JP5564415B2

JP5564415B2 - Digital data recording / reproducing method and digital data processing apparatus.

Info

Publication number: JP5564415B2
Application number: JP2010289120A
Authority: JP
Inventors: 拓星沢
Original assignee: Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2012138147A

Description

本発明は、デジタルデータを記録媒体に記録、又は記録媒体から再生する方法、特にホログラフィを用いて記録媒体に記録、記録媒体から再生する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method for recording or reproducing digital data on a recording medium, and more particularly to a method and apparatus for recording on a recording medium using holography and reproducing from the recording medium.

現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（ＢＤ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。 At present, the Blu-ray Disc (BD) standard using a blue-violet semiconductor laser has made it possible to commercialize an optical disc having a recording density of about 50 GB even for consumer use. In the future, it is desired to increase the capacity of an optical disk to the same level as an HDD (Hard Disc Drive) capacity of 100 GB to 1 TB.

しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。 However, in order to realize such an ultra-high density with an optical disc, a high-density technology by a new method different from the high-density technology by shortening the wavelength and increasing the objective lens NA is necessary.

次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。 While research on next-generation storage technology is underway, hologram recording technology that records digital information using holography is attracting attention.

ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。 Hologram recording technology is a method in which signal light having page data information two-dimensionally modulated by a spatial light modulator is superimposed on reference light inside the recording medium, and the interference fringe pattern generated at that time is placed in the recording medium. This is a technique for recording information on a recording medium by causing refractive index modulation.

情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。 At the time of reproducing information, if the recording medium is irradiated with the reference light used at the time of recording, the hologram recorded in the recording medium acts like a diffraction grating to generate diffracted light. This diffracted light is reproduced as the same light including the recorded signal light and phase information.

再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。 The reproduced signal light is detected two-dimensionally at high speed using a photodetector such as a CMOS or CCD. As described above, the hologram recording technique enables two-dimensional information to be recorded on the optical recording medium at once by one hologram and further reproduces this information. Since the page data can be overwritten, large-capacity and high-speed information recording / reproduction can be achieved.

ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度／容量を増大させる技術が記載されている。 As a hologram recording technique, for example, there is JP-A-2004-272268 (Patent Document 1). In this publication, a signal beam is condensed on an optical information recording medium by a lens, and simultaneously, a hologram is recorded by irradiating and collimating a reference beam of a parallel beam, and further determining the incident angle of the reference beam on the optical recording medium. A so-called angle multiplex recording method is described in which multiplex recording is performed by displaying different page data on a spatial light modulator while changing. Furthermore, in this publication, the distance between adjacent holograms can be shortened by condensing the signal light with a lens and providing an aperture (spatial filter) in the beam waist, which is compared with the conventional angle multiplex recording system. A technique for increasing the recording density / capacity is described.

また、ホログラム記録技術として、例えばＷＯ２００４−１０２５４２号公報（特許文献２）がある。本公報には、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズで光記録媒体に集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いた例が記述されている。 Further, as a hologram recording technique, for example, there is WO2004-102542 (Patent Document 2). In this publication, in one spatial light modulator, light from an inner pixel is signal light, light from an outer ring-shaped pixel is reference light, and both light beams are condensed on an optical recording medium with the same lens. An example is described in which a shift multiplexing method is used in which a hologram is recorded by causing signal light and reference light to interfere with each other near the focal plane of the lens.

以上のようなホログラム記録のためのデータフォーマットとして、例えば「Holographic Data Storage」（非特許文献１）に記載のものがある。本文献には、１ページデータ内のＯＮピクセルとＯＦＦピクセルの数を等しく（以下、ＤＣバランスと記す。）し、高データ転送レートを実現するための方法として、線形帰還シフトレジスタで生成される擬似乱数を利用したデータ変調方式について記述されている。またＤＣバランスを考慮する理由は、全ページデータで同一のＤＣ（ＯＮピクセル数とＯＦＦピクセル数の比）を持たせ、ホログラム記録時の露光時間の計算を簡素化するためと説明されている。 As a data format for hologram recording as described above, for example, there is one described in “Holographic Data Storage” (Non-Patent Document 1). In this document, the number of ON pixels and OFF pixels in one page data is made equal (hereinafter referred to as DC balance), and is generated by a linear feedback shift register as a method for realizing a high data transfer rate. A data modulation method using pseudo-random numbers is described. The reason why the DC balance is taken into account is that all the page data has the same DC (ratio between the number of ON pixels and the number of OFF pixels) to simplify the calculation of the exposure time during hologram recording.

特開２００４−２７２２６８号公報JP 2004-272268 A ＷＯ２００４−１０２５４２号公報WO2004-102542

Kevin Curtis他「Holographic Data Storage」、WILEY、P.252、2010年Kevin Curtis et al. "Holographic Data Storage", WILEY, P.252, 2010

ところで、非特許文献１に記載される従来の線形フィードバックシフトレジスタで生成される擬似乱数を用いた変調方式を用いた場合、ページデータに依ってはＤＣバランスが取れ無いといった課題があった。 By the way, when a modulation method using a pseudo random number generated by a conventional linear feedback shift register described in Non-Patent Document 1 is used, there is a problem that DC balance cannot be achieved depending on page data.

本発明の目的は、任意のページデータに対し、より正確にＤＣバランスが取れる変調方式を提供することである。 An object of the present invention is to provide a modulation method capable of achieving DC balance more accurately with respect to arbitrary page data.

上記目的は、その一例として特許請求の範囲の構成により達成できる。 The above object can be achieved by, for example, the structure of the claims.

本発明によれば、高データ転送レートを実現しつつ、任意のページデータに対して確実にＤＣバランスを取ることができる。 According to the present invention, it is possible to reliably achieve DC balance for arbitrary page data while realizing a high data transfer rate.

光情報記録再生装置の実施例を表す概略図Schematic diagram showing an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図Schematic showing an embodiment of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図Schematic showing an embodiment of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus 光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図Schematic showing an embodiment of the operation flow of the optical information recording / reproducing apparatus 光情報記録再生装置のデータ記録時の動作フローを表すフロチャートFlow chart showing operation flow at the time of data recording of optical information recording / reproducing apparatus 光情報記録再生装置のデータ再生時の動作フローを表すフロチャートFlow chart showing operation flow at the time of data reproduction of optical information recording / reproducing apparatus 第２スクランブルの最適s2検索アルゴリズムを表すフロチャートA flowchart representing the optimal s2 search algorithm for the second scramble 光情報記録再生装置内の信号生成回路の実施例を表す概略図Schematic showing the Example of the signal generation circuit in an optical information recording / reproducing apparatus 信号生成回路内の第１スクランブル回路の一部の実施例を表す概略図Schematic showing an embodiment of a part of the first scramble circuit in the signal generation circuit 信号生成回路内の第１スクランブル回路の一部の実施例を表す概略図Schematic showing an embodiment of a part of the first scramble circuit in the signal generation circuit 信号生成回路内の第２スクランブル回路の実施例を表す概略図Schematic showing the Example of the 2nd scramble circuit in a signal generation circuit

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a recording / reproducing apparatus of an optical information recording medium for recording and / or reproducing digital information using holography.

光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。 The optical information recording / reproducing apparatus 10 includes a pickup 11, a phase conjugate optical system 12, a disk cure optical system 13, a disk rotation angle detection optical system 14, and a rotation motor 50, and the optical information recording medium 1 is a rotation motor 50. It is the structure which can be rotated by.

ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、パソコン等の外部制御装置９１からインターフェース回路９０を経由して入力された記録対象となる情報信号は、コントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。 The pickup 11 plays a role of emitting reference light and signal light to the optical information recording medium 1 and recording digital information on the recording medium using holography. At this time, the information signal to be recorded input from the external control device 91 such as a personal computer via the interface circuit 90 is sent to the spatial light modulator in the pickup 11 by the controller 89 via the signal generation circuit 86. The signal light is modulated by a spatial light modulator.

光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出、信号処理回路８５によって信号を再生され、インターフェース回路９０を経由して外部制御装置９１に出力される。 When reproducing the information recorded in the optical information recording medium 1, the phase conjugate light of the reference light emitted from the pickup 11 is generated by the phase conjugate optical system 12. Here, the phase conjugate light is a light wave that travels in the opposite direction while maintaining the same wavefront as the input light. Reproduced light reproduced by the phase conjugate light is detected by a photodetector described later in the pickup 11, the signal is reproduced by the signal processing circuit 85, and output to the external control device 91 via the interface circuit 90.

光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。 The irradiation time of the reference light and the signal light applied to the optical information recording medium 1 can be adjusted by controlling the opening / closing time of the shutter in the pickup 11 via the shutter control circuit 87 by the controller 89.

ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。 The disk cure optical system 13 plays a role of generating a light beam used for pre-cure and post-cure of the optical information recording medium 1. Precure is a pre-process for irradiating a predetermined light beam in advance before irradiating the desired position with reference light and signal light when recording information at a desired position in the optical information recording medium 1. Post-cure is a post-process for irradiating a predetermined light beam after recording information at a desired position in the optical information recording medium 1 so that additional recording cannot be performed at the desired position.

ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。 The disk rotation angle detection optical system 14 is used to detect the rotation angle of the optical information recording medium 1. When adjusting the optical information recording medium 1 to a predetermined rotation angle, a signal corresponding to the rotation angle is detected by the disk rotation angle detection optical system 14, and a disk rotation motor control circuit is detected by the controller 89 using the detected signal. The rotation angle of the optical information recording medium 1 can be controlled via 88.

光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。 A predetermined light source driving current is supplied from the light source driving circuit 82 to the light sources in the pickup 11, the disk cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14, and each light source emits a light beam with a predetermined light quantity. be able to.

また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。 Further, the pickup 11 and the disk cure optical system 13 are provided with a mechanism capable of sliding the position in the radial direction of the optical information recording medium 1, and position control is performed via the access control circuit 81.

ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。 By the way, the recording technique using the principle of angle multiplexing of holography tends to have a very small tolerance for the deviation of the reference beam angle.

従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。 Therefore, a mechanism for detecting the deviation amount of the reference beam angle is provided in the pickup 11, a servo control signal is generated by the servo signal generation circuit 83, and the deviation amount is corrected via the servo control circuit 84. It is necessary to provide a servo mechanism for this purpose in the optical information recording / reproducing apparatus 10.

また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。 The pickup 11, the disk cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14 may be simplified by combining several optical system configurations or all optical system configurations.

図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子２０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（ＰｏｌａｒｉｚａｔｉＯＮＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム２０５に入射する。 FIG. 2 shows a recording principle in an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the optical information recording / reproducing apparatus 10. The light beam emitted from the light source 201 passes through the collimator lens 202 and enters the shutter 203. When the shutter 203 is open, after the light beam passes through the shutter 203, the optical element 204 composed of, for example, a half-wave plate or the like, adjusts the light quantity ratio of p-polarized light and s-polarized light to a desired ratio. After the polarization direction is controlled, the light is incident on a PBS (PolalizatiON Beam Splitter) prism 205.

ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９，リレーレンズ２１０，ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。 The light beam that has passed through the PBS prism 205 functions as signal light 206, and after the light beam diameter is expanded by the beam expander 208, the light beam passes through the phase mask 209, the relay lens 210, and the PBS prism 211 and passes through the spatial light modulator 212. Is incident on.

空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。 The signal light to which information is added by the spatial light modulator 212 reflects the PBS prism 211 and propagates through the relay lens 213 and the spatial filter 214. Thereafter, the signal light is condensed on the optical information recording medium 1 by the objective lens 215.

一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。 On the other hand, the light beam reflected by the PBS prism 205 works as reference light 207, and is set to a predetermined polarization direction according to recording or reproduction by the polarization direction conversion element 216, and then galvanically passed through the mirror 217 and the mirror 218. Incident on the mirror 219. Since the angle of the galvanometer mirror 219 can be adjusted by the actuator 220, the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 after passing through the lens 221 and the lens 222 can be set to a desired angle. In order to set the incident angle of the reference light, an element that converts the wavefront of the reference light may be used instead of the galvanometer mirror.

このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。 In this way, the signal light and the reference light are incident on the optical information recording medium 1 so as to overlap each other, whereby an interference fringe pattern is formed in the recording medium, and information is recorded by writing this pattern on the recording medium. To do. Moreover, since the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 can be changed by the galvanometer mirror 219, recording by angle multiplexing is possible.

以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。 Hereinafter, in holograms recorded in the same area with different reference beam angles, holograms corresponding to each reference beam angle are called pages, and a set of pages angle-multiplexed in the same area is called a book. .

図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ２２３によって角度調整可能なガルバノミラー２２４にて反射させることで、その位相共役光を生成する。 FIG. 3 shows the principle of reproduction in an example of the basic optical system configuration of the pickup 11 in the optical information recording / reproducing apparatus 10. When reproducing the recorded information, the reference light is incident on the optical information recording medium 1 as described above, and the light beam transmitted through the optical information recording medium 1 is reflected by the galvanometer mirror 224 whose angle can be adjusted by the actuator 223. By doing so, the phase conjugate light is generated.

この位相共役光によって再生された信号光は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。 The signal light reproduced by the phase conjugate light propagates through the objective lens 215, the relay lens 213, and the spatial filter 214. Thereafter, the signal light passes through the PBS prism 211 and enters the photodetector 225, and the recorded signal can be reproduced.

図４は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。 FIG. 4 shows an operation flow of recording and reproduction in the optical information recording / reproducing apparatus 10. Here, a flow relating to recording / reproduction using holography in particular will be described.

図４（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図４（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図４（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。 FIG. 4A shows an operation flow from the insertion of the optical information recording medium 1 into the optical information recording / reproducing apparatus 10 until the preparation for recording or reproduction is completed. FIG. FIG. 4C shows an operation flow until information is recorded on the information recording medium 1, and FIG. 4C shows an operation flow until the information recorded on the optical information recording medium 1 is reproduced from the ready state.

図４（ａ）に示すように媒体を挿入Ｓ４０１すると、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別Ｓ４０２を行う。 When a medium is inserted S401 as shown in FIG. 4A, the optical information recording / reproducing apparatus 10 determines whether or not the inserted medium is a medium for recording or reproducing digital information using holography, for example. Do.

ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出しＳ４０３、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。 As a result of disc discrimination, when it is determined that the optical information recording medium records or reproduces digital information using holography, the optical information recording / reproducing apparatus 10 reads out control data provided on the optical information recording medium S403, For example, information on an optical information recording medium and information on various setting conditions at the time of recording and reproduction are acquired.

コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理Ｓ４０４を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了Ｓ４０５する。 After reading out the control data, various adjustments according to the control data and learning processing S404 related to the pickup 11 are performed, and the optical information recording / reproducing apparatus 10 completes preparation for recording or reproduction S405.

準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信Ｓ４０６して、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。 As shown in FIG. 4B, the operation flow from the ready state to the recording of information is as follows. First, data to be recorded is received S406, and information corresponding to the data is sent to the spatial light modulator in the pickup 11. .

その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理Ｓ４０７を事前に行い、シーク動作Ｓ４０８ならびにアドレス再生Ｓ４０９を繰り返しながらピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。 Thereafter, various learning processes S407 are performed in advance so that high-quality information can be recorded on the optical information recording medium, and the positions of the pickup 11 and the disk cure optical system 13 are repeated while repeating the seek operation S408 and the address reproduction S409. Are arranged at predetermined positions on the optical information recording medium.

その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアＳ４１０し、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録Ｓ４１１する。 Thereafter, a predetermined area is pre-cured S410 using the light beam emitted from the disk cure optical system 13, and data is recorded S411 using the reference light and signal light emitted from the pickup 11.

データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイＳ４１２し、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアＳ４１３を行う。 After the data is recorded, the data is verified S412 as necessary, and post-cure S413 is performed using the light beam emitted from the disk Cure optical system 13.

準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図４（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理Ｓ４１４を事前に行う。その後、シーク動作Ｓ４１５ならびにアドレス再生Ｓ４１６を繰り返しながらピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。 As shown in FIG. 4 (c), the operation flow from the ready state to the reproduction of recorded information includes various learning processes S414 as necessary so that high-quality information can be reproduced from the optical information recording medium. Do it in advance. Thereafter, the positions of the pickup 11 and the phase conjugate optical system 12 are arranged at predetermined positions on the optical information recording medium while repeating the seek operation S415 and the address reproduction S416.

その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出し、外部制御装置９１にデータ送信Ｓ４１７する。 Thereafter, reference light is emitted from the pickup 11, information recorded on the optical information recording medium is read, and data transmission S 417 is performed to the external control device 91.

次に本実施例における符号化方法について図５、図６を用いて説明する。図５は、図１の信号生成回路８６内部における図４（ｂ）のＳ４０６の動作フローを示す。また図６は、図１の信号処理回路８５内部における図４（ｃ）のＳ４１７の動作フローを示している。 Next, the encoding method in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an operation flow of S406 in FIG. 4B inside the signal generation circuit 86 in FIG. FIG. 6 shows an operation flow of S417 in FIG. 4C inside the signal processing circuit 85 in FIG.

先ず記録時の詳細動作について述べる。１ページ分のユーザデータを受信Ｓ５０１すると、複数のデータ列に分割、再生時エラー検出が行えるように各データ列をＣＲＣ化Ｓ５０２し、ＤＣバランス化と同一パターンの繰り返しを防ぐためデータ列に擬似乱数データ列を加える第１スクランブルＳ５０３を施し、再度ＤＣバランス化を図るため特定のデータ列を加える第２スクランブルＳ５０４を施した後、リード・ソロモン符号等の誤り訂正符号化Ｓ５０５を行う。誤り訂正に使用する誤り訂正符号は組織符号であり、符号化で得られるパリティデータ列のＤＣはスクランブル化されたデータ列のＤＣに類似すること、つまりＤＣバランスの取れた情報データ列を誤り訂正符号化するとＤＣバランスが取れた誤り訂正符号に変換されること、が望ましい。次にこのデータ列をＭ×Ｎの２次元データに変換し、それをページデータ分繰返し１ページ分の２次元データＳ５０６を構成する。このように構成した２次元データに対して再生時に基準となるマーカーを付加Ｓ５０７し、空間光変調器３０８にデータを転送５０８する。 First, the detailed operation during recording will be described. When one page of user data is received S501, each data string is divided into a plurality of data strings so that error detection during reproduction can be performed in S502, and the data string is simulated to prevent repetition of the same pattern as DC balancing. A first scramble S503 for adding a random number data sequence is performed, and a second scramble S504 for adding a specific data sequence for DC balancing is performed again, and then an error correction encoding S505 such as a Reed-Solomon code is performed. The error correction code used for error correction is a systematic code, and the DC of the parity data sequence obtained by encoding is similar to the DC of the scrambled data sequence, that is, the DC-balanced information data sequence is error corrected. It is desirable that when encoded, it is converted into an error correction code with DC balance. Next, this data string is converted into M × N two-dimensional data, which is repeated for page data to form two-dimensional data S506 for one page. A marker serving as a reference at the time of reproduction is added to the two-dimensional data configured in this manner (S507), and the data is transferred 508 to the spatial light modulator 308.

次に再生時の詳細動作について述べる。まず光検出器３１８から取得した画像データが信号処理回路８５に転送Ｓ６０１される。画像のマーカーを基準に画像位置を検出Ｓ６０２し、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪みを補正Ｓ６０３、この補正画像に対して２値化処理Ｓ６０４を行い、マーカーを除去Ｓ６０５することで２次元データを取得Ｓ６０６する。その後記録時と逆の過程により２次元データを１次元データに変換した後、誤り訂正処理Ｓ６０７を行ってパリティデータ列を取り除く。次に第２スクランブル解除処理Ｓ６０８、第１スクランブル解除処理Ｓ６０９を施し、誤り検出処理Ｓ６１０を行ってＣＲＣパリティを削除した後にユーザデータをインターフェース回路９０経由で外部制御装置９１に転送Ｓ６１１する。 Next, the detailed operation during reproduction will be described. First, image data acquired from the photodetector 318 is transferred to the signal processing circuit 85 (S601). The image position is detected based on the marker of the image S602, distortion such as the inclination, magnification, and distortion of the image is corrected S603, the binarization processing S604 is performed on the corrected image, and the marker is removed S605, thereby performing two-dimensional processing. Acquire data S606. Thereafter, the two-dimensional data is converted into one-dimensional data by the reverse process of recording, and then error correction processing S607 is performed to remove the parity data string. Next, a second descrambling process S608 and a first descrambling process S609 are performed, and an error detection process S610 is performed to delete the CRC parity, and then the user data is transferred to the external control device 91 via the interface circuit 90 (S611).

図５の記録データフローで行われる第１スクランブルデータ化Ｓ５０３、第２スクランブルデータ化Ｓ５０４について説明する。本説明では便宜上ＣＲＣ化された１データ列の長さがユーザデータ４０９６バイト、ＣＲＣパリティ４バイトからなる４１０４バイトであるとする。また＋が表す加算は排他論理和を用いて行われる。 The first scrambled data S503 and the second scrambled data S504 performed in the recording data flow of FIG. 5 will be described. In this description, it is assumed that the length of one CRC data string is 4104 bytes including user data 4096 bytes and CRC parity 4 bytes for convenience. The addition represented by + is performed using exclusive OR.

式１は第１スクランブルデータ化Ｓ５０３での処理内容を表す。Y(x)の係数を並べたデータ列を第１スクランブルデータ列とする。

Y(x) = C(x) + S1(x)・・・・・・・・・・・・・・・・・・式１

ただし、
C(x) = c₀x⁴¹⁰³ + c₁x⁴¹⁰² + … + c₄₁₀₂x + c₄₁₀₃・・・・・・・・式２
S1(x) = s1₀x⁴¹⁰⁴ + s1₁x⁴¹⁰³ + … + s1₄₁₀₃x + s1₄₁₀₄・・・・・式３

C(x)：ＣＲＣ化データ列（c₀, c₁, …, c₄₁₀₃）を係数とした４１０３次の多項式。
S1(x)：線形帰還シフトレジスタが生成する擬似乱数データ列（s1₀, s1₁, …, s1₄₁₀₄）を係数とした４１０４次の多項式、s1₀は線形帰還シフトレジスタの初期値、又は初期値の一部。 Expression 1 represents the processing contents in the first scrambled data conversion S503. A data string in which Y (x) coefficients are arranged is defined as a first scrambled data string.

Y (x) = C (x) + S1 (x) ......... Equation 1

However,
C (x) = c ₀ x ⁴¹⁰³ + c ₁ x ⁴¹⁰² +… + c ₄₁₀₂ x + c ₄₁₀₃ ... Equation 2
S1 (x) = s1 ₀ x ⁴¹⁰⁴ + s1 ₁ x ⁴¹⁰³ +… + s1 ₄₁₀₃ x + s1 ₄₁₀₄ Equation 3

C (x): 4103 degree polynomial using CRC data string (c ₀ , c ₁ ,..., C ₄₁₀₃ ) as coefficients.
S1 (x): 4104th order polynomial using pseudo random number data sequence (s1 ₀ , s1 ₁ ,..., S1 ₄₁₀₄ ) generated by the linear feedback shift register, s1 ₀ is the initial value or initial value of the linear feedback shift register Part of the value.

式４は第２スクランブルデータ化Ｓ５０４での処理内容を表す。Z(x)の係数を並べたデータ列を第２スクランブルデータ列とする。

Z(x) = Y(x) + S2(x)・・・・・・・・・・・・・・・・・・式４

ただし、
S2(x) = s2x⁴¹⁰⁴ + s2x⁴¹⁰³ + … + s2x + s2・・・・・・・・式５

S2(x)：定数s2を全項の係数とした４１０４次の多項式。 Expression 4 represents the processing contents in the second scrambled data conversion S504. A data string in which the coefficients of Z (x) are arranged is a second scrambled data string.

Z (x) = Y (x) + S2 (x) ... Equation 4

However,
S2 (x) = s2x ⁴¹⁰⁴ + s2x ⁴¹⁰³ +… + s2x + s2 ... Equation 5

S2 (x): 4104th order polynomial with constant s2 as coefficients of all terms.

図６の再生データフローで行われる第１スクランブル解除Ｓ６０９、第２スクランブル解除Ｓ６０８について説明する。 The first descrambling S609 and the second descrambling S608 performed in the reproduction data flow of FIG. 6 will be described.

式６は第２スクランブルデータ解除Ｓ６０８での処理内容を表す。図６の処理フローが示すように本処理は誤り訂正後に行われる。そのため、スクランブル解除するデータにはエラーは含まれず、式４の第２スクランブルデータ列を係数とするZ(x)に一致する。

Y(X) = Z(x) + S2(x)・・・・・・・・・・・・・・・・・・式６
Expression 6 represents the processing contents in the second scramble data release S608. As shown in the processing flow of FIG. 6, this processing is performed after error correction. Therefore, no error is included in the data to be scrambled, and it coincides with Z (x) using the second scrambled data string of Equation 4 as a coefficient.

Y (X) = Z (x) + S2 (x) ... Equation 6

ただし、
S2(x)：第２スクランブルデータ化で使用した定数s2を全項の係数とした４１０４次の多項式。またs2はZ(x)の４１０４次の項の係数z₀とS1(x)の４１０４次の項の係数s1₀から式７で求められる。

s2 = z₀ + s1₀・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式７
However,
S2 (x): A 4104th order polynomial in which the constant s2 used in the second scramble data conversion is the coefficient of all terms. Further, s2 is obtained by Expression 7 from the coefficient z ₀ of the 4104th order term of Z (x) and the coefficient s1 ₀ of the 4104th order term of S1 (x).

s2 = z ₀ + s1 ₀ ... 7

式８は第１スクランブルデータ解除Ｓ６０９での処理内容を表す。

C(X) = Y(x) + S1(x)・・・・・・・・・・・・・・・・・・式８
Expression 8 represents the processing contents in the first scramble data release S609.

C (X) = Y (x) + S1 (x) ... 8

ただし、
S1(x)：第１スクランブルデータ化で使用した線形帰還シフトレジスタから生成される擬似乱数データ列（s1₀, s1₁, …, s1₄₁₀₄）を係数とした４１０４次の多項式。 However,
S1 (x): a 4104th order polynomial using coefficients of a pseudo random number data sequence (s1 ₀ , s1 ₁ ,..., S1 ₄₁₀₄ ) generated from the linear feedback shift register used in the first scramble data conversion.

ここで第１スクランブルデータ化Ｓ５０３の初期値と第２スクランブルデータ化Ｓ５０４の定数s2の詳細について説明する。 Details of the initial value of the first scrambled data S503 and the constant s2 of the second scrambled data S504 will be described here.

第１スクランブルデータ化Ｓ５０３の目的は、ＤＣバランス化と同一パターンの繰り返しの防止である。同一パターンの繰り返しはページ内だけでなく、クロストークの影響が大きい同ブックの前後ページや隣接ブックの同一角で記録されるページ、で防げることが望ましい。第１スクランブルデータ化の初期値は、１ページ内の各データ列で異なり、隣接ブックの同一角で記録されるページや同ブックの前後ページの同一箇所に記録されるデータ列で使用される初期値とも異ならせたい。そのため、初期値はデータ列単位で割り当てられたアドレスや、ブック番号、ページ番号とデータ列番号の組み合わせ、等を利用して決定又は生成する。 The purpose of the first scrambled data conversion S503 is to prevent the same pattern as the DC balance and the repetition of the same pattern. It is desirable to prevent the same pattern from being repeated not only within a page, but also before and after the same book where the influence of crosstalk is large, and pages recorded at the same angle of adjacent books. The initial value of the first scrambled data is different for each data string in one page, and is the initial value used for a data string recorded at the same location of a page recorded at the same corner of an adjacent book or the previous and subsequent pages of the book. I want to make it different. Therefore, the initial value is determined or generated using an address assigned in units of data strings, a book number, a combination of page numbers and data string numbers, and the like.

第２スクランブルデータ化Ｓ５０４の目的は、第１スクランブルデータ化Ｓ５０３同様のＤＣバランス化である。ただし第１スクランブルデータ化Ｓ５０３のＤＣバランスは、初期値と線形帰還シフトレジスタで決定される擬似乱数データ列を、対象とするＣＲＣ化データ列に加えることで行われるため、確率2^4105*8で起こり得るＣＲＣ化データ列と擬似乱数データ列とが同一であったとき等、ＤＣバランス化が図れない場合がある。そこで第２スクランブルデータ化Ｓ５０４は第１スクランブルデータ列のＤＣを確認し、必要に応じて実施する。この第２スクランブルデータ化Ｓ５０４では８ビットのバイトデータを並べて構成される第１スクランブルデータ列の８つのビット列のＤＣをそれぞれ計算し、ＤＣが０に近づくようにビット列の極性を反転することで行われる。ビット列の極性反転は、極性反転するビット列をs2に設定することで実現できる。以下に例を示す。 The purpose of the second scrambled data conversion S504 is DC balancing similar to the first scrambled data conversion S503. However, since the DC balance of the first scrambled data conversion S503 is performed by adding the initial value and the pseudo random number data sequence determined by the linear feedback shift register to the target CRC data sequence, the probability is 2 ^{4105 * 8} . In some cases, such as when the possible CRC data string and the pseudo-random data string are identical, DC balancing cannot be achieved. Therefore, the second scrambled data conversion S504 confirms the DC of the first scrambled data string and implements it as necessary. In this second scrambled data conversion S504, the DC of the eight bit strings of the first scrambled data string constituted by arranging 8-bit byte data is calculated, and the polarity of the bit string is inverted so that the DC approaches zero. Is called. The polarity inversion of the bit string can be realized by setting the bit string for polarity inversion to s2. An example is shown below.

ＯＮピクセルに相当する１を＋１とし、ＯＦＦピクセルに相当する０を−１として数え、第１スクランブルデータ列のＤＣが＋１００、ビット７のビット列のＤＣが＋５０、ビット６のビット列のＤＣが＋２０、ビット５からビット１のビット列のＤＣが０、ビット０のビット列のＤＣが＋３０である場合、ビット７のビット列を極性反転し、ビット７のＤＣを−５０することで、第２スクランブルデータ列のＤＣを０とすることする。このときのs2値は80h(1000_0000b)となる。またビット６とビット０のビット列を極性反転し、ビット６とビット０のビット列のＤＣをそれぞれ−２０、−３０することでも、第２スクランブルデータ列のＤＣを０とすることができる。このときのs2値は41h(0100_0001b)である。 1 corresponding to the ON pixel is counted as +1, 0 corresponding to the OFF pixel is counted as −1, DC of the first scrambled data string is +100, DC of the bit string of bit 7 is +50, DC of the bit string of bit 6 is +20, When the DC of the bit string from bit 5 to bit 1 is 0 and the DC of the bit string of bit 0 is +30, the polarity of the bit string of bit 7 is inverted, and the DC of bit 7 is set to −50, so that the second scrambled data string Let DC be 0. The s2 value at this time is 80h (1000_0000b). Also, the DC of the second scrambled data string can be set to 0 by inverting the polarities of the bit strings of bit 6 and bit 0 and setting the DCs of the bit strings of bit 6 and bit 0 to −20 and −30, respectively. The s2 value at this time is 41h (0100_0001b).

尚、本実施例では第２スクランブルデータ化Ｓ５０４を８ビットの定数s2を用いて行っているが、本ビット数は４ビット、１６ビットや３２ビットでも構わない。 In this embodiment, the second scrambled data S504 is performed using the 8-bit constant s2. However, the number of bits may be 4, 16, or 32 bits.

図８に図５の信号生成フローの信号処理を実現する回路構成を示す。インターフェース回路９０にユーザデータの入力が開始されると、インターフェース回路９０はコントローラ８９にデータ入力が開始されたことを通知する。コントローラ８９は本通知を受け、信号生成回路８６にインターフェース回路から入力される１ページ分のデータを処理するよう命ずる。コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン８０９を経由し、信号生成回路８６内サブコントローラ８０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ８０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン８０１を介して各信号処理回路の制御を行う。先ず、メモリ制御回路８０３に、データライン８１０を介してインターフェース回路９０から入力されるユーザデータをメモリ８０２に格納するよう制御する。メモリ８０２に格納されたデータがある一定量に達すると、ＣＲＣ演算回路８０４でメモリ８０２に格納されたデータをＣＲＣ化する制御を行う。次にメモリ８０２に格納されたＣＲＣ化されたデータを、第１スクランブル回路８０５で擬似乱数データ列を加えるスクランブル化が実施され、第１スクランブルでのＤＣ調整結果を考慮し、第２スクランブル回路８０６で定数を加えるスクランブル化が行われ、本スクランブル化と同時に誤り訂正符号化回路８０７においてパリティを付加する誤り訂正符号化処理が行われる。メモリ８０２に格納された誤り訂正符号化されたデータは、空間光変調器３０８上の２次元データの並びでピックアップインターフェース回路８０８に読み出され、再生時に基準となるマーカーを付加された後、ピックアップ１１に転送される。 FIG. 8 shows a circuit configuration for realizing the signal processing of the signal generation flow of FIG. When the input of user data to the interface circuit 90 is started, the interface circuit 90 notifies the controller 89 that the data input has started. In response to this notification, the controller 89 instructs the signal generation circuit 86 to process one page of data input from the interface circuit. A processing command from the controller 89 is notified to the sub-controller 801 in the signal generation circuit 86 via the control line 809. Upon receiving this notification, the sub-controller 801 controls each signal processing circuit via the control line 801 so that the signal processing circuits are operated in parallel. First, the memory control circuit 803 is controlled to store user data input from the interface circuit 90 via the data line 810 in the memory 802. When the data stored in the memory 802 reaches a certain amount, the CRC calculation circuit 804 performs control to convert the data stored in the memory 802 into a CRC. Next, the CRC-converted data stored in the memory 802 is scrambled by adding a pseudo-random data sequence in the first scramble circuit 805, and the second scramble circuit 806 is considered in consideration of the DC adjustment result in the first scramble. A scramble is added by adding a constant, and an error correction encoding process for adding a parity is performed in the error correction encoding circuit 807 simultaneously with this scramble. The error-correction-encoded data stored in the memory 802 is read out to the pickup interface circuit 808 as a two-dimensional data array on the spatial light modulator 308, and a reference marker is added at the time of reproduction. 11 is transferred.

図９と図１０に第１スクランブル回路８０５の構成の一例を示す。図９が示すように第１スクランブル回路８０５は排他論理和９０１とｒ０からｒ１５のシフトレジスタ９０３からなる、タップを１５、１４、１２と３番目とするフィボナッチ線形帰還シフトレジスタで構成されているシフトレジスタ９０３は“ｒ０からｒ１４”が“ｒ１からｒ１５”の入力、ｒ１５、ｒ１４、ｒ１２とｒ３の排他論理和がｒ０の入力になっている。本線形帰還シフトレジスタは0001hからFFFFhの範囲の値を２^１６−１ステップで巡回し、ｓ７からｓ０の擬似乱数を生成する。本シフトレジスタの初期値には第１スクランブルの対象となるＣＲＣ化データ列に割り当てられたアドレスのＬＳＢ１５ビット（ａ１５，ａ１４，．．．，ａ０）と定数1bを用いる。ｒ１５の初期値に定数1bを割り当てる理由は、シフトレジスタ９０３に0000hが設定されることを防ぐためである。また１ステップ毎に本フィボナッチ線形帰還シフトレジスタのｒ７からｒ０から８ビットの擬似乱数データが出力され、内ｒ７、ｒ５、ｒ３とｒ１からの出力値は否定（インバータ）９０２で極性反転し出力される。本極性反転の理由は、シフトレジスタ９０３の値に０又は１が多く含まれる場合、本フィボナッチ線形帰還シフトレジスタの性質上、０又は１を多く含む擬似乱数データが連続して出力されることを防ぐためである。図１０は８ビットのＣＲＣ化データ（ｄ７からｄ０）にフィボナッチ線形帰還シフトレジスタから出力された８ビットの擬似乱数データ（ｓ７からｓ０）を排他論理和９０１で重畳し、第２スクランブルデータ化ｓ５０４で必要となる第１スクランブル化データ列の各ビット列のＤＳＶを計算するために、ＤＳＶ演算回路１００１〜１００８に入力した後、８ビットの第１スクランブル化データ（ｓｄ７からｓｄ０）として出力することを示している。ＤＳＶ演算回路１００１〜１００８内では、第１スクランブル化データ列の入力開始時にＤＳＶカウンタは初期値０が設定され、その後、入力される第１スクランブル化データ（ｓｄ７〜ｓｄ０）の対象となるビット値が０の場合、内部で保持されるＤＳＶカウンタを−１するデンクリメント処理を行い、１の場合、ＤＳＶカウンタを＋１するインクリメント処理が行われる。本説明で用いた例では第１スクランブル化データ列長は４１０５バイトであるため、各ＤＳＶ演算回路のＤＳＶカウンタは−４１０５から４１０５の値を保証する１４ビット以上で構成される。本ＤＳＶ演算回路１００１〜１００８内で求められたカウンタ値は第１スクランブル化データ列の各ビット列のＤＳＶとしてサブコントローラ８０１（マイコン）に引き渡される。 9 and 10 show an example of the configuration of the first scramble circuit 805. FIG. As shown in FIG. 9, the first scramble circuit 805 is composed of an exclusive OR 901 and a shift register 903 from r0 to r15, and is composed of a Fibonacci linear feedback shift register with taps 15, 14, 12 and third. In the register 903, “r0 to r14” is an input of “r1 to r15”, and an exclusive OR of r15, r14, r12 and r3 is an input of r0. This linear feedback shift register cycles through values in the range of 0001h to FFFFh in 2 ¹⁶ −1 steps, and generates pseudorandom numbers from s7 to s0. The LSB 15 bits (a15, a14,..., A0) and the constant 1b of the address assigned to the CRC-coded data string to be subjected to the first scramble are used as the initial value of this shift register. The reason why the constant 1b is assigned to the initial value of r15 is to prevent 0000h from being set in the shift register 903. In addition, 8-bit pseudo-random data is output from r7 to r0 of this Fibonacci linear feedback shift register for each step, and the output values from r7, r5, r3 and r1 are inverted (inverted) 902 and output. The The reason for this polarity inversion is that, when the value of the shift register 903 contains many 0s or 1s, due to the nature of this Fibonacci linear feedback shift register, pseudo-random data containing many 0s or 1s is output continuously. This is to prevent it. In FIG. 10, 8-bit pseudo-random data (s7 to s0) output from the Fibonacci linear feedback shift register is superimposed on the 8-bit CRC data (d7 to d0) by exclusive OR 901 to form the second scrambled data s504. In order to calculate the DSV of each bit string of the first scrambled data string required in step 1, the data is input to the DSV arithmetic circuits 1001 to 1008 and then output as 8-bit first scrambled data (sd7 to sd0). Show. In the DSV arithmetic circuits 1001 to 1008, the DSV counter is set to an initial value 0 at the start of input of the first scrambled data string, and then the bit value that is the target of the input first scrambled data (sd7 to sd0). When 0 is 0, a decrement process is performed to decrement the DSV counter held therein, and when it is 1, an increment process is performed to increment the DSV counter. In the example used in this description, since the first scrambled data string length is 4105 bytes, the DSV counter of each DSV arithmetic circuit is composed of 14 bits or more that guarantee a value of -4105 to 4105. The counter values obtained in the DSV arithmetic circuits 1001 to 1008 are delivered to the sub-controller 801 (microcomputer) as the DSV of each bit string of the first scrambled data string.

本説明ではs2算出処理はサブコントローラ８０１を用いて行うと説明したが、別回路を設けてs2算出処理を行っても構わない。 In this description, the s2 calculation process is described as being performed using the sub-controller 801. However, another circuit may be provided to perform the s2 calculation process.

図７は第２スクランブル回路８０６内で、第１回スクランブル回路８０５で求めた各ビット列のＤＳＶを使い、ＤＣバランス化のために重畳する定数s2をサブコントローラ８０１で求める方法を示したフロチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a method in which the sub-controller 801 obtains the constant s2 to be superimposed for DC balancing by using the DSV of each bit string obtained by the first scramble circuit 805 in the second scramble circuit 806. is there.

本フロチャート内で使用するパラメータは、s2の他にカウンタ、保管ＤＳＶ、計算ＤＳＶの４種類があり、カウンタはs2と同じビット数で構成、つまり本説明では８ビットで構成され、保管ＤＳＶは０から（第１スクランブル化データ列の長さ×データのビット数）／２＋１の数を保持できるビット数、本説明では０から４１０５×８／２＋１の数が取り扱える１５ビットで構成され、計算ＤＳＶは（第１スクランブル化データ列の長さ×データのビット数×極性数）が計算できるビット数、本説明では−４１０５×８から４１０５×８の数が取り扱える１７ビットで構成される。 In addition to s2, there are four types of parameters used in this flowchart: counter, storage DSV, and calculation DSV. The counter is composed of the same number of bits as s2, that is, it is composed of 8 bits in this description. It is composed of 15 bits that can handle the number from 0 to (the length of the first scrambled data string × the number of data bits) / 2 + 1, in this description, the number from 0 to 4105 × 8/2 + 1 can be handled. Is the number of bits that can be calculated (length of first scrambled data string × number of bits of data × number of polarities). In this description, it is composed of 17 bits that can handle numbers from −4105 × 8 to 4105 × 8.

s2の計算は、初期化処理としてs2のビット数と同じ８ビットのカウンタをリセットＳ７０１、s2値をリセットし、第１スクランブル化データ列の各ビット列のＤＳＶを足し合わせたＤＳＶの絶対値を初期ＤＳＶとして保管Ｓ７０２する。次に保管されたＤＳＶの値が０か否かを確認Ｓ７０３し、０であった場合、その時点のs2値がＤＳＶを０とする値として本処理を終了する。０でなかった場合はカウンタを＋１するインクリメントＳ７０４を行い、本カウンタ値をs2として用いた場合のＤＳＶを計算Ｓ７０５、計算して求められたＤＳＶの絶対値と保管されているＤＳＶの大きさを比較Ｓ７０６する。比較した結果、計算されたＤＳＶが保管ＤＳＶよりも小さかった場合、カウンタ値をs2として、計算されたＤＳＶの絶対値を新たにＤＳＶとして保管する。それ以外の場合にはs2、保管ＤＳＶ共に更新されずそのまま保持される。最後にカウンタ値を確認Ｓ７０８し、本カウンタ値が最終値である２５５である場合には、00h(0000_0000b)からFFh(1111_1111b)の全s2のＤＳＶ値を確認し終えたため、その時点のs2値がＤＳＶを最小とする値として本処理を終了する。それ以外の場合、再度保管されたＤＳＶの値が０か否かを確認Ｓ７０３するところから処理を繰り返す。 For the calculation of s2, as an initialization process, the 8-bit counter same as the number of bits of s2 is reset S701, the s2 value is reset, and the DSV absolute value obtained by adding the DSV of each bit string of the first scrambled data string is initialized Stored as a DSV S702. Next, it is confirmed whether or not the value of the stored DSV is 0 (S703), and if it is 0, the s2 value at that time is set to a value that sets DSV to 0, and this processing ends. If it is not 0, increment S704 is performed to increment the counter, and DSV when this counter value is used as s2 is calculated S705. The absolute value of DSV obtained by calculation and the size of the stored DSV are calculated. Comparison S706 is performed. As a result of the comparison, if the calculated DSV is smaller than the storage DSV, the absolute value of the calculated DSV is newly stored as a DSV with the counter value as s2. In other cases, both s2 and the storage DSV are not updated but are held as they are. Finally, the counter value is confirmed in S708, and when this counter value is 255 which is the final value, the DSV values of all s2 from 00h (0000_0000b) to FFh (1111_1111b) have been confirmed. This process is terminated with a value that minimizes DSV. In other cases, the process is repeated from step S703 where it is confirmed whether the DSV value stored again is 0 or not.

このようにサブコントローラ８０１で求められたＤＳＶを最小とするs2は、第２スクランブル回路８０６に通知され、図１１の第２スクランブル回路で式４の演算に相当する処理が行われる。第２スクランブル回路はs2を保持する８個のレジスタ１１０１と排他論理和９０１で構成される。ｓｄ０からｓｄ７から入力される第１スクランブル化データ列は逐次s2値と排他論理和され、結果、本第２スクランブル回路からｍｄ０からｍｄ７として期待されたＤＳＶを持つ第２スクランブル化データ列が出力される。 As described above, s2 that minimizes the DSV obtained by the sub-controller 801 is notified to the second scramble circuit 806, and processing corresponding to the calculation of Expression 4 is performed by the second scramble circuit in FIG. The second scramble circuit is composed of eight registers 1101 holding s2 and an exclusive OR 901. The first scrambled data sequence input from sd0 to sd7 is exclusive-ORed with the s2 value successively, and as a result, the second scrambled data sequence having the expected DSV as md0 to md7 is output from the second scramble circuit. The

またサブコントローラ８０１で求められたＤＳＶを最小とするs2が初期値の00h(0000_0000b)であった場合、第２スクランブルデータ化ｓ５０４で得られる第２スクランブル化データ列は第１スクランブル化データ列と同じであるため、サブコントローラ８０１は第２スクランブル回路８０６での第２スクランブル化ｓ５０４処理をスキップすることができる。 If s2 that minimizes the DSV obtained by the sub-controller 801 is the initial value 00h (0000_0000b), the second scrambled data string obtained in the second scrambled data s504 is the first scrambled data string. Since they are the same, the sub-controller 801 can skip the second scrambled s504 process in the second scramble circuit 806.

本説明では第１スクランブル処理や第２スクランブル処理を８ビット単位で行ったが、１６ビット、３２ビットや６４ビット単位で行っても構わない。またデータ列長を４１０５バイトとしたが、２キロバイト、８キロバイト程度であっても構わない。 In this description, the first scramble process and the second scramble process are performed in units of 8 bits, but may be performed in units of 16 bits, 32 bits, and 64 bits. Although the data string length is 4105 bytes, it may be about 2 kilobytes or 8 kilobytes.

なお、本実施例ではＤＳＶ値が0を目標とし説明してきたが、目標のＤＳＶ値からの差分が小さければ良く、目標のＤＳＶ値については、0に限られない。また、本実施例では、角度多重方式を例に示したが、その他の多重方式（例えばシフト多重方式）にも応用できる。 Although the present embodiment has been described with the DSV value of 0 as a target, the difference from the target DSV value only needs to be small, and the target DSV value is not limited to 0. In this embodiment, the angle multiplexing method is shown as an example, but the present invention can also be applied to other multiplexing methods (for example, shift multiplexing method).

１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、９０・・・インターフェース回路、９１・・・外部制御回路、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、
８０１・・・サブコントローラ、８０２・・・メモリ、８０３・・・メモリ制御回路、
８０４・・・ＣＲＣ演算回路、８０５・・・第１スクランブル回路、
８０６・・・第２スクランブル回路、８０７・・・誤り訂正符号化回路、
８０８・・・ピックアップインターフェース回路、８０９・・・制御用ライン、
８１０・・・データライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical information recording medium, 10 ... Optical information recording / reproducing apparatus, 11 ... Pickup,
12 ... Phase conjugate optical system, 13 ... Disc Cure optical system,
14 ... Optical system for detecting the disk rotation angle, 50 ... Rotation motor,
81 ... Access control circuit, 82 ... Light source driving circuit, 83 ... Servo signal generation circuit,
84 ... Servo control circuit, 85 ... Signal processing circuit, 86 ... Signal generation circuit,
87 ... Shutter control circuit, 88 ... Disc rotation motor control circuit,
89 ... Controller, 90 ... Interface circuit, 91 ... External control circuit,
201 ... light source, 202 ... collimating lens, 203 ... shutter,
204 ... 1/2 wavelength plate, 205 ... polarizing beam splitter,
206: Signal light, 207: Reference light,
208... Beam expander, 209 .. Phase mask,
210 ... relay lens, 211 ... polarizing beam splitter,
212 ... Spatial light modulator, 213 ... Relay lens, 214 ... Spatial filter,
215 ... Objective lens, 216 ... Polarization direction conversion element, 217 ... Mirror,
218 ... mirror, 219 ... mirror, 220 ... actuator,
221 ... lens, 222 ... lens, 223 ... actuator,
224 ... mirror, 225 ... photodetector,
801 ... Sub-controller, 802 ... Memory, 803 ... Memory control circuit,
804 ... CRC calculation circuit, 805 ... first scramble circuit,
806 ... second scramble circuit, 807 ... error correction encoding circuit,
808 ... pickup interface circuit, 809 ... control line,
810: Data line

Claims

０と１とに２値化されたデジタルデータのデジタルデータ記録再生方法において、
第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を制御する第１の制御ステップと、
前記第１の制御ステップで制御された後の第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を制御する第２の制御ステップと、を含み、
前記第２の制御ステップでは、
複数の値を取りうるビット列の初期値を設定し、前記第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数の差を求め、
０と１の数の差が所定の値でない場合、前記初期値とは異なる値に前記ビット列を設定し、該設定されたビット列と前記第２のデジタルデータ列とを排他論理和し、デジタルデータ列の０と１の数の差を最小化する前記ビット列を探し出し、
前記０と１の数の差を最小化する前記ビット列と前記第２のデジタルデータ列とを排他論理和する、ことを特徴とするデジタルデータ記録再生方法。 In a digital data recording / reproducing method of digital data binarized into 0 and 1,
A first control step for controlling the number of 0s and 1s contained in the first digital data sequence;
A second control step for controlling the number of 0's and 1's included in the second digital data string after being controlled in the first control step,
In the second control step,
Setting an initial value of a bit string that can take a plurality of values, and obtaining a difference between the number of 0s and 1s included in the second digital data string;
If the difference between the numbers of 0 and 1 is not a predetermined value, the bit string is set to a value different from the initial value, and the set bit string and the second digital data string are exclusive-ORed to obtain digital data Find the bit sequence that minimizes the difference between the number of 0's and 1's in the sequence;
A digital data recording / reproducing method comprising: performing an exclusive OR operation on the bit string that minimizes the difference between the numbers of 0 and 1 and the second digital data string.

０と１とに２値化されたデジタルデータのデジタルデータ記録再生方法において、
第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を略同じになるよう制御する第１の制御ステップと、
前記第１の制御ステップで制御された後の第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を略同じになるよう制御する第２の制御ステップと、を含み、
前記第２の制御ステップでは、
値が０の複数のビットからなるビット列を前記第２のデジタルデータ列に結合し、
排他論理和により前記結合されたデジタルデータ列の０と１の数の差を最小化する前記ビット列を探し出し、
前記０と１の数の差を最小化する前記ビット列と前記結合されたデジタルデータ列とを排他論理和し、
前記第１の制御ステップで、第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数が同じである場合、前記第２の制御ステップをスキップする、ことを特徴とするデジタルデータ記録再生方法。 In a digital data recording / reproducing method of digital data binarized into 0 and 1,
A first control step for controlling the number of 0s and 1s included in the first digital data sequence to be substantially the same;
A second control step for controlling the numbers of 0 and 1 included in the second digital data string after being controlled in the first control step so as to be substantially the same,
In the second control step,
A bit string consisting of a plurality of bits having a value of 0 is combined with the second digital data string;
Find the bit string that minimizes the difference between the number of 0s and 1s in the combined digital data string by exclusive OR,
A digital data sequence the coupling and the bit sequence to minimize the difference in the number of the 0 and 1 exclusive,
A digital data recording / reproducing method characterized in that, in the first control step, when the number of 0s and 1s included in the first digital data string is the same, the second control step is skipped .

請求項１に記載のデジタルデータ記録再生方法において、
前記第１の制御ステップで、第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数が同じである場合、前記第２の制御ステップをスキップすることを特徴とするデジタルデータ記録再生方法。 The digital data recording / reproducing method according to claim 1,
In the first control step, when the number of 0's and 1's included in the first digital data string is the same, the second control step is skipped, and the digital data recording / reproducing method is characterized in that

０と１とに２値化されたデジタルデータのデジタルデータ処理装置において、
第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を制御する第１の制御回路と、
前記第１の制御ステップで制御された後の第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を制御する第２の制御回路と、を含み、
前記第２の制御回路は、
複数の値を取りうるビット列の初期値を設定し、前記第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数の差を求め、
０と１の数の差が所定の値でない場合、前記初期値とは異なる値に前記ビット列を設定し、該設定されたビット列と前記第２のデジタルデータ列とを排他論理和し、デジタルデータ列の０と１の数の差を最小化する前記ビット列を探し出し、
前記０と１の数の差を最小化する前記ビット列と前記第２のデジタルデータ列とを排他論理和する、ことを特徴とするデジタルデータ処理装置。 In a digital data processing apparatus for digital data binarized into 0 and 1,
A first control circuit for controlling the number of 0s and 1s included in the first digital data string;
A second control circuit for controlling the number of 0s and 1s included in the second digital data string after being controlled in the first control step,
The second control circuit includes:
Setting an initial value of a bit string that can take a plurality of values, and obtaining a difference between the number of 0s and 1s included in the second digital data string;
If the difference between the numbers of 0 and 1 is not a predetermined value, the bit string is set to a value different from the initial value, and the set bit string and the second digital data string are exclusive-ORed to obtain digital data Find the bit sequence that minimizes the difference between the number of 0's and 1's in the sequence;
A digital data processing apparatus, wherein the bit string that minimizes the difference between the numbers of 0 and 1 is exclusive ORed with the second digital data string.

０と１とに２値化されたデジタルデータのデジタルデータ処理装置において、
第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を略同じになるよう制御する第１の制御回路と、
前記第１の制御ステップで制御された後の第２のデジタルデータ列に含まれる０と１の数を略同じになるよう制御する第２の制御回路と、を含み、
前記第２の制御回路では、
値が０の複数のビットからなるビット列を前記第２のデジタルデータ列に結合し、
排他論理和により前記結合されたデジタルデータ列の０と１の数の差を最小化する前記ビット列を探し出し、
前記０と１の数の差を最小化する前記ビット列と前記結合されたデジタルデータ列とを排他論理和し、
前記第１の制御回路の処理で、第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数が同じである場合、前記第２の制御回路の処理をスキップすることを特徴とするデジタルデータ処理装置。 In a digital data processing apparatus for digital data binarized into 0 and 1,
A first control circuit that controls the number of 0s and 1s included in the first digital data string to be substantially the same;
A second control circuit that controls the number of 0s and 1s included in the second digital data string after being controlled in the first control step to be substantially the same,
In the second control circuit,
A bit string consisting of a plurality of bits having a value of 0 is combined with the second digital data string;
Find the bit string that minimizes the difference between the number of 0s and 1s in the combined digital data string by exclusive OR,
A digital data sequence the coupling and the bit sequence to minimize the difference in the number of the 0 and 1 exclusive,
A digital data processing apparatus that skips the processing of the second control circuit when the number of 0s and 1s included in the first digital data string is the same in the processing of the first control circuit .

請求項４に記載のデジタルデータ処理装置において、
前記第１の制御回路の処理で、第１のデジタルデータ列に含まれる０と１の数が同じである場合、前記第２の制御回路の処理をスキップすることを特徴とするデジタルデータ処理装置。 The digital data processing apparatus according to claim 4 , wherein
A digital data processing apparatus that skips the processing of the second control circuit when the number of 0s and 1s included in the first digital data string is the same in the processing of the first control circuit .