JP2569636B2 - 光情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第14図〜第20図） Ｄ発明が解決しようとする問題点（第14図〜第22図） Ｅ問題点を解決するための手段（第１図〜第４図） Ｆ作用（第１図〜第４図） Ｇ実施例 （G1）第１実施例（第１図〜第11図） （G2）他の実施例（第12図及び第13図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は光情報処理装置に関し、特に音響光学偏向素
子（AOD）を用いてカード状、テープ状等の光記録媒体
に対して光情報を記録し及び又は再生するもの（これを
光情報処理装置と呼ぶ）に適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、音響光学偏向素子を用いて走査光ビームを
得るようになされた光情報処理装置において、記録トラ
ツクの外側に集光される非定常的な光スポツトを用いて
同期信号を得ることができるようにしたことにより、光
記録媒体の有効記録領域を一段と拡大することができ
る。

Ｃ従来の技術 この種の光情報処理装置として従来、第14図に示すよ
うに、例えばテープ状の光記録媒体１上に、その走行方
向ａを横切る走査方向ｂの方向に例えばレーザ光束によ
つて形成された書込み用又は読出し用の光スポツト２を
走査させることにより、記録トラツクTRに光情報を書き
込み又は読み出すようにしたものが考えられている。

ここで光スポツト２の直径は、例えば１〔μｍ〕程度
にまで収束させることができる（例えば波長780〔nm〕
のレーザ光を用いた場合）。

従つて多数の記録トラツクTRを光記録媒体１を横切る
ように形成すると共に、各記録トラツクTRから光記録情
報を再生することができれば、一段と高密度に光情報を
記録及び又は再生処理することができる。

このように光スポツト２を光記録媒体１を横切るよう
に高速度で繰り返し走査させる光偏向手段として、第15
図に示すように、例えば異方性ブラツグ回折型の音響光
学偏向素子３を用いる構成のものが提案されている（米
国特許第3,851,951号）。

ここで音響光学偏向素子３は長方形状を有し、その一
端に設けたトランスジユーサ3Aに対して第16図に示すよ
うに、時間ｔの経過と共に周波数ｆが下限周波数f₁から
上限周波数f₅まで繰り返し鋸歯状波状に変化する駆動信
号S1を供給することにより、音響光学偏向素子３内に次
第に密度が変化する音波パターン3Bを形成し、これを矢
印ｃで示すように、他端に設けられた吸収材3Cの方向に
進行させて行く。

ここで音波パターン3Bは、音響光学偏向素子３に入射
する直線偏光でなる入射光ビームLB1を構成する光束が
音波パターン3Bが形成される領域3X（これを「音響光学
偏向素子のアパーチヤ」と呼ぶ）を透過する際に回折格
子として作用し、これにより当該光束は音波パターン3B
によつて回折される。かくして０次回折光LB2を基準と
して１次回折光の回折角は音波パターン3B内部の音波密
度が駆動信号S1の周波数ｆの変化に応じて変化して行く
のに従つて変化して行き、その結果当該１次回折光でな
る走査光ビームLB3によつて、矢印ｄで示すように音響
光学偏向素子３の長手方向に沿う方向に走査する光スポ
ツト２（第14図）を収束形成させることができる。

このような音響光学偏向素子３を用いて光記録媒体１
を走査する光スポツト２を形成する場合、第16図に示す
ように、駆動信号S1の周波数を時点t₁からt₅までの間に
直線的に下限周波数f₁から上限周波数f₅まで変化させれ
ば、音波パターン3Bを音響光学偏向素子３の結晶内に形
成する際に、駆動信号S1の周波数が時点t₅（t₁）におい
て上限周波数f₅から下限周波数f₁に急激に立ち下がるた
めに、走査光ビームLB3が光スポツト２に収束する動作
に乱れが生じ、その結果走査光ビームLB3を光記録媒体
１の走査に利用できない期間t₁〜t₂が生ずることを避け
得ない。

すなわち第16図の時点t₂において、時点t₁〜t₂の間に
トランスジユーサ3Aに記録された駆動信号S1が周波数f₁
からf₂まで変化することにより、第17図に示すように、
音波パターン3Bの吸収材3C側の先端部K1に周波数f₁の音
波が進行して来るのに対して、音波パターン3Bのトラン
スジユーサ3A側の後端部K2には周波数f₂の音波が生じて
いる。このことは、音響光学偏向素子３のアパーチヤ3X
に音波密度が直線的に変化する音波パターン（これを定
常的な音波パターンと呼ぶ）3Bが充たされたことを意味
する。

第17図に示すように、後端部K2から駆動信号S1を供給
したとき後端部K2に生じた音波が先端部K1にまで進行す
る間の期間をアクセス期間と呼ぶと（当該アクセス期間
の時間をアクセスタイムと呼ぶ）、このアクセスタイム
τ_ａは のように表すことができる。ただし、Ｄは入射光ビーム
LB1が入射面3D上のアパーチヤ3Xに照射している照射長
さ（ビームサイズに相当する）、v_accは結晶内の音波の
進行速度である。そしてアクセスタイムτ_ａにおいて
は、音響光学偏向素子３のアパーチヤ3Xに音波密度が直
線的に変化する音波パターンが充たされていない非定常
状態になつている（この状態の音波パターンを非定常的
な音波パターンと呼ぶ）。

従つて音響光学偏向素子３に駆動信号S1を供給開始し
てアクセスタイムτ_ａの時間の間駆動信号S1を供給し続
ければ、音響光学偏向素子３のアパーチヤ3Xに入射した
入射光ビームLB1の全体に亘つて定常的な音波パターン3
Bが形成されるのに対して、アクセスタイムτ_ａの途中
の時点においては入射光ビームLB1の一部によつて非定
常的な音波パターン3Bが形成されることになる。

そこで時点t₂においては、時点t₁からアクセスタイム
τ_ａが経過しているので、入射光ビームLB1の全体に亘
つて定常的な音波パターン3Bが形成された状態が得ら
れ、かくして入射光ビームLB1の全体を用いて音響光学
偏向素子３の射出面3Eから焦点距離L₀だけ離れた位置に
ある点p₁に収束光学系（図示せず）を介して走査光ビー
ムLB3を細くかつ強い光強度で収束させ得ることにより
安定に光スポツト２を形成する状態になる（このときの
光スポツトを定常的な光スポツトと呼ぶ）。

この状態から時点t₃、t₄を通つて時点t₅に至るまでの
間駆動信号S1の周波数ｆは直線的に上昇して行き、やが
て時点t₅において周波数ｆが上限周波数f₅になつたタイ
ミングにおいては第18図に示すように、音波パターン3B
の先端部K1には周波数f₄の音波が進行しているのに対し
て音波パターン3Bの後端部K2には周波数f₅の音波が生じ
た状態になる。

この状態においては、音波パターン3Bの各部の音波の
周波数が第17図の場合と比較して高くなつた分走査光ビ
ームLB3が焦点距離L₀だけ離れかつ走査方向ｄの方向に
走査長さL_SCNだけ離れた位置にある点P₂に定常的な光ス
ポツト２が形成される状態になる。

このような定常的な光スポツト２の移動動作は安定で
あり、実用上光記録媒体１上を走査することによつて光
情報の記録又は再生を安定になし得るような直径及び光
強度を有するほぼ円形の光スポツトとして集光する走査
光ビームLB3が音響光学偏向素子３の射出面3E側に得ら
れる。

この光スポツト２の走査軌跡SCNは、音響光学偏向素
子３の射出面3Eとほぼ平行に延長するように形成され、
かくして当該走査軌跡SCNを光記録媒体１（第14図）に
形成すべき記録トラツクTRの中心線SCNX上にトラツキン
グさせることができれば、点P₁〜P₂までの走査軌跡SCN
をもつ記録トラツクTR上に過不足なく光情報を記録し又
は再生することができることになる。

このようにして第17図及び第18図において、点P₁は走
査軌跡SCNのうち記録トラツクTRへの定常的な光スポツ
ト２の突入点になり、また点P₂は走査軌跡SCNのうち記
録トラツクTRからの定常的な光スポツト２の離脱点とな
る。

ところが駆動信号S1の変化が時点t₅（すなわち時点
t₁）を過ぎて時点t₂に至るまでのアクセス期間T1の間
に、周波数f₁からf₂まで変化する駆動信号S1をトランス
ジユーサ3Aに供給しているタイミングになると、音波パ
ターン3Bは第19図に示すように、時点t₅以前の時間の間
に供給された周波数f₅及びこの周波数より直線的に低下
する周波数の信号成分により形成された非定常的な音波
パターン部分3B1と、時点t₅から後の時間の間に供給さ
れた周波数f₁から直線的に上昇する周波数の信号成分に
よつて形成された非定常的な音波パターン部分3B2とが
同時に音響光学偏向素子３内を進行する状態になる。

ところが時点t₅近傍のタイミングの間、音波パターン
部分3B1は回折作用を生じ長さをもつているのに対し
て、音波パターン3B2は回折作用を生じ得ない程度の長
さしかもつていない。そこで音波パターン部分3B1から
射出される走査光ビームLB31は走査軌跡SCNのうち離脱
点P₂の外側の点P₀₂に光スポツト２として集光するのに
対して、音波パターン部分3B2から射出される走査光ビ
ームLB32は収束し得ずに発散する状態になる。

実際上この状態における光スポツト２は、走査位置が
外側に行くに従つて走査方向に次第に長くなつて行くよ
うな長軸をもつ楕円状になると共に、光強度は急速に低
下するような状態になる（これを非定常的な光スポツト
と呼ぶ）。この非定常的な光スポツトは、記録トラツク
TRに光情報を書き込み又は読み出す手段として、形状及
び光強度の点において不十分であり、従つて光情報の記
録及び又は再生には使用できない。

その後時点t₂に近づくに従つて音波パターン3Bの進行
が進んで、第20図に示すように、非定常的な音波パター
ン部分3B2の長さに対して非定常的な音波パターン部分3
B1の長さが短くなると、音波パターン部分3B2から射出
された走査光ビームLB32が走査軌跡SCNの突入点P₁の外
側の位置P₀₁に光スポツト２として集光するのに対して
音波パターン部分3B1から射出した走査光ビームLB31は
収束し得ずに発散する状態に移行する。

この場合の光スポツト２は、第19図について上述した
と同様にして、形状及び光強度の点において非定常的に
なる。

このように、第16図の時点t₂〜t₃の記録トラツクTRへ
の突入端走査期間TS（アクセスタイムτ_ａでなる）か
ら、時点t₄〜t₅の記録トラツクからの離脱端走査期間TE
（アクセスタイムτ_ａでなる）までの期間T2は有効走査
期間T2になるのに対して、時点t₁〜t₂の期間T1（アクセ
スタイムτ_ａでなる）は非定常走査期間として、実際上
記録トラツクTRに対して光情報を書き込み、又は読み出
すことができる定常的な光スポツト２を形成できなくな
る。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 上述のように音響光学偏向素子３でなる光偏向手段を
用いて光記録媒体１に対して高速度で走査する走査光ビ
ームLB3を得ようとする場合、音響光学偏向素子３の偏
向量が比較的小さいので、定常的な音波パターンが音響
光学偏向素子３に形成されている間に得られる定常的な
走査光ビームLB3をできるだけ有効に利用する必要があ
る。

ところが実際上、光記録媒体１を複数の光情報処理装
置について互換性をもたせながら使用しようとする場
合、走査光ビームLB3を発生する光偏向手段（音響光学
偏向素子３を含んでなる）の走査軌跡と、光記録媒体１
（例えばテープ）の走行位置との関係に位置ずれが生ず
ることを避け得ない。

例えば第21図（Ａ）に示すように、標準の光情報処理
装置の光偏向手段によつて得た光スポツト２（第17図及
び第18図について上述した定常な走査光ビームLB3によ
つて得た光スポツト）を走査軌跡SCN0に沿つて走査させ
ることにより、光記録媒体１上の位置x_S0からx_E0までの
範囲にトラツク長L_TR0の記録トラツクTR0を記録走査し
又は再生走査し得る場合を考える。

このとき互換使用すべき多数の光情報処理装置のう
ち、第21図（Ｂ）に示すように、光記録媒体１に対して
定常的な光スポツト２が標準の場合に対して最大位置ず
れ量＋Δｘだけ位置ずれした光偏向手段を有する光情報
処理装置においては、光スポツト２を走査軌跡SCN1に沿
つて光記録媒体１上の位置x_S1からx_E1までトラツク長L
_TR1の範囲において記録トラツクTR1を記録走査し又は再
生走査する場合がある。

これとは逆に第21図（Ｃ）に示すように、互換使用す
べき光情報処理装置の中には、走査方向について標準の
記録トラツクTR0に対して最大位置ずれ量−Δｘだけ位
置ずれするように、光スポツト２を走査軌跡SCN2に沿つ
て光記録媒体１上の位置x_S2からx_E2までのトラツク長L
_TR2を有する記録トラツクTR2を記録走査し又は再生走査
する光情報処理装置がある。

このように標準の記録トラツクTR0に対して最大位置
ずれ量±Δｘだけ位置ずれがある光偏向手段をもつ光情
報処理装置を互換使用する場合、従来は第21図（Ｄ）に
示すように、光記録媒体１に記録トラツクTRを形成すべ
き領域として、有効トラツク長L_TREFの有効トラツク領
域TREFを設け、当該有効トラツク領域TREFの突入側端及
び離脱側端に突入側無効トラツク領域TRS及び離脱側無
効トラツク領域TREを無効トラツク長X_GS及びX_GEだけ設
けるようにし、かくして全体としてトラツク長L_TRのト
ラツクTRをもつようなフオーマツトを決めるようになさ
れている。

ここで無効トラツク長X_GS及びX_GEは、実際上次式 X_GS＝X_GE≡X_G ……（２） のように等しい値X_Gに選定され、当該無効トラツク長X_G
として、＋Δｘだけ位置ずれした光偏向手段を有する光
情報処理装置（第21図（Ｂ））によつて記録された光記
録媒体１の記録トラツクTR1を、−Δｘだけ位置ずれし
た光偏向手段を有する光情報処理装置（第21図（Ｃ））
によつてトラツクTR2を再生走査をする場合、又はその
逆の場合を考慮すると、 X_G≧２Δｘ ……（３） のように最大位置ずれ量Δｘに対して２Δｘ以上の長さ
に選定する必要があると考えられる。

ところが第21図との対応部分に同一符号を付して第22
図に示すように、このようにして決められた記録トラツ
クTRのフオーマツトを有する光記録媒体１を、位置ずれ
がない走査軌跡SCN0を有する標準の光情報処理装置DEV0
の光偏向手段によつて走査する場合と、それぞれ＋Δｘ
又は−Δｘだけ位置ずれした光偏向手段を有する光情報
処理装置DEV1（又はDEV2）によつて走査長L_SCNの範囲で
走査した場合、光スポツト２が有効トラツク領域TREFを
走査し得る有効走査長L_SCNEは次式 L_SCNE＝L_SCN−２Δｘ ……（４） で表されるように、最大位置ずれ量Δｘに対して２Δｘ
だけ短い範囲にしか光情報を記録再生することができな
いことが分かる。

実際上１回の走査によつて数100ビツト程度のデータ
を記録しようとする場合、２Δｘの範囲として例えば10
ビツト程度の走査範囲についてこれを有効に利用し得な
くなるおそれがある。

従つて最大位置ずれ量Δｘをできるだけ小さい値に抑
制する必要があるが、当該位置ずれの原因は機械的精度
に基づいているためこれを圧縮することは実際上困難で
ある。

従つて（４）式で表される有効走査長L_SCNEを最大限
度まで活用することができれば、ビツト転送レート〔BP
S〕を実用上劣化させないで光情報を記録再生し得ると
考えられる。

ところで実際上、光スポツト２が有効走査長L_SCNEを
走査しているタイミングで例えばデイジタルデータでな
る記録情報を記録再生しようとする場合、当該記録再生
しようとする処理データそれ自体に同期信号を含むよう
なデータフオーマツトを適用すれば、実際上当該同期信
号の分だけ有効データ処理量が劣化することを避け得
ず、結局光スポツト２が実質上有効なデータを走査し得
る有効走査長_SCNEXは次式 L_SCNEX＝L_SCN−２Δｘ−X_SYNC ……（５） のように同期信号が記録されている範囲X_SYNCだけ短く
なることを避け得ない。

ここでは、デイジタルデータを低いビツト誤り率で所
定の記録トラツクに記録、再生するためのタイミング信
号として不可欠なもので、同期信号の記録範囲X_SYNCと
しては、実用上例えば10ビツト程度の情報量を必要と
し、１回の走査によつて数100ビツト程度のデータ量を
処理しようとする場合に、同期信号によるデータが記録
トラツクTRのデータ領域内に占める割合はかなり大き
く、これを記録再生すべきデータの一部から除外できれ
ば、全体としてビツト転送レートを一段と改善できると
考えられる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光情報
を記録再生する際に使用される同期信号を、記録再生す
べきデータに含ませないようにすることにより、光情報
処理量を一段と改善し得る光情報処理装置を提案しよう
とするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、音響
光学偏向素子３に対して周波数ｆが鋸歯状波状に変化す
る駆動信号S11を供給することにより、音響光学偏向素
子３内に時間の経過と共に所定方向に進行する音波パタ
ーン3Bを形成し、この音波パターン3Bの回折作用によつ
て音響光学偏向素子３の射出光束を収束してなる走査光
ビームLB3を得、この走査光ビームLB3が光記録媒体１上
に形成する光スポツト２によつて記録トラツクTRを走査
するようになされた光情報処理装置10において、光スポ
ツト２が定常的な光スポツトの状態になつているタイミ
ングで記録トラツクTRを走査すると共に、光スポツト２
が非定常的な光スポツトの状態になつているタイミング
で記録トラツクTRの外側に設けた同期信号パターンPT
_SYNCを走査することにより、記録トラツクTRを用いて処
理される光情報に対する同期信号を当該同期信号パター
ンPT_SYNCに基づいて得るようにする。

Ｆ作用 光スポツト２が非定常的な光スポツトの状態になつて
いるとき光スポツト２は記録トラツクTRの外側に設けら
れた同期信号パターンPT_SYNCを走査し、その結果同期信
号を得ることができる。

そして光スポツト２が定常的な光スポツトの状態にな
つているタイミングで記録トラツクTRを走査する際に、
同期信号パターンPT_SYNCから得た同期信号を用いる。

かくして光スポツト２が定常的な光スポツトの状態に
なつているタイミングで同期信号を処理しないで済むこ
とにより、この分光情報の処理量を増大させることがで
きる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）第１実施例 第14図との対応部分に同一符号を付して示す第１図に
おいて、光記録媒体１上に形成される記録トラツクTRの
例えば突入側端の外側に、同期信号パターンPT_SYNCが配
設されている。

同期信号パターンPT_SYNCは、光記録媒体１の表面の反
射率とは異なる反射率をもつように予め形成されてお
り、この実施例の場合光記録媒体１の表面が実用上十分
大きな反射率をもつように鏡面処理されているのに対し
て、同期信号パターンPT_SYNCは、実用上光記録媒体１の
表面に対して極端に低い反射率をもつようになされてい
る。

同期信号パターンPT_SYNCは、第２図に示すように、記
録トラツクTRの中心線SCNXの延長線上に延長する第１の
側縁ED1と、その記録トラツク側端において中心線SCNX
に対して垂直方向に記録トラツクTRに対向するように延
長する第２の側縁ED2とを有する。

この実施例の場合、同期信号パターンPT_SYNCが設けら
れている範囲に非定常的な光スポツト２の突入点が設け
られ、かくして光スポツト２は中心線SCNXの延長線上に
おいて同期信号パターンPT_SYNCの第１の側縁ED1を跨る
ように発生して走査方向ｂの方向に走査を開始すること
になる。

ところがこの非定常的な光スポツト２は、第20図につ
いて上述したように、記録トラツクTRを走査する際に用
いられる定常的な光スポツト２がほぼ円形形状を有する
のに対して、走査方向ｂの方向に長軸を有する楕円形状
を有すると共に、その光強度が外側に行けば行く程弱く
なるような変化を呈する。

その結果非定常的な光スポツト２が同期信号パターン
PT_SYNC上に突入したとき、この非定常的な光スポツト２
は位置2X1で示すように、側縁ED1を跨ぐような状態で走
査を開始し、その後位置2X2で示すように、同期信号パ
ターンPT_SYNC及び記録トラツクTR間のミラー領域MRRを
横切りながら記録トラツクTRに進入し、続いて位置2X3
で示すように、記録トラツクTRの突入側端に光スポツト
２が丁度乗つたときこの光スポツト２は定常的な光スポ
ツトに切り換わつて以後記録トラツクTR上に光情報を記
録走査し又は記録トラツクTRに記録された光情報を再生
走査する。

このように非定常的な光スポツト２が同期信号パター
ンPT_SYNC上に突入した後、定常的な光スポツト２として
記録トラツクTRを走査開始し始めるまでの間において、
光スポツト２の形状は、光スポツト２が位置2X1にある
とき最も長軸が長い状態にあり、この状態から位置2X
2、2X3に移動するに従つて長軸が次第に短くなつて行
き、位置2X3において記録トラツクTRを走査し始めたと
きほぼ円形形状になるような変化をする。

このとき実際上、走査方向ｂに対して垂直方向の短軸
の長さには変化が生じない。

これに加えて光スポツト２の光強度は、光スポツト２
が突入点の位置2X1にあるとき最も弱く、その後位置2X
2、2X3に移動するに従つて光強度が強くなつて行くよう
な変化を呈する。

このように非定常的な光スポツト２は、実際上記録ト
ラツクTRに光情報を記録し又は再生するには不十分な光
強度及び形状となつているので、光情報の記録又は再生
には使用し得ないのに対して、同期信号情報を読み取る
ために使用される。

この実施例の場合、光記録媒体１からの反射さた戻り
光によつて得られる光情報は、第３図の構成によつて検
出される。

第３図において10は全体として光情報処理装置を示
し、光源11から音響光学偏向素子３に入射された入射光
ビームLB1が、音響光学偏向素子３において駆動回路12
から供給される駆動信号S11によつて矢印ｄで示す方向
に偏向された走査光ビームLB3として送出される。

この走査光ビームLB3は偏光型ビームスプリツタ13、1
/4波長板14、対物レンズ15を通つて光記録媒体１上に光
スポツト２として集光される。

光スポツト２が光記録媒体１の表面において反射され
て得られる戻り光ビームLB4は、対物レンズ15、1/4波長
板14、偏光型ビームスプリツタ13を通つて光検出器16に
出力光ビームLB5として導出され、その検出出力S12が光
情報検出回路17に供給される。

光情報検出回路17は、検出出力S12を入力処理回路18
において処理することにより、同期信号パターンPT_SYNC
から得られる光情報を記録トラツクTRから得られるデイ
ジタル光情報から分離してサーボ検出信号S13として同
期信号抽出回路19に供給し、かくして抽出された同期信
号S14が出力処理回路20に送出される。

以上の構成において、駆動回路12は音響光学偏向素子
３に対して第４図に示すような駆動信号S11を供給す
る。

この実施例の場合、第16図との対応部分に同一符号を
付して示すように、１つの有効走査期間T2から次の有効
走査期間T2に移る間において、離脱端走査期間TEから次
の突入端走査期間TSまでの間に例えば３倍のアクセスタ
イム３τ_ａのサーボ信号検出期間T3を設ける。

すなわち駆動信号S11は、時点t₅において前回の走査
における有効走査期間T2が終了したとき、サーボ信号検
出期間T3の第１の検出期間T31の間周波数f₅を維持し、
その後時点t₀において周波数ｆを上限周波数f₅から下限
周波数f₁に変化させて第２の検出期間T32の間周波数ｆ
を当該下限周波数f₁に維持した後、時点t₁からアクセス
期間T33に入る。このアクセス期間T33の間駆動信号S11
は次の有効走査期間T2の開始時点t₂まで周波数ｆを下限
周波数f₁から周波数f₂にまで直線的に上昇させる。

かくして駆動信号S11が離脱端走査期間TEからサーボ
信号検出期間T3に移行する際に、第１の検出期間T31に
おいて駆動信号S11が周波数f₅を維持することにより、
第19図に対応させて第５図に示すように、音波パターン
3Bのうち後端部K2側の音波パターン部分3B2全体に周波
数f₅の音波を発生させ、かくして音波パターン部分3B2
から射出した走査光ビームLB32を平行光束に変換するこ
とにより、光スポツト２に対して悪影響を生じさせない
ようにする。

続いて駆動信号S11が第２の検出期間T32に入ると、第
６図に示すように、音波パターン3Bのうち先端部K1側の
音波パターン部分3B2に周波数f₅の音波を形成すると共
に、後端部K2側の音波パターン部分3B3に周波数f₁の音
波を形成する。

その結果音波パターン部分3B2及び3B3から射出される
走査光ビームLB32及びLB33はいずれも収束せずに発散す
ることにより、光記録媒体１上に光スポツト２を形成さ
せない状態になる。

続いて駆動信号S11がアクセス期間T33に入ると、第７
図に示すように、先端部K1側の音波パターン部分3B2に
周波数f₁の音波を形成すると共に、後端部K2側の音波パ
ターン部分3B3に周波数f₁から周波数が直線的に上昇す
るような音波を形成する。

かくして音波パターン部分3B3から射出される走査光
ビームLB33が記録トラツクTRに突入する突入点P₁より外
側の点P₀₁において非定常的な光スポツト２として集光
するのに対して、音波パターン部分3B2から射出される
走査光ビームLB32は収束せずに平行光になる。

以上の構成において駆動信号S11が有効走査期間T2に
あると（第４図）、第８図に示すように、音波パターン
3Bを透過した走査光ビームLB3は音波の進行方向ｃの方
向に記録トラツクTR上を走査するような定常的な光スポ
ツト２を発生し、かくして記録トラツクTRに光情報を記
録し再生することができる。

因にこの有効走査期間T2の間は、音響光学偏向素子３
のアパーチヤ3X全体に亘つて周波数ｆが直線的に変化す
る定常的な音波パターン3Bによつて充たされており、従
つて記録トラツクTR上に集光された光スポツト２は実用
上十分小さい半径をもつ円形形状に収束すると共に、そ
の光強度も十分な大きさをもつている。

これに対して駆動信号S11がアクセス期間T33に入る
と、第７図について上述したように、音波パターン部分
3B3を透過した走査光ビームLB33によつて走査軌跡SCNの
突入点側の外側位置P₀₁に光スポツト２が収束されるこ
とにより、第10図に示すように、突入点側の外側のミラ
ー領域MRRに設けられた同期信号パターンPT_SYNC上に非
定常的な光スポツト２として収束する。

しかしこの非定常的な光スポツト２は、第２図につい
て上述したように、光スポツト２が同期信号パターンPT
_SYNCの外側から記録トラツクTRに近づいて来れば、楕円
形形状が円形状に近づいて来ると共にその光強度が強く
なつて来る。

従つてこのタイミングにおいて、光記録媒体１のミラ
ー領域MRRの表面からの反射光に基づいて光検出器16か
ら得られる検出出力S12の値は、第11図（Ａ）に示すよ
うに、非定常的な光スポツト２が同期信号パターンPT
_SYNCを照射開始した時点t₁₁から、同期信号パターンPT
_SYNC上を第１の側縁ED1（第２図）に沿つて記録トラツ
クTRの方向に近づいて行くに従つてその光強度が強くな
ることにより、信号レベルが上昇して行く。

そして時点t₁₂において非定常的な光スポツト２が同
期信号パターンPT_SYNCの第２の側縁ED2を通り過ぎて同
期信号パターンPT_SYNC及び記録トラツクTR間のミラー領
域MRRを照射し始めると、当該ミラー領域MRRの反射率が
同期信号パターンPT_SYNCの反射率と比較して格段的に大
きいことにより、検出出力S12が短時間の間にステツプ
状に大きくなる。

その後続いて光スポツト２が記録トラツクTRに近づい
て行けば、その光強度がますます強くなることにより、
検出出力S12がさらに上昇して行く。

やがて時点t₁₃において非定常的な光スポツト２が記
録トラツクTRに突入すると、このタイミングで音響光学
偏向素子３のアパーチヤ3Xが定常的な音波パターン3Bに
よつて充たされた状態になるので（第８図）、定常的な
光スポツト２に切り換わつてその光強度で飽和し、以後
定常的な光スポツト２として記録トラツクTRを走査する
ことになり、これに応じて検出出力S12の信号レベルは
変化しなくなる。

この検出出力S12は、入力処理回路18（第３図）を通
じてサーボ検出信号S13として同期信号抽出回路19に入
力される。

ここで同期信号抽出回路19はサーボ検出信号S13を微
分処理することにより、第10図（Ｂ）に示すように、検
出出力S12の信号レベルが急速に立ち上がる時点t₁₂にお
いてパルス状に立ち上がる同期信号S14を得る。

従つてこのパルス状同期信号S14が発生した時、すな
わち非定常的な光スポツト２が同期信号パターンPT_SYNC
の第２の側縁ED2を通過した時点を表す同期情報を出力
処理回路20に与えることができることにより、出力処理
回路20は、当該同期情報に基づいて定常的な光スポツト
２が記録トラツクTRに突入するタイミングを確実に検出
することができる。

以上の構成によれば、有効走査期間T2において得られ
る定常的な光スポツト２が走査する記録トラツクTR上
に、当該記録トラツクTRに光情報を記録し、又は再生す
るタイミングを表す同期信号を記録データとして含ませ
る必要性をなくし得ることにより、この分記録トラツク
TRの記録容量（従つてビツト転送レート）を一段と拡大
することができる。

かくするにつき第２図に示すように、同期信号パター
ンPT_SYNCとして、非定常的な光スポツト２の走査方向ｂ
に沿うように延長する第１の側縁ED1を形成させれば、
当該側縁ED1に対する当該非定常的な光スポツト２のト
ラツキングエラーを表すトラツキングエラー情報を得る
ことができる。

因に第２図において非定常的な光スポツト２が同期信
号パターンPT_SYNC側にずれると、この非定常的な光スポ
ツト２のうち反射率が低い面積部分が増大することによ
り、検出出力S12（第11図（Ａ））の信号レベルが一段
と低下する。

これに対して非定常的な光スポツト２が同期信号パタ
ーンPT_SYNCから外側にずれると、当該非定常的な光スポ
ツト２のうち反射率が大きいミラー領域MRRを照射する
面積部分が増大することにより、検出出力S12の信号レ
ベルが高くなる。

従つて検出出力S12の信号レベルが所定の信号レベル
になるように非定常的な光スポツト２の走査位置を調整
すれば、記録トラツクTRに対する光スポツト２の走査位
置をトラツキング制御することができる。

なお第４図の駆動信号S11の変化に対応させて定常的
な光スポツト２が光記録媒体１上を走査する走査長L_SCN
は、次式 によつて表すことができる。

ここでＴは駆動信号S11の周期、ｋは周波数対時間の
比率から長さを求めるための係数である。

また非定常的な光スポツト２が記録トラツクTRの突入
側端及び離脱側端に形成されるので、当該非定常的な光
スポツトを含めて光スポツト２が走査する全体の長さL
_SCNXは次式 で表される。

そこで（６）式及び（７）式から非定常的な光スポツ
ト２が走査する長さL_SCNNを求めれば のように、アクセス期間T33のアクセスタイムτ_ａによ
つて表すことができる。（８）式においてＫは である。

従つて（８）式で表される範囲に、同期信号パターン
PT_SYNCを設けることにより、非定常的な光スポツト２を
用いて同期信号を検出することができることにより、定
常的な光スポツト２を有効に正味の光情報の記録再生処
理に利用し得ることになる。

（G2）他の実施例 （１） 上述の実施例においては、第２図について上述
したように、記録トラツクTRの突入側に同期信号パター
ンPT_SYNCを設けた場合について述べたが、これに代え又
はこれと共に、記録トラツクTRの離脱側に同様の同期信
号パターンPT_SYNCを設けるようにしても上述の場合と同
様の効果を得ることができる。

（２） 上述の実施例においては、同期信号パターンPT
_SYNCを非定常的な光スポツト２の走査領域に形成するよ
うにした場合について述べたが、これに代え、定常的な
光スポツト２が走査する範囲に同期信号パターンPT_SYNC
を設けるようにしても良い。

この場合には、第２図について上述したと同様にして
光スポツト２が同期信号パターンPT_SYNC上を移動する間
に光スポツト２の光強度及び直径は変化しないので、第
11図に対応させて第13図に示すように、検出出力S12
は、定常的な光スポツト２が同期信号パターンPT_SYNCの
第２の側縁ED2を横切る際に反射率が高くなることに基
づいて信号レベルが段階状に上昇するので（第13図
（Ａ））、この場合もパルス状の同期信号S14を得るこ
とができる（第13図（Ｂ））。

（３） 上述の実施例においては、光記録媒体１の表面
が鏡面で構成されると共に、同期信号パターンPT_SYNCの
反射率を一段と低くした場合の実施例について述べた
が、これに限らず例えばその逆の関係にするなど、要は
光記録媒体１の表面から得らる検出光の光量と、同期信
号パターンPT_SYNCから得られる検出光の光量とが差を生
じさせるような光学的な特性をもつていれば良い。

（４） 上述の実施例においては、同期信号パターンPT
_SYNCから同期信号を得るにつき、検出光として反射光を
用いるようにした場合について述べたが、これに代え、
透過光を用いるようにしても上述の場合と同様の効果を
得ることができる。

因に同期信号パターンPT_SYNCを記録トラツクTRの外側
に設けて非定常的な光スポツト２によつて同期信号を検
出するようにしたことにより、第22図に対応させて第12
図に示すように、記録トラツクTRに対して標準走査位置
SCN0に光偏向手段を有する標準の光情報処理装置に対し
て、走査位置SCN1又はSCN2が＋Δｘ又は−Δｘだけずれ
た光情報処理装置を互換使用する場合、標準の光情報処
理装置が記録トラツクTRの突入側及び離脱側外方位置x
_S0Tからx_E0Tに亘つて走査長L_SCNTだけ走査するのに対し
て、位置ずれした光偏向手段を有する光情報処理装置は
位置x_S1T〜x_E1T又はx_S2T〜x_E2Tの範囲に亘つて＋Δｘ又
は−Δｘだけ位置ずれした範囲を走査するが、その際に
有効走査長l_SCNEの外にある同期信号パターンPT_SYNCか
ら同期信号を得るようにしたことにより、次式 L_SCNE＝L_SCN−２Δｘ ……（10） のように有効走査長L_SCNEに同期信号を記録するための
領域を用意する必要性をなくし得ることにより、この分
有効トラツク領域TREFによる光情報の処理量を増大させ
ることができる。

（５） 上述の実施例においては、光記録媒体１として
テープないしカード状のものを用いた実施例について述
べたが、光記録媒体１としてその他の構成のものを用い
ても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

（６） 上述の実施例においては、駆動信号S11として
時間の経過に従つて下限周波数f₁から直線的に上限周波
数f₅に立ち上がつた後、上限周波数f₅から下限周波数f₁
に急速に立ち下がるような鋸歯状波を呈するようにした
場合について述べたが、これに代え、時間の経過に従つ
て上限周波数f₅から直線的に下限周波数f₁に立ち下がつ
た後、下限周波数f₁から急速に上限周波数f₅に立ち上が
るような鋸歯状波状を呈するような駆動信号S11を用い
ても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、記録トラツクに対する
光スポツトの走査線上における当該記録トラツクの外側
位置に同期信号パターンを形成し、当該同期信号パター
ンを非定常的な光スポツトを用いて検出するようにした
ことにより、記録トラツクによつて同期信号を記録又は
再生する必要性をなくし得ることにより、この分有効記
録トラツクによる光情報の処理量を増大させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光情報処理装置に適用される記録
パターンを示す略線図、第２図はその同期信号パターン
の検出動作の説明に供する略線図、第３図は本発明によ
る光情報処理装置の全体構成を示す略線的系統図、第４
図は使用される駆動信号を示す信号波形図、第５図〜第
７図は第４図の各タイミングにおいて音響光学偏向素子
から得られる走査光ビームの説明に供する略線図、第８
図〜第10図は光スポツトによる光記録媒体１上の走査状
態の説明に供する略線図、第11図は同期信号の検出動作
の説明に供する信号波形図、第12図は光情報処理装置の
互換性の説明に供する略線図、第13図は本発明の他の実
施例を示す信号波形図、第14図は光記録媒体の記録パタ
ーンを示す略線図、第15図は音響光学偏向素子の構成を
示す斜視図、第16図は従来考えられている駆動信号を示
す信号波形図、第17図〜第20図は第16図の駆動信号が与
えられたとき音響光学偏向素子から射出される走査光ビ
ームの説明に供する略線図、第21図及び第22図は光情報
処理装置を互換使用する際の問題点の説明に供する略線
図である。 １……光記録媒体、２……光スポツト、３……音響光学
偏向素子、3A……トランスジユーサ、3B……音波パター
ン、3C……吸収材、3X……アパーチヤ、PT_SYNC……同期
信号パターン、TR……記録トラツク、GB……ガードバン
ド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音響光学偏向素子に対して周波数が鋸歯状
   波状に変化する駆動信号を供給することにより、上記音
   響光学偏向素子内に時間の経過と共に所定方向に進行す
   る音波パターンを形成し、上記音波パターンの回折作用
   によつて上記音響光学偏向素子の射出光束を収束してな
   る走査光ビームを得、上記走査光ビームが光記録媒体上
   に形成する光スポツトによつて、記録トラツクを走査す
   るようになされた光情報処理装置において、 上記光スポツトが定常的な光スポツトの状態になつてい
   るタイミングで上記記録トラツクを走査すると共に、上
   記光スポツトが非定常的な光スポツトの状態になつてい
   るタイミングで上記記録トラツクの外側に設けた同期信
   号パターンを走査することにより、上記記録トラツクを
   用いて処理される光情報に対する同期信号を上記同期信
   号パターンに基づいて得るようにした ことを特徴とする光情報処理装置。