JPH04232616A - 光学式記憶装置 - Google Patents

光学式記憶装置

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JPH04232616A
JPH04232616A JP3173647A JP17364791A JPH04232616A JP H04232616 A JPH04232616 A JP H04232616A JP 3173647 A JP3173647 A JP 3173647A JP 17364791 A JP17364791 A JP 17364791A JP H04232616 A JPH04232616 A JP H04232616A
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JP
Japan
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sector
pattern
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sectors
optical
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Application number
JP3173647A
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English (en)
Inventor
Karl A Belser
カール・アーノルド・ベルサー
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00745Sectoring or header formats within a track
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
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    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/094Methods and circuits for servo offset compensation

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク用のセクタ
サーボシステムに関し、特に、光ディスクの製造の際に
起こり得るパターンサイズの変動、及び/又は光ヘッド
が光ディスクの略半径方向に移動する際のその光ヘッド
の半径方向速度の変動について、その自動的な補償をサ
ーボパターンで行うようにしたシステムに関するもので
ある。
【0002】
【従来技術】現在使用されている光ディスクドライブで
は、溝付き型のディスクとスプリット型の光検出器とを
用いて位置検知用の情報を与えるようにしている。それ
らの溝は、そのデータチャンネルにノイズを導入し、デ
ータ容量を減少させるものである。熱的効果及びその他
の効果に因り、その光検出器上に結像したスポットの領
域は、その検出器の2つの半部間で均等に分かれないこ
とがある。また、溝付き型ディスクは、トラックタイプ
情報を保持していない。
【0003】上記の問題点並びにその他の問題点を解消
するために、セクタサーボシステムが提案されており、
このシステムでは、データバンドの内周部から外周部へ
半径方向に伸びる“フィーチャ”(凸部分又は凹部分)
から成る円周方向に離間したセクタパターンを備えてい
る。そのデータバンドのデータ記録用の表面は、それら
セクタパターンの間で平坦となっており、従って信号の
劣化が生じないようになっている。トラッキングエラー
信号(TES)に用いるサーボパターンエッジ(従って
回折順序)は、時間的に分離していて、単一の光検出器
(スプリットではない)上に導き、そしてそのTESを
計算するのに使用する。これにはスプリット型検出器が
ないために、傾斜(チルト)、対物レンズの平行移動及
び熱シフトに起因する偏位は、排除されている。最後に
、それらトラッキング用のフィーチャとフォーカスエラ
ー信号(FES)との間には何等結合がないが、その理
由は、レーザビームを、その平坦なデータ記録用領域上
に合焦させそして位置情報を含んでいるセクタ領域上で
はオフにすることができるからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ある日本の製造業者協
会では、ローエンド光ドライブに対しては、“双ビット
”の位置を変化させてトラックタイプ情報をエンコード
するようにしたセクタサーボシステムを提案している。 このシステムは、ドット形態の双ビットを用い、従って
直線性が非常に制限されたトラックエラー信号を発生す
るものである。また、このシステムは、半径方向速度の
誤差を補償する手段について何等提供していない。 半径方向のシーク動作の間、スポットをより近いものと
して検知するようになっており、また半径方向の距離変
化に関係したこの速度の歪みの結果、半径方向の距離を
正確に検知できない。最後に、上記システムでは、ディ
スクの製造の間に起こり得るパターンサイズの変動につ
いて、自動的に補償する手段を何等提供していない。
【0005】1989年8月8日出願の米国特許出願第
07/392,035号(ドケット番号TU9−89−
011)においては、セクタサーボシステムを開示して
おり、このシステムでは、細密なトラッキングの位置情
報と粗いシークの位置情報の両方を提供する多相サーボ
パターンを用いている。その細密トラッキングパターン
は、各位相に対して、均一に隔置したエッジの組を複数
提供するが、これらエッジの位置は、そのトラックピッ
チにより固定されていて変更することができない。この
システムは満足に動作するが、そのトラックエラー信号
は直線性が制限されており、また、それら諸エッジの関
係が変更できないために、エッジの間隔を、傾斜及びス
ポットサイズの変動に対する感度を極力小さくするよう
最適化することができない。
【0006】本願出願人が認識しているいずれの従来技
術においても、インターリーブ式の2つのサーボパター
ンの組(一方の組が他方の組の順列(即ち、逆転及び/
又は補数))を有するサーボパターンシステムを提供し
て、これにより光ヘッドがディスクの略半径方向に移動
する際のその光ヘッドの半径方向速度の変動を自動的に
補償し、かつ/またはディスクの製造の際のプロセス変
動の影響を相殺するようなトラッキングエラー信号を提
供する、ということについては示されていない。また、
周知の従来技術のいずれにおいても、各位相に対して独
立して変更可能の2つのエッジを設けたセクタサーボパ
ターンは、提供されていない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスク用
のセクタサーボシステムを提供するが、このシステムは
、予め選定した位置検知用サーボパターンで配列した(
凹陥した領域等の)フィーチャのグループを有している
。単一の光検出器により、レーザからのスポットがそれ
らフィーチャの内の1つの上を通過するときの反射光の
振幅の変化を検知して、上記パターンに対応する位置検
知用信号を発生する。この位置検知用信号について少な
くとも3つの位相を発生する。各々の位相は、相互に円
周方向に偏位しかつディスク上の記録トラックのピッチ
とは独立した臨界距離だけ相互に半径方向に分離した少
なくとも一対のエッジにより決定し、これによりゼロ交
差点の両側の所望の範囲内において十分な直線性を有す
るトラックエラー信号を発生する。上記の臨界距離は、
製造の際のサーボパターンサイズの変動によって変化す
ることはない。
【0008】本ディスクは、円周方向に隔置した複数の
セクタの間に平坦な溝なしの表面を有している。各偶数
番号のセクタは、複数のフィーチャを有しており、これ
らフィーチャは、介在する奇数番号セクタ内のフィーチ
ャの配列の補数及び/又は円周方向における順番の逆転
である配列で形成し、そして、隣接するセクタからの位
置検知用信号を平均化することにより、パターンサイズ
の変動及び/又は光ヘッドがディスクの略半径方向に移
動する際のこの光ヘッドの半径方向速度の変動により生
ずる誤差を同時にキャンセルする。
【0009】
【実施例】図1に示すように、本発明を具体化した光デ
ィスク10は、円周方向に均等に隔置した多数のサーボ
セクタ11を備えており、これらサーボセクタは、平坦
な溝なしのデータセクタ12により分離している。それ
らセクタ11及び12は、データバンド14の内周部1
3から外周部14まで延びている。このディスクは、そ
れら内周部13と外周部14との間に、同心円状の(好
みによっては螺旋状の)多数のデータ記録用トラック(
図示せず)を有している。
【0010】各サーボセクタ11は、ディスクの通常で
あれば平坦な表面における凹陥した領域あるいは盛り上
がった領域のいずれかの形態にある多数の“フィーチャ
”から成ったパターン15を備えている。本明細書にお
いては、それらフィーチャは、凹陥領域であるとして説
明する。これらの凹陥領域は十分に深くし(例えばレー
ザビームの波長の4分の1)、これによりレーザスポッ
トがその凹陥領域上を通過するときその反射光の振幅が
変化するようにしてある。このようなサーボパターンは
、トラックの中心の両側に対して半径方向位置の関数と
して線形の精密なトラッキングエラー信号を与えるよう
な設計としてある。
【0011】本発明の1つの特徴によれば、以下に詳細
に説明するように、偶数番号のサーボセクタII、IV
、VI内のセクタサーボパターン15bは、奇数番号の
セクタI、III、Vのセクタサーボパターン15aの
順列(パーミュテーション)であり、但し、楔形の同期
フィーチャすなわちバー16は常に各セクタの前縁に位
置している。本明細書において用いる“セクタサーボパ
ターンの順列”という表現は、例えばそのパターンの逆
転あるいは補数あるいはこれら反転と補数の両方等のよ
うに、パターンを予め選定した順序で再配列することを
総称的に意味するものである。
【0012】これらのサーボパターン15a、15bは
、レーザスポットのサイズ、半径方向速度、パターン形
状幅における変動に対し、また媒体の傾きに対し、極力
敏感とならないような設計とする。また、パターン15
a及び15bは、細密トラッキング信号から適正なトラ
ック中心をシークして選択する際に、トラックをカウン
トするという目的のための粗いトラックタイプ情報を与
えるようになっている。
【0013】図2には、サーボパターンを検出するのに
使用することのできる光学系を示してある。制御回路2
0は、レーザパワー制御ダイオード22からのフィード
バックにより変調したライン21のタイミング信号に応
答して、ライン23を介してレーザ24へ印加する電圧
レベルを制御することにより、レーザ24への電流を制
御するようになっている。レーザ24からの光ビームは
、コリメータ25で平行化し、そしてビームスプリッタ
26及び対物レンズ27を介して進めて、セクタサーボ
パターン15上へスポットを合焦させるようにする。 この合焦した光は、パターン15から反射してレンズ2
7を通ってビームスプリッタ26へ戻り、そしてこのビ
ームスプリッタは、その光をビームスプリッタ28、レ
ンズ29及びビームスプリッタ30を介して単一の光検
出器31へ送る。この光検出器31からの信号は、増幅
器32により増幅してライン33にバルク反射率信号を
もたらし、そしてこのバルク反射率信号は、セクタサー
ボパターン15a、15bからの情報をデコードするの
に使用する。
【0014】また、ビームスプリッタ30を通過するそ
の光の一部は、磁気光学的なデータを検出するために、
偏光用ビームスプリッタ34により水平偏光検出器35
及び垂直偏光検出器36へ送るようにする。これら検出
器35、36からの信号は、前置増幅器37、38にお
いてそれぞれ増幅し、そして次に加算器39において減
算を行い、これによりライン40にデータ信号を与える
。また、この光学系は、フォーカスエラー信号を発生す
るためのトランスジューサの役割を果たす、在来の非点
収差レンズ41及びカッド(四分円)フォーカスエラー
信号検出器42を備えている。
【0015】図3に示すように、図2の光学系により発
生したバルク反射率信号は、ライン33の岐路を介して
、3つのサンプル/ホールド(S/H)回路の対43、
44、45とピーク検出器46とに与えるようになって
いる。レーザスポットがパターン15の同期バー16に
当たると、検出器46は、トリガされて、タイミング制
御回路47に出力を与えるようにする。この回路47は
、6チャンネルバス48でサンプル時刻パルスT−1A
、T−1B、T−2A、T−2B、T−3A及びT−3
Bを供し、そしてこれらパルスは、図6に最も分かりや
すく示したように、サンプル/ホールド回路43、44
、45を制御するため、レーザスポットが同期バー16
に当たった瞬間から等しい時間増分量だけ遅延させる。
【0016】溝付きの媒体の場合と同じエッジ間隔を用
いると仮定すると、サンプリングしたトラッキングエラ
ー信号(TES)は、次のように計算することができる
。即ち、サンプル/ホールド回路43a,bは、順次の
サンプルパルスT−A1とT−B1にそれぞれ応答して
、時間的に間隔の空いた出力Aと出力Bとを2つの加算
回路49a、50aにそれぞれ与える。加算回路49a
は、(A−B)に等しい出力を供する一方、加算回路5
0aは、(A+B)に等しい出力を供するようになって
いる。割算回路51aは、回路49aの出力(A−B)
を回路50aの出力(A+B)で除して、3相細密トラ
ッキングエラー信号の位相1に対して、(A−B)/(
A+B)に等しい値を計算する。
【0017】サンプル/ホールド回路44a,44bは
、時間的に間隔の空いた信号AとBとを、加算回路49
b、50bにそれぞれ出力して、これにより割算回路5
1bに、3相トラッキングエラー信号の位相2に対し(
A−B)/(A+B)に等しい値を計算させる。
【0018】同様に、サンプル/ホールド回路45a,
45b及び回路49c、50c及び51cは、トラッキ
ングエラー信号の位相3に対する値を計算するよう動作
する。
【0019】それぞれの位相に対する各割算回路51a
,b,cの出力(A−B)/(A+B)は、それぞれの
比較器52a,b,cへ結合し、またこれと並列にアナ
ログスイッチ53にも結合している。各比較器52a,
b,cは、その入力レベルが正であれば出力としてロジ
ックレベル“1”を発生するが、そうでなければロジッ
クレベル“0”を発生する。これら比較器52a,b,
cの出力は各々、信号選択ロジック回路54へ入力とし
て接続し、そしてこのロジック回路は、アナログスイッ
チ53を制御する出力を発生するようになっている。そ
のアナログスイッチ53は、以下の選択アルゴリズムに
従って、割算回路52a,b,cからの信号を選択する
【0020】                          
   出      力    選択        
  51a        51b        5
1c    51a                
        0            1   
 51b          1          
                0    51a 
         0            1尚、
(i)出力51a,b,cが全て正で52a,b,cの
出力を全て“1”とする場合、又は(ii)出力51a
,b,cが全て負で52a,b,cの出力を全て“0”
とする場合、のいずれかとなる状態は、エラー状態であ
り、正常な動作では生じない。
【0021】タイミング制御回路47は、信号60を発
生してサンプル/ホールド回路55を制御し、そしてこ
のサンプル/ホールド回路は、スイッチ53からの選択
した位相信号をサンプリングしてこれをセクタ間の時間
中保持する。
【0022】信号選択ロジック回路54はまた、以下の
表に示すように、トラックカウンタ56に対する増分用
信号及び減分用信号を与える。
【0023】         信号60      選択したセクタ
        選択した以前のセクタ       
 増分          51a         
       51c        増分     
     51b                5
1a        増分          51c
                51b      
  減分          51a        
        51b        減分    
      51b                
51c        減分          51
c                51aトラックカ
ウンタ56からのNラインのバスは、ディジタル/アナ
ログ変換器(DAC)57を制御する。このDAC57
の出力は、その電圧が段階的に変化するようになってお
り、そしてその各段階の差は、サンプル/ホールド回路
55からの選択した位相信号のピークからピークまでの
動作レンジに等しくしてある。
【0024】回路55からのサンプリングした位相信号
とDAC57からの出力とは、加算器58で加算して、
隣接する幾つかのトラックに渡る線形の細密トラッキン
グエラー信号を発生する。
【0025】偶数/奇数セクタデコーダ61は、タイミ
ング制御回路47から来るタイミングパルスの順序を制
御して、セクタパターンの順序の逆転を捕捉できるよう
にする。前のセクタの偶数/奇数指示を用いることによ
り、バス48に現れるタイミングパルスの順序を制御す
る。もし前のセクタのタイプが偶数セクタとしてエンコ
ードされていた場合には、デコードする次のセクタは、
奇数セクタとなる。このとき、図3のサンプル/ホール
ド回路は、43a、43b、44a、44b、45a及
び45bの順で作動させるようにする。もし前セクタの
タイプが奇数セクタとしてエンコードされていた場合に
は、デコードするべき次セクタは、偶数セクタとなる。 このとき、図3のサンプル/ホールド回路は、45a、
44b、44a、44b、43a及び43bの順で作動
させる。
【0026】最後に、トラックタイプデコーダ59は、
同期フィーチャ16と、パターン15a又は15bのフ
ィーチャと、の間の時間的な距離を測定して、粗いトラ
ックタイプ情報を与える。
【0027】図4に示すセクタサーボパターンは、1つ
の細密トラッキング位置検知用信号の3つの位相を発生
する。図示のように、そのパターンは、平行なエッジの
対を有する一連の凹陥領域を備えているが、実際には、
これら領域は、ある固定の円周方向の角度幅及び等しい
半径方向の長さを有する同心円状のエッジを1対有して
いる。しかしながら、それらエッジの角度幅に比較して
その曲率半径が非常に大きいために、それら領域は、実
際的な意味では平行と考えることができる。
【0028】各々の位相は、円周方向に互いに偏位した
2対の同心円状のエッジX,X’及びY,Y’により定
めているが、その対応するエッジXとYまたX’とY’
は、記録用トラックのピッチに無関係な臨界距離Zによ
って、互いに半径方向に分離している。これらエッジの
中心位置でのバルク反射率信号33は、A1,B1,A
2,B2,A3及びB3で表してある。これらの信号は
、図5に示したように、特定の時刻T−A1,T−B1
,T−A2,T−B2,T−A3及びT−B3において
サンプリングする。それぞれの位相1、2及び3に対す
る半径方向距離の関数としてのトラックエラー信号の値
(A1−B1)/(A1+B1)、(A2−B2)/(
A2+B2)及び(A3−B3)/(A3+B3)は、
P1、P2およびP3を付した信号として示してある。 これらの信号は、XとYのエッジ間あるいはX’とY’
のエッジ間の厳密に中間の位置にトラック中心Cを定め
るゼロ交差を有している。それらエッジの分離Zは、そ
のトラッキングエラー信号の位相の直線性を最適化する
ため、トラックピッチの±1/2に指定することができ
る。その最適な分離は、特定のトラックピッチに依存す
ることになる。
【0029】図4の右側には、上記トラッキングエラー
信号の活性の位相を表すスイッチ式位相電圧を示してあ
る。例えば、線Qは、その信号が線P2に沿うゼロ点と
交差する位相2の間に、最大の直線性が得られることを
示している。
【0030】図6には基本的なパターンを示しており、
これには、全幅/半最大のレーザスポットサイズに対す
る各半径方向フィーチャの寸法の1例を与えてある。
【0031】図7、図8及び図9は、図1の奇数番号セ
クタI、III及びVと偶数番号セクタII、IV及び
VIとの間のパターン変更について示している。以下に
より十分に説明するように、図7は、媒体製造の際のパ
ターンサイズの変動を補償するパターンを示しており、
図8は、半径方向速度の変動を補償するパターン変更を
示しており、更に図9は、図7及び図8のパターンを組
み合わせた、パターンサイズの変動及び半径方向速度の
変動を補償する1つのパターンを示している。
【0032】図7においては、左側に奇数番号セクタを
また右側に偶数番号セクタを示してある。その右側のパ
ターンは、左側のパターンの補数である。媒体製造の際
に生ずるパターンサイズの変動は、破線で示してあり、
凹陥部が意図した幅よりも広くなっている。ここで、本
発明の特徴によれば、臨界距離Zは、そのようなパター
ン形状の拡大によっては変化しないことに注意されたい
。しかしながら、このパターンの頂部エッジX及びY上
のフィーチャに対応するトラック中心は、パターンが広
がるにつれて外周部14に向かって移動する。同様に、
パターンの底部エッジX’及びY’上のフィーチャに対
応するトラック中心は、パターンが広がるにつれて内周
部13に向かって移動する。このような影響は、図7の
左側に示した当初のパターン内の3つのトラック毎に繰
り返し生ずる。
【0033】図7の右側のパターンに関する見かけのト
ラック中心のシフトは、左側のパターンに対するものと
全く反対である。これら偶数セクタ及び奇数セクタを交
互にデコードすることにより、本制御システムはトラッ
キングエラー信号(TES)値のそのような速い変化に
応答することができないので、上記の偏位誤差は実効上
平均化することになる。このようにして、図7に示した
パターンは、パターンサイズの小さな変動を補償するこ
とになる。
【0034】図8には、その左側に奇数番号セクタ(例
えば、I、IIIあるいはV)をまたその右側に偶数番
号セクタ(例えば、II、IVあるいはVI)を示して
ある。左側のパターンは、右側のパターンの鏡像であり
、従ってフィーチャの順番は完全に逆転となっている。 ディスク10が回転している時のレーザスポットの半径
方向速度の変動は、そのパターンを左から右へ横切って
移動する円形のスポットで示してある。外周部14へ向
かうスポットの移動は、左から右に行くにつれて上昇す
る破線で示してあり、また内周部13へ向かうスポット
の移動は、左から右に行くにつれて下降する破線で示し
てある。レーザスポットの移動を示すそれらの破線の勾
配は、その影響を例示するために非常に誇張して示して
ある。
【0035】従って、スポットが左側のサーボパターン
(奇数セクタ)内で外周部14に向かって移動すると仮
定すると、スポットの中心は、A1及びB1に現れるこ
とになる。即ち、スポットが一定の半径方向位置に留ま
るとした場合に比べてエッジX,X’及びY,Y’から
離れることになる。この歪みにより、半径方向距離の関
数としてのトラッキングエラー信号(TES)の勾配が
、通常よりも小さくなる。
【0036】反対に、左側のパターンにおいてスポット
が内周部13に向かって移動すると仮定すると、スポッ
トはA1’及びB1’で示す位置に現れる。即ち、スポ
ットが一定の半径方向位置に留まるとした場合に比べて
エッジX,X’及びY,Y’に近付くことになる。
【0037】この歪みにより、半径方向の距離の関数と
してのTESの勾配が通常よりも大きくなる。この勾配
は、TESゲインと呼ぶ。
【0038】右側の偶数のセクタパターンに対する見か
けのエッジシフトは、左側のパターンに対するものと全
く反対である。スポットが外周部14に向かって移動す
ると、エッジは互いにより近く見え、また内周部13に
向かって移動すると、エッジより離れているように見え
る。
【0039】本発明の特徴によれば、小さな半径方向速
度に対しては、これらエッジの移動に対応するTESゲ
インの変化は、左側パターンと右側パターンとでは等し
くかつ反対向きである。偶数セクタと奇数セクタとを交
互にデコードすれば、本制御システムはTESのそのよ
うな急速な変化に応答できないために、TESゲインの
誤差は実効上平均化される。このように、図8に示すパ
ターンは、光ヘッドがディスクの略半径方向へ移動する
際のその光ヘッドの半径方向速度の小さな変動を補償す
るのである。
【0040】図9には、図7及び図8のパターンの機能
を組み合わせたサーボパターンを示してある。その偶数
番号セクタにおけるパターンは、奇数番号セクタにおけ
るパターンの補数であってしかも順序が逆になっており
、これによって製造の際のパターンサイズの変動及び半
径方向速度の変動の両方を補償するのである。
【0041】図10は、時間T−odd及び時間T−e
venを用いて奇数セクタ及び偶数セクタの情報をエン
コードすることについて示している。レーザスポットが
、パターン上に合焦した状態で1つのエッジと交差する
度に、パルスが1つ生ずる。このようなパルスは、平坦
な表面からとフィーチャの表面からとの信号の干渉キャ
ンセルに起因する反射ビームの鋭敏な減少によって生ず
る。この情報をエンコードするのに使用する上記の時間
は、これらのパルスの間の時間である。時間T−odd
及び時間T−evenは、同期バー16の前縁から細密
トラッキングパターンの直後のフィーチャの前縁まで測
定したものである。
【0042】次に図3を参照すると、タイミング制御回
路47は、同期バー16に続く時間を量子化して別々の
インターバルにし、そして奇数/偶数デコーダ61は、
偶数又は奇数のエッジに対応するパルスが生じた時刻を
、それぞれ偶数出力又は奇数出力へ分類する。このデコ
ーダ61の偶数又は奇数の出力は、ラッチ(図示せず)
に保持し、そしてバス48を介してサンプル/ホールド
回路43、44及び45に対するタイミングのシーケン
スを制御するのに使う。
【0043】上記の同期バー16と偶数/奇数エンコー
ド用の半径方向エッジとは、細密トラッキングパターン
に対し相対的に種々の位置に設けることができる。従っ
て、重要なことは、デコードすべきバー16及びそれら
エッジの前縁から前縁まであるいは反対に後縁から後縁
まで時間を測定できるようにし、これにより製造の際の
パターンサイズの変動によってはバー16の同期エッジ
と奇数/偶数エンコード用フィーチャとの間の距離従っ
て時間の変化を起こさないようにすることである。
【0044】図11には、ある粗トラックパターンを幾
つかのディジットにエンコードすることについて示して
おり、これらディジットは、組み合わせると、あるレン
ジの多数のトラックに渡る粗いトラックタイプ情報を表
すようになっている。レーザスポットが、パターン上に
合焦しながら1つのエッジと交差する毎に、上述の如く
平坦な表面からとフィーチャの表面からとの信号の干渉
キャンセルに起因して反射ビームの急激な減少が起こる
。上記の情報をエンコードするのに使用する時間は、そ
れらエッジによりトリガされるパルス間の時間である。 時間T−D2−0及び時間T−D2−1は、同期フィー
チャ16の前縁から細密トラッキングパターンの後の第
2のフィーチャの前縁まで測ったものである。時間T−
D3−0、時間T−D3−1及び時間T−D3−2は、
同期フィーチャ16の後縁から細密トラッキングパター
ンの後の第1のフィーチャの後縁まで測ったものであり
、また時間T−D1−0及び時間T−D1−1は、同期
フィーチャの後縁から細密トラッキングパターンの後の
第2のフィーチャの後縁まで測ったものである。図10
に関連して説明したように、タイミング制御回路47は
、同期バー16に続く時間を量子化して別々のインター
バルとするが、トラックタイプデコーダ59(図3)で
は、トラックタイプ・ディジットエッジに対応するパル
スが生ずる時刻をトラック番号に分類するようになって
いる。
【0045】ここで再び繰り返すが、同期バー16と偶
数/奇数エンコード用半径方向エッジとは、細密トラッ
キングパルスに対し相対的に種々の位置に設けることが
できる。従って、デコードすべきバー16及びそれらエ
ッジの前縁から前縁まであるいは反対に後縁から後縁ま
での時間を測定し、これにより製造の際のパターンサイ
ズの変動が同期エッジとトラックタイプ・エンコード用
フィーチャとの間の距離従って時間の変化を起こさせな
いようにすることが重要である。
【0046】以上に、本発明についてその好ましい実施
例を図示しかつ説明したが、本発明の範囲及び教示内容
から逸脱することなく、それら実施例に対してその形態
の変形あるいは細部の変更を行うことができることは、
当業者には理解されよう。従って、本明細書に開示した
システム及びディスクは単なる例示として考えるべきも
のであり、それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲に
よってのみ定められるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】サーボセクタ及びデータセクタを示す光ディス
クの平面図である。
【図2】セクタサーボパターンを有する光ディスクと共
に使用する光学系の概略図である。
【図3】セクタサーボ位置情報を検出するための回路の
回路図である。
【図4】3相型のサーボパターン及びこのサーボパター
ンから得られる信号を示す図である。
【図5】位置検出信号の3つの位相に対するサンプリン
グ時刻をどのように決定するかを示す図である。
【図6】セクタサーボパターンの種々のフィーチャの間
の関係を示す図である。
【図7】ある1つの3相型のサーボパターンを示す図で
あり、このサーボパターンは、本発明に従い、偶数番号
のセクタにおいて、これらの間に介在する奇数番号のセ
クタのパターンフィーチャの補数であるパターンフィー
チャを有していて、これにより、ディスクの製造中、フ
ォトリシック露光の間にパターンが膨張することに起因
する誤差を補償する、というものである。
【図8】ある1つの3相型のサーボパターンを示す図で
あり、このサーボパターンは、本発明に従い、偶数番号
のセクタにおいて、これの間に介在する奇数番号セクタ
のパターンフィーチャに対し逆転したパターンフィーチ
ャを有していて、これにより、光ヘッドがディスクの略
半径方向に移動する際にその光ヘッドが半径方向速度の
変動に起因する誤差を補正する、というものである。
【図9】ある1つの3位型のサーボパターンを示す図で
あり、このサーボパターンは、本発明に従い、偶数番号
のセクタにおいて、これらの間に介在する奇数番号のセ
クタのパターンフィーチャの補数でかつそれに対し逆転
したパターンフィーチャを有していて、パターンサイズ
及び半径方向速度の両方に起因する誤差をキャンセルす
る、というものである。
【図10】偶数セクタ及び奇数セクタを判定する方法を
示す図である。
【図11】細密トラッキング用及び粗いシーク用のトラ
ック情報及びセクタ情報をエンコードする方法を示す図
である。
【符号の説明】
10  光ディスク                
  11  サーボセクタ 12  データセクタ               
 13  内周部14  外周部          
            15  セクタパターン 15a  奇数番号セクタパターン    15b  
偶数番号セクタパターン 16  同期バー(フィーチャ)      20  
制御回路22  レーザパワー制御ダイオード  24
  レーザ25  コリメータ 26、28、30、34  ビームスプリッタ31  
光検出器                    3
2  増幅器35、36  偏光検出器       
     37、38  前置増幅器 39  加算器                  
    41  非点収差レンズ

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  光学式記憶システム用のセクタサーボ
    システムであって、 イ)  フィーチャのグループを有する光ディスクであ
    って、該フィーチャは、相互に円周方向に偏位しまたト
    ラックのピッチとは独立した臨界距離だけ相互に半径方
    向に分離したエッジ、によって部分的に定めた予め選定
    した位置検知用パターンで配列してある、前記の光ディ
    スクと、 ロ)  該光ディスクが回転している間に、前記光ディ
    スク上の選択可能なトラックにコヒーレント光のスポッ
    トを導くレーザ手段と、 ハ)  前記スポットが前記フィーチャの1つの上方を
    通過する際の反射光の振幅の変化を検知して、前記パタ
    ーンに対応する位置検知用信号を発生する単一の光検出
    器と、及び ニ)  前記位置検知用信号の少なくとも3つの位相を
    発生する手段であって、該位相の各々は、前記偏位した
    エッジにより決めて、これによりゼロ交差点の両側の所
    望の範囲内で実質上直線的なトラックエラー信号を生ず
    るようにした、前記の手段と、から構成したセクタサー
    ボシステム。
  2. 【請求項2】  請求項1のシステムであって、前記臨
    界距離は、製造の間にサーボパターンサイズが変動して
    も変化しないようになっていること、を特徴とするシス
    テム。
  3. 【請求項3】  請求項1のシステムであって、前記光
    ディスクは、円周方向に隔置した複数のセクタの間に平
    坦な溝のない表面を有しており、各偶数番号のセクタは
    、これらの間に介在する奇数番号のセクタ内のフィーチ
    ャの配列を順列置換した再配列を成す複数のフィーチャ
    を備えていること、を特徴とするシステム。
  4. 【請求項4】  請求項1のシステムであって、前記光
    ディスクは、円周方向に隔置した複数のセクタに分割し
    てあり、各偶数番号のセクタは、これらの間に介在する
    奇数番号のセクタ内のフィーチャの配列の補数となる配
    列で形成した複数のフィーチャを有していること、を特
    徴とするシステム。
  5. 【請求項5】  請求項4のシステムであって、前記の
    互いに補数の配列は、隣接するセクタからの位置検知用
    信号を平均することにより、前記光ディスクの製造の間
    に起こり得るパターンサイズの変動に起因する誤差を補
    償する機能を有していること、を特徴とするシステム。
  6. 【請求項6】  請求項1のシステムであって、前記光
    ディスクは、円周方向に隔置した複数のセクタに分割し
    てあり、各偶数番号のセクタは、これらの間に介在する
    奇数番号のセクタ内のフィーチャの配列を円周方向に逆
    転させた配列で形成した複数のフィーチャを有している
    こと、を特徴とするシステム。
  7. 【請求項7】  請求項6のシステムであって、前記の
    偶数番号セクタ及び奇数番号セクタ内のそれぞれの前記
    配列は、隣接するセクタからの位置検知用信号を平均す
    ることにより、光ヘッドが前記光ディスクの略半径方向
    に移動する際の前記光ヘッドの半径方向速度の変動に起
    因する誤差を補償する機能を有していること、を特徴と
    するシステム。
  8. 【請求項8】  請求項1のシステムであって、前記光
    ディスクは、円周方向に隔置した複数のセクタに分割し
    てあり、各偶数番号のセクタは、これらの間に介在する
    奇数番号セクタ内のフィーチャの配列の補数であってし
    かも円周方向に順序を逆転させた配列で形成した複数の
    フィーチャを備えており、そしてこれらの配列は、隣接
    するセクタからの位置検知用信号を平均することにより
    、パターンサイズの変動並びに光ヘッドが前記光ディス
    クの略半径方向に移動する際の前記光ヘッドの半径方向
    速度の変動の両方に起因する誤差を補償するように機能
    すること、を特徴とするシステム。
  9. 【請求項9】  請求項1のシステムであって、前記範
    囲は、直線からの変動が最小になるように、前記トラッ
    クピッチのほぼ±1/2の間にあること、を特徴とする
    システム。
  10. 【請求項10】  請求項1のシステムであって、3つ
    の位相があり、その各々の位相は、並置されていると共
    に、隣接する位相に対し前記パターンのピッチの3分の
    1だけ半径方向にシフトしていること、を特徴とするシ
    ステム。
  11. 【請求項11】  請求項1のシステムであって、前記
    フィーチャは、前記レーザスポットを発生する前記ビー
    ムの波長の約4分の1程度の深さを有していること、を
    特徴とするシステム。
  12. 【請求項12】  請求項1のシステムであって、前記
    パターンは、前記トラックの内の選択した1つのトラッ
    クの中心の両側に対して、該選択トラックの半径方向位
    置の関数としての線形の細密トラッキングエラー信号を
    提供すること、を特徴とするシステム。
  13. 【請求項13】  請求項1のシステムであって、前記
    パターンは、該パターンの各々の連続する円周方向部分
    からの情報をサンプリングすべき時刻を確立する同期フ
    ィーチャを有していること、を特徴とするシステム。
  14. 【請求項14】  請求項1のシステムであって、前記
    パターンは、前記トラックの内の所望の1つのトラック
    に向かって進むシーク動作の間前記トラックをカウント
    するための粗いトラックタイプ情報を提供し、これによ
    り、前記トラックの番号をエンコードするのに使用する
    時間が、前記位置検知用信号の前縁エッジから前縁エッ
    ジまで又は後縁エッジから後縁エッジまでの間の差に等
    しくなるようにし、これによってそのエンコードしたト
    ラック番号が、前記光ディスクの製造の間に起こり得る
    パターンサイズの変動に対し実質上敏感でなくなるよう
    にしたこと、を特徴とするシステム。
  15. 【請求項15】  請求項4のシステムであって、細密
    トラッキング信号を各位相において発生し、また前記パ
    ターンが、前記偶数番号セクタ及び奇数番号セクタにお
    ける各位相の前記細密トラッキング信号をデコードする
    時間順序を決定するための、偶数/奇数セクタタイプ情
    報を提供すること、を特徴とするシステム。
  16. 【請求項16】  請求項6のシステムであって、細密
    トラッキング信号を各位相において発生し、また前記パ
    ターンが、前記偶数番号セクタ及び奇数番号セクタにお
    ける各位相の前記細密トラッキング信号をデコードする
    時間順序を決定するための、偶数/奇数セクタタイプ情
    報を提供すること、を特徴とするシステム。
  17. 【請求項17】  請求項1のシステムであって、各々
    のフィーチャが、その半径方向の位置によって変化する
    距離にわたって半径方向及び円周方向に延在しており、
    そしてその距離は、前記光ディスクが一定の角速度で回
    転している時に、同様のフィーチャを横断する時間が前
    記光ディスクの全てトラックにおいて同一とするのに必
    要なものであること、を特徴とするシステム。
  18. 【請求項18】  請求項1のシステムであって、前記
    単一の光検出器は、前記フィーチャの内の2つの隣接す
    るものの円周方向の距離に従って時間的に分離した2つ
    の振幅信号を発生するようになっており、更に、前記2
    つの信号の差を前記2つの信号の和で割算する計算を行
    うことにより、トラックエラー信号を計算するための手
    段と、前記3つの位相の内の直線範囲にあるものを選択
    する選択手段と、前記スポットが一つの位相から隣接す
    る位相へ移動するときカウンタを増分又は減分するため
    の手段と、及び前記カウンタの出力を、前記の選択した
    位相信号と一緒になって多数のトラックに渡って線形の
    トラッキングエラー信号を提供するような振幅信号に変
    換する手段と、を備えるていること、を特徴とするシス
    テム。
  19. 【請求項19】  請求項18のシステムであって、前
    記単一の光検出器が、同期フィーチャとトラック番号エ
    ンコード用フィーチャとの間の円周方向距離に従って時
    間的に分離した2つのパルス信号発生するようになって
    おり、また、前記同期フィーチャの前縁とあるトラック
    番号の奇数ディジットを定めるフィーチャの前縁との間
    の時間インターバル、又は前記同期フィーチャの後縁と
    あるトラック番号の偶数ディジットを定めるフィーチャ
    の後縁との間の時間インターバル、をデコードして前記
    トラック番号を判定するための手段、を更に備えている
    こと、を特徴とするシステム。
  20. 【請求項20】  請求項4のシステムであって、前記
    単一の光検出器が、前記フィーチャの内の隣接する2つ
    のものの円周方向の長さに従って時間的に分離した2つ
    の振幅信号を発生するようになっており、更に、前記偶
    数番号セクタ及び奇数番号セクタをデコードし、そして
    もしセクタが偶数番号のものであれば前記信号の順序を
    逆転させる手段と、前記2つの信号の差を前記2つの信
    号の和で割算する計算を行うことにより、トラックエラ
    ー信号を計算するための手段と、前記3つの位相の内そ
    の直線範囲にあるものを選択する選択手段と、前記スポ
    ットが一つの位相から隣接する位相へ移動するときカウ
    ンタを増分又は減分するための手段と、及び前記カウン
    タの出力を、前記選択した位相信号と一緒になって多数
    のトラックに渡る線形のトラッキングエラー信号を提供
    するような振幅信号に変換する手段と、を備えているこ
    と、を特徴とするシステム。
  21. 【請求項21】  請求項6のシステムであって、前記
    単一の光検出器が、前記フィーチャの内の2つの隣接す
    るものの円周方向の長さに従って時間的に分離した2つ
    の振幅信号を発生するものであり、更に、前記偶数番号
    セクタ及び奇数番号セクタをデコードし、そしてもしセ
    クタが偶数番号のものであれば前記信号の順序を逆転さ
    せる手段と、前記2つの信号の差を前記2つの信号の和
    で割算する計算を行うことにより、トラックエラー信号
    を計算するための手段と、前記3つの位相の内その直線
    範囲にあるものを選択する選択手段と、前記スポットが
    一つの位相から隣接する位相へ移動するときカウンタを
    増分又は減分するための手段と、前記カウンタの出力を
    、前記選択した位相信号と一緒になって多数のトラック
    に渡って線形のトラッキングエラー信号を提供するよう
    な振幅信号に変換する手段と、を備えることを特徴とす
    るシステム。
  22. 【請求項22】  光学式データ記憶システムであって
    、イ)  円周方向に隔置した複数のセクタに分割した
    光記憶ディスクであって、各偶数番号のセクタが、これ
    らの間に介在する奇数番号のセクタ内のフィーチャの配
    列を順列置換した再配列を構成する予め選択した順番の
    パターンにて複数のフィーチャを備えている、前記の光
    記憶ディスクと、 ロ)  前記光ディスクが回転している間に前記光ディ
    スク上の選択可能なトラックにコヒーレント光のスポッ
    トを導くレーザ手段と、 ハ)  前記スポットが前記フィーチャの内の1つの上
    方を通過する際の反射光の振幅の変化を検知して、前記
    パターンに対応する位置検知用信号を発生する単一の光
    検出器と、及び ニ)  各々のセクタに対し前記位置検知用信号の少な
    くとも3つの位相を発生する手段であって、ある特定の
    セクタに対する前記位相の各々は、前記ディスク上で相
    互に円周方向に偏位ししかも前記トラックのピッチとは
    独立した臨界距離だけ相互に半径方向に分離した隣接す
    る同心円状のエッジにより決定し、これによりゼロ交差
    点の両側の所望の範囲内で実質上線形のトラックエラー
    信号を提供するようになった、前記の手段と、から成る
    光学式データ記憶システム。
  23. 【請求項23】  光学式データ記憶システムであって
    、イ)  円周方向に隔置した複数のセクタに分割した
    光記憶ディスクであって、各偶数番号のセクタが、これ
    らの間に介在する奇数番号のセクタ内のフィーチャの配
    列を順列置換した再配列を構成する予め選択した順番の
    パターンにて複数のフィーチャを備えている、前記の光
    記憶ディスクと、 ロ)  前記光ディスクが回転している間に前記光ディ
    スク上の選択可能なトラックにコヒーレント光のスポッ
    トを導くレーザ手段と、 ハ)  前記スポットが前記フィーチャの内の1つの上
    方を通過する際の反射光の振幅の変化を検知して、前記
    パターンに対応する位置検知用信号を発生する単一の光
    検出器と、 ニ)  各セクタに対し前記位置検知用信号の少なくと
    も3つの位相を発生する手段であって、ある特定のセク
    タに対する前記位相の各々は、前記ディスク上で半径方
    向に均等に隔置した同心円状のエッジの2つの対により
    定め、各対の同心円状のエッジは、他方の対の対応する
    エッジに関して円周方向に偏位しており、また各対のエ
    ッジは、他方の対のエッジから前記トラックのピッチと
    は独立した臨界距離だけ半径方向に分離しており、これ
    によりゼロ交差点の両側の所望範囲内で実質上線形のト
    ラックエラー信号を提供する、前記の手段と、から成る
    光学式データ記憶システム。
  24. 【請求項24】  円周方向に均等に隔置した複数のセ
    クタの間に平坦な溝なしの表面を有する基材を備えて成
    る光ディスクであって、各偶数番号のセクタは、これら
    の間に介在する各奇数番号のセクタ内のフィーチャの配
    列を順列置換した再配列を構成する予め選択した順番の
    パターンにて複数のフィーチャを含むセクタサーボパタ
    ーンを備えていること、を特徴とする光ディスク。
  25. 【請求項25】  請求項24の光ディスクであって、
    各セクタの前縁に同期フィーチャを有していること、を
    特徴とする光ディスク。
  26. 【請求項26】  請求項24の光ディスクであって、
    前記順列置換した再配列が、各奇数番号セクタ内の配列
    の補数を構成していること、を特徴とする光ディスク。
  27. 【請求項27】  請求項24の光ディスクであって、
    前記順列置換した再配列が、各奇数番号セクタ内の配列
    の順序を円周方向に逆転したものを構成していること、
    を特徴とする光ディスク。
  28. 【請求項28】  請求項24の光ディスクであって、
    前記順列置換した再配列が、各奇数番号セクタ内の配列
    の補数であってかつ順序が円周方向に逆転したものを構
    成しており、これにより製造の際のサーボパターンの変
    動と及び光ヘッドが前記光ディスクの略半径方向に移動
    する際の半径方向速度の変動との両方を補償すること、
    を特徴とする光ディスク。
  29. 【請求項29】  請求項24の光ディスクであって、
    該光ディスクは、前記セクタの間の平坦な表面上に複数
    の記録用トラックを有しており、また前記フィーチャが
    、相互に円周方向に偏位しかつ前記記録用トラックのピ
    ッチとは独立した臨界距離だけ半径方向に分離した隣接
    する同心円状のエッジを含んでいること、を特徴とする
    光ディスク。
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