JPS60201732A - デ−タ処理方式 - 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】 本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の電子機器にお
いて、２進データ系列をデータ処理に適した２連符号系
列に変換する２進データの符号化又は復号化等の２進デ
一タ処理方式に関する。

従来から磁気ディスク又は光ディスクの様な記録媒体に
２進データを記録するに際し、記録密度を向上させるた
めに種々の符号化方式（ディジタル変調方式とも呼ばれ
る）が提案されている。符号化は一般にデータｍビット
を隣接するビット”１″の間に入るビット“０”の個数
を最小４個最大に個で制限されるｎビットの符号に変換
するという操作を行なう。この変換された符号をＮＲＺ
Ｉ変換したものが記録波形パターンとなる。つまり符号
ビット″１″を反転あり符号ビット”０”を反転なしに
対応させたものが記録波形パターンとなる。ここで反転
ありとは記録波形がＨｉｇｈ　ＬｅｖｅｌからＬｏｗ　
ＬｅｖｅｌへあるいはＬｏｗ　ＬｅｖｅｌからＨｉｇｈ
　Ｌｅｖｅｌ　ヘ遷移することをいう。

符号化方式は一般に（ｍ　ｒ　ｎ　＊　ｄ　＋　ｋ　）
という４つのパラメータで表現される。まず以後の説明
のために重要なパラメータを定義しておく。

ｋ；ビット”１″の間に入るビット″０”の個数の最大
個数 Ｔ；データビット間隔（ｓｅｃ） Ｔｍｉｎ　−ｍ−（ｄ＋１　）　Ｔ　；最小反転間隔Ｔ
ｍａｘ　＝　’　（ｋ＋　１　）　Ｔ　；最大反転間隔
Ｔｗ　＝　’　Ｔ　；検出窓幅（復調位相余裕）なお符
号化方式について、重要なことを述べると、Ｔｍ１ｎに
ついては、高周波成分を含まず、帯域制限の影響を受け
にくくするために、Ｔｍ１ｎは大きい方が良い。又、Ｔ
Ｗは、パルス間の区別がつきにくくならない様に又、復
号誤り率を低くするために、大きい方が良い。又、Ｔｍ
ａｘはできるだけ小さく、低周波数成分を少なくし、ク
ロック周波数成分が大きく含まれるようにする。よって
Ｔｍ１ｎとＴｍａｘの差を小さくして、同期をとりやす
くする方が良い。

従来の符号化方式の代表的なものとしてはＦＭ　、ＭＦ
Ｍ　、３ＰＭなどがある。詳細は省略するが、（ｍ、ｎ
、ｄ、ｋ）というパラメータで表わすと、ＦＭは（１，
２，０，１）ＭＦＭは（１，２，１，３）３ＰＭは（３
，６，２，１１）となっている。従ってＴｍ１ｎ　Ｔｍ
ａｘ　Ｔｗは以下の様になる。

ＦＭ　ＭＦＭ Ｔｍｉｎ　＝　０．５　Ｔ　Ｔｍ１ｎ　＝　ＴＴｍａｘ
　＝　Ｔ　Ｔｍａｘ　＝　２　ＴＴｗ　＝　０．５　Ｔ
’　Ｔｗ　＝　０．５　ＴＰＭ Ｔｍｉｎ　＝　１．５　Ｔ Ｔｍａｘ　＝　６　Ｔ Ｔｗ二〇、５Ｔ このような符号化方法はＴｗが０．５Ｔと小さいため、
データの高密度化に伴って復号誤り率が増大するという
欠点を有していた。

以上説明したことから、′本発明の目的は、上記欠点を
除去し、゛記録波形の低周波成分が少なく、セルフクロ
ックの容易な符号化及び／又は復号を行うデータ処理方
式を提供することにあり又、該符号化及び／又は該復号
化方式を採用した電子機器を提供することにある。

以下本発明について、図面を参照し、詳細に説明する。

第１図は磁気ディスク、光ディスクや電子ファイル等の
ディジタル変調方式を行なう電子機器の構成ブロック図
である。１は情報源又はその入力部であり、２は情報源
１の情報の冗長性を抑圧するための情報源符号化部であ
る。

なお、帯域圧縮は、アナログ的に伝送周波数帯域を圧縮
するもので、高能率符号化は、ディジタル的に、１画素
（標本値）当りの平均ビット数を低減しようとするもの
で、その意味からは振幅圧縮に近い。３は通信路、伝送
路等のチャネル符号化部で、誤り訂正、ディジタル変調
等が含まれる。４は上記磁気ディスク７、光ディスク等
の記録再生系である。又５，６は上記符号化部２，３で
符号化されたデータを復号化するための復号化部である
。７は以上の処理によって得られた情報を出力する出力
部である。

第２図は、上記記録再生系４の１例を示す構成図で、ビ
デオディスク等のヘッド部を示す図でおる。

先ず信号記録系から述べる。入力データに基づき、信号
源８からのドライブ信号により光源９例えば半導体レー
ザは点滅発光をする。なお、信号源８は第１図における
符号化部２，３を含んでいる。光源９により発光された
光束はコリメーターレンズ１０により平行光束となり、
グレーティング１１、偏光板１２透過反射率が偏光依存
性を有する光学素子１３を通過する。対物レンズ１４に
より、垂直磁気記録体１５上に点・像を作る。半導体レ
ーザー光は、光学素子１３に対して大略Ｐ偏光となって
いるが、偏光板１２も偏光方向をＰ方向に設置されてい
る。

グレーティング１１はトラッキング検出用のサブ・スポ
ットを対物レンズ１４にて垂直磁気記録媒体１５上に結
ばせる為の光束角度分離を行なう。

この時グレーティング１１の作用により記録体１５上に
は３個の点像が出来る。この３つの点像のうち再生の際
のトラッキング、信号検出に用いる２つの点像はグレー
ティング１１の±１次回折光、残りの１つは非回折光（
零次光）である。グレーティング１１による回折効率の
設定により、この２つの点像では信号記録を行なわず、
非回折光のみの点像で信号記録を行なうのは容易である
。

円筒レンズ１６と４分割デテクター１７との組合せは、
点像を焦点正しく結ぶ為に対物レンズ１４の位置を調整
する為のオートフォーカス信号を得る為のものである。

４分割デテクター１７からの信号は、信号分配器１８で
２系統に分割し、一方はオートフォーカス信号、一方は
記録信号の出力、モニタ用すする。なお、この出力は第
１図で説明した復号化部５，６．情報出力部７を含めて
いる。

また記録時はトラッキング信号検出用デテクター１９．
２０からの差動信号はＯＦ　Ｆ−状態とする。

次に、信号再生系について述べる。

信号源８から一定レベルの信号を与え、光源９を一定光
量発光状態とする。また、この時の光量は先に述べた如
く記録された磁区パターンが反転しない程度の光量に調
整される。コリメーター１０、グレーティング１１、偏
光板１２、光学素子１３を透過した光束は対物レンズ１
４により記録体上に３ケの点像を結ぶ。記録体１５から
の光束はカー効果により偏光面の変調を受けており、光
分割光学素子１３と検光子２１との系でデテクター１７
．１９．２０には明暗の変調状態となり入射する。デテ
クター１７からの信号は２系統に分配し、一系統はオー
トフォーカス信号、他方は再生用信号とする。

またデテクター１９．２０の信号を差動ＡＭＰ２２で差
分し、その信号を持って対物レンズを左右に揺動させト
ラッキングを行なう。なお、光学素子１３の作用により
再生系では高いコントラストの明暗パターンが検出され
得る。

尚、記録時と再生時の間での光量調整手段として、光学
素子１３と記録媒体１５との間にファラデイー回転素子
を入れる事ができる。

ファラデイー回転素子は、例えばＹＩＧ（イツトリウム
・鉄・ガーネット）結晶や希土類がドープされたガラス
等で作られているもので、磁場を印加する事により光束
の偏光面を回転する事が出来る。この７アラデイ一回転
素子を用いる理由は以下の如きである。

記録時の記録体１５からの反射光の偏光方向と、再生時
のカー回転を受けた反射光の偏光方向とは異なる。従っ
て、反射光束が光分割光学素子１３により入射光束と分
離され、検光子２１を透過する光量が異なる。

−また、再生時には、記録された磁区パターンが反転し
ないように、光源の発光光量を記録時より下げなければ
ならないので、この要因によっても検光子２１を透過す
る光量は記録時と再生時とで異なる。

円筒レンズ１６を通して、記録信号並びにオートフォー
カス信号を検出するための４分割デテクター１７に導び
かれる光束の光量が大幅に異なると、記録時と再生時で
デテクター１７の感度切り換えを行なう必要性が生じる
。

ファラデイー回転素子は記録時に適当に磁場をかけ、記
録光束の偏光面を回転させる事により、光学素子１３と
検光子２１との組合せでデテクター１７に入る光量を調
整し、上記問題の解決を行なうものである。

なお、本例では電子機器として、ビデイオディスク時に
ついて述べたが、これに限る必要は全くなく、ワークス
テーション、プリンタ・ホストコンピュータ、ディスク
装置等から構築されるネットワークにおけるデータ処理
にも適用できる。

次に符号化方式について説明を行う。

Ｄ、　Ｔ、　Ｔａｎｇ　ａｎｄ　Ｌ、　Ｒ，Ｂａｈｌ　
、　”　’Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓｆｏｒ　ａ　Ｃ１ａ
ｓｓ　ｏｆ　Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　Ｎｏ１ｓｅｌｅ
ｓ’ｓＣｈａｎｎｅｌｓ　″　、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ　ａｎｄ　（’ｏｎｔｒｏｌ　。

Ｖｏｌ、１７，１９７０．Ｐ４３６ によると長さｎビットのに制限符号つまりｄ＝０でｋが
有限値の符号の個数は次のＮｋ（ｎ）でまることが証明
されている。

Ｎｋ（ｎ）＝　２ｎ（０＜ｎ＝ｋ）□■ｉ＝１ 上記■、■式を使って計算した結果を第１表に示す。

第１表 この第１表により　ｎ＝１０でに＝２　（ｄ＝０）なる
符号の数は５０４個あることがわかる。しかし、これら
の符号を連結させていくときに第３図に示すように符号
間の接結部でに＝２の制限が破れることがある。しかし
、第４図の様に１０ビット符号を構成できると符号の連
結によってもに＝２の制限が破れることはない。

つまり第４図（ａ）は最初のビットが必ず１である符号
であり最後が１で中間の８ビツトはに＝２のに制限符号
である。これは第１表より１４９個存在する。

第４図（ｂ）は最初のビットが必ず１である符号であり
最後の２ビツトが１０で中間の７ビツトかに＝２のに制
限符号である。これは第１表より８１個存在する。　゛ 第４図（Ｃ）は最後のビットが必ず１である符号であり
最後の３ビツトが１００で中間の６ビツトかに＝２のに
制限符号である。これは第１表より４４個存在する。

以上より第４図の様に構成された連結してもに＝２の制
限の破れないに制限符号の個数は２７４個存在する。な
お前述の他に「０１０ロロロロロロ１」や「Ｏ１ロロロ
ロロロ１０」となる符号であってもよい。

データを８ビツト毎に分離し、これを１０ビツトの符号
に変換することを考える。すると、８ビツトデータは２
’　＝　２５６通り存在し、第４図の１０ビット符号の
個数２７４個より小となっている。よって、２７４個の
符号の中から適当に２５６個を選び出し、これを２５６
個の８ビツトデータと１対１に対応させることによって
、（ｍ、ｎ、ｄ、ｋ）＝（８，１０，０，２）符号が実
現できることがわかる。他のビット数についても同様で
ある。

４ビツト毎のデータを７ビツト符号に変換する場合には
、ｋ−１では２’Ｗ１１Ｓコに対して、第２表に示した
符号の中から対応させれば、よい１第５図は１本願発明
の符号化の構成ブロック図で、第５図においてデータ系
列は■よシ人カされる。このデータ′系列は１０Ｇの４
ビツトのシフトレジスタに入力される。ＯＫ蝶１００の
シフトレジスタを駆動させるクロックの入力端子である
。このりｐツク信号は同時に１０１のカウンタにも入力
される。カウンタ１０１ではクロックを４個数える毎Ｋ
　パルスを発生しこのパルスはチップセレクト（０８）
端子に入力される。チッグセレク）　（Ｏ８）端子にパ
ルスが入力されると、１０２のＲＯＭはシフトレジスタ
１００のデータをとりこみそれにより、データに対応す
るＲＯＭの番地が指定される。ＲＯＭのｃ番地〜１５番
地には第２表から任意に選んだ１６個の７ビツト符号が
格納されておシ、データに対応するＲＯＭの番地が指定
されるとその番地に格納された７ビツト符号がシフトレ
ジスタ１０５に入力されＣの符号出力端子より出力され
る。

以上でデータから符号への変換りｔｎ符号化が終了する
。

再生側で行なわれる符号からデータへの変換りまシ復号
化状上述と逆の変換をすればよい。

以上説明したように、第２表に示された７ビツト符号は
１ｉＩＩ接するビット＠１”の間に入るビット′″０″
の個数が最小０＠最大１個で制限された符号で１）、、
この割＠は７ビツト符号の連結によりても破れな匹とい
う効果がある。

従って　４゜ Ｔｗｉｎ　＝０．５７　Ｔ Ｔｌｎａｌ　”　ｊ、４７　Ｔ ＴＷ　冨０．５７　Ｔ となってｉる。これにより本方式は従来のＩＰＭ方式と
比べてＴｗｉｎ及びＴ、が大きく復号ｗ４シ率の小さい
方式であシ、記録波形の低周波数成分が少な（ＭｉＰＭ
や３ＰＭよりも同期のとシやすい方式である効果がある
。よって、高密度でかつ高精度の記録及び／又は再生が
可能な電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子機器の構成ブロック図、 第２図は記録再生系の１例を示す構成図、第３図は符号
間の接続部の説明図、 第４図は１０ビツト構成の符号の説明図、第５図は符号
化の構成ブロック図、 １０２はＲＯＭ、１００．１０３はシフトレジスタ、■
はデータ入力端子、■は符号出力端子。 出願人　キャノン株式会社 （α２　１０ゴエＩＩＤ］　／　１４　Ｑ　ＩＩＡ（ｂ
）１０Ｉ［丁「口１０　８１ａ （Ｃ〕１０■工■ロ１００　４４ａ 計　２７４ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２進データ系列の４ビツト毎のデータを７ビツト
   で構成される符合に変換する符合化及び／又は２准将合
   系列の７ビツト毎の符合を４ビツトで構成されるデータ
   に変換する復号化において、４ビツトデータと所定の７
   ビツト符合とを対応させて、該符合化及び／又は復号化
   を行うことを特徴とする２進デ一タ処理方式。 （２、特許請求の範囲第１項において、該４ビツトデー
   タと該所定の７ビツト符合とを対応させる変換テーブル
   を用いることを特徴とする２進テ一タ処理方式。