(57)【要約】【課題】  変調信号の直流成分を除去した多値信号を作成して適正な多値情報の記録、再生を行う。【解決手段】  多値情報の記録方式に上述したガイデッドスクランブルの技術を適用することにより、変調信号の直流成分を除去した多値信号を作成して光ディスクに記録する。これにより、位置基準のピットを挿入する必要をなくし、記録密度を向上させることが可能となる。また、このようにガイデッドスクランブルと多値記録を組み合わせることにより、ターボ符号などの信号処理技術を適用することを可能とする。そして、ターボ符号を適用することにより、低周波成分の変動だけでなく、高い周波数成分を含むランダムノイズの影響までもが除去可能となる。【選択図】        図１
2005174473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に対する記録用データに冗長ビットを付加し、
前記冗長ビットの情報に応じて前記記録用データを異なる２進数列に変換し、
前記異なる２進数列の各々に対して、それぞれ多値変調パターン信号を発生させ、
前記多値変調パターン信号に対して所定の評価値を求め、
前記評価値に応じて前記多値変調パターン信号を選択するようにした、
ことを特徴とする多値変調方法。
【請求項２】
前記光情報記録媒体は、ピットまたはマークがスパイラル状または同心円状のトラックを形成することにより多値ディジタル信号が記録されたディスク媒体であることを特徴とする請求項１記載の多値変調方法。
【請求項３】
光情報記録媒体に対する記録用データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加手段と、
前記冗長ビットに応じて前記記録用データを異なる２進数列に変換するビット変換手段と、
前記ビット変換手段の出力に対して、それぞれ多値変調パターン信号を発生させる変調手段と、
前記多値変調パターン信号に対して所定の評価値を求める評価手段と、
前記評価手段の出力に応じて前記多値変調パターン信号を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする光情報記録装置。
【請求項４】
前記多値変調手段は、ピットエッジ位置を段階的に変位することにより、等価的に多値の再生信号を得るように構成したことを特徴とする請求項３記載の光情報記録装置。
【請求項５】
前記多値変調手段は、前記ビット変換手段の出力に対して所定の演算を行って第２の冗長ビットを付加するターボ符号演算手段を含むことを特徴とする請求項３記載の光情報記録装置。
【請求項６】
前記ビット変換手段は、＊ を排他的論理和を表す演算、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，……，ＺＭをＭビットの２進数列としたときに、前記冗長ビットと前記記録用データで形成される２進数列Ｘ（ｎ） (n=1,2,…N)に対して、以下の式１
Y(n)=X(n) * Z1・Y(n-1) * Z2・Y(n-2) * Z3・……ZM・Y(n-M)    ……式１
を適用した結果得られる２進数列Ｙ（ｎ）を出力とするガイデッドスクランブル演算を行うことを特徴とする請求項３記載の光情報記録装置。
【請求項７】
前記評価手段は前記多値変調パターン信号の直流成分を求める直流成分演算手段であることを請求項３記載の特徴とする光情報記録装置。
【請求項８】
前記光情報記録媒体は、ピットまたはマークがスパイラル状または同心円状のトラックを形成することにより多値ディジタル信号が記録されたディスク媒体であることを特徴とする請求項３記載の光情報記録媒体。
【請求項９】
多値ディジタル信号が記録された光情報記録媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて照射し、レーザ光線が前記光情報記録媒体により反射または回折された光線を電気信号に変換して検出することにより前記光情報記録媒体上に記録された多値ディジタル信号データを読み出す場合に、
前記光情報記録媒体から読み出した多値ディジタル信号に対してガイデッドスクランブルの復号演算を行うようにした、
ことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１０】
前記光情報記録媒体は、ピットまたはマークがスパイラル状または同心円状のトラックを形成することにより多値ディジタル信号が記録されたディスク媒体であることを特徴とする請求項９記載の光情報再生方法。
【請求項１１】
所望のデータが多値ディジタル信号として記録され、
前記所望のデータがガイデッドスクランブルによりスクランブル処理され、
さらに前記スクランブル処理において前記多値ディジタル信号が直流成分を持たないように、前記ガイデッドスクランブルの結果が選択されている、
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項１２】
前記多値ディジタル信号にはターボ符号が付加されていることを特徴とする請求項１１記載の光情報記録媒体。
【請求項１３】
ピットまたはマークがスパイラル状または同心円状のトラックを形成することにより多値ディジタル信号が記録されたディスク媒体であることを特徴とする請求項１１記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ディスク等に用いる多値変調方法、光ディスク記録装置、光ディスク再生方法、及び、光ディスクなどの光情報記録媒体に関する。例えばコンパクトディスク（ＣＤ）またはディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などと同等な機能を持つ変調方式、記録装置、及び再生方法として適用することにより、従来よりも高い密度で安定した信号再生を実現するものである。また、ＣＤやＤＶＤのような光情報記録媒体として適用することにより、従来よりも高い記録密度でありながら、良好な再生特性の媒体を供給可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＤやＤＶＤのような光ディスクに多値記録を行うことが提案されている。例えば、情報ピットの立ち上がりエッジまたは立下りエッジの位置を、所定の基準位置からステップ状にずらすことにより多値情報を表すようにした情報記録再生方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。
このような方式を採用したことにより、従来の光ディスクにおいて多値情報の記録再生が可能となり、従来よりも高い記録密度を実現することが可能となる。しかし、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクにおいては、媒体上に記録されるピットの大きさが微妙に変化することにより、再生信号の振幅が変動してしまう問題点がある。
【０００３】
そこで、例えばＣＤで実際に使われている変調方式、ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）では、このような問題点を解決するために、変調信号の直流成分を除去していた。また、ＤＶＤで採用されている変調方式においても、同様に直流成分を除去した信号を記録するように工夫することで、媒体から生ずる振幅変動があっても安定な信号再生を実現するように工夫されている。このように２値の記録再生方式であれば、変調信号から直流成分を除去しておくことにより、再生信号の振幅変動に対応することが可能である。
【０００４】
しかし、多値情報では直流成分が大きく変動するため、これまで変調信号から直流成分を除去することができないという問題点があった。この問題点を解決するため、上述した特許文献１の場合には、周期的に位置基準ピットと呼ばれるピットを挿入し、再生時に位置基準から検出された信号が所定のレベルになるように補正を行っていた。
しかし、このように位置基準ピットを挿入した場合は、位置基準ピットの上に欠陥などが存在すると基準レベルを誤って認識し、その結果、多くのピットに読み取り誤りを発生してしまうという問題点があった。
【０００５】
一方、多値信号の変調方法として、ガイデッドスクランブルという技術が知られている。この技術は１９９１年にFair等により論文発表された技術であり、データを一度別の系列に変換し、この結果、直流成分を除去することを可能とするものである。例えば、ガイデッドスクランブルを書き換え型の光ディスクに適用して、ピット列利用することにより、繰り返し記録の耐久性を向上させるアイデアが出願されている（例えば特許文献２参照）。また、ガイデッドスクランブルをＲＬＬ符号に適用することで直流成分を除去することが提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第3068105号公報
【特許文献２】特開2002-216358号公報
【特許文献３】特開2000-134101号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように従来の多値記録に用いる変調方式において、多値情報の直流成分の変動を除去するために、周期的に位置基準ピットと呼ばれるピットを挿入し、再生時に位置基準から検出された信号が所定のレベルになるように補正を行う方法では、位置基準ピットの上の欠陥などによる基準レベルの誤認識の結果、読み取り誤りが頻発するという問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は、多値情報の記録方式に上述したガイデッドスクランブルの技術を適用することにより、変調信号の直流成分を除去した多値信号を作成して適正な多値情報の記録、再生を行うことが可能な多値変調方法、光情報記録装置、光情報再生方法、及び光情報記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明の多値変調方法は、光情報記録媒体に対する記録用データに冗長ビットを付加し、前記冗長ビットの情報に応じて前記記録用データを異なる２進数列に変換し、前記異なる２進数列の各々に対して、それぞれ多値変調パターン信号を発生させ、前記多値変調パターン信号に対して所定の評価値を求め、前記評価値に応じて前記多値変調パターン信号を選択するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光情報記録装置は、光情報記録媒体に対する記録用データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加手段と、前記冗長ビットに応じて前記記録用データを異なる２進数列に変換するビット変換手段と、前記ビット変換手段の出力に対して、それぞれ多値変調パターン信号を発生させる変調手段と、前記多値変調パターン信号に対して所定の評価値を求める評価手段と、前記評価手段の出力に応じて前記多値変調パターン信号を選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の光情報再生方法は、多値ディジタル信号が記録された光情報記録媒体に光学的手段によりレーザ光線を集光させて照射し、レーザ光線が前記光情報記録媒体により反射または回折された光線を電気信号に変換して検出することにより前記光情報記録媒体上に記録された多値ディジタル信号データを読み出す場合に、前記光情報記録媒体から読み出した多値ディジタル信号に対してガイデッドスクランブルの復号演算を行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光情報記録媒体は、所望のデータが多値ディジタル信号として記録され、前記所望のデータがガイデッドスクランブルによりスクランブル処理され、さらに前記スクランブル処理において前記多値ディジタル信号が直流成分を持たないように、前記ガイデッドスクランブルの結果が選択されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の多値変調方法、及び光情報記録装置によれば、光情報記録媒体に対する記録用データに冗長ビットを付加し、冗長ビットの情報に応じて記録用データを異なる２進数列に変換し、この異なる２進数列の各々に対して、それぞれ多値変調パターン信号を発生させ、多値変調パターン信号に対して所定の評価値を求め、評価値に応じて多値変調パターン信号を選択するようにしたことから、位置基準のピットを挿入することが必要なくなり、従来の欠点を除去した適正な多値の記録再生が可能となり、記録密度を向上させることが可能となる。
また、本発明の光情報再生方法によれば、多値情報を記録した光情報記録媒体を再生して、ガイデッドスクランブルの影響を取り除いた信号再生が可能となる。たとえば、光情報記録媒体の反射膜に膜厚の不均一性などがあって、再生信号の振幅が変動したような場合であっても、従来よりも高い読み取りマージンで情報の再生が可能となる。
また、本発明の光情報記録媒体では、多値情報を用いた結果、高密度記録が可能となり、また、直流成分を除去した信号を記録することが可能となるので、光情報記録媒体から生ずる振幅変動などがあっても、安定的な信号再生を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態では、多値情報の記録方式に上述したガイデッドスクランブルの技術を適用することにより、変調信号の直流成分を除去した多値信号を作成して光ディスクに記録する。これにより、位置基準のピットを挿入することが必要なくなり、従来の欠点を除去して多値の記録再生が可能となり、記録密度を向上させることが可能となる。また、このようにガイデッドスクランブルと多値記録を組み合わせることにより、ターボ符号などの信号処理技術を適用することも可能となる。そして、ターボ符号を適用することにより、低周波成分の変動だけでなく、高い周波数成分を含むランダムノイズの影響までもが除去可能となる。この結果、各種光ディスクを用いた記録再生システムにおいて、これまで以上の高密度化が可能となる。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係る光ディスク記録装置１を示すブロック図である。
この光ディスク記録装置１は、ディスク原盤２を露光して情報源１０より出力されるディジタルデータＳＡを記録する。
ＥＣＣ回路１１は、情報源１０から供給されるディジタルデータSAに対してインターリーブを施し、誤り訂正符号を付加する。このようにして誤り訂正符号が付加することにより、完成した光ディスク媒体上にドロップアウトのような信号欠落があっても、データを再生することが可能となる。
ディジタルデータＳＢは変調回路３に送られる。変調回路３は、後に詳述するように、ディジタルデータＳＢに対してガイデッドスクランブルを施し、ターボ符号などの冗長度を付加した後に多値変調信号ＳＣとして出力する。
【００１６】
また、この光ディスク記録装置１において、スピンドルモータ１８は、ディスク原盤２を回転駆動し、その底部に保持したＦＧ信号発生回路（図示せず）より、所定の回転角毎に信号レベルが立ち上がるＦＧ信号ＦＧを出力する。スピンドルサーボ回路１９は、ディスク原盤２の露光位置に応じて、このＦＧ信号ＦＧの周波数が所定の周波数になるようにスピンドルモータ１８を駆動し、これによりディスク原盤２を所定の回転数になるように回転駆動する。
記録用レーザ１５は、ガスレーザー等により構成され、ディスク原盤露光用のレーザビームＬ１を射出する。光変調器１４は、電気音響光学素子などで構成されるAOM(Acousto Optic Modulator)であり、レーザビームＬ１を変調回路３から出力される多値変調信号SCに応じてオン・オフする。
【００１７】
このようにして得られたレーザ光Ｌ２は、ミラー１６により光路が折り曲げられてディスク原盤２に向けて進行し、対物レンズ１７によってディスク原盤２の上に集光される。これらミラー１６及び対物レンズ１７は、図示しないスレッド機構により、ディスク原盤２の回転に同期してディスク原盤２の外周方向に順次移動し、これによりレーザビームＬ２による露光位置を順次ディスク原盤２の外周方向に変位させる。
これによりこの光ディスク記録装置１では、ディスク原盤２を回転駆動した状態で、ミラー１６及び対物レンズ１７の移動によりらせん状にピット列として多値変調信号ＳＣを記録する。
【００１８】
また、図示は省略するが、本例の光ディスクの製造工程では、このようにして情報源１０からの情報が記録されたディスク原盤２を現像する。次に現像されたディスク原盤２を電鋳処理することにより、マザーディスクを作成し、このマザーディスクよりスタンパーを作成する。さらに光ディスクの製造工程では、このようにして作成したスタンパーよりディスク状基板を作成し、このディスク状基板に反射膜、保護膜を形成して光ディスク２０を作成する。
そして、以上のような工程を経て完成した光ディスク２０は市販されて、ユーザの家庭にあるプレイヤーで再生することができる。
【００１９】
図２は、本実施例における変調回路３の構成を詳しく示したブロック図である。
この図２においてＥＣＣ回路１１から供給されるディジタルデータＳＢは、長さがN-2ビットのディジタルデータであるものとする。また、２ビット付加回路３１Ａ〜３１Ｄは、２ビットのデータを先頭に追加して、長さがＮビットのデータＸ(n) (n=0,1,2…N-1) としてガイデッドスクランブラー３２Ａ〜３２Ｄに供給する。このとき２ビット付加回路３１Ａは、２ビットデータとして『００』を先頭に追加する。同様にして、２ビット付加回路３１Ｂは『０１』、３２Ｃは『１０』、そして３２Ｄは『１１』のデータを先頭に追加する。以上の結果、２ビット付加回路３１Ａ〜３１Ｄは、それぞれ先頭の２ビットだけが異なるＮビットのデータＸ（ｎ）を出力する。
【００２０】
ガイデッドスクランブラー３２Ａ〜３２Ｄとして示される４つの回路ブロックは、全て同一の回路で構成されている。すなわち、これら４つの回路における違いは、入力されるデータＸ（ｎ）の先頭２ビットだけである。これらの回路は、以下の式２で表されるように動作する。
Ｙ（０）＝Ｘ（０）
Ｙ（１）＝Ｘ（１）
Ｙ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＊Ｙ（ｎ−２）  ただし、  ｎ＞１のとき。
……式２
ここで、式２の演算は、以下の式１において、Ｍ＝２，Ｚ１＝０，Ｚ２＝１としたことに相当している。
Y(n)=X(n) * Z1・Y(n-1) * Z2・Y(n-2) * Z3・……ZM・Y(n-M)    ……式１
ただし、これらの式において、＊ は排他的論理和を表す演算、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，……，ＺＭはＭビットの２進数列を表すものとし、冗長ビットと記録用データで形成される２進数列Ｘ（ｎ） (n=1,2,…N)に対して、式１または式２を適用した結果得られる２進数列Ｙ（ｎ）を出力とするガイデッドスクランブル演算を行ったものである。
【００２１】
図３は、ガイデッドスクランブラー３２Ａ〜３２Ｄの動作を説明する模式図である。
図３（Ａ）においては、ｎ＝０とｎ＝１の場合において、Ｘ（ｎ）の値がＹ（ｎ）にコピーされている。続いてｎ＝２としてＹ（２）のデータが、波線で示すエクスクルーシブ・オアの論理回路により計算されている。この演算は、波線の回路が一段ずつシフトしていくことにより、ｎ＝３，ｎ＝４，……と順次行われていく。最後にはＹ（０）からＹ（１２）までの値が図３（Ｂ）に示すように定められる。
【００２２】
以上説明したのと同等な演算が、ガイデッドスクランブラー３２Ａ〜３２Ｄの全てにおいて行われる。この結果、Ｙ（０）とＹ（１）の値によって、それぞれ異なる２進数出力、Ｙ（０）〜Ｙ（１２）が得られる。例えば図３（Ｃ）は、ガイデッドスクランブラー３２Ｂにおいて求められるビット出力Ｙ（０）〜Ｙ（１２）を示している。図３（Ｂ）と図３（Ｃ）を比較すると、Ｙ（１）の値が０から１に変化しただけで、全く異なる２進数列が結果として得られていることが判る。
同様に図３（Ｄ）と図３（Ｅ）においては、それぞれガイデッドスクランブラー３２Ｃと３２Ｄにおいて得られる２進数出力Ｙ（０）〜Ｙ（１２）を示した。Ｙ（１）の値が０から１に変化したことによっても、まったく異なる２進数系列が出力に得られることが判る。
【００２３】
以上、２ビットの情報をデータ列に付加することにより、それに引き続く２進数列を、互いに全く異なる数列に変換することができることを説明した。このような手法は、ガイデッドスクランブルと呼ばれており、1991年に以下の論文により紹介されている。
“Guided Scrambling: A New Line Coding Technique for High Bit Rate Fiber Optic Transmission Systems, “ Ivan J. Fair 他、IEEE Transactions on Communications, Vol. 39, NO. 2, Feb 1991.
また同論文に説明されているように、このように変換された２進数列Ｙ（ｎ）を逆変換して、元の２審数列Ｘ（ｎ）に戻すことも簡単に行うことができる。
【００２４】
次に、図２に示す変調回路３の全体構成においては、ガイデッドスクランブラー３２Ａ〜３２Ｄの出力が、それぞれ多値変調回路３３Ａ〜３３Ｄに接続されている。多値変調回路３３Ａ〜３３Ｄは、それぞれの入力を８値の変調信号ＳＸＡ〜ＳＸＤに変換して出力する。これら４本の多値変調信号ＳＸＡ〜ＳＸＤは、全て同じ情報を保持しているが、その波形を比較するとガイデッドスクランブルの効果により、互いに全く異なる波形となっている。多値変調信号ＳＸＡ〜ＳＸＤは、所定のクロック毎にＤＳＶ評価回路３４に入力される。
【００２５】
ＤＳＶ評価回路３４は、多値変調信号ＳＸＡ〜ＳＸＤに対して、それぞれ直流成分の評価を行う。すなわち、ｎ番目のクロックにおける多値変調信号をそれぞれＳＸＡ（ｎ）、ＳＸＢ（ｎ）、ＳＸＣ（ｎ）、ＳＸＤ（ｎ）とすると、次の数式３に示す演算を行って直流成分の強さを求める。
ＶＡ＝｛  Σ ＳＸＡ（ｎ）｝２
ＶＢ＝｛  Σ ＳＸＢ（ｎ）｝２
ＶＣ＝｛  Σ ＳＸＣ（ｎ）｝２
ＶＤ＝｛  Σ ＳＸＤ（ｎ）｝２
……式３
【００２６】
ＤＳＶ評価回路３４は、以上の演算により求めた直流成分の強さを表すパラメターＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤを比較し、最も直流成分の小さい多値変調信号がデータセレクター３０の出力に得られるように、データセレクター選択信号ＳＳを出力する。以上の結果、例えばＶＡの値が、ＶＢ，ＶＣ，ＶＤよりも小さかった場合には、多値変調信号ＳＸＡがデータセレクター３０の出力に現れる。
【００２７】
以上のように変調回路３を構成することにより、直流成分の最も少ない信号が変調信号ＳＣとして出力される。ここで変調信号ＳＣはガイデッドスクランブルにより、元のデータとは異なるデータに変換されているが、ガイデッドスクランブルを行ったときと同等の演算を繰り返して行うことにより、元のデータに復元することが可能となっている。
【００２８】
図４は、多値変調回路３３Ａ〜３３Ｄの内部構成を示すブロック図である。この図において、入力された２進数の情報Ｙ（ｎ）は、ターボ符号付加回路３３０により、ターボ符号と呼ばれる冗長度が付加され、信号Ｑ（ｎ）として出力される。また同期パターン・アドレス情報発生回路３３１は、周期的にデータの始点を示す同期パターンと、データの位置を示すアドレス情報を発生し、データセレクター３３２に供給する。データセレクター３３２は、ターボ符号付加回路３３０の出力Ｑ（ｎ）と、同期パターン・アドレス情報発生回路３３１の出力を周期的に切り替えることにより、データの中に同期パターンやアドレス情報を織り交ぜたデータにして出力する。
【００２９】
ビット数変換回路３３０は、このようにしてデータセレクター３３２の出力を３ビット単位に切り分ける。多段階エッジ変調回路３３４は、３ビット単位の情報に応じて、記録信号のエッジ位置をシフトした信号を作成し、多値変調信号ＳＸとして出力するように構成されている。
【００３０】
図５は、ターボ符号付加回路３３０の内部構成を示すブロック図である。
なお、ターボ符号は、フランス人のクロード・ベルー氏により1995年に発明された符号である。図５において、入力されたデータＹ（ｎ）は、たたみ込み符号演算回路３４１により別のデータに変換される。また同様にして、インターリーブ回路３４２がデータ並びを攪乱した後に、たたみ込み符号演算回路３４３が所定の演算を行い、別のデータに変換する。データセレクター３４４は周期的にデータを切り替えて出力する。
すなわち、殆どの場合は、入力データＹ（ｎ）をそのまま出力している。しかし周期的に、たたみ込み符号演算回路３４１の出力または、たたみ込み符号演算回路３４３の出力を選択して出力するように構成されている。この結果ターボ符号付加回路３３０の出力Ｑ（ｎ）には、２通りの方法で演算された冗長情報が織り込まれて出力される。
以上のようにして作成された信号を記録した光ディスクでは、ターボ符号付加回路３３０により追加された冗長情報を使って、ノイズの影響を取り除いて高い信頼性でデータを復号することが可能になる。
【００３１】
図６は多段階エッジ変調回路３３４の動作を説明する模式図である。
同図においては、一定の間隔Ｐでピットが記録されるようになされている。このとき入力された３ビットのデータペアーに応じて、ピットの前縁と後縁の位置が、微少な間隔Δだけシフトされることにより、８段階のエッジ変調が施されるようになされている。すなわち、３ビットのデータペアーが（１，１，１）と（１，１，１）の場合には、図６（Ａ）の左側に示すように、前縁のエッジが一番左側に、後縁のエッジ位置が一番右側に選択される。この結果、図６（Ｂ）に示すように最大サイズのピットがディスク上に記録される。
これに対して３ビットのデータペアーが（０，１，０）と（０，１，０）の場合には、同図右側に示す位置にエッジが設定される。この結果図６（Ｂ）の右側に示すように、比較的小さいピットが記録される。
【００３２】
このようにエッジ位置が変位されたピット列に対して、通常の光ピックアップを使ってレーザ光線を照射し、再生信号を観測すると図６（Ｃ）に示すような信号が予想される。光ピックアップの分解能が有限であるために、このようにピットエッジの部分が傾斜した信号として観測されるものである。この再生信号を、例えば図６（Ｃ）の波線で示すような一定のサンプリングタイミングでＡＤ変換すれば、８段階の多値情報が再生されることになる。
【００３３】
ところで多値の情報を光ディスク上に記録再生する方法は多くが提案されている。図６に示したのは最も簡単に実現することが可能な一例であり、別の方法を使って多値情報を記録した光ディスク装置を構成して本発明に適用することも、もちろん可能である。
【００３４】
図７は、変調回路３によって作成された信号のスペクトルの一例を示す模式図であり、横軸が周波数、縦軸が直流成分レベルを示している。
通常、多値変調を施した場合には、直流成分を抑圧することができない。これに対して本発明では、ガイデッドスクランブル技術を適用して複数の異なる信号を作成して、そのなかから最も直流成分の少ない信号を採用する。この結果、図７に示すように直流成分を抑圧した変調信号を得ることが可能となっている。
なお、本例では、説明を簡単にするために２ビットの情報を追加することを説明したが、図７に示す実験では３００ビットの長さのデータに対して、５ビットの情報を追加し、全部で３２通りのデータの中からＤＣ成分が最も小さくなるものを選択するように構成している。）
【００３５】
図８は本実施例による光ディスク再生装置（再生系）の構成を示すブロック図である。
以下、上述したガイデッドスクランブリング技術を適用した多値情報記録ディスクを再生する、光ディスク再生装置４に関して説明する。図８において、光ディスク２０はスピンドルモータ４１によって回転させられる。スピンドルモータ４１は図示しないサーボ回路により所定の回転数で回転するように制御が行われている。
マトリックス演算回路４２では、光ピックアップ７において検出された電気信号に対して演算を行い、フォーカスエラー信号ＦＳ、トラックエラー信号ＴＫ、および高周波信号ＨＦを出力する。フォーカスエラー信号ＦＳはサーボ回路４３に供給され、光ピックアップ７内部の対物レンズにより照射された光線が常に光ディスク２０の上で焦点を結ぶように制御が行なわれる。トラックエラー信号ＴＫもサーボ回路４３に供給され、再生に用いるレーザスポットがトラック中心をトレースするように光ピックアップ７の対物レンズを制御する。
【００３６】
高周波信号ＨＦはピットとして記録された情報を検出した信号である。ただし、高周波信号ＨＦはピックアップ７の周波数特性により高い周波数成分が劣化している。そこで高周波信号ＨＦはイコライザー４４に供給される。
イコライザー４４は、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルターなどで構成され、高周波信号ＨＦのうち高い周波数成分の信号を強調してイコライズ信号ＥＳとして出力する。
イコライズ信号ＥＳは、ローカットフィルター４５に入力される。ローカットフィルター４５は、抵抗とコンデンサーで構成される単純な低周波成分除去の回路である。これまで提案されていた多値の光ディスクシステムでは、記録再生信号に直流成分を含んでいるため、このようなローカットフィルターを使うことは不可能であった。しかし、本発明を適用した場合には、ガイデッドスクランブルの効果により、記録信号から低周波成分が除去されている。そこでこのような単純なローカットフィルターを採用することで、光ディスクに特有な低周波の揺らぎ成分を除去することが可能となっている。
【００３７】
またイコライズ信号ＥＳは、同時にＰＬＬ回路４９に供給される。ＰＬＬ回路４９は周期的に記録されているピット列に同期したクロックＣＬＫを生成してシステム全体に供給する。ＡＤコンバータ４６は、クロックＣＬＫで与えられるタイミングで再生信号をサンプリングする。この結果ＡＤコンバータの出力にはピットエッジの位置に応じた８段階の多値検出信号ＦＳが現れる。
ターボ復号回路４７は、以上のようにして得られた多値検出信号ＦＳに対して、適当な信号処理を行い、最も確からしい符号を出力する。このとき、たたみ込み符号演算回路３４１と３４３で付加された情報を使うので、光ディスクに固有なランダムノイズの影響を除去することが可能となり、記録密度を高めた多値の情報であっても正しく再生することが可能になっている。
【００３８】
ＥＣＣ回路４８は、記録時の符号化において付加されたＥＣＣ（Error Correcting Code）に基づいて、ターボ復号回路４７から出力される誤りを訂正する。このような誤リは、例えぱ光ディスク２０上に存在するディフェクト等に起因して生じるバーストエラーなどがある。このようにしてＥＣＣ回路４８から得られる信号は、元々記録されたデータと等しくなっている。従って、例えば本再生装置をコンパクトディスクプレイヤーと同じような用途に適用する場合においては、ＥＣＣ回路４８の出力にＤＡコンバータとスピーカを接続することにより、スピーカから音楽信号が再生される。
【００３９】
以上の説明ではターボ符号を前提として説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えばＬＤＰＣ(Long Distance Parity Check)符号や、たたみ込み符号などをターボ符号の代わりに使うように構成することも可能である。
また、光情報記録媒体としては、光ディスクに限らず、例えばカード型の媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例による光ディスク記録装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク記録装置における変調回路の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す変調回路におけるガイデッドスクランブラーの動作を説明する模式図である。
【図４】図２に示す変調回路における多値変調回路の内部構成を説明するブロック図である。
【図５】図２に示す変調回路におけるターボ符号付加回路の内部構成を示すブロック図である。
【図６】図２に示す変調回路における多段階エッジ変調回路の動作と、その出力波形を説明する模式図である。
【図７】図４に示す多値変調回路の出力信号スペクトルの一例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例による光ディスク再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１……光ディスク記録装置、２０……光ディスク、４……光ディスク再生装置。
【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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