JPH02123577A - トラッキング制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
のてあり、狭い信号トラック上を光スポットが追尾する
よう制御する、所謂オート・トラッ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）、追記型の光ディスク（ＤＲＡＷ）、光磁気
光ディスク（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、情報のファイリンク・シ
ステムに応用の分野か広がりつつある。

又、ここ数年、記録担体がクレジットカートサイズの光
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−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か図られ、ユーザが使用し易い
ファイリング・システムが構築される傾向にある。

このような情報のファイリング・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（うイトワンスタイプとも呼ばれ
、光エネルギーによる穴、反射率の変化等て情報を記録
するが、−度情報を記録した場所は、再び記録には使え
ない）や、イレイザブルタイブ（−度記録した情報を消
去し、再び情報を記録する事が可能）か使用される。

これらの光メモリーは、情報のトラックピッチが１．６
４ｍ〜２ｐｍ、情報トラック幅が０．８μｍ〜１μｍと
非常に狭く、光スポットがこれらのトラックを確実にト
レース（追尾）する様に、オート・トラッキング制御が
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基板にコー
トされている。

記録領域５２には、光スポットを案内する為のプリフォ
ーマット部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図はプリフォーマット部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、
情報記録トラック部５３が交互に配列されている。これ
らの幅は、０．８ＪＬｍ〜１０ｐｍ程度が標準て、光ス
ポットは、これらのプリフォーマット部をたよりとして
、情報記録トラック部５３に情報を記録および再生する
為、オート・トラッキング制御により情報記録トラック
部５３を追尾する。

このプリフォーマット部は、明暗（即ち、光に対し反射
率か高い或は低い）又は基板上の凹凸で交互に配列され
ている。

オート・トラッ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５３−１
３１２３号）及びプッシュプル法（特開昭５３−１５１
０４号）か周知である。

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、光学ヘッ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つのスポット
を結像させる。

３つのスポットのうち、スポット５５゜５７をスポット
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、スポット５６が情報トラック部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・トラッキング信号は、スポット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、スポット５７
に記録された信号の影響が入り、且つ、スポット５６は
影響を受けないので、トラッキング信号にいわゆるオフ
セット成分が生じ、正確なトラッ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５８−４１４４
８号において、情報トラック５３の幅を大きく取る方法
か提案されているが、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ット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、ブツシュ・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
ているプリフォーマット部の異なる位置に光スポットが
照射される様子を示す。図において、四部を情報トラッ
ク５３．凸部をガード・バンド部５４としたが、これは
１例で逆ても構わない。ブツシュ・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１７８とするのが良い。

光スポットが、第９図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）の如
く、それぞれプリフォーマット部を照明する位置関係が
異なると、光ヘッドの光軸に対し、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、トラッキング制御信号が得られ
る。

第１Ｏ図に、ブツシュ・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がビームスプリッタ−６０にて反射され、対物レ
ンズ６１にて、微小スポットに集光され、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・スプリッター６０を通過し、第１１図示の如く光
軸な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、光ヘッドの光軸５９′に一致して
いると、第９図で説明した原理でトラッキング制御信号
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
ッドとの相対関係が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６３
ａ、８３ｂ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。この誤差がトラッキング制御信号の
オフセットとなり、正確なトラッキング制御が不可能と
なる。即ち、ブツシュ・プル法は、記Ｑｍ体の面ブレ等
による傾きの影響を受は易いと云う欠点を持つ。

他のトラッ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・ディスクで用いら
れてい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
方法が特開昭５４−７３６０４号或は特開昭５４−７９
６０３’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１
２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の情報トラックの両側に周波数の異なったトラッ
キング用の専用情報が凹凸で記録されている。再生時に
、静電容量変化を検出する再生針をビデオディスク上に
乗せ、水平同期信号毎に再生針と情報トラックのズレ量
を、トラッ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、フィルターで周波
数別に分離し、信号６５．８６の大きさを比較する。も
し、再生針が第１３図の下側に偏っていると。

信号６６か信号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− ７９６０３号では、同様の原理を用い、トラッキング制
御用の信号６５．６６を水平同期信号毎では無く、全情
報トラックに渡り記録し、より正確なトラッキング制御
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ｆ＋ｆ２　（信号
６５．６６に対応）　ｆｌｔｔ、ｆ。

ｆ２・・・と交互に配置している為、オート・トラッキ
ング制御は、交互にスウイッチングして行なう必要があ
る。即ち、ＮＯ，１０のトラックでは、ｆｌが大きく検
出されれば再生針と情報トラックのズレは、外周方向へ
のズしてあるが、ＮＯ，１１のトラックでは、同様にｆ
ｏか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ックに沿って順次再生して行く
ビデオディスクでは、特に問題とはならないが、情報フ
ァイルシステムに使われる光メモリーでは、ランダムに
トラッ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、トラッキング方式の従来例を示して来たか、３ビ
ーム法では、光量の問題、記録時のオフセットの問題、
プッシュプル法では記録担体の傾きによるオフセットの
問題、異なる周波数のトラッ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
ッ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、情報ファイルシステムには、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、情報ファイルシステムに最適な光メモ
リーのトラッ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ｌトラック毎にトラッ
キング制御の極性を交互に切り換える必要のあるトラッ
キング制御用プリフォーマットか配列された記録担体に
、情報の記録又は再生を行な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に
応じて、前記極性の切り換えを行な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ック１が同心円又
は螺線状に配置される記録担体、第３図に示す形態が矩
形状のカードで、情報トラッ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
報トラックが同心円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ｆ＋ｆ２の信号パ
ターンで形成されている。

即ち、周波数ｆ、のカードバンド２、情報トラック部３
、周波数ｆ２のガード・バンド４、情報トラック部３１
周波数ｆ２のガード・バンド２・・・と交互に配置され
る。

光スポット５は、唯一個で、情報の録再、トラッキング
制御信号の検出、オート・フォーカス制御信号の検出の
役割りを担う。なお、ガートバンドが周波数ｆ　、、　
ｆ　２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によりて
回転駆動される。光ヘッド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ｌＯ、ビーム・スプリッター１１、光束を微小
スポットに集光させる為の対物レンズ１２、対物レンズ
をフォーカス制御、トラッキング制御の為移動させる為
のアクチュエータ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・スプリッター１１、ビーム
スプリッタ−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、トーリックレンズ又は回
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・フォーカス制御方
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上のスポッ
ト５の大きさは、情報トラック幅かそれよりやや大きい
事が望まれる。スポット５か小さいと、記録される情報
のパターンの大きさが小さくなり、且つ、スポット５が
情報トラック３の幅内で蛇行しても、トラッキング検出
が出来ない。

情報トラックを追尾するスポットからの反射光は、光検
出器１５の総和で検出される。この微小信号は増幅４１
！１８により適度に増幅され、分岐され一方はバイパス
フィルター１９を通す、情報信号はトラッキング１１ｉ
ｌ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、バイパス・フィルターにより、トラッキング制御信
号パターンのｆＩｆｚ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ｆ　、、　ｆ　２の信号成分を通過させるバンド・バ
スフィルター２０．２１を通す。それぞれの信号を積分
器又はローパスフィルター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、正確に情報トラック上をスポットが追尾している
時は、差分器２４の出力は零であり、どちらかに片寄れ
ば、ｆｌ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か生じる。この信号を直
接アクチュエータ１３に送る事により、トラッキング制
御が可能となる。但し、例えば２モータ７からのタック
信号等で回転情報を得、この情報により、１回転毎に、
スウィッチ回路２５を切り換え、アクチュエータに送る
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によりヘット８が
トラック選択を行なう場合、光ヘッド８はおおよその位
置に高速移動し、トラックが所望のトラックか否か、例
えば、記録担体に記録されているトラックＮｏ、セクタ
ーＮＯ等を検出認識して判断する。この時、トラッキン
グ制御の信号が逆極性になる場合かあり、近傍の極性の
合ったトラック上に落ち着くまでアクチュエータ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
ながら所望のトラックを探す事となる。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ック毎にトラッキング制
御信号の極性を切り換えねばならないトラッキング法で
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、トラッキング制御信号、即ち、差分器２
４の信号か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、信号をスウィッチ回路２５に送り、アクチュエータ
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ッキング制
御を行なうと、正常な極性でアクチュエータに制御信号
を送っていても、外乱等の影響で直前のトラッキング信
号より大なる場合か多くある。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から信号がスウィッチ回路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
トラック・ジャンプ指令信号か入る。

この処理の方法は、情報トラックの形態により異なる。

ｌ）情報トラックか同心円平行配列の場合アクセス指令
信号により、ヘッド８が移動し、静止した場所でのトラ
ッキング制御信号か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
。

光スポットは、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
指示で正確にトラッキング制御をし、光スポットの位置
を知り、所望のトラックを捜しに行く為には、例えば１
本づつトラックをジャ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
望のトラックを捜し出す。

この後の動作として、通常の記録、再生が行なわれるが
、トラックをジャンプする指令毎に極性を切り換える。

２）情報トラックか螺線状の場合 アクセス指令に基づき、ヘッド８が移動し、静止した場
所でのトラッ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、光スポットは螺線トラックを追尾
し、隣りのトラックに移るので、回転情報に従い１回転
毎に極性を切り換え、トラックサーチ及び記録、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
示す信号をプリフォーマッ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１＠どなる。おなしトラックを何
度も再生する場合、トラックジャンプ信号か入るか、ト
ラックジャ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、アクセス時のトラッキング制御に時間かかかる問題
を解決し、高速アクセスか可能なトラッキング制御を行
なう事か出来る。

また、光検出塁の総出力て信号か検出可使な為、プッシ
ュプル法の如く　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コのスポットを結像するたけで良
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、トラツキンタオフセットの問題も解決出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッ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図は記録拐体上に形成されたトラフキンク制御用プ
リフォーマットを示す図、 第６図及び第７図は夫々従来のトラツキシタ制御用トラ
ックの例を示す図、 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図は夫々プッシュプルトラッキング法
の概要を説明する為の図、 第１２図及び第１３図は夫々ビデオディスクのトラッキ
ング制御信号パターンの一例を示す図である。 ８・・・光ヘット ６・・・記録担体 １８・・・Ｍａ＠器 １９・・・バイパスフィルター ２０．２１・・・バンドパスフィルター２４・・・差分
器 ２６・・・デイレーライン ２５・・・スウィッチ回路 ２７・・・比較器 ２８・・・極性指示回路 ３０・・・位置情報抜き出し回路、 亨侶（２） 慴ｑａ （０ン Ｃし） （Ｃ） 頓′ 寧１制２ ＼〔【　イフ　し≧〕 し 口 回 ― 口 し ト℃め

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１周毎又は１トラック毎にトラッキング制御の極
   性を交互に切り換える必要のあるトラッキング制御用プ
   リフオーマツトが配列された記録担体に、情報の記録又
   は再生を行なう際のトラッキング制御方法において、 前記プリフオーマツ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に応じて、前記
   極性の切り換えを行なうことを特徴とするトラッキング
   制御方法。