JPS60201734A - 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
を瞬接するビット”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ＮＲＺ
Ｉ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”Ｏ”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１４ｉｇｈ　ＬｅｖｅｌからＬｏｗ
　ＬｅｖｅｌへあるいはＬｏｗ　ＬｅｖｅｌからＨｉｇ
ｈ　Ｌｅｖｅｌ　ヘ遷移することをいう。

符号化方式は一般に（ｍ、ｎ、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（ｓｅｃ） Ｔｍ＋ｎ　−−（ｄ＋１）Ｔ　；最小反転間隔１】 Ｔｍａｘ　＝　−（ｋ＋１　）　Ｔ　；最大反転間隔Ｔ
ｗ　＝−ｉｌｉ−Ｔ　、検出窓幅（復’ＦＡ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、Ｔｍ
　ｉ　ｎ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、Ｔｍ１ｎ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、Ｔｍａ’ｘ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０よってＴｍ　ｉ　ｎ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。詳細は省略するか、（ｍ　ｒ　ｎ
　ｒ　ｄ　ｒ　ｋ　）というパラメータで表わすと、Ｆ
　Ｍ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。

Ｆ″Ｍ　ＭＦＭ Ｔｍｉｎ　＝　０．５　Ｔ　Ｔｍ１ｎ　＝　ＴＴｍａｘ
　＝　Ｔ　Ｔｍａｘ　＝　２　ＴＴｗ　＝　０．５　Ｔ
’　Ｔｗ　＝　０．５　ＴＰＭ Ｔｍｉｎ　＝　１．５　Ｔ Ｔｍａｘ　＝　６　Ｔ Ｔｗ＝Ｑ、５’ｌ’ 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
ｌの情報の冗長性を抑圧するた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１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−ｘ７
．１ｃ＋、２ｏ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、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（イツトリウム
・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ｉ１ｉ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、ビデビオディスク時に
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、ＲｏＢａｈｌ　、　
”　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓｆｏｒ　ａ　Ｃ１ａｓｓ　
ｏｆ　Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　ＮｏｉｓｅｌｅｓｓＣ
ｈａｎｎｅｌｓ　″　、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎ
ｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　。

Ｖｏｌ、１７．１９７０．Ｐ４３６ 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）＝　２”　（０＜ｎ≦ｋ）−■ｉ＝１ 上記■、■式を使って計算した結果を第１表に第１表 この第１表により　ｎ−１０でに、＝２　（ｄ＝０）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１である符号
であり最後が１で中間の８ビツトはに＝２のに制限符号
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ビツトかに二２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ｌＯ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
符号の中がら適当に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ょって
、（ｍ　、　ｎ　ｌ　ｄ　、　ｋ　）　：　（８１１０
１０１２）符号が実現できることがわかる。他のビット
数についても同様である。

８ピツト毎のデータを１３ビット符号に変換する場合に
は８ビツトデータ２’＝　２５６コに対して１つ前の符
号の最後の１ビツトが１１”のときは第２表の２５６個
１３ビツト符号とを１対１に対応させ、１つ前の符号の
最後２ピツトが”１０″のときは第３表の４０２個の１
３ビット符号の中の任意の２５６個の１３ビット符号と
をｌ対ＩＫ対応させ、１つ前の符号の最後３ビツトが＠
１００″のときは、第４表の３７５個の１３ビット符号
の中の任意の２５６個の１３ビット符号とを１対１に対
応させ、１つ前の符号の最後４ビツトが　１１０００″
のときは、第５表の３３３個の１３ビット符号の中の任
意の２５６個の１３ビット符号とを１対１に対応させる
ようにすればよい。なお、符号を開始する初期状態のと
きは、１つ前の符号は存在しないがこのときは１つ前の
符号の最後１ピツトが１″であるか最後２ビツトが１０
“であるか最後３ビツトがｉｏｏ”であるか最後４ビツ
トが１０００”であるかのどれか１つに規定して符号化
を行なうものとする。

第５図は、本願発明の符号化の構成プロ・ツク図で、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１０００８ピツトのシフトレジスタに人力され
る。ＣＫｔ’ｉｌ　ＯＯ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のカウンタにも人力さ
れる。カラ／り１０１ではクロックを８個数える毎にパ
ルスを発生しこのパルースは、論理回路１０４に人力さ
れる。

１３ビット符号の最後４ビツトを監視し、最後の１ピッ
トＣ−１３が′１″のときＲＯＭ１０２のＴａｂｌｅ　
ｌ　ｆ：セレクトするためのチップセレクト端子０８１
をＯＮにし最後の２ピットＣ−１２とＣ−１３が１０″
のときＴａｂｌｅ　２をセレクトするためのチップセレ
クト端子Ｃ８２をＯＮにし最後の３ビットＣ−１１、Ｃ
−１２、Ｃ−１３が１１００”のときＴａｂｌｅ　３　
ｔｌ−セレクトするためのチップセレクト端子Ｃ８３を
ＯＮにし最後４ビットＣ−１０〜Ｃ−１３が１０００”
のときＴａｂｌｅ４をセレクトするためのチップセレク
ト端子Ｃ８４をＯＮにする。ただしＯＮにするタイミン
グはカウンタ１０１よ〕論理回路１０４にパルスが人力
されたときである。このような論理回路１０４は容易に
実現できることは自明である。

以上の様にしてＴａｂｌｅ　１　、　Ｔａｂｌｅ　２　
、Ｔａｂｌｅ　３あるいはＴａｂｌｅ　４が選択され、
そのとき８ビツトシフトレジスタ１００の８ビツトデー
タがＲＯＭ１０２にとシ込まれる。そしてデータに対応
するＴａｂｌｅ内の番地が指定される。Ｔａｂｌｅ　ｌ
には第２表の中から任意に選んだ２５６個の１３ビット
符号が書き込まれでありＴａｂｌｅ　２には第３表の中
から任意に選んだ２５６個の１３ピット符号が書込まれ
てあＦ）　Ｔａｂｌｅ　３には第４表の中から任意に選
んだ２５６個の１３ピット符号が書き込まれてありＴａ
ｂｌｅ　４には第５表の中から任意に選んだ２５６個の
１３ビット符号が書込まれである。

そしてデータに対応するＴａｂｌｅ内の番地が指定され
るとその番地に格納されている１３ビット符号がシフト
レジスタ１０３に人力され符号出力端子■より出力され
る。このとき１３ビット符号の最後４ビツトつまシＣ−
１０、Ｃ−１１、Ｃ−１１，４゜Ｃ−１２，Ｃ−１３を
論理回路１０４で監視し、次の選択すべきＴａｂｌｅ　
ｆ決定するわけである。以上でデータから符号への変換
つまシ符号化が終了する。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、本発明の符号化方式は（８，１３
，１，５）符号化方式であシ Ｔｍ１ｎ　＝　１．２３　Ｔ Ｔｍａｘ　＝　３．６９　Ｔ Ｔｗ　＝　０．６２　Ｔ となっている。これによシ本方式はＴｗ　がＭＦＭや３
ＰＭより大きく、Ｔｍ１ｎ　がＭＦＭよｐ大であり、Ｔ
ｍａｘが３ＰＭよシ小であシ復号誤シ率の小さい方式で
あり、低周波数成分が少なく３ＰＭよりも同期のとりや
すい方式である効果がある。よって、高密度でかつ高精
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、　１００．１０３はシフトレジスタ、
■はデータ入力端子、■は符号出力端子。 出願人　キャノン株式会社 （α）　１０ゴエＩ［口］　／　７４　Ｑ　１ｍ（ｂ）
１０ゴ■■［口１０　１ＪＩ （Ｃ）１０］］］］コ１００　４４ｍ 虻　２７４ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２進データ系列の８ビツト毎のデータを１３ビツ
   トで構成される符合に変換する符合化及び／又は２准将
   合系列の１３ビツト毎の符合を８ビツトで構成されるデ
   ータに変換する復号化において、８ビツトデータと符合
   の状態に応じて所定の１３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８ビツトデー
   タと該所定の１３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。