JPH07334849A - 光ディスク装置の信号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明にあっては、低周波ノイズの影響を受
けずに高速動作が可能なトランジェント補正回路を実現
して、再生波形を変化させずに低周波ノイズだけを除去
可能とすることを特徴とする。 【構成】再生信号の低周波ノイズを除去するハイパスフ
ィルタ１の出力は、該ハイパスフィルタ１により生じた
再生信号のトランジェントを補正する波形補正回路２に
供給される。この波形補正回路２は、ローパスフィルタ
３と、このローパスフィルタ３の出力と上記ハイパスフ
ィルタ１の出力とを加算する加算回路４と、この加算回
路４の出力を量子化する量子化回路５とにより構成され
る。上記ハイパスフィルタ１とローパスフィルタ３は、
同じ時定数を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マークエッジ記録に
よりデータが記録され、光ディスクから情報信号を再生
する光ディスク装置の信号再生装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクではディスクの複屈
折による低周波のノイズが再生信号に重畳してしまう。
そのため、このような低周波ノイズを除去すると共にア
ンプのＤＣオフセットを除去する目的で、再生信号の低
周波成分を低域遮断フィルタ（ハイパスフィルタ）によ
り減衰させることが一般に行われている。

【０００３】この場合、再生信号中の低周波成分が失わ
れるためベースライン変動が発生し、ハイパスフィルタ
通過後の信号にはトランジェントが発生する。これは、
特にセクタ先頭のブランク部（ＩＤ部）から記録部であ
るＶＦＯ部に入る部分等で顕著に現れる。

【０００４】マークポジション記録ではピーク検出によ
り再生信号の２値化を行う微分検出となるので、低周波
成分は不要であり、トランジェントはさほど問題になら
ない。しかしながら、マークエッジ記録されたデータを
ＤＣスライス方式で２値化しようとする場合には、セク
タ先頭やセクタ中のデータパターンによるトランジェン
トにより、再生信号の２値化が正しく行えなくなるとい
う課題を有している。

【０００５】このようなトランジェントを補正する方法
の１つとして、例えば特開昭６１−３９２３６号公報に
開示されているような、再生信号のエンベロープを検出
してハイパスフィルタ通過後の再生信号を補正するとい
った方法が使用されている。

【０００６】また、光ディスクでは再生信号の振幅を一
定に揃える目的で、ＡＧＣ（Auto Gain Control ；自動
利得制御）と称される回路が設けられている。これは例
えば、特開平４−９６２７５号公報では、セクタの先頭
のＶＦＯ部に於いてエンベロープ検波により再生信号の
振幅を求めて利得制御アンプのゲインを制御し、ＶＦＯ
部に続くデータ部ではＶＦＯ部の終わりでのゲインをホ
ールドしておく、という方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６１−３９２３６号公報に開示されているような再
生信号のエンベロープを使用する補正方法では、エンベ
ロープ検出のためのローパスフィルタの応答の遅れや検
波に使用するダイオードの応答の遅れにより、高速での
動作は困難である。そのため、最近の光ディスク装置の
ような転送レートが高く動作速度の速い装置では使用で
きないという課題を有している。

【０００８】一方エンベロープ検出によらない波形補正
の方法としては、例えば「ディジタル通信技術」（田中
公男著、東海大学出版）の第５章で「量子化帰還」なる
方法が紹介されているが、この方法では除去したはずの
低周波ノイズまで含めて再生されてしまうという課題を
有している。

【０００９】したがってこの発明は、高速動作が可能で
低周波ノイズの影響を受けず、且つ補正能力の高いトラ
ンジェント補正回路を実現すると共に、データパターン
によらず、より安定に動作するトランジェント補正回路
を実現することのできる光ディスク装置の信号再生装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、マ
ークのエッジ部分が情報の“１”に相当するべくマーク
エッジ記録によりデータが記録され、該データの記録再
生の単位となるセクタが、特定パターンが記録された第
１の記録部と情報が記録された第２の記録部とから構成
される光ディスクから情報信号を再生する信号再生装置
に於いて、再生信号の低周波成分を遮断するハイパスフ
ィルタと、このハイパスフィルタにより生じた再生信号
のトランジェントを補正するもので、上記再生信号の値
を量子化する量子化手段と、上記ハイパスフィルタと略
同じ時定数を有するローパスフィルタとを有して構成さ
れる波形補正手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】またこの発明は、上記波形補正手段が上記
ハイパスフィルタの出力と上記ローパスフィルタの出力
とを加算する加算手段を有し、上記量子化手段が上記加
算手段の出力を入力とすることを特徴とする。更にこの
発明は、上記量子化手段が、上記再生信号を３値以上に
量子化するものであることを特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明にあっては、マークのエッジ部分が情
報の“１”に相当するべくマークエッジ記録によりデー
タが記録され、該データの記録再生の単位となるセクタ
が特定パターンが記録された第１の記録部と情報が記録
された第２の記録部とから構成される光ディスクから、
情報信号が再生される。そして、再生信号の低周波成分
はハイパスフィルタにより遮断され、上記ハイパスフィ
ルタにより生じた再生信号のトランジェントが波形補正
手段で補正される。また、この波形補正手段では量子化
手段で上記再生信号値が量子化され、更に波形補正手段
は上記ハイパスフィルタと略同じ時定数を有するローパ
スフィルタを有した構成となっている。

【００１３】これにより、低周波ノイズの影響を受けず
に高速動作が可能なトランジェント補正回路が実現で
き、再生波形を変化させずに低周波ノイズだけを除去す
ることが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は、この発明の第１の実施例で、光ディス
ク装置の信号再生装置の構成を示したブロック図であ
る。

【００１５】図１に於いて、ハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）１は、再生信号の低周波ノイズを除去するためのも
のである。このＨＰＦ１の出力は、該ＨＰＦ１により生
じた再生信号のトランジェントを補正する波形補正回路
２に供給される。

【００１６】この波形補正回路２は、ローパスフィルタ
（ＬＰＦ）３と、このＬＰＦ３の出力と上記ＨＰＦ１の
出力とを加算する加算回路４と、この加算回路４の出力
を量子化する量子化回路５とにより構成される。尚、Ｈ
ＰＦ１とＬＰＦ３は、同じ時定数（カットオフ周波数）
を有している。

【００１７】図２は、上記量子化回路５の構成例を示し
たものである。この場合、量子化回路５は、コンパレー
タ５ａで構成されており、その出力の振幅は再生信号と
同じである。すなわち、このコンパレータ５ａは、入力
信号がゼロレベル以上のときに「＋１」を、ゼロレベル
以下のときに「−１」を出力する。

【００１８】次に、図３の波形図を参照して、図１の信
号再生装置の動作を説明する。尚、図３では、再生信号
の波形はそのエンベロープで示している。一部について
は各図の右側に拡大図を付している。

【００１９】図３（ａ）は、図示されない光ディスクの
再生信号を表したものである。ここでは、セクタの先頭
のブランク（ＩＤ）部による光磁気信号のブランク部分
と、セクタ先頭に書込まれる最高周波数パターンの記録
部であるＶＦＯ部と、このＶＦＯ部に続く記録部である
ＤＡＴＡ部の一部が示されている。同図に示されるよう
に、光ディスクの再生信号は、ディスクの複屈折等によ
るＤＣオフセットを有している（高周波の複屈折ノイズ
は省略している）。

【００２０】この図３（ａ）に示される再生信号は、先
ず同図（ｂ）に示されるようにＨＰＦ１によってその低
周波成分が除去されて、ＤＣオフセットは消える。しか
しながら、ＶＦＯ部の先頭等でトランジェントが発生す
る。この信号は、加算回路４及び量子化回路５を経て、
同図（ｃ）に示されるような波形となる。

【００２１】トランジェントが発生した信号は、更にＬ
ＰＦ３を経由して、同図（ｄ）に示されるような高周波
成分が除去されたトランジェント補正信号となる。そし
て、このトランジェント補正信号と、同図（ｂ）に示さ
れるＨＰＦ１の出力とが、加算回路４で加算される。す
ると、同図（ｅ）に示されるような信号が、補正後の再
生信号として得られる。

【００２２】このように、量子化回路５（コンパレータ
５ａ）の出力を基にすることにより、ノイズ分の影響を
受けないトランジェント補正信号を得ることができる。
また、ＨＰＦ１とＬＰＦ３の時定数を揃えることにより
全体としての周波数特性を平坦にすることができるの
で、再生信号波形を変化させずに補正後の再生信号を得
ることができる。

【００２３】以上のように第１の実施例によれば、ＨＰ
Ｆによって再生信号中の低周波ノイズを除去し、またＨ
ＰＦと同じ時定数を有するＬＰＦと量子化回路とを組合
わせた波形補正回路を構成して、上記ＨＰＦで生じたト
ランジェントを補正するようにしたので、トランジェン
トを発生させることなく低周波ノイズだけを除去するこ
とが可能となる。このため、ＤＣスライス方式により２
値化を行っても、正しい結果を得ることが可能となる。

【００２４】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。もともとの変調方式がＤＣフリーでない場合に
は、パターンによっては再生信号の正側と負側の割合が
等しくなくなる（デューティが５０％でなくなる）。そ
のため、再生信号のＤＣレベル（平均値）と信号振幅中
心とが大きくずれた状態になることがある。

【００２５】また、一般に光ディスクの再生信号は再生
光学系のＭＴＦや回路の帯域制限があるため、長いパタ
ーンと短いパターンとでは再生信号の振幅も異なってく
る。上述した第１の実施例の信号再生装置では、トラン
ジェント補正を行う波形補正回路２内の量子化回路５が
単純なコンパレータ５ａで構成されていた。そのため、
ＤＣフリーとみなせないような波形に対しては、正しく
トランジェントを補正できないことがある。これは、フ
ィルタの時定数を大きくすれば改善されるが、該時定数
を大きくすることにより低周波ノイズの除去能力は弱く
なってしまう。

【００２６】第２の実施例は、このような問題を解決す
るためのものでものである。具体的には、量子化回路を
光ディスクの再生信号を３値化する回路で構成してい
る。尚、信号再生装置に於ける各構成要素は図１と同じ
であるので説明は省略する。

【００２７】第１の実施例の量子化回路では、入力信号
がゼロレベル以上のときに「＋１」を、ゼロレベル以下
のときに「−１」を出力するものであったのに対し、図
４に示される第２の実施例の量子化回路は、再生信号
（振幅を±１Ｖと仮定する）の、高周波数での振幅より
もやや大きい値（例えば±０．６Ｖ）を閾値として設定
したコンパレータ回路５ｂで構成している。このコンパ
レータ回路５ｂでは、正側の閾値を越えた場合に「＋１
Ｖ」、負側の閾値値を越えた場合に「−１Ｖ」を出力す
る。加えて、信号レベルが正側と負側の両閾値の間にあ
る場合には、「０Ｖ」を出力するように構成されてい
る。

【００２８】図５（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施例によ
る信号再生装置の動作波形を示したものである。ここで
は再生信号の波形として、図５（ａ）に示されるような
エンべロープを有する信号が再生された場合について考
える。これは、正側に長いパターンだけが集まり、負側
に短いパターンだけが集まった場合である。尚、図５
（ｂ）〜（ｅ）の波形については、第１の実施例と同様
に、それぞれＨＰＦ１の出力波形、量子化回路５（コン
パレータ回路５ｂ）の出力、ＬＰＦ３の出力、波形補正
回路２によりる補正後の再生信号を表している。

【００２９】光ディスクでは、光学系のＭＴＦの制限に
より短いパターンでは再生信号振幅が小さくなるため、
このような場合には負側には信号があまり振れなくな
る。この結果、再生信号の中央レベルとゼロレベルとが
ずれることになる。

【００３０】上述した第１の実施例の量子化回路（２値
のコンパレータ５ａ）を使用した場合には、コンパレー
タ５ａの出力だけを見ると、再生信号が負側にも飽和レ
ベルまで振れているのと同じになって、正しいトランジ
ェントの補正が行えない可能性がある。

【００３１】しかし、この第２の実施例ではコンパレー
タ回路５ｂによる３値化の量子化回路を使用したので量
子化回路の出力が実際の再生信号波形に近くなり、補正
はより正しく行われる。

【００３２】このように、第２の実施例によれば量子化
回路５をコンパレータ回路５ｂのように構成して３値と
したため、再生信号の中央値とゼロレベルにずれが生じ
るようなパターンであっても補正を行うことができ、デ
ータパターン（変調方式）に対する制限事項が少なくな
る。また、このようなパターンの再生信号を上述した第
１の実施例の補正回路で補正するにはＨＰＦの時定数を
大きくしなければならないが、第２の実施例では時定数
が小さくても補正でき、このために低周波ノイズの除去
能力を高めることができる。

【００３３】尚、量子化回路は３値化するものに限られ
ることなく、より多値に量子化するものであってもよ
い。多値になるほど回路規模が大きくなるが、補正の効
果も大きくなる。

【００３４】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。この第３の実施例は、再生信号振幅を揃えるた
めに、ＡＧＣ（Auto Gain Control ；自動利得制御）を
行う場合である。上述した第１及び第２の実施例による
波形補正回路は、再生信号の振幅と量子化回路出力の振
幅が所定の比でなければ補正が正しく行われない。した
がって再生信号に対しては、波形補正回路よりも前の段
階でＡＧＣを行う必要がある。

【００３５】図６は、ＡＧＣを行う場合の信号再生装置
のブロック構成図である。ＡＧＣ回路６は、ＨＰＦ１と
波形補正回路２との間に挿入されるもので、外部からＡ
ＧＣ制御信号が入力される。このＡＧＣ回路６は、ＡＧ
Ｃ制御信号がアクティブである間に、その出力信号振幅
が所定値となるようにＡＧＣ回路内のアンプ（図示せ
ず）の増幅率が設定され、ＡＧＣ制御信号がインアクテ
ィブである間はアンプの増幅率を変化させない（前回の
設定のままホールドする）ように構成される。増幅率の
設定は、入力される再生信号の振幅をピーク／ボトムホ
ールドにより検出し、振幅目標値との差により、ＡＧＣ
回路６内のアンプのゲインを制御するようにすれば良
い。

【００３６】また、ＨＰＦ１及びＬＰＦ３には、フィル
タ時定数切り換え信号が入力される。この切り換え信号
がアクティブになると、各フィルタ１及び３は、時定数
が小さく切り換えられる。例えば、通常動作時の時定数
が１０μＳであるとすると、フィルタ時定数切り換え信
号がアクティブの間は、時定数を１μＳ程度に切り換え
る。

【００３７】図７は、図６の構成の信号再生装置の動作
波形を示す図である。図７（ａ）に示されるような再生
信号に対し、先ず、ＶＦＯ部で同図（ｃ）に示されるよ
うなフィルタ時定数切り換え信号をアクティブとし、Ｈ
ＰＦ１及びＬＰＦ３の時定数を小さい値に切り換える。
このため、ＶＦＯ先頭部分でのＨＰＦ１によるトランジ
ェントは、同図（ｂ）に示されるように、素早く収束さ
せられる。

【００３８】そして、トランジェントが収束するくらい
の時刻から、同図（ｄ）に示されるＡＧＣの制御信号が
アクティブとなる。これは、トランジェントが収束した
後であるので、ピーク／ボトム検出により正しく信号振
幅を検出することができ、ＡＧＣ動作を正しく行うこと
ができる。これにより、量子化回路５の出力は、同図
（ｅ）に示されるようになる。

【００３９】ＶＦＯ部の途中でＡＧＣ動作は終了し、ま
た同図（ｃ）に示されるように、ＤＡＴＡ部に入る前に
フィルタの時定数も通常の値に戻される。これにより、
同図（ｇ）に示されるような補正後の再生信号を得るこ
とができる。

【００４０】以上のようにこの第３の実施例によれば、
ＨＰＦ１と波形補正回路２の間に信号振幅を揃えるＡＧ
Ｃ回路６を設け、ＶＦＯ部ではフィルタの時定数をＤＡ
ＴＡ部よりも小さい値にするようにし、ＶＦＯ部での信
号振幅によりＡＧＣ動作を行うようにしたので、ＡＧＣ
動作を正しく行うことができ、またＡＧＣにより信号振
幅が所定値に制御されるので波形補正回路２も正しく動
作させることができる。

【００４１】尚、上述した実施例では、ＬＰＦ出力とＨ
ＰＦ出力の加算信号を量子化回路で量子化する構成とし
たが、これに限られるものではない。例えば、第４の実
施例として、信号再生装置は、図８に示されるように、
ＨＰＦ１の出力を量子化回路５で量子化してＬＰＦ３に
入力し、このＬＰＦ３の出力とＨＰＦ１の出力との加算
値を加算回路４で補正出力する構成としても良い。この
構成では波形のトランジェントを補正する働きは少し弱
くなるが、動作の安定性ではこちらの方がよい場合があ
る。

【００４２】また、この発明は光磁気ディスクだけでな
く相変化ディスク等の他のタイプの光ディスクにもその
まま適用できる。更に、マークエッジ記録だけでなく、
マークポジション記録に適用することも可能である。

【００４３】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成が得られる。 （１）マークのエッジ部分が情報の“１”に相当するよ
うなマークエッジ記録によりデータが記録され、データ
の記録再生の単位となるセクタが特定パターンが記録さ
れたＶＦＯ部と情報信号が記録されたＤＡＴＡ部とを含
んで構成された光ディスクから情報信号を再生する信号
再生装置に於いて、再生信号の低周波成分を遮断するＨ
ＰＦと、上記ＨＰＦにより生じた再生信号のトランジェ
ントを補正する波形補正手段とを設け、この波形補正手
段は、再生信号値を量子化する量子化手段と、上記ＨＰ
Ｆと略同じ時定数を有するＬＰＦとを含んで構成される
ことを特徴とする光ディスク装置の信号再生装置。

【００４４】（２）上記波形補正手段は上記ＨＰＦの出
力と上記ＬＰＦの出力とを加算する加算手段を有し、上
記量子化手段は上記加算手段の出力を入力とするように
構成した上記（１）に記載の光ディスク装置の信号再生
装置。

【００４５】（３）上記量子化手段は、上記再生信号を
３値以上に量子化するものである上記（１）及び（２）
に記載の光ディスク装置の信号再生装置。 （４）上記量子化手段は、上記再生信号の最高周波数で
の振幅よりも大きく、且つ上記再生信号の最低周波数で
の振幅よりも小さい閾値により、再生信号を３値化する
ものである上記（３）に記載の光ディスク装置の信号再
生装置。

【００４６】（５）上記ＨＰＦ及び上記ＬＰＦの時定数
を、上記ＶＦＯ部に於いて、上記ＤＡＴＡ部に於ける値
よりも小さな値に設定する上記（１）乃至（４）に記載
の光ディスク装置の信号再生装置。

【００４７】（６）上記ＨＰＦと上記波形補正手段の間
に、再生信号振幅が所定値になるよう調整する振幅調整
手段を設ける上記（１）乃至（５）に記載の光ディスク
装置の信号再生装置。

【００４８】（７）上記振幅調整手段は、上記ＶＦＯ部
に於ける上記再生信号の振幅によりその増幅率を変化さ
せるものである上記（６）に記載の光ディスク装置の信
号再生装置。

【００４９】上記（１）の構成によれば、低周波ノイズ
の影響を受けずに高速動作が可能なトランジェント補正
回路が実現でき、再生波形を変化させずに低周波ノイズ
だけを除去することが可能となる。上記（２）の構成に
よれば、ＨＰＦと波形補正手段とを合わせた全体の周波
数特性がより平坦になるので、トランジェント補正をよ
り正確に実現できる。上記（３）の構成によれば、再生
信号がＤＣフリーでない場合であっても、より安定して
トランジェントの補正を行うことが可能となり、変調方
式などへ制限事項が少なくなる。

【００５０】また、上記（４）の構成によれば、量子化
手段出力と再生信号がより近い波形になるので、トラン
ジェント補正を正確かつ安定に行うことができる。上記
（５）の構成によれば、時定数を小さく設定することに
より、ＶＦＯ部でのＨＰＦ出力のトランジェントが素早
く収束するようになるので、トランジェントの補正を行
う前の段階でもＶＦＯを利用した種々の信号処理が行え
るようになる。上記（６）の構成によれば、波形補正手
段に入力される信号の振幅が揃うので、波形補正手段に
よるトランジェントの補正を正しく行うことができる。
更に、上記（７）の構成によれば、比較的簡単な回路構
成により、波形補正手段に入力する信号の振幅を揃え、
トランジェント補正を正しく行うことが可能となる。

【００５１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、高速動
作が可能で低周波ノイズの影響を受けず、且つ補正能力
の高いトランジェント補正回路を実現し、またデータパ
ターンによらず安定に動作するトランジェント補正回路
を実現する光ディスク装置の信号再生装置を提供するこ
とができると共に、ＡＧＣ回路の導入により、より安定
に動作するトランジェント補正回路を実現する光ディス
ク装置の信号再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例で、光ディスク装置の
信号再生装置の構成を示したブロック図である。

【図２】図１の量子化回路の構成例を示した回路図であ
る。

【図３】図１の信号再生装置の各部に於ける動作波形を
示した図である。

【図４】この発明の第２の実施例による量子化回路の構
成例を示した回路図である。

【図５】第２の実施例による信号再生装置の動作波形を
示した図である。

【図６】この発明の第３の実施例を示したもので、ＡＧ
Ｃを行う場合の信号再生装置のブロック構成図である。

【図７】図６の構成の信号再生装置の各部に於ける動作
波形を示した図である。

【図８】この発明の第４の実施例で、信号再生装置の構
成を示したブロック図である。

【符号の説明】

１…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、２、２′…波形補正
回路、３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、４…加算回
路、５…量子化回路、５ａ…コンパレータ、５ｂ…コン
パレータ回路、６…自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マークのエッジ部分が情報の“１”に相
   当するべくマークエッジ記録によりデータが記録され、
   該データの記録再生の単位となるセクタが、特定パター
   ンが記録された第１の記録部と情報が記録された第２の
   記録部とから構成される光ディスクから情報信号を再生
   する信号再生装置に於いて、 再生信号の低周波成分を遮断するハイパスフィルタと、 このハイパスフィルタにより生じた再生信号のトランジ
   ェントを補正するもので、上記再生信号の値を量子化す
   る量子化手段と、上記ハイパスフィルタと略同じ時定数
   を有するローパスフィルタとを有して構成される波形補
   正手段とを具備することを特徴とする光ディスク装置の
   信号再生装置。
2. 【請求項２】 上記波形補正手段は上記ハイパスフィル
   タの出力と上記ローパスフィルタの出力とを加算する加
   算手段を有し、上記量子化手段は上記加算手段の出力を
   入力とする請求項１に記載の光ディスク装置の信号再生
   装置。
3. 【請求項３】 上記量子化手段は、上記再生信号を３値
   以上に量子化するものである請求項１若しくは２に記載
   の光ディスク装置の信号再生装置。