JP2754920B2

JP2754920B2 - 記録情報再生装置

Info

Publication number: JP2754920B2
Application number: JP2418882A
Authority: JP
Inventors: 敏明岩永
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH04232659A

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再生方式に適
した記録情報再生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
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読み
出し信号には直流成分が発生することになる。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。

【０００５】そこで、直流アンプを用いて読み出す場合
にはエンベロープ変動が直接観測されデータ領域全体で
データ識別を誤る可能性が高くなるといった欠点を有す
る。

【０００６】一方、交流結合アンプを用いて読み出しを
行うと複屈折によるエンベロープ変動は抑圧される。し
かしながら交流結合アンプにより出力される読み出し信
号はセクタの記録再生データ領域の端部近傍で直流変動
を引き起こす。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データの先頭および
後尾近傍を読み誤るといった欠点を有する。

【０００７】そこで、この欠点を解決する手段の一例に
特願昭６３−８０１０４「光学式情報読取装置」が提案
されている。図５に示すように、読出光ヘッド１で読み
出され、増幅回路２で増幅された読み出し信号（ａ）を
微分回路４で微分し、この１階微分信号（ｂ）を例えば
２値化回路１０で２値化信号（ｅ）を得、同時に微分回
路６で微分して得られた２階微分信号（ｃ）で読み出し
信号の変曲点信号（両エッジ信号）を零クロスパルス発
振回路８により生成し、このパルス（ｄ）により２値化
信号をラッチ回路１１でラッチすることで読み出しデー
タ信号の２値化を行うものである。これによれば、上記
のような直流成分の変動には影響を受けず安定に読み出
しデータ情報の２値化信号（ｆ）が得られる。

【０００８】また、他の例として特願平０２−０２２６
１４号「記憶情報読出回路」が提案されている。これ
は、基本的には前記特許出願の例と同様に２つの微分回
路を用いて信号処理を行うが、図７に示すように、１階
微分信号をレベル検出回路９において正負のスライスレ
ベル＋Ｖ_T，−Ｖ_Tでパルス化し信号の変化方向信号を
得て、零クロス比較回路７からの２階微分信号の零クロ
ス信号とのタイミング関係から読み出しデータ信号を得
る構成が異なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の方法は基本的に
マーク長記録など光記録全般で問題となる読み出し信号
の直流変動などには効果的であるが、以下のような欠点
を有している。

【００１０】光ディスク装置などの情報記憶装置では、
高密度・大容量化および高速データ転送は重要である。
まずデータ転送速度を向上させるためディスク回転数を
増加させると、記録再生の周波数帯域が広がるため、読
み出し時に問題となる種々のノイズ（媒体ノイズ，レー
ザノイズ，回路ノイズ等）が大きく影響をしてくること
は周知である。すなわち、再生Ｓ／Ｎは帯域に反比例す
る関係にあるからである。そのため、図６に示すように
太線で示すノイズを有する読み出し信号（ａ）を１階微
分および２階微分した場合、それぞれのパルス信号に太
線で示すようにエッジ位置にノイズがそのまま重畳して
しまう。このため、読み出しデータ信号（ｆ）にも、読
み出し時のノイズおよび微分によるノイズが重畳してし
まい、ノイズジッタの非常に大きなパルス信号となって
しまい高密度化の妨げとなる。すなわち、ビットエラー
レートを低下させるといった欠点を有している。

【００１１】また、記録密度を高くし大容量化を行う目
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がある。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
くなるにつれ顕著になる。また、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
ッジ位置に相対的にノイズが影響してくることになる。
そのため上記のような方法で、信頼性よく高密度化を行
うことは困難である。すなわち、第一に微分では記録周
波数領域の高域振幅を強調し低域振幅を圧縮することに
なるため分解能の低下した信号では、なおさら高域を強
く強調する必要がある。このため、読み出し時に問題と
なる種々のノイズ（媒体ノイズ，レーザノイズ，回路ノ
イズ等）は微分を行うことで強調され再生誤りの原因と
なり、高密度記録の妨げとなるといった欠点を有する。
また、第二に分解能低下が及ぼす影響として、２階微分
信号の変曲点が記録ピットのエッジ位置に対応しないと
いった欠点もあり、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悪化を招くことになる。

【００１２】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等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を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、情報記録
媒体上に記録した記録ビット列の読み出し信号を用いて
読み出しデータ信号を得る記録情報再生装置において、
前記読み出し信号を入力とし入力された信号の中心値近
傍のみを振幅制限する振幅制限手段と、前記振幅制限手
段の出力信号を微分し１階微分信号を得る第１の微分手
段と、前記１階微分信号を微分し２階微分信号を得る第
２の微分手段と、前記１階微分信号をレベル比較し微分
信号の変化方向信号を得る手段と、前記２階微分信号か
らエッジ情報信号を得る手段と、前記変化方向信号と前
記エッジ情報信号とのタイミング制御手段とを含み読み
出しデータ信号を得る手段とから構成されることを特徴
とする。

【００１４】第２の発明は、第１の発明において、直線
位相型の等化手段を前記振幅制限手段の前段に挿入した
ことを特徴とする。

【００１５】

【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
おいても正確に情報再生できることになる。

【００１６】

【実施例】次に図１から図５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
磁気ディスク装置を例に説明する。

【００１７】図１は第１の発明の記録情報再生装置の一
実施例を示すブロック図である。また図２は本発明に係
る動作を説明するための図である。

【００１８】本実施例の光磁気ディスク装置は、情報記
録媒体上に記録した記録ピットを検出する読出光ヘッド
１と、読み出し信号を増幅する増幅回路２と、読み出し
信号を入力とする振幅制限回路３と、振幅制限回路３の
出力信号を微分し１階微分信号を得る第１の微分回路４
と、１階微分信号を微分し２階微分信号を得る第２の微
分回路６と、１階微分信号をレベル比較し微分信号の変
化方向信号を得るレベル検出回路９と、２階微分信号か
らエッジ情報信号を得る零クロス比較回路７と、変化方
向信号とエッジ情報信号とのタイミング制御手段とを含
み読み出しデータ信号を得るゲート回路１２とから構成
されている。

【００１９】この光磁気ディスク装置において、光ヘッ
ド１で検出された記録ピットの信号は、例えば交流結合
の増幅器２で増幅される。このノイズを多く含んだ読み
出し信号（ａ）は、振幅制限回路３に入力され、充分に
リミッタをかけられて出力される。ここで、振幅制限回
路３には例えば歪の非常に少ないダイナミックレンジの
大きな直列型ダイオードリミッタなどを用い入力信号の
正および負側をクリップ増幅して出力する。なお、この
とき入力される信号の平均位置（中心位置）近傍をクリ
ップ増幅しなければ、セクタデータの先頭や後尾でエッ
ジシフトが生ずる。このため、例えば入力信号振幅のピ
ーク検出信号を増幅器のバイアスに入力する構成で中心
位置近傍のみを振幅制限する。この直列型ダイオードリ
ミッタは周知の技術であるので具体的な回路例は割愛す
る。

【００２０】またこのとき、このリミッタ出力波形
（ｂ）の立ち上がり，立ち下がりは非常に急峻になるた
め、エッジ位置には通常の読み出し信号波形に比べ、相
対的にノイズ成分が減少した波形が出力されることにな
る。これは、エッジ位置に情報を持たせるマーク長記録
方式では重要なことで、識別点ノイズの低減を行ってい
ることになる。また同時に、リミッタ波形振幅の上限お
よび下限部はほとんどノイズの重畳しないきれいな平坦
波形となる。

【００２１】微分回路以降の読み出しデータ検出動作は
例えば、前述した従来技術（特願平０２−０２２６１４
号「記憶情報読出回路」）と基本的に同様であるが、上
記の本発明に係る振幅制限回路からの出力信号に重畳す
るノイズを低減した急峻な波形を基にするため本発明の
動作を簡単に説明する。

【００２２】微分回路４では振幅制限された信号を微分
して波形（ｃ）を得る。このとき、振幅制限された急峻
な立ち上がり立ち下がり特性をもつ信号（ｂ）を微分す
るので読み出し信号（ａ）を微分するときに比べ微分信
号のパルス幅は狭いものになる。このことは、伝送路の
考えで言うパルススリムに対応し高密度化においては重
要なことである。また、微分信号自身はノイズの除去さ
れた波形となっている。同時に波形（ｄ）には微分波形
（ｃ）を微分した信号、すなわち２階微分信号を示す。
このとき、波形（ｅ）には零クロス比較回路７によりパ
ルス化された信号を示す。また、微分波形（ｃ）の正側
と負側にレベル比較のためのスライスレベルを持ったレ
ベル検出回路９を用いてそれぞれパルス波形（ｆ）およ
び（ｇ）を得る。

【００２３】このパルス波形（ｆ）および（ｇ）はゲー
ト回路１２によって、パルス波形（ｅ）により回路ディ
レイを考慮しタイミング制御後にパルス信号（ｈ）およ
び（ｉ）を得る。このとき、パルス波形（ｅ）には点線
で示したノイズパルスが存在するがパルス波形（ｆ）お
よび（ｇ）のパルス化には関与しないことは明らかであ
る。この得られたパルス信号（ｈ）および（ｉ）はゲー
ト回路１２の中にあるＲＳフリップフロップに通すこと
で、マーク長記録された信号（ｊ）を得る。得られた読
み出しデータ信号（ｊ）は図示しないクロック抽出回路
で抽出した再生クロックをもとにサンプリングされて再
生データ信号を得る。また再生データ信号は図示しない
復調回路により変調方式にしたがい源データ信号を得る
ことになる。

【００２４】次に第２の発明に係る実施例を図３に示
す。第１の発明と異なる点は、直線位相型の等化回路５
を振幅制限回路３の前段に挿入したことである。直線位
相型の波形等化回路５には図４に示すような例えばトラ
ンスバーサルフィルタを用いて構成される。ここでは例
えば半固定のタップ係数（Ｃ₀，Ｃ₁，・・・，Ｃ₆）
を有する７タップのトランスバーサルフィルタを用いる
ものとする。また、Ｚ^-1は時間遅延素子を示す。このト
ランスバーサルフィルタの各タップ係数を最適に設定す
ることにより、符号間干渉によって分解能の低下した読
み出し信号の分解能改善を行う。

【００２５】分解能改善の行われた波形等化信号（ａ）
は、第１の発明例と同様にして中心値近傍のみを振幅制
限する回路３に入力され、充分にリミッタをかけられて
出力される。このとき、出力波形のエッジ位置には通常
の波形等化だけの波形に比べ、ノイズ成分が充分に除去
された微分波形（ｃ）が出力されることになる。特に、
波形等化後に２値化再生を行う場合には結果的に高域強
調を行うことになるため、データ識別点のノイズも上昇
することになる。ここで、リミッタをかけることで識別
点ノイズを低減することができる。また、分解能改善を
行わず分解能の大きく低下した波形のままで振幅制限を
行った場合にはエッジ位置の変動が直接出力波形に反映
して、情報誤りの原因となる。

【００２６】この回路以降の読み出しデータ信号検出は
第１の発明の実施例と同様に行われる。

【００２７】ここで、図示しないクロック抽出回路では
例えば波形等化後の信号をもとに再生クロックを抽出す
る方法をとると、高密度時にも安定してクロック抽出が
可能となる。

【００２８】以上の実施例では波形等化器に半固定のタ
ップ係数のトランスバーサルフィルタを例に示したが適
応的にタップ係数を変化できる自動等化器構成のトラン
スバーサルフィルタを用いてもよい。

【００２９】この場合には、光ディスク媒体や光ヘッド
系の特性のばらつき、経時変化などによる再生特性の劣
化を適応的に補償することが可能となるため常に安定で
高品質の記録再生が可能となる。

【００３０】また、コスト低減のために余弦等化器によ
る構成を用いても同様な効果が期待できる。

【００３１】ここで、第１の発明の実施例と第２の発明
の実施例との関係を述べると、ノイズの重畳した比較的
低密度な記録再生系で、記録再生マージンを確保するに
は中心値追従型の振幅制限のみで充分であり、高密度記
録時には波形等化とこの振幅制限を組み合わせることで
記録再生マージンを確保することができることになる。
したがって、その記録再生系の応用によって、コストと
の関係で選択すればよいことになる。

【００３２】以上の説明では、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。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の記録情報再
生装置は、読み出し信号の直流変動や振幅変動に対して
も安定に、読み出しデータ信号を誤りなく検出すること
が可能である。また、読み出し信号の持つノイズ成分を
減少させて検出できるため、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る信号再生装置の実施例を示す
系統図である。

【図２】本発明に係る動作を説明するための図である。

【図３】第２の発明に係る信号再生装置の実施例を示す
系統図である。

【図４】第２の発明に係るトランスバーサルフィルタの
系統図である。

【図５】従来の信号再生装置の一例を示す系統図であ
る。

【図６】従来の信号再生装置の動作を説明するための図
である。

【図７】従来の信号再生装置の他の例を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１読出光ヘッド２増幅回路３振幅制限回路４，６微分回路５波形等化回路７零クロス比較回路８零クロスパルス発振回路９レベル検出回路１０２値化回路１１ラッチ回路１２ゲート回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録媒体上に記録した記録ビット列の
読み出し信号を用いて読み出しデータ信号を得る記録情
報再生装置において、前記読み出し信号を入力とし入力された信号の中心値近
傍のみを振幅制限する振幅制限手段と、前記振幅制限手段の出力信号を微分し１階微分信号を得
る第１の微分手段と、前記１階微分信号を微分し２階微分信号を得る第２の微
分手段と、前記１階微分信号をレベル比較し微分信号の変化方向信
号を得る手段と、前記２階微分信号からエッジ情報信号を得る手段と、前記変化方向信号と前記エッジ情報信号とのタイミング
制御手段とを含み読み出しデータ信号を得る手段とから
構成されることを特徴とする記録情報再生装置。
【請求項２】前記振幅制限手段は、読み出し信号を入力
とし入力された信号のピーク値とボトム値とから中心値
を算出するピーク算出器の出力を基に中心値近傍のみを
クリップ増幅して振幅制限することを特徴とする請求項
１記載の記録情報再生装置。
【請求項３】直線位相型の等化手段を前記振幅制限手段
の前段に挿入したことを特徴とする請求項１記載の記録
情報再生装置。