JPH08287472A - 情報再生装置 - Google Patents

情報再生装置

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JPH08287472A
JPH08287472A JP7090930A JP9093095A JPH08287472A JP H08287472 A JPH08287472 A JP H08287472A JP 7090930 A JP7090930 A JP 7090930A JP 9093095 A JP9093095 A JP 9093095A JP H08287472 A JPH08287472 A JP H08287472A
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信一 太田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報再生信号の変動によるジッター量を減少
させ、高い信頼性で情報を再生できるようにする。 【構成】 光カードＣにマークの長さとマークのピッチ
を変化させる形態で記録されたデジタル情報を再生する
と共に、光カードＣから読み出された再生信号を電気的
に交流結合した後に、再生信号を２値化してデジタル情
報を再生する情報再生装置において、再生信号を２値化
するまでの電気系の位相歪を補正するための位相補償回
路３を具備する。また、複数のトラックを同時に再生す
る場合に、複数のトラックにそれぞれ対応した複数の再
生信号処理回路のうち少なくとも１つの再生信号処理回
路に位相補償回路３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、情報記録媒体に記録さ
れた情報を再生する情報再生装置に関し、特に異なるマ
ーク長及びマークピッチの形態で記録されたデジタル情
報を再生する情報再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、情報をデジタル信号の形態で情報
を記録する情報記録方式としては、磁気記録方式、光記
録方式、あるいは光磁気記録方式などがあるが、以下で
は光記録を例として説明する。まず、光学的に情報を記
録したり、記録情報を読み出す記録媒体の形態として、
ディスク状、カード状、テープ状などの各種のものが知
られている。特に、カード状の記録媒体（以下、光カー
ドという）は製造性の容易さ、携帯性のよさ、アクセス
性のよさなどの特徴から用途が拡大されていくと考えら
れている。
【０００３】図１０はその一般的な光カードの記録面を
模式的に示した平面図である。図中のＣは光カードで、
その情報記録面にはＬＦ方向に複数の情報トラックがＴ
a1、Ｔa2、Ｔa3、…というように平行に配列されてい
る。各情報トラックの間にはトラッキングトラックが設
けられており、情報を記録する場合は、トラッキングト
ラックをガイドとして光スポットを情報トラック上に走
査することで、デジタル情報が情報トラック上に情報ピ
ット列として記録される。
【０００４】また、光カードＣの各情報トラックＴa の
両端のＴＮ1 、ＴＮ2 の領域には各情報トラックＴa の
位置を示すトラック番号が付加されている。ＴＮ1 、Ｔ
Ｎ2は片方だけでも良いが、光カードＣのどちら側から
光ビームスポットが走査しても最初にそのトラックのト
ラック番号が解るように、情報記録領域の両側に付加す
るのが良い。従って、ＴＮ1 、ＴＮ2 には同じ番号が記
録されている。
【０００５】情報トラックＴa に情報を記録する場合
は、Ｓ1 に示すように１つのトラックに１つの情報ファ
イルだけを記録しても良いが、記録する情報ファイルの
情報量が少ない場合は、１つのトラックを複数のセクタ
に分割して記録する方が効率が良い。Ｓ2 、Ｓ3 は１つ
の情報トラックＴa を２つのセクタに分割して記録した
例である。なお、情報トラックを分割する場合は、いく
つのセクタに分割しても良いが、各セクタの記録情報量
の最小が３２バイトか１６バイト程度にするのが一般的
である。図１０のＳ1 、Ｓ2 の上方のトラックは未記録
領域である。
【０００６】更に、情報ファイルを記録する場合は、そ
の情報ファイルの管理情報を表わすディレクトリファイ
ルも同時に記録するのが一般的である。こうしたディレ
クトリによるファイル管理法では、まずディレクトリフ
ァイルを記録する領域はソフトウェアで前もって決めて
おき、情報ファイルを再生する時にディレクトリファイ
ルを再生して内容を判読し、その管理情報によって目的
の情報ファイルの記録位置を見付けてから目的の情報フ
ァイルの再生が行われる。
【０００７】こうした光カードを対象とする光学的情報
記録再生装置としては種々のものが提案されているが、
いずれにおいても常にオートトラッキング、オートフォ
ーカス制御を行いつつ記録、再生が行われる。また、記
録媒体への情報の記録は記録情報に従って変調され、微
小光スポットに絞られた光ビームで情報トラックを走査
することにより行われ、光学的に検出可能な情報ピット
列として情報が記録される。記録媒体からの情報の再生
は、記録媒体に記録が行われない程度の一定パワーの光
ビームスポットで、情報トラックの情報ピット列を走査
し、媒体からの反射光、または透過光を検出することに
より行われる。
【０００８】図１１はこのような情報記録再生装置の光
学系の代表的な構成を示した図である。図１１におい
て、半導体レーザ１０１の発光光束はコリメータレンズ
１０２で平行化され、これは更に回折格子１０３で複数
光束に分割された後、偏光ビームスプリッタ１０４、１
／４波長板１０５、更に対物レンズ１０６を経由して光
カードＣ上に集光される。光カードＣからの反射光は、
対物レンズ１０６、１／４波長板１０５、偏光ビームス
プリッタ１０４、トーリックレンズ１０８を経由して光
検出器１０９へ入射される。この時、回折格子１０３で
分割された光束のうち０次回折光を用いて記録、再生、
及びオートフォーカス制御（以下、ＡＦと略す）が行わ
れ、また±１次回折光を用いてオートトラッキング制御
（以下、ＡＴと略す）が行われる。ＡＦは非点収差方
式、ＡＴは３ビ−ム方式が採用されている。
【０００９】図１２は光カードＣの情報トラックとトラ
ッキングトラックを拡大して示した図である。トラッキ
ングトラックｔｔ１，ｔｔ２は、溝又はトラックＴa と
は反射率の異なる物質で形成され、この溝を形成した
り、反射率を異なるようにすることで、情報トラックと
トラッキングトラックが区分されている。トラッキング
トラックはトラッキング制御信号を得るためのガイドと
して使用される。情報トラックＴa には記録、再生、Ａ
Ｆ用の０次回折光１１０が照射され、トラッキングトラ
ックｔｔ１、ｔｔ２にはＡＴ用の±１次回折光１１１、
１１２が照射されており、その回折光１１１、１１２か
らの反射光によりトラッキング制御信号を生成し、これ
をもとにトラッキングを制御することで、０次回折光１
１０が正しくトラックＴa 上を走査する様に制御が行わ
れる。
【００１０】こうしてトラッキングを制御することによ
り、各回折光１１０、１１１、１１２は、同一の位置関
係を保ったまま図示しない駆動機構によって光カード上
を図面上上下方向に走査し、情報トラックＴａ上に情報
が記録される。図中の斜線で示した１１３ａ、ｂ、ｃ
は、０次回折光１１０の走査によって記録されたデジタ
ル情報であり、一般には情報ピットと呼ばれている。情
報ピット１１３ａ、ｂ、ｃは周辺と反射率が異なる為、
再度弱い光スポット１１０で走査すると、０次回折光１
１０の反射光はピット１１３ａ、ｂ、ｃで変調され、情
報ピットに応じた再生信号を得ることができる。
【００１１】図１３は図１１に示した光検出器１０９の
構成及び光検出器１０９の出力信号を処理して再生信号
及びトラッキング制御信号、フォーカス制御信号を生成
する信号処理回路を示した図である。光検出器１０９は
４分割光センサ１１４、光センサ１１５、１１６の合計
６個の光センサから構成されている。また、光スポット
１１０ａ、１１１ａ、１１２ａは、各々図１２における
各回折光１１０、１１１、１１２の反射光である。光ス
ポット１１０ａは４分割光センサ１１４上に集光され、
光スポット１１１ａと１１２ａは各々光センサ１１５、
１１６上に集光されている。４分割光センサ１１４の各
対角方向のセンサ出力は、加算回路１１７、１１８で各
々加算される。
【００１２】加算回路１１７、１１８の出力は、更に加
算回路１２１で加算され、情報再生信号ＲＦとして出力
される。即ち、ＲＦは４分割光センサ１１４の各検出片
の総和信号に相当する。又、加算回路１１７、１１８の
出力は差動回路１２０で減算され、フォーカス制御信号
Ａｆとして出力される。即ち、Ａｆは４分割光センサ１
１４の各対角方向の和同士の差分の信号である。この非
点収差方式は文献に詳しく、又本発明に直接関係がない
ので説明を省略する。光センサ１１５、１１６の出力
は、差動回路１１９で減算され、トラッキング制御信号
Ａｔとして出力される。通常、このＡｔ信号が零になる
様に制御することで、トラッキングの制御が行われる。
【００１３】図１４は図１３の加算回路１２１の出力で
ある情報再生信号ＲＦを処理するための情報再生回路の
一例を示した図である。図１４において、通常、情報再
生信号ＲＦはアンプで大きく増幅する前にコンデンサＣ
１０１と抵抗器Ｒ１０１で交流結合がとられる。この理
由は、情報再生時の光スポット１１０ａの光量は非常に
低いので、アンプのゲインを大きくしなければならない
のに対し、光センサ１１４は温度ドリフトがあり、直流
のまま増幅すると、この温度ドリフトでアンプが飽和し
てしまうからである。交流結合した情報再生信号ＲＦは
オペレーションアンプ（以下、オペアンプという）１２
２と抵抗器Ｒ１０２、Ｒ１０３で大きく増幅される。
【００１４】増幅された情報再生信号ＲＦは、そのまま
２値化しても良いが、通常はフィルタ回路１２３でフィ
ルタリングされる。このフィルタ回路の役割は、周波数
帯域を制限して信号対雑音比Ｓ／Ｎを良くすることであ
り、通常２次以上のシャープカットなローパスフィルタ
が用いられる。また、再生用光スポット１１０が情報ピ
ット１１３と同程度以上の大きさがあると、光スポット
によるローパス効果が大きく、短い情報ピット１１３ｃ
の再正信号の振幅は長い情報ピット１１３ａ、１１３ｂ
のそれよりも小さくなってしまう。そこで、フィルタ回
路１２３の振幅特性を情報ピット１１３ｃを再生する周
波数近辺で大きくし、情報ピットの長さによる振幅の違
いを補正するイコライザ回路とすることもある。この場
合は、イコライザ回路自身による位相歪が大きいため、
それを補正する位相補償回路と対で構成されることが多
い。
【００１５】フィルタ回路１２３を通った情報再生信号
ＲＦはコンデンサＣ１０２、抵抗器Ｒ１０４で再度交流
結合してからコンパレータ１２４に出力され、コンパレ
ータ１２４において所定の閾値と比較することで２値化
される。この２段目の交流結合の理由は、オフセットを
補正するためである。つまり、オペアンプ１２２の増幅
率は非常に大きいので、オフセットが出やすく、フィル
タ回路１２３にもオフセットがある。再生信号がオフセ
ットを持つことは、信号の平均値と２値化の閾値がずれ
てしまうことであるので、２値化する位相がずれてパル
ス幅が変化し、ジッターとなってしまう。従って、この
ようなオフセットを解決するためには、オフセット補正
回路を設けてもよいが、目的は再生信号の平均値を閾値
と合致させることであるから、図１４の様な交流結合と
する方が簡単である。また、コンパレータ１２４は通常
ノイズで誤動作しない様にヒステリシス特性を持ってい
るが、ここでは省略してある。
【００１６】コンパレータ１２４で２値化された２値化
ＲＦ信号の一方は、ＰＬＬ回路１２５に入力され、２値
化ＲＦ信号に同期したクロック信号ＣＬＫが出力され
る。また、２値化ＲＦ信号の他方はフリップフロップ１
２６でクロック信号ＣＬＫでサンプリングされ、クロッ
ク信号ＣＬＫに同期した２値化信号ＤＡＴＡとなる。記
録媒体に記録されるデ−タは通常変調されており、ＤＡ
ＴＡはこの後復調回路（図示せ）で復調され、メモリに
記録される。ＣＬＫはこの復調回路やメモリアクセスの
ための同期クロックとしても用いられる。
【００１７】以上のように交流結合の役割を光センサを
含めた温度ドリフトと電気的オフセットの補正として説
明したが、交流結合にはその他にも重要な役割がある。
以下それについて説明する。図１５及び図１６は図１４
の情報再生回路の各部の信号を示した図である。図１５
は以上説明した交流結合の時定数が大きい場合、図１６
は時定数が小さい場合の信号を示している。図中のＲ
Ｆ′信号はコンパレータ１２４の入力での再生信号波
形、Ｄはフリップフロップ１２６のＤ端子における２値
化信号波形、ＣＫはフリップフロップ１２６のＣＫ端子
に入力されるクロック信号、ＤＡＴＡはフリップフロッ
プ１２６から出力される２値化信号データである。ま
た、ＲＦ′のピット部とは、図１２において光スポット
１１０が情報ピット１１３を走査しているのに対応し、
ベタ部はそれ以外のピット間を走査しているのに対応し
ている。
【００１８】記録媒体が安定している場合は、２値化Ｒ
Ｆ信号Ｄとクロック信号ＣＫはＴm0の時間差（位相差）
がある。ところが、記録媒体に反射率にムラがあると、
図１５のＲＦ′信号の様にベタ部及びピット部が変化
し、その平均値も二点鎖点で示すように変化する。この
場合、コンパレータ１２４の閾値は０レベルで一定であ
るから、２値化ＲＦ信号Ｄのパルス幅が変化してクロッ
ク信号ＣＫとの時間差はＴm1となって減少する。図１５
の例では、エラーを起こしていないが、ジッターの原因
としてはこの他に走査速度変動やピット長のバラツキな
ど多々あり、それらに対するマージンがＴm0からＴm1に
減少してしまい、他のジッターとの複合作用でエラーを
起こす確率が高くなってしまう。図１５の信号は前述の
ように交流結合の時定数が大きく、再生信号ＲＦとＲ
Ｆ′が短期間的にはほぼ等しい場合であるが、このよう
な場合はエラーが発生し易くなる。
【００１９】これに対し、図１６は交流結合の時定数が
小さい場合の信号であるが、交流結合には元々信号の平
均値を一定にする作用があり、そのレスポンスは時定数
に反比例する。つまり、図１５においてはレスポンスが
遅く、図１６においてはレスポンスが速いと言ってよ
い。従って、図１６では再生信号ＲＦは図１５の場合と
同様に変化はしているが、交流結合の時定数が小さいた
め、再生信号ＲＦ′の平均値の変化は小さい。そのた
め、信号変化によるマージンはＴm2であり、図１５のマ
ージンＴm1に比べて大きく、マージンの低下は非常に小
さくて済む。
【００２０】このような交流結合の時定数をどの程度に
すべきかは、再生信号ＲＦの変動周波数によると考えて
よい。記録媒体の反射率のムラでＲＦが変動すると説明
したが、この他にも再生信号ＲＦの変動要因がある。例
えば、媒体表面の汚れ、ホコリ、傷などで再生信号ＲＦ
は同様に変動し、特に媒体表面には指紋が付き易いの
で、これも変動要因となる。通常、指紋のピッチは０．
５ｍｍ程度であり、これを高速で光走査するとかなり高
い周波数で再生信号ＲＦは変動してしまう。この様な指
紋に対しても、ジッターのマージンの低下を押えるため
には交流結合の時定数を小さく、即ち交流結合周波数を
かなり高くしなければならない。
【００２１】ところが、ピット長及びピットピッチを変
えて記録するというピットエッジ記録方式においては、
交流結合自身がジッターを発生する。この問題について
説明する。図１７はピットエッジ記録方式の記録ピット
とその再生信号を示した図である。図１７において、情
報トラックＴa にピット１２７、１２８、１２９が記録
されており、そのうちピット１２７、１２８は最短単位
ピットで長さ又はその走査時間は１Ｔである。ピット１
２７、１２８の間隔も１Ｔであり、ピットピッチは２Ｔ
である。また、ピット１２９は最長ピットで、その長さ
はピット１２７と１２８の４倍長の４Ｔである。ピット
１２８と１２９の間隔も４Ｔで、ピットピッチは８Ｔで
ある。再生信号ＲＦは光スポット１１０によるローパス
効果で図１７の様に１Ｔ信号はほぼ正弦波形、４Ｔ信号
はほぼ台形波形となっている。
【００２２】図１８は交流結合周波数を変えた場合の再
生信号波形を示した図である。まず１ＴＲＦは１Ｔ再生
信号波形を示している。この１Ｔ再生信号１ＴＲＦは、
交流結合周波数が極端に高い場合以外は交流結合周波数
によって信号波形は余り変化せず、図１８のようにほぼ
正弦波形を維持する。また、４ＴＲＦ（０）〜４ＴＲＦ
（２）は各々４Ｔ再生信号であり、４ＴＲＦ（０）は交
流結合がない場合、又は交流結合周波数が非常に低い場
合の信号波形を示している。この場合は、１Ｔ再生信号
１ＴＲＦと位相が合致してジッターは発生しない。４Ｔ
ＲＦ（１）、４ＴＲＦ（２）は交流結合周波数を高くし
ていった場合の再生信号波形であり、各々Ｔm3、Ｔm4の
位相差、即ちジッターが発生している。位相差Ｔm4はＴ
m3より大きく、交流結合周波数が高ければ高い程位相差
は大きくなり、再生信号波形は微分波形に近付いてジッ
ターが増大していくという傾向がある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
情報再生信号の変動によるジッターを低く押えるために
は、交流結合周波数を高くすればよいのであるが、そう
するとピットエッジ記録方式においては、交流結合自身
に起因するジッターが増大するという問題があった。そ
のため、従来においては、交流結合周波数を余り高くす
ることができず、情報再生信号の変動によるジッターを
低く押えるには限界があった。
【００２４】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
再生信号を２値化するまでの電気系の位相差を補正する
ための位相補償手段を設けることにより、情報再生信号
の変動によるジッター量を減少させ、高い信頼性で情報
を再生することができる情報再生装置を提供することを
目的とする。
【００２５】また、本発明は、同時に再生する複数のト
ラックに対応した複数の再生信号処理回路の少なくとも
１つに、再生信号を２値化するまでの電気系の位相歪を
補正するための位相補償手段を設けることにより、回路
規模を大きくすることなく複数のトラックの再生の信頼
性を最大に確保することができる情報再生装置を提供す
ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、情報記
録媒体の情報トラック上にマークの長さとマークのピッ
チを変化させる形態で記録されたデジタル情報を再生す
ると共に、前記記録媒体から読み出された再生信号を電
気的に交流結合した後に、前記再生信号を２値化してデ
ジタル情報を再生する情報再生装置において、前記再生
信号を２値化するまでの電気系の位相歪を補正するため
の位相補償手段を有することを特徴とする情報再生装置
によって達成される。
【００２７】また、本発明の目的は、情報記録媒体の情
報トラック上にマークの長さとマークのピッチを変化さ
せる形態で記録されたデジタル情報を再生すると共に、
前記記録媒体の複数の情報トラックのデジタル情報を一
度の走査で同時に再生する装置であって、同時に再生す
る複数の情報トラックに対応して、各情報トラックから
読み出された再生信号を電気的に交流結合した後に、前
記再生信号を２値化してデジタル情報を再生するための
複数の再生信号処理回路を有する情報再生装置におい
て、前記複数の再生信号処理回路のうち少なくとも１つ
の再生信号処理回路に、前記再生信号を２値化するまで
の電気系の位相歪を補正するための位相補償手段を配し
たことを特徴とする情報再生装置によって達成される。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の情報再生装置の一実施例を示したブロック
図である。図１において、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗
器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ図１４のコンデン
サＣ１０１、Ｃ１０２、抵抗器Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ
１０３、Ｒ１０４に対応している。また、オペアンプ
（オペレーションアンプ）１、フィルタ回路２、コンパ
レータ４、ＰＬＬ回路５、フリップフロップ６もそれぞ
れ図１４のオペアンプ１２２、フィルタ回路１２３、コ
ンパレータ１２４、ＰＬＬ回路１２５、フリップフロッ
プ１２６に対応している。このように図１４と対応して
いる構成要素については、各々図１４のものと構成は同
じであるので、詳しい説明は省略するが、本実施例にお
いても光カードのような記録媒体から再生された再生信
号ＲＦは、コンデンサＣ１と抵抗器Ｒ１で交流結合して
オペアンプ１に入力されている。記録媒体にはピッチエ
ッジ記録方式でデジタル情報が記録されているものとす
る。再生信号ＲＦはオペアンプ１で所定の信号レベルに
増幅され、その後フィルタ回路２でフィルタリングされ
る。これは、前述のように周波数帯域を制限してＳ／Ｎ
比を向上するために行われる。ここまでは図１４と同じ
である。
【００２９】また、本実施例では、フィルタ回路２と次
段の交流結合のコンデンサＣ２の間に位相補償回路３が
設けられている。位相補償回路３の構成及び特性につい
ては詳しく後述するが、交流結合を含めた電気系の位相
歪を補正し、ジッターの発生を抑制するものである。位
相補償回路３はフィルタ回路２とコンデンサＣ２の間に
設けているが、フィルタ回路２と位相補償回路３の配置
を入れ換えても特性は同じである。但し、フィルタ回路
２や位相補償回路３で電気的オフセットが生じることが
あるので、図１のように位相補償回路３は２段目の交流
結合の前に設けるのが望ましい。位相補償回路３で位相
歪を補正された再生信号はコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ４
で再度交流結合してコンパレータ４に入力され、コンパ
レータ４において閾値（ここでは０レベル）と比較する
ことで２値化される。２値化信号は図１４と同様にＰＬ
Ｌ回路５に入力され、再生信号ＲＦに同期したクロック
信号ＣＬＫが作成される。また、コンパレータ４の２値
化信号はフリップフロップ６においてＰＬＬ回路５のク
ロック信号ＣＬＫでサンプリングされ、クロック信号Ｃ
ＬＫに同期した２値化信号ＤＡＴＡが作成される。
【００３０】次に、前述のような交流結合自身によるジ
ッターの発生原因について説明し、その後に本実施例の
位相補償回路３による具体的なジッター低減動作につい
て説明する。まず、図１８において、４ＴＲＦ（０）は
交流結合がない場合、または交流結合周波数が非常に低
い場合の４Ｔ再生信号、４ＴＲＦ（１）、４ＴＲＦ
（２）は交流結合周波数を高くしていった場合の４Ｔ再
生信号である。つまり、４ＴＲＦ（０）は交流結合回路
の入力信号、４ＴＲＦ（１）または４ＴＲＦ（２）は出
力信号を示しており、この両者の比較から交流結合回路
自身で再生信号を歪ませていることがわかる。よって、
交流結合回路が無歪特性であれば、出力信号は入力信号
と相似になるはずであるので、交流結合回路は無歪特性
であると言ってよい。
【００３１】図２は交流結合回路の振幅特性と位相特性
の例を示した図である。図２において、横軸のΩは図１
７で示した最短ピットピッチ２Ｔ分の１の周波数ｆ1Tで
正規化した周波数である。つまり、Ωは、 Ω＝ｆ／ｆ1T＝ｆ／（１／２Ｔ）＝２Ｔｆ で表わされる。ｆは周波数である。例えば、４Ｔピット
の間隔が連続する周波数は、ｆ＝１／８Ｔであるので、 Ω＝２Ｔ／８Ｔ＝１／４ となる。
【００３２】また、図２の特性は交流結合周波数ｆn ＝
ｆ1T／１２とした場合の例を示している。図１８で説明
したように交流結合によって位相差が生じるのであるか
ら、交流結合回路の位相特性に問題があることが解か
る。これについて説明する。交流結合の位相特性φ1
（Ω）は、 φ1 （Ω）＝tan -1｛１／（ｆ1T／ｆn ）Ω｝＝tan -1
（ｆn ／ｆ） で表わされる。従って、図２の位相特性に示すように周
波数ｆ＝０でφ1 （０）＝π／２、ｆ＝∞でφ1 （∞）
＝０となり、低い周波数で大きく位相が進み、周波数が
高くなるのに従って位相進みが小さくなる。
【００３３】一方、無歪位相特性は良く知られているよ
うに直線位相特性である。即ち、位相が周波数に比例す
るとして、比例係数をｋとすると、無歪の位相特性φ
（ｆ）は、 φ（ｆ）＝±ｋｆ となる。また、位相遅延時間Ｔd は１周期１／ｆに位相
比を乗じて、 Ｔd ＝（１／ｆ）×φ（ｆ）／２π ＝±ｋ／２π となり、周波数に依らず一定となる。つまり、あらゆる
周波数成分の遅延時間が一定となって無歪特性となる。
【００３４】従って、図２の位相特性が一点鎖線で示す
ように原点とΩ１．０における位相とを通る直線であれ
ば無歪特性となる。しかし、低周波数程位相進みが小さ
くなければならないのに、図２の交流結合の位相特性は
逆になっている。例えば、４Ｔピットと４Ｔ間隔が繰り
返すパターンの再生信号の周波数成分はΩが１／４の奇
数倍の周波数成分からなるのであるが、図２から明らか
なように無歪特性に対し、Ω＝１／４、３／４で各々矢
印で示した位相だけずれを生じている。これが図１８で
示したジッターを生じる原因である。また、図２の振幅
特性についてはΩ＝１／４以下では振幅が低下している
が、４Ｔピットの繰り返しではΩ＝１／４未満の成分は
ない。従って、振幅特性については、交流結合は余り影
響を与えない。
【００３５】そこで、本実施例においては、以上のよう
なジッターの発生原因に着目し、位相補償回路３を設け
て図２のような位相特性を補正するものである。図２の
位相特性を補正するための理想的な特性としては図２の
特性を周波数軸に対して対称に、即ち位相の進み、遅れ
を反対にした特性である。つまり、周波数が零でπ／２
遅れ、高周波数で遅れが零になるような特性である。但
し、このような特性は現実には達成が困難である。従っ
て、交流結合に位相補償回路３を付加しても完全な無歪
特性を達成することは難しいと言ってよい。しかし、特
定の周波数範囲に渡って直線位相特性にすることは可能
であり、それによってジッターを充分に低減することは
可能である。
【００３６】図３は位相補償回路３の具体的な回路例を
示した図である。図３においては、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）の３つの例を示しているが、これらは全て１次の
位相回路で、振幅の周波数特性は１で全く変調せずに位
相のみを遅らせる回路である。図３（Ａ）、（Ｂ）は各
々アクティブフィルタを用いた例、図３（Ｃ）はインダ
クタンスＬX とコンデンサＣX のフィルタを用いた例で
ある。図３（Ａ）、（Ｂ）においては、アクティブフィ
ルタは各々コンデンサＣZ と抵抗器ＲX 、オペアンプ
６、抵抗器ＲG 、ＲF からなっている。図３の例はいず
れも１次の移相回路であるが、２次の移相回路であって
もよい。但し、２次の移相回路では素子数が多くなるの
で、その分回路構成が複雑になる。また、詳しく後述す
るように１次の移相回路であっても充分に移相歪を補正
することが可能である。なお、図１４でも説明したが、
フィルタ回路２に図３のような移相回路を付加したもの
は従来からあるが、これはフィルタ回路２自身の位相特
性を補正することを目的としたもので、交流結合の位相
特性を補正するものではない。
【００３７】図４は交流結合の位相歪を図３の位相補償
回路で補正した場合の位相特性を示した図である。図４
において、φ1 （Ω）は図２のφ1 （Ω）と同じ交流結
合の位相特性である。φ3 （Ω）は図３のいずれかの位
相回路の定数を適当に選んだ場合の位相特性である。こ
のときの位相は周波数零で０、周波数無限大でπ遅れで
あり、直線に対し下膨み、即ち直線に対し低周波数の位
相遅れが大きくなっている。従って、φ1 （Ω）とφ3
（Ω）の位相特性を合成すると、合成の位相特性φ4
（Ω）は、 φ4 （Ω）＝φ1 （Ω）＋φ3 （Ω） となり、原点とΩ＝１．０における位相を結ぶ無歪特性
に対して、Ω＝１／４における位相差は、合成の位相特
性φ4 （Ω）の場合が、φ1 （Ω）のみの場合よりも小
さくすることができる。
【００３８】また、図４では、Ω＝３／４における位相
差は、合成の位相特性φ4 （Ω）の方がφ1 （Ω）より
もむしろ大きくなっているが、遅延時間で考えると高周
波数での位相差は大きな値とはならず、また信号の周波
数成分も高周波で小さいために、かなり補正されている
と言ってよい。図４はフィルタ回路２がない場合か又は
その周波数特性が高帯域で、Ω＝１．０以下で位相遅れ
が無視できる場合に相当する。なお、図１では交流結合
が２段で２次特性となっているのに対し、図４では１段
１次特性で示したが、これは後述するように２段の周波
数の比を大きくすると、１次近似が可能であるからであ
る。
【００３９】図５は図１のフィルタ回路２として３次の
チェビシェフタイプのローパスフィルタを用いた場合の
位相特性を示した図である。φ1 （Ω）は図４のφ1
（Ω）と同じ交流結合の位相特性、φ2 （Ω）は３次の
チェビシェフタイプのフィルタの位相特性の例であり、
φ5 （Ω）はその合成の位相特性である。合成の位相特
性φ5 （Ω）は、 φ5 （Ω） =φ1 （Ω）＋φ2 （Ω） で表わされ、図５の破線の様な特性となる。また、この
合成の位相特性φ5 （Ω）に更に図３の移相回路の位相
特性φ3 （Ω）（但し、図４とは定数が異なる）を合成
すると、その合成の位相特性φ6 （Ω）は、 φ6 （Ω）＝φ5 （Ω）＋φ3 （Ω） ＝φ1 （Ω）＋φ2 （Ω）＋φ3 （Ω） となり、図５に示すように合成の位相特性φ6 （Ω）は
Ω＝１／４からΩ＝１．０にかけてほぼ直線となる。つ
まり、ある周波数の範囲で無歪特性を実現することがで
きる。
【００４０】ここで、４Ｔピットと４Ｔ間隔の繰り返し
の信号はΩ＝１／４未満の周波数成分を持たないが、異
なるピット長とピット間隔がランダムに配されると、低
い周波数成分が発生する。但し、その成分比はΩ＝１／
４よりも非常に小さいので、Ω＝１／４未満の位相歪は
余り問題とはならない。また、Ω＝１．０以上の成分比
も小さいので、同様にΩ＝１．０以上の位相歪も余り大
きな影響を与えない。従って、このような場合は、位相
特性φ6 （Ω）は前述のようにΩ＝１／４から１．０に
かけては無歪特性であるので、交流結合の位相歪を完全
に補正することができる。
【００４１】図６〜図８は各々図５の位相特性の場合の
再生信号波形の例を示した。図６は２Ｔ、図７は３Ｔ、
図８は４Ｔの長さのピット長とピット間隔の繰り返しの
再生信号波形を示している。また、図６〜図８におい
て、（Ａ）は無歪の場合の再生信号、（Ｂ）は位相補償
無しの場合の再生信号（位相特性がφ5 （Ω）の特性の
場合）、（Ｃ）は位相補償有りの場合の再生信号（位相
特性がφ6 （Ω）の場合）を示している。まず、図６の
２Ｔのピット長とピット間隔の繰り返しパターンの再生
信号について説明すると、図５の位相特性φ6 （Ω）が
Ω＝１／２で直線よりも位相が遅れていることから図６
（Ｃ）の位相補償有り場合は、補正過剰となっている。
但し、図６（Ｂ）の位相補償無しの場合に比べると信号
波形もジッターも大幅に改善されていることがわかる。
【００４２】また、図７の３Ｔのピット長とピット間隔
の繰り返しパターンの再生信号では図７（Ａ）と図７
（Ｃ）の比較で明らかなようにほぼ完全に位相歪が補正
されていることがわかる。最後に、図８の４Ｔのピット
長とピット間隔の繰り返しパターンの再生信号では、図
５のφ6 （Ω）がΩ＝１／４で直線よりも位相が進んで
いることからわかるように、図８（Ｃ）の位相補償有り
の場合は、補正不足となっている。但し、この場合も、
図８（Ｂ）位相補償無しの場合に比べると、やはり再生
信号波形もジッターも大幅に改善されていることがわか
る。
【００４３】次に、２段の交流結合について説明する。
図１４で述べたが交流結合を２段にすることは必ずしも
必須ではないが、中々便利である。そこで、交流結合周
波数を高くして情報再生信号の変動に対拠する場合、２
段の特性の組合せをどうすべきか、それについて説明す
る。まず、２段の交流結合は２次のハイパスフィルタと
して伝達関数Ｈ（ｓ）は以下のように表わすことができ
る。
【００４４】 Ｈ（ｓ）＝ｓ2 ／（ｓ2 ＋２ζωn ｓ＋ωn 2） ＝ｓ2 ／（ｓ＋ω1 ）（ｓ＋ω2 ） 但し、ｓはラプラス演算子、ζは弾性係数である。ωn
は、 ωn ＝√（ω1 ω2 ） ＝２π√（ｆn1ｆn2） である。また、ｆn1、ｆn2は各段の交流結合周波数で、 ｆn1＝１／２πＣ2 Ｒ4 ｆn2＝１／２πＣ1 Ｒ1 である。ここで、ｆn2＝ｆn1／ｍとすると、 Ｈ（ｓ）＝ｓ2 ／（ｓ＋ω1 ）（ｓ＋ω1 ／ｍ） ζ＝（ｍ＋１）／２√ｍ となる。また、位相特性φ1 （ｆ）は、 φ1 （ｆ）＝tan -1（ｆn1／ｆ）＋tan -1（ｆn1／ｍ
ｆ） である。よって、各段の交流結合周波数の比ｍが大きい
と、ω1 ／ｍ≒０でほぼ１次の場合と同じになる。ま
た、位相特性もｆn1＜ｆn で、ｆn1＜ｍｆ≒０となって
ほぼ１次の場合と同じになる。更に、ステップ応答を５
％以下とするには、ζ＞２であり、ｍ＞１４となる。従
って、ｍは大きい方が良く、２段の交流結合周波数の比
を１５：１以上にすると、位相特性は高い方の交流結合
周波数で決まり、図４、図５のような特性となる。
【００４５】以上の説明から２段の交流結合の定数を設
定する場合は、まず図１のコンデンサＣ１、抵抗器Ｒ１
からなる１段目の交流結合は図１４で説明した様に光セ
ンサ１１４の温度ドリフトに対拠するための回路である
ので、温度ドリフトの時定数からしてその交流結合周波
数はかなり低くて良い。よって、コンデンサＣ２、抵抗
器Ｒ４からなる２段目の交流結合周波数を高く設定し、
１段目の交流結合のコンデンサＣ１と抵抗器Ｒ1 は、そ
の１／２０以下の周波数になるように設定すれば良い。
【００４６】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。近年においては、情報再生のスループットを向上さ
せるために、複数の情報トラックを一度の走査で同時に
再生する方法が採られつつある。図９はその場合の光カ
ードＣ上の光スポットの配置とそれに対応する光センサ
の配置を示した図である。但し、オートフォーカス、オ
ートトラッキングについては省略している。また、ここ
では図１１の装置で複数トラックの同時再生を行うもの
として説明する。
【００４７】まず、図１１の半導体レーザ１０１の光ビ
ームは回拆格子１０３で３つの光ビームに分割され、各
々対物レンズ１０６で収束して３本の情報トラック上に
照射される。図９の情報トラックＴa1、Ｔa2、Ｔa3上の
光スポット１１、１２、１３はこのようにして分割照射
された同時再生用の光スポットを示している。図１１の
光検出器１０９は図９のセンサ素子１４、１５、１６か
らなっており、各々光スポット１１、１２、１３に対応
して図９のように配置されている。そして、各光スポッ
トが図９のように光カードＣ上を矢印の方向に走査する
と、センサ素子１４〜１６では各々対応する光スポット
の反射光を検出し、同時に各トラックに記録されたピッ
トに応じた３トラック分の情報再生信号が得られる。セ
ンサ素子１４、１５、１６の出力信号はプリアンプ８、
９、１０（通常は、電流電圧変換アンプ）を介して各々
図１の情報再生回路に出力され、各情報再生回路におい
て前述のように２値化などの信号処理を行うことで３ト
ラック分の再生データが作成される。
【００４８】つまり、図１の情報再生回路が３系統必要
となる。なお、図９の例では、３トラックを同時再生の
例を示したが、もっと多くのトラックを同時に再生する
ことも可能ではあるが、この場合は回路規模も大きくな
る。そこで、本実施例においては、この回路規模の縮少
を図るものであり、複数トラックを１度の走査で同時に
再生する場合、複数の情報再生回路のうち少なくとも１
系統に図１〜図５で説明したような回路特性を持たせ、
その他の系統はその系統よりも交流結合周波数を低くし
て位相補償回路３を省略し、装置のコストダウンとハー
ドサイズの縮小を図るというものである。従って、本実
施例では、複数の情報トラックを同時に再生する場合、
複数の情報再生回路のうち少なくとも１つの情報再生回
路に図１のように位相補償回路３を設けるものである。
こうすることにより、少なくとも１系統だけでも再生マ
ージンの大きい系統があれば、他の系統で再生エラーを
生じても、再生マージンの大きい系統で再度再生を行う
ことが可能であるので、その分時間はかかるが、再生の
信頼性は全ての系統が再生マージンが大きい場合と同じ
に確保することができる。
【００４９】また、これは３トラックの同時再生での１
系統に限るものではなく、例えば５トラックを同時に再
生する場合、３系統を図１〜図５で説明した回路特性に
するなど組合としては色々な可能性がある。更に、再生
エラーが生じた場合に、再度再生するときは、その系統
に対応する光スポットで再生する様に再生ヘッドをシー
クしても良いが、再生ヘッドをシークせずに複数の系統
を切り換えるためのスイッチを設けて同じ光スポットで
回路のみを切り換える方がシーク時間が不必要な分優れ
ている。
【００５０】なお、以上の実施例では、光カードという
記録媒体の光記録再生を例として説明したが、本発明は
光カードに限定される技術ではなく、例えば磁気カー
ド、光ディスク、磁気ディスクなどにも応用可能であっ
て記録媒体には依存しない。また、交流結合の位相補正
とフィルタ回路の位相補正を別々の２つの位相補償回路
で行っても良いが、コスト高になるので、１つの位相補
償回路で同時に補正するのが望ましい。この場合、図５
〜図８で説明したように単一の位相補償回路で充分な位
相補正が可能であり、コスト高にならずに性能を改善す
ることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
流結合を含めた全体の位相特性を補正する位相補償手段
を配することにより、交流結合自身によるジッターを低
減することができ、それによって交流結合周波数を高く
することができる。従って、種々の原因によって発生す
る情報再生信号の変動によるジッター量を低くでき、安
定した信頼性の高い情報再生を実現できるという効果が
ある。
【００５２】また、複数の情報トラックを一度の走査で
同時に再生する場合に、複数のトラックに対応した複数
の再生信号処理回路のうち少なくとも１つの再生信号処
理回路に位相補償手段を配することにより、他の再生信
号処理回路で再生エラーが生じたときは位相補償手段の
配された再生信号処理回路で再度再生することが可能と
なるので、装置の回路規模を大きくすることなく、高い
再生の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報再生装置の一実施例を示したブロ
ック図である。
【図２】交流結合回路の振幅特性と位相特性の例を示し
た図である。
【図３】図１の実施例の位相補償回路３の具体例を示し
た回路図である。
【図４】交流結合の位相歪を位相補償回路で補正した場
合の位相特性の例を示した図である。
【図５】図１のフィルタ回路２として３次のチェビシェ
フタイプのローパスフィルタを用いた場合の位相特性を
示した図である。
【図６】２Ｔのピット長とピット間隔の繰り返しパター
ンの再生信号を位相補償がある場合とない場合で比較し
て示した図である。
【図７】３Ｔのピット長とピット間隔の繰り返しパター
ンの再生信号を位相補償がある場合とない場合で比較し
て示した図である。
【図８】４Ｔのピット長とピット間隔の繰り返しパター
ンの再生信号を位相補償がある場合とない場合で比較し
て示した図である。
【図９】複数のトラックを同時に再生する場合の光カー
ド面上の光スポットの配置及びその反射光を検出するた
めのセンサ素子の配置を示した図である。
【図１０】光カードの記録フォーマットを示した図であ
る。
【図１１】光情報記録再生装置の光学系の構成を示した
図である。
【図１２】光カードの情報トラック上に光スポットが走
査する様子を示した図である。
【図１３】図１１の装置の光検出器で検出された信号を
処理して情報再生信号などを生成する信号処理回路を示
した図である。
【図１４】従来例の情報再生信号を処理して再生データ
を出力する情報再生装置を示した図である。
【図１５】図１４の情報再生装置の交流結合の時定数が
大きい場合の各部の信号を示した図である。
【図１６】図１４の情報再生装置の交流結合の時定数が
小さい場合の各部の信号を示した図である。
【図１７】ピットエッジ記録方式の記録ピットとその再
生信号を示した図である。
【図１８】１Ｔの再生信号波形及び４Ｔの再生信号を交
流結合周波数を変えて示した信号波形図である。
【符号の説明】
１ オペアンプ ２ フィルタ回路 ３ 位相補償回路 ４ コンパレータ ５ ＰＬＬ回路 ６ フリップフロップ ８〜１０ プリアンプ １１〜１３ 光スポット １４〜１６ センサ素子 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗器 Ｃ 光カード Ｔa1〜Ｔa3 情報トラック ｔｔ１〜ｔｔ４ トラッキングトラック

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報記録媒体の情報トラック上にマーク
    の長さとマークのピッチを変化させる形態で記録された
    デジタル情報を再生すると共に、前記記録媒体から読み
    出された再生信号を電気的に交流結合した後に、前記再
    生信号を２値化してデジタル情報を再生する情報再生装
    置において、前記再生信号を２値化するまでの電気系の
    位相歪を補正するための位相補償手段を有することを特
    徴とする情報再生装置。
  2. 【請求項２】 情報記録媒体の情報トラック上にマーク
    の長さとマークのピッチを変化させる形態で記録された
    デジタル情報を再生すると共に、前記記録媒体の複数の
    情報トラックのデジタル情報を一度の走査で同時に再生
    する装置であって、同時に再生する複数の情報トラック
    に対応して、各情報トラックから読み出された再生信号
    を電気的に交流結合した後に、前記再生信号を２値化し
    てデジタル情報を再生するための複数の再生信号処理回
    路を有する情報再生装置において、前記複数の再生信号
    処理回路のうち少なくとも１つの再生信号処理回路に、
    前記再生信号を２値化するまでの電気系の位相歪を補正
    するための位相補償手段を配したことを特徴とする情報
    再生装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記位相補償手段の位相特性は、零周
    波数で零位相の原点と最短マークピッチ分の１の周波数
    における位相を結ぶ直線に対し、他の複数種類のマーク
    ピッチ分の１の周波数における位相が互いに進みと遅れ
    の関係の特性であることを特徴とする情報再生装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の情報再生装置におい
    て、前記直線に対する最長マークピッチ分の１の周波数
    における位相差は、中間のマークピッチ分の１の周波数
    における位相差よりも小さいことを特徴とする情報再生
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記位相補償手段の位相特性は、零周
    波数で零位相の原点と複数種類のマークピッチ分の１の
    周波数における各位相が略直線で結ばれるような特性で
    あることを特徴とする情報再生装置。
  6. 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記位相補償手段は、電気的交流結合
    よりも前に配置されていることを特徴とする情報再生装
    置。
  7. 【請求項７】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記位相補償手段は、１次の移相回路
    から構成されていることを特徴とする情報再生装置。
  8. 【請求項８】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記電気的交流結合は２段であって、
    該２段の電気的交流結合の比は１５：１以上であること
    を特徴とする情報再生装置。
  9. 【請求項９】 請求項１または請求項２に記載の情報再
    生装置において、前記記録媒体は、光学的情報記録媒体
    であることを特徴とする情報再生装置。
  10. 【請求項１０】 請求項２に記載の情報再生装置におい
    て、前記再生信号処理回路は、情報トラックから読み出
    された再生信号を電気的に交流結合し、かつこの交流結
    合した再生信号をフィルタ回路を介した後に２値化する
    ことを特徴とする情報再生装置。
  11. 【請求項１１】 請求項２に記載の情報再生装置におい
    て、前記複数の再生信号処理回路のうち位相補償手段が
    配された再生信号処理回路の電気的交流結合の時定数
    は、他の再生信号処理回路の時定数よりも小さいことを
    特徴とする情報再生装置。
  12. 【請求項１２】 請求項２に記載の情報再生装置におい
    て、複数の情報トラックを一度の走査で同時に再生した
    ときに１つ以上の情報トラックで再生エラーが発生した
    場合は、前記複数の再生信号処理回路のうち位相補償手
    段が配された再生信号処理回路でエラーが生じた情報ト
    ラックを再度再生することを特徴とする情報再生装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の情報再生装置にお
    いて、前記エラーの生じた情報トラックを再度再生する
    場合は、該情報トラックから読み出された再生信号を位
    相補償手段が配された再生信号処理回路に入力して再生
    することを特徴とする情報再生装置。
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