JP2644595B2

JP2644595B2 - ４／１１記録符号の生成方法及び装置及び記録媒体

Info

Publication number: JP2644595B2
Application number: JP26990889A
Authority: JP
Inventors: 輝雄古川; 和彦中根; 伸一田中; 広道石橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH03132972A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はデータを光ディスク等の記録媒体に記録す
るときに用いる符号生成方法に関し、特に4/11記録符号
方法及び装置及び記録媒体に関する。

［従来の技術］データを光ディスクに記録するときに用いる記録符号
生成方法としては4/15記憶符号が130mmの光ディスクの
標準の一つとしてISOにて規格化され公知となってい
る。

（文献1;“Description of Format in the ATG/OS
I/PDO/SONY Standerd Proposal"X3B11,186−164,Nov.
1986） 4/15記録符号は８ビットのデータを15チャンネルビッ
トに変換し、そのなかの４ビットだけが“1"であるパタ
ーンにより符号化する。８ビットのデータは2⁸（＝25
6）通りあり、15チャンネルビットから４ビットが“1"
の組み合わせのパターンは₁₅C4（＝1365）通りのパター
ンがあるので、1365のパターンから適宜な256のパター
ンを選択すれば良い。

一般に光ディスク媒体のようなデータ記録媒体に２値
データを記録する場合、高密度記録になるにしたがい、
“111"や“1111"などのように“1"のデータが多数連続
する箇所で検出エラーが発生しやすくなる。この理由は
光記録過程あるいは、光磁気記録過程で記録膜上で記録
レーザーパワーの熱の伝搬が生じる。この結果連続記録
ピットパターン（“1111"パターンなど）では後のピッ
トが熱の影響により歪んで形成される。例えば、以下の
文献で報告されている。

（文献2;H.Watanabe,etfl;“Edge Shift of Written
Domain in Magnetic Field Modulation Recordi
ng",Optical Memory Symposium in Japan,pp.51−5
2,1988）（文献3;T.Furukawa,etal;“High Density Recording
Method for Magneto−Optical Disk",IEEE Tran
s.Magn.Vo124,No.6,1988）） 4/15記録符号による符号化は1365のパターンから256
のパターンの“1"を選択するので、連続する“1"の数を
３に低下でき、上記検出エラーを引き起こす不具合発生
要因を減らすことができる。しかし、８ビットのデータ
に15チャンネルビット必要となるので、コード比率は0.
533（＝8/15）になり、記録符号のビット密度があが
り、その結果ビット間の波形干渉がおおきくなり記録密
度を上げることが困難である。

このため、86mm系の光ディスクでは4/11記録符号が提
案されている。（文献4:“光磁気ディスクの実用元年、
5.25インチ型が市場獲得へ船出"Nikkei Electronics"1
989.2.6（no.466）） 4/11記録符号では₁₁C₄（＝330）のパターンから256の
パターンを選択する。コード比率は0.727（＝8/11）に
なり、4/15記録符号に比べビット密度が低下し記録密度
の向上が可能となると予想できる。しかし符号パターン
の選択許容数が少ないため、先に述べた“1"の連続数を
低下させることが困難であった。また、符号化、複号化
ハードウエアをROMで構成する方式が一般的であった。
この方法ではLSI化に対して実用化の阻害要員になって
いる。また、仮に連続した“1"のパターン箇所で誤りが
生じてもその誤りを検出可能訂正可能な処理ができれば
上記原因の誤り発生の影響を少なくすることができる。
各変換された4/11記録符号11ビット単位をシンボルと仮
称する。通常この種のデータストレージ端末機器では記
録及び再生データを誤り訂正符号により訂正する処理が
おこなわれる。訂正処理はシンボル単位でおこなわれ、
そのシンボルが誤っていることが区別可能（イレージャ
が発生する）であれば訂正能力が大幅に向上することが
知られている。

［発明が解決しようとする課題］上記文献で示されているように、光磁気ディスクにお
いて、連続したビット“1"を記録すると、熱的影響によ
り後続ピットが大きくなり、“1"の連続数が多くなるほ
ど干渉が大きくなる。そのため、符号パターンには、パ
ターン中の“1"の連続数が少なく、かつ、“1"の連続す
るパターンの発生確率が極力低いことが要求される。上
記従来技術の欠点を解消するため本発明の4/11記録符号
は以下の課題を解決した。

（１）“1"が連続するランレングスは、最大３であり、
その発生確率はランダムデータに対して１％以下になっ
た。

（２）ピット干渉による誤りが発生した場合、おおくの
確率でイレージャ検出が可能になった。

（３）特定の誤り易いビットパターンを検知し訂正可能
な最ゆう復号が可能となった。

（４）ハードウェアーがランダムロジックにて容易に構
成できた。

この発明に係る事情に鑑みてなされたものであり、4/
11記録符号における330のパターンから、検出エラーが
生じ易いと思われるパターンを排除して定めることによ
り、検出エラーを抑制し、高記録密度化を図れる4/11記
録符号生成方法及び装置及び記録媒体を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を達成するために、この発明に係る4/11記録
符号の生成方法及び装置について説明する。８ビットの
データを11ビットに変換して、その中の４ビットだけが
有意（＝１）であるパターンの4/11記録符号を生成する
方法において、該８ビットデータに一意的に対応させ
た、連続する有意のビットが２ビット以下のパターン群
Ａと、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２ビットが有
意なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含まれずかつ、
連続する有意のビットが３以下で該パターン群Ｂに一意
的に対応させたパターン群Ｃを用いて4/11記録符号を生
成するに際し、通常は８ビットデータをパターンＡに一
意的に変換するが、しかしパターンＢの使用により、変
換パターンの境界にて有意のビットが４ビットになる場
合、該パターンＢに一意的に対応したパターンＣを使用
した変換をおこない、変換後の符号系列内の有意の連続
ビット数を最大３ビットとし、かつその発生確率を小さ
くすることを特徴とし、また、4/11記録符号記録光ディ
スク媒体は、該4/11記録符号をピット形状を劣化させず
に媒体上にピットを形成することを特徴とする。

［作用］この発明においては、まず８ビットのデータ256種類
は、シンボル内のビット“1"の連続数が２以下の特徴を
もつ256通りの4/11記録符号語に一意的に対応させる。
（一次変換）この方法により、シンボル内の4/11記録符号において
有意のチャンネルビットは最大２つの連続するだけであ
り、再生信号RFの後続する“0"のチャンネルビットがそ
れほど大きな値となることがなく“0"のチャンネルビッ
トを“1"と認識することが少なくなる。しかし、上記の
生成方法で符号化された符号語はシンボル間でビット
“1"が４連続する符号語の組み合わせが発生する。この
場合誤りが発生しやすくなる。この欠点を解消するた
め、シンボル間のビット“1"を計測し、“1"が４連続す
る場合には、１次変換の符号割り当てを禁止し、不具合
が発生する１次変換パターンに一意的に対応させた１次
変換で使用しなかった符号パターンに変換する。（２次
変換）なお２次変換の方法に８ビットの入力データに対応し
て、２次変換パターンを作成する方法と、１次変換パタ
ーンに対応して２次変換パターンを作成する方法があ
る。２次変換に使用するパターンは“1"連続の最大数が
３以下であるパターンを使用する。この結果、変換が１
次変換か２次変換かの区別は、直前のシンボルの最後の
２ビットの論理を調べる事により判定できる。最後２ビ
ットが“11"の場合、２次変換でそれ以外は１次変換で
ある。またシンボルの誤り検出方法は、変換が１次変換
の場合例えば、シンボル内で“11"が検出すれば誤りと
判定でき、２次変換の場合、同様“1111"が検出すれば
誤りと判定できる。また、このような誤りが発生する場
合、検出信号のシンボル内の11サンプルの再生信号の振
幅値の順位を変えることにより、多くの場合訂正可能で
あることが報告されている。例えば、通常順位（1,2,3,
4）サンプルをビット“1"に検出するが、イレージャー
が発生した場合、順位（1,2,3,5）サンプルをビット
“1"に検出する事により訂正可能である。

（文献5;Nakane.K.etal;“Ａ Consideration on ａ
Maximum Likelifood Decording Method for Rec
ording Code of Optical Disk Drives",Internati
onal Simposium on Optical Memory",Technical D
igest,28C−2,pp167−168,1989）［実施例］以下、これらの発明をその一実施例を示す図面に基づ
いて説明する。

第１図は、この発明に係る８ビットのデータを11ビッ
トに変換して、その中の４ビットだけが有意（＝“1"）
である4/11記録符号を生成する装置の概念図を示してい
る。

第１図（ａ）で８ビットのデータDIは、端子１に入力
し、各入力データに対応して１次変換回路２で11ビット
の符号語に変換される。１次変換回路２の出力は２次変
換回路３と後述するSEL回路４に入力する。SEL回路４で
は変換回路の符号語を選択し、正しい符号語が選択され
る。次に、ラッチ回路５によりシンボル周期で発生する
クロックSCKでラッチされ出力符号語DOが確定し、端子
９に出力される。判定回路６はラッチ回路５の出力符号
語（１シンボル前の符号語）の最後２ビットと、ラッチ
回路５の入力の先頭２ビットの論理を判定し、“1111"
パターンが検出したときのみ論理“1"を出力する。この
判定出力は、クロックSCLINV回路８により駆動するラッ
チ回路７によりラッチされSEL回路４を制御する。即
ち、ラッチ回路の出力が論理“1"のとき２次変換回路３
の出力を選択する。第１図（ｂ）は２次変換回路への入
力コードとして、８ビットデータDIを使用する場合であ
り、この場合も第１図（ａ）と同様な効果が達成でき
る。

第２図は本発明を構成する4/11記録符号の生成方法の
一実施例である。

以下、実施例を示す図面に基づいて説明する。

第２図（ａ）と（ｂ）は先に説明した１次変換符号語
であり、シンボル内の“1"連続数が２以内の符号語であ
る。総計256種類である。生成回路のハードウエア量を
小さくするため、第２図（ａ）では入力８ビットデータ
のパターンをそのまま利用する構成である。符号語の規
則を外れる場合、例外パターンとして、第２図（ｂ）に
示す変換を行う。第２図（ｂ）の変換規則においても最
後の３ビットはハードウエア量が低下出来るパターンを
利用している。

第２図（ｃ）は先に説明した２次変換符号語であり、
この符号語の中には“111"パターンが存在している。総
計27種類である。

なお復号方法及び復号装置は上記１次変換符号語256
種類と、２次変換符号語27種類の計283種類をもとの８
ビットデータ256種類に復号すれば良い。なお１次変換
符号語256種類の選択パターン及び、２次変換符号語の
数と選択パターンは第２図に示したもの以外にも存在す
ることは明らかであり、ハードウエアーの構成方法など
によっても影響されるが，本発明の効果はほぼ同じであ
る。本発明の4/11記録符号パターンでは、変換後の符号
系列内の有意（＝“1"）の連続ビット数は、最大３ビッ
トである。しかし、その発生確率は入力データがランダ
ムとした場合、約0.8％以下と非常に小さくなる。その
ため、ほとんどのパターンは変換後の符号系列内の有意
の連続ビット数は２以下となり、誤検出確率の非常に低
い符号コードとなる。

次にこのようにして生成された4/11記録符号を記録し
たディスクの再生動作について説明する。第３図はこの
発明に係る4/11符号生成方法にて記録された光ディスク
のデータを再生する装置の構成を示す模式図である。図
において11は今回発明した4/11記録符号パターンをピッ
ト形状を劣化させないで記録できることを特徴とした86
mm径の光ディスクであり、８ビットのデータが垂直磁化
の方向を相異させた前述の4/11符号パターンで記録され
ている。光ディスク11の下面には、その径方向に移動可
能な光ヘッド12が臨んであり、光ヘッド12はディスク11
に所定径の光スポットを照射し、その反射光の磁化の方
向の相異による位相の変動を検出している。検出された
信号はプリアンプ13に与えられ電流を電圧に変換されて
アナログの再生信号RFとなりA/Dコンバータ14に与えら
れる。A/Dコンバータ14には基準クロックCLが与えら
れ、その入力タイミングで再生信号RFがディジタル値DS
に変換される。変換されたディジタル値DSはレベル検出
回路15に与えられ、そこでそのレベルが検出される。レ
ベルを検出されたディジタル値DSは復号回路17に与えら
れ、そこで大きいレベルから順に４番目までのディジタ
ル値DSを“1"と判定し、復号する。

第４図はこの発明の4/11符号生成方法により生成され
たデータの再生動作を説明する図である。

第４図（ａ）は記録された符号パターンSPを示してお
り、符号パターンSPは第２、５、８、９チャンネルビッ
トが“1"となっている。これが光ヘッド11により検出さ
れてプリアンプ13で電圧に変換されて再生信号RFとなる
（第４図（ｂ））。これが基準クロックCLのタイミング
デA/D変換され、ディジタル値DSとなり、レベル検出回
路15でそのレベルが検出される。次に復号回路17で上位
４つのレベルのディジタル値DSを有するチャンネルビッ
トが“1"と判定され、復号信号DMとして出力される。

このようにこの発明方法によれば“0"のチャンネルビ
ットを“1"と誤検出する可能性の大きいパターンを除い
ているので“0"のチャンネルビットを“1"と誤認するこ
とが少なくなる。

第５図は、この発明による4/11符号のイレージャーに
よる再生誤り検出法の一例である。第５図のように、符
号パターン中に“0"のチャンネルビットが“1"のチャン
ネルビットに狭まれるようなパターンが存在すると、前
述したように、熱的影響により後続ビットが大きくな
り、“0"と記録したビットが“1"と誤って再生される場
合がある。

本発明による4/11記録符号は、図に示すように、誤り
やすいパターンと誤って再生されるパターンの関係が一
意的になるようなビットパターンを割り当てて符号化し
ているので、誤って再生されるパターンをイレージャー
としておけば、誤検出を容易に検出、訂正できる。その
結果、最ゆう復号が可能となり、検出精度が向上する。

［発明の効果］以上説明したとおり、本発明の4/11記録符号生成方法
及び装置によれば、4/11記録符号の各シンボルの符号語
において、連続し隣接する２つのパターン境界部分にお
いて、先行符号語パターンの最後２ビットおよび、当変
換符号語パターンの先頭２ビットの連続において、３ビ
ットがすべて“1"の場合及び、４ビットがすべて“1"の
場合の２次変換パターンを除くと、“1"のチャンネルビ
ットが３つ以上連続するパターンはない。そのため、再
生信号RFにおいて、“101"のチャンネルビットパターン
が誤って“111"のチャンネルビットパターンとして誤検
出されたとき、誤りを検知して、訂正する事ができ、
“0"のチャンネルビットを“1"と誤認することが少なく
なる。この結果、ほとんどのパターンは変換後の符号系
列内の有意の連続ビット数は２以下となり、誤検出確率
の非常に低い符号コードとなっているである。従って、
4/11記録符号を復号するときに、誤認による検出エラー
を減少できる効果がある。

また、誤検出をしたとしても連続し隣接する２つのパ
ターン境界部分において、先行パターンの第10、11、お
よび、当該パターンの第１、２ビットの連続する４ビッ
トがすべて有意（＝“1"）か、どうかによって、イレー
ジャーのパターンを切り替えることにより、容易に誤検
出パターンの検出、訂正ができ、その結果、最ゆう復号
が可能となり、データの検出精度が向上する。また第２
図に示したように、ハードウエアはランダムロジックに
て容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、この発明に係る８ビットのデー
タを11ビットに変換して、その中の４ビットだけが有意
（＝“1"）である4/11記録符号を生成する装置のブロッ
ク図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明方法によ
り８ビットのデータを4/11符号に変換する変換アルゴリ
ズム例を示す説明図、第３図はこの発明に係る4/11記録
符号生成方法にて記録された光ディスクのデータを再生
する装置の構成を示す模式図、第４図（ａ）〜（ｆ）は
4/11符号生成方法により生成されたデータの再生動作を
示す図である。第５図は誤りパターンとイレージャアル
ゴリズム例を示す説明図である。図中1,9,10……端子、２……１次変換回路、３……２次
変換回路、４……セレクター回路、5,7……ラッチ回
路、６……判定回路、８……INV回路、11……光ディス
ク、12……光ヘッド、13……プリアンプ、14……A/Dコ
ンバータ、15……レベル検出回路、17……復号回路、DI
……８ビットのデータ、DO……出力4/11記録符号語、SC
K……シンボル周期クロック、PA……パターンＡ群の１
つのパターン、PC……パターンＣ群の１つのパターン、
SP……4/11符号パターン、CL……基準クロック、DS……
ディジタル値。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中伸一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石橋広道大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】８ビットのデータを11ビットに変換して、
その中の４ビットだけが有意（＝１）であるパターンの
4/11記録符号を生成する方法において、該８ビットデー
タに一意的に対応させた、連続する有意のビットが２ビ
ット以下のパターン群Ａと、該パターン群Ａに含まれか
つ、先頭２ビットが有意なパターン群Ｂと、該パターン
群Ａに含まれずかつ、連続する有意のビットが３以下で
該パターン群Ｂに一意的に対応させたパターン群Ｃを用
いて4/11記録符号を生成するに際し、通常は８ビットデ
ータをパターン群Ａに一意的に変換するが、パターン群
Ｂの使用により、変換パターンの境界にて有意のビット
が４ビット連続する場合、該パターン群Ｂに一意的に対
応したパターン群Ｃを使用した変換をおこない、変換後
の符号系列内の有意の連続ビット数を最大３ビットと
し、かつその発生確率を小さくすることを特徴とする4/
11記録符号の生成方法。
【請求項２】８ビットのデータを11ビットに変換して、
その中の４ビットだけが有意（＝１）であるパターンの
4/11記録符号を生成する装置において、該８ビットデー
タに一意的に対応させた、連続する有意のビットが２ビ
ット以下のパターン群Ａと、該パターン群Ａに含まれか
つ、先頭２ビットが有意なパターン群Ｂと、該パターン
群Ａに含まれずかつ、連続する有意のビットが３以下で
該パターン群Ｂに一意的に対応させたパターン群Ｃを用
いて4/11記録符号を生成する手段を有し、通常は８ビッ
トデータをパターン群Ａに一意的に変換するが、パター
ン群Ｂの使用により、変換パターンの境界にて有意のビ
ットが４ビット連続する場合、該パターン群Ｂに一意的
に対応したパターン群Ｃを使用した変換をおこなう手段
を有し、変換後の符号系列内の有意の連続ビット数を最
大３ビットとし、かつその発生確率を小さくすることを
特徴とする4/11記録符号の生成装置。
【請求項３】光ディスク媒体に記録される符号系列内の
有意の連続ビット数が最大３ビットとし、かつその発生
確率を小さくし、光ディスク媒体内の記録ピットの熱伝
搬の影響をが小さくし、形成されるピット形状を劣化さ
せない事を目的として、８ビットのデータを11ビットに
変換して、その中の４ビットだけが有意（＝１）である
パターンの4/11記録符号が記録された光ディスク媒体を
作成するに際し、該８ビットデータに一意的に対応させ
た、連続する有意のビットが２ビット以下のパターン群
Ａと、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２ビットが有
意なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含まれずかつ、
連続する有意のビットが３以下で該パターン群Ｂに一意
的に対応させたパターン群Ｃを用いて4/11記録符号を記
録し、通常は８ビットデータをパターン群Ａに一意的に
変換するが、パターン群Ｂの使用により、変換パターン
の境界にて有意のビットが４ビット連続する場合、該パ
ターン群Ｂに一意的に対応したパターン群Ｃを使用した
変換パターンで記録をおこなう事により、光ディスク内
の記録ビットの形状を劣化させない事を特徴とする4/11
記録符号の記録媒体。