JP3793517B2

JP3793517B2 - 光ディスク装置

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Publication number: JP3793517B2
Application number: JP2003093132A
Authority: JP
Inventors: 武志前田; 浩之土永; 滋中村; 裕史助田; 久貴杉山; 和男重松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2016-03-13
Also published as: JP2003296981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学的に情報を回転円板上に記録し、再生する光ディスク装置に関し、特に１３０ｍｍ径の光磁気ディスクであって、これまでの記録再生方式とフォーマットを大幅に変更することなく、記憶容量を増加する光ディスク装置、及び媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光強度変調方式の光磁気ディスク装置では、現状の記憶容量は１３０ｍｍ径で片面１．３ＧＢ、記録領域は内周３０ｍｍから外周６０ｍｍまでであり、面密度１．１Ｇbit/in２である。密度を向上させようとすると以下の問題があった。
（１）光強度変調方式でのｓ/ｎの限界
高密度化により、より微小マークを書かなくてはならないため、マーク幅に比例する信号の大きさｓが低下する。しかし、光磁気ディスクにおけるもう一つの方式である光磁界変調では幅がとれるためｓの劣化がすくない。この点において光強度変調方式は限界があった。
（２）連続溝方式のノイズ増加の問題
従来では溝（グルーブ）間の領域（ランド部）に光スポットを位置決めする連続溝方式を用いているが、この方式ではトラックピッチを狭めると、溝幅が一定なのでマークを記録する領域（ランド部）の幅が狭くなり、記録マーク幅が狭くなると同時に溝（グルーブ部）がスポットにかかりはじめ、グルーブで発生するノイズの混入量が増加する。
（３）クロストークの増加の問題
トラックピッチを狭めると、隣接トラックからの信号洩れ込みが大きくなり、信号検出時のジッタが増加する。
（４）線密度を詰めてくると、波形間の干渉が強くなり他の装置で記録したマークを読み出しそうとすると、記録状態が違っているために干渉量が異なり、再生条件を一定にしておくと検出エラーを発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスクの記録再生方式、媒体構造を変更することなく、これまで実現されてきた光ディスクとの互換性を保ち、かつ容量を２倍以上増加させるとともに、最大転送レートを４ＭＢ／ｓ以上とすることの出来る光ディスク装置と媒体を実現する。これまでの方式とは
（１）光強度変調記録方式
（２）連続溝トラッキング方式
（３）基板厚さは１．２ｍｍ、従ってカートリッジ厚さは従来と変わらない。
（４）回転数は現状の３０００ＲＰＭ以上。
である。
【０００４】
その他の条件は、（１）フォーマットがほぼ共通であること。これは論理ｌｓｉの構成が微小の変更ですむためである。（２）円板作成技術が共通であること。これは円板作成プロセスが微小の変更ですむためである。（３）記録再生回路構成がほぼ等しく、パラメータの変更または小さな変更によって対処できるようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記制限条件のなかで２倍以上の記録容量を増加させるための解決方法としては以下の如くである。
１．ｓ/ｎの向上方法については、
（１）最短マーク長さを出来る限り長くして、マーク幅を大きくとる。
【０００６】
このための変調方式の選択と記録波形制御をおこなう。このうち、変調方式については従来と同じ１ー７RLLを用いる。従来の記録波形は本発明者が考案した、最短マーク長２Ｔｗを３Ｔｗ／２長パルスで記録し、次にＴｗづつ増加するマークはＴｗ／２の休止後、Ｔｗ／２のパルスを追加していくものであったが、本発明では最短マークをＴｗ長のパルスで記録し、その後Ｔｗ／２休止、Ｔｗ／２長のパルスを追加する。
（２）波形間干渉を低減し、実効的なＳ／Ｎを増加させる。
【０００７】
最短マーク長さＴminはスポット径Ｗsとの関係でTmin/Wsは最悪でも0.45を越えるようにする。これ以下になるとマーク間の波形干渉が大きくなり、波形等化の等化係数を学習する事が必須となる。この理由は光ディスクではマークからの応答はマーク形と光スポットの形状で決まる。光ディスクのような互換媒体では前記２つの要因が変動する。出来る限りこの変動に強くしていなくてはならない。
（３）記録部の領域を拡大する
ディスク溝構造を従来のランド部とクルーブ部を逆転させ、グルーブ部の幅を広げ、ランド部の幅を狭める。記録部分は従来のグルーブ部に行う。これによりスポットがグルーブ部の端にかかる割合を低減でき、グルーブの壁に発生する変動ーレジストの荒れ、パワー変動による変動ーによるノイズを低減できる。また、記録領域が狭められることなく、マークの幅の制限を取り除くことができる。
（４）高分解能化を行う。
【０００８】
従来の対物レンズの開口数ＮＡは0.55であったが、これを0.6に向上させることにより分解能を向上させることができる。しかし、開口数を増加するとトラック方向でディスク傾きによって発生するサイドローブが隣接トラックにかかり、クロストークを発生し易くなる。そこで、以下のクロストーク低減法を用いる。
（ａ）スライスレベル変動と見なして対策する方法。
【０００９】
サイドローブによる隣接データからの信号応答は高域が極端に低下する。従って、クロストーク成分で大きな影響を与えるのは隣接のデータのなかでも低周波成分を含むデータパターンのときである。具体的には６Ｔー７Ｔの様な長いマークと長いギャップの組み合わせが最悪となる。クロストークの波形は正弦波的になっている。読み出しトラックのデータからの信号に重畳される。そこでエッジ部分を中心とした再生波形の振幅レベルの対称性を用いて、原波形の低周波成分のレベル変動を検出して、その影響を取り除く。
【００１０】
その方法として、スライスレベルを３つ設け、真ん中のスライスレベルと検出信号とのクロス点にパルスを発生させ、該パルスによってクロックを発生する。また他のスライスレベルと検出信号とのクロス点にパルスを発生させ、これらのパルスと前記クロックのとの位相差を測定する。
【００１１】
上記位相ずれが特定の値を超えたらパルスが出るようにしておき、パルスが生じたらスライスレベルを特定量シフトさせる。またはデータ弁別のために使用するクロックの位相をシフトさせる。
【００１２】
さらに、まだエラーが発生する場合には再度同一セクタを読み出す再試行を行い、このときに上記シフト量を増加させる。
（ｂ）高分解能化にともなう問題のもう一つの解決策。
【００１３】
トラック半径方向の傾きが問題であるので、この方向での実効ＮＡを下げることにより、サイドローブの大きさを減少させる。その実現方法は入射分布を円周方向に長軸で半径方向に短軸の楕円分布とする。これによりディスク傾きが大きな場合に発生するクロストーク量は抑えられるが、傾きがすくない時のクロストークが増加する。この分は前記方法によりクロストークの影響を低減する。
（５）互換性維持のための記録マーク制御を行う。
【００１４】
装置毎に記録されるマークが変動することを防止し、記録マークの特性を合わせるために記録前にあらかじめ記録条件を最適に合わせる試し書きを行う。試し書きのパターンとしては従来最密パターンと最疎パターンの組み合わせであったが、今回は波形間の干渉が強いため、最密パターンの次に長いパターンと最長パターンより短く、かつ飽和レベルを持つパターンの組み合わせにより試し書きをおこなう。試し書きでは記録パワーを順次変えて記録再生し、最適記録パワーを決定する。試し書きにおいては再生時の等化動作をかけないか、かけても波形間干渉を取る程度とし、再生の条件が試し書きのパワー設定に影響を与えないようにする。
（６）再生条件である等化係数を試し読みと自動等化の学習により決定する。
【００１５】
光ディスクのデータはセクター単位に情報を管理し、記録再生される。したがって、１つのセクターのみに情報を記録し、この記録条件が隣接セクタやトラックの条件と大きく異なっていることもあり得る。光ディスクからの信号の応答特性は読み出しスポットと記録マーク形状によって決められるため、記録条件の異なるマークと読み出しスポットの組合せに合わせて等化係数を求めても、記録装置、記録媒体が異なればその応答が異なる。そこで、セクタごとに等化係数を求めることが必要となる。
【００１６】
検出原理としては以下の性質を利用する。波形間の干渉により信号振幅は低下する。この低下量は干渉量に応じて大きくなることから、該低下量を求め、干渉量を低減するように等化係数を変化させる。前記検出原理を実現する方法として、スライスレベルを３つ設け、真ん中のスライスレベルと検出信号とのクロス点にパルスを発生させ、該パルスによってデータ再生のクロックを発生する。また真ん中のレベルを中心として上下に対称な２つのスライスレベルと再生信号とのクロス点にパルスを発生させ、これらのパルスと前記クロックのとの位相差を測定する。
【００１７】
学習方法としては以下の手順に従って行う。等化係数はまず、装置出荷時に設定された値をディフォルト値として用いる。上記位相ずれが特定の値を超えたらパルスが出るようにしておき、このパルスの数が特定の値を超えたら等化係数を増加または減少させるようにする。
（あ）試し書きにより求めたパワーにより長マーク後に最密マークがあるパターンを記録する。このパターンとして試し書きのパターンを用いてもよい。等化係数を増加または減少させながら、位相ずれが特定値を越えたことを示すパルスを計測して、パルス数が最も少なくなる等化係数の組を捜す。この組をデフォルト値として
（い）再生エラーが発生し、再試行を行う場合には、まずディフォルト値でエラーの発生したセクタを読み出し、エラー訂正可能かどうかを判定する。エラー訂正可能かどうかの判定はエラー処理ブロック（コードワードという）ごとのエラーの数を基に判定する。エラー訂正が不能の場合に、まず、等化係数を増加または減少させ、上記エラー処理ブロック（コードワードという）ごとのエラーの数を計測し、エラー訂正が可能になるように等化係数を合わせる。もし、エラー訂正できないときは前述の位相ずれを示すパルスの数を測定し、エラーを生じたセクタに記録されたデータを用いて位相ずれを示すパルスの数が最小となる等化係数を捜す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（フォーマット）
本発明のフォーマット構成について述べる。
【００１９】
線方向の密度を決める最短マーク長および間隔については、スポットサイズで規格した波形間干渉量を計算すると図１の様になる。図１（ａ）に径Ｗsのスポットで長マークを読み出した時に径Ｗs で規格化したスポット中心位置に対する再生波形を示す。マークの端をスポット中心移動の原点にすると、負の領域は長マークの存在による干渉量をマーク端からの関数として表していることになる。さらに干渉量と干渉量の微係数を規格化移動距離で0.35から0.6の間を拡大すると、図１（ｂ）ようになる。また、図１（ｃ）はさらに波形干渉量を拡大して示した。マークの飽和レベルを１として干渉量が１０％となるのは規格化距離では0.45となる。そこで、最短マーク長さＴminはスポット径Ｗsとの関係でTmin/Wsは0.45以上となるようにする。これ以下になるとマーク間の波形干渉が大きくなるとともに、光スポットの変動や記録パワー変動によるマーク間隔変動に対して波形干渉量が大きく影響を受けることになる。光ディスクではマークからの応答はマーク形と光スポットの形状で決まる。光ディスクのような互換媒体では前記２つの要因が変動する。出来る限りこの変動に強くしていなくてはならない。
【００２０】
使用するレーザの波長を685nmとし、後述の様に円周方向に実効的な開口数を0.6とすると、スポット径Wsは1.14ミクロンとなる。すると前述の様に、最短マーク長さＴminは0.51ミクロン以上でなくてはならない。変調方式に１−７RLL（ラン・レングス・リミテッド）符号を使用するとビットピッチは0.385ミクロン/ビット以上となる。この限定条件下でフォーマットに関係する諸特性を検討すると表１に示すケースが候補となる。図２０に現在の記録半径位置と記録領域の名称を示す。
【００２１】
【表１】

まず、セクタあたりの容量を１０２４バイトの案を考える。案１、２、３はトラックピッチを０．８５ミクロンとし、図２０に示すように、ユーザ使用領域の最内周の記録位置を従来の３０ｍｍから２７ｍｍに拡大し、ユーザ使用領域の外周の記録半径位置をそれぞれ従来の６０ｍｍから６１．５、６１．０、６２．０ｍｍとしたものである。図２０では外周の半径位置は６１．５の場合を示した。線密度は干渉量から見た前述の限界範囲に入っている。案４は内周を従来通りとした場合で、線密度の限界値に押さえるための外周の値を求めると、６２．０ｍｍとなる。次に、セクタあたりの容量を２０４８バイトにし、エラー訂正のＥＣＣ（エラーコレクションコード）の構造を１０２４バイト変えないものにすると、データの実効効率が約５％程度向上する。以下この場合について、述べる。案５、６は線密度をできる限り緩くするように最内周と最外周の組合せを求めたものである。案７は案６に対してトラックピッチを緩めて、線密度方向に詰めたものである。案８、９、１０はそれぞれ最内周を従来通りとし、外周を変えた場合である。これらの案を決めるときの条件として、最外周は円板のインジェクション工程において内周から押された樹脂が外周で押しとどめれられるために、歪みが発生し、複屈折が増加し光磁気ディスクでは使用できなくなる。その限界は６２ｍｍ程度であり、６１．５ｍｍ以下が好適である。線密度は前述の如く、下限として０．３８５ミクロンであり、望ましくは０．４ミクロン以上が好適である。以上の観点から、セクタあたりの容量が１０２４バイトでは案１が好適であり、セクタあたりの容量が２０４８バイトでは内周を従来通りとすると案８か９であり、内周と外周を同時に変更する場合にはトラックピッチ０．８５ミクロンの案６か、トラックピッチ０．８８ミクロンの案７が好適である。
（トラック構造）
図２（ａ）に示す様に、従来では溝１０（グルーブ）間の領域１１（ランド部）に光スポットを位置決めする連続溝方式を用いているが、この方式ではトラックピッチを狭めると、溝幅が一定なのでマークを記録する領域１１（ランド部）の幅が狭くなり、記録マーク１２の幅が狭くなると同時に溝１０（グルーブ部）が再生スポットにかかりはじめ、グルーブで発生するノイズの混入量が増加する。
【００２２】
そこで、ディスク溝構造を従来のランド部１１とクルーブ部１０を逆転させ、グルーブ部１０の幅を広げ、ランド部１１の幅を狭める。記録部分は広くなったグルーブ部１０に行う。これによりスポットがグルーブ部の端にかかる割合を低減でき、グルーブの壁に発生する変動（これらの原因はレジストの荒れ、パワー変動によって生じる微小な変動である）によるノイズを低減できる。また。記録領域が狭められることなく、記録マーク１２の幅の制限を取り除くことができる。この効果を図３に示す。再生波長は６８５nm、レンズの開口数は0.55で、記録マークのビットピッチは0.35ミクロンである。従来溝の構造のままトラックピッチを詰めていくと、ビットピッチから決まる最短マークとギャップの繰り返しパターンからの信号とノイズの相対比と示すC/N（キャリヤートウノイズレシオ）が急激に低下するが、本発明の構造ではトラックピッチ0.85ミクロンまでほとんど低下しない。
（記録波形制御）
従来の線密度は0.51ミクロン／ビットであり、最短マーク長Ｔminは0.68ミクロンとなっている。１ー７変調コードではＴminは検出窓幅Ｔwの２倍である。従来の記録波形は図４に示す様に、本発明者が考案した方式で、最短マーク長２Ｔｗを３Ｔｗ／２長パルスで記録し、次にＴｗづつ増加するマークはＴｗ／２の休止後、Ｔｗ／２のパルスを追加していくものであったが、本発明では最短マークをＴｗ長のパルスで記録し、その後Ｔｗ／２休止、Ｔｗ／２長のパルスを追加する。この理由は以下の通りである。
【００２３】
このマークを0.51ミクロン相当のパルス幅３／２Ｔｗを持つパルスで記録し、幅として0.6ミクロン程度の楕円型となっている。本発明の線密度は約0.4ミクロン／ビット前後の値であり、同じスポットを用いて最短マーク長として約0.53ミクロンを記録しなくてはならない。同様に３／２Ｔｗのパルス幅を用いて記録すると、楕円型になって長さを0.53ミクロンに制御すると幅はこれより必ず狭くなる。マーク幅は信号の大きさに比例することからできる限り大きくしておかなくてはならない。そこで最短マークの記録パルス幅を短くすることになるが、クロックに同期し、クロックから作成できる事を考慮するとこのパルス幅はＴｗ／２の整数倍が望ましい。このことから最短マークの記録パルス幅はＴｗかＴｗ／２となる。この中でＴｗ／２にすると記録パワーが大きくなることからＴｗが好適である。これで記録すると最短マークはほぼ円形状となり、長さを制御しながら、最大のマーク幅を実現できる。長いマークを記録するときは図５に示す様に、従来と同様に最短マークを記録するパルスのあとに各コードデータ長に対応してＴｗ／２のパルスを付け足した記録波形を用いる。
（対物レンズへの入射光学系）
対物レンズへの入射光束の分布を変化させることにより、実効的な開口数を変える事ができる。例えば、対物レンズの入射側の有効開口径aに対して入射光束の広がりを狭くすると光スポット形成に寄与する有効径が実効的に狭くなり、開口数が減少したと同様の効果が光スポットに現れる。データを再生する円周方向には開口数を維持したままクロストークに効く半径方向には開口数を減少させるために、入射分布を円周方向に長軸を持ち、半径方向に短軸の楕円分布とする。
【００２４】
前記分布と通常の分布による信号読み出し特性を図６、７に示す。0.4ミクロン／ビットの線密度の最短マークとギャップの繰り返しパターンを記録したときの再生信号振幅とディスク傾きとの関係を図６に、隣接トラックに最長マークとギャップの繰り返しパターンを記録し、隣接トラックからの漏れ込みと傾きとの関係を測定した結果を図７に示す。いずれも、信号量のスケールは任意スケールである。図８には上記図６、７のデータからクロストークの影響を最短マークとギャップパターンの振幅に対する最長マークとギャップパターンの漏れ込みの比で定義し、クロストークと傾きの関係を実効開口数の組合せで表した楕円分布をパラメータとして示した。
【００２５】
クロストークの特性としては、以下の特徴がある。コマと非点、焦点ずれ収差による隣接データからの応答は高周波域が極端に低下する。従って、当該トラックを再生するのに障害になるのは隣接のデータのなかでも低周波成分を含むデータパターンのときである。具体的には６Ｔ−７Ｔの様な長いマークと長いギャップの組み合わせが最悪となる。漏れ込みの波形は応答が高域に延びていないため正弦波状になっている。
【００２６】
最短繰り返しパターンからの信号振幅は開口数を大きくすればするほど大きくなり、傾きに対して大きく影響をうける。楕円分布でもトラック方向（／の右側に示す）の開口数と信号振幅の依存性は上記と同様な傾向をもつ。漏れ込みは開口数を大きくすればするほど傾きに対して大きく影響をうける。楕円分布によりトラック方向の開口数が等方的な場合に比較して傾きに対する漏れ込みの量は大きくなるが、開口数が０．５５の場合はその増加はほとんど無視でき、楕円分布と等方分布の漏れ込み特性はほぼ等しい。以上の結果、図８に示すように実効開口数比０．６／０．５５の楕円分布は傾きが無いときの値は開口数０．６の等方分布よりクロストーク特性は良くないが、他の等方分布、楕円分布に比較すればよい。また、ディスク傾きが増加してくると、開口数０．６の等方分布は急激にクロストークが増加するが、実効開口数比０．６／０．５５の楕円分布はその増加が少なく、０．４度あたりでは逆に実効開口数比０．６／０．５５の楕円分布の方が約２ｄＢ程度少なくなる。従って、総合的なクロストーク特性から、本発明では実効開口数比０．６／０．５５の楕円分布を用いる。
（試し書きパターン）
装置毎に記録されるマークが変動することを防止し、記録マークの特性を合わせるために記録前にあらかじめ記録条件を最適に合わせる試し書きを行う。試し書きのパターンとしては従来最密パターン（最短マークとギャップの繰り返しパターン）と最疎パターン（最長マークとギャップの繰り返しパターン）の組み合わせであったが、今回は波形間の干渉が強いため、図９の様に、最密パターンの次に長いパターン（例えば、３Ｔｗマークとギャップ）と最長パターンより短く、かつ飽和レベルを持つパターン（５Ｔｗマークとギャップ）の組み合わせにより試し書きをおこなう。試し書きでは図のように記録パワーを順次変えて記録再生し、最疎、最密パターンの平均値のズレ△Vを検出し、これを零とするように最適記録パワーを決定する。試し書きにおいては再生時の等化動作をかけないか、かけても波形間干渉を取る程度とし、再生の条件が試し書きのパワー設定に影響を与えないようにする。本発明の線密度では３Ｔｗのギャップ長では、0.8ミクロンとなりスポットサイズで規格化したときの値は0.7とであり、図１から見るとほとんど干渉が無視できる。
（回路によりクロストークの影響を低減）
後述する等化係数の学習動作も同じ回路構成により実現できるので合わせて図１０に示す。光ディスク上に予め設けられたプリピット部にはデータを記録する区切れ目であるセクタの先頭を示すマーク、番地を読むための同期信号、番地情報が記録されている。光ヘッド検出系と信号処理の組合せにより、プリピット信号と光磁気信号が出力される。プリピット信号検出部からのプリピット信号はプリピットマーク検出部２００によりデータの記録はじめを示すタイミング信号を発生し、クロック発生回路２０７においてデータに同期したクロックを発生するＶＦＯ（バリアブルフレクエンシオシレータ）を起動する。セクタの先頭を示す信号を発生し、データ部の信号処理を制御するタイミングを発生する回路２１６に入力する。
【００２７】
光磁気信号は後述する等化係数設定回路２０１により、適切な等化が行われ、レベル合わせ回路２０２に入力される。ここでは等化後の波形に対して後の処理のために、レベルを付加する。レベル付加後の信号はレベルスライス回路２０３、２０４、２０５にそれぞれ入力される。レベルスライス回路２０３では図１１に示す様に、再生信号の真ん中のスライスレベルＬ１と検出信号とのクロス点にパルス１００を発生させ、該パルスをクロック発生回路２０７に入力し再生クロックＣＫ１を発生する。レベルスライス回路２０４ではレベルスライス回路２０３のスライスレベルより上にずれたスライスレベルＬ２と検出信号とのクロス点にパルス１０２を発生させる。レベルスライス回路２０５ではレベルスライス回路２０４のスライスレベルとは、レベルスライス回路２０３のスライスレベルを挟んで対称の位置にあるスライスレベルＬ３と検出信号とのクロス点にパルス１０１を発生させる。レベルスライス回路２０４と２０５によって発生したパルス１０２、１０１をそれぞれ、位相比較器２０８、２０９に入力し、再生クロックとの位相を比較する。位相比較して検出窓幅にパルスが存在するか否かを判別する。このために位相比較器ではデータ検出のクロックＣＫ１（データ検出範囲では“１”の値をとる）とは、反転したクロックＣＫ２（データ検出範囲では“０”、データ検出範囲を超えると“１”の値をとる）パルス１０２、１０１の立ち上がりでクロックＣＫ２のレベルを保持し、クロックＣＫ１の立ち上がりでリセットする。このようにすると、図１１のケース２のようにスライレベルＬ１が再生波形の中心と一致していると、レベルＬ２、レベルＬ３の立ち上がりが検出窓幅の中にあるため、位相比較器２０８、２０９の出力は現れない。しかし、ケース１のように再生波形の真ん中がスライスレベルＬ１より低くなると、位相比較器２０９の出力１０４にパルスが発生するが、位相比較器２０８の出力１０３にはパルスが生じない。また、ケース３の様に再生波形の真ん中がスライスレベルＬ１より高くなると、位相比較器２０９の出力１０４にパルスは発生しないが、位相比較器２０８の出力１０３にはパルスが生じる。出力１０３、１０４を切り替え回路２１０に入力し、後述する等化係数学習に使用するかクロストーク対策に使用するかにより後続する処理系への接続を変える。切り替え動作の指令は再生処理系を制御している上位コントローラによって発生される。
【００２８】
クロストーク対策用が切り替え回路２１０で選択されると、パルス１０３、１０４は補正スライス量発生回路２１１に入力され、パルス１０４があればマイナスの一定補正量を出力し、パルス１０３があればプラスの一定補正量を出力する。この補正量をレベル合わせ回路２０２に入力し、再生波形の全体レベルを補正量の分だけシフトさせる。補正スライス制御回路２１３は再生データを回路２１７で弁別した後、回路２１５でデータを復調し、エラー訂正回路２１９でエラー状況を監視して、再生エラーが生じたら補正スライス発生回路２１１の一定補正量を増減し、補正効果をさらに向上させる。また、切り替え動作指令とともにスライスレベル設定回路２０６に入力され、スライスレベルＬ１とＬ２，Ｌ３のレベルを変えて実効的に比較位相差を変えることにより、補正動作を制御する。
【００２９】
実際にクロストークが生じたときの動作を図１２（a)と（ｂ）を用いて述べる。最短マークとギャップの組合せパターンに続いて６Ｔｗマークとギャップの組合せパターンが存在しているとき、隣接トラックにデータが無いときには信号３０２が再生される。隣接トラックに６Ｔｗマークとギャップの組合せパターンを連続して記録すると、隣接トラックから信号３０１が漏れ込み、再生信号３０２に重畳され信号３０３となる。クロックＣＫ１は図の様に検出される。ここで、前述のスライス補正を行うと、レベル合わせ回路２０２の入力信号３０３に対してレベル合わせ回路２０２に入力され、レベル変動量の補正量は３００となり、信号３０１に比例した変動量を打ち消すようにレベル合わせを行う。
【００３０】
レベル合わせを行う方法の他に、データ分別のクロックの位相をずらして補正を行う方法を図１３に示す。ブロック図のほとんどは図１２で説明したものである。補正スライス量発生回路２１１の代わりに補正位相量発生回路２２１を用い、位相比較器２０８、２０９の出力から補正スライス量を検出した同様に補正スライス量を検出し、これを位相合わせ回路２２０に入力し、クロックＣＫ１の位相をずらす。ずらしたクロックを用いてデータ弁別を行うことにより、クロストークの影響を低減して安定にデータを検出できる。位相ずらし量は補正位相制御回路２２２により再生エラーの状態を見ながら調整する。
【００３１】
上記実施例では位相をフィードフォワード制御により補正する方法であったが、別の実施例ではクロストークによる位相ズレをフィードフォワードにより低減することができる。図１０のクロック発生回路２０７の帯域は通常データの周波数帯域よりも狭くとり、データによってクロック周波数が変動しないように構成されている。本実施例ではエラー発生が無いときには追従帯域は通常と同じようにクロストークの主成分の周波数よりも低く選んでおき、エラーが増加したときに、エラー情報に従って、クロック発生回路の帯域をクロストークの主成分の周波数をカバーするように設定し、追従帯域を増加させる。例えば、回転数を３６００ｒｐｍにすると８Ｔｗのマークとギャップの組合せパターンからの周波数は５ＭＨｚ程度になる。クロック発生回路の追従帯域を前記周波数より上げると欠陥等により検出パルスの間隔が大きく変動するとクロック発生回路が暴走する事がある。これを回避するために、本発明では図１８のようなクロック発生回路の構成となっている。レベルスライス回路２０３により再生波形とスライスとの交点でパルスを発生し、該パルスを位相比較器４００に入力し、ＶＣＯ４０３からのクロックパルスと位相比較し、その結果を位相補償回路４０１に入力する。該位相補償回路４０１はクロック発生回路の帯域と応答特性を決めるように補償係数を制御する。補償回路４０１の出力はホールド回路４０２に入力され論理和回路４０５の制御信号４１０に応じてＶＣＯ４０３を駆動する電流をホールドするか、位相補償回路４０１の出力をそのままＶＣＯ４０３に入れるかを制御する。ここで、欠陥等の影響がクロック発生回路２０７に及ばないように、２つの監視回路を設ける。一つは再生データパルスの間隔を監視する周期監視回路４０６であり、ここではデータパルスの間隔がデータ変調コードにあるものから外れることが無いか監視し、外れる事があると、外れた期間だけホールド回路４０２を起動し、同時に位相比較器にデータパルスが入力されないように切り替え回路４１３により切り替えすることにより、基準クロック４１２を代わりに位相比較器４００に入力する。これにより位相補償回路４０１が飽和することなく、データ間隔が正常に復帰したときにクロック発生回路２０７もすぐに動作開始ができる。もう一つの監視回路は再生信号の振幅を監視する振幅異常検出回路４０７であり、レベルスライス回路２０４、２０５の出力１０１、１０２を見ておき、該出力が特定期間来ないときには再生出力が低下したと見なし、ＶＣＯ４０３を駆動する電流をホールドする。以上の２つの監視回路により欠陥等によるクロック発生回路が暴走することを無くすることができ、クロック発生回路の追従帯域を向上させることができる。クロック発生制御回路４０８にはエラー訂正回路２１９からの信号によりエラーが増加したときに、エラー情報に従って、切り替え回路４０４が指令を出し、位相補償回路４０１の補償係数を変化させ、追従帯域を増加させる。エラー発生が無いときには追従帯域は通常と同じようにクロストークの主成分の周波数よりも低く選んでおく。
【００３２】
図１９を用いて実際の回路動作を説明する。等化定数の設定動作に関しては図１３と同じなので省略し、クロストークの対策について述べる。クロストーク対策用が切り替え回路４０９で選択されると、パルス１０１、１０２はクロック発生回路４０８に入力され、前述の回路処理を行う。
（等化係数の学習）
従来よりも波形間干渉が増加することから等化定数を学習し、設定する事が必要である。波形間の干渉により信号振幅は低下することから、該低下量を求め、干渉量を低減するように等化係数を変化させる。振幅低下は前述のスライスレベルを３つ設け、真ん中のスライスレベルと検出信号とのクロス点にパルスを発生させ、該パルスによってデータ再生のクロックを発生する。また真ん中のレベルを中心として上下に対称な２つのスライスレベルと再生信号とのクロス点にパルスを発生させ、これらのパルスと前記クロックのとの位相差を測定することにより求められる。図１２において比較器２０８、２０９の出力パルス１０４、１０３をそれぞれ計測器２１２により等化データが記録された期間計測する。等化定数制御回路２１４では後述する制御フローに従って、補正等化量発生回路２１８を制御し、デフォルト値をセットしたり、等化係数を増減したりする。等化定数設定回路２０１は図１６に示すような構成になっている。再生信号はバッファアンプ４００を介して遅延線４０１とゲイン補正器４０４に供給される。遅延線４０１の出力は遅延線４０２と加算回路４０３に入力される。遅延線４０２の出力はゲイン補正器４０５を介して、加算回路４０３に入力される。ゲイン補正器４０４の出力も加算回路４０３に入力される。等化係数Ｋ１、Ｋ２はゲイン補正器４０４、４０５で設定される値である。補正等化量発生回路２１８の指令値に従ってゲイン補正器４０４、４０５に値が設定される。
【００３３】
学習方法を図１４と図１６をもとに説明する。等化係数Ｋ１，Ｋ２はまず、装置出荷時に設定された初期値をディフォルト値として用いる。データの記録単位であるセクタは図１５にしめす構成となっている。予め設けられたプリフォーマット部のあとに、データ記録領域がある。データ記録領域は同期パターンからなる同期部に続いてデータと再同期パターンが繰り返し連続する。図１０のプリピットマーク検出回路２００とタイミング発生回路２１６により、記録データの領域を示す信号４０１を発生し、これをもとに等化係数を変化させる。この制御は等化定数制御回路２１４によって行われる。
【００３４】
この制御は、上記位相ずれが特定の値を超えたらパルスが出るようにしておき、このパルスの数が特定の値を超えたら等化係数を増加または減少させるようにする。図１４のフローに従って、等化定数制御回路２１４が指令を補正等化量発生回路２１８に出しながら、ディスクが回転したときに計測セクタ（斜線で示した）において、位相ずれエラーの計測値を計測器２１２から取り込み、最小等化係数を探す。図１５では増減回数が３回の場合を示した。
【００３５】
この学習はまず、装置が起動されたときに行われる。前述の試し書きにより求めたパワーにより長マーク後に最密マークがあるパターンを記録する。このパターンとして試し書きのパターンを用いてもよい。等化係数を増加または減少させながら、位相ずれが特定値を越えたことを示すパルスを計測して、パルス数が最も少なくなる等化係数の組を捜す。この組をデフォルト値として装置に設定する。
【００３６】
次の機会は再生エラーが発生し、再試行を行う場合である。図１７に示すフローにより学習を行う。まずディフォルト値でエラーの発生したセクタを読み出し、エラー訂正回路２１９によりエラー訂正可能かどうかを判定する。エラー訂正可能かどうかの判定はエラー処理ブロック（コードワードという）ごとのエラーの数を基に判定する。エラー訂正が不能の場合に、まず、等化係数を増加または減少させ、上記エラー処理ブロック（コードワードという）ごとのエラーの数を計測し、エラー訂正が可能になるように等化係数を合わせる。この処理によりエラー訂正できないときは前述の位相ずれを示すパルスの数を測定し、エラーを生じたセクタに記録されたデータを用いて位相ずれを示すパルスの数が最小となる等化係数を捜す。
【００３７】
【発明の効果】
以上により、従来の記録再生方式とフォーマットを大幅に変更することなく、１３０ｍｍ径の記録媒体の片面で２。６ＧＢ以上の容量を有する光磁気ディスク装置及び媒体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マークの存在による干渉量とマーク間隔の関係を示す図である。
【図２】本発明による媒体の溝構造を示す図である。
【図３】本発明による媒体の溝構造の効果を示す図である。
【図４】本発明による記録マーク形状制御方法を示す図である。
【図５】１−７変調符号のデータパルス波形に対応した記録波形を示す図である。
【図６】実効開口数の変化による最密パターン信号の傾きの依存性を示す図である。
【図７】実効開口数の変化による最疎パターンの漏れ込みの傾き依存性を示す図である。
【図８】実効開口数の変化によるクロストークの傾き依存性を示す図である。
【図９】試し書き動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例の回路ブロック図である。
【図１１】波形ずれを測定する動作説明図である。
【図１２】漏れ込みがある時のレベル合わせ回路の動作説明図である。
【図１３】本発明の実施例の回路ブロック図である。
【図１４】等化係数を合わせるフロー図である。
【図１５】等化係数を合わせる動作の説明図である。
【図１６】等化定数設定回路の構成を示す図である。
【図１７】等化係数を合わせるもう一つの実施例のフロー図である。
【図１８】本発明のクロック発生回路のブロック図である。
【図１９】本発明のもう一つの実施例の回路ブロック図である。
【図２０】本発明の記録領域と従来の記録領域とを説明する図である。
【符号の説明】
１０グルーブ部１１ランド部１２マーク１３基板
１００検出信号とのクロス点を示すパルス
１０３、１０４検出窓幅を越えた事を検出するパルス
２００プリピットマーク検出回路２０１等化定数設定回路
２０２レベル合わせ回路
２０３、２０４、２０５レベルスライス回路
２０６スライスレベル設定回路２０７クロック発生回路
２０８、２０９位相比較器２１０切り替え回路
２１１補正スライス量発生回路２１２計測器
２１３補正スライス制御回路２１４等化定数制御回路
２１５データ復調回路２１６タイミング発生回路
２１７データ弁別回路２１８補正等化量発生回路
２１９エラー訂正回路

Claims

光ディスクから再生された再生波形に対して等化処理を行う等化定数設定回路と、
前記等化処理を行った再生波形のレベルを変動させるレベル合わせ回路と、
前記レベル合わせ回路からの再生波形の振幅の真ん中のスライスレベルと当該再生波形とのクロス点でパルスを発生させ、当該パルスを入力とするクロック発生回路により、検出窓幅を有する再生クロックを発生させる、１つのスライスレベルを設定する１つのレベルスライス回路と、
前記１つのスライスレベルに対して信号振幅で対称的に設定され、当該再生波形との交点でパルスをそれぞれ発生させ、前記発生されたパルスの位置が前記検出窓幅内にあるように、他のスライスレベルを設定する他のレベルスライス回路と、
前記他のレベルスライス回路から発生された前記パルスと前記検出窓幅を形成する前記再生クロックとの位相を比較する位相比較器と、を有し、
前記位相比較器は、前記他のレベルスライス回路から発生された前記パルスが前記検出窓幅の範囲内に存在するか否かを判別し、
前記レベル合わせ回路は、前記位相比較器による判別の結果に対応した補正量に基づいて前記再生波形のレベルを変動させる光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対する対物レンズへの入射光束の入射分布を、前記光ディスクの円周方向に長軸を持ち、前記光ディスクの半径方向に短軸を持つ楕円分布とすることを特徴とする光ディスク装置。
光ディスクから再生された再生波形に対して等化処理を行う等化定数設定回路と、
前記等化処理を行った再生波形のレベルを変動させるレベル合わせ回路と、
前記レベル合わせ回路からの再生波形の振幅の真ん中のスライスレベルと当該再生波形とのクロス点でパルスを発生させてクロック発生回路を介し検出窓幅を形成する再生クロックを発生させる、１つのスライスレベルを設定する１つのレベルスライス回路と、
前記１つのスライスレベルに対称的に設定され、当該再生波形との交点でパルスをそれぞれ発生させる、他のスライスレベルを設定する他のレベルスライス回路と、
前記他のレベルスライス回路から発生された前記パルスと前記検出窓幅を形成する前記再生クロックとの位相を比較する位相比較器と、を有し、
前記位相比較器は、前記他のレベルスライス回路から発生された前記パルスが検出窓幅の範囲内に存在するか否かを判別し、
前記位相比較器によって判別された前記検出窓幅の範囲外に存在する前記パルスの数を所定期間に亘って計測する計測器を設け、
前記等化定数設定回路は、前記計測器からの出力によって、前記計測した数が最小になるように、前記再生波形に対する等化係数を制御させる光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対する対物レンズへの入射光束の入射分布を、前記光ディスクの円周方向に長軸を持ち、前記光ディスクの半径方向に短軸を持つ楕円分布とすることを特徴とする光ディスク装置。
請求項１または２に記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクへの記録の前に、前記等化定数設定回路に設定された等価係数を用いて、試し書きパターンにより試し書きを行い、前記試し書きの結果に基づいて、前記等化定数設定回路にデフォルトの等価係数を設定することを特徴とする光ディスク装置。
請求項３に記載の光ディスク装置において、
前記試し書きパターンは、細密パターンの次に長いパターンと、最長パターンより短く、飽和レベルを持つパターンとの組み合わせのパターンであることを特徴とする光ディスク装置。