JPS6235710A - 信号レベル判定装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光ディスクの再生信号などの直流レベルが互
いに異なり、かつ順番に繰り返し供給される複数のパル
ス信号の波形整形などに用いて好適な信号レベル判定装
置に関する。

〔発明の背景〕

ディジタルデータ信号で強度変調されたレーザ光を光デ
ィスクに照射することＫより、光ディスクの反射率をレ
ーザ光の強度に応じて変化させてディジタル信号の記録
を行ない、この光ディスクに一定強度のレーザ光を照射
し、反射光量の変化を検出することによって上記ディジ
タルデータ信号を再生するようにした光学式記録再生に
おいては、ディジタルデータ信号の高密度記録化が可能
であるが、これによって記、録ビットの直径が再生レー
ザ光の直径に近くなる。このために、記録時のディジタ
ルデータ信号は一連の論理、′″１”、ｏＩ′のレベル
の矩形状のパルス列からなっているのに対し、上記の直
径の記録ピットから再生されたパルスは、立上り、立下
りエツジがなまって正弦波状の波形に近すいてしまうこ
とになる。

そこで、再生信号は波形整形回路によって全てのパルス
が矩形状波形となるように整形される。

この波形整形方法としては、再生信号を所定基゛準しベ
ルの基準電圧とレベル比較し、再生信号のレベルがこの
基準レベルより高いときには論理″１”の信号を出力し
、基準レベルより低いときには論理′″０″の信号を出
力するものであり、これによって再生信号の各パルスは
矩形状波形をなすことになる。

かかる基準レベルの値は、波形整形回路の出力信号の＠
ｌ”、ＯＮの時間幅が記録時のディジタルデータ信号の
′″１″、＠Ｏ”の時間幅と同じ値あるいは同じ比率と
なるように、設定される必要がある。

これを実現する最も簡単な方法としては、周知のようＫ
、レベル比較回路を用い、このレベル比較回路の一方の
入力を再生信号とし、他方の入力を固定され九直流電圧
とし、この直流電圧のレベルを前記の最適条件を満足さ
せるようにｐ４整する方法である。しかしながら、再生
レーザ光の反射光を検出するホトダイオードやこれから
得られる微少出力信号を増幅する直流増幅器に生ずる熱
などによって信号の直流レベルが変動した場合、あるい
は光ディスクの材料に起因して再生信号の直流レベルが
変動した場合、上記の方法では、上記最適条件を満足さ
せるような波形整形を行なうことができない。

かかる問題を解消する九めに、従来、再生信号の最大値
と最小値（以下、これらをピーク値と総称する）を検出
し、これらの所定比率の電圧値（理想的には、中間値）
を求め、これを基準レベルとする方法が提案されている
。これによると、再生信号の直流レベルが変動しても、
これに応じて基準レベルも変動するから、常に、上記最
適条件を満足させるように、再生信号の波形整形が行な
えるはずである。

しかしながら、このためには、ピーク値検出装置の応答
性をどのように設定するかが問題となる。

すなわち、応答を速くすると、速い周期の直流レベルの
変動にも対応できるが、光ディスクのきずなどＫよって
生ずる再生信号のレベル変動にも応答してしまい、後に
ドロップアウト補償に必要なレベル変動分がな（なって
しまうばかりでなく、このレベル変動期間が終って元の
正しい基準レベルに戻るまでの間に、基準レベルが変動
してこの間のデータの読み取りも不能となる場合がある
。

逆に、応答が遅い場合には、基準レベルが固定され念も
のに近くなって直流レベルの変動に対し充分に応答しな
くなり、′１″、＠０”の時間幅が記録時と大幅に異な
って、最悪の場合には、パルスが欠落するようなことも
生じ、読取りエラーを生ずる可能性もある。

このように、再生４号から基準レベルを得るようにした
従来技術としては、たとえば、特開昭５７−１０５８３
０号公報に開示されており、光ディスクの特定の回転数
に対する応答性について述べられている。

また、この特許公開公報においては、各トラックを複数
の領域（すなわち、セクタ）に区分し、さらに、各セク
タをプリフォーマット部と追記部とに区分して、このプ
リフォーマット部にアドレス信号などを表わすビット列
（プリピット）を記録し、追記部に情報データを記録す
るようにした追記部・溝付光ディスクへの適用例が説明
され℃いる。かかる光ディスクにおいては、プリピット
はディスクの制作と同時に形成されるものであり、情報
データは、光ディスクの使用時、プリフォーマット部の
データを用いて、所望トラックの所望セクタの追記部に
記録される。

かかる光ディスクから再生信号を得る場合、プリフォー
マット部から得られる信号と追記部から得られる信号と
では、ピーク値が大きく異なる場合が多く、プリフォー
マット部と追記部とを連続して再生するものであるから
、再生がプリフォーマット部から追記部に移るとき、ま
た、その逆のとき、基準レベルを迅速かつ大きく変化さ
せる必要がある。上記特許公開公報に開示される従来技
術では、このために、再生信号からプリフォーマット部
を再生することを検出し、その再生がプリフォーマット
部から追記部に移る際、低域通過フィルタの通過帯域を
拡げることによって基準レベルの設定回路の応答性を高
め、追記部から得られる再生信号のピーク値に迅速に基
準レベルが応答するようにしている。

しかしながら、全てのトラックの全てのセクタに情報デ
ータが記録されるわけではなく、また、各トラックでは
、各セクタにその配列順序で順番に情報データが記録さ
れるのでもない。情報データは、それ毎に選択されたト
ラックの選択されたセクタに記録される。このためＫ、
各トラックでは、情報データが記録されたセクタもあれ
ば、これが記録されないセクタもあり、しかも、これら
セクタは不規則に配列されているのが一般的である。

情報データが記録されていないセクタにおいては、プリ
フォーマット部から得られる再生信号のピーク値と、何
も記録されていない追記部から得られる信号（この場合
には、何も信号が得られないが、これは、最小値のレベ
ルの信号が得られるものとみることができる）のピーク
値とは大きな差がある。

そこで、上記従来技術において、プリフォーマット部、
追記部間で再生が移るときに、基準レベルの設定回路の
応答速度を高め九としても、情報データが記録されたセ
クタに対して効果があるのであって、追記部に情報デー
タが記録されていない場合には、プリフォーマット部、
追記部間で再生が移るとき、基準レベルを非常に大きく
変化きせる必要があることから、整定時間が非常に長く
なる。これは、再生がプリフォーマット部から追記部へ
移るときには、この追記部に情報データが記録されてい
ないから問題はないが、情報データが記録されていない
追記部から次のセクタのプリフォーマット部へ再生が移
るときには、整定時間が長いために、その間の基準レベ
ルは正しいものではない。このために、プリフォーマッ
ト部からの再生信号は正しく波形整形されないことにな
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消し、異
なるパルス信号間で直流レベルが大きく異なっても、夫
々のパルス信号に対して基準電圧のレベルを適正に設定
可能とした信号レベル判定装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、各パルス信号毎
に夫々のパルス信号のピーク値に応じた適正なレベルの
電圧を形成し、該電圧を対応する該パルス信号の基準電
圧とするとともに、該電圧をサンプルホールドし、ホー
ルドされた該電圧を。

パルス信号から前記適正なレベルの電圧が得られないと
きに、前記基準電圧とするようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実尻例を図面によって説明する。

第１図は本発明による信号レベル判定装置の一実施例を
示すブロック図であって、１はプリアンプ、２は波形等
４６回路、３は比較回路、４はピーク値検出回路、５は
演算回路、６，７はサンプルホールド回路、８は切換回
路、９はヘソグー検出回路、１０はフラグ検出回路であ
る。

同図において、光ディスク（図示せず）ホトダイオード
（図示せず）で検出された微小振幅の再生信号は、プリ
アンプ１で所定の振幅になるように増幅された後、波形
等化回路２によって波形歪の除去などの処理がなされる
。波形等価回路２の出力信号ａは比較回路３に供給され
、切換回路８からの基準レベルの電圧（以下、基準電圧
という）　。

ｂとレベル比較される。比較回路３は、信号ａのレベル
が基準電圧すよりも高い期間では、たとえば論理″１”
の電圧を出力し、これとは逆の期間では、論理頴”の電
圧を出力する。この比収興鮎３の出力１＝ａ＝ｃが波形
整形されたディジタルデータ信号であり、図示しない復
調回路に供給され、記録時になされた変調に対して復調
が行なわれて原データが得られる。

次に、基準電圧すの発生手段について説明する。

成形等化回路２の出力信号ａは、また、ピーク値検出回
路４に供給される。ここで、ピーク値とは信号の最大値
、最小値をいい、ピーク値検出回路４は信号ａから最大
値ａｍａｘ　、最小値ｄｍｉｎを検出して出力する。演
算回路５は、これら最大値ｄｔｒｓｓｘ。

最小値ｄｍｌｎを加算、割算処理などを行なうことによ
り、最大値ｄｍａｘと最小値ｄｍｌｎ間の所定レベルの
電圧ｅを形成する。演算回路５のかかる演算処理は常に
同じであり一したがって、得られる電圧ｅのレベルは、
信号ａのピーク値が変化すると、これに応じて変化する
。しかし、いかなるピーク値に対しても、最大値ｄｍａ
ｘ　、最小値ｄｍｌｎの差に対する上記所定レベルと最
小値ｄｍｌ　ｎの差の割合が一定になるようにする。こ
の所定レベルは、最大値ｄｍａｘと最小値ｄｍｉｎとの
中間の値に設定するのが理想的であるが、波形等化回路
２の出力信号ａには、多少波形歪が残留することから、
この中間値よりも若干ずらした方が、比較回路３からは
、先に述べた最適な条件をより満足するように波形整形
されたディジタルデータ信号Ｃが得られる。

演算回路５の出力電圧ｅはサンプルホールド回路６．７
に供給される。サンプルホールド回路６は、フラグ検出
回路１０からの制御信号ｆ、により、入力電圧ｅをサン
プリングし、てそのまま出力する動作とホールドして出
力する動作とに切換えられる。サンプルホールド回路７
も同様であって、フラグ検出回路１０からの制御信号ｆ
、により、入力電圧ｅをサンプリングして、そのまま出
力する動作とホールドして出力する動作とに切換えられ
る。

フラグ検出回路１０は、比較回路３から出力されるディ
ジタルデータ信号Ｃが供給され、これから光ディスクの
各セクタのプリフォーマット部から再生された部分（以
下、プリフォーマット部信号という）と追記部から再生
された部分（以下、追記部化分という）とを、これらの
部分を区分するフラグとへラダー検出回路９の出力信号
ｉとによって判別し、サンプルホールド回路６を、プリ
フォーマット部信号期間では、サンプリング動作させて
、それ以外の期間では、ホールド動作させるような制（
財）信号ｆ、を出力し、また、サンプルホールド回路７
を、追記部信号期間では、サンプリング動作させて、そ
れ以外の期間では、ホールド動作させるような制御信号
ｆ、を出力する。

サンプルホールド回路６，７の出力電圧ｇ１＋ｇ＊は切
換回路８によって選択され、基準゛４圧すとして比較回
路３に供給される。切換回路８はへラダー検出回路９が
出力する制御信号りによって制御され、比較器３に供給
される信号ａがプリフォーマット部信号であるときには
、サンプリング動作状態にあるサンプルホールド回路６
の出力電圧ｇｌが選択され、これが追記部信号であると
きには、サンプリング状態にあるサンプルホールド回路
７の出力電圧ｇｖが選択される。これにより、比較回路
３では、プリフォーマット部信号とレベル比較する基準
電圧すはこのプリフォーマット部信号から演算回路５で
形成され九電圧ｅであり、また、追記部信号とレベル比
較する基準電圧すはこの追記部信号から形成された電圧
ｅである。但し、比較回路３に供給される信号ａが情報
データが記録されていない追記部から得られる追記部信
号がある場合には、サンプルホールド回路７はホールド
動作状態に保持され、それ以前の追記部信号から演算回
路５で得られた電圧ｅが基準電圧すとして比較回路３に
供給される。

比較回路３に供給される追記部信号が情報データが記録
された追記部から再生されたものであるか、情報データ
が記録されていない追記部から再生されたものであるか
の判定は、フラグ検出回路１０でディジタルデータ信号
Ｃのフラグによって行なわれる。

次に、波形等化回路２の出力信号ａの具体例を゛あげて
ヘッダー検出回路９およびフラグ検出回路１０の動作を
より具体的に説明する。

第２図は光ディスクにおけるセクタ構成の一具体例を示
す模式図である。

同図において、先にも説明したように、各セクタはプリ
フォーマット部５０と追記部５１とからなる。プリフォ
ーマット部５０には、セクタの先頭を表わす特定ビット
パターンのセクタマーク５０ａと、トラック番号やセク
タ番号などのアドレス信号５０ｂが記録され、さらに、
プリフォーマット部５０の終端を表わすギャップ５０ｃ
が設けられている。追記部５１は、後にユーザが所望の
情報データを記録できる領域であり、情報データ５１ｂ
が記録される場合には、その先頭にフラグ５１ａも記録
される。情報データ５１ｂが゛記録されていないときに
は、フラグ５１’ａも記録されておらず、したがって、
フラグ５１ａの有無により、並記部５１に情報データ５
１ｂが記録されているか否かを判別できる。

かかるセクタに対する再生信号ａにおいては、第３図に
示すように、プリフォーマット部信号ａ。

と追記部信号ａ、とのピーク値は、一般に、大きく異な
るために、それらの基準レベルｂ、、ｂ、も大きく異な
ら破る必要がある。但し、各セクタのプリフォーマット
部信号間では、基準レベルはそれほど異差はないし、ま
た、情報データが記録された追記部から再生された追記
部信号間でも、基準レベルはそれほど差異がない。しか
し、情報データが記録された追記部から再生される追記
部信号と情報データが記録されていない追記部から再生
される追記部信号との間では、基準レベルが大きく異な
る。

ヘッダー検出回路９は、ディジタルデータ信号Ｃｎ４プ
リフオーマツト部信号ａ、からセクタマークとギャップ
とを検出し、第３図に示すように、プリフォーマット部
信号ａの期間のみ１″となる制御信号りを出力する。切
換回路８は、この制御信号りが１１″の期間サンプルホ
ールド回路６の出力電圧ｇｌを選択し、′０″の期間サ
ンプルホールド回路７の出力′電圧ｇ２を選択する。ま
た、ヘッダー検出回路９は、検出したセクタマークとギ
ャップとを信号ｉとしてフラグ検出回路１０に送る。

フラグ検出回路１０は、ヘッダー検出回路９かも送られ
た信号ｉにより、第３図に示すように、セクタマークか
らギャップまでの期間のみ“Ｏ″となる制御信号ｆ、を
出力する。サンプルホールド回路６は、この制御信号ｆ
１がＯＩ′の期間サンプリング動作状ｉにあり、”１”
の期間は、”０”の期間の終端での信号ｅのレベルをホ
ールドするホールド動作期間にある。この場合、制御信
号りが１１”から０″に反転する時点よりも制御信号ｆ
１が０″から１″に反転する時点を若干早める。これは
、これらの時点を一致させると、プリフォーマット部信
号ａ、かう追記部信号ａ、に移るときの演算回路５の出
力信号ｅのレベル変動部分でホールドがなされることに
なるからである。

かかる動作により、サンプルホールド回路６では、比較
回路３に追記部信号ａ、が供給されている期間、その直
前のプリフォーマット部信号ａ、から形成された基準電
圧が保持されている。次のプリフォーマット部信号ａ、
が比較回路３が供給されたときには、サンプルホールド
回路６に供給される電圧ｅの開始部分では、レベルがｂ
ｌへと変化するから、この間適正なレベルでなく、この
ために、制御信号ｆ、の立下りエツジを制御信号りの立
上りエツジよりもこの期間だけ遅らせる。これにより、
各プリフォーマット部信号ａ１に対しては、その先頭部
から適正な基準電圧すが比較器３に供給される。

また、フラグ検出回路１０は、ディジタルデータ信号Ｃ
からフラグを検出し、第３図に示すように、プリフォー
マット部信号ａ１の先頭からフラグまでの期間”１″と
なる制（至）信号ｆ、を発生する。サンプルホールド回
路７は、この制御信号ｆ１ゾ１”期間その直前の信号ｅ
のレベルをホールドするホールド動作状態にあり、１ｌ
ｌＯｊ１期間サンプリング動作状態になる。追記部信号
ａ２が情報データが記録された追記部から再生されたも
のであるときには、フラグ検出回路１０はフラグを検出
し、これによって制御信号ｆ、を′０”にする。したが
って、かかる追記部信号ａ１が比較回路３に供給された
ときＫは、サンプルホールド回路７はサンプリング動作
状態となり、これに供給される電圧Ｃがそのまま基準電
圧すとして比較回路３に供給される。

しかし、比較回路３に供給される追記部信号ａ。

が情報データが記録されていない追記部から再生された
ものではないとき、フラグ検出回路ｌＯはディジタルデ
ータ信号Ｃからフラグを検出することができない。この
ために、制御信号ｆ、はそのまま１”に保持されてサン
プルホールド回路７はホールド動作状態を継続し、以前
に演算回路５で検出されてサンプルホールド回路７で保
持されている電圧ｇ、が基準電圧すとして比較回路３に
供給される。

このように、サンプルホールド回路７で電圧が保持され
るために、追記部信号ａ、かいずれの追記部から再生さ
れたものであっても、比較回路３に追記部信号ａ、が供
給されたときには、常に適正なレベルの基準電圧すが供
給される。

ここでさらに、制御信号ｆ、の９１ｍから′０”に反転
する時点を、制御信号りの同じ反転時点よりも遅らせ、
フラグの終端以降に設定する。これによって、追記部信
号ａ、のフラグ期間では、比較回路３に供給される基準
電圧すはサンプルホールド回路７で以前にサンプリング
されてホールドされている電圧であるが、この電圧は適
正な電圧である。

また、このフラグ期間では、プリフォーマット部信号ａ
、と追記部信号ａ、との境界に近く、演算回路５の出力
電圧ｅのレベルが変動している。したがって、この出力
電圧ｅのレベルがフラグ期間を過ぎても安定しない場合
には、安定するまでの期間この出力電圧ｅの代りにサン
プルホールド回路７以前にサンプリングされてホールド
されている適正な電圧を基準電圧すとして用いることに
より、フラグ検出回路１０でフラグの有無を確実に検出
できるばかりでなく、情報データ５１ｂに対する基準電
圧す、も先頭から適正で設定できるのである。

以上のようにして、この実施例では、ピーク値検出回路
の応答性を高めなくとも、プリフォーマット部信号ａ、
や追記部信号ａ、の夫々に対して適正なレベルの基準電
圧すを得ることができる。

第４図は本発明による信号レベル判定装置の他の実施例
を示すブロック図であって、３′は比較回路、８′は切
換回路であり、第１図に対応する部分には同一符号をつ
けて重複する説明を省略する。

この実施例は、２個の比較回路３．３′を設けて夫々に
波形等化回路２の出力信号ａを供給し、比較回路３にサ
ンプルホールド回路６の出力電圧ｇ１を、また、比較回
路３′にサンプルホールド回路７の出力電圧ｇ、を夫々
基準電圧として供給するとともに、比較回路３，３′の
出力信号ｃ１ｍｃｔを制御信号りによって制御される切
換回路８′で選択し、ディジタルデータ信号Ｃを得るよ
うにし゛たものである。

このために、切換回路８′は、比較回路３の出力信号Ｃ
Ｉからプリフォーマット部信号を選択し、比較回路３′
の出力信号Ｃ１から追記部信号を選択する。

先の第１図に示し・た実施例では、切換回路８としては
、アナログ信号を切換えるアナログスイッチが用いられ
るが、第４図に示した実施例では、切換回路８′として
は、ディジタル信号を切換えるディジタルスイッチを使
用するので、切換え速度をより高速化できる。

なお、本発明は、光ディスクからの再生信号ばかりでな
く、複数のパルス信号が順番に繰り返し供給される場合
に対して適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、互いに直流レベ
ルが異なり、順番に繰り返し供給される複数の信号とレ
ベル比較する基準電圧は、夫々の該信号のＩｆ流レベル
に応じて形成され、かつ該基準電圧毎に形成される度に
ホールドされるものであるから、該信号毎に基準電圧は
適正なレベルに設定されるし、また、夫々の該信号に１
時的に無信号期間があっても、該無信号期間はもちろん
のこと、該無信号期間が経過した後においても、基準電
圧のレベルは適正に保持されており、各信号の繰り返し
の先頭から基準電圧との正しいレベル比較が可能となり
、上記従来技術の問題点を解消して優れた機能の信号レ
ベル判定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号レベル判定装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は光ディスクにおけるセクタ構
成の一具体例を示す模式図、第３図はこのセクタ構成の
光ディスクの再生信号に対する第１図の実施例の動作を
示したタイミングチャート、第４図は本発明による信号
レベル判定装置の他の実施例を示すブロック図である。 ３．３′・・・・・・比較回路、４・・・・・・ピーク
値検出回路。 ５・・・・・・演算回路、６．７・・・・・・サンプル
ホールド回路、８．８’・・・・・・切換回路、９・・
・・・・ヘッダー検出回箆Ｉ図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに直流レベルが異なり、かつ順番に繰り返し
   入力される複数種の入力パルス信号と基準電圧とをレベ
   ル比較手段に供給し、該入力パルス信号と該基準電圧と
   のレベルの高低関係を判定するようにした信号レベル判
   定装置において、該入力パルス信号の最大値と最小値と
   を順次検出するピーク値検出手段と、該最大値と該最小
   値とで決まる所定レベルの電圧を形成する演算手段と、
   前記入力パルス信号の入力タイミングで該所定レベルの
   電圧をサンプリングしこれをホールドする複数個のサン
   プルホールド手段と、サンプリング動作期間にある該サ
   ンプルホールド手段の出力電圧を該サンプリング動作期
   間に入力される前記入力パルス信号の前記基準電圧とす
   る選択手段とを設け、前記入力パルス信号毎に前記基準
   電圧のレベルを前記直流レベルに応じて設定することが
   できるように構成したことを特徴とする信号レベル判定
   装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記レベル
   比較手段は前記入力パルス信号がともに供給される単一
   の比較回路であつて、前記選択手段は前記入力パルス信
   号の入力時にサンプリング動作期間にある前記サンプリ
   ング手段の出力電圧を選択する切換回路であることを特
   徴とする信号レベル判定装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、前記レベル
   比較手段は前記入力パルス信号が夫々供給されるととも
   に夫々異なる前記サンプルホールド手段の出力電圧が基
   準電圧として供給される複数個の比較回路であつて、前
   記選択手段はサンプリング動作期間にある前記サンプル
   ホールド手段の出力電圧が供給される前記比較回路の出
   力信号を選択する切換回路であることを特徴とする信号
   レベル判定装置。