JP3078641B2 - 光学的情報記録方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カード状光記録媒体
に対して情報を光学的に記録する光学的情報記録方法お
よび装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光記録媒体は、記録密度が磁気
記録媒体に比べて極めて高いことから、大量の情報を記
録する用途向けに応用が始まっている。その中で、光カ
ードは磁気カードと比較して数千倍〜一万倍の記憶容量
を有し、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等の過去の来歴データを保存
するアプリケーションへの応用や、プリペイドカード、
顧客管理等への応用も考えられ、一部では実験も始まっ
ている。また、ＷＯＲＭ型の光ディスクも文書ファイル
等で利用が拡大され始め、光磁気ディスクもパーソナル
コンピュータへの組み込み型が市場に出始めている。

【０００３】一方、上記のような光記録媒体に、情報を
更に高密度で記録する方法も従来提案されている。図７
および図８は、特開平２−１７２０２０号公報に開示さ
れた高密度情報記録方法およびその再生方法をそれぞれ
説明するための図である。図７および図８において、４
０はガイドトラック、４１ａ〜４１ｄは記録ピット、４
２ａは第１のレーザビームスポット、４２ｂは第２のレ
ーザビームスポット、４３はトラックの中央線を示して
いる。記録時には、図７に示すように、２つのレーザビ
ームスポット４２ａ，４２ｂがトラック中央線４３に対
して対称となるようにトラッキングをかけて、トラック
上にピットを千鳥状に記録し、再生時には、図８に示す
ように、レーザビームスポット４２ｂを消灯し、レーザ
ビームスポット４２ａがトラックの中央に来るようにト
ラッキングをかけて、千鳥状に記録された記録ピットを
再生するようにしている。ここで、千鳥状に記録される
記録ピットの間隔Ｗは、１つのレーザビームスポットで
再生できるような間隔、すなわちトラックピッチの１／
２以下に設定されている。

【０００４】また、光記録媒体の記録密度を高める他の
方法として、トラックピッチを小さくしてトラック本数
を増やし、かつ光ビームスポットを小さくすることも知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平２−１７２０２０号公報に開示された記録再生方
法にあっては、記録時に２個のレーザが必要となるた
め、コストアップになるという問題があると共に、それ
らのレーザスポットをトラック上で千鳥状に位置するよ
うに正確にトラッキングさせる必要があるため、サーボ
回路が複雑になるという問題がある。また、再生時に
は、１個のレーザスポットによってピットの読み出しを
行うため、記録時とは異なるトラッキングサーボ回路が
必要となり、装置が複雑かつコスト高になるという問題
がある。

【０００６】また、トラックピッチを小さくしてトラッ
ク本数を増やし、かつ光ビームスポットを小さくして記
録密度を高める方法にあっては、トラッキング精度を従
来のトラックピッチの場合に比べて高める必要があるた
め、トラッキングサーボ回路が複雑になるという問題が
あると共に、従来のトラックピッチを有する媒体との互
換性が保たれなくなるため、記録媒体を使用するユーザ
に不便をかけるという問題もある。

【０００７】この発明は、上述した従来の問題点を解決
し、簡単な回路構成でカード状光記録媒体の記録密度を
トラック単位で有効に向上でき、かつ従来のカード状光
記録媒体との互換性を保つことができる光学的情報記録
方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するこの
発明に係る光学的情報記録方法は、予め設定されている
複数の記録密度のうちからトラック毎に一つの記録密度
を選択し、その選択した記録密度に応じて、光ビームが
カード状記録媒体のトラックを走査する方向のピットの
記録間隔またはピットの記録長を変更して、前記カード
状記録媒体にセクタ当たり一定のバイト数でデータを記
録することを特徴とするものである。さらに、この発明
に係る光学的情報記録装置は、記録すべき情報に基づく
変調信号を生成してレーザダイオードを駆動するレーザ
駆動回路と、カード状記録媒体の所望のトラックの所望
のセクタ位置に光ヘッドが達したときにセクタ位置検出
信号を出力するセクタ位置検出回路と、予め設定されて
いる複数の記録密度のうちからトラック毎に一つの記録
密度を選択して記録密度選択信号を出力するコントロー
ラとを有し、前記コントローラは前記セクタ位置検出信
号に基づいて所望のセクタを認識して前記記録密度選択
信号を前記レーザ駆動回路に出力し、その選択した記録
密度に応じたピットの記録間隔またはピットの記録長
で、前記カード状記録媒体にセクタ当たり一定のバイト
数でデータを記録するように制御することを特徴とする
ものである。

【０００９】

【作用】この発明によると、カード状記録媒体のトラッ
ク毎に、データは、記録密度が低いときには、記録密度
が最も高いときに形成されるピット間隔やピット長のｎ
倍（ｎは実数）のピット間隔やピット長で、セクタ当た
り一定のバイト数で記録される。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明の光学的情報記録方法にお
いて用いる光カードの一例を示すものである。この光カ
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と、その両端部に各トラックに対応してトラック
情報を記録したＩＤ部４Ａ，４Ｂとを有し、ＩＤ部４
Ａ，４Ｂ間をデータ部５としたものである。ここで、Ｉ
Ｄ部４Ａ，４Ｂは、光カード１を製造する際に予めプリ
レコードしておく。

【００１１】図２ＡおよびＢは、図１のトラック２を拡
大したもので、図２Ａは１トラック１セクタの場合を、
図２Ｂは１トラック３セクタの場合をそれぞれ示してい
る。なお、図２Ａ，Ｂにおいて、符号２０１ａ〜２０１
ｄはトラック２に記録されたセクタデータを、２０２
ａ，２０２ｃはＩＤ部４Ａとセクタデータとの間のギャ
ップを、２０２ｂ，２０２ｄはＩＤ部４Ｂとセクタデー
タとの間のギャップを、２０３ａ，２０３ｂはセクタデ
ータ間のギャップを、２０４はトラッキングを行うため
のガイドトラックをそれぞれ示し、ギャップ２０２ａ〜
２０２ｄおよび２０３ａ，２０３ｂは、それぞれ光カー
ド１を定速で駆動する際の速度変動を吸収するために設
けられる。

【００１２】図２ＡおよびＢにおいて、従来の記録方法
にあっては、図２Ａにおいて１セクタ１０２４バイトと
すると、図２Ｂの場合には１セクタ２５６バイトとして
データを記録するようにしている。このため、記録密度
が低くなる。この発明の実施例では、データ部５に、予
め定められた複数の記録密度のうちの１つの記録密度
で、かつ予め定められた複数のセクタフォーマットのう
ちの１つのセクタフォーマットでデータを記録する。以
下、１トラック内に、１セクタあたり１０２４バイトの
セクタを、１セクタ、２セクタ、３セクタ記録できる３
通りの記録密度を選択してデータを記録する場合につい
て説明する。

【００１３】図３Ａ〜Ｃは、この実施例による光カード
上のトラック内の記録フォーマットを示すもので、図３
Ａは１トラックに１セクタを、図３Ｂは１トラックに２
セクタを、図３Ｃは１トラックに３セクタをそれぞれ記
録した場合を示している。図３Ａ〜Ｃにおいて、符号１
０はガイドトラックを、１１ａ，１１ｂはトラック番号
が記録されているＩＤ部を、１２ａ〜１２ｆは記録され
ているセクタをそれぞれ示し、各セクタはエラー訂正符
号を含んでユーザーデータとして１０２４バイトの容量
を有している。また、各ＩＤ部１１ａ，１１ｂとセクタ
との間およびセクタ間には、何も記録されない部分（ギ
ャップ）を設ける。なお、図３Ａ〜Ｃに示す寸法は、光
カード上で実際にセクタが記録される位置を示してい
る。

【００１４】図４Ａ〜Ｃは、図３に示した各セクタに記
録されたピットの一部を示すもので、図４Ａはセクタ１
２ａに対応し、図４Ｂはセクタ１２ｂに対応し、図４Ｃ
はセクタ１２ｄに対応する。なお、この実施例では、デ
ータ変調規則がＭＦＭで、ピットポジション記録（マー
ク間記録）の場合を示す。図４Ａ〜Ｃにおいて、符号１
３ａ〜１３ｄは、トラック上に記録されたピットを示
す。ここでは、ピット１３ａと１３ｂとの間は、ＭＦＭ
記録の最小間隔を示す１τ、ピット１３ｂと１３ｃとの
間は１．５τ、ピット１３ｃと１３ｄとの間は２τとす
る。

【００１５】図４Ａにおいて、１τが６μｍに相当する
とすると、１．５τは９μｍ、２τは１２μｍとなり、
また図４Ｂの場合には、記録密度が図４Ａの場合の２倍
であるから、１τが３μｍ、１．５τが４．５μｍ、２
τは６μｍとなり、図４Ｃの場合には、記録密度が図４
Ａの場合の３倍であるから、１τが２μｍ、１．５τが
３μｍ、２τが４μｍとなる。この実施例では、図４Ｃ
の場合が最高記録密度で、その場合の最小ピット間隔は
２μｍであるから、記録されるピットサイズは、光学系
の分解能を考慮すると、トラック方向には１μｍ程度で
ある必要がある。また、記録ピットのトラッキング方向
（トラックを横切る方向）の長さに関しては、図４Ａ〜
Ｃの各場合とも同じで良く、２．５μｍ程度が選ばれ
る。したがって、トラックに記録されるピットは、おお
よそ２．５μｍ幅×１μｍ長の形状となる。このような
ピット形状は、光ピックアップの対物レンズの開口数
（Ｎ／Ａ）を大きく取り、かつ、光源としての半導体レ
ーザの出力に絞りを入れてトラックの方向に垂直な方向
に光ビームを広げることで実現できる。

【００１６】図５は、この発明を実施する光カード記録
再生装置の一例の構成を示すブロック図である。この光
カード記録再生装置は、光カード２０をトラック方向に
移動させ、光学ヘッド２１を図示しない光学ヘッド駆動
モータによりトラック方向と直交する方向に移動させ
て、データの記録再生を行うものである。光カード２０
は、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという）２５の
可動コイルと一体となったシャトル２３内の所定の位置
に装着され、ＶＣＭ駆動回路２４によるＶＣＭ２５の駆
動によってトラック方向に往復駆動される。シャトル２
３には、光カード２０の光学ヘッド２１に対する位置を
検出するためのエンコーダ２２が取り付けられ、ＶＣＭ
２５または装置底板に固定されたリニアスケール２６の
検出出力をセクタ位置検出回路２７に供給する。なお、
リニアスケール２６としては、光カード上の長さで５０
μｍピッチ程度でパルス出力が得られるものを選ぶ。

【００１７】光学ヘッド２１は、レーザダイオード２１
ａからの書き込みまたは読み取り光を、光カード上で
２．５μｍ幅×１μｍ長となるように絞り２１ｄを介し
た後、光学系２１ｂを介して光カード２０上に照射し、
その反射光をディテクタ２１ｃに入射させるように構成
する。ディテクタ２１ｃの出力は、復調回路２８に供給
して読み出し信号３５を得ると共に、フォーカス・トラ
ックサーボ回路２９に供給してフォーカスエラー信号お
よびトラックエラー信号を検出し、これにより光カード
２０上でのビームスポットが常に合焦状態でトラックに
追従するように、光学ヘッド２１のフォーカスおよびト
ラッキング方向の駆動を制御する。また、読み出し信号
３５は、コントローラ３０に供給して、ここでデータ再
生信号やトラックアドレス情報を検出するようにする。

【００１８】次に、コントローラ３０の動作について説
明する。この光カード記録再生装置は、３つの記録密度
を選択するため、記録再生動作にあたっては、最初にど
の記録密度であるかをコントローラ３０が認識する必要
がある。その方法としては、（１）図示しないホストコ
ンピュータからのコマンドとして指示されて認識する、
（２）光カードの特定の領域（特定トラックの特定セク
タ、例えば先頭または最終トラックの先頭セクタ）に、
その光カードで使用されている記録密度を示すデータを
記録しておき、光カードが装置内に挿入された時点でそ
の領域を読み出して認識する、（３）データ記録時はホ
ストコンピュータからのコマンドによって認識し、デー
タ再生時は記録されているデータのプリアンブル領域
（再生用ＰＬＬ回路の同期引き込み用領域）の周波数に
よって認識する、等の方法が考えられる。コントローラ
３０は、上記の（１），（２）および（３）のいずれか
の方法またはそれらの組み合わせによって記録密度を認
識し、記録密度選択信号３８としてセクタ位置検出回路
２７、復調回路２８、変調・レーザ駆動回路３１に供給
し、記録再生動作を行う。

【００１９】以下、データ記録動作について説明する。
先ず、コントローラ３０は、セクタ位置検出回路２７に
セクタフォーマットの種類を示すフォーマット選択信号
３６と、記録密度選択信号３８とを出力して、セクタフ
ォーマットと記録密度とを選択する。次に、データを記
録する所望のトラックに光学ヘッド２１をシークさせた
後、変調・レーザ駆動回路３１を介してレーザダイオー
ド２１ａから低出力の読み取り光を発光させると共に、
ＶＣＭ駆動回路２４を制御してシャトル２３をトラック
方向に駆動し、光カード２０の端部のＩＤ部１１ａまた
は１１ｂ（図３参照）を読み出して目的トラックである
ことを確認する。ここで、ＩＤ部１１ａ，１１ｂは、最
も低い記録密度でプリレコードされているので、復調回
路２８内部のＰＬＬ回路は、ＩＤ部１１ａまたは１１ｂ
の読み出し前にはその周波数近傍でフリーランし、読み
出すＩＤ部の先頭のプリアンブル領域で正確な周波数と
位相の引き込みを行う。

【００２０】次に、コントローラ３０は、記録密度選択
信号３８と、セクタ位置検出回路２７からのセクタフォ
ーマットおよび記録密度に応じたセクタ位置検出信号３
７とに基づいて、変調・レーザ駆動回路３１を介してレ
ーザダイオード２１ａから高出力の書き込み光を記録す
べきデータに従って変調して出力させ、これにより所望
のセクタにデータを記録する。なお、この際、コントロ
ーラ３０は、光カード２０の搬送方向に応じて、記録す
るデータの並び換えおよび変調規則の切り換えを行っ
て、変調・レーザ駆動回路３１に記録すべきデータとし
て出力する。

【００２１】また、データを再生する場合には、先ず、
コントローラ３０から上記と同様にセクタ位置検出回路
２７にセクタフォーマットの種類を示すフォーマット選
択信号３６および記録密度選択信号３８を出力して、セ
クタフォーマットおよび記録密度を選択する。なお、記
録密度選択信号３８は、上述した（３）の認識方法にに
よる場合には、読み出し動作を開始した直後にコントロ
ーラ３０から出力される。次に、データを再生する所望
のトラックに光学ヘッド２１をシークさせた後、変調・
レーザ駆動回路３１を介してレーザダイオード２１ａか
ら低出力の読み取り光を発光させると共に、ＶＣＭ駆動
回路２４を制御してシャトル２３をトラック方向に駆動
し、記録時と同様にして光カード２０の端部のＩＤ部１
１ａまたは１１ｂを読み出して目的トラックであること
を確認する。次に、コントローラ３０は、記録密度選択
信号３８と、セクタ位置検出回路２７からのセクタフォ
ーマットおよび記録密度に応じたセクタ位置検出信号３
７とに基づいて、所望のセクタ位置のセクタデータの再
生を行う。なお、この際、復調回路２８において、光カ
ード２０の搬送方向に応じて、データの並び換えおよび
変調規則の切り換えを行う。

【００２２】かかる光カード記録再生装置において、セ
クタ位置検出回路２７は、コントローラ３０からのフォ
ーマット選択信号３６および記録密度選択信号３８によ
り選択されるセクタフォーマットおよび記録密度に応じ
て、セクタの区切りに対応した光カード上の位置に光学
ヘッド２１がさしかかったときに、セクタ位置検出信号
２７を出力する。図６は、かかるセクタ位置検出回路２
７の一例の構成を示す回路図で、１セクタが何バイトの
ものかを選択するフォーマット選択信号３６および最小
ピット間隔が幾つのものかを選択する記録密度選択信号
３８に応じて光カード上のセクタの区切り位置に相当す
る所定値を出力するフォーマット選択器３２と、エンコ
ーダ２２からの出力信号をカウントするカウンタ３４
と、フォーマット選択器３２から出力される所定値とカ
ウンタ３４からの出力カウント値とを比較して、両者が
一致したときにセクタの先頭位置を示すセクタ位置検出
信号３７を出力する比較器３３とを有する。

【００２３】図６において、例えばエンコーダ２２の出
力ピッチが５０μｍとすると、図３Ｃに示す各セクタ１
２ｄ，１２ｅ，１２ｆの左端は、左側のＩＤ部１１ａの
左端基準で、それぞれ４．９５ｍｍ、２３．６５ｍｍ、
４２．３５ｍｍの位置にあるので、カウンタ３４をＩＤ
部１１ａの左端でリセットすれば、カウンタ３４の出力
がそれぞれ９９、４７３、８４７となったときにセクタ
位置検出信号３７が出力されることになる。なお、カウ
ンタ３４のリセットは、上記の位置に限らず、光学ヘッ
ド２１に対して基準となる光カード上の位置、例えば光
カード２０のエッジやプリレコードされているＩＤ部内
の所定の位置等、であれば任意に設定できる。このセク
タ位置検出回路２７からのセクタ位置検出信号３７をコ
ントローラ３０に供給し、コントローラ３０においてこ
の信号をカウントすることにより所望のセクタを認識す
ることができる。

【００２４】また、変調・レーザ駆動回路３１は、デー
タ記録時にコントローラ３０から出力される変調された
信号に従ってレーザダイオード２１ａを駆動するが、そ
の変調時の基本周波数は、記録密度選択信号３８によっ
て所定の周波数を選択する。例えば、図３Ａの場合にお
ける変調周波数が１６０ＫＨｚとすると、図３Ｂの場合
には記録密度が２倍であるから３２０ＫＨｚで、図３Ｃ
の場合には記録密度が３倍であるから４８０ＫＨｚでそ
れぞれ変調する。

【００２５】また、復調回路２８は、セクタデータの読
み出し時に、セクタの端に一定期間記録されているプリ
アンブル部によって復調回路内のＰＬＬ回路を位相同期
させるが、プリアンブル部により同期引き込みを行う前
においては、目的とする周波数でフリーランさせる必要
がある。このため、記録密度選択信号３８によって、フ
リーランする周波数を、上記の変調周波数に対応して１
６０ＫＨｚ／３２０ＫＨｚ／４８０ＫＨｚに切り換え
る。なお、ＩＤ部１１ａ，１１ｂにおける情報は、最も
低い記録密度で記録されているので、その読み出しを行
う際には１６０ＫＨｚでフリーランさせ、データ部の読
み出しを行う前に、コントローラ３０からの記録密度選
択信号３８に応じて切り換える。

【００２６】以上のように構成することによって、トラ
ックピッチを小さくすることなく、かつ単一のレーザビ
ームを用いて、したがってトラッキング精度を何ら高く
することなく、簡単な回路構成で情報を所望の記録密度
で記録することができる。

【００２７】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能で
ある。例えば、上述した実施例では、１セクタを１０２
４バイトとして、１トラックに記録密度を変更して１〜
３個のセクタを記録するようにしたが、１セクタのバイ
ト数や１トラック内のセクタ数は任意に変更することが
できる。また、図５に示す光カード記録再生装置におい
ては、セクタ位置検出回路２７からセクタの先頭位置を
示すセクタ位置検出信号３８を出力させ、その信号をコ
ントローラ３０においてカウントして所望のセクタを認
識するようにしたが、セクタ位置検出回路２７内にセク
タ位置検出信号３８をカウントするカウンタを設け、そ
の出力をセクタ番号としてコントローラ３０に供給する
よう構成することもできる。

【００２８】さらに、上述した実施例では、ピット・ポ
ジション記録（マーク間記録）でデータを記録するよう
にしたが、ピット・エッジ記録（マーク長記録）の場合
にもこの発明を有効に適用することができる。また、光
カードは、ＶＣＭに限らず、回転モータとプーリや搬送
ベルトとの組み合わせによって駆動するよう構成するこ
ともできる。さらに、上述した実施例では、光カードと
して、トラックの両端部にＩＤ部を有するものを用いた
が、ＩＤ部が片側のみの場合にも、この発明を有効に適
用することができると共に、データの変調規則について
も、ＭＦＭに限らず、１−７変調、２−７変調や８／１
０変換等の他の変調規則の場合にも、この発明を有効に
適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、カー
ド状記録媒体のトラック毎に、データを、選択した記録
密度に応じてピットの記録間隔またはピットの記録長を
変更して、セクタ当たり一定のバイト数で記録するの
で、記録密度をトラック単位で有効に向上することがで
きる。また、トラッキング方向の光ビーム幅は従来と同
じで良く、したがってトラックピッチを何ら狭くするこ
となく、しかも単一の光ビームで記録できるので、トラ
ッキングサーボ回路の変更やトラッキング精度を高める
ことなく、簡単な回路構成で実施できると共に、従来の
カード状記録媒体との互換性も保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の光学的情報記録方法において用い
る光カードの一例を示す図である。

【図２】 図１のトラックに対する従来の記録方法を説
明するための図である。

【図３】 この発明にかかる記録方法の一実施例を示す
図である。

【図４】 この発明に従って記録されるピットの一部を
示す図である。

【図５】 この発明を実施する光カード記録再生装置の
一例の構成を示す図である。

【図６】 図５に示すセクタ位置検出回路の一例の構成
を示す図である。

【図７】 従来の記録密度を高める記録方法を説明する
ための図である。

【図８】 図７によって記録されたデータの再生方法を
説明するための図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定されている複数の記録密度のう
   ちからトラック毎に一つの記録密度を選択し、その選択
   した記録密度に応じて、光ビームがカード状記録媒体の
   トラックを走査する方向のピットの記録間隔またはピッ
   トの記録長を変更して、前記カード状記録媒体にセクタ
   当たり一定のバイト数でデータを記録することを特徴と
   する光学的情報記録方法。
2. 【請求項２】 前記記録密度の選択は、コントローラが
   ホストコンピュータからのコマンドとして指示されるこ
   とでトラック毎の記録密度を認識したのちに行われるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録方法。
3. 【請求項３】 記録すべき情報に基づく変調信号を生成
   してレーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路と、 カード状記録媒体の所望のトラックの所望のセクタ位置
   に光ヘッドが達したときにセクタ位置検出信号を出力す
   るセクタ位置検出回路と、 予め設定されている複数の記録密度のうちからトラック
   毎に一つの記録密度を選択して記録密度選択信号を出力
   するコントローラとを有し、 前記コントローラは前記セクタ位置検出信号に基づいて
   所望のセクタを認識して前記記録密度選択信号を前記レ
   ーザ駆動回路に出力し、その選択した記録密度に応じた
   ピットの記録間隔またはピットの記録長で、前記カード
   状記録媒体にセクタ当たり一定のバイト数でデータを記
   録するように制御することを特徴とする光学的情報記録
   装置。