高密度記錄用光碟裝置和光碟記錄載體的製作方法

2023-09-23 04:22:40 2

專利名稱：：高密度記錄用光碟裝置和光碟記錄載體的製作方法
技術領域：
：本發明涉及信息的記錄重放所用的光碟裝置及其所用的記錄載體。近年來，光碟作為大容量數據文件已達到實用化，但為了實現更多用途的目標要實現進一步的大容量化。光碟裝置的記錄密度的實用化，在線密度方向通過局部響應等技術已達到0.3μm/位的程度，在光道方向已達到1μm/軌跡的程度。特別是為了提高線密度對局部響應技術做了各種方法的研究(USP4750058，USP4964107、USP5260703)。而且，為了提高光道方向的記錄密度，也提出了幾個方案(USP5280466、USP5402403、USP4325135)。其中之一是採用三條光束對相鄰光道與重放光道同時重放的方法(USP5280466)。這裡，作為凹凸的坑，在盤的一部分區域預先設置串擾檢出用坑，通過對此串擾檢出區域進行重放，求出來自相鄰光道的串擾量，利用此串擾量對來自重放信號的相鄰光道成分進行抵消重放。但是，上述光道抵消方法，由於必須同時使3條光道重放，所以必須要有3套獨立的重放電路系統，致使裝置結構複雜。而且，由於3套重放信號在時間上存在相位差，所以必須採用適合的橫向濾波器進行信號處理，從而使這些裝置複雜化。另一方面，如果預先重放相鄰光道的信號並存儲，則可用1條光束對3條光道進行重放，但難以實現數據的高速存取。而且，由於串擾檢出區域不能改寫，所以存在不能使記錄條件與串擾量變化的情況對應的問題。根據本發明的光碟裝置，包括記錄裝置，在光碟記錄載體上的1條重放光道及與其相鄰的2條相鄰光道上，記錄不同的3種狀態以上的記錄標誌；重放電平檢出裝置，存在來自相鄰軌跡的串擾的狀態下，對重放光道的記錄標誌被重放時的重放電平進行檢測；運算器，根據檢出的重放電平，針對所得到的重放光道及相鄰光道的記錄標誌的全部組合，對重放光道所得到的所有重放電平進行運算；最佳解碼器，以所有得到的重放電平為基準電平，對記錄數據的重放信號進行最佳解碼。首先，說明本發明的光碟裝置的整體的重放原理。在進行0或者1的記錄時，作為重放信號，考慮由-1或1所得到的記錄重放系統。在已有的單純的光碟裝置，如表1所示，以0以上作為1，不足0作為0進行雙值化處理，由此實施重放信號的解碼。表1無串擾時的解調在這種單純的雙值化解調中，如果來自相鄰光道的串擾變小，容易產生誤差。例如，如表2所示的存在來自2條相鄰光道的25％及30％的串擾的情況。表2有串擾時的解調由表2可知，已有的雙值化處理中，由於串狀，重放光道為0、相鄰光道總和為1時，產生誤差。這樣，在已有的光碟解碼方法中，如果串擾量在某種程度以上，就不能正確地進行數據重放。但是，在本發明的裝置中，由於根據不同的3種狀態以上的記錄標誌的重放電平，針對所得到的重放光道和相鄰光道的記錄標誌的全部組合，對重放光道所得到的所有重放電平進行運算，以所得到的所有重放電平為基準電平，對記錄數據的重放信號進行最佳解碼，所以可以抑制因串擾引起的誤差。以下做詳細說明。如表2所示，存在25％及30％的串擾的情況下，由於相鄰光道的數據或是1或是0，則重放光道的重放電平成為表3所示的8種情況。表3從表3可知，如果重放光道的記錄數據為0時，將重放的重放電平{-2.1、-0.9、-1.1、0.1}解碼為0，記錄數據為1時，將重放的重放電平{2.1、0.9、1.1、-0.1}解碼為1，則在有串擾的情況下也能正確地解碼。為了實施這樣的解碼方法，必須知道與1和0對應的重放電平。作為此方法，本發明的裝置在數據記錄載體上記錄重放電平檢出用的記錄標誌，以便能檢出表3組合的全部重放電平。例如，如圖9所示，表3的8種組合也可全部記錄。在記錄數據的同時進行這種記錄為好。而且，數據的最小改寫單位以至少一次記錄為好。重放時，通過檢出此記錄標誌的電平，可以求出與數據1和0對應的重放電平。例如，以圖9為例，如果考慮重放光道N時，在圖9的最下方所示的重放電平波形中，點1～4的重放電平相當於數據「1」的重放電平，點5～8的重放電平相當於數據「0」的重放電平。而且，光道N-1重放時，點1、2、5、6的重放電平相當於數據「1」，點3、4、7、8的重放電平相當於數據「0」。同樣，光道N+1重放時，點1、3、5、7的重放電平相當於數據「1」，點2、4、6、8的重放電平相當於數據「0」。除了這樣的記錄數據之外，通過記錄預定組合的記錄標誌，可以求得與數據「1」和「0」對應的重放電平。上述情況下，針對表3的全部情況(8種)記錄標誌，檢出與數據「1」和「0」對應的重放電平，而不一定必須針對全部組合記錄標誌。記錄數據「1」時的重放電平為+s，記錄數據「0」時的重放電平為-s，來自光道N-1的串擾量與s的比為p，來自光道N+1的串擾量與s的比為q，表3所示重放電平，可以如表4那樣用s、p、q表示。表4由重放光道和兩條相鄰光道的不同的3種狀態的重放電平的運算，可以求出3個變量s、p、q的值。亦即，由重放光道和兩條相鄰光道的不同三種狀態以上的重放電平，可以求出與數據「1」和「0」對應的重放電平。在實際的記錄重放裝置中，由於除串擾之外還要加入記錄重放系統的噪聲，所以與表4所示重放電平相比會有變化。為了在這種情況下也能正確地進行數據的解碼，把實際的重放電平與表4所示的所得到8種重放電平比較，選擇兩種電平的差的絕對值為最小的狀態，由此狀態進行「1」或者「0」的解碼。這樣，本發明的光碟裝置，在1條重放光道及其相鄰的2條相鄰光道上，記錄不同的3種狀態以上的記錄標誌，重放時檢出此部分的重放電平，利用檢出的重放電平，針對所得的重放軌跡及相鄰光道的記錄標誌的全部組合，對所得重放光道的全部重放電平進行運算，以所得到全部重放電平為基準，進行記錄數據的重放信號的最佳解碼，由此即使串擾較多時也能進行正確的數據重放。圖1是本發明第一實施方式的光碟裝置的方框圖。圖2是圖1的光碟裝置的重放電平檢出方法的說明示意圖。圖3涉及位誤差率與串擾量的特性，是表示圖1的光碟裝置與已有的光碟裝置比較的曲線圖。圖4是本發明第二實施方式的光碟裝置的方框圖。圖5是圖4的光碟裝置的重放電平檢出方法的說明示意圖。圖6是韋特比(Viterbi)算法的說明圖。圖7涉及位誤差率與串擾量的特性，是表示圖4的光碟裝置與已有的光碟裝置比較的曲線圖。圖8是本發明第三實施方式的光碟裝置的方框圖。圖9是本發明的作用的說明圖。以下，根據本發明的第一實施方式。圖1中，展示了本發明第一實施方式的光碟裝置的數據解碼器的構成。圖1中，101是記錄數據的光碟記錄載體，102是旋轉101的光碟記錄載體的馬達，103是移動記錄重放用光頭至記錄重放位置的移動機構，104是記錄重放用光頭，105是對記錄重放光頭104進行聚焦控制、跟蹤控制和存取控制的伺服控制器，106是計時控制器，107是轉換記錄數據與重放電平檢出用標誌圖形的轉換器，108是調製記錄數據的前置編碼器，109是產生電平檢出用數據標誌的圖形發生器，110是把重放信號轉換為數字值的A/D轉換器，111～114是預先存儲重放電平的存儲器，115是由存儲器111～114的輸出對與相鄰光道及重放光道的狀態對應的重放電平進行運算的運算器，116是從運算器115的8種輸出中選出與重放電平最接近的一個的狀態選擇器，117是根據116的狀態選擇器的輸出進行「0」或「1」的解碼的解碼器。以下說明上述那樣構成的光碟裝置的運作。本光碟裝置通過由轉換器107對記錄數據和重放電平檢出用標誌圖形進行轉換，與記錄數據一起記錄圖2所示的重放電平檢出用的記錄標誌。由於在數據記錄時記錄了記錄標誌，所以圖2所示記錄標誌的串擾量與數據區域的串擾量等同。而且，為使相鄰光道之間的記錄標誌的相位一致，由在記錄載體上預先的凹凸坑形成的坑生成定時時鐘。如圖2所示，以重放電平檢出用標誌，按記錄位在相鄰光道之間不重複存在的組合方式寫入。例如光道N重放時的重放信號成為圖2最下方所示的波形。在圖2中的重放電平檢出點1～4的重放電平存儲在存儲圖111～114。點1～4的重放電平為A、B、C、D，記錄數據「1」時的重放電平為+s，記錄數據「0」時的重放電平為-s，來自光道N-1的串擾量與s的比為p，來自光道N+1的串擾量與s的比為q，滿足以下關係式。-s+sp-sq＝As-sp-sq＝B-s-sp+sq＝C-s-sp-sq＝D由這些關係式求得s、p、q如下。s＝(B-D)/2p＝(A-D)/(B-D)q＝(C-D)/(B-D)利用求得的s、p、q，針對重放光道和2個相鄰光道的全部狀態(8種)求得重放電平，如表5所示。表5記錄位在相鄰光道之間不重複存在，亦即僅在重放光道及其兩側的相鄰光道中的任何一條光道存在記錄位，或者任一條光道也不存在記錄位，這樣通過在重放電平檢出用區域寫入重放電平檢出用標誌，所得重放電平如表5所示變得非常簡單。由運算器115進行此運算。運算器115輸出與重放光道及兩條相鄰光道的數據「1」或「0」的組合對應的8種電平，如表5所示。狀態選擇器116是把來自運算器115的8種電平與重放電平比較、選擇其差的絕對值最小者的狀態選擇器。因此，根據重放電平與8種電平中哪一個最接近來輸出0～7值。根據此狀態選擇器116的輸出值，解碼器117進行數據解碼。在上述光碟裝置中的串擾量與位誤差率的關係，與已有的採用雙值化解碼法的裝置的比較如圖3所示。圖3的橫軸表示串擾量與重放光道的重放電平的比(分貝)。由圖3可知，本實施方式的光碟裝置中，即使串擾大時，也可以以低誤差率重放，適合於光道狹小的高密度光碟的記錄和重放。而且，如圖2所示，在本實施方式中，僅在重放光道及其兩側的相鄰光道中任一條光道存在記錄位(點1、2、3)，或者哪條光道也不存在記錄位(點4)，這樣來記錄重放電平檢出用標誌。為了檢出串擾量，必要的變量為3個，但並不限於上述組合，如果檢出串擾發生時的重放光道及相鄰光道的任意不同的3狀態的電平，則可檢出串擾量。而且，圖2所示重放電平檢出用標誌，最好在每個是光碟裝置的最小改寫單位的各扇形中設置。這樣，由於光碟裝置的串擾量隨記錄條件的變動而變化，所以最好檢出每改寫單位的串擾量。接著，說明本發明的第二實施方式的光碟裝置，此實施方式的光碟裝置採用局部響應(1，1)(以下簡寫為PR(1，1))的記錄重放系統。採用磁光記錄載體作為記錄載體，採用通過光束的光學分解能量可以進行精密地記錄的磁場調製記錄方式作為記錄方式。即使是這種記錄重放系統也適用本發明，由此可以改善與串擾對應的位誤差率。首先，對局部響應重放系統做說明。PR(1，1)重放系統中，在記錄標誌前後的編碼之間的幹擾按1∶1存在的狀態進行重放。如果考慮把記錄數據為「0」時在盤中記錄為-1，記錄數據為「1」時在盤中記錄為1的情況，如圖6所示，無噪聲時的重放信號成為-2、0、2這三種值中的任意一個。這種PR(1，1)重放系統中，由於在編碼間存在幹擾的狀態下同時重放2位的數據，得到4種狀態(00，01，10，11)中的一種。採用狀態轉換圖表示它的是如圖6(b)所示的格子線圈，橢圓中的數字表示狀態。此狀態轉換圖展示了從狀態(00)出發的所有可能的軌跡情況。以下，參照圖6簡單說明作為最佳解碼法的韋特比(Viterbi)算法。在無噪聲的系統中，00、01、10、11各狀態的重放信號分別成為-2、0、0、2。這種無噪聲時的各狀態重放信號與實際的重放信號之間的差的絕對值，定義為分支度量。此分支度量是針對某一軌跡累計測量的，表示為相對於重放信號的此軌跡的編碼之間距離。從圖6(b)的狀態轉換圖的軌跡中，選擇編碼間距離最小的軌跡可以獲得最可靠的解碼數據。圖6(b)中，如果考慮從狀態為(00)的點A出發、在狀態為(11)的點B匯合的由粗實線和虛線表示的2條軌跡，則在點B匯合時的度量是粗實線的軌跡為1.0、虛線軌跡為4.6。這兩條軌跡中度量小的軌跡、亦即編碼間距離小的粗實線軌跡選作殘餘軌跡。通過針對圖6(b)所示的所有可能的軌跡進行這種操作，可以由極少的操作來選擇編碼間距離最小的軌跡。這就是韋特比算法。為了參考用，此例中的殘餘軌跡在圖6(b)中用粗線表示。而且，此時的選擇的質量值由圖6(c)的橢圓中的數字表示，各個軌跡的度量值由圖6(c)的軌跡線上的數字表示。本實施方式的光碟裝置，由把串擾的某一狀態保持在狀態的韋特比解碼器構成最佳解碼器。由此，即使存在串擾也能進行正確的解碼。用圖4做進一步說明。圖4中，201是記錄數據的盤記錄載體，202是旋轉201的盤記錄載體的馬達，203是使記錄重放頭在記錄重放位置存取的移動機構，204是記錄重放用光頭，218是在記錄載體上施加調製磁場的磁頭，205是進行記錄重放頭的聚焦控制、跟蹤控制及存取控制的伺服控制器，206是控制記錄重放的計時的控制器，207是對記錄數據和重放電平檢出用標誌圖形進行轉換的轉換器，208是對記錄數據調製的前置編碼器，209是產生電平檢出用數據標誌的圖形發生器，210是把重放信號轉換成數字值的A/D轉換器，211～214是存儲重放電平的存儲器，220是由存儲器211～214的輸出對與重放光道及相鄰光道的狀態對應的重放電平進行運算的運算器，221是根據運算器220的重放電平進行最佳解碼的韋特比解碼器。已有的韋特比解碼中，由於僅考慮重放光道的狀態，所以狀態數為4。本發明的光碟裝置中，由於也要考慮相鄰光道的信息，所以狀態數是4×4×4＝64。當記錄數據「1」時的重放電平為+s、記錄數據「0」時的重放電平為-s、來自光道N-1的串擾量與s之比為p、來自光道N+1的串據量與s之比為q時的重放電平如表6所示。表6如果知道來自相鄰光道的串擾存在時的全部組合的重放電平，則可計算關於這些狀態64的度量。所以如果適合韋特比算法，則能進行數據的解碼。為了知道全部重放電平，必須求出s、p、q。本實施方式的盤裝置，按如下方式檢出s、p、q。亦即，通過用207的轉換器對記錄數據和重放電平檢出用標誌圖形進行轉換，與記錄數據一起記錄圖5所示的記錄標誌，此重放電平檢出用記錄標誌，是在相鄰光道間不重複存在地設置的2位長度的記錄標誌。如果圖5中的點1～4的重放電平為A、B、C、D，則以下關係式成立。-2s+2sp-2sq＝A2s-2sp-2sq＝B-2s-2sp+2sq＝C-2s-2sp-2sq＝D由上式求得重放電平s和串擾電平sp、sq如下。s＝(B-D)/4sp＝(A-D)/4sq＝(C-D)/4A+B+C＝D據此，利用這些解對表6改寫，則如表7所示。表7由運算器220進行上述重放電平的運算，由韋特比解碼器221輸出所有可能的重放電平。韋特比解碼器221，從這些可能的重放電平和實際的重放電平，使上述串擾狀態保持在轉換狀態，利用韋特比算法進行最佳解碼。上述光碟裝置中的串擾量與位誤差率的關係，與採用已有的韋特比解碼法的裝置的比較如圖7所示。圖7的橫軸表示串擾量與重放光道的重放電平之比(分貝)。由圖7可知，本實施方式的裝置，即使在串擾大時也能以低的誤差率重放，適於狹窄光道間距的高密度光碟的記錄重放。而且，如圖5所示，本實施方式，僅在重放光道及其兩側的相鄰光道中的任意一條光道存在記錄標誌列，或者任何光道都不存在記錄標誌列，這樣來記錄重放電平檢出用標誌。為檢出串擾量必須的變更是3個，因此，如果基本上檢出串擾發生時的重放光道及相鄰光道的任意不同的3狀態電平，即可求出串擾量。其次，本發明第三實施方式的光碟裝置的框圖如圖8所示。圖8中，301是記錄數據的盤記錄載體，302是旋轉301的盤記錄載體的馬達，303是使記錄重放用頭在記錄重放位置存取的移動機構，304是記錄重放用的光頭，318是在記錄載體上施加調製磁場的磁頭，305是進行記錄重放頭的聚焦控制、跟蹤控制及存取控制的伺服控制器，306是控制記錄重放的計時的控制器，307是對記錄數據和重放電平檢出用標誌圖形進行轉換的轉換器，308是調製記錄數據的前置編碼器，309是產生電平檢出用數據標誌的圖形發生器，310是把重放信號轉換為數字值的A/D轉換器，311～314是存儲重放電平的存儲器，322～325是對存儲器311～314的存儲值的平均值進行運算的平均值運算器，320是對來自平均值運算器322～325的輸出與重放光道及其相鄰光道的狀態對應的重放電平進行運算的運算器，321是根據運算器320的重放電平進行最佳解碼的韋特比解碼器。本實施方式的光碟裝置是在第2實施方式中增加平均值運算器322～325。第2實施方式中，直接利用存儲器211～214所存儲的串擾檢出區域的重放電平，進行串擾量的運算，但這些重放電平是取樣值，串擾量中含有重放時噪聲。第2實施方式中，由於是從含該噪聲的取樣值中求重放電平和串擾電平，所以精度不限高。對此，第3實施方式中，利用平均值運算器322～325，對來自設在各扇區的串擾檢出區域的檢出電平進行平均化處理，由此可以精度更高地檢出串擾量。這樣，即使串擾量大，誤差率也可比第2實施方式更進一步改善。權利要求1.一種光碟裝置，包括記錄裝置，在光碟記錄載體上的一條重放光道上、及其相鄰的二條相鄰光道上記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌；檢出裝置，存在來自所述相鄰光道的串擾的狀態下，在重放所述重放光道的記錄標誌時檢出重放電平；運算器，根據檢出的重放電平，針對所得到的所述重放光道及其相鄰光道的記錄標誌的所有組合，對所述重放光道的所有取得的重放電平進行運算；最佳解碼器，以所述的所有取得的重放電平為基準電平，進行記錄數據的重放信號的最佳解碼。2.根據權利要求1的光碟裝置，其特徵在於在數據記錄時向所述重放光道及其相鄰光道記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌。3.根據權利要求1的光碟裝置，其特徵在於在每個數據最小改寫單位中，向所述重放光道及其相鄰光道一次或多次記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌。4.根據權利要求1的光碟裝置，其特徵在於所述最佳解碼器，針對由所述重放光道及其相鄰光道的狀態取得的狀態轉換，根據使用所述全部所得的重放電平的韋特比算法，進行最佳解碼。5.根據權利要求1的光碟裝置，其特徵在於向所述重放光道及其相鄰光道記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌的裝置，記錄四種狀態，亦即，僅在所述重放光道上存在記錄標誌的狀態，僅在一側相鄰的光道上存在記錄標誌的狀態，公在另一側相鄰光道上存在記錄標誌的狀態，任何光道上都不存在記錄標誌的狀態。6.一種光碟裝置，包括記錄裝置，在光碟記錄載體上的多個區域中，在一條重放光道和相鄰的兩條相鄰光道上，記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌；檢出裝置，存在來自所述相鄰光道的串擾的狀態下，從所述多個區域中，檢出所述重放光道的記錄標誌重放時的重放電平；對從所述多個區域檢出的重放電平進行平均運算、求出平均重放電平的裝置；運算器，根據所述平均重放電平，針對所得到的所述重放光道及其相鄰光道的記錄標誌的所有組合，對所得到的所述重放光道的所有重放電平進行運算；最佳解碼器，以所述的所有取得的重放電平為基準電平，進行記錄數據的重放信號的最佳解碼。7.一種光碟記錄載體，包括在一條重放光道及與其相鄰的二條相鄰光道上記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌的區域。8.根據權利要求7的光碟記錄載體，其特徵在於，記錄所述記錄標誌的區域具有與數據記錄區域相同的記錄重放特性。9.根據權利要求7的光碟記錄載體，其特徵在於，每個最小改寫單位中至少具有一個記錄所述記錄標誌的區域。全文摘要本發明提供一種即使串擾較多時也能以低的誤差率重放的光碟裝置。在光碟裝置中，包括記錄裝置，在光碟記錄載體上的一條重放光道及其相鄰的二條相鄰光道上，記錄不同的三種狀態以上的記錄標誌；檢出裝置，存在來自相鄰光道的串擾的狀態下，檢出重放光道的記錄標誌重放時的重放水平；運算器，根據檢出的重放電平，針對所取得的重放光道及其相鄰光道的記錄標誌的全部組合，對所取得的重放光道的全部重放電平進行運算；最佳解碼器，以所取得的全部重放電平為基準電平，進行記錄數據的重放信號的最佳解碼。文檔編號G11B7/00GK1162170SQ9710260公開日1997年10月15日申請日期1997年2月7日優先權日1996年2月7日發明者日野泰守,宮武範夫,尾留川正博,中村正申請人:松下電器產業株式會社