JP4027773B2 - 情報記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録装置に関し、さらに詳しくは、DCレベルを低減する多値データ情報記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
情報の記録密度を高めるために2値データではなく3値レベル以上の多値レベルのデータを記録する方法があるが、光ディスクにおいては、各種光ディスク間の反射率の違いや、1つの光ディスク内の内周側や外周側での再生周波数特性の違いなどにより、再生信号には種々の要因によりレベル変動や振幅変動が発生するため、多値化の閾値が固定の場合、再生信号を誤った値で検出してしまう問題がある。そこで、その問題を解決する従来技術として、特開2002−135121公報には、高密度記録/再生を要求する光記録/再生装置で用いるためのRLL(Run Length Limited)コードでコードワードストリームのDC成分を効果的に抑圧する変復調方法について開示されている。それによると、データ変調用変換コードグループとは別に、DC抑圧制御用コードグループを利用して入力データを変調する。しかし、DC抑圧制御用コードグループは、変換コードグループのコードワードの特性、すなわち、コードワード内のDC値を示すパラメータであるDSVの符号と、次のコードワードのDSV遷移方向を予測するパラメータであるINVを付加して変調する必要がある。このINVの特徴を最大に利用しながらも、データ変調用変換コードグループとは、重複コードワード生成条件や使用可能なコードワードの条件を緩和して、そのコードワードの数を増やしてDC抑圧制御の効果を高めることが可能であるとしている。
また、多値データの判定方法については、同一出願人による特願2001−232471公報、及び特願2001−397116公報がある。
【特許文献1】
特開2002−135121公報
【特許文献2】
特願2001−232471公報
【特許文献3】
特願2001−397116公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、変調後の信号にサーボ帯域の周波数に信号があると、データがサーボに影響を与えてしまう。そこで、従来は変調方式を工夫してサーボ帯域に信号が出ないようにしていた。しかし、従来のこのような方式は、符号の効率が下がる原因の1つでもあり、特に多値記録では、2値記録に比べレベル数が多く、低域の信号の制御するためには多くの付加情報が必要で、記録媒体の容量を低下させる欠点がある。
また、特許文献1は、DC抑圧制御が高まることに反して、冗長情報が増加するため、媒体の記録容量が低下するデメリットがある。
本発明は、かかる課題に鑑み、少ない情報量の付加で、データ信号がサーボ帯域に与える影響を少なくする情報記録装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、情報が多値化されたデータを記録媒体に記録する情報記録装置であって、入力されるユーザデータ列を先頭のブロック及び後続のブロックに分割するブロック分割手段と、該ブロック分割手段により分割された前記夫々のユーザデータブロックを多値データブロックに変換する複数の多値データ変換手段と、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる複数のコードグループのデータを格納するグループデータ記憶手段と、前記複数の多値データ変換手段により変換された多値データに基づいてDCレベルの平均値を算出する複数の平均値算出手段と、前記複数の平均値算出手段により算出されたDCレベルを所定値と比較するレベル比較手段と、該レベル比較手段により履歴データを生成する履歴データ生成手段と、前記グループデータ記憶手段に記憶された複数のコードグループのブロックデータの中から何れか一方を選択するデータ選択手段と、前記多値データ変換手段により変換された先頭のデータブロック、及び前記データ選択手段により選択された後続のデータブロックに前記履歴データを付加したデータ列を記憶する出力記憶手段とを備えたており、前記グループデータ記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する場合、前記2つのコードグループの互いに対応する多値データブロックのDCレベルが、目標となる基準DCレベルに対してプラスマイナスの方向で略対称となるように設定したことを特徴とする。
入力されるユーザデータブロックを多値データブロックに変換するために、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループA、Bのデータを格納する記憶手段を設ける。そして、多値データブロック変換器で、先頭からM番目のユーザデータブロックは、コードグループAを用いて変換される。一方、後続のN個のユーザデータブロックは、2つの多値データブロック変換器を利用して、2つのコードグループA、Bで変換される。また、先頭からM番目のユーザデータブロックが、また、コートグループAにより多値データブロックに変換されたデータから、DCレベル算出器により、DCレベルの平均値が計算される。同時に、後続のN個のユーザデータブロックも、コードグループAを用いて変換された方だけ、DCレベル算出器により、DCレベルの平均値が計算される。また、履歴データ生成器を用いて、D1とD2の関係が、どの比較条件に一致するか判断し、履歴データFの値が決定され、組み合わされた連続のデータとして変換される。これらに加えて、履歴データFを記録するためのデータ列として出力用の記憶手段に書きこまれる。
また、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、その多値データブロックのコードデータは、1ブロックが4シンボルで構成されている。1シンボル当たり8値記録の場合、1つのデータブロックのテーブルには、8*8*8*4=2048個のコードが存在する。そして、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する方法において、2つのコードグループの、互いに対応する多値データブロックのDCレベルの平均値が、目標となるDCレベルに対して、プラスマイナスの方向で概略対象となるDCレベルを有する関係になっている。
かかる発明によれば、ユーザデータとして利用できる2つのコードグループの切り換えで、DCレベル変動を抑圧できるので、無駄なDCレベル補正データ(ダミー情報)を付加することなく高い符号化効率を維持することができる。また、2つのコードグループのDCレベル補正が、目標値に対しプラスマイナスの方向で対向しているので、2つのコードグループの切り換えで、DCレベル補正する能力を高めることができる。
【0005】
請求項2は、前記多値データ変換手段は、前記ユーザデータ列をブロック単位で、多値データシンボルで構成される前記多値データブロックにデータを変換する際、1つのユーザデータブロックに対応して、前記多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを備え、少なくとも1つ以上のデータブロック群で選択するコードグループを固定し、該固定された多値データブロック群に続く、少なくとも1つ以上の多値データブロック群でコードグループの選択を行う場合、前記2つのコードグループの中から、目標値に対して前記DCレベルの変動が小さくなるように前記データ選択手段により逐次選択して、連続した多値データブロック群を順次生成することを特徴とする。
多値データ変換手段は、ユーザデータブロックを多値データに変換する場合、一つのユーザデータブロックに対応して、グループA、Bを設け、グループAのコードグループを固定して、そのグループに続く多値データのブロック群でコードグループの選択を行う場合、DCレベルが小さくなるように選択して連続した多値データブロック群を順次生成する。
かかる発明によれば、多値データ変換手段を先頭ブロックと後続ブロックに分けて変換を行うので、変換効率が高く、しかも正確に変換することができる。
【0006】
請求項3は、前記グループデータ記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する場合、前記2つのコードグループの互いに対応するデータ列の夫々の多値データコードの総和が、一方が奇数で、他方が偶数となるように設定したことを特徴とする。
2つのコードグループの互いに対応するデータ列の夫々の多値データコードの総和が、ひとつが奇数で、もう一方が偶数となる関係であることから、復調した際に、履歴データから決定したFの値と、個々の多値データコードの総和が奇数であるか、偶数であるか比較することで、選定された候補が正しいかどうか確認することが可能となる。
かかる発明によれば、2つのコードグループが、多値データの総和が偶数と奇数で区別できるので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
請求項4は、前記レベル比較手段は、前記平均値算出手段により算出されたDCレベルの平均値を目標となるDCレベルと比較し、該比較結果に基づいて前記DCレベルの変動を観測することを特徴とする。
平均値算出手段により算出されたDCレベルの平均値は、基準となるDCレベルと比較することにより、DCレベルの変動が基準から遠ざかっているか否かを判断することができる。
かかる発明によれば、DCレベルの変動を、2つのコードグループの切り換えに合わせて(同期して)平均値算出しているので、DCレベル補正をタイミング良く検出し、DCレベル補正をすることができる。
【0007】
請求項5は、前記出力記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、目標値に対しDCレベルの変動が小さくなるように、前記2つのコードグループの中から、どの多値データブロックを選択したかを示す履歴データを、前記多値データのブロック群に付加して記録することを特徴とする。
前記AとBのコードグループの切り換えの履歴を数値Fとして、多値データのブロック群に付加して記録することにより、例えば、F=0ならば、N個の多値データブロックの変換で、コードグループAが選択されたことを示し、F=1ならば、コードグループBが選択されたことを示すことができる。
かかる発明によれば、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える履歴情報を、データと合わせて記録しているので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
請求項6は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、少なくとも1つ以上のデータブロック群で選択するコードグループを履歴データに基づき決定し、該決定された多値データブロック群に続く、少なくとも1つ以上の多値データブロック群でコードグループの選択を行う場合、前記2つのコードグループの中から、目標値に対してDCレベルの変動が小さくなるように逐次選択する際、前記決定されたコードグループ群に続く次のコードグループの選択を、直前のDCレベルを逐次補正選択された多値データブロックの情報に関連付けて決定することを特徴とする。
前記履歴情報に関連つけて、次のユーザデータブロックをS個の多値データ変換を行う。具体的にはFの値により、次の先頭からM個の多値データブロックを選択するコードグループをF=0ならばAに固定し、F=1ならばBに固定する。この効果で、復調した際に、履歴データから決定したFの値と、先頭M個の多値データコードのAかBかを判定することで、選定された候補が正しいかどうか確認することが可能になる。
かかる発明によれば、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える際に、次の多値データブロックのDCレベル補正に無関係にコードグループを固定しているので、前記多値データブロックを復調することで、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
【0008】
請求項7は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、目標値に対し前記DCレベルの変動が小さくなるように、前記2つのコードグループの中から、どの多値データブロックを選択したかを示す履歴データを前記多値データブロック群に付加して記録し、更に、複数のデータブロック単位で選択するコードグループを履歴データに基づき決定し、前記決定された多値データブロックに続く多値データブロックを、前記2つのコードグループの中から、目標値に対しDCレベルの変動が小さくなるように逐次選択する際、前記決定されたコードグループ群に続く次のコードグループの選択を、直前のDCレベルが逐次補正選択された多値データブロックの情報に関連付けて決定することを特徴とする。
かかる発明によれば、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える履歴情報を、データと合わせて記録しているので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、更に、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換えに合わせて、次の多値データブロックの、DCレベル補正に無関係にコードグループを固定しているので、前記多値データブロックを復調することで、2つのコードグループの切り換えを認識でき、しかも復調時に誤判定したことを精度良く検出することができる。
請求項8は、前記履歴データ生成手段により生成された履歴データに基づいて、前記グループデータ記憶手段に記憶された複数のコードグループのDCレベルの変動が小さくなる多値データブロックに変換し選択するコードグループ選択手段を更に備えたことを特徴とする。
Fの値を基に、次のユーザデータブロックS個の内、先頭からM番目のユーザデータブロックがコートグループAかBのいずれにより、多値データブロックに変換するか否かを判断するコードグループ切り換え器が加えられている。このように、先頭からM個の多値データブロックの復調データからF値を推定できるので、多値データブロックに加えてF値を記録しなくても良くなる。
かかる発明によれば、コードグループ切り換え器を備えるので、先頭からM個の多値データブロックの復調データからF値を推定できるようになり、多値データブロックに加えてF値を記録必要が無くなる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は多値再生信号の波形例を示す図である。セルと呼ばれる単位面積当たりの記録マークの面積占有率を変えて(以下、面積変調と記す)、多値記録信号が実現される。例えば、記録マークが存在しないセル2、3、4を記録再生スポット1で再生すると、夫々の再生波形はA、B、Cのようになり、同じ情報を再生してもレベルが異なって再生される。この理由は、記録マークが存在しないセルの前後の記録マークの占有率により異なることが知られている。しかし、このようにマークが存在しない状態を含めて、面積の占有率を8階調にすることで、8値記録が可能になる。
【0010】
図2は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置を利用した多値情報の記録と再生を実現する情報記録再生装置の構成例示す図である。なお本説明は記録媒体として光ディスクを例に説明するが、本発明は媒体の記録方式によらず光磁気、追記型の媒体、リライタブルな媒体でも同じ効果が得られる。また図2は、説明に必要な最低限の構成を示したものである。この装置は本発明に関係する部分を中心に図示している。この情報記録再生装置は、多値データを記録する光ディスク10と、光ディスク10に光情報を照射するピックアップヘッド11と、変換された多値データに対応させて面積変調で記録するための記録パルスを発生するLD駆動信号生成器12と、ユーザデータを多値データに変換する多値データ変換器13と、ユーザデータから情報データを生成する情報データ生成器14と、光情報記録媒体10からの反射した戻り光を光電変換して電気信号に変換するフォトディテクタ15と、パイロットマークの信号振幅が一定となるように制御するAGC(Auto Gain Control)制御部16と、一定周期で多値データと合わせて記録された図示しない同期信号を検出する同期信号検出回路17と、この同期信号を基にタイミング信号を生成するサンプリング信号生成回路18と、多値信号を量子化する量子化AD変換器19と、多値信号を順次記憶する多値信号メモリ20から構成されている。
多値データを記録する場合、情報データ生成器14に入力されたユーザデータは、多値データ変換器13で多値データに変換され、LD駆動信号生成器12により、前記変換された多値データに対応させて面積変調で記録するための記録パルスを発生させ、光ディスク10の記録面に集光ビーム照射して記録する。多値データを再生する場合、回転する光ディスク10にレーザ光を集光し、反射した戻り光をフォトディテクタ15で光電変換して電気信号に変換する。この再生信号から、外乱による再生信号変動を補正するために、一定周期で多値データと合わせて記録された図示しないパイロットマークを検出し、パイロットマークの信号振幅が一定となるようにAGC(Auto Gain Control)制御部16で制御する。このAGC制御部16は、光ディスク10に起因する反射率変動で多値判定が誤るのを防ぐために、再生信号を補正するためである。
【0011】
次に、再生信号を量子化(図1で示したセルの中心で再生信号をサンプルホールドし量子化)するために、一定周期で多値データと合わせて記録された図示しない同期信号を同期信号検出回路17で検出し、この同期信号を基にサンプリング信号生成回路18でタイミング信号を生成する。このタイミング信号(セルの中心で、再生信号をサンプルホールドするため)で、多値信号を量子化AD変換器19で量子化(AD変換=アナログデジタル変換)し、多値信号メモリ20に順次記録される。この多値信号メモリ20に記録された信号を順次読み出し、量子化された再生信号を、後段の信号処理である波形等化や多値判定として利用する。
【0012】
次に、多値再生信号と多値データ候補の算出方法について説明する。多値データの判定方法については、同一出願人による特願2001−232471公報、及び特願2001−397116公報がある。詳細については、これら先願特許を参考のこと。図3は、記録密度6.4bits/μmで8値記録した再生信号波形を示す図である。縦軸に再生信号レベル、横軸にデータセルの位置を表す。
記録再生条件は、λ650nm、0.65NA、DVD+RWディスクを用い、データセルの円周方向長さは0.47μmである。3つの連続するデータセルの多値信号をT(i,j,k)とすると、符号間干渉の影響でT(0,1,0)とT(7,0,0)が近接していて、各多値レベルに相当する8レベルの固定閾値を設けた判定(以下、閾値判定と記す)では、T(0,1,0)とT(7,0,0)の区別が困難である。そこで、再生対象となるn番目の前後に位置するデータセルの多値レベルi(n−1番目)(7)とk(n+1番目)(0)が予測できれば、T(0,1,0)とT(7,0,0)を区別することができる。それには、予めT(7,0,0)のときのj番目のレベルを調べておけば区別することができる。この多値データの判定方法をDDPR(Data Detection using Pattern Recognition)と呼ぶ。そこで、DDPRでは、3つの連続するデータセル単位でパタンを予測した後、再生対象となるjの候補を選定する方法を用いる。
【0013】
図4(a)は、本発明の学習テーブル作成アルゴリズムの図である。つまり、既知の組合せで構成される3つの連続するデータセルの組合せパタン(8値記録の時、83=512通り)の多値信号分布を学習しパタンテーブルを作成するステップである。先ずテストパターンをデジタル信号に変換し(S1)、波形等価器に入力して(S2)n回分のデータを平均する(S3)。その過程を全てのテストパターンで行い学習テーブルに記憶する(S4)。図4(b)は学習テーブルの一例を表す図である。テストパターンの組合わせは512通りあり、夫々(i,j,k)に対応して平均演算された信号レベルをT(i,j,k)として記憶する。例えば、T(0,6,0)の場合は、0〜7までの8通りのレベルが設定されており、iは0レベル、jは6レベル、kは0レベルを表し、具体的に図3で電圧に表現すれば、0=0.5V、6=0.15Vとなる。
図5は、本発明の多値候補選出アルゴリズムの図である。未知の多値データの再生信号結果から多値データを仮判定し、前記学習テーブルによる結果と比較して多値データの候補と学習テーブルとの再生信号誤差δsを算出するステップで構成される。先ず実際の多値信号をデジタル信号に変換し(S5)、波形等価器に入力して(S6)、多値候補jを連続的に学習テーブルと比較するために、仮の判定をする(S7)。その仮判定のパターンに基づいて学習テーブルからパターンを選択して(S8)、比較器と比較する(S9)。そのときの多値候補jと学習テーブルとの誤差δsを算出する。DDPRでは、符号間干渉の傾向を前もって学習することで、多値データ候補の誤り率が、閾値判定に対し10分の1以下になる効果が確認されている。
【0014】
図6は本発明の第1の実施形態の多値データ変換フローチャートである。まず、ユーザデータブロックをS個の単位で多値データブロックに変換する際、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループAとコードグループBを準備する。まずユーザデータブロックをS個の単位で入力し(S11)、先頭からM個の多値データブロックを選択するコードグループAに固定して多値データ変換し(S12)、DCレベルの平均値を算出する。このDCレベル平均値の算出は、例えば、1つの多値データブロックが4つシンボルの多値データ(ML1,ML2,ML3,ML4)で構成される時、DCレベル平均値をDC=(ML1+ML2+ML3+ML4)/4で算出する。8値記録の時は、ML1、ML2、ML3、ML4は、0、1、2、3、4、5、6、7の範囲の値を示す。この結果、DCレベルの目標値は、0〜7の中心である“3.5”の値になる。M個の多値データブロックでは、上記平均値の算出を全ブロックに通じて計算を行い、平均値DC1を算出する(S13)。次に、M個の多値データブロックに続いて、残りのN個の多値データブロックをコードグループAで変換し(S14)、同様にDCレベルの平均値DC2を得る(S15)。次に、残りのN個の多値データブロックをコードグループBで変換し(S16)、DC1とDC2のDCレベルの目標値“3.5”に対するずれを比較し、DC1とDC2が“3.5”に対し、同じ方向にずれている場合(S17)、多値データ列に履歴データFを1にして付加する(S21)。つまり、コードグループBで多値データ変換されたN個の多値データブロックを変換データとして採用する。DC1とDC2が“3.5”に対し、反対方向にずれている場合は(S18)、多値データ列に履歴データFを0にして付加する(S22)(S23)。それ以外の場合は、多値データ列に履歴データFを1にして付加する(S20)。
コードグループBについては後述するが、DCレベルの平均値が、コートグループAとDCレベル目標“3.5”に対して、符号(プラスマイナス)で対象の位置にあるため、コードグループAとBを切り換えることで、目標のDCレベル値に修正することが可能になる。但し、ブロック数S=M+Nである。また、コードグループの切り換えの履歴を数値Fとして記述する。F=0ならば、N個の多値データブロックの変換でコードグループAが選択されたことを示し、F=1ならば、コードグループBが選択されたことを示す。このFを、多値データ変換された情報と合わせて記録することで、復調の誤りを修正することが可能になる。尚、本発明で記録された光ディスクのセクター構成を図11に示す。
【0015】
図7は本発明のコードグループの実施形態の一例を示す図である。1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備した実施例を示す。多値データブロックのコードデータは、1ブロックが4シンボルで構成されている。8値記録(1シンボル当たり)の場合、1つのデータブロックのテーブルには、8×8×8×4=2048個のコードが存在する。1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する方法において、2つのコードグループの、互いに対応する多値データブロックのDCレベルの平均値が、目標となるDCレベル“3.5”に対して、プラスマイナスの方向で、概略対象となるDCレベルを有する関係になっている。つまり、ユーザデータ0のコードグループAの平均DCレベルは“1.0”であり、目標となるDCレベル“3.5”に対して、“−2.5”となる。それに対応するコードグループBの平均DCレベルは“6.3”であり、目標となるDCレベル“3.5”に対して、“+2.8”となる。また、2つのコードグループの、互いに対応するデータ列の、個々の多値データコードの総和が、ひとつが奇数で、もう一方が偶数となる関係であることを特徴がある。前述したように、互いに対応する多値データブロックのDCレベルの平均値が、目標となるDCレベル“3.5”に対して、プラスマイナスの方向で概略対象となっているので、コードグループを切り換えることでDCレベルを補正する能力がある。更に、また、2つのコードグループの互いに対応するデータ列の個々の多値データコードの総和が、ひとつが奇数で、もう一方が偶数となる関係であることから、復調した際に、履歴データから決定したFの値と、個々の多値データコードの総和が奇数であるか、偶数であるか比較することで、前記DDPRで選定された候補が正しいかどうか確認することが可能になる。
【0016】
図8は、本発明の第2の実施形態の多値データ変換フローチャートである。まず、ユーザデータブロックをS個の単位で多値データブロックに変換する際、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループAとコードグループBを準備する。まずユーザデータブロックをS個の単位で入力し(S31)、履歴データFが0か1かを判断し(S32)、F=0であれば、先頭からM個の多値データブロックを選択するコードグループAに固定して多値データ変換し(S33)、DCレベルの平均値を算出する。このDCレベル平均値の算出は、例えば、1つの多値データブロックが4つシンボルの多値データ(ML1,ML2,ML3,ML4)で構成される時、DCレベル平均値をDC=(ML1+ML2+ML3+ML4)/4で算出する。8値記録の時は、ML1、ML2、ML3、ML4は、0、1、2、3、4、5、6、7の範囲の値を示す。この結果、DCレベルの目標値は、0〜7の中心である“3.5”の値になる。M個の多値データブロックでは、上記平均値の算出を全ブロックに通じて計算を行い、平均値DC1を算出する(S34)。ステップS33でF=0の場合は、先頭からM個の多値データブロックを選択するコードグループBに固定して多値データ変換し(S42)、DCレベルの平均値DC1を算出して(S43)、ステップS35に進む。次に、M個の多値データブロックに続いて、残りのN個の多値データブロックをコードグループAで変換し(S35)、同様にDCレベルの平均値DC2を得る(S36)。次に、残りのN個の多値データブロックをコードグループBで変換し(S37)、DC1とDC2のDCレベルの目標値“3.5”に対するずれを比較し、DC1とDC2が“3.5”に対し、同じ方向にずれている場合(S38)、多値データ列に履歴データFを1にして付加する(S44)。つまり、コードグループBで多値データ変換されたN個の多値データブロックを変換データとして採用する。DC1とDC2が“3.5”に対し、反対方向にずれている場合は(S39)、多値データ列に履歴データFを0にして付加する(S45)(S46)。それ以外の場合は、多値データ列に履歴データFを1にして付加する(S41)。
【0017】
このように、図6で示した本発明のフローチャートに加えて、前記Fの値に関連付けて、次のユーザデータブロックをS個の多値データ変換を行う。具体的にはFの値により次の先頭からM個の多値データブロックを選択するコードグループを、F=0ならばAに固定し、F=1ならばBに固定する。これにより、復調した際に履歴データから決定したFの値と、先頭M個の多値データコードのAかBかを判定することで、前記DDPRで選定された候補が正しいかどうか確認することが可能になる。また、履歴データFを多値データブロックと合わせて記録しなくても、後続のN個の多値データブロックが属するコードグループと、それに続くM個の多値データブロックが属するコードグループを比較することで、前記DDPRで選定された候補が正しいかどうか確認することが可能になる。この場合、履歴データであるF値を記録する必要がないので、符号化効率を高められるメリットがある。
【0018】
図9は本発明の多値データ変換方式を用いた情報記録装置の構成例を示す図である。この情報記録装置は、入力されるユーザデータ列30を先頭のブロック及び後続のブロックに分割するレジスタ31と、このレジスタ31により分割された夫々のユーザデータブロックを多値データブロックに変換する2つの多値データ変換器32、37、38と、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる複数のコードグループA35、B36のデータを格納するグループデータメモリ45と、前記2つの多値データ変換変換器32、37により変換された多値データに基づいてDCレベルの平均値を算出する2つの平均値算出器33、34と、この平均値算出器33、34により算出されたDCレベルを基準値と比較するレベル比較器39と、このレベル比較器39により履歴データを生成する履歴データ生成器41と、前記グループデータメモリ45に記憶されたコードグループA35、B36のブロックデータを多値データ変換器37、38により変換されたデータの中から何れか一方を選択する切替えSW42と、を備えて構成されている。
多値データブロック変換器で、先頭からM番目のユーザデータブロックは、例えば、図7で示したコードグループ表のコードグループAを用いて変換される。
一方、後続のN個のユーザデータブロックは、2つの多値データブロック変換器32、37を利用して、2つのコードグループAとBの2通りで変換される。また、先頭からM番目のユーザデータブロックが、コートグループAにより多値データブロックに変換されたデータから、平均値算出器33により、DCレベルの平均値D1が計算される。同時に、後続のN個のユーザデータブロックも、コードグループAを用いて変換された方だけ、平均値算出器34により、DCレベルの平均値D2が計算される。
また、履歴データ生成器41を用いて、D1とD2の関係が、図6で示したフローチャートのどの比較条件に一致するか判断し、履歴データFの値が決定され、S(=M+N)個のユーザデータブロックは、多値データブロック群、D(1)、D(2)、.....D(M)と、F=0ならば、DA(1)、DA(2)、....DA(N)に、F=1ならば、DB(1)、DB(2)、....DB(N)の組み合わされた連続のデータとして変換され、これらに加えて、履歴データFを記録するためのデータ列として出力用の記憶手段に書きこまれる。
【0019】
図10は本発明の多値データ変換方式を用いた情報記録装置の構成例を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明は省略する。図10が図9と異なる点は、コードグループ切り替え器50を追加した点である。Fの値を基に、次のユーザデータブロックをS個の内、先頭からM番目のユーザデータブロックが、コートグループAかBのいずれにより、多値データブロックに変換するか判断するコードグループ切り換え器が加えられている。
このケースでは、先頭からM個の多値データブロックの復調データから、F値を推定できるので、多値データブロックに加えてF値を記録しなくても良い。しかし、外乱による信号の変動(ノイズ)が大きい場合や、欠陥が多い光ディスクの場合などに対応するために、更に復調の誤り確率が高くなる防止策として、多値データブロックに加えてF値を記録することで、復調の誤り確率を下げることが可能である。
図12はDCレベル補正効果の実施例を示す図である。DCレベル補正を行う単位ブロック数S=M+Nの関係は、S=4ブロック、M=3ブロック、N=1ブロックで行った結果である。横軸は、連続して再生した場合の多値データブロックナンバーを示し、縦軸は、DCレベル変動の累積値を示し、55はDC補正なしのデータ、56はDC補正ありのデータである。累積計算では、DCレベルの目標値“3.5”の時を0として、目標値との差異がどの程度累積されているか示したものである。この結果から、DCレベル変動の累積が、精度良く除去できていることが判る。また、DCレベル補正前のユーザデータ55は、m系列のランダムパタンを用いている。
図13は本発明の補正ブロックの挿入頻度とDCレベル変動の関係を表す図である。S、M、Nの数値の組合せを変更して、DCレベル変動の除去能力を調査した。除去能力は、100%がDCレベル変動0(理想値で、DCレベル目標値に対するずれが0)を示している。また、符号化効率は、履歴データを合わせて記録した場合の算出値であり、ユーザデータに対し履歴データが占める割合を表示している。横軸のDCレベル補正頻度は、Sに対するNの比率を示したものである。実験は、DVD+RWの記録再生光学系と光ディスクを利用して実施した。
DCレベル補正頻度の組合せは、表1の通りである。この結果から、補正頻度0.25(S=4,N=1)の組合せで、80%以上のDCレベル補正効果が得られ、しかも符号化効率の低下が2%と、非常に高効率な状態で実現できる本発明方式の優位性を確認することができた。
【表1】
【0020】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項1の発明によれば、ユーザデータとして利用できる2つのコードグループの切り換えで、DCレベル変動を抑圧できるので、無駄なDCレベル補正データ(ダミー情報)を付加することなく高い符号化効率を維持することができる。また、2つのコードグループのDCレベル補正が、目標値に対しプラスマイナスの方向で対向しているので、2つのコードグループの切り換えで、DCレベル補正する能力を高めることができる。
また請求項2では、多値データ変換手段を先頭ブロックと後続ブロックに分けて変換を行うので、変換効率が高く、しかも正確に変換することができる。
また請求項3では、2つのコードグループが、多値データの総和が偶数と奇数で区別できるので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
また請求項4では、DCレベルの変動を、2つのコードグループの切り換えに合わせて(同期して)平均値算出しているので、DCレベル補正をタイミング良く検出し、DCレベル補正をすることができる。
また請求項5では、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える履歴情報を、データと合わせて記録しているので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
また請求項6では、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える際に、次の多値データブロックのDCレベル補正に無関係にコードグループを固定しているので、前記多値データブロックを復調することで、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、復調時に、誤判定したことを検出することができる。
また請求項7では、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換える履歴情報を、データと合わせて記録しているので、2つのコードグループの切り換えを認識することができ、更に、DCレベル補正に合わせて2つのコードグループを切り換えに合わせて、次の多値データブロックの、DCレベル補正に無関係にコードグループを固定しているので、前記多値データブロックを復調することで、2つのコードグループの切り換えを認識でき、しかも復調時に誤判定したことを精度良く検出することができる。
また請求項8では、コードグループ切り換え器を備えるので、先頭からM個の多値データブロックの復調データからF値を推定できるようになり、多値データブロックに加えてF値を記録必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多値再生信号の波形例を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る光ディスク装置を利用した多値情報の記録と再生を実現する情報記録再生装置の構成例を示す図である。
【図3】本発明の記録密度6.4bits/μmで8値記録した再生信号波形を示す図である。
【図4】本発明の学習テーブル作成アルゴリズムの説明図である。
【図5】本発明の多値候補選出アルゴリズムの説明図である。
【図6】本発明の第1の実施形態の多値データ変換フローチャートである。
【図7】本発明のコードグループの実施形態の一例を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態の多値データ変換フローチャートである。
【図9】本発明の多値データ変換方式を用いた情報記録装置の構成例を示す図である。
【図10】本発明の多値データ変換方式を用いた情報記録装置の構成例を示す図である。
【図11】本発明の光ディスクのセクター構成を示す図である。
【図12】本発明のDCレベル補正効果の実施例を示す図である。
【図13】本発明の補正ブロックの挿入頻度とDCレベル変動の関係を表す図である。
【符号の説明】
31 レジスタ、32、37、38 多値データ変換器、33、34 平均値算出器、39 レベル比較器、41 履歴データ生成器、42 切替えSW、45 グループデータメモリ
Claims (8)
- 情報が多値化されたデータを記録媒体に記録する情報記録装置であって、
入力されるユーザデータ列を先頭のブロック及び後続のブロックに分割するブロック分割手段と、該ブロック分割手段により分割された前記夫々のユーザデータブロックを多値データブロックに変換する複数の多値データ変換手段と、1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる複数のコードグループのデータを格納するグループデータ記憶手段と、前記複数の多値データ変換手段により変換された多値データに基づいてDCレベルの平均値を算出する複数の平均値算出手段と、前記複数の平均値算出手段により算出されたDCレベルを所定値と比較するレベル比較手段と、該レベル比較手段により履歴データを生成する履歴データ生成手段と、前記グループデータ記憶手段に記憶された複数のコードグループのブロックデータの中から何れか一方を選択するデータ選択手段と、前記多値データ変換手段により変換された先頭のデータブロック、及び前記データ選択手段により選択された後続のデータブロックに前記履歴データを付加したデータ列を記憶する出力記憶手段とを備えたており、
前記グループデータ記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する場合、前記2つのコードグループの互いに対応する多値データブロックのDCレベルが、目標となる基準DCレベルに対してプラスマイナスの方向で略対称となるように設定したことを特徴とする情報記録装置。 - 前記多値データ変換手段は、前記ユーザデータ列をブロック単位で、多値データシンボルで構成される前記多値データブロックにデータを変換する際、1つのユーザデータブロックに対応して、前記多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを備え、少なくとも1つ以上のデータブロック群で選択するコードグループを固定し、該固定された多値データブロック群に続く、少なくとも1つ以上の多値データブロック群でコードグループの選択を行う場合、前記2つのコードグループの中から、目標値に対して前記DCレベルの変動が小さくなるように前記データ選択手段により逐次選択して、連続した多値データブロック群を順次生成することを特徴とする請求項1に記載の情報記録装置。
- 前記グループデータ記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備する場合、前記2つのコードグループの互いに対応するデータ列の夫々の多値データコードの総和が、一方が奇数で、他方が偶数となるように設定したことを特徴とする請求項1に記載の情報記録装置。
- 前記レベル比較手段は、前記平均値算出手段により算出されたDCレベルの平均値を目標となるDCレベルと比較し、該比較結果に基づいて前記DCレベルの変動を観測することを特徴とする請求項1に記載の情報記録装置。
- 前記出力記憶手段は、前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、目標値に対しDCレベルの変動が小さくなるように、前記2つのコードグループの中から、どの多値データブロックを選択したかを示す履歴データを、前記多値データのブロック群に付加して記録することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の情報記録装置。
- 前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、少なくとも1つ以上のデータブロック群で選択するコードグループを履歴データに基づき決定し、該決定された多値データブロック群に続く、少なくとも1つ以上の多値データブロック群でコードグループの選択を行う場合、前記2つのコードグループの中から、目標値に対してDCレベルの変動が小さくなるように逐次選択する際、前記決定されたコードグループ群に続く次のコードグループの選択を、直前のDCレベルを逐次補正選択された多値データブロックの情報に関連付けて決定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の情報記録装置。
- 前記1つのユーザデータブロックに対応して、多値データブロックのデータ列が異なる2つのコードグループを準備し、目標値に対し前記DCレベルの変動が小さくなるように、前記2つのコードグループの中から、どの多値データブロックを選択したかを示す履歴データを前記多値データブロック群に付加して記録し、更に、複数のデータブロック単位で選択するコードグループを履歴データに基づき決定し、前記決定された多値データブロックに続く多値データブロックを、前記2つのコードグループの中から、目標値に対しDCレベルの変動が小さくなるように逐次選択する際、前記決定されたコードグループ群に続く次のコードグループの選択を、直前のDCレベルが逐次補正選択された多値データブロックの情報に関連付けて決定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の情報記録装置。
- 前記履歴データ生成手段により生成された履歴データに基づいて、前記グループデータ記憶手段に記憶された複数のコードグループのDCレベルの変動が小さくなる多値データブロックに変換し選択するコードグループ選択手段を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の情報記録装置。
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