JPH05101396A - 光学的記録再生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高密度記録を実現するエッジ記録方式のデータ
記録再生において誤り発生を低く抑えることができる光
学的記録再生方式を提供する。 【構成】記録側では、記録データをｍアウトオブｎ符号
化するｍ／ｎ変調回路71と、ＮＲＺＩ変換するＥＯＲ回
路73、一ビット遅延回路74と、波形等化を行なう記録側
波形等化回路75を設け、再生側では再生信号の振幅値を
求めるＡ／Ｄ変換器81と、Ａ／Ｄ変換データの中間値を
設定する中間値設定回路82と、それらの数値の絶対差を
演算する減算回路83と、ｎチャンネルビットの中から中
間値との差の小さい上位ｍビットを検出する差分検出回
路84と、ｍ／ｎ復調回路85とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的記録再生装置に係
り、特に、高密度記録を実現する光学的記録再生装置の
記録再生方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等の光学的記録媒体にデータ
を記録し再生するデータ記録方式として、マーク位置記
録方式（以下ポジション記録とする）とマーク長記録方
式（以下エッジ記録とする）がある。ポジション記録は
マーク位置がそのままデータに対応する記録方式である
のに対し、エッジ記録はマークのエッジ部分がデータに
対応する記録方式である。これらの記録方式について
は、例えば、特開昭55-47539号公報に両者を混在させた
記録方式が提示されており、それぞれの記録方法が詳細
に示されている。高密度記録を実現するにはエッジ記録
の方がマークの両端をデータに変換できるので効率がよ
い。

【０００３】また、光ディスクのトラッキングサーボ方
式として、連続サーボ方式とサンプルサーボ方式があ
る。連続サーボ方式はディスク上に連続した溝を設け、
これにトラッキングしながら記録再生する方式であり、
サンプルサーボ方式はディスクを、サーボ信号を予め埋
め込んだサーボ領域と、データを記録再生するデータ領
域とに分離して、サーボ制御と記録再生を分割処理する
方式である。サンプルサーボ方式の光ディスクフォーマ
ットとして、３．５インチのＩＳＯ規格化審議において
提案された分割ブロックフォーマット(Discrete Block
Format:以下ＤＢＦと略す)方式がある。

【０００４】図７に３．５インチＤＢＦ方式のフォーマ
ット図を示す。３．５インチＤＢＦフォーマットは、１
トラック２２セクタであり一セクタは７６個のセグメン
トから構成される。セクタの先頭の三セグメントは、ト
ラック、セクタ等の識別コードが予め記録されている。
一セグメントは十バイトのデータからなり、このうち先
頭の二バイトが予め記録されたサーボマーク、残りが記
録再生データに割り当てられる。一バイトのデータ長は
１１チャンネルビットにより構成され、サーボマークを
除くデータ部分は１１チャンネルビットのうち四チャン
ネルビットがマーク、残りがスペースという具合に４／
１１変調で記録される。サーボマークは、アクセスマー
ク、クロックピット、ウォブルピットより構成され、そ
れぞれアクセス制御用、クロック再生制御用、トラッキ
ング制御用に使用される。アクセスマークは、３アウト
オブ６のグレイコードであり、一トラックごとに１６ト
ラック周期で変化する。クロックピットとウォブルピッ
トは常に同じ位置に存在し、クロックピットはトラック
中央に位置し、一対のウォブルピットは互いに反対方向
にトラック中央より１／４トラック分だけずれて位置す
る。セクタマークはセクタの先頭のセグメントにのみ存
在し、十六チャンネルビット連続スペースが続くユニー
クディスタンスと４／１１変調の変調はずれのパターン
の二バイト長である。

【０００５】この３．５インチＤＢＦ方式で使用される
４／１１変調のデータ記録方式はポジション記録であ
り、データの再生方法は１１チャンネルビットの中より
信号振幅の大きい四チャンネルビットを選択するという
差分検出が使用可能であり、ディスクの反射率変動等に
よる再生信号のノイズに強いという特長がある。

【０００６】しかし、この３．５インチＤＢＦ方式のデ
ィスク一枚当たりのデータ記録容量は、１２０Ｍバイト
と５．２５インチの３２０Ｍバイトに比べ１／３程度と
少なく、高密度記録に対する要求が高まっている。この
高密度記録への方策として、エッジ記録が考えられてお
り、従来のポジション記録に対して、１．５倍記録密度
が向上するといわれている。この３．５インチＤＢＦ方
式の光ディスクにエッジ記録を採用した場合問題となる
のはデータ検出方式である。３．５インチＤＢＦ方式に
４／１１変調を用いてエッジ記録を行なった場合、デー
タ検出を行なうには、再生信号の二次微分のゼロクロス
検出により行なう方法が一般的である。このデータ再生
方式について図を用いて説明する。

【０００７】図８はポジション記録の場合のデータの再
生方式を示すタイミングチャート、図９はエッジ記録の
場合の従来技術によるデータの再生方式を示すタイミン
グチャートである。図８のポジション記録の場合は、４
／１１変調の１１チャンネルビットの符号に対し、ＮＲ
Ｚ(Non Return to Zero)でディスクに記録される。ディ
スクからの再生信号はマーク位置に対応して検出され、
この信号振幅を再生クロック周期でサンプリングして振
幅値を求め、一バイト１１チャンネルビット周期で振幅
の大きい上位四つを"１"としてデータを再生する。図９
のエッジ記録の場合は、４／１１変調の１１チャンネル
ビットの符号に対し、ＮＲＺＩ(Non Return to Zero In
verted)でディスクに記録される。ディスクからの再生
信号はポジション記録の場合と同様であるが、エッジを
検出するために再生信号の二次微分信号のゼロクロス点
を求め、この位置を”１”とすることによりデータを再
生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エッジ記録に
おける上記した従来技術のデータの再生方式は、アナロ
グ信号である再生信号の二次微分を取り、さらにそのゼ
ロクロス点を検出するため、再生信号にわずかのノイズ
が重畳しても、その二次微分のゼロクロス点が出現して
しまい、正しいデータを再生することが困難になるとい
う欠点があった。また４／１１変調のエッジ記録ではポ
ジション記録のような１１チャンネルビットの中より振
幅値の大きい上位四ビットを選択するという差分検出が
使用できないので、その他の変調方式を用いざるを得
ず、差分検出方式独特の特長を活かすことができなかっ
た。

【０００９】本発明の目的は、光ディスクの記録再生に
おいて再生信号に重畳するノイズに乱されることなく、
誤り発生を少なく抑え、エッジ記録による高密度記録を
行なっても従来と同様のデータ検出精度が得られる光学
的記録再生方式を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では記録側においては４／１１変調を行なう
記録符号化手段と、前記記録符号化手段の符号化出力を
ＮＲＺＩ変換するＮＲＺＩ変換手段と、一ビット遅延と
の加算による波形等化を行なう記録側波形等化手段とを
設け、再生側においては再生信号を再生クロック周期で
サンプリングして振幅値を求める再生信号量子化手段
と、前記再生信号量子化手段で量子化される振幅値の中
間値を出力する中間値出力手段と、量子化振幅値と該中
間値との絶対差分を出力する中間値差分出力手段と、一
バイト１１チャンネルビット周期の中で前記中間値差分
出力手段の出力値が小さい上位四ビットを選択する差分
検出手段と、前記差分検出手段の出力より元のデータに
４／１１復調する再生復号化手段とを設けてデータを再
生する。

【００１１】

【作用】記録側において４／１１変調の記録符号化手段
は記録データを一バイト単位に、１１チャンネルビット
の中に”１”が四ビットある符号に変換する。ＮＲＺＩ
変換手段は１１チャンネルビットの符号列が符号”１”
で反転するようにＮＲＺＩ変換する。記録側波形等化手
段は一ビット遅延との加算による波形等化を行なって記
録信号を出力する。再生側において再生信号量子化手段
は再生信号を再生クロック周期で量子化する。中間値出
力手段は量子化振幅値の中間値を出力する。中間値差分
出力手段は量子化振幅値と中間値との絶対差分を出力す
る。差分検出手段は一バイト１１チャンネルビット周期
の中で絶対差分が小さい上位四ビットを検出する。４／
１１復調の再生復号化手段は検出された１１チャンネル
ビットの符号より元の八ビットの再生データを出力す
る。これにより再生信号のエッジをより正確に検出する
ことができ、エッジ記録でも従来と同様差分検出方式の
特長を活かした誤りの少ないデータが再生できる。

【００１２】

【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。

【００１３】図６は、本発明による光学的記録再生装置
の全体構成を示すブロック図であり、まず、光学的記録
再生装置の全体構成について説明する。

【００１４】図６において、１は光ディスクであり、予
め図７に示すようにブロック単位に分割されてサーボマ
ークが記録されている。２はスピンドルモータであり、
光ディスク１をサーボ制御回路４の制御のもとに回転さ
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
クセスなどのディスクのサーボ制御回路である。５は半
導体レーザの駆動回路であり、記録信号に対応してレー
ザを駆動させる。６は光ディスク１より読み取った光検
出信号の前段増幅回路である。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はクロックピット検出回路であり、前段増幅回路６よ
り出力される再生信号から、図７に示すクロックピット
を検出する。10はクロック再生回路であり、クロックピ
ット検出回路９から出力されるクロックピット検出信号
を用いてクロックピットを抽出し、データの記録再生ク
ロック信号を再生する。11はトラッキング、アクセス、
フォーカス制御回路であり、図７に示すウォブルピット
を検出してトラック誤差信号をサーボ制御回路４に出力
するとともに、アクセスマークを検出して、トラック移
動量およびトラック移動速度と方向を制御し、またディ
スクミラー面のサンプル信号よりフォーカス制御する。
12はＥＣＣ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。13はＳＣＳＩ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
ータ等の外部装置とのインタフェースを制御する。

【００１５】このような図６に示す光学的記録再生装置
において記録データはＳＣＳＩ制御回路15およびＥＣＣ
制御回路14を介して変調回路７に入力される。変調回路
７では後述するように記録データを４／１１変調、ＮＲ
ＺＩ変換、一ビット遅延との加算による波形等化を行な
って記録信号に変換し、レーザ駆動回路５を介してマー
クパターンが光ディスク１に記録される。またディスク
１に記録されたマークパターンは光学ピックアップ３に
よって検出され、再生信号として前段増幅回路６を介
し、データ領域の部分は復調回路８に、サーボ領域の部
分はクロックピット検出回路９およびトラッキング、ア
クセス、フォーカス制御回路１１に入力される。復調回
路８ではこの再生信号を後述するようにＡ／Ｄ変換、中
間値差分検出、４／１１復調して元のデータに復号しＥ
ＣＣ制御回路12、ＳＣＳＩ制御回路13を介して再生デー
タを得る。

【００１６】図１は図６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。また図２は本発明による記録再生タイミングの
一例を示す図である。

【００１７】図１において、71は４／１１変調回路であ
り、一バイト（八ビット）単位のデータを予め定められ
た符号化則に対応して、１１チャンネルビットのうち四
ビット”１”が存在する１１ビットのデータに符号化す
る。72は並列直列変換回路であり、１１ビットの並列符
号を、チャンネルビットクロックに同期して、第一ビッ
トから第十一ビットまで直列のデータ列として順次出力
する。73は排他的論理和回路、74は遅延回路であり、こ
れらにより並列直列変換回路72より出力される１１チャ
ンネルビットの直列データが、符号“１”が到来すると
極性を反転し、符号“０”が到来するとそのままの極性
を保持するというＮＲＺＩ則により変換される。75は記
録側波形等化回路であり、一ビット遅延との加算により
波形等化した記録信号を出力する。

【００１８】このような変調回路において、記録データ
は一バイトが１１チャンネルビットに４／１１変調され
る。変調された１１ビットの並列データは直列データ列
に変換され、符号”１”で反転、符号”０”で保持とい
うようにＮＲＺＩ変換される。ＮＲＺＩ変換されたデー
タ列は図２に示すように一ビット遅延との加算による波
形等化が施され、記録信号として図６に示すレーザ駆動
回路５に出力される。

【００１９】また図１において81はＡ／Ｄ変換回路であ
り、アナログの再生信号をディジタル信号に変換する。
82は再生信号の振幅の中間値設定回路であり、例えばＤ
ＩＰスイッチ等により時系列で入力される再生信号のＡ
／Ｄ変換データの中間値を固定的に、または後述するそ
の他の手段により変動的に設定する。83は減算回路であ
り、Ａ／Ｄ変換回路81の出力データと中間値設定回路82
の振幅中間値との絶対差を計算する。84は差分検出回路
であり、減算回路83より出力されるＡ／Ｄ変換データと
振幅中間値との絶対差が一バイト１１チャンネルビット
単位で最小値となる上位四つを検出する。この差分検出
回路84の検出処理方法については後で詳述する。85は４
／１１復調回路であり、差分検出回路84で検出された１
１ビットのデータから元の変調前の八ビットのデータに
復調する。86はラッチ回路であり一バイト転送周期に同
期して復調データを保持する。

【００２０】このような復調回路において変調回路を介
してディスクに記録された再生信号はＡ／Ｄ変換され、
そのＡ／Ｄ変換データは図２に示すように中間レベルに
設定された数値との差に変換される。その差分値は一バ
イト１１チャンネルビットの中より最小値となる４ビッ
トが符号”１”として検出され、４／１１復調されて元
のデータに復調される。

【００２１】図３は図１に示す差分検出回路84の詳細回
路を示すブロック図の例である。また図４は差分検出動
作を示すタイミング図である。

【００２２】図３において841はラッチ回路であり、図
１に示す減算回路83の出力を再生クロック周期でラッチ
する。842〜845はラッチ回路であり、ラッチ回路841の
出力をそれぞれに入力されるラッチ制御信号によりラッ
チする。846は比較回路であり、ラッチ回路841およびラ
ッチ回路842〜845の五つのラッチ出力を比較する。847
はラッチ制御回路であり、比較回路846の比較結果がラ
ッチ回路841が５つの中の最小値であるときに、ラッチ
回路842〜845の中で最も大きい値を保持しているどれか
にラッチ回路841の出力をラッチさせる。848はシフトレ
ジスタ回路であり、一バイト周期のリセット信号を再生
クロックごとにシフトする。849は信号合成回路であ
り、ラッチ制御回路847が出力する四系統のラッチ制御
信号とシフトレジスタ回路848の出力より、１１チャン
ネルビットの中に四ビット”１”があるデータを出力す
る。

【００２３】このような図３に示すの差分検出回路にお
いて、ラッチ回路842〜845は一バイト周期のリセット信
号によりラッチデータが最大値になるようにリセットさ
れる。ラッチ回路841に図４に示すような中間値差分デ
ータ（一ビットごと十進数値で表現した)がラッチされ
ると比較回路846は五つのラッチデータを比較し、ラッ
チ制御回路847はその比較結果がラッチ回路841の出力が
五つの中の最小値であるとき、ラッチ回路842〜845の中
で最も大きい値を保持しているものに新しい中間値差分
データをラッチする(同一数値であるときは四つのラッ
チ回路の優先順位を決めておき優先順位の高いものから
ラッチする)。信号合成回路849はシフトレジスタ848の
１１ビット周期のシフトレジスタ出力と四系統のラッチ
制御信号から、図４に示すようにハッチングで示すパル
スを除去して１１チャンネルビットの中に４ビット”
１”があるデータを合成し、図１に示す４／１１復調回
路85に出力する。

【００２４】本実施例では、記録側では４／１１変調符
号をＮＲＺＩ変換し、一ビット遅延との加算による波形
等化を行なって光ディスクに記録し、再生側では再生信
号の振幅の中間レベルに近い値を一バイト１１チャンネ
ルビット周期の中から四ビット選択するという差分検出
を行なって４／１１復調するので、再生信号のエッジ部
分が正確に検出でき、従来技術によるエッジ記録のデー
タ再生に比べて誤り率が向上できる。

【００２５】なお、本実施例では４／１１変調という符
号化方式について示したが、その他のｍアウトオブｎ符
号であっても同様の効果が得られる。また波形等化方法
は記録データの１ビット遅延との加算方法を示したが、
その他の波形等化方法であってもよい。

【００２６】図５は図１に示す中間値設定回路のブロッ
ク構成の一例であり、再生信号の特定期間の振幅の最大
値と最小値の中間値を変動的に出力する回路である。

【００２７】図５において821はラッチ回路であり、図
１に示すＡ／Ｄ変換回路81の出力を再生クロック周期で
ラッチする。822および823はラッチ回路であり、それぞ
れラッチ回路821より順次出力されるのデータの最大値
および最小値をそれぞれに入力されるラッチ制御信号に
よりラッチする。824は比較回路であり、ラッチ回路821
と822およびラッチ回路821と823のラッチ出力をそれぞ
れ比較する。825はラッチ制御回路であり、比較回路824
の比較結果がラッチ回路821のラッチ出力がラッチ回路8
22より大きく、またラッチ回路821のラッチ出力がラッ
チ回路823より小さいときに、ラッチ回路822および823
にそれぞれラッチ回路821のラッチ出力をラッチさせ
る。826は中間値演算回路でありラッチ回路822および82
3のラッチ出力の中間値を演算する。827はラッチ回路で
あり中間値演算回路826の出力を、例えば、セグメント
周期のような特定周期でラッチする。

【００２８】このような図５に示す中間値設定回路にお
いて、ラッチ回路822、823はセグメント周期のリセット
信号によりラッチ回路822は最小値になるように、ま
た、ラッチ回路823は最大値になるようにそれぞれリセ
ットされる。ラッチ回路821に図１に示すＡ／Ｄ変換回
路81の出力がラッチされると、比較回路824はラッチ回
路821と822およびラッチ回路821と823のラッチ出力をそ
れぞれ比較し、ラッチ制御回路825は比較回路824の比較
結果がラッチ回路821のラッチ出力がラッチ回路822より
大きく、またラッチ回路821のラッチ出力がラッチ回路8
23より小さいとき、ラッチ回路822および823にそれぞれ
ラッチ回路821のラッチ出力をラッチさせる。中間値演
算回路826はラッチ回路822および823のラッチ出力の中
間値を演算し、ラッチ回路827はセグメント周期でこの
中間値をラッチするのでセグメント期間の最大値と最小
値の中間値が次のセグメント期間出力される。

【００２９】この実施例によると各セグメント期間で再
生信号の中間値が求められるので、再生信号の直流成分
の変動に逐次対応でき、差分検出によるエッジ検出精度
がさらに向上できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、エッジ記録方式の光デ
ィスクの高密度記録再生においてエッジ検出精度を高
め、誤り発生を低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による変復調回路のブロック
図、

【図２】本発明の実施例による記録再生を示すタイミン
グチャート、

【図３】本発明の実施例による差分検出回路のブロック
図、

【図４】本発明の実施例による差分検出回路の動作を示
すタイミングチャート

【図５】本発明の実施例による中間値設定回路のブロッ
ク図、

【図６】光ディスク装置のブロック図、

【図７】３．５インチ光ディスクのデータフォーマット
図、

【図８】ピットポジション記録のデータの再生方式を示
すタイミングチャート、

【図９】ピットエッジ記録のデータの再生方式を示すタ
イミングチャート。

【符号の説明】

71…４／１１変調回路、 75…波形等化回路、 81…Ａ／Ｄ変換回路、 82…振幅中間値設定回路、 83…減算回路、 84…差分検出回路、 85…４／１１復調回路、 86…ラッチ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、再生クロック
   信号に同期して媒体にマークパターンを記録再生する光
   学的記録再生方式において、記録側では記録データをｍ
   アウトオブｎ符号化する記録符号化手段と、前記記録符
   号化手段の符号化出力をＮＲＺＩ変換するＮＲＺＩ変換
   手段とを設け、再生側では再生信号を再生クロック周期
   でサンプリングして振幅値を求める再生信号量子化手段
   と、前記再生信号量子化手段で量子化される振幅値の中
   間値を出力する中間値出力手段と、前記量子化振幅値と
   中間値との絶対差分を出力する中間値差分出力手段と、
   ｎチャンネルビット周期の中で前記中間値差分出力手段
   の出力値が小さい上位ｍビットを選択する差分検出手段
   と、前記差分検出手段より出力されるｍアウトオブｎ符
   号を元のデータに復号する再生復号化手段とを設けたこ
   とを特徴とする光学的記録再生方式。
2. 【請求項２】請求項１において、記録側において記録信
   号の一ビット遅延との加算により波形等化する波形等化
   手段を設けた光学的記録再生方式。
3. 【請求項３】請求項１において、中間値出力手段は特定
   期間における量子化振幅値の最大値と最小値を保持し、
   それらの中間値を次の特定期間出力する光学的記録再生
   方式。