JP2000105981A

JP2000105981A - データ変換方法および装置

Info

Publication number: JP2000105981A
Application number: JP10275358A
Authority: JP
Inventors: Chosaku Nozen; 長作能弾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11
Also published as: US6229459B1; KR20000023523A; KR100320006B1; CN1249515A; EP0991195A2

Abstract

(57)【要約】【課題】クロック周波数を高くすることなく、また余分
な調整ビットを挿入することなしに、出力ビット系列の
直流及び低周波成分を抑圧できるデータ変換方法を提供
する。【解決手段】ビット“１”に挟まれたビット“０”の連
続個数、先頭側のビット“０”の連続個数、後尾側のビ
ット“０”の連続個数が制限されたコード群を有するテ
ーブルを格納したＲＯＭ１によりｍビットの入力データ
をｎビットのコードに変換し、さらに最後尾のビットを
反転するビット反転器２を経て得られたコードをＮＲＺ
Ｉ変換器３に入力し、制御部４によりＮＲＺＩパターン
の“０”を“−１”、“１”を“＋１”として累積加算
値（ＤＳＶ）を求め、コードの最後尾のビットについて
反転可能位置におけるビット反転器２の反転実行の有無
を次の反転可能位置までのＤＳＶの絶対値がより小さく
なるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクのよう
な記録媒体を用いてディジタルデータの記録や再生を行
う装置において、ディジタルデータを記録媒体上に記録
されるビット系列に変換する場合に好適なデータ変換方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクのような記録媒体にディジタ
ルデータを記録する場合、記録ビット系列には様々な特
性が求められる。記録ビット系列とは、記録媒体上の記
録パターンに対応するビットパターンである。再生専用
の光ディスクの場合、記録ビット系列は、反射面の凹凸
状のピットとして記録される。記録可能な光ディスクの
場合、例えば光磁気ディスクでは、磁化状態の異なるマ
ークとして、また相変化ディスクでは光学定数の異なる
マークとして、それぞれ記録ビット系列が記録される。

【０００３】従って光ディスクの製造過程、レーザ光で
記録ビット系列を読み出す光ヘッドの光学的特性、光デ
ィスクから記録ビット系列を読み出して得られた再生信
号を元のディジタルデータに復元する信号処理系の特性
などを考慮して、記録すべきディジタルデータ（原デー
タ）を最適な記録ビット系列に変換するデータ変換処理
を行う必要がある。

【０００４】データがピットとして記録される再生専用
の光ディスクの場合、最小ピット長が小さくなると光学
的特性の劣化により急激に再生信号の出力が低下するた
め、最小ピット長は大きい方が望ましい。一方、最大ピ
ット長が大きくなると再生信号の反転回数が減少し、ク
ロックのタイミング再生性能が劣化してジッタが大きく
なる結果、符号誤りを生じやすくなってしまうため、最
大ピット長は小さい方が望ましい。

【０００５】また、光ディスク上にピット等として記録
された記録ビット系列の直流及び低周波成分が少ないこ
とも重要である。これらの直流及び低周波成分は、光デ
ィスク上に形成されたトラックを正確にトレースするた
めのトラッキングサーボに影響を与える場合があり、記
録ビット系列を正確に読み出すためには、これらの成分
を抑圧する必要がある。

【０００６】さらに、検出窓幅が広いことも要求項目と
して挙げられる。原データを多くのビットに分割して記
録を行うと、たとえピット長の条件を満たしていても検
出時の時間的位相余裕が小さくなってしまい、同時に再
生クロック周波数が高くなってしまうからである。再生
クロック周波数が高くなると、信号処理回路の動作速度
を高くとる必要があり、回路が高価なものとなってしま
う。

【０００７】これらの条件を考慮したデータ変換方式の
一つとして、例えば特開平６−２８４０１５号公報（以
下、文献［１］という）に記載された８／１４変換があ
る。８／１４変換は、８ビットのデータを１４ビットの
コードに変換するデータ変換方式であり、この変換によ
り得られたコードがＮＲＺＩパターンのような記録ビッ
ト系列に変換された後、記録媒体上に記録される。文献
［１］では、記録ビット系列のビット“０”を“−
１”、ビット“１”を“＋１”として累積加算した値
（ＤＳＶ）が小さくなるように、８ビットから１４ビッ
トへのコード変換に用いるテーブルを最適に切り替えて
いるため、記録ビット系列の直流及び低周波成分を十分
に抑圧することができる。

【０００８】反面、文献［１］ではデータ変換後のビッ
ト数が原データの１４／８倍に増加してしまうため、検
出窓幅が小さくなってしまうと共に、クロック周波数も
同じ比率で上昇してしまうという問題がある。近年、光
ディスク装置などのディジタル記録装置に対するデータ
転送速度の高速化が要求されているが、データ転送速度
を高くするとクロック周波数も増加し、高速で動作でき
る高価な信号処理回路を必要とする。

【０００９】特開昭５６−１４９１５２号公報（以下、
文献［２］という）に、別のデータ変換方式が記載され
ている。この文献［２］に記載されたデータ変換方式で
は、原データは１．５倍のビット数のコードに変換され
る。得られるコードはビット“１”と“１”との間のビ
ット“０”の連続個数が１個以上、７個以下であるた
め、一般に（１，７）ＲＬＬ符号と呼ばれる。このデー
タ変換方式は、比較的低いクロック周波数と規模の小さ
な回路で実現が可能という特徴を持っているが、文献
［１］に記載された８／１４変換のようにＤＳＶの管理
を一切行っていないため、記録ビット系列の直流及び低
周波成分は抑圧されていない。従って、文献［２］の方
式ではトラッキング性能に障害を与える場合が発生して
くる。

【００１０】記録ビット系列の直流及び低周波成分を抑
圧するためには、記録すべきデータのビットとは別にＤ
ＳＶを小さくするための調整ビットを挿入すればよい
が、このような調整ビットを挿入すると記録媒体の実効
的な容量が減少するという新たな問題が生じてくる。ま
た、文献［２］で得られるコードは２ビットを３ビット
に変換した場合と４ビットを６ビットに変換した場合が
混在する可変長符号のため、ビット誤りが伝搬しやすい
といった問題も持っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
データ変換方式では、トラッキングサーボの安定化等の
ために記録ビット系列の直流及び低周波成分を抑圧しよ
うとすると、クロック周波数が上昇して信号処理回路を
構成する上で好ましくなく、また、クロック周波数を低
く抑えようとすると、記録ビット系列の直流及び低周波
成分が抑圧できなかったり、調整ビットの挿入により記
録媒体の実効的な記録容量が減少するといった問題があ
った。

【００１２】本発明は、クロック周波数をあまり高くす
ることなく、また出力ビット系列に余分な調整ビットを
挿入することなしに、出力ビット系列の直流及び低周波
成分を抑圧しつつ、入力データをこれと異なるビット数
のコードからなる出力ビット系列に変換できるデータ変
換方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、まずｍビットの入力データがビ
ット“１”と“１”との間のビット“０”の連続個数が
ｄ個以上、ｋ個以下、先頭側のビット“０”の連続個数
がｋ１個以下、後尾側のビット“０”の連続個数がｋ２
個以下にそれぞれ制限されたコード群を有する第１のテ
ーブルを用いてｎビットのコードに変換される。このコ
ード変換により得られたコードは、その最後尾のビット
が適応的に反転される。これらコード変換とビット反転
の処理により、各々のコード単独ではもちろん、コード
とコードを接続した場合のコード境界部分においてもビ
ット“０”の連続個数がｄ個以上、ｋ個以下に制限され
たコードが得られる。

【００１４】これらコード変換およびビット反転の処理
を経て得られたコードは、コードのビット“１”で出力
を反転し、ビット“０”で出力を保持するＮＲＺＩパタ
ーンに変換され、出力ビット系列となる。さらに、ＮＲ
ＺＩパターンの“０”を“−１”、“１”を“＋１”と
して累積加算値（ＤＳＶ）が求められる。

【００１５】ここで、ビット反転処理は以下のように制
御されることにより、コード境界部分のビット“０”の
連続個数がｄ個以上、ｋ個以下に制限されると共に、Ｄ
ＳＶの絶対値がより小さくなるような制御が行われる。

【００１６】すなわち、このビット反転の制御に際して
は、コード変換ステップにより得られたコードのうち後
尾側のビット“０”の連続個数が（ｋ−ｋ１）個より大
きい現コードに対して、（ａ）現コードの後尾側のビッ
ト“０”の連続個数と次コードの先頭側のビット“０”
の連続個数との和がｋ個を越える場合はビット反転を実
行し、（ｂ）次コードの先頭側のビット“０”の連続個
数がｄ個より小さい場合はビット反転を不実行とし、さ
らに（ｃ）として（ａ）（ｂ）の条件に該当しない場合
はコード変換により得られたコードの最後尾のビットの
少なくとも一部を反転可能位置と判断し、この反転可能
位置におけるビット反転の実行の有無を次の反転可能位
置までのＤＳＶの絶対値がより小さくなるように制御す
る。

【００１７】このような本発明によるデータ変換では、
例えばｍを８、ｎを１２、ｄを１、ｋを８、ｋ１を４、
ｋ２を８とすることにより、クロック周波数をあまり高
くしたり、また出力ビット系列に余分な調整ビットを挿
入することなく、ＤＳＶの絶対値をより小さくする制御
によって出力ビット系列の直流及び低周波成分を抑圧す
ることが可能となる。

【００１８】本発明においては、コード変換に際して第
１のテーブルを用いて変換されたコードのうち、現コー
ドの後尾側のビット“０”の連続個数と次コードの先頭
側のビット“０”の連続個数の和がｄ個より小さい場合
には、現コードとして、第１のテーブルのコード群と同
一の条件を満たし、かつ第１のテーブルのコード群には
含まれず、先頭側のビット“０”の連続個数が第１のテ
ーブルを用いて変換されたコードのそれと等しいコード
群を有する第２のテーブルにより入力データをコードに
変換し、次コードとして、ビット“１”とビット“１”
との間のビット“０”の連続個数がｄ個以上、ｋ個以下
で、かつ先頭側のビット“０”の連続個数がｄ個以上、
（ｋ−α＋１）個以下、後尾側のビット“０”の連続個
数がｄ個以上、ｋ２個以下にそれぞれ制限されたコード
群を有する第３のテーブルにより入力データをコードに
変換することがより望ましい。

【００１９】このようにすると、例えばｍ＝８、ｎ＝１
２、ｄ＝１、ｋ＝８というような条件においても、入力
データの全てのパターンに対して、コード単独およびコ
ードとコードを接続した場合のコード境界部分において
ビット“０”の連続個数がｄ個以上、ｋ個以下に制限さ
れたコードが得られる。

【００２０】また、このように第２のテーブルを併用し
てコード変換を行った場合には、第３のテーブルを用い
て変換されたコードの後尾側のビット“０”の連続個数
がｄ個より大きいコードに対して、（ｄ）後尾側のビッ
ト“０”の連続個数と第１のテーブルを用いて変換され
た次コードの先頭側のビット“０”の連続個数の和がｋ
個を越える場合はビット反転を実行し、（ｅ）次コード
の先頭側のビット“０”の連続個数がｄ個より小さい場
合はビット反転を不実行とし、（ｆ）として、（ｄ）
（ｅ）の条件に該当しない場合にはコード変換により得
られたコードの最後尾のビットの少なくとも一部を新た
に反転可能位置と判断し、この反転可能位置におけるビ
ット反転の実行の有無を次の反転可能位置までのＤＳＶ
の絶対値がより小さくなるように制御するようにしても
よい。

【００２１】このように反転可能位置をさらに多くと
り、ＤＳＶの管理に利用することによって、出力ビット
系列の直流及び低周波成分をより効果的に抑圧すること
が可能となる。

【００２２】さらに、コード変換に際して、周期的に同
期コードを挿入する過程を設け、反転可能位置から同期
コードが挿入される直前までのＤＳＶの絶対値がより小
さくなるように、該反転可能位置におけるビット反転ス
テップの実行の有無を制御するようにしてもよい。さら
に、同期コードが挿入された直後の反転可能位置のまで
のＤＳＶ値の絶対値がより小さくなるように、該同期コ
ードにおけるビット“１”が偶数個のパターンと奇数個
のパターンのいずれかを選択する同期コードパターン選
択ステップをさらに設けるようにしてもよい。このよう
にすることによって、出力信号系列の直流及び低周波成
分をより一層効果的に抑圧することが可能となる。

【００２３】また、本発明に係るデータ変換装置は、ｍ
ビットの入力データをビット“１”と“１”との間のビ
ット“０”の連続個数、先頭側のビット“０”の連続個
数、後尾側のビット“０”の連続個数がそれぞれ制限さ
れたコード群を有するテーブルを用いてｎビットのコー
ドに変換するコード変換手段と、このコード変換ステッ
プにより得られたコードの最後尾のビットを適応的に反
転するビット反転手段と、これらコード変換手段および
ビット反転手段により得られたコードを該コードのビッ
ト“１”で出力を反転し、ビット“０”で出力を保持す
るＮＲＺＩパターンに変換するＮＲＺＩ変換手段と、こ
のＮＲＺＩパターンの“０”を“−１”、“１”を“＋
１”として累積加算値（ＤＳＶ）を求める累積加算手段
と、コード変換手段により得られたコードの最後尾のビ
ットの少なくとも一部を反転してもしなくとも構わない
反転可能位置と判断し、この反転可能位置におけるビッ
ト反転手段による反転の実行の有無を次の反転可能位置
までのＤＳＶの絶対値がより小さくなるように制御する
制御手段とを有することを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のデータ変換方法を
ｍ＝８ビットのディジタルデータ（入力データ）をｎ＝
１２ビットのコードに変換する８／１２変換過程を含
み、入力データを光ディスクなどの記録媒体への記録に
適したビット系列（出力ビット系列）に変換する場合の
実施形態について詳細に説明する。

【００２５】入力データは、８ビットで表現される２５
６通りのビットパターンを有する。一方、８／１２変換
後のコードは１２ビットで表現される４０９６通りのビ
ットパターンが存在する。この場合のデータ変換の主た
る過程は、これら２５６通りのパターンと４０９６通り
のパターン間での割り当てである。

【００２６】このようなデータ変換に求められる主な条
件を再度整理すると、（１）最小ビット長が大きいこと（２）最大ビット長が小さいこと（３）検出窓幅が広いこと（４）再生クロック周波数が低いこと（５）出力ビット系列の直流及び低周波成分が少ないこ
と等が挙げられる。

【００２７】上記（１）と（２）の条件を満たすため
に、本実施形態では８／１２変換によって得られるコー
ドのビットパターンとして、ビット“０”の連続個数
（より正確には、ビット“１”と“１”との間のビット
“０”の連続個数）ＲＬ０（図７参照）をｄ＝１個以
上、ｋ＝８個以下に制限した（１，８）ＲＬＬ符号を用
いる。この場合、コードとコードが接続されたときのコ
ードの境界部分おいても（１，８）ＲＬＬ符号の条件を
満たすようにすることが必要であり、このために本実施
形態では後述するようにビット反転処理を用いる。

【００２８】また、上記（３）と（４）の条件を満たす
ために、本実施形態では上述のように８／１２変換を用
いる。８／１２変換によると、再生クロック周波数は入
力データの基本クロック周波数の１２／８＝１．５倍と
なり、文献［１］に記載された８／１４変換に比較して
低く抑えられる。

【００２９】さらに、上記（５）の条件を満たすため
に、本実施形態は上述のビット反転を実行しても実行し
なくともよいビットの位置（反転可能位置）のビット反
転の実行の有無を制御することで、ＤＳＶの管理を行
う。

【００３０】（（１，８）ＲＬＬ符号について）まず、
（１，８）ＲＬＬ符号について説明する。図１は、
（１，８）ＲＬＬ符号の条件を満たす１２ビットパター
ンの一例を示している。（１，８）ＲＬＬ符号の条件を
満たす１２ビットパターンのパターン数は全部で３６５
通り存在し、８ビットよりなる入力データのパターン数
の２５６通りを越えているので、８ビットの入力データ
を単独で（１，８）ＲＬＬ符号の条件を満たす１２ビッ
トのコードに変換することは十分に可能である。しか
し、これら１２ビットのコードが連続して接続された場
合には、コードの境界部分において（１，８）ＲＬＬ符
号の条件が満たされなくなることがある。

【００３１】そこで、本実施形態では以下のようにして
変換されたコードの境界部分においても（１，８）ＲＬ
Ｌ符号の条件を満たすデータ変換を行う。このデータ変
換の処理は、大きく分けて (i)コード変換処理、(ii)ビ
ット反転処理、 (iii)ＮＲＺＩ変換、および(iV)ビット
反転制御からなる。以下、これらの各処理について順次
説明する。

【００３２】（コード変換処理について…その１）図１
のビットパターンからなる任意の２つのコードを接続す
ると、コードの境界部分でビット“１”が連続したり、
ビット“０”が最大１６個連続する場合が存在すること
は容易に分かる。そこで、図１のビットパターンから、
さらにコードの両端におけるビットパターンに以下の制
約を加える。コードの先頭側のビット“０”の連続個数
ＲＬ１（図７参照）をｋ１＝４個以下、後尾側のビット
“０”の連続個数ＲＬ２（図７参照）をｄ＝１個以上、
ｋ２＝８個以下とする。これらのコードを主コードＡと
して割り当てる。なお、この制約を付加することによっ
て、取り得るコード数は２０７通りに減少する。図２
に、主コードＡに割り当て可能なビットパターンを示
す。これは第１のテーブルの内容を表しており、このよ
うなビットパターンを持つ主コードＡからなるコード群
を入力データの種々のビットパターンに対応させて記述
している。コード変換処理では、基本的にこの第１のテ
ーブルを用い、より好ましくは、さらに後述する第２の
テーブルおよび第３のテーブルを用いて、８ビットの入
力データを１２ビットのコードに変換する。

【００３３】（ビット反転処理について…その１）上述
した主コードＡからなるコード群を有する第１のテーブ
ルのみを使用してデータ変換を行っても、コード境界部
分においてビット“０”の連続個数（現コードの後尾側
のビット“０”の連続個数と次コードの先頭側のビット
“０”の連続個数との和）ＲＬ３（図７参照）がｋ＝８
個を越える場合があり得る。コード両端のパターンの制
約から、コード境界部分におけるビット“０”の連続個
数ＲＬ３がｋ＝８を越えるケースは、現コードの後尾側
のビット“０”の連続個数ＲＬ２と次コードの先頭側の
ビット“０”の連続個数ＲＬ１の組み合わせ（ＲＬ２，
ＲＬ１）が以下の１０通りの場合に発生する。

【００３４】ＲＬ３＝９の場合（８：１），（７：２），（６：３），（５：４）ＲＬ３＝１０の場合（８：２），（７：３），（６：４）ＲＬ３＝１１の場合（８：３），（７：４）ＲＬ３＝１２の場合（８：４）これから理解されるように、現コードの後尾側における
ビット“０”の連続個数ＲＬ２が（ｋ−ｋ１）＝４個よ
り大きく（５個以上）、次コードの先頭側におけるビッ
ト“０”の連続個数ＲＬ１がｄ＝１個以上の場合に、現
コードと次コードの境界部分におけるビット“０”の連
続個数ＲＬ３が８個を越える可能性がある。

【００３５】そこで、後尾側におけるビット“０”の連
続個数ＲＬ２が（ｋ−ｋ１）＝４個を越える２７通りの
パターンのコードに対して、図３に示すようにコードの
最後尾ビットをビット反転して“１”としたパターンを
「反転コード」として割り当てる。コード境界部分にお
けるビット“０”の連続個数ＲＬ３に応じてビット反転
の実行の有無を適宜選択することにより、（１，８）Ｒ
ＬＬ符号の条件を常に満足させることができる。図２に
示した主コードＡに属する２０７通りのパターンの最後
尾ビットは必ず“０”であるため、ビット反転処理後の
反転コードは主コードＡとは重複しない。

【００３６】（コード変換処理について…その２）とこ
ろで、前述した主コードＡからなるコード群を有する第
１のテーブルのみでは、最大２０７通りのパターンの入
力データにしか対応できない。８ビットで表現可能な２
５６通りのパターンの入力データ全てに対してコードを
割り当てるためには、残る４９通りのパターンの入力デ
ータに対して別のパターンをコードとして割り当てる必
要がある。

【００３７】本実施形態では、これら４９通りのパター
ンの入力データに対して、新たに最後尾ビットが“１”
のパターンをコードとして追加する。（１，８）ＲＬＬ
符号の条件を満たし、かつ先頭側におけるビット“０”
の連続個数ＲＬ１がｋ１＝４個以下で、最後尾ビットが
“１”のパターンは、全部で１２９通り存在する。この
ような条件を満たすパターンのうち、図３の反転コード
として使用した２７通りのパターンを除く１０２通りの
パターンのみが実際に使用可能であり、これらのパター
ンのコードを主コードＢとして割り当てる。

【００３８】図４に、主コードＢに割り当て可能なビッ
トパターンを示す。これは前述した第２のテーブルの内
容を表しており、このようなビットパターンを持つ主コ
ードＢからなるコード群を入力データの種々のビットパ
ターンに対応させて記述している。

【００３９】ところで、このような最後尾ビットが
“１”の主コードＢを割り当てると、コードの境界部分
でビット“１”が連続し、（１，８）ＲＬＬ符号の条件
を満たせなくなる場合が発生する。これを避けるため、
次コードの先頭ビットが“０”か“１”かに応じて、主
コードＢから２種類のコード（特定コードと通常コー
ド）のいずれかを選択して現コードに割り当てると共
に、次コードには後述する第３のテーブルから得られる
「代替コード」を割り当てることにする。

【００４０】例えば、主コードＢを後尾側の３ビットが
特定のパターン、例えば“１０１”となる「特定コー
ド」と、その他の「通常コード」とに分類して、両者の
組み合わせを準備する。そして、次コードがビット
“１”で始まる場合には特定コードを使用し、“０”で
始まる場合には通常コードを使用する。

【００４１】一つのデータに対応する特定コードと通常
コードの組み合わせは、前述のビット反転処理の実行の
有無の判定を容易にするために、２つのコードの先頭側
のビット“０”の連続個数が等しくなるように割り当て
ると良い。その結果、主コードＢから５０通りのデータ
に対するコード割り当てができる。図５に、この方法に
より主コードＢから選択した特定コードと通常コードの
組み合わせを示す。

【００４２】上述した２０７通りの主コードＡと５０通
りの主コードＢを組み合わせると、合計２５７通りのコ
ードを用意できるため、８ビットで表現される２５６通
りのパターンの入力データに対するコードの割り当ては
十分可能といえる。

【００４３】次に、コード境界部分においてビット
“１”が連続する場合に使用する代替コードについて説
明する。代替コードは、現コードの後尾側の３ビットが
特定コードである“１０１”の場合にのみ、次コードと
して使用する。従って、代替コードには主コードＡおよ
びＢとして使用したコードと重複するパターンも使用す
ることができる。

【００４４】代替コードに要求される条件は、先頭側に
おけるビット“０”の連続個数ＲＬ１がｄ＝１個以上、
ｋ−α＋１＝８個以下、後尾側におけるビット“０”の
連続個数ＲＬ２がｄ＝１個以上、ｋ２＝８個以下で、か
つ、いずれも（１，８）ＲＬＬ符号の条件（ビット
“１”と“１”との間のビット“０”の連続個数ＲＬ０
がｄ＝１個以上、ｋ＝８個以下）を満たすことである。
この条件を満足するパターンは、１３９通り存在する。

【００４５】図６に、代替コードに割り当て可能なビッ
トパターンの一例を示す。これは第３のテーブルの内容
を表しており、このようなビットパターンを持つ代替コ
ードからなるコード群を入力データの特定のビットパタ
ーンに対応させて記述している。このような代替コード
の割り当てが必要となる入力データは、図２の第１のテ
ーブルに記述された主コードＡとして使用されるコード
群と、図５の第２のテーブルに記述された主コードＢと
して使用されるコード群のうち、ビット“１”で始まる
コードに対応するパターンに限られる。図２および図５
において、ビット“１”で始まるコードは１０７通り存
在し、代替コードとして取り得るパターン数よりも少な
い。よって、代替コードの割り当ては十分に可能であ
る。

【００４６】（ビット反転処理について…その２）とこ
ろで、代替コードに対しても主コードＡの場合と同様
に、後尾側におけるビット“０”の連続個数ＲＬ２が
（ｋ−ｋ１）＝４個を越えるコードに対して、次コード
との境界部分におけるビット“０”の連続個数ＲＬ３が
ｋ＝８個を越える場合がある。その場合には、代替コー
ドの最後尾ビットをビット“１”に反転させる。後尾側
におけるビット“０”の連続個数ＲＬ２が２個以上の代
替コードに対して、反転コードを割り当てることができ
る。

【００４７】なお、最後尾ビットが“１”のパターンの
コードは反転前の代替コードには含まれていないため、
このビット反転処理によりコードが重複することは無
い。また、代替コードの後尾側におけるビット“０”の
連続個数ＲＬ２はｋ＝８個以下に制限されているため、
コード境界部分におけるビット“０”の連続個数ＲＬ３
が８個を越える場合は、必ず次コードはビット“０”で
始まっている。従って、このビット反転処理によりビッ
ト“１”が連続することは無い。

【００４８】（ＮＲＺＩ変換について）上述したコード
変換処理およびビット反転処理を経て得られたコードは
さらにＮＲＺＩ(Non Return to Zero-Inverse)変換さ
れ、最終的な出力ビット系列となる。ＮＲＺＩ変換は、
入力されたコードを該コードのビット“１”で出力を反
転し、ビット“０”で出力を保持するような二値パター
ン（ＮＲＺＩパターン）に変換する処理である。

【００４９】（ビット反転制御について）次に、本実施
形態における出力ビット系列の直流及び低周波成分の抑
圧方法について説明する。直流及び低周波成分を抑圧す
るために、ＮＲＺＩパターンのビット“０”を“−
１”、ビット“１”を“＋１”として累積加算を行って
累積加算値（ＤＳＶ）を求め、このＤＳＶの絶対値をよ
り小さくするような制御を行うことは公知である。ＤＳ
Ｖは電気信号に表現すると電荷蓄積量に相当し、信号の
直流レベルを示している。

【００５０】本実施形態では、前述したビット反転処理
において必ずビット反転を実行すべきビット以外に、ビ
ット反転を行っても行わなくとも構わないビット（反転
可能位置）が存在することに着目し、現在の反転可能位
置から次の反転可能位置までのＤＳＶの絶対値をより小
さくするように、現在の反転可能位置の少なくとも一部
におけるビット反転の実行の有無を制御する。以下、こ
のビット反転制御について説明する。

【００５１】なお、このビット反転制御に関しては、上
述した全ての反転可能位置を反転可能位置とせず、その
一部のみをビット反転可能位置として、比較的長いデー
タ区間でＤＳＶの絶対値を算出するようにしてもよい。

【００５２】前述したように、本実施形態の８／１２変
換によるデータ変換方法では、主コードＡと代替コード
の一部に対して、コード境界部分におけるビット“０”
の連続個数ＲＬ３がｋ＝８個を越えないようにするため
に、前述したビット反転処理を行っている。このビット
反転処理に着目すると、ビット反転前と反転後の２種類
のコード接続状態のいずれにおいても、コード境界部分
におけるビット“０”の連続個数ＲＬ３の制約（ＲＬ３
がｋ＝８個以下）を満足できる可能性がある。現コード
の後尾側におけるビット“０”の連続個数ＲＬ２と、次
コードの先頭側におけるビット“０”の連続個数ＲＬ１
との組み合わせ（ＲＬ２，ＲＬ１）が以下の１８通りの
場合がこれに該当する。

【００５３】ＲＬ３＝３の場合（２：１）ＲＬ３＝４の場合（２：２），（３：１）ＲＬ３＝５の場合（２：３），（３：２），（４：１）ＲＬ３＝６の場合（２：４），（３：３），（４：２），（５：１）ＲＬ３＝７の場合（３：４），（４：３），（５：２），（６：１）ＲＬ３＝８の場合（４：４），（５：３），（６：２），（７：１）反転コードが用意されているコードであって、しかもコ
ード境界部分における（ＲＬ２，ＲＬ１）の組み合わせ
が上記１８通りのいずれかとなっている場合には、ビッ
ト反転処理の実行の有無をビット“０”の連続個数を制
限すること以外の用途、すなわちＤＳＶの管理のために
制御することができる。

【００５４】ここで、（ＲＬ２，ＲＬ１）の組み合わせ
がＲＬ３＝３の場合の（２：１）、ＲＬ３＝４の場合の
（２：２）、ＲＬ３＝５の場合の（２：３）、ＲＬ３＝
６の場合の（２：４）については、ビット反転処理を行
うと代替コードの後尾側の３ビットが前述した特定コー
ドのそれと同じ“１０１”になる。従って、例えば特定
コードの後尾側３ビットがビットエラーを起こして通常
コードと同じになってしまうと、代替コードが特定コー
ドと見なされる結果、代替コードの次のコードが代替コ
ードと誤認されてしまい、データ変換エラーが発生す
る。

【００５５】このような不都合を避けるため、本実施形
態では現コードの後尾側におけるビット“０”の連続個
数ＲＬ２と、次コードの先頭側におけるビット“０”の
連続個数ＲＬ１との組み合わせ（ＲＬ２，ＲＬ１）が上
に挙げた（２：１），（２：２），（２：３），（２：
４）の場合に限っては、代替コードの最後尾ビットに対
するビット反転処理を禁止している。なお、このような
エラー耐性を特に考慮する必要がなれば、（ＲＬ２，Ｒ
Ｌ１）が（２：１），（２：２），（２：３），（２：
４）の場合についても、代替コードの最後尾ビットに対
するビット反転処理を行って構わない。

【００５６】上述したビット反転制御により、コード変
換処理で得られたコードの１ビットのみをビット“０”
から“１”に反転すると、ＮＲＺＩ変換後の信号（出力
ビット系列）は、反転ビット以降の信号極性が反転す
る。

【００５７】図８に、通常コードおよび反転コードに対
応する出力コード、ＮＲＺＩパターン、出力波形および
ＤＳＶの変化を示す。これから分かるように、ビット反
転を行うと、以降のＤＳＶの変化方向が逆転する。図８
の例では、ビット反転を行わない方がＤＳＶの絶対値を
小さくすることができることが分かる。

【００５８】従って、ビット反転を行った場合と行わな
かった場合に対するＤＳＶをそれぞれ算出し、次にビッ
ト反転が可能となる位置において、ＤＳＶの絶対値がよ
り小さくなるようにビット反転の実行の有無を制御する
ことが可能となる。このようにビット反転処理を制御す
ることにより、出力信号系列の直流及び低周波成分を効
果的に抑圧することができる。

【００５９】（本発明のデータ変換方法が適用されるシ
ステムについて）図９に、上述したデータ変換方法を光
ディスク原盤記録装置または光ディスクドライブ装置に
供給される記録ビット系列を生成するシステムに適用し
た例を示す。記録ビット系列生成システムは、ＲＯＭ
（リードオンリーメモリ）１、ビット反転器２、ＮＲＺ
Ｉ変換器３および制御部４からなるデータ変換装置によ
って構成される。

【００６０】ＲＯＭ１には、前述した第１、第２および
第３のテーブルが格納されている。データ変換装置に入
力された入力データはＲＯＭ１にアドレスデータとして
与えられ、制御部４による制御の下でＲＯＭ１からコー
ドが読み出される。ＲＯＭ１から読み出されたコードは
ビット反転器２に入力され、制御部４による制御の下で
最後尾のビットが適応的に反転処理される。ビット反転
器２で処理されたコードは、ＮＲＺＩ変換器３によりＮ
ＲＺＩパターンに変換され、データ変換装置の出力ビッ
ト系列となる。この出力ビット系列は、光ディスク原盤
記録装置５または光ディスクドライブ装置６に記録ビッ
ト系列として入力される。

【００６１】光ディスク原盤記録装置５は、光ディスク
を製造するための原盤にピットとしてデータを記録する
装置であり、記録ビット系列に従って露光用光ビームの
強度変調を行い、原盤に形成されたフォトレジスト層を
露光する。次に、露光後のフォトレジスト層を現像する
ことにより、原盤に記録ビット系列に対応したピット列
を形成する。このような一連の工程が原盤記録である。
そして、この原盤を用いて電鋳プロセスによりスタンパ
を作製し、このスタンパを用いて射出成型などにより再
生専用の光ディスク（レプリカディスク）を量産する。

【００６２】一方、光ディスクドライブ装置６は、例え
ば相変化媒体や光磁気媒体などの記録再生可能な記録媒
体を駆動してデータの記録再生を行う装置であり、記録
ビット系列に従って半導体レーザを駆動し、この半導体
レーザからの光ビームにより光ディスク上にデータの記
録を行う。記録されたデータの再生は、半導体レーザか
らの光ビームを光ディスク上に照射し、その反射光を光
検出器で検出することにより行う。

【００６３】次に、図１０〜図１１に示すフローチャー
トを用いて、本実施形態におけるデータ変換の処理手順
を説明する。まず、前述した第３のテーブルに記述され
た代替コードを用いてコード変換を行うかどうかを示す
代替コードフラグが立っているか否かを判定する（ステ
ップＳ１１）。ステップＳ１１において代替コードフラ
グが立っていない場合には、現在の入力データをまず第
１または第２のテーブルを用いて主コードＡまたは主コ
ードＢの通常コードに変換し（ステップＳ１２）、引き
続き代替コードフラグをクリアする（ステップＳ１
３）。一方、ステップＳ１１において代替コードフラグ
が立っている場合には、現在の入力データを代替コード
に変換し（ステップＳ１４）、引き続いて代替コードフ
ラグをクリアする（ステップＳ１３）。次の入力データ
は、第１または第２のテーブルを用いて主コードＡまた
は主コードＢの通常コードに変換する（ステップＳ１
５）。

【００６４】次に、こうしてコード変換処理により得ら
れた連続する２つのコード（現コードと次コード）に対
して、両コードの境界部分におけるビット“０”の連続
個数ＲＬ３を検出し（ステップＳ１６）、この個数ＲＬ
３を判定する（ステップＳ１７，Ｓ１９）。ステップＳ
１７において、コード境界部分におけるビット“０”の
連続個数ＲＬ３がｋ＝８個を越えていると判定された場
合には、最後尾ビットを“１”に反転させた反転コード
に現コードを変更する（ステップＳ１８）。また、ステ
ップＳ１９においてコード境界部分におけるビット
“０”の連続個数ＲＬ３が０と判定された場合、つまり
コード境界部分においてビット“１”が連続している場
合には、現コードを主コードＢの特定コードに変更し
（ステップＳ２０）、同時に代替コードフラグを立てる
（ステップＳ２１）。

【００６５】コードの境界条件がこれら以外の場合、つ
まりコード境界部分におけるビット“０”の連続個数Ｒ
Ｌ３がｋ＝８個を越えておらず、また０でもない場合に
は、ビット反転が可能かどうかを判定する（ステップＳ
２２）。具体的には、このステップＳ２２では、最後尾
ビットを“１”に反転させた反転コードが存在し、か
つ、次コードの先頭側におけるビット“０”の連続個数
ＲＬ１がｄ＝１以上であれば、ビット反転が可能であ
り、そうでなければビット反転は不可能であると判定す
る。

【００６６】そして、ビット反転が可能な場合はＤＳＶ
の絶対値を計算し（ステップＳ２３）、前回の反転可能
位置でビット反転した場合の反転系列のＤＳＶと、ビッ
ト反転しなかった場合の通常系列のＤＳＶの絶対値を比
較し（ステップＳ２４）、反転系列のＤＳＶの絶対値の
方が通常系列のＤＳＶの絶対値より小さければ、前回の
反転可能位置についてビット反転を行う。すなわち、現
コードを反転コードに変更する（ステップＳ２５）。こ
の後ステップＳ２６に移る。ステップＳ２４において反
転系列のＤＳＶの絶対値の方が通常系列のＤＳＶの絶対
値より大きければ、ビット反転を行うことなくステップ
Ｓ２６に移る。

【００６７】ステップＳ２６においては、反転可能位置
を記憶すると共に、ＤＳＶの値を確定させる。この後、
ＤＳＶの値を更新する（ステップＳ２７）。この更新に
際しては、現在の反転可能位置でビット反転した場合の
反転系列とビット反転しなかった場合の通常系列のＤＳ
Ｖをそれぞれ計算し、ビット反転しなかった場合は、両
系列のＤＳＶを更新する。

【００６８】最後に、以上のようにして得られたコード
とステップＳ２１でセットされた代替コードフラグの出
力を行う（ステップＳ２８）。このようにしてビット
“０”の連続個数が最小１個、最大８個に制限され、出
力ビット系列の直流及び低周波成分が抑圧された８／１
２変換によるコード変換を行うことができる。そして、
変換されたコードについてビット“１”で出力を反転
し、ビット“０”で出力を保持するＮＲＺＩ変換処理を
行って、出力信号系列（記録信号系列）として出力す
る。

【００６９】図１２に、本実施形態のデータ変換方法を
ランダムデータ系列からなる入力データに対して適用し
た場合の出力信号系列の電力スペクトルを示す。比較の
ために、同一のデータに対して従来の（１，７）ＲＬＬ
方式を適用した場合の電力スペクトルを図１３に示す。
（１，７）ＲＬＬ方式は、特に直流及び低周波成分の管
理を行っていないため、低周波領域のスペクトルはフラ
ットな特性を持っている。それに対して、本実施形態の
方式では直流及び低周波成分が小さくなるようにＤＳＶ
を管理しているため、直流から低周波領域のスペクトル
が大幅に抑圧されていることが分かる。

【００７０】なお、本発明は上記実施形態に限られるも
のではない。例えば、コード変換に際して、周期的にビ
ット“１”が偶数個のパターンと奇数個のパターンのい
ずれかからなる同期コードを挿入するようにしてもよ
い。その際、同期コードが挿入された位置を前記したビ
ット反転可能位置と同等に扱い、この同期コード直前ま
でのＤＳＶの絶対値が最小となるように、直前の反転可
能位置におけるビットを反転させるか否かを判断するよ
うにしてもよい。また、同期コードが挿入された直後の
反転可能位置までのＤＳＶの絶対値が最小となるよう
に、同期コードのパターン（ビット“１”が偶数個か奇
数個か）を選択するようにしてもよい。

【００７１】このように同期コードの挿入位置を反転可
能位置と同等に扱って、反転可能位置におけるビット反
転や同期パターンの選択を行い、ＤＳＶを制御すること
によって、出力信号系列の直流及び低周波成分をより一
層効果的に抑圧することが可能となる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればｍ
ビットのデータをｎビットのコードに変換する場合に、
コード境界部分においてビット“０”の連続個数が所定
値よりも大きい場合にはコード最後尾をビット反転さ
せ、このビット反転処理の有無に関わらずビット“０”
の連続個数が所定の範囲に含まれる場合には、コードを
変換したＮＲＺＩパターンのＤＳＶの絶対値がより小さ
くなるようにビット反転の実行の有無を制御することに
よって、ビット“０”の連続個数を所定範囲に制限しつ
つ、出力ビット系列の直流及び低周波成分を抑圧するこ
とができる。これにより、本発明を記録媒体への記録ビ
ット系列の生成に用いた場合、光ディスク装置などのデ
ータ記録再生装置におけるトラッキングサーボ等の安定
化を図ることができる。

【００７３】また、本発明では実施形態で例示したよう
に８／１２変換を（１，８）ＲＬＬの条件で行うように
してクロック周波数が余り高くならないようにすること
ができるため、信号処理回路を安価に実現する上で有利
である。

【００７４】さらに、出力ビット系列の直流及び低周波
成分の抑圧のために調整ビットを挿入する必要がないこ
とから、出力ビット系列を記録媒体への記録ビット系列
に用いる場合、実効的な記録容量を損なわないという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るデータ変換方法に用
いる（１，８）ＲＬＬ符号の条件を満たす１２ビットパ
ターンの例を示す図

【図２】同実施形態に係るデータ変換方法に用いる主コ
ードＡに割り当て可能なビットパターン（第１のテーブ
ル）の例を示す図

【図３】同実施形態に係るデータ変換方法に用いる主コ
ードＡの一部とその反転コードを示す図

【図４】同実施形態に係るデータ変換方法に用いる主コ
ードＢに割り当て可能なビットパターン（第２のテーブ
ル）の例を示す図

【図５】同実施形態に係るデータ変換方法に用いる主コ
ードＢの通常コードと特定コードの対応を示す図

【図６】同実施形態に係るデータ変換方法に用いる代替
コードに割り当て可能なビットパターン（第３のテーブ
ル）の例を示す図

【図７】同実施形態におけるコードのビット“１”と
“１”との間のビット“０”の連続個数、コード先頭側
の“０”の連続個数、コード後尾側の“０”の連続個数
およびコード境界部の“０”の連続個数についての説明
図

【図８】同実施形態に係るデータ変換方法における通常
コードおよび反転コードに対応する出力コード、ＮＲＺ
Ｉパターン、出力波形およびＤＳＶを示す図

【図９】本発明のデータ変換方法を適用したシステムの
一例の構成を示すブロック図

【図１０】同実施形態に係るデータ変換方法の処理手順
を示すフローチャートの一部を示す図

【図１１】同実施形態に係るデータ変換方法の処理手順
を示すフローチャートの残りの一部を示す図

【図１２】同実施形態に係るデータ変換方法により得ら
れる出力ビット系列の電力スペクトルを示す図

【図１３】（１，７）ＲＬＬ符号を用いたデータ変換方
法により得られる出力ビット系列の電力スペクトルを示
す図

【符号の説明】

１…ＲＯＭ（第１〜第３のテーブル）２…ビット反転器３…ＮＲＺＩ変換器４…制御部５…光ディスク原盤記録装置６…光ディスクドライブ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍビットの入力データをビット“１”と
“１”との間のビット“０”の連続個数がｄ個以上、ｋ
個以下、先頭側のビット“０”の連続個数がｋ１個以
下、後尾側のビット“０”の連続個数がｋ２個以下にそ
れぞれ制限されたコード群を有する第１のテーブルを用
いてｎビットのコードに変換するコード変換ステップ
と、前記コード変換ステップにより得られたコードの最後尾
のビットを適応的に反転するビット反転ステップと、前記コード変換ステップおよびビット反転ステップを経
て得られたコードを該コードのビット“１”で出力を反
転し、ビット“０”で出力を保持するＮＲＺＩパターン
に変換するＮＲＺＩ変換ステップと、前記ＮＲＺＩパターンの“０”を“−１”、“１”を
“＋１”として累積加算値を求める累積加算ステップ
と、前記コード変換ステップにより得られたコードのうち後
尾側のビット“０”の連続個数が（ｋ−ｋ１）個より大
きい現コードに対して、（ａ）前記現コードの後尾側のビット“０”の連続個数
と次コードの先頭側のビット“０”の連続個数との和が
ｋ個を越える場合は前記ビット反転ステップを実行し、（ｂ）前記次コードの先頭側のビット“０”の連続個数
がｄ個より小さい場合は前記ビット反転ステップを不実
行とし、（ｃ）前記（ａ）（ｂ）の条件に該当しない場合は前記
コード変換ステップにより得られたコードの最後尾のビ
ットの少なくとも一部を反転可能位置と判断し、該反転
可能位置における前記ビット反転ステップの実行の有無
を次の反転可能位置までの前記累積加算値の絶対値がよ
り小さくなるように制御する反転制御ステップとを有す
ることを特徴とするデータ変換方法。
【請求項２】前記コード変換ステップは、前記第１のテ
ーブルを用いて変換されたコードのうち、現コードの後
尾側のビット“０”の連続個数と次コードの先頭側のビ
ット“０”の連続個数の和がｄ個より小さい場合には、前記現コードとして、前記第１のテーブルのコード群と
同一の条件を満たし、かつ該第１のテーブルのコード群
には含まれず、先頭側のビット“０”の連続個数が前記
第１のテーブルを用いて変換されたコードのそれと等し
いコード群を有する第２のテーブルにより前記入力デー
タをコードに変換し、次コードとして、ビット“１”とビット“１”との間の
ビット“０”の連続個数がｄ個以上、ｋ個以下で、かつ
先頭側のビット“０”の連続個数がｄ個以上、（ｋ−ｄ
＋１）個以下、後尾側のビット“０”の連続個数がｄ個
以上、ｋ２個以下にそれぞれ制限されたコード群を有す
る第３のテーブルにより前記入力データをコードに変換
することを特徴とする請求項１記載のデータ変換方法。
【請求項３】前記反転制御ステップは、前記第３のテーブルを用いて変換されたコードの後尾側
のビット“０”の連続個数がｄ個より大きいコードに対
して、（ｄ）後尾側のビット“０”の連続個数と前記第１のテ
ーブルを用いて変換された次コードの先頭側のビット
“０”の連続個数の和がｋ個を越える場合は前記ビット
反転ステップを実行し、（ｅ）次コードの先頭側のビット“０”の連続個数がｄ
個より小さい場合は前記ビット反転ステップを不実行と
し、（ｆ）前記（ｄ）（ｅ）の条件に該当しない場合には前
記コード変換ステップにより得られたコードの最後尾の
ビットの少なくとも一部を新たに反転可能位置と判断
し、該反転可能位置における前記ビット反転ステップの
実行の有無を次の反転可能位置までの前記累積加算値の
絶対値がより小さくなるように制御することを特徴とす
る請求項２記載のデータ変換方法。
【請求項４】前記ｍが８、ｎが１２、ｄが１、ｋが８、
ｋ１が４、ｋ２が８であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項記載のデータ変換方法。
【請求項５】前記コード変換ステップは、周期的に同期
コードを挿入する過程を有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項記載のデータ変換方法。
【請求項６】前記反転制御ステップは、前記反転可能位
置から前記同期コードが挿入される直前までの前記累積
加算値の絶対値がより小さくなるように、該反転可能位
置における前記ビット反転ステップの実行の有無を制御
するものであることを特徴とする請求項５記載のデータ
変換方法。
【請求項７】前記同期コードが挿入された直後の前記反
転可能位置のまでの前記累積加算値の絶対値がより小さ
くなるように、該同期コードにおけるビット“１”が偶
数個のパターンと奇数個のパターンのいずれかを選択す
る同期コードパターン選択ステップをさらに有すること
を特徴とする請求項５または６のいずれか１項記載のデ
ータ変換方法。
【請求項８】ｍビットの入力データをビット“１”と
“１”との間のビット“０”の連続個数、先頭側のビッ
ト“０”の連続個数、後尾側のビット“０”の連続個数
がそれぞれ制限されたコード群を有するテーブルを用い
てｎビットのコードに変換するコード変換手段と、前記コード変換ステップにより得られたコードの最後尾
のビットを適応的に反転するビット反転手段と、前記コード変換手段およびビット反転手段により得られ
たコードを該コードのビット“１”で出力を反転し、ビ
ット“０”で出力を保持するＮＲＺＩパターンに変換す
るＮＲＺＩ変換手段と、前記ＮＲＺＩパターンの“０”を“−１”、“１”を
“＋１”として累積加算値を求める累積加算手段と、前記コード変換手段により得られたコードの最後尾のビ
ットのうち少なくとも一部を反転してもしなくとも構わ
ない反転可能位置と判断し、該反転可能位置における前
記ビット反転手段による反転の実行の有無を次の反転可
能位置までの前記累積加算値の絶対値がより小さくなる
ように制御する制御手段とを有することを特徴とするデ
ータ変換装置。