JPH0419825A - 光学的情報の再生方法 - 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］ 本発明は光学的情報の再生方法に関する。

［従来の技術］ タイミングマークが形成された情報トラックにタイミン
グマークを起点として所定距離の位置から所定の周期で
情報マークが形成された光情報記録媒体の情報トラック
を光スポットにより所定の走査速度で走査し、光情報記
録媒体からの反射光もしくは透過光の上記タイミングマ
ーク・情報マークによる物理的変化を検圧し、情報マー
クの有無に応じた光学的情報を再生する方法は良く知ら
れている。

近来、このような光情報記録媒体に於ける記録密度の向
上が意図されている。

光情報記録媒体に於ける記録密度を高める方法としては
第１に情報マークの配列間隔を小さくする方法、第２に
情報トラックの間隔を小さくする方法、第３に情報トラ
ックの間隔を小さくし且つ情報マークの配列間隔を小さ
くする方法が考えられる。これら３方法のうち第２、第
３のものはその実現にあたって光情報記録媒体自体の仕
様から変更しなければならず簡易な実現は難しい。しか
し第１の方法は従来からある光情報記録媒体をそのまま
使用し、光学的情報の記録の仕様を変えるのみで簡単に
実現できる。

しかし情報マークの配列間隔を小さくすることは比較的
容易であるが情報マーク自体の大きさや再生走査用の光
スポットの径をそれに応じて小さくすることは必ずしも
容易ではない。

情報マークの配列間隔が光スポツト径に比して小さくな
ると、光スポットが再生すべき情報マークを照射すると
き同時に情報トラック上で当該情報マークの前後にある
別の情報マークも一部光照射されて当該情報マークの検
出信号にノイズ成分として干渉し、再生の精度を低下さ
せる。

このようなノイズ成分の干渉を除く方法としてアナログ
回路を用い、再生信号とその２回微分信号との線形演算
を行ったのちゼロクロス時刻を検出し、ジッターを低減
して情報を再生する方法が知られている（特開昭６０−
１０７ゴれ号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来方法はアナログ回路を用いるため調整に時間が
かかり、集積回路化した場合でも高い信頼性を安価に得
るのが難しいという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
情報マークの配列間隔を小さくして尚且つノイズ成分の
干渉を有効に軽減できる、光学的情報の新規な再生方法
の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。

本発明は「タイミングマークが形成された情報トラック
にタイミングマークを起点として所定距離の位置から所
定の周期で情報マークが形成された光情報記録媒体の、
上記情報トラックを光スポットにより所定の走査速度で
走査し、光情報記録媒体からの反射光もしくは透過光の
上記タイミングマーク・情報マークによる物理的変化を
検出し、上記情報マークの有無に応じた光学的情報を再
生する方法」であって、以下の点を特長とする。

即ち、タイミングマーク検出時刻を起点とし、上記走査
速度と情報マークの形成周期に応じた離散的時刻 ０．＋　、　ｊ　＋　−１＋　ｊ　＋　＋　ｊ　＋吟１
．ｔ、ゆ２１．、、。

に応じた検出値 、、、、Ｓ（ｔニー＋）、５（ｔｔ）、Ｓ（ｔ；＋＋）
、Ｓ（ｔニー２）、、、。

に基づき、 ｎを１又は２以上の整数、ｋをＯ＜ｋ＜１なる条件を満
足する干渉係数、ａを０＜ａ＜１．　ａ＃　ｋを満たす
数としてＳ”（ｔ、）＝Ｓ（ｔ：）＋Σ　（−ａ）Ｉｓ
（ｔ；−１）＋５（ｔｒ、Ｊ））Ｊ二１ なる演算を行い、その結果Ｓ”（ｔｌ）と基準値とを比
較したり、Ｓ”　（ｔ　、　）の値を相互比較すること
により、時刻ｔ、に於ける情報マークの有無を決定する
のである。

上記ｎ、ａは上記条件を満足するものの内から、適当な
ものを実験的に決定する。ｋは勿論実験的に求まる。

上記「光情報記録媒体からの反射光もしくは透過光のタ
イミングマーク・情報マークによる物理的変化」におけ
る「物理的変化」は、強度変化のみならずカー回転やフ
ァラデー回転等の偏光特性変化等を含む。

［作　　用］ 第１図（ａ）を参照すると、符号１は情報トラック、符
号２は光スポット、符号３はタイミングマーク、符号４
は情報マー・りを示している。

情報トラック１は複数のものが同心円状や螺旋状あるい
は互いに平行に形成される。

タイミングマー／７３は、情報トラックが同心円状もし
くは平行状である場合には個々のトラック毎に形成され
、情報トラックが螺旋状の場合にはトラック配列方向に
直交する方向の各１′列ごともしくは複数列毎に形成さ
れる。

光スポット２は走査用であり、一般にレーザー光束をス
ポット状に集束させたもので、その強度は「走査により
タイミングマークや情報マークが破壊されないような大
きさ」に設定される。

タイミングマーク３、情報マーク４は光情報記録媒体の
情報トラック上に形成され、光スポット２に照射される
とき反射光もしくは透過光に前述したような物理的な変
化を与える。従って、これらマークは具体的には透明な
光情報記録媒体基体に設けられた反射性のマーク、もし
くは反射性の光情報記録媒体基体に設けられた透過性の
マーク、あるいは反射光もしくは透過光に偏光面を旋回
させる特性を持つマーク等である。

その有無により情報を表現する情報マーク４は情報トラ
ック１上に於いてタイミングマーク３から所定距離の位
置から所定の周期で配列形成されている。換言すれば、
情報トラック１上には情報マーク４の形成されるべき位
置がタイミングマーク３との関係で予め定められており
、この位置に情報マークが形成されることも形成されな
いこともあるが、形成されるべき位置は上記所定周期で
定められているのである。

従って、例えば図に示すように光スポット２により情報
トラック１を一定の走査速度で矢印５の方向に走査する
と、情報トラック上の情報マークの位置は、タイミング
マークを検圧してから一定時間後から、所定の間隔を隔
した離散的時刻９１．。

１；−＋、　１．．１．ヤ１９２．に対応する。

上記離散的時刻、、、、ｔｉ−１，ｔｉ、ｔｉ。１１１
．は「走査速度と情報マークの形成周期」に応じて定ま
る。

従って、以下の説明に於いて例えば離散的時刻ｔにより
定まる情報トラック上の位置をタイミングｔ、の位置と
呼ぶことにする。

ここで説明の具体性のために光情報記録媒体が反射性、
情報マークが光透過性であるとし、光スポット２により
情報トラックを走査して反射光の強度を検出するものと
すると、光走査に伴う反射光強度に応じて光電変換され
た電気信号として第１図（ｂ）に示すような信号かえら
れる。

一方、タイミングマーク３の検出時刻を基準として上記
離散的時刻、＋、ｔｉ−１，ｔｉ＋ｔｉ＋１．．．に合
致させて第１図（Ｃ）に示すようなりロック信号を発生
させ、このクロック信号により第１図（ｂ）の電気信号
をサンプリングすると第１図（ｄ）に示すように、各離
散的時刻ｔ、に応じて検出信号Ｓ（ｔ、）が得られる。

同図に於いて符号Ｃは情報マークの有無による検出信号
の差を示し、この差Ｃが大きいほど情報マークの有無に
よる検出信号のコントラストが大きく情報マーク検出の
精度従って光情報再生の信頼性が大きい。しかし情報マ
ークの配列間隔を小さくすると差Ｃが次第に小さくなり
検圧信号のコントラストが低下して光情報再生の信頼性
が低下する。

これは前述のように情報マークの配列間隔が小さくなる
と一つの情報マークが光スポットで照射されるとき情報
トラック上で当該情報マークの前後にある隣接情報マー
クも一部光照射され、これら隣接情報マークによる反射
光強度変化がノイズ成分として干渉するためである。

隣接する情報マークによるノイズとしての影響は干渉係
数により表される。

第３図を参照すると、この図の縦軸は検圧信号のレベル
を示し、横軸はタイミングによる位置を示している。タ
イミングは情報マークに対するタイミング１．、．１．
．１．、、を示している。

曲線１０は光スポットが「タイミングも１の位置Ｊにあ
るとき、この位置にあるべき情報マークの位置がタイミ
ング中心し、がらずれたときの検圧信号の変化を示して
いる。なお検出信号は光スポツト中心とタイミングｔ１
の位置にあるべき情報マークの中心が一致したときのレ
ベルを１に規格化している。

干渉係数には曲線１０のタイミング１１−、、１．、、
の位置に於ける値として定義され、隣接情報マークから
の信号の混入の割合を与えるが、情報マークの配列間隔
と情報マークの大きさ及び光スポットの大きさによって
定まると考えられ、Ｏ＜ｋ＜１の範囲の値を取る。

さて情報トラック上に於ける任意の情報マークを考える
と、この情報マークの前後には０〜２個の隣接マークが
存在する。

タイミングｔ、の位置を光スポットが照射したときに得
られる検出信号をＳ（ｔ、）とすると一般に、Ｓ（ｔ＋
　）＝Ｓ’　（ｔ；　）＋に一３゛（ｔ；　−、）＋に
−３“（ｔｉ、Ｉ）　　（１）が成り立つ。

ここにｓ’（ｔ、）はタイミングｊｉ−１ｓｔｉ＋１の
位置に情報マークが無い場合にタイミングｔ１の位置を
光スポットで照射したときに得られる検出信号を表し、
タイミングｔ１の位置に情報マークが有るときの値を１
に規格化する。タイミングｔ、の位置に情報スポットが
無いときのＳ’（ｔｉ）値はＯである。

従ってタイミングｔ１の位置に情報マークが存在し、そ
の前後に隣接情報マークが存在しなければ検出信号のレ
ベルは（１）式に従い１＋０＋０＝１となる。

これに対してタイミングｔ１の位置に情報マークが存在
せず、その前後に隣接情報マークが２個存在する場合は
検出信号のレベルはＯ＋に＋ｋ・２にとなる。

情報マークの有無による検出信号のコントラストは光ス
ポットの照射しているタイミング位置における情報マー
クの有無と隣接情報マークの有無の組み合わせにより変
化し、上記コントラストが最小となるのは直上でのべた
２つの場合の組み合わせによるコントラストで（１−２
ｋ）となる。

また理想的なコントラストは隣接情報マークがＯの場合
においてタイミングｔ、の位置に情報マークが有る場合
と無い場合の組み合わせの場合に得られ、その値は１で
ある。

上記検出信号のコントラストが最小となる情報マーク配
列の組み合わせを「最悪の組み合わせ」と呼ぶ。

さて、本発明に於いては前述の如く、検出値、、、、Ｓ
（ｔ；−＋）、　Ｓ（ｔ；）、Ｓ（ｔ；、＋）、　Ｓ（
ｔ；、２）、、、。

に基づき、 ｎを１又は２以上の整数、ｋを０＜ｋ＜１なる条件を満
足する干渉係数、ａをＯ＜ａ＜１．　ａ＃　ｋを満たす
数としてＳ”（ｔ；）＝Ｓ（ｔ；）＋Σ（−ａ）’（Ｓ
（ｔニー；）＋Ｓ（ｔ；、＝））　　（２）なる演算を
行い、時刻ｔ１に於ける情報マークの有無を決定する。

（１）式を用い、ｎ＝にのとき（２）式はＳ’（ｔ＋）
＝Ｓ’　（ｔ：）＋ａ−３’　（ｔニー＋）＋ａ−３’
　（ｔ；＋＋）→Σ（−ａ）’（Ｓ’　（ｔ；−＝）”
ａ’ｓ’　（ｔｌ−、、−＋）＋ａ−３’　（ｔｉ−、
＋＋ｌ）”Ｓ’　（ｔｉ＋ｊ）”ａ”Ｓ’　（ｔｉ＋ｊ
−１）＋ａ’ｓ’　（ｔ＋、＝、ユ））　　　　（３）
となり隣接情報マークによるノイズ成分に−ｓ’　（ｔ
；−＋）＋に−ｓ’　（ｔ＋４＋）を低減させることが
分かる。このようにノイズ成分を低減することにより第
１図（ｅ）の如くコントラストをＣ゛のように増大させ
ることができる。

式（３）によるコントラスト増大の効果はｎの値を大き
く取るほど高くなるが演算の複雑さを考慮するとｎの値
は小さいほど良い。実際にはｎ＝１としても十分な効果
が得られる。

また、ａはＯ＜ａ＜１．　ａ＃　ｋの範囲で適宜選択で
きるがここではｎ＝にの場合を説明する。

（３）式でｎ＝１．　ｎ＝にとすると、Ｓ’（ｔ；）・
Ｓ’　（ｔ、）−に２（２Ｓ’　（ｔ、）÷６３＋６４
）　　　（４）が得られる。ここに ｓ’（ｔ、）・０（タイミングｔ１の位置に情報マーク
有り）・１（タイミングｔ１の位置に情報マークなし）
δ３．δ４ ＝１（タイミングｔｉ　−１＋　ｔｉ　＋　１の位置に
情報マーク有り） ・０（タイミングｊｉ−１１ｊｉ。１の位置に情報マー
クなし）である。

因みに、この表記では前述の（１）式はＳ”（ｔｌ）・
Ｓ’（ｔ：）＋ｋ（δ３＋６４）　　　（５）となる。

上述した最悪の組み合わせ、即ち「タイミングｔ１の位
置に情報マークがあってその前後に隣接情報マークがな
い場合の情報マーク配列と、上記位置に情報マークが無
くてその前後に２個の隣接情報マークが有る場合の情報
マーク配列の組み合わせｊに於ける検圧信号のレベル即
ち規格化された検圧信号のコントラストを干渉係数ｋを
パラメーターとして（４）式及び（５）式に従って算出
した結果を第４図に示す。同図（ａ）は（５）式による
算出結果、（ｂ）は（４）式による演算結果である。（
４）式を用いる本発明の方法では、（５）式を用いる従
来法に比して干渉係数がある程度大きくても「最悪の組
み合わせ」における検圧信号のコントラストが有効に改
良されることがわかる。即ち、従来法では第４図（ａ）
に示すようにｋの増加とともにコントラストは直線的に
０に近付くのに対し、本発明の方法によればｋの増加に
伴いコントラストはゆっくりとＯに近付くのである。

なお、本発明において数値ａは基本的にはａ＝にとする
ことが好ましいが、数値ｎの選択値あるいは記録媒体の
特性により、コントラストが最も改善されるようにａの
値を選択するのが実際的である。このときａの値がｋの
値と多少ずれることもあり得るが、本発明の趣旨から逸
脱するものでは無い。

また（３）式においてｎを変えると最悪の組み合わせに
於けるコントラストは（１−（２ｋ）”）となるのでｎ
をパラメーターとしてコントラストの変化を表すと第４
図（Ｃ）に示すようになりｋ＜０．５に対してコントラ
ストの著しい改良が得られる。なお第４図（ｃ）でｎ＝
ｏは従来法の場合を示す。

［実施例］ 以下、具体的な実施例を説明する。

第２図は本発明を実施するための回路の１例をブロック
図として示している。

光ピツクアップ２０において光スポットにより検出され
た検出信号１０が同期信号検出器２１に印加されると同
検呂器２１によりタイミングマーク（第１図・符号３）
が検出される。検出器２１はタイミングマーク検出時刻
に基ずいてグロック発生器２２を起動し、Ａ／Ｄ変換器
２３により情報マーク位置に応じた所定時刻ｊ４．ｊ２
＋−−−１ｊｉ−１，ｔｉ＋ｔｉ。＋９．に於ける検出
信号がサンプリングされ検出値Ｓ（ｔ、）としてデジタ
ル信号に変換される。

変換された検出値Ｓ（ｔ、）はデジタル演算器２４に入
力する。デジタル演算器２４は、連続する３つの検出値
に基づき前述の（４）式（一般には（３）式）に従う演
算を各タイミングマークに実行する。

演算の結果は判定回路２５に送られ、判定回路２５は適
当なしきい値と比較することにより演算結果を判定した
り、前後の値を相対比較することにより演算結果を判定
し、情報マーク４の有無を再生信号２６として出力する
。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば光学情報の新規な再生方法を提供
できる。この方法は上述の如く構成され、検出信号のコ
ントラスト増大のための演算をデジタル演算で行うから
情報マークの配列間隔を小さくして光情報記録媒体の記
録密度を高めても、高い信頼性をもって情報再生を行う
事ができる。

また再生信号の周波数あるいはビットレートが変化した
場合に於いても、アナログ回路の場合は回路定数の複雑
な再調整が必要となるのに対し、本発明の方法では第２
図で例示されるＡ／Ｄ変換器のクロック周波数を変える
だけで対応できるためシステム的な融通性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための図、第２図は実施例を
説明するための図、第３図は本発明の詳細な説明する図
、第４図は実施例の効果を説明する図である。 ユ００．情報トラック、２００．光スポット、３１１．
タイ本多　章稚案豐、 １フ 勺 倉躬膏学Ｑ−にや グＨ叫♀ｏＰＱツン命 一〇噌（−如νＭ９０．ギＬＩい区Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タイミングマークが形成された情報トラックにタイミン
   グマークを起点として所定距離の位置から所定の周期で
   情報マークが形成された光情報記録媒体の、上記情報ト
   ラックを光スポットにより所定の走査速度で走査し、光
   情報記録媒体からの反射光もしくは透過光の上記タイミ
   ングマーク・情報マークによる物理的変化を検出し、上
   記情報マークの有無に応じた光学的情報を再生する方法
   であって、 タイミングマーク検出時刻を起点とし、上記走査速度と
   情報マークの形成周期に応じた離散的時刻 ．．．、ｔ＿ｉ＿−＿１、ｔ＿ｉ、ｔ＿ｉ＿＋＿１、ｔ
   ＿ｉ＿＋＿２、．．．．に応じた検出値 ．．．、Ｓ（ｔ＿ｉ＿−＿１）、Ｓ（ｔ＿ｉ）、Ｓ（ｔ
   ＿ｉ＿＋＿１）、Ｓ（ｔ＿ｉ＿＋＿２）、．．、に基づ
   き、ｎを１または２以上の整数、ｋを０＜ｋ＜１なる条
   件を満足 する干渉係数、ａを０＜ａ＜１、ａ≒ｋを 満たす数として Ｓ＾＊（ｔ＿ｉ）＝Ｓ（ｔ＿ｉ）＋▲数式、化学式、表
   等があります▼（−ａ）＾ｊ｛Ｓ（ｔ＿ｉ＿−＿ｊ）＋
   Ｓ（ｔ＿ｉ＿＋＿ｊ）｝なる演算を行い、時刻ｔ＿ｉに
   於ける情報マークの有無を決定することを特徴とする光
   学的情報の再生方法。