(57)【要約】【課題】マークの前後エッジ位置を特定間隔の整数倍にて変化させて情報を記録する方式において、エッジ位置変化間隔を狭めることなく、検出ダイナミックレンジの影響を受けずに密度を向上させる。【解決手段】データセル内を特定間隔Δに分割し、マークの前エッジ、後エッジの位置を特定間隔Δごとに任意の位置に配置することにより、マーク長さ、マーク位置のとりうる数を増加させ、従来法と同じマージンにより密度を向上できる。【選択図】　図４
2004039117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックに沿って設けられたデータ記録領域に形成したマークによってデータを記録した情報記録媒体において、
前記データ記録領域は、それぞれ１個のマークが形成された複数個のデータセルを有し、前記データセル内における前記マークの前エッジ位置と後エッジ位置の組によってデータを表すことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の情報記録媒体において、前記データセルは前記トラック方向に所定の長さの複数の部分領域に分割され、前記前エッジ位置及び後エッジ位置は前記所定の長さを単位として変化することを特徴とする情報記録媒体。
【請求項３】
請求項１記載の情報記録媒体において、前記マークは前記データセル内の他の部分と光学的な特性が異なることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１記載の情報記録媒体において、最短マーク長のマークに対する前記前エッジ位置と後エッジ位置の組合わせが複数あることを特徴とする方法記録媒体。
【請求項５】
トラックに沿って設けられたデータ記録領域に形成したマークによってデータを記録した情報記録媒体において、
前記データ記録領域は、それぞれ１個のマークが形成された複数個のデータセルを有し、前記データセル内における前記マークの位置とマーク長の組によって情報を表すことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項６】
請求項５記載の情報記録媒体において、前記データセルは前記トラック方向に所定の長さの複数の部分領域に分割され、前記マークは前記所定の長さを単位として変化する複数のマーク長を有することを特徴とする情報記録媒体。
【請求項７】
請求項５記載の情報記録媒体において、前記マークは前記データセル内の他の部分と光学的な特性が異なることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項８】
請求項５記載の情報記録媒体において、最短マーク長のマークに対して前記データセル内でのマークの位置が複数あることを特徴とする方法記録媒体。
【請求項９】
ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個ずつマークを形成することによってデータを記録する情報記録装置において、
光源と、
前記光源から放射される光束を収束して前記記録媒体面に微小スポットを形成する光学系と、
ユーザデータを前記データセル内に形成されるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組に変換する符号化部と、
前記符号化部から出力された前エッジ位置と後エッジ位置の情報に基づいて記録波形を生成する変調部と、
前記変調部から出力された前記記録波形に従って前記光源を駆動する光源駆動部とを含むことを特徴とする情報記録装置。
【請求項１０】
請求項９記載の情報記録装置において、前記符号化部は、前記ディスク状記録媒体の回転に応じて前記データセルを前記トラック方向に等間隔の所定数の領域に分割するタイミングで発生するクロック信号を用いて前記前エッジ位置で立ち上がり前記後エッジ位置で立ち下がるパルス信号を発生する手段と、前記パルス信号から前記記録波形を生成する手段とを有することを特徴とする情報記録装置。
【請求項１１】
ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個ずつ形成されたマークを検出して情報を再生する情報再生装置において、
前記ディスク状記録媒体に光スポットを照射する光学系と、
前記ディスク状記録媒体からの反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部から出力された再生信号を処理して前記データセル内における前記マークの前エッジ位置と後エッジ位置を検出する前後エッジ検出部と、
前記マークの前エッジ位置と後エッジ位置の組をユーザデータに変換する復号部とを含むことを特徴とする情報再生装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の情報再生装置において、前記前後エッジ検出部は、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、前記データセル信号を基準とする所定の複数のタイミングでサンプル信号を発生するサンプル信号生成回路と、前記サンプル信号によってサンプリングされた前記再生信号を記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に増大する局面で前記再生信号が所定レベルに最も近いサンプリング点を前エッジ位置として検出し、前記記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に減少する局面で前記再生信号が前記所定レベルに最も近いサンプリング点を後エッジ位置として検出する前後エッジ検出回路とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の情報再生装置において、前記所定レベルは前記再生信号の最大振幅の半値レベルに略等しいことを特徴とする情報再生装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の情報再生装置において、前記サンプル信号生成回路は、前記データセルを前記トラック方向に前記マークのエッジ位置変化間隔で所定数の領域に分割するタイミングでサンプル信号を発生することを特徴とする情報再生装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の情報再生装置において、前記前後エッジ検出部は、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、前記再生信号を設定値と比較し、前記マークの前エッジで立ち上がり後エッジで立ち下がるパルス信号を発生する手段と、前記データセル信号の発生から前記パルス信号の立ち上がりまでの時刻を計数して前エッジ位置を検出する手段と、前記データセル信号の発生から前記パルス信号の立ち下がりまでの時刻を計数して後エッジ位置を検出する手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項１６】
請求項１１記載の情報再生装置において、前記前後エッジ検出部は、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、前記データセル信号を基準とする所定の複数のタイミングでサンプル信号を発生する回路と、各サンプル信号に対応して再生信号強度と前エッジ位置又は後エッジ位置の関係を記憶したテーブルと、前記再生信号が時間と共に増大する局面で前記サンプル信号によってサンプリングされた前記再生信号が所定の強度範囲にあるとき前記テーブルを参照して対応する前エッジ位置を出力する手段と、前記再生信号が時間と共に減少する局面で前記サンプル信号によってサンプリングされた前記再生信号が所定の強度範囲にあるとき前記テーブルを参照して対応する後エッジ位置を出力する手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の情報再生装置において、前記再生信号の所定の強度範囲は、前記再生信号とエッジ位置とが線形の関係を示す強度範囲であることを特徴とする情報再生装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の情報再生装置において、前記サンプル信号のタイミングは、隣接するいずれか２つのサンプル信号によってサンプリングされた前記再生信号が共に前記所定の強度範囲に入るようなタイミングであることを特徴とする情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的特性変化を用いて媒体に情報を記録再生する方式及び装置に係わり、特に光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの高記録密度化のための方式として、ディスク面上に一定間隔にマークを記録し、マークの前、後エッジ位置を独立に変化させ、その変化を特定の検出点において、多値レベルの変化として観測し、情報を読み出すサイパー方式（ジャパン・ジャーナル・オブ・アップライド・フィッジクス、ボリューム３５、１９９６年、４３７ページから４４２ページ）が提案されている。
【０００３】
図１を用いて、従来のサイパー方式の原理を説明する。ディスク面には、トラック中心１０１に沿って予めプリピット群１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７が形成されて配置されている。プリピット群には、トラッキング信号を検出するためにトラック中心１０１に対して左右にずらして配置したピット対１０３，１０４；１０５，１０６と、トラック中心に配置されクロックを作るためのピット１０２，１０７とが含まれる。プリピット群の間に、データが記録される領域、すなわちデータブロックがある。データブロックは、さらに長さＰの複数個のデータセル１０８に分割されている。データセルの中にはそれぞれ１つのマーク１１０，１１１，１１２が存在し、各マークの前エッジ位置、後エッジ位置が特定位置を中心に特定の間隔Δの整数倍だけ前後に変化する形態で変調され、そのエッジ位置が情報を表す。
【０００４】
形成されるマークの最短マーク長Ｌｍｉｎは、読み出しスポット１０９で再生するときに、前エッジからの再生信号が後エッジの影響を受けない、すなわち干渉がない長さになっている。また、最長マーク長Ｌｍａｘは、隣接データセルにある最長マークと当該データセルにある最長マーク間のギャップが、両者の前、後、または後、前のエッジからの信号が干渉しない間隔Ｌｍｉｎとなるように選ばれる。ユーザデータは、間隔Δを単位とする前エッジ及び後エッジの位置分割数をそれぞれｎとすると、（ｎ＋１）×（ｎ＋１）個のエッジ位置の組み合わせ数に対応させられる。記録密度を上げるためには間隔Δを単位とする分割数ｎを増大する必要がある。
【０００５】
図２は、マークの前エッジ位置及び後エッジ位置に持たせた情報の再生動作の説明図である。エッジ位置を動かさない、すなわち無変調時のマークは前エッジが位置２０１、後エッジが位置２０２にあり、マークの長さはＬｏである。前エッジ位置は位置２０１を中心に間隔Δの整数倍で独立に変化し、後エッジ位置も位置２０２を中心に間隔Δの整数倍で独立に変化する。その結果、マーク長は最短マーク長Ｌｍｉｎと最長マーク長Ｌｍａｘの間の長さをとる。エッジ位置が表す情報の再生に当たっては、マークの両エッジのタイミングで再生信号波形を見て、エッジ位置のずれ量を検出する。具体的には、無変調データの両端エッジ２０１，２０２のタイミングで再生波形４０９のレベルを観測することにより、前エッジの位置及び後エッジの位置を多値レベルに変換して検出することが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マークの前後エッジ位置を特定間隔Δの整数倍にて変化させて情報を記録する方式において、高密度化を図ろうとすると、エッジ位置変化間隔Δを狭くする方法が考えられるが、記録精度が厳しくなり、再生信号レベルの多値レベルの検出マージンが少なくなる。また、エッジ位置変化間隔Δを固定にして、変化する個数ｎを増加させる方法が考えられるが、無変調データの両端エッジでの再生信号レベルが飽和したり、零になる、すなわちダイナミックレンジを越えエッジ位置が検出できなくなるという問題があり、高密度化が難しくなる。
【０００７】
本発明は、マークの前後エッジ位置を特定間隔の整数倍にて変化させて情報を記録する方式において、エッジ位置変化間隔を狭めることなく、検出ダイナミックレンジの影響を受けずに密度を向上させる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、トラックを等間隔に区切られたデータセルに分割し、さらにデータセル内を特定間隔Δ毎に分割し、データセル内には一つのマークを配置し、マークの前エッジ、後エッジをそれらの分割位置のそれぞれ前部、後部に位置させる。但し、前エッジと後エッジの最短間隔、すなわち最短マークの長さはエッジ間の干渉がないＬｍｉｎとする。本発明では、最短マーク長Ｌｍｉｎと最長マーク長Ｌｍａｘの間にあるマークの長さと、そのデータセル内の位置を情報に対応させる。そのために、前エッジ位置と後エッジ位置をデータセル内において間隔Δで変化させ、その前後のエッジ位置を情報に対応させる。
【０００９】
図３は、本発明のマークを用いた情報の再生動作の説明図であり、従来方式の図２に対応する図である。図２に示した従来方式のマークは、データセルの中で必ずマーク長Ｌｍｉｎの最短マークを包含するようなマーク配置をとる必要があった。すなわち、図２において、マーク長Ｌｍｉｎの最短マークはデータセル中での位置が固定であり、データセル中でとり得る位置は一つしかない。そして、各マークの前エッジ位置が最短マークの前エッジ位置２０３より右側に位置することはなく、後エッジ位置が最短マークの後エッジ位置２０４より左側に位置することはない。本発明のマークには、このような配置上の制限が無く、マーク長Ｌｍｉｎの最短マークであっても、データセル内で種々の位置をとり得る。そのため本発明によると、図３に示すように、従来ではとり得ないマーク２０５，２０６が存在できるようになり、とり得るマークの数が増加する。本発明によれば、再生信号４０９もとり得るマークの数の増加に対応して、数が増加する。
【００１０】
図４は、マークの長さとエッジ位置の組み合わせにより表現できる情報数を説明する図である。本発明による前後エッジの位置の組み合わせ数を、図４を用いて求めてみる。最短マーク長さＬｍｉｎを特定間隔Δのｍ倍とすると、最長マークＬｍａｘはΔのｍ＋２ｎ倍（ｎは変化する個数）となる。最大マーク長さの前エッジから特定間隔毎に前エッジが短くなるにつれて、後エッジのとり得る数を求めると、図４のようになる。すべての場合の数Ｔ１を求めると、次式（１）のようになる。
【００１１】
【数１】
2004039117.tif 000003
【００１２】
従来方式の前、後エッジのとり得る場合の数Ｔ２は、Ｔ２＝（ｎ＋１）×（ｎ＋１）である。両者の比をとり、密度の向上比を求めると、次式（２）となり、図５のように、ｎが大きくなると限りなく２倍近くの密度を向上できる。
【００１３】
【数２】
2004039117.tif 000004
【００１４】
マークの検出に当たっては、特定間隔に同期したサンプルクロックを作成し、このサンプルクロックを用いて、データセル内の再生波形をサンプルし、メモリに格納し、波形の変化とレベルを観測することにより、前エッジ、後エッジ位置を検出する。従来方式と比較して、従来と同じ特定間隔Δ精度の記録なので、記録時のマージンは同じである。また、再生時のエッジ変化に対する再生信号レベルの変化量は同じなので、エッジ位置検出の再生マージンも従来と同じにとれる。
【００１５】
すなわち、本発明による情報記録媒体は、トラックに沿って設けられたデータ記録領域に形成したマークによってデータを記録した情報記録媒体において、データ記録領域は、それぞれ１個のマークが形成された複数個のデータセルを有し、データセル内におけるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組によってデータを表すことを特徴とする。
【００１６】
データセルはトラック方向に所定の長さの複数の部分領域に分割され、前エッジ位置及び後エッジ位置は前記所定の長さを単位として変化する。マークはデータセル内の他の部分と光学的な特性が異なる。また、最短マーク長のマークに対する前エッジ位置と後エッジ位置の組合わせは複数ある。
【００１７】
本発明による情報記録媒体は、また、トラックに沿って設けられたデータ記録領域に形成したマークによってデータを記録した情報記録媒体において、データ記録領域は、それぞれ１個のマークが形成された複数個のデータセルを有し、データセル内におけるマークの位置とマーク長の組によって情報を表すことを特徴とする。データセル内におけるマークの位置は、マークの前エッジの位置、後エッジの位置、あるいはマーク中心の位置（前エッジ位置と後エッジ位置の中間点）として定義することができる。
【００１８】
データセルはトラック方向に所定の長さの複数の部分領域に分割され、マークは前記所定の長さを単位として変化する複数のマーク長を有する。マークはデータセル内の他の部分と光学的な特性が異なる。また、最短マーク長のマークに対して、データセル内でのマークの位置が複数ある。
【００１９】
本発明による情報記録装置は、ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個ずつマークを形成することによってデータを記録する情報記録装置において、光源と、光源から放射される光束を収束して記録媒体面に微小スポットを形成する光学系と、ユーザデータをデータセル内に形成されるマークの前エッジ位置と後エッジ位置の組に変換する符号化部と、符号化部から出力された前エッジ位置と後エッジ位置の情報に基づいて記録波形を生成する変調部と、変調部から出力された記録波形に従って前記光源を駆動する光源駆動部とを含むことを特徴とする。
【００２０】
符号化部は、ディスク状記録媒体の回転に応じてデータセルをトラック方向に等間隔の所定数の領域に分割するタイミングで発生するクロック信号を用いて前エッジ位置で立ち上がり後エッジ位置で立ち下がるパルス信号を発生する手段と、そのパルス信号から記録波形を生成する手段とを有するものとすることができる。
【００２１】
本発明による情報再生装置は、ディスク状記録媒体のトラックに沿って設けられた複数のデータセルに１個ずつ形成されたマークを検出して情報を再生する情報再生装置において、ディスク状記録媒体に光スポットを照射する光学系と、ディスク状記録媒体からの反射光を検出する光検出部と、光検出部から出力された再生信号を処理してデータセル内におけるマークの前エッジ位置と後エッジ位置を検出する前後エッジ検出部と、マークの前エッジ位置と後エッジ位置の組をユーザデータに変換する復号部とを含むことを特徴とする。
【００２２】
前後エッジ検出部は、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、データセル信号を基準とする所定の複数のタイミングでサンプル信号を発生するサンプル信号生成回路と、サンプル信号によってサンプリングされた再生信号を記憶する記憶回路と、記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に増大する局面で再生信号が所定レベルに最も近いサンプリング点を前エッジ位置として検出し、記憶回路に記憶された再生信号が時間と共に減少する局面で再生信号が所定レベルに最も近いサンプリング点を後エッジ位置として検出する前後エッジ検出回路とを備えることができる。サンプル信号生成回路は、データセルをトラック方向にマークのエッジ位置変化間隔で所定数の領域に分割するタイミングでサンプル信号を発生するのが好ましい。所定レベルは再生信号の半値レベルとすることができる。
【００２３】
前後エッジ検出部は、また、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、再生信号を設定値と比較し、マークの前エッジで立ち上がり後エッジで立ち下がるパルス信号を発生する手段と、データセル信号の発生からパルス信号の立ち上がりまでの時刻を計数して前エッジ位置を検出する手段と、データセル信号の発生からパルス信号の立ち下がりまでの時刻を計数して後エッジ位置を検出する手段とを備えることができる。
【００２４】
前後エッジ検出部は、また、各データセルの開始位置を示すデータセル信号を発生するデータセル信号発生回路と、データセル信号を基準とする所定の複数のタイミングでサンプル信号を発生する回路と、各サンプル信号に対応して再生信号強度と前エッジ位置又は後エッジ位置の関係を記憶したテーブルと、再生信号が時間と共に増大する局面でサンプル信号によってサンプリングされた再生信号が所定の強度範囲にあるとき前記テーブルを参照して対応する前エッジ位置を出力する手段と、再生信号が時間と共に減少する局面で前記サンプル信号によってサンプリングされた再生信号が所定の強度範囲にあるとき前記テーブルを参照して対応する後エッジ位置を出力する手段とを備えることができる。再生信号の所定の強度範囲は、再生信号とエッジ位置とが線形の関係を示す強度範囲である。また、サンプル信号のタイミングは、隣接するいずれか２つのサンプル信号によってサンプリングされた再生信号が共に前記所定の強度範囲に入るようなタイミングである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において、同じ機能部分には同じ符号を付けて説明する。
【００２６】
最初に、図６から図１３を用いて、本発明の第１の実施形態を説明する。図６は、本発明による光情報記録再生装置の概略構成図である。
【００２７】
半導体レーザ４２０から出た光は、コリメータレンズ４２１によって平行光とされ、偏光ビームスプリタ４２２を通過し、４分の１波長板４２３を通って直線偏光が円偏光に変換され、対物レンズ４２５によって回転する円板状の記録媒体４２７上に集光され、微小スポットを形成する。記録媒体４２７からの反射光は再び対物レンズ４２５を通過し、４分の１波長板４２３を通過して、偏光方向が入射光の偏光方向と９０度回転した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ４２２によって光路を曲げられ、レンズ４１９によって光検出部４１８に収束される。光検出部４１８では、図示しない光学機能素子により光路が分離され、反射光は、光スポットの位置決め、トラッキング、焦点合わせなどを行うための誤差信号を発生する検出部と、データを検出するための再生信号を発生する検出部に導かれる。制御回路４１７では、誤差信号から、公知の技術により、トラッキング、焦点合わせのための制御信号を発生し、２次元アクチュエータ４２４を駆動し、光スポットを記録再生するための最適状態に位置決めする。
【００２８】
再生信号を発生するための検出部では、対物レンズ４２５を通過してくる反射光を受光し、光検出器で光電変換を行い電気信号とする。光電変換後の再生信号はプリアンプ４０４で増幅され、記録媒体のトラック４２６上に予め設けられたプリピット群を検出するプリピット検出部４０５、トラック上に予め設けられたクロックピットからクロック信号を検出するクロック信号検出部４０８、データ検出部４０６に送られる。データ検出部４０６で検出されたエッジ位置信号は、復号部４０７で復号され、ユーザデータとして送出される。
【００２９】
ユーザデータの記録に当たっては、ユーザデータをまず、符号化部４０１に入力し、ユーザデータを前後エッジの位置の情報に変換する。その前後エッジ位置情報４１５，４２８を変調部４０２に入力すると共に、プリピット部検出信号４１４とクロック検出信号４１１を変調部４０２に入力し、トラック上のデータセルに記録するマークに対応した変調パルス４１６を作成し、実際に記録する波形に変換する。この波形４１６をレーザ駆動回路４０３に入力し、レーザ光源を電流変調して、半導体レーザ４２０から出る光強度を変化させる。
【００３０】
ディスク面上では、スポットがトラック中心１０１に沿って移動するように位置制御が行なわれ、データセル内にマークが形成される。このマークは、光学的な特性がマーク部と非マーク部で異なる形態で形成される。なお、形成されるマークの最短マーク長Ｌｍｉｎは、読み出しスポット１０９で再生するときに、前エッジからの再生信号が後エッジの影響を受けない、すなわち干渉がない長さになっている。また、隣接するデータセルに形成される２つのマーク間の最短間隔もＬｍｉｎに設定する。
【００３１】
次に、図７のタイミングチャートを用いて装置各部の動作について説明する。図７（ａ）に、プリピット群１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７とデータブロックの配置とブロック内に設けられるデータセル１０８（点線で囲む）とのディスク面上における位置関係を示す。図７（ｂ）には図７（ａ）に対応して、前記プリピット群の中のクロックピット１０２，１０７から作成された、クロックピット信号４３０を示す。信号４３０を検出（）する方法は通常のサンプルサーボに使われた方法でよい。図７（ｃ）に、クロックピット信号４３０から生成されたクロック信号４１１を示す。クロックピット信号４３０からクロック信号４１１を作成するためには、よく知られたＰＬＬ（フェーズ・ロッククド・ループ）を使用すればよい。図７（ｄ）に、プリピット群を示すプリピット信号４１０を示す。プリピット信号４１０はクロック信号４１１と再生信号４０９を用いて作成される。
【００３２】
図７（ｅ）は、プリピット信号４１０とクロック信号４１１から作成される、データセルの区切り目を表すデータセル信号４１４のタイミングを示す。図７（ｆ）は、３つのデータセル内のマークの位置を説明する図である。スポットが等速度でディスク面上を移動していると、図７（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の時間軸を拡大していることになる。最初のデータセル内に点線で表した領域１１０３は、区切れ目Δごとにマークがトラック上で占める領域を表す。２番目のデータセル内のマーク１１０４，１１０５はデータセル内で、本発明により記録し得るマークの例を示す。マーク１１０４はデータセルの最も端にマークの端が位置する場合を示し、マーク１１０５は従来例でも存在しうる場合を示した。３番目のデータセルには、以下に述べる記録波形４２９により記録されたマーク１１０２を示した。本発明では、１つのデータセルには１つのマークが存在する。図７（ｇ）は、時間軸を拡大したクロック信号４１１を示す。
【００３３】
図７（ｈ）は、マーク１１０２に対応した変調データ波形６０５を表し、図７（ｉ）は、マーク１１０２を記録するために変調データ波形６０５から作成した記録波形４２９を示す。図７（ｊ）は、データセル内でマークを再生するために使用する、特定の間隔Δの周期を持つサンプルクロック７０５のタイミングを示す。また、図７（ｋ）は本発明の別の実施形態で用いるサンプルパルス１５０２を示す。以下、図６に示した各ブロックの動作を具体的に説明する。
【００３４】
図８は、符号化部４０１の構成例を示すブロック図である。符号化部４０１では、Ｎビットのユーザデータを後述する変換テーブルのアドレスにアドレス変換部５０１で変換し、そのアドレスをブロック内の前エッジ位置、後エッジ位置に変換するテーブル５０２に入力し、前エッジ位置、後エッジ位置のデータ４１５，４２８を出力する。
【００３５】
具体的な変換テーブル５０２の例を、図９及び下記の表１を用いて説明する。ユーザビットとして３ビットを例にとる。この場合には、ユーザビットにより表現される情報数は８個ある。この数に対応したマークの長さと位置の組み合わせを記録できるようにすれば良い。前エッジ位置、後エッジ位置がそれぞれとりうる数ｎを変えていくと、表せるマークの位置と長さの組み合わせの数が変化する。ｎを１とすると組み合わせの数Ｔ１は６通り、ｎを２とすると１５通りの組み合わせ数を表せる。したがって、３ユーザビットにより表される情報数８通りを表すためにはｎは１つでは不足で、２つ必要となる。
【００３６】
いま、Ｌｍｉｎの長さが、特定間隔Δの４倍の長さと仮定すると、データセルＰの長さは、（Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａｘ）であることから、特定間隔Δの１２倍となる。したがって、データセル内を特定間隔Δごとに１２の領域に分割し、各領域に図示するように１から１２の番号をつける。ユーザビットごとに、マークの前エッジと領域の前エッジが一致する領域の番号と、マークの後エッジと領域の後エッジが一致する領域の番号の組み合わせテーブルを、表１のように作成する。このとき、隣接ユーザビット間で前エッジ領域番号、または後エッジ領域番号のいずれかを一致させる。これにより、検出エラーが生じたときに復調後のユーザビットのエラーを最小にとどめることができる。表１に示したように、本発明はユーザデータと前エッジ位置と後エッジ位置が組となって、データに対応する。従来例では最短マーク位置はデータセルの中心に必ず存在し、前エッジ位置、後エッジが対称に変化したが、本発明では最短マークのエッジは最長マークのとり得るエッジ位置と一致してもよい。
【００３７】
【表１】
2004039117.tif 000005
【００３８】
図１０は、変調部４０２の構成例を示すブロック図である。前エッジ位置のデータ４１５及び後エッジ位置のデータ４２８を、それぞれ前エッジカウンタ６０１、後エッジカウンタ６０２のデータ端子Ｄにセットし、Δ間隔に同期したクロック４１１によりカウントダウンし、ゼロになったときに出力端子Ｑから出力パルスを出す。カウンタの動作のリセットは、データセルの区切れ目に発生するデータセル信号４１４によって行なわれる。前エッジカウンタ６０１の出力信号をフリップフロップ６０３のセット端子Ｓに入力し、後エッジカウンタ６０２の出力信号をフリップフロップ６０３のリセット端子Ｒに入力する。フリップフロップ６０３の出力信号６０５は、前エッジ位置で立ち上がり、後エッジで立ち下がるパルス信号となる。光ディスクではこの波形のまま記録するとマーク形状が涙形になることが知られており、これを解決するために複数のパルス、複数のレベルに変換する公知の技術も知られている。記録波形形成回路６０４により実際に記録する波形４１６に変換する。
【００３９】
図１１は、データ検出部４０６の構成例を示すブロック図である。プリピット群の存在する期間を示すプリピット信号４１０とクロック信号４１１により、データセルの区切れ目を示すデータセル信号４１４をデータセル信号発生回路７０１で発生し、その出力４１４とクロック信号４１１から、特定間隔Δに対応したサンプルクロック７０５をサンプルクロック生成回路７０６により作成し、データサンプル回路７０４において再生信号４０９を前記サンプルクロック７０５によりサンプルし、サンプルクロック７０５に従ってサンプル値をデータ記憶回路７０３に格納し、前後エッジ位置検出回路７０２から読み出す。前後エッジ位置検出回路７０２における処理により前後エッジの位置を知ることができる。本例では、干渉がないのでマーク位置と検出した信号振幅の最大値Ｖｏで規格化した振幅の半値レベルのタイミングがエッジ位置に対応する特性のあることを、エッジの検出に使用している。
【００４０】
図１２は、データ検出部４０６における処理を説明するフローチャートである。
データセル信号発生回路７０１からデータセル信号４１４がサンプルクロック発生回路７０６に入力されると処理が開始される。ステップ８０１において、データサンプル回路７０４は、データセルの再生信号４０９をサンプルクロック７０５に従ってサンプルし、データ記憶回路７０３に順次格納する。格納が終了すると、ステップ８０２に進んで、データセル内の最大値、最小値を求め、最大振幅Ｖｏを検出し、この値Ｖｏを用いて再生信号を規格化する。その後、ステップ８０３に進み、サンプル点をカウントするカウンタの初期値をゼロとする。
【００４１】
次に、ステップ８０４において、カウンタの示す数値Ｎの番号のサンプル値Ｖ（Ｎ）を取り込み、ステップ８０５にて、Ｎ番目のサンプル値Ｖ（Ｎ）とＮ−１番目のサンプル値Ｖ（Ｎ−１）の大小を比較する。もし、Ｎ−１番目のサンプル値の方が大きければ、立下り波形になっているので、ステップ８０８に進む。また、Ｎ番目のサンプル値の方が大きければ、立ち上がり波形であるため、ステップ８０６に進み、Ｎ番目のサンプル値が半値レベルを超えたかどうかを判定する。半値レベルを超えていなければ、Ｎをインクリメントしてステップ８０４に戻り、Ｎ番目の信号を取り込む。半値を超えていれば、ステップ８０７に進み、Ｎ番目のサンプル値とＮ−１番目のサンプル値のどちらが半値に近いかを判定する。もし、Ｎ−１番目のサンプル値Ｖ（Ｎ−１）の方が半値に近ければ、ステップ８１０に進み、前エッジの位置はＮ−１番目サンプル点との判定結果を出力する。また、Ｎ番目のサンプル値Ｖ（Ｎ）　の方が半値に近ければ、ステップ８１１に進み、前エッジはＮ番目のサンプル点にあるとの検出結果を出力する。
【００４２】
一方、ステップ８０８では、立ち下がっていく信号が半値よりもさらに下がったかどうかを判定する。半値よりも下がっていなければ、Ｎをインクリメントして再びステップ８０８に戻る。サンプル値Ｖ（Ｎ）が半値より下がったら、ステップ８０９に進む。ステップ８０９では、Ｎ番目のサンプル値Ｖ（Ｎ）とＮ−１番目のサンプル値Ｖ（Ｎ−１）のどちらが半値に近いかを判定し、近い方のサンプル点に後エッジ位置があると判断する。すなわち、Ｎ番目のサンプル値の方が半値に近ければ、ステップ８１２に進み、後エッジの位置はＮ番目サンプル点との判定結果を出力し、Ｎ−１番目のサンプル値の方が半値に近ければ、ステップ８１３に進み、前エッジはＮ−１番目のサンプル点との検出結果を出力する。
【００４３】
検出された前後エッジ位置データ４１２，４１３は、図１３に構成例を示す復号部４０７に入力される。復号部４０７では、前後エッジの位置をＮビットのユーザビットに変換するデーブル９１０にエッジ位置データを入力し、対応するユーザデータを出力する。テーブル９１０は、前記表１に類似しているテーブルであるが表１とは逆の変換を行い、前エッジ位置と後エッジ位置の組をユーザデータに対応付ける。
【００４４】
検出方式の別の実施形態を図１４、図１５を用いて説明する。図１４は再生信号とエッジ検出信号の関係を示す図、図１５はデータ検出部４０６の構成例を示すブロック図である。
【００４５】
再生信号波形４０９を、再生波形の最大振幅の半値レベル１３０６でスライスし、前エッジで立ちあがり、後エッジで立ち下がるパルス信号１３０４を発生する。該パルス信号１３０４とクロック信号４１１を用いて、前エッジ位置及び後エッジ位置を検出する。コンパレータ１３０３の一方の入力に再生信号４０９を入力し、他方の入力に前記半値レベル１３０６に対応する電位を与える。コンパレータ１３０３の正極性出力をカウンタ１３０１のセット端子に入力し、パルス信号１３０４の立ち上がりにより、データセル信号４１４によってリセットされ、データセルの開始位置からクロック数を数え続けた値をカウンタの出力端子に取り込み、確定する。これにより、カウンタ１３０１の出力４１２にはデータセルの先頭からクロック単位で測定した前エッジの位置が現れる。同様にコンパレータ１３０３の負極性出力をカウンタ１３０２のセット端子に入力し、パルス信号１３０４の立ち下りにより、データセルの開始位置からクロック数を数え続けた値を確定させる。これにより、カウンタ１３０２の出力４１３にはデータセルの先頭からクロック単位で測定した後エッジの位置が現れる。こうしてカウンタ１３０１，１３０２から出力された前エッジ位置及び後エッジ位置のデータを復号器４０７に入力して、ユーザビットに変換し、ユーザデータを得る。
【００４６】
図１６、図１７を用いて、さらに別の検出方式を説明する。前述の実施形態では検出のために使用するクロック周波数が特定間隔Δに１対１に対応することから、データセル信号の繰り返し周波数に比較して高くなる。周波数が高くなると、回路遅延、電源変動によるパルスタイミング変動等により、検出のマージンが低下する。そこで、検出のために使用するタイミング信号の周波数を低減することが必要となる。本実施形態ではエッジの位置を検出するのに従来例で説明したように、エッジの位置を多値のレベル変化として検出する。しかし、本発明では従来例に比較してマークのエッジ位置が広い範囲で変化するため、特定のタイミングだけで検出しようとすると、検出のダイナミックレンジを外れてしまう場合が生じる。そこで、本実施形態では、複数のタイミングで再生信号レベルを測定し、その検出結果を用いてエッジ位置を検出する。これにより、ダイナミックレンジの不足を解消する。このためには、特定のタイミングにおいてダイナミックレンジから決まる検出範囲Ｄは、隣接のタイミングの検出範囲Ｗと重なるようにしておくことが必要となる。
【００４７】
図１６に示すように、前述のクロック信号４１１の繰り返し周期の整数倍でデータセル信号４１４に同期したサンプルパルス信号１５０２を発生する。このサンプルパルスの繰り返し周期は以下のように選ぶ。エッジをスポットが通過するときのステップ応答をみるとエッジの位置と信号が線形の関係になる範囲がある。この範囲を再生信号の範囲で表すと最低レベル１４０１と最高レベル１４０２の範囲となり、検出のダイナミックレンジを表す。
【００４８】
図１７に、特定のタイミングで観測された再生信号のレベルとエッジ位置との関係を示す。図１７（ａ）は前エッジ、図１７（ｂ）は後エッジの場合である。再生信号のダイナミックレンジに対応したエッジ位置の範囲をＤで示す。特定のタイミングでのエッジ検出範囲をＷとすると、隣接タイミングまでの間隔もＷとなる。ここで、検出範囲Ｗをダイナミックレンジから決まるＤよりも小さくすることにより、エッジ位置がどこにあっても、どこかのタイミングで再生信号から線形特性を用いて、エッジ位置を同定することができる。
【００４９】
すなわち、図１７（ａ）において、特定タイミングで再生信号が最小レベル１４０１を超えていることが分かれば検出範囲にあることが分かり、再生信号レベルとエッジ位置との線形関係を示す関数を用いて、再生信号からエッジ位置を求めることができる。この関数を特定間隔Δごとに再生信号がとり得る範囲を示すテーブルを作成することにより、特定間隔を単位にして前エッジ位置を検出できる。同様に図１７（ｂ）において、特定タイミングで再生信号が最大レベル１４０２より小であれば、検出範囲にあることが分かり、再生信号レベルとエッジ位置との線形関係を示す関数を用いて、再生信号からエッジ位置を求めることができる。この関数を特定間隔Δごとに再生信号がとり得る範囲を示すテーブルを作成することにより、特定間隔を単位にして後エッジ位置を検出できる。
【００５０】
図１８は本実施形態におけるデータ検出部４０６のブロック図である。また、図１９、図２０は、データ検出部４０６内に設けられた判定器の処理を示すフローチャートである。
【００５１】
再生信号４０９はスレッシュホールドが異なるコンパレータ１５０４，１５０５，１５０６，１５０７，…，１５０８，１５０９に入力され、入力レベルと閾値電圧が比較され、入力レベルが閾値よりも大きいとコンパレータの出力は“１”になり、閾値以下では“０”となる。コンパレータの出力はフリップフロップ１５１０，１５１１，１５１２，１５１３，…，１５１４，１５１５に入力され、サンプルパルス１５０２のタイミングでフリップフロップにとり込まれ、値が確定する。各フリップフロップの出力は判定器１５０１に結合され、図１９、図２０に示すフローに従い処理を行う。これにより、判定器１５０１からデータセル毎に前エッジ位置信号４１２と後エッジ信号４１３が出力される。
【００５２】
以下、図１９、図２０を参照して、処理フローの詳細を説明する。最初にステップ１６００において、サンプル点の番号を表すカウンタの数値をゼロにセットする。次に、ステップ１６０１でカウンタの数値を１つ増加させる。ステップ１６０２でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶ１コンパレータの出力Ｑ（Ｖ１）を観測し、ステップ１６０３で再生信号がＶ１を超えたか否かを前記コンパレータの出力Ｑ（Ｖ１）で判定する。もし、超えていなければ、ステップ１６０１に戻り、超えるまで、繰り返す。超えると、ステップ１６０４に進み、超えた時点でのカウンタの数値をＭと記憶させる。
【００５３】
次に、検出タイミングＭ番目でのサンプル値を検出するために、各レベルのコンパレータの出力を観測していくステップに進む。まず、ステップ１６０５にて、コンパレータの番号を指定するカウンタの初期値をゼロとする。次にステップ１６０６にて、前記カウンタの数値を１つずつ更新し、ステップ１６０７にて、カウンタの示す番号のコンパレータの出力を取り込み、ステップ１６０８にて、コンパレータの出力が１かどうかを判定し、１でなければ、ステップ１６０６に戻り、１となるカウンタの番号を検出する。１となるカウンタの数値をステップ１６０９にて、ｍとカウンタに記録させる。ステップ１６１０にて、ｍの値と相対前エッジテーブルを用いて、相対前エッジ位置を検索する。ステップ１６１１では、ステップ１６１０で求めた相対前エッジ位置とステップ１６０４で求めた数値Ｍの組からデータセル内の特定間隔Δを単位とする前エッジ位置番号に変化する。ステップ１６１２では前記前エッジ位置番号を前エッジ位置として出力する。
【００５４】
次に、後エッジ位置を検出するステップに進む。ステップ１６１３にて、サンプルタイミングの番号を示すカウンタの数値を１つ更新する。ステップ１６１４でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶｎｍａｘ値コンパレータの出力Ｑ（Ｖｎｍａｘ）を観測し、ステップ１６１５で再生信号がＶｎｍａｘを超えたか否かを前記コンパレータの出力Ｑ（Ｖｎｍａｘ）で判定する。もし、超えていなければ、ステップ１６１３に戻り、超えるまで、繰り返す。超えると、ステップ１６１６に進み、再生信号が飽和レベルから下がり始めるタイミングを検出するステップに進む。ステップ１６１６にて、サンプルタイミングの番号を示すカウンタの数値を１つ更新する。ステップ１６１７でカウンタの数値が示す番号の検出タイミングでＶｎｍａｘ値コンパレータの出力Ｑ（Ｖｎｍａｘ）を観測し、ステップ１６１８で再生信号がＶｎｍａｘより下がったか否かを前記コンパレータの出力Ｑ（Ｖｎｍａｘ）で判定する。もし、下がっていなければ、ステップ１６１６に戻り、下がるまで、繰り返す。下がると、サンプル値の比較を止め、ステップ１６１９に進み、下がった時点でのカウンタの数値をＬと記憶させる。
【００５５】
次に、検出タイミングＬ番目でのサンプル値を検出するために、各レベルのコンパレータの出力を観測していくステップに進む。まず、ステップ１６２０にて、コンパレータの番号を指定するカウンタの初期値をｎｍａｘとする。次にステップ１６２１にて、前記カウンタの数値を１つずつ減算し、ステップ１６２２にて、カウンタの示す番号のコンパレータの出力Ｑ（Ｖｎ）を取り込み、ステップ１６２３にて、コンパレータの出力が“０”かどうかを判定し、０でなければ、ステップ１６２１に戻り、０となるカウンタの番号を検出する。“０”となるカウンタの数値をステップ１６２４にて、ｐと記録させる。ステップ１６２５にて、ｐの値と相対後エッジテーブルを用いて、相対後エッジ位置を検索する。ステップ１６２６ではステップ１６２５で求めた相対後エッジ位置とステップ１６１９で求めたサンプルタイミングＬの組からデータセル内の特定間隔Δを単位とする後エッジ位置番号に変化する。ステップ１６２７では前記後エッジ位置番号を後エッジ位置として出力する。
【００５６】
さらに、図６において、プリアンプ４０４のあとに、波形等化回路を挿入して、ディスクからの読み出し波形に波形処理を行うことができる。この場合には最短マークが短くなり、前、後エッジの相互干渉により、該マークからの再生信号レベルが低下しても、干渉を低減して、信号振幅を増加させることができる。この場合には、等化後の波形では、前エッジと後エッジの干渉が低減されていることから、これまで本発明実施例で説明した再生信号と同様に扱うことができる。したがって、等化処理を行う場合には処理しない場合よりもより短いマーク長さを最短マーク長さとすることができ、データセル長さが決められているときには、より多くの情報をデータセル内に入れることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によると、マークの前後エッジを特定間隔毎に変化させて、マークの長さとマークの位置を変えて情報を記録する方式において、エッジ位置変化間隔を狭めることなく、検出ダイナミックレンジの影響を受けずに密度を向上させることができる。なお、従来と同じ検出マージンでデータを再生でき、検出時の回路動作も安定にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のサイパー方式の原理説明図。
【図２】マークの前エッジ位置及び後エッジ位置に持たせた情報の再生動作の説明図。
【図３】本発明のマークを用いた情報の再生動作の説明図。
【図４】マークの長さとエッジ位置の組み合わせにより表現できる情報数を説明する図。
【図５】従来方式に対する本発明方式の密度向上比を示す図。
【図６】本発明による光情報記録再生装置の概略構成図。
【図７】本発明のタイミングチャートの説明図。
【図８】符号化部の構成例を示すブロック図。
【図９】ユーザデータを前エッジ位置、後エッジ位置に変換するテーブルの説明図。
【図１０】変調部の構成例を示すブロック図。
【図１１】データ検出部の構成例を示すブロック図。
【図１２】データ検出部における処理を説明するフローチャート。
【図１３】復号部の構成例を示すブロック図。
【図１４】再生信号とエッジ検出信号の関係を示す図。
【図１５】データ検出部の構成例を示すブロック図。
【図１６】クロック信号とサンプルパルス信号の関係を示す図。
【図１７】特定のタイミングで観測された再生信号のレベルとエッジ位置との関係を示す図。
【図１８】データ検出部の他の構成例を示すブロック図。
【図１９】データ検出部内に設けられた判定器の処理を示すフローチャート（その１）。
【図２０】データ検出部内に設けられた判定器の処理を示すフローチャート（その２）。
【符号の説明】
１０１：トラック中心、１０８：データセル、１０９：読み出しスポット、１１０，１１１，１１２：マーク、４０１：符号化部、４０６：データ検出部、４０７：復号部、４０９：再生信号、４１０：プリピット信号、４１１：クロック信号、４１２，４１３：前後エッジ位置データ、４１４：データセル信号、４１８：光検出部、４２６：トラック、４２７：記録媒体、４２９：記録波形、４３０：クロックピット信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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