JP2812442B2 - トラッキング制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に光による信号の記録，再生にかかわる
ものであり、狭い信号トラツク上を光スポツトが追尾す
るよう制御する、所謂オート・トラツキングに関するも
のである。

［従来の技術］ 近年、光による信号の記録，再生は、コンパクト・デ
スク（CD）、追記型の光デイスク（DRAW）、光磁気光デ
イスク（MO）等の製品化に見られる様に、盛んに研究，
開発されている。これらの光メモリーは、その情報量の
大きさの特徴を生かし、情報のフアイリング・システム
に応用の分野が広がりつつある。

又、ここ数年、記録担体がクレジツトカードサイズの
光カードの発表等も新聞紙上で数多く見られる。

これらの光メモリーでは、今後一層の密度化が図ら
れ、且つ、情報の検索スピード（アクセスタイム）の速
さが競われる方向に技術進歩が図られ、ユーザが使用し
易いフアリイング・システムが構築される傾向にある。

このような情報のフアイリング・システムに用いられ
る光メモリーは、通常、ユーザーが情報を記録する必然
性から、DRAWタイプ（ライトワンスタイプとも呼ばれ、
光エネルギーによる穴、反射率の変化等で情報を記録す
るが、一度情報を記録した場所は、再び記録には使えな
い）や、イレイザブルタイプ（一度記録した情報を消去
し、再び情報を記録する事が可能）が使用される。

これらの光メモリーは、情報のトラツクピツチが1.6
μｍ〜２μm,情報トラツク幅が0.8μｍ〜１μｍと非常
に狭く、光スポツトがこれらのトラツクを確実にトレー
ス（追尾）する様に、オート・トラツキング制御が行な
われている。

第６図は、従来の記録担体の構成を示す。第６図50
は、記録担体で、光エネルギーにより、穴が形成された
り、反射率が変化又は変色したりする記録材が記録材が
基板にコートされている。

記録領域52には、光スポツトを案内する為のプリフオ
ーマツト部51が予め設けられている。この様な記録担体
を作製する方法は周知であるので説明は省く。

第７図はプリフオーマツト部51の詳細を示したもので
ある。即ち、斜め線を施したガード・バンド部54と、情
報記録トラツク部53が交互に配列されている。これらの
幅は、0.8μｍ〜10μｍ程度が標準で、光スポツトは、
これらのプリフオーマツト部をたよりとして、情報記録
トラツク部53に情報を記録および再生する為、オート・
トラツキング制御により情報記録トラツク部53を追尾す
る。

このプリフオーマツト部は、明暗（即ち、光に対し反
射率が高い或は低い）又は基板上の凹凸で交互に配列さ
れている。

オート・トラツキング信号を検出する代表的な方法は
光メモリー分野において、３ビーム法（特公昭53−1312
3号）及びプツシユプル法（特開昭53−15104号）が周知
である。

第８図は、３ビーム法の概略を示す図である。３ビー
ム法では、光学ヘツド内に配置された回折格子で、複数
ビーム（必要なのは３本のビーム）を作り、対物レンズ
でそれぞれ集光し、記録担体の記録層上に３つのスポツ
トを結像させる。

３つのスポツトのうち、スポツト55,57をスポツト56
をはさむようにして、それぞれ相隣接するガード・バン
ド部54−1,54−２に半分照明する様に配置する。このと
き、スポツト56が情報トラツク部53を照明する如く、前
述した回折格子が配置調整される。オート・トラツキン
グ信号は、スポツト55及び57の反射光をそれぞれ独立に
光検出器にて受光し、それらの検出器からの信号を差分
して得る。

しかしながら、この３ビーム法は、第８図に示す情報
を記録するモードで、欠点が生じる。即ち、記録体が矢
印方向に走行した場合、スポツト57に記録された信号の
影響が入り、且つ、スポツト56は影響を受けないので、
トラツキング信号にいわゆるオフセツト成分が生じ、正
確なトラツキング制御が出来なくなる。この影響を取り
除く為に、例えば特開昭58−41446号において、情報ト
ラツク53の幅を大きく取る方法が提案されているが、こ
の方法は、情報量を減らす欠点がある。又、光束を回折
格子で分割する為、記録及び再生する為の役割りを担う
スポツト56のエネルギーが減少し、その分、光源として
用いられる半導体レーザの出力が大きい事が望まれ、価
格、寿命の点で不利となる。

第９図は、プツシユ・プル法を簡単に説明する図であ
り、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、夫々凹凸で形成されて
いるプリフオーマツト部の異なる位置に光スポツトが照
射される様子を示す。図において、凹部を情報トラツク
53,凸部をガード・バンド部54としたが、これは１例で
逆でも構わない。プツシユ・プル法は、望ましくは、凹
凸の段差が光路長として換算した場合、光の波長の1/8
とするのが良い。

光スポツトが、第９図（ａ），（ｂ），（ｃ）の如
く、それぞれプリフオーマツト部を照明する位置関係が
異なると、光ヘツドの光軸に対し、反射光の回折分布が
変化する。従って、光検出器にて、この回折分布の偏り
を検出することにより、トラツキング制御信号が得られ
る。

第10図に、プツシユ・プル法の検出光学系の概略を示
す。ここでは、光束の主光線のみを示して説明する。光
束59がビームスプリツター60にて反射され、対物レンズ
61にて、微小スポツトに集光され、記録担体62を照明す
る。反射光は再び対物レンズ61を通過し、ビーム・スプ
リツター60を通過し、第11図示の如く光軸を通る線分に
よって受光面が分割された２分割センサー63に入射す
る。光束59の主光線が、光ヘツドの光軸59′に一致して
いると、第９図で説明した原理でトラツキング制御信号
が得られる。

しかしながら、記録担体62が面ブレ等の影響で、光ヘ
ツドとの相対関係が62′の如く傾いた場合、反射光の主
光線と光軸とにズレが生じ、第11図示の受光部63a,63b
で検出した信号に、このズレの量に比例する分の誤差が
生じる。この誤差がトラツキング制御信号のオフセツト
となり、正確なトラツキング制御が不可能となる。即
ち、プツシユ・プル法は、記録担体の面ブレ等による傾
きの影響を受け易いと云う欠点を持つ。

他のトラツキング制御信号検出方式として、特開昭53
−56001号で提案されたビデオ・デイスクで用いられる
方法が考えられる。提案されている方式は再生専用であ
り、且つ光学的な再生方法では無く、静電容量変化を利
用した情報検出方式であるが、本発明の基本的考え方は
この方式に基づく。又、上記提案を改良した方式が特開
昭54−73604号或は特開昭54−79603号に開示されている
が、本発明の主旨を従来例との差異を明確にする為、簡
単にこれらの方法の説明を行なう。

特開昭54−140517号に用いられる媒体は、第12図示の
如くビデオの水平同期信号が記録されている領域64の情
報トラツクの両側に周波数の異なったトラツキング用の
専用情報が凹凸で記録されている。再生時に、静電容量
変化を検討する再生針をビデオデイスク上に乗せ、水平
同期信号毎に再生針と情報トラツクのズレ量を、トラツ
キング専用情報から検出して制御を行なう。

第13図に、水平同期信号部の一部を図示したが、水平
同期信号67の両側に、周波数の異なる信号65,66が記録
されている。再生針は、水平同期信号とこの信号65,66
を同時に再生し、その後、フイルターで周波数別に分離
し、信号65,66の大きさを比較する。もし、再生針が第1
3図の下側に偏っていると、信号66が信号65に比べ大き
く出力され、ズレの方向が検出出来る。特開昭54−7960
3号では、同様の原理を用い、トラツキング制御用の信
号65,66を水平同期信号毎では無く、全情報トラツクに
渡り記録し、より正確なトラツキング制御を狙った方法
が提案されている。

両提案とも、円周の一回転毎に周波数f₁,f₂（信号65,
66に対応）f₁,f₂,f₁,f₂…と交互に配置している為、オ
ート・トラツキング制御は、交互にスウイツチングして
行なう必要がある。即ち、NO.10のトラツクでは、f₁が
大きく検出されれば再生針と情報トラツクのズレは、外
周方向へのズレであるが、NO.11のトラツクでは、同様
にf₁が大きくても内周方向へのズレである。従って、外
周又は内周側から情報トラツクに沿って順次再生して行
くビデオデイスクでは、特に問題とはならないが、情報
フアイルシステムに使われる光メモリーでは、ランダム
にトラツクアクセスを行ない、情報の録再を高速に行な
う事が必要とされ、即座にズレ方向を判断出来る事が重
要である。

以上、トラツキング方式の従来例を示して来たが、３
ビーム法では、光量の問題、記録時のオフセツトの問
題、プツシユプル法では記録担体の傾きによるオフセツ
トの問題、異なる周波数のトラツキング専用信号方式で
は（従来例は静電容量検出であるが光検出でも可能）、
トラツクの絶対位置とズレ方向の検知を迅速に行なわな
ければ、情報フアイルシステムには、不利な方法である
事を示した。

［発明の概要］ 本発明の目的は、従来例で示した３つの方式のそれぞ
れの欠点を改善し、情報フアイルシステムに最適な光メ
モリーのトラツキング制御方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、１周毎又は１トラック毎にトラ
ッキング制御の極性を交互に切り替える必要のあるトラ
ッキング制御用のプリフォーマットが配列された記録担
体に、情報の記録又は再生を行う際のトラッキング制御
方法において、 前記プリフォーマットより検出されるトラッキング制
御信号が、制御の開始後に増大するか否かを検知し、そ
の検知結果に応じて、前記極性の切り替えを行うことに
よって達成される。

［実施例］ 本発明に適応し得る記録媒体の形態は特に問わない。
第２図に示す如く、円盤形状で情報トラツク１が同心円
又は螺旋状に配置される記録担体、第３図に示す動態が
矩形状のカードで、情報トラツクが互いに平行に配置さ
れている記録担体、第４図に示す如く、形態がカードで
情報トラツクが同心円状又は螺線状に配置される記録担
体が適応し得る代表例である。

これらのいずれもが、第５図に示す如く、従来のガー
ド・バンド部がそれぞれ異なった周波数f₁f₂の信号パタ
ーンで形成されている。即ち、周波数f₁のカードバンド
２、情報トラツク部３、周波数f₂のガード・バンド４、
情報トラツク部３、周波数f₂のガード・バンド２…と交
互に配置される。

光スポツト５は、唯一個で、情報の録再、トラツキン
グ制御信号の検出、オート・フオーカス制御信号の検出
の役割りを担う。なお、ガードバンドが周波数f₁,f₂の
信号パターンで配列されていれば連続でもサンプリング
的に配置されていても本発明の効果は同一である。

第１図は本発明の方法を実行する記録再生装置の構成
例を示す概略図である。記録担体６は、モータ７によっ
て回転駆動される。光ヘツド８は半導体レーザの如き光
源９、光源９から発せられた光束を平行光束とする。コ
リメータ系10、ビーム・スプリツター11、光束を微小ス
ポツトに集光させる為の対物レンズ12、対物レンズをフ
オーカス制御、トラツキング制御の為移動させる為のア
クチユエータ13、記録担体６からの反射光束を入射光束
と分離させるビーム・スプリツター11、ビームスプリツ
ター11で分離された反射光束に非点収差を与える非点収
差光学系（例えば、トーリツクレンズ又は回転対称レン
ズとシリンドリカルレンズの組合せ）14及び４分割光検
出器15から構成される。非点収差系と４分割光検出器の
組合せによるオート・フオーカス制御方式は、特公昭57
−12188号等で既に周知であるので、説明は省く。

半導体レーザ９は、レーザ駆動回路16により発光され
るが、情報の記録の時は情報源17からの信号に従って明
滅し、記録担体を変化させ情報の記録を行なう。又、情
報の再生の場合は、記録担体を変化させない程度の一定
のエネルギーで発光される。

情報の再生及び記録のいずれにおいても本発明の効果
は同一であるので、説明は特に場合にこだわらず行な
う。

対物レンズ12によって結像される記録媒体状のスポツ
ト５の大きさは、情報トラツク幅かそれよりやや大きい
事が望まれる。スポツト５が小さいと、記録される情報
のパターンの大きさが小さくなり、且つ、スポツト５が
情報トラツク３の幅内で蛇行しても、トラツキング検出
が出来ない。

情報トラツクを追尾するスポツトからの反射光は、光
検出器15の総和で検出される。この微小信号は増幅器18
により適度に増幅され、分岐され一方はハイパスフイル
ター19を通す。情報信号はトラツキング制御信号パター
ンの周波数よりも高くする事が望ましく、ハイパス・フ
イルターにより、トラツキング制御信号パターンのf₁f₂
の周波数成分が取り除かれ、単に情報信号が検出され
る。再生時は、記録パターンによる光の変調として信号
成分が生じ、記録時は、記録信号による半導体レーザの
明滅の成分が信号として検出される。

増幅器18からの信号の一方は、更に分岐され、それぞ
れf₁,f₂の信号成分を通過させるバンド・パスフイルタ
ー20,21を通す。それぞれの信号を積分器又はローパス
フイルター22,23等を通し、信号の大きさを検出する。
この信号を差分器24にて差動をとると、正確に情報トラ
ツク上をスポツトが追尾している時は、差分器24の出力
は零であり、どちらかに片寄れば、f₁又はf₂の成分の方
が大きくなり、偏り量に応じたプラス又はマイナスの信
号が生じる。この信号を直接アクチユエータ13に送る事
により、トラツキング制御が可能となる。但し、例え
ば、モータ７からのタツク信号等で回転情報を得、この
情報により、１回転毎に、スウイツチ回路25を切り換
え、アクチユエータに送る信号の極性を代える必要があ
る。

今、アクセス指令により、モータ26によりヘツド８が
トラツク選択を行なう場合、光ヘツド８はおおよその位
置に高速移動し、トラツクが所望のトラツクか否か、例
えば、記録担体に記録されているトラツクNO、セクター
NO等を検出認識して判断する。この時、トラツキング制
御の信号が逆極性になる場合があり、近傍の極性の合っ
たトラツク上に落ち着くまでアクチユエータ13は対物レ
ンズ12を振り、そこから順番に極性を切り換えながら所
望のトラツクを探す事となる。これでは、通常落ち着く
まで時間がかかり、アクセス時間が遅くなる原因とな
る。この現象は情報トラツク事にトラツキング制御信号
の極性を切り換えねばならないトラツキング法では避け
られない問題である。

この問題を解決する為に、差分器24の信号を分岐し、
一方をデイレーライン26を通し、その両信号を比較器27
で比較し、トラツキング制御信号、即ち、差分器24の信
号が大なるか否かを検出する。もし、大なる現象が得ら
れたならば、これは極性が反対である事が判るので、信
号をスイツチ回路25に送り、アクチユエータに送る制御
信号の極性を切り換える。

記録、再生の状態で、連続してこの様なトラツキング
制御を行なうと、正常な極性でアクチユエータに制御信
号を送っていても、外乱等の影響で直前のトラツキング
信号より大なる場合が多くある。従って、これ等の影響
を避ける為、例えばAND回路等で構成される極性指示回
路28から信号がスウイツチ回路25に入った時のみ、比較
器27からの信号を有効とさせる処理が望ましい。

極性指示回路28には、アクセス指令信号、比較器27か
らの極性指示信号、記録担体からの回転情報信号及びト
ラツク・ジヤンプ指令信号が入る。

この処理の方式は、情報トラツクの形態により異な
る。

１）情報トラツクが同心円平行配列の場合 アクセス指令信号により、ヘツド８が移動し、静止し
た場所でのトラツキング制御信号が直前の制御信号より
大か否かを判定し、大ならば、極性反転要求信号を指示
回路28に送る。光スポツトは、常に同一トラックに留ま
るので、指示回路28は、アクセス指令信号と、比較器27
からの要求信号のAND信号で極性を切り換える信号を作
る。この指示で正確にトラツキング制御をし、光スポツ
トの位置を知り、所望のトラツクを捜しに行く為には、
例えば１本づつトラツクをジヤンプしなければならな
い。この時は、ジャンプ指示信号のみで極性切り換えを
行ない、所望のトラツクを捜し出す。この後の動作とし
て、通常の記録，再生が行なわれるが、トラツクをジヤ
ンプする指令毎に極性を切り換える。

２）情報トラツクが螺線状の場合 アクセス指令に基づき、ヘツド８が移動し、静止した
場所でのトラツキング制御信号が直前の制御信号より大
か否かを判定し、大ならば、極性反転要求信号を指示回
路28に送る。この後、光スポツトは螺線トラツキングを
追尾し、隣りのトラツクに移るので、回転情報に従い１
回転毎に極性を切り換え、トラツクサーチ及び記録，再
生を行なう。回転情報は、記録担体に１周１個の位置情
報を示す信号をプリフオーマツトしておくのが望まし
い。そうすれば、情報信号よりこの位置信号を信号抜き
出し回路30にて検出し、その位置情報を回転情報として
極性指示回路に送る事が可能となる。おなじトラツクを
何度も再生する場合、トラツクジヤンプ信号が入るが、
トラツクジヤンプ信号が入ると極性反転は回転情報信号
が入っても行なわない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、従来の欠点、
即ち、アクセス時のトラツキング制御に時間がかかる問
題を解決し、高速アクセスが可能なトラツキング制御を
行なう事が出来る。

また、光検出器の総出力で信号が検出可能な為、プツ
シユプル法の如く、面ブレに弱いと云う欠点も解決出来
る。

更に、記録担体には１コのスポツトを結像するだけで
良いので、従来の３ビームトラツキング方法が持つ、光
量損失の問題、トラツキングオフセツトの問題も解決出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラツキング制御方法を実行する記録
再生装置の概略図、 第２図乃至第４図は夫々本発明に用いる記録担体の種々
の形態を示す図、 第５図は記録担体上に形成されたトラツキング制御用プ
リフオーマツトを示す図、 第６図及び第７図は夫々従来のトラツキング制御用トラ
ツクの例を示す図、 第８図は３ビームトラツキング法の概要を説明する為の
図、 第９図乃至第11図は夫々プツシユプルトラツキング法の
概要を説明する為の図、 第12図及び第13図は夫々ビデオデイスクのトラツキング
制御信号パターンの一例を示す図である。 ８……光ヘツド ６……記録担体 18……増幅器 19……ハイパスフイルター 20,21……ハンドパスフイルター 24……差分器 26……デイレーライン 25……スウイツチ回路 27……比較器 28……極性指示回路 30……位置情報抜き出し回路、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１周毎又は１トラック毎にトラッキング制
   御の極性を交互に切り替える必要のあるトラッキング制
   御用のプリフォーマットが配列された記録担体に、情報
   の記録又は再生を行う際のトラッキング制御方法におい
   て、 前記プリフォーマットより検出されるトラッキング制御
   信号が、制御の開始後に増大するか否かを検知し、その
   検知結果に応じて、前記極性の切り替えを行うことを特
   徴とするトラッキング制御方法。