JPH08106724A - 情報再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンパレータの応答遅延量のバラツキによるジ
ッタの発生を低減し、精度の高いエッジ検出を可能とす
る。 【構成】記録媒体から再生された信号を基準レベルと比
較して２値化するコンパレータ３と、コンパレータ３の
入力信号の振幅を前記基準レベルに対して制限する第１
の制限手段（リミッタ回路２、演算手段４、ＡＧＣ回路
１）と、前記２値化手段の入力信号の前記基準レベル近
傍の立ち上がり及び立ち下がり速度の変化を制限する第
２の制限手段（リミッタ回路２、演算手段４、ＡＧＣ回
路１）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等に記録さ
れたデジタル信号を再生復元する情報再生装置に関わ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光磁気記録のようなデジタル情
報記録装置においては、予め基板に刻まれている案内溝
に沿って磁性薄膜からなる磁性媒体にレーザ光を照射
し、媒体上の磁化パターンとして情報を記録する熱磁気
記録が行われる。この案内溝はスパイラル状に刻まれて
おり、情報トラックとしての役割を果たす。この時、情
報トラックには、予めセクタ情報を示すセクタフォーマ
ット領域がセクタ先頭領域として刻まれている。光磁気
ディスク装置では、フォーマットを認識して情報の記録
再生を行う。

【０００３】この分割されたデータ領域に情報を記録再
生する方式には従来から種々の方法が採用されている
が、一般には記録ピットの中心に情報を持たせたマーク
間記録方式が多く用いられている。この場合のデータの
再生には、読み出し信号を微分してゼロクロス点を検出
し、同時に変調方式で決まる再生クロックを検出し、デ
ータ検出窓とのタイミング関係から「０」，「１」のパ
ターンを判別する微分検出方式が一般に用いられる。

【０００４】これに対し、近年より高密度記録を可能に
する技術の１つとして、記録ピットのエッジに情報を持
たせるマークエッジ記録方式が提案されている。マーク
エッジ記録した情報を再生するには、微分方式で読み出
し信号を２階微分して、エッジ位置に相当するゼロクロ
ス点を検出する微分検出方式も適応可能であるが、高密
度記録では記録周波数が高くなる程、２階微分回路にお
ける高域ノイズも増加するため、ゼロクロス点の検出精
度が低下する問題があり、これを解決するため、コンパ
レータにより、基準スライスレベルとの比較を行い２値
化するスライス方式も多く用いられている。

【０００５】しかし、スライス方式による２値化再生回
路においては、再生波形の信号変化のみを検出する微分
方式と比べ、波形等化器（イコライザ）を設けても、記
録データのパターン長により信号振幅が大きく変化する
ため、２値化コンパレータに入力される信号振幅や信号
の遷移速度のバラツキが微分方式と比べて大きく、コン
パレータの応答遅延量のバラツキも大きくなる問題があ
った。

【０００６】即ち、一般に再生回路に用いられる高速の
コンパレータ素子においては、入力信号の振幅や変化速
度が変化すると、コンパレータを構成するトランジスタ
等の半導体素子のスイッチ速度が変化するため、コンパ
レータの２値化出力信号のエッジ位置が、入力信号を基
準レベルでスライスした本来のエッジ位置に対して、時
間軸上で変動する特性を有している。この出力応答の時
間軸上のエッジ変動が再生ジッターを増大させ、再生デ
ータのエラーとなっていた。

【０００７】この問題を解決するには、コンパレータ入
力の振幅をリミッタ等で制限する方法も有効であり、例
えば、特開平１−１３７４６８号に開示されている図６
に示すようなダイオードによるリミッタ回路を用いれ
ば、ジッターをある程度改善することも可能である。同
図において、６０は波形等化器、６１はコンデンサ、６
２、６３はダイオード、６４はリミッタ、６５はコンパ
レータである。

【０００８】例えば、図７（ａ）に示すような再生波形
がＶ1 として入力されると、コンデンサによりＤＣ成分
がカットされるため、オフセット電圧ＶB を中心に変化
していた信号は０Ｖレベルを中心に変化する。また、ダ
イオード６２及び６３が順方向電圧ＶF より越えるとＯ
Ｎ状態となり、ピーク電圧のＶF を越える部分をピーク
クランプする結果、コンパレータ６５に入力される電圧
Ｖ2 は図７（ｂ）のように０Ｖを中心に±ＶF でクラン
プされた波形となる。このようにして図６の従来例にお
いてはコンパレータ６５に入力される信号の振幅を制限
することが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダイオードリミッタ付きの回路のみでは、コンパレ
ータ６５に入力される振幅をある程度抑えることができ
ても、信号のパターンにより異なるスライスレベル近傍
の信号変化速度を揃えて、かつ十分に高速にすることは
できず、高密度、高転送記録時で再生信号の周波数が高
くなると、コンパレータ６５の信号変化速度に起因する
応答遅延量のバラツキが大きくなる問題があった。

【００１０】即ち、一般にリード回路等で使用される高
速のコンパレータ６５は、図８に例として示すような応
答遅延特性を有しており、入力信号の振幅が一定でも、
スライスレベルを通過する信号の速度ｖによって、コン
パレータ６５の出力の立ち上がりまたは立ち下がりの応
答遅延時間ｔｄが変化し、速度ｖが大きくなる程、遅延
量ｔｄも減少する傾向がある。

【００１１】ただし、この傾向が顕著なのは通過速度ｖ
が小さい領域（図８のＡ領域）であって、スライスレベ
ル通過速度ｖがある程度以上大きくなると（図８のＢ領
域）、コンパレータ６５を構成する半導体の応答速度限
界に近づくため遅延量ｔｄはほぼ一定値に近づく。

【００１２】従って、従来のリミッタ回路によって振幅
を制限するだけでは、スライスレベルの通過速度を制御
できないため、図８のＡ領域での信号も含まれることが
あり、記録信号パターンによってスライスレベル通過速
度も変化して、その結果コンパレータ出力の２値化パル
スの応答遅延時間も変動することがあった。

【００１３】本発明の情報再生装置はこのような課題に
着目してなされたものであり、その目的とするところ
は、高密度記録再生時においても、コンパレータ入力信
号の振幅及びスライスレベル近傍の信号の変化速度を制
限することを可能にして、コンパレータの応答遅延量の
バラツキによるジッタの発生を低減して再生精度の高い
情報再生装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の情報再生装置は、記録媒体から再生され
た信号を基準レベルと比較して２値化する２値化手段
と、この２値化手段の入力信号の振幅を前記基準レベル
に対して制限する第１の制限手段と、前記２値化手段の
入力信号の前記基準レベル近傍の立ち上がり及び立ち下
がり速度の変化を制限する第２の制限手段とを具備す
る。

【００１５】

【作用】すなわち、本発明の情報再生装置は、記録媒体
から再生された信号を基準レベルと比較して２値化する
にあたって、この２値化手段の入力信号の振幅を前記基
準レベルに対して制限するとともに、前記２値化手段の
入力信号の前記基準レベル近傍の立ち上がり及び立ち下
がり速度の変化を制限するようにする。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す回路ブロ
ック図であり、記録媒体から再生された信号を基準レベ
ルと比較して２値化するコンパレータ３と、前記コンパ
レータ３の前段に配置され、前記基準レベルに対して再
生信号の振幅を制限するリミッタ回路２と、前記リミッ
タ回路２の制限電圧を基準に増幅器の増幅度を決定する
演算手段４と、前記演算手段４の指示値に従って前記リ
ミッタ回路２に入力される再生信号の振幅を制御する電
圧増幅器としてのＡＧＣ回路（自動ゲイン制御回路）１
とから構成される。ここで、前記演算手段４及びＡＧＣ
回路１とは、再生信号の最短記録波長の増幅を前記リミ
ッタ回路２の制限電圧振幅以上に制御する機能を有す
る。また、前記リミッタ回路２は、前記コンパレータ３
の基準レベルの変化に対して、再生信号の振幅を基準レ
ベルを中心に常に一定振幅となるように制限する機能を
有する。

【００１７】ＡＧＣ回路１は、入力信号の振幅Ａが変化
しても、指示電圧Ｖ0 に従って増幅度を可変できる増幅
器であり、一般に指示電圧Ｖ0 に従って増幅度を制御で
きる増幅器５と、ディスクに記録された情報を元に得ら
れたタイミング信号Ｓが与えられる期間のみ出力電圧波
形を整流平滑して出力振幅の平均値と指示値を比較する
比較回路６より構成されている。例えば、光磁気ディス
クの記録再生装置においては、ディスクに記録されたＶ
ＦＯ領域の最短周期の単一繰り返し信号の振幅を基準に
して、ＶＦＯ領域のみ開くゲート信号を上記のタイミン
グ信号Ｓとして、この区間の振幅の平均値を求めホール
ドして、このホールド値と指示された振幅値とが同じに
なるように増幅器５の増幅度を制御する。

【００１８】このＡＧＣ回路１は、一般には、媒体感度
の変化や環境の変化による信号レベルの変化を抑えて後
段の再生回路に適した、予め決められた振幅に制御する
ために用いられるが、本実施例においては、このＡＧＣ
回路１への振幅指示電圧Ｖ0を一定値ではなく、リミッ
タ回路２へ与える制限電圧値ＶL に基づいて演算手段４
によって演算した演算値を用いている。

【００１９】以下、本実施例の動作について、図１及び
図３により説明する。まず、図１の端子Ａに図３（Ａ）
に示すような記録データパターンにより振幅の変化する
読み出し再生信号が入力されると、演算手段４は、リミ
ッタ回路２に与える制限電圧値±ＶL を元にＶL の２倍
以上（例えば２．５倍）の演算を行い、ＡＧＣ回路１の
振幅指示電圧Ｖ0 として比較回路６に与える。

【００２０】ＡＧＣ回路１は、再生信号波形で振幅が最
小となる最短周期の信号の振幅が、振幅指示値Ｖ0 とな
るように増幅器５のゲインを制御する結果、リミッタ回
路２へ入力される信号は、図３（Ｂ）の破線で示すよう
に、最小振幅がリミッタ回路２の制限電圧値ＶL の２倍
以上になるように制御される。

【００２１】一方、リミッタ回路２は、ダイオード、演
算増幅器等で構成されるアクティブなリミッタ回路であ
って、増幅された信号の制限電圧±ＶL 内の中心部分の
図３（Ｂ）の実線で示すような波形のみを取り出してコ
ンパレータ３に印加する。

【００２２】コンパレータ３は、リミッタ回路２により
振幅制限された波形を基準値（ここではグランドレベ
ル）と比較して図３（Ｃ）に示すような２値化パルス信
号を得る。

【００２３】ここで、振幅指示値Ｖ0 を得る演算手段の
演算式、例えばＫ×ＶL の定数Ｋの値は、用いるコンパ
レータの特性により最適に定める。ここで、コンパレー
タ３の応答遅延特性が図８に示すような特性の場合、Ｋ
値は、ゲイン決定の基準となる最短周期の再生信号の振
幅が、少なくともリミッタ回路２の制限電圧ＶL の２倍
以上となるように２以上とし、かつコンパレータ３のス
ライスレベル近傍の信号の立ち上がり及び立ち下がり速
度（ここでは０レベルの通過速度）が図８のＢ領域に入
るように決める。ただし、Ｋ値が大き過ぎると振幅の大
きな信号入力時に出力振幅の増幅器５の電源電圧で決ま
る最大出力振幅値を越えて出力波形が歪んだり、出力振
幅の増大に従って増幅器５の消費電力も増大することが
あるため、最適なＫ値が存在する。

【００２４】一般に増幅器５として、高速のスルーレー
トの高い増幅器を用いれば、出力信号の立ち上がり及び
立ち下がり時間は変化しないので、信号の振幅が大きい
程、出力信号の立ち上がり及び立ち下がり速度は大きく
なる。

【００２５】従って、上記のように最小振幅となる最短
周期の信号の変化速度が図８のＢ領域に入るように最適
なＫ値を定めれば、他の振幅の大きな周期の長い信号も
Ｂ領域に入ることになり、全てのデータパターンの再生
信号に対して、コンパレータ３の応答遅延が一定にする
ことができる。

【００２６】なお、本実施例の演算式の例は、最も単純
な乗算式の場合について述べたが、スライスレベル通過
速度を最適に設定できれば、上記以外の演算式でも良
く、また、記憶した経験値を演算式の中に取り入れても
構わない。

【００２７】以上述べたように、本実施例によれば、コ
ンパレータ３の入力信号が常にコンパレータ３の応答遅
延量が一定となるように制御されるため、記録データに
より振幅の変化する再生信号のスライス検出において
も、安定で高精度のエッジ検出が可能となる。

【００２８】以下に本発明の第２実施例を図２を参照し
て説明する。図２は、第２実施例の構成を示すものであ
る。基本的な構成は第１実施例と同じであり、ＡＧＣ回
路２０の前段にリミッタ回路２１が設けられている点が
第１実施例と異なる。また、第２実施例では、リミッタ
回路及び演算回路として、単純な回路構成の例を示して
いる。

【００２９】図２において、リミッタ回路２１及び３１
は同一の回路であって、従来より用いられているような
ダイオード２２、２３あるいは２９、３０のみで構成さ
れ、制限電圧はダイオードの順方向電圧ＶF で信号振幅
を制限している。ここで、ＡＧＣ回路２０の前にもリミ
ッタ回路２１を設けたのは、ＡＧＣ回路２０の入力信号
振幅を制限することによりＡＧＣ回路２０の電源による
出力飽和電圧により制限されるＡＧＣ回路２０の増幅率
を第１実施例よりも、より大きくとれるようにするため
である。

【００３０】従って、データパターンによる再生信号振
幅差の大きい場合においても初段でリミッタ回路をかけ
ることにより、ＡＧＣアンプの制約を受けることなくス
ライスレベル近傍の波形部分を取り出すことが可能とな
るため、より精度の高いエッジ検出ができる。

【００３１】また、本実施例においては、演算手段４に
リミッタ回路３１のダイオードとほぼ同一の順方向電圧
を有するダイオードを用い、電源ＶC により抵抗２５を
介してバイアスすることにより振幅指示電圧Ｖ0 を得て
いる。

【００３２】ここではダイオード２７，２８を直列接続
してＶ0 ＝２ＶF ＋αを得ており、αの値は、ダイオー
ドに直列接続された抵抗２６の抵抗値Ｒ1 とバイアス電
流Ｉの積で決まる。指示電圧を大きくしたい場合は、抵
抗値Ｒ1 を大きくしたり、直列接続のダイオードの数を
更に増やすことで調整できる。

【００３３】以上のように本実施例によれば、簡単な回
路構成でより高精度の再生回路を構成できる。なお、本
実施例の動作は第１実施例とほぼ同じであるので省略す
る。以下に、図４及び図５により本発明の第３実施例に
ついて説明する。

【００３４】第３実施例は、基本構成は第１実施例と同
じであるが、コンパレータのスライスレベルも演算手段
の情報として入力することにより、自動スライス制御回
路と組み合わせた場合のスライス変化に連動してリミッ
ト電圧範囲も変化するようにした点が異なる。

【００３５】図４の再生回路４０において、２はアクテ
ィブタイプのリミッタ回路であって、演算増幅器４２及
び４３により、ダイオード４５及び４７の順方向電圧を
補償して整流機能のみを使うことにより、順方向電圧以
下の制限電圧に対して対応できる回路である。

【００３６】即ち、アクティブ型のリミッタ回路におい
ては、リミッタ回路の上限設定電圧Ａ及び、下限設定電
圧Ｂを任意に設定でき、第２実施例のようなダイオード
のみで構成するパッシブ型リミッタ回路のように順方向
電圧の制限を受けることがない。

【００３７】このようなリミッタ回路を用い、コンパレ
ータのスライスレベルＶR に対して、リミッタの上限値
がＶR ＋ＶL 、下限値がＶR −ＶL となるように演算手
段４１で設定すれば、スライスレベルが変動しても、常
にスライスレベルを中心としてリミッタ範囲が確定する
ことが可能となる。

【００３８】ここで、第３実施例の演算手段４１は、第
１，第２実施例の演算手段４とは入出力が異なってい
る。つまり、入力としては、リミッタの制限電圧ＶL だ
けでなくスライスレベル値ＶR を含んでおり、出力とし
ては、ＡＧＣ回路１への振幅指示値Ｖ0 だけでなく、リ
ミッタ回路２への制限電圧指示値Ａ，Ｂを含んでいる。

【００３９】即ち、この演算手段４１では、演算パラメ
ータＶL ，ＶR により、振幅指示値Ｖ0 とリミッタへの
指示値Ａ，Ｂを演算している。例えば、Ａ＝ＶR ＋ＶL
、Ｂ＝ＶR −ＶL 、Ｖ0 ＝Ｋ×（Ａ＋Ｂ）（Ｋは第１
実施例で述べた定数）の３種の演算を行う。

【００４０】従って、本実施例の再生回路を自動スライ
ス制御方式と組み合わせて用いる場合、例えば図５
（Ａ）に示すような再生波形のエンベロープ変化に追従
するようにスライスレベルＶR も制御されると、リミッ
タの上限値Ａ、下限値Ｂも連動して動き、図５（Ｂ），
（Ｃ）に示すように常にスライスレベルを中心とした部
分の波形を取り出すことが可能となる。

【００４１】以上のように、本実施例を用いれば、自動
スライス制御方式との組み合わせで大きなサグのような
ＤＣレベル変動があっても、スライスレベルに連動する
振幅およびスライスレベル通過速度の大きい信号をコン
パレータに入力することが可能となり、常に精度の高い
エッジ検出が可能となる。

【００４２】上記した具体的実施例から以下のような構
成の技術的思想が抽出される。 （１）記録媒体から再生された信号を基準レベルと比較
して２値化する２値化手段と、この２値化手段の入力信
号の振幅を前記基準レベルに対して制限する第１の制限
手段と、前記２値化手段の入力信号の前記基準レベル近
傍の立ち上がり及び立ち下がり速度の変化を制限する第
２の制限手段と、を具備したことを特徴とする情報再生
装置。 （２）前記第１及び第２の制限手段が、前記２値化手段
の前段に配置され、前記基準レベルに対して再生信号の
振幅を制限するリミッタと、このリミッタの制限電圧を
基準に増幅器の増幅度を決定する演算手段と、前記演算
手段の指示値に従って前記リミッタに入力される再生信
号の振幅を制御する電圧増幅器とから構成される構成
（１）に記載の情報再生装置。 （３）前記演算手段及び電圧増幅器は、再生信号の最短
記録波長の振幅を前記リミッタの制限電圧振幅以上に制
御する機能を有する構成（２）に記載の情報再生装置。 （４）前記リミッタは、前記コンパレータの基準レベル
の変化に対して、再生信号の振幅を基準レベルを中心に
常に一定振幅となるように制限する機能を有する構成
（２）記載の情報再生装置。

【００４３】

【発明の効果】本発明の情報再生装置によれば、高密度
記録再生時においてもスライス式による２値化方式で、
コンパレータ入力信号の振幅及びスライスレベル近傍の
信号の変化速度を揃えてコンパレータの応答遅延量のバ
ラツキによるジッタの発生を低減し、精度の高いエッジ
検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す回路ブロック
図である。

【図２】本発明の第２実施例の構成を示す回路ブロック
図である。

【図３】第１実施例の動作を説明するための図である。

【図４】第３実施例の構成を示す回路ブロック図であ
る。

【図５】第３実施例の動作を説明するための図である。

【図６】従来の情報再生装置の構成を示す図である。

【図７】図６の情報再生装置の動作を説明するための図
である。

【図８】コンパレータの応答遅延特性を示す図である。

【符号の説明】

１…ＡＧＣ回路、２…リミッタ回路、３…コンパレー
タ、４…演算手段、５…増幅器、６…比較回路、１０…
再生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体から再生された信号を基準レベ
   ルと比較して２値化する２値化手段と、 この２値化手段の入力信号の振幅を前記基準レベルに対
   して制限する第１の制限手段と、 前記２値化手段の入力信号の前記基準レベル近傍の立ち
   上がり及び立ち下がり速度の変化を制限する第２の制限
   手段と、 を具備したことを特徴とする情報再生装置。