JP4027785B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生装置に関し、さらに詳しくは、多値データを再生する際に、事前に読取っておく校正データ（テストデータ）の構成や使用法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平８−１２４１６７号公報には、多値記録再生が可能な光記録媒体および光ディスク装置について開示されている。それによると、光情報記録媒体の予め定められた格子点上にレーザ光照射により記録マークの大きさを多値のデータに対応させて２種類以上に変化させて記録し、再生を目的とする格子点に対して二次元的に最も隣接する格子点からの情報のもれ込み量を検出するための領域を記録媒体上に設け、該領域内の格子点上にマーク群を記録し、マーク群を予め光スポットで走査して得られた検出値を基に、隣接するトラックからのクロストーク量と、隣接する格子点間での符号間干渉量を学習しておき、情報再生時には信号処理を用いて隣接するトラックからのクロストークを低減し、さらに目的トラック上の符号間干渉を低減することで、二次元的に隣接する格子点からの情報のもれ込みを低減するとしている。
また、同一出願人から、特開２０００−２６０３４５が出願されており、それによると、光ディスク上の隣接データ間の距離が短いため、信号再生時にレーザー光スポット内に複数のマークが含まれる事によって生ずる符号間干渉を、データ間の相関と見なして、パターン認識によって多値データを検出する方法について開示されており、事前に、連続３点の多値データの全組合せを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成する。そして、多値データを検出する時は、連続３点のデータを入力し、テーブル上のパターンに最も近いパターンを検索して、多値データの判定結果とするとしている。
また、特願２００２−１２３００８が出願されており、それによると、上記の「多値記録データ検出方法」による多値データの記録再生を実施するための具体的なデータフォーマットについて記載されており、所定量のユーザーデータにテストデータを挿入して、情報記録媒体に記録するとしている。
【特許文献１】
特開平８−１２４１６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６０３４５公報
【特許文献３】
特願２００２−１２３００８公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１は、多値データを記録する媒体上に、一定の間隔で「等化係数学習領域」と呼ばれるデータ領域がある。光ディスク上の記録マークをレーザー光照射によって読取る時には、隣接トラックからのクロストーク及び同一トラック上の隣接データからの符号間干渉を除去するための波形等化用フィルタを使用する。そして、「等化係数学習領域」には、その係数（等化係数）を決定するためのテストデータ（校正データ）が記録されている。しかしながら、前記各公報は、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥があると、テストデータが正常に再生されず、多値データ検出が正確に実施されないといった共通の問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥がある場合でも、多値データ検出が正確に実施できる情報記録再生装置及び情報記録媒体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、情報記録媒体に多値データを記録し、該多値データを再生する情報記録再生装置であって、入力した２値データを多値データに変換する多値データ変換手段と、前記多値データの所定の組合わせデータにより構成されるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、前記多値データ変換手段及びテストデータ生成手段に基づく多値データ及びテストデータを前記情報記録媒体に記録するデータ記録手段と、前記情報記録媒体から多値データ若しくはテストデータの再生信号を出力する信号再生手段と、前記情報記録媒体上のテストデータに異常がないか否かを検査するテストデータ検査手段と、テーブル上の最も近いパターンを検索して多値データを検出する多値データ判定手段と、フィルタにより波形を等化する波形等化手段と、を備え、前記テストデータ検査手段は、入力データに基づいてテストフレームとデータフレームを識別するデータ判別手段と、前記テストデータの再生信号値の度数分布を算出する分布算出手段と、該分布算出手段により算出された分布の特徴量を検出する特徴量検出手段と、該特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較する比較手段と、前記テストデータの信号値を記憶する記憶手段と、を備え、前記データ判別手段により、フレーム内のデータを識別した結果、入力データが前記テストデータの場合は、前記波形等化手段及び多値データ判定手段の動作を停止すると共に、前記分布算出手段の動作を開始して前記テストデータの度数分布を算出すると共に、前記テストデータを前記記憶手段に記憶することを特徴とする。
本発明の最も特徴的な点は、テストデータ検査手段を設けた点である。これは、フレームデータからテストデータを判別して、そのテストデータの分布状態を算出して、特徴量が所定の値にあるか否かで正常か異常かを判断するものである。これにより、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥があると、テストデータが正常に再生されず、多値データ検出が正確に実施されないといった従来の問題を解決することができる。
かかる発明によれば、テストデータが正常か異常かをテストデータ検査手段により判断するので、光ディスク上の欠陥等による異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に行うことができる。
また、本発明の最も特徴的なテストデータ検査手段は、入力されたフレームデータから、テストフレームとデータフレームを判別し、テストフレームのときに分布算出手段を動作させ、テストフレームの特徴量から正常か否かを判断して、正常なときのテストデータを有効データとして出力する。
かかる発明によれば、テストデータが判別された場合に限り波形等化手段と多値データ判定手段の動作を停止して正常か否かの判定を行うので、誤った波形等化や多値データの判定を防ぐことができる。
【０００５】
請求項２は、前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが正常であると判断した場合、前記記憶手段内の有効データを前記波形等化手段へ出力して自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタ係数を決定し、同時に前記多値データ判定手段にも出力してパターン認識用のパターンテーブルを作成することを特徴とする。
テストデータ検査手段内の比較手段により、テストデータが判定される。そして、その結果正常であると判定されると、メモリに記憶した有効データを波形等化手段へ出力して、自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタ係数を決定し、それと同時に、多値データ判定手段にも出力してパターン認識用のパターンテーブルを作成する。
かかる発明によれば、テストデータが正常な場合に、そのときにメモリに記憶した有効データにより波形等化と多値データのパターンテーブルを作成するので、正確な波形等化と多値データの出力を行うことができる。
【０００６】
請求項３は、前記多値データ判定手段は、多値データの所定の組合わせによるテストデータを入力してパターンテーブルを生成するパターンテーブル生成手段と、前記記憶手段内の有効データに最も近いパターンを前記パターンテーブル上から検索して多値データを検出する多値データ検出手段と、を備え、前記テストデータ検査手段がテストデータが正常であると判断した場合、前記多値データ検出手段により前記記憶手段内の有効データを多値データとして出力することを特徴とする。
多値データ判定手段は、パターンテーブル生成手段と多値データ検出手段により構成され、パターンテーブル生成手段により、例えば、連続３点の多値データの全組合わせを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成する。また、多値データ検出手段は、パターン認識用のテーブルから最も近いパターンを検索して、そのときの記憶手段に記憶された有効データを出力する。
かかる発明によれば、テストデータから生成されたパターンデータに基づいて有効データを決定するので、正確な有効データを確実に出力することができる。
請求項４は、前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出して前記分布算出手段に入力することを特徴とする。
光ディスクから読み出されたデータは、偶発的なノイズによりデータが乱される可能性がある。従って、１度読み出したデータで正常か異常かを判断するのではなく、もし、異常の場合は再度読み出して分布算出手段に入力するようにすれば、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
かかる発明によれば、読み出したデータが異常の場合、再度読み出すので、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
請求項５は、前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体上に致命的な欠陥が存在すると判断して前記テストデータを使用しないことを特徴とする。
データを読み出した際に異常の場合、１度だけ再トライするが、それでも異常の場合は、偶発的なノイズによる異常とは考えにくい。そのような場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断せざるを得ない。従ってそのときのデータは信頼性が低いので使用しないで破棄する。
かかる発明によれば、１度だけ再トライした結果異常の場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断するので、異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に実施できる。
【０００７】
請求項６は、前記情報記録媒体上から複数のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、前記特徴量が所定の範囲内にあるテストデータの再生信号値の平均値を使用して多値データを検出することを特徴とする。
例えば、１０フレームのテストフレームの検査を行って、異常のあるテストフレームを除き、テストデータの信号値の平均値を求めて波形等化係数の決定し、パターンテーブルの作成を行う。その後、１０フレームのテストフレームの間のデータフレーム（９００フレーム）を処理しても良い。
かかる発明によれば、異常のあるテストフレームを除いて、複数個のテストフレームのテストデータの信号値の平均を使用するので、再生信号が、ディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
請求項７は、請求項１の情報記録再生装置であって、前記情報記録媒体上のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、２個のテストデータの再生信号値の平均値を使用し、該２個のテストデータの間に記録された多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする。
或いは、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行い、その間のデータフレームを処理しても良い。これによりディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は効果がある。
かかる発明によれば、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、その間のデータフレームを処理するので、ディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【０００８】
請求項８は、前記情報記録媒体に情報を追記、若しくは前記情報記録媒体上の情報を書換える場合、前記２値データを変換した多値データの前後に前記テストデータを付加して前記情報記録媒体に記録することを特徴とする。
同一ディスク上に、同一の光ディスク装置を使用して、データの書換えや追記を行う場合は、レーザー光の光量等の記録条件が一定しており、再生信号の変動は少ないが、異なる光ディスク装置を使用して、同一ディスク上のデータの書換えや追記を行うと、各光ディスク装置の記録条件が異なるため、再生信号の変動の傾向が大きく異なる場合がある。このため、光ディスク上のデータの書換え又は追記するデータフレームの前後にテストフレームを付加すると良い。
かかる発明によれば、光ディスク上のデータの書換え又は追記する情報の単位の前後にテストフレームを付加するので、異なる光ディスク装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
請求項９は、１個のテストデータが、同一の数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする。
請求項８ではテストデータの１個のみを含んでいたが、１フレームのデータ量を増加させ、同一系列のテストデータを複数個含ませても良い。こうすることにより、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方テストデータが使用でき、データの信頼性が高まる。
かかる発明によれば、テストフレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているので、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方が使用でき、データの信頼性を高めることができる。
【０００９】
請求項１０は、１個のテストデータが、異なる数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする。
請求項９の説明では、１フレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているが、異なる系列のテストデータを複数個含ませても良い。これにより、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
かかる発明によれば、テストフレームに異なる系列のテストデータを複数個含ませているので、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
請求項１１は、前記情報記録媒体に記録された１個のテストデータを複数回再生し、該再生信号値の平均値を使用して、前記多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする。
請求項１０の説明では、テストフレームを１回読取って処理しているが、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しても良い。これにより、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
かかる発明によれば、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しているので、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。この情報記録再生装置は、らせん状又は同心円上のトラックが形成され、トラックにそってマークを記録する光ディスク１と、ディスクを回転させるモーター２と、レーザー光スポットを照射して光ディスクにマークを記録し、記録されたマークをレーザー光スポットで走査して電気信号を出力する光ヘッド３と、光ヘッドから出力された電気信号を演算増幅し、光ディスク上のマークに対応した再生信号や、レーザー光スポットが光ディスクの記録面に焦点が合っているかを示すフォーカスエラー信号や、レーザー光スポットがトラックにそって走査しているかを示すトラッキングエラー信号や、トラックの蛇行に対応した信号等を出力する演算増幅回路４と、フォーカスエラー信号や、トラッキングエラー信号、トラックの蛇行に対応した信号により、レーザー光スポットを光ディスクの記録面に焦点を合わせ、正しくトラックを走査させ、光ディスクを線速度一定又は、角速度一定に回転させるサーボ回路５と、変調回路から出力された信号に従って、レーザー光で光ディスクにマークを記録するための信号を出力するレーザー駆動回路６と、入力した多値データに対応した大きさのマークとスペース多値データ＝０：何も記録しないを示す信号を出力する変調回路７と、所定量のデータの区切りを示すための同期信号を付加する同期信号付加回路８と、入力した２値データを多値データに変換する多値化回路９と、入力データに対し、誤り訂正を行なうためのデータを付加する誤り訂正用データ付加回路１０と、演算増幅回路からの再生信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路１１と、再生信号中の同期信号を検出し、多値データに同期したクロック信号を出力するＰＬＬおよび同期検出回路１２と、波形等化を行う波形等化回路１３と、多値データを判定する多値判定回路１４と、多値データを２値データに変換する多値−２値変換回路１５と、誤り訂正用データを用いて、誤り訂正を行なう誤り訂正回路１６と、光ディスク上のテストデータに異常が無いかを検査するテストデータ検査回路１７と、を備えて構成される。
尚、図示していないが、光ヘッド３を光ディスク１の半径方向に移動させ、光ディスク１上のデータをサーチする機構も備わっている。更に、コンピュータ用の情報記憶装置として使用するためのインターフェース回路や、情報記録再生装置全体の動作制御を行うマイクロプロセッサ等は図示を省略した。
【００１１】
以下に、本実施形態の動作を説明する。先ず、２値データを多値化して光ディスク１に記録する場合の動作を説明する。入力された２値データは、所定量のブロックに分割され、誤り訂正用データ付加回路１０により誤り訂正用のデータを付加する。その後、多値化回路９で多値データに変換する。多値化回路９では、例えば１００フレームのデータフレーム毎に１フレームのテストフレームを挿入し、判別データを付加する。更に、同期信号付加回路８で各フレームに同期信号とクロックマークを付加する。その後、多値データの各値に対応したマークを光ディスク１に記録するために、変調回路７でレーザーを駆動する信号を生成する。そして、光ヘッド３によりマークが光ディスク１に記録される。
図２は、本発明の多値化回路９の内部構成を示す図である。テストデータ生成回路２０と２値−多値変換回路２１の出力をスイッチ２２により切換えて、所定の間隔でテストデータを挿入する。以後、２値−多値変換回路２１から出力されるデータを有効データと呼ぶ。本実施形態では、多値データとして８値データ（０〜７）を使用し、連続３点の多値データの全組合せを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成し、多値データを検出する時は、連続３点のデータを入力し、テーブル上のパターンに最も近いパターンを検索して、多値データを検出する方法を実施する。
図３はテストデータの３つの例を示す図である。このテストデータの数値系列は、５１４個のデータからなるランダムな数値系列であって、先頭からの３個を１組とし（例１では、７５６）、１個ずつずらした３個毎のデータパターン（５６２，６２６，２６６，６６３，...：下線部が１個ずらしたデータ）は５１２通りの全組合せを重複無く１回のみ含む、理想的な数値系列である。図中の例１〜例３に示すように、この数値系列は唯一ではなく複数通りある。
【００１２】
図４はテストデータと有効データを配置するデータフォーマットの例を示す図である。ここでは、１個の多値データをシンボルと呼ぶ事にする。図に示したデータの並びをフレームと呼び、テストデータが入ったフレームをテストフレーム、有効データが入ったフレームをデータフレームと呼ぶ事にする。図中のクロックマーク２５、同期信号２６及び判別データ２７のデータパターンの例を以下に示す。
図５はクロックマーク２５、同期信号２６、判別データ２７（テストフレームの場合）を光ディスク１に記録して、再生した場合の再生信号の例を示す図である。クロックマーク２５は多値データをサンプリングする時の基準点を示すデータであり、クロックマーク２５の中央の「７」の信号のボトムが基準になる。ＰＬＬ回路で周期的に存在するクロックマークのボトムに同期したクロックを生成して、クロックマークの間にある多値データをサンプリングする。或いは、再生信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、デジタル信号処理により、連続する２個のクロックマークのボトムを検出し、その間にある多値データを等間隔でサンプリングしてもよい。ここでは、クロックマーク２５から始まる４０シンボルの一区切りのデータをクラスタと呼ぶ。更に、判別データ２７を使用して、フレーム内のデータがテストデータであるか、有効データであるかの判別を行う。
また、フレーム内のクロックマーク、同期信号、判別データを除いた正味のデータ量は次式で示される。
１９シンボル＋３５シンボル×１５クラスタ＝５４４シンボル
１シンボルは８値データであるので、３ビットに相当する。従って、ビット数では５４４シンボル×３ビット＝１６３２ビットであり、バイト数では１６３２ビット／８ビット＝２０４バイトである。
テストフレームでは、５１４シンボルのテストデータをフレーム内に配置するのであるが、途中にクロックマーク２５が挿入されて分断されると、連続３個のデータパターンが意味を持つので、分断後は２シンボル重複する必要がある。従って、データ量は次式で示すように、２〜１６クラスタではデータ数を２シンボル減らして計算する。これにより、テストフレームには５１４シンボルのテストデータが、データフレームには２０４バイトの有効データが無駄なく配置される。
１９シンボル＋（３５−２）シンボル×１５クラスタ＝５１４シンボル
【００１３】
次に、光ディスク１から多値信号を読み出して多値判定を行い、２値データとして出力する場合の動作を説明する。光ヘッド３により、一定強度のレーザー光を光ディスク１に照射し、その反射光を光電変換して電気信号を得る。得られた信号を演算増幅回路４に入力し、サーボ回路５により光ディスク１を安定して回転させ、光ヘッド３のトラッキングやフォーカス制御を行い、多値信号を再生する。再生された多値信号から、同期信号を検出し、更にクロックマークを検出して、ＰＬＬ回路１２により多値データに同期したクロックを生成する。生成したクロックを使用してＡ／Ｄ変換回路１１によりデジタルデータを得る。
また、テストデータ検査回路１７において、デジタルデータから各フレームの判別データを読取り、入力したデジタルデータがテストフレームの場合は、波形等化回路１３及び多値判定回路１４の動作を停止させ、テストデータの検査を行う。
図６は、テストデータ検査回路１７の構成を示す図である。データ判別回路３０でフレーム内の判別データを識別して、入力データがテストデータの場合は、波形等化回路１３及び多値判定回路１４の動作を停止させる信号３４を出力する。更に、分布算出回路３１にて入力データ（多値データのデジタル信号値）の度数分布を算出する。同時にメモリ３２にテストデータ（フレームデータ）３７の信号値を入力する。比較回路３３によりテストデータが正常であると判断した場合は、信号３５を出力してメモリ３２内のデータ（有効データ３６）を波形等化回路１３へ出力し、自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタの係数を決定する。更に、多値判定回路１４へも出力し、パターン認識用のパターンテーブルを作成する。
【００１４】
図７はテストデータの信号分布の例を示す図である。同図に示すように、多値データの各シンボル値（０〜７）毎に分布が明確に分かれ、分布の各極大値４０と極小値４１が所定の範囲内（図中の矩形内）にあれば正常と判定できる。例えば、図８に示すような分布であれば、シンボル値＝０，１の極大値４２及びその間の極小値４３が図中の矩形の外にあるので、異常であると判定する。
図９は本発明の多値判定回路１４の内部構成を示す図である。テストデータ４５を入力して、パターンテーブル４７を作成するテーブル生成回路４６と、パターン認識による多値データ検出回路４８から構成されている。ディスク１上のテストデータ４５を再生し、テストデータ検査回路１７において、そのテストデータが正常であると判定した後、波形等化回路１３のフィルタ係数を決定し、パターンテーブル４７の作成が終了したら、ディスク１上のデータフレームのデータを波形等化回路１３に入力し、その出力を多値判定回路１４へ入力する。多値判定回路１４内の多値データ検出回路４８により、有効データ４９が多値データ５０として出力される。その後、多値−２値変換回路１５で２値データに変換した後、誤り訂正回路１６で誤りの検出と訂正を行い、訂正後の２値データを出力する。
【００１５】
本実施形態では、テストデータが正常か異常かを判断する時に、信号値の分布の特徴量として、分布の極大値と極小値を使用したが、別の実施形態として、図１０に示すように、テストデータのシンボル値に対する信号値の分布の範囲５２を算出し、その分布の範囲５２が図中の２本の線内５１にあれば正常と判断する。しかし、図１１に示すように、分布が２本の線内５１から外れて５３のようになれば異常と判断する。この実施形態では、テストデータの各シンボル値の最大信号値及び最小信号値と２本の線が示す値とを比較すれば良い。この場合の分布の特徴量は、各シンボル値の信号値分布の最大値と最小値である。
上記の実施形態では、テストデータが異常である場合は、そのテストデータを使用しないとするものであるが、テストデータが異常である場合は、再び光ディスク１上の同一テストデータを読取っても良い。そして、２回目の読取りによって、このテストデータが正常になれば光ディスク１上の欠陥ではなく、偶発的なノイズであると考えられる。また、再度読取ったテストデータが異常であれば、致命的なディスク上の欠陥があるとして、そのテストデータは使わないとしても良い。また、上記の実施形態では、１００フレームのデータフレーム毎に１フレームのテストフレームを挿入しているので、１フレームのテストフレームを読取って、テストデータの検査、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行って、１００フレームのデータフレームの処理を行っても良い。又は、例えば、１０フレームのテストフレームの検査を行って、異常のあるテストフレームを除き、テストデータの信号値の平均値を求めて波形等化係数の決定し、パターンテーブルの作成を行う。その後、１０フレームのテストフレームの間のデータフレーム（９００フレーム）を処理しても良い。これにより再生信号がディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減する効果がある。
或いは、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行い、その間のデータフレームを処理しても良い。これによりディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は効果がある。
また情報記録再生装置では、データの書換えが可能なもの、又は追記が可能（消去および書換え不可）な光ディスクを使用して、光ディスク上のデータの書換えや追記を行うことがある。同一ディスク上に、同一の光ディスク装置を使用して、データの書換えや追記を行う場合は、レーザー光の光量等の記録条件が一定しており、再生信号の変動は少ないが、異なる光ディスク装置を使用して、同一ディスク上のデータの書換えや追記を行うと、各光ディスク装置の記録条件が異なるため、再生信号の変動の傾向が大きく異なる場合がある。このため、図１２に示すように、ディスク上のデータの書換え又は追記するデータフレーム５６の前後にテストフレーム５４，５５を付加すると良い。尚、データの書換え又は追記する情報の中央にもテストフレームがあっても良い。こうすることにより、各情報記録再生装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１６】
尚、以上の説明では、テストフレームには、図３に示したテストデータの１個（１系列：５１４シンボル）のみを含んでいたが、１フレームのデータ量を増加させ、同一系列のテストデータを複数個含ませても良い。こうすることにより、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方テストデータが使用でき、データの信頼性が高まる。また、１個のテストフレーム内の複数個のテストデータが正常であれば、その平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。また、上記の説明では、１フレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているが、異なる系列のテストデータを複数個含ませても良い。これにより、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。更に、上記の説明では、テストフレームを１回読取って処理しているが、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しても良い。これにより、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、テストデータが正常か異常かをテストデータ検査手段により判断するので、光ディスク上の欠陥等による異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に行うことができる。
また、テストデータが判別された場合に限り波形等化手段と多値データ判定手段の動作を停止して正常か否かの判定を行うので、誤った波形等化や多値データの判定を防ぐことができる。
また請求項２では、テストデータが正常な場合に、そのときにメモリに記憶した有効データにより波形等化と多値データのパターンテーブルを作成するので、正確な波形等化と多値データの出力を行うことができる。
また請求項３では、テストデータから生成されたパターンデータに基づいて有効データを決定するので、正確な有効データを確実に出力することができる。
また請求項４では、読み出したデータが異常の場合、再度読み出すので、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
また請求項５では、１度だけ再トライした結果異常の場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断するので、異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に実施できる。
また請求項６では、異常のあるテストフレームを除いて、複数個のテストフレームのテストデータの信号値の平均を使用するので、再生信号が、ディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１８】
また請求項７では、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、その間のデータフレームを処理するので、ディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
また請求項８では、光ディスク上のデータの書換え又は追記する情報の単位の前後にテストフレームを付加するので、異なる光ディスク装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
また請求項９では、テストフレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているので、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方が使用でき、データの信頼性を高めることができる。
また請求項１０では、テストフレームに異なる系列のテストデータを複数個含ませているので、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
また請求項１１では、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しているので、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の多値化回路９の内部構成を示す図である。
【図３】本発明のテストデータの３つの例を示す図である。
【図４】本発明のテストデータと有効データを配置するデータフォーマットの例を示す図である。
【図５】本発明のクロックマーク２５、同期信号２６、判別データ２７（テストフレームの場合）を光ディスク１に記録して、再生した場合の再生信号の例を示す図である。
【図６】本発明のテストデータ検査回路１７の構成を示す図である。
【図７】本発明のテストデータの信号分布の例を示す図である。
【図８】本発明のテストデータの信号分布を表す図である。
【図９】本発明の多値判定回路１４の内部構成を示す図である。
【図１０】本発明の正常な場合のテストデータの信号分布を表す図である。
【図１１】本発明の異常な場合のテストデータの信号分布を表す図である。
【図１２】本発明のフレームデータの配列を表す図である。
【符号の説明】
１３ 波形等化回路、１４ 多値判定回路、１７ テストデータ検査回路、３０ データ判別回路、３１ 分布算出回路、３２ メモリ、３３ 比較回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生装置に関し、さらに詳しくは、多値データを再生する際に、事前に読取っておく校正データ（テストデータ）の構成や使用法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平８−１２４１６７号公報には、多値記録再生が可能な光記録媒体および光ディスク装置について開示されている。それによると、光情報記録媒体の予め定められた格子点上にレーザ光照射により記録マークの大きさを多値のデータに対応させて２種類以上に変化させて記録し、再生を目的とする格子点に対して二次元的に最も隣接する格子点からの情報のもれ込み量を検出するための領域を記録媒体上に設け、該領域内の格子点上にマーク群を記録し、マーク群を予め光スポットで走査して得られた検出値を基に、隣接するトラックからのクロストーク量と、隣接する格子点間での符号間干渉量を学習しておき、情報再生時には信号処理を用いて隣接するトラックからのクロストークを低減し、さらに目的トラック上の符号間干渉を低減することで、二次元的に隣接する格子点からの情報のもれ込みを低減するとしている。
また、同一出願人から、特開２０００−２６０３４５が出願されており、それによると、光ディスク上の隣接データ間の距離が短いため、信号再生時にレーザー光スポット内に複数のマークが含まれる事によって生ずる符号間干渉を、データ間の相関と見なして、パターン認識によって多値データを検出する方法について開示されており、事前に、連続３点の多値データの全組合せを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成する。そして、多値データを検出する時は、連続３点のデータを入力し、テーブル上のパターンに最も近いパターンを検索して、多値データの判定結果とするとしている。
また、特願２００２−１２３００８が出願されており、それによると、上記の「多値記録データ検出方法」による多値データの記録再生を実施するための具体的なデータフォーマットについて記載されており、所定量のユーザーデータにテストデータを挿入して、情報記録媒体に記録するとしている。
【特許文献１】
特開平８−１２４１６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６０３４５公報
【特許文献３】
特願２００２−１２３００８公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１は、多値データを記録する媒体上に、一定の間隔で「等化係数学習領域」と呼ばれるデータ領域がある。光ディスク上の記録マークをレーザー光照射によって読取る時には、隣接トラックからのクロストーク及び同一トラック上の隣接データからの符号間干渉を除去するための波形等化用フィルタを使用する。そして、「等化係数学習領域」には、その係数（等化係数）を決定するためのテストデータ（校正データ）が記録されている。しかしながら、前記各公報は、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥があると、テストデータが正常に再生されず、多値データ検出が正確に実施されないといった共通の問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥がある場合でも、多値データ検出が正確に実施できる情報記録再生装置及び情報記録媒体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、情報記録媒体に多値データを記録し、該多値データを再生する情報記録再生装置であって、入力した２値データを多値データに変換する多値データ変換手段と、前記多値データの所定の組合わせデータにより構成されるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、前記多値データ変換手段及びテストデータ生成手段に基づく多値データ及びテストデータを前記情報記録媒体に記録するデータ記録手段と、前記情報記録媒体から多値データ若しくはテストデータの再生信号を出力する信号再生手段と、前記情報記録媒体上のテストデータに異常がないか否かを検査するテストデータ検査手段と、テーブル上の最も近いパターンを検索して多値データを検出する多値データ判定手段と、フィルタにより波形を等化する波形等化手段と、を備え、前記テストデータ検査手段は、入力データに基づいてテストフレームとデータフレームを識別するデータ判別手段と、前記テストデータの再生信号値の度数分布を算出する分布算出手段と、該分布算出手段により算出された分布の特徴量を検出する特徴量検出手段と、該特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較する比較手段と、前記テストデータの信号値を記憶する記憶手段と、を備え、前記データ判別手段により、フレーム内のデータを識別した結果、入力データが前記テストデータの場合は、前記波形等化手段及び多値データ判定手段の動作を停止すると共に、前記分布算出手段の動作を開始して前記テストデータの度数分布を算出すると共に、前記テストデータを前記記憶手段に記憶することを特徴とする。
本発明の最も特徴的な点は、テストデータ検査手段を設けた点である。これは、フレームデータからテストデータを判別して、そのテストデータの分布状態を算出して、特徴量が所定の値にあるか否かで正常か異常かを判断するものである。これにより、情報記録媒体上のテストデータを記録した部分に、傷や汚れ等の欠陥があると、テストデータが正常に再生されず、多値データ検出が正確に実施されないといった従来の問題を解決することができる。
かかる発明によれば、テストデータが正常か異常かをテストデータ検査手段により判断するので、光ディスク上の欠陥等による異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に行うことができる。
また、本発明の最も特徴的なテストデータ検査手段は、入力されたフレームデータから、テストフレームとデータフレームを判別し、テストフレームのときに分布算出手段を動作させ、テストフレームの特徴量から正常か否かを判断して、正常なときのテストデータを有効データとして出力する。
かかる発明によれば、テストデータが判別された場合に限り波形等化手段と多値データ判定手段の動作を停止して正常か否かの判定を行うので、誤った波形等化や多値データの判定を防ぐことができる。
【０００５】
請求項２は、前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが正常であると判断した場合、前記記憶手段内の有効データを前記波形等化手段へ出力して自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタ係数を決定し、同時に前記多値データ判定手段にも出力してパターン認識用のパターンテーブルを作成することを特徴とする。
テストデータ検査手段内の比較手段により、テストデータが判定される。そして、その結果正常であると判定されると、メモリに記憶した有効データを波形等化手段へ出力して、自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタ係数を決定し、それと同時に、多値データ判定手段にも出力してパターン認識用のパターンテーブルを作成する。
かかる発明によれば、テストデータが正常な場合に、そのときにメモリに記憶した有効データにより波形等化と多値データのパターンテーブルを作成するので、正確な波形等化と多値データの出力を行うことができる。
【０００６】
請求項３は、前記多値データ判定手段は、多値データの所定の組合わせによるテストデータを入力してパターンテーブルを生成するパターンテーブル生成手段と、前記記憶手段内の有効データに最も近いパターンを前記パターンテーブル上から検索して多値データを検出する多値データ検出手段と、を備え、前記テストデータ検査手段がテストデータが正常であると判断した場合、前記多値データ検出手段により前記記憶手段内の有効データを多値データとして出力することを特徴とする。
多値データ判定手段は、パターンテーブル生成手段と多値データ検出手段により構成され、パターンテーブル生成手段により、例えば、連続３点の多値データの全組合わせを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成する。また、多値データ検出手段は、パターン認識用のテーブルから最も近いパターンを検索して、そのときの記憶手段に記憶された有効データを出力する。
かかる発明によれば、テストデータから生成されたパターンデータに基づいて有効データを決定するので、正確な有効データを確実に出力することができる。
請求項４は、前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出して前記分布算出手段に入力することを特徴とする。
光ディスクから読み出されたデータは、偶発的なノイズによりデータが乱される可能性がある。従って、１度読み出したデータで正常か異常かを判断するのではなく、もし、異常の場合は再度読み出して分布算出手段に入力するようにすれば、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
かかる発明によれば、読み出したデータが異常の場合、再度読み出すので、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
請求項５は、前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体上に致命的な欠陥が存在すると判断して前記テストデータを使用しないことを特徴とする。
データを読み出した際に異常の場合、１度だけ再トライするが、それでも異常の場合は、偶発的なノイズによる異常とは考えにくい。そのような場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断せざるを得ない。従ってそのときのデータは信頼性が低いので使用しないで破棄する。
かかる発明によれば、１度だけ再トライした結果異常の場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断するので、異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に実施できる。
【０００７】
請求項６は、前記情報記録媒体上から複数のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、前記特徴量が所定の範囲内にあるテストデータの再生信号値の平均値を使用して多値データを検出することを特徴とする。
例えば、１０フレームのテストフレームの検査を行って、異常のあるテストフレームを除き、テストデータの信号値の平均値を求めて波形等化係数の決定し、パターンテーブルの作成を行う。その後、１０フレームのテストフレームの間のデータフレーム（９００フレーム）を処理しても良い。
かかる発明によれば、異常のあるテストフレームを除いて、複数個のテストフレームのテストデータの信号値の平均を使用するので、再生信号が、ディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
請求項７は、請求項１の情報記録再生装置であって、前記情報記録媒体上のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、２個のテストデータの再生信号値の平均値を使用し、該２個のテストデータの間に記録された多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする。
或いは、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行い、その間のデータフレームを処理しても良い。これによりディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は効果がある。
かかる発明によれば、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、その間のデータフレームを処理するので、ディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【０００８】
請求項８は、前記情報記録媒体に情報を追記、若しくは前記情報記録媒体上の情報を書換える場合、前記２値データを変換した多値データの前後に前記テストデータを付加して前記情報記録媒体に記録することを特徴とする。
同一ディスク上に、同一の光ディスク装置を使用して、データの書換えや追記を行う場合は、レーザー光の光量等の記録条件が一定しており、再生信号の変動は少ないが、異なる光ディスク装置を使用して、同一ディスク上のデータの書換えや追記を行うと、各光ディスク装置の記録条件が異なるため、再生信号の変動の傾向が大きく異なる場合がある。このため、光ディスク上のデータの書換え又は追記するデータフレームの前後にテストフレームを付加すると良い。
かかる発明によれば、光ディスク上のデータの書換え又は追記する情報の単位の前後にテストフレームを付加するので、異なる光ディスク装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
請求項９は、１個のテストデータが、同一の数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする。
請求項８ではテストデータの１個のみを含んでいたが、１フレームのデータ量を増加させ、同一系列のテストデータを複数個含ませても良い。こうすることにより、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方テストデータが使用でき、データの信頼性が高まる。
かかる発明によれば、テストフレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているので、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方が使用でき、データの信頼性を高めることができる。
【０００９】
請求項１０は、１個のテストデータが、異なる数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする。
請求項９の説明では、１フレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているが、異なる系列のテストデータを複数個含ませても良い。これにより、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
かかる発明によれば、テストフレームに異なる系列のテストデータを複数個含ませているので、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
請求項１１は、前記情報記録媒体に記録された１個のテストデータを複数回再生し、該再生信号値の平均値を使用して、前記多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする。
請求項１０の説明では、テストフレームを１回読取って処理しているが、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しても良い。これにより、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
かかる発明によれば、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しているので、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。この情報記録再生装置は、らせん状又は同心円上のトラックが形成され、トラックにそってマークを記録する光ディスク１と、ディスクを回転させるモーター２と、レーザー光スポットを照射して光ディスクにマークを記録し、記録されたマークをレーザー光スポットで走査して電気信号を出力する光ヘッド３と、光ヘッドから出力された電気信号を演算増幅し、光ディスク上のマークに対応した再生信号や、レーザー光スポットが光ディスクの記録面に焦点が合っているかを示すフォーカスエラー信号や、レーザー光スポットがトラックにそって走査しているかを示すトラッキングエラー信号や、トラックの蛇行に対応した信号等を出力する演算増幅回路４と、フォーカスエラー信号や、トラッキングエラー信号、トラックの蛇行に対応した信号により、レーザー光スポットを光ディスクの記録面に焦点を合わせ、正しくトラックを走査させ、光ディスクを線速度一定又は、角速度一定に回転させるサーボ回路５と、変調回路から出力された信号に従って、レーザー光で光ディスクにマークを記録するための信号を出力するレーザー駆動回路６と、入力した多値データに対応した大きさのマークとスペース多値データ＝０：何も記録しないを示す信号を出力する変調回路７と、所定量のデータの区切りを示すための同期信号を付加する同期信号付加回路８と、入力した２値データを多値データに変換する多値化回路９と、入力データに対し、誤り訂正を行なうためのデータを付加する誤り訂正用データ付加回路１０と、演算増幅回路からの再生信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路１１と、再生信号中の同期信号を検出し、多値データに同期したクロック信号を出力するＰＬＬおよび同期検出回路１２と、波形等化を行う波形等化回路１３と、多値データを判定する多値判定回路１４と、多値データを２値データに変換する多値−２値変換回路１５と、誤り訂正用データを用いて、誤り訂正を行なう誤り訂正回路１６と、光ディスク上のテストデータに異常が無いかを検査するテストデータ検査回路１７と、を備えて構成される。
尚、図示していないが、光ヘッド３を光ディスク１の半径方向に移動させ、光ディスク１上のデータをサーチする機構も備わっている。更に、コンピュータ用の情報記憶装置として使用するためのインターフェース回路や、情報記録再生装置全体の動作制御を行うマイクロプロセッサ等は図示を省略した。
【００１１】
以下に、本実施形態の動作を説明する。先ず、２値データを多値化して光ディスク１に記録する場合の動作を説明する。入力された２値データは、所定量のブロックに分割され、誤り訂正用データ付加回路１０により誤り訂正用のデータを付加する。その後、多値化回路９で多値データに変換する。多値化回路９では、例えば１００フレームのデータフレーム毎に１フレームのテストフレームを挿入し、判別データを付加する。更に、同期信号付加回路８で各フレームに同期信号とクロックマークを付加する。その後、多値データの各値に対応したマークを光ディスク１に記録するために、変調回路７でレーザーを駆動する信号を生成する。そして、光ヘッド３によりマークが光ディスク１に記録される。
図２は、本発明の多値化回路９の内部構成を示す図である。テストデータ生成回路２０と２値−多値変換回路２１の出力をスイッチ２２により切換えて、所定の間隔でテストデータを挿入する。以後、２値−多値変換回路２１から出力されるデータを有効データと呼ぶ。本実施形態では、多値データとして８値データ（０〜７）を使用し、連続３点の多値データの全組合せを記録したテストデータを再生して、パターン認識用のテーブルを作成し、多値データを検出する時は、連続３点のデータを入力し、テーブル上のパターンに最も近いパターンを検索して、多値データを検出する方法を実施する。
図３はテストデータの３つの例を示す図である。このテストデータの数値系列は、５１４個のデータからなるランダムな数値系列であって、先頭からの３個を１組とし（例１では、７５６）、１個ずつずらした３個毎のデータパターン（５６２，６２６，２６６，６６３，...：下線部が１個ずらしたデータ）は５１２通りの全組合せを重複無く１回のみ含む、理想的な数値系列である。図中の例１〜例３に示すように、この数値系列は唯一ではなく複数通りある。
【００１２】
図４はテストデータと有効データを配置するデータフォーマットの例を示す図である。ここでは、１個の多値データをシンボルと呼ぶ事にする。図に示したデータの並びをフレームと呼び、テストデータが入ったフレームをテストフレーム、有効データが入ったフレームをデータフレームと呼ぶ事にする。図中のクロックマーク２５、同期信号２６及び判別データ２７のデータパターンの例を以下に示す。
また、フレーム内のクロックマーク、同期信号、判別データを除いた正味のデータ量は次式で示される。
１９シンボル＋３５シンボル×１５クラスタ＝５４４シンボル
１シンボルは８値データであるので、３ビットに相当する。従って、ビット数では５４４シンボル×３ビット＝１６３２ビットであり、バイト数では１６３２ビット／８ビット＝２０４バイトである。
テストフレームでは、５１４シンボルのテストデータをフレーム内に配置するのであるが、途中にクロックマーク２５が挿入されて分断されると、連続３個のデータパターンが意味を持つので、分断後は２シンボル重複する必要がある。従って、データ量は次式で示すように、２〜１６クラスタではデータ数を２シンボル減らして計算する。これにより、テストフレームには５１４シンボルのテストデータが、データフレームには２０４バイトの有効データが無駄なく配置される。
１９シンボル＋（３５−２）シンボル×１５クラスタ＝５１４シンボル
【００１３】
次に、光ディスク１から多値信号を読み出して多値判定を行い、２値データとして出力する場合の動作を説明する。光ヘッド３により、一定強度のレーザー光を光ディスク１に照射し、その反射光を光電変換して電気信号を得る。得られた信号を演算増幅回路４に入力し、サーボ回路５により光ディスク１を安定して回転させ、光ヘッド３のトラッキングやフォーカス制御を行い、多値信号を再生する。再生された多値信号から、同期信号を検出し、更にクロックマークを検出して、ＰＬＬ回路１２により多値データに同期したクロックを生成する。生成したクロックを使用してＡ／Ｄ変換回路１１によりデジタルデータを得る。
また、テストデータ検査回路１７において、デジタルデータから各フレームの判別データを読取り、入力したデジタルデータがテストフレームの場合は、波形等化回路１３及び多値判定回路１４の動作を停止させ、テストデータの検査を行う。
図６は、テストデータ検査回路１７の構成を示す図である。データ判別回路３０でフレーム内の判別データを識別して、入力データがテストデータの場合は、波形等化回路１３及び多値判定回路１４の動作を停止させる信号３４を出力する。更に、分布算出回路３１にて入力データ（多値データのデジタル信号値）の度数分布を算出する。同時にメモリ３２にテストデータ（フレームデータ）３７の信号値を入力する。比較回路３３によりテストデータが正常であると判断した場合は、信号３５を出力してメモリ３２内のデータ（有効データ３６）を波形等化回路１３へ出力し、自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタの係数を決定する。更に、多値判定回路１４へも出力し、パターン認識用のパターンテーブルを作成する。
【００１４】
図７はテストデータの信号分布の例を示す図である。同図に示すように、多値データの各シンボル値（０〜７）毎に分布が明確に分かれ、分布の各極大値４０と極小値４１が所定の範囲内（図中の矩形内）にあれば正常と判定できる。例えば、図８に示すような分布であれば、シンボル値＝０，１の極大値４２及びその間の極小値４３が図中の矩形の外にあるので、異常であると判定する。
図９は本発明の多値判定回路１４の内部構成を示す図である。テストデータ４５を入力して、パターンテーブル４７を作成するテーブル生成回路４６と、パターン認識による多値データ検出回路４８から構成されている。ディスク１上のテストデータ４５を再生し、テストデータ検査回路１７において、そのテストデータが正常であると判定した後、波形等化回路１３のフィルタ係数を決定し、パターンテーブル４７の作成が終了したら、ディスク１上のデータフレームのデータを波形等化回路１３に入力し、その出力を多値判定回路１４へ入力する。多値判定回路１４内の多値データ検出回路４８により、有効データ４９が多値データ５０として出力される。その後、多値−２値変換回路１５で２値データに変換した後、誤り訂正回路１６で誤りの検出と訂正を行い、訂正後の２値データを出力する。
【００１５】
本実施形態では、テストデータが正常か異常かを判断する時に、信号値の分布の特徴量として、分布の極大値と極小値を使用したが、別の実施形態として、図１０に示すように、テストデータのシンボル値に対する信号値の分布の範囲５２を算出し、その分布の範囲５２が図中の２本の線内５１にあれば正常と判断する。しかし、図１１に示すように、分布が２本の線内５１から外れて５３のようになれば異常と判断する。この実施形態では、テストデータの各シンボル値の最大信号値及び最小信号値と２本の線が示す値とを比較すれば良い。この場合の分布の特徴量は、各シンボル値の信号値分布の最大値と最小値である。
上記の実施形態では、テストデータが異常である場合は、そのテストデータを使用しないとするものであるが、テストデータが異常である場合は、再び光ディスク１上の同一テストデータを読取っても良い。そして、２回目の読取りによって、このテストデータが正常になれば光ディスク１上の欠陥ではなく、偶発的なノイズであると考えられる。また、再度読取ったテストデータが異常であれば、致命的なディスク上の欠陥があるとして、そのテストデータは使わないとしても良い。また、上記の実施形態では、１００フレームのデータフレーム毎に１フレームのテストフレームを挿入しているので、１フレームのテストフレームを読取って、テストデータの検査、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行って、１００フレームのデータフレームの処理を行っても良い。又は、例えば、１０フレームのテストフレームの検査を行って、異常のあるテストフレームを除き、テストデータの信号値の平均値を求めて波形等化係数の決定し、パターンテーブルの作成を行う。その後、１０フレームのテストフレームの間のデータフレーム（９００フレーム）を処理しても良い。これにより再生信号がディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減する効果がある。
或いは、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、波形等化係数の決定、パターンテーブルの作成を行い、その間のデータフレームを処理しても良い。これによりディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は効果がある。
また情報記録再生装置では、データの書換えが可能なもの、又は追記が可能（消去および書換え不可）な光ディスクを使用して、光ディスク上のデータの書換えや追記を行うことがある。同一ディスク上に、同一の光ディスク装置を使用して、データの書換えや追記を行う場合は、レーザー光の光量等の記録条件が一定しており、再生信号の変動は少ないが、異なる光ディスク装置を使用して、同一ディスク上のデータの書換えや追記を行うと、各光ディスク装置の記録条件が異なるため、再生信号の変動の傾向が大きく異なる場合がある。このため、図１２に示すように、ディスク上のデータの書換え又は追記するデータフレーム５６の前後にテストフレーム５４，５５を付加すると良い。尚、データの書換え又は追記する情報の中央にもテストフレームがあっても良い。こうすることにより、各情報記録再生装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１６】
尚、以上の説明では、テストフレームには、図３に示したテストデータの１個（１系列：５１４シンボル）のみを含んでいたが、１フレームのデータ量を増加させ、同一系列のテストデータを複数個含ませても良い。こうすることにより、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方テストデータが使用でき、データの信頼性が高まる。また、１個のテストフレーム内の複数個のテストデータが正常であれば、その平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。また、上記の説明では、１フレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているが、異なる系列のテストデータを複数個含ませても良い。これにより、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。更に、上記の説明では、テストフレームを１回読取って処理しているが、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しても良い。これにより、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、テストデータが正常か異常かをテストデータ検査手段により判断するので、光ディスク上の欠陥等による異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に行うことができる。
また、テストデータが判別された場合に限り波形等化手段と多値データ判定手段の動作を停止して正常か否かの判定を行うので、誤った波形等化や多値データの判定を防ぐことができる。
また請求項２では、テストデータが正常な場合に、そのときにメモリに記憶した有効データにより波形等化と多値データのパターンテーブルを作成するので、正確な波形等化と多値データの出力を行うことができる。
また請求項３では、テストデータから生成されたパターンデータに基づいて有効データを決定するので、正確な有効データを確実に出力することができる。
また請求項４では、読み出したデータが異常の場合、再度読み出すので、偶発的なノイズによるテストデータの異常を排除することができる。
また請求項５では、１度だけ再トライした結果異常の場合は、光ディスクに致命的な欠陥が存在すると判断するので、異常なテストデータを排除し、多値データ検出を正確に実施できる。
また請求項６では、異常のあるテストフレームを除いて、複数個のテストフレームのテストデータの信号値の平均を使用するので、再生信号が、ディスク全体にわたって安定している時は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【００１８】
また請求項７では、２個の正常なテストフレームのテストデータの平均値を使用して、その間のデータフレームを処理するので、ディスク上の場所によって、信号の変動の傾向が変化する場合は、多値データ検出のエラーを低減することができる。
また請求項８では、光ディスク上のデータの書換え又は追記する情報の単位の前後にテストフレームを付加するので、異なる光ディスク装置の特性に起因する再生信号の変動の傾向を反映でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
また請求項９では、テストフレームに同一系列のテストデータを複数個含ませているので、１系列のテストデータが異常であっても、予備として他方が使用でき、データの信頼性を高めることができる。
また請求項１０では、テストフレームに異なる系列のテストデータを複数個含ませているので、テストデータのランダム性が高くなり、平均値を使用することで、更に信号の変動を抑えることができる。
また請求項１１では、同一のテストフレームを複数回読取って、その平均値を使用しているので、テストフレームを読取る時のノイズ等によるランダムな変動を除去でき、多値データ検出のエラーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の多値化回路９の内部構成を示す図である。
【図３】本発明のテストデータの３つの例を示す図である。
【図４】本発明のテストデータと有効データを配置するデータフォーマットの例を示す図である。
【図５】本発明のクロックマーク２５、同期信号２６、判別データ２７（テストフレームの場合）を光ディスク１に記録して、再生した場合の再生信号の例を示す図である。
【図６】本発明のテストデータ検査回路１７の構成を示す図である。
【図７】本発明のテストデータの信号分布の例を示す図である。
【図８】本発明のテストデータの信号分布を表す図である。
【図９】本発明の多値判定回路１４の内部構成を示す図である。
【図１０】本発明の正常な場合のテストデータの信号分布を表す図である。
【図１１】本発明の異常な場合のテストデータの信号分布を表す図である。
【図１２】本発明のフレームデータの配列を表す図である。
【符号の説明】
１３ 波形等化回路、１４ 多値判定回路、１７ テストデータ検査回路、３０ データ判別回路、３１ 分布算出回路、３２ メモリ、３３ 比較回路
Claims (11)
- 情報記録媒体に多値データを記録し、該多値データを再生する情報記録再生装置であって、
入力した２値データを多値データに変換する多値データ変換手段と、
前記多値データの所定の組合わせデータにより構成されるテストデータを生成するテストデータ生成手段と、前記多値データ変換手段及びテストデータ生成手段に基づく多値データ及びテストデータを前記情報記録媒体に記録するデータ記録手段と、前記情報記録媒体から多値データ若しくはテストデータの再生信号を出力する信号再生手段と、前記情報記録媒体上のテストデータに異常がないか否かを検査するテストデータ検査手段と、テーブル上の最も近いパターンを検索して多値データを検出する多値データ判定手段と、フィルタにより波形を等化する波形等化手段と、を備え、
前記テストデータ検査手段は、入力データに基づいてテストフレームとデータフレームを識別するデータ判別手段と、前記テストデータの再生信号値の度数分布を算出する分布算出手段と、該分布算出手段により算出された分布の特徴量を検出する特徴量検出手段と、該特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較する比較手段と、前記テストデータの信号値を記憶する記憶手段と、を備え、
前記データ判別手段により、フレーム内のデータを識別した結果、入力データが前記テストデータの場合は、前記波形等化手段及び多値データ判定手段の動作を停止すると共に、前記分布算出手段の動作を開始して前記テストデータの度数分布を算出すると共に、前記テストデータを前記記憶手段に記憶することを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが正常であると判断した場合、前記記憶手段内の有効データを前記波形等化手段へ出力して自動等化アルゴリズムにより波形等化用のフィルタ係数を決定し、同時に前記多値データ判定手段にも出力してパターン認識用のパターンテーブルを作成することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- 前記多値データ判定手段は、多値データの所定の組合わせによるテストデータを入力してパターンテーブルを生成するパターンテーブル生成手段と、前記記憶手段内の有効データに最も近いパターンを前記パターンテーブル上から検索して多値データを検出する多値データ検出手段と、を備え、
前記テストデータ検査手段がテストデータが正常であると判断した場合、前記多値データ検出手段により前記記憶手段内の有効データを多値データとして出力することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。 - 前記比較手段は、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出して前記分布算出手段に入力することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録媒体から前記テストデータを再度読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、前記テストデータが異常であると判断した場合、前記情報記録媒体上に致命的な欠陥が存在すると判断して前記テストデータを使用しないことを特徴とする請求項４に記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録媒体上から複数のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、前記特徴量が所定の範囲内にあるテストデータの再生信号値の平均値を使用して多値データを検出することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- 請求項１の情報記録再生装置であって、前記情報記録媒体上のテストデータを読み出し、前記特徴量検出手段により検出された特徴量と所定値とを比較した結果、該特徴量が所定の範囲内に無い場合、前記テストデータの再生信号値を除外し、２個のテストデータの再生信号値の平均値を使用し、該２個のテストデータの間に記録された多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録媒体に情報を追記、若しくは前記情報記録媒体上の情報を書換える場合、前記２値データを変換した多値データの前後に前記テストデータを付加して前記情報記録媒体に記録することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- １個のテストデータが、同一の数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- １個のテストデータが、異なる数値系列からなるデータを複数組含むことを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録媒体に記録された１個のテストデータを複数回再生し、該再生信号値の平均値を使用して、前記多値データの再生信号から多値データを検出することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
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