JPH04245025A - 記録装置 - Google Patents

記録装置

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Publication number
JPH04245025A
JPH04245025A JP3162091A JP3162091A JPH04245025A JP H04245025 A JPH04245025 A JP H04245025A JP 3162091 A JP3162091 A JP 3162091A JP 3162091 A JP3162091 A JP 3162091A JP H04245025 A JPH04245025 A JP H04245025A
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JP
Japan
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signal
recording
band
circuit
level
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JP3162091A
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English (en)
Inventor
Hideo Ando
秀夫 安東
Tadashi Kobayashi
忠 小林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば情報の記録
を光ディスクに対して行う光ディスク装置などの記録装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、記録媒体としての光ディスクに情
報を記録する場合、光ディスクに対し局所的に周囲の記
録膜とは異る物理的状態を有するピットの不連続な配列
により情報に対応する信号を記録している。
【0003】しかし、上記のようにピット列により信号
を記録しようとすると必ずピット間の領域を持たなけれ
ばならず記録密度に限界があり、光ディスクにおける記
録容量を向上させることができないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来は、記録媒体上に
ピット列により信号を記録していたため、記録密度に限
界があり、記録媒体上の記録容量を向上させることがで
きないという問題がある。
【0005】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、記録媒体上の記録容量を向上させることができる記
録装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の記録装置は、
2値の記録情報を多値の信号レベルに変換しかつ信号レ
ベルの変化の切替り目の間隔を変更した信号を出力する
出力手段、およびこの出力手段からの信号に応じて、記
録媒体上にスパイラル状あるいは同心円状にバンド状の
領域を形成しかつそのバンド状の領域の物理的状態が断
続的に変化するように形成することにより情報を記録す
る記録手段から構成されている。
【0007】この発明の記録媒体は、多値の信号レベル
でかつ信号レベルの変化の切替り目の間隔が変更されて
いる信号に応じて、スパイラル状あるいは同心円状にバ
ンド状の領域を形成しかつそのバンド状の領域の物理的
状態が断続的に変化するように形成されている。
【0008】
【作用】この発明は、上記のような構成において、2値
の記録情報を多値の信号レベルに変換しかつ信号レベル
の変化の切替り目の間隔を変更した信号を出力し、この
出力された信号に応じて、記録媒体上にスパイラル状あ
るいは同心円状にバンド状の領域を形成しかつそのバン
ド状の領域の物理的状態が断続的に変化するように形成
することにより情報を記録するようにしたものである。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。図2は、ディスク装置を示すものであ
る。この記録媒体1は、モータ2によって例えば一定の
速度で回転される。このモータ2は、モータ制御回路1
8によって制御されている。
【0010】上記記録媒体1に対する情報の記録再生は
、光学ヘッド3によって行われる。この光学ヘッド3は
、リニアモータ31の可動部を構成する駆動コイル13
に固定されており、この駆動コイル13はリニアモータ
制御回路17に接続されている。
【0011】なお、上記記録媒体1では穴開きによりピ
ットを形成する記録膜が用いられているものであるが、
相変化を利用している記録膜や多層記録膜のものを用い
ても良い、また記録媒体として光磁気ディスク等を用い
ても良い。上記の場合、光学ヘッド等の構成も同様に変
更される。
【0012】このリニアモータ制御回路17には、リニ
アモータ位置検出器26が接続されており、このリニア
モータ位置検出器26は、光学ヘッド3に設けられた光
学スケール25を検出することにより、位置信号を出力
するようになっている。
【0013】また、リニアモータ31の固定部には、図
示せぬ永久磁石が設けられており、上記駆動コイル13
がリニアモータ制御回路17によって励磁されることに
より、光学ヘッド3は、記録媒体1の半径方向に移動さ
れるようになっている。
【0014】上記光学ヘッド3には、対物レンズ6が図
示しないワイヤあるいは板ばねによって保持されており
、この対物レンズ6は、駆動コイル5によってフォーカ
シング方向(レンズの光軸方向)に移動され、駆動コイ
ル4によってトラッキング方向(レンズの光軸と直交方
向)に移動可能とされている。
【0015】また、レーザ制御回路14によって駆動さ
れる半導体レーザ発振器9より発生されたレーザ光は、
コリメータレンズ11a、ハーフプリズム11b、対物
レンズ6を介して記録媒体1上に照射され、この記録媒
体1からの反射光は、対物レンズ6、ハーフプリズム1
1b、集光レンズ10a、およびシリンドリカルレンズ
10bを介して光検出器8に導かれる。
【0016】上記光検出器8は、4分割の光検出セル8
a、8b、8c、8dによって構成されている。
【0017】上記光検出器8の光検出セル8aの出力信
号は、増幅器12aを介して加算器30a、30cの一
端に供給され、光検出セル8bの出力信号は、増幅器1
2bを介して加算器30b、30dの一端に供給され、
光検出セル8cの出力信号は、増幅器12cを介して加
算器30b、30cの他端に供給され、光検出セル8d
の出力信号は、増幅器12dを介して加算器30a、3
0dの他端に供給されるようになっている。
【0018】上記加算器30aの出力信号は差動増幅器
OP1の反転入力端に供給され、この差動増幅器OP1
の非反転入力端には上記加算器30bの出力信号が供給
される。これにより、差動増幅器OP1は、上記加算器
30a、30bの差に応じてトラック差信号をトラッキ
ング制御回路16に供給するようになっている。このト
ラッキング制御回路16は、OP1から供給されるトラ
ック差信号に応じてトラック駆動信号を作成するもので
ある。
【0019】上記トラッキング制御回路16から出力さ
れるトラック駆動信号は、前記トラッキング方向の駆動
コイル4に供給される。また、上記トラッキング制御回
路16で用いられたトラック差信号は、リニアモータ制
御回路17に供給されるようになっている。
【0020】また、上記加算器30cの出力信号は差動
増幅器OP2の反転入力端に供給され、この差動増幅器
OP2の非反転入力端には上記加算器30dの出力信号
が供給される。これにより、差動増幅器OP2は、上記
加算器30c、30dの差に応じてフォーカス点に関す
る信号をフォーカシング制御回路15に供給するように
なっている。このフォーカシング制御回路15の出力信
号は、フォーカシング駆動コイル5に供給され、レーザ
光が記録媒体1上で常時ジャストフォーカスとなるよう
に制御される。
【0021】上記のようにフォーカシング、トラッキン
グを行なった状態での光検出器8の各光検出セル8a、
〜8dの出力の和信号、つまり加算器30a、30bか
らの出力信号は、トラック上に形成されたピット(記録
情報)からの反射率の変化が反映されている。この信号
は、信号処理回路19に供給され、この信号処理回路1
9において画像情報、アドレス情報(トラック番号、セ
クタ番号等)が再生される。また、レーザ制御回路14
の前段には記録信号作成回路44が設けられている。こ
の記録信号作成回路44には、記録信号を多値の信号レ
ベルの信号に変換(変調)する変調回路41と、変調回
路41からの多値の信号レベルからバンド状の信号でか
つ各バンド内の物理的状態が断続的に変化する信号を発
生する信号発生部42とを有しており、また信号処理回
路19には、再生信号をその信号レベルにより多値の信
号から2値の信号に逆変換(復調)して再生信号を得る
復調回路42を有している。
【0022】この信号処理回路19で再生された再生信
号(再生情報)はインターフェース回路45を介して外
部装置としての記録媒体制御装置46に出力されるよう
になっている。
【0023】また、このディスク装置にはそれぞれフォ
ーカシング制御回路15、トラッキング制御回路16、
リニアモータ制御回路17とCPU23との間で情報の
授受を行うために用いられるD/A変換器22が設けら
れている。
【0024】また、上記トラッキング制御回路16は、
上記CPU23からD/A変換器22を介して供給され
るトラックジャンプ信号に応じて対物レンズ6を移動さ
せ、1トラック分、ビーム光を移動させるようになって
いる。
【0025】上記レーザ制御回路14、フォーカシング
制御回路15、トラッキング制御回路16、リニアモー
タ制御回路17、モータ制御回路18、信号処理回路1
9、記録信号作成回路44等は、バスライン20を介し
てCPU23によって制御されるようになっており、こ
のCPU23はメモリ24に記憶されたプログラムによ
って所定の動作を行うようになされている。
【0026】次に、この発明の特徴について説明する。 図1はこの発明の記録方法に基付き記録媒体1の記録領
域に情報を記録した後の記録状態を示す。トラック方向
の1aに沿ってバンド領域1bが連なっている。これに
より、バンド領域1bは記録媒体1上にスパイラル状あ
るいは同心円状に連続して形成されるようになっている
。バンド領域1b内では後述するように周囲の未記録領
域に比べて物理的状態が異なっている。更にバンド領域
1bの幅Wが場所により断続的に変化している。図1の
中にバンド欠損領域1cが存在しているが、ここの部分
はバンド領域1b内に記録された多値情報記録の形態の
一つになっている。従って従来のピット列で情報を記録
したときのピット間領域と異なり、このバンド欠損領域
1cも広義のバンド領域1bに含まれる。図1の実施例
ではバンド領域1aの内部では記録層が非晶質になり、
その周囲の結晶状態とは物理的状態(相状態)が異なる
。また各バンド領域1b内の物理的状態の断続的変化と
は非晶質状態の領域の広さ(幅W)の変化を表している
【0027】図1のように記録された情報を再生したと
きの再生信号との関係を図3に示す。記録膜の設計方法
により再生信号は変化するが非晶質領域(記録領域)の
方が光反射率が高くなるような記録膜を用いた場合、図
3の(a)の様に情報を記録させたときの再生信号は図
3の(b)の様になる。再生信号レベルが場所により異
なっていることがわかる。この再生レベルを多値レベル
に量子化して再生することにより多値情報の再生を行う
ことができる。
【0028】図1ではバンド領域1b内の周囲に対する
物理的状態の違いを非晶質状態にしているが、それに限
らず他の実施例として以下に示すような方法で記録する
ことができる。情報を記録したときのバンド領域1b内
と周囲の物理的状態の違い、および信号情報を与えるた
めのバンド領域1b内での物理的状態を変化させる方法
に付いての他の実施例をまとめて示すと、(1) 結晶
・非晶質の違いで記録          →非晶質化
率の度合を変える (2) 2つの異なる結晶状態間の遷移で記録→記録幅
Wを変える。 (3) 記録膜の破壊(穴開き)により記録  →記録
幅Wを変える。 (4) 光磁気記録膜の磁化方向の違いで記録→磁化率
の度合を変える。(方法1) →記録幅Wを変える。(方法2) (5) 変色を利用して記録            
    →色の変化濃度を変える。(方法1) →記録幅Wを変える。(方法2) (6) 記録膜の形状変化を起こさせて記録  →形状
変化度合を変える。(方法1) →記録幅Wを変える。(方法2) (7) 多層記録膜に記録             
     →記録する層の数を変化させる。 (8) 多層膜間の拡散を利用して記録      →
拡散量を変化させる。(方法1) →記録幅Wを変える。(方法2) となる。
【0029】上記記録媒体1からの再生信号として図3
の(b)ような信号波形が得られた場合、この再生信号
レベルの違いは穴あきにより連続するピットによるバン
ド領域1bを形成する記録膜の場合にはバンドの幅の違
いを意味し、相変化を利用している記録膜の場合には結
晶化率または非晶率化の違い、多層記録膜の場合には記
録された層の数の違いを表し、記録媒体1が光磁気ディ
スクの場合には磁化率の量の違いを表している。
【0030】いずれの場合でも記録時のレーザ光量や、
記録パルス幅を変えることにより記録媒体1の記録膜上
に上記のような多値信号を記録することができる。
【0031】この発明の復調回路40は、記録媒体1か
ら図3の(b)に示すような多値信号(つまり加算器3
0a、30bからの出力により得られた再生信号)を2
値化信号列に戻すものであり、図4に示すように、信号
波形変換部51、信号レベル切替りタイミング検出部5
2、多値レベル判定部53、および信号合成部54によ
って構成されている。信号波形変換部51は供給される
再生信号に対して信号検出や信号処理をしやすいように
信号波形の修正を行うものであり、具体的には再生信号
の最大振幅が変動したときの補正や必要以上に周波数の
高いノイズ成分を除去したり逆に信号成分を含む周波数
成分のみを増幅するものである。上記信号レベル切替り
タイミング検出部52は、再生信号の信号レベルを検出
するものである。上記多値レベル判定部53は、再生信
号の信号レベルの切替り目の位置を検出するものである
。上記信号合成部54は、上記信号レベル切替りタイミ
ング検出部52と上記多値レベル判定部53の検出結果
に合わせて2値化信号列を合成するものである。
【0032】また、上記復調回路40に対するこの発明
の変調回路41は、2値化信号列の持つ情報を信号レベ
ルもしくは信号レベル変化量に持たせる情報と信号レベ
ルの変化の切替り目の間隔に持たせる情報に分け、それ
ぞれ情報に合わせて信号を作成するものであり、図5に
示すように、変調信号作成部61、信号レベル切替りタ
イミング作成部62、および多値レベル値決定部63に
よって構成されている。上記変調信号作成部61は、2
値化信号列の持つ情報を信号レベルもしくは信号レベル
変化量に持たせる情報と信号レベルの変化の切替り目の
間隔に持たせる情報に分けるものである。上記信号レベ
ル切替りタイミング作成部62は、上記変調信号作成部
61からの変調信号により信号レベルの切替りタイミン
グを作成するものである。上記多値レベル値決定部63
は、上記変調信号作成部61からの変調信号と上記信号
レベル切替りタイミング作成部62からの切替りタイミ
ングにより多値レベル値としての信号レベル指定電圧を
決定するものである。
【0033】上記多値レベル値決定部63からの多値レ
ベル値により、信号発生部42はその多値レベル値に対
応したレーザ駆動信号を発生し、このレーザ駆動信号に
より上記レーザ制御回路14が作動されるようになって
いる。
【0034】この発明で用いる2値化信号列から多値信
号に変換する変調方式について図6を用いて説明する。 すなわち、複数ビット毎にグループとしてまとめ、各グ
ループの信号を“量子化された信号レベルもしくは信号
レベル変化量”と“量子化された信号レベル変化の切替
り目の間隔”の組合せに変換する。
【0035】この場合、図6では3ビット毎にグループ
化し、各グループ内の最初の1ビット目を“量子化され
た信号レベル量”に対応させ、後の2ビットを“量子化
された信号レベル変化の切替り目の間隔”に対応させて
いる。
【0036】図6の変調方式に対する変調回路41の構
成例を図5との対応を示しながら、図7を用いて説明す
る。上記変調信号作成部61は、RAM150、アドレ
ス更新用カウンタ151、153、シフトレジスタ15
2、154、インバータ155、カウンタ156、およ
びゲート回路157、158、159によって構成され
ている。上記信号レベル切替りタイミング作成部62は
、加算器160、カウンタ161、FF回路162、お
よびカウンタ163によって構成されている。上記多値
レベル値決定部63は、ROM164、およびD/Aコ
バータ165によって構成されている。
【0037】このような構成の変調回路41のポイント
は、2値化信号列をシフトレジスタ154に入力し、特
定周期毎にシフトレジスタ154の出力端子の信号を読
み取り、“信号レベル量”と“信号レベル変化の切替り
目の間隔”に変換し、加算器160とカウンタ161に
より“信号レベル変化の切替り目の間隔”を作り出すこ
とにある。
【0038】事前に2値化信号列をRAM150に入力
しておく。信号変調時に取り出された2値化信号列はシ
フトレジスタ152、154を通過する。
【0039】3ビット毎に信号を読み取り、シフトレジ
スタ154の出力端子QH から信号レベル値を設定し
、端子QF と端子QG から信号レベル変化の切替り
目の間隔を設定する。
【0040】始め“11”の値を設定しておき、端子Q
F と端子QG の値を加算器160で加算する。その
結果を、カウンタ161にロードし、(ロードしたとき
のDの値は“0”に設定しておく)端子QD が“1”
になるまでカウンタを動かして信号レベル変化の切替り
目の間隔を設定する。その間、RAM150から出力さ
れる2値化信号列の転送タイミングをカウンタ156に
より調整している。
【0041】次に、図6に示す変調方式に対応した復調
回路40の構成例を図4との対応を示しながら、図8を
用いて説明する。上記信号レベル切替りタイミング検出
部52は、微分回路170、173、タイミング検出回
路171、絶対値回路172、比較器174、175、
およびゲート回路176によって構成されている。上記
多値レベル判定部53は、基準信号発生部177、17
8、比較器(コンパレータ)179、180、およびR
OM181によって構成されている。上記信号合成部5
4は、シフトレジスタ182、185、エンコーダ18
3、アドレスカウンタ184、RAM186、3ビット
信号/8ビット信号変換回路187、およびRAM18
8によって構成されている。
【0042】このような構成の復調回路42のポイント
は、比較器(コンパレータ)179、180により多値
信号レベルの判定を行っており、また信号を微分回路1
70、173で2回微分して信号レベル変化の切替り目
の検出を行っているところにある。
【0043】すなわち、多値レベル判定部53では基準
信号発生部177、178で異なる基準信号を発生させ
、それと信号波形変換部51の出力信号とを比較器17
9、180により比較し、量子化された多値の信号レベ
ル値を判定している。
【0044】信号レベル切替りタイミング検出部52で
は信号波形変換部51の出力信号の2回微分値が0クロ
スする位置と1回微分した値が所定のしきい値を越えた
位置の重なったところで信号レベルが切替ったと判定し
ている。つまり微分回路170の出力がタイミング検出
回路171の非反転入力端子の所でダイオードD3、D
4の順方向電圧を越えるとショートに近い状態になりゲ
インが急激に増大する。
【0045】この信号を絶対値回路172に通すことに
よりTTLレベルの検出信号が得られる。また、微分回
路173の出力を再度微分回路173に通すと2回微分
したことになる。この値に対し上限と下限を規定した比
較器174、175で判定し、上限と下限の範囲内に入
っている時を検出する。
【0046】そして、ゲート回路176(アンド)によ
り全ての条件を満たした時のみを信号レベルの切替り目
と判断する。図13の(b)から明らかなように、始め
の“1”から次の“1”までの間の“0”の数が“n”
の時、変調前の2値信号の値は“6ーn”となる。
【0047】したがって、シフトレジスタ182の出力
端子QG に“1”が来たとき次の“1”がQA 、Q
B 、QC のうちどこにくるかをエンコーダ183で
判定することにより、変調前の2値信号値を決定するこ
とができる。
【0048】信号情報を与えるためのバンド領域1b内
での物理的状態を変化させるための記録膜上での原理的
な方法について初めの実施例を含め9種類示した。この
バンド領域1b内での物理的状態を変化させるための情
報記録装置としての作用は記録媒体1に与えられる実効
的なエネルギーの量を変化させることに対応する。そし
て、この記録媒体1に与える実効的エネルギー量は信号
発生部42からの記録用信号波形を変化させることによ
り制御している。
【0049】記録媒体1上に例えば図9の(a)に示す
ようなバンド領域1bを記録するための記録用信号波形
を変化させる方法とそれを行う信号発生部42の具体的
な構造を示す実施例について分類すると以下のようにな
る。
【0050】(イ)記録媒体1に与えられる実効的なエ
ネルギーの量を変化させる方法として記録用最大光量を
変化させる。
【0051】図9の(a)に示すようなバンド領域1b
内での物理的状態を変化させるための信号発生部42か
らの信号は図9の(b)に示すようになる。バンド領域
1b内での物理的状態の変化量に合わせて信号レベルが
変化する。
【0052】この場合の信号発生部42の具体的構造を
図10の(a)に示す。第1図または第5図において信
号発生部42に入力される変調回路41からの信号とし
ての多値レベル値はバンド領域1b内での物理的状態の
変化量に合わせて変化する。図10の(a)ではその信
号に対するバッファ回路90になっている。
【0053】(ロ)パルス幅を変化させる。
【0054】図9の(c)のようにバンド領域1bを複
数のパルスにより記録すると共に1個のパルスのパルス
幅を変化させる。
【0055】この場合の信号発生部42の具体的構造は
図10の(b)に示すようにパルスデューティ変換部9
1となっている。
【0056】(ハ)パルス周期を変化させる。
【0057】図9の(d)のような波形となる。
【0058】この場合の信号発生部42の具体的構造は
図10の(c)のような周波数変換(VCO)部92と
パルス発生部93からなっている。
【0059】(ニ)パルスの波形を変化させる。
【0060】図9の(e)のような波形となる。
【0061】この場合の信号発生部42の具体的構造は
図10の(d)のように、3種類の記録パルス波形を出
力する記録パルス波形設定部94、95、96、A/D
変換部97、デコーダ部98、およびセレクタ部99か
らなっている。多値レベル値(信号レベル指定電圧)に
対応してデコーダ部98とセレクタ部99により記録パ
ルス波形を選択するようになっている。
【0062】また、記録媒体1が光磁気ディスクの場合
には、光学ヘッド3の代りに磁界変調を行う磁気ヘッド
が用いられ、レーザ駆動回路の代りに磁気ヘッドのコイ
ルに電流を流すための駆動回路が用いられる。この場合
には、信号発生部42から駆動回路に送られる信号に対
応してコイル電流を変え、記録媒体1に与える外部磁界
の状況(強度等)を変化させている。
【0063】また、光源として半導体レーザを用いずに
、Arレーザ等のガスレーザやYAGレーザを用いるよ
うにしても良い。この場合、光変調用にE.O.変調器
やA.O.変調器が必要となり、ガスレーザ等からのレ
ーザ光の光路中に上記変調器が挿入される。
【0064】上記したように、ピットが連続してつなが
ったようなバンド領域により記録することにより、バン
ド内のあらゆる場所に多値情報による情報を記録するこ
とが可能になり、それだけ記憶密度を向上させることが
できる。
【0065】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
記録媒体上の記録容量を向上させることができる記録装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における光ディスクの信号
の記録状態を説明するための図。
【図2】図1の実施例に係るディスク装置の回路構成を
示すブロック図。
【図3】図1の実施例における光ディスクの信号の記録
状態と再生信号との関係を説明するための図。
【図4】図2の復調回路の回路構成を示すブロック図。
【図5】図2の変調回路の回路構成を示すブロック図。
【図6】図2の変調回路の2値化信号列から多値信号へ
の変調方式を説明するための図。
【図7】図2の変調回路の具体的な構成例を示す回路図
【図8】図2の復調回路の具体的な構成例を示す回路図
【図9】図2の信号発生部の発生信号例を示す図。
【図10】図2の信号発生部の具体的な構成例を示す回
路図。
【符号の説明】
1…記録媒体、1a…トラック方向、1b…バンド領域
、1c…バンド欠損領域、9…半導体レーザ発振器、1
9…信号処理回路、41…変調回路、40…復調回路、
42…信号発生部、44…記録信号作成回路、51…信
号波形変換部、52…信号レベル切替りタイミング検出
部、53…多値レベル判定部、54…信号合成部、61
…変調信号作成部、62…タイミング作成部、63…多
値レベル値決定部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2値の記録情報を多値の信号レベルに
    変換しかつ信号レベルの変化の切替り目の間隔を変更し
    た信号を出力する出力手段と、この出力手段からの信号
    に応じて、記録媒体上にスパイラル状あるいは同心円状
    にバンド状の領域を形成しかつそのバンド状の領域の物
    理的状態が断続的に変化するように形成することにより
    情報を記録する記録手段と、を具備したことを特徴とす
    る記録装置。
  2. 【請求項2】  多値の信号レベルでかつ信号レベルの
    変化の切替り目の間隔が変更されている信号に応じて、
    スパイラル状あるいは同心円状にバンド状の領域を形成
    しかつそのバンド状の領域の物理的状態が断続的に変化
    するように形成されていることを特徴とする記録媒体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7193947B1 (en) 1999-05-31 2007-03-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording method, optical information recording device and optical information recording medium

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