JP3311844B2 - トラッキング用パイロット信号記録装置およびトラッキング誤差信号生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光テープ記録再生装置
において情報（データ信号）およびトラッキング用パイ
ロット信号が記録されている円弧状のトラックから情報
を再生するに際し、トラック上を安定に走査するトラッ
キングサーボが実現できるように信号記録側においてト
ラッキング用パイロット信号を記録するためのトラッキ
ング用パイロット信号記録装置、およびそれにより記録
されたトラッキング用パイロット信号を用いてトラッキ
ング誤差信号の生成を行うトラッキング誤差信号生成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、“A recording experiment wit
h rotating optical head for magneto-optical tape r
ecording system" Haruki Tokumaru, Kiyotaka Arai, S
hin-ichi Yoshimura, Hideo Oshima, ISOM/ODS '93 CON
FERENCE DIGEST, p.166に発表された光テープ記録再生
装置の光学ヘッド部分、および光学ヘッドからの光スポ
ットが光テープ面上に結像し、円弧状のトラックが記録
される様子を示している。

【０００３】図８において、光学ヘッドの固定光学系１
からのレーザー光２は、モータ４の回転角度を検出する
ロータリーエンコーダ３とモータ４の中心を通り、回転
光学系６に到達する。レーザ光はさらに反射鏡５によっ
て反射された後、対物レンズ７によって集束され光スポ
ット８となる。回転光学系６がモータ４により回転し、
光テープ９が直進することによって、円弧状のトラック
１０に対して記録再生を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に記録再生装置に
おいて、記録されている記録媒体上のトラックを再生時
に安定に走査することは不可欠の要件であるが、上述し
たような光テープ記録再生装置はまだその研究開発が始
まったばかりで、特に光テープの面上に円弧状のトラッ
クが記録される場合、どのようなフォーマットのトラッ
キング用パイロット信号が記録されている光テープが、
再生時の安定したトラッキングサーボを実現するうえで
有利であるか、また、その光テープからどのようにして
トラッキング誤差信号を生成するかについては、上記発
表(Haruki Tokumaru他の発表) にも記載はなく、未だ知
られていないのが現状である。本発明の目的は、このよ
うな問題点を解決し、安定したトラッキングサーボを実
現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明トラッキング用パイロット信号記録装置は、
光テープにトラッキング用パイロット信号を記録するト
ラッキング用パイロット信号記録装置であって、長手方
向に移動する前記光テープに対して、該光テープの面に
垂直な方向を回転軸として回転し、データ信号とともに
前記トラッキング用パイロット信号を前記光テープに記
録する回転光学系と、前記トラッキング用パイロット信
号の信号源として、それぞれの周波数がｆ_j-, ｆ_c ，ｆ
_j+（ｆ_j-,ｆ_j+は、ｆ_c よりそれぞれ低い、高い周波数
であるが、ともにｆ_c に近接した周波数）である、１組
の信号源を単位とした互いに周波数の異なる複数組の信
号源と、該複数組の信号源からの前記ｆ_j-, ｆ_c ，ｆ_j+
の周波数の信号が順次に隣接する３本の記録トラックに
それぞれ記録され、かつ前記光テープの幅方向に関し中
央部に向かうほど周波数が低下した信号が記録されるよ
うに制御を行う制御系とを少なくとも具えてなることを
特徴とするものである。

【０００６】また、本発明トラッキング用パイロット信
号記録装置は、前記トラッキング用パイロット信号が前
記データ信号に時分割多重されていることを特徴とする
ものである。

【０００７】また、本発明トラッキング誤差信号生成装
置は、本発明トラッキング用パイロット信号記録装置に
よってトラッキング用パイロット信号が記録された光テ
ープからデータ信号を再生するに際し、トラッキングの
ためのトラッキング誤差信号の生成するトラッキング誤
差信号生成装置であって、現在走査中のトラックにそれ
ぞれ隣接するトラックに記録されている前記トラッキン
グ用パイロット信号を、現在走査中のトラックの位置に
おいて隣接トラックからのクロストーク信号としてそれ
ぞれ検出する手段と、該検出する手段によって検出され
た現在走査中のトラックにそれぞれ隣接するトラックに
記録されている前記トラッキング用パイロット信号間の
レベル差の信号を、トラッキングのためのトラッキング
誤差信号として生成する手段とを少なくとも具えてなる
ことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。図１は、図８について説明した光テ
ープ記録再生装置において、回転光学系６の回転軸と光
テープ９の幅方向の中心が一致している場合に光テープ
９の面上に形成されるトラック１０を示す。トラック１
０のトラック間隔（光テープの長手方向にみた間隔では
なく、トラックの法線方向にみた間隔）は光テープ９の
中央に対して対称にかつ連続的に変化し、テープの両端
付近では狭く、中央付近では広くなっている。

【０００９】本発明では、形成された光テープ面上のト
ラックをテープ再生時に安定に走査できるようにするた
め、以下に説明するように、走査中のトラックにそれぞ
れ隣接する２つのトラックに記録されているトラッキン
グ用パイロット信号を走査中のトラック位置においてそ
れぞれクロストークにより検出し、それら検出信号相互
間のレベル差に基づいてトラッキングを行うことを提案
する。この場合、隣接する２つのトラック間のクロスト
ークについては、刊行物 “Principles of Optical Dis
c Systems" G.Bouwhuis, J.Braat, A.Huijser, J.Pasma
n, G van Rosmalen, K.Schouhamer Immink,Adam Hilger
Ltd., p.52, 1987に記述されているとおり、トラック
間隔と隣接トラックから走査中のトラックへのクロスト
ークレベルの関係は図２に示すようになる。同図から、
一定周波数のトラッキング用パイロット信号を使用した
場合、クロストークレベルはテープの幅方向に関し両端
で最大になり、中央付近で最小となることが分かる（ト
ラック間隔は両端で狭く、中央付近で広いため）。

【００１０】いま、ｉ番目のトラックをトラック番号ｉ
で表すものとすると、トラック番号ｉの走査中のトラッ
ク上において隣接するトラック番号ｉ−１のトラックお
よびトラック番号ｉ＋１のトラックからのクロストーク
によって検出されるパイロット信号を利用してトラッキ
ング誤差信号を得る場合、テープの両端付近でクロスト
ークレベルが最適となるようにパイロット信号の周波数
を選ぶと、テープ中央付近で隣接トラックからのクロス
トークレベルが小さくなってトラッキングを行うことが
できない。また、隣接するトラック番号ｉ−１のトラッ
ク、トラック番号ｉ＋１の各トラックからのパイロット
信号レベルはトラック番号ｉのトラック上の位置によっ
て変化するため、トラッキング誤差検出感度は一定にな
らず、そのままでは安定なトラッキングサーボを実現す
ることができない。

【００１１】本発明では上記のように、走査中のトラッ
クに隣接する２つのトラックからのクロストークによっ
て検出されるトラッキング用パイロット信号のレベル差
を用いてトラッキング制御情報を得る場合、光テープの
幅方向に関しトラック間隔が一定でない（テープ両端部
に近づくほど間隔が短くなり、中央部で最も長くなる）
ため、隣接する２つのトラックからのクロストークによ
り検出されるトラッキング用パイロット信号のレベル差
も光テープの幅方向位置で異なってくるという問題を解
決するために、光テープの幅方向に関し中央部分に向か
うほどトラッキング用パイロット信号の周波数を低下さ
せて記録するようにしている。

【００１２】以下に、トラッキング用パイロット信号の
周波数を、光テープの幅方向に関し中央部分に向かうほ
ど周波数を低下させることの理由につき説明する。ま
ず、トラッキング用パイロット信号の周波数ｆ_jc（ｊは
トラック間隔を表す、以下同じ）と、この信号が光テー
プの面上に記録されたマークの空間周波数ｆ_jsとの関係
は、光スポットのトラック走査速度（回転光学系回転の
線速度）をｖとしたとき、回転光学系回転の線速度が光
テープの走行速度より十分に大きいことを考慮すると、
次の（１）式で表わすことができる。 ｆ_jc＝ｆ_js・ｖ （１）

【００１３】一方、「消去可能小型光ディスクシステ
ム」瀧口和雄、糸長誠、宮武英明、後藤浩行、テレビジ
ョン学会誌、 Vol.40 No.６ 1986, p.514〜520 によれ
ば、トラッキング用パイロット信号の空間周波数とクロ
ストークレベルとの関係は図３のように表わされ、空間
周波数が高くなるとクロストークレベルは小さくなる。
ここで前述の図２においてトラック間隔がｔ_j のときの
クロストークレベルをｃｊ、図３における空間周波数が
ｆ_jsのときのクロストークレベルをａｊとする。また、
トラック間隔は、回転光学系回転の線速度と光テープ走
行速度から光テープの幅方向位置に関連して一義的に定
まる。したがって、トラッキング用パイロット信号のク
ロストークレベルをトラック間隔にかかわらず一定にす
るためには、これらのクロストークレベルｃｊ、ａｊの
積が一定になるようにパイロット信号の空間周波数を選
べばよい。たとえば、４つの異なるトラック間隔ｔ_j
（ｊ＝１，２，３，４）に対しては、次の（２）式が成
立するようにトラッキング用パイロット信号の空間周波
数ｆ_jsを選ぶ。 ｃ１・ａ１＝ｃ２・ａ２＝ｃ３・ａ３＝ｃ４・ａ４ （２） このように決めた空間周波数ｆ_jsから（１）式を用いて
トラッキング用パイロット信号周波数ｆ_jcが求められ
る。これより、光テープの幅方向に関し中央部分に向か
うほど低い周波数のトラッキング用パイロット信号を記
録すればよいことが分かる。

【００１４】本発明トラッキング用パイロット信号記録
装置によって光テープに記録されるトラッキング用パイ
ロット信号は、走査中のトラックにそれぞれ隣接するト
ラックから走査中のトラックへのクロストークを検出し
て光テープ再生時のトラッキング誤差信号を得るための
ものであり、それぞれのクロストークが識別できるよう
にするには、隣接トラック間でトラッキング用パイロッ
ト信号の周波数を異ならせて記録しておく必要がある。
以下に説明する実施例においては、光テープの幅方向の
所定の位置に記録されるトラッキング用パイロット信号
の周波数を、トラック番号ｉ−１_, ｉ_, ｉ＋１の順次の
３本のトラックそれぞれについてｆ_j-,ｆ_jc, ｆ_j+(f_j+,
ｆ_j-はｆ_jcよりそれぞれ高い、低い周波数であるが、
ともにｆ_jcに近接した所定の周波数）に設定する。ま
た、トラッキング用パイロット信号には低い周波数を選
び、隣接するトラックにおけるクロストークが十分大き
くなるようにする。また、ｆ_jc, ｆ_j+, ｆ_j-は隣接トラ
ックに対するクロストークレベルがほぼ等しくなるよう
に近接した周波数とする。

【００１５】また、上記の３本のトラックに引き続く順
次のトラックには、上記設定された３種類の周波数
ｆ_j-, ｆ_jc, ｆ_j+のパイロット信号が繰り返し循環して
記録されるようにする。このようにして得られた本発明
による光テープのトラッキング用パイロット信号の記録
フォーマットの一例を図４に示す。図４において、パイ
ロット信号の間に挟まれる白ぬきの部分はデータ信号
（情報信号）が記録されている部分である。

【００１６】ここで、本発明トラッキング用パイロット
信号記録装置の一構成例のブロック線図を図５に示し、
以下にこれにつき説明する。なお、この記録装置は、映
像・音声信号など本来の情報信号としてのディジタルデ
ータ信号にトラッキング用パイロット信号が時分割多重
記録される光記録装置である。

【００１７】図５において、図８に示すヘッドの回転光
学系６を回転させるモータ４の回転角度に対応したパル
ス１１がロータリーエンコーダ３から出力される。この
パルスをもとに制御パルス発生回路１２はスイッチ１
４，１６，１８を切り替えるためのパルス１５，１７，
１９をそれぞれ発生する。複数のトラッキング用パイロ
ット信号を発生する発振器１３，１３′は、それぞれ中
心周波数ｆ_jcおよび中心周波数ｆ_jcから偏移した周波数
ｆ_j+, ｆ_j-, (j＝1, 2,---,n) で発振する。ｎはトラッ
ク間隔に応じて使用する周波数の数を表す。１つのトラ
ック上で、データ信号とトラッキング用パイロット信号
とを領域を分割して記録するために、データ信号用変調
器２０の出力とパイロット信号をスイッチ１８によって
切り替えて光学ヘッド２１に供給する。スイッチ１６は
ヘッドの回転角度、すなわちトラック間隔にしたがって
パイロット信号の周波数を切り替える。また、スイッチ
１４は順次のトラック毎にそれぞれのパイロット信号の
周波数が、たとえばｆ_jc, ｆ_j+, ｆ_j-, ｆ_jc, ｆ_j+,---
と循環するように切り替える。図５に示す上述の記録装
置によって得られた光テープから、データ信号を再生す
るに際してトラッキング誤差信号を生成する本発明トラ
ッキング誤差信号生成装置の一構成例のブロック線図を
図６に示し、これにつき説明する。

【００１８】図６において、図８に示すヘッドの回転光
学系６の回転角に対応するパルス１１を制御パルス発生
回路３１に供給し、それぞれスイッチ２９，３２を切り
替えるパルス３０，３３と、最終的にトラッキング誤差
信号をサンプル・アンド・ホールドするためのサンプル
・アンド・ホールド回路３４を制御するパルス３５を発
生させる。光学ヘッド（図示せず）により得られた再生
信号のうち、低域通過フィルタ２２を通過したパイロッ
ト信号を、それぞれの周波数のトラッキング用パイロッ
ト信号レベルの差電圧を出力する複数のユニット２３に
分配する。ここで、近接した３周波のトラッキング用パ
イロット信号、ｆ_jc, ｆ_j+, ｆ_j-のパイロット信号は１
ユニットで処理している。たとえば、ｆ₁ (j＝1)用のユ
ニットでは中心周波数がそれぞれｆ_1c, ｆ₁₊, ｆ_1-であ
る狭帯域の帯域通過フィルタ２４を通過した各パイロッ
ト信号の振幅を包絡線検波回路２５で検出する。その出
力から差動増幅器２６によってパイロット信号振幅の差
電圧を生成する。

【００１９】ところで、近接した周波数のパイロット信
号であっても、それらに対応する空間周波数が異なるた
め光学系のＭＴＦ特性によってクロストークレベルの差
が生じる。このため、光スポットがトラック上を正しく
走査しているときにもトラッキング誤差信号が発生す
る。図４において光スポットがｉ番目のトラック上を正
しく走査している場合を考えると、光学系のＭＴＦ特性
によってパイロット信号周波数ｆ_j+のクロストークレベ
ルはｆ_j-のクロストークレベルよりも低い。したがっ
て、周波数ｆ_j+のパイロット信号振幅からｆ_j-のパイロ
ット信号振幅を減算したトラッキング誤差信号は０とは
ならない。この電圧を打ち消すためには、例えば各ユニ
ット２３内に示したように電圧源２７によってオフセッ
ト電圧を各差動増幅器２８に与える。

【００２０】スイッチ２９は制御パルス３０によって、
トラック毎に異なるパイロット信号の組み合わせに従っ
て差動増幅器の出力を切り替える。トラック間隔すなわ
ちトラック上の領域によって、使用しているトラッキン
グ用パイロット信号の周波数が異なっているので、制御
パルス３３によりスイッチ３２を切り替えて該当するユ
ニット２３からの信号を選択する。さらに、このように
離散的に得られた信号をサンプル・アンド・ホールド回
路３４を用いて制御パルス３５のタイミングでサンプル
・アンド・ホールドし、トラッキング誤差信号として取
り出す。

【００２１】なお、トラッキング制御の開始時に引込動
作を行うためには、たとえば周波数ｆ_jc、ｆ_j+、ｆ_j-の
各パイロット信号の振幅を相互に比較し、ｆ_jcの信号振
幅が最大の場合はｆ_j+の信号振幅からｆ_j-の信号振幅を
減じた信号をトラッキング誤差信号として出力するよう
にスイッチ２９を切替える。同様にｆ_j+の信号振幅が最
大の時にはｆ_j-の信号振幅からｆ_jcの信号振幅を減じた
信号、ｆ_j-の信号振幅が最大の時にはｆ_jcの信号振幅か
らｆ_j+の信号振幅を減じた信号をそれぞれトラッキング
誤差信号として出力する。

【００２２】トラッキング制御中およびトラッキング制
御の開始時のいずれにおいても、パイロット信号が記録
されている領域が長い場合には、光スポットがその領域
を走査している期間はサンプル・アンド・ホールドを行
わずに、スイッチ３２で切り替えた出力をそのままトラ
ッキング誤差信号として利用することもできる。

【００２３】また、３種類のパイロット信号周波数のう
ち、ｆ_j+とｆ_j-をそれぞれｆ_j+＝ｆ_jc＋ｆ₊ , ｆ_j-＝ｆ
_jc−ｆ_- (j＝1, 2,---,n) に選び、再生されたパイロッ
ト信号に対して周波数変換を行うことで図６に示すトラ
ッキング誤差信号生成装置を簡略化することができる。
ただし、この場合ｆ₊ , ｆ_- は一定値とする。発振器を
周波数ｆ_jc−ｆ_IFで発振させ、周波数変換回路に与えて
パイロット信号周波数から発振器周波数を減じて中間周
波数へ変換すれば、パイロット信号周波数ｆ_jc, ｆ_j+,
ｆ_j-はそれぞれｆ_IF, ｆ_IF＋ｆ₊ , ｆ_IF−ｆ_- に変換さ
れ、ｆ_jcには依存しなくなる。したがって、パイロット
信号の振幅差を検出するユニットはｆ_IF用のユニットの
みで良く、回路が簡単になる。この方法の他に、周波数
変換回路によって発振器とパイロット信号の周波数和を
出力して、同様に回路の簡略化を行い得ることは明らか
である。

【００２４】以上説明した本発明による図５の記録装置
および図６のトラッキング誤差信号生成装置において制
御パルス発生回路（それぞれ１２および３１）の入力信
号として、回転光学系を駆動するモータの回転角に対応
するパルス１１を使用しているが、光テープの面上に形
成したマークを使用することもできる。たとえば、図７
のように光テープ９の面上に形成したマーク３６を光学
的に検出し、その検出信号をパルス１１の代わりに使う
方法もある。なお、本発明は追記型、および書換型両方
の光テープ記録再生装置について実施できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、光テープの面上に円弧
状に記録されたトラックに対するトラッキング誤差を検
出することが可能になる。また、トラック間隔の変化に
よるクロストークレベルの変化を抑制し、トラック間隔
の変化に依存しないトラッキング誤差信号を得ることが
できる。その結果、トラック上を安定に走査するトラッ
キングサーボを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 光テープの面上に形成されるトラックを示す
線図である。

【図２】 トラック間隔と隣接トラックからのクロスト
ークレベルの関係を示す線図である。

【図３】 トラッキング用パイロット信号の空間周波数
とクロストークレベルの関係を示す線図である。

【図４】 本発明によるトラッキング用パイロット信号
の光テープ上における記録フォーマットの一例を示す線
図である。

【図５】 本発明トラッキング用パイロット信号記録装
置の一構成例のブロック線図である。

【図６】 光テープ再生時に、トラッキング誤差信号を
生成する本発明トラッキング誤差信号生成装置の一構成
例のブロック線図である。

【図７】 図５，図６において使用する制御パルス発生
回路の代替として提案される光テープ上のマークを示す
線図である。

【図８】 従来とも使用されている光テープ上に円弧状
に情報を記録再生する光記録再生装置の光学ヘッド部
分、および光学ヘッドからの光スポットが光テープ面上
に結像し円弧状のトラックが形成される様子を示す線図
である。

【符号の説明】

１ 固定光学系 ２ レーザ光 ３ ロータリーエンコーダ ４ モータ ５ 反射鏡 ６ 回転光学系 ７ 対物レンズ ８ 光スポット ９ 光テープ １０ 円弧状のトラック １１ モータの回転角に対応したパルス １２ 制御パルス発生回路 １３，１３′ 発振器 １４，１６，１８ スイッチ １５，１７，１９ スイッチ制御パルス ２０ 変調器 ２１ 光学ヘッド ２２ 低域通過フィルタ ２３ パイロット信号レベルの差電圧を出力するユニッ
ト ２４ 帯域通過フィルタ ２５ 包絡線検波回路 ２６，２８ 差動増幅器 ２７ 電圧源 ２９，３２ スイッチ ３０，３３ スイッチ制御パルス ３１ 制御パルス発生回路 ３４ サンプル・アンド・ホールド回路 ３５ サンプル・アンド・ホールド回路制御パルス ３６ 光学的に検出できるマーク

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−285024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−53726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−15384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−6533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−108967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−51625（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/09 - 7/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光テープにトラッキング用パイロット信
   号を記録するトラッキング用パイロット信号記録装置で
   あって、 長手方向に移動する前記光テープに対して、該光テープ
   の面に垂直な方向を回転軸として回転し、データ信号と
   ともに前記トラッキング用パイロット信号を前記光テー
   プに記録する回転光学系と、 前記トラッキング用パイロット信号の信号源として、そ
   れぞれの周波数がｆ_j-, ｆ_c ，ｆ_j+（ｆ_j-, ｆ_j+は、ｆ
   _c よりそれぞれ低い、高い周波数であるが、ともにｆ_c
   に近接した周波数）である、１組の信号源を単位とした
   互いに周波数の異なる複数組の信号源と、 該複数組の信号源からの前記ｆ_j-, ｆ_c ，ｆ_j+の周波数
   の信号が順次に隣接する３本の記録トラックにそれぞれ
   記録され、かつ前記光テープの幅方向に関し中央部に向
   かうほど周波数が低下した信号が記録されるように制御
   を行う制御系とを少なくとも具えてなることを特徴とす
   るトラッキング用パイロット信号記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の記録装置において、前記
   トラッキング用パイロット信号は前記データ信号に時分
   割多重されていることを特徴とするトラッキング用パイ
   ロット信号記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の記録装置によってトラッ
   キング用パイロット信号が記録された光テープからデー
   タ信号を再生するに際し、トラッキングのためのトラッ
   キング誤差信号の生成するトラッキング誤差信号生成装
   置であって、 現在走査中のトラックにそれぞれ隣接するトラックに記
   録されている前記トラッキング用パイロット信号を、現
   在走査中のトラックの位置において隣接トラックからの
   クロストーク信号としてそれぞれ検出する手段と、 該検出する手段によって検出された現在走査中のトラッ
   クにそれぞれ隣接するトラックに記録されている前記ト
   ラッキング用パイロット信号間のレベル差の信号を、ト
   ラッキングのためのトラッキング誤差信号として生成す
   る手段とを少なくとも具えてなることを特徴とするトラ
   ッキング誤差信号生成装置。