JPH06101206B2 - ディジタル情報記録システム - Google Patents

ディジタル情報記録システム

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JPH06101206B2
JPH06101206B2 JP5000093A JP9393A JPH06101206B2 JP H06101206 B2 JPH06101206 B2 JP H06101206B2 JP 5000093 A JP5000093 A JP 5000093A JP 9393 A JP9393 A JP 9393A JP H06101206 B2 JPH06101206 B2 JP H06101206B2
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pulse
width modulator
recording
mark
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ジャック・エイチ・ベイレイ
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デイスコビジョン アソシエーツ
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル情報を記録
するためのシステム、より具体的にはパルス幅変調形式
のディジタル情報を記録するためのビデオ・ディジタル
・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ・ディスク・システムは高い記録
効率でディジタル情報を貯蔵するために広く使われてく
るようになった。情報は、例えば渦巻状のパターンの如
く複数個のほぼ円形で且つ同心の記録トラック中に配列
された離隔したマークの連続としてディスク上に通常は
記録される。特に効果的な１つのシステムは、連続して
離隔されたマークのみの各々が分離された複数ビット
（ｍｕｌｔｉ−ｂｉｔ）コード・ブロックを表わす個々
に独立に変化し得る長さを有するようにしたパルス幅変
調形式でディジタル情報を記録してきた。このような従
来のシステムでは、相次ぐマーク同志の間のスペース、
又は相次ぐマークの始端同志の間の間隔は通常一定に保
たれる。すなわち、スペースの長さについては、個々に
独立には変化し得なかったことが理解されるであろう。
【０００３】ビデオ・ディスクはディスクを被う薄い金
属性の記録層を有するガラス基盤を含むことが出来、そ
してディスク上にディジタル情報を記録する装置は、デ
ィスクが均一な速度で回転される時、記録されるべきデ
ィジタル情報に従って変調される光ビームの強度でディ
スク上に書込み光ビームを集束する。光の強度が予定の
閾値を越えた時、非反射のピット即ちマークが記録層に
形成されるが、一方、強度が閾値を越えない時は記録層
は影響されない。従って、連続し離隔されたマークの長
さは、集束されたビームの強度がこの閾値を越えた持続
時間に対応する。
【０００４】記録されたディジタル情報は、離隔された
マークの記録パターンにより変調された強度を有する反
射ビームを発生するために、均一な強度を有する読取り
光ビームで、記録された光学ディスクのレプリカを走査
することによって再生される。反射されたビームの強度
は対応するマークの長さ、従ってそれが表示する特定の
バイナリ・コード・ブロックを決めるために、予定のレ
ベルを越えた時間長が測られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来のパルス幅変
調技術は比較的高い記録効率でディジタル情報を記録す
るのに効果的であることが証明されているけれども、よ
り高い効率でディジタル情報を記録するためのシステム
が望まれている。本発明の目的は、かかる要望を満たす
ディジタル情報記録システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、記録
されるべき入力信号を受けとる手段と、前記入力信号を
サンプルすると共にこれをフォーマット化することによ
り、前記入力信号を表わす一連のサンプルを生成する手
段と、前記一連のサンプルの第１サンプル列を受け入れ
ると共に、該第１サンプル列を構成する各連続するサン
プルに対応する時間長を有する論理“１“レベルの出力
パルスを生成するマークパルス幅変調器と、前記サンプ
ルの第２サンプル列を受け入れると共に、該第２サンプ
ル列を構成する各連続するサンプルに対応する時間長を
有する論理“０“レベルの出力パルスを生成するスペー
スパルス幅変調器と、前記マークパルス幅変調器と前記
スペースパルス幅変調器とを交互に能動化すると共に、
前記マークパルス幅変調器及び前記スペースパルス幅変
調器からそれぞれ得られる論理“１“レベルパルスと論
理“０“レベルパルスとを結合して、相反する極性のパ
ルスから成る連続的なストリームを生成し、これにより
前記ストリーム中に得られる相隣接する２個の出力信号
のそれぞれが論理“０“レベルの１個のパルスと論理
“１“レベルの１個のパルスとを含むようにする制御手
段と、前記パルスの連続するストリームを用いて書き込
み源の出力を変調し、これにより記録媒体上に書き込み
を行う手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】本発明は、情報が個々独立に変化し得る離
隔されたマークの連続中に貯蔵されている記録媒体上に
ディジタル情報を記録し且つ再生するためのシステムで
具体化されている。各マークの長さは連続した複数ビッ
ト・バイナリ・コード・ブロックのうちの分離した１つ
を表わす。本発明によれば、相次ぐマーク同志の間の間
隔即ちスペースもまた、一連のコード・ブロックの中の
分離されたブロックを表わす個々独立に変化し得る長さ
をもつ。これによりディジタル情報はより高い記録効率
で記録媒体上に記録される。
【０００８】より具体的に言えば、本発明は、ビデオ信
号がほぼ円形で且つ同心円的な連続したレコード・トラ
ックのディスク状記録体に記録されているビデオ・ディ
スク・システムに特定の利用を持っている。記録装置は
最初にビデオ信号をディジタル化し且つ既知のデータ圧
縮技術を使ってディジタル化された信号を圧縮するため
に機能する。ディジタル化された信号は同じ長さ又は混
合された長さのコード・ブロックの連続に配列され、そ
して相継ぐコード・ブロックに従って決定される状態の
遷移を有するバイナリ変調信号が形成される。良好な実
施例に於て、各コード・ブロックは４個のバイナリ・ビ
ットを含み且つ変調信号の連続状態は１６個のあるべき
個々独立の持続期間を有する。
【０００９】変調信号は光強度変調器へ結合され、それ
は複数ビット・コード・ブロックの連続に対応する個々
の持続時間の間、強度が予定敷値よりも大きい値及び小
さい値と交互になるような態様で書込みビームの強度を
変調する。強度変調されたビームは、記録体が規定の速
度で回転された時、規定のパターンで、対応する顕微鏡
的なピット即ちマークを形成するために記録体上に集束
される。その後、その記録体は、従来の技術を使ってビ
デオ・ディスクのレプリカを作るために使用される。
【００１０】記録されたディジタル情報はほぼ均一な強
度を有する読取り光ビームで連続するトラックを走査す
ることによりディスク・レプリカから再生される。これ
は、交互のマーク及びスペースである記録パターンによ
って変調された強度を有する反射（又は透過）ビームを
生ずる。再生装置は連続するマーク及びスペースの持続
時間を測り且つ夫々が表示する特定のコード・ブロック
を決定する。検出されたコード・ブロックの連続を伸長
（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ）した後に、もとのアナ
ログ映像信号を再現することが出来る。
【００１１】良好な実施例に於て、連続する記録トラッ
クの各々は個々の映像フレームを記録するのに使われ
る。然し乍ら、この特別なパルス幅変調形式は可変長の
マーク及びスペースの記録パターンに帰着するので、各
映像フレームを記録するのに必要とするトラックの長さ
はトラック全体よりも短いのが通常である。これが起き
た時、残りのトラックは規定の充填コードのマーク及び
スペースの交番表示によって占められる。
【００１２】
【実旅例】図１を参照すると、ディスク状レコード１１
上にディジタル化された映像信号を記録するための記録
装置が示されている。その装置はほぼ均一な強度を有す
る書込み光ビーム１５を発生するための書込みレーザ１
３と、記録されるべきディジタル化された変調信号に従
ってビームの強度を変調するための強度変調器１７を含
んでいる。この装置は更に、レコード上に強度変調され
たビームを集束するための反射方向に移動しうる対物レ
ンズ（図示せず）と、規定された均一な速度（例えば１
８００ｒ．ｐ．ｍ）でレコードを回転するためのスピン
ドル・モータ１９とを含む。従って集束されたビームは
実質的に円形で且つ同心的な記録トラックを記録媒体中
に形成する。
【００１３】記録体１１はそれを被う金属性の記録層を
有するガラス基盤を含み、且つ集束ビームは、その強度
が予定閾値を越えた時はいつでも記録層中に顕微鏡的な
ピットを形成する。その強度は記録されるべきディジタ
ル変調信号に従って交互にこの閾値よりも大きく及び小
さくなるように変調されるので、離隔されたピット即ち
マークの対応する連続がレコード中に形成される。
【００１４】本発明に従って、相次ぐマーク及び相次ぐ
マーク間のスペースの両方が連続した複数ビット・バイ
ナリ・コード・ブロックを表わす個々独立に変化し得る
長さを有するようにした特別なパルス幅変調形式で記録
体１１に記録される。これによりディジタル情報が改良
された記録効率で記録体上に記録される。
【００１５】より詳細に言えば、図１の記録装置は、線
２３上のベースバンド映像信号をサンプルし、且つ対応
するディジタル信号へ映像信号を変換するためのアナロ
グ／ディジタル変換器２１を含む。このディジタル信号
は、垂直及び水平同期信号の除去、及びディジタル情報
の圧縮のため、線２５を経てフォーマッタ２７へ結合さ
れて、圧縮されたデータを連続した４−ビット・コード
・ブロックに形式化する。これ等の連続したコード・ブ
ロックは線２９を経て適当な貯蔵バッファ３１へ転送さ
れ、バッファ３１はマーク（ＭＡＲＫ）パルス幅変調器
３５及びスペース（ＳＰＡＣＥ）パルス幅変調器３７へ
線３３を経てそのブロックを１つずつ出力する。この２
つのパルス幅変調器はそれ等の夫々の入力端子へ印加さ
れた特定のコード・ブロックに対応して個々独立に変化
し得る持続時間を有する出力パルスを発生するように交
互に動作する。ブロックは実質的に均一な割合で入力さ
れるが、コード・ブロックが含む特定の情報によって決
定される可変的な割合で出力されるので、バッファ３１
はあらかじめ決められた数の４−ビット・コード・ブロ
ックを貯蔵するために充分な貯蔵容量を持たねばならな
い。
【００１６】以下の表は１６個のとり得る４−ビット・
コード・ブロックと、２つのパルス幅変調器３５及び３
７による対応するパルス出力の持続時間との間の１つの
関係を示す表である。
【００１７】 起こりうる可能なパルスの長さは最小の長さ１．０Ｌ及
び最大の長さ２．５Ｌとの間で均一なステップで変化す
る。最小長さ１．０Ｌがレーザビームのスポット径にて
定まる周波数上限値に関連して決定され、また最大長さ
２．５Ｌが周波数下限値に関連して決定されることは、
当業者であれば容易に理解されるであろう。１６個のコ
ード・ブロックと、対応するパルスの持続時間との間の
別の関係は「非リニア・マーク長さの変調を有するビデ
オ再生器／記録器」と題するジャック エイチ．ベイリ
イ（Ｊａｃｋ Ｈ．Ｂａｉｌｅｙ）の名前で出願された
米国特許出願番号第９７４，１８３号で与えられる。
【００１８】図１の記録装置は更に、夫々ＭＡＲＫ及び
ＳＰＡＣＥ変調器３５及び３７から線４３及び４５を経
て受取られる連続したパルス幅変調パルスに従って、線
４１を経て強度変調器１７へ結合された変調信号を発生
するための結合器３９を含む。結合器はまた、一方の変
調器からの以前の出力パルスが休止した直後に各変調器
の動作を開始するＥＮＡＢＬＥ信号を夫々線４７及び４
９を経て与えることによってＭＡＲＫ及びＳＰＡＣＥ変
調器のタイミングを制御する。線４１上の結合器による
変調信号出力はＭＡＲＫ変調器３５がパルスを出力する
時はいつでも論理「１」状態にあり且つＳＰＡＣＥ変調
器３７がパルスを出力する時はいつでも論理「０」状態
にある。即ち連続した４−ビット・コード・ブロックを
表わすマーク及びスペースの交互の所望のパターンが記
録体１１に形成される。
【００１９】良好な実施例に於ては、記録体１１中の連
続した記録トラックの各々は単一の映像フレームのディ
ジタル情報を記録する。第３図に示すように、各トラッ
クはＮ個のセクタを含み且つ各セクタは先頭部分、デー
タ部分及び可変長の充填部分を含む。一定数のデータが
各データ部分に含まれるが各マーク及びスペースが可変
長なので、データ部分全体の長さは従って可変長であ
る。従って充填部分は通常は必要である。良好な実施例
に於て、充填コードは記録された情報を再生するために
補正装置に使うことの出来る特別な順序のマーク及びス
ペースから成っている。各セクタの先頭部分及び充填部
分の両方はフォーマッタ２７（図１）によって発生さ
れ、フォーマッタ２７は、現在のフレーム番号及びセク
タ番号のデータ表示と、記録されている現在のセクタ中
の特定のロケーションのデータ表示を貯蔵するためのレ
ジスタを含む。
【００２０】図３は同期コード、セクタ・アドレス・コ
ード、データの性質（例えば映像、音声等）を示す確認
コード、正／補コード及び前のすべてのコードの伸長を
許す予備部分とを含む各セクタの先頭部分を示してい
る。正／補コードは各セクタ中のデータの長さを最小限
にするための特別な手段として用いられる。既に説明し
たように、各セクタは一定量のデータを含むが記録され
ている特定のコード・ブロックに従って可変長である。
データの特定のセクタをレコードするのに必要とするト
ラックの長さが予定された平均値を越えたことが若しフ
ォーマッタ２７（図１）によって決定されると、フォー
マッタは記録の代わりに各コード・ブロックの補数を出
力し、且つ対応する先頭部分中の正／補コードを修飾す
る。このようにして、任意のセクタ中にデータを貯蔵す
るのに必要とされる最大のトラックの長さはすべて平均
の長さ、即ちコード・ブロック０１１１又は１０００に
対応するマーク及びスペースの記録に対応する。
【００２１】図３は又、各セクタのデータ部分のフォー
マットを示している。データはＭ個の連続する区分を含
み、各区分は同期及び再開始のために特別な監督コード
が先行していることが判る。良好な実施例では、各区分
は映像フレームの切片から取出される８×８のマトリッ
クスに対応する。
【００２２】図２は図１の記録された記録体１１のビデ
オ・ディスク・レプリカ５１を再生演奏するための装置
を示している。その装置は実質的に均一な強度を有する
読取り光ビーム５５を発生するための読取りレーザ５３
を含む。このビームは、ディスクがスピンドル・モータ
５７により均一な速度で回転された時放射方向に可動な
レンズ（図示せず）によってディスク５１上にビームス
ポットとして集束される。これはディスク上に記録され
たマークのパターンに従って強度変調された反射ビーム
５９を生ずる。装置は次に変調されたビームを検出し、
且つ対応する４−ビット・コード・ブロックを決定する
ためにマーク及びスペースで変調された連続するパルス
幅の長さを測る。その後もとのベースバンド映像信号が
再現される。
【００２３】より具体的に言えば、図２の再生装置は反
射ビーム５９の変調された強度を検知するための検知器
６１を含み且つ対応する電気信号を発生する。この信号
は線６３を経てＭＡＲＫパルス幅復調器６５及びＳＰＡ
ＣＥパルス幅復調器６７へ接続され、それ等は連続する
マーク及びスペースの長さを夫々測り、且つそれ等が表
示する特定のコード・ブロックを決定する。各復調器
は、各マーク（又はスペース）の検出された端により開
始され且つ終止される線型ランプ（ｒａｍｐ）発生器
と、対応する４−ビット・コード・ブロックへランプの
ピーク値を変換するためのアナログ／ディジタル変換器
とを含ませることが出来る。この装置は更に夫々ＭＡＲ
Ｋ及びＳＰＡＣＥ復調器６５及び６７から線７１及び７
３上に供給される連続する４−ビット・コード・ブロッ
クを挿入（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）するためのデコーダ
６９を含む。
【００２４】コード・ブロックの連続は線７５を経てデ
コーダ６９からバッファ及びデフォーマッタ装置７７へ
結合され、それは通常の技術を用いてデータを伸長（ｄ
ｅ−ｃｏｍｐｒｅｓｓ）して、データを転換し実質的に
もとのディジタル・フォーマットへ復帰する。加えて、
デフォーマッタは通常のディジタル化された垂直及び水
平同期信号を伸長されたビデオ・データ中に挿入する。
次にデフォーマッタは線７９を経てＤ−Ａ（ディジタル
／アナログ）コンバータ８１へ結合するためにリアル・
タイムのディジタル・ビデオ信号を発生し、Ｄ−Ａコン
バータは線８３上に出力するためにもとのアナログ・ベ
ースバンド映像信号を再生する。装置７７から情報が実
質的にリアル−タイム態様で出力されている間、コード
・ブロックが含む特定の情報によって決定される可変的
な率でデコーダ６９から受取られる連続した入力コード
・ブロックのあらかじめ決められた部分を貯蔵するため
めに、バッファ及びデフォーマッタ装置７７は充分に大
きいメモリ容量を含まねばならない。
【００２５】上述の説明から本発明はディスク状記録体
上のディジタル情報を記録し且つ再生するための改良さ
れたシステムを提供することが判る。情報は、複数ビッ
ト・コード・ブロックの連続に従って個々独立に可変長
である、相次ぐマーク及び相次ぐマーク間のスペースの
両方の長さを以て、離隔したマークの連続の中に貯蔵さ
れる。ディジタル情報はこれによって改良された記録効
率で貯蔵される。
【００２６】本発明は良好な実施例を参照して説明して
来たが、本発明の精神を逸脱することなく、映像信号に
限らず音声信号にも施しうることが勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、ディジタル情報をパルス幅変調形式により高
効率で記録させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った特別なパルス幅変調形式で、ビ
デオ・ディスク上にディジタル化された映像信号を記録
するための読取り装置のブロック図である。
【図２】本発明に従って特別なパルス幅変調形式でビデ
オ・ディスク上に貯蔵されたディジタル化された映像信
号を再生するための再生装置のブロック図である。
【図３】ビデオ・ディスク上のデータのフォーマットを
説明する概要図である。
【図４】記録されている複数の起きうる４−ビット・コ
ード・ブロックの各々に対応する連続したマーク（及び
スペース）のための規定の長さを示す図表である。
【符号の説明】
１１…ディスク状レコード、 １３…書き込みレーザ、 １５…書込み光ビーム、 １７…強度変調器、 １９…スピンドル・モータ、 ２１…アナログ／デジタル変換器 ２７…フォーマッタ ３１…バッファ、 ３７…パルス幅変調器、 ３９…結合器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】記録されるべき入力信号を受けとる手段
    と、前記入力信号をサンプルすると共にこれをフォーマ
    ット化することにより、前記入力信号を表わす一連のサ
    ンプルを生成する手段と、前記一連のサンプルの第１サ
    ンプル列を受け入れると共に、該第１サンプル列を構成
    する各連続するサンプルに対応する時間長を有する論理
    “１“レベルの出力パルスを生成するマークパルス幅変
    調器と、前記サンプルの第２サンプル列を受け入れると
    共に、該第２サンプル列を構成する各連続するサンプル
    に対応する時間長を有する論理“０“レベルの出力パル
    スを生成するスペースパルス幅変調器と、前記マークパ
    ルス幅変調器と前記スペースパルス幅変調器とを交互に
    能動化すると共に、前記マークパルス幅変調器及び前記
    スペースパルス幅変調器からそれぞれ得られる論理“１
    “レベルパルスと論理“０“レベルパルスとを結合し
    て、相反する極性のパルスから成る連続的なストリーム
    を生成し、これにより前記ストリーム中に得られる相隣
    接する２個の出力信号のそれぞれが論理“０“レベルの
    １個のパルスと論理“１“レベルの１個のパルスとを含
    むようにする制御手段と、前記パルスの連続するストリ
    ームを用いて書き込み源の出力を変調し、これにより記
    録媒体上に書き込みを行う手段と、を具備すること特徴
    とする書き込み源を用いて記録媒体上にデジタル情報を
    記録するシステム。
  2. 【請求項２】前記マークパルス幅変調器に与えられる第
    １のサンプル列は、前記スペースパルス幅変調器に与え
    られる第２のサンプル列と同一であることを特徴とする
    請求項１に記載のシステム。
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