JPS6251043A - 光学記録キヤリヤに情報を書込みかつ読取る装置 - 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】 本発明は、放射線感応情報層を支持する円板状基板を有
し、前記情報層に、ビデオ情報および／またはオーディ
オ情報のような層状情報を、書込みスポットに集束され
る放射線の書込みビームによって光学的に検出し得る情
報区域のトラック状構造の形態に書込み、全表面区域に
亘って延在する光学的に検出し得るサーボトラックを設
けた記録キャリヤに情報を書込み、かつ記録キャリヤよ
り情報を読取る装置に関するものである。

サーボトラックは螺旋状トラックとするのが好適である
がこれを多数の同心円で構成することもできる。

放射線感応層は、放射線ビームによって変化を生ずる材
料の層、例えば感光層または充分な大きさの強度の放射
線によって種々の区域が溶融し得る材料の層とする。

放射線ビームとは赤外線領域から紫外線領域までの範囲
内にある波長を有する電磁波を含む放射線のビームを意
味するものとする。

本発明でいう記録キャリヤとは、情報を書込んだ記録キ
ャリヤをも意味するものとする。

円板状記録キャリヤのトラック状に配設された光学的に
検出し得る情報区域にテレビジョンプログラムを記録し
、情報を例えば空間周波数および情報区域の長さによっ
て表すようにすることは既知である。この場合には例え
ば０．５μの幅および０．５μの平均長さを有する微小
な情報区域を、例えば螺旋状トラックに例えば１．６　
μの一定のピッチで極めて正確に書込む必要がある。こ
のことは、記録キャリヤが回転する速度を正しく一定と
する必要があると共に放射線の書込みスポットをトラッ
クの方向（接線方向）およびトラックの方向に対し直角
を成す方向（半径方向）に極めて正確に移動させる必要
があることを意味する。この目的のためには書込み装置
に極めて精密な駆動および案内機構を設ける必要があり
、従って装置が高価となる。

記録キャリヤにいわゆる追従案内トラックを設けること
は特願昭４９−１４６０６号〔特公昭５７−３７９２２
号・・・（特許第１．１８６．５５４号）〕において提
案されいる。この案内トラックは光学的に案内し得る連
続トラックである。この場合には情報書込み中に案内ト
ラックに対する書込みスポットの半径方向位置を検出し
補正するため情報は正しく規制された情報トラックに従
って書込まれる。これがため放射線スポットを極めて精
密に半径方向に移動させる高価な機械装置を書込み装置
に設ける必要はない。

しかし記録キャリヤを定速度で回転させる極めて精密な
装置は依然として必要である。さらに記録キャリヤは偏
心性を有しているため記録キャリヤを一定速度で回転さ
せても情報は種々のトラック部分に同一速度で書込まれ
なくなる。

本発明の目的は、極めて一定の書込み速度を必要とする
テレビジョンプログラムのような情報を比較的簡単な装
置によって書込み得るように適切に構成した装置を提供
せんとするにある。

本発明装置の特徴は、特許請求の範囲に記載の如くであ
る。

サーボ区域は、書込み中ｌご書込みスポットにロックさ
れた放射線のサーボスポットによって読取り、これによ
り書込みスポットの接線方向速度に比例する信号、いわ
ゆるパイロット信号を発生させる。この信号によって書
込むべき情報が供給される速度即ち書込みスポットの速
度を補正する。

また、情報の一部分、例えばテレビジョンプログラムの
一部分をまず最初に記録し、次いで任意の次の瞬時に他
の部分すなわち最初の部分に隣接する次の部分を極めて
高精度に記録することもできる。これがためテレビジョ
ンプログラムまたはフィルムの種々の部分を記録キャリ
ヤに新たな順序でいわゆる“ミキシングして記録するこ
ともできる。さらにテレビジョンプログラムの画像をあ
るトラックにまず最初記録し、次いで同一のトラックの
ビデオ情報を含んでいない個所に音声を例えば圧縮した
形態で記録することができる。

サーボトラックのサーボ区域の１回転当りの数は放射線
スポットの接線方向速度の所望の精度に依存する。サー
ボ区域の接線方向の周期は、サーボトラックの半径方向
の周期と同程度とするのが好適である。またテレビジョ
ンプログラムを書込みかつサーボトラックを最終記録キ
ャリヤに可視状態で残存させる場合にはサーボトラック
の周期を適宜選定してサーボ区域を読取ることにより得
られる信号の周波数がテレビジョン信号の周波数スペク
トルの情報の無い部分に位置し得るようにするのが好適
である。

本発明によれば書込み中に用いるサーボ情報を記録キャ
リヤに設けるため、書込み装置は光学書込みヘッドおよ
び記録キャリヤの機械的な駆動並び種々の光学素子の無
振動懸垂に対し厳しい要求が課せられる必要はなくなる
が、これらの厳しい要求は、サーボ区域より成るサーボ
トラックを“マスター”記録キャリヤに形成する装置に
課せられるようになる。かかる高価な装置によって多数
の記録キャリヤを１個所で製造することができる。これ
らの記録キャリヤは、比較的廉価な書込み装置を用いす
ることにより多数の個所で書込むことができる。

固定の空間周波数を有する区域より成るサーボトラック
を設けた記録キャリヤにテレビジョンプログラムを書込
むことは米国特許第３．７０１．８４６号明細書から既
知である。しかしこのサーボトラックは、１回転分だけ
延在するものであって記録キャリヤの全表面区域にわた
って延在するものではない。このサーボトラックは、書
込み速度を制御するために用いるのではなくテレビジョ
ン信号をサンプルする瞬時を規制するために用いるもの
である。すなわちこのサーボトラックによって、全ての
回転トラックの関連する情報区域が同一の初期半径方向
位置を有し従って隣接するトラック部分がほぼ同一の情
報内容を有するようする。これがため上記米国特許明細
書ではトラック部分にある程度の漏話が許容されると共
に放射線スポットの半径方向位置を補正する必要はない
。１回転だけ有効となるサーボトラックによって正確な
接線方向の制御を行うためには記録キャリヤを著しく剛
固とする必要がある。しかし実際には記録キャリヤは左
程剛固ではない。また記録キャリヤが回転する速度が極
めて高いため精度が害われるようになる。任意の個所で
サーボ情報が得られる本発明記録キャリヤによれば剛固
でない記録キャリヤの場合にも書込み速度を正確に制御
することができる。

サーボトラックを振幅構造とする。すなわちサーボトラ
ックと交差する放射線ビームの振幅は、サーボトラック
と交差しない放射線ビームの振幅とは相違する。サーボ
トラックを位相構造としてサーボトラックに入射する放
射線ビーム内に位相差が生じるようにするのが好適であ
る。

本発明装置で用いる記録キャリヤによればサーボトラッ
クの半径方向の周期をサーボトラックの幅の数倍とする
。これがため複数の情報トラックをサーボトラック部分
間で同時に書込んで最大情報転送速度を著しく増大させ
ることができる。このことは例えばディジタルビデオ情
報を記憶する必要がある場合に重要である。

複数個の情報トラックを同時に書込むことは例えばドイ
ツ国特許第１．４９９．４２２号明細書から既知である
。しかしかかる書込みはサーボ区域で構成されるサーボ
トラックを有する記録キャリヤに対してなされたもので
はない。

記録キャリヤの各種の用途に対し情報を書込む特定の装
置を用いる。かかる装置は、書込みビームを発生する第
１放射線源と、サーボビームを発生する第２放射線源と
、書込むべき情報に応じ書込みビームの放射線強度を切
換える手段と、情報層の書込みスポットおよびサーボス
ポットに書込みビームおよびサーボビームを集束する対
物レンズ系とを具え、記録キャリヤから到来するサーボ
ビームの通路内に放射線感応検出器を設け、この検出器
の出力側にサーボスポットの局部接線方向速度を表す信
号を発生させ、上記出力側を比較回路の第１入力側に接
続し、この比較回路の第２入力側に書込むべき情報が供
給される速度に比例する基準信号を供給し得るようにす
る。

中間層およびフォトレジスト層を設けた記録キャリヤに
情報の書込みを行う場合には書込みビームの波長をフォ
トレジストのスペクトル感度に適合させるようにする。

サーボビームの波長はこれがフォトレジストおよび中間
層によって吸収されないような値とする。また、情報は
サーボトラックと半径方向に一致するトラックに書込む
ことができる。

情報層が直接読取り一書込み材料より成る記録キャリヤ
に情報を書込む装置においては、同時に現われる書込み
スポットおよびサーボスポットがサーボトラックの半径
方向周期の１７２の距離だけ互に半径方向にずれるよう
にする。

記録キャリヤの情報書込み中に情報層に書込みスポット
だけでなく第２放射線スポットを投影することはドイツ
国特許第２．４６２．０５６号明細書から既知である。

この第２放射線スポットは書込みスポットに追従すると
共に同一の半径方向位置を有している。この第２放射線
スポットを用いて書込み直後の情報区域を読取りこれら
情報区域と書込むべき情報とを比較し、書込みスポット
の半径方向位置および接線方向速度を検出しないように
する。

多数の情報トラックを同時に書込む装置には、各々が書
込みビームを発生する多数の書込み放射線源を設け、書
込みビームにより形成される書込みスポットを半径方向
に互に隣接させ、各書込みビームに対し、このビームに
より書込むべき情報に応じ書込みビームの強度を切換え
る手段を設ける。

中間層およびフォトレジスト層を有する記録キャリヤに
情報を書込み次いでプレスを行って得た記録キャリヤに
は唯１個の情報トラックを設ける。

情報層が直接読取り一書込み↑オ科より成る記録キャリ
ヤに情報を書込むことにより得た記録キャリヤは、サー
ボトラックおよび少なくとも１個の情報トラックを設け
、情報トラック部分とサーボトラック部分とは半径方向
に交互に配置し、サーボトラックにはトラックの方向に
中間区域と交互に配置された光学的に検出し得るサーボ
区域を設け、サーボトラックの１回転当りのサーボ区域
の数を大きくかつ一定とし、サーボ区域の大きさを中間
区域の大きさとほぼ同一とし、情報トラックには空間周
波数および／または長さが情報を表す光学的に検出し得
る情報区域を設ける。

情報トラックおよびサーボトラックの一方を位相構造と
し、他方を振幅構造とする。或いはまた両方のトラック
を位相構造または振幅構造の何れかとすることができる
。また、情報トラックの位相深さをサーボトラックの位
相深さとは相違させて読取り中サーボトラックから情報
トラックへの漏話が最小となるようにするのが好適であ
る。ここに云う位相深さとは、トラックによる１次回折
ビームの位相と零次回折ビームの位相との間の差を意味
するものとする。

中間層およびフォトレジスト層を設けた記録キャリヤに
情報を書込むことにより得られた記録キャリヤを読取る
ためには既知の読取り装置例えば“フィリップス・テク
ニカル・レポート”第３３巻、第７号、第１９４〜２０
１頁に記載されている読取り装置を用いることができる
。この読取り装置には読取りビームを発生する放射線源
と、情報面に読取りビームを集束する対物レンズ系と、
記録キャリヤから到来する読取りビームの通路内に配設
され、このビームを記憶された情報を表す信号に変換す
る放射線感応検出器とを設ける。また読取るべき情報ト
ラックをサーボトラックとしても用いる。

情報トラックのほかにサーボトラックを具える記録キャ
リヤを読取る装置には、サーボビームを発生する放射線
源を設け、このサーボビームを対物レンズ系により情報
層のサーボスポットにも集束させ、記録キャリヤから到
来するサーボビームの通路内にサーボビームを読取りス
ポットの局部接線方向速度および半径方向位置に関する
情報が含まれている電気信号に変換する放射線感応検出
器を設ける。

以下図面を参照して本発明を説明する。説明の都合上記
録キャリヤについても述べる。

第１図は、記録キャリヤ１の一部を示す平面図である。

記録キャリヤは、数［［１ｍの厚さと約数十ｃｍの直径
とを有するプラスチックディスクとすることができる。

この記録キャリヤは、たとえばらせん状サーボトラック
４を具えている。このサーボトラックは、多数のサーボ
区域５を具えており、サーボトラックの一回転光りのサ
ーボ区域の数は一定である。書込みの際には、明確に定
められた通路に従って記録キャリヤ上に情報を記録する
ためにサーボトラックを用い、正しい速度で情報を記録
するためにサーボ区域を用いる。記録キャリヤは、適切
な放射線により照射される場合に光学的に検出しうる変
化を受ける材料層９を具えている。

サーボトラック４は、振幅構造とすることができる。サ
ーボ区域５は、中間区域６あるいはランド（ｌａｎｄｓ
）　　７とは異なる反射率または透過率を有している。

この場合、ランド７のみを放射線感応層９で被覆する。

サーボトラックを位相構造とし、サーボ区域を基板内の
凹部で構成するのが好適である。この場合、サーボトラ
ック４を有するマタスー記録キャリヤから、多数の記録
キャリヤを公知の複製技術を用いて製造することができ
る。

記録キャリヤの全表面区域上に放射線感応層を延在させ
ることができる。サーボ区域５を凸部（ｈｉｌｌｓ）に
よっても構成できることは明らかである。

第２図は、第１図の記録キャリヤのｎ−ｎ’線断面図の
一部を示す。サーボトラックの半径方向に隣接する部分
を再び４で示す。従って、サーボトラックの長さ方向は
、図の平面に垂直である。

情報層９を基板８上に堆積する。

第３図は、第１図の記録キャリヤのｍ−ｍ’線断面図の
一部を示す。この図では、サーボ区域５が示されている
。

第１、第２、第３図の記録キャリヤでは、層９を直接読
取り一書込み（ｄｉｒｅｃｔ−ｒｅａｄ−ａｆｔｅｒ−
ｗｒｉｔｅ）材料で構成する。情報を、サーボトラック
部４間のランド７に書込む。

情報層９は、たとえばテルルの薄い金属層で構成するこ
とができる。この金属層は、充分に高い強度のレーザビ
ームにより局部的に溶融することができ、したがってこ
の情報層は局部的に異なる反射率が与えられる。サーボ
情報が位相構造内に含まれ使用者によって記録された情
報が振幅構造内に含まれる記録キャリヤが得られる。

情報層９は、入射放射線の影響のもとて化学的に反応す
る金属２重層たとえば鉄上に設けられたアルミニウムの
形態とすることもできる。高エネルギー放射線ビームが
照射される個所では、ＦｅＡｌ５Ｏ層９が形成され、こ
の層は反射率の低い反射層である。テルル上に設けられ
たビスマスの２重層の場合（この場合にはＢ１２Ｔｅａ
が形成される）にも同様の効果が得られる。あるいはま
た、層９を反射防止層で構成することもできる。この場
合、レーザビームが局部的に反射する情報区域を生成す
ることができる。

第４図は、多数の記録キャリヤの製造に用いられる記録
キャリヤの半径方向断面の一部である。

基板５は、たとえばプラスチックである。サーボトラッ
ク４の位相構造を、表面６２が平面である中間層６１に
より被膜する。層６１上にホトレジスト層６３を堆積す
る。このホトレジスト層および中間層は、書込みの際に
用いられるサーボビームの波長に対しては透明である。

サーボトラックの正確な検出を保証するために、たとえ
ばアルミニウムあるいはクロムの層を堆積した。中間層
６１は、ホトレジスト層が充分に粘着し、書込ビームに
より影響を受けない材料である。この層は、透明ラッカ
ーまたは樹脂で、あるいは透明プラスチック層で構成す
ることができる。書込ビームおよびサーボビームは異な
る波長を有しているため、書込みの際に書込スポットを
サーボスポット上に配置して、書込まれる情報トラック
をサーボトラック上に正確に重ね合わせることができる
。書込スポットおよびサーボスポットを重ね合わせる代
わりに、互いに隣接するように配置することも勿論可能
である。

第４図の記録キャリヤを照射および現像した後に、充分
な厚さのニッケル層を層６３上に堆積する。

ホトレジスト層内に含まれる情報が転写されたニッケル
・ディスクを取りはずして、プレスするためのいわゆる
“ファーザー（ｆａｔｈｅｒ）”ディスクとして用いる
。サーボトラック４は、“ファーザー”ディスク上に再
製されない。

情報が直接に書込まれる“マスター”記録キャリヤは、
また、第４図に示す形態をとる。しかしこの場合には、
基板５はガラスである。ガラス・（ズイスクの利点は、
それが高い寸法安定性を有することである。サーボトラ
ック４を、ガラス・ディスク内にエツチングする。゛′
マスター”記録キャリヤは、数回再使用される。“ファ
ーザー”ディスクを取りはずした後、層６３および層６
１をこのために除去する。したがって、サーボトラック
の位参目構造が再び表面に現れる。次に、新しい層６１
およびホトレジスト層を堆積して、他のプログラムを書
込むことができる。

簡単にするため、第１図は数回転のサーボトラックのみ
を示している。実際には、このサーボトラックは、７ｃ
ｍの内半径および１４ｃｍの外半径を有する領域ではた
とえば３５．０００回転のトラックを有している。半径
方向におけるサーボトラックの周期はたとえば２μｍで
あり、トラック幅はたとえば０．５　μｍである。半径
１０ｃｍのところのサーボ区域の長さはたとえば０．５
　μｍであり、この長さは、書込まれる情報区域の平均
長さとすることもできる。

書込装置では、サーボスポットをサーボトラック上に投
射する。記録キャリヤより到来するサーボビームを、放
射線感応検出装置によって受取る。

サーボビームがサーボ区域たとえば凹部に入射する場合
に、サーボビームが２個のサーボ区域間に入射する場合
よりも異なる放射線強度を検出装置が受は取ることによ
って、サーボ区域を検出することができる。さらに、検
出装置によって受取られた放射線強度は、サーボスポッ
トの中心がサーボトラックの中央に一致する程度に依存
する。

サーボスポットの寸法は、たとえば約１サーボトラツク
幅の大きさである。サーボトラックを読取るときに、回
折効果が発生し、サーボビームが零次副ビーム、１次副
ビームおよび多数の高次副ビームに分割される。位相構
造を有するサーボトラックは、一定の位相深さを有して
いる。このことは、零次ビームと第１次ビームの１つと
の間の位相差を意味するものと理解すべきである。

サーボトラックの中央に対するサーボスポットの位置を
、２個の放射線感応検出器によって検出することができ
る。これら検出器は、零次の副ビームの断面が１次の副
ビームの断面に部分的にオーバーラツプする面に配置す
る。したがって、トラック方向に事実上平行であるライ
ンの両側に検出器を配置する。テレビジョン・プログラ
ムが記憶されている記録キャリヤを読取るためのこのよ
うなトラッキング方法は、“消費者エレクトロニクスに
おける１、Ｅ、　Ｅ、Ｅ、会報”（１９７６年、１１月
）の３０７ページの論文“ビデオディスクの光学的読取
り（Ｏｐｔｉｃａｌ　ｒｅａｄ−ｏｕｔ　ｏｆ　ａ　ｖ
ｉｄｅｏ　ｄｉｓｋ）”に開示されている。この方法は
、一定の位相深さを有する位相トラックを追従するため
に用いることができる。

サーボスポットおよび書込みスポットを半径方向に配置
するためには、サーボトラックを波状トラックとするこ
ともできる。第５図は、波状サーボトラックを有する記
録キャリヤの一部の平面図を示す。本願人の出願に係る
特願昭４９−１１８．３０２号（特開昭５０−６８４１
３号公報）「記録担体並に該記録担体用の情報読取装置
および情報書込装置」に記載されている情報トラックに
ついて説明されているように、波状トラックを有するサ
ーボトラックの中心線の平均位置に対する放射線スポッ
トの位置の偏移の大きさおよび方向を、１１個の検出器
のみを用いて検出することができる。この検出器は、そ
れぞれのサーボ区域を読取る、すなわちサーボスポット
および書込スポットの接線方向速度を決定するためにも
用いることができる。

波状サーボトラックに対しては、波状トラックてサーボ
トラックの波動に基づく検出器信号中の変調を、周波数
に関し、サーボ区域列に基づく変調と区別することがで
きる。サーボトラック波動の振幅（ａ）は、サーボトラ
ックの幅（ｂ）よりも十分率さいので、サーボスポット
の大部分が常にサーボトラック上に入射する。振幅は、
たとえばトラフり幅の□である。

本願人の出願に係る特願昭４８−９６７４９号〔特公昭
５６−５２３６１号（特許第１．１２７．５１６号）〕
［円板状情報キャリヤおよびその製造法」は、たとえば
ガラスのキャリヤ（このキャリヤはホトレジスト層を具
えている）にテレビジョン・プログラムを光学的に書込
む方法を開示している。この場合、レーザビームの強度
は高レベルと低レベルとの間で切換えられ、切換え瞬時
は書込まれる情報により決定される。レーザビームに対
して移動するホトレジスト層は、書込むべき情報に従っ
て断続的に照射される。本発明記録キャリヤにサーボト
ラック・を書込むために、同様の方法を用いることがで
きる。この場合、書込みビームの強度は、たとえば４　
ＭＨｚの一定の周波数で高レベルと低レベルとの間で切
換えられる。公知の現像およびエツチング技術を用いて
、このようにして得られた照射パターンを、トラック状
に配置されたサーボ凹部の深さ形状に変換することがで
きる。前述したように、中間層およびホトレジスト層を
堆積した後に得られる“マスター”記録キャリヤは情報
を具えることができる。オーディオ・レコードの製造に
用いられる複製技術に似た複製技術を用いることによっ
て、“マスター”記録キャリヤからたとえばプラスチッ
クの多数の記録キャリヤを作ることもできる。これらの
記録キャリヤに“直接読取り一書込み”材料あるいは中
間層とホトレジスト層のいずれかを設けた後に、これら
記録キャリヤ本体は書込みに適するようになる。

波状サーボトラックを有する“マスター”記録キャリヤ
を製造する場合、前記特開昭５０−６８４１３号公報に
記載されているように、放射線ビームの方向を書込みの
間に小さな角度にわたって周期的に変動させる。このた
めには、方向変調器たとえば音響−光学変調器を、放射
線ビーム通路内に設ける。このような変調器は、水また
はガラスのよう′な成る媒質を有するセルを具えており
、このセル上に電子機械的変換器が設けられている。こ
れらの変換器に信号が供給されると、音響波がセルに発
生する。これはセルの媒質内にいわゆるブラッグ（Ｂｒ
ａｇｇ）回折を生じ、このためセルを通過する放射線ビ
ームが回折される。回折角は、電子機械的変換器に供給
される信号の周波数によって決定される。この周波数を
周期的かつ連続的に変えることによって、書込まれてい
るサーボトラックが波状トラックとなる。

第６図は、本発明書込装置の一例を示す。■は、螺旋状
サーボトラック４の設けられた円形ディスク状記録キャ
リヤを示す。この記録キャリヤは、・モータ１２によっ
て駆動される軸１１によって回転される。情報を層９に
この層を局部的に溶融することによって書込む場合には
、書込光源１３はたとえば１ワツトの連続出力と４８０
１ｍの波長を有するアルゴンレーザである。このレーザ
により発生された放射線ビーム１４を、第１反射鏡１５
および第２反射鏡１６によって記録キャリヤに反射させ
、たとえばサーボトラック４間で、対物レンズ１７によ
り放射線感応層９上の書込放射線スポットｖ１に焦点合
わせする。補助レンズ１８は、対物レンズが正確に調整
され、放射線スポットｖ１が最小寸法となるようにする
。

反射鏡１６は傾斜反射鏡であり、たとえば反射鏡が２方
向に、すなわち図の平面に垂直な軸の周りに、および記
録キャリヤに平行かつ前記垂直軸に垂直な軸の周りに傾
斜できるように、ダイヤモンド支柱１９上で回動する。

前者の軸の周りの傾斜運動（これは電磁コイル２０によ
り実現される）は、書込スポットｖ１の半径方向位置を
補正できるようにし、後者の軸の周りの傾斜運動（これ
は電磁コイル２１によって実現される）は、書込スポッ
トの接線方向速度を補正できるようにする。さらに、対
物レンズ１７を、たとえば可動コイル２２内につり下げ
て、対物レンズがその光学軸に沿って動くようにするこ
とができる。したがって、情報層９に対する対物レンズ
の焦点合わせを補正することができる。

モータ１２は、搬送台２３に取付ける。この搬送台は、
搬送台モータ２６によって駆動される送りネジ２５によ
り矢印２４の方向に動かすことができる。搬送台を動か
すことによって、記録キャリヤが書込スポラＨ，に対し
て移動する。このようにして、傾斜反射鏡１６による音
制御に加えて、書込スポラ）Ｖ＋の半径方向位置の粗制
御が可能である。

書込ビーム１４の通路内に、強度変調器２７を設ける。

この変調器によって、書込ビームの強度を、＠９に変化
を生じさせる高レベルとこのような変化を生じさせない
低レベルとの間で切換えることができる。変調器２７は
、変調器制御回路３０により制御する。この制御回路の
入力側子は、書込むべき情報を供給する情報源３８に接
続されている。

第６図に示す変調器２７は、電子−光学変調器とするこ
とができる。この変調器は、供給される電圧に基づいて
放射線ビームの偏光面を回転させる電子−光学結晶２８
と、偏光の変化を放射線ビームの強度変動に変換する検
光子２９とを具えている。

変調器２７は、音響−光学変調器とるすこともでき、こ
の場合には、音響−光学セルとたとえば零次ビームを透
過するのみである開口とを具えている。音響波がセルを
横切らない場合には、放射線は回折されず、開口は記録
キャリヤにすべての放射線を透過させる。音響波がセル
を通過する場合には、大半の放射線が回折され、少量の
放射線のみが層９に達する。

書込装置は、第２放射線源３１、たとえば５ｍ１ｌの連
続出力と６３２．８ｎｍの波長とを有するヘリウム−ネ
オン・レーザを具えている。この放射線源により発生さ
れたビーム３２を、ビーム分割器３３によって反射鏡１
５に反射させる。この反射鏡は、赤色へリウムーネオン
光を透過し、青色アルゴン光を反射するフィルター反射
鏡の形態をとる。ビーム３２は要素１ｇ、　１６．１７
を通過し、サーボスポットｖ２がサーボトラック上に形
成される。

第７図は、−例として、書込スポットｖ、およびサーボ
スポットｖ２がサーボトラック４に対しどのように配置
できるかを示す。この図では、書込スポットにより書込
まれる情報トラックを１０で示す。

ビーム３２は、層９によって反射され、ビーム自身に沿
って引返す。反射ビーム３２′を、放射線感応検出装置
によりさえぎられるように、ビーム分別器３３によって
透過する。このビーム分割器３３は、たとえば放射線源
３１により放出されたビーム（このビームは特定方向の
偏光を有する）を透過する偏光選択プリズムであり、ビ
ームの放射通路内に、λ／４プレート（λがビーム３２
の波長である）を対角位置に配置する。このプレートは
ビームの偏光面を４５°にわって回転させる。ビーム３
２はλ／４プレートを２回通過するので、偏光面は全体
として９０°にわたって回転され、このため反射ビーム
３２′は分割器プリズム３３によって透過される。

透過ビーム３２′は、反射鏡３９によって放射線感応検
出器り、に反射される。補助レンズ３５は、放射線を検
出器上に集めるようにする。この検出器Ｄ１の出力端子
に、サーボ区域の周波数により変調された信号れが発生
する。この信号Ｓ、は、サーボスポットの接線方向速度
についての情報、および書込スポットがサーボスポット
に組合わされている（ｌｏｃｋｅｄ）ので、書込スポッ
トの接線方向速度についての情報を有している。

検出器部の出力端子を比較回路３６の入力側子に接続し
、この比較回路の第２入力側子には基準信号Ｒ１を供給
する。比較回路３６には周波数比較回路を設け、これに
て信号Ｓｔの周波数を基準信号源３７の周波数Ｒ１と比
較する。比較回路３６には一層精密な制御をするために
、信号Ｓ、としの位相を比較する位相比較回路も設ける
。基準信号源３７は情報源３８に接続される電子クロッ
クによって構成することができ、このクロックは貫込む
べき情報を書込み装置に与える速度を決定する。比較回
路３６の出力端子に現れる信号Ｓｔ’はクロック信号お
よび書込みスポットの接線方向の速度を互に適合させる
のに用いる。

第６図の書込み装置を中間層およびホトレジスト層を有
している記録キャリヤに情報を書込むのに用いる場合に
は、最終記録キャリヤにはサーボトラックが最早や存在
しないため、信号れ′は第６図にライン５８で示すよう
に電子クロック３７のクロック周波数を補正するのに用
いることができる。

書込み装置を直接読取り一書込み材料層に情報を書込む
のに用いる場合には、サーボトラックが記録キャリヤに
存在するので、信号ＳＬ′は書込みスポットの接線方向
の速度を補正するのに用いる。

この目的のため、信号Ｓｔ’を書込みスポットの接線方
向制御装置４０に供給し、この制御装置の出力端子をコ
イル２１に接続する。対物レンズ１７の像視野内に書込
みスポットを保つために、回転モータの速度はモータ制
御装置４１を介して制御することができる。このための
制御信号は傾斜ミラー１６の中心位置に対するこのミラ
ーの接線方向のずれ量から導出することができる。

書込みスポットｖ１の半径方向の位置に対する制御信号
を導出するには、波形サーボトラックにつき前述した方
法を用いることができる。さらに前述したように、サー
ボトラックが非波形トラックの場合には１個の検出器Ｄ
１の代わりに２個のサブ−検出器を用いることもできる
。この場合、上記サブ−検出器の一方は０次ビームと＋
１次サブビームとの重畳領域内に位置させると共に、第
２のサブ検出器は０次ビームと一１次のサブビームとの
重畳領域内に位置させる。両サブー検出器の出力信号の
差はサーボスポットのサーボトラックに対する半径方向
の位置のずれ量およびその方向によって定まる。サブ−
検出器の出力信号を互に加算することによって得られる
信号は単一の検出器Ｄ１によって供給される信号と同１
・であり、この信号から書込みスポットの接線方向の速
度制御信号を導出することもできる。

第６図には半径方向の制御信号を導出する別の方法も示
しである。放射線源３１とスプリッタープリズム３３と
の間には、例えば格子４２のようなビームスプリッタ−
を設ける。この格子４２によって放射線ビーム３２を０
次ビーム３２ａと、＋１次ビーム３２ｂと、−１次ビー
ム３２Ｃとに分割する。ビーム３２ａを層９上のサーボ
スポットｖ２に集束させ、ビーム３２ｂおよび３２Ｃを
補助スポットｖ３およびｖ４に集束させる。第７図に示
すように、補助スポットｖ３およびｖ４はサーボスポッ
トｖ２に対して反対方向に接線方向および半径方向にず
らせる。サーボスポットの中心がサーボトラックの中央
に位置する場合には補助スポットの中心はサーボトラッ
クの両縁部に位置する。

層９にて反射した後、ビーム３２ａ、　３２ｂおよび３
２Ｃは素子１７．３４．１６．１８．１５．３３．３９
および３５を通過する。サーボスポラ）　３２ａを検出
器Ｄ１上に結像させる。ビーム３２ａは前述したビーム
３２と同じ作用をする。補助スポラ）Ｖ３およびＶ、を
放射線感応検出器Ｄ２およびＤ３上に結像させる。サー
ボスポットｖ２の半径方向の位置、従って書込みスポッ
トｖ、の位置が正しければ、雨検出器Ｄ２およびＤ３に
結像される補助スポットｖ３およびＶ、の強度が等しく
なることは明らかである。サーボスポットの半径方向の
位置がサーボトラックに対してずれている場合には、検
出器口２およびＤ３の何れか一方が他方のものよりも多
い放射線を受光する。従って、検出器Ｄ２およびＤ３の
出力信号の差は、サーボスポット、従って書込みスポッ
トの半径方向位置のずれの大きさおよび方向に依存する
。

検出器Ｄ２およびＤ３の出力信号を差動増幅器４３に供
給する。この増幅器の出力端子には書込みスポットの半
径方向の誤差信号Ｓｒが現れる。この信号Ｓｒを半径方
向制御装置４４に供給する。制御装置４４の出力端子は
ミラー１６を半径方向に傾けるコイル２０に接続する。

ミラー１６を誤差信号Ｓ、が０となるように傾斜させる
。対物レンズ１７の視野内に書込みスポットを保つため
に、キャリッジモータはキャリッジモーフ制御装置４５
より既に制御してふく。この目的のための制御信号は、
傾斜ミラー１６の中心位置から、このミラー１６が半径
方向にずれている量から導出することができる。

対物レンズ１７の集束面と情報層の平面との間のずれ量
を表す集束誤差信号を発生させるために、書込み装置に
は例えば半透ミラー３９の後方に第２の放射線感応検出
系４６を設けることができる。この検出系４６は４個の
サブ−検出器４６ａ、　４６ｂ、　４６Ｃおよび４６ｄ
を具えている。半透ミラー３９と検出系４６との間には
光学くさび４７を設ける。この光学くさび４７は記録キ
ャリヤによって反射されたビーム３２′を２つのサブビ
ーム３２′ａと３２′ｂとに分割する。サブビーム３２
′ａおよび３２′ｂは検出器４６ａ。

４６ｂと４６Ｃ，４６ｄとそれぞれ共働する。補助レン
ズ４８は対物レンズ１７の射出ひとみを検出系４６に結
像させると共に、ビーム３２′を光学くさび４７の頂点
に集束させる作用をする。

第６図はビーム３２を層９に正確に集束させである状態
を表している。この場合、反射ビーム３２′は光学くさ
び４７の頂点に正確に集束し、サブビーム３２′ａおよ
び３２′ｂは検出器４６ａおよび４６ｂと、検出器４６
Ｃおよび４６ｄとにそれぞれ対称に入射する。ビーム３
２が層９の上方にて集束される場合には、反射ビーム３
２′は光学くさび４７の頂点の左側にて集束してしまう
。このような場合には、サブビーム３２′ａおよび３２
′ｂが内方に変位してしまい、従って検出器４６ｂまた
は４６ｃが検出器４６ａおよび４６ｄの受光量よりもそ
れぞれ多量の放射線ビームを受光するようになる。ビー
ム３２が層９の下側にて集束する場合には、上述した状
態とは逆の状態が得られる。

検出器４６ａおよび４６ｄの出力端子は差動増幅器４９
の第１入力側子に接続し、検出器４６ｂおよび４６Ｃの
出力端子は増幅器４９の第２入力側子に接続する。

差動増幅器４９の出力端子には集束誤差信号Ｓｆが現れ
る。この信号をビーム集束用制御装置５０に供給シ、こ
の制御装置により対物レンズ１７のコイル２２に流す電
流を制御して、情報層９の平面に対する対物レンズ１７
の位置を制御する。

第６図に基づくビーム集束誤差検出系によれば、光学く
さび４７に対する検出系４６の変位、またはビーム３２
′の方向に垂直の光路における他の光学素子がビーム集
束誤差信号Ｓｒに及ぼす影響をなくすことができると云
う利点がある。光学くさび４７が検出系４６に対して変
位する場合には、サブビーム３２′ａおよび３２′ｂも
それぞれ関連する検出器４６ａおよび４６ｂと、検出器
４６ｃおよび４６ｄの上にて同一方向に変位される。検
出器４６ａおよび４６Ｃからの信号を互いに加算すると
共に、検出器４６ｂおよび４６ｄからの信号も互に加算
し、このようにしてそれぞれ加算した信号を互に減算し
て位置誤差信号を得る。この信号によって、例えば検出
系に対する光学くさび４７のビーム方向に垂直方向の位
置を補正することができる。

今までは層９が反射性の層として述べてきたが、本発明
は放射線を透過する情報層の場合にも用いることができ
る。この場合には検出器り、、　Ｄ２およびＤ３を、記
録キャリヤを通過する放射線ビームの光路内に設けるこ
とができる。層９での反射を利用する第６図によるビー
ム集束検出系の代わりに、サーボ情報を利用するビーム
集束検出系を用いることもできる。この場合には例えば
本願人の出願に係る特願昭４８−３４４１９号（特公昭
５３−１３１２２号）に記載されているように、２個の
検出器を光ビームの光路内に互に接線方向に設けること
ができる。

２個の検出器の出力信号の位相差は放射線ビームがトラ
ック面に集束された度合に依存する。

第６図の書込み装置では放射線源としてガスレーザを用
いている。記録情報を読取る場合には、半導体ダイオー
ドレーザを使用することもできる。

また、本発明者等は半導体ダイオードレーザによって情
報を適当な材料（テルル）に書込むのにも成功した。こ
れがため、第６図の装置にはガスレーザの代わりにダイ
オードレーザを用いることができる。

第４図に基づいて記録キャリヤ本体に情報を書込み、つ
いでこれを複製することによって得られる最終記録キャ
リヤは従来形状のものであり、これは従来の装置で読取
ることができる。このような記録キャリヤおよび読取り
装置は、例えばｒＰｈｉｌｉｐｓ’　Ｔｅｃｈｎｉｓｃ
ｈ　Ｔｉｊｄｓｃｈｒｉｆｔ　ｊ　（３３，Ｎａ　７、
第１９４〜１９７頁）に記載されている。

第８図は第２および３図に基づく記録キャリヤに情報を
書込んだ記録キャリヤの部分を示す平面図である。第８
図の記録キャリヤの情報トラック部分ｌＯは情報区域５
１を具えており、これらの情報区域５１をサーボトラッ
ク部分４０間に位置させる。

書込み放射線ビームの切換周波数、場合によってはこれ
ら情報区域の長さは蓄積する情報によって決定する。

第８図の記録キャリヤを読取る場合には、特殊な読取り
装置、すなわち読取りビーム以外に、サーボビーム゛も
発生する装置を用いる必要がある。

この種の装置は読取りスポットの半径方向の位置および
接線方向の速度を制御し、かつ読取りビームを集束させ
るために、第６図の装置と同様なサーボ系を具えている
。上述したような装置と第６図の装置との相違点は、素
子３８．３０．２１よび２９を省いて、放射線源３１の
代わりに放射エネルギーの低い放射線源を用い、この放
射線源とミラー１５との間に半透明ミラーを配置して、
これにより記録キャリヤによって反射された読取りビー
ムを放射線感応情報検出器に反射させるようにする点だ
けである。なおこの場合上記放射線感応情報検出器の出
力信号は読取り情報に基づいて変調される。

第６図の装置は情報が正確に書込まれたか否かを検査す
るのにも用いることができる。この場合情報の書込み後
にビーム強度を一定の低レベルにセットでき、しかも記
録キャリヤをもう一度走査することができる。読取り情
報は情報源３８からの情報と比較する。

上述したような検査は書込み時に行うこともできる。こ
の場合には情報層によって反射される書込み放射線ビー
ムの一部分を用いることができる。

この放射線ビームの一部分は層９の局部状態に依存し、
このビーム部分をミラー１６および１５と、検光子２９
の前面とによって反射して、追加の検出器５３によって
遮ぎるようにする。この検出器５３からの信号を比較回
路５４の情報源３８からの信号と比較することができる
。

実際には読取りスポットおよびサーボスポットが、情報
トラックおよびサーボトラックの幅よりも僅かに大きい
ため、サーボトラックから情報トラックへ、或いはその
逆の漏話がなくなることはないが、このような漏話をな
くすには多くの方法がある。

前述したように、サーボトラックは位相構造のものとし
、また情報トラックは振幅構造のものとすることができ
る。これは例えば書込み情報をビスマスまたはテルルの
材料に書込む場合である。

サーボトラックおよび情報トラックを種々の光学的な方
法により読取る場合には、漏話を低減させることができ
る。振幅構造の情報トラックは記録キャリヤから到来す
るすべての読取り放射線ビ−ムを単一の検出器上に集束
させて読取ることができる。位相構造のものは、２個の
検出器を対物レンズ１７の出射ひとみ内か、或いはこの
出射ひとみの像内で、実際上トラック方向に垂直に延在
しているラインの両側に設けて読取ることができる。

この場合、一方の検出器は０次ビームと＋１次ビームと
の重畳領域内に配置すると共に、他方の検出器は０次ビ
ームと一１次ビームとの重畳領域内に配置する。１次ビ
ームは位相トラックの区域で放射線をトラック方向に回
折して発生されるビームである。２つのトラックに対す
る位相深度を相違させることによっても漏話を低減させ
ることができる。トラックが位相構造のものを特殊な光
学装置によって読取る場合には、所定の最適位相深度が
あり、それは例えばπラジアンである。位相深度をπラ
ジアンとすれば、放射線ビームが成る区域に入射する場
合および放射線ビームが２つの区域間に入射する場合に
、検出器によって受光される放射線強度の差が最大とな
る。このようなトラックを走査すると、検出器は最適に
変調される。

特殊な光学的装置によって読出しを行う場合には、情報
トラックの位相深度を最適とし、サーボトラックの位相
深度を相違させて、情報信号の漏話を低減させるように
するだけの工程を採ることができる。

サーボトラックから情報トラックへの漏話は、２個の追
加の放射線スポットを用いて情報トラック部分の両側に
位置する２個のサーボトラック部分を情報トラック部分
と一緒に同時に読み出すことによって低減させることも
できる。この場合には追加の放射線スポットに関連する
追加の検出器の出力信号を加算し、この加算信号を係数
にだけ減衰させて差動増幅器の一方の入力側子に供給す
る。差動増幅器の他方の入力側子には情報トラックを読
取る情報検出器からの信号を供給する。減衰率Ｋが情報
トラックによる情報検出器信号の振幅成分と、サーボト
ラック部分による検出器信号の振幅成分との比に等しい
場合には、サーボトラックの影響が顕著に低減された信
号が差動増幅器の出力端子に得られる。

今まで述べてきた装置では書込み時に１つの書込みスポ
ットを用い、読取り時には１つの読取りスポラ鼾を用い
る。情報の最大転送速度Ｔ、は書込み放射線ビームを切
換え得る周波数によって限定され、書込み放射線源とし
てダイオードレーザを用いる場合、情報の最大転送速度
Ｔｒはダイオードレーザに流す電流を切換え得る周波数
によって限定される。さらに、情報の最大転送速度は記
録キャリヤを回転し得る速度と、トラックにおける区域
の最大空間周波数とによっても制限される。

最大空間周波数とは各区域を依然として別々に読取り得
る区域の空間周波数のことである。

最大情報転送速度は、記録キャリヤ本体のサーボトラッ
クのピッチを比較的大きく選定し、かつ数個の書込み放
射線源で書込み、数個の読取り放射線源で読取ることに
よって高めることがでる。

このことはビデオ情報をディジタル形態にて書込む必要
のなる場合に特に重要なことである。この場合情報転送
速度は、ビデオ情報を周波数被変調信号として書込む場
合よりも遥かに高くする必要がある。種々の書込み放射
線源により発生される書込みビームは各々強度変調され
る。また種々の読取り放射線源によって発生される読取
りビームは個々の情報検出器と共働する。書込みスポッ
トの幾つかはサーボトラックの片側に投影し、他の書込
みスポットはサーボトラックの反対側に投影する。この
場合、サーボ情報は書込むべき各情報トラックにできる
だけ接近して位置させる。このような複数個の書込みス
ポットによる書込み法は、書込みおよび読取り放射線源
としてダイオードレーザを用いる場合に特に興味あるも
のである。

サーボトラック部分の間に複数の情報トラック用の室が
ある場合には、例えば第１情報トラツクにビデオ信号を
記録し、第２情報トラツクに可聴信号を記録することが
できる。この場合、ビデオ信号は第１書込み処理中に記
録し、また関連する可聴信号はビデオ信号の書込み後に
おける任意瞬時の第２書込み処理中に記録することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置で用いる記録キャリヤの１部分を示
す平面図、 第２図は記録キャリヤの第１例の１部分を示す半径方向
断面図、 第３図は同じくその接線方向断面図、 第４図は記録キャリヤの第２例の１部分を示す半径方向
断面図、 第５図は波形サーボトラックを有する記録キャリヤの１
部分を示す平面図、 第６図は記録キャリヤに情報を書込む装置の構成を示す
ブロック図、 第７図は種々のトラックに対する種々の放射線スポット
の位置を示す平面図、 第８図は本発明により記録キャリヤから取出した情報キ
ャリヤの１部分を示す平面図である。 １・・・記録キャリヤ ４・・・螺旋状サーボトラック ５・・・サーボ区域 ６・・・中間区域 ７・・・ランド ８・・・基板 ９・・・放射線感応層 １０・・・情報トラック １１・・・軸 １２・・・モータ １３・・・書込み放射線源 １４・・・放射線ビーム １５・・・第１反射鏡 １６・・・第２反射鏡 １７・・・対物レンズ １８・・・補助レンズ １９・・・ダイヤモンド支柱 ２０．２１・・・電磁コイル ２２・・・可動コイル ２３・・・搬送台 ２５・・・送りネジ ２６・・・搬送台モータ ２７・・・強度変調器 ２８・・・電子−光学結晶 ２９・・・検光子 ３０・・・変調器制御回路 ３１・・・第２放射線源 ３２・・・放射線ビーム ３３・・・スプリッタープリズム ３６・・・比較回路 ３７・・・基準信号源（クロック） ３８・・・情報源 ３９・・・半透ミラー ４０・・・書込みスポット制御装置 ４１・・・モーフ制御装置 ４２・・・［芥子（ヒ゛−１、スプリッター）４３・・
・差動増幅器 ４４・・・ビームスポットの半径方向制御装置４５・・
・キャリッジモータ制御装置 ４６・・・放射線感応検出系 ４７・・・光学くさび ４８・・・補助レンズ ４９・・・差動増幅器 ５０・・・ビーム集束用制御装置 ５１・・・情報区域 ５３・・・検出器 ５４・・・比較回路 ６１・・・中間層 ６２・パ・中間層の表面 ６３・・・ホトレジスト層 （Ｙ）Ｓｔ ロ　　　　　　　ロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トラック状に配置した光学的に検出可能な同期エリ
   アを設けた光学記録キャリヤの情報層内に情報を書込み
   、読取る装置であって、第１ビームを形成する第１放射
   源と、サーボビームを形成する第２放射源と、これらの
   第１ビームとサーボビームとを前記情報層上に第１スポ
   ット及びサーボスポットとして焦点を結ばしめる対物レ
   ンズ系とを有する光学記録キャリヤに情報を書込みかつ
   読取る装置において、 記録キャリヤより到来するサーボビームの通路に放射線
   感応検出器を設け、その出力信号をサーボスポットによ
   る同期エリアの走査によって変調することを特徴とする
   光学記録キャリヤに情報を書込みかつ読取る装置。 ２、書込みビームを発生する第１放射線源と、サーボビ
   ームを発生する第２放射線源と、書込むべき情報に応じ
   て書込みビームの放射線強度を切換える手段と、書込み
   ビームおよび読取りビームを情報層の書込みスポットお
   よび読取りスポットに集束する対物レンズ系とを具えた
   記録キャリヤに情報を書込む装置において、 前記記録キャリヤから到来するサーボビームの通路に放
   射線検出器を配設し、該検出器の出力側にサーボスポッ
   トの局部接線方向速度を表す信号を発生させ、前記検出
   器の出力側を比較回路の第１入力側に接続し、比較回路
   の第２入力側に書込むべき情報が供給される速度に比例
   する基準信号を供給するようにしたことを特徴とする光
   学記録キャリヤに情報を書込む装置。 ３、同時に現われる書込みスポットおよびサーボスポッ
   トをサーボトラックの半径方向周期の１／２の距離だけ
   互にずらせるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の光学記録キャリヤ本体に情報を書込み装
   置。 ４、各々が書込みビームを発生する複数個の書込み放射
   線源を設け、書込みビームにより形成される書込みスポ
   ットを互に半径方向にずらせ、各書込みビームに対し、
   このビームにより書込むべき情報に応じ書込みビームの
   強度を切換える手段を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の光学記録キャリヤに情報を書込む装
   置。 ５、読取りビームを発生する放射線源と、読取りビーム
   を情報面に集束する対物レンズ系と、記録キャリヤから
   到来する読取りビームの通路内に設けられこの読取りビ
   ームを記憶された情報を表わす信号に変換する放射線感
   応検出器とを具えた光学記録キャリヤから情報を読取る
   装置において、 サーボビームを発生する放射線源を設け、 このサーボビームを前記対物レンズ系により情報層のサ
   ーボスポットに集束し、記録キャリヤから到来するサー
   ボビームの通路内に、サーボビームを、読取りスポット
   の局部接線方向速度および半径方向位置に関する情報を
   含む電気信号に変換する放射線感応検出器を配設したこ
   とを特徴とする記録キャリヤから情報を読取る装置。