JPS63157372A

JPS63157372A - 情報記録再生装置

Info

Publication number: JPS63157372A
Application number: JP30425786A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Kuroki; 譲黒木; Isao Sato; 勲佐藤; Akira Ichinose; 亮一之瀬; Yoshihisa Fukushima; 能久福島; Yuji Takagi; 裕司高木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-06-30
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2621149B2

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】産業上の利用分野本発明は、セクタ構造を有する記録媒体に情報を記録再
生する情報記録再生装置に関するものである。

従来の技術光記録ディスクは記録トラックの高密度化、離散的な部
分書き込み、消去等の理由から、案内溝のように光学的
に検知可能な案内トラックが同心円状、あるいはスパイ
ラル試に設けられ、この案内トラック上に形成した記録
層に直径１μｍ以下に絞ったレーザー光を照射し、穴あ
けもしくは反射率、透過率の変化を起こして記録する。

データの長さが可変のデジタル情報を記録しようとする
場合、記録効率を上げるためにトラックを複数のセクタ
に分割し、セクタ単位で情報の記録再生が行なわれる。

各セクタはトラックアドレス及びセクタアドレス情報を
含むセクタ識別子とデータを記録再生するデータフィー
ルドから構成されている。

データフィールドに記録するデータは、普通ＰＬ　Ｌ　
（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　）の同期引き
込みのための同期引き込み信号部、記録データの前に付
加されデータの先頭を識別するためのデータ先頭識別マ
ーク（以下データマークと呼ぶ）、及びデータ部より構
成され、データ復調の際は、再生信号中よりデータマー
クを検出することにより、復調のためのワード同期をと
る。

一方、光記録ディスクの基材、記録膜、保護層などに各
種の欠陥、ゴミ、キズ等が存在する場合には再生信号に
ドロップアウトを発生させるが、光記録ディスクの記録
ビット、及びトラックピッチは１μｍ程度と微小なため
に、生のエラーレートは１０−４〜１０−５と非常に悪
く、長いバースト状のドロップアウトも多く存在する。

このバースト状のドロップアウトはしばしばＰＬＬの動
作に影響を与え、自己再生したクロックの個数に増減が
発生するビットスリップ現象が起こり、データ復調中に
ワード同期がずれて以降のセクタデータがすべてエラー
になることがある。

このような問題を解決するために、発明者らは日本出願
特許昭５８−５８１５７号明細書で、セクタを複数のブ
ロック（以下フレームと呼））で構成するフレーム構成
セクタフォーマットを提案している。第６図でそのフォ
ーマットを説明する。

セクタデータは、データマーク１（ＤＭ）、及び１セク
タのデータをｍ個に分割したデータ２を１単位としてＦ
からＦ　までのｍ個のフレームで構成され、さらに先頭
にＰＬＬ同期引き込みのための同期引き込み信号３　（
５ＹＮＣ）を付加している。データの記録再生は、セク
タの先頭にあるセクタ識別子４（ＩＤ）を検出し、目標
セクタのアドレスを読みとって実行する。このような構
成とすれば、前述のように長いドロップアウト等により
復調のワード同期がずれたとしてもエラーはフレーム単
位で抑えられ次のフレームからは、正常な復調が実行出
来る。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、前記のようなフレーム構成フォーマット
を採用して、ビットスリップ現象による連続的な復調エ
ラーの長さを制限しても、ビットスリップが発生した場
合、誤り訂正能力は大幅に低下していた。

本発明はかかる点に鑑み、フレーム構成フォーマットを
とるデータの再生時に、ビットスリップの発生を検出す
ることによって連続的な復調エラーの発生位置を特定で
き、誤り訂正能力を上げることのできる情報記録再生装
置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は、１セクタ単位で誤り訂正検出を行なう誤り訂
正検出手段と、１セクタの記録データを複数のブロック
に分割し、各ブロックの先頭にデータの先頭を識別する
データ先頭識別マークを付加して前記記録媒体に記録す
る手段と、再生信号から再生クロックを自己生成する手
段と、目標セクタの再生信号から前記データ先頭識別マ
ークを識別して各ブロック毎にデータを再生する手段と
、識別したデータ先頭識別マークを、次のデータ先頭識
別マークの識別位置まで前記再生クロックによって１ブ
ロック分遅延させる手段と、識別したデータ先頭識別マ
ーク位置と、前記遅延させたデータ先頭識別マーク位置
を比較する手段と、前記比較結果より得られる再生デー
タの誤り位置情報に基づいて誤り訂正を行なう事を特徴
とした情報記録再生装置である。

作用本発明は前記した構成により、ディスク上に存在する長
いバーストエラー等によって発生するビットスリップを
検出可能とし、ビットスリップによって起こった再生デ
ータの誤り位置情報を得ることができ、誤り訂正能力を
上げることができる。

実施例次に図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
るゆ本発明は、エラーの発生した位置情報が得られれば、誤
り訂正能力が大きく増大することを利用する。これにつ
いて説明すると、距離ｄの誤り訂正符号については、次
のような式が知られている。

（ビータソン　アンド　ウェルダン、”エラーコレクテ
ィング　コード　第２版“Ｐ、３０５・参照）ｄ≧２　
　ｔ　＋　ｅ　＋　１ｔは通常のランダム訂正個数、ｅは消失訂正個数である
。ｄ＝５と仮定すると通常ではランダムエラーが２個ま
でしか訂正できないが、エラーの発生した２個の位置が
わかれば（ｅ＝２）消失訂正により訂正できるため、ｔ
＝１となり、さらに１個のランダムエラーが訂正可能と
なり計３個の訂正ができる。また、すべてのエラー位置
がわかれば、ｅ　＝４、ｔ＝Ｑで４個までのエラーが訂
正できる。このようにエラー発生の位置が特定できれば
誤り訂正能力は増加する。

以上のことを式で示すと、データと誤り訂正符号を加え
た１コードワードのビット数Ｎ＝５０、シンボルエラー
レートＰ、＝１０−５とすれば、２個のエラー訂正可能
な時の訂正後シンボルエラーレートＰ１、及び４個のエ
ラー訂正可能な時の訂正後シンボルエラーレートＰ　は
それぞれ次のようになる。

Ｐ　Ｌ　”Ｎ　Ｃ３Ｘ　Ｐ　＠　３Ｘ　（ｌ〜Ｐ　＠）
Ｎ−３＝　１、．９６　Ｘ　１０Ｐ２”ＮＣ３ＸＰ、’
Ｘ（Ｉ　　Ｐａ）Ｎ−”２．１２Ｘ１０この式よりエラ
ーの位置が特定できた時の訂正能力は大幅に上がること
がわかる。

次に、第７図に示したようなフレーム構成をとったフォ
ーマットにおけるフレームデータとＥＣＣ構成との関係
の一例について説明する。第７図に示すように、縦方向
にシーケンシャルに配列されたユーザデータ５（ＤＩ、
Ｄ２・・・）に対しエラー訂正検出符号５（Ｃ１，Ｃ２
・・・）が付加され、各列ごとにコードワード７を形成
する。そしてディスクに記録する時は横方向にデータを
取り出してデータ変調を行なった後、データを複数のブ
ロック（フレーム）に分割してデータマークＤＭｆ！：
各フレームの先頭に付加し、ざらにＰＬＬ同期引き込み
のための同期引き込み信号５ＹＮＣを付加して記録する
。このような直交インターリーブを施すことにより、再
生時の連続的なバーストエラーは各コードワード単位に
分散され、バーストエラーに対する訂正能力が上がる。

例えば、１コードワードあたり２個のランダムエラーま
で訂正可能とすれば、許容バーストエラー長は２行分の
長さとなる。

ビットスリップ現象は、ＰＬＬに入力される再生信号に
バースト的なエラーが生じてＰＬＬの発振周波数が変化
することによって発生し、その結果再生クロックの個数
が増減して復調時のワード同期がずれ、連続的な復調エ
ラーとなることは先に述べたが、通常の復調時ではこの
ビットスリップ現象の発生が認識できない。本発明にお
いては、フレームごとのデータ先頭識別マークを基準と
し、識別したデータ先頭識別マークｔ−ＰＬＬの再生ク
ロックによって１フレ一ム分遅延させ、遅延させたデー
タ先頭識別マークと次フレームで識別したデータ先頭識
別マークの位置を比較することでビットスリップの発生
を検出して、エラー発生位置を特定し訂正能力を上げる
ものである。

第１図に、本実施例における情報記録再生装置のブロッ
ク図を示す。光デイスクドライブ８において、光ディス
ク９から光検出器１０で読みだされ、プリアンプ１１で
増幅された再生信号１２は、波形等化回路１３で波形整
形され、コンバレータ１４でデジタル化されて２値化再
生信号１５となる。一方、セクタ識別子部のアドレスは
アドレス再生回路１６で読みだされて、セクタのアドレ
ス再生信号１７を出力する。アドレス再生回路ではセク
タ識別部のエラー検出符号でエラーチェックし、アドレ
ス再生信号がエラーなく正常に読みだされるとアドレス
検出信号１８を出力する。

あるセクタのデータを復調する際、制御を司るＣＰＵ１
９はアドレス再生信号１７を確認して目標セクタに対す
る復調指令信号２０を復調回路２１に出力する。復調回
路２１では、２値化再生信号１５に対しＰＬＬ回路２２
で再生クロック２３を自己生成し、この再生クロック２
３に従って２値化再生信号１５ｔ−シフトレジスタ２４
に送り込み、データマーク検出回路２５にて各フレーム
の先頭にあるデータマークパターンの一致をとってデー
タマークを検出し、データ復調のためのＤＭ検出信号２
６を出力する。復調クロック生成回路２７では、再生ク
ロック２３とＤＭ検出信号２６により、復調のワード同
期をとるための復調クロック２８を生成する。また、復
調タイミングゲート生成回路２９では、フレーム単位の
復調データ送出期間を示す復調イネーブル信号３０を生
成する。

この復調イネーブル信号３０がオン８態の時には、復調
部３１で復調された復調データ３２が有効なデータであ
ることを示す。これらの復調クロック２８、復調イネー
ブル信号３０はＤＭ検出信号２６で初期化され、１フレ
一ム単位の復調が起動される。また再生信号のデータ列
には、ビットエラーによってデータマークと同じパター
ンが発生することがあり、このようなデータマークの誤
検出は復調タイミングをずれさせてしまうため、復調タ
イミングゲート生成回路２９では偽ＤＭをマスクするた
めのマスキングゲート３３ｆ：ＤＭ検出回路２５に送出
している。

このようにして各フレーム単位で再生データを復調し、
所定のフレーム数だけ復調を終了すると復調終了信号３
４がＣＰＵ１９へ出力される。ＣＰＵ１９はこの復調終
了信号３４を認識し、復調指令信号２０を解除する。

セクタバッファメモリ３５における復調データ３２のＲ
Ａ　Ｍ　３６への格納はインターリーブコントロール回
路３７で制御される。インターリーブコントロール回１
８３７では、復調クロック２８と復調イネーブル信号３
０から復調データを格納するためのＲＡＭアドレス設定
信号３８を出力する。

１セクタ単位の復調データ格納が終了すると、ＣＰＬ１
１９はインターリーブ切り換え信号３９を切り換え、エ
ラー訂正検出回路４０からのＥＣＣクロック４１とＥＣ
Ｃイネーブル信号４２によってＲＡＭのアドレスを発生
させ、格納したデータの配列を変えてエラー訂正検出回
路４０にデータを送出する。このようにして、インター
リーブ記録再生を実現している。

ビットスリップ検出回路４３では、基本的にＤＭ検出信
号２６、ＤＭ遅延信号４６、再生クロック２３、ビット
スリップ検出窓信号４４によって、ビットスリップに起
因するフレームデータエラーを検出する。ビットスリッ
プ検出窓信号４４は復調タイミングゲート生成回路２９
で生成され、第Ｎフレームで検出されたＤＭ検出信号２
６から再生クロック２３をカウントして次の（Ｎ＋１）
フレームのＤＭ検出位置にある幅を持って発生させる。

またＤＭ検出信号２６を基準とし、モータの回転変動・
ディスクの偏心等によるセクタ長変動分を考慮して、水
晶のクロックをカウントする方法もある。もし先頭フレ
ームのＤ　Ｍが検出できない場合は、第２フレームのＤ
Ｍ部で発生するビットスリップ検出窓信号が生成できな
いため、そのセクタのアドレス検出信号１８などの別の
基準信号を用いて検出窓信号を生成する。そしてこの検
出窓の部分で、（Ｎ　＋　１　）フレームで検出したＤ
Ｍ検出信号２６と、ＤＭ遅延回路４５において第Ｎフレ
ームで検出したＤＭ検出信号２６より再生クロック２３
を１フレ一ム分カウントしたＤＭ遅延信号４６との位置
比較を行なって、ビットスリップを検出する。ただしこ
の方式では第６図のフォーマットかられかるように、最
後のフレームのビットスリップチェック時に、基準とな
るデータマークが存在しないためＤＭ遅延信号との比較
ができない。従って、セクタデータの最後に特別なマー
クを付加してやる必要があり、ここではＥＯＦ（Ｅｎｄ
　Ｏｆ　Ｆｒａｍｅ）マークと呼ぶ。第１図のＥＯＦ検
出回路４７では、ＥＯＦマークパターンを検出し、ＥＯ
Ｆ検出信号４８をビットスリップ検出回路４３に出力す
る。またこのＥＯＦマークパターンはデータマークパタ
ーンと同一でも構わない。

フレームカウンタ４９では、復調タイミングゲート生成
回路２９で生成されたフレームパルス５０をカウントし
て、ビットスリップ検出窓信号４４が出力された時にビ
ットスリップをチェックするフレームのフレームアドレ
ス５１を発生させる。

フレームパルスは、各フレームに１パルス発生させれば
よく、例えばＤＭ検出信号、アドレス検出信号等を基準
として生成する。

ビットスリップ検出回路４３においてビットスリップが
検出されると、フレームエラー検出信号５２が出力され
、この信号に基づきエラーの起こったフレームのフレー
ムアドレス５１がフレームアドレスラッチ回路５３でラ
ッチされ、ビットスリップ発生フレームアドレス情報５
４がエラーレジスタ５５に取り込まれる。このようにフ
レーム単位でエラーの発生位置が特定できるため、この
エラー発生位置情報５６ｅもとにして、誤り訂正能力を
上げることが可能となる。

第２図は復調時のタイミング図を示したものである。第
２図（ａ）は、ＦからＦ　までの４つのフレームに分割
せれたセクタ記録フォーマットの再生信号を示しており
、フォーマットは第５図で説明したものにＥＯＦマーク
５７を付加したものである。データの復調は第２図（ｂ
）に示すＩＤ部のアドレス検出信号１８とアドレス再生
信号１７によって目標セクタを認識し、第２図（ｇ）に
示す復調指令信号２０によって起動される。復調が起動
された後、第２図（ｃ）に示すデータマーク検出によっ
て得られるＤＭ検出信号２６に従って、第２図（ｈ）の
復調イネーブル信号３０が出力される。そして復調クロ
°ツク２８に同期して、第２図（１）に示す復調データ
３２がセクタバッファメモリのＲＡＭ３６に送出される
。

ビットスリップのチェックは、前述したように第２図（
ｆ）に示すビットスリップ検出窓信号部で行なわれ、第
２図の点線部分のように第２図（ｃ）のＤＭ検出信号も
しくは第２図（ｄ）のＥＯＦ検出信号と、第２図（ｅ）
のＤＭ遅延信号との位置比較によって実行される。また
第２図（ｊ）は各フレームごとに１パルス生成されるフ
レームパルス５０、第２図（ｋ）はこのフレームパルス
５０をフレームアドレスカウンタ４９でカウントした結
果であるフレームアドレス５１を示す。

次に、第３図でビットスリップ検出の基準について説明
する。第３図において（ａ）は１セクタの再生信号、（
ｂ）はＤＭ検出信号、（ｃ）はＥＯＦ検出信号、（ｄ）
はＤＭ遅延信号、（ｅ）はビットスリップ検出窓信号で
ある。（１）の部分では、ＤＭ検出信号とＤＭ遅延信号
の位置がずれているため、フレームＦのいずれかの部分
でビットスリップが発生していることがわかる。（２）
の部分では、フレームＦ　の先頭のＤＭが検出できない
ので、検出窓内には（１）におけるＤＭ検出信号から遅
延させたＤＭ遅延信号のみしか現われず、基準となるＤ
Ｍが存在しないため、ビットスリップが判定はできない
、ただし、ビットスリップが発生している可能性がある
として、注意信号を出すことはできる。（３）では、Ｄ
Ｍ検出信号及びＤＭ遅延信号とも出力されていないため
、フレームＦのデータマークがディスクのドロップアウ
ト等で検出されず、第３フレームがフレームエラーとな
っていることがわかる。また、（４）も（３）と同様に
、第４フレームがフレームエラーとなっていることを示
す。

第４図では、第１図で示すビットスリップ検出回路の一
実施例の詳細図、第５図には、ビットスリップ検出時の
タイミング図を示す。

第４図において、６０〜６５はＡＮＤゲート、６６〜６
８はＲＳフリップフロップ、６９〜７４はＤフリップフ
ロップ、７５はインバータを示し、フリップフロップ人
力の丸印は負論理の入力であることを示している。また
、この回路に入力されるＤＭ検出信号、ＥＯＦ検出信号
、ＤＭ遅延信号、ビットスリップ検出窓信号は再生クロ
ックの立ち上がりによって同期化されているものとする
。このような回路構成をとった時のタイミングについて
説明する。

第５図において（ａ）はビットスリップ検出窓信号、（
ｂ）は再生クロックである。（Ｃ）及び（ｄ）はビット
スリップ検出窓内で検出されたＤＭ検出信号と、１つ前
のＤＭ検出信号から遅延されたＤＭ遅延信号の位置がず
れていることを示し、この時フレームエラー検出信号Ａ
が（ｅ）のようにビットスリップ検出窓信号がローレベ
ルになるタイミングで再生クロック１周期分出力される
。

またこの場合、ビットスリップ検出窓内でＤＭ検出信号
のみが出力され、ＤＭ遅延信号が出力されない時もフレ
ームエラー検出信号Ａが同じように出力される。

第５図（ｆ）及び（ｇ）はビットスリップ検出窓内にお
いてＤＭ検出信号とＤＭ遅延信号が両方とも出力されな
いことを示し、この場合は（ｈ）のようにフレームエラ
ー検出信号Ｂが出力される。

また第５図（１）及び（ｊ）はビットスリップ検出窓内
においてＤＭ検出信号が出力されずＤＭ遅延信号のみが
出力されたことを示し、この場合は（ｋ）のようにフレ
ームエラー検出信号Ｃが出力される。

前述したように、フレームエラー検出信号ＡおよびＢが
出力された時は、そのフレームに確実に連続的なエラー
が発生しているが、フレームエラー検出信号Ｃの場合は
断定できず、フレームエラーの可能性があるという意味
での検出信号である。

以上述べたように、フレームエラー検出信号５２は完全
なビットスリップ発生を検出した時、あるいはそのフレ
ームのＤＭが検出できずに復調エラーとなった時に出力
され、フレーム単位でエラーの発生位置が特定できるた
め、このエラー発生位置情報５６をもとにして、誤り訂
正能力を上げることが可能となる。

また、このエラー発生位置情報を利用するとエラーレジ
スタからの読みだし時間等が必要で、誤り訂正における
復号速度は遅くなるため、通常はこの情報は用いず誤り
訂正不能なエラーが発生した時のみ、この情報を使用す
れば復号速度を落とすことなく訂正能力を上げることが
できる。

発明の詳細な説明したように、本発明は前記した構成により、ディ
スク上に存在する長いバーストエラー等によって発生す
るビットスリップを検出可能とし、ビットスリップによ
って起こった再生データの誤り位置情報を得ることがで
き、誤り訂正能力を大幅に上げることが可能となる。ま
たデータマークの未検出によるフレームデータエラーも
検出可能で、同様な再生データの誤り位置情報を得るこ
とができ、その効果は大きい。　。

また本実施例では光ディスクを例にとって説明したが、
磁気ディスクやフロッピーディクのようにセクタ単位で
情報を記録再生する媒体であれば、本発明の趣旨をそこ
なわないものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の情報記録再生装置の
ブロック図、第２図は復調時のタイミング図、第８図で
ビットスリップ検出基準の説明図、第４図は第１図で示
すビットスリップ検出回路の一実施例の詳細図、第５図
はビットスリップ検出時のタイミング図、第６図はフレ
ーム構成セクタフォーマット図、第７図はフレーム構成
をとったフォーマットにおけるフレームデータとＥＣＣ
構成との関係図である。１・・・データマーク、２・・・データ、３・・・同期
引き込み信号、４・・・セクタ識別子、１２・・・再生
信号、１５・・・２値化再生信号、１７・・・アドレス
再生信号、２３・・・再生クロック、２６・・・ＤＭ検
出信号、２８・・・復調クロック、３０・・・復調イネ
ーブル信号、３２・・・復調データ、３３・・・復調終
了信号、３９・・・インターリーブ切り換え信号、４１
・・・ＥＣＣクロック、４２・・・ＥＣＣイネーブル信
号、４４・・・ビットスリップ検出窓信号、４６・・・
ＤＭ遅延信号、４８・・・ＥＯＦ検出信号、５０・・・
フレームパルス、５１・・・フレー・ムアドレス、５２
・・・フレームエラー検出信号、５４・・・エラー発生
フレームアドレス、５６・・・フレームエラー発生情報
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セクタ構造を有する記録媒体に情報を記録再生す
る装置であって、１セクタ単位で誤り訂正検出を行なう
誤り訂正検出手段と、１セクタの記録データを複数のブ
ロックに分割し、各ブロックの先頭にデータの先頭を識
別するデータ先頭識別マークを付加して前記記録媒体に
記録する手段と、再生信号から再生クロックを自己生成
する手段と、目標セクタの再生信号から前記データ先頭
識別マークを識別して、各ブロック毎にデータを再生す
る手段と、識別したデータ先頭識別マークを、次のデー
タ先頭識別マーク識別位置まで前記再生クロックによっ
て１ブロック分遅延させる手段と、識別したデータ先頭
識別マーク位置と、前記遅延させたデータ先頭識別マー
ク識別位置を比較する手段と、前記比較結果より得られ
る再生データの誤り位置情報に基づいて誤り訂正を行な
う事を特徴とする情報記録再生装置。
（２）ブロック毎に識別したデータ先頭識別マーク位置
と１ブロック遅延させたデータ先頭識別マーク位置の比
較は、識別したデータ先頭識別マーク、もしくは目標セ
クタを識別するためのセクタ識別子から生成した検出窓
信号内で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の情報記録再生装置。
（３）再生データの誤り位置情報は、前記検出窓信号内
において、ブロック毎に識別したデータ先頭識別マーク
位置と１ブロック遅延させたデータ先頭識別マーク位置
が異なる場合、もしくは少なくともどちらか一方が検出
されない時のブロック番号であることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の情報記録再生装置。
（４）再生データの誤り位置情報に基づいた誤り訂正は
、誤り訂正不能のエラーが発生した時にのみ実行するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録再
生装置。