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JP2619381B2 - 光学的情報再生装置 - Google Patents

光学的情報再生装置

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JP2619381B2
JP2619381B2 JP62063777A JP6377787A JP2619381B2 JP 2619381 B2 JP2619381 B2 JP 2619381B2 JP 62063777 A JP62063777 A JP 62063777A JP 6377787 A JP6377787 A JP 6377787A JP 2619381 B2 JP2619381 B2 JP 2619381B2
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optical
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circuit
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的情報再生方式に係り、特にトラツク
ずれが生じても、再生データ量子化に用いる闘値を安定
に保つことができ、データ再生時の信頼性向上に好適な
光デイスクの情報再生方式に関する。
〔従来の技術〕
プリフオーマツトされたピツトからトラツキング用の
誤差信号を得る方法として、特開昭58−185046号を例に
挙げることができる。この方法は、予め仮想データトラ
ツクに対して、わずかに左右に偏向（ウオブル）させた
長円ピツトをデイスク上に設けておき、集光されたレー
ザ光スポツトが該ピツトを通過する際の反射光レベルを
光検出器で検知してトラツク追従を実施する。この方式
では、左右１対の偏向されたピツトに対して各々のピツ
トから得られるピーク値の差をとり、この差が零となる
ようにトラツキング動作が行なわれている。ピーク値の
保持は、次に偏向ピツトの組が現れるまで行ない、これ
らピーク値を平滑化することでトラツキングの為の信号
を得ている。この方式は、トラツキング制御の範囲に限
定されているが、該ピツトのピーク値を記録データの闘
値の基準値として用いることも可能である。光デイスク
に記録されたデータピツトから得られる再生信号を光検
出器で検出し、交流増幅器で増幅すると、記録データの
疎密によつて平均レベルが上下に変動する。特に追記型
光デイスクのように未記録領域が存在する場合に顕著で
ある。また直流増幅器で信号増幅すると、確かにデータ
疎密の影響は受けにくくなるが、増幅器の温度ドリフト
が大きいと、或る闘値に対して正確な識別が困難にな
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ウオブルピツトをトラツキング制御だけでなく、デー
タ識別のための闘値の基準として用いるのは、記録デー
タの疎密に依らず一定の値が保持できるため、特に多値
記録データの弁別の際の有効である。しかし、ウオブル
ピツトは仮想データトラツクに対して左右に偏向してい
るため、トラツクずれが生じた場合、ピークレベルが変
化してしまい、安定な基準値が得られなくなる問題があ
る。
本発明の目的は、ウオブルピツトから基準値を得る際
に、左右１対以上のピーク値の平均値をとり、これを闘
値の基準にすることにより、トラツクずれに対しても、
常に基準値が安定に得られる再生方式を提供することに
ある。さらにトラツキング誤差信号についても、上記基
準値により自動利得調整することにより、安定なトラツ
キングサーボ系を実現することができる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、情報トラツクの左右に偏位して配置され
たウオブルピツトからの信号レベルのピーク値を検出し
保持する１組のサンプルホールド回路の出力を加算する
手段、あるいは加算し平均化する手段を付加することに
より達成できる。具体的な加算手段としては、演算増幅
器等を用いてアナログ信号量として行なうか、あるいは
検出されたピーク値をA/D（アナログ・デイジタル）変
換器を用いて量子化した後、論理演算回路により処理し
て行なうことになる。情報信号系とピツト信号系を別系
にする場合は、両者の電気的な特性、たとえば、遅延量
や時定数等を出来るだけ同一にする必要がある。また、
加算手段だけで闘値の基準値を設定する場合には、情報
信号を適当な値に増減してから比較器で量子化しデイジ
タルデータとすれば、等価的に平均化したのと同様な効
果を持たせることができる。
〔作用〕
本発明で使用するウオブルピツトとしては、光源レー
ザ光の1/4前後の波長の深さとした位相ピツトのほか、
濃淡ピツトでもよい。すなわち光学的に識別可能な形態
で作成したピツトであれば良い。ピツトの形状としては
円形、あるいは長円形のいずれでも良い。これらのピツ
トの形状を決める際の条件については後述する。
このようなウオブルピツトから得られた少なくとも左
右１組以上のピーク値の加算値または平均値をデータ識
別の基準値として用いることにより、仮りにトラツクず
れが生じた場合であつても、両者の和、あるいは平均
は、ほぼ一定に保つことができる。したがつて、データ
識別のための安定な闘値が得られ、信頼性の高いデータ
復調を行なうことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。第１図（ａ）は、
光デイスク上に設けたウオブルピツト10,11,…の配置の
１例を示す図である。これらピツトは、データ記録を行
なう仮想トラツク20を中心として、左右に同じ距離だけ
偏向させて配置されている。
トラツク20は、デイスク上に同心円、あるいはスパイ
ラル状に存在している。光スポツトが、トラツク20上に
常に位置させるようにトラツキングする動作原理を説明
する。第１図（ｂ）は、光スポツト22がピツト10の側に
ずれて通過した場合の光デイスクからの反射光量23の変
化である。同様に第１図（ｃ）は、全く、トラツクずれ
無しに通過した場合、第１図（ｄ）は、（ｂ）とは逆に
スポツト22が、ピツト11側にずれた場合である。トラツ
キングが正確であつた場合には、一組のウオブルピツト
10と11から得られる反射光量のピーク値は等しくなる。
トラツキングサーボ回路では、両者のピーク値をサンプ
ル・ホールドし、この差が零になるように、トラツキン
グのためのアクチユエータを駆動する。第１図（ｃ）の
ように光スポツト22が仮想トラツク20上に正確に位置付
けられている時は、サンプル・ホールドされたピーク値
24をそのままデータ識別のための基準値として用いれば
良い。ただしデータは、ピツト10とピツト11の間の領域
26に記録されている。
一方、第１図（ｂ）や（ｃ）のように、トラツクずれ
が生じた場合には、ピーク値24をそのまま基準値とした
のでは、変動が大きいため闘値も変動してしまい正確な
データ識別が困難となる。ウオブルピツト10,11は、ト
ラツキングゲインを大きくとるためには、光スポツト22
のトラツキングずれに対して、ピーク値P10とP11のレベ
ル差が顕著であつたほうが望ましい。しかし、これらピ
ーク値をそのまま用いると、闘値も大きく変化してしま
う。記録データピツト列に対して光スポツト22は、ほぼ
真上を通過しているため、わずかなトラツクずれに対し
ては、再生信号レベルの変動はほとんど無い。しかし、
ウオブルピツトからの信号は、光スポツト22が真上では
なく、ピツトの端を通過しているため、わずかなトラツ
クずれでも、ピーク値は大きく変動する。
そこで、闘値の基準となるレベルを、ピツト10とピツ
ト11の両者から得られるピーク値P10,P11の平均レベル
として与える方法が有効となる。この平均レベルは、ト
ラツクずれが生じた場合でも大きく変化することはな
い。したがつて、両者ピーク値の平均化回路を付加すれ
ば、安定な基準値を得ることができる。
第２図は、本発明を実施する場合の闘値生成回路の一
例を示したものである。第２図は光磁気デイスクを対象
とした構成になっている。光磁気デイスクの場合、デー
タは垂直磁化膜の磁化方向の上下によつて記録し、再生
時には、再生レーザ光の偏光面が、磁化方向によつて回
転することを利用し、この偏光回転を光の強弱に変換す
る。光磁気信号の検出に関しては諸文献により公知であ
り、本発明では、検出方式には依らないためその説明は
省略する。このように磁化情報は、偏光回転検出光学系
でのみ検出され、直接にデイスクからの反射光量の変化
を検出する光学系では、ウオブルピツトからの情報だけ
しか検出されない。
したがつて、プリピツト信号検出光学系には、記録デ
ータの混入は原理的に生じないため、ウオブルピツト信
号のみの分離検出が可能となる。追記型光デイスクにお
いてウオブルピツトとデータピツトを分離するには、別
途分離用の弁別窓を生成してやる必要がある。この方法
にもいくつかの例が提案されている。例えばウオブルピ
ツトのパターン列を、セクターマーク検出や、同期マー
ク検出で行なつていると同様に、或る一定の繰り返しパ
ターンで配置し、一般のデータピツト列には生じないも
のとすることで分離する方法や、特開昭58−185046号で
示されているように或るコード情報を検知するコードデ
テクタを設ける方法等が挙げられる。ここでは、分離方
法は従来方法で可能とし、本発明特有の部分についての
み説明する。
第３図は、第２図に示した回路動作を説明するための
タイムチヤートである。第２図においてピツト信号30
は、反射光量変化を直接検知する側の光検出器から得た
信号である。第３図のピツト信号31は増幅器60を通つた
後の波形である。ピツト10,11の中心位置を正確に検出
するために、ピツト信号31を微分回路61に通す。微分回
路61は単純に抵抗とコンデンサから構成される回路でも
良いし、アクテイブ型の微分回路でも良く、形式は問わ
ない。微分信号32は、比較器62により２値化されたパル
ス33となる。パルス33は、PLL（フエーズロツクルー
プ）回路63に入力される。PLL回路は、２つの信号の位
相を比較し、両者の位相が一致するように、発振出力の
周波数および位相を変化させるサーボ回路として動作す
る。本実施例で使用するPLL回路は従来用いられている
もので良く、詳細な回路構成は省略する。PLL回路63の
出力として、パルス33に同期したクロツク34が得られ
る。ここでは、ピツト10と11との間にクロツク34を12
発、生成しているが、このクロツク数は、ピツト間に記
録するデータのビツト数に対応して選定することにな
る。クロツク34は、Ｎ分周64、この場合者は12分周され
た後、PLL回路63のもう一方の信号35として入力され、
位相比較が行なわれる。
一方、ピークホールド回路65によりピーク値が検出，
保持される。保持されたピーク値36は、サンプル・ホー
ルド回路66,67に入力される。ここで、サンプル・ホー
ルド動作を行なわせるための起動信号の生成について説
明する。Ｎ分周器64で分周されたクロツク35はさらに２
分周器165で分周された信号37となる。またクロツク34
は、カウンタ166で計数され、各ビツト信号38〜41を発
生する。ビツト信号38〜41はデコーダ167に入力され、
サンプル信号42とリセツト信号43が出力される。本実施
例では、カウント値が、２になつた時にサンプル信号42
が出力され、カウント値が８になつた時にリセツト信号
43が出力されるようなデコーダ167とした。デコーダ回
路167は、ROM（リードオンリーメモリ）を用いるか、あ
るいは簡単なゲートロジツクで実現することができる。
リセツト信号43は、ピークホールド回路65のリセツトに
用いる。この信号43が“H"になつた時に、保持されてい
たピーク値がリセツトされる。またサンプル信号42は、
２分周された信号37のレベルが“H"の時にサンプルＡ信
号44が有効となり、“L"の時にサンプルＢ信号45が有効
になるように、分配回路168で制御される。分配回路168
は、一般に用いられているセレクタを用いれば容易に実
現できる。
サンプルホールド回路66,67によつて保持されたレベ
ルは、差動増幅器69で両者の差信号として出力される。
この差信号がトラツク誤差信号46となり、トラツキング
サーボ回路（図示せず）へと入力される。
一方、ピークレベルA47とピークレベルB48は加算器70
にも入力される。両者の和は、トラツクずれが生じた場
合でも、大きな変化は生じないので、この値を抵抗71,7
2により分圧し、データ信号49の闘値として、比較器73
に入力してやれば、安定に２値化されたデータパルス50
を得ることができる。分圧回路は抵抗分圧以外の分圧方
法でも適用できる。本実施例では、ピークレベルA47と
ピークレベルB48を加算器70で加算すると同時にデータ
信号49を増幅器74で増幅し、比較器73に入力することに
より、両者ピークレベルを平均化した値を闘値の基準と
して用いたのと等価な効果を得ている。第４図は、ピー
クレベルA47とピークレベルB48を用いて、ピツト間に記
録されたデータを２値化する場合について説明したタイ
ムチヤートである。加算器70で加算された和信号51は、
抵抗71,72で分圧されて分圧信号52となる。一方、デー
タ信号49は、磁化情報として記録領域26−１〜26−３に
記録された信号と、ウオブルピツトからの信号が合成さ
れた波形となる。ピツト信号は、偏光面回転検出光学系
の設定によらず或る一定の極性となるが、磁化信号は、
検出光学系の設定によつては、ピツト信号と同一極性に
も、逆極性にも設定することができる。第４図では両者
の信号を逆極性に設定した場合を示した。
データ信号49が、増幅器74で増幅された信号53とな
り、比較器73に入力されると、分圧信号52を闘値とした
２値化が行なわれデータパルス50が得られる。この実施
例では、単一の闘値による２値量子化の場合を示した
が、同様の手段で分圧数を増せば、複数の闘値による多
値量子化が可能である。また、第４図では、分圧信号52
を闘値として信号53を直接スライスしてデータパルス50
を得ているが、第３図で示したピツト信号の中心値検出
と同様に、データ信号49、ないし信号50を微分回路で微
分波形を生成し、その零クロス点を検出する方法を用い
ることもできる。
第４図において、和信号51および分圧信号52はピーク
値36のサンプルされた時間のところ若干の変動が見られ
ることがある。この場合は、サンプルホールド回路66,6
7の後か、あるいは加算器70の後に低域通過形フィルタ
ー等を用いて平滑化してやると良い。
和信号51は、データ信号の闘値基準だけでなく、トラ
ツキング誤差信号46の安定化にも利用できる。すなわち
AGC（オード・ゲイン・コントロール）回路75を用い、
入力されたトラツク誤差信号46を、和信号51の変化に応
じて増減してやればよい。
第５図は、ウオブルピツト形状について説明した図で
ある。第５図（ａ）のようなピツト100の形状、すなわ
ちピツト長Ｌがピツト幅Ｗよりも短かい場合、ピツト幅
Ｗをトラツク間隔ｄの半分にすれば、トラツクずれに対
して、左右のピツトから得られるピーク値の和は、ほと
んど変動しないようになる。ピツト長Ｌは、十分な信号
レベルを得るには、読み出し光スポツト径ωＳの半分以
上が望ましい。また、ピツト中心位置を正確に検出する
目的で微分検出を用いる場合は、ピツト長Ｌを光スポツ
ト径ωＳ以下にするのが、ピツト中央で微分波形の傾斜
を鈍らせないために必要な条件となる。第５図（ｂ）の
ようにピツト長Ｌがピツト幅Ｗより長い場合にも、ピツ
ト寸法の条件は同様である。また、トラツク間隔ｄを小
さくする時は、ピツト101と102を１つのピツトとして兼
ねさせることにより、第５図（ｃ）のように配置するこ
ともできる。
第２図の実施例では、ピツト信号と磁化（データ）信
号を別系で扱い、闘値の生成をピツト信号側で行なつて
いる。光磁気信号の検出方法としては、或る特定の偏光
成分だけを通過させる光学素子（偏向ビームスプリツ
タ、グラントムソン検光子等）を１個だけ用いる方法
と、この光学素子を２個使い、光学素子の偏光面通過軸
を消光軸から各々逆方向に回転して設置し、光学素子を
通過した光を光検出器で受光し、両者の検出信号の差動
をとつて磁化信号を得る方法がある。後者の差動検出方
式の構成としては、1/2波長板を用いてデイスクからの
反射光の偏光面を45度だけ回転させた後、偏光ビームス
プリツタにより透過光と反射光に分離し各々の光検出器
で受光し差動をとる方法もある。光磁気信号の差動検出
は、光量に依存する雑音成分、例えばレーザ雑音、デイ
スク雑音等を相殺し低減できる効果を持つている。した
がつて、第３図のようなピツトと磁化（データ）信号の
混在した場合でも、ピツト部分は反射光量の変化である
ため相殺され、磁化データの部分だけが検出できる。第
６図において、差動信号120は、このような差動検出に
よつて得られた磁化信号であり、ピツト10,11からの反
射光は相殺されるため現れていない。ここで、ピツト1
0,11の部分の差動信号120のレベルは、データの疎密に
よらずほぼ一定値となることを利用し、この部分121−
１〜121−４のレベルをサンプルホールドし、これを闘
値の基準とすることもできる。もし、差動検出によつて
ピツト信号が完全に相殺されない場合は、ヒツト10,11
の前後にデータを記録しない領域を広げ、この未記録領
域のレベルを検出すれば、ピツトの影響を除くことがで
きる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ウオブルピツトによつてトラツキン
グを行なう方式において、トラツクずれが生じた場合で
も、安定な闘値を得ることができるため、信頼度の高い
データ識別が可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図はウオブルピツトから得られる反射光量の変化を
示す図、第２図は、本発明の一実施例を示す回路図、第
３図は、第２図の回路の動作を説明するためのタイムチ
ヤート、第４図はデータ信号の２値化の動作を示すタイ
ムチヤート、第５図はウオブルピツトの形状を示す図、
第６図は、差動検出によつて得られた磁化信号を示す図
である。 10,11……ウオブルピツト、65……ピークホールド回
路、66,67……サンプルホールド回路、70……加算器。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】記録データが記録されるトラックを有する
    記録媒体と、上記トラックに沿って左右に偏位して設け
    られた第１及び第２の光学的マークと、光ビームが上記
    トラックを追従するよう制御する走査手段と、上記記録
    媒体より戻る上記光ビームを検出する検出器と、該検出
    器出力より上記第１の光学的マークによる第１の光変調
    信号をサンプルする第１のサンプル手段と、上記検出器
    出力により上記第２の光学的マークによる第２の光変調
    信号をサンプルする第２のサンプル手段と、上記サンプ
    ルされた同極性の第１及び第２の光変調信号の加算値あ
    るいは平均値を形成する演算手段と、上記検出器出力よ
    り上記記録データに基づくデータ信号を形成する手段
    と、上記演算手段の出力と上記データ信号を比較してデ
    ータ識別を行ないデータパルスを出力する比較手段と、
    上記第１及び第２の変調信号を比較することによりトラ
    ッキング信号を形成し、該トラッキング信号に基づいて
    上記走査手段を制御するトラッキング手段を有する光学
    的情報再生装置。
  2. 【請求項２】前記トラッキング手段は、前記サンプルさ
    れた第１及び第２の光変調信号の差信号を形成する差動
    手段と、該差動手段の出力の利得を前記演算手段の出力
    により制御する利得制御手段を有し、該利得制御手段の
    出力を前記トラッキング信号として前記走査手段に入力
    する特許請求の範囲第１項記載の光学的情報再生装置。
  3. 【請求項３】前記検出器出力のピーク値を検出するピー
    クホールド回路を有し、該ピークホールド回路の出力を
    前記第１及び第２のサンプル手段に入力する特許請求の
    範囲第１項または第２項記載の光学的情報再生装置。
  4. 【請求項４】前記第１及び第２の光学的マークは一定間
    隔で配置され、前記第１及び第２の光変調信号に基づい
    てクロックを形成するクロック手段を有し、該クロック
    に基づいて前記ピークホールド回路のリセット及び、前
    記第１及び第２のサンプル手段のサンプルのタイミング
    を制御する特許請求の範囲第３項記載の光学的情報再生
    装置。
  5. 【請求項５】前記クロック手段は、前記第１及び第２の
    光変調手段の微分値を形成する微分回路と、該微分回路
    の出力を２値化する比較器と、該比較器の出力を入力と
    するPLL回路と、該PLL回路の出力に基づいて前記ピーク
    ホールド回路のリセット及び、前記第１及び第２のサン
    プル手段のサンプルのタイミングを制御する特許請求の
    範囲第４項記載の光学的情報再生装置。
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