JP2007133928A

JP2007133928A - 記録装置

Info

Publication number: JP2007133928A
Application number: JP2005323692A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sakakibara; 学榊原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】トラック間距離を短くして記録密度を上げた場合にも、正確にデータ及びクロックを再生可能とする。
【解決手段】ディスク状記録媒体上に形成された一定周期でウォブリングするトラックに対して光ビームを照射して前記ディスク状記録媒体上に情報データを記録する記録手段と、前記情報データ中、先頭の同期信号を前記ウォブルトラックの山及び谷を含む所定の範囲以外の部分に記録する様前記記録手段を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は再生装置に関し、特にディスク状記録媒体に対してデータを記録する装置に関する。

近年、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、ブルーレイディスクなどの高密度光ディスクが開発されている。

この種のディスクでは、ディスク上にスパイラル状にグルーブ（溝）が形成され、この溝を記録再生トラックとして光ビームを照射することで情報データの書き込み、読み出しを行う。また、ディスク上のアドレスを重畳する目的や、再生時のクロックを得るため、ディスク上のグルーブは一定周期で蛇行（ウォブリング）した形態で予め形成されている。再生時には、このウォブリングしているトラックに対して光ビームを照射し、その反射光よりウォブリング周期に関連したクロックを生成すると共にアドレス情報を読み取り、また、反射光に含まれる情報データに位相同期したクロックを生成してデータを検出している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−５９２６

近年では、更なるディスクの記録密度向上に伴い、隣接トラック間の距離が狭くなっており、この様にウォブリング信号を用いてクロックを生成する際も、隣接トラック間のクロストークの影響が無視できなくなっている。

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、この様なクロストークの影響を考慮しておらず、再生クロックが正確に検出できないという問題がある。

また相変化媒体の光ディスクでは、同じ場所に同じデータを繰り返し記録すると、媒体の記録再生特性に劣化が生じる。

そこで、繰り返し記録による記録再生特性の劣化を避けるために、記録開始位置を固定せず、所定の範囲内でランダムに変化させる、いわゆるスタートポジションシフトが行われる。

再生時には、記録データにおいて、先頭の同期信号を検出し、それ以後に続く再生データを復調する。クロストーク等のビットエラーよってこの先頭の同期信号の検出に失敗すると、それ以降のデータブロック全体の再生に失敗し、エラーレートが極端に悪化することになる。

本発明はこの様な問題を解決し、トラック間距離を短くして記録密度を上げた場合にも、正確にデータ及びクロックを再生可能な装置を提供することを目的とする。

本発明は、ディスク状記録媒体上に形成された一定周期でウォブリングするトラックに対して情報データを記録する記録手段と、前記情報データ中の先頭の同期信号を前記ウォブルトラックの山及び谷を含む所定の範囲以外の部分に記録する様前記記録手段を制御する制御手段とを備える。

トラック間距離を短くして記録密度を上げた場合にも、正確にデータ及びクロックを再生可能となる。

図１は、本発明の実施形態における記録再生装置１００の構成を示す図である。

図１の記録再生装置１００は、相変化記録媒体である光ディスクＤに対して光りビームを照射してデータを記録再生する。

図１において、１０１は画像データなどのデータを入力する入力部である。１０２は入力されたデータに対して同期、ＩＤなどの各種のデータを付加して記録に適した形態に変換すると共に、再生されたデータから元のデータを検出する信号処理部である。１０３は信号処理部１０２から出力されたデータを変調するデータ変調部、１０４は変調されたデータに応じて光ビームの点灯を制御する発光制御部である。１０５は光学ユニットであり、光ビームを照射する発光部１０６、ディスクＤからの反射光を受ける受光部１０７、光学レンズ１０８から構成される。１０９は受光部１０７の出力より再生ＲＦ信号を検出するＲＦ検出部、１１０は再生ＲＦ信号を復調してデジタルデータを検出するデータ復調部である。１１１は信号処理部１０２により処理されたデータを外部に出力する出力部である。１１２は受光部１０７の出力を用いてウォブル信号を生成するウォブル検出部、１１３はウォブル信号を用いてディスクＤのアドレスを検出するアドレス検出部である。１１４は各部を制御するＣＰＵ、１１５はスピンドルモータ１１９を制御するための制御情報を格納した速度テーブルである。１１６はウォブル信号を用いてこのウォブル信号に位相同期したクロックＰＣＬＫを生成するクロック生成部である。１１７はウォブル信号とＰＣＬＫとを用いて記録開始位置を制御するためのスタートポジション信号（ＳＰＳ）を出力する記録位置制御部である。１１８はＣＰＵ１１４からの出力に応じてスピンドルモータ１１９を制御する回転制御部、１１９はディスクＤを回転させるスピンドルモータである。

図２は受光部１０７の構成図であり、４分割のセンサー２０１、加算器２０２、２０３、２０５、差動アンプ２０４から構成されている。センサー２０１の内周側のＡ部Ｂ部の出力が加算器２０２で加算され、外周側のＣ部Ｄ部の出力が加算器２０３で加算さている。差動アンプ２０４によって外周側と内周側の差であるプッシュプル信号が生成され、ウォブル信号（ＷＢＬ）として出力される。また、加算器２０５によって、外周側と内周側の和信号であるプッシュイン信号が生成され、ＲＦ信号として出力される。ＷＢＬはトラッキング制御やウォブルの検出に使用され、ＲＦはデータの再生に使用される。

記録時の動作について説明する。記録開始に先立ってＣＰＵ１１４は、光学ユニット１０５を目的の記録開始位置近辺まで移動させる。また、ＣＰＵ１１４は目的の記録開始位置近辺のアドレスに対応した回転速度の情報を速度テーブル１７から読み出し、ディスクＤが目的の回転数になるように回転制御部１１８を用いてモータ１１９を回転させる。

また、ＣＰＵ１１４は発光制御部１０４を制御して発光部１０６によりレーザビームを発光させ、光学レンズ１０６を通してディスクＤに照射する。ディスクＤで反射されたレーザ光は光学レンズ１０８を経由して受光部１０７で受光され、ＷＢＬとＲＦ信号を得る。ウォブル検出部１１２でＷＢＬからウォブル波形が検出され、クロック生成部１１６において、検出されたウォブル波形に位相ロックしたクロックＰＣＬＫを生成する。これに関しては後述する。

クロック生成部１１６でディスクＤのウォブルに同期したクロックＰＣＬＫが生成されると、ＣＰＵ１１４は正確な線速度一定の回転制御を行うべく、生成されたクロックを所定時間毎にカウントする。そして、常に所定のカウント数になるように回転制御部１１８を通してモータ１１９を制御し、ディスクＤが正確に線速度一定となるＣＬＶ制御を行う。

またＣＰＵ１１４は、ウォブル検出部１１２で検出されたウォブル信号からアドレス検出部１１３でアドレス情報を検出する。そして、目的の記録アドレスに達したら、記録データを信号処理部１０２で記録用のフォーマットに変換してデータ変調部１０３に送る。データ変調部１０３では、入力されたデータを１−７変調されたチャネルルデータに変換し、発光制御部１０４に送る。発光制御部１０４は変調されたデータに応じて発光部１０４によるレーザビームの照射を制御し、光学レンズ１０８を通してディスクＤにレーザビームを照射することで、データを記録する。またこの時も、先ほどと同様にウォブル検出部１１２でウォブル信号が検出されクロック生成部１１６でクロックが生成され、アドレス検出部１１２でディスクＤのアドレス情報が検出され続けている。

再生時においても、ＣＰＵ１１４は、目的のアドレスを検出するまでは、記録動作で説明した目的アドレス検出動作と同様の動作を行う。目的アドレスに達したら、受光部１０７のＲＦ信号からＲＦ検出部でＲＦ再生データが検出する。そして、データ復調部１１０でＲＦデータを復調し、信号処理部１０２で元のデータに変換する。

クロックとウォブルとアドレスの関係を図３に示す。本実施形態では、クロックＰＣＬＫの周波数を６６ＭＨｚとしている。そして、この６６ＭＨｚのクロックに従って記録されるサンプルが６９クロック長集まって１ウォブルを形成する。そして、５６ウォブルで１ユニットを形成し、８３ユニットで１アドレスを形成する。

そして、１ユニットにつき１ビットのアドレス情報を埋め込み、１つのアドレス期間で８３ビットの情報ビットが埋め込まれている。

ビット割り当ての一例を図４に示す。

ＡＤＩＰの同期パターンであるＴＯＰＳＹＮＣが９ビット、アドレスビットＡＤＤＲＥＳＳは２４ビット、補助データＡＵＸが１２ビット、エラー訂正用のＬＤＣが２４ビット、リザーブが２４ビットである。ディスク全体として２４ビットのアドレス空間（０ｘＦＦＦＦＦＦ）となる。

ここで、図５を用いて、ウォブルにどのようにしてデータ情報を埋め込んでいるか説明する。

図５（Ａ）、（Ｂ）は１ユニットを示した図であり、１マス（区間）が１ウォブル（６９クロック長）に相当する。

図５（Ａ）のウォブルが形成されていれば「ビット０」を表し、図５（Ｂ）のウォブルが形成されていれば「ビット１」を表し、このように１ユニットで１ビットの情報を表すことが可能となっている。

８３ユニット集まった情報ビットの集まりで一つのアドレス情報を表現する。図５（Ｂ）において大部分の区間（Ｋ４〜Ｋ１１、Ｋ１５〜Ｋ５６）はｃｏｓｗｔ（パターンａ）であり、Ｋ１およびＫ１３にはＭＳＫマークと呼ばれる位相の反転した−ｃｏｓｗｔ（パターンｃ）が埋め込まれている。その前後にはｃｏｓｗｔと−ｃｏｓｗｔを滑らかにつなぐためにｃｏｓ１．５ｗｔ（パターンｂ）がＫ１及びＫ１２、−ｃｏｓ１．５ｗｔ（パターンｄ）がＫ３およびＫ１４に各々埋め込まれている。埋め込まれたＭＳＫマークの間隔の違いによって「ビット０」なのか「ビット１」なのかを表し、８３ユニットで１アドレス情報を検出できるようにしている。

図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の区間Ｋ９〜Ｋ１６のウォブル波形の様子を示した図である。

図６は、ウォブルと、ウォブルによるアドレス区切り（ＡＤＩＰアドレス）と、実際の記録データの関係を示した図である。

ウォブルのＴＯＰＳＹＮＣがＡＤＩＰアドレスの区切りの先頭になる。記録データ（クラスタデータ）はアドレス単位で記録されるのであるが、図６をみればわかるように必ずしも連続して書き込まれない。相変化媒体においてオーバーライトの耐久性を高めるためスタートポジションシフトを行っているためであり、クラスタデータの書き込み位置を所定の範囲内（±５００クロック）でランダムにしているためである。

図７は記録データのフォーマットである。最初に、ＡＧＣや再生ＰＬＬ引き込み用の固定パターンであるＲＵＮＩＮ（２０００ビット）があり、データ領域の最初を示す同期信号１ＳＴＳＹＣ（９ビット）、最初のデータ部ＤＡＴＡ１（１９２３ビット）、再同期信号ＲＥＳＹＣ（９ビット）、２番目のデータ部ＤＡＴＡ２と続き、その後ＲＥＳＹＣとＤＡＴＡの組み合わせが１６４回繰り返された後に、固定パターンＲＵＮＯＵＴ（１８６４）となっている。このまとまりが１クラスタであり、データの記録・再生はクラスタ単位で行われる。実際の映像データ等の情報データは、ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１６４になる。

再生時には、ＲＦ検出部１０９で再生クロックと１ＳＴＳＹＣを正確に検出し、データ復調部１１０でＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１６４を復調する。ＲＥＳＹＣは再同期信号であり、再生クロックが正しく再生できていれば、１ＳＴＳＹＣからの積算カウンタでタイミングが生成できる。またＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１６４はエラー訂正が可能である。したがって、記録データにとって、最も重要なのは先頭の１ＳＴＳＹＣである。

図８はウォブルとレーザスポットの関係を説明する図である。８０１、８０２、８０３は記録トラック、８０４、８０５はレーザスポットを示している。記録トラック８０２をトレースしている場合、レーザスポット８０４の場合は問題ないが、レーザスポット８０５の場合は、隣接トラック８０３との距離が近くてクロストークの影響を受けやすい。

そこで、本実施形態では、重要なデータである１ＳＴＳＹＣの記録位置を制御して、この様なクロストークの影響が少ない位置に１ＳＴＳＹＣを記録する。

図９は記録位置制御部１１７の構成を示す図である。

ウォブル検出部１１２でＷＢＬ信号を波形整形してウォブルを検出する。クロック生成部１１６を構成するＰＬＬ回路１１６Ａでウォブルに位相が合ったウォブルクロックＷＣＬＫを生成し、６９逓倍回路１１６Ｂで６９逓倍して記録再生クロックＰＣＬＫを生成する。またウォブル検出部１１２で検出されたウォブルからＴＯＰＳＹＣ検出部９０２で前述したＴＯＰＳＹＣが検出され、アドレス検出部１１３でアドレスが検出される。

カウンタ９０１は、ＴＯＰＳＹＣでリセットされ、ＰＣＬＫをカウントするカウンタであり、図６のＡＤＩＰアドレス内でタイミングをカウントしている（図１０のＣＴ参照）。

乱数発生部９０３はＴＯＰＳＹＣのタイミングで１〜３１５の乱数ＲＮＤを発生させる。

本実施形態では、スタートポジションシフト可能範囲を、ＴＯＰＳＹＣから５ウォブルの範囲内としているので、３４５クロック（＝５ｘ６９）の範囲内である。一方、ウォブルの山と谷で各々３クロック分の範囲を除外するので、乱数ＲＮＤの範囲は、３１５（＝５ｘ６３）となる。

テーブル変換部５７で１〜３１５の値を持つ乱数ＲＮＤを１〜３４５の値ＴＢＬに変換する。変換は、図１０のような、対応関係になっている。１−３４５のうち、例えばウォブルの谷にあたる３４−３６、ウォブルの山にあたる６９−７１は出力されない変換になっている。

一致比較回路９０５でカウンタ９０１の出力ＣＴと比較し、値が一致した場合に記録開始タイミングを示すＳＰＳパルスを生成し、ＣＰＵ１１４に出力する。ＣＰＵ１１４はこのＳＰＳに応じて１ＳＴＳＹＣデータの記録を開始する。つまり、ＴＢＬの値に応じて、記録開始位置が決定される。

図７の記録フォーマットからも明らかなように、ＲＵＮＩＮの２００７クロックは、正確に３００ウォブル相当なので、記録開始位置であるＲＵＮＩＮとウォブルの位相関係は、１ＳＴＳＹＣと同じになる。

このようにして、ウォブルの山と谷の部分を除いた位置に、１ＳＴＳＹＣが位置されるように記録することが可能となる。

本発明の実施形態における記録再生装置を示す図である。光学ユニットを示す図である。クロックとウォブルとアドレスの関係を示す図である。アドレス情報のビット割り当ての一例を示す図である。ウォブル信号に埋め込まれるビット情報の様子を示す図である。ウォブルと、ウォブルによるアドレス区切り（ＡＤＩＰアドレス）と、実際の記録データの関係を示した図である。記録データのフォーマットを示す図である。ウォブルとレーザスポットの関係を説明する図である。記録位置制御部の構成を示す図である。記録開始時に変換部から出力される乱数の様子を示す図である。

Claims

ディスク状記録媒体上に形成された一定周期でウォブリングするトラックに対して情報データを記録する記録手段と、
前記情報データ中の先頭の同期信号を前記ウォブルトラックの山及び谷を含む所定の範囲以外の部分に記録する様前記記録手段を制御する制御手段とを備える記録装置。
前記ディスク状記録媒体に対して光ビームを照射し、その反射光を用いて前記トラックのウォブリング周期に関連した周波数成分を含むウォブル信号と、前記トラックに記録された情報データを含む再生信号とを生成する読み取り手段とを備え、
前記制御手段は、前記ウォブル信号に基づいて前記トラックの基準位置を検出し、この基準位置に基づいて前記先頭の同期信号の記録位置を決定することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
前記ウォブル信号を用いて前記ウォブリング周期に関連した周波数を有するクロックを生成するクロック生成手段とを備え、
前記制御手段は、前記基準位置の検出結果に応じて前記クロックをカウントするカウンタを有し、前記カウンタの出力に応じて前記先頭の同期信号の記録位置を決定することを特徴とする請求項２記載の記録装置。
前記制御手段は、前記ディスク状記録媒体における記録開始可能な範囲に応じた乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数発生手段の出力を前記所定の範囲以外に応じた値に変換する変換手段と、前記変換手段の出力と前記カウンタのカウント値とを比較する比較手段とを有し、前記比較手段の出力に基づいて前記先頭の同期信号の記録位置を決定することを特徴とする請求項３記載の記録装置。