JPWO2016075919A1 - 光媒体再生装置、光媒体再生方法及び光媒体 - Google Patents

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Abstract

光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数のイコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、組合せのパターンの少なくとも一つに、第1及び第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる光媒体再生装置である。図2

Description

本開示は、光ディスク等の光媒体を再生する光媒体再生装置、光媒体再生方法及び光媒体に関する。
光ディスクの高密度化をはかる方法として、チャンネルビット長、すなわち、マーク長を短くし、線密度方向に高密度化をはかる方法と、もうひとつはトラックピッチを狭くする方法とがある。しかしながら、線密度方向に高密度化をはかると、符号間干渉が増大する問題が発生する。また、トラックピッチを狭くすると、隣接トラックからの情報の漏れ込み(隣接トラッククロストーク)が増大する。隣接トラッククロストーク(以下、単にクロストークと適宜称する)を低減するための方法が提案されている。
例えば特許文献1には、再生対象のトラックと、その両側のトラックとのそれぞれの再生信号を適応イコライザユニットに供給し、適応イコライザユニットのタップ係数を制御することによって、クロストークを打ち消すことが記載されている。
さらに、特許文献2及び特許文献3には、光記録媒体からの反射光をトラック幅方向に空間的に3分割し、3分割された光をそれぞれ検出し、検出信号を定数倍(重み付け)をして加算演算することによって、クロストークの影響を小さくすることが記載されている。また、特許文献2には、さらにビーム進行方向にも重み付けをすることで小さい記録マークの再生信号を強調して再生することができることがアイデアとして示唆されている。
特開2012−079385号公報 特開平8−249664号公報 特開平5−242512号公報
特許文献1に記載のものは、再生対象のトラックと両側のトラックを同時に読み取るために、3個のビームを必要とする。3個のビームにより読み取られる再生信号の位相を合わせることが必要であった。1ビームが3個のトラックを順次再生し、再生信号を同時化することも可能である。同時化するためのメモリが必要となる。したがって、特許文献1に記載のものは、光ピックアップの構成が複雑となったり、位相合わせが複雑となったり、回路規模が大きくなる問題があった。さらに、特許文献1に記載のものは、線密度方向に高密度化をはかることについては、言及されていない。
また、特許文献2及び特許文献3に記載のものは、領域を分割し、一部の領域に定数倍(重み付け)をして加算することによってクロストークをキャンセルしようとするものである。しかし、いずれも本開示にあるような最短マークが光学系のカットオフ空間周波数を超えるような高線密度記録における信号特性改善に関しては記載されていない。また、パーシャルレスポンス最尤復号処理(PRML検出方式:PartialResponseMaximumLikelihood検出方式)を用いる系での最適な構成や、分割パターンを適応的に変化させてより良好な再生を行うことについては、記載されていない。
したがって、本開示の目的は、最短マークが光学系のカットオフ空間周波数を超えるような高線密度記録においても、一つのトラックの再生信号のみを使用してクロストークを低減することができ、さらに、PRクラス及び/又は分割パターンを適応的に変化させることによって線密度方向に更なる高密度化をはかることができる光媒体再生装置、光媒体再生方法及び光媒体を提供することにある。
本開示は、光源と、
光源から照射された光ビームを光媒体上に集光させる対物レンズと、
光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、
複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数のイコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、
等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、
組合せのパターンの少なくとも一つに、第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる
光媒体再生装置である。
本開示は、光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、
検出部によって、複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成し、
複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有する多入力イコライザ部によって、複数のイコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力し、
2値化部によって、等化信号について2値化処理を行って2値データを得、
組合せのパターンの少なくとも一つに、第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルが含まれる
光媒体再生方法である。
本開示は、ランド及びグルーブが交互に形成され、ランド及びグルーブの両方に情報が記録される光媒体であって、
グルーブの線密度に比してランドの線密度がより高くされた光媒体である。
本開示によれば、再生対象のトラックの読み取り出力のみを使用してクロストークを低減することができる。したがって、読み取り用の3個のビームを使用することが不要で、さらに、1ビームで連続的に3本のトラックを再生し、メモリによって同時化することが不要である。したがって、光ピックアップの構成が複雑とならず、位相合わせが不要となり、メモリが増大しない利点がある。さらに、本開示は、分割パターンを適応的に変化させるので、より高線密度化が可能となる。
本開示の一実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本開示の一実施の形態における光ピックアップの構成を示す略線図である。 一実施の形態におけるデータ検出処理部の一例のブロック図である。 データ検出処理部における多入力適応イコライザの一例のブロック図である。 適応イコライザユニットの一例のブロック図である。 等化誤差演算器の一例のブロック図である。 再生するための構成の一例のブロック図である。 領域分割のパターンの複数の例を説明するための略線図である。 パターンIVT4Hを説明するための略線図である。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 タップ係数及びそれに対応する電気フィルタとしての周波数振幅特性を示すグラフである。 周波数振幅特性を表すグラフである。 タップ係数及び周波数位相特性を表すグラフである。 周波数振幅特性を表すグラフである。 タップ係数及び周波数位相特性を表すグラフである。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 光ディスクの再生信号の説明のための略線図である。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフ及び分割パターンIVT4の略線図である。 線密度とe-MLSEとの関係を表すグラフ及び分割パターンIVT4Hの略線図である。 適応等化目標の周波数特性を示すグラフである。 領域分割のパターンの複数の例を説明するための略線図である。 タップ係数の例を示す略線図である。 PR−TL(4T)とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 PR−TL(4T)とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 PR−TL(4T)とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 最適なPR−TL(4T)と線密度の関係を表すグラフである。 最適なPRクラスを選択した場合の線密度とe-MLSE及びi-MLSEの関係を表すグラフである。 PR−TL(4T)とe-MLSEとの関係を表すグラフである。 分割パターンの一例の詳細を示す略線図である。 経過チャンネルビット長とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 経過チャンネルビット長とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 パターンIVNST6のより詳細な説明のための略線図である。 周波数振幅特性を表すグラフである。 周波数振幅特性を表すグラフである。 経過チャンネルビット長とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 ランド/グルーブ記録における記録マークの概略を示す略線図である。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 マーク位相とe-MLSEとの関係を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。 マーク位相の異なる値に対応する電気フィルタのタップ係数の一例を示すグラフである。
以下に説明する実施の形態は、本開示の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本開示の範囲は、以下の説明において、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、本開示の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
<1.第1の実施の形態>
<2.第2の実施の形態>
<3.第3の実施の形態>
<4.変形例>
<1.第1の実施の形態>
「光ディスク装置」
本開示を適用した光ディスク装置は、図1に示すように、光記録媒体としての光ディスク100に対して情報の記録再生を行う光ピックアップ101と、光ディスク100を回転させるスピンドルモータ102とを備える。光ピックアップ101を光ディスク100の径方向に移動させるために、スレッド(送りモータ)103が設けられている。
光ディスク100としては、BD(Blu-ray (登録商標)Disc)等の高密度光ディスクを使用できる。BDは、片面単層で約25Gバイト、片面2層で約50Gバイトの記録容量を有する高密度光ディスクである。BD規格では、ビームスポット径を小とするために、光源波長を405nmとし、対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)を0.85と大きくしている。CD規格では、光源波長:780nm、NA:0.45、スポット径:2.11μmであり、DVD規格では、光源波長:650nm、NA:0.6、スポット径:1.32μmである。BD規格では、スポット径を0.58μmまで絞ることができる。
さらに、近年、BD(Blu-ray (登録商標)Disc)に対し、チャンネルビット長すなわちマーク長を短くし、線密度方向に高密度化をはかり、3層で100GB及び4層で128GBの大容量化を実現したBDXL(登録商標)が実用化されている。
これに加え、さらなる記録容量の増大のためには、グルーブトラック及びランドトラックの両方にデータを記録する方法(ランド/グルーブ記録方式と適宜称する)を採用する光ディスクが望ましい。なお、溝のことをグルーブと称し、グルーブにより形成されるトラックをグルーブトラックと称する。グルーブは、光ディスクを製造する時に、レーザ光によって照射される部分と定義され、隣接するグルーブ間に挟まれるエリアをランドと称し、ランドにより形成されるトラックをランドトラックと称する。さらに、複数の情報記録層が積層された多層光ディスクであれば、より記録容量を増加できる。このような大容量化を実現するためには、DVD-RAM のように溝による±1次回折光が重なる程度の広めなトラックピッチでかつ溝深さをλ/6程度と深くすることによって光学的に隣接トラック間のクロストークを低減するのではなく、溝による±1次回折光が重ならない狭いトラックピッチでかつ、本開示のように多層光ディスク構造でも他層に溝構造による悪影響を及ぼさないような、BDと同等以下の浅溝構造でも隣接トラック間のクロストークが低減可能な構成が望ましい。
このような高密度記録可能な光ディスク100が光ディスク装置に装填されると、記録/再生時においてスピンドルモータ102によって一定線速度(CLV)又は一定角速度(CAV)で回転駆動される。ウォブルグルーブの位相を光ディスク100の半径方向で揃えるためには、CAV又はゾーンCAVが好ましい。再生時には、光ピックアップ(光学ヘッド)101によって光ディスク100上のトラックに記録されたマーク情報の読出が行われる。光ディスク100に対してのデータ記録時には、光ピックアップ101によって光ディスク100上のトラックに、ユーザーデータがフェイズチェンジマークもしくは色素変化マークとして記録される。
記録可能型ディスクの場合、ウォブリンググルーブによって形成されるトラック上にはフェイズチェンジマークによるレコーディングマークが記録されるが、フェイズチェンジマークはRLL(1,7)PP変調方式(RLL;Run Length Limited、PP:Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength))等により、1層あたり23.3GBのBDの場合で線密度0.12μm/bit、0.08μm/channel bitで記録される。同様に、25GB/層のBDの場合、0.0745μm/channel bit、32GB/層のBDXL(登録商標)の場合、0.05826μm/channel bit、33.4GB /層のBDXL(登録商標)の場合、0.05587μm/channel bitというように、ディスク種別に応じてチャンネルビット長に対応した密度での記録が行われる。チャネルクロック周期を「T」とすると、マーク長は2Tから8Tとなる。再生専用ディスクの場合、グルーブは形成されないが、同様にRLL(1,7)PP変調方式で変調されたデータがエンボスピット列として記録されている。
光ディスク100の内周エリア等には、再生専用の管理情報として例えばディスクの物理情報等がエンボスピット又はウォブリンググルーブによって記録される。これらの情報の読出も光ピックアップ101により行われる。さらに、光ピックアップ101によって光ディスク100上のグルーブトラックのウォブリングとして埋め込まれたADIP情報の読み出しもおこなわれる。
光ピックアップ101内には、レーザ光源となるレーザダイオード、反射光を空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる複数の信号に分離するための光学フィルタ、光学フィルタによって分離した複数の信号を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、対物レンズを介してディスク記録面にレーザ光を照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系等が構成される。光ピックアップ101内において対物レンズは二軸機構によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。光ピックアップ101全体はスレッド機構103によりディスク半径方向に移動可能とされている。光ピックアップ101のレーザダイオードに対して、レーザドライバ113からの駆動電流が供給され、レーザダイオードがレーザを発生する。
光ディスク100からの反射光がフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路104に供給される。マトリクス回路104には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。信号伝送品質を考慮し、電流電圧変換回路及びマトリクス演算/増幅回路の一部をフォトディテクタ素子内に形成するようにしてもよい。例えば再生データに相当する再生情報信号(RF信号)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、すなわち、ウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
マトリクス回路104から出力される再生情報信号はデータ検出処理部105へ供給され、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は光学ブロックサーボ回路111へ供給され、プッシュプル信号はウォブル信号処理回路106へ供給される。
データ検出処理部105は、再生情報信号の2値化処理を行う。例えばデータ検出処理部105では、RF信号のA/D変換処理、PLLによる再生クロック生成処理、PR(Partial Response)等化処理、ビタビ復号(最尤復号)等を行い、パーシャルレスポンス最尤復号処理(PRML検出方式: Partial Response Maximum Likelihood検出方式)により、2値データ列を得るようになされる。データ検出処理部105は、光ディスク100から読み出した情報としての2値データ列を、後段のエンコード/デコード部107に対して供給する。
エンコード/デコード部107は、再生時における再生データの復調と、記録時における記録データの変調処理を行う。すなわち、再生時にはデータ復調、デインターリーブ、ECCデコード、アドレスデコード等を行い、記録時には、ECCエンコード、インターリーブ、データ変調等を行う。
再生時においては、データ検出処理部105で復号された2値データ列がエンコード/デコード部107に供給される。エンコード/デコード部107では、2値データ列に対する復調処理を行い、光ディスク100からの再生データを得る。すなわち、例えばRLL(1,7)PP変調等のランレングスリミテッドコード変調が施されて光ディスク100に記録されたデータに対しての復調処理と、エラー訂正を行うECCデコード処理を行って、光ディスク100からの再生データを得る。
エンコード/デコード部107で再生データにまでデコードされたデータは、ホストインターフェース108に転送され、システムコントローラ110の指示に基づいてホスト機器200に転送される。ホスト機器200とは、例えばコンピュータ装置やAV(Audio-Visual)システム機器などである。
光ディスク100に対する記録/再生時には、ADIP情報の処理が行われる。すなわち、グルーブのウォブリングに係る信号としてマトリクス回路104から出力されるプッシュプル信号は、ウォブル信号処理回路106においてデジタル化されたウォブルデータとされる。PLL処理によりプッシュプル信号に同期したクロックが生成される。ウォブルデータは、ADIP復調処理部116で、ADIPアドレスを構成するデータストリームに復調されてアドレスデコーダ109に供給される。アドレスデコーダ109は、供給されるデータについてのデコードを行い、アドレス値を得て、システムコントローラ110に供給する。
記録時には、ホスト機器200から記録データが転送されてくるが、その記録データはホストインターフェース108を介してエンコード/デコード部107に供給される。エンコード/デコード部107は、記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加(ECCエンコード)やインターリーブ、サブコードの付加等を行う。これらの処理を施したデータに対して、RLL(1−7)PP方式等のランレングスリミテッドコード変調を施す。
エンコード/デコード部107で処理された記録データは、ライトストラテジ部114に供給される。ライトストラテジ部114では、記録補償処理として、記録層の特性、レーザ光のスポット形状、記録線速度等に対するレーザ駆動パルス波形調整を行う。そして、レーザ駆動パルスをレーザドライバ113に出力する。
レーザドライバ113は、記録補償処理したレーザ駆動パルスに基づいて、光ピックアップ101内のレーザダイオードに電流を流し、レーザ発光を行う。これにより光ディスク100に、記録データに応じたマークが形成されることになる。
光学ブロックサーボ回路111は、マトリクス回路104からのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号から、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。すなわち、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、ドライバ118により光ピックアップ101内の二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによって、光ピックアップ101、マトリクス回路104、光学ブロックサーボ回路111、ドライバ118、二軸機構によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
さらに、光学ブロックサーボ回路111は、システムコントローラ110からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、ジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。さらに、光学ブロックサーボ回路111は、トラッキングエラー信号の低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ110からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ115によりスレッド機構103を駆動する。
スピンドルサーボ回路112はスピンドルモータ102をCLV回転又はCAV回転させる制御を行う。スピンドルサーボ回路112は、ウォブル信号に対するPLLで生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ102の回転速度情報として得、これを所定の基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。さらに、データ再生時においては、データ検出処理部105内のPLLによって生成される再生クロックが、現在のスピンドルモータ102の回転速度情報となるため、これを所定の基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号が生成される。そして、スピンドルサーボ回路112は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルドライバ117によりスピンドルモータ102のCLV回転又はCAV回転を実行させる。
スピンドルサーボ回路112は、システムコントローラ110からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ102の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ110により制御される。システムコントローラ110は、ホストインターフェース108を介して与えられるホスト機器200からのコマンドに応じて各種処理を実行する。例えばホスト機器200から書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ110は、まず書き込むべきアドレスに光ピックアップ101を移動させる。そしてエンコード/デコード部107により、ホスト機器200から転送されてきたデータ(例えばビデオデータやオーディオデータ等)について上述したようにエンコード処理を実行させる。そして、エンコードされたデータに応じてレーザドライバ113がレーザ発光を駆動することで記録が実行される。
さらに、例えばホスト機器200から、光ディスク100に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、システムコントローラ110はまず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。すなわち、光学ブロックサーボ回路111に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとする光ピックアップ101のアクセス動作を実行させる。その後、その指示されたデータ区間のデータをホスト機器200に転送するために必要な動作制御を行う。すなわち、光ディスク100からのデータ読出を行い、データ検出処理部105、エンコード/デコード部107における再生処理を実行させ、要求されたデータを転送する。
なお、図1の例は、ホスト機器200に接続される光ディスク装置として説明したが、光ディスク装置としては他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図1とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われると共に、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。もちろん光ディスク装置の構成例としては他にも多様に考えられる。
「光ピックアップ」
次に、上述した光ディスク装置に用いられる光ピックアップ101について、図2を用いて説明する。光ピックアップ101は、例えば波長λが405nmのレーザ光(ビーム)を用いて、光ディスク100に情報を記録し、光ディスク100から情報を再生する。レーザ光は、半導体レーザ(LD:Laser Diode)1から出射される。
レーザ光がコリメータレンズ2と、偏光ビームスプリッタ(PBS: Polarizing Beam Splitter)3と、対物レンズ4とを通過して光ディスク100上に照射される。偏光ビームスプリッタ3は、例えばP偏光を略々100%透過させ、S偏光を略々100%反射する分離面を有する。光ディスク100の記録層からの反射光は同じ光路を戻り、偏光ビームスプリッタ3へと入射する。図示しないλ/4素子を介在させることによって、入射したレーザ光は偏光ビームスプリッタ3で略100%反射される。
偏光ビームスプリッタ3で反射されたレーザ光は、光学フィルタ7で光ディスク100のラジアル方向(ディスク径方向)及び/又はタンジェンシャル方向(トラック方向)に延びる分割線によって空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる信号を含む複数の領域に分割され、レンズ5を介してフォトディテクタ6の受光面に集光される。フォトディテクタ6は、受光面上に、入射した光を光電変換する受光セルを有する。受光セルは、光学フィルタ7によって複数の領域に分割された光をそれぞれ受光するように配置されている。フォトディテクタ6は、受光セルの各領域の受光量に応じて複数チャンネルの電気信号を出力する。図2に記載の光学フィルタの分割パターンIVT4は、空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる信号を含む4つの領域に分割するものである。すなわち、ラジアル方向の外側の領域A(=A1+A2)と、中央部の領域Bと、タンジェンシャル方向の上部の領域C(C1+C2+C3)と、下部の領域D(D1+D2+D3)とにビームが分割される。これら4つの領域に分割された光をそれぞれ受光するように受光セルを配置してもよいし、ラジアル方向の外側の領域A1,A2を別々に受光した5つの信号をもとに、マトリクス回路104によって4チャンネルの信号を生成し、データ検出処理105に入力する構成としてもよい。このような構成にした場合の更なる効果については詳しく後述する。なお、領域の分割方法についても後述する。
なお、図2の光ピックアップ101の構成は、本開示を説明するための最小限の構成要素を示しており、マトリクス回路104を介して光学ブロックサーボ回路111に出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号や、マトリクス回路104を介してウォブル信号処理回路106に出力されるプッシュプル信号を生成するための信号等は省略されている。その他、図2に示す構成以外の種々の構成が可能である。
本開示では、光ディスク100からの戻りビームの光束の断面を複数の領域に分割して、各領域に対応する複数チャンネルの再生情報信号を得る。領域毎の再生情報信号を得る方法としては、光学フィルタ7によって分割する方法以外にも、フォトディテクタ6を分割することによってフォトディテクタに光学フィルタの機能をもたせる方法も使用できる。光学フィルタ7によって分割する際には、例えば、対物レンズ4を通過し、フォトディテクタ6に至る光路中に、複数の領域を分離するための光路変換素子を配置し、光路変換素子によって分離された複数のビームを異なるフォトディテクタに供給する方法を使用することができ、その光路変換素子としては、ホログラフィック光学素子等の回折素子や、マイクロレンズアレイ、マイクロプリズム等の屈折素子等を使用することができる。
「データ検出処理部」
上述したように、光ピックアップ101により光ディスク100から再生され、各領域に対応する検出信号がマトリクス回路104に供給され、各領域に対応する複数チャンネルの再生情報信号とされる。データ検出処理部105は、図3に示すように、マトリクス回路104から供給される再生情報信号が供給されるA/Dコンバータ11を有する。なお、図3及び図4は、例えば光ディスク100からの戻りビームの光束の断面を5個の領域に分割し、マトリクス回路104からは、4チャンネルの再生情報信号Ch1〜Ch4が得られる例である。
A/Dコンバータ11に対するクロックがPLL12によって形成される。マトリクス回路104から供給される再生情報信号は、A/Dコンバータ11でデジタルデータに変換される。マトリクス回路104によって生成された4チャンネルの再生情報信号Ch1〜Ch4がデジタル化されたものを再生情報信号をS1〜S4と表記する。PLL12には、再生情報信号S1〜S4を加算回路17によって加算した信号が供給される。
さらに、データ検出処理部105は、多入力適応イコライザ部13、2値化検出器14、PR畳込器15、等化誤差演算器16を有する。多入力適応イコライザ部13は、再生情報信号S1〜S4をもとにPR適応等化処理を行う。すなわち、再生情報信号S1〜S4が適応イコライザユニットを介して出力され加算された等価信号y0は目標とするPR波形に近似するように等化される。
なお、PLL12へ入力する信号として多入力適応イコライザ部の出力を用いても良い。この場合には、多入力適応イコライザの初期係数をあらかじめ定められた値に設定しておく。また、加算回路17からの信号を用いる場合でも、単純にS1〜S4を加算するのではなく、FIRフィルタ等によってS1〜S4の位相及び振幅の周波数特性を変化させた上で加算するような構成としてもよい。その場合も、FIRフィルタのタップ係数をあらかじめ定められた値に設定しておく。
2値化検出器14は例えばビタビデコーダとされ、PR等化された等化信号y0に対して最尤復号処理を行って2値化データDTを得る。この2値化データDTは、図1に示したエンコード/デコード部107に供給されて再生データ復調処理が行われることになる。ビタビ復号は、所定の長さの連続ビットを単位として構成される複数のステートと、それらの間の遷移によって表されるブランチで構成されるビタビ検出器が用いられ、全ての可能なビット系列の中から、効率よく所望のビット系列を検出するように構成されている。
実際の回路では、各ステートに対してパスメトリックレジスタとよばれるそのステートに至るまでのパーシャルレスポンス系列と信号のパスメトリックを記憶するレジスタ、パスメモリレジスタと呼ばれるそのステートにいたるまでのビット系列の流れを記憶するレジスタの2つのレジスタが用意される。さらに、各ブランチに対してはブランチメトリックユニットとよばれるそのビットにおけるパーシャルレスポンス系列と信号のパスメトリックを計算する演算ユニットが用意されている。
このビタビ復号器では、さまざまなビット系列を、ステートを通過するパスのひとつによって一対一の関係で対応付けることができる。また、これらのパスを通過するようなパーシャルレスポンス系列と、実際の信号(再生信号)との間のパスメトリックは、上記のパスを構成するステート間遷移、すなわち、ブランチにおける前述のブランチメトリックを順次加算していくことで得られる。
さらに、パスメトリックを最小にするようなパスを選択するには、この各ステートにおいて到達する2つ以下のブランチが有するパスメトリックの大小を比較しながら、パスメトリックの小さいパスを順次選択することで実現できる。この選択情報をパスメモリレジスタに転送することで、各ステートに到達するパスをビット系列で表現する情報が記憶される。パスメモリレジスタの値は、順次更新されながら最終的にパスメトリックを最小にするようなビット系列に収束していくので、その結果を出力する。
PR畳込器15では、下記の式に示すように、2値化結果の畳み込み処理を行って目標信号Zkを生成する。この目標信号Zkは、2値検出結果を畳み込んだものであるためノイズのない理想信号である。例えばPR(1,2,2,2,1)の場合、チャンネルクロック毎の値Pが(1,2,2,2,1)となる。拘束長が5である。さらに、PR(1,2,3,3,3,2,1)の場合、チャンネルクロック毎の値Pが(1,2,3,3,3,2,1)となる。拘束長が7である。さらに、PR(1,2,3,4,4,4,3,2,1)の場合、チャンネルクロック毎の値Pが(1,2,3,4,4,4,3,2,1)となる。拘束長が9である。レーザ光の波長λ=405nmで、対物レンズのNA=0.85にて、トラックピッチを0.32μm一定としたときの容量が35GBを超える程度に記録密度を高くした場合、パーシャルレスポンスの拘束長5から7に長くして検出能力を高くしないと、検出が難しくなり、さらに容量が45GB前後を超える程度に記録密度を高くした場合には拘束長を7から9に長くして検出能力を高くする必要がある。なお、下記の式において、dは、2値化データを表す。
Figure 2016075919
等化誤差演算器16は、多入力適応イコライザ部13からの等化信号y0と、目標信号Zkから、等化誤差ekを求め、この等化誤差ekを多入力適応イコライザ部13にタップ係数制御のために供給する。図6に示すように、等化誤差演算器16は、減算器25と係数乗算器26とを備える。減算器25は、等化信号y0から目標信号Zkを減算する。この減算結果に対して、係数乗算器26によって所定の係数aを乗算することで等化誤差ekが生成される。
多入力適応イコライザ部13は、図4に示すように、適応イコライザユニット21,22,23,24及び加算器25を有する。上述した再生情報信号S1〜S4が適応イコライザユニット21〜24にそれぞれ入力される。マトリクス回路から出力される再生情報信号が4チャンネルの場合の多入力適応イコライザ部13の構成が示されている。入力される信号のチャンネル数に対応して適応イコライザユニットが備えられている。
適応イコライザユニット21,22,23,24の各々は、FIR(Finite Impulse Response) フィルタタップ数、その演算精度(ビット分解能)、適応演算の更新ゲインのパラメーターを持ち、各々に最適な値が設定されている。適応イコライザユニット21,22,23,24の各々には、適応制御のための係数制御値として等化誤差ekが供給される。
適応イコライザユニット21,22,23,24の出力y1,y2,y3,y4は、加算器25で加算されて多入力適応イコライザ部13の等化信号y0として出力される。この多入力適応イコライザ部13の出力目標は、2値検出結果をPR(パーシャルレスポンス)に畳みこんだ理想PR波形となっている。
適応イコライザユニット21は、例えば図5に示すようなFIRフィルタで構成される。適応イコライザユニット21は、遅延素子30−1〜30−n、係数乗算器31−0〜31−n、加算器34を有するn+1段のタップを有するフィルタとされる。係数乗算器31−0〜31−nは、それぞれ各時点の入力xに対してタップ係数C0〜Cnの乗算を行う。係数乗算器31−0〜31−nの出力が加算器34で加算されて出力y0として取り出される。タップ係数は、予め初期値が設定されている。
適応型の等化処理を行うため、タップ係数C0〜Cnの制御が行われる。このために、等化誤差ekと、各タップ入力が入力されて演算を行う演算器32−0〜32−nが設けられる。また各演算器32−0〜32−nの出力を積分する積分器33−0〜33−nが設けられる。演算器32−0〜32−nのそれぞれでは、例えば−1×ek×xの演算が行われる。この演算器32−0〜32−nの出力は積分器33−0〜33−nで積分され、その積分結果により係数乗算器31−0〜31−nのタップ係数C0〜Cnが変更制御される。なお、積分器33−0〜33−nの積分を行うのは、適応係数制御の応答性を調整するためである。
以上の構成のデータ検出処理部105では、クロストーク等の不要な信号の低減が行われたうえで2値化データの復号が行われることになる。
適応イコライザユニット22、23及び24も、適応イコライザユニット21と同様の構成を有する。適応イコライザユニット21,22,23,24に対して共通の等化誤差ekが供給されて適応等化が行われる。すなわち、適応イコライザユニット21,22,23,24では、再生情報信号Sa、Sb、Scの入力信号周波数成分の誤差、位相歪みを最適化、すなわち適応PR等化をおこなう。すなわち、演算器32−0〜32−nでの−1×ek×xの演算結果に応じてタップ係数C0〜Cnが調整される。このことは、等化誤差を解消していく方向にタップ係数C0〜Cnが調整されることである。
このように、適応イコライザユニット21,22,23、24では、等化誤差ekを用いてタップ係数C0〜Cnが、目標の周波数特性となる方向に適応制御される。適応イコライザユニット21,22,23、24の出力y1,y2,y3,y4が加算器24で加算されて得られる多入力適応イコライザ部13の等化信号y0は、クロストークや符号間干渉等が低減された信号となる。
「電気光学フィルタ」
光ディスクから再生された信号は、理想信号に対して、線方向の高密度化による符号間干渉の増大、並びにトラック方向の高密度化による隣接トラックからの信号の漏れ込みの増大によって、理想的な信号から大きく乖離したものとなっている。従来では、電気フィルタによってこの問題を解決している。例えばBDXL(登録商標)では、33.4GB/Lが実現されている。
本開示による高密度記録された信号を再生する構成は、図7に示すものとなる。すなわち、光学フィルタ131に再生信号を供給し、光学フィルタ131によって、空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる複数の信号に分離する。分離した複数の信号例えば2つの信号をそれぞれに最適な電気フィルタ132及び133に供給し、電気フィルタ132及び133のそれぞれの出力を合算することにより出力信号を得ている。
本開示では、光ディスク100で反射された光ビームの光束を受光し、光学フィルタ7でラジアル方向及びタンジェンシャル方向にそれぞれ延長する分割線によって、空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる複数の領域に分割する。この複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を使用して複数のチャンネルの検出信号を形成し、それぞれ電気フィルタに供給する構成となされる。上述した適応イコライザユニットが電気フィルタに相当する。マトリクス回路104は領域分割した信号光を別々の受光素子で受光したのち、演算することで光学フィルタの一部の機能を担うものである。
「領域分割のパターン」
最初に本明細書における領域分割のパターンの例について図8を参照して説明する。なお、図中の円がビーム光束の断面の外周を示している。正方形は、例えば複数の領域を分離するための、ホログラフィック光学素子等の回折素子や、マイクロレンズアレイ、マイクロプリズム等の屈折素子等からなる光路変換素子すなわち光学フィルタのエリアもしくは検出用のフォトディテクタの受光セルのエリアを表している。なお、領域分割図の上下方向が戻り光束のタンジェンシャル方向、左右方向がラジアル方向にそれぞれ対応している。さらに、図8に示す領域分割パターンは、一例であって、図8に示す以外のパターンも可能である。例えば分割線は、直線に限らず、円弧のような曲線であっても良い。
〔パターンIVT4〕
図8Aに示すパターンIVT4は、図2にも記載した4個の領域を有する例である。すなわち、ラジアル方向の外側の領域A(=A1+A2)と、中央部の領域Bと、タンジェンシャル方向の上部の領域C(C1+C2+C3)と、下部の領域D(D1+D2+D3)とにビームが分割される。各領域と対応する検出信号が得られる。ここで、ラジアル方向の領域分割位置は、瞳半径を1.0としたときに、±0.5、±0.7 となる位置とした。タンジェンシャル方向の領域分割位置 は、瞳半径を1.0としたときに、±0.45、±0.65となる位置とした。
このIVT4の分割パターンに対応した4チャンネルの信号を、上記の領域A,B,C,Dにそれぞれ対応した4つの受光セルからの出力をもとに生成してもよいし、領域A1,A2,B,C,Dの5つの領域に対応した5つの受光セルからの出力をもとに、マトリクス回路を用いて4チャンネルの信号を生成してもよい。後者のマトリクス回路を用いて5つの信号から4チャンネルを生成する構成の場合には、同一の分割を基本形として、下記のような種々の分割パターンが実現可能である。
IVT4:Ch1=A1+A2、Ch2=B、Ch3=C、Ch4=D
IVR4:Ch1=C+D、Ch2=B、Ch3=A1、Ch4=A2
IVi4:Ch1=C、Ch2=B+D、Ch3=A1、Ch4=A2
〔パターンIVT4H〕
図8Bに示すパターンは、IVT4の光学フィルタ構成を踏襲しつつ、より高線密度での特性がよくなるように、各領域の形状と配置を変更したものである。より詳細なパターンの寸法を図9に示す。
〔パターンIV3〕
図8Cに示すパターンは、IVT4の外側のチャンネル(C及びD)を一つのチャンネルCにまとめたものである。
〔パターンIV3ts0.2〕
図8Dに示すパターンIV3ts0.2は、IV3をタンジェンシャル方向にシフト例えば光束半径の20%シフトしたものである。
[パターンH3A]
図8Eに示すパターンパターンH3Aは、ビームをタンジェンシャル方向に延長する2本の分割線によって、ラジアル方向に内側の領域と外側の領域B(=B1+B2)に二つに分割し、さらにラジアル方向に延びる分割線によって、内側の領域の上下を区切り、タンジェンシャル方向の上下に領域C1及びC2を形成し、残りの中央の領域をAとするものである。すなわち、領域A、領域(B1+B2)、領域C(=C1+C2)の3個に分割するパターンである。3個の領域に対応する3チャンネルの信号が得られる。
[パターンR2及びR3]
パターンR2及びR3(図8F及び図8G)は、本開示の構成による効果を明確にするための比較用のパターンである。ビームをタンジェンシャル方向に延長する2本の分割線によって、領域Aと領域B(=B1+B2)もしくは領域B,Cとラジアル方向に三つに分割する例である。パターンR2の場合は、領域B1及びB2の受光信号に応じた電気信号は、加算されて1チャンネルの信号とされる。すなわち、内側チャンネル(領域A)と外側チャンネル(領域B1+B2)の2チャンネル(R2)もしくは内側チャンネル(領域A)と外側チャンネル(領域B,C)の3チャンネルの信号が得られる。ここで、ラジアル方向の領域分割位置は、瞳半径を1.0としたときに、±0.55となる位置とした。
加えて、パターンR2/R3及びパターンH3Aの分割をもとに、特許文献2及び3の技術とPRML検出方式を組み合わせた場合の特性比較を行った結果も後述する。
「各パターンについてのシミュレーション結果」
図10は、図8に示される6個のパターンについてのシミュレーション結果を示す。以下のシミュレーションにおいても同様であるが、信号指標値としてe-MLSEを使用する。BDXL(登録商標)に比してより記録密度を高くした場合には、エラーを引き起こしやすいデータパターンが異なってくる。その結果、従来の信号指標値であるi−MLSEの誤差が問題となってくる。そこで、本開示においては、より高い線密度での信号指標値の精度改善のために必要となる、新たなデータパターンを追加した、i−MLSEとは別の信号評価値を効果の説明のために用いている。以下、精度が改善された新たな指標値をe-MLSEと呼ぶ。
e-MLSEにおいて追加されたデータパターンは以下の3種となる。
パターン列の1が記されているビットが、検出パターンに対し、誤りパターンでビット反転が起こる箇所を示している。
追加パターン(1):10111101
追加パターン(2):1011110111101
追加パターン(3):10111100111101
ちなみに、i−MLSEの精度が十分な従来のBDXL(登録商標)と同等の線密度ではe-MLSEとi−MLSEは、ほぼ一致し、より高い線密度において誤差改善の分の差分が現れる。実用で重要となるエラーレートに対する指標値の理論上の相関関係は両者で同一となっている。したがって、演算上の違い、適用線密度の範囲の違いはあるものの、両者の示す信号品質の評価値は同じ感覚でとらえて構わない。なお、本開示においては、e-MLSE以外の指標を使用しても良い。線密度が高くなった場合にエラーを引き起こしやすいデータパターンが異なることによるe-MLSEとi−MLSEとの差については後程補足する。
以下、それぞれのパターンに対するシミュレーション結果に基づき説明を行う。シミュレーション条件は以下の通りである。
Tp=0.225μm(ランド、グルーブのそれぞれが) NA=0.85
PR(1233321) 評価指標:e-MLSE グルーブ深さ (1/15)λ
マーク幅=Tp×0.7 Disc Noise, Amp Noiseあり
タップ 1T間隔31タップ
摂動原点(デフォーカスやディスクスキュー等が全て原点の状態)
また、線密度は直径が120mmディスクでトラックピッチTp=0.32μm のときの面容を用いてLD(Tp=0.32μmのときの面容量)のように表すこととする。
図10のシミュレーション結果において、e-MLSEと表すグラフは、領域分割を行わない場合の結果である。図10から分かるように、本開示の構成を用いないR3はLD35GBで既にe-MLSEが十分に下がりきっていない。ちなみに、摂動原点においては、R2とR3はほぼ同等な特性となる。H3A及びIV3はLD35GBではe-MLSEが低減できているが、タンジェンシャル方向に中心位置の異なるチャンネルを持たないために、高線密度化による劣化が大きい。また、光学フィルタ形状がより最適なIV3に比べてH3AはLD35GBにおいてもe-MLSEがやや高めになっており、線密度が高くなるとその差が拡大している。
IV3のパターンをタンジェンシャル方向にシフトしたパターンIV3ts0.2は、タンジェンシャル方向の外側チャンネルと中央チャンネルを重心で考えた場合に中心位置に差をつけることができるため、高線密度化による劣化を少し抑えることが可能である。
タンジェンシャル方向に中心位置の異なるチャンネルをもつIVT4は、LD35GBでのe-MLSEが十分に低減できているのに加えて、ラジアル及びタンジェンシャル方向の分割位置が同一なIV3に対して、線密度方向にLD3GB相当の高線密度化効果があることが分かる。
高線密度化した際の特性を優先して光学フィルタ形状を最適化したIVT4Hは、IVT4に対して、さらにLD1GB相当の高線密度化効果が得られている。
ここで、本開示の構成A〜E及び、比較用の構成F、Gに加えて、特許文献2及び3の技術とPRML検出方式を組み合わせた場合の特性も比較することにする。
特許文献2及び3には、比較用の構成F、Gに類似するラジアル方向に領域を3分割した信号に対して、内側の領域の信号に定数倍(重み付け)して加算することによってクロストークをキャンセルする技術が記載されている。しかし、いずれも本開示にあるような最短マークが光学系のカットオフ空間周波数を超えるような高線密度記録における信号特性改善に関しては記載されていない。そこで、PRML検出方式を組み合わせて用いた場合を想定し、定数倍加算演算後の信号を、本開示の構成と同様に1T間隔31タップで構成されるFIRフィルタ及びPR(1,2,3,3,3,2,1)の系で、LD35GB,LD39GB,LD43GBに対してシミュレーションを行った結果を図11に示す。LD35GBでは重み付け係数を0.2にしたときに上述のパターンR3と同等程度まではe-MLSEが改善していることが分かるが、LD39GBではe-MLSEの改善効果が著しく減少し、LD43GBではほとんど改善効果がないことが分かる。
さらに、特許文献2において、「ビーム進行方向にも重み付けをすることで小さい記録マークの再生信号を強調して再生することができる」ということがアイデアとして示唆されているため、e-MLSE改善効果が減少してしまっているLD39GBの場合に、H3A相当の位置で中央の領域をさらに分割して、タンジェンシャル方向の外側と内側で2倍の重み付けをさらにしてみた結果がLD39GB[2] であるが、示唆されるような高線密度化効果はほとんどみられない。
これらの特許文献2及び3の技術とPRML検出方式を組み合わせ、さらに線密度によって重み付け係数を変化させた応用例による結果を図10のグラフに重ねてプロットしたものが図12である。本開示の構成のLD35GBにおけるボトム特性の優位性及び、高線密度化した際のIVT4,IVT4Hの更なる優位性がはっきりと表れている。
以下、それぞれのパターンについて、電気光学フィルタ特性の構成の違いをもとに、特性に差が生まれるメカニズムを示す。
「特許文献2及び3+PRMLの構成及びパターンR2における電気フィルタ特性」
本開示に対する比較例として、上記の特許文献応用例の構成におけるFIRフィルタ及び、パターンR2におけるFIRフィルタの、LD35GBの場合のシミュレーション結果におけるタップ係数及びそれに対応する電気フィルタとしての周波数振幅特性を図13に示す。パターンR2の場合の特性L1は、外側の領域Bに対応するチャンネルの周波数振幅特性であり、特性L2は、内側の領域Aに対応するチャンネルの周波数振幅特性である。
周波数振幅特性において、横軸は、n/(256T)(n:横軸の値)である。例えば(n=64)の場合には、(64/256T)=(1/4T)となる。例えばRLL(1,7)PP変調方式を使用した場合、チャネルクロック周期を「T」とすると、マーク長は2Tから8Tとなる。(1/4T)は、2Tのマークが繰り返す場合の周波数である。LD35GBにおいては、2Tのマークは空間光学的カットオフ周波数を超えるため、再生できない周波数領域となっており、3Tのマークが再生できる特性となっている。
図12におけるLD35GBでのe-MLSEが同等であることから分かる通り、タップ係数の形状、周波数振幅特性ともに、大きな差異はなく、LD35GB(摂動原点)においては、特許文献応用例の構成でも、パターンR2の各チャンネルにそれぞれ独立な電気フィルタをつなぐ構成としても、ほぼ同等な特性となっており、R2やR3のようなパターンの場合は、それぞれ独立な電気フィルタを設けることによって得られる更なる効果は限られたものとなる。
「パターンH3Aにおける適応型電気光学フィルタ特性」
パターンH3Aでは、ラジアル方向に加えてタンジェンシャル方向にさらに領域分割を行い、空間光学的に線密度方向及びトラック密度方向に帯域の異なる信号に対応した3つの領域に分割し、それぞれの領域の信号から形成された3チャンネルの信号を、それぞれ周波数及び位相特性を異ならせた電気フィルタを通した上で加算することによって、ラジアル方向のみの分割を用いた構成に比較して再生性能をより高くすることができている。
パターンH3A(図8参照)のLD35GBの場合の適応型電気光学フィルタ特性を図14に示す。周波数振幅特性において、横軸は、n/(256T)(n:横軸の値)である。例えば (n=64)の場合には、(64/256T)=(1/4T)となる。例えばRLL(1,7)PP変調方式を使用した場合、チャネルクロック周期を「T」とすると、マーク長は2Tから8Tとなる。(1/4T)は、2Tのマークが繰り返す場合の周波数である。特性L1は、ラジアル方向外側の領域Bに対応するチャンネルの周波数振幅特性であり、特性L2は、タンジェンシャル方向外側の領域Cに対応するチャンネルの周波数振幅特性であり、特性L3は、中央の領域Aに対応するチャンネルの周波数振幅特性である。なお、特性は、摂動原点での特性例である。
図15Aは、パターンH3Aの各チャンネルのタップ係数を示す。例えばFIRフィルタのタップ数が31タップとされている。図15Bは、各チャンネルの周波数位相特性を示す。周波数位相特性は、3チャンネルの内の2チャンネル間の位相差を表している。特性L11は、タンジェンシャル方向外側の領域Cと、ラジアル方向外側の領域Bとにそれぞれ対応するチャンネルの再生情報信号間の位相差である。特性L12は、中央の領域Aと、ラジアル方向外側の領域Bとにそれぞれ対応するチャンネルの再生情報信号間の位相差である。特性L13は、タンジェンシャル方向外側の領域Cと、中央の領域Aとにそれぞれ対応するチャンネルの再生情報信号間の位相差である。
上述したように、H3Aのフィルタ特性は、下記のような特徴を有する。
3チャネルの各領域ごとに、振幅、位相ともに大きく異なる周波数特性をもつフィルタを構成し、良好な再生信号再生を実現することができる。
3T信号に相当する周波数帯(破線で囲んで示す横軸の値43の近傍)では、中央領域と、タンジェンシャル方向外側の領域C及びラジアル方向外側の領域Bとで位相を180degずらしている。
中央領域は4T信号に相当する周波数帯(破線で囲んで示す横軸の値32の近傍)を遮断する特性とし、クロストークによる偽信号を抑制している。
タンジェンシャル方向外側は、短マーク再生に寄与すべきであり、8T信号に相当する周波数帯(破線で囲んで示す横軸の値16の近傍)を遮断するとともに、8T信号よりも低い周波数帯域においては、中央領域A及びラジアル方向外側の領域Bとタンジェンシャル方向外側の領域Cとで位相を180degずらしている。
このように、領域ごとに、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドストップ(又はノッチ)フィルタ等を構成し、光学だけでも電気だけでも実現しえないフィルタ特性を実現している。
なお、本明細書の説明は、適応イコライザユニット(FIRフィルタ)のタップ係数が適応的に制御するものとしている。しかしながら、シミュレーションの結果、最良なタップ係数が求められた場合、そのタップ係数を固定したイコライザユニットを使用することや、同等の特性を有するFIRフィルタ以外のアナログフィルタ、デジタルフィルタを使用することも可能である。性能面では適応型が優れるが、タップ係数の適応的制御を行わないので良いので、処理及びハードウェアを簡略化することができる。また、複数チャネルのうち、一部のチャネルに固定タイプのイコライザユニットを使用し、その他のチャネルには適応型のイコライザユニットを使用するようにすることも可能である。
「パターンIVT4に最適な電気フィルタ」
図12から分かるように、IVT4はLD35GBにおけるe-MLSE特性も非常に良好であるとともに、高線密度化した場合にも、タンジェンシャル方向の中心位置が異なるチャネルをもたないパターンR3及びH3A、IV3に比べて、e-MLSEが良好な状態を保つことができている。
IVT4に最適な電気フィルタについて説明する。まずLD35GBの場合の、領域A〜Dと対応する各チャンネルのタップ係数(ここではFIRフィルタのタップ数を31タップとしている)を図17Aに示し、周波数振幅特性は、図16に示し、周波数位相特性は図17Bに示す。周波数位相特性は、タンジェンシャル方向外側の領域Cに対応するチャンネルと、タンジェンシャル方向外側の領域Dに対応するチャンネル間の位相差を表している。
図16及び図17に示すIVT4のフィルタ特性は、下記のような特徴を有する。
パターンH3Aと同様に、中央領域はローパス的特性に、タンジェンシャル方向外側領域はハイパス的特性となっている(ここでいうハイパス的とは、信号再生に寄与している周波数帯域内で、より短いマークに対応する帯域を通すバンドパス特性を、相対的にハイパス的と表現している)。
さらに、パターンIVT4では、タンジェンシャル方向の外側領域が独立に2チャネルとなっており、その2領域が3T、4T相当の周波数帯(横軸の43、32の値の近傍)で120〜90deg 程度の位相差となるようなフィルタを構成している(タップ係数を見ても分かるように、2クロック分程度)。これにより、単純な総和信号による再生振幅に対して、短マークに関して、より感度の高い検出が可能となっている。短マーク再生に関して、領域間の位相差も活用することで、良好な再生信号特性を実現するとともに、より高線密度化した際の良好な特性にも寄与している。
4T(横軸の値32の近傍)、3T(横軸の値43の近傍)に対応する帯域において、その帯域の信号成分をほとんど含まない領域Bはローパスフィルタ特性でその領域に存在するクロストーク成分及び他のノイズ成分を抑圧し、さらにC、Dの位相差によってクロストーク成分を低減し、それでも残留するクロストーク成分をAとの周波数振幅特性のバランスによってキャンセルする構成となっている。その結果、C,D及びAの周波数振幅特性も必要以上に持ち上げる必要がなく、それも良好な再生信号特性の実現につながっている。
高線密度化にとっては、PRMLの拘束長を長くすることが効果的である。例えば拘束長9とした例として、PR(1、2、3、4、4、4、3、2、1)とした場合のシミュレーション結果を図18に示す。
シミュレーション条件は以下の通りである。
Tp=0.225μm(ランド、グルーブのそれぞれが) NA=0.85
PR(123444321) 評価指標:e-MLSE グルーブ深さ(1/15)λ
マーク幅=Tp×0.7 DiscNoise,AmpNoiseあり
タップ 1T間隔31タップ
摂動原点(デフォーカスやディスクスキュー等が全て原点の状態)
また、線密度はPR(1,2,3,3,3,2,1)を用いた場合と同様、直径が120mmディスクでトラックピッチTp=0.32μm のときの面容量を用いてLD(Tp=0.32μmのときの面容量)のように表すこととする。
図18のシミュレーション結果において、e-MLSEと表すグラフは、領域分割を行わない場合の結果である。図18から分かるように、PR(1,2,3,3,3,2,1)の場合と同様、タンジェンシャル方向に中心位置の異なるチャンネルを持たないIV3は、高線密度化による劣化が大きい。タンジェンシャル方向に中心位置の異なるチャンネルをもつIVT4は、ラジアル及びタンジェンシャル方向の分割位置が同一なIV3に対して、線密度方向にやはりLD3GB相当の高線密度化効果があることが分かる。
高線密度化した際の特性を優先して光学フィルタ形状を最適化したIVT4Hが、IVT4に対して、さらにLD1GB相当の高線密度化効果がやはり得られることも確認できる。
上述したように、チャンネルビット長、すなわち、マーク長を短くし、線密度方向に高密度化をはかり、また、トラックピッチを狭くすることによりトラック密度方向に高密度化をはかることにより、光ディスクの高密度化を実現する場合、信号記録面上には、2次元的に記録マークが配置されることになる。
光ディスクにおける再生信号は、記録マーク及びグルーブ等の周期構造によって発生する回折光が重なり干渉することによって起きる明暗の変化を検出している。周期pの周期構造による±1次回折光は、図19Aに示すように、瞳半径を1とした場合に、中心のシフト量は λ/(NA×p) であらわされ、その重なりが大きいほど再生信号の振幅が大きくなり、重なりが小さいほど振幅は小さくなる。重なりがなくなる、すなわち、シフト量 λ/(NA×p)=2 となるとき、振幅はゼロとなる。その結果、MTF(ModulationTransferFunction:振幅伝達関数) の空間周波数特性は、図19Bのようになる。カットオフ空間周波数は、λ/(NA×p)=2 より、 1/p=2NA/λ となり、これよりも小さい周期構造が連続した場合、振幅はゼロとなる。
これを上述したような、波長405nm、NA=0.85の系に適用すると、1/p=2NA/λより、p=λ/(2NA)=238nm が再生可能な最小の周期構造となる。これはすなわち、低線密度の例 としてあげた、RLL(1,7)PPで53nm/channelbitの系(LD35.2GB)においては 、最短2Tマーク/スペースは53nm×2×2=212nmとなるためカットオフ空間周波数を超え、2Tマーク/スペースの連続は振幅ゼロとなることを意味している。3Tマーク/スペース53nm×3×2=318nm に相当する周期構造に対しては、シフト量λ/(NA×p)=1.50となるため、図19Cの0次光と±1次光が重なっている領域が信号再生に寄与することとなる。少し高線密度化されLD41GB 45.47nm/channelbitの系になると、最短2Tマーク/スペースは45.47nm×2×2=182nmとなるためカットオフ空間周波数を超え、3Tマーク/スペース45.47nm× 3×2=273nm に相当する周期構造に対しては、シフト量λ/(NA×p)=1.75となるため、図19Dの0次光と±1次光が重なっている領域が信号再生に寄与することとなる。PRMLにより、2Tマーク/スペースの振幅がゼロとなるような密度でも、信号処理が破たんすることはないが、短マークの再生品質は重要な要素である。
上述したように、パターンH3A及びIVT4の電気光学フィルタ特性において、タンジェンシャル方向の外側の領域は、3Tや4T等の短いマークに対応する周波数帯域をハイバンドパスするフィルタとなっており、中央領域は5T以上の長いマークに対応する周波数帯域を多く通すようなローパス的なフィルタとなっている。図19C,図19Dとの対比からも分かるように、これは、空間光学的に短いマークに対応する帯域の再生に、より多く寄与すべき領域と、長いマークに対応する帯域の再生に、より多く寄与すべき領域とを効果的に分離し、さらにそれぞれの領域において、自トラックの再生信号成分の比率が高いはずの周波数成分を強調し、隣接トラックの再生信号成分の比率が高いはずの周波数成分は抑圧、遮断もしくは他の信号とバランスさせて相殺することで、自トラックの再生信号品質を高めることを実現していることを意味する。さらにIVT4の場合には、タンジェンシャル方向の外側の2つの領域からの信号に位相差をもたせることによって、単純な総和信号による再生振幅に対して、短マークに関して、より感度の高い検出を可能としているが、図19Cと図19Dの比較からも分かるように、高線密度化していくと、2Tマーク/スペースのみならず、3Tマーク/スペースの再生に寄与しうる領域も小さくなってしまうことから、単純な総和信号による再生では大きく不利な状況になるところを、位相差検出による高感度化によって特性劣化を抑えていることが分かる。
このように、空間光学的に線密度方向及び/又はトラック密度方向に帯域の異なる複数の信号に分離するために、タンジェンシャル方向及びラジアル方向に領域分割し、それぞれの領域からの信号に、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドストップ (又はノッチ)フィルタ等々、それぞれに最適な別々の特性を有する電気フィルタを作用させ、そののちに再び信号を合算することによって、符号間干渉及び隣接トラックからの信号の漏れこみが低減された良好な再生信号を得ることが可能となる。
単純にタンジェンシャル方向及びラジアル方向に領域分割するのではなく、IVT4やIVT4Hのように、空間光学的に帯域の異なる領域の信号を効果的に分離するフィルタを構成すると、摂動中心位置におけるe-MLSEを良好にするとともに、ラジアルコマ収差マージンをはじめとする各種マージンを拡大することが可能となる。図19E中で*を付した、短マーク再生に対応する、トラック構造による回折光としては0次光の領域の信号だけでなく、トラック構造による±1次回折光との干渉領域(○を付して示す)の領域の信号を分離することが有効である。
上述した図14及び図16の特性に示すように、ラジアル方向の外側の領域(A1,A2)は、幅広い帯域にわたって高いゲインとされているので、ノイズに対して敏感である。さらに、タンジェンシャル方向の外側のチャンネルを持つことは、高線密度化にとって有利である。
「アンプノイズの影響」
図20は、アンプノイズに代表されるランダムノイズの影響を示すだめのシミュレーション結果である。図20では、PR(1233321)のPRMLを使用している。IVT4及びIVT4Hについてのシミュレーション結果が示されている。IVT4(Na+0)とIVT4 (Na+3dB)の関係は、アンプノイズに代表されるランダムノイズが3dB増大した場合を意味している。IVT4H(Na+0)とIVT4H(Na+3dB)も同様の意味である。
図20から分かるように、ラジアル方向の外側チャンネルの面積(光量)が大きいこと、並びにタンジェンシャル方向の外側チャンネルの面積(光量)が大きいことは、アンプノイズに代表されるランダムノイズの増大(もしくは信号光量が低下して相対的にアンプノイズに代表されるランダムノイズが増大した場合も同様)に対しても効果的である。
図21は、アンプノイズに代表されるランダムノイズの影響を示すだめのシミュレーション結果である。図21では、PR(123444321)のPRMLを使用している。IVT4及びIVT4Hについてのシミュレーション結果が示されている。この場合も上述と同様のことが示されている。
図22Aは、アンプノイズに代表されるランダムノイズの影響を示すだめのシミュレーション結果である。図22Aでは、PR(123444321)のPRMLを使用している。IVT4(図22Bに示す)についてのシミュレーション結果が示されている。ここでは、さらに簡単のため、アンプノイズ以外のランダムノイズが十分に小さく、ランダムノイズとしてはアンプノイズが支配的と仮定した場合の影響を示している。
図22Aにおいて、(R 2amp)は、ラジアル方向の外側のチャンネルA1及びA2をそれぞれ別のディテクタで受光し、IVアンプを経て加算された場合を示している。2個のIVアンプを使用するので、アンプノイズが増大する。(T 2amp)は、タンジェンシャル方向の片側のチャンネルC又はDが2個のアンプを使用する場合を示し、(C 2amp)は、中央のチャンネルが2個のアンプを使用する場合を示す。(Na+3dB)は、4チャンネルの全てが2個のアンプを使用する場合を示す。
図23は、アンプノイズの影響を示すだめのシミュレーション結果である。図23Aでは、PR(123444321)のPRMLを使用している。
IVT4H(図23Bに示す)についてのシミュレーション結果が示されている。図23Aにおいて、(R 2amp)、(T 2amp)、(C 2amp)、(Na+3dB)のそれぞれの意味は、図22Aと同様である。
上記の場合から分かるように、アンプノイズの増大もしくは信号量の低下によって、e-MLSEの値は1〜2%(0.01〜0.02)劣化してしまうため、アンプノイズの低減及び、記録信号を劣化させない範囲での十分な再生パワーの確保、十分な信号量を確保できるディスクの反射率設計は重要となる。
「最適なPRクラス」
上記においては、簡単のため、LD35GB〜LD45GBの線密度範囲を拘束長7のPR (1,2,3,3,3,2,1)に、LD39GB〜LD55GBの線密度範囲を拘束長9のPR(1,2,3,4,4,4,3,2,1)に固定してシミュレーションした結果を示した。
しかしながら、実際には、光学フィルタ形状、とくにタンジェンシャル方向に中心位置の異なる複数の領域に対応するチャンネルを持つか否かであるとか、信号記録密度、とくに線密度方向の密度がどの程度であるかによって、最適なPRクラスは異なってくる。
PRクラスとしては様々なものが考えられる。本開示で想定している光学フィルタ及び信号記録密度に対して有効と考えられる様々なPRクラスに対して、その適応等価目標の周波数特性を電気フィルタと同様に横軸n/(256T)で図24に示す。それぞれのPRクラスの特性を特徴づける指標値として、横軸32すなわち、4Tマーク/スペースに対応する周波数における等価目標(ターゲットレベル)の値PR−TL(4T)を用いることが有効である。高線密度化すると、空間光学的なカットオフ周波数が横軸方向で左にシフトしていくため、最適なPRクラスに対応するPR−TL(4T)は小さくなっていく。
実際に片面3層構造のディスクを作成し、複数の信号記録密度で記録したものに対して、タンジェンシャル方向に中心位置の異なる複数の領域に対応するチャンネルを持つ光学フィルタを有する構成、持たない光学フィルタを有する構成を用いて信号再生を行った結果を以下に示す。
実験条件は以下の通りである。
ディスク
記録面が片面3層構造
Tp=0.225μm(ランド、グルーブのそれぞれが)
グルーブ深さ 約(1/16)λ
信号記録密度 LD35.18GB(53nm/channelbit) 50.0GB/層、両面6層で300GB相当
LD41.1GB(45.4nm/channelbit) 58.5GB/層、両面6層で351GB相当
LD47.0GB(39.7nm/channelbit) 66.8GB/層、両面6層で401GB相当
となるようにランドグルーブ双方にマルチトラック記録

再生光学系
NA=0.85 波長405nm
光学フィルタ
図25に記載の2種類
VHT4:タンジェンシャル方向に中心位置の異なる3つの領域B,D,Eに対応する3チャンネル及びラジアル方向外側の領域A(A1+A2)に対応する1チャンネルの計4チャンネルの信号が得られる。上述のIVT4に非常に近い特性を有する光学フィルタである。タンジェンシャル方向に中心位置の異なる複数の領域をもつタイプ「T型」の代表例とする。
JR4:タンジェンシャル方向に中心位置の異なる複数の領域に対応するチャンネルを持たない。ラジアル方向に中心位置の異なる3つの領域C,E,Dに対応する3チャンネル及びタンジェンシャル方向外側の領域(A+B)に対応する1チャンネルの計4チャンネルの信号が得られる。ラジアル方向に中心位置の異なる複数の領域をもつタイプ「R型」の代表例とする。
適応イコライザ
タップ 2T間隔25タップ(49T幅)
タップ初期値あり(図26に一例を示す)

PRクラス
表1に記載のPR(1,2,3,3,3,2,1)及びPR(1,2,3,4,4,4,3,2,1)を含む、
PR−TL(4T)=0.128〜0.471の範囲のもの

評価指標
e-MLSE
Figure 2016075919
図27にLD35.18GB(53nm/channelbit) 50.0GB/層、両面6層で300GB相当の場合における実験結果を示している。
図28にLD41.1GB(45.4nm/channelbit) 58.5GB/層、両面6層で351GB相当の場合における実験結果を示している。
図29にLD47.0GB(39.7nm/channelbit) 66.8GB/層、両面6層で401GB相当の場合における実験結果を示している。
横軸は再生に用いたPRクラスの4Tマーク/スペースに対応する周波数における等価目標値PR−TL(4T)
であり、縦軸はそのときの十分に広い区間におけるe-MLSEの平均値を示している(パーセント表記)。
T型と表記しているものはVHT4を用いた場合、R型と表記しているものはJR4を用いた場合に対応しており、(G)はランドグルーブ双方記録したエリアにおけるグルーブ再生時、 (L)はランド再生時を示している。
図27及び表1から分かるように、LD35.18GB においては、R型のJR4の場合、ランド、グルーブともにPR(1,1,2,2,2,1,1) に近いPR−TL(4T)が0.325〜0.33において最良となっており、T型のVHT4の場合は、ランド、グルーブともにPR−TL(4T)が0.41以上でe-MLSE特性がほぼフラットとなっている。このように、R型とT型とで最適なPRクラスは異なっていることが分かる。また、シミュレーションで用いていたPR(1,2,3,3,3,2,1) を基準にすると、R型の最適PR−TL(4T)は小さい側に、T型の最適PR−TL(4T)は大きい側にあり、PR固定で比較するには妥当なPRクラスであったことも分かる。
図28及び表1から分かるように、LD41.1GBにおいては、R型のJR4のランドはPR(2,3,5,7,7,7,5,3,2)、グルーブはPR(4,7,11,15,17,15,11,7,4) あたりがe-MLSE最良となっており、T型のVHT4のランドはPR(2,6,8,11,14,11,8,6,2)、グルーブはPR(1,3,4,6,7,6,4,3,1) あたりがe-MLSE最良となっている。このように、R型とT型で最適なPRクラスが異なるのに加えて、ランドとグルーブでも最適なPRクラスは異なっている。
図29及び表1から分かるように、LD47.0GBにおいては、R型のJR4のランドはPR(7,9,14,18,19,18,14,9,7)、グルーブはPR(4,6,9,12,12,12,9,6,4)あたりがe-MLSE最良となっており、T型のVHT4はランド、グルーブともPR(6,9,15,19,20,19,15,9,6)あたりがe-MLSE最良となっている。ここでも実験に用いたPRクラスとしては最良なものが同じでも、PR−TL(4T)値という見方をするとランドとグルーブで差異があることが分かる。
ここでも、高線密度条件でのシミュレーションで用いていたPR(1,2,3,4,4,4,3,2,1) を基準にすると、LD41.1GBでの最適PR−TL(4T)はR型、T型ともに大きい側に、LD47.0GBでの最適PR−TL(4T)はR型、T型ともに小さい側にあり、PR固定で比較するには妥当なPRクラスであったことが分かる。
R型、T型のランドとグルーブそれぞれの条件について、最適なPR−TL(4T)と線密度との関係をプロットしたのが図30である。e-MLSE最良となるPR−TL(4T)が線密度と高い相関関係にあることから、R型とT型で最適PR−TL(4T)が同等となる線密度の関係をグラフから読み取ると、おおむねLD3GB前後に相当しており、PRを固定したシミュレーションにおいて確認していたT型の高線密度化効果と同等な効果が実験でも確認できることが分かる。
複数のPRクラスから最適なPRクラスを選択する際には、対応するPR−TL(4T)の値を基準に用いることが有効である。候補とする異なるPR−TL(4T)に対応する複数のPRクラスに対して再生特性を確認し、PR−TL(4T)に対するマージンセンターに最も近いPRクラスを選択すればよい。
図31に最適なPRクラスを選んだ場合のe-MLSE及びi-MLSEと線密度との関係を示す。最適なPRクラスを選んで再生した場合、線密度とe-MLSEとの関係はR型、T型ともにほぼ同等な傾きで直線的に変化していることが分かる。また、LD35.18GB ではR型、T型ともにe-MLSEとi-MLSEはほとんど同じ値となっているのに対して、高線密度化するにともなって、e-MLSEとi-MLSEの差が拡大していくことも分かる。これは先述したとおり、高線密度化した場合には、エラーを引き起こしやすいデータパターンが変化するため、そのパターンを追加しているe-MLSEと追加していないi-MLSEの差が拡大していることによる。
上記に示した実験結果は先述のシミュレーション結果に比べて、e-MLSEがやや悪めになっている。これは、実験結果では、測定区間内の記録状態によって、e-MLSE が1%程度は変化することや、先述のアンプノイズ等のランダムノイズが片面3層構造の実験用ディスクの場合にシミュレーションより大きくなっていること、記録マークの違い等で充分に説明がつく差異である。
ランダムノイズの影響度合いを把握するため、LD41.1GBにおいて、T型のVHT4のグルーブに関して、再生パワーを1.4倍にした場合のe-MLSEを図28に追加したものを図32に示す。再生パワーを1.4倍にすることで、e-MLSEが1%近く改善していることが分かる。また、再生パワーによっても最適なPRクラス(PR−TL(4T))が若干変化している。
「パターンの選択の一例」
図33は、本開示の一実施の形態における分割パターンの一例を示す。A1、A2、B、D、E、Fでそれぞれ示す6個の領域に分割する。本開示では、タンジェンシャル方向に分離した第1の領域E及び第2の領域Fが形成される。中央の斜線領域は、多層ディスクの場合の他層迷光対策のために設けられている遮光領域である。すなわち、タンジェンシャル方向で±0.15、ラジアル方向で±0.35の遮光領域が設けられている。そして、各領域を別々のディテクタによって受光し、IVアンプを通した後に表2Aのように各チャンネルを演算する。
Figure 2016075919
表2Aに示すように、図33の分割パターンのそれぞれの領域の検出信号を、選択された組合せのパターン(以下、選択パターンと適宜称する)でもって組み合わせて下記のように、4個のチャンネルCh1〜Ch4をそれぞれ形成する。選択パターンIVT4M、IVR4M、IVL4Mが形成される。例えば各チャンネルのディテクタの検出信号を表2Aにしたがって合成するようになされる。
選択パターンIVT4M:Ch1=A1+A2、Ch2=B+D、Ch3=E、Ch4=F
選択パターンIVR4M:Ch1=E+F、Ch2=B+D、Ch3=A1、Ch4=A2
選択パターンIVL4M:Ch1=E+F、Ch2=A1+A2、Ch3=B、Ch4=D
IVT4Mが先の実験結果における「T型」に、IVR4Mが「R型」に相当する。
なお、図33に示す分割パターンを使用して上述したように、4チャンネル出力を形成することに限らず、表2Bに示すように、5チャンネル出力又は6チャンネル出力を形成することも可能である。
Figure 2016075919
表2Bに示すように、図33の分割パターンのそれぞれの領域の検出信号を、選択パターンでもって組み合わせて下記のように、5乃至6個のチャンネルCh1〜Ch5又はチャンネルCh1〜Ch6をそれぞれ形成する。選択パターンIVTR5M、IVTL5M、IVTLR6Mが形成される。例えば各チャンネルのディテクタの検出信号を表2Bにしたがって合成するようになされる。
選択パターンIVTR5M:Ch1=E、Ch2=F、Ch3=B+D、Ch4=A1、Ch5=A2
選択パターンIVTL5M:Ch1=E、Ch2=F、Ch3=A1+A2、Ch4=B、Ch5=D
選択パターンIVTLR6M:Ch1=E、Ch2=F、Ch3=A1、Ch4=A2、Ch5=B、Ch6=D
「適応イコライザの実際の収束到達点」
表2Aに示す各選択パターンに関して、等化誤差が大きい状態からスタートし、適応イコライザが収束する経過のシミュレーション結果を図34に示す。但し、アンプノイズ、ディスクノイズは付加しているが、ディフェクト等のバースト的なノイズは、付加していないため、経過チャンネルビット長の増加に伴い、e-MLSEの値は改善していく。比較例としてのパターンJR4は、図25に示すものである。図34は、線密度がLD35.18 GB(50GB/L)で、PRクラスがPR(1233321)の場合のシミュレーション結果である。
実機では、ディスクの基板、記録膜、記録信号品質等によって、グラフの横軸がどの段階まで到達できるかが変化すると考えられる。ディスク等の品質が良く、うまく収束できれば、IVT4Mが最も特性が良好である。逆に、ディスク等の品質が悪く、収束を妨げるような信号の乱れが多い場合には、初期収束の早いIVR4Mが有利と言える。さらに、IVL4Mは、収束性が悪いと言える。適切なタップ係数初期値を与えれば、ある程度の収束性の差は吸収できるが、ディスク等の品質が悪く、収束を妨げるような信号の乱れが多い場合には、収束性の差が平均的な特性の差に反映されることになる。
図35は、線密度及びPRクラスを変更した場合のシミュレーション結果を示す。図35は、線密度が(LD44GB(62.5GB/L)で、PRクラスがPR(235777532)の場合のシミュレーション結果である。パターン毎の傾向は、低線密度の図26と同様で、ラジアル方向の外側領域を別々のチャンネルとしているIVR4M(及びJR4)、すなわちR型が収束性に優れている。
但し、収束初期を除くと、IVT4MすなわちT型の特性のよさがより顕著に表れており、線密度及びディスク等の品質によって、同一な分割パターンから実現可能なパターンの間でも、優位なパターンが入れ替わることが分かる。
元の同一分割パターンから形成される複数のパターン(光学フィルタ)を、OEIC(Opto-Electronic Integrated Circuit)のモード切替等により切替可能にすることが、「さまざまな品質のディスクへの対応」、「異なる密度への対応」等に対して、非常に有効である。
「パターンの選択の他の例」
図36に示すパターンIVNST6の分割をもとに、表3に示すような様々な光学フィルタを形成することができる。このIVNST6はIVT4をもとに、ラジアル方向への空間光学的に帯域の異なる領域の分割数を増やすために、中央領域Bを、ラジアル方向にさらに3分割したものである。ここで、ラジアル方向の領域分割位置は、瞳半径を1.0としたときに、±0.25、±0.5及び±0.7となる位置とし、タンジェンシャル方向の領域分割位置は、±0.45、±0.65となる位置とした。
表3に示すように、4チャンネルの出力とする場合には、上述したIVT4に加え、IVTSM4、IVSP4、IVos4、及びIVR4(領域Aが左右で別チャンネル)等のうち、少なくとも2つを切換可能な構成とすることが有効である。例えばOEICで実現する場合、モード切替ピンに印加する電圧を、ハイレベル、ミッドレベル、ローレベルの3値として切替することが可能である。なお、4チャンネル出力に限らず、5チャンネル出力の場合も同様にIVTSP5とIVNS5を切りかえる等が可能である。
Figure 2016075919
<第2の実施の形態>
「パターン選択」
第2の実施の形態におけるパターン選択は、表4Aに示すようになされる。
Figure 2016075919
第1の実施の形態におけるパターン選択(表2A)と比較すると、選択パターンIVT4M(SD)が追加されている。
選択パターンIVT4M(SD):Ch1=A1+A2、Ch2=B+D、Ch3=E+F、Ch4=E−F
すなわち、この選択パターンは、領域E及びFの和(E+F)と差(E−F)をそれぞれ形成して別々のチャンネルとして扱っている。
なお、上述したように、4チャンネル出力を形成することに限らず、表4Bに示すように、5チャンネル出力または6チャンネル出力を形成することも可能である。
Figure 2016075919
第1の実施の形態におけるパターン選択(表2B)と比較すると、選択パターンIVTR5M(SD)、IVTL5M(SD)、IVTLR6M(SD)が追加されている。
選択パターンIVTR5M(SD):Ch1=E+F、Ch2=E−F、Ch3=B+D、Ch4=A1、Ch5=A2
選択パターンIVTL5M(SD):Ch1=E+F、Ch2=E−F、Ch3=A1+A2、Ch4=B、Ch5=D
選択パターンIVTLR6M(SD):Ch1=E+F、Ch2=E−F、Ch3=A1、Ch4=A2、Ch5=B、Ch6=D
「電気フィルタの周波数振幅特性」
図37は、IVT4Mの各チャンネルにつながる電気フィルタのLD35.18GB における周波数振幅特性を示す。Tは、チャンネルCh3又はCh4の特性を示し、R外は、チャンネルCh1(A1+A2)の特性を示し、中央は、チャンネルCh2(B+D)の特性を示す。図16及び図17に示したIVT4の特性に近い特性となっている。
図38は、IVT4M(SD)の各チャンネルの周波数振幅特性を示す。T和は、チャンネルCh3(E+F)の特性を示し、T差は、チャンネルCh4(E−F)の特性を示し、R外は、チャンネルCh1(A1+A2)の特性を示し、中央は、チャンネルCh2(B+D)の特性を示す。T型のタンジェンシャル外側の2チャンネルに与えられていた90〜120deg 程度の位相差が、和チャンネル(位相差0)と差チャンネル(位相差180deg)に分離、変換されていることが分かる。
「適応イコライザの実際の収束到達点」
表4Aに示す各選択パターンに関して、等化誤差が大きい状態からスタートし、適応イコライザが収束する経過のシミュレーション結果を図39に示す。但し、アンプノイズ、ディスクノイズは付加しているが、ディフェクト等のバースト的なノイズは、付加していないため、経過チャンネルビット長の増加に伴い、e-MLSEの値は改善していく。比較例としてのパターンJR4は、図25に示すものである。図39は、線密度が(LD35.18 GB(50GB/L)で、PRクラスがPR(1233321)の場合のシミュレーション結果である。選択パターンIVT4M(SD)は、初期収束が速く、収束先は、IVT4Mと同等である。
「タップ係数」
図40は、上記の電気フィルタに対応する選択パターンIVT4Mの各チャンネルのタップ係数を示す。例えばFIRフィルタのタップ数が31タップとされている。図41は、上記の電気フィルタに対応する選択パターンIVT4M(SD)の各チャンネルのタップ係数を示す。タップ数が31タップとされている。図40及び図41は、線密度が(LD35.18GB(50GB /L)で、PRクラスがPR(1233321)の場合のグルーブに対する記録再生を行う場合のシミュレーション結果である。
以上の説明では、ディスク上に記録されたマークが明暗で区別されるものとしている。しかしながら、実際には、図42に示すようなランド/グルーブ記録方式の場合には、記録マークが斜線で示すように膨らむ傾向がある。例えばランド及びグルーブともに、+0.03λ程度マークが膨らむ。マークの膨らみ/凹みを位相(λ)と称する。位相の正が膨らみを表し、位相の負が凹みを表す。なお、形状として膨らむがマーク中心部に対して周辺部がより膨らむ場合は凹んで見える場合、形状としての凹凸ではなく反射時の位相が変化するような記録膜の場合等も含めて、反射率を振幅反射率と位相で等価的に扱うこととする。
以下に、下記の条件で行ったシミュレーション結果を説明する。
選択パターン:IVT4M(IVT4M(SD)も特性は同等)とIVR4M
密度1:LD35.2GB(53nm/ch bit)、PR(1233321)(IS17)
密度2:LD44.0GB(42.37nm/ch bit)、PR(123444321)(IS19)
グルーブ深さ:(1/16)λ
Tp=225nm×2(L/G)、マーク幅175nm
変調度55%固定で、L、Gマーク位相を±0.06λの範囲で変化させた時の特性を比較
まず、密度1の条件(LD35.2GB)における特性を比較する。
「IVT4MとIVR4Mのe-MLSEボトム特性(LD35GB)」
図43Aは、IVT4Mの場合にグルーブに記録したマークを再生する場合(グルーブ再生と称する)の特性を示す。図43Aにおいて、正方形の形状をしたグラフの縦軸がランドに記録されたマークの位相の正負を表し、正方形の形状をしたグラフの横軸がグルーブに記録されたマークの位相の正負を表す。正方形の形状をしたグラフには、e-MLSEの値に対応する等高線(破線)が描かれている。e-MLSEに対しては、各図において、a,b,c,d,−−−の符号によって区別されている。aがもっともe-MLSEの値が小さい範囲(良好な指標)であり、b,c,d,−−−となるほど、e-MLSEの値が大きい範囲となる。この関係は、他の図においても同様である。図43Bは、IVT4Mのランドに記録したマークを再生する場合(ランド再生と称する)の特性を示す。
図44Aは、IVR4Mのグルーブ再生の特性を示す。図44Bは、IVR4Mのランド再生の特性を示す。
図43及び図44を比較すると、グルーブ再生では、両選択パターンの間で大きな相違はないが、ランド再生では、IVT4Mの方が優位なことが分かる。
「視野0.1ずれ時のIVT4MとIVR4Mのe-MLSE(LD35GB)」
図45Aは、対物レンズの半径を1としたときにラジアル方向に0.1視野ずれした場合のIVT4Mのグルーブ再生の特性を示す。図45Bは、IVT4Mのランド再生の特性を示す。
図46Aは、同様に対物レンズの半径を1としたときにラジアル方向に0.1視野ずれした場合のIVR4Mのグルーブ再生の特性を示す。図44Bは、IVR4Mのランド再生の特性を示す。
図45及び図46を比較すると、視野ずれした際には、ランド再生では、全般的にIVT4Mが優位だが、グルーブ再生では、IVR4Mが逆転して優位である。
「視野0.1ずれ時のIVT4MとIVR4Mのe-MLSE劣化量(LD35GB)」
図47Aは、対物レンズの半径を1としたときにラジアル方向に0.1視野ずれした場合の視野中心に対するIVT4Mのグルーブ再生のe-MLSE劣化量特性を示す。図47Bは、IVT4Mのランド再生のe-MLSE劣化量特性を示す。
図48Aは、同様に対物レンズの半径を1としたときにラジアル方向に0.1視野ずれした場合の視野中心に対するIVR4Mのグルーブ再生のe-MLSE劣化量特性を示す。図48Bは、IVR4Mのランド再生のe-MLSE劣化量特性を示す。
図47及び図48を比較すると、IVT4Mは、マーク位相の得手不得手がグルーブ再生とランド再生とで傾向が異なる。劣化量は、IVR4Mの方がかなり小さい。
「e-MLSEボトム特性差(IVR4M>IVT4Mが正)(LD35GB)」
図49Aは、IVT4MとIVR4Mのグルーブ再生のe-MLSE特性の差(e-MLSEの値がIVR4M>IVT4Mとなるときが正)の記録マーク位相依存性を示す。図49Bは、同様にランド再生の特性を示す。グルーブ、ランドいずれの場合も、IVT4Mのほうが優位となっている。
図50Aは、視野0.1の場合におけるIVT4MとIVR4Mのグルーブ再生のe-MLSE特性の差(e-MLSEの値がIVR4M>IVT4Mとなるときが正)の記録マーク位相依存性を示す。グルーブ再生の場合には、視野0.1のときにはIVT4Mの特性劣化が大きいため、おおむねIVR4Mのほうが優位となっている。図50Bは、視野0.1の場合におけるIVT4MとIVR4Mのランド再生のe-MLSE特性の差(e-MLSEの値がIVR4M>IVT4Mとなるときが正)の記録マーク位相依存性を示す。ランド再生の場合には、視野0.1でもIVT4Mの特性劣化が小さいため、おおむねIVT4Mが優位となっている。
図49及び図50を比較すると、視野中心においてはグルーブ再生、ランド再生いずれの場合もIVT4Mが優位であるが、視野0.1の場合では、グルーブ再生では、IVR4Mが優位であり、ランド再生では、IVT4Mが優位というように関係が変化していることがわかる。
次に、密度2の条件(LD44.0GB)における特性を比較する。
「IVT4MとIVR4Mのe-MLSEボトム特性(LD44GB)」
図51Aは、IVT4Mのグルーブ再生の特性を示す。図51Bは、IVT4Mのランド再生の特性を示す。破線で囲んだe-MLSEの値の範囲は、図面中に表れているe-MLSEの範囲を示している。
図52Aは、IVR4Mのグルーブ再生の特性を示す。図52Bは、IVR4Mのランド再生の特性を示す。破線で囲んだe-MLSEの値の範囲は、図面中に表れているe-MLSEの範囲を示している。
図51及び図52を比較すると、グルーブ再生及びランド再生の何れの場合でも、IVT4Mが圧倒的に優位である。
「e-MLSEボトム特性差(IVR4M>IVT4Mが正)(LD44GB)」
図53Aは、IVT4MとIVR4Mのグルーブ再生のe-MLSE特性の差(e-MLSEの値がIVR4M>IVT4Mとなるときが正)の記録マーク位相依存性を示す。図53Bは、同様にランド再生の特性を示す。
図53からもグルーブ再生、ランド再生いずれの場合も、IVT4Mが圧倒的に優位であり、さらにその優位性がグルーブ記録マーク位相が負でランド記録マーク位相が正となるときにより一層拡大していることが分かる。
上述した選択パターンIVT4MとIVR4Mとに関するシミュレーション結果から、下記の例のように選択パターンを適応的に切り換えることが効果的であることがわかる。
(1)複数の線密度のディスクに対して、線密度によって選択パターンを切りかえる。
例えばLD35GBとLD44GBの線密度がある場合に、LD35GBは、対物レンズの視野ずれに対する特性安定性を優先してIVR4Mを使用し、LD44GBは、ボトム特性の圧倒的優位性を優先してIVT4Mを使用する。
(2)グルーブ再生時とランド再生時とで選択パターンを切りかえる。
マーク位相がともに正の領域になることが多いことから、グルーブ再生は、視野ずれに強いIVR4Mを選択し、ランド再生は、視野ずれの影響が小さいので、ボトム特性に優れるIVT4Mを選択する。
(3)多層構造のいずれの層であるかに応じてパターンを切りかえる。
マーク位相がどうなるかは、例えば無機記録膜の場合、スペーサー(又はカバー層)/誘電体層/記録層/誘電体層/スペーサー(又はディスク基板)それぞれの材質(硬軟や熱はけ、記録時の物性の変化等)に依存している。さらに、判別したディスクのID(種類)に応じて適した選択パターンを設定することも可能である。
さらに、上述したように、線密度及び光学フィルタ(分割パターン)によって、最適なPRクラスが異なることから、(1)線密度によって (2)ランドとグルーブとで (3)多層構造のいずれの層であるかに応じて 異なるPRクラスを選択することで、再生特性の更なる向上を実現することができる。
「IVT4M(SD)のe-MLSEとタップ係数(LD35GB グルーブ記録)」
グルーブ再生時のチャンネル4(E−F)の適応イコライザのタップ係数の振幅からグルーブのマーク位相が分かる。他のチャンネルも用いるとより精度を高くすることができる。IVT4MとIVT4M(SD)は、e-MLSEとしては同等であるが、タップ係数とマーク位相の関係がIVT4M(SD)の方が分かりやすいので、タップ係数をディスク評価指標に活用しうる。
図54は、図43Aと同様に、IVT4Mのグルーブ記録のマーク位相とe-MLSEの関係を示す。図54において、マーク位相の値としてA〜Iの9点を設定する。このA〜Iのそれぞれと適応イコライザのタップ係数との関係を図55、図56及び図57に示す。これら図におけるA〜Iは、上述したマーク位相に対応するものである。図55、図56、図57からわかるように、グルーブ記録マーク位相が負(A,D,G)では差チャンネル4(E−F)に対応する適応イコライザのタップ係数の振幅が大きいのに対して、グルーブ記録マーク位相が0(B,E,H)、正(C,F,I)となるにつれて、差チャンネル4(E−F)に対応する適応イコライザのタップ係数の振幅が急激に小さくなっていく。このように、タップ係数は、グルーブ記録のマーク位相と1対1に対応するので、タップ係数から光ディスクの評価をすることができる。
「IVT4M(SD)のe-MLSEとタップ係数(LD35GB ランド記録)」
ランド再生時のチャンネル4(E−F)の適応イコライザのタップ係数の振幅からランドのマーク位相が分かる。他のチャンネルも用いるとより精度を高くすることができる。IVT4MとIVT4M(SD)は、e-MLSEとしては同等であるが、タップ係数とマーク位相の関係がIVT4M(SD)の方が分かりやすいので、タップ係数をディスク評価指標に活用しうる。
図58は、図43Bと同様に、IVT4Mのランド記録のマーク位相とe-MLSEの関係を示す。図58において、マーク位相の値としてA〜Iの9点を設定する。このA〜Iのそれぞれと適応イコライザのタップ係数との関係を図59、図60及び図61に示す。これら図におけるA〜Iは、上述したマーク位相に対応するものである。図59、図60、図61からわかるように、ランド記録マーク位相が正(A,B,C)では差チャンネル4(E−F)に対応する適応イコライザのタップ係数の振幅が大きいのに対して、ランド記録マーク位相が0(D,E,F)、負(G,H,I)となるにつれて、差チャンネル4(E−F)に対応する適応イコライザのタップ係数の振幅が急激に小さくなっていく。このように、タップ係数は、ランド記録のマーク位相と1対1に対応するので、タップ係数から光ディスクの評価をすることができる。
上述した選択パターンIVT4M(SD)とe-MLSEとタップ係数に関するシミュレーション結果から選択パターンを適応的に切り換えることができる。下記にその例を示す。
(4)適応イコライザにより最適化したタップ係数の状態に応じてパターンを切りかえる。
(4’)特にタンジェンシャル方向の複数の領域間の和及び差CHを用いた系で差チャンネルの振幅を指標とする
<3.第3の実施の形態>
上述した光媒体再生装置の実施の形態からより高線密度化に適した光ディスクの物理フォーマットが規定される。
ディスクフォーマットの第1の例:グルーブに比してランドの方が線密度を高くする。視野特性を考慮してグルーブはR型、ランドはT型の光学フィルタを選択して用いる場合等を考慮すると、ランドのほうが線密度が高いようなフォーマットとすることで、トータルの容量を大きくすることができる。
ディスクフォーマットの第2の例:後書きの方が再生信号が良好になる傾向があるので、ランド後書きとする。
ディスクフォーマットの第3の例:タンジェンシャル方向の複数の領域間の和又は差を用いたチャンネルの系をリファレンスドライブとして再生した際の差チャンネルの振幅が所定の範囲内となるようなディスクとする。
<4.変形例>
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述したレーザ光源の波長、トラックピッチ、記録線密度の数値等は、一例であって、他の数値を使用しても良い。さらに、再生性能を評価するための指標としては、上述したもの以外を使用しても良い。さらに、光ディスクに対して記録及び再生の一方のみを行う光ディスク装置に対しても本開示を適用できる。
また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
(1)
光源と、
前記光源から照射された光ビームを光媒体上に集光させる対物レンズと、
前記光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、
前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、
前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、
前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる
光媒体再生装置。
(2)
前記第1の領域及び前記第2の領域は、タンジェンシャル方向に異なる位置に配置される(1)に記載の光媒体再生装置。
(3)
前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルと、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の差信号のチャンネルとが含まれる(2)に記載の光媒体再生装置。
(4)
前記多入力イコライザ部が多入力適応イコライザ部の構成とされ、
前記組合せのパターンを変化させるのと連動して、フィルタ係数の初期値を変化させる(1)に記載の光媒体再生装置。
(5)
前記多入力イコライザ部が多入力適応イコライザ部の構成とされ、
前記2値化部の2値検出結果に基づいて得られる等化目標信号と、前記多入力適応イコライザ部から出力される等化信号とから等化誤差を求め、該等化誤差を、前記適応イコライザユニットに適応等化のための制御信号として供給する等化誤差演算部と
を有する(1)に記載の光媒体再生装置。
(6)
前記多入力適応イコライザ部は、出力信号についてパーシャルレスポンス等化処理を行い、
前記2値化部は、前記多入力適応イコライザ部の等化信号についての2値化処理として最尤復号処理を行い、
前記等化誤差演算部は、前記最尤復号による2値検出結果の畳込処理で得られる等化目標信号と、前記多入力適応イコライザ部から出力される等化信号とを用いた演算により等化誤差を求める(5)に記載の光媒体再生装置。
(7)
前記多入力適応イコライザ部は、出力信号についてパーシャルレスポンス等化処理を行い、前記組合せのパターンの設定に応じて、前記パーシャルレスポンス等化処理のクラスを選択する(5)に記載の光媒体再生装置。
(8)
前記検出部は、前記複数の領域と対応して分割されたディテクタを有し、
前記光検出器から前記複数の領域の検出信号を取り出すようになされた(1)に記載の光媒体再生装置。
(9)
対物レンズを通過し、ディテクタに至る光路中に、前記複数の領域を分離するための光路変換素子を配置し、前記光路変換素子によって分離された複数のビームを異なるディテクタにそれぞれ入力する(1)に記載の光媒体再生装置。
(10)
前記光媒体は、ランド及びグルーブが交互に形成されており、
前記ランド及び前記グルーブの両方に情報を記録された光場合を再生する(1)に記載の光媒体再生装置。
(11)
前記組合せのパターンを前記光媒体の線密度に応じて設定する(1)に記載の光媒体再生装置。
(12)
前記組合せのパターンを前記ランドの再生時と前記グルーブの再生時とで設定する(10)に記載の光媒体再生装置。
(13)
前記光媒体が多層光媒体であり、何れの層を再生するかに応じて前記組合せのパターンを設定する(1)に記載の光媒体再生装置。
(14)
前記適応イコライザにより最適化したタップ係数の状態に応じて前記組合せのパターンを設定する(1)に記載の光媒体再生装置。
(15)
前記複数の領域の中で、タンジェンシャル方向に位置する第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の和又は差を用いた系で差からなる信号に対応するタップ係数の振幅を指標とする(14)に記載の光媒体再生装置。
(16)
光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、
検出部によって、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成し、
前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有する多入力イコライザ部によって、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力し、
2値化部によって、前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得、
前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルが含まれる
光媒体再生方法。
(17)
前記第1の領域及び前記第2の領域は、タンジェンシャル方向に異なる位置に配置される(16)に記載の光媒体再生方法。
(18)
前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルと、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の差信号のチャンネルとが含まれる(16)に記載の光媒体再生方法。
(19)
ランド及びグルーブが交互に形成され、前記ランド及び前記グルーブの両方に情報が記録される光媒体であって、
前記グルーブの線密度に比して前記ランドの線密度がより高くされた光媒体。
(20)
光源と、
前記光源から照射された光ビームを光媒体上に集光させる対物レンズと、
前記光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、
前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、
前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、
前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる
光媒体再生装置によって再生され、
前記複数の領域の中で、タンジェンシャル方向に位置する第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の和又は差を用いた系をリファレンスドライブにより再生した際の差チャンネルの振幅が所定の範囲内となるような光媒体。
13 多入力適応イコライザ
14 2値化検出器
15 PR畳込器
21〜23 適応イコライザユニット
100 光ディスク
101 光ピックアップ
105 データ検出処理部

Claims (20)

  1. 光源と、
    前記光源から照射された光ビームを光媒体上に集光させる対物レンズと、
    前記光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、
    前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、
    前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、
    前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる
    光媒体再生装置。
  2. 前記第1の領域及び前記第2の領域は、タンジェンシャル方向に異なる位置に配置される請求項1に記載の光媒体再生装置。
  3. 前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルと、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の差信号のチャンネルとが含まれる請求項2に記載の光媒体再生装置。
  4. 前記多入力イコライザ部が多入力適応イコライザ部の構成とされ、
    前記組合せのパターンを変化させるのと連動して、フィルタ係数の初期値を変化させる請求項1に記載の光媒体再生装置。
  5. 前記多入力イコライザ部が多入力適応イコライザ部の構成とされ、
    前記2値化部の2値検出結果に基づいて得られる等化目標信号と、前記多入力適応イコライザ部から出力される等化信号とから等化誤差を求め、該等化誤差を、前記適応イコライザユニットに適応等化のための制御信号として供給する等化誤差演算部と
    を有する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  6. 前記多入力適応イコライザ部は、出力信号についてパーシャルレスポンス等化処理を行い、
    前記2値化部は、前記多入力適応イコライザ部の等化信号についての2値化処理として最尤復号処理を行い、
    前記等化誤差演算部は、前記最尤復号による2値検出結果の畳込処理で得られる等化目標信号と、前記多入力適応イコライザ部から出力される等化信号とを用いた演算により等化誤差を求める請求項5に記載の光媒体再生装置。
  7. 前記多入力適応イコライザ部は、出力信号についてパーシャルレスポンス等化処理を行い、前記組合せのパターンの設定に応じて、前記パーシャルレスポンス等化処理のクラスを選択する請求項5に記載の光媒体再生装置。
  8. 前記検出部は、前記複数の領域と対応して分割されたディテクタを有し、
    前記光検出器から前記複数の領域の検出信号を取り出すようになされた請求項1に記載の光媒体再生装置。
  9. 対物レンズを通過し、ディテクタに至る光路中に、前記複数の領域を分離するための光路変換素子を配置し、前記光路変換素子によって分離された複数のビームを異なるディテクタにそれぞれ入力する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  10. 前記光媒体は、ランド及びグルーブが交互に形成されており、
    前記ランド及び前記グルーブの両方に情報を記録された光場合を再生する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  11. 前記組合せのパターンを前記光媒体の線密度に応じて設定する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  12. 前記組合せのパターンを前記ランドの再生時と前記グルーブの再生時とで設定する請求項10に記載の光媒体再生装置。
  13. 前記光媒体が多層光媒体であり、何れの層を再生するかに応じて前記組合せのパターンを設定する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  14. 前記適応イコライザにより最適化したタップ係数の状態に応じて前記組合せのパターンを設定する請求項1に記載の光媒体再生装置。
  15. 前記複数の領域の中で、タンジェンシャル方向に位置する第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の和又は差を用いた系で差からなる信号に対応するタップ係数の振幅を指標とする請求項14に記載の光媒体再生装置。
  16. 光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、
    検出部によって、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成し、
    前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有する多入力イコライザ部によって、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力し、
    2値化部によって、前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得、
    前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルが含まれる
    光媒体再生方法。
  17. 前記第1の領域及び前記第2の領域は、タンジェンシャル方向に異なる位置に配置される請求項16記載の光媒体再生方法。
  18. 前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の和信号のチャンネルと、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の差信号のチャンネルとが含まれる請求項16に記載の光媒体再生方法。
  19. ランド及びグルーブが交互に形成され、前記ランド及び前記グルーブの両方に情報が記録される光媒体であって、
    前記グルーブの線密度に比して前記ランドの線密度がより高くされた光媒体。
  20. 光源と、
    前記光源から照射された光ビームを光媒体上に集光させる対物レンズと、
    前記光媒体で反射された光ビームの光束をラジアル方向及び/又はタンジェンシャル方向に位置の異なる第1の領域及び第2の領域を含む複数の領域に分割し、前記複数の領域にそれぞれ入射した光量に応じた複数の検出信号を、選択された組合せのパターンでもって組み合わせて複数のチャンネルの信号を形成する検出部と、
    前記複数のチャンネルの信号がそれぞれ供給される複数のイコライザユニットを有し、複数の前記イコライザユニットの出力を演算して等化信号として出力する多入力イコライザ部と、
    前記等化信号について2値化処理を行って2値データを得る2値化部とを備え、
    前記組合せのパターンの少なくとも一つに、前記第1の領域の検出信号及び前記第2の領域の検出信号の定数倍を含む加算信号のチャンネルが含まれる
    光媒体再生装置によって再生され、
    前記複数の領域の中で、タンジェンシャル方向に位置する第1の領域の検出信号及び第2の領域の検出信号の和又は差を用いた系をリファレンスドライブにより再生した際の差チャンネルの振幅が所定の範囲内となるような光媒体。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016075919A1 (ja) * 2014-11-10 2016-05-19 ソニー株式会社 光媒体再生装置、光媒体再生方法及び光媒体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08273202A (ja) * 1995-03-27 1996-10-18 Sony Corp 光ディスク
JP2012079385A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Sony Corp データ検出装置、再生装置、データ検出方法
WO2014054246A1 (ja) * 2012-10-05 2014-04-10 パナソニック株式会社 情報再生装置及び情報再生方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05242512A (ja) 1991-12-19 1993-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置
JP3214537B2 (ja) 1995-03-08 2001-10-02 日本電信電話株式会社 光ビームを用いたデータ再生方法及びその装置
US7548505B2 (en) * 2001-07-18 2009-06-16 Sony Corporation Optical recording medium having a relationship between groove width and track pitch
TWI255452B (en) * 2002-03-18 2006-05-21 Ricoh Kk Multi-level information recording apparatus, multi-level information recording method, multi-level information recording medium and multi-level information recording-reproducing apparatus
JP2003317256A (ja) * 2002-04-15 2003-11-07 Ricoh Co Ltd 多値データ記録再生装置
JP2006344294A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Hitachi Ltd 情報再生装置及び再生信号処理回路
US7635836B2 (en) * 2007-02-21 2009-12-22 Intersil Americas Inc. Configurable photo detector circuit
US7821910B2 (en) * 2007-11-20 2010-10-26 Panasonic Corporation Optical disc, optical disc drive, optical disc recording/reproducing method, and integrated circuit
JPWO2014057674A1 (ja) * 2012-10-11 2016-08-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 光情報装置、クロストーク低減方法、コンピュータ、プレーヤ及びレコーダ
JP6489126B2 (ja) * 2014-07-11 2019-03-27 ソニー株式会社 光媒体再生装置および光媒体再生方法
WO2016075919A1 (ja) * 2014-11-10 2016-05-19 ソニー株式会社 光媒体再生装置、光媒体再生方法及び光媒体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08273202A (ja) * 1995-03-27 1996-10-18 Sony Corp 光ディスク
JP2012079385A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Sony Corp データ検出装置、再生装置、データ検出方法
WO2014054246A1 (ja) * 2012-10-05 2014-04-10 パナソニック株式会社 情報再生装置及び情報再生方法

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