JPH04121822A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、光ディスクの記録再生を行う光ディスク記録
再生装置に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、記録可能な光ディスクに記録されたデータの
再生信号に対してイコライズ処理を施してデータ検出を
行う光ディスク記録再生装置において、セクタ先頭部分
に試し書き領域が設けられた光ディスクに対してデータ
記録時には所定の基準信号を上記セクタ先頭部分に設け
られた試し書き領域に書き込み、データ再生時には上記
試し書き領域に書き込まれた基準信号の再生波形の各サ
ンプルタイミングでのレベルを検出し、これらの検出レ
ベルに応じて各セクタごとに上記イコライズ処理のイコ
ライズ特性を調整することにより、たとえば光ディスク
の内外周の記録密度差や使用環境による外乱等の記録媒
体の記録再生特性の低下や波形歪が生じても上記した各
変化に対応して常に最適なイコライズを行うことができ
、再生時のデータ信頼性を高めるものである。

Ｃ１従来の技術 一般に、光ディスクに対して記録再生を行う場合におい
て、記録媒体の特性や記録系、再生系の特性による波形
なまりや波形歪を補償するためにイコライズ（波形等化
）処理が施されている。ここでのイコライズ処理におい
て、光ディスク記録再生装置を介して一定に固定された
条件のもとで信号の記録・再生を行う場合には、所定の
固定的イコライズ処理により元の記録波形を精度よく正
確に再現することができる。

ところで実際には、記録媒体の特性や記録系、再生系の
特性において必要とする波形なまりや波形歪のイコライ
ズ処理による補償は外的要因等の条件によって変動する
ので、これらの原因に対応して必要とされるイコライズ
処理の補償量と上記所定の固定的イコライズ処理におけ
る補償量との間にズレが生しる。しかしながら、上記条
件の変動に随時追従してイコライズ処理を行うことは非
常に難しく、イコライズ処理の精度の低下を招いている
。

具体的な例として、ＣＡ　Ｖ　（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａ
ｎｇｕｌａｒＶｅｌｏｃｉ　ｔｙ）方式の光ディスク記
録媒体においては、ランダムアクセスを容易にするため
、光ディスク上で放射状に一定の角度で区分された扇型
の領域にセクタが形成されている。このため、記録密度
は光ディスク記録領域最内周で最も高く、外周へ行くほ
ど低くなって必要とされるイコライズ量が異なってくる
。

また、記録時において光ディスクへのレーザ光の書き込
み出力がランダムに変動することにより書き込みパター
ンが変化していると、再生時に行う所定の固定的イコラ
イズ処理では再生のイコライズ量が適正に行えない。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 上述したように内周と外周で記録密度が異なっていたり
、記録された書き込みパターンが変化しているような光
ディスク記録媒体に対して行われるイコライズ処理は、
光ディスクの内周と外周の中間位置におけるイコライズ
定数を採用して内周と外周のイコライズ処理にも対応し
ている。従って、上記イコライズ定数は中間位置におい
て最適のイコライズが行えるが、記録密度が位置によっ
て異なっている場合イコライズ定数を求めた中間位置か
ら内周及び外周方向へとそれぞれ離れるにつれて各位置
において要求されるイコライズ定数と中間位置のイコラ
イズ定数との差が大きくなり、イコライズの効果が徐々
に低下する。実際に記録可能な領域の中間位置でのイコ
ライズ定数を用いた補正では、内周における最適なイコ
ライズに比べてイコライズ量が少なく、一方、外周にお
ける最適なイコライズに比べてイコライズ量が多過ぎる
ことになる。第６図は上記中間的位置におけるイコライ
ズ定数を用いた場合のイコライズを具体的に示すもので
ある。

第６図の破線ａは光ディスクの中間位置におけるイコラ
イズ定数を個々のサンプリングしたデータに作用させた
状態を示している。第６図の実線すは、個々のサンプリ
ングデータ波形の広がりが隣りに位置するサンプリング
データ波形と干渉して個々のサンプリングデータのレヘ
ル以上の再生波形になることを示している。ここで第６
図の点線Ｃは最適な再生波形信号を示している。

このような上記記録密度の相違だけでなく、使用環境の
変化や記録（書き込み）時のパワー変動等に伴ってビッ
ト径が変化して記録されるような場合等も、上記中間位
置で求めたイコライズ定数で変動等のみられた各セクタ
位置における変動量に対応することは難しい。従って、
個々のセクタ位置においてそれぞれイコライズ量がどの
くらいか正確に求めることができれば、光ディスク記録
領域に亘って常に最適なイコライズを行うことができる
。

そこで、本発明は上述した課題に鑑みてなされたもので
あって、あらかじめ各セクタの先頭部分に記録した基準
信号から再生時に再生波形をサンプリングして求めたイ
コライズ定数でイコライズを行うことによって、各セク
タの記録データを正確に再生できるようにイコライズを
行う光ディスク記録再生装置の提供を目的とする。

８１課題を解決するための手段 本発明に係る光ディスク記録再生装置は、データ記録時
に所定の基準信号をセクタ先頭部分に設けられた試し書
き領域に書き込むことと、データ再生時に再生波形の各
サンプルタイミングでのレベルに応じて各セクタごとに
最適なイコライズ調整する機能を有することによって、
上述した課題を解決する。

Ｆ１作用 本発明の係る光ディスク記録再生装置において、データ
記録時に所定の基準信号をセクタ先頭部分に設けられた
試し書き領域に書き込み再生時に再生波形の各サンプル
タイミングでのレベルに応じてイコライズ定数を求める
ことにより、セクタごとに可変のイコライズを行うこと
ができる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第１図は本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施
例を示し、特にイコライズ処理部分及びその周辺回路部
を取り出して示している。

この第１図において、光ディスク記録再生装置は、光デ
ィスク３をスピンドルモータ１で回転させながら、光学
ヘッド２によりデータの記録再生を行っている。

このような記録可能な光ディスクの記録フォーマットは
、一般にたとえば第２図に示すように、プリアンプル部
、セクタ同期信号、セクタアドレス等を記録したプリフ
ォーマット部ＰＦとデータ等を記録する記録領域とで１
セクタが構成されている。この記録領域は、所定の基準
信号が記録されるたとえば１セグメントの試し書き用セ
グメントＲ３と、たとえば数十セグメント程度のデータ
記録用セグメントＤＳとで構成されている。

本実施例においては、セクタの先頭部分（正確にはプリ
フォーマット部ＰＦの直後）に位置する試し書き用セグ
メントＲ３に対して、データ記録時に所定の基準信号（
いわゆる孤立ビットの複数個分）を書き込んでいる。

ここで、データの再生時には、光学ヘッド２はレーザ光
を上記光ディスク３に照射し、この光ディスク３からの
レーザ反射光を光学ヘッド２内のレーザ光検出部で検出
することにより、いわゆるＲＦ倍信号を出力している。

タイミング・ジェネレータ４は各部の要求するタイミン
グ・パルス等をそれぞれのブロックすべてに供給してい
る。Ａ／Ｄ変換部５は、光学ヘッドからのＲＦ倍信号タ
イミング・ジェネレータ４から供給されるクロックに応
じてサンプリングし、デジタル信号に変換して出力する
。上記Ａ／Ｄ変換部からの出力信号はディフェクト検出
部６を介して加算回路８に送られ、加算回路８では上記
信号レベルの各データの総和を出力する。演算回路９は
これらのデータを受けてイコライズ定数を求め、イコラ
イザ部７に供給する。イコライザ部７はＡ／Ｄ変換部５
からの信号に演算回路９で計算されたイコライズ定数を
用いイコライズ処理を行い、このイコライズ処理された
信号をデータ検出回路１０に送る。データ検出回路１０
では、たとえば演算回路９で計算された後述する孤立波
の平均振幅値等に基づいて隣り合うサンプルのレベル差
をスレッシュホールドレベルと比較してデータ・ビット
の値を決定している。

再生時に光ディスク記録再生装置におけるイコライザと
して代表的なトランスバーサルフィルタをもとに再生波
形がどのようにイコライズされるか図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明に係る光ディスク記録再生装置における
イコライザ部の３タツプ・トランスバーサルフィルタの
構成を示している。また、第４図は試し書き領域に書き
込まれているビット列データを再生信号として読み出す
際の動作を示している。

ここで、第４図の（Ｃ）に示す試し書き領域の再生信号
波形を読み出しクロックの立ち上がりでサンプリングし
たデータを第３図に示す入力端子１１に送る。この入力
信号は、それぞれ乗算器１４と第１のタップ１２に供給
され、乗算器１４で上記イコライズ定数としてのフィル
タ係数に、が掛けられて加算器１７に供給される。同様
に第１のタップ１２、第２のタップ１３に供給された信
号は遅延され、第１のタップ１２の出力及び第２のタッ
プ１３の出力を乗算器１５と１６に供給されてそれぞれ
各フィルタ係数に、、Ｋ３が掛けられ、これらの乗算出
力が加算器１７に供給される。

この加算器１７の加算出力は出力端子１８から取り出さ
れる。

上述したようなトランスバーサルフィルタによて最適な
イコライズを行うためには、上記イコライズ定数、具体
的にはそれぞれの各タップ出力に掛けるフィルタ係数を
求めなければならない。

そのため第２図に示すようにセクタ先頭部分の１セグメ
ントを試し書き用セグメントＲ３として用いる。試し書
き用セグメントＲ３は１０バイトで構成されている。基
準信号領域は上記ｌＯハイド中の８ハイドを用いている
。書き込まれるデータはビット列（０，０，１，０）を
１単位とするフォーマットでこのビット列を１６個記録
時に書き込んでいる。再生時にこの試し書き用セグメン
トＲ５をサンプリングして基準とする。第４図は読み出
しクロックと試し書き用セグメントＲ３に書き込まれる
ビット列データの関係を示している。第４図（Ａ）はデ
ータを読み出すクロックを、また、第４図（Ｂ）は書き
込まれるデータを示し、上記ビット列（０，０，１，０
）が繰り返されている。第４図（Ｃ）は読み出し時に上
記試し書き領域からの読み出される再生波形を示してい
る。この再生信号は第４図の（Ａ）に示す読み出しクロ
ックの立ち上がりに同期してサンプリングが行われる。

また、サンプリングデータは基準信号のビット列（０，
０，１゜０）にそれぞれ対応してデータ信号レベルを（
ｚｋ・　ａｋ・　ｂｌ、、ｃｋ）と表示する。ただし、
添字にはビット列（０，０，１，０）の番号を示す。

上記したようにして試し書き領域でサンプリングしたデ
ータ（Ｚｗ　＋　　ａｍ　＋　　１）＋　＋　　Ｃｋ）
は、先ず、上記第１図のディフェクト検出回路６におい
て、エラー信号でないことを確認するためのディフェク
ト検出が行われる。このとき、ディフェクト検出として
条件は、次の条件を採用している。

サンプリングデータａｋ、ｂｈ　ｒ　　Ｃｋはすべてサ
ンプリングデータ２よりも大きく且つサンプリングデー
タａ、とｃｋはサンプリングデータｂうよりも小さくな
ければならない。上記条件の確認を行った後、条件を満
足するサンプリングデータだけを上記第１図の加算回路
８に送って加算する。

そのときの加算総数をＮとすると、上記サンプリングデ
ータｚ＋　　ａｈ　ｒ　　ｂｈ　、Ｃ１の総和Ｓ２゜Ｓ
−、Ｓｂ　、Ｓ、は、それぞれ次式で表される。

Ｓｃ　＝Σｃｋ 上記サンプリングデータ２゜ ａｋ ａｋ ａｋ の 総和ｓ、、ｓ、、ｓｂ、ｓ、を上記第１図の演算回路９
に送って得られるイコライズ定数（Ｋ、、）は、で与え
られる。また、 データ検出スレッシュホー ルドレベルにいは、 なお、第３図に示した各フィルタ係数に１〜Ｋ。

は上記記号で表すとそれぞれに１・−５，／５ｂＫｔ　
□　　１．Ｋｓ　＝−３ｃ／Ｓｂの関係で表される。

次に、あるｎ番目のサンプリング点における出力レベル
が、上記のあるサンプリング点ｎでの前後ｎ−１番目と
ｎ＋１番目の２ビツトの影響を受けずに、それぞれ書き
込まれたパターンが独立であるとすると、次式で表され
る関係がある。

Ｐ［ｎｌ＝Ｍｃ　Ｈｂｉｔ（ｎ−１］＋Ｍ、　−ｂｉｔ
［ｎｌ＋Ｍ、・ｂｉｔ［ｎ＋１］ ここで、Ｐ［ｎｌ　：サンプリング点ｎでの出力レベル ｂｉｔＩｎ］　：サンプリング点ｎでのビット情報で、
ゼロあるいは１をとる Ｍｌｌ、　Ｍｂ　、　Ｍｃ　　： 各信号レベルａｌｌ＋　　ｂｋ＋　　Ｃｋの総和Ｓ、、
Ｓ、、Ｓｃをそれ ぞれ加算総数Ｎで割った平均値 レベル 上式をサンプリング点ｎでのビット情報ｂｉｔ（ｎｌに
ついて求め、さらに、サンプリング点ｎの前後すなわち
サンプリング点ｎ＋１とｎ−１でのビット情報ｂｉｔ［
ｎ＋１］、ｂｉｔ［ｎ−１］に対して求めた式をそれぞ
れ逐次代入して整理すると、サンプリング点ｎでのビッ
ト情報ｂｉ　ｔ　［ｎｌは、次式で示される。

ｂｉｔ　［ｎｌ　＝ 上式によってサンプリング点ｎでのビット情報を実際に
入力される各サンプリング点ｎ−１，ｎｎ＋１における
出力レベルで表すことができる。

（Ｍ、／Ｍ、）’、（Ｍｃ／Ｍ、）＜＜１のとき、すな
わち再生波形の幅が狭い波形のとき、サンプリング点ｎ
＋２及びｎ−２の２次以上の項を無視すると、サンプリ
ング点ｎにおけるイコライズされた出力レベルＥｑ　　
Ｐ（ｎｌは、 と表される。また、上式の右辺のＰ［ｎ−１］やＰ　［
ｎ＋１］に掛かっている係数はたとえば（Ｍ、／Ｍ、、
）・（Ｍｃ／Ｍｂ）＝０．２５に固定してイコライズさ
れた出力レベルＥｑ　　Ｐ［ｎｌを求めることができる
。本発明に係る光ディスク記録再生装置におけるイコラ
イズは、（Ｍ、／Ｍｂ）’＝；　（Ｍｃ／Ｍｂ）＝に、
ｑの条件で前述したイコライズ定数を用いて、２次の項
まで採用すると、 ＥＱ　　Ｐ　［ｎｌ＝　Ｐ　［ｎｌ−Ｋｅｑ−Ｐｌｎ−
１］−Ｋｅｑ　・Ｐ［ｎ＋１］＋ＫｌＩＱ−に＊ｑ　・
Ｐ［ｎ−２］＋　Ｋｔｔａ　ＨＫｅｑ　ＨＰ［ｎ＋２］
で表される。

上記したｂｉ　ｔ　［ｎｌ　の右辺の分母は、全体のゲ
インに影響するので、スレッシュホールドレベルの補正
に用いる。

また、イコライザから出力される各点における出力信号
が直流変動による影響を受けないようにしなければなら
ない。そのために差分検出を行う。

上記差分検出の条件は、（Ｐ　［ｎｌ　−Ｐ　［ｎ−Ｉ
Ｉ　）がスレッシュホールドレベルより大きいならばｂ
ｉ　ｔ　［ｎｌの値は”１″とし、（Ｐ　［ｎｌ　−Ｐ
　［ｎ−１］　）がスレッシュホールドレベルより小さ
いならばｂｉ　ｔ　［ｎｌの値は”０”とし、上記のど
ちらでもないとき、ｂｉ　ｔ　［ｎ１＝ｂｉｔＩｎ−Ｉ
Ｉ　　とする。これによって、直流変動による悪影響を
防止することができる。

第５図は第１図に示した構成による光ディスク記録再生
装置において行われるイコライズの結果を示している。

第５図の（Ａ）はＲＦ信号の入力波形すなわち書き込ま
れているデータを示している。第５図の（Ｂ）は前述し
た３タツプ・トランスバーサルフィルタを用い１次の項
まで採用したイコライズによるデータ・ビットｂｉｔ［
ｎｌ　を示している。第５図の（Ｃ）は５タツプ・トラ
ンスバーサルフィルタを用い１次の項まで採用したイコ
ライズによるデータ・ビットｂｉｔ［ｎｌ　を示してい
る。第５図の（Ａ）ではデータ値が“１゛あるいは“０
”か不明瞭な値をとって波形歪が生じている。しかしな
がら、第５図の（Ｂ）では、上述した方法でイコライズ
した結果、データ・ビットｂｉ　ｔ　［ｎｌ　はデータ
値を°′１”あるいは“０′°のレベルにすべて明瞭に
出力されて、実用可能な精度になっている。さらに、第
５図の（Ｃ）は５タンプ・トランスバーサルフィルタを
用いることにより、各データ値”１”と“′０“のレベ
ルに対する変動が極めて少なく精度が向上することが判
る。

なお、本発明にかかる光ディスク記録再生装置における
イコライズは、上述した例に限定されるものでなく、前
述のイコライズの式 ｂｉｔ［ｎ−１］　を代入せずに、サンプリング点ｎ−
１での出力レベルＰ［ｎ−１］　を用い、ｂｉｔ［ｎ＋
１］は代入して２次の項まで採用すると、 と表され、上式の右辺の分母を用いると、サンプリング
点ｎにおけるイコライズされた出力レベルＥｑ　　Ｐ［
ｎｌは、 と表される。

ここで、Ｍ、＝（Ｓｃ−３，）／Ｎ　、Ｍ、、（Ｓｂ−
３，）／ＮＭｃ、（Ｓｃ−５，）／　Ｎである。

意識的に位相をＢ＝Ｃまでずらして、（Ｓ、−５，）＃
０とすると、いわゆる３値読み取り方式になる。

上式において、（Ｓ、−３，）＝Ｏとせずに計算するこ
とによって、さらに精度を上げることができる。

Ｈ１発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明の光ディスク
記録再生装置によれば、データ記録時に所定の基準信号
をセクタ先頭部分に設けられた試し書き領域に書き込み
、データ再生時に上記書き込まれた基準信号の再生波形
をサンプリングして検出したレベルに応して各セクタご
とにイコライズ処理のイコライズ特性を調整することに
より、最適にイコライズを行い、たとえばＣＡＶ方式の
光ディスクの記録密度の差や、書き込み時のパワー及び
使用環境の違い等で生じる書き込みパターンの変化に最
適に対応することができる。しかも、各セクタごとに常
に、最適なイコライズをかけることができ、データの信
軌性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施
例におけるイコライザ部近傍の概略構成を示すブロック
図、第２図は光ディスクにおけるセクタ構造を示す図、
第３図は光ディスク記録再生装置のイコライズ処理に用
いられる３タンプ・トランスバーサルフィルタの回路構
成を示す図、第４図はセクタ先頭部分から読み出される
参照信号の動作を説明する波形図、第５図は本発明に係
る光ディスク記録再生装置によってイコライズした際の
シミュレーション結果を示すグラフ、第６図は従来のイ
コライズ波形を示した図である。 ４　・　・ ５　・　・ ６　・　・ ７　・　・ ８　・　・ ９　・　・ １０　・ １２． １４． １７　・ １１　・ ・タイミングジェネレータ ・・・・・・Ａ／Ｄ変換部 ・・ディフェクト検出回路 ・・・・・・イコライザ部 ・・・・・・・・加算回路 ・・・・・・・・演算回路 ・・・・・データ検出回路 ・・・・・・・・遅延素子 ・・・・・・・・・乗算器 ・・・・・・・・・加算器 ・・・・・・・・入力端子 １８　・　・ ・出力端子 特 許 出 願 人 ソニー株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　記録可能な光ディスクに記録されたデータの再生信号
   に対してイコライズ処理を施してデータ検出を行う光デ
   ィスク記録再生装置において、セクタ先頭部分に試し書
   き領域が設けられた光ディスクを用い、 データ記録時に所定の基準信号を上記セクタ先頭部分に
   設けられた試し書き領域に書き込み、データ再生時に上
   記試し書き領域に書き込まれた基準信号の再生波形の各
   サンプルタイミングでのレベルを検出し、これらの検出
   レベルに応じて各セクタごとに上記イコライズ処理のイ
   コライズ特性を調整することを特徴とする光ディスク記
   録再生装置。