明】
【０２０１】
１１  光ディスク媒体
１２  トラック
１３  トラック境界
１４  記録ビームスポット
１５  領域Ａ
１６  領域Ａ拡大図
３１  再生ビームスポット
４１  光ディスク媒体
４２  トラック溝
４３  トラック中央
４４  光ディスク媒体
４５  トラック溝
６０  情報記録媒体
６１  光ディスク媒体
６２  シンボル
６３  シンボル境界
６４  記録ビームスポット
６５  領域Ｂ
６６  対物レンズ
６７  記録層
７１  記録ビームスポット
８１  記録ビームインパルス
８２  記録信号
８３  トラック中央
８４  発光間隔
９１  ターボ符号変調回路
９２  ターボ符号変調信号
９３  直交周波数分割変調回路
９４  直交周波数分割変調信号
９５  記録補償部
９６  屈折率パターン演算回路
９７  屈折率信号
９８  記録パルス強度演算回路
９９  記録信号
１１０  パルスレーザー駆動回路
１１１  パルスレーザー駆動信号
１１２  パルスレーザ素子
１１３  コリメータレンズ
１１４  ビームスプリッター
１１５  １／４波長板
１１６  対物レンズ
１１７  対物レンズアクチエーター
１１８  光ディスク
１１９  記録層
１２０  スピンドルモーター
１２１  集光レンズ
１２２  フォトセンサー群
１２３  フォーカス誤差信号
１２４  トラッキング誤差信号
１２５  アナログ再生信号
１２６  サーボ回路
１２７  アクチエータ駆動信号
１２８  再生回路
１２９  ディジタル再生信号
１３０  シンボル先頭検出信号
１３１  直交周波数分割復調回路
１３２  直交周波数分割復調信号
１３３  ターボ符号復調回路
１４１  記録信号
１４２  再生信号
１４３  前シンボル最後の記録ビームインパルス
１４４  後シンボル最後の記録ビームインパルス
１４５  接続部分の再生信号の谷
１４６  前シンボル
１４７  後シンボル
１４８  接続部分
２２１  ８／５ビット変換回路
２２２  ５／６再帰組織畳み込み符号変調回路
２２３  ランダムインターリーバ
２２４  ５／６再帰組織畳み込み符号変調回路
２２５  セレクター
２３０  サブチャネルデータ分配回路
２３１  加算回路
２３２  ｆ１周波数サブチャネルエンコーダ
２３３  ｆ２周波数サブチャネルエンコーダ
２３４  ｆ３周波数サブチャネルエンコーダ
２３５  ｆ４周波数サブチャネルエンコーダ
２３６  ｆ５周波数サブチャネルエンコーダ
２３７  ｆ６周波数サブチャネルエンコーダ
２３８  ｆ７周波数サブチャネルエンコーダ
２３９  ｆ８周波数サブチャネルエンコーダ
２４０  ｆ９周波数サブチャネルエンコーダ
２４１  セレクター
２４２  シンボル変調データメモリ
２４３  セレクター
２４４  浮動小数点積和演算回路
２４５  ガウスビーム逆行列テーブル
２４６  演算制御回路
２４７  ストアアドレス演算アドレス生成回路
２５１  セレクター
２５２  屈折率データメモリ
２５３  セレクター
２５４  セレクター
２５５  記録信号データメモリ
２５６  セレクター
２５７  セレクター
２５８  ｆｋ演算回路
２５９  レジスター
２５Ａ  ΔＡ［ｋ］加算器
２５Ｂ  ｆｋメモリ
２５Ｃ  αｋメモリ
２５Ｄ  ＬＵ分解回路
２５Ｅ  加算器
２５Ｆ  記録補償確定信号
２５Ｇ  シーケンス制御回路
２５Ｈ  収束判定回路
２５Ｉ  直交周波数分割変調信号
２５Ｊ  減算器
２６１  アナログＥＱ回路
２６２  ＡＤ変換器
２６３  シンボル先頭検出回路
２６４  サンプルクロック発生回路
２７１  ｆ１周波数サブチャネルデコーダ
２７２  ｆ２周波数サブチャネルデコーダ
２７３  ｆ３周波数サブチャネルデコーダ
２７４  ｆ４周波数サブチャネルデコーダ
２７５  ｆ５周波数サブチャネルデコーダ
２７６  ｆ６周波数サブチャネルデコーダ
２７７  ｆ７周波数サブチャネルデコーダ
２７８  ｆ８周波数サブチャネルデコーダ
２７９  ｆ９周波数サブチャネルデコーダ
２７Ａ  デコード値選択回路
２８１  デコーダー２
２８２  分散値演算回路
２８３  通信路値演算回路
２８４  加算器
２８５  ランダムデ・インターリーブ回路
２８６  ランダムデ・インターリーブ回路
２８７  デコーダー１
２８８  通信路値演算回路
２８９  加算器
２８Ａ  ランダムインターリーブ回路
２８Ｂ  セレクター
２８Ｃ  硬判定回路
２９１  乗算器
２９２  １．０データテーブル
２９３  ガウスビーム強度分布テーブル
２９４  加算器
２９５  減算器
２９６  乗算器
２９７  乗算器
２９８  セレクター
２９９  レジスター
２９Ａ  減算器
３０１  ユーグリッド距離演算回路
３０２  基準再生信号発生回路
３０３  確率演算回路
３０４  セレクター
３０５  γ（ｍ，ｍ'）メモリ
３０６  セレクター
３０７  レジスター
３０８  加算回路
３０９  セレクター
３０Ａ  αＳ（ｍ）メモリＸ
３０Ｂ  セレクター
３０Ｃ  αＳ（ｍ）メモリ
３０Ｄ  セレクター
３０Ｅ  レジスター
３０Ｆ  加算回路
３０Ｇ  セレクター
３０Ｈ  αＳ（ｍ）メモリＸ
３０Ｉ  セレクター
３０Ｊ  αＳ（ｍ）メモリ
３０Ｋ  セレクター
３０Ｌ  乗算回路
３０Ｍ  加算回路
３０Ｎ  レジスター
３０Ｏ  乗算回路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006043632.tif 000045
【図２】
2006043632.tif 000046
【図３】
2006043632.tif 000047
【図４Ａ】
2006043632.tif 000048
【図４Ｂ】
2006043632.tif 000049
【図５Ａ】
2006043632.tif 000050
【図５Ｂ】
2006043632.tif 000051
【図６】
2006043632.tif 000052
【図７】
2006043632.tif 000053
【図８】
2006043632.tif 000054
【図９】
2006043632.tif 000055
【図１０Ａ】
2006043632.tif 000056
【図１０Ｂ】
2006043632.tif 000057
【図１１Ａ】
2006043632.tif 000058
【図１１Ｂ】
2006043632.tif 000059
【図１２】
2006043632.tif 000060
【図１３】
2006043632.tif 000061
【図１４】
2006043632.tif 000062
【図１５】
2006043632.tif 000063
【図１６Ａ】
2006043632.tif 000064
【図１６Ｂ】
2006043632.tif 000065
【図１７】
2006043632.tif 000066
【図１８Ａ】
2006043632.tif 000067
【図１８Ｂ】
2006043632.tif 000068
【図１９】
2006043632.tif 000069
【図２０Ａ】
2006043632.tif 000070
【図２０Ｂ】
2006043632.tif 000071
【図２０Ｃ】
2006043632.tif 000072
【図２１Ａ】
2006043632.tif 000073
【図２１Ｂ】
2006043632.tif 000074
【図２１Ｃ】
2006043632.tif 000075
【図２２】
2006043632.tif 000076
【図２３Ａ】
2006043632.tif 000077
【図２３Ｂ】
2006043632.tif 000078
【図２４】
2006043632.tif 000079
【図２５】
2006043632.tif 000080
【図２６】
2006043632.tif 000081
【図２７Ａ】
2006043632.tif 000082
【図２７Ｂ】
2006043632.tif 000083
【図２８Ａ】
2006043632.tif 000084
【図２８Ｂ】
2006043632.tif 000085
【図２９】
2006043632.tif 000086
【図３０】
2006043632.tif 000087
【国際調査報告】
2006043632.tif 000088
2006043632.tif 000089
2006043632.tif 000090
2006043632.tif 000091
2006043632.tif 000092
2006043632.tif 000093
2006043632.tif 000094