JP2865805B2

JP2865805B2 - 情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2865805B2
Application number: JP2133820A
Authority: JP
Inventors: 温斎藤; 武志前田; 紳一新井; 和雄井坂; 久貴杉山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH0430328A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学的情報処理装置に係り、特にビットレー
トを記録位置により変化させる形態の光ディスクファイ
ル装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の装置としては、例えば直径300mmの光デ
ィスク媒体で、ユーザ容量が片面1.3GB、転送レートが4
40kB.sの光ディスクファイル装置が実用化されている。
この装置ではディスクを等角速度で回転させ、データ記
録方式として変調後のコード情報の“1"をピットの中心
に対応させるピットポジション記録方式を用いている。
また、ディスク全周に渡り記録ビットレートを一定とす
るCAV（コンスタント・アンギュラー・ベロシティー）
方式を採用している。したがって、ディスク上のビット
長は内外周で異なり、例えば外周半径が内周半径の２倍
であればビット長も最外周は最内周の２倍の長さにな
る。CAV方式では全周に渡り記録ビットレートが等しい
ため、記録再生系の特性は一定でよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来方式よりも、さらに高密度化を図るためには、次
の様な方式が考えられる。すなわち、記録方式として、
長穴のエッジ部分に変調後のコード情報の“1"を対応さ
せ、光学系の特性が同一でもピットポジション記録に比
べ、より線記録密度を高くした場合でも、再生波形から
エッジ位置を検出することを可能とするピットエッジ記
録方式を用いる。さらに、ディスクの全周に渡り線記録
密度をほぼ一定にし、ディスク回転数は一定とするMCAV
（モディファイドCAV）方式を併用することにより、ア
クセス速度の低下を招くことなく、大容量化が図れる。
MCAV方式を用いると、最外周半径が最内周半径の２倍で
あるときはCAV方式に比べ約1.5倍まで容量増加が図れ
る。

上記のビットエッジ記録とMCAV記録方式を併用した場
合、ディスク回転数が一定であるため、ディスクの半径
位置によってビットレートは変化することになる。この
ため、記録再生系の特性を一定としたままでは上記方式
には対応できないという課題が生じる。また、上記の併
用方式に限定されず、一般にビットレートが記録位置に
よって異なるような記録形態に対しても上記方式と同様
の課題が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するためには、ディスク半径位置を
指示するためのアドレス情報をディスク上に書き込んで
おき、該アドレス情報を検出し、ディスク半径位置を認
識する手段と、該認識情報を基に記録条件と再生条件を
制御する手段と、この制御を各ゾーンないしは各ブロッ
ク毎に変化させる手段とを用いて行なうことができる。

〔作用〕

ディスク上の半径方向に関して記録領域を複数本のト
ラックを単位とするゾーンに分割し、各ゾーン毎、ない
しは複数の連続するゾーンを単位とするグループに分割
し、記録再生条件を各ゾーンないしは各ブロック毎に変
化させる。

記録条件としては、変調のための記録クロックの周波
数，記録パワー，記録パルス幅等が存在する。再生条件
としては、信号処理回路特性（微分回路,LPF回路）、PL
Lによる再生クロック発生特性,RAW（リード・アフター
・ライト）時のデータ検出窓幅等が存在する。これらの
条件を制御することにより、ビットレートが記録位置に
より異なるような記録方式（例えばビットエッジ記録方
式とMCAV方式の併用）でも、すべてのディスク半径位置
においても常に最適な条件が設定できるため、安定に情
報の記録再生が実現できる。

〔実施例〕

本発明の１つの実施例である記録再生装置のブロック
図を第１図に示す。ホストのCPU（セントラル・プロセ
ッシング・ユニット）10とSCSI（スモール・コンピュー
タ・システム・インターフェース）バス11で接続されて
おり、ホストからのデータ，命令等を駆動装置に送り、
駆動装置からの再生データ，稼働状況等を示す情報を、
該SCSIバス11を介して送受信する。SCSIバス11は、SCSI
プロトコルコントローラ12に接続され、バス上の信号の
送受信を制御する。第１図では記録再生データの流れを
中心に示している。

記録データは、CPU10からSCSIバス,SCSIプロトコルコ
ントローラ12を介してバッファメモリ13に入力される。
該メモリ13に格納される際に、CRC（サイクリック・リ
ダンダンシー・チェック）生成回路14で記録データに対
応したエラーチェックコードを付加する。さらにインタ
リーブECC（エラー・コレクション・コード）生成回路1
5により記録データのインタリーブ、およびエラー訂正
コードの付加を行ない、CRCチェック回路16で先程付加
したCRCコードが確認された後、変調回路17により変調
コードに変換される。変調のために必要な記録クロック
は、周波数シンセサイザ20により発生し、各ゾーン毎に
制御信号により該記録クロックの周波数を変化させる。
変調コードにVFO（バリアブル・フリクェンシー・オシ
レータ）・SYNC（シンク）・RESYNC（リシンク）生成回
路18において、再生時に用いる各種のパターンを付加
し、記録パルス幅制御回路19に入力する。該制御回路19
では、記録パルス幅を各ゾーンに対応して制御する。制
御された記録パルスはレーザドライバ21に入力され、記
録パワー制御回路22で設定された電流でレーザを駆動す
る。記録時の駆動電流、即ち記録パワーも各ゾーン毎な
いしは各ブロック毎に変化させる。APC（オート・パワ
ー・コントロール）回路23は再生時のレーザ光出力を一
定に保つためのものであり、レーザ光強度モニタの検出
電流が一定になるようにレーザ駆動電流を制御する。レ
ーザ駆動電流は高周波重畳回路24を介しレーザ25に印加
される。レーザ光は光ヘッド26の中の光学系を通り、ト
ラッキング制御を行なうためのガルバノミラー27で立ち
上げられ、焦点制御のために上下に可動できるレンズ28
によりディスク29の記録膜上に絞り込まれる。データ記
録時には、記録パルス電流により再生時よりも光強度を
上昇させ、記録膜にデータに対応したピットを形成す
る。

ピットエッジ記録方式では、変調コードをNRZ（ノン
・リターン・トゥ・ゼロ）変換し、記録データパルスの
前端と後端に変調コードの“1"を対応させる。ディスク
29はモータ30により一定角速度で回転している。MCAV方
式では、ビットートをディスク半径位置に関して線記録
密度を略一定とするために、ディスクの内周から外周へ
向かうに従って、記録クロック周波数を増加させる必要
がある。以上が記録系の主な構成ブロックと動作の説明
である。

次に、再生系の主な構成ブロックと動作について説明
する。ディスク29の記録膜に形成されたピット部では、
未記録部とは反射率が異なる。このためディスク29から
の反射光のレベル変化しにより、ピットの有無が検出で
きる。該反射光は光検出器31で受光され、電気信号に変
換後、プリアンプ32によって増幅される。本実施例では
２階微分信号のゼロクロス点からピット端を検出する方
式を用いている。また、ピット形状が変化してもピット
の前エッジ同志、後エッジ同志の位置関係は変化しにく
いという媒体特性から、前エッジ，後エッジをそれぞれ
独立に検出した後、データ弁別し、その後、各エッジデ
ータを既知パターン部を用いて合成することにより、記
録情報を復調する方式（再生合成方式と称する）を用い
ている。

プリアンプ32で増幅された信号は、第一の微分回路3
3、第一のLPF（ロー・パス・フィルタ）回路34、AGC
（オート・ゲイン・コントロール）回路35、第二のLPF
回路36の順に伝送される。１階微分信号の一方は、エッ
ジ極性判別のためにレベルスライス回路37に、他方はエ
ッジ検出のために第二の微分回路38に入力される。第二
の微分回路38の出力はゼロクロス検出回路39に入力さ
れ、該検出回路39からのエッジパルスはエッジ検出回路
40,エッジ分離回路41を経て前エッジ信号と後エッジ信
号とに分離され、それぞれVFO42,VFO43に入力される。
各々のVFOではエッジ信号を基に再生クロックを生成
し、該再生クロックとエッジ信号によりデータ弁別を行
ない、前エッジデータと後エッジデータをそれぞれ検出
する。これらのデータを再生合成回路44で合成後、復調
回路47に入力し、再生データを得る。復調の開始はSYNC
検出回路45で検出されたSYNCパターンを基準としておこ
なわれる。データ復調中にバイトずれが生じた場合は、
RESYNCパターンを用いて再同期回路46により再同期処理
されることで回復される。その後、記録過程とは逆に、
デインタリーブ・ECC計算48が行なわれ、バッファメモ
リ49に再生データが一旦格納される。さらにCRCチェッ
ク回路50でエラーチェックされたあと、SCSIプロトコル
コントローラ51を介してホストCPU10に送られる。第１
図では、記録制御プロトコルコントローラ12と再生制御
プロトコルコントローラ51とを分けているが、共用化す
ることもできる。

各ゾーンおよび各ブロックで変化させるべき記録再生
特性，制御部位についての詳細な実施例は後で述べる。

ここで、本発明の実施例に示したビットエッジ記録方
式について説明する。第２図に従来の記録方式であるピ
ットポジション記録とビットエッジ記録方式の比較を示
した。ピットポジション記録では記録密度を向上させる
ためにピット間隔を短くすると、図に示したように再生
波形１にピット間の干渉によりピットのない部分でのレ
ベルが低下し、各々のピットを分離して検出することが
困難になる。ところが、ビットエッジ記録では長ピット
の端にコードワードを対応させるため、記録線密度を向
上させた場合でも、同等特性の光学系で、再生波形２か
らピット端を検出することができる。

第３図はディスクの半径位置に対する記録ビット長の
関係を最内周で規格化して示したものである。本来、MC
AV方式ではディスク全周でのビット長を一定とする方式
であが、熱記録では、記録媒体の特性によっては線速度
の増加に伴い、検出窓幅に対するジッタ量が増加するこ
とがある。この理由として、線速度が大きいと照射エネ
ルギーがディスク基板に逃げる量が大きくなり、記録膜
上での温度分布の勾配がゆるやかになることから、記録
膜の記録感度変動，レーザのパワー変動等に対して記録
ピットエッジ位置の揺らぎが増加するためと考えられ
る。このため、第３図の点線のように内外周で一定のビ
ット長とするよりは、位相ジッタ量が一定となるよう
に、外周でのビット長を内周から徐々に増加させたほう
が望ましい。例えば使用した媒体（PbTeSe）において、
最内周で0.758μｍ、最外周で0.815μｍとした場合、内
外周での検出窓幅に対するジッタ量はほぼ同等となる。
このようにすれば、特定の半径位置での記録特性に限定
されて容量が決まることもなく、特定の半径位置で検出
特性が特に厳しくなることはない。なお、MCAVのゾーン
分割方法の一例として、最内ゾーンから１トラックのセ
クタ数を１ずつ増加させ、各ゾーンのトラック数は２の
べき乗（例えば1024本）とする分割方法がある。上記ビ
ット長はこの分割方法を用いて設定した値である。

第４図にディスク半径位置に対するビットレートを最
内周で規格化した値で示す。ディスク最外周半径が最内
周半径の２倍であった場合は、最外周のビットレートは
最外周の２倍になる。第４図は第３図のビット長の場合
を示したものである。使用した媒体（PbTeSe）において
前述のMCAV方式を用いた場合には、回転数1000rpmで、
最内周のビットレートは9.35Mbit/s、最外周では17.80M
bit/sとなり、両者の比は1.91倍となる。

第５図は使用した記録媒体について、記録パルス幅と
再生パルス幅との関係を記録パワーをパラメータとして
示したものである。再生パルス幅は記録パルス幅が長い
範囲ではほぼ記録パルス幅とオフセット量を持った線形
の関係にあり、記録パルス幅が短くなると線形性からず
れて急激に短くなる。記録パワーを大きくすると再生パ
ルス幅と記録パルス幅の線形性はほぼ維持されたまま、
オフセット量が大きくなる。さらに詳細にこの特性を見
ると、記録パワーが大きいと線形関係の傾きが微小に変
化し、大きくなり、かつ再生パルス幅の線形性がずれ始
める記録パルス幅は長い方へシフトしてくる。

データを長穴ピットのエッジに対応させるビットエッ
ジ記録方式では記録パルス幅と再生パルス幅とは等しく
なることが望ましい。しかし、このような記録パワーの
領域では、光スポット照射時の記録膜面上での温度分布
の勾配がゆるやかになり、記録膜の感度変動や記録パワ
ーの変動が顕著に現れるため、再生パルス幅の揺らぎが
大きくなる。したがって、エッジ位置が安定な最適記録
パワー、即ち設定パワーは記録パルス幅と再生パルス幅
を等しくするような記録パワーよりも大きなパワーとな
る。

一方、再生パルス幅はビットピッチと変調方式を決め
ると、第５図に示すように取得る範囲は一義的に決定さ
れる。ここから上述の設定パワーと再生パルス幅とか
ら、記録パルス幅が決まる。この記録パルス幅は再生パ
ルス幅に比較して短くなり、記録パルス幅と再生パルス
幅との間の線形関係から一定量の時間だけシフトした領
域が、設定記録パルス幅となる。

以下、記録系ブロックの実施例を示し、説明を加え
る。第６図は記録系のブロック図、第７図はその動作タ
イムチャートである。変調回路17において、周波数シン
セサイザ20からの各ゾーンに対応した記録クロック100
を用いて変調コード101が生成され、この変調コード101
の“1"が出現する度にロジックレベルを反転させること
により、NRZ変換データ102が出力される。このデータ10
2は記録パルス幅制御回路19に入力される。遅延回路200
の遅延出力の一つがセレクタ201で選択される。記録デ
ータ104を元のNRZ変換データ102よりも短く補正する場
合には、遅延データ103とNRZ変換データ102とをAND回路
202で論理積をとったパルスをセレクタ204で選択し、記
録データ104とする。逆に記録データ104を元のNRZ変換
データ102よりも長く補正する場合には、遅延データ103
とNRZ変換データ102とをOR回路203で論理和をとったパ
ルスをセレクタ204で選択し、記録データ104とする。記
録データ104は差動変換器205でP/N極性のパルスに変換
し、トランジスタ206,207で構成されたカレントスイッ
チ回路に入力される。図の回路では記録データ104が
“H"のときトランジスタ207がONとなり、レーザ25に記
録電流（I_W-I_R）が印加される。再生時にはレーザ25に
はAPC回路23により高周波重畳回路24を介して再生電流I
_Rが印加される。記録時にはこの再生電流に記録電流が
加算されたものがレーザ駆動電流105となる。記録電流
は記録パワー制御回路22で制御される。AD（アナログ・
ディジタル）変換器208に入力されたパワー指令値に対
応してオペアンプ209に指令電圧106が与えられ、抵抗21
1の両端電圧を該抵抗値で割った電流値がトランジスタ2
10とで構成される電流源で発生される。

周波数シンセサイザ20の構成例について説明を加え
る。OSC（オシレータ）212には、一般に水晶発振器など
の伝振周波数の安定した素子を基準クロックとして用い
る。位相比較器215では分周器213と分周器214から入力
された２つのクロックの位相を比較し、両者間に違いが
あれば、その分だけを誤差信号としてフィルタ216,VCO2
17に加え発振周波数を変化させることで、各ゾーンに対
応した記録クロック100を生成する。該記録クロックの
周波数を変えるには周波数指令値として分周器214の分
周比を各ゾーンで設定してやればよい。記録クロツク10
0は変調回路17をはじめとして、各ゾーンに対応してク
ロック周波数の変更を要する箇所に分配される。

次にディスク半径位置および各ゾーンにおける記録パ
ワーと記録パルス幅の設定に関して説明する。第８図は
ゾーン番号に対する設定記録パワーの値を示した図であ
る。安定な記録を行なうための記録パワーは、線速度の
増加に伴って上昇する。第８図ではトラック1024本を１
ゾーンとし、全47ゾーンの場合の記録パワーの設定例を
示した。これらの設定パワーは、記録パワー制御回路22
内のAD変換器208の入力ディジタル値として上位メカコ
ントローラ600（第20図参照）から与える。

第９図はゾーン番号に対する1.5Tの設定記録パルス幅
の値を示した図である。第９図において、論理パルス幅
はNRZ変換データ102の内の1.5Tパルス幅に相当する。設
定パルス幅は記録データ104の1.5Tパルス幅に相当す
る。両者の差である補正量は遅延回路200での遅延量に
相当するもので、各ゾーン内においてはデータパターン
によらず一定量とした。補正量は外周に向かうに従って
減少させている。これは使用した記録媒体の記録特性の
線速度依存性から決まる。

以下、再生系ブロックのうち、特に前／後エッジパル
スを生成するまでのブロックとその動作タイムチャート
を示す。第10図はブロック図、第11図はタイムチャート
である。再生信号110,111はプリアンプ32から差動信号
としてバッファ回路301に入力される。バッファ回路301
の出力は第一の微分回路33に入力され、１階微分信号を
得る。該微分信号はバッファ回路302,第一のLPF回路34,
AGC回路35,バッファ回路303,第二のLPF回路36,バッファ
回路304を経て微分信号112,113となる。該微分信号112,
113は波形としては第一の微分回路33の出力と同等であ
る。エッジ記録では、１階微分信号の正負ピーク位置が
それぞれ再生信号の前エッジ，後エッジ位置に対応す
る。これからピーク位置を得るために、微分信号112,11
3を再生微分回路38により微分し、２階微分信号114,115
を得る。２階微分信号114,115のゼロクロス点は、丁度
１階微分信号112,113のピーク位置に対応している。比
較器306,307にそれぞれ１階微分信号112,113を入力して
ゲートパルス117,118を得る。ここで基準レベル106は、
該ゲートパルス117,118生成のスレッショルドレベルで
ある。該ゲートパルス117,118は、２階微分信号114,115
のゼロクロス点以外から発生する誤パルスをデータとし
て認識させないためである。ゲートパルス117,118はフ
リップフロップ308のそれぞれセット（Ｓ），リセット
（Ｒ）に入力され、パルス119,120が得られる。一方、
２階微分信号114,115は差動比較器305に入力され、パル
ス121,122が出力される。さらに、フリップフロップ30
9,310のトリガ（Ｔ）へ、それぞれパルス121とパルス12
2を入力するとともに、フリップフロップ309,310へゲー
トパルス119,120を入力する。これによりパルス121の立
ち上がりをトリガとして、パルス119を取り込み、パル
ス120の“H"レベル状態でリセットされることによりパ
ルス123が得られる。パルス124についても同様である。
本実施例では、パルス123の立ち上がりが再生信号110の
前エッジ位置に、パルス124の立ち上がりが再生信号111
の後エッジ位置に対応する。パルス123を遅延素子311で
遅延させインバータ313で極性反転後ANDゲート315でパ
ルス123との論理積（AND）をとることにより前エッジパ
ルス125が得られる。同様にしてパルス124を遅延素子31
2で遅延させ、インバータ314による反転パルスとの論理
積をとれば、後エッジパルス126が得られる。両者のエ
ッジパルス125,126はそれぞれVFO回路42,43に入力され
た後、再生合成回路44てデータ合成後、復調される。

再生合成回路、および合成処理方法に関しては特願昭
64−298号、あるいは特開昭62−8370号等に開示された
方法でよい。これらの方法は、記録データ中に存在する
既知のパターン部を用いて前エッジパルスと後エッジパ
ルスとが正規の位置関係になるように合成するものであ
る。

次に、ディスク半径位置に対するLPFの遮断周波数の
設定について説明する。前述のように、MCAV方式ではデ
ィスクの内周から外周に向かうにつれて信号帯域は約２
倍に増加していく。LPFの遮断周波数を仮に外周条件に
固定すると、内周では不要帯域まで含まれるため、ノイ
ズが増加しSN比（信号対雑音比）の点から不利になる。
逆に内周条件に固定すると、外周では必要帯域内での遅
延量の差が大きくなり２−７変調パターン間でのエッジ
シフトが顕著になる。そこでノイズ成分はディスクノイ
ズが支配的であることから、その特性を調べ、LPF遮断
周波数切替えの段数の削減を図った。第12図は周波数帯
域に対するノイズパワーの関係を示した図である。ノイ
ズ特性を調べた結果、考えている信号帯域をF_j、最高信
号周波数をf_j、周波数f_j内に含まれるノイズパワーを
［Ｎ］F_jとすると、ジッタ量δ_jは次式で表わされる。

δ_j＝ｋ・f_j ^-1・［Ｎ］F_j …（１）ここで、ｋは比例定数である。

さらに、ディスク半径r_jでの単位周波数あたりのノイ
ズパワーをＮ（r_j）とすると、［Ｎ］F_j＝Ｎ（r_j）・F_j …（２）（１）式で最内周半径と最内周半径でのヅッタ量の比を
とると、 δ_j／δ₀＝（f₀・［Ｎ］F_i）／（f_i・［Ｎ］F₀） …（３）となり、ここでf₀≒２f_iであること、F₀≒２F_i、および
ジッタの実測結果、すなわちδ_i≒２δ₀を用いると、［Ｎ］F_i／［Ｎ］F₀≒１ …（４）となる。

また、F₀＝F_iとしたとき、ジッタの実測結果すなわち
δ_i≒４δ₀を用いると、［Ｎ］F_i／［Ｎ］F₀≒２ …（５）となる。（４）式と（５）式に対する周波数帯域F_jとノ
イズパワーＮ（r_j）の関係はそれぞれ第12図のａ）,b）
のようになる。

ここで、LPFの遮断周波数をF_jとして、これをディス
ク半径位置の比例関数とする。すなわち、 F_j＝ａ・r_j …（６）とする。ここで、ａは比例定数である。さらに、ノイズ
パワーＮ（r_j）はディスク半径位置の反比例関数とす
る。すなわち、Ｎ（r_j）＝b/r_j …（７）とする。ここで、ｂは比例定数である。（７）式を
（３）式に代入し、f_jが半径位置と比例関係にあること
を用いると、任意半径位置におけるジッタ量δ_jは次式
で表わされる。

δ_j＝δ₀・(r₀/r_j)²・（F_j／F₀） …（８）上式からLPFの遮断周波数を決定することができる。
第13図はこの結果を基にして、ディスク半径位置に対す
るジッタ量を各半径位置（各ゾーン）における検出窓幅
比で示したグラフである。点線はLPFの遮断周波数を最
外周での値に固定した場合のジッタ量である。内周に向
かうにつれてジッタ量は急激に増加する。一点鎖線は各
半径位置に対してLPFの遮断周波数を連続的に変化さ
せ、常に検出窓幅に対するジッタ量がディスクノイズで
決まる値になるようにした場合である。（６）式から任
意の半径位置における遮断周波数F_jは次式で表わされ
る。

F_j＝F₀・（r_j/r₀） …（９）において、各半径位置でのLPF遮断周波数F_jを最外周位
置での遮断周波数F₀に対して半径比（r_j/r₀）で設定し
たことに相当する。

実線はディスク半径を４等分割し、外周側から（９）
式に従ってLPF遮断周波数を設定した場合のジッタ量で
ある。等分割した場合には内周に向かうにつれて、遮断
周波数の切替え部における対検出窓幅比ジッタ量の差が
増加する。実際には、４分割以上に分割設定すれば、切
替え点（切替ゾーン間）でのジッタ量の増加はほとんど
問題にはならない。しかしながら、より厳密には、同じ
く４分割するにも内周に向かうに従って細かく分割する
ようにすれば、切替え点でのジッタ量の差を全周に渡っ
てほぼ同値にすることができる。第13図には本実施例で
のLPFの遮断周波数の設定数値例を示しておく。

第14図は具体的なLPF切替え回路の例である。図では
第二のLPF回路36の切替え例を示してある。バッファ回
路303で低インピーダンスに変換された信号はローパス
フィルタA320からローパスフィルタD323の４つのLPFに
入力される。各ローパスフィルタの出力にはそれぞれス
イッチA324からスイッチD327の４つのスイッチが接続さ
れており、セレクタ328で該スイッチ324〜327の内、い
ずれか一つのスイッチを選択して閉じる。スイッチ324
〜327の出力はバッファ回路304に接続され、該バッファ
回路304を介して信号が次段に伝送される。セレクタ328
は上位コントローラからの切替信号を受けて動作する。
一般に光ヘッドが目標トラックに移動する途中過程で切
替えてやれば、目標トラックに到達した時には所望の遮
断周波数に切替わっており、特に切替えに要する待ち時
間が増えることもない。

第15図はローパスフィルタ320〜323の内部回路の構成
例である。抵抗329,330,335,336はインピーダンス整合
用であり、遮断特性はインダクタ333,334、およびコン
デンサ331,332で構成されるLC回路で実現される。遮断
特性（フィルタ形態）は特に限定されないが、周波数帯
域内での遅延量の差が小さな遅延量平坦型（ガウシアン
型）がエッジ位置の変動を抑える意味では望ましい。

第14図の実施例では第二のLPF36をディスク半径位置
により切り替える回路を示したが、第一のLPF34も同様
の方法で切り替えることができる。しかも、両方のLPF
を同一の遮断周波数に設定した場合、フィルタの遅延量
が二重に作用するため、異なる変調パターンの間でのエ
ッジシフト量が増加することがある。第16図はディスク
最内周半径位置において、LPFの遮断周波数を内周値fc_i
から外周値fc₀まで変化させたときのエッジシフト量を
示した図である。ここでエッジシフト量とは、再生信号
から得た前エッジ間隔（後エッジ間隔）の記録クロック
で生成された記録データの前エッジ間隔（後エッジ間
隔）からのずれ量である。第16図において、どちらか一
方のLPF遮断周波数を固定にし、他方のみ変化させた場
合のほうが、エッジシフト量が少ないことがわかる。

第17図はVFO回路42,43、および周辺回路のブロック
図、第18図は動作タイムチャートである。前エッジパル
ス125は遅延回路338に入力され、中間遅延パルス340、
これより遅延時間の少ない遅延パルス342、遅延時間の
多い遅延パルス343が生成される。図ではこの３つしか
表示していないが、遅延パルスは多数存在してもよい。
遅延パルス340はスイッチ500で選択され、入力パルス34
5として位相比較器503に入る。スイッチ500は再生デー
タ列が入力されていない期間、例えば光ヘッド移動中や
セクタフォーマット上のギャップ期間などでは周波数シ
ンセサイザ20からの記録クロック100を入力パルス345と
して選択している。これはVCO506の自走発振周波数を目
的ゾーンでの値に概ね引き込んでおくためである。位相
比較器503では、VCO506で発生した再生クロック341と入
力パルス345との位相差を検出し、チャージポンプ回路5
04により周波数制御信号を生成する、チャージポンプ回
路504のゲインは抵抗507,508をスイッチ501で切替信号
により選択することで変化させることができる。フィル
タ回路505で帯域制限された制御信号でVCO506の発振周
波数を変化させ、上記位相差が零になるように動作す
る。抵抗509,510をスイッチ502で切替信号402で選択す
ることにより、VCO506の自走発振周波数の中心値を変化
させることができる。図では省略したが、フィルタ回路
505についても各ゾーン毎、ないしは各ブロツク毎に特
性を変化させることができる。通常は遅延パルス340を
セレクタ339で選択し、これを再生パルス344とする。一
般に、記録した装置とは別の装置でのデータ再生を保証
するために、データ記録直後の回転で、通常の再生条件
よりも厳しい条件でデータ再生可能であることを確認す
るモードが存在する。このモードはRAW（リード・アフ
ター・ライト）モードと呼ばれている。RAWモードでは
遅延パルス342、ないしは343を用いることで、実効的に
検出窓幅を狭めた状態でのデータ再生を実現することが
できる。データ再生のための検出窓は再生クロック341
を２分周し、再生データと再同期化することで生成す
る。第19図のａ）は検出窓346に対して、パルス340を遅
進させたパルス342,343を用いる方法、ｂ）はパルス340
に対して検出窓346を遅進させた検出窓347,348を用いる
方法である。ｂ）の方法では、検出窓347は検出窓346に
対して相対的にβだけ遅れており、検出窓348は検出窓3
46に対して相対的にαだけ進んでいる。このため、両者
検出窓347,348の論理積をとった検出窓349は前からは
α、後からはβだけ狭まった検出窓となる。いずれの方
法でもほぼ等価な動作が実現できる。後エッジパルス12
6に対しても同様の回路構成を用いればよい。検出窓幅
の補正量は任意に設定できるが、通常データ再生モード
の検出窓幅に対する、RAWモードでの検出窓幅の比率
を、各ゾーンでほぼ一定とするように設定するのが一般
的である。

以下に、メカコントローラ600を中心としたMCAV対応
の切替系について説明する。切替えを要するブロックお
よび切替え方式については既に述べたが、ここで再度ま
とめておく。第20図はメカコントローラ600からの制御
信号を中心に示した装置のブロック図である。メカコン
トローラ600からの制御信号は周波数シンセサイザ20,記
録パルス幅制御回路19,記録パワー制御回路22,波形整形
回路606,VFO42,VFO43等に対して各ゾーン毎、ないしは
各ブロック毎に切替え信号を送出する。ここで、波形整
形回路606とは再生信号から２値化信号を生成するまで
の部分であり、第１図における微分回路33からエッジ分
離回路41までが含まれる。メカコントローラ600はドラ
イブ制御CPU607と諸回路との間に介在する。メカコント
ローラ600は、切替え信号の送出の他、光スポットを記
録膜上に正確に位置付けるためのフォーカス制御601,ト
ラッキング制御602,光ヘッド26を移動させるためのリニ
アモータ604を制御するコース制御603,スピンドルモー
タ30の回転を制御するスピンドル制御605等の制御も行
なっている。

第21図はメカコントローラ600内、ないしはドライブ
制御CPU607内に割り当てた切替え制御用レジスタの構成
例である。記録パワー設定はAD変換器208へのレーザ駆
動電流指令値、記録パルス幅設定はセレクタ201への補
正量選択値、記録クロック設定は分周器214への分周比
選択値，フィルタ/VFO周波数設定はセレクタ328/スイッ
チ501,502等への選択値、進相（遅相）検出窓幅設定お
よびVFO1（42）,VFO2（43）検出窓幅設定はセレクタ339
の選択値等を送出することで切替え処理を行なう。

VFOの自走発振周波数は各ゾーン毎に変更してもよい
が、VFOの引き込み可能な周波数範囲を、或るゾーンを
中心とした複数のゾーンからなるグループにまで拡張
し、グループ毎に変更する方法がある。さらに引き込み
可能な周波数範囲を当該グループだけでなく、その内外
の隣接グループの一部をも含むようにオーバーラップさ
せておけば、光ヘッドがシークした先のトラックが本来
の目標グループではなく、その隣接グループに属してい
る場合にも、確実にアドレス情報を認識することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コード情報のビットレートが場所に
よつて変化するような記録形態の情報記録再生装置にお
いても、記録再生条件を場所により制御することで、常
に最適な条件下でのデータ記録再生が実現できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の１つの実施例である情報記録再生装置
のブロック図、第２図は従来の記録方式とエッジ記録方
式の比較図、第３図は半径位置と記録ビット長の関係
図、第４図は半径位置とビットレートの関係図、第５図
は記録パルス幅と再生パルス幅の関係図、第６図は記録
系のブロック図、第７図は記録系のタイムチャート、第
８図はゾーン番号と設定パワーの関係図、第９図はゾー
ン番号と1.5T設定パルス幅の関係図、第10図は再生系ブ
ロック図、第11図は再生系のタイムチャート、第12図は
周波数帯域とノイズパワーの関係図、第13図は半径位置
とジッタ量の関係図、第14図はローパスフィルタ切替え
回路例、第15図はローパスフィルタの回路例、第16図は
ローパスフィルタ遮断周波数とエッジシフト量の関係
図、第17図はVFO回路周辺のブロック図、第18図は第17
図のタイムチャート、第19図はエッジパルスと検出窓と
の相対関係を示す図、第20図はメカコントローラ周辺の
ブロック図、第21図は切替え用レジスタの構成例を説明
する図である。 19…記録パルス幅制御回路、20…周波数シンセサイザ、
21…レーザドライバ、22…記録パワー制御回路、26…光
ヘッド、33,38…微分回路、34,36…LPF回路、42,43…VF
O回路、201,204,328,339…セレクタ、208…AD変換器、2
13,214…分周器、324〜327,500,501,502…スイッチ、60
0…メカコントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井坂和雄神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者杉山久貴東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭61−131236（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−239382（ＪＰ，Ａ) 特開平１−159838（ＪＰ，Ａ) 特開平２−33737（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−284876（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−19562（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00 G11B 20/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録すべきコード情報のビットレートが記
録媒体の場所により変化する記録再生方式を用い、上記
記録すべきコード情報を変調し、変調後のコード情報の
“1"を未記録部分とは物理的に異なる状態の記録領域の
端に対応させ、該記録媒体を等角速度で回転させなが
ら、該記録媒体の半径位置に関しコード情報のビット長
さを概ね一定とするように記録し、半径位置に関し複数
本のトラックからなるゾーンに分割し、該ゾーン毎に記
録特性および再生特性を変化させることを特徴とする情
報記録再生装置。
【請求項２】記録すべきコード情報のビットレートが記
録媒体の場所により変化する記録再生方式を用い、上記
記録すべきコード情報を変調し、変調後のコード情報の
“1"を未記録部分とは物理的に異なる状態の記録領域の
端に対応させ、該記録媒体を等角速度で回転させなが
ら、該記録媒体の半径位置に関しコード情報のビット長
さを概ね一定とするように記録し、半径位置に関し複数
本のトラックからなるゾーンに分割し、複数のゾーンか
らなるグループに分割し、該グループ毎に上記記録特性
および再生特性を変化させることを特徴とする情報記録
再生装置。
【請求項３】請求項１において、上記記録特性および再
生特性の一部分は各ゾーン毎に変化させ、該記録特性お
よび該再生特性の他部分は上記ゾーンを複数ずつグルー
プに分割した各グループ毎に変化させることを特徴とす
る情報記録再生装置。
【請求項４】請求項１において、各ゾーン毎にデータ変
調のためのクロック周波数を変化させることを特徴とす
る情報記録再生装置。
【請求項５】請求項４において、上記クロック周波数の
発生手段として周波数シンセサイザ回路を用い、該回路
内の位相比較器に入力される原発振基準クロック、ない
しはデータ変調のためのクロックのいずれか、又は両方
に対するクロック分周比を変えることで、各ゾーンにお
けるクロック周波数を変化させることを特徴とする情報
記録再生装置。
【請求項６】請求項１又は２において、各ゾーン毎に記
録光パルスの幅を変化させ、各ゾーン毎ないしは各グル
ープ毎に該記録光パルスの高さを変化させることを特徴
とする情報記録再生装置。
【請求項７】請求項６において、上記記録光パルスの光
強度をディスクの内周から外周に向かうにしたがって増
加させることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項８】請求項６において、上記記録光パルスの幅
をディスクの内周から外周に向かうにしたがって減少さ
せることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項９】請求項６において、上記記録光パルスの幅
は変調コード情報をNRZ（ノン・リターン・トゥ・ゼ
ロ）変換したパルス幅をコードパターンによらず一定の
時間幅だけ補正し、該補正量を各ゾーン毎に変化させる
ことを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１０】請求項１又は２において、ピット端の位
置を検出する手段として、検出信号の微分信号から該ピ
ットの前端，後端の位置の存在する範囲を判定する信号
を生成し、該判定信号と該微分信号をさらに微分した信
号のゼロクロス点を表わす信号とを用いて行なうことを
特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１１】記録すべきコード情報のビットレートが
記録媒体の場所により変化する記録再生方式を用い、上
記記録すべきコード情報を変調し、変調後のコード情報
の“1"を未記録部分とは物理的に異なる状態の記録領域
の端に対応させ、該記録媒体を等角速度で回転させなが
ら、該記録媒体の半径位置に関しコード情報のビット長
さを概ね一定とするように記録し、ピット端の位置を検
出する手段として、検出信号の微分信号から該ピットの
前端，後端の位置の存在する範囲を判定する信号を生成
し、該判定信号と該微分信号をさらに微分した信号のゼ
ロクロス点を表わす信号とを用いて行ない、微分回路の
周波数特性，位相特性の電気的特性を半径位置に応じて
変化させることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１２】記録すべきコード情報のビットレートが
記録媒体の場所により変化する記録再生方式を用い、上
記記録すべきコード情報を変調し、変調後のコード情報
の“1"を未記録部分とは物理的に異なる状態の記録領域
の端に対応させ、該記録媒体を等角速度で回転させなが
ら、該記録媒体の半径位置に関しコード情報のビット長
さを概ね一定とするように記録し、ピット端の位置を検
出する手段として、検出信号の微分信号から該ピットの
前端，後端の位置の存在する範囲を判定する信号を生成
し、該判定信号と該微分信号をさらに微分した信号のゼ
ロクロス点を表わす信号とを用いて行ない、低域通過フ
ィルタを各各の微分回路の前段ないしは後段に挿入し、
該低域通過フィルタの周波数特性，位相特性の電気的特
性を半径位置に応じて変化させることを特徴とする情報
記録再生装置。
【請求項１３】請求項12において、第一の微分回路の前
段ないしは後段に挿入した第一の低域通過フィルタと、
第二の微分回路の前段ないしは後段に挿入した第二の低
域通過フィルタのどちらか一方の電気的特性はディスク
半径位置によらずに固定とし、他方の電気的特性のみを
半径位置に応じて変化させることを特徴とする情報記録
再生装置。
【請求項１４】請求項12又は13において、上記低域通過
フィルタは遅延量平均特性を有することを特徴とする情
報記録再生装置。
【請求項１５】請求項１において、検出された信号から
データ復調のためのクロックを生成するPLL（フェーズ
・ロックド・ループ）回路の自走発振周波数を半径方向
に応じて変化させることを特徴とする情報記録再生装
置。
【請求項１６】請求項15において、該PLL回路内のルー
プフィルタの電気的特性を各ゾーン毎に変化させること
を特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１７】請求項３において、データ記録直後の回
転で該記録データを検出するモードにおいてデータ復調
のための第一の検出窓幅を、該モード以降に該記録デー
タを検出するモードにおける第二の検出窓幅よりも狭め
るように補正し、該補正量を各ゾーン毎ないしは各グル
ープ毎に変化させることを特徴とする情報記録再生装
置。
【請求項１８】請求項17において、第一の検出窓幅の補
正量をディスクの内周から外周に向かうにしたがって減
少させることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１９】請求項17において、第一の検出窓幅の補
正量を、第二の検出窓幅を対する第一の検出窓幅の比率
が各ゾーンにおいて一定となるように設定することを特
徴とする情報記録再生装置。