JP2004047080A - 光磁気ディスクの再生方法および再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピットエッジ記録方式の光磁気ディスク再生装置用ＩＣの低消費電力化と、高速かつ高精度のエッジ検出を可能とする再生方法を実現する。
【解決手段】再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルター、およびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプ、第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正する。
【選択図】 図１
【解決手段】再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルター、およびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプ、第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光磁気ディスクの再生方法および装置に関し、特にピットエッジ記録方式で情報が記録された光磁気ディスクから記録情報を再生する光磁気ディスクの再生方法および再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクは初期状態では磁化の向きは一方向（消去方向）にそろっているが、記録データを書き込む際には、記録データに対応して記録ビームで光磁気ディスクをキュリー点まで加熱して、外部磁界によって磁化の方向を消去方向とは反対にした記録ピットの列を形成する。
【０００３】
記録ピットの形成方式には２種類あり、例えば記録データの”１”に対応してピットを形成するいわゆるピットポジション記録方式と、例えば記録データの”１”に対応してピットの前縁または後縁が位置するように記録ピットを形成するいわゆるピットエッジ記録方式がある。ピットエッジ記録方式は図３のように記録データの”１”を記録ピットのエッジに対応させるため、ピットポジション記録方式に比べ記録ビームの走査方向の記録密度が大幅に向上する利点がある。そのため近年の高密度光磁気ディスクの記録方式には、ピットエッジ記録方式が多く用いられている。
【０００４】
再生信号からエッジ位置を検出する方法としては、別回路により求められたあるスライスレベルにより再生信号をデータスライスし、その時の交点をピットのエッジ位置として検出するレベルスライス方式と再生信号を２回微分することにより、その変曲点をピットのエッジ位置として検出する２回微分方式がある。またそうして求めたいわゆる二値化された再生データはエッジ信号として前記ＰＬＬ回路に入力され、該エッジ信号に対して位相同期化したクロック信号が生成される。次に該クロック信号と前記エッジ信号はデータセパレータ回路に入り、やはり位相を同期化した再生データを得る。同期化した再生データはその後の復調回路により、記録データである通常のデジタルデータに変換される。前記ＰＬＬ回路により前記エッジ信号を処理する際の処理方法としては、ピットの前縁または後縁を立ち上がりと立ち下がり位置を示す別のエッジ信号として２つのＰＬＬ回路により処理するＤｕａｌＰＬＬ方式とピットの前縁または後縁の位置を示すエッジ信号を立ち上がりと立ち下がりの区別なく１つのＰＬＬ回路により処理するＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式がある。このうちＤｕａｌＰＬＬ方式の代表的な例は、特開平４−９０１６８号公報、特開平４−１２１８４５号公報などに開示されている。またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でありながら、ピットの前縁または後縁をレベルスライス方式で別々に検出し、スライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという構成は過去にいくつか出願されており、代表的なものには特開平４−２０５９３９号公報、特開平４−２９１０４１号公報、特開平５−１１４１８９号公報などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，ＤｕａｌＰＬＬ方式はＰＬＬ回路を少なくとも２つ用いるため回路規模が大きくなり、消費電力が大きくなる。したがって今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用するには、消費電力が大きすぎるという問題点がある。また２つ以上のＰＬＬ回路が周波数の高いクロックを介して相互に干渉するため、個々のＰＬＬの回路動作が不安定になりやすく、回路ノイズも多いという問題点もあった。
【０００６】
またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でスライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという方法は補正する前のデータをレベルスライスする場合の基準スライスレベルの設定が難しく、スライスレベルあるいはエッジ位置の補正分を演算するのに時間がかかるため、高速に補正ができず再生時のスピードが遅い、また場合によっては再生時のエラーが起こりやすくなるという問題点があった。この事はすなわち再生装置の性能の悪さを意味するものであり、再生装置の設計においては注意すべき内容である。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するものでその目的とするところは、ピットエッジ記録方式で情報が記録された光磁気ディスクから記録情報を再生する光磁気ディスクの再生方法および装置において、特に今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用できる簡単な回路構成で、低消費電力を実現する光磁気ディスクの再生方法を提供することにあり、また高速でしかも精度のよいエッジ検出ができる光磁気ディスクの再生方法を提供することにもある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気ディスクの再生方法は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する再生方法であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする。また前記基準スライスレベルは固定電圧または再生信号に基づき生成したスライスレベルのいずれかを選択できることを特徴とする。さらに前記信号処理回路の動作、非動作の選択および動作を開始させるタイミングは外部から制御できることを特徴とする。また前記第２の位相比較器により位相比較する場合、再生信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジでのみ位相比較するか、または立ち上がりと立ち下がり両エッジで位相比較することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光磁気ディスクの再生方法は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する再生方法であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正する再生方法であって、再生している光磁気ディスクの欠陥を検知したら前記信号処理回路をリセットすることを特徴とする。また前記光磁気ディスクの欠陥を検知する方法は前記再生信号とスライスレベルの比較出力を用いて行い、該比較出力のパルス幅が設定値以下なら前記信号処理回路をリセットすることとし、該設定値はエッジ記録再生の際に用いられる変調方式により異なり、前記クロック周期をＴとした場合、Ｔの数倍に設定されることを特徴とする。さらに前記光磁気ディスクの欠陥を検知して前記信号処理回路をリセットする場合、前記第２のループフィルターの出力を基準電圧に接続することを特徴とする。
【００１０】
本発明の光磁気ディスクの再生装置は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する光磁気ディスクの再生装置であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生装置において、該光磁気ディスク媒体を回転させるスピンドルモータ、該光磁気ディスク媒体にレーザー光を照射し情報の記録再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを所望の位置に移動させるアクチュエータおよび制御回路部からなる再生装置であり、該制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、および、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有することを特徴とする。また前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正分を加算アンプにより基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする。さらに前記加算アンプのゲインは前記信号処理回路の動作時と非動作時で切り換えることとし、動作時はゲインが１以下であり、非動作時は１以上であることを特徴とする。また前記スライスレベルの補正精度は前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正出力のダイナミックレンジと、前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインから決定されることを特徴とする。さらに前記第２のループフィルターは前記第２のチャージポンプの出力にコンデンサの一端を接続し、一端は回路のグランドレベルに接続した構成であり、該コンデンサの値により前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインとスライスレベルを補正する速度が決定されることを特徴とする。また前記第２のループフィルターのコンデンサに並列にダンピング抵抗を設け、ループフィルターの出力振幅を制限することを特徴とする。さらに前記ダンピング抵抗の一端はチャージポンプの出力に接続し、一端は回路のグランドレベルあるいは基準電圧に接続することを特徴とする。
【００１１】
本発明の光磁気ディスクの再生装置は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する光磁気ディスクの再生装置において、該再生装置を構成する制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有し、該第２のループフィルターを構成するコンデンサの値は１０００ｐＦ以下であることを特徴とする。また前記信号処理回路は前記ＰＬＬ回路の動作周波数帯域と少なくとも同じ周波数帯域で動作させることを特徴とする。さらに前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記ＰＬＬ回路のゲインを切り換えることとし、該データ領域におけるゲインは引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定することを特徴とする。また前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記信号処理回路によりスライスレベルを補正する際の基準スライスレベルを切り換えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の上記構成によれば、図１のように第２の位相比較器により、二値化された再生データとＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化されたクロックとの位相差を検出し、該位相差出力からＵｐとＤｏｗｎパルスを生成し、チャージポンプ回路を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけ、ＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲを取り出す。その補正出力ＶＥＲＲＯＲを図２のように加算アンプにより基準スライスレベルに加算してスライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルにより再度データを二値化して正しい再生データを得ることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下本発明について，実施例に基づき詳細に説明する。図１は本発明を実施する再生回路主要部の回路ブロック図である。ここでデータの再生に用いるＰＬＬ回路は公知の構成であり、第１位相比較器１、チャージポンプとループフィルター２、およびＶＣＯ（電圧制御発振器）３からなる。通常光磁気を含む磁気記録装置に用いられるこの種のＰＬＬ回路はデータの高速引き込みとロックおよび追従が可能である。次に本発明によるスライスレベルの補正についてまず概略を説明する。ＰＬＬ回路からのＶＣＯ出力とＲＡＷＤＡＴＡ５はデータセパレータ回路４に入力され、再生信号に位相同期化されたクロックであるＳＹＮＣＣＬＫ７と再生データＳＹＮＣＤＡＴＡ６を得る。ここでＲＡＷＤＡＴＡ５について少し説明する。図２は本発明を実施する再生回路の別の部分を示す回路ブロック図である。光学ヘッド１５を用いて光磁気ディスクに再生用光スポットを照射し、磁気光学的効果により再生信号を得る。この再生信号はアンプとフィルター１６を通して増幅され、コンパレータ２５によりあるスライスレベルでデータスライスされる。スライスされたデータは記録ピットのエッジ位置を示すものであり、二値化回路２６によりデジタル化され、いわゆるＲＡＷＤＡＴＡを得る。再び図１に戻り、第１位相比較器と同じ構成の第２位相比較器により、ＲＡＷＤＡＴＡとＳＹＮＣＣＬＫとの位相差を検出し、その位相差出力からＵｐパルス９とＤｏｗｎパルス１０を生成し、チャージポンプ回路１１を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲ１３を取り出す。その際、ループフィルターの構成要素としてはチャージポンプ回路出力にコンデンサＣ１を回路グランドレベルに対して外付けする。チャージポンプ回路出力により、このコンデンサＣ１は充放電される。 Ｃ１の容量値を小さくすれば充放電が速くなるため、ＶＥＲＲＯＲは高速な応答になる。逆にＣ１の容量値を大きくすれば、ＶＥＲＲＯＲの応答はゆっくりしたものになる。したがって本発明において、Ｃ１の容量値の設定は重要なポイントである。この点については後述する。こうして得られたＶＥＲＲＯＲ出力は図２における加算アンプ２３により基準スライスレベルに加算され、スライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルであるＳＵＭＯ２４はコンパレータ２５に入力され、再度データスライスを行った後、二値化回路によりデジタル化され正しい再生データを得ることになる。つまり図１のＰＬＬ回路とスライスレベル補正回路１４から図２のＲＡＷＤＡＴＡ生成までが１つのループをつくり、そのループを何回か回るうちにスライスレベルが補正され、正しい再生データを得る構成になっている。ここでスライスレベル補正回路の動作開始時の基準スライスレベルは固定電圧または再生信号に基づき生成したスライスレベルのいずれかを選択できる。固定電圧の場合は、図２のように基準電圧発生回路１７により生成した固定電圧を用いる。この固定電圧は基準電圧と呼び、図２においてアンプとフィルター１６の出力のバイアス電圧であるとともにコンパレータ２５に対するＤＣバイアス電圧でもある。また再生信号に基づき生成したスライスレベルの場合は、ピークボトム検出回路１８により再生信号のピーク出力１９とボトム出力２０を検出し、それらを抵抗分割した値である中間出力ＭＩＤ２１を基準スライスレベルとする。例えばＰＬＬによるデータ引き込みに用いるＶＦＯ部分のピークとボトムを検出し、その５０％をＭＩＤレベルとして使用することができる。ＶＦＯ部分は通常、最高記録周波数の連続パターンが記録されているので、記録ピット間の干渉をよく反映している領域である。したがってデータ再生の場合に、このＶＦＯ部分で基準スライスレベルを決めることが多い。なお基準スライスレベルを切り換える場合で具体的な例を上げると、例えば再生しようとする光磁気ディスクに対して装置の最適な記録パワーを設定するモード（テストライトあるいは試し書きモードという）では再生信号に基づき生成したスライスレベルを基準とし、実際にデータを再生するモードでは固定の基準電圧を用いる。切り換えはモード切り換え信号によりアナログスイッチのような高速スイッチを動作して行う。通常のアナログスイッチであれば、数十ｎｓ以下の応答性があるので十分である。図２においては切り換えスイッチ２２を動作することにより加算アンプ２３の一方の入力を切り換えている。またデータ再生のモードにおいて、さらに細かく基準スライスレベルを切り換える内容については後述する。
【００１４】
次に本発明によるスライスレベルの補正について、図３に基づいてさらに詳しく説明する。（ａ）の記録データに対しエッジ記録されたピットは（ｂ）のような形状をしている。この記録ピットを光学ヘッドにより検出し、アンプとフィルターを通した再生信号は（ｃ）である。今基準スライスレベルが図のように、理想より高い位置にあったとする。その基準スライスレベルによりデータスライスされ二値化されたＲＡＷＤＡＴＡは、（ｅ）に示すように本来あるべきエッジ位置に対し、時間的なシフトを生ずる。このＲＡＷＤＡＴＡ（ｅ）とＳＹＮＣＣＬＫ（ｆ）が位相比較されると、エッジのシフト方向と大きさに応じてＵｐあるいはＤｏｗｎのパルス（ｇ）または（ｈ）が生成される。このＵｐあるいはＤｏｗｎのパルスによりチャージポンプ回路が動作し、図１におけるコンデンサＣ１を充放電する。ゼロクロス信号（ｄ）によりスライスレベルを補正する方向を制御すると、図３の場合はチャージ信号（ｉ）のみが発生し、これによりＣ１が充電され、スライスレベルを下げるような補正出力ＶＥＲＲＯＲを生ずる。逆にスライスレベルが理想より低い場合は、点線で示すようにディスチャージ信号（ｊ）のみが発生し、Ｃ１から電荷を放電し、スライスレベルを上げるような補正出力を生ずる。例えば基準電圧をＶＲＥＦ、基準スライスレベルをＭＩＤとすると、補正されたスライスレベルＳＵＭＯは次式のようになる。
【００１５】
【数１】
【００１６】
ここでＧは加算アンプのゲインを示しており、スライスレベルの補正精度と補正出力ＶＥＲＲＯＲの応答性も加味して決定される。このＧについては後述する。また基準スライスレベルとして基準電圧を用いる場合は上式のＭＩＤがＶＲＥＦとなる。このようにしてスライスレベルの補正が行われるが、近年記録データの転送レートも上がり、扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が必要となる。実験およびシミュレーションを重ねた結果、Ｃ１＜１００ｐＦにしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が可能なことがわかった。周辺の付加的な回路によってもこのＣ１の値は異なるので、実用的にはＣ１＜１０００ｐＦに設定するのがよいと思われる。
【００１７】
次に実際のデータによりスライスレベル補正の効果をみる。図４は従来の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図である。ディスクに記録されたあるパターンを再生し、その再生信号をオシロスコープにより観測した結果が（ａ）に示す再生波形エンベロープＡ２７である。この場合は再生信号のピークとボトムを検出し、その５０％値を適切なスライスレベルとしている。またスライスレベル補正回路は動いていないので、２８に示す補正出力Ａ１は固定値を示している。そのスライスレベル２９でデータスライスし二値化した再生データのパルス時間間隔をタイムインターバルアナライザーにより測定した結果が（ｂ）である。この例は１／７変調方式の２Ｔ、４Ｔ、５Ｔ成分を含んだパターンであるので、（ｂ）のような分布結果が得られた。各Ｔ成分の分布はほぼガウス分布を示している。この分布の拡がりがデータ再生の際のエラーレートを左右する。つまり分布の拡がりが大きいほど、エラーを起こしやすくエラーレートが悪いことになる。例えば２Ｔ成分について分布の拡がり、つまり標準偏差δを測定すると（ｂ）に示すように２．４９ｎｓであった。これに対し、本発明による再生方法を用いると、図５のような結果になった。スライスレベル補正回路が高速に動作し、補正出力は３０のようにパターンに応じて微妙に変化している。この補正出力から３１のスライスレベルＡ２が生成され、図４と同じようにして再生データのパルス時間間隔を測定した結果が（ｂ）である。図４の（ｂ）と比較すると２Ｔ、４Ｔ、５Ｔ各成分の分布が急峻になっているのがわかる。２Ｔ成分の標準偏差は２．２４ｎｓであった。データ再生の際に用いるデコードウインドウから、あるエラーレートを想定して分布の拡がりを統計的処理したものを差し引いた値をウインドウマージンと呼ぶ。図４（ｂ）と図５（ｂ）で２Ｔ成分の標準偏差の差は２．４９−２．２４＝０．２５ｎｓと僅かな差のように思われるが、この標準偏差の差は１×１０−５のエラーレートの場合を考えるとデコードウインドウに対して約５％を占有する。つまり本発明によるスライスレベルの補正を行うと、この例の場合はウインドウマージンが約５％改善されるのである。実際エッジ記録を用いるような高記録密度の場合を考えると、この５％の改善は非常に大きい効果である。このように従来の再生方法に比べ、本発明の再生方法を用いるとウインドウマージンが改善され、データ再生の際のエラーレートが実質的に向上する。図４、図５は本発明によるスライスレベルの補正の有効性を証明しているデータである。さらに図６は別なパターンにおけるスライスレベルの補正を示す図である。図のようにＤＣ的に変動するようなパターンに対しても、スライスレベルの補正は適切にでき、３３あるいは３５のようにμｓオーダーの応答が可能である。このように数十ＭＨｚの信号に対し、スライスレベルの補正がピットバイピットで十分にできる。
【００１８】
またスライスレベル補正回路を含む本発明の信号処理回路の動作、非動作の選択は外部から制御できる。実際には図２における加算アンプ２３のＯＮ、ＯＦＦを外部から制御できるようにしているので、前記信号処理回路の動作、非動作の選択が容易にできる。さらに前記信号処理回路の動作を開始させるタイミングも外部から制御できる。具体的にはタイミングの設定は、光磁気ディスクのディスクフォーマットに対応して設定できる。図８は光磁気ディスクのディスクフォーマットの一例を示した図であるが、光磁気ディスクは記録データの管理上の必要から１トラックが数十セクターに分割され、各セクターは例えばこの図のように、セクターの開始を示すセクターマーク信号ＳＭ、セクターを特定するＩＤ番号を示すＩＤ部、 ＰＬＬ回路によるデータの引き込みに用いるＶＦＯ部を含むＰｒｅ−ＦｏｒｍａｔｔｅｄＨｅａｄｅｒ部およびユーザーが記録するための領域であるＲｅｃｏｒｄｉｎｇｆｉｅｌｄ部などから構成されている。図の中でＤａｔａｆｉｅｌｄが実際にデータが記録される領域である。タイミングの設定は、例えばセクターマーク信号を検出したという信号をトリガーにしてカウンターを動かし、カウント数に従いスライスレベル補正回路の中の位相比較器の動作を開始させる信号を出力すれば、ディスクフォーマットに対応させて任意に設定できる。ＰＬＬによりデータの引き込みを完了してすぐに位相比較器を動かすこともできるし、ＶＦＯ部が終了するまで待って動かすということもできる。このようなタイミングの設定は例えば、ＶＦＯ部に欠陥があって再生時にエラーを起こした場合にタイミングをずらしてリトライすることができるので非常に有効である。
【００１９】
次にスライスレベル補正回路の中の第２の位相比較器による位相比較方法について説明する。図９は本発明の再生方法における位相比較器の位相比較タイミングを説明する図である。（ａ）の再生信号はスライスレベル（ｅ）によりデータスライスされ、二値化後にＲＡＷＤＡＴＡ（ｂ）となる。再生信号の立ち上がり、立ち下がり両エッジで位相比較するとはＲＡＷＤＡＴＡのそれぞれのエッジについてクロックあるいはデジタルデータとの位相比較を行い、スライスレベル補正をすることである。これとは別に、再生信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジでのみ位相比較することもできる。図９で（ｃ）は立ち上がりデータ、（ｄ）は立ち下がりデータを示す。（ｃ）とクロック、（ｄ）とクロックというようにＲＡＷＡＤＡＴＡの一つおきのエッジについて位相比較が行われる。このように位相比較の間隔を広げることで、スライスレベル補正回路を含む本発明の信号処理回路の動作周波数帯域を下げることができ、高周波ノイズに対して回路動作の安定化を図ることができる。
【００２０】
一方図７は従来の再生方法の一例を示す回路ブロック図である。なお本発明の実施例と同一部材、同一信号には同一符号を付しているので、その説明は省略する。図はＤｕａｌＰＬＬ方式を示しているが、この方式は再生信号の立ち上がりと立ち下がりエッジを別々に検出し、その検出信号を２つのＰＬＬ回路に通して処理し、その後に合成して再生データを得るという方式である。ＤｕａｌＰＬＬ方式は図７のように、また特開平４−９０１６８号公報、特開平４−１２１８４５号公報などに開示されているように、ＰＬＬ回路を少なくとも２つ用いるため回路規模が大きくなり、消費電力が大きくなる。具体的には回路を集積化したとしても、５Ｖ単一電源で約５Ｗ以上の消費電力を要すると思われる。これでは、今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用するには、消費電力が大きすぎるという問題点がある。また扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶと、２つ以上のＰＬＬ回路が周波数の高いクロックを介して相互に干渉するため、個々のＰＬＬの回路動作が不安定になりやすく、回路ノイズも多いという問題も生ずる。これに対し本発明の再生方法によると、ＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式のため従来のＤｕａｌＰＬＬ方式に比べ回路規模を小さくでき、回路全体で約２〜３Ｗの消費電力が達成できる。したがって電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに十分適用できる。またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でスライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという方法は特開平４−２０５９３９号公報、特開平４−２９１０４１号公報、特開平５−１１４１８９号公報などに示すように補正する前のデータをレベルスライスする場合の基準スライスレベルの設定が難しく、スライスレベルあるいはエッジ位置の補正分を演算するのに時間がかかるため、高速に補正ができないという問題点がある。またエッジ記録を用いた高密度光磁気記録においては記録ピット間の干渉が大きいので、理想的な位置に対する実際のエッジ位置のずれが大きい。したがってピット毎にエッジ位置を補正するためにはμｓオーダーで動作する補正回路が必要である。本発明の再生方法によると、例えばコンデンサＣ１を１００ｐＦ以下にしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、μｓ オーダーの応答が可能であるため、ピット毎のスライスレベルの補正が高速にでき、したがって光磁気ディスク再生装置の再生速度の向上が期待できる。
【００２１】
（実施例２）
本発明の別の実施例について説明する。図１０は本発明の再生方法の別の実施例における位相比較方法を説明する図である。図１と比べるとＰＬＬ回路からのＶＣＯ出力とＲＡＷＤＡＴＡがデータセパレータ回路に入力され、再生信号に位相同期化されたクロックであるＳＹＮＣＣＬＫと再生データＳＹＮＣＤＡＴＡを得るところまでは同じである。この例ではＲＡＷＤＡＴＡと位相比較する対象がＳＹＮＣＣＬＫではなくてＳＹＮＣＤＡＴＡである。以下の処理は実施例１と同じであり、第２位相比較器によりＲＡＷＤＡＴＡとＳＹＮＣＤＡＴＡとの位相差を検出し、その位相差出力からＵｐパルスとＤｏｗｎパルスを生成し、チャージポンプ回路を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲを取り出す。ＶＥＲＲＯＲ出力は図２における加算アンプにより基準スライスレベルに加算され、スライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルであるＳＵＭＯはコンパレータに入力され、再度データスライスを行った後、二値化回路によりデジタル化され正しい再生データを得ることになる。ＳＹＮＣＤＡＴＡとの位相比較をする意味は、何らかの原因でデータのエッジ位置がＳＹＮＣＣＬＫ周期の二分の一以上大きくシフトした場合に、 ＳＹＮＣＣＬＫを位相比較対象にしていると、本来比較すべきＣＬＫエッジの次のＣＬＫエッジ、あるいはひとつ前のＣＬＫエッジとＲＡＷＡＤＡＴＡが位相比較されてしまい、誤った位相差出力が得られる。これに対し、
ＳＹＮＣＤＡＴＡはＲＡＷＡＤＡＴＡと一対一に対応しているため、大きくエッジシフトを起こしてもひとつ次のあるいはひとつ前のエッジにまで遡って位相比較されることはほとんどない。データのエッジ位置がＳＹＮＣＣＬＫ周期の二分の一以上に大きくシフトすることは通常は考えにくい。したがってＳＹＮＣＣＬＫを位相比較対象としてよいと思うが、再生装置を設計する場合安全のためには、位相比較対象をＳＹＮＣＤＡＴＡにするかＳＹＮＣＣＬＫにするかを外部から選択できるようにしておき、ＳＹＮＣＣＬＫでエラーを起こした場合に対象をＳＹＮＣＤＡＴＡに変えて再生をリトライするようにしておけば有効である。
【００２２】
次に本発明の別の再生方法について説明する。
【００２３】
（実施例３）
図１１は本発明の再生方法における光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を説明する図である。今光磁気ディスクに欠陥がある場合の再生波形Ｄを例にして考える。図では１／７変調の２Ｔくり返し信号４５の中に欠陥４６がある。スライスレベル補正回路を動作させて欠陥部分を再生すると、補正出力ＶＥＲＲＯＲは（ｂ）の５２のように、欠陥の影響を受けてレベルが上がり暫くはそのままでゆっくりと所望のレベルまで下がってくる。この間スライスレベルも補正出力を反映して５１のようにレベルが上がるため、欠陥通過後暫くは誤ったデータが続くことになる。本発明はその現象を回避するために、再生している光磁気ディスクの欠陥を検知したらスライスレベル補正回路をリセットするというものである。その際の光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を次に説明する。まず図１１（ａ）において再生波形４５をスライスレベル４７によりスライスし、４９に示すコンパレータ出力Ｄ１を得る。そしてこのコンパレータ出力のパルス幅を常時モニターしていてその幅がある設定値以下であればディスクに欠陥があると判断し、リセット開始信号を発してスライスレベル補正回路をリセットするようにする。図１１の例は１／７変調で２Ｔのくり返し信号の場合である。したがって図の中で欠陥前のパルス幅Ｐｗ１は２Ｔ幅である。設定値を１．５Ｔにして欠陥部を再生したところ、欠陥通過後にパルス幅Ｐｗ２が１．５Ｔ以下になったため、リセット開始信号５０が立ち上がったのである。１／７変調において最短ピット長は２Ｔ幅である。そこでこの場合は設定値を最短ピット長に対して少し狭い幅である１．５Ｔにした。この設定値はエッジ記録再生の際に用いられる変調方式により異なるが変調方式が異なる場合にも、最短ピット長に対して少し狭い幅に設定するようにする。つまりクロック周期をＴとすると、Ｔの数倍に設定する。次にディスクの欠陥を検知してスライスレベル補正回路をリセットする場合は、補正出力ＶＥＲＲＯＲを基準電圧に接続するようにする。ディスクの欠陥を検知して発せられるリセット開始信号により、補正出力ＶＥＲＲＯＲを基準電圧に接続すると、補正出力は４８のようになる。そうすると欠陥通過後にスライスレベルがすばやく所望のレベルに達するため、欠陥により失われるデータが少なくて済むようになる。つまり欠陥があっても極端なエラーレートの悪化は防止される。
【００２４】
次に本発明の再生装置について説明する。
【００２５】
（実施例４）
本発明の再生装置は図１２のように上記の再生方法を実現した回路を搭載した装置である。本装置は主に光磁気ディスク媒体５４を回転させるスピンドルモータ５６、その光磁気ディスク媒体にレーザー光を照射し情報の記録再生を行う光学ヘッド５９、その光学ヘッドを所望の位置に移動させるフォーカスおよびトラック系のアクチュエータ５７、リニアアクチュエータであるＶＣＭ５８および制御回路部から構成されている。そして制御回路部はプリアンプ回路６３、レーザー駆動回路６４、サーボ制御回路６８、ディスクコントローラ回路６７およびＣＰＵ６９さらには第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルター、ＶＣＯからなるＰＬＬ回路と第２の位相比較器、第２のチャージポンプ、第２のループフィルターからなる信号処理回路を含むアナログ信号処理回路６５から構成されている。さらにスライスレベル補正回路６６を含むアナログ信号処理回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路はカスタムあるいは汎用にＩＣ化されている。再生方法のところで述べたようにしてスライスレベルの補正が行われる。スライスレベルの補正出力をＶＥＲＲＯＲ、基準電圧をＶＲＥＦ、基準スライスレベルをＭＩＤとすると、補正されたスライスレベルＳＵＭＯは次式のようになる。
【００２６】
【数２】
【００２７】
ここでＧは加算アンプのゲインを示している。スライスレベル補正回路を動かす場合はＧは１以下とする。スライスレベルの補正精度を上げるためには小さな位相差に対してＶＥＲＲＯＲが大きく変化するようにする。そうすると上式の括弧内の値が大きくなるので、加算アンプのゲインは小さめに設定し、ＳＵＭＯが飽和するのを防ぐ。これがＧを１以下に設定する理由であるが、具体的には必要なＳＵＭＯのレベルを想定し、回路的に飽和しないようにＧを決めることになる。またスライスレベルの補正を行わない場合はＧを１以上にする。この場合は通常はＶＥＲＲＯＲとＶＲＥＦを等しくするので上式の括弧内の値はゼロとなる。そうするとＳＵＭＯはＭＩＤと等しくなり、Ｇの値は大きな意味を持たない。さらにデータ再生の回路を設計する上では、スライスレベル補正回路を含む信号処理回路から加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインの設定が非常に重要である。本発明の再生装置においては第２のループフィルターは第２のチャージポンプの出力にコンデンサＣ１の一端を接続し、一端は回路のグランドレベルに接続した構成をとっている。このＣ１の容量値により前記ループゲインとＶＥＲＲＯＲの応答性、つまりスライスレベルを補正する速度が決定される。ループゲインを変化させると、ＶＥＲＲＯＲのダイナミックレンジも変化する。スライスレベルの補正精度を上げるためには、 ＶＥＲＲＯＲのダイナミックレンジも大きくとれるようにＣ１の設定を行う。近年記録データの転送レートも上がり、扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が必要となる。実験およびシミュレーションを重ねた結果、Ｃ１＜１００ｐＦにしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が可能なことがわかった。周辺の付加的な回路によってもこのＣ１の値は異なるので、実用的にはＣ１＜１０００ｐＦに設定するのがよいと思われる。上述したように本発明によると、データ再生にＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式を用いるため、従来のＤｕａｌＰＬＬ方式に比べ回路規模を小さくできる。また機能を集積化したカスタムＩＣなどの採用により回路部品を低減することができ、回路全体で約２〜３Ｗの消費電力が達成できた。
【００２８】
（実施例５）
本発明の別の実施例について図１３により説明する。図１３は本発明の再生装置におけるダンピング抵抗を説明する図である。この場合、図１のスライスレベル補正回路１４の中のループフィルターを構成する７３に示すコンデンサＣ１に加え、並列に７４のダンピング抵抗Ｒ１を設けている。この抵抗は数Ｋから数十Ｋオームとし、一端はチャージポンプの出力に、もう一端は回路のグランドレベルあるいは基準電圧発生回路に接続する。その切り換えは切り換えスイッチ７５により外部から制御できる。ダンピング抵抗を設けると、スライスレベル補正出力の振幅がある程度制限される。扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルを高速に補正しようとすると、様々なノイズに対して敏感になり、補正精度にも影響がでる。これに対し図１３のように例えば接続先を基準電圧として、ダンピング抵抗を通じてある程度の電流を基準電圧に向けて流していた方がより安定した応答が得られることを実験により確認した。抵抗値を小さくし、ダンピングを大きくとると補正出力振幅が制限されすぎるので、特に図６のようなＤＣ的に変動するようなパターンに対しては、スライスレベルの補正精度が悪くなる。したがって上記のように、抵抗値は小さくしても数Ｋオームまでがよい。
【００２９】
次に本発明の別の再生装置について説明する。
【００３０】
（実施例６）
この再生装置は基本構成は上述した再生装置と同じである。ただし図１のスライスレベル補正回路１４の中のループフィルターを構成するコンデンサＣ１の容量値を１０００ｐＦ以下に限定する。Ｃ１を小さく設定することでスライスレベル補正回路を含む信号処理回路はデータ再生に用いるＰＬＬ回路の動作周波数帯域と少なくとも同じ周波数帯域で動作させることが可能となる。そうするとエッジ記録を用いた高密度光磁気記録において、特に記録ピット間の干渉が大きく、理想的な位置に対する実際のエッジ位置のずれが大きい場合にもピット毎のスライスレベルの補正が高速にでき、したがって光磁気ディスク再生装置の再生速度の向上が期待できる。また本発明の再生装置ではＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記ＰＬＬ回路のゲインを切り換える。図１４は本発明の再生装置におけるＰＬＬゲインの切り換えを説明する図である。図の中で再生信号（ａ）はＳｙｎｃパターンを挟んでＶＦＯ部とデータ領域の一部を示したものである。リードゲート信号（ｂ）が立ち下がるとＰＬＬ回路が動作を開始し、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込みを完了すると、ＰＬＬＬｏｃｋ信号（ｃ）が立ち下がる。またＶＦＯ部を過ぎてＳｙｎｃパターンを検出すると、Ｓｙｎｃ検出信号（ｄ）が立ち上がる。 Ｓｙｎｃパターンはここからデータ領域が始まることを示す目印の信号である。ＰＬＬのゲインは（ｅ）に示すようにＶＦＯ部は高ゲインとし、データ領域はゲインを引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定する。ゲインの切り換えはＳｙｎｃ検出信号（ｄ）をトリガーにして行えば容易である。データ領域はゲインを引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定することにより、位相同期化したデジタルデータが外部ノイズなどに対して安定するとともに、そのデジタルデータを位相比較に用いるスライスレベル補正回路の動作も安定することになる。
【００３１】
次に本発明の再生装置における基準スライスレベルの切り換えについて説明する。例えばディスクのＶＦＯ部は最高記録周波数のくり返し信号が記録されている。したがってＶＦＯ部の信号は図２の基準電圧発生回路により発生する基準電圧を中心にしてバイアスされている。そこでＶＦＯ部では基準電圧を基準スライスレベルにしてＰＬＬ回路による周波数と位相の引き込みを行う。そうすると安定したデータスライスができるため、高速にデータへの位相同期化ができる。これに対し、データ領域では基準スライスレベルを例えばピークボトム検出回路の中間出力であるＭＩＤに切り換える。この場合、基準電圧のような固定電圧を用いるよりもＭＩＤを用いた方が最適スライスレベルに近いレベルに基準スライスレベルを設定できるので、スライスレベルの補正が正確にできる。このほかに基準スライスレベルは図８におけるＰｒｅ−ｆｏｒｍａｔｔｅｄＨｅａｄｅｒ部とＲｅｃｏｒｄｉｎｇｆｉｅｌｄ部で切り換えることも可能である。
【００３２】
その他本発明の再生方法あるいは再生装置において、スライスレベルの補正に用いる第２の位相比較器の構成は第１の位相比較器と異なった構成でもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば，ＳｉｎｇｌｅＰＬＬ回路にスライスレベル補正回路を付加するという構成がとれるので、従来の再生方法に比べ低消費電力が実現できる。また再生データの各エッジごとに位相比較したデータによりスライスレベルを補正するので高速に補正ができる。さらに位相差を検出してスライスレベル補正するので補正精度がよいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する再生回路主要部の回路ブロック図。
【図２】本発明を実施する再生回路の別の部分を示す回路ブロック図。
【図３】ピットエッジ記録再生方式と本発明の再生方法におけるスライスレベルの補正を説明する図。
【図４】従来の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図。
【図５】本発明の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図。
【図６】本発明の再生方法における再生波形とスライスレベルを示す図。
【図７】従来の再生方法の一例を示す回路ブロック図。
【図８】光磁気ディスクのディスクフォーマットの一例を示す図。
【図９】本発明の再生方法における位相比較器の位相比較タイミングを説明する図。
【図１０】本発明の再生方法の別の実施例における位相比較方法を説明する図。
【図１１】本発明の再生方法における光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を説明する図。
【図１２】本発明の再生装置の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の再生装置におけるダンピング抵抗を説明する図。
【図１４】本発明の再生装置におけるＰＬＬゲインの切り換えを説明する図。
【符号の説明】
１ 第１位相比較器
２ チャージポンプとループフィルター
３ ＶＣＯ（電圧制御発振器）
４ データセパレータ回路
５ ＲＡＷＤＡＴＡ
６ ＳＹＮＣＤＡＴＡ
７ ＳＹＮＣＣＬＫ
８ 第２位相比較器
９ Ｕｐパルス
１０ Ｄｏｗｎパルス
１１ チャージポンプ
１２ ループフィルター
１３ 補正出力（ＶＥＲＲＯＲ）
１４ スライスレベル補正回路
１５ 光学ヘッド
１６ アンプとフィルター
１７ 基準電圧発生回路
１８ ピークボトム検出回路
１９ ピーク出力（ＴＯＰ）
２０ ボトム出力（ＢＴＭ）
２１ 中間出力（ＭＩＤ）
２２ 切り換えスイッチ
２３ 加算アンプ
２４ 補正スライスレベル（ＳＵＭＯ）
２５ コンパレータ
２６ 二値化回路
２７ 再生波形エンベロープＡ
２８ 補正出力Ａ１（ＶＥＲＲＯＲ）
２９ スライスレベルＡ１
３０ 補正出力Ａ２（ＶＥＲＲＯＲ）
３１ スライスレベルＡ２
３２ 再生波形エンベロープＢ１
３３ 補正出力Ｂ１
３４ 再生波形エンベロープＢ２
３５ 補正出力Ｂ２
３６ スライスレベルＢ２
３７ 立上りエッジ検出回路と二値化回路
３８ 立下りエッジ検出回路と二値化回路
３９ 第１ＰＬＬ回路
４０ 第１データセパレータ回路
４１ 第２ＰＬＬ回路
４２ 第２データセパレータ回路
４３ データ合成回路
４４ ディスクフォーマットの一例
４５ 再生波形Ｄ
４６ 欠陥
４７ スライスレベルＤ１
４８ 補正出力Ｄ１
４９ コンパレータ出力Ｄ１
５０ リセット開始信号
５１ スライスレベルＤ２
５２ 補正出力Ｄ２
５３ コンパレータ出力Ｄ２
５４ 光磁気ディスク
５５ バイアスマグネット
５６ スピンドルモータ
５７ アクチュエータ
５８ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
５９ 光学ヘッド
６０ スピンドルモータ駆動回路
６１ ＶＣＭ駆動回路
６２ アクチュエータ駆動回路
６３ プリアンプ回路
６４ レーザー駆動回路
６５ アナログ信号処理回路
６６ スライスレベル補正用信号処理回路
６７ ディスクコントローラ回路
６８ サーボ制御回路
６９ ＣＰＵ
７０ ＳＲＡＭ
７１ ＤＲＡＭ
７２ インターフェースコネクター
７３ ループフィルター用コンデンサＣ１
７４ ダンピング抵抗Ｒ１
７５ 切り換えスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は光磁気ディスクの再生方法および装置に関し、特にピットエッジ記録方式で情報が記録された光磁気ディスクから記録情報を再生する光磁気ディスクの再生方法および再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクは初期状態では磁化の向きは一方向（消去方向）にそろっているが、記録データを書き込む際には、記録データに対応して記録ビームで光磁気ディスクをキュリー点まで加熱して、外部磁界によって磁化の方向を消去方向とは反対にした記録ピットの列を形成する。
【０００３】
記録ピットの形成方式には２種類あり、例えば記録データの”１”に対応してピットを形成するいわゆるピットポジション記録方式と、例えば記録データの”１”に対応してピットの前縁または後縁が位置するように記録ピットを形成するいわゆるピットエッジ記録方式がある。ピットエッジ記録方式は図３のように記録データの”１”を記録ピットのエッジに対応させるため、ピットポジション記録方式に比べ記録ビームの走査方向の記録密度が大幅に向上する利点がある。そのため近年の高密度光磁気ディスクの記録方式には、ピットエッジ記録方式が多く用いられている。
【０００４】
再生信号からエッジ位置を検出する方法としては、別回路により求められたあるスライスレベルにより再生信号をデータスライスし、その時の交点をピットのエッジ位置として検出するレベルスライス方式と再生信号を２回微分することにより、その変曲点をピットのエッジ位置として検出する２回微分方式がある。またそうして求めたいわゆる二値化された再生データはエッジ信号として前記ＰＬＬ回路に入力され、該エッジ信号に対して位相同期化したクロック信号が生成される。次に該クロック信号と前記エッジ信号はデータセパレータ回路に入り、やはり位相を同期化した再生データを得る。同期化した再生データはその後の復調回路により、記録データである通常のデジタルデータに変換される。前記ＰＬＬ回路により前記エッジ信号を処理する際の処理方法としては、ピットの前縁または後縁を立ち上がりと立ち下がり位置を示す別のエッジ信号として２つのＰＬＬ回路により処理するＤｕａｌＰＬＬ方式とピットの前縁または後縁の位置を示すエッジ信号を立ち上がりと立ち下がりの区別なく１つのＰＬＬ回路により処理するＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式がある。このうちＤｕａｌＰＬＬ方式の代表的な例は、特開平４−９０１６８号公報、特開平４−１２１８４５号公報などに開示されている。またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でありながら、ピットの前縁または後縁をレベルスライス方式で別々に検出し、スライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという構成は過去にいくつか出願されており、代表的なものには特開平４−２０５９３９号公報、特開平４−２９１０４１号公報、特開平５−１１４１８９号公報などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，ＤｕａｌＰＬＬ方式はＰＬＬ回路を少なくとも２つ用いるため回路規模が大きくなり、消費電力が大きくなる。したがって今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用するには、消費電力が大きすぎるという問題点がある。また２つ以上のＰＬＬ回路が周波数の高いクロックを介して相互に干渉するため、個々のＰＬＬの回路動作が不安定になりやすく、回路ノイズも多いという問題点もあった。
【０００６】
またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でスライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという方法は補正する前のデータをレベルスライスする場合の基準スライスレベルの設定が難しく、スライスレベルあるいはエッジ位置の補正分を演算するのに時間がかかるため、高速に補正ができず再生時のスピードが遅い、また場合によっては再生時のエラーが起こりやすくなるという問題点があった。この事はすなわち再生装置の性能の悪さを意味するものであり、再生装置の設計においては注意すべき内容である。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するものでその目的とするところは、ピットエッジ記録方式で情報が記録された光磁気ディスクから記録情報を再生する光磁気ディスクの再生方法および装置において、特に今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用できる簡単な回路構成で、低消費電力を実現する光磁気ディスクの再生方法を提供することにあり、また高速でしかも精度のよいエッジ検出ができる光磁気ディスクの再生方法を提供することにもある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気ディスクの再生方法は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する再生方法であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする。また前記基準スライスレベルは固定電圧または再生信号に基づき生成したスライスレベルのいずれかを選択できることを特徴とする。さらに前記信号処理回路の動作、非動作の選択および動作を開始させるタイミングは外部から制御できることを特徴とする。また前記第２の位相比較器により位相比較する場合、再生信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジでのみ位相比較するか、または立ち上がりと立ち下がり両エッジで位相比較することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光磁気ディスクの再生方法は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する再生方法であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正する再生方法であって、再生している光磁気ディスクの欠陥を検知したら前記信号処理回路をリセットすることを特徴とする。また前記光磁気ディスクの欠陥を検知する方法は前記再生信号とスライスレベルの比較出力を用いて行い、該比較出力のパルス幅が設定値以下なら前記信号処理回路をリセットすることとし、該設定値はエッジ記録再生の際に用いられる変調方式により異なり、前記クロック周期をＴとした場合、Ｔの数倍に設定されることを特徴とする。さらに前記光磁気ディスクの欠陥を検知して前記信号処理回路をリセットする場合、前記第２のループフィルターの出力を基準電圧に接続することを特徴とする。
【００１０】
本発明の光磁気ディスクの再生装置は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する光磁気ディスクの再生装置であり、特に再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生装置において、該光磁気ディスク媒体を回転させるスピンドルモータ、該光磁気ディスク媒体にレーザー光を照射し情報の記録再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを所望の位置に移動させるアクチュエータおよび制御回路部からなる再生装置であり、該制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、および、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有することを特徴とする。また前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正分を加算アンプにより基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする。さらに前記加算アンプのゲインは前記信号処理回路の動作時と非動作時で切り換えることとし、動作時はゲインが１以下であり、非動作時は１以上であることを特徴とする。また前記スライスレベルの補正精度は前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正出力のダイナミックレンジと、前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインから決定されることを特徴とする。さらに前記第２のループフィルターは前記第２のチャージポンプの出力にコンデンサの一端を接続し、一端は回路のグランドレベルに接続した構成であり、該コンデンサの値により前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインとスライスレベルを補正する速度が決定されることを特徴とする。また前記第２のループフィルターのコンデンサに並列にダンピング抵抗を設け、ループフィルターの出力振幅を制限することを特徴とする。さらに前記ダンピング抵抗の一端はチャージポンプの出力に接続し、一端は回路のグランドレベルあるいは基準電圧に接続することを特徴とする。
【００１１】
本発明の光磁気ディスクの再生装置は、光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する光磁気ディスクの再生装置において、該再生装置を構成する制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有し、該第２のループフィルターを構成するコンデンサの値は１０００ｐＦ以下であることを特徴とする。また前記信号処理回路は前記ＰＬＬ回路の動作周波数帯域と少なくとも同じ周波数帯域で動作させることを特徴とする。さらに前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記ＰＬＬ回路のゲインを切り換えることとし、該データ領域におけるゲインは引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定することを特徴とする。また前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記信号処理回路によりスライスレベルを補正する際の基準スライスレベルを切り換えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の上記構成によれば、図１のように第２の位相比較器により、二値化された再生データとＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化されたクロックとの位相差を検出し、該位相差出力からＵｐとＤｏｗｎパルスを生成し、チャージポンプ回路を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけ、ＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲを取り出す。その補正出力ＶＥＲＲＯＲを図２のように加算アンプにより基準スライスレベルに加算してスライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルにより再度データを二値化して正しい再生データを得ることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下本発明について，実施例に基づき詳細に説明する。図１は本発明を実施する再生回路主要部の回路ブロック図である。ここでデータの再生に用いるＰＬＬ回路は公知の構成であり、第１位相比較器１、チャージポンプとループフィルター２、およびＶＣＯ（電圧制御発振器）３からなる。通常光磁気を含む磁気記録装置に用いられるこの種のＰＬＬ回路はデータの高速引き込みとロックおよび追従が可能である。次に本発明によるスライスレベルの補正についてまず概略を説明する。ＰＬＬ回路からのＶＣＯ出力とＲＡＷＤＡＴＡ５はデータセパレータ回路４に入力され、再生信号に位相同期化されたクロックであるＳＹＮＣＣＬＫ７と再生データＳＹＮＣＤＡＴＡ６を得る。ここでＲＡＷＤＡＴＡ５について少し説明する。図２は本発明を実施する再生回路の別の部分を示す回路ブロック図である。光学ヘッド１５を用いて光磁気ディスクに再生用光スポットを照射し、磁気光学的効果により再生信号を得る。この再生信号はアンプとフィルター１６を通して増幅され、コンパレータ２５によりあるスライスレベルでデータスライスされる。スライスされたデータは記録ピットのエッジ位置を示すものであり、二値化回路２６によりデジタル化され、いわゆるＲＡＷＤＡＴＡを得る。再び図１に戻り、第１位相比較器と同じ構成の第２位相比較器により、ＲＡＷＤＡＴＡとＳＹＮＣＣＬＫとの位相差を検出し、その位相差出力からＵｐパルス９とＤｏｗｎパルス１０を生成し、チャージポンプ回路１１を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲ１３を取り出す。その際、ループフィルターの構成要素としてはチャージポンプ回路出力にコンデンサＣ１を回路グランドレベルに対して外付けする。チャージポンプ回路出力により、このコンデンサＣ１は充放電される。 Ｃ１の容量値を小さくすれば充放電が速くなるため、ＶＥＲＲＯＲは高速な応答になる。逆にＣ１の容量値を大きくすれば、ＶＥＲＲＯＲの応答はゆっくりしたものになる。したがって本発明において、Ｃ１の容量値の設定は重要なポイントである。この点については後述する。こうして得られたＶＥＲＲＯＲ出力は図２における加算アンプ２３により基準スライスレベルに加算され、スライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルであるＳＵＭＯ２４はコンパレータ２５に入力され、再度データスライスを行った後、二値化回路によりデジタル化され正しい再生データを得ることになる。つまり図１のＰＬＬ回路とスライスレベル補正回路１４から図２のＲＡＷＤＡＴＡ生成までが１つのループをつくり、そのループを何回か回るうちにスライスレベルが補正され、正しい再生データを得る構成になっている。ここでスライスレベル補正回路の動作開始時の基準スライスレベルは固定電圧または再生信号に基づき生成したスライスレベルのいずれかを選択できる。固定電圧の場合は、図２のように基準電圧発生回路１７により生成した固定電圧を用いる。この固定電圧は基準電圧と呼び、図２においてアンプとフィルター１６の出力のバイアス電圧であるとともにコンパレータ２５に対するＤＣバイアス電圧でもある。また再生信号に基づき生成したスライスレベルの場合は、ピークボトム検出回路１８により再生信号のピーク出力１９とボトム出力２０を検出し、それらを抵抗分割した値である中間出力ＭＩＤ２１を基準スライスレベルとする。例えばＰＬＬによるデータ引き込みに用いるＶＦＯ部分のピークとボトムを検出し、その５０％をＭＩＤレベルとして使用することができる。ＶＦＯ部分は通常、最高記録周波数の連続パターンが記録されているので、記録ピット間の干渉をよく反映している領域である。したがってデータ再生の場合に、このＶＦＯ部分で基準スライスレベルを決めることが多い。なお基準スライスレベルを切り換える場合で具体的な例を上げると、例えば再生しようとする光磁気ディスクに対して装置の最適な記録パワーを設定するモード（テストライトあるいは試し書きモードという）では再生信号に基づき生成したスライスレベルを基準とし、実際にデータを再生するモードでは固定の基準電圧を用いる。切り換えはモード切り換え信号によりアナログスイッチのような高速スイッチを動作して行う。通常のアナログスイッチであれば、数十ｎｓ以下の応答性があるので十分である。図２においては切り換えスイッチ２２を動作することにより加算アンプ２３の一方の入力を切り換えている。またデータ再生のモードにおいて、さらに細かく基準スライスレベルを切り換える内容については後述する。
【００１４】
次に本発明によるスライスレベルの補正について、図３に基づいてさらに詳しく説明する。（ａ）の記録データに対しエッジ記録されたピットは（ｂ）のような形状をしている。この記録ピットを光学ヘッドにより検出し、アンプとフィルターを通した再生信号は（ｃ）である。今基準スライスレベルが図のように、理想より高い位置にあったとする。その基準スライスレベルによりデータスライスされ二値化されたＲＡＷＤＡＴＡは、（ｅ）に示すように本来あるべきエッジ位置に対し、時間的なシフトを生ずる。このＲＡＷＤＡＴＡ（ｅ）とＳＹＮＣＣＬＫ（ｆ）が位相比較されると、エッジのシフト方向と大きさに応じてＵｐあるいはＤｏｗｎのパルス（ｇ）または（ｈ）が生成される。このＵｐあるいはＤｏｗｎのパルスによりチャージポンプ回路が動作し、図１におけるコンデンサＣ１を充放電する。ゼロクロス信号（ｄ）によりスライスレベルを補正する方向を制御すると、図３の場合はチャージ信号（ｉ）のみが発生し、これによりＣ１が充電され、スライスレベルを下げるような補正出力ＶＥＲＲＯＲを生ずる。逆にスライスレベルが理想より低い場合は、点線で示すようにディスチャージ信号（ｊ）のみが発生し、Ｃ１から電荷を放電し、スライスレベルを上げるような補正出力を生ずる。例えば基準電圧をＶＲＥＦ、基準スライスレベルをＭＩＤとすると、補正されたスライスレベルＳＵＭＯは次式のようになる。
【００１５】
【数１】
ここでＧは加算アンプのゲインを示しており、スライスレベルの補正精度と補正出力ＶＥＲＲＯＲの応答性も加味して決定される。このＧについては後述する。また基準スライスレベルとして基準電圧を用いる場合は上式のＭＩＤがＶＲＥＦとなる。このようにしてスライスレベルの補正が行われるが、近年記録データの転送レートも上がり、扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が必要となる。実験およびシミュレーションを重ねた結果、Ｃ１＜１００ｐＦにしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が可能なことがわかった。周辺の付加的な回路によってもこのＣ１の値は異なるので、実用的にはＣ１＜１０００ｐＦに設定するのがよいと思われる。
【００１７】
次に実際のデータによりスライスレベル補正の効果をみる。図４は従来の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図である。ディスクに記録されたあるパターンを再生し、その再生信号をオシロスコープにより観測した結果が（ａ）に示す再生波形エンベロープＡ２７である。この場合は再生信号のピークとボトムを検出し、その５０％値を適切なスライスレベルとしている。またスライスレベル補正回路は動いていないので、２８に示す補正出力Ａ１は固定値を示している。そのスライスレベル２９でデータスライスし二値化した再生データのパルス時間間隔をタイムインターバルアナライザーにより測定した結果が（ｂ）である。この例は１／７変調方式の２Ｔ、４Ｔ、５Ｔ成分を含んだパターンであるので、（ｂ）のような分布結果が得られた。各Ｔ成分の分布はほぼガウス分布を示している。この分布の拡がりがデータ再生の際のエラーレートを左右する。つまり分布の拡がりが大きいほど、エラーを起こしやすくエラーレートが悪いことになる。例えば２Ｔ成分について分布の拡がり、つまり標準偏差δを測定すると（ｂ）に示すように２．４９ｎｓであった。これに対し、本発明による再生方法を用いると、図５のような結果になった。スライスレベル補正回路が高速に動作し、補正出力は３０のようにパターンに応じて微妙に変化している。この補正出力から３１のスライスレベルＡ２が生成され、図４と同じようにして再生データのパルス時間間隔を測定した結果が（ｂ）である。図４の（ｂ）と比較すると２Ｔ、４Ｔ、５Ｔ各成分の分布が急峻になっているのがわかる。２Ｔ成分の標準偏差は２．２４ｎｓであった。データ再生の際に用いるデコードウインドウから、あるエラーレートを想定して分布の拡がりを統計的処理したものを差し引いた値をウインドウマージンと呼ぶ。図４（ｂ）と図５（ｂ）で２Ｔ成分の標準偏差の差は２．４９−２．２４＝０．２５ｎｓと僅かな差のように思われるが、この標準偏差の差は１×１０−５のエラーレートの場合を考えるとデコードウインドウに対して約５％を占有する。つまり本発明によるスライスレベルの補正を行うと、この例の場合はウインドウマージンが約５％改善されるのである。実際エッジ記録を用いるような高記録密度の場合を考えると、この５％の改善は非常に大きい効果である。このように従来の再生方法に比べ、本発明の再生方法を用いるとウインドウマージンが改善され、データ再生の際のエラーレートが実質的に向上する。図４、図５は本発明によるスライスレベルの補正の有効性を証明しているデータである。さらに図６は別なパターンにおけるスライスレベルの補正を示す図である。図のようにＤＣ的に変動するようなパターンに対しても、スライスレベルの補正は適切にでき、３３あるいは３５のようにμｓオーダーの応答が可能である。このように数十ＭＨｚの信号に対し、スライスレベルの補正がピットバイピットで十分にできる。
【００１８】
またスライスレベル補正回路を含む本発明の信号処理回路の動作、非動作の選択は外部から制御できる。実際には図２における加算アンプ２３のＯＮ、ＯＦＦを外部から制御できるようにしているので、前記信号処理回路の動作、非動作の選択が容易にできる。さらに前記信号処理回路の動作を開始させるタイミングも外部から制御できる。具体的にはタイミングの設定は、光磁気ディスクのディスクフォーマットに対応して設定できる。図８は光磁気ディスクのディスクフォーマットの一例を示した図であるが、光磁気ディスクは記録データの管理上の必要から１トラックが数十セクターに分割され、各セクターは例えばこの図のように、セクターの開始を示すセクターマーク信号ＳＭ、セクターを特定するＩＤ番号を示すＩＤ部、 ＰＬＬ回路によるデータの引き込みに用いるＶＦＯ部を含むＰｒｅ−ＦｏｒｍａｔｔｅｄＨｅａｄｅｒ部およびユーザーが記録するための領域であるＲｅｃｏｒｄｉｎｇｆｉｅｌｄ部などから構成されている。図の中でＤａｔａｆｉｅｌｄが実際にデータが記録される領域である。タイミングの設定は、例えばセクターマーク信号を検出したという信号をトリガーにしてカウンターを動かし、カウント数に従いスライスレベル補正回路の中の位相比較器の動作を開始させる信号を出力すれば、ディスクフォーマットに対応させて任意に設定できる。ＰＬＬによりデータの引き込みを完了してすぐに位相比較器を動かすこともできるし、ＶＦＯ部が終了するまで待って動かすということもできる。このようなタイミングの設定は例えば、ＶＦＯ部に欠陥があって再生時にエラーを起こした場合にタイミングをずらしてリトライすることができるので非常に有効である。
【００１９】
次にスライスレベル補正回路の中の第２の位相比較器による位相比較方法について説明する。図９は本発明の再生方法における位相比較器の位相比較タイミングを説明する図である。（ａ）の再生信号はスライスレベル（ｅ）によりデータスライスされ、二値化後にＲＡＷＤＡＴＡ（ｂ）となる。再生信号の立ち上がり、立ち下がり両エッジで位相比較するとはＲＡＷＤＡＴＡのそれぞれのエッジについてクロックあるいはデジタルデータとの位相比較を行い、スライスレベル補正をすることである。これとは別に、再生信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジでのみ位相比較することもできる。図９で（ｃ）は立ち上がりデータ、（ｄ）は立ち下がりデータを示す。（ｃ）とクロック、（ｄ）とクロックというようにＲＡＷＡＤＡＴＡの一つおきのエッジについて位相比較が行われる。このように位相比較の間隔を広げることで、スライスレベル補正回路を含む本発明の信号処理回路の動作周波数帯域を下げることができ、高周波ノイズに対して回路動作の安定化を図ることができる。
【００２０】
一方図７は従来の再生方法の一例を示す回路ブロック図である。なお本発明の実施例と同一部材、同一信号には同一符号を付しているので、その説明は省略する。図はＤｕａｌＰＬＬ方式を示しているが、この方式は再生信号の立ち上がりと立ち下がりエッジを別々に検出し、その検出信号を２つのＰＬＬ回路に通して処理し、その後に合成して再生データを得るという方式である。ＤｕａｌＰＬＬ方式は図７のように、また特開平４−９０１６８号公報、特開平４−１２１８４５号公報などに開示されているように、ＰＬＬ回路を少なくとも２つ用いるため回路規模が大きくなり、消費電力が大きくなる。具体的には回路を集積化したとしても、５Ｖ単一電源で約５Ｗ以上の消費電力を要すると思われる。これでは、今後益々需要が高まる電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに適用するには、消費電力が大きすぎるという問題点がある。また扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶと、２つ以上のＰＬＬ回路が周波数の高いクロックを介して相互に干渉するため、個々のＰＬＬの回路動作が不安定になりやすく、回路ノイズも多いという問題も生ずる。これに対し本発明の再生方法によると、ＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式のため従来のＤｕａｌＰＬＬ方式に比べ回路規模を小さくでき、回路全体で約２〜３Ｗの消費電力が達成できる。したがって電池駆動も可能なノートサイズのパーソナルコンピュータに搭載される光磁気ディスク再生装置用のＩＣに十分適用できる。またＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式でスライスレベルあるいはエッジ位置を補正するという方法は特開平４−２０５９３９号公報、特開平４−２９１０４１号公報、特開平５−１１４１８９号公報などに示すように補正する前のデータをレベルスライスする場合の基準スライスレベルの設定が難しく、スライスレベルあるいはエッジ位置の補正分を演算するのに時間がかかるため、高速に補正ができないという問題点がある。またエッジ記録を用いた高密度光磁気記録においては記録ピット間の干渉が大きいので、理想的な位置に対する実際のエッジ位置のずれが大きい。したがってピット毎にエッジ位置を補正するためにはμｓオーダーで動作する補正回路が必要である。本発明の再生方法によると、例えばコンデンサＣ１を１００ｐＦ以下にしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、μｓ オーダーの応答が可能であるため、ピット毎のスライスレベルの補正が高速にでき、したがって光磁気ディスク再生装置の再生速度の向上が期待できる。
【００２１】
（実施例２）
本発明の別の実施例について説明する。図１０は本発明の再生方法の別の実施例における位相比較方法を説明する図である。図１と比べるとＰＬＬ回路からのＶＣＯ出力とＲＡＷＤＡＴＡがデータセパレータ回路に入力され、再生信号に位相同期化されたクロックであるＳＹＮＣＣＬＫと再生データＳＹＮＣＤＡＴＡを得るところまでは同じである。この例ではＲＡＷＤＡＴＡと位相比較する対象がＳＹＮＣＣＬＫではなくてＳＹＮＣＤＡＴＡである。以下の処理は実施例１と同じであり、第２位相比較器によりＲＡＷＤＡＴＡとＳＹＮＣＤＡＴＡとの位相差を検出し、その位相差出力からＵｐパルスとＤｏｗｎパルスを生成し、チャージポンプ回路を動かす。さらにチャージポンプ回路の出力をループフィルターにかけＤＣ成分としての補正出力であるＶＥＲＲＯＲを取り出す。ＶＥＲＲＯＲ出力は図２における加算アンプにより基準スライスレベルに加算され、スライスレベルを補正する。補正されたスライスレベルであるＳＵＭＯはコンパレータに入力され、再度データスライスを行った後、二値化回路によりデジタル化され正しい再生データを得ることになる。ＳＹＮＣＤＡＴＡとの位相比較をする意味は、何らかの原因でデータのエッジ位置がＳＹＮＣＣＬＫ周期の二分の一以上大きくシフトした場合に、 ＳＹＮＣＣＬＫを位相比較対象にしていると、本来比較すべきＣＬＫエッジの次のＣＬＫエッジ、あるいはひとつ前のＣＬＫエッジとＲＡＷＡＤＡＴＡが位相比較されてしまい、誤った位相差出力が得られる。これに対し、
ＳＹＮＣＤＡＴＡはＲＡＷＡＤＡＴＡと一対一に対応しているため、大きくエッジシフトを起こしてもひとつ次のあるいはひとつ前のエッジにまで遡って位相比較されることはほとんどない。データのエッジ位置がＳＹＮＣＣＬＫ周期の二分の一以上に大きくシフトすることは通常は考えにくい。したがってＳＹＮＣＣＬＫを位相比較対象としてよいと思うが、再生装置を設計する場合安全のためには、位相比較対象をＳＹＮＣＤＡＴＡにするかＳＹＮＣＣＬＫにするかを外部から選択できるようにしておき、ＳＹＮＣＣＬＫでエラーを起こした場合に対象をＳＹＮＣＤＡＴＡに変えて再生をリトライするようにしておけば有効である。
【００２２】
次に本発明の別の再生方法について説明する。
【００２３】
（実施例３）
図１１は本発明の再生方法における光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を説明する図である。今光磁気ディスクに欠陥がある場合の再生波形Ｄを例にして考える。図では１／７変調の２Ｔくり返し信号４５の中に欠陥４６がある。スライスレベル補正回路を動作させて欠陥部分を再生すると、補正出力ＶＥＲＲＯＲは（ｂ）の５２のように、欠陥の影響を受けてレベルが上がり暫くはそのままでゆっくりと所望のレベルまで下がってくる。この間スライスレベルも補正出力を反映して５１のようにレベルが上がるため、欠陥通過後暫くは誤ったデータが続くことになる。本発明はその現象を回避するために、再生している光磁気ディスクの欠陥を検知したらスライスレベル補正回路をリセットするというものである。その際の光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を次に説明する。まず図１１（ａ）において再生波形４５をスライスレベル４７によりスライスし、４９に示すコンパレータ出力Ｄ１を得る。そしてこのコンパレータ出力のパルス幅を常時モニターしていてその幅がある設定値以下であればディスクに欠陥があると判断し、リセット開始信号を発してスライスレベル補正回路をリセットするようにする。図１１の例は１／７変調で２Ｔのくり返し信号の場合である。したがって図の中で欠陥前のパルス幅Ｐｗ１は２Ｔ幅である。設定値を１．５Ｔにして欠陥部を再生したところ、欠陥通過後にパルス幅Ｐｗ２が１．５Ｔ以下になったため、リセット開始信号５０が立ち上がったのである。１／７変調において最短ピット長は２Ｔ幅である。そこでこの場合は設定値を最短ピット長に対して少し狭い幅である１．５Ｔにした。この設定値はエッジ記録再生の際に用いられる変調方式により異なるが変調方式が異なる場合にも、最短ピット長に対して少し狭い幅に設定するようにする。つまりクロック周期をＴとすると、Ｔの数倍に設定する。次にディスクの欠陥を検知してスライスレベル補正回路をリセットする場合は、補正出力ＶＥＲＲＯＲを基準電圧に接続するようにする。ディスクの欠陥を検知して発せられるリセット開始信号により、補正出力ＶＥＲＲＯＲを基準電圧に接続すると、補正出力は４８のようになる。そうすると欠陥通過後にスライスレベルがすばやく所望のレベルに達するため、欠陥により失われるデータが少なくて済むようになる。つまり欠陥があっても極端なエラーレートの悪化は防止される。
【００２４】
次に本発明の再生装置について説明する。
【００２５】
（実施例４）
本発明の再生装置は図１２のように上記の再生方法を実現した回路を搭載した装置である。本装置は主に光磁気ディスク媒体５４を回転させるスピンドルモータ５６、その光磁気ディスク媒体にレーザー光を照射し情報の記録再生を行う光学ヘッド５９、その光学ヘッドを所望の位置に移動させるフォーカスおよびトラック系のアクチュエータ５７、リニアアクチュエータであるＶＣＭ５８および制御回路部から構成されている。そして制御回路部はプリアンプ回路６３、レーザー駆動回路６４、サーボ制御回路６８、ディスクコントローラ回路６７およびＣＰＵ６９さらには第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルター、ＶＣＯからなるＰＬＬ回路と第２の位相比較器、第２のチャージポンプ、第２のループフィルターからなる信号処理回路を含むアナログ信号処理回路６５から構成されている。さらにスライスレベル補正回路６６を含むアナログ信号処理回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路はカスタムあるいは汎用にＩＣ化されている。再生方法のところで述べたようにしてスライスレベルの補正が行われる。スライスレベルの補正出力をＶＥＲＲＯＲ、基準電圧をＶＲＥＦ、基準スライスレベルをＭＩＤとすると、補正されたスライスレベルＳＵＭＯは次式のようになる。
【００２６】
【数２】
ここでＧは加算アンプのゲインを示している。スライスレベル補正回路を動かす場合はＧは１以下とする。スライスレベルの補正精度を上げるためには小さな位相差に対してＶＥＲＲＯＲが大きく変化するようにする。そうすると上式の括弧内の値が大きくなるので、加算アンプのゲインは小さめに設定し、ＳＵＭＯが飽和するのを防ぐ。これがＧを１以下に設定する理由であるが、具体的には必要なＳＵＭＯのレベルを想定し、回路的に飽和しないようにＧを決めることになる。またスライスレベルの補正を行わない場合はＧを１以上にする。この場合は通常はＶＥＲＲＯＲとＶＲＥＦを等しくするので上式の括弧内の値はゼロとなる。そうするとＳＵＭＯはＭＩＤと等しくなり、Ｇの値は大きな意味を持たない。さらにデータ再生の回路を設計する上では、スライスレベル補正回路を含む信号処理回路から加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインの設定が非常に重要である。本発明の再生装置においては第２のループフィルターは第２のチャージポンプの出力にコンデンサＣ１の一端を接続し、一端は回路のグランドレベルに接続した構成をとっている。このＣ１の容量値により前記ループゲインとＶＥＲＲＯＲの応答性、つまりスライスレベルを補正する速度が決定される。ループゲインを変化させると、ＶＥＲＲＯＲのダイナミックレンジも変化する。スライスレベルの補正精度を上げるためには、 ＶＥＲＲＯＲのダイナミックレンジも大きくとれるようにＣ１の設定を行う。近年記録データの転送レートも上がり、扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が必要となる。実験およびシミュレーションを重ねた結果、Ｃ１＜１００ｐＦにしてスライスレベル補正回路を高速動作させれば、スライスレベルの補正もμｓオーダーの応答が可能なことがわかった。周辺の付加的な回路によってもこのＣ１の値は異なるので、実用的にはＣ１＜１０００ｐＦに設定するのがよいと思われる。上述したように本発明によると、データ再生にＳｉｎｇｌｅＰＬＬ方式を用いるため、従来のＤｕａｌＰＬＬ方式に比べ回路規模を小さくできる。また機能を集積化したカスタムＩＣなどの採用により回路部品を低減することができ、回路全体で約２〜３Ｗの消費電力が達成できた。
【００２８】
（実施例５）
本発明の別の実施例について図１３により説明する。図１３は本発明の再生装置におけるダンピング抵抗を説明する図である。この場合、図１のスライスレベル補正回路１４の中のループフィルターを構成する７３に示すコンデンサＣ１に加え、並列に７４のダンピング抵抗Ｒ１を設けている。この抵抗は数Ｋから数十Ｋオームとし、一端はチャージポンプの出力に、もう一端は回路のグランドレベルあるいは基準電圧発生回路に接続する。その切り換えは切り換えスイッチ７５により外部から制御できる。ダンピング抵抗を設けると、スライスレベル補正出力の振幅がある程度制限される。扱う信号の周波数が数十ＭＨｚにも及ぶため、スライスレベルを高速に補正しようとすると、様々なノイズに対して敏感になり、補正精度にも影響がでる。これに対し図１３のように例えば接続先を基準電圧として、ダンピング抵抗を通じてある程度の電流を基準電圧に向けて流していた方がより安定した応答が得られることを実験により確認した。抵抗値を小さくし、ダンピングを大きくとると補正出力振幅が制限されすぎるので、特に図６のようなＤＣ的に変動するようなパターンに対しては、スライスレベルの補正精度が悪くなる。したがって上記のように、抵抗値は小さくしても数Ｋオームまでがよい。
【００２９】
次に本発明の別の再生装置について説明する。
【００３０】
（実施例６）
この再生装置は基本構成は上述した再生装置と同じである。ただし図１のスライスレベル補正回路１４の中のループフィルターを構成するコンデンサＣ１の容量値を１０００ｐＦ以下に限定する。Ｃ１を小さく設定することでスライスレベル補正回路を含む信号処理回路はデータ再生に用いるＰＬＬ回路の動作周波数帯域と少なくとも同じ周波数帯域で動作させることが可能となる。そうするとエッジ記録を用いた高密度光磁気記録において、特に記録ピット間の干渉が大きく、理想的な位置に対する実際のエッジ位置のずれが大きい場合にもピット毎のスライスレベルの補正が高速にでき、したがって光磁気ディスク再生装置の再生速度の向上が期待できる。また本発明の再生装置ではＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記ＰＬＬ回路のゲインを切り換える。図１４は本発明の再生装置におけるＰＬＬゲインの切り換えを説明する図である。図の中で再生信号（ａ）はＳｙｎｃパターンを挟んでＶＦＯ部とデータ領域の一部を示したものである。リードゲート信号（ｂ）が立ち下がるとＰＬＬ回路が動作を開始し、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込みを完了すると、ＰＬＬＬｏｃｋ信号（ｃ）が立ち下がる。またＶＦＯ部を過ぎてＳｙｎｃパターンを検出すると、Ｓｙｎｃ検出信号（ｄ）が立ち上がる。 Ｓｙｎｃパターンはここからデータ領域が始まることを示す目印の信号である。ＰＬＬのゲインは（ｅ）に示すようにＶＦＯ部は高ゲインとし、データ領域はゲインを引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定する。ゲインの切り換えはＳｙｎｃ検出信号（ｄ）をトリガーにして行えば容易である。データ領域はゲインを引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定することにより、位相同期化したデジタルデータが外部ノイズなどに対して安定するとともに、そのデジタルデータを位相比較に用いるスライスレベル補正回路の動作も安定することになる。
【００３１】
次に本発明の再生装置における基準スライスレベルの切り換えについて説明する。例えばディスクのＶＦＯ部は最高記録周波数のくり返し信号が記録されている。したがってＶＦＯ部の信号は図２の基準電圧発生回路により発生する基準電圧を中心にしてバイアスされている。そこでＶＦＯ部では基準電圧を基準スライスレベルにしてＰＬＬ回路による周波数と位相の引き込みを行う。そうすると安定したデータスライスができるため、高速にデータへの位相同期化ができる。これに対し、データ領域では基準スライスレベルを例えばピークボトム検出回路の中間出力であるＭＩＤに切り換える。この場合、基準電圧のような固定電圧を用いるよりもＭＩＤを用いた方が最適スライスレベルに近いレベルに基準スライスレベルを設定できるので、スライスレベルの補正が正確にできる。このほかに基準スライスレベルは図８におけるＰｒｅ−ｆｏｒｍａｔｔｅｄＨｅａｄｅｒ部とＲｅｃｏｒｄｉｎｇｆｉｅｌｄ部で切り換えることも可能である。
【００３２】
その他本発明の再生方法あるいは再生装置において、スライスレベルの補正に用いる第２の位相比較器の構成は第１の位相比較器と異なった構成でもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば，ＳｉｎｇｌｅＰＬＬ回路にスライスレベル補正回路を付加するという構成がとれるので、従来の再生方法に比べ低消費電力が実現できる。また再生データの各エッジごとに位相比較したデータによりスライスレベルを補正するので高速に補正ができる。さらに位相差を検出してスライスレベル補正するので補正精度がよいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する再生回路主要部の回路ブロック図。
【図２】本発明を実施する再生回路の別の部分を示す回路ブロック図。
【図３】ピットエッジ記録再生方式と本発明の再生方法におけるスライスレベルの補正を説明する図。
【図４】従来の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図。
【図５】本発明の再生方法における再生波形とデータパルスの時間間隔測定結果を示す図。
【図６】本発明の再生方法における再生波形とスライスレベルを示す図。
【図７】従来の再生方法の一例を示す回路ブロック図。
【図８】光磁気ディスクのディスクフォーマットの一例を示す図。
【図９】本発明の再生方法における位相比較器の位相比較タイミングを説明する図。
【図１０】本発明の再生方法の別の実施例における位相比較方法を説明する図。
【図１１】本発明の再生方法における光磁気ディスクの欠陥を検知する方法を説明する図。
【図１２】本発明の再生装置の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の再生装置におけるダンピング抵抗を説明する図。
【図１４】本発明の再生装置におけるＰＬＬゲインの切り換えを説明する図。
【符号の説明】
１ 第１位相比較器
２ チャージポンプとループフィルター
３ ＶＣＯ（電圧制御発振器）
４ データセパレータ回路
５ ＲＡＷＤＡＴＡ
６ ＳＹＮＣＤＡＴＡ
７ ＳＹＮＣＣＬＫ
８ 第２位相比較器
９ Ｕｐパルス
１０ Ｄｏｗｎパルス
１１ チャージポンプ
１２ ループフィルター
１３ 補正出力（ＶＥＲＲＯＲ）
１４ スライスレベル補正回路
１５ 光学ヘッド
１６ アンプとフィルター
１７ 基準電圧発生回路
１８ ピークボトム検出回路
１９ ピーク出力（ＴＯＰ）
２０ ボトム出力（ＢＴＭ）
２１ 中間出力（ＭＩＤ）
２２ 切り換えスイッチ
２３ 加算アンプ
２４ 補正スライスレベル（ＳＵＭＯ）
２５ コンパレータ
２６ 二値化回路
２７ 再生波形エンベロープＡ
２８ 補正出力Ａ１（ＶＥＲＲＯＲ）
２９ スライスレベルＡ１
３０ 補正出力Ａ２（ＶＥＲＲＯＲ）
３１ スライスレベルＡ２
３２ 再生波形エンベロープＢ１
３３ 補正出力Ｂ１
３４ 再生波形エンベロープＢ２
３５ 補正出力Ｂ２
３６ スライスレベルＢ２
３７ 立上りエッジ検出回路と二値化回路
３８ 立下りエッジ検出回路と二値化回路
３９ 第１ＰＬＬ回路
４０ 第１データセパレータ回路
４１ 第２ＰＬＬ回路
４２ 第２データセパレータ回路
４３ データ合成回路
４４ ディスクフォーマットの一例
４５ 再生波形Ｄ
４６ 欠陥
４７ スライスレベルＤ１
４８ 補正出力Ｄ１
４９ コンパレータ出力Ｄ１
５０ リセット開始信号
５１ スライスレベルＤ２
５２ 補正出力Ｄ２
５３ コンパレータ出力Ｄ２
５４ 光磁気ディスク
５５ バイアスマグネット
５６ スピンドルモータ
５７ アクチュエータ
５８ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
５９ 光学ヘッド
６０ スピンドルモータ駆動回路
６１ ＶＣＭ駆動回路
６２ アクチュエータ駆動回路
６３ プリアンプ回路
６４ レーザー駆動回路
６５ アナログ信号処理回路
６６ スライスレベル補正用信号処理回路
６７ ディスクコントローラ回路
６８ サーボ制御回路
６９ ＣＰＵ
７０ ＳＲＡＭ
７１ ＤＲＡＭ
７２ インターフェースコネクター
７３ ループフィルター用コンデンサＣ１
７４ ダンピング抵抗Ｒ１
７５ 切り換えスイッチ
Claims (18)
- 再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする光磁気ディスクの再生方法。
- 前記基準スライスレベルは固定電圧または再生信号に基づき生成したスライスレベルのいずれかを選択できることを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスクの再生方法。
- 前記信号処理回路の動作、非動作の選択および動作を開始させるタイミングは外部から制御できることを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスクの再生方法。
- 前記第２の位相比較器により位相比較する場合、再生信号の立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジでのみ位相比較するか、または立ち上がりと立ち下がり両エッジで位相比較することを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスクの再生方法。
- 再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生方法において、第１の位相比較器、チャージポンプ、ループフィルターおよびＶＣＯからなるＰＬＬ回路と、第２の位相比較器、第２のチャージポンプおよび第２のループフィルターからなる信号処理回路とを有し、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を該第２の位相比較器により検出し、該位相差から求めた補正分を基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正する再生方法であって、再生している光磁気ディスクの欠陥を検知したら前記信号処理回路をリセットすることを特徴とする光磁気ディスクの再生方法。
- 前記光磁気ディスクの欠陥を検知する方法は前記再生信号とスライスレベルの比較出力を用いて行い、該比較出力のパルス幅が設定値以下なら前記信号処理回路をリセットすることとし、該設定値はエッジ記録再生の際に用いられる変調方式により異なり、前記クロック周期をＴとした場合、Ｔの数倍に設定されることを特徴とする請求項５記載の光磁気ディスクの再生方法。
- 前記光磁気ディスクの欠陥を検知して前記信号処理回路をリセットする場合、前記第２のループフィルターの出力を基準電圧に接続することを特徴とする請求項５記載の光磁気ディスクの再生方法。
- 再生信号とスライスレベルの交点を記録ピットのエッジ位置として検出する光磁気ディスクの再生装置において、該光磁気ディスク媒体を回転させるスピンドルモータ、該光磁気ディスク媒体にレーザー光を照射し情報の記録再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを所望の位置に移動させるアクチュエータおよび制御回路部からなる再生装置であり、該制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、および、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有することを特徴とする光磁気ディスクの再生装置。
- 前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正分を加算アンプにより基準スライスレベルに加算することにより前記スライスレベルを補正することを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記加算アンプのゲインは前記信号処理回路の動作時と非動作時で切り換えることとし、動作時はゲインが１以下であり、非動作時は１以上であることを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記スライスレベルの補正精度は前記第２の位相比較器により、二値化された再生データと前記ＰＬＬ回路により該再生データへ位相同期化したクロックあるいはデジタルデータとの位相差を検出し、該位相差から求めた補正出力のダイナミックレンジと、前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインから決定されることを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記第２のループフィルターは前記第２のチャージポンプの出力にコンデンサの一端を接続し、一端は回路のグランドレベルに接続した構成であり、該コンデンサの値により前記信号処理回路から前記加算アンプまでを閉ループにした場合のループゲインとスライスレベルを補正する速度が決定されることを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記第２のループフィルターのコンデンサに並列にダンピング抵抗を設け、ループフィルターの出力振幅を制限することを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記ダンピング抵抗の一端はチャージポンプの出力に接続し、一端は回路のグランドレベルあるいは基準電圧に接続することを特徴とする請求項８記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 光磁気ディスク媒体にエッジ記録されたピットのエッジ位置を検出して記録信号を再生する光磁気ディスクの再生装置において、該再生装置を構成する制御回路部はプリアンプ回路、レーザー駆動回路、サーボ制御回路、ディスクコントローラ回路、ＣＰＵ、第１の位相比較器とチャージポンプとループフィルターとＶＣＯとからなるＰＬＬ回路、第２の位相比較器と第２のチャージポンプと第２のループフィルターとからなる信号処理回路、を少なくとも有し、該第２のループフィルターを構成するコンデンサの値は１０００ｐＦ以下であることを特徴とする光磁気ディスクの再生装置。
- 前記信号処理回路は前記ＰＬＬ回路の動作周波数帯域と少なくとも同じ周波数帯域で動作させることを特徴とする請求項１５記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記ＰＬＬ回路のゲインを切り換えることとし、該データ領域におけるゲインは引き込み時と同じかまたはそれ以下に設定することを特徴とする請求項１５記載の光磁気ディスクの再生装置。
- 前記ＰＬＬ回路により、二値化された再生データへ位相同期化する際の周波数と位相の引き込み過程に用いるディスクのＶＦＯ部とデータ領域では前記信号処理回路によりスライスレベルを補正する際の基準スライスレベルを切り換えることを特徴とする請求項１５記載の光磁気ディスクの再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003196697A JP2004047080A (ja) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | 光磁気ディスクの再生方法および再生装置 |
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| JP06515997A Division JP3587017B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 光磁気ディスクの再生方法および再生装置 |
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| JP2003196697A Withdrawn JP2004047080A (ja) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | 光磁気ディスクの再生方法および再生装置 |
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