JPH0278019A - 情報記録再生装置、情報記録再生方法、情報再生装置、及び情報ビット配置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１面状の記録媒体に２進情報を光学的に記録、
再生する為の装置に係り、特に光ディスク等で用いられ
る高密度コード及びその記録再生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来１面状の記録媒体に情報を記録、再生するための装
置として知られているものは、記録媒体を線状の記録領
域に分割しく該線状の記録領域を記録トラックと略称す
る）、該記録トラック上の特定の位置に情報ピットを記
録する事により、情報の識別を行っている。このような
装置で用いらｔｔルコードでは、記録密度を高める為に
、ｎピットの２値状態、即ち２ｒＬ個の情報パタンをｍ
　）　ｎなるｍピットの状態から適当なものを選択して
記録ピット間隔が広がるようにして識別を容易にし。

記録線密度を向上させている。このようなブロックコー
ドとして特開昭６０−２３１９８０号公報に記載されて
いるＴＯＯＮコードや、コンパクトディスクに用いられ
ているＥＦＭコード等多くのものが知られている。

第２図はＴＯＯＮコードの変換表で、４ビツトの情報を
９ビツトの情態に変換するコードである。

第３図はこのコードを用いて面状記録媒体に情報を記録
したときのようすを示した図である。記録面は記録トラ
ック２１と、トラック間の干渉を防ぐ為のギャップ２２
に分けられ、第２図の変換表に従って記録トラック２１
上に情報ピット４が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら従来用いられている高密度コードは、これ
を面状の記録媒体に用いる場合圧は、変換されたｍピッ
トのコードピットを線状に配置しなければならない為、
記録トラック２２間の相互干渉を防ぐ為に、情報を記録
しないギャップ領域２１を設けなければならず、該ギャ
ップ２１の為に記録面密度が制約されるという問題があ
る。

本発明の目的は、前記ギャップ領域を低減し。

記録面密度の高い情報記録再生装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、情報ピットを記録、再生する為の少なくと
も２つ以上の元ビームを照射する手段と。

記録データを上記の光ビーム数に対応する複数の時系列
信号に変換する手段と、上記光ビームで再生された複数
の再生信号を同時に比較１判定する手段と、その判定粘
気に基付いてデータを生成する手段とを備え、情報記録
面を分割した小平面を１つのデータの記録、再生の単位
とし、該小平面を更に予め定められた少なくとも２つの
異なる方向に各々２分割以上に分割した微小面を情報ピ
ットの記録単位として、該情報ピッ［ｃ’圃面状配置し
て記録し、その配置位置を識別することによってデータ
を再生することによって１成される。

〔作用〕

上記のように情報ピットを面状に２次元的に配置するこ
とによってトラック間ギャップを減らす事ができるので
、記録面密度を高めることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、一実施例の記録再生装置によって記録された
情報ピットの記録状態を表した図で１本実施例では、２
ビツトのデータを４ケ所のピット位置に対応させるブロ
ックコードに従って記録。

再生を行ったものである。１は記録面全体であり。

２の正方形領域が１つのブロックコードの単位となる小
平面で、３が該小平面２を直交するＡ、Ｂの２方向忙各
々２等分して得られる微小面で、コードピットの一単位
となる。○印４は、該微小面３上に記録された情報ピッ
）＆表している。５は。

小平面２の相互干渉を防ぐ為に設けたギャップ領域であ
る。

記録面１は、直交するＡ、Ｂ２方向に分割され。

−辺の長さが２１の正方形である記録小平面２に区切ら
れている。該小平面２は、更にＡ、Ｂ方向に２等分され
て、−辺の長さが！である４つの微小面３に分割されて
いる。第４図は、２ビツトデータを４ピクトの２次元コ
ードに変換する規則を示した図である。２ビツトの情報
は２２＝４通りの状態が存在し２４ビツトのコード情報
は２’　＝　１６通りの状態が存在する。本実施例の２
次元ブロックコードでは、この１６通りのうち、情報ピ
ット４の数が１つの小平面２に１つだけ含まれる４つの
場合を選択して前記の４通りのデータに対応させたもの
である。

本実施例のブロックコードでは２ビツトのデータを表す
のに必要な面積は、記録小平面２に対して４１２．ギャ
ップ領域５に対して５６２で１合計９Ａ２となる。これ
を１ピット当りに換算すると、記録面２Ｊ２．ギャップ
面２．５６２で合計４．５１”である。これに対し、従
来の１次元コードでは１例えば第２図のＴＯＯＮコード
では、４ビツトのデータに対し。

記録面２１が８１２．ギャップ面２２が１９１２で合計
２７がの面積を必要とする。１ピット当りでは記録面が
２１２、ギャップ面が４．７５１で１合計６．７５１”
の面積である。

上記の如く、情＠を記録しないギャップ面な減らすこと
ができ、記録面密度を１．５倍に高める事が可能である
。

次に記録媒体として光ディスクを用いた本実施例の記録
・再生装置の構成について説明する。第５図は光デイス
ク記録媒体の平面図で、６がディスク本体、７は中心に
あけられたクランプ用の穴で、８がデータを記録する・
領域で、−周が１６のセクタに分割されている。９は内
周における記録領域の一部で、第６図はこの拡大図であ
る。記録小平面２ｆ！：微小面３に分割する２つの直交
軸のうち。

軸Ａはディスクの円周方向で、矢印の方向にディスクが
回転する。もう一つの軸Ｂは半径方向である。

記録膜の材料として０例えばカルコゲン化物を記録膜と
して用いた光ディスクの場合、情報ピットは局部的な反
射率の変化として記録される。即ち直径１．５μｍ程度
に絞ったレーザ光を照射して６局部的に温度を上昇させ
て、結晶状態を変化させて。

反射率の変化を得る。再生時には、結晶状態が変化しな
いような弱いレーザ光を照射して反射光強度の差で、情
報ピットの有無を識別する。第６図の８１及びＳ２は記
録・再生用レーザスポットである。

以下、第６図に示した本発明による高密度コードを用い
て情報を記録・再生する装置を第７図以下の図面を用い
て説明する。

第７図において６は光ディスク、１５は光ディスク６を
回転させる為のスピンドルモータである。

１６と２０はレーザダイオード（以下ＬＤと略す）で各
々波長が異なるもので１例えばＬＤ１６は波長λ１＝　
７８０ｎｎｔ　、　Ｌ　Ｄ　２０はλ２　＝　８３０ｙ
ｃｍなるものである。

１７　、１９はカップリングレンズで、１８．２４は波
長λ１の光を反射し、波長λ２の光を透過させる光学素
子である。２１はビームスプリッタで２２はλ／４板、
そして２３が対物レンズである。２５　、２７は集光レ
ンズで２６　、２８は光検出器である。１０は記録デー
タの入力端子を示し、１１はデータ？：２つの時系列デ
ータに変換し、ＬＤを駆動する信号に変換する変調器で
ある。２９　、３０は光検出器の信号を増幅するプリア
ンプで、１２は、該プリアンプ２９　、３０の出力結果
から情報ピットのパターンを特定する為の判定器で、１
３は該判定器１３の結果からデータな再生する復調器で
ある。１４は出力データ端子である。

本実施例では２つのレーザビーム８１　＊　８２を用い
て第６図に示す情報ピットの記録・再生を行っている。

先−Ｊ”ＬＤ１６かも発した光はカップリングレンズ１
７？：通って光学素子１Ｂで反射されビームスプリツタ
２１ヲ通過しλ／４板２板上２過し円偏波に変換される
。そして対物レンズ２３で集光されディスク上にスポッ
トＳｌ＆結像する。再生時にはディスクで反射された光
は再び対物レンズ２３．λ／４板２板上２ジ、直線偏光
となる。このとき入射時とは偏光軸が９０°ずれておジ
ビームスプリツタ２１で反射され。

更に光学素子２４でも反射され、集光レンズ２７を通つ
【光検出器２８に結像する。

一方ＬＤ２０から発した光は波長がＬＤ１６のものと異
なっており、光学素子１Ｂはそのまま通過して元ディス
ク６の上に光スポットＳ２を結像する。又ディスク表面
で反射された光も同様にビームスプリッタ２１で反射さ
れた後１光学素子２４はそのまま通過して集光レンズ２
５ヲ通って光検出器２６に入射する。２つの光スポット
Ｓ１．Ｓ２は第６図に示すように、光スボツ）８１は微
小面３α、３ｂの中心を通るトラックＴｌ上にあり１元
スポットＳ２は微小面３Ｃ。

３ｔＬの中心を通るトラックＴｌ上を移動する。

次に変調器１１の動作を説明する。変調器１１は。

入力データに対し、２つのＬＤを駆動してディスクにピ
ットを記録させるような時系列信号に変換する。第８図
は変調器１１の一例を示すブロック図である。１０αは
直列／並列変換器で、１０ｂ及び１０ｃはインバータ、
　１０ｄ　、　１０１　、１Ｏｆ、　ｔｏｙはＡＮＤゲ
ートである。１０Ａと１０ｉは並列／直列変換器で。

２つのＡＮＤゲートの結果？直列信号に変換するもので
ある。１０１とｌ０ＦＩＬは出力端子で、１０ノはクロ
ックの入力端子、１０にはデータの２ビツト毎の　区切
りを示す同期信号の入力端子である。

以下第８図の変調器の動作を第９図にて説明する。９図
（α）は端子１０ノより入力されるクロックである。入
力データは９図（ｂ）に示すように２ビツトずつ区切ら
れて送られて（るもので、２ビツトの区切り部分を示す
同期信号が入力端子１０４から入力される。データの波
形は９図（Ｃ）に示した。入力データは置皿変換１０ａ
で並列信号に変換され、インバータ１０ｂ、１０Ｃ及び
ＡＮＤゲート１０ｄ　、　Ｌｏｇによってパターンが変
換され、並直変換１０４で第９図（ｄｌに示す時系列デ
ータとして端子１０１かも出力される。この信号はＬＤ
１６に接続され、Ｓｌなる光スポットを制御して、９図
頭に示す小平面２のうち微小面α、ｈ上の情報ピットを
記録する。−万、入力データはインバータＩＯｈ、　ｔ
ｏＣ及びＡＮＤゲートｉｏｆ、　ｌｏｇによって別のパ
ターンに変換され、並直変換１０ｉによって９図（−）
に示すもう一つの時系列データとして端子ＩＱｎａから
出力される。

この信号は波長λ２のＬＤ２０に接続され９図（力の光
スボツ）８２を制御し、微小面ｃ、ｄ上の情報ピットを
記録する。

次にデータを再生する方法について第１０図により説明
する。再生時にＬＤ１６．ＬＤ２０は、記録膜の結晶状
態が変化しないような弱い光をディスク上に照射し、光
検出器２６　、２８でその反射光強度の変化を検出する
。光スボツ）８１．及びＳ２が一つの小平面上を通過す
るとその反射光強度は、スポットＳ１に対してγ１とな
り、スポットＳ２に対してはｒ２となる。情報ピット４
は微小面３Ｃ上に記録されており、スポットＳ２はピッ
ト４の真上を通るので、その時点ＰＣで振幅が非常に大
きくなる。一方スポットＳ１はピット４の横を通るので
信号のピーク点Ｐαの振幅レベルはＳ２のピークレベル
Ｐｃよりも小さ（なる。従って４つの微小面に相当する
時点Ｐａ　、　Ｐｈ。

Ｐｃ、Ｐｄでの振幅レベルが最も太き（なる場所に情報
ピット４が記録されていることになる。第１０図ではＰ
Ｃが振幅最大となる点なので情報ピット４は微小面３Ｃ
上に記録されていることが判り、この２ビツトデータは
第４図の変換表から　１０　　である。

上記のデータ再生眸第７図における判定器１２と復調器
１３で行っている。

第１１図は判定器の一例を示すブロック図である。

光スポットＳ１からの再生信号は入力端子１１ａに入力
されＡ／Ｄ変換器１１ｈに接続される。−万光スボッ）
８２からの再生信号は入力端子１１Ｃに入力されて、Ａ
／Ｄ変換器ｌｉｄに接続される。　１１ｆ　、　ｌｌｙ
。

１１Ａ　、　ｎ＝はレジスタでＡ／Ｄ変換されたデジタ
ル信号を一時的に記憶するためのものである。１１ｊは
レジスタＡ　（ｔｔ７）とレジスタＢ　（１１５）の値
の大小を比較する比較器で、１１１はレジスタＣ（ＩＩ
Ａ）とレジスタＤ（１１りの大小を比較する比較器であ
る。１１には比較器１１７と比較器１１１で大きいと判
定された方の結果を更に比較する為の比較器である。ｌ
１ｍ　、　ｌｌｎ、　１１０．　ＩＩＰはＡＮＤゲート
で。

比較器１１７’　、　１１４　、　ＩＩｌの結果から、
レジスタＡ〜Ｄの値に応じて、いずれか一つのＡＮＤゲ
ートの出力が１となる。

先ず光スボツ）８１．８２が微小面３ａ　、　３ｃの真
上に位置したとき、Ａ／Ｄ変換器１１ｂ、　ｌｉｄの出
力は各々レジスタＡ　（１１ｆ）　、レジスタＣ（ＩＩ
Ａ）に記憶される。そして光スポットが移動して微小面
３Ａ。

３ｄ上に位置したときにＡ／Ｄ変換器１１Ａ　、　ｌｉ
ｄの出力は各々レジスタＢ　（ｌｌｙ）とレジスタＤ　
（ｌｌｊ）に記憶される。次にレジスタＡとＢの大小比
較を比較器１１ノで行い、Ａ＞ＢならばＡＮＤゲートｌ
１ｍに１？：出力し、Ａ＜ＢならばＡＮＤゲート１１ル
に１を出力する。同様にレジスタＣとレジスタＤの値を
比較器１１１で判定し、Ｃ＞ＤならばＡＮＤゲート１１
０に１を出力し、Ｃ＜ＤならばＡＮＤゲート１１Ｐに１
を出力する。次にＡとＢのうち大きいと判定されたレジ
ス゛りの内容と、ＣとＤのうち大きいと判定されたレジ
スタの内容を比較器１１ｋによって大小比較を行い、結
果な４つのＡＮＤゲート１１ｒＩＬＳ−１ＩＰに出力す
る１例えば第１０図に示すピットパターンの場合、再生
信号γ１ではＰａ点のレベルの万がＰｈ点のレベルより
大きいので比較器１１ノの判定はＡ＞ＢとなりＡＮＤゲ
ート１１ｒＩＬにのみ１１に出力する。一方再生信号γ
２ではＰｃ点のレベルの方がＰｄでのレベルよりも大き
いので、比較器１１１はＣＯＤの判定を行い、ＡＮＤゲ
ート１１１　Ｋ　１を出力する。次に各々の比較結果か
ら太きいと判定されたレジスタ人とレジスタＣの値は比
較器１１４で判定される。再生信号のようすからレジス
タＣの値の方が大きいのでＡＢ＜ＣＤと判定されて。

ＡＮＤゲー）　ＩＣ、１１７）に１が出力される。この
結果４つのＡＮＤゲートのうちＡＮＤゲート１１０の出
力だけが１となり、微小面３Ｃのボジシ１ンに情報ピッ
ト４が存在することが判別される。同様に微小面３αに
情報ピット４がある場合はＡＮＤグー）　１１ｍの出力
のみが１となるし、　３ｂにピットがある場合はＡＮＤ
ゲート１１ｒＬが１となｐ、３ｄにピットがあればＡＮ
Ｄゲート１１７）のみが１を出力する。

第７図において復調器１３は、上記で説明した判定器１
２の結果に差付いて２値データを再生する。

第１２図はこの復調器１３の一例を示したブロック図で
ある。４つの入力端子α、ｂ、ｃ、ｄは各々第１１図の
判定器の出力端子α、ｂ、Ｃ，ｄに接続されている。只
し、信号αは復調器１３の内部では使用していない。１
２αと１２ＡはＯＲゲート、１２Ｃは並列直列変換器で
ある。又入力端子１０Ａにはクロック信号が入力されて
おり、入力端子１０ノにはデータを２ビツト毎に区切る
為の周期信号が入力されている。動作を簡単に説明する
と１例えば第１０図に対応して判定器１２のＡＮＤゲー
トＩｌｌの出力がＩＫなった場合、復調器１３のＮＯＲ
ゲート１２ｈのみに１が入力されるので、ＮＯＲグー）
　１２Ａの出力は１とな！＋、ＮＯＲゲート１２αの出
力は０である。これを並列直列変換１２ｃで時系列の信
号に変換するとデータ　１０　　が端子１４に出力され
る。同様に入力端子すに１が入力された場合はＮＯＲグ
ー）　１２ｂ、　１２αは両方とも１が出力されてデー
タ１１が出力され、端子ｄに１が入力された場合はＮＯ
Ｒゲート１２αのみが１となってデータ０１が出力され
る。端子αに１が入力された場合の出力データは００で
ちる。

以上詳細に説明１−だように第７図に示す記録再生装置
によって、第４図の２次元高密度コードを光デイスク上
に記録・再生する事が可能である。

本実施例の高密度コードは一つの小平面に含まれる情報
ピットの個数が常に１つであるから、再生信号レベルの
大小比較によって、極めて容易に情報ピットの位置を判
別することができる。又、１つの時系列データを２つの
元ビームで並列に処理するので転送レートをも大幅に向
上することができる。

尚、記録データと記録媒体上の情報ピットのパターンと
の対応を規定するブロックコードは１本実施例の他にも
種々のものが考えられる。第１３図はこの一具体例の記
録状態を示した図である。１は記録面全体を表してお９
．１８の正方形の領域が記録面となる小平面、１７が該
小平面１８を直交するＡＢの２方向に各々４分割して得
られた微小面で。

１６の○印が該微小面１７上に記録された情報ピットで
ある。１５は小平面１Ｂの相互干渉な防ぐ為のギャップ
領域である。

上記のブロックコードでは、６ビツトのデータを１６ビ
ツトのコードに変換し、４ビツト×４ビツトの平面上に
展開したものである。記録面１は直交するＡＢ２方向に
分割されており、ブロックコードの１単位である小平面
１８は、−辺の長さが４１の正方形になっている。小平
面１８は更にＡＢ２方向に各々４等分されて一辺の長さ
が！である１６個の微小面１７に分割されている。情報
ピット１６は、第１４図に示す変換規則に従って該微小
面上の特定の位置に記録される。６ビツトのデータは２
’＝６４通９の状態が存在し、一方コード化された１６
ビツトの情報は２１６通りの状態が存在する。このうち
、情報ピット１６０個数が１つの小平面１８の中に４個
含まれるものを選び、更に情報ピット１６の位置が小平
面１８の中で、互いに隣接するか、又は隣接しない場合
にはピット間の距離が必ず２ｊより大きくなるような６
４通りの場合を選択して１元の６ビツトデータに対応さ
せたものである。

このブロックコードでは１ビツトのデータを表すのに必
要な面積は、記録面が２．７１”　、ギャップ領域が１
．５１″で１合計４．２１″となシ、従来の約１．６倍
の記録面密度が達成される。第２の実施例においても１
つの小平面１８中の記録ピット１８の数は常に一定であ
るから、情報ピットの位置を識別する方法は。

第１の実施例同様に各微小面１７に対する検出信号の大
きさを相対的に比べて、大きい方から（又は媒体の特性
によっては小さい方から）４ケ所を選べばよい。更に記
録ピット１６の位置は、小平面１８の中で必ず２１以上
離れた位置しており、識別し易いという特徴がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば６面状記録媒体での
ギャップ面積を減らし、２次元的に記録ピットを識別す
るので、記録面密度を高くすることができる。

尚１本発明は記載の実施例に限定されるものではなく、
記録面が円筒状であっても良いし、あるいは板状の媒体
が平行移動するような場合や、又はテープ状の媒体でも
構わない。又１分割する方向も直交する２軸以外に種々
考えられるし、ブロックコードの一単位となる小平面の
形状も正方形に限られるもので無（、長方形でもよい。

記録する情報ピットの位置も種々考えられるし、データ
との変換規則も本実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

ｆｉ１図は本発明の一実施例による情報ピットの記録状
態図、第２図はＴＯＯＮコードの変換規則説明図、第３
図はＴＯＯＮコードによる記録状態図、第４図は第一の
実施例のコード変換説明図。 第５図は光デイスク記録媒体の平面図、第６図は第５図
の内周部分の拡大図、第７図は第一の実施例のブロック
図、第８図は該記録再生装置の変調器の構成図、第９図
はその動作説明図、第１０図は光スポットと再生信号の
関係説明図、第１１図は記録再生装置の判定器の一例を
示した構成図、第１２図は復調器の一例を示す構成図、
第１３図は第２のブロックコードによって情報ピットを
記録したときの記録状態図、第１４図はそのブロックコ
ードの変換説明図である。 １・・・記録面、　　　　　２・・・記録小平面。 ３・・・微小面、　　　　　４・・・情報ピット。 ５・・・ギャップ領域、　　６・・・光デイスク記録媒
体。 １６及び２０・・・し〒ザダイオード。 ２３・・・対物レンズ。 ２６及び２８・・・光検出器。 １１・・・変調器、　　　　　１２・・・判定器。 １３・・・復調器。 葛１図 Ｉ　記＃＠　　　　４　情報ビー小 ２　記録小平面　５　ギマツブ領織゛ ３　檄ノゴ＼＠ 纂　４−ｖｉ 第　２　区 栴　３　Ｙ 第　５　凹 第　８　回 ｎｎ 集　ｑ　面 （ＯＬ） （４）　　　００　　０１　　　ｆｏ　　１　　００　
　１０第　ＩＯ習 ８ｔｔ　　χ 第　７２　　’Ｆｅｄ 第　１３　　習 其　Ｉ４　　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、面状の記録媒体に光学的に情報を記録し、再生する
   装置であつて、情報ピットを記録再生する為の少なくと
   も２つ以上の光ビームを照射する手段と、記録データを
   上記光ビーム数に対応した複数の時系列信号に変換する
   手段と、上記の光ビームで再生された複数の再生信号を
   同時に比較する手段と、該比較結果に基づいてデータを
   生成する手段を備え、前記記録媒体の情報記録面を分割
   した小平面をデータの記録再生の単位とし、該小平面を
   予め定められた少なくとも２つの異なる方向に各々２分
   割以上に分割した微小面を情報ピットの記録単位として
   、該微小面の中から特定の微小面に情報ピットを記録し
   、前記小平面の中の情報ピットの位置によつてデータを
   識別することを特徴とする情報記録再生装置。