JP2730366B2 - 記録情報再生装置の波形整形回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録情報再生装置に関
し、特に光ディスク装置などの高記録密度方式に適した
記録情報再生装置の波形整形回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光記録のうち特にイレーザブルな光ディ
スクを代表する光磁気ディスクを例に記録情報再生装置
を以下述べる。一般に光磁気ディスク装置では、あらか
じめ基板に刻まれている案内溝に沿って磁性薄膜からな
る記録媒体にレーザ光を集光照射し、媒体上の磁化パタ
ーンとして情報を記録する熱磁気記録が行われる。この
案内溝はスパイラル状に刻まれており情報トラックとし
ての役割を果たす。このとき、情報トラックにはあらか
じめセクタ情報を示すセクタフォーマット領域がセクタ
先頭領域として刻まれている。光磁気ディスク装置では
フォーマットを認識して情報の記録再生を行う。

【０００３】このセクタ分割されたデータ領域に情報を
記録再生する方式には、従来から種々の方法が採用され
ている。例えば、５インチの光磁気ディスクでは、記録
にはマーク間隔記録方式が用いられる。この方式は２値
情報にしたがって記録ピットの中心に情報を持たせて記
録するものである。再生データの再生識別には読み出し
信号を微分してゼロクロス点を検出し、同時に変調方式
で決まる再生クロックを抽出しデータ検出窓とのタイミ
ング関係から“０”，“１”のパターンを判定し源デー
タの情報再生を行っている。

【０００４】大量の情報の記録再生を行う光記録再生装
置では、更に記録容量を増加させる目的で記録ピットの
エッジに情報を持たせるマーク長記録方式がある。この
方式によれば、理想的にはマーク間隔記録に比べ記録密
度を倍にできることは周知である。再生時には、通常は
固定スライスレベルでパルス化することでエッジ情報を
検出し、同時に変調方式で決まる再生クロックを抽出し
データ検出窓とのタイミング関係から“０”，“１”の
パターンを判定し源データの情報再生を行っている。こ
の場合、例えば変調データとして直流成分を有しない変
調方式で記録した場合にも、媒体での熱伝導の関係で記
録ピットが理想的な小判型とはならず、非対称形状（涙
型形状）となる。このため、読み出し信号には直流成分
が発生し、記録パターンによって顕著な変動を示すこと
になる。また、光ディスクの量産時にはポリカーボネー
トなどの複屈折性を有する基板が多く用いられる。その
ためディスク周方向で読み出し信号のエンベロープ変動
に伴う直流変動が生じることになる。そのため、固定ス
ライスレベルでコンパレータによりパルス化する方式で
は、エッジシフトが観測され記録再生マージンを極端に
狭めることになり、高密度化できないといった欠点を有
する。

【０００５】そこで、記録時の熱伝導を考慮して半導体
レーザの駆動電流を制御して記録ピットの整形を行うこ
とが検討されている。具体的にはチャネルでの記録幅を
シフトしたプリシフトや、記録エッジの前端で記録パワ
ーを増加させる方法、記録エッジの後端で記録パワーを
低下させる方法、またその組合せなど種々の提案があ
る。

【０００６】しかしながら、この方法では回路が複雑と
なるばかりか、回路動作クロック周波数がチャネルクロ
ックの整数倍と高周波数になったり、半導体レーザに過
負荷な駆動をしたりと信頼性に乏しく、現状の半導体技
術では実用的ではないといった欠点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】大容量化を行う目的
で、記録ピットを詰めて記録すると、読み出し時には波
形干渉が増大し分解能が低下する性質を持つ。これは、
読み出し用の光ビーム径が記録ピット寸法より大きくな
るときに顕著になる。分解能低下の大きい高密度記録を
すると、読み出し信号のデータ識別点であるエッジ位置
では相対的にノイズの影響を大きく受けることになる。
またこの分解能低下が及ぼす影響と、記録時の熱伝導に
よる記録ピットの影響とが関係して、スライスレベル信
号のエッジ位置と記録ピット形状のエッジ位置とが一致
しないといった大きな欠点がある。これを、総称してエ
ッジシフトと呼ぶ。そのため、変調パターンで記録再生
を行うと記録パターンに大きく影響を受けて、ビットエ
ラーレートの悪化を招くといった欠点を有し、信頼性よ
く高密度化を行うことは困難である。

【０００８】本発明の目的は、上記のごとき欠点を改善
してマーク長記録方式の高密度記録方式を安定して可能
とする記録情報再生装置の波形整形回路を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報記憶媒体
上にマーク長記録された記録ピット列の読み出し信号を
用いて源データ信号を得る記録情報再生装置の波形整形
回路において、前記読み出し信号を微分する微分手段
と、前記微分手段によって微分された微分信号を位相反
転増幅する増幅手段と、前記位相反転増幅された微分信
号を中心電位を境にしてピーク振幅の小さい側のピーク
振幅の２倍でスライスするクリップ手段と、前記読み出
し信号から前記クリップされた微分信号を減算する減算
手段とから構成されることを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記クリップ手段が中心電
位を境にして正負の信号をスライスするスライサで構成
されたことを特徴とする。

【００１１】さらに本発明は、波形整形信号を微分する
手段と、前記微分された波形整形信号に重畳するノイズ
振幅より大きい信号をスライス除去するスライス手段
と、前記読み出し信号から前記スライス手段の出力信号
を減算する減算手段とをさらに備えることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明では、光ディスクなどの情報記録媒体に
マーク長記録方式によって高密度記録された記録ピット
列を直流変動や振幅変動のある低Ｓ／Ｎな再生環境下に
おいてもエッジシフトを抑圧して正確に情報再生できる
ことになる。

【００１３】

【実施例】次に図１から図６を参照して、本発明の実施
例を説明する。本発明は、マーク長記録方式を用いた光
磁気ディスクを例に説明する。

【００１４】図１は本発明の第一の発明の記録情報再生
装置の波形整形回路の一実施例を示すブロック図であ
る。また図２は第一の発明の実施例に係る動作を説明す
るための図である。

【００１５】図２において、変調符号によって記録媒体
面上に記録される２値情報信号を（ａ）、ＮＲＺＩ変換
信号を（ｂ）として以下説明する。光ヘッド１で検出さ
れた記録ピットからの読み出し信号は、例えば交流結合
の増幅器２で増幅される。このとき、増幅器２にはＬＰ
Ｆが付加されており、必要帯域までを通過させる構成で
あり、通常は最高記録周波数の２倍に設定してある。こ
の読み出し信号（ｄ）のうち、長い記録ピットは熱磁気
記録によって前エッジの傾きが低下し、後エッジが急峻
でかつ振幅が若干大きくなっている。これは、明らかに
記録されたピット形状が涙型（図２（ｃ）参照）となっ
ていることに対応する。この読み出し信号（ｄ）は、例
えばＨＰＦで構成される微分回路３によって微分信号
（ｅ）として出力される。この微分信号（ｅ）は、図に
示すように各エッジに対応する部分で前エッジは後エッ
ジに比べピーク振幅が小さいため、正負で非対称であ
る。分解能が確保された領域（低周波領域）ではエッジ
シフト（微分後はピークシフトに相当）は無視できる程
度の影響しかないが、分解能の小さい領域では、ピーク
シフトは非常に大きくなることが知られている。次に、
この微分信号（ｅ）は位相反転増幅器４によって位相を
１８０度反転されて出力され、次にこの微分信号（ｅ）
の正側ピーク振幅を負側ピーク振幅に揃えるように、ク
リップ回路５で振幅を揃える波形整形を行う。ここで、
クリップ回路５は例えばショットキーダイオードを用い
て構成される。次に、この位相反転され波形整形された
微分信号（ｆ）を読み出し信号（ｄ）から減算される。
このとき、差動増幅器６を用いてクリップされた微分信
号（ｆ）と読み出し信号（ｄ）を適当な振幅で減算する
ことで、波形整形された信号（ｅ）を得る。すなわち、
調整時点では、例えば図２（ｆ）の信号振幅を位相反転
増幅器で加速し、かつクリップレベルを調整することで
対処可能である。なお、差動増幅器６への各入力信号は
位相が合致している必要があるため各回路での遅延量は
調整が必要である。このように、微分信号振幅の加減に
よって波形整形信号（ｇ）は、前エッジおよび後エッジ
の傾きが適度に補正される。また結果的に、微分信号を
加算していることになるため分解能を高める作用があ
り、振幅等化の効果が期待できる。このような理由のた
め、エッジシフトを大幅に軽減できることになる。また
減算を行っているため、同相ノイズがキャンセルされる
ことになる。なおこの波形整形信号（ｇ）は、図示しな
いパルス化回路及び復調回路により変復調方式に従って
源データ信号である２値情報信号（ａ）を得ることにな
る。

【００１６】次に第二の発明に係る実施例を図３に示
す。また図４は第二の発明の実施例に係る動作を説明す
る図である。第一の発明と異なる点は、読み出し信号
（ｄ）をＨＰＦで微分した微分信号（ｅ）の振幅を揃え
る時点で、スライス回路７を用いて、正負のピーク振幅
をスライスする方式である。これによれば、調整時点で
位相反転後の微分信号の負側ピーク振幅を意識すること
なく、振幅レベル設定を固定レベルで設定可能となる。

【００１７】次に、第三の発明に係る実施例を図５に示
す。また図６は第三の発明の実施例に係る動作を説明す
るための図である。第一の発明もしくは第二の発明例
で、微分信号と読み出し信号を結果的に加算したこと
で、同相ノイズ以外のノイズ、例えば媒体の傷や飛び込
みノイズなど微分により協調したノイズが重畳されてい
る可能性がある。このようなノイズを問題とする高密度
記録再生系の場合に適用する例をもとに実施例を説明す
る。例えば第一の発明例の実施例の波形整形回路８で波
形整形された信号（ｇ）のＬＰＦ９の出力信号をＨＰＦ
３′で再び微分し、微分信号（ｈ）を得る。この微分信
号（ｈ）のノイズ振幅以上の部分をスライス回路７′で
スライスすることでスライス信号（ｉ）を得る。ここで
スライス回路７′は、例えばショットキーダイオード２
個を極性反転した並列型スライサで構成される。差動増
幅器６′を用いて波形整形信号（ｇ）からスライス信号
（ｉ）を減算することで、ノイズ軽減された波形整形信
号（ｊ）を得る構成である。これにより、種々のノイズ
が軽減され、かつ波形整形を受けた良好な信号を得るこ
とができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の波形整形回
路は、読み出し信号の立ち上がり、立ち下がり特性を補
正して、ノイズを増加させることなく振幅等化を行うこ
とが可能である。このため、読み出し信号の持つエッジ
シフトを大幅に軽減することができるため情報の読み誤
りを大きく低減できる。このため情報の記録密度をマー
ク長記録を用いて従来の倍以上に増加できると共に情報
の転送レートを向上させることができ、光ディスクの応
用範囲を拡大できるものである。

【００１９】以上の実施例では微分手段などを固定の特
性としたが、例えばプログラマブルにカットオフ周波数
を可変する構成をとれば、ゾーンビットレコーディング
方式を用いた大容量ディスクにも適用することが可能で
ある。

【００２０】また、以上の実施例で示した波形整形信号
を更に、振幅等化回路に入力して、振幅等化を行う構成
にすれば更に高精度に信号検出が可能になり、高密度化
を更に進めることが可能である。

【００２１】なお、以上の実施例では、光磁気記録を例
に述べたがもちろん追記型などの反射率変化型媒体や再
生専用ディスクを用いた光ディスク系でも同様に適用す
ることが可能となり種々の光ディスクの大容量化に寄与
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の発明に係る波形整形回路の実施例を示す
系統図である。

【図２】第一の発明に係る波形整形回路の動作を説明す
るための図である。

【図３】第二の発明に係る波形整形回路の実施例を示す
系統図である。

【図４】第二の発明に係る波形整形回路の動作を説明す
るための図である。

【図５】第三の発明に係る波形整形回路の実施例を示す
系統図である。

【図６】第三の発明に係る波形整形回路の動作を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１ 読み出し光ヘッド ２ ＬＰＦ付き増幅器 ３，３′ ＨＰＦ ４ 位相反転増幅器 ５，５′ クリップ回路 ６，６′ 差動増幅器 ７，７′ スライス回路 ８ 波形整形回路 ９ ＬＰＦ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記憶媒体上にマーク長記録された記録
   ピット列の読み出し信号を用いて源データ信号を得る記
   録情報再生装置の波形整形回路において、 前記読み出し信号を微分する微分手段と、 前記微分手段によって微分された微分信号を位相反転増
   幅する増幅手段と、 前記位相反転増幅された微分信号を中心電位を境にして
   ピーク振幅の小さい側のピーク振幅の２倍でスライスす
   るクリップ手段と、 前記読み出し信号から前記クリップされた微分信号を減
   算する減算手段とから構成されることを特徴とする波形
   整形回路。
2. 【請求項２】前記クリップ手段が中心電位を境にして正
   負の信号をスライスするスライサで構成されたことを特
   徴とする請求項１記載の記録情報再生装置の波形整形回
   路。
3. 【請求項３】前記波形整形回路の出力する波形整形信号
   を微分する手段と、 前記微分された波形整形信号に重畳するノイズ振幅より
   大きい信号をスライス除去するスライス手段と、 前記読み出し信号から前記スライス手段の出力信号を減
   算する減算手段とをさらに備えることを特徴とする請求
   項１または２記載の波形整形回路。