JP2007234132A - 情報記録装置、情報再生装置及び情報記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層構造の次世代光ディスクにおいて問題となる、再生している層以外（非再生層）からの層間クロストークを抑制する。
【解決手段】ユーザデータとそれに含まれる１つ又は複数のマークの長さ・位置・合計面積の組との対応を表わすテーブルを複数（以下、ｔ個とする）使用し、テーブルごとにマークの合計面積の取り得る範囲を変える。そして、ユーザデータとマークの長さ・位置・合計面積の組のテーブルを、事前に決められた個数（以下、ｍ個とする）分の過去のデータセルに含まれるマークの面積の合計値が（ｔ−１）個のマーク面積の閾値の組のうちでどの値とどの値の間にあるかによって切り替えて、次に出現すべきマーク面積の範囲に制約を与えることで、マークの面積の変動量を抑制する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光学的特性変化を用いて媒体に情報を記録再生する方式及び装置に係わり、特に光ディスク装置に関するものである。

光ディスクの高記録密度化のための方式として、ディスク面上に一定間隔にマークを記録し、マークの前、後エッジ位置を独立に変化させ、その変化を特定の検出点において、多値レベルの変化として観測し、情報を読み出すサイパー方式が非特許文献１で提案されている。

図１を用いて、従来のサイパー方式の原理を説明する。ディスク面には、トラック中心１０１に沿って予めプリピット群１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７が形成されて配置されている。プリピット群には、トラッキング信号を検出するためにトラック中心１０１に対して左右にずらして配置したピット対１０３，１０４；１０５，１０６と、トラック中心に配置されクロックを作るためのピット１０２，１０７とが含まれる。プリピット群の間に、データが記録される領域、すなわちデータブロックがある。データブロックは、さらに長さＰの複数個のデータセル１０８に分割されている。データセルの中にはそれぞれ１つのマーク１１０，１１１，１１２が存在し、各マークの前エッジ位置、後エッジ位置が特定位置を中心に特定の間隔Δの整数倍だけ前後に変化する形態で変調され、そのエッジ位置が情報を表す。

形成されるマークの最短マーク長Ｌminは、読み出しスポット１０９で再生するときに、前エッジからの再生信号が後エッジの影響を受けない、すなわち干渉がない長さになっている。また、最長マーク長Ｌmaxは、隣接データセルにある最長マークと当該データセルにある最長マーク間のギャップが、両者の前、後、又は後、前のエッジからの信号が干渉しない間隔Ｌminとなるように選ばれる。ユーザデータは、間隔Δを単位とする前エッジ及び後エッジの位置分割数をそれぞれｎとすると、（ｎ＋１）×（ｎ＋１）個のエッジ位置の組み合わせ数に対応させられる。記録密度を上げるためには間隔Δを単位とする分割数ｎを増大する必要がある。

図２は、マークの前エッジ位置及び後エッジ位置に持たせた情報の再生動作の説明図である。エッジ位置を動かさない、すなわち無変調時のマークは前エッジが位置２０１、後エッジが位置２０２にあり、マークの長さはＬｏである。前エッジ位置は位置２０１を中心に間隔Δの整数倍で独立に変化し、後エッジ位置も位置２０２を中心に間隔Δの整数倍で独立に変化する。その結果、マーク長は最短マーク長Ｌminと最長マーク長Ｌmaxの間の長さをとる。エッジ位置が表す情報の再生に当たっては、マークの両エッジのタイミングで再生信号波形を見て、エッジ位置のずれ量を検出する。具体的には、無変調データの両端エッジ２０１，２０２のタイミングで再生信号４０９のレベルを観測することにより、前エッジの位置及び後エッジの位置を多値レベルに変換して検出することが出来る。

最短マークの位置を可変にすることでサイパー方式よりも高密度化を実現する方式が特許文献１で開示されている。図３を用いて、特許文献１で開示されている方式を説明する。トラックを等間隔に区切られたデータセルに分割し、さらにデータセル内を特定間隔Δ毎に分割し、データセル内には一つのマークを配置し、マークの前エッジ、後エッジをそれらの分割位置のそれぞれ前部、後部に位置させる。但し、前エッジと後エッジの最短間隔、すなわち最短マークの長さはエッジ間の干渉がないＬminとする。間隔Δを単位とする前エッジ及び後エッジの位置分割数をそれぞれｎとすると、エッジ位置の組み合わせ数は（２ｎ＋１）＋２ｎ＋…＋１＝（ｎ＋１）×（２ｎ＋１）である。つまり、ユーザデータは、（ｎ＋１）×（２ｎ＋１）個のエッジ位置の組み合わせ数に対応させられる。

Japan Journal of Applied Physics, Vol. 35, pp. 437-442, 1996. 特開２００１−０３９１１７号公報

多層構造の次世代光ディスクにおいては、多層構造にすることで、再生している層以外（非再生層）からの層間クロストークによって再生信号が劣化することが大きな課題の一つである。この層間クロストークの要因の一つは、非再生層の記録済みのマークによる影響であり、この影響は非再生層におけるマークの長さや分布、再生層と非再生層との距離、非再生層の記録状態（記録済みか未記録か）、トラック偏心等によって変動する。マーク部は非マーク部よりも反射率が高く、かつ透過率が低いことから、非再生層上のマークの分布の変動は、非再生層からの反射光量変動による信号変動とか、非再生層を透過して再生する際の透過光量変動による信号変動という現象として現れる。このうち、非再生層からの反射光量変動については、検出器上で再生層からの光スポットと非再生層からの光スポットが異なる強度プロファイルを有するため、例えば共焦点光学系の適用や検出器サイズの調整によって低減することが可能である。しかし、非再生層による透過光量変動については、再生層からの光スポットに信号変動の影響が及んでいるため、光学的に除去することは不可能であり、信号の変動量、すなわちマークの面積の変動量を抑制する必要がある。

特許文献１がユーザデータとそれに含まれる唯一つのマークの前エッジ・後エッジの組との対応を表わすテーブルを使用するのに対して、本発明では、ユーザデータとそれに含まれる１つ又は複数のマークの長さ・位置・合計面積の組との対応を表わすテーブルを複数（以下、ｔ個とする）使用し、テーブルごとにマークの合計面積の取り得る範囲を変える。そして、ユーザデータとマークの長さ・位置・合計面積の組のテーブルを、事前に決められた個数（以下、ｍ個とする）分の過去のデータセルに含まれるマークの面積の合計値が（ｔ−１）個のマーク面積の閾値の組のうちでどの値とどの値の間にあるかによって切り替える。これは、ユーザデータだけでなく参照する過去ｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の合計値も加味して、次に出現すべきマーク面積の範囲に制約を与えることを意図している。例えば、参照する過去ｍ個のデータセルに含まれるマークが全て最短マークのときに最短マークが出現しないようなテーブルを使用することで、全体のマーク面積が小さくなり過ぎないように調整する。ユーザデータとマークの長さ・位置・合計面積の組との対応を表わすｔ個のテーブルに対して、充分長いデータセルの系列におけるマーク面積の平均値の最大値と最小値の比が一番小さくなるような、過去のデータセルの参照個数ｍと（ｔ−１）個のマーク面積の閾値の組の探索を行なうことで、マーク面積の変動量の抑制が可能である。

本発明による情報記録装置は、ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個又は複数個ずつマークを形成することによってデータを記録するものであり、光源と、光源から放射される光束を収束して記録媒体面に微小スポットを形成する光学系と、ユーザデータをデータセル内に形成されるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組に変換する符号化部と、符号化部から出力された前エッジ位置と後エッジ位置の情報に基づいて記録波形を生成する変調部と、変調部から出力された記録波形に従って光源を駆動する光源駆動部とを含む。符号化部は、ディスク状記録媒体の回転に応じてデータセルをトラック方向に等間隔の所定数の領域に分割するタイミングで発生するクロック信号を用いて前エッジ位置で立ち上がり、後エッジ位置で立ち下がるパルス信号を発生する手段と、そのパルス信号から記録波形を生成する手段とを有する。符号化部は、また、複数の変換テーブルを備え、予め決められた個数（ｍ個）の直近の過去のデータセルに含まれるマーク面積に応じて使用する変換テーブルを切り替える。

本発明による情報再生装置は、ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個又は複数個ずつ形成されたマークを検出して情報を再生するものであり、ディスク状記録媒体に光スポットを照射する光学系と、ディスク状記録媒体からの反射光を検出する光検出部と、光検出部から出力された再生信号を処理してデータセル内におけるマークの長さ・位置を検出する、マーク検出部と、マークの長さ・位置の組をユーザデータに変換する復号部とを含む。マーク検出部は、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、データセル信号を基準とする所定の複数のタイミングでサンプル信号を発生するサンプル信号生成回路と、サンプル信号によってサンプリングされた再生信号を記憶する記憶回路と、記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に増大する局面で再生信号が所定レベルに最も近いサンプリング点を前エッジ位置として検出し、記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に減少する局面で再生信号が所定レベルに最も近いサンプリング点を後エッジ位置として検出する前後エッジ検出回路とを備えることができる。サンプル信号生成回路は、データセルをトラック方向にマークのエッジ位置変化間隔で所定数の領域に分割するタイミングでサンプル信号を発生するのが好ましい。所定レベルは再生信号の半値レベルとすることができる。マーク検出部は、微分回路と比較器を用いた再生信号のピーク位置を検出する手段と、そのピーク位置の信号レベルをサンプルホールドする手段とを備えることができる。再生信号のピーク位置からマークの中心位置を、ピーク位置の信号レベルからマークの長さを得ることが可能である。復号部は、マークの前エッジ位置と後エッジ位置の組からなるマーク情報、あるいはデータセル内におけるマークの中心位置とマークの長さからなるマーク情報を、変換テーブルを用いてユーザデータに変換する。この変換テーブルにおいて、各マーク情報は一意にユーザデータに対応づけられているとともに、いくつかの特定のユーザデータは複数のマーク情報に対応づけられている。例えば、変換テーブル中でマーク面積が最小のマーク情報とマーク面積が最大のマーク情報に同時に対応づけられているユーザデータが存在する。

本発明によると、光学的に除去することが不可能な非再生層による透過光量変動を抑制することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において、同じ機能部分には同じ符号を付けて説明する。

最初に、図４から図１２を用いて、本発明の第１の実施形態を説明する。

図４は、データセルに含まれるマークが１つの場合の、本発明による光情報記録再生装置の概略構成図である。半導体レーザ４２０から出た光は、コリメータレンズ４２１によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ４２２を通過し、４分の１波長板４２３を通って直線偏光が円偏光に変換され、対物レンズ４２５によって回転する円板状の記録媒体４２７上に集光され、微小スポットを形成する。記録媒体４２７からの反射光は再び対物レンズ４２５を通過し、４分の１波長板４２３を通過して、偏光方向が入射光の偏光方向と９０度回転した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ４２２によって光路を曲げられ、レンズ４１９によって光検出部４１８に収束される。光検出部４１８では、図示しない光学機能素子により光路が分離され、反射光は、光スポットの位置決め、トラッキング、焦点合わせなどを行うための誤差信号を発生する検出部と、データを検出するための再生信号を発生する検出部に導かれる。制御回路４１７では、誤差信号から、公知の技術により、トラッキング、焦点合わせのための制御信号を発生し、２次元アクチュエータ４２４を駆動し、光スポットを記録再生するための最適状態に位置決めする。

再生信号を発生するための検出部では、対物レンズ４２５を通過してくる反射光を受光し、光検出器で光電変換を行い電気信号とする。光電変換後の再生信号はプリアンプ４０４で増幅され、記録媒体のトラック４２６上に予め設けられたプリピット群を検出するプリピット検出部４０５、トラック上に予め設けられたクロックピットからクロック信号を検出するクロック信号検出部４０８、データ検出部４０６に送られる。データ検出部４０６で検出されたエッジ位置信号は、復号部４０７で復号され、ユーザデータとして送出される。

ユーザデータの記録に当たっては、ユーザデータをまず、符号化部４０１に入力し、ユーザデータを前後エッジの位置の情報に変換する。その前後エッジ位置情報４１５，４２８を変調部４０２に入力すると共に、データセル信号４１４とクロック検出信号４１１を変調部４０２に入力し、トラック上のデータセルに記録するマークに対応した変調パルス４１６を作成し、実際に記録する波形に変換する。この波形４１６をレーザ駆動回路４０３に入力し、レーザ光源を電流変調して、半導体レーザ４２０から出る光強度を変化させる。

ディスク面上では、スポットがトラック中心１０１に沿って移動するように位置制御が行なわれ、データセル内にマークが形成される。このマークは、光学的な特性がマーク部と非マーク部で異なる形態で形成される。なお、形成されるマークの最短マーク長Ｌminは、読み出しスポット１０９で再生するときに、前エッジからの再生信号が後エッジの影響を受けない、すなわち干渉がない長さになっている。また、隣接するデータセルに形成される２つのマーク間の最短間隔もＬminに設定する。

次に、図５のタイミングチャートを用いて装置各部の動作について説明する。図５（ａ）に、プリピット群１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７とデータブロックの配置とブロック内に設けられるデータセル１０８（点線で囲む）とのディスク面上における位置関係を示す。図５（ｂ）には図５（ａ）に対応して、前記プリピット群の中のクロックピット１０２，１０７から作成された、クロックピット信号４３０を示す。信号４３０を検出する方法は通常のサンプルサーボに使われた方法でよい。図５（ｃ）に、クロックピット信号４３０から生成されたクロック信号４１１を示す。クロックピット信号４３０からクロック信号４１１を作成するためには、よく知られたＰＬＬ（フェーズ・ロッククド・ループ）を使用すればよい。図５（ｄ）に、プリピット群を示すプリピット信号４１０を示す。プリピット信号４１０はクロック信号４１１と再生信号４０９を用いて作成される。

図５（ｅ）は、プリピット信号４１０とクロック信号４１１から作成される、データセルの区切り目を表すデータセル信号４１４のタイミングを示す。図５（ｆ）は、３つのデータセル内のマークの位置を説明する図である。スポットが等速度でディスク面上を移動していると、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の時間軸を拡大していることになる。最初のデータセル内に点線で表した領域１１０３は、区切れ目Δごとにマークがトラック上で占める領域を表す。２番目のデータセル内のマーク１１０４，１１０５はデータセル内で、本発明により記録し得るマークの例を示す。マーク１１０４はデータセルの最も端にマークの端が位置する場合を示し、マーク１１０５は従来例でも存在しうる場合を示した。３番目のデータセルには、以下に述べる記録波形４２９により記録されたマーク１１０２を示した。本実施例では、１つのデータセルには１つのマークが存在する。図５（ｇ）は、時間軸を拡大したクロック信号４１１を示す。

図５（ｈ）は、マーク１１０２に対応した変調データ波形６０５を表し、図５（ｉ）は、マーク１１０２を記録するために変調データ波形６０５から作成した記録波形４２９を示す。図５（ｊ）は、データセル内でマークを再生するために使用する、特定の間隔Δの周期を持つサンプルクロック７０５のタイミングを示す。また、図５（ｋ）は本発明の別の実施形態で用いるサンプルパルス１５０２を示す。以下、図４に示した各ブロックの動作を具体的に説明する。

図６は、符号化部４０１の構成例を示すブロック図である。データセルに含まれるマーク面積の合計を過去ｍ個分記憶するシフトレジスタ回路５０４に含まれる各シフトレジスタの出力がｍ入力加算器５０５に入力されて、ｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和５０６が出力される。一方、アドレス変換部５０１でＮビットのユーザデータを後述する変換テーブルのアドレスに変換し、そのアドレスとマーク面積の合計値５０６をブロック内の前エッジ、後エッジ、マーク面積に変換するテーブル５０２に入力し、前エッジ位置、後エッジ位置、マーク面積のデータ４１５、４２８、５０３の出力のうち、４１５と４２８を符号化部４０１の出力とする。出力５０３はシフトレジスタ回路５０４に入力されて、シフトレジスタ回路５０４に含まれる各シフトレジスタの値が更新される。

変換テーブル５０２の具体的な例を、下記の表１と表２及び図７と図８を用いて説明する。ここではマーク面積はマーク長に比例し、マーク長に比例定数ｗを掛けることでマーク面積が得られると仮定する。ユーザビットとして４ビットを例にとる。この場合には、ユーザビットにより表現される情報数は１６個ある。この数に対応したマークの長さと位置の組み合わせを記録できるようにすれば良い。前エッジ位置、後エッジ位置がそれぞれとりうる数ｎを変えていくと、表せるマークの位置と長さの組み合わせの数が変化する。ｎを１とすると組み合わせの数Ｔ１は６通り、ｎを２とすると１５通り、ｎを３とすると２８通りの組み合わせ数を表せる。したがって、４ユーザビットにより表される情報数１６通りを表すためにはｎは１とか２では不足で、３かそれ以上である必要がある。ここではｎ＝３とする。

いま、Ｌminの長さが、特定間隔Δの６倍の長さと仮定すると、データセルＰの長さは、（Ｌmin+Ｌmax）であることから、特定間隔Δの１８倍となる。したがって、データセル内を特定間隔Δごとに１８の領域に分割し、図７で示すように各領域に１から１８の番号をつける。ユーザビットごとに、マークの前エッジと領域の前エッジが一致する領域の番号、マークの後エッジと領域の後エッジが一致する領域の番号、そしてマーク面積の組み合わせのテーブルを、表１のように作成する。図７と表１は面積が６Δｗから８Δｗまでのマークを含むデータセルから１６個選んだ図とテーブルである。図８と表２は、面積が７Δｗから１０Δｗまでのマークを含むデータセルから１６個選んだ図とテーブルである。表１、表２をそれぞれ第１のテーブル、第２のテーブルと番号付けすると、第１のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値６Δｗが第２のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値７Δｗを下回り、かつ第１のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最大値８Δｗが第２のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値１０Δｗを下回るように表１と表２それぞれに含むべきデータセルを選択している。

表１と表２の２つのテーブルを使用する（つまり、ｔ＝２である）ことから、テーブルを切り替えるためのマーク面積の閾値は１つ（（ｔ−１）個）必要である。表１を過去２データセルに含まれるマーク面積の合計が１５Δｗ以上のときのテーブル、表２を過去２データセルに含まれるマーク面積の合計が１５Δｗに達しないときのテーブルとすることで、データセルの系列におけるマーク面積のデータセル当たりの平均値の最小値を７Δｗに、最大値を８Δｗに、それぞれすることができる。これは、過去のデータセルの参照個数ｍとマーク面積の閾値τの組み合わせのうち、データセルの系列におけるマーク面積の平均値の最大値と最小値の比が一番小さくなるようなものを探索した結果の一つとして（ｍ，τ）＝（２，１５Δｗ）が得られたことに対応する。

図９は、変調部４０２の構成例を示すブロック図である。前エッジ位置のデータ４１５及び後エッジ位置のデータ４２８を、それぞれ前エッジカウンタ６０１、後エッジカウンタ６０２のデータ端子Ｄにセットし、Δ間隔に同期したクロック４１１によりカウントダウンし、ゼロになったときに出力端子Ｑから出力パルスを出す。カウンタの動作のリセットは、データセルの区切れ目に発生するデータセル信号４１４によって行なわれる。前エッジカウンタ６０１の出力信号をフリップフロップ６０３のセット端子Ｓに入力し、後エッジカウンタ６０２の出力信号をフリップフロップ６０３のリセット端子Ｒに入力する。フリップフロップ６０３の出力信号６０５は、前エッジ位置で立ち上がり、後エッジで立ち下がるパルス信号となる。光ディスクではこの波形のまま記録するとマーク形状が涙形になることが知られており、これを解決するために複数のパルス、複数のレベルに変換する公知の技術も知られている。記録波形形成回路６０４により実際に記録する波形４１６に変換する。

図１０は、データ検出部４０６の構成例を示すブロック図である。プリピット群の存在する期間を示すプリピット信号４１０とクロック信号４１１により、データセルの区切れ目を示すデータセル信号４１４をデータセル信号発生回路７０１で発生し、その出力４１４とクロック信号４１１から、特定間隔Δに対応したサンプルクロック７０５をサンプルクロック生成回路７０６により作成し、データサンプル回路７０４において再生信号４０９を前記サンプルクロック７０５によりサンプルし、サンプルクロック７０５に従ってサンプル値をデータ記憶回路７０３に格納し、前後エッジ位置検出回路７０２から読み出す。前後エッジ位置検出回路７０２における処理により前後エッジの位置を知ることができる。本例では、干渉がないのでマーク位置と検出した信号振幅の最大値Ｖｏで規格化した振幅の半値レベルのタイミングがエッジ位置に対応する特性のあることを、エッジの検出に使用している。

図１１は、データ検出部４０６における処理を説明するフローチャートである。データセル信号発生回路７０１からデータセル信号４１４がサンプルクロック発生回路７０６に入力されると処理が開始される。ステップ８０１において、データサンプル回路７０４は、データセルの再生信号４０９をサンプルクロック７０５に従ってサンプルし、データ記憶回路７０３に順次格納する。格納が終了すると、ステップ８０２に進んで、データセル内の最大値、最小値を求め、最大振幅Ｖｏを検出し、この値Ｖｏを用いて再生信号を規格化する。その後、ステップ８０３に進み、サンプル点をカウントするカウンタの初期値をゼロとする。

次に、ステップ８０４において、カウンタの示す数値Ｎの番号のサンプル値Ｖ(Ｎ)を取り込み、ステップ８０５にて、Ｎ番目のサンプル値Ｖ(Ｎ)とＮ−１番目のサンプル値Ｖ(Ｎ−１)の大小を比較する。もし、Ｎ−１番目のサンプル値の方が大きければ、立下り波形になっているので、ステップ８０８に進む。また、Ｎ番目のサンプル値の方が大きければ、立ち上がり波形であるため、ステップ８０６に進み、Ｎ番目のサンプル値が半値レベルを超えたかどうかを判定する。半値レベルを超えていなければ、Ｎをインクリメントしてステップ８０４に戻り、Ｎ番目の信号を取り込む。半値を超えていれば、ステップ８０７に進み、Ｎ番目のサンプル値とＮ−１番目のサンプル値のどちらが半値に近いかを判定する。もし、Ｎ−１番目のサンプル値Ｖ(Ｎ−１)の方が半値に近ければ、ステップ８１０に進み、前エッジの位置はＮ−１番目サンプル点との判定結果を出力する。また、Ｎ番目のサンプル値Ｖ(Ｎ) の方が半値に近ければ、ステップ８１１に進み、前エッジはＮ番目のサンプル点にあるとの検出結果を出力する。

一方、ステップ８０８では、立ち下がっていく信号が半値よりもさらに下がったかどうかを判定する。半値よりも下がっていなければ、Ｎをインクリメントして再びステップ８０８に戻る。サンプル値Ｖ(Ｎ)が半値より下がったら、ステップ８０９に進む。ステップ８０９では、Ｎ番目のサンプル値Ｖ(Ｎ)とＮ−１番目のサンプル値Ｖ(Ｎ−１)のどちらが半値に近いかを判定し、近い方のサンプル点に後エッジ位置があると判断する。すなわち、Ｎ番目のサンプル値の方が半値に近ければ、ステップ８１２に進み、後エッジの位置はＮ番目サンプル点との判定結果を出力し、Ｎ−１番目のサンプル値の方が半値に近ければ、ステップ８１３に進み、前エッジはＮ−１番目のサンプル点との検出結果を出力する。

検出された前エッジ位置データ４１２と後エッジ位置データ４１３は、図１２に構成例を示す復号部４０７に入力される。データセルに含まれるマーク長を過去ｍ個分記憶するシフトレジスタ回路９１３に含まれる各シフトレジスタの出力がｍ入力加算器９１４に入力されて、ｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和９１５が出力される。前エッジ位置データ４１２、後エッジ位置データ４１３、そしてマーク面積の総和９１５をＮビットのユーザビットに変換するテーブル９１０にエッジ位置データを入力し、対応するユーザデータを出力する。テーブル９１０は、前記表１・表２とは逆の変換を行い、一般には前エッジ位置と後エッジ位置とｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和との組をユーザデータに対応付ける。但し、表１と表２に共通して含まれている面積７Δｗの符号語と面積８Δｗの符号語に対応するユーザデータが一致しているため、表１・表２を復号するテーブルには過去ｍ個数分のデータセルに含まれるマークの面積の総和は必要ない。一方、マーク面積変換テーブル９１１は、前エッジ位置データ４１２と後エッジ位置データ４１３を持つマークの面積を計算し、計算結果９１２を出力する。計算結果９１２はシフトレジスタ回路９１３に入力されてシフトレジスタ回路９１３に含まれる各シフトレジスタの値が更新される。

図１３は本実施形態におけるデータ検出部４０６のブロック図である。また、図１４、図１５は、データ検出部４０６内に設けられた判定器の処理を示すフローチャートである。

再生信号４０９はスレッシュホールドが異なるコンパレータ１５０４，１５０５，１５０６，１５０７，…，１５０８，１５０９に入力され、入力レベルと閾値電圧が比較され、入力レベルが閾値よりも大きいとコンパレータの出力は“１”になり、閾値以下では“０”となる。コンパレータの出力はフリップフロップ１５１０，１５１１，１５１２，１５１３，…，１５１４，１５１５に入力され、サンプルパルス１５０２のタイミングでフリップフロップにとり込まれ、値が確定する。各フリップフロップの出力は判定器１５０１に結合され、図１４、図１５に示すフローに従い処理を行う。これにより、判定器１５０１からデータセル毎に前エッジ位置信号４１２と後エッジ信号４１３が出力される。

以下、図１４、図１５を参照して、処理フローの詳細を説明する。最初にステップ１６００において、サンプル点の番号を表すカウンタの数値をゼロにセットする。次に、ステップ１６０１でカウンタの数値を１つ増加させる。ステップ１６０２でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶ１コンパレータの出力Ｑ(Ｖ１)を観測し、ステップ１６０３で再生信号がＶ１を超えたか否かを前記コンパレータの出力Ｑ(Ｖ１)で判定する。もし、超えていなければ、ステップ１６０１に戻り、超えるまで、繰り返す。超えると、ステップ１６０４に進み、超えた時点でのカウンタの数値をＭと記憶させる。

次に、検出タイミングＭ番目でのサンプル値を検出するために、各レベルのコンパレータの出力を観測していくステップに進む。まず、ステップ１６０５にて、コンパレータの番号を指定するカウンタの初期値をゼロとする。次にステップ１６０６にて、前記カウンタの数値を１つずつ更新し、ステップ１６０７にて、カウンタの示す番号のコンパレータの出力を取り込み、ステップ１６０８にて、コンパレータの出力が１かどうかを判定し、１でなければ、ステップ１６０６に戻り、１となるカウンタの番号を検出する。１となるカウンタの数値をステップ１６０９にて、ｍとカウンタに記録させる。ステップ１６１０にて、ｍの値と相対前エッジテーブルを用いて、相対前エッジ位置を検索する。ステップ１６１１では、ステップ１６１０で求めた相対前エッジ位置とステップ１６０４で求めた数値Ｍの組からデータセル内の特定間隔Δを単位とする前エッジ位置番号に変換する。ステップ１６１２では前記前エッジ位置番号を前エッジ位置として出力する。

次に、後エッジ位置を検出するステップに進む。ステップ１６１３にて、サンプルタイミングの番号を示すカウンタの数値を１つ更新する。ステップ１６１４でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶｎ_max値コンパレータの出力Ｑ(Ｖｎ_max)を観測し、ステップ１６１５で再生信号がＶｎ_maxを超えたか否かを前記コンパレータの出力Ｑ(Ｖｎ_max)で判定する。もし、超えていなければ、ステップ１６１３に戻り、超えるまで、繰り返す。超えると、ステップ１６１６に進み、再生信号が飽和レベルから下がり始めるタイミングを検出するステップに進む。ステップ１６１６にて、サンプルタイミングの番号を示すカウンタの数値を１つ更新する。ステップ１６１７でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶｎ_max値コンパレータの出力Ｑ(Ｖｎ_max)を観測し、ステップ１６１８で再生信号がＶｎ_maxより下がったか否かを前記コンパレータの出力Ｑ(Ｖｎ_max)で判定する。もし、下がっていなければ、ステップ１６１６に戻り、下がるまで、繰り返す。下がると、サンプル値の比較を止め、ステップ１６１９に進み、下がった時点でのカウンタの数値をＬと記憶させる。

次に、検出タイミングＬ番目でのサンプル値を検出するために、各レベルのコンパレータの出力を観測していくステップに進む。まず、ステップ１６２０にて、コンパレータの番号を指定するカウンタの初期値をｎ_maxとする。次にステップ１６２１にて、前記カウンタの数値を１つずつ減算し、ステップ１６２２にて、カウンタの示す番号のコンパレータの出力Ｑ(Ｖｎ)を取り込み、ステップ１６２３にて、コンパレータの出力が“０”かどうかを判定し、０でなければ、ステップ１６２１に戻り、０となるカウンタの番号を検出する。“０”となるカウンタの数値をステップ１６２４にて、ｐと記録させる。ステップ１６２５にて、ｐの値と相対後エッジテーブルを用いて、相対後エッジ位置を検索する。ステップ１６２６ではステップ１６２５で求めた相対後エッジ位置とステップ１６１９で求めたサンプルタイミングＬの組からデータセル内の特定間隔Δを単位とする後エッジ位置番号に変換する。ステップ１６２７では前記後エッジ位置番号を後エッジ位置として出力する。

さらに、図４において、プリアンプ４０４の直後に波形等化回路を挿入して、ディスクからの読み出し波形に波形処理を行うことができる。この場合には最短マークが短くなり、前、後エッジの相互干渉により、該マークからの再生信号レベルが低下しても、干渉を低減して、信号振幅を増加させることができる。この場合には、等化後の波形では、前エッジと後エッジの干渉が低減されていることから、これまで本発明の実施例で説明した再生信号と同様に扱うことができる。したがって、等化処理を行う場合には処理しない場合よりもより短いマーク長を最短マーク長とすることができ、データセルの長さが決められているときには、より多くの情報をデータセル内に入れることができる。

ここで、Blu-rayディスクで使用されている変調符号１７ＰＰと本発明で、透過光量変動に影響する記録マークの面積の変動量を、４層Blu-rayディスクの場合で、再生層に隣接する非再生層に対して、物理的な最短マーク長を揃えた条件で大まかな比較を行なう。記録層間の距離ｄ、レンズの開口数ＮＡ、記録層間の膜の屈折率ｎのとき、４層Blu-rayディスクにおける再生層の隣接層上の「デフォーカスしたスポット」の直径は次式のように近似することが可能である。

１７ＰＰにおけるチャネルビット間隔をＴとするとき、１７ＰＰの最短マーク長は２Ｔである。本発明の符号における最短マーク長は６Δであることから、Δ＝Ｔ／３であることが導かれる。１７ＰＰのチャネルビット間隔よりも本発明の信号検出間隔が狭くなる分、信号検出が難しくなるが、超解像記録再生技術を使用する等、対策は可能である。このときの本発明の符号語の長さは１８Δ＝６Ｔである。

２層Blu-rayディスクの記録層間の距離が２５μｍで、４層Blu-rayディスクは２つの記録層の間に記録層が２層追加されることで記録層間の距離が１／３になることから、４層のディスクの層間距離は約８．３３３μｍである。Blu-rayディスクではＮＡ＝０．８５のレンズが使用される。また、記録層間の膜は屈折率ｎ＝１．５７前後のものが使用される。以上より、隣接層のスポットの直径は約１０．７３２３μｍ＝１０７３２．３ｎｍと概算される。Blu-rayディスクの１層当たりの記憶容量が２５ギガバイトのときのチャネルビット長は７４．５ｎｍであることから、隣接層のスポットの直径は約１４４ビット長（時間表記で１４４Ｔ）に相当する。以下の比較では、マーク面積の変動が影響する隣接層のスポットの直径を１４４ビット長とする。

まず、１７ＰＰの場合について、スポットの直径が１４４ビット長の系列でマーク面積が最小のものと最大のものを調べることで、マーク面積の変動量を算出する。Blu-rayディスクのフォーマットでは、ＤＣの積算値によって６９ビットのＤＣコントロールブロック単位で反転させるかさせないかを切り替えて、マーク面積の変動を抑制している。

ここで図１６のように１４４Ｔの長さの系列をとると、これが１４４Ｔの長さの系列でマーク面積が最小となるものになり、このときのマーク長の合計は（２Ｔ×４）＋１６Ｔ＋（２Ｔ×３＋４Ｔ）＝３４Ｔ、マーク面積の合計は３４Ｔｗと近似することができる。

また、図１７のように１４４Ｔの長さの系列をとると、これが１４４Ｔの長さの系列でマーク面積が最大となるものになり、このときのマーク長の合計は（７Ｔ×４）＋５４Ｔ＋（２Ｔ＋７Ｔ×３＋５Ｔ）＝１１０Ｔ、マーク面積の合計は１１０Ｔｗと近似することができる。

以上より、１７ＰＰの場合のマーク面積の最大値と最小値の比は約３．２３５（≒１１０／３４）であることが導かれる。

本発明ではマーク面積の最大値と最小値の比を小さくすることが可能である。図１８と図１９は、実施例１と２の場合において１４４Ｔの長さの系列でマーク面積が最小となるものと最大となるものをそれぞれ探索した結果の一例である、このとき、マーク面積の最大値と最小値の比が１９６／１６２≒１．２１０となる。

更に、１７ＰＰと本発明におけるパワースペクトラムを比較する。図２０と図２１はそれぞれ、物理的な最短マーク長を揃えたときの１７ＰＰと本発明のパワースペクトラムである。両図において、矢印は信号帯域を表している。１７ＰＰよりも本発明の方が信号帯域を狭くすることが可能である。信号帯域外の周波数帯域の信号をフィルターで低減することによるノイズの低減が可能である。また、信号成分が高周波側に集中することから、本発明は通常の１７ＰＰよりも小さなマークを読み出す超解像技術に適すると予想される。

図２２から図２４を用いて、本発明の第２の実施形態を説明する。図２２は、データセルに含まれるマークが１つ又は複数の場合の、本発明による光情報記録再生装置の概略構成図である。図４との違いは符号化部、変調部、そして復号部のみである。符号化部４０１の出力が前エッジ位置、後エッジ位置であるのに対して、符号化部１７０１の出力はＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）符号語１７０４である。この変更に伴い、変調部１７０２はＮＲＺＩ符号語１７０４を入力して信号４１６を出力するように、そして復号部１７０３は検出されたＮＲＺＩ符号語１７０５を入力してユーザデータを出力するように、それぞれ変更されている。符号化部の出力をＮＲＺＩ符号語とすることで、記録効率を上げるようなデータセルの構造の拡張、例えばデータセルが複数のマークを含むようにしたり、データセルの境界を越えるようなマークを出現させるようにすることが容易になる。ＮＲＺＩ符号語の「１」がデータセル内のマークの前エッジ・後エッジ位置に対応する。

図２３は、符号化部１７０１の構成例を示すブロック図である。データセルに含まれるマーク面積の合計を過去ｍ個分記憶するシフトレジスタ回路５０４に含まれる各シフトレジスタの出力がｍ入力加算器５０５に入力されて、ｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和５０６が出力される。一方、アドレス変換部５０１でＮビットのユーザデータを後述する変換テーブルのアドレスに変換し、そのアドレスとマーク面積の合計値５０６をブロック内のＮＲＺＩ符号語、マークの合計面積に変換するｔ個のテーブルをまとめた回路１８０１に入力し、ＮＲＺＩ符号語のデータ１７０４、マーク面積の合計のデータ５０３の出力のうち、ＮＲＺＩ符号語のデータ１７０４を符号化部１７０１の出力とする。マーク面積の合計のデータ５０３はシフトレジスタ回路５０４に入力されて、シフトレジスタ回路５０４に含まれる各シフトレジスタの値が更新される。

例として、図７と図８に対応する具体的な変換テーブル１８０１を、下記の表３と表４も用いて説明する。ここでもマーク面積はマーク長に比例し、マーク長に比例定数ｗを掛けることでマーク面積が得られると仮定する。データセル内を特定間隔Δごとに１８の領域に分割し、図７で示すように各領域に１から１８の番号をつける。データセルに対して、領域番号（ｎ−１）と領域番号ｎが共にマークに含まれるか共に含まれないときはＮＲＺＩ符号語の上位から第ｎビット目を「０」、そうでないときは「１」と表現する。ユーザビットごとに、データセルを以上のように表現したＮＲＺＩ符号語とマーク面積の組を対応させることでテーブルを作成する。表３は面積が６Δｗから８Δｗまでのマークを含むデータセルから１６個選んだテーブルである。表４は、面積が７Δｗから１０Δｗまでのマークを含むデータセルから１６個選んだテーブルである。表３と表４におけるＮＲＺＩ符号語の灰色部分はマークに対応するビットを表わしている。

表３と表４におけるＮＲＺＩ符号語は、それぞれ実施例１における表１と表２の前エッジ・後エッジで表現されるデータセルの別の記述方法を用いただけであることから、表３を過去２データセルに含まれるマーク面積の合計が１５Δｗ以上のときのテーブル、表４を過去２データセルに含まれるマーク面積の合計が１５Δｗに達しないときのテーブルとすることで、データセルの系列におけるマーク面積のデータセル当たりの平均値の最小値を７Δｗに、最大値を８Δｗに、それぞれすることができる。

図２４は、変調部１７０２の構成例を示すブロック図である。ＮＲＺＩ符号語のデータ１７０４を、プリピット部検出信号４１４が入力される時間間隔でパラレル／シリアル変換回路１９０１に入力し、クロック信号４１１が入力される時間間隔でＮＲＺＩ符号語のビットをシリアルに出力し、排他的論理和回路１９０２と１ビットデータシフトレジスタ１９０３によって、ＮＲＺＩ符号語の「１」で立ち上がり又は立ち下がりをするパルス信号１９０４となる。記録波形形成回路６０４により実際に記録する波形４１６に変換する。

図２５は、復号部１７０３の構成例を示すブロック図である。データセルに含まれるマーク長を過去ｍ個分記憶するシフトレジスタ回路９１３に含まれる各シフトレジスタの出力がｍ入力加算器９１４に入力されて、ｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和９１５が出力される。ＮＲＺＩ符号語をＮビットのユーザビットに変換するテーブル２００１にＮＲＺＩ符号語１７０５とｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和９１５を入力し、対応するユーザデータを出力する。テーブル２００１は、前記表１に類似しているテーブルであるが表３・表４とは逆の変換を行い、一般にはＮＲＺＩ符号語とｍ個のデータセルに含まれるマーク面積の総和との組をユーザデータに対応付ける。表３と表４に共通して含まれているマーク面積７Δｗとマーク面積８Δｗに対応するユーザデータが一致しているため、表３と表４を復号するためのテーブルには過去ｍ個数分のデータセルに含まれるマーク面積の総和で切り換える必要はない。一方、マーク面積変換回路２００２は、ＮＲＺＩ符号語１７０５で表現されるデータセルに含まれるマークの面積の合計を計算し、計算結果９１２を出力する。計算結果９１２はシフトレジスタ回路９１３に入力されてシフトレジスタ回路９１３に含まれる各シフトレジスタの値が更新される。

図２６、図２７、図２８、図２９を用いて、マークの長さとマーク中心位置の検出をそれぞれ信号レベルと信号の微分ゼロクロス点を用いる、別の検出方式を説明する。図２６と図２７はそれぞれ、本実施形態において図７と図８に代えて使用するユーザデータとデータセルの対応を示している。図２６と図２７における特定間隔Δ′を、図７と図８のΔの半分に、データセルの領域数を倍にした上で、長さが２Δ′の奇数倍のマークを持つ符号語についてはマーク位置をΔ′ずらしたものを使用するようにユーザデータとデータセルを対応付けた図である。図７と図８を使用してユーザデータから変換されたデータセルの系列から各データセル中のマークの中心位置を検出する場合のマークの中心の検出間隔はΔ／２＝Δ′（例えば、前エッジ位置が等しい長さ７Δのマーク中心位置と長さ８Δのマーク中心位置の差）であるのに対し、Δを図７と図８の幅の半分に、データセルの領域数を倍にした図２６と図２７を使用してユーザデータから変換されたデータセルの系列から各データセル中のマークの中心位置を検出する場合のマークの中心の検出間隔は２Δ′である。

図２８は、本実施形態におけるデータ検出部４０６の構成例を示すブロック図である。プリピット群の存在する期間を示すプリピット信号４１０とクロック信号４１１により、データセルの区切れ目を示すデータセル信号４１４をデータセル信号発生回路７０１で発生し、その出力４１４によってカウンタ２１０１のリセットとデータ記憶回路２１０９で記憶された値の出力が行なわれる。また、データセル信号発生回路７０１の出力４１４とクロック信号４１１から、特定間隔Δに対応したサンプルクロック７０５をサンプルクロック生成回路７０６により作成する。サンプルクロック生成回路７０６の出力７０５がカウンタ２１０１に入力されることで、カウンタ値２１０２が出力され、カウンタ内部の値が１増加される。再生信号４０９を微分回路２１０３に入力して、微分回路２１０３の出力２１０４を比較器２１０５に入力することで微分された再生信号のゼロ交叉点の時刻にゼロ交叉点を示すタイミングパルス２１０６を出力する。一方、再生信号４０９をサンプルホールド回路２１０７に入力し、比較器２１０５の出力であるタイミングパルス２１０６により、再生信号４０９のレベルをサンプルホールドすると同時にサンプルホールドされたレベル値２１０８を出力する。また、タイミングパルス２１０６によりデータ記憶回路２１０９が動作し、カウンタ値２１０２とサンプルホールドされたレベル値２１０８を記憶する。出力４１４がデータ記憶回路２１０９に入力されたときに出力されたカウンタ値２１１０とサンプルホールドされたレベル値２１１１は、ＮＲＺＩ符号語判定器２１１２に入力され、判定されたＮＲＺＩ符号語１７０５を出力する。

図２９は、簡単なシミュレーションによってランダムなユーザデータを図２６と図２７に相当するテーブルで生成されたデータセル系列に対応する再生信号のピーク位置とそこでサンプルホールドされた信号レベルを点として表わして、それをデータセル幅で区切って重ね合わせた図である。シミュレーションではマークの干渉によるエッジ位置の変動の調整を行なっていないため、ピーク位置が２Δ′の倍数の位置から変動しているもののピーク位置、つまりマーク中心位置がほぼ２Δ′になっていることが図２９から確認することができる。エッジ位置の調整をすることで、例えばカウンタ値１１以上１３未満でかつサンプルホールドされた信号レベルが８．０以上９．０未満のときは中心位置１２Δ’の最短マークであるというように、閾値でデータセルやそれに対応するＮＲＺＩ符号語の推定が可能になる。

図３０を用いて、本発明の第３の実施形態である変換テーブル１８０１が３つのテーブルを切り換えるようなもので、データセル中に２つのマークを持つ場合を説明する。変換テーブル１８０１が３つのテーブルを切り換えることと、復号部１７０３の内部にあるＮＲＺＩ符号語をＮビットのユーザビットに変換するテーブル２００１が変換テーブル１８０１に対応して内容が変わっているのを除けば実施例２と同じ構成である。データセル内を特定間隔Δごとに３６の領域に分割し、図３０で示すように各領域に１から３６の番号をつける。データセルに対して、領域番号（ｎ−１）と領域番号ｎが共にマークに含まれるか共に含まれないときはＮＲＺＩ符号語の上位から第ｎビット目を「０」、そうでないときは「１」と表現する。ユーザビットごとに、データセルを以上のように表現したＮＲＺＩ符号語とマーク面積の組を対応させることでテーブルを作成する。この例の場合、各テーブルにおけるＮＲＺＩ符号語が２５６個あることから、図３０では切り替えるべきテーブルのうちの一つからＮＲＺＩ符号語とデータセルの対応を一部のみ記載している。

表５は、データセル中に２つのマークを持ち、１つのマークの面積が６Δｗ以上９Δｗ以下のときにおける、マーク面積の合計と取りえるデータセルの個数の表である。ここから次の５つの条件でデータセルを選択することで、切り換えるべき３つのテーブルを構成することが可能である。まず、第１のテーブルを「マーク面積合計値１３Δｗのデータセルに対応する符号語を１５６個全部、マーク面積合計値１４Δｗのデータセルに対応する符号語を１００個」持つようなものであることが１つ目の条件である。第２のテーブルを「マーク面積合計値１４Δｗのデータセルに対応する符号語を１００個、マーク面積合計値１５Δｗのデータセルに対応する符号語を１５６個」持つようなものであることが２つ目の条件である。第３のテーブルを「マーク面積合計値１５Δｗのデータセルに対応する符号語を１５６個、マーク面積合計値１６Δｗのデータセルに対応する符号語を１００個」持つようなものであることが３つ目の条件である。更に第１のテーブルと第２のテーブルにおいてはマーク面積合計値１４Δｗのデータセルに対応する符号語とユーザビットとの対応を一致させることが４つ目の条件である。そして第２のテーブルと第３のテーブルにおいてはマーク面積合計値１５Δｗのデータセルに対応する符号語とユーザビットとの対応を一致させることであることが５つ目の条件である。

以上で構成した第１から第３のテーブルに対して、過去４データセルに含まれるマーク面積の合計が５７Δｗ以上のときには第１のテーブルを、５５Δｗ以上５７Δｗ未満のときには第２のテーブルを、５５Δｗ未満のときには第３のテーブルを、符号化に使用するように切り換えることで、データセルの系列におけるマーク面積のデータセル当たりの平均値の最小値を１４Δｗに、最大値を１４．２Δｗに、それぞれすることができる。これは、過去のデータセルの参照個数ｍ（但し、ｍ≦４）とマーク面積の閾値の組（τ１，τ２）の組み合わせのうち、データセルの系列におけるマーク面積の平均値の最大値と最小値の比が一番小さくなるようなものを探索した結果の一つとして（ｍ，τ１，τ２）＝（４，５５Δｗ，５７Δｗ）が得られたことに対応する。

従来のサイパー方式の原理説明図。 マークの前エッジ位置及び後エッジ位置に持たせた情報の再生動作の説明図。 マークの長さとエッジ位置の組み合わせにより表現できる情報数を説明する図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、本発明による光情報記録再生装置の概略構成図。 本発明のタイミングチャートの説明図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、符号化部の構成例を示すブロック図。 ユーザデータを前エッジ位置・後エッジ位置、或いはＮＲＺＩ符号語に変換するテーブルの説明図。 ユーザデータを前エッジ位置・後エッジ位置、或いはＮＲＺＩ符号語に変換するテーブルの説明図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、変調部の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、データ検出部の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、データ検出部における処理を説明するフローチャート。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、復号部の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、データ検出部の他の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、データ検出部内に設けられた判定器の処理を示すフローチャート。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、データ検出部内に設けられた判定器の処理を示すフローチャート。 変調符号１７ＰＰにおいてマーク面積が最小となる系列の説明図。 変調符号１７ＰＰにおいてマーク面積が最大となる系列の説明図。 本発明においてマーク面積が最小となる系列の説明図。 本発明においてマーク面積が最大となる系列の説明図。 変調符号１７ＰＰのパワースペクトラムを示すグラフ。 本発明のパワースペクトラムを示すグラフ。 データセルに含まれるマークが１つ又は複数の場合における、本発明による光情報記録再生装置の概略構成図。 データセルに含まれるマークが１つ又は複数の場合における、符号化部の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つ又は複数の場合における、変調部の構成例を示すブロック図。 データセルに含まれるマークが１つの場合における、復号部の構成例を示すブロック図。 マーク中心位置とマーク長を検出する場合における、ユーザデータをＮＲＺＩ符号語に変換するテーブルの説明図。 マーク中心位置とマーク長を検出する場合における、ユーザデータをＮＲＺＩ符号語に変換するテーブルの説明図。 データセルに含まれるマークが１つ又は複数の場合における、データ検出部の構成例を示すブロック図。 再生信号のピーク位置とそこでサンプルホールドされた信号レベルを点として表わして、それをデータセル幅で区切って重ね合わせた図。 変換テーブルが３つのテーブルを切り換えるようなもので、データセルに含まれるマークが２つの場合において、ユーザデータをＮＲＺＩ符号語に変換するテーブルの説明図。

符号の説明

１０１：トラック中心、１０８：データセル、１０９：読み出しスポット、１１０，１１１，１１２：マーク、４０１：符号化部、４０６：データ検出部、４０７：復号部、４０９：再生信号、４１０：プリピット信号、４１１：クロック信号、４１２，４１３：前後エッジ位置データ、４１４：データセル信号、４１８：光検出部、４２６：トラック、４２７：記録媒体、４２９：記録波形、４３０：クロックピット信号

Claims (15)

1. 記録媒体のトラックに沿って設定された複数のデータセルのそれぞれに１個又は複数個のマークを形成することによってデータを記録する情報記録装置において、
   光源と、
   前記光源から放射される光束を収束して前記記録媒体上に微小スポットを形成する光学系と、
   ユーザデータを、変換テーブルを使用して、前記データセル内に形成されるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組からなるマーク情報に変換する符号化部と、
   前記符号化部から出力されたマーク情報に基づいて記録波形を生成する変調部と、
   前記変調部から出力された前記記録波形に従って前記光源を駆動する光源駆動部とを含み、
   前記符号化部は、複数の変換テーブルを備え、予め決められた個数の直近の過去のデータセルに含まれるマーク面積に応じて使用する変換テーブルを切り替えることを特徴とする情報記録装置。
2. 請求項１記載の情報記録装置において、前記符号化部はｔ個の変換テーブルを備え、第ｊの変換テーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値が第（ｊ＋１）のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値を下回ることが１≦ｊ≦ｔ−１で成立することを特徴とする情報記録装置。
3. 請求項１記載の情報記録装置において、前記符号化部はｔ個の変換テーブルを備え、第ｊの変換テーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最大値が第（ｊ＋１）のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最大値を下回ることが１≦ｊ≦ｔ−１で成立することを特徴とする情報記録装置。
4. 請求項２記載の情報記録装置において、前記ｔ個の変換テーブルを切り替えるための（ｔ−１）個の閾値を大きい順にτ₁からτ_t-1とし、予め決められた個数の過去のデータセルに含まれるマーク面積をＳとするとき、
   τ₁≦Ｓのときは第１の変換テーブルを、
   τ_j+1≦Ｓ＜τ_j、かつ１≦ｊ≦ｔ−１のときは第ｊの変換テーブルを、
   τ_t-1＞Ｓのときは第ｔの変換テーブルを、
   符号化に使用することを特徴とする情報記録装置。
5. 請求項３記載の情報記録装置において、前記ｔ個の変換テーブルを切り替えるための（ｔ−１）個の閾値を大きい順にτ₁からτ_t-1とし、予め決められた個数の過去のデータセルに含まれるマーク面積をＳとするとき、
   τ₁≦Ｓのときは第１の変換テーブルを、
   τ_j+1≦Ｓ＜τ_j、かつ１≦ｊ≦ｔ−１のときは第ｊの変換テーブルを、
   τ_t-1＞Ｓのときは第ｔの変換テーブルを、
   符号化に使用することを特徴とする情報記録装置。
6. 請求項４記載の情報記録装置において、前記（ｔ−１）個の閾値として、前記データセルのとり得る系列のうちマークの面積が最大の場合と最小の場合の面積比が最小となるようなものを使用することを特徴とする情報記録装置。
7. 請求項５記載の情報記録装置において、前記（ｔ−１）個の閾値として、前記データセルのとり得る系列のうちマークの面積が最大の場合と最小の場合の面積比が最小となるようなものを使用することを特徴とする情報記録装置。
8. 記録媒体のトラックに沿って設定された複数のデータセルのそれぞれに１個又は複数個形成されたマークを検出して情報を再生する情報再生装置において、
   前記記録媒体に光スポットを照射する光学系と、
   前記記録媒体からの反射光を検出する光検出部と、
   前記光検出部から出力された再生信号を処理して前記データセル内におけるマーク情報を検出する検出部と、
   前記マーク情報を、変換テーブルを使用してユーザデータに変換する復号部とを含み、
   前記変換テーブルは、各マーク情報を過去のマーク情報に依存せずに一意にユーザデータに変換するとともに、当該変換テーブル中でマーク面積が最小のマーク情報とマーク面積が最大のマーク情報に同時に対応づけられているユーザデータが存在することを特徴とする情報再生装置。
9. 請求項８記載の情報再生装置において、前記検出部は前記データセル内におけるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組を検出することを特徴とする情報再生装置。
10. 請求項８記載の情報再生装置において、前記検出部は前記データセル内におけるマークの中心位置とマークの長さを検出することを特徴とする情報再生装置。
11. 記録媒体のトラックに沿って設定された複数のデータセルのそれぞれに１個又は複数個のマークを形成することによってデータを記録する情報記録方法において、
    予め決められた個数の直近の過去のデータセルに含まれるマークの面積の合計を算出する工程と、
    前記算出したマークの面積の合計に応じて複数の変換テーブルのうちの一つを選択する工程と、
    前記選択された変換テーブルを使用して、ユーザデータを、前記データセル内に形成されるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組からなるマーク情報に変換する工程と、
    前記マーク情報に基づいて記録波形を生成する工程と、
    前記記録波形に従って光源を駆動し、前記記録媒体上にマークを記録する工程と
    を有することを特徴とする情報記録方法。
12. 請求項１１記載の情報記録方法において、第ｊの変換テーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値が第（ｊ＋１）のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最小値を下回ることが１≦ｊ≦ｔ−１で成立するｔ個の変換テーブルを用いることを特徴とする情報記録方法。
13. 請求項１１記載の情報記録方法において、第ｊの変換テーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最大値が第（ｊ＋１）のテーブルの符号語で表現されるデータセル中のマークの面積の最大値を下回ることが１≦ｊ≦ｔ−１で成立するｔ個の変換テーブルを用いることを特徴とする情報記録方法。
14. 請求項１２記載の情報記録方法において、（ｔ−１）個の閾値を大きい順にτ₁からτ_t-1とし、予め決められた個数の過去のデータセルに含まれるマーク面積をＳとするとき、
    τ₁≦Ｓのときは第１の変換テーブルを用い、
    τ_j+1≦Ｓ＜τ_j、かつ１≦ｊ≦ｔ−１のときは第ｊの変換テーブルを用い、
    τ_t-1＞Ｓのときは第ｔの変換テーブルを用いることを特徴とする情報記録方法。
15. 請求項１３記載の情報記録方法において、（ｔ−１）個の閾値を大きい順にτ₁からτ_t-1とし、予め決められた個数の過去のデータセルに含まれるマーク面積をＳとするとき、
    τ₁≦Ｓのときは第１の変換テーブルを用い、
    τ_j+1≦Ｓ＜τ_j、かつ１≦ｊ≦ｔ−１のときは第ｊの変換テーブルを用い、
    τ_t-1＞Ｓのときは第ｔの変換テーブルを用いることを特徴とする情報記録方法。

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