JPH01125732A - 情報の記録再生方法および装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は光カード、光ディスク等の光学的情報記録媒体
を用い、情報を記録（書込み）または再生（読み出し）
する方法および装置に関し、特にトラッキング用のトラ
ックが設けられたカード状の光学的情報記録媒体即ち光
カードへの記録再生方法および装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来、この種の光学的情報記録媒体として、１回だけ記
録、多数回再生可能ないわゆる追記型（Ｗｒｉｔｅ　０
ｎｃｅ型）と称する光カードが知られている。この追記
型光カードにおいては、情報は記録情報に従って変調さ
れた光ビームをレンズで微小光スポットに絞り、この微
小光スポットを光カードの情報記録部に照射し、走査す
ることにより、光学的に検出可能なピット列（情報トラ
ック）として記録されていた。このピット列は情報の再
生に便ならしめるため、情報記録部に整然と、例えば直
線状に、かつ一定間隔に配列される必要があるので、従
来、追記型光カードには、そのための案内用トラックを
設けていた。

このような、上記追記型光カードでは、案内用トラック
は写真技術による露光、現像等の手段を用いて形成する
ためトラック自体の線幅をあまり細くできず、また、線
幅のばらつきも大きい。そこで、従来、追記型光カード
（以下光カードと略称する）としては、例えば第１２図
に示すように形成されていた。

第１２図では、光カード１に例えば光反射率を小さくし
た案内用トラック２を設け、この案内用トラック２に挟
まれた情報記録部３に情報を記録するように形成されて
おり、例えば、案内用トラック２の線幅は３μｍ、情報
記録部３の線幅は１７μｍ１従ってトラックピッチは２
０μｍ程度である。

第１３図は第１２図の一部を拡大した図で、情報ピット
４は情報記録部３の中心線５の上の１トラツク上に記録
され、情報トラック６（２本の点線にはさまれる部分）
を形成している。この場合、情報ピット４は大きさが例
えば直径５μｍ程度であり、光反射率が他の部分より小
さくなっている。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に、光カードは、既に現用されている磁気カード等
に比べ記録容量の大きいことが特徴として挙げられるが
、従来の第１３図に示すような記録方式ではこの特徴を
十分に活かしてはいない。

−殻内に、記録容量を大きくするためには、情報ピット
の大きさを小さくすればよいが、光カードの場合、写真
技術を用いることによるトラックピッチの寸法限界から
、情報ピットの微小化は記録容量の増加にあまり効果的
ではない。即ち、情報ピットを微小化しても情報記録部
３のうち情報記録部に使われない部分が極端に多く残っ
てしまうという欠点を有するためである。

本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
で、情報記録部に複数の情報トラックを形成して記録容
量を増加させた光カードの記録再生方法および装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のため、本発明では、案内用トラックを有
する光学的情報記録媒体の情報記録部に、情報の記録・
再生用光スポットと複数のトラッキング用光スポットを
照射し、前記記録・再生用光スポットと複数のトラッキ
ング用光スポットによる光学的情報記録媒体からの反射
ビームを受光素子に入射させ、該受光素子からの複数の
トラッキング用電気的出力のうちの２つを選出してトラ
ッキング制御信号とする情報の記録再生方法、および案
内用トラックを有する光学的情報記録媒体に対情報読み
出し用およびトラッキング用の少なくとも３つの光スポ
ットを照射する光源と、情報検出用受光素子と、 この情報検出用受光素子に対し所定の位置にある複数対
のトラック追従用受光素子と、このトラック追従用受光
素子が前記情報検出用受光素子に対して一方側と他方側
とに一対ずつ選択接続される切替え接続器と、 この切替え接続器の出力たる２倍号の差を求める回路と
をそなえ、 前記２倍号の差が零になるようにトラッキング制御を行
うようにした情報の記録再生装置を提供するものである
。

（作　用） 光学的情報記録媒体に情報記録・再生用およびトラッキ
ング用の複数の光スポットを前記光学的情報記録媒体に
照射する。そして、この光学的情報記録媒体の情報トラ
ックに情報を記録する。この光学的情報記録媒体には２
つの案内用トラック間に複数の情報トラックが形成され
、これら各トラックからの反射光はそれぞれ受光素子に
より検出され、その情報が再生される。

これら受光素子は１つの情報検出用素子と複数対のトラ
ック追従用素子とからなる。そしてトラック追従用素子
の一対を選択し、この選択した素子対からの信号を用い
てトラッキング制御を行う。

このようにトラッキング制御に用いる素子対を決めると
、これら素子対に対して予め定められた位置関係で配さ
れた情報検出用素子が読み出す情報記録トラックは自ず
と定まる。そして、トラック追従用素子の他の一対を選
べば、情報検出用素子は他の情報トラックから情報読み
出しを行うようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の情報の記録再生方式によ
れば、光カードに変更を加えることなく記録容量を数倍
に増やすことができる多大の効果がある。

（実施例） 第１図および第２図は本発明の適用により光カードに複
数の情報トラックを形成し、記録容量を増加させた具体
例を示す。

第１図では、情報記録部３に情報トラック６′および６
″の２つのトラックを形成し、記録容量を従来の１トラ
ツクの場合に比べ２倍に増加させている。また第２図で
は、情報記録部３に情報トラック６．６′および６′の
３つのトラックを形成し、記録容量を従来の３倍に増加
させている。

第３図は本発明方法を実施するのに用いる複数情報トラ
ックの記録・再生用光ヘッドの構成例を示す図である。

第３図においては、例えば半導体レーザ等の光源７から
放射された光ビーム８をコリメータレンズ９で平行ビー
ム１０に変換したのち回折格子１１に入射させ、０次お
よび±ｎ次（ｎは１．２．　３．・・・）の複数の透過
回折光を発生させる。

この複数の透過回折光すなわち複数ビーム１２はビーム
スプリッタ１３に入射させ、このビームスプリッタ１３
の半透膜１４（透過光と反射光の強度の比は１以外でも
よい）を透過した複数ビーム１５を集束レンズ１６で複
数の微小光スポット１７（以上光スポットと称する）に
集束し、光カード１の情報記録部３に照射する。この場
合、情報の記録には光源７を情報信号で変調した高出力
光を用い、情報の再生には連続低出力光を用いる。

光カード１からの複数反射ビームは、集束レンズ１６を
逆行してほぼ平行ビームとなり（フォーカシングの状況
により僅かに集束ビームまたは発散ビームになることが
ある）、ビームスプリッタ１３の半透膜１４で反射され
て右に向かい、受光レンズ１８で絞られ、シリンドリカ
ルレンズ１９を経て受光ダイオード２０に達する。受光
ダイオード２０からは情報信号、光スポット１７の集束
状況を示すフォーカシング信号および案内用トラック２
との光スポット１７の位置状況を示すトラッキング信号
が得られる。なお、受光レンズ１８は複数反射平行ビー
ムを絞るための光学素子、シリンドリカルレンズ１つは
非点収差を発生させ、フォーカシング制御信号を得るた
めの光学素子である。

第４図は光カード１の情報記録部３に照射される３つの
光スポット１７ａ、１７ｂおよび１７ｃを示す。光スポ
ット１７ａは回折格子１１の０次回折光によるものであ
り、光スポット１７ｂおよび１７ｃは回折格子１１の＋
１次回折光および一１次回折光によるものであって、図
において斜方向に位置がずらされているのは読み出しの
都合による。

光スポット１７ａは、情報を記録する場合、高光エネル
ギーで情報ピット４を形成し、情報を再生する場合は、
低光エネルギーで情報トラック６を走査し、光の反射率
の変化から情報ピット４を読み出す。

光スポット１７ｂおよび１７ｃは、トラッキング用のも
ので、光スポット１７ａに比し光エネルギーは小さく、
夫々案内用トラック２を一部照射している。光スポット
１７ａが情報トラック６を走査（光カードを移動しても
相対的には同じ）する場合、通常は機械的誤差等の原因
から光スポット１７ａが情報トラック６から脱線し、多
数の情報トラック６を横切ることとなり、情報の記録Φ
再生を不可能にするので、このような情報トラック６か
らの脱線を防止するためトラッキングサーボを施して光
スポット１７ａが情報トラック６を正しく追従走査する
ようにする。光スポット１７ａの中心が情報トラック６
の中心線からどちらかにずれると、光スポット１７ｂお
よび１７ｃも同じ方向に同じ値だけずれ、例えば第４図
で光スポット１７ａが矢印２１の方向に僅かにずれると
、光スポット１７ｂは、案内用トラック２を照射する部
分が増えるので反射光強度は減り、光スポット１７Ｃは
案内用トラック２を照射する部分が減るので反射光強度
は増える。

従って、第５図に示すように受光ダイオード２０を２０
ａ、２０ｂおよび２０ｃからなる６分割構成とし、光ス
ポット１７ｂおよび１７ｃによる反射ビームスポット２
２ｂおよび２２ｃを夫々受光ダイオード２０ｂおよび２
０ｃに入射させると、受光ダイオード２０ｂからの電気
的出力Ｅｂは減少し、受光ダイオード２０ｃからの電気
的出力Ｅｅは増加する。そこで、受光ダイオード２０ｂ
と２０ｃの出力の差Ｅｂ−Ｅｃを差動出力２５として取
り出し、Ｅｂ　−Ｅｅ　＝０即ち、差動出力２５が０と
なるように光スポット１７ａを制御すれば、光スポット
１７ａは常に情報トラック６の中心を追従走査させるこ
とができる。

なお、光スポット１７ａによる反射ビームスポット２２
ａは、４分割受光ダイオード２０ａに入射させ、情報信
号とフォーカシング制御信号を発生させる。

第６図は情報記録部３に情報トラック６′を記録・再生
する場合を示し、情報記録部３には回折格子１１のＯ次
回舌先による光スポット１７ａ１＋１次回折光による光
スポット１７ｂ１−２次回折光による光スポット１７ｅ
が照射されている。

なお、光スポット１７ｃなども照射されるが、この場合
の動作には直接関係がないので説明は省く。

受光ダイオード２０は第７図に示す８分割構成とし、光
スポット１７ｂおよび１７ｅによる反射ビームスポット
２２ｂおよび２２ｅを夫々受光ダイオード２０ｂおよび
２０ｅに入射させ、スイッチ２３および２４は端子■側
へ倒し、受光ダイオード２０ｂからの電気的出力Ｅｂと
受光ダイオード２０ｅからの電気的出力Ｅｅの出力の差
Ｅｂ−Ｅｅを差動出力２５として取り出し、Ｅｂ−Ｅｅ
−〇即ち差動出力が０となるように光スポット１７ａを
制御する。このように動作させることにより光スポット
１７ａを情報トラック６′に追従走査させることができ
る。

第８図は情報トラック６′を記録・再生する場合で、情
報記録部３には回折格子１１の０次回折光による光スポ
ット１７ａ、＋２次回折光による光スポット１７ｄ、−
１次回折光による光スポット１７ｃなどが照射されてい
る。

受光ダイオード２０はすでに第７図に示したとおりで、
光スポット１７ｄおよび１７ｃによる反射ビームスポッ
ト２２ｄおよび２２ｃを夫々受光ダイオード２０ｄおよ
び２０ｃに入射させ、スイッチ２３および２４は端子■
側へ倒し、受光ダイオード２０ｄからの電気的出力Ｅｄ
と受光ダイオード２０ｃからの電気的出力Ｅｃの出力の
差Ｅｄ−Ｅｃを差動出力２５として取り出し、Ｅｄ−Ｅ
ｃｍＯ即ち差動出力２５が０となるように光スポット１
７ａを制御すれば、光スポット１７ａを情報トラック６
′に追従走査させることができる。

第９図は情報記録部３に情報トラック６．６′および６
′の３つのトラックを記録・再生する場合を示す。第９
図では、前述の第６図および第８図のように夫々の場合
に分けて示さずに各場合を一括して示している。

第９図において、まず、情報記録部３に情報トラック６
を記録・再生する場合には、情報記録部３に回折格子１
１の０次回折光による光スポット１７ａ、＋２次回折光
による光スポット１７ｄ１−２次回折光による光スポッ
ト１７ｅなどを照射する。

受光ダイオード２０は第１０図に示す１０分割構成とし
、光スポット１７ｄおよび１７ｅによる反射ビームスポ
ット２２ｄおよび２２ｅを夫々受光ダイオード２０ｄお
よび２０ｅに入射させ、スイッチ２３および２４は端子
■側へ倒し、受光ダイオード２０ｄからの電気的出力を
Ｅｄ、受光ダイオード２０ｅからの電気的出力をＥｅと
するとき、Ｅｄ−Ｅｅ−０即ち差動出力２５が０となる
ように光スポット１７ａを制御する。このように動作さ
せることにより光スポット１７ａを情報トラック６に追
従走査させることができる。

次に、第９図における情報記録部３に情報トラック６′
を記録・再生する場合には、情報記録部３に回折格子１
１の０次回折光による光スポット１７ａ、＋１次回折光
による光スポット１７ｂ１−３次回折光による光スポッ
ト１７ｇなどを照射する。

第１０図における受光ダイオード２０には光スポット１
７ｂおよび１７ｇによる反射ビームスポット２２ｂおよ
び２２ｇを夫々受光ダイオード２０ｂおよび２０ｇに入
射させ、スイッチ２３および２４は端子■側へ倒し、受
光ダイオード２０ｂおよび２０ｇからの電気的出力をＥ
ｂおよびＥｇとするときＥｂ−Ｅｇ−０即ち差動出力２
５がＯとなるように光スポット１７ａを制御すれば、光
スポット１７ａを情報トラック６′に追従走査させるこ
とができる。

同様に、第９図における情報記録部３に情報トラック６
′を記録・再生する場合には、情報記録部３に回折格子
１１の０次回折光、＋３次回折光および一１次回折光に
よる光スポット１７ａ。

１７ｆおよび１７ｃなどを照射する。

第１０図における受光ダイオード２０には、光スポット
１７ｆおよび１７ｃによる反射ビームスポット２２ｆお
よび２２ｃを夫々受光ダイオード２Ｏｆおよび２０ｃに
入射させ、スイッチ２３および２４は端子■側へ倒し、
受光ダイオード２Ｏｆおよび２０ｃからの電気的出力を
ＥｆおよびＥｃとするとき、Ｅｆ−Ｅｃ−０即ち差動出
力２５がＯとなるように光スポット１７ａを制御すれば
、光スポット１７ａを情報トラック６′に追従走査させ
ることができる。

本発明では、２つのトラッキング用の光スポットは、情
報記録部３の端部を照射するとともに案内用トラック２
の一部を照射するものとして説明したが、これら２つの
トラッキング用の光スポットは隣接する情報記録部３を
照射するとともに案内用トラック２の一部を照射するよ
うに設定してもよい。即ち、例えば第６図の場合は、第
１１図に示すように設定してもよい。

第１１図では、光スポット１７ｂおよび１７ｅが情報ト
ラック６′および６″を含む情報記録部３側にはなく、
夫々隣接する情報記録部分３′側の端部にある。第１１
図の場合、第７図に示す受光ダイオード２０ｂからの電
気的出力Ｅｂと受光ダイオード２０ｅからの電気的出力
Ｅｅは、第６図の場合に比べ位相が逆相となるので、第
７図における差動出力２５の位相も逆相となり、差動出
力２５を増幅する増幅器は極性を反転して動作させる必
要がある。なお、トラッキング用光スポットの上述のよ
うな隣接する情報記録部３′側への照射設定は第８図、
第９図の場合にも同様に適用できる。

また、既述の説明では、トラッキング用光スポットは情
報用光スポット１７ａに最も近い案内用トラック２に一
部照射して動作させるとしたが、案内用トラック２とし
ては最も近い案内用トラックでなく、その隣の案内用ト
ラックでも、さらに隣の隣の案内用トラックでもよい。

以上説明したように、本発明によれば、情報記録部３に
回折格子１１の０次回舌先による光スポット１７ａおよ
び±２次までの回折光による光スポット１７ｂと１７ｅ
、１７ｄと１７ｃを用いて２つの情報トラックを、±３
次までの回折光による光スポット１７ｄと１７ｅ、１７
ｂと１７ｇ１１７ｆと１７ｃを用いて３つの情報トラッ
クを、さらに±４次以上の回折光による光スポットを用
いて４つ以上の情報トラックを記録・再生することがで
きる。

なお、情報記録部３に記録・再生する情報トラック６の
数を何トラックに選定するかは回折格子１１の設定角度
に依存する。即ち、情報トラック６のトラック数は、光
スポット１７ａ、１７ｂ。

１７ｃ等を結ぶ直線と案内用トラック２とのなす角度を
調整し、何次の回折光による光スポットを案内用トラッ
ク２に一部照射してトラッキング用として動作させるか
により決められる。

光スポット１７ａの記録・再生すべき情報トラックへの
引き込みは、スイッチ２３．２４の切替のみで自動的に
なされる。これは光スポット１７が情報記録部３を走査
すれば、機械的誤差等の原因により案内用トラック２を
横切ることになるので、この横切る瞬間に受光ダイオー
ド２０の２つの出力が等しくなり、この等しくなったと
ころを安定点としてトラッキングサーボが動作するから
である。さらに短時間に確実に引き込ませたい場合には
、光スポット１７を案内用トラック２の垂直方向に僅か
に掃引してやればよい。

光スポット１７のトラッキングにおいては、通常、集束
レンズ１６を光カード１における案内用トラック２の垂
直方向に電磁力で駆動する場合が多く、本発明の適用に
際してもこの方法を応用すればよい。

従ってトラッキングサーボを形成するためには、第５図
、第７図および第１０図における差動出力２５を適宜増
幅し、その出力をトラッキング駆動系の集束レンズ駆動
コイルに負帰還ループを形成する極性で印加すればよい
。なお、上述の光スポット１７ａの短時間引き込みの場
合の光スポット１７の掃引も、掃引信号を集束レンズ駆
動コイルに印加することにより達せられる。

第３図に示す光ヘッドの構成は、−例を示すものである
から、本発明の適用が第３図の構成に限定されるもので
ないことはいうまでもない。

第３図におけるビームスプリッタ１３を、例えば偏光プ
リズムと１７４波長板の組合わせに変更したり、コリメ
ータレンズ９の設置場所をビームスプリッタ１３と集束
レンズ１６の間に変えるなどのように、光学素子の種類
や設置場所を変更してもよいし、フォーカシング制御信
号の取り出しに非点収差法以外の方法を使ってもよい。

回折格子１１は、通常、位相格子を使い透過光損失の減
少をはかるよう配慮するが、振幅と位相の関係を適当に
選び、０次回舌先強度は強く、０次以外の回折光強度は
弱く（例えば０次回舌先の数分の１）し、かつ使用する
０次以外の回折光は互いに強度がほぼ等しくなるように
設定することが望ましい。

受光ダイオード２０は、情報トラック６の数によって素
子の分割数が異なる。フォーカシングに非点収差法を使
う場合、受光ダイオード２０は情報トラック６が１つの
とき６分割、２つのとき８分割、３つのとき１０分割と
いう具合に、情報トラック６が１つ増すごとに分割数が
２つずつ増す関係にある。スイッチ２３および２４は連
動でよく、情報トラック６の数だけ切替端子数を必要と
する。機械的スイッチ、電子的スイッチのいずれでも適
用可能なことはいうまでもない。

本発明の詳細な説明では、光学的情報記録媒体として追
記型光カードを例に挙げて詳説してきたが、本発明は追
記型光カードに限定されることなく、消去Φ再記録型（
ＥｒａＳａｂｌｅ型）光カード等に対しても実施でき、
さらにまた、光ディスク等に対しても実施可能なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用により情報記録部に２つの情報ト
ラックを形成した図、第２図は同じく３つの情報トラッ
クを形成した図、第３図は本発明を適用した複数情報ト
ラックの記録・再生用光ヘッドの構成例を示す図、第４
図は情報記録部に照射させる３つの光スポットを示す図
、第５図は６分割受光ダイオード構成と３つの反射ビー
ムスポットおよび２つの受光ダイオード出力の合成を示
す図、第６図乃至第１１図は本発明の詳細な説明するた
めの図で、第６図は情報記録部に４つの光スポットが照
射される図、第７図は８分割受光ダイオード構成と５つ
の反射ビームスポットおよび２つの受光ダイオード出力
の合成を示す図、第８図は情報記録部に第６図とは一部
異なる４つの光スポットが照射される場合の図、第９図
は情報記録部に５つの光スポットが照射される３例を示
す図、第１０図は１０分割受光ダイオード構成と７つの
反射ビームスポットおよび２つの受光ダイオード出力の
合成を示す図、第１１図は第６図における４つの光スポ
ットの照射位置を変更した場合の図、第１２図は光カー
ドに形成された案内用トラックと情報記録部を示す図、
第１３図は案内用トラックと情報記録部および情報ピッ
ト列（情報トラック）を示す図である。 １・・・光カード、２・・・案内用トラック、３・・・
情報記録部、４・・・情報ビット、５・・・中心線、６
・・・情報トラック、７・・・光源、８・・・光ビーム
、９・・・コリメータレンズ、１０・・・平行ビーム、
１１・・・回折格子、１２．１５・・・複数ビーム、１
３・・・ビームスプリッタ、１４・・・半透膜、１６・
・・集束レンズ、１７・・・微小光スポット、１８・・
・受光レンズ、１９・・・シリンドリカルレンズ、２０
・・・受光ダイオード、２２・・・反射ビームスポット
、２３．２４・・・スイッチ、２５・・・差動出力。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 実１１図 第１２図 第１３図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、案内用トラックを有する光学的情報記録媒体の情報
   記録部に、情報の記録・再生用光スポットと複数のトラ
   ッキング用光スポットを照射し、前記記録・再生用光ス
   ポットと複数のトラッキング用光スポットによる光学的
   情報記録媒体からの反射ビームを受光素子に入射させ、
   該受光素子からの複数のトラッキング用電気的出力のう
   ちの２つを選出してトラッキング制御信号とする情報の
   記録再生方法。 ２、反射ビームは、複数分割の受光素子に入射させたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録再生方
   法。 ３、反射ビームは、集束レンズ、半透膜、シリンドリカ
   ルレンズを経て受光素子に入射させたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の記録再生方法
   。 ４、受光部からのトラッキング用電気的出力は、切替え
   接続器により読み出すようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の記録再生方法。 ５、案内用トラックを有する光学的情報記録媒体に対し
   情報読み出し用およびトラッキング用の少なくとも３つ
   の光スポットを照射する光源と、情報検出用受光素子と
   、 この情報検出用受光素子に対し所定の位置にある複数対
   のトラック追従用受光素子と、 このトラック追従用受光素子が前記情報検出用受光素子
   に対して一方側と他方側とに一対ずつ選択接続される切
   替え接続器と、 この切替え接続器の出力たる２信号の差を求める回路と
   をそなえ、 前記２信号の差が零になるようにトラッキング制御を行
   うようにした情報の記録再生装置。 ６、前記情報検出用受光素子は４分割構成である特許請
   求の範囲第５項記載の情報の記録再生装置。 ７、前記切替え接続器は一対のスイッチである特許請求
   の範囲第５項記載の情報の記録再生装置。