JP2765930B2 - 情報記録媒体およびトラッキング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エネルギビームにより情報を記録、再生す
るデータ媒体および上記媒体を製造する装置に関する。
また、本発明は、上記媒体上に情報を記録する装置およ
び上記媒体に記録された情報を再生する装置、さらには
上記記録と再生とを行なう装置に関する。

〔従来の技術〕

従来においても、例えば、光ディスク又はビデオディ
スクのような高密度のデータ媒体上におけるエネルギビ
ーム（以後、作業ビーム又は光ビームと呼ぶ）の正確な
トラッキングを確保する方法は、多数の提案がなされて
きた。

１つの方法では、データ媒体によって反射される作業
ビームの一部を利用し、そして２つ又はそれ以上の適当
に配列されたピックアップを付して検出器に入射するエ
ネルギを測定している。そのトラッキング信号はそうし
た検出器に入射するエネルギの相対的強度によって測定
される。この方法の欠点は、例えば、データ媒体の傾斜
に起因したトラッキングオフットを検出できないことで
ある。更に、例えば熱膨張や媒体上の情報溝の形状にお
ける欠陥があると、ピックアップの誤調整を生じ、トラ
ッキング不能に陥りやすいことである。

別な方法では、データ媒体の情報溝上に形成された特
別なマークを使用し、そのマークにおいて測定された反
射強度の比較によりトラッキングオフセットを測定す
る。

この方法の欠点は、マークのおかれた位置においての
みトラッキングオフセットを検出するので、マークとマ
ークの間の位置ではオフセットを検出できない点にあ
る。

第３の方法では、作業ビームの位置をそのデータ媒体
上で振動させ、反射光の強度時間依存性を測定し、そし
てその時間依存関係からトラッキングオフセットを測定
する。この方法の欠点は、作業ビームの振動が非常に早
くなければならず、技術的に実施するのが非常に困難な
ことである。

第４の方法及では、データ媒体上における対称的に振
動される情報溝を利用し、作業ビームの反射強度の時間
依存性を測定する。その時間依存関数からトラッキング
オフセットを測定するためには、その振動の位相、つま
り、オフセットの方向を検出する必要がある。位相を検
出するために、基準周波数がデータと共にデータ媒体上
に書込まれる。それ故、それはリードオン型式のデータ
媒体に対してのみ適用可能である。

上記型式としない場合は、ユーザ情報がデータ媒体上
にない状態でさえ、基準位相がそのデータ媒体上に書込
まれなければならない。これは非常に面倒であると同時
に基準周波数及びデータの両情報をデータ媒体上に記憶
しなければならず、ユーザの利用できる記憶容量は必然
的に減少される。

また、本発明に関連する従来技術としては、例えば以
下のものが挙げられる。

USP.3,860,766号,USP3,931460号,USP4,223,187号，日
本特許981,978号、日本特許1,277,006,特開昭63−4381
2。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、情報溝を有するデータ媒体、特に光ディス
クにおいて、媒体に対して情報を、正しいシーケンスな
らびに高精度のもとに記録でき、あるいは上記のように
記録された情報を媒体から正確に読みとることができ
る。データ媒体を提供することを目的としてなされたも
のである。

また本発明の他の目的は、上記の媒体を製造するため
の装置を提供することにある。

また本発明のさらに他の目的は、上述の媒体に情報を
容易かつ正確に書き込むための記録装置もしくは上記の
媒体から容易かつ正確に情報を読みとることができる再
生装置あるいは、上記記録と再生の双方を行なうことが
できる記録、再生装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明において、前記の問題点を解決するために、デ
ータ媒体上に特殊な関数に従って振動（蛇行）する情報
溝を形成する。この溝は、データ媒体のマスタリングに
際して、データ媒体上に形成される。ある非対称形の振
動波形を有するトラッキング溝である。ここで、上記非
称形の振動波形とは、データ媒体の面内において、情報
溝の中心線の変位が、情報溝に添う方向と直角の方向に
周期的に変化し、その半周期後の変位量が最初の変位量
の逆値をとる変位量とならないという点で非対称である
ことを意味する。

〔作用〕

情報の読出し及び書込みにおいて、エネルギビームの
スポットはそのデータ媒体上に形成された情報溝に沿っ
て当てられ、その反射された光又は透過された光が電気
的信号の形態において検出される。その検出された信号
からは、同期信号が検出される。その同期信号はその検
出された信号を整流し、その光スポットと情報溝との間
におけるオフセットが検出される。その溝上における情
報の書込み又は読出しは、そのオフセットを検出しそし
て修正した後に行われる。

要するに本発明において、オフセット検出のための信
号は上記振動させた情報溝のみから得ることができる。
情報の読出し及び書込みに際しては、本発明に従って振
動させて形成した情報溝から反射されるビームからの信
号と基準信号とからトラッキングずれを回復させること
ができる。

〔実施例〕

本発明は添付図面を参照して説明する以下の実施例か
ら一層明瞭に理解されるよう。

第１図は、本発明の一実施例のデータ媒体を作成する
ための装置、すなわち、本発明にもとづく情報溝及を、
光ディスクとして示すデータ媒体上に形成する装置の模
式的構成を示している。

第１図を参照するに、そこには、高密度のデータ媒体
上に振動形式の情報溝を書込むための装置の１つの実施
例が示されている。例えば光ディスクのような高密度の
データ媒体１は、矢印３で示されているように、中心軸
２の周囲で回転される。光源４からの平行光（コリメー
トされた光）５は、円板を被覆している感光材料の表面
９上に微小なスポット８を形成する集光器（レンズ）７
へ、光偏向手段６（これは、鏡６″とその鏡６″を駆動
する駆動装置６′とからなる）により案内される。スポ
ット８は、円板が回転するにつれて、その円板の外側か
ら内側へと移動されるので、１つの連続したトラック10
が形成される。

トラック10を振動させるために、発振器11は周波数ｆ
において発振する。この発振器からの信号は、本発明に
よる変調器12により変調され、変調器12から、得られた
変調信号は鏡６″を正しく駆動するための駆動装置６′
に供給される。

第２図は本発明に従って振動される情報溝を持つ高密
度のデータ媒体上に情報を書込むための装置の実施例を
示している。例えば、光ディスクとして示した高密度な
データ記録媒体13は、矢印15で示されているように、中
心軸14の周囲で回転する。光源17からのコリメート光16
は光変調手段18に入射する。光変調手段18は情報源20か
らの情報に従って光ビーム16を変調する変調器19により
駆動される。輝度変調された光21は、光偏向手段22（鏡
22″とその鏡22″を駆動する駆動装置22′とから成る）
により案内され、集光レンズ23によって円板を被覆して
いる感光材料の反射性表面25上に微小なスポット24を形
成する。

スポット24は、円板13が回転するにつれて、本発明に
従って形成された情報溝26に沿って移動する。反射性表
面25によって反射された光の一部は、電気的信号29を供
給する光検出手段28へ、光ガイド27により案内される。

この信号29はトラック26の振動に一致して振動してい
る。この信号は復調器30において復調され、オフセット
検出器31において上記光スポット24が、情報溝26の中心
にあるか又は、オフセットしており、その方向がどちら
側にずれているのかが検出される。検出されたオフセッ
トは鏡22″を駆動する駆動装置22′によって修正され
る。可能な検出機構は第６図〜第８図に関連して詳細に
説明されよう。

第３図は本発明に従って振動される情報溝を持つ高密
度のデータ媒体から情報を読出すための装置の実施例を
示している。

例えば光ディスクからなる高密度のデータ媒体32は、
矢印34で示されているように、中心軸33の周囲で回転す
る。光源36からのコリメートからなる光35は、光偏向手
段37（鏡37″とその鏡37″を駆動する駆動装置37′とか
ら成る）によって集光レンズ38へ案内され、ディスク32
を被覆している感光材料からなる反射性表面40上に微小
なスポット39を形成する。スポット39は、その円板が回
転するにつれて、本発明に従って形成された振動する情
報溝41に沿って移動する。反射性表面40によって反射さ
れた光の一部は、電気的信号44を供給する光検出手段43
へ、光ガイド42によって案内される。

この信号44は情報溝41から読出されたデータ及びトラ
ッキング情報の両方を含んでいる。情報溝41の振動周波
数は、データの平均周波数の方が情報溝41の振動の周波
数よりもはるかに高くなるように設定され、その２つの
信号は周波数フィルタ45により分離される。

周波数フィルタ45の１方の出力は光検出手段43により
受信される高周波成分であり、データ信号46となる。デ
ータ信号についてのそれ以上の説明は、本発明の開示に
重要性を持たないので、省略する。

周波数フィルタ45の他方の出力は光検出手段43によっ
て受信される信号の低周波成分であり、トラッキング信
号47となる。

この信号47は本発明に従って形成された情報溝41の振
動に一致して振動している。信号47は復調器48によって
復調され、オフセット検出器49では、光スポット39が、
情報溝41の中心にあるのか又は、そのオフセットのため
に、どの方向にずれているのかが検出される。この検出
されたオフセットは、鏡37″を駆動する駆動装置37′に
より修正される。可能な検出方式は第６図〜第８図に関
連して詳細に説明されよう。

第４図は、本発明に従って振動させた情報溝の一部を
示したものである。ここで、特徴を明確に示すために、
水平及び垂直方向における倍率は等しくない。情報溝50
は一定の幅を有している。

データ媒体の作成に際して、光スポット51の中心を２
点鎖52に沿って振動させることによって図のように振動
する情報溝50が形成される。情報溝50の振動の中心は実
線53により示されている。情報の読出し及び書込みに際
し、光スポット51は、ライン53に沿って、正確にトラッ
キングされる。

Ｔは振動の期間である。情報溝50は、ある非対称性を
もつように、数学的言えば、振動関数ｆが次式に従わな
いように揺動される。

ｆ（ｔ＋T/2）＝−ｆ（ｔ） （１） 第４図に示されている例において、その情報は、次の
関数、すなわち、 ｆ（ｔ）＝sin（kt）＋1/2sin（2kt） （２） に従って振動される。

第５図には、本発明によって振動される情報溝から第
２図及び第３図の光検出手段28又は43により検出される
信号が示されている。

第５図における実線54は、第４図での光スポット51が
実線53に従うとき、すなわち、それが情報溝50の中心を
持つときに検出される信号を表わしている。

鎖線54′は、光スポット51が第４図での鎖線53′に従
うとき、つまり、それが情報溝50の中心の上部に位置さ
れているときに検出される。

１点鎖線54″は、光スポット51及が第４図での１点鎖
線53″に従うとき、すなわち、それ情報溝50の中心の下
部に位置されているときに受信される。

遅延時間Ｔ′及びＴ″は異なっているために、トラッ
ク中央からの変位の程度、つまり、オフセットが決定さ
れる。

差の検出は振動関数ｆに基づいて行うことができ、い
くつかの異なる方式が可能である。以下においては、３
つの可能な評価方式について説明する。

第６図は、その情報溝が１周期当り、各方向に１回づ
つ振れる、第５図に示した振動軌跡を有する例に対して
適用できる典形的な評価方式を示している。第２図もし
くは第３図の光検出手段28もしくは43から信号55は２つ
のブランチ55′及び55″へと分割される。信号55′は、
例えば閾値スイッチのようなピーク検出器56に供給され
る。もしもピーク検出器56が信号55′におけるピークを
検出すると、それは、ある時刻において測定された強度
を記憶できる２つの記憶素子58（58a,58b）をトリガす
る。

もしもトリガパルスが到着すると、記憶素子58bが記
憶素子58bに前に記憶された値を引き継ぎ、そして記憶
素子58aが信号55″により与えられる新しい値を引き継
ぐことになる。記憶素子58a及び58bからの信号は差動増
幅器60に供給される。差動増幅器60の出力はトラッキン
グオフセット信号の絶対値を与える。

ピーク検出器56は、トラッキングオフセットの符号を
決定するために、クロック57をトリガする。最後のトリ
ガパルス以来の時間遅れｔは、第４図に示されている時
間Ｔ′と窓比較器59において比較される。もしもクロッ
クによって規定される遅延時間ｔ及び時間Ｔ′が等しい
か又は少なくともほゞ等しい（これは第４図における初
めの立下りとその後の立上りの揺動に対応）とすると、
比較器59がトラッキングオフセットのための値62を通過
させるゲート61をトリガする。さもなければ、それはト
ラッキング信号62を反転するためで、そのまゝでは供給
されない。トラッキングエラー信号63は、そのオフセッ
トを修正するために、第２図及び第３図の光ビーム21及
び35を偏向させる光偏向手段64に与えられる。

第９図には、第２の可能な振動関数が示れている。
（こゝでは、説明を簡単にするために、トラック形状全
体ではなくて、その関数のみが示されている。）この振
動関数は、次式、すなわち、 ｆ（ｔ）＝sin（kt）＋sin（3/2k）＝2cos（kt/4）sin
（5kt/4） （３） として規定される。第９図から明らかなように、同じ強
さで、僅かに異なる周波数を有する２つの振動は、その
情報溝及び受信された信号の両方において、うなりを生
じさせる。

この種の振動情報溝を用いたトラッキング方式の実施
例を第７図に示す。第２図もしくは第３図の光検出手段
28もしくは43により供給される信号65は２つのブランチ
65′及び65″へと分割される。１つのブランチ65′は１
つの適当に選ばれた周波数のみを通過させる帯域フィル
タ66に供給される。この周波数からは、本発明により振
動される第２図もしくは第３図の情報溝24及び39の振動
の位相情報が検索される。発振器67はこの情報によりト
リガされ、その信号は、乗算器68において、信号65の別
なブランチからの信号65″でもって増倍される。乗算器
68の出力はその追跡オフセットに比例している。トラッ
キングエラー信号69は、そのオフセットを修正するため
に、第２図及び第３図の光ビーム21及び35を偏向させる
光偏向手段70に供給されることになる。

第８図には、第９図に示されているように振動される
情報溝から第２図及び第３図の光検出手段28及び43によ
って供給される信号を評価する第２のトラッキング方式
を示す。

信号71は３つのブランチ71−1,71−２及び71−３へと
分割される。ブランチ71−１は１つの適当に選ばれた周
波数のみを通過させる帯域フィルタ72−１へと供給され
る。この周波数からは、この周波数の位相情報が検索さ
れる。ブランチ71−２は適当に選ばれた別の周波数のみ
を通過させる帯域フィルタ72−２に供給される。この周
波数からは、その周波数の位相情報が検索される。本発
明に従って振動される第２図及び第３図の情報溝26及び
41の振動の位相情報は、両周波数の位相を比較すること
により検索される。この比較は一致検出器73において行
われ、その信号は発振器74をトリガする。発振器74から
の信号は、乗算器75において、信号71の第３のブランチ
からの信号71−３で増倍される。乗算器75の出力はトラ
ッキングオフセットに比例している。トラッキングエラ
ー信号76は、そのオフセットを修正するために、第２図
もしくは第３図の光ビーム21もしくは35を偏向させる光
偏向手段77に供給される。

前述のすべての場合において、同相成分を引き出すプ
ロセスは、その揺動周波数がもれ込み光の雑音の周波数
よりも高くなるように設定することにより、そのもれ込
み光の雑音により影響されず、良好な品質のトラッキン
グ信号を得ることができる。

以上の実施例においては、情報再生装置を、反射され
た光を検出するものとして記述したが、光を検出するよ
うにしても良いことは云うまでもない。この場合には、
ビーム割分器が不必要になり、それに代って、光ディス
クをはさんで作業ビームの入射方向と交対側に集光用光
学システムと、それ動かすための機構とが必要になる。

〔発明の効果〕

以上詳細に記述されたように、本発明によれば高密度
のデータ媒体、特にビディオディスや光ディスクのよう
なデータ媒体において低価格の記録及び再生装置を用い
て、情報を正しいシーケンスで正確に書き込みある読出
し、再生することができる。

更に、こゝで開示された方法及び装置は光学的作業ビ
ームの分野に限定されず、例えば電子ビーム記録のよう
な別な種類の高密度記録に対しても適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のデータ媒体の製造装置の概略
構成を示す模式図である。 第２図は、光学的円板として示されているデータ媒体上
に情報を書込むための本発明による配列を示している。 第３図は、光学的円板として示されているデータ媒体か
ら情報を読出すための本発明による配列を示している。 第４図は本発明に従って振動される情報溝を示してい
る。 第５図は本発明に従って振動される情報溝から受信され
る信号を示している。 第６図はその受信される信号に対する１つの評価回路を
示している。 第７図はその受信される信号に対する別な評価回路を示
している。 第８図はその受信される信号に対する第３の評価回路を
示している。 第９図は本発明に従って振動される別な情報溝を示して
いる。 符号の説明 1,13,32…データ媒体（光ディスク）、2,14,33…回転
軸、4,17,36…光源、5,16,35…作業ビーム、6,22,37,6
4,77…光偏向手段、7,23,38…集光器、8,24,39…ビーム
スポット、9,25,40…反射面、10,26,41…情報溝、11,74
…発振器、12,19…変調器、18…光変調手段、20…情報
源、27,42…光ガイド、28,43…光検出器、30,48…復調
器、31…オフセット検出器、45…周波数フィルタ、56…
ピーク検出器、58a,58b…記憶装置、59…比較器、60…
差動増幅器、61…ゲート、72−1,72−２…帯域フィル
タ、75…乗算器。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラックを有する情報記録媒体であって、
   上記トラックは情報記録媒体の面内において該トラック
   の方向に直交して揺動し、該揺動は複数の周波数を重畳
   した信号からなることを特徴とする情報記録媒体。
2. 【請求項２】トラックを有する情報記録媒体であって、
   上記トラックは情報記録媒体の面内において該トラック
   の方向に直交して周期的に揺動し、該揺動の１つの周期
   は、該周期の後半での揺動が該周期の前半における揺動
   と逆にならないという意味において非対称であることを
   特徴とする情報記録媒体。
3. 【請求項３】トラックを有する情報記録媒体であって、
   上記トラックは情報記録媒体の面内において該トラック
   の方向に直交して周期的に揺動し、該揺動の１つの周期
   は、該周期の後半での揺動が該周期の前半における揺動
   と逆にならないという意味において非対称であるように
   構成された情報記録媒体から上記トラックを追従するた
   めのトラッキング制御を行うトラッキング方法におい
   て、光ビームを上記トラックに照射し、上記トラックか
   ら反射する光を検出して電気的信号を得、該電気信号を
   ２つの異なる時点においてサンプルし、該サンプルされ
   た電気信号を差分し、該差分信号に基づいてトラッキン
   グ制御を行うトラッキング方法。
4. 【請求項４】トラックを有する情報記録媒体であって、
   上記トラックは情報記録媒体の面内において該トラック
   の方向に直交して周期的に揺動し、該揺動の１つの周期
   は、該周期の後半での揺動が該周期の前半における揺動
   と逆にならないという意味において非対称であるように
   構成された情報記録媒体から上記トラックを追従するた
   めのトラッキング制御を行うトラッキング方法におい
   て、光ビームを上記トラックに照射し、上記トラックか
   ら反射する光を検出して電気的信号を得、該電気信号か
   ら特定の周波数を抽出し、該特定の周波数で発振器をト
   リガし、該発振器の出力と上記電気信号を乗算し、該乗
   算された信号に基づいてトラッキング制御を行うトラッ
   キング方法。
5. 【請求項５】トラックを有する情報記録媒体であって、
   上記トラックは情報記録媒体の面内において該トラック
   の方向に直交して周期的に揺動し、該揺動の１つの周期
   は、該周期の後半での揺動が該周期の前半における揺動
   と逆にならないという意味において非対称であるように
   構成された情報記録媒体から上記トラックを追従するた
   めのトラッキング制御を行うトラッキング方法におい
   て、光ビームを上記トラックに照射し、上記トラックか
   ら反射する光を検出して電気的信号を得、該電気信号か
   ら周波数の異なる第１および第２の特定周波数を抽出
   し、該第１及び第２の特定周波数の位相を比較してトリ
   ガ信号を形成し、該トリガ信号で発振器をトリガし、該
   発振器の出力と上記電気信号を乗算し、該乗算された信
   号に基づいてトラッキング制御を行うトラッキング方
   法。