JPH0338659B2

JPH0338659B2 -

Info

Publication number: JPH0338659B2
Application number: JP29481886A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Kamyanagi; Kazuo Shigematsu; Takeshi Maeda; Toshio Sugyama; Ryuichi Koike; Seiji Yonezawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1991-06-11
Also published as: JPS62157333A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は情報記録再生装置、特に光デイスクに
記録された情報溝（トラツクと称す）の再生ピツ
クアツプによる追従（トラツキングと称す）に関
する装置である。

光デイスクとは感光体薄膜を表面に被着した円
板であり、記録情報信号でオンオフ変調された収
束レーザ光スポツトでピツト状の感光域（ピツト
と称す）を形成して記録する。再生はピツトの有
無を微小電極により静電的に検出したり、収束レ
ーザスポツトの反射光強度変化から検出したりす
る。

トラツクはラセン状あるいは同心円状に形成さ
れるが、光デイスクの取り換えなどにより再生時
には光デイスクの回転中心に対して100μｍ程度
のトラツク偏心が生ずる。再生時にはピツクアツ
プで正確にこのトラツクを追跡しなければならな
い。このトラツキングはガルバノミラー等で光ス
ポツトを光デイスクの径方向に走査して行われる
が、そのためには、光スポツトとトラツクのずれ
量とずれの方向とを示す信号（誤差信号と称す）
を形成する必要がある。

従来このずれ方向を検出する一方法として、ト
ラツクを蛇行（以後これをプレウオブリングと称
す）させて記録する方法がとられている。このプ
レウオブリングは記録用光スポツトをトラツク垂
直方向に微小振動させることによりなされる。こ
のトラツクを光スポツトが通る時、反射光はその
蛇行に応じて強度変調を受ける。光スポツトのず
れ方向がトラツクの右か左かでその変調の位相は
180゜異なるのでこの変調信号を同期検波すればず
れ方向が弁別できる。

従来のプレウオブリングされたトラツクの一例
を第１図に示す。この例ではトラツク１は同期信
号２の周期に合わせて、左右に矩形波状にプレウ
オブリングされている。

この図ではトラツクをプレウオブリングの空間
波長の半波長単位のブロツクとして描いている。

このようなトラツク上を光スポツト３が矢印４
方向に通る場合の再生信号のプレウオブリングに
よる変調成分（プレウオブリング信号と称す）を
第２図に示す。この信号は反射光強度信号（再生
信号）をエンベロープ検波することにより得られ
る。光スポツトがトラツクの左側にある時、プレ
ウオブリング信号はたとえば５（第２図ａに示
す）のような波形になるとすると右側にある時に
は位相は反転して６（第２図ｃに示す）のような
出力を得る。また、丁度トラツク中心を通る時に
はプレウオブリング信号は７で示すようにゼロ
（第２図ｂに示す）となる。このプレウオブリン
グ信号を、同期信号２から形成したプレウオブリ
ング周期と等しくかつ位相の一定したゲート信号
８（第２図ｄに示す）を使つて同期検波すると誤
差信号が得られる。

第３図は、光スポツト（強度分布を１１で示め
す）がトラツク列１０−１，１０−２，１０−３
を横切る時の誤差信号波形とトラツクの関係を示
す。第３図ａはトラツクに対して垂直方向から見
た光デイスク９の断面図である。トラツク、１０
−１，１０−２及び１０−３を１１のような強度
分布を有する光スポツトが矢印１２の方向に横切
る時、第３図ｂに示す誤差信号波形１３が得られ
る。すなわち、トラツク中心およびトラツク間で
ゼロをクロスし、トラツクの左右で符号を異にす
る。従つて、この信号が正の時光スポツトが図面
上で右側に動き、負の時左側に動くようにガルバ
ノミラーの回転方向を調整すると、常に光スポツ
トをこの誤差信号によりトラツク中心方向に動か
すことができ、トラツキングが可能となる。

しかし、この信号をトラツキングに使用する場
合、以下のような欠点がある。光スポツトがトラ
ツク間にある時、たとえばトラツク１０−１と１
０−２の中間附近１４にある時の誤差信号の符号
はトラツク１０−１によるものと１０−２による
ものとでは符号を異にする。このため両方のトラ
ツクが光スポツトに対し引力を及ぼすわけである
が、高密度記録を目的としてトラツク間隔（トラ
ツクピツチと称す）を狭めると、この両トラツク
個々による誤差信号が打消し合うように干渉し、
合成の誤差信号のピーク値１５は低下し、かつ勾
配１６はなだらかとなる（このピーク値がトラツ
キング可能な最大偏心幅を定め、勾配がトラツキ
ング偏差を押える要因となり両者はできるだけ大
きいことが望ましい）。すなわち、トラツクピツ
チがせばまるとともに、光スポツトはトラツクか
らはずれやすくなり、トラツキング時でも偏差が
大きくなり、トラツク内で蛇行しやすく、再生信
号は不安定となる。従つて、トラツキングの上記
の制限によつてトラツクピツチが押えられ、光デ
イスク記録の高密度化がはばまれていた。

本発明の目的は従来のプレウオブリングによる
トラツキングにおける問題を解決し、高密度に記
録されたトラツクをも安定にトラツキングできる
記録および再生装置を提供するものである。

本発明ではプレウオブリングの位相をトラツク
ごとに反転させることにより、隣接トラツクによ
る誤差信号の符号を反転させ、隣接トラツクが光
スポツトに斥力を及ぼし、目標とするトラツクを
トラツキングしやすくすることにより上記の目的
を達成した。このプレウオブリング位相反転はプ
レウオブリングの周波数を光デイスク回転周波数
の整数倍に取り、光デイスクが１回転するごと
に、プレウオブリング記録用の光スポツトの振動
の位相を反転することによりなされる。また、別
の方法として、プレウオブリングの周波数を光デ
イスク回転周波数の半整数倍に取ることによつて
隣り合つたトラツクの位相を自動的に反転させる
こともできる。

以下に本発明を実施例を用いて詳しく説明す
る。

第４図に本発明第一実施例のプレウオブリング
させたトラツク波形を示す。

第４図に於て、トラツク１７，１７′はいずれ
も同期信号２に合わせて、それと同じ周波数で矩
形波状にプレウオブリングされている。また、そ
の位相はトラツク１７，１７′で互いに反転させ
てある。

このトラツク１７の右側を光スポツト３が矢印
４の方向に通過する時のプレウオブリング信号波
形が、第５図ａの１８のように与えられたとする
（この信号で光スポツトを右側に動かしてトラツ
キングを行うわけである）。この時、隣接トラツ
ク１７′によるプレウオブリング波形は第５図ｂ
に示す１９のように与えられ、信号１８と同相で
あることがわかる。

これらの信号１８，１９をゲート信号８（第５
図ｃに示される）で同期検波した時の誤差信号の
出力波形とトラツクの関係を第６図ａ及びｂに示
す。光スポツトが第６図ａに示すトラツク１０′
−１，１０′−２及び１０′−３を横切る時の誤差
信号は第６図ｂに示す２０のように与えられる。
すなわち、トラツク中心でのみゼロをクロスし、
トラツキング目標のトラツク１０′−２の左側で
は、隣接トラツク１０′−１の中心まで正値を取
り、右側ではトラツク１０′−３の中心まで負値
を取る。このため、光スポツトの引込み範囲は隣
接トラツクの中心までとなり、従来のプレウオブ
リングによる誤差信号１３′の２倍となる。また、
トラツクピツチの狭いトラツク１０′−１，１
０′−２，１０′−３の場合、従来の信号１３′は
隣接トラツクとの干渉により、ピーク値は低く勾
配はなだらかとなる。一方、信号２０の場合は、
トラツクピツチが狭くなり、隣接トラツクの干渉
が強くなるほど、ピーク値は高く、勾配も急峻な
ものとり、安定なトラツキングが可能となる。

第７図に本発明に係るプレウオブリングさせた
トラツクの記録法および装置を示す。本発明では
半導体レーザ２１のレーザ光２２をレンズ２３，
２４により光デイスク９上にスポツト２５状に集
光して記録を行う。記録情報源２６より発生され
た信号たとえばビデオ信号はデジタル信号変換器
２９によりデジタル符号化した後、半導体レーザ
用ドライバ３０に入力する。このようにして半導
体レーザ２１の出力光２２はそのデジタル符号に
応じてオンオフ変調され、デイスク上にピツトと
して画像情報が記録される。

次に、本発明のトラツクのプレウオブリングに
ついて説明する。まず、信号源２６から発生され
る信号中から水平同期信号分配器２７によつて取
り出された同期信号に同期して駆動する矩形波発
生器３１により矩形波信号３２を形成する。この
信号３２は位相反転器３３を通して電圧制御発振
器３４に入力する。この発振器の発振周波数は矩
形波３２の波形に応じて変化する。この発振器の
出力３５を超音波光偏向器３６に入力すると偏向
器内部には矩形波３２に応じて波長を変える超音
波が形成され、これによりレーザ光２２は偏向さ
れる。それにともない光スポツト２５もトラツク
垂直方向に微小振動されるため、記録トラツクは
矩形波信号３２に応じてプレウオブリングされる
ことになる。トラツク幅0.8μｍに対し、プレウオ
ブリング幅は約0.2μｍである。

また、デイスク１回転ごとのプレウオブリング
信号の位相反転は次のようにして行う。すなわ
ち、ビデオ信号記録の場合、垂直同期信号と水平
周期パルスを用いて、１フレーム（１画面）に対
応するフレームパルスを発生するフレームパルス
発生器２８からの信号を位相反転器３３に入力
し、プレウオブリング信号３２の位相を反転す
る。

再生時にはトラツクごとのプレウオブリングの
位相情報が必要となる。この位相情報は垂直同期
信号内にフリツプフロツプ２８の信号で働くデジ
タル信号発生器３７で書込まれる。本実施例では
信号として偶数トラツクでは“０”、奇数トラツ
クでは“１”を書込む。

次にプレウオブリング信号再生法およびその装
置を第８図を用いて説明する。本実施例では光デ
イスク９の記録情報再生には、半導体レーザ３８
の反射光を使用する。半導体レーザ光３９はレン
ズ４０，４１で光デイスク上に集光され、デイス
ク面からの反射光はビームスプリツタ４２により
反射されて光検知器４３に集光される。このよう
にして、トラツク１７内に書込まれた情報は電気
信号４４に変換される。信号４４は増幅された
後、復調器４５とエンベロープ検波器５０に入力
される。復調器出力は水平同期信号分配器４６、
垂直信号分配器４７およびプレウオブリング位相
情報解読器４８に入力されるとともに、テレビに
供給され画像を再生する。垂直信号分配器４７出
力はパルス発生器４９に入力され、垂直同期信号
ごとにパルスを発生して、解読器４８に入力し、
４８を作動させる。解読器４８は位相情報を解読
するごとにパルス５２を発生し、このパルスによ
り位相反転回路５５を動作させる。水平同期信号
５３は同期検波用ゲート回路５４に入力し、プレ
ウオブリング信号と周期の等しい矩形波を発生
し、反転回路５５でデイスク１回転ごとに位相を
反転された後、位相検波器５６に入力される。

一方、エンベロープ検波器５０により検出され
たプレウオブリング信号は帯域濾波器５７、増幅
器５８を経て位相検波器５６に入力される。さら
に、位相検波器出力は低域濾波器５９を通して、
誤差信号６０を得る。この誤差信号を使用するこ
とにより、光スポツトでトラツク１７を追跡でき
る。

本実施例はビデオ信号記録の場合のプレウオブ
リングについて説明したが、PCM符号化した音
声信号や計算機用デジタル情報などでもよい。こ
の場合には、同期信号としてはPCM同期信号や
アドレス信号が利用される。

プレウオブリング波形は本実施例では水平同期
信号と等しい周期の矩形波としたが、水平同期信
号の整数倍でもよい。また、正弦波状の波形でも
よい。さらに、ビデオ信号とのクロストークを避
けるために、水平同期信号の部分だけをプレウオ
ブリングすることも可能である。

第９図に本発明の第２実施例であるプレウオブ
リングしたトラツク６１を示す。このプレウオブ
リングおよび同期信号の周波数は光デイスクの回
転周波数の半整数倍となつており、これによつて
同期信号２およびプレウオブリングの位相は隣接
トラツク間で互いに半周期ずれる。従つて、プレ
ウオブリングの位相は隣接トラツク間で反転する
ことになる。

このトラツクを光スポツトが横切る時の誤差信
号を第１０図ａ及びｂに示す。この場合、トラツ
クの間の中心たとえば点６２（第１０図ｂに示
す）を第１０図ａに示すトラツク１０′−１から
１０′−２へ越す時、同期検波用のゲート信号８
はトラツク１０′−２の同期信号によつて作動す
るので誤差信号６３は点６２を境にして反転す
る。しかし、この中間点６２を越すまではトラツ
ク１０′−２は光スポツトに対し斥力を及ぼすた
め、従来の誤差信号１３′よりもピーク値が大き
く勾配の急峻な誤差信号が得られ、安定なトラツ
キングが可能となる。

以上説明して来たように本発明によれば、隣接
トラツクが密接した場合にも安定したトラツキン
グ用誤差信号を得ることができる。また、トラツ
キング範囲を従来のプレウオブリング方式の２倍
に拡大できる。

また、本発明は光スポツトによる再生の場合に
ついて説明したが、微小電極により静電的に検出
する場合にも全く同様に適用できる。

また、本発明は光デイスクを応用例として説明
して来たが、何らこれに限るものではなく、磁気
デイスクの記録トラツクのトラツキングにも適用
できる。

以上の説明では、トラツク毎に位相を反転させ
てトラツキングを実施する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず周波数を変えることに
よつてもトラツキングが可能である。以下、図面
により、これを説明する。

第１１図の１１１，１１２，１１３，１１４，
１１５および１１６は情報トラツクを表わしてい
る。図の矢印の方向を内側とする。この情報トラ
ツクには、情報信号に重畳して、トラツキング用
信号、例えば情報信号と区別できるような単一周
波数を記録し、その周波数が相隣接するトラツク
でかならず異なるようにする。このようにするた
めには最低３つの異なつた周波数が必要である。
この３つの周波数を、f₁，f₂およびf₃とすると、
例えば、第１図に示したように、f₁，f₂，f₃を順
次記録すればよい。このようにトラツキング用信
号が記録されたトラツクをトラツキングするには
次のようにする。例えば、光スポツトで情報を再
生する場合を考える。第１１図においてトラツク
１１２を再生する時は、再生信号から、周波数f₁
とf₃の信号を分離し、それぞれの信号強度が等し
くなるようにトラツキングサーボをかける。第１
１図のａは光スポツトがトラツク１１２の上にあ
る時で、周波数f₁とf₃の信号強度は等しい。ｂは
光スポツトが矢印の方向にずれている時で、周波
数f₃の信号成分の方が大きい。ｃは光スポツトが
矢印と反対方向にずれている時で、周波数f₁の信
号成分の方が大きい。従つて、周波数f_iの信号強
度をＶ（f_i）とすると、Ｖ（f₃）−Ｖ（f₁）で、トラ
ツクからのずれ量と方向がわかる。すなわちトラ
ツキングのサーボ信号が得られることになる。第
１２図ａは、トラツクを示し、第１２図ｂはトラ
ツキングサーボ信号を示している。このトラツキ
ングの引込み範囲は、第１２図のＴになる。従
来、よく知られている方法では、トラツキングの
引込み範囲は第１２図のｔである。従つて、本発
明によつて、トラツキングの引込み範囲が従来の
３倍になつていることがわかる。

本発明を実施例によつて、詳しく説明する。

第１３図は、本発明の光学的に情報を記録する
装置の構成図である。レーザ光源１３−１０の光
ビーム１０Ａは、光変調器１３−１１で変調さ
れ、補助レンズ１３−１２、折返しミラー１３−
１３を通つて、絞込みレンズ１３−１４でデイス
ク１３−１５の記録媒体上に1μｍφ程度の光ス
ポツトに絞込まれ、前記変調に従つて信号が記録
される。レーザ光源１３−１０は例えばAr⁺レー
ザで、光変調器１３−１１は電気光学結晶であ
る。光変調器１３−１１を駆動する信号１３−２
２は、情報源１３−１６からの信号１３−２３と
トラツキング用信号１３−２７を加算回路１３−
１７で加算したものである。トラツキング用信号
１３−２７は、それぞれ周波数の異なる３つの発
振器１３−１９，１３−２０，１３−２１からの
信号１３−２４，１３−２５，１３−２６をスイ
ツチ回路１３−１８によつて順次サイクリツクに
送り出したものである。発振器１３−１９，１３
−２０，１３−２１の周波数をf₁，f₂，f₃とする。
スイツチ回路１３−１８のタイミング信号１３−
２８は、デイスク１３−１５の回転モータ１３−
２９のエンコーダ１３−３０の出力で、デイスク
１回転で１つのパルスが出るようになつている。
スイツチ回路１３−１８の構成は例えば第１４図
に示したようになつている。第１４図において、
１００，１０１，１０２はアナログスイツチ、１
０３は３ビツトカウンタ、１０４，１０５は単安
定マルチバイブレータ、１０６，１０７は非安定
マルチバイブレータである。

第１５図ａ〜ｂにアナログスイツチ１００，１
０１，１０２の駆動信号を発生する回路のタイム
チヤートを示す。第１５図ａは信号１３−２８を
表わしている。ｂの信号１１１′は３進のカウン
タ１０３の出力であり、アナログスイツチ１００
を駆動する。ｃの信号１１２′は単安定マルチバ
イブレータ１０４の出力であり、非安定マルチバ
イブレータ１０６および単安定マルチバイブレー
タ１０５に供給される。ｄの信号１１３′は非安
定マルチバイブレータ１０６の出力でアナログス
イツチ１０１を駆動する。ｅの信号１１４′は単
安定マルチバイブレータ１０５の出力で、ｆの信
号１１５′は信号１１４′で駆動された非安定マル
チバイブレータ１０７の出力でありアナログスイ
ツチ１０２を駆動する。このようにすれば、スパ
イラル状のトラツクを第１１図のように相隣接す
るトラツクで異なつたトラツキング信号を情報信
号とともに記録できる。

第１６図は、本発明に係る情報の再生装置であ
る。デイスク１６−１５の面上には、第１１図の
ような情報トラツクが記録されている。レーザ光
源１６−４０から出たレーザ光４０Ａは、補助レ
ンズ１６−４１、ハーフミラー１６−４２、折返
しミラー１６−４３を通つて絞込みレンズ１６−
４４によつてデイスク１６−１５の面上に絞込ま
れる。デイスク１６−１５からの反射光はハーフ
ミラー１６−４２によつて光検出器１６−４５に
導かれ再生信号１６−５３が得られる。再生信号
１６−５３は、高域フイルター１６−４６に供給
されトラツキング用信号が除去された情報信号１
６−５４になり、再生回路１６−４７で再生が行
なわれる。再生信号１６−５３は、帯域フイルタ
ー１６−４８，１６−４９，１６−５０にも供給
される。帯域フイルター１６−４８，１６−４
９，１６−５０の中心周波数はそれぞれf₁，f₂，
f₃になつており、その出力信号１６−５６，１６
−５７，５６−５８で、周波数f₁，f₂，f₃のトラ
ツキング用信号だけを検出できる。回路１６−５
１は、出力信号１６−５６，１６−５７，１６−
５８のうちの２つを選択し、出力信号１６−５９
および１６−６０として送出し、タイミング信号
１６−６２によつて、組合せを順次サイクリツク
にかえてゆくようになつている。回路１６−５１
の構成は第１７図のようになつている。第１７図
において２００，２０１，２０２，２０３，２０
４および２０５はアナログスイツチ、２０６は３
進のカウンター、２０７，２０８は単安定マルチ
バイブレータ、２０９，２１０は非安定マルチバ
イブレータである。アナログスイツチはそれぞれ
２つずつ同時にON−OFFするようになつてい
る。又、アナログスイツチの駆動信号は、実施例
で説明したのと同じようにタイミング信号から与
えられる。出力信号１６−５９および１６−６０
は、差動増巾器１６−５２で増巾され、その出力
信号１６−６１は、折り返しミラー１６−４３を
駆動して、トラツキングを行なうようになつてい
る。タイミング信号１６−６２は、第１５図ａの
タイミング信号１３−２８と同じものである。こ
のようにすれば、スパイラル状のトラツクを再生
できる。

以上の説明では、情報トラツクはスパイラル状
になつているが、同心円状の情報トラツクの記録
再生は次のようにすればよい。すなわち、記録の
場合には、第１３図のタイミング信号１３−２８
をエンコーダ１３−３０の出力から取るかわり
に、情報源１３−１６からのタイミング信号１３
−５５でスイツチ回路１３−１８を駆動する。情
報源１３−１６は、トラツク一周分の情報信号１
３−２３を送出する毎に、タイミング信号１３−
５５を発生するようにすればよい。再生の場合に
は、第１６図の回路１６−５１を再生しようとす
る情報トラツクのトラツキング用信号の周波数の
従つて、第１６図の信号１６−５６，１６−５
７，１６−５８から２つの信号を選択する回路に
すればよい。また、以上の説明では、トラツキン
グ用信号は常に情報信号に重畳されるが、情報ト
ラツクの複数部分だけに重畳させてもよい。例え
ば、情報信号がビデオ信号である場合には、水平
同期信号区間にだけトラツキング用信号を重畳す
ることもできる。このようにするとトラツキング
信号が映像信号にもれ込む恐れが全くなく、第１
６図の高域フイルター１６−４６の設計が容易に
なる。

以上述べたように、本発明によれば、トラツク
間隔を非常にせまくしても正確なトラツキングが
可能となり、情報を高密度に記録できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の記録された情報トラツクを示
す図、第２図ａ〜ｄ及び第３図ａ〜ｂは、従来の
トラツキングを説明するための図、第４図は、本
発明に係る記録された情報トラツクを示す図、第
５図ａ〜ｃ及び第６図ａ〜ｂは、本発明に係るト
ラツキングを説明するための図、第７図及び第８
図はそれぞれ情報記録装置及び再生装置を示す
図、第９図は、本発明に係る情報トラツクの他の
例を示す図、第１０図は、そのトラツキングを説
明する図、第１１図は、記録された情報トラツク
の図、第１２図ａ及びｂは、そのトラツキングを
説明する図、第１３図は、本発明に係る情報記録
装置の一実施例の構成を示す図、第１４図は、第
１３図の要部の構成を示す図、第１５図は、本発
明の動作を説明する図、第１６図は、本発明に係
る情報再生装置の一実施例の構成を示す図、第１
７図は、第１６図の要部の構成を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

１信号がピツトの配列として記録された記録媒
体であつて、上記ピツトの配列は間欠的に蛇行す
る部分を有しかつ隣り合う上記ピツトの配列とは
上記蛇行の位相が反転している上記記録媒体と、
上記記録媒体上を走査して上記蛇行する部分から
トラツキングのための信号を検出するための検出
手段と、上記検出手段の出力からトラツキングの
誤差信号を形成するための誤差信号形成手段とを
有することを特徴とする情報再生装置。