JPS63141791A - 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、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
設定してなる光記録媒体に関する。

［従来の技術〕 近年、データ記録面に、明暗のピット等の光学的変化パ
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、データの読み占きにおいて
、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幅方
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ッキング
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、上記トラッキングラインと、クロックト
ラックとをそれぞれに設ける方式では、データの記録容
量が少なくなるという欠点があった。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
著に影響する問題となる。

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
Ｓ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ように構成した光記録媒体
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、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いて、一定のピッチでクロック
ビットを列設したクロックトラックを、互いに隣接する
トラックのクロックビットが、トラック長手方向に相互
に変位して並設されるように配置することを特徴とする
。

上記クロックビットの配置は、種々の態様が考えられる
が、好ましくは、互いに隣接するトラックのクロックビ
ットが１７２ピッチずつ変位して並設されるように行な
う。

また、上記クロックトラックは、各クロックビットのト
ラック方向の長さと、各クロックビット間の間隙の長さ
とを、種々の態様に設定してクロックビットを列設して
設けることができるが、好ましくは、各クロックビット
のトラック方向の長さと、各クロックビット間の間隙の
長さとを等しく設定する。この場合、クロックトラック
を正方形状に形成すれば、さらに好ましい。

［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
各々に光ビームを照射して、各クロックトラックからの
当該光ビームによる反射光を検出し、各ビームの各々に
ついて、クロックビットの有無の繰返に対応する波形の
信号を得る。この場合、２本のクロックトラックは、互
いにクロックビットが長手方向に相対的に変位した状態
で配置されているので、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るので、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、／ヘッドバスフィルタにより、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、各光ビ
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、２木の光
ビームが共に対応するクロックビットを照射している場
合には、両方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
、２木の光ビームが各々対応するクロックビットを照射
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、２本の光ビ
ームの内、先にクロックビットを照射し始めた光ビーム
について、照射開始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、２本の光ビーム
の内、後からクロックビットを照射し始めた光ビームに
ついて、当該光ビームがクロックビットを照射し始めて
から、上記した先にクロックビットを照射し始めた光ビ
ームが該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、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図に本発明光記録媒体の一実施例の構成を示す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（Ｊを列設した
クロックトラックＧＴにより挟まれる領域にデーメト９
フ２０丁を設定し、クロックトラックＣＴを追尾しつつ
光学ヘッドを相対移動して、データトラックＤＴにデー
タの読み書きを行なう形式となっている。また、一定の
ピッチでクロックビットＣＢを列設したクロックトラッ
クＣＴを、互いに隣接するクロックトラックＣＴのクロ
ックピッ）ＣＢが、トラック長手方向に相互に変位して
並設されるように配置しである。

クロックピッ）ＣＢ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。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。もつとも、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る。

また、クロックビット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、データピッ）ＤＢ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、同期して書込まれている。デ
ータピッ）ＩＩＨの形状は、データのエンコーディング
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、データピッ）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。

〈実施例の作用〉 上記のように構成される本実施例の光記録媒体は、クロ
ックトラックＣＴを追尾しつつ光学へラド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２木のクロックトラックＣＴに、光学へラドＨ
側から該各クロックトラックに対応して一対の光ビーム
Ｂ１およびＢ３を照射する。そして、クロックトラック
ＣＴ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、例
えば、バンドパスフィルタにより該差信号からトラッキ
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
検出してクロー２り信号を取出す。

本実施例において使用する光学へラドＨは、３木の光ビ
ームＢｌ、Ｂ？およびＢ３を使用する。

これらの光ビームＢｌ、Ｂ２およびＢ３は、本実施例の
場合、−直線上に並んで設けられ、データトラックＤＴ
上に光ビームＢ２を配置し、光ビームＢｌおよびＢ３は
、読み書きを行なうべきデータトラツタＤＴ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。

これらの光ビームＢ１．Ｂ２およびＢ３は、第２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ｌ
からの反射光を光電検出器Ｐ上に結像させる接限レンズ
１２と、上記接眼レンズ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、Ｂ３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、裏該照射
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Ｂｌ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Ｂ１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会クロック信号形成回路
は、光電検出器Ｐのトラッ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バンドパスフィルタ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】９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ゴ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Ｐ１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パイプレーク２Ｉ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積をとるアンドゲート回
路２３とを備えて構成される。

上記のように構成される本実施例の作用について、デー
タの書込を行なう場合を例としてさらに詳細に説明する
。

先ず、光学へラド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
１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ＣＴ上に位置するように設定す
る。このようにして、光学ヘッドＨをデータトラックＤ
Ｔ方向に移動させる。

光ビームＢ１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１０
．ビームスプリッタ９および接眼レンズ１２を経て、光
電検出器Ｐのトラッキング用光電検出器ＰＩ、Ｐ３に入
射する。

光電検出器Ｐ１．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、連設されている各クロック
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、Ｂｌ、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Ｂｌ、Ｂ３ビーム検出信号の波形は、対応するクロ
ックトラックのクロックビットがその位置を互いに相対
移動方向に変位させた状態で配置されているため、位相
がずれている。従って５Ｂ１ビ一ム検出信号の位相が８
３ビ一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Ｉ８と
クロック信号取出回路１９とに送られる。

バントハスフィルタ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、クロック信号取出口路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
、フ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１一方、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、両者の乎均輝度が等しくなるので、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＋１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。このビット５は反
射率が低くなるため、データビットＤＢ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オートフォーカス装置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）ＤＢ
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ッ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重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］ 以上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の構成を示すため
に要部を拡大して示す要部拡大平面図。 第２図は本実施例の光記録媒体について読み書きを行な
う際に使用する光学系の一例を示す光路図、第３図は本
実施例の光記録媒体においてトラッキングを行なう際に
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
。

Claims (4)

【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いて、 一定のピッチでクロックビットを列設したクロックトラ
   ックを、互いに隣接するトラックのクロックビットが、
   トラック長手方向に相互に変位して並設されるように配
   置することを特徴とする光記録媒体。
2. （２）互いに隣接するトラックのクロックビットが１／
   ２ピッチずつ変位して並設されるように配置した特許請
   求の範囲第１項記載の光記録媒体。
3. （３）クロックトラックを、各クロックビットのトラッ
   ク方向の長さと、各クロックビット間の間隙の長さとを
   等しく設定して、クロックビットを列設して設けた特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の光記録媒体。
4. （４）クロックトラックを正方形状に形成した特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の光記録媒体。