JPH0581677A - 光学的情報記録再生装置の再生信号検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的情報記録再生装置の再生信号検出回路
に関し、マーク長方式で記録されたデータフォーマット
を利用し、ベースラインシフト分を含む再生信号でも正
確なスライスレベルで安定に読むことを可能にすること
を目的とする。 【構成】 マーク長方式で情報が光学的に記録媒体１上
に記録され、データ記録領域前にデューティ比50％の単
一記録周期信号が記録された光学的情報記録再生装置の
再生信号検出回路を、再生信号の極大値を検出する極大
値検出手段２と、単一記録周期信号の再生時に、検出し
た極大値をサンプルホールドするサンプルホールド手段
３と、サンプルホールドされた極大値と、データ部から
の再生信号から検出された同極性の極大値との差をとっ
てスライスレベルを作成するスライスレベル作成手段４
と、作成されたスライスレベルにより再生信号をスライ
スし、出力の変化点を記録ドメインのエッジ位置として
再生信号を二値化する二値化手段５とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録再生装置
の再生信号検出回路に関し、特に、記録ドメインのエッ
ジが意味を持つマーク長記録方式の光学的情報記録再生
装置の再生信号検出回路に関する。従来、光ディスク装
置は各種情報処理装置に必須である外部記憶装置の階層
において、その大容量性と可換性及びデータの信頼性を
特徴として利用分野を拡大しつつある。光ディスク装置
には、読み出し専用のもの（例えばＣＤ−ＲＯＭ）と、
１回だけ書き込みが可能なものと、自由に読み出し／書
き込みができるもの（例えばＩＳＯ標準版の５インチ光
ディスク装置）とがあるが、外部記憶装置として利便性
が高いのは自由に読み出し／書き込みができる光ディス
ク装置である。そして、この読み出し／書き込みが可能
な光ディスク装置は、従来の磁気ディスク装置等の外部
記憶装置に比べ、マスタディスクを元に複製を安価にか
つ多量に作成できるという特徴をもっている。

【０００２】そして、このような光ディスク装置は、今
後は一層小型化され、３．５インチ版や２インチ版が製
品化されようとしている。この結果、光ディスク装置に
はより小型で、記録容量が大きく、更に、再生信号の検
出の信頼性が高いものが望まれている。

【０００３】

【従来の技術】情報処理装置の外部記憶装置としてディ
ジタル情報を記録する装置としては、現在、磁気ディス
ク、磁気テープ及び光ディスク等がある。これらの外部
記憶装置では、情報記録の高密度化、記録／再生の高信
頼化を図るために、実際の記録データに何らかの符号化
を施す記録方式が採られている。現在よく用いられてい
る符号化方式は、ＲＬＬＣ−２／７（Run length Limit
ed Code - 2/7)や、ＲＬＬＣ−１／７と呼ばれているも
のである。これらの符号化方式は、符号化データ中にお
いて“１”または“０”が連続する個数を制限したもの
であり、低周波成分を含まない、必要帯域が狭くて済
む、再生信号からクロックを抽出し易い、等の長所があ
る。一方、このように符号化されたデータが実際媒体上
に記録される場合の方式として以下に示す２種類があ
る。

【０００４】(1) マークポジション記録方式 図７(a) に示す符号化データの“１”に１対１に対応し
て図３(b)に示すような記録ピットが設けられる記録方
式。 (2) マーク長記録方式 図７(a) に示す符号化データの“１”で記録ピットが始
まる、または終わるように、図３(c) に示すような記録
ピットが設けられる記録方式。

【０００５】図７から明かなように、マーク長記録方式
では記録ピットのエッジが符号化データの“１”に対応
するので、マークポジション記録方式における１個の記
録ピットが、マーク長記録方式においては２個の符号化
データ“１”を表すことができる。よって、マーク長記
録方式はマークポジション記録方式より高密度（＝高速
転送）に適している。

【０００６】ところが、このマーク長記録方式では、如
何に正確にマークエッジを検出できるかが問題となる。
マーク記録方式においてエッジ部分に相当するのは、再
生信号のエッジ部分である。再生信号のエッジ検出方式
には、適当な値で信号を比較することによって二値化す
るスライスレベル検出方式と、微分回路を通した後にピ
ーク点検出を行う微分方式とがある。それぞれのエッジ
検出方式を図８により説明する。

【０００７】図８(a), (b)はエッジをスライスレベルに
よって検出するスライスレベル検出方式を示している。
このスライスレベル検出方式では、図８(a) に示す再生
信号が所定のスライスレベルを越えた時に出力を"1" に
し、再生信号がスライスレベル以下では出力を"0" にし
て図８(b) に示す二値化信号を作っている。図８(c),
(d)はエッジを再生信号の微分波形のピークで検出する
微分方式を示している。この微分方式では、図８(c) に
示す再生信号を微分して図８(d) に示す微分信号を作
り、この微分信号のピーク点を検出することによって再
生信号のエッジを検出している。

【０００８】ところが、図８(a), (b)に示したスライス
レベル検出方式では、再生波形が低域カットされていた
場合、再生波形のデューティ比が５０％でないと波形の
基準電位が変動するベースライン変動が発生し、正確な
エッジ検出が出来なくなる。そのため、ベースライン変
動に追従する何らかの対策を施す必要がある。また、こ
のスライスレベル検出方式は、急激な変動には追従でき
ないという問題点がある。一方、図８(c), (d)に示した
微分方式は、ベースラインの変動の影響は受けないもの
の、微分操作により高域の雑音を強調するという欠点が
ある。

【０００９】ところで、書込／消去可能な光磁気ディス
クにおいて、記録容量を増大させるために記録密度が高
いマーク長記録を採用した場合、前述の２種類のエッジ
検出方式のどちらかを選ぶ必要がある。一般には、光磁
気的に情報を記録再生する光磁気ディスクのデータ領域
は、信号再生原理である磁気カー効果による偏光面の回
転角が１度以下と非常に小さいために信号品質が問題と
なっている。そこで、光磁気ディスク同値においては、
高域での雑音を増加させる微分検出は適しておらずスラ
イス検出方式が使われている。

【００１０】前述のように低域カットされた信号をスラ
イスレベルで二値化するためには、ベースラインの変動
分を補正する必要がある。そこでよく使われるのが、再
生信号のピーク値とボトム値を検出しその中間値をスラ
イスレベルとする方式である。ピーク及びボトム検出回
路とその動作原理について説明する。図９は従来のピー
ク検出回路の構成例を示すものである。ピーク検出回路
は入力信号の正極性側のピークを検出する回路と、負極
性側のピーク（ボトム）を検出する回路とから構成され
ており、それぞれの回路に、信号をバッファリングする
アンプＡp,Ａb とそれに直列接続されたダイオードＤp,
Ｄb 、及びそのダイオードＤp,Ｄb の負荷として並列接
続されたコンデンサＣp,Ｃb と抵抗Ｒp,Ｒb がある。バ
ッファアンプＡp,Ａb は、入力信号をハイインピーダン
スで受け、低インピーダンスで出力するいわゆるインピ
ーダンス変換器として作用する。ここで、正極性側の回
路の動作について説明すると、入力信号がコンデンサＣ
p に蓄えられた電荷（＝電圧∴Ｑ＝Ｃp Ｖ）より大きい
場合、ダイオードＤp がオンになり、コンデンサＣp を
充電するので、電圧値は入力電圧に追従する。とこら
が、コンデンサＣp の電圧が入力信号の電圧より大きい
場合、今度はダイオードＤpがオフして電圧はホールド
される。これによって、入力信号のピーク値を捕まえる
ことが可能になる。また、コンデンサＣp に並列に接続
されている抵抗Ｒp は、このホールドした時間を決める
働きをする。つまり、コンデンサＣp に蓄えられた電荷
を抵抗Ｒp とコンデンサＣp の時定数Ｒp*Ｃp で放電す
るのである。このときのピーク値のホールド値の変化の
様子を図10に示す。負極性側の回路のボトム検出の動作
も前述の正極性側の回路の動作と同じであるので、その
説明を省略する。

【００１１】このようにして捉えられたピーク値とボト
ム値の中間電圧 (中心値) は、ピーク値出力とボトム値
出力とを抵抗Ｒ1,Ｒ2 で接続した接続点から得られる。
そして、従来はこの中心値をスライスレベルとして、再
生信号を二値化することによって、前述したベースライ
ンシフトの問題を解決していた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図９の回路
を使用して前述のようなピーク・ボトム検出を行った場
合、ピーク基準点 (ＧＮＤ) から上側に入力信号がある
時間と下側に入力信号がある時間が異なると、その中間
電圧が正確なピーク・ボトム中間を捉えることができな
いという問題が起こる。これを以下に説明する。

【００１３】図11は典型的なベースラインシフトを発生
する入力信号 (実線) の変化に対する、ピーク値 (●)
、ピーク値出力 (一点鎖線) 、ボトム値 (●) 、ボト
ム値出力 (一点鎖線) 、および中心値出力 (破線) の変
化を示すものである。図11におけるとの区間を考え
てみると、の区間ではボトム出力値は、入力信号のボ
トム値を正確に追従しているが、一方のピーク出力値の
方は、回路の時定数で決まる一定値で電圧降下を起こし
ているだけである。従って、その中心値は正しい値とは
言えない。また、区間の場合には、と反対に正確な
のがピーク値出力で不正確なのがボトム値出力となり、
区間と同様に区間の中心値も正確な中間電圧とはな
らない。この原因は、ピークを捉える時間とボトムと捉
える時間が交互に、且つ時間的にずれてやってくるため
である。

【００１４】そこで、本発明は、マーク長方式で記録さ
れた光磁気ディスク装置において、光ディスクに記録さ
れたデータフォーマットを利用することにより、再生信
号がベースラインシフトを発生する典型的なものであっ
ても、再生信号から正確なスライスレベルが検出でき、
この結果、光ディスク上の信号を安定に読むことが可能
な光学的情報記録再生装置の再生信号検出回路を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の光学的情報記録再生装置の再生信号検出回路の原理
構成が図１に示される。図１に示すように本発明は、記
録媒体１上に記録ドメインのエッジが意味を持つ記録方
式で情報を光学的に記録でき、かつ、記録された情報を
光学的に再生することができ、更に記録媒体１上のデー
タ記録領域のデータ開始部にデューティ比50％の単一記
録周期信号が記録されている光学的情報記録再生装置の
再生信号検出回路であって、記録媒体１からの再生信号
の極大値を検出する極大値検出手段２と、再生信号が前
記データ開始部からの極大値の場合に、検出した極大値
をサンプルホールドするサンプルホールド手段３と、前
記サンプルホールドされた極大値と、前記データ開始部
より後のデータ部からの再生信号から検出された同極性
の極大値との差をとってスライスレベルを作成するスラ
イスレベル作成手段４と、作成されたスライスレベルに
より前記再生信号をスライスし、出力の変化点を記録ド
メインのエッジ位置として再生信号を二値化する二値化
手段５とを備えることを特徴としている。

【００１６】前述の極大値は再生信号のピーク値または
ボトム値のみでも良く、また、ピーク値およびボトム値
の両方を使用する場合には、極大値検出手段２の前段に
記録媒体１からの再生信号から一組の相補的再生信号を
作るコンプリメンタリ信号作成手段を設け、極大値検出
手段２を正極性の信号のピーク値を捉えるピーク検出回
路と、負極性の信号のボトム値を捉えるボトム検出回路
とから構成し、サンプルホールド手段３の前に、検出さ
れたピーク値とボトム値との差分を検出する差分検出手
段を設け、更に、スライスレベル作成手段４がこの差分
からスライスレベルを作成するようにしても良い。

【００１７】

【作用】本発明の光学的情報記録再生装置の再生信号検
出回路によれば、記録媒体１上のデータ記録領域のデー
タ開始部に記録されたデューティ比50％の単一記録周期
信号の極大値が検出されてこれがサンプルホールドさ
れ、この後、データ開始部に続く領域に記録されたデー
タの、同極性の極大値が検出されて両者の差分がとら
れ、この差分に基づいてスライスレベルが作成される。
このようにして作成されたスライスレベルはベースライ
ン変動を含んでいるので、このスライスレベルを基にし
て再生信号がスライスされ、出力の変化点が記録ドメイ
ンのエッジ位置として再生信号が二値化される。この結
果、再生信号のベースライン変動が如何なるものであっ
ても、正確な二値化信号が得られ、記録媒体上の情報再
生の信頼性が向上する。

【００１８】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の光学的情報記録再生装置の
再生信号検出回路の一実施例の構成を示すブロック回路
図である。この実施例における記録媒体は光ディスクで
あるが、この図には光ディスクは図示されていない。

【００１９】図２の実施例では、光ディスクからの再生
信号をコンプリメンタリアンプ21を用いて増幅し、同相
の正極性と負極性の２つの信号を作っている。これは、
従来のように、再生信号の正と負の極性の部分からその
ままピークとボトムを検出した際に起こる前述のような
問題点を解決するためであり、ピーク値とボトム値を捉
える時間と同一にして、放電する時間の長さ、及びタイ
ミングを揃えるためである。そのため、本発明では、コ
ンプリメンタリアンプ21によって相補的に得られる正負
の再生信号を使い、一方のピーク値と他方のボトム値を
それぞれ捉えるようにしている。

【００２０】しかし、このままではピーク、ボトムそれ
ぞれの出力の中間値は、当然のことながらベースライン
シフト分を反映してはおらず、互いに符号の異なるシフ
ト分の和は零、つまりグランドレベルとなる。しかし、
ピーク値とボトム値の差信号にはベースラインシフト分
が含まれており、この差信号から信号振幅分を減算する
ことができればベースライン分を抽出できることにな
る。ピーク値とボトム値との差分から、信号振幅を引く
ためには、ベースラインシフトを含まない信号が必要で
ある。そこで、本発明者らは光ディスクのデータ記録領
域の前に、ベースラインシフトを含まないデューティ比
50％の単一記録周期の信号が記録されていることに注目
し、この単一記録周期の信号のピーク値を利用してベー
スラインシフトを含まない信号振幅を求め、この信号と
データの再生信号との差を検出することによって、ベー
スラインシフト分を検出するようにした。

【００２１】従って、図２の実施例において、光ディス
クからの再生信号はまず、コンプリメンタリアンプ21に
入力される。このコンプリメンタリアンプ21は再生信号
を増幅して正極性の信号と、これと位相が同じで極性が
反転した負極性の相補的信号とを作成するものである。
コンプリメンタリアンプ21から出力された正極性の信号
はピークホルダ22に入力され、ピーク値が検出されて差
分回路24に出力される。また、コンプリメンタリアンプ
21から出力された負極性の信号はボトムホルダ23に入力
され、ボトム値が検出されて差分回路24に出力される。

【００２２】差分回路24ではピーク値とボトム値との差
が演算され、差信号がサンプルホールド回路25または別
の差分回路26に入力される。サンプルホールド回路25
は、後述するギャップ領域信号によって差分回路24から
の差信号をサンプルホールドするものである。一方、差
分回路26は、差分回路24からの差信号とサンプルホール
ド回路25からのサンプルホールド信号との差を演算し、
正極性の信号として出力するものであり、出力された差
信号は乗算器27でＫ倍されて比較器28に入力される。差
分回路26から出力される信号には、２倍のベースライン
シフト分が含まれているので、実際には乗算器27におけ
る倍率Ｋは１／２である。

【００２３】この乗算器27から比較器28に入力される正
極性の信号は、コンプリメンタリアンプ21からの正極性
の信号のスライスレベルとなるものであり、比較器28は
この乗算器27からのスライスレベルを基にしてコンプリ
メンタリアンプからの正極性の信号をスライスし、コン
プリメンタリアンプからの正極性の信号がスライスレベ
ルより大きい時に、例えばハイレベル"1" の信号を出力
するようにして、再生信号を二値化する。

【００２４】図３は光ディスクに記録されるデータフォ
ーマットを示すものであり、この図にはｎトラックにお
けるデータの記録状態が示されている。ｎトラックには
例えばｋ個のセクタがあり、各セクタには、セクタｉを
拡大して示すように、ギャップ部Ｇとシンクバイト部Ｓ
Ｂとデータ部Ｄとがある。ギャップ部Ｇはデータからク
ロックを抽出する際に必要なＰＬＬを引き込む為の領域
であり、最高記録密度でデューティ比50％の単一記録周
期の信号が記録されている。また、シンクバイト部ＳＢ
はデータビットを見つけるウインドウであり、データビ
ットの位相を合わせる信号が記録されている。データ部
Ｄにはデータが記録されている。

【００２５】図２の再生信号検出回路では、各セクタの
再生時にまず、このギャップ部Ｇからの再生信号がコン
プリメンタリアンプ21に入力され、正極性の信号と、こ
れと位相が同じで極性が反転した負極性の相補的信号と
に分けられる。そして、ピークホルダ22とボトムホルダ
23によってピーク値およびボトム値が検出されて差分回
路24にてその差がとられ、この差信号がサンプルホール
ド回路25においてサンプルホールドされる。このサンプ
ルホールドはサンプルホールド回路25に入力されるギャ
ップ領域信号によって行われる。このサンプルホールド
回路25からのサンプルホールド信号はベースラインシフ
トを含まない信号振幅であり、図４に一点鎖線で示すよ
うになる。

【００２６】一方、データ部Ｄから再生された信号のピ
ーク値とボトム値の出力は、図４に二点鎖線で示すよう
になる。従って、データ部Ｄから再生された信号のピー
ク値とボトム値の間の信号振幅からサンプルホールド信
号を引いた差信号は２倍のベースラインシフト分を含む
ことになり、これが乗算器27で１／２倍されるとベース
ラインシフト分を含むスライスレベルとなる。よって、
以後このスライスレベルを基にして比較器28がコンプリ
メンタリアンプからの正極性の信号をスライスし、コン
プリメンタリアンプからの正極性の信号がスライスレベ
ルより大きい時に、例えばハイレベル"1" の信号を出力
するようにして、再生信号が二値化される。このよう
に、本発明によれば、マーク長記録された光ディスクの
再生信号から正確なスライスレベルが検出でき、この結
果記録媒体上の信号を安定に読むことが可能となる。

【００２７】図５は本発明の光学的情報記録再生装置の
再生信号検出回路の他の実施例の構成を示すものであ
る。この実施例ではコンプリメンタリアンプを使用せ
ず、ダイオード51によって光ディスクからの入力信号の
正極性の信号のみがピークホルダ52によってピーク値検
出され、ピーク値出力がサンプルホールド回路53と差分
回路54に入力される。そして、差分回路54の出力がスラ
イスレベルとなって比較器55に入力される。

【００２８】この実施例の装置では、ギャップ部Ｇから
再生された入力信号のサンプルホールド値の波形が図６
に二点鎖線で示すようになり、ダイオード51を通過した
入力信号の波形が図６に実線で示すようになり、データ
部Ｄから再生された入力信号のピーク値出力波形が一点
鎖線で示すようになる。この実施例ではピーク値出力と
サンプルホールド信号との差がそのままベースラインシ
フト分になるので、図５の差分回路55の出力はそのまま
スライスレベルとなり、比較器55に直接入力される。そ
して、比較器55ではこのスライスレベルと再生信号が比
較され、２値化データとなって出力される。即ち、図６
には示されていないが、比較器55の出力の変化点が記録
されたドメインエッジとして検出され、光ディスク上の
信号が信頼性良く再生される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マーク長方式で記録された光磁気ディスク装置におい
て、光ディスクに記録されたデータフォーマットを利用
することにより、再生信号がベースラインシフトを発生
する典型的なものであっても、再生信号から正確なスラ
イスレベルが検出でき、この結果、光ディスク上の信号
を安定に読むことが可能になるいう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的情報記録再生装置の再生信号検
出回路の構成を示す原理構成図である。

【図２】本発明の光学的情報記録再生装置の再生信号検
出回路の一実施例の構成を示すブロック回路図である。

【図３】光ディスクに記録されるデータフォーマットを
示す図である。

【図４】図２の装置の動作を示す波形図である。

【図５】本発明の光学的情報記録再生装置の再生信号検
出回路の他の実施例の構成を示すブロック回路図であ
る。

【図６】図５の装置の動作を示す波形図である。

【図７】従来の光ディスクにおける符号化データの記録
方式の説明図であり、(a) は符号化データの例、(b) は
マークポジション方式の記録ピット、(c) はマーク長記
録方式の記録ピットを示す図である。

【図８】従来のエッジ検出方式を説明する図であり、
(a), (c)は再生信号、(b) はスライス方式による二値化
信号、(d) は微分方式による微分信号を示す図である。

【図９】従来のピーク検出回路の構成を示す回路図であ
る。

【図10】図９の回路における入力信号とピーク値、ピー
クホールド値の関係を説明する図である。

【図11】図９のピークボトム検出回路にベースラインシ
フト分を含む入力信号が入った時の動作を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１…記録媒体 ２…極大値検出手段 ３…サンプルホールド手段 ４…スライスレベル作成手段 ５…二値化手段 21…コンプリメンタリアンプ 22, 52…ピークホルダ 23…ボトムホルダ 24, 26…差分回路 25, 53…サンプルホールド回路 27…乗算器 28, 55…比較器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体(1) 上に記録ドメインのエッジ
   が意味を持つ記録方式で情報を光学的に記録でき、か
   つ、記録された情報を光学的に再生することができ、更
   に記録媒体(1) 上のデータ記録領域のデータ開始部にデ
   ューティ比50％の単一記録周期信号が記録されている光
   学的情報記録再生装置の再生信号検出回路であって、 記録媒体(1) からの再生信号の極大値を検出する極大値
   検出手段(2) と、 再生信号が前記データ開始部からの極大値の場合に、検
   出した極大値をサンプルホールドするサンプルホールド
   手段(3) と、 前記サンプルホールドされた極大値と、前記データ開始
   部より後のデータ部からの再生信号から検出された同極
   性の極大値との差をとってスライスレベルを作成するス
   ライスレベル作成手段(4) と、 作成されたスライスレベルにより前記再生信号をスライ
   スし、出力の変化点を記録ドメインのエッジ位置として
   再生信号を二値化する二値化手段(5) と、 を備えることを特徴とする光学的情報記録再生装置の再
   生信号検出回路。
2. 【請求項２】 前記極大値が再生信号のピーク値または
   ボトム値のみであることを特徴とする請求項１に記載の
   光学的情報記録再生装置の再生信号検出回路。
3. 【請求項３】 前記極大値検出手段(2) の前段に、記録
   媒体(1) からの再生信号から一組の相補的再生信号を作
   るコンプリメンタリ信号作成手段が設けられ、前記極大
   値検出手段(2) が前記コンプリメンタリ信号作成手段か
   ら得られた正極性の信号のピーク値を捉えるピーク検出
   回路と、負極性の信号のボトム値を捉えるボトム検出回
   路とを備え、前記サンプルホールド手段(3) の前に、検
   出されたピーク値とボトム値との差分を検出する差分検
   出手段が設けられ、更に、前記スライスレベル作成手段
   (4) がこの差分からスライスレベルを作成することを特
   徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生装置の再
   生信号検出回路。