JP2639378B2

JP2639378B2 - 光ディスク媒体

Info

Publication number: JP2639378B2
Application number: JP7284819A
Authority: JP
Inventors: 和夫 ▲高▼杉; 晋一林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH08212706A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置における
同期情報の記録・検出装置に係り、特に同期信号を高い
信頼度で検出可能な光ディスク媒体およびこれを用いた
光学的情報記録再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は光ディスク上にデータを記録する
場合のフォーマットの一例を示す。データの記録単位を
以後セクタと呼ぶ。すなわち図１はセクタフォーマット
である。データは光ディスクに適した形にコード化さ
れ、変調されて記録されるが、記録データのアクセス，
クロッキング，同期，等のためデータの他、同期信号、
アドレス，クロック，各種マーク等を所定のフォーマッ
トに従って記録する。

【０００３】記録形態は、例えば特開昭５０−１２４５
１７号、特開昭５６−１０１６５２号、特開昭５６−１
３７５３１号等に記載されるように、光ディスク表面の
記録層を溶解したり、化学反応を生ぜしめたりして、反
射率を局所的に変化させることで行う。あるいは、レビ
ュウオブザエムシーエイディスコビジョンシス
テム（Review of the MCA Disco-Vision System, July
1974 Journal ofthe SMPTE Vol.83)などに記載されるよ
うに、光ディスク表面に丸孔或いは長円形の孔を形成し
て照射光に位相変化を生ぜしめることにより行う。本願
発明は係る光ディスク媒体を対象とする。

【０００４】図１において、１はセクタの始まりを示す
マーク、４０がアドレス情報、４１がデータであるが、
これらアドレスやデータを読むためクロッキングおよび
同期信号として、２０，２１および３０，３１が記録さ
れる。クロッキングのための領域２０，２１は、この間
でフェーズロックループ（ＰＬＬ）を作動させ、アドレ
ス情報４０およびデータ４１を読むためのクロックを生
成する。同期信号３０，３１はそれぞれアドレス情報４
０，データ４１の始点を示すものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１に近いフォーマッ
トは従来磁気記録装置等においても一般的に用いられて
いるが、磁気記録の場合と光ディスクの場合では記録媒
体の特性が基本的に異なる。そのため図１の如きフォー
マットは類似であっても記録内容自体は全く異なったも
のである。とくに光ディスク媒体では記録密度が高いこ
ともあって、エラー率が磁気媒体にくらべ大きいという
問題がある。そこで光ディスク上に上記フォーマットで
信号を記録する場合、クロッキング信号２０，２１およ
び同期信号３０，３１等の具体的構造は従来と異なった
光ディスク特有の条件を考慮した構成としなければなら
ない。

【０００６】光ディクのコード化方式および変換方式と
していくつかの方式が考えられるが、データ語をコード
語に変換したときの比率すなわち、コード語（ビット）
／データ語（ビット）が２のものが多く用いられる。デ
ィスクへの記録はコード語の“１”の部分にビットを形
成して行なう。

【０００７】データのビット周波数をｆとすると、コー
ド語の周波数は２ｆとなる。そこでデータ再生に於ては
読出したコード語から２ｆのクロック周波数を再生し、
コード語からデータ語への逆変換すなわちデコードを行
なう。再生データはｆのクロック周波数をもつから、デ
コードの過程で２ｆからｆへの変換が必要になる。これ
には２ｆを１／２分周すれば良いが、２ｆを１／２分周
すると出力のｆには２通りの位相が生じ、正しいデコー
ドにはこの２通りのうちから正しい位相のものを選ばね
ばならない。すなわちデコードに必要なクロックの位相
を決定する必要がある。

【０００８】また記録データの始点を知るための同期信
号に対しても、特定の同期パタンを記録するが、その検
出は読出された再生信号と同期パタンとを照合し一致し
たことを検出して同期信号としている。従って同期パタ
ン中に誤りがあると、例え１ビット誤りであっても正常
な同期検出がなされていない。しかしながら光ディスク
媒体の誤り事は大きく、ビット誤り率で１０^-6〜１０^-8
程度は許容してシステムを組立てねばならない。

【０００９】いまビット誤り率をｐとし、同期パタンの
長さをＢビットとすると、同期パタン中に１個以上の誤
りが含まれる確率は近似的にＢｐとなる。この値はディ
スクに記録されたデータの誤り率との関係で許容し得な
い。

【００１０】たとえばデータの誤り率として１０^-10〜
１０^-12等の品質を達成しようとする場合、データ部に
ついては誤り訂正符号の付加によりｐ³に比例した形で
誤りを低減することができる（たとえば２重誤り訂正符
号を用いる）が、同期信号がｐに比例した値で誤ったの
ではデータ部での誤り処理は全く無意味になってしま
う。なぜならデータ部の処理は、クロック信号や同期信
号が正確であることを前提として成立つためである。光
ディスクの誤り率が上記の如く大きい値であるから、従
来方式による同期検出では高い信頼度のデータ再生がで
きないという問題がある。

【００１１】本発明の目的は記録媒体に誤りがあって
も、それが所定の範囲内である限り、正しい同期信号検
出を保証し得る光ディスク媒体を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願発明は情報を光学的
に記録し再生するディスク媒体であって、所定のビット
長を有する３種類のシンボルＡ、Ｂ、及びＣをＢＣＢＣ
ＣＣＢＢＡＣＢＡの順につなげてシンボル列を構成し、
該シンボル列を同期パタンとして所定の単位のデータの
前に有することを特徴とする。データの前にアドレス情
報を有することもできる。アドレス情報の前に情報の記
録単位の始まりを示すマークを有することもできる。

【００１３】情報の記録単位の始まりを示すマーク、マ
ークの後にあるアドレス情報、アドレス情報の後にある
第１のクロッキング信号、第１のクロッキング信号の後
にある同期パタン及びデータを１つの記録単位として有
することが好ましい。さらに情報の記録単位の始まりを
示すマークの後にある第２のクロッキング信号、第２の
クロッキング信号の後にあるアドレス情報を有するよう
に構成することも望ましい。

【００１４】また、アドレス情報の前に同期パタンと同
一の同期パタンを有するように構成することもでき、さ
らに、同期パタンを複数個直列につなげて用いてもよ
い。

【００１５】シンボルとして４ビットのパタン、例えば
シンボルが、Ａ＝（１０００），Ｂ＝（０１００），Ｃ
＝（００１０）であるように構成することが望ましい。
これらのパタンは前述のように、反射率を局所的に変化
させたり、光ディスク表面に丸孔或いは長円形の孔を形
成して照射光に位相変化を生ぜしめることにより形成で
きる。

【００１６】

【作用】本発明における光ディスク媒体は、その同期パ
タンが、その自己相関関数にするどいピークを持ち、正
しい同期タイミング以外では小さな自己相関々数となる
ような特殊なシンボルの配列と成っている。これを用い
た光学的情報記録再生方法では、多数決論理すなわちｎ
個の同期検出出力中ｍ個以上（ｍ＜ｎ）から検出された
とき、同期信号出力を出すものである。このような同期
パタンでは少しでもビットずれがあると、シンボル単位
で一致を取ったとき、一致するシンボル数が極端に少な
くなる為に、偽の信号が出ることを防ぐことができる。

【００１７】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
データの記録変換方式としていくつかのものが考えられ
るが、同期パタンもデータの変調規則と同様とする。こ
の条件はデータと同一の再生回路、検出回路を用いるこ
とからの要請である。

【００１８】図２は本発明の実施例におけるコード化規
則を示す。この規則を２−７変調規則という。ディスク
にはコード語の“１”の部分にビットを形成することで
記録される。従って読出した信号はコード語の“１”の
部分のみであり、これらクロックおよびデータを再生す
る。同期信号パタンも図２の規則と矛盾しないものとす
る。

【００１９】図３（イ）は本発明における同期パタン３
０の一実施例である。ただし記号Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ
Ａ＝（１０００），Ｂ＝（０１００），Ｃ＝（００１
０）なるパタンである。本実施例における同期パタン長
は３バイトの場合であるが、他の長さでも良い。検出に
は図３（ロ）に示す３バイトパタンを参照パタンとして
用い、読出しパタンと参照パタン３００とを照合してそ
の一致の程度を調べる。２０はクロック信号、４０はデ
ータ領域である。これらの信号は、反射率を局所的に変
化させたり、光ディスク表面に丸孔或いは長円形の孔を
形成して照射光に位相変化を生ぜしめることにより形成
できる。データと一緒に形成しても良いし、予めディス
クに形成して置いても良い。

【００２０】図４はＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ１つのシンボ
ルと考え、読出パタンと参照パタンがシンボル単位で、
タイミングのずれに対してどのような一致の度合いを示
すかを調べたものである。

【００２１】すなわち、図４（イ）において、ｔ＝０の
時刻は正しい同期タイミングを示し、ｔ＜０は正しい時
刻よりも前を、ｔ＞０は後を示す。ｔ軸はデータのビッ
ト単位である。ｔ＝０では３バイトのパタン（すなわち
１２個のシンボル）がすべて一致するが、ｔ≠０での一
致数は少ない。従ってたとえばシンボル一致数が８以上
のとき同期信号ＳＹＮＣパルス（図４（ロ）に示す）を
出力すれば同期パタン中の任意の４シンボルに誤りが生
じても正しく同期信号を検出することができる。

【００２２】なおデータ中等に類似のパタンが生じて誤
ることがないように同期検出ゲート信号図４（ハ）を用
いる。このゲート信号は図１のセクタマーク１の検出信
号などから発生するが、特別困難はないのでここでは省
略する。

【００２３】図５は同期信号検出回路の一実施例を示
す。ディスクから検出された信号は図２のコード語の
“１”に対応した信号でこの読出信号５０は再生クロッ
ク５１によりシフトレジスタ６に取込まれる。シフトレ
ジスタ６は少なくとも前記１２シンボル分の情報をコー
ド語単位で扱える段数をもつ。シフトレジスタ６の出力
６０はデコーダ７によりシンボル単位でデコードされ
る。デコードは図３（ロ）の参照パタンとの照合により
行なう。

【００２４】具体的には各シンボルについて図６の如き
構成で実現できる。デコーダ７の出力７０はシンボルの
数（１２個）で、これを多数決論理回路８へ導く。ここ
ではｎ個のうちｍ個以上（ｍ＜ｎ）が成立ったことの検
出、すなわち（ｎ・ｍ）＋（ｎ・ｍ＋１）＋……＋（ｎ
・ｎ）の組合せの入力に対し出力８０を出す。この出力
はゲート信号９１（図４（ハ））とアンドゲート９０で
ゲートされ、同期信号９２（図４（ロ））として出力さ
れ、データ信号に於ける時間基準点として用いられる。

【００２５】ここで図５のゲート９０に入る信号９３は
クロックの位相情報である。すなわち同期信号は特定の
クロックの位相の時に生じるから、他の位相で出力が出
ることを阻止し、誤りの発生確率をさらに下げる目的で
ある。即ち図１の２０の部分でクロック再生とともにシ
ンボル同期タイミング（４コードビット）を検出すれ
ば、これをクロック位相情報９３として用いることで誤
り発生確率を低減できる。

【００２６】図７は同期パタンを２つ用いた場合で、例
えば大きな媒体の欠かんにより同期パタン全体が消され
るような場合であっても、２つの同期パタンのうちいず
れか一方でも正しい同期信号検出ができるようにしたも
のである。なお、図７（イ）はフォーマットの一例を示
し、図７（ロ）及び（ハ）は同期検出ゲート信号であ
る。

【００２７】図８はこの場合の検出回路で、図５にくら
べアンドゲート９０２、所定の時間遅延回路９４、オア
ゲート９５を追加し、ゲート信号として９１２を新設す
るのみでよい。

【００２８】以下本発明による同期信号の検出信調度に
ついて説明する。図４に於て誤りの発生によりｔ＝０で
シンボルの一致数をｍ個下げる確率はほぼＰ₀（ｍ）と
考えられる。ただしＰ₀（ｍ）はｍシンボル長のバース
ト誤り発生確率である。一方ｔ≠０の点でシンボルの一
致数をｋ個増す確率はほぼＰ₀(ｋ）Ｐ₁kと考えられる。
ただしＰ₁はあるシンボルが別のシンボルに誤る確率で
ある。

【００２９】同期信号検出の多数決論理回路閾値がｔ＝
０での一致数よりＭ個少なく、ｔ≠０での最大一致数よ
りＫ個大きい値であるとした場合（図４の実施例では上
記閾値を８とするとＭ＝Ｋ＝４となる）には、ｔ＝０で
同期パルスが生じない確率は〜Ｐ₀（５）また、ｔ≠０
での偽の同期パルスが生じる確率は〜Ｐ₀（４）Ｐ₁ ⁴と
なる。

【００３０】また図８の如く２重化すれば、ｔ＝０での
誤る確率は〜｛Ｐ₀（Ｍ＋１）｝²＝（Ｐ₀（５））²また
は悪くてもＰ₀｛２（Ｍ＋１）｝＝Ｐ₀（１０）以下に改
善される。上記誤り事は、従来方式で〜Ｂｐであったの
にくらべ大きく改善される。上記誤り率の評価は、ディ
スクをバーストチアネルとして扱ったものである。誤り
がランダムである場合には上記評価結果にくらべ十分小
さく問題ない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、デ
ィスク媒体の誤り発生率をある程度許容して、十分高い
信頼度の同期信号検出を可能とする。従来媒体による同
期信号の誤り発生確率（〜Ｂｐ）では、ｐ＝１０^-6〜１
０^-8程度の媒体品質レベルに対し、どのように高能力か
つ複雑な誤り訂正をデータ部にほどこしても、高い信頼
度でのデータ記録再生は実現しえない。従って本発明に
よってはじめて実用的信頼度レベルでのデータ記録再生
を実現できその効果は非常に大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスクでの記録フォーマットの一例を示す
概念図。

【図２】データのコード化の一例を示す表図。

【図３】本発明実施例での同期パタンを示す概念図。

【図４】本発明実施例に於ける同期パルス検出時の特性
を示す概念図。

【図５】同期パルス検出回路の実施例を示すブロック
図。

【図６】図５のデコーダ回路の具体例を示す回路図。

【図７】同期パタンの図１とは異なる記録例を示す概念
図。

【図８】図７は対応した検出回路の実施例を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

３０…シンボル列、４０…データ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を光学的に記録し再生するディスク媒
体であって、所定のビット長を有する３種類のシンボル
Ａ、Ｂ、及びＣをＢＣＢＣＣＣＢＢＡＣＢＡの順につな
げてシンボル列を構成し、該シンボル列を丸孔あるいは
長円形の孔の列によって構成される同期パタンとして所
定の単位のデータが記録されるべきデータ領域の前に有
する光ディスク媒体。
【請求項２】前記データ領域の前に丸孔あるいは長円形
の孔の列によって構成されるアドレス情報を有する請求
項１記載の光ディスク媒体。
【請求項３】前記アドレス情報の前に情報の記録単位の
始まりを示す丸孔あるいは長円形の孔の列によって構成
されるマークを有する請求項１または２記載の光ディス
ク媒体。
【請求項４】前記情報の記録単位の始まりを示すマー
ク、該マークの後にある前記アドレス情報、前記アドレ
ス情報の後にある丸孔あるいは長円形の孔の列によって
構成される第１のクロッキング信号、該第１のクロッキ
ング信号の後にある前記同期パタン及びデータ領域を１
つの記録単位として有する請求項３記載の光ディスク媒
体。
【請求項５】前記情報の記録単位の始まりを示すマーク
の後にある丸孔あるいは長円形の孔の列によって構成さ
れる第２のクロッキング信号、該第２のクロッキング信
号の後にある前記アドレス情報を有する請求項４記載の
光ディスク媒体。
【請求項６】前記アドレス情報の前に前記同期パタンと
同一の丸孔あるいは長円形の孔の列によって構成される
同期パタンを有する請求項４または５記載の光ディスク
媒体。
【請求項７】前記同期パタンを複数個直列につなげて用
いた請求項１乃至６のうちいずれかに記載の光ディスク
媒体。
【請求項８】前記シンボルとして４ビットのパタンを用
いた請求項１乃至７のうちいずれかに記載の光ディスク
媒体。
【請求項９】前記シンボルが、Ａ＝（１０００），Ｂ＝
（０１００），Ｃ＝（００１０）である請求項８記載の
光ディスク媒体。
【請求項１０】情報を光学的に記録し再生するディスク
媒体であって、所定のビット長を有する３種類のシンボ
ルＡ、Ｂ、及びＣをＢＣＢＣＣＣＢＢＡＣＢＡの順につ
なげてシンボル列を構成し、該シンボル列を丸あるいは
長円形の光学的に検出可能なマークの列によって構成さ
れる同期パタンとして所定の単位のデータが記録される
べきデータ領域の前に有する光ディスク媒体。
【請求項１１】前記データ領域の前に丸あるいは長円形
の光学的に検出可能なマークの列によって構成されるア
ドレス情報を有する請求項１０記載の光ディスク媒体。
【請求項１２】前記アドレス情報の前に情報の記録単位
の始まりを示す丸あるいは長円形の光学的に検出可能な
マークの列によって構成されるマークを有する請求項１
０または１１記載の光ディスク媒体。
【請求項１３】前記情報の記録単位の始まりを示すマー
ク、該マークの後にある前記アドレス情報、前記アドレ
ス情報の後にある丸あるいは長円形の光学的に検出可能
なマークの列によって構成される第１のクロッキング信
号、該第１のクロッキング信号の後にある前記同期パタ
ン及びデータ領域を１つの記録単位として有する請求項
１２記載の光ディスク媒体。
【請求項１４】前記情報の記録単位の始まりを示すマー
クの後にある丸あるいは長円形の光学的に検出可能なマ
ークの列によって構成される第２のクロッキング信号、
該第２のクロッキング信号の後にある前記アドレス情報
を有する請求項１３記載の光ディスク媒体。
【請求項１５】前記アドレス情報の前に前記同期パタン
と同一の丸あるいは長円形の光学的に検出可能なマーク
の列によって構成される同期パタンを有する請求項１３
または１４記載の光ディスク媒体。
【請求項１６】前記同期パタンを複数個直列につなげて
用いた請求項１０乃至１５のうちいずれかに記載の光デ
ィスク媒体。
【請求項１７】前記シンボルとして４ビットのパタンを
用いた請求項１０乃至１６のうちいずれかに記載の光デ
ィスク媒体。
【請求項１８】前記シンボルが、Ａ＝（１０００），Ｂ
＝（０１００），Ｃ＝（００１０）である請求項１７記
載の光ディスク媒体。
【請求項１９】情報を光学的に再生可能な光ディスク媒
体であって、３種類の４ビットパタンＡ、Ｂ、及びＣを
ＢＣＢＣＣＣＢＢＡＣＢＡの順につなげてパタン列を構
成し、該パタン列を光学的に検出可能なマークの列とし
て、所定の単位のデータが記録されたデータ領域の前に
有する光ディスク媒体。
【請求項２０】情報を光学的に再生可能な光ディスク媒
体であって、トラックに沿って複数のセクタを有し、該
セクタは同期パタンと該同期パタンに後続するデ−タ領
域を有し、上記同期パタンは３種類の所定ビットパタン
Ａ、Ｂ、及びＣをＢＣＢＣＣＣＢＢＡＣＢＡの順につな
げたパタン列であって、該パタン列を光学的に検出可能
なマークの列として構成したものであることを特徴とす
る光ディスク媒体。