JP3034268B2 - ディスク状記録媒体および記録／再生装置 - Google Patents

ディスク状記録媒体および記録／再生装置

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JP3034268B2
JP3034268B2 JP2037849A JP3784990A JP3034268B2 JP 3034268 B2 JP3034268 B2 JP 3034268B2 JP 2037849 A JP2037849 A JP 2037849A JP 3784990 A JP3784990 A JP 3784990A JP 3034268 B2 JP3034268 B2 JP 3034268B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディスク状記録媒体を有する記録再生装置
に係り、特に、大容量のディスクファイル装置に関する
ものである。
［従来の技術］ 光ディスク等に対する情報の記録再生には、ディスク
を一定角速度で回転させて記録・再生を行なうCAV（Con
stant Angular Velocity）方式と、ディスクを一定線
速度で回転させて記録再生を行なうCLV（Constant Lin
ear Velocity）方式とがある。
前者は、記録・再生が安定に行なえる反面、記録密度
が低いこと、および、内周、外周の信号の品質に差がで
ること、といった問題がある。一方、後者は、記録密度
を上げることができる反面、アクセスに際し、ディスク
の回転速度を変えるためアクセス速度が遅いという問題
がある。
従来、このような問題を解決するものとして、例え
ば、特開昭61−131236号公報に記載されるものが提案さ
れている。同公報に記載される方式は、一定角速度で回
転している記録媒体上のトラックの線速度に応じ、記録
クロック周波数を切り換え、内外周の記録ピット長ある
いは記録ドメイン長を全記録領域で一定とすることにな
っている。
なお、内外周で記録クロック周波数を切り換える装置
として、他に関連するものには、例えば、特開昭60−17
7404号、同60−117448号公報等が挙げられる。これら２
つの公報に記載されている方式は、記録位置が外周へ行
くに従って複数本トラック毎に記録再生クロック周波数
を大きくし、記録容量を増大するものである。
このように、一定角速度で回転するディスク状記録媒
体を使用する記録再生装置では、内周部の記録再生クロ
ック周波数に対して、外周部のトラックにおける記録再
生周波数をその記録位置の線速度に応じて高くすること
によって、記憶領域の内外周で記録ピット長あるいは記
録ドメイン長を等しくすることができる。これによっ
て、ディスクに記録される記録容量を大きくできること
が期待できる。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の技術は、ディスク状媒体上に記
録されるピット長または記録ドメイン長と、その記録方
式との関係について、何ら触れていない。また、同様
に、ディスクの内周から外周にかけて、ピット長やドメ
イン長がいかに推移するかについても、言及されていな
い。
しかし、これらは、情報の安定な再生を行なうには、
留意すべき重要なポイントであることが、本発明者等の
研究により明らかとなった。特に、記録時に生成される
ピットまたは記録ドメインの前縁および後縁に情報を持
たせて、情報の記録を行なう、いわゆるピットエッジ記
録方式においては、ピット長やドメイン長の変化により
エッジ検出位置の変動量が増大し、検出情報を悪化する
ことが明らかとなった。以下、この点について述べる。
まず、クロックについて検討する。クロックは、回路
的なゆらぎを持つ。そこで、仮に、そのゆらぎ量が周波
数によらずほぼ一定であるとすると、周波数が高くなる
に従ってクロック幅に占めるその変動量は大きくなるこ
とになる。
次に、ピットの形成と線速度との関係について検討す
る。本発明者等の実験によれば、記録媒体の特性とし
て、線速度によって、ピットの形成時の昇温、降温勾配
は異なり、線速度が大きくなるに従って、読み出し弁別
窓幅に占める記録ピットのエッジ検出位置の変動量が増
大する結果を得た。すなわち、第９図に示すように、記
録領域の内外周で同一記録ピット長となるように、記録
クロック周波数を変化させた場合、弁別窓幅Ｗに占める
その変動量ΔΦとの割合は、内周から外周へかけて増大
する傾向にある。
このように、同一ピット長で記録した場合、外周の再
生時には、読み出しマージンが内周に比べて厳しく、安
定した再生が行えないという問題点がある。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、内外周のすべ
ての記録位置において安定な信号品質が保障されて安定
な再生ができ、高信頼性でかつ大容量の情報記録再生方
式を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、一定角速度で
回転しているディスク状媒体の記録位置に応じて、記録
信号切換え位置における同一記録情報を持つ記録ピット
長あるいは記録ドメイン長を内周から外周にかけて長く
なるように記録クロック周波数を変化させたものであ
る。また、再生信号の高信頼性を外周部で保つために再
生弁別窓のクロック周波数を変化させたものである。さ
らに、より回路構成を簡単にするために複数本トラック
からなるゾーン毎に記録再生クロックを切り変えるもの
である。
すなわち、本発明によれば、ディスク状記録媒体の記
録領域を、半径方向に順次隣接する複数のゾーンに区画
し、各ゾーンごとに、記録再生用のクロックを割り当
て、各ゾーンごとに割り当てられたクロックによりデー
タの記録／再生を行なう記録／再生方式が提供される。
また、本発明によれば、ディスク状記録媒体の記録領
域に対する記録位置が内周から外周に変化するに従っ
て、１トラックの記録容量が大きくなり、かつ、データ
の記録に用いられるピットまたは記録ドメインの周方向
長さが徐々に長くなるように、記録再生用のクロック周
波数を変化させて、データの記録／再生を行なう記録／
再生方式が提供される。
さらに、本発明によれば、ディスク状記録媒体を一定
角速度で回転させて、記録領域にデータの記録および／
または再生を行なう記録／再生装置であって、記録媒体
の半径方向の位置に応じて、記録領域を複数のゾーンを
設定し、記録再生用のクロックを各ゾーンごとに設定す
るよう制御するクロック制御系を備え、かつ、各ゾーン
ごとに割り当てられたクロックによりデータの記録を行
なう情報記録系、および／または、各ゾーンごとに割り
当てられたクロックによりデータの再生を行なう情報再
生系とを備える記録／再生装置が提供される。
また、本発明によれば、記録領域が、半径方向に順次
隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにおいて同
一順位にあるトラックについて、データの記録に用いら
れるピットまたは記録ドメインの周方向長さが、外周ゾ
ーンにいくに従って長くなるように記録されるディスク
状記録媒体が提供される。
［作 用］ 本発明は、ディスク状記録媒体を一定角速度で回転さ
せ、ディスク状記録媒体の記録領域に対する記録位置が
内周から外周に変化するに従って、１トラックの記録容
量が大きくなるように、記録再生用のクロック周波数を
変化させて、データの記録／再生を行なう。これによ
り、一定角速度であっても、ディスクに記録される記録
容量を大きくすることができる。
また、この際、データの記録に用いられるピットまた
は記録ドメインの周方向長さが徐々に長くなるように、
記録再生用のクロック周波数を設定する。すなわち、デ
ィスク状記録媒体に記録されるピットまたはドメインの
エッジにより生じる信号を、弁別窓を設定して検出し、
データの再生を行なう場合に、弁別窓幅Ｗにおける上記
検出信号の出現位置の変動量ΔΦの比（ΔΦ/W）を、記
録媒体の内外周において、ほぼ一定の範囲に抑えるよう
に、記録再生用のクロック周波数を変化させる。これに
よって、弁別窓幅Ｗは、外周の方が大きくなり、外周部
でも読み出しマージンが十分となって、読み出しの誤り
が少なくなる。従って、内外周のすべての記録位置にお
いて安定な信号品質が保障されて、安定な信頼度の高い
再生ができる。
また、本発明は、ディスク状記録媒体の記録領域を、
半径方向に順次隣接する複数のゾーンに区画し、各ゾー
ンごとに、記録再生用のクロックを割り当て、各ゾーン
ごとに割り当てられたクロックによりデータの記録／再
生を行なう。そのため、クロックの制御が、簡単な回路
構成で、容易に行なえる。
この場合、各ゾーンごとの記録再生用のクロックは、
１トラックの記録容量が外周ゾーンにいくに従って大き
くなるように、周波数を変えて割り当てればよい。ま
た、各ゾーンにおいて同一順位にあるトラックについ
て、データの記録に用いられるピットまたは記録ドメイ
ンの周方向長さが、外周ゾーンにいくに従って徐々に長
くなるように、周波数を変化させて設定すればよい。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第１図は本発明を適用した光ディスク装置の一実施例
の概略図を示している。
同図に示す光ディスク装置は、記録領域２を有する光
ディスク媒体１と、この光ディスク媒体１を回転駆動す
るスピンドルモータ３と、光ディスク媒体１に対して情
報の読み書きを行なう光ヘッド４と、システム全体を制
御する主制御回路６と、この主制御回路６の制御の下に
機能する、光ヘッド４に対する位置付け制御系、情報記
録系、情報再生系およびクロック制御系とを備えて構成
される。
光学ヘッド４に対する位置付け制御系は、光学ヘッド
４を目的の位置に位置付ける位置付け機構19と、該位置
付け機構19に対する位置付け制御を行なう位置付け制御
回路18と、光ヘッド４のアクセス位置を検出する手段と
して機能するスケール検出器20とを備えている。
情報記録系は、書き込むべきデータ21を、例えば、２
−７変調符号等のラン長制限符号列のコード22に変調す
る変調回路９と、変調されたコード22をさらにNRZ（Non
Return to Zero）コード23に変換するNRZ符号器10
と、NRZコード23について書き込みパルス幅を、補正を
含めて設定して記録コード24を設定するパルス幅設定器
12と、記録コード24に基づいて、レーザ素子（第１図で
は図示せす）を駆動してレーザ光を光ヘッド４に送るレ
ーザドライバ14とを備えて構成される。
情報再生系は、光ヘッド４内の図示しない光検出器に
より検出された再生信号27を２値化して再生コード29を
得る２値化回路15と、再生コード29の同期をとり、同期
化コード36および弁別クロック37を出力するPLL回路35
と、同期化コード36から再生データのコード30を合成す
る再生データ合成回路16と、コード30からデータ31を復
調する復調回路17とを備えて構成される。
クロック制御系は、基本クロックを生成する基本クロ
ック発振器７と、設定されたクロック情報に基づいて、
上記基本クロックから目的の記録再生用クロックを生成
するシンセサイザ８と、アクセス位置に対応して、１ま
たは２以上のトラックごとに割り当てられた記録再生用
クロックを指定するクロック情報34を上記シンセサイザ
８に対して出力するクロック情報生成手段とを備えて構
成される。クロック情報生成手段は、主制御回路６の一
機能として構成される。
上記光ディスク媒体１は、第２図に示されるように、
半径方向に順次隣接する複数のゾーン2a〜2fに区画され
た記録領域２を有する。この各ゾーン2a〜2f内には、複
数のトラックが設けられ、ここにおいて情報の記録再生
が行われる。また、この光ディスク媒体１は、記録領域
２内において、各ゾーン2a〜2fの境界に、数トラック毎
に記録再生クロック周波数切り換え位置41を持ち、上記
位置41において、セクタ42の数が、その内周側のトラッ
クに含まれるセクタ42の数より１つだけ増すようになっ
ている。
そして、本実施例の光ディスク媒体１は、後述するよ
うに、各ゾーン2a〜2fにおいて同一順位にあるトラック
について、データの記録に用いられるピットまたは記録
ドメインの周方向長さが、外周ゾーンにいくに従って長
くなるように記録される。
なお、本実施例では、追記形の光ディスクを用いる例
を示す。
主制御回路６は、例えば、図示していないが、中央処
理装置（CPU）、CPUのプログラムを格納するROM、各種
データを格納するRAM等を有して構成される。この主制
御回路６は、上記のように、クロック制御系のクロック
情報生成手段としての機能を有する。このため、主制御
回路６は、後述する第10図や、第15図に示すような変換
テーブルをROMまたはRAMに記憶保持し、ホストコンピュ
ータ５からの情報に基づいて、CPUが、対応するクロッ
ク情報34を取り出せるように構成される。
シンセサイザ８は、例えば、第12図に示すように、基
本クロック発振器７からの基本クロック61を分周してリ
ファレンスクロック64を出力する固定分周器62と、シン
セサイザ８の出力である記録再生クロック32を、主制御
回路６からのクロック情報34によりリセットされる分周
数に応じて分周する可変分周器63と、この可変分周器63
の出力する可変分周クロック65の周波数と上記リファレ
ンスクロック64とを比較して誤差を検出し、両者を一致
させるように出力信号67を制御する位相比較器66と、ロ
ーパスフィルタ68と、上記出力信号67の電圧に応じた周
波数で発振するVCO（Voltage Controlled Oscillato
r）回路69とを備えて構成される。
VCO回路69の出力は、記録再生クロック32として出力
されると共に、上述したように可変分周器63にフィード
バックされる。
上記変調回路９およびNRZ符号器10は、通常用いられ
ている回路構成のものでよい。
パルス幅設定器12は、入力信号が一定の遅延時間を持
って複数の出力タップから出力される遅延素子71と、こ
の遅延素子71の出力タップからの出力を記録補正器11の
補正指令に従って選択するセレクタ72と、このセレクタ
72の出力と上記遅延素子71に入力されるNRZコード23と
の論理積をとるアンド回路73とを有している。
レーザドライバ14は、記録コード24の値によって切り
替るカレントスイッチ構成となっており、これによっ
て、半導体レーザ77をオンオフ駆動する。
パワー設定器13は、上記半導体レーザ77に直列に接続
されて、その駆動電流を設定するトランジスタ75と、該
トランジスタ75と直列に接続される抵抗76と、記録補正
器11からの指令値をディジタル／アナログ変換して、上
記トランジスタ75のベース電位を設定するD/A変換器74
とを有している。
記録補正器11は、例えば、ROM等を有して構成され
る。このROMには、セレクタ72によるパルス幅補正量の
選択指令およびD/A変換器74への入力ビットの指令値
が、制御情報33をアドレスとして、格納される。
また、２値化回路15、PLL回路35、再生データ合成回
路16等は、各々公知の回路構成のものを用いることがで
きる。なお、この種の回路については、例えば、特開昭
63−53722号公報等に記載されている。
次に、本発明の情報記録／再生方式の実施例につい
て、上記第１図に示す光ディスク装置を用いる場合を例
として、説明する。
まず、記録・再生の動作を説明するにあたり、本発明
において採用する記録方式であるピットエッジ記録方式
の原理について説明する。
第４図は、データを変調してコードに変換し、ディス
クに記録する場合の信号の変化の過程と、ディスク上に
形成されるピットとを示した波形図である。第５図は、
ディスク上に記録されたピットから情報を再生し、元の
データに復調するまでを示した波形図である。
第１図において、光ディスク媒体１は、スピンドルモ
ータ３によって一定角速度で回転される。この状態で、
データの読み書きが行なわれる。
第１図において、記録するデータ21は、変調回路９に
よってコード22に変調される。このコード化は、どのよ
うな変調方式でもよく、本実施例では、第４図に示すよ
うに、２−７変調の場合を示す。コード22は、NRZコー
ド23に、NRZ符号器10により変換される。
ところで、このNRZコード23を光ディスク媒体１上に
記録したとすると、一般に、照射記録幅より長いピット
が形成されてしまう。これは、レーザドライバ14内の半
導体レーザ77から発光されるレーザ光の熱が記録膜内を
伝播し、記録パルス光を照射していない部分において
も、記録膜の融点を越える状態が起こるためである。ま
た、記録膜の融点と照射光パワーとの相対関係によっ
て、これとは逆に、NRZコード23よりも短かくなる場合
もある。
従って、形成される記録ピット26の長さをNRZコード2
3の長さに対応させるには、予めパルス幅を補正（図示
した場合は短く補正）した記録コード24を用いる。ま
た、記録する光ディスク媒体の線速に応じて記録光パル
ス25のパワーの補正を行う。記録光パルス幅および記録
光パワーの設定は、それぞれの設定器12,13を用いて、
記録補正器11からの制御により行われる。
これを受けて、レーザドライバ14は、半導体レーザ77
を駆動して、記録ピット26の形成を行う。すなわち、こ
の形成されたピットの前エッジ、後エッジは、２−７コ
ードの“1"に対応し、データが光ディスク媒体１上へ記
録されることになる。
次に、第５図を用いて、記録ピット26からデータ31を
復調する場合について説明する。
レーザ光を照射したときの光ディスク媒体１からの反
射光は、記録ピット26の有無によって光量が変化し、ア
ナログ信号である再生信号27を得る。２値化回路15によ
り、この再生信号27を、あるスライスレベル28を使って
２値化し、再生コード29を得ることができる。
また、別の方法として、再生信号27を２階微分し、そ
してゼロクロス点を検出し、２値化の再生コード29を得
ることも可能である。
この再生コード29の立ち上がり、立ち下がりエッジか
ら、それぞれに対応するパルスを作り、両者からコード
30を得る。これを変調回路９と逆の動作を行う復調回路
17に入力することによって、データ31を再現することが
できる。
なお、第５図では、第４図と対応させるために、記録
再生クロック32を記載しているが、実際には、再生コー
ド29からコード30を再生する際に、PLL回路35で、再生
コード29に同期した弁別クロック37を生成する（第１図
参照）。
ここで、本実施例の光ディスク媒体１に形成されるピ
ットの長さについて検討する。
２−７変調方式を用いた場合、記録ピット長は、６種
類の長さのものが存在するが、ここでは、最短ピットの
長さを求めてみる。
上記光ディスク媒体１のセクタ42の総ビット数をＺと
し、トラックピッチをｄμｍ、記録クロックを切り換え
るトラック本数をＮ、最内周トラック半径をＲμｍ、最
内周トラック内に含まれるセクタ数をｎとすると、最内
周トラックにおける最短ピット長loは、次式で示され
る。
lo＝２π・（Ｒ＋０・Ｎ・ｄ）・1.5/Z・（ｎ＋０）
（μｍ） これにより、ｉ番目の記録再生クロック切り換え位置
における最短ピット長liは、次のようになる。
li＝２π・（Ｒ＋ｉ・Ｎ・ｄ）・1.5/Z・（ｎ＋ｉ）
（μｍ） この最短ピット長が、記録再生クロック周波数を切り
換える位置において、内周よりも外周の方が大きくなる
条件は、次式のようになる。
Ｎ・ｄ・ｎ−Ｒ＞０ 例えば、トラックピッチｄ＝1.5μｍで、フォーマッ
トされた光ディスク媒体１において、Ｎ＝1024、ｎ＝5
1、Ｒ＝70mmとすると、クロック切り換え位置における
同一記録情報を持つピット長は、外周へ行くに従って単
調増加することが可能となる。
このとき、トラックピッチｄ、最内周トラック半径
Ｒ、最内周トラック内に含まれるセクタ42の数ｎを一定
とすると、記録クロックを切り換えるトラック本数Ｎを
変化させるだけで、記録ピット長の増加傾向を制御する
ことができる。記録再生クロック32を切り換える位置41
における最短ピット長の推移のようすを第６図に示す。
これに反して、仮に、特開昭61−131236号公報記載の
ように、最短ピット長が内外周いずれの記録領域におい
ても一定であるとすると、外周部での読み出しマージン
が内周部よりも厳しくなる。この現象は、本発明の起点
となるものであり、以下これを説明する。
光ディスク媒体１は、一定角速度で回転しているた
め、記録領域の内外周で線速度が異なる。このため、記
録レーザ光を照射した時のピット形成に作用する膜面の
到達温度カーブが、第７図に示すように、線速の大小に
よって異なる。また、記録レーザ光を照射する際、記録
膜の不均一や線速度のゆらぎ等の原因によって、膜面の
到達温度カーブが、第７図の点線のように変動すること
がある。上記変動の結果、ピットの形成位置がゆらぐこ
とになり、到達温度カーブがゆるやかな勾配を持つ、線
速度が大きい方、すなわち、外周部の方がピット形成位
置の変動量ΔΦが大きいことになる。同様のことが、形
成ピットの後縁にもいえる。
ここで、本実施例と比較するため、前述した従来技術
によるピット形成方法により形成されるピットのピット
長について検討する。
従来技術は、第８図に示すように、記録位置の線速度
に比例して記録再生クロック32の周波数を変えて、全記
録領域に渡り線密度が一定になるように記録ピット26を
形成する。なお、第８図では、クロック周波数f0の内周
部と、内周部の２倍の線速を持つ外周部（クロック周波
数2f0）とにおける波形を示している。
第８図に示すように、この従来技術では、内周部より
外周部の方が記録ピット長に対するそのピット長の変動
量ΔΦが大きいため、結局、弁別クロック36の弁別窓幅
Ｗに占める検出信号位置の変動量の割合ΔΦ/Wが大きく
なる。光ディスク媒体１の内周部から外周部にかけて同
一のピット長で記録した時の弁別窓幅に占める検出信号
位置の変動量の割合ΔΦ/Wの推移を、第９図に示す。
第９図に示されるように、記録位置が外周部へ行く程
ΔΦ/Wが大きくなり、外周部での再生誤りが増える可能
性がある。
本実施例によれば、この問題が解決される。そこで、
この作用も含めて、次に、第１図により、情報データの
記録再生動作について説明する。
まず、データの記録について説明する。
主制御回路６は、ホストコンピュータ５から書き込み
データと書き込み開始位置情報を受け取る。主制御回路
６は、書き込み開始位置情報を、内蔵するメモリ（図示
せず）に記憶されている変換テーブルに従って、アクセ
スするトラック番号46、セクタ番号47に変換する。位置
付け制御回路18は、主制御回路６から伝えられたトラッ
ク番号46に、光ヘッド４の光スポットが位置付くように
位置付け機構19を制御する。
光ヘッド４を目的のトラックに位置付ける方法として
は、例えば、セクタ42内に予め作成されているID部の情
報を用いるか、外部スケールを設けておき、スケール検
出器20で位置付け位置を読み取る方法を用いる。
また、主制御回路６では、変換されたトラック番号46
から、第10図に示される変換テーブルによって、クロッ
ク情報34を得て、これをシンセサイザ８に送る。
シンセサイザ８では、クロック情報34から、それに対
応する記録再生クロック32を発生する。
第10図において、記録再生クロック32の切り換え位置
41を1024トラック毎にしたのは、クロック切り換え位置
41において、同一情報を持ったピット長が外周へ行く程
長くなり、弁別窓幅に占める検出信号位置の変動量の割
合（ΔΦ/W）も、ピット長を一定としたときよりも小さ
くなるためである。もちろん、これに限定されず、この
条件を満すならば、他のトラック本数でもよい。
シンセサイザ８は、基本クロック発振器７で発生した
基本クロック61を固定分周器62で分周し、リファレンス
クロック64を発生する。さらに、上記クロック情報34で
可変分周器63の分周数をセットする。この出力である可
変分周クロック65の周波数とリファレンスクロック64の
周波数とが同値となるように、位相比較器66は、出力信
号67の周波数を制御する。出力信号67は、ローパスフィ
ルタ68を通り、VCO回路69で記録再生クロック32とな
る。
また、記録再生クロック32を可変分周器63に入力する
ことで、記録再生クロック32の周波数を一定に保つよう
にする。この結果、記録再生クロック32は、該当記録位
置に応じたものになる。
変調回路９は、主制御回路６から受け取った書き込み
データ21を２−７コードなどのコードデータ22に変調す
る。NRZ符号器10は、シンセサイザ８で発生した記録再
生クロック32に載せて、カード22をNRZコード23に変換
する。
前述したように該NRZコード23でレーザ光を照射し、
記録したとすると、光ディスク媒体の熱拡散特性によ
り、NRZコード23よりも長いあるいは短かい記録ピット
長が形成されてしまう。この特性は、線速度により変化
するので、最適値に補正することが必要である。また、
NRZコード23のコード長に記録ピット長を合致させるた
めに、併せてレーザの記録パワーを制御するレーザ電流
も最適化する必要がある。
そのため、NRZコード23について、パルス幅設定器12
において、パルス幅を補正を含めて設定し、記録コード
24が生成される。これについて、さらに詳細に説明す
る。
変換されたNRZコード23は、パルス幅設定器12の遅延
素子71に入力される。この遅延素子71では、一定の遅延
時間を伴った信号が複数の出力タップに出力される。な
お、遅延素子として、ゲート遅延を用いる方法もある。
遅延素子71からの出力は、セレクタ72に入力され、い
ずれかの出力が記録補正器11によって選択され、ANDゲ
ート73に入力される。ANDゲート73の他方には、遅延さ
れていない信号が入力されているため、遅延量だけ短か
くなったパルスが生成されることになる。このパルス
は、第１図、第４図の記録コード24に対応し、レーザド
ライバ14へ入力される。
上記方法では、短かく補正する場合であるが、逆に、
長く補正する場合は、ANDゲート73をORゲートを変える
だけでよい。また、両者を併用することもできる。
一方、記録光パワーの制御は、レーザドライバ14内の
電流源の値を変えることで行う。該レーザドライバ14
は、カレントスイッチの構成を採っており、電流値を決
定するトランジスタ75のベース電位をD/A変換器74によ
り変化させることにより、半導体レーザ77がオン状態に
なったときの発光パワーを変えることができる。例え
ば、D/A変換器74によってトランジスタ75のベース電位
を高くすれば、エミッタ電位が上昇し、抵抗76を流れる
電流が増加する。従って、半導体レーザ77の駆動電流も
増加し、発光パワーが大きくなる。
記録補正器11は、制御情報33によって、パルス幅およ
びパワーの設定を行う。すなわち、クロック情報34（ま
たはトラック番号）等の制御情報33を、内蔵するROMの
アドレスとして入力とすると、出力として、対応する補
正データが出力される。このデータを用いて、セレクタ
72によるパルス幅補正量の選択およびD/A変換器74への
入力ビットを指定することができる。
また、クロック情報34、トラック番号の代りに、外部
のスケール検出器20からの値を用いる方法、あるいは、
ディスクの基準半径（例えば最内周）から現在までに横
切ったトラック本数を用いて、位置を認識し、同様の制
御を行うこともできる。
上記方法によって、第４図に示すように、記録光パル
ス25は、記録位置における最適値に補正され、NRZコー
ド23と同じ長さの記録ピット26をディスク媒体１上に形
成することができる。
次に、データの再生について説明する。
主制御回路26は、ホストコンピュータ５より読み出し
開始位置の情報を受け取り、記録時と同様な動作を行
い、光ヘッド４を目的トラックへ位置付ける。半導体レ
ーザ77の発光パワーを再生レベルにして、光ディスク媒
体１にレーザ光を照射する。これによって、媒体上のデ
ータは、光信号として得られ、光ヘッド４内の光検出器
によって再生信号27に変換される。該再生信号27は、２
値化回路15によって再生コード29として出力され、再生
データ合成回路16に入力される。
一方、主制御回路６は、読み出し開始位置情報からト
ラック番号46とクロック情報34を得て、クロック情報34
をシンセサイザ８に送る。シンセサイザ８では、上記ク
ロック情報34に対応して、記録時と同様に記録再生クロ
ック32を発生する。
本発明では、データの記録方式としてピットエッジ記
録方式を採用している。そして、実際にエッジ記録を採
用するに当って、記録ピットは、目的の長さに対して変
化するため、前縁・後縁に対応したデータを個別なデー
タとして取り扱い、再合成する方式を用いている。
ここでいう前縁パルスと後縁パルスは、２値化回路15
から出力される再生コード29の立ち上がりエッジ、立ち
下がりエッジに対応する。
PLL回路35では、再生コード29に同期した弁別クロッ
ク37と同期化コード36とを生成する。第１図では、それ
ぞれ１系列で示してあるが実際は、前縁・後縁に対応し
た２系列のクロックおよびデータである。この際、記録
再生クロック32は、VFO（バリアブル・フレクエンシー
・オシレータ）の引き込み時の基準クロックとして用い
ている。
該PLL回路35からの出力は、再生データ合成回路16に
入力される。再生データ合成回路16は、前縁・後縁の同
期化コード36について、既知のデータ（例えばSYNCパタ
ーンなど）の検出回路によって合成のタイミングを計
り、２系列のデータ列を合成する。
上記再生データ合成回路16の出力としてコード30を得
た後、復調回路17によって変調時とは逆の動作を行い、
データ31を得る。この復調回路17は、公知のものでよ
い。
以上の方法で再生されたデータは、主制御回路６より
ホストコンピュータ５へ転送される。
第10図はトラック番号46、クロック情報34、記録再生
クロック周波数32の変換テーブルを示したものである。
この場合、記録再生クロック周波数32を切り換えるトラ
ック本数を1024本毎とし、外周に行くに従って、クロッ
ク切り換え位置41ごとにトラックを構成するセクタ42の
数を１セクタづつ増加させている。
ここで、記録再生クロック周波数を求めてみる。光デ
ィスク媒体１の回転数をArpm、最内トラックのセクタ数
をｎ、１セクタの総ビット数をＺとすると、最内周トラ
ック（０トラック）での記録再生クロック周波数f0は、
以下のようになる。
f0＝２×A/60×ｎ×Ｚ （Hz） また、クロック情報ｉでの記録再生クロック周波数fi
は、以下のようになる。
fi＝２×A/60×（ｎ＋ｉ）×Ｚ （Hz） 第11図は第10図の変換テーブルを用いて、トラックピ
ッチｄを1.5μｍ、最内周トラックのセクタ数ｎを51、
最内周トラック半径を70mmとして設定した光ディスク媒
体１のフォーマットの一例を示したものである。
第14図は第11図に示すフォーマットを持つ光ディスク
媒体１の最短ピット長の推移を示す。
第14図に示す最短ピット長の推移は、各ゾーンにおい
て同一順位にあるトラックについて、データの記録に用
いられるピットまたは記録ドメインの周方向長さが、外
周ゾーンにいくに従って徐々に長くなることを示してい
いる。ここで、各ゾーンにおいて同一順位にあるトラッ
クとは、例えば、各トラックにおいて、再内周側から同
一の順番に配置されているトラックを意味する。具体的
には、各ゾーンのｉ番目のトラック、例えば、１番目の
再内周トラックである。
次に、本発明の記録／再生方式の他の実施例について
説明する。
本実施例は、記録再生クロック周波数切り換え位置41
における記録ピット長の増加傾向と、上記第11図のフォ
ーマットのものより緩やかあるいは急激なものにする例
である。そのため、本実施例は、記録クロック周波数を
切り換えるトラックの本数を1024本固定ではなく、異な
るトラック本数の２種を用意し、それらの組み合せによ
り、制御する。1024本固定のときより、記録ピットの増
加傾向を抑えることができれば、光ディスク媒体の記憶
容量を上げることができる。
すなわち、本実施例は、光ディスク媒体１上に、デー
タの記録に用いられるピットまたは記録ドメインの周方
向長さが、内周側で隣接するゾーンにおいて同一順位に
あるトラックにおけるピットまたは記録ドメインの周方
向長さより、短くなるゾーンを混在させるようにしたも
のである。
例えば、1.5μｍのトラックピッチを持つ光ディスク
媒体１において、1024本のトラックで記録再生クロック
を切り換える領域を３つ連続させ、その後に、512本の
トラックでクロックを切り換える領域を設けるものとす
る。すなわち、ｄ＝1.5μｍ、ｎ＝51、Ｒ＝70mmの条件
において、Ｎ＝1024本のときは、ピット長を内周側より
も増大することになり、Ｎ＝512本のときは、ピット長
を減少させることが可能になる。よって、内周部から外
周部にかけてのピット長の増大傾向を抑えることができ
る。
本実施例の実現する記録／再生装置は、上記した第１
図に示す光ディスク装置と同様の構成とすることができ
る。従って、ここでは、説明を繰り返さない。なお、本
実施例では、クロック制御系のクロック情報生成手段を
構成する主制御回路６において、第15図に示すような変
換テーブルを記憶保持している。この点は、上記実施例
と相違する。
第15図は、上記実施例を実現するためのトラック番号
46、クロック情報34および記録再生クロック周波数32の
変換テーブルである。
第16図は上記条件における媒体上のフォーマットを示
したものである。第16図に示すフォーマットについての
記録再生クロック切り換え位置における最短ピット長の
推移は、第14図に示すように、折線グラフの形状を示
す。
上記実施例のように、異なるトラック本数で記録再生
クロック32を切り換えることにより、安定に再生するこ
とが可能な記録再生クロック周波数を選ぶことができ、
記録容量を増大することができる。
例として、1024本と512本で切り換える場合を述べた
が、これは２のベキ乗本で切り換えれば、ソフトウェア
処理などが容易となり、処理速度が高速にすることがで
きるからである。本発明は、これに限定されるものでは
ない。
本実施例において、さらに、記録再生クロック32を切
り換える位置を任意に設定する構成としてもよい。この
ようにすれば、記録ピット長の増加分も任意に設定で
き、弁別窓幅Ｗに占めるピット長の変動長ΔΦの割合
（ΔΦ/W）を内外周どの記録位置でも、ほぼ一定にする
ことが可能となる。従って、全記録位置において、読み
出しマージン一定で、安定に読み出し可能な最高密度の
記録方法が実現できる。
第17図は弁別窓幅に占める検出信号位置の変動量の割
合（ΔΦ/W）を示したものである。この図から明らかな
ように、本発明の上記各実施例のように、ピット長が記
録位置が内周から外周になるほど大きくなるように、記
録再生用のクロックの周波数を各ゾーンごとまたはトラ
ックごとに設定すれば、（ΔΦ/W）をほぼ一定の範囲に
抑えることができる。逆に、あらゆる記録位置で、（Δ
Φ/W）が内周部と同じになるように設定するには、最短
ピット長がどれくらいで、記録再生クロックをどれ程に
設定すれば良いかがわかる。
なお、前記各実施例では、記録媒体としてディスク状
媒体に楕円状のピットを形成する追記形光ディスクを用
いたが、本発明は、これに限らず、他の光ディスク媒体
（光磁気・相変化）、磁気ディスク媒体、フレキシブル
ディスク媒体などを用いた場合も、同様に実施できる。
また、上記実施例の光ディスク装置は、記録機能と再
生機能の両者を備えているが、いずれか一方の機能のみ
を備える装置としてもよい。
［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので以
下に記載されるような効果を奏する。
ディスク状記録媒体を一定角速度で回転できるので、
光ヘッドの位置付けにディスク状記録媒体の回転数安定
時間を必要としない。また、内外周の全ての記録位置に
おいて安定な信号品質が保障され、記録再生クロック切
り換え位置において、弁別窓幅Ｗに占めるその変動量Δ
Φとの割合をほぼ一定にでき、全記録位置において安定
に読み出し可能な高密度記録が行える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用した光ディスク装置の一実施例の
基本構成を示すブロック図、第２図は光ディスク媒体の
概要フォーマットの説明図、第３図は１セクタの構成を
示す説明図、第４図はデータ記録方法を示す波形図、第
５図はデータ再生方法を示す波形図、第６図は記録再生
クロック切り換え位置における最短記録ピット長の推移
を示すグラフ、第７図は記録膜面の到達温度曲線を示す
グラフ、第８図は記録ピットの変動を示したモデル波形
図、第９図は弁別窓幅に占める検出信号位置の変動量の
割合の推移を示すグラフ、第10図はクロック情報の変換
テーブルを示す説明図、第11図は第10図の変換テーブル
に対応する光ディスク媒体のフォーマットを示す説明
図、第12図はシンセサイザの構成の一例を示すブロック
図、第13図は記録時の補正を行う回路の構成を示すブロ
ック図、第14図は記録再生クロック切り換え位置におけ
る最短記録ピット長の推移を示すグラフ、第15図はクロ
ック情報の変換テーブルを示す説明図、第16図は第15図
に示す変換テーブルに対応する光ディスク媒体のフォー
マットを示す説明図、第17図は弁別窓幅に占める検出信
号位置の変動量の割合の推移を示すグラフである。 １……光ディスク媒体、２……スピンドルモータ、４…
…光ヘッド、５……ホストコンピュータ、６……主制御
回路、７……基本クロック発振器、８……シンセサイ
ザ、９……変調回路、10……NRZ符号器、11……記録補
正器、12……パルス幅設定器、13……パワー設定器、14
……レーザドライバ、15……値化回路、16……再生デー
タ合成回路、17……復調回路、18……位置付け制御回
路、19……位置付け機構、20……スケール検出器、42…
…セクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 武志 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 温 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−273330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−186138（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/007 G11B 20/12 G11B 20/10

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のトラックを有する記憶領域が、半径
    方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにお
    いて同一順位にあるトラックについて、データの記録に
    用いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周
    方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、か
    つ、外周ゾーンにいくに従って、各トラックのセクタの
    数を増加するように記録されることを特徴とするディス
    ク状記録媒体。
  2. 【請求項２】複数のトラックを有する記憶領域が、半径
    方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにお
    いて同一順位にあるトラックについて、データの記録に
    用いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周
    方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、か
    つ、各ゾーンの最内周にあるトラックでデータの記録に
    用いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周
    方向の長さが、内周側に隣接する前記ゾーンの最外周の
    トラックでデータの記録に用いられる最短のピット、ま
    たは、最短の記録ドメインの周方向の長さより短いこと
    を特徴とするディスク状記録媒体。
  3. 【請求項３】前記ゾーンに属するトラックに含まれるセ
    クタの数が、内周側に隣接する前記ゾーンに属するセク
    タの数より１多いことを特徴とする請求項１または２記
    載のディスク状記録媒体。
  4. 【請求項４】前記ゾーンが有するトラックの本数を、複
    数種設定し、それらを混在させることを特徴とする請求
    項１または２記載のディスク状記録媒体。
  5. 【請求項５】複数のトラックを有する記憶領域が、半径
    方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにお
    いて最内周にあるトラックについて、データの記録に用
    いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方
    向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、か
    つ、外周ゾーンにいくに従って、各トラックのセクタの
    数を増加するように記録されることを特徴とするディス
    ク状記録媒体。
  6. 【請求項６】複数のトラックを有する記憶領域が、半径
    方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにお
    いて最内周にあるトラックについて、データの記録に用
    いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方
    向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、か
    つ、各ゾーンの最内周にあるトラックでデータの記録に
    用いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの周
    方向の長さが、内周側に隣接する前記ゾーンの最外周の
    トラックでデータの記録に用いられる最短のピットまた
    は最短の記録ドメインの周方向の長さより短いことを特
    徴とするディスク状記録媒体。
  7. 【請求項７】前記ゾーンに属するトラックに含まれるセ
    クタの数が、内周側に隣接する前記ゾーンに属するセク
    タの数より１多いことを特徴とする請求項５または６記
    載のディスク状記録媒体。
  8. 【請求項８】前記ゾーンが有するトラックの本数を、複
    数種設定し、それらを混在させることを特徴とする請求
    項５または６記載のディスク状記録媒体。
  9. 【請求項９】複数のセクタを有するトラックを複数有
    し、記憶領域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
    され、前記各セクタがトラック番号およびセクタ番号が
    記録されるヘッダ部を有する記録媒体において、 各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの前記
    セクタの前記ヘッダ部は、前記トラック番号およびセク
    タ番号を記録する最短のピットまたは最短の記録ドメイ
    ンの周方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くな
    り、かつ、各ゾーンの最内周にあるトラックでトラック
    番号およびセクタ番号を記録する最短のピットまたは最
    短の記録ドメインの周方向の長さが、内周側に隣接する
    前記ゾーンの最外周のトラックでトラック番号およびセ
    クタ番号の記録に用いられる最短のピットまたは最短の
    記録ドメインの周方向の長さより短くなるように記録さ
    れることを特徴とするディスク状記録媒体。
  10. 【請求項１０】前記ゾーンに属するトラックに含まれる
    セクタの数が、内周側に隣接する前記ゾーンに属するセ
    クタの数より１多いことを特徴とする請求項９記載のデ
    ィスク状記録媒体。
  11. 【請求項１１】複数のセクタを有するトラックを複数有
    し、記憶領域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
    され、前記各セクタがトラック番号およびセクタ番号が
    記録されるヘッダ部とデータが記録されるデータ部とを
    有する記録媒体において、 各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの前記
    セクタの前記ヘッダ部は、前記トラック番号およびセク
    タ番号を記録する最短のピットまたは最短の記録ドメイ
    ンの周方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くな
    るように記録され、 各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの前記
    セクタの前記データ部は、前記データを記録する最短の
    ピットまたは最短の記録ドメインの周方向の長さが、外
    周ゾーンにいくに従って長くなるように記録され、 前記ゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数が、
    内周側に隣接する前記ゾーンに属するセクタの数より１
    多いことを特徴とするディスク状記録媒体。
  12. 【請求項１２】複数のセクタを有するトラックを複数有
    し、記憶傾域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
    され、前記各セクタがトラック番号およびセクタ番号が
    記録されるヘッダ部を有する記録媒体の記録または再生
    を行う記録／再生装置において、 前記記録／再生装置は、各前記ゾーンにおいて最内周に
    ある前記トラックの前記セクタの前記ヘッダ部の前記ト
    ラック番号および前記セクタ番号を記録する最短のピッ
    トまたは最短の記録ドメインの周方向の長さが、外周ゾ
    ーンにいくに従って長くなり、かつ、前記ゾーンに属す
    るトラックに含まれるセクタの数が、内周側に隣接する
    前記ゾーンに属するセクタの数より１多いトラックのヘ
    ッダ部から、前記トラック番号および前記セクタ番号を
    再生することを特徴とする記録／再生装置。
  13. 【請求項１３】複数のセクタを有するトラックを複数有
    し、記憶領域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
    され、前記各セクタがトラック番号およびセクタ番号が
    記録されるヘッダ部とデータが記録されるデータ部とを
    有する記録媒体の記録または再生を行う記録／再生装置
    において、 前記記録／再生装置は、各前記ゾーンにおいて最内周に
    ある前記トラックの前記トラック番号、前記セクタ番号
    を記録する最短のピットまたは最短の記録ドメインの周
    方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、か
    つ、各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの
    前記セクタの前記ヘッダ部の前記トラック番号および前
    記セクタ番号を記録する最短のピットまたは最短の記録
    ドメインの周方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って
    長くなるように記録されたヘッダ部から、前記トラック
    番号および前記セクタ番号を再生し、 各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの前記
    データを記録する最短のピットまたは最短の記録ドメイ
    ンの周方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くな
    り、かつ、各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラ
    ックの前記セクタの前記データ部の前記データを記録す
    る最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方向の長
    さが、外周ゾーンにいくに従って長くなるように記録さ
    れたデータ部に対して、データの記録または再生を行う
    ことを特徴とする記録／再生装置。
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