(57)【要約】【課題】  符号化効率を極力下げないでＤＣ補正能力が高い補正方式を提供する。【解決手段】  累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４を予め用意しておき、ＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列を加算し（Ｓ４）、多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４が加算された多値情報列Ｙ１（ｋ）〜Ｙ４（ｋ）の累積ＤＣ成分ＤＣ１（ｋ）〜ＤＣ４（ｋ）を各々計算し（Ｓ５）、この計算結果からＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択（Ｓ６〜Ｓ１２）し、選択された多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報Ｆ（ｋ）と、多値乱数列が加算された後の多値情報を合わせて情報記録媒体に記録させることで、セル単位の多値情報に対してＤＣ補正をかけることができる。また、少なくとも数百から数千単位のセル毎に多値乱数列の選択を示すＤＣ補正フラグ情報Ｆ（ｋ）を付加すれば良いので、付加情報を少なくできる。【選択図】    図１７
2005327381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値情報を情報記録媒体に記録する情報記録方法であって、
前記多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割するステップと、
累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類の多値乱数列を用い、均等分割された多値情報列毎に、これらの多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算するステップと、
この計算結果から累積ＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択するステップと、
選択された前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とを合わせて前記情報記録媒体に記録するステップと、
を備える情報記録方法。
【請求項２】
複数種類の前記多値乱数列は、偶数の多値情報で構成されている、請求項１記載の情報記録方法。
【請求項３】
予め用意された複数種類の前記多値乱数列として、情報記録装置内のメモリに予め登録されているデータを用いる、請求項１又は２記載の情報記録方法。
【請求項４】
所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルに対して、レベル方向に対称位置に配置された対の偶数の多値情報の組合せにより生成されたものであり、前記偶数の多値情報は、各々の発生頻度がほぼ等しい、請求項２記載の情報記録方法。
【請求項５】
所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルが偶数の場合は、当該偶数の多値情報を当該多値乱数列生成の組合せの中に含む、請求項４記載の情報記録方法。
【請求項６】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録させる、請求項１記載の情報記録方法。
【請求項７】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録させる、請求項１記載の情報記録方法。
【請求項８】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録させる、請求項１記載の情報記録方法。
【請求項９】
多値情報を情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、
記録対象となる前記多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割する手段と、
累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類の多値乱数列を用い、均等分割された多値情報列毎に、これらの多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算する手段と、
この計算結果から累積ＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択する手段と、
選択された前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とを合わせて前記情報記録媒体に記録する手段と、
を備える情報記録装置。
【請求項１０】
複数種類の前記多値乱数列は、偶数の多値情報で構成されている、請求項９記載の情報記録装置。
【請求項１１】
予め用意された複数種類の前記多値乱数列が予め登録されたメモリを備える、請求項９又は１０記載の情報記録装置。
【請求項１２】
所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルに対して、レベル方向に対称位置に配置された対の偶数の多値情報の組合せにより生成されたものであり、前記偶数の多値情報は、各々の発生頻度がほぼ等しい、請求項１０記載の情報記録装置。
【請求項１３】
所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルが偶数の場合は、当該偶数の多値情報を当該多値乱数列生成の組合せの中に含む、請求項１２記載の情報記録装置。
【請求項１４】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録される、請求項９記載の情報記録装置。
【請求項１５】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録される、請求項９記載の情報記録装置。
【請求項１６】
前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録される、請求項９記載の情報記録装置。
【請求項１７】
多値情報が記録された情報記録媒体であって、
請求項１ないし８の何れか一記載の情報記録方法により、多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とが合わせて記録されている、情報記録媒体。
【請求項１８】
多値情報が記録された請求項１７記載の情報記録媒体から情報を再生する情報再生方法であって、
前記情報記録媒体から多値乱数列が加算された多値情報列とともに前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報を取得するステップと、
取得されたＤＣ補正フラグ情報に従い対応する多値乱数列を取得するステップと、
取得された前記多値情報列から取得された多値乱数列を減算して加算させる前の多値情報列を復元するステップと、
復元された多値情報列に基づき２値情報を再生するステップと、
を備える情報再生方法。
【請求項１９】
多値情報が記録された請求項１７記載の情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置であって、
前記情報記録媒体から多値乱数列が加算された多値情報列とともに前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報を取得する手段と、
取得されたＤＣ補正フラグ情報に従い対応する多値乱数列を取得する手段と、
取得された前記多値情報列から取得された多値乱数列を減算して加算させる前の多値情報列を復元する手段と、
復元された多値情報列に基づき２値情報を再生する手段と、
を備える情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多値情報を扱う情報記録方法、情報記録装置及び情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等の情報記録媒体の記録密度を上げるための対応策として、３値以上の多値情報を用いて記録する方式は効果的である。
【０００３】
ここに、各種光ディスク等の情報記録媒体に情報を記録するときの変調後の信号にサーボ帯域の周波数に信号があると、その信号がサーボに影響を与えてしまうという問題があることから、情報記録媒体に情報を記録するときに符号化後のＤＣレベルの抑制を行うようにして提案例がある。
【０００４】
例えば、特許文献１によれば、入力データをデータ変調用変換コードグループとは別途のＤＣ抑圧制御用コードグループを利用して変調するとき、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特性、即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抑圧制御ができる可能性を一層高めるようにしている。この提案例によれば、情報記録媒体に対する高密度記録又は高密度再生の際の情報の変復調において、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ことができる。
【０００５】
また、特許文献２によれば、従来よりも多値データを正しく再生できるようにするために、２値データを１シンボルがｎビット（ｎ≧２である整数）からなる多値データに変換し、上記多値データと連続するＭ個（Ｍ≧３である整数）の多値データの２の（Ｍ×ｎ）乗通りの組合せを含むテストデータとを光ディスクに記録するとき、ｍシンボル（ｍ≧２である整数）の多値データを１セットとし、（ｎ×ｍ−１）ビットの２値データの内の｛（ｎ−ｋ）×ｍ｝ビットの２値データ（ｋ≧１かつｎ＞ｋである整数）を１セット内のｍシンボルの上位（ｎ−ｋ）ビットに配置し、残りの（ｍ×ｋ−１）ビットの２値データを（ｍ×ｋ）ビットに変換し、１セット内のｍシンボルの下位ｋビットに配置して２値データを多値データに変換する多値変調方式（以下、ＬＬＭ方式という）が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３５１２１公報
【特許文献２】特開２００３−２１８７００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１等に示される従来方式では、情報の変調方式を工夫してサーボ帯域に信号が出ないようにするため、情報の符号化の効率を下げてしまうという問題がある。特に、情報記録媒体に多値情報を記録する場合、２値情報の記録に比べてレベル数が多いため、低域の信号の制御を行うためには多くの付加情報が必要であり、なおさら情報の符号化の効率を下げてしまうという問題が生ずる。
【０００８】
この点、本出願人によれば、再生時に符号化の効率を下げることなくサーボ帯域の信号の生成を少なくできるように情報を記録媒体に記録するために、加算器で第１〜第３乱数発生器によって発生させた乱数とデータを加算すると共に各々の乱数を示す乱数情報を付加して累積値を求め、各累積器に各々の累積値（ＤＳＶ）を蓄積し、評価器は、各々の累積器に蓄積された累積値を比較して評価し、最もＤＣを抑圧する乱数発生系統の乱数を選択し、ＭＰＸに指示して、その乱数発生系統の乱数発生器から発生された乱数が加算された累積値と乱数情報が付加されたデータをバッファメモリに蓄積し、そのデータを光ディスクに記録するようにした提案もなされている。
【０００９】
このように多値乱数を付加する方式は、帯域制限として多値情報反転方式よりも優れているが、特許文献２等のＬＬＭ方式では下位ビットを変化させない制約事項があり、単純に多値乱数列を付加する方法では下位ビットが変化するため、多値乱数を付加する方式をＬＬＭ方式で採用できないという問題がある。
【００１０】
また、帯域制限及びＤＣ補正の付加情報であるＤＣフラグ情報を読み誤った場合、復調時にＤＣ補正単位の多値情報列全てを読み誤る結果となる。また、ユーザデータに付加されるエラー訂正情報に対しても、帯域制限及びＤＣ補正をする必要があるため、ＤＣ補正フラグ情報を個別に変調をかける必要があり、ＤＣ補正フラグを正確に再生できる変調方式を提供することが課題となる。
【００１１】
本発明の目的は、符号化効率を極力下げないでＤＣ補正能力が高い補正方式を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、多値情報を情報記録媒体に記録する情報記録方法であって、前記多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割するステップと、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類の多値乱数列を用い、均等分割された多値情報列毎に、これらの多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算するステップと、この計算結果から累積ＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択するステップと、選択された前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とを合わせて前記情報記録媒体に記録するステップと、を備える。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の情報記録方法において、複数種類の前記多値乱数列は、偶数の多値情報で構成されている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の情報記録方法において、予め用意された複数種類の前記多値乱数列として、情報記録装置内のメモリに予め登録されているデータを用いる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の情報記録方法において、所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルに対して、レベル方向に対称位置に配置された対の偶数の多値情報の組合せにより生成されたものであり、前記偶数の多値情報は、各々の発生頻度がほぼ等しい。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の情報記録方法において、所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルが偶数の場合は、当該偶数の多値情報を当該多値乱数列生成の組合せの中に含む。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の情報記録方法において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録させる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の情報記録方法において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録させる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の情報記録方法において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録させる。
【００２０】
請求項９記載の発明は、多値情報を情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、記録対象となる前記多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割する手段と、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類の多値乱数列を用い、均等分割された多値情報列毎に、これらの多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算する手段と、この計算結果から累積ＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択する手段と、選択された前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とを合わせて前記情報記録媒体に記録する手段と、を備える。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の情報記録装置において、複数種類の前記多値乱数列は、偶数の多値情報で構成されている。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載の情報記録装置において、予め用意された複数種類の前記多値乱数列が予め登録されたメモリを備える。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の情報記録装置において、所望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルに対して、レベル方向に対称位置に配置された対の偶数の多値情報の組合せにより生成されたものであり、前記偶数の多値情報は、各々の発生頻度がほぼ等しい。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、所請求項１２記載の情報記録装置において、望のＤＣ成分平均値を有する前記多値乱数列は、前記所望のＤＣ成分平均値に対応する多値情報のレベルが偶数の場合は、当該偶数の多値情報を当該多値乱数列生成の組合せの中に含む。
【００２５】
請求項１４記載の発明は、請求項９記載の情報記録装置において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録される。
【００２６】
請求項１５記載の発明は、請求項９記載の情報記録装置において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録される。
【００２７】
請求項１６記載の発明は、請求項９記載の情報記録装置において、前記ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数は、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録される。
【００２８】
請求項１７記載の発明は、多値情報が記録された情報記録媒体であって、請求項１ないし８の何れか一記載の情報記録方法により、多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とが合わせて記録されている。
【００２９】
請求項１８記載の発明は、多値情報が記録された請求項１７記載の情報記録媒体から情報を再生する情報再生方法であって、前記情報記録媒体から多値乱数列が加算された多値情報列とともに前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報を取得するステップと、取得されたＤＣ補正フラグ情報に従い対応する多値乱数列を取得するステップと、取得された前記多値情報列から取得された多値乱数列を減算して加算させる前の多値情報列を復元するステップと、復元された多値情報列に基づき２値情報を再生するステップと、を備える。
【００３０】
請求項１９記載の発明は、多値情報が記録された請求項１７記載の情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置であって、前記情報記録媒体から多値乱数列が加算された多値情報列とともに前記多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報を取得する手段と、取得されたＤＣ補正フラグ情報に従い対応する多値乱数列を取得する手段と、取得された前記多値情報列から取得された多値乱数列を減算して加算させる前の多値情報列を復元する手段と、復元された多値情報列に基づき２値情報を再生する手段と、を備える。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１，９記載の発明によれば、ＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列を加算し、多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算し、この計算結果からＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択しているので、セル単位の多値情報に対してＤＣ補正をかけることができる。また、少なくとも数百から数千単位のセル毎に多値乱数列の選択を示すＤＣ補正フラグ情報を付加すれば良いので、付加情報を少なくすることもできる。
【００３２】
請求項２，１０記載の発明によれば、ＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列が、偶数の多値情報で構成されているので、ＬＬＭ方式の利点である「最下位のビットにパリティ特性をもたせ、多値判定結果の正確性を高める」に適応したＤＣ補正方式を提供することができる。
【００３３】
請求項３，１１記載の発明によれば、多値乱数列の情報が情報記録装置内のメモリに格納され、選択された多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報と乱数列が加算された後の多値情報とが合わせて情報記録媒体に記録されているので、ＤＣ補正フラグ情報を再生し、多値乱数列が加算された情報を取得し、情報記録装置に格納されている多値乱数列を呼び出し、加算される前の状態の多値情報に復元することができる。
【００３４】
請求項４，５，１２，１３記載の発明によれば、所望のＤＣ成分平均値に対応して、偶数の多値乱数列を構成する規則を提供しているので、所望のＤＣ成分平均値を有する多値乱数列を簡単に演算することができる。
【００３５】
請求項６，１４記載の発明によれば、ＤＣフラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録されているので、複雑な変調方法を用いずに多値レベル数を減らすだけで、ＤＣ補正フラグ情報の変調と復調が容易で、複数回繰返して記録することで、信頼性を高めることができる。
【００３６】
請求項７，１５記載の発明によれば、ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報が付加され、複数回繰返してユーザデータに記録されているので、ユーザデータで使用しているＬＬＭ変調方法と同じ回路が使用でき、ＤＣ補正フラグ情報の変調と復調が容易で、複数回繰返して記録することで、信頼性を高めることができる。
【００３７】
請求項８，１６記載の発明によれば、ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加し、複数回繰返してユーザデータに記録されているので、多値レベル数を減らす単純な方法で、しかもユーザデータで使用しているＬＬＭ変調方法と同じ回路が使用でき、各方法の組合せ相乗効果により、更に信頼性を高めることができる。
【００３８】
請求項１７記載の発明によれば、請求項１ないし８の何れか一記載の情報記録方法により多値情報が記録された情報記録媒体であるので、請求項１ないし８の何れか一記載の情報記録方法による効果を奏する情報記録媒体を提供することができる。
【００３９】
請求項１８，１９記載の発明によれば、多値乱数列が加算されて多値情報列が記録された請求項１７記載の情報記録媒体から、多値乱数列が加算される前の多値情報を確実に復元して２値情報に再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
［前提となる一般的な多値記録方式、記録再生装置等］
図１に多値記録信号の再生波形の例を示す。上段が再生波形例、中段が再生クロック、下段が情報記録媒体上に記録されたマークの状態を示したものである。図1は、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（以降、面積変調と記述）、多値記録信号が実現される。
【００４２】
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値記録をしている例である。再生では、中段の再生クロックの立上り（セルの中心に位置する）で再生信号をサンプリングし、多値情報に対応した多値信号を得る。
【００４３】
本説明では、セル単位に占める面積変調方式について説明したが、本発明の情報記録方法等は、セル単位で形成された記録マークの溝深さや、記録マークの反射率の違いなど、多値信号が得られる記録方式全てに対応できる。
【００４４】
次に、図２に、一般的な光ディスク装置を利用した多値情報の記録と再生とを実現する装置の構成例を示す。なお、本説明では情報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依らない。即ち、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では、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。
【００４５】
まず、多値データを記録する場合、情報データ生成器１に入力されたユーザデータは、多値データ変換器２で多値データに変換され、ＬＤ駆動信号生成器３により、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光ピックアップ４中の半導体レーザから発生させ、光ディスク５の記録面に集光ビーム照射して記録する。
【００４６】
一方、多値データを再生する場合、回転する光ディスク５にレーザ光を集光し、反射した戻り光を光ピックアップ４を介してフォトディテクタ６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パイロットマーク（図示せず）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）制御回路７でＡＧＣ制御する。このＡＧＣ制御は、光ディスク５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。
【００４７】
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同期信号部（図示せず）を同期信号検出回路８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９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、量子化ＡＤ変換器１０により多値信号を量子化（ＡＤ変換＝アナログデジタル変換）し、多値信号メモリ１１に順次記録される。この多値信号メモリ１１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。
【００４８】
図３は、図２の周辺に関係する光ディスク・ドライブ部分を中心に図示したものである。外部機器（例えば、パソコン）から当該光ディスク・ドライブにコマンドを送ると、インターフェースコントローラ２１がコマンドを受け取り、コントローラ２２へコマンドを受け取った旨、報告する。コントローラ２２はこのコマンドを解釈し、当該光ディスク・ドライブをコマンドの要求する動作を行わせ、レポートをインターフェースコントローラ２１を通して外部機器に行う。また、情報を記録する際は、外部機器からインターフェースコントローラ２１を通してデジタル回路２３を経由し、一旦、バッファメモリ２４に記憶する。このデータに対し、デジタル回路２３では、誤り訂正符号を付けたり、同期信号を付加したり、多値レベルへの変調符号に変換などの動作を行う。また、書き込むアドレスは、光ディスク５上に予め書かれているアドレスを読んで指示されたアドレスに情報を記録する。次に、アナログ回路２５で光ディスク５に記録するように光ピックアップ４上のＬＤを発光させるように電流を制御し多値レベルに記録する。また、光ピックアップ４はＬＤの出射光が光ディスク５に当り、その反射光をＰＤ（フォトディテクタ）６で受けてアナログ回路２５で処理をし、フォーカスエラー信号や、トラッキングエラー信号などを生成しサーボ回路２６に入力し、サーボ回路２６で光ピックアップ４の位置やレンズの位置を制御する。
【００４９】
このとき、光ディスク５は、通常スパイラルの溝若しくはデータ配列を持っている。そのため、時間の経過と共に内周から外周に移動し（逆に、外周から内周でも良い）、トラッキング制御できる範囲を超えてしまう。そこで、トラッキングサーボ信号から光ピックアップ４全体を移動させ常にレンズの位置が中立に近い形で保てるように「キャリトラ」と呼ばれる制御を行なう。再生の場合は光ピックアップ４の出力をアナログ回路２５で量子化及びＰＬＬ等を用いてクロック抽出を行い、デジタル回路２３で同期検出、復調、誤り訂正などを行い、バッファメモリ２４に貯える。その後、インターフェースコントローラ２１を通して外部機器に情報を転送している。
【００５０】
このように、サーボ信号と再生信号は同じ光ピックアップ４から信号を生成している。そのため、再生信号にサーボ帯域の信号があると、サーボ信号にノイズとして回り込み、サーボが安定にかからないおそれがある。そこで、データを変調する際にサーボ帯域の信号が出ないようにする必要がある。
【００５１】
［本実施の形態の情報記録／再生方法］
本実施の形態の情報記録方法では、基本として、入力信号（多値情報）に多値乱数列を加えることでサーボ帯域の信号が出ないようにする。その具体的な方法としては、多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割し、均等分割された多値情報列毎に、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列を加算し、多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算し、この計算結果からＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択すれば良い。
【００５２】
セル単位の多値情報が０〜７の範囲をとる８値の場合、累積ＤＣ成分の評価方法としては、中央値３．５を０として、０に近いかどうかで判断する。この評価尺度をＤＳＶ（デジタルサムバリュー）と呼ぶ。ＤＣ成分の計算としては表１の対応により、累積ＤＣ成分を算出する。算出方法としては、下記（１）式で示される平均値で算出される。
【００５３】
（累積ＤＣ成分）＝ΣＹ(ｋ)  （ｋ＝１，２，…，Ｎ）  …………（１）
【００５４】
【表１】
2005327381.tif 000003
【００５５】
ここに、選択された多値乱数列を示す情報、即ち、ＤＣ補正フラグ情報と、多値乱数列が加算された後の多値情報とを合わせて情報記録媒体に記録することで、ＤＣ補正フラグ情報を再生し、多値乱数列が加算された情報を取得し、情報記録装置内のメモリに格納されている多値乱数列を呼び出し、加算される前の状態の多値情報に復元することができる。
【００５６】
［記録／再生系の構成例］
このような情報記録／再生を実現するための構成例を図４及び図５を参照して説明する。図４は、図２又は図３に示す構成中から、情報記録に関する情報変換ブロック部分を抽出して示す概略ブロック図、図５は図２又は図３に示す構成中から、情報再生に関する情報復元ブロック部分を抽出して示す概略ブロック図である。なお、３１はスピンドルモータ駆動回路３２に基づき光ディスク５を回転駆動させるスピンドルモータである。
【００５７】
まず、図４を参照して情報記録系について説明する。レーザ駆動回路３３は記録パルス生成回路３４から出力された信号に従ってレーザ光で光ディスク５にマークを記録するための信号を出力するもので、光ピックアップ４中の半導体レーザ等とともに記録する手段として機能する。記録パルス生成回路３４は、生成された多値データに対応した大きさのマークとスペースとを示すパルス信号を出力する。同期信号付加回路３５は、多値データに対して所定量のデータの区切りを示すための同期信号を付加する。多値化のための変調回路３６は入力された２値データを多値データに変換する。誤り訂正用データ付加回路３７は入力データに対して誤り訂正を行うためのデータを付加する。さらに、本実施の形態においては、変調回路３６により変換された多値データに対して上述したような多値乱数列の選択、加算等の処理を行う乱数加算回路によるＤＣ補正回路３８と、選択された多値乱数列を示すＤＣ補正フラグ情報を、多値乱数列が加算された後の多値情報に対して付加するＤＣフラグ付加回路３９とが設けられている。なお、ＤＣ補正回路３８におけるＤＣ補正変換処理についての詳細は後述する。
【００５８】
これにより、２値データを多値化して光ディスク５に記録する場合について概略的に説明すると、ホストコンピュータ（図示せず）から入力された２値データは、誤り訂正用データ付加回路３７で所定量のブロックに分割され、誤り訂正用のデータを付加する。その後、変調回路３６で多値データに変換する。さらに、ＤＣ補正回路３８による多値乱数列の加算、ＤＣフラグ付加回路３９によるＤＣ補正フラグ情報の付加を経て、同期信号付加回路３５で同期信号を付加する。その同期信号を付加した多値データの各値に対応したマークを光ディスク５に記録するために、記録パルス生成回路３４でレーザ光を駆動する信号を生成する。そして、レーザ駆動回路３３の制御によって光ピックアップ４によりマークを光ディスク５に記録する。
【００５９】
次に、図５を参照して情報再生系について説明する。演算増幅器及びＡＧＣ回路４１は、光ピックアップ４から出力される電気信号を演算増幅し、光ディスク５上のマークに対応した再生信号、光スポットが光ディスク５の記録面に焦点が合っているかを示すフォーカスエラー信号、光スポットが光ディスク５のトラックに沿って走査しているかを示すトラッキングエラー信号、トラックの蛇行に対応したウォブル信号等を出力する。ＡＤ変換器４２は演算増幅器及びＡＧＣ回路４１からの再生信号をデジタル信号に変換する。同期検出回路及びＰＬＬ（フェーズロックドループ）回路４３は、再生信号中の同期信号を検出し、多値データに同期したクロック信号を出力する。波形等化回路４４は波形等化を行う。多値仮判定回路４５は多値乱数列が加算された状態の多値データを仮に判定する。最尤復号回路４６は多値データを特定する。２値復調回路４７は多値データを２値データに復調する。誤り訂正回路４８は誤り訂正用データを用いて誤り訂正を行う。さらに、本実施の形態においては、最尤復号回路４６により特定された多値データ中からＤＣ補正フラグ情報を再生するＤＣフラグ読出し回路４９と、読出したＤＣ補正フラグ情報を用いて多値乱数列が加算された情報を取得し、当該ドライブ装置内のメモリに格納されている多値乱数列を呼び出し、加算される前の状態の多値情報に復元する乱数減算回路によるＤＣ補正逆変換回路５０とが設けられている。なお、ＤＣ補正逆変換回路５０におけるＤＣ補正逆変換処理についての詳細は後述する。
【００６０】
これにより、光ディスク５から多値データを読出して多値判定を行い、２値データとして出力する場合の動作について概略的に説明すると、光ピックアップ４により、一定強度のレーザ光を光ディスク５に照射し、その反射光を光電変換して電気信号を得る。その得られた信号を演算増幅回路及びＡＧＣ回路４１に入力し、サーボ回路２６によって光ディスク５を安定して回転させ、光ピックアップ４のトラッキングやフォーカス制御を行い、多値データを再生する。その再生された多値データから同期検出回路及びＰＬＬ回路４３によって同期信号を検出し、多値データに同期したクロックを生成し、ＡＤ変換器４２によってデジタルデータを得る。その後、波形等化回路４４によって波形等化を行い、多値仮判定回路４５、最尤復号回路４６による判定結果の多値データを出力する。この多値データ中からＤＣフラグ読出し回路４９によりＤＣ補正フラグ情報を再生し、読出したＤＣ補正フラグ情報を用いてＤＣ補正逆変換回路５０において多値乱数列が加算された情報を取得し、当該ドライブ装置内のメモリに格納されている多値乱数列を呼び出し、加算される前の状態の多値情報に復元し、２値復調回路４７で２値データに変換した後、誤り訂正回路４８で誤りの検出と訂正を行い、訂正後の２値データを出力する。
【００６１】
［ＬＬＭ変調方式への適応］
次に、特許文献２等に示されるＬＬＭ変調方式に適応する本実施の形態の方法について説明する。変調方式（ＬＬＭ）について、図６にその例を示す。図６では、変調前のデータ例えば１１ビットのデータ（Ｄ１〜Ｄ１１）を変調する場合の例を示している。この１１ビットの情報から３ビットの多値データ４つで、１つのセットを構成する。その構成の方法は、各多値情報の上位ビット（この場合は、２ビット目、３ビット目）に変調前のデータＤ１〜Ｄ８をそのまま設定し、多値データの各最下位ビットＰ１〜Ｐ４はデータＤ９〜Ｄ１１の３ビットより算出して構成する（詳細は特許文献２参照）。この変調後の値を各々光ディスク５に記録していく（図６中の楕円で囲んだ“単位”で記録する）。再生は、この４つの多値データから最下位の４ビットの生成規則から最適な値を算出する。
【００６２】
ここに、図５の情報再生系の構成例に示すように、ＬＬＭの復調ではＤＣ補正を逆変換する前に、多値判定をする必要がある。このため、ＬＬＭ方式の利点である、「最下位のビットにパリティ特性をもたせ、多値判定結果の正確性を高める」に適応させるためには、多値乱数列が加算された時、最下位のビットが変化しない状態が必要である。
【００６３】
そこで、多値乱数列の加算で最下位ビットが変化しない条件として、多値乱数列が偶数であることが必要になる。このため、本実施の形態では、上述の累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列は、偶数の多値情報で構成されている。
【００６４】
また、従来の複数の多値情報単位（少なくとも数１０セル以下）で多値情報を反転させる方法に対して、少なくとも数百から数千単位のセル毎に多値乱数列の選択を示すＤＣ補正フラグ情報を付加すれば良いので、付加情報が少なくできるメリットがある。
【００６５】
［偶数の多値乱数列を生成する方法］
前述したように、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なる複数種類の多値乱数列は、偶数の多値情報で構成する必要がある。そこで、このような偶数の多値乱数列を生成する方法について説明する。また、本発明で必要な多値乱数列を、擬似乱数発生器（例えば、Ｍ系列擬似乱数）で生成した場合、一定周期で乱数が一巡してしまうため、一巡後は全ての多値情報の発生確率が同じになる。多値情報の各々の発生確率が同じ多値乱数列の累積ＤＣ成分はほぼ０になるため、単純なＭ系列の乱数発生器だけで、所望の累積ＤＣ成分を有する多値乱数列を生成することはできない。また、一巡しない状態の乱数列を使って、累積ＤＣ成分を０にしない多値乱数列を生成することは可能であるが、このような多値乱数列は乱数の特性から外れたものであり、所望の累積ＤＣ成分に制御することは困難である。よって、乱数の特性（多値情報の各々の発生確率が同じ）を有し、しかも多値乱数列の組合せの工夫で、所望の累積ＤＣ成分を有する方法が必要になる。
【００６６】
このような課題を解決し、多値情報が偶数で、しかも所望のＤＣ成分平均値を有する多値乱数列を生成する方法を以下に説明する。
【００６７】
ここでは、構成・説明を判りやすくするため、８値記録を例に採り、説明する。８値記録の場合、取り得る多値情報のレベルは｛０，１，２，３，４，５，６，７｝の８種類とする。この時、偶数の多値情報のレベルは｛０，２，４，６｝の４種類になる。この４種類の偶数の多値情報を使って、所望の累積ＤＣ成分を有する多値乱数列を生成すれば、「多値情報が偶数で、しかも所望のＤＣ成分を有する多値乱数列を生成する」ことが可能になる。
【００６８】
Ａ．多値乱数列のＤＣ成分平均値が「−１．５」の場合
ＤＣ成分平均値は、式（１）で算出される多値乱数列の累積ＤＣ成分を、多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割った値とする。ＤＣ成分が「−１．５」に相当するのは、表１より多値情報が｛１｝の時である。よって、多値乱数列のＤＣ成分平均値を「−１．５」にするためには、多値情報のレベル｛１｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすれば良い。また、レベル｛１｝は奇数のため、この値を含めないことから、多値情報のレベル｛０，２｝の２種類を使った構成が採れる。この構成ルールに基づいて生成した多値乱数列のヒストグラムを表２に示す。即ち、ＤＣ成分平均値が「−１．５」の場合（多値情報数Ｎ＝２０４８個）である。
【００６９】
【表２】
2005327381.tif 000004
【００７０】
Ｂ．多値乱数列のＤＣ成分平均値が「−１．０」の場合
ＤＣ成分平均値は、式（１）で算出される多値乱数列の累積ＤＣ成分を、多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割った値とする。ＤＣ成分が「−１．０」に相当するのは、表１より多値情報が｛２｝の時である。よって、多値乱数列のＤＣ成分平均値を「−１．０」にするためには、多値情報のレベル｛２｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすれば良い。レベル｛２｝は偶数のため、この値を含む、多値情報のレベル｛０，２，４｝の３種類を使った構成が採れる。また、当然のことながら、｛２｝を含まない、多値情報のレベル｛０，４｝の２種類を使った構成にすることも可能である。この構成ルールに基づいて生成した多値乱数列のヒストグラムを表３に示す。即ち、ＤＣ成分平均値が「−１．０」の場合（多値情報数Ｎ＝２０４８個）である。
【００７１】
【表３】
2005327381.tif 000005
【００７２】
Ｃ．多値乱数列のＤＣ成分平均値が「−０．５」の場合
ＤＣ成分平均値は、式（１）で算出される多値乱数列の累積ＤＣ成分を、多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割った値とする。ＤＣ成分が「−０．５」に相当するのは、表１より多値情報が｛３｝の時である。よって、多値乱数列のＤＣ成分平均値を「−０．５」にするためには、多値情報のレベル｛３｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすれば良い。レベル｛３｝は奇数のため、多値情報のレベル｛０，２，４，６｝の4種類を使え、組合せとしては、｛０，２，４，６｝、｛０，６｝、｛２，４｝の３つのパターンの構成が採れる。この構成ルールに基づいて生成した多値乱数列のヒストグラムを表４に示す。即ち、ＤＣ成分平均値が「−０．５」の場合（多値情報数Ｎ＝２０４８個）である。
【００７３】
【表４】
2005327381.tif 000006
【００７４】
Ｄ．多値乱数列のＤＣ成分平均値が「＋０．５」の場合
ＤＣ成分平均値は、式（１）で算出される多値乱数列の累積ＤＣ成分を、多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割った値とする。ＤＣ成分が「＋０．５」に相当するのは、表１より多値情報が｛４｝の時である。よって、多値乱数列のＤＣ成分平均値を「＋０．５」にするためには、多値情報のレベル｛４｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすれば良い。レベル｛４｝は偶数のため、この値を含む、多値情報のレベル｛２，４，６｝の３種類を使え、組合せとしては、｛２，４，６｝、｛４，６｝の２つのパターンの構成が採れる。この構成ルールに基づいて生成した多値乱数列のヒストグラムを表５に示す。即ち、ＤＣ成分平均値が「＋０．５」の場合（多値情報数Ｎ＝２０４８個）である。
【００７５】
【表５】
2005327381.tif 000007
【００７６】
Ｅ．多値乱数列のＤＣ成分平均値が「＋１．０」の場合
ＤＣ成分平均値は、式（１）で算出される多値乱数列の累積ＤＣ成分を、多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割った値とする。ＤＣ成分が「＋１．０」に相当するのは、表１より多値情報が｛５｝の時である。よって、多値乱数列のＤＣ成分平均値を「＋１．０」にするためには、多値情報のレベル｛５｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすれば良い。レベル｛５｝は奇数のため、多値情報のレベル｛４，６｝の２種類を使った構成が採れる。この構成ルールに基づいて生成した多値乱数列のヒストグラムを表６に示す。即ち、ＤＣ成分平均値が「＋１．０」の場合（多値情報数Ｎ＝２０４８個）である。
【００７７】
【表６】
2005327381.tif 000008
【００７８】
なお、８値記録の場合、ＤＣ成分平均値が「＋１．５」の多値乱数列を生成することができない。これは、ＤＣ成分が「＋１．５」に相当するのは、表１より多値情報が｛６｝の時であり、多値情報のレベル｛６｝を中心とし、レベル方向に等しい距離に配置された偶数を採れないためである。
【００７９】
Ａ〜Ｅまでの多値乱数列を生成する規則をまとめると、「累積ＤＣ成分が異なる複数種類の多値乱数列は、偶数の多値情報で構成」を満足するためには、所望の累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値情報数（Ｎ）で割ったＤＣ成分平均値に相当する多値情報のレベルを中心として、レベル方向に等しい距離（対称の位置）に配置された偶数の多値情報のレベルを選択して、組合せた構成とすることが特徴となる。また、当然ながら、生成された多値乱数列中の、各々の多値情報の発生頻度はほぼ等しいと言う乱数の条件を満たしている必要がある。また、ＤＣ成分平均値に相当する多値情報が偶数ならば、多値乱数列の組合せの中に採用しても良いと言える。
【００８０】
［多値補正フラグ情報の変調方式］
ユーザデータのセクター単位での構成例を図７（ａ）に、ユーザデータにＥＣＣデータを含む１ＥＣＣ単位での構成例を図７（ｂ）に示す（図７（ｂ）ではＥＣＣは積符号方式を採用している。ＰＩとＰＯがＥＣＣデータに対応する）。
【００８１】
ＤＣ補正フラグの情報は、ユーザデータと同じエラー訂正情報（ＥＣＣ）で信頼性を高めることはできない。これは、ＥＣＣデータ自身もＤＣ成分を有するためで、ユーザデータとＥＣＣとを合わせた多値情報全てに対し、ＤＣ補正が必要なためである。このため、ＤＣ補正フラグ情報は、ユーザデータに対し個別に変調をかける必要があり、ＤＣ補正フラグを正確に再生できる変調方式を提供することが課題となる。
【００８２】
ＤＣ補正フラグ情報を個別に変調をかけ、ＤＣ補正フラグを正確に再生できる変調方式に関して、本実施の形態では、３つの方法を提供する。
【００８３】
［第１の変調方式］
多値レベルの数とエラー率の関係を図８に示す。図８は、横軸が多値レベル数、縦軸がエラー率（セル単位）、凡例の数値は多値信号の品質を示す多値ジッタが表記されている。８値記録における多値ジッタの定義を図９に示す。各多値レベルに対するヒストグラムの例を示したものである。多値ジッタは、各多値レベルにおける分布の標準偏差σｋ（ｋ＝０，１，２，…，７）をダイナミックレンジ（ＤＲ）で正規化し、平均を取った値で表記している。
【００８４】
図８から判るように多値レベル数を減らすことで、エラー率を低減することができる。例えば、図８では、多値ジッタが３．２％の時、８値を４値にすることで、エラー率を１／１００００以下に低減させることが可能である。また、欠陥等で、ＤＣフラグ情報が欠落する可能性があるので、同じＤＣフラグ情報を複数回繰返し入れることで、その信頼性を更に高めることが可能になる。
【００８５】
従って、多値補正フラグ情報の第１の変調方式としては、ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、複数回繰返してユーザデータに記録させればよい。この方式によれば、複雑な変調方法を用いずに多値レベル数を減らすだけで、ＤＣ補正フラグ情報の変調と復調が容易で、複数回繰返して記録することで、信頼性を高めることができる。
【００８６】
［第２の変調方式］
多値レベル数を減らす方法の他に、エラー訂正能力を高める方法がある。例えば、ＬＬＭ方式を応用して、図１０に示すように、３ビットのＤＣ補正フラグ情報（ＤＣ０，ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３，ＤＣ４）に対して、パリティ情報（Ｐ）を付加することで、訂正能力を持たすことが可能である。この時、ＤＣ２＋Ｐは、必ず偶数であるとする（逆に奇数でも良い）。図６に示したＬＬＭ方式では、４セルに対し１つのパリティであったが、このＤＣ補正フラグの場合のパリティは、２セルに対して１つのパリティとなっている。この冗長度の差から、４セルで１bitのパリティを付加する場合に対し、２セルで１bitのパリティの方が、エラー率を１／１００以下に低減させることが可能である（図１１参照）。また、第１の変調方式と同様に、同じＤＣフラグ情報を複数回繰返し入れることで、その信頼性を更に高めることが可能になる。
【００８７】
従って、多値補正フラグ情報の第２の変調方式としては、ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数と同じで、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加して、複数回繰返してユーザデータに記録させればよい。この方式によれば、ユーザデータで使用しているＬＬＭ変調方法と同じ回路が使用できることから、ＤＣ補正フラグ情報の変調と復調が容易で、複数回繰返して記録することで、信頼性を高めることができる。
【００８８】
［第３の変調方式］
第１の変調方式と第２の変調方式とを組合せることで、更にＤＣフラグ情報の再生信頼性を高めることが可能である。
【００８９】
第１の変調方式単独では、例えば、図８では、多値ジッタが３．２％の時、８値を４値にすることで、エラー率を１／１００００以下に低減させることが可能であり、第２の変調方式単独では、４セルで１bitのパリティを付加する場合に対し、２セルで１bitのパリティの方が、エラー率を１／１００以下に低減が可能である。これに対して、４値記録に関して１セル単位で２bit、２セル毎に１パリティ例を示す図１２のような第１，第２の変調方式の組合せ例によれば、２つの方式の相乗効果により更にエラー率を低減させることができ、図１１に示す結果から、１／１０１２以下のオーダまで低減できることが計算結果から判っている。このように、第１，第２の変調方式を組合せることにより、お互いの相乗効果で更にエラー率を低減できるメリットがある。また、第１，第２の変調方式の場合と同じように、同じＤＣ補正フラグ情報を複数回繰返し入れることで、その信頼性を更に高めることが可能になる。
【００９０】
従って、第３の変調方式としては、ＤＣ補正フラグ情報を示す多値情報の多値数が、ユーザデータとして記録される多値情報の多値数よりも小さく、ユーザデータのエラー訂正情報とは別に、前記ユーザデータのエラー訂正情報よりも冗長度が高いエラー訂正情報を付加し、複数回繰返してユーザデータに記録させればよい。この方式によれば、多値レベル数を減らす単純な方法で、しかもユーザデータで使用しているＬＬＭ変調方法と同じ回路が使用でき、各方法の組合せ相乗効果により、更に信頼性を高めることができる。
【００９１】
［データ構成例］
本実施の形態の情報記録方法に採用されるデータ構成例を図１３及び図１４に示す。データは、同期マークとＤＣ補正フラグとユーザデータブロック（１フレームはＮ個のユーザデータブロックで構成）、フレームの区切りを示すフレームマーク（ＦＭマーク）の組合せで構成されている。なお、同期マークの構成例としては、例えば図１５に示すように、多値データの組合せ｛００７００｝の５セル、フレームマークの構成例としては、例えば図１６に示すように、多値データの組合せ｛０００００７７７７７｝で構成されている。図１３では、２ブロック毎にＤＣ補正フラグを挿入し、１フレーム当たり、（Ｎ／２）個の繰返しで挿入されている。また、図１４では、各ブロック毎にＤＣ補正フラグを挿入し、１フレーム当たり、Ｎ個の繰返しで挿入されている。実際には、ＤＣ補正フラグの信頼性を実験から求め、所望のＤＣ補正フラグの読み取りエラー率以下になるように繰返し挿入数を決定すれば良い。
【００９２】
従って、本実施の形態の情報記録方法により多値情報が記録される光ディスク５は、そのデータ構成が図１３或いは図１４に例示するような構成で記録されるものであり、記録に際して、多値情報が多値乱数列により乱数化され、ＤＣ補正を所望の範囲に制御することが可能である。具体的には、図４に示した情報記録系構成に基づいて情報記録される。これにより、図５に示す情報再生系構成に従い、多値データを安定して２値データに復元することができる。
【００９３】
［ＤＣ補正回路３８におけるＤＣ補正変換のアルゴリズム］
ＤＣ補正回路３８におけるＤＣ補正変換のアルゴリズムを図１７を参照して説明する。なお、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類、例えば４種類の多値乱数列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は予めメモリに格納されているものとする。
【００９４】
ＤＣ補正変換処理の開始において、まず、０〜Ｎの値を採り得る変数ｋを０にセットし（ステップＳ１）、記録対象となる多値データ列をＮ個のブロック単位Ｘ（ｋ）に分割する（Ｓ２）。このステップＳ２の処理が、多値情報を所望の長さの多値情報列に均等分割するステップ又は手段として実行される。この処理と並行して、メモリ内に格納されている４種類の多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４を読み込み（Ｓ３）、ブロック単位の多値データ列Ｘ（ｋ）に対してこれらの多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４を加算する（Ｓ４）。そして、これらの多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４が加算された多値情報列Ｙ１（ｋ）〜Ｙ４（ｋ）の累積ＤＣ成分ＤＣ１（ｋ）〜ＤＣ４（ｋ）を各々計算する（Ｓ５）。このステップＳ４，Ｓ５の処理が、多値乱数列が加算された多値情報列の累積ＤＣ成分を各々計算するステップ又は手段として実行される。引き続き、絶対値ＤＣ１（ｋ）が最小か否か（Ｓ６）、絶対値ＤＣ２（ｋ）が最小か否か（Ｓ７）、絶対値ＤＣ３（ｋ）が最小か否か（Ｓ８）を順次判定し、絶対値ＤＣ１（ｋ）が最小であれば（Ｓ６のＹ）、多値データ列Ｙ（ｋ）＝Ｙ１（ｋ）、ＤＣ補正フラグＦ（ｋ）＝０を選択し（Ｓ９）、絶対値ＤＣ２（ｋ）が最小であれば（Ｓ７のＹ）、多値データ列Ｙ（ｋ）＝Ｙ２（ｋ）、ＤＣ補正フラグＦ（ｋ）＝１を選択し（Ｓ１０）、絶対値ＤＣ３（ｋ）が最小であれば（Ｓ８のＹ）、多値データ列Ｙ（ｋ）＝Ｙ３（ｋ）、ＤＣ補正フラグＦ（ｋ）＝２を選択し（Ｓ１１）、絶対値ＤＣ４（ｋ）が最小であれば（Ｓ８のＮ）、多値データ列Ｙ（ｋ）＝Ｙ４（ｋ）、ＤＣ補正フラグＦ（ｋ）＝３を選択する（Ｓ１２）。これらのステップＳ６〜Ｓ１２の処理が、計算結果から累積ＤＣ成分が最小となる多値乱数列を選択するステップ又は手段として実行される。この後、変数ｋがＮに達するまで、同様の処理を繰り返す（Ｓ１３，Ｓ１４）。
【００９５】
具体的な処理として、８値（３bit情報）の場合、例えば多値情報｛６｝に多値乱数｛４｝が加算されると、｛１０｝になるが、記録する多値情報としては、｛１０｝の下位３bit｛２｝を記録する。厳密には、この計算で累積ＤＣ成分が変化するが、４種類の多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４を加算し、累積ＤＣ成分が最も０に近いものを選択すれば、十分にＤＣ補正できる範囲である。
【００９６】
［ＤＣ補正逆変換回路５０におけるＤＣ補正逆変換のアルゴリズム］
ＤＣ補正逆変換回路５０におけるＤＣ補正逆変換のアルゴリズムを図１８を参照して説明する。なお、累積ＤＣ成分を多値乱数列の多値データ数で割ったＤＣ成分平均値が異なるよう予め用意された複数種類、例えば４種類の多値乱数列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は予めメモリに格納されているものとする。
【００９７】
ＤＣ補正逆変換処理の開始において、まず、０〜Ｎの値を採り得る変数ｋを０にセットし（Ｓ２１）、復元対象となる多値データ列をＮ個のブロック単位Ｘ（ｋ）に分割する（Ｓ２２）。そして、ＤＣ補正フラグ情報Ｆ（ｋ）を読み込む（Ｓ２３）。ステップＳ２１，Ｓ２２の処理が取得するステップ、手段として実行される。さらに、メモリ内に格納されている４種類の多値乱数列Ｒ１〜Ｒ４を読み込む（Ｓ２４）。読み込まれたＤＣ補正フラグ情報Ｆ（ｋ）が０であるか（Ｓ２５）、１であるか（Ｓ２６）、２であるか（Ｓ２７）を順次判定する。ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理が多値乱数列を取得するステップ、手段として実行される。Ｆ（ｋ）＝０であれば（Ｓ２５のＹ）、多値データ列として多値乱数列Ｒ１分を減算する逆変換処理、即ち、Ｘ（ｋ）＝Ｙ（ｋ）−Ｒ１を行い（Ｓ２８）、Ｆ（ｋ）＝１であれば（Ｓ２６のＹ）、多値データ列として多値乱数列Ｒ２分を減算する逆変換処理、即ち、Ｘ（ｋ）＝Ｙ（ｋ）−Ｒ２を行い（Ｓ２９）、Ｆ（ｋ）＝２であれば（Ｓ２７のＹ）、多値データ列として多値乱数列Ｒ３分を減算する逆変換処理、即ち、Ｘ（ｋ）＝Ｙ（ｋ）−Ｒ３を行い（Ｓ３０）、Ｆ（ｋ）＝３であれば（Ｓ２７のＮ）、多値データ列として多値乱数列Ｒ４分を減算する逆変換処理、即ち、Ｘ（ｋ）＝Ｙ（ｋ）−Ｒ４を行う（Ｓ３１）。ステップＳ２８〜Ｓ３１の処理が多値情報列を復元するステップ、手段として実行される。この後、変数ｋがＮに達するまで、同様の処理を繰り返す（Ｓ３２，Ｓ３３）。
【００９８】
具体例として、逆変換の場合も減算する際、例えば、逆変換前の多値情報が｛２｝で、減算する多値乱数列が｛５｝の時、減算結果は（１１０１）＝｛１３｝となるが下位３bitでデータを復元し、｛５｝とする。
【実施例】
【００９９】
上述した実施の形態に基づく本発明の効果を確認するための実験を行なったので、その結果を例示する。
【０１００】
［同じ多値データが連続する場合］
ＤＣ補正の効果を確認するために、同じ多値情報が連続する場合に対して、ＤＣ補正した結果を示す。図１９は、例えば多値情報｛４｝が連続する場合を例示している。図１９（ａ）のグラフがセルナンバーと多値データの様子を示し、図１９（ｂ）のグラフがセルナンバーと累積ＤＣ成分の関係を示している。また、系列１がＤＣ補正前の状態を、系列２がＤＣ補正後の状態を示している。
【０１０１】
ＤＣ補正としては、累積ＤＣ成分２の状態の多値乱数列が選択された。ＤＣ補正前は一時的に累積ＤＣ成分が増加してしまうが、ＤＣ補正後のデータでは、連続｛４｝の多値データ信号が乱数化され低域成分の信号はなくなり、累積ＤＣ成分もほぼ０で安定していることから、本発明の情報記録方法によるＤＣ補正の効果が確認できる。
【０１０２】
［一定周波数の多値データが連続する場合］
ＤＣ補正の効果を確認するために、一定周波数の多値情報が連続する場合に対して、ＤＣ補正した結果を示す。図２０は、１６セル周期で｛０｝と｛７｝とが繰り返される多値情報の場合である。図２０（ａ）のグラフがセルナンバーと多値データの様子を示し、図２０（ｂ）のグラフがセルナンバーと累積ＤＣ成分の関係を示す。また、系列１がＤＣ補正前の状態を、系列２がＤＣ補正後の状態を示している。
【０１０３】
ＤＣ補正としては、累積ＤＣ成分３の状態の多値乱数列が選択された。ＤＣ補正前は累積ＤＣ成分にも周期的な増減が現れ、１６セル周期の周波数帯の多値信号が強い。しかし、ＤＣ補正後のデータで、１６セル周期の多値データ信号が乱数化され、累積ＤＣ成分もほぼ０で安定していることから、ＤＣ補正の効果が確認できる。
【０１０４】
また、ＤＣ補正の状態を確認するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）分析した結果を図２１に示す。横軸は、セル周期が１で、その何倍周期かを示し、縦軸は各周期における信号の強度を示している。系列１がＤＣ補正前の状態を、系列２がＤＣ補正後の状態を示している。この結果から、セル周期の成分が最大のピークになり、１６セル周期のピークがＤＣ補正により抑制されていることが判る。
【０１０５】
［多値情報が乱数の場合］
ＤＣ補正の効果を確認するために、乱数化された多値情報に対して、ＤＣ補正した結果を示す。図２２（ａ）のグラフがセルナンバーと多値データの様子を示し、図２２（ｂ）のグラフがセルナンバーと累積ＤＣ成分の関係を示す。また、系列１がＤＣ補正前の状態を、系列２がＤＣ補正後の状態を示している。
【０１０６】
ＤＣ補正としては、累積ＤＣ成分３の状態の多値乱数列が選択された。元々乱数化された多値情報のため、上記同じ多値情報が連続する場合や一定周波数の多値情報が連続する場合のような特異な現象は現れていない。しかし、ＤＣ補正前の累積ＤＣ成分−０．２３を、ＤＣ補正により−０．０９に抑制し、低減できている。
【０１０７】
また、サーボ帯域（１０ｋＨｚ付近）の帯域制限効果を確認するために、ＤＣ補正前とＤＣ補正後の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）結果を各々図２３（ａ）（ｂ）に示す。この例では、セルの発生周波数が２５ＭＨｚ（セル長０．２４μｍ、記録再生線速度は６ｍ／ｓ）である。また、ＤＣ補正を行うブロック長としては、２５６セル間隔で行った。
【０１０８】
ＤＣ補正前のＦＦＴ結果を示す図２３（ａ）とＤＣ補正後のＦＦＴ結果を示す図２３（ｂ）との比較から、サーボ帯域付近のスペクトルの強さ（パワー）が１／３０に低減できていることが判る。この様に、本発明の情報記録方法におけるＤＣ補正方式では、累積ＤＣ成分を抑圧し、帯域制限の効果があることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】一般的な多値記録信号の再生波形例等を示す説明図である。
【図２】多値情報記録／再生の一般的な装置構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】その周辺構成を含むドライブ装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態の情報記録系の構成例を示す概略ブロック図である。
【図５】情報再生系の構成例を示す概略ブロック図である。
【図６】ＬＬＭ変調方式を説明するための模式図である。
【図７】ユーザデータのセクター単位の構成例を示し、（ａ）はセクターの情報構成例の模式図、（ｂ）は１ＥＣＣブロックのデータ構成例の模式図である。
【図８】多値レベル数とエラー率との関係を示すグラフである。
【図９】多値ジッタの定義に関する説明図である。
【図１０】第２の変調方式を示す模式図である。
【図１１】第１，２の変調方式の組合せ効果を説明するための特性図である。
【図１２】第２の変調方式を示す模式図である。
【図１３】データ構成例の一例を示す模式図である。
【図１４】データ構成例の他例を示す模式図である。
【図１５】同期マークの構成例を示す説明図である。
【図１６】フレームマークの構成例を示す説明図である。
【図１７】ＤＣ補正変換処理のアルゴリズムを示す概略フローチャートである。
【図１８】ＤＣ補正逆変換処理のアルゴリズムを示す概略フローチャートである。
【図１９】同じ多値データが連続する場合の測定特性例を示すグラフである。
【図２０】一定周波数の多値データが連続する場合の測定特性例を示すグラフである。
【図２１】これらのＦＦＴ解析結果を示すグラフである。
【図２２】多値情報が乱数の場合の測定特性例を示すグラフである。
【図２３】ＤＣ補正前後のＦＦＴ結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１０】
４      記録する手段
５      情報記録媒体
Ｓ２      均等分割するステップ、手段
Ｓ４，Ｓ５      計算するステップ、手段
Ｓ６〜Ｓ１２    選択するステップ、手段
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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