JPH01146169A - 光学的情報再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学的情報再生装置に関し、特に光学的情報
再生装置の再生された信号の２値化回路に関する。

［発明の背景］ 近年光ファイル、コンパクトディスク等の情報記録担体
を用いた光学的情報記録再生装置が多く提案されている
か、これらの情報記録担体より携帯性に優れ、かつ大き
さに比べて大容量であるカード状の光学的情報記ＲＭＵ
体（以下光カードと称する。）の提案もされ始めている
。

第３図は、光カードの記録フォーマットを示す模式的平
面図、第４図は、その一部拡大図である。

両図において、情報記録担体である光カードｌｌ上には
記録領域１２が設けられ、記録領域１２はバンド１３が
複数配列されて形成されている。更に、バント１３は情
報トラック１４が多数本配列されて形成され、情報トラ
ック１４は数十〜１００ビット程度の情報容量を有して
いる。また、各バンドはレファレンスライン（以下、Ｒ
ラインと称する。）によって区切られ、光カート１１の
隅にアクセス基準位置であるホームポジション）ＩＰが
設けられている。

なお、矢印Ａは再生時における光カード１１の移動方向
であり、矢印Ｃは後述する光ヘッドの移動方向である。

第５図は、光カート再生装置の概略構成図である。

同図において、光カード１１は回転機構１６によって矢
印Ａ方向に移動可能である。光カード１１に記録された
情報は、情報トラック１４毎に光ヘッド２１によって読
取られ再生される。まず、ＬＥＤ等の光源１７からの光
がレンズ系１８によって集光され、情報が記録されてい
るある情報トラック１４を照明する。この照明された情
報トラック１４の像は結像光学系１９によってセンサア
レイ２ｏ上に結像し、前記情報トラック１４に記録され
ている情報に対応した電気信号がセンサアレイ２ｏから
出力される。光カードｌｌ上の任意の情報トラック１４
をアクセスするには、まずホームポジションＨＰを基準
として光ヘッド２１を矢印Ｃ方向に移動させる。光ヘッ
ド２１は、Ｒライン１５をカウントすることによって読
取り対象である目標情報トラックが属するバンド１３を
選択し、等該バンドに到達したら停止する。続いて、回
転機構１６によって光カード１１を矢印Ａ方向に移動さ
せ、目標情報トラックに到達したらその情報の読取りを
行う。ただし、実際のシステムにおいて、−本の情報ト
ラックだけがアクセスされることは少なく、情報管理を
容易にするために、通常、複数本の情報トラックから成
る最小アクセス単位（通常セクタ又はブロックと呼ばれ
る。）ごとのアクセスが行われる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような光カード再生装置において、光カードから
の再生入力信号を２値信号に変換する２値化回路は、光
学的情報記録再生装置に多く用いられている。

第６図は従来の２値化回路の一例を示す回路図である。

第６図に示すように、本例の２値化回路は基準電圧源３
７と、反転入力端子に該基準電圧源３７により基準電圧
が入力され、且つ非反転入力端子に入力信号３８か入力
されるコンパレータ３６とから構成される。

この２値化回路に入力信号３８が入力されると、上記基
準電圧値より高い電圧の信号範囲ではハイレベル、低い
電圧の信号範囲ではロウレベルの２値信号３９が出力さ
れる。

第７図は従来の２値化回路の他の例を示す回路図である
。

本例の２値化回路はコンパレータ４１の反転入力端子の
電位をＯｖとし、非反転入力端子にＨＰＦ　（高域通過
フィルタ）４０を介して入力信号を加えるものであり、
入力信号３８の低周波数成分がＨＰＦ４０によりカット
されて非反転入力端子に入力されると、正電圧の信号範
囲ではハイレベル、負電圧の信号範囲ではロウレベルの
２値化信号３９が出力される。

上記２値化回路において、第８図（ａ）に示すような直
流電圧成分の変動を伴う入力信号が入力された場合、前
者の２値化回路では基準電圧４４を超える電圧４３の信
号範囲は検出されないので、検出されない領域が生じた
り、又検出される２値信号の位相誤差を生じ、正確な２
値信号か得られない問題が生じる。

第８図（ｂ）は２値信号を示す波形図であり、入力信号
の中央付近に対応する部分は略正しい２値化が行われて
いるが、両側の部分は、入力信号の基準電圧より低い信
号範囲が直流電圧成分の変動の為に少なくなるので、大
きな位相誤差を生ずる。

また後者の２値化回路においても、低周波成分の直流電
圧変動は除去できるものの、直流電圧変動の周波数が入
力信号の変調信号成分の周波数に近くなると、ＨＰＦで
直流電圧成分を除去することが困難となり、同様な問題
を生じていた。

［本発明の目的］ 本発明は入力信号の変調信号成分のみを取り出すことが
でき、又位相誤差の少ない正確な２値信号を出力するこ
とのできる２値化回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点は、入力信号を高域成分と低域成分とに分
離し低域成分の２値化信号と高域成分のパルス信号とに
より２値化を行う２値化回路によって解決される。

［実施例］ 以下本発明の実施例について詳細に説明する。なお、本
発明の光学的情報再生装置の２値化回路の説明に先立ち
、光学的情報再生装置を簡単に説明する。

第９図は、第３図に示す光カードの記録フォーマットの
一部拡大模式図である。たたし、図中斜線部５３ａは情
報“ｌ”を示している。

同図において、情報トラック１４は、分＃望域５２によ
って、情報トラック１４のビットの並び方向に隣接する
情報トラックと分離される。また、情報トラック１４と
分離領域５２とで構成されるトラックか複数配列されて
ハンド１３を構成する。バンド１３は複数列配置され、
ハンド１３内の分離領域５２の列が隣接する情報トラッ
ク間を分離するためのＲラインとなる。

Ｒラインの情報は他のデータ領域のトラック幅よりも短
い長さで記録されている。

データ領域のトラック幅とＲラインの情報記録幅の比は
約１　：　１／２程度である。

各単位データ領域１３に格納されるデータはＭ　Ｆ　Ｍ
　（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ）変調されて記録されている。ＭＦＭ変調
方式によって記録された信号には、Ｔ、１．５　Ｔ、２
Ｔの長さの信号しか含まれない。ここで、Ｔは信号の最
小反転間隔であり、第３図に示す記録フォーマットにお
ける１ビツトに相当する。すなわち、情報トラック１４
に記録されている情報には４丁以上の反転間隔は含まれ
ない。

そこで、４Ｔの反転間隔を有する領域を情報トラックを
分離するための分離領域５２として用いる。たとえば、
”０１１１１０”の分離信号を、情報トラックの読取り
方向又は配列方向に記録しておく。勿論、これに限定さ
れるものではなく、読取った時に結果的に区別できるよ
うに記録しておけるものであればよい。

また、情報トラック１４は１６個の単位データ領域１３
を有し、合計８０ビツトて構成されている。

上記のように１分離領域５２には、情報トラック１４中
に現われない連続同一符号を含んでいるために、Ｒライ
ン検知が確実となる。

次に、上記情報記録担体の再生方法について説明する。

ここては、第９図に示す記録フォーマットを有する情報
記録担体として光カートを取り上げ、その光カートから
情報を読み取る装置として、第５図に示す再生装置を用
いる。また、第１Ｏ図に示すように、ここでは光カード
の記録領域における１ビツト１１５がセンサアレイ１０
のセル１１６の４個分に結像するように光学的倍率を選
択している。たとえば、光カードの１ビツト１１５の大
きさを１０ｐｍ、センサアレイ１０のセル１１６の大き
さを１５４ｍとすれば、４Ｘ　ｌ　５／１０＝６　（倍
）の倍率を結像光学系１９にもたせればよい。

第１１図は、情報記録担体の再生方法を示す説明図であ
る。

同図において、光カード上の記録領域に、バンド３と、
バンド３に隣接するバンド３ａおよび３ｂと、各バンド
の情報トラック１４゜１４ａ、１４ｂと、各情報トラッ
クを分離するための分離領域５２，５２ａ、５２ｂとか
、第９図に示すフォーマットで形成されている。ここて
、ｌバンドのトラックは１分離領域（６ビツト）と情報
トラック（８０ビツト）合計８６ビツトで形成されてい
る。したかって、ｌハンドのトラックはセンサアレイ１
００上では３４４個のセル１１６上に結像される。

そこで、ここでは、５１２個のセル１１６を有するＣＣ
Ｄをセンサアレイ１００として用い、読み取り対象であ
る情報トラック１４に隣接する情報トラック１４ａおよ
び１４ｂの一部もセンサアレイ１００上に結像するよう
に読取り領域５７を設定している。

分離領域５２を検出した時点から、取り出したクロック
によって情報トラック１４に記録されている情報を再生
し、分離領域５２ｂを検出することで情報再生動作を停
止する。

第１２図は、上記再生方法を実施する光カード再生装置
のブロック図である。

同図において、読取り領域５７を有するセンサアレイ１
００はセンサアレイドライバ１１８からの駆動クロック
１１９によって駆動され、その出力信号１２０は同じく
ドライバ１１８で増幅され、アナログＭＦＭ信号１２１
として２値化回路１２２へ入力する。

２値化回路１２２て２値化されたアナログＭＦＭ信号は
、ＮＲＺＩ信号１２３としてクロック再生回路１２４、
ＭＦＭ復調回路１２６およびＲライン検知回路１２８へ
それぞれ出力される。

クロック再生回路１２４は、ＮＲＺＩ信号１２３からク
ロック信号１２５を取り出し、ＭＦＭ復調回路１２６へ
出力する。ＭＦＭ復調回路１２６はクロック信号１２５
とＮＲＺＩ信号１２３とを入力して、復調信号であるＮ
ＲＺ信号１２７を出力する。一方、Ｒライン検知回路１
２Ｂは、４分周回路１２９から駆動クロック１１９を分
周したクロック信号１３０と、２値化回路１２２からＮ
ＲＺ　Ｉ信号１２３とを入力し、Ｒライン検知信号１３
１をＭＦＭ復調回路１２６へ出力する。ＭＦＭ復調回路
１２６は、Ｒライン検知信号１３１に従って、ＮＲＺ信
号１２７を出力する。

第１３図は、上記Ｒライン検知回路１２８のブロック図
である。同図において、シフトレジスタ１３２の直列入
力端子にはＮＲＺＩ信号１２３が入力し、クロック入力
端子には４分周されたクロック信号１３０が入力する。

また。

シフトレジスタ１３２の６ビツトの並列出力端子は、“
０１１１１０”の−数回路１３３の入力端子に各々接続
されている。−数回路１３３の一致信号はライン検知信
号１３１としてＭＦＭ復調回路１２６へ出力される。

このような構成を有する再生装置の具体的動作を第３図
および第１１図を参照しながら説明する。

センサアレイ１００が駆動クロック１１９によって読取
り領域１１７を矢印Ｂ方向に走査すると、まずＮＲＺＩ
信号１２３は、隣接する情報トラック１４ａの一部分の
情報の読取り信号となる。この信号は、前述したように
、原理上反転間隔はＴ、１．５　Ｔ、２Ｔだけであるた
めに、ＰＬＬ回路等を用いたクロック再生回路１２４に
よって最小反転間隔Ｔを取り出しクロック信号１２５を
再生することができる。このクロック信号１２５によっ
て、ＮＲＺ　Ｉ信号１２３かＭＦＭ復調回路１２６でＮ
ＲＺ信号１２７に復調される。しかし、最初のＲライン
検知信号１３１を入力しない限りＭＦＭ復調回路１２６
は動作しない。すなわち、Ｒライン検知回路１２８のシ
フトレジスタ１３２には読取り領域５７における各ビッ
ト信号か順次入力し、常に６ビツト分の信号が満たされ
ている。

したかって、シフトレジスタ１３２の格納内容が分離領
域５２又は５２ｂの記録内容、すなわち０１１１１０″
に一致しない限り、Ｒライン検知信号１３１は出力され
ない。

最初の分離領域５２の６ビツトの情報がシフトレジスタ
１３２に格納されると、−数回路１３３からＲライン検
知信号１３１が出力され、それによってＭＦＭ復調回路
１２６は復調動作を開始する。したがって読取り対象で
ある情報トラック１４の情報に対するＮＲＺ信号１２７
が再生信号として出力される。

そして、次の分離領域５２ｂの情報がシフトレジスタ１
３２に格納されると、−数回路１３３からＲライン検知
信号１３１が出力され、ＭＦＭ復調回路１２６は再生信
号の出力を停止する。

このようにして、読取り対象である情報トラック１４の
情報再生がセルフクロックによって実行される。以下同
様に、光カードの矢印入方向の移動又はセンサアレイ１
００を搭載した光ヘッド２１の矢印Ｃ方向の移動によっ
て所望の情報トラックか読取り対象として選択され、そ
の情報か再生される。

次の上記光カード再生装置に用いる本発明の２値化回路
について説明する。

第１図は本発明の２値化回路を説明するためのブロック
図である。同図において、入力信号たるアナログＭＦＭ
信号ａは、ＭＦＭ信号の帯域を通過するバイパスフィル
ター（ＨＰＦ）ｌによりアナログＭＦＭ信号ａから不必
要なりＣ成分を除去された情報再生信号すが出力される
。情報再生信号すは、更に、情報再生信号の低域成分信
号Ｃと高域成分信号ｄとに各々ローパスフィルター（Ｌ
ＰＦ）２とバイパスフィルター（）ＩＰＦ）３によって
分離される。低域成分信号Ｃは、２値化回路４により低
域成分２値化信号ｅか得られる。又、高域成分信号ｄは
波形整形を行なうパルスシェイパ−５により、高域成分
の２値化レベル点における高域成分データパルスｆを発
生する。高域成分データパルスｆはプレイ回路６により
遅延高域成分データパルスｇが出力される。デジタルＭ
ＦＭ信号り発生手段たるフリップフロップ７は遅延高域
成分データパルスｇにより低域成分２値化信号ｅをデジ
タルＭＦＭ信号に変換する。

以下、２値化回路の動作について説明する。

第２図は、上記２値化回路の各構成手段の出力信号の波
形図である。

アナログ情報信号すはセンサーアレイ１０に入射する光
量の強弱に対応するＭＦＭ変調信号からＤＣ成分を除去
した再生信号である。同図において、アナログ情報再生
信号すの電圧の低い部分の方がセンサアレイ１０への入
射光量が大きい。従って交流電圧成分の負側のピークは
光カートの高反射率部分、正側のピークは低反射率部分
を示している。すなわち交流電圧成分の凹凸は記録され
た情報の内容を示すものである。このアナログ情報再生
信号すの低域成分の２値化信号は、第２図ｅに示すよう
にデジタル化される。又、アナログ情報再生信号すの高
域成分の信号はパルスシェイパ−により高域成分におけ
る２値化信号の立上り、及び立下り時に第２図ｆのよう
なパルスか出力される。この高域成分データパルスはプ
レイ回路により第２図ｇのように遅延高域成分データパ
ルスとなる。

このプレイ回路のプレイ時間ｔは再生信号の最小間隔Ｔ
より短くかつ低域成分２値化信号の遅れ時間より長くと
る必要がある。この遅延高域成分データパルスｇの立上
りエッヂトリガーにより第１図７のフリップフロップは
低域成分２値化信号ｅを取り込みデジタルＭＦＭ信号り
として出力する。

デジタルＭＦＭ信号りには、位相誤差がなく且つ照明光
学系により照明される全領域を有効に利用できるので、
センサーアレイ１０上に結像された情報トラックの全領
域な有効な記録領域として使用することかできる。また
その結果として、照明光学系、結像光学系の光学設計が
容易となり、光ヘッドと情報トラックとの位置合わせが
容易なる等の効果をも有している。さらに、デジタルＭ
ＦＭ信号に位相誤差がないので読取りエラーか非常に低
い確率となる効果も有している。

以上本発明の２値化回路の１実施例について説明したが
回路構成は１本実施例の構成に限らず、同様な働きをす
る他の回路構成であってもよい。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の２値化回路によれ
ばアナログ情報再生信号を低域成分と高域成分とに分離
して高域成分のデータパルスより低域成分の２値化信号
を取り込むことによりＤＣ成分の変動による影響や、光
カートの欠陥などによる再生信号の変動の影響を除去す
ることにより簡易な構成で２値化信号の位相誤差を減少
させ、読み誤りの少ない正確な信号を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２値化回路を説明するブロック図、 第２図は上記２値化回路の各構成手段の出力信号波形図
。 第３図は光カードの記録フォーマットを示す模式的平面
図、 第４図は上記フォーマットの一部拡大図、第５図は光カ
ード再生装置の概略的構成図、第６図は従来の２値化回
路の一例を示す図、第７図は従来の２値化回路の他の例
を示す図第８図は従来の２値化回路の動作を説明する波
形図。 第９図は光カードの記録フォーマットの一部模式図、 第１０図は光学ヘッドの光学的倍率の説明図、第１１図
は光カードの再生方法を示すための説明図、 第１２図は光カードの再生方法を実施する光カート再生
装置のブロック図、 第１３図はＲライン検知回路の一例を示す回路図である
。 ｂ・・・アナログ情報再生信号 ｅ・・・低域成分２値化信号 ｆ・・・高域成分データパルス ｇ・・・遅延高域成分データパルス ｈ・・・デジタルＭＦＭ信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的情報再生装置の光検出器からの出力 信号を２値に変換する２値化回路において、前記出力信
   号を高域成分と低域成分とに分離し、低域成分の２値化
   信号と高域成分のパルス信号とにより前記出力信号の２
   値化を行なうことを特徴とする光学的情報再生装置。