JPS60201731A - デ−タ処理方式 - 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】 本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の電子機器にお
いて、２進データ系列をデータ処理に適した２進符号系
列に変換する２進データの符号化又は復号化等の２進デ
一タ処理方式に関する。

従来から磁気ディスク又は光ディスクの様な記録媒体に
２進データを記録するに際し、記録密度を向上させるた
めに種々の符号化方式（ディジタル変調方式とも呼ばれ
る）が提案されている。符号化は一般にデータｍビット
を隣接するピッド１”の間に入るビット”０”の個数を
最小６個最大に個で制限されるｎビットの符号に変換す
るという操作を行なう。この変換された符号をＮＲＺＩ
変換したものが記録波形パターンとなる。つまり符号ビ
ット”１″を反転あり符号ビット”０″を反転なしに対
応させたものが記録波形パターンとなる。ここで反転あ
りとは記録波形がＨｉｇｈ　ＬｅｖｅｌからＬｏｗ　Ｌ
ｅｖｅｌへあるいはＬｏｗ　ＬｅｖｅｌからＨｉｇｈ　
Ｌｅｖｅｌ　ヘ遷移することをいう。

符号化方式は一般Ｋ　（ｍ　＋　ｎ　ｒ　ｄ　＋　ｋ　
）という４つのパラメータで表現される。まず以後の説
明のために重要なパラメータを定義しておく。

ｋ；ビット”１”の間に入るビット”０″の個数の最大
個数 Ｔ；データビット間隔（ｓｅｅ） Ｔｍｉｎ　＝　’　（ｄ＋１　）　Ｔ　；最小反転間隔
Ｔｍａｘ　＝　−（ｋ＋ｔ）Ｔ　；最大反転間隔Ｔｗ　
＝’　Ｔ　；検出窓幅（復調位相余裕）なお符号化方式
−について、重要なことを述べると、Ｔｍ１ｎについて
は、高周波成分を含まず、帯域制限の影響を受けにくく
するために、Ｔｒｎｒｎは大きい方が良い。又、Ｔｗは
、パルス間の区別がつきにくくならない様に又、復号誤
り率を低くするために、大きい方が良い。又、Ｔｍａｘ
はできるだけ小さく、低周波数成分を少なくし、クロッ
ク周波数成分が大きく含まれるようにする。よってＴｍ
１ｎとＴｍａｘの差を小さくして、同期をとりやすくす
る方が良い。

従来の符号化方式の代表的なものとしてはＦＭ、ＭＦＭ
、３ＰＭなどがある。詳細は省略するが、（ｍ、ｎ、ｄ
、ｋ）というパラメータで表わすと、ＦＭは（１，２，
０，１）ＭＦＭは（１，２，１，３）３ＰＭは（３，６
，２，１１）となっている。従ってＴｍ１ｎ　Ｔｍａｘ
　Ｔｗは以下の様になる。

ＦＭ　ＭＦＭ Ｔｍｉｎ　＝　０．５　Ｔ　Ｔｍ１ｎ　＝　ＴＴｍａｘ
　＝　Ｔ　Ｔｍａｘ　＝　２　ＴＴｗ　＝　０．５　Ｔ
Ｔｗ二〇、５Ｔ ＰＭ Ｔｍｉｎ　＝　１．５Ｔ Ｔｍａｘ　＝　６　Ｔ Ｔｗ　＝、　０．５　Ｔ このような符号化方法はＴｗが０．５Ｔと小さいため、
データの高密度化に伴って復号誤り率が増大するという
欠点を有していた。

以上説明したことから、本発明の目的は、上記欠点を除
去し、記録波形の低周波成分が少なく、セルフクロック
の容易な符号化及び／又は復号を行うデータ処理方式を
提供することにあり又、該符号化及び／又は該復号化方
式を採用した電子機器を提供することにある。

以下本発明について、図面を参照し、詳細に説明する。

第１図は磁気ディスク、光ディスクや電子ファイル等の
ディジタル変調方式を行なう電子機器の構成ブロック図
である。１は情報源又はその入力部であり、２は情報源
１の情報の冗長性を抑圧するだめの情報源符号化部であ
る。

なお、帯域圧縮は、アナログ的に伝送周波数帯域を圧縮
するもので、高能率符号化は、ディジタル的に、１画素
（標本値）当りの平均ビット数を低減しようとするもの
で、その意味からは振幅圧縮に近い。３は通信路、伝送
路等のチャネル符号化部で、誤り訂正、ディジタル変調
等が含まれる。４は上記磁気ディスク、光ディスク等の
記録再生系である。又５，６は上記符号化部２，３で符
号化されたデータを復号化するための復号化部である。

７は以上の処理によって得られた情報を出力する出力部
である。

第２図は、上記記録再生系４の１例を示す構成図で、ビ
デオディスク等のヘッド部を示す図である。

先ず信号記録系から述べる。入力データに基づき、信号
源８からのドライブ信号により光源９例えば半導体レー
ザは点滅発光をする。なお、信号源８は第１図における
符号化部２．３を含んでいる。光源９により発光された
光束はコリメーターレンズ１０により平行光束となり、
グレーティング１１、偏光板１２透過反射率が偏光依存
性を有する光学素子１３を通過する。対物レンズ１４に
より、垂直磁気記録体１５上に点像を作る。半導体レー
ザー光は、光学素子１３に対して大略Ｐ偏光となってい
るが、偏光板１２も偏光方向をＰ方向に設置されている
。

グレーティング１１はトラッキング検出用のサブ・スポ
ットを対物レンズ１４にて垂直磁気記録媒体１５上に結
ばせる為の光束角度分離を行なう。

この時グレーティング１１の作用により記録体１５上に
は３個の点像が出来る。この３つの点像のうち再生の際
のトラッキング信号、検出に用いる２つの点像はグレー
ティング１１の±１次回折光、残りの１つは非回折光（
零次光）である。グレーティング１１による回折効率の
設定により、この、２つの点像では信号記録を行なわず
、非回折光のみの点像で信号記録を行なうのは容易であ
る。

円筒レンズ１６と４分割デテクター１７との組合せは、
点像を焦点正しく結ぶ為に対物レンズ１４の位置を調整
する為のオートフォーカス信号を得る為のものである。

４分割デテクター１７からの信号は、信号分配器１８で
２系統に分割し、一方はオートフォーカス信号、一方は
記録信号の出力、モニタ用とする。なお、この出力は第
１図で説明した復号化部５．６．情報出力部７を含めて
いる。

また記録時はトラッキング信号検出用デテクター１９．
２０からの差動信号はＯＦＦ状態とする。

次に、信号再生系について述べる。

信号源８から一定レベルの信号を与え、光源９を一定光
量発光状態とする。また、この時の光量は先に述べた如
く記録された磁区パターンが反転しない程度の光量に調
整される。コリメーター１０、グレーティング１１、偏
光板１２、光学素子１３を透過した光束は対物レンズ１
４により記録体上に３ケの点像を結ぶ。記録体１５から
の光束は′カー効果により偏光面の変調を受けており、
光分割光学素子１３と検光子２１との系でデテクター１
７．１９．２０には明暗の変調状態となり入射する。デ
テクター１７からの信号は２系統に分配し、一系統はオ
ートフォーカス信号、他方は再生用信号とする。

またデテクター１９．２０の信号を差動ＡＭＰ２２で差
分し１．その信号を持って対物レンズを左右に揺動させ
トラッキングを行なう。なお、光学素子１３の作用によ
り再生系では高いコントラストの明暗パターンが検出さ
れ得る。

尚、記録時と再生時の間での光量調整手段として、光学
素子１３と記録媒体１５との間にファラデイー回転素子
を入れる事ができる。

ファラデイー回転素子は、例えばＹＩＧ（イツ）　ＩＪ
ウム・鉄・ガーネット）結晶や希土類がドープされたガ
ラス等で作られているもので、磁場を印加する事により
光束の偏光面を回転する事が出来る。このファラデイー
回転素子を用いる理由は以下の如きである。

記録時の記録体１５からの反射光の偏光方向と、再生時
のカー回転を受けた反射光の偏光方向とは異なる。従っ
て、反射光束が光分割光学素子１３により入射光束と分
離され、検光子２１を透過する光量が異なる。

また、再生時には、記録された磁区パターンが反転しな
いように、光源の発光光量を記録時より下げなければな
らないので、この要因によっても検光子２１を透過する
光量は記録時と再生時とで異なる。

円筒レンズ１６を通して、記録信号並びにオートフォー
カス信号を検出するための４分割デテクター１７に導ひ
かれる光束の光量が大幅に異なると、記録時と再生時で
デテクター１７の感度切り換えを行なう必要性が生じる
。

ファラデイー回転素子は記録時に適当に磁場をかけ、記
録光束の偏光面を回転させる事により、光学素子１３と
検光子２１との組合せでデテクター１７に入る光量を調
整し、上記問題の解決を行なうものである。

なお、本例では電子機器として、ビデイオディスク時に
ついて述べたが、これに限る必要は全くなく、ワークス
テーション、プリンタ・ホストコンピュータ、ディスク
装置等から構築されるネットワークにおけるデータ処理
にも適用できる。

次に符号化方式について説明を行う。

Ｄ、Ｔ、Ｔａｎｇ　ａｎｄ　Ｌ、ＲｌＢａｈｌ　、　”
　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓ（ｏｒ　ａ　Ｃ１ａｓｓ　ｏ
ｆ　Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　ＮｏｉｓｅｌｅｓｓＣｈ
ａｎｎｅｌｓ　″　、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ
　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔＶｏｌ、１７　．１９７０　、Ｐ
４３６によると長さｎビットのに制限符号っまりｄ＝０
でｋが有限値の符号の個数は次のＮｋ（ｎ）でまること
が証明されている。

Ｎｋ（ｎ）　＝　２ｎ（０＜ｎ＝ｋ）−■ｉ＝１ 上記■、■式を使って計算した結果を第１表に示す。

第１表 この第１表により　ｎ＝１０でに＝２　（ｄ＝ｏ）なる
符号の数は５０４個あることがわかる。しかし、これら
の符号を連結させていくときに第３図に示すように符号
間の接結部でに＝２の制限が破れることがある。しかし
、第４図の様に１０ビット符号を構成できると符号の連
結によってもに＝２の制限が破れることはない。

つまり第４図（ａ）は最初のビットが必ず工である符号
であり最後が１で中間の８ビツトはに＝２０に制限符号
である。これは第１表より１４９個存在する。

第４図（ｂ）は最初のビットが必ず１である符号であり
最後の２ビツトが１０で中間の７ビツトかに＝２のに制
限符号である。これは第１表より８１個存在する。

第４図（Ｃ）は最後のビットが必ず１である符号であり
最後の３ビツトが１００で中間の６ビツトかに＝２のに
制限符号である。これは第１表より４４個存在する。

以上より第４図の様に構成された連結してもに＝２の制
限の破れないに制限符号の個数は２７４個存在する。な
お前述の他に「０１０ロロロロロロ１」や「０１０ロロ
ロロロ１０」となる符号であってもよい。

データを８ビツト毎に分離し、これを１０ビツトの符号
に変換することを考える。すると、８ビツトデータは２
’　＝　２５６通り存在し、第４図の１０ビット符号の
個数２７４個より小となっている。よって、２７４個の
符号の中から適当に２５６個を選び出し、これを２５６
個の８ビツトデータと１対１に対応させることによって
、（ｍ　＊　ｎ　、　ｄ　、　ｋ　）　＝　（８、１０
＋　０　、２　）符号が実現できることがわがる。他の
ビット数についても同様である。

３ビツト毎のデータを５ビット符号に変換する場合には
、例えば、ｋ＝上とすると、下記第２表のように３ビツ
トのデータ２３＝８コに対して８個の５ビット符号を対
応させればよい〇 第２表 第５図は、本願発明の符号化の構成ブロック図である。

第５図において、データ系列は■よ多入力される。この
データ系列は、１０００３ビツトのシフトレジスタに入
力される。ＣＫ＃′１ｌＯＯのシフトレジスタを駆動さ
せるクロックの入力端子である。

このクロック信号は同時に１０１のカウンタにも入力さ
れる。カウンタ１０１ではクロックを３個数える毎にパ
ルスを発生し、このパルスはチップセレクト（ＣＳ）端
子に入力される。

チップセレク）　（Ｃ８）端子にパルスが入力されると
１０２のＲＯＭはシフトレジスタ１００のデータをとシ
こみ、それによシデータに対応するＩｔ０１’ｔ４の番
地が指定される。）ｔＯＭのＯ番地〜７番地には第２表
から任意に選んだ８個の５ピット符号が格納されておシ
、データに対応するＲ　ＯＭの番地が指定されると、そ
の番地に格納された５ビット符号がシフトレジスタ１０
３に入力され■の符号出力端子よシ出力される。

以上で１データから符号への変換つまシ符号化が終了す
る。尚、上記符号化等に際し、不図示のｃｐｕがレジス
タ等を制御するようにしてもよい。

再生側で行なわれる符号からデータへの変換つまシ復号
化は上述と逆の変換をすればよい。

以上説明したように、第２表に示された５ピツ　４ト符
号は誠接するピッ）”ｌ”の間に入るビット９０”の個
数が最小０個最大１個で制限された符号であり、この制
限は５ピット符号の連結によっても破れないという効綬
がある０ 従って、 Ｔｍ１ｎ　＝　ｏ、　６　Ｔ Ｔｍａｘ　＝　１．２７ Ｔｗ＝０．６Ｔ となっている。これによシ本方式は従来のＦＭ方式と比
べてＴｍ１ａ及びＴｗが大きく復号誤シ率の小さい方式
であｐ、ｎｔＭ波形の低周波数成分が少な（Ｍ　Ｆ　Ｍ
や３ＰＭよりも同期のとシやすい方式である効果がある
。よって高密度でかつ一精度の記録及び／又は再生が可
能な電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子機器の構成ブロック図、 第２図は記録再生系の１例を示す構成図、第３図は符号
間の接続部の説明図、 第４図は１０ビツト構成の符号の説明図、第５図は符号
化の構成ブロック図、　′１０２はＲＯＭ、１００，１
０３はシフトレジスタ、■はデータ入力端子、■は符号
出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２進データ系列の３ビツト毎のデータを５ビツト
   で構成される符合に変換する符合化及び／又は２連符合
   系列の５ビツト毎の符合を３ビツトで構成されるデータ
   に変換する復号化において、３ビツトデータと所定の５
   ビット符合とを対応させて、該符合化及び／又は復号化
   を行うことを特徴とする２進デ一タ処理方式。 （２、特許請求の範囲第１項において、該３ビツトデー
   タと該所定の５ビット符合とを対応させる変換テーブル
   を用いることを特徴とする２進デ一タ処理方式。