JP3780584B2 - ディジタル信号記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタル信号記録再生装置、特に、再生信号の直流的レベルの変動を補正して、データ検出の信頼性を向上することが可能なディジタル信号記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ記録媒体の一つである光磁気ディスクへのデータの記録方法の一つとして、磁界変調方式が知られている。これは、レーザビームを照射すると共に、磁界を印加することによって、キューリ点以上となった時に印加されている磁界の方向で磁化される。また、データを読出す時には、所定偏波面のレーザビームを照射し、その反射光をＰ波成分およびＳ波成分に分解し、受光する。Ｐ波成分およびＳ波成分は、磁化極性に応じて相補的に強度が変化し、Ｐ波成分およびＳ波成分の受光結果を減算することによって、レーザビームの照射位置の磁化極性に応じて信号レベルが変化する再生信号（差信号、ＭＯ信号と称される）が得られる。
【０００３】
光磁気ディスクは、ポリカーボネート等の基板上に垂直磁化膜を形成する構造を有している。光ディスクの成形時において膜厚にばらつきが生じることにより、基板の各部で複屈折の大きさが変化する。基板の複屈折の大きさは、ディスク上で一定ではなく、この複屈折の変動によって、Ｐ波成分およびＳ波成分の強度が変化する。その結果、再生信号のレベル変動が生じる問題があった。
【０００４】
また、光磁気ディスク装置の一つとして、パーシャル・レスポンス方式を適用して、ディジタルデータを記録し、再生データに対してビタビ復号を適用することによって、データの記録密度を高くし、また、エラーレートを改善するようにしたものが知られている。ビタビ復号回路に対して入力される再生信号の直流レベルが上述したような複屈折によって変動すると、再生データの検出の誤差が増加する。従って、パーシャル・レスポンス方式およびビタビ復号を使用する光ディスク再生装置では、レベル変動をより強力に抑える必要がある。
【０００５】
光磁気ディスクの再生回路では、セクタ毎に設けられたリファレンスエリアの信号によって、データのレベル検出のスレッショルドを設定するものが提案されている。しかしながら、リファレンスエリアは、セクタ毎に設けられているので、上述した複屈折の変動のセクタ内のレベル変動を除去するのが不充分であった。そこで、セクタを構成する複数のセグメントのそれぞれの先頭にクランプ用エリア（プリライトエリアＰＲ）を設け、このエリアに`0' のデータを記録し、このプリライトエリアの再生信号のローレベル‘Ｌ’が一定となるように、再生信号をクランプする方式が提案されている。このセグメント毎のプリライトエリアを使用してレベル制御を行う方式は、リファレンスエリアを使用したレベル制御と併用される。
【０００６】
リファレンスエリアの信号によって、レベル検出のスレッショルドを設定する技術について図１０を参照して説明する。図１０は、光磁気ディスクの記録フォーマットの一例を示す。１セクタが複数のセグメントから構成され、各セグメントの先頭には、斜線領域で示すように、サーボエリアが設けられている。また、１セクタ中の例えば一つのセグメントがリファレンスエリアに割り当てられ、他の一つのセグメントがアドレスセグメントに割り当てられ、残りのセグメントがデータセグメントに割り当てられる。サーボエリアおよびアドレスセグメントには、エンボス加工等によって、予めピットが形成されている。サーボエリアには、トラッキング制御およびクロック抽出のためのピットが形成される。アドレスセグメントには、セクタアドレス等のアドレスを示すピットが形成される。データセグメントに対して、データが記録される。
【０００７】
リファレンスエリアには、位相合わせ用のデータとレベル検出用のデータが記録される。位相合わせ用のデータは、`0' および`1' のデータが２ビットずつ連続するデータが形成される。この位相合わせ用のデータを基準として再生時にクロックの位相ずれを補正するようにしている。レベル検出用のデータは、`0' および`1' のデータが所定ビット数連続するデータである。このレベル検出用のデータの再生結果を基準としてデータ検出時のスレッショルドが設定される。
【０００８】
レベル検出用のデータを再生すると、`0' のビットと対応して所定期間ローレベルとなり、次に、`1' に対応して所定期間ハイレベルとなる再生信号が得られる。この再生信号が位相合わせ用のデータに基づいて形成されたサンプリングパルスによってサンプリングされ、信号レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４が検出される。この検出レベルから次式の演算がなされる。
【０００９】
ＡＶＬＯＷ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）／４ ・・・（１）
ＡＶＨＩＧＨ＝（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４）／４ ・・・（２）
Ｓ＝（ＡＶＨＩＧＨ−ＡＶＬＯＷ）／２ ・・・（３）
ＣＥＮ＝（ＡＶＨＩＧＨ＋ＡＶＬＯＷ）／２ ・・・（４）
Ｙｋ＝（ＲＦｋ−ＣＥＮ） ・・・（５）
【００１０】
上述の演算によって、再生信号のローレベルＡＶＬＯＷ、再生信号のハイレベルＡＶＨＩＧＨ、再生信号の平均振幅Ｓ、再生信号のセンターレベルＣＥＮ、再生信号の振幅値Ｙｋが求められる。これらの値を基準として再生信号のデータ検出がなされる。例えばＮＲＺＩでデータを記録している場合では、上述した値を使用して３値化がなされ、そして、ビタビ復号がなされる。従って、これらの値が複屈折の変化に起因した直流変動に影響されないことが必要とされる。
【００１１】
リファレンスエリアにおいて、上述したように、復調に必要なレベルを検出し、スレッショルドを設定しても、その後に直流変動が生じるので、その対策として、各セグメントにクランプ用エリア（プリライトエリア）を設けるものが提案されている。ディジタルクランプ回路の構成が特開平７−２１６１５号公報に開示され、ディスク上のディフェクトに影響されずに直流レベルを検出するように考慮されたアナログクランプ回路の構成が特開平７−３２０４０２号公報、特開平７−３３４９２８号公報、特開平７−３３４９２９号公報に開示されている。
【００１２】
図１１は、データセグメントの先頭に設けられているサーボエリアの構成の一例を拡大して示す。図１１の例では、サーボエリアが２４ＳＣＫ（ＳＣＫは、サーボエリアの読取り信号に基づいて生成されたサーボクロックを意味する）長さとされている。サーボクロックにより規定される位置を第１、第２、第３、・・・・、第２４の位置で表すと、第３の位置から第７の位置を利用してセグメントマークが形成され、第１１および第１２の位置にマーク１が形成され、第１６および第１７の位置にマーク２が形成される。これらのマーク１およびマーク２をトラックマークと称する。
【００１３】
マーク１は、トラックセンターに対してディスク径方向の一の方向（例えば内側）に１／４・Ｔｐ（Ｔｐ：トラックピッチ）ずれた場所にエンボス加工により形成され、マーク２は、トラックセンターに対してディスク径方向の他の方向（例えば外側）に１／４・Ｔｐ（Ｔｐ：トラックピッチ）ずれた場所にエンボス加工により形成される。これらのマーク１およびマーク２がウォブリングピットである。レーザビームがこれらのマークを横切った時の再生信号のレベルが等しくなるように、レーザビームの読み取り位置を制御することによって、読み取り位置をトラックセンターに一致させることができる。
【００１４】
また、１フレームが複数のセグメント例えば１４セグメントからなり、１４セグメント中の１個のセグメントがアドレスデータが予め記録されているアドレスセグメントとされ、他の１３個のセグメントがデータ記録可能なデータセグメントとされる。そして、１セクタは、所定のサイズ例えば２Ｋバイトのサイズとされ、１セクタが複数のアドレスセグメントおよびデータセグメントにより構成される。セグメントマークは、セグメントの種類の識別と、データセグメントがセクタの先頭の場合、データセグメントがセクタの最後の場合、それ以外の場合とを識別するために設けられている。
【００１５】
さらに、サーボエリアの前にデータセグメントのポストライトエリアＰＯ（４ＤＣＫ）が位置し、サーボエリアの後に、そのデータセグメントのプリライトエリアＰＲ（１２ＤＣＫ）が位置している。プリライトエリアＰＲには、上述した文献に記載のように、`0' のデータが記録される。ポストライトエリアＰＯまでは、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録され、サーボエリアでは、サーボクロックＳＣＫを基準として、予めピットが形成され、プリライトエリアＰＲより後では、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録される。なお、グルーブは、データ記録可能なエリアにおいて、トラックと平行して設けられている。
【００１６】
図１１には、サーボエリアの再生ＲＦ信号も示されている。プリライトエリアＰＲに相当する再生ＲＦ信号は、ローレベル‘Ｌ’となり、このローレベル‘Ｌ’の期間でクランプパルスＣＬＭ１が発生し、アナログ回路またはディジタル回路で構成されたクランプ回路によって、ローレベル‘Ｌ’が一定となるように、クランプ動作がなされる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、先に提案されているセグメント毎のクランプは、再生信号のローレベルが一定となるようにクランプするものであった。その結果、１セクタの再生信号のローレベル‘Ｌ’の変動は、図１２に示すように抑えることができる。さらに、図１２において、１点鎖線で示すように、データ検出のためのスレッショルドは、リファレンスエリアにおいて設定された所定値Ｔｈ0 に固定されている。しかしながら、ディスク媒体の複屈折の変動等によって、再生信号のゲインが変動する。正しくデータ検出を行うためには、スレッショルドも図１２において破線で示すように、ゲイン変動に追従して変化すべきである。従って、先に提案されている方法では、データ検出にとって重要なスレッショルドを適切に設定できず、誤差が増加する問題があった。さらに、先に提案されているセグメント毎にクランプする方式では、セグメントの直流レベルを完全に一定とすることができず、図１３に示すようにクランプの誤差が残る。後述する実施例では、この誤差も補正するようにしている。
【００１８】
従って、この発明の目的は、再生信号のゲイン変動がデータ検出のスレッショルドに与える影響が低減されたディジタル信号記録再生装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数のセグメントによりセクタが構成され、セグメントにそれぞれクランプ用エリアが設けられ、セクタ毎にリファレンスエリアが設けられたデータ構成を有するようにされたディジタル信号記録再生装置において、
記録媒体からデータを読み取る読取り手段と、
読み取り手段から再生信号が供給され、クランプ用エリアに記録されている、その平均的なレベルがスレッショルドとなるパターンのデータを使用して、再生信号の直流的レベルをスレッショルドにクランプするクランプ手段と、
クランプ手段によりクランプされた再生信号とスレッショルドとをレベル比較することによって、データを検出するデータ検出手段とを備え、
クランプ手段は、
クランプ用エリアの再生信号を第１のクランプパルスによってサンプルホールドする第１のサンプルホールド手段と、
第１のクランプパルスと異なるタイミングで発生する第２のクランプパルスによって第１のサンプルホールド手段の出力をサンプルホールドする第２のサンプルホールド手段と、
現在のクランプ用エリアの再生レベルと、連続する以前の複数個のクランプ用エリアの再生レベルの平均値とを比較する比較手段と、
比較手段の出力によって、第２のクランプパルスの発生を制御する制御手段とを備え、
制御手段は、再生レベルと平均値との差が小さいと判定されるときに、第２のクランプパルスを発生し、再生レベルと平均値との差が大きいと判定されるときに、第２のクランプパルスの発生を禁止することを特徴とするディジタル信号記録再生装置である。
【００２０】
データ検出がローレベルおよびハイレベルの中間のスレッショルドに基づいてなされる。第１のデータ単位（セクタ）が複数の第２のデータ単位（セグメント）により構成されている。各セグメントのクランプ用エリアには、例えば`0' と`1' とが交互に繰り返すパターンのデータが記録されている。このデータの平均値がスレッショルドに対応している。クランプ手段は、各セグメントで、このスレッショルドに対応する値を一定とするように、再生信号をクランプする。従って、ゲイン変動があっても、スレッショルドを正しく設定でき、データ検出を正しく行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。最初にこの一実施例における光ディスク媒体について説明する。光ディスクは、例えば３．５インチの径のＭＯ（光磁気）ディスクであって、その一面に渦巻き状にトラックが形成されたものである。なお、この発明は、ＭＯディスクに限らず、相変化型の光ディスク等の他の種類の光ディスクの記録再生装置に対しても適用でき、また、トラックが同心円状に形成されていても良い。さらに、この発明は、１枚の光ディスクの一面に記録可能なエリアおよび再生専用のエリアを独立に有する光ディスク、両面光ディスク等の記録再生装置に対しても適用できる。さらに、この発明は、ディスク状記録媒体に限らず、光磁気テープのような光学的に記録、再生が可能なテープ状記録媒体を使用する場合にも適用することができる。よりさらに、この発明は、磁気記録媒体を使用したディジタル信号記録再生装置に対しても適用することができる。
【００２２】
この発明の一実施例におけるＭＯディスクは、サンプルサーボ方式のものである。すなわち、図示しないが、ディスク上では、トラックのそれぞれに、トラック方向において間欠的に且つディスク径方向において揃った位置に、アドレスセグメントおよびサーボエリアが設けられる。この一実施例では、１セクタのユーザデータの量が２Ｋバイト（２，０４８バイト）と規定されている。
【００２３】
図１は、この一実施例においてディスク上に記録されるデータの物理的なデータ構造の一例を示している。図１に示すように、１トラックが１００フレーム（フレーム０〜フレーム９９）で構成され、各フレームは、１４個のセグメント（１個のアドレスセグメントと１３個のデータセグメント）により構成される。従って、１フレームが１４００セグメントである。各フレームの先頭がアドレスセグメントであり、残りの１３個のセグメントがデータセグメントである。１トラックには、データセグメント０〜データセグメント１２９９の１３００個のデータセグメントと、１００個のアドレスセグメントとが含まれる。
【００２４】
アドレスセグメントは、サーボクロックＳＣＫを基準として、２１６ＳＣＫの長さのものである。セグメントの先頭にサーボエリア（２４ＳＣＫ）が位置し、次の１０ＳＣＫがブランクとされ、その次の８４ＳＣＫがアドレスのエリアとされ、アドレスセグメントの最後に、ＡＬＰＣ(Automatic Laser Power Control) エリア（９８ＳＣＫ）が設けられている。アドレスセグメントは、エンボス加工等により予めディスク上に形成されている。ＡＬＰＣエリアは、読み取りレーザパワーを所定のものに制御するために使用される。
【００２５】
データセグメントも、アドレスセグメントと同じ長さ（２１６ＳＣＫ）とされており、エンボス加工等で形成されたサーボエリア（２４ＳＣＫ）が先頭に位置している。サーボエリアの後に、データクロックをＤＣＫで表すと、１２ＤＣＫの長さのプリライトエリアＰＲと、データエリアと、４ＤＣＫの長さのポストライトエリアＰＯとが配されている。
【００２６】
プリライトエリアＰＲは、ディスクがデータ記録に対して安定な温度となるように予熱するのに必要な距離を確保すると共に、複屈折などによるＤＣ変動を抑えるクランプ用エリアとして機能する。ポストライトエリアＰＯは、オーバーライト時において、記録されていたデータの消し残りを無くすと共に、グルーブのエッジによって生じるデータの干渉を避ける距離を確保するために設けられている。なお、このグルーブは、トラッキング制御用のものではなく、ディスク成形上の悪影響を軽減するためのもので、例えばλ／８（λ：レーザの波長）の深さとされる。
【００２７】
図２は、セクタフォーマットを示す。各セクタのデータとしては、２，０４８バイトのユーザデータと、エラー訂正符号の冗長コード（２５６バイト）と、エラー検出用のＣＲＣコード（８バイト）と、ユーザデファインドデータ（４０バイト）との合計２，３５２バイトが含まれる。そして、データエリアの前に、アドレスセグメントと６６バイトのリファレンスデータが付加され、１セクタが２，４１８バイトのサイズとされている。
【００２８】
リファレンスデータは、その再生ＲＦ信号の波形を示すように、４バイト分の８Ｔパターンと、１２バイト分の２Ｔパターンを４回繰り返し、さらに検出された情報を設定するための余裕分として２バイトのオール`0' のパターンとからなる。このリファレンスデータは、ユーザデータと同様に、記録される。２Ｔパターンは、記録パワー変動等による直流的なピット位置のずれを再生時に補正するために用いられる。８Ｔパターンは、再生信号の３値検出の時のスレッショルドを設定するために用いられる。
【００２９】
図３を参照して、例えばデータセグメントに設けられたサーボエリアについて説明する。上述したように、サーボエリアは、２４ＳＣＫの長さを有する。サーボエリアの前にデータセグメントのポストライトエリアＰＯ（４ＤＣＫ）が位置し、サーボエリアの後に、そのデータセグメントのプリライトエリアＰＲ（１２ＤＣＫ）が位置している。ポストライトエリアＰＯまでは、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録され、サーボエリアでは、サーボクロックＳＣＫを基準として、予めピットが形成され、プリライトエリアＰＲより後では、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録される。なお、グルーブは、データ記録可能なエリアにおいて、トラックと平行して設けられている。
【００３０】
アドレスセグメントおよびデータセグメントは、同一のサーボエリアの構成を有している。すなわち、サーボエリア内の位置をサーボクロックＳＣＫに基づいて第１の位置〜第２４の位置と規定する時に、第３の位置から第７の位置にセグメントマークが記録され、第１１および第１２の位置にマーク１が記録され、第１６および第１７の位置にマーク２が記録される。これらのマーク１およびマーク２は、トラックマークを形成する。トラックマークは、トラッキングエラーの検出とクロック再生のために使用される。また、セグメントマークは、アドレスセグメントとデータセグメントを区別し、また、セクタの先頭、セクタの最後、その他のデータセグメントを区別する。
【００３１】
マーク１およびマーク２の長さが２サーボクロック分としているのは、ピットの形成されていないミラー部分を少なくすることによって、ディスク成形時にゴーストピットが発生し難くするためであり、また、ピットと対応して再生ＲＦ信号を安定に得るためである。しかも、マーク１およびマーク２の間隔を所定間隔例えば５ＳＣＫ以上離すことによって、各ピットと対応する再生ＲＦ信号間の干渉を小さくすることができる。
【００３２】
先に提案されているセグメント毎のクランプを行う方式では、図１１に示すように、プリライトエリアＰＲに`0' のデータを記録するのに対して、この発明の一実施例では、プリライトエリアＰＲにデータクロックに同期して`0' と`1' とが交互に繰り返す、１２ビットのパターンのデータ（０１０１０１０１０１０１）を記録する。従って、このプリライトエリアＰＲを読み取った時に得られる再生信号は、略正弦波状のものとなる。実際の装置では、再生時の周波数帯域の制限によって、図示したような正弦波と異なって、直流に近い非常に低い周波数の再生信号が発生する場合もある。
【００３３】
プリライトエリアＰＲのデータが`0' と`1' を繰り返すパターンとされているので、後述するクランプ回路によってその平均的なレベルを一定とすることができる。平均的なレベルは、レベル検出用のスレッショルドＴｈである。セグメント毎のクランプ回路では、プリライトエリアＰＲの再生信号をサンプルホールドする。そのためのサンプリングパルスＣＬＭ１は、Ｓ／Ｎを良くするために、２ＤＣＫ以上のパルス幅が好ましい。図３の例では、４ＤＣＫの幅のサンプリングパルスが示されている。
【００３４】
プリライトエリアＰＲの再生信号に基づいてなされるクランプ処理の後では、１セクタ内のリファレンスエリアで設定されたスレッショルドの設定値をＴｈ0 で表すと、図４に示すように、ゲイン変動によって再生信号のハイレベル‘Ｈ’およびローレベル‘Ｌ’がこのスレッショルドＴｈ0 を中心として変化する。このように、プリライトエリアＰＲのデータパターンとして、その平均値がハイレベル‘Ｈ’とローレベル‘Ｌ’との中間になるものを記録すれば、ゲイン変動に影響されずに、レベル検出用のスレッショルドを適切に設定することが可能となる。なお、プリライトエリアＰＲに記録するデータのパターンとしては、上述した`0' と`1' とを１ビット毎に繰り返すパターンに限らず、数ビット毎に`0' と`1' を繰り返すデータパターンであっても良い。
【００３５】
図５は、ＭＯディスクに対してこの発明を適用した場合の光ディスク装置の構成を示す。図５において、１が上述したフォーマットを有する光ディスクである。光ディスク１は、スピンドルモータ２およびスピンドル制御部３によって、一定の回転速度（例えば２４００rpm ）で回転される。光ディスク１に対して、光ピックアップ４からのレーザ光が照射される。光ピックアップ４は、図示しないが、レーザ源、対物レンズ、ビームスプリッタ等の光学系、光ディスク１で反射された光を検出するディテクタ等からなる。レーザ源からのレーザ光は、レーザ制御部５によってその光量が制御される。また、記録時では、レーザ光がパルス発光される。
【００３６】
この一実施例は、光ディスク１がＭＯディスクであり、磁界変調方式を採用しているので、磁気ヘッド６が設けられ、磁気ヘッド６を駆動するマグネットドライバ７に対して記録データが供給される。記録データは、データエンコーダ９により生成される。外部のホストコンピュータ１０からインターフェース例えばＳＣＳＩを介して転送されたデータがコントローラ９を介してデータエンコーダ８に供給される。コントローラ９には、ホストコンピュータ１０からライト、リード等のコマンドも供給される。そして、磁気ヘッド６によって記録データがＮＲＺＩ方式でもって記録される。なお、この一実施例は、ＮＲＺＩ方式を採用しており、これは、パーシャル・レスポンス方式のクラスIVのＰＲ（１，−１）に対応する。ＮＲＺＩ方式の場合では、再生データが（１，０，−１）の３値をとる。そして、再生側では、ビタビ復号を適用することによってエラーの訂正を可能としている。
【００３７】
なお、ディジタル信号をＭＯディスクに対して記録する方法としては、光変調方式、磁界変調方式がある。光変調方式は、一定方向に外部磁界を印加した状態で、レーザ光を記録データで変調する方式である。磁界変調方式としては、一定の光量のレーザ光を照射した状態で、外部磁界を記録データで変調する単純磁界変調方式と、記録データにより磁界を変調すると共に、レーザ光をパルス発光させる、レーザストローブ磁界変調方式とがある。この発明の一実施例は、レーザストローブ磁界変調方式であるが、この発明は、これらの何れの記録方法も使用することができる。
【００３８】
光ピックアップ４による読み取り位置は、径方向に変位可能とされている。具体的には、径方向の大きな変位を受け持つ粗調整手段と、小さな変位を受け持つ微調整手段とがある。リニアモータ等によって、粗調整手段が構成され、回動ミラー、可動対物レンズ等によって、微調整手段（トラッキング手段）が構成される。また、光ピックアップ４の位置を固定し、光ディスク１を変位させるようにしたトラッキング手段も採用しても良い。さらに、光ピックアップ４からのレーザ光が正しくディスク上にフォーカスするように、光ディスク１と光ピックアップ４間の対向距離を調整するフォーカス手段も設けられている。
【００３９】
光ディスク１が図示しないローディング機構により装着されると、スピンドルモータ２による回転駆動が開始し、光ディスク１が規定の回転速度に達すると、光ピックアップ４が光ディスク１の内周側あるいは外周側のＧＣＰエリアを読み取るように、読み取り位置が制御される。このＧＣＰエリアにおいて、フォーカスの引込みがなされ、その後、記録あるいは再生動作がなされる。
【００４０】
光ピックアップ４のディテクタにより検出された再生ＲＦ信号がＩ−Ｖ変換およびマトリクス演算部１１に供給される。ディテクタの出力信号が電流として発生するので、Ｉ−Ｖ変換により電圧出力が形成される。さらに、マトリクス演算を行うことによって、和信号（ＲＦ信号とも呼ばれる）ＲＦｓ、差信号（ＭＯ信号とも呼ばれる）ＲＦｄ、フォーカスエラー信号ＦＥ等が生成される。フォーカスエラー信号ＦＥがサーボコントロール部１２に供給される。サーボコントロール部１２は、レーザ光のフォーカスを適切なものとするために、光ピックアップ４内のフォーカス手段を駆動する信号を発生する。
【００４１】
和信号ＲＦｓは、クランプ回路１３を介してＡ／Ｄ変換器１４に供給され、Ａ／Ｄ変換器１４の出力信号がＰＬＬ部１５に供給される。ＰＬＬ部１５は、サーボエリア内のトラックマークの再生信号に同期したサーボクロックＳＣＫと、記録データと同期したデータクロックＤＣＫとを生成する。サーボクロックＳＣＫおよびデータクロックＤＣＫがタイミング生成部２２に供給される。また、サーボクロックＳＣＫがＡ／Ｄ変換器１４に対してサンプリングクロックとして供給される。
【００４２】
差信号ＲＦｄがクランプ回路１６を介してＡ／Ｄ変換器１７に供給される。Ａ／Ｄ変換器１７のサンプリングクロックとして、データクロックＤＣＫが供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号がデータ検出部１８に供給される。データ検出部１８には、タイミング生成部２２からデータ同期信号ＤＳＹが供給される。データ検出部１８では、ディジタルイコライザによる波形等化処理がなされ、再生信号の３値化がされ、ビタビ復号によって検出信号の誤りが訂正される。さらに、データ検出部１８では、ディジタル変調の復調がなされ、復調出力が２値化される。データ検出部１８の出力に取り出された再生データがコントローラ９を通じてホストコンピュータ１０に転送される。
【００４３】
和信号ＲＦｓのディジタル出力がトラッキングエラー生成部２３に対して供給される。トラッキングエラー生成部２３に対してタイミング生成部２２からのサンプリングパルスが供給される。トラッキングエラー生成部２３は、サーボエリア内のトラックマーク（マーク１およびマーク２）の再生信号（和信号ＲＦｓ）のレベルをサンプリングし、マーク１およびマーク２と対応する再生信号の振幅の差をトラッキングエラー信号ＴＥして出力する。トラッキングエラー信号ＴＥがサーボコントロール部１２に供給される。サーボコントロール部１２は、トラッキングエラー信号ＴＥが０となるように、光ピックアップ４内のトラッキング手段を駆動するトラッキング駆動信号を発生する。
【００４４】
クランプ回路１６の構成の一例を図６に示す。クランプ回路１３も同様の構成である。３１は、差信号ＲＦｄが供給される入力端子を示し、３２は、入力差信号ＲＦｄが供給されるバッファ回路である。バッファ回路３２を介された再生信号が差動アンプ３３の一方の入力端子に供給されると共に、破線で囲んで示すサンプルホールド回路３４に供給される。
【００４５】
サンプルホールド回路３４は、スイッチ回路３５と、スイッチ回路３５の出力側と接地間に接続された抵抗３６およびコンデンサ３７の直列回路と、コンデンサ３７の端子電圧を取り出すためのバッファ回路３８とにより構成される。サンプルホールド回路３４に対して、破線で囲んで示すサンプルホールド回路４４が接続される。サンプルホールド回路４４は、サンプルホールド回路３４と同様に、スイッチ回路４５、抵抗４６およびコンデンサ４７およびバッファ回路４８により構成される。サンプルホールド回路４４のバッファ回路４８を介された出力信号が差動アンプ３３の他方の入力端子に供給される。
【００４６】
差動アンプ３３の出力には、直流レベルの変動が抑えられた差信号が得られる。この差信号がＡ／Ｄ変換器１７に供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号が出力端子３９に取り出される。上述したように、このＡ／Ｄ変換器１７の出力信号がデータ検出部１８に供給される。さらに、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号がディジタルコンパレータ４０および平均値生成回路４１に供給される。
【００４７】
平均値生成回路４１の出力がディジタルコンパレータ４０の他方の入力として供給される。ディジタルコンパレータ４０は、Ａ／Ｄ変換器１７からのサンプルデータの値と平均値との差を求め、その絶対値をしきい値と比較する構成とされている。差の絶対値がしきい値より小さい時には、`1' の比較出力を発生し、差の絶対値がしきい値以上の時には、`0' の比較出力を発生する。
【００４８】
ディジタルコンパレータ４０の出力がＡＮＤゲート４２に対して、一方の入力として供給される。ＡＮＤゲート４２の他方の入力には、タイミング生成部２２で生成されたクランプパルスＣＬＭ２が供給される。ＡＮＤゲート４２を通過したクランプパルスＣＬＭ２’によってスイッチ回路４５が制御される。クランプパルスＣＬＭ２は、クランプ用エリアとしてのプリライトエリアＰＲを再生している期間内で発生し、例えば２クロック以上のパルス幅を有する。
【００４９】
さらに、クランプパルスＣＬＭ２がＤフリップフロップ４３によって、データクロックＤＣＫの１クロック分遅延される。クランプパルスＣＬＭ２を１クロック遅延することによって、クランプパルスＣＬＭ１が形成される。クランプパルスＣＬＭ１の例は、図３に示されている。このクランプパルスＣＬＭ１によってスイッチ回路３５が制御される。また、クランプパルスＣＬＭ１が平均値生成回路４１に供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号の内で、クランプパルスＣＬＭ１と一致するタイミングのものを平均値生成回路４１に取り込むようになされる。平均値生成回路４１は、取り込まれた複数個のデータの平均値を生成する。
【００５０】
上述したクランプ回路１６の動作を図７のタイミングチャートを参照して説明する。光ディスク１に記録されているデータは、図７Ａに示すように、データセグメントが連続するもので、各セグメントの先頭に斜線で示すように、サーボエリアが付加されている。セグメントとしては、アドレスセグメントの場合もある。このサーボエリア内にクランプ用エリアとしてのプリライトエリアＰＲが設けられている。説明の便宜上、図７に示されるプリライトエリアについて、ｎ−３、ｎ−２、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２の番号付けを行う。図７は、ｎ番目のプリライトエリア中に、ディフェクトが存在している場合のタイミングチャートである。ディフェクトは、ディスクに付いた傷、指紋等によって生じた再生信号のレベルの急激な変動を意味する。クランプ回路１６は、クランプ動作に加えてディフェクトに対する対策も行うものである。
【００５１】
クランプ回路１６の入力端子３１には、図７Ｂに示す差信号ＲＦｄが供給される。信号ＲＦｄは、直流レベルの変動を有し、また、ディフェクトに対応する急激なレベル変化ＤＦを含む。図７Ｃに示すクランプパルスＣＬＭ１によってスイッチ回路３５がオンするように制御され、図７Ｄに示すような出力信号をサンプルホールド回路３４が発生する。ディフェクトによるレベル変化ＤＦもサンプルホールドされるので、ｎ番目のプリライトエリアの後に異常なレベルのサンプルホールド出力が発生している。
【００５２】
ディジタルコンパレータ４０では、平均値生成回路４１の出力とＡ／Ｄ変換器１７からのプリライトエリアの再生レベルとが比較される。平均値生成回路４１では、連続する複数個例えば４個の再生レベルの平均値が生成される。例えばｎ−４番目、ｎ−３番目、ｎ−２番目、ｎ−１番目のプリライトエリアの再生レベルの平均値が形成され、この平均値とｎ−１番目のプリライトエリアの再生レベルとがディジタルコンパレータ４０において比較される。この二つの再生レベルの差がしきい値より小さいので、図７Ｅに示すように、`1' の比較出力が発生する。
【００５３】
この比較出力がＡＮＤゲート４２に供給されるので、ＡＮＤゲート４２の出力にクランプパルスＣＬＭ２’が図７Ｆに示すように発生する。このクランプパルスＣＬＭ２’によりスイッチ回路４５がオンする。従って、サンプルホールド回路３４の出力がサンプルホールド回路４４によってサンプルホールドされる。すなわち、サンプルホールド回路３４の出力がサンプルホールド回路４４に転送される。
【００５４】
次のセグメントにおいては、ｎ番目のプリライトエリアにディフェクトによる異常なレベルが存在する。ディジタルコンパレータ４０では、異常なレベルとｎ−３番目、ｎ−２番目、ｎ−１番目、ｎ番目のプリライトエリアの再生レベルの平均値との差がしきい値より大きくなる。その結果、図７Ｅに示すように、ディジタルコンパレータ４０の比較出力が`0' となり、クランプパルスＣＬＭ２がＡＮＤゲート４２により禁止され、図７Ｆに示すように、クランプパルスＣＬＭ２’が発生しない。従って、スイッチ回路４５がオンとならず、サンプルホールド回路４４の出力のレベルは、図７Ｇに示すように、ホールドされている以前のレベルである。
【００５５】
このようにして、サンプルホールド回路４４から差動アンプ３３に対して供給されるサンプルホールド出力は、ディフェクトに影響されないものとなる。差動アンプ３３に対して、図７Ｇに示すサンプルホールド回路４４の出力が供給されることによって、差動アンプ３３の出力には、図７Ｈに示すように直流レベルの変動が抑えられた差信号が得られる。
【００５６】
前述したように、この発明の一実施例では、プリライトエリアＰＲのデータパターンとして、その平均値がハイレベル‘Ｈ’とローレベル‘Ｌ’との中間になるものを記録しているので、この中間のレベルの変動が抑えられた差信号をクランプ回路１６から得ることができる。この中間のレベルは、レベル検出用のスレッショルドとして使用されるので、スレッショルドがゲイン変動の影響を受けることを防止することが可能となる（図４参照）。
【００５７】
なお、この発明では、クランプ回路１３および１６の構成は、図６に示すものに限定されるものではない。例えばディフェクト対策は、必ずしも必要ではなく、一つのサンプルホールド回路を使用する構成も可能である。さらに、Ａ／Ｄ変換された後で、クランプを行うディジタル回路の構成も使用できる。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器１７に接続されるデータ検出部１８では、上述したように、ディジタルイコライザによる波形等化処理がなされ、再生信号を３値化し、ビタビ復号によって検出信号の誤りが訂正され、また、ディジタル変調の復調がなされる。データ検出部１８は、リファレンスエリアの再生信号の中心レベルをスレッショルドＴｈ0 として設定する。リファレンスエリアは、図２に示したようにセクタ単位で配されている。セクタ内の直流レベルの変動は、上述したクランプ回路１６によって、抑えるようになされている。
【００５９】
しかしながら、セグメント毎のプリライトエリアの再生レベルに基づいてなされるクランプ動作によって、中心レベルと設定されたスレッショルドＴｈ0 とを完全に一致させることは難しく、クランプの誤差が残る。また、クランプ回路１６は、直流レベルの変動を抑えるものであって、ゲインの変動を補正することはできず、ゲイン変動がデータ検出あるいはビタビ復号の誤差を増加させる原因となる。これらの点を考慮して、この発明の一実施例では、データ検出部１８においては、スレッショルドの補正とゲインの補正を行い、データ検出部１８におけるビタビ復号を正しく行うようにしている。
【００６０】
図８は、データ検出部１８においてなされるスレッショルド補正およびゲイン補正の処理を示すフローチャートである。なお、フローチャートで表されるソフトウェア処理に限らず、ハードウエア、またはソフトウェアおよびハードウエアの組合せによって、スレッショルド補正およびゲイン補正を行うことも可能である。
【００６１】
図８におけるステップＳＴ１において、セクタの再生動作が開始されることによって補正処理が開始する。次に、１セクタのリファレンスエリアにおいて、スレッショルドＴｈ0 およびゲインＧ0 （平均振幅）が検出される（ステップＳＴ２）。これらの値は、リファレンスエリア内の８Ｔパターンに基づいて、従来と同様に検出できる。
【００６２】
次に、セグメント番号ｉがインクリメントされ、各セグメントにおいて、スレッショルドの変動分ΔＴｈi およびゲインの変動分ΔＧi が検出される。図９Ａは、再生信号（差信号）のエンベロープの変化を示している。図９では、簡単のため、１セクタがｉ＝０〜ｉend の番号付けされた複数のセグメントにより構成され、セクタの先頭のセグメント（ｉ＝０）にリファレンスエリアが含まれ、各セグメントの先頭にプリライトエリアＰＲ0 、ＰＲ1 、・・・・が位置する例が示されており、また、サーボエリアに対応する再生信号については無視されている。
【００６３】
プリライトエリアＰＲ0 、ＰＲ1 、・・・のデータに基づくクランプ動作によって、ｉ＝１より後のセグメントでは、スレッショルドがＴｈ0 と一致するように制御される。ｉ＝１のセグメントでは、Ｔｈ1 −Ｔｈ0 ＝ΔＴｈ1 の演算によってスレッショルドの変動分が検出され、Ｇ1 −Ｇ0 ＝ΔＧ1 の演算によってゲインの変動分が検出される。以下同様にして、スレッショルドの変動分ΔＴｈi およびゲインの変動分ΔＧi が各セグメントで検出される。図９Ｃは、スレッショルドの変動分ΔＴｈi の一例を示している。
【００６４】
図８のステップＳＴ４では、セグメント番号ｉとセクタの最終の番号ｉend に対して＋１されたものと比較され、ｉ＜ｉend ＋１かどうかが決定される。若し、この関係が満たされない場合（すなわち、セグメント番号ｉがｉend ＋１以上の場合）では、最終のセグメントまでの補正処理が完了しているので、セクタの再生動作が終了する（ステップＳＴ５）。
【００６５】
ステップＳＴ４において、ｉ＜ｉend ＋１の関係が成立する場合では、処理がステップＳＴ６に移り、そのセグメントのデータ検出用のスレッショルドとゲインが決定される。ステップＳＴ６では、リファレンスエリアが含まれるセグメントの次の（ｉ＝１）のセグメントの処理と、（ｉ＞１）のセグメントの処理とがそれぞれなされる。すなわち、（ｉ＝１）の場合では、リファレンスエリアでスレッショルドＴｈ0 およびゲインＧ0 を検出した直後であるため、これらの変動が充分に小さいとみなして、そのセグメントのスレッショルドＴｈ1 およびゲインＧ1 をそれぞれＴｈ0 およびゲインＧ0 と等しいものとする。
【００６６】
ステップＳＴ６において、（ｉ＞１）の関係を満たすｉ番目のセグメントでは、次式に従ってスレッショルドおよびゲインが補正される。
Ｔｈi ’＝Ｔｈ0 ＋ΔＴｈi ／ｎ ・・・（６）
Ｇi ’＝Ｇ0 ＋ΔＧi ／ｎ ・・・（７）
これらの式で、１／ｎは、ノイズの影響を低減するために、オフセットの実際の値をより小さくするための係数である。この係数は、再生信号のＳ／Ｎ等を考慮して適宜設定される。
【００６７】
このように補正されたスレッショルドＴｈi ’およびゲインＧi ’を使用して、データ検出部１８において、ｉ番目のセグメントのデータのデータ検出およびビタビ復号の処理がなされる。なお、データ検出部１８は、再生信号の直流レベルおよびゲインを実際に補正するのではなく、データ検出あるいはビタビ復号の基準値としてのスレッショルドおよびゲインを補正する。若し、再生信号の直流レベルおよびゲインを補正したと仮定すると、図９Ｄに示すように、再生信号が補正される。この図９Ｄから分かるように、各セグメントの補正後のスレッショルドＴｈ1 ’、Ｔｈ2 ’、・・・およびゲインＧ1 ’、Ｇ2 ’、・・・・は、リファレンスエリアで設定された値Ｔｈ0 およびＧ0 との誤差がより小さいものとなる。
【００６８】
なお、プリライトエリアＰＲに記録するデータパターンとしては、上述した例に限らず、データ検出方式に適応したものを採用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明では、セクタ内のリファレンスエリアにおいて、データ検出用のスレッショルドを検出し、セクタ内の各セグメントに設けられたプリライトエリアＰＲのデータを使用して直流分の変動を補正する場合に、プリライトエリアＰＲにスレッショルドになるデータパターンを記録しているので、スレッショルドがゲイン変動の影響を受けることを防止することができる。この発明によれば、光磁気ディスクの場合であれば、複屈折の許容範囲を拡げることができ、光磁気ディスクの歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例におけるデータ構造を説明するための略線図である。
【図２】この発明の一実施例におけるセクタ構造およびリファレンス信号の説明に用いる略線図である。
【図３】この発明の一実施例におけるサーボエリアの構成を拡大して示す略線図である。
【図４】この発明の一実施例におけるクランプ動作の説明に用いる略線図である。
【図５】この発明が適用された光ディスク装置の一実施例のブロック図である。
【図６】この発明の一実施例におけるクランプ回路の一例のブロック図である。
【図７】この発明の一実施例におけるクランプ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】この発明の一実施例におけるスレッショルドおよびゲインの補正動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明の一実施例におけるスレッショルドおよびゲインの補正動作を説明するための略線図である。
【図１０】先に提案されている光ディスク装置のリファレンスエリアのデータパターンとその再生信号の波形を示す略線図である。
【図１１】先に提案されている光ディスク装置のサーボエリアの構成を拡大して示す略線図である。
【図１２】先に提案されている光ディスク装置における問題点を説明するための略線図である。
【図１３】先に提案されている光ディスク装置における問題点を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１・・・光ディスク、４・・・光ピックアップ、６・・・磁気ヘッド、１３，１６・・・クランプ回路、１５・・・ＰＬＬ部
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタル信号記録再生装置、特に、再生信号の直流的レベルの変動を補正して、データ検出の信頼性を向上することが可能なディジタル信号記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ記録媒体の一つである光磁気ディスクへのデータの記録方法の一つとして、磁界変調方式が知られている。これは、レーザビームを照射すると共に、磁界を印加することによって、キューリ点以上となった時に印加されている磁界の方向で磁化される。また、データを読出す時には、所定偏波面のレーザビームを照射し、その反射光をＰ波成分およびＳ波成分に分解し、受光する。Ｐ波成分およびＳ波成分は、磁化極性に応じて相補的に強度が変化し、Ｐ波成分およびＳ波成分の受光結果を減算することによって、レーザビームの照射位置の磁化極性に応じて信号レベルが変化する再生信号（差信号、ＭＯ信号と称される）が得られる。
【０００３】
光磁気ディスクは、ポリカーボネート等の基板上に垂直磁化膜を形成する構造を有している。光ディスクの成形時において膜厚にばらつきが生じることにより、基板の各部で複屈折の大きさが変化する。基板の複屈折の大きさは、ディスク上で一定ではなく、この複屈折の変動によって、Ｐ波成分およびＳ波成分の強度が変化する。その結果、再生信号のレベル変動が生じる問題があった。
【０００４】
また、光磁気ディスク装置の一つとして、パーシャル・レスポンス方式を適用して、ディジタルデータを記録し、再生データに対してビタビ復号を適用することによって、データの記録密度を高くし、また、エラーレートを改善するようにしたものが知られている。ビタビ復号回路に対して入力される再生信号の直流レベルが上述したような複屈折によって変動すると、再生データの検出の誤差が増加する。従って、パーシャル・レスポンス方式およびビタビ復号を使用する光ディスク再生装置では、レベル変動をより強力に抑える必要がある。
【０００５】
光磁気ディスクの再生回路では、セクタ毎に設けられたリファレンスエリアの信号によって、データのレベル検出のスレッショルドを設定するものが提案されている。しかしながら、リファレンスエリアは、セクタ毎に設けられているので、上述した複屈折の変動のセクタ内のレベル変動を除去するのが不充分であった。そこで、セクタを構成する複数のセグメントのそれぞれの先頭にクランプ用エリア（プリライトエリアＰＲ）を設け、このエリアに`0' のデータを記録し、このプリライトエリアの再生信号のローレベル‘Ｌ’が一定となるように、再生信号をクランプする方式が提案されている。このセグメント毎のプリライトエリアを使用してレベル制御を行う方式は、リファレンスエリアを使用したレベル制御と併用される。
【０００６】
リファレンスエリアの信号によって、レベル検出のスレッショルドを設定する技術について図１０を参照して説明する。図１０は、光磁気ディスクの記録フォーマットの一例を示す。１セクタが複数のセグメントから構成され、各セグメントの先頭には、斜線領域で示すように、サーボエリアが設けられている。また、１セクタ中の例えば一つのセグメントがリファレンスエリアに割り当てられ、他の一つのセグメントがアドレスセグメントに割り当てられ、残りのセグメントがデータセグメントに割り当てられる。サーボエリアおよびアドレスセグメントには、エンボス加工等によって、予めピットが形成されている。サーボエリアには、トラッキング制御およびクロック抽出のためのピットが形成される。アドレスセグメントには、セクタアドレス等のアドレスを示すピットが形成される。データセグメントに対して、データが記録される。
【０００７】
リファレンスエリアには、位相合わせ用のデータとレベル検出用のデータが記録される。位相合わせ用のデータは、`0' および`1' のデータが２ビットずつ連続するデータが形成される。この位相合わせ用のデータを基準として再生時にクロックの位相ずれを補正するようにしている。レベル検出用のデータは、`0' および`1' のデータが所定ビット数連続するデータである。このレベル検出用のデータの再生結果を基準としてデータ検出時のスレッショルドが設定される。
【０００８】
レベル検出用のデータを再生すると、`0' のビットと対応して所定期間ローレベルとなり、次に、`1' に対応して所定期間ハイレベルとなる再生信号が得られる。この再生信号が位相合わせ用のデータに基づいて形成されたサンプリングパルスによってサンプリングされ、信号レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４が検出される。この検出レベルから次式の演算がなされる。
【０００９】
ＡＶＬＯＷ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）／４ ・・・（１）
ＡＶＨＩＧＨ＝（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４）／４ ・・・（２）
Ｓ＝（ＡＶＨＩＧＨ−ＡＶＬＯＷ）／２ ・・・（３）
ＣＥＮ＝（ＡＶＨＩＧＨ＋ＡＶＬＯＷ）／２ ・・・（４）
Ｙｋ＝（ＲＦｋ−ＣＥＮ） ・・・（５）
【００１０】
上述の演算によって、再生信号のローレベルＡＶＬＯＷ、再生信号のハイレベルＡＶＨＩＧＨ、再生信号の平均振幅Ｓ、再生信号のセンターレベルＣＥＮ、再生信号の振幅値Ｙｋが求められる。これらの値を基準として再生信号のデータ検出がなされる。例えばＮＲＺＩでデータを記録している場合では、上述した値を使用して３値化がなされ、そして、ビタビ復号がなされる。従って、これらの値が複屈折の変化に起因した直流変動に影響されないことが必要とされる。
【００１１】
リファレンスエリアにおいて、上述したように、復調に必要なレベルを検出し、スレッショルドを設定しても、その後に直流変動が生じるので、その対策として、各セグメントにクランプ用エリア（プリライトエリア）を設けるものが提案されている。ディジタルクランプ回路の構成が特開平７−２１６１５号公報に開示され、ディスク上のディフェクトに影響されずに直流レベルを検出するように考慮されたアナログクランプ回路の構成が特開平７−３２０４０２号公報、特開平７−３３４９２８号公報、特開平７−３３４９２９号公報に開示されている。
【００１２】
図１１は、データセグメントの先頭に設けられているサーボエリアの構成の一例を拡大して示す。図１１の例では、サーボエリアが２４ＳＣＫ（ＳＣＫは、サーボエリアの読取り信号に基づいて生成されたサーボクロックを意味する）長さとされている。サーボクロックにより規定される位置を第１、第２、第３、・・・・、第２４の位置で表すと、第３の位置から第７の位置を利用してセグメントマークが形成され、第１１および第１２の位置にマーク１が形成され、第１６および第１７の位置にマーク２が形成される。これらのマーク１およびマーク２をトラックマークと称する。
【００１３】
マーク１は、トラックセンターに対してディスク径方向の一の方向（例えば内側）に１／４・Ｔｐ（Ｔｐ：トラックピッチ）ずれた場所にエンボス加工により形成され、マーク２は、トラックセンターに対してディスク径方向の他の方向（例えば外側）に１／４・Ｔｐ（Ｔｐ：トラックピッチ）ずれた場所にエンボス加工により形成される。これらのマーク１およびマーク２がウォブリングピットである。レーザビームがこれらのマークを横切った時の再生信号のレベルが等しくなるように、レーザビームの読み取り位置を制御することによって、読み取り位置をトラックセンターに一致させることができる。
【００１４】
また、１フレームが複数のセグメント例えば１４セグメントからなり、１４セグメント中の１個のセグメントがアドレスデータが予め記録されているアドレスセグメントとされ、他の１３個のセグメントがデータ記録可能なデータセグメントとされる。そして、１セクタは、所定のサイズ例えば２Ｋバイトのサイズとされ、１セクタが複数のアドレスセグメントおよびデータセグメントにより構成される。セグメントマークは、セグメントの種類の識別と、データセグメントがセクタの先頭の場合、データセグメントがセクタの最後の場合、それ以外の場合とを識別するために設けられている。
【００１５】
さらに、サーボエリアの前にデータセグメントのポストライトエリアＰＯ（４ＤＣＫ）が位置し、サーボエリアの後に、そのデータセグメントのプリライトエリアＰＲ（１２ＤＣＫ）が位置している。プリライトエリアＰＲには、上述した文献に記載のように、`0' のデータが記録される。ポストライトエリアＰＯまでは、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録され、サーボエリアでは、サーボクロックＳＣＫを基準として、予めピットが形成され、プリライトエリアＰＲより後では、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録される。なお、グルーブは、データ記録可能なエリアにおいて、トラックと平行して設けられている。
【００１６】
図１１には、サーボエリアの再生ＲＦ信号も示されている。プリライトエリアＰＲに相当する再生ＲＦ信号は、ローレベル‘Ｌ’となり、このローレベル‘Ｌ’の期間でクランプパルスＣＬＭ１が発生し、アナログ回路またはディジタル回路で構成されたクランプ回路によって、ローレベル‘Ｌ’が一定となるように、クランプ動作がなされる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、先に提案されているセグメント毎のクランプは、再生信号のローレベルが一定となるようにクランプするものであった。その結果、１セクタの再生信号のローレベル‘Ｌ’の変動は、図１２に示すように抑えることができる。さらに、図１２において、１点鎖線で示すように、データ検出のためのスレッショルドは、リファレンスエリアにおいて設定された所定値Ｔｈ0 に固定されている。しかしながら、ディスク媒体の複屈折の変動等によって、再生信号のゲインが変動する。正しくデータ検出を行うためには、スレッショルドも図１２において破線で示すように、ゲイン変動に追従して変化すべきである。従って、先に提案されている方法では、データ検出にとって重要なスレッショルドを適切に設定できず、誤差が増加する問題があった。さらに、先に提案されているセグメント毎にクランプする方式では、セグメントの直流レベルを完全に一定とすることができず、図１３に示すようにクランプの誤差が残る。後述する実施例では、この誤差も補正するようにしている。
【００１８】
従って、この発明の目的は、再生信号のゲイン変動がデータ検出のスレッショルドに与える影響が低減されたディジタル信号記録再生装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数のセグメントによりセクタが構成され、セグメントにそれぞれクランプ用エリアが設けられ、セクタ毎にリファレンスエリアが設けられたデータ構成を有するようにされたディジタル信号記録再生装置において、
記録媒体からデータを読み取る読取り手段と、
読み取り手段から再生信号が供給され、クランプ用エリアに記録されている、その平均的なレベルがスレッショルドとなるパターンのデータを使用して、再生信号の直流的レベルをスレッショルドにクランプするクランプ手段と、
クランプ手段によりクランプされた再生信号とスレッショルドとをレベル比較することによって、データを検出するデータ検出手段とを備え、
クランプ手段は、
クランプ用エリアの再生信号を第１のクランプパルスによってサンプルホールドする第１のサンプルホールド手段と、
第１のクランプパルスと異なるタイミングで発生する第２のクランプパルスによって第１のサンプルホールド手段の出力をサンプルホールドする第２のサンプルホールド手段と、
現在のクランプ用エリアの再生レベルと、連続する以前の複数個のクランプ用エリアの再生レベルの平均値とを比較する比較手段と、
比較手段の出力によって、第２のクランプパルスの発生を制御する制御手段とを備え、
制御手段は、再生レベルと平均値との差が小さいと判定されるときに、第２のクランプパルスを発生し、再生レベルと平均値との差が大きいと判定されるときに、第２のクランプパルスの発生を禁止することを特徴とするディジタル信号記録再生装置である。
【００２０】
データ検出がローレベルおよびハイレベルの中間のスレッショルドに基づいてなされる。第１のデータ単位（セクタ）が複数の第２のデータ単位（セグメント）により構成されている。各セグメントのクランプ用エリアには、例えば`0' と`1' とが交互に繰り返すパターンのデータが記録されている。このデータの平均値がスレッショルドに対応している。クランプ手段は、各セグメントで、このスレッショルドに対応する値を一定とするように、再生信号をクランプする。従って、ゲイン変動があっても、スレッショルドを正しく設定でき、データ検出を正しく行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。最初にこの一実施例における光ディスク媒体について説明する。光ディスクは、例えば３．５インチの径のＭＯ（光磁気）ディスクであって、その一面に渦巻き状にトラックが形成されたものである。なお、この発明は、ＭＯディスクに限らず、相変化型の光ディスク等の他の種類の光ディスクの記録再生装置に対しても適用でき、また、トラックが同心円状に形成されていても良い。さらに、この発明は、１枚の光ディスクの一面に記録可能なエリアおよび再生専用のエリアを独立に有する光ディスク、両面光ディスク等の記録再生装置に対しても適用できる。さらに、この発明は、ディスク状記録媒体に限らず、光磁気テープのような光学的に記録、再生が可能なテープ状記録媒体を使用する場合にも適用することができる。よりさらに、この発明は、磁気記録媒体を使用したディジタル信号記録再生装置に対しても適用することができる。
【００２２】
この発明の一実施例におけるＭＯディスクは、サンプルサーボ方式のものである。すなわち、図示しないが、ディスク上では、トラックのそれぞれに、トラック方向において間欠的に且つディスク径方向において揃った位置に、アドレスセグメントおよびサーボエリアが設けられる。この一実施例では、１セクタのユーザデータの量が２Ｋバイト（２，０４８バイト）と規定されている。
【００２３】
図１は、この一実施例においてディスク上に記録されるデータの物理的なデータ構造の一例を示している。図１に示すように、１トラックが１００フレーム（フレーム０〜フレーム９９）で構成され、各フレームは、１４個のセグメント（１個のアドレスセグメントと１３個のデータセグメント）により構成される。従って、１フレームが１４００セグメントである。各フレームの先頭がアドレスセグメントであり、残りの１３個のセグメントがデータセグメントである。１トラックには、データセグメント０〜データセグメント１２９９の１３００個のデータセグメントと、１００個のアドレスセグメントとが含まれる。
【００２４】
アドレスセグメントは、サーボクロックＳＣＫを基準として、２１６ＳＣＫの長さのものである。セグメントの先頭にサーボエリア（２４ＳＣＫ）が位置し、次の１０ＳＣＫがブランクとされ、その次の８４ＳＣＫがアドレスのエリアとされ、アドレスセグメントの最後に、ＡＬＰＣ(Automatic Laser Power Control) エリア（９８ＳＣＫ）が設けられている。アドレスセグメントは、エンボス加工等により予めディスク上に形成されている。ＡＬＰＣエリアは、読み取りレーザパワーを所定のものに制御するために使用される。
【００２５】
データセグメントも、アドレスセグメントと同じ長さ（２１６ＳＣＫ）とされており、エンボス加工等で形成されたサーボエリア（２４ＳＣＫ）が先頭に位置している。サーボエリアの後に、データクロックをＤＣＫで表すと、１２ＤＣＫの長さのプリライトエリアＰＲと、データエリアと、４ＤＣＫの長さのポストライトエリアＰＯとが配されている。
【００２６】
プリライトエリアＰＲは、ディスクがデータ記録に対して安定な温度となるように予熱するのに必要な距離を確保すると共に、複屈折などによるＤＣ変動を抑えるクランプ用エリアとして機能する。ポストライトエリアＰＯは、オーバーライト時において、記録されていたデータの消し残りを無くすと共に、グルーブのエッジによって生じるデータの干渉を避ける距離を確保するために設けられている。なお、このグルーブは、トラッキング制御用のものではなく、ディスク成形上の悪影響を軽減するためのもので、例えばλ／８（λ：レーザの波長）の深さとされる。
【００２７】
図２は、セクタフォーマットを示す。各セクタのデータとしては、２，０４８バイトのユーザデータと、エラー訂正符号の冗長コード（２５６バイト）と、エラー検出用のＣＲＣコード（８バイト）と、ユーザデファインドデータ（４０バイト）との合計２，３５２バイトが含まれる。そして、データエリアの前に、アドレスセグメントと６６バイトのリファレンスデータが付加され、１セクタが２，４１８バイトのサイズとされている。
【００２８】
リファレンスデータは、その再生ＲＦ信号の波形を示すように、４バイト分の８Ｔパターンと、１２バイト分の２Ｔパターンを４回繰り返し、さらに検出された情報を設定するための余裕分として２バイトのオール`0' のパターンとからなる。このリファレンスデータは、ユーザデータと同様に、記録される。２Ｔパターンは、記録パワー変動等による直流的なピット位置のずれを再生時に補正するために用いられる。８Ｔパターンは、再生信号の３値検出の時のスレッショルドを設定するために用いられる。
【００２９】
図３を参照して、例えばデータセグメントに設けられたサーボエリアについて説明する。上述したように、サーボエリアは、２４ＳＣＫの長さを有する。サーボエリアの前にデータセグメントのポストライトエリアＰＯ（４ＤＣＫ）が位置し、サーボエリアの後に、そのデータセグメントのプリライトエリアＰＲ（１２ＤＣＫ）が位置している。ポストライトエリアＰＯまでは、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録され、サーボエリアでは、サーボクロックＳＣＫを基準として、予めピットが形成され、プリライトエリアＰＲより後では、データクロックＤＣＫを基準として、データが記録される。なお、グルーブは、データ記録可能なエリアにおいて、トラックと平行して設けられている。
【００３０】
アドレスセグメントおよびデータセグメントは、同一のサーボエリアの構成を有している。すなわち、サーボエリア内の位置をサーボクロックＳＣＫに基づいて第１の位置〜第２４の位置と規定する時に、第３の位置から第７の位置にセグメントマークが記録され、第１１および第１２の位置にマーク１が記録され、第１６および第１７の位置にマーク２が記録される。これらのマーク１およびマーク２は、トラックマークを形成する。トラックマークは、トラッキングエラーの検出とクロック再生のために使用される。また、セグメントマークは、アドレスセグメントとデータセグメントを区別し、また、セクタの先頭、セクタの最後、その他のデータセグメントを区別する。
【００３１】
マーク１およびマーク２の長さが２サーボクロック分としているのは、ピットの形成されていないミラー部分を少なくすることによって、ディスク成形時にゴーストピットが発生し難くするためであり、また、ピットと対応して再生ＲＦ信号を安定に得るためである。しかも、マーク１およびマーク２の間隔を所定間隔例えば５ＳＣＫ以上離すことによって、各ピットと対応する再生ＲＦ信号間の干渉を小さくすることができる。
【００３２】
先に提案されているセグメント毎のクランプを行う方式では、図１１に示すように、プリライトエリアＰＲに`0' のデータを記録するのに対して、この発明の一実施例では、プリライトエリアＰＲにデータクロックに同期して`0' と`1' とが交互に繰り返す、１２ビットのパターンのデータ（０１０１０１０１０１０１）を記録する。従って、このプリライトエリアＰＲを読み取った時に得られる再生信号は、略正弦波状のものとなる。実際の装置では、再生時の周波数帯域の制限によって、図示したような正弦波と異なって、直流に近い非常に低い周波数の再生信号が発生する場合もある。
【００３３】
プリライトエリアＰＲのデータが`0' と`1' を繰り返すパターンとされているので、後述するクランプ回路によってその平均的なレベルを一定とすることができる。平均的なレベルは、レベル検出用のスレッショルドＴｈである。セグメント毎のクランプ回路では、プリライトエリアＰＲの再生信号をサンプルホールドする。そのためのサンプリングパルスＣＬＭ１は、Ｓ／Ｎを良くするために、２ＤＣＫ以上のパルス幅が好ましい。図３の例では、４ＤＣＫの幅のサンプリングパルスが示されている。
【００３４】
プリライトエリアＰＲの再生信号に基づいてなされるクランプ処理の後では、１セクタ内のリファレンスエリアで設定されたスレッショルドの設定値をＴｈ0 で表すと、図４に示すように、ゲイン変動によって再生信号のハイレベル‘Ｈ’およびローレベル‘Ｌ’がこのスレッショルドＴｈ0 を中心として変化する。このように、プリライトエリアＰＲのデータパターンとして、その平均値がハイレベル‘Ｈ’とローレベル‘Ｌ’との中間になるものを記録すれば、ゲイン変動に影響されずに、レベル検出用のスレッショルドを適切に設定することが可能となる。なお、プリライトエリアＰＲに記録するデータのパターンとしては、上述した`0' と`1' とを１ビット毎に繰り返すパターンに限らず、数ビット毎に`0' と`1' を繰り返すデータパターンであっても良い。
【００３５】
図５は、ＭＯディスクに対してこの発明を適用した場合の光ディスク装置の構成を示す。図５において、１が上述したフォーマットを有する光ディスクである。光ディスク１は、スピンドルモータ２およびスピンドル制御部３によって、一定の回転速度（例えば２４００rpm ）で回転される。光ディスク１に対して、光ピックアップ４からのレーザ光が照射される。光ピックアップ４は、図示しないが、レーザ源、対物レンズ、ビームスプリッタ等の光学系、光ディスク１で反射された光を検出するディテクタ等からなる。レーザ源からのレーザ光は、レーザ制御部５によってその光量が制御される。また、記録時では、レーザ光がパルス発光される。
【００３６】
この一実施例は、光ディスク１がＭＯディスクであり、磁界変調方式を採用しているので、磁気ヘッド６が設けられ、磁気ヘッド６を駆動するマグネットドライバ７に対して記録データが供給される。記録データは、データエンコーダ９により生成される。外部のホストコンピュータ１０からインターフェース例えばＳＣＳＩを介して転送されたデータがコントローラ９を介してデータエンコーダ８に供給される。コントローラ９には、ホストコンピュータ１０からライト、リード等のコマンドも供給される。そして、磁気ヘッド６によって記録データがＮＲＺＩ方式でもって記録される。なお、この一実施例は、ＮＲＺＩ方式を採用しており、これは、パーシャル・レスポンス方式のクラスIVのＰＲ（１，−１）に対応する。ＮＲＺＩ方式の場合では、再生データが（１，０，−１）の３値をとる。そして、再生側では、ビタビ復号を適用することによってエラーの訂正を可能としている。
【００３７】
なお、ディジタル信号をＭＯディスクに対して記録する方法としては、光変調方式、磁界変調方式がある。光変調方式は、一定方向に外部磁界を印加した状態で、レーザ光を記録データで変調する方式である。磁界変調方式としては、一定の光量のレーザ光を照射した状態で、外部磁界を記録データで変調する単純磁界変調方式と、記録データにより磁界を変調すると共に、レーザ光をパルス発光させる、レーザストローブ磁界変調方式とがある。この発明の一実施例は、レーザストローブ磁界変調方式であるが、この発明は、これらの何れの記録方法も使用することができる。
【００３８】
光ピックアップ４による読み取り位置は、径方向に変位可能とされている。具体的には、径方向の大きな変位を受け持つ粗調整手段と、小さな変位を受け持つ微調整手段とがある。リニアモータ等によって、粗調整手段が構成され、回動ミラー、可動対物レンズ等によって、微調整手段（トラッキング手段）が構成される。また、光ピックアップ４の位置を固定し、光ディスク１を変位させるようにしたトラッキング手段も採用しても良い。さらに、光ピックアップ４からのレーザ光が正しくディスク上にフォーカスするように、光ディスク１と光ピックアップ４間の対向距離を調整するフォーカス手段も設けられている。
【００３９】
光ディスク１が図示しないローディング機構により装着されると、スピンドルモータ２による回転駆動が開始し、光ディスク１が規定の回転速度に達すると、光ピックアップ４が光ディスク１の内周側あるいは外周側のＧＣＰエリアを読み取るように、読み取り位置が制御される。このＧＣＰエリアにおいて、フォーカスの引込みがなされ、その後、記録あるいは再生動作がなされる。
【００４０】
光ピックアップ４のディテクタにより検出された再生ＲＦ信号がＩ−Ｖ変換およびマトリクス演算部１１に供給される。ディテクタの出力信号が電流として発生するので、Ｉ−Ｖ変換により電圧出力が形成される。さらに、マトリクス演算を行うことによって、和信号（ＲＦ信号とも呼ばれる）ＲＦｓ、差信号（ＭＯ信号とも呼ばれる）ＲＦｄ、フォーカスエラー信号ＦＥ等が生成される。フォーカスエラー信号ＦＥがサーボコントロール部１２に供給される。サーボコントロール部１２は、レーザ光のフォーカスを適切なものとするために、光ピックアップ４内のフォーカス手段を駆動する信号を発生する。
【００４１】
和信号ＲＦｓは、クランプ回路１３を介してＡ／Ｄ変換器１４に供給され、Ａ／Ｄ変換器１４の出力信号がＰＬＬ部１５に供給される。ＰＬＬ部１５は、サーボエリア内のトラックマークの再生信号に同期したサーボクロックＳＣＫと、記録データと同期したデータクロックＤＣＫとを生成する。サーボクロックＳＣＫおよびデータクロックＤＣＫがタイミング生成部２２に供給される。また、サーボクロックＳＣＫがＡ／Ｄ変換器１４に対してサンプリングクロックとして供給される。
【００４２】
差信号ＲＦｄがクランプ回路１６を介してＡ／Ｄ変換器１７に供給される。Ａ／Ｄ変換器１７のサンプリングクロックとして、データクロックＤＣＫが供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号がデータ検出部１８に供給される。データ検出部１８には、タイミング生成部２２からデータ同期信号ＤＳＹが供給される。データ検出部１８では、ディジタルイコライザによる波形等化処理がなされ、再生信号の３値化がされ、ビタビ復号によって検出信号の誤りが訂正される。さらに、データ検出部１８では、ディジタル変調の復調がなされ、復調出力が２値化される。データ検出部１８の出力に取り出された再生データがコントローラ９を通じてホストコンピュータ１０に転送される。
【００４３】
和信号ＲＦｓのディジタル出力がトラッキングエラー生成部２３に対して供給される。トラッキングエラー生成部２３に対してタイミング生成部２２からのサンプリングパルスが供給される。トラッキングエラー生成部２３は、サーボエリア内のトラックマーク（マーク１およびマーク２）の再生信号（和信号ＲＦｓ）のレベルをサンプリングし、マーク１およびマーク２と対応する再生信号の振幅の差をトラッキングエラー信号ＴＥして出力する。トラッキングエラー信号ＴＥがサーボコントロール部１２に供給される。サーボコントロール部１２は、トラッキングエラー信号ＴＥが０となるように、光ピックアップ４内のトラッキング手段を駆動するトラッキング駆動信号を発生する。
【００４４】
クランプ回路１６の構成の一例を図６に示す。クランプ回路１３も同様の構成である。３１は、差信号ＲＦｄが供給される入力端子を示し、３２は、入力差信号ＲＦｄが供給されるバッファ回路である。バッファ回路３２を介された再生信号が差動アンプ３３の一方の入力端子に供給されると共に、破線で囲んで示すサンプルホールド回路３４に供給される。
【００４５】
サンプルホールド回路３４は、スイッチ回路３５と、スイッチ回路３５の出力側と接地間に接続された抵抗３６およびコンデンサ３７の直列回路と、コンデンサ３７の端子電圧を取り出すためのバッファ回路３８とにより構成される。サンプルホールド回路３４に対して、破線で囲んで示すサンプルホールド回路４４が接続される。サンプルホールド回路４４は、サンプルホールド回路３４と同様に、スイッチ回路４５、抵抗４６およびコンデンサ４７およびバッファ回路４８により構成される。サンプルホールド回路４４のバッファ回路４８を介された出力信号が差動アンプ３３の他方の入力端子に供給される。
【００４６】
差動アンプ３３の出力には、直流レベルの変動が抑えられた差信号が得られる。この差信号がＡ／Ｄ変換器１７に供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号が出力端子３９に取り出される。上述したように、このＡ／Ｄ変換器１７の出力信号がデータ検出部１８に供給される。さらに、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号がディジタルコンパレータ４０および平均値生成回路４１に供給される。
【００４７】
平均値生成回路４１の出力がディジタルコンパレータ４０の他方の入力として供給される。ディジタルコンパレータ４０は、Ａ／Ｄ変換器１７からのサンプルデータの値と平均値との差を求め、その絶対値をしきい値と比較する構成とされている。差の絶対値がしきい値より小さい時には、`1' の比較出力を発生し、差の絶対値がしきい値以上の時には、`0' の比較出力を発生する。
【００４８】
ディジタルコンパレータ４０の出力がＡＮＤゲート４２に対して、一方の入力として供給される。ＡＮＤゲート４２の他方の入力には、タイミング生成部２２で生成されたクランプパルスＣＬＭ２が供給される。ＡＮＤゲート４２を通過したクランプパルスＣＬＭ２’によってスイッチ回路４５が制御される。クランプパルスＣＬＭ２は、クランプ用エリアとしてのプリライトエリアＰＲを再生している期間内で発生し、例えば２クロック以上のパルス幅を有する。
【００４９】
さらに、クランプパルスＣＬＭ２がＤフリップフロップ４３によって、データクロックＤＣＫの１クロック分遅延される。クランプパルスＣＬＭ２を１クロック遅延することによって、クランプパルスＣＬＭ１が形成される。クランプパルスＣＬＭ１の例は、図３に示されている。このクランプパルスＣＬＭ１によってスイッチ回路３５が制御される。また、クランプパルスＣＬＭ１が平均値生成回路４１に供給され、Ａ／Ｄ変換器１７の出力信号の内で、クランプパルスＣＬＭ１と一致するタイミングのものを平均値生成回路４１に取り込むようになされる。平均値生成回路４１は、取り込まれた複数個のデータの平均値を生成する。
【００５０】
上述したクランプ回路１６の動作を図７のタイミングチャートを参照して説明する。光ディスク１に記録されているデータは、図７Ａに示すように、データセグメントが連続するもので、各セグメントの先頭に斜線で示すように、サーボエリアが付加されている。セグメントとしては、アドレスセグメントの場合もある。このサーボエリア内にクランプ用エリアとしてのプリライトエリアＰＲが設けられている。説明の便宜上、図７に示されるプリライトエリアについて、ｎ−３、ｎ−２、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２の番号付けを行う。図７は、ｎ番目のプリライトエリア中に、ディフェクトが存在している場合のタイミングチャートである。ディフェクトは、ディスクに付いた傷、指紋等によって生じた再生信号のレベルの急激な変動を意味する。クランプ回路１６は、クランプ動作に加えてディフェクトに対する対策も行うものである。
【００５１】
クランプ回路１６の入力端子３１には、図７Ｂに示す差信号ＲＦｄが供給される。信号ＲＦｄは、直流レベルの変動を有し、また、ディフェクトに対応する急激なレベル変化ＤＦを含む。図７Ｃに示すクランプパルスＣＬＭ１によってスイッチ回路３５がオンするように制御され、図７Ｄに示すような出力信号をサンプルホールド回路３４が発生する。ディフェクトによるレベル変化ＤＦもサンプルホールドされるので、ｎ番目のプリライトエリアの後に異常なレベルのサンプルホールド出力が発生している。
【００５２】
ディジタルコンパレータ４０では、平均値生成回路４１の出力とＡ／Ｄ変換器１７からのプリライトエリアの再生レベルとが比較される。平均値生成回路４１では、連続する複数個例えば４個の再生レベルの平均値が生成される。例えばｎ−４番目、ｎ−３番目、ｎ−２番目、ｎ−１番目のプリライトエリアの再生レベルの平均値が形成され、この平均値とｎ−１番目のプリライトエリアの再生レベルとがディジタルコンパレータ４０において比較される。この二つの再生レベルの差がしきい値より小さいので、図７Ｅに示すように、`1' の比較出力が発生する。
【００５３】
この比較出力がＡＮＤゲート４２に供給されるので、ＡＮＤゲート４２の出力にクランプパルスＣＬＭ２’が図７Ｆに示すように発生する。このクランプパルスＣＬＭ２’によりスイッチ回路４５がオンする。従って、サンプルホールド回路３４の出力がサンプルホールド回路４４によってサンプルホールドされる。すなわち、サンプルホールド回路３４の出力がサンプルホールド回路４４に転送される。
【００５４】
次のセグメントにおいては、ｎ番目のプリライトエリアにディフェクトによる異常なレベルが存在する。ディジタルコンパレータ４０では、異常なレベルとｎ−３番目、ｎ−２番目、ｎ−１番目、ｎ番目のプリライトエリアの再生レベルの平均値との差がしきい値より大きくなる。その結果、図７Ｅに示すように、ディジタルコンパレータ４０の比較出力が`0' となり、クランプパルスＣＬＭ２がＡＮＤゲート４２により禁止され、図７Ｆに示すように、クランプパルスＣＬＭ２’が発生しない。従って、スイッチ回路４５がオンとならず、サンプルホールド回路４４の出力のレベルは、図７Ｇに示すように、ホールドされている以前のレベルである。
【００５５】
このようにして、サンプルホールド回路４４から差動アンプ３３に対して供給されるサンプルホールド出力は、ディフェクトに影響されないものとなる。差動アンプ３３に対して、図７Ｇに示すサンプルホールド回路４４の出力が供給されることによって、差動アンプ３３の出力には、図７Ｈに示すように直流レベルの変動が抑えられた差信号が得られる。
【００５６】
前述したように、この発明の一実施例では、プリライトエリアＰＲのデータパターンとして、その平均値がハイレベル‘Ｈ’とローレベル‘Ｌ’との中間になるものを記録しているので、この中間のレベルの変動が抑えられた差信号をクランプ回路１６から得ることができる。この中間のレベルは、レベル検出用のスレッショルドとして使用されるので、スレッショルドがゲイン変動の影響を受けることを防止することが可能となる（図４参照）。
【００５７】
なお、この発明では、クランプ回路１３および１６の構成は、図６に示すものに限定されるものではない。例えばディフェクト対策は、必ずしも必要ではなく、一つのサンプルホールド回路を使用する構成も可能である。さらに、Ａ／Ｄ変換された後で、クランプを行うディジタル回路の構成も使用できる。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器１７に接続されるデータ検出部１８では、上述したように、ディジタルイコライザによる波形等化処理がなされ、再生信号を３値化し、ビタビ復号によって検出信号の誤りが訂正され、また、ディジタル変調の復調がなされる。データ検出部１８は、リファレンスエリアの再生信号の中心レベルをスレッショルドＴｈ0 として設定する。リファレンスエリアは、図２に示したようにセクタ単位で配されている。セクタ内の直流レベルの変動は、上述したクランプ回路１６によって、抑えるようになされている。
【００５９】
しかしながら、セグメント毎のプリライトエリアの再生レベルに基づいてなされるクランプ動作によって、中心レベルと設定されたスレッショルドＴｈ0 とを完全に一致させることは難しく、クランプの誤差が残る。また、クランプ回路１６は、直流レベルの変動を抑えるものであって、ゲインの変動を補正することはできず、ゲイン変動がデータ検出あるいはビタビ復号の誤差を増加させる原因となる。これらの点を考慮して、この発明の一実施例では、データ検出部１８においては、スレッショルドの補正とゲインの補正を行い、データ検出部１８におけるビタビ復号を正しく行うようにしている。
【００６０】
図８は、データ検出部１８においてなされるスレッショルド補正およびゲイン補正の処理を示すフローチャートである。なお、フローチャートで表されるソフトウェア処理に限らず、ハードウエア、またはソフトウェアおよびハードウエアの組合せによって、スレッショルド補正およびゲイン補正を行うことも可能である。
【００６１】
図８におけるステップＳＴ１において、セクタの再生動作が開始されることによって補正処理が開始する。次に、１セクタのリファレンスエリアにおいて、スレッショルドＴｈ0 およびゲインＧ0 （平均振幅）が検出される（ステップＳＴ２）。これらの値は、リファレンスエリア内の８Ｔパターンに基づいて、従来と同様に検出できる。
【００６２】
次に、セグメント番号ｉがインクリメントされ、各セグメントにおいて、スレッショルドの変動分ΔＴｈi およびゲインの変動分ΔＧi が検出される。図９Ａは、再生信号（差信号）のエンベロープの変化を示している。図９では、簡単のため、１セクタがｉ＝０〜ｉend の番号付けされた複数のセグメントにより構成され、セクタの先頭のセグメント（ｉ＝０）にリファレンスエリアが含まれ、各セグメントの先頭にプリライトエリアＰＲ0 、ＰＲ1 、・・・・が位置する例が示されており、また、サーボエリアに対応する再生信号については無視されている。
【００６３】
プリライトエリアＰＲ0 、ＰＲ1 、・・・のデータに基づくクランプ動作によって、ｉ＝１より後のセグメントでは、スレッショルドがＴｈ0 と一致するように制御される。ｉ＝１のセグメントでは、Ｔｈ1 −Ｔｈ0 ＝ΔＴｈ1 の演算によってスレッショルドの変動分が検出され、Ｇ1 −Ｇ0 ＝ΔＧ1 の演算によってゲインの変動分が検出される。以下同様にして、スレッショルドの変動分ΔＴｈi およびゲインの変動分ΔＧi が各セグメントで検出される。図９Ｃは、スレッショルドの変動分ΔＴｈi の一例を示している。
【００６４】
図８のステップＳＴ４では、セグメント番号ｉとセクタの最終の番号ｉend に対して＋１されたものと比較され、ｉ＜ｉend ＋１かどうかが決定される。若し、この関係が満たされない場合（すなわち、セグメント番号ｉがｉend ＋１以上の場合）では、最終のセグメントまでの補正処理が完了しているので、セクタの再生動作が終了する（ステップＳＴ５）。
【００６５】
ステップＳＴ４において、ｉ＜ｉend ＋１の関係が成立する場合では、処理がステップＳＴ６に移り、そのセグメントのデータ検出用のスレッショルドとゲインが決定される。ステップＳＴ６では、リファレンスエリアが含まれるセグメントの次の（ｉ＝１）のセグメントの処理と、（ｉ＞１）のセグメントの処理とがそれぞれなされる。すなわち、（ｉ＝１）の場合では、リファレンスエリアでスレッショルドＴｈ0 およびゲインＧ0 を検出した直後であるため、これらの変動が充分に小さいとみなして、そのセグメントのスレッショルドＴｈ1 およびゲインＧ1 をそれぞれＴｈ0 およびゲインＧ0 と等しいものとする。
【００６６】
ステップＳＴ６において、（ｉ＞１）の関係を満たすｉ番目のセグメントでは、次式に従ってスレッショルドおよびゲインが補正される。
Ｔｈi ’＝Ｔｈ0 ＋ΔＴｈi ／ｎ ・・・（６）
Ｇi ’＝Ｇ0 ＋ΔＧi ／ｎ ・・・（７）
これらの式で、１／ｎは、ノイズの影響を低減するために、オフセットの実際の値をより小さくするための係数である。この係数は、再生信号のＳ／Ｎ等を考慮して適宜設定される。
【００６７】
このように補正されたスレッショルドＴｈi ’およびゲインＧi ’を使用して、データ検出部１８において、ｉ番目のセグメントのデータのデータ検出およびビタビ復号の処理がなされる。なお、データ検出部１８は、再生信号の直流レベルおよびゲインを実際に補正するのではなく、データ検出あるいはビタビ復号の基準値としてのスレッショルドおよびゲインを補正する。若し、再生信号の直流レベルおよびゲインを補正したと仮定すると、図９Ｄに示すように、再生信号が補正される。この図９Ｄから分かるように、各セグメントの補正後のスレッショルドＴｈ1 ’、Ｔｈ2 ’、・・・およびゲインＧ1 ’、Ｇ2 ’、・・・・は、リファレンスエリアで設定された値Ｔｈ0 およびＧ0 との誤差がより小さいものとなる。
【００６８】
なお、プリライトエリアＰＲに記録するデータパターンとしては、上述した例に限らず、データ検出方式に適応したものを採用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明では、セクタ内のリファレンスエリアにおいて、データ検出用のスレッショルドを検出し、セクタ内の各セグメントに設けられたプリライトエリアＰＲのデータを使用して直流分の変動を補正する場合に、プリライトエリアＰＲにスレッショルドになるデータパターンを記録しているので、スレッショルドがゲイン変動の影響を受けることを防止することができる。この発明によれば、光磁気ディスクの場合であれば、複屈折の許容範囲を拡げることができ、光磁気ディスクの歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例におけるデータ構造を説明するための略線図である。
【図２】この発明の一実施例におけるセクタ構造およびリファレンス信号の説明に用いる略線図である。
【図３】この発明の一実施例におけるサーボエリアの構成を拡大して示す略線図である。
【図４】この発明の一実施例におけるクランプ動作の説明に用いる略線図である。
【図５】この発明が適用された光ディスク装置の一実施例のブロック図である。
【図６】この発明の一実施例におけるクランプ回路の一例のブロック図である。
【図７】この発明の一実施例におけるクランプ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】この発明の一実施例におけるスレッショルドおよびゲインの補正動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明の一実施例におけるスレッショルドおよびゲインの補正動作を説明するための略線図である。
【図１０】先に提案されている光ディスク装置のリファレンスエリアのデータパターンとその再生信号の波形を示す略線図である。
【図１１】先に提案されている光ディスク装置のサーボエリアの構成を拡大して示す略線図である。
【図１２】先に提案されている光ディスク装置における問題点を説明するための略線図である。
【図１３】先に提案されている光ディスク装置における問題点を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１・・・光ディスク、４・・・光ピックアップ、６・・・磁気ヘッド、１３，１６・・・クランプ回路、１５・・・ＰＬＬ部
Claims (1)
- 複数のセグメントによりセクタが構成され、上記セグメントにそれぞれクランプ用エリアが設けられ、上記セクタ毎にリファレンスエリアが設けられたデータ構成を有するようにされたディジタル信号記録再生装置において、
上記記録媒体からデータを読み取る読取り手段と、
上記読み取り手段から再生信号が供給され、上記クランプ用エリアに記録されている、その平均的なレベルがスレッショルドとなるパターンのデータを使用して、上記再生信号の直流的レベルを上記スレッショルドにクランプするクランプ手段と、
上記クランプ手段によりクランプされた再生信号と上記スレッショルドとをレベル比較することによって、データを検出するデータ検出手段とを備え、
上記クランプ手段は、
上記クランプ用エリアの再生信号を第１のクランプパルスによってサンプルホールドする第１のサンプルホールド手段と、
上記第１のクランプパルスと異なるタイミングで発生する第２のクランプパルスによって上記第１のサンプルホールド手段の出力をサンプルホールドする第２のサンプルホールド手段と、
現在の上記クランプ用エリアの再生レベルと、連続する以前の複数個のクランプ用エリアの再生レベルの平均値とを比較する比較手段と、
上記比較手段の出力によって、上記第２のクランプパルスの発生を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記再生レベルと上記平均値との差が小さいと判定されるときに、上記第２のクランプパルスを発生し、上記再生レベルと上記平均値との差が大きいと判定されるときに、上記第２のクランプパルスの発生を禁止することを特徴とするディジタル信号記録再生装置。
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