CN1264278C

CN1264278C - 数据记录/再现装置

Info

Publication number: CN1264278C
Application number: CN200310123775.XA
Authority: CN
Inventors: 门川雄一; 清水明彦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: TW200410502A; EP1414035A2; US7190653B2; CN1505269A; US20070104067A1; US20040145984A1; EP1414035A3; TWI242331B; US7382708B2

Abstract

一种数据记录装置，包括：块划分单元，将一系列用户数据块划分为第一块和第二块；多个多级数据产生单元，根据第一和第二块产生多级数据块；组数据存储单元，存储与一个用户数据块相应的第一和第二组编码数据；多个平均单元，每个都根据一个块的多级数据来计算DC电平的平均值；电平比较单元，将每个DC电平的平均值与预定值进行比较；修正数据产生单元，使用比较结果产生来修正数据；数据选择单元，选择第一和第二组编码数据中的一个；和输出存储单元，存储使用选择的编码数据产生的第一块、第二块和修正数据。

Description

数据记录/再现装置

技术领域

本发明涉及一种数据记录/再现装置，更具体的说，涉及一种在向记录介质记录多级数据的同时可以抑制DC分量，并且可以从记录介质中再现多级数据的记录/再现装置。

背景技术

日本未审定专利申请NO.2002-342941披露了一种提供有适用于高记录密度的轨道摆动的记录介质。

在记录介质中，形成摆动，以使基于受到FSK调制的信息位的波形的FSK信息位部分和基于单频率的波形的单频率部分形成特定单元，这些特定单元是连续的。FSK调制使用了两种频率：一种频率与单频率相同，另一种频率不同于单频率。两种频率之间的关系被设定为使偶数波和奇数波都包含在某个特定的周期内。

多级数据记录方式是已知的，该方法力求增加记录介质上的记录密度和将具有三个或以上等级的多级数据记录到记录介质上。在使用光盘的情况下，多级数据的读出信号具有由于光盘之间的反射率存在差异和光盘的内轨道与外轨道之间的再现频率特性存在差异而引起的电平波动和振幅波动。

在多级数据记录方法中，在产生多级数据的阈值是固定值的情况下，由于上述问题，有可能引起读出信号作为多级数据的错误数值而被错误检测。

为了解决上述问题，日本未审定专利申请NO.2002-135121披露了一种RLL码(游程长度受限码)调制和解调方法，该方法抑制了使用RLL编码的码字流的DC分量。

在调制/解调方法中，使用抑制DC电平的码组和产生多级数据的码组执行对输入数据的调制。

另外，指定本申请的申请人为受让人的日本未审定专利申请NO.2003-045035和日本未审定专利申请NO.2003-196934披露了一种确定多级数据的方法，该方法作为与本发明相关的背景技术。

如果调制之后的数据信号出现在伺服信号带的频率中，则合成的数据将影响伺服信号。为了消除上述问题，可以采用传统调制方法改进调制，以使调制之后的数据信号不出现在伺服信号带的频率中。

然而，传统方法引起编码转换效率下降。在多级数据的情况下，需要许多附加信息位，以控制信号的低频分量，从而记录介质的存储容量明显下降。

此外，在日本未审定专利法申请NO.2002-135121公开的方法中，越是执行DC抑制控制，冗余信息量越是增加，这就产生了由于冗余信息量的增加而引起记录介质的存储容量下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以消除上述问题的改进的数据记录/再现装置。

本发明的另一目的在于提供一种可以通过使用少量附加信息最小化数据信号在伺服信号频率范围内引起的不希望的影响的数据记录/再现装置。

本发明的再一目的在于提供一种可以通过使用少量附加信息最小化数据信号在伺服信号频率范围内引起的不希望的影响的数据记录/再现方法。

本发明的上述目的通过一种将多级数据记录到记录介质上的数据记录装置实现，该数据记录装置包括：块划分单元，将一系列的输入用户数据块划分为第一块和第二块；多个多级数据产生单元，根据从块划分单元输出的第一和第二块来并列地产生多级数据块；组数据存储单元，存储与一个用户数据块相应的第一和第二组编码数据；多个平均单元，每个都根据由多个多级数据产生单元输出的、相对于第一块的多级数据块与相对于第二块的多级数据块中的一个计算DC电平的平均值；电平比较单元，将由多个平均单元输出的每个DC电平的平均值与预定值进行比较；修正数据产生单元，使用电平比较单元的比较结果来产生修正数据；数据选择单元，根据由修正数据产生单元产生的修正数据，选择存储在组数据存储单元中的多组编码数据中的一个；和输出存储单元，存储第一块的多级数据、使用数据选择单元选择的编码数据组产生的第二块的多级数据和从修正数据产生单元输出的修正数据。

本发明的上述目的通过一种将多级数据记录到记录介质上的数据记录装置实现，该数据记录装置包括：调制器，将多级数据调制为两个或以上的数据块；反相器，反转由调制器输出的每个数据块的最高有效位；第一DC电平计算单元，计算调制器输出的每个数据块中包含的DC电平；第二DC电平计算单元，计算反相器输出的每个数据块中包含的DC电平；DC电平累加单元，累加第一和第二DC电平计算单元的DC电平；和电平确定单元，确定第一和第二DC电平计算单元中的DC电平中较小的数值，其中，电平确定单元确定第一DC电平计算单元的DC电平和DC电平累加单元的累加数值的和与第二DC电平计算单元的DC电平和累加数值的和中较小的一个，选择和中较小的一个，以使选择的和作为新DC电平输出到DC电平累加单元，并且，根据确定结果选择调制器的输出数据块和反相器的输出数据块中的一个，以输出选择的数据块。

本发明的上述目的通过一种数据记录/再现方法俩来实现，该数据记录/再现方法包括以下步骤：通过将两个或以上随机数分别加入到数据中计算累加值；根据每个累加值从各随机数中选择一个随机数；和将表示选择的随机数的随机数信息和通过将选择的随机数与数据相加计算的一个相应的累加值记录到记录介质上。

本发明的上述目的通过一种数据记录/再现方法来实现，该数据记录/再现方法包括以下步骤：将多级数据转换为信号序列；抑制信号序列的特定信号带的分量，同时抑制信号序列的低通频率；和将结果信息记录到记录介质上。

根据本发明的一个方面，通过选择用作用户数据的两个码组中的一个，可以抑制DC电平变化，获得高的编码效率，而不用增加不必要的DC电平校正数据。

根据本发明的一个方面，反转主要影响DC电平波动的MSB，DC电平确定单元选择较低的DC电平，可以减少DC电平波动。

根据本发明的一个方面，可以不降低编码效率的同时在记录介质上记录多级数据，因为在再现时减少了伺服信号带的信号的形成。此外，根据本发明的数据再现方法，通过将少量信息添加到要被记录到记录介质上的多级数据中，可以减少伺服信号带的信号的形成，而不降低编码的效率。

根据本发明的一个方面，当将多级数据记录到记录介质上时，有可能正确再现记录数据，而不必添加太多的附加信息项。另外，通过采用本发明的数据再现方法，可以容易的再现以本发明的记录方法记录的信息。

附图说明

通过结合附图阅读下面的详细描述，本发明的其他目的、特点和优点将更加明显，其中：

图1是用于解释从光学记录介质获得的多级数据的读出信号的波形的曲线图；

图2是光盘驱动器中的数据记录/再现装置的方框图；

图3是用于解释8等级数据的读出信号的特性的曲线图，该数据以每μm 6.4位的记录密度记录到光盘上；

图4A和4B是用于解释根据本发明的学习列表创建的算法的图表；

图5是用于解释根据本发明的对多级数据进行选择的算法的图；

图6是用于解释本发明一个优选实施例的多级数据产生过程的流程图；

图7是用于解释对用户数据块进行DC电平抑制控制的码组参数的一个实施例的图表；

图8是用于解释本发明另一优选实施例的多级数据产生过程的流程图；

图9是本发明的一个优选实施例中的多级数据记录装置的方框图；

图10是本发明的另一优选实施例中的多级数据记录装置的方框图；

图11是光盘的一个扇区的数据排布图；

图12是用于解释执行DC电平校正时多级数据块数据数目与DC电平之间的关系的图表；

图13是用于解释DC电平校正频率和DC电平改变之间的关系的图表；

图14A、图1.4B和图14C是用于解释多级数据的读出信号的波形的图表；

图15是使用本发明的数据记录/再现装置的一个实施例的一个光盘驱动器的方框图；

图16是解释根据本发明的LLM调制方法的图表；

图17是解释本发明的一个优选实施例中的LLM调制方法的图表；

图18是本发明的一个优选实施例的数据记录/再现装置中的编码装置的方框图；

图19是本发明的一个优选实施例的数据记录/再现装置中的解码装置的方框图；

图20是使用本发明的数据记录/再现装置的一个实施例的一个光盘驱动器的方框图；

图21是图20的光盘驱动器的控制器中的数据记录装置的一个优选实施例的方框图；

图22是光盘的一个扇区的数据排列图；

图23是图20中的光盘驱动器的控制器中的数据再现装置的一个优选实施例的方框图；

图24是图20中的光盘驱动器的控制器中的数据记录装置的另一个优选实施例的方框图；

图25是图20中的光盘驱动器的控制器中的数据记录装置的另一优选实施例的方框图；

图26是使用本发明的数据记录/再现装置的一个实施例的一个光盘驱动器的方框图；

图27是解释根据本发明的使用LLM调制的数据记录方法的图表；

图28A和图28B是解释图26中的光盘驱动器中的数据记录装置执行的频率分离的图表；

图29是解释图26中的光盘驱动器中的数据记录装置执行的位倒置的图表；和

图30是图26中的光盘驱动器中的数据再现装置的方框图。

具体实施方式

现在将结合附图来对本发明的的优选实施方式进行详细说明。

图1示出了从光学记录介质获得的多级数据的读出信号的波形。

通过将会聚光束照射到记录介质上以形成其上的读/写光点1和记录标记，可以将多级信号记录到记录介质上。从记录介质上得到的这种多级数据的读出信号的波形由图1中示出的与时间相对的输出信号幅度特性表示。

如图1所示，改变(区域调制)每个区域(其被称为数据单元)的记录标记的脉冲占空的区域因数，可以实现对记录介质的多级信号记录。

例如，如果以读/写光点1再现没有存在记录标记的数据单元2、3和4，则再现波形将与点A、B和C相似。即使再现相同的信息，读出信号的输出信号幅度也将不同。

已知输出信号幅度随不存在记录标记的数据单元之前和之后的记录标记的每一个的区域因数而发生改变。

然而，可以通过将脉冲占空的区域因数分为包括不存在标记的等级在内的8个不同的色调等级而实现每象素8等级数据的记录。

图2示出了用在光盘驱动器中的数据记录/再现装置。本发明的一个优选实施例中的数据记录/再现装置构成为使用光盘驱动器实现多级数据的记录和再现。

在下面的描述中，记录介质的一个典型实施例为光盘。然而，本发明并不局限于光盘记录/再现装置，其还适用于其他使用磁光记录介质、一次写入多次读出的介质、其它可重写介质等的记录介质的其它的记录/再现方法。此外，图2的构成为用于本发明所需的最简单的构成。

图2的数据记录/再现装置包括光盘10、拾取头11、LD信号产生单元12、多级数据产生单元13、数据产生单元14、光电检测器15、AGC(自动增益控制)单元16、同步检测单元17、采样信号产生单元18、量化AD(模数)转换器19和多级信号存储器20。

光盘10存储由数据记录/再现装置记录的多级数据。拾取头11将承载光学信息的光束照射到光盘10上。LD信号产生单元12向拾取头11提供记录脉冲，该记录脉冲用于在区域调制过程中相应于转换的多级数据执行记录。多级数据产生装置13将用户数据转换为多级数据。数据产生单元14由用户数据产生信息数据。

光电检测器15将来自记录介质10的反射光束经过光电转换转换为电信号。AGC单元16控制输出信号的增益，以使引导标记的输出信号幅度保持在固定电平。同步检测单元17检测在固定周期内与多级数据一同记录的同步信号(未示出)。采样信号产生单元18基于同步检测单元17检测的同步信号产生定时信号。量化AD转换器19将光电检测器15的输出信号量化为多级信号。多级信号存储器20一个一个的顺序存储多级信号。

当多级数据记录到光盘10上时，从外部提供到数据产生单元14的用户数据通过多级数据产生单元13转换为多级数据。LD信号产生单元12向拾取头11提供记录脉冲，该记录脉冲用于在区域调制过程中相应于转换的多级数据执行记录。拾取头11将承载信息的会聚的光束照射到光盘10的记录表面上，以记录多级数据。

当从光盘10上再现多级数据时，激光束会聚在旋转的光盘10上。光电检测器15执行对来自光盘10的反射光束的光电转换。光电检测器15输出电信号，作为再现信号。

为了校正由于扰动引起的再现信号波动以固定周期与多级数据一同记录的引导标记从再现信号中被检测出来，AGC单元16控制输出信号的增益，以使引导标记的输出信号幅度保持在固定电平。AGC单元16用于校正再现信号，以避免由于光盘10的反射因数波动而在多级确定过程中引起错误。

下面，为了量化再现信号(或为了取样、保持和量化与图1所示的数据单元的中心一致的再现信号)，以固定周期与多级数据一同记录的同步信号(未示出)由同步信号检测器17检测出来。采样信号产生单元18基于检测的同步信号向量化AD转换器19提供定时信号。

通过接收定时信号，多级信号被量化AD转换器19量化(为了采样和保持在数据单元中心再现的信号)，多级信号一个一个的存储到多级信号存储器20中。

存储在多级信号存储器20中的信号被一个个地读取出来，量化的再现信号用于波形量化或多级检测，其是接下来的信号处理过程。

下面将详细描述再现的多级信号和多级数据选项的计算方法。

如上所述，多级数据的确定方法已经披露于日本未审定专利申请NO.2003-045035和日本未审定专利申请NO.2003-196934中。

图3示出了8等级数据的读出信号的特性曲线，该数据以每μm 6.4位的记录密度记录到光盘上。

在图3的特性曲线中，读出信号幅度在纵轴上表示，数据单元的位置在水平轴上表示。

记录/再现的条件为盘的圆周方向上数据单元的长度为0.47微米，激光束的波长为650nm，数值孔径为0.65NA，DVD+RW盘用作记录介质。

假定三个连续数据单元(n-1，n，n+1)的多级信号被设定为T(i，j，k)。如图所示，在将8等级的固定阈值等效为多级数据的每个等级的确定过程中(其也被称为阈值确定)，多级信号T(0，1，0)和T(7，0，0)在码间干扰的影响下过于接近，因此难于区分T(0，1，0)和T(7，0，0)。

如果其数据单元位于关心的第n数据单元(再现选项)之前和之后的第(n-1)数据单元的多等级i(＝7)和第(n+1)数据单元的多等级k(＝0)可以预测，则可以区分多级信号T(0，1，0)和T(7，0，0)。

为此目的，如果T(7，0，0)情况下的第j等级被提前检测，则可以区分两个信号。

上述多级数据的确定方法被称为DDPR(使用模型识别的数据检测)。

在DDPR中，每三个连续数据单元的模型被预测，使用选择成为再现选项的j的选项的方法。

图4A是用于解释根据本发明的学习列表创建算法的流程图。

在图4A的流程图中，学习包括已知组合的三个连续数据单元的组合模型的多级信号分布(在8等级记录的情况下，8³＝512种)，并且创建模型列表。

如图4A所示，测试模型信号首先由AD转换器转换为数字信号(S1)。数字信号发送到波形均衡器(S2)。计算“n”输入数据的数字信号的平均值(S3)。上述过程为所有测试模型重复，结果存储在学习列表中(S4)。

图4B示出了学***均值分别作为信号T(i，j，k)存储。例如，在信号T(0，6，0)的情况下，设定8等级0-7，“i”单元的等级为0，“j”单元的等级为6，“k”单元的等级为0。特别的，在图3所示的特性曲线中，等级“0”设定为0.5V，等级“6”设定为0.15V。

图5示出了根据本发明的多级选项选择的算法。

图5的多级选项选择包括从未知多级数据的读出信号(再现结果)执行多级数据暂时确定的步骤，和使用上述学习列表计算多级选项数据的再现信号与学习列表数据之间的差值δ作为比较结果的步骤。

执行暂时确定步骤是为了通过AD转换器将实际的多级信号转换为数字信号(S5)。数字信号被提供给波形均衡器(S6)。多级选项数据j与学习列表之间的比较连续执行(S7)。

基于暂时确定步骤的模型识别从学习列表中选择模型(S8)。通过比较器将选择的模型与波形均衡器的输出信号进行比较(S9)。多级选项数据j的再现信号与学习列表数据之间的差值δ此时被计算出来。

现已证实，DDPR具有通过提前学习码间干扰的趋势而可以将多级数据选择的出错率控制在阈值确定的1/10以下的优点。

图6是解释本发明的一个优选实施例中的多级数据产生的流程图。

首先，当用户数据块序列中的“S”个用户块转换为多级数据块时，准备好相应于一个用户数据块和多组不同的多级数据块的两个码组A和B。

首先输入“S”个用户数据块(S11)。然后通过使用码组A从用户数据块中产生多级数据块DA(1)、DA(2)......DA(M)，其中，码组A为第一批M个多级数据块而选择(S12)。之后计算M个块的DC电平的平均值(S13)。

例如，当一个多级数据块包括四个4符号多级数据(ML1，ML2，ML3，ML4)时，通过下述公式计算DC电平平均值，从而执行步骤S13中的DC电平平均值的计算：DC＝(ML1+ML2+ML3+ML4)/4。

在8等级记录的情况下，ML1、ML2、ML3和ML4中的每一个都表示在0、1、2、3、4、5、6和7范围内的数值。接下来，将DC电平的目标值设定为数值“3.5”，其是数值0-7的中间值。

在步骤S13，计算M个多级数据块的DC电平的平均值DC1。

在M个多级数据块之后，通过使用码组A从剩余的用户数据块中产生下一批N个多级数据块(S14)。同样，计算N个多级数据块的DC电平的平均值DC2(S15)。

执行步骤S15之后，通过使用码组B从剩余的用户数据块中产生下一批N个多级数据块(S16)。比较DC1和DC2相对于目标值“3.5”的偏移。确定DC1和DC2由目标值“3.5”的偏移是否在相同方向上(S17)。当步骤S17的结果是肯定的时，修正数据F设定为1，并被添加到多级数据流中(S21)。也就是说，使用码组B产生的N个多级数据块被选作转换数据。

确定DC1是否低于目标值“3.5”，DC2是否高于目标值“3.5”(S18)。当步骤S18的结果为肯定的时(当DC1和DC2对“3.5”的偏离在相反方向上时)，修正数据F设定为0，并被添加到多级数据流中(S22)。

同样的，确定DC1是否高于数值“4.0”，DC2是否低于目标值“3.5”(S19)。当步骤S19的结果为肯定的时，修正数据F设定为0，并被添加到多级数据流中(S23)。

否则，修正数据F设定为1，并被添加到多级数据流中(S20)。

码组B将在后文中进行描述。DC电平的平均值处于与码组A和DC电平目标值“3.5”的方向(正或负)相应的位置，选择两个码组A和B之一，从而有可能校正最接近目标DC电平值的DC电平。在图6的上述过程中，满足块计数S＝M+N的条件。

此外，修正数据F的数值体现了码组变化的修正过程。在用户数据块转换成N个多级数据块的过程中，码组A被选择，其由设定为0的修正数据F表示。另一方面，选择码组B，其由设定为1的修正数据F表示出来。

因此，有可能通过将F和多级数据格式转换的结果信息一同记录而校正恢复的误差。

另外，图11示出了根据本发明记录的光盘的一个扇区的数据排布。

图7示出了用于用户数据块的DC电平抑制控制的码组参数的一个实施例。

相应于一个用户数据块，适用于不同组的多级数据块的两个码组A和B如图7所示被准备好。

在图7的实施例中，每块的多级数据块的编码数据包含四个符号。在8级记录(每一个符号)过程中，编码的2048(＝8×8×8×4)个块存在于一个数据块列表中。

在准备好相应于一个用户数据块并且用于多组不同的多级数据块的两个码组的方法中，具有DC电平，其中，与两个码组相对应的多级数据块的DC电平的平均值作为在目标DC电平3.5的正或负方向上的轮廓对象。即，用户数据0的码组A的平均DC电平设定为“-2.5”到“数值为1.0的DC电平”，并作为目标“3.5”。

与之相应的码组B的平均DC电平设定为从“+2.8”到“数值为6.3的DC电平”，并作为目标“3.5”。

此外，与两个码组相应的数据流的每个多级数据编码的总和的特性为形成一侧为偶数另一侧为奇数的关系。

由于彼此相应的的多级数据块的DC电平的平均值作为DC电平“3.5”的正方向或负方向上的轮廓对象，DC电平“3.5”被用作上述目标，因此，可以通过切换码组校正DC电平。

此外，当彼此相应的两个码组的数据流的每个多级数据码的总和从另一侧作为具有奇数的偶数的关系中恢复出来时，由修正数据和每个多级数据编码的总和确定的F的数值有可能为偶数或奇数，有可能需要检查通过以DDPR进行比较选择的选项的正确性。

图8是解释本发明的另一优选实施例中的多级数据产生过程的流程图。

首先，当用户数据块序列中的“S”个用户数据块转换为多级数据块时，准备好相应于一个用户数据块并用于多组不同的多级数据块的两个码组A和B。

首先输入“S”个用户数据块(S31)。确定修正数据F是否设定为0(S32)。

当F＝0时，使用为第一批M个多级数据块选择的码组A执行多级数据格式转换(S33)。计算M个块的DC电平的平均值(DC1)(S34)。

例如，通过以下述公式计算DC电平平均值执行步骤S13中的DC电平平均值计算：DC＝(ML1+ML2+ML3+ML4)/4，此时一个多级数据块包括四个四字符的多级数据(ML1，ML2，ML3，ML4)。

在8级记录的情况下，ML1、ML2、ML3和ML4中的每一个都表示0、1、2、3、4、5、6和7范围中的一个数值。因此，DC电平的目标值设定为数值“3.5”，其为0-7的中间值。

在步骤S34中，计算M个多级数据块的DC电平的平均值DC1。

当步骤S32的结果为负(或F＝1)时，通过使用为第一批M个多级数据块选择的码组B执行多级数据格式转换(S42)。同样，计算M个块的DC电平的平均值DC1(S43)。控制过程进行到下一步骤S35。

使用码组A产生跟随在M个多级数据块之后的下一批N个多级数据块(35)。计算N个块的DC电平的平均值DC2(S36)。

执行步骤S36之后，使用码组B产生N个多级数据块(S37)。计算DC1和DC2相对于目标值“3.5”的偏离。

确定DC1和DC2相对于目标值“3.5”的偏离是否在相同方向上(S38)。当步骤S38的结果为肯定的时，修正数据F设定为1，并被添加到多级数据流中(S44)。也就是说，使用码组B产生的N个多级数据块被选作变换数据。

确定DC1是否低于目标值“3.5”，DC2是否高于目标值“3.5”(S39)。当步骤S39的结果为肯定的时(当DC和DC2相对于“3.5”的偏离在相反方向上时)，修正数据F设定为0，并被添加到多级数据流中(S45)。

同样，确定DC1是否高于数值“4.0”，DC2是否低于目标值“3.5”(S40)。当步骤S40的结果为肯定的时，修正数据F设定为0，并被添加到多级数据流中(S46)。

否则修正数据F设定为1，并被添加到多级数据流中(S41)。

除图6中的流程图之外，其与修正数据F的数值相关，并对随后的S用户数据块执行多级数据块转换。

当F＝0时，固定为码组A，当F＝1时，为具有F的数值的M个多级数据块选择的码组固定为码组B。

因此，有可能通过确定M个头的多级数据编码是否为确定的修正数据F的数值来检验以DDPR选择的选项是否为正确的。

此外，即使不将修正数据F与多级数据块一同记录，也可以通过将属于下一批N个多级数据块的码组与属于M个多级数据块的码组相比较来检验以DDPR选择的选项是否正确。

在这种情况下，不必要记录修正数据F的数值，这是一个提高编码效率的优点。

图9示出了本发明的多级数据记录装置的一个优选实施例，其使用根据本发明的多级数据产生过程。

如图9所示，本发明的多级数据记录装置包括数据块划分寄存器31、多级数据产生单元32、多级数据产生单元37和38、存储装置45、DC电平平均值计算单元33和34、DC电平校正比较器39、修正数据产生单元41、选择开关42和缓冲器43和44。

存储装置45包括码组A存储器35和码组B存储器36。多级数据记录装置接收作为外部输入装置(未示出)输入的用户数据块序列30，并将多级数据块40作为输出传送到外部输出装置(未示出)。

“S”寄存器31用于将输入的用户数据块30划分为第一数据块(保留在“M”寄存器中)和第二数据块(保存在“N”寄存器中)，其中S＝M+N。

多级数据产生单元32、37和38中的每一个都用于从由寄存器31划分的每个用户数据块中产生多级数据块。

存储装置45存储相应于一个用户数据块的两个码组A和B：存储器35存储码组A的数据，存储器36存储码组B的数据。

每个平均单元33和34都用于根据利用多级数据产生单元32和37产生的多级数据计算DC电平的平均值。

DC电平校正比较器39用于将利用每个平均单元33和34计算的DC电平平均值与给定参考电平进行比较。修正数据产生单元41用于使用DC电平校正比较器39的比较结果产生修正数据(F)。修正数据产生单元41将修正数据F作为附加输出数据输出到每个选择开关(SW)42和多级数据块存储器40。

根据由修正数据产生单元41得到的修正数据F的数值，选择开关42选择由多级数据产生单元37使用存储在存储器35中的码组A的数据产生出来的“N”个多级数据块和由多级数据产生单元38使用存储在存储器36中的码组B产生的“N”个多级数据块中的一个。选择开关42将选择的数据块作为输出数据输出到多级数据块存储器40。

多级数据块产生单元32使用图7中所示的码组列表的码组A将第一批“M”个用户数据块转换为多级数据块。

另一方面，通过使用两个多级数据块产生单元37和38，通过分别使用码组A和B将第二批“N”个用户数据块转换为两种多级数据块。

此外，平均单元33根据使用码组A的数据从第一批“M”个用户数据块产生的多级数据块计算DC电平的平均值D1。同时，平均单元34仅根据使用码组A的数据从第二批“N”个用户数据块产生的多级数据块计算DC电平的平均值D2。

DC电平校正比较器39使用修正数据产生单元41，并确定DC电平平均值D1和DC电平平均值D2之间的关系是否与图6的流程图中的条件相一致。作为确定的结果，修正数据产生单元41确定修正数据F的数值。

根据修正数据F的数值，输入的“S”个用户数据块被转换为连续的多级数据块，作为输出数据。换句话说，当F＝0时，多级数据块包括D(1)、D(2)......D(M)和DA(1)、DA(2)......DA(N)，当F＝1时，多级数据块包括D(1)、D(2)......D(M)和DB(1)、DB(2)......DB(N)。作为结果的多级数据块与修正数据F一同存储到多级数据块存储器40中。

图10示出了根据本发明的多级数据记录装置的另一优选实施例，其使用了本发明的多级数据产生过程。

在图10中，基本上与图9中的相应元件相同的元件以相同的附图标记表示，关于这些元件的描述被省略。

在图10的实施例中，不同于图9的实施例之处在于附加提供了码组选择单元50。

根据修正数据F的数值，码组选择单元50确定码组A的数据和码组B的数据中的哪一个被用于将跟随在“S”个用户数据块中的第一批“M”个用户数据块转换为多级数据块。

在这种情况下，修正数据F的数值可以从解调的“M”个多级数据块的数据中推出，不必要在“M”个多级数据块之外再记录修正数据F。

然而，当由于干扰引起的信号波动(噪声)很大时，或当使用具有多处缺陷的光盘时，将修正数据F与“M”个多级数据块一同记录是适当的，因为有可能通过使用修正数据F降低恢复的出错可能性。

图12是解释执行DC电平校正时多级数据块数目与DC电平之间的关系的曲线图。

图12的关系是在S＝4(块)、M＝3(块)、N＝1(块)的情况下执行DC电平校正时数据块数目(S＝M+N)与DC电平之间的关系的结果。水平轴表示连续再现数据的情况下多级数据块的数目，纵轴表示DC电平变化的累积数值。数据曲线“55”表示没有DC电平校正的关系的数据，数据曲线“56”表示存在DC电平校正的关系的数据。

如图12所示，通过累加计算，累加差值与相应于差值0的设定为“3.5”的DC电平的目标值一同显示出来。从图12的关系的结果可以看出，DC电平变化的累积可以以充分精确的方式消除。另外，“m”序列的随机模型用于在执行DC电平校正之前的用户数据曲线55。

图13是解释DC电平校正频率与DC电平变化之间的关系的曲线图。

如图13所示，改变S、M和N的数值的组合，研究DC电平变化的消除能力。至于消除能力，100％示出了DC电平变化0(这是一个理想数值，DC电平目标值的变化为0)。此外，在一同记录修正数据的情况下，编码效率为计算值，其表明了修正数据对用户数据之间的比率。水平轴方向上的DC电平校正频率表示N对S的比率。

使用DVD+RW类型的数据记录/再现装置和光盘进行实验。

DC电平校正频率的组合如下面的表1所示。从该结果中可以看出，在校正频率0.25的组合(S＝4，N＝1)，可以获得80％以上的DC电平校正效率，此外，编码效率的下降可以检验2％。因此，证实了根据本发明有可能以非常有效的方式实现DC电平校正。

表1

参数组合校正频率

S＝4，N＝3 0.75

S＝2，N＝1 0.50

S＝4，N＝1 0.25

S＝8，N＝1 0.13

下面，图14A到图14C是解释多级数据的读出信号(再现信号)的波形的曲线图。图14A表示读出信号波形的理想值，图14B表示理想再现时钟信号，图14C表示真实的读出信号波形。

假设再现信号波形可以在再现时钟的下降沿通过采样产生。例如，电平1在图14A中所示的具有下降沿的时钟信号T5的P点被理想检测。

然而，在图14C所示的真实再现信号波形的情况下，当检测具有下降沿的时钟信号T5的Q点的电平时，真实的再现信号波形在箭头方向上急剧改变，因此难于在时钟信号T5上正确检测Q点的电平。

图15示出了本发明的数据记录/再现装置的一个实施例应用于其中的一种光盘驱动器。

在下面的描述中，记录介质的典型实施例为光盘。然而，本发明并不局限于光盘记录/再现装置，本发明还可以应用于其他使用磁光记录介质、一次写入多次读出的介质、其他的可重写介质等介质的记录/再现方法。此外，图15的组成是为描述所需的最简单的组成结构。

图15的光盘驱动器包括光盘101、主轴电机102、拾取单元103、模拟电路104、伺服电路105、缓冲存储器106、数字电路107、控制器108和接口控制器109。

光盘101存储由光盘驱动器记录的多级数据，主轴电机102以预定旋转速度旋转光盘101。拾取单元103接收从光盘101反射的光束并产生聚焦误差信号和跟踪误差信号。

模拟电路104控制驱动电流，以使拾取单元103的LD发射光束。伺服电路105控制拾取单元103。缓冲存储器106存储要被传送到外部设备或从外部设备接收的数据。

数字电路107执行同步检测、恢复、误差校正等操作步骤。接口控制器109控制命令的交换。控制器108控制整个光盘驱动。

下面将详细描述图15的光盘驱动器的操作。

如果未示出的外部设备(如个人计算机)向光盘驱动器发送命令，则接口控制器109接收命令，并将命令传送到控制器108。

控制器108解释该命令，执行命令要求的光盘驱动器的操作，并通过接口控制器109向外部设备发送操作报告。

此外，当记录信息时，经过接口控制器109从外部设备传送的数据经过数字电路107存储到缓冲存储器106中。

数字电路107将误差校正编码加到数据上，将同步信号加到数据上，并将数据转换为调制码到多级电平等。

另外，写入的地址记录记录关于地址的信息，该信息读取预先写入在介质上的地址，并且是有方向的。

接下来，在模拟电路104中，为了在光盘驱动器中实现记录，控制驱动拾取单元103的LD以发射光束的电流，记录多级数据。

此外，PD接收从光盘101反射的光束，模拟电路104响应反射光对反射光束进行处理。模拟电路104产生聚焦误差信号、跟踪误差信号等信号，这些信号被传送到伺服电路105中。

伺服电路105控制拾取单元103的位置和聚焦透镜的位置。

在这种情况下，光盘101通常具有螺旋槽或数据阵列。

因此，由拾取单元103发出的光束将随着时间的推移从内部移动到***(例如，在从内部轨迹到外部轨迹的方向上)，执行跟踪控制的范围将超出。

之后，拾取单元103由跟踪伺服信号控制移动，并控制所谓滑动台架，以使透镜的位置始终保持在接近中间的位置上。

接下来，当执行再现操作时，模拟电路104使用量化、PLL等方式从拾取单元103的输出申提取时钟信号，数字电路107执行同步检测、恢复、误差校正等操作，缓冲存储器106存储结果数据。而后，信息经过接口控制器109被传送到外部设备中。

由此，从拾取单元103得到的信号中产生伺服信号和读出信号，当伺服信号带的信号在读出信号中时，其作为一个噪声影响伺服信号，它们彼此搀杂，并有可能引起伺服控制不能稳定开始。此后，当调制数据时，必需使伺服信号带的信号不出现。

图16是解释本发明的调制技术(LLM)的图。

在调制11位数据(D1-D11)的情况下，先描述由图16中的(a)所指明的LLM调制开始之前的数据111的一个实施例。

例如，LLM调制技术用于从11位数据111中计算四组3位多级数据项，由图16中的(b)表示。特别的，LLM调制建立如下所述的四组3位多级数据项。在LLM调制之前原始的多级数据111的8级位数据项(D1-D8)排布为新的多级数据项的第一和第二行，没有变化，新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一位都由原始多级数据111的数据项(D9-D11)113中计算出来。

根据图16(b)中椭圆所圈出的单元数据(3位)，LLM调制之后的3位多级数据项的每个数值都被分别记录在记录介质上。

此外，根据新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一个的计算规则，通过计算最佳值再现由记录介质得到的记录数据。

下面将详细描述执行DC电平校正时检测DC电平的方法。

如图14A到14C所示，对于8级数据，多级数据具有0到7的电平。之后，控制DC电平检测，以使中心电平为电平3.5。

如下面的表2中所示，确定每个电平的估计值DSV(数字和数值)，以容易的控制电平达到3.5。

表2：

电平估计的DSV

0 3.5

1 2.5

2 1.5

3 0.5

4 -0.5

5 -1.5

6 -2.5

7 -3.5

图17是解释本发明的调制技术(LLM)的图。

在调制10位数据(D1-D10)的情况下，先解释图17中(a)所示的LLM调制之前的数据119的一个实施例。

例如，LLM调制技术用于从10位数据119中计算四组3位多级数据项120，由图17中的(b)表示。特别的，LLM调制建立如下所述的四组3位多级数据项。在LLM调制之前原始的多级数据119的高位数据项(D1-D7)114排布为新的多级数据项的第一和第二行，没有变化，新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一位都由原始多级数据119的数据项(D8-D10)115中计算出来。

Alpha(α)116用作表明最高有效位是否反转的信息。当alpha＝1时，所有的最高有效位反转。因此在alpha为1的情况下和alpha为0的情况下产生了两种模型，每个SDV都被计算，加入到DSV的累加值的结果采用接近0的方向的数据。

如果这时alpha在最高有效位上，则将由于这些位不能反转而再次减少校正量。之后，alpha的位置位于最高有效位之外的位置。通常，再现之后，alpha的最佳值通过采用多数值数据的再现规则对4个最低有效位(M1-M4)进行计算而获得，如下述表3中所示，对alpha和M1-M4执行EXOR逻辑运算，结果位D1-D4被存储下来。

此外，通过根据新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一个的计算规则计算最佳值，可以再现从记录介质中得到的记录数据。

表3：

D1＝M1 EXORα

D2＝M2 EXORα

D3＝M3 EXORα

D4＝M4 EXORα

另外，当计算DSV时，按下述表4计算反转的DSV，以使在MSB的相应位(M1-M4)为1的情况下可以将数值“+4”加入到估计的DSV中，在MSB的相应位为0的情况下可以将数值“-4”加入到估计的DSV中。

表4：

电平估计DSV 反转电平反转DSV

0 3.5 4 -0.5

1 2.5 5 -1.5

2 1.5 6 -2.5

3 0.5 7 -3.5

4 -0.5 0 3.5

5 -1.5 1 2.5

6 -2.5 2 1.5

7 -3.5 3 0.5

检验D1到D4的各位。当MSB“1”的数值为0时，附加值设定为“-16”(＝-4×4)。反转的DSV通过计算数值“-16”被计算成估计的DSV。用于这种情况的附加值表示在下述表5中。

表5：

MSB“1”的数值附加值

0 -16

1 -8

2 0

3 8

4 16

如表5所示，当MSB“1”的数值为2或偶数时，附加值设定为0，不执行校正过程。MSB“1”的数值不必要设定为任意奇数。然而，当需要MSB“1”的数值设定为任意奇数时，可以通过只固定MSB的一位并反转剩余位执行校正(其数值变为奇数)。例如，在图17(a)所示的情况下，为了上述目的，仅反转MSB数据位D1到D3。

图18示出了本发明的一个优选实施例中的数据记录/再现装置内的编码装置。

如图18所示，编码装置包括LLM调制器130、反相器131、选择器132、第一DSV计算单元133、第二DSV计算单元134、加法器135、加法器136、DSV累加单元137、选择器138和DC电平确定单元139。

在图18中的编码装置中，调制器130将调制之前的多级数据140调制为多个多级数据块。反相器131反转由调制器130调制的数据块的最高有效位。第一DSV计算单元133计算包含在由调制器130输出的数据块中的DC电平。第二DSV计算单元134计算包含在由反相器131输出的数据块中的DC电平。

DSV累加单元137累加从第一和第二DSV计算单元133和134得到的DC电平。DC电平确定单元139确定从第一和第二DSV计算单元133和134中得到的DC电平中较小的一个。选择器132基于确定单元139的输出值选择调制器130的输出数据或反相器131的输出数据中的一个。选择器138根据确定单元139的输出值选择加法器135的输出数据或加法器136的输出数据中的一个。加法器135输出DSV计算单元133的输出数据和DSV累加单元137的输出数据的和。加法器136输出DSV计算单元136的输出数据和DSV累加单元137的输出数据的和。

下面将详细描述本发明的编码装置的操作。

首先，调制之前数据140输入到调制器130中，从而获得具有alpha值143为0的调制数据141。结果数据141输入到反相器131，最高有效位(D1-D4)反转，alpha144设定为1，以获得数据142。

DSV计算单元133和134计算两个数据141和142各自的DSV。加法器135输出DSV计算单元133的输出数据和DSV累加单元137的输出数据的和。加法器136输出DSV计算单元136的输出数据和DSV累加单元137的输出数据的和。

确定单元139确定从第一和第二DSV计算单元133和134得到的DC电平中较小的一个(较接近0的一个)。选择器132基于确定单元139的输出数据选择调制数据。选择器138根据确定单元139的输出数据选择DSV累加数值。由选择器132选择的调制数据输出到下一级装置中(未示出)。由选择器138选择的累加数值作为新的累加结果输出到DSV累加单元137中。

图19示出了本发明一个优选实施例的数据记录/再现装置中的解码装置。

如图19中所示，解码装置包括LLM解调器150和EXOR电路151。解调器150输出通过对原始调制的多级数据解调得到的重构的多级数据的低位。EXOR电路151执行对原始调制的多级数据的最高有效位M1到M4和反相的alpha的EXOR逻辑运算，以使EXOR电路151输出重构的多级数据的高位。

由光盘获得的再现信号经过输入信号156输入到解调器150。作为LLM解调的结果，解调器150将重构的多级数据的低位(D5到D10)输出到输出信号线154。解调器150将再现信号的反相位alpha和再现信号的最高有效位M1到M4分别经过信号线152和信号线153传送到EXOR电路151。作为EXOR逻辑运算的结果，EXOR电路151将重构多级数据的高位(D1到D4)输出到输出信号线155。

接下来，图20示出了应用本发明的数据记录/再现装置的实施例的光盘驱动器。

该光盘驱动器包含了本发明的数据记录/再现装置，该驱动器可以是CD-R驱动器、CD-RW驱动器、CD+RW驱动器、DVD-R驱动器、DVD-RW驱动器、DVD+R驱动器、DVD+RW驱动器、DVD-RAM驱动器、DVD+RAM驱动器等。

在下面的描述中，记录介质的典型的实施例为光盘。然而，本发明并不局限于光盘记录/再现装置，本发明还可以应用于其他使用磁光记录介质、一次写入多次读出的介质、其他的可重写介质等介质的记录/再现方法。

此外，图20的组成为描述所需的最简单的组成结构。

图20的光盘驱动器包括光盘209、主轴电机201、拾取单元202、模拟电路203、伺服电路204、缓冲存储器205、数字电路206、控制器207和接口控制器208。图20中的光盘驱动器的这些元件的功能和操作基本上与图15中相应元件的功能和操作相同，有关描述在此被省略。

图21示出了图20的光盘驱动器的控制器中的数据记录装置的一个优选实施例。

控制器207与数字电路206、缓冲存储器205和接口控制器208相连，从而有可能经过数据总线250实现数据的交换。控制器207包括第一随机数发生器(第一随机数产生电路)210、第二随机数发生器(第二随机数产生电路)211、第三随机数发生器212、加法器(+)213-215、多路复用器(MPX)216、累加单元(累加电路)217-219和估计单元220。

第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212与产生两种以上随机数的随机数产生单元等效。

加法器213-215与将由随机数产生单元产生的每个随机数与数据相加的加法单元等效。

累加单元217-219与累加值保持单元等效，其保持利用通过加法单元累加到数据的每个随机数来确定的每个累加值。

估计单元220与随机数产生单元等效，该随机数产生单元基于累加值保持单元保持的每个累加值从随机数中选择随机数。

此外，控制器207、缓冲存储器205和MPX216可以用作将指出选择的随机数的随机数信息与和随机数产生单元选择的随机数相加的累加值相加并将结果数据记录到记录介质上的记录单元。

在多级数据记录的过程中，从外部设备接收到的数据(记录在光盘209上的信息)由接口控制器208经过数据总线250传送到控制器207。

加法器213-215中的每一个都输出数据与第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212分别产生的随机数分别相加得到的和，表示每个随机数的随机数信息被确定，累加值被计算出来。

每个累加值(或数字和数值(DSV))在每个累加单元217-219中被累加。随机数准备了三种随机数产生***，如图21所示，其生成了各种***的随机数。

接下来，估计单元220比较并估计每个累加单元217-219中累加的累加数值，选择最能抑制DC电平的随机数产生***的随机数。

例如，选择过程要求所有相加，当总和为八进制的0-7时，选择接近中心电平3.5的两倍的数值的随机数。

由此，对随机数进行累加的单元将两个或以上的随机数与数据相加，这里采用估计的并最能抑制DC电平的随机数。

下面将详细描述多路复用器(MPX)和数据，其中，与随机数产生***的随机数发生器产生的随机数和随机数信息相加的累加值与之一同累加到缓冲存储器205中。控制器207访问缓冲存储器205，以使累加的数据记录到光盘209上。

因此，光盘209提供一种添加了表示随机数的随机数信息的格式，该信息被记录在添加了数据和随机数的累加值中。

由此，当将多级数据记录到光盘时，向数据添加并记录具有少量信息的随机数，数据可以基于随机数而再现，伺服信号带信号的出现完全可以在数据再现的过程中被抑制。

之后，当添加随机数信息时，数字电路206在记录介质上执行随机数产生操作过程，以使选择的随机数可以在上述处理和记录过程中添加到累加值中。具有随机数信息的误差校正码或误差检测码的选择的随机数的随机数信息的误差校正码和与选择的随机数相加的累加值如图所示。

图22是解释光盘的一个扇区的数据排布的图。

在上述过程中，表示选择的随机数的随机数信息241和地址240与用户数据243相加，该数据与累加值相等，该累加值中，随机数与从外部设备接收到的数据(信息)相加。另外，随机数信息241的纠错码(ECC1)242与该用户数据相加。此外，添加整个数据(地址240、随机数信息241和纠错码242)的纠错码(ECC2)244，该信息如图22所示被记录到光盘209上。

或者，可能将ECC1和ECC2变为用于光盘一个扇区的数据排布的检错码。

表示哪个随机数与用户数据243相加的信息包括在随机数信息241中。例如，随机数初始值等的信息可以作为随机数信息241给定。

由此，通过将纠错码或检错码添加到随机数信息中，有可能在再现的过程中恢复纠错码和检错码，从而在不执行错误的随机数信息检测的条件下提高数据再现的可靠性。

接下来，至于在数字电路206的处理过程中使用的上述随机数信息，最好是可以表示选择的随机数的初始值的信息。也就是说，在数字电路206的处理过程中，随机数的初始值，即表示与数据相加的随机数的信息，是图22中的随机数信息241。

由此，通过记录添加到数据中作为表示选择的随机数的随机数信息的随机数的初始值，数据记录时产生的与随机数相同的随机数可以在数据再现时重现。

之后，在控制器207的处理过程中，有可能将随机数信息转换为表示与选择的随机数相匹配的随机数的初始值信息。换句话说，作为表示与数据相加的随机数的信息，表明匹配的随机数的初始值的数值被输入，该表示与数据相加的随机数的信息作为随机数信息241。这可以通过在图20中所示的控制器207中存储相应的随机数的列表和随机数的初始值而容易地实现。

由此，通过使用表示添加到数据的随机数的初始值的信息作为表示选择的随机数的随机数信息，添加到数据的信息量可以进一步减少。

之后，当使用伪随机数发生器(例如M序列伪随机数发生器)作为第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212时，以周期循环方式以固定周期产生相同的随机数。

如果采用周期循环的方式，所有模型出现的可能性相同，不能防止低通信号的输出。

然后，提供的第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212，最好通过伪随机数方式产生随机数，产生的随机数的周期循环数值在与数据项的对比过程中增大。

由此，可以通过与数据项的数比较时增加伪随机数的周期循环数抑制伺服信号带中的低通信号的出现。

在上述处理过程中，随机数对每个数据项更新和添加。然而，也可以更新两个或以上数据项的随机数，并添加更新的随机数，以避免随机数的信号带进入高频分量。

图24示出了图20中的光盘驱动器的控制器中的数据记录装置的另一个优选实施例。在图24中，基本上与图21中的相应元件相同的元件以相同的附图标记表示，其相关描述在此被省略。

在图24中的控制器207中，另外提供了随机数控制单元221，该控制单元控制第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212更新输出的随机数的定时。

提供随机数控制单元221与第一随机数发生器210、第二随机数发生器211和第三随机数发生器212相连，以为预定的数量的数据项更新随机数，随机数控制单元221用于对预定数的数据项更新上述随机数的数值。

例如，通过控制以更新添加每512位的数据的随机数，这可以更新的上述处理过程中每256位的要被记录的数据中添加的随机数。例如，当记录数据时，其控制对要被添加的随机数采用较长时间的更新定时，从而可以抑制随机数的高频分量的影响。

由此，通过在要被记录的两个或以上的单元内更新随机数，可以良好抑制再现时伺服信号带的信号的出现。

当选择随机数之后连续出现相同的数据时，有可能通过添加第二伪随机数避免在上述过程中输出相同的数据，该第二伪随机数具有小于数据项的数量的伪随机数的周期循环数。

图25示出了图20的光盘驱动器的控制器中数据记录装置的另一优选实施例。在图25中，基本上与图24或图21中的相应元件相同的元件以相同的附图标记表示，其相关描述被省略。

在本实施例的控制器207中，附加了第四随机数发生器222和加法器223，这些元件可以实现与添加具有小于数据项的数量的伪随机数的周期循环数的第二伪随机数相同的功能。

伪随机数的周期循环数用于产生相比数据较小的随机数，由第四随机数发生器222得到的第二伪随机数添加到由加法器223添加选择的随机数的累加值中，并将结果数据存储在缓冲存储器205中。

因此，当DC电平的抑制不充分时，可以通过进一步增加随机数进一步抑制DC电平。由此，可以在通过冗余地增加随机数抑制伺服信号带的信号的出现的同时，执行数据的随机化。

下面将解释当从光盘209上再现记录的数据时光盘驱动器的功能。

图23示出了图20的光盘驱动器的控制器中的数据再现装置的一个优选实施例。

如图23所示，本实施例的控制器207包括随机数据分析单元230、加法器231和第五随机数发生器232。

控制器207用作从记录介质上读取累加值(其包括数据和记录的随机数)和随机数信息(其添加到累加值中)的读取单元。

随机数据分析单元230和第五随机数发生器232可以实现基于控制器207读出的随机数信息确定随机数的功能。控制器207和加法器231用于将确定的随机数加入到累加值中，以实现再现原始信息的功能。

当从记录介质上再现多级数据时，从光盘9上读出地址240、随机数信息241、纠错码(ECC1)242和添加到累加值(用户数据243)中的纠错码(ECC2)244，读取其累加值，通过使用ECC2执行整个数据的误差校正，通过使用ECC1执行随机数信息241的误差校正，随机数信息241和用户数据243暂时存储在缓冲存储器205中。

之后，读出随机数信息241，并将其传送到随机数分析单元230。随机数分析单元230分析并解码随机数信息241，根据解码结果确定表示加到用户数据243中的随机数的初始值的信息(与表示随机数的初始值的信息相匹配)，为第五随机数发生器232设定初始值。

第五随机数发生器232根据初始值产生随机数，加法器231将由第五随机数发生器232产生的随机数添加到从缓冲存储器205读出的用户数据243中。由此，控制器207用于从记录介质中再现原始数据。

例如，第五随机数发生器232根据随机数信息产生对添加到用户数据243的随机数求反的随机数，加法器231输出随后产生的随机数和用户数据243的和。

数据记录时添加的原始随机数被除去。除去原始随机数的用户数据243经过接口控制器208传送到外部设备。

由此，随机数被添加到从光盘读出的数据中，从而有可能避免数据调制之后频率分量在伺服信号带中的出现，原始数据可以通过除去原始随机数而再现出来。

接下来，图26示出了应用本发明的数据记录/再现装置的实施例的光盘驱动器。

该光盘驱动器包含了本发明的数据记录/再现装置，其可以是CD-R驱动器、CD-RW驱动器、CD+RW驱动器、DVD-R驱动器、DVD-RW驱动器、DVD+R驱动器、DVD+RW驱动器、DVD-RAM驱动器、DVD+RAM驱动器等。

在下面的描述中，记录介质的典型实施例为光盘。然而，本发明并不局限于光盘记录/再现装置，其还适用于其他使用磁光记录介质、一次写入多次读出的介质、其它可重写介质等的记录介质的其它的记录/再现方法。

此外，图26的构成为描述所需的最简单的构成。

图26的光盘驱动器包括光盘310、主轴电机301、拾取单元302、模拟电路303、伺服电路304、缓冲存储器305、数字电路306、控制器307和接口控制器308。图26中的光盘驱动器的这些元件的功能和操作基本上与图20中的相应元件的功能和操作相同，共相关描述被省略。

图27示出了根据本发明的使用LLM调制的数据记录方法。

调制11位数据(D1-D11)的情况下，先描述由图27中的(a)所指明的LLM调制开始之前的数据的一个实施例。

例如，LLM调制技术用于从11位数据中计算四组3位多级数据项，由图27中的(b)表示。特别的，LLM调制建立如下所述的四组3位多级数据项。在LLM调制之前原始的多级数据的高位数据项(D1-D8)排布为新的多级数据项的第一和第二行，没有变化，新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一位都由原始多级数据的数据项(D9-D11)中计算出来。

根据图27(b)中椭圆所圈出的单元数据(3位)，LLM调制之后的3位多级数据项的每个数值都被分别记录在记录介质上。

此外，根据新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4的每一个的计算规则，通过计算最佳值从记录介质上再现记录的数据。

接下来，将详细描述在数据记录/再现装置中将读出信号分离为频率分量的方法。

图28A和图28B是解释图26的光盘驱动器中的数据记录/再现装置所执行的频率分离的曲线图。

如图28A所示，数据信号、摆动信号和伺服信号通常分成彼此不同的频率分量。

然而，当执行频率分离时，用作数据信号的频率只产生高频分量，因此，效率低于摆动信号带。

当顺序记录多级数据以使低通信号和围绕信号带的信号大部分出现时，需要控制很多不同的电平，因而需要很多的附加信息。

当数字电路306和控制器308用于将信息记录到光盘310上并将信息转换为信号序列时，可以执行调制，以抑制信号序列的低通频率，并抑制信哈序列中特定信号带的分量。

此外，上述特定信号带为摆动信号的信号带，摆动信号包括表示地址的信号。

因此，如图28B所示，通过使用高于伺服信号频率的数据信号频率，可以仅抑制摆动信号带中的信号分量，信号中承载的信息量由此可以增加。

由此，通过抑制特定频率带中的信号分量，可以再现其他信息。另外，摆动信号中的信息可以通过抑制摆动信号带中的信号分量而再现出来。而且，可以从摆动信号中再现地址信息。

下面将详细描述执行DC电平校正时所使用的DC电平检测方法。

如图14A到14C所示，假设多级数据为包含与8个不同的电平0到7之一相应的电平的8级数据。控制DC电平校正，以使8级数据的中间值为3.5。为了简化DC电平校正控制，如上述表3所示确定每个电平的估计DSV。表3中的估计的DSV被加入到每个多级数据中，以使相加的结果被设定为0。

当向光盘记录多级数据时，DSV改变。通过在多级数据的读出信号中使用位反转，DSV被设定为0。

下面将详细描述控制摆动信号频率的方法。

光盘310为这样一种记录介质：其中，用于单元中的信息的两个或以上的第一DC电平被计算，特定频率分量中的第一功率被计算，上述单元中的信息的高位被反转。此外，光盘310是这样一种记录介质：其中，计算第二反转DC电平和特定频率分量的第二功率的两个或以上的信息被计算，累加值DC电平和特定频率分量中较小的一个被选择，表示电平反转的信息被记录。

也就是说，一个单元中的信息的两个或以上的DC电平和特定频率分量中的功率被计算出来。当反转一个单元中的信息的高位和特定频率分量中的功率时，确定DC电平。

选择DC电平的累加值和具有两个特定的较小的频率分量的功率。添加一个单元中的表示高位的电平反转的识别信息的信息，添加的识别信息与选择的DC电平和功率一同记录。

在上述控制摆动频率的方法中，数字电路306和控制器308用于根据两个或以上的数据项单元计算特定频率分量的第一功率，该单元内的信息的高位被反转。数字电路306和控制器308用于计算反转的第二功率，选择特定频率分量较小的一个，通过添加表示在两个或以上数据项的单元中反转的信息执行数据记录。通过根据离散傅立叶变换方法确定特定频率的功率，可以从信号分量中计算摆动频率的分量，执行控制，以使功率最小化。

例如，当摆动频率为具有32位多级数据的一个周期时，仅需执行离散傅立叶变换(DFT)。也就是说，如果数据设定为D0-D31的序列，可以根据下述公式(1)到(3)通过执行数据处理计算功率P。

在这种情况下，数据D0-D31从表3所示的数值中选择出来。

Re = Σ_{n = 0}^{31} (- \sin (2 π / 32) \times n \times Dn) - - - (1)

Im = Σ_{n = 0}^{31} (- \cos (2 π / 32) \times n \times Dn) - - - (2)

P = \sqrt{{Re}^{2} + {Im}^{2}} - - - (3)

由此，有可能通过执行高位反转或不执行高位反转抑制特定频率分量。此外，可以使用DFT计算特定频率分量。另外，有可能通过执行高位反转或不执行高位反转特定再现记录在光盘上具有抑制了的DC分量和特定频率分量的信息。

下面将详细描述在图26中所示的信息记录再现装置中通过反转信息控制DC电平和摆动信号带的处理过程。

数字电路306和控制器308用于根据从记录介质获得的信息的两个或以上的数据项的单元计算第一DC电平和特定频率分量的第一功率。此外，计算反转多个单元中的信息的高位的第二DC电平和特定频率分量的第二功率。选择信息的多个单元的DC电平和累加结果的特定频率分量中的较小的一个。

图29是解释图26的光盘驱动器中的数据记录装置执行的位反转的图。

这里，调制10位数据(D1-D11)的情况下，先描述由图29中的(a)所指明的LLM调制开始之前的数据的一个实施例。

例如，LLM调制技术用于从10位数据中计算四组3位多级数据项，由图29中的(b)表示。特别的，LLM调制建立四组3位多级数据项。在LLM调制之前原始的多级数据的高位数据项(D1-D7)排布在新的多级数据项的第一和第二行，没有变化，新多级数据项的最低有效位(LSB)P1-P4由原始多级数据的数据项(D8-D10)中计算出来。

“F”用作表示是否反转的识别信息位。例如，当F＝1时，所有的高位都反转。由此，相对于F为1和F为0的情况产生了两种模型，每个估计值DSV和P都被计算，添加到估计值DSV的累加值的结果采用最小一个的数据。

由此，有可能通过执行高位反转或不执行高位反转抑制DC分量和特定频率分量。

此外，可以提供数字电路306和控制器308，以选择DC电平与上述过程中累加的特定功率的平方和中的较小的一个，并为数据的多个单元记录表示位反转的信息。

换句话说，使用性能标准“Eval”选择性能标准Eval中较小的一个，该性能标准根据下述公式(4)在数据处理过程中被计算出来。

这样，通过计算DC分量和特定频率的功率的平方和可以选择较小的一个数值。

Eval＝P²+DSV²＝Re²+Im²+DSV² (4)

或者，可以以不同方式提供数字电路306和控制器308，以选择上述处理过程中DC电平的平方和与系数相乘的特定功率的平方之和中较小的一个，并为数据的多个单元记录表示位反转的信息。

即，使用性能标准“Eval”选择性能标准Eval中较小的一个，该性能标准根据下述公式(5)在数据处理过程中被计算出来。这样，通过计算DC分量的平方和与系数α相乘的特定频率的功率的平方之和，可以选择较小的一个值。

Eval＝P²+α×DSV²＝Re²+Im²+α×DSV² (5)

通过将系数α设定为一个适当数值，可以对DC分量或特定频率功率执行主控制。

可以在本发明的一个优选实施例中提供数字电路306和控制器308，以使用在上述处理过程中的数据的多个单元的每个的数据长度都短于与特定的频率的一个周期相应的信号序列的数据长度的1/2。执行位反转的单元必须短于摆动信号频率的一个周期的1/2，因为如果信息的多个单元的数据长度长于摆动信号频率的1/2，将不能抑制摆动信号频率。

可以在本发明的一个优选实施例中提供数字电路306和控制器308，以使用在特定频率的功率的计算中的数据长度长于数据的多个单元的每一个的数据长度。换句话说，需要长于执行位反转的数据单元的长度的数据长度，以确定摆动信号频率的功率。

下面将详细描述图26的光盘驱动器中的数据再现装置的一个优选实施例。

图30示出了图26的光盘驱动器中的数据再现装置。

如图30所示，本发明的数据再现装置包括LLM解调器320和EXOR电路321。解调器320经过对原始调制的多级数据的解调输出重构的多级数据的低位。EXOR电路321执行原始调制的多级数据的较高位M1到M7和其反转位F的EXOR逻辑运算，从而EXOR电路321输出重构的多级数据的高位。

从光盘获得的再现信号经过输入信号输入到解调器320。作为LLM解调的结果，解调器320将重构的多级数据的低位(D8到D10)输出到输出信号线。解调器320将再现信号的反转位F和再现信号的较高位M1到M7分别传送到EXOR电路321。作为EXOR逻辑运算结果，EXOR电路321将重构的多级数据的高位(D1到D7)输出到输出信号线。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的范围的条件下，还可以对本发明作出各种改变和改进。

此外，本发明以申请于2002年10月21日的日本在先申请NO.2002-306263、申请于2002年10月22日的日本在先申请NO.2002-306802、申请于2002年11月20日的日本在先申请NO.2002-336901、申请于2003年2月17日的日本在先申请NO.2003-037817为基础，其全部内容引用于此。

Claims

1.一种将多级数据记录到记录介质的数据记录装置，包括：

块划分单元，将一系列的输入用户数据块划分为第一块和第二块；

多个多级数据产生单元，由从块划分单元输出的第一块和第二块来并列地产生多级数据块；

组数据存储单元，存储与一个用户数据块相应的第一和第二组编码数据；

多个平均单元，每个都根据由所述多个多级数据产生单元输出的、相对于第一块的多级数据块与相对于第二块的多级数据块中的一个来计算DC电平的平均值；

电平比较单元，将从多个平均单元输出的每个DC电平的平均值与预定值进行比较；

修正数据产生单元，使用电平比较单元的比较结果来产生修正数据；

数据选择单元，根据由修正数据产生单元产生的修正数据，选择存储在组数据存储单元中的第一和第二组编码数据中的一个；和

输出存储单元，存储第一块的多级数据、使用数据选择单元选择的编码数据组产生的第二块的多级数据和从修正数据产生单元输出的修正数据。

2.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中多级数据产生单元包括第一和第二多级数据产生单元，第一多级数据产生单元从第一块和第一编码数据组中产生一组多级数据块，第二多级数据产生单元从第二块和第二编码数据组中产生一组多级数据块，并且数据选择单元选择第一和第二组编码数据中的一组，以使DC电平的波形通过选择的编码数据组下降到给定数值。

3.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中提供存储在组数据存储单元中的编码数据组，以使与第一和第二编码组相应的多级数据块的DC电平用作作为目标的参考DC电平的正或负方向上的选项。

4.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中提供存储在组数据存储单元中的编码数据组，以使与一个用户数据块的第一和第二编码数据组之一相应的多级数据的总和为奇数个数据块，并且与一个用户数据块的第一和第二编码数据组中的另一个相应的多级数据的总和为偶数个数据块。

5.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中电平比较单元用于将由一个平均单元计算的DC电平的平均值与目标DC电平相比较，并根据比较结果观测DC电平的波动。

6.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中输出存储单元用于存储第一块的多级数据、第二块的多级数据和修正数据，该修正数据表示相关的多级数据块所选择的那组编码数据，从而通过所选择的编码数据组将DC电平的波动降低到给定值。

7.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中数据选择单元用于根据对用户数据块序列中第一块的修正数据的数值，固定地选择存储在组数据存储单元中的第一和第二编码数据块之一，从而通过选择的编码数据组将DC电平的波动下降到给定数值，所述修正数据由修正数据产生单元产生。

8.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中数据选择单元用于根据对用户数据块序列中第一块的给定周期的修正数据的数值，选择存储在组数据存储单元中的第一和第二编码数据块中固定的一个，从而通过选择的编码数据组将DC电平的波动下降到给定数值，所述修正数据由修正数据产生单元产生。

9.根据权利要求1所述的数据记录装置，其中数据选择单元根据由修正数据产生单元产生的修正数据来选择存储在组数据存储单元中的第一和第二组编码数据中的一个。

10.一种将多级数据记录到记录介质的数据记录装置，包括：

调制器，将多级数据调制为两个或以上的数据块；

反相器，反转由调制器输出的每个数据块的最高有效位；

第一DC电平计算单元，计算从调制器输出的每个数据块中的DC电平；

第二DC电平计算单元，计算从反相器输出的每个数据块中的DC电平；

DC电平累加单元，输出来自第一DC电平计算单元的DC电平与来自第二DC电平计算单元的DC电平中选择的一个；和

电平确定单元，确定第一和第二DC电平计算单元的每个DC电平与选择的DC电平累加单元的DC电平的累加和数值，其中根据第一DC电平计算单元和DC电平累加单元的DC电平的第一累加和数值与第二DC电平计算单元和DC电平累加单元的DC电平的第二累加和数值的比较结果，电平确定单元使选择的调制器和反相器之一输出作为输出数据块的相应的数据块，并且电平确定单元根据比较结果将选择的第一和第二累加和数值之一作为新选择的DC电平输出到DC电平累加单元。

11.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中电平确定单元用于根据比较结果，选择性地将第一和第二累加和数值中较小的一个作为新选择的DC电平输出到DC电平累加单元。

12.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中当根据比较结果选择作为输出数据块的调制器或反相器的输出时电平确定单元用于确定是否通过使用除最高有效位之外的相应数据块的另一位来反转相应数据块的最高有效位。

13.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中第二DC电平计算单元用于在数据位反转之前通过参考相应数据块的最高有效位和DC电平来计算DC电平。

14.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中当调制器将多级数据调制为两个或以上数据块时，数据记录装置用于产生奇数个数据块。

15.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中当调制器将多级数据调制为偶数个数据块时，数据记录装置用于固定两个或以上数据块的最高有效位中的一个。

16.根据权利要求10所述的数据记录装置，其中由调制器调制的各数据块被如此提供：每个数据块包括具有调制前的多级数据的高位中的一个作为数据块的最高有效位的多个数据位，以及由调制前的多级数据的低位产生的数据块的最低有效位。