JPS61236029A - 光記録媒体 - 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、光学的記録領域に、多数本のデータトラック
を設定し、該トラックに、書込むべきディジタル情報に
対応する光学的性質の変化パターンを形成してデータを
書込む形式の光記録媒体に関する。

［従来の技術］ 近年、従来の磁気記録媒体に代るものとして、書込むべ
きディジタル情報に対応する光学的性質の変化パターン
、例えば、明暗のパターンを形成してデータを書込む形
式の光記録媒体が開発されつつある。この光記録媒体は
、高密度大容量記録が可能となることに特徴がある。高
密度大容量が可能となると、従来、磁気テープ、磁気デ
ィスク等により格納されていた情報を、従来の磁気ディ
スクカード程度の大きさの記録媒体により格納できるこ
とになる。

ところで、記録媒体の開発においては、その普及を図る
必要から、書込・読取装置、特に、読取装置が安価に構
成される必要がある。

従来、光記録媒体の読取装置は、ディスク形式の媒体に
ついては、実用性のあるものが既に開発されている。例
えば、レコード盤のトラックと類似する渦巻線状のトラ
ックに、レーザー光等の光ビームを追従させ、該トラッ
クからの反射光を読取センサにより検出して、書込まれ
ているデータを読取る形式のものがある。

しかしながら、データトラックが直線的に配列されてい
るカード状の光記録媒体のように、媒体を回転させてデ
ータの書込み、読取りを行うことに適さない形式ものに
あっては、この方式の適用には問題点があり、その実用
化が遅れている。

即ち、カード状の光記録媒体のような非回転形式の記録
媒体では、データの記録は、例えば、長方形状の記録領
域に多数本のデータトラックを設定し、該トラックに、
書込台べきディジタル情報に対応する光学的明暗のパタ
ーンを形成してデータを書込むことにより行う。このた
め、データの書込・読取に際して、書込・読取ヘッドを
ｘ−Ｙ方向に移動制御しなければならない。従って、１
スポツトの光ビームによりデータの書込み、読取りを行
なうのでは、書込・読取ヘッドをＸ−Ｙ方向に絶えず移
動しなければならず、そのための移動機構および制御機
構が複雑になるという問題がある。

これに対し、ＣＣＤリニアセンサ等の線状または面状の
読取素子の使用が考えられる。この種のりニアセンサに
よれば、工ないし数本のトラックのデータをある程度の
範囲にわたって一時に読取ることができる。従って、セ
ンサの機械的移動が少なくてすむ、しかし、これに対し
ては、次のような問題点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ＣＯＤＣＣＤリニアセンサ高密度大容量記録媒体からの
データ読取においては、僅かな位置ずれや角度変位があ
っても、読取誤差を生ずる。そのため、読取装置は、位
置ずれや角度変移を検出して、データの読込みを停止す
ると共に、カードの再装着の指示、或いは、検出信号に
より自動的にカードの位置修正を行なう必要がある。

しかし、センサにより、この僅かの位置ずれ等を検出し
、また、修正するには、複雑かつ高精度の検出機構と制
御機構とを必要とする。これは、技術的には可能である
が、装置が高価になり、読取装置の普及を図ることの障
害となる。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもの
で、記録媒体自身に位置決めの基準を設け、読取装置の
読取ヘッドにより位置ずれや、角度ずれを検出できて、
複雑かつ高精度の検出機構と制御機構とを特別に必要と
せず、読取装置を安価に構成し得る光記録媒体を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、光学的記録領域に、多数本のデータトラック
を設定し、該トラックに、記録すべきディジタル情報に
対応する光学的性質の変化パターンを形成してデータを
書込む形式の光記録媒体に適用され、その問題点解決手
段として、次の構成要件を備えることを特徴とする。

第１に、上記光学的記録領域に、一定の幅を有する帯状
の基準線を設けて、該基準線に挟まれる領域をデータ記
録領域とすると共に、該データ記録領域に、上記基準線
と垂直に多数本のデータトラックを設定する。

第２に、上記基準線の幅方向の光学的性質の変化の分布
を、上記データの記録に使用する光学的性質の変化パタ
ーンと異ならせて形成する。

第３に、上記基準線の間隔を、書込むべきデータの１ト
ラック分の長さより、少なくとも上記光学的性質の変化
パターンを形成する変化状態の最小単位相当分長く設定
する。

次に、上記構成要件について、さらに詳細に説明する。

上記光学的記録領域は、光記録媒体において実際に記録
を行う領域であって、種々の手段により光学的性質の変
化パターンを形成してデータの記録を行うことができる
物質から構成される。例えば、表面の状態を物理的にま
たは化学的に変化させて、反射率を変化させることによ
り明暗のパターンを形成して、データを記録する構成と
する。

上記基準線は、幾何学的な意味における線分ではなく、
一定の幅を有する帯状領域である。この基準線は、長手
方向に連続して直線的に形成されるものに限らず、種々
の態様が可能である。例えば、隣接するデータトラック
の間隔に対応した切れ目を有する破線状に形成されるも
の、直線的に形成されていないもの等が考えられる。ま
た、基準線の間隔は、データトラックの長さに対応して
適宜設定できる。

この基準線の幅方向の光学的性質の変化の分布は、上記
データの記録に使用する光学的性質の変化パターンと異
ならせることが必要である。そのため、光学的性質の変
化として、例えば、光学的明暗を用いた場合には、デー
タにおける明および暗の状態が、その内容に拘らず一定
の割合で表われる時には、基準線については、明または
暗のいずれかの状態が、ある幅で連続するように形成す
ればよい。

丑記第３の構成要件において、Ｓ込むべきデータの１ト
ラック分の長さより長く設定された、光学的性質の変化
パターンを形成する変化状態の最小単位相当分は１例え
ば、光学的性質の変化パターンとして光学的明暗を使用
する場合には、明または暗の最小単位により構成する。

［作用］ 上記構成において、上記光学的記録領域に、帯状の基準
線を設けて、該基準線に挟まれる領域をデータ記録領域
とすることにより、データ領域と他の領域との区別が容
易になると共に、基準線を、ＣＣＤリニアセンサ等の線
状または面状のセンサの移動のガイドラインとし得る。

また、該データ記録領域に、上記基準線と垂直に多数本
のデータトラックを設定することにより、ＣＣＤリニア
センサ等の線状または面状のセンナにより、工ないし散
水のトラックのデータを一時に読取ることができる。そ
の際、ＣＣＤリニアセンサ等の線状または面状のセンサ
により、基準線をも読取ることによって、センサと記録
領域との位置ずれや角度ずれを容易に検出し得る。

従って、一つのデータ記録領域からのデータ読取におい
ては、読取ヘッドをトラック方向には移動する必要がな
く、当該データ記録領域上を基準線を検知しつつ、該基
準線に沿って平行移動すればよい。そのため、ヘッドの
移動機構を簡易に構成し得ると共に、位置決めするため
の特別のセンサを必要としない。

さらに、上記基準線の幅方向の光学的性質の変化の分布
を、上記データの記録に使用する光学的性質の変化パタ
ーンと異なるように形成することにより、トラックに書
込まれているデータと、基準線とを容易に識別し得る。

データの記録に使用する光学的性質変化のパターンとし
ては、種々の方式がある。例えば、ＦＭエンコーディン
グ方式は、その−例である。本発明では、基準線を、例
えば、その幅方向端部を明確にして、“Ｏ”または“１
”の状態が続くように形成して、これらのＦＭエンコー
ディング方式によるデータの二値符号化パターンと区別
できるようにしている。従って、読取装置において、読
取ったデータのパターンをチェックすることにより、基
準線の位置が明確になり、位置決めを容易に行い得る。

上記各作用により、上述した問題点は一応解決すること
ができるが、本発明は、これらの作用をより円滑に行う
べく、上記第３の構成要件を備えている。

即ち、基準線の辺部と１、データの端部との境界におい
て、両者の光学的性質の変化状ｆ＠（例えば反射率）が
同じレベルとなる場合には、その境界部の識別が容易で
なくなることがある。勿論、識別が不可能となるわけで
はないが、識別のだめの電気回路が複雑になる欠点があ
る。

この場合、トラックの始端においては、データの開始部
分を必ず基準線の辺部とは異なるレベルとすることによ
り対応可能である。しかし、データの終端では、データ
内容によって異なるので、そのレベルを一方に固定する
ことはできない。そのため、データの終端と基？Ｓ！！
の辺部のレベルが同じになって、データ終端の識別が不
明確になることがあり得る。

そこで、上記第３の構成要件においては、上記基準線の
間隔を、書込むべきデータの１トラック分の長さより、
少なくとも上記光学的性質の変化パターンを形成する変
化状態（例えば、明暗パターンを形成する明または暗）
の最小単位相当分長く設定している。これによって、デ
ータの終端と基準線の辺部との間に調整ビットを配置で
き、この部分をデータの終端と異なるレベルに設定すれ
ば、データの終端が明確に識別できることになる。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

以下の実施例は、カード型の光記録媒体に適用したもの
で、特に、光学的性質の変化として反射率の相違を採用
し、反射率の高低によりデータを読取る形式の光記録媒
体の例である。

〈実施例の構成〉 第１図に示す実施例の光記録媒体は、例えば、名刺程度
の大きさのプラスチック類の基板１に、光学的記録領域
２を設け、この光学的記録領域２の長手方向に、一定間
隔を保持して複数本の基準線５を設けて構成される。

上記光学的記録領域２は、例えば、レーザービーム等の
光ビームを照射することにより、または、写真技術によ
り反射率等の光学的性質（本実施例では、反射率）を局
所的に変化させることによって、二値符号化した情報を
明暗パターンとして書込み得る物質にて構成される。そ
の例としては、光ビームにより局所的に溶融して反射率
を変化する物質、或は、感光性物質等が挙げられる。

この光学的記録領域２は、基板ｌ上に直接被着形成して
も、また、フィルム状に形成したものを貼付してもよい
。

各基準線５は、一定の幅を持って帯状に形成しである。

また、本実施例では、その長手方向に連続して形成しで
ある。

基準線５は、データの書込と同時に形成しても、また、
データの書込とは別に、予め形成してもよい。形成は、
上記光学的記録領域２の材質等に対応して種々の方法で
行い得る０例えば、上記光学的記録領域２を形成する際
に、データと共に、または、単独で、写真技術、印刷技
術等により形成することができる。また、上記光学的記
録領域２にレーザービームを照射して帯状に書込むこと
もできる。

各基準線５に挟まれる領域が、データ記録領域３となる
。このデータ記録領域３は、上記基準線５と垂直な方向
に、多数本のデータトラック４を設定する。このデータ
トラック４は、明暗パターンの最小単位を構成する、多
数の記録キル６からなる。データは、この記録セル６に
より記録される。

この記録セル６によるデータの記録は、最も単純には、
１個の記録セルにより１ビツトを表わすが、本実施例で
は、ＦＭエンコーディング方式によりデータを二値符号
化しているので、連続する記録セル２個によりデータの
１ビツトを表わす構成となっている。即ち、第３図の波
形右側に示すように、連続する記録セル２個が、“ｏ、
ｏ”または、“１．１”の場合、データの“０”を表わ
す、一方、連続する記録セル２個が“０．１”または、
′１，０”の場合、データの“ｔ　”を表わす。

各基準＆ｉ５は、その幅りが、データの１ビツト分の長
さより十分長く、かつ、第２図および第３図に示すよう
に、その幅方向の反射率パターンが、データの反射率パ
ターンと明確に識別し得る構成となっている。即ち、幅
方向の両辺５ａ。

５ｃが、データの記録に使用される記録セルの１ビツト
分に相当する幅で、高反射率となるように設定され、一
方、＠方向中間部５ｂは、データの１デイジタルビツト
を表わすに要する記録セル数（本実施例では、２ビツト
）の数倍程度のビット幅で、低反射率となるよう設定さ
れる。

基準線５の間隔は、適宜設定し得るが、ＣＣＤセンサに
より一度で読取り得る長さとする。この場合、書込むべ
きデータの１トラック分の長さよリ、少なくとも上記明
暗パターンを形成する明または暗の最小単位相出分即ち
、記憶セル１個分長く設定している。

この余分に設けた記憶セル６は、各トラック４のデータ
の終端側に設けられ、ダミーピッ）ＤＢとして機能する
０本実施例では、このダミービットＤＢとして機能する
記憶セル６は、上述したように、基準線５の両辺部５ａ
、５ｂが高反射率となるように設けであるので、これと
区別するため、低反射率となるように設けである。

〈実施例の作用〉 上記のように構成される実施例の作用について、記録領
域に書込まれたデータを読取る動作を中心として説明す
る。

説明に先立ち、本実施例の光記録媒体に記録されたデー
タを読取る読取装置の概要について、第４図を参照して
説明する。

同図に示す光記録媒体読取装置は、上記第２図に示すデ
ータ記録領域３におけるトラック４に追従してデータを
読出す読取センサｌＯと、該読取センサ１０の出力ビデ
オ信号を二値化する二値化回路２０と、該二値化された
信号Ｂｓを一時格納するバッファ３０と、該二値化信号
Ｂｓから基準＆１５を検知する基準線検知手段４０とを
主要部として備えて構成される。なお、光記録媒体読取
装置は、上記主要部の他、移動制御装置、同期信号発生
回路、光源、出力データ処理装置等（いずれも図示せず
）を備えるが、これらは本実施例の作用に直接関係しな
いので、説明を省略する。

読取センサ１０は、例えば、ＣＣＤリニアセンサからな
り、光記録媒体のデータ記録領域３の幅より長い範囲に
検出用のホトディテクタを配置しである。このホトディ
テクタは、１トラツクの各記録セル６に対応する配置間
隔で、そのセル数の２倍の素子数、本実施例では、例え
ば、１０２４素子が配置されている。

該読取センサ１０の読取は、各ホトディテクタにて受光
した光量に比例して蓄積した電荷を、同期信号ΦＨに従
ってシリアルに出力することにより行なう、その出力は
、各トラック毎のビデオ信号Ｖｄとなる。

二値化回路２０は、上記ビデオ信号Ｖｄを一定の閾値と
比較して・波形の当該閾値より大きＩ、Ｘ部分をハイレ
ベル、小さい部分をロウレベルとして、二値化信号Ｂｇ
に変換して出力する比較器を備えて構成される。

バッファ３０は、入出力制御ゲートと、レジスタとを有
して構成され、後述する基準線検知信号Ｌｓの入力に応
じて入力側と出力側の制御ゲートを交互に開閉し、二値
化信号Ｂｓを格納すると共に、格納しである二値化信号
Ｂｓを出力する構成となっている。

上記基準線検知手段４０は、上記二値化回路２０から出
力される二値化信号Ｂｓのハイレベル部分を、同期信号
φＲと同期してサンプリングするアンドゲート回路４１
と、該アンドゲート回路４１の出力によりリセットされ
ると共に、上記同期信号ΦＲを計数するカウンタ４２と
、該カウンタ４２から出力される計数値を予め設定した
時間幅と比較し、計数値が該設定時間幅より大きい時、
基準線検知信号Ｌｓを出力する比較器４３とを備えて構
成される。

この設定時間幅値は、検出すべき基準線の幅を、読取セ
ンサ１０により読出すに必要な時間に相当する。同期信
号φＲの個数に換算して設定しである。本実施例では、
同期信号φＲのパルス４０個分に設定しである。この値
は、はぼ固定的に設定される。

上記のように構成される読取装置における実施例の作用
について説明する。

先ず、光記録媒体からデータを読取るには、図示してい
ない移動制御装置により、データを読出すべきデータ記
録領域３のトラック上に、読取センサ１０を対峙させる
。この位置で、読取センサ１゜の読取動作を開始さｉる
。読取センサｌＯは、図示しない同期信号発生回路から
送出される同期信号ＣｂＲにより、各ホトディテクタに
おいて蓄積されている電荷をシリアルに転送し、第５図
（ａ）に示すようなビデオ信号Ｖｄとして出力する。こ
のビデオ信号Ｖｄは、二値化回路２０に送られて二値化
される。

このようにして、一つのトラックのデータを読取り終る
と、読取センサ１０は、移動制御装置により次のトラッ
クに送られ、上記同様の動作によりデータを読取る。

読取センサ１０は、光記録媒体２上のデータ記録領域３
に沿って移動し、１バンドずつデータを読取る。読取セ
ンサ１０が、一時に捕え得る視野Ｆの範囲は、第６図に
示すように、おおよそデータ記録領域３の２本分の幅で
ある。この場合、必ず２木の基準！！１５を視野Ｆ内に
収めているのが標準である。

上記二値化回路２０から出力される二値化信号Ｂｓは、
バッファ３０と、アンドゲート回路４１とに送られる。

バッファ３０では、後述する基準線検知信号Ｌｓにより
、そのゲートが開放されている場合には、その二値化信
号Ｂｓが格納され、ゲートが閉鎖されている場合には、
格納が阻止される。

一方、アンドゲート回路４１では、二値化信号Ｂｓと共
に同期信号φＲも入力される。そのため、アンドゲート
回路４１では、二値化信号Ｂｓが／＼イレベルの時、同
期信号φＲに同期したノ々ルスを出力する。

上記アンドゲート回路４１からの出力パルスにより、カ
ウンタ４２がリセットされる。このカウンタ４２では、
上記同期信号φＲをカウントしており。

上記リセットされる毎に、新たにカウントし直す、従っ
て、このカウンタ４２では、二値化信号Ｂｓの出力がロ
ウレベル状態を続ける場合に、その計数値が累積加算さ
れ、その他の場合には、すぐにリセットされ、累積加算
されない。

比較器４３では、このカウンタ４２の計数値を、予め設
定した時間幅と比較する。今、計数値がこの時間幅設定
値に達したとすると、比較器４３は、その時点で、基準
線検知信号Ｌｓを出力する。基準線検知信号Ｌｓは、第
５図（ｂ）に示すように、ビデオ信号Ｖｄのロウレベル
連続領域からｌ＼イレベル領域に立上る時点で、立下る
。

この基準線検知信号Ｌｓは、上記バッファ３０に送られ
る。バッファ３０では、この最初の基準線検知信号り、
ｓにより入力ゲートを開放すると共に・出力ゲートを閉
鎖する。

この後、第５図（ａ）に示すように、／＼イロウが短い
時間間隔で交代して表われる領域では、カウンタ４２は
、絶えずリセットされるため、計数値は、時間幅設定値
に達しない。

そして、２番目のロウレベル継続領域に達すると、上述
したと同様に、カウンタ４２の計数値は、時間幅設定値
に達し、基準線検知信号Ｌｓを出力する。

この基準線検知信号Ｌｓは、上記バッファ３０に送られ
る。バッファ３０では、この２番目の基準線検知信号Ｌ
ｓにより入力ゲートを閉鎖すると共に、出力ゲートを開
放する。

これにより、２木の基準線と、これに挟まれるトラック
のデータと、２本の基準線の外側のトラックのデータの
一部とを含む読取センサ１０の出力から、読取るべきト
ラックからのデータのみを取出すことができる。従って
、読取センサ１０の視野Ｆが多少上下（トラック方向）
にずれても、微小かつ複雑な位置修正を行うことなく、
データを正確に読取ることが可能となる。

また、ビデオ信号の読取開始時点から基準線の位置まで
の時間幅により、読取ヘッドの位置ずれや、角度変位を
も検出可能である。

ところで、上述した調整用のダミーピッ）ＤＢは、デー
タを各トラックに書込む際、最終のデータがロウレベル
で終了する時は、第７図（ａ）に示すように、ハイレベ
ル、即ち、“ｌ”に設定する。一方、最終のデータがハ
イレベルで終了する時は、第７図（ｂ）に示すように、
ロウレベル、即ち、“０”に設定する。この設定は、デ
ータの書込と同時におこなう。

このように、各トラックにダミービットＤＢが設けであ
るので、各トラックのデータの終端が基準線と明確に識
別できる。

〈実施例の変形〉 上記実施例では、基準線の幅方向反射率パターンを“１
００・・・００１”のように構成しているが、これに限
らず、他のパターンとすることもできる。例えば、“０
１１・・・１１０”としてもよい。

また、上記実施例では、カード型の光記録媒体の例を示
したが、これに限らず、シート状、テープ状であっても
よい。

さらに、上記実施例では、反射率の相違によってデータ
を記録しているが、これに限らず、透過率、偏光その他
の光学的性質の変化を利用することができる。

この外、上記実施例では、トラックの終端部にダミービ
ットを設けているが、始端部にも設けることができる。

始端部に設ければ、データの始端部のレベルを基準線に
関係なく設定でき、便利である。また、上記実施例では
、ダミービットを明暗パターンの最小単位に相出する１
ビツトで構成しているが、複数ビットとしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように木発明は、記録媒体自身に位置決め
の基準を設け、読取装置の読取ヘッドにより位置ずれや
角度ずれを検出できて、複雑かつ高精度の検出機構と制
御機構とを特別に必要とせず、読取装置を安価に構成し
得る効果がある。

また、木発明によれば、データの終端と基準線の辺部と
の間に調整ビットを配置できるので、この部分をデータ
の終端と異なるレベルに設定すれば、データの終端が明
確に識別できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光記録媒体の一実施例を示す平面図、第
２図はその要部拡大平面図、第３図は上記実施例におけ
る基準線およびデータの反射率ノくターンを示す波形図
、第４図は上記実施例の光記録媒体からデータを読取る
読取装置の一例の構成を示すブロック図、第５図は読取
センサからのビデオ信号と基準線検知信号との関係を示
す波形図、第６図は読取センサの視野とデータ記録領域
との関係を示す説明図、第７図はデータの終端とダミー
ビットとの関係を示す波形図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・光学的記録領域３
・・・データ記録領域　　４・・・トラック５・・・基
準線　　　　　　６・・・記録セルｌＯ・・・読取セン
サ　　　　２０・・・二値化回路３０・・・バッファ　
　　　　４０・・・基準線検知手段４１・・・アンドゲ
ート回路　４２・・・カウンタ４３・・・比較器 出願人　コンピューターサービス株式会社代理人　弁理
士　三　品　岩　男 第１鴻 第２図 第３図 第４図 第５図 ｒσノビを４さ−９Ｖｄ （ｂ）４ぞ−ｍネにりｉ軸副ヅＬｓ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光学的記録領域に、多数本のデータトラックを設定し
   、該トラックに、記録すべきディジタル情報に対応する
   光学的性質の変化パターンを形成してデータを書込む形
   式の光記録媒体において、上記光学的記録領域に、一定
   の幅を有する帯状の基準線を設けて、該基準線に挟まれ
   る領域をデータ記録領域とすると共に、該データ記録領
   域に、上記基準線と垂直に多数本のデータトラックを設
   定し、 かつ、上記基準線の幅方向の光学的性質の変化の分布を
   、上記データの記録に使用する光学的性質の変化パター
   ンと異ならせて形成し、 さらに、上記基準線の間隔を、書込むべきデータの１ト
   ラック分の長さより、少なくとも上記光学的性質の変化
   パターンを形成する変化状態の最小単位相当分長く設定
   することを特徴とする光学記録媒体。