JP2001127640A - 光学式回転記録媒体、データ記録方法、記録装置、再生装置 - Google Patents

光学式回転記録媒体、データ記録方法、記録装置、再生装置

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JP2001127640A JP31039499A JP31039499A JP2001127640A JP 2001127640 A JP2001127640 A JP 2001127640A JP 31039499 A JP31039499 A JP 31039499A JP 31039499 A JP31039499 A JP 31039499A JP 2001127640 A JP2001127640 A JP 2001127640A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 同期クロック生成が容易になり、復号後のデ
ータ誤り率の増大を招かない記録装置を提供する。 【解決手段】 １６／１７変換回路２５、同期パタン付
加回路２４と、ＤＳＶ制御ビット付加回路２３と、ＮＲ
ＺＩ変換回路２２と、磁界ヘッドドライバ２１とを有す
る。１６／１７変換回路２５は、１６ビットのデジタル
データ語に対し、符号語の連続するゼロの最小数
（ｄ）、連続するゼロの最大数（ｋ）、および連続する
１の最大数（ｒ）の制約条件が定められている１７ビッ
トの符号語に符号化し、ＮＲＺＩ変換回路２２はＮＲＺ
Ｉによって符号語の１を記録データの１と０の反転に、
符号語の０を非反転に変換し、磁界ヘッドドライバ２１
は前記磁界ヘッドドライバ手段は、記録データの１と０
を光磁気ディスク１上のピットの有無もしくは磁化の２
つの極性に対応づけて記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学式回転記録媒
体、たとえば、光ディスク、光磁気ディスクに１６ビッ
トのデジタルデータを１７ビットのデジタルデータに変
調して記録する際に行う１６／１７変調方法（１６／１
７変換方法）、その方法を用いたデータ記録方法、その
記録方法を用いた記録装置、そのような変調データが記
録された光学式回転記録媒体に関する。本発明はまた、
そのような変調データが記録された光学式回転記録媒体
からデータを再生するデータ再生方法、その方法を用い
た再生装置に関する。さらに本発明は、上述した記録装
置と再生装置とを組み合わせた光学式記録・再生装置に
関する。本発明は特に、パーシャルレスポンス（１，
１）の特性を示す媒体への信号処理に好適な１６／１７
変換方法、および、その逆変換である１７／１６変換方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクもしくは光磁気ディスク（以
下、本明細書において、これらを総称して、光学式記録
媒体、または、光学式回転記録媒体と呼ぶ）を用いてビ
デオデータやオーディオデータ等を含むデジタルデータ
を記録、再生するために使用する光学式回転記録媒体と
しては、例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ
（ミニディスク）、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＡＭ等を含む）
が知られている。これまで、ＣＤやＤＶＤは主にパッケ
ージメディアとして、ＭＤは音楽の録音用メディアとし
て広く普及しており、そのような媒体からデータを再生
する再生装置、そのような媒体にデータを記録する記録
装置も広く普及している。
【０００３】これらの技術の土台となったＣＤには、再
生専用型光ディスクにおいてその性能が最大に発揮され
るような技術が盛り込まれている。例えば記録される信
号は、連続する「０」の数が２から１０までに制限され
た、いわゆるランレングス・リミテッド（２，１０）符
号（以下、ＲＬＬ（２，１０）符号）が用いられてい
る。ＣＤとＭＤにおいては８ビットのデータを１４ビッ
トの符号語に変換して各符号語間に３ビットを挿入する
ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ ＦｏｕｒｔｅｅｎＭｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ）が、ＤＶＤにおいては８ビットのデータ
を１６ビットの符号語に変換する８／１６変調がそれに
あたる。
【０００４】光学式回転記録媒体に記録される記録デー
タは、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｅｒｕｎ ｔｏ Ｚｅ
ｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）変調によって符号語の「１」を
記録データの「１」と「０」の反転に、符号語の「０」
を非反転に変換し、記録データの「１」と「０」を、た
とえば、光磁気ディスク上のピットの有無もしくは磁化
の２つの極性に対応づけることで記録される。したがっ
て、上記のＮＲＺＩ変調符号を用いる場合、記録データ
の反転間隔は、１符号語ビット長をＴとして最短で３
Ｔ、最長で１１Ｔとなる。一方、ＥＦＭでは１Ｔは０．
４７Ｔｂ（Ｔｂはデータビット長）に対応し、８／１６
変調では１Ｔは０．５Ｔｂに対応する。
【０００５】符号語ビット長はデータ復調の際の検出窓
幅そのものであることを考えると、このような最短反転
間隔が比較的広くかつ検出窓幅がデータビット長の半分
程度と比較的短い符号は、雑音などが少なく良好な再生
信号品位が得られる再生専用型ディスクで特にその特徴
を発揮する。
【０００６】しかしながら、近年、圧縮ビデオデータや
圧縮オーディオデータ等を含む大容量なデジタルデータ
を、光ディスクもしくは光磁気ディスクに記録したいと
いう要求が増大している。そのような光磁気ディスクと
しては、たとえば、本願出願人が、平成１１年６月２２
日に出願した発明、特願平１１−１７６０２９号、「光
記録媒体及びディスクカートリッジ」の光磁気ディスク
のように、直径が５０ｍｍで記憶容量が２ＧＢ、あるい
は、直径が６４ｍｍで記憶容量が４ＧＢもの超小型・高
密度で大容量の光磁気ディスクがある。その場合、レー
ザダイオードとしては青色レーザを用いる。
【０００７】このような場合、記録可能な光磁気ディス
クにより大量のデータを収容するには、ランレングスが
（２，１０）に制約されて検出窓が狭くなる上記符号よ
り、もっと最短の反転間隔を狭めて検出窓幅を広くした
方がよりよい結果が得られる場合がある。
【０００８】検出窓幅を広く取る変調方式の一つとして
１６／１７変調方式が知られている。１６／１７変調方
式は、１６ビットのデータを１７ビットの符号語に変換
するものであり、ランレングスは０から６に制限されて
いるものが多い。そのような１６／１７変調方式として
は、たとえば、磁気記録の分野では広く使われており、
そのような技術は、特開平９−２７１７１号公報、特開
平１０−３２２２１７号公報、特開平１１−１６２１１
３号公報、特開平１０−１３４５２０号公報などに開示
されている。
【０００９】留意すべき点は、上記１６／１７変調は、
パーシャル・レスポンス、クラス４（ＰＲ４）で代表さ
れる磁気記録分野への応用に最適化されていることであ
る。すなわち、磁気記録の分野では、記録再生系の応答
特性が微分特性であることに着目し、図１に示したイン
ターリーブドＮＲＺＩ方式で符号語から記録データを生
成すると共に、インパルス応答が図２に示されるＰＲ４
特性に最終的な伝達特性を等化し、さらにビタビ・アル
ゴリズムなどによる最尤復号法でデータを再生してい
る。図１における符号１０１は符号語ビットクロックで
２クロック分の遅延を行う遅延素子を示しており、１０
２はモジュロ２での加算、すなわち排他的論理和を行う
演算素子を示している。
【００１０】磁気記録に適用した上記１６／１７変調で
は上述した最尤復号法でデータを再生する場合に対応し
て、符号語から１ビットおきにデータを抽出した際にも
「０」の連続がある数以下になるように制限している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した磁気記録への
適用を前提としている１６／１７変調を、光ディスクま
たは光磁気ディスクなどの光学式回転記録媒体に適用す
ることを想定した場合、下記に述べる問題に遭遇する。
【００１２】光学式回転記録媒体における記録再生系の
応答特性は、磁気記録のような微分特性を持っていな
い。したがって、光学式回転記録媒体などにデータを記
録する場合、ＮＲＺＩ方式で符号語から記録データを生
成すると共に、データの再生時は、再生信号を単純に閾
値で２値に弁別したり、インパルス応答が図３に示され
るようなパーシャル・レスポンス（１，１）（以下、Ｐ
Ｒ（１，１））と呼ばれる特性に最終的な伝達特性を等
化し、さらにビタビ・アルゴリズムなどによる最尤復号
法でデータを再生する。この場合、符号語から１ビット
おきにデータを抽出した際にも「０」の連続がある数以
下になるという、上述した磁気記録における制限は何ら
意味を持たない。
【００１３】ＰＲ４とＰＲ（１，１）との対比を別の観
点から述べる。図２および図３は横軸に時間をとったと
きのインパルス応答を図解しているが、横軸に周波数を
とってＰＲ４とＰＲ（１，１）とを対比すると、ＰＲ４
と正弦波となり、ＰＲ（１，１）は余弦波となる。すな
わち、磁気記録のＰＲ４と、光学式回転記録媒体のＰＲ
（１，１）とは基本的に特性が異なる。
【００１４】ＰＲ（１，１）の光学式回転記録媒体にお
いては、符号語に「１」が連続すると再生信号が中間値
となり、データの再生時に位相同期ループ（ＰＬＬ）に
よる同期クロック生成が困難となる上、ビタビ・アルゴ
リズムなどの最尤復号法にとっても復号後のデータ誤り
率に大きな影響を及ぼす。
【００１５】上記磁気記録向けの１６／１７変調は、変
調波の低周波成分を抑制していない。そのため、オフセ
ット変動が発生し、再生時、ビット検出誤りの頻度（Ｂ
ＥＲ）が高くなる可能性がある。
【００１６】加えて、光学式回転記録媒体においては、
反射率変化、ディスク基板の複屈折などに起因して再生
信号に低周波によるレベル変動が重畳される場合があ
る。閾値判別やＰＲ（１，１）特性を用いる場合、再生
信号の低周波変動はビット誤り率（ＢＥＲ）を劣化につ
ながるので、再生信号から高域通過フィルタなどによっ
て低周波成分を除去することが多い。しかしながら、元
の記録データが大きな低周波成分を持つと、この低周波
成分の除去が新たなレベル変動を引き起し、ビット誤り
率の劣化につながる。磁気記録に適応させた上記１６／
１７変調は、このような記録データの持つ低周波成分の
影響については考慮されておらず、光学式回転記録媒体
には適用できない。
【００１７】１６／１７変調方式を光学式回転記録媒体
に応用する際には、１７ビットの符号語の区切りを正し
く認識しなければならず、変調方式に合致した同期パタ
ンを定める必要がある。
【００１８】本発明の目的は、最短の反転間隔を狭めて
検出窓幅を広くすることができ、記録可能なディスクに
大量のデータを収めることが可能な光学式回転記録媒体
を提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は、光学式回転記録媒体
の記録再生系の応答特性に適したデータ再生方法を採用
しても、符号語に１が多数連続することがなくなり、結
果として位相同期ループ（ＰＬＬ）による同期クロック
生成が容易になり、ビタビ・アルゴリズムなどの最尤復
号法による復号後のデータ誤り率の増大を招かないデー
タ記録方法を提供することにある。まり本発明の目的
は、１７ビットの符号語の区切りを正しく認識できるよ
うな同期パタンを付加するデータ記録方法を提供するこ
とにある。
【００２０】本発明のさらに他の目的は、記録データの
低周波成分が抑圧して光学式回転記録媒体の反射率変
化、基板の複屈折などの影響を除去し、再生信号から高
域通過フィルタなどによって低周波成分を除去可能なデ
ータ記録・再生方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、１６ビットのデータが１７ビットの符号語に変換
されて記録されている光学式回転記録媒体であって、１
６ビットのデータ語に対し、符号語の連続するゼロの最
小数（ｄ）、連続するゼロの最大数（ｋ）、および連続
する１の最大数（ｒ）の制約条件が定められている１７
ビットの符号語に符号化されており、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ
−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）に
よって符号語の１を記録データの１と０の反転に、符号
語の０を非反転に変換されており、記録データの１と０
を上記光学式回転記録媒体の上のピットの有無もしくは
磁化の２つの極性に対応づけて記憶されている、光学式
回転記録媒体が提供される。
【００２２】上記光学式回転記録媒体は、最短の反転間
隔を狭めて検出窓幅を広くすることができ、大量のデー
タを収めることが可能である。
【００２３】本発明の第２の観点によれば、上記光学式
回転記録媒体へのデータ記録を行う方法が提供される。
すなわち、本発明のデータ記録方法は、光学式回転記録
媒体に１６ビットのデータを１７ビットの符号語に変換
して記録する方法であって、１６ビットのデータ語に対
し、符号語の連続するゼロの最小数（ｄ）、連続するゼ
ロの最大数（ｋ）、および連続する１の最大数（ｒ）の
制約条件が定められている１７ビットの符号語に符号化
し、ＮＲＺＩによって符号語の１を記録データの１と０
の反転に、符号語の０を非反転に変換し、記録データの
１と０を上記光学式回転記録媒体の上のピットの有無も
しくは磁化の２つの極性に対応づけて記憶する。
【００２４】好ましくは、上記の符号化方法の制約条件
は（ｄ，ｋ）が（０，６）でｒが４以上１１以下であ
る。さらに好ましくは、上記の符号化方法の制約条件は
（ｄ，ｋ，ｒ）＝（０，６，９）である。
【００２５】前記光学式回転記録媒体に記録すべきデー
タに対し、８０以上２５６以下であってかつ偶数である
数のバイトのつながりを１フレームとし、１フレームあ
たり２バイト分の同期パタンを付加し、その同期パタン
は上記制約条件のうち少なくとも一つを逸脱することに
よって符号語内から判別を容易にする。
【００２６】前記同期パタンは、前記ｄ＝６の制約から
逸脱し、７つの連続する０を含むものである。
【００２７】前記同期パタンとして、下記表の１０種の
同期パタンから選択した少なくとも６種類のパタンＳＹ
０からＳＹ５を使用する。
【００２８】
【表３】
【００２９】好ましくは、前記符号化方法で符号化され
たデータにおいて、符号語３４ビット以上１０２ビット
以下、望ましくは６８ビット毎に、ＮＲＺＩ変換後のビ
ット列の低周波成分を抑圧するためのビットを１ビット
以上挿入する。
【００３０】さらに好ましくは、ＮＲＺＩ変換後の記録
データの１を＋１に、０を−１に対応づけてその値を積
算したＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）
を算出し、低周波成分を抑圧するためのビットは、その
挿入される箇所において、０が挿入されると前記予め定
められた制約条件のうちのｋ制約に違反してしまう場合
には必ず１を、それ以外の場合には、次の低周波成分を
抑圧するためのビットが挿入される点までの前記ＤＳＶ
の絶対値が小さくなる方の値を、それぞれ選択すること
で決定する。
【００３１】本発明の第３の観点によれば、上記データ
記録方法を適用した、光学式回転記録媒体に１６ビット
のデータ語を１７ビットの符号語に変換して記録する装
置であって、１６／１７変換手段と、同期パタン付加手
段と、ＤＳＶ制御ビット付加手段と、ＮＲＺＩ変換手段
と、磁界ヘッドドライバ手段とを有する。前記１６／１
７変換手段は、１６ビットのデータ語に対し、符号語の
連続するゼロの最小数（ｄ）、連続するゼロの最大数
（ｋ）、および連続する１の最大数（ｒ）の制約条件が
定められている１７ビットの符号語に符号化し、前記Ｎ
ＲＺＩ変換手段は、ＮＲＺＩによって符号語の１を記録
データの１と０の反転に、符号語の０を非反転に変換
し、前記磁界ヘッドドライバ手段は、記録データの１と
０を上記光学式回転記録媒体の上のピットの有無もしく
は磁化の２つの極性に対応づけて記憶する。
【００３２】
【発明の実施の形態】図４は本発明の実施の形態として
の光磁気記録・再生装置の構成図である。図４に図解し
た光磁気記録・再生装置は、光磁気ディスク１にデータ
を記録する記録系として、１６／１７変換回路２５、同
期パタン付加回路２４、ＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕ
ｍ Ｖａｌｕｅ）制御ビット付加回路２３、ＮＲＺＩ変
換回路２２、磁界ヘッドドライバ２１を有する。
【００３３】図４に図解した光磁気記録・再生装置は、
光磁気ディスク１からデータを読みだして再生する再生
系として、波形等化回路４１、ビタビ復号回路４２、Ｄ
ＳＶ制御ビット除去回路４３、１７／１６変換回路４
４、ＰＬＬによるチャネルビット同期クロック生成回路
４５、同期パタン検出回路４６、タイミング生成回路４
７を有する。
【００３４】光磁気ディスク１としては、たとえば、本
願出願人が、平成１１年６月２２日に出願した発明、特
願平１１−１７６０２９号、「光記録媒体及びディスク
カートリッジ」の光磁気ディスクのうように、直径が３
８ｍｍで記憶容量が２ＧＢ、あるいは、直径が６５ｍｍ
で記憶容量が４ＧＢもの超小型・高密度で大容量の光磁
気ディスクを適用できる。その場合、光ピックアップ３
に搭載されるレーザダイオードは、好ましくは、青色レ
ーザを用いる。
【００３５】光磁気ディスク１は図示しないスピンドル
モータで回転される。この光磁気ディスク１へのデータ
の記録は、記録用磁気ヘッド２と光ピックアップ３に内
蔵されたレーザダイオードから出射される光ビームによ
る行われる。光磁気ディスク１に記録されたデータの読
み出しは光ピックアップ３に内蔵されたレーザダイオー
ドからの光ビームが光磁気ディスク１で反射した光を光
ピックアップ３に内蔵されたデテクタで検出される。も
ちろん、データを記録するときとデータを読みだすとき
のレーザダイオードの出力は異なる。光ピックアップ３
のトラッキング制御、フォーカス制御などは図示しない
手段で公知の方法で行われる。
【００３６】光磁気ディスク１へのデータの記録動作の
概要を述べる。光磁気ディスク１に記録されるデジタル
データは、１６／１７変換回路２５において１６ビット
毎に１７ビットの符号語に変換される。変換後の符号語
ビットを以下ではチャネルビットと呼ぶことにする。１
６／１７変換の詳細な処理方法については後述する。
【００３７】１６／１７変換回路２５における変換後の
データは、同期パタン付加回路２４において、たとえ
ば、図５に物理的なサブセクタの構成を図解したよう
に、１８２バイト（１５４７チャネルビット）からなる
フレーム毎に２バイト（１７チャネルビット）の同期パ
タンＳＹが付加される。この同期パタンについても詳細
を後述する。
【００３８】同期パタン付加回路２４において同期パタ
ンを加えた１５６４（１７＋１５４７）チャネルビット
のフレームデータは、ＤＳＶ制御ビット付加回路２３に
おいて、たとえば、図６にＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓ
ｕｍ Ｖａｌｕｅ）制御ビットの挿入例を図解したよう
に、６８チャネルビット毎に１チャネルビットのＤＳＶ
制御ビットが付加される。
【００３９】さらにＮＲＺＩ変換回路２２でＮＲＺＩ形
式の記録データに変調されて、変調された記録データは
磁界ヘッドドライバ２１を介して記録用磁気ヘッド２に
印加され、光磁気ディスク１の外部磁界となる。光磁気
ディスク１にデータを記録する際には光ピックアップ３
内のレーザダイオードに大電流が印加され、レーザダイ
オードからは高出力のレーザ光が光磁気ディスク１に照
射されて、磁界ヘッド２における磁界の変化が光磁気デ
ィスク１の記録膜に記録される。
【００４０】１６／１７変換回路２５の処理 １６／１７変換回路２５における１６／１７変換処理の
詳細を述べる。１６ビットのデータから１７ビットに変
換する場合、１７ビットのビット列は全部で１３１７４
２（２17）通り存在するが、本願発明者は、その中で下
記の条件を満たすものを選択して（０，６）ＲＬＬの符
号語を生成した。
【００４１】条件１：先頭および末尾の連続する「０」
は３個以下である。 条件２：１７チャンネルビットの語中の連続する「０」
は６個以下である。 条件３：先頭および末尾の連続する「１」はＮ／２個以
下である。 条件４：１７チャンネルビットの語中の連続する「１」
はＮ個以下である。
【００４２】上記条件を適用した場合、Ｎ＝４の場合、
上記条件に合致する１７チャネルビットのビットパタン
は６８８００個存在し、１６ビットのデータ（６５５３
６個）と１対１に対応づけることができる。従って、こ
のような１６／１７変調が可能である。しかし、このよ
うな方法で１６ビットから１７チャネルビットへの対応
づけを行うと、復号時に１７チャネルビット中１チャネ
ルビットでも誤りがあると１６ビット全部の誤りとな
り、信頼性が低い。現在、光ディスク、光磁気ディスク
などで実際に使用されている誤り訂正符号は、いずれも
８ビットを１シンボルとしていることを考えると、容易
に２シンボルエラーが生じる符号は不都合である。従っ
て、なるべく１チャネルビットの誤りは１６ビットのう
ちの上位または下位８ビットのみに影響するように、変
調のルールを定めることが望ましい。そこで本実施の形
態においては下記の方法を適用した。
【００４３】１７ビットのデータ構成 １７ビットのデータ構成を、図７に図解したように、中
央の１ビットのチェックビットＣを挟んで、その両側
に、それぞれ８ビットの第１（上位）データＰと、第２
（下位）データＱに配置した。第１データＰと第２デー
タＱとは独立に符号化されるため、誤りに対する相互の
影響は少ない。このように１７ビットのデータを構成す
れば、８ビットの第１データＰと８ビットの第２データ
Ｑと、１ビットのチェックビットＣとの組み合わせとな
る。さらに、１６ビットの記録すべきデータを上位８ビ
ットのデータＨと下位８ビットのデータＬに分離して、
１６／１７変換回路２５において、上位データＨと下位
データＬそれぞれについて、８ビットのデータから８ビ
ットのデータへの変換を行い（これを８−８変換とい
う）、第１データＰと第２データＱに割り当てる。この
処理の詳細を下記に述べる。
【００４４】８−８変換に際して下記の制約を課した。 制約１：「０」の連続について制約 先頭は３個以下、末尾は２以下、途中は６以下 制約２：「１」の連続について制約 先頭は５個以下、末尾は４以下
【００４５】上記制約を満足する８ビットのデータは１
９９個存在する。本実施の形態においては、その中から
１９２個を選択した。選択した１９２を６４個ごと３分
割して図表１−１〜図表１−３として図８〜図１０に示
す。１９９個から１９２個に制限したことにより、上述
した制約条件は下記のごとく変更になった。
【００４６】修正制約１：「０」の連続について制約 先頭は３個以下、末尾は２以下、途中は６以下 修正制約２：「１」の連続について制約 先頭は４個以下、末尾も４以下 すなわち、「１」の連続は９以下
【００４７】図１１は、図表２として、図８〜図１０に
含まれない８ビットデータ中の残りの６４個のデータを
示す。１６／１７変換回路２５には、図８〜図１０のデ
ータをテーブル化したエンコーダを３個設けた。これら
のエンコーダにおいて、元のデータが図８〜図１１に示
したデータに該当する場合は、符号語にそのデータをそ
のまま使用し、図１１に示したデータに相当する場合は
図８〜図１１の示したデータに変換する。図１１のデー
タから図８〜図１１へのデータに変換する対応づけを図
表３として図１２に示した。
【００４８】各々のエンコーダにおいて、データＨまた
はデータＬが図８〜図１０に示したデータに該当する場
合をトルーＴとして、含まれない場合をフォールスＦと
した場合、図７に図解した１７ビットのデータＰ，Ｃ，
Ｑは、図表４として示した図１３に図解した結果とな
る。いずれかのデータについてフォールスＦが発生した
場合、チェックビットＣが１になる。したがって、チェ
ックビットＣが「１」の場合はフォールスＦが発生した
変換であることを示している。図１２に図解した図表４
において、Ｅ１〜Ｅ３はフォールスＦが発生して、図表
３のＥ１〜Ｅ３を使用したことを示している。このよう
にして１６／１７変換回路２５において、１６／１７変
換が行われる。
【００４９】同期パタン付加回路２４の処理 同期パタンは、再生データについてチャネルビットより
大きな単位の同期を確立するため、図５に図解したよう
に、データ中に一定の間隔で挿入する。以下、個別の同
期パタンの条件について考察する。 （１）同期バタンの検出を容易にするためには、符号語
に含まれないデータパタンを使用することが望ましい。
本実施の形態は、１６／１７変調を行うから、ランレン
グスが（０，６）に制約されている。したがって、同期
パタン付加回路２４で使用する同期パタンとしては、ラ
ンレングスが７であるパタンを１か所含むものを用い
る。 （２）再生時の信号検出にＰＲ（１，１）を用いること
を考慮すると、同期パタンの検出を確実にするためには
同期パタンの先頭および末尾は０であることが望まし
い。その理由は、ＰＲ（１，１）では再生信号は（＋
１，０，−１）の３値になるが、前後のデータとの接続
において「１１」のパタンが出現すると、３値のうち０
レベルが連続するのに対して間に１以上の「０」が入る
と、「＋１」、「０」、「−１」というデータの変化、
または、この逆の、「−１」、「０」、「＋１」という
データの変化が起こり、確実な信号のエッジ（変化）検
出が可能となるからである。 （３）同期パタンの内部でも、「１」が２つ以上連続す
ることを避ける。 （４）ランレングスが７である部分を同期パタンの後半
に持ち、上述した条件を課して、本来のランレングスが
６という制約を満足する同期パタンの例は、図表５とし
て図１４に図解した１０通りになる。
【００５０】また、図５に図解したように、１つの同期
パタンＳＹと、その同期パタンの直後から次のフレーム
の同期パタンの直前までのデータとの組を同期フレーム
と呼ぶ。同期フレームより大きな単位としては、図５に
図解したサブセクタがある。サブセクタはたとえば、１
３同期フレームから構成されている場合、再生データか
らサブチクタの先頭、現在再生したいるデータがサブセ
クタ内のどの位置にあるかを容易に判別するために、数
種類の同期パタンをある決まった順序で配置しておくこ
とが有効となる。
【００５１】本実施の形態において、１３同期フレーム
に対して、たとえば、最大で１０種類の同期パタンを利
用可能である。これらを全て利用すると図１５に図解し
た配置になる。しかしながら、同期パタンＳＹ０〜ＳＹ
２の配置に関しては、３同期フレームまで遡らないと位
置が特定できないという不利益がある。
【００５２】そこで改善案を考察する。サブセクタの先
頭の同期フレームは特別な意味を持つので単独で判別で
きるようにする。残りの同期フレームについて１同期フ
レームまで遡れば位置が特定できるようにする。そこ
で、６種類の同期パタンを用いて、図１６に図解した順
序で同期パタンを並べると、上述した制約を満足する。
【００５３】好ましい６種類の同期パタンの選択につい
て考察する。同期パタンをその役割から下記の３つのグ
ループＡ〜Ｃに分割する。
【００５４】
【表４】
【００５５】そして、各グループが異なる特徴を示すよ
うに同期パタンを選択すると、より一層確実な同期パタ
ンの検出が可能となる。そのようなパタンの例を図表５
（図１４）から抽出して下記に述べる。
【００５６】 第１のパタン例 Ａ：ＳＹ０ （１）０００１０００１０００００１０ 最初の７チャネルビット中に「１」が１つしかなく、かつ 先頭から４チャネルビット目に「１」がある。 Ｂ：ＳＹ１ （４）００１００１０１０００００１０ ＳＹ２ （５）００１０１００１０００００１０ 最初の７チャネルビット中に「１」が２つあり、かつ、 先頭から３チャネルビット目に「１」がある。 Ｃ：ＳＹ３ （７）０１０００１０１０００００１０ ＳＹ４ （８）０１００１００１０００００１０ ＳＹ５ （９）０１０１０００１０００００１０ 最初の７チャネルビット中に「１」が２つあり、かつ、 先頭から２チャネルビット目に「１」がある。
【００５７】 第２のパタン例 Ａ：ＳＹ０ （６）０１０００００１０００００１０ 最初の２チャネルビット目に「１」がある。 Ｂ：ＳＹ１ （１）０００１０００１０００００１０ ＳＹ２ （２）０００１０１０１０００００１０ 先頭から４チャネルビット目に「１」がある。 Ｃ：ＳＹ３ （３）００１００００１０００００１０ ＳＹ４ （４）００１００１０１０００００１０ ＳＹ５ （５）００１０１００１０００００１０ 先頭から３チャネルビット目に「１」がある。
【００５８】ＤＳＶ制御ビット付加回路２３の処理 ＤＳＶ制御ビット付加回路２３は、図６に図解した位置
にＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）制御
ビットを挿入する。ＤＳＶとは、ＮＲＺＩ変換後の記録
データの１を＋１に、０を−１に対応づけてその値を積
算した値を示す。ＤＳＶ制御ビット付加回路２３におけ
るＤＳＶ制御ビットの挿入は下記のごとく行う。 （１）挿入される箇所において、０が挿入されると７つ
の連続する「０」が生じてしまう場合には「１」をＤＳ
Ｖ制御ビットとする。 （２）（１）以外の場合、「０」および「１」をそれぞ
れ仮に挿入したとして次のＤＳＶ制御ビットの挿入点直
前までのＤＳＶを計算し、その絶対値が小さくなる方の
値をＤＳＶ制御ビットとする。
【００５９】再生動作について述べる。光磁気ディスク
１に光ピックアップ３よりレーザ光線が照射され、カー
効果によって生じる記録膜上の磁化の向きに応じた反射
光の偏光の向きの変化は同じ光ピックアップ３で電気信
号に変換される。この電気信号が光磁気ディスク１の再
生信号である。
【００６０】波形等化回路４１は、例えばＰＲ（１，
１）の周波数特性に近くなるように波形等化する。位相
同期回路（ＰＬＬ）によるチャネルビット同期クロック
生成回路４５は波形等化後の再生信号を元に、ＰＬＬ回
路でチャネルビット単位の同期クロックを再生する。
【００６１】ビタビ復号回路４２は再生された同期クロ
ックを用いてＰＲ（１，１）の特性に対応した最尤復号
を行う。
【００６２】同期パタン検出回路４６において、ビタビ
復号回路４２における最尤復号後のデータから同期パタ
ンを検出され、タイミング生成回路４７は検出された同
期パタンに基づいてフレーム単位の同期を検出し、ＤＳ
Ｖ制御ビットおよび符号語単位のタイミングを生成す
る。
【００６３】ＤＳＶ制御ビット除去回路４３はタイミン
グ生成回路４７において生成されたタイミングに基づ
き、再生データからＤＳＶ制御ビットを除去する。
【００６４】１７／１６変換回路４４は符号語単位のタ
イミングに基づいて、１６／１７変換回路２５とは逆
に、１７ビットの符号語から１６ビットのデータを復号
する。
【００６５】図１７は、詳述した１６／１７変換回路２
５で行う１６／１７変換に使用した図１３に示した変換
方法とは逆の１７／１６変換方法を示す図表である。１
７／１６変換回路４４は図１７に示した方法で１７／１
６変換を行う。
【００６６】以上により、光磁気ディスク１に記録され
ていたデータが再生できる。
【００６７】なお、光磁気ディスク１からＰＲ（１，
１）による３値のデータが読みだされるから、たとえ
ば、波形等化回路４１で波形整形した後、ビタビ復号回
路４２に代えて３値識別回路を用いて、再生データを再
生することもできる。
【００６８】上述した実施の形態においては、光磁気デ
ィスク１として、超解像光ディスクを例示したが、本発
明の実施に際しては、光磁気ディスクに限らず、光ディ
スクなど、ＰＲ（１，１）特性を示す各種の光学式回転
記録媒体に適用できる。
【００６９】
【発明の効果】本発明の１６／１７変換、記録方法およ
び記録装置を適用すると、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなど従来
の光ディスクもしくは光磁気ディスクに用いられていた
変調よりも最短の反転間隔を狭めて検出窓幅を広くする
ことができ、記録可能な光学式回転記録媒体に大量のデ
ータを収めることが可能となる。
【００７０】また、本発明の再生方法、再生装置によれ
ば、光学式回転記録媒体における記録再生系の応答特性
に適したデータ再生方法を採用しても、符号語に１が多
数連続することがなくなり、結果として位相同期ループ
（ＰＬＬ）による同期クロック生成が容易になり、ビタ
ビ・アルゴリズムなどの最尤復号法による復号後のデー
タ誤り率の増大を招かない。
【００７１】さらに本発明によれば、記録データの低周
波成分が抑圧されているので、反射率変化、ディスク基
板の複屈折などの影響を除去するために、再生信号から
高域通過フィルタなどによって低周波成分を除去するこ
とが可能となる
【００７２】また本発明の１６／１７変換においては、
１７ビットの符号語の区切りを正しく認識できるような
同期パタンが定められている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はインタリーブドＮＲＺＩの処理回路を示
す構成図である。
【図２】図２は磁気記録におけるＰＲ４のインパルス応
答を示すグラフである。
【図３】図３は光磁気ディスクなどの光学式回転記録媒
体の特性を示すＰＲ（１，１）のインパルス応答を示す
グラフである。
【図４】図４は本発明の実施の形態としての光磁気ディ
スクを用いた光磁気記録・再生装置の構成図である。
【図５】図５は同期パタンが挿入された同期フレームの
構成を図解する図である。
【図６】図６はＤＳＶ制御ビットの挿入位置を示す図で
ある。
【図７】図７は１７ビットデータの構成を示す図であ
る。
【図８】図８は８−８変換に際して８ビットデータの１
９２通りのデータの一部（その１）を図解した図であ
る。
【図９】図９は８−８変換に際して８ビットデータの１
９２通りのデータの一部（その２）を図解した図であ
る。
【図１０】図１０は８−８変換に際して８ビットデータ
の１９２通りのデータの一部（その３）を図解した図で
ある。
【図１１】図１１は図８〜図１０に示したデータに含ま
れない８ビットデータ中の残りの６４個のデータを示す
図である。
【図１２】図１２は図１１に示したデータから図８〜図
１１に示したデータに変換する対応づけを示す図であ
る。
【図１３】図１３は１６／１７変換回路におけるエンゴ
ード方法を示す図表である。
【図１４】図１４は同期パタン付加回路で使用する同期
パタンの例を示す図表である。
【図１５】図１５は同期パタン付加回路で使用する同期
パタンの組み合わせ例を示す図表である。
【図１６】図１６は同期パタン付加回路で使用する同期
パタンの組み合わせの他の例を示す図表である。
【図１７】図１７は１７／１６変換回路におけるデコー
ド方法を示す図表である。
【符号の説明】
１・・光磁気ディスク ２・・記録用磁気ヘッド ３・・光ピックアップ ２１・・磁界ヘッドドライバ ２２・・ＮＲＺＩ変換回路 ２３・・ＤＳＶ制御ビット付加回路 ２４・・同期パタン付加回路 ２５・・１６／１７変換回路 ４１・・波形等化回路 ４２・・ビタビ復号回路 ４３・・ＤＳＶ制御ビット除去回路 ４４・・１７／１６変換回路 ４５・・ＰＬＬによるチャネルビット同期クロック生成
回路 ４６・・同期パタン検出回路 ４７・・タイミング生成回路

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１６ビットのデータが１７ビットの符号語
    に変換されて記録されている光学式回転記録媒体であっ
    て、 １６ビットのデータ語に対し、符号語の連続するゼロの
    最小数（ｄ）、連続するゼロの最大数（ｋ）、および連
    続する１の最大数（ｒ）の制約条件が定められている１
    ７ビットの符号語に符号化されており、ＮＲＺＩ（Ｎｏ
    ｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）
    によって符号語の１を記録データの１と０の反転に、符
    号語の０を非反転に変換されており、記録データの１と
    ０を上記光学式回転記録媒体の上のピットの有無もしく
    は磁化の２つの極性に対応づけて記憶されている、 光学式回転記録媒体。
  2. 【請求項２】光学式回転記録媒体に１６ビットのデータ
    を１７ビットの符号語に変換して記録する方法であっ
    て、 １６ビットのデータ語に対し、符号語の連続するゼロの
    最小数（ｄ）、連続するゼロの最大数（ｋ）、および連
    続する１の最大数（ｒ）の制約条件が定められている１
    ７ビットの符号語に符号化し、 ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ Ｉ
    ｎｖｅｒｓｅ）によって符号語の１を記録データの１と
    ０の反転に、符号語の０を非反転に変換し、 記録データの１と０を上記光学式回転記録媒体の上のピ
    ットの有無もしくは磁化の２つの極性に対応づけて記憶
    するデータ記録方法。
  3. 【請求項３】上記の符号化方法の制約条件は（ｄ，ｋ）
    が（０，６）でｒが４以上１１以下である、 請求項２記載のデータ記録方法。
  4. 【請求項４】上記の符号化方法の制約条件は（ｄ，ｋ，
    ｒ）＝（０，６，９）である請求項２記載のデータ記録
    方法。
  5. 【請求項５】前記光学式回転記録媒体に記録すべきデー
    タに対し、８０以上２５６以下であってかつ偶数である
    数のバイトのつながりを１フレームとし、 １フレームあたり２バイト分の同期パタンを付加し、 その同期パタンは上記制約条件のうち少なくとも一つを
    逸脱することによって符号語内から判別を容易にした、 請求項４記載のデータ記録方法。
  6. 【請求項６】前記同期パタンは、前記ｄ＝６の制約から
    逸脱し、７つの連続する０を含むものである、 請求項２記載のデータ記録方法。
  7. 【請求項７】前記同期パタンとして、下記表の１０種の
    同期パタンから選択した少なくとも６種類のパタンＳＹ
    ０からＳＹ５を使用する請求項２記載のデータ記録方
    法。 【表１】
  8. 【請求項８】前記符号化方法で符号化されたデータにお
    いて、符号語３４ビット以上１０２ビット以下、望まし
    くは６８ビット毎に、ＮＲＺＩ変換後のビット列の低周
    波成分を抑圧するためのビットを１ビット以上挿入す
    る、請求項２記載のデータ記録方法。
  9. 【請求項９】ＮＲＺＩ変換後の記録データの１を＋１
    に、０を−１に対応づけてその値を積算したＤＳＶ（Ｄ
    ｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）を算出し、 低周波成分を抑圧するためのビットは、その挿入される
    箇所において、０が挿入されると前記予め定められた制
    約条件のうちのｋ制約に違反してしまう場合には必ず１
    を、それ以外の場合には、次の低周波成分を抑圧するた
    めのビットが挿入される点までの前記ＤＳＶの絶対値が
    小さくなる方の値を、それぞれ選択することで決定す
    る、 請求項２記載のデータ記録方法。
  10. 【請求項１０】光学式回転記録媒体に１６ビットのデー
    タ語を１７ビットの符号語に変換して記録する装置であ
    って、 １６／１７変換手段と、 同期パタン付加手段と、 ＤＳＶ制御ビット付加手段と、 ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ Ｉ
    ｎｖｅｒｓｅ）変換手段と、 磁界ヘッドドライバ手段と、 を有し、 前記１６／１７変換手段は、１６ビットのデータ語に対
    し、符号語の連続するゼロの最小数（ｄ）、連続するゼ
    ロの最大数（ｋ）、および連続する１の最大数（ｒ）の
    制約条件が定められている１７ビットの符号語に符号化
    し、 前記ＮＲＺＩ変換手段は、ＮＲＺＩによって符号語の１
    を記録データの１と０の反転に、符号語の０を非反転に
    変換し、 前記磁界ヘッドドライバ手段は、記録データの１と０を
    上記光学式回転記録媒体の上のピットの有無もしくは磁
    化の２つの極性に対応づけて記憶する記録装置。
  11. 【請求項１１】前記１６／１７変換手段における符号化
    方法の制約条件は（ｄ，ｋ）が（０，６）でｒが４以上
    １１以下である、 請求項１０記載の記録装置。
  12. 【請求項１２】前記１６／１７変換手段における符号化
    方法の制約条件は（ｄ，ｋ，ｒ）＝（０，６，９）であ
    る請求項１０記載の記録装置。
  13. 【請求項１３】前記光学式回転記録媒体に記録すべきデ
    ータに対し、８０以上２５６以下であってかつ偶数であ
    る数のバイトのつながりを１フレームとし、 前記同期パタン付加手段は、１フレームあたり２バイト
    分の同期パタンを付加し、 その同期パタンは上記制約条件のうち少なくとも一つを
    逸脱することによって符号語内から判別を容易にした、 請求項１０記載の記録装置。
  14. 【請求項１４】前記同期パタン付加手段で付加する前記
    同期パタンは、前記ｄ＝６の制約から逸脱し、７つの連
    続する０を含むものである、請求項１０記載の記録装
    置。
  15. 【請求項１５】前記同期パタン付加手段で付加する 前
    記同期パタンとして、下記表の１０種の同期パタンから
    選択した少なくとも６種類のパタンＳＹ０からＳＹ５を
    使用する請求項１０記載のデータ記録方法。 【表２】
  16. 【請求項１６】前記ＤＳＶ制御ビット付加手段は、前記
    符号化方法で符号化されたデジタルデータにおいて、符
    号語３４ビット以上１０２ビット以下、望ましくは６８
    ビット毎に、ＮＲＺＩ変換後のビット列の低周波成分を
    抑圧するためのビットを１ビット以上挿入する、 請求項１０記載の記録装置。
  17. 【請求項１７】前記ＤＳＶ制御ビット付加手段は、ＮＲ
    ＺＩ変換後の記録データの１を＋１に、０を−１に対応
    づけてその値を積算したＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕ
    ｍ Ｖａｌｕｅ）を算出し、低周波成分を抑圧するため
    のビットは、その挿入される箇所において、０が挿入さ
    れると前記予め定められた制約条件のうちのｋ制約に違
    反してしまう場合には必ず１を、それ以外の場合には、
    次の低周波成分を抑圧するためのビットが挿入される点
    までの前記ＤＳＶの絶対値が小さくなる方の値を、それ
    ぞれ選択することで決定する、 請求項１０記載のデータ記録方法。
  18. 【請求項１８】光学式回転記録媒体に記録されているデ
    ータを再生する再生装置であって、 上記光学式回転記録媒体は１６ビットのデータが１７ビ
    ットの符号語に変換されて記録されており、１６ビット
    のデータ語に対し、符号語の連続するゼロの最小数
    （ｄ）、連続するゼロの最大数（ｋ）、および連続する
    １の最大数（ｒ）の制約条件が定められている１７ビッ
    トの符号語に符号化されており、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ−Ｒ
    ｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ Ｉｎｖｅｒｓｅ）によっ
    て符号語の１を記録データの１と０の反転に、符号語の
    ０を非反転に変換されており、記録データの１と０を上
    記光学式回転記録媒体の上のピットの有無もしくは磁化
    の２つの極性に対応づけて記憶されているものであり、 上記再生装置は、 上記光学式回転記録媒体から読みだしたデータからクロ
    ックを再生する手段と、 上記再生したクロックを参照して読みだしたデータを最
    尤度法で復号する手段と、 上記復号した１７ビットの符号語を１６ビットのデータ
    語に変換する１７／１６変換手段とを具備する、再生装
    置。
  19. 【請求項１９】前記再生装置は、前記復号手段で復号し
    たデータから同期パタンを検出する同期パタン検出手段
    を有する、 請求項１８記載の再生装置。
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