JP2685047B2 - 光学的情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル光ディスク
等の光学的情報処理装置に係り、特に安定に記録動作で
きるトラックずれ検出手段を備えた光学的情報処理装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】ディジタル光ディスクにおいては、従来
の民生用光ディスク（すなわちビデオディスク、ＰＣＭ
オーディオディスク）に比較して、光スポットが追跡中
のトラックからはずれることは重大な結果を生ずる。特
に、記録中にこの現象が生ずると、記録しようとしたデ
ータが失なわれるばかりではなく、既に記録したデータ
の上に記録するため、データ破壊となる。これを防止す
るためには、トラックはずれを信頼性良く検出すること
が重要である。 【０００３】なお、本発明に関連して、特開昭５２−６
７３０２号、特開昭５５−８９９２０号がある。 【０００４】特開昭５２−６７３０２号には、記録媒体
の回転速度を電気的に検知し、これにより記録媒体への
照射光を制御することにより、装置の動作時に生じる誤
記録或は記録材料の破損等を防止する技術が記載されて
いる。 【０００５】特開昭５５−８９２２０号には、未記録部
から記録を開始して記録光が記録ずみ部に当ると、記録
記号と記録ずみ記号との干渉による影響を検出して記録
信号の供給を停止することにより、信号の二重記録を防
止する技術が記載されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディジタル
光ディスク等の光学的情報処理装置に係り、特に記録動
作中に光スポットがトラックからはずれたことを信頼性
良く検出し、トラックはずれによるデータ破壊を未然に
防止すること、及び、トラックはずれにかかわらずデー
タを記録できる光学的情報処理装置を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本願発明は、所定情報を
光学的に記録し再生するために記録媒体のトラックに沿
って光ビームをスポットとして照射する記録光学系と、
上記記録媒体からの戻り光を検出する再生光学系と、該
再生光学系の出力に基づいて上記トラック中心とスポッ
ト中心のずれ量を振幅の大きさで表すトラックずれ信号
を発生するトラックずれ検出回路と、上記トラックずれ
検出回路の出力を入力としてトラックずれ信号を予め定
めた所定の範囲を示す設定値と比較して上記トラックと
スポットが許容量以上の位置ずれを起こしたことを示す
信号を発生する第１の手段と、該第１の手段の出力の時
間幅を測定する第２の手段と、該第２の手段の出力によ
り上記光ビームによる情報の記録を停止する第３の手段
とを有し、上記時間幅が所定時間以下の場合には上記光
ビームによる情報の記録を停止しないことを特徴とする
光学的情報処理装置である。 【０００８】なお関連先願として特開昭５７−１５０１
４４号がある。このものは、外乱によってトラッキング
制御追従系に追従不能な大パルスを持つ駆動信号が入力
されることを監視して記録を停止するものである。この
ために光ビーム駆動系の制御信号と等価である位相補償
器の出力信号を所定値と比較している（第４図参照）。
位相補償器は光ビーム駆動系の周波数特性を補償するた
めに設けられているものであり、光ビーム駆動系の制御
信号は通常高域と低域の周波数帯でゲインを上げるよう
になっている。従って、スポット−トラックの位置ずれ
量と信号振幅の大きさの関係は周波数によって変動する
ため、本願発明のようにトラックずれ量を直接監視し
て、光スポットが隣接トラックに侵入したことを検知し
て記録動作を停止することはできない。 【０００９】本願発明は受光手段からの出力により形成
されたトラック中心と光スポット中心の位置ずれ量を示
すトラックずれ信号自体を所定値と比較して、媒体上の
トラックとスポットの位置関係を直接監視することによ
り記録を停止するものであり、技術的に異なるものであ
る。さらに、トラックずれの時間を測定する手段も本願
発明の特徴であり、上記関連出願に記載の発明とは異な
るものである。 【００１０】また、情報の記録を行なう際通常は、情報
を所定の記録単位（例えばセクタ）ごとに、メモリに転
送して順次記録するという手法を取り、記録動作はセク
タのアドレス単位に制御されている。従ってあるセクタ
の途中で記録が停止された場合には、当該セクタを最初
から記録しなおす方が簡単に制御でき、エラー回復が容
易である。 【００１１】また、トラックはずれを検出して記録を停
止した場合、一度トラックはずれを起こした個所を再生
して、再生可能であったら引き続き記録を継続し、再生
できなかった場合のみ記録をしなおすことにすれば、よ
り効率的なエラー処理が可能と成る。 【００１２】 【作用】本願発明では、トラックずれ信号が所定値を越
えた場合にトラック中心と光スポット中心の位置ずれ量
が許容量を超えるトラックずれを起こしたことを示すト
ラックずれエラー信号を出力し、トラックずれエラー信
号の出力により光ビームによる情報の記録を停止するこ
とにより、記録出力を有するスポットが記録しようとす
るトラック以外のトラックに侵入して記録済みの情報を
破壊することを防止する。さらに場合により、この大き
なトラックはずれを起こしたトラックには記録せずに、
これ以外の場所に情報を記録することにより、不良トラ
ックへの記録を避ける。あるいは、記録媒体上のトラッ
クはずれを起こした場所を再度再生して、トラックはず
れを起こさなければ、トラック自体には不良がないもの
として再度記録を行う。 【００１３】また、トラックずれ信号が所定の時間幅及
び振幅を越えた場合にトラック中心と光スポット中心の
位置ずれ量が許容量を超えるトラックずれを起こしたも
のと判断する方法をとることにより、ゴミやキズによっ
て生じる微小なトラックずれには影響されずに記録を続
けることが出来る。 【００１４】 【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。追
加記録可能なディジタル光ディスクにおいて、追加記録
を行なう基本的な構成は、ディジタル光ディスクの駆動
装置（光ヘッド、光ヘッドの移動手段、回転系、機構部
を制御する制御回路、上位のコントローラとのインター
フェース回路から成る）と、コントローラ（光ディスク
駆動装置に命令を与えて、ある一定手順に従って駆動装
置の機構部、及び光ヘッドを駆動する機能と、光ディス
クに記録する信号の処理と再生された信号の処理を行な
う機能を持つ）から構成されている。 【００１５】ディジタル光ディスクにおいては、従来の
磁気ディスクとは異なり、一度記録したデータを消去す
ることは出来ない。すなわち、記録データはディスク面
上に蒸着された金属膜に熱的に穴（ピットと称す）を形
成する記録形態であるためである。そこで、誤って、所
定の場所（通常では案内溝と称されるトラック上、また
方式によっては光スポットがディスクの回転方向に対し
て相対的に移動する回転仮想軌跡上）以外に記録される
ことは防がねばならない。 【００１６】ところが、従来の磁気ディスク等に比較し
て光ディスクの場合、トラックピッチは約１.６μｍと
狭いため位置決め精度に高精度が要求されると共に、隣
接トラックに侵入する位置ずれ（トラックはずれ）が大
量のデータの破壊を生ずる。かかるデータ破壊を防止し
た本発明の一実施例を図１に示す。図１は本発明の実施
例装置の構成を示すブロック図である。コントローラ１
から記録する信号２（生のデータを変調した信号）を送
出し、ゲート回路４０に入力する。ゲート回路４０の出
力信号３は記録のための光学系４（光源、光源からの光
をディスク５に導く光路、その光をディスク面上に集束
する対物レンズから構成される）に入力される。この記
録光学系４は信号３を光強度の変化に変換し、ディスク
５に情報ピットを形成する。また一方、再生光学系６は
ディスク５より光強度の変化として、記録されている情
報ピット、及び既に記録された案内溝等の光学的な形態
で記録された情報を読みとり、トラックずれ検出回路７
に送出すると同時にコントローラ１にも再生信号８とし
て送る。この信号はコントローラ１において情報信号の
部分のみを抜き出し、パルス形成されたのち、復調器に
入力されてデータ信号となる。 【００１７】一方、トラックずれ検出回路７に入力され
た信号８はこの中からトラックはずれを検出するのに好
適な信号のみを選択され、後に説明するトラックはずれ
を検出する。 【００１８】データ破壊を防ぐために、本発明において
は、トラックずれ検出回路の出力（トラックはずれが生
じた場合に発生する信号）を用いて、ゲート回路４０を
制御し、無条件に記録信号２がゲート回路４０の出力信
号３に現われないようにすると同時に、トラックずれエ
ラー信号９を発生し、コントローラ１に入力して、トラ
ックはずれが起り、ゲート回路４０が閉じられたことを
知らせる。トラックずれエラー信号９を受けたコントロ
ーラ１はエラー回復のための動作を起す。この種のエラ
ーの場合は最優先に処理しなければならないエラーであ
る。処理のやり方としては例えば、記録データが途中で
失なわれるため、再度記録データをデータの区切り（磁
気ディスク等ではセクタと称している）単位に他の場所
（トラックはずれを生じたトラックにおけるセクタの物
理的な位置以外）に記録する。または、再生状態に戻し
て、もう一度、トラックはずれを行したセクタを読んで
みて、読めるならば、記録を再開して引き続き記録を行
なう等の処理を行なう。この様にして、本発明では、ト
ラックはずれによるデータ破壊を防ぐことができる。 【００１９】次に本発明の実施例についてさらに詳細に
説明する。図２は本発明を説明するための図であり、図
２−ａはディスク上に記録されたトラックの断面を示
し、図２−ｂはトラックずれ信号の波形を示す。図２−
ａに示すようなトラックに光スポットが照射され、トラ
ック半径方向にスポットが移動すると移動距離δに対し
て、図２−ｂに示すようなトラック中心とスポット中心
のずれを表らわすトラックずれ信号１１が発生する。こ
のトラックずれ信号１１を検出する手段としては、既に
特開昭４９−５０９５４号に開示された２つの補助スポ
ットを用いて検出する方法、及び特開昭４９−６０７０
２号に開示された回折光を用いて検出する方法、及び特
開昭４９−９４３０４号や特開昭５０−６８４１３号に
開示されたスポットをトラックに対して相対的に蛇行さ
せる方法等がある。 【００２０】これらのどの方法を用いても、トラックず
れの信号としては図２−ｂの波形が生ずる。ここで、黒
印１２がトラッキングサーボ系が引き込む目標点（トラ
ック中心に対応する）である。この信号１１の＋側と−
側のレベル（２点鎖線で示す）内に信号１１があると
き、“１”の論理レベルを示し、それ以外では“０”の
論理レベルを示すウィンドコンパレータを設ける。この
出力をみることによって、トラックはずれを検出する。 【００２１】図３に本実施例のブロック図を示す。すな
わち、図３に示すように、再生光学系６から検出された
再生情報信号はトラックずれ検出手段１３に入力され、
トラックずれ信号を発生する。このトラックずれ検出手
段は、上述した如く、公知であり、ここでは詳述しな
い。信号１１はウィンドコンパレータ１４に入力され、
＋側から−側の特定レベル範囲からずれると“０”の論
理レベルになるので、トラックはずれが検出できる。但
し、ウィンドコンパレータ１４の出力のみではトラック
間に光スポットがあっても“１”になるので、光スポッ
トがトラック上にあることを示す信号１５が必要とな
る。 【００２２】この信号としては、トラッキングサーボ系
の閉開指令を示す制御信号で良い。通常情報を記録／再
生するためにはトラック上にスポットを位置づけなくて
はならない。すなわち、トラッキング動作を行なう必要
がある。このようにすると、例えばサーボ系を閉じるこ
とによって光スポットが目標点の黒丸１２近辺に引き込
まれ、通常の状態（トラックはずれが生じない正常の状
態）では、目標点付近におり、かつサーボ系が閉じられ
ている信号１５が“１”にある。従って、この制御信号
が“１”になっている状態ではトラッキングが行なわれ
ており、トラックはずれを検出する条件が成立してい
る。 【００２３】しかし、何らかの原因により、光スポット
がトラックはずれを生ずるとコンパレータ１４の出力は
“０”になり、その反転出力“１”がゲート回路１６を
通ってトラックはずれの信号９となって出力される。こ
の信号は瞬時的に論理レベル“１”になる信号であるか
ら、信号９をフリップ・フロップ回路４１に入力して、
立ち上りでセットさせ、記録信号２の通過を制御するゲ
ート回路４０の制御信号１７として使用する。以上、述
べた構成により、トラックはずれを検出し、この検出し
たトラックはずれの信号により記録を止め、この状態を
コントローラ１に知らしめることができる。 【００２４】以上が本発明のトラックはずれを検出する
原理的な説明であるが、実際のトラックずれ信号１１を
サーボ系が閉じられた状態で観測していると、ディスク
上のゴミ、キズによって時間幅は狭いが瞬時的にウィン
ドコンパレータの設定レベルを起える波形が生ずる場合
もある。この誤動作によって誤って正常のトラック追跡
状態でも、記録が止められてしまう場合もある。そこ
で、トラックはずれを誤検出しない確実な方法が必要で
ある。 【００２５】図４は、上記の誤検出を防止する本発明の
実施例を示すブロック図である。すなわち、ゴミ、キズ
によって生ずるトラックずれ信号の乱れをウィンドコン
パレータ１４で検出した信号は、パルス幅としては狭い
ものであるから、パルス幅検出回路２０に入力して、あ
る程度の時間幅以下のものは、図３のゲート回路１６に
入力しないようにする。時間幅を測定する手段として
は、種々の方法があるが例えば、信号２１の立ち上りか
らある設定時間だけ“１”のレベルになる単安定マルチ
バイブレータを起動し、この出力の反転信号と信号２１
をＡＮＤ回路に入力することにより、ある設定時間以内
のパルス幅の信号は出力されないようにすることができ
る。このようにして、ゴミ、キズ等の影響による誤動作
は防止される。 【００２６】図５は誤検出を防止する別の実施例を説明
するための波形図である。図５−ａ，ｂは図２−ａ，ｂ
と同様にディスクの断面とトラックずれ信号１１の波形
を示す。ｃ図はトラックずれ信号１１をレベルＥ₁とレ
ベルＥ₂で検出しているウィンドコンパレータ１４の出
力の反転信号２１である。ｄ図は再生光学系６によって
ディスク５より読み出される再生情報信号の中で総光量
信号を表わす信号２４である。信号２４と信号１１の光
スポットがトラックを通過するときの関係はＡＣ成分の
位相関係が９０゜だけシフトした関係にある。そこで、
信号２４をレベルＥ₃でコンパレータによってレベル判
定を行ない、信号２３を検出する。信号２３の“１”の
エッジの部分は信号１１のピーク（＋側、−側それぞれ
の）に略々対応するようにレベルＥ₃を選択する。する
と、光スポットがトラックはずれを起すと、信号２１が
立ち上っているときは、信号２３は“１”、信号２１が
立ち下るときは、信号２３は“０”となる。 【００２７】この時間軸上の変化のパターンを検出し
て、トラックはずれを判定できる。この実施例のブロッ
ク図を図６に示す。再生光学系６によって得られた総光
量を表わす信号は、コンバータ２２で、レベルＥ₃と比
較され、レベルＥ₃より小さいとき、“１”となる信号
２３を発生する。この信号２３の立ち下りから特定のパ
ルス幅をもつ単安定マルチバイブレータ２５を起動し、
この出力と信号２１をＡＮＤ回路２６によって論理積を
とって、トラックはずれ信号９を得る。このようにする
と、例えばトラックずれ信号１１がキズ、ゴミ等によっ
てパルス状の信号を出力してもトラックはずれの誤動作
は生じない。また、信号２３はトラック上に光スポット
が存在することを示す信号であることから、図３で説明
したトラッキングサーボ系に閉開指令を示す制御信号１
５としても使用することが出来る。 【００２８】また、誤検出を防止する手段としては図７
に示す構成がある。図７は、本発明の他の実施例の要部
を示すブロック図であり、トラックずれ信号１１を低域
フィルタ３０に通して、ウィンドコンパレータ１４に入
力する。このようにすると、短いパルス状の信号はウィ
ンドコンパレータ１４に入力されない。フィルタ３０の
カットオフ周波数はディスクから生ずる短いパルス状の
信号の時間幅、及びその周波数帯域によって決めなくて
はならないが、これは、ディスクの基板材質、その製造
管理、また使用者の保存状況によって決まるものであ
る。 【００２９】さらに、別の誤動作を防止する実施例につ
いて図８及び図９に用いて説明する。図８−ａ，ｂは、
本実施例を説明するための波形図であり、図９はその構
成を示すブロック図である。ゴミ、キズ等の大きなもの
は、トラックずれ信号ばかりでなく、図５−ｄで説明し
た総光量信号２４にも大きな変化が生ずる。すなわち、
光スポットがゴミ、キズのあるトラックを横断すると図
８−ａの点線５１，５２，５３で示したように総光量信
号２４が変化する。ゴミ、キズでは一般に光スポットは
散乱され、ある特定の開口数を持つ対物レンズでは散乱
角が開口数から決まる角度以上になると、対物レンズを
通過する光量が減少し、点線５１，５２のように信号２
４が通常の信号レベルより減少する。また、ゴミの中に
は反射率の高いものが含まれており、この場合には点線
５３のように逆に信号２４が通常信号レベルより増大す
る。 【００３０】そこで、図９に示すように信号２４をウィ
ンドコンパレータ３１に入力して、レベルＥ₄とＥ₅の範
囲では“１”、その他では“０”となる信号（図８−ｂ
に示す）を得、この出力をゲート回路３２に入力して、
トラックずれ信号からトラックはずれを検出するゲート
回路１６の出力と論理積をとることにより、誤動作を防
ぐ。レベルＥ₄，Ｅ₅はディスクによって設定値を決める
必要がある。 【００３１】次に、トラックはずれを生じた場合のエラ
ー回復の方法について説明する。 【００３２】図１１は光ディスクの正面図である。記録
エリアはディスク内径ｒ₁からディスク半径ｒ₂までの領
域である。このディスク半径方向にピッチ間隔１.６μ
ｍにトラックが同心円、又はスパイラル状に並らんでい
る。またトラックの円周に沿っては一周の長さをｍ＋１
等分する。この円周方向に分割された領域が記録情報を
管理する最小単位となり、セクタと称する。従って記録
情報の存在場所を示す位置情報にはトラック番号とセク
タ番号が必要となる。図１１において、任意のトラック
１０７の“０”番目のセクタ付近を拡大して、図１２に
示す。記録の順序は０番目、１番目、２番目と番号順に
ディスク面上の円周方向にトラック１０７の上に情報を
記録する。最後のｍ番目のセクタから特定数のセクタは
空きセクタとして通常の記録状態では記録を行なわな
い。従って、１つのトラック上に記録できる情報はセク
タ数にしてｍ＋１から空きセクタの数を引いたものとな
る。図１２では空きセクタ１０８を２つに選らび、ｍ−
１番目とｍ番目のセクタにしているここで、図１０のブ
ロックダイヤグラムを用いて、情報記録及びエラー回復
の方法を説明する。記録したい情報１０１は各セクタ分
の情報量ごとに変調回路（図示しない）を通って変調さ
れ、クロック発振器１００から発生されるクロックに従
って、レジスタ１０２に１セクタ分の変調後の情報がと
りこまれる。 【００３３】この１セクタ分の変調後の情報はメモリ１
０３のアドレスを指定するアドレス指定回路１０６が送
出するアドレスに従ってメモリ１０３の中に格納され
る。アドレス指定回路１０６が送出するアドレスを指定
するのは計算機１０５であり、例えば現在市販されてい
るマイクロコンピュータを使用すれば良い。記録したい
情報が、メモリ１０３の中に格納されると、計算機１０
５に記憶されたプログラムに従って、アドレス指定回路
１０６に指令を与えて、順次、メモリ１０３内に格納さ
れた情報を１セクタ分の情報ごとにレジスタ１０４に入
力し、クロック発生器１００から発生されるクロックに
従って記録情報信号２となってゲート回路４０に入力さ
れる。このようにして、図１３に示すタイムチャートの
ように、記録情報信号２が時系列にレジスタ１０４から
送出される。ここで、斜線で囲んだ部分が１つのセクタ
分の情報である。 【００３４】トラックはずれが時間ｔ₀の瞬間に生ずる
とトラックずれ検出回路７からゲート回路４０を制御す
る信号１７が発生し、記録光学系４に入力される記録信
号３は時間ｔ₀で遮断される。と同時にトラックはずれ
信号９が計算機１０５に伝えられる。計算機１０５は時
間ｔ₀の時点におけるメモリ１０３内のアドレスを記憶
しているので、時間ｔ₀において、記録を中断されたｎ
番目のセクタ分の情報を再び、メモリ１０３の中から呼
び出すことが出来る。再び呼び出された１セクタ分の情
報を図１２図に示す空きセクタ１０８のうちの１つのセ
クタに記録する。なお、ｎ＋１番目のセクタには本来メ
モリ１０３の中の配列から考えて記録されるべきである
ｎ＋１番目のセクタ分の情報を通常の手順で記録する。 【００３５】 【発明の効果】以上述べたように本発明は、光スポット
がトラックからはずれたことを信頼性良く検出できるト
ラックずれ検出手段を備え、データ破壊を防止した光学
的情報処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。 【図２】トラックとトラックずれ信号の関係を説明する
波形図。 【図３】図１のトラックずれ検出回路の構成を示すブロ
ック図。 【図４】本発明の他の実施例の要部を示すブロック図。 【図５】本発明の実施例を説明するための波形図。 【図６】その構成を示すブロック図。 【図７】本発明のさらに他の実施例の要部を示すブロッ
ク図。 【図８】本発明のさらに別の実施例を示す信号波形図。 【図９】本発明のさらに別の実施例を示すブロック図。 【図１０】本発明によるエラー回復の方法を説明するた
めのブロック図。 【図１１】本発明によるエラー回復の方法を説明するた
めの概念図。 【図１２】本発明によるエラー回復の方法を説明するた
めの概念図。 【図１３】本発明によるエラー回復の方法を説明するた
めの概念図。 【符号の説明】 ６…再生光学系、１１…トラックずれ信号、１３…トラ
ックずれ検出手段、１４…ウインドコンパレータ、１５
…光スポットがトラック上にあることを示す信号、１６
…ゲート回路、１７…制御信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高砂 昌弘 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 溝口 康充 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭57−150144（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．所定情報を光学的に記録し再生するために記録媒体
   のトラックに沿って光ビームをスポットとして照射する
   記録光学系と、上記記録媒体からの戻り光を検出する再
   生光学系と、該再生光学系の出力に基づいて上記トラッ
   ク中心とスポット中心のずれ量を振幅の大きさで表すト
   ラックずれ信号を発生するトラックずれ検出回路と、上
   記トラックずれ検出回路の出力を入力としてトラックず
   れ信号を予め定めた所定の範囲を示す設定値と比較して
   上記トラックとスポットが許容量以上の位置ずれを起こ
   したことを示す信号を発生する第１の手段と、該第１の
   手段の出力の時間幅を測定する第２の手段と、該第２の
   手段の出力により上記光ビームによる情報の記録を停止
   する第３の手段とを有し、上記時間幅が所定時間以下の
   場合には上記光ビームによる情報の記録を停止しないこ
   とを特徴とする光学的情報処理装置。