JPH01319176A - 光学的記録再生方式と記録符号化方式および光学的記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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再生システムに係り、特に高密度記
録を実現しつる、光学的記録再生方式と記録符号化方式
および光学的記録再生装置に関する。

［従来の技術］ 光学的記録媒体（例えば光ディスク）上にデータ記録を
行なう場合、従来は可変長語を使用したラン長制限コー
ド（ＲＬＬ符号と略す）により、データを符号化して記
録していた。こうしたＲＬＬ符号によるデータの符号化
（変調）および復号化（復調）方法は、特開昭５５−４
７５３９号公報や特開昭５８−１３０２０号公報などに
詳細に示されている。

また、予め光学的記録媒体上にサンプルマークを記録し
ておき、再生時にこのサンプルマークよリフロック信号
を抽出するサンプルフォーマットでは、従来の可変長符
号語による記録符号化は、データに対して符号語がブロ
ック単位に完結せず、記録再生上の不都合が生じる。ま
た可変長符号語は、再生時の復号化において、復号の誤
りが生じると、後の再生信号にそのまま影響するという
欠点もある。

そこで、このような埋蔵もロック再生を行なう光学的記
録再生装置に適した、固定長の記録符号化方式として、
例えばＴＯＥ　Ｐ（Ｔｗｏ　Ｏｕｔ　ｏｆ　ＥｉＦｈｔ
　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ　）符号語や、特開昭６０−２３１
９８０号公報に示されるＴ　ＯＯＮ　（Ｔｗｏ　Ｏｕｔ
　Ｏｆ　Ｎ１ｎｅ　Ｐｏ５ｉｔ’Ｐｏｎ　）符号語など
がある。これらの符号語は、符号“０″の最小ラン長ｄ
は２であり、４ビツトのデータが８つまたは９つの記号
位置の中で符号化され、その中の符号１４１”の個数は
、すべての場合において２個となっている。そして光デ
ィスクへは、符号“Ｏ″の位置がスペース、符号“１″
の位置がビットとして記録される。

また、サンプルフォーマットの方式については、プロシ
ーディング　オブ　５ＰＩＥ、ＶＯＬ　６９５、オプテ
ィカルマスデータストレージ■、１９８６年第１１．２
頁から第１１５頁、第２３９頁から第２４２頁（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　５ＰＩＥ、ｖｏｌ　６９５，０
ｐｔｉｃａｌ　ＭａｓｓＳｔｏｒａｇｅ　ＩＩ、１９８
６．ｐＨ２−Ｐ１１５．　Ｐ２３９−Ｐ２４２　）に詳
述されている。そして、この文献に記載された方式では
、４／１５変調と呼ばれる記録符号化方式により、１バ
イト（８ビツト）ごとのデータが１５チヤンネルビツト
に変換して記録される。

第６図、第７図、第８図に４７１５変調によるデータと
記録パターンの対応を示す、４／１５変調では１５番目
のチャンネルビットは常に符号１１０　Ｎであり、それ
以外の１４チヤンネルビツトを奇数番目と偶数番目に分
けて、それぞれ２個ずつのチャンネルビットを１゛１”
とする、１５チヤンネルビツトの内で符号“１”の最大
ラン長は４、符号る場合があるが、チャンネルビットの
最終ビットであり問題とはならない、また、連続パター
ンの符号“０”の最大ラン長は１７である。

この記録パターンの復調は、各チャンネルビット単位の
再生信号の振幅を検出し、奇数番目と偶数番目に分離し
て、それぞれの再生信号の振幅の上位２ビツトを選択し
、その位置の符号を“１″とする。そして４／１５変換
の逆変換により復号化しデータを求める。

第９図はある１５チヤンネルビツトの記録すべき符号語
（記録符号語）を例にして、その変復調方法を示したタ
イミング図であり、光デイスク上の記録パターンを併記
したものである。この図に示すように４／１５変調によ
り符号化された１５チヤンキネルピツトの記録符号語は
、符号“１″がそのまま光ディスクの記録面のビットに
対応するＮＲＺＬ　（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚ
ｅｒｏ　Ｌｅｖｅｌ　）則により、記録パターンに変換
される。また再生信号は、サンプルマーク（固有マーク
）により再生されるクロックタイミングで、振幅値が測
定され、奇数偶数チャンネルビットそれぞれ上位２個の
再生振幅を得たチャンネルビットを符号“１”として再
生の符号語（再生符号語）に変換される。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した従来技術による光学的記録再生方式に
おいては、記録される記録パターンは符号＋１１　Ｉｔ
に対して、レベルで対応するＮＲＺＬ則の変調方式であ
り、記録密度の向上を図る上で最適の記録符号化方式と
は言えなかった４また特にサンプルフォーマット方式に
適した固定長の記録符号化方式を用いるものにおいて、
これ以外に高密度記録を実現しうる光学的記録再生方式
はなかったー 本発明の第一の目的は、上記した従来技術の問題点を解
決し、サンプルフォーマット方式のように予め埋込んだ
サンプルマークによりクロック信号の再生を行なう光学
的記録再生方式において。

高密度記録を実現する光学的記録再生方式を提供するこ
とにある。

また本発明の第二の目的は、上記した高密度記さらに本
発明の第三の目的は、高密度記録を実現する上記光学的
記録再生方式と上記記録符号化方式とを用いた光学的記
録再生装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記第一の目的は、記録符号語の符号ＲＩ　ＩＩに対し
ては記録パターンがビットからスペースまたはスペース
からビットと変化し、符号“０”に対しては記録パター
ンが変化しないようにＮＲＺＩ（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ
　ｔｏ　Ｚｅｒｏ　Ｉｎｖｅｒｔ　）則の変調を行ない
、また再生信号の復調においては、再生クロック信号に
よるサンプルタイミング間の振幅値の変化量を求め、そ
の変化量の絶対値の大小を比較し成される。

また上記第二の目的は、ｎチャンネルビットの中に符号
“１”の存在個数がｍ個である符号語であって、この符
号語をＮＲＺＩ則によって変換した場合に符号“０”の
最小連続数が２個でかつ符号“１１″の最小連続数も２
個である様に設定された上記ｎチャンネルビットの符号
語を２ｍビットか、らなる２のｍ乗通りのデータに任意
に対応さ、せることにより達成される。

また上記第三の目的は、上記した手段を用いることによ
って達成される。

［作用コ サンプルフォーマット方式の光学的記録再生装置におい
て、変調回路（データ変調手段）は、４／１５変換則に
より変換された記録符号語に対し、ＮＲＺＩ則により記
録パターンを生成するように動作する。また復調回路（
データ復調手段）は。

光ディスク（光学的記録媒体）からの再生信号をサンプ
ルマークによる再生クロック信号でサンプ弁リングし、
再生クロック信号間の再生信号の振幅値の変化量（差分
）を検出して、この変化量の大小比較により、再生符号
語を復調し、上記した４／１５変換の逆変換により、デ
ータを再生するように動作する。これにより、光ディス
クに記録された記録パターンは、その記録パターンの変
化位置が記録符号語に対応することになるので、記録密
度を大きく取ることができる。

また、４／１５変換された記録符号語は、１５チヤンネ
ルビツトのうちに符号“１″が４個存在し、この記録符
号語をＮＲＺＩ則により変換すると符号“０”および符
号“１”の最小連続数がともに２個となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

まずサンプルフォーマット（Ｓａｍｐｌｅｄ　Ｆｏ≧ａ
ｔ　）と呼ばれる光ディスクのシステムフォーマットに
ついて説明する。

このサンプルフォーマットは、第４図に示すようなサン
プルマークを光デイスク上に予め設け。

ドライブ制御によりトラン５夛誤差信号とタ払ング信号
を得る。このタイミング信号よりクロック信号を抽出し
、トラッキングやフォーカスなどのサーボ系誤差信号の
検出と、データの記録再生とを、抽出したクロック信号
に同期して行なう。

サンプルマークは仮想的なトラックのトラック中心６−
１．６−２．・・・・・・、に対してｌ／４トラツクピ
ツチだけ互いに反対方向にオフトラックした１対のウオ
ブリングビット７−１．７−２．・・・・・・、８−１
．８−２．・・・・・・、と、トラック中心に位置する
タイミングビット９−１．９−２．・・・・・・。

からなる。ウオブリングビット７と８の再生信号の振幅
差からトラッキング誤差信号を検出し、タイミングピッ
、ト９の再生信号からクロック信号を抽出する。ビット
８とビット９との間は変調パターンが存在しない特異パ
ターン（Ｏが１８個連続する）となっており、これでサ
ンプルマークの識別を行なっている。なお、第１のウォ
ブリタ番ツト７の位置は、１６トラツクごとに変化する
。

このようなサンプルフォーマットによる光デイ個のセグ
メントから構成され、１セグメントは１８バイトに分割
される。１セクタ中のセグメントの１つはセクタ識別情
報（ＩＤ）用であって、セクタ識別情報（Ｉ　Ｄ）がプ
リピットにより記録されている。データは残りの４２セ
グメントに記録される。１セグメントは２バイトのサン
プルマークと１６バイトのデータ領域から構成されるの
で、１セクタ内に６７２バイトのデータが記録される。

６７２バイトのデータの内訳は、５１２バイトのユーザ
データ、１６バイトのコントロールデータ、　１４４バ
イトの誤り訂正符号である。

このようなサンプルフォーマットおよびデータフォーマ
ットに基づいて記録再生される光ディスクにおいて、本
発明では次に述べる光学的記録再生方式による変調（符
号化）及び復調（復号化）を行なう。

第１１図は、本実施例における光学的記録再生方式を用
いた光学的記録再生装置の全体構成を示すブロック図で
ある。ます光学的記録再生装置の構成について説明する
。第１１図において、１は光ディスクであり、予めサン
プルマークが光ディスクに記録さｍｌミイる。２はスピ
ンドルモータであり、光ディスク１を回転させる。３は
光学ピックアップであり、光ディスク１に、レーザ光を
照射するとともに、光ディスク１より反射する光を検出
する。４は、フォーカス、トラッキング、アクセスなど
のサーボ制御回路である。５は半導体レーザの駆動回路
、６は光ディスク１より読み取った光検出信号の再生回
路である。７′は変調回路、８′は復調回路であり、こ
れらの回路の詳細については後述する。９′はピーク検
出回路であり、再生回路６より出力される再生信号から
、第４図に示すタイミングビット９に対応する再生信号
のピーク位置を検出する。１０はクロック再生回路であ
り、ピーク検出回路９′から出力されるピーク位置信号
を用いて逓倍し、データの記録再生を行なうクロック信
号を抽出する。１１はタイミング生成回路であり、クロ
ック再生回路１０から出力されるクロック信号をカウン
トして各種タイミング信号を生成する。１２はトラッキ
ング検出回路であり、再生回路６より出力されるアクセ
スマークより、トラック移動量およびトラック移動速度
と方向を検出する。１３はマイクロプロセッサであり、
ドライブ装置およ、びサーボ系の制御を行なう、１４は
ＦＣＣ制御回路であり、記録時に誤り訂正符号を生成し
、再生時には記録した誤り訂正符号を用いて再生データ
の誤り訂正を行なう。１５は５Ｃ８Ｉ制御回路であり、
ディスクドライブ装置に接続されるホストコンピュータ
とのインタフェースを制御する。

１６はマイクロプロセッサであり、記録再生するデータ
のインタフェース制御を行なう。

第２図および第３図は第１図に示す変調回路７′および
復調回路８′の詳細を示すブロック図であり、本発明の
一実施例である。

まず第２図において、７１はラッチ回路であり。

１バイト（８ビツト）単位のデータを１バイト転送りロ
ックに同期してラッチする。７２は４／１５変換回路で
あり、８ビツトのデータを後述する変換則に対応した変
換表により１５ビツトのデータに変換する。７３は並列
直列変換回路であり、　１５ビツトの並列データを、記
録パターンのチャンネルビットクロックに同期して、第
１ビツトから第１５ビツトまで順次出力する。７４は極
性反転回路であり、並列直列変換回路７３より出力され
る１５チヤンネルビツトの直列データが、符号゛１″が
到来すると記録信号の極性を反転して出力し、符号“０
″が到来するとそのままの極性を保持してＮＲＺＩ則の
変換を行なった記録信号を出力する。

また第３図において、８１はサンプルホールド回路であ
り、再生振幅レベルをサンプルマークによって再生され
たクロック信号でサンプルホールドする。８２はＡ／Ｄ
変換回路で、アナログ信号を６ビツトのディジタル信号
に変換する。８３．８４はラッチ回路であり、再生クロ
ック信号に同期して８３のラッチ回路はＡ／Ｄ変換回路
８２の出力データを、８４のラッチ回路はラッチ回路８
３の出力データをそれぞれラッチする。、８５は減算回
路であり、ラッチ回路８３および８４の出力の差分をと
る。８６〜８９はラッチ回路で、減算回路８５の差分出
力をラッチする。

９０は比較回路であり、減算回路８５の差分出力とラッ
チ回路８６〜８９の各ラッチ回路の出力とを１５チヤン
ネル分順次比較する。９１はラッチ制御回路であり、比
較回路９０の比較結果によりラッチ回路８６〜８９の各
ラッチ回路に、減算回路８５から出力される１５チヤン
ネル分の差分データが正の領域で最大の路であり、ラッ
チ制御回路９１より選択された１５チヤンネルの中の４
つのチャンネルビット位置を示す位置データを生成して
出力する。９３はレジスタであり、タイミング発生回路
９２より出力される４つの位置データを保持する。９４
は、４／１５逆変換回路であり、４つの位置データレジ
スタ９３の出力より、８ビツトの復調データに変換する
。９５はレジスタであり、バイト転送りロックに同期し
て復調データを保持する。

第１０図は第２図の変調回路７′および第３図の復調回
路８′による変復調方法（１ｉ！録再生方法）を示した
タイミング図であり、ある１５チヤンネルビツトの記録
符号語を例に上げた。

第２図に示す変調回路７′によれば１バイト（８ビツト
）のデータが４／１５変換により１５チヤンネルビツト
の記録符号語に変換され、そして変換された１５チヤン
ネルビツトの記録符号語はその直列データにより極性反
転を行なうので、第１０図に示すようにＮＲＺＩ則によ
る変換を行なった記録パターンとして光ディスク１に記
録される。また第３図に示す復調回路８″によれば、再
生信号はサンプリングされて、その振幅レベルと１クロ
ツク前の振幅レベルとの差分を検出し、その差分の変動
幅の大きいもの４つを、第１０図に示すように１５チヤ
ンネルビツトの符号を“１”として復調するので、復調
した符号語より、４／１５変換の逆変換によって再生デ
ータを得ることができる。

第１図は本発明による記録符堤嘴式によるデータの変換
表であり、第２図に示す変調回路７′（４／１５変換テ
一ブル回路）の変換規則の一例を示すものである。第１
図に示す変換表は、２５６通りの１バイト（８ビツト）
データに対して、１５チヤンネルビツトからなる符号語
を任意に割り当てたもので、■印は符号ａ　１　ｐｐを
示し、その他は符号１“０″′を示す。符号語の規則は
、１５番目のチャンネルビットはすべての場合について
符号ＩＩ　ＯＪ＃とじ、１５番目を除＜１４のチャンネ
ルビットのうち、符号“１″の個数を４とし、ＮＲＺＩ
則による変換をした符号語が、符号”０″の最小連続数
が２、符号“１″の最大連続数も２になるという条件を
満足するものである。こうした規則による符号語は、、
Ｃ４＝３３０個存在し、第１図に示す変化衣ではこのう
ち２５６通りを割り当てた一例である。またこの規則条
件は、１５チヤンネルビツトの記録符号語に対しＮＲＺ
Ｉ則により記録される記録パターンが、１５チヤンネル
の中ですべて２個となり、またビットおよびビット間隔
が２チャンネルビット以上となるように考えだされたも
のである。例えば従来例で示した４／１５変調で使用す
る１５チャンネルビットの記録符号語では、符号“１”
の連続が３個または４個あるものがあるが、この符号語
を使用すると、第１２図のタイミング図に示すように符
号“１”が３連続する場合では、１５チヤンネルビツト
の中でビットが３個存在してしまい、またビット間が１
チヤンネルビツトとなるので、再生信号波形が符号量干
渉を受は易くなり、エラーが増加する恐れがある。した
がって、本発明による光学的記録再生方式においては、
従来の４７１５変調のパターンとは異なり、第１図で示
したような４／１５変調による記録符号化が必要となる
。

以上説明したように本実施例によれば、光ディスク１へ
の記録時においては記録する記録パターンを、記録符号
語に対してＮＲＺＩ則により変調し、再生時においては
再生信号の振幅値の変化分の大小比較による差分検出を
行なって、復調するので、従来のように記録符号語に対
してＮＲＺＬ則により変調し、再生信号の振幅値の大小
比較により復調する方式に比べて記録密度が向上する。

第１３図は、光ディスク１に記録された記録パターンと
再生信号の例を示したものであり、従来例のＮＲＺＬ則
による復調方式と本発明の実施例によるＮＲＺＩ則によ
る復調方式の比較を示す図である。この図に示されるよ
うに従来の光学的記録再生方式では、ＮＲＺＬ則による
変復調であるので、最小ビット幅（例えば１μｓ）に対
し、１チヤンネルビツトを対応しなくてはならなかった
が、本発明の実施例による光学的記録再生方式では、Ｎ
ＲＺＩ則による変復調であるので、最小ピット幅に対し
、３チヤンネルビツトに対応できる。したがって本実施
例に示す光学的記録再生方式によれば光ディスクの記録
密度を従来比２倍向上することができる。

また、本発明の第２の実施例によれば、上記した光学的
記録再生方式に適した記録符号化方式を実現できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、サンプルフォーマット方式のとができ
る。

また本発明によれば、高密度記録を実現する光学的記録
再生方式と記録符号化方式とを用いた光学的記録再生装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による記録符号語を示す図、第２図は本
発明の一実施例による変調回路のブロック図、第３図は
本発明の一実施例による復調回路のブロック図、第４図
は光デイスク上のサンプルマークを示す図、第５図は光
ディスクのデータフォーマットを示す図、第６〜８図は
従来の４／１５変調方式の記録符号語を示す図、第９図
は従来例の変復調を示すタイミング図、第１０図は本発
明の変復調を示すタイミング図、第１１図は光デイスク
記録再生装置の全体構成図、第１２図は従来の記録符号
語を本発明の光学的記録再生方式に適用した変復調を示
すタイミング図、第１３図は同一記録パターンによる復
調の比較を示す図である。 １・・・・・・光ディスク、７′・・・・・・変調回路
、８′・・・・・・復調回路、１０・・・・・・クロッ
ク再生回路、７２・・・・・・４／１５変換回路、７４
・旧・・極性反転回路、８１・旧・・サンプルホールド
回路、８２・・・・・・Ａ／Ｄ変換回路、８５・・・発
生回路、９４・・・・・・４／１５逆変換回路。 閑　１　口 躬　２　図 さ や　　　　　　ト や 高６閉 肩　８１！１ 第　Ｃ／　区 ／　２３　ａ　ｓ　ｌｐ　７　＆　９／Ｄｎ　１ｚｔｓ
ｉａｔ６／　２３．と１５６　７　＆　９１０　／ノ／
２ノ３／４６ｐ１生フロー／７ Ａ屋巳コート′　　　θ　θ　　　　θ　　Ｉ　０　ρ
　θ　／　　ρ　θ　／　ρ　ρ　ご２Ｐ　　　ノ２　
　図 Ｊ’ｌ王７ユｙ７ 再生フード°　１　ρｏ　　　ｏｏｏｏｏｔｏｏｏｏｏ
ｔ躬　／３工

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的記録媒体に予め間欠的に記録された固有マ
   ークによりクロック信号を再生し、該再生クロック信号
   により記録されたデータの再生信号を標本化して、前記
   データを再生する光学的記録再生方式において、前記再
   生クロック信号間の前記再生信号の標本化値の差分を、
   前記固有マーク間の所定の標本数ごとに比較判別し、こ
   の比較判別の結果に応じて復号化することを特徴とする
   光学的記録再生方式。
2. （２）ｋビットの情報をｎチャンネルビットの固定長ブ
   ロックの符号語に写像する記録符号化方式において、符
   号“１”の存在個数がｍ個であり、かつ前記ｎチャンネ
   ルビットの符号語をＮＲＺＩ則により変換した符号語は
   、符号“１”および符号“０”の最小連続数がともに２
   個であることを特徴とする記録符号化方式。
3. （３）前記光学的記録媒体に予め記録された前記固有マ
   ークの他の領域に、記録符号語をＮＲＺＩ則により変換
   した記録パターンを前記再生クロック信号に同期して記
   録することを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生
   方式。
4. （４）予め間欠的に記録された固有マークによりクロッ
   ク信号を再生するクロック信号再生手段と記録すべきデ
   ータを変調して、前記固有マークの他の領域に記録する
   データ変調手段と、記録されたデータの再生信号を前記
   クロック信号再生手段により再生されたクロック信号を
   用いて標本化し、前記記録されたデータを復調するデー
   タ復調手段とを有する光学的記録再生装置において、前
   記記録すべきデータを符号化する記録符号化手段と、該
   記録符号化手段により符号化されたデータをＮＲＺＩ則
   により変換して記録パターンを生成する記録パターン生
   成手段と、前記クロック信号再生手段による再生クロッ
   ク信号間の標本化値の差分を前記固有マーク間の所定の
   標本数ごとに比較判別し、この比較判別の結果に応じて
   前記記録されたデータを復号化する差分比較判別復号化
   手段と、該差分比較判別復号化手段により復号化された
   データに対して前記記録符号化手段による符号化の逆変
   換を行ない、再生データとして出力する再生データ変換
   手段を設けたことを特徴とする請求項 ２記載の記録符号化方式を用いた光学的記録再生装置。