JPH04192161A - ディスクの信号再生方式 - 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】 〔産業上の利用分野１ この発明は、角速度が一定で再生される光ディスクのデ
ータを読み出す際に好適なディスクの信号再生方式に関
するものである。

［発明の概要］ 本発明のディスクの再生方式は、回転数が一定とされて
いる、例えば光ディスクに記録されているデータを再生
する際に、記録密度が比較的に低い外周側のトラックか
ら再生されたＲＦ倍信号対しては、所定のスレッショル
ドレベルで比較されたときの２値のデジタルデータを検
出する２値検出回路を使用し、光ディスクの記録密度が
比較的高くなる内周側のトラックから再生されたＲＦ倍
信号対しては、２値のスレッショルドレベルで比較した
２系列のデジタルデータを形成し、この２系列のデジタ
ルデータから記録されていた元のデ−夕を検出する３値
検出回路を使用するように構成し、データを検出するク
ロックの位相マージンが狭くならないようにしたもので
ある。

［従来の技術］ 光ディスクにレーザビームを照射して、その反射光の強
弱、又は相変化等から光ディスクに記録されているデー
タを読み出す光デイスク装置は、高密度記録を行うと光
ディスクのトラックに記録されるビットレート（最少ビ
ットの空間周波数）が高くなり、再生系のデータ検出回
路における位相マージン（検出ウィンドマージン）が狭
くなる。

特に、回転数が一定とされているＣＡＶ　（角速度一定
）ディスクでは、第７図に示すようにディスクＤの外周
側のトラックＴ。ｕｔより内周側のトラックＴ、。に記
録されているデータのビットレートがそのディスクの半
径ｒ　Ｉ　＊　ｒ　２に対応して高くなり、ディスクの
内周側程再生データの符号量干渉が大きくなる。

そのため、第８図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように
外周側のトラックから内周側のトラックへ移動すると再
生ＲＦ信号のアイパターンが狭（なるように変化し、こ
のアイパターンから検出されるデータの誤り率が増加す
る傾向にある。

第９図は回転角が一定とされている光ディスクに、比較
的高密度記録が可能なＮＲＺ系列のデータをディスクの
記録面に同一のクロックレートによって記録し、その再
生ＲＦ信号を２値検出回路でデジタル化してデータを検
出するときの位相マージン（検出窓マージン）の傾向を
実線Ａで示したもので、横軸は記録密度を最少ビットＰ
□。のビット長え（μｍ）で示したものであり、縦軸は
アイパターンの中心をスレッショルドレベルとしてＲＦ
倍信号ら２値データを検出する際のクロックの位相マー
ジンの変化を示す。

この図から理解できるように、データの最少ビット間隔
が約１μｍとなる外周側のトラックにおいてはその再生
ＲＦ信号のアイパターンは第８図（ａ）となり、検出の
ための位相マージンは約０．８となりかなり余裕がある
が、光ディスクの内周側において、最少ビット間隔が０
．５μｍに近付くと、その再生ＲＦ信号のアイパターン
は第８図（ｃ）に示すようになり、検出のための位相マ
ージンが０．５以下に急激に低下する。

（位相マージンは再生時のデータ誤り率が所定値以下と
なるための検出窓の位相の許容範囲を示す。） 〔発明が解決しようとする問題点〕 したがって、上記したような角速度一定型のディスクを
再生する検出回路は、データ誤り率が例えば、１０−’
以下となるように信号再生を行うためには、ディスクの
内周側の位相マージンが極めてきびしくなり、光ディス
クの品質管理、再生回路のコストアップ等を招くことに
なる。

又、内周側の記録密度によって光デイスク全体の記録容
量が限定されるため、１枚の光ディスクに記録されるデ
ータ容量が内周側の記録面密度によって制限されること
になり高くすることができないという問題がある。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、かかる問題点を改善するためになされたもの
で、光ディスクに記録されるデータをＮＲＺｉ系列の信
号とし、ディスクの外周側のトラックを再生した信号を
検出するために、ＮＲＺ２値検出回路を利用して高い位
相マージンのもとてデータの再生を行う。

又、ディスクの記録ビートレートが高くなる内周側のト
ラックから信号を再生するときは、符号量干渉が生じて
いる再生波形に対して、２つの異なるスレッショルドレ
ベルで動作する比較器を設け、この比較器から出力され
る２系列のデジタル信号を演算することによってもとの
記録データを形成するパーシャルレスポンス３値検出回
路を利用するように構成したものである。

［作用］ パーシャルレスポンス３値検出は、光ディスクのＭ　Ｔ
　Ｆ　（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆ
ｕｎｃｔｉｏｎ）が低下する内周側より再生されるＲＦ
倍信号対して、位相マージンが比較的狭くならないよう
な特性を有しているため、光ディスクの記録密度が高く
なったときでも、データの誤り率を所定値以下に保つこ
とが容易になる。

〔実施例１ 第１図は、本発明の信号再生方式の概要を示すブロック
図で、１は回転角が一定となるようにスピンドルモータ
２によって駆動されている光ディスク、３はレーザ発光
源、及び該レーザ発光出力を光ディスク１に照射して反
射光から記録データを読み出すための光学系素子を備え
ている光学ヘッドである。

光学ヘッド３より再生されたＲＦ信号はＲＦ信号増幅器
４を介して出力され、次にイコライザ５に供給されて波
形整形が行われる。

再生されたＲＦ信号は後述するデータ検出回路１０に供
給されて、２値のデジタルデータが再生されることにな
るが、その一部はＰＬＬ回路等からクロック検出回路７
に供給され、記録データ列のクロック信号を検出すると
共に、検出されたクロック信号がスピンドルサーボ回路
８に供給され、前記したスピンドルモータ２の回転制御
を行う。なお、光ディスク１が書き換え可能な光磁気デ
ィスクのときは、ディスク記録面にあらかじめ形成され
ているクロックビットを抽出してデータを抜きとるため
のクロック信号を形成する。

また、光学ヘッド３に対するトラッキング制御、フォー
カス制御も前記クロックビットと共に形成されているサ
ンプルサーボビットを検出して、トラッキングエラー信
号及びフォーカスエラー信号を形成するサーボ回路６の
出力信号によって行う。

光ディスク１に記録されるデータの変調形式は高密度記
録と遺しているＮ　ＲＺ　（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｔ
。

Ｚｅｒｏ）をブリエンコードしたＮＲＺ　ｉとされてい
る。このＮＲＺｉ系列のデータが前記光ディスク１に同
一クロック周波数で記録されると、ディスクの外周側で
はビット間隔が長いデータとなり、ディスクの内周側で
はビット間隔が短いものになる。

又、光ディスクの伝達特性の一つであるＭＴＦは、−船
釣に第２図に示すように２ＮＡ／えをカットオフ周波数
とする低域通過特性を有する。

（ＮＡ＝開口率、λ＝レーザ波長） したがって、再生時における空間周波数が比較的低いデ
ィスクの外周側では、例えば第２図で示したディスクの
再生レスポンスをロールオフ率ａが１に近い理想的な低
域通過フィルタと見なして再生することができ、再生デ
ータのパルスレスポンスは第３図（ａ）に示すように隣
り合うビットの間で符号量干渉があってもナイキストの
周波数を満足することによって符号の“ｌ”及び“０”
を広い位相マージンで弁別することができる。

一方、空間周波数が高（なるディスクの内周側では、デ
ィスクの再生周波数特性が劣化することによって、再生
データのパルス波形レスポンスは第３図（ｂ）に示すよ
うに隣り合うビットの間で大きな符号量干渉が発生し、
データ抜き取りのための位相マージンが狭（なり、デー
タの誤り率を高くする要因となっている。

本発明は、特にディスクの外周側及び内周側のトラック
から再生されたＲＦ信号よりデータを抜きとる検出回路
１０として、所定のスレッショルドレベルで再生信号を
スライスしたのちにデータの検出を行うＮＲＺ２値検出
回路２０と、再生ＲＦ信号を異なる２つのスレッショル
ドレベルと比較して２値化した２つのデジタル信号より
抜きとった２系列のパルス列から検出データを形成する
パーシャルレスポンス３値検出回路３０（以下ＰＲ３値
検出回路という）を備えている。

そして、前記ＮＲＺ２値検出回路２０の出力とＰＲＢ値
検出回路３０の検出出力がディスクの外周側と内周側で
切換わるスイッチ１．１を介してデジタル信号処理回路
１２に供給され、誤りデータの検出、訂正及び復号化等
が行われる。

第４図（ａ）及び（ｂ）は前記データ検出回路１０を構
成するＮＲＺ２値検出回路２０とＰＲＢ値検出回路３０
の具体例を示したものである。

この図において２１は直流成分が除去されたＲＦ信号と
第１のスレッショルド信号Ｅ　、ｈＡとを比較するコン
パレータ２２，２３．２５はＤ−フリップフロップ、２
４はｅｘ−ＯＲ回路を示す。

又、同様に３１．３２はそれぞれ第１のスレッショルド
信号Ｅ　ｔｎＢと、第２のスレッショルドレベルＥ　ｔ
、Ｃを比較値とするコンパレータ、３３はノア回路、３
４．３５．３６はＤ−フリップフロップ回路を示してい
る。

以下、ディスクの外周側で動作する上記ＮＲＺ検出回路
２０の動作を第５図（ａ）の波形図に基づいて説明する
。

ＮＲＺ符号列データは光ディスク１への記録時にブリエ
ンコードされて、ＮＲＺ　ｉ系列の符号とされている。

この記録データは比較的ＭＴＦの高いディスクの外周側
ではナイキスト周波数の条件を満足しており、その再生
ＲＦ信号の波形ＲＦ（ｏｕｔ）は“１″′のレベルで所
定のピーク値Ｐ０を有し、又隣接するビットの最少間隔
でほぼ“０”となるように再生される。

したがって、波形ＲＦ（ｏｕｔｌの中間に設定されてい
る第１のスレッショルド信号ＥｔｈＡを比較電圧とする
コンパレータ２１からパルス列ＰＡとして出力される。

このパルス列ＰＡはＤ−フリップフロップ２２に供給さ
れているクロックＣＬＫによってビットの中間点で読み
出されデータＤ、が出力される。

このデータＤ　＋＋は次のＤ−フロップフリップ２３に
よって１ビツト遅延されデータＤ　Ｉ２とされるが、前
記データＤ　１１とこのデータＤ、□の排他的論和をｅ
ｘ−ＯＲ回路２４で形成すると、Ｄ−フリップフロップ
２５より、記録時のＮＲＺ系列のデータが検出データＤ
。ｕｔ　１２１として出力される。

ところで、再生トラックを外周側から内周側へ移してゆ
くと、光ディスクのＭＴＦが低下することによって再生
ＲＦ波形の符号量干渉が増加し、第５図（ｂ）に示すよ
うに“１″のピーク値Ｐ１が低下すると共に、隣接する
ビットが連続した“ｌ“のときはピーク値がＲ２になる
。また、この場合は次の“Ｏ”ビットの信号に対してボ
トム値がＢ２となり、単独のパルス信号のボトム値Ｂ１
と異なるレベルになる。そして、符号量干渉が太き（な
ることによって再生ＲＦ信号のアイパターンが狭（なる
。したがって、データを抜きとる位置を示す検出窓（ウ
ィンド）の位相マージンも狭くなり、前記第９図に示す
ように、このＮＲ７２値検出回路で一定値以上のデータ
誤り率を確保するための位相マージンが内周側の成るト
ラック半径から急激に低下することになる。この急激に
低下するトラック半径上の最少ビット間隔は、例えば、
０．６ｇｍであり、このトラックより内周側では、デー
タの誤り率を所定値以下に保持してデータを抜き取るこ
とが困難になる。

そこで、本発明ではこの抜き取り限界より内側のトラッ
クを再生する際は、第９図の点線Ｂで示す様に、内周側
のトラックで比較的位相マージンの低下が少ないＰＲ３
値検出回路３０の検出データＰ。ｕｔ＋ａ”ｌをスイッ
チ１１で選択して出力するようにする。

以下、第４図（ｂ）に具体例として示されているＰＲ３
値検出回路３０の動作を第５図（ｂ）の波形図に基づい
て説明する。

ＮＲＺ　ｉ符号別で記録されているデータは、ディスク
の内周側ではＭＴＦの低下によって単独のパルス再生波
形ＲＦｔ、ｎ＋のピーク値が図に示すように低下すると
共に、再生ＲＦ信号のすそのが拡がってくる。したがっ
て、上記したように”１″′が連続する部分のピークレ
ベルＰ２は高くなるが、連続した“ｌ”の中に含まれて
いる“Ｏ”データは単独の°°１”データのすそのまで
低下しないことになる。

このような再生ＲＦ信号は、第８図（Ｃ）に示すように
中央のアイパターンが縮まったことになる。

第４図（ｂ）のＰＲ３値検出回路３０ではこのような再
生ＲＦ信号ＲＦ、。ｕｔｌが、第２のスレッショルド信
号ＥｔｈＢと、第３のスレッショルド信号ＥｔｈＣを比
較電圧としている２つのコンパレータ３１、及び３２に
供給され、この比較電圧によってスライスされることに
よって２系列のパルスＰａとＰｃを出力する。

さらに２つのパルス列ＰａとＰＣはノア回路３３によっ
て論理和をとることによって合成パルス列Ｐ、ｃが得ら
れる。

この合成パルス列Ｐ８や。はクロック信号ＣＬＫの位相
を９０・ずらした反転クロックＣＬＫが供給されている
Ｄ−フリップフロップ３４において抜きとられ、データ
Ｄ　２１とされる。さらに、このデータＤ　２１はＤ−
フリップフロップ３５において、１ビット分遅延された
データＤ２□とされ、再びクロックＣＬＫによって抜き
出されることによって検出データＤｏｕｔ（３１が得ら
れる。

この検出データＤａｕｔＨ１は前記ＮＲＺ２値検出回路
２０より得られる検出データＤ。Ｕ□２）と同一になる
。

ＰＲＢ値検出回路３０は上記したように２つのスレッシ
ョルドレベルＥｔｈＢと、ＥｔｈＣを設定することによ
って符号量干渉が生じている再生ＲＦ信号をスライスし
ているため、２値検出回路２０で抜きとることが困難に
なるアイパターンを検出することが容易とになり、その
位相マージンもスレッショルドレベル（ＥｔｈＢ、　Ｅ
ｔｈＣ）を適当な位置に定めることによって広（するこ
とができる。

したがって、前記第９図の位相マージンを示すグラフで
、ＮＲＺ２値検出回路２０の位相マージン（Ａ）とＰＲ
３値検出回路３０の位相マージン（Ｂ）がほぼ一致する
ディスクのトラック位置をアドレス情報等より検出し、
このトラックナンバに基づいて前記スイッチ１１を切り
換えるようにすると、光ディスクからデータを読み出す
際の位相マージンがより高密度記録とされる光ディスク
の内周側で急激に低下することを防止し、ディスクの全
面で常にデータ誤り率を所定の値以上に保持することが
容易になる。

又、ディスク内周側でＭＴＦが低下したときにデータの
誤り率が高くならないため、再生回路のコストダウンを
はかることができる。さらにディスクの外周側の記録密
度をさらに向上させたときも、十分な再生能力を得るこ
とができるため、１枚のディスクに記録されるデータ量
を増加することができる。

なお、ＰＲＢ値検出回路はパーシャルレスポンスクラス
１、又はデュオバイナリ検出回路とも呼ばれるが上記実
施例に限定されることなく、３値検出を行うものであれ
ば他の検出回路で構成することもできる。

再生信号の波形成形を行うイコライザの周波数特性はデ
ィスクの外周側では理想の低域通過特性のロールオフα
が０．５〜ｌとなるように設定再生トラック位置によっ
て数段階で補正されることが好ましい。又、ディスクの
内周側で３値検出が行われるときは、第６図（ａ）に示
すように通過周波数特性がＣＯＳ特性となるように変化
させ、その再生ＲＦ信号が例えば第６図（ｂ）に示すよ
うにパーシャルレスポンス（１，ｌ）にできるだけ近似
するようにすることが好ましい。

なお、本発明の再生方式は光ディスクに限らず、相対的
に線速度が変化する回転記録媒体より再生されるデータ
の検出回路に適用することができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のディスクの信号再生方式
は、外周側に比較して内周側のトラックの記録密度が高
くなるような光ディスクを再生する際に、特定のトラッ
クで切り換えられる２値検出回路と３値検出回路を備え
ているので、従来の２値検出再生力式で限界とされてい
る光ディスクの記録密度をさらに高くすることができる
と共に、データの誤り率をディスクの全体にわたって一
定値以下にすることが容易になるから、光ディスクの品
質管理が緩和され、再生系回路のコストダウンをはかる
ことができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディスク再生方式の概要を示すブロッ
ク図、 第２図は光ディスクの再生時における伝達特性（ＭＴＦ
）を示すグラフ、 第３図（ａ）、（ｂ）は符号量干渉の説明波形図、 第４図（ａ）、（ｂ）は２値検出回路と３値検出回路の
具体例を示す回路図、 第５図（ａ）、（ｂ）は第４図（ａ）、−（ｂ）の回路
の動作波形図、 第６図（ａ）、（ｂ）はディスク内周側における再生イ
コライザの特性図と、再生波形図、第７図は光ディスク
（ＭＯ）の説明図、第８図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は再
生ＲＦ信号のアイパターン図、 第９図は位相マージンと記録密度の関係を示すグラフで
ある。 図中、１は光ディスク、３は光学ヘッド、１０は検出回
路、２０はＮＲＺ２値検出回路、３はＰＲ３値検出回路
を示す。 第２図 第３図 □再生ＲＦ信号 （Ｑ） 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）再生信号を所定のスレッショルドレベルと比較し
   てデジタルデータを形成する２値検出回路と、再生信号
   を所定のレベルに設定されている２つの異なるスレッシ
   ョルドレベルと比較して、２系列のデジタルデータを検
   出し、前記２系列のデジタルデータから再生データを形
   成する３値検出回路を備え、前記２値検出回路によって
   ディスクの外周側の再生データを検出するとともに、前
   記３値検出回路によって前記ディスクの内周側の再生デ
   ータを検出するようになしたことを特徴とするディスク
   の信号再生方式。
2. （２）前記２値検出回路により検出される再生データの
   位相マージンと、前記３値検出回路により検出される再
   生データの位相マージンがほぼ等しくなるトラックアド
   レス信号で再生出力が切り換えられることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載ディスクの信号再生方式
   。