JPS6236286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学デイスクのような円板状の情報担
体に情報を光学的に記録および、または、再生す
る光学情報記録再生装置のための検索装置にかか
り、特に予め情報担体に形成された溝状の案内ト
ラツクをもつ情報担体のトラツク検索装置に関す
る。

光学情報記録再生装置としては、例えば光感応
性材料を塗布又は蒸着した円板状情報担体る回転
させておき、前記円板状情報担体にレーザー光源
等からの光束を直径１μｍ以下に絞つた微小スポ
ツト光として照射し、その光出力強度を記録信号
で変調することによつて情報担体上に凹凸による
位相変化、屈折率変化あるいは反射率や透過率の
変化などの光学的特性変化としてリアルタイムで
ビデオ信号やデイジタル信号等の情報の記録が行
なえ、かつ前記光学的特性変化を検出することに
より記録した情報の再生が行なえる装置が提案さ
れている。

かかる装置では、記録トラツクの高密度化、離
散的な部分書き込みあるいは消去などの理由によ
り記録しようとするトラツクを案内する案内トラ
ツクを同心円あるいはスパイラル状に予め設けて
おき、前記案内トラツクに追従するようにトラツ
キング制御をかけながら定められたトラツクに情
報を記録し、またそのトラツクから情報を再生す
る光学情報記録再生装置が考えられる。

本発明の目的は、案内トラツクを光学的に識別
しうるようにした円板状情報担体に記録材料を塗
布して、感光させ情報を書き込んだり、円板状情
報担体から情報を読み取る装置を提供することに
あり、なかでも各トラツクに記録された情報を横
断トラツク数を計数して高速検索する検索装置を
供することにある。

情報担体に形成された案内トラツクは、例えば
凹凸の溝状構造が適当である。情報はこの案内ト
ラツクの設けられた情報担体に蒸着されたアモル
フアス金属のごとき記録媒体に記録される。情報
は、記録媒体の蒸発による穴形成または極所的な
黒化という形で蓄積される。

案内トラツクの識別は、案内トラツクで反射さ
れた反射レーザー光束の遠視野パターンが案内ト
ラツク方向の両側に光強度分布の偏りで行なわれ
る。この偏りは、分割境界が前記案内トラツクの
接線方向と平行になるように配された２つの受光
部をもつ光検出器で光電変換されて、トラツキン
グ制御手段へ印加される。したがつて、微小スポ
ツト光を情報担体上に収束して案内トラツクを横
断するように走査すると案内トラツクを通過する
毎に光検出器の２つの受光部の出力の差信号とし
てトラツクの横断信号が得られるので、この横断
信号の数を計数することによつて微小スポツト光
が情報担体上を移動したトラツク数が求める。し
たがつて、この横断トラツク数のカウントが目標
移動トラツク数と一致したときトラツク検索走査
を停止せしめれば高速のトラツク検索ができる。

一般に情報担体が装置に脱着されるとき、数10
μｍオーダーの偏心が生じるのは避けられない。
この偏心の存在は、トラツク間隔が１μｍ〜２μ
ｍと非常に狭い光デイスクではトラツク検索走査
の開始時と終了時のように走査速度が情報担体の
回転速度に比して遅くなる場合に為の横断信号が
発生する。したがつて、偏心量が大きくなればそ
れだけ横断トラツク数のカウントの誤差が大きく
なるという欠点がある。

本発明は前述のように情報担体の偏心があつて
も正確な横断トラツク数の計数をし、また情報担
体に記録することによつて反射率が変化しても、
安定にしかも高速にトラツク検索を行うことを目
的とする。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は光学情報記録再生装置のトラツク検
索装置の構成図である。半導体レーザ等の光源１
から放射された光ビーム２は、デイスク３上のト
ラツクに光ビームを追従させるためのトラツクキ
ングミラー４を経て絞りレンズ５によつてデイス
ク上のトラツクに光スポツト６として集光され
る。デイスク上からの反射光７は絞りレンズ５、
トラツキングミラー４を経て、半透明鏡８により
その光路が分離変更される。この反射光は光学ウ
エツジ９によりフオーカシング方向１０及びトラ
ツキング方向１１の光ビームに分離される。分離
された光ビームはそれぞれ２分割された光検出器
１２，１３上に投射される。デイスク３の面ブレ
に応じて光検出器１２上では光スポツトが移動す
るので、２分割光検出器１２から前置差動増幅器
１４に入力されフオーカス誤差信号１５が得られ
る。この誤差信号は駆動回路１６を経て絞りレン
ズを上下に駆動させるボイスコイル１７に加えら
れ、デイス上に光スポツトを集光するように制御
する。

デイスク３は、デイスクモータ１８によつて回
転しているが、デイスクモータ１８の回転中心と
デイスク３のトラツクの中心がずれている場合に
は、デイスク３上の光スポツト６はトラツクを正
確に追従せず、トラツクを横切る。光スポツト６
がトラツクを横切つた場合には、光検出器１３上
には後述するように光分布の変化が生じる。この
変化を検出し、前置差動増幅器１９に入力されト
ラツキング差信号２０を得ている。この差信号２
０は駆動回路２１に入力されトラツキングミラー
４を駆動している。トラツキングミラー４は光ス
ポツト６がデイスク３上のトラツクを正確に追従
するように、前記差信号に応じてその角度が変化
し、トラツキング制御を行つている。２２は第５
図で示されている信号処理回路で、トラツク横断
パルス、及びトラツク横断方向を表わす信号をリ
ニアモータ駆動回路２３へ送り、目標トラツクの
アドレス信号２４と比較し、リニアモータ２５を
駆動させ光スポツトが目標トラツクへ正確に移動
するように、リニアモーター２５の制御を行つて
いる。２６は前置和増幅器で、トラツキング方向
の２分割光検出器１３により検出される信号の和
信号２７を出力している。光デイスク３よりの記
録再生信号は光検出器１３により検出され前置高
周波増幅器２８に入力され再生信号２９に出力し
ている。

次に本発明のトラツク検索装置に使用する光デ
イスク３の構造の一実施例を第２図に基づいて説
明する。第２図はデイスク３の円板の一部を示す
図で、デイスク３の面Ｒ側には幅Ｗ、ピツチｐ、
深さδの溝状案内トラツク３０ａ〜３０ｅが同心
円状、あるいはスパイラル状に掘つてある。３１
ａ〜３１ｅは溝間を示す。光感応性の記録材料は
面Ｒ側から塗布されて記録面３２を形成してい
る。光スポツト６は面Ｒで集光されている。記録
および再生のときは光スポツトが溝状案内トラツ
ク上に投射されるようにトラツキング制御がかけ
られる。記録時には光源１の光出力を大きくし、
デイスク上の溝状案内トラツク上に投射される光
スポツトの光エネルギーを大きくして案内トラツ
ク上に塗布された記録材料を感光させている。そ
の結果溝状案内トラツク上の記録部分の反射率が
変化する。この反射率の変化を記録時より小さな
光出力の光スポツトを用いて検出すれば、記録信
号を再生することが出来る。記録した時の溝状案
内トラツク内の記録材料が感光した様子を３３に
示す。この場合は記録材料が黒化し反射率が大き
くなつた例を示している。

前記案内トラツク３０ａ〜ｅの幅Ｗ、ピツチ
ｐ、深さδの具体的な値としては例えば幅Ｗ＝
0.6μｍ、ピツチｐ＝1.6μｍ、深さδ＝1000Å
（前記レーザー光源３の光波長の1/8の光路長）ぐ
らいが選ばれる。

第３図は、第２図で示した光デイスク３上の溝
状案内トラツク３０（未記録部）に光スポツト６
が投射された時のトラツキング方向（溝状案内ト
ラツクとは法線方向）における光検出器１３の光
量分布変化を表わしている。第３図はデイスク３
の断面方向から見た図である。１３ａは光デイス
ク３の内径方向の光検出器、１３ｂは光デイスク
３の外径方向の光検出器を示している。３４は光
デイスク３からの反射光７が光検出器上に投射す
る光スポツトを表わしている。反射光スポツト３
４の円内の濃淡は光スポツト内の光量分布変化を
表わしている。第３図ａは溝状案内トラツク３０
がない溝間３１の平担部に光スポツト６が投射し
ている様子を示している。この場合入射した光ビ
ーム２は一様に反射するため光検出器の反射光ス
ポツト３４は一様に分布するので光検出器１３ａ
と１３ｂの差信号出力２０は零となる。第３図ｂ
は光スポツトが溝状案内トラツクの外径側のエツ
ジ３５ｂにかかつて投射された様子を示してい
る。溝状案内トラツク３０の深さδがレーザ光波
長の1/8の光路長であれば、入射光ビーム２は回
折され反射光７ｂは溝の外側へ曲げられる。その
ため外径方向の光検出器１３ｂへ光量分布がかた
まる。前置差動増幅器２６の入力は外径方向光検
出器１３ｂを正入力、内径方向光検出器１３ａを
負入力とすると、第３図ｂの場合には差信号出力
２７は正となる。

第３図ｃは溝状案内トラツク３０の両方向エツ
ジ３５ａ，３５ｂを含み、溝状案内トラツク全体
に光スポツト６が投射されている様子を示す。こ
の場合は入射光ビーム２が両エツジにかかつてい
るため反射光７ｃは両方向とも溝の外側へ回折す
る。絞りレンズ５の口径が有限であるので、回折
した反射光はケラレる。そのため光検出器１３に
投射されるスポツトの光量全体が減少する。よつ
て両方向１３ａ，１３ｂの光検出器の和信号出力
２７は第３図ａ，ｂ，ｄと比較してその振幅が減
少する。なお第３図ｃの場合入射光スポツト６と
溝状案内トラツク３０の中心が一致していれば、
両方向の光検出器１３ａ，１３ｂに投射される反
射光スポツトの光量分布は一様であるので差信号
出力２０の振幅は零となる。第３図ｄは光スポツ
ト６が内径方向のエツジ３５ａにかかつて投射さ
れている様子を示す。この場合、第３図ｂとは反
対に内径方向に反射光７ｄが回折され、内径方向
の光検出器１３ａへ光量分布がかたまる。従つて
差信号出力２０は負となる。

第４図は、光スポツト６が溝状案内トラツク３
０を横切つたときの光検出器出力、和信号及び差
信号出力の振幅の時間的変化波形を示したもので
ある。３６ａは内径方向の光検出器出力波形、３
６ｂは外径方向の光検出器出力波形、３７はその
両出力の差信号波形、３８は和信号出力波形を表
わす。第４図ａは光スポツトが溝状案内トラツク
３０を外径方向から内径方向へ横切つた時（第３
図でＡ方向）の振幅変化を示す。第３図で説明し
たとうり、差信号波形３７の振幅は外エツジ通過
の時正、溝中心で零、内エツジ通過の時負とな
る。一方和信号波形３８の振幅は溝中心で減少す
る。第４図ｂは光スポツトが溝状案内トラツク３
０を内径方向から外径方向へ横切つた時（第３図
でＢ方向）の振幅変化を示す。この場合は第４図
ａとは反対に内エツチから通過していくので、正
負が逆になる。ここで重要なことは、第４図ａ，
ｂを比較すると、いづれの場合でも和信号波形の
ピークは差信号波形が零交差する点と一致すると
いうことである。

これは第３図ｃで説明した理由により明らかで
ある。さらに和信号波形３８と差信号の負波形３
７ｂの位相を比較すると、溝状案内トラツク３０
を内径方向（Ａ方向）へ横切つた時（第４図ａ）
は、和信号波形の方が差信号の負波形３７ａより
位相が早い。一方溝状案内トラツク３０を外径方
向（Ｂ方向）へ横切つた時（第４図ｂ）は差信号
の負波形３７ｂの方が、和信号よりも位相が早
い。

以上のように和信号波形３８と差信号の負波形
の位相を比較すれば、容易に溝状案内トラツクを
横切つた方向を検出することが可能である。さら
にデイスク面上の反射率が変化し、和信号及び差
信号の振幅が変化しても、前述したとおり和信号
のピークと差信号の零交叉の位相はいつも一致し
ている。従つて光デイスク面上の反射率の変化に
よつて和信号と差信号の位相関係が変化すること
はないので、反射率の変化があつても安定した溝
状案内トラツクの横断方向の横出が可能である。

以上の第４図ａ，ｂの説明は、光デイスク面上
に塗布された記録材料を感光させていない未記録
部分の溝状案内トラツクを横切つた場合のもので
ある。第２図３３のような記録感光された溝状案
内トラツクを光スポツトが横切つた場合の光検出
器出力波形、和信号および差信号波形を第４図
ｃ，ｄに示す。溝状案内トラツク内の記録材料が
記録感光されると反射率が大きくなる。従つて各
光検出器の出力振幅も大きくなりさらに差信号振
幅３７ｃ，３７ｄも大きくなる。一方和信号は第
３図ａ，ｂの３８ａ，３８ｂほどには、溝の中心
で振幅が減少しない。３８ｃ，３８ｄこれは溝状
案内トラツク内の反射率が大きくなり、第３図ｃ
のように反射率７ｃがケラレているにもかかわら
ず、受光通が増加したためである。第４図ｃ，ｄ
のように和信号出力の振幅が小さいと横断方向の
検出が不安定になるため、記録部では和信号２７
の代りに再生信号２９を用いる。再生信号波形を
第４図の３９に示す。記録は溝状案内トラツク中
心に光スポツトを投射して行なわれるため、再生
信号波形２９の位相は、トラツキング方向の和信
号波形３８ｃ，ｄと一致している。このように記
録部では、再生信号波形３９と差信号の負波形の
位相を比較して、溝状案内トラツキングを光スポ
ツトが横断する方向を検出している。第４図ｃは
ａと同様にデイスクの外径方向から内径方向に溝
状案内トラツクを光スポツトを横切る様子を、第
４図ｄはｂと同様に内径方向から外径方向に横切
る様子を示している。

以上のことから未記録部では和信号と差信号の
位相差を、記録部では再生信号と差信号の位相差
を検出すれば容易に溝状案内トラツクの横断方向
を知ることが出来る。つまりデイスク上に記録済
トラツクがあるなしにかかわらず、溝横断方向お
よびトラツク計数が可能である。

第５図は第１図２２で示した信号処理回路のブ
ロツク図を示す。また第６図は第５図の各部にお
ける信号波形を同一時間軸に表わしたタイミング
チヤートである。第５図ａ〜ｋの各部の信号波形
は第６図ａ〜ｋに示す。

前置差動増幅器１９の差信号出力ａの波形を図
６図ａに示す。ａ１の区間では光スポツトが外径
方向から内径方口に、ａ２の区間では内径方向か
ら外径方向に横断するときの差信号波形を示して
いる。前置和増幅器２６の和信号出力ｂの波形を
第６図ｂに示す。３８ａ，３８ｂ、は未記録部分
３８ｃ，３８ｄは記録部分における和信号出力波
形である。第６図ｃは記録再生信号３９を示し、
記録トラツクは３９ｃ，３９ｄである。第５図２
８は再生信号を増幅する前置高周波増幅器であ
る。

差信号出力ａはローパスフイルター４０に入力
れ、溝状案内トラツクを横断する時の検出信号以
外の光デイスク上の雑音成分を除去する。ローパ
スフイルター４０の出力は波形整形回路４１に入
力され、差信号３７の負成分のみをパルス波形に
整形し出力している。（第６図ｄ）または和信号
出力ｂも同様にローパスフイルター４０、波形整
形回路４１に入力され第６図ｅのパルス波形に整
形され出力している。また記録再生信号ｃは検波
回路４２に入力され包線線検波された後、同様に
ローボスフイルター４１に波形整形回路４１に入
力され、パルス波形ｆを出力している。パルス化
された和信号ｅ、および再生信号ｆは、OR回路
に入力され、２つの入力の論理和が出力される
（第６図ｇ）。これにより記録の有無にかかわらず
溝状案内トラツクの中心を示すパルスが出力され
る。パルス化された差信号ｄおよび、パルス化さ
れた論理出力信号ｇは、そのパルスの立ち上りに
よつて、モノマルチバイブレータ４４をトリガー
して幅の短いパルスを出力している。

第６図ｈ，ｊ、パルス化された差信号の立ち上
りによつてトリガーされたモノマルチバイブレー
タ出力ｈと論理和パルス出力ｇの位相をAND回
路４５によつて比較して、両パルスのハイレベル
が一致すれば、外径から内径方向の横断パルスｊ
を出力している。一方、パルス化された論理和出
力信号ｇの立ち上りによつてトリガーされたモノ
マルチバイブレータ出力ｉとパルス化された差信
号ｄの位相を比較して、両パルスのハイレベルが
一致すれば内径から外径方向の横断パルスｋを出
力している。

したがつて、内径方向横断パルスｊをアツプダ
ウンカウンター４６のカウントアツプ用クロツク
に入力し、外径方向横断パルスｋをカウントダウ
ン用クロツクとして入力すれば、アツプダウンカ
ウンター４６のカウント出力は外径から内径方向
へ横切つた正味のトラツク数となる。デイスクに
偏心があつて光スポツトが、その横断方向の反転
を繰り返しながら横切つたとしても正確に横断し
た溝を計数することが可能となる。アツプダウン
カウンター４６の出力信号と移動トラツク数設定
レジスタ４７の出力信号をコンパレータ４８で比
較し、両者が一致するとデイスクモータ２５のス
トツプ制御をリニアモータ駆動制御回路４９で行
う。

第７図は光デイスク３に形成された溝状案内ト
ラツク３０を検索走査するときの横断トラツクの
計数と偏心の影響を示す図である。光デイスク３
の中心O₁とモーター回転中心O₂とは△なる偏心
がある。第７図ａにおいて、現在トラツク５０上
に静止している光スポツトは、トラツキング制御
をかけない状態では、光デイスク３の偏心によつ
て±△の範囲にある溝状案内トラツクを横切る。
リニアモータ１８によつて現在トラツク５０から
目標トラツク５１へ検索走査を開始した場合、走
査速度は第７図ｂの破線のように一定速度まで加
速されて定速度走行した後ブレーキをかけて減速
して目標トラツク５１の終点でストツプする。こ
のとき走査のスタート点付近と終点付近では走査
速度が光デイスク３の回転速度よりも遅いので偏
心につて同一トラツクを複数回横切ることになつ
て、第６図ａの差信号に示されるように位相反転
が生じ、内径方向横断パルスｊと外径方向横断パ
ルスｋが交互に発生する。この横断パルスｊとｋ
のパルス数の差が正味の横断トラツク数である。
よつて横断トラツク数をカウントするアツプダウ
ンカウンター４６のカウント出力５２が目標トラ
ツクまでの移動すべきトラツク数と一致したとき
検索速度を零にして走査をやめれば所望の目標ト
ラツク５１をアクセスできるのである。

以上説明してきたように本発明の構成によれば
光デイスクの溝状案内トラツクの計数を、記録済
トラツクおよび未記録トラツクにかかわらず、正
確に行うことが出来る。また光デイスクの偏心の
大小にかかわらず高速しかも正確に目標トラツク
の検索ができる。さらにトラツキング和信号又は
再生信号のピークと差信号の零交叉の位相はいつ
も一致している。従つて光デイスクの記録材料や
基材が均一でなく、トラツクの位置によつて反射
率が変化、あるいは溝状案内トラツクの差幅が変
化しても安定なトラツク横断方向及び計数が出来
るので、良好な高速検索が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２
図は、デイスク構造の一実施例の一部を示す斜視
図、第３図は溝状案内トラツクで反射された反射
光の光検出器上の光量分布を説明する図、第４図
は光検出器の出力波形と差信号、和信号、再生信
号の波形を示す図、第５図は、溝状案内トラツク
を計数するための信号処理回路のブロツク図で、
第６図は第５図の各部の信号波形を示す図、第７
図は光デイスクの偏心とトラツク検索の様子を示
す図である。 １……レーザ光源、２……入射光ビーム、３…
…光デイスク、４……トラツキングミラー、５…
…絞りレンズ、７……反射光ビーム、８……半透
明鏡、９……光学ウエツジ、１２，１３……光検
出器、１４，１９……前置差動増幅器、１８……
デイスクモータ、２２……信号処理回路、２５…
…リニアモータ、２６……前置和増幅器、２８…
…前置高周波増幅器、３０……溝状案内トラツ
ク、４０……ローパスフイルター、４１……波形
整形回路、４３……OR回路、４４……モノマル
チバイブレータ、４５……AND回路、４６……
アツプダウンカウンター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同心円状またはスパイラル状の溝状案内トラ
   ツクを有する光記録デイスクの前記溝状案内トラ
   ツクからの反射光を、分割境界が前記溝状案内ト
   ラツクの接線方向に平行になるように配置された
   ２個の受光部からなる光検出器で受光し、トラツ
   ク検索時において横断トラツク数を正確に計数す
   るために前記光検出器から出力される差信号と和
   信号と記録再生信号とを波形整形し、その整形差
   信号のエツジパルスと、整形和信号と整形記録再
   生信号との論理和出力との論理積出力を２クロツ
   ク入力のアツプダウンカウンターの片側クロツク
   入力へ接続しもう一方のクロツク入力には、前記
   整形和信号と整形記録再生信号との論理和出力信
   号のエツジパルスと、整形差信号との、論理積出
   力とを接続し、前記アツプダウンカウンターの出
   力パルス数が、目標横断トラツク数に一致したこ
   とを検知してトラツク検索手段を停止せしめるよ
   うにしたことを特徴とするトラツク検索装置。