JP4877933B2

JP4877933B2 - 情報再生装置

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Publication number: JP4877933B2
Application number: JP2006108184A
Authority: JP
Inventors: 亮介笠原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: JP2007280551A

Description

本発明は、情報再生装置に係り、さらに詳しくは、光ディスクに記録されている情報を再生する情報再生装置に関する。

デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報を記録するための媒体として、ＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクに記録されている情報を再生するための情報再生装置として光ディスク装置が普及するようになった。

この光ディスク装置では、光ディスクに再生用の光ビームを集光し、その反射光に基づいて情報の再生を行っている（例えば、特許文献１参照）。

近年、光記録の分野において、記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報の再生（以下、「超解像再生」という）が可能な光ディスク（以下、「超解像光ディスク」ともいう）が提案されている（例えば、特許文献２〜特許文献５参照）。この超解像光ディスクは、光が集光されると、例えばその光学定数（例えば、屈折率実部ｎ、及び屈折率虚部ｋ）が変化する材料を含む層（以下、「超解像層」という）を有している。

これにより、超解像層に再生用の光ビームが集光されると、上記光学定数の変化に起因して光スポット内に微小マスク領域あるいは微小開口領域が生じ、超解像再生を可能としている。

しかしながら、特許文献１に開示されている光ディスク装置を用いて超解像光ディスクに記録されている情報を再生しようとすると、反射光から得られるＲＦ信号に位相歪みが生じ、再生エラーとなる頻度が高いという不都合があった。

そこで、例えば特許文献６には、スライサを用いた再生系において、位相補正を行う波形等価器を用いることで、光磁気ディスクの超解像再生に起因する再生信号の非対称性を補正する方法が開示されている。

しかしながら、この方法では、短ピッチの記録マークの復号性能を向上できるＰＲＭＬ(Partial response maximum likelihood)方式を用いていないため、超解像再生を使用したとしても、大きな高密度化は困難である。

ところで、通常の光ディスクにおいても、タンジェンシャルチルトなどに起因する光学的な収差により、再生信号に位相歪みが生じる場合があり、その対策としてPRML方式において、位相補正のためＰＲ(Partial Response)フィルタを用いる方法が、特許文献７などに記載されている。

この特許文献７には、決められた符号間干渉を与えるＰＲ(Partial Response)フィルタとして、適応ＰＲフィルタを用いる方法が開示されている。

この適応ＰＲフィルタは、デジタル構成のＦＩＲフィルタで構成されており、その波形等価の精度を高くするため、再生信号のクロック抽出後のクロックタイミングで整形された再生信号を適応ＰＲフィルタに与えている。これにより、回転ムラなどの影響を避けた位相補正が可能となり、正確なＰＲ特性に波形等価が可能となっている。

しかしながら、光磁気ディスクの磁気による転写を用いた超解像法や、タンジェンシャルチルトなどにより生じる光スポットの非対称性と比較して、非常に大きな位相歪みを発生させる超解像再生では、位相補正の機能を果たす適応ＰＲフィルタの前段でのクロック抽出が困難であり、正常な再生が出来ない。

特開２００２−３１９１３７号公報特開平６−１８３１５２号公報特開平５−２０５３１４号公報特開平１１−２５０４９３号公報特開２００１−２５０２７４号公報特開１９９６−２２１８３９号公報特開２００２−３２９１９号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、光ディスクに記録されている記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報を精度良く再生することができる情報再生装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、光ディスクに記録されている情報をＰＲＭＬ方式を用いて再生する情報再生装置であって、光源と、前記光源から出射された光を前記光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と、前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッドと；前記光検出器の出力信号からＲＦ信号を生成する信号生成回路と；前記情報における記録マークのピッチが回折限界よりも小さいときの前記ＲＦ信号の位相歪みを補正する位相補正回路と；前記位相歪みが補正されたＲＦ信号からクロックを抽出するクロック抽出回路と；前記クロックに同期して、前記位相歪みが補正されたＲＦ信号から前記情報を復号する復号回路と；を備え、前記位相補正回路は、等価係数が中央を原点として非対称である非対称ＦＩＲフィルタと、前記光ディスクが超解像光ディスクでないときに、前記非対称ＦＩＲフィルタが無効となるように、任意の１つの乗算器のタップ係数を１とし、残りの乗算器のタップ係数を全て０とする係数変更回路とを有する第１の情報再生装置である。

これによれば、位相補正回路により、情報における記録マークのピッチが回折限界よりも小さいときのＲＦ信号の位相歪みが補正され、その位相歪みが補正されたＲＦ信号から、クロック抽出回路にてクロックが抽出される。そこで、復号回路では、正確なクロックに同期して情報が復号されることとなる。従って、光ディスクに記録されている記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報を精度良く再生することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、光ディスクに記録されている情報をＰＲＭＬ方式を用いて再生する情報再生装置であって、光源と、前記光源から出射された光を前記光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と、前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッドと；前記光検出器の出力信号からＲＦ信号を生成する信号生成回路と；前記情報における記録マークのピッチが回折限界よりも小さいときの前記ＲＦ信号の位相歪みを補正する位相補正回路と；前記位相歪みが補正されたＲＦ信号からクロックを抽出するクロック抽出回路と；前記クロックに同期して、前記ＲＦ信号から前記情報を復号する復号回路と；を備え、前記位相補正回路は、等価係数が中央を原点として非対称である非対称ＦＩＲフィルタと、前記光ディスクが超解像光ディスクでないときに、前記非対称ＦＩＲフィルタが無効となるように、任意の１つの乗算器のタップ係数を１とし、残りの乗算器のタップ係数を全て０とする係数変更回路とを有する第２の情報再生装置である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２４に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。

この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３を光ディスク１５の半径方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、駆動制御回路２６、再生信号処理回路２８、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、本実施形態では、光ディスク１５は、一例として図２に示されるように、透明基板に挟まれる形で、情報が記録されている記録層、光を反射する反射層、及び温度により光学定数（例えば、屈折率実部ｎ、及び屈折率虚部ｋ）が変化する材料を含む超解像層を有し、超解像再生が可能な超解像光ディスクであるものとする。

前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５にレーザ光を照射するとともに、光ディスク１５からの反射光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５に対応する波長のレーザ光を出射する光源と、該光源からの光を光ディスク１５に集光する対物レンズを含み、光ディスク１５で反射され対物レンズを介した戻り光を所定位置に導く光学系と、前記所定位置に配置され前記戻り光を受光する複数の受光領域を有する受光器と、対物レンズを微小駆動する駆動系（いずれも図示省略）などを備えている。受光器の各受光領域は、それぞれ受光光量に応じた信号（光電変換信号）を再生信号処理回路２８に出力する。また、駆動系は、対物レンズをフォーカス方向に駆動するためのフォーカシングアクチュエータ、及び対物レンズをトラッキング方向に駆動するためのトラッキングアクチュエータを有している。ここでは、一例として光源から出射されるレーザ光の波長（以下、「光源波長」ともいう）を６３５ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．６とする。この場合の回折限界は、約５３０ｎｍ（≒光源波長／２ＮＡ）である。

ところで、光ピックアップ装置２３を用いて光ディスク１５に４００ｎｍピッチで形成されているピット（ピット長＝２００ｎｍ）を再生したときのＣＮＲ（キャリア／ノイズ比）と再生パワーＰｒとの関係が一例として図３に示されている。図３では、再生パワーＰｒが２ｍＷ以上では、ＣＮＲが３０ｄＢを超えており、超解像再生が可能であることが分かる。なお、以下では、超解像再生が可能な再生パワーを「超解像再生パワー」ともいう。

光ディスク１５に超解像再生パワーのレーザ光が集光されると、その部分の温度が上昇し、光スポット内に、一例として図４（Ａ）に示されるような微小開口領域、あるいは、一例として図４（Ｂ）に示されるような微小マスク領域が生じる。微小マスク領域及び微小開口領域は、いずれも光スポットの進行方向と反対の方向に尾を引いた形状を有している。なお、微小マスク領域及び微小開口領域のどちらが生じるかは、超解像層の材料や層構成に依存している。

そこで、微小開口領域が生じる場合には、ピットが微小開口領域に含まれるか否かによって戻り光の光量が大きく変化する。一方、微小マスク領域が生じる場合には、ピットが微小マスク領域によってマスクされるか否かによって戻り光の光量が大きく変化する。

例えば、マスク領域が生じる場合には、一例として図５に示されるように、光スポットによる加熱に起因して、超解像層の光学定数が変化し、スポット後方部の反射率が低下する。そのため、超解像層の光入射側表面ＰＬでの光強度分布を考えると、入射光は対称な光スポット形状をしているが、反射光は非対称な光スポット形状（状態）となる。従って、記録層からの情報を、非対称な形状の光スポットで、読み出すことになり、ＲＦ信号には位相歪みが生じる。

また、超解像層の光入射側表面ＰＬにおける、反射光の光強度分布の再生パワー依存性が、一例として図６に示されている。これによると、再生パワーＰｒを超解像再生パワーまで上げると、光スポット後方がマスクされ、反射光の光強度分布が後部から削れた形状に変化している。なお、図６では、光スポットの中心位置を基準（原点）としている。

また、図６における光強度分布をフーリエ変換して求めた、光学系における読み込み系（光ディスクを含む）のボード線図が、一例として図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されている。再生パワーＰｒが２．５ｍＷのときには、ゲインは回折限界を超えた高周波領域まである程度維持されているが、位相を見ると、回折限界より低い周波数から位相歪みが発生している。この位相歪みは、ＲＦ信号における位相歪みとなり、ＲＦ信号に含まれている情報の復号結果に悪影響を及ぼす。

図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、アンプ２８ａ、サーボ信号生成回路２８ｂ、ウォブル信号生成回路２８ｃ、ＲＦ信号生成回路２８ｄ、及びデコーダ２８ｅなどから構成されている。

アンプ２８ａは、光ピックアップ装置２３の受光器からの複数の光電変換信号をそれぞれ電圧信号に変換するとともに、所定のゲインで増幅する。

サーボ信号生成回路２８ｂは、アンプ２８ａの各出力信号に基づいてサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号など）を生成する。ここで生成されたサーボ信号は前記駆動制御回路２６に出力される。

ウォブル信号生成回路２８ｃは、アンプ２８ａの各出力信号に基づいてウォブル信号を生成する。

ＲＦ信号生成回路２８ｄは、アンプ２８ａの各出力信号に基づいてＲＦ信号を生成する。

デコーダ２８ｅは前記ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号は駆動制御回路２６に出力される。

また、デコーダ２８ｅは前記ＲＦ信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ３７を介して前記バッファＲＡＭ３４に格納する。ここでは、一例として図８に示されるように、ＲＦ信号から２値化データを得るための回路（以下、「２値化データ取得回路」ともいう）として、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６０、等価回路６１、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）６２、非対称ＦＩＲフィルタ６３、インターポレータ６４、等価回路６５、ビタビ復号器６６、ＰＬＬ６７、及び切替回路６８などを備えている。

ＨＰＦ６０は、ＲＦ信号に含まれる低周波ノイズを除去する。等価回路６１は、ＨＰＦ６０の後段に配置され、光学系によるＭＴＦ（modulation transfer function）の低下により減衰した高域成分を強調し、符号間干渉を低減する。なお、等価回路６１は、ＡＤＣ６２でのＡＤ変換時にエイリアシングノイズが起こらないように高周波成分をカットするローパスフィルタ（ＬＰＦ）の役割も兼ねている。

ＡＤＣ６２は、等価回路６１の後段に配置され、等価回路６１の出力信号をデジタル信号に変換（ＡＤ変換）する。切替回路６８は、ＡＤＣ６２の後段に配置され、ＣＰＵ４０からの指示に従って、ＡＤＣ６２の出力信号を非対称ＦＩＲフィルタ６３及びインターポレータ６４のいずれかに出力する。

非対称ＦＩＲフィルタ６３は、ＡＤＣ６２の出力信号に対してフィルタ処理を行い、前記ＲＦ信号における位相歪みを補正する。この非対称ＦＩＲフィルタ６３の詳細については後述する。

インターポレータ６４は、ＡＤＣ６２の出力信号あるいは非対称ＦＩＲフィルタ６３の出力信号が入力され、前後２つ以上の時間のサンプル値から、クロックタイミングにおけるサンプル値を補間する。

ＰＬＬ６７は、インターポレータ６４の出力信号から光ディスク１５に記録されている記録信号のクロック（以下「記録クロック」ともいう）を再生し、インターポレータ６４に前記クロックタイミングを指示する。すなわち、インターポレータ６４とＰＬＬ６７の組み合わせで、記録クロックに同期したサンプリングが行われる。なお、記録クロックの周期は１Ｔとする。

等価回路６５は、インターポレータ６４の後段に配置され、インターポレータ６４の出力信号に対して、所望のＰＲ（Partial Response）特性に応じた応答となるように波形等価を行う。なお、前記所望のＰＲ特性を、例えばＰＲ（１、２、２、２、１）としても良い。

ビタビ復号器６６は、等価回路６５の後段に配置され、等価回路６５の出力信号に対して、最尤（maximum likelihood）復号方式であるビタビ（Viterbi）復号方式で復号処理を行い、２値化データを出力する。すなわち、ここでは、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）信号処理方式を用いている。

図１に戻り、前記駆動制御回路２６は、対物レンズ６０の位置ずれを補正するため、再生信号処理回路２８からのサーボ信号に基づいて、光ピックアップ装置２３の駆動系の駆動信号を生成する。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。さらに、駆動制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。

前記バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、前記バッファマネージャ３７によって管理されている。

前記レーザ制御回路２４は、光ピックアップ装置２３の光源の発光パワーを制御する。

前記インターフェース３８は、上位装置９０（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの標準インターフェースに準拠している。

前記フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、光ピックアップ装置２３の光源の発光特性、後述する等価係数情報などが格納されている。

前記ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１及びバッファＲＡＭ３４に保存する。

《非対称ＦＩＲフィルタの詳細》
ここで、前記非対称ＦＩＲフィルタ６３の詳細について説明する。

この非対称ＦＩＲフィルタ６３は、一例として図９に示されるように、２０個の遅延素子（Ｄ１〜Ｄ２０）、２１個の乗算器（ｈ１〜ｈ２１）、係数設定回路１００、及び加算器１０２などを有している。すなわち、非対称ＦＩＲフィルタ６３は、２１タップのＦＩＲフィルタを含んでいる。各乗算器での乗算係数（ｋｎ；ｎ＝１〜２１）は、それぞれタップ係数とも呼ばれている。また、各乗算器での乗算係数の組み合わせは、等価係数とも呼ばれている。なお、図９では、遅延素子及び乗算器の一部は図示が省略されている。なお、各遅延素子の遅延時間はいずれも１Ｔ（記録クロックの１周期）である。

加算器１０２は、各乗算器の出力信号を加算し、インターポレータ６４に出力する。

係数設定回路１００は、光ディスク１５における超解像層の構成、記録密度、再生パワー、再生時の線速度及び光源の駆動波形など（以下、便宜上「係数設定条件」ともいう）に基づいて、等価係数を設定する。ここでは、予め、係数設定条件毎に適切な等価係数が取得され前記等価係数情報としてフラッシュメモリ３９に格納されている。従って、係数設定回路１００は、係数設定条件に対応する等価係数をフラッシュメモリ３９から抽出し、各乗算器に設定する。

なお、ここでは、一例として、光ディスク１５に記録されている既知のピット列を再生し、最小平均二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムや帰納的最小二乗（Recursive Least-Squares：ＲＬＳ）アルゴリズムなどを用いて、前記ＰＬＬ６７で確実に記録クロックを抽出できる目標信号と非対称ＦＩＲフィルタ６３の出力信号との差が最小となる等価係数を求め、得られた等価係数をそのときの係数設定条件に適切な等価係数とする。なお、非対称な等価係数を初期値として使用することにより、演算の収束を早めることができる。

係数設定回路１００により設定される等価係数の例を以下に示す。ここでは、図１０に示されるように、係数設定条件１は、記録媒体の種類がＡ、再生パワーが２．５ｍＷ、線速度が４．３０ｍ／ｓ、最短ピット長が０．１９３μｍであり、係数設定条件２は、記録媒体の種類がＡ、再生パワーが２．１ｍＷ、線速度が４．３０ｍ／ｓ、最短ピット長が０．１９３μｍである。また、係数設定条件３は、記録媒体の種類がＢ、再生パワーが２．７ｍＷ、線速度が４．３０ｍ／ｓ、最短ピット長が０．１９３μｍであり、係数設定条件４は、記録媒体の種類がＢ、再生パワーが２．７ｍＷ、線速度が４．３０ｍ／ｓ、最短ピット長が０．１３０μｍである。さらに、係数設定条件５は、記録媒体の種類がＡ、再生パワーが２．７ｍＷ、線速度が３．００ｍ／ｓ、最短ピット長が０．１９３μｍである。なお、記録媒体Ａは、微小マスク領域が生じる超解像光ディスクであり、記録媒体Ｂは、微小開口領域が生じる超解像光ディスクである。

係数設定条件１のときの前記面ＰＬでの反射光の光強度分布が図１１に示されている。スポット後方の反射光強度が、熱により生じた微小マスクにより小さくなり、非対称な形となっている。そして、このときの等価係数が図１２に示されている。等価係数も中心のタップ係数（ここではｋ１１）を原点として非対称な形となっている。

係数設定条件２のときの前記面ＰＬでの反射光の光強度分布が図１３に示されている。係数設定条件１と比べて、再生パワーを減らしているため、微小マスク領域の面積が減少し、光強度分布が対称に近づいている。そして、このときの等価係数が図１４に示されている。係数設定条件１の場合とは等価係数が異なっており、再生パワーに応じて等価係数を変更する必要があることを示している。

係数設定条件３のときの前記面ＰＬでの反射光の光強度分布が図１５に示されている。スポット後方の反射光強度が、熱により生じた微小開口領域により大きくなり、非対称な形となっている。そして、このときの等価係数が図１６に示されている。係数設定条件１の場合とは等価係数が異なっており、超解像層の種類により等価係数を変更する必要があることを示している。

係数設定条件４のときの等価係数が図１７に示されている。係数設定条件３の場合とは、等価係数が異なっており、最短マーク長（記録密度）に応じて、等価係数を変更する必要があることを示している。なお、係数設定条件４と係数設定条件３とで異なるのは、記録密度のみであるので、係数設定条件４での反射光強度分布は、図１５と同一である。

係数設定条件５のときの前記面ＰＬでの反射光の光強度分布が図１８に示されている。係数設定条件１と比較して、線速度を減らしているため、より超解像層が高温になり、スポット後方の反射光強度が小さくなっている。そして、このときの等価係数が図１９に示されている。係数設定条件１の場合とは等価係数が異なっており、線速度により等価係数を変更する必要があることを示している。

次に、光ディスク装置２０に光ディスク１５がロードされたときの処理について図２０を用いて簡単に説明する。図２０のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。

最初のステップ４０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示する。

次のステップ４０３では、光ディスク１５に記録されている係数設定条件やディスク情報などを読み出す。

次のステップ４０５では、読み出したディスク情報に基づいて、光ディスク１５が超解像光ディスクであるか否かを判断する。ここでは、光ディスク１５は超解像光ディスクであるため、ここでの判断は肯定され、ステップ４０７に移行する。

このステップ４０７では、フラグＦに、ロードされた光ディスクが超解像光ディスクであることを意味する値「１」をセットする。

次のステップ４１１では、読み出した係数設定条件、ディスク情報及びフラグＦの値などをＲＡＭ４１に保存する。

次のステップ４１３では、読み出した係数設定条件及びフラグＦの値を、これらを必要とする各部に通知する。そして、光ディスク１５がロードされたときの処理を終了する。

なお、上記ステップ４０５において、もし光ディスク１５が超解像光ディスクでなければ、ステップ４０５での判断は否定され、ステップ４０９に移行する。このステップ４０９では、フラグＦに、ロードされた光ディスクが超解像光ディスクでないことを意味する値「０」をセットする。そして、前記ステップ４１１に移行する。

《再生処理》
続けて、上位装置９０から、光ディスク１５に対する再生要求があったときの、光ディスク装置２０における処理（再生処理）について図２１を用いて簡単に説明する。図２１のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。

最初のステップ５０１では、上位装置９０から再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８、レーザ制御回路２４などに通知する。これにより、係数設定回路１００は、フラッシュメモリ３９に格納されている等価係数情報とＲＡＭ４１に保存されている係数設定条件とに基づいて、前述したようにして等価係数を設定する。

次のステップ５０３では、ＲＡＭ４１に保存されているフラグＦを読み出す。

次のステップ５０５では、フラグＦの値が「１」であるか否かを判断する。ここでは、フラグＦの値は「１」であるため、ここでの判断は肯定され、ステップ５０７に移行する。

このステップ５０７では、ＡＤＣ６２の出力信号が非対称ＦＩＲフィルタ６３に入力されるように、切替回路１００に指示する。

次のステップ５１１では、再生要求コマンドに含まれる指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。そして、シーク動作が完了するとステップ５１３に移行する。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。

次のステップ５１３では、再生を開始する。

次のステップ５１５では、再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。完了していれば、ここでの判断は肯定され、再生処理を終了する。

なお、上記ステップ５０５において、もしフラグＦの値が「０」であれば、ステップ５０５での判断は否定され、ステップ５０９に移行する。このステップ５０９では、ＡＤＣ６２の出力信号がインターポレータ６４に入力されるように、切替回路１００に指示する。そして、前記ステップ５１１に移行する。

すなわち、光ディスク装置２０は、超解像光ディスク及び従来の光ディスク（ここでは、ＤＶＤ）のいずれにも対応可能である。

ところで、図２２には、上記再生処理における、非対称ＦＩＲフィルタ６３を介したインターポレータ６４の入力信号のアイパターンの例が示されている。この場合には、アイが開いており、ＰＬＬ６７では記録クロックの抽出を精度良く行うことができる。特に最短ピットでもしっかりとアイが開いており、記録クロックの抽出は容易である。なお、図２３には、比較のために、仮に非対称ＦＩＲフィルタ６３を介さないときのインターポレータ６４の入力信号のアイパターンの例が示されている。この場合には、アイが開いておらず、ＰＬＬ６７では記録クロックを精度良く抽出するのは困難である。特に、最短ピットでは、アイが開いていないため、記録クロックの抽出は不可能である。すなわち、ＲＦ信号における位相歪みが非対称ＦＩＲフィルタ６３によって補正されている。

また、図２４には、光ディスク１５に記録されている長さ１９３ｎｍのピットを再生したときのビットエラーレートが示されている。再生条件は、再生パワーＰｒが２．５ｍＷ、再生時の線速度が２．５ｍ／ｓである。また、非対称ＦＩＲフィルタ６３の等価係数は、図１２に示される各タップ係数を用いた。非対称ＦＩＲフィルタ６３を介さないときには、ビットエラーレートは約０．５であり、まったく復号できていないが、非対称ＦＩＲフィルタ６３を介したときには、ビットエラーレートは激減して、０．００２０まで小さくなっており、正常な復号が行われている。

以上説明したように、本実施形態に係る光ディスク装置によると、ＲＦ信号は、ＨＰＦ６０で低周波ノイズが除去され、等価回路６１で符号間干渉が低減され、ＡＤＣ６２でＡＤ変換される。ロードされた光ディスクが超解像光ディスクであれば、ＡＤＣ６２の出力信号は非対称ＦＩＲフィルタ６３に入力される。この非対称ＦＩＲフィルタ６３では、係数設定回路１００により、係数設定条件に対応する等価係数がフラッシュメモリ３９から抽出され、各乗算器に設定されているため、ＲＦ信号における位相歪みは、非対称ＦＩＲフィルタ６３により補正される。非対称ＦＩＲフィルタ６３の出力信号は、インターポレータ６４を介してＰＬＬ６７に供給される。ここでは、位相歪みが補正されているため、記録クロックが精度良く抽出される。そこで、インターポレータ６４では、記録クロックに同期してサンプリングが精度良く行われる。インターポレータ６４の出力信号は、等価回路６５とビタビ復号器６６とによりＰＲＭＬ信号処理方式で復号される。従って、光ディスクに記録されている記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報を、精度良く再生することが可能となる。

なお、上記実施形態において、一例として図２５に示されるように、前記切替回路６８を省いて前記ＡＤＣ６２の出力信号を前記非対称ＦＩＲフィルタ６３に入力し、一例として図２６に示されるように、前記非対称ＦＩＲフィルタ６３に、前記係数設定回路１００に対して等価係数の変更を指示する係数変更回路１０４を付加しても良い。この係数変更回路１０４は、光ディスク１５が超解像光ディスクでないときに、等価係数が中心のタップ係数（ここではｋ１１）を原点として対称な複数のタップ係数から構成されるように変更する。この場合に、係数変更回路１０４は、非対称ＦＩＲフィルタ６３が、符号間干渉を減少又は調整する目的のＦＩＲフィルタとなるように、等価係数を変更しても良い（図２７参照）。また、係数変更回路１０４は、光ディスク１５が超解像光ディスクでないときに、非対称ＦＩＲフィルタ６３が無効となるように、任意の１つの乗算器のタップ係数を１とし、残りの乗算器のタップ係数を全て０としても良い。

また、上記実施形態において、光ディスク１５のウォブル情報（図３３参照）や、光ディスク１５の内周部に位置するＴＯＣ（Table Of Contents）情報領域（図３４参照）に、等価係数に関する情報が含まれている場合には、ＣＰＵ４０は、上記ステップ４０３でその等価係数に関する情報も光ディスク１５から読み出してＲＡＭ４１に保存し、係数設定回路１００は、上位装置９０から再生要求コマンドを受信した旨の通知があると、ＲＡＭ４１に保存されている等価係数に関する情報と係数設定条件とに基づいて、等価係数を設定しても良い。

この場合に、例えば、光ディスク１５に記録されている等価係数に関する情報が４倍速での再生に対応するものであり、ユーザから１６倍速での再生が要求されたときに、一例として図２８に示されるように、光ディスク１５に記録されている等価係数に関する情報から１６倍速での再生に対応する等価係数を算出する係数演算回路１０６を前記非対称ＦＩＲフィルタ６３に付加しても良い。なお、係数演算回路１０６で算出された等価係数は、ＲＡＭ４１、又は光ディスク１５の所定領域に記録しておき、次回演算時に使用することが望ましい。また、この場合に、非対称な等価係数を初期値として使用することにより、演算の収束を早めることができる。

また、上記実施形態では、前記非対称ＦＩＲフィルタ６３が２１タップのＦＩＲフィルタを含む場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば５タップのＦＩＲフィルタを含んでいても良い。また、ＦＩＲフィルタのタップ数が偶数であっても良い。

また、上記実施形態において、等価回路６１が線形回路の場合には、ＨＰＦ６０も線形回路であるため、ＨＰＦ６０と等価回路６１の順番が入れ替わった構成でも良い。

また、上記実施形態において、図２９に示されるように、前記ＡＤＣ６２で記録クロックに同期したサンプリングを行っても良い。この場合には、前記ＰＬＬ６７で抽出された記録クロックはＡＤＣ６２に供給される。そして、前記インターポレータ６４は不要である。

また、上記実施形態において、前記非対称ＦＩＲフィルタ６３がアナログ回路で構成されている場合には、図３０に示されるように、前記ＡＤＣ６２を前記インターポレータ６４の前段に配置しても良い。

また、上記実施形態において、図３１に示されるように、前記ＡＤＣ６２の出力信号を直接、前記インターポレータ６４に入力させ、非対称ＦＩＲフィルタ６３を介した信号をＰＬＬ６７にのみ入力させるようにしても良い。この場合には、従来のＲＦ信号を復号する回路をそのまま利用することが可能である。

また、上記実施形態において、前記非対称ＦＩＲフィルタ６３に代えて、図３２に示されるように、超解像再生時（上記実施形態では、再生パワー２．５ｍＷでの再生時）の位相歪み（図７（Ｂ）参照）とは逆の位相特性を有し、位相歪みを打ち消す機能を持った位相補償アナログフィルタ７３を用いても良い。この場合には、前記ＡＤＣ６２は、前記インターポレータ６４の前段に配置される。

また、上記実施形態では、情報の再生のみが可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち、少なくとも情報の再生が可能な光ディスク装置であれば良い。

また、上記実施形態では、光ピックアップ装置が１つの光源を備える場合について説明したが、これに限らず、例えば互いに異なる波長の光を発光する複数の光源を備えていても良い。

以上説明したように、本発明の情報再生方法によれば、光ディスクに記録されている記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報を精度良く再生するのに適している。また、本発明の情報再生装置によれば、光ディスクに記録されている記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報を精度良く再生するのに適している。また、本発明の光ディスクによれば、記録マークのピッチが回折限界よりも小さい情報をＰＲＭＬ方式を用いて精度良く再生するのに適している。

本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。超解像光ディスクを説明するための図である。超解像光ディスクにおける再生パワーとＣＮＲとの関係を説明するための図である。図４（Ａ）は微小開口領域を説明するための図であり、図４（Ｂ）は微小マスク領域を説明するための図である。微小マスク領域の作用を説明するための図である。超解像光ディスクにおける反射光の光強度分布と再生パワーとの関係を説明するための図である。図７（Ａ）はゲインの周波数特性を説明するためのボード線図であり、図７（Ｂ）は位相の周波数特性を説明するためのボード線図である。図１におけるデコーダの２値化データ取得回路を説明するための図である。図８における非対称ＦＩＲフィルタを説明するための図である。係数設定条件１〜５を説明するための図である。係数設定条件１での反射光の光強度分布を説明するための図である。係数設定条件１での非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。係数設定条件２での反射光の光強度分布を説明するための図である。係数設定条件２での非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。係数設定条件３での反射光の光強度分布を説明するための図である。係数設定条件３での非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。係数設定条件４での非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。係数設定条件５での反射光の光強度分布を説明するための図である。係数設定条件６での非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。光ディスクがロードされたときの処理を説明するためのフローチャートである。再生処理を説明するためのフローチャートである。位相歪みが補正されているときのアイパターンを説明するための図である。位相歪みが補正されていないときのアイパターンを説明するための図である。非対称ＦＩＲフィルタの有無とビットエラーレートとの関係を説明するための図である。２値化データ取得回路の変形例１を説明するための図である。図２５における非対称ＦＩＲフィルタを説明するための図である。光ディスクが超解像光ディスクでないときに変更された図２６の非対称ＦＩＲフィルタの等価係数を説明するための図である。係数演算回路を備えた非対称ＦＩＲフィルタを説明するための図である。２値化データ取得回路の変形例２を説明するための図である。２値化データ取得回路の変形例３を説明するための図である。２値化データ取得回路の変形例４を説明するための図である。２値化データ取得回路の変形例５を説明するための図である。等価係数に関する情報の格納領域の例１を説明するための図である。等価係数に関する情報の格納領域の例２を説明するための図である。

符号の説明

１５…光ディスク、２０…光ディスク装置（情報再生装置）、２３…光ピックアップ装置（光ヘッド）、２８ｄ…ＲＦ信号生成回路（信号生成回路）、２８ｅ…デコーダ（位相補正回路、クロック抽出回路、復号回路）。

Claims

光ディスクに記録されている情報をＰＲＭＬ方式を用いて再生する情報再生装置であって、
光源と、前記光源から出射された光を前記光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と、前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッドと；
前記光検出器の出力信号からＲＦ信号を生成する信号生成回路と；
前記情報における記録マークのピッチが回折限界よりも小さいときの前記ＲＦ信号の位相歪みを補正する位相補正回路と；
前記位相歪みが補正されたＲＦ信号からクロックを抽出するクロック抽出回路と；
前記クロックに同期して、前記位相歪みが補正されたＲＦ信号から前記情報を復号する復号回路と；を備え、
前記位相補正回路は、等価係数が中央を原点として非対称である非対称ＦＩＲフィルタと、前記光ディスクが超解像光ディスクでないときに、前記非対称ＦＩＲフィルタが無効となるように、任意の１つの乗算器のタップ係数を１とし、残りの乗算器のタップ係数を全て０とする係数変更回路とを有する情報再生装置。
光ディスクに記録されている情報をＰＲＭＬ方式を用いて再生する情報再生装置であって、
光源と、前記光源から出射された光を前記光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と、前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッドと；
前記光検出器の出力信号からＲＦ信号を生成する信号生成回路と；
前記情報における記録マークのピッチが回折限界よりも小さいときの前記ＲＦ信号の位相歪みを補正する位相補正回路と；
前記位相歪みが補正されたＲＦ信号からクロックを抽出するクロック抽出回路と；
前記クロックに同期して、前記ＲＦ信号から前記情報を復号する復号回路と；を備え、
前記位相補正回路は、等価係数が中央を原点として非対称である非対称ＦＩＲフィルタと、前記光ディスクが超解像光ディスクでないときに、前記非対称ＦＩＲフィルタが無効となるように、任意の１つの乗算器のタップ係数を１とし、残りの乗算器のタップ係数を全て０とする係数変更回路とを有する情報再生装置。