JPS6019048B2 - 情報再生方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、映像や音声信号またはコンピュータデータ等
の情報を記録媒体上に高密度に記録し、希望する情報を
正確に読み出し再生する方法、及びその装置に関する。

特に、映像信号、電算機データ等の情報をバィナリーな
形に変調し、例えばディスク上の記録媒体に非接触、高
密度に凹凸、又は濃淡の形で記録して、光ビーム等の照
射ビームを用いて非接触、かつ正確に希望する情報を再
生する情報検索装置に係る。このような情報検索装置に
おいては、高密度に記録された情報の中から、必要とす
る情報が記録された情報簿を検出し、照射ビームを前記
の位置まで移動させて、必要とする情報だけを正確に取
り出して再生する必要がある。この解決方法として、情
報を記録した情報溝がディスク上で同心円状に記録され
たディスクを再生する場合には、従来、椿関昭４９一筋
６１４に詳述されたように、記録時にテレビ画像の１フ
レームに対応する１つの情報溝の１部分（華直帰線期間
内）に情報溝の順番を示す信号を挿入し、再生時に希望
する情報溝付近まで光ビームを移動させ、希望する情報
溝付近の１つの情報溝に光ビームを位置させる引き込み
を行ない、その後上記情報溝を追跡するトラッキングを
行ない、情報溝に記録された情報を再生することによっ
て、情報溝の順番を示す信号を検出し、希望する情報溝
とのずれを検出して光ビームを希望する情報が記録され
た情報溝まで移動させるという方法である。

しかし、この方法は希望する情報溝を捜し出すのに少な
くとも一度は希望する情報溝と異なる情報溝を追跡し、
順番を示す信号を検出しなければならない。このために
、希望する情報溝から情報を再生するのに非常に長い時
間を要するという問題点がある。本発明は、情報記録再
生装置を用いて、希望する情報を検索する方法における
上述の問題点を解決することにある。

すなわち、本発明では回転する記録媒体上に情報信号に
よって変調された照射ビームを照射してその回転方向に
沿って複数の情報溝を形成しておき、回転する該記録媒
体上に光ビームを照射し、その反射光又は透過光を電気
信号に変換して上記情報信号を再生する情報再生方法に
おいて、上記複数の情報溝は隣接する複数の情報溝毎に
ブロック分され、かつ各ブロック内において各情報溝毎
に異なる周波数の標準信号を上記情報信号に重畳して形
成されると共に、所望の情報溝が属するブロック番地を
示す信号により上記光ビームを該所望の情報溝の近くま
で位置付け、上記電気信号から検出された上記標準信号
と上記所望の情報溝に対応する標準信号とを比較し、そ
れによって上記光ビームを上記所望の情報溝に位置付け
て譲捉所望の情報溝に記録された上記情轍信号を再生す
ることを特徴とする。本発明の概略を説明するために、
トラッキングの方式に関しては、本発明者等が先に出願
した特許糠昭４８−１２９６８号明細書「情報記録再生
方法、及びその装置」（特公昭５４−１５７２７号公報
参照）を用いるが、後述の如く他のトラッキング方式で
も何ら本発明を実施するのに問題はない。また引き込み
に関しては、本発明者等が先に出願した特顔昭５０−９
７２１号明細書「自動引き込み方式」（侍公昭５５−１
８２５号公報参照）に説明してある。よって、ここでは
情報の検索方法、及びその装置を中心に説明する。以下
本発明の原理について説明する。光を用いて高密度に情
報が記録された媒体から希望する情報溝を検索するため
には、集東用対物レンズの視野（対物レンズがのぞける
媒体上の範囲）ではすべての情報溝をのぞくことは出来
ないので、まず、第１に希望する情報溝が集東用対物レ
ンズの視野内に入るようにする。第２に、視野内にある
他の情報溝と希望する情報溝を区別する。しかも、短い
時間で以上の操作を行う必要がある。そこで第１に関し
ては、対物レンズの設定誤差を視野よりも小さくする。
これは、対物レンズを含む光学系の移動機構を選ぶこと
によって容易に達成される。例えば、６００タ程度のヘ
ッドを移動させるコンピュータ・ディスクの移動機構を
用いれば位置決めの精度は２０仏の程度となる。対物レ
ンズの視野が通常５００ｒ肌程度であるから、第１の要
求は満足できる。第２に関しては、情報溝を正確に追跡
するトラツキング操作に用いる情報溝の進行方向と垂直
な方向の微少振動の周波数を視野内にある情報溝につい
て情報溝ごとに変化させておき、その周波数を検出する
ことによって情報溝を区別する。以下、本発明の内容を
詳細に述べる。本発明においては、再生時におけるトラ
ッキング、引き込み、および情報溝の検索を正確に行な
わせるために、記録時において記録再生しようとする情
報信号に同期検出標準信号を加えてからＦＭ変調、パル
ス幅変調、パルス位置変調等の位相情報として意味のあ
る変調（以下、これをバィナリー変調と称する）を行な
い、変調された信号によって記録媒体を加工するための
光ビームや電子ビーム等（以下、これらを照射ビームと
総称する）を強度変調する。次いで、その強度変調され
た加工用ビームを上記同期検出用標準信号と周波数及び
位相が同一の信号を用いて、作成される情報溝の進行方
向と垂直な方向に微小振動させながら、移動する記録媒
体上に照射する。好適には、再生画像のクロストークを
少なくするために、微小振動の振幅は記録された情報溝
の幅と再生スポットの幅との和の半分以下になるように
する。このような状態において、本発明においては、上
記同期検出用標準信号の周波数を蓮≧続的、又は不連続
的に変化させて情報溝を作成する。ここで、不連続的と
は、一定の長さの情報溝に記録された情報信号が有する
同期検出標準信号の周波数、及びその情報溝の微小振動
する周波数が同一であることを意味する。特にその一定
の長さの情報溝は一般に単位情報溝に等しい。ここで単
位情報溝とは、そこに記録された情報信号が一連の意味
を持つ場合を意味する。例えば、記録される情報がテレ
ビ信号であるならば、一フレーム分の情報などを考えれ
ばよい。そして、一般的にはこの単位情報溝は、ほぼ平
行に形成されていく。記録媒体としてディスクをとり上
げ、上述の不連続的に同期検出標準信号を変化させる場
合について述べる。まず、記録すべき全ての単位情報溝
を記録していく順序に従って、適当な数（ｎ本とする）
の単位情報溝をまとめて１つのブロックとして全記録情
報溝をＮ個のブロックに分ける。１つのブロックにおい
て、照射ビームの位置をディスクが１回転する間だけデ
ィスクの半径方向の１点に停止させて、ある周波数の同
期検出標準信号を用いて上記の記録を行なう。

次に同様にして、照射ビームをディスクの半径方向にピ
ッチ間隔６仏ので不連続に移動させながら光ビ”ムのデ
ィスク半径方向の照射位置が変わるごとに、すなわち単
位情報溝ごとに、同期検出標準信号の周波数を周波数間
隔△ｆで変化させて、上記の記録を行なう。これによっ
て、情報の記録されたディスクは第１図のようになる。
ディスク１の上で情報溝はピッチ間隔が６〃仇の同心円
状になる。あるブロックの最初の情報横３から最後の情
報溝まで、図には示さないがｎ本の情報溝が並んでいる
。最初の情報溝３の同期検出標準信号の周波数（情報溝
の進行方向とは垂直な方向の微小振動の周波数）をもと
すると最後の情報溝４の同期検出標準信号の周波数はち
十（ｎ−１）×△ｆとなる。ｎ本の情報緩から構成され
る各ブロックについても上述と同様な情報溝ごとの同期
検出標準信号の変化がある。また、ディスク１の回転中
心を２で示した。第１図から、ディスク状の特定の情報
溝は特定のブロックの中で、特定の同期検出標準信号の
周波数が対応することになる。さらに、他の記録方法と
して、照射ビームのディスク半径方向の位置を一定の速
度で連続的に変化し、同時に同期検出標準信号の周波数
も連続的、又は不連続的に変化させて上記の記録を行な
う方法もある。

これによって、情報の記録された情報溝はディスク上で
スパイラル状になり、情報溝に記録された同期検出標準
信号を検出することによって再生している情報溝がブロ
ックの始めから何番目の情報溝であるかということが分
かる。次に、前記の方法によって情報が記録されたディ
スク、又はディスク・シート等の記録媒体から希望する
情報が記録された情報溝を捜し出し、正確に再生する原
理を述べる。まず、希望する情報が記録された情報溝が
どのブロックに属し、ブロックの始めから何番目である
かを指定する。このためには、あらかじめ特定の情報が
記録されている単位情報溝とブロック番号及びブロック
内での番号を記憶装置等に記憶させておき、希望する情
報がブロックの番号とブロック内での番号だけで表わせ
るようにしておかねばならない。希望する情報に対応す
るブロック番号とブロック内での情報溝の番号を指定す
ることによって、希望する情報が記録されている情報溝
のディスク上での位置が決定される。次に、光ビームを
情報溝の進行方向に垂直な方向に、上記の位置まで移動
させる。しかし、光ビームを移動させるためには、光偏
向手段と集光光学系を同時に動かさねばならない。とこ
ろが、一般的にこれらは重量も重く、検索の速度を上げ
るために速いスピードで移動する機構が使用されるため
に、位置決めの精度が悪い。この位置決め精度の誤差を
ａぶれとする。また、ディスクと上記の移動機構の設定
誤差もある。これをｂ仏のとする。さらに、ディスクが
回転状態にあれば、偏心（回転中心とディスクの中心と
のずれ）が必ずある。この偏心量をｃ仏仇とする。する
と移動した光ビームと希望する情報溝との誤差はａ＋ｂ
十ｃ山肌となる。この量は築東用の対物レンズの視野よ
りも小さくなくてはならない。通常では、ａが２０仏肌
、ｂが２０一肌ｃも２０ム肌程度になる。５００仏のの
視野に対しては十分に小さい。

よって、希望する情報溝が視野から脱れることはない。
上記の誤差内にある情報緩から希望する情報溝を捜し出
すために、前述の如く情報溝の同期検出標準信号の周波
数を△ｆづつ変化させているが、区別する情報溝の本数
（ブロック内の本数）は上記の誤差内にある情報溝の本
数より大きければよい。すなわちｎ×６＞ａ＋ｂ＋ｃ であればよい。

また、ブロック内の情報溝の同期嬢出標準信号の最高周
波数は情報をバィナリ一変調した信号に再生時の影響を
与えないような周波数ｆより小さくなくてはならない。

すなわち、ｆ＞ら十（ｎ−１）ＸＡｆ でなくてはならない。

以上のようにして、再生時の条件から、周波数間隔△ｆ
、ブロック内の情報溝の総本数等が決められる。さて、
希望する情報溝の付近まで移動した光ビームに、外乱に
よる情報溝とのプレをうち消す引き込みを行なわせると
、光ビームが一つの情報箔を横切る時間が長くなり、そ
の時間に反射光の光電変換出力信号を復調し、同期検出
標準信号を抜き出し、その周波数を測定して横切った情
報溝と希望する情報溝とのズレを検出する。

これによって、光ビームを光偏向器で希望する情報溝ま
で移動し、希望する情報溝を光ビームが追跡するトラッ
キングを行ない、希望する情報を読み出す。以上の再生
方法によって、希望する情報が記録された情報溝を探し
出し、正確に再生することができる。記録時に情報信号
とともに同期検出標準信号を記録し、再生時の引き込み
およびトラツキングに使用する本情報記録再生方式にお
いて、記録時に同期検出標準信号の周波数を情報溝ごと
に変えることは、再生時の引き込み及びトラツキング操
作に何ら問題点もないことは言うまでもない。

ディスク上にスパイラル状に記録された情報溝のように
連続的に形成された情報溝については、記録時に同期検
出標準信号の周波数を不連続に、又は連続的に変化させ
て記録する２通りの方法がある。上記の同期検出標準信
号の周波数を不連続的に変化させた場合には、ディスク
上に形成された同０円状の記録溝について述べた原理が
成立する。また、記録時に連続的に同期検出標準信号の
周波数を変化させた場合には、ディスクが一回転する間
などの単位情報溝の間に変化した周波数の範囲内だけの
幅をもって情報溝との対応をとることにすれば、先に述
べた原理が成立する。続いて、図面を用いて本発明の実
施例をディスクの場合を例にとって述べる。

最初に第２図をもとに、ディスク照射ビームとして光ビ
−ムを用いた本発明の情報記録装置について説明する。
第２図において、ＶＴＲ、テレビ受像機等の情報源１０
からの信号は変調器１１によって、信号源に応じた変調
を受ける。また周波数可変型の発振器（例えば、電圧制
御発振器）１２から発生された同期検出標準信号は変調
器１３によって変調され、加算手段１４によって変調器
１１からの信号と加算された後、先に述べたバィナリー
変調を受ける。次いで、この変調された信号１５を光ビ
ーム強度変調手段（例えば、ＥＯ変調器、又はＡＯ変調
器）１７の駆動回路１６に入力する。レーザ光源１８よ
り発生した光ビーム１９は光ビーム強度変調器１７によ
って変調され、ＡＯ偏向器、ＥＯ偏向器などの光偏向器
２０と集光光学系２１によって回転するディスク２２上
の感光材料に桑東され、情報溝が記録される。このとき
、発振器１２の出力を光偏向器２０の駆動回路２３に入
力し、光偏向器２０を駆動して光ビームをディスクの半
径方向を微小振動させる。さらに、検索するための記憶
回路２６の入力関係について説明する。信号源１０とし
て、テレビ信号を例にとる。この場合、１フレームが１
つの情報溝に対応する。検索の場合には記憶するフレー
ムの内容と情報溝を対応させる方法もあるが、構成が複
雑になるので、ここでは、他の構成（本発明の実施例に
は述べない）によって、記憶するフレームの内容と記憶
される順番がすでに明らかになっている場合を例にとる
。信号処理回路２４は、テレビ信号の中から垂直同期信
号を抜き出す。

垂直同期信号は１フレームの中に２つパルス状の信号と
してテレビ信号の中に合成されて入っている。フリツプ
・フｏツプの如き回路を通して、１フレームについて１
つのパルスが出力として表われるように構成されている
。計測器２７では２４の出力であるパルス信号２５をカ
ウンターで計測し、ｎ以上の値になると桁上げを行なう
。桁上げした数を記憶回路２８に信号２９の形で送る。
同様に桁上げしない数を信号３０の形で２８に送る。こ
の構成において、ブロックの数を表わすのは２９の信号
であり、ブロック内での番号を表わすのは３０の信号で
ある。周波数制御回路２６では計測器２７からの計測器
をＤ／Ａコンバータでアナログ電圧に変換して発振器１
２に入力する。これによって、ブロック内の情報溝ごと
に発振器１２からの発掘周波数が変化する。この間隔は
Ｄ／Ａコンバータの最低設定値によって決められる。記
憶回路２８においては、信号処理回路２４からの出力２
５をクロックに用いて、記録した順番に対応して信号２
９と信号３０の内容を記憶する。

同時に周波数制御回路からの出力ｌを記憶回路に入力す
る。このことによって記録情報溝の記録された順番が何
ブロックにあり、その１中の何番目であるか対応がつき
、しかも同期検索標準信号の周波数との対応もつく。２
５の信号によって「パルスが入るごとに駆動回路３１‘
ま集光光学系を移動する機構３２を８ムｍだけ、ディス
クの半径方向に送る。

これは通常のモー夕で実現出来る。次に、記録するとき
の周波数（同期検出標準信号の）を情報源の信号の周波
数と比較して、説明する。

情報源の信号として、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号を記録
する例をとる。ＮＴＳＣ方式の信号を変調器１１によっ
てＦＭ変調する。そのときのキャリア周波数を母ＭＨｚ
付近に選定し「下側波帯城をディスクに記録する。音声
は２ＭＨｚ付近にＦＭ変調して記録する。このとき変調
器１１の出力のスベクトラム（周波数の）を第３図に示
す。４１の周波数帯域はビデオ信号をＦＭ変調した後、
下側波帯と上側波帯の１部分を抜き出したものである。

４２は音声をＦＭ変調した両側波帯を示す。

同期検出標準信号をビデオ信号帯域４１の中に挿入する
方法が１つある。この方法によると同期検出標準信号の
情報溝ごとの周波数間隔△ｆは大きくとれるが、それで
もビデオ信号に影響を与えないように低いレベルで挿入
しなくてはならない。具体的には第３図の斜線で示した
帯域４３を用いる。このとき変調器１３はキャリア周波
数小伍ｚのＦＭ変調を行なう。もう一つの方法は、第４
図に示すように、ビデオ信号の帯域外に同期検出標準信
号の帯域４３をもつてくる方法である。この方法では記
録時のレベルは高く、再生時も確実に同期検出標準信号
を検出出来るが、△ｆは高くとれない。この方法では記
録時には変調器１３が不要になる。今、１８０仇ｐｍで
回転するディスクにビデオ再生時間３０分の情報を入れ
ようとすると、５４００本の情報溝が必要となる。３０
００のディスクにこれらの情報溝をすべて記録すると、
ピッチ間隔は約２〃のとなる。

原理説明のところで述べた数式を用いれば、大体、ブロ
ックを弘０に分け、ブロック内にある情報溝の数を１０
０本にすればよい。周波数間隔をビデオ信号に影響を与
えないように１舷比に選ぶと、第４図の方法では同期検
出礎準信号の上限が２ＭＨｚ以下となって問題はない。
次に第５図の実施例を用いて、本発明による情報再生装
置を説明する。

ただし、引き込みとトラッキングの機構に関する装置は
前述の特許出願明細書に詳述してあるので、本実施例で
は動作を簡単に述べるにとどめ、情報を検索する装置に
関する部分のみを詳述する。第５図において、レーザ光
源５０からしーザビーム５１が発生し、半透明鏡５２を
通過し、光偏向手段５３（好適にはガルバノミラー）、
集光光学系５４を通って、回転するディスク又はディス
ク・シート５５上にマイクロスポットを形成する。

ディスク５５からの反射光５６は集光光学系５４、ガル
バノミラー等の光偏向手段５３、半透明鏡５２を通って
光電変換手段５７に入射する。次いで、光電変換出力信
号を復調器５８に入力し、マイクロスポットが情報溝を
横切るときの同期検出標準信号を抜きとり、周波数計測
手段６０に入力する。このとき、同期検出標準信号を抜
きとるために、第３図、第４図に斜線で示した帯域だけ
通過するフィルター作用を５８はもっている。同期検出
標準信号以外の信号はビデオ復調器６１を通過してテレ
ビ受像機６２に入力され、映像を再生する。同期検出標
準信号が第３図にようにＦＭ変調されているときには、
同期検出標準信号用の復調器５９が必要となるが、第４
図のような信号処理では不要となる。光電変換出力信号
はＡＭ検波器６３を通って、包絡線検波をうけ、同期整
流器６４に入力される。６４では５８の出力信号である
同期検出標準信号を用いて、マイクロスポットと情報溝
の中心とのずれとその方向を検出する。

これはトラッキング制御のための信号となる。次に検索
の方法とその装置について説明する。

希望する情報の内容が記録する順番で何番目の情報溝に
あるかを指定する順番指定回路６５から今、希望として
いる情報溝の記録番号を指定する本発明の説明には６５
の内容を詳しく述べず、役割だけを６５については述べ
た。６５の出力を記録装置の説明に用いられた記憶回路
に入力して、希望する情報が何番目のブロックに属し、
ブロックの始めから何番目の情報溝にあるかを記憶回路
２８はブロック指定回路６６に入力する。

６６では光偏向手段５３と集光光学系５４を一体に移動
する機構６７を駆動する駆動回路６８に指令を与えて希
望する情報付近まで６７を移動させる。

６９は６７の位置を検出して６６にフィードバックをか
けて、位置決めを正確に行なっている。

７０は希望する情報溝がもつている周波数を電圧に変換
し、現在、マイクロスポットが通過している情報溝の同
期検出標準信号の周波数を６川こよって計測し、比較器
７１によって、通過している情報溝と希望する情報溝と
のずれを検出して、光ビームを情報溝ごとにジャンプさ
せるジャンプ回路７２を動かし、光偏向手段５３によっ
て希望する情報溝まで光スポットを移動させて、希望す
る情報溝まで光スポットが来ると、始めて、比較器７１
の出力が零となるので、このとき同期整流器６４の出力
を光偏向器の駆動回路７３に入力してトラツキングを行
ない、希望する情報を再生し、テレビ受像機６２に映像
を出力する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明の説明図である。 劣１図 麓ゴ函 亀４図 汐２凶 ※夕‘○

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転する記録媒体上に情報信号によつて変調された
   照射ビームを照射してその回転方向に沿つて複数の情報
   溝を形成しておき、回転する該記録媒体上に光ビームを
   照射し、その反射光又は透過光を電気信号に変換して上
   記情報信号を再生する情報再生方法において、上記複数
   の情報溝は隣接する複数の情報溝毎にブロツク分され、
   かつ各ブロツク内において各情報溝毎に異なる周波数の
   標準信号を上記情報信号に重畳して形成されると共に、
   所望の情報溝が属するブロツク番地を示す信号により上
   記光ビームを該所望の情報溝の近くまで位置付け、上記
   電気信号から検出された上記標準信号と上記所望の情報
   溝に対応する標準信号とを比較し、それによつて上記光
   ビームを上記所望の情報溝に位置付けて該所望の情報溝
   に記録された上記情報信号を再生することを特徴とする
   情報再生方法。 ２ 情報信号によつて形成された情報溝が回転方向に沿
   つて複数個形成されてなる記録媒体において、上記複数
   の情報溝を隣接する複数の情報溝毎にブロツク分けされ
   、かつ各ブロツク内において各情報溝毎に異なる周波数
   の標準信号が上記情報信号に重畳して記録されているこ
   とを特徴とする記録媒体。 ３ 情報信号によつて形成された複数の情報溝が隣接す
   る複数の情報溝毎にブロツク分けされ、かつ各ブロツク
   内において各情報溝毎に異なる周波数の標準信号が上記
   情報信号に重畳して記録されてなる記録媒体上に光ビー
   ムを照射する照射手段と、上記記録媒体からの反射光又
   は透過光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電
   変換手段の出力信号から上記情報溝に記録された標準信
   号を取り出す複調手段と、所望の情報溝が属するブロツ
   ク番地を示す信号と該所望の情報溝に対応する標準信号
   とを発生する信号発生手段と、該発生手段からのブロツ
   ク番地を示す信号によつて上記光ビームと上記所望の情
   報溝との相対位置を制御する第一の位置制御手段と、上
   記復調手段からの標準信号と上記信号発生手段からの上
   記所望の情報溝に対応する標準信号とを比較する比較手
   段と、該比較手段の出力信号によつて上記光ビームと上
   記所望の情報溝との相対位置を制御する第２の位置制御
   手段とを具備することを特徴とする情報再生装置。