JPS628370A - 情報記録再生方法及び装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、情報記録再生方式に係り、特に再生信号パル
スの立ち上がり、立ち下がりをデータとし復調を行なう
光デイスク装置に用いて好適な再生方式に関する。

【発明の背景〕

再生信号波形の立ち上がり、立ち下がりを検出してデー
タ復調を行なう方法は、ＤＡＤ　（ディジタルオーディ
オディスク）に見ることができる。

データ復調の原理については、例えば岩村による「ビデ
オディスクとＤＡＤ入門」　（コロナ社）ρ、２１２〜
２１５に記述されている。復調は、再生波形（被変調波
）の変化点、すなわち前縁と後縁を検出し、これから再
生検出窓を発生し、再生データを得るものである。ＤＡ
Ｄに用いられている方法は、データ間隔をＴとすると、
検出窓幅はＴ／２であり、変化点パルスの位置が±０．
２５Ｔ以内に入っていることが、正確な復調を可能にす
る条件である。したがって信号のゼロクロス点が雑音、
波形歪、ジッタ等によって変動し検出窓からはずれ−る
″とエラーとなる。追記型光ディスクでも前縁、後縁を
データとすることが可能であるが、追記型の場合は対象
ディスクに対して直接し−ザ光パルスの照射を行ない記
録するため、前轍。

後縁の位置が、記録媒体の特性や、ジッタの影響を強く
受けるため、不確定にシフトしやすいことになる。した
がって、何らかの方法で、記録時の前縁、後縁のエツジ
シフトを補正してやることが重要となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、立ち上がり、立ち下がりエツジをデー
タとする記録再生方式に関して、再生時のスライスレベ
ル変動の影響を抑止し１両者エツジ間の正規の位置から
のシフト量を、電気的に自動補正することにより、ジッ
タ無い時系列データとして安定に検出できる再生方式を
提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明では、情報復号開始
位置（タイミング）を示す起動タイミングマーク（一般
に５ＹＮＣマークと呼ばれる）を再生波形の立ち上がり
、立ち下がりに対して２重パターンとして設ける。本発
明は、特に、レーザディスク装置に用いて好適であるが
、相変化型光ディスク、さらには光磁気ディスク、磁気
ディスク等の情報再生に用いてもよい。

さて上記のような記録媒体に対してデータ記録時にデー
タ列に先行して設けた起動タイミングマークを、各々別
系列の検出手段により各々１パルスの検出信号として検
知する。予め２重パターンとしている理貴立ち上がりエ
ツジ（前縁）からの検出信号パルスと、立ち下がりエツ
ジ（後縁）からの検出信号パルスを別々に得ることによ
り、両者の時間差を求めるためである。全く理想的な記
録媒体であれば、記録時の光パルスと相似の再生波形が
得られるはずであるが、実際には、記録膜の熱拡散の不
均一性や、昇温、降温勾配の違いや記録感度のバラツキ
等により、一般的には光パルス照射を終了した後も若干
尾を引いたような記録状態となる。したがって再生波形
も前縁の傾斜と後縁の傾斜は一致しない。すなわちエツ
ジシフトが生じることになる。ただし前縁、後縁それぞ
れの傾斜そのものの一致性は比較的良いことが実験によ
り確認されている。

したがって各々の起動、タイミングマーク検出信号の時
間差からエツジシフトを一担補正しておけば、それに続
くデータ列に対しては同一補正量を与えれば良いことに
なる。セクター管理された記録媒体であれば、各セクタ
ー毎に上記補正を実施することで、より信頼性を向上さ
せることができる。次に補正方法についての具体的方法
を説明しておく。

前縁から検出された起動タイミングマークは。

後縁から検出される起動タイミングマークに対して時間
的に先行しているわけである。そこで前縁からのマーク
検出パルスを遅延素子（ディレィライン）に入力し、該
遅延素子の出力端子から出力される遅延されたパルスの
うち、遅延しない後縁からのマーク検出パルスと時間的
に一致するものを選択してやる。この操作によって本来
の両者検出パルスの時間差にエツジシフトによる誤差分
が加算された値が求まることになる。このようにして求
められた時間差のうち、エツジシフトによる誤差分の時
間を、別系の遅延素子のいくつかの出力端子を選択して
やる。ことにより、タイミングマークに続く以後のデー
タ列の誤差時間を補正する。

〔発明の実施例〕。

以下１本発明を実施例によって説明する。第１図は、本
発明実施のための装置構成の一例である。

レーザ光源（半導体レーザ）２００から出射された光は
、レンズ２０１でコリメートされビームスプリッタ２０
２を通過した後、ガルバノミラ−２０３で反射され、絞
り込みレンズ２０４により、微小スポット光として１回
転する光ディスク２０５の記録膜面に集光される。情報
の記録を行なう場合には、レーザ２００を、信号に対応
して変調し照射部分を局所的に加熱し、記録膜に穴を開
ける。再生時は、ディスク２０５からの反射光量変化を
光検出器で検知する。本構成例は、追記型光ディスクの
場合を示したが、光ヘッドの若干の変更により相変化型
、光磁気型光ディスク、あるいは、信号検出後の処理系
のみを考えるならば、磁気ディスクに対しても実現でき
る。

さて、情報の再生は、ディスク２０５からの反射光を絞
り込みレンズ２０４．ガルバノミラ−２０３を介し、ビ
ームスプリッタ２０２で反射され、ビームスプリッタ２
０６を通過した後、光検出器２０７で受光して行なう。

該光検出器２０７で電気信号に変換された後、増幅器２
０８で所望しベルまで増幅される。本発明では、記録信
号は、記録すべき情報に応じた可変長さの長穴の形でデ
ィスク上に記録されており、該長穴ピットの前縁。

後縁をデータとして扱う。２０９は、前縁、後縁を検出
する回路である。第２図に前縁、後縁検出回路２０９の
構成例を示した。増幅器２０８からの信号は、差動出力
型のコンパレータ３００により２値化される。２値化の
際の閾値１２は、該コンパレータの反転入力側に与えて
いる。差動出力は、直接ＡＮＤゲート３０３，３０４に
入力される経路と、遅延素子３０１，３０２を介した後
、該ＡＮＤゲートに入力される経路に分岐される。

したがって、ＡＮＤゲート３０３の出力は、前縁検出パ
ルス１３．ＡＮＤゲート３０４の出力は、後縁検出パル
ス１４となる。第２図の例では、コンパレータに差動出
力形を用いているが、一般のシングル出力形であっても
良く、この場合は、ロジックのインバータ（反転器）を
入れて使用すれば、以下同様の構成となる。

さて、前縁検出パルス１３と後縁検出パルス１４は、そ
れぞれセルフクロック発生同期用のＶＦＯ（バリアプル
・フレクエンシー・オシレータ）２１０，２１１に入力
される。該ＶＦＯがらの出力は、それぞれ、データ復調
開始パターン検出回路（一般には５ＹＮＣ検出回路）２
１２゜２１３へ導かれる。該検出回路の具体的構成例に
ついては、第９図の説明の際に述べる。該検出回路２１
２，２１３で検出されたパターン一致信号２０．２１、
および、前縁検出信号１３、後縁検出信号１４は、前縁
、後縁位置の時間的補正を行なう回路（槍示回路）２１
４へ入力される。該補正回路２１４の具体的構成例は、
第４図の説明の際に述べる。補正回路２１４の出力は、
復調回路に入力され、データの復号化が行なわれる。復
号の回路や方法は、従来と同じ方法で良い。

ここで、本発明で使用するデータ復調開始≠パターンの
例について説明する。データの符号化、復号化（変調、
復調）には、様々な方法があるが、データ復調開始のタ
イミングは、いずれの場合も正確に与えてやる必要があ
る。この目的を達成するには、復調開始パターンとして
は直交条件を満たす必要がある。一般に、該パターンを
検出するには、ＶＦＯにより発生したクロックによって
。

シフトレジスタ内をシフトさせ、該シフトレジスタ出力
を小ブロック（例えば４ビツト）毎にＡＮＤを取り、こ
れらＡＮＤゲート出力の多数決により行なう。具体的回
路構成例は、第９図の説明の際述べる。

上記直交条件とは、小ブロック一致ゲート出力のすべて
が、成る時刻に完全に一致することを言う。又、付加的
な条件としては、完全に一致する時刻以外には、各々の
小ブロックからの一致ゲート出力が一致しないことが望
ましい。例えば、６つの小ブロックから構成される５Ｙ
ＮＣパターンの場合、４つ以上のＡＮＤゲート出力が′
Ｈ″になった時、パターン認知するような多数決ロジッ
クの場合であれば、一致時刻以外では、４つ以上の小ブ
ロック一致信°号が発生してはならないことになる。

次に、本発明を実施するための、ディスクフォーマット
例について説明する。第３図は、そのフォーマットの一
例を示す図である。ディスク２０５は、１つのトラック
が、複数のセクタに分割さ九でおり、データ入出力は、
このセクタを単位として行なう（セクタ管理）、各々の
セクタの先頭には、ヘッダー信号５００〜５０２が予め
プリフォーマットされている。第３図（ａ）には、いく
つかのへラダーしか表記されていないが、実際は、ディ
スク−周に等間隔で設けである。第３図（ｂ）は、プリ
フォーマットされたヘッダ一部の構成を示した画であり
、第３図（ｃ）は、該ヘッダ一部に続くデータ部の構成
を示した図である。第３１！Ｉ　（ｂ）において、セク
タマークは各セクタの開始を指示するパターンであり、
通常は、一般データと区別する目的から、データの周波
数スペクトル分布の最低周波数よりも低い周波数分布の
信号を用いる。簡単にはデータ部に現われるピットより
も長いピットの組合せパターンを用いている。セルフク
ロック発生用５ＹＮＣパターンは、ＶＦＯ発振の引込み
のためのパターンであり、一般には。

使用している変調方式のパターンのうち最密ピット間隔
、あるいは最密エツジ間隔となるパターンを用いる。５
ＹＮＣパターンは、以下に続くトラック番号、セクタ番
号の復調開始を指示するためのパターンであり、前述の
直交条件を満たすものである。プリフォーマット・ヘッ
ダ一部は、これ以外にもエラー訂正用信号（ＦＣＣ）等
が付加されることが多い。一方、第３図（ｃ）のデータ
部は、ユーザがデータを記録する際に書き込む部分であ
り、ヘッダ一部に続く領域である。ユーザデータの前に
は、やはりデータ復調開始用の５ＹＮＣパターンをユー
ザデータ記録時に同時に記録する。

５ＹＮＣパターンはユーザデータに関係なく、固定パタ
ーンなので予めＲＯＭに書き込んでおき、ユーザデータ
書き込みの際にまずＲＯＭデータを読み出し記録し、そ
の後ユーザデータを記録する。

この５ＹＮＣパターンの具体的構成例は、第８図に示し
たので、後で説明する。第３図（ｂ）、　（Ｃ）では、
各データのバイト数に特に制限は無いので、記載は省略
した。

次に、再生波形の前縁、後縁をデータとする記録、再生
形式について触れておく。第７図において、１０に示し
たような長円形ピットあるいはドメインに対しては、１
１に示す再生波形が得られる。該再生波形１１に対して
、１２で示したスライスレベルによって２値化すること
により、前縁検出信号１３．および後縁検出信号１４を
得ることができる。両者検出信号の論理和をとれば１５
に示すようなデータ列が求まる。該データ信号１５は、
２値化信号の′＃１”　　ｚｔ　Ｏ、、に対応するもの
である。

さて、情報信号を記録する場合、何らかの変調（符号化
）を行なった後に、記録媒体に記録するのが一般的であ
るが、変調方式にＲＬＬ　（ランレングスリミテッド）
方式を用いたときは、データ復調の開始位置を示すため
のタイミングマークが必要となる。ピットの中心位置が
そのまま“１”に対応する、いわゆるピットポジション
方式であれば、該タイミングマークのパターンは１重で
済むが、第７図で示したような前縁、後縁のそれぞれが
データとして意味を持つ記録方式（ピットエツジ方式）
の場合は、該タイミングマークパターンを２重にするこ
とができる。

前者の１重パターンについては、既に特願昭５７−５１
２２９　ｒ光ディスクにおける同期情報の記録検出装置
」高杉他で記述されている。

第８図は、２重化したタイミングマークパターンの一例
である。再生波形１０を、スライスレベル１２で２値化
し、前縁検出信号１３と後縁検出信号１４を得る。両者
の検出信号を各々別系のパターン判別回路に入力してや
ると、前縁からの一致信号２０と、後縁からの一致信号
２１はそれぞれ第５図に示した位置に発生する。一致信
号２０および２１の発生方法としては、検出信号１３お
よび１４をシフトレジスタに入力し、再生クロックによ
ってシフトさせ、該シフトレジスタの出カバターンをブ
ロック、毎に判断し、最後に多数決をとり、成る一致パ
ターン個数以上になれば、起動タイミングパターンであ
ると判断する方法を用いることができる。第７図に示し
たマークパターンに対する、一致信号発生回路の一構成
例を第９図に示す。第９図は、第１図の５ＹＮＣ検出回
路２１２の構成例である。前縁検出信号１３はシフトレ
ジスタ３１１に入力される。３１１〜３１６はシフトレ
ジスタであり、順にカスケード接続されており、第９図
では、全体で４８ビツトのシフトレジスタを構成してい
る。信号１３のシフトは。

再生クロック３０によって行なう。再生クロック３０は
、被変調データ列から発生されるセルフクロックである
。該セルフクロツタは、前縁検出信号１３をＶ″ＦＯ（
バリアプル・フレクエンシー・オシレータ）に入力し発
生させることができる。

さて、シフトレジスタ３１１〜３１６の出力はそわぞれ
ＡＮＤゲート３２１〜３２６に入力され、４ビツト毎の
パターン一致が判断される。ＡＮＤゲート３２１の場合
を例にとると、第８図の前縁データパターン１５の最後
の４ビツト”０１００’のパターンが正確に与えられれ
ば、３２１の出力はｕ　ＨＩ＋になる。もしすべてのＡ
ＮＤゲート出力がｒｅ　Ｈ＋ｔならば、完全にパターン
が一致したことになるが、多数決判断回路３３１を用い
れば、全部のブロックパターンが一致しなくても、例え
ば６つのブロックのうち４つ以上が一致すれば一致信号
２０を出力させるようにすることもできる。

多数決判断回路３３１の構成としては、すべてゲート回
路で構成する方法もあるが、ＲＯＭ　（リードオンリー
メモリ）を用いて、アドレスにＡＮＤゲート３２１〜３
２６の出力を入れてやり、該アドレスビットのうち、ｒ
ｅ　Ｉ　１１の数が４個以上であるアドレスに対するデ
ータを、与めｌ＃　Ｉ　Ｂとして書き込んでおけば、多
数決判断を行なうことができる。第９図では、前縁から
の一致信号２０の検出を行なう場合を示したが、同様に
して、後縁からの一致信号２１の発生も行なうことが可
能である。

タイミングパターンとしては、ＣＤ（コンバク□　　ト
ディスク）で採用されているようなデータパターンには
表われないような長いピット長を用いることもできる。

以上の説明では、前提条件として、再生波形の前縁と後
縁が正確に、記録時のｒｌ　Ｉ　ＩＦの位置を再現する
理想的な場合として説明を行なってきた。

しかし実際には、記録時の′１″の位置は、正確に再現
されないことが多く、情報の弁別窓幅が非常に狭くなっ
てしまい、そのまま復調を行なった場合、エラーとなる
可能性が高い。そこで、前述のような２重に設けた復Ｗ
！４開始タイミング用パターンを有効に利用し、該タイ
ミングパターンに続くデータ列のエツジ位置変動を自動
的に補正する方式を実施例として示すことにする。

第４図は、補正回路の一構成例であり、第１図の補正回
路２１４の具体的構成である。前縁からのパターン一致
信号２０は、遅延素子４０に入力される。該遅延信号４
０は、幾つかの遅延出力を持っている。各々の遅延出力
の４０１〜４０４はＡＮＤゲート４１〜４４に入力され
ている。−右後縁からのパターン一致信号２１は、ＡＮ
Ｄゲート４１〜４４の１ゲ一ト分の遅延と同一の遅延時
間を有するバッファ５１、およびＡＮＤゲート４１〜４
４へ入力されている。さて、ＡＮＤゲートの出力６１〜
６４は、それぞれフリップフロップ７１〜７４のＤ（デ
ータ）端子に入力される。

またフリップフロップ７１〜７４のＴ（）−リガ）端子
には、バッファ５１の出力６５が入力されてらのパター
ン一致信号２０と、後縁からの・パターン一致信号２１
の発生タイミングを示した図である。第５図（ａ）は、
正規の遅れ５τ、すなわち、５クロック分の遅れ量より
もαだけ短かい遅れで一致信号２１が発生した場合、第
５図（ｂ）は、正規の遅れで一致信号２１が発生した場
合、第５図（ｃ）は、正規の遅れよりもさらにβだけ長
い遅れで一致信号２１が出力された場合である。常に第
５図（ｂ）のようになっていれば、全く補正を行なわず
に、そのまま前縁検出信号１３と端縁検出信号１４の論
理和を検出データとすれば良いが、第５図（ａ）または
（ｅ）の場合は、それぞれα、βだけの時間補正をして
から論理和をとってデータ列を生成しなければならない
。第６図は、第５図（ａ）の場合について、第４図の回
路動作を示した図である。遅延出力４０１〜４０４は等
時間間隔で遅延されている。したがって第６図の場合、
遅延出力４０２が、後縁からの一致信号２１とＡＮＤ条
件を成立させることのできる遅延出力となる。したがっ
てＡＮＤゲート出力６２だけが一致時間で″Ｈ′ｐにな
り、フリップフロップ７２のＤ端子だけが′Ｈ″となる
ため、後縁からのパターン一致信号６５が入力された時
、該フリップフロップ７２のＱ出力８２だけがｌ＃　Ｈ
ｊ＃どなる。すなわち第４図において、以下に続＜ＡＮ
Ｄゲート９１〜９４のうち、９２のゲートだけを開くこ
とになる。

一方、前縁検出信号１３は、遅延素子１００に入力され
ており、遅延出力１０１〜１０４のうち。

１０２の出力のみが、ＡＮＤゲートを通過することにな
る。ここで、遅延出力１０２が、第６図のαに相当する
。時間遅れであれば、一致信号２０゜２１に続くデータ
列に対して誤差分αを補正することができる。第４図に
おいて、後縁検出信号１４は固定遅延素子１１０を通し
ているが、これは、第５図（ａ）の場合のように後縁検
出信号１４をさらに遅らせて補正を行なう時のために、
あらかじめ遅延素子１００の最大遅延時間の中はどの時
間分だけ遅らせるためのものである。このようにして補
正を行なった後、ＯＲゲート１２０により前端検出信号
と後縁検出信号の論理和をとることにより一連のデータ
列を生成する。

最後のＯＲゲート１２０を用いずに、前縁と後縁それぞ
れを別系のデータ復調回路に入力して処理することも可
能である。

なお第５図（ｃ）の場合も同様にして補正を行なうこと
ができる。また遅延時間の間隔のより細かい遅延素子を
用いれば、より微妙な補正を行なわせることかできる。

本発明の方式は、前縁と後縁との誤差分がデータ復調の
際の弁別窓幅を越えるような場合に特に効果的である。

また、上記誤差分がデータ復調用クロックの１クロック
以上、確実に常にズしているのであれば、予めクロック
単位で前縁と後縁の検出信号位置を相対的にずらせてお
くことによる補正と併用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、再生波形の前縁と後縁をそれぞれデー
タとする記録再生方式に関して、両縁間の正規の間隔か
らのシフト分を、２重に設けた復調開始タイミングマー
クの検出信号のズレから補正することができるので、記
録膜特性のバラツキ等に左右されることなく、エツジシ
フトの少ないデータとしての再生を可能とする効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための光デイスク装置基本
構成図、第２図は、前縁・後縁検出回路の構成図、第３
図は、データフォーマットの一例を示す図、第４図は、
前縁と後縁の検出信号との正規位置からのズレ分補正回
路の構成図、第５図は、前縁と後縁からの復号開始パタ
ーン検出信号間のズレを示した図、第６図は補正動作を
説明するための図、第７図は、記録ピットとデータ信号
の関係を示した図、第８図は、２重に設けた復号開始パ
ターンの一例を示す図、第９図は、第８図のパターンを
認識するための回路例を示す図である。 １３・・・前縁検出信号、１４・・・後縁検出信号、２
０・・・前縁からの復号開始パターン検出信号、２１・
・・後縁からの復号開始パターン検出信号、４０・・・
遅延素子、７１〜７４・・・フリップフロップ、１２０
・・・ＯＲゲート、２００・・・レーザ光源、２０５・
・・光ディスク。 代理人　弁理士　小　川　勝　男 第２色 第５″区 （、、）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（’
ン躬乙図 １ノ一一一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、再生信号の遷移位置、すなわち立ち上がり、立ち下
   がりをデータとする情報記録再生方式において、情報復
   号開始を示す起動タイミングマークを各々一対の分割ブ
   ロックパターンから構成することを特徴とする情報記録
   再生方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載の情報記録再生方式にお
   いて、再生波形の立ち上がりから検出した起動タイミン
   グ検出信号と、該再生波形の立ち下がりから検出した起
   動タイミング検出信号との時間差を保持しておき、該検
   出信号以降に続くデータ列の立ち上がり、立ち下がりエ
   ッジの正規位置からのシフト分を補正することを特徴と
   する情報記録再生方式。