JP2004145918A

JP2004145918A - Information recorder and information reproducing device

Info

Publication number: JP2004145918A
Application number: JP2002306802A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kadokawa; 門川　雄一
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP4027774B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information recording and reproducing method capable of correcting a DC component generated by a modulation method suitable for the multi-valued recording, without increasing the redundant information. <P>SOLUTION: This encoding device is constituted of following items: a modulator 30 for modulating into a plurality of data blocks, an inverter 31 for inverting the most significant bits of the data blocks, a 1st DC level calculator 33 and a 2nd DC level calculator 34 for calculating the DC levels outputted from the above modulator 30 and inverter 31, a DC level accumulator 37 for accumulating the DC levels from the 1st and 2nd DC level calculators 33, 34, a level discriminator 39 for discriminating DC level values from the 1st and 2nd DC level calculators 33, 34, a selector 32 for selecting either one of data of the modulator 30 or the inverter 31 by an output of the level discriminator 39, adders 35, 36 : for adding the outputs of the 1st and 2nd DC level calculators 33, 34 and data of the DC level accumulator 37, and a selector 38 for selecting either one of data of the adder 35 or 36 by the output of the level discriminator 39. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生装置に関し、さらに詳しくは、多値データの変調及び復調方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から情報の記録密度を高めるために２値データではなく３値レベル以上の多値レベルのデータを記録する方法がある。光ディスクにおいては、各種光ディスク間の反射率の違いや、１つの光ディスク内の内周側や外周側での再生周波数特性の違いなどにより、再生信号には種々の要因によりレベル変動や振幅変動が発生するため、多値化の閾値が固定の場合、再生信号を誤った値で検出してしまう問題がある。そこで、その問題を解決する従来技術として、特開２００２−１３５１２１公報には、高密度記録／再生を要求する光記録／再生装置で用いるためのＲＬＬ（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌｉｍｉｔｅｄ）コードでコードワードストリームのＤＣ成分を効果的に抑圧する変復調方法について開示されている。それによると、データ変調用変換コードグループとは別に、ＤＣ抑圧制御用コードグループを利用して入力データを変調する。しかし、ＤＣ抑圧制御用コードグループは、変換コードグループのコードワードの特性、すなわち、コードワード内のＤＣ値を示すパラメータであるＤＳＶの符号と、次のコードワードのＤＳＶ遷移方向を予測するパラメータであるＩＮＶを付加して変調する必要がある。このＩＮＶの特徴を最大に利用しながらも、データ変調用変換コードグループとは、重複コードワード生成条件や使用可能なコードワードの条件を緩和して、そのコードワードの数を増やしてＤＣ抑圧制御の効果を高めることが可能であるとしている。
また、多値データの変調方式として、同一出願人から独自の変調方式（ＬＬＭ）と組合わせたＤＣ補正方式が特願２００２−３０６２６３にて提案されている。これによると、冗長度は上がるが、高い補正能力を持つＤＣ補正が行えるとしている。
【特許文献１】特開２００２−１３５１２１公報
【特許文献２】特願２００２−３０６２６３
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
変調後の信号にサーボ帯域の周波数に信号があると、データがサーボに影響を与えてしまう。そこで、従来は変調方式を工夫してサーボ帯域に信号が出ないようにしていた。しかし、従来は変調方式では、符号の効率を下げる原因の１つでもあった。とくに、多値記録を行なう際、２値記録に比べレベル数が多いため、低域の信号の制御を行なうためには多くの付加情報が必要であった。
また、特許文献１は、ＤＣ抑圧制御が高まることに反して、冗長情報が増加するため、媒体の記録容量が低下するデメリットがある。
本発明は、かかる課題に鑑み、多値記録に適した変調方式により発生するＤＣ成分の補正を、冗長情報が増加することなく行うことができる情報の記録及び再生方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、情報が多値化されたデータを記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記多値化されたデータを複数のデータブロックに変調する変調器と、該変調器により変調されたデータブロックの最上位ビットを反転させる反転器と、前記変調器から出力されるデータブロックに含まれるＤＣレベルを算出する第１のＤＣレベル算出器と、前記反転器から出力されるデータブロックに含まれるＤＣレベルを算出する第２のＤＣレベル算出器と、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器からのＤＣレベル値を累積するＤＣレベル累積器と、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器からのＤＣレベル値を判定するレベル判定器と、を備え、前記レベル判定器は、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器の夫々の出力と前記ＤＣレベル累積器の出力を加算した結果を判定し、該結果により前記変調器及び反転器の何れか一方の出力を選択して出力すると共に、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器の夫々の出力と前記ＤＣレベル累積器の出力を加算した結果の何れか一方の出力を選択して前記ＤＣレベル累積器に新たなＤＣレベルを出力することを特徴とする。
まず、変調前の多値データを所定のビット数を１つの単位として変調する。そのとき変調前の多値データをそのまま変調するルートと、多値データの上位ビットを反転するルートに分け、夫々のデータに含まれるＤＣレベルを算出する。この算出されたＤＣレベルは判定器でレベルが小さい方が選択されてＤＣレベル累積器の累積値と加算されて累積器に累積される。このとき同時に判定器の結果で変調器と反転器からのデータもＤＣレベルが小さい方が選択されて出力される。かかる発明によれば、ＤＣ変動に対し最も寄与率のたかいＭＳＢを反転させることでＤＣレベル判定器によりＤＣレベルが低い方が選択されるので、ＤＣ変動を押さえることができる。
【０００５】
請求項２は、前記レベル判定器は、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器の夫々の出力と前記ＤＣレベル累積器の出力を加算した結果に基づいて、前記ＤＣレベルの低い方を選択的に出力することを特徴とする。
変調器或いは反転器からのデータは上位ビットと下位ビットの複数のビットから構成されている。従って、それらのビットのＤＣレベルが低い方を順次累積してＤＣレベル累積器に累積されるので、その累積結果と夫々のＤＣレベルとを加算する必要がある。
かかる発明によれば、ＤＣレベル累積器の結果とＤＣレベルを加算して判定するので、ＤＣレベルが０に近いデータを正確に判定することができる。
請求項３は、前記レベル判定器の判定に基づいて前記変調器若しくは反転器の出力が選択された場合、前記データブロックの最上位ビットが反転されたか否かを前記最上位ビット以外のビットにより判断することを特徴とする。
信号を再生する場合、最上位ビットが反転されているか否かを判断するビットが１ビット必要である。しかし、そのビットを最上位ビットに配置すると、そのビットを反転することができなくなり、その分補正量が減少してしまう。そこで本発明では、判断するビットを最上位ビット以外のビットに配置する。
かかる発明によれば、最上位ビットを反転するか否かを判断するビットを最上位ビット以外に配置するので、反転できる最上位ビットを最大限使用することができ、補正量の減少を防ぐことができる。
請求項４は、前記第２のＤＣレベル算出器は、反転前のＤＣレベルと最上位ビットの値を参照して算出することを特徴とする。
反転器により反転されたデータは、最上位以外のビットは変調前のデータをそのまま使用する。そして、最下位ビットは変調前のデータの下位のビットから算出される。
かかる発明によれば、反転した際のＤＣレベルを改めて算出することなく、もとのＤＣレベルと最上位ビットから求めることができる。
【０００６】
請求項５は、前記多値化されたデータをデータブロックに変調する場合、奇数のデータブロック列に分割することを特徴とする。
データブロックに変調して最上位ビットが偶数の場合、「０」と「１」の数が同じであると、補正した結果が「０」になり補正することができない。そこで本発明では、最上位ビットの数が奇数になるように分割する。
かかる発明によれば、最上位ビットの数が奇数になるように分割するので、「０」と「１」の数が同じになることがなくなり、補正の効果を高めることができる。
請求項６は、前記多値化されたデータをデータブロックに変調する際、該データブロック列を偶数で構成する場合、前記データブロック列の最上位ビットの何れか１ビットを固定することを特徴とする。
フォーマット上偶数個である必要がある場合がある。そのような場合は、最上位ビットの１つを固定し奇数個の最上位ビットを反転させることで補正を行なうことが可能となる。
かかる発明によれば、最上位ビットの１つを固定し奇数個の最上位ビットを反転させるので、偶数このフォーマットに対しても対応することができる。
【０００７】
請求項７は、前記変調器は、前記多値化されたデータの所定ビット数を単位として、上位ビットに変調前の前記多値化されたデータの所定ビットを設定し、最下位ビットは前記上位ビットに設定されたビット以外のビットに基づいて算出することを特徴とする。
変調器によりデータを変調する場合、所定のビット数を１つの単位として考え、複数のビットで構成される複数の列の集合をセットと呼び、そのセットの上位ビットに多値化されたデータをそのまま設定する。最下位ビットは残りのビットから生成規則に基づいて算出して配置する。
かかる発明によれば、多値記録に適した変調方式により、冗長度を抑えた記録を行うことができる。
請求項８は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の情報記録装置により記録された変調データを再生する場合、前記データブロックの最上位ビットが反転されたか否かを示すビットが反転を指示した場合、前記多値化されたデータの最上位ビットを反転して再生すると共に、それ以外のビットをそのまま出力することを特徴とする。
変調データが記録された記録媒体から情報を再生する場合、重要なことは変調されたデータがＤＣレベルを最小にするために変調データの最上位ビットを反転しているか否かを判断しなければならない。そこで、指示するビットを読み反転を指示している場合は、再生した最上位ビットを反転する。また、反転を指示していなければ、再生データそのままを読み込む。
かかる発明によれば、信号を再生する場合に、指示ビットにより最上位ビットを反転するか否かを判断するので、記録時に最小のＤＣレベルで記録することができ、しかも、再生時には簡単な判断により正確にもとのデータを復調することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、多値記録の再生波形を示す図である。（ａ）は再生波形の理想値であり、（ｂ）は理想の再生クロックであり、（ｃ）は実際の再生波形を示す。再生クロックの立ち下がりで再生波形をサンプリングする場合、例えば、（ａ）の場合は再生クロックＴ５の立下りでレベル１をＰ点で検出できるが、（ｃ）の実際の再生波形の場合は、再生クロックＴ５の立下りでＱ点のレベルを検出する場合、再生クロックＴ５に対して実際の再生波形が矢印の方向にズレタ場合、Ｑ点のレベルは大幅に変化して正しいレベルを検出できなくなる。
図２は本発明の光ディスク装置の構成例を示す図である。なお本説明では、記録媒体として光ディスクを例に説明するが、媒体の記録方式によらず光磁気、追記型の媒体、リライタブルな媒体でも同じ効果が得られる。また、図２は説明に必要な最低限の構成を示したものである。この光ディスク装置は本発明に関係する部分を中心に図示している。この光ディスク装置は、多値データを記録する光ディスク１と、光ディスク１を所定の速度で回転させるスピンドルモータ２と、光ディスク１の反射光を受光してフォーカスエラー信号や、トラッキングエラー信号を発生するピックアップ３と、ピックアップ上のＬＤを発光させるように電流を制御するアナログ回路４と、スピンドルモータ２とピックアップ３を制御するサーボ回路５と、外部機器或いは外部機器へのデータを一旦蓄積するバッファメモリ６と、同期検出、復調、誤り訂正などを行うデジタル回路７と、コマンドの授受を制御するインターフェースコントローラ９と、装置全体を制御するコントローラ８と、を備えて構成される。
【０００９】
次に図２の概略動作について説明する。図示しない外部機器（例えばパソコン）から光ディスク装置にコマンドを送ると、インターフェースコントローラ９がコマンドを受け取り、コントローラ８へコマンドを受け取った旨を報告する。コントローラ８はこのコマンドを解釈し、光ディスク装置をコマンドが要求する動作を行わせ、レポートをインターフェースコントローラ９を通して外部機器に送る。また、情報を記録する際は、外部機器からインターフェースコントローラ９を通してデジタル回路７を経由して一旦バッファメモリ６に記憶する。このデータに対しデジタル回路７では、誤り訂正符号を付けたり、同期信号を付加したり、多値レベルへの変調符号に変換するなどの動作を行う。また、書きこむアドレスは、媒体上に予め書かれているアドレスを読んで指示されたアドレスに情報を記録する。次にアナログ回路４では光ディスク装置に記録するために、ピックアップ３上のＬＤを発光させる電流を制御し多値レベルに記録する。またピックアップ３はＬＤの出射光が光ディスク１にあたり、その反射光をＰＤでうけてアナログ回路４で処理し、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などを生成してサーボ回路５に入力する。サーボ回路５では、ピックアップの位置やレンズの位置を制御する。このとき、光ディスク１は通常スパイラルの溝もしくはデータ配列を持っている。そのため、時間の経過と共に（例えば、外周から内周でも良い）内周から外周に移動し、トラッキング制御できる範囲を超えてしまう。そこで、トラッキングサーボ信号からピックアップ３全体を移動させ、常にレンズの位置が中立に近い形で保てる様にキャリトラと呼ばれる制御を行なっている。
次に、再生の場合は、ピックアップ３の出力をアナログ回路４で量子化及びＰＬＬ等を用いてクロック抽出を行い、デジタル回路７で同期検出、復調、誤り訂正などを行い、バッファメモリ６に蓄える。その後、インターフェースコントローラ９を通して外部機器に情報を転送している。このように、サーボ信号と再生信号は同じピックアップ３から信号を生成しているため、再生信号にサーボ帯域の信号があると、サーボ信号にノイズとしてまわりこみ、サーボが安定にかからない恐れがある。そこで、データを変調する際にサーボ帯域の信号が出ないようにする必要がある。
【００１０】
図３は、本発明の変調方式（ＬＬＭ）について説明するための図である。変調前のデータを、例えば、１１ビットのデータ（Ｄ１〜Ｄ１１）を変調する場合について説明する。この１１ビットの情報から３ビットの多値データ４つで１つのセットを構成する。その構成の方法は、各多値情報１１の上位ビット（この場合は、２ビット目、３ビット目）に変調前のデータ（Ｄ１〜Ｄ８）１２をそのまま設定し、多値データの各最下位ビットＰ１〜Ｐ４は、データ（Ｄ９〜Ｄ１１）１３の３ビットより構成する。この変調後の値を図中の楕円で囲んだ単位でそれぞれ媒体に記録していく。また再生は、この４つの多値データから最下位の４つビットの生成規則から最適な値を算出する。
【００１１】
次に、ＤＣ補正を行なうに当り、ＤＣレベルの検出法を説明する。図１に示す様に、多値データが８レベルある場合は０から７のレベルを持っている。そこで、中心が３．５のレベルに成るように制御する。ここでは、３．５の制御が簡単になるように、各レベルの評価値ＤＳＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｍ　Ｖａｌｕｅ）を表１の様に決定する。
【表１】
評価値ＤＳＶ

各多値データ毎にこのＤＳＶを加算し、０になるように制御する。つまり、データを記録するとこのＤＳＶが変動する。そこで、最も寄与率の高いＭＳＢを反転させることでＤＳＶを０にするように制御する。
【００１２】
図４は本発明の実施形態の変調方式（ＬＬＭ）について説明するための図である。変調前のデータ１９を、例えば１０ビットのデータ（Ｄ１〜Ｄ１０）を変調する場合について説明する。この１０ビットの情報から３ビットの多値データ４つで１つのセット２０を構成する。その構成の方法は、各多値情報の上位ビット（この場合は、２ビット目、３ビット目）１７に変調前のデータ（Ｄ１〜Ｄ７）１４をそのまま設定し、多値データの各最下位ビット（Ｐ１〜Ｐ４）１８はデータ（Ｄ８〜Ｄ１０）１５の３ビットより構成する。そしてα１６は最上位のビットを反転するか否かを示す情報に用いる。（例えばα＝１なら最上位ビットはすべて反転）そこで、このαが１の場合と０の場合の２種類のパターンを発生させ、それぞれのＤＳＶを計算し、それまでのＤＳＶの累積値に足した結果が０に近い方のデータを採用する。（詳細は後述する。）また、このときにαが最上位ビットにあると、このビットを反転することができないため補正量が減ってしまう。そこで、αの位置は最上位ビット以外に置くようにする。
再生は、従来と同様にこの４つの多値データから最下位の４つビットの生成規則から最適な値を算出した後、αとＭ１〜Ｍ４を下記の演算を行い、Ｄ１〜Ｄ４を復元する。
Ｄ１＝Ｍ１　ＥＸＯＲ　α
Ｄ２＝Ｍ２　ＥＸＯＲ　α
Ｄ３＝Ｍ３　ＥＸＯＲ　α
Ｄ４＝Ｍ４　ＥＸＯＲ　α
さらに、ＤＳＶを算出するに当り、反転のＤＳＶは表２に示す様に最上位ビット（Ｍ１〜Ｍ４）のうちのビットが１の場合に＋４し、最上位ビットのうちのビットが０の場合は−４すればよい。
【表２】
評価値ＤＳＶ

そこでＤ１からＤ４のビットを調べ、１の数が０の場合は−４×４＝−１６となり、反転ＤＳＶはＤＳＶに−１６を加えれば良い。この加算値を表３に示す。
【表３】

表３に示す様にセットの数が偶数個だと最上位ビットの１と０の数が同数の場合は補正することができない（表３で最上位ビットの１の数が２の場合、加算値が０となる）。そこで、セットの数を奇数個とすれば良い。しかし、フォーマット上偶数個である必要がある場合は、最上位ビットの１つを固定し奇数個の最上位ビット反転させることで補正を行なうことが可能となる。例えば図４中のＤ１〜Ｄ３のみ反転させる。
【００１３】
図５は、本発明の実施形態に係る符号化装置の構成を示す図である。この符号化装置は、多値化された変調前データ４０を複数のデータブロックに変調する変調器３０と、この変調器３０により変調されたデータブロックの最上位ビットを反転させる反転器３１と、前記変調器３０から出力されるデータブロックに含まれるＤＣレベルを算出する第１のＤＣレベル算出器３３と、前記反転器３１から出力されるデータブロックに含まれるＤＣレベルを算出する第２のＤＣレベル算出器３４と、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器３３、３４からのＤＣレベルを累積するＤＣレベル累積器３７と、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器３３、３４からのＤＣレベル値を判定するレベル判定器３９と、このレベル判定器３９の出力により変調器３０若しくは反転器３１のデータの何れかを選択するセレクタ３２と、前記第１及び第２のＤＣレベル算出器３３、３４の出力とＤＣレベル累積器３７のデータを加算する加算器３５、３６と、レベル判定器３９の出力により加算器３５若しくは３６のデータの何れかを選択するセレクタ３８から構成されている。
次にこの符号化装置の動作について説明する。まず、変調前データ４０を変長器３０に入力し、α４３が０の変調データ４１を得る。これを反転器３１に入力し、最上位ビット（Ｄ１〜Ｄ４）を反転させα４４を１にセットする。この２種類のデータに対しそれぞれＤＳＶをＤＣレベル算出器３３、３４により算出し、ＤＣレベル累積器３７の出力に加算器３５、３６によりそれぞれ加える。その加算されたデータを判定器３９により、よりＤＣが押さえた方（この説明では０に近いほう）を選び、セレクタ３２で変調データを選択し、セレクタ３８でＤＳＶの累積値を選択し、変調データは次段に出力し、累積値はＤＣレベル累積器３７に出力して新しい累積結果とする。
【００１４】
図６は、本発明の実施形態に係る復号化装置の構成を示す図である。この復号化装置は、変調された信号をもとの信号に復調する復調器５０と、最上位ビットと反転ビットα５２を論理演算するＥＸＯＲ回路５１により構成されている。光ディスクから再生された再生信号５６から復調器５０に入力されると、下位ビットＤ５〜Ｄ１０はそのまま復調されて信号線５４から出力され、最上位ビットＭ１〜Ｍ４と、反転ビットα５２はＥＸＯＲ回路５１に入力されてお互いに論理演算されて信号線５５から最上位ビットＤ１〜Ｄ４が復調される。
【００１５】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、ＤＣ変動に対し最も寄与率のたかいＭＳＢを反転させることでＤＣレベル判定器によりＤＣレベルが低い方が選択されるので、ＤＣ変動を押さえることができる。
また請求項２では、ＤＣレベル累積器の結果とＤＣレベルを加算して判定するので、ＤＣレベルが０に近いデータを正確に判定することができる。
また請求項３では、最上位ビットを反転するか否かを判断するビットを最上位ビット以外に配置するので、反転できる最上位ビットを最大限使用することができ、補正量の減少を防ぐことができる。
また請求項４では、反転した際のＤＣレベルを改めて算出することなく、もとのＤＣレベルと最上位ビットから求めることができる。
また請求項５では、最上位ビットの数が奇数になるように分割するので、「０」と「１」の数が同じになることがなくなり、補正の効果を高めることができる。
また請求項６では、最上位ビットの１つを固定し奇数個の最上位ビットを反転させるので、偶数このフォーマットに対しても対応することができる。
また請求項７では、多値記録に適した変調方式により、冗長度を抑えた記録を行うことができる。
また請求項８では、信号を再生する場合に、指示ビットにより最上位ビットを反転するか否かを判断するので、記録時に最小のＤＣレベルで記録することができ、しかも、再生時には簡単な判断により正確にもとのデータを復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多値記録の再生波形を示す図である。
【図２】本発明の光ディスク装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の変調方式（ＬＬＭ）について説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の変調方式（ＬＬＭ）について説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る符号化装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る復号化装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
３０　変調器、３１　反転器、３２、３８　セレクタ、３３　第１のＤＣレベル算出器、３４　第２のＤＣレベル算出器、３５、３６　加算器、３７　ＤＣレベル累積器、３９　レベル判定器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an information recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a method for modulating and demodulating multilevel data.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to increase the recording density of information, there is a method of recording multi-level data of three or more levels instead of binary data. Due to differences in reflectance among various types of optical disks and differences in reproduction frequency characteristics on the inner and outer sides of one optical disk, level fluctuations and amplitude fluctuations occur in reproduced signals due to various factors. Therefore, there is a problem that when the threshold value of the multi-value quantization is fixed, the reproduced signal is detected with an incorrect value. As a conventional technique for solving the problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-135121 discloses a DCL of a code word stream using an RLL (Run Length Limited) code for use in an optical recording / reproducing apparatus which requires high density recording / reproducing. A modulation / demodulation method for effectively suppressing components is disclosed. According to this, input data is modulated using a DC suppression control code group separately from a data modulation conversion code group. However, the DC suppression control code group is a codeword characteristic of the conversion code group, that is, a DSV code that is a parameter indicating a DC value in the codeword, and a parameter that predicts the DSV transition direction of the next codeword. It is necessary to add and modulate a certain INV. While maximizing the use of the INV feature, the conversion code group for data modulation means that the conditions for generating duplicate codewords and the conditions for usable codewords are relaxed, and the number of codewords is increased to increase DC suppression control. It is said that it is possible to increase the effect.
As a modulation method for multilevel data, a DC correction method combined with a unique modulation method (LLM) has been proposed by the same applicant in Japanese Patent Application No. 2002-306263. According to this, although the redundancy is increased, DC correction having high correction capability can be performed.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-135121 [Patent Document 2] Japanese Patent Application No. 2002-306263
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the modulated signal has a signal at the frequency of the servo band, the data will affect the servo. Therefore, conventionally, the modulation method was devised so that no signal was output in the servo band. However, in the past, the modulation method was one of the causes of lowering the code efficiency. In particular, when performing multi-level recording, since the number of levels is greater than in binary recording, a large amount of additional information is required to control low-frequency signals.
Further, Patent Document 1 has a disadvantage that the recording capacity of the medium is reduced because the redundant information is increased while the DC suppression control is increased.
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an information recording and reproducing method capable of correcting a DC component generated by a modulation method suitable for multi-level recording without increasing redundant information. I do.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problem, the present invention is an information recording apparatus for recording multivalued data on a recording medium, wherein the multivalued data is divided into a plurality of data blocks. A modulator for modulating, an inverter for inverting the most significant bit of a data block modulated by the modulator, and a first DC level calculator for calculating a DC level included in a data block output from the modulator A second DC level calculator for calculating a DC level included in a data block output from the inverter, and a DC level accumulator for accumulating DC level values from the first and second DC level calculators And a level determiner for determining a DC level value from the first and second DC level calculators, wherein the level determiner is a separate one of the first and second DC level calculators. And the result of adding the output of the DC level accumulator is determined. Based on the result, one of the outputs of the modulator and the inverter is selected and output, and the first and second DC levels are selected. One of the outputs obtained by adding the respective outputs of the calculator and the output of the DC level accumulator is selected, and a new DC level is output to the DC level accumulator.
First, multi-value data before modulation is modulated using a predetermined number of bits as one unit. At that time, a route for modulating the multi-valued data before modulation as it is and a route for inverting the upper bits of the multi-valued data are divided, and the DC level included in each data is calculated. The calculated DC level is selected by the decision unit from the smaller level, added to the accumulated value of the DC level accumulator, and accumulated in the accumulator. At this time, at the same time, the data from the modulator and the inverter, which have a smaller DC level, are selected and output according to the result of the decision unit. According to this invention, by inverting the MSB having the highest contribution rate to the DC fluctuation, the DC level determining unit selects the lower DC level, so that the DC fluctuation can be suppressed.
[0005]
According to a second aspect, the level determiner selects the lower one of the DC levels based on a result obtained by adding the output of each of the first and second DC level calculators and the output of the DC level accumulator. It is characterized in that it is output in a targeted manner.
The data from the modulator or the inverter is composed of a plurality of bits of an upper bit and a lower bit. Therefore, since the lower DC level of those bits is sequentially accumulated and accumulated in the DC level accumulator, it is necessary to add the accumulated result and each DC level.
According to this invention, since the determination is made by adding the result of the DC level accumulator and the DC level, data having a DC level close to 0 can be accurately determined.
According to claim 3, when the output of the modulator or the inverter is selected based on the determination of the level determiner, whether or not the most significant bit of the data block is inverted is determined by bits other than the most significant bit. It is characterized by making a judgment.
When reproducing a signal, one bit is required to determine whether or not the most significant bit is inverted. However, if the bit is arranged as the most significant bit, the bit cannot be inverted, and the correction amount is reduced accordingly. Therefore, in the present invention, the bits to be determined are arranged in bits other than the most significant bit.
According to this invention, the bit for determining whether or not to invert the most significant bit is arranged at a position other than the most significant bit. Can be.
A fourth aspect of the present invention is characterized in that the second DC level calculator calculates by referring to the DC level before inversion and the value of the most significant bit.
As for the data inverted by the inverter, the data before modulation is used as it is for bits other than the most significant bit. Then, the least significant bit is calculated from the lower bits of the data before modulation.
According to this invention, the DC level at the time of inversion can be obtained from the original DC level and the most significant bit without calculating again.
[0006]
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, when modulating the multi-valued data into data blocks, the data is divided into an odd number of data block strings.
When the data block is modulated and the most significant bit is even, if the number of “0” and “1” are the same, the correction result becomes “0” and cannot be corrected. Therefore, in the present invention, division is performed so that the number of the most significant bits is odd.
According to this invention, since the division is performed so that the number of the most significant bit is odd, the number of “0” and “1” does not become the same, and the effect of correction can be enhanced.
According to a sixth aspect of the present invention, when modulating the multi-valued data into a data block, if the data block sequence is composed of even numbers, one of the most significant bits of the data block sequence is fixed. And
There may be cases where it is necessary to have an even number in the format. In such a case, correction can be performed by fixing one of the most significant bits and inverting an odd number of most significant bits.
According to this invention, since one of the most significant bits is fixed and the odd number of most significant bits are inverted, it is possible to cope with this even number format.
[0007]
According to claim 7, the modulator sets a predetermined bit of the multi-valued data before modulation to a higher-order bit in units of a predetermined number of bits of the multi-valued data, and sets a least significant bit to the higher-order bit. The calculation is based on bits other than the bits set as the upper bits.
When data is modulated by a modulator, a predetermined number of bits is considered as one unit, a set of a plurality of columns composed of a plurality of bits is called a set, and the multi-valued data is stored in upper bits of the set. Set as is. The least significant bit is calculated and arranged from the remaining bits based on the generation rule.
According to the invention, it is possible to perform recording with reduced redundancy by using a modulation method suitable for multi-level recording.
According to an eighth aspect of the present invention, when the modulated data recorded by the information recording apparatus according to any one of the first to seventh aspects is reproduced, a bit indicating whether the most significant bit of the data block has been inverted is inverted. , The most significant bit of the multi-valued data is inverted and reproduced, and the other bits are output as they are.
When reproducing information from a recording medium on which modulated data is recorded, it is important to determine whether or not the modulated data has inverted the most significant bit of the modulated data to minimize the DC level. No. Therefore, when the designated bit is read and the inversion is instructed, the reproduced most significant bit is inverted. If the inversion is not instructed, the reproduced data is read as it is.
According to this invention, when reproducing a signal, it is determined whether or not the most significant bit is inverted based on the instruction bit, so that recording can be performed at the minimum DC level during recording, and a simple determination can be made during reproduction. Thus, the original data can be demodulated more accurately.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are not merely intended to limit the scope of the present invention but are merely illustrative examples unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a diagram showing a reproduction waveform of multi-level recording. (A) shows the ideal value of the reproduced waveform, (b) shows the ideal reproduced clock, and (c) shows the actual reproduced waveform. When the reproduced waveform is sampled at the fall of the reproduction clock, for example, in the case of (a), the level 1 can be detected at the point P at the fall of the reproduction clock T5, but in the case of the actual reproduction waveform of (c), When the level of the point Q is detected at the falling edge of the reproduction clock T5, when the actual reproduction waveform is shifted in the direction of the arrow with respect to the reproduction clock T5, the level of the point Q greatly changes and the correct level cannot be detected. .
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the optical disk device of the present invention. In this description, an optical disk is described as an example of a recording medium, but the same effect can be obtained with a magneto-optical medium, a write-once medium, or a rewritable medium regardless of the recording method of the medium. FIG. 2 shows a minimum configuration required for explanation. The optical disk device is mainly shown with respect to a portion related to the present invention. This optical disc apparatus includes an optical disc 1 for recording multi-valued data, a spindle motor 2 for rotating the optical disc 1 at a predetermined speed, and a pickup for receiving a reflected light of the optical disc 1 and generating a focus error signal and a tracking error signal. 3, an analog circuit 4 for controlling a current so as to cause the LD on the pickup to emit light, a servo circuit 5 for controlling the spindle motor 2 and the pickup 3, and a buffer memory 6 for temporarily storing data to an external device or an external device. And a digital circuit 7 for performing synchronization detection, demodulation, error correction, and the like, an interface controller 9 for controlling transmission and reception of commands, and a controller 8 for controlling the entire apparatus.
[0009]
Next, the schematic operation of FIG. 2 will be described. When a command is sent from an external device (not shown) (for example, a personal computer) to the optical disk device, the interface controller 9 receives the command and reports to the controller 8 that the command has been received. The controller 8 interprets this command, causes the optical disk device to perform an operation requested by the command, and sends a report to an external device through the interface controller 9. When recording information, the information is temporarily stored in the buffer memory 6 from the external device via the interface controller 9 via the digital circuit 7. The digital circuit 7 performs operations such as adding an error correction code to the data, adding a synchronization signal, and converting the data into a multi-level modulation code. As the write address, an address written in advance on the medium is read, and information is recorded at the designated address. Next, the analog circuit 4 controls a current for causing the LD on the pickup 3 to emit light and records the data at a multi-valued level for recording on the optical disk device. The pickup 3 receives the light emitted from the LD on the optical disc 1, receives the reflected light by the PD, processes the reflected light by the analog circuit 4, generates a focus error signal, a tracking error signal, and the like, and inputs the signal to the servo circuit 5. The servo circuit 5 controls the position of the pickup and the position of the lens. At this time, the optical disc 1 usually has a spiral groove or data array. For this reason, as the time elapses (for example, the outer circumference may be changed to the inner circumference), it may move from the inner circumference to the outer circumference, exceeding the range where the tracking control can be performed. Therefore, the entire pickup 3 is moved based on the tracking servo signal, and a control called a carry tra is performed so that the lens position can always be kept almost neutral.
Next, in the case of reproduction, the output of the pickup 3 is quantized by the analog circuit 4 and a clock is extracted using a PLL or the like, and the digital circuit 7 performs synchronization detection, demodulation, error correction, and the like, and stores it in the buffer memory 6. . After that, the information is transferred to the external device through the interface controller 9. As described above, since the servo signal and the reproduction signal generate a signal from the same pickup 3, if there is a signal in the servo band in the reproduction signal, the servo signal may be wrapped around as noise and the servo may not be stably performed. Therefore, it is necessary to prevent a signal in the servo band from being output when data is modulated.
[0010]
FIG. 3 is a diagram for explaining the modulation method (LLM) of the present invention. A case where data before modulation is modulated, for example, with 11-bit data (D1 to D11) will be described. From this 11-bit information, one set is composed of four 3-bit multivalued data. The configuration method is to set the data (D1 to D8) 12 before modulation as it is in the upper bits (in this case, the second and third bits) of each multi-valued information 11 and to set each least significant bit of the multi-valued data. Bits P1 to P4 are composed of three bits of data (D9 to D11) 13. The values after the modulation are recorded on the medium in units enclosed by an ellipse in the figure. For reproduction, an optimum value is calculated from the four multi-value data based on the least significant four bits generation rule.
[0011]
Next, a method of detecting a DC level in performing DC correction will be described. As shown in FIG. 1, when there are eight levels of multi-valued data, it has levels from 0 to 7. Therefore, control is performed so that the center is at a level of 3.5. Here, the evaluation value DSV (Digital Sum Value) of each level is determined as shown in Table 1 so that the control of 3.5 is simplified.
[Table 1]
Evaluation value DSV

This DSV is added to each multi-value data, and is controlled to be 0. That is, when data is recorded, the DSV fluctuates. Therefore, the control is performed such that the DSV is set to 0 by inverting the MSB having the highest contribution rate.
[0012]
FIG. 4 is a diagram for explaining a modulation method (LLM) according to the embodiment of the present invention. A case where the data 19 before modulation is modulated with, for example, 10-bit data (D1 to D10) will be described. From this 10-bit information, one set 20 is composed of four 3-bit multi-value data. The method of the configuration is to set the data (D1 to D7) 14 before modulation as it is in the upper bits (in this case, the second and third bits) 17 of each multi-valued information, and to set each least significant bit of the multi-valued data. Bits (P1 to P4) 18 are composed of three bits of data (D8 to D10) 15. Α16 is used for information indicating whether to invert the most significant bit. (For example, if α = 1, all the most significant bits are inverted.) Then, two types of patterns are generated when α is 1 and 0, DSVs are calculated for each of them, and the DSV is added to the accumulated value of DSV up to that time. The data whose result is closer to 0 is adopted. (Details will be described later.) At this time, if α is in the most significant bit, this bit cannot be inverted, so that the correction amount is reduced. Therefore, the position of α is set at a position other than the most significant bit.
In the reproduction, after calculating an optimum value from the four least-significant bit generation rules from the four multi-valued data in the same manner as in the related art, α and M1 to M4 are subjected to the following operations to restore D1 to D4. .
D1 = M1 EXOR α
D2 = M2 EXOR α
D3 = M3 EXOR α
D4 = M4 EXOR α
Further, when calculating the DSV, the inverted DSV increases by +4 when the bit of the most significant bit (M1 to M4) is 1 as shown in Table 2, and when the bit of the most significant bit is 0, as shown in Table 2. Should be -4.
[Table 2]
Evaluation value DSV

Therefore, the bits D1 to D4 are examined, and if the number of 1s is 0, -4 × 4 = -16, and the inverted DSV may be obtained by adding -16 to the DSV. Table 3 shows the added value.
[Table 3]

As shown in Table 3, if the number of sets is even, it cannot be corrected if the number of 1s and 0s of the most significant bits is the same (if the number of 1s of the most significant bit is 2 in Table 3, the addition Value becomes 0). Therefore, the number of sets may be odd. However, if it is necessary to have an even number in the format, the correction can be performed by fixing one of the most significant bits and inverting the odd number of the most significant bits. For example, only D1 to D3 in FIG. 4 are inverted.
[0013]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the encoding device according to the embodiment of the present invention. The encoding device includes a modulator 30 for modulating the multi-valued pre-modulation data 40 into a plurality of data blocks, an inverter 31 for inverting the most significant bit of the data block modulated by the modulator 30, A first DC level calculator 33 for calculating a DC level included in a data block output from the modulator 30 and a second DC level for calculating a DC level included in a data block output from the inverter 31 A level calculator 34, a DC level accumulator 37 for accumulating the DC levels from the first and second

DC level calculators

33 and 34, and a DC level accumulator 37 from the first and second

DC level calculators

33 and 34. A level determiner 39 for determining a DC level value, and a selector 32 for selecting either the data of the modulator 30 or the data of the inverter 31 based on the output of the level determiner 39. One of the adders 35 and 36 for adding the output of the first and second

DC level calculators

33 and 34 and the data of the DC level accumulator 37, and the data of the adder 35 or 36 based on the output of the level determiner 39. It is composed of a selector 38 for selecting whether or not.
Next, the operation of the encoding device will be described. First, the pre-modulation data 40 is input to the lengthening unit 30 to obtain modulation data 41 with α43 of 0. This is input to an inverter 31 to invert the most significant bits (D1 to D4) and set α44 to 1. The DSV is calculated for each of these two types of data by the

DC level calculators

33 and 34, and is added to the output of the DC level accumulator 37 by the adders 35 and 36, respectively. The added data is selected by the determiner 39 to select the one with a lower DC (closer to 0 in this description), the selector 32 selects modulation data, the selector 38 selects the DSV cumulative value, and The data is output to the next stage, and the accumulated value is output to the DC level accumulator 37 to obtain a new accumulated result.
[0014]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the decoding device according to the embodiment of the present invention. This decoding device includes a demodulator 50 for demodulating a modulated signal to an original signal, and an EXOR circuit 51 for performing a logical operation on the most significant bit and the inverted bit α52. When the reproduction signal 56 reproduced from the optical disk is input to the demodulator 50, the lower bits D5 to D10 are demodulated as they are and output from the signal line 54. , And logically operated on each other, and the most significant bits D1 to D4 are demodulated from the signal line 55.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the lower DC level is selected by the DC level determiner by inverting the MSB having the highest contribution rate to the DC fluctuation, so that the DC fluctuation can be suppressed. it can.
According to the second aspect, the determination is made by adding the result of the DC level accumulator and the DC level, so that data having a DC level close to 0 can be accurately determined.
According to the third aspect of the present invention, the bit for determining whether or not to invert the most significant bit is arranged at a position other than the most significant bit. Can be.
According to the fourth aspect, the DC level at the time of inversion can be obtained from the original DC level and the most significant bit without calculating again.
According to the fifth aspect, since the division is performed so that the number of the most significant bit is odd, the number of “0” and “1” does not become the same, and the effect of correction can be enhanced.
Further, since one of the most significant bits is fixed and the odd number of most significant bits are inverted, it is possible to deal with this even number format.
According to the seventh aspect, it is possible to perform recording with reduced redundancy by a modulation method suitable for multi-level recording.
According to the eighth aspect, when reproducing a signal, it is determined whether or not to invert the most significant bit based on an instruction bit, so that recording can be performed at the minimum DC level during recording, and a simple determination can be made during reproduction. Thus, the original data can be demodulated more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a reproduction waveform of multi-value recording according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an optical disk device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a modulation method (LLM) of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for describing a modulation method (LLM) according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an encoding device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a decoding device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 30 modulator, 31 inverter, 32, 38 selector, 33 first DC level calculator, 34 second DC level calculator, 35, 36 adder, 37 DC level accumulator, 39 level determiner

Claims

An information recording device that records data in which information is multi-valued on a recording medium,
A modulator for modulating the multi-valued data into a plurality of data blocks; an inverter for inverting the most significant bit of the data block modulated by the modulator; and a data block output from the modulator. A first DC level calculator for calculating a DC level to be calculated, a second DC level calculator for calculating a DC level included in a data block output from the inverter, and the first and second DC levels A DC level accumulator for accumulating a DC level value from the calculator, and a level determiner for determining a DC level value from the first and second DC level calculators,
The level determiner determines a result of adding the output of each of the first and second DC level calculators and the output of the DC level accumulator, and based on the result, one of the modulator and the inverter. And outputs the selected one of the outputs of the first and second DC level calculators and the output of the DC level accumulator. An information recording device for outputting a new DC level to an accumulator.

The level determiner selectively outputs a lower one of the DC levels based on a result obtained by adding an output of each of the first and second DC level calculators and an output of the DC level accumulator. The information recording apparatus according to claim 1, wherein:

When the output of the modulator or the inverter is selected based on the determination of the level determiner, whether or not the most significant bit of the data block is inverted is determined by bits other than the most significant bit. The information recording apparatus according to claim 1 or 2, wherein

4. The information recording apparatus according to claim 1, wherein the second DC level calculator calculates by referring to a DC level before inversion and a value of a most significant bit. 5.

5. The information recording apparatus according to claim 1, wherein, when modulating the multi-valued data into data blocks, the data is divided into an odd number of data block strings.

2. The method according to claim 1, wherein, when modulating the multi-valued data into a data block, if the data block sequence is composed of even numbers, one of the most significant bits of the data block sequence is fixed. The information recording device according to any one of claims 4 to 4.

The modulator sets a predetermined bit of the multi-valued data before modulation to a high-order bit in units of a predetermined number of bits of the multi-valued data, and sets a least significant bit to the high-order bit. The information recording apparatus according to claim 1, wherein the calculation is performed based on bits other than the calculated bits.

When reproducing the modulated data recorded by the information recording device according to any one of claims 1 to 7, when a bit indicating whether or not the most significant bit of the data block is inverted indicates inversion, An information reproducing apparatus, wherein the most significant bit of the multi-valued data is inverted and reproduced, and the other bits are output as they are.