JP2003123264A

JP2003123264A - 光ディスク媒体、光ディスク記録再生装置及び方法

Info

Publication number: JP2003123264A
Application number: JP2001307403A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kobayashi; 誠司小林; Hisayuki Yamatsu; 久行山津
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数帯域を減少させることなくディジタル
信号を施したアナログ波形をディスク上に記録し、ディ
スク全面に渡って高い記録密度を保つ。【解決手段】従来の光ディスクシステムにおいては、
再生に用いる光スポットの大きさに応じてトラックピッ
チと最小のピット間隔が定められていた。また、トラッ
クピッチに対してピット列の最小間隔は若干広めとなっ
ていた。これに対して、本発明の光ディスク媒体におい
て記録されるピット列の平均間隔Ｄは、トラックピッチ
Ｔｐよりも小さい値、Ｔｐ＞Ｄ＞０．７５Ｔｐとされて
いる。すなわちピット列の繰り返し周期は、再生スポッ
トが分解できる限界ギリギリの周波数に設定されるの
で、従来よりも高密度化を実現することができる。ま
た、入力情報に対してディジタル変調を施した後、さら
に変調指数の小さい位相変調を施して２値化すること
で、歪みの少ないアナログ波形が記録再生が可能とな
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、例えばコンパクト
ディスク（ＣＤ）またはディジタル・ビデオディスク
（ＤＶＤ）等のような光ディスク媒体と、この光ディス
ク媒体の作製に用いられる光ディスク記録装置及び記録
方法、ならびに光ディスク媒体の再生を行なう光ディス
ク再生装置及び再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＣＤやＤＶＤに代表される従来
の光ディスクでは、光学的に検出可能なピットやマーク
を光ディスク媒体の信号記録面に形成することにより情
報を記録し、これらのピットまたはマークを光学的手段
により検出することにより情報を再生している。従来の
光ディスクにおいて記録されたピットやマークは、光ピ
ックアップにより電気信号として読み出された波形が判
定回路により、１または０の２値情報に変換される。す
なわち、光ピックアップからは「アイパターン」と呼ば
れるアナログの波形が得られるが、これを所定の閾値と
比較することにより、２値の情報として復号し、元のデ
ィジタル情報に復元している。

【０００３】また、このような従来からの２値記録に対
して、ピックアップからの波形を多段階に復号すること
により、さらに記録密度を向上する多値記録が提案され
ている。これまでに提案されている多値記録としては、
反射率を段階的に変えるものやピットの長さ、深さや幅
を段階的に変えるものなどが知られている。これらは１
つのピットの状態を段階的に変えることによって多値情
報を記録するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の方法による多値記録には、２つの大きな問
題点がある。まず、第一の問題点は、記録信号の直流成
分である。すなわち、多値の記録を行うと、記録信号に
は直流成分が含まれるようになる。このため、光ピック
アップから検出された再生信号のうち、直流成分を除去
せずに復号回路に送り込まなければならない。一方で、
光ディスクの再生信号には直流的な変動が多く含まれ
る。例えば反射膜の膜厚ムラや、ディスクの傾きなどに
よって、再生信号のレベルが全体的にシフトすることが
通常の光ディスクにおいては頻繁に観測される。このよ
うな、再生信号のレベル上昇、あるいは下降が発生した
場合に、多値記録した光ディスクにおいては、本来とは
異なる別の情報に復号されてしまい、エラーレートが大
幅に悪化するという問題点があった。

【０００５】次に、第二の問題点は、符号間干渉の発生
である。すなわち、光ピックアップによる読み取りスポ
ットの大きさは有限であるので、隣接する記録領域間で
符号間干渉が発生する。例えば、大きなレベルを記録し
た領域に隣接して小さいレベルを記録すると、小さいレ
ベルの信号として記録されたはずの情報が、隣接する高
レベルの情報からの干渉により、１段階高いレベルに間
違って復号されてしまう。

【０００６】そこで、第一の問題点を解決するために
は、参照レベルを記録することが行われる。例えば特開
平３−２３７６２２号公報においては、所定の再生レベ
ルを生じる参照ピットをデータの記録時に光学的記録媒
体上に書き込むことにより、再生時に参照ピットを用い
ることで、オフセット補正ができるようにしたものが提
案されている。

【０００７】しかしながら、参照ピットから得られる情
報はノイズの影響を受けて必ずしも正しくない可能性が
ある。また、参照ピットがディスク上のディフェクトに
より影響を受ける可能性もある。そして、万がー、ノイ
ズやディフェクトにより誤った値となった参照ピットを
採用してオフセット補正を行ってしまうと、再生レベル
全体が狂ってしまい、やはり正しい再生を行うことがで
きなくなる。そこで、現実的にはノイズやディフェクト
の影響を除去するために、周期的に沢山の参照ピットを
ディスク上に記録することが必要となる。すなわち、沢
山の参照ピットの平均としてオフセット補正値を求める
ことにより、ノイズやディフェクトの影響を実質的に除
去することが可能となる。しかし、沢山の参照ピットを
ディスク上に記録すると、ユーザデータを記録できる領
域が減ってしまい、実質的な記録密度が下がってしまう
という問題点がある。

【０００８】したがって、第一と第二の問題点を両方と
も解決するためには、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude M
odulation ）などのディジタル変調を適用することが考
えられる。すなわち、ＱＡＭなどのディジタル変調を施
せば、記録信号の直流成分と符号間干渉を完全に除去す
ることができる。しかし、ＱＡＭなどのディジタル変調
を施した波形は、ステップ的に変化する波形ではなく、
アナログ的に変化する波形となり、このようなアナログ
波形を歪み無く記録することが新たな問題となる。

【０００９】例えば特開平６−３３３３４２号公報にお
いては、ＱＡＭによるディジタル変調を施した後、さら
に周波数変調（ＦＭ変調）して記録信号を生成し、記録
媒体に記録する方式が公開されている。この方式では、
周波数変調を施すことにより、アナログ的に変化する波
形をピットの粗密の度合いとして表すことが可能とな
る。すなわち、高いレベルの信号はピットの密度を高く
して記録し、低いレベルの信号はピットをまばらにして
記録する。各々のピットは『ある・なし』の２つの状態
であるから、これまでのフォトレジストや現像装置をそ
のまま使ってディスクを製作することができる。

【００１０】しかしながら、このような周波数変調を適
用することにより、記録信号のスペクトルは２倍以上に
拡大されてしまう。この結果、利用できる周波数帯域が
半分程度に減少してしまう。そして、周波数帯域が半分
に減少してしまうと、たとえ多値記録が実現されて１つ
１つの領域から多数のビット情報が得られても、実質的
には記録領域と隣接する次の領域との間隔を広げなけれ
ばならない。この結果、全体として考えると記録密度は
向上しない。これらの結果を総合的に考えると、特開平
６−３３３３４２号公報を適用しても、実質的に記録密
度を向上させることはできない。このため特開平６−３
３３３４２号公報を適用した装置を、高密度化を目標と
して実用化することはあり得ない。

【００１１】そこで本発明の目的は、周波数帯域を減少
させることなくＱＡＭなどのディジタル信号を施したア
ナログ波形をディスク上に記録することにより、ディス
ク全面に渡って高い記録密度を保つことのできる光ディ
スク媒体、光ディスク記録／再生装置及び方法を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク媒体
は、前記目的を達成するため、ピット列あるいはマーク
列がスパイラルあるいは同心円状のトラックを形成する
ことにより、多値のディジタル情報が記録された光ディ
スク媒体において、前記多値のディジタル情報は、平均
間隔Ｄ毎に記録された前記ピットまたはマークの長さ及
びタンジェンシャル方向の位置変化として記録されてい
て、前記ピットまたはマークの平均間隔Ｄがトラックピ
ッチＴｐに対して、Ｔｐ＞Ｄ＞０．７５Ｔｐの関係を満
たしていることを特徴とする。

【００１３】また本発明の光ディスク記録装置は、光デ
ィスク媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて
照射し、同心円状もしくはスパイラル状に形成されたト
ラックを形成してディジタル情報を記録する光ディスク
記録装置において、前記ディジタル情報に基づいて、直
流成分が抑圧され、かつ周波数帯域が所定の周波数ＦM
以下に制限された多値の変調信号ＳＣ（ｔ）を作成する
多値変調手段と、前記周波数ＦM 以上の周波数Ｆ０のキ
ャリア信号を発生させるキャリア発生手段と、前記帯域
制限された多値の変調信号により前記キャリア信号を位
相変調することにより位相変調信号ＳＤ（ｔ）を発生す
る位相変調手段と、前記位相変調信号ＳＤ（ｔ）を補正
することにより２値信号ＳＥ（ｔ）を作成する信号補正
手段と、前記２値信号ＳＥ（ｔ）に応じて前記レーザ光
線を変調する光変調手段とを含んで構成されることを特
徴とする。

【００１４】また本発明の光ディスク記録方法は、光デ
ィスク媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて
照射し、同心円状もしくはスパイラル状に形成されたト
ラックを形成してディジタル情報を記録する光ディスク
記録方法において、前記ディジタル情報に基づいて、直
流成分が抑圧され、かつ周波数帯域が所定の周波数ＦM
以下に制限された多値の変調信号ＳＣ（ｔ）を作成し、
前記周波数ＦM 以上の周波数Ｆ０のキャリア信号を発生
させ、前記帯域制限された多値の変調信号により前記キ
ャリア信号を位相変調することにより位相変調信号ＳＤ
（ｔ）を発生し、前記位相変調信号ＳＤ（ｔ）を補正す
ることにより２値信号ＳＥ（ｔ）を作成し、前記２値信
号ＳＥ（ｔ）に応じて前記レーザ光線を変調するように
したことを特徴とする。

【００１５】また本発明の光ディスク再生装置は、平均
周期Ｄで繰り返し記録されたピット列もしくはマーク列
がスパイラルもしくは同心円のトラックを形成して多値
のディジタル情報が記録されたディスク媒体に光学的手
段によりレーザ光線を集光させて再生用光スポットとし
て照射し、前記再生用光スポットが前記ディスク媒体に
より反射または回折されたレーザ光線を電気信号として
検出することにより前記ディスク媒体上に記録された情
報を読み出す光ディスク再生装置において、前記電気信
号において平均周期Ｄで繰り返されるピット列の成分を
取り出す第一のバンドパスフィルタ手段と、前記電気信
号から平均周期Ｄで繰り返されるピット列の成分を除去
する第二のバンドパスフィルタ手段と、前記第一のバン
ドパスフィルタの出力から前記ディスク媒体の回転揺ら
ぎなどに起因する時間軸の揺らぎ情報を取り出す位相検
出手段と、前記時間軸の揺らぎ情報に基づいて前記第二
のバンドパスフィルタの出力を復号して多値のアナログ
情報を得る第一の復号手段と、前記多値のアナログ情報
を量子化することによりディジタル復号出力を得る量子
化手段とを含んで構成されることを特徴とする。

【００１６】また本発明の光ディスク再生方法は、平均
周期Ｄで繰り返し記録されたピット列もしくはマーク列
がスパイラルもしくは同心円のトラックを形成して多値
のディジタル情報が記録されたディスク媒体に光学的手
段によりレーザ光線を集光させて再生用光スポットとし
て照射し、前記再生用光スポットが前記ディスク媒体に
より反射または回折されたレーザ光線を電気信号として
検出することにより前記ディスク媒体上に記録された情
報を読み出す光ディスク再生方法において、前記電気信
号において平均周期Ｄで繰り返されるピット列の成分を
第一のバンドパスフィルタ手段によって取り出し、前記
電気信号から平均周期Ｄで繰り返されるピット列の成分
を第二のバンドパスフィルタ手段によって除去し、前記
第一のバンドパスフィルタの出力から前記ディスク媒体
の回転揺らぎなどに起因する時間軸の揺らぎ情報を取り
出し、前記時間軸の揺らぎ情報に基づいて前記第二のバ
ンドパスフィルタの出力を復号して多値のアナログ情報
を取得し、前記多値のアナログ情報を量子化することに
よりディジタル復号出力を得るようにしたことを特徴と
する。

【００１７】上述のように光ディスク媒体に対する多値
記録を行なう場合に、ＱＡＭなどのディジタル変調を施
せば、記録信号の直流成分と符号間干渉を完全に除去す
ることができる。さらに、ＱＡＭなどのディジタル変調
を施した波形は、ステップ的に変化する波形ではなくア
ナログ的に変化する波形となっている。そこで、本発明
による光ディスク媒体においては、このようなアナログ
波形を、平均間隔Ｄ毎に記録されたピットまたはマーク
の長さ及びタンジェンシャル方向の位置変化として記録
する。この結果、光ディスクの帯域を有効に使って、高
速で変化するアナログ波形を記録・再生することが可能
となる。以上の結果、符号間干渉と直流成分の問題を解
決し、なおかつ有効な周波数領域全体を使って高密度の
記録が可能となる。従って従来よりもはるかに高い記録
密度を実現することが可能となる。

【００１８】また、本発明による光ディスク記録装置に
おいては、信号の歪みなどの発生を抑圧した状態で、Ｑ
ＡＭなどのディジタル変調波形を記録することが可能と
なり、また、ピックアップの再生可能な周波数帯域幅を
全て有効利用して良好な信号品質の信号を記録すること
が可能となる。この結果、上述した２つの問題を解決
し、なおかつ有効な周波数領域全体を使って高密度の記
録が可能である。従って従来よりもはるかに高い記録密
度を実現することが可能となる。

【００１９】また、本発明による光ディスク記録方法に
おいては、信号の歪みなどの発生を抑圧した状態で、Ｑ
ＡＭなどのディジタル変調波形を記録することが可能と
なり、ピックアップの再生可能な周波数帯域幅を全て有
効利用することが可能となる。この結果、上述した２つ
の問題を解決し、なおかつ有効な周波数領域全体を使っ
て高密度の記録が可能である。従って従来よりもはるか
に高い記録密度を実現することが可能となる。

【００２０】また本発明による光ディスク再生装置で
は、上述した本発明の光ディスク媒体から、ディスクの
回転揺らぎの影響を取り除いて、ＱＡＭ変調等を用いて
記録されたアナログ波形を歪み無く再生する。この結
果、本発明による光ディスク再生装置によれば、高い密
度で記録されたデータをエラーの無い状態で再生するこ
とを可能とする。従って従来よりもはるかに高い記録密
度の光ディスク再生装置を実現することが可能となる。

【００２１】また本発明による光ディスク再生方法にお
いても、上述した本発明の光ディスク媒体から、ディス
クの回転揺らぎの影響を取り除いて、ＱＡＭ変調等を用
いて記録されたアナログ波形を歪み無く再生する。この
結果、本発明による光ディスク再生方法によれば、高い
密度で記録されたデータをエラーの無い状態で再生する
ことを可能とする。従って従来よりもはるかに高い記録
密度の光ディスク再生方法を実現することが可能とな
る。

【００２２】なお、これまで知られている通常の光ディ
スクにおいては、ピット列の最小間隔とトラックピッチ
は、ほぼ等しい値となっている。これは再生時に光ディ
スク媒体に照射する光スポットがおおよそ円形であるの
ことに起因する。すなわち、トラック方向の分解能と線
方向の分解能はほぼ同一である。この結果、ピットを分
離して読み出すことと、各トラックに記録された情報を
分離して読み出すことの両方が同時に必要とされる光デ
ィスクでは、ピット列の最小間隔とトラックピッチが、
ほぼ等しい値となる。

【００２３】例えばＣＤやＤＶＤにおいては、３クロッ
ク幅のピットが、３Ｔのスペースで繰り返し記録された
場合が最小のピット間隔である。このようにして求めら
れるピット列の最小間隔はＣＤの場合１．６６ミクロン
であり、ＣＤのトラックピッチ１．６ミクロンと比較す
るとほぼ等しい。同様にして、ＤＶＤにおいても最小の
ピット間隔は０．８ミクロンであるのに対して、トラッ
クピッチは０．７４ミクロンとおおよそ等しい値となっ
ている。

【００２４】このように従来の光ディスクシステムにお
いては、再生に用いる光スポットの大きさに応じてトラ
ックピッチと、最小のピット間隔が定められていた。ま
た、トラックピッチに対してピット列の最小間隔は若干
広めとなっていた。これに対して、本発明の光ディスク
媒体において記録されるピット列の平均間隔は、トラッ
クピッチよりも小さい値とされている。すなわち本発明
におけるピット列の繰り返し周期は、再生スポットが分
解できる限界ギリギリの周波数に設定されるので、従来
よりも高密度化を実現することができる。

【００２５】また本発明においては入力された情報に対
してＱＡＭなどのディジタル変調を施した後、さらに変
調指数の小さい位相変調を施し、２値化することにより
ピット列として記録する情報を作成する。このような信
号処理の結果、非線形特性を持っているフォトレジスト
や現像装置等を使って、歪みの少ないアナログ波形が記
録再生が可能となる。この結果、本発明においては、Ｑ
ＡＭなどのディジタル変調を効率よく適用して、記録密
度を向上させることが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光ディスク媒
体、光ディスク記録／再生装置及び方法の実施の形態例
について説明する。なお、以下に説明する実施の形態
は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限
り、これらの態様に限定されないものとする。

【００２７】図１は、本発明の実施の形態に係る光ディ
スク記録装置１を示すブロック図である。この光ディス
ク記録装置１は、ディスク原盤１７を露光して情報源１
０より出力されるディジタルデータＳＡを記録するもの
である。光ディスク媒体の製造工程では、まず、情報源
１０の情報が記録されたディスク原盤１７を現像し、次
に現像されたディスク原盤１７を電鋳処理することによ
りマザーディスクを作成し、このマザーディスクよりス
タンパを作成する。さらに、このスタンパよりディスク
状基板を作成し、このディスク状基板に反射膜、保護膜
を形成して光ディスク媒体（以下、光ディスクという）
２が完成する。

【００２８】この光ディスク記録装置１において、スピ
ンドルモータ１８は、ディスク原盤１７を回転駆動し、
底部に保持したＦＧ信号発生回路より、所定の回転角毎
に信号レベルが立ち上がるＦＧ信号を出力する。スピン
ドルサーボ回路１９は、ディスク原盤１７の露光位置に
応じて、このＦＧ信号の周波数が所定の周波数になるよ
うにスピンドルモータ１８を駆動し、これによりディス
ク原盤１７を所定の回転数になるように回転駆動する。

【００２９】また、記録用レーザ１５は、ガスレーザ等
により構成され、ディスク原盤露光用のレーザビームＬ
０を射出する。光変調器１４は、電気音響光学素子など
で構成されるＡＯＭ(Acousto Optic Modulator) であ
り、レーザビームＬ０をデータセレクタ１３の出力に応
じて強度変調し、レーザビームＬ１として出力する。こ
のレーザビームＬ１は、ミラー７４により光路が折り曲
げられてディスク原盤１７に向けて進行し、対物レンズ
７３によってディスク原盤１７の上に集光される。ミラ
ー７４及び対物レンズ７３は、図示しないスレッド機構
により、ディスク原盤１７の回転に同期してディスク原
盤１７の外周方向に順次移動し、これによりレーザビー
ムＬ１による露光位置を順次ディスク原盤１７の外周方
向に変位させる。これによりこの光ディスク記録装置１
では、ディスク原盤１７を回転駆動した状態で、ミラー
２４及び対物レンズ２３の移動により螺旋状にピット列
を形成し、データセレクタ１３の出力に対応した露光を
行う。

【００３０】また、誤り訂正符号発生回路１１は、情報
源１０より出力されるディジタルデータＳＡを受け、誤
り訂正符号を付加した後、インターリーブ処理して８ビ
ットのディジタル信号ＳＢとして出力する。このように
して誤り訂正符号を付加することにより、万が一、ディ
スク上に欠陥があった場合でも正しい情報を読みとるこ
とが可能となる。また、タイミングジェネレータ１２
は、ＦＧ信号に同期して光ディスク記録装置１全体のタ
イミングをコントロールするさまざまな時間基準信号を
発生し、装置の各部に供給する。これらの全てを図示す
ることは煩雑であるため、図１においてはＳＬＣＴ信号
だけを示している。

【００３１】このＳＬＣＴ信号は、ディスク原盤１７の
回転に同期して、所定の長さのデータがディスク原盤１
７上に記録される度に論理０から１に変化する信号であ
る。ＳＬＣＴ信号の変化に従って、データセレクタ１３
は周期的にアドレス変調回路８から得られる信号と２値
化補正回路７から得られる信号とを切り替えて出力す
る。アドレス変調回路８は、再生時に必用となる同期用
のパターン及びアクセスのために必用なアドレス情報な
どを発生して出力する。このようなアドレス情報が周期
的に挿入されることにより、完成されたディスクから再
生信号の同期を得ることが可能となり、またアドレス情
報などを用いて目的のトラックにアクセスすることが可
能となる。

【００３２】ビット数変換回路５は、誤り訂正符号発生
回路１１より供給される８ビットのディジタルデータＳ
Ｂの単位ビット数を変換し、４ビットデータｂ０、ｂ
１、……ｂ３として多値変調回路４に供給する。多値変
調回路４は、ビットデータｂ０、ｂ１、……ｂ３に従っ
てＱＡＭ変調信号ＳＣを作成する。後述するように、こ
のようにして作成されたＱＡＭ変調信号ＳＣは周波数帯
域幅がFMに制限されたアナログの波形となっている。位
相変調回路６は、ＱＡＭ変調信号ＳＣに応じて周波数Ｆ
o のキャリア信号の位相を変調し、位相変調信号ＳＤと
して出力する。

【００３３】２値化補正回路７は、位相変調信号ＳＤを
２値化することにより２値化信号ＢＤを作成する。次に
２値化補正回路７は、２値化信号ＢＤの立ち上がりと立
ち下がりエッジ位置をシフトすることにより補正を加
え、２値化パルスＳＥとして出力する。以上のようにし
て得られた２値化パルスＳＥは、データセレクタ１３に
よりアドレス情報が周期的に挿入された後に、光変調器
１４によりレーザ１５から得られるレーザ光線Ｌ０をオ
ン・オフすることにより、ピット列としてディスク原盤
１７に記録される。

【００３４】図２は、このようにして露光が行われた光
ディスク２の各トラックの状態を模式的に示す説明図で
ある。この図２において、位相変調回路６により重畳さ
れるキャリア信号により、ディスク原盤１７上に記録さ
れるピット列の平均的な間隔Ｄは、約０．６４ミクロン
とされている。また、ＱＡＭ変調信号ＳＣに応じて、ピ
ットの長さと位置が微妙に変化していることがわかる。
さらに、この図２において、スパイラル状に形成される
トラックのピッチＰは、０．７４ミクロンとされてい
る。従って本例においては、平均ピット間隔Ｄは、トラ
ックピッチＰの９割程度である。

【００３５】以上述べてきたように、本例においては多
値変調回路４により得られたアナログ波形（ＱＡＭ変調
信号ＳＣ）が、ピット列の位置及び長さの変化として記
録される。また平均ピット間隔Ｄは、トラックピッチＰ
の９割程度である。この結果、光ディスクから再生する
ことのできる信号帯域をフルに使ってＱＡＭ変調信号Ｓ
Ｃを記録・再生することができる。また、以下に述べる
ように、ＱＡＭ変調信号ＳＣが良好な信号として検出さ
れるように、ピットのエッジ位置には補正が施されてい
る。

【００３６】図３は、多値変調回路４の構成を示すブロ
ック図であり、図４は、図３に示す多値変調回路４の動
作を示すタイミングチャートである。また、図５は、本
例において形成される各信号のスペクトラムを示す説明
図であり、図６は、本例において形成される各信号の波
形とピット形状との関係を模式的に示す説明図である。
図３において、所定の時間間隔Ｔで多値変調回路４に入
力されたディジタル信号ｂ０、ｂ１、……ｂ３は、４値
多値変調回路４０及び４１に入力され４値信号に変換さ
れる。ここで、４値多値変調回路４０は、２ビットの情
報（ｂ０、ｂ１）が入力されると、図４（Ａ）に示すよ
うな４値の振幅（＋１、＋０．３、−０．３、−１）の
４値インパルスＶｘを出力する。同様にして、４値多値
変調回路４１は、所定の時間間隔Ｔ毎に２ビットの情報
（ｂ２、ｂ３）が入力されると図４（Ｂ）に示すような
４値の振幅（＋１、＋０．３、−０．３、−１）の４値
インパルスＶｙを出力する。

【００３７】インパルス列Ｖｘ及びＶｙは、それぞれ無
限に広い周波数帯域を記録・再生に必要とする信号であ
る。そこで、本例においては、これらの信号にローパス
フィルタ４５及びローパスフィルタ４６を適用すること
により、所定の周波数帯域Ｆｙに帯域制限された帯域制
限多値波形Ｖｐ及びＶｑを得ることができる。このよう
な帯域制限多値波形Ｖｐ及びＶｑの一例を、それぞれ図
４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に模式的に示す。ここで、ロー
パスフィルタ４５及びローパスフィルタ４６には以下の
２つの条件が求められる。

【００３８】第一の条件は帯域制限多値波形Ｖｐ及びＶ
ｑの値に符号間干渉を付加しないことである。言い換え
ると帯域制限多値波形Ｖｐ及びＶｑの値は、インパルス
列Ｖｘ及びＶｙの場所においてはインパルス列Ｖｘ及び
Ｖｙと同じ電圧となることが要求される。すなわち、帯
域制限多値波形Ｖｐ及びＶｑを所定の時間間隔Ｔでサン
プリングすることにより、インパルス列Ｖｘ及びＶｙが
復元できなければならない（図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）
を参照）。第二の条件は、所定の周波数帯域Ｆｙに周波
数制限されていることである。すなわち帯域制限多値波
形Ｖｐ及びＶｑのスペクトルを観測すると、周波数Ｆｙ
を超える周波数成分は充分に小さい値となっていること
が必要となる。なお、このような周波数特性の一例を、
図５（Ａ）に示す。

【００３９】そこで、上述した二つの条件を満足するロ
ーパスフィルタ４５及びローパスフィルタ４６として
は、Raised Cosine 特性あるいはナイキスト特性と呼ば
れる特性が知られている。Raised Cosine 特性を持つロ
ーパスフィルタを適用することにより、図４（Ｃ）及び
図４（Ｄ）に模式的に示したような、符号間干渉が無
く、なおかつ所定の帯域Ｆｙに制限されている波形が得
られる。また、Raised Cosine 特性以外であっても、第
一と第二の条件を満足する特性のローパスフィルタであ
れば適用することができる。

【００４０】図３において、キャリア発生回路４２は、
周波数Ｆ１のキャリア信号を発生し＋４５°位相シフト
回路４３、及びー４５°位相シフト回路４４に供給す
る。＋４５°位相シフト回路４３から得られるキャリア
信号Ｓ１、及び−４５°位相シフト回路４４から得られ
るキャリア信号Ｓ２は、次の式（１）（２）として表せ
るような信号となる。なお、式（１）（２）において、
ここでＡは定数を、ｔは時間を表している。Ｓ１＝Ａ・ｓｉｎ（２π・Ｆ１・ｔ） ……（１）Ｓ２＝Ａ・ｃｏｓ（２π・Ｆ１・ｔ） ……（２）また、キャリア発生回路４２の発振周波数Ｆ１は、以下
の式（３）を満足するように設定される。Ｆ１＞Ｆｙ ……（３）

【００４１】また、＋４５°位相シフト回路４３から得
られるキャリア信号Ｓ１、及び−４５°位相シフト回路
４４から得られるキャリア信号Ｓ２は、乗算回路４７及
び４８に入力される。乗算回路４７及び４８は、それぞ
れキャリア信号Ｓ１、Ｓ２と帯域制限多値波形Ｖｐ及び
Ｖｑとの積の演算を行う。これらの結果、乗算回路４７
及び４８から得られる信号のスペクトルは、図５（Ｂ）
に示すようなスペクトルが得られる。この信号は、以下
の式（４）のような周波数帯域に制限されている。Ｆ１−Ｆｙ＜周波数帯域＜Ｆ１＋Ｆｙ ……（４）なお、これ以降の説明を簡単にするため、最大の周波数
成分であるＦ１＋Ｆｙ＝ＦM として説明する。

【００４２】次に、ＰＬＬ回路４００は、いわゆるフェ
ーズロックループ回路で構成され、キャリア発生回路４
２の発振周波数Ｆ１に同期して周波数を逓倍してパイロ
ットキャリア信号Ｆ０を発生する。ここで、パイロット
キャリア信号Ｆ０は、ディスク再生時にキャリア信号Ｆ
１等を復元するために用いられる信号であり、その周波
数Ｆ０は、以下の式（５）を満足するように設定され
る。Ｆ０＞ＦM ……（５）このような式（５）を満足するようにＦ０が設定される
ことにより、パイロットキャリア信号Ｆ０と記録信号の
スペクトルが分離され、互いに干渉することが無くな
る。

【００４３】なお、本例においては、以降の説明を簡単
にするため、Ｆ０＝２・Ｆ１として説明する。つまり、
ＰＬＬ回路４００は、キャリア信号Ｆ１を２逓倍して出
力するものとする。また、乗算回路４７及び４８の出力
は、加算回路４９により加算される。すなわち、加算回
路４９の出力ＳＣは、以下の式（６）のような信号が得
られる。ＳＣ（ｔ）＝Vp（ｔ） sin（２π・Ｆ１・ｔ）＋Vq（ｔ） cos（２π・Ｆ１・ｔ） ……（６）

【００４４】以上により、４ビットディジタル信号ｂ
０、ｂ１、……ｂ３の値に応じて変調されたＱＡＭ変調
信号ＳＣが得られる。このようなＱＡＭ変調信号ＳＣを
図４（Ｅ）に模式的に示す。また、図５（Ｂ）に示すＱ
ＡＭ変調信号ＳＣのスペクトラムで判るように、ＱＡＭ
変調信号ＳＣは、上述した式（３）を満足するために直
流成分を含んでいない。また、ＱＡＭ変調信号ＳＣにお
ける最高の周波数成分ＦM は（Ｆ１＋Ｆｙ）になるよう
に帯域制限されている。このように本例の方式において
は、信号の周波数帯域にあらかじめ制限を与えている。

【００４５】また、多値変調回路４は、乗算回路４０１
及び４０２の出力を加算回路４０３により加算すること
により、以下の式（７）に示されるような理想ＱＡＭ信
号ＳＸを演算して出力する。ＳＸ（ｔ）＝Vp（ｔ） cos（２π・Ｆ１・ｔ）＋Vq（ｔ） sin（２π・Ｆ１・ｔ） ……（７）多値変調回路４から得られたＱＡＭ変調信号ＳＣは、位
相変調回路６により所定の周波数Ｆ０キャリア信号に対
して位相変調が施され、位相変調信号ＳＤとして出力さ
れる。すなわち、次の式（８）に示す演算が位相変調回
路６により施される。ＳＤ（ｔ）＝Ｂ・ cos（２π・Ｆ０・ｔ＋ｍ・ＳＣ（ｔ）） ……（８）ただしＢとｍは所定の定数である。

【００４６】ここで、定数ｍとＳＣ（ｔ）の最大値との
積が１．５よりも小さくなるように定数ｍが定められ
る。このようにｍを小さく保つことにより、位相変調信
号ＳＤの周波数帯域を制限することができる。図６
（Ａ）に模式的に示すように、このような位相変調信号
ＳＤは、一定振幅の波形となっている。また、波形のゼ
ロクロス点の位置がＱＡＭ変調信号ＳＣにより異なって
いる。位相変調信号ＳＤは、変調指数ｍとＳＣ（ｔ）の
最大値の積が小さい場合に、以下の式（９）に示すよう
に近似することことができる。ＳＤ（ｔ）≒ Ｃ・ cos（２π・Ｆ０・ｔ） −Ｄ・Vq（ｔ）・ｍ・sin(２π・F1・ｔ) −Ｄ・Vp（ｔ）・ｍ・cos(２π・F1・ｔ) −Ｄ・Vp（ｔ）・ｍ・sin(２π・(F0 + F1) ・ｔ) ＋Ｄ・Vq（ｔ）・ｍ・cos(２π・(F0 + F1) ・ｔ) −Ｅ・ＳＣ² （ｔ）・cos(２π・F0・ｔ) ……（９）ただし、Ｃ、Ｄ、Ｅは定数であり、Ｆ１＝Ｆ０−Ｆ１の
関係を用いている。

【００４７】ここで、式（９）における第一項は周波数
Ｆ０のキャリア信号を表している。この信号成分はディ
スクの再生時にＰＬＬ回路において使われる。また、式
（９）における第二項及び第三項は、記録したい信号成
分であるＶｐとＶｑを表していて、Ｆ０のキャリアより
も低い周波数側に存在している。なお、この第二項及び
第三項の信号は、式（７）において説明した理想ＱＡＭ
信号ＳＸと同じ波形をしている。また、式（９）におけ
る第四項及び第五項は、記録したい信号成分であるＶｐ
とＶｑを表しており、Ｆ０のキャリアよりも高い周波数
側に存在している。さらに式（９）における第六項は、
信号の２次歪みをあらわしており、今回の記録において
はノイズとして考えられる。

【００４８】このような式（９）のスペクトルを図５
（Ｃ）に示す。このスペクトルで判るように、第一項は
Ｆ０を中心とするキャリアであり、第二項〜第五項はキ
ャリアＦ０の両側の側帯波として観測される。さらに第
六項の成分はスペクトル全域に渡るノイズとして観測さ
れる。なお、式（７）は近似式であって、実際はさらに
高次の成分が発生している。これらの高次の成分も第六
項の成分と同じようにノイズと考えられる。２値化補正
回路７は、位相変調信号ＳＤと理想ＱＡＭ信号ＳＸを使
って２値化パルスＳＥを出力する。

【００４９】図７は、このような２値化補正回路７の一
例を示すブロック図である。コンパレータ６１は、入力
された位相変調信号ＳＤを、所定のレベル（例えばゼ
ロ）と比較することにより、２値化信号ＢＤとして出力
する。例えば、図６（Ａ）に示された位相変調信号ＳＤ
が、ゼロレベルと大小比較されることにより、２値化信
号ＢＤとして図６（Ｂ）に例示するような波形に変換さ
れている。ここで２値化再生信号ＢＤの値は、（＋１）
または（−１）の２種類のレベルを取るものとする。こ
のように２値化を行うことにより、信号波形は大きく歪
むので高調波成分が発生する。この様子を図５（Ｄ）に
示す。この信号波形は図５（Ｃ）の波形に比較して、さ
らに歪みによるノイズ成分が重畳されて増加しているこ
とが判る。

【００５０】バンドパス・フィルタＢＰＦ６２は、この
ようなスペクトラム成分の中から、式（９）における第
二項と第三項の周波数成分を抽出する。すなわち、図５
（Ｄ）においてバンドパス・フィルタ通過領域として示
した周波数帯域のみを通過させ、それ以外の周波数成分
を除去する。バンドパス・フィルタＢＰＦ６３は、ＢＰ
Ｆ６２と全く同様の特性を持つフィルタであり、理想Ｑ
ＡＭ信号ＳＸから所定の周波数帯域のみを選択的に抽出
して出力する。なお、これ以降の説明のために、ＢＰＦ
６２及びＢＰＦ６３の特性をインパルス応答 g(t) と表
記する。

【００５１】乗算器６４は、ＢＰＦ６３を通過した信号
に所定の定数αを乗じて出力する。また、引き算算回路
６６は、ＢＰＦ６２の出力と乗算器６４の出力の差を演
算する。すなわち、引き算回路６６の出力信号Ｖｄは、
以下の式（１０）で表すことができる。Ｖｄ（ｔ）＝ＢＰＦ（二値化したＳＤ（ｔ））−ＢＰＦ（α・ＳＸ（ｔ）） ……（１０）２値化補正回路７の目的は、このような差信号Ｖｄがで
きるだけ小さくなるように、２値化再生信号ＢＤを補正
して出力することである。言い換えると、バンドパスフ
ィルタ６２の通過帯域内で、理想ＱＡＭ信号ＳＸにでき
るだけ近くなるような２値化再生信号ＢＤを求めて出力
する。

【００５２】発振回路６５は、水晶発振回路等で構成さ
れ、高い周波数のクロックＸＣＫを発振して２値化補正
回路７の各部に供給する。フリップフロップ６７は、ク
ロックＸＣＫが変化する毎にコンパレータ６１の出力か
ら得られる２値化再生信号ＢＤをサンプリングし、Ｂｄ
（ｎ）として出力する。なお、これ以降の説明におい
て、ｎはクロックの数を表すことにする。ＡＤ変換器６
８も同様に、クロックＸＣＫの変化点毎に差信号Ｖｄを
ディジタルの値に変換し、Ｖｄ（ｎ）として後段の回路
に供給する。

【００５３】エッジ補正回路６０Ａ及び６０Ｂは、それ
ぞれ同一構成の回路である。エッジ補正回路６０Ａは、
差信号Ｖｄ（ｎ）のエネルギが小さくなるように２値化
再生信号ＢＤ（ｎ）のエッジ位置を１クロックだけずら
してＢｄ’（ｎ）として出力する。また、カスケード接
続を可能とするために、差信号Ｖｄ（ｎ）に適当な遅延
を与えてＶｄ’（ｎ）として出力する。エッジ補正回路
６０Ｂは、エッジ補正回路６０Ａと同じに構成され、エ
ッジ補正回路６０Ａにカスケード接続されていて、エッ
ジ補正回路６０Ａの出力に更に補正を加えることによ
り、信号品質をさらに良好にする。このようにエッジ補
正回路６０Ａ、６０Ｂは、何段ものカスケード接続する
ことにより、信号品質を一段と向上させる。

【００５４】図８は、このようなエッジ補正回路６０Ａ
の構成を示すブロック図である。同図において、このエ
ッジ補正回路６０Ａに入力された２値化再生信号ＢＤ
（ｎ）は、クロックＸＣＫの単位でフリップフロップ６
１０〜６１４により順次シフトされていく。また、差信
号Ｖｄ（ｎ）に関しても同様に、フリップフロップ６２
０〜６２４及びフリップフロップ６５０〜６５４により
順次シフトが与えられていく。

【００５５】エッジ判定回路６０１は、フリップフロッ
プ６１２の出力に２値化再生信号ＢＤ（ｎ）のエッジが
現れたことを検出してエッジパルスＥＰを出力する。す
なわち、図に示すようにフリップフロップ６１０〜６１
４の各出力が（−１、−１、−１、＋１、＋１）となっ
ていた場合には、ちょうど立ち下がりエッジがフリップ
フロップ６１２の出力に検出された瞬間であるから、エ
ッジパルスＥＰを出力する。また、これとは逆に、（＋
１、＋１、＋１、−１、−１）であった場合において
は、立ち上がりエッジがフリップフロップ６１２の出力
に現れた瞬間であるから、同様にしてエッジ検出パルス
ＥＰを出力する。

【００５６】二乗回路６３０〜６３４は、入力された差
信号Ｖｄ（ｎ）の二乗を計算し、出力する。総和回路６
３９は、二乗回路６３０〜６３４の出力の総和を求め、
誤差パワーＰｐ（ｎ）として出力する。このようにして
求められる誤差パワーＰｐ（ｎ）は、図９に示す式（１
１）のように示すことができる。なお、ここでＭは演算
を行う長さである。以上説明したようにして得られる誤
差パワーＰｐ（ｎ）は、２値化再生信号ＢＤに変更を与
えなかった場合の差信号Ｖｄのエネルギと考えることが
できる。

【００５７】また、２倍反転回路６０９は、フリップフ
ロップ６１２の出力レベル（＋１またはー１）に対し
て、定数（−２）を乗じて出力する。すなわち、フリッ
プフロップ６１２の出力レベルが＋１であった場合、２
倍反転回路６０９の出力には、−２が出力される。同様
にフリップフロップ６１２の出力レベルがー１であった
場合、２倍反転回路６０９の出力には、＋２が出力され
る。すなわち、２倍反転回路６０９の出力には、フリッ
プフロップ６１２の出力が反転した場合におけるフリッ
プフロップ６１２の出力変化に相当するレベルが現れ
る。

【００５８】２倍反転回路６０９の出力は、乗算回路６
４０〜６４４に入力される。乗算回路６４０〜６４４の
別の入力には、先に説明したＢＰＦ６２及びＢＰＦ６３
のインパルス応答ｇ（ｔ）が、それぞれ定数として接続
されている。すなわち、クロックＸＣＫの間隔をΔ秒と
したときに、乗算回路６４０には、ｇ（−２・Δ）が接
続されている。同様にして乗算回路６４１にはｇ（−
Δ）が、乗算回路６４２〜６４４には、それぞれ、ｇ
（０）、ｇ（Δ）、ｇ（２・Δ）の各定数が接続されて
いる。

【００５９】各乗算回路６４０〜６４４は、それぞれ２
種類の入力の積を演算して出力し、乗算回路６４０〜６
４４の各出力は、加算回路６５５〜６５９にそれぞれ入
力される。加算回路６５５〜６５９の別の入力端子に
は、フリップフロップ６５０〜６５４の出力が接続され
ている。これらの結果、加算回路６５５〜６５９の出力
には遅延されたＶｄ（ｎ）と、乗算回路６４０〜６４４
の和が得られる。

【００６０】二乗回路６６０〜６６４は、加算回路６５
５〜６５９の二乗を計算し、出力する。総和回路６７０
は、二乗回路６６０〜６６４の出力の総和を求め、エッ
ジ反転誤差パワーＰｑ（ｎ）として出力する。このよう
にして求められるエッジ反転誤差パワーＰｑ（ｎ）は、
フリップフロップ６１２の出力をＢｄ（ｎ）とすると、
図９に示す式（１２）のように示すことができる。ま
た、エッジ反転誤差パワーＰｑ（ｎ）は、２値化再生信
号ＢＤのエッジ部分を反転した場合における差信号Ｖｄ
のエネルギである。

【００６１】また、コンパレータ６０９は、総和回路６
３９から得られる誤差パワーＰｐ（ｎ）と、総和回路６
７０から得られるエッジ反転誤差パワーＰｑ（ｎ）との
大小比較を行う。すなわち、コンパレータ６０９は、２
値化再生信号Ｂｄのエッジを反転した場合と、反転しな
かった場合において、どちらが理想波形に近づいている
かを判定して出力する。また、アンド回路６０８は、エ
ッジ判定回路６０１からエッジ検出パルスＥＰが出力さ
れ、なおかつコンパレータ６０９の反転結果が、誤差パ
ワーＰｐ（ｎ）＞エッジ反転誤差パワーＰｑ（ｎ）であ
る場合にレベル１を出力する。また、イクスクルーシブ
・オア回路６０５は、アンド回路６０８の出力がレベル
１であった場合に、フリップフロップ６１２の出力を反
転する。すなわち、エッジ部分を反転することにより誤
差パワーが減少する場合においては、エッジ部分の２値
化波形が反転される。このようにして２値化信号は次第
に変化して理想波形に近づいていく。

【００６２】以上に述べたように構成することにより、
エッジ補正回路６０Ａの出力として得られる補正２値信
号Ｂｄ’（ｎ）は、バンドパスフィルタ６２を通して評
価した場合に、より理想ＱＡＭ信号ＳＸとの差が小さく
なるようにエッジ位置が補正されている。エッジ補正回
路６０Ｂは、同様の操作を繰り返し行うことにより、２
重補正２値信号Ｂｄ”（ｎ）を出力する。２重補正２値
信号Ｂｄ”（ｎ）は、さらに理想ＱＡＭ信号ＳＸに近づ
いた２値信号となっている。なお、本例では２段構成と
して説明してあるが、必要であればさらに多くの段数だ
けエッジ補正回路６０Ａと等価な演算が繰り返し行わ
れ、最終段の出力から２値化パルスＳＥが出力される。

【００６３】２値化パルスＳＥの波形を図６（Ｃ）に示
す。この図で明らかなように、単純に２値化することに
より得られた２値化再生信号ＢＤ（図６（Ｂ））に比較
して、エッジの位置が微妙にシフトされている。ここ
で、２値化パルスＳＥのスペクトルを観測すると、図５
（Ｄ）に図示するように、バンドパスフィルタ６２の通
過帯域に飛び込んでいたノイズの成分が低減されてい
る。

【００６４】図１において、データセレクタ１３により
アドレス情報が周期的に挿入された後に、２値化パルス
ＳＥに応じてレーザ光線Ｌ０をオン・オフすることによ
り、ピット列が形成されるようにディスク原盤１７に記
録がなされる。このようにしてディスク原盤１７に刻ま
れたピット列を２値化パルスＳＥと対応させると、例え
ば図６（Ｄ）に示すような形状となっている。ここで、
キャリア信号Ｆ０で定まる平均周期でピットが繰り返し
記録され、エッジ位置がずれることにより、バンドパス
フィルタの帯域内に発生するノイズが低減されるように
されている。

【００６５】先に説明したように、ピット列の平均間隔
ＤがトラックピッチＰの半分以下となるように、周波数
Ｆ０としては充分高い周波数が使われている。このよう
な記録を行うことにより、再生の光ピックアップで定ま
る周波数帯域を有効利用して多値情報を記録・再生する
ことが可能となる。また、本例において光変調器１４に
入力される信号は２値の波形であるので、光変調器１４
の非線形性や、フォトレジストの非線形性などにより記
録・再生信号が影響されることがなく、常に良好な信号
を記録・再生することが可能となっている。

【００６６】図１０は、本実施の形態に係る光ディスク
再生装置３の構成例を示すブロック図である。以下、こ
の図１０を参照し、上述のようにしてＱＡＭ変調信号Ｓ
Ｃが位相変調された後、２値の情報としてピット列を形
成している光ディスク２を再生する光ディスク再生装置
３について説明する。この光ディスク再生装置３におい
て、光ディスク２は、スピンドルモータ１３１によって
回転される。スピンドルモータ１３１は、サーボ回路１
３５により所定の回転数で回転するように制御が行われ
ている。また、光ピックアップ７も、サーボ回路１３５
によってフォーカス・トラッキングなど所定の動作をす
るように制御される。光ピックアップ１０７から照射さ
れたレーザ光線は、光ピックアップ７内部の回折格子に
より３つのスポットに分割されて光ディスク２を照射
し、再び光ピックアップ１０７に戻る。光ディスク２に
より反射された光線の一部分は、光ピックアップ１０７
内部の複数のディテクタにより検出される。この信号
は、マトリックス演算回路１３３に入力される。

【００６７】マトリックス演算回路１３３は、オペレー
ショナル・アンプリファイヤなどで構成され、複数のデ
ィテクタから得られた検出信号からＨＦ（High Frequen
cy）信号、トラックエラー信号（ＴＫ）、フォーカスエ
ラー信号（ＦＳ）などの信号を演算する。トラックエラ
ー信号（ＴＫ）とフォーカスエラー信号（ＦＳ）はサー
ボ回路１３５に送られ、それぞれトラッキング、及びフ
ォーカスサーボが正しく得られるように制御が行われ
る。また、ＨＦ信号はアドレス復号回路１３７に送ら
れ、アドレス情報が検出されて図示しないシステムコン
トローラに送られ、光ピツクアッブ７のアクセスなどが
行われる。

【００６８】また、バンドパスフィルタ１３８は、ＨＦ
信号のうち、周波数Ｆ０近辺の狭い周波数成分だけを通
過させることにより、パイロットキャリア信号Ｆ０を抜
き取りＰＬＬ回路１３４に供給する。ＰＬＬ回路１３４
はフェーズロックループ回路で構成され、パイロットキ
ャリア信号Ｆ０の周波数を２分の１に低下させて変調キ
ャリア信号Ｆ１を復元し、復号回路１０６に供給する。
また、ＨＦ信号は、バンドパスフィルタ１３６に供給さ
れる。バンドパスフィルタ１３６は、光ディスク記録装
置１で説明したバンドパスフィルタ６２及び６３と同等
の作用をＨＦ信号に行う。

【００６９】図１２は、本例の光ディスク２に記録され
た信号のスペクトラムを示す説明図である。これまで説
明してきたように、図１２（Ａ）に示すような信号が光
ディスク２にはピット列として記録されている。しか
し、再生する際に用いる光ピックアップ１０７の空間分
解能（ＭＴＦ）の影響により、図１２（Ｂ）に示すよう
な特性が乗算される。この結果は、例えば図１２（Ｃ）
に示すようなスペクトルとなって、ＨＦ信号として検出
される。そこで、バンドパスフィルタ１３６は図１２
（Ｃ）において「ＢＰＦ通過帯域」として示した周波数
領域だけを通過させることにより、上述した式（９）の
第二項と第三項の成分だけを通過させる。

【００７０】ＨＦ信号は、イコライザ１３９に入力され
る。イコライザ１３９は、主に光ピツクアッブ１０７の
周波数特性（ＭＴＦ）を補正して出力する。イコライザ
１３９を用いることにより、光ピツクアッブ１０７によ
り発生する周波数特性の劣化をほぼ完全に除去すること
ができる。このようにしてイコライザ１３９の出力に
は、ＭＴＦの影響が取り除かれて、式（９）の第二項と
第三項の成分が復元される。

【００７１】復号回路１０６は、ＨＦ信号及びＰＬＬ回
路１３４からのキャリア信号Ｆ１に基づいて記録された
情報を復号し、ビット数変換回路１０８に供給する。ビ
ット数変換回路１０８は、復号回路１０６からの４ビッ
ト幅のデータを８ビット幅に変換し、信号ＳＦとしてＥ
ＣＣ回路１３６に供給する。ＥＣＣ回路１３６は、記録
時の符号化において付加されたＥＣＣ（Error Correcti
ng Code ）に基づいて、復号回路１０６から出力される
８ビット幅信号ＳＦ中の誤りを訂正する。このような誤
りは、例えば光ディスク２上のディフェクト等に起因し
て生じるものである。

【００７２】このようにしてＥＣＣ回路１３６の出力か
ら得られる信号は、記録装置から出力された情報と等し
くなっている。従って、例えば本再生装置をコンパクト
ディスクプレイヤと同じような用途に適用する場合にお
いては、ＥＣＣ回路１３６の出力にＤＡコンバータとス
ピーカを接続することにより、スピーカから音楽信号が
再生される。

【００７３】図１１は、復号回路１０６の内部構成を示
すブロック図である。バンドパスフィルタ１３６とイコ
ライザ１３９により補正された信号Ｈｑと、キャリア信
号Ｆ１は、乗算回路１６３により乗算される。この結
果、Ｈｑ信号のスペクトラムは周波数原点付近に移動す
る。乗算回路１６３の出力はヒルベルト変換器１６４に
入力される。ヒルベルト変換器１６４は、フーリエ変換
器などで構成され、入力された信号の周波数成分から実
部と虚部を分離してそれぞれＵｘとＵｙとして出力す
る。この結果得られるＵｘは、図３において説明した帯
域制限多値波形Ｖｐにほぼ等しくなっている。また、Ｕ
ｙは、同じく帯域制限多値波形Ｖｑに等しくなってい
る。従って、ＵｘとＵｙを所定の周期Ｔでサンプリング
することにより、記録された多値情報を復元することが
できる。

【００７４】ヒルベルト変換器１６４の出力Ｕｘ及びＵ
ｙは、それぞれ４値復号回路１６５及び１６６に接続さ
れる。４値復号回路１６５及び１６６は、入力された信
号を所定の間隔Ｔ毎に３つのスレッシュホールドレベル
と比較することにより、４段階の情報のいずれであるか
を判定する。４値復号回路１６５及び１６６は、このよ
うにして得られた判定結果を基にして、記録された２ビ
ット情報（ｂ０、ｂ１）もしくは（ｂ２、ｂ３）を復号
して出力する。

【００７５】このようにして復号された情報は、ビット
数変換回路１０８によりビット数の単位を８ビットに揃
えて８ビット幅のデータＳＦとして出力される。ビット
数変換回路１０８の出力ＳＦは、ＥＣＣ回路１３６によ
りディスク上のディフェクトや欠陥などの影響が除去さ
れ、出力される。ＥＣＣ回路１３６より得られる出力信
号は、光ディスク記録装置１において記録した情報と、
ディフェクトなどの影響を除き同一となっている。

【００７６】以上のような実施の形態においては、ＱＡ
Ｍ変調信号などの符号間干渉が除去されている信号を記
録・再生するので、符号間干渉の影響を受けず多値の復
号が従来技術に比較して安定かつ正確に行われる。この
結果、記録密度を向上させることが可能となる。また、
この実施の形態においては、記録・再生信号の直流成分
が抑圧されているので、光ディスクで一般に観測される
直流成分の変動にも極めて強くなっている。さらに、こ
の実施の形態では、多値の情報が短い周期で繰り返され
るピット列として記録されているので、従来のフォトレ
ジス等をそのまま使ってＱＡＭ変調信号などのアナログ
波形を記録・再生することが可能となっている。

【００７７】なお、以上の例においては、情報を周期的
に配置したピット列の長さ及び位置変化として記録した
が、本発明はこれに限定されるものでなく、ピット列の
代わりに、例えば相変化（ＰＣ）や、光磁気（ＭＯ）な
どのマークを使うことも、もちろん可能である。また、
以上の例においては、レーザ光線を光源に用いた記録装
置を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるもの
でなく、レーザ光線に代えて例えば電子線露光装置を用
いることも、もちろん可能である。さらに、以上の例に
おいては、変調方式としてＱＡＭ変調を用いた。しか
し、符号間干渉が除去され、周波数帯域が制限された多
値の変調方式であれば方式を問わずに使用することがで
きる。なお、このような変調方式としては、例えばＴＣ
Ｍ（Trellis Coded Modulation）、ＯＦＤＭ（Orthogon
al Frequency DomainMultiplexing）等、多数知られて
いる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光デ
ィスク媒体によれば、記録信号の直流成分と符号間干渉
を完全に除去することができるＱＡＭなどのディジタル
変調を施した場合のアナログ波形を、平均間隔Ｄ毎に記
録されたピットまたはマークの長さ及びタンジェンシャ
ル方向の位置変化として記録することができることか
ら、光ディスクの帯域を有効に使って、高速で変化する
アナログ波形を記録・再生することが可能となる。この
結果、上述した符号間干渉と直流成分の問題を解決し、
なおかつ有効な周波数領域全体を使って高密度の記録が
可能となり、従来よりもはるかに高い記録密度を実現す
ることが可能となる。

【００７９】また、本発明による光ディスク記録装置に
よれば、信号の歪みなどの発生を抑圧した状態で、ＱＡ
Ｍなどのディジタル変調波形を記録することが可能とな
る。また本発明の光ディスク記録装置では、ピックアッ
プの再生可能な周波数帯域幅を全て有効利用して良好な
信号品質の信号を記録することが可能となる。この結
果、上述した符号間干渉と直流成分の問題を解決し、な
おかつ有効な周波数領域全体を使って高密度の記録が可
能である。従って従来よりもはるかに高い記録密度を実
現することが可能となる。

【００８０】また、本発明による光ディスク記録方法に
よれば、信号の歪みなどの発生を抑圧した状態で、ＱＡ
Ｍなどのディジタル変調波形を記録することが可能とな
るので、ピックアップの再生可能な周波数帯域幅を全て
有効利用することが可能となる。この結果、上述した符
号間干渉と直流成分の問題を解決し、なおかつ有効な周
波数領域全体を使って高密度の記録が可能であり、従来
よりもはるかに高い記録密度を実現することが可能とな
る。

【００８１】また本発明による光ディスク再生装置で
は、上述した本発明の光ディスク媒体からディスクの回
転揺らぎの影響を取り除いて、ＱＡＭ変調等を用いて記
録されたアナログ波形を歪み無く再生することができ
る。この結果、高い密度で記録されたデータをエラーの
無い状態で再生することを可能となり、従来よりもはる
かに高い記録密度の光ディスク再生装置を実現すること
が可能となる。

【００８２】また本発明による光ディスク再生方法にお
いても、上述した本発明の光ディスク媒体からディスク
の回転揺らぎの影響を取り除いて、ＱＡＭ変調等を用い
て記録されたアナログ波形を歪み無く再生することがで
きる。この結果、高い密度で記録されたデータをエラー
の無い状態で再生することを可能となり、従来よりもは
るかに高い記録密度の光ディスク再生方法を実現するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスクを作成す
る光ディスク記録装置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態による光ディスクのトラッ
クピッチとピット間隔の関係を模式的に説明する概念図
である。

【図３】図１に示す光ディスク記録装置における多値変
調回路の構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示す多値変調回路の動作を模式的に示す
説明図である。

【図５】本発明の実施の形態によって形成される各信号
のスペクトラムを示す説明図である。

【図６】本発明の実施の形態により形成される各信号の
波形とピット形状との関係を模式的に説明する図であ
る。

【図７】図１に示す光ディスク記録装置における２値化
補正回路の構成を示すブロック図である。

【図８】図７に示す２値化補正回路におけるエッジ補正
回路の構成例を示すブロック図である。

【図９】本発明の実施の形態で用いる演算式の一部を示
す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態に係る光ディスク再生装
置を示すブロック図である。

【図１１】図１０に示す光ディスク再生装置における復
号回路の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施の形態によって光ディスクに記
録された信号スペクトラムを示す説明図である。

【符号の説明】

１……光ディスク記録装置、２……光ディスク、３……
光ディスク再生装置、４……多値変調回路、６……位相
変調回路、７……２値化補正回路、６０Ａ、６０Ｂ……
エッジ補正回路、１０６……復号回路。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 20/10 ３２１Ｇ１１Ｂ 20/10 ３２１ＺＦターム(参考） 5D029 WA17 WA20 WC09 WD10 5D044 BC04 CC05 CC06 DE12 5D090 AA01 BB04 CC01 CC04 CC14 CC16 EE02 EE13 GG02 HH01 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピット列あるいはマーク列がスパイラル
あるいは同心円状のトラックを形成することにより、多
値のディジタル情報が記録された光ディスク媒体におい
て、前記多値のディジタル情報は、平均間隔Ｄ毎に記録され
た前記ピットまたはマークの長さ及びタンジェンシャル
方向の位置変化として記録されていて、前記ピットまたはマークの平均間隔Ｄがトラックピッチ
Ｔｐに対して、Ｔｐ＞Ｄ＞０．７５Ｔｐの関係を満たしている、ことを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項２】前記多値のディジタル情報は、予め直流
成分及び所定の周波数ＦM を超える成分が除去されてい
ることを特徴とする請求項１記載の光ディスク媒体。
【請求項３】前記周波数ＦM は、前記光ディスク媒体
の記録あるいは再生の線速度をＶ（ｍ／秒）としたとき
に、ＦM ＜（Ｖ÷Ｄ）の関係を満たしていることを特徴とする請求項２記載の
光ディスク媒体。
【請求項４】前記多値のディジタル情報は、直交振幅
変調またはＱＡＭであることを特徴とする請求項１記載
の光ディスク媒体。
【請求項５】光ディスク媒体に光学的手段によりレー
ザ光線を集光させて照射し、同心円状もしくはスパイラ
ル状に形成されたトラックを形成してディジタル情報を
記録する光ディスク記録装置において、前記ディジタル情報に基づいて、直流成分が抑圧され、
かつ周波数帯域が所定の周波数ＦM 以下に制限された多
値の変調信号ＳＣ（ｔ）を作成する多値変調手段と、前記周波数ＦM 以上の周波数Ｆ０のキャリア信号を発生
させるキャリア発生手段と、前記帯域制限された多値の変調信号により前記キャリア
信号を位相変調することにより位相変調信号ＳＤ（ｔ）
を発生する位相変調手段と、前記位相変調信号ＳＤ（ｔ）を補正することにより２値
信号ＳＥ（ｔ）を作成する信号補正手段と、前記２値信号ＳＥ（ｔ）に応じて前記レーザ光線を変調
する光変調手段と、を含んで構成されることを特徴とする光ディスク記録装
置。
【請求項６】前記位相変調手段は、Ａ、Ｂ、ｍをそれ
ぞれ任意の定数としたときに、ＳＤ（ｔ）＝Ａ・ｓｉｎ（２π・Ｆ０・ｔ＋ｍ・ＳＣ
（ｔ）+ Ｂ）またはこれと等価な演算を行なう手段であり、前記定数ｍとＳＣ（ｔ）の最大値との積が１．０以下で
あることを特徴とする請求項５記載の光ディスク記録装
置。
【請求項７】前記光変調手段は、前記レーザ光線をオ
ン・オフする光変調手段であることを特徴とする請求項
５記載の光ディスク記録装置。
【請求項８】前記信号補正手段は、所定の周波数帯域
内において所望の信号にできるだけ近い信号が得られる
ように、前記位相変調信号ＳＤ（ｔ）の変化点位置を調
整することによって前記２値信号ＳＥ（ｔ）を得るよう
に構成された手段であることを特徴とする請求項５記載
の光ディスク記録装置。
【請求項９】前記多値変調手段は、ＱＡＭ変調手段で
あることを特徴とする請求項５記載の光ディスク記録装
置。
【請求項１０】光ディスク媒体に光学的手段によりレ
ーザ光線を集光させて照射し、同心円状もしくはスパイ
ラル状に形成されたトラックを形成してディジタル情報
を記録する光ディスク記録方法において、前記ディジタル情報に基づいて、直流成分が抑圧され、
かつ周波数帯域が所定の周波数ＦM 以下に制限された多
値の変調信号ＳＣ（ｔ）を作成し、前記周波数ＦM 以上の周波数Ｆ０のキャリア信号を発生
させ、前記帯域制限された多値の変調信号により前記キャリア
信号を位相変調することにより位相変調信号ＳＤ（ｔ）
を発生し、前記位相変調信号ＳＤ（ｔ）を補正することにより２値
信号ＳＥ（ｔ）を作成し、前記２値信号ＳＥ（ｔ）に応じて前記レーザ光線を変調
するようにした、ことを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１１】平均周期Ｄで繰り返し記録されたピッ
ト列もしくはマーク列がスパイラルもしくは同心円のト
ラックを形成して多値のディジタル情報が記録されたデ
ィスク媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて
再生用光スポットとして照射し、前記再生用光スポット
が前記ディスク媒体により反射または回折されたレーザ
光線を電気信号として検出することにより前記ディスク
媒体上に記録された情報を読み出す光ディスク再生装置
において、前記電気信号において平均周期Ｄで繰り返されるピット
列の成分を取り出す第一のバンドパスフィルタ手段と、前記電気信号から平均周期Ｄで繰り返されるピット列の
成分を除去する第二のバンドパスフィルタ手段と、前記第一のバンドパスフィルタの出力から前記ディスク
媒体の回転揺らぎなどに起因する時間軸の揺らぎ情報を
取り出す位相検出手段と、前記時間軸の揺らぎ情報に基づいて前記第二のバンドパ
スフィルタの出力を復号して多値のアナログ情報を得る
第一の復号手段と、前記多値のアナログ情報を量子化することによりディジ
タル復号出力を得る量子化手段と、を含んで構成されることを特徴とする光ディスク再生装
置。
【請求項１２】前記第二のバンドパスフィルタ手段に
加え、電気信号の周波数特性を補正するイコライザ手段
を含むことを特徴とする請求項１１記載の光ディスク再
生装置。
【請求項１３】直交振幅変調復号手段またはＱＡＭ復
号手段を含むことを特徴とする請求項１１記載の光ディ
スク再生装置。
【請求項１４】平均周期Ｄで繰り返し記録されたピッ
ト列もしくはマーク列がスパイラルもしくは同心円のト
ラックを形成して多値のディジタル情報が記録されたデ
ィスク媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて
再生用光スポットとして照射し、前記再生用光スポット
が前記ディスク媒体により反射または回折されたレーザ
光線を電気信号として検出することにより前記ディスク
媒体上に記録された情報を読み出す光ディスク再生方法
において、前記電気信号において平均周期Ｄで繰り返されるピット
列の成分を第一のバンドパスフィルタ手段によって取り
出し、前記電気信号から平均周期Ｄで繰り返されるピット列の
成分を第二のバンドパスフィルタ手段によって除去し、前記第一のバンドパスフィルタの出力から前記ディスク
媒体の回転揺らぎなどに起因する時間軸の揺らぎ情報を
取り出し、前記時間軸の揺らぎ情報に基づいて前記第二のバンドパ
スフィルタの出力を復号して多値のアナログ情報を取得
し、前記多値のアナログ情報を量子化することによりディジ
タル復号出力を得るようにした、ことを特徴とする光デ
ィスク再生方法。