JPS5846751A - Ｚ値符号変調方法及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は２［符号変調方法に録媒体およびその再生装
置に関する。真体的にはプ獄ツク変換形のランレングス
リミテッド（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌｉｍ１ｔｅｄ　
）符号、すなわち、ｍビットのデータ・ワードなｎ１ビ
ツトの情報ワードに変換し、これら情報ワードをｎｇビ
ットの冗長ワードで連結してなるシンレングスリンテッ
ド符号の２値打号変調方法、−まに−は、コンポリ二−
シシン型のフンレンゲスリ２デツド符、号、すなわちデ
ータ・ワードにｎ２′（ットの冗長ワードを付加したの
ちたとえばＭＦＭ、符号やＭ２ＦＭ符号等のうｙｖソン
グスリテッド符号の変調を行う２値打号変調方法に関し
、と＜　Ｋ　ｎｔまたはｎ２′ビツトの冗長ワー、ドの
選、定により被変調信号の抑圧すべき周波数帯域、を任
！に設計し５るようにしたものである。さらに１これに
関連する記録媒体に関する。

デジタル伝送や磁気及び光学記鍮再生シ′ＸｆＰムにお
いては１１通常情報をシンボルの系列れて伝送したり、
記録したりする。このようなシンボルは一体でアルファ
ベラ）　（ｔ、’ばしば２値のアルファＡット；符号）
を構成する。２値打号の場合には、一方のシンボル％例
えば＠ｌ”をＮＲＺＭ（ＮＲＺ−ｍａｒｋ）コードによ
って２つの磁化の状態の間の遷移として磁気ディスクや
テープに記録し、または２つのフォーカス状態の間の遷
移として光学ディスクに記録する。そして、他のシンボ
ル＠０”をその、ような遷移の欠如として記録する。

ところで、このよ２な竺送やｌ１１２ｆｉＫ際しては、
ではセルフ・クロッキングが１！杢され、このため、伝
送したケ−【碌したりするシン３ポルの系列を、検出や
同期に用い！れるクロック信号を生成するために、十分
な！移ととて伝送したり記録したりしなブればならない
、したがって、遷移の雫大反転間隔Ｔｍａｘが規制され
る。他、方、シンボル間の干渉を制限するた、、めに最
小反転間隔Ｔｍ１ｎも規、制される。仁の最小反転間隔
Ｔｍ１ｎは記録媒体の情報密度にも規制さむる・なぜだ
らイ・町録媒体上０２つ、の轡り合う遷移間の所定の最
小距離において、Ｔｍ１ｎが増大すれば、同じ割合いで
”情報°密度も増大するからである。要求される最小バ
ンド幅Ｂｍｉｎも遷移間の最小距嶋と関連する（　Ｂｍ
ｌ　ｎ　＝　　１）　。

２’ｌ’ｍｉｎ 以上のことから、伝送等のなされたビット列をま、つぎ
の−ようなｄ規則シよびに規則を満たすことが望まれる
。すなわち、ＲＬＬ符号を用いることが好ましい−　　
□　　　　　　　− ｄ規則：２個の＠１″が少なくとも連続したｄ個の＠Ｏ
”の列で分離されること・。

ｋ規則：連続した゛′″−θ″′、禎１らな′る列の最
大長がｋであること。

他方、一般的な磁気記録チャンネルの場合のよ５４Ｃ，
情報チャンネルが直流を伝送しない場合や、復調がわな
簡、素化する要請がある場合には、情報チャンネルに？
いてビット列がほとんど直流成分を含まないようにする
必要がある。

毒中（→ｄ→１・ 以上のような要請から、遷移間の最小距離−ｉｎおよび
最大距離Ｔｍａｘを制約しながら、直流成分を新庄する
ようにした２値打号変換方法ｔ？を必要とされている。

その１つはプルツク・コブディングに冗長ビット列を付
加し、これによってチャンネルｅビット列においてｄ規
則およびに規則が満たされるようにするとともに、直流
不平衡を全体として減少させるものである。

すなわち、この２値打号変調方法では、データφビット
系列をｍビットのデータ・ワードに順次分割し、これら
データ・ワードをｎｌ、ビットの情報ワードにそれぞれ
変換する。こむで、ｍ（ｎとし、２１１個のビット−の
組み合わせの中からｍ個のＲＬＬ（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔ
ｈ　Ｌｌｍｉｔｅｄ　）符号の４４Ｊｌびａｎ？、これ
らを情報ワードとしてデータ・ワードに対応させる。

もちろん、このｔまｔは情報ワードの継列にわたつ【、
すなわち、情報ワードを連けたとき−に、ｄ規則やに規
則を満たすことはできない。たとえば、ある情報ワード
が連続したに個の＠Ｏ′で終り、後続の情報ワードが１
”で始まると１には、もはやに規則が満たされない、４
規則についても同様である。

そこで、情報ワード間にｎ３ピツＦの冗長ワードを付加
し、情報ワードおよび冗長ワードでチャンネル・ワード
を構成し【いる、このようなチャンネル・ワードでは冗
長ワードの選定により継続するチャンネル嗜ワードにわ
た′）″ｃｄ規則およびに規則を満たすようにできる。

さらに％仁の方法ではこの冗長ワードを直流不平衡の抑
圧にも用いている。すなわち、継続する情報ワードにわ
たつ″′Ｃｋ規則およびｄ規則を満たす冗長ワードを選
び、さらにこのように実現可能な冗長ワードのなかから
直流不平衡を小とするものを選ぶのである。

直流不平衡の抑圧を行うには、この方法ではデジタル総
和（Ｄ、８．Ｖ）を用いる。これについ【、以下、第１
図を参照しながら説明する。

第１ｖＡにおい【は、−例として情報ワードＷＩを１４
ビツトで構成し、冗長ワードＷＲを３ビツトで構成する
。情報ワードＷＩはたとえば８ビツトのデータ・ワード
（図示略）をテニデル・ルック・アップによって変換し
て得るものである。こζで情報ワードＷＩはｄ冨２、ｋ
冨１０　ｆ）ｄ　−ｋ規則を満たすように選ばれている
。

情報ワードＷ　Ｉ　ｉ’と後続の情報ワードＷＩｉ＋１
とを連続するときには、ｄ−に規則から、冗長ワードＷ
Ｒ五として（ｏｏｏ）、（１００）、（０１０）および
（００１）が実現可能である（第２図Ｂｋ示％Ｄおよび
Ｅ）。

そして、これらの各場合のでジタル総和はそれぞれ第１
図Ｂ〜ＩＫＷＦで示されるデジタル波形の積分勢してあ
られされる。とζで、後続の情報ワードＷＩｉ＋、の終
端を評価時点とすれば、冗長ワードＷＲｉとして（００
０＞を用いるとデジタル総和は＋７となる。同様に、（
１００）、（０１０）、（００１−）につい【はそれぞ
れ＋１、＋３、＋５となる。そ午で、冗長ワードＷＲ１
ζしては（１０Ｇ　）を用いる。そうすると、少なくと
も評価時点ととに見れば、直流不平衡を最小に抑えるこ
とができる。

たとえば、データ・ビット列のスペクトツムがｗＬ２図
人に示すよ５なときに、デジタル総和を評価基準として
決定した冗長ワードを付加すれば第２図Ｂｋ示すように
直流成分の抑圧されたスペクトツムを得る。

もちろん、冗長ワードＷＲ１と評価時点として情報ワー
ドＷＩｉ＋ａの終端を選んでもよい。

ところで、このような符号変調方法ではデジタル総和を
評価基準とするため、安定に抑圧できるのは直流成分の
みであり、低周波帯域にわたつ１の安定した抑圧は何ら
保証されない、そして、このためとくに光学記録の場合
にいくつかの問題を未鱗決のｔま残すことＫなる６　　
　。

第１の問題点は記録媒体上に形成された汚れ（指紋）や
傷に関する。すなわち、第３図に示すような光学再生装
置においては、遷移がビットの有無で表わされ、これら
ビットの有無に応じてディテクタ（１）から検出傷°号
（第４図人）が得られる。

ところで、記録媒体（２）上に汚れや傷があると、この
汚れ等が非対称なムＭ成分として検出信号にあられれて
しまう、たとえば第４図Ｃに示すような指紋による妨害
があると、検出信号が第４図Ｂに示すように歪んで、忠
実な再生を行えなくなり【しまう。

仁のようなことに対処するためには、汚れや傷によるス
ペクトツム領域を避け【チャンネル・ビット列を伝送す
ることが必要となる。たとえば、汚れ等によるスペクト
ラムが第５図ＩＣ（イ）で示すものとすると、チャンネ
ル・ピッ１列のスペクト２人を（１−）に示すものとす
る必要がある。

第２の問題は、サーボ機構に関する。すなわち、第３図
に示すよ５に、光学再生装置では、検出信号の包路線（
第６図Ａ）Ｋ基づいてサーボミ２−（３）を制御してト
ラッキングを行うとともに、サーボレンズ（４）の焦点
を焦点深度内に収めている。しかしながら、このような
包路線のスペクトツム内に検出信号自体のスペクトツム
が重畳すると、包絡線のスペク）ツム領域の検出信号が
外乱として働き、この結果、トラッキングが蛇行したり
、焦点が焦点深度から外れてしまう、ｔた、位相補償の
ためにトラッキング−ループ内に飽和現象がおζつ【、
トラック・ジャンプがおζってしまう。

なお、第３図にシいて、（５）はサーボ回路、（６）は
レーザー、（７）はハーフ建ツーである。

本発明者らは、−このような事情を考慮し【、まずデジ
タル総和を評価基準とすることについて検討を加えた。

すでに述べたように、デジタル総和は第１図Ｂ−ｎＶｃ
ｗｙであられされるデジタル波形の積分として求められ
る。積分の瞬時値を第１図Ｂ−１３に破線でそれぞれ示
す、そして、後続の情報ワードＷＩｌ＋ｔの終端で冗長
ワードＷＲｉの評価を行うときｋは、この情報ワードＷ
Ｉｉ＋ｔの終端における積分値に基づい【判定を行えば
よい。

とζろで、第１図Ｂ−Ｅ）（破線で示す積分の瞬時値は
、第７８ＩＣ示すよ５な積分要素からなる゛伝達関数に
ついてのデジタル波形ＷＦのステップ応答である。そし
【、とのよ５な伝達関数の周波数特性（第７図）では、
直流成分の利得が十分に大である反面、低周波帯域や高
周波帯域にわたつズはその利得が徐々に小さくなり【い
く、このことは、直流成分を十分抑圧できる反面、低周
波帯域や高周波帯域では徐々に抑圧の程度が低減するこ
とを意味する。このように、デジタル総和による評価基
準を伝達関数と対応させたときｋは、被変調信号のスペ
クトツムの抑圧の程度をその伝達関数の周波数特性から
判定できる。換言すれば、予め抑圧したい周波数帯域等
関心のある周波数帯域を規定する伝達関数を得れば、こ
れにより関心のある周波数帯域を抑圧するような評価基
準を得ることができる。

この発明はこのような観点からなされたものであり、冗
長ビットの選択によって抑圧すべ幹周波数帯域を任意に
役計しうるようにした２値打号変換方法および関連した
記録媒体を提供することを目的としている。

この発明は、このような目的を達成するために、関心あ
る帯域、たとえば直流成分から記録媒体上の指紋や傷の
スペクトツム領域またはサーボに必要な帯域までをカバ
ーする帯域を規定する伝達関数のステップ応答の評価す
ぺ鯉時点での値を求め、との値が小さくなるように冗長
ワードを選定するようにしている。

以下、この発明をプ冒ツク変換臘のツルレングスリミテ
ッド符号に適用した一実施例について説明しよう０本例
では、ディテクタ（第３図の（１）参照）の検出信号の
うちのチャンネル・ビットのスペクトツムが）ラッキン
グ・サーボ系の外乱とならないよ５にしたものである。

ζこでは、まずサーｆ系の周波数特性につい【第８図を
参照しながら説明し【おく。第８図におい曵、破線はサ
ーボデバイス、たとえばす−ボミ２−の特性を示し、一
点鎖線はサーボ回路の特性を示す、そし【、全体のす−
ボ系の特性は実線に示すようになる。

この場合、サーボデバイスの帯域内にチャンネル書ビッ
ト成分が存在すると、そのためにデバイスが動いて、１
１ＦＧ！１ｇ１Ｋ一点鎖線で示すようにデバイスがトラ
ックの生来をトレースしなくなってしまう０通常、この
トレースの偏差は、レーザーの波長がｏ、ｓμｍで、レ
ンズの開口数ＮＡが０．４５１ｉ度の場合、０．１μｍ
以下に抑える必要があり、この帯域でチャンネル・ビツ
シ成分が大ぎいと、トラッキングが外れてしｔ５゜ また、安定したサーボを保証するためには、第８図に一
点鎖線で示す位償補正特性を持たせる必要がある。そし
【、このため、一点鎖線で示す帯域におい【利得を上げ
ている。このため、この帯域内にチャンネル・ピッＦ成
分があると、サートループ内に大きなノイズ成分が入り
、ヒの結果、サーボ系の飽和現象が起こりやすい、とく
に、サーボデバイスのカットオフが低く、このため位相
補償のため゛の利得を大とする場合には、この不都合が
顕著である。

このような、サーボ系においてチャンネル・ビットのス
ペクトラムが外乱として入らないよ５にするには、評価
関数と゛して第１０図に示すような伝達関数を用いる。

こζで、第１０図のａ点は第８図の１点に対応する。

以下、第１０図の伝達関数による評ｌ！１について説明
する。第１０図の伝達関数は。

であられされる・そして、この伝達関数のステップ応答
Ｙは、 となり、その瞬時値式ｔ）は となる。

ここで、たとえば第１１図に示すようなデジタル波形Ｗ
Ｆについて時刻０−１ｌＯまでの評価を行うｋは、この
デジタル波形ＷＦの禦１０図の伝達関数のステップ応答
１時刻ｔ１ｏ　において求めればよい、そうすると、 ｙ（吐４．。＝づ（２Ｔ）＋ｙ（２Ｔ）ゴ（２Ｔ）＋　
ｙ（Ｔ）−ｙ（２Ｔ）　＋　ｙ（Ｔ）　−ｙ（Ｔ）−−
２ｙ（２Ｔ）＋ｙ（Ｔ） を得る。ただし、ｙ（ｔｌｔヨー０とした。

以上のことを利用して、第１図における冗長ワードＷＲ
１を情報ワードＷＩＩ÷１の終端で判定するＫは、第１
図Ｂ〜Ｅの各デジタル波形について、この終端時にシけ
るステップ応答の値を求める。そして、このステップ応
答が最小となるよう冗長ワずれかの終端で冗長ワードＷ
Ｒｉ　）（０００）、（Ｚｏｏ）。

（０１０）および（ｏｏｉ）を評価して、最適な冗長ワ
ードＷＲｉを求めてもよい。

また、本例においては、以下変形例として水子ように、
評価を行５際にトランスパーサル・フィルタを用いるこ
とが好ましい。たとえば、嬉１２図に示すよ５１Ｃ，遅
延回路α９２重み付は回路ａりおよび加算器αＪでトラ
ンスパーサル・フィルタを構成する。ここでは、１１１
１１３図に示すように、情報ワードＷＩのそれぞれＩＩ
ＩｊｌＩの時点のうち、・・・ｔ−３゜”−２＊１−１
ｔ’ｏではすでに評価をしおえたものとし、それぞれの
ステップ応答の値ｔ　”−８ｓ”−！＊”−１ｅ”ｏを
矢印でしめす。そして、いま評価すべき時刻１１におい
て冗長ワードＷＲに応じて４つの値ｘ１があり（破線で
示す）、これらｘｌを評価することを考える。

評価を行うＫは、まず入力端子１４１に４つのｘｌの値
の１つを入力する。このとき、遅延回路αυの遅延時間
を評価時刻間隔ＴにすることＫより、各遅延回路ａυか
ら、”０ｅＸ−１ｅ寞−２ｓＸ−３が出力され、これら
が重み付は回路鰺な経てｘｌの値とともに加算回路（１
３で加算されてトランスパーナル・フィルタの出力とし
て出力端子ｔｌｃＪから出力される。

ここで、重み付は回路（１３０重み付けとしては第１４
図に示すインパルス応答の矢印に示す値を用いる。これ
を９１２図に示すようにわりあてる。そうすると、トラ
ンスパーサル・フィルタの出力Ｙ。

として、 ｙｏ＝ａａｘｌ”　ｌ！ＸＯ＋ｔ？１３Ｃ−’１＋１−
２Ｘ−２＋８−３に−３を得る。一般的にいえば Ｙｎ＝ΣａｋＸｎ−ｋ を得る。そして、他の３つのＹｘについても同様の演算
を行い、３つの可能なＹｎを得、これらｙｎが最小とな
るように冗長ワードを決定するのである。

そうすると、この例では先に述べた菖１０因の伝達関数
による特性（第１５図Ｋｆｉ＋線のハンチングで示す）
にさらに実線で示すフィルタの特性を付加したものとな
る。第１０図の伝達関数では、そのサンプリング周期な
Ｔとすると−を中心とした折り返し特性が生じ、このた
め、たとえば時刻ｔ１ニおけるステップ応答な最小とす
る冗長ワードが、散点で示す特性に起因することがある
。本例のよ５に、デジタル書フィルタを付加すれば、〒
を中心とした折り返し特、性をネ（レフトできるので、
以上のようにあやまつ、て、ハツチングの領域でなく散
点の領域に対応した冗長ワードを選定することがない。

また、デジタル・フィルタの特性により、全体としてよ
り好ましい特性を得ることなお、ｊｌ［１２図に破口で
示すように加算器α場の出力を遅延回路Ｑυを介して加
算器ａ３に帰還すれば、トランスパーサル・フィルタを
巡回飄にでき、より好ましい構成を採り得る。この場合
のトランスパーサル・フィルタの出力は Ｙｎ　””　ｂｔＹｎ−１＋ΣａｋＸｒｓ−にであるが
、さらに、帰還ループを付加してｙｎ＝Σ１）ｋ）’ｎ
−に＋Σ１ｋＸｎ−にとしてもよいことはもちろんであ
る。

また、本例で変調された信号が記碌された記録媒体はつ
ぎのようｋして再生装置により再生される。すなわち、
チャンネル・ビット中の同期パターン（第１図では省略
した）を検出し、これに基づいて（ｎｌ＋ｎ２）ビット
のチャンネル・ワードをそれぞれ分割して得、さらに、
このチャンネル・ワードなｎ１ビツトの情報ワードとｎ
ｌビットの冗長ワードに分け、こののち、情報ワードを
データ・ワードに変換すればよい。

以上述べたように１本発明によれば複数個の冗長ワード
にそれぞれ対応した複数のデジタル波形ＷＦのそれぞ−
れ−につい、て関心ある帯域を規定する伝達関数のステ
ップ応答を評価すべき時点で求め、このステップ応答が
最小になるように冗長ワードを選定している。したがっ
て、単に伝達関数を変えるだけで、被変調信号のスペク
トラムを所望の帯域において抑圧できる。

なお、本発明は上述実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。た
とえば、上述実施例′ではブロック変換型のランレング
スリミテッド符号を例に挙げたが、本発明はコンポリニ
ージョン型のランレングスリミテッド符号にも適用し５
る。すなわち、ブロック変換型のランレングスリミテッ
ド符号のみでなくコンポリ暑−シ璽ン凰のランレングス
リミテッド符号についてもデジタル総和による評価では
十分に満足のいく帯域抑圧を実現できない。

そして、本発明はこのようなコンポリニージョン型の場
合にも実効がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はブロック変換型のランレングスリミテッド符号
の一例を、説明するための図、第２図は第１図例の説明
に供するグラフ、第３図〜第７図はともに第１図例の不
具合を説明するための図、菖８図はこの発明の一実施例
が適用される光学再生装置のサーボ系の周波数特性を示
すグラフ、第９図は第８図周波数特性を説明するための
図、第１０図は上述実施例で用いる伝達関数の周波数特
性を示すグラフ、Ｗ、１１図は上述実施例の説明に供す
るタイムチャート、第１２．図はトランスパーサル・フ
ィルタを用いた変形例を示す回路図、第３図〜第７図図
はともに第１２図例の説明に供する図である。 Ｊ 第８図 、第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｍビットのデータ・ワードをｎ１ビツトの情報ワー
   ドに変換したのちこのｎ１ビツトの情報ワードに実現し
   うるｎ２ビツトの冗長ワードの１つを付加してランレン
   ゲスリ電テッド符号の変調を行う２値打号変調方法にお
   いて、上記情報ワードに実現し５る冗長ワードの１つを
   付加して実現しつるチャンネル・ワードを生成しうるチ
   ャンネル・ワードを生成し、これら実現しうるチャンネ
   ル・ワードにそれぞれ対応するデジタル波形のそれぞれ
   について、関心のある周波数帯域を規定する伝達関数の
   ステップ応答の評価すべき時点の値を求め、仁の筐が最
   小となるように上記実現し５る冗長ワードの中から最適
   な冗長ワードを選択することを特徴とする２値符号変調
   方法、４ｊ！ｊａＩＩＩａ＝２　データ・゛ワードに複
   数個の冗長ワードの１つを付加したのち、ランＶングス
   リ電テッド符号の変調を行うｚ値打号変調方法において
   、デ―り・ワードに上記複数個の冗長ワードをそれぞれ
   付加して異なるビット列を得、これらビット列に対して
   上記ランｖｙグスリ建テッド符号の変調をそれぞれ行い
   、この ジタル波形のそれぞれについて、関心のある周波数帯域
   を規定する伝達関数のステップ応答の評価すべき時点の
   値を求め、この値が最小となるように上記複数個の冗長
   ワードの中から最適な冗長ワードを選択することを特徴
   とするｚ値ヲ付加してランレングスリミテッド符号の変
   調を行ったのち記録を行う記録媒体１／ｃｓＰいて、上
   記情報ワードに実現しつる売長ワードの１つを付加して
   実現しうるチャンネル・ワードを生成し、これら実現し
   うるチャンネル・ワードにそれぞれ対応するデジタル波
   形のそれぞれについて、関応のある周波数帯域を規定す
   る伝達関数のステップ応“答の評□価すべき時点の値を
   求め、この値が最小となるよ５に上記実現し５る冗長。 ワードの中から最適な冗長ワードを選択するようにした
   ことを特徴とする記録媒体。 ４、　　ｍビットのデーターワードなｎ１ビツトの情報
   ワードに変換したのちこのｎ１ビツトの情報ワードに実
   現しうるｎ２ビツトの冗長ワードの１つを付加してシン
   レングスリンテッド符号の変調を行ったのち同期信号が
   付加されて記録された記録媒体の再生装置において、上
   記同期信号を検出する手段と、上記チャンネルーワー、
   ド継列を抜き取る手段と、上記チャンネル・ワードより
   情報フードを分離する手段と上記各ｎ１ビツトの情報ワ
   ードをｍビットのデータ・ワードに変換する手段を有す
   ることを４１徴とする記録媒体の再生装置。　　　・　
   　′