JP2004334934A - 情報記録方法と情報再生方法と情報記録装置と情報再生装置とコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】多値記録で１つのマークでビットスリップ検出とクロック検出とを同時に行うことができるようにする。
【解決手段】ビットスリップを検出する同期マークは、同図の（ｂ）に示すように、例えば８値で情報を記録する際、反射光量が大きい方を０とし、光量が少ないとき７としたときのデータ列“００００７００００”であり、図中に破線枠で囲んだ部分のパターンが情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークと同一である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤ−Ｒディスク，ＣＤ−ＲＷディスク，ＤＶＤ＋Ｒディスク，ＤＶＤ＋ＲＷディスク等の記録媒体に情報を記録する情報記録方法と、上記記録媒体に記録された情報を再生する情報再生方法と、上記記録媒体に情報を記録するＣＤ−Ｒドライブ，ＣＤ−ＲＷドライブ，ＤＶＤ＋Ｒドライブ，ＤＶＤ＋ＲＷドライブ等の光ディスクドライブである情報記録装置と、上記記録媒体に記録された情報を再生するＣＤ−Ｒドライブ，ＣＤ−ＲＷドライブ，ＤＶＤ＋Ｒドライブ，ＤＶＤ＋ＲＷドライブ等の光ディスクドライブである情報再生装置と、ＣＤ−Ｒディスク，ＣＤ−ＲＷディスク，ＤＶＤ＋Ｒディスク，ＤＶＤ＋ＲＷディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクロック抽出と同期信号については、ビットストリーム上のディフェクトに起因するビットスリップが発生しても正しくビットストリームのバイト化を行い、必要以上のデータ誤りの発生を阻止している（例えば、特許文献１参照）。また、多値記録の際のクロックマークの必要性については、多値情報が記録された多値データ部と、この多値データ部に記録された多値情報を再生するタイミングを得る復調クロックを生成するための同期ビットが予め記録されたビット部とを有し、前記同期ビットに対応した電気信号から前記復調クロックを生成し、その復調クロックに同期させて前記多値情報に対応した電気信号の信号レベルを検出するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２０４１９号公報
【特許文献２】
特開平４−２１９６２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、情報を記録媒体に記録／再生する際の同期方式において、特に多値で情報を記録した場合の同期方式において、情報を再生する際に使用するクロック抽出用マークと欠陥などで生じるビットスリップを回復する同期マークを用いる符号化／復号化方式ならびに記録／再生装置において、情報記録媒体（記録媒体）に多値で情報を記録した場合、その再生信号からクロックを抽出するのは難しいため、クロックを抽出するための専用のマークを記録媒体上に記録している。再生時には、記録媒体の回転ムラ等によりクロックマークの間隔が変動するので、その変動分より大きいウインドウ幅を持ったマークが必要である。また、そのウインドウ幅の中では誤同期が生じないマークが必要であり、欠陥などで生じるビットスリップを回復する同期マークも必要な同期信号である。その２種類の同期信号を別々な形で記録媒体上に記録している。しかし、その同期マークの変動はクロックマークより大きいため、より大きなウインドウを必要とするという問題があった。
【０００５】
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、同期マークの一部をクロックマークと同じ形状にすることにより、１つのマークでビットスリップ検出とクロック検出とを同時に行って冗長度を下げることができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、次の（１），（３）〜（６）の各情報記録方法と、（２）の情報再生方法と、（７）の情報記録装置と、（８），（９）の情報再生装置と、（１０）のコンピュータ読み取り可能な記録媒体をそれぞれ提供するものである。
（１）記録媒体に情報とその情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークとビットスリップを検出する同期マークとを、上記同期マークの一部が前記クロックマークのパターンと同一になるように記録する情報記録方法。
【０００７】
（２）情報とその情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークとビットスリップを検出する同期マークとが上記同期マークの一部が上記クロックマークのパターンと同一になるように記録されている記録媒体から上記同期マークと上記クロックマークとに基づいて上記情報を再生し、上記同期マークで上記ビットスリップを検出すると共に上記クロックの同期検出も行う情報再生方法。
【０００８】
（３）上記のような情報記録方法において、上記同期マーク内のクロックマークの位置と他のクロックマークの位置が等間隔になるように記録する情報記録方法。
（４）上記のような情報記録方法において、上記情報を多値情報で記録し、上記クロックマークを再生信号がもっとも大きくなる第１のレベルと再生信号が最も小さくなる第２のレベルの組み合わせにする情報記録方法。
（５）上記のような情報記録方法において、上記クロックマークの初めと最後が２個以上同じレベルが続くように記録する情報記録方法。
（６）上記のような情報記録方法において、第１と第２の２種類の誤り訂正符号を用いて誤りを訂正し、第１の誤り訂正符号による誤り訂正の方向に情報を記録し、上記同期マークを第２の誤り訂正符号の先頭にあたる部分に記録する情報記録方法。
【０００９】
（７）上記のような情報記録方法によって上記記録媒体に記録する情報記録装置であって、上記クロックマーク及び上記同期マークを上記情報中に記録する手段を備えた情報記録装置。
（８）上記のような情報記録方法によって記録された記録媒体を再生する情報再生装置であって、上記クロックマーク及び上記同期マークが情報中に記録された記録媒体を再生する場合、上記同期マークでビットスリップを検出すると共にクロックの同期検出も行う手段を備えた情報再生装置。
（９）上記のような再生装置において、上記ビットスリップの検出のウンイドウと上記クロックの同期検出のウインドウとを別々に設ける手段を備えた情報再生装置。
（１０）上記のような情報記録方法によって上記記録媒体に記録する上記クロックマーク及び上記同期マークからなる構造を有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図２は多値記録の再生波形の一例を示す図である。
同図の（ａ）は８値の再生波形の理想値を示し、同図の（ｂ）はその理想の再生クロックの波形を示している。
再生クロックの立ち上がりで再生波形の電圧が矩形波上に変化し、クロックの立ち下りで安定してレベルを判定することができる。
同図の（ｃ）は実際の再生波形を示している。
【００１１】
図３は、この発明の一実施形態である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。同図にはこの発明に関係する部分を中心に図示し、この発明の実施に必要最低限の構成を示している。
この光ディスク装置（光ディスク・ドライブ）は、インタフェースコントローラ８が外部機器（例えばパーソナルコンピュータ）からコマンドを受け取ると、コントローラ７へコマンドを受け取った旨を報告する。
コントローラ７はＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータによって実現され、この光ディスク装置の全体の制御を行うと共に、そのコマンドを解釈し、そのコマンドで要求された動作を行い、レポートをインタフェースコントローラ８を通して外部機器に行う。また、この発明に係る情報記録方法と情報再生方法の制御処理を実行する。
【００１２】
光ディスク１０は、この発明に係るデータ構造を有するＣＤ−Ｒディスク，ＣＤ−ＲＷディスク，ＤＶＤ＋Ｒディスク，ＤＶＤ＋ＲＷディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
まず、光ディスク１０に情報を記録する際は、外部機器から送られる情報（光ディスク１０に記録するデータ）をインタフェースコントローラ８を通してデジタル回路６を経由し、一旦バッファメモリ５に記憶する。
デジタル回路６では、そのバッファメモリ５に記憶された情報に対して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したりなどの動作を行う。
また、光ディスク（光情報媒体，記録媒体）１０に書き込むアドレスは、光ディスク１０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。
【００１３】
次に、アナログ回路３で光ディスク１０に記録するようにピックアップ（ＰＵ）２上の半導体レーザ光源ＬＤ（公知なので図示を省略）を発光させるように電流を制御して上記情報を多値レベルで記録する。
また、ピックアップ２はＬＤの出射光が光ディスク１０にあたり、その反射光を受光素子ＰＤ（公知なので図示を省略）で受けてアナログ回路３で処理をし、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４に入力し、サーボ回路４でピックアップ２の位置やレンズ（公知なので図示を省略）の位置を制御する。そのとき、光ディスク１０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ＰＵ２全体を移動させて常にレンズの位置が中立に近い形で保てるようにキャリトラと呼ばれる制御を行っている。
【００１４】
次に、光ディスク１０に記録された情報を再生する際は、ピックアップ２の出力をアナログ回路３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６で同期検出，復調，誤り訂正などを行い、バッファメモリ５に貯える。その後、インタフェースコントローラ８を通して外部機器に情報を転送する。
【００１５】
図４は、この発明の基礎となる光ディスクに記録する情報の配列の一般的なフォーマット例を示す図である。情報は、クロックマークとデータとを交互に配している。
光ディスクに多値を記録する場合、２値と違って再生信号のエッジ部を正しく抽出できないため、エッジ部からクロックを抽出することができない。
そこで、データ（Ｄａｔａ）を記録する情報部とは別にクロックマーク（Ｃｌｏｃｋ Ｍａｒｋ）と呼ばれる特別なマークを用いてクロックを抽出する。
そのクロックマークのデータの長さ（データ長）は、編心などによって生じるクロック変動量がシステムの許容値以内になるように長さを設定する。また、クロックマークはその前後のデータからの符号間干渉の影響がないパターンを使用すると共に、位置の変動が生じても誤同期を生じないようにする必要がある。
【００１６】
図５は、この発明に係るクロックマークの一例を示す図である。
このクロックマークは、同図の（ａ）に示すように、例えば８値で情報を記録する際、反射光量が大きい方を０とし、光量が少ないとき７としたときのデータ列“００７００”であり、同図の（ｂ）に示すのが再生時の再生信号の再生波形である。また、同図の（ｃ）には、上記再生信号を微分した微分波形を示し、その０クロスで同期位置の検出を行うことができる。その同期位置を通常よく使用されているＰＬＬの位相比較器に入力することによってクロックを生成することができる。
【００１７】
図１は、この発明に係る同期マークの一例を示す図である。
この同期マークは、同図の（ｂ）に示すように、上記クロックマークと同様に、例えば８値で情報を記録する際、反射光量が大きい方を０とし、光量が少ないとき７としたときのデータ列“００００７００００”であり、同図の（ｂ）に示すのが再生時の再生信号の再生波形である。この同期マークは、図中に破線枠で囲んだ部分のパターンが上記クロックマークと同一である。
また、同図の（ｃ）には、上記再生信号を微分した微分波形を示し、その０クロスで同期位置の検出を行うことができる。上記クロックマークに対して同期マークが長いのは、欠陥などで生じるビットスリップを回復するための変動はクロックマークより大きいため、より大きなウインドウを必要とするためである。
【００１８】
図６は、この発明の参考となる光ディスクに記録する情報にクロックマークと共に同期マークを含ませたときのフォーマット例を示す図である。
この場合、クロックマークを等間隔で配置し、その間にデータ及び同期マークを配置している。
【００１９】
次に、この光ディスク装置における情報記録処理について説明する。
コントローラ７等は、図５に示したクロックマーク及び図１に示した同期マークを情報中に記録する手段の機能を果たし、光ディスク１０に、情報と、その情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークと、ビットスリップを検出する同期マークとを、その同期マークの一部がクロックマークのパターンと同一になるように記録する。その詳細な処理は通常のデータの記録と同様にして各レベルの記録を行えば良い。
【００２０】
図５に示すようなクロックマークと図１に示すような同期マークのパターンを用いて、クロックマークと同期マークの共通化を計っている。
すなわち、同期マークの一部をクロックマークと同じパターンにすることにより、同期マークにクロックマークの機能を持たせることが可能になった。
したがって、データの冗長度を下げることができ、光ディスクに記録可能な容量を増加させることができる。
【００２１】
また、コントローラ７等は、上記の記録処理の際、同期マーク内のクロックマークの位置と他のクロックマークの位置が等間隔になるようにも記録する。
図７は、光ディスクに記録する情報にクロックマークと共に同期マークを含ませたときのこの発明に係るフォーマット例を示す図である。
同図に示すように、同期マーク中のクロックマークの部分と、他のクロックマークとの位置関係が等間隔になるように配置することにより、クロックの生成を簡単にすることができる。
【００２２】
さらに、コントローラ７等は、上記の記録処理の際、上記情報を多値情報で記録し、クロックマークを再生信号がもっとも大きくなる第１のレベルと再生信号が最も小さくなる第２のレベルの組み合わせにして記録する。
図５に示したように、クロックマークの“０７０”の部分を利用し、振幅が最大になるレベル“７”の位置をクロックの位置とすることができる。
【００２３】
また、コントローラ７等は、上記の記録処理の際、クロックマークの初めと最後が２個以上同じレベルが続くように記録する。
図５に示したように、クロックマークの“０７０”の部分の両隣の値の符号間干渉によって再生信号が変わることを避けるため、“０７０”の両側に“０”を（初めと最後にそれぞれ“０”を）設け、データ列を“００７００”にする。
このようにして、前後に同じレベルを連続させることにより、符号間干渉による再生信号が変わることを避けることができる。
【００２４】
さらに、欠陥などで再生信号が途絶えるとクロックの検出ができなくなり、クロックは自走状態となる。その欠陥が長くなるとビットスリップを起こしてしまう。ビットスリップを起こすと以降のデータを再生できなくなってしまう。
そこで、同期マークを用いてビットスリップから回復するため、コントローラ７等は、上記の記録処理の際、第１と第２の２種類の誤り訂正符号を用いて誤りを訂正し、第１の誤り訂正符号による誤り訂正の方向に情報を記録し、同期マークを第２の誤り訂正符号の先頭にあたる部分に記録する。
【００２５】
図８は、この発明の参考となる通常の誤り訂正例の説明図である。
図９は、この発明に係る誤り訂正例の説明図である。
図８に示すように、第１の誤り訂正符号を横方向（図中「データ」の右側）に付加し、第２の誤り訂正符号を縦方向（図中「データ」の下側）に付加し、データ（情報）は図中の左上隅から横方向（図中右方向）に順次記録していく。
ここで、欠陥などが生じると横方向に誤りが連続して発生するが、縦方向の第２の誤り訂正符号で誤りを訂正する。その誤り訂正には、イレージャ訂正と言う技術を使用する。そのときにフラグを用いて訂正するが、フラグが多いと訂正できない。そこで、図９に示すように、データの横方向である第２の誤り訂正符号の先頭にあたる部分（先頭部分）に同期マークを配置する。
このようにして、誤り訂正の横方向の先頭部分に同期マークを配置することにより、フラグが不要に立たないようにすることができる。
【００２６】
次に、この光ディスク装置における情報再生処理について説明する。
コントローラ７等は、上記のような情報記録処理によって情報が記録された光ディスクを再生する手段と、上記クロックマーク及び上記同期マークが情報中に記録された光ディスクを再生する場合、上記同期マークでビットスリップを検出すると共にクロックの同期検出も行う手段と、上記の再生処理の際、上記ビットスリップの検出のウンイドウと上記クロックの同期検出のウインドウとを別々に設ける手段の機能を果たす。
【００２７】
そして、コントローラ７等は、情報とその情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークとビットスリップを検出する同期マークとが上記同期マークの一部が上記クロックマークのパターンと同一になるように記録されている光ディスクから上記同期マークと上記クロックマークとに基づいて上記情報を再生し、上記ビットスリップの検出のクロックマークウンイドウと上記クロックの同期検出の同期マークウインドウとを別々に設け、同期マークでビットスリップを検出すると共にクロックの同期検出も行う。
【００２８】
図１０は、図３の光ディスク装置における情報再生に係る詳細な構成を示すブロック図である。
同図に示すように、再生信号（再生波形）を入力しクロックマーク検出部２２と同期マーク検出部２１へそれぞれ入力する。ただし、データ期間中で誤同期になるのを防ぐため、カウンタ及びシーケンサ２４からそれぞれのウインドウを作成して供給している。すなわち、カウンタで同期マークウインドウを生成して同期マーク検出部２１へ供給し、シーケンサでクロックマークウインドウを生成してクロックマーク検出部２２へ供給している。
クロックマーク検出部２２でクロックの検出後、フェーズロックループ回路（ＰＬＬ）２３でセル単位のクロックを作成して位相比較する。また、同期マーク検出部２１で同期検出したらカウンタの値を指定値に設定する。さらに、ＰＬＬ２３で作成したセル単位のクロックはカウンタに出力される。
【００２９】
また、クロックマークは“００７００”であるため、両隣が何であるかで誤同期を起こす可能性がある。最悪値は前に“００７”後ろに“７００”である。
図１１は、上記クロックマークウンイドウと上記同期マークウインドウの出力のタイミングチャート図である。
同図の（ｃ）に示すように、クロックマークの“７”を中心に前後合わせて３セル分のクロックマークウインドウを掛けてやると誤同期を防ぐことができる。
同様にして、同図の（ｄ）に示すように、同期マークは５セル分の同期マークウインドウをかける。
このようにして、同期マークとクロックマーク別々にウインドウを掛けることによって誤同期を防ぐことができる。
【００３０】
次に、上述の情報記録方法で記録された光ディスクについて説明する。
光ディスク１０は、上記のような情報記録方法によって上記情報と上記クロックマーク及び上記同期マークからなる構造を有するデータが記録されている。
上述のようにしてデータを記録することにより、データの信頼性が高くなる。特に欠陥が起きてからのリカバリができるようになる。
こうして、同期マークの一部をクロックマークと同じパターンにすることにより、同期マークにクロックマークの機能を持たせて冗長度を下げ、データの信頼性が高い記録媒体にすることができる。
【００３１】
上述の実施形態では、記録媒体として光ディスクについて説明したが、この発明の情報記録方法，情報再生方法，情報記録装置，情報再生装置は記録媒体の記録方式によらない。すなわち、光磁気記録媒体，追記型の記録媒体，リライタブルな記録媒体でも同じように適用することができ、上述と同じ効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の情報記録方法と情報記録装置とコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、同期マークの一部をクロックマークと同じ形状にすることにより、１つのマークでビットスリップ検出とクロック検出とを同時に行うことができる。また、この発明の情報再生方法と情報再生装置によれば、１つのマークでビットスリップ検出とクロック検出とを同時に行うことによって冗長度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この実施形態における同期マークの一例を示す図である。
【図２】多値記録の再生波形の一例を示す図である。
【図３】この発明の一実施形態である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の基礎となる光ディスクに記録する情報の配列の一般的なフォーマット例を示す図である。
【図５】この実施形態におけるクロックマークの一例を示す図である。
【図６】この発明の参考となる光ディスクに記録する情報にクロックマークと共に同期マークを含ませたときのフォーマット例を示す図である。
【図７】この実施形態における光ディスクに記録する情報にクロックマークと共に同期マークを含ませたときのフォーマット例を示す図である。
【図８】この発明の参考となる通常の誤り訂正例の説明図である。
【図９】この実施形態における誤り訂正例の説明図である。
【図１０】図３に示す光ディスク装置における情報再生に係る詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】この実施形態におけるクロックマークウンイドウと同期マークウインドウの出力のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１：スピンドルモータ ２：ピックアップ
３：アナログ回路 ４：サーボ回路
５：バッファメモリ ６：デジタル回路
７：コントローラ ８：インタフェースコントローラ
１０：光ディスク ２１：同期マーク検出部
２２：クロックマーク検出部
２３：ＰＬＬ ２４：カウンタ及びシーケンサ

Claims (10)

1. 記録媒体に情報と該情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークとビットスリップを検出する同期マークとを、前記同期マークの一部が前記クロックマークのパターンと同一になるように記録することを特徴とする情報記録方法。
2. 情報と該情報を再生するときにクロックを抽出するためのクロックマークとビットスリップを検出する同期マークとが前記同期マークの一部が前記クロックマークのパターンと同一になるように記録されている記録媒体から前記同期マークと前記クロックマークとに基づいて前記情報を再生し、前記同期マークで前記ビットスリップを検出すると共に前記クロックの同期検出も行うことを特徴とする情報再生方法。
3. 前記同期マーク内のクロックマークの位置と他のクロックマークの位置が等間隔になるように記録することを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
4. 前記情報を多値情報で記録し、前記クロックマークを再生信号がもっとも大きくなる第１のレベルと再生信号が最も小さくなる第２のレベルの組み合わせにすることを特徴とする請求項１又は３記載の情報記録方法。
5. 前記クロックマークの初めと最後が２個以上同じレベルが続くように記録することを特徴とする請求項４記載の情報記録方法。
6. 第１と第２の２種類の誤り訂正符号を用いて誤りを訂正し、第１の誤り訂正符号による誤り訂正の方向に情報を記録し、前記同期マークを第２の誤り訂正符号の先頭にあたる部分に記録することを特徴とする請求項１，３乃至５のいずれか一項に記載の情報記録方法。
7. 請求項１，３乃至６のいずれか一項に記載の情報記録方法によって前記記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記クロックマーク及び前記同期マークを前記情報中に記録する手段を備えたことを特徴とする情報記録装置。
8. 請求項１，３乃至６のいずれか一項に記載の情報記録方法によって記録された記録媒体を再生する情報再生装置であって、前記クロックマーク及び前記同期マークが情報中に記録された記録媒体を再生する場合、前記同期マークでビットスリップを検出すると共にクロックの同期検出も行う手段を備えたことを特徴とする情報再生装置。
9. 前記ビットスリップの検出のウンイドウと前記クロックの同期検出のウインドウとを別々に設ける手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の情報再生装置。
10. 請求項１，３乃至６のいずれか一項に記載の情報記録方法によって前記記録媒体に記録する前記クロックマーク及び前記同期マークからなる構造を有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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