KR19990072047A - 디지탈기록방법,디지탈디스크,디지탈디스크기록장치및디지탈디스크재생장치 - Google Patents

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아끼오미 구니사
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세이이찌로 다까하시
도시아끼 히오끼
겐지 아사노
노보루 마미야
요시하루 유찌하라
겐지 나까오
사또시 스미
겐지 도라자와
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다카노 야스아키
산요 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

디지탈 디스크(10)에는 클럭 신호를 재생하기 위해서 워블링시킨 워블 신호로 사행한 그루브가 형성되어 있다. 광 헤드(26)에 의해 워블 신호가 판독되고, 어드레스 검출 회로(40)는 워블 신호에 다중되어 있는 어드레스 신호를 검출하고, PLL 발진 회로(24)는 워블 신호에 동기한 클럭 신호를 출력하고, 이 클럭 신호와 어드레스 신호에 기초한 타이밍 신호에 기초하여 데이타가 변조 회로(16)에 의해 변조되고, 디지탈 디스크(10)에 기록된다. 재생시에는, 워블 신호에 포함되는 RF 신호를 A/D 변환기(42)에 의해서 디지탈 신호로 변환하고, 복조 회로(44)에 의해서 복조하여 데이타를 출력한다.

Description

디지탈 기록 방법, 디지탈 디스크, 디지탈 디스크 기록 장치 및 디지탈 디스크 재생 장치
디지탈 디스크로서는, 광자기 디스크, 광 디스크, 상변화 디스크 등의 매체가 있지만, 이 디스크에서의 기록·재생 부분은 전부 교류 결합으로 데이타의 교환을 행하고 있다. 즉, 디지탈 디스크에 고밀도로 데이타를 기록하는 경우, 저주파 영역의 신호 성분을 고효율로 기록 재생하는 것은 곤란하다.
그래서, 직류 및 저주파 성분을 억압하는 변조를 행하여 데이타를 기록할 필요가 있다. 또한, 기록된 데이타열에는 기록 시의 클럭 주파수 성분이 포함되어 있는 것은 물론이다. 그리고, 재생시에, 재생 데이타열의 신호로부터의 이 클럭 주파수 성분을 추출하고, 이 클럭 주파수 성분에 의해 재생 장치의 기준 클럭을 재생하는 셀프 클럭 제어가 행해진다. 이와 같이, 디지탈 데이타의 변조는 셀프 클럭 제어가 용이하고, 또한 직류 및 저주파 성분이 적은 것이 요구된다. 이러한 변조 방식으로서는, EFM, 1-7 RLL 변조, 2-7 RLL 변조 등이 알려져 있다. 이와 같이 하여 RLL 변조한 데이타는 NRZI 변조 또는 NRZ 변조하여 매체에 기록된다.
한편, 특개평2-96982호 공보에는, 스크럼블하기 위한 의사 랜덤 데이타열을 복수개 준비하고, 기록시의 DSV (Digital Sum Variation)이 가장 작아지는 의사 랜덤 데이타로 데이타열을 스크럼블하는 것이 제안되어 있다. 이와 같이 DSV값을 작게 하는 적응형의 변조 방법도 제안되어 있다.
그런데, 디스크 매체에는, 홈(그루브)의 벽부를 소정의 주기와 진폭을 갖는 정현파 형상(워블 형상)으로 형성하는 것이 알려져 있다. 이 워블은, 예를 들면 특개평7-311962호 공보에 그 일례가 개시되어 있는 바와 같이, 당업자에게 매우 잘 알려져 있다. 이 워블에는, 어드레스 정보 등이 다중하여 기록된다.
<발명의 개시>
본 발명의 주된 목적은, 데이타 기록 효율이 좋은 디지탈 기록 방법, 디지탈 디스크, 디지탈 디스크 기록 장치 및 디지탈 디스크 재생 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 직류 및 저주파 성분을 억압하는 적응형의 변조 방법의 일례를 제안하는 것이다.
본 발명은, 변조 기록 데이타 후보군 중에서 기록시의 직류 성분이 억압되는 변조 기록 데이타를 선택해 기록하는 디지탈 기록 방법으로서, 복수 종류의 소정의 복수 비트의 데이타가 초기 데이타로서 입력 데이타에 부가되고, 소정의 복수 비트의 단위로 소정의 순으로, 변환 대상의 커런트(current) 부호 변조 단위와 그 커런트 부호 변조 단위의 직전의 부호 변조 단위와의 배타적 논리합이 연산되고, 그 커런트 부호 변조 단위로 치환하는 컨볼루션 처리를 실시함으로써, 입력 데이타로부터 복수 종류의 변조 기록 데이타의 후보군이 생성되고, 복수 종류의 각 변조 기록 데이타의 기록시의 직류 성분이 서로 비교되고, 이 비교 결과에 따라 변조 기록 데이타가 선택되어 기록된다. 그에 따라, 본원 발명에 의하면, 기록 재생계에서의 직류 성분을 악간의 데이타 길이를 증가시켜 억압할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 입력 데이타에 부가되는 초기 데이타의 데이타 길이 n은 2≤n≤32이고, 보다 바람직하게는 초기 데이타의 데이타 길이 n은 4≤n≤8로 선택된다.
또한, 보다 바람직하게는, 입력 데이타의 데이타 길이 m은 초기 데이타의 L배(L은 2 이상의 정수)로 선택된다.
본 발명의 다른 국면은, 워블이 형성되어 있는 디지탈 디스크로서, 이 워블형상에 상동기(phase syncronization)하여 데이타열이 형성된다.
본 발명의 또 다른 국면은, 디지탈 디스크에 형성되어 있는 워블에 동기하여 데이타를 기록하는 디지탈 디스크 기록 장치로서, 디지탈 디스크로부터 워블 신호가 추출되고, 이 워블 신호에 동기하여 기준 클럭 신호가 작성되고, 이 기준 클럭 신호에 의해 데이타의 기록이 행해진다.
또한, 본 발명의 다른 국면은 디지탈 디스크에 형성되어 있는 워블에 동기하여 기록된 데이타를 판독하는 디지탈 디스크 재생 장치로서, 디지탈 디스크로부터 워블 신호가 추출되고, 이 워블 신호에 동기한 기준 클럭 신호가 작성되며, 기준 클럭 신호에 의해 재생 신호의 디지탈화가 행해진다.
본 발명은 디지탈 기록 방법, 디지탈 디스크, 디지탈 디스크 기록 장치 및 디지탈 디스크 재생 장치에 관한 것으로, 보다 특정적으로는, 디지탈 데이타를 매체에 효율적으로 기록하는 디지탈 기록 방법, 디지탈 디스크, 디지탈 디스크 기록 장치 및 디지탈 디스크 재생 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예인 광자기 디스크를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시한 광자기 디스크의 일부를 파단한 도면.
도 3은 워블 신호의 재생 파형을 나타낸 도면.
도 4는 기록 장치의 일례를 나타낸 블럭도.
도 5는 재생 장치의 일례를 나타낸 블럭도.
도 6은 도 4에 도시한 변조 회로의 일례를 나타낸 블럭도.
도 7은 도 6에 도시한 변조 회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 8A 및 도 8B는 가장 바람직한 적응형 변조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 적응형 변조 회로의 블럭도.
도 10은 적응형 변조 회로의 구체적인 블럭도.
도 11A 및 도 11B는 도 10에 도시한 적응형 변조 회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 12A 및 도 12B는 복조의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 13은 초기 데이타(Tj)와 기 데이타(입력 데이타)와의 데이타 길이 관계를 나타낸 도면.
도 14는 주파수 스펙트럼을 나타낸 파형도.
도 15는 초기 데이타(Tj)와 기 데이타(입력 데이타)와의 데이타 길이 관계를 나타낸 도면.
도 16은 도 15의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 17A 내지 도 17E는 변조 회로의 조합의 예를 나타낸 블럭도.
도 18A 및 도 18B는 Tj를 함께 배치한 예를 나타낸 도면.
도 19는 직선의 트랙에 클럭 마크(clock mark)를 설치한 예를 나타낸 도면.
도 20은 사행 트랙(meandering track)에 클럭 마크를 설치한 예를 나타낸 도면.
도 21은 트랙의 한쪽 측은 직선이고 다른쪽측이 사행하고 있는 예를 나타낸 도면.
도 22는 트랙의 사행 형상이 그루브 및 랜드의 양벽에서 동상(同相)으로 된 예를 나타낸 도면.
도 23은 트랙의 사행 형상이 그루브 및 랜드의 양벽에서 역상(逆相)으로 되어 있는 예를 나타낸 도면.
도 24는 트랙의 형상이 그루브 및 랜드의 한쪽벽에서만 사행하고 있는 예를 나타낸 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예인 광자기 디스크를 나타낸 도면이고, 도 2는 이 광자기 디스크의 일부를 파단한 도면이고, 도 3은 워블 신호의 재생 파형을 나타낸 도면이다.
도 1에 있어서, 디지탈 디스크(10)는 광자기 디스크이고, 존 CLV 방식(ZCLV 방식)이 채용되어 있다. 또, 이 ZCVL 방식은 잘 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 광자기 디스크(10)에는, 디스크 표면에 새겨진 그루브(홈부)가 형성되어 있고, 그루브는 디스크의 내주로부터 외주를 향해 스파이럴형으로 설치되어 있다. 이 그루브의 양측의 벽은, 도 2에 도시한 바와 같이 사행하고 있다. 이 디스크를 만들기 위한 유리 원판에는 마스터링 공정에서, 기본으로서 디스크의 회전 제어및 데이타의 기록 재생시의 비트 클럭을 생성할 때의 기준이 되는 단일 주파수의 클럭에 의해 워블링시킨 워블 신호로 사행한 그루브가 형성된다. 이것을 클록킹 워블이라 칭한다. 이 경우의 클록킹 워블의 주파수는, 기록하는 데이타에도 동기할 수 있도록 기록된다. 제1 실시예에서는, 클록킹 워블의 주파수가 데이타 기록시의 클럭 주파수 8. 8㎒(정상 회전 제어시)의 8분의 1인 1. 1㎒로 설정된다.
이 그루브의 진폭은 디스크 반경 방향으로 대개 10㎚ 내지 50㎚이다. 디스크 상의 그루브의 각 트랙은, 반경 방향으로 ZCLV 제어를 위한 60개의 존으로 이루어져 있고, 그 존마다 CLV 제어가 이루어진다. 이 ZCLV에서는, 다른 존 간에 있어서의 선 속도의 차이가 작아지도록 내주부 존에서는 큰 회전수, 또한 외부 주변부의 존에서는 작은 회전수가 되도록 제어된다. 그루브에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 데이타를 기록하기 위한 데이타 영역과 종래와 마찬가지로, 디스크 상의 절대 번지정보는 다중된 어드레스 영역이 형성되어 있다. 어드레스 영역의 워블에는, 미리 어드레스 정보가 워블 신호에 대해, 바이페이즈 부호화 방식 등을 이용하여 변조되어 그루브의 워블로서 조립되어 있는 것은 물론이다.
도 3은 어드레스 영역 경계 부근의 워블 신호를 나타내고 있다. 어드레스 마크의 기능으로 변화되는 정보를 어드레스 세그멘트의 부분에 어드레스 정보로서 워블로 기록한 경우, 이 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 결과적으로 클록킹 워블의 부분에 대해서도 바이페이즈 데이타의 값으로서 0이 기록되어 있다. 따라서, 도 1에 있어서 어드레스 영역의 부분에는, 어드레스 정보의 데이타를 바이페이즈 변조한 신호가 워블로 형성되어 있다. 또한, 데이타 영역 부분에는, 값으로서는 0으로 되는 데이타를 바이페이즈 변조한 신호가 각각 워블로 형성되어 있다. 이 워블로부터의 재생 신호는 디스크의 회전 제어에 이용할 수 있다.
본 발명의 특징의 하나는, 이 워블을 기록 재생을 행하는 데이타에 대한 기록용의 클럭 생성의 기준으로서 이용하는 것이다. 또한, 본 발명의 특징은, 이 워블을 기록 재생을 행하는 데이타에 대한 판독용의 클럭 생성의 기준으로서 이용하는 것이다. 즉, 이 워블에 동기하여 데이타가 기록 재생된다.
도 4는 기록 장치의 개략 블럭도이다. 또, 도 4는 광자기 디스크 기록 재생장치이지만, 여기서는 기록시의 동작을 설명하기 위해 재생계의 회로를 생략하고 있다.
기록되어야 할 데이타(이하, 기 데이타라 칭함)는 입력 단자(14)로부터 입력된다. 이 기 데이타는, 변조 회로(16)에서 변조되어 증폭기(18)를 통해 자기 헤드(20)로 출력되고, 광자기 디스크(10)에 기록된다. 또, 변조 회로(16)에서의 처리는, 재생시의 오류 정정을 위한 오류 정정 부호화 처리, DSV값을 작게 하기 위한 적응형 변조 및 NRZ 변조(또는 NRZI 변조) 등이다.
광자기 디스크(10)에 기록되는 데이타는, 데이타 영역에 워블에 동기하여 기록된다. 이를 위한 기록 타이밍 신호는 타이밍 컨트롤러(22)로부터 변조 회로(16)에 제공되고, 기록 클럭 신호는 PLL 발진 회로(24)로부터 변조 회로(16)에 공급된다. 광자기 디스크(10)에 형성되어 있는 워블로부터의 워블 신호는 광 헤드(26)에 의해서 판독되고, 그 판독 출력은 매트릭스 회로(28)에 제공된다.
매트릭스 회로(28)는 광 헤드(26)의 출력에 기초하여, 트랙킹 에러 신호와 포커스 에러 신호와 RF 신호와 워블 신호를 출력한다. 트랙킹 에러 신호는 트랙킹 제어 회로(30)에 입력되고, 포커스 에러 신호는 포커스 제어 회로(32)에 입력되고, 트랙킹 제어 신호와 포커스 제어 신호가 광 헤드(26)로 복귀된다. 매트릭스 회로(28)로부터 출력된 RF 신호는 재생계에 제공되어 복조된다. 또한, 매트릭스 회로(28)로부터 출력된 워블 신호는, PLL 회로(24)와 어드레스 검출 회로(40)와 스핀들 서보 회로(34)에 제공되다. 스핀들 서보 회로(34)는 워블 신호와 1. 1㎒의 기준 발진기(36)로부터의 신호를 비교하여 모터(38)의 회전 제어를 행하고, 워블 신호와 1. 1㎒의 기준 신호를 동기시킨다. 어드레스 검출 회로(40)는 워블 신호에 바이페이즈로 다중되어 있는 어드레스 신호를 검출한다. 이 검출된 어드레스의 값 및 검출 타이밍 신호는 타이밍 컨트롤러(22)에 제공된다. 또한, PLL 발진 회로(24)는 1. 1㎒의 워블 신호에 위상 동기한 8. 8㎒의 클럭 신호를 출력한다.
이와 같이, 도 4에 도시한 예에서는, 재생 워블 신호에 동기한 클럭 신호에 의해서 데이타가 광자기 디스크(10)에 기록된다. 즉, 광자기 디스크(10)에 기록된 데이타는, 워블 형상에 동기하여 기록된다.
도 5는 본 발명의 한 실시예의 재생 장치를 나타낸 블럭도이다. 이 도 5는 재생계만을 나타내고 있고, 도 4와 다른 부분에 대해서만 설명한다. 매트릭스 회로(28)로부터 출력된 RF 신호는 A/D 변환 회로(42)에 제공된다. A/D 변환 회로(42)에는 PLL 회로(24)로부터 재생용 클럭 신호가 제공되어 있고, 이 재생용 클럭 신호에 기초하여 RF 신호가 2치화된다. A/D 변환 회로(42)로부터의 디지탈 데이타는 복조 회로(44)에 제공된다. 복조 회로(44)에도 PLL 회로(24)로부터 재생용 클럭 신호가 제공되어 있고, 이 재생용 클럭 신호에 기초하여 디지탈 데이타가 복조되어 기의 데이타로 복원된다. 이 복조 회로(44)의 처리는, 도 4에 도시한 변조 회로(16)와는 역처리가 행해진다.
이와 같이, 도 5에 도시한 예에서는, 재생 워블 신호에 동기한 클럭 신호를 작성하고, 이 클럭 신호에 의해 데이타의 재생 처리가 행해진다. 이와 같이, 이 실시예에 의하면, RF 신호 중의 클럭 성분으로부터 클럭 신호를 작성하지 않아도, 재생 데이타에 동기한 클럭 신호를 얻을 수 있다. 즉, 종래 디지탈 기록 재생에 필수라고 생각되고 있었는 셀프 클럭 신호를 고려하지 않아도, 충분한 기록 재생을 행할 수 있다. 즉, 이 실시예에 의하면, 「셀프 클럭」과 「DSV값의 억압」의 양자를 고려한 변조 방식이므로, 종래부터의 RLL 변조는 디지탈 디스크 기록 재생에 필수적인 것은 아니라고 할 수 있다. 종래부터의 RLL 변조는, 데이타량이 많아지는 결점을 갖고, 예를 들면 1-7변조[(1, 7, 2, 3) 변조]는, DSV값을 억압할 수 있지만, 그 때문에 기(基) 데이타의 2비트가 3비트로 증가된다. 즉, 이 변조에 의해 데이타량은 50% 증가하게 된다.
이 실시예의 장치의 적응형 변조 방식으로서, 예를 들면 상술한 특개평2-96982호 공보에 소개된 적응형의 변조만을 채용하고, 일반적인 RLL 변조를 채용하지 않으면, 데이타의 기록 효율을 올릴 수 있다.
상술한 특개평2-96982호 공보의 적응형의 변조는, 복조를 위해 의사 랜덤 계열을 나타낸 정보를 재생측에 전달하기 위해, 이 정보(정보 코드)도 기록하고 있다. 그러나, 데이타 재생시에 있어서 오류가 발생하고, 정보 코드에 오류가 발생되면, 이 스크럼블된 데이타 블럭 전체에 오류 전파가 생길 가능성이 있다.
또한, 종래의 1-7RLL변조에서는, DSV값의 억압이 불충분하므로, 또한 DSV값을 억압할 수 있는 변조 방식이 요구되고 있다. 그러나, 이 때문에, 데이타량은 한층 더 증가하게 된다. 이 때문에, 다음에 나타낸 제2 실시예에서는, 적은 데이타량의 증가로 DSV값에 따른 적응 변조를 행할 수 있음과 동시에, 오류 전파가 적은 변조를 행한다.
도 6은 도 4에 도시한 변조 회로의 블럭도이고, 도 7은 도 6에 도시한 변조 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 8A 및 도 8B는 적응형 변조를 설명하기위한 도면이다.
또, 복조 회로는 변조 회로(16)의 역처리이기 때문에, 특히 블럭도는 기재하지 않고 있다. 이 예에서는, 광자기 디스크(10)의 1개의 데이타 영역에 약 2K바이트(2048 바이트)의 기 데이타가 기록된다. 입력된 기 데이타는, 오류 정정 부호화 회로(46)에 입력된다. 오류 정정 부호화 회로(46)는 도 7a에 도시한 기 데이타를 2048바이트 단위로 분할하고, 도 7b에 도시한 2048바이트의 데이타에 대해 오류 정정 부호화 처리를 행한다. 이 예에서는, 도 7c에 도시한 바와 같이, 오류 정정 부호가 부가되어 2400바이트의 데이타로 변환된다.
이 데이타는 DSV값 등에 의한 적응형 변조 회로(48)에 입력된다. 적응형 변조 회로(48)는 도 7c에 도시한 데이타를 40비트 단위로 분할하고, 도 7d에 도시한40비트 단위의 데이타에 대해 4비트의 초기 데이타가 부가된다. 그리고, 데이타가 4비트마다 구분되고, 이 4비트 데이타와 초기 데이타와가 배타적 논리합의 컨볼루션 처리되어 변조된다. 이 부가하는 4비트 데이타값을 선택함으로써, DSV값 등이 억압된다. 이 설명은 후술한다. 이에 따라, 도 7f에 도시한 바와 같이, 2640바이트로 된 데이타는 Sync·Resync 부가 회로(50)에 입력된다. 이 Sync·Resync 부가회로(50)에 의해 도 7e에 도시한 바와 같이, Sync·Resync 신호가 부가된다. 이 데이타는, NRZ 변조 회로(52) 및 증폭기(18)를 통해 광자기 디스크(10)에 기록된다.
여기서, 이 실시예의 적응형 변조에 대해 상세히 설명한다. 데이타 변환시에는, 각 1블럭 데이타의 선두에, 복수 비트의 초기 데이타가 부가된다. 이 초기 데이타가 2비트이면, 취할 수 있는 값은, [00] [01] [10] [11]의 4종류이다. 이 초기 데이타가 4비트이면, 취할 수 있는 값은, [0000] [0001] [0010] [0011] [0100] [0101] [0110] [0111] [1000] [1001] [1010] [1011] [1100] [1101] [1110] [1111]의 16종류이다.
이와 같이 j종류(j는 2의 누승)의 초기 데이타(변환번호 j)가 부가되어, j 종류의 변환 전 블럭 데이타가 생성된다.
다음에, 도 8A 및 도 8B를 참조하여 이 변환의 원리에 대해 설명한다. 이 j 종류의 변환전 데이타의 각각에 대해, 초기 데이타를 제외한 선두의 변환 단위로부터 순서대로, 변환 대상의 커런트 부호 변환 단위와, 그 커런트 부호 변환 단위의 직전의 변환 단위(초기 데이타 또는 변환 종료의 부호 변조 단위)와의 배타적 논리합(m od2)가 연산되고, 상기 커런트 부호 변조 단위로 치환된다(컨볼루션 처리). 이에 따라, j 종류의 변환 후 데이타가 생성된다. 즉, j종류의 변환전 데이타의 각각에 대해, 우선 선두의 부호 변환 단위 D0과 초기 데이타 Tj의 mod2의 연산에 의해, 초기 데이타를 제외한 선두의 부호 변환 단위의 변환 후 데이타 D'0이 생성되고, 이것이 D0으로 치환된다.
다음에, 상술한 변환 종료의 부호 변환 단위의 데이타 D'0과 다음 부호 변환단위 D1의 mod2의 연산에 의해, 다음 변환 후 데이타 D'1이 마찬가지로 생성되어 이것이 D1로 치환된다. 이하, 마찬가지로 하여 상기 블럭의 최종의 부호 변환 단위까지의 처리가 반복된다. 데이타 복조시에는, 역변환 전 데이타의 선두의 복조 부호단위(초기 데이타 Tj)를 제외한 변환 단위로부터 순서대로, 역변환 대상의 커런트 변환 단위와 그 커런트 변환 단위의 직전의 변환 단위(초기 데이타 또는 역변환전의 복조 부호 단위)와의 배타적 논리합이 연산되고, 상기 커런트 복조 부호 단위로 치환된다. 이에 따라, 역변환 후 데이타가 생성된다. 즉, 우선 선두의 복조 부호 단위 D '0과 초기 데이타 Tj의 mod2의 연산에 의해 역변환 후 데이타 D0이 생성되고, 이것이 D'0으로 치환된다. 다음에, 상술한 D'0 (역변환 전의 복조 부호 단위)와 다음 복조 부호 단위 D'1과의 mod2의 연산에 의해, 다음 역변환 후 데이타 D1이 마찬가지로 생성되고, 이것이 D'1로 치환된다.
이하 마찬가지로 하여, 상기 데이타의 최종의 복조 부호 단위까지의 처리가 반복된다. 이와 같이, 데이타 역변환시에는, 직전의 역변환 전의 복조 부호 단위 1개를, 커런트 복조 부호 단위의 역변환에 이용하고 있기 때문에, 에러가 발생하였다고 해도 그 영향은 상기 복조 부호 단위로 그치고, 후의 복조 부호 단위로 전파되지 않는다. 예를 들면, 가령 역변환 전의 복조 부호 단위 D'i에 에러가 발생된 경우에는, 역변환 후의 복조 부호 단위 Di와 Di+1만에 에러로 된다.
다음에, 상술한 처리의 동작 원리를 설명하기 위해 구체적인 데이타 변환의 형태에 대해 설명한다.
도 9는 적응형 변조 회로의 개략 블럭도이고, 도 10는 보다 구체적인 블럭도이고, 도 11A 및 도 11B는 적응형 변조 회로의 처리 과정을 나타낸 도면이다.
우선, 초기 데이타의 데이타 길이를 2비트로 하고, 기 데이타의 데이타 길이를 8비트로 하여 설명한다. 여기서 입력되는 8비트의 기 데이타를, [10001101]로 한다. 부가되는 초기 데이타는 2비트로 하고, T1: [00], T2: [01], T3: [10], T4: [11]의 4종류이다. 도 10의 입력 단자(14)에는, 기 데이타[1001101]가 입력되고, 적응형 변조 회로(48)에 입력된다. 이 기 데이타는, Tj 부가 변환 회로(54a 내지 54d)에 입력되어 변환된다. T1의 Tj 부가 변환 회로(54a)에서는 도 11A에 도시한 변환이 행해지고, T2의 Tj 부가 변환 회로(54b)에서는 도 11B에 도시한 변환이 행해진다.
Tj 부가 변환 회로(54a 내지 54d)의 출력은 기록시 데이타 열변환 회로(56a 내지 56d)에 제공된다. 이들 기록시 데이타 열변환 회로(56a 내지 56d)는, Tj 부가 변환 회로(54a 내지 54d)의 출력을 실제로 기록 재생계에 출력되는 경우의 데이타열로 변환한다. 이 예에서는, Tj 부가 변환 회로(54)의 출력은 NRZ 변조 회로(52)에 제공되어 변조되어 기록 재생계로 출력된다. 즉, 이 예에 있어서는, Tj 부가 변환 회로(54)의 출력이, 직접적으로 기록 재생계에 출력된다고 생각하여도 좋고, 기록시 데이타 열변환 회로(56a 내지 56d)에서 변환 처리가 정지되고, 입력은 그대로 출력된다.
기록시 데이타 열변환 회로(56a 내지 56d)의 출력은 DSV값 측정 회로(58a내지 58d)와 피크값 측정 회로(60a 내지 60d)에 제공된다. DSV값 측정 회로(58a 내지 58d)는, 실제로 기록 재생계에 출력되는 10비트(기 데이타 8비트 + 초기 데이타 2비트)의 데이타의 DSV를 구한다. 피크값 측정 회로(60a 내지 60d)는, 실제의 기록 재생계에 출력되는 10비트(기 데이타 8비트+ 초기 데이타 2비트)의 직류 변동의 피크값을 검출하여 유지한다. 즉, 도 11A에 도시한 경우이면, DSV값 측정 회로(58a)는, 「- 4」를 출력하고, 피크값 측정 회로(60a)는, 「- 4」를 출력한다. 또한, 도11B에 도시한 경우이면, DSV값 측정 회로(58b)는, 「2」를 출력하고, 피크값 측정 회로(60b)는「4」를 출력한다. DSV값 측정 회로(58a 내지 58d)와 피크값 측정 회로(60a 내지 60d)의 각각의 출력은 선택 회로(62)에 제공된다.
선택 회로(62)는, 피크값 측정 회로(60a 내지 60d)의 출력에 의해, 이 피크값의 절대값이 작은 Tj를 선택한다. 이 피크값의 절대값이 동일하면, DSV의 절대값이 작은 Tj가 선택된다. 이 DSV의 절대값도 동일하면, 어느 하나가 선택된다. 선택 회로(62)에는 이 j값을 Tj 부가 변환 회로(54)에 출력하고, Tj 부가 변환 회로(54)는 이 j값에 기초한 Tj 부가 변환을 행한다. 그것에 의해, 적응형 변조가 행해지고, 기록 재생계에서의 직류분을 억압할 수 있다. 이 선택 회로(62)에서 DSV값이 「0」의 Tj를 선택하는 경우도 있다. 이 경우, DSV값은 다음 10비트(기 데이타8비트+ 초기 데이타 2비트)의 직류 변동의 피크 홀드 및 DSV 측정의 초기값으로 된다.
선택 회로(62)는 Tj를 결정하여 출력할 때에, 이 Tj에 대응하는 DSV값 측정회로(58a 내지 58d)의 출력은, 피크 홀드 회로(60a 내지 60d)와 DSV값 측정 회로(58a 내지 58d)에 출력되고, 다음 10비트(기 데이타 8비트 + 초기 데이타 2비트)의 직류 변동의 피크 홀드 및 DSV 측정의 초기값으로 된다.
다음에, 기록 재생계의 에러 전파의 방지에 대해 간단히 설명한다.
도 12A 및 도 12B는 적응형 변조 회로에서 변조된 데이타를 복조하는 경우의 과정을 나타낸 도면이다. 예를 들면, 상술한 도 11A에 도시한 신호를 기록 재생계를 통한 후에, 원래의 데이타로 복귀시키는 경우에는, 도 12A에 도시한 바와 같이 처리된다. 이 경우에, 기록 재생계에서 에러가 발생되어도, 도 12B에 도시한 바와 같이, 에러에 의한 오류는 블럭 전체로는 전파되지 않는다. 다음에, 기 데이타의 데이타 길이와, 이것에 부가되는 초기 데이타로서의 데이타 길이와의 관련에 대해 고찰한다.
도 13은 초기 데이타 Tj와 기 데이타(입력 데이타)와의 데이타 길이 관계를 나타낸 도면이고, 도 14는 주파수 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 기 데이타의 데이타 길이와 초기 데이타의 데이타 길이의 비율을 일정하게 하여, 여러가지 데이타 길이의 초기 데이타를 부가하여, 적응형 변조를 행한 경우에 대해 시뮬레이션을 행한 결과의 주파수 스펙트럼이 도14이다. 도 14에 있어서 횡축은 규격화 주파수이고, f는 데이타열을 푸리에 변환 등으로 주파수 해석한 경우의 주파수 성분이고, fc는 그 중에서 가장 주파수가 높은 주파수 성분이다. 즉, fc는 (101010…)의 데이타열에 상당하는 것이며, 종축은 이득이다.
따라서, 도 14에 있어서는, 규격화 주파수가 낮은 영역에 있어서의 이득이 작을수록, 상술한 적응형 변조 후의 데이타열 중에 있어서, 저주파 영역의 신호 성분이 억제된다. 즉, 본 발명의 과제인 직류 성분의 억제 효과가 커진다. 이 도 14에 의해, 고찰할 수 있도록 초기 데이타의 데이타로서는 2비트 이상이 바람직하다. 이것은, 1비트에서는 1블럭 내에서의 DSV 제어를 행하지 않기 때문이라고 생각된다. 즉, 1비트의 경우에는 2종류로부터 선택되지만, 이 2개는 극성이 반전된 것 뿐인 데이타이고, 1블럭만으로는 실질적인 DSV값에 의한 적응 제어가 행해지지 않는다. 1비트의 경우에는 전 블럭으로부터 반복된 DSV를 캔슬하도록 현 블럭의 초기 데이타를 설정한 것 뿐이며, 복수 블럭에 의해 비로소 DSV값 제어가 행해진다. 그리고, 2비트의 경우에는 4종류로부터 선택되지만, 극성이 반전된 것 뿐인 데이타를 1종류라고 생각하면, 2종류이고, 1블럭만이라도 실질적인 DSV값에 의한 적응 제어를 행할 수 있다. 또한, 4비트의 경우에는 16종류로부터 선택되지만, 극성이 반전된 것 뿐인 데이타를 1종류라고 생각하면 8 종류이고, 1블럭만이라도 실질적인 DSV값에 의한 적응제어를 충분히 행할 수 있다.
이 도 14로부터 알 수 있듯이, 초기 데이타의 데이타 길이 n으로서는, 2비트이상이 필요하지만, 특히 4비트 이상의 경우에 직류 성분의 억제 효과가 현저하다. 단, 초기 데이타의 데이타 길이가 4비트와 8비트에서는 직류 성분의 억제 효과에 큰 변화는 없다. 이러한 시뮬레이션 결과의 경향으로부터, 직류 성분의 억압 효과의 향상이 기대되는 것은, 초기 데이타의 데이타 길이 n이 많아야 32비트까지이고, 이것을 넘게 되면, 블럭 데이타 길이는 증가하지만, 직류 성분 억제 효과의 향상은 기대할 수 없다. 따라서, 상술한 적응형 변조를 위한 회로 규모를 고려하면, 초기 데이타의 데이타 길이 n은 8비트 이하가 바람직하다.
또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 초기 데이타의 데이타 길이 n을 4비트로 하고, 이것을 여러가지의 데이타 길이 m의 기 데이타에 부가하고, 적응형 변조를 행한경우에 대해 시뮬레이션을 행하였다. 이 결과의 주파수 스펙트럼을 도 16에 도시한다.
도 16으로부터 고찰할 수 있듯이, 초기 데이타 n이 4비트인 경우, 기 데이타의 데이타 길이는 100바이트(800비트) 이하가 바람직하다. 여기서, 도 16으로부터는, 기 데이타의 데이타 길이를 너무 작게 하면, 기 데이타의 데이타 길이에 대한 초기 데이타의 데이타 길이의 비율이 커지고, 전체적으로 데이타량이 커진다. 따라서, 이러한 초기 데이타의 용장도를 고려하면, 초기 데이타의 데이타 길이가 4비트의 경우, 기 데이타의 데이타 길이는 많아야 10바이트 정도로 억제하는 편이 좋다.
이상의 설명에 의해, 초기 데이타의 데이타 길이 n과 기 데이타의 데이타 길이 m은, 대체로, 다음 식의 관계를 만족시키도록 설정하는 것이 바람직하다.
(4비트/800비트) ≤ (n/m) ≤ (4비트/80비트) 즉,
0. 005≤(n/m) ≤0. 05
또한, 도 14의 시뮬레이견 결과에 의하면, 초기 데이타의 데이타 길이 n은, 4≤n≤8(비트)가 바람직하기 때문이라고 하면, 기 데이타의 데이타 길이 m은 다음 식을 만족시키고 있는 것이 바람직하다.
80≤m≤1600(비트)
또한, 기 데이타의 데이타 길이 m은, 초기 데이타의 데이타 길이 n의 정수배로 설정하는 편이이, mod2의 처리가 완결하고, 효율적이어서 좋다. 상술한 바와 같이, 이 적응형 변조를, 다른 RLL 변조 등과 동시에 이용하도록 하여도 좋다.
도 17A 내지 도 17E는 변조 회로의 조합예를 나타낸 도면이다. 도 17A는 도 9에 도시한 예이고, 도 17B는 도 17A의 적응형 변조 회로(48)의 전단에 RLL 변조 회로(60)를 배치한 것이며, 도 17C는 도 17A의 NRZ 변조 회로(52)를 대신하여RZI 변조 회로(70)를 배치한 것이다. 도 17D는 도 17C의 적응형 변조 회로(48)의 전단에 RLL 변조 회로(60)를 배치한 것이고, 도 17E는 도 17D의 적응형 변조 회로(48)와 RLL 변조 회로(60)의 배치를 교체한 것이다.
예를 들면, 종래부터의 디스크에 본 발명을 채용하는 경우에는, 도 17E에 도시한 레이아웃이 바람직하다. 이 도 17E에 도시한 예이면, 적응형 변조 회로(48)에서의 Tj 선택시에는, RLL 변조 회로(60) 및 NRZI 변조 회로(70)도 고려하여, DSV값을 측정하지 않으면 안되지만, RLL 변조 회로(60)에서 작성된 셀프 클럭 성분이 파괴되지 않고 기록 재생계로 출력되므로, 셀프 클럭의 기록 및 직류 성분의 억압의 양방을 정확하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 컨볼루션의 처리는 초기 데이타의 데이타 길이 n 단위로 앞에서부터 순서대로 행하고 있지만, 이것은 소정의 순서여도 좋다.
도 18A 및 도 18B는, Tj를 함께 배치한 예이다.
도 19 내지 도 21은 도 1 내지 도 3에 도시한 연속 워블을 대신하여 저주기의 클럭 마크를 설치한 예를 나타낸 도면이다. 특히, 도 19는 트랙이 직선인 예로서, 주기 w1에서 폭 w2의 클럭 마크가 삽입되어 있다. 도 20은 트랙이 사행하고 있는 예를 나타내고, 도 21은 트랙의 한쪽측이 직선이고 다른쪽측이 사행하고 있는 예를 나타낸다.
도 22는 트랙의 사형 형상이 그루브 및 랜드의 양벽에서 동상으로 되어 있는 예이고, 도 23은 트랙의 사형 형상이 그루브 및 랜드의 양벽에서 역상으로 되어 있는 예이며, 도 24는 트랙의 형상이 그루브 및 랜드의 한쪽 벽에서만 사행하고 있는 예를 나타낸다. 상술한 어느 쪽의 형태에서도 본 발명의 각 실시예를 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 기록 재생계에서의 직류 성분을 약간의 데이타 길이를 증가시켜 억압할 수 있고, 또한, 워블 신호로부터 기준 클럭 신호를 얻도록 하고 있으므로, 셀프 클럭을 위한 데이타 변조를 고려하지 않아도 된다. 또한, 데이타를 고능률로 디지탈 디스크에 기록 및/재생할 수 있어, 에러 전파가 적고, 직류 성분의 억압을 정확하게 행할 수 있는 디지탈 기록 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 변조 기록 데이타 후보군 중에서, 기록시의 직류 성분이 억압되는 변조 기록 데이타를 선택해 기록하는 디지탈 기록 방법에 있어서,
    복수 종류의 소정의 복수 비트의 데이타를 초기 데이타로서, 입력 데이타에 부가하는 단계,
    상기 소정의 복수 비트의 단위로 소정의 순서로 변환 대상의 커런트(current) 부호 변조 단위와 상기 커런트 부호 변조 단위의 직전의 부호 변조 단위와의 배타적 논리합을 연산하고, 상기 커런트 부호 변조 단위로 치환하는 컨볼루션 처리를 실시함으로써, 상기 입력 데이타로부터 상기 복수 종류의 변조 기록 데이타의 후보군을 생성하는 단계, 및
    상기 복수 종류의 각 변조 기록 데이타의 기록시의 직류 성분을 서로 비교하고, 그 비교 결과에 따라 변조 기록 데이타를 선택하여 기록하는 단계
    를 포함하는 디지탈 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 데이타에 부가되는 상기 초기 데이타의 데이타 길이 n은, 2≤n≤32인 디지탈 기록 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 초기 데이타의 데이타 길이 n은, 4≤n≤8인 디지탈 기록 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이를 m 비트(m은 정수)로 하고, 이 입력 데이타에 부가되는 상기 초기 데이타의 데이타 길이를 n 비트(n은 정수) 로 할 때, m과 n은 0. 005≤n/m≤0. 05의 관계를 만족시키는 디지탈 기록 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이는, 80≤m≤1600인 디지탈 기록 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이 m은, 상기 초기 데이타의 L 배(L은 2 이상의 정수)인 디지탈 기록 방법.
  7. 워블이 형성되어 있는 디지탈 디스크에 있어서,
    상기 워블 형상에 위상 동기하여 데이타열을 형성하는 디지탈 디스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 디지탈 디스크는, 광 디스크, 추기형(追記型) 광 디스크, 광자기 디스크 및 상변화형(相變化型) 디스크 중 어느 하나인 디지탈 디스크.
  9. 변조 기록 데이타 후보군 중에서, 기록시의 직류 성분이 억압되는 변조 기록 데이타를 선택하여 기록된 디지탈 디스크에 있어서,
    복수 종류의 소정의 복수 비트의 데이타를 초기 데이타로서 입력 데이타에 부가하고, 상기 소정의 복수 비트의 단위로, 소정의 순으로 변환 대상의 커런트 부호 변조 단위와 상기 커런트 부호 변조 단위의 직전의 부호 변조 단위의 배타적 논리합을 연산하고, 상기 커런트 부호 변조 단위로 치환하는 컨볼루션 처리를 실시함으로써, 입력 데이타로부터 상기 복수 종류의 연장 기록 데이타의 후보군을 생성하고, 상기 복수 종류의 각 변조 기록 데이타의 기록시의 직류 성분을 서로 비교하고, 그 비교 결과에 따라 변조 기록 데이타가 선택되어 기록되는 디지탈 디스크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 입력 데이타에 부가되는 상기 초기 데이타의 데이타 길이 n은, 2≤n≤32인 디지탈 디스크.
  11. 제10항에 있어서, 상기 초기 데이타의 데이타 길이 n은, 4≤n≤8인 디지탈 디스크.
  12. 제9항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이를 m비트(m은 정수)로 하고, 상기 입력 데이타에 부가되는 상기 초기 데이타의 데이타 길이를 n비트(n은 정수)로 할 때, m과 n는 0. 005≤(n/m) ≤0. 05의 관계를 만족시키는 디지탈 디스크.
  13. 제9항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이 n은, 80≤n≤1600인 디지탈 디스크.
  14. 제9항에 있어서, 상기 입력 데이타의 데이타 길이 m은, 상기 초기 데이타의 L배(L은 2 이상의 정수)인 디지탈 디스크.
  15. 디지탈 디스크 기록 장치에 있어서,
    디스크에 형성되어 있는 워블로부터 생성된 워블 신호로부터 기록용의 기준 클럭을 작성하는 디지탈 디스크 기록 장치.
  16. 디지탈 디스크에 형성되어 있는 워블에 동기하여 데이타를 기록하는 디지탈 디스크 기록 장치에 있어서,
    상기 디지탈 디스크(10)로부터 워블 신호를 추출하는 추출 수단(26,28),
    상기 워블 신호에 동기한 기준 클럭 신호를 작성하는 위상 동기 발진 수단(24), 및
    상기 위상 동기 발진 수단으로부터의 기준 클럭에 의해 데이타의 기록을 행하는 기록 수단(16, 18, 20)
    을 구비한 디지탈 디스크 기록 장치.
  17. 디지탈 디스크 재생 장치에 있어서,
    디스크에 형성되어 있는 워블로부터 재생된 워블 신호로부터 재생용의 기준 클럭 신호를 작성하는 디지탈 디스크 재생 장치.
  18. 디지탈 디스크에 형성되어 있는 워블에 동기하여 기록된 데이타를 판독하는 디지탈 디스크 재생 장치에 있어서,
    상기 디지탈 디스크(10)로부터 워블 신호를 추출하는 추출 수단(26, 28),
    상기 추출 수단에 의해서 추출된 워블 신호에 동기한 기준 클럭 신호를 작성하는 위상 동기 발신 수단(24), 및
    상기 위상 동기 발신 수단으로부터의 기준 클럭에 의해 재생 신호의 디지탈화를 행하는 2치화(値化)수단(42)
    을 구비한 디지탈 디스크 재생 장치.
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