JP3042069B2

JP3042069B2 - 記録媒体

Info

Publication number: JP3042069B2
Application number: JP3231990A
Authority: JP
Inventors: 保山上; 渡辺　　哲; 曜一郎佐古
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JPH0573923A

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記録媒体に関す
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再生
マージン、即ち位相マージン（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６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７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８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（Ｎｏｎ
ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）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Ｒ
Ｆ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。なお、ここでの位相マージンと
は、データの位相ずれに対する余裕を示し、例えば位相
マージン０．４は、０．４ビット分再生データの位相が
ずれても正確にデータ検出（この例ではデータ誤り率１
×１０^-5以下の状態）ができることを示す。

【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７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７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１×１０^-5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、パーシャルレスポンス
による符号間干渉を利用した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式を提案した。この再生方式によ
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。即ち、
図８にパーシャルレスポンスによる３値検出を行った場
合の位相マージンの変化を破線Ｂで示すと、或るビット
間隔以下では、通常の２値検出よりも位相マージンが確
保され、記録密度の高い内周側トラックではパーシャル
レスポンスによる３値検出の方が位相マージンが確保さ
れる。従って、２値検出と３値検出とを切換えること
で、良好な位相マージンのデータ検出が可能になる。

【００１０】ところが、このように２種類の再生方法に
対応できる再生装置は、構成が複雑になる不都合があっ
た。即ち、２値検出により再生データを検出する回路
と、パーシャルレスポンスによる３値検出により再生デ
ータを検出する回路との、双方のデータ検出回路を用意
する必要があり、再生装置の回路規模が大きくなってし
まう。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、高密度記録が行
われたデータの再生が簡単な構成でできるこの種の記録
媒体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、半径方向に所定数のゾーンＡ，Ｂ‥‥に分
割し、少なくとも各ゾーン内で一定速度で回転させて再
生させると共に、各ゾーン毎に異なるクロックレートの
デジタルデータを記録するディスク状の記録媒体におい
て、再生信号を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値検出を
行う場合の再生マージンが所定値以下になる箇所の近傍
を、各ゾーンの境界部に設定したものである。

【００１３】

【作用】本発明によると、各ゾーンの境界部を、３値検
出によるデータ検出での再生状態が所定値以下になる箇
所の近傍に設定したことで、全てのゾーン内でのデータ
記録状態を、３値検出によるデータ検出だけで良好に再
生できるように設定でき、高密度記録されたデータが単
一の再生方法により良好に再生できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図５を参
照して説明する。

【００１５】まず、本例のディスクの構成について説明
する。本例においては、光磁気効果によりデータの記録
・再生が行われる光磁気ディスクに適用したもので、こ
の光磁気ディスクをゾーニング記録するようにしたもの
である。

【００１６】即ち、図１に示すように、１枚の光磁気デ
ィスクに同心円状に複数のトラックを形成させ、この複
数トラックをゾーンＡとゾーンＢとに２分割する。この
場合、ゾーンＡが中心寄りである。また、各ゾーンの範
囲は、後述するデータの検出状態に基づいて設定する。
ここでは、この設定により、例えば光磁気ディスクの大
きさを半径３２ｍｍとしたとき、ゾーンＡの範囲を半径
１６ｍｍから２２ｍｍまでとし、ゾーンＢの範囲を半径
２２ｍｍから３０ｍｍまでとする。そして、各ゾーンで
は一定の回転速度によりデータの記録・再生（即ちＣＡ
Ｖ制御による記録・再生）を行い、本例ではゾーン毎に
記録データのクロックレートを変えて記録密度を変える
ゾーニング記録を行う。

【００１７】そして、各ゾーンＡ，Ｂ内に配された環状
の各トラックは、１トラックが所定セグメント（１トラ
ックのセグメント数は全てのゾーンで同じ）に分割さ
れ、数十セグメントを１単位としてセクタが構成され
る。即ち、１トラックに数十セクタが配され、さらに各
１単位のセクタに数十セグメントが配される。そして、
データの記録を行うときには、このセクタを単位として
行われる。

【００１８】そして、それぞれの１単位のセグメント
は、サーボエリアとデータエリアとで構成される。各セ
グメントのサーボエリアは、予めディスク上にピットで
データが記録されたいわゆるプリピットとされ、記録・
再生時にこのプリピットのデータによりトラッキングの
ためのサンプルサーボ制御が行われる。また、トラック
アドレス及びセクタアドレスがこのプリピットによるデ
ータで記録され、サーチ時に使用される。そして、サー
ボエリアに続いたデータエリアに、所定バイトのデータ
が光磁気効果で記録される。この場合、各セグメントの
データエリアの記録容量は、ゾーン毎に異なる。このゾ
ーン毎の記録容量の違いは、各ゾーンでの記録クロック
レートの違いに起因するものである。即ち、ゾーニング
記録により、各ゾーンの最内周トラックの線記録密度を
ほぼ同じに設定してあり、このような設定で各セグメン
トのデータエリアの記録容量がゾーン毎に変化する。

【００１９】なお、各ゾーンのデータエリアに記録され
るデータの変調方式は、高密度記録に適しているＮＲＺ
（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）をプリエン
コードしたＮＲＺＩ（ＮＲＺＩｎｖｅｒｔｅｄ）とし
てある。

【００２０】ここで、このようにしてゾーンＡ，Ｂに２
分割される場合の、両ゾーンの境界部の設定について説
明すると、各ゾーンの最内周トラックのデータ記録密度
は上述したようにほぼ等しくする。このとき、各ゾーン
の最内周トラックのデータ記録密度は、記録データをパ
ーシャルレスポンス・クラス１の３値検出により検出し
たとき、一定の位相マージンとなるようにしてある。即
ち、パーシャルレスポンス（ＰＲ）の３値検出でデータ
再生を行った場合、既に説明した図８に曲線Ｂで示すよ
うに、位相マージンは或る値を中心としてその前後で減
少する山なりの特性となる。ここで本例においては、こ
の３値検出での位相マージンが一定以上となるようにし
たもので、図２に示すように、ゾーンＡの最内周トラッ
クの位相マージンと、ゾーンＡの最外周トラックの位相
マージンとが等しくなるようにすると共に、ゾーンＢの
最内周トラックの位相マージンもこれらの位相マージン
と等しくする。従って、各ゾーンの最内周トラックと最
外周トラックとの位相マージンが最も悪くなり、各ゾー
ンのほぼ中間部のトラックが最も位相マージンのある状
態になる。そして、この最も位相マージンが悪い状態の
値を、正常なデータ再生ができる程度（図２に破線で示
す基準レベル：位相マージン０．４を若干越える値）に
する。但し、パーシャルレスポンス・クラス１の３値検
出によるデータ検出の場合には、位相マージンの変化が
わずかであり、実際にはトラックの違いによる位相マー
ジンの変化量は少ない。なお、図示はしないが、各ゾー
ン内の各トラックの記録データを、通常の２値検出でデ
ータ再生したときには、基準レベル以下の位相マージン
となる。言い換えると、各ゾーンでのデータ記録状態
は、通常の２値検出でデータ再生が適正に出来ない程度
の高密度記録である。

【００２１】なお、ここで説明した位相マージンは、再
生データの誤り率（エラーレート）に対応して変化し、
位相マージンの変化とエラーレートの変化とは一定の比
例関係にある。従って、再生データのエラーレートが一
定以下になるように、各ゾーンの構成を決めたことと同
じになる。

【００２２】次に、このように構成される光磁気ディス
クを使用して、データの再生を行う本例の再生装置の構
成を図３を参照して説明する。

【００２３】図３において、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磁気
ディスク、３はレーザ発光出力を光磁気ディスク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、ここでの光磁気ディスク１は、上述し
た図１に示すように、ゾーンＡ，Ｂに２分割されてゾー
ニング記録が行われるようにしたものである。

【００２４】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を介して出力された後、イコ
ライザ５に供給されて波形整形が行われる。

【００２５】そして、イコライザ５が出力する再生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。

【００２６】この場合、本例においては光磁気ディスク
１として上述したゾーニング記録が行われるようにした
ものであるので、各ゾーンで異なる周波数のクロックを
形成させるようにしてある。即ち、各ゾーンのデータエ
リアへの記録クロックレートが異なるので、この各ゾー
ンの記録クロックレートに対応したクロックを生成させ
る。このクロック検出回路７でのクロックの生成は、サ
ーボエリアの検出データをＰＬＬ回路（フェーズ・ロッ
クド・ループ回路）で所定倍の周波数信号にすることで
行われる。

【００２７】ここで、再び図３を参照した再生系回路の
説明に戻ると、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。

【００２８】そして、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、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１０（以下ＰＲ３値検出回路とい
う）を備えている。そして、このＰＲ３値検出回路１０
で検出した検出データを端子９を介してエラー訂正回路
等の後段の回路（図示せず）に供給する。

【００２９】ここで、ＰＲ３値検出回路１０の具体的な
構成を、図４に示す。

【００３０】図４において１１，１２はそれぞれ第１の
スレッショルド信号Ｅ_thＡと第２のスレッショルド信号
Ｅ_thＢを比較値とするコンパレータ、１３はノア回路、
１４，１５，１６はＤ−フリップフロップ回路を示して
いる。

【００３１】このＰＲ３値検出回路１０の動作を、図５
の波形図に基づいて説明すると、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（Ｍｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏ
ｎ）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。従って、“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。

【００３２】このような再生ＲＦ信号は、図７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。

【００３３】本例のＰＲ３値検出回路１０ではこのよう
な再生ＲＦ信号ＲＦ_(out)が、第１のスレッショルド信
号Ｅ_thＡと、第２のスレッショルド信号Ｅ_thＢを比較電
圧としている２つのコンパレータ１１及び１２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_AとＰ_Bを出力する。

【００３４】さらに、２つのパルス列Ｐ_A，Ｐ_Bから、
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_A+Bが得られる。

【００３５】この合成パルス列Ｐ_A+Bは、クロック信号
ＣＬＫ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１４において抜き
とられ、データＤ₁とされる。さらに、このデータＤ₁
はＤ−フリップフロップ１５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Ｄ_outが得られ
る。

【００３６】このＰＲ３値検出回路１０は上述したよう
に２つのスレッショルドレベルＥ_thＡと、Ｅ_thＢ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、単一のスレッショルドレベル
による通常の２値検出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_thＡ，Ｅ_thＢ）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。

【００３７】ここで本例においては、上述したように光
磁気ディスク１の各ゾーンの境界部に隣接したトラック
を、３値検出でデータ再生したときの位相マージンが、
一定の基準レベルとなるように設定したために、各ゾー
ン共にパーシャルレスポンスの３値検出でデータ検出す
ることで、充分な位相マージンが確保され、良好なデー
タ検出が行える。このため、パーシャルレスポンスの３
値検出だけで良好なデータ検出が可能になり、再生装置
が２値検出回路を備える必要がなくなる。この場合、３
値検出でデータ検出した場合に良好な位相マージンが確
保できる程度の記録密度は、通常の２値でデータ検出し
た場合に良好な位相マージンが確保できる記録密度より
も高いので、各ゾーンのデータ記録密度を高くすること
ができ、高密度記録が可能になる。

【００３８】なお、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、符号間干渉を利用した３値検出を行うもので
あれば他のパーシャルレスポンスなどを利用した検出回
路で構成することもできる。

【００３９】また、上述実施例においては、２ゾーンに
分割したゾーニング記録としたが、２ゾーン以上に分割
するゾーニング記録にも適用できる。

【００４０】また、各ゾーンの境界部の半径の具体的な
数値についても、上述実施例では一例を示したまでであ
り、記録密度などの実際のデータ記録状態により変化す
るものであり、上述したように３値検出の場合の位相マ
ージンを求めることで、具体的な各ゾーンの境界部の数
値が定まる。この場合、各ゾーンの境界部を基準レベル
となる位置から若干ずらしても、実際の再生にはほとん
ど差し支えがなく、問題はない。

【００４１】さらに、上述実施例では位相マージンを求
めて、各ゾーンの境界部を設定するようにしたが、他の
再生条件（再生マージン）より境界部を設定するように
しても良い。例えば、再生データのエラーレートが一定
の基準レベルを越える箇所を、各ゾーンの境界部とする
ようにしても良い。

【００４２】さらにまた、本発明が適用される記録媒体
は光ディスクや光磁気ディスクに限らず、相対的に線速
度が変化する各種回転記録媒体に適用することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明によると、各ゾーンの境界部を、
３値検出によるデータ検出での再生状態が所定値以下に
なる箇所の近傍に設定したことで、全てのゾーンの記録
データを、３値検出によるデータ検出だけで良好に再生
できる。このため、本発明の記録媒体を再生する再生装
置は、高密度記録された記録媒体を再生するものである
のに、３値検出によるデータ検出だけを行うようにすれ
ば良く、構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるゾーニング記録状態を
示す構成図である。

【図２】一実施例によるデータ検出状態を示す特性図で
ある。

【図３】一実施例の記録媒体の再生装置を示す構成図で
ある。

【図４】図３に示す再生装置の要部を示す構成図であ
る。

【図５】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６】光ディスクのトラック形成状態を示す構成図で
ある。

【図７】再生信号のアイパターンを示す説明図である。

【図８】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７クロック検出回路１０パーシャルレスポンス３値検出回路

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−189769（ＪＰ，Ａ) 特開平３−19172（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−178628（ＪＰ，Ａ) 特開平５−54386（ＪＰ，Ａ) 特開平４−192161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 11/10 586 G11B 20/10 321

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半径方向に所定数のゾーンに分割し、少
なくとも各ゾーン内で一定速度で回転させて再生させる
と共に、各ゾーン毎に異なるクロックレートのデジタル
データを記録するディスク状の記録媒体において、再生信号を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値検出を行う場
合の再生マージンが所定値以下になる箇所の近傍を、上
記各ゾーンの境界部に設定した記録媒体。