JPH04209323A

JPH04209323A - 光学的情報記録／再生装置の読取り信号処理回路

Info

Publication number: JPH04209323A
Application number: JP2400887A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsueda; 松枝　晃
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-12-07
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1992-07-30
Also published as: US5164933A

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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、最適な２値化信号を得
るための光学的情報記録／再生装置の読取り信号処理回
路に関する。［０００２］【従来の技術】近年、磁気ヘッドを用いる代わりにレー
ザ光を集光させて記録媒体に照射することにより、光学
的に情報を書き込みしたり、記録された情報を読取りし
たりすることのできる、光学的（光学式）情報記録再生
装置が実用化されている。［０００３］この光学的情報記録再生装置（以下、単に
記録再生装置と略記する場合がある）では、レーザ光を
集光することにより、磁気ヘッドの場合よりもはるかに
高密度で、情報を記録したり、再生をしたりすることが
できるようになっている。［０００４］前記記録再生装置において、記録媒体への
記録方式には、位置記録、あるいは長さ記録がある。例
えば、位置記録では、記録単位（ビット）の位置に意味
を持たせて、情報を記録している。この場合、一般にビ
ットの中心から、次のビットの中心までの距離に意味を
持たせ、この距離が長さ記録におけるビット長に相当す
る。［０００５］位置記録方式の読取り信号処理回路は、ビ
ットの中心を検出するように構成されている。記録媒体
毎の感度のばらつき、温度（変化）による記録媒体の感
度のばらつき、光源の書き込みパワーの変動等、形成さ
れるビットの大きさは、変化する。こうした変化が生じ
ても、ビットの中心位置は変化しないので、正常な再生
信号を得るのに適しているためである。［０００６］図８は、従来の読取り信号処理系における
読取り信号処理回路のブロック図を示し、図９は読取り
信号処理回路のと動作を示す波形図である。［０００７］図８に示す読取り信号処理回路３０は、光
ヘッドの内部にある光ディテクタが、検出した読取り信
号を２値化して、デジタル化するものである。図８に示
すように、微分回路３１は、図９（ａ）に示す光ディテ
クタからの読取り信号を入力し、微分する。微分された
読取り信号は、図９（ａ）に示す読取り信号のピークが
、図９（ｂ）に示すように、ゼロクロス点に変換されて
いる。比較器３２．３３は、それぞれ異なるコンパレー
タレベルを有している。比較器３２は、入力信号がコン
パレータレベルを越えたときに出力信号がハイレベルと
なる。また、比較器３３は、入力信号がコンパレータレ
ベル以下のときに出力信号がハイレベルとなる。一方の
比較器３２は、ビットの有無を検出するためのもので、
微分された読取り信号のゼロクロス点よりも高いコンパ
レータレベルｖｈを設定している。この比較器３２は、
コンパレータレベルｖｈを越えた場合がビットであると
して、図９　（ｃ）に示すように、ハイレベルのゲート
信号を出力する。このゲート信号に同期して、２値信号
発生用論理回路３４の内部では、図９（ｄ）に示すラッ
チ信号が発生する。［０００８］一方、他方の比較器３３は、光ディテクタ
からの読取り信号のゼロクロスで出力を反転させるコン
パレータレベルＶｚを設定している。比較器３３は、２
値信号発生用論理回路３４へ、図９（ｅ）に示すゼロク
ロス信号を出力する。２値信号発生用論理回路３４は、
前記ラッチ信号がハイレベルのとき、ゼロクロス信号の
立ち上がりエツジで、図９（ｆ）に示す、必要な一定パ
ルス幅の２値化信号を出力し、その後ラッチ信号をクリ
アする。この様に、読取り信号処理回路３０は、記録媒
体上のビットに応じて、順次、２値化信号を出力するが
、例えば、記録媒体上の傷やごみ等により、図９（ａ）
に示すように、読取り信号にノイズが発生する場合があ
る。図９（Ｃ）及び図９　（ｅ）に示すように、ゲート
用の比較器３２は、ノイズのレベルが大きいと、コンパ
レータレベルｖｈを越え、ゲート信号を発生するので、
２値信号発生用論理回路３４は、誤った（ビットがない
のに）２値化信号を出力する。尚、ノイズレベルがコン
パレータレベルｖｈを越えない場合には、ノイズによる
ゼロクロス信号が出力されていも、２値信号発生用論理
回路３４は、２値化信号を出力しない。［０００９］Ｌかしながら、前記先行技術の読取り信号
処理回路は、入力する読取り信号のノイズ成分が少なく
、またノイズレベルが低ければ問題にならないが、実際
には非常にノイズが多発し、ノイズが混在した信号を処
理しなければならない。例えば、ノイズの原因としては
、記録媒体上の埃やごみ、あるいは傷、また、光ディテ
クタ等の装置内で発生するノイズ、電源ラインからのノ
イズ等、様々な要因がある。この様に、再生装置は、コ
ンパレータレベルより大きいノイズレベルのものが発生
し易い状態にあり、そのため先行技術では、ノイズによ
る読取りエラーが多発してしまうこともある。［００１０１ところで、こうした対策の一つとしては、
前記微分回路の微分定数を大きくし、信号成分に対する
ノイズ成分の大きさを相対的に小さくすることが考えら
れる。しかし、先行技術の読取り信号処理回路では、読
取り信号のピークがゼロクロス点に変換されず、ビット
の中心で２値化信号が発生しなくなる。従って、２値化
信号は、記録媒体上のビットの大きさに影響を受け、ジ
ッダが大きくなる。すなわち、読取りエラーの発生につ
ながってしまう。［００１１１

【発明が解決しようとする課題］このように従来の読取
り信号処理回路では、ノイズによる読取りエラーが発生
し、それを防止するために微分定数を大きくしても、ジ
ッダが大きくなって、読取りエラーが発生しまう。［００１２］本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、ノイズに強く、ジッタや時間的な遅れのない２
値化信号を生成する光学的情報記録／再生装置の読取り
信号処理回路を提供することを目的としている。［００１３］【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明による光学的情報記録／再生装置の読取り信
号処理回路は、少なくとも記録媒体の記録情報を読み取
るための再生用光束を発生する光源、及び記録媒体から
の反射光を検出する光ディテクタを有する光学ヘッドと
、前記光ディテクタからの読取り信号を処理して２値化
信号を出力する読取り信号処理回路を含む読取り系を備
えた情報記録／及び再生装置であって、前記光ディテク
タからの読取り信号を設定した微分定数で、微分する第
１の微分手段と、前記第１の微分手段とは異なる微分定
数で、前記光ディテクタからの読取り信号を微分する第
２の微分手段と、前記第１の微分手段の出力する微分信
号を設定した閾値で、比較して信号を出力する第１の比
較手段と、第１の比較手段とは異なる閾値で、前記第２
の微分手段の出力する微分信号を比較して信号を出力す
る第２の比較手段と、第１の比較手段の出力信号、及び
第２の比較手段の出力信号を受けて、前記記録媒体の記
録情報に対応する２値化信号を生成して出力する２値化
信号用論理手段とを備えてい。［００１４］

【作用】この構成で、第１の微分手段は、ある微分定数
で光ディテクタからの読取り信号を微分して出力し、第
１の比較手段はその微分信号をある閾値で比較した信号
を２値化信号用論理手段へ出力する一方、第２の微分手
段は、第１の微分手段とは異なる微分定数で、光ディテ
クタからの読取り信号を微分して出力し、第２の比較手
段は、第２の微分手段の微分信号を第１の比較手段と異
なる閾値で、比較した信号を２値化信号用論理手段へ出
力し、２値化信号用論理手段は、第１の比較手段の出力
信号、及び第２の比較手段の出力信号を基に、記録媒体
の情報に対応する２値化信号を生成して出力する。［００１５］

【実施例】以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す
る。［００Ｌ　６１図１ないし図７は本発明の１実施例に係
り、図１は読取り信号処理回路の概略的な構成図、図２
は光デイスク装置の概略的な構成図、図３は２値化信号
発生用論理回路の構成図、図４は基本的な微分回路の構
成図、図５は図４の微分回路の微分特性を示す特性図、
図６は図４の回路における微分定数の変化に伴う入出力
信号の関係を示す波形図、図７は図１の回路の動作を説
明するための波形図である。［００１７１図２に示す情報記録／及び再生装置として
の光デイスク装置］、は、再生光束（／及び記録光束）
を照射する図示しない光源、及び記録媒体としての光デ
ィスク２の反射光を検出する図示しない光ディテクタ等
を有する光学ヘッド３と、前記光源を駆動・制御する光
源駆動系４と、再生用／及び記録用光束のフォーカス及
びトラッキングを最適に制御するヘッドサーボ系５と、
前記光学ヘッド３からの読取り信号をデジタル変換処理
をする読取り系６と、前記光源駆動系４など装置全体の
制御すると共に、記録・読取りデータの変復調を行うシ
ステムコントローラ７とを備えている。［００１８］前記光学ヘツド３は、光源として例えばレ
ーザダイオードと、図示しない光学系と、光スポットの
焦点やトラッキングの制御する、図示しないアクチュエ
ータなどから構成されている。そして、レーザダイオー
ドは、適正にトラッキングされたレーザ光を回転する光
ディスク２に照射し、前記光ディテクタは、光ディスク
２に記録された情報を読取るようになっている。［００１９］前記光源駆動系４は、システムコントロー
ラ７からの読取り　（／及び記録）制御信号により、前
記レーザダイオードへの供給電流を制御するようになっ
ている。読取り時に、前記レーザダイオードは低出力の
ビームを出力し、記録時には変調された記録情報に応じ
た高出力のビームを出力するようになっている。

【００２０】前記へッドサーポ系５は、前記光ディテク
タからのトラッキングエラー信号を基に、光学ヘッド３
を駆動し、光デイスク２上のトラックへの追従、及びシ
ーク動作等を行うものである。

【００２１】また、前記読取り系６は、前記光ディテク
タからの読取り信号を２値化する読取り信号処理回路を
有し、２値化信号をシステムコントローラ７へ出力する
ようになっている。［００２２１図１は前記読取り信号処理回路の構成を示
している。この読取り信号処理回路１１は、第１の微分
手段としてのゲート信号用微分回路１２と、第１の比較
手段としてのゲート信号用比較器１３と、第２の微分手
段としてのゼロクロス検出用微分回路１４と、第２の比
較手段としてのゼロクロス検出用比較器１５と、２値化
信号用論理手段としての２値化信号発生用論理回路１６
とを備えている。［００２３］前記ゲ一ト信号用微分回路１２、及びゼロ
クロス検出用微分回路１４は、前記光ディテクタからの
読取り信号を受け、それぞれ異なる微分定数（時定数）
で微分し、各微分信号をゲート信号用比較器１３、及び
ゼロクロス検出用比較器１５へそれぞれ出力するもので
ある。また、ゲート信号用比較器１３、及びゼロクロス
検出用比較器１５は、それぞれ異なる閾値が設定され、
ゲート信号用比較器１３は、閾値以上でハイレベルとな
り、ゼロクロス検出用比較器１５は、閾値以下でハイレ
ベルとなるようになっている。そして、２値化信号発生
用論理回路１６は、ゲート信号用比較器１３、及びゼロ
クロス検出用比較器１５の各出力を基に、光ディスク２
の情報ビットに対応する２値化信号を出力するものであ
る。［００２４］前記ゲ一ト信号用微分回路１２は、ゼロク
ロス検出用微分回路１４の時定数より、比較的大きな時
定数を設定している。このため、ゲート信号用微分回路
１２は、光ディテクタの読取り信号に混在するノイズの
レベルを低く押さえることができる。［００２５］ここで、図４に示す基本的な微分回路を用
いて、時定数の大きさと、微分回路の入出力信号との関
係について、以下、図６（ｂ）に示す位置記録方式によ
り記録された場合を例に説明する。尚、図６（ａ）は、
位置記録の場合において、情報ビットの中心位置に対応
した、最適な２値化信号を示している。［００２６１図４の微分回路は、入力電圧ｅ１を入力す
るコンデンサＣを介し、一端が接地された可変抵抗器Ｒ
１の他端に発生する出力電圧ｅ２を得るようになってい
る。この微分回路の特性は、図５に示すように、時定数
を次第にＣＲ３，ＣＲ２，ＣＲ１と大きくしていくと、
カットオフ周波数（ｆｃ＝１／２πＣＲ）が次第に低く
なる。尚、図６の縦軸は、入力電圧ｅ１と出力電圧ｅ２
との各絶対値の比をとり、横軸は入力信号の周波数を示
している。［００２７］前記光ディテクタが、図６（ｂ）に示す光
ディスク２の情報ビットに対応して、図６（ｂ）に示す
読取り信号を出力し、図４の微分回路は、読取り信号を
微分して出力する。このとき、微分回路の出力は、回路
の時定数ＣＲｉを次第に大きくしていくと、図６（ｆ）
、　　（ｅ）、　　（ｄ）と順に示すように、読取り信
号のピーク点から次第にゼロクロス点がずれていく。し
かし、一方で時定数が大きくなると、微分回路の出力は
、図４に示すように、カットオフ周波数が下がるため、
時定数率のときと比較して、低域成分が低くなる。従っ
て、ノイズ成分のレベルは、時定数の大きさに反比例し
て低くなる。微分回路の時定数を大きくした場合には、
ノイズ成分のレベルが低くなるので、比較器のコンパレ
ータレベルｖｈを適正に設定すれば、図６（ｄ）に示す
ように、このコンパレータレベルｖｈよりもノイズレベ
ルを低くでき、比較器側での誤検出を防止できることに
なる。［００２８１本実施例では、ゼロクロス検出用微分回路
１４の時定数ＣＲｂが、図６（ｆ）に示すように、前記
読取り信号のピークに対応する微分信号となるように、
設定されている。また、ゲート信号用微分回路１２の時
定数ＣＲａは、ゼロクロス検出用微分回路１４の時定数
ＣＲｂよりも大きく設定され、ノイズレベルの低減化を
図っている。［００２９］さらに、ゼロクロス検出用比較器１５は、
コンパレータレベルＶｚが前記読取り信号の零（または
微分信号のピーク・ツウ・ピークの中間点）レベルに設
定され、読取り信号のゼロクロスを行っている。すなわ
ち、前記読取り信号のピーク点で、出力信号が立ち上が
るようにしている。また、ゲート信号用比較器１３のコ
ンパレータレベルｖｈは、ゲート信号用微分回路１２の
出力するノイズレベルよりも高く、かつ読取り信号のレ
ベルよりも低く設定されている。（００３０１図３は、２値化信号発生用論理回路１６の
具体的な回路例を示している。この２値化信号発生用論
理回路１６は、ゲート信号用比較器１３の出力信号をク
ロック端子（ＣＬ　Ｋ端子）へ入力する第１のＤフリッ
プフロップ（以下、第１Ｄ−ＦＦと略記する）２１と、
ゼロクロス検出用比較器１５の出力信号をクロック端子
（ＣＬＫ端子）へ入力する第２のＤフリップフロップ（
以下、第２Ｄ−ＦＦと略記する）２２と、第１Ｄ−ＦＦ
２１．及び第２Ｄ−ＦＦ２２の各出力をクリアするため
のワンショット・マルチバイブレータ（ＭＶ）回路２３
とから構成されている。データ端子りが電源Ｖｃｃに接
続された第１Ｄ−ＦＦ２１は、前記ゲート信号用比較器
１３の出力信号の立ち上がりのタイミングで、出力端子
Ｑからラッチ信号を出力するようになっている。このラ
ッチ信号をデータ端子りへ入力する第２Ｄ−ＦＦ２２は
、前記ゼロクロス検出用比較器１４の出力信号の立ち上
がりのタイミングで、出力端子Ｑから２値化信号をハイ
レベルにするようになっている。そして、第２Ｄ−ＦＦ
２２の出力する２値化信号の立ち上がりから、ワンショ
ット・ＭＶ回路２３は、内部で設定された一定時間後に
、リセット信号を立ち下げるようになっている。第２Ｄ
−ＦＦ２２は、前記リセット信号の立ち下げのタイミン
グで、２値化信号をローレベルとするようになっている
。［００３１］以下、本実施例の作用について、図７を参
照して説明する。［００３２］前記光ディテクタは、図７（ａ）に示す情
報ビットに対応する図７（ｂ）に示す読取り信号を出力
する。ゲート信号用微分回路１２は、時定数ＣＲａで微
分した図７（ｅ）に示す微分信号をゲート信号用比較器
１３へ出力する。ゲート信号用比較器１３は、ゲート信
号用の微分信号がコンパレータレベルｖｈ以上のとき、
ハイレベルとなる。このとき、ゲート信号用微分回路１
２の時定数ＣＲａは、大きく設定されているので、図７
（ｅ）に示すように、ノイズ成分でハイレベルとなるこ
とはない。［００３３］一方、ゼロクロス検出用微分回路１４は、
前記光ディテクタの読取り信号を時定数ＣＲｂで微分し
て、図７　（ｄ）に示すように、読取り信号のピークが
ゼロクロスに変換された微分信号をゼロクロス検出用比
較器１５へ出力する。ゼロクロス検出用比較器１５は、
ゲート信号用の微分信号がコンパレータレベルＶｚ以下
でハイレベルとなり、図７（ｇ）に示すように、ゼロク
ロスされた信号を出力する。［００３４］２値化信号発生用論理回路１６の第１ＤＦ
Ｆ２１は、図７　（ｅ）に示すゲート信号用比較器１３
の出力信号の立ち上がりのタイミングで、出力端子Ｑか
ら図７（ｆ）に示すラッチ信号ハイレベルを出力する。第２Ｄ−ＦＦ２２は、データ端子りがラッチ信号ハイレ
ベルの状態で、図７（ｇ）に示すゼロクロス検出用比較
器１５の出力信号が立ち上がり、そのタイミングで、出
力端子Ｑから図７（ｉ）に示す２値化信号ハイレベルを
出力する。このとき、ワンショット・ＭＶ回路２３は、
２値化信号の立ち上がりのタイミングから一定時間後に
、図７（ｈ）に示すリセット信号がローレベルとなる。そして、ワンショット・ＭＶ回路２３のリセット信号の
立ち下がりのタイミングで、第１Ｄ−ＦＦ２１及び第２
Ｄ−ＦＦ２２は、出力をローレベルにする。従って、第
２Ｄ−ＦＦ２２は、前記読取り信号のピークのタイミン
グで２値化信号を立ち上げ、ワンショット・ＭＶ回路２
３が決定する時間（２値化信号として必要なパルス幅の
時間）後に、２値化信号を立ち下げる。［００３５１本実施例では、光ディテクタが検出した読
取り信号を２つの微分回路で受けている。一方のゲート
信号用微分回路１２は、大きな微分定数により読取り信
号を微分するので、読取り信号に混在するノイズ成分の
レベルを低でき、さらにゲート信号用比較器１３は、コ
ンパレータレベルｖｈ以下のノイズ成分を除去できる。また、他方のゼロクロス検出用微分回路１４は、光ディ
テクタの読取り信号のピーク点を確実にゼロクロス点に
変換する最適な微分定数で、読取り信号を微分している
。そして、ゼロクロス検出用比較器１５は、信号の零レ
ベルに設定されたコンパレータレベルＶｚで比較し、読
取り信号のピーク点（情報ビットの中心位置）を出力信
号の立ち上がりとして、確実に検出している。従って、
本実施例の読取り信号処理回路は、ノイズに強く、ジッ
タ、また信号の遅れのない２値化信号を得ることができ
る。［００３６］尚、本実施例では、記録媒体として光ディ
スクを例示したが、光カードを用いた装置にも適用でき
る。［００３７］

【発明の効果】前述したように本発明の読取り信号処理
回路は、ノイズによる読取りエラーが発生しも、誤って
情報ビットとして誤検出することがなく、またジッタや
信号の時間的な遅れのない２値化信号を生成することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】読取り信号処理回路の概略的な構成図。

【図２】光デイスク装置の概略的な構成図。

【図３】２値化信号発生用論理回路の構成図。

【図４】基本的な微分回路の構成図。

【図５】図４の微分回路の微分特性を示す特性図。

【図６】図４の回路における微分定数の変化に伴う入出
力信号の関係を示す波形図。

【図７】図１の回路の動作を説明するための波形図。

【図８】従来の読取り信号処理回路のブロック図。

【図９】従来の読取り信号処理回路の動作を示す波形図
。

【符号の説明】

１２・・・ゲート信号用微分回路１３・・・ゲート信号用比較器１４・・・ゼロクロス検出用微分回路１５・・・ゼロクロス検出用比較器１６・・・２値化信号発生用論理回路

【図１【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも記録媒体の記録情報を読み取る
ための再生用光束を発生する光源、及び記録媒体からの
反射光を検出する光ディテクタを有する光学ヘッドと、
前記光ディテクタからの読取り信号を処理して２値化信
号を出力する読取り信号処理回路を含む読取り系を備え
た情報記録／及び再生装置において、前記光ディテクタ
からの読取り信号を設定した微分定数で、微分する第１
の微分手段と、前記第１の微分手段とは異なる微分定数
で、前記光ディテクタからの読取り信号を微分する第２
の微分手段と、前記第１の微分手段の出力する微分信号
を設定した閾値で、比較して信号を出力する第１の比較
手段と、第１の比較手段とは異なる閾値で、前記第２の
微分手段の出力する微分信号を比較して信号を出力する
第２の比較手段と、第１の比較手段の出力信号、及び第
２の比較手段の出力信号を受けて、前記記録媒体の記録
情報に対応する２値化信号を生成して出力する２値化信
号用論理手段と、を備えていることを特徴とする光学的
情報記録／再生装置の読取り信号処理回路。
【請求項２】前記第２の微分手段は、光ディテクタの読
取り信号のピーク点でゼロ点を交差するような微分定数
に設定している一方、前記第１の微分手段は、前記第２
の微分手段の微分定数よりも、少なくとも大きな微分定
数に設定していることを特徴とする請求項第１項記載の
読取り信号処理回路。