JPH03228228A

JPH03228228A - 光学的情報記録再生方法

Info

Publication number: JPH03228228A
Application number: JP2022051A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hosoya; 細谷　英樹
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2637595B2

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）本発明は光学的記録媒体上に記録されたピットからの反
射光量あるいは透過光量の相違によって、１つのピット
で複数の情報を表現し、認識できるようにした光学的情
報記録方式に関する。

（従来の技術）従来、光を用いて情報を記録し、また、記録された情報
を読み出す時、用いられる光学的記録媒体は、ディスク
状、カード状あるいはテープ状の形態をなしている。こ
れらの光学的記録媒体には、記録および再生が可能なも
のや、再生のみ可能なものがある。

上記媒体への情報の記録は、再生時、光学的に検出可能
な情報ピット列となるように、記録情報に従って変調さ
れた光ビームを、微小スポットに絞り込んで、情報トラ
ック上で走査することにより、行なっている。また、情
報の再生は、上記媒体に記録が行なわれない程度の一定
のパワーの光ビームスポットを情報トラック上で走査し
、情報ピット列からの反射光量あるいは透過光量の相違
で読取りを行なうことにより実現している。

この場合、上記記録媒体に対する光ビームスポットの大
きさは、オートフォーカシング（ＡＦ）制御手段によっ
て制御され、また、情報トラック配置のずれは、オート
トラッキング（ＡＴ）制御手段によって制御される。こ
のような制御手段を用いるために、自づから光ビームス
ボッ十の大きさには制約があり、この光ビームスポット
によって生成される情報ピット列の寸法、ピッチも定ま
ってくる。通常、ここで扱われる信号は２値化されたも
のであるが、１つの記録媒体の情報収容量は、上記情報
ピット列の寸法、ピッチで決定されるわけで、これが高
密度化の妨げとなっている。

（発明が解決しようとする課題）そこで、光学的に複数の記録状態を認識できるように、
１つのピットにつき、複数の情報を表現するように、例
えば、１つのピットに、その濃度により重みをつけて上
記記録媒体に記録を行うことにより多値化することが提
唱されている。これは、記録媒体上で光スポットを与え
た時、その反射光量あるいは透過光量が相違するように
、各ピットを生成することで実現できる。

第４図は、レーザ光の記録パワーに対応する再生信号の
振幅、換言すれば、反射光量あるいは透過光量の相違を
示したものである。図から明らかなように、レーザ光の
パワーが成る閾値Ａまで到達しないところでは、記録媒
体にはピットが形成されず、閾値Ａを超えたところから
Ｂ点位置までは非線形ではあるが、パワーの増加にとも
なって再生信号レベルが増加するのである。そして、Ｂ
点を超えると、レーザパワーを変化させても再生信号振
幅がほとんど変化しない、いわゆる飽和領域になる。

このような特性に注目して、Ａ点からＢ点までの領域で
信号対雑音比（Ｓ／Ｎｌを配慮し、如何なる値まで、正
確な量子化（多値化）が実現できるかが検討されている
。この時、分割したスライスレベルを記録条件としてピ
ットを生成することで、１つのピットにつき、多値情報
を当てはめることができ、この多値記録によって、１つ
の記録媒体における記録の高密度化が実現できる。すな
わち、例えばＮ個の記録状態を作った時には、１０ｇ２
Ｎ倍の高密度化がはかれるわけである。第５図には、こ
のようにして生成された記録ピット列３が示されている
。ここでは、説明を簡略化するために、４値記録の場合
を例示している。すなわち、バイナリデータの２ピット
分を１つのピットに対応させているのである（Ｏ”＝　
（００１，”　ｌ　”　＝（０１１，”２″’　＝　（
１０１，°°３”＝　（１１１１゜したがって、図示の
ピット列の例では（１２３０３３００１１が表わすバイ
ナリデータは（０１１０１１００１１１１０００００１
）となる。そして、これに対応して生成される再生信号
波形は第５図ｆｂｌのようになる。なお、ここで、°゛
３”が連続している部分で再生信号に小さな窪みが生じ
るのは、各図形ピットが接した部分で生じる幅方向につ
いての未記録部分の存在が原因している。

しかしながら、第５図（ｂｌ　に示したように、隣り合
うピット同志が遣う記録状態のときには、ピットの境界
が再生信号上でエツジとして判別でき、これをエツジ信
号としてセルフクロック信号の生成を行なえるけれども
、未記録状態が連続した場合あるいは同じ記録状態のピ
ットが連続した場合には、再生に際して、長時間、エツ
ジ信号が検出されず、セルフクロック信号の生成が困難
になる。

そこで、本出願人は別に、各記録ピットの間には光学、
的記録を行なわない未記録領域を、少なくとも光学的に
認識できる大きさで残すように記録することで、多値化
を実現する場合に、セルフクロック信号を確実に生成し
て、再生を容易にできる光学的情報記録方式を提唱して
いる。ここでは、第６図に示されるように、記録すべき
２値データ（第６図ｆａｌ　Ｉ照）は各記録ピットの濃
度により重みを持たせた多値（ここでは第６図ｔｂ＋に
示すように４値）データとして記録される。第６図ｆｃ
ｌは光ビームスポットで再生した場合の反射光量あるい
は透過光量を示すもので、上記反射光量は、ピットの濃
度に反比例している（ピットの濃度が高いほど、反射光
量が少ない）。この反射光量あるいは透過光量を複数の
スレッシュホールドの位置で検出することで、多値化を
実現するのである。しかも、同じレベルでの信号が持続
しても各記録ピット間には未記録領域があって、各信号
を位置分割しているため、セルフクロック信号の生成が
容易である。このクロッグ信号はデータ信号中に含まれ
る基本用波数成分を検出してＰＬＬ回路を用いて作られ
るのが一般的である。

ここで、問題になるのは、ピットの大きさは通常、光学
的には検出可能な最小値とするのが、記録媒体への記録
の高密度化の上で重要なので、当然、記録ピット間の未
配録領域も、これに対応する大きさとなってしまい、ト
ラック方向の密度は、その未記録領域を含む半分の大き
さに制約されてしまう。これは、１ビツト毎の多重度に
大きく影響を与えることになる。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、多値化
を実現する場合に、セルフクロック信号を確実に生成し
て、再生を容易にできるようにすると共に、各ピットに
おける多重度を低く抑えても、充分な記録の高度化を達
成できるようにした光学的情報記録方式を提供しようと
するものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、光学的に複数の記録状態を認識
できるように１つのピットにつき複数の情報を表現する
ように光学的記録媒体に記録を行なう光学的情報記録方
式において、各記録ピットについては一定のピット長さ
でかつその不飽和状態での複数スライスレベルで認識で
きる記録状態により記録すると共に、各記録ピット間に
間隔を設け、該間隔の長さで複数の記録状態を表現する
ように記録するのである。

（作　用）したがって、各記録ピット間にはかならず、定レベル（
記録状態でないレベル）の間隔が存在するためにセルフ
クロック信号の生成に役立たせることができ、しかも、
この各記録ピット間の間隔にも、その間隔長の相違で情
報を表現させるので、上記間隔が有効に利用でき、多重
度を低く抑えながら、充分な高密度記録が実現できるの
である。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照して
具体的に説明する。第１図ｆａｌは本発明の光学的情報
記録方式によって記録される２値データ例である。また
、第１図（ｂｌ　は上記２値データを、本発明の方式で
多値記録したものであり、正方形枠内の数値は各ピット
の濃度を示している。上記２値データ例は、２ビツト毎
に区切られ、その偶数番目（あるいは奇数番目）の組は
ピットの濃度に対抗して変換され、その奇数番目（ある
いは偶数番目）の組はピット間の間隔の長さに対応して
変換される。各ピットの濃度に対応して多値化する場合
は、第６図に示す場合と同様、そのスレッシュホールド
の数に対応する。

すなわち、信号レベルは°’ｏｏ°′が°゛Ｏ″”０１
”が°ｌ″　　“１０”が°゛２″、１１”が３゛に対
応する。また、ピット間の間隔長に対応して多値化する
場合は、下表のように変換する。

なお、ここに示すピット間隔とは、ピットのエツジとピ
ットのエツジとの間の未配録領域の長さを示している。

本発明によれば、最初の２ビツトを示すのに１ビツトの
大きさを必要とし、次の２ビツトを示すのに、２値デー
タから変換される１〜２，５ビツトを必要とする。°“
ＯＯ″′〜゛°１１”のデータの生成確率は皆、等しい
から、４ビツトを示すのに必要な平均値は２．７５ビツ
トであり、第６図の多値化に比べて約１．４５倍の高密
度記録となる。しかも、未記録領域が情報として交互に
生成される形なので、セルフクロック信号の生成を確保
できるというメリットも保たれている。

第２図は本発明の実施例における変調回路のブロック図
である。ここでは、２値データはバッファメモリ１に一
時保存され、ＭＰＬＩ２はバッファメモリ１の情報が未
記録状態になるとダウンカウンタ回路３に信号を与える
が、他のスライスレベルでは、これに対応する信号なり
／Ａ変換器４に出力する。上記タウンカウンタ回路３は
計数値がゼロになると、ＭＰＵ２に対してキャリー信号
ｃｙを発する。また、上記ダウンカウンタ回路３には、
そのクロック入力端子に対して、クロック信号（ＨＣＬ
Ｋ）をうける。上記クロックは、１ビツト幅に相当する
時間の１７２周期、すなわち基本用波数の２倍の周波数
に設定されている。ＭＰｔＪ２からのデジタル信号はＤ
／Ａ変換器４を介してアナログ値に変換され、ＬＤドラ
イバ５に入力される。ＬＤドライバ５は入力値に基いて
半導体レーザ（ＬＤ）　６に対応する電流を与え、発行
させる。

しかして、変調すべき２値データは、−時バッファメモ
リ１に保存され、ＭＰＵ２により４ビツト毎に読み出さ
れる。ＭＰＵ２の読出した４ビツトのうち、最初の２ビ
ツトは１ビツト幅（単位長さ）に相当する時間、Ｄ／Ａ
変換器４に入力され、その２値データに従ったスレッシ
ュホールドでＬＤドライバ５への出力値を設定される。

これによって、ピットの濃度が選択される。Ｄ／Ａ変換
器４へのパルスの出力を終了すると、ＭＰＬＩ２は、次
の２ビツトの値に２を加算した値をダウンカウンタ回路
３にロードする。その後、ＭＰＵ２は、次の４ビツトを
バッファメモリｌから読み出し、内部レジスタに保持す
る。上記ダウンカウンタ回路３はＨＣＬＫを計数し、計
数値がゼロになると、キャリー信号ｃｙをＭＰＵ２に対
して出力する。ＭＰＬＩ２は、キャリー信号ｃｙをカウ
ンタ回路３より受けると、内部レジスタに保持した４ビ
ツトのうち、最初の２ビツトなり／Ａ変換器４に、１ビ
ツト幅に相当する時間だけ入力する。このようにして、
４ビツトのうち、最初の２ビツトでピットの濃度をかえ
、後の２ビツトで未記録領域の長さ（ピット間の間隔長
）を決定する。このプロセスを繰返して、２値データを
多値化して記録媒体に記録するのである。なお、ＨＣＬ
Ｋは上述のように基本周波数の２倍の周波数のクロック
であるから、カウンタ回Ｍ３にロードされる値は、２値
データにより２〜５の範囲であり、これを１ビツト幅を
単位として考える時、ＨＣＬＫｌつは１７２ビツトなる
ので、１〜２５ピット幅に相当し、長さによる情報の記
録状態が得られるのである。

第３図は本発明の情報記録方式で記録された媒体から情
報を再生するための復調回路を示している。ここでは、
記録媒体に照射した光は、ピットの濃度に対応した反射
光量として光学系を介し受光素子７にうけ取られる。こ
の受光素子７からの出力は４のスレッシュホールドを有
するコンパレータ８（第１図（ｃｌ　参照）でコンパレ
ートされる。ここでは最も絶対値の低いスレッシュホー
ルドの出力信号からクロック発生回路９により基本周波
数の２倍の周波数のクロック信号が作成され、レベル検
出回路１０およびパルス間隔検出回路１１に供給される
。レベル検出回路１０にはコンパレータ８の出力および
クロック信号が入力され、０”〜°°３”のレベルが判
定される。

方、受光素子７の出力はパルス間隔検出回路１１にも供
給されていて、パルス間隔検出回路１１の内部で微分さ
れた後、そのパルス間隔が２倍の周波数であるクロック
信号を基に検出される。ここで検出されたパルス間隔は
第１図（ｂｌのピット中心間隔に相当する。そして、レ
ベル検出回路１０の出力およびパルス間隔検出回路１１
の出力はＭＰＵ１２に入力され、パルス間隔検出回路１
１の出力はＭＰＵ２の内部で２減算された後１／２され
、１ビツトの大きさを基にしたピットとピットとの間隔
に変換される。そして、前４の２値データ・４値デ一タ
変換表に従って変換される。このようにして、Ｍ　Ｐ　
Ｕ１２はレベル検出回路１０の出力より、最初の２ビツ
トを、パルス間隔検出回路Ｉｆの出力より次の２ビツト
を、それぞれ再生して、４ビツトをまとめてバッファメ
モリ１３に記憶する動作を必要回数、繰返して、全デー
タを再生するのである。

なお、ＭＰＵ１２およびバッファメモ“す１３は、変調
回路におけるＭＰＵ２、バッファメモリ１と同じものを
使用できる。

本発明の別の実施例として、次のような構成も考えられ
る。ここでは、３ビツトを１グループとして採用する。

すなわち、２値データが第１図（ａｌのように“１０１
１０１０００１０１１１１０１０１１−の時、各ピット
の濃度は、２ビツト分について、またピット間の間隔長
は１ビツト分について対応するものであり、各ピットは
２”　°“２”０“　°゛２””′３”　°゛１”３”
で表現されるが、ピット間隔長は前出の変換表により１
５”１５”　”　１−°゛１５°”　　”１．５”１゛
となる。このようなピットの取り方をした場合は、第６
図の方式に比べ、約１．３３倍の高密度化が実現できる
。

なお、変調、復調回路は、基本的に第２図、第３図に示
す回路構成で実現できるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施例では多値化の方法として、ピットの
濃度変化による反射量の相違を用いているが、液晶の偏
光角を対応させて多値化する方法にも本発明は採用でき
る。また、本発明は２ビツト単位で多値化したものを主
として例示したが、記録媒体のＳＮ比の許す範囲であれ
ば、何ピット単位で多値化してもよいことは勿論である
。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになり、各ピット毎にその反
射光量などによる多値化を実施すると共に、各ピット間
の間隔の長さによる情報の意味付けで、これをもデータ
表現に使用するから、セルフクロック信号の生成に同等
支障をもたらすことなく、しかも、より高密度の情報記
録が実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す信号模式図、第２図は
その変調回路のブロック図、第３図は同復調回路のブロ
ック図、第４図は光パワーに対応する再生信号の振幅特
性を示す図、第５図（ａｌ　ｆｂｌは従来の多値記録方
式の記録ピットと再生信号とを示す図、第６図は本発明
に関連する多値情報記録方式における信号模式図である
。１・・・バッファメモリ、２・・・ＭＰＵ、３・・・カ
ウンタ回路、９・・・クロック発生回路、１０・・・レ
ベル検出回路、１１・・・パルス間隔検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】

　光学的に複数の記録状態を認識できるように１つのピ
ットにつき複数の情報を表現するように光学的記録媒体
に記録を行なう光学的情報記録方式において、各記録ピ
ットについては一定ピット長さでかつその不飽和状態で
の複数スライスレベルで認識できる記録状態により記録
すると共に、各記録ピット間に間隔を設け、該間隔の長
さで複数の記録状態を表現するように記録することを特
徴とする光学的情報記録方式。