JP2004071151A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックを交互に接続し１本の記録スパイラルを形成するようにした光ディスクにおいて、セクタ同期を確実に確保できる光ディスク装置を得る。
【解決手段】　識別信号の一部を溝部の中心から半径方向の一方の向きに一定量変位して配置し、識別信号の他の一部を溝部の中心から半径方向で逆の向きに同量変位して配置した光ディスクのトラッキングエラー信号の波形からセクタ識別信号のタイミングを検出し、該タイミングに基づいてセクタ同期を確保するようにした。
【選択図】　　　　図４

Description

　この発明は、案内溝によって形成された凹部の記録トラックと案内溝の間に形成された凸部の記録トラックの両方に信号を記録するようにした光ディスク装置に関するものである。

　大容量の書換可能型光ディスク媒体の記録方式として記録密度向上のために案内溝の溝部（グルーブ：Ｇ、ともいう）と溝間部（ランド：Ｌ、ともいう）の両方にデータを記録するいわゆるランド／グルーブ記録方式が提案されている。同一のグルーブピッチのディスクで、記録トラックピッチを半減できるために高密度化への効果が大きい。溝部と溝間部は、その形状から、それぞれ凹部と凸部という呼び方をすることもある。
　従来のランド／グルーブ記録光ディスクとしては、例えば、図１３に示したような特開昭６３−５７８５９号公報に記載されたものがある。図１３にあるように、ディスク基板上に刻まれた案内溝により、グルーブ部９４とランド部９５が形成され、その上に記録膜９１が形成されている。記録ピット９２はグルーブ部９４とランド部９５の両方の記録膜上に記録される。ディスク上でグルーブ部９４とランド部９５は、それぞれ連続した記録トラックを成している。この記録媒体を記録再生する光ディスク装置の集光スポット９３はどちらかの記録トラック上を走査しながら情報を記録／再生する。従来のランド／グルーブ記録フォーマットでは、案内溝がディスク上で連続していたので、グルーブ部９４もランド部９５も記録トラックが連なって、それぞれが連続した１本づつの記録スパイラルを成している。

　次に、シングルスパイラル・ランド／グルーブフォーマットについて説明する。図１４は、ディスク１周に相当する溝部の記録トラック（以降、グルーブトラックとも記す。）とこの溝部の間に設けるやはりディスク１周に相当する溝間部の記録トラック（以降、ランドトラックとも記す。）を交互に接続し１本の記録スパイラルを形成するようにしたフォーマットを有する光ディスクの構成を示す図である。図１４に示すような溝部の記録トラックと前記溝間部の記録トラックを交互に接続し１本の記録スパイラルを形成するようにしたフォーマットを有する光ディスクとしては、例えば特開平４−３８６３３号公報や特開平６−２７４８９６号公報に記載されたものがある。このような光ディスクのフォーマットを、ここではシングルスパイラル・ランド／グルーブフォーマット、あるいは、ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットと呼ぶことにする。
　ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクは、記録トラックがディスク上で連続しているため、データの連続的な記録再生に適する、という大きな特長を持っている。たとえば、ビデオファイル用途では、データの連続記録再生が必須である。ところが、図１３に示したような従来のランド／グルーブ記録では、ランドトラックとグルーブトラックがそれぞれ１本の記録スパイラルを構成しているので、例えばランドトラックからグルーブトラックへ引き続き記録再生を行う際に、ディスク１面中に少なくとも１箇所いおいて、ランドトラックとグルーブトラックとの間をつなぐアクセスにより連続記録再生が中断される。このことは、グルーブトラックからランドトラックへ引き続き記録再生を行う際も同様である。このような記録再生の中断を避けるには、コストアップ要因であるバッファメモリの増設が必要になるが、シングルスパイラル・ランド／グルーブフォーマットにすればこれが不要になる。
　反面、ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットではトラッキングサーボの極性をディスク１周に１回切り替えなければならず、この切替点の検出が困難なためトラッキングサーボをかけるのも困難であり、実用化が進んでいなかった。実際、前記の特開平４−３８６３３号公報や特開平６−２７４８９６号公報においても、光ディスクをＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットにする点については開示されているものの、具体的な切替点の検出方法までの開示はない。

　ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクにトラッキングサーボをかけるには、溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックを交互に接続している接続点を正確に検出して、そこでトラッキングサーボ極性を溝部の記録トラックをトラッキングするように設定するか、溝間部の記録トラックをトラッキングするように設定するかのサーボ極性を切替えることが必要である。溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックを交互に接続している接続点の検出方法の一例は、特開平６−２９０４６５号公報と特開平７−５７３０２号公報に開示されている。
　特開平６−２９０４６５号公報に示されているのは、溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックの接続点に一定周波数の凹凸を設ける方法である。図１５に同公報に記載された光ディスク記録媒体の構成を示す。ここでは、図１５中のＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２等に接続点がある。溝部と溝間部の各接続点の間は、溝部、あるいは、溝間部がそれぞれ連続しており、トラックアドレスなどの位置情報は、溝のウォブリングによるとしている。
　また、特開平７−５７３０２号公報に示されているのは、溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックの接続点に溝の存在しない平坦部や所定のビットパターンを設ける方法である。図１６に同公報に記載された光ディスク記録媒体の構成を示す。（ａ）は接続点に平坦部を設ける例、（ｂ）は所定のビットパターンを設ける例である。この従来例では、トラックアドレスなどの位置情報に関する開示はなく、溝部と溝間部の各接続点の間は、溝部、あるいは、溝間部がそれぞれ連続していると考えられる。

　さて、記録トラックを複数の記録セクタで構成して、各記録セクタに固有の識別情報を付与するようなセクタフォーマット構成をとるディスクに接続点検出用のビットパターン情報を付加する場合を考える。溝のウォブリングにより識別情報を付与する方法では情報記録部の溝に断続部分が生じないので接続点の誤検出の問題は生じない。しかし、短いセクタ単位での記録再生がしにくいなど、セクタ記録の機能に制約を受ける。
　これに対して、従来のＩＳＯ光磁気ディスクのように、アドレスなどを表すプリフォーマットされた識別情報とユーザデータを記録する情報記録部を記録トラック上に分離して配置するフォーマットを採る場合には、識別情報と溝部・溝間部の接続点とが同様の記録形態で表されていると誤検出する問題が生じる。これを避けるには、識別情報と溝部・溝間部の接続点検出用のビットパターンを確実に判別できるようにしておくことが必要になる。特開平７−５７３０２に開示されている例では接続点以外に図１６（ｂ）に示すようなピット列の入る場所がないから誤検出の問題は生じない。しかし、プリフォーマットする識別情報を接続点検出用のビットパターンと同様なピット列パターンで記録トラック中に配置する場合、接続点を高い信頼性で検出するには、正確なビット同期をとってビット情報を再生することが必要になる。これは、接続点を一定周波数のパターンか所定のパターンかなどどう表すかによらず、ビットパターンに基づいて接続点を検出する場合に共通なことである。
　正確なビット同期をとってビット情報を再生するには安定したトラッキングが確立しているのが前提であり、つまり、溝部と溝間部の接続点が正確に検出されトラッキングが切替えられているのが前提であり、そのためには、正確なビット同期をとって、接続点検出用のビットパターンと識別情報を正確に弁別しながら再生することが必要になる、という循環論理に陥ってしまうことになる。このことは、従来開示されている技術だけでは、記録トラックが複数セクタで構成されていて、プリフォーマットした識別情報と情報記録部が分離配置されているフォーマットの光ディスクでは、シングルスパイラル・ランド／グルーブ記録フォーマットを実現するために必須となる溝部・溝間部の接続点の安定な検出が困難であることを示している。

　さてここで、従来のランド／グルーブ記録方式の光ディスクに提案されている識別信号プリピットの入れ方について述べる。シングルスパイラルでない従来のランド／グルーブ記録方式において、識別信号プリピットの入れ方には図１７に示すような３通りが知られている。ランド／グルーブ独立アドレス方式とも呼ばれる図１７（ａ）に示す方法では、ランドトラックのセクタとグルーブトラックのセクタにそれぞれ固有のセクタアドレスが付けられる。識別信号を表わすピット幅をグルーブ幅と同一にすると、隣接トラックのセクタの識別信号プリピットがつながってしまい、信号を検出することができなくなるので、識別信号のピット幅は、グルーブ幅より狭く、通常、グルーブ幅の半分程度とされる。
　ところがこの時、光ディスクの原盤作成工程においてプリピットをカッティングするビームとグルーブをカッティングするビームのビーム径を変えなければ、このように幅の異なるグルーブとプリピットを連続して形成することができない。したがって、グルーブカッティング用のビームとピットカッティング用のビームの２つのビームを用いて原盤のカッティングをおこなわなければならない。２本のビームの中心がずれると、識別信号プリピットの再生中と情報記録信号の記録／再生中とでトラッキングのオフセットが生じてしまい、再生データの品質を悪化させる。具体的にはトラッキングのずれにより誤り率が増加し、データの信頼性の低下を招く。このため２本のビームの位置合わせに高い精度が要求され、ディスク原盤作製工程におけるコストアップの要因となる。

　こうした事情を考慮すると、ディスク作製の精度、コスト面から見て、グルーブとピットを１本のビームでカッティングできる図１７（ｂ）、または、（ｃ）に示す方式が望ましい。図１７（ｂ）、（ｃ）には、グルーブ幅とプリピット幅を略等しくすることのできる識別信号プリピットの付加方法を示す。
　図１７（ｂ）は特開平６−１７６４０４号公報に記載されている従来の光ディスクであり、ランド／グルーブ共用アドレス方式とも呼ばれる。隣り合う１組のグルーブトラックとランドトラックの中心付近に識別信号のプリピットを配置し、両トラックで同一の識別信号プリピットを共用する方式である。
　また、図１７（ｃ）は特開平５−２８２７０５号公報に記載されている従来の光ディスクであり、時分割のＬ／Ｇ独立アドレス方式である。ランドトラック、グルーブトラックそれぞれに独立のアドレスを付加することとし、ただし、隣接するトラックで識別信号のプリピットが隣合わないように、トラックに平行な向きにそれぞれのプリピットの配置する位置をずらせたものである。

　識別信号や接続点検出用の情報を付加する方法を考える場合にもう一つ考慮しておくべき点は、欠陥に対する耐性である。識別信号や接続点検出用の情報を読みとってトラッキング極性を切替えるとき、媒体上のわずかな欠陥によって判定を誤り、溝部と溝間部を間違うことがあってはならない。媒体上の微細な傷、媒体膜に穴があき反射率の低下する欠陥ホール等の典型的な媒体欠陥に対して、接続点を誤検出しないことが重要である。

　さらに、識別信号や接続点検出用の情報を付加する方法を考える場合にに、それと関連してサーボ特性への配慮も求められる。
　ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットにおいては、ランドとグルーブの両方に記録をおこなうためトラック密度が高い。このためトラッキングオフセットが大きくなると隣接トラックからのクロストークによる再生信号品質の劣化、例えばジッタの増加によるエラーレート増大が生じたり、記録中に隣接トラックの一部を消してしまうクロスイレーズといった問題が発生したりする。トラッキングオフセットの原因となる誤差は、光ヘッド系、ディスク上のトラック配置、サーボ回路系で複合して発生するので、ランドトラックとグルーブトラックにそれぞれ異なる大きさで発生するのが一般的である。
　クロストークやクロスイレーズを回避するには、ランドとグルーブの各トラックに応じてそれぞれ異なる大きさのオフセット補償を施す必要がある。従来のランド／グルーブ方式、つまり、グルーブトラック、ランドトラックのみでそれぞれ各１本の記録スパイラルを構成する方式においては、各トラックを連続してトラッキングしている最中に、ランド／グルーブ各トラックに応じたオフセット補償をある程度時間をかけておこない、調整後はその補償量を保持しておくことができたので、オフセット補償を容易におこなうことができた。

　ところが、ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクではランドトラックとグルーブトラック間のトラッキング極性の切り替えをディスク１回転につき１回という高い頻度でおこなわなければならないので、トラッキングオフセット補償を短時間に正確におこなう必要性が出てくる。このように、ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットにおいては、トラッキングオフセット補償に配慮した識別信号の付加方法が求められることになる。

　上に述べたランド／グルーブ記録への識別信号挿入方式の従来例にある方式では、ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクに求められる、こうした媒体欠陥への対応やトラッキングオフセット補償に必要な特性を満たすことができなかった。
　たとえば、前記図１７（ｂ）に示したランド／グルーブ共用アドレス方式の場合、識別信号再生中には、ピットが片側だけにあるので、トラッキングオフセットが増加する一方である。また、図１７（ｃ）に示したようなＬ／Ｇ独立アドレス方式の場合、図１７（ｂ）の場合も同様であるが、トラッキングオフセットの検出が難しい。

　次に、光ディスクのドライブ動作に係わる点ついて述べる。溝部と溝間部の接続点の迅速・正確な検出は、光ディスクの駆動中にディスクの回転数が変化するような制御方式を適用した場合には、さらに困難になる。ところが主にデータの連続した記録再生が必須となるビデオ用途に考えている光ディスクでは、このような制御方式を適用することになる。その事情を説明する。
　書換形光ディスクにおいて再生専用型光ディスクとの互換を重視すると、記録媒体として、光学系を再生専用型光ディスクと共用化しやすい相変化媒体が適する。しかし、現在のところ実用化可能な記録再生性能を有する相変化媒体では、ＰＷＭ記録した時に記録再生特性を満足できる記録線速度の対応範囲が狭い。具体的には、ディスク回転をＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｎｇｕｌａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）制御した場合、内周でのディスク回転数と外周でのディスク回転数が同一となり、記録線速度は外周で内周の２．５倍から３倍程度まで速くなる。このように広い記録線速度に対して、現行媒体では対応が困難である。
　ディスク回転をＣＡＶ制御した場合、内周で必要なデータレートを得られる回転数に固定すると、外周では信号処理回路系に内周の３倍近い高速処理が要求され、ローコストなハードウェアでの実現が難しいという問題が生じる。また、ビデオ用途を考えると、データレートを光ディスクの内外周で一定することが望ましい。
　そこでディジタルビデオ記録用途を考える書換形光ディスクでは、媒体特性と回路性能の２つの理由により、ＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ　Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）、すなわち、光ディスクを径方向に複数のゾーンに分割し、ディスク回転数をゾーンによって切替え、全ゾーンで転送レート一定、線速度もほぼ一定とする方式が現実的である。
　ここで問題になるのは、ＺＣＬＶではゾーン境界通過時にディスク回転数切替えが必要であり、あるゾーンから別のゾーンに移った際にディスク回転数が新たに移ったゾーンの規定回転数に整定（安定）するまでの整定待ち時間が必要になることと、この間にセクタ間隔が変動するためにセクタ同期が一旦はずれた状態になる可能性が高くセクタ同期を迅速に再確立する必要が生じることである。同時に、ランドトラックとグルーブトラックの接続点も迅速正確に検出する必要がある。

　さらに、従来のランド／グルーブ記録方式の光ディスク装置について説明しておく。図１８は特開平６−１７６４０４号公報に記載されている従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１８において、１００は光ディスク、１０１は半導体レーザ、１０２は半導体レーザ１０１からのレーザ光を平行光にするコリメートレンズ、１０３はハーフミラー、１０４はハーフミラー１０３を通過した平行光を光ディスク上に集光するための対物レンズ、１０５は対物レンズ１０４およびハーフミラー１０３を通過した光ディスク１００からの反射光を受光する光検出器であり、トラッキング誤差信号を得るためにディスクのトラック方向と平行に２分割され２つの受光部からなる。１０６は対物レンズ１０４を支持するアクチュエータであり、以上点線で囲ってある部分１０７はヘッドベースに取り付けられており、光ヘッドを構成する。１０８は光検出器１０５が出力する検出信号が入力される差動アンプ、１０９は差動アンプ１０８からのトラッキング誤差信号を、後述するシステムコントロール部から制御信号Ｔ１を入力され、トラッキング制御部１１０へトラッキング誤差信号を出力する極性反転部である。ここでトラッキング制御の極性は、トラッキング誤差信号を差動アンプ１０８からそのままの極性でトラッキング制御部１１０に入力した場合、グルーブの記録トラックにトラッキング引き込みが行われるものとする。１１０は極性反転部１０９からの出力信号と後述するシステムコントロール部１２１から制御信号Ｔ２が入力され、後述する駆動部１２０及びトラバース制御部１１６へトラッキング制御信号を出力するトラッキング制御部である。１１１は光検出器１０５が出力する検出信号が入力され和信号を出力する加算アンプ、１１２は加算アンプ１１１からの高周波成分を入力され、ディジタル信号を後述する再生信号処理部１１３及びアドレス再生部１１４に出力する波形整形部、１１３は再生データを出力端子へ出力する再生信号処理部である。１１４は波形整形部からディジタル信号を入力され、アドレス信号を後述するアドレス算出部１１５に出力するアドレス再生部、１１５はアドレス再生部１１４からアドレス信号を、システムコントロール部１２１から制御信号Ｔ１を入力され、正確なアドレス信号をシステムコントロール部１２１へ出力するアドレス算出部である。１１６は後述するシステムコントロール部１２１からの制御信号Ｔ３により、後述するトラバースモータ１１７に駆動電流を出力するトラバース制御部、１１７は光ヘッド１０７を光ディスク１００の半径方向に移動させるトラバースモータである。１１８は記録データが入力され、記録信号を後述するレーザ（ＬＤ）駆動部１１９に出力する記録信号処理部、１１９は後述するシステムコントロール部１２１より制御信号Ｔ４を、記録信号処理部１１８より記録信号を入力され、半導体レーザ１０１に駆動電流を入力するレーザ駆動部である。１２０はアクチュエータ１０６に駆動電流を出力する駆動部である。１２１はトラッキング制御部１１０、トラバース制御部１１６、アドレス算出部１１５、極性反転部１０９、記録信号処理部１１８、ＬＤ駆動部に制御信号Ｔ１からＴ４を出力し、アドレス算出部１１５からアドレス信号を入力されるシステムコントロール部である。

　以上のように構成された従来の光ディスク装置の動作を、同図にしたがって説明する。半導体レーザ１０１から出力されたレーザ光は、コリメートレンズ１０２によって平行光にされ、ビームスプリッタ１０３を経て対物レンズ１０４によって光ディスク１００上に収束される。光ディスク１００によって反射されたレーザ光は、記録トラックの情報を持ち、対物レンズ１０４を経てビームスプリッタ１０３によって光検出器１０５上に導かれる。光検出器１０５は、入射した光ビームの光量分布変化を電気信号に変換し、それぞれ差動アンプ１０８、加算アンプ１１１に出力する。差動アンプ１０８は、それぞれの入力電流を電流電圧変換（Ｉ−Ｖ変換）した後差分をとって、プッシュプル信号として出力する。極性反転部１０９はシステムコントロール部からの制御信号Ｔ１によってアクセスしているトラックがランドかグルーブを認識し例えばランドの場合にのみ極性を反転する。トラッキング制御部１１０は入力されたトラッキング誤差信号のレベルに応じて、駆動部１２０にトラッキング制御信号を出力し、駆動部１２０はこの信号に応じてアクチュエータ１０６に駆動電流を流し、対物レンズ１０４を記録トラックを横切る方向に位置制御する。これにより、光スポットがトラック上を正しく走査する。一方加算アンプ１１１は受光部１０５の出力電流を電流電圧変換（Ｉ−Ｖ変換）した後加算し、和信号として波形整形回路１１２へ出力する。波形整形回路１１２はアナログ波形のデータ信号とアドレス信号を、一定のしきい値でデータスライスしてパルス波形とし、再生信号処理部１１３およびアドレス再生部１１４へ出力する。再生信号処理部１１３は入力されたディジタルのデータ信号を復調し、以後誤り訂正などの処理をほどこして再生データとして出力する。アドレス再生部１１４は入力されたディジタルのアドレス信号を復調し、ディスク上の位置情報としてアドレス算出部１１５に出力する。アドレス算出部１１５は光ディスク１００から読み取ったアドレス信号とシステムコントロール部１２１からのランド／グルーブ信号よりアクセスしているセクタのアドレスを算出する。算出方法については後で述べる。システムコントロール部１２１は、このアドレス信号をもとに現在光ビームが所望のアドレスにあるかどうかを判断する。トラバース制御部１１６は、光ヘッド移送時にシステムコントロール部１２１からの制御信号Ｔ３に応じて、トラバースモータ１１７に駆動電流を出力し、光ヘッド１０７を目標トラックまで移動させる。この時トラッキング制御部１１０は、同じくシステムコントロール部１２１からの制御信号Ｔ２によってトラッキングサーボを一時中断させる。また、通常再生時には、トラッキング制御部１１０から入力されたトラッキング誤差信号に応じて、トラバースモータ１１７を駆動し、再生の進行に沿って光ヘッド１０７を半径方向に徐々に移動させる。記録信号処理部１１８は、記録時において入力された記録データに誤り訂正符号等を付加し、符号化された記録信号としてＬＤ駆動部１１９に出力する。システムコントロール部１２１が制御信号Ｔ４によってＬＤ駆動部１１９を記録モードに設定するとＬＤ駆動回路１１９は、記録信号に応じて半導体レーザ１０１に印可する駆動電流を変調する。これによって、光ディスク１００上に照射される光スポットが記録信号に応じて強度変化し、記録ピットが形成される。一方、再生時には制御信号Ｔ４によってＬＤ駆動部１１９は再生モードに設定され、半導体レーザ１０１を一定の強度で発光するよう駆動電流を制御する。これにより、記録トラック上の記録ピットやプリピットの検出が可能になる。

　こうした従来の光ディスク装置では、識別信号は和信号として波形整形回路１１２で処理された信号に基づいて再生される。ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクをかけた場合でもやはり、ランドトラックとグルーブトラックとの接続点は、同じく和信号として波形整形回路１１２で処理された信号に基づいて再生されることになる。したがって接続点を高い信頼度で正確に検出するには、少なくとも、アドレス情報などを表す識別信号と、接続点検出用のビットパターンをかなり異なったものとして設定しておく必要がある。
　トラッキング引込み直後であってデータやアドレスの再生準備のできていない場合でも、接続点は検出しなければならないので、接続点検出用のビットパターンは同期はずれの状態でも再生可能でなければならない。これにはふつう、長いビット数を割り当てて、低周波数すなわち長ピットのビットパターンのプリピットを設けておくことになる。冗長度をなるべく下げて実効的な記録密度を向上しようとしている大容量光ディスクにおいて、こうしたパターンに長いビットを割り当てるのは得策ではない。

　従来のランド／グルーブ記録光ディスク媒体および光ディスク装置は、以上のように構成されていたので、シングルスパイラル・ランド／グルーブ記録フォーマットにそのまま識別信号の付加方法を適用した場合、ランドトラックとグルーブトラックの接続点を高い信頼度で正確に検出するのが難しいという問題点があった。
　また、接続点を識別信号と分離して容易に検出できるようなビットパターンにすると長いビット数が必要であり、実効的な記録密度が低下するという問題があった。

　また、シングルスパイラル・ランド／グルーブ記録フォーマットでは、トラッキングオフセット補償を短時間に正確におこなう必要性が出てくるのに対して、トラッキングオフセットの検出が難しいという問題があった。

　この発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、シングルスパイラル・ランド／グルーブフォーマットの光ディスクにおいて、実効的な記録密度が低下させることなくランドトラックとグルーブトラックの接続点を容易にそして確実に検出してトラッキングサーボの極性を切替えることができ、また、トラッキングオフセット補償を短時間に正確におこなうことができる光ディスク媒体を駆動する光ディスク装置を得ることを目的とする。

　また、シングルスパイラル・ランド／グルーブフォーマットをディスク回転数やセクタ数がゾーンで変化するＺＣＬＶ方式やゾーンによりセクタ数やデータ周波数の変化するＺＣＡＶ方式に適用したときに、ゾーン境界通過後のセクタ同期を素早く再確立してアクセス速度の向上することのできる光ディスク媒体を駆動する光ディスク装置を得ることを目的とする。

　請求項１に記載の光ディスク装置は、ディスク上に円周状に形成された溝部と該溝部の間の溝間部の両方を情報記録部とし、情報記録部に光ビームの照射による局所的光学定数変化、もしくは物理形状変化を生ぜしめることにより情報信号を記録するとともに、ディスク媒体１周分に相当する前記溝部の記録トラックとディスク媒体１周分に相当する前記溝間部の記録トラックを交互に接続して１本の記録スパイラルを形成した光ディスク媒体であって、前記記録トラックは長さの等しい整数個の記録セクタで構成され、それぞれの前記記録セクタの先頭部分にはアドレス情報を表わす識別信号を含む識別信号部が、隣接する記録セクタの識別信号部と同一半径上に整列するように配置され、前記識別信号部は第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の一方の向きに一定量変位して配置され、第２の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の他方の向きに前記一定量と同量変位して配置された光ディスク媒体に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生する光ディスク装置において、２分割された受光面を含む光検知器を有する光ヘッドと、前記光検知器の差信号から２値化差信号を生成する差信号波形整形部と、前記２値化差信号から前記識別信号部に対応した識別信号ゲート信号を出力する再生差信号処理部とを有し、前記光ディスク媒体を記録あるいは再生する時に、前記２値化差信号の波形から記録セクタ識別信号のタイミングを検出して、該タイミングに基づいてセクタ同期を確保するようにしたことを特徴とする。

　請求項２に記載の光ディスク装置は、ディスク上に円周状に形成された溝部と該溝部の間の溝間部の両方を情報記録部とし、情報記録部に光ビームの照射による局所的光学定数変化、もしくは物理形状変化を生ぜしめることにより情報信号を記録するとともに、ディスク媒体１周分に相当する前記溝部の記録トラックとディスク媒体１周分に相当する前記溝間部の記録トラックを交互に接続して１本の記録スパイラルを形成した光ディスク媒体であって、前記記録トラックは長さの等しい整数個の記録セクタで構成され、それぞれの前記記録セクタの先頭部分にはアドレス情報を表わす識別信号を含む識別信号部が、隣接する記録セクタの識別信号部と同一半径上に整列するように配置され、前記識別信号部は第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の一方の向きに一定量変位して配置され、第２の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の他方の向きに前記一定量と同量変位して配置された光ディスク媒体に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生する光ディスク装置において、２分割された受光面を含む光検知器を有する光ヘッドと、前記光検知器の差信号から２値化差信号を生成する差信号波形整形部と、前記２値化差信号から前記識別信号部に対応した識別信号ゲート信号を出力する再生差信号処理部とを備え、前記光ディスク媒体を記録あるいは再生する時に、前記２値化差信号の波形から次の記録セクタの識別信号の出現タイミングを推定するようにしたことを特徴とする。

　この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。

　本発明請求項１に記載の光ディスク装置においては、シングルスパイラル・ランド／グルーブ記録の光ディスクに対して、セクタ同期の検出を迅速化、正確化、容易化したことにより、ランドトラックとグルーブトラックの接続点を確実に、かつ、容易に検出することが可能になる。
　ディスク回転数やセクタ数がゾーンで変化するＺＣＬＶ方式において、ゾーン境界通過後のセクタ同期を素早く再確立できるようになるので効果が顕著であり、アクセス速度の向上を可能にする。ゾーンによりセクタ数やデータ周波数の変化するＺＣＡＶ方式においても、ゾーン境界通過後のセクタ同期を素早く再確立できるようになるので効果が顕著であり、アクセス速度の向上を可能にする。

　本発明請求項２に記載の光ディスク装置においては、シングルスパイラル・ランド／グルーブ記録の光ディスクに対して、１つのセクタの識別信号検出後、次のセクタの識別信号までの時間を推定することが可能になる。

　以下、この発明の実施の形態を図をもとに具体的に説明する。
実施の形態１．
　本実施の形態は、シングルスパイラルーランド／グルーブ記録（ＳＳ−Ｌ／Ｇ）フォーマットの光ディスク媒体に関するものである。尚、本実施の形態は、光ディスク媒体が円周状の境界により複数のゾーンに分割されたものとして説明する。

　図１は本発明の実施の形態１である光ディスク媒体のトラックレイアウトを示す図であり、１つのゾーン内のトラックと記録セクタの配置及び記録セクタの構成を示している。図に示すように、溝部（グルーブ、凹部）のトラック（グルーブトラック）と溝間部ランド、凸部）のトラック（ランドトラック）がディスク１周毎に交互に１回接続され、１本の記録スパイラル（螺旋状（スパイラル状）の記録トラック）が構成される。なおここでは、溝部の幅と溝間部の幅が等しいものとする。つまり、溝幅と溝間の幅は、トラックピッチに等しく、溝間隔の１／２にとっている。

　また、１本の記録トラックは整数個の記録セクタ、ここでは例として１２セクタで構成されており、それぞれのセクタの先頭部分には、プリフォーマットされた識別信号部（識別信号領域）が付加されている。従来例と異なるのは、ランドトラックとグルーブトラックが識別信号部のプリピットで断続している点、言い換えれば、識別信号部のプリピットを介して接続されている点であり、各セクタの識別信号部がセクタの識別用の識別情報を保持している（含んでいる）のと同時に、溝トラックと溝間トラックの接続点検出用の情報も保持している（含んでいる）点である。そして、記録トラックを構成する記録セクタはその先頭部分にプリフォーマットされた識別信号部とユーザデータや各種管理情報の記録可能な情報記録部とからなる。

　図２はこの発明の実施の形態１である光ディスク媒体の記録セクタ内の識別信号部におけるプリピットの配置およびそのアドレス値を説明するための模式図である。識別信号部は走査方向で見て前部と後部の２つの部分からなり、前部は溝部から溝幅の１／２だけ外周側に変位して配置される。後部は溝部から溝幅の１／２だけ内周側に変位して配置される。

　次に識別信号部におけるセクタアドレスなどの識別情報の付加方法について述べる。溝部（図中、凹部と示す。）のアドレスはその情報記録部直前の識別信号部の中に、溝部中心から溝幅の１／２だけ外周に変位して配置した溝部の前部識別信号部に付加する。また、溝間部（図中、凸部と示す。）のアドレスはその溝間部の記録トラックの１本外周側の溝部の記録トラックの情報記録部直前の識別信号部の中に、溝部中心から溝幅の１／２だけ内周側に変位して配置した後部識別信号部に付加する。結果として、溝間部のアドレスはその情報記録部直前の識別信号部の中に、溝間部中心から溝幅の１／２だけ外周側に変位して配置された溝部の後部識別信号部に付加した形となる。このように、溝間部のアドレスは溝間部ではなく、溝部に付加された形となり、溝間部における識別信号部には識別信号が含まれていないことになる。

　そして、識別信号部にはセクタ識別情報はセクタアドレスだけでなく、各溝部、溝間部のセクタが持つ各々のトラッキング極性に関する情報も保持されている（含まれている）。

　これは、ディスク原盤カッティング時に生じるトラッキングオフセットが、溝部の記録トラックをカッティングする時に溝部のアドレスと溝間部のアドレスを同時にカッティングする方が小さいことを考慮するからである。トラッキングオフセット特性から見て、溝部の記録トラックをカッティングする時に溝部のアドレスをカッティングし、溝間部の記録トラックをカッティングする時に溝間部のアドレスをカッティングする方がトラッキングオフセットが小さいなら、別々にカッティングすればよい。

　識別信号をトラック中心から溝幅の１／２だけ変位させたのは、識別情報を溝トラックと溝間トラックで共用することになるために、どちらのトラックを走査しているときにもほぼ同品質の識別情報を読み取ることができるようにするためである。溝幅がトラックピッチと等しくない場合には、変位の量はトラックピッチの１／２とすればよい。

　次に、ディスク１周に１回、ディスクの半径方向に整列して存在するランドとグルーブの接続部での識別信号部におけるプリピットとアドレス付加について説明する。図３はこの発明の実施の形態１である光ディスク媒体のランドとグルーブの境界線における記録セクタ内の識別番号プリピットの配置およびそのアドレス値を説明するための模式図である。ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットディスクでは、半径方向に１個所溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックが接続される境界線がある。溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックの接続点の直後の記録セクタにおいては、その識別信号部の識別信号の配置が境界部以外の識別信号の配置と同様に、前部は溝部から溝幅の１／２だけ外周側に変位して配置する。後部は溝部から溝幅の１／２だけ内周側に変位して配置する。アドレス値の付加も境界部以外と同様に、溝部のアドレスはその情報記録部直前の溝部から溝幅の１／２だけ外周に変位して配置した前部識別信号部に付加する。また、溝間部のアドレスはその情報記録部直前の溝間部から溝幅の１／２だけ外周側に変位して配置した後部識別信号部に付加される。

　溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックの接続点（接続部）を検出するには、トラッキングのかけられた状態では、識別信号領域において、前半部分と後半部分がトラック中心に対して内周側／外周側のどちらに変位しているかを見る。各セクタのアドレスに関しては、溝部のセクタは溝部から溝幅の１／２だけ外周側に変位している前半の識別信号、また溝間部のセクタは溝間部から溝幅の１／２だけ外周に変位している後半の識別信号からアドレスを特定できる。いずれも外周側に変位した部分が自セクタのアドレスを、内周側に変位した部分は１トラック内周に隣接するセクタのアドレスを表現している。

　さてここで、トラック接続部の検出に関して、シークしたときの対応について考える。このとき、ゾーン境界部通過直後にプリフォーマット識別信号の出現間隔がステップ状に変化するので、セクタ同期が外れ易くなる。ＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットでは、この場合にもランド／グルーブ切替え点を確実に検出できるようにする必要がある。

　ＺＣＬＶでは異なるゾーンにシークしたとき、ディスク回転数がゾーン毎の規定値に整定するまでの間識別信号が所定の時間間隔で検出されなくなり、セクタ同期がはずれた状態になる。通常のＬ／Ｇ記録ディスクではこのような場合、ランド・グルーブトラックのどちらにトラッキングをかけても安定してトラッキングを引込むことができた。しかし、ＳＳ−Ｌ／Ｇ記録ディスクでは、トラッキング引込み直後にランド／グルーブ切替え点が現れるとトラッキングがはずれる可能性がある。このトラッキング引込み失敗のエラー発生確率自体は低く、リトライすれば回復できるが、アクセスの速度と信頼性を向上するために、こうした場合でも確実にトラッキングを引込むようにするのが望ましい。

　実施の形態１に示したＳＳ−Ｌ／Ｇ記録ディスクに対する識別信号の付加方法によれば、上に述べたように識別信号の変位の向きのその順序によって極性を確実に判別することができるので、従来のＳＳ−Ｌ／Ｇ記録ディスクで起こりがちであったこうしたトラッキング引込み失敗を避けることが可能になる。

　さらにそのほかの機能および効果の一つとして、トラックオフセット補正について述べる。光ディスク規格ＩＳＯ／ＩＥＣ　９１７１−１，２”１３０ｍｍ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｉｓｋ　Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ　Ｗｒｉｔｅ　Ｏｎｃｅ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ”，　１９９０．等に用いられているように、サンプルサーボ方式の光ディスクでは、記録トラック上のトラック中心から左右に一定量だけ変位させた位置にトラックオフセット検出ピット対を設けて、トラッキングオフセット量を検出し、補正する方法が知られている。
　光ビームがトラックオフセット検出ピット対の中間を通過すると、検出ピット対の再生信号振幅は等しくなる。一方にオフトラックしていると、片側のピットの再生信号振幅が増加し、反対側のピットの再生信号振幅が減少するので、これによって、光ビームのトラックオフセット量を検出し補正をかけることで、光ビームがトラック中心を通過するように制御することができる。本発明では、これと同じ原理と効果を、シングルスパイラルランドグルーブ記録フォーマットに組み込むことができる。

　いま、光ビームが特定の溝部記録セクタ中の情報記録部（情報記録領域）から、次の溝部記録セクタの識別信号部（識別信号領域）に入ったとする。識別信号部の先頭はディスク外周に溝幅の１／２だけずれているので、それに対応したトラッキング誤差信号が出力される。しばらくすると今度はディスク内周に溝幅の１／２だけずれた識別信号部があるので、それに対応したトラッキング誤差信号が出力される。この２つの誤差信号は理想的には対称的に検出されればトラック中心を走査していることになる。よって内周と外周にずれて配置された識別信号部から検出されるトラッキング誤差信号の大きさを比較することにより、トラック中心にサーボをコントロールすることが可能になる。
　このように本発明のＳＳ−Ｌ／Ｇ記録ディスクに対する識別信号の付加方法によれば、サーボ特性を改善することも同時に実現可能となる。

　さらにほかの機能および効果の一つとして、媒体欠陥に対する耐性について説明する。例えば、既に従来例の図１７（ｂ）に説明した識別信号の付加方法と比較した場合、本発明では、差信号が一定時間ある高いレベル以上を維持した後、さらに一定時間逆に低いレベル以下を維持するという非常に現れにくい波形を、ランドトラックとグルーブトラックの接続点の表現、及びセクタの識別信号の表現に使っているので、現実のゴミ付着や媒体欠陥、記録膜劣化などによって生じる信号変化と間違って誤検出することがほとんど生じることがない。
　これに対して図１７（ｂ）の方法では、１箇所に欠陥などがあっただけで識別信号で現れるのと同じような差信号の変動が現れるので、トラッキング極性を誤認したり、識別信号と誤認したりする。媒体欠陥に対する耐性という観点からしても、本発明の方が非常に優れている。

　さらに、別の極性判別方法を採ることも可能である。識別信号の中には、当該セクタのアドレスの他に、当該セクタがランドセクタかグルーブセクタかを示す極性情報が入っている。正常にトラッキングしているときは識別情報が確実に読めるので、この情報にしたがって極性を設定することも当然可能である。
　上に述べた識別信号の変位の向きとその順序によって極性を判別する方法と識別信号中の極性情報を併用することにより、さらに確実で信頼性の高いトラッキング極性の設定が実現できる。

　以上に述べたように識別信号の一部である第１の部分を溝部の中心から半径方向の一方の向き、例えば外周側へ一定量変位して配置し、前記識別信号の他の一部である第２の部分を溝部の中心から半径方向の他方の向き、すなわち例えば内周側へ前記一定量と同量変位して配置すると共に、このディスクを再生するときに、トラッキングエラー信号、すなわち、ラジアル方向のトラッキングセンサの差信号を閾値の異なる２つのコンパレータで２値化して、その変化を見ることにより、各記録セクタのトラッキング極性を判定することができ、ランドトラックとグルーブトラックとの接続点を確実に検出することができるようになった。

実施の形態２．
　本実施の形態は実施の形態１で説明した光ディスク媒体を記録再生する装置に関するものである。図４はこの発明の実施の形態１である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図４において１００は光ディスク、１０１は半導体レーザ、１０２はコリメートレンズ、１０３はハーフミラー、１０４は対物レンズ、１０５は光検出器、１０６はアクチュエータ、１０７は光ヘッド、１０８は差信号検出部、１０９は極性反転部、１１０はトラッキング制御部、１１１は加算アンプ、１１２は和信号波形整形部、１１３は再生信号処理部、１１４はアドレス再生部、１１６はトラバース制御部、１１７はトラバースモータ、１１８は記録信号処理部、１１９はレーザ駆動部、１２０は駆動部であり、以上は図１８に示した従来の光ディスク装置と基本的には同じものであるので、従来例と同一符号を付して詳細な説明は省略する。

　図１８と異なる部分の構成について説明する。１は差信号検出部からのアナログ波形のトラッキングエラー信号を適切なレベルでスライスしてディジタル値に変換し、２値化差信号を出力する差信号波形成形部、２は２値化差信号から識別信号を抽出してトラッキング極性を判別し、極性検出信号を極性制御部８、極性情報再生部４、アドレス再生部５、情報再生部６に出力する再生差信号処理部である。８は再生差信号処理部２から極性検出信号とシステムコントロール部から制御信号を受け、極性反転部１０９とトラッキング制御部１１０に極性設定信号と制御ホールド信号を出力する極性制御部である。
　３は和信号に対して波形処理して得られた２値化和信号から、アドレス情報や極性情報を含む識別信号を再生する再生信号処理部、４は識別信号からセクタのトラッキング極性を示す極性情報を抽出する極性情報再生部、５は識別信号からセクタアドレス情報を再生するアドレス再生部、６はディスク上の情報記録部に記録されたユーザの情報を再生する情報再生部である。再生された極性情報とアドレス情報はシステムコントロール部へ送られ、トラッキング極性や、トラッキング制御のサンプルホールド状態の制御に用いられる。
　７は再生差信号処理部２、極性情報再生部４、アドレス再生部５から識別信号に関する情報を入力され、極性制御部８、トラバース制御部１１６、ＬＤ駆動部および記録信号処理部１１８に制御信号を出力するシステムコントロール部である。

　次に、特に光ディスクの溝部のトラックと溝間部のトラックの接続点の前後における動作を説明する。
　図２と図３に示したＳＳ−Ｌ／Ｇフォーマットのディスクに対してトラッキングをかける手順と方法を図５に示す。グルーブとプリフォーマットした識別信号の配置を図５（ａ）に示す。溝部の識別信号のうち前半部分をグルーブ中心に対して外周側にトラックピッチの略１／２変位させ、後半部分をグルーブ中心に対して内周側にトラックピッチの略１／２変位させるように配置すると、ランドトラック・グルーブトラックが接続する境界セクタ部分とそうでない通常セクタ部分の識別信号配置は、それぞれ図２、図３に示したと同様、図５（ａ）中に示すように異なる。
　図５（ａ）〜（ｅ）にランド／グルーブ切替えセクタと他の通常セクタのプリフォーマット識別信号付近を通過時のトラッキング系・識別信号検出系の動作、及び、ランド／グルーブ切替えの仕組みを示す。（ｂ）はトラッキングエラー信号、（ｃ）はトラッキングサーボ系の制御動作の状態、（ｄ）は識別信号検出ウィンドウ信号、（ｅ）はトラッキング極性情報を含むプリフォーマット識別信号の読み取りデータ、である。
　識別信号部分の通過時のトラッキングエラー信号の挙動を説明するために、たとえばグルーブトラックをトラッキングしている光ビームを考える。この光ビームが記録トラック上をトレースしている最中のトラッキングエラー信号、すなわち、プッシュプル方式トラッキングセンサの差信号の様子を図５（ｂ）に示す。

　光スポットが通常のグルーブセクタの識別信号部を通過中は、識別信号部の前半部分が外周側に変位しているので、トラッキングエラー信号には、スポットがグルーブ中心から内周側へ略１／２トラックピッチ変位、すなわち、トラッキングエラー信号としては最大限変位していることを示す信号を得る。また、識別信号部の後半部分は内周側に変位しているので、トラッキングエラー信号には、スポットがグルーブ中心から外周側へ略１／２トラックピッチ変位、すなわち、トラッキングエラー信号としては前半部分とは逆方向に最大限変位していることを示す信号を得る。
　このように、識別信号部再生時のトラッキング誤差信号が、識別信号部の前半部分でトラッキングが内周へずれていることを示し、続いて後半部分でトラッキングが外周へずれていることを示すことから、この識別信号部に続く記録セクタは溝部のトラックの記録セクタであると判定できる。このような識別信号部におけるトラッキングエラー信号の挙動は、どのグルーブトラックのセクタでも共通である。

　次に、ランド／グルーブ接続部でグルーブトラックからランドトラックへ移る境界でのトラッキングエラー信号の変化を考える。ランドセクタの識別信号部においては、前半部分が内周側に変位し、後半部分は外周側に変位している。したがって、トラッキングエラー信号には、識別信号部の前半部分では光スポットがグルーブ中心から外周側へ略１／２トラックピッチ変位していることを示すトラッキングエラー信号が現れ、後半部分ではスポットがグルーブ中心から内周側へ略１／２トラックピッチ変位していることを示すトラッキングエラー信号が現れる。
　このように、識別信号部再生時のトラッキング誤差信号が、識別信号部の前半部分でトラッキングが外周へずれていることを示し、続いて後半部分でトラッキングが内周へずれていることを示すことから、この識別信号部に続く記録セクタは溝間部のトラックの記録セクタであると判定できる。このような識別信号部分におけるトラッキングエラー信号の挙動は、どのランドトラックのセクタでも共通である。
　各トラック先頭セクタの始端（先頭部分）にある識別信号部では、トラッキングエラー信号の極性変化が、それまでトレースしていたセクタの先頭部分とは逆になる。このようにして得られる識別信号部を通過中のトラッキングエラー信号を、図５（ｂ）中に一点鎖線で示すようなつの閾値をもったコンパレータによって２値化信号を得て、この２値化信号の極性によってそのセクタがランドトラックかグルーブトラックかを判別できるようになる。

　なお、トラッキングサーボ系は、識別信号部程度の長さではほとんど応答しないように帯域を設計するのが一般的であり、たとえ識別信号部とトレース中にトラッキングエラー信号が発生しても、光ビームはトラック中心、つまり識別信号部においてプリフォーマットされたピットのサイドエッジ部をトレースし続ける。あるいは実用的方法として、トラッキングサーボ系への余分な外乱を遮断するために識別信号部直前でトラッキングエラー信号をサンプルホールドし、識別信号部をトラッキング制御オフのまま慣性で通過させることも可能である。図５の（ｃ）にはこの状態を示している。

　セクタアドレス等の識別信号情報の読出しは、図５の（ｄ）に示すような識別信号検出ウィンドウ信号により周期的に現れる識別信号にセクタ同期保護をかけ、毎回再同期を繰返しながら行う。さらに、識別信号中にランド／グルーブのトラッキング極性に関する情報を用意しておけば確実にランド／グルーブ切替えができる。またこれと共に、上述したように、セクタ同期保護用の識別信号検出ウィンドウ信号を利用してトラッキングエラー信号にゲートをかけ、エラー極性の判別を行えば、ディスク１周に１回現れるランド／グルーブ切替え点は容易に検出でき、ＳＳ−Ｌ／Ｇ記録におけるトラッキング極性切替えと設定の信頼性を向上することが可能になる。

　以上に述べた、ランド／グルーブのトラック接続点の検出方法を、光ディスク装置内のトラッキングと識別信号検出に係わる回路ブロックにおいて、実際に行う信号処理の手順を説明する。
　図６に差信号検出部１０８、差信号波形成形部１、及び再生差信号処理部２のブロック構成を示す。また、記録トラックをトラッキング中の各信号の変化を図７に示す。差信号検出部１０８を構成する差動入力アンプにおいて、２分割光検知器１０５の２つの出力信号の差を取り、プッシュプル方式トラッキングサーボ系に使用する差信号として出力される。
　差信号は差信号波形整形部１で２値化される。このとき、識別信号部で、プリピットが光ビームの進行方向に対して左右にそれぞれトラックピッチの１／２だけ変位していることを検知するために、コンパレータにより、それぞれ閾値をＬｔｈとＲｔｈの２レベル用意し、光ビームのトラッキングが図７中トレース方向に対し左側（内周側）に変位していることを示す２値化信号Ｌ０と、右側（外周側）に変位していることを示す２値化信号Ｒ０を生成する。差信号レベルがＬｔｈ以上ならＬ０はＨｉ、Ｌｔｈ以下ならＬ０はＬｏになる。また差信号レベルがＲｔｈ以下ならＲ０はＨｉ、Ｒｔｈ以上ならＲ０はＬｏになる。Ｌ０、Ｒ０の様子は図７（ｃ）、（ｄ）に示すようになる。Ｌｔｈ、Ｒｔｈの設定値は、たとえば、トラッキングのずれ量が１／４トラックピッチに相当する差信号のレベルに設定する。設定値が小さすぎた場合には、外乱によりトラッキングのずれが生じたときに誤検出する恐れがあり、大きすぎた場合には、ディスク面へのゴミ付着などによる反射率変動で識別信号の変位を見逃す恐れがあるので、その間の適切な値とする。図７に示すように識別信号の振幅中央でもよい。

　２値化差信号は、再生差信号処理部２でディジタル処理され、当該セクタがランドセクタか、グルーブセクタかの極性判別信号を出力する。同時に、識別信号の出現間隔を推定するための検出ゲート信号も生成する。再生差信号処理部の回路は、図６に示すように、遅延回路、判定回路から構成する。
　識別信号は、溝が情報で変調されて断続し、ピット列の形となっているので、２つの２値化差信号Ｌ０、Ｒ０もデータ信号周波数で変調された波形である。遅延回路では、入力された２つの２値化差信号Ｌ０、Ｒ０のそれぞれについて、ピット列を再生したパルス列が一定時間：ｔ１以上続くかどうかをモニタし、図７中（ｅ）、（ｆ）に示すように、一定時間：ｔ１以上続いたときにそれぞれ、Ｌ検出信号：Ｌ１、Ｒ検出信号：Ｒ１を出力する。Ｌ１、Ｒ１にはいずれも少なくとも識別信号部の間Ｈｉとなるようにパルス幅ｔ３を与えている。ｔ１の長さは、ディスクの線速度変動に対するある程度の余裕を見て識別信号部に相当する長さより短い範囲内で、媒体欠陥など他の雑音と判別可能なようにできるだけ長く設定する。

　グルーブセクタの識別信号では、Ｌ０にパルス列がｔ１以上続いた後、Ｒ０にパルス列がｔ１以上続く。したがって、識別信号の前半部分と後半部分がそれぞれ正常に認識されると、Ｒ１がＬｏからＨｉに立ち上がるとき、Ｌ１はＨｉ状態にある。なお、Ｌ１がＬｏからＨｉに立ち上がるときには、Ｒ１はまだＬｏ状態である。
　ここで、Ｒ１の立ち上がりエッジでＬ１をラッチして図７中（ｇ）に示すような信号ＧＰを作成し、Ｌ１の立ち上がりエッジでＲ１をラッチして図７中（ｈ）に示すような信号ＬＰを作成する。グルーブセクタの識別信号では、識別信号の前半部分と後半部分が認識された時点で、ＧＰはＨｉ状態、ＬＰはＬｏ状態となる。
　一方、ランドセクタの識別信号では、まずＲ０にパルス列がｔ１以上続いた後、Ｌ０にパルス列がｔ１以上続く。したがって、識別信号の前半部分と後半部分がそれぞれ正常に認識されると、Ｌ１がＬｏからＨｉに立ち上がるとき、既にＲ１はＨｉ状態にある。Ｒ１がＬｏからＨｉに立ち上がるときには、Ｌ１はまだＬｏ状態である。つまり、ランドセクタの識別信号では、識別信号の前半部分と後半部分が認識された時点で、ＬＰはＨｉ状態、ＧＰはＬｏ状態となる。このように、ＬＰはランドの極性検出信号、ＧＰはグルーブの極性検出信号となっている。各記録セクタの識別信号から、この２つの極性検出信号のどちらかが検出される。

　ＬＰ、ＧＰのいずれかが立ち上がってからセクタの情報記録部の長さに相当する時間が経過後、次のセクタの識別信号が現れる。２つの極性検出信号は、次セクタの識別信号の直前でＬｏ状態にリセットされる。このリセット処理は、図７中（ｉ）に識別領域検出ゲート信号：ＩＤＧと表した信号の立ち上がりエッジにより行う。ＩＤＧは１つのセクタの識別信号検出後、次のセクタの識別信号までの時間を推定する信号であり、極性検出信号がＨｉ状態になったときＬｏ状態にリセットされ、次のセクタの識別信号の出現直前となる時間：ｔ５経過後にＨｉ状態になる。通常のセクタ同期がかかって識別信号を読み取りながらのトラッキング中は、ＩＤＧがＨｉの期間中に識別信号が現れるので、ＩＤＧがＬｏの期間中の差信号に現れるノイズを除去し、識別信号を検出する予測ゲート信号の機能がある。
　このようにすれば、トラッキング中は差信号のみで識別信号の存在、及び識別信号の変位方向を検出し、その変位の向きと順序によって当該セクタがランドセクタか、グルーブセクタかを検出することができる。この方法によれば、各セクタ毎に、記録トラックの溝部と溝間部の接続点が現れるか否かを判定することになるので、確実な検出が実現可能となる。

　また、識別信号の同期すなわちセクタ同期が外れているとき、識別領域検出ゲート信号：ＩＤＧはＨｉ状態にあるので、２値化信号波形に識別信号が含まれていれば、上の説明から明らかなように、識別信号のタイミングを検出してセクタ同期を素早く確立することが可能である。
　このとき、識別信号を差信号で検出しているので、トラッキング引き込み後は識別信号以外の部分では、情報記録部にデータが記録されているかいないかにかかわらず、差信号にレベルの大きな信号の現れることはない。これはトラッキングサーボが正常にかかっている最中にトラッキングエラー信号がほとんどでないことからも了解できる。したがって、識別信号を容易検出できるという特長を認めることができる。

　次に極性制御部の動作を説明する。図８に極性制御部８の構成を示す。極性制御部８は、極性検出信号Ｇｐ及びＬｐを受けて、極性反転部１０９にトラッキング極性を指定する極性設定信号ＬＧＳＥＴを送るとともに、トラッキング制御部１１０に制御の継続／ホールドを指示する制御ホールド信号ＨＯＬＤを送る機能を持つ。装置制御のシーケンスの中でトラッキングをＯＮ／ＯＦＦする動作についてシステムコントロール部からの信号（ＴＳ制御信号）も受けるので、これらを総括してトラッキングの極性と制御動作を決定している。
　図８（ａ）に極性制御部８の回路ブロックを示し、図８（ｂ）に２つの極性検出信号と識別領域検出ゲート信号ＩＤＧの状態と各状態でのトラッキング極性の設定例を示す。識別信号が正常に検出されている状態では、極性検出信号ＧＰ、ＬＰのどちらか一方がＨｉのときは、Ｈｉ側の極性に設定すればよい。それ以外の場合には、デフォルト状態を決めておく方が装置制御に便利であり、グルーブ極性に設定するようにした。トラッキング極性設定信号ＬＧＳＥＴがＨｉの時にはランドをトラッキングし、Ｌｏの時にはグルーブをトラッキングする。ただし、識別信号部分に入ったときには、ＨＯＬＤ信号をトラッキング制御部１１０に送って、一旦トラッキング制御を停止するようにする。
　なお、図５の（ｃ）にはこのランド／グルーブ／停止という３状態のトラッキング制御状態を１本の信号レベルで表現している。

実施の形態３．
　この発明の別の実施の形態を図をもとに具体的に説明する。
　図９に再生差信号処理部２の別のブロック構成を示す。記録トラックをトラッキング中の各信号の変化は図７に示すものと同じである。２分割光検知器１０５の出力から２値化差信号の出力までは、図６、図７と同様である。ここでは、図９に示すように、再生差信号処理部２を計数回路、判定回路の２ブロックから構成する。
　識別信号は、溝が情報で変調されて断続し、ピット列の形となっているので、差信号波形成形部１からの２つの２値化差信号Ｌ０、Ｒ０もデータ信号周波数で変調されたピット列の波形である。計数回路では、入力された２つの２値化差信号Ｌ０、Ｒ０のそれぞれについて、一定時間：ｔ２（ｔ２＞ｔ１）以内に２値化差信号に所定数以上のパルスが現れるかどうかをモニタし、一定数以上現れたときにそれぞれ、Ｌ検出信号：Ｌ１、Ｒ検出信号：Ｒ１を出力する。Ｌ１、Ｒ１にはいずれも少なくとも識別信号部をトレースする間Ｈｉとなるようにパルス幅ｔ３を与えている。前記実施の形態２に説明した例と同じくｔ１の長さは、ディスクの線速度変動に対するある程度の余裕を見て識別信号部に相当する長さより短い範囲内で、媒体欠陥など他の雑音と判別可能なようにできるだけ長く設定する。
　識別信号部には、フォーマットに定められる規定数のプリフォーマットデータが入っているので、識別信号部の前半部分、後半部分のそれぞれに、ある一定数以上のパルスが含まれている。識別信号の検出には、規定の時間内に一定数以上のパルスが入力されることを条件にすれば、識別信号を検出できる。
　図９に示す回路では、アップダウンカウンタのＵＰ入力にＬ０を入力し、ＤＯＷＮ入力に判定期間ｔ２を与え、雑音パルスを除去するためのクリア信号を入力する。具体的には、遅いクロック信号でも良い。アップダウンカウンタにおいては、識別信号の部分では、Ｌ０に入力されるパルスで規定パルス数までカウントし、Ｌ１にＨｉを出力する。Ｌ１は時間ｔ３の間Ｈｉが続き、ｔ３経過したところでｔ３タイマによってリセットされる。ｔ３タイマはＬ１からＨｉを入力されると時間ｔ３後にアップダウンカウンタをクリア（リセット）する回路である。
　もう一方のアップダウンカウンタにはアップダウンカウンタのＵＰ入力にＬ０を入力し、ＤＯＷＮ入力に判定期間ｔ２を与え、雑音パルスを除去するためのクリア信号を入力する。動作はＬ０が入力されるアップダウンカウンタと同様にしてＲ１を出力する。
　以下、判定回路では、前記実施の形態２に説明した例と同じく、Ｌ１、Ｒ１を判断して極性検出信号Ｇｐ及びＬｐを生成する。グルーブセクタやランドセクタの識別信号の認識・判定は、実施の形態１と同様に行うことができる。

実施の形態４．
　この発明の別の実施の形態を図をもとに具体的に説明する。
　図１０に差信号検出部１０８、差信号波形成形部１、及び再生差信号処理部２の別のブロック構成を示す。記録トラックをトラッキング中の各信号の変化を図１１に示す。２分割検知器１０５の出力から２値化差信号の出力までは、図６、図７と同様である。図１０に示すように、再生差信号処理部２を、補正回路、遅延回路、判定回路の３ブロックから構成する。
　識別信号は、溝が情報で変調されて断続し、ピット列の形となっているので、差信号波形成形部１からの２つの２値化差信号Ｌ０、Ｒ０もデータ信号周波数で変調された波形である。補正回路では、入力された２つの２値化差信号から、識別信号の前半部分、後半部分の有無を検出できるようにするために、ピット列波形を例えばリトリガラブルなモノマルチ・バイブレータなどを使用して、識別信号の前半部分、後半部分で、それぞれ連続な１パルスになるように波形を補正している。Ｌ０を補正して２値化補正差信号Ｌ２を、Ｒ０を補正して２値化補正差信号Ｒ２を生成する。
　遅延回路では、前記実施の形態１に説明した例と同じく入力された２つの２値化差信号Ｌ２、Ｒ２のそれぞれについて、ピット列を再生したパルス列が一定時間：ｔ１以上続くかどうかをモニタし、一定時間：ｔ１以上続いたときにそれぞれ、Ｌ検出信号：Ｌ３、Ｒ検出信号：Ｒ３を出力する。Ｌ３、Ｒ３にはいずれも少なくとも識別信号部の間Ｈｉとなるようにパルス幅ｔ３を与えている。
　以下、グルーブセクタやランドセクタの識別信号の認識・判定は、実施の形態２と同様に行うことができる。

実施の形態５．
　この発明のさらに別の実施の形態を図をもとに具体的に説明する。
　図１２に、差信号検出部１０８の周波数特性を制限して、前記実施の形態３に説明している差信号波形成形部１における処理を簡単化した例を示す。トラッキング制御系では、通常、サーボ制御帯域の差信号さえ検出できれば良いため、差信号検出の差動入力アンプは帯域の狭い安価なアンプが使用できる。識別信号は、溝が情報で変調されて断続し、ピット列の形となっているが、この場合の差信号波形は、図１２（ｂ）に示すように低域フィルタ処理がかけられて平滑化された波形になっている。
　以下、再生差信号処理部２における処理は、前記実施の形態３におけるブロックの中で補正回路が不要となり、２値化補正差信号を直接、図１１中のＬ２、Ｌ３と同様に扱うことができる。
　以降の処理は実施の形態３と同じである。

　なお、上記実施の形態２〜５においては、主にトラッキングセンサ出力信号の差信号から識別信号の変位の向きとその順序を判別し、それによりトラッキング極性を判別する動作について説明したが、トラッキングセンサ出力信号の和信号から識別信号中の極性情報極性情報再生部４により再生し、それを上記差信号から得たトラッキング極性判別結果と併用することにより、さらに確実で信頼性の高いトラッキング極性の設定が実現できる。

　また、上記各実施の形態において示した識別信号、並びにトラック接続点の検出方法は、もちろん本発明を説明するための一例であり、同様の機能は種々の回路構成で実現できる。また、本発明が以上の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもない。

この発明の実施の形態１である光ディスク媒体のトラックレイアウト説明する模式図である。 この発明の実施の形態１である光ディスク媒体の記録セクタ内の識別信号の配置およびそのアドレスを説明するための模式図である。 この発明の実施の形態１である光ディスク媒体のランドとグルーブの境界線における記録セクタ内の識別番号の配置およびそのアドレスを説明するための模式図である。 この発明の実施の形態２である光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２である記録セクタのトラッキング極性の認識方法を説明するタイミング図である。 この発明の実施の形態２である光ディスク装置の再生差信号処理部の回路ブロック図である。 この発明の実施の形態２である記録セクタのトラッキング極性の認識方法を説明する詳細なタイミング図である。 この発明の実施の形態２である光ディスク装置の極性制御部の回路ブロックと機能を説明する図である。 この発明の実施の形態３である光ディスク装置の再生差信号処理部の回路ブロック図である。 この発明の実施の形態４である光ディスク装置の再生差信号処理部の回路ブロック図である。 この発明の実施の形態４である記録セクタのトラッキング極性の認識方法を説明する詳細なタイミング図である。 この発明の実施の形態５である記録セクタのトラッキング極性の認識方法を説明する詳細なタイミング図である。 従来のランド／グルーブ記録光ディスクの例を示す図である。 従来のシングルスパイラル・ランド／グルーブ記録フォーマットを有する光ディスクの例を示す図である。 従来のシングルスパイラル・ランド／グルーブ記録光ディスクのランド／グルーブ接続点の例を示す図である。 従来のシングルスパイラル・ランド／グルーブ記録光ディスクのランド／グルーブ接続点の他の例を示す図である。 従来のランド／グルーブ記録方式における識別信号のレイアウトを示す図である。 従来の光ディスク装置の構成を表すブロック図である。

符号の説明

　１　差信号波形成形部、２　再生差信号処理部、３　再生信号処理部、４　極性情報再生部、５　アドレス再生部、６　情報再生部、７　システムコントロール部、８　極性制御部、９１　記録膜、９２記録ピット、９３　集光スポット、９４　グルーブ部、９５　ランド部、１００　光ディスク、１０１　半導体レーザ、１０２　コリメートレンズ、１０３　ハーフミラー、１０４　対物レンズ、１０５　光検出器、１０６　アクチュエータ、１０７　光ヘッド、１０８　差動アンプ、１０９　極性反転部、１１０　トラッキング制御部、１１１　加算アンプ、１１２　波形整形部、１１３　再生信号処理部、１１４　アドレス再生部、１１５　アドレス算出部、１１６　トラバース制御部、１１７　トラバースモータ、１１８　記録信号処理部、１１９　レーザ駆動部、１２０　駆動部、１２１　システムコントロール部。

Claims (2)

1. ディスク上に円周状に形成された溝部と該溝部の間の溝間部の両方を情報記録部とし、情報記録部に光ビームの照射による局所的光学定数変化、もしくは物理形状変化を生ぜしめることにより情報信号を記録するとともに、ディスク媒体１周分に相当する前記溝部の記録トラックとディスク媒体１周分に相当する前記溝間部の記録トラックを交互に接続して１本の記録スパイラルを形成した光ディスク媒体であって、前記記録トラックは長さの等しい整数個の記録セクタで構成され、それぞれの前記記録セクタの先頭部分にはアドレス情報を表わす識別信号を含む識別信号部が、隣接する記録セクタの識別信号部と同一半径上に整列するように配置され、前記識別信号部は第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の一方の向きに一定量変位して配置され、第２の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の他方の向きに前記一定量と同量変位して配置された光ディスク媒体に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生する光ディスク装置において、
   　２分割された受光面を含む光検知器を有する光ヘッドと、
   　前記光検知器の差信号から２値化差信号を生成する差信号波形整形部と、
   　前記２値化差信号から前記識別信号部に対応した識別信号ゲート信号を出力する再生差信号処理部とを有し、
   　前記光ディスク媒体を記録あるいは再生する時に、前記２値化差信号の波形から記録セクタ識別信号のタイミングを検出して、該タイミングに基づいてセクタ同期を確保するようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
2. ディスク上に円周状に形成された溝部と該溝部の間の溝間部の両方を情報記録部とし、情報記録部に光ビームの照射による局所的光学定数変化、もしくは物理形状変化を生ぜしめることにより情報信号を記録するとともに、ディスク媒体１周分に相当する前記溝部の記録トラックとディスク媒体１周分に相当する前記溝間部の記録トラックを交互に接続して１本の記録スパイラルを形成した光ディスク媒体であって、前記記録トラックは長さの等しい整数個の記録セクタで構成され、それぞれの前記記録セクタの先頭部分にはアドレス情報を表わす識別信号を含む識別信号部が、隣接する記録セクタの識別信号部と同一半径上に整列するように配置され、前記識別信号部は第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の一方の向きに一定量変位して配置され、第２の部分が溝部あるいは溝間部の中心から半径方向の他方の向きに前記一定量と同量変位して配置された光ディスク媒体に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生する光ディスク装置において、
   　２分割された受光面を含む光検知器を有する光ヘッドと、
   　前記光検知器の差信号から２値化差信号を生成する差信号波形整形部と、
   　前記２値化差信号から前記識別信号部に対応した識別信号ゲート信号を出力する再生差信号処理部とを備え、
   　前記光ディスク媒体を記録あるいは再生する時に、前記２値化差信号の波形から次の記録セクタの識別信号の出現タイミングを推定するようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
   

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