JPS62188034A - 情報を記録し読取る装置 - 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】 この発明は全般的に情報記録媒質に情報を記録し、又は
読取る装置、更に具体的に云えば、媒質の情報記録トラ
ックに対して放射ビームを整合した状態に保つ装置に関
する。

こういう特定の形式の装置は、ディスクを走査する為に
書込み放射ビーム及び読取放射ビームの両方を用いる書
込み後に直接的に読取る記録ディスク装置に特別の用途
がある。書込みビームは記録しようとする情報信号によ
って強度変調されており、この為、ディスクがビームに
対して回転する時、情報信号を表わす一連の微視的な孔
又はピットが形成され、略円形の記録トラックとして配
置される。典型的には、各々のトラックを記録した後、
書込みビームの半径方向の位置を半径方向に可動のキャ
リッジによって増分的に変え、こうして同心に配置され
た一連のトラックを形成する。

読取放射ビームを用いて、相次ぐピットが形成された直
後にこれらのピットを走査し、記録されている情報によ
って変調された反射放射ビームを発生する。この反射ビ
ームを使って、情報信号が正しく記録されていることを
検証することが出来る。

ディスクに相次ぐ情報トラックを書込む合間に成る期間
待つことが望ましい場合が多い。この時間中、書込みビ
ームは不作動にするが、装置の周囲温度の変化により、
ディスクがキャリッジに対して伸び縮みし、再び付能し
た場合、書込みビームの半径方向の位置が、最後に書込
んだ情報トラックの位置に対して変化しているという可
能性がアル。非常に薄いプラスチックの記録ディスクを
使う場合、特にそうである。次の情報トラックがディス
ク上の適正な半径方向の位置に記録される様に、半径方
向に可動のキャリッジを正しく位置ぎめするのに要する
時間をなるべく短くする為、周囲温度の変化に関係なく
、キャリッジをディスク上のトラックに対して所定の関
係に連続的に保つことが望ましい。

こういうことを達成する１つの方法は、ディスクの温度
を感知し、次に記録しようとするトラックの実際の半径
を見積って、キャリッジをこの見積った半径に対して正
しく位置ぎめすることである。然し、この方法は、装置
全体並びにディスク全体にわたって温度が一様でないの
が普通である為、あまり満足し得るものではない。この
為、この方法では、高い情報記録密度が得られる様な位
置ぎめ精度が得られないのが普通である。

記録ディスク上の情報トラックの半径が温度によって変
化するのを補償する別の方法は、ディスクの物理的な特
性とよく似た特別の取付は装置に、半径方向に可動のキ
ャリッジを取付けることである。即ち、周囲温度の変化
があれば、ディスクとキャリッジの取付は装置に同じ分
だけ影響があり、キャリッジはディスク上のトラックに
対して自動的に所定の関係に保たれることになろう。然
し、この方法も、周囲温度の変化がキャリッジの取付は
装置とディスクの両方に同じ様に影響するという保証が
出来ないのが普通である為、あまり満足し得るものでは
ない。この結果、達成し得る情報記録密度が著しく制限
される。

従って、キャリッジに対してディスクの伸び縮みを招く
温度変化に関係なく、半径方向に可動のキャリッジを貯
蔵ディスク上の情報トラックに対して所定の関係に保つ
有効な装置に対する要望があることが理解されよう。こ
の発明けこの要望に応えるものである。

基本的には、この発明は、放射ビームの様な走査手段を
記録媒質上の情報トラックに対して所定の位置に保つト
ラッキング装置を提供する。この装置は、ビームを媒質
に向けると共に、情報トラックの軸線に対して全体的に
横方向に可動であるキャリッジ手段を含む。更にトラッ
キング装置は、情報トラックに対する放射ビームの位置
を検出する手段を含む。この発明では、検出手段が、放
射ビームの検出位置に従って制御パルス信号を発生する
様に作用する。更に装置が、制御パルス信号に応答して
、キャリッジを横方向に移動させる歩進モータ手段を含
み、こうしてビームがトラックに対して所定の関係に保
たれる。

更に具体的に云うと、この発明のトラッキング装置は、
可動キャリッジ手段に装着された対物レンズを介して、
書込みビーム及び読取ビームを回転自在の情報記録ディ
スク上に集束する書込み後に直接的に読取る記録装置に
使うのに特に適している。装置は、同心に、配置された
略円形の一連の情報トラックをディスク上に記録する様
に作用する。装置が特定の情報トラックを記録した後、
次に絖＜トラックを記録するのを待っている間に、書込
みビームを不作動にし、読取ビームによって引続いてデ
ィスクを走査する。この時、この発明のトラッキング装
置は、最後に記録されたトラックと読取ビームとを整合
した状態に保ち、こうしてキャリッジ手段に対してディ
スクの伸び縮みを招く湿度変動を自動的に補正する。こ
の後、次に゛　続くトラックをディスク上に記録する時
になったら、キャリッジ手段を１トラツクの間扇だけ進
めればよく、それから書込みビームを再び付能し、ディ
スク上に集束する。

歩進モータ手段は、温度変動によるディスクの伸び縮み
に合せて、キャリッジ手段を半径方向外向き又は内向き
に移動させる様に作用する。各々のトラックの間隔が、
モータ手段の複数個の歩進に対応することが好ましい。

こうすると、装置は、読取ビームを最後に記録されたト
ラックの中心線と非常に厳密に整合した状態に保つのに
十分な分解能を持ち得る。

検出手段はディザ・トラッキング装置で構成することが
出来る。周期的なディザ信号及び関連した鏡を利用して
、読取ビームを走査中の記録トラックの軸線に対して全
体的に垂直な方向に振動させる。この振動により、反射
ビームの平均の放射強度に対応する変化が生ずる。この
結果得られる放射強度の変化のディザ信号の変化に対す
る位相角、並びに強度変化の振幅が、走査中のトラック
の中心線からの読取ビームのずれの方向並びに大きさを
表わす。シ この発明の別の１面として・　トラックの中心線からの
読取ビームの検出されたずれが予定量を越えた時、何時
でも順方向又は逆方向歩進パルス信号を歩進モータ手段
に結合して、キャリッジを半径方向外向き又は内向きに
移動し、こうしてずれを補正する。更にディザ・トラッ
キング装置は低域濾波器を含んでいてよい。こうして、
反射ビームの平均放射強度の非常に低い周波数の変化の
み、特にディスク材料の温度変化によって生じた変化の
みが補正される様にする。

この発明のその他の面並びに利点は、以下図面について
好ましい実施例を説明する所から明らかになろう。図面
にこの発明の原理を例示している。

第１図には、回転自在の記録ディスクｌｌ上の情報記録
トラックの中心線に対して放射ビームを整合した状態に
保つトラッキング・サーボ装置が示されている。装置は
、同心に配置された略円形の複数個の情報トラックをデ
ィスクに記録する為に書込み放射ビーム／３を用いると
共に、記録された直後に情報を読取る為に読取放射ビー
ム／３を装置に用いる場合を示しである。

書込み放射ビーム１３は書込みレーザ１７によって発生
され、最初は変調器／９に送られる。変調器が線２／か
ら供給される情報信号に従って、ビームの強度を変調す
る。変調された書込みビームが第１のビーム分割器コ３
を透過し、鏡２３によって反射され、対物レンズ２７に
よってディスクｌｌ上に集束される。ディスクはスピン
ドル・モータコ９によって所定の角速度で回転させられ
る。変調された書込みビームの強度が、ディスク材料の
溶融又は蒸発が起る閾値の上下に交互に変わり、この為
情報信号を表わす一連の相隔たる孔又はピット３／　（
第２ａ図）がディスクに形成される。、鎧コ３及び対物
レンズ２りはいずれもキャリッジ３３に取付けられ、こ
のキャリッジは、各々の情報トラックが記録された後、
半径方向に約２ミクロン移動する。この為、密な間隔で
同心に配置された一連の情報トラックが形成される。

読取放射ビーム／３は読取レーザ３３によって発生され
、略一様な強度を持っている。これは最初第２のビーム
分割器３７を通り、その後バイモルフ鏡３９によって第
１のビーム分割器２３へ反射され、そこで反射されて、
強度変調された書込み放射ビーム１３と組合される。読
取ビームはと・の後キャリッジに装着された鏡Ｊｊ及び
対物レンズ２りによって、ディスク／／に向けられる。

読取ビーム及び書込みビームは互いに整合していて、デ
ィスクの同じ半径の所に入射し、書込みビームは約５０
ミクロンだけ読取ビームより先行する。

書込み放射ビーム１３によって形成された情報担持ピッ
ト３／は、一様な強度を持つ読取放射ビーム／Ｓを実質
的に反射しないが、ディスクの内、゛このビットがない
部分は読取ビームを強く反射する。この為、記録されて
いる情報によって強度変調された尺射放射ビーム弘／が
発生される。この反射ビームが対物レンズ、２．５−に
よって収集され、読取ビームと同じ通路をたどって第２
のビーム分割器３７まで送られ、そこで光検出器４！３
に反射され、この光検出器がビームの強度に比例する電
気信号を発生する。書込み後に直接的に読取る装置にあ
るデータ装置°（図に示してない）がこの強度信号を、
線２／を介して書込みビーム変調器ｌワに前に供給され
た情報信号を遅延させたものと比較し、情報がディスク
／／に正しく記録されていることを検証する。

情報トラックがディスクＩ／に記録された後、次に記録
するトラックに対する情報信号を受取るまでに、かなり
の遅延時間がある場合が多い。この時間の間、書込み放
射ビーム／３を不作動にし、ディスクにはピットを形成
しない。それでも、半径方向に可動のキャリッジ３３を
ディスク上のトラックと整合した状態に保ち、再び情報
信号を受取った時、キャリッジが著しい遅延を伴わずに
、書込みビームを適正なディスクの半径の所に向ける様
に正しく位置ぎめされている様にすることが望ましい。

然し、相次ぐ情報トラックが記録される合間の期間、記
録装置の周囲温度の変化により、キャリッジ３３に対し
てディスク／／の実質的な伸び縮みが起ることがある。

これは、比較的薄いプラスチックのディスクを使った時
、特にそうである。

これは、こういうプラスチックのディスクは、相対的に
質量の一層大きいキャリッジよりも、周囲温度の変化に
対する応答が−ｍ敏速だからである。

従って、全く温度補償をせず、単にキャリッジをトラッ
ク１個分の間隔だけ、半径方向に進めると、次に記録さ
れる情報トラックが実際には前に記録されたトラックと
直接的に重なる惧れがある。この為、相次ぐ情報記録ト
ラックが、相次ぐトラックを書込む間の時間に起り得る
ディスクの温度変化による伸び縮みに関係なく、互いに
略等間隔になる様に保証するトラッキング装置が必要で
ある。

第１図のトラッキング・サーボ装置では、読取放射ビー
ム／３を利用して、書込み放射ビーム／３を不作動にす
る時間の間も、ディスク／ｌを連続的に走査する。書込
みビームが不作動にされているこの時間の間、トラッキ
ング・サーボ装置は、最後に記録された情報トラックの
中心線からの読取ビームの半径方向のずれを感知する様
に動作する。この発明では、読取ビームがトラックの中
心線から所定量以上ずれ゛たことが判定された時、何時
でも装置によって順方向歩進及び逆方向歩進信号が発生
され、更に装置が、この２つの歩進信号に応答して、キ
ャリッジ３３を半径方向に移動し、読取ビームをトラッ
クの中心線と実質的に整合した状態に保つ歩進モータダ
３を含む。この為、トラッキング装置は、ディスクの伸
び縮みを招く温度変化に関係なく、前に記録された情報
トラックを追跡する様に作用する。

好ましい実施例では、歩進モータ弘３が、半径方向に可
動のキャリッジＪ３と係合する親ねじＩＩ７に結合され
る。モータの各々の個別の歩進が、ディスク／ｌのトラ
ック１個の間隔に対応することが好ましい。更に装置が
特別の歩進モータ駆動器ダ９を利用する。これは順方向
歩進及び逆方向歩進パルス信号を受取り、歩進モータの
相次ぐ巻線に供給される電流を制御し、歩進モータの個
別の歩進の中間にある複数個の角度位置に親ねじを正確
に位置ぎめする。好ましい実施例では、歩進モータ駆動
器４！９及び歩進モータ４！！の組合せは、キャリッジ
３３をトラック１個の間隔に相当する距離だけ進める為
に、１０個のパルスを受取ることを必要とする。

反射ピームダ／の平均強度がトラックの中心線からの読
取ビームのずれに応じて変化することを利用することに
より、ディザ装置が、読取ビーム／Ｓを記録トラックと
中心合せする様に作用する。

これが第２ａ図及び第２ｂ図に示されている。第２ａ図
は、トラックｎ及びｎ＋１の各々にあるピット３／と交
差する、ディスクの中心を通る半径で切ったディスク／
ｌの横断面図であす、第２ｂ図は半径の関数として、デ
ィスクの対応する反射率を示すグラフである。

第２ｂ図に示す様に、反射ビームｔｌの平均強度は、読
取ビームｌ！；が情報トラックと精密に整合している時
、最も小さい。これは、この時ビームが大部分の時間の
間、非反射性ビット３１の真上に入射するからである。

これに対して、読取ビー゛ムが２つのトラックの中間に
中心が来た時、平均強度は最大になる。この平均強度の
グラフは、ディスク／／に対する読取ビームの入射点の
幅が、種々のビットの幅と対応する寸法である為、大体
正弦状になることが理解されよう。更に、読取ビームが
記録トラックと正しく整合していると、反射ビームは、
ビットを走査する為、実際には高周波数の搬送波信号で
構成されることが理解されよう。

然し、後で説明する様に、高周波数の成分を濾波し、平
均ビーム強度だけをこの発明では考えればよい。

装置が、第３図に示す一定の振幅で一定の周波数の半径
方向ディザ信号を発生する発振器！／を含み、この信号
が線Ｓ３を介してバイモルフ鏡３９に供給される。発振
器は、ディスクｌ／に情報を記録している時には、何時
でも制御装置（図に示してない）からｉ＆４（を介して
送られて来る不作動信号によって不作動にされる。発振
器によって発生されるディザ信号の周波数は約２５０Ｈ
ｚであることが好ましい。これによって鏡、従ってディ
スク／ｌに対する読取ビーム／！の入射点が、情報トラ
ックの軸線に対して横方面に振動する。振動のピーク間
の大きさはトラックの間隔の約２０乃至３０％にするこ
とが好ましい。信号が正である時、入射点が右へ移動し
、信号が負である時、左へ移動する。

走査中の情報トラックに対する読取ビーム／！の振動に
より、反射放射ビームｔ／の平均強度にも、対応する振
動が生ずる。この放射強度の変化の振幅、並びに周期的
なディザ信号に対する位相角が、走査中の情報トラック
の中心線からの読取ビームのずれの大きさ並びに方向を
表わす。

第４図は、記録トラックの中心線に対する読取ビームの
４つの相異なる位置ＡＳＢ、Ｃ，Ｄに対して反射放射ビ
ーム４！ｌの平均強度に対する平径方向ディザ信号の影
響を示している。第２ｂ図に示す様に、位置Ａは、中心
線の左側の比較的大きなずれに対応し、位置Ｂけ左側の
比較的小さなずれに対応し、位置Ｃは右側の比較的小さ
なずれに対応し、位置りは右側の比較的大きなずれに対
応する。

第４図で、読取ビーム１３がトラックの中心線の左へず
れた場合（即ち位置Ａ及びＢ）、平均反射率信号は半径
方向ディザ信号（第３図）に対して１８０°位相がずれ
、これに対して読取ビームが右へずれた場合（即ち、位
置Ｃ及びＤ）、反射率信号はディザ信号と同相になるこ
とが認められよう。光強度の変化の振幅は、ビームが中
心線から実質的な距離だけずれた場合（即ち、位置Ａ及
びＤ）、僅かしかずれない場合（即ち位置Ｂ及びＣ）よ
り、一層大きいことが判る。

第１図で、光検出器ｔ３によって発生される反射光強度
信号が線ＳＳを介して帯域濾波器！７に供給される。こ
の帯域濾波器は、半径方向ディザ信号の周波数に対応す
る中心周波数、即ち、約２５０Ｈｚを持ち、ディザの影
響を強度信号から抽出する様に作用する。

帯域濾波器３りの出力信号が線３９を介して掛算回路６
１に供給され、そこで発振器Ｓ／から線Ｓ３を介して供
給された平径方向ディザ信号と乗算される。これによっ
て中間信号が発生されるが、その極性はトラックの中心
線に対する読取放射ビームｌＳのずれの向きを表わし、
その振幅がずれの大きさを表わす。

第５図はトラックの中心線に対する読取ビーム１３０４
つの位置（Ａ、ＢＳＣ，Ｄ）に対して掛算回路６１によ
って発生される中間信号を示す。

この信号は半径方向ディザ信号（第３図）の２倍の周波
数を持ち、この信号の直流レベルは、ビームが中心線の
右へずれた場合（位置Ｃ及びＤ）正であり、ビームが中
心線の左へずれた場合（位置Ａ及びＢ）負であることが
判る。更に、正でも負でも、この信号の平均の大きさは
、読取ビームのずれが大きい場合（位置Ａ及びＤ）、ず
れが小さい場合（位置Ｂ及びＣ）より大きいことが判る
。

掛算器６／によって発生された中間信号が線６３を介し
て低域濾波器６３に供給され、これがディザ信号によっ
て生じた振動を信号から除去し、比較的低い周波数の変
化、特にディスク／／の温度によって起った伸び縮みに
よる変化だけを残す。

低域濾波器の帯域幅は約２Ｈｚであることが好ましい。

濾波器の出力は、読取ビーム／Ｓがトラックの中心線の
右にずれた時に正であり、左へずれた時に負であり、出
力の大きさけ、一般的に、ずれが大きけ昨ば一層大きく
なる。

低域濾波器６３によって発生された出力信号が線６７を
介して正及び負の閾値検出器Ａｑ、りｌに供給され、こ
れらの検出器が、信号の振幅を所定の正及び負の閾値と
比較する。信号が正の閾値を越えると、正の閾値検出器
６９の出力が論理１に状態を変え、読取放射ビーム７３
が所定量以上、トラックの中心線の右へずれたことを表
わす。同様に、信号が負の閾値を越えた時、負の閾値検
出器り／の出力が論理１に状態を変え、ビームが所定量
以上、トラックの中心線の左にずれたことを表わす。正
及び負の閾値の値は、トラックの間隔の約１０乃至１５
％のずれに対応することが好ましい。

この発明のトラッキング装置は更にパルス発生回路７３
を含む。この回路は、夫々の閾値検出器６９、り／の出
力を夫々線’７！；、’Ｉ７を介して受取り、適切な順
方向歩進又は逆方向歩進パルスを出力し、それを歩進モ
ータ弘Ｓに結合して、読取ビーム／３をトラックの中心
線に向う方向に歩進させる。回路７３がクロック発生器
りｔ１オア・ゲートｇｌ及び２つのアンド・ゲートｇ３
　、ｇ！；を含む。２つの閾値検出器の出力がオア・ゲ
ートの入力端子に接続され、こうしてオアされてから、
線ｇ７を介してクロック発生器の付能端子に結合される
。クロック発生器は、付能されると、直ちに線ざ９にパ
ルスを出力し、付能されている限り、約２ＦＩｚの周波
数で、この線にパルスを出力し続ける。クロック発生器
の出力が線ｇ９を介して２つのアンド・ゲートｇ３．ｔ
！の各々の一方の入力端子に結合される。各々のアンド
・ゲートの他方の入力端子には夫々の閾値検出器の出力
の一方が接続される。アンド・ゲートざ３が順方向歩進
パルス信号を出力し、アンド・ゲートｇｓが逆方向歩進
パルス信号を出力し１夫々線９／、９．３を介して歩進
モータ駆動器弘９に結合される。各々の歩進パルス信号
は２Ｈｚのパルス順序で構成され、これは低域濾波器６
Ｓからの出力信号が対応する閾値をこえている限り続く
。

例えば次のトラックを記録する時等の様に、読取放射ビ
ーム／３を１つのトラックの半径から次へ進め易くする
為、装置が、線９／を介して供給される順方向歩進パル
スを制御装置（図に示してない）から線９りを介して供
給される「次のトラックへ移動」信号とオアするオア・
ゲート９ｓを含む。この「次のトラックへ移動」信号は
、約１０個のパルスから成るバーストであり、これによ
ってキャリッジ３３がトラック１個の間隔に対応する分
だけ半径方向に移動する。

この発明の別の実施例（図に示してない）では、特別の
直列構成に結合された２つの歩進モータを第１図の歩進
モータ４！３及び歩進モータ駆動器弘９の代りに用いる
。この構成では、第１のモータの出力軸又は回転子を第
２のモータの固定子又は界磁と結合し、第２のモータの
出力軸がそれ自身の歩進の中間の選ばれた角度に位置ぎ
め出来る様にする。

以上の説明から、この発明がトラッキング装置の分野、
特に書込み後に直接的に読取るディスク記録装置に用い
た時に、著しい進歩をもたらすことが理解されよう。特
にこの発明は、周囲温度の変化によるディスクの相対的
な伸び縮みに関係なく、放射ビームをディスク上の選ば
れた情報トラックと整合した状態に保つ有効な装置を提
供する。

この発明を現在好ましいと考えられる実施例について説
明したが、当業者であれば、この発明の範囲内で種々の
変更が可能であることが理解されよう。従って、この発
明の範囲は、特許請求の範囲の記載のみによって限定さ
れることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録ディスク上の情報トラックの中心線に対し
て読取放射ビームを整合した状態に保つこの発明のトラ
ッキング装置の簡略ブロック図、第２ａ図はディスクの
中心を通る半径で切った、第１図の記録ディスクの表面
の部分断面図、第２ｂ図は第２ａ図のディスクによって
反射された放射ビームの平均強度をディスクの半径の関
数として示すグラフ、第３図は第１図の装置で使う一定
周波数、一定振幅の半径方向ディザ信号のグラフ、第４
図はトラックの中心線に対する読取ビームの４種類の位
置に対する反射ビーム強度信号のグラフで、半径方向デ
ィザ信号の影響を示している。 第５図は第４図の４つの強度信号に第３図の半径方向デ
ィザ信号を乗じたことによって得られる中間信号のグラ
フである。 主な符号の説明 ／／：ディスク ／３：読取ビーム ３３：キャリッジ 弘Ｓ二歩進モータ Ｓ／：ディザ信号発振器 ６／：掛算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転自在の情報記録ディスク上の情報を記録し読取る装
   置に於て、前記装置が； 前記ディスクを回転するための手段と、 書込み放射ビーム及び読取り放射ビームを発生するため
   の手段とから成り、前記書込みビームは記録されるべき
   情報によって変調される強度を持ち、 更に前記装置は、前記強度変調された書込みビーム及び
   読取りビームを共通半径で前記ディスクに同時に突き当
   たるように差し向けるための光学的通路手段を有し、前
   記書込みビームは前記読取りビームより前に前記ディス
   クに衝突し、 更に前記装置は、ディスクの、一連の、同心円形の情報
   トラックを前記書込みビームが記録するように且つ前記
   読取りビームが前記書込みビームによって予め記録され
   た情報によって変調された反射放射ビームを発生するこ
   とにより、互いに関連して半径方向に前記ディスクと前
   記光学的通路手段を移動させるための手段を有し、 更に、前記予め記録された情報の正確さを検証するため
   に前記反射放射ビームを監視するための手段と、前記書
   込みビームを選択的に不能にする手段とを有する装置。