專利名稱：光盤介質(zhì)和光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用微小光點而用于進行信息記錄再生的光盤質(zhì)介和用于該記錄再生的光盤裝置。
背景技術(shù)：
在光記錄中利用物鏡把微小光點形成于光盤記錄面上，從而進行信息的記錄與再生。根據(jù)該微小光點的大小和形成在記錄面上的記錄信息坑的長度決定了記錄再生特性。
光點的大小與光源波長λ成正比，而與物鏡的開口數(shù)NA成反比已被公知。如果形成于光盤的記錄信息坑的周期變小，則作為來自物鏡的反射光的變動而得出的再生信號振幅依次變小，從而在0.5×λ/NA時截止而振幅變?yōu)?。
圖1為表示光盤的信息坑周期和再生信號振幅之間的關(guān)系的圖。圖1中橫軸表示信息坑周期，而縱軸表示再生信號振幅。
大部分的光盤的記錄方式中信息坑的前端和后端與符號化數(shù)據(jù)列的“1”和“0”切換點對應。因此，在大部分的光盤記錄方式中最短的信息坑長和最短的信息坑與信息坑間距相同。因此，圖1所示的信息坑周期的一半成為信息坑長。在這種情況下，截止信息坑長變?yōu)?.25×λ/NA。
作為光盤，一直以來廣泛地使用了compactdisc(CD)和digitalversatile disc(DVD)等。這種以往被廣泛使用的光盤對再生信號進行二值化，并通過以適當?shù)南薹?，判斷有無信息坑而進行數(shù)據(jù)再生。因此，如果最短信息坑的再生信號的振幅未達到某種程度，便無法確保充分再生的數(shù)據(jù)的可靠性。
圖2為對最短信息坑長和再生信號的誤差率進行實測的例。圖2中橫軸表示最短信息坑長，而縱軸表示再生信號的誤差率。圖2中的虛線表示現(xiàn)有例?，F(xiàn)有例為根據(jù)二值化進行數(shù)據(jù)再生的情況。由圖2可知，在現(xiàn)有例中，信息坑長若變得小于0.35×λ/NA，則誤差率便急劇惡化。圖2中的點劃線為在實用上能夠允許的誤差率的基準。由此，現(xiàn)有的二值化所使用的最短信息坑長的界限，考慮到裝置的裕度，則變?yōu)檎`差率急劇惡化前后的0.35λ/NA左右。例如在DVD中使用為0.37λ/NA左右。
近年來作為進一步實現(xiàn)光盤記錄的高密度化的技術(shù)，開始導入了被稱作PRML(Partial-Response Maximum-Likelihood)的再生檢測方法。PRML的特征在于，不是把再生信號等化為簡單的二值信號，而是等化為被稱作局部響應等化的多值信號。例如圖3為在進行被稱作PR(1，2，2，2，1)的局部響應類型的波形等化時的再生信號波形例。在該類型中向圖中的多值等化電平5的箭頭表示的9值電平進行等化。還根據(jù)該多值電平間的時間躍遷的規(guī)律性，由維特比解碼方法解調(diào)為感覺最準確的數(shù)字信號系列。因此，來自最短信息坑的再生信號的振幅即使在很小的區(qū)域內(nèi)，也能得到十分實用的再生特性。圖2的實線表示使用了PRML時的再生誤差率的實測例。由此可知當使用PRML時，與現(xiàn)有技術(shù)相比，連很小的信息坑長都能得到良好的特性。
但當使用PRML時，由于不是等化為簡單的二值，而是等化為多值，因此需要精確地控制再生信號的振幅值和用于等化的濾波器的特性。
對于光盤介質(zhì)，有關(guān)記錄數(shù)據(jù)的各種信息被記錄在特定的區(qū)域內(nèi)的情況居多。該特定區(qū)域與被稱作系統(tǒng)信息記錄區(qū)域，與一般數(shù)據(jù)記錄區(qū)域分開設定。如果作為該信息而記載了記錄數(shù)據(jù)的振幅特性等，就可在通過光盤裝置再生時，設定恢復該信息的電路，而能夠進行穩(wěn)定的記錄數(shù)據(jù)再生。
但在至今的光盤介質(zhì)的格式中由于以數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)記錄密度的幾乎未變的記錄密度條件，因而在系統(tǒng)信息記錄區(qū)域也記錄了信息。因此，為了從該系統(tǒng)信息記錄區(qū)域讀出信息，首先要對PRML電路進行精密的動作參數(shù)設定。結(jié)果，為了實現(xiàn)穩(wěn)定的信號再生，只能被迫進行某種程度的設定值嘗試法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的為，提供一種不發(fā)生上述問題而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的記錄再生的光盤介質(zhì)和光盤裝置。
本發(fā)明的光盤介質(zhì)為形成了螺旋狀記錄信道的圓盤狀的光盤介質(zhì)，而該光盤介質(zhì)的特征在于，具有沿其半徑方向劃分設定的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域和系統(tǒng)信息記錄區(qū)域，且系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上的信息記錄密度低于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上的數(shù)據(jù)記錄密度。
上述光盤介質(zhì)的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域為記錄或再生的數(shù)據(jù)的最短信息坑長L1利用用于記錄再生的光源波長λ和物鏡的開口數(shù)NA而滿足L1＜0.35×λ/NA的關(guān)系，進而作為PRML的品質(zhì)評價指標定義的PRSNR值為14以上，而系統(tǒng)信息記錄區(qū)域為再生專用的數(shù)據(jù)最短信息坑長L2滿足L2＞0.50×λ/NA的關(guān)系，且系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的信道間距優(yōu)選寬于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的信道間距。
此外，上述光盤介質(zhì)的系統(tǒng)信息記錄區(qū)域優(yōu)選設定在光盤介質(zhì)的內(nèi)周側(cè)。系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的最短信息坑長優(yōu)選設定為數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的最短信息坑長的近似整數(shù)倍。進而，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域具有特定記錄密度，被設定在光盤介質(zhì)的半徑位置上，且光盤介質(zhì)為再生專用型、追加記錄型、以及可重寫型等3種的任何一種，而系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上優(yōu)選特定記錄光盤介質(zhì)為這些3種的某一種。
此外，本發(fā)明的光盤裝置為對具有沿光盤介質(zhì)的半徑方向上劃分設定的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域和系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的光盤介質(zhì)進行記錄或再生的光盤裝置，且系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上的信息記錄密度低于數(shù)據(jù)域上的數(shù)據(jù)記錄密度，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)光盤介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)裝置、從該旋轉(zhuǎn)的光盤介質(zhì)進行信息再生，而輸出再生信號的光學頭、在該光學頭位于系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上時，對再生信號進行二值等化的二值等化電路、以及在光學頭位于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上時，對再生信號進行局部響應等化的PRML電路。
上述光盤裝置的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域為記錄再生的數(shù)據(jù)或再生專用的數(shù)據(jù)的最短信息坑長L1利用用于記錄再生的光源波長λ和物鏡的開口數(shù)NA而滿足L1＜0.35×λ/NA的關(guān)系，進而作為PRML的品質(zhì)評價指標定義的PRSNR值為14以上，而系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的再生專用的數(shù)據(jù)最短信息坑長L2優(yōu)選滿足L2＞0.50×λ/NA的關(guān)系。
在本發(fā)明提供一種與數(shù)據(jù)記錄成高密度的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域分開設置以低密度記錄信息，并在此設置能容易進行二值等化再生的系統(tǒng)信息記錄區(qū)域，且在此記錄了電路設定所需的信息，因此即使是具有高密度記錄數(shù)據(jù)的光盤，也能通過從系統(tǒng)信息記錄區(qū)域取得系統(tǒng)信息而穩(wěn)定地實現(xiàn)記錄再生的光盤介質(zhì)和光盤裝置。


圖1為用于說明信號再生特性的圖。
圖2為用于說明記錄密度特性的圖。
圖3為用于說明局部響應等化的圖。
圖4為表示本發(fā)明實施方式的光盤介質(zhì)的概略構(gòu)成的圖。
圖5為表示圖4的光盤的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的特性例的圖。
圖6為表示局部響應等化的信號品質(zhì)特性的圖。
圖7為表示用于測定信號品質(zhì)的功能塊構(gòu)成的一例的框圖。
圖8為表示用于計算投影到誤差向量上的等化誤差的分散的信號品質(zhì)評價器構(gòu)成的一例的圖。
圖9為表示圖4的光盤的系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的特性例的圖。
圖10為表示當調(diào)制度為50％和15％時的最短信息坑長對應的再生誤差率變化的圖。
圖11為表示本發(fā)明的系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的特性例的圖。
圖12為表示本發(fā)明實施方式的光盤裝置的一例的圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖4為表示本發(fā)明實施方式的光盤介質(zhì)10的概略構(gòu)成的圖。參照圖4，在光盤介質(zhì)10上形成了螺旋狀的記錄信道12。且光盤介質(zhì)10的記錄面根據(jù)半徑位置劃分為數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14和系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16。
如此技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知，光盤介質(zhì)10分為再生專用型的光盤介質(zhì)、追加記錄型的光盤介質(zhì)、以及可重寫型的光盤介質(zhì)等類型。
設光盤介質(zhì)10為再生專用型的光盤介質(zhì)。在這種情況下，數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14根據(jù)軋紋信息坑串進行數(shù)據(jù)記錄。與此不同，設光盤介質(zhì)10為追加記錄型或可重寫型光盤介質(zhì)。在這種情況下，數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14在具有凹槽結(jié)構(gòu)的信道或具有槽脊和凹槽兩種結(jié)構(gòu)的信道上形成記錄膜，從而成為通過光盤裝置寫入記錄數(shù)據(jù)的區(qū)域。
另一方面，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16對一般的光盤裝置成為再生專用區(qū)域。因此，不管光盤介質(zhì)10為再生專用型、追加記錄型、或可重寫型，仍能在系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16上通過軋紋信息坑串進行數(shù)據(jù)記錄。還在追加記錄型和可重寫型光盤介質(zhì)的該系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16上形成記錄膜。但只要能再生軋紋信息坑，便沒什么問題。還可以不在制作軋紋信息坑時而在光盤介質(zhì)10的制作側(cè)，通過把系統(tǒng)數(shù)據(jù)寫入到記錄膜，從而形成系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16。
在該系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16上，可把數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14的記錄密度和最佳再生條件等作為磁光盤介質(zhì)10的信息而進行記錄。作為系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16在光盤介質(zhì)10上的設定位置，只要沿半徑方向劃分，則劃在哪里都可以。但是，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16優(yōu)選設定在光盤介質(zhì)10的內(nèi)周側(cè)。其理由是，在光盤介質(zhì)10的內(nèi)周側(cè)介質(zhì)面振動較小，因此易于引入司服系統(tǒng)的緣故。且不管是再生專用型、追加記錄型、或可重寫型，都優(yōu)選在全部種類的光盤介質(zhì)10上的相同半徑位置設定系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16，并在此處記錄介質(zhì)種類。其理由是，能夠縮短光盤裝置判別光盤介質(zhì)10的種類等而開始記錄或再生動作的時間的緣故。且也可以在該系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16記錄著作權(quán)管理信息。于是即使是可重寫的光盤介質(zhì)也無法竄改信息，因此能有效發(fā)揮功能的緣故。
數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14為了實現(xiàn)大容量且高密度記錄，以PRML方式進行再生為前提，設定0.35×λ/NA以下的最短記錄信息坑長。例如設光源波長λ為405nm、物鏡開口數(shù)NA為0.65。在這種情況下，能以0.2μm左右的最短信息坑長實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄。設記錄符號化為檢測窗口裕度大，并適合于高密度記錄的(1-7)調(diào)制。在這種情況下，對于1位數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成為1.5位的記錄信道信號位。進而記錄信道12上的最短信息坑長變?yōu)?信道信號位長。在此條件下，信道信息坑設定為0.34～0.4μm左右。在這種情況下，能以12cm的光盤介質(zhì)10一面實現(xiàn)15～20GB的數(shù)據(jù)記錄容量。調(diào)制方式除了(1-7)調(diào)制以外，還可以用其他方式。但是，最短信息坑長變?yōu)?信道信號位，且對于1位數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成為1.5位的記錄信道信號位的調(diào)制方式，容易確保信號檢測的時間窗口裕度，因此適合于高密度。
圖5為表示借助于(1-7)調(diào)制的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的再生信號的例的圖。參照圖5可知，根據(jù)最短記錄信息坑的反復的信號振幅與由長記錄信息坑生成的信號振幅相比，變成如同切割出10％的很小振幅。因此，只進行簡單的二值等化，難以確保充分的再生數(shù)據(jù)的可靠性。把該再生信號等化為如圖3所示的多值信號，而通過維特比解碼，進行再生，能夠進行高可靠性的數(shù)據(jù)再生。
但是，即使使最短記錄信息坑長變得過小，也無法得到良好的再生特性。因此，把PRML的信號品質(zhì)定義為如下的指標，而保證數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的品質(zhì)。
PRML基于被稱作維特比解碼的算法進行數(shù)據(jù)判別。維特比解碼法在每個時鐘周期算出再生信號值與局部響應等化中所設定的規(guī)定的等化電平之差的平方，再沿著各路徑算出平方和，從而通過選擇使平方和成為最小的路徑，而進行數(shù)據(jù)的解碼。
維特比解碼易引起檢測錯誤時，是當路徑間的歐幾里得距離很小的情況。不同路徑間的歐幾里得距離d可由以下方式求出。設沿著一條路徑的數(shù)據(jù)列bk所確定的多項式為B(D)＝∑bkDk，設沿著另一條路徑的數(shù)據(jù)列ck(bk、ck為1或-1的二值數(shù)據(jù))確定的多項式為C(D)＝∑ckDk，設規(guī)定局部響應等化的多項式為H(D)＝∑hkDk。利用B(D)、C(D)、H(D)而把規(guī)定誤差向量的多項式N(D)定義為N(D)＝(B(D)-C(D))H(D)＝2∑εiDi，則歐幾里得距離d便定義為d2＝4∑εi2。其中，D表示以時鐘時間為單位的時間延遲算子，hk表示規(guī)定局部響應等化特性。局部響應等化特性一般使用非0的hk成分，而記作PR(h0，h1，h2，h3，…)。
把局部響應信號設為h0＝1，h1＝2，h2＝1，而h3以后全部設為0(在這種情況下表現(xiàn)為PR(1，2，1))，把數(shù)據(jù)列bk設為b0＝1，b1＝1，b2＝-1，而b3以后全部設為-1，且把數(shù)據(jù)列ck設為c0＝-1，c1＝1，c2＝1，而c3以后全部設為-1。在這種情況下，沿著數(shù)據(jù)列bk的路徑與沿著數(shù)據(jù)列ck的路徑之間的歐幾里得距離d可根據(jù)N(D)＝2(1-D2)(1+2D+D2)＝2*(1+2D-2D3-D4)求出為d2＝4*(1*1+2*2+2*2+1*1)。
此外，在表現(xiàn)二值數(shù)據(jù)時，有使用1/0組合的情況和使用1/-1組合的情況，但在本說明書中是使用了1/-1的組合。
規(guī)定了局部響應等化的多項式后，就能對各種εi組合算出路徑間的歐幾里得距離。而且，光盤中一般使用d＞＝1運行長限制的記錄符號。例如為d＝1的記錄符號時，在磁盤上記錄了2T以上長度的記號。該限制為歐幾里得距離算出所考慮，最好對εi組合進行εiεi+1≠-1等限制為好。即滿足εiεi+1≠-1的數(shù)據(jù)列例如作為數(shù)據(jù)列bk考慮(x，1，-1，y)，而作為數(shù)據(jù)列ck考慮(x，-1，1，y)。但在d＝1的限制下，(1，-1，1)或(-1，1，-1)等模式(碼型)被禁止，因此當x＝-1或y＝1時，數(shù)據(jù)列bk成為破壞運行長限制的模式(不存在的模式)，且當x＝1或y＝-1時，則數(shù)據(jù)列ck成為破壞運行長限制的模式。因此，滿足運行長限制而又滿足εiεi+1＝-1的數(shù)據(jù)列bk、ck的組合是不存在的。且當記錄在盤的記號的長度為3T以上時，最好進行εiεi+1≠-1且εiεi+2＝-1的限制為好。
在歐幾里得距離為d的2個路徑之間引起檢測誤差的幾率為例如以數(shù)據(jù)列bk為基準考慮，與由噪聲的影響導致的使∑(yk-∑bk-ihi)2大于∑(yk-∑ck-ihi)2的幾率等化。當以數(shù)據(jù)列bk為基準考慮時，yk-∑bk-ihi為等化誤差，還可以把∑(yk-∑bk-ihi)2與∑(yk-∑ck-ihi)2的大小關(guān)系把由B(D)H(D)與C(D)H(D)之差所定義的多項式的系數(shù)看作向量分量，而定義為誤差向量，再把等化誤差投影到該誤差向量上進行考慮。在這種情況下，檢測誤差所引起的幾率就定義為投影到誤差向量上的噪聲大小(噪聲的分散)變得大于路徑間的歐幾里得距離的一半的幾率。因此，若算出路徑間的歐幾里得距離與投影到誤差向量上的噪聲散差之比，就能推算信號品質(zhì)。而且，成為基準的數(shù)據(jù)列在記錄條件調(diào)整時等事先在已知數(shù)據(jù)時，使用該數(shù)據(jù)列，且在不知數(shù)據(jù)時，則采用感覺正確的數(shù)據(jù)的根據(jù)維特比解碼器被二值化的數(shù)據(jù)為好。
把數(shù)據(jù)列bk設為b0＝-1，b1＝1，而b2以后全部設為1，且把數(shù)據(jù)列ck設為c0＝1，而c1以后全部設為1。在這種情況下，對于A(D)＝C(D)-B(D)＝2∑ajDj，在a0＝1，而a1以后全部為0。例如作為H(D)而使用h0＝1，h1＝2，h2＝2，h3＝1時(相當于PR(1，2，2，1)，規(guī)定誤差向量的多項式N(D)＝A(D)H(D)＝2∑εiDi的系數(shù)εi以ε0，ε1，ε2，ε3的順序成為(1，2，2，1)。因此，對于PR(1，2，2，1)，把上述數(shù)據(jù)列bk誤導成上述數(shù)據(jù)列ck的幾率為投影到2*(1，2，2，1)上的等化誤差大小變得大于2個路徑間的歐幾里得距離(在這種情況下為2*(1+2*2+2*2+1))的一半的幾率。等化誤差向誤差向量上的投影可由下式(1)表達，因此被投影到誤差向量上的噪聲散差CN可由下式(2)表達。
2Σiϵivk+iΣiϵ2i2----(1)]]>CN=Σk=1N[Σiϵivk+i]2NΣiϵi2----(2)]]>相當于信號振幅的2個路徑間的歐幾里得距離的一半可由下式(3)表達，而相當于電能的該振幅的平方E可由下式(4)表達，因此E/CN作為具有與誤差幾率相關(guān)的指標被求出。
Σiϵi2----(3)]]>E=Σiϵi2----(4)]]>
此外，A(D)和N(D)全體的系數(shù)2不會給計算結(jié)果帶來影響，因此省略系數(shù)2而變?yōu)锳(D)＝∑ajDj，N(D)＝∑εiDI，而算出表達式，結(jié)果也是一樣的。
如上所述，對用于目標信號生成的規(guī)定數(shù)據(jù)列ak和規(guī)定局部響應特性hk，而把等化誤差設為vk＝(yk-∑ak-ihi)，把以時鐘時間為單位的時間延遲算子設為D，取1，0，-1的3種類型中的任一值，且把滿足ajaj+1≠-1的系數(shù)定義為aj的多項式設為A(D)＝∑ajDj，把規(guī)定局部響應的多項式設為H(D)＝∑hkDk，從而基于由N(D)＝A(D)H(D)＝∑εiDi定義的多項式，若算出下述表達式5定義的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR，就能以PRSNR值來評價引起檢測誤差的幾率即再生信號的信號品質(zhì)。
PRSNR=N(Σiϵi2)2Σk=1N(Σiϵivk+i)2----(5)]]>作為組合了易出錯的數(shù)據(jù)列的一例，在上述方法中，引用bk和ck而進行了說明，但在算出投影到誤差向量上的噪聲散差時，無需一定只選擇特定的數(shù)據(jù)列而算出等化誤差。即無需從用于目標信號生成的數(shù)據(jù)列ak中抽出相當于數(shù)據(jù)列bk的時刻，而算出等化誤差的分散，而可以利用每個時鐘時間算出的等化誤差而算出分散。這是由于若等化誤差服從高斯分布，而隨機分布，則即使抽出特定部分而算出分散，或利用全體算出分散，結(jié)果也不會改變的緣故。當然，也可以只著眼于某特定數(shù)據(jù)列bk，而計算噪聲散差，但不選擇模式而算出等化誤差分散的方法具有更能簡化電路構(gòu)成等優(yōu)點。
以下對根據(jù)基于有效于高密度化的(1-7)調(diào)制方式而調(diào)制的隨機數(shù)據(jù)而實測的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的例進行說明。采用波長為405nm、物鏡開口數(shù)(NA)為0.65的光學頭測出了各種記錄密度條件下的值。
把再生波形等化為PR(1，2，2，2，1)而進行位誤差率bER和信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的測量。位誤差率bER通過比較記錄在光盤的原始數(shù)據(jù)和通過維特比解碼法被二值化的數(shù)據(jù)而進行。信號品質(zhì)評價指標值PRSNR利用局部響應等化后的每個再生波形的時鐘周期的值設為105個，并通過維特比解碼法被二值化的數(shù)據(jù)而算出。
(1-7)調(diào)制為d＞＝1限制符號，而對PR(1，2，2，2，1)則在對下表1所舉的抽頭系數(shù)εI，歐幾里得距離變小。由下表1的模式1識別的εi組合(12221)為由維特比檢測中易出錯的2組數(shù)據(jù)列，例如bk(1111-1-1....)和ck(-1111-1-1....)，以及局部響應等化特性(12221)決定的誤差向量。而且，對于下表1所示的模式2以后的抽頭系數(shù)εi的組合，則根據(jù)2T的記號/間隔連續(xù)次數(shù)的上限(作為數(shù)據(jù)列而+1+1-1-1連續(xù)次數(shù)的上限定為如-1-1-1+1+1-1-1-1時為1次，如-1-1-1+1+1-1-1-1+1+1+1時為2次)，決定(1，2，1)和(-1，-2，-1)之間的0的個數(shù)以及(1，2，1)和(1，2，1)之間插入的0的上限。即當2T的記號/間隔連續(xù)次數(shù)的上限為(2n+1)次時，在(1，2，1)和(-1，-2，-1)之間最多可插入(4n+1)個0，當連續(xù)次數(shù)的上限為(2n+2)次時，在(1，2，1)和(1，2，1)之間最多可插入(4n+3)個0，因此應考慮到該上限為止的模式，而算出信號品質(zhì)評價指標值PRSNR。下表1表示2個連續(xù)最多至5時的抽頭系數(shù)εi的例。
表1

具體講，對于上述表1所示的各模式算出由上述5式定義的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值，并在所算出的5個值中選擇最小的作為信號品質(zhì)評價指標值PRSNR，而表示在圖6中。而且，對各模式的數(shù)值未進行明示，但對于取得圖6數(shù)據(jù)的各記錄密度，使由上述5式定義的值最小的值，對應于模式1、模式2、以及模式3中的任一個，因此不考慮表1所示的整體的模式，而只對模式1～3算出式5也是可以的。對模式1～3的5式，還能分別表達為下述的6式、7式、以及8式。
Pattern1PRSNR＝14/σ12，σ12＝R0+(12R1+8R2+4R3+R4)/7 (6)Pattern2PRSNR＝12/σ22，σ22＝R0+(8R1+R2-4R3-6R4-4R5-R6)/6 (7)Pattern3PRSNR＝12/σ32，σ32＝R0+(8R1+R2-4R3-6R4-4R5-R6)/6 (8)上述6～8式的Ri為表示噪聲相關(guān)性，可由下式9定義。
Ri＝E[vk，vk+i](9)圖7表示用于算出前述的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值S的功能塊的一例。通過AD轉(zhuǎn)換器把再生波形以一定頻率進行采樣后，通過包含PLL(相位同步環(huán))電路的等化器21得出每個時鐘周期的等化再生波形數(shù)據(jù)。等化處理為盡量抑制噪聲成分，而使再生波形基于PR波形而均值化使之盡量逼近目標波形。信號品質(zhì)評價器22利用輸入的等化再生波形，算出信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值S，而進行再生波形的品質(zhì)評價。而且，若是再生專用光盤時或通過其他記錄裝置記錄的可記錄的光盤時，記錄在光盤的原始數(shù)據(jù)通常不限于預先得知。在這種情況下，把通過包含在信號品質(zhì)評價器22中的識別器(維特比解碼器)被二值化的數(shù)據(jù)作為ak而代用為好。
圖8是詳細表示出圖7所示的信號品質(zhì)評價器22的一例。把基準的PR波形設為hI，把被識別器30(維特比解碼器所代表的)識別的二值化數(shù)據(jù)設為ak，則通過目標信號生成器31而基于下式10生成目標信號Rk，Rk=Σiak-i×hi----(10)]]>且通過比較運算器32求出作為被等化的每個時鐘周期內(nèi)的再生信號(等化信號)yk和目標信號Rk之差的等化誤差vk。為了把等化誤差vk投影到誤差向量上，成為借助于抽頭33在每個時鐘周期延遲等化誤差vk，并通過抽頭系數(shù)εI被相加的構(gòu)成。其中，由單位延遲元件、系數(shù)乘法器、以及加法器構(gòu)成了橫向濾波器。
抽頭系數(shù)εI為前述的N(D)系數(shù)。以j區(qū)別抽頭系數(shù)εi的組合，并把與此對應的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值S定義成第j信號品質(zhì)評價值Sj，則圖8所示的抽頭33(D)的總數(shù)m就隨j變化。例如，假設j＝1對應的抽頭系數(shù)εi的組合設為ε0＝1、ε1＝1、ε2＝0、εε3＝0、ε4＝1，而ε5以后全部為0，把戶2對應的抽頭系數(shù)εi的組合設為ε0＝1、ε1＝2、ε2＝1，而ε3以后全部為0。在這種情況下，當算出第1信號品質(zhì)評價值S1時，m＝4，而當算出第2信號品質(zhì)評價值S2時，m＝2。當與組合j對應地改變抽頭數(shù)的方法繁雜時，應確保抽頭數(shù)充分多(例如為15～20左右)，并把與計算無關(guān)的抽頭系數(shù)設定為0。
用乘法器34對通過抽頭系數(shù)被相加的等化誤差∑εi×vk+i進行平方計算，并通過由加法器35對等化誤差的采樣總數(shù)進行相加，而求出與投影到誤差向量上的噪聲散差成正比的值。而且，將該值除以N和∑εi2，變?yōu)樯⒉?，但N和∑εi2為常量，因此可被用作乘法器37的系數(shù)。通過除法器36取得該值的倒數(shù)，并通過由乘法器37取得與(N∑εi2)×∑εi2的積，而求出信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值S。且再生波形的采樣總數(shù)準確為需要(N+m)，但對于N為104以上(后述所需的采樣總數(shù))，m為至多是20左右，因此在本說明書中把采樣數(shù)統(tǒng)一為N而進行表示。
再者，也會考慮極性與上述表1所示的模式相反的模式(例如對模式1為(-1-2-2-2-1))，但由于求出的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值S相同，因而只需考慮已決定的極性(或哪種極性都可以，但無需評價雙方)的模式。
圖6表示測出的信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值和位誤差率bER的關(guān)系。圖6中橫軸表示信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值，而縱軸表示位誤差率bER。在實際光盤中所允許的位誤差率bER為1×10-4左右，因此求出了需要信號品質(zhì)評價指標值PRSNR的值為14以上。
而另一方面，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16(圖4)需要可以實現(xiàn)如不太需要在光盤裝置側(cè)個別設定的根據(jù)簡單二值等化的再生。這是由于如前所述，用于再生高密度記錄的PRML方式等，需要對信號進行波形等化的電路的常量設定等進行最佳化的緣故。因此，需要充分降低記錄密度。一般若是0.4×λ/NA～0.5×λ/NA的最短記錄信息坑長，如圖1所示由短記錄信息坑的反復導致的信號振幅就能夠確保為長記錄信息坑導致的信號振幅的約30％以上，因此很充分。此時的誤差率如圖2所示，成為充分符合實用的值。
但除了再生專用型的光盤介質(zhì)外，使用追加記錄型的光盤介質(zhì)或可重寫型的光盤介質(zhì)等，若根據(jù)同樣穩(wěn)定的二值等化進行數(shù)據(jù)再生，也不會在該密度條件下出現(xiàn)問題。
假設光盤介質(zhì)10為再生專用型的光盤介質(zhì)。在這種情況下，與數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14(圖4)一樣，可利用相位深為1/4波長左右的軋紋信息坑。因此，如圖9(a)所示，即使在系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16(圖4)，也能使最大DC電平的信號振幅充分變大。
另一方面，假設光盤介質(zhì)10為追加記錄型的光盤介質(zhì)。在這種情況下，形成于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14(圖4)的凹槽結(jié)構(gòu)，為了得到由推挽法導致的信道誤差信號的靈敏度，形成相位深為1/8波長左右的淺溝槽。假設，以與此相同的相位深，形成了系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16(圖4)的軋紋信息坑。在這種情況下，如圖9(b)所示，得不到對最大DC電平充分的信號振幅，而由于DC電平的變動影響等可能得不到充分的數(shù)據(jù)再生可靠性。
為進行具體說明，假設把對再生信號振幅中心的DC電平的最大信號振幅的一半的值定義為信號的調(diào)制度。在這種狀況下，根據(jù)再生專用型的光盤介質(zhì)可得到50％以上的該調(diào)制度，相比之下，根據(jù)追加記錄型的光盤介質(zhì)，調(diào)制度則降低至15～20％左右。
因此，本發(fā)明者們對即使這種淺軋紋信息坑也能得到充分的再生信號特性的條件進行了研究。結(jié)果，本發(fā)明者們確認了以最短信息坑長為0.5×λ/NA以上時可得到穩(wěn)定特性的事實。
圖10表示調(diào)制度為50％和15％時最短信息坑長對應的再生誤差率的變化。圖10中橫軸表示最短信息坑長，而縱軸表示再生誤差率。由此可知，若把最短信息坑長設定為0.5×λ/NA以上，即使以15％的調(diào)制度也能確保無問題的特性。在這種情況下，如圖11所示，短記錄信息坑的反復導致的信號振幅通常能確保長記錄信息坑導致的信號振幅的50％以上。
參照圖4，為了進一步穩(wěn)定信號再生所需的跟蹤伺服動作等，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16的信道間距設定得要寬于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14。例如當把數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14的信道間距設定為0.4μm時，可使系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16的信道間距為0.68μm左右。如此設定，例如即使以波長λ為405nm、物鏡開口數(shù)NA為0.65的光學系統(tǒng)進行再生時，也由于光盤介質(zhì)10上的束徑成為約0.6μm，因此在系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16中幾乎不受來自鄰接信道干擾影響，從而具有能夠得出穩(wěn)定的信道誤差信號的優(yōu)點。
系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16中的記錄符號化可與數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14的相同，也可以不同。只是如果很難在光盤裝置側(cè)保持2種類型的符號化，那么優(yōu)選記錄符號化相同。且若使表示記錄數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)格式與系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16和數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14相同，則信號處理變得更容易。作為數(shù)據(jù)格式，若在各誤差校正塊的前端設置屬于單頻信息坑區(qū)域的VFO部分，可以進行更穩(wěn)定的信號檢測。
進而把系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16的最短信息坑長設定成數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14的最短信息坑長的近似整數(shù)倍也是很有效的。由此，具有在經(jīng)過2個區(qū)域16和14進行存取時，即使無需大幅進行光盤旋轉(zhuǎn)數(shù)的變更或再生電路設定的變更，再生信號時鐘的PLL也能容易動作的優(yōu)點。當然，系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16在再生專用型的光盤介質(zhì)、追加記錄型的光盤介質(zhì)、以及可重寫型的光盤介質(zhì)中設定為全部相同的記錄線密度和信道間距的做法最為有效，因此即使是剛好為整數(shù)倍，只要呈大致的近似值即可。對于整數(shù)倍若為30％以下的不同，PLL電路以相同設定也能充分的動作。
圖12為表示本發(fā)明的實施方式的光盤裝置的一例的圖。如圖12所示設置于主軸電動機41旋轉(zhuǎn)軸上的光盤介質(zhì)10通過光學頭42進行信息的記錄區(qū)域再生。即主軸電動機41起著旋轉(zhuǎn)光盤介質(zhì)10的旋轉(zhuǎn)裝置的作用。光學頭42輸出將來自該旋轉(zhuǎn)的光盤介質(zhì)10的信息進行再生的再生信號。在再生系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16(圖4)時，通過二值等化電路46進行系統(tǒng)信息的再生。換言之，在光學頭42位于系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16上時，二值等化電路46對再生信號進行二值等化。也可以利用該系統(tǒng)信息設定PRML電路47。另一方面，當再生高記錄密度的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14(圖4)時，通過PRML電路47進行局部響應等化，并根據(jù)維特比解碼法再生數(shù)據(jù)信息。換言之，在光學頭42位于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14上時，PRML電路47對再生信號進行局部響應等化。
使用二值等化電路46和PRML電路47中的哪一種電路的判斷，例如按以下方式進行。假設已知系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16的半徑和光學頭42進行存取的當前位置。在這種情況下，在該位置交替使用二值等化電路46和PRML電路47為好。
假設新的光盤介質(zhì)10插入到光盤裝置中。在這種情況下，使用二值等化電路46從系統(tǒng)信息記錄區(qū)域16再生信息，并識別光盤介質(zhì)10的種類等必要的系統(tǒng)信息后，向數(shù)據(jù)記錄區(qū)域14移動的方法為一般的裝置控制的做法。
權(quán)利要求
1.一種形成螺旋狀記錄信道的圓盤狀光盤介質(zhì)，其特征在于，具有沿其半徑方向劃分設定的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域和系統(tǒng)信息記錄區(qū)域，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上的信息的記錄密度低于所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上的數(shù)據(jù)記錄密度。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域被設定在所述光盤介質(zhì)的內(nèi)周側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的最短信息坑長被設定為所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的最短信息坑長的近似整數(shù)倍。
4.如權(quán)利要求1所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域具有特定的記錄密度，被設定在所述光盤介質(zhì)的特定的半徑位置上，所述光盤介質(zhì)為再生專用型、追加記錄型、以及可重寫型等3種類型中的任一種，在所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上，記錄了指定所述光盤介質(zhì)為所述3種類型的某一種的信息。
5.如權(quán)利要求1所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域中，記錄或再生的數(shù)據(jù)的最短信息坑長L1滿足利用用于記錄再生的光源波長λ和物鏡的開口數(shù)NA的關(guān)系L1＜0.35×λ/NA，進而作為PRML的品質(zhì)評價指標定義的PRSNR值為14以上，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的再生專用的數(shù)據(jù)最短信息坑長L2滿足L2＞0.50×λ/NA的關(guān)系，且所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的信道間距寬于所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的信道間距。
6.如權(quán)利要求5所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域設定在所述光盤介質(zhì)的內(nèi)周側(cè)。
7.如權(quán)利要求5所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的最短信息坑長設定為所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域的最短信息坑長的近似整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求5所述的光盤介質(zhì)，其特征在于，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域具有特定的記錄密度，被設定在所述光盤介質(zhì)的特定的半徑位置上，所述光盤介質(zhì)為再生專用型、追加記錄型、以及可重寫型等3種類型中的任一種，在所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上記錄了指定所述光盤介質(zhì)為所述3種類型的某一種的信息。
9.一種光盤裝置，對具有沿光盤介質(zhì)的半徑方向上劃分設定的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域和系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的所述光盤介質(zhì)進行記錄或再生，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上的信息記錄密度低于數(shù)據(jù)域上的數(shù)據(jù)記錄密度，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)所述光盤介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)裝置；從該旋轉(zhuǎn)的光盤介質(zhì)進行信息再生，而輸出再生信號的光學頭；在該光學頭位于系統(tǒng)信息記錄區(qū)域上時，對所述再生信號進行二值等化的二值等化電路；以及在所述光學頭位于數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上時，對所述再生信號進行局部響應等化的PRML電路。
10.如權(quán)利要求9所述的光盤裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄區(qū)域中，記錄或再生的數(shù)據(jù)或再生專用數(shù)據(jù)的最短信息坑長L1滿足利用用于記錄再生的光源波長λ和物鏡的開口數(shù)NA的關(guān)系L1＜0.35×λ/NA，進而作為PRML的品質(zhì)評價指標定義的PRSNR值為14以上，所述系統(tǒng)信息記錄區(qū)域的再生專用的數(shù)據(jù)最短信息坑長L2滿足L2＞0.50λ/NA的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明在光盤介質(zhì)(10)上與以高密度記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域(14)分開，設置以低密度記錄信息，并能從此容易進行二值等化再生的系統(tǒng)信息記錄區(qū)域(16)，且其中記錄了電路設定所需的信息。由此，解除了對于在進行信號再生時使用PRML方式的光盤，PRML電路以初始設定狀態(tài)很難穩(wěn)定地進行信息再生等缺點。
文檔編號G11B7/0045GK1571045SQ20041003280
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者山中豐, 巖永敏明, 井出達德, 能彈長作, 柏原裕, 小川昭人, 松丸祐晃 申請人:日本電氣株式會社, 株式會社東芝