(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定回転数で回転しているディスク状記録媒体にデジタルデータを記録及び再生する光学的情報記録再生装置において、隣接する記録データのパターンを識別するパターン識別手段と、符号間干渉による再生信号のエッジシフトを補償するための識別されたパターンに応じて予測された補正量で、前記記録データの前記記録媒体への記録タイミングを補正するタイミング補正手段とを備え、前記補正量は前記記録媒体の半径位置に応じて変化することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光磁気情報記録媒体に対し、光学的な手段を用いて、情報の記録また／あるいは再生を行う光磁気情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光磁気ディスクを情報記録媒体として用いた光磁気情報記録再生装置は可搬性があり、記憶容量が大きいこと、消去書き換えが可能なことなどの利点により、大きな期待が寄せられている。このような、従来の書き換え可能な光磁気情報記録再生装置の光学ヘッドは、図１に示されるような構成になっている。ここでは、半導体レーザ１０１を光源として、ここから放射される発散光をコリメータレンズ１０２を介して平行光束とし、ビーム整形プリズム１０３、偏光ビームスプリッタ１０４を介して、対物レンズ１０５に与え、ここで集光して、光磁気情報記録媒体１０６の磁性層に光スポットを形成する。一方、磁気ヘッド１０７により、少なくとも上記光スポットの領域に外部磁界が印加される。
【０００３】
そして、光磁気情報記録媒体１０６からの反射光を、再び、対物レンズ１０５を介して偏光ビームスプリッタ１０４に戻し、ここで、反射光の一部を分離して、制御光学系へともたらしている。制御光学系では、分離光束を、別に用意した偏光ビームスプリッタ１０９で、更に分離し、一方を再生光学系１１０に与えて情報信号を得ると共に、他方を集光レンズ１１６、ハーフプリズム１１７を介し、更に光検出器１１８およびナイフエッジ１１９を介して、光検出器１２０へ与えて光学ヘッドの制御信号を得る。
【０００４】
再生光学系１１０は、光束の偏光方向を４５度回転させるための１／２波長板１１１と、光束を集光する集光レンズ１１２と、光束を分離する偏光ビームスプリッタ１１３と、偏光ビームスプリッタ１１３により分離された光束のそれぞれを検出する光検出器１１４および１１５とから構成されており、再生信号は、光検出器１１４と１１５からの出力信号を差動検出して得られる。
【０００５】
図２は、このような光磁気信号がどのようにして得られるかを説明するために示したものである。光磁気情報記録媒体では、磁化の方向の違いにより情報を記録する。このため、ここに直線偏光の光を与えると、直線偏光の偏光方向が、磁化の方向の違いで、右回りか左回りかに回転する。
【０００６】
例えば、情報記録媒体に入射する直線偏光の偏光方向を、図２に示す座標軸Ｐ方向とし、下向き磁化に対する反射光は、＋θk 回転したＲ+ 、上向き磁化に対する反射光は−θk 回転したＲ- とすると、図２で示すような方向に検光子を置いた場合、検光子を透過してくる光は、Ｒ+ に対してＡとなり、Ｒ- に対してＢとなる。これを光検出器で検出すると、光強度の差として、情報を得ることができる。図１の従来例では、偏光ビームスプリッター１１３が検光子の役目をしていて、分離した一方の光束に対し、Ｐ軸から＋４５度の方向の検光子となり、他方の光束に対し、Ｐ軸から−４５度の方向の検光子となる。つまり、光検出器１１４と１１５とで得られる信号成分は、互いに逆相となるので、個々の信号を差動検出することで、ノイズが軽減された再生信号を得ることができる。
【０００７】
これらの情報記録媒体に磁化の方向の違いとして情報ピット（以下、単にピットとする）を成形するのであるが、その方法には、既に知られるように、ピットのセンターの位置に情報の意味を持たせるピット位置記録方式と、ピットのエッジの位置に情報の意味を持たせるピットエッジ記録方式とがある。
【０００８】
光学的手段を用いて情報記録媒体にピットを形成する場合、光スポットによる熱に対して、ピットの記録感度が鈍いと、成形されるピットの大きさに、かなりのばらつきが生じてしまう。しかし、ピットのセンターの位置は変らない。そこで、このような場合、従来からピット位置記録方式が採用されている。一方、光スポットによる熱に対して、ピットの記録感度が鋭いと、ピットの大きさを、或る一定量以下のばらつきに抑制することができるので、ピットエッジ記録方式が採用できるようになり、そのため、記憶密度を増加させることができるようになる。このような事情から、現在、光磁気情報記録媒体の記録感度を向上するための開発が行なわれており、ピット位置記録方式からピットエッジ記録方式へ移行されつつある。
【０００９】
従来、このピットエッジ記録方式で記録された記録媒体からの再生は、図１で示した光学ヘッドにより得られる、ピット位置記録に対する再生信号が、電気的に設けたスライスレベルを横切る位置として、求められていた。
【００１０】
しかしながら、更に高密度化がなされ、最小ピットの大きさが光スポットの大きさと同程度か、それ以下になってくると、光学ヘッドなどの伝達特性が劣化してくるために、光学的手段により検出された信号において、直流成分に変動が生じ、一定のスライスレベルでピットのエッジを検知すると、エッジシフトが生じるという問題があった。
【００１１】
図３は、単一周波数の信号を光磁気情報記録媒体に記録し、これを再生した時の信号を示すものである。情報記録媒体上の再生スポットの大きさを１．７μｍ、情報記録媒体の回転速度を２４００ｒｐｍ、記録半径を３２ｍｍとした場合、図３（ａ）は、記録周波数を１ＭＨｚに定めたものについて、また、図３（ｂ）は、同じく記録周波数を４ＭＨｚに定めたものについて、両方とも、図１で示した光学ヘッドにより、得られる信号である（なお、図３（ｃ）および図３（ｄ）については後述する）。このように記録周波数が大きくなると、信号振幅が小さくなる。つまり、周波数特性が劣化する。
【００１２】
図４は、ランダム信号での周波数特性の劣化の様子を示すものである。ここでは、記録信号として３Ｔ，１Ｔ，４Ｔの信号が、順次、繰り返して記録されているとものとする。図４（ａ）は、ピット位置記録に対する再生信号で、周波数特性の劣化のみを考慮したものである。つまり、周波数特性の劣化がなければ１Ｔの振幅はＳの一点鎖線のように３Ｔや４Ｔの振幅と同じになるが、１Ｔのピットの大きさが小さくなってくると、Ｓ′の実線のように振幅が小さくなって来る。従来のように、一定のスライスレベルを横切る位置でエッジの位置を検知すると、本来、１Ｔの幅がＡであるものが、周波数特性の劣化により、Ｃとなり、本来の幅より小さく検知される（その分、３Ｔ，４Ｔの幅は大きくなる）。もしも、ＳとＳ′の違いが周波数特性の劣化だけだとすると、両者のＤの幅は変らない。故に、Ｓ′の振幅の半分の位置での幅Ｂは本来の１Ｔの幅となる。
【００１３】
上記のエッジシフトの問題を解決するものとして、図４（ａ）の信号を微分し、図４（ｂ）に示す微分信号を得て、そのピークの位置よりエッジの位置を検知するものがある。上記微分信号は、電気的に微分を行っても得られるが、群遅延などの問題があった。それに対して、光学的に図４（ｂ）の微分信号を得ることもできる。
【００１４】
また、高密度なデジタル磁気パターンを記録した時に起こるエッジシフトを補正する方式は、特開昭５９−７７６０７号公報に開示されていて、ここでは、記録するデジタルデータを入力として、再生時に発生するシフト方向およびシフト量を識別し、これを打ち消すように、記録タイミングを補正するようになっている。そして、磁気記録装置に特有のピークシフトおよびストリームシフトに対応して、基準タイミングよりも所定量だけ進ませる場合、遅らせる場合、さらに、大きく遅らせる場合、および、基準タイミングそのままの場合の４種類のタイミング補正を、隣接する磁区長に応じて、選択して行うようにしている。しかしながら、この従来例においては、一定回転数で回るディスク状の記録媒体を用いた場合に、情報トラックの半径によって線速が変わるために、磁区パターンの個々の磁区長が変わり、一定の記録タイミング補正量では、正しく補正されないという問題点を有してる。これは、エッジシフト量が、隣接する磁区長に依存するためである。
【００１５】
【発明の目的】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、符号間干渉を軽減できることが可能な光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、一定回転数で回転しているディスク状記録媒体にデジタルデータを記録及び再生する光学的情報記録再生装置において、隣接する記録データのパターンを識別するパターン識別手段と、符号間干渉による再生信号のエッジシフトを補償するための識別されたパターンに応じて予測された補正量で、前記記録データの前記記録媒体への記録タイミングを補正するタイミング補正手段とを備え、前記補正量は前記記録媒体の半径位置に応じて変化することを特徴とする。
【００１７】
【実施例】
図５ないし図１０は本発明の一実施例を説明するためのものであり、その光学系の構成は、図１に示す従来例と同一なので、これを基にして説明する。ここに示す光磁気情報記録再生装置において、磁界変調記録による記録動作は、半導体レーザ１０１の出力を高い強度に保った状態で、記録媒体面上に光スポットを形成し、この光スポットに対応する位置近傍に外部磁界を印加するため、磁気ヘッド１０７を移動制御し、記録データに基いて高速で変調される駆動電流を磁気ヘッド・コイルに流すことで達成される。ただし、本発明においては、図１に示したように、記録データ１のパターンに応じて、記録タイミングを補正して、記録補償手段２により磁気ヘッド１０７を駆動する。すなわち、図５において、記録データ１をパターン識別手段２ａへ入力すると、このパターン識別手段２ａは所定の変調方式により変調されたデジタル信号を、０，１並びに反転部分の３つに識別分類する。この３つとは、最小反転間隔に相当する部分の先行側反転位置と、後行側反転位置と、それ以外の通常反転位置とである。ただし、最小反転間隔がいくつか続いた場合には、最も先行した反転位置を先行反転位置とし、また、最も後行した反転位置を後行反転位置とし、更に、これらの間に挟まれた反転位置は通常反転位置とする。この理由については、後述することにする。そして、このようにして識別した３種類の反転位置に対応した３種類の反転位置抽出信号を出力する。
【００１８】
次に、この反転位置抽出信号をタイミング補正手段２ｂに入力させると、従来例で説明した再生時に起こる符号間干渉によるエッジシフトに相当する所定量（詳しく後述）のタイミング補正を記録データ信号に与え、補正された記録信号を出力することになる。次に、この補正された記録信号を、従来と同様の磁気ヘッド駆動回路２ｃに入力し、磁気ヘッド１０７を駆動する。以上のようにして、記録補償手段２により、本発明の記録が行なわれる。
【００１９】
次に図６，図７を用いて、先ず、記録補償手段を持たない従来の方法で記録を行なった場合の、再生時におこる符号間干渉によるエッジシフトについて、詳しく説明する。図６には、図４に示したように、磁区長がＴを単位長として、３Ｔ，１Ｔ，４Ｔの繰り返しパターンを記録した場合、その１Ｔに対応する記録磁区のエッジ再生信号のピーク間の時間間隔を求め、ディスク回転数、および、光スポットを走査している、ディスク半径より求めた走査速度により、再生信号の磁区長を求める時、記録がなされた磁区長と再生信号から得られた磁区長との比較が示されている。同図において、横軸は、記録磁区長で光スポット径（光強度がピークの１／ｅ2の直径）で規格化してある。一方、縦軸は、エッジ再生信号から得られた磁区長と記録磁区長との差を１／２した値（すなわち、片側の磁区長の変化量であるから、エッジシフトとなる）を記録磁区長に対して規格化したものである。同図から解るように、エッジシフトは、記録磁区長が光スポット径以下になってくると発生し始め、光スポット径の１／２以下になると急に増大してくる。したがって、最も短い記録磁区長が光スポットの１／２以下となるような高密度に記録を行う場合には、図６に示したように、エッジシフトが無視できなくなる。なお、これを実証するための実験例では、波長を８３０ｎｍ、光スポット径を１．７μｍ、また、走査速度を７．５ｍ／ｓに設定している。
【００２０】
一方、図７には、具体的なデジタルパターンを記録した時のエッジ再生信号が示されている。同図の（ａ）は、たとえば、（１−７）ＲＬＬ変調したデジタル・データ［１１１１００００１１０００００１１１１］を記録した場合に相当する。この中で最も短い記録磁区である中央の記録磁区３ｂは、［１１］に相当し、先行側は［００００］に、後行側は［０００００］に相当する反転磁化の領域となっている。ここで、この最短磁区３ｂの長さが、光スポット径の０．４６の長さであるとすると、図６から、エッジシフトは０．１となるので、図７の（ａ）の４ａに示したように、再生信号Ｐ１およびＰ２は、記録磁区のエッジより１０％だけ、前後にずれた位置となる。
【００２１】
ところが、図７の（ｂ）に示したようなデジタル・データ［１１１１００００１１００１１１１］を記録した場合、すなわち、最短磁区長である３ｅと同じ長さの反転磁区が隣接した場合には、エッジシフトの発生の一方が違ってくる。記録磁区３ｅの先行側における再生信号のエッジであるＰ３は、同図の（ａ）の場合と同様に、先行側に１０％のシフトを受ける。次に、記録磁区３ｅの後行側のピークＰ４は、次に続く反転磁区が同じ最短磁区長であるから、エッジシフトが打ち消し合って、ゼロとなる。そして、記録磁区３ｅに続く反転磁区の後行側のピークＰ５は、図７の（ａ）の場合と同じように、後行側に１０％のシフトを受ける。ここで示したような、（１−７）ＲＬＬ変調したデータの場合に起こり得る磁区長は、２Ｔを最短磁区長として、２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔの７種類である。ここで、２Ｔに相当する磁区長が図６の０．４６とすると、次に短い３Ｔは０．６９となり、この時のエッジシフトは、０．０５以下となり、無視できる。すなわち、記録すべきデジタル・データのランダム・パターンを考えた場合には、最短磁区長からなるエッジ信号のみが、無視できないエッジシフトを発生することになる。ただし、最短磁区長の記録磁区が隣接した場合には、最も先行するエッジと、最も後行するエッジとで、エッジシフトが発生する。以上の説明から、起り得るエッジシフトは３通り考えられる。１つ目は、孤立した最短磁区、または、隣接する最短磁区の最も先行するエッジでの先行側にシフトするエッジシフトであり、２つ目は、孤立した最短磁区、または、隣接する最短磁区の最も後行するエッジでの後行側にシフトするエッジシフトであり、３つ目は、上記以外の場合で、エッジシフトが起きない場合である。
【００２２】
以上説明したように、高密度にデジタル記録した場合、従来のエッジ再生信号におけるエッジシフトは、記録がなされるデジタル・パターンから、方向と大きさが予測できる。したがって、記録時にデジタル・データの０．１の、反転する部分（エッジ位置）が、上記の３つのエッジシフトを起す場合のどれにあたるかを識別し、これを打ち消すように、磁気ヘッド１０７から与える印加磁界の反転のタイミングを補正することにより、再生時に発生するエッジシフトを抑制し、正しくデジタル・データを再生することが可能となる。
【００２３】
図８および図９は、以上説明したようなパターン識別およびタイミング補正を行う具体例を示しており、図８はその回路図、図９はその動作を説明する図である。図８において、符号４０５〜４１５はフリップフロップ、４１６はＮＯＴ回路、４１７は排他的論理和回路、４１８〜４２３はＡＮＤ回路、４２４，４２５はＯＲ回路、４２６はスイッチ、４２８，４２９は遅延回路である。まず、記録を行うデジタル・データ（ＤＡＴＡ）がクロック信号（ＣＬＯＣＫ）とともに、この回路に入力されたとする。この信号波形例は、図９において、ＣＬＯＣＫは同図の（ａ）であり、ＤＡＴＡは同図の（ｂ）である。ＤＡＴＡ信号は、フリップフロップ４０５および４０６、排他的論理和回路４１７により、“０”，“１”の反転位置で、１周期だけ“１”となる信号になり、また、ＡＮＤ回路４１８で、これとクロック信号とのＡＮＤをとることにより、“０”，“１”の反転のところで、クロックパルスが立ち上がる信号の形となる。ただし、１度フリップフロップを通っているために、図９の（ｃ）のように、ＤＡＴＡ信号に対して１クロック周期分、遅れた信号となる。
【００２４】
次に、この“０”，“１”の反転部分に対応したパルスを、前述した３種類の条件に対応させて識別する回路に入力する。まず、ＯＲ回路４１８の出力をフリップフロップ４０９へ入力し、１クロック分だけ遅らせ、この反転出力［−Ｑ］を、ＯＲ回路４１８からの出力を受けるＡＮＤ回路４２０へ入力し、さらに、そのＡＮＤ回路４２０からの出力をフリップフロップ４１１へ入力し、１クロック分遅らせる。一方、フリップフロップ４０９の正出力［Ｑ］を、もう１クロック分、遅らせるためにフリップフロップ４１０へ入力させ、この出力とフリップフロップ４０９の反転出力［−Ｑ］とをＡＮＤ回路４２１に入力させる。そして、フリップフロップ４１１の反転出力［−Ｑ］とＡＮＤ回路４２１の出力とをＡＮＤ回路４２２に入力させると、その出力は、孤立あるいは隣接する最短磁区の最も後行する反転位置に相当する部分のみで、パルスが立ち上がる信号となる（図９の（ｄ）参照）。
【００２５】
一方、ＯＲ回路４２１の出力をＮＯＴ回路４１６により反転させ、その信号と、フリップフロップ４１１の正出力［Ｑ］とをＡＮＤ回路４２３に入力させると、この出力信号は、孤立あるいは隣接する最短磁区の最も先行する反転位置に相当する部分のみで、パルスが立ち上がる信号となる（図９の（ｅ）参照）。また、ＡＮＤ回路４２２および４２３の主力をＮＯＲ回路４２５に入力し、その出力、および、先に述べたＡＮＤ回路４１８の出力をフリップフロップ４０７および４０８を通して２クロック分、遅らせた信号を、ＡＮＤ回路４１９に入力させる。これにより得られた出力信号は、“０”，“１”反転部分のうち、最短反転間隔に関係した反転位置、または、隣接する最短反転間隔を形成する部分の最も先行または後行する部分の反転位置以外の部分においてのみ、立ち上がる信号となる（図９の（ｆ）参照）。
【００２６】
このようにして、“０”，“１”の反転部分を前述した３つの場合に対応して分離された信号（図９の（ｄ），（ｅ）および（ｆ）参照）に、独立にディレイを与えるために、ＡＮＤ回路４２２の出力信号４２７ａと、ＡＮＤ回路４２３の出力をスイッチ４２６および遅延回路４２９を通した信号４２７ｃと、ＡＮＤ回路４１９の出力をスイッチ４２６および遅延回路４２８を通した信号４２７ｂとを、それぞれ、ＯＲ回路４２４に入力させる。このＯＲ回路４２４の出力信号は、既に識別した３種類の反転位置に対して、異なるタイミング補正を加えた反転位置信号となる（図９の（ｉ）参照）。
【００２７】
この信号をクロック信号として、フリップフロップ４１５に入力したＤＡＴＡ信号を取り出すことにより、記録タイミングが補正されたＷＤＡＴＡ信号（図９の（ｊ）参照）が得られる。なお、ＯＲ回路４２４の出力は、ＤＡＴＡ信号より３クロック分遅れた信号であることから、フリップフロップ４１５に入力するＤＡＴＡ信号は、３段のフリップフロップ４１２〜４１４を通過させて３クロック分遅らせ、データパターンを一致させている。このように、図８に示した回路による動作により、図９の（ｂ）に示した入力ＤＡＴＡ信号は、同図の（ｊ）のように、点線で示した元のＤＡＴＡ信号に対して、タイミング補正された信号として得られ、前述した３種類の反転位置に対して異なるタイミング補正量を与えたものとなる。
【００２８】
なお、図８において、コントロール部（図示せず）からの制御信号を受けて連動するスイッチ４２６ａおよび４２６ｂが、複数の遅延回路４２８ａ〜４２８ｄ，４２９ａ〜４２９ｄを選択できるようにしてあるのは、ディスク状の記録媒体を用いて、これを一定回転数で使用した場合、情報トラックの半径の相違により走査速度が相違し、前述したタイミング補正量を変える必要があるためである。すなわち、これを具体的に述べれば、図１０に示したように、ディスク状記録媒体上の領域をａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの領域に分け、それぞれの領域に対応した遅延量を選択すればよく、例えば、図８において、記録を行う領域がａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれかを、情報トラックのアドレス情報などから、制御コンピュータ（図示せず）が理解し、各領域に応じた遅延量を選択するように、コントロール信号（ＣＯＮＴ．）を出力して、スイッチ４２６を制御するのである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、一定回転数で回転しているディスク状記録媒体にデジタルデータを記録及び再生する光学的情報記録再生装置において、隣接する記録データのパターンを識別するパターン識別手段と、符号間干渉による再生信号のエッジシフトを補償するための識別されたパターンに応じて予測された補正量で、前記記録データの前記記録媒体への記録タイミングを補正するタイミング補正手段とを備え、前記補正量は前記記録媒体の半径位置に応じて変化させているので、符号間干渉を軽減できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のピット位置検出を行なう光ヘッドの図である。
【図２】上記従来例の再生原理を説明するための図である。
【図３】周波数特性の劣化と、遮光板による相対的な改善について説明するための図である。
【図４】ランダム信号における周波数特性の劣化の影響について説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例を示す記録補償手段のブロック図である。
【図６】上記実施例において、再生時に発生するエッジシフトを説明する図である。
【図７】同じく、再生時に発生するエッジシフトを説明する図である。
【図８】同じく、デジタル・データのパターン識別およびタイミング補正を行う回路構成図である。
【図９】同じく、デジタル・データのパターン識別およびタイミング補正を行う回路でのタイムチャートである。
【図１０】上記実施例の情報記録媒体を説明する平面図である。
【符号の説明】
１ 記録データ
２ａ パターン識別手段
２ｂ タイミング補正手段
２ｃ 磁気ヘッド駆動回路
１０７ 磁気ヘッド
４０５〜４１５ フリップフロップ
４１６ ＮＯＴ回路
４１７ 排他的論理和回路
４１８〜４２３ ＡＮＤ回路
４２４、４２５ ＯＲ回路
４２６ スイッチ
４２８、４２９ 遅延回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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