JPS63104225A - 光記録媒体のトラツキング方式 - Google Patents

光記録媒体のトラツキング方式

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JPS63104225A
JPS63104225A JP61250248A JP25024886A JPS63104225A JP S63104225 A JPS63104225 A JP S63104225A JP 61250248 A JP61250248 A JP 61250248A JP 25024886 A JP25024886 A JP 25024886A JP S63104225 A JPS63104225 A JP S63104225A
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signal
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tracking
track
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Hidefumi Suzuki
鈴木 秀文
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    • 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
    • G11B7/08Disposition 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
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    • G11INFORMATION STORAGE
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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
    • G11B7/0938Disposition 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 servo format, e.g. guide tracks, pilot signals

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、一定の光学的パターンからなるクロックビッ
トを列設したクロックトラックにより挟まれる領域に、
データトラックを設定してなる光記録媒体におけるトラ
ッキング方式に関する。
[従来の技術] 近年、データ記録面に、明暗のビット等の光学凶変化パ
ターンを形成して、ディジタルデータを記録する光記録
媒体が注目されている。この光記録媒体は、微小面積に
高密度でデータを記録できるため、大容量のメモリを実
現することができる。そのため、ディスクに限らず、磁
気カードのようなカード型メモリも考えられている。
ところで、光記録媒体では、データの読み書きにおいて
、精度よく位置決めを行なう必要がある。即ち、トラッ
キングと書込/読取タイミングとを正確に設定できるこ
とが必要である。
そのため、従来は、データトラックに平行して帯状のト
ラッキングラインを設け、このトラキングラインの福方
向の光学ヘッドの相対変位を検出して、トラッキングエ
ラー信号を取出して、サーボ系によりトラッキングを行
なっていた。
また、書込/読取タイミングの設定は、従来、クロック
ビットを配列したクロックトラックを上記トラキングラ
インと平行に設け、この′クロックトラックのクロック
ビットを専用の検出器で検出してクロック信号を得て、
これから書込/読取タイミングを取出す方式と、書込む
信号自身にクロック信号を含ませてデータを書込む方式
、例えば、FMエンコーディングによる方式とがあった
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記トラキングラインと、クロックトラ
ックとをそれぞれ設ける方式では、データの記録容量が
少なくなるという欠点がある。これは、カード型の光記
録媒体のように、面積の小さい媒体では、特に顕著に影
響する問題である。
一方、FMエンコーディングのように、信号自身にクロ
ックを含ませる方式では、送信側の回路および受信側の
回路の双方が複雑になり、書込装置および読取装置が高
価になり、この種のシステムの普及を図る上に大きな障
害となる。
本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたもので、
クロックトラックを追尾しつつ光学ヘッドを相対移動し
てトラッキングを行ない、同時に、クロック信号を取り
出して、書込/読取タイミングの設定を行なうことがで
きて、信号自身にクロックを含ませることなく、かつ、
記録容量を減少することなくトラッキングとクロックタ
イミングをとることができる、光記録媒体のトラッキン
グ方式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、一定の光学的パターンからなるクロックビッ
トを列設したクロックトラックと、データトラックとを
配設した光記録媒体におけるトラッキング方式であって
、 データの読み書きを行なうべきデータトラックを挟む一
対のグロックトラックに、光学ヘッド側から一対のクロ
ックビットに対応して一対の光ビームを、検出信号に位
相差を生ずるようビームの位置を互いに相対移動方向に
変位させた状態で照射して、クロックトラックからの当
該一対の光ビームによる反射光を検出し、 該検出信号から両者の差信号を求め、該差信号からトラ
ッキングエラー信号を抽出すると共に、該差信号のゼロ
クロス点を検出してクロック信号を取出すことを特徴と
する。
上記一対の光ビームの相対移動方向の変位は、例えば、
上記一対のクロックビットを結ぶ線に対し一対の光ビー
ムを結ぶ線を角度をもたせた状態で照射することにより
、検出信号に位相差を生ずるようにすることができる。
また、トラッキングは、例えば、上記一対の光ビームを
照射された一対のクロックビットからの反射光の光量の
差を求め、差が0となるよう、光学ヘッドと光記録媒体
との相対位置関係を調整してトラッキングエラーを修正
するすることにより行なう。
[作用] 上記構成において、本発明は、一定の光学的パターンか
らなるクロックビットを列設したクロックトラックによ
り挟まれる領域にデータトラックを設定した光記録媒体
において、データの読み書きを行なうべきデータトラッ
クを挟む一対のクロックトラックに、光学ヘッド側から
一対のクロックビットに対応して一対の光ビーム奢照射
して、グロックトラックからの尚該一対の光ビームによ
る反射光を検出するので、一対の各ビームの各々につい
て、クロックビットの有無の鰻返に対応する波形の信号
が得られる。この場合、検出信号に位相差を生ずるよう
ビームの位置を互いに相対移動方向に変位させた状態で
照射するので、上記得られる波形は、互いに位相が変位
した状態にある。
上記のようにして得られた検出信号を、例えば、差動増
幅して、両者の差信号を求める。そして、この差信号か
らトラッキングエラー信号を抽出する。
トラッキングエラー信号の抽出は、差信号が、周期的に
配列される不連続なりロックビットからの信号であるた
め、これに基づく周期的信号成分が含まれので、これを
除くためである。抽出には種々の方法があるが、例えば
、バンドパスフィルタにより、差信号から平均的なレベ
ル変動成分を取出し、これをトラッキングエラー信号と
している。
ところで、トラッキングエラーがOの状態でも、一対の
光ビームの反射光から得られる検出信号に位相差がある
ため、差信号は必ずしもOとはならず、0を中心として
上下に変動する。ここで、差信号がOとなるのは、一対
の光ビームが一対のクロックビットを照射している場合
には、一対の光ビームの各反射光の光量が一致するとき
であり、これは1回だけであるから、この状態を検出す
ることによりクロックを取り出すことができる。即ち、
一対の光ビームが一対のりけツクビットを照射している
ことと、差信号のゼロクロス点を検出すればよい。
この状態を検出する手段としては、例えば、位相が進ん
でいる光ビームがクロックビー2トを照射し始めてから
一定時間内における、差信号のゼロクロス点を検出すれ
ばよい。また、位相が遅れている光ビームがクロックビ
ットを照射し始めてから、位相が進んでいる光ビームが
クロックビットを照射し終わるまでの間における、差信
号のゼロクロス点を検出すればよい。
このようにして、本発明では、グロックトラックを追尾
しつつ光学ヘッドを相対移動してトラッキングを行ない
、同時に、クロック信号を取り出して、書込/読取タイ
ミングの設定を行なうことができる。
[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。
〈実施例の構成〉 第1図に本発明の一実施例の構成を示す、同図は、本発
明が適用される光記録媒体のデータ記録部分の一部を拡
大して示す0本実施例では、データがX−Y方向に展開
される形式の媒体であるカード型の記録媒体に適用した
例を示す。もっとも、他の形態の記録媒体でも適用可能
である。
第1図に示すように、本実施例の適用される光記録媒体
は、一定の光学的パターンからなるクロックビットCB
を列設したクロックトラ−2りCTにより挟まれる領域
にデータトラックDTを設定し、クロックトラックCT
を追尾しつつ光学へ一2ドを相対移動して、データトラ
ックIITにデータの読み書きを行なう形式となってい
る。
クロックピッ)C13は、円形等の種々の形態とするこ
とができるが、本実施例では、正方形のマークとして形
成しである。大きさは、その−辺が、後述する光ビーム
の直径とほぼ等しくなるよう設定しである。クロックビ
ットCBの間隔は、適宜設定することができる0本実施
例の場合、正方形のマークの一辺よりやや長く設定しで
ある。もっとも、正方形のマークの一辺より等しいか、
やや短めにも形成することができきる。
また、クロックピッ)CBは、他の部分に比べて反射率
が低くなるようにしてマークを形成しである。勿論、反
射率を高くするように設定してもよい、このクロックピ
ッ)CBは、光記録媒体を形成する際に、印刷その他の
手段により、形成しておく。
データトラックDTには、データビットnBが書込まれ
る。このデータビットDBは、上記クロックピッ)CB
の位置に対応して、即ち、同期してと込まれている。デ
ータピッ)IIBの形状は、データの工ンコーディング
の方法によっても異なるが、本実施例では、1ビツトを
円で表わし、2ビツト以上を、この円をトラック方向に
引伸したような形態としている。また、データビットD
Bは、他の部分に比べて反射率が低くなるようにしてマ
ークを形成しである。勿論、反射率を高くするように設
定してもよい。
本実施例は、上記のように構成される光記録媒体におい
て、クロックトラックCTを追尾しつつ光学ヘッドHを
相対移動して、データトラックDTにデータの読み書き
を行なう。
即ち、データの読み書きを行なうべきデータトラックD
Tを挟む一対のクロックトラックCTに、光学へラドH
側から一対のクロックピットCBに対応して一対の光ビ
ームB1およびB3を、検出信号に位相差を生ずるよう
ビームの位置を互いに相対移動方向に変位させた状態で
照射する。そして、クロックトラ720丁からの当該一
対の光ビームB1およびB3による反射光を検出し、該
検出信号から両者の差信号を求め、該差信号からバンド
パスフィルタによりトラッキングエラー信号を抽出し、
一方、上記変位の設定で定まる向きで差信号が変化する
ときにおけるゼロクロス点を検出してクロック信号を取
出す。
本実施例において使用する光学へラドHは、3本の光ビ
ームBl、B2およびB3を使用する。
これらの光ビームBl、B2およびB3は、データトラ
ックDT上に光ビームB2を配置し、光ビームB1およ
びB3は、読み書きを行なうべきデータトラック0丁を
挟むクロックトラックCT上に位置するよう配置される
光ビームB1およびB3は、検出信号に位相差を生ずる
ようビームの位置を互いに相対移動方向に変位させた状
態で照射するように配置する。本実施例では、上記一対
の光ビームBlおよびB3を、一対のクロックビットを
結ぶ線に対し角度θ傾けた状態で照射するようにして、
ビームの位置を互いに相対移動方向に変位させである。
これら光ビームB1.B2およびB3は、第1図に示す
光学系により形成される。即ち、この光学系は、半導体
レーザー等の光源6と、該光源6から放射される光を平
行光とするコリメートレンズ7と、光ビームを複数本(
本実施例では3本)のビームに分ける回折格子8と、透
過光と反射光とを分離するビームスプリッタ9と、光記
録媒1体への入射光と反射光の偏光面を直交させる四分
の一波長板10と、対物レンズ11と、光記録媒体1か
らの反射光を光電検出器P上に結像させる接眼レンズ1
2と、と記接眼レンズ12への光ビームの一部を分離す
る分岐器13と分岐された光ビームによりフォーカシン
グを行なうオートフォーカス装置14とを有して構成さ
れる。
光電検出器Pは、例えば、同一基板上に形成された3個
のPINフォトダイオードからなり、読取用P2と、そ
の両側にトラッキング用PI、P3とが配置されている
。読取用光電検出器P2は、図示しない読取回路に接続
される。トラッキング用光電検出器PI、P3は、その
出力を、後述する第3図に示す回路に接続される。なお
、この他に、オートフォーカス装置14に、フォーカシ
ング用の検出器(図示せず)がある。
上記光学系は、書込および読取の両者に兼用することが
できる。書込の際には、光源6の出力エネルギを大きく
することにより、光ビームB2の照射部分を物理的また
は化学的に変化させて、光学的変化を起こさせ、データ
を書込む。一方、読取の際には、出力エネルギを小さく
して、光ビームB2の照射部分を物理的または化学的に
変化させることなく、光スポットを形成して、当該照射
部分に予め形成してあった光学的変化を反射光の情報と
する。
なお、光ビームB2に対するB1およびB3の強度は、
1710以下であるから、書込時でも、光ビームBlお
よびB3による照射部分の物理的または化学的変化は無
視することができる。
上記トラッキングとクロックとは、第3図に示すトラッ
キング信号・クロック信号形成回路により行なう。
第3図に示すトラッキング信号やクロック信号形成回路
は、光電検出器Pのトランキング用光電検出器PI、P
3の出力を増幅する増幅器15.16と、これらの出力
を差動増幅して差信号を算出する差動増幅器17と、該
差信号から不要な周波数成分を除去してトラッキングエ
ラー信号を取出すパントンパスフィルタ18と、上記差
信号からクロック信号を取出すクロック信号取出し回路
19とを備えて構成される。
上記クロック信号取出し回路19は、第4図に示すよう
に、差信号からゼロクロス点を検出するゼロクロス点検
出手段20と、ゼロクロス点検出信号をトリガとしてク
ロックパルスを形成するワンショットマルチバイブレー
タ21と、上記トラッキング用光電検出器PIから出力
される波形信号からゲート信号を形成するシュミット回
路22と、上記ワンショットマルチバイブレータ21か
ら出力されるクロックパルスとシュミット回路22から
出力されるゲート信号との論理稙をとるアンドゲート回
路23とを備えて構成される。
〈実施例の作用〉 上記のように構成される本実施例の作用につl、)てデ
ータの書込を行なう場合を例として説明する。
先ず、光学ヘッドHを、光記録媒体のデータを書込むべ
きデータトラックDTの位置に置く、即ち、光ビームB
lおよびB3を、書込むべきデータトラックDTの両側
にあるクロックトラック0丁上に位置するように設定す
る。このようにして、光学へラドHをデータトラックD
T方向に移動させる。
光ビームBlおよびB3は、光ビームB2と共に、上述
した光学系にて形成される。第1図に示すように、クロ
ックトラックCT上を照射した光ビームは、ここで反射
され、反射光が、対物レンズ11、四分の一波長板lO
、ビームスプリッタ9および接限レンズ12を経て、光
電検出器Pのトラッキング用光電検出器P1.P3に入
射する。
光電検出器PI、P3に入射した反射光は、その光量に
応じた光電流出力となる。即ち、反射光は、そのビーム
の像中に反射率の低いクロックマークを含む割合が高い
ほど、その反射面の輝度が低くなるため、光量が少なく
なる。像中に反射率の低いクロックマークを含む割合は
、光学ヘッドの移動に伴なって変化する。即ち、光量が
、光学ヘッドの移動に伴なって増減変化し、変化の軌跡
がパルス状となる。しかも、連設されている各グロック
ビットにおいて同様に変化するので、このパルス状変化
は周期的に表われる。したがって、光電検出器PI、P
3の出力は、第5図において、B1.B3 ビーム波形
として示すような波形として表われる。
このB1.B3ビーム検出信号の波形は、ビームの位置
を互いに相対移動方向に変位させた状態で照射しである
ため、位相がずれている。即ち、B1ビーム検出信号の
位相がB3ビーム検出信号の位相に比べて進んでいる。
光電検出器PI、P3の出力は、増幅器15.16で各
々増幅され、差動増幅器17に入力され、差信号として
出力される。この差信号は、バンドパスフィルタ18と
クロック信号取出回路19とに送られる。
バンドパスフィルタ18では、トラッキングエラー信号
を抽出する。本実施例では、Bl、B3ビーム検出信号
のパルス波形が不連続であること等のため、他の周波数
成分を含むことになるので、トラッキングエラーによる
周波数成分のみ取出す、このトラッキングエラー信号は
、トラッキングの偏差に応じて上下に変動する。この偏
差を打ち消すよう制御することにより、正常なトラッキ
ング状態を維持する。即ち、トラッキングエラー信号を
サーボ系のサーボ信号として使用する。
一方、クロック信号取出回路19では、シュミット回路
22においてB1ビーム検出信号からゲート信号を形成
する。このゲート信号は、B1ビーム検出信号の立上り
から立下りに対応して出力される。
また、ゼロクロス点検出回路20にて上記差信号のゼロ
クロス点を検出する。このゼロクロス点検出出力により
、ワンショットマルチバイブレータ21がトリガされ、
クロックパルスを出力する。
ここで、ゼロクロス点は、差信号の立下りと立上りの両
者において生ずる。しかし、本実施例では、第1図に示
すように、B1ビームが最低輝度から最高輝度の状態に
移行する中間位置にあり、一方、B3ビームが最高輝度
の状態から最低輝度の状態に移行する中間位置にあると
き、両者の平均輝度が等しくなり、かつ、B2ビームが
、対応する一対のクロックピットと一直線に並ぶ位置に
あるので、この位置をクロックの基準とする。
そこで、アンドゲート回路23において、このワンショ
ットマルチバイブレータ21からのクロックパルスと、
上記シュミット回路22からのゲート信号との論理積を
とることにより、この位置のみを基準としてクロック信
号を出力する。
このクロック信号を基準として、光学系によりデータの
書込が行なわれる。即ち、クロック信号が出力されると
、図示しない制御回路は、光学系の光源6の出力を大き
くする。これにより、対物レンズ11から射出されるB
2ビームは、その強い光エネルギにより、記録媒体の表
面を溶融して、ピット5を形成する。このピット5は反
射率が低くなるため、データビットl1lBとして機能
する。
一方、読取の場合には、トラッキングとクロックの形成
については、上記書込の場合と全く同様である。読取は
、B2ビームの反射光を、ビームスプリッタ9で分離し
て、光電検出器P2で受けると共に、分岐器13により
、この反射光の一部を十−トフォーカス装置14にて受
け、フォーカシング調整を行なう。
光電検出器P2では、上記クロック信号をサンプリング
信号として、その時のB2ビームの反射光の光量、即ち
、データトラックDTにおけるB2ビームの反射面輝度
を検出する。そして、その光電出力の大小により、図示
しない読取装置において、当該位置にデータピッ)II
Bが形成されているか否かを判定し、ディジタルデータ
の各二値符号を読み取る。
本実施例では、このようにして、トラッキングと、クロ
ック信号取出しとをクロー、クトラックを使用して実現
している。即ち、従来のように、トラッキングラインと
クロックトラックとを二乗に形成することなく、トラッ
キングと、クロック信号取出しとを実現している。また
、クロック信号が得られるため、データの書込および読
取のいずれにおいても、データ自身にクロック信号を付
加する必要はない。そのため、書込/読取装置における
クロック関係の回路構成が複雑になることがない。
[発明の効果] 以北説明したように本発明は、クロックトラックを追尾
しつつ光学ヘッドを相対移動してトラッキングを行ない
、同時に、クロッグ信号を取り出して、書込/読取タイ
ミングの設定を行なうことができて、信号自身にクロッ
クを含ませることなく、かつ、記録容量を減少すること
なくトラッキングとクロックタイミングをとることがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明トラッキング方式の一実施例の構成を示
すために光記録媒体の要部を拡大して示す要部拡大平面
図、第2図は本実施例の読み書きに使用する光学系の一
例を示す光路図、第3図は本実施例においてトラッキン
グエラー信号とクロック信号取出を行なう回路の構成の
一例を示すブロック図、第4図は上記回路におけるクロ
ック信号取出回路の構成を示すブロック図、第5図は本
実施例の作用を説明するための波形図である。 CB・・・クロックビット  CT・・・クロックトラ
ッ々IIB・・・データビット   DT・・・データ
トラック6・・・光源       7・・・コリメー
トレンズ8・・・回折格子     9・・・ビームス
プリッタ10・・・四分の一波長板  11・・・対物
レンズ12・・・接限レンズ    13・・・分岐器
14・・・オートフォーカス装置 B+、B2.B3・・・光ビーム P (P+ 、P2 、P3)・・・光電検出器出願人
 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図 (、。 第2図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定の光学的パターンからなるクロックビットを
    列設したクロックトラックと、データトラックとを配設
    した光記録媒体におけるトラッキング方式であつて、 データの読み書きを行なうべきデータトラックを挟む一
    対のクロックトラックに、光学ヘッド側から一対のクロ
    ックビットに対応して一対の光ビームを、検出信号に位
    相差を生ずるようビームの位置を互いに相対移動方向に
    変位させた状態で照射して、クロックトラックからの当
    該一対の光ビームによる反射光を検出し、 該検出信号から両者の差信号を求め、該差信号からトラ
    ッキングエラー信号を抽出すると共に、該差信号のゼロ
    クロス点を検出してクロック信号を取出すことを特徴と
    する光記録媒体のトラッキング方式。
  2. (2)上記一対の光ビームを、上記一対のクロックビッ
    トを結ぶ線に対し角度をもたせた状態で照射することに
    より、検出信号に位相差を生ずるようビームの位置を互
    いに相対移動方向に変位させた特許請求の範囲第1項記
    載の光記録媒体のトラッキング方式。
  3. (3)上記一対の光ビームを照射された一対のクロック
    ビットからの反射光の光量の差を求め、差が0となるよ
    う、光学ヘッドと光記録媒体との相対位置関係を調整し
    てトラッキングエラーを修正することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の光記録媒体のトラッキング方式
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