JP4997211B2 - 光ディスク、光ディスク記録方法及び装置、光ディスク再生方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体、例えば光ディスク、光ディスクの記録方法及び装置、光ディスクの再生方法及び装置に関する。

特許文献1の表6においてBlu-ray Discのフレーム単位での同期信号パターンを開示しており、同期信号パターンの特徴として、段落［００６０］の記載「（１）（Tmax＋１）-（Tmax＋１）すなわち9T−9Tを与える。これにより、最大ランを破るパターンを2回連続させるので検出能力が強くできる。」や「（２）9T−9Tの前において、データ変調列が何であっても、Tmaxが現れないように、2Tを与える。すなわち、挿入される同期信号の直前データ部分との組み合わせに8T−9T−9Tのパターンが現れないように、短いランを挟む。」を示している。

また、特許文献２には「同期フレームは、同期信号と、最小ラン長及び最大ラン長の制約を満たすランレングスリミテッドコードとからなり、上記同期信号は、上記最大ラン長よりも３Ｔだけ大なるラン長のビットパターンとその前後に配置された上記最小ラン長よりも長いラン長の付加ビットパターンとからなる同期パターンを含んでいる。」と記載がある。

特開２００７−３５２６３号公報 特開平９−１６２８５７号公報

Blu-ray Discで採用されている同期信号パターンは、2T−9T−9T、場合によっては2T−9T−9T−2Tと、9T−9Tの特殊パターンが2Tと隣接するパターンにより構成される。高密度ディスクなど、再生信号波形に符号間干渉が生じる場合には、同期信号期間を正しく検出できないという新たな課題が生じることを本発明者は見出した。この新たな課題は短いランほど影響を受け易く、特にBlu-rayの最小ランである2T再生波形において、ゼロクロスしないという現象が発生し、再生波形からゼロクロスによるスライス等で信号幅検出する場合には、隣接するランと繋がってしまい本来よりも長い信号幅が検出されてしまう点を見出した。特に、特許文献1で示すような同期信号パターン2T−9T−9Tだと、誤検出しやすくなってしまう。

但し、現状Blu-ray Discでは同期信号パターンとして2T−9T−9Tが採用されている。従って、今後更なる高密度Blu-ray Discでこれとは異なる同期信号パターンを採用する場合には、従来ディスクとの互換性を確保する必要がある。係る点については、特許文献２では何ら考慮されていない。

なお、従来、同一波長のレーザ光で記録するディスクにおいて、同期信号パターンが異なるディスクは存在していない。

本発明は、符号間干渉を考慮した互換性のある光ディスク記録方法、光ディスク再生方法を提供することにある。

本発明の目的は、その一例とそて符号間干渉を低減できる同期信号を考慮した記録方法、再生方法を採用することで達成できる。

本発明によれば、符号間干渉を考慮した互換性のある光ディスク記録方法、光ディスク再生方法を提供出来る。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

図1は本発明の第1の実施例である光ディスク記録装置であり、記録時のエンコード後のデータ列を記録波形列に変換する変調装置の詳細図を示す。101は所定の変調規則に従って変調処理を実施する変調回路、102及び103はそれぞれで異なる同期信号を付加する第1SYNC付加回路、第2SYNC付加回路であり、104は切り換えスイッチ、105は生成された符号語をレベル符号化するNRZI変換回路である。

図2は、第1SYNC付加回路102及び第2SYNC付加回路103で付加する同期信号パターン例を示す。図2（a）の第1SYNCパターン201は、従来のBlu-ray Discの同期信号パターンであり、24bitのsync body 203と6bitのsync ID 204で構成される。sync body 203はBlu-ray Discの変調則で定められた最小ランである2Tに続けて、最大ラン8Tを破るパターンである9Tの繰り返しにより構成されている。また、sync ID 204はフレームの位置を識別するためのものとして、数種類のパターンで構成されている。従来のディスクへの記録を行う場合、所定のエンコード規則により生成されたデータはデータ列として図1の変調装置に入力される。変調装置では、変調回路101においてデータ列を所定の変調則に従い変調処理し、図2（a）で示す同期信号パターン201を第1SYNC付加回路102において付加して符号語を生成し、NRZI変換回路105においてNRZI変換してレベル符号化して記録波形列として出力し、ディスクに記録を行う。

しかし、高密度ディスクに従来の同期信号（第1SYNCのパターン）を付加して記録したデータの再生を行うと伝送特性による影響で符号間干渉が顕著に出てしまう。図3にBlu-ray Disc単層33GB相当の高密度ディスクにおける第1SYNCパターン201の再生波形を示す。図3に見られるように、本来2Tである部分はゼロレベルをクロスしなくなるため、ゼロレベルのスライスにより信号幅を検出する場合、2Tと9Tの識別が不可能となり、正しい9T、正しい同期信号パターンの検出が出来なくなってしまう。そのため同期信号パターンの誤検出が多発し、正しくフレーム単位での同期が出来なくなってしまう。そこで、高密度ディスクにおいては、符号間干渉が生じにくいように従来の同期信号とは異なる同期信号を付加する。従来のディスクとの互換性を考慮して、24-bit sync body 203中の2T−9T−9Tパターンの20T内での変更を例に説明する。図2（b）の第2SYNCパターン202は、高密度ディスクにおける同期信号パターン例である。例えば、4T−12T−4Tのように、最大ラン8Tを破るパターン（この場合では12T）を、最小ラン2Tを除くパターン（この場合では4T）で挟む構成として、6-bit sync ID 204などの他のビットは従来の同期信号パターンと同じとする。図4に高密度ディスクにおける第2SYNCパターン202の再生波形を示す。図4に見られるように、同期信号パターンとして用いた4Tや12Tは符号間干渉を生じにくくなり、ゼロレベルのスライスにおいても正常に信号幅を検出することが容易である。高密度ディスクにおける記録波形列生成に関しては、図1を用いることで対応が容易である。高密度ディスクであるか否かの識別情報は、ディスク上のディスク情報を格納するエリアに記録してあるものとする。ディスク判別時にメディアの識別に加えて、高密度ディスクかどうかも識別することで、処理を切り換えることにする。従来のディスクと高密度ディスクの違いは、エンコード時に付加する同期信号のパターンだけなので、従来の同期信号パターン（第1SYNCパターン）に変えて、別の同期信号パターン（第2SYNCパターン）を付加されるように、ディスク識別で得られた識別情報により切り換えスイッチ104で付加回路の出力を切り換える。これにより、所定のエンコード規則により生成されたデータはデータ列として図1の変調装置に入力されて、変調回路101においてデータ列を所定の変調則に従い変調処理し、図2（b）で示す同期信号を第2SYNC付加回路103において付加して符号語を生成し、NRZI変換回路105においてNRZI変換してレベル符号化して記録波形列として出力し、ディスクに記録を行う。

また、第1の実施例で説明した光ディスク記録装置で記録された光ディスクは、図5で示すような光ディスク再生装置により再生可能である。501は光ディスクであり、従来の同期信号パターン（第1SYNCパターン）あるいは、高密度ディスク対応の同期信号パターン（第2SYNCパターン）のいずれかに対応しているものであり、高密度ディスクであるか否かの識別情報が記録されているものとする。502はピックアップ、503はスピンドルモータ、504はアナログ・フロント・エンド（Analog Front End：以下、AFE）、505はA/Dコンバータ（以下、ADC）、506は位相誤差検出回路、507は第1SYNC検出回路（多値）、508は第2SYNC検出回路（多値）、509は切り換えスイッチ、510は周波数誤差検出回路、511は選択回路、512はループフィルタ（以下、LPF）、513はD/Aコンバータ（以下、DAC）、514は電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator：以下、VCO）、515は2値化回路、516は第1SYNC検出回路（2値）、517は第2SYNC検出回路（2値）、518は切り換えスイッチ、519はデコーダである。

本実施例の光ディスク再生装置における再生動作の概略について説明する。光ディスク501から光ピックアップ502を介して読み取られた信号は、AFE 504においてアナログ処理を行い、ADC 505に入力する。ADC 505で多値の情報にデジタル化した信号は、再生波形のエッジにおけるデータずれから位相誤差を検出する位相誤差検出回路506と、再生波形（多値情報）から第1の同期信号パターンを検出する第1SYNC検出回路507と、第2の同期信号パターンを検出する第2SYNC検出回路508に入力される。ここで、ディスク挿入時などに読み取られたディスク情報として、高密度ディスクか否かの識別情報により同期信号の検出結果出力を切り換えスイッチ509で切り換えて周波数誤差検出回路510に入力する。周波数誤差検出回路510では、検出された同期信号の幅や検出周期から周波数誤差を検出する。506及び510で得られた誤差データは、選択回路511において選択されて、LPF 512で高周波成分を除去し、DAC 513でアナログ化し、VCO 514に入力される。VCO 515では得られた誤差情報に応じて位相差および周波数差を補償するようにADC 505のサンプリングクロックの周期、位相を調整する。以上のように入力データに同期してサンプリングされたADC 505の出力は、2値化回路515で多値の再生波形データから最尤復号などを用いて2値のデータに復号される。復号された2値データは、第1SYNC検出回路516及び第2SYNC検出回路517により入力されて、それぞれの同期信号パターンを検出する。高密度ディスクか否かの識別情報により同期信号の検出結果出力を切り換えスイッチ518で切り換えて出力し、検出された同期信号により検出されるフレーム位置情報を用いて、デコーダ519で2値化データの復調処理、誤り訂正処理、デスクランブル処理、外部へのデータ出力処理を行う。ここで、従来の光ディスクと高密度の光ディスクの違いは、記録波形列に埋め込まれている同期信号パターンだけであるので、検出する同期信号パターンのみを切り換えて、復調処理などのその他の演算処理は共通で使用することが出来る。本実施例においては、データの位相に同期してクロックを生成するデータPLLの構成を用いて説明したが、本構成に限定されるものではない。

以上のように本実施例では、高密度ディスクにおける同期信号パターンとして、最大ランを破るパターンを、最小ランを除くパターンで挟むパターンを用い、従来の同期信号パターンと切り換えて付加生成を行う。これにより、符号間干渉を生じ易い高密度ディスクにおいても安定的に同期信号を検出することが出来る。

本実施例においては、Blu-ray単層33GB相当の高密度化を例に説明しているため、ラン長の検出不可能となる2Tを同期信号パターンの隣接に持たないことを前提として、4T−12T−4Tを例に説明したが、最大ラン8Tを破るパターンの両側を、符号間干渉を生じにくいような十分に長いランで構成することが出来れば、同様に構成は可能である。図6に20bitの同期信号パターン例を示す。図6で示される同期信号パターンを、図1、図2における第2SYNCパターンとして用いれば、第1の実施例における別の実施例として同様に構成が可能である。ただし、従来の光ディスクに採用されている9Tのパターンを5Tや6Tなどで挟むような構成である5T−9T−6Tの同期信号パターンを考えうるが、同期信号パターン検出として9T検出する際に、最大ランである8Tと誤り易くなるために、最大ランを破るパターンとして8Tと十分離れているほうが検出能力を上げることが出来る。また、更なる高密度化により検出不可能となるラン長が2Tより大きくなる場合には、図6のパターン例から検出不可能となるラン長を含むパターンを除外して用いれば、同様に構成が可能である。

また、本実施例においては従来のディスク記録再生との互換を考慮し、従来の同期信号パターン（第1SYNCパターン）201と高密度ディスクの同期信号パターン（第2SYNCパターン）202の付加／検出を切り換える構成として説明したが、高密度ディスクのみの記録再生装置として、高密度ディスクの同期信号パターン（第2SYNCパターン）202の付加／検出回路のみで構成しても、同様に実現は可能である。

図7は、本発明の第2の実施例である光ディスク記録における変調処理時に記録波形列に付加する同期信号パターン例である。図2との差異は、第2SYNCパターン701として、4T−12T−4Tの代わりに、4T−9T−9T−4Tのパターンを用いるところである。本実施例における第2SYNCパターン701は、第1SYNCパターンと同じ9T−9Tの繰り返しパターンの両端が、2Tとならないように4Tパターンを埋め込んだものであり、30bitのsync body 702により構成する。第2SYNCパターン701で検出するパターンは9T−9Tのパターンであり、第1SYNCパターン201と変わらないが、sync bodyのbit増加に伴い9T−9Tパターンの出現周期が変わってしまうため、第1SYNCパターン201及び第2パターン701の付加／検出において、付加／検出パターンの切り換えだけではなくて付加／検出タイミングも切り換えることで対応が可能である。

第1の実施例及び第2の実施例において、記録再生する媒体として光ディスクを例に説明したが、光ディスクに限定されるものではなく、その他の情報記録媒体にも同様に適用は可能である。

本発明の第1の実施例である光ディスク記録装置における変調装置の詳細図である。 本発明の第1の実施例である光ディスクにおける同期信号パターン図である。 高密度ディスクにおける第1SYNCパターンの再生波形図である。 高密度ディスクにおける第2SYNCパターンの再生波形図である。 本発明の第1の実施例である光ディスク再生装置である。 第2SYNCパターンにおけるパターン例である。 本発明の第2の実施例である光ディスクにおける同期信号パターン図である。

符号の説明

101…変調回路、102…第1SYNC付加回路、103…第2SYNC付加回路、104…切り換えスイッチ、105…NRZI変換回路、201…第1SYNCパターン、202…第2SYNCパターン、203…24-bit sync body、204…6-bit sync ID、501…光ディスク、502…ピックアップ、503…スピンドルモータ、504…AFE、505…ADC、506位相誤差検出回路、507…第1SYNC検出回路（多値）、508…第2SYNC検出回路（多値）、509…切り換えスイッチ、510…周波数誤差検出回路、511…選択回路、512…LPF、513…DAC、514…VCO、515…2値化回路、516…第1SYNC検出回路（2値）、517…第2SYNC検出回路（2値）、518…切り換えスイッチ、519…デコーダ、701…第2SYNCパターン、702…30-bit sync body

Claims (6)

1. 所定のデータ単位毎に同期信号を付加してフレームを構成し、更にフレームデータが最大ランと最小ランを持つようにラン長を制限する変調則により変調されたデータをレーザ光を用いて光ディスクに記録する光ディスク記録方法であって、
   光ディスクから第１の同期信号を付加して記録すべきディスクか、第２の同期信号を付加して記録すべきディスクかの識別情報を読取り、
   前記識別情報は同一の変調則において異なる同期信号を付加することを識別するための情報であって、
   前記識別情報に応じて前記レーザ光を用いて前記第1の同期信号を付加し記録する場合と、前記第２の同期信号を付加し記録する場合とがある、
   光ディスク記録方法。
2. 前記第1の同期信号のパターンは、最小ランに続き最大ランを破るパターンの繰り返しのパターンであり、
   前記第２の同期信号のパターンは、最大ランを破るパターンの両端に最小ランを除くパターンで構成される、
   請求項１記載の光ディスク記録方法。
3. 前記第２の同期信号のパターンは、最大ランを破るパターンの両端に最小ランを除くパターンで構成され、
   前記最小ランを除くパターンは、再生波形列においてラン検出が困難とならないようなラン長を持つ、
   請求項２記載の光ディスク記録方法。
4. レーザ光を用いて光ディスクに記録されているデータを再生する光ディスク再生方法であって、
   光ディスクから第１の同期信号を付加して記録されたディスクか、第２の同期信号を付加して記録されたディスクかの識別情報を読取り、
   前記識別情報は同一の変調則において異なる同期信号を付加することを識別するための情報であって、
   前記識別情報に応じて前記レーザ光を用いて前記第1の同期信号を検出する場合と、前記第２の同期信号を検出する場合とがある、
   光ディスク再生方法。
5. 前記第1の同期信号のパターンは、最小ランに続き最大ランを破るパターンの繰り返しのパターンであり、
   前記第２の同期信号のパターンは、最大ランを破るパターンの両端に最小ランを除くパターンで構成される、
   請求項４記載の光ディスク再生方法。
6. 前記第２の同期信号のパターンは、最大ランを破るパターンの両端に最小ランを除くパターンで構成され、
   前記最小ランを除くパターンは、再生波形列においてラン検出が困難とならないようなラン長を持つ、
   請求項５記載の光ディスク再生方法。

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