JPH05266483A

JPH05266483A - 記録再生装置

Info

Publication number: JPH05266483A
Application number: JP6498192A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ando; 秀夫安東
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1993-10-15

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値化信号列としての記録信号列
をコードに変換し、この変換されたコードを多値の信号
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、この変換信号に応じて記録媒体１上に情報を
記録し、記録媒体１上の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信号レベルと信号レ
ベルの変化の切替り目を判定し、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、記録媒体上に情報を記録し、この記録媒体上に記録
されている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する第１の変換手段、この第１の変
換手段からの変換信号に応じて上記記録媒体上に情報を
記録する記録手段、上記記録媒体上の情報に応じた信号
を検出する検出手段、この検出手段の検出信号から多値
の信号レベルと信号レベルの変化の切替り目を判定する
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
換する第２の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、供給
手段から供給される２値化信号列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、この変換信号に応じて記録媒体上に情報を記録し、
記録媒体上の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信号レベルと信号レベルの変化の
切替り目を判定し、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は変調回路４０からのコードの２値化信号列に対
し、この発明の変調方式により変調後の信号例を示すも
のである。

【００２５】この発明の第１の特徴は信号レベルを多値
に量子化する所にある。例えば存在可能な信号レベル範
囲を３領域に分割し、各信号領域の範囲内の信号レベル
をＡ、Ｂ、Ｃと設定する。信号レベルは時間と共に変化
し、信号レベルの切替り目を有する。各信号レベルの切
替り目ごとの間隔（シリアルデータ上では時間間隔を表
し、記録媒体１上では空間的間隔を表している）は位置
により変化し、この各切替り目間の間隔にも情報を持た
せたことがこの発明の第２の特徴となっている。記録媒
体１からの再生信号として図２の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ピ
ットを形成する記録膜の場合にはピットの幅の違いを意
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、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。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。

【００２６】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、信号波形変換
部５１、信号レベル切替りタイミング検出部５２、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。

【００２７】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４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からの変調信号により多値
レベル値を決定するものである。

【００２８】上記信号レベル切替りタイミング作成部６
２と多値レベル値決定部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。この発明の２値化信号列から多値信号に変換す
る変調方式を分類すると以下のようになる。

【００２９】(1) ２値化信号列の並び方の特徴を分類
し、その分類情報を“量子化された信号レベルもしくは
信号レベル変化量”“量子化された信号レベル変化の切
替り目の間隔”の内のどちらかあるいは両者の組合せの
値に対応させる。

【００３０】(1-1) ２値化信号列の中の特徴のある部分
をとらえ、複数ビット毎に複合信号としてブロック化す
る。そ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“量子化された信号レベルもしくは
信号レベル変化量”に対応させる。そしてブロック化し
た複合信号の開始位置を“量子化された信号レベル変化
の切替り目の間隔”で表示する。

【００３１】(1-2) ２値化信号列の中の特徴のある部分
をとらえ、複数ビット毎に複合信号としてブロック化す
る。そ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“量子化された信号レベル変化の切
替り目の間隔”に持たせる。そしてブロック化した複合
信号の開始位置を“量子化された信号レベルもしくは信
号レベル変化量”で表す。

【００３２】(1-3) ２値化信号列を固定された周期毎に
複合信号としてブロック化する。そのブロック内での各
ビットの並び方の組み合わせをそれぞれ“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”の組合せに対応さ
せる。

【００３３】(2) ２値化信号列の隣接する“１”同士の
間隔、あるいは“０”同士の間隔を“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”の組合せで表現する。

【００３４】(3) ２値化信号列を複数の並列した２値化
信号列に変換し、同期した時刻での各２値信号の組合せ
（複数の並列した２値化信号列に対し行方向の組合せ）
と“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”の組合せを対応させ、多値信号列に変換する。

【００３５】(4) ２値化信号列を２列の並列した２値化
信号列に変換し、一方の２値化信号列の隣接する“１”
同士の間隔・あるいは“０”同士の間隔を“量子化され
た信号レベルもしくは信号レベル変化量”に対応させ、
他方の信号列の隣接する“１”同士の間隔・あるいは
“０”同士の間隔を“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、２つの結果を合わせて多値
信号列にする。まず、(1-1) の具体的な変調方式につい
て図５を用いて説明する。

【００３６】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と量子化された信号レベル（多値
レベル）に対応させる。

【００３７】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。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）をこ
の多値レベルの切替り目とする。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】次に、実際に(1-1) 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。上記信号レベル切替りタイミング作成部６
２は、インバータ９６によって構成されている。上記多
値レベル値決定部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、Ｔ
２、電流設定部としてのトランジスタＴ３、Ｔ４、Ｔ
５、および抵抗Ｒ１〜Ｒ５によって構成されている。

【００４２】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、信号レベル
切替りタイミング作成部６２により信号レベル変化の切
替り目を検出して、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７で捕らえて多値レベル決定部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６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。

【００４３】次に、図６に示す複合信号の復調方式に対
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。上記信号波形変換部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。

【００４４】このような構成により、信号波形変換部５
１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。

【００４５】また、信号波形変換部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）７２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。

【００４６】さらに、信号波形変換部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。

【００４７】上記信号レベル切替りタイミング検出部５
２は、上記信号波形変換部５１からの信号の微分回路７
８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。

【００４８】また、上記多値レベル判定部５３は、上記
信号波形変換部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。

【００４９】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からの検出信号がモノマルチ
バイブレータ８５、遅延回路８６、およびインバータ８
７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、上記多値レベル判定部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。また、(1-2) の変調方式、復調方式は(1-1) の場合
と同様であるので説明を省略する。

【００５０】次に、(1-3) の変調方式について簡単に説
明する。仮に図５のように量子化された信号レベルとし
て４値を考える。量子化された信号レベル変化の切替り
目の間隔を２通りにすると両者を合わせると８種類の組
合せになる。これを３ビットの２値信号に対応させる。
つまり、３ビット毎に複合信号としてブロック化し、そ
れを多値信号の組合せに対応させるものである。

【００５１】また、他の実施例として(2) の変調方式に
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（１．５
Ｔ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＋３ｎ≧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。

【００５２】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。また、このときのレベル数Ｌとしては図８に示した
実施例では３値（Ｌ＝３）に取ってある。

【００５３】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信号レベルの変化量と信号レ
ベル変化の切替り目間隔を設定する図８の（ｃ）。図８
の実施例では信号レベルの変化量を情報に使っている。

【００５４】したがって、変化後の信号レベル値は図８
の（ｄ）のように変化量を逐次加算して行ったときの累
計値をＬ進法（図８では３進法）で現したときの１桁目
の値に相当する。その結果、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３０ａ、３０ｂの出力に
より得られる）は図８の（ｅ）のようになる。

【００５５】以上示した変調方式を実現するための変調
回路４１の構成例を図４との対応を示しながら、図９を
用いて説明する。上記変調信号作成部６１は、ＲＡＭ１
１０、アドレス指定用カウンタ１１１、シフトレジスタ
１１２、１２２、カウンタ１１３、１１４、インバータ
１１５、１１９、１２１、およびゲート回路１１６、１
１７、１１８、１２０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、シフトレジス
タ１２２、ゲート回路１２３、およびフリップフロップ
回路１２４によって構成されている。上記多値レベル値
決定部６３は、加算器１２５、２進から３進への変換用
のＲＯＭ１２６、およびＤ／Ａコンバータ１２７によっ
て構成されている。

【００５６】このような構成の変調回路４１のポイント
は、多値レベル値決定部６３で加算器１２５を利用して
信号情報を信号レベル変化量に変換させ、変調信号作成
部６１でシフトレジスタ１１２により信号を転送させる
時の基準クロックを途中で止めることにより信号のタイ
ミングを変化させる２つの点である。

【００５７】まず、２値化信号列（２−７コード）のデ
ータをＲＡＭ１１０に蓄えておく。そのデータをシフト
レジスタ１１２、１２２を使って逐次取り出す。２−７
コード信号列のうち“１”がシフトレジスタ１２２のＱ
H に来た時、その後の５ビットの中に“１”があるかを
判定し、もしある場合には“０１”（信号レベル変化量
が１であり、図８の（ｅ）の実施例では信号レベル加算
量が１）としてフリップフロップ回路１２４を介して加
算器１２５に入力される。また、５ビットの中に“１”
が無い場合には“１０”（信号レベル加算量が２）とし
て加算器１２５に入力される。

【００５８】加算器１２５では加算される前の状態が端
子Ｂ１、Ｂ２に入力されている。加算後の値はレベル数
Ｌに対応してＬ進数（図９の場合には３進数）にＲＯＭ
１２６を介して変換された後、Ｄ／Ａコンバータ１２７
を用いて記録パワーの設定に利用される。

【００５９】２−７コードの信号列のうち“１”がシフ
トレジスタ１２２のＱH に来た時、その後の５ビットの
中に“１”が無い場合にはそのまま信号レベル切替り目
のタイミングに利用される。これに対して、後の５ビッ
トの中に次の“１”がきた場合にはＲＡＭ１１０からの
データ転送を３クロック分だけ止めて、次の“１”が来
るまでの間隔を広げる。

【００６０】カウンタ１１４は通常ＱA ＝ＱB ＝“０”
の状態で止まっている。エンベロープ端子ＥＮが“０”
になるとカウントを開始し、再度ＱA ＝ＱB ＝“０”の
状態になるまでカウントを続ける。

【００６１】次に、図８に示す変調方式に対応した復調
回路４２の構成例を図３との対応を示しながら、図１０
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、タイミング検出用アンプ１３０、および絶
対値回路１３１によって構成されている。上記多値レベ
ル判定部５３は、アナログスイッチ１３２、１３５、レ
ベル加算値検出回路１３４、サンプルホールド回路１３
６、モノマルチバイブレータ１３７、およびシフトレジ
スタ１３８によって構成されている。上記信号合成部５
４は、Ａ／Ｄコンバータ１３９ＲＯＭ１４０、インバー
タ１４１、ゲート回路１４２、１４３、１４４、タイミ
ング調整用カウンタ１４５、シフトレジスタ１４６、お
よびＲＡＭ１４７によって構成されている。

【００６２】このような構成の復調回路４２の大きなポ
イントは、量子化した後の再生信号変化量をＤ、レベル
数をＬ、信号レベル変化による信号情報値（変調時の信
号レベル変化位置でのレベル加算値）をＡｄとした時Ａｄ＝“Ｌ＋Ｄ” の値をＬ進数表示したときの１桁目の値と言う関係を利
用してＡｄの値を求める。求めたＡｄの値に対応してシ
フトレジスタのシフトを一時的に止めて信号のタイミン
グの整合を取る。と言うところにある。

【００６３】まず、始めに信号レベル切替りタイミング
検出部５２の機能について説明する。図７と同じような
回路構成を持った信号波形変換部５１を通過した信号を
タイミング検出用アンプ１３０の反転端子側１３０ａに
入力し、それに対しわずかに応答を遅らせた信号を非反
転端子１３０ｂに入力する。両者の信号波形の関係は図
１１の（ａ）のようになる。この図１１の（ａ）からわ
かるように信号レベルの切替り目の所で両者の値の差が
大きくなる。

【００６４】この差がある範囲を越えるとタイミング検
出用アンプ１３０に付いているダイオードＤ１かＤ２が
ショートの状態になり、タイミング検出用アンプ１３０
のゲインが急に大きくなる。この結果、タイミング検出
用アンプ１３０の出力がパルス状に近い形になる。

【００６５】さらに、その信号を絶対値回路１３１を通
すことにより図１１の（ｂ）の様な波形を得ることがで
きる。この信号を利用して基準クロックの１クロック分
のパルスをモノマルチバイブレータ１３７で作る。この
パルスがシフトレジスタ１３８、１４６を通ってＲＡＭ
１４７に記録される。

【００６６】その間に、このパルスがシフトレジスタ１
３８のＱB を通過する時、図１２の（ｂ）のタイミング
で信号レベル切替り量をレベル加算値検出回路１３４に
より検出させ、上記パルスがシフトレジスタ１３８のＱ
C を通過する時、図１２の（ｃ）のタイミングで次の信
号レベル切替り時の比較用切替り前の信号のサンプルホ
ールドをサンプルホールド回路１３６で行う。なお、図
１２の（ａ）は信号波形変換部５１の通過直後の信号波
形を表し、斜線を引いた矢印の大きさが信号レベル切替
りによるレベル変化量を表している。

【００６７】図８から明らかなように信号レベル量が増
加するときはその増加量がそのまま信号レベル変化によ
る信号情報値（変調時の信号レベル変化位置でのレベル
加算値）Ａｄを表している。信号レベル量が減少してい
るときには“３−減少量”が信号情報値Ａｄを表してい
る。この関係を一般化するとレベル数Ｌ、再生信号変化
量Ｄに対してＡｄ＝Ｌ＋Ｄ（ただしＬ進数の１桁目の値）の関係がある。この演算をレベル加算値検出回路１３４
でアナログ的に行っている。

【００６８】また、レベル数Ｌの値を基準信号発生部１
３３で作っている。Ａ／Ｄコンバータ１３９の出力は２
進数になっているが、それをＲＯＭ１４０でＬ（図１０
では３）進数の１桁目の値に変換している。その出力が
“１”の時はタイミング調整用カウンタ１４５により基
準クロックの３クロック分、シフトレジスタ１４６のシ
フトを止めて２進法の２−７コードの信号に戻す。

【００６９】また、他の実施例として(3) の変調方式に
ついて、図１３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。

【００７０】この場合、図１３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。

【００７１】また、他の応用例を図１４を用いて説明す
る。図１４では、１６ビット毎にグループ化している。
さらに、８ビット間隔で２ビット毎にペアを作り、各２
ビットペアの４通りの組合せに対し、“量子化された信
号レベル量”と“量子化された信号レベル変化の切替り
目の間隔”を交互に対応させている。

【００７２】図１３の変調方式に対する変調回路４１の
構成例を図４との対応を示しながら、図１５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
１５２、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６
２は、加算器１６０、カウンタ１６１、ＦＦ回路１６
２、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。

【００７３】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。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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】次に、図１３に示す変調方式に対応した復
調回路４２の構成例を図１６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１７
０、１７３、タイミング検出回路１７１、絶対値回路１
７２、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、１７８、比較器（コンパレ
ータ）１７９、１８０、およびＲＯＭ１８１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
１８２、１８５、エンコーダ１８３、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ＲＡＭ１８８によって構成されて
いる。

【００７７】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。

【００７８】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１
７９、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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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 、ＱB 、
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。

【００８３】次に、他の実施例として (4)の変調方式に
ついて説明する。図１７の（ａ）に示したように２値化
信号列を複数ビット毎にブロックに分けそれぞれをＸ、
Ｙのように繰り返しラベル名をつける。

【００８４】Ｘブロックに対しては２値信号のマーク長
記録のように量子化された信号レベル変化の切替り目の
間隔を変化させる。図１７では２値化信号列に対してＭ
ＦＭ変調を行っている（図１７の（ｂ））。Ｙブロック
に対しては２値化信号列を量子化された信号レベル変化
量の列に変換する。その後、図１７の（ｅ）の様に両者
の信号を組み合わせて多値信号列にする。

【００８５】Ｙブロックに対してＭＦＭ変調を行った場
合、反転間隔は１Ｔ、１．５Ｔ、２Ｔの３種類存在する
（図１７の（ｃ））。その反転間隔に対して１、２、３
の多値信号レベル変化量を対応させる（図１７の
（ｄ））。

【００８６】図１７の変調方式の場合、信号レベル数Ｌ
が「４」であるので、レベル変化量を加算した結果が４
を越えるときには、４進数の下１桁の値を信号レベル値
にしている（図１７の（ｅ））。

【００８７】次に、図１７の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１８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、遅延回路１９０、差分回路１９１、基準信号発
生部１９２、レベル加算値検出回路１９３、アナログス
イッチ１９４、サンプルホールド回路１９５、およびＡ
／Ｄコンバータ１９６によって構成されている。上記多
値レベル判定部５３は、４進／２進変換用ＲＯＭ１９
７、遅延回路１９８、差分回路１９９、タイミング検出
用アンプ２００、および絶対値回路２０１によって構成
されている。上記信号合成部５４は、モノマルチバイブ
レータ２０２、シストレジスタ２０３、メモリバッファ
２０４、信号合成器２０５、ＲＯＭ２０６、加算器２０
７、デコーダ２０８、シフトレジスタ２０９、２１０、
メモリバッファ２１１、インバータ２１２、２１５、お
よびゲート回路２１３、２１４によって構成されてい
る。

【００８８】このような構成の復調回路４２のポイント
は、遅延回路１９８、１９０を用いて信号レベル切替り
タイミング検出と多値レベル（変化量）判定を行ってい
る（それぞれの遅延回路１９８、１９０の遅延時間は異
なっている。）ことにある。

【００８９】信号レベル切替りタイミング検出部５２
は、遅延回路１９８とその出力信号を用いた差分回路１
９９を用いたことを除けば図１０の信号レベル切替りタ
イミング検出部５２とほぼ類似した回路構成を持ってい
る。

【００９０】すなわち、信号波形変換部５１から出力さ
れた信号の変化の状態に対し、遅延回路１９８を用いて
その信号の位相を遅らせた信号との間の差の変化を考え
てみる。信号レベルが一定の時には差の値はほぼ０に近
い値を示すが、信号レベルの切替り目では信号レベルが
急変するので差の値は急に大きくなる。その差の値が特
定値（ダイオードＤ５、Ｄ６の順方向電圧値）を越える
と信号レベル切替りタイミングとして検知する。

【００９１】多値レベル判定部５３では、信号波形変換
部５１から出力された信号を差分回路１９１の反転入力
側に入れ、遅延回路１９０を用いて信号レベル切替り前
の信号を非反転入力側に入れることにより、信号レベル
切替り前後の信号レベル変化量を検出している。この信
号は信号レベル切替りタイミング検出部５２で検出され
た信号レベル切替りタイミングに合わせて（シフトレジ
スタ２０３の端子ＱBからの出力信号に同期して）サン
プルホールド回路１９５で保持される。他の部分は図１
０に示した多値レベル判定部５３と同じ原理を使ってい
る。

【００９２】ＭＦＭ変調コードの場合、反転間隔は１
Ｔ、１．５Ｔ、２Ｔの値を取る。図１８の復調回路４２
では量子化された信号レベル変化量として１、２、３の
値を取るので、加算器２０７のＢ側入力値に“１（Ｂ１
＝１、Ｂ２＝０）”を設定して各信号レベル変化量に加
算することにより、加算後の値として２、３、４（ＭＦ
Ｍ変調コードの反転間隔１、１．５、２の２倍）の値を
取らせることができる。

【００９３】そこで得られた値に対し、デコーダ２０８
とシフトレジスタ２０９によりＭＦＭコードの２値化信
号列に戻すことができる。信号レベル切替り目の間隔で
記録されていた情報と多値の信号レベル変化量で記録さ
れていた情報を信号合成器２０５により合成する。

【００９４】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。

【００９５】

【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。

【図９】図８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１０】図８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１１】図８の実施例における復調回路の信号レベル
切替りタイミング検出部の検出原理を説明するための
図。

【図１２】図８の実施例における復調回路の多値レベル
判定部の判定原理を説明するための図。

【図１３】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。

【図１４】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。

【図１５】図１３の実施例における変調回路の具体的な
構成例を示す回路図。

【図１６】図１３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１７】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。

【図１８】図１７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。

【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、６
１…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

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に情報を記録し、この記録媒
体上に記録されている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す
る第１の変換手段と、この第１の変換手段からの変換信号に応じて上記記録媒
体上に情報を記録する記録手段と、上記記録媒体上の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信号レベルと信号レ
ベルの変化の切替り目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第２の変換
手段と、を具備したことを特徴とする記録再生装置。