JPH0722257B2 - 信号レベル判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光デイスクの再生信号などの直流レベルが互
いに異なり、かつ順番に繰り返し供給される複数のパル
ス信号の波形整形などに用いて好適な信号レベル判定装
置に関する。

〔発明の背景〕

デイジタルデータ信号で強度変調されたレーザ光を光デ
イスクに照射することにより、光デイスクの反射率をレ
ーザ光の強度に応じて変化させてデイジタル信号の記録
を行ない、この光デイスクに一定強度のレーザ光を照射
し、反射光量の変化を検出することによつて上記デイジ
タルデータ信号を再生するようにした光学式記録再生に
おいては、デイジタルデータ信号の高密度記録化が可能
であるが、これによつて記録ピツトの直径が再生レーザ
光の直径に近くなる。このために、記録時のデイジタル
データ信号は一連の論理“1",“0"のレベルの矩形状の
パルス列からなつているのに対し、上記の直径の記録ピ
ツトから再生されたパルスは、立上り、立下りエツジが
なまつて正弦波状の波形に近ずいてしまうことになる。

そこで、再生信号は波形整形回路によつて全てのパルス
が矩形状波形となるように整形される。この波形整形方
法としては、再生信号を所定基準レベルの基準電圧とレ
ベル比較し、再生信号のレベルがこの基準レベルより高
いときには論理“1"の信号を出力し、基準レベルより低
いときには論理“0"の信号を出力するものであり、これ
によつて再生信号の各パルスは矩形状波形をなすことに
なる。

かかる基準レベルの値は、波形整形回路の出力信号の
“1",“0"の時間幅が記録時のデイジタルデータ信号の
“1",“0"の時間幅と同じ値あるいは同じ比率となるよ
うに、設定される必要がある。これを実現する最も簡単
な方法としては、周知のように、レベル比較回路を用
い、このレベル比較回路の一方の入力を再生信号とし、
他方の入力を固定された直流電圧とし、この直流電圧の
レベルを前記の最適条件を満足させるように調整する方
法である。しかしながら、再生レーザ光の反射光を検出
するホトダイオードやこれから得られる微少出力信号を
増幅する直流増幅器に生ずる熱などによつて信号の直流
レベルが変動した場合、あるいは光デイスクの材料に起
因して再生信号の直流レベルが変動した場合、上記の方
法では、上記最適条件を満足させるような波形整形を行
なうことができない。

かかる問題を解消するために、従来、再生信号の最大値
と最小値（以下、これらをピーク値と総称する）を検出
し、これらの所定比率の電圧値（理想的には、中間値）
を求め、これを基準レベルとする方法が提案されてい
る。これによると、再生信号の直流レベルが変動して
も、これに応じて基準レベルも変動するから、常に、上
記最適条件を満足させるように、再生信号の波形整形が
行なえるはずである。

しかしながら、このためには、ピーク値検出装置の応答
性をどのように設定するかが問題となる。すなわち、応
答を速くすると、速い周期の直流レベルの変動にも対応
できるが、光デイスクのきずなどによつて生ずる再生信
号のレベル変動にも応答してしまい、後にドロツプアウ
ト補償に必要なレベル変動分がなくなつてしまうばかり
でなく、このレベル変動期間が終つて元の正しい基準レ
ベルに戻るまでの間に、基準レベルが変動してこの間の
データの読み取りも不能となる場合がある。逆に、応答
が遅い場合には、基準レベルが固定されたものに近くな
つて直流レベルの変動に対し充分に応答しなくなり、
“1",“0"の時間幅が記録時と大幅に異なつて、最悪の
場合には、パルスが欠落するようなことも生じ、読取り
エラーを生ずる可能性もある。

このように、再生信号から基準レベルを得るようにした
従来技術としては、たとえば、特開昭57−105830号公報
に開示されており、光デイスクの特定の回転数に対する
応答性について述べられている。

また、この特許公開公報においては、各トラツクを複数
の領域（すなわち、セクタ）に区分し、さらに、各セク
タをプリフオーマツト部と追記部とに区分して、このプ
リフオーマツト部にアドレス信号などを表わすピツト列
（プリピツト）を記録し、追記部に情報データを記録す
るようにした追記部・溝付光デイスクへの適用例が説明
されている。かかる光デイスクにおいては、プリピツト
はデイスクの制作と同時に形成されるものであり、情報
データは、光デイスクの使用時、プリフオーマツト部の
データを用いて、所望トラツクの所望セクタの追記部に
記録される。

かかる光デイスクから再生信号を得る場合、プリフオー
マツト部から得られる信号と追記部から得られる信号と
では、ピーク値が大きく異なる場合が多く、プリフオー
マツト部と追記部とを連続して再生するものであるか
ら、再生がプリフオーマツト部から追記部に移るとき、
また、その逆のとき、基準レベルを迅速かつ大きく変化
させる必要がある。上記特許公開公報に開示される従来
技術では、このために、再生信号からプリフオーマツト
部を再生することを検出し、その再生がプリフオーマツ
ト部から追記部に移る際、低域通過フイルタの通過帯域
を拡げることによつて基準レベルの設定回路の応答性を
高め、追記部から得られる再生信号のピーク値に迅速に
基準レベルが応答するようにしている。

しかしながら、全てのトラツクの全てのセクタに情報デ
ータが記録されるわけではなく、また、各トラツクで
は、各セクタにその配列順序で順番に情報データが記録
されるのでもない。情報データは、それ毎に選択された
トラツクの選択されたセクタに記録される。このため
に、各トラツクでは、情報データが記録されたセクタも
あれば、これが記録されないセクタもあり、しかも、こ
れらセクタは不規則に配列されているのが一般的であ
る。

情報データが記録されていないセクタにおいては、プリ
フオーマツト部から得られる再生信号のピーク値と、何
も記録されていない追記部から得られる信号（この場合
には、何も信号が得られないが、これは、最小値のレベ
ルの信号が得られるものとみることができる）のピーク
値とは大きな差がある。

そこで、上記従来技術において、プリフオーマツト部、
追記部間で再生が移るときに、基準レベルの設定回路の
応答速度を高めたとしても、情報データが記録されたセ
クタに対して効果があるのであつて、追記部に情報デー
タが記録されていない場合には、プリフオーマツト部、
追記部間で再生が移るとき、基準レベルを非常に大きく
変化させる必要があることから、整定時間が非常に長く
なる。これは、再生がプリフオーマツト部から追記部へ
移るときには、この追記部に情報データが記録されてい
ないから問題はないが、情報データが記録されていない
追記部から次のセクタのプリフオーマツト部へ再生が移
るときには、整定時間が長いために、その間の基準レベ
ルは正しいものではない。このために、プリフオーマツ
ト部からの再生信号は正しく波形整形されないことにな
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消し、異
なるパルス信号間で直流レベルが大きく異なつても、夫
々のパルス信号に対して基準電圧のレベルを適正に設定
可能とした信号レベル判定装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、各パルス信号毎
に夫々のパルス信号のピーク値に応じた適正なレベルの
電圧を形成し、該電圧を対応する該パルス信号の基準電
圧とするとともに、該電圧をサンプルホールドし、ホー
ルドされた該電圧を、パルス信号から前記適正なレベル
の電圧が得られないときに、前記基準電圧とするように
した点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。

第１図は本発明による信号レベル判定装置の一実施例を
示すブロツク図であつて、１はプリアンプ,2は波形等化
回路,3は比較回路,4はピーク値検出回路,5は演算回路,
6,7はサンプルホールド回路,8は切換回路,9はヘツダー
検出回路,10はフラグ検出回路である。

同図において、光デイスク（図示せず）ホトダイオード
（図示せず）で検出された微小振幅の再生信号は、プリ
アンプ１で所定の振幅になるように増幅された後、波形
等化回路２によつて波形歪の除去などの処理がなされ
る。波形等価回路２の出力信号ａは比較回路３に供給さ
れ、切換回路８からの基準レベルの電圧（以下、基準電
圧という）ｂとレベル比較される。比較回路３は、信号
ａのレベルが基準電圧ｂよりも高い期間では、たとえば
論理“1"の電圧を出力し、これとは逆の期間では、論理
“0"の電圧を出力する。この比較回路３の出力電圧ｃが
波形整形されたデジタルデータ信号であり、図示しない
復調回路に供給され、記録時になされた変調に対して復
調が行なわれて原データが得られる。

次に、基準電圧ｂの発生手段について説明する。

波形等化回路２の出力信号ａは、また、ピーク値検出回
路４に供給される。ここで、ピーク値とは信号の最大
値，最小値をいい、ピーク値検出回路４は信号ａから最
大値dmax,最小値dminを検出して出力する。演算回路５
は、これら最大値dmax,最小値dminを加算、割算処理な
どを行なうことにより、最大値dmaxと最小値dmin間の所
定レベルの電圧ｅを形成する。演算回路５のかかる演算
処理は常に同じであり、したがつて、得られる電圧ｅの
レベルは、信号ａのピーク値が変化すると、これに応じ
て変化する。しかし、いかなるピーク値に対しても、最
大値dmax,最小値dminの差に対する上記所定レベルと最
小値dminの差の割合が一定になるようにする。この所定
レベルは、最大値dmaxと最小値dminとの中間の値に設定
するのが理想的であるが、波形等化回路２の出力信号ａ
には、多少波形歪が残留することから、この中間値より
も若干ずらした方が、比較回路３からは、先に述べた最
適な条件をより満足するように波形整形されたデイジタ
ルデータ信号ｃが得られる。

演算回路５の出力電圧ｅはサンプルホールド回路6,7に
供給される。サンプルホールド回路６は、フラグ検出回
路10からの制御信号f₁により、入力電圧ｅをサンプリン
グしてそのまま出力する動作とホールドして出力する動
作とに切換えられる。サンプルホールド回路７も同様で
あつて、フラグ検出回路10からの制御信号f₂により、入
力電圧ｅをサンプリングして、そのまま出力する動作と
ホールドして出力する動作とに切換えられる。

フラグ検出回路10は、比較回路３から出力されるデイジ
タルデータ信号ｃが供給され、これから光デイスクの各
セクタのプリフオーマツト部から再生された部分（以
下、プリフオーマツト部信号という）と追記部から再生
された部分（以下、追記部信号という）とを、これらの
部分を区分するフラグとヘツダー検出回路９の出力信号
ｉとによつて判別し、サンプルホールド回路６を、プリ
フオーマツト部信号期間では、サンプリング動作させ
て、それ以外の期間では、ホールド動作させるような制
御信号f₁を出力し、また、サンプルホールド回路７を、
追記部信号期間では、サンプリング動作させて、それ以
外の期間では、ホールド動作させるような制御信号f₂を
出力する。

サンプルホールド回路6,7の出力電圧g₁,g₂は切換回路８
によつて選択され、基準電圧ｂとして比較回路３に供給
される。切換回路８はヘツダー検出回路９が出力する制
御信号ｈによつて制御され、比較器３に供給される信号
ａがプリフオーマツト部信号であるときには、サンプリ
ング動作状態にあるサンプルホールド回路６の出力電圧
g₁が選択され、これが追記部信号であるときには、サン
プリング状態にあるサンプルホールド回路７の出力電圧
g₂が選択される。これにより、比較回路３では、プリフ
オーマツト部信号とレベル比較する基準電圧ｂはこのプ
リフオーマツト部信号から演算回路５で形成された電圧
ｅであり、また、追記部信号とレベル比較する基準電圧
ｂはこの追記部信号から形成された電圧ｅである。但
し、比較回路３に供給される信号ａが情報データが記録
されていない追記部から得られる追記部信号がある場合
には、サンプルホールド回路７はホールド動作状態に保
持され、それ以前の追記部信号から演算回路５で得られ
た電圧ｅが基準電圧ｂとして比較回路３に供給される。

比較回路３に供給される追記部信号が情報データが記録
された追記部から再生されたものであるか、情報データ
が記録されていない追記部から再生されたものであるか
の判定は、フラグ検出回路10でデイジタルデータ信号ｃ
のフラグによつて行なわれる。

次に、波形等化回路２の出力信号ａの具体例をあげてヘ
ツダー検出回路９およびフラグ検出回路10の動作をより
具体的に説明する。

第２図は光デイスクにおけるセクタ構成の一具体例を示
す模式図である。

同図において、先にも説明したように、各セクタはプリ
フオーマツト部50と追記部51とからなる。プリフオーマ
ツト部50には、セクタの先頭を表わす特定ビツトパター
ンのセクタマーク50aと、トラツク番号やセクタ番号な
どのアドレス信号50bが記録され、さらに、プリフオー
マツト部50の終端を表わすギヤツプ50cが設けられてい
る。追記部51は、後にユーザが所望の情報データを記録
できる領域であり、情報データ51bが記録される場合に
は、その先頭にフラグ51aも記録される。情報データ51b
が記録されていないときには、フラグ51aも記録されて
おらず、したがつて、フラグ51aの有無により、追記部5
1に情報データ51bが記録されているか否かを判別でき
る。

かかるセクタに対する再生信号ａにおいては、第３図に
示すように、プリフオーマツト部信号a₁と追記部信号a₂
とのピーク値は、一般に、大きく異なるために、それら
の基準レベルb₁,b₂も大きく異ならせる必要がある。但
し、各セクタのプリフオーマツト部信号間では、基準レ
ベルはそれほど異差はないし、また、情報データが記録
された追記部から再生された追記部信号間でも、基準レ
ベルはそれほど差異がない。しかし、情報データが記録
された追記部から再生される追記部信号と情報データが
記録されていない追記部から再生される追記部信号との
間では、基準レベルが大きく異なる。

ヘツダー検出回路９は、デイジタルデータ信号ｃのプリ
フオーマツト部信号a₁からセクタマークとギヤツプとを
検出し、第３図に示すように、プリフオーマツト部信号
ａの期間のみ“1"となる制御信号ｈを出力する。切換回
路８は、この制御信号ｈが“1"の期間サンプルホールド
回路６の出力電圧g₁を選択し、“0"の期間サンプルホー
ルド回路７の出力電圧g₂を選択する。また、ヘツダー検
出回路９は、検出したセクタマークとギヤツプとを信号
ｉとしてフラグ検出回路10に送る。

フラグ検出回路10は、ヘツダー検出回路９から送られた
信号ｉにより、第３図に示すように、セクタマークから
ギヤツプまでの期間のみ“0"となる制御信号f₁を出力す
る。サンプルホールド回路６は、この制御信号f₁が“0"
の期間サンプリング動作状態にあり、“1"の期間は、
“0"の期間の終端での信号ｅのレベルをホールドするホ
ールド動作期間にある。この場合、制御信号ｈが“1"か
ら“0"に反転する時点よりも制御信号f₁が“0"から“1"
に反転する時点を若干早める。これは、これらの時点を
一致させると、プリフオーマツト部信号a₁から追記部信
号a₂に移るときの演算回路５の出力信号ｅのレベル変動
部分でホールドがなされることになるからである。

かかる動作により、サンプルホールド回路６では、比較
回路３に追記部信号a₂が供給されている期間、その直前
のプリフオーマツト部信号a₁から形成された基準電圧が
保持されている。次のプリフオーマツト部信号a₁が比較
回路３が供給されたときには、サンプルホールド回路６
に供給される電圧ｅの開始部分では、レベルがb₁へと変
化するから、この間適正なレベルでなく、このために、
制御信号f₁の立下りエッジを制御信号ｈの立上りエッジ
よりもこの期間だけ遅らせる。これにより、各プリフオ
ーマツト部信号a₁に対しては、その先頭部から適正な基
準電圧ｂが比較器３に供給される。

また、フラグ検出回路10は、デイジタルデータ信号ｃか
らフラグを検出し、第３図に示すように、プリフオーマ
ツト部信号a₁の先頭からフラグまでの期間“1"となる制
御信号f₂を発生する。サンプルホールド回路７は、この
制御信号f₂の“1"期間その直前の信号ｅのレベルをホー
ルドするホールド動作状態にあり、“0"期間サンプリン
グ動作状態になる。追記部信号a₂が情報データが記録さ
れた追記部から再生されたものであるときには、フラグ
検出回路10はフラグを検出し、これによつて制御信号f₁
を“0"にする。したがつて、かかる追記部信号a₂が比較
回路３に供給されたときには、サンプルホールド回路７
はサンプリング動作状態となり、これに供給される電圧
ｅがそのまま基準電圧ｂとして比較回路３に供給され
る。

しかし、比較回路３に供給される追記部信号a₂が情報デ
ータが記録されていない追記部から再生されたものでは
ないとき、フラグ検出回路10はデイジタルデータ信号ｃ
からフラグを検出することができない。このために、制
御信号f₂はそのまま“1"に保持されてサンプルホールド
回路７はホールド動作状態を継続し、以前に演算回路５
で検出されてサンプルホールド回路７で保持されている
電圧g₂が基準電圧ｂとして比較回路３に供給される。

このように、サンプルホールド回路７で電圧が保持され
るために、追記部信号a₂がいずれの追記部から再生され
たものであつても、比較回路３に追記部信号a₂が供給さ
れたときには、常に適正なレベルの基準電圧ｂが供給さ
れる。

ここでさらに、制御信号f₂の“1"から“0"に反転する時
点を、制御信号ｈの同じ反転時点よりも遅らせ、フラグ
の終端以降に設定する。これによつて、追記部信号a₂の
フラグ期間では、比較回路３に供給される基準電圧ｂは
サンプルホールド回路７で以前にサンプリングされてホ
ールドされている電圧であるが、この電圧は適正な電圧
である。また、このフラグ期間では、プリフオーマツト
部信号a₁と追記部信号a₂との境界に近く、演算回路５の
出力電圧ｅのレベルが変動している。したがつて、この
出力電圧ｅのレベルがフラグ期間を過ぎても安定しない
場合には、安定するまでの期間この出力電圧ｅの代りに
サンプルホールド回路７以前にサンプリングされてホー
ルドされている適正な電圧を基準電圧ｂとして用いるこ
とにより、フラグ検出回路10でフラグの有無を確実に検
出できるばかりでなく、情報データ51bに対する基準電
圧b₂も先頭から適正で設定できるものである。

以上のようにして、この実施例では、ピーク値検出回路
の応答性を高めなくとも、プリフオーマツト部信号a₁や
追記部信号a₂の夫々に対して適正なレベルの基準電圧ｂ
を得ることができる。

第４図は本発明による信号レベル判定装置の他の実施例
を示すブロツク図であつて、３′は比較回路,8′は切換
回路であり、第１図に対応する部分には同一符号をつけ
て重複する説明を省略する。

この実施例は、２個の比較回路3,3′を設けて夫々に波
形等化回路２の出力信号ａを供給し、比較回路３にサン
プルホールド回路６の出力電圧g₁を、また、比較回路
３′にサンプルホールド回路７の出力電圧g₂を夫々基準
電圧として供給するとともに、比較回路3,3′の出力信
号c₁,c₂を制御信号ｈによつて制御される切換回路８′
で選択し、デイジタルデータ信号ｃを得るようにしたも
のである。

このために、切換回路８′は、比較回路３の出力信号c₁
からプリフオーマツト部信号を選択し、比較回路３′の
出力信号c₂から追記部信号を選択する。

先の第１図に示した実施例では、切換回路８としては、
アナログ信号を切換えるアナログスイツチが用いられる
が、第４図に示した実施例では、切換回路８′として
は、デイジタル信号を切換えるデイジタルスイツチを使
用するので、切換え速度をより高速化できる。

なお、本発明は、光デイスクからの再生信号ばかりでな
く、複数のパルス信号が順番に繰り返し供給される場合
に対して適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、互いに直流レベ
ルが異なり、順番に繰り返し供給される複数の信号とレ
ベル比較する基準電圧は、夫々の該信号の直流レベルに
応じて形成され、かつ該基準電圧毎に形成される度にホ
ールドされるものであるから、該信号毎に基準電圧は適
正なレベルに設定されるし、また、夫々の該信号に１時
的に無信号期間があつても、該無信号期間はもちろんの
こと、該無信号期間が経過した後においても、基準電圧
のレベルは適正に保持されており、各信号の繰り返しの
先頭から基準電圧との正しいレベル比較が可能となり、
上記従来技術の問題点を解消して優れた機能の信号レベ
ル判定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による信号レベル判定装置の一実施例を
示すブロツク図，第２図は光デイスクにおけるセクタ構
成の一具体例を示す模式図，第３図はこのセクタ構成の
光デイスクの再生信号に対する第１図の実施例の動作を
示したタイミングチヤート，第４図は本発明による信号
レベル判定装置の他の実施例を示すブロツク図である。 3,3′……比較回路,4……ピーク値検出回路,5……演算
回路,6,7……サンプルホールド回路,8,8′……切換回
路,9……ヘツダー検出回路,10……フラグ検出回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号振幅や直流レベルが異なる複数種類の
   信号が一定期間毎に一定の周期で順に出現する入力信号
   の振幅と基準値との大小を判定する信号レベル判定装置
   において、 該入力信号の最大振幅値と最小振幅値とを順次検出する
   ピーク値検出手段と、 該検出された最大振幅値と最小振幅値とから所定の比率
   でこれら最大振幅値と最小振幅値との間の値を算出する
   演算手段と、 上記複数種類の信号毎に割り当てられ、該演算手段で得
   られる上記算出値を抽出し、かつこの算出値を保持する
   複数のサンプルホールド手段と、 上記複数種類の信号に対応した該サンプルホールド手段
   の出力の中から、上記入力信号に出現している信号に対
   応しているサンプルホールド手段の出力を選択する選択
   手段と、 上記入力信号と該選択手段の出力とを入力とする比較手
   段と により構成され、 上記複数のサンプルホールド手段は、対応する信号が出
   現している期間のみ上記演算手段で得られる上記算出値
   を抽出かつ出力し、対応しない種類の信号が出現してい
   る期間においては、対応する信号が出現している期間に
   抽出した上記算出値を保持することを特徴とする信号レ
   ベル判定装置。
2. 【請求項２】信号振幅や直流レベルが異なる複数種類の
   信号が一定期間毎に一定の周期で順に出現する入力信号
   の振幅と基準値との大小を判定する信号レベル判定装置
   において、 該入力信号の最大振幅値と最小振幅値とを順次検出する
   ピーク値検出手段と、 該検出された最大振幅値と最小振幅値とから所定の比率
   でこれら最大振幅値と最小振幅値との間の値を算出する
   演算手段と、 上記複数種類の信号毎に割り当てられ、該演算手段で得
   られる上記算出値を抽出し、かつこの算出値を保持する
   複数のサンプルホールド手段と、 該複数種類の信号毎に割り当てられた複数のサンプルホ
   ールド手段の出力の１つと上記入力信号とを入力とする
   上記複数種類の信号毎に割り当てられた複数の比較手段
   と、 上記複数種類の信号に対応した該複数の比較手段の出力
   の中から、上記入力信号に出現している信号に対応して
   いる比較手段の出力を選択する選択手段とにより構成さ
   れ、 上記複数のサンプルホールド手段は、対応する信号が出
   現している期間のみ上記演算手段で得られる上記算出値
   を抽出かつ出力し、対応しない種類の信号が出現してい
   る期間においては、対応する信号が出現している期間に
   抽出した上記算出値を保持することを特徴とする信号レ
   ベル判定装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項において、 前記入力信号が欠落した場合には、前記複数種類の信号
   に対応した複数のサンプルホールド手段は、対応する種
   類の信号が出現する期間であっても前記演算手段の出力
   の抽出を行なわず、以前の対応する信号が出現した期間
   に抽出した算出値を保持することを特徴とする信号レベ
   ル判定装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第（２）項において、 前記入力信号が欠落した場合には、前記複数種類の信号
   に対応した複数のサンプルホールド手段は、対応する種
   類の信号が出現する期間であっても前記演算手段の出力
   の抽出を行なわず、以前の対応する信号が出現した期間
   に抽出した算出値を保持することを特徴とする信号レベ
   ル判定装置。