JP2001510618A - 記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための振幅検出器及びかかる振幅検出器を含む光学テープレコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための振幅検出器であって、検出期間中の所定の数の検出時点の夫々について検出された信号の平均最大値が記憶される第１の遅延線と、上記検出時点の夫々について検出された信号の平均最小値が記憶される第２の遅延線と、上記２つの遅延線の出力信号に基づいて各検出時点について平均最大値と平均最小値との間の平均レベルを決定する手段と、検出信号を供給するよう、所与の検出時点について検出されるべき現在の信号を、上記検出時点に対する平均レベルと比較する手段とを含むことを特徴とする振幅検出器である。

Description

【発明の詳細な説明】 記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための振幅検出器及びかかる 振幅検出器を含む光学テープレコーダ 本発明は記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための振幅検出器 に関する。更に特定的には、本発明は光学テープレコーダ用の振幅検出器に関す る。 G.W.R.Leibbrandt，J.A.H.Kahlman，G.E.van Rosmalen及びJ.J.Vrehenによる 文献"Optical Tape System;evaluation of recorder and media"（SPIE Proceed ings Series，vol.3109）では、例えば１０のファセットを有する多面体であっ て多面体に向けられたレーザビームを対物レンズを通じて光学テープ上に結像す る回転多面鏡が使用される。多面鏡の平面はテープの進行方向に略垂直であり、 情報はテープ上の狭く平行なトラック上に記録される。例えば１２．７ｍｍの幅 を有するテープの縦方向に、例えば１ｍｍの１２のトラックが存在しうる。各ト ラックはトラックの縦方向に対して横方向に配置される平行なサブトラックを含 み、各サブトラックはレーザビームによって多面鏡の１つのファセットの回転中 に記録され、次の並置されるサブトラックはレーザビームによって次の鏡のファ セットの回転中に記録される。 例えば、コンパクトディスクに使用される方法と同様の方法でテープ上にピッ トを形成することにより、レーザビームによってテープの表面を変更することに よって各サブトラック上に１５００のビットが記録されうる。同じレーザビーム によってピットを読み出すとき、これらのピットは間に配置される領域の反射性 質とは異なる反射性質を有し、テープ上に記録される信号はこの情報から導出さ れうる。 大きな振幅変動はレーザビームによって読まれたサブトラックの 信号の中で生ずる。更に、例えば１５００ビットといった限られた数ごとに、信 号は次のサブトラックへの過渡中の短い時間に亘って完全にドロップアウトする 。図１は１．５トラック上に記録された信号に対応する読出し信号の例を示す図 である。かかる周期的特性を有する読出し信号では、既知の振幅検出器によって 信号中のゼロ交差を検出することは困難である。 高域通過フィルタ及びゼロ検出器（スライサ）を含む既知の振幅検出器では、 高域通過フィルタの時定数は読出し信号の振幅変動の周波数によって決定され、 この変動は光学テープ記録についてはわずか数ダースのビットであり、なぜなら ばさもなければ振幅変動が充分に追従されないからである。これを可能とするた め、記録された信号に使用される符号化は、最大ビット周波数の大部分について はＤＣフリーであるべきである。これは可能ではあるが、信号の記録密度を犠牲 とするため望ましくない。 また、既知の方法で最大信号レベルと最小信号レベルとの中間に検出閾値が固 定される振幅検出器は、この特定な場合にはあまりよく使用できない。実際、か かる振幅検出器では信号変動に追従するよう十分小さい時定数を有するピーク検 出器を使用することが必要であるが、テープ中の連続する信号ピット間にあまり にも多くの信号崩壊がないよう、この時定数は小さすぎるオーダであってはなら ない。しかしながら、かかるピーク検出器は雑音、ドロップアウト等といった外 乱に対して非常に敏感であり、一方既存のＲＦピーク検出器はいずれも上述の種 類の信号に対して使用するには充分に正確ではない。 本発明は上述の欠点を有せず、更に特定には充分に正確であり、外乱に対して かなり鈍感であり、異なるコード形式の読出信号に対して使用可能な振幅検出器 を提供することを目的とする。 このため、本発明は記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための 振幅検出器であって、検出期間中の所定の数の検出時 点の夫々について検出された信号の平均最大値が記憶される第１の遅延線と、上 記検出時点の夫々について検出された信号の平均最小値が記憶される第２の遅延 線と、上記２つの遅延線の出力信号に基づいて各検出時点について平均最大値と 平均最小値との間の平均レベルを決定する手段と、検出信号を供給するよう、所 与の検出時点について検出されるべき現在の信号を、上記検出時点に対する平均 レベルと比較する手段とを含むことを特徴とする振幅検出器を提供する。 本発明は、例えば上述の種類の光学テープレコーダにおいて、読出信号の振幅 はサブトラック中の対応する位置において時間に関してゆっくりと変化するとい う認識に基づく。信号振幅と多面鏡の回転周波数との間には強い相関がある。こ れは、レンズ誤差及び多面体上の反射変動といった光学系の中の偏差によって、 及び多面鏡ファセットの相互の不正確さによって生ずる。 本発明の第１の面によれば、読出信号の平均最大値及び平均最小値は、多面鏡 の多数の位置、例えば１０のファセットを有する多面鏡では２５６の位置の夫々 について２つのピーク検出器／メモリループの組合せによって決定される。各位 置に対する決定レベルは続いてこれらの２つのレベルの中間であるよう選択され る。メモリループの長さは、多面鏡の例えば２５６の位置の夫々に対して２つの ピーク検出器が与えられるよう多面鏡の回転周波数に対応し、これらの検出器の 出力信号から各位置についての決定レベルを決めるための手段が設けられる。 本発明の第２の面によれば、読出信号の振幅の急速な変動、従って読み出され たデータの急速な振幅変動を検出することができ、またそれにより決定レベルを 適合しうる手段が設けられる。かかる急速な変動は、例えばトラッキング誤りの 場合及びレコーダをスイッチオフする場合に生じうる。 本発明はまた、請求項１乃至８に記載される振幅検出器を含む光 学テープレコーダに関する。 本発明の上述及び他の面は以下説明される実施例を参照して明らかとなろう。 図中、 図１は光学テープ上のサブトラックの読出信号の一例を示す図であり、 図２は本発明による振幅検出器の回路図を示す図であり、 図３は図２の実施例のためのメモリループのブロック図を示す図であり、 図４は図２のメモリループの第２の実施例を示す図であり、 図５ａ，ｂは本発明による振幅検出器の第３の実施例を示す図である。 図１は光学テープの読出信号の典型例を示す図である。部分Ａ−Ａは完全なサ ブトラックから読み出される信号に関し、部分Ｂ−Ｂは並置されるサブトラック への過渡における信号であり、部分Ｃ−Ｃはこの続くサブトラックの読出信号の 一部である。図中のレベルＢ（ボトム）は、トラックの読出中、テープの反射性 質と、レーザビームが多面鏡を通じてテープ上に結像され反射されたビームが続 いて検出される対物レンズを通じた透過の２倍とによって決められる。テープ上 に記録されるデータの最小信号レベルはＢレベルである。データの最大レベルは Ｔ（トップ）レベルである。 図２は本発明による振幅検出器の回路図を示す図である。これは２つのメモリ ループ１及び２と、加算回路３と、乗算器４とゼロ検出器（スライサ）５とを含 む。 レーザ検出ユニットによって受信され図１に示されるような形状を有しうる信 号は、夫々メモリループ１及び２の入力に印加される。メモリループ１中、最大 信号レベルの平均値は、図３を参照して以下詳述されるように、多面鏡の複数の 位置、例えば２５６の位置の夫々に対して固定される。メモリループ２中、平均 最小信号値はこ れらの２５６の位置の夫々に対して対応して固定される。２つのメモリループの 出力は、各クロック期間中に平均最大レベルＴ_gemを与え、多面鏡の同一位置に 対して平均最小レベルＢ_gemを与える。これらの２つの値Ｔ_gem及びＢ_gemは加算 回路３中で加算され、続いて乗算器の中で０．５によって乗ぜられ、それにより （Ｔ_gem＋Ｂ_gem）／２の決定レベルが得られ、これは多面鏡のこの特定の位置に 対する平均決定レベルである。スライサ５の中で、現在のデータ信号はこの決定 レベルと比較され、読み出されたビットが１であるか０であるかが決められる。 所望のデータ信号はするとスライサの出力において得られる。 図３は、図１において使用されるような、最大値のためのメモリループ１の例 を詳細に示す図である。最小値のためのメモリループ２は、必要な変更を加えて 、同様の構造を有する。メモリループ１は、レーザ検出ユニットから出力読出信 号を受信する入力を有するスライサ６を含む。更に、例えば２５６のメモリ場所 を有する遅延線７が設けられる。外部クロック信号により、遅延線７の出力にお いて、多面鏡の２５６の位置のうちその時点においてスライサの他の入力に存在 する信号のものと同じ位置に関する信号が既知の方法で得られることが確実とさ れる。当該の多面体位置に対する信号レベルの平均最大値を表わす遅延線のこの 出力信号は、Ｄ／Ａ変換器８を通じてスライサ６の第２の入力へ印加される。 遅延線７の２５６のメモリ場所の夫々の中の信号レベルが多面鏡の特定の位置 に対する平均最大レベルに実際に対応することを確実にするため、メモリループ は更に２つの補正信号源９及び１０と、スイッチングユニット１１と、加算回路 １２とを含む。スライサ６からの出力信号は、スライサの第１の入力における出 力読出信号レベルが第２の入力における遅延線からの信号よりも大きければ、所 定の一定の振幅Ｕ_incrにおいて正電圧を供給する補正信号源９はスイッチングユ ニットを通じて加算回路１２へ接続され、加算回路１ ２の第２の入力は遅延線７から出力信号を受信し、加算回路の出力は遅延線７の 入力に接続される。こうして、現在の読出信号の振幅が記憶された平均振幅より も大きいことが見出されれば、平均最大信号レベルは多面鏡の特定の位置に対し て僅かに増加される。 対応する方法で、スイッチングユニットは、スライサの第２の入力に現れる平 均信号レベルが現在の信号レベルよりも高ければ、所定の振幅Ｕ_decrで負電圧を 供給する補正信号源１０が加算回路１１に接続されるよう制御される。このよう にして、遅延線７の中に多面鏡に対して記憶された平均最大振幅は僅かに減少さ れる。 上述の方法で、各多面鏡位置に対して遅延線７の中に記憶される信号レベルは 、読み出された最大信号振幅の現在の変化を徐々に追従しうる。 平均最大値に対するメモリループ１の場合、最大値の増加が減少よりも急速に 追従されることを確実にするよう、Ｕ_incr＞＞Ｕ_decrとされる。同様に、平均の 負の値に対するメモリループ２では、最小値の減少を増加よりも急速に追従する ことが可能であるようＵ_decr＞＞Ｕ_incrとされる。 Ｕ_incr及び／又はＵ_decrの固定の値の代わりに、例えばＵ_incr及び／又はＵ_{de cr} がこの信号振幅の固定の分数に等しいようにすることによって、これらの値を 実際の信号振幅に依存するようにすることが可能である。 本発明によれば、振幅検出器は更に、サブトラック中の固定の位置に同期ワー ドといった規則的なビットパターンの妨害影響を抑制する可能性を与えるという 改善を与えられ得る。かかるビットパターンは例えば図１中Ｄ−Ｄ及びＥ−Ｅに 図式的に示され、平均最大振幅及び平均最小振幅がこれらのビットパターンを正 確に追従するという結果を有しえ、従ってこれらのビットパターンは正確に検出 されない。 図４は、この妨害影響が抑制されうる回路を示すブロック図であ る。ブロック図中、図３のブロック図と同一の構成要素は図３中の構成要素と同 一の参照番号を有する。図３中の回路の拡張は、第２のスライサ２２と、第１の レジスタ１３と、第２のレジスタ１４と、制御可能スイッチ１５とを含む。 ２５６の多面鏡位置について平均信号値が記憶されれば、遅延線７はここで２ ５４のメモリ場所を有し、レジスタ１３及び１４は夫々１つのメモリ場所の機能 を満たす。 スライサ２２において、現在の多面鏡位置に対する平均最大振幅値は、レジス タ１３の出力における以前の多面鏡位置の値と比較される。スライサ２２は、以 前の多面鏡位置に対する振幅が現在の多面鏡位置に対する振幅よりも高い場合、 これは領域Ｄ−Ｄ又はＥ−Ｅにおいて減少する信号エッジが達成されている指標 でありうるため、出力信号を供給する。スイッチングユニット１１は、スライサ ２２の出力信号がスライサ６の出力信号に対して優位であるよう配置される。ス イッチングユニット１１がスライサ２２から出力信号を受信すれば、スイッチン グユニットは固定の振幅Ｕ_dec＝０又は値Ｕ_dec＜＜Ｕ_decrを有する補正信号源を 加算回路１２の入力に接続する。スライサ２２がスイッチングユニット１１を制 御するとき、スイッチ１５はレジスタ１４の出力がその入力に接続されるよう切 り換えられる。従って、最後の最大値が保持され、例えば同期パターンの発生時 の平均最大信号レベルの望ましくない減少は防止される。 図５ａ，ｂは、データ信号振幅の急速な変化及び適合された決定レベルの急速 な形成の検出を可能とする回路の変形例を示す図である。 図５ａは、夫々、一連のサブトラックの読出し中に比較的大きい振幅を有し、 続く一連のサブトラックの読出し中に比較的小さい振幅を有するデータ信号と共 に、図１と同様に信号を図式的に示す図である。かかる状況は、レコーダがスイ ッチオンされているとき、 又はトラッキング問題があるときに生じうる。図中、レベルＢ（ボトム）及びＴ （トップ）は、最大及び最小振幅におけるＴ_max及びＴ_minによって夫々示されて いる。全ての場合に、本実施例では、データ信号は０の平均値を有する信号であ る。積分器１８の存在により、図５ｂの回路は、図５ａに示される信号の状況に おいてもまた、補正決定レベルに急速に達する可能性を与える。 図５ｂ中、図２及び３に示される構成要素と同一の構成要素は同じ参照番号を 有する。スライサ６，６’は平均最大のためのメモリループのための図３，４の スライサ６に対応する。遅延線７，７’は図３，４の遅延線７に対応する。各多 面体位置について、遅延線７はこの位置に対する平均Ｔ（トップ）を示す信号Ｔ （トップ）を与える。同様に、遅延線７’は平均最小値を表わす信号Ｂ（ボトム ）を与える。更に、第３のスライサ１６と、制御可能スイッチ１７と、積分器１ ８と、乗算器１９と、加算回路２０及び２１とがある。 スライサ１６は、現在のデータ信号を以下詳述される閾値Ｕ_thと比較する。ス ライサからの出力信号は−１及び＋１の値を有する二価信号である。データ信号 がＵ_thよりも大きな値を有する場合、スライサの出力は検出されたデータ信号を 供給し、スイッチ１７が閉じられれば、信号を積分器１８の入力へまた印加する 。この積分器からの出力信号は、０よりも大きい信号αであり、データ信号の平 均値である。乗算器１９において、信号αは信号Ｔによって乗算され、続いて加 算回路２０の中で信号αＴは信号Ｂへ加えられる。加算回路２０からの出力信号 は従ってαＴ＋Ｂに等しく、この信号は閾値電圧Ｕ_thとしてスライサ１６の第２ の入力に印加される。図５の回路は図５ａに示される種類の振幅変動に非常に急 速に追従することが可能であり、なぜならば、スライサ１６、積分器１８、乗算 器１９及び加算回路２０からなる回路は、スライサ６及びメモリループ７からな る回路、並びにスライサ６’及びメモリループ７’ からなる回路の夫々に対してはるかに急速に反応しうるためである。スイッチ１ ７は、サブトラックが実際に読み出されている期間、従って例えば期間Ａ−Ａ又 はＣ−Ｃに亘ってのみ閉じられるよう制御される。従って、期間Ｂ−Ｂに亘って 決定レベルが信号減少によって影響を受けることが防止される。信号中に非対称 性がなく、例えば過渡減少又はトラッキング誤りによる強い振幅揺動がなければ 、α＝０．５であり、決定レベルは、図３及び４に示される回路の中で決定され る決定レベルに対応するＢ＋０．５Ｔであることが成り立つ。しかしながら、強 い振幅揺動では、αはかかる揺動と共に急速に変化し、決定レベルは急速に適合 される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 記録媒体上に記録された周期的特性を有する信号のための振幅検出器であ って、 検出期間中の所定の数の検出時点の夫々について検出された信号の平均最大値 が記憶される第１の遅延線と、 上記検出時点の夫々について検出された信号の平均最小値が記憶される第２の 遅延線と、 上記２つの遅延線の出力信号に基づいて各検出時点について平均最大値と平均 最小値との間の平均レベルを決定する手段と、 検出信号を供給するよう、所与の検出時点について検出されるべき現在の信号 を、該検出時点に対する平均レベルと比較する手段とを含むことを特徴とする振 幅検出器。 ２． 上記平均レベルは平均最大値と平均最小値との合計の半分によって決定さ れることを特徴とする請求項１記載の振幅検出器。 ３． 上記第１及び第２の遅延線は、所与の検出時点について検出されるべき現 在の信号の最大及び最小が該検出時点についての記憶された平均値から逸脱する 場合、記憶された平均最大又は最小を適合する手段を夫々設けられていることを 特徴とする、請求項１又は２記載の振幅検出器。 ４． 上記記憶された最大又は最小値を適合する手段は、最大の増加及び最小の 減少のときは、夫々最大の減少及び最小の増加よりも大きな適合を可能とするこ とを特徴とする、請求項３記載の振幅検出器。 ５． 上記現在の検出信号の最大又は最小の連続的な減少又は増加 がある場合、平均最大レベル又は平均最小レベルの適合がないこと、又は適合が かなり小さいことを確実とする手段が設けられることを特徴とする、請求項１乃 至４のうちいずれか１項記載の振幅検出器。 ６． 上記現在の信号の中の信号レベルを、該検出位置のための平均最小信号値 によって補足される所与の検出位置に対する平均最大信号値の分数によって、及 び上記検出信号の積分によって該分数を決定するための積分器によって決定され る平均信号レベルと比較する手段を有することを特徴とする、請求項１記載の振 幅検出器。 ７． 周期的特性を有する上記記録された信号は、光学テープの読出信号である ことを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の振幅検出器。 ８． 上記読出信号は複数のファセットを有する多面鏡によって得られ、 複数の検出時点はファセットの夫々に対して遅延線の中に記憶されることを特 徴とする請求項７記載の振幅検出器。 ９． 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載される振幅検出器を含む光学テ ープレコーダ。