JP2975191B2 - 光カード装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のトラックが互い
に平行に配列されている光カードと光学ヘッドとをトラ
ック方向に相対的に往復運動させながら情報の記録およ
び／または再生を行う光カード装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光カードは磁気カードと比較して数千倍
〜１万倍の記憶容量を有しており、WORM型光ディスクと
同様に書換えはできないが、その記憶容量が１〜２Ｍバ
イトと大きいところから、個人の健康管理カード、プリ
ペイドカード、顧客管理カードなどのデータの改竄を許
さないアプリケーションへの応用が期待されており、一
部では実用実験が始めされている。

【０００３】このような光カードとしては、互いに平行
に配列されたトラックの両端部にトラックのアドレス情
報を記録したＩＤ部を設けたもの（特開昭６３−３７８
７６号公報）や、各トラックのデータ部をアドレス情報
を含まない特定のパターンから成るセクタマークによっ
て複数のセクタに分割したもの（特開昭６３−１９３３
３１号公報）などが提案されている。

【０００４】このような光カードにおいては、一般に、
光カードをトラックと平行な方向に移動させることによ
ってデータの記録／再生やＩＤ部やセクタマークの読み
取りを行い、目的とするトラックへのアクセスは対物レ
ンズを有する光学ヘッド全体を直線移動機構によりトラ
ックと直交する方向に移動させ、その移動中光学ヘッド
の位置をリニアスケール等の位置検出手段で検出して位
置決めする粗アクセスと、対物レンズをトラッキング駆
動手段によって１トラックピッチづつ移動させるトラッ
クジャンプとを組み合わせて行っている。すなわち、光
学ヘッド全体の移動を伴う粗アクセスにおいては、移動
開始および停止時における対物レンズの基準位置からの
ずれ、光カードの振動、直線移動機構と位置検出手段と
による位置決め誤差などにより光学ヘッドの移動後に
は、光ビームは目的トラックに対してある程度のばらつ
きを以て位置決めされる。この位置のばらつきは通常１
０トラック程度である。そのばらつきを補正して目的ト
ラックに光ビームを移動させるために、確実な移動量を
有するトラックジャンプを目標トラックと現在位置との
差の回数分だけ行うようにしている。このように現在位
置のトラックから目的とするトラックに移動する動作は
シークとも称されている。

【０００５】次に、図１に示す光カードを用いる場合の
従来のアクセス方法を、図２に示すフローチャートをも
参照して説明する。図１に示すように、光カード１は、
互いに平行な複数のトラック２を有する光記録部３の両
端部に、各トラックに対応してそのトラックの情報を記
録してＩＤ部４Ａおよび４Ｂを設け、これらのＩＤ部の
間をデータ部５としたものである。今、光カード１は停
止しており、記録／再生を行う光ビームスポットはＸ１
の位置にあって、その位置のトラックアドレスは分かっ
ているものとする。先ず、図２のステップＳ２１で、目
標トラックのアドレスと現在のトラックアドレスとの差
Ｄを計算し、次にステップＳ２２でその絶対値が予め設
定した値ａよりも小さいか否かを判断する。差Ｄの絶対
値が値ａよりも小さいときは、ステップＳ２３でトラッ
クジャンプを行う。すなわち、この場合には光学ヘッド
全体を移動させる粗アクセスを行うよりもトラックジャ
ンプを繰り返してアクセスする方がアクセス時間が短く
て済むので、粗アクセスは行わず、トラック差Ｄ分だけ
トラックジャンプを行う。なお、設定値ａとしては、通
常４〜１０トラック程度としている。

【０００６】一方、トラック差Ｄの絶対値が設定値ａに
等しいかまたはこれよりも大きいときは、ステップＳ２
４においてこのトラック差に相当する距離だけ光学ヘッ
ドを移動させて粗アクセスを行う。この移動後の光ビー
ムスポットの位置をＸ２で示す。その後、ステップＳ２
５で光カード１をトラック方向に移動させながら、ステ
ップＳ２６においてＩＤ部４Ｂに記録されているトラッ
クアドレスを読み出して移動後のトラックアドレスを確
認する。このように光カード１のＩＤ部４Ｂを読み出す
ときには、光カードと光学ヘッドとの相対速度を規定の
一定値とする必要があるので、トラックアクセスを行う
位置、すなわち位置Ｘ１，Ｘ２が整列されている位置は
ＩＤ部から離れており、この間において加速してＩＤ部
では相対速度が所定の値となるようにしている。アクセ
スがトラックジャンプで行われた場合には、殆どの場合
目的トラックに一致するが、粗アクセスの場合には上述
した理由により目的のトラックに一致することは少な
い。勿論、粗アクセスを行わずにトラックジャンプのみ
を行う場合でも目的のトラックと一致しない場合もあ
る。

【０００７】そこで、ステップＳ２７において、先に読
み出したトラックアドレスが目的トラックアドレスに一
致するか否かを判断する。一致しない場合にはステップ
Ｓ２８において光カード１が反対側の端部に移動して光
ビームスポットが位置Ｘ３に到達して、光カード１と光
学ヘッドとの相対速度を検出して相対速度が零となった
後、さらにステップＳ２９において光カード１の急速な
減速に伴って発生する振動が十分減衰するまでの一定の
待ち時間が経過した後にステップＳ１に戻って再びトラ
ック差Ｄを求める。この場合にはＩＤ部４Ａと停止位置
との間で減速が行われることになる。図１の位置Ｘ３
は、１回目の移動がトラックジャンプおよび粗シークの
いずれの場合にも、トラック差Ｄの絶対値は必ず設定値
ａよりも小さくなり、したがって、ステップＳ２３にお
いてトラック差Ｄに相当する回数だけトラックジャンプ
を行って光ビームスポットを位置Ｘ４に位置決めする。
その後、光カード１を逆方向に移動させながらＩＤ部４
Ａで再びトラックアドレスを確認し、トラックアドレス
が目的のトラックアドレスと一致するか否かを判断し、
一致していれば、ステップＳ３０においてデータの記録
（ライト）または再生（リード）を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】光カードへの記録動作
や光カードからの再生動作を行う場合には、光カードを
トラック方向に往復駆動させるが、往復駆動の反転時に
は急激な減速および加速が行われるため、機械的振動が
発生する。この問題を解決するために特開昭６４−２７
０２８号公報に記載されたものでは、図２のステップＳ
２８およびＳ２９で示すように光カードの反転時に光カ
ードと光学ヘッドとの相対速度が零となった後、さらに
一定の待ち時間が経過した後にトラックジャンプを行う
ようにしている。

【０００９】しかし、従来では上記の待ち時間は個々の
光カード装置の振動特性や光カード装置の設置条件によ
らず一定の時間に設定していたため、最悪の条件下でも
トラックジャンプを正確に実行できるように十分長めに
設定するか、アクセスタイムを重視してある程度短めに
設定するかのいずれかになる。前者の場合には必要以上
に待ち時間が長くなってしまい、アクセスタイムが長く
なる欠点がある。また、後者の場合には、トラックジャ
ンプを失敗する確率が高くなり、目的とするトラックに
アクセスすることが不可能となってしまう欠点がある。

【００１０】本発明の目的は、上述した従来の問題点に
着目してなされたものであり、個々の光カード装置の振
動特性や設置条件に応じて、常に最適の待ち時間を設定
することによって目的トラックへのアクセス時間を短縮
し、しかもトラックジャンプを確実に行うことができる
ように構成した光カード装置を提供しようとするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のトラッ
クが互いに平行に配列されている光カードと光学ヘッド
とをトラック方向と直交する方向に相対的に移動させて
トラックアクセスを行い、トラック方向に相対的に往復
運動させながら情報の記録および／または再生を行う光
カード装置において、前記光カードと光学ヘッドとのト
ラック方向での相対移動速度を検出する相対速度検出手
段と、前記光学ヘッド上に設定されている基準位置から
の対物レンズの位置のずれを検出する対物レンズ位置ず
れ検出手段と、前記相対速度検出手段によって光カード
と光学ヘッドとのトラック方向での相対移動速度が零と
なるのを検出した後に、前記対物レンズ位置ずれ検出手
段によって、対物レンズの位置ずれ状態を検出し、当該
位置ずれが所定値以下になったことを検出した後に、光
学ヘッドから放射される光スポットをトラック方向と直
交する方向に移動させる制御手段とを具えることを特徴
とするものである。

【００１２】

【作用】このような本発明の光カード装置においては、
光カードと光学ヘッドとのトラック方向での相対移動速
度が零となるのを検出した後に、光学ヘッド上に設定さ
れている基準位置からの対物レンズの位置のずれを検出
する対物レンズ位置ずれ検出手段によって、対物レンズ
の位置ずれが所定値以下になったことを検出した後に、
光学ヘッドから放射される光スポットをトラック方向と
直交する方向に移動させて光スポットをトラックジャン
プさせて移動させるように構成したので、個々の光カー
ド装置の振動特性や設置条件に対応した最適な待ち時間
を設定することができる。

【００１３】

【実施例】図３は本発明による光カード装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。本例の光カード装置
は、光カード１１へ記録／再生光を照射する光学ヘッド
１２を有し、この光学ヘッドは図示しない光源から放射
される光ビームを、対物レンズ１２ａ等から成る光学系
を介して光カード１１上にスポットとして投射する構成
となっている。また、光ディテクタ１２ｂは、光カード
１１からの反射光を受光して電気信号に変換し、図示し
ていない復調回路に情報再生信号として出力するととも
にトラッキングサーボ回路１３へトラッキングエラー信
号（ＴＥＳ）を出力するように構成されている。

【００１４】トラッキングサーボ回路１３は、スイッチ
２７およびアンプ２８を介して光カード１２のトラッキ
ングアクチュエータ１２ｃを駆動し、対物レンズ１２ａ
から放射される光ビームスポットが光カード１１上のト
ラックに追従するように制御するものである。また、装
置全体の動作を制御するドライブコントローラ２１を設
け、トラックジャンプを行う場合には、このドライブコ
ントローラはスイッチ２７の切換えを指示するとともに
このスイッチへトラックジャンプパルスを出力する。こ
のトラックジャンプパルスはアンプ２８を経てトラッキ
ングアクチュエータ１２ｃに供給され、対物レンズ１２
ａをトラック１本分ジャンプさせる。

【００１５】また、上述した光学ヘッド１２の光ディテ
クタ１２ｂはフォーカスエラー信号も出力し、これを図
示しないフォーカスサーボ回路に供給し、フォーカスサ
ーボ回路はこのフォーカスエラー信号により光学ヘッド
１２から投射される光ビームスポットが光カード１１上
に常に合焦されるように図示しないフォーカシングアク
チュエータを駆動するように構成されている。さらに、
光学ヘッド１２を光カード１１のトラック方向に対して
直交する方向に駆動するための第１のボイスコイルモー
タ（ＶＣＭと略記する）１４と、この第１のＶＣＭを駆
動する第１のＶＣＭ駆動回路１６とを設け、光学ヘッド
１２をトラックを横断するシーク方向に駆動できるよう
に構成する。このシーク方向の光学ヘッド１２の移動量
を検出するために第１のリニアスケール１５を設け、こ
の第１リニアスケールによって検出した移動量を２値化
回路１７へ供給し、この２値化回路は移動量を２値化し
てドライブコントローラ２１へ供給する。粗アクセス、
すなわち粗シークを行う場合には、ドライブコントロー
ラ２１は切換えスイッチ２２を接点Ｂ側に切換えるとと
もにこのスイッチを介してシークの制御量を第１のＶＣ
Ｍ駆動回路１６へ与え、光学ヘッド１２を目的トラック
へシークさせるように構成されている。

【００１６】光学ヘッド１２は、その内部に設定されて
いる基準位置からの対物レンズ１２ａの位置ずれを表す
信号を出力するレンズ位置検知器１２ｄをさらに具えて
いる。このレンズ位置検知器１２ｄからの出力信号をレ
ンズ位置検出回路１８に供給して対物レンズ１２ａの位
置を検出する。２段サーボを行う場合に、このレンズ位
置検出回路１８の出力信号の位相を補償する位相補償回
路１９と、レンズ位置検出回路１８の出力信号から光ビ
ームスポットのトラック外れを検出してドライブコント
ローラ２１へ検出信号を出力するトラック外れ検出回路
２０とを設ける。

【００１７】２段サーボを行う場合には、ドライブコン
トローラ２１は、レンズ位置検知器１２ｄ、レンズ位置
検出回路１８、位相補償回路１９および切換えスイッチ
２２を介して第１のＶＣＭ駆動回路１６へレンズ位置信
号を出力し、この第１ＶＣＭ駆動回路は第１ＶＣＭ１４
を駆動して対物レンズ１２ａが光学ヘッド１２内の基準
位置（トラッキングサーボ範囲の中心位置）を保持する
ように制御する。このように、２段サーボを行っている
ときには、位相補償回路１９の出力信号はＡ／Ｄコンバ
ータ２９を介してドライブコントローラ２１へ供給され
ており、これに基づいてドライブコントローラは対物レ
ンズ１２ａの基準位置に対する位置を検出している。

【００１８】光カード１１はカードのそりを補正するた
めにシャトル２３に保持されている。このシャトル２３
は第２のＶＣＭ駆動回路２６によって駆動制御される第
２のＶＣＭ２４によってトラック方向に駆動され、光カ
ード１１へのアクセスを行うように構成する。リニアス
ケール２５は第２のＶＣＭ２４のトラック方向への移動
量を検出して第２ＶＣＭ駆動回路２６へ供給し、第２Ｖ
ＣＭ駆動回路はこの移動量に基づいてシャトル２３を一
定速度で往復駆動制御するとともに停止位置での位置決
め制御を行うものである。

【００１９】次に、本例の光カード装置において光カー
ド１１の目的のトラックにアクセスする動作を図４に示
すフローチャートをも参照して説明する。なお、使用す
る光カード１１の構成は図１に示したものと同一である
とする。先ず、粗シーク動作によって光学ヘッド１２を
目的トラックの近傍まで移動させるステップＳ１〜Ｓ４
の動作は図２に示した従来のステップＳ２１〜Ｓ２４の
動作と同様であるので、その説明は省略する。

【００２０】光学ヘッド１２から照射される光ビームス
ポットが目的トラックの近くに到達したら、図４に示す
ステップＳ５において、ドライブコントローラ２１は光
カード１１を保持するシャトル２３を駆動する第２のＶ
ＣＭ２４を制御する第２のＶＣＭ駆動回路２６に指令を
送り、第２のＶＣＭを介して光カード１１を光学ヘッド
１２に対してトラック方向に移動させてＩＤ部を読み取
り、ステップＳ６において、光ビームスポットが位置し
ている現在のトラックアドレスを読み出す。次に、ステ
ップＳ７において、読み出したトラックアドレスと目的
トラックのアドレスとを比較し、一致する場合にはステ
ップＳ９において、そのまま記録または再生を行う。

【００２１】一方、読み出したトラックアドレスが目的
のトラックアドレスと一致しない場合には、ステップＳ
８において、光カード１１を保持しているシャトル２３
の光学ヘッド１２に対する相対速度が零となるまで待
つ。この場合、ドライブコントローラ２１は第２ＶＣＭ
駆動回路２６からのステータスを読み出してシャトル２
３の相対速度が零になったことを知ることができる。す
なわち、シャトル２３に設置されている光学式の第２の
リニアスケール２５からの位置情報出力を基にシャトル
２３の動きが一定時間内に所定の距離以下であればシャ
トルの相対速度は零であると見なすようにしている。こ
のように光カード１１と光学ヘッド１２との相対速度が
零となるのを検出するまでの動作は図２に示した従来の
場合と同じである。

【００２２】本発明においては、シャトル２３の相対速
度が零になったと判定されたら、ステップＳ１０におい
て対物レンズの現在の位置をドライブコントローラ２１
へ入力する。すなわち、光学ヘッド１２に内蔵した対物
レンズ位置検知器１２ｄの出力を対物レンズ位置検出回
路１８および位相補償回路１９で処理して得られる信号
をＡ／Ｄコンバータ２９によってディジタル信号に変換
してドライブコントローラ２１へ供給する。次に、ステ
ップＳ１１においてこのようにして入力した対物レンズ
位置を所定の値と比較する。この対物レンズ位置の基準
位置からのずれが所定の値以上である場合には、光カー
ド装置の振動や光カード１１のスキュー（光カードの長
辺に対してのトラックの傾き）のために光ビームスポッ
トがトラックの中央に正しくトラッキングされておら
ず、以降のトラックジャンプが正常に行われない恐れが
あるので、ステップＳ１０に戻り、所定値以下になるま
で待つ。このように、本発明においては光カードと光学
ヘッドとの相対速度が零となった後、常に一定の待ち時
間を置くのではなく、対物レンズ１２ａが基準位置から
どの程度ずれているのかを検出し、このずれが所定値以
下となるのを待つようにしているので、相対速度が零と
なった後、トラックジャンプを正確に行うことができる
までの待機時間はつねに最短のものとなる。

【００２３】ステップＳ１１において、対物レンズ位置
検出器１２ｄによって検出される対物レンズ１２ａの基
準位置からのずれ量が所定値以下となったとが判定され
たらステップ１に戻る。この場合には現在のトラックの
アドレスと目的トラックのアドレスとの差Ｄは一般に所
定値ａよりも小さくなっているので、次にステップＳ３
においてトラックジャンプ動作に移行し、目的トラック
への微シーク動作を行う。この微シーク動作は、対物レ
ンズのトラッキングアクチュエータ１２ｃにスイッチ２
７を介して加速／減速パルスを与えて現在光ビームスポ
ットがオンしているトラックと目的トラックとの差分に
対応する回数だけトラックジャンプを繰り返して行う。
一般に、光カード１１上のトラックには、光カード外形
の削れや記録部材の張り付け位置の誤差などによってス
キューがあるため、その対策として対物レンズ１２ａの
トラッキング方向の動きを検出する対物レンズ位置検知
器１２ｄの出力を基に２段サーボを行っている。光カー
ド装置においては、２段サーボ系は100Hz 以上の高い周
波数ではゲインがないので、トラックジャンプを行うた
めにトラックジャンプ中でも２段サーボ系は閉じたまま
としている。すなわち、トラックジャンプ動作毎に２段
サーボをオフ・オンするように構成すると、オフ・オン
動作の静定時間を見込まなければならないので処理時間
が増大してしまうので２段サーボ系は閉じたままとして
いる。トラックジャンプ動作が終了したならば、光カー
ド１１を駆動してＩＤ部を読み出し、目的トラックであ
ることを確認した後にリード／ライトを行う。

【００２４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形を加えることができ
る。

【００２５】また、上述した実施例におけるＡ／Ｄコン
バータ２９としては、ドライブコントローラ２１として
使用するワンチップマイクロコンピュータに内蔵されて
いるＡ／Ｄコンバータを利用しても良い。さらに、Ａ／
Ｄコンバータを使用せずに、対物レンズ位置検出信号と
一定の電圧とを比較するアナログ・コンパレータを使用
しても良い。

【００２６】上述した対物レンズ位置検出信号のドライ
ブコントローラへの入力においては、位置検出信号が振
動している場合もあるので、ドライブコントローラ２１
内のソフトウェアによって、１回のみの入力だけでな
く、一定時間内に複数回入力して一定の範囲内にあると
きのみ有効な信号とすることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、個
々の光カード装置の振動特性にばらつきがある場合や光
カード装置の設置条件によらず、光カード停止後からト
ラックジャンプ開始までの待ち時間をそれぞれの場合に
最適な値に決めることができるので、この待ち時間を必
要以上に長くとることによる目的トラックへのアクセス
時間の増大をなくすことができるとともにこの待ち時間
が必要な時間よりも短くなることによって目的トラック
へのアクセスが不可能となるような事態を避けることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、光カードの構成を示す線図的平面図
である。

【図２】 図２は、従来の光カード装置におけるトラッ
クアクセス動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図３】 図３は、本発明による光カード装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

【図４】 図４は、図３に示す本発明による光カード装
置におけるトラックアクセス動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１１ 光カード １２ 光学ヘッド １２ａ 対物レンズ １２ｂ 光ディテクタ １２ｃ トラッキングアクチュエータ １２ｄ 対物レンズ位置検知器 １３ トラックサーボ回路 １４ 第１ＶＣＭ １５ 第１リニアスケール １６ 第１ＶＣＭ駆動回路 １７ ２値化回路 １８ 対物レンズ位置検出回路 １９ 位相補償回路 ２０ トラック外れ検出回路 ２１ ドライブコントローラ ２２ 切換えスイッチ ２３ シャトル ２４ 第２ＶＣＭ ２５ 第２リニアスケール ２６ 第２ＶＣＭ駆動回路 ２７ スイッチ ２８ アンプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のトラックが互いに平行に配列され
   ている光カードと光学ヘッドとをトラック方向と直交す
   る方向に相対的に移動させてトラックアクセスを行い、
   トラック方向に相対的に往復運動させながら情報の記録
   および／または再生を行う光カード装置において、 前記光カードと光学ヘッドとのトラック方向での相対移
   動速度を検出する相対速度検出手段と、 前記光学ヘッド上に設定されている基準位置からの対物
   レンズの位置のずれを検出する対物レンズ位置ずれ検出
   手段と、 前記相対速度検出手段によって光カードと光学ヘッドと
   のトラック方向での相対移動速度が零となるのを検出し
   た後に、前記対物レンズ位置ずれ検出手段によって、対
   物レンズの位置ずれ状態を検出し、当該位置ずれが所定
   値以下になったことを検出した後に、光学ヘッドから放
   射される光スポットをトラック方向と直交する方向に移
   動させる制御手段とを具えることを特徴とする光カード
   装置。