JPS6232547B2

JPS6232547B2 -

Info

Publication number: JPS6232547B2
Application number: JP55153417A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Hirose
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1987-07-15
Also published as: JPS5778611A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、特にデユーテイ比が正規の状態と
は異なつて記録されたデイジタル信号を、記録媒
体から正規のデユーテイ比で再生するためのデイ
ジタル信号再生装置に関するものである。

最近デイジタル記録の密度が非常に高密度とな
り、記録に用いた電気信号と実際に記録媒体上に
記録された記録信号との相違を無視しえなくなつ
てきた。

第１図は高密度記録時の問題点を説明する図で
ありａは従来の低密度記録の場合、ｂは高密度記
録の場合を示す図であつて、S₁，S₂は記録に用い
た電気信号、R₁，R₂は記録媒体上に記録された
記録信号であり、磁化反転や凹凸の信号として記
録されている。

ここでは説明の便宜上、光学的記録媒体に凹凸
状変化で信号が記録される場合を例に採つて説明
する。すなわち、円盤基体に感光性樹脂が所定の
厚さに塗布されたデイスクを用い、この表面上に
レーザ光束を集束させて、このレーザ光束を、記
録すべき電気信号S₁，S₂によつて断続することに
より記録される。この場合、レーザ光束の断続は
電気信号と正確に対応して制御されるが、感光性
樹脂には感光性しきい値が存在するため、記録さ
れた波形には図中R₁，R₂に示されるように電気
信号の幅に比べて広くなつたり、狭くなつたりす
る現象が生じる。これは、感光性樹脂の空間周波
数分解能が不足のために生ずる現象である。即
ち、分解能が十分あれば、正確に電気信号を記録
できる。この空間周波数分解能は、電気的な周波
数特性と同じように考えることができる。そし
て、この広がる大きさは、第１図ａに示された低
密度記録の場合における広がり量Δ_t1も、ｂに示
された高密度記録の場合における広がり量Δ_t2も
同じであるが、低密度記録の場合には信号幅に対
するこの広がり量Δ_t1の割合が小さいので無視す
ることができるが、高密度記録の場合にはその割
合が大きくなるので無視することはできない。そ
して、デイジタル信号を再生する場合には、例え
第１図のｂに示されたようにΔ_t2だけ幅が異なつ
て信号S₂がR₂のように記録されていても、信号
S₂のような形態で再生信号が得られなければなら
ない。すなわち、記録時において生じたデユーテ
イの歪のいかんにかかわりなく、常に記録される
べき信号S₂と同じデユーテイに再生する必要があ
る。信号R₂をS₂のように再生するにはフイルタ
を用いて行なうことができる。第１図ｃは、感光
性樹脂の周波数特性を示している。この周波数特
性により信号S₂に対し信号R₂のデユーテイが異
なつてきている。従つて、再生系に第１図ｄのよ
うに記録樹脂の周波数特性の落ちている部分を逆
補正するフイルタを入れるとよい。現実には電気
的なノイズの点その他の理由で無限に高域のゲイ
ンを上げていくような補正は不可能であり、デイ
ジタル信号の特性を生かした最適なフイルタをつ
くる理論が完成している。従来は、このような補
正により記録媒体のデイジタル信号を再生してい
た。

この発明の目的は、このような記録時に生じた
デイジタル信号のデユーテイの歪を、再生時に除
去するために、記録に用いる信号とデユーテイ比
が異なつて記録されたデイジタル信号を記録媒体
から抽出するデイジタル信号抽出手段と、抽出さ
れた信号の高域周波数成分をカツトして立上り
部、立下がり部が傾斜した信号に変換する帯域制
限手段と、帯域制限された信号を波形整形器で整
形してデイジタル信号を再生するデイジタル信号
再生手段と、波形整形後のデイジタル信号の正レ
ベル区間と負レベル区間との時間を計測する時間
計測手段と、計測された時間の結果に応じて前記
波形整形器のしきい値を制御する手段とを備えた
デイジタル信号再生装置を提供することである。

次に、この発明に係るデイジタル信号再生法の
実施例を図面に基づいて説明する。第２図は、こ
の発明の一実施例を示すためのブロツク図であつ
て、１は記録媒体としてのデイスクであり、信号
は凹凸の情報で記録されており、２はデイスク１
を回転するモータ、３はデイジタル信号抽出手段
としての光学式ピツクアツプ１に光を照射しデイ
スク面の凹凸により反射光が変調されるのを利用
したものであり、４は帯域制限手段としてのフイ
ルタであり、５はデイジタル信号再生手段として
のコンパレータであり、６はコンパレータ５の出
力デイジタル信号の正レベル区間と負レベル区間
の時間を計測するための時間計測器であり、７は
前記時間計測器の計測結果にもとづきコンパレー
タ５のしきい値を制御するしきい値制御器であ
る。

第３図は各部の信号波形であり、曲線１３，１
４，１５は第２図に示した同一番号箇所における
信号波形を示している。

第３図において、１１は記録前の電気信号波形
を、１２はデイスク１に記録された記録波形であ
つて、第１図ｂのR₂のようにデユーテイが電気
信号と異なつてしまつている。１３は光学式ピツ
クアツプ３の出力波形であり、光学式ピツクアツ
プ自体にも通常多少のフイルタ特性があるがここ
では帯域が無限に伸びているものとして表現して
いる。通常、１２の信号が正しければ、帯域が無
限にのびた光学式ピツクアツプを使うのが理想で
あり、この表現は一般に矛盾しない。

１４はフイルタ４の出力波形であり、１５はコ
ンパレータ５の出力波形である。なお、１７はし
きい値制御器７の出力波形ともいうべきものでコ
ンパレータ５の正しいしきい値を表わしている。
１６は波形１４の中心値である。

波形伝送の立場からは伝送路の帯域が無限大で
あれば最も良く、波形１２から波形１３は理想的
であるが、波形１３は元の電気信号１１を正確に
は再生していない。

しかしデイジタル信号では、正レベル（論理
１）区間と負レベル（論理０）区間の「時間」の
みが再現されればよい。このような考え方、およ
び実際には帯域が無限大とみなせるような伝送路
が得がたいため、いわゆるナイキストの無歪条件
を満たすフイルタが用いられ、このフイルタの挿
入箇所は第２図のフイルタ４と一般に酷似する。
だが、波形歪が伝送路の帯域の有限性に起因する
時は、ナイキストの無歪条件を満たすフイルタを
通せば、コンパレータ５のしきい値を中央にもつ
てくるだけで信号が正しく再生される。

この発明は、波形歪が例えば記録媒体の感光し
きい値といつた非線形要素をもつた伝送系に対し
て適用するものである。第２図、第３図におい
て、デイスク１の記録信号は光学式ピツクアツプ
３で抽出され（波形１３）、フイルタ４に加えら
れる。ここで使用されるフイルタ４は、例えばロ
ーパフイルタのように高域周波数成分をカツトす
るものであり、そのためフイルタ４を通過したデ
イジタル信号は、大体において波形１４に示され
るような、立上り部、立下がり部がなだらかに傾
斜した信号波形となる。

本来なら、波形１４の上下の中心値１６をしき
い値とすれば原波形１１が再生されるが、この発
明の場合には中央の値よりもずれた１７をコンパ
レータ５のしきい値としなければならない。時間
計測器６はコンパレータ５の出力である再生デイ
ジタル信号の正レベル区間と負レベル区間の時間
を計測し、出力波形が正しく原電気信号を再生す
るようにしきい値制御器７を制御する。このよう
にすれば第３図における波形１５のように再生デ
イジタル波形１５は原電気信号１１を再生する。
時間計測器６およびしきい値制御器７は次のよう
な考え方でつくられる。

第１の考え方一般に、デイジタル信号を記録する波形（第３
図の波形１１に相当する）は、正レベルの区間と
負レベルの区間が或る時間内で等しくなるような
もの、あるいは所定時間以上正レベルや負レベル
がつづかないような波形がえらばれているので、
ある程度の長い区間を見れば正レベル区間と負レ
ベル区間は本来なら等しいはずである。したがつ
て、コンパレータ５のしきい値を第３図の１６の
ようなレベルに選べば、長い区間を見れば正レベ
ル区間の時間が負レベル区間の時間よりずつと長
くなるはずである。このような時間計測結果をし
きい値制御器７にフイードバツクすれば、しきい
値は第３図の１７の位置に制御されることにな
る。

第２の考え方デイジタル信号を記録する波形のうち、上述し
た所定時間以上正レベルや負レベルがつづかない
ようにした波形は出現するパルス波形の長さの種
類が限定される。例えば2T，3T，4T（Ｔは単位
の時間）の３種類しかパルス長がない変調方式を
用いれば、各波長をＴで割り算してその余りが零
となるようにする。

また、フイルタ４の帯域特性の形は、現在実験
的に決められるものであるが、上述したように、
通常、光学式ピツクアツプ自体にも多少の周波数
特性があると共に、デイスク１に照射するスポツ
ト径を大きくすれば、著しい周波数特性をもたせ
うるから、これらを制御すればフイルタ４として
帯域が無限にのびたものを用いることが可能であ
る。フイルタ４は、これらの事項を考慮して決定
される。

第４図は、第２図のコンパレータ５、時間計測
器６、しきい値制御器７の一具体例を示す図であ
る。後述する第５図、第６図もこの部分の他の具
体例を示す図である。第４図、第５図、第６図に
おいて、第２図と同じ機能を有するものは同一番
号が付されている。

第４図において、２１は演算増幅器であつてミ
ラー積分回路６を構成している。２２，２２は相
補型MOSトランジスタであり可変抵抗器として
用いられ、コンパレータ５のしきい値電圧を決定
する。第４図中の＋V₁，−V₂は所定の電位を表わ
している。

第４図において、コンパレータ５の出力はミラ
ー積分器６で積分される。コンパレータ５の出力
が正レベル区間の時間と負レベル区間の時間とが
等しければミラー積分器６の出力は零となり、コ
ンパレータ５のしきい値は所定の値（第３図にお
ける１７に相当する）になる。なお、相補型
MOSトランジスタ２２，２２の制御カーブは非
常に急激なので、これを緩くするためにトランジ
スタ２２，２２の各々に並列に抵抗を挿入するこ
ともある。

第５図において、３１はフリツプフロツプであ
り、コンパレータ５の出力が反転するたびに内部
状態が変化する。フリツプフロツプ３１の出力は
アツプ・ダウンカウンタ３２のアツプ・ダウン機
能を制御する。３３はコンパレータ５の出力パル
ス幅よりも、非常にパルス幅の短いパルスを発生
するパルス発生器でありカウンタ３２の入力に加
えられる。このように構成すると、フリツプフロ
ツプ３１の出力が変化するたびにカウンタ３２の
アツプダウンが切り換わるため、カウンタ３２の
出力にはコンパレータ５の出力の積分値が得られ
る。この結果をデイジタル／アナログ変換器３６
を介してMOS可変抵抗器３５のゲートに加え
る。しきい値制御器７は、抵抗３４とMOS可変
抵抗３５の直列接続により構成されていて、これ
からの出力はコンパレータ５に加えられる。

第６図において、コンパレータ５の出力は正し
い再生時には、パルス幅が2T，3T，4Tのパルス
しか現われないものとする。４１は10進カウン
タ、４２はＴ／10の周期のパルス発生器であり、
コンパレータ５の出力が変化する毎にカウンタ４
１はクリヤされ、パルス発生器４２のパルス発生
の位相がそろえられる。コンパレータ５の出力が
正しく再生していれば、カウンタの内容がクリヤ
される前のカウンタの内容は常に零となる。ま
た、2Tであるべきものが2.4Tになれば、カウン
タの計数結果は４となる。また、2Tであるべき
ものが2.6Tになればカウンタの出力は６となる
が、これは3Tのものと考えざるを得ない。この
ようにカウンタ４１の計数結果が４以下ならもつ
とコンパレータの出力パルス幅を大きくし、６以
上ならパルス幅が小さくなるようにコンパレータ
のしきい値を決めるために、デイジタルコンパレ
ータ４２が用いられ、このコンパレータ４２の出
力は積分器４３を介してしきい値制御器７に加え
られる。このしきい値制御器７は、第５図、第６
図に示されたものと同じものである。

また、一般に高密度記録の場合には、その記録
内容の量が膨大であるから、アドレスサーチとよ
ばれる、任意の場所の情報をアクセス出来る機能
が必要となる。このアクセスのたびに、上述の時
間計測をして、コンパレータのしきい値を決定し
ていたのでは時間遅れが生じ、不都合をきたすの
で、同一のデイスクを再生する場合には、前述の
時間計測の結果を記録させておくのが望ましい。
第７図は、この時間計測の結果を記憶させておく
ための一手段を示す回路図であつて、FET５
０、抵抗５１、コンデンサ５２、スイツチ５３と
から構成されたアナログ量記憶回路である。この
コンデンサ５２に時間計測の結果を入力してから
スイツチ５３を開放すれば、放電路が断たれるの
で、時間計測の結果が電荷量として記憶される。
さらに、この時間計測の結果をデイジタル量に変
換して、シフトレジスタ等の一時メモリに記憶さ
せれば長時間に亘つて、その結果を保持させるこ
とが可能となる。

第８図は、このような計測時間を記憶させる手
段を有するデイジタル信号再生装置の一実施例を
示ブロツク図であつて、第２図におけるのと同一
番号を付したものは、同一の機能を有する。この
図において、６１が前述の時間計測の結果を記憶
するための記憶手段であつて、積分器６からの出
力を記憶手段６１で記憶させ、この記憶手段６１
の記憶内容によつて、しきい値制御器が制御され
ている。この実施例によれば、前述したようなア
ドレスサーチも極めて短時間で行なうことが可能
となる。

これらの実施例では、説明の便宜上のため光デ
イスクを光学式ピツクアツプによつて再生する場
合に例を採つたが、記録波形のデユーテイの歪
は、例えば磁気記録媒体の場合にも高密度記録時
には問題となるので、この発明の技術思想を適用
して、再生時にデユーテイの歪を補正できること
も明らかである。

以上、説明したように、この発明においては、
特に高密度記録時に問題となる記録信号のデユー
テイ歪を再生時に簡単に除去し得るので、記録媒
体に対する応答性等の記録特性が緩められ、安価
な記録媒体に対しても高密度記録が可能となり、
工業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、記録媒体に高密記録を行なつた際に
生じる問題点を説明するための信号と記録信号と
の関係を示す波形図、第２図は、この発明に係る
デイジタル信号再生法の一実施例を示すためのブ
ロツク図、第３図は、第２図における各部におけ
る信号を示す波形図、第４図、第５図、第６図
は、第２図におけるコンパレータ、時間計測器お
よびしきい値制御器の具体例を示すためのブロツ
ク図、第７図は、アドレスサーチの際に使用され
る時間計測値を記憶しておくための記憶手段の一
例を示す回路図、第８図は、アドレスサーチ機能
を有する、この発明の他の実施例を示すためのブ
ロツク図である。１…記録媒体、２…モータ、３…光学式ピツク
アツプ、４…フイルタ、５…コンパレータ、６…
時間計測器、７…しきい値制御器、２１…演算増
幅器、２２…可変抵抗器、３１…フリツプフロツ
プ、３２…カウンタ、３３…パルス発生器、３５
…可変抵抗器、３６…デイジタル／アナログ変換
器、４１…カウンタ、４２…パルス発生器、４３
…積分器、６１…記憶手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１記録に用いる信号とデユーテイ比が異なつて
記録されたデイジタル信号を記録媒体から抽出す
るデイジタル信号抽出手段と、抽出された信号の
高域周波数成分をカツトして立上り部、立下がり
部が傾斜した信号に変換する帯域制限手段と、帯
域制限された信号を波形整形器で整形してデイジ
タル信号を再生するデイジタル信号再生手段と、
波形整形後のデイジタル信号の正レベル区間と負
レベル区間との時間を計測する時間計測手段と、
計測された時間の結果に応じて前記波形整形器の
しきい値を制御する手段とを有することを特徴と
するデイジタル信号再生装置。