JP2598146B2

JP2598146B2 - 光学的情報記録再生方法

Info

Publication number: JP2598146B2
Application number: JP2022049A
Authority: JP
Inventors: 英樹細谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH03228226A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学的記録媒体上に記録されたピットから
の反射光量あるいは透過光量の相違によって、１つのピ
ットで複数の情報を表現し、認識できるようにした光学
的情報記録再生方法に関する。

（従来の技術）従来、光を用いて情報を記録し、また、記録された情
報を読み出す時、用いられる光学的記録媒体は、ディス
ク状、カード状あるいはテープ状の形態をなしている。
これらの光学的記録媒体には、記録および再生が可能な
ものや、再生のみ可能なものがある。

上記媒体への情報の記録は、再生時、光学的に検出可
能な情報ピット列となるように、記録情報に従って変調
された光ビームを、微小スポットに絞り込んで、情報ト
ラック上で走査することにより、行なっている。また、
情報の再生は上記媒体に記録が行なわれない程度の一定
のパワーの光ビームスポットを情報トラック上で走査
し、情報ピット列からの反射光量あるいは透過光量の相
違で読取りを行なうことにより実現している。

この場合、上記記録媒体に対する光ビームスポットの
大きさは、オートフォーカシング（AF）制御手段によっ
て制御され、また、情報トラック配置のずれは、オート
トラッキング（AT）制御手段によって制御される。この
ような制御手段を用いるために、自づから光ビームスポ
ツトの大きさには制約があり、この光ビームスポットに
よって生成される情報ピット列の寸法、ピッチも定まっ
てくる。通常、ここで扱われる信号は２値化されたもの
であるが、１つの記録媒体の情報収容量は、上記情報ピ
ット列の寸法、ピッチで決定されるわけで、これが高密
度化の妨げとなっている。

（発明が解決しようとする課題）そこで、光学的に複数の記録状態を認識できるよう
に、１つのピットにつき複数の情報を表現するように、
例えば、１つのピートにその濃度により重みをつけて上
記記録媒体に記録を行うことにより多値化することが提
唱されている。これは記録媒体上で光スポットを与えた
時は、その反射光量あるいは透過光量が相違するよう
に、各ピットを生成することで実現できる。

第６図は、レーザ光の記録パワーに対応する再生信号
の振幅、換言すれば、反射光量あるいは透過光量の相違
を示したものである。図から明らかなように、レーザ光
のパワーが或る閾値Ａまで到達しないところでは、記録
媒体にはピットが形成されず、閾値Ａを超えたところか
らＢ点位置までは非線形ではあるが、パワーの増加にと
もなって再生信号レベルが増加するのである。そして、
Ｂ点を超えると、レーザパワーを変化させても再生信号
振幅がほとんど変化しない、いわゆる飽和領域になる。

このような特性に注目して、Ａ点からＢ点までの領域
で信号対雑音比（S/N）を配慮し、如何なる値まで、正
確な量子化（多値化）が実現できるかが検討されてい
る。この時、分割したスライスレベルを記録条件として
ピットを生成することで、１つのピットにつき、多値情
報を当てはめることができ、この多値記録によって、１
つの記録媒体における記録の高密度化が実現できる。す
なわち、例えばＮ個の記録状態を作った時には、log₂N
倍の高密度化がはかれるわけである。第７図には、この
ようにして生成された記録ピット列３が示されている。
ここでは、説明を簡略化するために、４値記録の場合を
例示している。すなわち、バイナリデータの２ピット分
を１つのピットに対応させているのである（“0"＝（0
0），“1"＝（01），“2"＝（10），“3"＝（11））。
したがって、図示のピットの例では（123033001）が表
わすバイナリデータ（011011001111000001）となる。そ
して、これに対応して生成される再生信号波形は第７図
（ｂ）のようになるなお、ここで“3"が連続している部
分で再生信号に小さな窪みが生じるのは、各円形ピット
が接した部分で生じる幅方向についての未記録部分の存
在が原因している。

しかしながら、第７図（ｂ）に示したように、隣り合
うピット同志が違う記録状態のときは、ピットの境界が
再生信号上でエッジとして判断でき、これをエッジ信号
としてセルフクロック信号の生成を行なえるけれども、
未記録状態が連続した場合あるいは同じ記録状態のピッ
トが連続した場合には、再生に際して長時間、エッジ信
号が検出されず、セルフクロック信号の生成が困難にな
る。

そこで、本出願人は別に、各記録ピットの間には光学
的記録を行なわない未記録領域を、少なくとも光学的に
認識できる大きさで残すように記録することで、多値化
を実現する場合に、セルフクロック信号を確実に生成し
て、再生を容易にできる光学的情報記録方式を提唱して
いる。ここでは、第４図に示されるように、記録すべき
２値データ（第４図（ａ）参照）は各記録ビットの濃度
により重みを持たせた多値（ここでは第４図（ｂ）に示
すように４値）データとして記録される。第４図（ｃ）
はこの多値データを光ビームスポットで再生した場合の
反射光量あるいは透過光量を示すもので、上記反射光量
は、ピットの濃度に反比例している（ピットの濃度が高
いほど、反射光量が少ない）。この反射光量あるいは透
過光量を複数のスレッシュホールドの位置で検出するこ
とで、多値化を実現するのである。しかも、同じレベル
の信号が接続しても各記録ピット間には未記録領域があ
って、各信号を位置分割しているため、セルフクロック
信号の生成が容易である。このクロック信号はデータ信
号中に含まれる基本周波数成分を検出してPLL回路を用
いて作られるのが一般的である。

ここでは、ピットの大きさは、通常、光学的には検出
可能な最小値とするのが、記録媒体への記録の高密度化
の上で重要なので、当然、記録ピット間の未記録領域
も、これに対応する大きさとなってしまい、トラック方
向の密度は、その未記録領域を含む半分の大きさに制約
されてしまう。これは、１ピット毎の多重度に大きく影
響を与えることになる。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、多値
化で実現する場合、セルフクロック信号を確実に生成し
て再生容易にできるようにすると共に、各ピットにおけ
る多重度を二次元的に実現し、多重度を実質的に向上し
た光学的情報記録再生方法を提供しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、光学的に複数の記録状態を認
識できるように１つの記録ピットにつき複数の情報を表
現するようにした光学的記録媒体に情報の記録及び再生
を行う方法において、各記録ピットの間には光学的記録
を行わない未記録領域を、少なくとも光学的に認識でき
る大きさで残すように記録を行い、かつ、各記録ピット
については、その不飽和状態での複数のスライスレベル
で認識できる記録状態及び各記録ピットの長さ認識でき
る記録状態により記録すること、及び、記録された情報
を再生する際には、前記記録媒体から記録ピットによっ
て変調を受けた信号を読み出す過程と、前記読み出され
た信号を前記複数のスライスレベルと各々比較する過程
と、前記複数のスライスレベルの内、１番小さいスライ
スレベルと前記読み出された信号との比較の結果を示す
信号からクロック信号を作成する過程と、前記作成され
たクロック信号を基準として前記読み出された信号から
記録ピットの長さを検出する過程とを経て、前記複数の
スライスレベルとの比較の結果、及び、検出された記録
ピットの長さから情報を再生するのである。

（作用）このため、各記録ピットはそれぞれ未記録領域で分割
され、これがセルフクロック信号の生成に役立ち、再生
を容易かつ確実にできる。しかも、多値化は、１つのピ
ットにつき、その複数のスライスレベルで認識できる記
録状態および各ピット長さで認識できる記録状態での二
次元的なものであり、無理なく高い多重度での記録、再
生を完全に実現することになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照し
て具体的に説明する。第１図（ａ）には、本発明による
光学的情報記録再生方法で記録される２値データ一例が
示されている。これは第５図に表示したバイナリデータ
・４値データ変換表に基いて記録される。データ変換表
（Ｉ）ではバイナリデータ“00"には未記録領域を“1"
として対応させないで、記録状態の１つである“0"を対
応させている。また、データ変換表（II）ではバイナリ
データ“00"にはビット長さ“1"が対応している。その
他は各変換表（Ｉ）および（II）に示す通りである。第
１図（ｃ）から明らかなように、最初の４個の２値デー
タ“1011"はスライスレベル“2"と、ピット長“2.5"と
で表現され、その後に一定の未記録領域が来る。次の４
個の２値データ“0100"はスライスレベル“1"と、ピッ
ト長“1"とで表現され、その後に一定の未記録領域が来
る。この方式では、２値データが４個づつ１つのピット
で記録されることになり、第４図に示す方式よりも、約
1.45倍の高密度記録となる。

第２図は、本発明の記録再生方法を実施するための変
調回路示す。

ここでは、２値データがバッファメモリ１に一時保存
される。MPU2の働きで、上記バッファメモリのデータは
D/A変調回路４へ出力されるが、この時のクロック入力
信号はダウンカウンタ回路３に入力される。該ダンンカ
ウンタ回路３では、計数値がゼロになると、キャリー信
号Cyを出力する。上記クロック入力信号は、１ピット幅
に相当する時間の1/2周期のクロック、すなわち、基本
周波数の２倍の周波数のクロックである。上記D/A変換
回路４では、MPU2の出力信号をデイジタル値からアナロ
グ値に変換してLDドライバ５に入力し、LDドライバ５は
上記アナログ値相当の出力で半導体レーザー（LD）６に
対して電流を与える。

変調すべき２値データは、MPU2により、バッファメモ
リ１から４ビット毎に読み出され、後の２ビットの値に
２を加えた値がカウンタ３にロードされると共に最初の
２ビットがD/A変換器４に入力される。このため、ピッ
トの濃度は半導体レーザ６の出力で変化される。上記カ
ウンタ３はクロックを計数し、計数値がゼロになるとキ
ャリー信号CyをMPU2に対して出力することでD/A変換器
４への入力を中断するのである。この場合、クロックは
基本周波数の２倍の周波数であり、カウンタ３にロード
される値は２値データにより２〜５の範囲であるから、
これを１ピット長を単位として考えると、クロック１つ
は1/2ピットなるので、１〜2.5ピット長のピットが得ら
れることになる。

MPU2はD/A変換器４へのデータ入力を中止した後、次
の４ビットをバッファメモリ１より読み出し、D/A変換
器４への入力を中止した時から１ピット長に相当する時
間後、次のデータを入力する。以上の動作を繰返すこと
で全データを多値記録を行なうのである。

第３図は本発明の記録再生方法に対応して、再生する
時の復調回路の構成を示している。記録媒体からの反射
光（あるいは透過光）は受光素子７で受光される。この
受光素子７の出力はコンパレータ８に入力される。上記
コンパレータ８は第１図（ｃ）に示すような４つのスラ
イスレベル（スレッシュホールド）を備えるもので、最
も絶対値の低いスレッシュホールドの出力信号（−１）
からクロック発生回路９により基本周波数の２倍の周波
数のクロック信号を作成できる。この信号はレベル検出
回路10およびピット長検出回路11へと供給される。レベ
ル検出回路10には、上記クロック信号と共にコンパレー
タ８の出力信号が入力され“0"〜“3"のレベルが判定さ
れる。一方、受光素子７の出力はピット長検出回路11に
供給され、そのピット長が２倍の周波数のクロック信号
を基にして検出される。レベル検出回路10およびビット
長検出回路11の出力はMPU12に入力される。なお、ピッ
ト長検出回路11の出力はMPU12の内部で２減算された
後、1/2されて、前記の変換表に従って、対応する２値
データに復調されるのである。この場合、MPU12はレベ
ル検出回路10の出力より最初の２ピットを、ピット長検
出回路の出力より次の２ピットを、それぞれ再生して、
４ピットを１まとめとしてバックメモリ13に記憶する動
作を必要回数、繰返すことで、全データの再生を行な
う。

なお、MPU12およびバックメモリ13には、先述のMPU
2、バッファ１と同じものを使用することができる。ま
た、本実施例では、多値化の方法として、ピットの濃度
を用いる場合を例示したが、これは液晶の偏光角を用い
るなど、結果としての読取り時における反射光量あるい
は透過光量の相違をもとに多値化するものであれば、ど
のような方式にしてもよいことは勿論である。また、本
実施例では２ピット単位で多値化しているが、スライス
レベルの数、ピット長の単位数のとり方によって、何ピ
ット単位で多値化するかを適宜設定できる。この時には
記録媒体のSN比を考慮する必要がある。

（発明の効果）本発明は、以上詳述したようになり、記録された情報
を再生する際に、複数のスライスレベルの内、１番小さ
いスライスレベルと読み出された信号との比較の結果を
示す信号からクロック信号を作成し、作成されたクロッ
ク信号を基準として、読み出された信号から記録ピット
の長さを検出するので、高密度の記録が可能となると共
に、同一の値、例えば、“0"が連続する情報でも、所定
の情報量毎に記録媒体に記録されたピットのエッジを検
出することによって、クロック信号を生成することがで
き、情報の再生を安定に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報記録再生方法の実施例を説
明するための信号模式図、第２図はその変調回路のブロ
ック図、第３図は同復調回路のブロック図、第４図は本
発明に関連する多値情報記録再生方法における信号模式
図、第５図は本発明におけるバイナリーデータ・４値デ
ータ変換表（Ｉ）および（II）、第６図は光パワーに対
する再生信号の振幅特性を示す図、第７図（ａ）（ｂ）
は従来の多値記録再生方法の記録ピットと再生信号と示
す図である。１……バッファメモリ、２……MPU、３……ダウンカウ
ンタ回路、４……D/A変換回路、５……LDドライバ、６
……レーザ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に複数の記録状態を認識できるよう
に１つの記録ピットにつき複数の情報を表現するように
した光学的記録媒体に情報の記録及び再生を行う方法に
おいて、各記録ピットの間には光学的記録を行わない未
記録領域を、少なくとも光学的に認識できる大きさで残
すように記録を行い、かつ、各記録ピットについては、
その不飽和状態での複数のスライスレベルで認識できる
記録状態及び各記録ピットの長さで認識できる記録状態
により記録すること、及び、記録された情報を再生する
際には、前記記録媒体から記録ピットによって変調を受
けた信号を読み出す過程と、前記読み出された信号を前
記複数のスライスレベルと各々比較する過程と、前記複
数のスライスレベルの内、１番小さいスライスレベルと
前記読み出された信号との比較の結果を示す信号からク
ロック信号を作成する過程と、前記作成されたクロック
信号を基準として前記読み出された信号から記録ピット
の長さを検出する過程とを経て、前記複数のスライスレ
ベルとの比較の結果、及び、検出された記録ピットの長
さから情報を再生することを特徴とする光学的情報記録
再生方法。