JPH06325492A - 信号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内周側で３値検出によるデータ検出を必要と
する程度の高密度記録を行ったディスクから、良好なデ
ータ再生ができる再生装置を提供する。 【構成】 ディスク１からの再生信号を所定のスレッシ
ョルドレベルと比較して再生データを形成する２値検出
回路２０と、ディスク１からの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、この２系列
のデジタルデータから再生データを検出する３値検出回
路３０と、両検出回路２０，３０の検出データのエラー
レートを検出するエラーレート検出手段１４とを備え、
２値検出回路２０で得た再生データのエラーレートと、
３値検出回路３０で得た再生データのエラーレートとを
比較して、良好な方のデータを再生データとして出力さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルデータが記録
される光磁気ディスクに適用して好適なディスク再生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクにレーザビームを照射して、
その戻り光の強弱，相変化等から光ディスクに記録され
ているデータを読出す光ディスク装置は、光ディスクへ
の高密度記録を行うと、光ディスクの各トラックに記録
されるデータのビットレート（最小ビットの空間周波
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（検出ウインドマージン）が狭くなる。

【０００３】特に、記録・再生時の回転数が一定とされ
るＣＡＶ（角速度一定制御）のディスクでは、図８に示
すようにディスクＤの外周側のトラックＴ_out より内周
側のトラックＴ_in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ｒ₁，ｒ₂ に対応して高くな
り、ディスクの内周側ほど再生データの符号間干渉が大
きくなる。

【０００４】そのため、図９の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に移動する
に従って、再生ＲＦ信号のアイパターンが狭くなり、こ
のアイパターンから検出されるデータの誤り率が低下す
る傾向にある。

【０００５】図１０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（Ｎｏ
ｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）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小ビッ
トＰ_min のピット長λ（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信号から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。

【０００６】この図から判るように、データの最小ビッ
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図９の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、最小ビット間隔が
０．５μｍに近づくと、その再生ＲＦ信号のアイパター
ンは図９の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。なお、位相マージ
ンは、再生時のデータのエラーレート（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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、上述したよう
な角速度一定の回転でディスクからの再生データを検出
する検出回路は、データ誤り率が例えば１０^-7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厳しくなり、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。

【０００８】また、内周側の記録密度によって光ディス
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、あまり高くすることはできなか
った。

【０００９】この問題点を解決するために、本出願人は
先に特願平２−３２０７６４号において、２値検出によ
り再生データを検出する回路と、３値検出により再生デ
ータを検出する回路とを、ディスクの外周側と内周側と
で切換えて再生する再生方法を提案した。この再生方法
によると、比較的記録密度の低い外周側トラックは、２
値検出により再生データが検出され、比較的記録密度の
高い内周側トラックは、３値検出により再生データが検
出され、高密度記録をした場合においても、外周から内
周まで良好に再生データの検出ができるようになる。

【００１０】ところが、このように単純に外周側トラッ
クと内周側トラックとで再生データの検出方法を切換え
るようにすると、その切換点の設定が困難であった。即
ち、図１０に示す位相マージンの良好な検出方法が切換
わるポイントＸは、厳密に一定位置に決められるもので
はなく、実際には記録データの状態により変動してしま
う。このため、一義的に切換ポイントＸを設定した場合
には、この切換ポイントＸの近傍のトラックでは、３値
検出により再生データを検出した方が良い場合のデータ
と、２値検出により再生データを検出した方が良い場合
のデータとが混在し、必ずしも最適な再生方法でデータ
検出が行われるとは限らなかった。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、常に最適なデー
タ検出が行われるこの種のディスクの記録データの再生
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、ディスク１からの再生信号を所定のスレッ
ショルドレベルと比較して再生データを形成する２値検
出回路２０と、ディスク１からの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、この２系
列のデジタルデータから再生データを検出する３値検出
回路３０と、両検出回路２０，３０の検出データのエラ
ーレートを検出するエラーレート検出手段１４とを備
え、２値検出回路２０で得た再生データのエラーレート
と、３値検出回路３０で得た再生データのエラーレート
とを比較して、良好な方のデータを再生データとして出
力させるようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明によると、常にエラーレートの低い系統
の再生データが選択されるので、最もエラー発生の少な
い良好な再生データが出力される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図７を参
照して説明する。

【００１５】図１は、本例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
ーザ発光出力を光ディスク１に照射するレーザ発光源と
このレーザ光の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。なお、光デ
ィスク１は１トラックが複数セクタに分割され、１セク
タ単位でデジタルデータが記録されるようにしてある。

【００１６】そして、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。

【００１７】再生されたＲＦ信号は後述するデータ検出
回路２０，３０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、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ピ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。

【００１８】また、光学ヘッド３に対するトラッキング
制御、フォーカス制御も上述したクロックピットと共に
形成されているサンプルサーボピットを検出して、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。

【００１９】光ディスク１に記録されるデータの変調型
式は高密度記録に適しているＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕ
ｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）をプリエンコードしたＮＲＺＩ
（ＮＲＺ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）とされている。このＮＲ
ＺＩ系列のデータが光ディスク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ピット間隔が長
いデータとなり、ディスクの内周側ではピット間隔が短
いものになる。

【００２０】又、光ディスクの伝達特性の一つであるＭ
ＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ）は、一般的に図２に示すように２ＮＡ／
λをカットオフ周波数とする低域通過特性を有する。但
し、ＮＡは開口率、λはレーザ波長である。

【００２１】従って、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、例えば図２で示したディ
スクの再生レスポンスをロールオフ率α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図３のＡに示すように
隣り合うビットの間で符号間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“１”及び
“０”を広い位相マージンで弁別することができる。

【００２２】一方、空間周波数が高くなるディスクの内
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図３のＢ
に示すように隣り合うビットの間で大きな符号間干渉が
発生し、データ抜き取りのための位相マージンが狭くな
り、データの誤り率を高くする要因となっている。

【００２３】そして本例においては、ディスク１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ＲＦ３値
検出回路という）を備えている。

【００２４】そして、ＮＲＺ２値検出回路２０で検出し
た再生データをバッファメモリとしてのＲＡＭ１１に供
給し、少なくとも１セクタ分のデータを一時的に記憶さ
せる。また同様に、ＰＲ３値検出回路３０で検出した再
生データをバッファメモリとしてのＲＡＭ１２に供給
し、少なくとも１セクタ分のデータを一時的に記憶させ
る。そして、両ＲＡＭ１１，１２に記憶された再生デー
タを、切換スイッチ１３を介して選択的にパリティチェ
ック回路１４に供給する。ここで、切換スイッチ１３の
切換えは、パリティチェック回路１４により制御され、
両ＲＡＭ１１，１２に記憶されたデータを交互に読出し
てパリティチェックを行うようにしてある。

【００２５】そして、パリティチェック回路１４では、
同一のトラックから再生したデータのパリティチェック
に基づいたエラーレートの比較を行う。即ち、ＮＲＺ２
値検出回路２０で検出した再生データのパリティチェッ
クに基づいたエラーレートと、ＰＲ３値検出回路３０で
検出した再生データのパリティチェックに基づいたエラ
ーレートとを、同一箇所に記録されたデータについてセ
クタ単位で比較する。このパリティチェック回路１４で
の比較は、両ＲＡＭ１１，１２に記憶された同一セクタ
のデータを、時分割で交互にパリティチェックすること
で行われる。そして、比較の結果、エラーレートが低い
と判断された系統の再生データに、パリティチェックに
よるエラー訂正を行い、訂正された再生データを出力端
子１５から後段の再生データ処理回路（図示せず）に供
給する。

【００２６】ここで、ＮＲＺ２値検出回路２０及びＰＲ
３値検出回路３０の具体的な構成を、図４及び図５に示
す。

【００２７】図４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_thＡ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、２４はｅｘ−ＯＲ回路を示す。

【００２８】また、図５において３１，３２はそれぞれ
第１のスレッショルド信号Ｅ_thＢと第２のスレッショル
ド信号Ｅ_thＣを比較値とするコンパレータ、３３はノア
回路、３４，３５，３６はＤ−フリップフロップ回路を
示している。

【００２９】次に、ＮＲＺ２値検出回路２０の動作を図
６の波形図に基づいて説明する。

【００３０】ＮＲＺ符号列データは光ディスク１への記
録時にプリエンコードされて、ＮＲＺＩ系列の符号とさ
れている。

【００３１】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ＦＲ（ｏｕｔ）は“１”の
レベルで所定のピーク値Ｐ_O 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。

【００３２】したがって、波形ＦＲ（ｏｕｔ）の中間に
設定されている第１のスレッショルド信号Ｅ_thＡを比較
電圧とするコンパレータ２１からパルス列Ｐ_A として出
力される。

【００３３】このパルス列Ｐ_A 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Ｄ₁₁が出力される。

【００３４】このデータＤ₁₁は次のＤ−フロップフリッ
プ２３によって１ビット遅延されデータＤ₁₂とされる
が、データＤ₁₁とデータＤ₁₂の排他的論和をｅｘ−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_out(2)
として出力される。

【００３５】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波形の符号間干渉が増加し、図７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“１”のときはピーク値がＰ₂ に
なる。また、この場合は次の“０”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、符号間干渉が大き
くなることによって再生ＲＦ信号のアイパターンが狭く
なる。したがって、データを抜きとる位置を示す検出窓
（ウインド）の位相マージンも狭くなり、既に説明した
図１０に示すように、このＮＲＺ２値検出回路２０で一
定値以下のエラーレートを維持するための位相マージン
が内周側の或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、０．６μｍ前後であり、このトラック
より内周側になるに従って、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次第に困難にな
る。

【００３６】次にＰＲ３値検出回路３０の動作を図７の
波形図に基づいて説明する。

【００３７】ＮＲＺＩ符号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ＲＦ_(in)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、上述したように“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“１”の中に含まれ
ている“０”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。

【００３８】このような再生ＲＦ信号は、図９の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。

【００３９】図５に示すＰＲ３値検出回路３０ではこの
ような再生ＲＦ信号ＲＦ_(out) が、第２のスレッショル
ド信号Ｅ_thＢと、第３のスレッショルド信号Ｅ_thＣ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Ｐ_B とＰ_C を出力する。

【００４０】さらに２つのパルス列Ｐ_B とＰ_C 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_B+C が得られる。

【００４１】この合成パルス列Ｐ_B+C はクロック信号Ｃ
ＬＫの位相を９０°ずらした反転クロックＣＬＫＩ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Ｄ₂₁とされる。さらに、このデータＤ₂₁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Ｄ₂₂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Ｄ_out(3)が得られ
る。

【００４２】この検出データＤ_out(3)は、エラーが全く
ない場合には、ＮＲＺ２値検出回路２０より得られる検
出データＤ_out(2)と同一になる。

【００４３】このＰＲ３値検出回路３０は上述したよう
に２つのスレッショルドレベルＥ_thＢと、Ｅ_thＣを設定
することによって符号間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
なり、その位相マージンもスレッショルドレベル（Ｅ _th
Ｂ，Ｅ_thＣ）を適当な位置に定めることによって広くす
ることができる。

【００４４】このようにしてＮＲＺ２値検出回路２０と
ＰＲ３値検出回路３０とは、同一の再生ＲＦ信号よりデ
ータを検出するが、本例においては上述したようにパリ
ティチェック回路１４でのパリティチェックに基づいた
エラーレートの判断で、エラーレートが低い方のデータ
を再生データとするようにしたことで、常に最もエラー
レートの低い最適な再生データが得られる。即ち、一般
的な傾向としては、図９に示すように、外周側のトラッ
クではＮＲＺ２値検出回路２０で検出したデータの方が
位相マージンが広くとれ、内周側のトラックではＰＲ３
値検出回路３０で検出したデータの方が位相マージンが
広くとれる。従って、本例の回路においても、外周側の
トラックでは、ほとんどＮＲＺ２値検出回路２０で検出
したデータが選択され、内周側のトラックでは、ほとん
どＰＲ３値検出回路３０で検出したデータが選択され
る。

【００４５】ところが、図１０に示す両検出データの位
相マージンが交差するポイントＸと想定される箇所の近
傍のトラックでは、例え同一トラックであってもセクタ
毎に、ＮＲＺ２値検出回路２０で検出した方が良い場合
と、ＰＲ３値検出回路３０で検出した方が良い場合とが
混在することがある。この検出データの良否は、主とし
て記録データの状態により決まる。即ち、ＮＲＺ２値検
出に適したビット配列のデータであるか、パーシャルレ
スポンス３値検出に適したビット配列のデータであるか
に因る。

【００４６】ここで本例のように、再生データのエラー
レートの低い方を、セクタ単位で選択するようにしたこ
とで、位相マージンが交差するポイントＸの近傍であっ
ても、常に最低のエラーレートによる再生データが得ら
れ、内周側になるに従って記録密度が高くなる高密度記
録を行っても、常にエラーレートを一定値以下に保った
良好な再生データが得られる。従って、ディスクに記録
できるデータ量を増やすことができる。

【００４７】この場合本例においては、エラーレートの
比較を行うために、両検出回路２０，３０の出力データ
を少なくとも１セクタ分一時的に記憶するバッファメモ
リとしてのＲＡＭ１１，１２を設けるだけの簡単な構成
で良く、再生装置の構成が複雑にはならない。

【００４８】なお、上述実施例においては、ディスクの
内周側から外周側まで全てのトラックで両検出回路の検
出データのエラーレートを比較するようにしたが、位相
マージンが交差するポイントＸと想定されるトラックの
前後の所定数のトラックの記録データを再生するときだ
け、両検出データの比較を行ってエラーレートの低い方
のデータを選択するようにして、この所定数のトラック
よりも内周側ではパーシャルレスポンス３値検出のデー
タを必ず選択させ、外周側ではＮＲＺ２値検出のデータ
を必ず選択させるようにしても良い。

【００４９】また、エラーレートの判断は、検出データ
に含まれるパリティのチェックにより行うようにした
が、他の方法でエラーレートを判断するようにしても良
い。

【００５０】また、上述実施例で説明したＰＲ３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、上述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。

【００５１】さらに、本発明が適用される再生方式は光
ディスクや光磁気ディスクに限らず、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各種検出
回路に適用することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によると、常にエラーレートの低
い系列の再生データが選択されるので、内周側では３値
検出を必要とするような高密度記録を行っても、常にエ
ラー発生の少ない良好な再生データが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による再生装置を示す構成図
である。

【図２】光ディスクの再生信号の伝達特性を示す特性図
である。

【図３】光ディスクの符号間干渉を示す波形図である。

【図４】一実施例による２値検出回路を示す構成図であ
る。

【図５】一実施例による３値検出回路を示す構成図であ
る。

【図６】一実施例による２値検出状態を示すタイミング
図である。

【図７】一実施例による３値検出状態を示すタイミング
図である。

【図８】光ディスクのトラック形成状態を示す構成図で
ある。

【図９】再生信号のアイパターンを示す説明図である。

【図１０】検出状態による位相マージンの変化を示す特
性図である。

【符号の説明】

１ 光磁気ディスク ３ 光学ヘッド １１，１２ ＲＡＭ １３ 切換スイッチ １４ パリティチェック回路 ２０ ＮＲＺ２値検出回路 ３０ パーシャルレスポンス３値検出回路

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１０月２３日

【手続補正１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクからの再生信号を所定のスレッ
   ショルドレベルと比較して再生データを形成する２値検
   出回路と、 上記ディスクからの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、該２系列のデジタル
   データから再生データを検出する３値検出回路と、 上記両検出回路の検出データのエラーレートを検出する
   エラーレート検出手段とを備え、 上記２値検出回路で得た再生データのエラーレートと、
   上記３値検出回路で得た再生データのエラーレートとを
   比較して、良好な方のデータを再生データとして出力さ
   せるようにしたディスク再生装置。