JPH0724107B2 - トラツク検索装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学ディスクのような円板状の情報担体に情
報を記録及び／または、再生する情報記録再生装置のた
めのトラック検索装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 情報記録再生装置としては、例えば光感応性材料を塗布
又は蒸着した円板状情報担体を回転させておき、前記円
板状情報担体にレーザー光源等からの光束を直径１μｍ
以下に絞った微小スポット光として照射し、その光出力
強度を記録信号で変調することによって情報担体上に凹
凸による位相変化，屈折率変化あるいは反射率や透過率
の変化などの光学的特性変化としてリアルタイムでビデ
オ信号やディジタル信号等の情報の記録が行なえ、かつ
前記光学的特性変化を検出することにより記録した情報
の再生が行なえる装置が提案されている。

かかる装置では、記録トラックの高密度化，離散的な部
分書き込みあるいは消去などの理由により記録しようと
するトラックを案内する案内トラックを同心円あるいは
スパイラル状に予め設けておき、前記案内トラックに追
従するようにトラッキング制御をかけながら定められた
トラックに情報を記録し、またそのトラックから情報を
再生する光学情報記録再生装置が考えられる。

情報担体に形成された案内トラックは、例えば凹凸の溝
状構造が適当である。情報はこの案内トラックの設けら
れた情報担体に蒸着されたアモルファス金属のごとき記
録媒体に記録される。情報は、記録媒体の蒸発による穴
形成または局所的な黒化等という形で蓄積される。

案内トラックの識別は、案内トラックで反射された反射
レーザー光束の遠視野パターンが案内トラック方向の両
側に光強度分布の偏りで行なわれる。この偏りは、分割
境界が前記案内トラックの接線方向と平行になるように
配された２つの受光部をもつ光検出器で光電変換され
て、トラッキング制御手段へ印加される。したがって、
微小スポット光を情報担体上に収束して案内トラックを
横断するように走査すると案内トラックを通過する毎に
トラッキング制御方向の光検出器の２つの受光部の出力
の差信号としてトラックの横断信号が得られるので、こ
の横断信号の数を計数することによって微小スポット光
が情報担体上を移動したトラック数が求まる。したがっ
て、この横断トラック数のカウントが目標移動トラック
数と一致したときトラック検索走査を停止せしめれば高
速トラック検索ができる。

上記の高速トラック検索を正確に行なうためには、正確
に横断トラック本数を計数する必要が有る。しかしなが
ら、光ディスクには、案内溝トラックのみだけではなく
各トラックに番地情報や、１つのトラックをさらに細分
してセクター記録を行う際にセクター分離のための情報
を溝の凹凸であらかじめ光学ディスクにカッティングす
ることもある。このように微小スポット光が案内溝トラ
ックを横切る時に、溝横断信号のみが光検出器出力に現
れるとは限らない。ディスク上のゴミ，キズ等および番
地，セクター情報が光検出器出力に現れるため、溝横断
信号に混入し、雑音成分となる。

これらの雑音成分による横断トラック数の計数精度の劣
化は、スポット光の案内トラック横断周波数が高くなる
程大きい。従って、トラック検索の安定性を確保するた
めに、検索速度が制限され、検索時間を要するという欠
点を有している。

発明の目的 本発明は、上記従来例の欠点を解消するもので高速検索
時の横断トラック計数の安定性を確保し検索速度を向上
して、検索時間を短縮することを目的とする。

発明の構成 本発明は、複数の案内トラック毎に実質的に案内トラッ
クを有さない部分を設けた円盤状記録媒体から、光スポ
ットの照射により信号を再生する信号変換手段と、その
信号変換手段を前記案内トラックを横切る方向に移動せ
しめる移動手段と、前記信号変換手段からの光スポット
が前記案内トラックを横断したことを検知する第１の検
知手段と、前記第１の検知手段の検知出力に応じて、横
断トラック本数を計数する第１の計数手段と、前記信号
変換手段からの光スポットが、前記実質的に案内トラッ
クを有さない部分を通過した事を検知する第２の検知手
段と、前記第２の検知手段の出力に応じて、前記実質的
に案内トラックを有さない部分を前記光スポットが横断
した回数を計数する第２の計数手段の両方を用いてトラ
ックを検索することにより、高速検索時の横断トラック
計数の安定性を確保し、検索速度を向上して検索時間の
短縮化を図ったトラック検索装置である。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は光学情報記録再生装置のトラック検索装置の構成図
である。半導体レーザ等の光源１から放射された光ビー
ム２は、情報担体（ディスク）３上のトラックに光ビー
ムを追従させるためのトラッキングミラー４を経て絞り
レンズ５によってディスク上のトラックに光スポット６
として集光される。ディスク上からの反射光７は対物レ
ンズ５、トラッキングミラー４を経て、半透明鏡８によ
りその光路が分離変更される。この反射光は光学ウエッ
ジ９によりフォーカシング方向10及びトラッキング方向
11の光ビームに分離される。分離された光ビームはそれ
ぞれ２分割された光検出器12,13上に投射される。ディ
スク３の面ブレに応じて光検出器12上では光スポットが
移動するので、２分割光検出器12から前置差動増幅器14
に入力されフォーカス誤差信号15が得られる。この誤差
信号は駆動回路16を経て対物レンズ５を上下に駆動させ
るフォーカスアクチュエータ17に加えられ、ディスク３
上に光スポットを集光するように制御する。

ディスク３は、ディスクモータ18によって回転している
が、ディスクモータ18の回転中心とディスク３のトラッ
クの中心がずれている場合には、ディスク３上の光スポ
ット６はトラックを正確に追従せず、トラックを横切
る。光スポット６がトラックを横切った場合には、光検
出器13上には後述するように光分布の変化が生じる。こ
の変化を検出し、前置差動増幅器19に入力されトラッキ
ング差信号20を得ている。この差信号20は駆動回路21に
入力されトラッキングミラー４を駆動している。トラッ
キングミラー４は光スポット６がディスク３上のトラッ
クを正確に追従するように、前記差信号に応じてその角
度が変化し、トラッキング制御を行っている。22は信号
処理回路で、光スポットの移動距離を表わす信号をリニ
アモータ駆動回路23へ送り、目標トラックのアドレス信
号24と比較し、リニアモータ25を駆動させ光スポットが
目標トラックへ正確に移動するように、リニアモーター
25の制御を行っている。また101は速度検出器で、リニ
アモータ25の速度制御を行っている。26は前置和増幅器
で、トラッキング方向の２分割光検出器13により検出さ
れる信号の和信号27を出力している。光ディスク３より
の記録再生信号は光検出器13により検出され前置高周波
増幅器28に入力され再生信号29を出力している。

次に、本発明のトラック検索装置に使用する光ディスク
３の構造の一実施例を第２図，第３図に基づいて説明す
る。第２図は光ディスク３の平面図であり、201a〜201i
は、実質的に案内トラックを有さない領域である。実質
的に案内トラックを有さない領域の形成方法としては、
案内トラックを形成しない、案内トラックの光学的
な溝深さが光源波長の８分の１であるときに光源波長の
４分の１の溝深さの領域として形成する等の方法が有
る。第３図は、第２図中で斜線で示したＡ部の詳細図で
あり、光ディスク３の案内トラックを有する領域を示し
た図である。

デイスク３の面Ｒ側には幅Ｗ、ピッチｐ、深さδの溝状
案内トラック30a〜30eが同心円状、あるいはスパイラル
状に形成してある。

31a〜31eは溝間を示す。光感応性の記録材料は面Ｒ側か
ら塗布されて記録面32を形成している。光スポット６は
面Ｒで集光されている。記録および再生のときは光スポ
ットが溝状案内トラック上に投射されるようにトラッキ
ング制御がかけられる。記録時には光源１の光出力を大
きくし、ディスク上の溝状案内トラック上に投射される
光スポットの光エネルギーを大きくして案内トラック上
に塗布された記録材料を感光させている。その結果溝状
案内トラック上の記録部分の反射率が変化する。この反
射率の変化を記録時より小さな光出力の光スポットを用
いて検出すれば、記録信号を再生することが出来る。記
録した時の溝状案内トラック内の記録材料が感光した様
子を33に示す。この場合は記録材料が黒化し反射率が大
きくなった例を示している。

前記案内トラック30a〜ｅの幅W,ピッチp,深さδの具体
的な値としては例えば幅Ｗ＝0.6μm,ピッチｐ＝1.6μm,
深さδ＝1000Å（前記レーザー光源３の光波長の1/8の
光路長）ぐらいが選ばれる。

以下、まず初めに、案内トラックを光スポット６が、横
断した事を検出する方法について述べ、次に、第２図に
201−ａ〜201−ｉで示した。実質的に案内トラックを有
さない領域を光スポット６が横断した事を検出する方法
について述べる。

第４図は、第２図で示した光ディスク３上の溝状案内ト
ラック30（未記録部）に光スポット６が投射された時の
トラッキング方向（溝状案内トラックとは法線方向）に
おける光検知器13の光量分布変化を表わしている。第４
図はディスク３の断面方向から見た図である。13aは光
ディスク３の内径方向の光検出器、13bは光ディスク３
の外径方向の光検出器を示している。34は光ディスク３
からの反射光７が光検出器上に投射する光スポットを表
わしている。反射光スポット34の円内の濃淡は光スポッ
ト内の光量分布変化を表わしている。第４図ａは溝状案
内トラック30がない溝間31の平坦部に光スポット６が投
射している様子を示している。この場合入射した光ビー
ム２は一様に反射するため光検出器の反射光スポット34
は一様に分布するので光検出器13aと13bの差信号出力20
は零となる。第４図ｂは光スポットが溝状案内トラック
の外径側のエッジ35bにかかって投射された様子を示し
ている。溝状案内トラック30の深さδがレーザー光波長
の1/8の光路長であれば、入射光ビーム２は回折され反
射光7bは溝の外側へ曲げられる。そのため外径方向の光
検出器13bへ光量分布がかたまる。前置差動増幅器26の
入力は外径方向光検出器13bを正入力、内径方向光検出
器13aを負入力とすると、第４図ｂの場合には差信号出
力27は正となる。

第４図ｃは溝状案内トラック30の両方向エッジ35a,35b
を含み、溝状案内トラック全体に光スポット６が投射さ
れている様子を示す。この場合は入射光ビーム２が両エ
ッジにかかっているため反射光7cは両方向とも溝の外側
へ回折する。対物レンズ５の口径が有限であるので、回
折した反射光はケラレる。そのため光検出器13に投射さ
れるスポットの光量全体が減少する。よって両方向13a,
13bの光検出器の信号出力27は第４図a,b,dと比較してそ
の振幅が減少する。なお第４図ｃの場合、入射光スポッ
ト６と溝状案内トラック30の中心が一致していれば、両
方向の光検出器13a,13bに投射される反射光スポットの
光量分布は一様であるので差信号出力20の振幅は零とな
る。第４図ｄは光スポット６が内径方向のエッジ35aに
かかって投射されている様子を示す。この場合、第４図
ｂとは反対に内径方向に反射光7dが回折され、内径方向
の光検出器13aへ光量分布がかたよる。従って差信号出
力20は負となる。

第５図は、光スポット６が溝状案内トラック30を横切っ
たときの光検出器出力，和信号及び差信号出力の振幅の
時間的変化波形を示したものである。36aは内径方向の
光検出器出力波形、36bは外径方向の光検出器出力波
形、37はその両出力の差信号波形、38は和信号出力波形
を表わす。第５図ａは光スポットが溝状案内トラック30
を外径方向から内径方向へ横切った時（第４図でＡ方
向）の振幅変化を示す。第４図で説明したとうり、差信
号波形37の振幅は外エッジ通過の時正、溝中心で零、内
エッジ通過の時負となる。一方和信号波形38の振幅は溝
中心で減少する。第５図ｂは光スポットが溝状案内トラ
ック30を内径方向から外径方向へ横切った時（第４図で
Ｂ方向）の振幅変化を示す。この場合は第５図ａとは反
対に内エッジから通過していくので、正負が逆になる。
ここで重要なことは、第５図a,bを比較すると、いづれ
の場合でも和信号波形のピークは差信号波形が零交差す
る点と一致するということである。

これは第４図ｃで説明した理由により明らかである。さ
らに和信号波形38と差信号の負波形37bの位相を比較す
ると、溝状案内トラック30を内径方向（Ａ方向）へ横切
った時（第５図ａ）は、和信号波形の法が差信号の負波
形37aより位相が早い。一方溝状案内トラック30を外径
方向（Ｂ方向）へ横切った時（第５図ｂ）は差信号の負
波形37bの方が、和信号よりも位相が早い。

以上のように和信号波形38と差信号の負波形の位相を比
較すれば、容易に溝状案内トラックを横切った方向を検
出することが可能である。さらにディスク面上の反射率
が変化し、和信号及び差信号の振幅が変化しても、前述
したとおり和信号のピークと差信号の零交叉の位相はい
つも一致している。従って光ディスク面上の反射率の変
化によって和信号と差信号の位相関係が変化することは
ないので、反射率の変化があっても安定した溝状案内ト
ラックの横断方向の検出が可能である。

以上の第５図a,bの説明は、光ディスク面上に塗布され
た記録材料を感光させていない未記録部分の溝状案内ト
ラックを横切った場合のものである。第３図33のような
記録感光された溝状案内トラックを光スポットが横切っ
た場合の光検出器出力波形，和信号および差信号波形を
第５図c,dに示す。溝状案内トラック内の記録材料が記
録感光されると反射率が大きくなる。従って各光検出器
の出力振幅も大きくなりさらに差信号振幅37c,37dも大
きくなる。一方和信号は第４図a,bの38a,38bほどには、
溝の中心で振幅が減少しない。38c,38dこれは溝状案内
トラック内の反射率が大きくなり、第４図ｃのように反
射光7cがケラレているにもかかわらず、受光量が増加し
たためである。第５図c,dのように和信号出力の振幅が
小さいと横断方向の検出が不安定になるため、記録部で
は和信号27の代りに再生信号29を用いる。再生信号波形
を第５図の39に示す。記録は溝状案内トラック中心に光
スポットを投射して行なわれるため、再生信号波形39の
位相は、トラッキング方向の和信号波形38c,dと一致し
ている。このように記録部では、再生信号波形39と差信
号の負波形の位相を比較して、溝状案内トラッキングを
光スポットが横断する方向を検出している。第５図ｃは
ａと同様にディスクの外径方向から内径方向に溝状案内
トラックを光スポットを横切る様子を、第５図ｄはｂと
同様に内径方向から外径方向に横切る様子を示してい
る。

以上のことから未記録部では和信号と差信号の位相差
を、記録部では再生信号と差信号の位相差を検出すれば
容易に溝状案内トラックの横断方向を知ることが出来
る。つまりディスク上に記録済トラックがあるなしにか
かわらず、溝横断方向の検出およびトラック計数が可能
である。

次に、第２図に201−ａ〜201−ｉで示した実質的に案内
溝を有さない領域を光スポット６が横断したことを検出
する方法について述べる。

第６図は、実質的に案内溝を有さない領域201−ａ〜201
−ｉを光スポット６が横切った時の光検出器出力波形，
和信号及び差信号出力の振幅の時間的変化波形を示した
ものである。

36aは、内径方向の光検出器出力波形、36bは、外径方向
の光検出器出力波形、37はその両出力の差信号波形、38
は和信号出力波形を表す。

実質的に案内トラックを有さない領域では溝状案内トラ
ックのエッジでの回折現象が、発生しないので、内径方
向の光検出器出力波形36a,外径方向の光検出器出力波形
36bとも出力はフラットでかつ等しい。

また、これは光スポット６がディスク３の外径から内径
へ横切る時も逆に内径から外径に横切る時も、等しい。

従って差信号37は、０レベルとなり、和信号38は、一定
レベルのフラットな波形となる。

これに対して、トラック案内溝のあるトラックを横断し
た場合には、第５図に図示したように内径方向および外
径方向光検出器の信号出力36aと36bは、一定値をとらず
正弦波的に変化する。その結果として和信号38もまた、
一定値を取らず溝の中心でピーク値を取るよう変化す
る。また差信号37もまた、一定値を取らず溝の中心部で
のみ０となるよう変化する。すなわち、実質的に案内溝
を有さない領域では和信号、差しんごうはともに第６図
に示したように一定レベルのフラットな波形になるのに
対して、案内溝を有する領域では和信号、差信号ともに
フラットな波形とならない。

以上の違いを利用することで、実質的に案内トラックを
有さない領域201−ａを光スポット６が横断した事を検
出できる。すなわち、和信号38が第６図に示したように
レベルＬ以上の一定レベルのフラットな波形でかつ、差
信号37が０レベルのフラットな波形であることを検出す
ることで、実質的に案内溝のない領域と案内溝との識別
が可能となる。

以上の案内トラック横断本数検出及び実質的に案内トラ
ックを有さない領域を横断した回数検出を併用して行な
うトラック検索の動作について、次に述べる。

第７図は、ディスク面上の案内トラック30と実質的に案
内トラックを有さない領域201−ａ〜201−ｈの模式図で
ある。

ここで、実質的に案内溝を有さない領域201−ａ〜201−
ｈは、案内トラック30のｎ本毎に１本配置されている。

第８図は、リニアモータ25の速度波形を、横軸をトラッ
ク番地として表わしたものである。

また、第９図は、信号処理回路22の構成の模式図であ
る。

第８図のＰで示した出発トラックからＱで示した目標ト
ラックへ、トラック検索を行なう場合を具体例として取
り上げる。

Ｐ点から出発した光スポット６は、リニアモータ25によ
って目標トラックＱの方向へ移送される。光スポット６
の移動に伴なって、第４図，第５図で説明で説明した案
内トラック横断本数計数法により、第９図のカウンタＡ
が起動される。カウンタＡは、（ｎ−１）本まではカウ
ントするとクリアされる構成となっている。

また、第６図で示した、実質的に案内溝を通さない領域
の横断回数を検出することにより、カウンタＢがカウン
トアップされる。このカウンタＢは1,2……というカウ
ント値がn,2n……という具合にｎ本づつ案内トラックを
カウントしていくことになる。

カウンタＡは最初に、実質的に案内トラックを有さない
領域を横切った時（第８図の例では201−ａ）にその計
数値を加算機Ｃに掃き出し、０にリセットされる。同時
にカウントＢも、０にリセットされる。

以下、カウンタＡ及びカウンタＢとも計数を開始する
が、以後、加算機Ｃには、カウンタＢの出力のみが送ら
れる。つまり、実質的に案内溝を有さない領域を横切っ
た回数により、光スポット６の移動距離を計数してい
く。さて、第８図に示した様に目標トラックＱに、リニ
アモータ25が近づくと、リニアモータ25は減速し始め
る。ここで、速度センサー101（第１図）により、リニ
アモータ25の速度がVc以下になった事が検出された後、
実質的に案内トラックを有さない領域を横切ると（第８
図では201−ｈ）、以後はカウンタＡの出力すなわち、
案内トラックの横断本数のみが、加算機Ｃに送られる。

以上のように、案内トラックの横断本数と、実質的に案
内トラックを有さない領域を横断した回数の計数を併用
することにより、リニアモータ25の移動速度Ｖが高速の
場合も安定したトラック検索が行え、トラック検索の短
縮化が実現できる。

すなわち、ディスク面上の番地番号，ゴミ，ホコリ等の
雑音に対するトラック検索の精度は、トラック横断周波
数が高くなる程、劣化する。

ここで、トラック横断周波数_Ｔは、_Ｔ ＝Ｐ・Ｖ ……（１） で表される。ただしＰはトラックピッチ、Ｖはリニアモ
ータ速度である。

従って、案内トラックｎ本毎に設けられた実質的に案内
トラックを有さない領域の等価的トラックピッチは、案
内トラックのｎ倍となり、リニアモータ25の速度Ｖが同
じであれば、トラック横断周波数は1/nとなる。

よって、リニアモータ25が高速に移動しても安定したト
ラック検索を行なえる。

また、高速検索時は、ディスク３の偏心の速度よりリニ
アモータ25の速度の横断速度の方が、充分に大きいの
で、横断方向の判別は実用的には不必要である。すなわ
ち、本実施例では、目標トラックに近づいてリニアモー
タが減速して、その速度が一定レベルVc以下になるまで
はｎ本毎のトラックカウントを用い、Vc以下になると案
内トラック１本づつのカウントを行う事により、トラッ
ク検索時間の短縮化を実現している。

発明の効果 本発明は、複数トラック毎に実質的に案内トラックを有
さない部分を設けた光ディスクのトラック検索を、光ス
ポットの案内トラック横断本数計数手段と、実質的に案
内トラックを有さない部分の横断回数計数手段とを併用
して行なうことにより、信号変換手段の高速移動時にお
いても安定したトラック計数を可能としたものであり、
トラック検索時間の短縮化を実現でき、その実用的効果
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は同実
施例に使用するディスクの構造を示す平面図、第３図は
その一部分の斜視図、第４図は溝状案内トラックで反射
された反射光の光検出器上での光量分布の説明図、第５
図は溝状案内トラック横断時の光検出器の出力波形と、
差信号，和信号，再生信号の波形図、第６図は実質的に
案内トラックを有さない部分を横断した時の光検出器の
出力波形と、差信号，和信号の波形図、第７図はディス
ク面上の溝状案内トラックと、実質的に案内トラックを
有さない部分を示す模式図、第８図はリニアモータの速
度波形図、第９図はトラック検索信号処理回路の構成図
である。 ３……光ディスク、４……トラッキングミラー、５……
対物レンズ、６……光スポット、12,13……光検出器、2
2……信号処理回路、25……リニアモータ、30……溝状
案内トラック、101……速度センサー、201−ａ〜201−
ｉ……実質的に案内トラックを有さない部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のトラック毎に実質的に案内トラック
   を有さない部分を設けた円盤状記録媒体から光スポット
   の照射により信号を再生する信号変換手段と、その信号
   変換手段を前記案内トラックを横切る方向に移動せしめ
   る移動手段と、前記円板状記録媒体の半径方向に隣接し
   て配置され前記円板状記録媒体からの反射光を検出する
   第１および第２の光検出手段とを備えかつ、これら２つ
   の光検出手段の出力の差信号から前記信号変換手段から
   の光スポットが前記案内トラックを横断したことを検知
   する第１の検知手段と、前記第１の検知手段の検知出力
   に応じて横断トラック本数を計数する第１の計数手段
   と、前記第１および第２の光検出手段の出力の和信号が
   一定値以上のフラットな波形でかつ、差信号が０レベル
   のフラットな波形であることを検出することにより前記
   光スポットが前記実質的に案内トラックを有さない部分
   を通過した事を検知する第２の検知手段と、前記第２の
   検知手段の出力に応じて前記実質的に案内トラックを有
   さない部分を前記光スポットが横断した回数を計数する
   第２の計数手段とを有し、前記第１及び第２の計数手段
   を併用してトラックを検索することを特徴とするトラッ
   ク検索装置。