JPS62298234A - 非対称ランレングス制限コ−ド化方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 Ａ、産業上の利用分野 本発明はデータをコード化するための技術に関し、さら
に詳細には、入力データ・ビットのストリングからラン
レングスが非対称に制限されたコード化データ・ビット
のストリングを生成するための方法および装置に関する
ものである。本発明はさらに、光学記憶媒体、ならびに
ランレングスが制限されているというデータの制約条件
がある場合に、この媒体に記録されるデータの直線記録
密度を増大させる方法に関するものである。

Ｂ、従来技術 従来、コンピュータ産業は、データおよび情報を記憶す
るため、８インチまたは５．２５インチのディスケット
やハード・ディスクなど多くの形態の磁気媒体に大幅に
依存してきた。この磁気媒体記憶は、媒体表面を透過し
て、媒体中に存在する磁界の向きを変える磁界を発生す
るように、媒体に隣接して配置された専用の記録素子な
いしヘットを使用している。この技術を使用すると、デ
ータは媒体中で一連の磁気遷移の立上りとして記録され
る。

磁気媒体は、一般に隣接する一連の「トランク」に偏成
され、トラックはさらにセクタやクラスタなど所定のパ
ターンに細分される。媒体上の所定の形式の１インチ当
りのトラック数および１トラック当りの磁気遷移数の形
式を予め定義しておくと、記憶システムが、媒体との間
のデータ転送で同期制御および信頼性を維持することが
可能になる。１トラツク内のデータ記憶の直接記録密度
を増大させるため、１トラック当りの遷移数を増大させ
ることができる。この方法は、トラックを横切る横方向
でより大きな磁気保持値と増大された磁界抵抗を有する
、新しく開発された媒体で特に好結果であった。所与の
トラック内でタイミング技術を用いると、１ミクロン以
下の程度の遷移間隔を得ることが可能になる。しかし、
磁気媒体のトラック間の寸法および密度上の制限は、そ
れよりも大きい。これは、数ミクロン以下のトラック間
寸法に関して、磁気媒体とそれに関連するデータ・シス
テムの間でデータを交換するために使用される読み書き
装置を位置決めできないためである。

その代りの方法として、光学的データ記憶手段が開発さ
れている。光学システムは、磁気媒体と比べてより速い
アドレッシング速度、より大きな帯域幅、およびより小
さなトラック間寸法で動作できるので、光学的データ記
憶は魅力がある。これらの特徴が可能なのは、微細に集
束された光を使用し、かつ磁気読み書き装置よりも小さ
な範囲でそれを光学的に処理できるためである。小型の
回折制限レーザは、工ないし２ミクロンの寸法を有する
データ記憶トラックを横切って横方向に位置決めするこ
とができる。しかし、光学システムは、直線記録密度に
新たな制約条件をもたらす。

光学ベースの読み書きシステムでは、媒体上で光または
光線が占める最小スポット・サイズを補償しなければな
らない。このスポット・サイズは、磁気遷移の場合より
もかなり大きいことがわかっており、直線記録密度を減
少させる。通常の回折制限レーザは、焦点寸法ないしウ
ェスト・サイズが１ないし２ミクロン程度である。光学
システムはまた、レーザが残した隣接する書込みパター
ン同志を解像するのに十分な（追加の）隣接記録媒体を
もたらさなければならない。同時に、磁気媒体とは異な
る、光学データ記憶用の記録技術により、最小パターン
寸法が改善される。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 光学データ記憶では、データは、レーザ・ビーム・スポ
ット（書込みビーム）がもたらす媒体に対する機能、す
なわち表面効果によって記録される。この表面効果は、
バブル、バンプ、ピットおよび孔など多くの形状を含め
て一般に円形のパターンを発生する。現在、光学データ
記憶は２つの基本的な′！１１類に分類できる。その第
１のクラスは物質除去であり、第２のクラスは状態変更
である。

表面除去の場合、レーザ・エネルギーを使って媒体から
材料を実際に除去し、異なる表面反射率または透過率を
生じさせる。各種の基板上の金属薄膜等の材料が、この
クラスに含まれる。状態変更技法は、レーザ・エネルギ
ーを使って光学媒体の状態または特性を変更するもので
ある。非晶／結晶遷移等の位相遷移、電気−光学効果ま
たは化学的状態変化がこれに含まれる。より好ましい状
態変更の方法は、電気−光学的状態変化である。媒体の
電気−光学特性を変更することにより、入射レーザ（読
取りビーム）の偏光がシフトまたは回転され、それに応
じた偏光の変化が検出される。

状態が変更された領域は、光学媒体上の円形マークと考
えることができる。マークの分離間隔を減少させて１ト
ラック当りのマークの数を増大させると、光学記憶デー
タの直線記録密度が高くなるように思われる。しかし、
非常に速くある固有な限界に到達する。このことは、第
３図に示す光学データ記録パターンを用いて説明するこ
とができる。

１つのマークの場合、マーク読取り用のレーザ・ビーム
（読取りビーム）がマークと正確に整合すると、高解像
度の出力が得られる。隣接する２つのマークの場合、読
取りビームが各マークと順次十分に整合される泊、高解
像度の出力が得られる。

第３図において、隣接する一連の光学マーク１０．１２
および１４が光学媒体２０上にあり、それぞれ非マーク
領域１６および１８で分離されている。

マークの公称寸法は、１ミクロンであると仮定する。こ
れは通常の書込みビームの寸法である。最初の２つのマ
ーク１０および１２の場合、マークの分離間隔は１ミク
ロンよりもわずかに大きく、読取りビームは、点線の外
形線１６で示される非マーク領域によって完全に反射ま
たは回折される。

しかし、２つのマーク１２および１４の間隔は１ミクロ
ンよりも小さく、その結果、点＄１８で示される非マー
ク領域を読み取る読取りビームは。

マーク領域に重なることになる。この場合、検出システ
ムはマーク領域と非マーク領域を解像できな（なり始め
、誤ってマーク領域にあるものと結論する可能性がある
。また、読取りシステムは、隣接するマーク１２および
１４を解像できなくなり始める。これは磁気媒体での記
号間の解像力の消失に類似する。

光学媒体で直線記録密度に影響を及ぼすもう１つの要因
は、データ・コード化技術の選択である。

パルス幅変調（ＰＷＭ）コード化技術とランレングス制
限（ＲＬＬ）コード化技術は、最も一般的に用いられて
いる技術であり、磁気データ記憶用に開発された。ＰＷ
Ｍコード化技術は、光学媒体に使用すると、マーク寸法
の変化と共に、マークの立上りおよび立下りの検出を用
いて、データを記録し、離散マークの数を減少させる。

ＲＬＬコード化技術は、データをデータ・ビットの一意
的なストリングにコード化して、チャネル・データ密度
を増大させかつデータ・エラーの伝播を減少させる。

この２つの技法はどちらもある有利な機能をもたらすが
、マーク最小寸法と非マーク最小寸法として大体、等し
い値を使うために、光学記憶媒体の直線記録密度が制限
される。このため光学媒体のかなり大きな表面積が未使
用のままになり、直線記録密度に対して固有の限界が生
じる。

従って、光学媒体に記録されるデータの直線記録密度を
向上させるために必要なことは、記号間解像力を大幅に
失わずに平均的非マーク領域を減少させる新しい方法で
ある。また、データ・エラーの伝播を制限しつつ、改善
された直線記録密度をもたらすことができれば、当技術
の改善となる。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明は、Ｍ／Ｎ　（ｄ、ｋ）の形のランレングス制限
コード化制約条件を用いて、データ・ビットをコード化
する方法を提供する。ただし、Ｍは入力データ・ビット
の数、Ｎはそれに関連する出力ビツトの数、ｄは出力デ
ータ・ストリング中の隣接するデータ・ビット１の間に
あるＯの最小数、ｋは隣接するデータ・ビット１の間に
ある０の最大数である。ｄおよびｋの値は、検出された
データ・ビット１が偶数であるか、または奇数であるか
にもとづいて、コード化処理中に調節されるすなわち、
１つおきのビット１が、コード化制約条件を変更し、ｄ
およびｋの２つの値を交互にとることにより、隣接する
ビット１同志の分離に対する別の（ｄｘ、ｄｙ）形式の
制約条件を確立する。

すなわち、コードはなす値（ｄ工、ｋｌ）を取り、次に
値（ｄ２、ｋ、）を取る。次に、　（ｄｉ、に□）制約
条件と（ｄ２、ｋ２）制約条件が交互に適用されること
により、残りの入力データ・ストリングがコード化され
る。コード化制約条件は、ｋ工＝に２またはに１≠に２
のいずれかとｄ１≠ｄ２を使用し、かっｄｌ、ｄ２、ｋ
工およびに２として分数値を使用することができる。

このようにして、ＰＷＭマーク内ではコーディングが１
つのコード化値を取り、隣接するマーク間ではコード化
値の最小０カウントがより小さくなるように、ビットｌ
同志の間に記録されるビット０に対して割当てられるス
ペースの量が変更される。したがって、本発明は、非マ
ーク領域がマーク領域よりも少ない面積を占めるように
する新しい制約条件を確立することにより、当技術を改
善して、従って、光学記憶データの直線記録密度を大幅
に増大させる。

非対称コード化という制約条件は、ｒ生のｊ入力データ
・ストリング、および通常の対称ＰＬＬ技法を用いて予
めコード化されたデータ・ストリングについて実施する
ことができる。

本発明の１つの実施態様では、対称ＲＬＬで予めコード
化されたデータ・ストリングから非対称にコード化され
たデータを生成するための装置が提供される。この装置
は、入力データ・ストリング中の負に向かう遷移に応答
して可変幅の単一パルスを発生する手段を少なくとも１
つ使用し、入力データ・ストリングと単一パルスを発生
する手段から得られるパルスとを結合するための手段に
結合されている。この装置は、入力データ・ストリング
中の対応する正の遷移とほぼ同位相の正の遷移を有し、
かつ単一パルスを発生する手段から得られるパルスの幅
にもとづく量だけ入力データ・ストリング中の対応する
負の遷移から位相が遅延した負の遷移を有する、出力デ
ータ・ストリングを生成する。

パルスの持続時間は、データ・クロック・パルスの分数
値にすることができる。パルス幅をそのように変動させ
あるいは複数の単一パルス手段および結合手段を使用し
て、複数の非対称コード化制約条件をもたらすことがで
きる。

この発明の第２の実施態様では、予め非対称にランレン
グスが制限されてコード化された入力データから対称的
にコード化されたデータを生成するための装置が提供さ
れる。復号装置は、入力データ・ストリング中の正に向
かう遷移に応答して可変幅の単一パルスを発生する手段
を少なくとも１つと、単一パルス手段によって発生され
たパルスを反転する手段と、ＲＬＬでコード化された入
力データ・ストリングと反転手段から得られるパルスに
応答する結合手段を使用する。この装置は、前記入力デ
ータ・ストリング中の対応する負の遷移とほぼ同位相の
負の遷移を有し、かつ単一パルスを発生する前記手段か
ら得られる前記パルスの幅にもとづく量だけ位相が遅延
した正の遷移を有する、出力データ・ストリングを生成
する。

本発明の第３の実施態様では、コード制約条件Ｍ／Ｎ　
（ｄユ、ｋ工）　　；　　（ｄ２、ｋ、）を有し、コー
ド化されていない入力データ・ストリングから非対称に
コード化されたデータ・ストリングをＭ／Ｎの比率で生
成すめための装置が提供される。このコード化装置は、
入力データ・ストリングを受は取るためのシフト・レジ
スタ手段と、その装置に対する所定の状態のシーケンス
を定義するための状態手段を使用する。各シーケンスの
各状態は、そのシーケンスに対応するコード化制約条件
に従って入力データのＭビットを、所定のＮビットの非
対称にコード化された出力データにコード化することが
できる。論理設定手段が、シフト・レジスタ手段中のＭ
データ・ビットの現パターンを検出し、現パターンと、
状態手段によって定義された現状態とに応答して、Ｎビ
ットの出力セットをもたらす。論理設定手段によって供
給されるＮビットのセットと状態手段によって定義され
た現状態に応答して、選択手段が、現状態のｄｘおよび
ｋｙの所定の値にもとづいて、シーケンスの次の状態を
選択する。

本発明の第４の実施態様では、非対称のランレングス制
限コード化入力データ・ストリングから、コート化され
ていないデータ・ストリングをＮ７Ｍの比率で生成する
ための装置が提供される。ただし、ランレングス制限コ
ード化入力データは、Ｍ／Ｎ　（ｄいに□）　　；　　
（ａＸ、ｋ２）というコード化制約条件に従う。この復
号装置は、コード化された入力データ・ストリング中の
Ｎよりも大きい所定の数のデータ・ビットを受は取るた
めのシフト・レジスタ手段と、入力データ・ストリング
中に存在するＮデータ・ビット毎に１つのパターンを検
出し、このパターンを所定のシーケンスのデータ・ビッ
ト・パターンと比較して所定のビット・パターンを表わ
す信号を発生するためのルックアヘッド手段を使用する
。ルックアヘッド手段から発生された信号とシフト・レ
ジスタ手段中に存在するデータ・ビットに応答して、復
号設定論理手段が、コード化制約条件に対するｄｘおよ
びｋｙの所定の値と許容されたデータ・ビット・パター
ンの所定の組合せとにもとづいて、入力データのＮビッ
ト毎にＭ個の出力データ・ビットを発生する。

Ｅ、実施例 本発明は、光学媒体の直線記録密度を改善するための方
法と装置を含んでいる。直列化されたデ−タ・ビット・
ストリングの形のデータが、光学媒体に記憶される前に
、コード化処理を施され、隣接するマーク記録域と非マ
ーク記録域の間に非対称パターンが作成される。このこ
とは、予めランレングス制限（ＲＬＬ）でコード化され
たデータを受は取って新しいコード化制約条件を追加し
、または「生」のデータを受は取って、それを新しいコ
ード化制約条件でコード化する装置によって実施され、
１つおきのデータ・ビット１毎に交代するコーディング
関係が作成される。この新しいコード化技法は、光学媒
体上に記録されたコード化されたデータに対して物理的
に非対称な関係をもたらす。光学媒体は、未使用のデー
タ記憶領域が特定の記録トラックに沿って直線的に減少
するように、最適化することができる。

先に論じたように、光学データ記憶用の通常の読み書き
装置は、好ましくはダイオード・レーザ等の小さなレー
ザ源から生成された、微細に集束された光線を用いる。

レーザは光学媒体上の所定のスポットサイズに集束され
、焦点スポット内の媒体の反射特性または屈折特性を変
える。この変化は、物質除去から位相または状態遷移に
至るまでの多くの形を取ることができる。

本願で提案する光学データ記憶システム用の好ましい技
法は、電気−光学的効果を用いて、媒体の局所的状態変
化を行なわせるものである。この技法では、偏光レーザ
書込みビームを使って、エネルギーを媒体上の円形の焦
点スポット内に当ててその光学的屈折特性を変える１次
に媒体上の焦点スポットから反射されたレーザ光は、偏
光回転される。その結束性じる状態変化の特徴またはパ
ターンは、一般に偏光回転の円形「マーク」として記述
または考えることができる。従って、「マーク」という
語は、以下では、記録または書込み中に光学媒体上に置
かれたパターンを指すものとする。

高いデータ記録密度を得るには、できるだけ小さな焦点
スポットを用いることにより、小さなマークを使って情
報を記録することが望ましい。読取り解像度、必要電力
、光学素子の収差、およびレーザ媒体の特性等の多数の
要因があり、これら全てが組合わさって、得られるマー
ク寸法を制限している。しかし、市販の通常の装置での
回折がほぼ制限されたレーザ出力の場合でも、光学媒体
上の焦点は直径工ないし２ミクロン程度である。

データの読取りまたは書込みの際に、光学データ記憶シ
ステムは、コード化制約条件および用途に応じて、マー
ク・エツジ検出方式または中心位置検出方式のいずれか
一方を使用する。中心位置検出方式は、データ・クロッ
ク・サイクル中にマークによって生じるレーザ読取りビ
ームに対する効果の主要部分を検出することにもとづく
ものである。エツジ検出方式は、ある所定の最小閾値の
上または下でのレーザ・ビームの値の変化を感知する。

これらの手法には、データを光学媒体上にコード化する
ための２つの主要な形がある。その第１は、パルス−パ
ルス変調またはパルス−位置変調ＣＰＰＭ）と呼ばれる
。この手法では、データは、マークをデータ・ビット１
として、非マークをデータ・ビットＯとして定義するこ
とにより記録され、検出される。

別の方法では、マークの立下りおよび立上りをデータ・
ビット１として定義し、ビット１同志の間にどれだけ多
くのビットＯがあるかに応じてマークを大きくし、また
は小さくすることによって、データを記録することがで
きる。この方式では、最後のマーク領域（長さ）が得ら
れるまで、書込みレーザは書込み回路のタイミングに応
じて、規則的なマーク間隔でパルスを発生し続ける。連
続方式ではなくパルス方式を使うのは、ビーム・ブルー
ミングおよびエネルギー沈積の問題を回避するためであ
る。この技法は一般にパルス幅変調（ＰＷＭ）と呼ばれ
る。

データ・ストリングの記録中にマークの位置または寸法
を物理的に変調する方法の他に、マークの配置または寸
法に影響を及ぼす変調コード化技法が用いられる。すな
わち、ＮＲＺＩ　（非ゼロ復帰方式−Ｉ）やＭＦＭ　（
修正周波数変調）など、１または０のディジタル状態を
解釈してこの情報をパルス列に組込む方式が幾つかある
。また、データ・チャネル密度を増大させるのに用いら
れる。

一般にランレングス制限のコード化技術もある。

これらの変調およびコード化技術は、当業者には自明で
あるが、以下の例を一層完全に理解するため、それらに
ついてここで言及する。

第４図は種々のコード化技術に従ったデータと光学記憶
媒体に記録されるマークとの関係を示すものであり、こ
の図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の部分は、それぞれ、Ｐ
ＰＭコード化技両技術ＷＭコード化技術、本発明による
非対称ＲＬＬコード化技術を用いた例に関する。なお、
データ変調方式（ＭＦＭやＮＲＺＩ）の種類も示しであ
る。第４図では、十分な解像度を得るための最小マーク
寸法が１ミクロン（μ）、マーク中心間の最小間隔が１
．５ミクロンであると仮定する。これらの値から、クロ
ック速度、従ってデータ密度を計算することができ、各
コード化技術についてそれを示しである。ＰＷＭコード
化技術は密度の増加をもたらし、光学記憶媒体の直線記
録密度を向上させることに注目すべきである。

ＰＷＭは記録密度を向上させることがわかるが、現在の
引き伸ばされたマークの間には依然として無駄なスペー
スがあり、それを減少させることが望ましい、物理的に
望ましいのは、最小の媒体面積が残るようにマーク間の
面積を縮小するコード化技術である。そうすると、記録
されたマーク内の面積を幾つかのコード化／記録技法に
よって減らすことができるため密度が大幅に増加する。

磁気媒体の場合と同様に、データ密度と信頼性を向上さ
せるために、媒体への書込みの前に幾つかのコード化技
術をデータに適用することができる。使用されるもつと
有用なコード化技術は、ランレングス制限（ＲＬＬ）コ
ード化技術であり、所与の１組のデータ・ビットＭが記
録される前にコード化されて、新しい１組のコード化さ
れたビットＮになる。これによって、コード化前のビッ
ト数Ｍが結果として得られるコード化されたストリング
中のビット数Ｎよりも一般に小さい（すなわち、１：１
の対応でない）としても、データ転送速度およびチャネ
ル密度が大幅に改善される。

ＲＬＬコード化技両技術米国特許第３６８９８９９号ま
たは米国特許第４４８８１４２号、および米国特許第４
４１３２５１号に開示されている。

通常使われるＲＬＬコード化技両技術、通常ビット１の
間にあるビットＯの数が最小数（ｄ）から最大数（ｋ）
までの間にある必要がある。ｋの値は、タイミング要件
とクロック／データ同期によって決まる。従って、使用
される共通コードは、１／２　（２，７）であり、これ
は１つのデータ・ビットを２つのコード化ビットにコー
ド化し、隣接するビット１の間に２個以上７個までのビ
ットＯを必要とする。磁気媒体の場合、最小の記号間解
像度を確保するため最小ゼロ・カウントも使用される。

しかし、光学媒体にデータ・ビットを転送するチャネル
中での全体的なデータ密度がＲＬＬコード化技両技術っ
て増加したとしても、直線記録密度はわずかに向上する
だけである。（ｄ、ｋ）タイプのＲＬＬコード化技両技
術称的なので、このことは正しい６すなわち、少なくと
も１つ、２つまたはそれ以上のゼロがマーク領域内で使
用される場合、同じ最小値および最大値（ｄ、ｋ）が非
マーク領域に対して適用される。従って、マークの最小
間隔はマーク寸法のｄ倍に固定され、その平均値はそれ
よりもずっと大きくなることもある。

本発明は、コード化すべきデータ・ストリングを監視し
、検出されたデータ・ビット１が偶数か奇数かにもとづ
いてｄおよびｋの制約条件を変更する方法を提供する。

すなわち、１つおきのデータ・ビット１がコード化制約
条件を変更する。このようにして、ＰＷＭマーク内では
、コーディングが以前に一般的だったコーディング値を
取り、隣接するマーク間では、最小のコーディング値が
より小さくなるように、ビット１の間に記録されるビッ
ト０に対して割当てられるスペースの量が変更される。

従って、平均して、非マーク領域は最小データ・ストリ
ングに対するマーク領域よりも小さく、マーク間のスペ
ースが減少する。その結果、直線記録密度が増加する。

ＲＬＬ　（２，７）コード化技術または任意のＲＬＬ　
（ｄ、ｋ）コード化技術では、ｄ及びｋの制約条件に従
うように、前のデータの値に照して現在のデータの値を
定めるための一連の動作状態を有する装置により、デー
タが処理される。

ＲＬＬ　（２，７）エンコーダにおいて許容される状態
は、次の状態遷移ダイヤグラムで示される。

ｏｏｏｏｏｏ。

このダイヤグラムは、コード化率を１／１と仮定したと
きのＲＬＬ（２，７）エンコーダの基本動作シーケンス
を示す、システムは最初に状態Ｓ０にある。この状態は
最初のビット１に遭遇したとき生じるものと仮定される
（Ｓ工またはＳ２から始めることも可能である）。エン
コーダはデータを受は取ると、状態Ｓ１に移ってＯを出
力し、次に状態Ｓ２に移ってもう１個Ｏを出力する。こ
の動作は、エンコーダが入力データを監視してビットＯ
がない場合は、システムに課せられたコード化制約条件
を満たすために、エンコーダはビットＯを挿入しなけれ
ばならない。

状態Ｓ２から、エンコーダはＳ３、Ｓ、、Ｓ、・・・・
に進み、またはＳｏに戻ることができる。どの状態を選
ぶかは、入力データ内にＯと１のどちらが存在するかで
決まり、その結果エンコーダがその値を媒体上に置く、
シかし、０が７個コード化されると、エンコーダは１を
発生して状態Ｓ０に戻ることに注目すべきである。

上記ダイヤグラムから分かるように、エンコーダは、デ
ータが１の間にＯを２個以上７個まで含むように制約す
るので、入力データ・ストリング１０１１０００１００
００００００１０１はコード化された出力データ・スト
リング１００１００１０００１０００００００１００１
に変換される。

ＲＬＬ　（ｄ、ｋ）型エンコーダ、特に（２，７）型の
エンコーダでこれらの制約条件および状態を実現するた
めの回路および設計上の特性の例は、上述の米国特許第
３６８９８９９号、第４４８８１４２号または第４４１
３２５１号に出ている。

前述のように、ＲＬＬ　（ｄ、ｋ）コード化技術は、磁
気媒体中のデータ密度に関して初期の利点をもたらすこ
とがあるが、光学媒体での実施に関連する欠点を有する
。その理由は、コーディングが、全ての入力データにつ
いて、隣接するデータ・ビット１同志の間隔が全ての１
について同じであるとして扱われるものと依然として仮
定しているからである。従って、この記録技法は、マー
クの立上りおよび立下りを用いて密度を向上させるもの
の、１の間の非マーク領域はマーク領域と同様に拘束を
受けるはずであると仮定する。すなわち、隣接する全て
の１の間で同じコード化制約条件が適用されるので、同
じ最小および最大間隔制約条件が適用されることになる
。物理的には、このことはマーク間の最小間隔がマーク
の最小長と同じ寸法であると言い換えられる。

全てのマークの間で同じ面積制約条件を使用するための
この自動要件は、磁気媒体では許容され得るが、光学媒
体では過大な面積を消費する。

本発明は、非マーク領域がマーク領域よりも小さは面積
を占めるようにして、従って、光学記憶データの直線記
録密度を大幅に増加させる、新しい制約条件を設定する
ことにより、当技術を改善するものである。

本発明が提供するのは、直線的に均一な、すなわち、対
称なコード化手法から逸脱する新しいクラスのコードま
たはコード化技術である。これによって、隣接するビッ
ト１をデータ・ビット・ストリング中でのそれらの位置
に応じて異なった方法で処理する、新しい非費称コード
が作られる。

本発明の新しいコード化技術は、ｄの２つの値を交互に
取ることにより、隣接するビット１同志の分離に対する
異なる（ｄ、ｋ）タイプの制約条件を設定する。すなわ
ち、コードは、まず値（ｄｌ、ｋ工）に従い１次に値（
ｄ、、ｋ２）に従う。新しいコード化制約条件は、幾つ
かの方法で表現できるが、以下の表現が最も使いやすく
かつ理解しやすいと考えられる。

旧：　　Ｍ／Ｎ　（ｄ、ｋ） 新：　　Ｍ／Ｎ（ｄ工／ｄｉ、ｋ） Ｍ／Ｎ　　（ｄ工、に工）−（ｄ、、に□）Ｍ／Ｎ　　
（ｄ、、Ｊ）−（ｄｔｙ　　ｋａ）Ｍ／Ｎ　　（ｄ工、
に工）；（ｄｚ、に、）一般にに１＝に２が好ましい。

何故ならば、最大寸法ｋが増大すると、コーディング機
能にクロック同期およびデータ・ビット・エラー伝播の
問題が生じる可能性があるからである。にの値がこれよ
り小さくなると、データ・ストリングが過度に短縮され
、情報の消失を防ぐためにもっと複雑なエンコーダ／デ
コーダが必要となる。しかし、ある種の用途では、ｋの
増大が許容される。

本発明の方法がどのように働くかを理解するために、ま
ず（３，７）制約条件を使用し、次に（１，７）制約条
件（この場合、ｋ工＝に２）を使用して、簡単な新コー
ドを用いる。１個の１と、１個または複数個の０のスト
リングとから成る最初の数個のデータ・ビットが、次の
１に到達するまで、（３，７）制約条件を用いてコード
化される。到達した時点で、制約条件は（１，７）に変
わる。このことを、下の状態遷移ダイヤグラムで示すこ
とができる。

ｏｏｏｏｏｏ。

ｏｏｏｏｏｏ。

このダイヤグラムは、所期の非対称制約条件を実現する
ためにエンコーダが取つる状態および出力を示したもの
である。

状態Ｓ０（前と同様にデータ・ビット１の検出から始ま
ると仮定される）から出発する場合、システムはＳいＳ
２およびＳ、に進み、３つのＯを出力して、最初の最小
値制約条件を満たす。入力データ・ビットがＯである限
り、データは次に送られる。入りデータが、状態Ｓ０で
受は取られた最初のデータ・ビット１の直後のデータ・
ビット１を提示する場合、状態Ｓ１、Ｓ２およびｓ３は
、３つのＯを強制的に出力させてからデータ・ビット１
を出力させ、次の状態に進む。

１に遭遇しなかった場合は、コード化システムは状態ｓ
４、ｓ５、ｓ６およびｓ７を通過して進むことができる
。１を受は取るか、または状態７に到達すると、エンコ
ーダは１を出力して、状態Ｓ。

およびＳｇに進み、そこでＯを出力する。再び、入力デ
ータがＯである限り、エンコーダはＯを出力する。状態
Ｓ９でデータ・ビット１が存在すると、出力はできない
が、まず０を、次にデータ・ビット１を強制的に出力さ
せて、状ａＳ０に戻る。

システムはまた、状態Ｓ□。ないしＳ工、を通って進む
か又は、入力データ１に遭遇するまで進み、その時点で
エンコーダは１を出力して状態Ｓ０に戻る。

上記ダイヤグラムを手引きとして用いると、データ・ス
トリング入力１０１１０００１００００００００１０１
は、前と同様にデータ・ストリング１０００１０１００
０００００１０００１に一＋−ド化されることが理解で
きる。何故ならば、エンコーダは、出力データが最初の
２個のビット１の間に１個以上７個までの０を持ち、ま
た次の２個の１の間に少なくとも３個の０を持つように
制約するからである。これを、前に用いた単純なＲＬＬ
　（２，７）コード化と比較すると次の如くである。

入力データ・ストリング、　１０１１０００１００００
００００１０１（１／３．７）　　出力　　：　１００
０１０１０００００００１０００１（２，７）　　　　
出力　　：　１００１００１０００１０００００００１
００１上記ダイヤグラムは本発明の原理を示すには有益
であるが、理想化状態の機械でないことは、データ・コ
ード化の当業者には容易に明らかであろう。後の例で用
いられる１０個の状態から分るように、１６個未満の状
態を用いて上記のコード化を実現することが可能である
。

コード化システムが適正にプリセットまたは初期化され
ている場合、この新しいクラスのコード化技術を使うと
、データを光学媒体に記録するのに好都合である。

データ・ビット１は、光学媒体に書き込むべき最初のデ
ータとしてデータ・ストリングに存在することができる
（これは説明の便宜のためであり、まずデータ・ビット
０を検出し、次に初期設定のため適当な状態またはダミ
ー・ビットをセットすることも可能である）。エンコー
ダは１を検出し、マークが媒体に書き込まれ、それを使
って状態Ｓｏに割り当てられるコード化システムの最初
の状態が決定される。すなわち、次のデータ・ビット１
に対する最小ゼロ・カウントは３である。しかし、この
時点で、光学媒体書込み装置で使用されるレーザは、パ
ルスを発生しており、一連のマークを作り続ける（実際
には、連続マークを形成する）。（状態Ｓ３、Ｓ、、Ｓ
、、・・・・で）次のデータ・ビット１に遭遇すると、
レーザは、１を表わすためマークの立下りを用いて、こ
れをマークの終りとして書き込む、最初の２個の１の間
での書込み中に、エンコーダは最小限状態Ｓ０ないしＳ
３を通り、データ・ビット１同志の間でさらにＯに遭遇
したかどうかに応じてＳ４ないしＳ７を通って進む。し
かし、次の１が書き込まれると、コード化システムは状
態Ｓ、に進む。エンコーダは０を出力し、入力データ・
ストリング中にデータ・ビット１が存在するかどうかに
応じて、状態Ｓ、ないしＳＺＳに進む。この時点で、ア
ドレスされている媒体上の領域はマークの間にあるので
、次の１に遭遇して次のマークが始まるまで、最小間隔
はより小さくなる。

実際のシステムでは、マークが記録されていない領域で
の最小間隔が、マークのある領域よりも平均して小さく
、それに応じて情報をコード化するということになる。

従って、対称ＲＬＬ　（１７）コードは、（初期状態が
どこにセットされているかに応じて）（１，７）−（３
，７）または（３，７）−（１，７）として記述される
新しいコードにより平均直線密度の点で改善される。

第４図（Ｃ）は本発明に従って非対称制約条件を用いた
ＲＬＬコード化の例を示す。記録密度の増大に注目され
たい、この様に、制約条件（ｄ、ｋ）に従ったコードで
も、制約条件（ｄ、／ｄ、、ｋ）に従ったコード（また
はｄｘ、ｋｙ）に変換される場合には、より大きな密度
を実現させることができるということが分かる。「変換
される」という語は、最も単純な実施例ではその意味に
なることもあり得るものの、現存するコード化データを
単に変換するという意味ではない。

前述したように、光学媒体にデータを記録するための現
在の手法は、密度を増大させ、データ・エラー伝播を抑
えるため、対称コード化技術を使うものである。本発明
のコード化方法の一実施例は、既存のＲＬＬコード化デ
ータをさらにコード化して非対称ＲＬＬコード化データ
を作成する装置で実現することができることが判明した
。この結果を得るための回路を第１ａ図に概略的に示す
。

第１ａ図において、エンコーダ３００は、ネガティブ・
シングルショット回路３１０とＯＲゲート３２０を含ん
でいる。線３０２の入力データ（ビット・ストリング）
は、既にＲＬＬでコード化されたデータであり１種々の
（ｄ、ｋ）制約条件のもとでコード化することができ、
また状態依存性であってもなくてもよい。入力データは
、前記の米国特許第３６８９８９９号に記載されたよう
な幾つかの既存のＲＬＬエンコーダから導くことができ
、一連のパルスおよびパルス遷移を表わす。説明の便宜
上、データば対称ＲＬＬ　（２，７）コード化を受けて
いるものと仮定する。

データは、シングルショット回路３１０に入力される。

このシングルショット回路３１０は、負に向う遷移を受
は取ったとき出力パルスを生成するように構成された電
子回路である。ＲＷＭマーク・シーケンスの終りで入力
データの値が１から０に変化するとき、この負に向う遷
移が発生する。

シングルショット回路３１０の例は、電子技術では一般
に知られている単安定マルチバイブレータである。その
ような装置は、それがどのように構成されているかに応
じて、負に向かうパルス若しくは遷移または正に向かう
パルス若しくは遷移のどちらかを受は取ったとき、幅、
すなわち、持続時間が一定のパルスを出力する。パルス
は幅は、データ・クロック周期または他の任意の所期の
周期に一致するように選択することができる。このこと
は一般に、マルチバイブレータ回路に関連した抵抗性素
子及び容量性素子について、リセット・タイミングおよ
びパルス持続時間を決定する特定のＲＣ時定数を設定す
ることにより実現される。

再トリが可能マルチバイブレータを使って、データ・ク
ロックからの制御信号などの制御信号がパルスの幅をＲ
Ｃカットオフ時間を越えて拡張できるようにすることも
できる。

別の方法では、単安定マルチバイブレータを用いること
も可能であり、その場合、線３３０には、リセット・パ
ルス若しくはクリア・パルスが与えられる。リセット・
パルスは他の回路から容易に得られるデータ・クロック
信号でよい。このため、マルチバイブレータ回路から独
立した制御ソースによってパルス幅を終端させることが
できる。従って、ＲＣタイミング素子を直接変更せずに
、新しいパルス幅（コード化制約条件）を実現すること
ができる。さらに、当業者は、所期のパルス幅と釣り合
ったシングルショット回路３１０の再リセットまたは再
トリガを制御するため、論理ゲート等の他の回路を使用
することもできる。

線３０２の入力データは、シングルショット回路３１０
に伝えられると同時に、ＯＲゲート３２０の第１の入力
線３２２に印加される。シングルショット回路３１０の
出力線は、ＯＲゲート３２０の第２の入力線３２４に接
続されている。入力レベルのいずれか一方が高レベルの
とき、ＯＲゲート３２０はａ３４０に高パルス・レベル
を有する出力データを生じる。従って、マークを光学媒
体に書込む際に隣接する２個のビット１の間の時間中そ
うであるように、ＲＬＬレコード化データが高パルス・
レベルを有する間は、線３４０の出力データは高レベル
である。マークが終了する瞬間に、現データ・パルスの
立下りがシングルショット回路からの出力をトリガする
。入力データはこのとき低レベルであるが、シングルシ
ョット回路３１０からの出力はＯＲゲート３２０の入力
線３２４に高出力レベルを与えるゆＯＲゲート３２０は
、シングルショット・パルスが低レベルに降下するまで
、高レベルの出力データを発生し続ける。このことは第
１ｂ図に示されている。第１ｂ図では、代表的なＲＬＬ
入力データが！（ａ）で、シングルショット回路３１０
の出力パルスが線（ｂ）　で、ＯＲアゲ−−３２０（７
）出力データが線（ｃ）で示されている。シングルショ
ット回路３１０は、自分でリセットした後、負に向かう
次の遷移まで、ＯＲゲート３２０からの出力データのレ
ベルにそれ以上寄与しない。

このようにして、以前のコード化された対称コードに対
する信号が、単一データ・ビットＯをコード・データ・
ストリングの１つの部分（非マーク）から隣接部分（マ
ーク）に移動させ、したがって１つの領域は常に次の領
域よりも２個多い最小ゼロ・カウントを有する。従って
、（２，７）のコード化制約条件を有する対称的にコー
ド化された入力データ・ストリングは、（３，８）−（
１，６）コード化制約条件を有するように変更される。

シングルショット回路３１０がトリガされる方式のせい
で、結果として生じる出力コート化制約条件も異なる最
大値を有することに注目すること。

シングルショット回路３１０からの出力パルスの幅は、
説明の便宜上、１データ・クロック・パルス周期と同じ
であると仮定した。しかし、このことは必須ではなく、
本発明の重要な属性は、非対称性が容易に追加され、か
つシングルショット回路３１０に対するパルス幅を調節
することにより部分的非対称性が実現されることである
。

非対称性を追加するため、シングルショット回路３１０
の出力パルスの幅を、１データ・クロック周期を越える
幅を有するように調節することができる。幅を数データ
・クロック・パルス周期の幅に拡大することにより、追
加のデータ・ビットＯが、出力データの部分に、または
そこからシフトされる。それほど好ましくない構成は、
別のシングルショット回路１台または数台と別のＯＲゲ
ートを、線３４０に直列に接続して使用するものである
。この場合も前と同じタイミング関係およびパルスの発
生が起こり、コード化データにおける追加の非対称シフ
トが生じるはずである。

部分的非対称性をもたらすために、シングルショット回
路３１０を、データ・クロック周期よりも小さいパルス
幅を有するように調節しくＲＣタイミングの調節）、ま
たはデータ・クロックに対して分数関係、すなわち、位
相シフト関係を有するリセット・ソース（線３３０）に
よりリセットすることができる。すなわち、リセット・
ソースは、データ・クロック・パルスと同じ幅を有する
制御パルスを発生しない、比較のため、第１ｂ図におい
て、図示のデータと釣合う標準のクロック・パルスを線
（ｄ）で示し、かつオフセットまたは位相シフト・リセ
ット・パルスをｇ　（ｅ）で示す。

シングルショット回路３１０が、第３ｂ図に線（ｅ）で
示した制御パルスを用いてリセットまたはクリアされる
場合、入力データ・ストリング中の負に向かう遷移に応
答して線３２４に生じる信号は、線（ｆ）で示した出力
パルスである。線（ｆ）の呂カパルスは、線（ｃ）で示
した前のパルスよりも帽の狭いパルスである。従って、
線３４０の出力データは入力データに比して分数値だけ
延長された高レベル部分を有し、低レベル部分に対応す
る非マーク領域は分数値だけ短縮される。このことは、
線（ａ）と同じデータ・ストリング入力につることがで
きる。このため、特定のデータ・コード化制約条件によ
って制限されるのではなく、光学媒体または読み書きシ
ステムが課す面積密度の制限にＲＬＬコード化データを
合わせる際に高度の融通性が得られる。

線３４０のコード化出力データは、データ・チャネルに
沿って適当な書込み装置に転送され、光学媒体に記憶さ
れる。この時点で、コード化データ・チャネル中のパル
スが、光学媒体上に集束されたレーザ書込みビームを変
調または制御するために使用される。コード化データに
よってレーザ・ビームを変調すると、コード化データ・
パルスの変化に対応して光学記憶媒体に付与されるエネ
ルギーが変動する。すなわち、パルス列中の低レベルは
、レーザによる低レベル、すなわち、ゼロ。

レベルのエネルギー出力を生じさせ、高レベルは高レベ
ル出力を生じさせる。高レベルは、状態変更に作用する
ための所定の閾値より上にあるエネルギー・レベルであ
ると定義される。高レベル・レーザ出力は、前述のよう
に光学媒体の物理的特性を変更することにより、光学媒
体上にマーク・パターンを作成する。レーザは通常パル
ス・レーザ・ソースであるので、データ変調は一般にパ
ルス・ソースをオンまたはオフにする働きをする。

光学媒体に記憶されたデータにアクセスするとき、光学
媒体表面を走査して、媒体材料の特性の帰部的変化を検
出するため、レーザ読取りビームが使用される。前述の
ように、このことは通常、媒体によって反射されたレー
ザ光の偏光の変化として表わされる。この変化は、マー
ク領域によって引き起こされる。偏光回転が検出され、
それを使って、電圧ソースまたはパルス・ソースを変調
して、マークに対応する所定の電圧レベルまたはパルス
と非マークに対応するより低い電圧レベルまたは非パル
ス出力を有するパルス列が作成される。これらのパルス
は、復号すべきコード化データ・ビットのストリングと
してデータ・チャネルに沿って転送される。

第１ａ図のエンコーダ３００によって記録されたデータ
を復号するため、第２ａ図に示すデコーダ４００が用い
られる。デコーダ４００は、読取り検出回路から線４０
２を介してコード化データを受は取る。コード化入力デ
ータは、ポジティブ・シングルショット回路４１０に逐
次入力される。

入力データのパルス・レベル・パターンの例が、第１ｂ
図の線（ａ）で示されている。シングルショット回路４
１０は、シングルショット回路３１０と同様に、単安定
マルチバイブレータなど当技術で既知の素子から構成す
ることができる。但し、シングルショット回路４１０は
、正に向かう遷移が検出、または受は取られたとき、パ
ルスを出力するように構成されている。入力データが高
レベル、すなわち、１の状態になる度に、シングルショ
ット回路４１０はパルスを発生する。すなわち、シング
ルショット回路４１０は、マーク領域の立上りに遭遇し
たとき、パルスを発生する。

入力データはシングルショット回路４１０に伝えられる
のと同時に、ＡＮＤゲート４２０の第１の入力線４２２
に印加される。シングルショット回路４１０からの出力
は、インバータ４１２を用いて反転される。インバータ
４１２の出力線は、ＡＮＤゲート４２０の第２の入力線
４２４に接続されている。ＡＮＤゲート４２０から線４
４０に生じる出力データは、両方の入力レベルが正のと
き常に正のパルス・レベルである。従って、ＲＬＬコー
ド化入力データ・ストリングが正のパルス・レベルを有
し、シングルショット回路４１０がパルスを発生してい
ない間は、出力データは高レベルである。

シングルショット回路４１０は、入力データの正に向か
う遷移を検出すると、線（ｂ）で示した出力パルスを発
生する。回路４１０は、インバータ４１２を介してＡＮ
Ｄゲート４２０人力線４２４に低レベル信号を印加し、
ＡＮＤゲート４２０の出力は低レベルに降下する。この
状態は、入力データが低レベルに降下する前に生じる。

このことが第２ｂ図に示されている。第２ｂ図で、入力
データは線（ａ）で、シングルショット回路４１０の出
力は線（ｂ）で、インバータ４１２の出力は線（ｃ）で
、ＡＮＤゲート４２０の出力は線（ｄ）で示されている
。このようにして、非対称コード化制約条件を有する以
前にコード化された入力データ中の特定のビットＯが出
力データ・ストリングにおいては、１つの部分（マーク
）から隣接部分（非マーク）に移動させられる。したが
って、領域は同じ最小ゼロ・カウントを有する。このた
め、次の信号または変換の前に元の対称性が再確立され
る。従って、（３，８）−（１，７）コード化制約条件
を有する入力データ・ストリングは、このとき（２，７
）コード化制約条件を有する。

エンコーダ３００の場合と同様に、シングルショット回
路４１０のパルスの幅またはタイミングは、一般には、
データ・クロック・パルスと応答するように選択される
。しかし、前と同様に、このパルス幅は変えることがで
きる。すなわち、線４３０のリセット信号ソースを使っ
て、データ・クロックと比較して分数リセット、すなわ
ち、位相シフトされたリセットをもたらすことができる
。

（１□、７）等の分数的コード化／復号体系に適応され
ることができる。このことは第２ｂ図の線（ｅ）および
（ｆ）に示されている。

上で説明したエンコーダおよびデコーダの実施例の利点
は、それらが、光学媒体にデータを記録するための既存
のおよび本願で毘案する読み書き回路およびコー１（体
系との互換性が極めて高いことである。シングルショッ
ト回路は、データ・エツジ検出器、読み書きデスキュー
回路、または本発明で要求される形で働くように調節で
きる同様の素子の一部として、既に存在しているかもし
れない。この場合、本発明の方法を実施して新しい非対
称コート化制約条件を実現するため、既存の回路を遡及
的に調節することができる。

この種の回路のもう一つの例が、第５図に示す実施例に
示される。第５図において、エンコーダ５００は、（１
，６）；　　（３，８）コード化制約条件を用いて、１
／２の比率で、約５０２の「生」の入力データを非対称
コード化出力データにコード化するように構成されてい
る。

エンコーダ５００中で、入力データは、（３ビツト）シ
フト・レジスタ５０４に入力される。通常、関連する光
学媒体読み書き回路で得られるシステム発振器信号によ
って供給できる外部クロックが線５０６を介して分周器
５０８に与えられる。

分周器５０８は、シフト・レジスタ５０４とエンコーダ
５００の他の構成要素に適したクロック信号を線５１０
に発生する。

入力データがシフト・レジスタ５０４内にシフトされる
と、最初の３つのデータ・ビットに対する対応するレジ
スタ出力が、レジスタ出力端子Ｑ１、Ｑ２およびＱ工に
発生し、カウンタ５１２の２つの入力線に与えられる。

カウンタの例は、４ビット・ディジタル・カウンタであ
り、その２つのビットのみがこの実施例に使用される。

レジスタにシフト・インされた最初のデータ・ビットを
表わすＱ３出力は、カウンタ５１２の第１の入力端子Ｂ
に直接接続され、第２のデータ・ビット出力と第３のデ
ータ・ビットの補数出力は、２つのＮＯＲゲート５１４
および５１５を介してＱ３出力と組み合わされ、その出
力がカウンタ５１２の入力端子Ａに与えられる。これら
の入力は、カウンタ５１２の出力端子Ｑ　およびＱＢに
、高しベ、ルまたは低レベルの信号を発生させる。ＱＡ
出力とＱＢ出力は組合せ論理回路５２０に結合されてい
る。組合せ論理回路５２０はカウンタ５］、２の出力を
用いて、入力データをどこで区分するか、およびデータ
・ストリングの特定の区画でどのデータ・ビットが作用
を受けているかを決定する。

この区分によって、入力データ・ビットのパターンを１
／２の比率で所定の出力ビット・セットに折り込むこと
ができる。このため、一意的な１組のデータ・ストリン
グ接頭語がもたらされ、それを後で復号することができ
る。

区分された入力に対するエンコーダの出力は、次の通り
である。

入力データ　　　　　　出力データ ０００　　　　　　０００１０．０ 人力ＢおよびＡ人力上よって、２．３または４ビツト区
画のどれが用いられるかが決まる。ただし、４ビツトは
０Ｏ１３ビツトは０１．２ビツトは１０で表わされる。

ＢおよびＡの値は、それ自体法の論理式によって決定さ
れる。

Ｂ＝Ｑ。

Ａ＝−Φ−３（Ｑ１＋可、） エンコーダ５００中の論理機能により区画パターンが決
定されると、シフト・レジスタ５０４中の最初の２つの
データ・ビットがＡＮＤゲート５２２．５２４．５２６
．５２８およびＯＲゲート５３０によって作用を受ける
。これらのゲートの出力は、１個の入力データ・ビット
に対して２個の出力ビットの割合で、ＯＲゲート５３２
およびＡＮＤゲート５３４に介してコード化出力データ
・ビットとして線５３８へ転送される。この際、線５１
０のクロックにより、先ずＡＮＤゲート５２８が付勢さ
れてからＡＮＤゲート５３４が付勢されるようになって
いる。その結果、ＡＮＤゲート５２８は、入力データ・
ストリングの最初のビットに対応する２ビツト出力デー
タ・ストリングの最下位（先頭）ビット（Ｍ　Ｓ　Ｂ　
）を出力し、ＡＮＤゲート５３４は、入力データ・スト
リングの最初のビットに対応する２ビツト出力データ・
ストリングの最下位ビット（Ｌ　Ｓ　Ｂ）を出力する。

次に線５３８の出力データをエンコーダ３００内の構成
と同等のシングルショット回路５４４およびＯＲゲート
５４６に入力し、これによって非対称にコード化された
データ・ストリングを線５５０に生じることができる。

シングルショット回路５４４の前にフリップフロップ５
４０を使用して、線５３８のデータのパルス波形をより
有用な、すなわち、もつと鋭い形にすることも望ましい
。

線５５０に生じるのと同等の非対称コード化データ・ス
トリングが後で光学媒体から読み取られるとき、それを
復号するために、第６図に示す回路を使用することがで
きる。第６図において、デコーダ６００は、線６１２の
ＶＦ○クロックの制御の下に、線６０２のコード化入力
データを、シングルショット回路６０４、インバータ６
０６およびＡＮＤゲート６０８を介して２つの（４ビツ
ト）シフト・レジスタ６１０ａおよび６１０ｂに送り込
む。ＶＦＯクロックは、コート化データ・クロックにフ
ェーズ・ロックされ、初期の１７２のコード化比率を２
／１の復号比率にするために、所期のデータ出力クロッ
クの２倍で作動している。

シフト・レジスタ６１０ａ及び６１０ｂからの出力が、
組合せ論理回路６２０に供給される。組合せ論理回路６
２０は、４つのＡＮＤゲート６２２．６２４．６２６．
６２８ならびニＮ　ＯＲゲート６３０を含んでいる。

レジスタ出力とゲートとの具体的な一致は、所期のコー
ド化機能を実現するためにデータに作用することが必要
な論理式によって予め決定される。

そのような組合せ論理構成は、米国特許第４４８８１４
２号および第４４１３１５２号に詳細に例示されている
。また、「情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション
（ＩＥＥＥ　　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　　ＯＮ　　
ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　　ＴＨＥＯＲＹ）Ｊ　、Ｖｏ
ｌ、ＩＴ−２９、ＮＱＩ、１９８３年１月、ｐｐ、５−
２２に所載のロイ・アドラ−（Ｒｏｙ　Ａｄｌｅｒ）等
の論文「スライディング・ブロック・コード用アルゴリ
ズム、記号ダイナミクスの情報理論への応用（Ａｌｇｏ
ｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　ＳｌｉｄｉｎｇＢｌｏｃｋ　Ｃ
ｏｄｅｓ、　Ａｎ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓ
ｙｍｂｏｌｉｃＤｙｎａｍｉｃｓ　ｔｏ　Ｉｎｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ）Ｊには、コード化テーブル
および復号テーブルの開発について理論的考察および手
法と、それから得られる対称゛（２，７）ＲＬＬコード
用の論理が考察されている。

従って、組合せ論理回路６２０は、入力データ・ビット
・ストリングを実際に出力データ・ビットに復号して線
６５０に生じる。但し、デコーダ６０ｏの場合は、有効
なデータ・ビット・セットについてのみデータ・ビット
を復号しなければならない。ＡＮＤゲート６４０は、デ
ータ同期マーク・パターンに対するレジスタ出力を監視
することにより、このことを実現する。そのような同期
パターンは、データ・コード化／復号技術で既知である
。

ＡＮＤゲート６４０の出力は、ＮＡＮＤゲート６４２の
出力を低レベルにし、フリップフロップ６４４の状態を
変化させる。これは復号サイクルの開始を示し、シフト
・レジスタ６１０ａ及び６１０ｂをクリアするためのフ
リップフロップ６４６をクリアする。

上記に説明した各実施例は、既存のＲＬＬ回路で非対称
コード化制約条件を容易に実現することができるが、そ
うすると１つの領域でＯに対する最大値、ならびに最小
値が大きくなる。（すなわち、ｋ１≠に、）。前述のよ
うに、この最大値を増大させることはデータ処理システ
ムにとって常に望ましいとは限らず、またデータ処理シ
ステムによって常に許容されるとは限らない、従って、
本発明の非対称コードは、多くの用途ではＭ／Ｎ（ｄい
に工”）　−（ｄ２、ｋ２）（ただし、ｋ工＝に２）の
制約条件を用いて実現しなければならない。

光学媒体に記録するためデータ・ストリングに対してに
工＝に２の非対称コード化制約条件を用いる実施例が、
第７ａ図に示されている。第７ａ図には、「生」の入力
データを受は取って、ＮＲＺＩ２１５　（１，９）−（
４，９）コード化制約条件を用いてそれをコード化する
ためのエンコーダ７００が示されている。既に説明した
ように、使用されるデータ・ストリング・レベル・パタ
ーンにＮＲＺＩが適用される（データ１が変化しない場
合は、ゼロに復帰せず、変更はない）。２１５の比率は
、２つの入力データ・ビットが５つのコード化出力デー
タ・ビットに変換されることを意味する。この実施例で
は、非対称性が種々のレベルで確立でき、前に示したシ
ングルショット回路によって固定されないことを示すた
め、ｄ□−ｄ２＝３の制約条件を使用する。

エンコーダ７００は線７０２を介して入力データを受は
取り、それを（２ビツト）Ｄタイプ・シフト・レジスタ
７０４のＤ入力ゲートに印加し、データはそこで逐次シ
フトされる。５７０６のクロック信号がエンコーダ７０
０に供給され、データ・クロック速度の約５倍に維持さ
れる。このことは、データに対する適正な細分性と同期
を確保するために行なわれる。クロック信号は、分周器
７０８を用いて５で割られ、シフト・レジスタ７０４が
データ・クロック速度で作動するように、このシフト・
レジスタ７０４のためのクロック信号になる。同時に、
分周器７０８の出力は、別の分周器７１０で２で割られ
、後で説明する１０ビツト状態レジスタ７１２を刻時す
るために使用される、もう１つの分周器７１４も線７０
６のクロック信号を２で割って、（５ビツト）シフト・
レジスタ７２４にクロック入力を供給する。

分局器７１４は、シフト・レジスタ７０４中でシフトさ
れたビット２個毎に５ビツトの比率でシフト・レジスタ
７２４を刻時させる。これにより、コードで指定された
２１５のコード化比率要がもたらされる。状態レジスタ
７１２は２個の入力ビツト毎に状態を変え、従って、分
局器７０８の出力をさらに分局器７１０で２で割って得
られるクロック信号を用いる必要がある。

データはシフト・レジスタ７０４中をシフトされて、出
力端子Ｑ□およびＱ２に現われる。Ｑ工およびＱ８出力
は、レジスタ７０４からの一◇−８および一φ−２出力
と共に復号論理回路７１６に与えられる。

Ｑ２出力は１０．０１または１１などの２ビツト・デー
タ・ストリング中の先頭ビットを表わすので、先頭ビッ
トが１の場合、Ｑ２出力が高レベルになり、先頭ビット
がＯのデータ・ビット対の場合、−〇−２出力が高レベ
ルになる。又、Ｑ２及びて２出力は、復号設定論理回路
７２０でこの区別のために使用することができる。

復号論理回路７１６は、第７ｂ図に示す４つのＡＮＤゲ
ート７１８などエレクトロニクス技術で既知の簡単な組
合せ論理から成る。これら４つのＡＮＤゲート７１８は
、シフト・レジスタ７０４の出力を復号して、０Ｏ１０
１，１０および１１人カデータ対を表わす所期の高出力
信号を発生する。これらのデータ対を使って、２つのデ
ータ・ビットを５つのデータ・ビットにコード化するた
め用いられるコード体系が決定される。ただし、復号論
理回路７１６の機能を、復号設定論理回路７２０に組み
込むこともできる。

このエンコーダは、回路が所定の状態に設定されて各コ
ード化動作が行なわれ、次に許可されるコード化が前の
状態に依存する点で、状態依存エンコーダである。

データは、第１０図に示したコード化テーブルに従って
コード化される。このコード化テーブルは予め定義され
た状態ＡないしＪを含んでいる。

これらの状態は、当業者には自明のように、状態レジス
タ７１２中で一連のＡＮＤ、ＯＲゲートおよびフリップ
・フロップによって確立される。最初の状態は状態Ａと
して選ばれ、これはまた、復号のために選ばれる最初の
状態にもなる。

状態レジスタ７１２で状態が決定されると、状態設定デ
コーダ７３０によって次の状態が決定される。状態設定
デコーダ７３０は、コード化に使用されている現在の状
態と、コード化されている現在のデータを検査する。こ
のことは、状態設定デコーダ７３０上の入力Ａ−Ｊおよ
び１ないしＯＯとして第７ａ図に示されている。第１０
図を見ると、このコード体系は、状態レジスタ７１２が
、コード化されている現在の入力データ・ビットおよび
前の状態に応じて特定の新しい状態にシフトされるよう
に拘束する。状態設定デコーダ７３０は、状態レジスタ
７１２に接続された一連の状態設定出力を使用して、コ
ード化制約条件に従って状態レジスタ７１２中の現在の
状態をその新しい値にシフトする。

復号設定論理回路７２０は、復号論理回路７１６から入
力された復号レベルと状態レジスタ７１２から入力され
た現在の状態を用いて、シフト・レジスタ７０４からの
入力データをコード化して、許容される出力データ・ビ
ット・パターンを決定する。特定の状態および６種類の
°入力データ・ビット・パターンの内の２つに対して、
セットエないし５と呼ばれる５本の出力設定線７２２上
で特定のビット・パターンが確立される。

状態設定デコーダ７００及び復号設定論理回路７２０の
機能を表わすプール式は次のとおりである。

状態設定デコーダ７００の　能 Ａ＝００・（Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）＋０１・（Ｅ＋Ｆ）＋　１１
　（Ｉ　＋Ｊ）Ｂ＝０１・（Ｆ＋Ｉ＋Ｊ）＋１１・（Ｆ
）Ｃ＝００・（Ｈ）＋１０・（Ｇ＋Ｈ） Ｄ＝０１・（Ａ＋Ｂ＋Ｈ＋Ｊ）＋１１・（Ｇ＋Ｈ）Ｅ＝
００・（Ａ＋Ｊ） Ｆ＝００・（Ｂ＋Ｃ） Ｇ＝０１・（Ｃ） Ｈ＝０１・（Ｄ＋Ｇ＋Ｉ）＋１０・（Ａ＋Ｂ＋Ｃ十Ｅ）
＋１ｌ−ＤＩ＝１１・（Ａ＋Ｂ＋Ｅ） Ｊ＝００・（Ｉ）＋１０・（Ｄ） 復０設　論理回路７２０の機能 セット１＝　１０・（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ）＋１１・（Ａ十
Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｉ＋Ｊ ＋Ｏｘ・（Ｅ＋Ｆ） ＋００・（Ｄ） セット２＝　１０・（Ｉ＋Ｊ） ＋０１・（Ｄ） ＋Ｏｘ・（Ｆ） セット３　＝　　１　ｘ　・（Ｄ＋Ｈ＋Ｇ）＋００・（
Ｄ） セット４＝　　Ｏｘ・（Ｇ＋Ｈ） ＋００・（Ｅ十Ｆ） ＋１１・（Ｆ） セット５＝　　Ｏｘ・（Ｊ） ＋Ｏ１・（Ｅ　＋　Ｆ） ＋ｌｘ・（Ｇ） ＋１０・（Ｆ） （但し、Ｘは任意ビットである） これらの式を念頭に置いて、非対称（１，９）；（４，
９）コード化制約条件または体系に対するコード化処理
の例を次に説明する。

生の入力データ・ストリング１０１００１１１１１が第
７ａ図のエンコーダ７００に入力されるものと仮定する
。この入力は時刻１＝０から開始し、このとき、初期状
態はＡに設定され、さらに全てのレジスタはそれに応じ
てクリアされた初期状態にされる。この操作は、状態書
込み入力線７３２に信号を与えることによって行なうこ
とができる。シフト・レジスタ７０４における相次ぐ２
ビツト入カデータ・パターンが第８図の１番上の行に示
されている。

最初の２ビツトは、１０は、状態レジスタ７１２が状態
Ａにあり、入力は１０であるので、第１０図のテーブル
およびセット１に対する式に従ってシフト・レジスタ７
２０のセット１線に１、すなわち、高レベルの出力をも
たらす。状態レジスタ７１２は状態工またはＪを示して
いないので、セット２線の出力は０である。状態レジス
タ７１２は状態り、ＨまたはＧのいずれも示していない
ので、セット３に対する出力はＯである。入力が１０で
あるので、セット４線の出力は０であり、レジスタ７１
２が状態ＥまたはＦを示していないので、セット５線の
出力もＯである。従って、エンコーダ７００から出力と
して生じるため、データ・ビット・パターン００００１
がシフト・レジスタ７２４に記憶される。このことは第
８図の２行目に示されている。

入力データ中の次のデータ・ビット対１０．０１．１１
および１１から、第８図に示すように、次の出力ビット
・セット００１００、ｏｏｏｏｏ、１０１００および０
０１００が得られる。これらのパターンは、入力データ
・ストリングの最初の２ビツトに使用された式から得ら
れる。

コード化された出力データ・ストリング７４０は０００
０１００１０００００００１０１００００１００になる
。データの初期記録が、後で差し引くことができるマー
ク、すなわち、データ１のビットとして自動的に開始さ
れる場合は、このデータ・ストリングは、第８図の一番
下の行に示すように交互に記録されて（１）００００１
．００．１００．００００００１．０．１００００１お
よびＯＯのデータ・ビットを表わすマークおよび非マー
ク領域に分割される。このため、−貫して光学媒体に対
する非マーク領域がマーク領域よりも短かくなり、直線
記録密度の向上をもたらすことに注意すべきである。

コード化されたデータは、シフト・レジスタ７２４から
線７４０及び直流トリガ・フリップフロップ７２８を介
して線７５０にコード化出力データ・ストリングとして
送り出される。出力データ・ストリングは、データ・ビ
ットを高レベルだけで示すのではなく、各データ１のエ
ツジで遷移を有する。これは次にＮＲＺＩ型記録システ
ムを駆動するため使用される。シフト・レジスタ７２４
は、出力タイマ７２６によって決定されるように５ビツ
ト毎にロードされる点に留意すること。

第７ａ図の回路に従ってコード化されたデータを復号す
るために、第９図に示すように、デコーダ９００が使用
される。デコーダ９００はここで一連の索引テーブルを
使って、データによって許容される次の状態を識別して
、現在許容されている復号パターンを決定しなければな
らない。

線９０２に与えられるコード化された入力データ・スト
リングは、現在使用または提案されている多数の光学式
データ読取りシステムの１つを用いて光学媒体から検出
される。入力データ・ストリングは、（１５ビツト）シ
フト・レジスタ９０４に直列形式で入力される。シフト
・レジスタ９０４は、線９０６のデータ・クロックによ
って刻時される。出力タイマ９０８もデータ・クロック
で刻時される。入力データの１５ビツトがシフト・レジ
スタ９０４にクロック・インされると、復号処理が始ま
る。

入力データの最初の５ビツトを表わすシフト・レジスタ
９０４からの出力信号が、復号設定論理回路９１２に転
送される。復号設定論理回路９１２は、信号、すなわち
、入力ビットを、エンコーダ７００中で以前に見られた
５つの「セット」の集団として解釈する。復号設定論理
回路９１２は、コード化制約条件によって特定の入力セ
ットにどの出力ビットが割り当てられるかにもとづいて
線９１４のセット１又はセット２出力を生じる。

復号設定論理回路９１２は、当業者なら理解できるルッ
クアヘッド技術を用いて、この復号操作を実現する。シ
フト・レジスタ９０４中に存在し。

それぞれ５個のデータ・ビットからなる次の２セツトが
ルックアヘッド論理回路９１６によって読み取られる。

このルックアヘッド論理回路９１６は、シフト・レジス
タ９０４中のデータ・ビット・パターンに応じて、出力
線ＱないしＺ上に高レベル出力を発生する。第１１図の
テーブルは、線ＱないしＺに対して特定の出力を確立す
るために使用される。

たとえば、シフト・レジスタ９０４のＱ、−Ｑ□。

出力、ひいては、ルックアヘッド論理人力Ｆ−Ｊとして
表わされる２番目のセットの５つのデータ・ビットが０
０００１である場合、ルックアヘッド論理回路９１６か
らの線Ｑが高レベルになる。また、線Ｓ、Ｒ，Ｘ、Ｙお
よびＺも高レベルになり、残りの線は低レベルである。

これにより、ブロックＳ、Ｒ，Ｘ、ＹまたはＺが後続の
データ・ビット・パターンを含み、それに応じてコード
化入力データの現在の５ビツトを復号すべきことが復号
設定論理回路９１２に知られている。　　′復号設定論
理回路９１２が使用する論理が、第１２図のテーブルに
示されている。このテーブルでは、５ビツトの特定の入
カバターンについて、復号設定論理回路９１２によって
登録されている特定のルックアヘッド・ブロックに従っ
て特定の出力が発生される。下記のリストは、入力デー
タ・ビット・パターンと、そのデータ・パターンをその
構造内に有するルックアップ・ブロックとの間の関係を
要約して示したものである。ただし、一度に１つのルッ
クアヘッド・ブロックのみが有効である。

旦ニド化にクト　　　　されるブロックの　　　ブロッ
ク０００００　　　　　　　　　　　２　　　　　　　
　　　　Ｑ　　Ｔｏｏｏｏｌ　　　　　　　　　２　　
　　　　　　Ｗ　　Ｚｏｏｏｌｏ　　　　　　　　　２
　　　　　　　　Ｗ　　Ｙｏｏｌｏｏ　　　　　　　　
　　　　２　　　　　　　　　　　Ｕ　　Ｘ０１０００
　　　　　　　　２　　　　　　　　　ＲＵｏｌｏｏｌ
　　　　　　　　　１　　　　　　　　−−１００００
　　　　　　　　２　　　　　　　　　Ｓ　　Ｖｌｏｏ
ｏｌ　　　　　　　　　１　　　　　　　　−　−１０
１００　　　　　　　　２　　　　　　　　Ｖ　　Ｙ（
但し、「−」は一意的なストリングを示す、）第１１図
及び第１２図のテーブルを使うと、特定のデータがどの
ようにコード化データの特定の２ビツト・ストリングに
復号されるかを知ることができる。

前に（第７ａ図および第８図）の例を用いて、１００の
形のコード化データ・ビット・ストリングが、現に読み
取られているデータとして、デコーダ９００の線９０２
に与えられると仮定する。

このデータはシフト・レジスタ９０４にシフト・インさ
れ、復号設定論理回路９１２とルックアヘッド論理回路
９１６によって復号される。５ビツトのブロックは、シ
フト・レジスタ９０４により００００１．００１００、
ｏｏｏｏｏ、１０１００および００１００として分割さ
れる。

第１１図を参照すると、最初の５ビツトは、データトビ
ット設定出力１０または１１のどちらか一方をシフト・
レジスタ９１８にもたらすことができ、このデータ・ビ
ット設定出力はシフト・レジスタ９１８から復号データ
として線９２０ヘシフト・アウトされる。ただし、出力
１０に関連するブロック指示値はＷであり、出力１１の
それは２である０次の５ビツトを見ると、それらが０Ｏ
１００であり、２ブロツクではなくＷブロックＷにある
ことがわかる。従って、ルックアヘッド論理回路９１６
からの線Ｗは高レベルになるが、線２は高レベルになら
ず、復号処理は現在の出力として１０を選択しなければ
ならないことを復号設定論理回路９１２に教える０次の
５ビツトは、１０または１１のどちらか一方をもたらす
が、適正なルックアヘッド選択は線Ｘを高レベルに選択
し、出力は１０になる。この処理はコード化データ・ス
トリング９０２に全体を通じて継続してデータを復号し
、１０１００１１１１１のコード化データ・ストリング
９２０をもたらし続ける。

エンコーダ７００またはデコーダ９００中で必要な相互
接続の数を減らすため、追加の論理または別の回路を使
用できることは当業者には自明である。各状態、すなわ
ち、各ルックアヘッド・ブロックを別個の出力線を介す
る単一出力として表わす必要はない。

非対称データ・コードと呼ばれる新しいクラスのデータ
・コードについて説明してきたが、このデータ・コード
は隣接するビット１同志の間に１個以上のビット０を含
む非対称の間隔をもたらす。

またこの新しいクラスのコードを実現するための装置に
ついても説明してきたが、この装置は種々のコード化／
復号の応用分野で有用である。

好ましい実施例についての上記の説明は例示および説明
のために行なったものである。全てを網羅することも、
また開示された厳密な形だけに本発明を限定することも
意図されておらず、上記の教示を照らして、多くの修正
および変更が可能である。本発明の原理とその実際上の
適用を最もよく説明し、それによって、当業者が種々の
実施例で、意図された特定の用途に適した種々の変更を
加えて本発明を最もよく利用できるように実施例を選択
し、説明した。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、光学記憶媒体に記録する場合に、直線
記録密度を大幅に増大させることのできるコード化デー
タが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明に従ったエンコーダを示す図、第１ｂ
図は第１ａ図のエンコーダにおける種々の信号の波形を
示す図、第２ａ図は本発明に従ったデコーダを示す図、
第２ｂ図は第２ａ図のデコーダにおける種々の信号の波
形を示す図、第３図はデータを表わすマークとして光学
的記憶媒体上に形成される物理的パターンを示す図、第
４図は種々のコード化技術に従ったデータと光学媒体に
記録されるマークとの関係を示す図、第５図はＲＬＬｌ
／２　（１，６）−（３，８）制約条件の下で生データ
をコード化するための本発明によるエンコーダを示す図
、第６図はＲＬＬＩ／２　（１，６）−（３，８）制約
条件の下でコード化されたデータを復号するための本発
明によるデコーダを示す図、第７ａ図はＲＬＬ２１５　
（１，９）−（４，９）制約条件の下で生データをコー
ド化するための本発明によるエンコーダを示す図、第７
ｂ図は第７ａ図のエンコーダにおいて用いられる復号論
理回路の例を示す図、第８図は第７ａ図のエンコーダの
入力データ及び出力データを示す図、第９図はＲＬＬ２
１５　（１，９）−（４，９）制約条件の下でコード化
されたデータを復号するための本発明によるデコーダを
示す図、第１０図は第７ａ図のエンコーダに関連した入
力データ、出力データ及び状態の相互関係を示す図、第
１１図は第９図のデコーダに関連した入力データ、復号
データ及びブロック指示値の相互関係を示す図、第１２
図は第９図のデコーダに関連した入力データ及びルック
アヘッド・ブロックの相互関係を示す図である。 ３００．５００．７００・・・・エンコーダ、４００．
６００．９００−−−−デコーダ、５０４．６１０ａ、
６１０ｂ、７０４．７１２．７２４．９０４．９１８・
・・・シフト・レジスタ、６２０・・・・組合せ論理回
路、７１６・・・・復号論理回路、７２０．９１２・・
・・復号設定論理回路、７３０・・・・状態設定デコー
ダ、９１６・・・・ルックアヘッド論理回路。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　岡　　１）　次　　生（外１名） 第１ｂ已 ｆ　２ｂ　　図 才４回 才　１０　　口 矛１１　ロ ー−■ ７■ 矛１２回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力ビットの数をＭ、該入力ビットに対応する出
   力ビットの数をＮ、相次ぐ２つのビット１の間に存在す
   るビット０の最小数をｄ、相次ぐ２つのビット１の間に
   存在するビット０の最大数をｋとして、Ｍ／Ｎ（ｄ、ｋ
   ）で表わされるランレングス制限コード化制約条件に従
   つて、ビット・ストリングをコード化する際、上記ｄを
   ２つの異なつた値ｄ＿１及びｄ＿２に交互に設定するこ
   とを特徴とする非対称ランレングス制限コード化方法。
2. （２）上記ｄ＿１及びｄ＿２が分数を含む特許請求の範
   囲第（１）項記載の非対称ランレングス制限コード化方
   法。