JPH0259525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は光学データ記憶媒体の読出しに関し、
特にデータ記憶媒体上の光学的に検知可能なデー
タトラツクに関して光学検知器の位置を整列させ
るためのスキユー検知に関するものである。

背景技術 光学的に検知可能な記録されたデータトラツク
のスキヤニングの間に、データトラツクと検知器
の整列は近接する平行な光学的サーボトラツクま
たはマークによつて制御され、それらのトラツク
またはマークの感知によつて検知器をデータトラ
ツク上に維持するようにサーボモータを制御す
る。米国特許第3739154号において、同時に読出
されている多重データトラツクを横切る直線的な
アレイのスキユー姿勢は、そのアレイ中の個々の
検知器を通過するトラツク中心の経路のシーケン
スによつて検知される。トラツキングエラー信号
は、スキヤンの開始において、トラツク位置を補
正するためにサーボへ送られる。ロジツクとスイ
ツチングの回路がトラツキングエラーを補正する
ために用いられ、そして多重トラツクスキヤンの
間に同じトラツクを読出す。

米国特許第4337394号において、支持プレート
上の平行な実線または破線およびバーの検知は、
ラインごとにイメージを分析するシステムの垂直
に配置された固体ラインイメージセンサのスキユ
ー姿勢の表示と方向を与える。

米国特許第3700862号において、横断方向に位
置決めされた多重データトラツクに関する多重磁
気タイプの読出ヘツドのスキユーは、カードの上
側と下側の長さ方向の余白上をペアで走る平行な
データとクロツクのトラツクからのパルスの整列
によつて検知される。

データトラツクが記録媒体材料の運動の方向と
垂直な列内に置かれるとき、トラツクの追随を必
要とせずにその列全体にデータを描くことが可能
である。しかし、検知器はその検知器下の記録媒
体の移動の間にデータトラツクと整列されなけれ
ばならない。もし検知器が或る限界を越えてスキ
ユーされれば、検知器は誤つて隣りのトラツクの
部分を読出すことがあり得る。

したがつて、本発明の目的は、記録媒体の移動
の方向に垂直に整列されたデータトラツクの列に
関して、直線状のスキヤニング検知器のスキユー
の方向と角度の両方を検知するための手段を考案
することである。

発明の概要 上記の目的は予め記録された光学的に検知可能
なデータトラツクの列を有する光学データ記憶材
料によつて達成され、そのような列の初めは幾何
学的に対称で光学的に検知可能な互いに隔てられ
た１対のマークの後に続く。マークの形態は、デ
ータトラツクと完全な整列にある場合に、１対の
マーク上の検知器がそれらのマークの同じ長さの
“スライス”、すなわちマークの横断部分の同じ広
がりを観測するようなものである。マークに関す
る検知器のスキユーは、観測中のマークの２つの
部分の比率によつて示される。各マークの形は移
動方向に沿つた位置の関数として変化する。スキ
ユーの方向も決定することができる。マークは非
反射的なバツクグラウンドに対する反射的なもの
であるか、または透過性のバツクグラウンドに対
する不透明なもののいずれでもよい。

スキユーの度合についての感度は、検知器がマ
ークを横切るピツチを増大させることによつて高
めることができ、すなわち、たとえば急峻な辺を
有する互いに隔てられた１対の同じ三角形を与え
ることによつて、検知器の移動の方向に沿つた検
知器の増大または減少における角度の比率を増大
させることによつて高めることができる。マーク
はデータトラツクの列に平行に置かれているの
で、観察されるマークの部分の広がりの比率が等
しくなるまで検知器の整列を調節することは、自
動的に検知器をデータトラツクと整列することと
なる。

これらのスキユー検知マークの複数のペアは、
光学的に検知可能な複数の指示バーの横に沿つて
並べることができる。光学的に検知可能なバー
は、移動方向に沿つたマークと共通な寸法を有し
ている。マークに加えてこれらのバーと交差する
ことによつて、検知器アレイは急峻なピツチを有
するマークを用いてスキユーの高い測定感度を得
ることができる。

マークは、横切る検知器が各マークの部分のス
キヤンを観測することができる限り、三角形、多
角形、または円の部分として形成することができ
る。検知器におけるマークの断面変化は、スキユ
ーのない場合には同じはずである。コンピユータ
は寸法における差を考慮に入れることができるの
で、マークは同一である必要はない。しかし、そ
れらのマークは、同様な三角形に向かい合うよう
な同様の三角形のように幾何学的に関係付けられ
ていなければならない。

マークを観察するために用いられる検知器はス
キヤニング検知器であつて、好ましくは直線状ア
レイである。幾何学的なマークのスキヤニングに
よる検知器からの信号は互いに比較されて、任意
の差はエラー信号を表わす。エラー信号は、可動
エレメントへの補正のフイードバツクを与えるた
めに、閉ループサーボシステムにおいて用いられ
る。この可動エレメントはスキユーを補償するこ
とができ、それはデータ記憶媒体または検知器の
いずれかを再整列することによつて、またはデー
タ記憶媒体を取り除いて読出装置内へ再挿入する
ことによつてなされる。

実施例の説明 第１図を参照して、光学データ記憶媒体１０が
示されている。そのような媒体は、通常はクレジ
ツトカード上の磁気帯びと同様にカード上に支持
された帯である。しかし、その媒体は必要ならば
カード全体をカバーすることができる。その帯は
矢印Ａで示された長さ方向を有しており、この場
合データは長さ方向に垂直で横断するトラツク内
に書込まれている。データトラツク１２と１４の
２つの列は、予め記録されたデータ情報からなつ
ている。第１のデータトラツクに近いのは、２つ
の予め記録された光学的に検知可能なスキユー方
向マーク１６と１８である。データトラツクとマ
ークは同じ光学的特性または異なつた特性を有し
てもよく、それらが光学的記録媒体のバツクグラ
ウンド材料から光学的に検知可能であることのみ
が要件である。１対のスキユー方向マーク１６と
１８はデータトラツクと平行に整列されており、
マークを検知する同じ検知器がデータトラツクを
も検知する。第１図に示されているように、スキ
ユー方向マークは、カードの移動方向Ａにおいて
減少する幅の横断面、すなわち検知器スライスを
有する１対の三角形である。それらの三角形のほ
ぼ等しい長さの辺２０は、データトラツクの第１
の列から等距離に位置している。１つのマークの
断面幅は、検知器に関する媒体の移動方向Ａに沿
つた各対応する点において、他のマークの断面幅
と同じである。

第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ図は、カード
をスキヤンする固定された検知器アレイに関する
光学データ記憶媒体のスキユーの測定方法を示し
ている。第２ａ図において、検知器パターン２２
は両方のスキユー方向マークにわたる。直線状の
スキヤニング検知器によつて検知されるマーク１
６の部分は、その検知器によつてマーク１８上で
検知される量と同じである。これは、各マークの
等しい部分が検知器で検知されるスキユーのゼロ
条件を示す。たとえば、CCDの直線状アレイに
おいて、検知されるスキユーのゼロ条件を示す。
たとえば、CCDの直線状アレイにおいて、等し
い数のピクチヤエレメントが直線状アレイの異な
つた領域において検知されよう。通常のCCD検
知器アレイは、数ダースから数千のエレメント、
またはそれ以上を内蔵し得る。

左側への検知器パターンのスキユーが第２ｂ図
に示されている。マーク１６によつて活性化され
る検知器パターン２２内のピクチヤエレメントの
数は、マーク１８の断面によつて活性化される数
より少ない。すなわち、その比率はもはや１：１
ではなく、一方向へのスキユー表示はマーク１６
からの小さな信号によつて検知される。反対方向
における検知器のスキユー状態が第２ｃ図に示さ
れており、マーク１６によつて活性化されるピク
チヤエレメントの数はマーク１８によつて活性化
されるであろうエレメントの数より大きい。示さ
れているように、各マークの断面または幅は媒体
の長さ方向において変化し、すなわち検知器アレ
イ下の媒体の方向Ａにおける移動とともに変化す
る。この減少する断面によつて、左または右への
スキユーは、測定される断面における差によつて
容易に検知されよう。

第３図において、細長いデータ記憶媒体２１の
一部が見られる。媒体の長さ方向は矢印Ａで示さ
れており、媒体の垂直な幅は矢印Ｂで示されてい
る。媒体は、幅方向すなわち矢印Ｂに平行なトラ
ツク内に予めフオーマツト化されたデータを有し
ている。たとえば、トラツク１２と１４は、バー
コードに類似するデイジタルデータを示してい
る。しかし、それらのデータは大きく拡大されて
いる。通常は、光学的に書込まれたデータは、そ
の長さ方向において約20〜50ミクロンのオーダの
寸法を有している。通常は、数百のデータスポツ
トがトラツク上に形成されようが、それより多い
または少ないデータスポツトもトラツク内に編成
し得る。スキヤング検知器をトラツクと整列させ
ることは重要である。この目的のために、三角形
１６と１８のような１対の幾何学的に関係付けら
れたマークが、写真プロセス、印刷プロセス、ま
たはラベリングプロセスによつてカード上に設け
られる。もしトラツク１２と１４内のデータスポ
ツトが写真的に記録されるならば、幾何学的マー
ク１６と１８もマスクによつて同時に記録され得
る。

とにかく、マークはトラツクに関して規定され
た関係を有している。第３図の例において、２つ
のマークは形において同じであるが方位において
逆であり、前方端縁１７と１９は互いに共通な直
線上にあり、側方端縁２３と２５は互いに平行で
かつ各データトラツクの側方端縁と整列してい
る。さらに、それらの側方端縁は前方端縁１７と
１９のように同じ長さを有している。それぞれの
斜辺２７と２９は、同じ長さであつて等しい角度
で傾斜しているが、方向が逆である。

検知器の全体的なスキヤニングパターンは長方
形２２で示されており、それはデータトラツクに
平行な幅方向に延びており、今の場合は媒体の長
さ方向に垂直で横切る方向である。検知器は
CCDの直線状アレイ、またはスキヤニングレー
ザビームの直線状スイープでもよい。CCDアレ
イの場合、光感知ピクチヤエレメントの数は、長
方形２２の一端から他端へラインに沿つて均一に
配置されている。幾何学的マーク１６と１８はバ
ツクグラウンドに関して光学的にコントラスト付
けて形成され、たとえばピクチヤエレメント下の
マークの部分が観察できるように、透明または反
射的表面上の黒に形成される。長方形２２はマー
ク１６と１８の等しい部分を横切るので、同じ数
のピクチヤエレメントが各マークの部分を観察す
るであろう。すなわち、ピクチヤエレメントの比
率は１：１である。破線２４で示された場合は異
なつていて、わずかな量のスキユーが存在する。
この場合、マーク１６の部分を観察しているピク
チヤエレメントの数は、マーク１８の部分を観察
しているピクチヤエレメントの数より多いであろ
う。ここで比率が不均衡になつて、スキユーの方
向は、ピクチヤエレメントの数が他方と比べて多
いことを測定することによつて感知され得る。さ
らに大きな量のスキユーが破線２６によつて示さ
れており、ピクチヤエレメントの比率はさらに不
均衡となろう。

幾何学的マーク１６と１８の方位が変えられた
ことを除いて、第４図は第３図と同様である。今
回も、前方端縁３７と３９は互いに隔てられてい
るが同一直線上にある。今これらの前方ラインは
幾何学的マークを形成する三角形の幅に対応し、
対応する標高メンバ４１と４３は矢印Ａで示され
た記録媒体２１の長さ方向に平行である。それら
の標高は、平行で互いに隔てられていて同じ長さ
である。対応する斜辺４５と４７も同じ長さであ
るが、等しい角度で逆方向に傾斜している。第４
図に示された幾何学的マークの方位は、長方形８
２で示された直線状アレイ検知器のスキヤニング
パターンにおいて、より多数のピクチヤエレメン
トを与える。この長方形が破線７８で示されてい
るようにわずかにスキユーされているとき、第３
図に描かれた部分に比べて多数のピクチヤエレメ
ントが、スキユーされたマークの部分を観測す
る。同様に、ブロツク８０で示されたさらに大き
なスキユー角においても、さらに多くのピクチヤ
エレメントが幾何学的マークを検知する機会が存
在する。前方ライン３７と３９に平行なデータト
ラツク１２と１４は第３図より広く現われている
が、これは必然的なことではない。しかし、もし
広いトラツクが用いられるならば、検知器によつ
て観察されるマークの部分の比率における任意の
偏差を検知器が観測する機会を維持しまたは高め
るために、それらの幾何学的マークは対応して広
いことが望ましい。

第４図に示された整列において感度が高められ
るが、もしカードが速く動きすぎれば欠陥を生じ
る。高速度において、検知器がマーク１６と１８
を観察する機会が少ない。一方、第３図に示され
た方位を用いて、矢印Ａの方向における記録媒体
の高速度において、幾何学的パターン１６と１８
を観察する機会はより大きい。第３図と第４図に
おいて、幾何学的パターンは記録媒体の別個の部
分に示されている。次に、幾何学的マークは、先
行する位置または追従する位置の代わりに、デー
タトラツクの横に沿つて配置することができる。
さらに、適切なインクまたは染料を用いることに
よつて、データの上に幾何学的マークを重ねるこ
とができる。たとえば、データスポツトは赤と緑
の光を透過するが幾何学的マークは緑の光のみを
透過するとすれば、赤と緑の光源が幾何学的マー
クの位置を識別するためにシーケンシヤルに用い
られ得る。

第５図を参照して、記録媒体の一部が示されて
おり、その部分は本発明の幾何学的マークを備え
たヘツダ（header）部分のみを有している。ヘ
ツダ部分は、長方形２２で示されたスキヤニング
パターン下を矢印Ａで示された方向に動いてい
る。この場合、１対の幾何学的マーク５６と５８
が同様な方位に配置され、指示バーと呼ばれる第
３のマーク６０がそれらの幾何学的マークの横に
沿つてある。指示バー６０は、幾何学的マークの
標高６４と６６に平行な標高寸法６２を有してい
る。指示バー６０，７０，７２、および７４の目
的は、指示マークと整列した幾何学的マークの存
在を信号で知らせることである。たとえば、もし
スキユーが存在しないかまたはわずかなスキユー
のみが存在する場合、指示マーク７０は幾何学的
マーク７１と７３の推定される存在を信号で知ら
せるであろう。第５図から、幾何学的マークはそ
れら自身のトラツクを形成することができ、各ト
ラツクの存在は指示バーによつて知らされること
がわかろう。第５図に示されたタイプの多重トラ
ツクは、カードが比較的高速で動く場合、または
スキユーの補正を確実にすることが望まれる場合
に特に有用である。直線状スキヤニング検知器に
よつてスキヤンされるパターンは、指示マーク６
０と幾何学的マーク５８および５６上を動く長方
形のブロツク２２によつて示されている。指示バ
ーが幾何学的マーク上を通過するとき、それは長
方形ブロツク３４によつて示されたクリアゾーン
に出会うであろう。記録媒体を支えているカード
が検知器に関してスキユーされている場合、長方
形ブロツク３６によつて示されたような状況が起
こり得る。この場合、幾何学的マーク７５とは出
くわすが、マーク７７および指示バー７２とは出
くわしていない。この場合、エラーの角度は十分
に大きいので、より良い整列が得られるまで補正
がなされるかまたは読出データが無視されなけれ
ばならない。検知器３６から検知された光によつ
て検知されるエラーは、検知器によつて得られた
データを用いる媒体のサーボ制御によつて補正さ
れ得る。必要とされる補正の範囲を支配する幾何
学的マーク間の比率を決定するために、検知マー
ク８１と８３を観察する長方形３８で表わされて
いるように、検知器をそれらのマーク上に導くこ
とが必要とされよう。この状況において、指示ス
ポツト７４は検知器が２つのマークを観察してい
るであろうことを確認する。幾何学的マーク８１
と８３で得られる読出しは、サーボ補正を与える
ためのエラー信号を計算するために理想的であ
る。

第６図は、用いられ得る形が三角形のみでない
ことを示している。幾何学的マーク４０と４２は
幾何学的に同一であつて、データトラツク１２と
１４に平行で同一ライン上の直線部分８５と８７
を備えている。それらのマークは円の部分であつ
て、矢印Ａに対応する媒体の移動方向における長
さ方向の寸法を有している。長さ方向に垂直な各
マークの幅は長さ方向の関数として変化し、前方
端のライン８５と８７から後方へ徐々に狭くなつ
ている。これは、長方形２２によつて示された検
知器のスキヤニングパターンがスキユーを示すこ
とを可能にする。破線４４は、スキユーを計算す
るために検知器エレメントまたはピクチヤエレメ
ントの比率が確立され得る１つの整列を示してい
る。同様に、破線４６で示された長方形は、逆方
向のスキユーを示している。それらの比率は、マ
イクロプロセツサまたは専用のハードウエアある
いはソフトウエアによつて計算され得る。

簡単なフイードバツクシステムが第７図に示さ
れており、コマンド信号９１が加算ノード９３へ
与えられる。コマンド信号の目的は、ゼロ信号が
得られるようにスキユー補正モータ９５を駆動す
ることである。これは、最初は逆向きの補正の広
がりの範囲の間の中間点を表わす名目上のコマン
ド信号によつて確立される。検知器がカードの長
さ方向に移動されて、本発明による幾何学的マー
クが見つけられ得るカードのヘツダ部分を観察す
るとき、直線状スキヤニング検知器は２つの幾何
学的マークの部分を観察するであろう。検知器お
よび関連するエレクトロニクスがブロツク９７に
よつて表わされている。検知器から得られる信号
は、もし１：１以外であればスキユーの方向に依
存して正または負になるエラー信号を形成する比
率を計算するために用いられる。このエラー信号
発生はブロツク９９によつて示されており、その
出力エラーは加算ノード９３へ供給され、そこに
おいて、そのフイードバツク信号はスキユーモー
タ９５をもう１つの位置へ変えるために組合わさ
れて可動エレメントを駆動し、そうしてエラー信
号を除去する。もしエラーの量が過剰であつてプ
リセツトの量を越えれば、データカードは拒絶さ
れて再挿入が必要とされる。プリセツト量はその
システムの補正限度に対応する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスキユー方向マークを
有する光学データ記憶媒体の平面図である。第２
ａ図、第２ｂ図、および第２ｃ図は、両マークに
わたる観察検知器パターンとともにスキユー方向
マークを有する光学データ記憶媒体の平面図であ
る。第３図と第４図は、光学データ記憶媒体上の
１対のスキユー方向マークの異なつた形態であ
り、検知器観察パターンが重ねられている。第５
図は、光学データ記憶媒体上の多重スキユー方向
マークと指示バーの平面図であり、検知器パター
ンが重ねられている。第６図は、本発明によるデ
ータカード上のスキユー検知マークのもう１つの
実施例である。第７図は、スキユーの検知と補正
のシステムにおいて補正のフイードバツクを与え
るためのサーボシステムの簡略化された電気的図
である。 図において、１０は光学データ記憶媒体、１２
と１４はデータトラツク、１６と１８はスキユー
検知マーク、２０は等しい長さの辺、２２は検知
器パターン、２３と２５は側方端縁、２７と２９
は斜辺、９１はコマンド信号、９３は加算ノー
ド、９５はスキユー補正モータ、９７は検知器、
９９はエラー信号発生器を示す。なお各図におい
て同一符号は同一内容または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い光学データ記憶媒体のためのスキユー
   （skew）補正システムであつて、前記システム
   は、 媒体の長さ方向を横切るデータトラツクを有す
   る細長い光学データ記憶媒体と、 前記媒体上に幾何学的に関係付けられて配置さ
   れた１対のマークとを備え、前記マークは長さ方
   向の関数として変化する幅を有し、前記マークは
   前記トラツクと既知の関係で配置されていてそれ
   と平行に整列されており、 前記システムはさらに、 前記データトラツクと前記マークを直線的にス
   キヤンする手段と、 前記媒体の直線状スキヤンに沿つた１対のマー
   ク間の幾何学的な偏差を検知し、かつそれに応答
   して偏差信号を生じる手段と、 前記偏差信号を用いて、前記データトラツクに
   関する前記スキヤニング手段の整列を変えるサー
   ボ手段とを備えたことを特徴とするスキユー補正
   システム。 ２ 前記幾何学的に関係付けられたマークは２つ
   の長い辺と１つの頂点を有する三角形であり、前
   記長い辺は前記媒体の長さ方向と概略同方向にあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   システム。 ３ 前記幾何学的に関係付けられたマークは２つ
   の長い辺と１つの頂点を有する三角形であつて、
   前記長い辺は前記データトラツクと概略同方向に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のシステム。 ４ 前記幾何学的に関係付けられたマークは、前
   記記憶媒体上の前記データトラツクに先行する領
   域内に位置決めされていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のシステム。 ５ 指示マークが前記幾何学的に関係付けられた
   マークと平行に整列して配置されており、前記指
   示マークのバーは前記幾何学的に関係付けられた
   マークと同じ長さを有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のシステム。 ６ 前記データ記憶媒体は光反射媒体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシステ
   ム。 ７ 前記データ記憶媒体は光透過媒体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシステ
   ム。 ８ 前記データトラツクを直線的にスキヤンする
   前記手段は直線状のCCDアレイであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のシステム。 ９ 前記データトラツクを直線的にスキヤンする
   前記手段はレーザであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のシステム。 １０ スキユー補正装置を有する光学データ記憶
   システムにおいて用いるためのデータカードであ
   つて、前記カードは、 細長い光学データ記憶媒体を備え、前記データ
   記憶媒体はその媒体の長さ方向横切るデータトラ
   ツクを有していて、前記データ記憶媒体はデータ
   カード上に配置されており、 前記カードはさらに、 前記媒体上に配置された１対の幾何学的に関係
   付けられたマークを備え、前記マークは長さ方向
   の距離の関数として変化する幅を有し、前記マー
   クは前記トラツクと既知の関係に配置されてい
   て、それと平行に整列されていることを特徴とす
   る光学データ記憶システムにおいて用いるための
   データカード。 １１ 前記幾何学的に関係付けられたマークは２
   つの長い辺と１つの頂点を有する三角形であつ
   て、前記長い辺は前記媒体の長さ方向と概略同方
   向にあることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項記載のデータカード。 １２ 前記幾何学的に関係付けられたマークは２
   つの長い辺と１つの頂点を有する三角形であつ
   て、前記長い辺は前記データトラツクと概略同方
   向にあることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項記載のデータカード。 １３ 前記幾何学的に関係付けられたマークは、
   前記記憶媒体上の前記データトラツクに先行する
   領域内に位置決めされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項記載のデータカード。 １４ 指示マークが前記幾何学的に関係付けられ
   たマークと平行に整列して配置されており、前記
   指示マークのバーは前記幾何学的に関係付けられ
   たマークと同じ長さを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項記載のデータカード。 １５ 前記データ記憶媒体は光透過媒体であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載のデ
   ータカード。 １６ 細長い帯上のトラツク内に記録されたビツ
   トパターン内のストアされた情報を有するタイプ
   のデータカードのためのスキユー補正の方法であ
   つて、前記方法は、 幾何学的に同一な１対のマークをデータトラツ
   クと平行に整列してデータカード上に配置するス
   テツプを含み、前記マークは長さの関数として変
   化する幅を有し、 前記方法はさらに、 平行なスキヤンで前記トラツクと前記マークを
   スキヤンするステツプと、 １のスキヤンで検知される各マークの部分の比
   率を決定するステツプと、 前記比率が１になるまで、前記トラツクに関す
   る前記スキヤンの相対的な位置を再配列させステ
   ツプとを含むことを特徴とするデータカードのた
   めのスキユー補正の方法。