具体实施方式

在下文中，将在必要时通过参照附图详细地描述实施例。然而，可以避免不必要的详细描述。例如，可以省略对公知事项的详细描述以及对已经描述过的实质相同的构成要素的重复描述。这是为了防止以下描述变得不必要且冗余，从而促进本领域技术人员的理解。

提供以下描述和附图以使本领域技术人员能够彻底理解本公开，并且无意于限制权利要求中所阐述的主题。

(实施例1)

[1.结构]

图1是示出了根据第一实施例的光盘装置10的结构的图。如图1所示，光盘装置10包括光学头101、主轴电动机102、伺服控制器103、记录脉冲生成电路104、记录期待波形生成电路105、调制电路106、纠错编码电路107、再生信号解码电路108、解调电路109、纠错解码电路110、记录条件评估电路111、I/F电路112、缓冲存储器113、系统控制器114和ROM(只读存储器)115。

光盘装置10将用户数据(术语“记录数据”的示例)记录在光盘100上并从光盘100再生用户数据。在光盘100上从内向外螺旋地形成轨道。轨道由沟槽轨道和岸台轨道构成，沟槽轨道由沟槽形成，每个岸台轨道形成在相邻的沟槽轨道之间。用户数据可以记录在沟槽轨道和岸台轨道两者上。

主轴电动机102使光盘100旋转。光学头101向光盘100照射光束，以在光盘100上记录用户数据并从光盘100再生用户数据。

伺服控制器103通过控制光学头101和主轴电动机102来进行以下控制：用于在将从光学头101发射出的光束聚焦在光盘100上的轨道上的同时用光束来扫描轨道的控制；以及用于访问目标轨道的移动控制。伺服控制器103控制光学头101的位置和主轴电动机102的旋转速度，使得光学头101以规定的线速度扫描光盘100。

I/F电路112从主机116接收要记录在光盘100上的用户数据，并且将接收到的用户数据存储在缓冲存储器113中。I/F电路112将从光盘100再生之后存储在缓冲存储器113中的用户数据发送到主机116。此外，I/F电路112将存储在缓冲存储器113中的用户数据等发送到另一内部块，并且相反地，将从另一内部块接收到的用户数据等存储在缓冲存储器113中。

纠错编码电路107通过将用于纠错的奇偶校验码添加到从I/F电路112接收的用户数据来生成编码数据。

调制电路106从纠错编码电路107接收编码数据，并且生成根据规定的调制码进行了调制的调制信号。

记录期待波形生成电路105在记录时从调制信号生成期待在对记录有用户数据的轨道进行再生时获得的再生信号的波形(记录期待波形)。

记录脉冲生成电路104将由记录期待波形生成电路105生成的记录期待波形转换为记录脉冲信号，并且驱动光学头101使得其发射光束。通过照射到光盘100的光束的热量在光盘100上形成标记。

另一方面，记录在光盘100上的用户数据由再生信号解码电路108、解调电路109和纠错解码电路110再生。

光学头101构成光学拾取器，光学拾取器包括发射具有波长λ的光束的激光器和具有数值孔径N的物镜。光学头101向光盘100照射光束，并且检测来自光盘100的反射光。光学头101基于检测到的反射光来输出再生信号。

再生信号解码电路108通过对再生信号进行解码来生成解码信号。更具体地，再生信号解码电路108将再生信号与期待值波形进行比较，选择最接近再生信号的期待值波形，并且进行PRML信号处理(术语“最大似然解码”的示例)以输出模式信号作为解码信号，该模式信号是获得所选择的期待值波形的基础。期待值波形具有考虑到由于使用光束进行检测的频率特性而引起的带宽限制的影响而确定的特性。

解调电路109根据规定的调制码将解码信号解调为编码数据。

纠错解码电路110通过校正解调后的编码数据中的错误来恢复用户数据。

ROM 115是闪存。ROM 115存储有允许系统控制器114控制整个光盘装置10的程序。

系统控制器114通过读出并运行存储在ROM 115中的程序来控制各个电路并控制与主机116的通信。为了方便起见，在图1中省略了用于指示由系统控制器114对各个电路进行的控制的箭头。根据该实施例的光盘装置10的系统控制器114控制与用户数据的记录和再生有关的各个电路的操作。

[2.操作]

接下来，将描述根据该实施例的光盘装置10如何操作。

首先，将描述在根据该实施例的光盘装置10中的光盘100的数据区中的轨道上进行记录的操作。

I/F电路112获取从主机116发送的用户数据和记录目的地逻辑地址。用户数据被划分为具有规定单位大小的数据块，并逐个数据块地发送到纠错编码电路107。

纠错编码电路107通过逐个数据块地向用户数据添加用于校正在再生时可能会发生的错误的奇偶校验码，来将用户数据转换为编码数据。

调制电路106根据规定的调制码将添加奇偶校验码后的编码数据调制为调制信号。

图2示出了使用在BD等中采用的d＝1限制的RLL调制码调制的调制信号的功率谱。术语“d＝1限制”是指最短的标记或间隔的长度对应于两个信道比特(一个信道比特将在下文中被称为“1T”)。因此，最短的2T标记和最短的2T间隔连续出现的模式是最高频率模式，并且具有归一化频率0.25。从图2中可以看出，在d＝1限制的RLL调制码的情况下，0.1到0.2的归一化频率范围内的模式的频率很高。

图3以简化的方式示出了：在光学头101的物镜的数值孔径N为0.85且光束的波长λ为405nm的情况下，当信道基础长度(即1T长度)从74nm减小到56nm再到37nm且记录线密度相应地增加时，再生时的使用光束的检测的低通特性如何变化。根据NA与λ的关联将衍射极限计算为λ/(2×λ)＝238.2nm，并且在与该长度相对应的归一化频率下增益变为零。在1T长度等于74nm时，可以在直到归一化频率0.3为止的频率范围内进行检测，但是能够检测的频率范围随着线密度增加而变窄。

在图2所示的d＝1限制的RLL调制码的情况下，功率谱的大部分处于0.1到0.2的归一化频率范围内。在与1T长度74nm相对应的线密度的情况下(参见图3)，低通特性充分地覆盖了d＝1限制的RLL调制码的功率谱的频率范围。在与1T长度56nm相对应的线密度的情况下，光学头101能够检测的频率范围低于或等于0.25：可以说，低通特性勉强地覆盖了d＝1限制的RLL调制码的功率谱的频率范围。在线密度增加到与1T长度37nm相对应的水平的情况下，无法检测高于或等于归一化频率0.15的频率范围内的成分：低通特性仅覆盖d＝1限制的RLL调制码的功率谱的约一半。

记录期待波形生成电路105和记录脉冲生成电路104在光盘100上形成标记，使得可以在再生时获得接近记录期待波形的再生信号。常规地，使用RLL调制码生成的二进制调制信号本身以标记和间隔的形式进行记录。首先，将参照图4至图7来描述常规的记录和再生。

图4示出了一种状态，其中二进制调制信号本身以标记和间隔的形式以与1T长度74nm相对应的线密度被记录。要记录的调制信号序列401是二进制调制信号。为了在调制信号序列401的值为“1”的区间中记录标记，使激光器在对应的区间中以激光发光波形402的功率值和时间宽度发光。为了控制每个标记的开始形状和结束形状，在开始位置处增加功率并在结束位置处减少功率。通过激光发光波形402将记录标记404形成在轨道403上。d＝1限制的RLL调制码的最短长度(2T长度)为148nm，大致等于轨道宽度160nm。因此，如图4所示，长标记和短标记都被形成为具有与轨道宽度大致相等的宽度。

图5示出了当对图4所示的记录状态进行再生时获得的再生信号。由于1T长度长至74nm且线密度较低，因此长标记和短标记均被形成为具有大致相同的宽度。结果是，可以以记录标记404的部分具有值“1”而间隔405的部分具有值“0”这样的方式定义二进制状态，并且获得的再生信号的采样波形506是通过使用光束的检测的频率特性对该二进制状态进行了带宽限制的结果。再生信号解码电路108可以通过PRML信号处理技术容易地将再生信号的采样波形506解码为已记录的调制信号序列，并且获得解码后的调制信号序列507。

另一方面，图6示出了通过将1T长度减小到37nm而使线密度加倍的状态。为了在二进制调制信号序列601的值为“1”的区间中记录标记，通过与图4所示相同的方法，使激光器在对应的区间中以激光发光波形602的功率值和时间宽度发光。然而，尽管轨道603的轨道宽度是160nm，但是d＝1限制的RLL调制码的最短长度(2T长度)是74nm，大致是轨道宽度的一半。因此，如图6所示的记录标记604和间隔605中那样，短记录标记的宽度减小，并且每个短间隔的长度变得非常短，介于相邻的记录标记之间。在使线密度如此高时，记录状态变为使得长标记和短标记在宽度上具有较大差异。

图7示出了当对图6所示的记录状态进行再生时获得的再生信号。与在图5的情况下不同，由于在长标记与短标记之间存在宽度上的较大差异，因此记录标记部分表示“1”而间隔部分表示“0”的二进制状态出现误差。由于这些误差，再生信号的采样波形706相对于与二进制状态相对应的期待波形发生了失真。尽管再生信号解码电路108可以例如通过进行自适应振幅校正处理来应对误差，但是在具有失真的部分中出现解码错误的可能性很高，结果是，解码后的调制信号序列707与已记录的调制信号序列708相比包括若干错误。

调节与短记录标记和间隔有关的激光发光波形602的功率、时间宽度、时间位置等以使这样的失真最小化，但无法消除长标记与短标记之间在宽度上的差异。

鉴于常规记录方法的上述问题，记录期待波形生成电路105和记录脉冲生成电路104基于在光盘100上形成具有多值水平的标记的记录方法，使得通过再生获得接近记录期待波形的再生信号，而不是基于在调制信号序列的值为“1”的区间中形成标记以及在调制信号序列的值为“0”的区间中形成间隔的二进制水平的记录方法。

图8示出了由记录期待波形生成电路105生成的记录期待波形。从要记录的调制信号序列801生成无失真的再生信号的期待波形802，而不是如图7所示的失真的再生信号。无失真的再生信号的期待波形802是术语“第一期待波形”的示例。可以通过根据使用光束的检测的频率特性而确定的脉冲响应波形与要记录的调制信号序列801之间的卷积，来计算无失真的再生信号的期待波形802。记录期待波形803被计算为通过以1T间隔进行采样而获得的波形，并且对应的频率范围的最大频率低至0.15(参见图3)。根据采样定理，通过以高于或等于0.3(0.3是0.15的两倍)的频率(即，以短于3.33T的间隔)进行采样，可以在不发生劣化的情况下获得波形。在实施例中，采用了比3.33T间隔更容易实现的2T间隔。通过以2T间隔对无失真的再生信号的期待波形802进行采样(再采样)来生成记录期待波形803。记录期待波形803是术语“第二期待波形”的示例。可以通过以2T间隔形成尺寸与记录期待波形803的信号振幅值相对应的记录标记，从而在再生时获得与无失真的再生信号的期待波形802接近的波形。可以根据要再生的再生信号的频率特性的最大值来适当地设置记录期待波形803的采样间隔。

图9示出了如何形成尺寸与记录期待波形803的信号振幅值相对应的记录标记。产生基于记录期待波形803的信号振幅值的记录脉冲信号904的激光发光波形，而不是与图4和图5所示的调制信号序列的值相对应的激光发光波形。当记录期待波形803的信号振幅值大时，可以增加功率和发光宽度，并且当记录期待波形803的信号振幅值小时，可以减小功率和发光宽度。以这样的方式，如图9所示，在轨道905上，在记录期待波形803的每个采样点处以2T间隔连续地形成具有不同尺寸的记录标记906。以这样的方式形成的记录标记906具有在通过用光束进行照射而再生时能够生成与调制信号序列相对应的期待再生波形的标记形状。由于每个记录标记的形成都受之前刚刚发射的激光所产生的热的传播的影响，因此可以在通过与之前刚刚发射的激光组合而获得的条件下控制记录脉冲信号的功率和发光宽度。图10示出了通过再生图9所示的记录状态而获得的再生信号。从连续形成的记录标记中获得了与记录时生成的无失真的再生信号的期待波形802接近的、再生信号的采样波形1003。依靠记录多值水平而不是记录二进制水平(标记和间隔)，获得了良好的再生信号的采样波形1003，而没有如图7所示的再生信号的失真。进一步，可以从再生信号的采样波形1003中获得良好解码的调制信号序列1004。

光学头101基于记录脉冲信号904来驱动激光器。通过向光盘100的轨道照射激光脉冲，连续地形成与记录脉冲信号904相对应的标记。

系统控制器114控制上述记录操作。系统控制器114确定光盘100上的记录位置，并且通过控制伺服控制器103将光学头101移动到目标位置。在到达目标位置(轨道)之前，开始纠错编码电路107的操作。一旦到达目标位置，就开始调制电路106、记录期待波形生成电路105和记录脉冲生成电路104的操作，并由此开始记录。

接下来，将描述根据实施例的光盘装置10的再生操作。

如图10所示，再生信号解码电路108通过PRML信号处理对从光学头101输出的再生信号进行解码，从而生成解码信号。解调电路109根据d＝1限制的RLL调制码对解码信号进行解调，并且纠错解码电路110通过校正解调后的编码数据中的错误来恢复用户数据。

系统控制器114控制上述再生操作。系统控制器114通过控制伺服控制器103将光学头101移动到目标位置。一旦到达目标位置，就开始再生信号解码电路108和解调电路109的操作。然后开始纠错解码电路110的操作，从而恢复用户数据。恢复后的用户数据被存储在缓冲存储器113中，并且经由I/F电路112发送到主机116，从而完成再生操作。

记录条件评估电路111将通过再生获得的图10所示的再生信号的采样波形1003与图8所示的无失真的再生信号的期待波形802进行比较，从而测量记录条件的偏差。基于该测量结果，系统控制器114针对图9所示的记录期待波形803的信号振幅值，调节记录脉冲信号904的功率和发光宽度条件。即，由记录条件评估电路111针对记录期待波形803的振幅值来校正功率和时间宽度关系。结果是，可以校正由于光学头101的发光功率变化等引起的记录状态的偏差。

[优点等]

如上所述，根据第一实施例，在光盘100和光盘装置10中，代替与随密度增加而变短的1T长度相适应的二进制记录，将期待通过再生来获得的波形用作记录期待波形以作为记录条件的基础，使得即使密度增加也能够实现失真小的记录状态。

在用于光盘的记录方法之中，例如有一种多值记录方法，其中，在轨道延伸方向(线方向)上以恒定的间隔虚拟地设置单元，并且在每个单元中记录具有三种或更多种不同尺寸的记录标记。同样在图4和图6所示的标记和间隔记录方法中，以恒定间隔对调制信号序列的比特逐个地进行记录。例如，在多值记录时逐个单元地改变记录标记的大小的情况下，如果进行使单元的长度变短的高线密度记录，则记录标记从单元中溢出。如上所述，在解码处理时，通过规定的脉冲响应波形与调制信号序列之间的卷积来计算期待波形，并且调制信号序列与记录标记从单元中的溢出无关。由于从二进制信号的记录扩展到多值信号的记录，除了在解码处理时需要判断的状态的总数增大这一事实之外，由于记录标记从单元中溢出而导致的误差的数量也增加了。结果是，解码处理时的再生波形与期待波形之间的误差变得不可忽略，可能导致再生性能的降低。相反，在本实施例中，尽管针对多值记录方法，但是可以通过采用使用记录期待波形来对再生波形进行再生的记录方法，这样即使在高线密度记录中，也能够在不受记录标记从单元中溢出的影响的解码处理时获得所期待的再生信号，从而可以实现期望的再生性能。

(实施例2)

图11是示出了根据第二实施例的光盘装置10的结构的图。如图11所示，如第一实施例中所描述的图1所示的结构那样，光盘装置10具有光学头101、主轴电动机102、伺服控制器103、记录脉冲生成电路104、记录期待波形生成电路105、调制电路106、纠错编码电路107、再生信号解码电路108、解调电路109、纠错解码电路110、记录条件评估电路111、I/F电路112、缓冲存储器113、系统控制器114和ROM(只读存储器)115。根据第二实施例的光盘装置10的特征在于还配备有再生信号存储器电路117和噪声波形加法电路118，并且其特征还在于由这两个电路和记录期待波形生成电路105的组合进行的操作。

光学头101、主轴电动机102、伺服控制器103、记录脉冲生成电路104、记录期待波形生成电路105、调制电路106、纠错编码电路107、再生信号解码电路108、解调电路109、纠错解码电路110、记录条件评估电路111、I/F电路112、缓冲存储器113、系统控制器114和ROM(只读存储器)115的基本结构和操作与第一实施例中所描述的相同，因此将不再进行描述。

再生信号存储器电路117对从光学头101获得的再生信号进行采样，并且将通过采样而产生的数字波形数据经由I/F电路112存储在缓冲存储器113中。当对未记录有用户数据的未记录轨道进行再生时，获得了盘噪声再生信号，该盘噪声再生信号包括由于光盘100的轨道的形状、反射率变化等而生成的盘噪声成分。

噪声波形加法电路118经由I/F电路112读出存储在缓冲存储器113中的盘噪声再生信号的数字波形数据，并且将所读出的数字波形数据输出到记录期待波形生成电路105。由于盘噪声再生信号还包括再生时所生成的激光器噪声、电路噪声等，因此对其进行低通滤波处理以减小这些噪声的影响，并且将结果信号输出到记录期待波形生成电路105。

记录期待波形生成电路105根据要记录的调制信号序列来生成无失真的再生信号的期待波形802(参见图8)，并且从期待波形802中减去由噪声波形加法电路118获得的盘噪声再生信号的数字波形数据。在减法处理之后，记录期待波形生成电路105通过以2T间隔再次进行采样来生成记录期待波形803。结果是，记录了其中消除了光盘本身特有的盘噪声成分的调制信号序列。

系统控制器114通过读出并运行存储在ROM 115中的程序来控制各个电路并控制与主机116的通信。系统控制器114通过使再生信号存储器电路117在记录用户数据之前进行操作，来从要记录用户数据的轨道上获取盘噪声再生信号的数字波形数据。然后，系统控制器114通过使噪声波形加法电路118进行操作，来在用户数据被记录在对应位置的定时读出盘噪声再生信号的数字波形数据，同时控制各个电路记录用户数据。

如上所述，根据第二实施例，在光盘100和光盘装置10中，可以在消除了盘噪声成分的状态下记录调制信号序列。尽管当1T长度随密度增加而变短时，盘噪声成分对再生的影响相对增加，但是第二实施例使得能够通过减小盘噪声成分的影响来确保稳定的再生性能。

本申请基于2018年11月15日递交的日本专利申请No.2018-214767，其公开内容通过参考援引在本申请中。

工业实用性

本公开能够应用于用于记录和再生数据的光盘和光盘装置。

符号说明

10：光盘装置

100：光盘

101：光学头

102：主轴电动机

103：伺服控制器

104：记录脉冲生成电路

105：记录期待波形生成电路

106：调制电路

107：纠错编码电路

108：再生信号解码电路

109：解调电路

110：纠错解码电路

111：记录条件评估电路

112：I/F电路

113：缓冲存储器

114：系统控制器

115：ROM

116：主机

117：再生信号存储器电路

118：噪声波形加法电路

401、601、801：要记录的调制信号序列

402、602：激光发光波形

403、603、905：轨道

404、604、906：记录标记

405、605：间隔

506、706、1003：再生信号的采样波形

507、707、1004：解码后的调制信号序列

708：已记录的调制信号序列

802：期待波形

803：记录期待波形

904：记录脉冲信号。