JPH06282845A - 光学式記録再生方法および光学式記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンジェンシャル方向の密度を高める，ま
た，ピット長が小さくなっても符号間干渉を受けずディ
スク転送レートを向上できるＥＸＲＯＭ形光ディスク記
録再生方法とその装置を提供する。 【構成】 各トラックごとのピットデータを排他的論理
和をとりペアトラックを形成する光ディスク装置におい
て，レーザビームによるピット検出位置を隣接するピッ
トのエッジにして５値検出を行い，タンジェンシャル方
向の密度を高める。またペアトラックＲＯＭのデータを
互いに１８０度ずらした位置で記録し，各々のピットの
エッジ部の５値化された再生信号を通常の２倍のクロッ
クで検出して，和信号を用いて同時にペアトラックを検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置などの光
学式記録再生装置とその記録再生方法に関するものであ
り，特に，ペアトラック式データ読みだし専用領域を有
する光学式記録媒体を用いた光学式記録再生装置とその
記録再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの現在の製造上の制約から光
ディスクにおけるピットの大きさは，現在，０．９μm
程度必要であると言われており，タンジェンシャル方向
の密度を向上させることが難しいという観点から，光デ
ィスク内の隣接するトラックごとデータを多値化して記
録させ，読み出す方法が現在すでに提案されている。こ
の方法はペアトラック方法または排他的論理和（イクス
プルオア：ＥＸＯＲ）方法とも呼ばれ，この方法によれ
ば，光ディスクのラジアル方向に密度を増やすことがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，光ディ
スク内のペアトラックから読み出される信号の和信号を
使って光ディスクに記録されたデータを再生した場合，
トラック密度は２倍になるが，光ディスクの線密度が，
たとえば，０．９μm/ピットのままなので光ディスクか
ら読み出したデータの転送レートを上げることができな
いという問題がある。従来の半分のトラックを再生する
ために，ペアトラック方法を用いない従来のトラッキン
グ精度に比較して，ペアトラック方法では２倍の精度が
必要になるという問題がある。さらにペアトラック方法
では，２ビームカッティングまたは１ビームカッティン
グのいずれの場合においても，光ディスクの製造時に隣
接するトラックの情報を１トラック分保持しながらカッ
ティングしなくてはならないという問題がある。

【０００４】光ディスク内の隣接するトラックから読み
出したデータを排他的論理和（ＥＸＯＲ）を演算したペ
アトラックは，光ディスクの製造上，ピット長が制限さ
れている場合には有効であるが，光ディスクの製造方法
の改善によってピット長の制限が小さくなった場合に
は，ペアトラック方法のようにピットの中心で検出を行
う方法では，符号間干渉の影響が無視できなくなるとい
う問題に遭遇する。

【０００５】本発明は上述した問題を解決し，ピット長
が短くなっても符号間干渉の影響を受けずに，実質的に
記録密度を向上させ，データ転送レートを向上させうる
光学式記録再生方法とその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】上記問題を解決し，上述
した目的を達成するため，本発明の第１の形態によれ
ば，データ読みだし専用領域を有する光学式記録媒体の
上の隣接するトラックの情報ビットを排他的論理和を算
出しペアトラックとしてこれらの隣接する２つのトラッ
ク中心にビーム光を照射して検出した再生信号を多値化
し，元のデータを復号する光学式再生方法であって，検
出位置をピットエッジで行い，読みだしデータを識別す
る判定値として５値による識別を行うことを特徴とする
光学式データ再生方法が提供される。また本発明によれ
ば，上記光学式データ再生方法を実施する装置，すなわ
ち，データ読みだし専用領域を有する光学式記録媒体の
上の隣接するトラックの情報ビットを排他的論理和を算
出しペアトラックとしてこれらの隣接する２つのトラッ
ク中心にビーム光を照射して検出した再生信号を多値化
し，元のデータを復号する光学式再生装置であって，光
学式記録媒体に記録された検出位置をピットエッジで行
う手段と，光学的に検出した読みだしデータを識別する
判定値として５値による識別値を算出する手段と，この
５値識別データを用いて読み出したデータを復号する手
段を有することを特徴とする光学式データ再生装置が提
供される。

【０００７】また本発明の第２の観点によれば，データ
読みだし専用領域を有する光学式記録媒体の上の隣接す
るトラックの中心にビーム光を照射して検出した再生信
号を多値化し，元のデータを復号する光学式再生方法で
あって，隣接するトラックのピットパタ−ンの位相を１
８０°ずらして記録しておき，かつ，２倍の周波数のク
ロックで再生した信号の変化を検出して，同時に隣接す
るトラック内の情報を検出することを特徴とする光学式
記録再生方法が提供される。また本発明によれば，上記
光学式記録再生方法を実施する装置，すなわち，データ
読みだし専用領域を有する光学式記録媒体の上の隣接す
るトラックの中心にビーム光を照射して検出した再生信
号を多値化し，元のデータを復号する光学式記録再生装
置であって，隣接するトラックのピットパタ−ンの位相
を１８０°ずらして記録する手段と，２倍の周波数のク
ロックで再生した信号の変化を検出して，同時に隣接す
るトラック内の情報を検出する手段とを有する光学式記
録再生装置が提供される。

【０００８】

【作用】光学式記録媒体に形成された各トラックごとの
データで排他的論理和を算出し，ペアトラックを作る
際，その検出位置をピットエッジとすることにより５値
検出を行いタンジェンシャル方向の密度をつめる。つま
り，２ピット間の符号間干渉を利用してタンジェンシャ
ル方向の密度を上げて，記録容量を上げる。

【０００９】また，ペアトラック内のデータを互いに１
８０度ずらした位相で記録し，各々のエッジ部の多値化
された再生信号を，本来の２倍のクロックで検出するこ
とにより，和信号を用いて同時にペアトラックを検出す
る。

【００１０】

【実施例】本発明の光学式記録再生装置とその方法の第
１実施例を述べる。図１は光学式記録再生装置の第１実
施例としてのサンプルサーボ方式の光ディスク装置の構
成図である。第１実施例は，光ディスクを各トラックご
とのデータで排他的論理和（ＥＸＯＲ）をとるようにペ
アトラックを形成し，その検出位置をピットエッジとす
ることにより多値，この例では，５値検出を行いタンジ
ェンシャル方向の密度をつめて，実質的に光ディスクの
記録密度を向上させる。

【００１１】図１に示した光ディスク装置は，光ディス
ク２，この光ディスク２を回転させるスピンドルモータ
ＳＭを制御するスピンドルモータ制御回路６，光ディス
ク２にレーザビームを照射するレーザ（またはレーザダ
イオード）ＬＤを駆動するレーザドライバ回路４，光デ
ィスク２からの反射レーザ光を受光して信号変換を行う
フォトデテクタ（ＰＤ）・電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変換素
子８，ＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素子８の出力信号を増幅して和
信号ＲＦおよびフォーカスエラー信号ＦＥを出力するマ
トリクスアンプ１０を有する。光ディスク２には上述し
たように，ペアトラックを形成するデータが記憶されて
いるが，その詳細については後述する。光ディスク装置
は，マトリクスアンプ１０からのフォーカスエラー信号
ＦＥに基づいてレーザビームのフォーカス位置を制御す
るフォーカスコントロール回路３０を有する。光ディス
ク装置はまた，和信号ＲＦを位相同期させてクロックＣ
ＬＫを生成する位相同期回路１２，この位相同期回路１
２の出力信号を反転させてクロックＣＬＫを出力するイ
ンバータ１４，このクロックＣＬＫを変換タイミング信
号としてマトリクスアンプ１０から出力された和信号Ｒ
Ｆをディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１８，こ
のＡ／Ｄ変換回路１８の出力信号からトラックキングエ
ラー信号ＴＥを演算するトラックキングエラー演算回路
２６，トラックキングエラー信号ＴＥにもとづいてトラ
ックキング制御を行うトラックキングコントロール回路
２８を有する。さらに光ディスク装置は，インバータ１
４から出力されるクロックＣＬＫから各種タイミング信
号を生成するタイミング信号発生回路１６，Ａ／Ｄ変換
回路１８から出力されるディジタル和信号ｄＲＦをタイ
ミング信号発生回路１６から出力される信号にもとづい
て４つのスレシュホールド値（しきい値）ＳＨを決定す
るスレシュホールド決定回路２４，クロックＣＬＫをタ
イミングとしてＡ／Ｄ変換回路１８から出力されるディ
ジタル和信号ｄＲＦをスレシュホールド決定回路２４か
らのスレシュホールド値ＳＨにもとづいて多値，この例
では５値の復号識別（判別）用の値を検出する多値検出
回路２０，この多値検出回路２０からの５値検出信号Ａ
〜Ｅから光ディスク２に記憶されているデータを解読
（復号）するデータデコード回路２２を有する。

【００１２】本発明の実施例を詳述する前にペアトラッ
クについて述べる。図２は，従来のペアトラック読みだ
し専用領域（ＲＯＭ）を有する光ディスク（ＥＸＲＯ
Ｍ）の記録または読みだしのフォーマットを示す。図２
において，白抜きのマークはピットが存在しない部分を
示し，斜線で示した部分にはピットが存在する。以下，
この表記を用いる。１つのデータは，隣接するピットパ
ターントラックに記録されたデータの組合せで規定さ
れ，これら隣接する記録データの排他的論理和で最終的
な読みだしデータが決定される。図２に示したように，
データ「１」はその排他的論理和が１になる図２（Ａ）
に示した２つの形態で表すことができ，データ「０」は
その排他的論理和が０になる図２（Ｂ）に示した２つの
形態で表すことができる。図３は図２に示した記録形態
で記録されているデータが複数連続し，これらの隣接す
るトラックをレーザダイオードＬＤのビームスポットＢ
Ｓが走査する形態を示す図である。ビームスポットＢＳ
の直径は隣接する２つのトラックを同時に走査可能な大
きさになっており，ビームスポットＢＳで同時に検出し
た隣接する２つのトラックの検出データから再生データ
を決定する。

【００１３】図４は，このように光ディスク記録してい
るデータを読み出した時の再生波形のアイパターンを示
す。図４において，横軸はビーム位置を示し，縦軸はＲ
Ｆ出力を示す。このグラフは，開口数ＮＡ＝０．５５，
レーザビームの波長λ＝７８０ｎｍ，ピット長さ＝０．
９μｍ，ピット幅＝０．５μｍ，ピット深さ＝λ／４に
おけるアイパターン特性を示す。従来の読みだしタイミ
ングは，図４におけるビーム位置＝０．０μｍ，つま
り，ピットの中心位置において行う。このビーム位置に
おいては，アイパターンは３箇所に分離されている。上
述したように，ピット決定時に排他的論理和をとるの
で，アイパターンのハイレベルとローレベルとがデータ
「０」を意味し，アイパターンの中間（ミドル）レベル
がデータ「１」を示す。図２に示したように，データが
「１」のときは片側のトラックにしかピットがないので
アイパターンはミドルレベルになり，データが「０」の
ときは隣接する両方のトラックにピットがないか両方共
にピットがあるのでアイパターンはローレベルまたはハ
イレベルになる。

【００１４】図４に示したアイパターン特性は，ピット
長が０．９μｍであるから符号間干渉の影響は ほとん
どなくアイパターンは明瞭に３値に分かれているが，光
ディスクの製造の進歩によってさらにピット長が短い光
ディスクが製造可能になり，ピット長がさらに小さくな
った場合，同じ直径のビームスポットＢＳを用いたとき
両脇のピットが同時に見えてしまい，アイパターンがつ
ぶれていき，ビーム位置＝０．０において検出したとき
明瞭に３値に分離できなくなる。

【００１５】そこで，図４に示したビーム位置がほぼ
０．４５μｍ，つまり，ピット間のエッジ部におけるア
イパターンを考察すると，ＲＦ出力レベルは５値に分離
されている。排他的論理和の演算においては，２ピット
の組み合わせでレベルが決定されるため，外乱として考
えられる符号間干渉は，ビーム位置＝０．４５μｍにお
いて検出すると，上記ビーム位置＝０．０μｍの場合に
比較して２倍離れたピットからの影響になる。

【００１６】図６を参照してさらに考察する。図６
（Ａ）は図２および図３に示した従来のピット構成とそ
のビームスポットＢＳによるその読みだし位置を図解し
た図であり，図６（Ｂ）は本発明の第１実施例における
第１の例としてのピットの構成とそのビームスポットＢ
Ｓの読みだし位置を図解する図であり，図６（Ｃ）は本
発明の第１実施例における第２例としてのピットの構成
とそのビームスポットＢＳの読みだし位置を図解する図
である。図６（Ａ）に図解した従来の検出位置でビーム
スポットＢＳの直径の大きさがピット長以下であれば符
号間干渉はない。図６（Ｂ）に示したように，ビームス
ポットＢＳが隣接する４つのピットのエッジの位置に位
置するときに読みだしを行うと，関係のあるピットの距
離は２倍に伸びている。この特性を逆に見ると，図６
（Ｃ）に図解したように，ピット長を，図６（Ａ）およ
び（Ｂ）に図解したピット長半分にしても，原理的には
なんら問題が起こらない。

【００１７】本発明はこの特性に着目して，検出位置を
ピットエッジで行い５値による再生データの検出（識
別）を行う。本発明の検出位置は図４に示したピットの
エッジ位置に対応するビーム位置＝０．４５μｍであ
る。この位置においては，ＲＦ出力レベルは５値に分か
れるが，ビーム内のピットの見える組み合せによって，
図７に示すように，５つの値Ａ〜Ｅをとることになる。
図７において，ビームスポットＢＳ内のピットは，判り
やすいように，きれいに４等分して示している。たとえ
ば，最上段のビームスポットＢＳ内には１つのピットも
検出されず最も明るく，最下段のビームスポットＢＳ内
には４つのピットが検出されていて最も暗い。

【００１８】これらの５値Ａ〜Ｅを決定するためのスレ
シュホールド値ＳＨとしては，図８に示すように，識別
パターンをあらかじめ各セクターの先頭に記録してお
き，５値の和信号の再生レベルをサンプリングすること
で求める。つまり，ピットのエッジ部分におけるリファ
レンス・イネーブル信号ＲＥＦＥＮＡまたはＥ_A 〜Ｅ_E
と，タイミングＴ１〜Ｔ６におけるサンプリングクロッ
クとを基準にして，隣接するトラックのピットパターン
を読み取り，それぞれのサンプリングクロック・タイミ
ングＴ１〜Ｔ６における和信号ＲＦ_T1〜ＲＦ_T6を求め，
これらのサンプリングした和信号の再生レベルデータＲ
Ｆ_T1〜ＲＦ_T6から，４つのスレシュホールド値ＳＨ_ED,
ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを求める。これらの４つのスレ
シュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAは下記
式１〜式４に示す簡単な演算で求めることができる。

【００１９】これらのスレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ
_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAから和信号ＲＦ_TN（ＴＮ＝Ｔ１〜Ｔ
６）が下記のいずれかの条件に当てはまるかによって５
値（レベル）の識別レベルを検出（決定）する。 表−１識別レベル 判定論理 第１のレベル（Ａレベル） ＲＦ_TN＜ＳＨ_BA 第２のレベル（Ｂレベル） ＳＨ_BA≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_CB 第３のレベル（Ｃレベル） ＳＨ_CB≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_DC 第４のレベル（Ｄレベル） ＳＨ_DC≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_ED 第５のレベル（Ｅレベル） ＳＨ_ED≦ＲＦ_TN

【００２０】次に，これらの５値の識別レベルから最終
的な再生情報ビットに変換（復号））する方法について
述べる。図７に示したピットのパターンと，図２および
図３に示したデータ「１」と，データ「０」の時のピッ
トの定義から 図７に示したビットデータ（０，１）の
情報ビットが元のデータであることが判る。この内容を
見ると，下記のようになっていることが判る。 Ａレベルでは情報ビットは，（０，０） Ｂレベルでは情報ビットは，（０，１）あるいは（１，
０） Ｃレベルでは情報ビットは，（１，１）あるいは（０，
０） Ｄレベルでは情報ビットは，（０，１）あるいは（１，
０） Ｅレベルでは情報ビットは，（０，０） つまり，ＡレベルおよびＥレベルでは情報ビットは
「０」のままであり，Ｃレベルでは前の状態が連続し，
ＢレベルおよびＤレベルでは反転したことを意味する。
図９はこの遷移状態を図解した図である。

【００２１】より具体的な例を述べる。 前のトラックデータを ００１１０１００１， 復号したいトラックデータを １０１００１１１０ とすると，この場合，図１０に示すように， ＲＦレベルはＢＢＢＤＣＢＣＣＤ となり，図９に示した手順に従ってデコードしていくと
初期値を「０」であると仮定しておけば， デコード結果：１０１００１１１０ となり元通りのデータに復号される。

【００２２】図１に示した光ディスク装置は上述した方
法に従って信号処理を行う。レーザドライバ回路４によ
って駆動されたレーザダイオードＬＤから出射されたレ
ーザビームが光ディスク２で光ディスクで反射されＰＤ
・Ｉ−Ｖ変換素子８に入射する。ＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素子
８はその反射光を受光して，その大きさに比例した電流
信号に変換する。さらにＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素子８におい
て，検出電流はＩ−Ｖ変換によって電圧に変えられてマ
トリクスアンプ１０に印加される。ＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素
子８からの検出信号はマトリクスアンプ１０において，
周知の方法に従って和信号ＲＦおよびフォーカスエラー
信号ＦＥが算出される。フォーカスエラー信号ＦＥはフ
ォーカスコントロール回路３０に入力され，フォーカス
コントロール回路３０はレーザダイオードＬＤの前方に
配設された対物レンズ（図示せず）の位置を制御して光
ディスク２に対してレーザダイオードＬＤからのビーム
の焦点を合わせる。

【００２３】マトリクスアンプ１０で算出された和信号
ＲＦは位相同期回路１２へ入力され，位相同期回路１２
において，クロックピット間をＭ個に分周するクロック
を発生する。位相同期回路１２で発生したクロックはイ
ンバータ１４で反転される。分周率Ｍとしては，たとえ
ば，ＡＭＯ−ＩフォーマットではＭ＝２００である。こ
のクロックＣＬＫは，Ａ／Ｄ変換回路１８，タイミング
信号発生回路１６，多値検出回路２０，データデコード
回路２２，スレシュホールド決定回路２４に印加され
て，光ディスク装置の基準クロックとして使用される。
アナログ形式の和信号ＲＦはさらにＡ／Ｄ変換回路１８
に印加され，インバータ１４からのクロックＣＬＫをサ
ンプリングクロックとして，Ａ／Ｄ変換回路１８におい
てディジタル値に変換されてディジタル和信号ｄＲＦが
得られる。このディジタル和信号ｄＲＦは，多値検出回
路２０，スレシュホールド決定回路２４およびトラック
キングエラー演算回路２６に印加される。トラックキン
グエラー演算回路２６において，図１４に図解したよう
に，トラッキングピットの振巾の差をＤ／Ａ変換してア
ナログ信号に戻す。そして，トラックキングコントロー
ル回路２８においてビームのラジアル方向の制御を行な
う。

【００２４】図１１は，式１〜式４に示した演算を図８
に示した動作方法で実行してスレシュホールド値ＳＨ
_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを決定するスレシュホール
ド決定回路２４の回路を示す。スレシュホールド決定回
路２４は，５個のレジスタ２４１〜２４５と，４個の加
算回路２４６〜２４９と，４個の割り算回路（または１
／２乗算回路）２５０〜２５３で構成されている。レジ
スタ２４１〜２４５には，Ａ／Ｄ変換回路１８からディ
ジタル和信号ｄＲＦ，リファレンス・イネーブル信号Ｅ
_A 〜Ｅ_E （またはＲＥＦＥＮＡ），および，クロックＣ
ＬＫが入力されており，図８に示したタイミングで，Ａ
／Ｄ変換回路１８からのディジタル和信号ｄＲＦをそれ
ぞれ対応するクロックタイミングＴ１〜Ｔ６でホールド
して，それぞれのタイミングにおける和信号ＲＦ_T1〜Ｒ
Ｆ_T5を出力する。加算回路２４６と割り算回路２５０と
で式４の演算を行ってスレシュホールド値ＳＨ_BAを算出
する。加算回路２４７と割り算回路２５１とで式３の演
算を行ってスレシュホールド値ＳＨ_CBを算出する。加算
回路２４８と割り算回路２５２とで式２の演算を行って
スレシュホールド値ＳＨ_DCを算出する。加算回路２４９
と割り算回路２５３とで式１の演算を行ってスレシュホ
ールド値ＳＨ_EDを算出する。このようにした算出された
スレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAは
多値検出回路２０に印加される。

【００２５】多値検出回路２０は表−１に示した識別論
理に基づいて５値の識別を行う。図１２に多値検出回路
２０の回路構成を示す。多値検出回路２０は，４個の比
較回路２０１〜２０４と，４個のインバータ２０５〜２
０７，２１１と，３個のＡＮＤゲート２０８〜２１０か
ら構成されている。比較回路２０１〜２０４にはＡ／Ｄ
変換回路１８から和信号ＲＦ_T1〜ＲＦ_T5が入力されてお
り，それぞれスレシュホールド決定回路２４からのスレ
シュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAとの大
小比較を行う。比較回路２０１は，スレシュホールド値
ＳＨ_BAがディジタル和信号ｄＲＦ_TNよりも大きいときハ
イレベルの第１の多値信号Ａを出力する。比較回路２０
１の出力がハイレベルのとき，インバータ２０５を介し
て反転信号をＡＮＤゲート２０８に入力して，次の多値
信号Ｂが出力されることを禁止する。比較回路２０２
は，スレシュホールド値ＳＨ_CBがディジタルの和信号ｄ
ＲＦ_TNよりも大きいときハイレベルの出力信号を出力す
る。こたのハイレベルの出力信号はＡＮＤゲート２０８
に印加され，この場合ローレベルである比較回路２０１
の信号がインバータ２０５で反転された信号との論理積
によってハイレベルの多値信号Ｂが出力される。比較回
路２０２の出力がハイレベルとなったときインバータ２
０６を介して多値信号Ｃの出力を禁止する。以下，同様
に，多値信号Ｃ，Ｄ，Ｅが識別（検出）される。このよ
うにして識別された５値信号Ａ〜Ｅがデータデコード回
路２２に印加されて，再生データが出力される。

【００２６】図１３にデータデコード回路２２の回路構
成を示す。データデコード回路２２は図９および図１０
に示した処理手順に基づいて再生データ（情報ビット）
を復号する。データデコード回路２２は，ＮＯＲゲート
２２１，２２２，インバータ２２３，セレクタ２２４，
レジスタ２２５，シフトレジスタ２２６から構成されて
いる。まず，基準となるピットが形成されている１セグ
メントの先頭において，つまり，実際のデータ領域の始
まる寸前に，タイミング信号発生回路１６から初期化信
号ＩＮＩＴが出力されて，レジスタ２２５が初期化され
る。その後，レジスタ２２５とシフトレジスタ２２６と
はクロックＣＬＫに応答して動作する。第３の５値レベ
ル信号Ｃがセレクタ２２４に印加されるとこのセレクタ
内のスイッチＳＷ２を付勢し，第１の多値レベル信号Ａ
または第５の多値レベル信号Ｅがハイレベルのときセレ
クタ２２４内のスイッチＳＷ３を付勢し，第２の多値レ
ベル信号Ｂまたは第４の多値レベル信号Ｄがハイレベル
のときセレクタ２２４内のスイッチＳＷ１を付勢する。
セレクタ２２４の第２入力端子ＩＮ２にはレジスタ２２
５の保持データが印加され，第１入力端子ＩＮ１にはイ
ンバータ２２３で反転させてレジスタ２２５のデータが
印加され，第３端子ＩＮ３は接地されている。セレクタ
２２４で選択されたデータがレジスタ２２５に保持さ
れ，その保持データがシフトレジスタ２２６に出力され
て情報ビットとして出力される。

【００２７】上記動作を詳細に述べる。第１の５値レベ
ル信号Ａまたは第５の５値レベル信号Ｅがハイレベルの
時はセレクタ２２４内のスイッチＳＷ３が選択されて第
３入力端子ＩＮ３が接地されるから，セレクタ２２４の
出力は「０」となる。この動作は，図９の最上段と最下
段に示した手順に対応する動作である。したがって，セ
レクタ２２４からデータ「０」が出力されて，レジスタ
２２５に保持される。第２の５値レベル信号Ｂまたは第
４の５値レベル信号Ｄがハイレベルのときは，スイッチ
ＳＷ１が選択されて，レジスタ２２５に保持されている
１つ前の位置の値を反転したデータがセレクタ２２４か
ら出力される。この動作は，図９の上から２段目と下か
ら２段目に示した手順に対応する動作である。したがっ
て，セレクタ２２４から前回のデータを反転したデータ
「０」が出力されて，レジスタ２２５に保持される。第
３の５値レベル信号Ｃがハイレベルのときは，スイッチ
ＳＷ２が選択されて，レジスタ２２５に保持されている
前のデータと同じデータがセレクタ２２４から出力さ
れ，レジスタ２２５において保持される。レジスタ２２
５は初期化信号ＩＮＩＴによって「０」にクリアされて
いるが，以下，上述したセレクタ２２４からのデータを
保持していく。この出力データはシリアルなので，シフ
トレジスタ２２６に入力し，まとめて８ビットＲＤ0 〜
7の再生データとして出力する。

【００２８】このようにして，図１０を参照して述べた
ように，情報ビットが復号できる。このように本発明の
第１実施例によれば，２ピット間の符号間干渉を利用し
ているので，原理的には従来の方法の２倍までタンジェ
ンシャル方向の密度を向上させることが可能となる。つ
まり，同じ大きさの光ディスク２を用いた場合でも，記
録容量を上げることができる。

【００２９】以上に例示した実施例においては，情報ビ
ットをＮＲＺのままピットとして記録しているが，ＮＲ
ＺＩ，１−７，２−７等のコーディングを行なっても良
い。上述した実施例においては，図９に示したように，
データの変化パターンに交差状態で規定されるものを含
んでいることからエラー伝搬を起こす可能性がある。そ
こで，情報ビットをあらかじめＮＲＺＩ化してから，排
他的論理和を求めて，エラー伝搬を防止することができ
る。

【００３０】また上述した実施例においては，４つのス
レシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを決
定するために用いたリファレンスパターンは各５値レベ
ル信号Ａ〜Ｅを含んでいるパターンであれば，どんなパ
ターンでもかまわない。この実施例においては，１回の
みのサンプリングになっているが，欠陥（ディフェク
ト）等の影響を考えると複数回記録してあるデータをを
ディフェクトチェックを行なった後，平均化して信頼性
を向上させて用いることもできる。

【００３１】本発明の光学式記録再生装置とその方法の
第２実施例として，第１実施例と同じ，サンプルサーボ
方式の光ディスク装置を例示して述べる。図１５に光デ
ィスク装置の構成を示す。この光ディスク装置は，図１
に示した光ディスク装置とほぼ同様の構成を有するが，
タイミング信号発生回路１６，多値検出回路３０，デー
タデコード回路３２，スレシュホールド決定回路３４に
関連する部分が図１に示した光ディスク装置とは異な
る。その詳細については後述する。

【００３２】まず，光ディスク２のデータ記録フォーマ
ットについて述べる。データの記録手順は，第１実施例
と同様に，ペアトラックを交互に情報ビットの「１」か
「０」であるかによってピットを作っていき，互いの位
置は１８０°位相がずれるように配置していく。しかし
ながら，この実施例においては，図１６に示すように，
たとえば，情報ビットの偶数ビットをトラック（Ｎ−Ｔ
Ｐ（１／４））の位置に記録する。また，情報ビットの
奇数ビットをトラック（Ｎ＋ＴＰ（１／４））の位置
に，つまり，トラック（Ｎ−ＴＰ（１／４））に対して
１８０°位相が遅れた位置に記録する。ここで，Ｎは従
来のトラック番号を示す値で，ＴＰはトラックピッチを
示す。光ディスク２の全体における配置としては，たと
えば，図１７に示すような配置となる。

【００３３】このように光ディスク２に記録されたデー
タの検出方法について述べる。レーザダイオードＬＤか
ら出射されるレーザビームは，光ディスク２の隣接する
トラックのセンタを通過するため，各ピットのエッジを
通過する時の和信号の出力は上述したように，０．９μ
ｍ／ピット程度の密度では符号間干渉はほとんどなく，
５値出力となる。その組み合わせは，図１８に示したよ
うになり，ビームスポットＢＳ内に見えるピットの数に
よってＡ〜Ｅの５ケの値を取ることになる。これらの５
値の検出方法としては，たとえば，図１９に示したパタ
−ンをあらかじめセクタの先頭に記録しておき，それぞ
れ５値の和信号再生レベルをサンプリングして，第１実
施例と同様，４つのスレシュホールド値ＳＨ_ED，Ｓ
Ｈ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_DAを決定する。

【００３４】これらのスレシュホールド値ＳＨ_ED，ＳＨ
_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_DAは，サンプリングタイミングＴ５，
Ｔ９，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２における和信号ＲＦ_T5，
ＲＦ_T9，ＲＦ_T10 ，ＲＦ_T11 ，ＲＦ_T12 を用いて，式１
〜式４と同様，下記の簡単な式５〜式８で求めることが
できる。

【００３５】これらのスレシュホールド値ＳＨ_ED，ＳＨ
_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_DAから和信号ＲＦ_TNは，表−１に示し
た識別論理のいずれの条件に当てはまるかによって５値
の識別用レベルＡ〜Ｅが決定できる。つまり，下記判別
論理に基づく。識別レベル 判別論理 第１の値（Ａレベル） ＲＦ_TN＜ＳＨ_BA 第２の値（Ｂレベル） ＳＨ_BA≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_CB 第３の値（Ｃレベル） ＳＨ_CB≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_DC 第４の値（Ｄレベル） ＳＨ_DC≦ＲＦ_TN＜ＳＨ_ED 第５の値（Ｅレベル） ＳＨ_ED≦ＲＦ_TN

【００３６】次に，これらの５つ値からペアトラックの
両ビットを検出する方法について述べる。これは，２個
の連続するクロックによってサンプリングされた和信号
のレベルＡ〜Ｅの組み合わせを用いる。まず，ペアトラ
ックのピットの組み合せをすべて考えると，図２０に示
すようになる。図２０から明らかなように，情報ビット
（０，１）の場合である「ＣＣ」として検出される場合
と，情報ビット（１，０）の場合の「ＣＣ」として検出
される時を除いて，すべて異なった和信号レベルの組み
合わせである。また，上記「ＣＣ」の場合は，情報ビッ
トが（０，１）または（１，０）ょいずれかであり，か
つ，前のビット（偶数ビットなら１つ前の偶数ビット，
奇数ビットなら１つ前の奇数ビット）と同じパターンを
繰り返したことを意味する。したがって，前の偶数ビッ
トと奇数ビットをそのままコピーすれば良いことにな
る。

【００３７】しかし，問題になるのは，検出の一番最初
にこのパターンが現れた場合には，（０，１）であるか
（１，０）であるかの区別ができないことである。そこ
で，必ず, データの先頭をビット「１」から始めるよう
に，ダミービットを記録しておくことにより，この問題
を解決することができる。これらの処理を情報ビット列
の検出としてわかり易いように表すと，図２１に示した
ようになる。このように，情報ビットが ０１０１００１１０１１１００ と与えられた時に，先頭にダミービットとして「１」を
加え記録すると，図２１に示すピットパターンとなる。
これらの隣接するトラックにあるピットの中心をビーム
スポットＢＳが通過すると，再生信号は ＣＣＣＣＣＢＢＤＤＣＤＥＤＢＡＡ とそれぞれ，５値として検出できる。これらを２つずつ
の組み合わせとして， ＣＣ，ＣＣ，ＣＢ，ＢＤ，ＤＣ，ＤＥ，ＤＢ，ＡＡ として取り出し，図２０に示した論理を参照してデコー
ドすると，それぞれ， (1 0),(1 0),(1 0),(0 1),(1 0),(1 1),(1 0),(0 0) として，デコードビット組として表わせる。

【００３８】もともと情報ビット列を偶数奇数ビットに
分けてペアトラックに記録したので，これらをもとの順
にならべると 1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,0,0 となる。先頭はダミービットであり，最後はペアクロッ
クの数を合わせるために加えられたものなので，先頭ダ
ミービットを取り外すと ０１０１００１１０１１１００ となり，もとの情報ビットに復号できる。ここで，最初
のＣＣが（１０）となっているのは，ＣＣは（１０），
（０１）のどちらでも取れるがダミービットが必ず
「１」であるというルールから，（１０）が選択され
る。

【００３９】図１５を参照して，第２実施例の光ディス
ク装置の動作とその詳細回路構成および動作を述べる。
図１５に示した光ディスク装置において，レーザダイオ
ードＬＤ，光ディスク２，レーザドライバ回路４，スピ
ンドルモータ制御回路６，ＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素子８，マ
トリクスアンプ１０，フォーカスコントロール回路３
０，Ａ／Ｄ変換回路１８，トラックキングエラー演算回
路２６，トラックキングコントロール回路２８に関連す
る動作は，図１を参照して述べた動作と同じである。マ
トリクスアンプ１０から和信号ＲＦが出力され，Ａ／Ｄ
変換回路１８からディジタル和信号ｄＲＦが出力され
る。位相同期回路１２はクロックピット間をＭ個に分周
するクロックを発生する。たとえば，ＡＭＯ−１フォー
マットではＭ＝２００である。

【００４０】Ａ／Ｄ変換回路１８におけるディジタルの
和信号ｄＲＦは，４つのスレシュホールド値ＳＨ_ED, Ｓ
Ｈ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを算出するためのクロックタイミ
ングである，上記式５〜式８，および，図１９に示した
タイミングでサンプリングした値である。図２２にスレ
シュホールド決定回路３４の回路構成を示す。このスレ
シュホールド決定回路３４の回路構成は，図１１に示し
た回路構成と同じであり，５個のレジスタ３４１〜３４
５，４個の加算回路３４６〜３４９，３個の割り算回路
３５０〜３５３で構成されている。図１１に示したスレ
シュホールド決定回路２４と図２２に示したスレシュホ
ールド決定回路３４との相違は，レジスタ３４１〜３４
５に印加される信号成分，つまり，Ａ／Ｄ変換回路１８
からのディジタル和信号ｄＲＦの印加とリファレンス・
イネーブル信号とが異なるだけである。スレシュホール
ド決定回路３４は，式５〜式８に示した演算を行って，
スレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを
決定する。つまり，スレシュホールド決定回路３４は，
図２３に示すように，サンプリングしたディジタル和信
号ｄＲＦをリファレンスの記録されているタイミングＴ
１２，Ｔ１１，Ｔ１０，Ｔ９，Ｔ５でサンプリングし，
式５〜式８に規定したように，加算および平均処理を行
って，スレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，Ｓ
Ｈ_BAを求める。

【００４１】これらのスレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ
_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAは多値検出回路４０に印加されて，
Ａ／Ｄ変換回路１８から印加されているディジタル和信
号ｄＲＦから５値識別レベルを検出するのに用いられ
る。図２４は多値検出回路３０Ａの回路構成を示す。多
値検出回路３０ＡはＡ／Ｄ変換回路１８から出力される
ディジタル和信号ｄＲＦと，スレシュホールド値ＳＨ
_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAとを比較して，ディジタル
和信号ｄＲＦの振巾レベルがＡ〜Ｅのどの範囲にあるか
を判断する。多値検出回路３０Ａは，４個の比較回路３
０１〜３０４，４個のインバータ３０５〜３０８，３個
のＡＮＤゲート３０９〜３１１を有している。これらの
回路構成は，図１２に示した多値検出回路２０と同じで
ある。多値検出回路３０Ａはさらに，第１のデコーダ３
１２，レジスタ３１３，３１４，第２のデコーダ３１
５，レジスタ３１６を有している。判別値Ａ〜Ｅのレベ
ルは５値なので，この５値を第１のデコーダ３１２で３
ビットに解読し，レジスタ３１３，３１４に保持する。
２個直列にレジスタ３１３，３１４を設けている理由
は，これらの情報が２つずつペアとして意味をもってい
るため，ペアとして保持するためである。現在のクロッ
クの情報と１クロック前の情報とペアで，第２のデコー
ダ３１５に入力し，図２０に示した１５種類の信号，つ
まり４ビットで表わされる信号に変換される。その結果
は，レジスタ３１６にクロックＣＬＫに応じたタイミン
グで保持される。またレジスタ３１６にはペアクロック
タイミング信号ＰＣＴＳＩＧが印加され，保持されたデ
ータをこのペアクロックタイミング信号ＰＣＴＳＩＧの
タイミングでペアの組み合わせを決め，出力信号ＰＤ 0
〜3 として出力する。

【００４２】多値検出回路３０Ａからの出力信号ＰＤ 0
〜3 は，データデコード回路３２に印加される。データ
デコード回路３２は，第３のデコーダ３２１，セレクタ
３２２，レジスタ３２３，および，シフトレジスタ３２
４で構成されている。多値検出回路４０から出力された
信号ＰＤ 0〜3 信号は，図２０に示したＣＣパターンを
除いて一意的に決定され，第３のデコーダ３２１によっ
て２ビットの情報ビットに変換される。また，第３のデ
コーダ３２１でＣＣパターンである信号を出力し，この
信号がアクティブである時は，次段のセレクタ３２２に
よって１つ前の情報ビットを選択するようにする。ま
た，このＣＣパターン信号とセグメントの先頭を示すタ
イミング信号発生回路１６からの初期化信号ＩＮＩＴが
同時に発生した場合，データデコード回路３２からペア
ビット（１０）を発生するようにする。これらの２ビッ
トデータをペアクロックタイミング信号ＰＣＴＳＩＧに
合わせて，シフトレジスタ３２４によって８ビット化
し，再生データＲＤ 0〜7 としてデータデコード回路３
２から出力する。

【００４３】上述した第２実施例においては，トラック
（Ｎ−ＴＰ（１／２））のデータピットをトラック（Ｎ
＋ＴＰ（１／２））のデコーダピットに比較して１８０
°位相が進んだ形で表現したが，図２６に示すように，
位相を逆転させてもかまわない。また第１実施例におい
ても述べたように，第２実施例においても情報ビットを
ＮＲＺのままピットとして記録しているが，ＮＲＺＩ，
１−７，２−７等のコーディングを行なっても良い。そ
の理由は上述した第１実施例に記述において述べたこと
と同様である。さらにスレシュホールド値ＳＨ_ED, ＳＨ
_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BAを決定するために用いたリファレン
スパターンは，それぞれレベルＡ〜Ｅを含んでいるパタ
ーンであれば，どのようなパターンでもよい。また，第
２実施例においても，１回のみのサンプリングになって
いるが，ディフェクト等の影響を考えると複数回記録し
てあるデータをディフェクトチェックを行った後，平均
化して用いることもできる。

【００４４】上述した第１および第２の実施例はいずれ
も，再生のときの動作を中心に述べたが，光ディスクに
データを書き込む（記録する）ときも，上述した原理に
したがって，書き込み動作を行うことができる。したが
って，本発明は再生用光ディスク装置およびその方法に
限らず，記録用光ディスク装置，さらには記録・再生を
行う光学式記録再生装置およびこれらの方法にも適用で
きる。光学式記録媒体として，上述した例はいずれも，
光ディスクについて例示したが，本発明はペアトラック
を用いるその他の光学式記録媒体にも適用できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば，２ピット間の符号間干
渉を利用しているので，原理的には従来の２倍までタン
ジェンシャル方向の密度を上げる事ができる。つまり，
光学式記録媒体の大きさを代えずに記録容量を大きくす
ることができる。また本発明によれば，光ディスクの製
造上ピット長が制限されていても，データ転送レートを
２倍にすることができる。さらに本発明によれば，和信
号のみで記録データを再生できるので，その再生処理方
法が簡単であるから，簡単な回路構成の電気（電子）回
路で実現でき，また電気回路数が少なく，Ｓ／Ｎも良
い。また本発明においてはトラッキング精度は従来のま
まで上述した効果を得ることができる。またさらに本発
明によれば，ディスクの２ビームカッティング時に大き
なメモリを使わずに簡単にピット信号を発生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式記録再生装置の第１実施例とし
て光ディスク装置の構成図である。

【図２】光ディスクにおける基本的なデータ記憶・読み
だし形態を示す図である。

【図３】光ディスクデータ記憶・読みだし形態の１例を
示す図である。

【図４】本発明の実施例および従来の光ディスクに記憶
したデータを読み出した時のアイパターンと，このアイ
パターンにもとづくデータ再生方法を説明するグラフで
ある。

【図５】図４に示したピット読みだしを行うアイパター
ンを生成する光ディスクのトラックのグルーブ（溝）の
関係を示す図である。

【図６】光ディスクにおけるトラックの構成とデータの
読みだしタイミングを図解する図であり，図６（Ａ）は
従来のもの，図６（Ｂ）は本発明の第１実施例の第１例
によるもの，図６（Ｃ）は本発明の第１実施例の第２例
によるものである。

【図７】図６に示した本発明の第１実施例におけるピッ
ト配列とそのピット読み取り動作を示す図である。

【図８】本発明の第１実施例のスレシュホールド決定回
路におけるスレシュホールド値の決定方法を示す図であ
る。

【図９】本発明の第１実施例のデータデコード回路の復
号処理方法を示す図である。

【図１０】本発明の第１実施例における復号処理を示す
図である。

【図１１】図１に示した光ディスク装置内のスレシュホ
ールド決定回路の回路構成図である。

【図１２】図１に示した光ディスク装置内の多値検出回
路の構成図である。

【図１３】図１に示した光ディスク装置内のデータデコ
ード回路の構成図である。

【図１４】本発明の第１実施例におけるトラックキング
エラー信号にもとづくトラックキング制御とトラックキ
ングピットの関係を図解した図である。

【図１５】本発明の光学式記録再生装置の第２実施例と
しての光ディスク装置の構成図である。

【図１６】本発明の第２実施例の光ディスクにおけるデ
ィスク記憶・読みだしトラックピット構成を示す図であ
る。

【図１７】図１６に示したトラックピット構成を広い範
囲にわたって示した図である。

【図１８】本発明の第２実施例におけるピット配列とそ
のピット読み取り動作を示す図である。

【図１９】本発明の第２実施例のスレシュホールド値を
決定する処理を示す図である。

【図２０】本発明の第２実施例のペアトラック信号識別
を説明する図である。

【図２１】本発明の第２実施例における情報復号処理方
法を示す図である。

【図２２】図１５に示した光ディスク装置内のスレシュ
ホールド決定回路の構成図である。

【図２３】図２２に示したスレシュホールド決定回路に
おける動作を示す図である。

【図２４】図１５に示した光ディスク装置内の多値検出
回路の構成図である。

【図２５】図１５に示した光ディスク装置内のデータデ
コード回路の構成図である。

【図２６】本発明の光学式記録再生装置の第２実施例の
変形例としてのデータ記録パターンを示す図である。

【符号の説明】

２・・光ディスク ４・・レーザドライバ回路 ６・・スピンドルモータ制御回路 ８・・ＰＤ・Ｉ−Ｖ変換素子 １０・・マトリクスアンプ １２・・位相同期回路 １４・・インバータ １６・・タイミング信号発生回路 １８・・Ａ／Ｄ変換回路 ２０・・第１の多値検出回路 ２２・・第１のデータデコード回路 ２４・・第１のスレシュホールド決定回路 ２６・・トラックキングエラー演算回路 ２８・・トラックキングコントロール回路 ３０・・フォーカスコントロール回路 ３２・・第２のデータデコード回路 ３４・・第２のスレシュホールド決定回路 ３０Ａ・・第２の多値検出回路 ＬＤ・・レーザ（レーザダイオード） ＳＭ・・スピンドルモータ ＩＮＩＴ・・初期化信号 Ｅ_A 〜Ｅ_d （ＲＥＦＥＮＡ）・・リファレンス・イネー
ブル信号 ＳＨ_ED, ＳＨ_DC，ＳＨ_CB，ＳＨ_BA（ＳＨ）・・スレシュ
ホールド値 ＣＬＫ・・クロック ＰＣＴＳＩＧ・・ペアクロックタイミング信号 ＲＦ・・和信号

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図１】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図１４】

【図２６】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１６】

【図１５】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２２】

【図２１】

【図２３】

【図２５】

【図２４】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データ読みだし専用領域を有する光学式記
   録媒体の上の隣接するトラックの情報ビットを排他的論
   理和を算出しペアトラックとしてこれらの隣接する２つ
   のトラック中心にビーム光を照射して検出した再生信号
   を多値化し，元のデータを復号する光学式再生方法であ
   って，検出位置をピットエッジで行い，読みだしデータ
   を識別する判定値として５値による識別を行うことを特
   徴とする光学式データ再生方法。
2. 【請求項２】データ読みだし専用領域を有する光学式記
   録媒体の上の隣接するトラックの情報ビットを排他的論
   理和を算出しペアトラックとしてこれらの隣接する２つ
   のトラック中心にビーム光を照射して検出した再生信号
   を多値化し，元のデータを復号する光学式再生装置であ
   って，光学式記録媒体に記録された検出位置をピットエ
   ッジで行う手段と，光学的に検出した読みだしデータを
   識別する判定値として５値による識別値を算出する手段
   と，この５値識別データを用いて読み出したデータを復
   号する手段を有することを特徴とする光学式データ再生
   装置。
3. 【請求項３】データ読みだし専用領域を有する光学式記
   録媒体の上の隣接するトラックの中心にビーム光を照射
   して検出した再生信号を多値化し，元のデータを復号す
   る光学式再生方法であって，隣接するトラックのピット
   パタ−ンの位相を１８０°ずらして記録しておき，か
   つ，２倍の周波数のクロックで再生した信号の変化を検
   出して，同時に隣接するトラック内の情報を検出するこ
   とを特徴とする光学式記録再生方法。
4. 【請求項４】データ読みだし専用領域を有する光学式記
   録媒体の上の隣接するトラックの中心にビーム光を照射
   して検出した再生信号を多値化し，元のデータを復号す
   る光学式記録再生装置であって，隣接するトラックのピ
   ットパタ−ンの位相を１８０°ずらして記録する手段
   と，２倍の周波数のクロックで再生した信号の変化を検
   出して，同時に隣接するトラック内の情報を検出する手
   段とを有する光学式記録再生装置。