JPS61244131A - 光記録情報読取装置の出力信号二値化方式 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光メモリカード等の光記録媒体に、ＦＭエン
コーディング方式により二値符号化して記録された情報
を、ＣＣＤリニアセンサ等により光電的に読取る形式の
読取装置の出力信号二値化方式に関する。

［従来の技術］ 一般に、光記録媒体では、物質の光学的性質の変化状態
を利用して、二値化した情報を記録する０例えば、光メ
モリカードでは、カード上の光記録領域の所定位置に穴
をあけ、該媒体上の穴である部分とそうでない部分との
反射率の相違により、情報を記録する。また、写真技術
により、二値化符号に対応した明暗パターンを形成して
情報を記録する。

に記記録の再生は、例えば、光記録媒体に光を照射し、
その反射光を光センサにて読取って、その穴の有無を光
センサからの出力信号とすることにより行なう、即ち、
穴の有無による反射光の光量の相違を、光センサにより
電気信号に変換して出力することにより再生する。この
場合、穴を個別に読取るのではなく、データ列としての
一群の穴をＣＣＤリニアセンサにより一定速度でスキャ
ニングして、穴の有無を一連のビデオ信号とじて出力す
る。

この再生において、当然のことながら、光量の多少から
判断される結果は、穴がおいているか否かの１ビツトの
論理値でなければならない、そして、この論理値は、光
センサによるビデオ信号を二値化することにより読出さ
れる。

ところで、従来の技術では、ビデオ信号を二値化するに
は、一定のしきい値を基準として、一連のビデオ信号の
内、このしきい値より高い部分と低い部分とを判別する
ことにより行なっている。

しかし、この従来の技術には、次のような問題点がある
。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の技術では、ビデオ信号を二値化する際のしきい値
の設定が困難であるという問題がある。

これは、読取装置の機構の精度限界等からくる光記録媒
体対センサの位置関係のぶれ、光記録媒体そのものの歪
等により、センサからのビデオ信号全体が不安定になる
ためである。これについて、第５図を参照して説明する
。

第５図において、（ａ）および（ｂ）の状態は、しきい
値に比べ、ビデオ信号全体のレベルが高い状態、つまり
、反射光全体の光量が多い場合に起こる読取結果である
。これに対し、（Ｃ）および（ｄ）の状態は、しきい値
に比べ、ビデオ信号全体のレベルが低い場合、つまり、
反射光全体の光量が足りない場合である。また、同図に
は、これらの場合の二値化出力を対応して示しである。

これらの結果から明らかなように、ビデオ信号の二値化
は、しきい値のレベルとビデオ信号のレベルとの相対関
係に大きな影響を受ける。従って、しきい値を最適レベ
ルに設定することが必要である。

しかし、機構的なぶれ等の原因による反射光強度の変化
により、ビデオ信号の出力レベルが変動するため、従来
の二値化方式では、しきい値の設定が困難となっていた
。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、読
取装置の機構の精度限界等からくる光記録媒体対センナ
の位置関係のぶれ、光記録媒体そのものの歪等に起因す
るセンサからのビデオ信号全体の不安定性を補正して、
しきい値を一定に保持したまま、ビデオ信号を安定に二
値化し得る、光記録情報読取装置の出力信号二値化方式
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、光記録媒体に、ＦＭエンコーディング方式に
より二値符号化して記録された光記録情報を、読取手段
により光電的に読取る形式の読取装置に設けられ、該読
取装置の読取手段からの出力ビデオ信号を、しきい値と
比較して二値化するビデオ信号二値化手段を備えて構成
される出力信号二値化方式であって、その問題点解決手
段として、次の構成要件を備えることを特徴とする。

（ａ）上記ビデオ信号二値化手段の出力信号から、当該
出力信号のマーク率（ハイレベルまたはロウレベルのい
ずれかの状態の単位時間に占める割合（以下同じ））を
検出するマーク率検出手段を備える。

（ｂ）該検出値を、予め設定したマーク率と比較し、両
者の偏差に対応する偏差信号を上記読取手段に対して出
力する判定手段を備える。

［作用］ 上述したように、しきい値を一定にした場合、光記録媒
体の移動中における機構のぶれ等の種々の要因によって
変化するビデオ信号を、安定にかつ正確に二値化するこ
とは困難である０本発明は、ＦＭエンコーディング方式
により情報を符号化した場合に、そのマーク率がほぼ一
定（例えば、５０％）になるという性質に着目して、上
記問題点を解決したものである。

即ち、本発明は、ＣＣＤリニアセンサのホトディテクタ
一つ一つの受光量が、蓄積時間、つまり、垂直同期信号
の間隔を変えること、光源の輝度を変えること等により
！Ｉｎ！できることを利用して、ビデオ信号波形のうち
、単位時間内において振幅がしきい値を越える場合の占
める時間の割合が、予め設定した値（例えば、５０％）
以上ある場合には１例えばセンサの蓄積時間を短くし、
一方、設定値以下の場合には、長くすることにより、二
値化されたビデオ信号のマーク率を、およそ設定値に対
応する（ａとしている。このようにして、出力ビデオ信
号を安定化して、しきいイ１を一定にしたまま、二値化
することを可能としている。

そこで、先ず１本発明の適用の前提となるＦＭエンコー
ディング方式について説明する。

本発明が前提とするＦＭエンコーディング方式は、第２
図（ａ）に示すように、単位長さに、ハイおよびロウの
２状態があるパルスで“１　”を表わし、単位長さに、
ハイまたはロウのいずれかの状態があるパルスで“０”
を表わす形式の符号化方式である。これを同図（ｂ）に
示すＮＲＺ　（ノンリターンツーゼロ）方式と比較する
と明らかなように、ＦＭエンコーディング方式は、マー
ク率が５０％程度になっている。

ここで、ＦＭエンコーディング方式のマーク率を考える
。第３図に３ビツトのデータを例示する。同図の結果か
ら、ｎビットのデータがＦＭエンコーディングされた場
合、マーク率Ｍは、次の二通りの式で表わされる。

Ｍ＝　１　／　２　（＝　ｎ／　２　ｎ）Ｍ＝　（ｎ＋
１）　／２ｎ 上記式から、ｎがある程度大きくなると、マーク率Ｍは
、５０％とみなせる。従って、上記の見解が裏付けられ
ることが分る。

なお、ＦＭエンコーディング方式によるマーク率は、上
述した例では５０％であるが、二ンコーディングの態様
によっては、５０％に限らず、例えば、７５％、２５％
等となることがある。

さて、ＦＭエンコーディング方式によりデータを記録し
た光記録媒体を、ＣＣＤす；アセンサにて読取る場合、
例えば、光記録媒体上のデータが、第４図（ａ）に示す
ようなパターンであると、得られるビデオ信号は、同図
（ｂ）に示すような波形となる。このビデオ信号は、光
学系、センサの解像度、像の歪等の影響で、シャープな
立上りを示さない。

このビデオ信号は、一定のしきい値と比較して二値化さ
れるが、上述したように、種々の原因により、そのレベ
ルが変動すると、第５図に示すような結果となる。この
現象は、光記録媒体からの反射光強度に関する補正が行
なわれなければ、不可避の現象である。

本発明の問題点解決手段は、上述した原理に基〈もので
あって、次に、その作用についてに説明する。

上記構成において、マーク率検出手段は、上記ビデオ信
号二値化手段の出力信号から、当該出力信号のマーク率
を検出する。この検出は、例えば、一定時間内における
ハイレベル信号の占める割合を計数することにより行う
。

判定手段は、この検出値を、予め設定したマーク率と比
較し、両者の偏差に対応する偏差信号を上記読取手段に
対して出力する。

この結果、読取手段では、例えば、ＣＣＤリニアセンサ
の蓄積時間を偏差信号に対応して変えて、出力ビデオ信
号のレベルを上下させることにより、しきい値に対し最
適なレベル、即ち、所定マーク率となるビデオ信号を出
力する。従って、ビデオ信号二値化手段は、ビデオ信号
を正確に二値化することができる。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお
、以下の実施例は、光記録媒体として光メモリカードを
用い、このカードから情報を読取る読取装置について、
本発明を適用したものである。

く第１実施例の構成〉 第６図に示す第１実施例の出力信号二値化方式は、光メ
モリカードＣと対峙してデータを読取る読取手段１と、
それからのビデオ信号を二値化するビデオ信号二値化手
段２と、上記ビデオ信号二値化手段２の出力信号から、
当該出力信号のマーク率を検出するマーク率検出手段３
と、該検出値を、予め設定したマーク率と比較し、両者
の偏差に対応する偏差信号を上記読取手段ｌに対して出
力する判定手段４とを備えて構成される。

上記読取手段１は、光メモリカードＣと対峙してデータ
を読取るＣＣＤリニアセンサ１１および光源１２を備え
、かつ、垂直同期信号φＴおよび水平同期信号φＲを形
成する同期信号発生回路１３および上記判定手段４から
出力される偏差信号に対応して上記垂直同期信号φＴの
出力間隔を伸縮設定する同期信号制御回路１４を備えて
構成される。

上記ビデオ信号二値化手段２は、ビデオ信号を増幅する
増幅器２１と、その出力電圧を、予め設定しであるしき
い値電圧と比較する比較器２２とから構成される。比較
器２２は、例えば、演算増幅器からなり、ビデオ信号を
しきい値と比較して二値化信号を出力する。

マーク率検出手段３は、上記比較器２２から出力される
二値化信号から、ハイレベル信号またはロウレベル信号
（本実施例ではハイレベル信号）をサンプリングする標
本化回路として機能するアンドゲート回路３１と、該サ
ンプリングしたハイレベル信号の数を計数するカウンタ
３２とを備えて構成される。

判定手段４は、基準となるマーク率を設定するための分
周回路４１およびカウンタ４２と、設定されたマーク率
と上記検出されたマーク率とを比較して偏差を求める演
算回路４３とを備えて構成される。

く第１実施例の作用〉 次に、上記第１実施例の作用について、上記各図および
第７図を参照して説明する。

上記構成において、ＣＣＤリニアセンサ１１は、その各
ホトディテクタ（図示せず）により、光源１２により照
射された光メモリカードのデータ記録面からの反射光を
受光する。そして、ＣＣＤリニアセンサ１１は、同期信
号発生回路１３からの水平同期信号φＲの１パルスにつ
き一つのホトディテクタの光量に比例する電圧がアナロ
グ量で出力される０通常は、第７図に示すように、水平
同期信号φＲがＣＣＤリニアセンサ１１の素子（ホトデ
ィテクタ）の数だけ入力したところで、次の１スキヤン
を開始するための垂直同期信号φＴが、同期信号発生回
路１３から入力される。

ただし、ＣＣＤリニアセンサ１１の場合、この垂直同期
の間隔は、写真器の露光時間に相当するもので、蓄積時
間と呼ばれる。この蓄積時間は、長くすればするほど、
次のスキャンのビデオ信号の全体のレベルが上ってくる
。従って、リニアセンサの素子数だけ水平同期信号を入
力した後も、すぐに垂直同期信号φＴを入力する必要は
ない。

本実施例では、この蓄積時間を変えることで、比較器２
２のしきい値電圧を、これを挟んで上下にビデオ信号の
各波形の振幅が跨ぎ、その上下において占める割合が５
０％（マーク率に相当する。）ずつになるようにビデオ
信号全体のレベルを変える。

これには、先ず、アンドゲート回路３１において、第６
図に示す比較器２２の二値化信号出力にのうちハイレベ
ル部分のサンプリングを行なう、このサンプリングは、
同期信号発生回路１３からの水平同期信号φＲと同期し
て行なわれ、該水平同期信号φＲが入力した時の二値化
信号出力の波形のレベルがハイレベルか否かを判定し、
ハイレベルであればサンプリングする。

このサンプリングされたハイレベル信号は、力ウンタ３
２にて計数される。この計数は、本実施例では、適当な
リセット信号によりリセットされるまで、累積的に計数
される。

一方、判定回路４では、上記水平同期信号φＲを、分周
回路４１にて　１／２分周し、その結果を、カウンタ４
２にて計数する。この計数値は、水平同期信号φＲｔ−
１／２分周しているので、水平同期信号φＲの累積計数
値の１／２となり、マーク率５０％に対応する。従って
、この計数値により、基準となるマーク率が自動的に設
定される。

なお、本実施例では、マーク率を５０％に設定している
ので、　１／２分周を行っているが、マーク率が５０％
でない時は、分周比を変えることにより対応できる。

上記カウンタ３２．４２の計数値は、演算回路４３で比
較演算される。即ち、カウンタ４２の計数値を基準とし
て、両者の偏差が演算される。この演算結果は、カウン
タ３２の計数値の、マーク率５０％からの外れの程度が
、偏差信号として出力される。

同期信号制御回路１４は、この偏差信号に対応して、垂
直同期信号φＴの出力間隔の伸縮設定を行なう、即ち、
二値化信号から検出されたマーク率が５０％より高い場
合には、蓄積時間を短くし、一方、該マーク率が５０％
より低い場合には、蓄積時間を長くするように、垂直同
期信号φＴの間隔を変える。

この結果、ビ、デオ信号を二値化する際に帰還がかかり
、ビデオ信号の出力レベルが、マーク率５０％となよう
に自動的に調整される。これにより、ビデオ信号の二値
化が正確に行なわれ、読取装置の読取精度が向上する。

く第２実施例〉 第８図に示す本発明第２実施例の出力信号二値化方式は
、読取手段１と、ビデオ信号二値化手段２と、マーク率
検出手段３と、判定手段４とを備えて構成され、かつ、
読取手段１に、光メモリカードＣを照射する光源１２の
光量を上記偏差信号に対応して増減制御する光源制御回
路１５を設けた例である。なお、光源制御回路１５を除
く他の構成および作用は、上記第１実施例と同じである
から、ここでは、相違点についてのみ説明する。

光源制御回路１５は、判定手段４からの偏差信号に対応
して、光源１２の輝度或は放射光量（以下単に輝度とい
う、）を増減変更する。即ち、二値化信号から検出され
たマーク率が５０％より高い場合には、光源１２の輝度
を低下させ、一方、該マーク率が５０％より低い場合に
は、該輝度を上げるように、光源駆動電流または電圧を
変える。

この結果、光メモリカードＣの反射光の光量が増減し、
ＣＣＤリニアセンサ１１の各ホトディテクタの受光量が
対応して増大または減少して、ビデオ信号の出力が適切
なレベルに維持される。即ち、ビデオ信号を二値化する
際に帰還がかかり、ビデオ信号の出力レベルが、マーク
率５０％となように自動的に調整される。これにより、
ビデオ信号の二値化が正確に行なわれ、読取装置の読取
精度が向上する。

く第３実施例〉 ゛第９図に示す本発明第３実施例の出力信号二値化方式
は、読取手段ｌと、ビデオ信号二値化手段２と、マーク
率検出手段３と、判定手段４とを備えて構成され、かつ
、読取手段ｌに、上記判定手段４から出力される偏差信
号に対応して上記垂直同期信号φＴの出力間隔を伸縮設
定する同期信号制御回路１４と、光メモリカードＣを照
射する光源１２の光量を上記偏差信号に対応して増減制
御する光源制御回路１５とを設けた例である。なお、同
期信号制御回路１４および光源制御回路１５の両者を設
けたことを除き、他の構成および作用は、上記第１、第
２実施例と同じであるから、ここでは、両者の作用につ
いて説明する。

本実施例では、同期信号制御回路１４および光源制御回
路１５の両者に判定手段４から出力される偏差信号が入
力される。

同期信号制御回路１４は、この偏差信号に対応して、垂
直同期信号φＴの出力間隔の伸縮設定を行なう、即ち、
二値化信号から検出されたマーク率が５０％より高い場
合には、蓄積時間を短くし、一方、該マーク率が５０％
より低い場合には、蓄積時間を長くするように、垂直同
期信号φＴの間隔を変える。

同時に、光源制御回路１５は、この偏差信号に対応して
、光源１２の輝度を増減変更する。即ち、二値化信号か
ら検出されたマーク率が５０％より高い場合には、光源
１２の輝度を低下させ、一方、該マーク率が５０％より
低い場合には、該輝度を上げるように、光源駆動電流ま
たは電圧を変える。

この結果、光メモリカードＣの反射光の光量が増減する
と共に、ＣＣＤリニアセンサ１１の各ホトディテクタの
蓄積時間が伸縮して、ＣＣＤリニアセンサ１１の各ホト
ディテクタの受光量が対応して増大または減少し、ビデ
オ信号の出力が適切なレベルに維持される。即ち、ビデ
オ信号を二値化する際に帰還がかかり、ビデオ信号の出
力レベルが、マーク率５０％となように自動的に調整さ
れる。これにより、ビデオ信号の二値化が正確に行なわ
れ、読取装置の読取精度が向上する。

〈実施例の変形〉 上記実施例では、マーク率検出手段において、ビデオ信
号のハイレベルの状態について、サンプリングしたが、
ロウレベルをサンプリングする構成としてもよい。

また、上記実施例では、マーク率を５０％に設定しであ
るが、光メモリカードのエンコーディングにおけるマー
ク率に合せて適宜設定してもよい。

さらに、上記実施例では、ビデオ信号二値化手段の出力
信号を、二値化信号出力としているが、マーク率検出手
段におけるサンプリング結果を二値化信号出力としても
よい、この場合には、二値化信号出力が、水平同期信号
と同期して出力されることになり、後段での信号処理が
円滑に行い得る利点がある。

この他、上記実施例では、基準となるマーク率の設定を
、同期信号を分周し、これを計数することにより行って
いるが、これに限られない０例えば、マーク率を、単位
時間内における計数値として、レジスタ等にほぼ固定的
に設定し、マーク率検出手段のカウンタを、該単位時間
毎に計数し直すこととして、各単位時間毎の計数値と上
記設定計数値とを比較演算して、偏差を求める構成とす
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、読取装置の機構の精度限
界等からくるカード対センサの位置関係のぶれ、カード
そのものの歪等に起因するセンサからのビデオ信号全体
の不安定性を補正して、しきい値を一定に保持したまま
、ビデオ信号を安定かつ正確に二値化し得る効果がある
。

【図面の簡単な説明】

ｔｆＳ１図は本発明の問題点解決手段の構成を示すブロ
ック図、第２図は本発明の適用の前提であるＦＭエンコ
ーディング方式を他の方式であるＮＲＺ方式と対比して
示す波形図、第３図はＦＭエンコーディング方式により
符号化したデータのマーク率の例を示す説明図、第４図
は光記録媒体上のデータとビデオ信号との関係を示す説
明図、第５図はビデオ信号と二値化におけるしきい値と
の関係を示す波形図、第６図は本発明の第１実施例を示
すブロック図、第７図は垂直同期信号、水平同期信号お
よびビデオ信号との関係を示す波形図、第８図は本発明
の第２実施例を示すブロック図、第９図は本発明の第３
実施例を示すブロック図である。 Ｃ・・・光メモリカード　１・・・読取手段２・・・ビ
デオ信号二値化手段 ３・・・マーク率判定手段 ４・・・同期信号発生手段 １１・・・ＣＣＤリニアセンサ １２・・・光源　　　　　　１３・・・同期信号発生回
路１４・・・同期信号制御回路 １５・・・光源制御回路　　２２・・・比較器３１・・
・アンドゲート回路 ３２・・・カウンタ　　　　３３・・・演算回路４１・
・・分周回路　　　　４２・・・カウンタ４３・・・演
算回路 出願人　コンピューターサービス株式会社代理人　弁理
士　三　品　岩　男 第７図 ＋　’＋’ｌ　’　１’ｌ’ｌ’ｌ’１’＋’ｌ’　ｌ
’ｌ’ｌ’ｌ　’　ｌ’ｌ　’＋ｔσノＦＭカイ（ （ｈ〕ＮＲＺ１　　’！。 第３図 、０，０，１　。 ００１−ロｔゴＩ−３／６ １０１１．０１ ０１０　　ｒ−凡」−３７６ ＩＯ１’ｌ’１ ０１１　　ｆｌ几Ｊ−Ｌ　　　４／６゜１ｌＩＱ、０１ １００−１ｆｔ」３７６ １１１０．１１ １０１　　旦口几　　４／６ １１０　　ｆＬｆピコ−４／６ ．１，１，１゜ ／　　／　　／　　　ｆｆ　　　　　　　３／６第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光記録媒体に、ＦＭエンコーディング方式により
   二値符号化して記録された光記録情報を、読取手段によ
   り光電的に読取る形式の読取装置に設けられ、該読取装
   置の読取手段からの出力ビデオ信号を、しきい値と比較
   して二値化するビデオ信号二値化手段を備えて構成され
   る出力信号二値化方式であって、 上記ビデオ信号二値化手段の出力信号から、当該出力信
   号のマーク率（ハイレベルまたはロウレベルのいずれか
   の状態の単位時間に占める割合）を検出するマーク率検
   出手段と、 該検出値を、予め設定したマーク率と比較 し、両者の偏差に対応する偏差信号を上記読取手段に対
   して出力する判定手段とを備えて構成されることを特徴
   とする光記録情報読取装置の出力信号二値化方式。
2. （２）上記読取手段の読取センサとして、ＣＣＤリニア
   センサを使用し、かつ、該読取手段に、ＣＣＤリニアセ
   ンサの蓄積時間を設定する垂直同期信号および上記セン
   サの各ホトディテクタにて蓄積された電荷を転送する水
   平同期信号を出力する同期信号発生回路を備えると共に
   、上記偏差信号に対応して垂直同期信号の出力間隔を伸
   縮設定する同期信号制御回路を備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光記録情報読取装置の出力
   信号二値化方式。
3. （３）上記読取手段に、光記録媒体を照射する光源の光
   量を上記偏差信号に対応して増減制御する光源制御回路
   を設けた特許請求の範囲第１項または第２項記載の光記
   録情報読取装置の出力信号二値化方式。