JP3552752B2 - 光ディスクの記録方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ディスクの記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
書換可能な光磁気ディスクはすでに実用化されている。しかし、現行の光磁気ディスクは情報を書き換える場合、一旦旧情報を消去してから新情報を記録する必要があり、データ転送速度が遅いといった欠点があった。この欠点を克服するため、オーバライト方式の提案がなされている。特に、従来においては磁界変調方式が最も主流なもので、例えば特開平３−２１４４４７号公報の“光磁気記録方法”に示されており、このものはレーザー光を連続的に照射しながら、磁界の向きを記録すべきデータに対応させて反転させる方式である。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の磁界変調記録方式について説明する。図４５は従来の磁界変調記録方式の基本構成を示す図である。図において、１１６は光磁気ディスク、１１７はレーザ光、１１８は磁界変調ヘッドである。
【０００４】
磁界変調記録方式は、ディスクにレーザ光を連続照射しつつ外部磁界の向きを信号に応じて反転することによって記録を行うものである。光磁気ディスク１１６上の記録したい領域にレーザ光１１７を照射することで、記録磁性層をキュリー温度以上に加熱して、磁化を消失させる。この時、光磁気ディスク１１６を挟んで光学ピックアップの反対側に設けられた磁界変調ヘッド１１８に流す電流の方向を、記録したいデータの“１”か“０”かに対応して反転することで、“Ｎ”か“Ｓ”かの磁界が発生する。
【０００５】
光磁気ディスク１１６上のレーザ光１１７によって加熱された領域は、ディスクの回転に伴いレーザ光１１７の照射位置から外れて行く。それに従って、この領域の温度は低下し、記録磁性層のキュリー温度以下に低下した時にデータの“１”か“０”かに対応した“Ｎ”か“Ｓ”かの磁界が記録される。この方式では、書換え信号は記録前の磁化方向とは無関係に記録されるため、オーバーライトが可能となる。
【０００６】
このように、基本的に記録ピット自体が表現することのできる値が“０”または“１”の２値情報であり、記録密度を向上させるためにはピット長やピット間隔を小さくすることにより、ある程度の高密度化は可能であるが、この場合、ピット長やピット間隔はレーザ光のスポット径に依存しているため、再生における高密度化が制限される問題がある。
【０００７】
これを図を参照して詳細に説明する。図４６は収差のない光学系におけるＭＴＦを示す図である。一般に、記録再生における周波数特性は、光学系の伝達関数であるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で表現される。収差のない光ピックアップの光学系におけるＭＴＦは波長λ、対物レンズの開口数ＮＡを用いて図４６のようになる。図の横軸は空間周波数を示し、ＭＴＦ＝０での空間周波数２ＮＡ／λをカットオフ周波数と呼ぶ。
【０００８】
カットオフ周波数におけるピット長は信号の再生が可能な限界値を示しており、これより小さなピットは全く読み出すことができない。通常、安定的に再生ができる目安としてカットオフ周波数の半分が選ばれており、これから求められるピット長が最短ピット長となる。
【０００９】
したがって、磁界変調記録方式において高密度記録を行う場合、記録に際しては印加磁界を高速変調することにより高密度化が可能であるが、再生に関しては再生時に読み取ることのできるピット長が上述のＭＴＦ特性によって決定されるために高密度記録化に限界が生じることになる。しかし、これに対しては、超解像再生方式やＳＨＧ素子を用いた短波長レーザ再生等が提案されており、これら技術を用いることにより、再生に関与するレーザスポットを小さくすることにより高密度に記録したピットを再生することができる。
【００１０】
磁界変調記録のもう一つの問題点は、高速変調に限界があることである。光変調記録においては、一般的に半導体レーザーがＧＨｚ程度の高速変調に耐えれるため、光ディスク記録の分野においては、まったく問題ないレベルまで十分に高速変調可能である。しかし、磁界変調記録においては磁気ヘッドの変調コイルに大きなインダクタンス成分があるため、記録周波数を上げればあげるほど、記録電流を流しにくくなるといった問題があった。
【００１１】
ＶＴＲや磁気ディスクに用いられている磁気ヘッドは、コアの大きさが小さく、さらに記録電流も数十ｍＡ〜２００ｍＡ程度で、接触記録をしているため磁気ヘッドの発生磁界もあまり大きくない。そのため、このような磁気記録用ヘッドにおいては数十ＭＨｚといった高い周波数で駆動することが可能であった。これに対し、光磁気記録に用いられる磁界変調ヘッドは、通常の光磁気ディスクの場合３００（Ｏｅ）以上の発生磁界が必要で、しかもレーザースポットがディスク偏芯に追従している範囲である数百μｍ〜数ｍｍの領域にわたって上記磁界の強さが維持される必要があった。
【００１２】
これら問題に対して、現在すでに実用化されているＭＤプレーヤ等では、ディスク偏芯がある程度大きくても磁界変調記録が可能となるようコアの大きさを大きくする反面、記録磁界が１００〜１５０（Ｏｅ）程度であっても、光磁気記録が可能となるように媒体組成が改良されている。またＣＤ相当の記録周波数１．５ＭＨｚ程度で磁界変調記録しているため、上記インダクタンスの影響が小さい領域で使用している。
【００１３】
しかし、今後のマルチメディアディスクに代表されるような映像情報等をディジタル化した信号を記録しようとした場合、３ＭＨｚ以上の高い記録周波数が必要となる他、オーディオ用のみならずデータ用に用いた際にも、高い転送レートが必要となることは言うまでもない。このような高い転送レートを実現するための磁界変調ヘッドの構造は、どうしてもコアが小さく同様にインダクタンスの小さい構造をとらざるえない。その結果、磁界をかけることができる範囲が、せいぜい１００μｍ程度となり、光スポットがトラッキングに追従する範囲である数百μｍから数ｍｍまでの範囲をカバーできなくなる。
【００１４】
ただし、ＩＳＯ規格であるＯＤＤ装置等においては、ディスクの機械的偏芯量がＣＤ等の民生用ディスクに比べてきびしく抑えられている他、光ヘッド全体を駆動させるリニアモータと併用してトラッキング動作を行う２段結合方式が実用化されており、磁界変調ヘッドに対する光スポットの動きは小さく抑えられている。そのため、コアの小さい高周波変調用の磁界変調ヘッドを用いることも可能である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁界変調方式においては、記録用光スポットが照射されている媒体領域に所定の磁界をかける必要があるため、ディスク偏光があっても、上記記録用光スポットが磁界変調ヘッドの所定強度の磁界範囲におさまるように、磁界変調ヘッドのコアを十分大きくしなければならなかった。しかし、上記磁界変調ヘッドのコアが大きいため磁界変調ヘッドのインダクタンス成分が増大し、記録周波数を高くすることができなくなるといった問題点があった。さらに、空気浮上タイプの磁界変調ヘッドを用いた場合は、ディスク回転数や線速度の変化に応じて浮上量が変動し、媒体上の磁界速度が変動するだけでなく、低線速ディスクの場合、所定の浮上量が得られず媒体と接触してしまうといった問題点があった。
【００１６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ディジタル映像データ等のビットレートの高い信号の記録を行うために、磁界変調ヘッドのコアの大きさが小さくても安定な光磁気記録が可能で、従来は極めて困難であった光ヘッドと磁気ヘッドとの位置合わせが不要となるような、磁界変調ヘッドにおけるトラッキング可能な光ディスクの記録方法を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光ディスクの記録方法は、光ヘッドにより焦点を結んで走査スポットとなる走査ビームによって情報面を光学的に走査し、情報の記録時に上記ディスク基盤上の上記走査スポットが照射されるディスク媒体における外部磁界を変調する磁界変調ヘッドにより情報の記録を行う光ディスクの記録方法において、間欠的もしくは断続的に形成された、情報面を光学的に走査するための凹凸ピットもしくは溝による光ビーム走査用トラックの、上記間欠部分あるいは断続部分をトラッキング方向に整列させることにより巨視的な反射率変化領域を設け、発光部により上記反射率変化領域よりも大きな光スポットで上記反射率変化領域を照射し、上記磁界変調ヘッドに取り付けられた受光部により、上記反射率変化領域からの反射光を受光し、上記反射率変化領域による反射光量変化を検出することで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとのトラッキング方向相対位置ずれ量を検出するものである。
【００１８】
本発明の請求項２に係る光ディスクの記録方法は、上記発光部が上記光ヘッドから出射されたレーザー光と同一な波長もしくは、ディスク板面上に形成された案内溝またはピット深さの４倍の波長からなる光を用いるものである。
【００１９】
本発明の請求項３に係る光ディスクの記録方法は、上記受光部が２分割光検知器からなり、上記２分割検知器の検出出力の和をとることにより上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を、上記２分割検知器の検出出力の差をとることにより上記磁界変調ヘッドと上記ディスクとの距離を検出するものである。
【００２０】
本発明の請求項４に係る光ディスクの記録方法は、上記受光部からの和信号に基いて、上記発光部の発光光量が一定となるようなフィードバック制御を行う手段を設けたものである。
【００２１】
本発明の請求項５に係る光ディスクの記録方法は、上記光ヘッドが、ディスク内外周の所定のトラックにアクセスするための、粗アクチュエータを有し、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を、上記光ヘッド全体をトラッキング方向に動かす粗アクチュエータにフィードバックすることで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの位置合わせを行うものである。
【００２２】
本発明の請求項６に係る光ディスクの記録方法は、上記磁界変調ヘッドが、光ヘッドに対しトラッキング方向に変位可能な構造を有し、かつ上記磁界変調ヘッドをトラッキング方向に動かすためのアクチュエータを備え、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を、上記磁界変調ヘッドをトラッキング方向に動かすアクチュエータにフィードバックすることで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの位置合わせを行うものである。
【００２３】
本発明の請求項７に係る光ディスクの記録方法は、上記巨視的な反射率変化領域が、光ヘッドからの光ビームをトラッキングするためのトラッキング方向にずれた複数のサンプルピットと、上記サンプルピットと組み合わせてデータパターン配列をなすための判定ピット及びセクターのアドレス情報を含むピットとを含む、光ディスクのピット列から構成されるとともに、上記磁界変調ヘッドがトレースすべきトラックに対し、上記サンプルピットの集合部分をトラッキング方向にずらして配置するものである。
【００２４】
本発明の請求項８に係る光ディスクの記録方法は、上記巨視的な反射率変化領域が、光ディスク板面上に形成された連続案内溝からなるトラックにおいて、間欠的に設けられたトラックオフセット検出用の鏡面部もしくはアドレス検出用のアドレス情報をプリフォーマットしたピット列が、連続するトラック間でトラッキング方向に整列しており、上記複数のトラックを単位としてなる大きな鏡面部が、上記単位の前後においてヘッド走査方向に位置するものである。
【００２５】
本発明の請求項９に係る光ディスクの記録方法は、上記反射率変化領域が、上記間欠部分あるいは上記断続部分を上記複数のトラックにわたりトラッキング方向に整列させることにより、上記複数のトラックを１つの単位として形成されたものであり、上記反射率変化領域が、上記磁界変調ヘッドが走査するトラックを中心としてトラッキング方向にずれ、かつ上記トラックの長手方向にもずれた位置に２つ設けられ、これら２つの反射率変化領域を上記磁界変調ヘッドが順次走査するときに時間的にずれて得られる、上記２つの反射率変化領域からの反射光量の差をとり、この差を磁界変調ヘッドのトラッキングずれを示す情報として用いるものである。
【００２６】
本発明の請求項１０に係る光ディスクの記録方法は、上記複数のトラックを１つの単位としてなる巨視的な反射率変化領域として、上記２つの反射率変化領域の他に、上記磁界変調ヘッドの走査トラック上に１つの反射率変化領域が設けられているものである。
【００２７】
本発明の請求項１１に係る光ディスクの記録方法は、上記反射率変化領域として、上記２つの反射率変化領域の他に、上記磁界変調ヘッドの走査トラック上に複数の反射率変化領域が設けられており、上記複数の反射率変化領域からの反射率を検出することによって、上記磁界変調ヘッド走査トラックのアドレス番地を検出するものである。
【００２８】
【作用】
本発明の請求項１に係る光ディスクの記録方法においては、磁界変調ヘッドに取付けられた反射率計測手段により、ディスク板面上の巨視的な反射率変化を計測することで磁界変調ヘッドと光ヘッドから出射された光スポットとの相対位置ずれ量を検出する。
【００２９】
本発明の請求項２に係る光ディスクの記録方法においては、ディスク板面上の案内溝もしくは凹凸ピットの深さは、光ヘッドからのレーザー光の波長にあわせている。そのため、これによる巨視的な反射率変化領域での反射率計測を同一波長の光を有するＬＥＤで行うことにより、回折を生じせしめる。さらに、溝もしくはピットの回折現象を最大限に利用するため、検出光学系の波長を選択し、ピット列もしくは溝の有無による回折を効果的に再現し、大きな反射率変化を得る。
【００３０】
本発明の請求項３に係る光ディスクの記録方法においては、反射率計測手段からの和信号から磁界変調ヘッドのトラッキング信号が、差信号から磁界変調ヘッドの浮上量が検出される。
【００３１】
本発明の請求項４に係る光ディスクの記録方法においては、和信号振幅が一定となるため、発光光量が常に一定に保たれる。
【００３２】
本発明の請求項５に係る光ディスクの記録方法においては、粗アクチュエータを動かすことにより、磁界変調ヘッドが可動できない固定された簡単な構造を有する光ディスクドライブであっても、光スポット位置の側を磁界変調ヘッドに対して動かせば、常に光スポットと磁界変調ヘッドとの相対位置を合わせられる。
【００３３】
本発明の請求項６に係る光ディスクの記録方法においては、磁界変調ヘッドの側を可動構成にし、必要走査トラックに追従させるようにしているので、大きなディスクの偏芯があっても、常に光スポットと磁界変調ヘッドとの相対位置を合わせられる。
【００３４】
本発明の請求項７に係る光ディスクの記録方法においては、サンプルサーボ用ピット列が微視的には光スポットのトラッキングを行うために、複数が集合した巨視領域では磁界変調ヘッドのトラッキングを行うためにに利用される。
【００３５】
本発明の請求項８に係る光ディスクの記録方法においては、鏡面部もしくはアドレス用ピット列が集合した巨視領域で、磁界変調ヘッドのトラッキングを行うためにエラー信号をＬＥＤ等を用いた光学系により検出する。
【００３６】
本発明の請求項９に係る光ディスクの記録方法においては、２つの反射率検出変化領域からの検出信号を２値化することにより、ディジタルの固定パターンを発生させ、上記固定パターンをマッチングさせることにより、上記反射率変化領域の存在位置を確定することにより、上記検出信号の信号レベルをホールドした回路の差をとり、トラッキングエラー信号を得る。
【００３７】
本発明の請求項１０に係る光ディスクの記録方法においては、３つの反射率変化領域からの検出パターンをパターンマッチングし、反射率検出信号の信号レベルをホールドしたサンプルホールド回路の出力を比較することによりトラッキングエラー信号を得る。
【００３８】
本発明の請求項１１に係る光ディスクの記録方法においては、磁界変調ヘッドの走査トラック上に存在する複数の反射率変化領域からの検出信号を２値化することにより、磁界変調ヘッド走査トラックのアドレス番地を得る。
【００３９】
【実施例】
実施例１．
図１はサンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。図において、１はウオブルピット、２はウオブルピット判別及びアドレス判別用プリピット、３はいくつかのプリフォーマットピット１及び２で形成された第一の巨視的な反射率低下領域、４は３と同様に形成された第二の反射率低下領域である。図２は大きなサンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。図において、３３はウオブルピット、３４はウオブルピット判別用のパターンマッチングピット、３５はセクターのアドレスピット、３１は第一の巨視的な反射率低下領域、３２は第二の巨視的な反射率変化領域である。また、ｎ（Ｇ）は磁界変調ヘッドが走査すべきトラックで、ｎ（１）〜は光スポットが追従すべきトラックである。
【００４０】
図３は鏡面部の集合による磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。図において、７５はトラック案内溝、７６はいくつかの鏡面部を集合した巨視的な鏡面領域、７４はセクターのアドレスマークで、α（１），α（２）は磁界変調ヘッドが走査すべきトラックである。図４は図１〜図３における反射率変化領域の模視図であり、巨視的な反射率可変領域であるサンプルピットの集合及び鏡面部の集合を示している。図において、６は磁界変調ヘッド、７はＬＥＤ素子等の発光素子、５は磁界変調ヘッドを搭載したスライダー、８はＬＥＤ７によるディスク盤面上の光スポット、９は磁界変調ヘッド６からの発生磁界範囲である。
【００４１】
図５は図４の模視図の拡大図である。図６および図７は図１〜図５の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系を示すブロック図である。図において、１０は反射光量を電気信号に変換するため例えばフォトダイオード等からなる受光素子、１１はトラッキング方向に磁界変調ヘッドを動かすための圧電素子、１２はディスクに対して磁界変調ヘッドを押し当てるためのバネである。また、１３は光ヘッド、１４は対物レンズ、１５は対物レンズをトラッキング方向に動かすためのトラッキングコイル、１６はハーフミラー、１７はレーザ、１８は光検知器、１９は光検知器における受光量を電圧に変換するＩ−Ｖ変換回路、２０，２１はＩ−Ｖ変換回路からの振幅情報をホールドするためのサンプルホールド回路、２４はサンプルホールド回路２０，２１の振幅情報の差をとる事によりトラキンッグエラー信号を得るための作動アンプ、２５は光スポットのトラッキング制御回路である。
【００４２】
また、２６は磁界変調ヘッドに取り付けられた受光器における受光量を電圧に変換するためのＩ−Ｖ変換回路、２７，２８はＩ−Ｖ変換回路２６からの振幅情報をホールドするためのサンプルホールド回路、２９はサンプルホールド回路２７，２８の出力の差をとり磁界変調ヘッドのトラックエラー信号を生成するための作動アンプ、３０は磁界変調ヘッドのトラッキング制御回路である。図８は図６の信号動作を示すタイミング図である。
【００４３】
次に動作について説明する。図１及び図２のように、サンプルサーボピットエリアが集合していると、このサンプルサーボピット自身は例えば７８０ｎｍの波長のレーザー光を集光した１μｍの光スポットに対してトラッキングを行うものであるが、このサンプルピットの集合領域をかたまりとして、より大きなスポット径を持つ例えばＬＥＤによる光スポットでもトラッキングできるようになる。特に光ヘッドにおける半導体レーザーの波長とＬＥＤの波長を同じにしておけば、溝７５もしくはスポット１，２，３３，３４，３５の深さがレーザーの波長に対して回折しやすくなっているため、ＬＥＤによりトラッキングを行った場合でもＬＥＤの光を効率よく乱反射もしくは回折し、十分な反射光量変化が得られる。
【００４４】
次にトラッキングの方法であるが、図１〜図３までに示したピットエリア及び鏡面部の集合を図示すると、図４及び図５のようになる。図に示したように、巨視的な領域はサンプルサーボピットのようにウオブルしており、図４のα（１）・・・に示されるトラックに磁気ヘッドをトラッキングさせるような構成となっている。例えば図５のように磁界変調ヘッドに搭載されたＬＥＤ素子からの光スポット８によってトラッキングを行っても、磁界変調ヘッドからの出射磁界が９の範囲で出射されておればα（３）からα（２）の間に光スポットがトラッキングしていても十分にカバーできることは言うまでもない。
【００４５】
実際のトラッキング動作は以下のように行われる。第６図に示すように磁界変調ヘッドに取り付けられたＬＥＤ素子７からの出射光８をフォトダイオード１０で受光する。このフォトダイオードにおける光電流をＩ−Ｖ変換した信号は、図１〜図３に示した反射率変化領域を通過する事により、図８の（ロ）のような反射光量信号となって取り出される。この信号を図中（イ）のレベルでスライスすると（ハ）の２値データが得られる。これをＰＬＬ回路５５に入力させクロックを生成させると（ニ）のようなクロック信号が得られる。ここで、パターンマッチング回路によって、クロック信号（ニ）で２値データ（ハ）をデータ判別し、あらかじめ設定してあるパターン（この場合は、（ハ）のデータと同じようなパターン）とマッチングさせる。また、（ハ）の２値データがハイレベルの場合、（ニ）のクロックのたち下がりで出力する信号（ホ）と（ヘ）を生成し、この信号でサンプルホールド回路２７，２８をホールドさせる。
【００４６】
さらに、上述のパターンマッチング回路が反射光量信号（ロ）のパターンとマッチングしていると判断した場合、（カ）のパターンマッチング判定信号を出力する。ちなみにこの図では、１０１００・・がマッチングパターンである。この判定出力（カ）に基づいて、サンプルホールド回路５８をサンプルさせる事によって磁界変調ヘッド５のトラッキング誤差信号を得る事ができる。このトラッキング信号から磁気ヘッドトラッキング制御回路３０により圧電素子１１を駆動する事で、磁界変調ヘッド５をディスク上のトラックα（２）にトラッキングする事が可能となる。また、ディスク表面のキズ等で反射光量が変化しても、キズによる反射光量の変化が上述したマッチングパターンと同一でない限り、サンプルホールド回路５８をサンプルしないため、トラッキングエラー信号が生成されない利点がある。また、図７のように、情報記録のための光スポットが媒体のサンプルサーボピットを通過する際に得られるタイミング信号によって、磁界変調ヘッドの反射率変化領域のサンプルタイミングをとる事も可能である。
【００４７】
実施例２．
図９は大きなサンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域で、パターンマッチング領域も含む方式を示すプリフォーマット図である。図において、３３は光スポットのトラッキング情報を得るためのウオブルピット、３４は上記ウオブルピットの存在を確認するためのパターンマッチング用ピット、３５はセクターのアドレス番号を示すアドレスピット、３９，４０は上記ピットの集合による巨視的な領域でＬＥＤからの光によって磁界変調ヘッドのトラッキング情報を得るためのウオブル領域、４１は上記ウオブル領域の存在位置を確認するためのパターンマッチング領域である。
【００４８】
図１０は鏡面部の集合による磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域で、パターンマッチング領域も含む方式を示すプリフォーマット図であり、連続案内溝方式の場合における、プッシュプル法のトラッキングセンサーのオフセット除去のための鏡面部の配置を示している。図において、７４はセクターアドレスがプリフォーマットされたピット、７５は連続案内溝、７６は鏡面部である。図１１は図８〜図１０までの反射率変化領域の模視図である。図において、α（１）〜α（３）は磁気ヘッドの追従トラック、３９，４０は磁気ヘッドがトラッキングする際のトラック情報を発生せしめるためウオブルに配置された反射率可変領域、４１は磁気ヘッドがトラッキングする際上記３９，４０の配置を確定するためのパターンマッチング領域である。
【００４９】
図１２は図８〜図１０の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系を示すブロック図である。図において、５１は磁気ヘッドに取り付けられた受光器からの反射光量をコンパレートし反射光量変動を２値化するためのコンパレータ、５２はコンパレータからの２値化情報の反射光量変動パターンをあらかじめ記憶してあるパターンと紹介し判別するためのパターンマッチング回路である。
【００５０】
図１３は図８〜図１０の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系ブロックで、ＬＥＤパワー制御系を含んだ図である。図において、５３は磁気ヘッドに取り付けられた受光器からの反射光量を検出しＬＥＤの出射パワーを温度等の変動に対して一定に保つための制御ループを閉じるために必要なゲイン位相補償回路、５４はＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバー、５５はパターンマッチング回路のマッチング精度を上げるためにクロックを生成するためのＰＬＬクロック生成回路、５６はシリアルデータをパラレルデータに変換するためのシフトレジスタ、５７はパターンマチング回路、５８はトラッキングエラー信号をホールドするためのサンプルホールド回路である。図１４は図１２の信号動作を示すタイミング図である。
【００５１】
図１５は磁界変調ヘッドの浮上量制御も同時に行った場合のブロック図であり、図１２，図１３のトラッキング制御回路ブロック図に、磁気ヘッドのディスク面鉛直方向に圧力を生じさせ、磁気ヘッドのスペーシング量を変化させるための制御系を追加している。図において、６７は２分割された光検知器、６８，６９は２分割光検知器の光電流を電圧に変換するためのＩ−Ｖ変換器、７０は鉛直方向制御系のループゲインを補償するためのゲイン補償、７１は鉛直方向制御系のループの位相を補償するための位相補償回路、７２は圧電素子のドライバー、７３は磁気ヘッドを鉛直方向に変位させるための圧電素子である。
【００５２】
図１６は図１５のトラック誤差及び浮上量の検出回路図である。図において、８９は電流−電圧変換するためのＩ−Ｖ変換器、９０はエラー信号生成のための作動増幅器、９１は和信号生成器９２，９３はレーザーパワー変動を少なくするための制御ループの位相補償部、９４はＬＥＤドライバーである。
【００５３】
次に動作について説明する。本来光ディスクにおいては、信号の記録再生を行うための光スポットをトラッキングさせるため、サンプルピットもしくは連続案内溝が設けられれている。この時、上記サンプルピットや上記連続案内溝に部分的に設けられれたオフセット補正用の鏡面部を隣接トラック間で図１１のように配置する。詳細に示すと、例えばサンプルサーボ方式におけるサンプルピットの集合の場合図９のように、連続案内溝方式の鏡面部集合の場合図１０のように配置する。このようにプリフォーマットされたディスクを用いて、図１２や図１３のような回路構成で磁界変調ヘッドのトラッキング動作を行う事ができる。この時、磁界変調ヘッド５に取り付けられたＬＥＤ７からの反射光量を、例えばフォトダイオード等で構成された光検知器１０で受光し、ディスク面での反射率変化領域である３９，４０，４１を検出する。
【００５４】
この反射光量変動は時間軸方向に観測すると、図１４の（ロ）のような信号となって表される。この信号をコンパレータ５１により（イ）の信号レベルでコンパレートすると、（ハ）のような信号となる。この（ハ）の信号を基にＰＬＬ回路５５によってクロック（ニ）を生成する。同時に（ハ）の信号とクロック信号（ニ）から、（ホ）及び（ヘ）の信号を作成し、この信号でサンプルホールド回路２７，２８において反射光量検出信号（ロ）をサンプルし、トラックセンター位置からお互いにずれた位置に配置された反射率変化領域からの反射率検出信号（チ）（リ）を出力させる。次に、シフトレジスタ５６及びパターンマッチング回路５７によって（ハ）の信号が例えば“１０１００１０”のパターン配列になっているかどうか判別しパターンがマッチングされている場合（ト）の信号を出力させる。この（ト）の信号の立ち上がりのタイミングによって作動回路２９の出力をサンプルホールド回路５８にてサンプルする事により磁界変調ヘッドのトラッキングエラー信号（ヌ）が得られる。これに基づき、ゲイン補償回路５９及び位相補償回路６０を介してピエゾドライバー６１を動かし、圧電素子１１を駆動する事で磁界変調ヘッドをディスク偏芯があってもトラックセンターであるα（１），α（２）α（３）・・等にトラッキングさせる事が可能となる。
【００５５】
このようなパターンマッチングを行うことによって、ディスク面のキズやほこり等があっても上記”１０１００１０”のパターン配列に偶然なっている確立はきわめて低いため、キズ等によりトラッキングエラー信号が乱されることは極めて少なく、傷等によって反射率変化領域が乱された場合でもパターンマッチングされなければ、ひとつ前のトラッキングエラー信号が保持されるため、トラッキング動作が乱されることはない。
【００５６】
この時、反射率検出系であるＬＥＤの出射パワーが、温度等によって変動すると、上記磁界変調ヘッドのトラッキング制御系におけるループゲインが変動してしまう問題点がある。この場合、第１３図に示すように、検出器１０からのＩ−Ｖ変換出力をゲイン位相補償回路５３によって制御ループの安定補償を行い、ＬＥＤドライバー５４からＬＥＤ７の出射光量を制御することによって、ＬＥＤ７のパワー変動を小さくし、それによる反射率検出系のゲイン変動を抑える事が可能となる。この際、位相補償回路５３において媒体にプリフォーマットした反射率変化領域３９，４０，４１に上記ＬＥＤ７の制御ループが応答しないよう、補償回路のフィルターを低周波のみ通過させる特性とし、上記ＬＥＤ７の光量制御ループの制御帯域を十分低くしておく必要がある。
【００５７】
また、さらに上記光検出器１０を２分割の構成６７となるようにすると、磁界変調ヘッド５の浮上量も検出可能となる。この時は、Ｉ−Ｖ変換６８，６９を図１５のように構成し、Ｉ−Ｖ変換器６８、６９の差動によって得られた浮上量検出信号に基づいて、ゲイン補償回路７０及び位相補償回路７１により制御系を構成し、ピエゾドライバー７２から圧電素子７３を駆動する事により、磁界変調ヘッドの駆動量を一定に保つ事が可能となる。上述したような検出系は、具体的には図１６のような回路構成で実現でき、両方のＩ−Ｖ変換器８９の差動増幅器９１からフォーカスエラー信号、和信号生成器９０からトラッキング信号、さらにＬＥＤの光量制御を行う事ができる。
【００５８】
実施例３
図１９は磁界変調ヘッドのトラッキング誤差信号が必要走査トラック中心付近で正確に得られるプリフォーマットを示す図である。図において、４２，４３，４４は例えばサンプルサーボディスクの場合はサンプルピットの集合部分による反射率変化領域、連続案内溝ディスクの場合はプッシュプルセンサーのオフセット補正用に設けられた鏡面部の集合による反射率変化領域である。図２０は磁界変調ヘッドのトラッキング誤差信号が、正確に得られるプリフォーマットを示す図である。図において、４５，４６，４７は例えばサンプルサーボディスクの場合はサンプルピットの集合部分による反射率変化領域、連続案内溝ディスクの場合はプッシュプルセンサーのオフセット補正用に設けられた鏡面部の集合による反射率変化領域である。図２１，図２２，図２３は図１７〜図２０におけるトラック誤差信号の特性図である。
【００５９】
次に実施例の動作について説明する。実施例２の場合は巨視的な反射率変化領域を磁界変調ヘッドのトラッキングセンターに対してお互いにトラッキング方向及び線方向にずれる方向に配置し、さらに上記巨視的な反射率変化領域からなるウオブル領域の位置を判定し、さらにキズ等の誤検出を防ぐためにパターンマッチング用の領域を設けた。この場合でも、各トラックのセクターにおけるセクター長が変化しないように、ウオブル部の反射率変化領域における線方向にはパターンマッチング部が存在しないように配置している。すなわち、ウオブル部とパターンマッチング部とを線方向に重ならないようにしなければならない。この時ウオブル部が磁界変調ヘッドのトラッキング方向にお互いにずれた２つの領域しか存在しない図１７および図１８の場合は、磁界変調ヘッドに取り付けられれたＬＥＤによるトラックエラー信号の特性を、横軸にトラックずれ、縦軸に信号変化量をとると、図２０の（ａ）のように飽和部分の大きい非線形な特性となって現れる。また、実施例２で示されるような、磁界変調ヘッドのトラックセンターにパターンマッチング領域を有し、２つのウオブル領域がトラックセンターを挟んでお互いに離れている場合は、トラックセンターにおける検出ゲインの小さい（ｃ）のような特性となってしまう。
【００６０】
しかし、ウオブル領域の配置を、図２０の４５，４６のように配置すると、トラックエラー信号の線形性が改善され、図２１の（ｂ）のような特性が実現できる。ただし、ウオブル部の反射率変化領域に対して、ＬＥＤからの光スポットが小さすぎると図２２（ｂ）のようになる。この場合でも、実施例２で示した２つの部分しかないウオブル領域の場合は、図２２の（ａ）のようになり飽和領域の極端に大きい、トラッキング制御が引き込みにくい特性となってしまう。逆に、ウオブル部の反射率変化領域に対して、ＬＥＤからの光スポット径が大きすぎると、図２３のように線形には近づくが検出ゲインの小さい特性（ｂ）となってしまう。この場合でも実施例１の場合は飽和領域の多い特性（ａ）となる。以上のように図２０のように反射率変化領域をプリフォーマットすることで、磁界変調ヘッドのトラッキングエラー信号特性を線形化する事が可能となる。この時も、１トラックあたりのセクター長を一定にするため、それぞれの反射率変化領域は線方向に重ならないように配置しなければならない。
【００６１】
実施例４
図２４は磁界変調ヘッドの走査トラックにおいてアドレス情報も得られるプリフォーマットの図である。図において、４５，４６は磁界変調ヘッドのトラックエラー信号を生成するためのウオブル領域、４８はウオブル領域の位置を確定するためのパターンマッチング領域、４９，５０は磁界変調トラックのアドレスを読みとるためのアドレス番地である。
【００６２】
図２５は図２４の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系ブロック図である。図において、６３はアドレス検知用のシフトレジスタ、６５はアドレス判定及び追従トラック指示用のマイクロコンピュータ、６４は情報記録用の光スポットのトラックにおけるセクターアドレスを検知するためのアドレス検出回路、６６は磁界変調トラックのトラッキングにおいてトラックジャンオプさせるためのトラックジャンプ回路である。図２６は図２５の動作信号のタイミングチャートである。
【００６３】
次に実施例の動作について説明する。磁界変調ヘッドによりトラッキング動作を行う場合は、ディスクの反対側にある光スポットのトラッキング位置が、磁界変調ヘッドからの記録磁界の必要強度磁界範囲に入っている必要がある。そのため、光スポットのトラッキングセクターと磁界変調のトラックを合わせる必要がある。磁界変調ヘッドの出射磁界範囲が広く機械的な位置精度で合わせられる場合は、このような磁界変調ヘッドトラックのアドレス検出は必要なくなるが、磁界変調ヘッドの出射磁界範囲が狭く、機械的な位置合わせでは光スポットとの整合が取れない場合、図２４に示すように磁界変調トラックにおいてもアドレスを設ける必要がある。
【００６４】
アドレス部における反射率変化領域の配置は、図２４のように反射率変化領域がトラッキング方向に重ならないように配置する。このようにプリフォーマットされたディスクを用いてＬＥＤからの反射光を検出した信号は、図２６の（ロ）のような信号となっており、（イ）のスライスレベルでコンパレータ５１でコンパレートする事により、（ハ）の信号を生成させる。この場合、（ハ）の信号における（ル）の部分がトラックエラー信号生成用の部分となり、（オ）の部分がセクター検知用信号となる。例えば第２３のセクター配置の例では、約８ｂｉｔのセクターアドレス領域が設けられ、図２６の（ワ）における８ｂｉｔ範囲でアドレス検知される。さらに、図２５のシフトレジスタ６３とマイクロコンピュータ６５によって、情報記録用光スポットのセクターと整合するように磁界変調ヘッドをトラックジャンプさせる。この時トラックジャンプ回路によってキックパルスとブレーキパルスを発生させ、トラッキングドライブ信号と加算する事によってジャンプ動作を行わせる。
【００６５】
実施例５
図２７（ａ）はトラッキングずれ検出が可能な磁界変調ヘッドの構造を示す図であり、図において、７７は磁界変調ヘッドスライダー、７８は磁界変調ヘッドの例えばフェライト等の高透磁率材料で構成されたコア、７９はＬＥＤ及びフォトダイオードで構成された反射率検出器である。
【００６６】
図２７（ｂ）は図２７（ａ）の磁界変調ヘッドを用いて、光ヘッド送り機構によって磁界変調ヘッドのトラッキング動作を行わせるための基本的なブロック図であり、図において、１０１は光ヘッド１３と連動するために磁界変調ヘッドを動かすための固定部、１１６は光ヘッド及び磁界変調ヘッドを動かすためのモータ、１１７は送りのためのリードスクリュー雄ねじ、１１８は雌ねじが構成されている可動部、１１９は反射率検出器７９から磁界変調ヘッドの位置ずれを検出するためのトラックエラー検出回路、１２０は磁界変調ヘッドと情報記録用の光スポットとの位置ずれを補正する信号を生成するトラック制御回路、１２１は情報記録のための光スポットをトラッキング制御するためのトラッキング制御回路、１２２は光ヘッド全体を動かすための送り制御回路である。
【００６７】
図２７（ｃ）は図２７（ａ）の磁界変調ヘッドを用いて、光ヘッド送り機構によって磁界変調ヘッドのトラッキング動作を行わせるもので、光ヘッドがリニアモータで駆動される構造で、かつ磁界変調ヘッドが光ヘッドと一体で駆動される構造となっている基本的なブロック図で、図において、１２４はリニアモータである。
【００６８】
図２７（ｄ）は図２７（ａ）の磁界変調ヘッドを用いて、光スポットと磁界変調ヘッドとを別々のトラッキング機構によって制御するもので、送り動作が光ヘッドと磁界変調ヘッドが一体で駆動される構成を示す図であり、図において、１２３は磁界変調ヘッド用トラッキング制御回路である。
【００６９】
次に実施例の動作について説明する。図２７（ａ）の磁界変調ヘッドはディスク面の反射率を検出するための検出器７９が搭載されているため、上記実施例１〜４の方法でトラッキング誤差信号を得ることができる。上記１〜４の実施例においては、このトラッキングエラー信号を用いて、情報記録のための光スポットと磁界変調ヘッドを、別々のアクチュエータとトラッキング制御回路によって駆動する図２７の（ｄ）の方法で、磁界変調ヘッドのトラッキングを行っていたが、ディスクの偏芯成分にまで厳密に追従しなくても良い場合（磁界変調ヘッドの出射磁界範囲がある程度ディスク偏芯をカバーする場合）は、図２７の（ｂ），（ｃ）の方法で磁界変調ヘッドの送り制御を行い、情報記録のための光スポットが常に磁界変調ヘッドの出射磁界範囲に納まるようにコントロールする事ができる。
【００７０】
本来、光ヘッドを送る送り制御回路においては、トラッキングエラー信号の平均値がほぼトラックセンターを保持するように送りモータ１１６もしくはリニアモータ１２４を駆動する。この時、磁界変調ヘッドの位置を情報記録用光スポットの位置に合わせるためには、上記送りモータ１１６またはリニアモータ１２４への送り制御信号にオフセットを加える事が必要となる。そこで図２７の（ｂ），（ｃ）に示したように、磁界変調ヘッドに取り付けられた検出器７９から磁界変調ヘッドの位置ずれを、トラックエラー検出回路１１９にて検出し、磁界変調ヘッドのトラック制御１２０によってゲイン調整や高域ノイズの除去を行うとともに、制御ループを安定化するための位相補償を行い、磁界変調ヘッドの位置ずれ補正量を送り制御信号と加算した後、送りモータ１１６もしくはリニアモータ１２４を駆動する。
【００７１】
このような磁界変調ヘッドの位置ずれ補正信号を、送り制御信号に加算する事によって、磁界変調ヘッドと光スポットとの位置ずれを、磁界変調ヘッドに新たな駆動機構要素を搭載しなくても、補正する事が可能となる。また、上記磁界変調ヘッドの位置ずれ補正信号が、ディスク偏芯成分も含んでおり、送り光ヘッドの送り機構の応答周波数が比較的高く、上記磁界変調ヘッド位置補正制御ループの制御帯域がディスク偏芯周波数よりも高い場合、上述の図２７の（ｂ），（ｃ）の方式でもディスク偏芯に磁界変調ヘッドが追従可能となる。
【００７２】
実施例６．
図２８は浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサーを示す図である。図において、８１は検知器のベース、８２は検出信号増幅用の磁界変調ヘッド上部に搭載された回路基板、８３は銅泊が形成された検出信号出力用半田スペース、８４は回路保護用のモールド材、８５は光量検知用で例えば２分割フォトダイオード等で構成された受光部、８６は例えばＬＥＤ等で構成された発光部、８７は信号線引き回し用の穴、８８は上記受光部及び発光部が取り付けられた空間部、９２はディスク媒体である。
【００７３】
図２９は浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサー信号の増幅回路図である。図において、８９は例えばフォトダイオードの光電流を電圧に変換するためのＩ−Ｖ変換回路、９０は２つのフォトダイオードの信号を加算しトラックエラー信号を得るための加算器、９１は２つのフォトダイオードからの信号の差を取りスペーシングエラー信号を得るための差動アンプである。
【００７４】
図３０はＬＥＤ照射が垂直に出射可能で浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサーを示す図であり、光検知器の構成が同芯円で２重の構造となっている磁界変調ヘッドのトラックずれとスペーシング距離とが検出可能な検出器の構造を示したいる。図において、９３は光検知器のベース、９４，９５は例えばフォトダイオード等で構成された光検知器である。また、第３０図は上記２つの同芯円検知器からの信号から位置ずれ検出信号を取り出すための回路構成を示したものである。
【００７５】
次に実施例の動作を図において説明する。実施例２においては、磁界変調ヘッドを鉛直方向に変位させて媒体と磁界変調ヘッドとのスペースング量をコントロールする制御方法についても示したが、実際の検出手段としては、図２７に示されるような方法が考えられる。この場合、ＬＥＤ８６はディスク面に対して斜め出射されるため、検知器のベース８１と媒体９２の距離が変化するとＬＥＤ８６からの反射光は２分割検知器８５上において分割線と直角の方向に移動する。そのそのため、２分割のフォトダイオードのＩ−Ｖ変換出力の差を取る事によりスペーシング量が観測できる。また総光量は実施例１〜３にて示したようにトラックエラー信号として用いる。この時、上述のセンサー信号は、センサー近傍ですぐ増幅しノイズの影響を受けにくくするため、検知器上に図２８のように取付る事が望ましい。
【００７６】
また、図３１のような同芯円の２分割光検知器を設けると、ＬＥＤをディスク面に垂直に出射することが可能で、取付等が容易になる。この場合でも検出回路の構成は図２８の場合と同じである。
【００７７】
実施例７．
図３２はトラッキング方向に変位可能な積層圧電素子による駆動機構を示す図である。図において、７７はスライダー、７９は光検知器である。また、図３３はトラッキング方向と浮上量制御方向に変位可能な駆動機構を示す図である。図において、９５は鉛直方向駆動用圧電素子である。また、図３４はトラッキング方向に変位可能な板バネ形状圧電素子による駆動機構を示す図である。図において、９５は板状圧電素子である。
【００７８】
図３５は電磁駆動によるトラッキング方向駆動機構を示す図である。図において、９７は電磁駆動のためのマグネット、９８は可動部においてトラッキング方向推力を与えるための駆動コイル、９９は光ヘッドと一体に接続されたベース、１００はトラッキング方向に変位させるための板バネである。図３６は図３５の側面図である。
【００７９】
図３７は電磁駆動によりトラッキング方向と鉛直方向に変位可能な駆動機構を示す図である。図において、１０１は鉛直方向制御のためのマグネット固定ベース、１０２は鉛直方向制御のための電磁駆動用マグネット、１０３は鉛直方向制御のための磁界変調ヘッドに取り付けられた電磁駆動用コイルである。図３８は図３７の上面図である。
【００８０】
図３９は磁界変調ヘッドを鉛直方向にダンピング制御をかけた駆動機構を示す図である。図において、１０４は磁界変調ヘッドスライダー７７と固定部１０１との距離を検出するための光検知器、１０５はエラー信号を生成するための作動増幅器、１０６はダンピング制御系の位相補償回路、１０７は電磁駆動コイルの電流ドライバーである。図４０は図３９の上面図であり、図において、１０８は光検知器のＩ−Ｖ変換回路である。
【００８１】
図４１はトラッキング方向にダンピング制御可能な駆動機構を示す図である。図において、１０９は磁界変調ヘッドスライダー７７と固定部１０１とのトラッキング方向位置を検知するための光センサーにおけるＬＥＤ、１１０は上記光センサーの受光部、１１１はトラッキングエラー信号を生成作動増幅器、１１２はダンピング制御系の安定化を行うための位相補償回路、１１３はトラッキング方向に変位させるための電磁駆動コイルの電流ドライバーである。図４２は図４１の上面図で、図において、１１４は光検知器の出力のＩ−Ｖ変換器である。
【００８２】
図４３は鉛直方向とトラッキング方向の両方にダンピングが可能な駆動機構を示す図であり、固定部１０１と磁界変調ヘッドスライダー７７との間におけるフォーカス方向，トラッキング方向変位量を１つの光学センサーで検出する方式を示している。図において、１１５は４分割光検出器である。図４４は図４３の上面図である。
【００８３】
次に実施例の動作について説明する。磁界変調ヘッドをトラッキング方向に駆動させるためには、微小変位が可能なアクチュエータが必要となる。磁界変調ヘッドをトラッキング方向に変位させるためには図３２に示したような圧電素子を用いた方法がある。図３２の圧電素子１１は例えば積層タイプのもので、圧電素子がのびちぢみする事によって磁界変調ヘッドスライダー７７をトラッキング方向に変位させる。また、圧電素子が板バネ形状のものであっても図３４のような構造とすることによってトラッキング方向変位が可能となる。ただし、図３４の構造の場合は板バネ形状の圧電素子が歪む事によってトラッキング方向変位が行われるため、磁気ヘッドコア６が線方向にも動いてしまい、情報記録用の光スポットとの位置合わせが難しくなる。
【００８４】
上記のトラッキング方向変位手段にさらに鉛直方向変位手段を組み合わせると、例えば図３３のような構成が考えられる。この時鉛直方向に変位可能な積層型圧電素子９５を図３３のように取り付ける事によって、鉛直方向変位が可能となる。実際には磁界変調ヘッドスライダー７７が下方からエア浮上力を受けているため、磁界磁界変調ヘッドを支持している板バネ１２が磁界変調ヘッドスライダー７７に与えている押し当て圧力を、上記圧電素子９５の変位によって変化させることによって浮上量制御が行われる。
【００８５】
図３２〜図３４までは、圧電素子を用いる事によって磁界変調ヘッドを変位させる方式であるが、電磁駆動によっても上記と同様な磁界変調ヘッド変位が可能である。例えば、図３５，図３６は電磁駆動力により磁界変調ヘッドのトラッキング方向変位を行わせた例で、図中固定部９９に固定されたマグネット９７に対し、磁界変調ヘッドスライダー７７に取り付けられたコイル９８にトラッキング制御のための駆動電流を流すことによって、板バネ１００をトラッキング方向に変形させ、磁界変調ヘッドのトラッキング方向駆動が可能となる。
【００８６】
また、同様に電磁駆動によってもトラッキング方向変位手段と鉛直方向変位手段との両方を兼ね備える事も可能で、例えば図３７のようにコイルとマグネットを配置する事で可能となる。この時鉛直方向に変位させるためには、固定部分１０１を磁界変調ヘッドのスライダー７７の上部まで延長し、マグネット９７’を固定部に取り付けるとともに、磁界変調ヘッドスライダー７７上部にコイル９８’を取り付ける事によって、コイル１０３に鉛直方向制御電流を流す事で駆動可能となる。この場合も図３３の場合と同様で、磁界変調ヘッドスライダー７７が受けるエア浮上の反力に対し、磁界変調ヘッドを抑える板バネ１２との力の釣合を変化させる事によって浮上量制御が可能となる。
【００８７】
以上のトラッキング制御および鉛直方向制御は、特に電磁駆動方式の場合は板バネ１２及び板バネ１００を変形させ、磁界変調ヘッドの変位動作をさせる構成となっているため、板バネのバネ定数やダンピングファクタ及び磁界変調ヘッドの質量によっても、磁界変調ヘッドのトラッキング制御系におけるダンピング状態や安定性，引き込み特性等に大きな影響を与える。また、一般的に板バネで支持された構造は機械共振ピークゲインが大きく、制御しにくい場合が多い。そのため、トラッキング制御や鉛直方向制御系における制御対象の特性（駆動機構要素のダイナミクス）を電気的に調節できるようなダンピング回路を付加することが望ましい。
【００８８】
そこで、図３９に示すように固定部１０１と磁気ヘッドスライダー７７間の距離を検出するためのの光学センサー１０２〜１０４とを取り付ける事によって、結果的に板バネ１２の変形量を検出し、位相補償後ドライバー１０７を介して鉛直方向駆動コイル１０３を駆動する事によって、磁界変調ヘッドスライダーの鉛直方向位置を固定部１０１に対して位置制御する事が可能となる。また、差動増幅器１０５の反転出力に磁気ヘッド高さ制御電圧を加える事で、磁界変調ヘッドの高さ制御指令を与える事が可能となる他、位相補償回路１０６に微分要素をもたせる事によって鉛直方向制御ループにダンピングをかける事が可能となる。なお、図３９の固定部１０１とスライダー７７間の距離測定用の光学センサーは、図４０にて示したように２分割のフォトダイオード１０４とスライダー７７に対して斜め方向に出射するＬＥＤ１０３及びＬＥＤ１０３からの光を拡散しない平行光にするためのレンズ１０２から構成する事が可能である。
【００８９】
また、図４１，図４２のようにトラッキング方向のダンピングも同様に行う事が可能で、ＬＥＤ１０９からの光を２分割フォトダイオード１１０で検出する事で、おのおのの光電流をＩ−Ｖ変換器１１４にて電圧に変換し、差動増幅器１１１により磁界変調ヘッドのトラッキング方向変位を検出し、位相補償した後ドライバー１１３を介してトラッキング方向制御をコイル９８にて行う事が可能である。この場合も、図４１に示すように差動増幅器直後に磁気ヘッドトラッキング方向制御電圧を加える事で、固定部１０１に対する磁界変調ヘッドスライダー７７のトラッキング方向位置を位置決めする事が可能で、さらに位相補償回路１１２内に微分要素をもたせる事でダンピングをかける事が可能となる。図４１で示す磁気ヘッドトラッキング方向制御電圧は、実際には実施例１〜３で示したディスク媒体からの磁界変調ヘッドのトラックずれ検出信号から得られたものを、トラッキング制御回路２５を介して得られる制御指令電圧の事で、図４１に示すダンピング制御系は制御対象である駆動機構要素と併せて、ダンピングにきいた一種の制御性の良いアクチュエータを外側から制御する構成となっている。
【００９０】
上述の方法は、トラッキング方向と鉛直方向を別々の光学センサーで検出する方法を示したが、図４３，図４４に示す４分割の光検知器を用いて、１つの光学センサーで同時に検出する事が可能となる。この時検出信号の和や差を図４３のように構成すると、磁界変調ヘッドトラッキング方向変位量と、鉛直方向変位量との両方が得られる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の光ディスクの記録方法によれば、ディスク板面上に反射率変化領域を形成することにより、磁界変調ヘッドと光ヘッドとの相対位置ずれ量に相当するトラックエラー信号を生成することが可能となり、結果的に光ヘッドと磁界変調ヘッドとの位置合わせが可能となる効果がある。
【００９２】
本発明の請求項２記載の光ディスクの記録方法によれば、磁界変調ヘッドのトラック誤差の検出が、光を回折限界まで絞り込む必要のない、例えばＬＥＤ等を用いた光学系や、集光レンズを用いない簡単な構成の光学系で行える。さらに、センサーの光波長を選択することで、反射率を観測する検出信号の振幅変化を最大にすることが可能となり、結果として磁界変調ヘッドのトラッキングエラー信号をＳ／Ｎ良く取り出すことが可能となる効果がある。
【００９３】
本発明の請求項３記載の光ディスクの記録方法によれば、磁界変調ヘッドのトラッキングだけでなく、浮上量の制御も可能としたため、磁界変調ヘッドの浮上量を一定にすることが可能となった。そのため、常に、一定の磁界を光ディスクにかけることができ、結果的に記録特性が安定化される効果がある。
【００９４】
本発明の請求項４記載の光ディスクの記録方法によれば、発光光量を一定に制御することによって、温度変化等により発生する検出信号のオフセットやゲイン変動を防ぎ、正確なトラックエラー信号を得ることで、結果的に磁界変調ヘッドのトラック追従精度が大幅に向上する効果がある。
【００９５】
本発明の請求項５記載の光ディスクの記録方法によれば、磁界変調ヘッド単体で変位させるための微小変位アクチュエータを用いなくても光ヘッド送り機構のみで位置合わせが可能となるため、磁界変調ヘッドにアクチュエータが組込まれていない従来の磁界変調記録装置や、簡単な機構構成を有するドライブにおいても、磁界変調ヘッドと光スポットの位置合わせが可能となる効果がある。
【００９６】
本発明の請求項６記載の光ディスクの記録方法によれば、ディスク偏芯等の変動に対しても磁界変調ヘッドが追従可能となり、大きなディスク偏芯がある光ディスクを用いた場合でも、光スポットと磁気ヘッドとの位置合わせが可能となる効果がある。
【００９７】
本発明の請求項７記載の光ディスクの記録方法によれば、サンプルサーボ方式の光ディスクにおいても、磁界変調ヘッドのトラッキングが可能となるため、結果的にディジタル映像情報等に代表されるレートの高い信号をサンプルサーボディスクに磁界変調記録できる効果がある。
【００９８】
本発明の請求項８記載の光ディスクの記録方法によれば、連続案内溝方式の光ディスクにおいても磁界変調ヘッドのトラッキングが可能となったため、コアが小さく高周波変調が可能な磁界変調ヘッドが使用でき、結果的に映像情報等のレートの高い信号を連続案内溝方式のディスクに磁界変調記録できる効果がある。
【００９９】
本発明の請求項９記載の光ディスクの記録方法によれば、光ディスク板面上の傷や汚れ等が存在しても、２つの反射率変化領域からの検出信号がパターンマッチングして検出されるため、簡単な回路構成でトラッキングエラー信号の誤検出が回避でき、結果的に磁界変調ヘッドのトラックはずれをすることが可能となる効果がある。
【０１００】
本発明の請求項１０記載の光ディスクの記録方法によれば、３つの反射率変化領域からの検出パターンをマッチングさせることにより、傷や汚れ等による誤検出を確実に取り除き、磁界変調ヘッドのトラッキング制御におけるトラックはずれ等を確実に回避することが可能となる効果がある。
【０１０１】
本発明の請求項１１記載の光ディスクの記録方法によれば、磁界変調走査トラックからアドレス番地を得ることにより、磁界変調ヘッドのトラッキング方向の存在位置を確認できる。特に、ゾーンＣＡＶディスクのゾーン判定を磁界変調ヘッドの反射率検出光学系から行うことにより、情報を記録再生するための光スポットがトラッキングする前にモータ回転数を制御したり、データ記録再生用のクロックを切り換えることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。
【図２】大きなサンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。
【図３】鏡面部の集合による磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域を示すプリフォーマット図である。
【図４】図１〜図３における反射率変化領域の模示図である。
【図５】図４の模示図の拡大図である。
【図６】図１〜図５の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系ブロック図である。
【図７】光ヘッドからのタイミングで磁界変調ヘッドのトラックエラーを生成するブロック図。
【図８】図７の信号動作を示すタイミング図である。
【図９】大きなサンプルサーボピットによる磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域で、パターンマッチング領域も含む方式を示すプリフォーマット図である。
【図１０】鏡面部の集合による磁界変調ヘッドのトラッキングのための巨視的反射率変化領域で、パターンマッチング領域も含む方式を示すプリフォーマット図である。
【図１１】図８〜図１０までの反射率変化領域の模示図である。
【図１２】図８〜図１０の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系を示すブロック図である。
【図１３】図８〜図１０の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系ブロックで、ＬＥＤパワー制御系を含んだ図である。
【図１４】図１２の信号動作を示すタイミング図である。
【図１５】磁界変調ヘッドの浮上量制御も同時に行った場合のブロック図である。
【図１６】図１５のトラック誤差及び浮上量の検出回路図である。
【図１７】パターンマッチング領域とウオブル領域が１トラック程度おきに線方向に重ねて構成されているプリフォーマット図である。
【図１８】図１７の反射率変化領域の模示図である。
【図１９】磁界変調ヘッドのトラッキング誤差信号が、必要走査トラック中心付近で正確に得られるプリフォーマットを示す図である。
【図２０】磁界変調ヘッドのトラッキング誤差信号が、正確に得られるプリフォーマットを示す図である。
【図２１】図１７〜図２０におけるトラック誤差信号の特性図である。
【図２２】図１７〜図２０におけるトラック誤差信号の特性図である。
【図２３】図１７〜図２０におけるトラック誤差信号の特性図である。
【図２４】磁界変調ヘッドの走査トラックにおいてアドレス情報も得られるプリフォーマットの図である。
【図２５】図２４の媒体を用いた磁界変調ヘッドのトラッキング制御系ブロック図である。
【図２６】図２５の動作信号のタイミングチャートである。
【図２７】トラック誤差検出が可能な磁界変調ヘッドの構造と制御方式の概略構成図である。
【図２８】浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサーを示す図である。
【図２９】浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサー信号の増幅回路図である。
【図３０】ＬＥＤ照射が垂直に出射可能で浮上量検知とトラック誤差検知が可能な光センサーを示す図である。
【図３１】図３０の光センサー信号の増幅回路図である。
【図３２】トラッキング方向に変位可能な積層圧電素子による駆動機構を示す図である。
【図３３】トラッキング方向と浮上量制御方向に変位可能な駆動機構を示す図である。
【図３４】トラッキング方向に変位可能な板バネ形状圧電素子による駆動機構を示す図である。
【図３５】電磁駆動によるトラッキング方向駆動機構を示す図である。
【図３６】図３５の側面図である。
【図３７】電磁駆動によりトラッキング方向と鉛直方向に変位可能な駆動機構を示す図である。
【図３８】図３７の上面図である。
【図３９】鉛直方向にダンピング制御をかけた駆動機構を示す図である。
【図４０】図３９の上面図である。
【図４１】トラッキング方向にダンピング制御可能な駆動機構を示す図である。
【図４２】図４１の上面図である。
【図４３】鉛直方向とトラッキング方向の両方にダンピングが可能な駆動機構を示す図である。
【図４４】図４３の上面図である。
【図４５】従来の磁界変調記録方式を示す図である。
【図４６】光ディスク再生光学系におけるＭＴＦカーブを示す図である。
【符号の説明】
１ サンプルピット、２ パターンマッチング及びアドレスピット、３，４，３６〜５０，７６ 反射率変化領域、５，１１８ 磁界変調ヘッド、６ 磁気ヘッド、７，８６，１０３，１０９ ＬＥＤ、８ ＬＥＤによる光スポット、９ 磁界範囲、１０ 光検知器、１１，９５，９６ 圧電素子、１２，１００ 板バネ、１３ 光ヘッド、１４ 対物レンズ、１５ 対物レンズのトラッキングアクチュエータ、１６ ハーフミラ−、１７ 半導体レーザ、１８ 光ヘッドの光検知器、１９，２６，１０８，１１４ ＩーＶ変換器、２０，２１，２７，２８，５８ サンプルホールド回路、２２ ヒステリシスコンパレータ、２３，５２，５７ パターンマッチング回路、２４，２９ 差動アンプ、２５ 光ヘッドのトラッキング制御回路、３０ 磁界変調ヘッドのトラッキング制御回路、５４ ＬＥＤドライバー、５５ ＰＬＬ，クロック生成回路、５６ シフトレジスタ、５９ ゲイン補償回路、６０ 位相補償回路、６１ ドライバー、６２ 記録アンプ、６５ マイクロコンピュータ、６６ トラックジャンプ回路、７９ 光検知器、８１ ベース、８２ センサー信号アンプ、８５，９４，９５，１０４，１１０ ２分割フォトダイオード、９２，１１６ ディスク、９７，９７’ マグネト、９８，９８’ コイル、１１５ ４分割フォトダイオード、１１７ 情報記録のための光スポット。

Claims (11)

1. 光ヘッドにより焦点を結んで走査スポットとなる走査ビームによって情報面を光学的に走査し、情報の記録時に上記ディスク基盤上の上記走査スポットが照射されるディスク媒体における外部磁界を変調する磁界変調ヘッドにより情報の記録を行う光ディスクの記録方法において、間欠的もしくは断続的に形成された、情報面を光学的に走査するための凹凸ピットもしくは溝による光ビーム走査用トラックの、上記間欠部分あるいは断続部分をトラッキング方向に整列させることにより巨視的な反射率変化領域を設け、発光部により上記反射率変化領域よりも大きな光スポットで上記反射率変化領域を照射し、上記磁界変調ヘッドに取り付けられた受光部により、上記反射率変化領域からの反射光を受光し、上記反射率変化領域による反射光量変化を検出することで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとのトラッキング方向相対位置ずれ量を検出することを特徴とする光ディスクの記録方法。
2. 上記発光部が上記光ヘッドから出射されたレーザー光と同一な波長もしくは、ディスク板面上に形成された案内溝またはピット深さの４倍の波長からなる光を用いたことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
3. 上記受光部が２分割光検知器からなり、上記２分割検知器の検出出力の和をとることにより上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を、上記２分割検知器の検出出力の差をとることにより上記磁界変調ヘッドと上記ディスクとの距離を検出することを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
4. 上記受光部からの和信号に基いて、上記発光部の発光光量が一定となるようなフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項３記載の光ディスクの記録方法。
5. 上記光ヘッドが、ディスク内外周の所定のトラックにアクセスするための、粗アクチュエータを有し、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を、上記光ヘッド全体をトラッキング方向に動かす粗アクチュエータにフィードバックすることで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの位置合わせを行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
6. 上記磁界変調ヘッドが、光ヘッドに対しトラッキング方向に変位可能な構造を有し、かつ上記磁界変調ヘッドをトラッキング方向に動かすためのアクチュエータを備え、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置ずれ量を上記巨視的な反射率変化領域から検出するとともに、上記磁界変調ヘッドを上記アクチュエータにフィードバックすることで、上記磁界変調ヘッドと上記光ヘッドとの相対位置合わせを行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
7. 上記巨視的な反射率変化領域が、光ヘッドからの光ビームをトラッキングするためのトラッキング方向にずれた複数のサンプルピットと、上記サンプルピットと組み合わせてデータパターン配列をなすための判定ピット及びセクターのアドレス情報を含むピットとを含む、光ディスクのピット列から構成されるとともに、上記磁界変調ヘッドがトレースすべきトラックに対し、上記サンプルピットの集合部分をトラッキング方向にずらして配置することを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
8. 上記巨視的な反射率変化領域が、光ディスク板面上に形成された連続案内溝からなるトラックにおいて、間欠的に設けられたトラックオフセット検出用の鏡面部もしくはアドレス検出用のアドレス情報をプリフォーマットしたピット列が、連続するトラック間でトラッキング方向に整列しており、上記複数のトラックを単位としてなる大きな鏡面部が、上記単位の前後においてヘッド走査方向に位置することを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
9. 上記反射率変化領域が、上記間欠部分あるいは上記断続部分を上記複数のトラックにわたりトラッキング方向に整列させることにより、上記複数のトラックを１つの単位として形成されたものであり、上記反射率変化領域が、上記磁界変調ヘッドが走査するトラックを中心としてトラッキング方向にずれ、かつ上記トラックの長手方向にもずれた位置に２つ設けられ、これら２つの反射率変化領域を上記磁界変調ヘッドが順次走査するときに時間的にずれて得られる、上記２つの反射率変化領域からの反射光量の差をとり、この差を磁界変調ヘッドのトラッキングずれを示す情報として用いることを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録方法。
10. 上記複数のトラックを１つの単位としてなる巨視的な反射率変化領域として、上記２つの反射率変化領域の他に、上記磁界変調ヘッドの走査トラック上に１つの反射率変化領域が設けられていることを特徴とする請求項９記載の光ディスクの記録方法。
11. 反射率変化領域として、上記２つの反射率変化領域の他に、上記磁界変調ヘッドの走査トラック上に存在する複数の反射率変化領域とが設けられ、上記複数の反射率変化領域からの反射率を検出することによって、上記磁界変調ヘッド走査トラックのアドレス番地を検出することを特徴とする請求項９記載の光ディスクの記録方法。

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