JPH02173976A - ２進値をサンプル値に割り当てる方法と装置 - 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】 （技術分野） 本発明は記録担体上の記号（ｍａｒｋ）の２進パターン
を表す波形から周期的に取られた一連のサンプル値に２
進値を割り当てる方法であって、記号のパターンは通常
１サンプリング期間以上の最小ランレングス（ｍｉｎｉ
ｍｕｍ　ｒｕｎ　ｌｅｎｇｔｈ）を有するものに関連し
ている。さらに本発明はそのような方法を実行する検出
器とそのような検出器を含む光デイスクプレー１−一に
関連している。

（背景技術） 記載された方法はｒビット検出（ｂｉｔ　ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ）　Ｊとして規定でき、特に光記り担体（ｏｐｔ
ｉｃａｌ　ｒｅｃｏｒｄｃａｒｒｉｅｒ）から情報を読
み取るために使用できる。

既知のそのような適用の実例は音声記録とデータ記録の
コンパクトディスク（ＣＤ）システムである。

ＣＤおよび他の光記録システムは、ジー・ブーライス（
Ｇ、ｌ１ｏｕｉｖｈｕｉｓ）等の［光デイスクシステム
の原理（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　０ｐｔｉｃａｌ
　Ｄｉｓｃ　Ｓｙｓｔｅｍ）Ｊ　、英国のフ゛リスドル Ｂｒｉｓｔｏｌ，　ＵＫ　）発行、（ＩＳ［ｉＮ　Ｏ−
８５２７４−７８５−３）に記載されている。ＣＤシス
テムにおいて、例えば、３サンプルの最小ランレングス
は８対１４変調（ＥＦＭ：　Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕ
ｒｔｅｅｎ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）システムによって
保証されている。しかし他の多くの最小ランレングス変
調システムもまた知られている。

例えば読み取り中の光効果（ｏｐｔｉｃａｌ　ｅｆｆｅ
ｃｔｓ）のために、読み取り装置（ＣＤプレーヤー）に
よって記録担体から読み取られた情報に妨害が導入され
ることがある。そのような妨害が良好な近似で線形（ｌ
ｉｎｅａｒ）および（準ｒｑｕａｓｉ−コ）定常（ｓｔ
ａｔｉｏｎａｒｙ）として考慮されることは上の参考文
献から既知である。そのような妨害のある場合に、そし
てもし雑音が付随する役割（ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｐ
ａｒｔ）を演じるなら（ＣＤプレーヤーでそうであるよ
うに）、記録されたデータシーケンスは固定線形等化器
としきい値検出器の通常の組合せによって信頼性をもっ
て復元できることが知られている。

光記録装置で使用されるしきい値検出器は例えば米国特
許第４．４９９，５７０号に開示されている。

適当に製造されたＣＤ記録は何らの著しい付加的妨害を
導入しない。しかし、実際には系統的に短か過ぎるかあ
るいは長過ぎるピット（ｐｉｔ）　　（特にマスクリン
グプロセス［ｍａｓｔｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ］に
おける不完全なエツチングの結果として）を有するディ
スクが存在することが見いだされている。

極端な場合に、このことは零の最小ランレングスが３サ
ンプル期間の公称ＥＦＭ値に対して殆ど２サンプル朋間
だけ増大されるか減少される結果となり、そしてｌのラ
ンレングスに対しても同様である。この不完全性の非定
常性（あるいは、観点によっては非線形でさえある）の
ために、固定（従って時間不変）線形等化器はこの妨害
を有効に抑圧することは木質的にできない。

従ってたとえ極端な状態においてもある決定マージン（
ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｍａｒｇｉｎ）がしきい値検出器に
残されるように等化器を妥協させかつ設計することが通
例である。このマージンは小さいから、例えば回転速度
、集束およびクロック発生のようなマイナーな妨害でさ
えも決定エラーに導くであろう。

これらのエラーはＣＤプレーヤーのエラー訂正システム
の能力の一部分を要求し、これは例えば引っ掻き（ｓｃ
ｒａｔｃｈ）や指跡（ｆｉｎｇｅｒ　ｍａｒｋｓ）の効
果をもはや減少できない。

不完全に製造されたコンパクトディスク記録の場合と同
様に、系統的エラー（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｅｒｒｏ
ｒ）はまた書き込み可能な記録システムの分野の問題で
あり、ここで記録は注意深く監視された工場環境よりも
むしろ大多数の個別のレコーダでなされる。

（発明の開示） 本発明の目的は既知のシステムよりも良好な決定マージ
ンをもって、系統的エラーの存在の下で説明された種類
の一連のサンプルに２進値を正しく割り当てることを可
能にすることである。

本発明は冒頭の記事に述べられたような方法を与え、こ
の方法は記録担体上の記号をそれぞれ系統的に短か過ぎ
るかあるいは長過ぎるようにする第１あるいは第２のタ
イプの系統的エラーに該パターンが従うかどうかを決定
することを含み、さらに所与の各サンプルに対して、１
つあるいはそれ以上の結合されたサンプル値を発生する
所与のサンプル値を含む複数の連続サンプル値を結合し
、その結合されたサンプル値あるいは結合された各サン
プル値としきい値と比較し、かったとえあるにしても、
どのタイプの系統的エラーであるかに依存して１つある
いはそれ以−ヒのそのような比較の結果に応じて所与の
サンプルに２進値を割り当てることを具えている。結合
されたサンプル値を使用する場合の全決定マージンは個
別の各サンプルに対するものよりずっと太き（できる。

このことば屋小ランレングス特性を有するパターンで生
じる隣接値開の相関から生じている。所与の記録に存在
する系統的エラーの１タイプで情報と結合される場合、
ビット検出は系統的エラーに実質的に免疫性があるよう
にでき、従って後の段のエラー訂正能力はより少ない予
測可能エラーに対して維持できる。

有利に使用できる連続サンプルの数は、記録されたパタ
ーンのランレングス特性および例えば光デイスクプレー
ヤーの集束された放射線スポットの直径のような読み取
りデバイスの応答性に依存しよう。ＣＤシステムにおい
て、３連続サンプルの使用は実質的な利益を可能にし、
一方、簡単な装置しか要求しないことが見いだされてい
る。

サンプル毎に３連続サンプル値が使用される経済的な一
実施例において、この方法は 所与の各サンプルに対して、 ａ）所与のサンプル値と２つの隣接サンプル値の１つと
を結合し、 ｂ）結合された値と所定のしきい値を比較し、かつ Ｃ）以下の比較結果のいずれか、すなわちに）２進値を
所与のサンプルに割り当てるか、あるいは （１１）別の結合された値を発生するために所与のサン
プル値と他の隣接サンプル値を結合し、別の結合された
値としきい値を比較し、かつ２進値を所与のサンプルに
割り当てるその比較結果に依存すること、を具えている
。各比較で２サンプル値以上を取り扱う必要性を回避す
ることにより、この実施例は特に簡単な装置を許容する
。

２つの可能な組合せのどちらが正しい２進値を規定し、
従ってステップ（ｃ）（ｉｉ）が必要ではないと予測す
ることが原理的に可能である。しかし実際にはもし双方
の組合せがたとえ厳密に必要とされない場合にも各サン
プルに行われるなら装置はより簡単になろう。従ってこ
の方法の一実施例において、 ２つの隣接サンプル値の各々が所与のサンプル値と結合
され、かつ結合された各値はしきい値と比較され、２つ
の比較結果は所与のサンプルに割り当てられた２進値を
発生するために局所的に結合されている。簡単なアンド
あるいはオア演算である論理結合は、２つの比較結果の
どちらかが決定を行う正しい２進値を自動的に抽出する
よう選択できる。

そのような一実施例において、２つの比較結果から２進
値を発生するために使用された論理演算が、どちらのタ
イプの系統的エラーが存在するかに依存している。この
演算は例えば１つのケースではオアであり、他のケース
ではアンドであろう。

事実、２つの異なる方法が双方のタイプの系統的エラー
を許容するために与えられている。要求された方法は連
続的に決定できるか、あるいは例えば双方の方法を用い
て適応的に得られたしきい値の比較により所与の記録の
開始時にのみ決定できる。単一プロセスで生成された記
録（工場でプレスされた予備記録されたＣＤのような）
において、系統的エラーは全記録担体にわたって一定に
維持されるようである。

経済的な一実施例において、所与の各サンプル値がシリ
ーズ中の次のサンプル値と結合され、かつ結合された値
がしきい値と比較され、かつここでそのような各比較結
果が次の所与のサンプルの２進値の決定に使用する比較
結果を形成するよう少なくとも１つのサンプリング期間
で蓄積される。

そのような一実施例において、各比較結果が２つの所与
のサンプルに使用できるから、２つのしきい値比較を実
行する必要はない。

本発明は記録担体上の記号の２進パターンを表す波形か
ら周期的に取られた一連のサンプル値に２進値を割り当
てる検出器を備え、記号のパターンは通常１サンプリン
グ１υｊ間以上の最小ランレングスを有し、該検出器は
記録担体上の記号をそれぞれ系統的に短か過ぎるかある
いは長過ぎるようにする第１あるいは第２のタイプの系
統的エラーに該パターンが従うかどうかを決定する手段
を具え、さらに、結合され−たサンプル値あるいは複数
のサンプル値を発生するために所与のサンプル値を含む
複数の連続サンプル値を結合する手段と、その結合され
たサンプル値あるいは結合された各サンプル値としきい
値を比較する手段と、たとえあるにしても、どのタイプ
の系統的エラーが存在するかに依存して所与のサンプル
に２進値を割り当てる１つあるいはそれ以上のそのよう
な比較結果に応答する手段を具えている。

経済的な一実施例において、検出器は以下の手段、すな
わち 一所与の各導サンプル値と２つの隣接サンプル値の１つ
とを結合する手段、 一結合された値と所定のしきい値とを比較する手段、お
よび 一以下の比較結果らいずれか、すなわち（ｉ）２進値を
所与のサンプルに割り当てるか、あるいは （ｉｉ　）別の結合された値を発生するために所与のサ
ンプル値と他の隣接サンプル値を結合し、別の結合され
た値としきい値を比較し、かつ２進値を所与のサンプル
に割り当てるその比較結果に依存すること、 に応答する手段、 を具えている。

検出器は２つの隣接サンプル値の各々と所与のサンプル
値とを結合する手段と、結合された各値としきい値とを
比較する手段と、所与のサンプルに割り当てられた２進
値を発生するために２つの比較結果を論理的に結合する
手段を具えている。

２つの比較結果から２進値を発生するために使用された
論理結合手段は、どのタイプの系統的エラーが存在する
かを決定する手段によって制御されている。そのような
検出器は遭遇する系統的エラーのタイプに自動的に検出
方法を適応することができる。そのような検出器におい
て、以前に割り当てられた２進値のフィードバックによ
ってしきい値が適応的に決定され、かつここでどちらの
タイプの系統的エラーが存在するかを決定する手段が所
要の論理演算を決定するためにしきい値に応答している
。所与の記録に対して最小しきい値を与える検出方法を
選択することは、どのタイプの系統的エラーが存在する
かを決定する１つの技術である。

検出器はシリーズ中の所与の各サンプル値と次のサンプ
ル値を結合する手段と、結合された値としきい値とを比
較する手段と、次の所与のサンプルの２進値の決定に使
用する比較結果を形成するために少なくとも１つのサン
プリング期間にそのような各比較の結果を蓄積する手段
を具えている。

そのような検出器に要求されたハードウェアーは既知の
検出器に要求されるものより非常に小さいであろう。

本発明は上述の発明に従う検出器を含む光デイスクプレ
ーヤーをさらに備えている。そのようなプレーヤーはた
とえ不完全に製造されたディスクの場合に記号の長さの
系統的エラーから影古を受けても、ＣＤのような光ディ
スクからの情報の信頼性ありかつ雑音の無い再生を許容
する。

添付図面を参照し、実例によって本発明の詳細な説明す
る。

（実施例） 第１図において、２進値データＡ、のストリームは光コ
ンパクトディスクのような記録担体１０に記録され、引
き続いて入力ストリームＡ、の理想的に正確なコピーで
あるデータストリームＡｋ′を発生するよう記録担体１
０から読み取られる。しかし記録・再生プロセスは出力
データΔ３′にエラーを導入するいくつかのステップを
含んでいる。

書き込みプロセス１２は２進関数５（Ｌ）（ここでＬは
トラックに沿う距離を表している）として、あるいは記
号が相対的に移動する読み取りヘッデにより引き続いて
読み取られる場合には経過時間を表す記録担体上の記号
のパターンを発生する。

書き込みプロセス１２は現在利用可能なコンパクトディ
スクのような記録の大量複製（ｍａｓｓ　ｒｅｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎ）のエツチングおよびスタンピング（ｓｔａ
ｍｐｉｎｇ）プロセスを含み、あるいは例えば最初に述
べられた参考文献（ブーライス等の）の第６章に記載さ
れたようなアブラティブな磁気光学技術あるいは位相変
化技術（ａｂｌａｔｉｖｅ、　ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔ
ｉｃａｌ　ｏｒ　ｐｈａｓｅ−ｃｂａｎｇｅ　ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ）による直接記録を具えるであろう。

第２（ａ）図はサンプリング期間のスケールあるいはシ
ンボル間隔ｋＴに対する、記録担体上に記録されるパタ
ーン５（ｔ）を示し、ここでｋは整数、Ｔは各シンボル
間隔の長さである。パターンｓ　（ｔ）は例えばコンパ
クトディスクの反射層の「ビット（ｐｉｔｓ　）　Ｊ　
　（ｓ＝ｏ）および「ランド（ｌａｎｄｓ）　Ｊ（Ｓ＝
１）のパターンを表すであろう。このパターンは使用さ
れたＨＦ？符号化により支配されたように３Ｔの１ある
いは零の最小ランレングスを有している。このように第
２（ａ）図の２０と参照されたランドと２２と参照され
たビット２２は公称的にはパターンで見いだすべき最短
ランドとビットである。

しかし、書き込みプロセス１２は関数ｓ　（ｔ）の１お
よび零の長さの系統的エラーＥを導入できる。これは第
２（ｂ）図に例示され、ここで同じビットシーケンスＡ
、は第２（ａ）図と同様であるがＥ＝０．８５によって
記録され、各ビットが双方の方向で０．８５Ｔだけ延長
されるよう選ばれた標記（ｎｏｔａｔｉｏｎ）を意味し
ている。従って最短ランド２０の長さは第２（ｂ）図で
１．３Ｔにしかならない。

エラーＥは例えばコンバク１〜デイスクのマスクリング
プロセス（ｍａｓｔｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）の段
階のオーバーエツチングあるいはアンダーエツチングか
ら生じるであろう。この説明の目的の取り決め（ｃｏｎ
ｖｅｎ　ｔ　ｔｏｎ）を確立するために、エラーＥが正
（長すぎる零）である記録は「オーバーエッチされた（
ｏｖｅｒ−ｅｔｃｈｅｄ）　Ｊと規定され、そしてＥが
負である記録は「アンダーエッチされた（ｕｎｄｅｒ−
ｅｔｃｈｅｄ）　」と規定され、それはエラーの実際の
原因がどうであってもそう呼ばれる。所与の記録の間に
エラーＥが少なくとも近似的に一定に留まるらしいこと
は明らかであろう。

担体１０からのパターンｓ　（ｔ）の読み取りにおいて
、完全な矩形波形ｓ　（ｔ）は丸くなり、かつ信号ｒ　
（ｔ）を生成する読み取りプロセスにより歪まされる。

この読み取りプロセスはチャネルインパルス応答（ＣＩ
Ｒ：　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅ５ｐｏｎ
ｓｅ）２４と２６におけるランダム雑音ｎ　（ｔ）の付
加により第１図でモデル化されている。ＣＩＲは（例え
ば）有限の直径を有する集束された放射線スポットによ
る担体１０上の記号ｓ　（ｔ）の読み取りを主として表
している。雑音ｎ（Ｌ）は例えば塵埃とスクラッチ、お
よび集束、トラッキングとタイミングエラーによるラン
ダム効果を表している。

信号ｒ　（ｔ）は帯域外雑音を除くため通常（２８で）
フィルタされ、次に３０で各シンボル間隔Ｔでサンプル
され、かつ一連のサンプル値ａｋを生成するために等化
器３２に通過される。等化器はＣｌＲ２４を補償してシ
ンボル間干渉を減少するために設計されたサンプルドデ
ータフィルタ（ｓａｍｐｌｅｄ−ｄａｔａｆ　ｉ　１　
ｔｅｒ）である。そのような等化器の設計は例えばジエ
ー・プロアキス（Ｊ、　Ｐｒｏａｋｉｓ）の木、［ディ
ジタル通信（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎ）　Ｊ、（マグロ社［ＭｃＧｒａｉｖ−ｔｌｉｌｌ
］　）　、ニューヨーク、１９８３年に記載されている
。

サンプルａｋは出力データＡｋ′を発生するためビット
検出器３４により使用される。米国特許出願第４，４９
９，５７０号に記載されたような既知の装置では、ビッ
ト検出器３４はａ、としきい値Ｕを比較する単なるしき
い値比較器である。データストリームは名目上直流無し
であるから、しきい値Ｕは既知の検出器のように大多数
のシンボル間隔にわたりＡ、′を積分することにより導
くのが便利である。

第３（ａ）図は無雑音（ｎ（ｔ）＝Ｏ）で完全に記録さ
れた（Ｅ＝Ｏ）１８体から復元されるａうの値を示す「
散乱プロット（ｓｃａｔｔｅｒ　ｐｌｏｔ）　」である
。

１から＋１のスケールで（符号は直流無しであるから）
、円（’ＯＪ）とクロス（「×」）は指定のピント値Ａ
ｋがそれぞれ０と１であるサンプルａ、を表している。

ａｋの分布が純粋に２進でないことが分かろう。このこ
とは読み取りに使用された放射線スポットが事実シンボ
ル間隔Ｔより大きい直径を有しているからである。コン
パクトディスクシステムにおいて、例えばＴはトラック
に沿う０．３ミクロンを表し、そしてレーザースポット
直径は公称１ミクロンである。従って特に最小ランレン
グスピットあるいはランド内で、ｓ　（ｔ）の遷移の近
くで取られたサンプル値は−１あるいは＋１には位置せ
ず、しきい値Ｕに非常に近い。

しかし、システムはしきいイ直Ｕの周りで明石盲な決定
マージンＭを残すよう設計されている。マージンＭはラ
ンダム雑音ｎ　（ｔ）の大部分が検出エラーを生じるこ
となく吸収できるほど十分広い。

換言すれば、そうでない雑音が２進値Ａ＋＝’＝１に間
違って割り当てられることにより最も右の円３８がしき
い値Ｕの近くに移動する余地が存在する。

第３（ｈ）図は第２（ｂ）図に示された（Ｅ＝０．８５
）ような間違って「オーバーエッチされたｊパターンｓ
　（ｔ）から生じる類似の散乱プロットである。

Ｅ＝Ｏに対する円とクロスの分布ａｈ（第３（ａ）図）
が対称的であるけれども、Ｅ＝０．８５に対する分布は
大いに対称的である。と言うのは、ｓ　（ｔ）の最短ラ
ンド（ｌの）が非常に短くなり、相対的に大きい放射線
スポットを用いてかろうじて検出可能になるからである
。しきい値Ｕは円とクロスの間でなお区別されるが、し
かし決定マージンＭが著しく減少されることを示すよう
に調整できる。

そのような小さいマージンＭによって、検出器はランダ
ム雑音ｎ（ｔ）に応じて更にエラーを決定しやすくなり
、従って引き続く復号化段で与えられたエラー訂正能力
は（例えばクロラギングエラーやトラッキングエラーの
ような）相対的にマイナーなエラーを訂正するのに大い
に使用され、かっこのように記録担体上の指動、スクラ
ッチ等により生じたエラーを余り対処できないであろう
。直接記録技術（−度だけ書き込むかあるいは消去可能
な）において、決定マージンはしばしば工場生産ＣＤよ
りずっと小さく、従って系統的エラーはそのようなシス
テムでより大きな問題にさえなることに注意すべきであ
る。

各サンプルｋに割り当てるべき２ｉ！！値Ａｋ’を決定
するためにサンプルａｋおよび２つの隣接サンプルａｋ
−１とａ２．１を使用する方法を具体化するよう実施例
が記載されている。この方法はＴより大きい最小ランレ
ングスにより連続サンプル間に相関が存在する事実に依
存している。例えば、ある組合せ（Ａｋ−１，ＡｋＡｋ
＝１）、すなわち（０，１，０）と（１，０，１）が簡
単に起こらないことが知られている。そのような情報は
決定マージンを改善するために使用できる。

３つのサンプル値（ａ　ｋ−１＋　ａ　ｋｔａｂ＊１）
は３次元（３−Ｄ）空間中の点の座標として可視化でき
る。

虚のしきい値面（ｉｍａｇｉｎａｒｙ　ｔｈｒｅｓｈｏ
ｌｄ　５ｕｒｆａｃｅ）はその空間を２つの容積に分割
し、かつピント値Ａ３′は面のどちらの側に所与のサン
プル点（ａ　ｋ−１＋　ａ　ｋ　ａ　ｋ＋１）が落ちた
かに依存して割り当てることができる。そのような技術
は利用可能な３つの値を使用す名最良可能な決定マージ
ンを達成するが、しかし要求される複雑な計算は３−Ｄ
技術を低価格な装置に採用するには高価にする。

それ故、本発明による方法の経済的な実施例は各ステッ
プで使用された丁度２つのサンプルによる２つのステッ
プを使用している。この実施例は存在する系統的エラー
のタイプに依存して第４図あるいは第５図に例示されて
いる。

Ｅが正である（「オーバーエッチされた」ゲース）場合
に使用するのに適当な第４図の方法において、第１比較
４２は最初の２つのサンプル値ａｍ−＋とａ、との算術
和と、しきい値ｕ′　（これは＋１と−１よりはむしろ
＋２と−２との間で変化しよう）とを比較する。もしこ
の和がＵ′より大きいなら、２進値Ａ、’＝１はブロン
ク４６でサンプルｋに割り当てられる。もし最初の和が
Ｕ′より大きくないなら、第２比較４４は第２の２つの
サンプル値ａ、とａ　ｋ＋１　の和とＵ′とを比較する
。もし第２の和がＵ′より大きいなら、サンプルｋに対
してビット値Ａ’に−１がブロック４６に割り当てられ
る。もし２つの和のいずれもＵ′より大きいなら、（直
Ａｋ’　−０が）口・ンク４８のサンプル割り当てられ
る。値Ａ　ｙ　’に割り当てられた後、サンプルｋに対
する方法は終わり、その後でｋは増大され、そして次の
サンプルに対してこの方法が繰り返される。

比較４２と４４を実行する順序は重要でないことが分か
る。たとえ理論上どの比較が直接所要のビット値Ａ，′
になるかを予告できても（実際に０−１遷移あるいは１
−〇遷移のいずれかが期待されるかに依存して）、実際
にすべてのサンプルに対して双方の比較を実行しかつ要
求に応じてその結果を結合することは簡単であり、従っ
て Ａｈ’　＝　（　ａ　ｋ−＋＋　ａ　ｍ）　＞　ｕ　’
　　あるいは（ａｌ．＋ａｂ＋＋）　＞ｕ となる。これは第４図のブロック４２　−　４８全体の
効果である。

系統的エラーＥが負である場合（「アンダーエッチされ
た」ケース）に使用される第５図の方法は第４図と非常
に類似しているが、ただし異なるしきい値Ｕ″が使用さ
れ、かつ第４図のブロック４２から４８に対応するブロ
ック５２から５８は再配列され、従って全体の結果は ＡＩ，’　＝　（　ａ　ｍ−＋　＋　ａ　＋＋）　＞　
ｕ　　　および（ａ　ｂ　＋ａ　ｋ＋＋）　＞　ｕ となる。

第６（ａ）図と第６（ｂ）図は第４図と第５図のそれぞ
れの方法の２つの比較４２１５２と４４１５４の作用を
例示する２次元（２−Ｄ）散乱プロットである。第６（
ａ）図において、水平座標はａ，であり、垂直座標はａ
ｋ−１である。円（Ａｋ＝Ｏ）とクロス（Ａｋ−１）の
散乱は今や２次元であるが、水平軸上の２−〇散乱プロ
ットの投影は第３（ａ）図に示された１次元散乱プロッ
トを再生することが分かる。第６（ａ）図と第６（ｂ）
図の散乱プロットはこのように完全にエッチされた記録
（Ｅ＝Ｏ）に対応する。各プロットにおいて、クロスと
円の４つのマージナルｊ！￥は同定され、かつその各々
は特定の群を生じる３つのサンプル値（　ａ　ｌｉ−１
＋　ａ　ｗ　ａ　ｋｅ＋）でラベルされる。予期される
ように、これらのマージナル群はａうが記録信号ｓ　（
ｔ）の遷移の次ぎにあるところのものである。

しきい値Ｕと既知の単一しきい値の決定マージンＭは従
って第６（ａ）図のように示される。「オア」検出法（
第４図）の２次元比較４２に対する決定しきい値は式ａ
ｈ−１　＋３ｍ　＝ｌＪ’を有する対角線ｒｖである。

「アンド」検出法（第５図）の比較５２に対する決定し
きい値は式ａｋ−，＋ａｋ　＝ｕ″を有する線■である
。ＣＤチャネルが線形位相チャネルであるから、第６（
ａ）図と第６（ｂ）図に示されたような散乱プロットは
線ａｋ＝ａｌ＋−１　と３に＝３に，。

それぞれに対して高い程度の鏡面対称を有している。決
定線■と■はそれらの線に垂直であり、従ってそれらは
最良の決定マージンを提供する。

まず「オア」法（第４図）に集中すると、新しい決定線
■の周りにクロス（Ａｉ．＝ｔ）のみが存在することが
分かる。従って、もし比較４２が（ａｌｔ−１　＋ａ．
）がＵ′より大きいことを示すなら、Ａ．’＝１は第６
（ａ）図に示された新しい決定マージンＭ′により与え
られたある確実性をもって割り当てることができ、これ
はＥ＝Ｏによる記録に対して古いマージンＭよりあまり
大きくない。

もしくａｍ−＋　＋３ｍ）がＵ′より大きくないなら（
線■より低い）、どの値Ａ　ｋ’がサンプルｋに割り当
てるべきか明らかでない。これはシーケンス（０，１．
１）に対応するクロスの群が線■の下にあるからである
。しかし、第４図の方法の第２比較４４の作用を例示す
る第６（ｂ）図において、クロスの同じ（０，１．１）
群が比較の決定線■の上に明らかに存在することが分か
る。従って、第２比較４４において、クロスの（０，１
．１）群は新しい決定マージンＭ′　により円から区別
できる。従ってすべてのケースにおいて、２つの比較４
２あるいは４４の１つあるいは他のもののいずれかは決
定マージンＭ′によりサンプルｋに対して値Ａ工′を生
じるであろう。

「アンド」法（第５図）の動作は丁度説明した「オア」
法と類似しており、これについて以下に説明する。もし
第５図の方法の第１比較５２がａ，−８＋ａ、がしきい
値Ｕ“より少ない、換言すれば値の対が第６（ａ）図の
線■より低い点に対応することを表すなら、値Ａ、”＝
Ｏが割り当てられる。もしこの点が線　の上にあるなら
、値Ａｋ′は円の（１，０，０）群がその線より上にあ
るという理由でまだ決定されない。第２比較５４は第６
（ｂ）図に例示されたように実行される。第２の比較に
対して、（１，０，０）群は明らかに線　の下にあり、
従って双方の比較５２と５４の後で、Ａ、′の値は第６
（ａ）図と第６（ｂ）図に示されたようにマージンＭ“
により決定できる。

系統的エラーＥ＝Ｏである第６（ａ）図と第６（ｂ）図
から分かるように、「オア」法と「アンド」法をそれぞ
れ用いて得られた新しい決定マージンＭ′とＭ′は等し
く、かつ既知の検出器で得られた古いマージンＭより僅
かばかり大きい。従ってこれらの方法はＥ＝Ｏである理
想的記録の既知の方法より殆ど利点を有していない。

しかし、著しい系統的エラーを持つ記録に対しては状態
が変わる。第６（ａ）図の６４と６５で示されたように
、最適しきい値Ｕ′とＵ″はＥが変化するにつれて変化
する。し゛きい値Ｕ′とＵ“の双方は系統的エラーＥが
正になるにつれて一層正になり、そしてＥが負になるに
つれて双方とも一層負になる。さらに重要なことは、決
定マージンＭ、Ｍ’およびＭ“ちまた変化することであ
る。これは第６図と同様な２つの２次元散乱プロットを
示す第７（ａ）図と第７（ｂ）図に例示されるが、しか
しＥ＝０．８５である間違って「オーバーエッチされた
」ケースは別である。

第７図において、Ａｋ＝０を表す円はプロットの下左側
隅に限界され、一方、クロスはそれに向かって下向きか
つ左向きに広がっている。水平（ａＩＩ）軸にすべての
円とクロスを投影することは第３（ｂ）図の１次元散乱
プロットを再生し、そして既知の検出器の決定マージン
Ｍは第７（ａ）図のａｋ軸の次に示されている。

しかし、新しい「オア」法と「アンド」法の決定線■と
Ｖがまた示されており、かつ「オア」法（第４図）によ
り得られた決定マージンＭ′は今や古いマージンＭより
ずっと大きいことが明らかに分かる。事実、正の已に対
して、マージンＭ′は常に大きく、従って第４図の方法
はｒオーバーエッチされたＪコンパクトディスクを再生
する場合に実質的な利点を与える。

「アンダーエッチされた」ディスク（Ｅが負）に対して
、第５図の方法はより大きな決定マージンＭ＃を与える
。と言うのは、その場合、円とクロスの散乱プロットは
第７図に示されたものと反対の態様で上向きかつ右向き
にバイアスされるからである。従って、もし最初に読み
取られる場合に系統的エラーの符号が決定できるなら、
改善された決定マージンは適当な検出法を選択し使用す
ることにより得られる。正しい方法を自動的に選択する
技術は第９図と第１０図とを参照して以下に説明されよ
う。

第８図は第４図の「オア」法（Ｅが正の場合）を具体化
するのに適しているハードウェアービット検出器を示し
ている。サンプル値ａ　ｋ−１ｔ　”　ｋ＋ａ　ｋ＊１
　は入カフ０を通して（第１図を参照して上に説明され
たように）ディスク読み取り装置から検出器に直列的に
到着する。２つのアナログ遅延回路７１と７２が入カフ
０に直列に接続されている。各回路７１と７２は１サン
プル期間Ｔだけその入力信号を遅延する。従って、値ａ
ｋ＋１が入カフ０で各サンプルｋに利用可能であるなら
、値ａｍとａｋ−１は図面に示されたようにそれぞれ第
１および第２遅延回路７１と７２の出力で利用可能であ
る。

第１和算回路７３は入カフ０および第１遅延回路７１か
ら値ａ　ｋ＊ｌ　とａ８を受信し、かつ値ａ　＠　＋　
ａ　ｋ＊１を有する出力を生成する。この値はこれまた
現在のしきい値Ｕ′を受信する第１しきい値弁別回路（
比較器）７５にフィードされる。第１しきい値弁別回路
７５の出力はこのように第４図のフローチャートの第２
比較４４の結果を伝える。

第２和算回路７４は第１および第２遅延回路７１および
７２の出力からそれぞれ値ａｋとａ、−１を受信し、値
ａｌｔ−＋　＋ａ、を有する出力を生成する。この値は
これまた現在のしきい値Ｕ′を受信する第２しきい値回
路（比較器）７６にフィードされる。

第２しきい値回路７６はこのように第４図のフローチャ
ートの第１比較４２の結果を運んでいる。

２つのしきい値回路７５と７６の出力はオアゲート７７
の第１および第２人力にそれぞれフィードされ、オアゲ
ート７７の出カフ８は各サンプルｋに割り当てられてい
る２進値Ａｋ′を運んでいる。Ｅが負である場合（「ア
ンダーエッチされた」）、第５図の「アンド」法はオア
ゲート７７をアンドゲートに変化することにより簡単に
具体化できる。

積分器７９は適応形式でしきい値回路７５と７６のしき
い値Ｕ′を規定するために使用されている。名目的には
ピットシーケンスＡ、′はＥＦＭ符号化されたシーケン
スＡｋ（第１図）が名目的に直流無しと言う理由でＯと
同じくらい多くの１を含んでいる。積分器７９は多数の
サンプルにわたってＡ　ｙ　’を平均するよう使用され
、かつ出力シーケンスＡｋの１と０の間でバランスを維
持することを要求されたようにその出力でしきい値Ｕ′
を変化する。

第９図は第４図と第５図の方法を選択し具体化できる完
全なビット検出器の一実施例を示している。第９図の実
施例はハードウェアー節約形態（ｈａｒｄｗａｒｅ−ｓ
ａｖｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅ）を組み込み、また系統的
エラー巳の極性を決定する手段も組み込んでいる。８０
，８Ｌ８３．８５．８７および８８として参照された部
分は第８図の検出器の７０．７１．７３等として参照さ
れた部分に対応している。しかし、第８図の部分７２．
７４および７６に対応する第２遅延回路、第２和算回路
あるいは第２しきい値回路は存在しない。

これらの回路は所与のサンプルｋに対する値ａｋ−１と
ａ５が以前のサンプルに対する値ａｋとａｋ＋と同しで
あると言う理由で省略できる。従って第８図において、
第２しきい値回路７６の出力は単に第１しきい値回路７
５の出力の遅延された変形である。

それ故、第９図において単一論理遅延ラッチ９２は次の
サンプルの別の比較結果を形成するよう１サンプリング
期間Ｔの各比較結果を蓄積する単一しきい値回路８５の
出力に接続されている。

アンドゲート９４はオアゲート８７の入力と並列に接続
された第１および第２人力を有し、かつ出力９５も有し
ている。オアゲート８７の出力８８あるいはアンドゲー
ト９４の出力９５のいずれかを出力ビツトシーケンスＡ
ｋ′を運ぶ出力９８に接続するために制御回路９６は電
子スイッチ９７を制御する。第９図の検出器の「オア」
法と「アンド」法の双方を具体化することにより、制御
回路９６は２つの代案の方法のどちらかが所与の記録中
の系統的エラー巳を対処するよう要求されていることを
具体化するよう検出器を形成できる。

制御回路９６はスイッチ９７の最良位置を選択するため
に系統的エラー巳の極性の知識を明らかに必要とする。

このために種々の技術が可能である。

１つの可能性は大多数のサンプルにわたってサンプル値
ａｋの符号の平均を計算することである。

他方、第９図の検出器で具体化された技術は低い振幅の
しきい値Ｕ′あるいはＵ“をそれぞれ有している検出器
の変形（すなわち、「オア」法あるいは「アンド」法）
を使用することである。これは検出器のオアおよびアン
ド形の出力８８と９５にそれぞれ接続された２つの積分
器１０１と１０２を備えることにより達成される。動作
上、Ｕ′とＵ“の値はこのように積分器の出力１０３と
１０４で連続的かつ並列に発生され、かつ制御回路９６
の一部分を形成する振幅比較器１０６の入力に印加され
る。

低い振幅しきい値を与える方法はスイッチ９７を動作す
ることにより制御回路９Ｇによって選択され、さらにス
イッチ１０日はまた示されたようにしきい値検出器８５
に適当なしきい値Ｕ′とｕ″を供給するよう備えられて
いる。第６図に関連して上に述べられたように、「オア
」法と「アンド」法の決定マージンＭ′とＭ＃はＥ＝Ｏ
である完全な記録を再生する場合に実質的に等しい。従
って系統的エラーが１つのタイプあるいは他のタイプと
して検出されるには小さ過ぎる場合になされる選択は任
意に決定できる。制御回路９６の動作のシーケンスは第
１０図のフローチャートに例示されている。

出力９８に接続された１つの積分器のみを使用する代案
の一実施例において、制御回路９６は双方の位置でスイ
ッチ９７により読み取られる新しい記録の小さい部分に
配列でき、かつその残りの記録のプレーバックに使用す
るしきい値の最低振幅を与える位置を選択できる。１つ
の積分器のみを使用することの欠点は、双方の変形の比
較が行えるように検出器の各変形を順次使用するために
ブレーハックを中断したり遅延したりすることが必要な
ことである。

２つの積分器による第９図と第１θ図の実施例は第１０
図のダッシュで示された流れ通路（ｆｌｏｗ　ｐａｔｈ
）１１０により表示されたように、第１０図に連続的あ
るいは少なくとも周期的に示された動作シーケンスを具
体化することにより系統的エラーＥの極性の変化に容易
に適応できる。これは例えば同じ記録担体の異なる部分
の間でＥが著しく変化する異なる時間あるいは異なる記
録袋ｒＩｊ、（例えば書き込み／消去可能記録技術のよ
うな）で行われた記録を再生する場合の欠点である。も
しこの制御シーケンスが連続的にあるいは任意の大きい
頻度で具体化されるなら、ある程度のヒステリシスを２
つのしきい値の比較に組み込むことは有利であろう。

さもなければ、Ｅが零に非常に近（かつランダム変動に
より符号が揺動する場合に、２つの方法の間の過剰スイ
ッチング（ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）
が起こるであろう。

なお別の代案は検出器の各方法を順次使用し、かつコン
パクトディスクシステムで使用されたように引き続く復
号回路により各ケースで検出されたエラーの割合を比較
する。

当業者はここに説明された実施例が本発明の範囲内で唯
一可能なものとは認めないであろう。特にここで採用さ
れた標記法と符号の取り決めは純粋に例示のためのもの
であり、信号の極性と意味は特定の適用では逆あるいは
交換できよう。例えばここで使用された「オーバーエッ
チされた」および「アンダーエッチされた」なる術語は
完全に交換可能である。とごうのは、典型的なマスクリ
ングプロセスにおいて、記録はその最終形式が固定され
る前には正の圧縮と真の圧縮の双方が存在するからであ
る。同様に、これらの術語のエツチングの参照は単に例
示であり、そしてどんなプロセスで記録が行われていて
も、それらは記録されたビットパターンのランレングス
の系統的エラーのすべてのソースを規定するために使用
されていることが評価されよう。さらに［記号のパター
ン（ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｍａｒｋｓ）　Ｊなる術語
は任意の検出可能な２進パターンを含んで構成されるべ
きであり、それは光学的あるいは他の方法で検出可能で
あるかどうか、そして記号がＣＤシステムとして機械的
形態であるかあるいは例えば位相変化と磁気光学記録技
術におけるような記録担体の他のいくつかの性質の変動
があるかどうかにかかわらずそうである。

さらに、本発明の方法は３つの隣接サンプル以上の使用
に拡張できる。（たとえあるにせよ）得られた余分の決
定マージンは特定のパターンの最小ランレングスに依存
し、かつまたチャネルインパルス応答にも依存しよう。

ＥＦＭ符号化によるコンパクトディスクの場合には３サ
ンプル以上を使用する方法を拡張することにより得られ
る利益は現在のチャネル特性では最小であると考えられ
ている。

二の開示からなお別の修正が当業者にとって明らかであ
ろう。そのような修正は設計、製造およびビット検出器
、記録システムとその較正部品の使用で既知であり、か
つここで既に説明された特徴の代わりもしくはそれに加
えて使用される他の特徴を含んでいる。たとえ特徴の特
殊な組合せに対してクレームがこの出願で公式化されて
いても、本出願の開示の範囲がその明示的あるいは暗示
的あるいは一般化のいずれかで新奇な特徴あるいはここ
で開示された特徴の新奇な組合せをまた含むことを理解
すべきであり、それが任意のクレームで現在特徴付けら
れたものと同じ発明に関連しているかどうか、そして本
発明がそうであるように同じ技術的問題のいくつがある
いはすべてを軽減するかどうかにかかわらずそうである
。この出願は本発明の実施あるいはそれから導かれた別
の出願の実施の間にそのような特徴および／またはその
ような特徴の組合せを新しいクレーＪ、が公式化するこ
とに注意を与えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知のビ・ント検出器を使用するコンパクトデ
ィスクチャネルを略式に示し、 第２図は（ａ）完全に製造されたディスクと（ｂ）間違
って「オーバーエッチされた」ディスク上に記録された
記号のパターンを示し、 第３図は既知のビット検出器の決定マージンの「オーバ
ーエツチング」の効果を示し、第４図と第５図は「オー
バーエッチされた」と「アンダーエッチされた」ディス
クをそれぞれ読み取るのに適している本発明を用いる方
法の２つの代案の部分を示すフローチャートであり、第
６図は系統的エラーの無い場合の第４図と第５図の方法
の動作を例示し、 第７図はいかにして［オーバーエッチされた」ディスク
の場合に第４図の方法の使用によって得られる改善され
た決定マージンを示し、第８図は本発明によるビット検
出器の一部分の一実力缶例を示し、 第９図は本発明によるビット検出器の一実施例を示し、 第１０図は第９図の検出器の制御回路の動作を例示する
フローチャートである。 １０・・・記録担体　　　　１２・・・書き込みプロセ
ス２０・・・ランド　　　　　２２・・・ビット２４・
・・ＣＩＩ？２６・・・加算器 ２８・・・フィルタ　　　　　３０・・・スイッチ３２
・・・等花器３イ・・・ビット検出器３８・・・最も右
の円 ４２、５２・・・第１比較ブロツク ４４、５４・・・第２比較プロンク ４６、５６・・・ブロック　　４８．５８・・・ブロッ
ク６４、６５・・・Ｅの変化　　７０・・・入カフ１、
８０・・・第１アナログ遅延回路７２、８２・・・第２
アナログ遅延回路７３、８３・・・第１和算回路 ７４、８４・・・第２和算回路 ７５、８５・・・第１しきい値回路あるいは比較器７６
、８６・・・第２しきい値回路あるいは比較器７７、８
７・・・オアゲート　７８．８８・・・出カフ９、８９
・・・積分器 ９４・・・アンドゲート ９６・・・制御卸回路 ９８・・・出力 １０３、１０４・・・出力 １０８・・・スイッチ ９２・・・論理遅延ラッチ ９５・・・出力 ９７・・・電子スイッチ １０１、１０２・・・積分器 １０６・・・振幅比較器 １１０・・・流れ通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録担体上の記号の２進パターンを表す波形から周
   期的に取られた一連のサンプル値に２進値を割り当てる
   方法であって、記号のパターンが通常１サンプリング期
   間以上の最小ランレングスを有するものにおいて、 該方法は記録担体上の記号をそれぞれ系統 的に短か過ぎるかあるいは長過ぎるようにする第１ある
   いは第２のタイプの系統的エラーに該パターンが従うか
   どうかを決定することを含み、さらに所与の各サンプル
   に対して、１つあるいはそれ以上の結合されたサンプル
   値を発生する所与のサンプル値を含む複数の連続サンプ
   ル値を結合し、その結合されたサンプル値あるいは結合
   された各サンプル値としきい値を比較し、かつたとえあ
   るにしても、どのタイプの系統的エラーであるかに依存
   して１つあるいはそれ以上のそのような比較の結果に応
   じて所与のサンプルに２進値を割り当てることを具える
   方法。 ２、所与の各サンプルに対して、 ａ）所与のサンプル値と２つの隣接サンプル値の１つと
   を結合し、 ｂ）結合された値と所定のしきい値を比較し、かつ ｃ）以下の比較結果のいずれか、すなわち （ｉ）２進値を所与のサンプルに割り当てるか、あるい
   は （ｉｉ）別の結合された値を発生するために所与のサン
   プル値と他の隣接サンプル値を結 合し、別の結合された値としきい値を比 較し、かつ２進値を所与のサンプルに割 り当てるその比較結果に依存すること、 を具える請求項１に記載の方法。 ３、２つの隣接サンプル値の各々が所与のサンプル値と
   結合され、かつ結合された各値はしきい値と比較され、
   ２つの比較結果が所与のサンプルに割り当てられた２進
   値を発生するために局所的に結合されている請求項２に
   記載の方法。 ４、２つの比較結果から２進値を発生するために使用さ
   れた論理演算が、どちらのタイプの系統的エラーが存在
   するかに依存して系統的に長過ぎるかあるいは短か過ぎ
   る請求項３に記載の方法。 ５、所与の各サンプル値がシリーズ中の次のサンプル値
   と結合され、かつ結合された値がしきい値と比較され、
   かつここでそのような各比較結果が次の所与のサンプル
   の２進値の決定に使用する比較結果を形成するよう少な
   くとも１つのサンプリング期間で蓄積される請求項２か
   ら４のいずれか１つに記載の方法。 ６、結合された各サンプル値がそこに結合されたサンプ
   ル値の算術和である請求項１から５のいずれか１つに記
   載の方法。 ７、記録担体上の記号の２進パターンを表す波形から周
   期的に取られた一連のサンプル値に２進値を割り当てる
   検出器であって、記号のパターンは通常１サンプリング
   期間以上の最小ランレングスを有し、該検出器は記録担
   体上の記号をそれぞれ系統的に短か過ぎるかあるいは長
   過ぎるようにする第１あるいは第２のタイプの系統的エ
   ラーに該パターンが従うかどうかを決定する手段を具え
   、かつさらに、結合されたサンプル値あるいは複数のサ
   ンプル値を発生するために所与のサンプル値を含む複数
   の連続サンプル値を結合する手段と、その結合されたサ
   ンプル値あるいは結合された各サンプル値としきい値を
   比較する手段と、たとえあるにしても、どのタイプの系
   統的エラーが存在するかに依存して所与のサンプルに２
   進値を割り当てる１つあるいはそれ以上のそのような比
   較結果に応答する手段を具える検出器。 ８、以下の手段、すなわち −所与の各サンプル値と２つの隣接サンプル値の１つと
   を結合する手段、 −結合された値と所定のしきい値とを比較する手段、お
   よび −以下の比較結果のいずれか、すなわち （ｉ）２進値を所与のサンプルに割り当てるか、あるい
   は （ｉｉ）別の結合された値を発生するために所与のサン
   プル値と他の隣接サンプル値を 結合し、別の結合された値としきい値を 比較し、かつ２進値を所与のサンプルに 割り当てるその比較結果に依存すること、 に応答する手段、 を具える請求項７に記載の検出器。 ９、２つの隣接サンプル値の各々と所与のサンプル値と
   を結合する手段と、結合された各値としきい値とを比較
   する手段と、所与のサンプルに割り当てられた２進値を
   発生するために２つの比較結果を論理的に結合する手段
   を具える請求項８に記載の検出器。 １０、２つの比較結果から２進値を発生するために使用
   された論理結合手段がどのタイプの系統的エラーが存在
   するかを決定する手段によって制御される請求項９に記
   載の検出器。 １１、以前に割り当てられた２進値のフィードバックに
   よってしきい値が適応的に決定され、かつここでどちら
   のタイプの系統的エラーが存在するかを決定する手段が
   所要の論理演算を決定するためにしきい値に応答する請
   求項１０に記載の検出器。 １２、シリーズ中の所与の各サンプル値と次のサンプル
   値を結合する手段と、結合された値としきい値とを比較
   する手段と、次の所与のサンプルの２進値の決定に使用
   する比較結果を形成するために少なくとも１つのサンプ
   リング期間にそのような各比較の結果を蓄積する手段を
   具える請求項８から１１のいずれか１つに記載の検出器
   。 １３、所与のサンプル値と隣接サンプル値を結合する手
   段が和算回路を具える請求項８から１２のいずれか１つ
   に記載の検出器。 １４、請求項７から１３のいずれか１つに記載の検出器
   を含む光ディスクプレーヤー。