JPH05266482A - 記録再生装置 - Google Patents

記録再生装置

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Publication number
JPH05266482A
JPH05266482A JP6496692A JP6496692A JPH05266482A JP H05266482 A JPH05266482 A JP H05266482A JP 6496692 A JP6496692 A JP 6496692A JP 6496692 A JP6496692 A JP 6496692A JP H05266482 A JPH05266482 A JP H05266482A
Authority
JP
Japan
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signal
pit
recording
circuit
level
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Application number
JP6496692A
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English (en)
Inventor
Hideo Ando
秀夫 安東
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、記録媒体1上の記録容量を向上さ
せることができることを目的とする。 【構成】この発明は、2値化信号列を多値のピットレベ
ルに変換しかつ各ピット間の間隔を変更し、この変換信
号に応じて記録媒体1上に局所的なピットを形成して情
報を記録し、また記録媒体1上の局所的なピット列の状
態により記録されている情報に応じた信号を光検出器8
で検出し、この検出信号から多値のピットレベルと各ピ
ット間の間隔を判定し、この判定結果に応じて上記光検
出器8の検出信号を2値化信号列としてのコードに変換
するようにしたものである。

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、再生を光ディスクに対して行う光ディスク装置など
の記録再生装置に関する。
【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、記録情報を1−7コード変換方式に
より変調したコードデータが用いられ、この記録された
コードデータを1−7コード逆変換方式により復調され
た情報が再生されるようになっている。また、変調方式
としては、他にも、2−7コード変換方式による変調や
FM変調、MFM変調が用いられるようになっている。
【0003】しかし、上記のような変調方式により光デ
ィスクに記録する信号は2値信号であるため、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
記録する信号が2値信号であったため、記録容量を従来
より大幅に大きくするには限界があるという問題があっ
た。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再生装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の記録再生装置
は、記録媒体上に局所的なピットを形成して情報を記録
し、記録媒体上に記録されているピットにより情報を再
生するものにおいて、2値化信号列を供給する供給手
段、この供給手段からの2値化信号列を多値のピットレ
ベルに変換しかつ各ピット間の間隔を変更する変換手
段、この変換手段からの変換信号に応じて記録媒体上に
局所的なピットを形成して情報を記録する記録手段、上
記記録媒体上の局所的なピット列の状態により記録され
ている情報に応じた信号を検出する検出手段、この検出
手段の検出信号から多値のピットレベルと各ピット間の
間隔を判定する判定手段、およびこの判定手段の判定結
果に応じて上記検出手段の検出信号を2値化信号列とし
てのコードに変換する変換手段から構成されている。
【0006】
【作用】この発明は、上記のような構成において、2値
化信号列を多値のピットレベルに変換しかつ各ピット間
の間隔を変更し、この変換信号に応じて記録媒体上に局
所的なピットを形成して情報を記録し、また記録媒体上
の局所的なピット列の状態により記録されている情報に
応じた信号を検出手段で検出し、この検出信号から多値
のピットレベルと各ピット間の間隔を判定し、この判定
結果に応じて上記検出手段の検出信号を2値化信号列と
してのコードに変換するようにしたものである。
【0007】
【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1は、ディスク装置を示すものであ
る。光ディスクなどで構成される記録媒体1の表面に
は、スパイラル状に溝(記録トラック)が形成されてお
り、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。
【0008】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1
3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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】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。
【0012】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。
【0013】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。上記光検出器8
は、4分割の光検出セル8a、8b、8c、8dによっ
て構成されている。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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において記録情報、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1−7コード
変換方式や2−7コード変換方式で変換(変調)する変
調回路40と、変調回路40からの1−7コードや2−
7コードを多値の信号レベルでかつ信号レベルの変化の
切替り目の間隔を変更する変調回路41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
ベルと信号レベルの変化の切替り目の間隔により1−7
コードや2−7コードに変換する復調回路42と、復調
回路42からの1−7コードや2−7コードを逆変換
(復調)して再生信号を得る復調回路43とを有してい
る。
【0019】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。
【0020】以上、信号処理回路19と記録信号作成回
路44内には、1−7コードや2−7コードへの変調回
路40と復調回路43が存在しているが、これは必ずし
も必要ではなく、インターフェース回路70を通った2
値信号列を直接多値信号に変調もしくは復調することが
できる。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】次に、この発明の特徴について説明する。
図2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、記録した部分を再生したときの
再生信号を示す。ピット間隔を可変にし、ピット間隔に
情報を持たせ、ピット部(図2において、極小値をとる
部分)の信号レベルを可変にしてピットレベルの値にも
情報を持たせたものである。ピットレベルを変化させる
手段としては、 (1) 記録時のレーザ光量のピーク値を変化させる。 (2) 記録時のレーザ光の波形を変化させる。 (3) 1つのピットに対して複数のレーザ光の重ね合わせ
で記録する場合、レーザ光のデューティ比を変化させ
る。 (4) 1つのピットに対して複数のレーザ光の重ね合わせ
で記録する場合、レーザ光の周波数を変化させる。 等により、1つのピットを形成する時に記録媒体1に与
えるエネルギー量の実効値を変化させている。また、ピ
ットレベルを変化させる具体的な手段としては、 (1) 結晶・非晶質の違いで記録 →非晶質化率
の度合を変える(方法1) →非晶質部分のピット幅を変える(方法2) (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。
【0025】この発明の復調回路42は、記録媒体1か
ら図2に示すような多値信号(つまり加算器30a、3
0b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3に示すように、信号検出部5
1、ピットレベル検出部52、ピット間隔検出部53、
および信号合成部54によって構成されている。信号検
出部51は供給される再生信号に対してインピーダンス
変換と波形整形を行うものであり、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。上記ピットレベル検出
部52は、信号検出部51からの信号に対してピットレ
ベルの検出を行うものである。上記ピット間隔検出部5
3は、信号検出部51からの信号に対してピット間隔を
検出するものである。上記信号合成部54は、上記ピッ
トレベル検出部52により検出したピットレベルと上記
ピット間隔検出部53により検出したピット間隔とで2
値化信号列を合成するものである。
【0026】また、上記復調回路42に対するこの発明
の変調回路41は、2値化信号列により表現された情報
に対し、情報内容を信号レベルとピット間の間隔の情報
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4に示すように、変調信号作成部61、ピット
レベル設定部62、およびピット間隔設定部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とピット間の間隔を両方
に情報を持たせるものである。上記ピットレベル設定部
62は、上記変調信号作成部61からの変調信号により
ピットレベルを逐次設定するものである。上記ピット間
隔設定部63は、上記変調信号作成部61からの変調信
号によりピット間隔を逐次設定するものである。上記ピ
ットレベル設定部62、上記ピット間隔設定部63とに
より作成された信号により、上記レーザ制御回路14が
作動されるようになっている。まず、この発明の変調方
式について図5を用いて説明する。
【0027】図5の特徴は2値化信号列の中の特徴のあ
る部分を捕らえ、複数ビットごとに復号信号としてブロ
ック化し、このブロック内で各ビットの並び方の特徴を
分類し、その分類情報をピットレベルに示しているとこ
ろにある。
【0028】例えば通常の2値化信号列を1−7コード
に変調後さらに多値信号列に再変調する場合を考える。
1−7コードに変調された信号は“1”が二回続く事が
無い。従って“10”の信号の後に続く信号は“00”
か“01”か“10”しか存在しない。この現象を利用
して“1”が最初に来る4桁の信号を一つのブロックと
し、発生頻度の順に“1000”をA、“1001”を
B、“1010”をCと量子化されたピットレベル(多
値レベル)に対応させる。
【0029】同様に2−7コードでは“100”の後に
は“000”か“001”か“010”か“100”し
か来ない。従って“100000”をA、“10000
1”をB、“100010”をC、“100100”を
Dと量子化された信号レベル(多値レベル)に対応させ
ることができる。
【0030】さらに、2値化信号列の最初に“1”が来
た時(4桁の2値信号ブロックの最初の所で)をピット
部の位置で表し、2値化信号列の最初に“1“が来たと
きから次の“1“が来るときまでの間隔をピット間隔で
表す。
【0031】ここで、1−7コードで“1000100
0”の様に再変調したときAAと同じレベルが続いた場
合には、初めて繰り返した場合のみ繰り返しの信号レベ
ルOを振り当てる。
【0032】例えば具体的な1−7コードの信号列、図
5の(a)に対して再変調した信号の割振りを図5の
(b)に示し、それに対応した多値の再生信号レベルを
図5の(c)に示している。1−7コードの時点で信号
の無い時のレベルをOに一致させている。従って何も信
号が無いときから信号が開始された時はA、B、Cのい
ずれかになる。Aが長く続く時にはAOAOの繰り返し
になる。
【0033】記録媒体1からの再生信号における多値レ
ベルは穴あきによりピットを形成する記録膜の場合には
ピットの幅により制御し、光磁気ディスクの場合には磁
化率の量で制御し、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度合で制御し、多層記録
膜の場合には記録された層の数で制御し、光磁気ディス
クの場合には磁化率の量で制御することができる。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の記録膜上に多値信号を記録
する。
【0034】次に、この発明の変調方式を実行させるた
めの変調回路41とレーザ制御回路14の構成例を図4
との対応を示しながら、図6を用いて説明する。上記変
調信号作成部61は、シフトレジスタ90、91、ゲー
ト93、およびインバータ94、95によって構成され
ている。上記ピットレベル設定部62は、インバータ9
6によって構成されている。上記ピット間隔設定部63
は、ROM97、およびゲート回路98、99によって
構成されている。上記レーザ制御回路14は、ライトパ
ワーレベル設定部(B)101、ライトパワーレベル設
定部(C)102、リード電圧設定部103、スイッチ
部としてのトランジスタT1、T2、電流設定部として
のトランジスタT3、T4、T5、および抵抗R1〜R
5によって構成されている。
【0035】このような構成により、1−7コードの2
値化信号列がシフトレジスタ90に入力される。2値化
信号列の最初の“1”が端子QD に来た時、ピットレベ
ル設定部62によりピットレベルを検出して、それを含
んだ以後4ビットを複合信号としてブロック化する。そ
の複合信号の最後の2ビットをシフトレジスタ91で捕
らえてピット間隔設定部63へ送る。ROM97を用い
て量子化された信号レベルを作成する。同一の信号レベ
ルが続いた時にはOのレベルを割り当てる必要があるの
で前に設定した信号レベルを入力側に戻してある。図5
におけるO状態は未記録状態を現している。BとCの記
録レベルに対してそれぞれトランジスタT3、T5のス
イッチングにより半導体レーザ発振器9に異なる電流を
流す。Aの記録レベルに対しては両方の和の電流を流し
半導体レーザ発振器9の発光量を最大レベルにする。
【0036】次に、図5に示す変調方式に対する復調回
路42の構成例を図3との対応を示しながら、図7を用
いて説明する。上記信号検出部51は、ローパスフィル
タ71、割算回路(またはAGC回路)72、ピーク検
出回路73、ボトム検出回路74、77、および差分回
路75、76によって構成されている。上記信号レベル
切替りタイミング検出部52は、微分回路78、上限通
過検知回路79、下限通過検知回路80、およびゲート
回路81によって構成されている。上記多値レベル判定
部53は、A/Dコンバータ82、およびROM83に
よって構成されている。上記信号合成部54は、シフト
レジスタ84、モノマルチバイブレータ85、遅延回路
86、およびインバータ87によって構成されている。
【0037】このような構成により、信号検出部51
は、記録信号帯域より早い周波数を遮断するローパスフ
ィルタ71を設けることにより、再生信号から信号レベ
ル切替りタイミングを検出しようとした場合に、影響を
受け安い、非常にパルス幅の狭いショットノイズの影響
を除去することができる。
【0038】また、信号検出部51は、ピーク検出回路
73、ボトム検出回路74、差分回路75により、再生
信号の振幅を検出し、割算回路(またはAGC回路)7
2により再生信号の規格化を行うことにより、記録媒体
1の記録膜の感度の変化や記録時の記録媒体1の表面上
のゴミ、傷の影響による再生信号の振幅変化を補正する
事ができる。
【0039】さらに、信号検出部51は、記録媒体1の
記録膜の反射率のばらつきに対し、ボトム検出回路77
の出力により検出した直流(DC)成分の変動量を、差
分回路76を用いて補正することができる。
【0040】上記ピットレベル検出部52は、上記信号
検出部51からの信号の微分回路78による微分値が、
上限通過検知回路79と下限通過検知回路80により設
定される所定の範囲を越えた際に、ゲート回路81から
検出信号が出力される。
【0041】また、上記ピット間隔検出部53は、上記
信号検出部51からの信号の信号レベルをA/Dコンバ
ータ82およびROM83により2値信号に戻して出力
される。
【0042】上記信号合成部54は、上記ピットレベル
検出部52からの検出信号がモノマルチバイブレータ8
5、遅延回路86、およびインバータ87を介してシフ
トレジスタ84のロード端子に供給されている際に、上
記ピット間隔検出部53からの2値信号をシフトレジス
タ84から2値化信号列として出力する。
【0043】また、他の実施例として変調方式について
説明する。2−7コードの信号を記録媒体1上に記録し
た時の最大可能記録密度は“2”の間隔(1.5T間
隔)に対して記録媒体1上で物理的にどれだけピットピ
ッチ間隔を詰めて記録できるかにより制約を受け、ウィ
ンドマージンは比較的広い場合が多い。そのため多値記
録を利用して基準周期Tに対する相対的な最小ピットピ
ッチを広げるというのが図8に示した実施例の特徴であ
る。多値信号への変調前の2−7コード信号の時、
“0”の続く数をn(2≦n≦7)とすると、 n≦4の時;量子化された信号レベルの変化量
1レベルの変化分 信号レベル変化の切替り目間隔 n+3 n≧5の時;量子化された信号レベルの変化量
2レベルの変化分 信号レベル変化の切替り目間隔 n となるように多値信号に変換(変調)する。つまり2−
7コードの信号で“0”の間隔が広いところはそのまま
にして、“0”の間隔が狭いところでは多値信号を利用
して“0”の間隔を広げている。
【0044】図8の(a)の様な2−7コード信号に対
し、図8の(b)のように“0”の数を調べ、上の規則
にしたがって量子化されたピットレベルとピット間隔を
設定する(図8の(c)、(d))。この結果、記録媒
体1に情報を記録したときの再生信号(上記加算機30
a、30bの出力により得られる)波形は図8の(e)
のようになる。
【0045】上記したように、光ディスク等の記録媒体
上の記憶容量を向上させることができる。すなわち、光
ディスク上に穴を開けるなどのピットを記録する場合、
従来は、物理的に可能なピット間の最小間隔が決ってし
まい、そのためチャネルビットの“1”と次にくる
“1”との間の物理的な最小距離が定まり、光ディスク
の総記憶容量が決定されてしまう。これに対してこの発
明の変調方式によれば2値信号列((1−7)コード)
に戻したときの複合信号の最小単位間の最小距離(物理
的には光ディスク上での一つのピットのエッジ間距離に
対応する)が従来に対して大きくなっており、その割合
だけ記録容量を向上させることができる。
【0046】
【発明の効果】以上詳記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再
生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るディスク装置の回路
構成を示すブロック図。
【図2】図1の実施例における変調方式による変調後の
信号例を示す波形図。
【図3】図1の実施例における復調回路の回路構成を示
すブロック図。
【図4】図1の実施例における変調回路の回路構成を示
すブロック図。
【図5】図1の実施例における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6】図1の実施例における変調回路とレーザ制御回
路の具体的な構成例を示す回路図。
【図7】図1の実施例における復調回路の具体的な構成
例を示す回路図。
【図8】他の実施例における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。
【符号の説明】
1…記録媒体、8…光検出器、9…半導体レーザ発振
器、19…信号処理回路、40、41…変調回路、4
2、43…復調回路、44…記録信号作成回路、51…
信号検出部、52…ピットレベル検出部、53…ピット
間隔検出部、54…信号合成部、61…変調信号作成
部、62…ピットレベル作成部、63…ピット間隔設定
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体上に局所的なピットを形成して
    情報を記録し、記録媒体上に記録されているピットによ
    り情報を再生する記録再生装置において、 2値化信号列を供給する供給手段と、 この供給手段からの2値化信号列を多値のピットレベル
    に変換しかつ各ピット間の間隔を変更する変換手段と、 この変換手段からの変換信号に応じて記録媒体上に局所
    的なピットを形成して情報を記録する記録手段と、 上記記録媒体上の局所的なピット列の状態により記録さ
    れている情報に応じた信号を検出する検出手段と、 この検出手段の検出信号から多値のピットレベルと各ピ
    ット間の間隔を判定する判定手段と、 この判定手段の判定結果に応じて上記検出手段の検出信
    号を2値化信号列としてのコードに変換する変換手段
    と、 を具備したことを特徴とする記録再生装置。
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