JP2795925B2

JP2795925B2 - ４／１１記録符号のイレージャー設定方法及び装置

Info

Publication number: JP2795925B2
Application number: JP27098989A
Authority: JP
Inventors: 昌美島元; 輝雄古川; 和彦中根; 泰広清瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH03132975A

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
生成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
生成方法ととしては4/15記録符号が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/
OSI/PDO/SONY Standerd Proposal",X3B11,186−164,N
ov.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,etal;“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.Vol24,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、その結果ピ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
1989.2.6（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、復号化
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。ま
た、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
符号化しておけば、誤って再生されるパターンをイレー
ジャーとすることができ、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。そこで、本発明の4/11記録符号のイレージャ
ー設定方法、および、装置は、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、しか
も、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る
ことにより、検出エラーが抑制され、高記録密度化が図
れる4/11記録符号を利用した場合のイレージャー設定方
法、および、装置生成方法及び装置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
符号のイレージャー設定方法、および、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
号よりイレージャーのパターンを設定する方法におい
て、先行シンボルの符号パターンの特徴を検出、判定
し、当該復号シンボルの誤りイレージャー発生アルゴリ
ズムを変化させることを特徴とし、具体的には、先行シ
ンボルの符号パターンの最後が論理“11"でない場合の
み、当該復号シンボル内で“111"を誤りイレージャーと
し、前記先行シンボルの符号パターンの最後が論理“1
1"の場合には、“1111"を誤りイレージャーとする、こ
とを特徴とする。

［作用］この発明においては、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記録符号として、先行シンボルの符号パ
ターンの最後が論理“11"の場合には、当該シンボル内
のビット“1"の連続数が２以下、また、先行シンボルの
符号パターンの最後が論理“11"の場合には、当該シン
ボル内のビット“1"の連続数が３以下で、なおかつ、符
号系列内においてもビット“1"の連続数が３以下という
特徴を持つ4/11記録符号に対するイレージャーのパター
ンを設定する方法において、先行シンボルの符号パター
ンの特徴を検出、判定し、当該復号シンボルの誤りイレ
ージャー発生アルゴリズムを変化させることを特徴と
し、具体的には、先行シンボルの符号パターンの最後が
論理“11"でない場合のみ、当該復号シンボル内で“11
1"を誤りイレージャーとし、前記先行シンボルの符号パ
ターンの最後が論理“11"の場合には、“1111"を誤りイ
レージャーとする、ことを特徴とする。

また、このような誤りイレージャーが発生する場合、
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4/11記録符号のイレージャ
ー設定回路のブロック図を示している。

第１図（ａ）で、端子20に入力された11ビットの復号
シンボルSIは、シンボル周期で発生するクロックSCKで
先行の復号シンボルSIをラッチするラッチ回路21、およ
び、当該復号シンボルの誤りを検出し、イレージャーを
発生させる第１のイレージャー検出回路22、及び、第２
のイレージャー検出回路29に入力される。ここで、前記
第１のイレージャー検出回路22、及び、第２のイレージ
ャー検出回路29の違いは、イレージャーを発生させるア
ルゴリズムが異なるという点である。前記第１のイレー
ジャー検出回路22、および、第２のイレージャー検出回
路29は、当該復号シンボルSI内に各イレージャー検出回
路で検出すべき誤りイレージャーパターンが存在する
か、しないかを判定し、存在する場合には、論理“1"
を、存在しない場合には、論理“0"をセレクター回路24
にそれぞれを出力する。前記クロックSCKでラッチ回路2
1によりラッチされた先行の復号シンボルSIは、判定回
路23に入力される。前記判定回路23では、先行の復号シ
ンボルのパターンの特徴を検出する。この検出結果によ
り、前記セレクター回路24は、出力として、前記第１の
イレージャー検出回路22の出力が、第２のイレージャー
検出回路29の出力かを切り替え、イレージャー検出信号
として出力端子26に出力する。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）をより具体化した例で
あり、端子20に入力された11ビットの復号シンボルSI
は、シンボル周期で発生するクロックSCKで先行の復号
シンボルSIをラッチするラッチ回路21、および、当該復
号シンボルの誤りを検出し、イレージャーを発生させる
第１のイレージャー検出回路22、及び、第２のイレージ
ャー検出回路29に入力される。ここで、前記第１のイレ
ージャー検出回路22、及び、第２のイレージャー検出回
路29の違いは、イレージャーを発生させるアルゴリズム
が異なるという点である。前記第１のイレージャー検出
回路22では、当該復号シンボルSI内にビット“1"の連続
数３の誤りイレージャーパターンが存在するかどうか判
定し、存在する場合には、論理“1"を、存在しない場合
には、論理“0"をセレクター回路24に出力する。また、
前記第２のイレージャー検出回路29では、当該復号シン
ボルSI内にビット“1"の連続数４の誤りイレージャーパ
ターンが存在するかどうか判定し、存在する場合には、
論理“1"を、存在しない場合には、論理“0"をセレクタ
ー回路24に出力する。前記クロックSCKでラッチ回路21
によりラッチされた先行の復号シンボルSIは、判定回路
23に入力される。前記判定回路23では、先行の復号シン
ボルのパターンの最後が論理“11"であるかどうかを判
定し、前記先行の復号シンボルのパターンの最後が論理
“11"の場合は、前記セレクター回路24の出力として、
前記第２のイレージャー検出回路29の出力を、前記先行
の復号シンボルのパターンの最後が論理“11"以外の場
合は前記第１のイレージャー検出回路22の出力をイレー
ジャー検出信号として出力端子26に出力する。

第２図は本発明に使用する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１次変換符号語と称するもの
であり、シンボル内の“1"連続数が２以内の符号語で、
256通りの4/11記録符号語に一意的に対応したものであ
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。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。この場合は、前記１次変換の符号割り当てを禁
止し、不具合が発生する前記１次変換パターンに一意的
に対応させた前記１次変換では使用しなかった符号パタ
ーン（２次変換符号語）に変換する。

第２図（ｃ）は前記２次変換符号語と称するものであ
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，効果はほぼ同じである。この
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0.9％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記録符号のイレージャー
設定方法にて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86mm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が臨んでおり、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1
4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。なお、前記復
号回路17には、図１に示した本発明の4/11記録符号のイ
レージャー設定回路が含まれており、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。。

第４図はこの発明の4/11記録符号のイレージャー設定
方法にて光ディスクのデータを再生する装置のデータの
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
で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。また、誤認したとしても、イレージャ
ーが容易に検出でき、その場合、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。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。

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
ネルビットに挟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ピットが大きくな
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記録符号のイレージャー設定方法
は、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た
符号化を利用しているので、誤って再生されるパターン
をイレージャーとして設定しておけば、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記録符号のイレー
ジャー設定方法及び装置によれば、光ディスクからのデータ再生において、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のパタ
ーンによって、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、このような誤りイレージャーが発生
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
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、この発明に係る4/11記録符号の
イレージャー設定回路のブロック図、第２図（ａ）〜
（ｃ）は、本発明に使用する4/11記録符号の生成方法の
一実施例を説明する図、第３図は、4/11記録符号のイレ
ージャー設定方法にて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、この
発明の4/11記録符号のイレージャー設定方法にて光ディ
スクのデータを再生する装置のデータの再生動作を説明
する図、第５図は誤りパターンとイレージャアルゴリズ
ム例を示す図である。図中1,9,10,20,25,26……端子、２……１次変換回路、
３……２次変換回路、４……セレクター回路、5,7,21…
…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、22……第１のイレージャー検出回路、23……判
定回路、24……セレクター回路、27……“111"パターン
検出回路、28……“1111"パターン検出回路、29……第
２のイレージャー検出回路、SCK……シンボル周期クロ
ック、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)発明者清瀬泰広兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社産業システム研究所内 (56)参考文献特開昭63−139429（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−136362（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−160154（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 20/18

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記録符号よりイレージャーのパターンを設定する方
法において、先行シンボルの符号パターンの特徴を検出、判定し、当該復号シンボルの誤りイレージャー発生アルゴリズム
を変化させることを特徴とする4/11記録符号のイレージ
ャー設定方法。
【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記録符号よりイレージャーのパターンを設定する方
法において、先行シンボルの符号パターンの最後が論理“11"でない
場合のみ、当該復号シンボル内で“111"を誤りイレージ
ャーとし、前記先行シンボルの符号パターンの最後が論理“11"の
場合には、“1111"を誤りイレージャーとすることを特
徴とする4/11記録符号のイレージャー設定方法。
【請求項３】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記録符号よりイレージャーのパターンを設定する方
法において、先行シンボルの符号パターンの特徴を検出、判定し、当該復号シンボルの誤りイレージャー発生アルゴリズム
を変化させることを特徴とする4/11記録符号のイレージ
ャー設定装置。
【請求項４】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記録符号よりイレージャーのパターンを設定する方
法において、先行シンボルの符号パターンの最後が論理“11"でない
場合のみ、当該復号シンボル内で“111"を誤りイレージ
ャーとし、前記先行シンボルの符号パターンの最後が論理“11"の
場合には、“1111"を誤りイレージャーとすることを特
徴とする4/11記録符号のイレージャー設定装置。