JPS61278043A - 光記録媒体のトラツキング方式 - 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、Ｘ−Ｙ平面上に設けられたデータ斐録領域の
Ｘ軸轡たはＹ軸に沿って、データを書込む形式の光記録
媒体に対し、データの書込み、読取りを行う際のトラッ
キング方式に関する。

［従来の技術］ 近年、従来の磁気記録媒体に代るものとして、書込むべ
きディジタル情報に対応する光学的性質の変化パターン
、例えば、明暗のパターンを形成してデータを書込む形
式の光記録媒体が開発されつつある。この種のものには
、ディスク形式のものと、カードないしシート状のもの
がある。とりわけ、磁気カードに代る大容量のカード型
記憶素子として光メモリカードが注目されている。

このカードないしシート状の光記録媒体に対するデータ
の書込み、読出しは、ディスク形式のものと異なり、読
取または書込のため、光学ヘッドと光記録４媒体とをＸ
−Ｙ方向に相対移動させ、データを読出すべきトラック
と上記光学ヘッドとを平行に対峙させる必要がある。即
ち、データ記録領域上のデータ列に対して、光学ヘッド
を正確に追従させる必要がある。

従来、この種の制御は、リミットスイッチ等のセンサに
より、カードの位置ずれ、傾き等を検知して、その検知
信号によりサーボ系を制御してカードまたは光学ヘッド
の位置の修正を行なうことが一般的である。

［発明が解決しようとする問題点］ 」二連したような光記録媒体では、磁気カード等とは異
なり、情報を記録する記憶セルの大きさ、配列間隔等が
、数ミクロン−数十ミクロンの単位で、高密度に配列さ
れる。そのため、データを書込むべき、または、読出す
べきトラックに対する上記光学ヘッドの位置が相対的に
僅かでもずれていたり、傾斜していたりした場合、デー
タを正確に読出すことができないことになる。

しかし、従来のリミットスイッチ等の機械的なセンサに
よる制御技術では、光記録媒体の僅かな位置ずれ、傾き
等を精密に検知することは困難である。勿論、これらの
検知は、全くの不可能ではないが、実現するには超高精
度のりミツトスインチ等のセンサを特別に用意しなけれ
ばならず、書込または読取装置の製造コストが高くなり
好ましくない。

本発明は、このような問題点を解決するためにになされ
たもので、光学ヘッドの相対的な位置ずれ、傾き等を検
知するセンサとして光学的な変位検知センサを備えて、
高価な超高精度の機械的センサを特別に用意することな
く、従って、読取装置の製造コストを高くすることなく
、データ記録領域にデータを正確に書込みまたは読出す
ことを可能とす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、Ｘ−Ｙ平面上に設けられたデータ記録領域の
Ｘ軸またはＹ軸に沿って、データを書込む形式の光記録
媒体に、データの書込み、読取りを行う際のトラッキン
グ方式であって、（ａ）光記録媒体に設けられた帯状の
基準線に対応して配設された複数個の受光素子からなる
変位検知センサと、 （ｂ）上記複数個の受光素子の出力信号から上記変位検
知センサの基準線に対する幅方向の変位を検知する基準
線幅方向変位検知手段と。

（ｃ）上記複数個の受光素子の出力信号から上記変位検
知センサの基準線に対する角度の変位を検知する基準線
角度変位検知手段 とを備えて構成されることを特徴とする。

上記構成要件において、光記録媒体は、そのデータ記録
領域を設けである面の適所、例えば、データ記録領域の
外周部の一辺に沿って、帯状に基準線を形成しであるも
のが対象となる。この基準線は、後述する変位検知セン
サの視野に収まる幅を有する帯状に形成されていればよ
く、他の目的のために形成されているものであってもよ
い。

変位検知センサは、例えば、フォトダイオード等の受光
素子を複数個配置して構成される。個数は、適宜選定し
得るが、４個が代表的である。そこで、以下では、４個
配置する場合を例として説明する。

受光素子の配置は、同一半導基板上に４個形成するモノ
リシック構成としてもよく、また、絶縁基板上に４個の
半導体チップを載置するハイブリッド構成としてもよく
、さらに、個別の受光素子を配置する構成としてもよい
。

基準線幅方向変位検知手段は、例えば、第１図に示すよ
うに、受光素子のうち基準線の長手方向に沿って並ぶ受
光素子Ｓａおよびｓｂの出力信号の和と、受光素子Ｓｃ
およびＳｄの出力信号の和とを、差または比を求める等
により比較して、」−記変位検知センサの基準線に対す
る幅方向の変位を検知する構成とすることができる。

また、基準線角度変位検知手段は、例えば、対角線上に
並ぶ上記受光素子ＳａおよびＳｄの出力信号の和と、上
記受光素子ｓｂおよびＳｃの出力信号の和とを、差また
は比を求める等により比較して、上記変位検知センサの
基準線に対する角度の変位を検知する構成とすることが
できる。

［作用］ 上記構成において、基準線による位置決めは、該基準線
の幅方向の変位と、角度変位とを検知することにより行
う。この検知は、基準線を変位検知センサにより捕え、
各受光素子の出力信号を比較することにより行う。

この原理は、基準線の光学的性質、例えば、反射率が、
基準線とその外側とでは異なること、および、基準線の
辺縁部近傍の反射光を受光した受光素子の出力電圧また
は電流が、基準線と受光素子との相対位置関係により変
化することを利用したものである。この原理によれば、
４個の受光素子により基準線の辺縁部近傍の反射光を受
光し、これらの受光素子の出力信号の比較を行うことに
より、基準線との相対位置関係を求めることができる。

本発明では、この相対位置関係は、基準線幅方向変位検
知手段と基準線角度変位検知手段とにより求められる。

即ち、基準線幅方向変位検知手段は、まず、　−ｈ記受
光素子のうち基準線の長手方向に沿って並ぶ２個を１組
として２組の素子群を設定し、各素子群毎の出力信号の
和を求める。ついで、各素子群の出力信号の和について
、差、比等を求めることにより比較し、上記変位検知セ
ンサの基準線に対する幅方向の変位を検知する。

また、基準線角度変位検知手段は、まず、上記受光素子
のうち対角線上に並ぶ２個を１組として２組の素子群を
設定し、各素子群毎の出力信号の和を求める。ついで、
各素子群の出力信号の和について、差、比等を求めるこ
とにより比較し、上記変位検知センサの基準線に対する
角度の変位を検知する。

−Ｆ述したように、本発明によれば、光学ヘッドの幅方
向変位および角度変位を検知でき、これらの検知による
幅方向変位検知信号および角度変位検知信号により、幅
方向および角度について、夫々の調整機構を制御して、
光学ヘッドの変位を修正することが可能となる。

従って、光記録媒体に設けである基準線を基準として位
置決めして、データの書込みを行うことができ、かつ、
同じ基準線を基準として位置決めして、データの読取り
を行うことができる。そのため、データ記録領域のＸ軸
またはＹ軸に沿って、データを書込む形式の光記録媒体
に、データの書込み、読取りを行う際に、光学ヘッドを
データ列に正確に追従させることができる。

［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。

なお、以下の実施例は、例えば、第５２図に示すような
カード型の光記録媒体であって、プラスチックの基板１
上にデータ記録領域２を設けると共に、データ記録領域
２の外周部の一辺に沿って、帯状に基準線Ｒを形成しで
ある光メモリカードＣに適用したものである。

〈実施例の構成〉 第１図に本発明の光記録媒体のトラッキング方式の一実
施例の構成の概要を示す。また、第３図以降に本実施例
の各部の構成の詳細を示す。

第１図に示すように、本実施例は、光メモリカードＣに
設けられた帯状の基準線Ｈに対応して配設された４個の
受光素子Ｓａ、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄからなる変位
検知センサｌＯと、上記４個の受光素子Ｓａ、　Ｓｂ、
　ＳｃおよびＳｄの出力信号から上記変位検知センサｌ
Ｏの基準線Ｈに対する幅方向の変位を検知する基準線幅
方向変位検知手段２０と、上記４個の受光素子Ｓａ、　
Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの出力信号から上記変位検知セ
ンサｌＯの基準線Ｈに対する角度の変位を検知する基準
線角度変位検知手段３０とを備えて構成され、かつ、上
記変位検知センサｌＯを基準線Ｒの幅方向（本実施例で
は、この方向をＹ軸方向とする。）に相対変位させるＹ
軸方向駆動機構４０と、上記光メモリカードＣの傾斜を
調整する傾斜角調整機構５０とを備えて構成される。

上記変位検知センサｌＯは、受光素子Ｓａおよびｓｂを
１組とし、受光素子Ｓｃ、　Ｓｄとを１組として、各組
を各々基準線Ｈの長手方向に沿わせて、２列に配置しで
ある。また、変位検知センサ１０は、第３図に示すよう
に、４チヤネルの増幅器１１を接続してあり、受光素子
Ｓａ、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの出力信号は、この増
幅器１１により各々増幅されて出力信号Ａ、Ｂ、Ｃおよ
びＤとして出力される構成となっている。

基準線幅方向変位検知手段２０は、受光素子Ｓａおよび
ｓｂの出力信号ＡおよびＢを加算する加算器２１と、受
光素子Ｓｃ、　Ｓｄの出力信号ＣおよびＤを加算する加
算器２２と、上記加算器２１．２２の出力信号Ｅ、Ｆを
比較する比較器２３と、上記加算器２１．２２の出力信
号Ｅ、Ｆの差、即ち、偏差の絶対値を求める減算器２４
と、−に記偏差の絶対値（電圧信号）をパルスに変換す
る電圧パルス変換器２５とを備えて構成される。

基準線角度変位検知手段３０は、受光素子ＳａおよびＳ
ｄの出力信号ＡおよびＤを加算する加算器３１と、受光
素子Ｓｂ、　Ｓｃの出力信号ＢおよびＣを加算する加算
器３２と、」二記加算器３１．３２の出力信号Ｇ、Ｈを
比較する比較器３３と、゛」二記加算器３１．３２の出
力信号Ｇ、Ｈの差、即ち、偏差の絶対値を求める減算器
３４と、上記偏差の絶対値（電圧信号）をパルスに変換
する電圧パルス変換器３５とを備えて構成される。

上記加算器２１．２２．３１および３２は、第４図に示
すように、各々対応する演算増幅器Ｏｐｌ〜Ｏｐ４と抵
抗Ｒ１−Ｒ１２とからなり、同一の回路構成を有してい
る。これらの加算器２１．２２．３１および３２の出力
は、各々対応するダイオードＤ１〜Ｄ４を介して後段の
比較器２３．３３に接続され、また、減算器２４．３４
に接続される。

比較器２３および３３は、それぞれ演算増幅器０．ｐ５
およびＯｐ７と、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１？およびＲ
１８とから構成される。同様に、減算器２４および３４
は、それぞれ演算増幅器Ｏｐ８およびＯ２０と、抵抗Ｒ
１５、ＲＩＢ、Ｒ１９およびＲ２０とから構成される。

Ｙ軸方向駆動機構４０は、第４図に示すように、駆動回
路４１と、トランジスタＴｒｌ”Ｔｒ４と、ステッピン
グモータＳＭＩとを備えて構成される。また、Ｙ軸方向
駆動機構４０の送り機構の具体的構成は、第５図および
第６図に示すように構成される。

即ち、第５図において１、Ｙ軸方向駆動機構４０の送り
機構は、ガイド４２によりＹ軸方向に移動自在に支持さ
れるＹ軸移動台４３を備え、該Ｙ軸移動台４３は、ステ
ッピングモータＳＭＩにより回転駆動される送りネジ４
４と噛み合う送りナツト４５を備えて構成される。なお
、本実施例では、ステッピングモータＳ旧を正転させた
とき、Ｙ軸移動台４３がＹ軸の（−）方向に移動するよ
う設定しである。

第６図に示すように、このＹ軸移動台４３上には、変位
検知センサｌＯと図示しない光学ヘッドとが載置される
Ｘ軸移動台８１が設けられる。Ｘ軸移動台６１は、ガイ
ド６２により基準線Ｈの長手方向（本実施例ではＸ軸方
向）に移動自在に支持される。このＸ軸移動台６１は、
直流サーボモータ６５により回転駆動される送りネジ８
４と噛み合う送りナツト８５を備えて構成される。

傾斜角調整機構５０は、第４図に示すように、駆動回路
５１と、トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８　と、ステッピン
グモータＳＭ２とを備えて構成される。また、傾斜角調
整機構５０の調整機構の具体的構成は、第７図に示すよ
うに構成される。

即ち、第７図に示すように、該調整機構は、カードホル
タ７１に、枠状のカード搬送ガイド７２を調節軸７３を
中心として揺動自在に設けると共に、カード搬送ガイド
７２の一辺にウオームラック７５を設け、該ウオームラ
ック７５と噛み合うウオーム７４をステッピングモータ
ＳＭ２により駆動する構成となっている。また、−１−
記カード搬送ガイド７２の四隅には、カード搬送機固定
部７６が設けてあり、ここにカード搬送機８０が載置固
定される。なお、本実施例では、ステッピングモータＳ
Ｍ２を正転させたとき、カードホルダ７１が調節軸７３
を中心として反時計方向に回動するよう設定しである。

上記カード搬送機８０は、第８図に示すように、複数本
のゴムローラ８１をギヤ８２を介してベルト８３により
回転させて、カードを搬送する構成となっており、取付
部８８により上記カード搬送機固定部７６に取付られる
。ＩＺ記ベルト８３は、ガイドローラ８４に案内される
と共に、ギヤ８７を介して駆動モータ８５により駆動さ
れる。

〈実施例の作用〉 次に、本実施例の作用について、Ｌ記各図と、第９図〜
第１２図とを参照して説明する。なお、以下の説明にお
いて、ステップの数字は、第１２図に示す示すフローチ
ャートの各ステップに対応する。

先ず、光メモリカードを所定の向きでカードホルダ７１
に挿入する。実際には、カードの先端のみを挿入すれば
、カード搬送機８０により搬送され、所定位置に挿入さ
れる。カードが挿入されると、図示しないリミットスイ
ッチ等により、カードの存否が確認される（ステップ１
）。

ついで、Ｙ軸移動台４３と、この上にあるＸ軸移動台６
１とにより、変位検知センサｌＯと図示しない光学ヘッ
ドとが初期位置に設定される（ステップ２）。

これらが初期位置に設定されたか否かは、変位検知セン
サ１０が第２図に示すカードＣの基準線Ｒを視野内に捕
えているか否かで検知する（ステップ３）。これは、例
えば、図示しないレベル判定手段により変位検知センサ
ｌＯの各素子の出力レベルを調べることにより検知し得
る。ここで、変位検知センサ１０が基準線Ｒを視野内に
捕えていれば、次のステップに進み、捕えていなければ
、ステップ２に戻り、初期位置設定をやりなおす。

上記初期位置設定終了後は、変位検知センサｌＯおよび
図示しない光学ヘッドと光メモリカードとの平行度を検
知し、その修正を行う（ステップ４〜６．１０．１１）
。

平行度は、先ず、変位検知センサｌＯの４個の受光素子
Ｓａ、　Ｓｂ、ＳｃおよびＳｄの出力信号Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤについて、加算器２１においてＡ＋Ｂ（ｐ和を求
め、また、加算器２２においてＣ＋Ｄの和を求める。次
に、加算器２１．２２の各出力信号Ｅ、Ｆの比較を比較
器２３にて行う（ステップ４〜６）。

ここで、 Ａ＋Ｂ＞Ｃ＋Ｄ であれば、第９図に示すように、４個の受光素子Ｓａ、
　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの各受光領域が基準線Ｒを見
込む割合（同図中、斜線を伺した部分の面積）が、受光
素子Ｓａおよびｓｂ側に偏っていることになる。

そこで、Ｙ軸方向駆動機構４０の駆動回路４１に対し、
その偏りの方向を示す信号を供給する。この信号は、今
の場合、Ｙ軸における（＋）の方向を示す信号となる。

回持に、両者の偏差の絶対値を　　・減算器２４にて求
め、この偏差（電圧）を、電圧パルス変換器２５により
パルスに変換する。即ち、偏差に比例した数のパルスを
出力する。これらの信号から、駆動回路４１は、トラン
ジスタＴｒ３とＴｒ４とを適宜駆動して、ステッピング
モータＳＭＩを反転させ１．変位検知センサｌＯおよび
図示しない光学ヘッドとをＹ軸の（＋）方向にパルス数
に比例した長さだけ、移動させる（ステップ１０）。

一方、 Ａ＋Ｂ＜Ｃ＋Ｄ であれば、−に記の場合と偏差の方向は反対であるが、
」二記と同様の手順で、駆動回路４１により、トランジ
スタＴｒｉとＴｒ２とを適宜駆動して、ステッピングモ
ータＳ旧を正転させ、変位検知センサ１０および図示し
ない光学ヘッドとをＹ軸の（−）方向にパルス数に比例
した長さだけ、移動させる（ステップ１１）。

このようにして、 Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ となるまで、」二記動作を繰返す。偏差が無くなったと
き、第１θ図に示すように、基準線Ｈの中心線Ｒｅが、
４個の受光素子Ｓａ、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの受光
領域の中心Ｏｃを通る状態となる。

次に、角度変位の検出および修正を行う（ステップ７〜
９．１２．１３）。

角度変位は、先ず、変位検知センサ１０の４個の受光素
子Ｓａ、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの出力信号Ａ、Ｂ、
ＣおよびＤについて、加算器３１においてＡ十りの和を
求め、また、加算器３２においてＢ、＋Ｃの和を求める
。次に、加算器３１．３２の各出力信号Ｇ、　Ｈの比較
を比較器３３にて行う（ステップ７〜９）。

ここで、 Ａ＋Ｄ＜Ｂ＋Ｃ であれば、第１０図に示すように、４個の受光素子Ｓａ
、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄの各受光領域が基準線Ｒを
見込む割合が、受光素子ＳｂおよびＳｃ側に偏っている
ことになる。

そこで、傾斜角調整機構５０の駆動回路５１に対し、そ
の偏りの方向を示す信号を供給する。この信号は、今の
場合、４個の受光素子Ｓａ、　Ｓｂ、　ＳｃおよびＳｄ
の受光領域の中心ＯＣにおいて、基準線Ｈの中心線Ｒｃ
が変位検知センサのＸ軸Ｘｃに対して反時計方向ＣＣｄ
に傾いていることを示す信号となる。

同時に、両者の偏差の絶対値を減算器３４にて求め、こ
の偏差（電圧）を、電圧パルス変換器３５によりパルス
に変換する。即ち、偏差に比例した数のパルスを出力す
る。

これらの信号から、駆動回路５１は、トランジスタＴｒ
７とＴｒＢとを適宜駆動して、ステッピングモータＳＮ
２を反転させ、カードホルダ７１を調節軸７３を中心と
して時計方向Ｃｗに、パルス数に比例した角度だけ、回
動させる（ステップ１２）。

一方、 Ａ＋Ｄ＞Ｂ＋Ｃ であれば、上記と反対の方向であるが、上記と同様の手
順で、駆動回路５１により、トランジスタＴｒ５とＴｒ
Ｂとを適宜駆動して、ステッピングモータＳＮ２を正転
させ、カードホルダ７１を調節軸７３を中心として反時
計方向ＣＣＷに、パルス数に比例した角度だけ１回動さ
せる（ステップ１３）。

このようにして、 Ａ＋Ｄ＝Ｂ＋Ｃ となるまで、１−記動作を繰返す、偏差が無くなったと
き、第１１図に示すように、基準線Ｈの中心ｔ！Ｒｃと
変位検知センサｌＯのＸ　＠　Ｘ　ｃとが一致した状態
となる。

以上の動作により、光メモリカードＣと光学ヘッドとは
、該カードに設けられた基準線Ｒを基準として、正確に
対峙することとなる。従って、以後、光学ヘッドの相対
移動に伴なって、上記動作を繰り返すことにより、光学
ヘッドは、データを書込むべきまたは読取るべきデータ
トラックを正確に捕えることができる。

〈実施例の変形〉 ］−記実施例では、カード型の光記録媒体に適用した場
合を示したが、これに限らず、基準線を形成し得るもの
であれば、他の形態の媒体でも適用可能である。例えば
、テープ状のもの、シート状のものが考えられる。

また、上記実施例では、変位検知素子の各受光　゛素子
の受光領域を円形としているが、これに限らず適宜の形
状とすることが可能である。例えば、正方形、長方形等
が考えれる。

さらに、受光素子として、個別の素子でなく、モノリシ
ックに集積したものでもよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、光学ヘッドの相対的な位
置ずれ、傾き等を検知するセンサとして光学的な変位検
知センサを備えて、高価な超高精度の機械的センサを特
別に用意することなく、従って、読取装置の製造コスト
を高くすることなく、データ記録領域にデータを正確に
書込みまたは読出すことを可能とする効果がある。

【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の概
要示すブロック図、第２図は上記実施例が対象とする光
記録媒体である光メモリカードの構成を示す平面図、第
３図は上記実施例を構成する変位検知センサの構成を示
すブロック図、第４図は上記実施例を構成する基準線幅
方向変位検知手段、基準線角度変位検知手段、Ｙ軸方向
駆動機構および傾斜角調整機構の具体例を示す回路図、
第５図はＹ軸方向送り機構の具体的構成を示す平面図、
第６図はＸ軸方向送り機構の具体的構成を示す平面図、
第７図は傾斜角調整機構の調整機構の具体的構成を示す
平面図、第８図はカード搬送機構の具体的構成を示す平
面図、第９図〜第１１図は変位検知センサの受光領域と
基準線との関係を示す説明図、第１２図は一部記実施例
の作用を説明するためのフローチャートである。 Ｃ・・・光メモリカード　　Ｒ・・・基準線１０・・・
変位検知センサ Ｓａ、　Ｓｂ、　Ｓｃ　　Ｓｄ−受光素子２０・・・基
準線幅方向変位検知手段 ３０・・・基準線角度変位検知手段 ４０・・・Ｙ軸方向駆動機構 ５０・・・傾斜角調整機構 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５図 第７凶 第６図 ｚｂｔｂｉ 第８図 第９図 第７０図 １Ｊ開Ｈ，’ｊ６１−２７８１Ｊ４３　（１０）第１２
図 ＴＡＲＴ カード挿入 、と 位！で・・汁 と６５ にミ５ シ′−〇ステ１．己り 十ζ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｘ−Ｙ平面上に設けられたデータ記録領域のＸ軸または
   Ｙ軸に沿って、データを書込む形式の光記録媒体に対し
   、データの書込み、読取りを行う際のトラッキング方式
   であって、 光記録媒体に設けられた帯状の基準線に対応して配設さ
   れた複数個の受光素子からなる変位検知センサと、 上記複数個の受光素子の出力信号から上記変位検知セン
   サの基準線に対する幅方向の変位を検知する基準線幅方
   向変位検知手段と、 上記複数個の受光素子の出力信号から上記変位検知セン
   サの基準線に対する角度の変位を検知する基準線角度変
   位検知手段とを備えて構成されることを特徴とする光記
   録媒体のトラッキング方式。