JPH1011762A - 光ディスク及び光ディスク駆動装置 - Google Patents
光ディスク及び光ディスク駆動装置Info
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- JPH1011762A JPH1011762A JP8166218A JP16621896A JPH1011762A JP H1011762 A JPH1011762 A JP H1011762A JP 8166218 A JP8166218 A JP 8166218A JP 16621896 A JP16621896 A JP 16621896A JP H1011762 A JPH1011762 A JP H1011762A
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Abstract
ーマットの光ディスクにおいて、ランドトラックとグル
ーブトラックの接続点の確実な検出と、トラッキングオ
フセットの正確な補正が可能な光ディスクとその駆動装
置を得る。 【解決手段】 ヘッダ領域に物理アドレス領域をPID
1、PID2、PID3、PID4と4回記録し、PI
D1とPID2はグルーブトラック中心からトラックピ
ッチの半分ディスク外周側に、PID3とPID4はグ
ルーブ中心からトラックピッチの半分ディスク内周側に
変位して配置し、ラジアル方向の差信号で検出可能とし
た。各PID先頭のVFO領域をPID1とPID3で
長くして和信号によるトラッキングオフセットの補正を
可能とし、PIDの変位から差信号によるランドとグル
ーブの接続点の検出可能とした。
Description
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
た書換型光ディスク及びその駆動装置に関するものであ
る。
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、あるいはグルーブとランドと
いう呼び方をすることもある。
体としては、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
録層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の両方の記録層上に記録される。
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9
4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本ずつの記録スパイラルを成している。後
述するフォーマットと区別するために、このフォーマッ
トを、ここではダブルスパイラル・ランド/グルーブフ
ォーマットと呼ぶことにする。
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。
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箇所において、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。
は、特開平6−290465号公報と特開平7−573
02号公報に開示されているように、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
のサーボ極性を切り替えるようにする。
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はない従来
のダブルスパイラル・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15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15(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
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。
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。
の精度、コスト面から見て、識別信号のピット幅をグル
ーブ幅と略等しくとることにより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15(b)または
(c)に示す方式が望ましい。
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。
44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
ットが隣り合わないように、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。
ックフォーマットやセクタフォーマットを考える場合に
もう一つ考慮しておくべき点は、サーボ特性への配慮で
ある。記録可能型光ディスクにおいては、光の利用効率
を高めるために1ビームの光学系が用いられる。1例と
していわゆるプッシュプル法がある。プッシュプル法で
はレンズがラジアル方向にシフトすることに伴い、セン
サのオフセットが発生する。トラッキングオフセット
は、クロストークやクロスイレーズなどを招いて高密度
記録に際して大きな障害となるので、オフセット補正を
施して除去する必要がある。このために様々な方法が検
討されている。
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15(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15(c)に示し
たようなL/G独立アドレス方式の場合、図15(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。
ーボ系に生じるこうしたトラッキングオフセットを補正
するための代表的な方法として、特公平7−46430
号公報などに開示されている、いわゆる、コンポジット
トラックウォブリング方式が知られている。この方式に
おいては、「所定箇所に配置されたトラック中心に対し
て左右にずらしたピット配列からなるヘッダ領域と、所
定深さからなるプリグルーブからなるデータ記憶領域と
が、予めトラックに沿って交互に形成されてなる光ディ
スク」に対して、プッシュプル方式で連続的にトラッキ
ングサーボ制御をしつつ、ヘッダ領域にウォブリング配
置されたピットを再生したときの信号振幅の対称性を利
用して、左右のウォブリングピットの再生振幅が等しく
なるように制御することにより、低域のトラッキングオ
フセットを補正するものである。ヘッダの識別信号の入
れ方において、こうした従来技術を利用することは図1
5に示した各方式に比べて有効である。
マットに関する従来例を説明しておく。書換型光ディス
クのセクタフォーマットとしては、記録容量が両面2G
バイトのISO規格130mm光磁気ディスクにおける
ものが知られている。これは、ISO13842:”I
nformation Technology − E
xtended Capacity Rewritab
le and ReadOnly 130mm Opt
ical Disk Cartridges”として標
準化されている。一例として、512ユーザバイト用セ
クタのセクタフォーマットを図16に示す。
などを表すヘッダ領域と情報記録領域からなり、ヘッダ
領域はランド上にランド幅より狭いエンボスピットによ
りプリフォーマットして形成され、情報記録領域はラン
ド上に形成される。記録セクタ長は512バイトのデー
タを含んで799バイトである。
の検出用にデータの変調信号に現れない長いエンボスピ
ットと鏡面によって構成されたセクタマーク領域SM、
再生クロック同期用の単一周波数パターン領域VFO
1、ヘッダ再生時のバイト同期用のアドレスマーク領域
AM、セクタのアドレス情報を保持するアドレス領域P
id1、その後に再び、再生クロック同期用の単一周波
数パターン領域VFO2、ヘッダ再生時のバイト同期用
のアドレスマーク領域AM、セクタのアドレス情報を保
持するアドレス領域Pid2、が繰り返された後、変調
完結のためのポストアンブル領域PA、が付いて構成さ
れている。
1を26バイト、AMを1バイト、Pid1を5バイ
ト、VFO2を20バイト、AMを1バイト、Pid2
を5バイト、PAを1バイトとしている。2箇所にある
VFOは、VFO1の方がVFO2より長い。Pid領
域は、セクタのアドレス情報とPidの番号を示す情報
を含む3バイトと、アドレス領域の誤りを検出する符号
2バイトで構成されている。セクタアドレスは、第1バ
イト及び第2バイトに置かれたトラックアドレスと、第
3バイトの下位6ビットに置かれたセクタアドレスに基
づいて算出することになる。
ー調整のための領域ALPCとその前後のマージンのた
めの領域Gap、記録情報の再生クロック同期用の単一
周波数パターン領域VFO3、再生時のバイト同期用の
シンクマーク領域Sync、セクタに記録されるユーザ
データUser Dataとその誤り検出・訂正用の符
号CRCのほか同期外れ回復用の再同期バイトResy
ncなどから成るデータ領域Data、その後にディス
ク回転数やクロック周波数のばらつき吸収用のバッファ
領域Buffer、が付いて構成されている。
バイト、VFO3を27バイト、Syncを4バイト、
Dataを670バイト、Bufferを21バイト、
としている。VFO3はVFO1より長い。
したとき(d,k;m,n)=(1,7;2,3)とな
るいわゆる(1−7)変調符号を使用する。(1−7)
変調では最短マーク長Tminは(d+1)T=2T、
最長マーク長Tmaxは(k+1)T=8Tである。V
FO1,VFO2,VFO3には(1−7)変調の最短
周期パターンである2Tパターンを使用している。変調
後のチャネルビットは、ディスク上の記録マークの前後
両端のエッジが情報を表現するように、NRZI記録方
式で、マークエッジ記録される。これは、本発明で使用
する記録方式と同じ方式である。
ダブルスパイラルでもシングルスパイラルでも実用化さ
れているものはなく、従来の光磁気ディスクのセクタフ
ォーマットのような完成した物理フォーマットもまだな
いのが実状である。
考える場合には、ディジタルビデオ用途の再生専用型光
ディスクとのフォーマット互換にも配慮が必要である。
たとえば1個のセクタを93バイトからなる同期フレー
ム26個、すなわち2418バイトで構成する再生専用
型ディジタルビデオディスクに対してできるだけ互換性
の高いセクタフォーマットとするには、書換型光ディス
クのセクタを少なくとも、データ領域に2418バイト
のユーザデータを収容することができるようにすること
と、ヘッダ領域を含めたセクタ長を93バイトの整数倍
にすることが必要である。
ブ記録光ディスク媒体では、1ビームでトラッキングす
る光学系が用いられる場合に、対物レンズのシフトに伴
いトラッキングセンサにオフセットが発生する問題があ
り、また、それに付加された識別信号によって、トラッ
キングオフセットを検出することは困難であった。
録フォーマットの光ディスクにおいて、ランドトラック
とグルーブトラックの接続点を、高い信頼性で検出する
必要があるが、従来のランド/グルーブ記録光ディスク
の識別信号の付加方法では、この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性で検出することが困
難であった。
専用型光ディスクと同様に、ビデオ用途にも用いられ
る。そこで、再生装置においてできるだけ共通の再生回
路を用いることができるように、再生専用型光ディスク
との互換性を考慮したフォーマットを有している必要が
ある。
に記録領域両端から性能劣化が徐々に進行することは避
けられない。繰り返し記録可能回数で決まる媒体寿命を
一般使用に求められる程度確保するには、記録領域に寿
命確保のためのガード領域を設けたり、記録位置をずら
せるための余裕領域を設ける必要がある。したがって、
識別情報を物理フォーマットに付加するとき、識別情報
の読み取り信頼性を確保できるようにするとともに、相
変化媒体に必要とされるデータ記録領域の長さを確保す
る必要もある。
ためになされたものであり、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、セク
タ先頭部分の識別信号によりトラッキングオフセットを
正確に補正でき、しかも、ランドトラックとグルーブト
ラックの接続点を正確に検出できる光ディスク及びその
駆動装置を得ることを目的とする。
互換を取りやすい物理フォーマットを有する光ディスク
を得ることを目的とする。
情報の読み取り信頼性を向上することができるような物
理フォーマットを有する光ディスクを得ることを目的と
する。
スクは、ディスク基板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領域とし、該情報記
録領域には、所定の開口数NAのレンズで集光された所
定の波長λのレーザビームを照射することによって局所
的反射率変化が生じる相変化記録膜を含み、前記局所的
反射率変化により生じた記録マークの前後両端のエッジ
位置により情報記録が行われる光ディスクであって、デ
ィスク1周分に相当する前記溝部の記録トラックとディ
スク1周分に相当する前記溝間部の記録トラックが交互
に接続されることにより1本の記録スパイラルが形成さ
れており、前記記録トラックのトラックピッチpはp<
(λ/NA)<2pをみたす値とされた光ディスクにお
いて、前記記録トラックは整数個の記録セクタで構成さ
れ、前記記録セクタの長さは再生専用型光ディスクの記
録セクタのデータを収容することができ、かつ、前記再
生専用型光ディスクの同期フレーム長の整数倍となるよ
うになされ、また、前記記録セクタはそれぞれ、ラジア
ル方向の差信号から検出可能なエンボスピットがアドレ
ス情報などを表すようにプリフォーマットされたヘッダ
領域と、ミラー面のみによりなるミラー領域を有してお
り、少なくとも前記ヘッダ領域に記録されたアドレス情
報はランレングスが制限された変調方式で変調されてい
る。そして、前記ヘッダ領域は、再生時の同期クロック
生成及び検出タイミングを得るための単一周波数パター
ン領域VFOと、ヘッダ再生時のバイト同期及び上記検
出タイミングの開始を認識するためのアドレスマーク領
域AMと、セクタのアドレス情報を保持するアドレス領
域Pidと、アドレス領域の誤りを検出する符号を保持
するアドレス誤り検出領域IEDと、変調完結のための
ポストアンブル領域PAと、から成る物理アドレス領域
PIDを4回繰り返し記録した部分によって構成され
る。さらに、前記4回記録された物理アドレス領域PI
Dを先頭から順にそれぞれPID1、PID2、PID
3、PID4としたとき、前記PID1及びPID2は
前記溝部の記録セクタのトラック中心から約p/2だけ
ディスクの外周側に変位して配置されるとともに、前記
PID3及びPID4は前記溝部の記録セクタのトラッ
ク中心から約p/2だけディスクの内周側に変位して配
置される。
記変調方式の最短記録マーク長より長く、かつ、前記P
ID1及びPID3においては、該VFO内に再生クロ
ックの同期引き込みに十分な個数の記録マークのエッジ
を含めることのできる長さとされ、前記PID2及びP
ID4においては、該VFO内に再生クロックの再同期
引き込みに十分な個数の記録マークのエッジを含めるこ
とのできる長さとされるとともに、前記PID1及びP
ID3に含まれるVFOはそれぞれ、PID2及びPI
D4に含まれるVFOの長さよりも十分に長くされる。
前記AMは、前記変調方式の前記最長記録マーク長より
長く変調ビット列に現れない記録マーク長のチャネルビ
ットパターンを複数個含むことのできる長さとされる。
前記Pidは、前記再生専用型光ディスクの記録容量以
上のユーザデータを収容できる個数の記録セクタを識別
できる長さ以上とされる。前記IEDは、前記アドレス
領域Pidの再生誤りを所定値以下の検出誤り率で検出
できる長さとされる。前記PAは、前記変調方式で必要
とされる長さ以上で、かつ、記録マークを終結できる長
さとされる。前記ミラー領域は、前記変調方式の前記最
長記録マーク長より長いミラー長さとされる。
に、PID1とPID3では、VFOを36バイト、A
Mを3バイト、Pidを4バイト、IEDを2バイト、
PAを1バイトとし、PID2とPID4では、VFO
を8バイト、AMを3バイト、Pidを4バイト、IE
Dを2バイト、PAを1バイトとし、ミラー領域は2バ
イトとしたものである。
ディスクを所定の線速度で回転させるディスクモータ
と、所定の波長λのレーザビームを発生するレーザダイ
オードと、所定の開口数NAの集光レンズと、光ディス
クからの反射光を受光する光検知器と、その光検知器へ
の入射光量の全量信号を求める第1の再生回路と、その
光検知器への入射光量から半径方向の差動信号を求める
第2の再生回路とを備える。前記光ディスクを前記所定
の線速度で回転するように前記ディスクモータの回転数
を制御し、前記波長λのレーザビームを前記開口数NA
のレンズで集光し、前記ディスク基板を介して前記情報
記録領域に照射するようにし、該照射されるレーザパワ
ーは情報再生時に所定の再生パワーとなるように制御さ
れ、前記集光されたレーザビームは前記相変化記録膜面
上に位置するように、前記記録膜面と垂直な方向にフォ
ーカスサーボ制御されるとともに、前記記録トラックの
半径方向にトラッキングサーボ制御される。前記PID
1、PID2、PID3、及びPID4を上記ビームが
走査する際に前記第1の再生回路から得られる前記全量
信号に基づいてトラッキングオフセットを補正するとと
もに、前記第2の再生回路から得られる前記差動信号に
基づいて前記溝部の記録トラックと前記溝間部の記録ト
ラックの境界を検出するようにしたものである。
をもとに具体的に説明する。 実施の形態1.本発明の実施の形態として以下説明する
大容量の書換可能型光ディスクにおいては、次のような
制約条件を考慮するものである。 1.ディスク全体として、所定の記録容量を確保するこ
と。 2.再生専用型光ディスクとの互換性を確保すること。 3.記録密度は実用的なデータ信頼性を確保できる程度
とすること。 ここで、ディスク総容量と線記録密度がトレードオフ関
係にあるので、その条件の両立するところで、ゾーンの
分割、セクタ構造、セクタ長やセクタ内の各領域のバイ
ト数割り付けを決める。
ーマットとの互換性を考慮したときのセクタのサイズに
対する制約条件を考える。なお、ここでは再生専用型光
ディスクを、再生専用型DVD(再生専用型Digit
al Video Disc。DVD−ROMとも称す
る。)とする。この再生専用型光ディスクは1つの記録
セクタに2048バイトの情報データを収容できる。そ
のセクタには、データの他、誤り訂正符号や同期信号、
セクタアドレス信号などの制御情報が含まれる。そして
そのセクタフォーマットにおいては、同期フレーム長が
93バイトであり、記録セクタは93バイトの同期フレ
ームを26フレーム連結して構成されている。同期マー
クが同期フレーム長の93バイト間隔で挿入されてお
り、セクタの大きさは93×26=2418バイトであ
る。本実施の形態による書換可能型光ディスクは、ディ
スクの回転数制御などに利用される同期フレーム長を再
生専用型光ディスクと等しくしておく。このことは、再
生専用型光ディスクの駆動装置にかけたときに容易に再
生できる、すなわち、再生時における再生専用型光ディ
スクとの互換性を確保する上で、非常に重要なポイント
である。再生専用型光ディスクの同期フレーム長は93
バイトであるので、本実施の形態における光ディスクに
おいては、記録セクタ長を、93×nバイトとする。そ
して、再生専用型光ディスクのデータを誤り訂正符号な
どを含めて2418バイトの記録セクタごと収容し、さ
らに、書き換えのためのアドレス管理用として、新たに
ヘッダ領域を付加して記録セクタを構成する。ここで、
ヘッダ領域を含めたセクタ長を決めるためにnを決定す
るにあたり、93×n>2418よりnは27以上とな
るが、nを必要以上に大きくするとデータ容量に対して
冗長度が大きくなる。
ピッチと線記録密度、及びセクタフォーマットの冗長度
から決定される。トラックピッチは、トラッキングサー
ボ信号が安定に検出できる限界と、隣接トラックからの
クロストークがデータの誤り率を所定以下のレベルに抑
えることのできるクロストーク性能の確保できる限界か
ら、後で説明するように、0.74μmと決まり、ま
た、線記録密度は、記録後に再生した信号のジッタが、
再生誤り率を所定値以下のレベルに抑えることのできる
限界から、ビット長=0.4μm以上に制限される。こ
の制限の中では、ディスク全体の記録容量として、たと
えば、直径120mmディスクの片面当たりで2.6G
バイトを確保しようとすると、n=29が最も効率が良
い。このとき記録セクタ長は2697バイトになる。こ
のように、記録セクタ長を2697バイトとすると、セ
クタ内に配置される各領域のバイト数割り振りは全く余
裕のない状態となる。以下、各領域に求められる条件
と、それを満足しつつ全体の制約を満たすように割り振
った内容を述べる。バイト数に余裕さえあれば、冗長部
分であるヘッダ領域にも十分な長さを割り当てて識別情
報の再生に高い信頼性を確保することは容易であるが、
本実施の形態による光ディスクにおいては、上述したよ
うな理由により、識別信号の配置を工夫して冗長度を省
きつつ、信頼性を確保することが非常に重要になってく
る。
クにおけるセクタ領域レイアウトについて図に基づいて
説明する。ここで、セクタとはディスク駆動装置が一度
に読み書きする事ができるデータの単位である。
ディスク基板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領域とし、この情報記録領域
には、所定の開口数NAのレンズで集光された所定の波
長λのレーザビームを照射することによって局所的反射
率変化が生じる相変化記録膜を含んでいる。また、局所
的反射率変化により生じた記録マークの前後両端のエッ
ジ位置により情報記録が行われるものとする。さらに、
各セクタのヘッダ領域が隣接トラックのヘッダ領域と同
一半径上に整列する、いわゆる、アラインドセクタフォ
ーマットによるものとする。そしてさらに、ディスク1
周に相当する溝部の記録トラック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
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、すなわち、シングルスパイラル・ラ
ンド/グルーブフォーマット(SS−L/Gフォーマッ
ト)によるものとし、記録トラックを整数個の記録セク
タで構成するものとする。加えて、ディスク面全体が複
数のゾーンに分割されていて、外周側のゾーンに行くに
したがって1トラック当たりの記録セクタ数を増加さ
せ、各ゾーンのセクタの線記録密度をほぼ等しくするよ
うにしたゾーンフォーマットを有するものとする。
ィスク媒体のセクタの構成を示す図である。図に示すよ
うに、各セクタは、ラジアル方向の差信号から検出が可
能なエンボスピットがアドレス情報などを表すようにプ
リフォーマットされたプリピット領域、及び情報を記録
するための情報記録領域から構成される。そして、ヘッ
ダ領域の前部(後述するPID1及びPID2に相当す
る部分)はトラック中心からディスクの外周側に約p/
2だけ(但し、pは記録トラックのトラックピッチを表
す。)変位して配置されており(ウォブルされてお
り)、後部(後述するPID3及びPID4に相当する
部分)はトラック中心からディスクの内周側に約p/2
だけ変位して配置されている。
る光ディスク媒体のセクタのレイアウトを示す図であ
る。図に示すように、1つのセクタ(2697バイト)
はヘッダ領域(128バイト)とミラー面のみからなる
ミラー(Mirror)領域(2バイト)との2つの領
域を含むプリピット領域(130バイト)と、2048
バイトのユーザデータを記録することができる情報記録
領域(2567バイト)とからなる。該情報記録領域は
ギャップ(10バイト)、ガードデータ(15バイ
ト)、VFO3(35バイト)、プリシンク(3バイ
ト)、データ領域(2418バイト)、ポストアンブル
PA(1バイト)、ガードデータ(45バイト)、バッ
ファ(40バイト)からなる。書き込みクロックやディ
スク回転数誤差によるセクタ長の誤差は、セクタの最後
にあるバッファで補正する。光ディスクに記録できるユ
ーザデータ容量を大きくするために、冗長部分であるヘ
ッダ領域は、アドレスの再生信頼性を確保できる範囲で
できるだけ短くする必要がある。再生専用型光ディスク
とのフォーマット互換を取るために、セクタ長=269
7バイトのうち、93×3=279バイトを、ヘッダ領
域と、ギャップ、ガードデータ、VFO3、バッファな
どのデータの書き換えのために必要とする領域とに割り
振る。
変調方式としては、符号パラメータが(d、k;m、
n)=(2、10;8、16)のいわゆる8−16変調
を用いる。この変調方式では、最短マーク長Tmin=
3T、最長マーク長はTmax=11Tであり、ランレ
ングスが制限されている。
ィスクのヘッダ領域のレイアウトを示す図である。図に
示すように、ヘッダ領域は、PID1、PID2、PI
D3、PID4の領域からなる。PID1は、VFO
(Variable Frequency Oscil
lator)1、アドレスマーク(Address M
ark:AM)、Physical id(Pid)
1、IED(ID Error Detection
code)1、Postamble(PA)からなる。
PID2は、VFO2、AM、Pid2、IED2、P
Aからなる。PID3は、VFO1、AM、Pid3、
IED3、PAからなる。PID4は、VFO2、A
M、Pid4、IED4、PAからなる。PID1とP
ID2は溝トラックと外周側に隣接した溝間トラックと
の境界上に配置する。PID3とPID4は溝トラック
と内周側に隣接した溝間トラックとの境界上に配置す
る。言い換えれば、PID1とPID2は溝部の記録セ
クタのトラック中心から約p/2だけ外周側に変位して
配置され、PID3とPID4は溝部の記録セクタのト
ラック中心から約p/2だけ内周側に変位して配置され
る。なお、図2及び図3において各領域に記述されてい
る数字は、その領域のバイト数を示す。
タイミングを得るための単一周波数パターン領域VFO
についての説明をおこなう。ヘッダ領域には、2つのV
FO1と2つのVFO2がある。また、情報記録領域に
は1つのVFO3がある。これらのVFOは信号再生時
に使用するリードチャネルビットクロックを生成するP
LL(Phase−Locked Loop)の引き込
み動作に用いられる。VFO1、2はプリピットとされ
ているが、VFO3はデータ記録時に書き込まれる。
ト、VFO2が8バイトである。PID1とPID2の
組とPID3とPID4の組は、上述したようにトラッ
ク中心から半径方向にずれて配置されている。PID
1,3内のVFO1をPID2,4内のVFO2に比べ
てより長い領域としているのは以下の理由による。ここ
で、この発明の実施の形態1である光ディスクに対し
て、光スポットが溝部トラックを走査中に該トラックの
ヘッダ領域を図4に示すような経路で走査する場合を考
える。図の(a)の経路は溝の中心を走査している場合
を示しており、PID1〜PID4ともにVFO1を正
しく読みとれる。しかし、光スポットが外周側にずれて
図の(b)の経路をたどった場合には、PID3,4と
は離れた経路を通過するので、そこからの信号は小さな
ものとなってしまい、最悪の場合はPID3,4からは
データが読み出せない。この場合、PLLの引き込みは
PID1領域のVFO1ではじめにおこなわれる。反対
に光スポットが内周側にずれて(c)の経路をたどった
場合には、PID1,2とは離れた経路を通過するの
で、同様にそこからの信号は小さくなってしまい、最悪
の場合PID1,2からはデータが読み出せない。この
場合、PLLの引き込みはPID3領域のVFO1では
じめにおこなわれる。つまりこれらのことから明らかな
ように、PID1,3内のVFO1はPLL引き込みを
開始する箇所であるので、再生信頼性向上のために、P
ID2,4内のVFO2に比べてより長い領域が必要に
なる。
ンドトラックにおけるPIDの配置の誤差に対する配慮
もある。グルーブトラックから読み出されるPIDは4
個とも続けてカッティングされたものなので、ビット同
期が取れているのが普通であるが、ランドトラックから
読み出す場合には、両隣のグルーブトラックをカッティ
ングしているときにカッティングされたピットが両側か
ら迫り出してきた形になっていて、これを続けて読み出
すことになる。したがって、カッティング時に2トラッ
ク分ターンテーブルが周回している間に生じた回転むら
の影響が現れ、ビット同期が取れていない状態になると
考えるのが普通である。このため、ランドトラックでP
IDを読むときには、PID3,4先頭のVFOとAM
で再度、ビット同期とバイト同期を確立する必要があ
る。VFOの長さについては、トラック中心から左右に
ウォブル配置にしたヘッダ領域を、グルーブトラッキン
グ中もランドトラッキング中も、多少のトラッキングず
れがあっても誤り無く再生するために最低限必要な長さ
になっている。
は・・・・1000100010001・・・・という
パターンを用いる。従来は、たとえばISO13842
(130mm光ディスク規格:変調方式は1−7変調)
で用いられているVFOは、最高周波数が得られる・・
・・101010・・・・を用いている。これに従え
ば、本実施の形態では8−16変調を用いていることか
ら・・・・1001001001・・・・が最も高い周
波数を得られるのであるが、ディスクからの再生信号振
幅が小さくなり、セクタ先頭を見つけにくく、また、ジ
ッタが大きくなりやすい等の欠点がある。従来のISO
規格光ディスクではVFOの前にセクタマーク(SM)
があり、セクタの先頭を見つけることが容易であったた
めに、最高周波数のVFOでも、PLLの引き込みが容
易であった。しかし本実施の形態では、セクタの先頭は
VFOなので、捉えるのが難しい。反対に周波数を下げ
すぎると、つまり”1”の間隔を広くとりすぎると、限
られたバイト長の領域中で、PLLによるチャネルビッ
トクロックの生成が難しくなる。この両者の問題が最も
少なくなるように、先にあげた”・・・・100010
001・・・”というパターンを用いる。このパターン
はVFO1,2,3とも共通である。
調方式として8ビットのデータを16ビットに変換す
る、いわゆる8−16変調を用いた場合k×8×2=1
6kチャネルビット(チャネルビットとは変調後のビッ
トを表すものとする。)の長さになる。VFOのパター
ンとして”・・・100010001・・・”を用いる
ために、スペースとマークの変化箇所は16k/4=4
k(箇所)になる。前記のISO13842に記述され
ているVFOのサイズは26バイトである。この場合の
スペースとマークの変化箇所は、26×8×3/2/2
=156(箇所)である。これに従えば、4k=156
よりk=39バイト程度であれば、十分である。よって
本実施の形態では、PLLやスライスレベルの整定時間
を考慮に入れ、最低限必要な36バイトとする。
ロックの検出タイミングの開始を認識するためのアドレ
スマーク領域AMは、各PID領域中のVFOとPid
の間に設けられる。これは、前のVFOでビット同期を
完了させたあと、バイト同期をとるためのものである。
また、AMをユーザデータ領域中のデータ等と間違って
装置が捕捉しないように、変調方式の最長記録マーク長
より長く、変調規則に現れないパターン(変調ビット列
に現れない記録マーク長のチャネルビットパターン)を
用いて構成する。ここでは、他のどこにも使われていな
いパターンとして、例えばTmax=11Tより長い1
4Tを2つ含む3Byteすなわち48bitからな
る”00010001000000000000010
001000100000000000001000
1”というパターンを用いる。パターンのユニーク性を
確保すると共に、多少の誤りがあっても同期ポイントを
確実にとらえるため、3バイトの上記パターンとする。
このように、AMには変調ビット列に現れない記録マー
ク長のチャネルビットパターンを用いているので、ヘッ
ダ領域を読み取る際に、容易に確実にAMを識別するこ
とができる。
タアドレスつまり物理アドレスを持つ。その大きさは4
バイトであり、最初の1バイトは、そのセクタとPid
に関する各種情報が入り、あとの3バイトでセクタ固有
の識別番号を示す。セクタ管理や制御F/Wの構築の容
易さから、アドレス情報は整数バイト数であることが望
ましい。もし2バイトであれば2の16乗である655
36個のセクタを管理でき、1セクタが2048ユーザ
バイトであるので、2048×65536=13421
7728となり、約134Mバイトの容量の管理ができ
る。しかしながらこれでは、十分でない。そこで、3バ
イトあれば2の24乗である16777216個のセク
タを管理でき、2048×16777216=3435
9738368となり約34.36Gバイトの容量を管
理することができる。ここで本実施の形態による書換型
光ディスクの記録容量としては、約2.6Gバイトを想
定しており、一方、フォーマット互換を採ろうとしてい
るディジタルビデオ用の再生専用型光ディスクの記録容
量は、約4.7Gバイトである。3バイトのPidで管
理できる約34Gバイトの記録容量は、それぞれの約1
3倍と7倍に相当する。これだけの容量を管理できれ
ば、将来ディスク容量を大容量化するように規格を拡張
する場合でも、当分の間セクタフォーマットを変更せず
に同じものを使用でき、将来への互換性が確保できる。
て、誤りがあるかを検知するコード(符号)のための領
域である。その大きさは2バイトである。このコードに
より誤りが検知されたPidはアドレス検出に用いな
い。1つのセクタ先頭のヘッダ領域には4つのPidを
配置しており、Pidが3個まで壊れていたとしても誤
りが検知されないPidにより、アドレスを特定するこ
とができる。4バイトのPidに対して生成した2バイ
ト、すなわち16ビットのIEDを付加することによ
り、Pidに生じた誤りを見逃す確率は、2の16乗分
の1、すなわち、1/65536となる。Pidが4重
に書かれていることを考慮に入れると、これでPidの
誤りは十分に検出が可能になる。IEDもバイト単位で
扱うことになるので、1バイトではPidに生じた誤り
を見逃す確率は、2の8乗分の1、すなわち、1/25
6では信頼性上不足であり、問題が生じることも考えら
れる。この理由により、2バイトのIEDを付加する。
ーク部、ないところをスペース部と呼ぶことにする。P
IDを記録してゆく場合、PidとIEDを8−16変
調で変調する。8−16変調の性質から、後ろに1バイ
トの変調完結用のポストアンブルバイトが必要になる。
このほか、IEDの末尾がマーク部の場合とスペース部
の場合があるので、もし、PAを入れずIEDのあとす
ぐにVFOを記録してゆくと、IED末尾がスペース
か、マークかによって、VFOのパターンが一意に定ま
らない。このために、PAのパターンは変調規則に応じ
て複数個用意している。1バイトあれば、変調、及び、
記録マークの両方を完結させることができる。
る。この領域は2バイトからなり、溝もマークも入れな
いミラー面だけで構成される。この部分を用いて、ディ
スクの鏡面からの反射光と、溝のある領域からの反射光
を比較することにより、サーボセンサ信号の補正を行う
ことができる。電気回路系の応答速度を考慮すると、こ
れには最低2バイト以上の長さが必要になる。
領域の最初の領域である。光ディスクを駆動する装置が
ヘッダフィールドを読みとった後、このギャップにより
VFO3の読み書きを開始するまでに、記録のためのレ
ーザパワーを校正して設定するための時間的な余裕を設
ける。約6μsecの時間を確保しようとすると、ギャ
ップ長として10バイト程度必要になる。
領域直前及びデータ領域後のPAの直後に配置される。
この領域は、媒体劣化によるデータ破壊を防ぐことが目
的である。相変化媒体の特性として、記録消去を繰り返
した場合、オーバーライト記録が開始・終了する箇所か
ら媒体が劣化しやすいという性質を持つ。このガードデ
ータ領域を設けることにより媒体劣化が生じてもその劣
化がガードデータ領域内に収まるようにすることで、セ
クタのデータ本体に劣化が及ぶことを避けることができ
る。ガードデータ領域に必要な長さは、相変化記録媒体
の繰り返し記録寿命の評価実験の結果から明らかになっ
ている。ここでは、それぞれの最小限必要なバイト数と
して、データに先行して15バイト、データの後ろに4
5バイト程度を組み込むこととする。但し、データの後
ろのガードデータの長さは、後述するスタートポジショ
ンシフトの分を考慮しておく。また、相変化媒体の特性
として、同じデータを同じ場所に繰り返し記録消去をし
た場合、媒体劣化が進み、繰り返し記録の寿命が縮みや
すいという性質もある。同じデータパターンを同じ場所
に書かないようにするために、データ領域が記録される
位置を記録の度に毎回ランダムに動かす、いわゆるスタ
ートポジションシフトという技術を採用する。ここで所
定の繰り返し記録寿命を得るためには、必要なシフト量
を、ガードデータ領域の長さを変化することで得る。デ
ータに先行する部分を延長し、データの後ろの部分を短
縮する。データ前後のガードデータ領域の長さの合計は
一定とする。
イトが記録可能となるようにそのサイズを決定する。ユ
ーザデータ2048バイトに、データIDを4バイト、
データIDエラー検知コード(ID Error De
tection code:IED)を2バイト、予備
(Reserve:RSV)を6バイト、エラー検知コ
ード(Error Detection Code:E
DC)を4バイトを付加する。その後スクランブルをか
ることによりできた単位をデータ単位Aと呼ぶ。よって
1データ単位Aは、2048+16=2064バイトと
なる。データ単位Aを16個集めて、2064×16=
33024バイトとし、これを192行×172列の配
列とする。これに、ECC(Error Corect
ion Code)コードを行方向に16行、また列方
向に10列だけ付加する。これにより208行×182
列のECCブロックができる。その大きさは208行×
182列=37856バイトである。91バイトごとに
2バイトの同期マークをその91バイトの先頭部にいれ
ることにより、13行×186バイト(2418バイ
ト)のデータ単位Bが16個できる。
ザデータは16個集まって、ECCなどが付加され24
18バイトの単位16個となる。また、ここでは省略し
たが、変調処理もここでおこなわれる。1セクタあたり
2418バイトのデータ記録ができれば、2048バイ
ト/セクタのユーザ容量が確保できる。よってデータ領
域は2418バイトとした。
にPAが必要である。ヘッダ領域のPAと同様に1バイ
ト配置して、変調及び記録マークの両方を完結させるこ
とに使用する。
が配置され、それに続き、バッファ領域が設けられる。
光ディスクを回転駆動する装置のスピンドルモータに
は、ある程度の回転数変動が避けられないため、また、
光ディスクをスピンドルモータに取り付けるとき、所定
のたとえば100μmの偏芯も考慮に入れておく必要が
あるため、セクタの時間的な長さがある程度変化しても
良いようにマージン確保のための領域として、このよう
なバッファ領域を設けている。装置が光ディスクに記録
するとき、装置が持っているチャネルクロック周波数で
変調データを光ディスク上に記録する。ここで、通常、
スピンドルモータの回転数変動は目標回転数の1%以内
であればよく、また、光ディスクの偏芯による線速度の
誤差は目標回転数に換算してその0.5%以内であれば
よい。したがって、バッファ領域として、セクタ長26
97バイトの1.5%、すなわち、40バイト程度が必
要となり、ここではバッファ領域として40バイトを割
り当てる。記録時にはこの領域へデータを書き込まない
ようにし、再生時にはこの領域からのデータは読み出さ
ないようにする。
ト単位で挿入されていることから、セクタ(物理セクタ
全体)の大きさは93×n(nは整数)であるのが望ま
しい。nを決定するにあたり、93×n>2418より
nは27以上となるが、必要以上に大きくするとデータ
容量に対して冗長度が大きくなるのでn=29とする。
よってセクタは2697バイトとする。このようなセク
タサイズにすることにより、同期フレーム長が93バイ
トの再生専用型のディジタルビデオ用光ディスク(DV
D−ROM)とのフォーマット互換が実現可能となる。
これは、たとえば1個のセクタを93バイトからなる同
期フレーム26個、すなわち2418バイトで構成する
再生専用型ディジタルビデオディスクに対して、本実施
の形態による光ディスクにおいてはデータ領域に241
8バイトのユーザデータを収容することができ、しか
も、ヘッダ領域を含めたセクタ長を93バイトの整数倍
にしたためである。また、同期マークは93バイト毎に
配置されているので、再生専用型のディジタルビデオ用
光ディスクを再生可能な装置において、共通の再生回路
を用いても、容易に93バイトからなる同期フレームを
検出することができる。
及びPIDのプリピット信号の読み出しに関係するパラ
メータとして、溝幅、ピット幅とビームスポット径の関
係について説明する。光ディスクの記録再生に使用する
レーザの波長をλとし、ディスク上に集光する対物レン
ズの開口数をNAとするとき、集光スポット径は、良く
知られているように、レーザ側から対物レンズに入射す
るビームの強度分布にも関係するが、概略(λ/NA)
となる。例えば、λ=650nm、NA=0.6である
とき、λ/NA=1.08μmとなる。本実施の形態に
おいては、トラックピッチをpとするとき、隣り合う溝
部の中心間隔は2pであり、溝部と溝間部の幅を、それ
ぞれ、およそpに設定する。そして、記録密度を向上す
るために、トラック密度を可能な限り大きくできるよう
にトラックピッチpを設定する。上記のλとNAによ
り、集光スポット径をλ/NA=1.08μmとした場
合、隣接トラックからのクロストークを避けることので
きるトラックピッチpは、0.7μm以上であること
が、実験的に確認されている。集光スポットの外縁が隣
接トラックにかかる大きさによるが、溝深さをλ/6程
度に設定することにより、隣接トラック上に相変化記録
によって書かれた情報のクロストークは、ほとんど回避
することができる。一方、トラックピッチの上限とし
て、トラックピッチが(λ/NA)に対して相対的に大
きくなる場合を考える。ランドグルーブ記録において、
トラックピッチは、ほぼグルーブ幅、ランド幅と等しく
採る。グルーブ幅やランド幅が集光スポット径よりも広
くなると、集光ビームはトラック中心を走査していると
きグルーブによるラジアル方向の回折をほとんど受けな
くなる。これは、スポット径の範囲でディスク面がミラ
ー面になったことと等価であり、これでは、書換型の光
ディスク装置に多用される1ビームでトラッキングを行
うプッシュプル法などのトラッキングセンサ方式ではト
ラッキングエラー信号が出なくなるので、不適当であ
る。こうした理由に基づいて、トラックピッチpと概略
の集光スポット径(λ/NA)の関係は、p<(λ/N
A)<2pとすべきことがわかる。本発明では、(λ/
NA)=1.08μmに対して、トラックピッチはp=
0.74μmとした。このとき、溝幅、ピット幅ともト
ラックピッチに等しく、ほぼ0.74μm、また、溝間
隔は1.48μmとなり、p<(λ/NA)<2pとの
条件を満たしている。
にプッシュプル法を使用できるようにしておく必要があ
る。溝深さ=λ/6程度と設定すれば、トラッキング制
御に必要なトラッキングエラー信号を検出することがで
きる。
もデータ領域も共通の密度に詰めることとする。実験的
に得られているデータによれば、8−16変調のマーク
エッジ記録方式の場合、データビット長=0.4μmが
信号特性の限界になる。このとき、記録マークの最短長
さは、0.6μmである。
述べる。図5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PID領域の配置を説明する模
式図である。PID1,2は溝部の情報記録領域直前の
ヘッダ領域の中に、溝部中心から溝幅の1/2だけ外周
側に変位して配置する。PID3,4は溝部の情報記録
領域直前のヘッダ領域の中に、溝部中心から溝幅の1/
2だけ内周側に変位して配置する。結果として、溝間部
の情報記録領域直前のヘッダ領域では、PID1,2の
位置にはその溝間部の記録トラックの1本内周側の溝部
の記録トラックのヘッダ領域のPID1,2が、PID
3,4の位置に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ヘッダ領域のPID3,4
が、それぞれ両側の溝部の中心から溝幅の1/2だけ溝
間部のトラック側に変位して位置する形になる。
径方向に整列して存在するランドとグルーブの接続部に
ついて説明する。図6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PID領域の配置を説明する模式図であ
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
接続する境界線がある。
域の配置と同様に、PID1,2は溝部の情報記録領域
直前のヘッダ領域の中に、溝部中心から溝幅の1/2だ
け外周側に変位して配置する。PID3,4は溝部の情
報記録領域直前のヘッダ領域の中に、溝部中心から溝幅
の1/2だけ内周側に変位して配置する。結果として、
溝間部の情報記録領域直前のヘッダ領域では、PID
1,2の位置にはその溝間部の記録トラックの1本内周
側の溝部の記録トラックのヘッダ領域のPID1,2
が、PID3,4の位置に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ヘッダ領域のPI
D3,4が、それぞれ両側の溝部の中心から溝幅の1/
2だけ溝間部のトラック側に変位して位置する形にな
る。
ッティング時に生じるトラックオフセットを考慮したか
らである。溝部のヘッダ領域も、溝間部のヘッダ領域も
共に、溝部・溝間部の各トラック中心から溝幅の1/2
だけ変位している。この識別信号の両方を、溝部の記録
トラックをカッティングする時に同時にカッティングす
る方が、ヘッダ領域のPID1,2とPID3,4の中
心と溝の中心の間に生じるトラックオフセットを小さく
することができる。ただし、図5及び図6に示したよう
なPIDの配置が得られるのであれば必ずしもこのよう
なディスク原盤カッティング方法によらなくても良い。
ラッキングオフセット補正が可能になる。ウォブルピッ
トによるトラッキングオフセット補正方法としてよく知
られているように、トラック中心から左右に一定量だけ
変位させたトラックオフセット検出ピット対を設ける
と、トラッキングオフセット量を検出することができ
る。光ビームがウォブルして配置されたトラックオフセ
ット検出ピット対の丁度中間を通過すると、各検出ピッ
ト位置における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、片側のピット横を通ったときの再
生信号振幅が増加し、反対側のピット位置における再生
信号振幅が減少する。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、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。本実施の形態
においては、ヘッダ領域を2部分に分けてウォブル配置
することにより、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
ことができるようになった。
の情報記録領域から、次の溝部記録セクタのヘッダ領域
に入ったとする。識別信号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再生信号が
出力される。次にディスク内周に溝幅の1/2だけずれ
てヘッダが配置された部分にくると、それに対応した溝
間部の再生信号が出力される。このようにヘッダ信号が
再生されるので、溝部セクタのヘッダ領域と溝間部セク
タのヘッダ領域では、トラッキングオフセットに対して
再生信号振幅の増減が逆になる。この2つの信号は理想
的には同一振幅で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たヘッダ領域
からの再生信号の差を用いて、トラックッキングサーボ
のオフセット補正をすることが可能になる。
ト、PID3,PID4に64バイトの長さを割り当て
た。このため、トラッキングオフセット検出回路系が、
あまり広帯域な周波数特性を持っていなくても、ヘッダ
領域において上記方法によるオフセット補正が可能とな
る。
とき、識別信号の読みとりを行うときに理論上は2種類
の信号を用いて検出することが可能である。1つは、C
D(Compact Disc)のようにトラック中心
に位相ピットが置かれたフォーマットのディスクを再生
するときに用いられる、いわゆる和信号検出である。デ
ィスクからの反射光量が、位相ピットによる回折によっ
て減少するので、反射光量の和をとらえて信号を検出す
る方法である。あと1つは、プッシュプル法のトラッキ
ングエラー検出と同じ原理に基づく、いわゆる差信号検
出である。光検知器をディスクのトラック方向に沿って
分割し、ディスクのラジアル方向の差信号がプッシュプ
ル検出されるように2分割光検知器を配置して、その2
つの出力の差から信号を検出する方法である。
ディスクフォーマットでは、プリピットはトラック中心
から丁度トラックピッチの1/2だけラジアル方向にず
れて配置される。2分割光検知器の出力からラジアル方
向の差信号を生成すると、ヘッダ領域以外ではランド中
心、または、グルーブ中心をトラッキングすることにな
るので、ラジアル方向の差信号はほぼ0となる。次にた
とえば溝部のトラックのヘッダ領域のPID1とPID
2では、溝部のトラックを走査している集光スポットか
ら見ると、プリピットがディスクの外周側、つまり進行
方向の左側に変位しているのでスポット自身がトラック
中心から右側、つまり内周側にずれたと見える。ラジア
ル方向の差信号がこのときプラス側の極性をもつとする
と差信号は最大になる。プリピットの有無により、信号
は0と最大値の間で変化する。続いてPID3とPID
4では、溝部のトラックを走査している集光スポットか
ら見ると、プリピットがディスクの内周側、つまり進行
方向右側に変位しているのでスポットがトラック中心か
ら左側、つまり外周側にずれたと見える。ラジアル方向
の差信号はマイナス側に最小になる。プリピットの有無
により、信号は0と最小値の間で変化する。
れる信号を差を採ることによって2倍の振幅として扱う
ことになるので、和信号検出に比較してS/Nが良くな
るという特長を持つ。また書換型の光ディスク駆動装置
の構成において、トラッキング制御に1ビーム光学系の
プッシュプル方式を採用した構成は、ラジアル方向の差
信号センサを持っている。ヘッダ情報を差信号検出する
には、そのセンサ系にデータ帯域の周波数を通す特性を
持たせるだけでよい。したがって追加部分がほとんどか
からずに再生信号品質を向上させることができる。また
ピット深さを溝深さと同じλ/6程度とすれば必要な信
号振幅を得ることができる。ディスク原盤カッティング
時にピットと溝を同じ深さにすればよく製造しやすい利
点もある。こうした利点を考えて、識別信号などを表す
ヘッダ領域はラジアル方向の差信号で検出可能となるよ
うにエンボスピットをプリフォーマットして形成する。
ディスクを実際に製作する場合には、ヘッダ領域をラジ
アル方向の差信号で読んだときの検出ジッタが最小にな
るよう、条件を合わせ込むことになる。こうして差信号
検出に最適化したディスクに対して和信号検出を適用す
ると、検出マージンが少なくなってメリットはない。
て別の構成も可能である。すなわち、図7に示すよう
に、図5に示した例とは逆に、PID1,2を溝部の情
報記録領域直前のヘッダ領域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、PID3、4を溝部
の情報記録領域直前のヘッダ領域中に溝部中心から溝幅
の1/2だけ外周側に変位して配置することもできる。
この場合には、結果として、溝間部の情報記録領域直前
のヘッダ領域では、PID1,2の位置にその溝間部の
記録トラックの1本外周側の溝部の記録トラックのヘッ
ダ領域のPID1,2が、PID3,4の位置にその溝
間部の記録トラックの1本内周側の溝部の記録トラック
のヘッダ領域のPID3,4が、それぞれ両側の溝部の
中心から溝幅の1/2だけ溝間部のトラック側に変位し
て位置する形になる。
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
についても図8に示すように、図6に示した例とは逆に
配置できる。すなわち、境界部以外のヘッダ領域と同様
に、PID1,2は溝部の情報記録領域直前のヘッダ領
域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、PID3、4は溝部の情報記録領域直前のヘッ
ダ領域中に溝部中心から溝幅の1/2だけ外周側に変位
して配置することもできる。この場合には、結果とし
て、溝間部の情報記録領域直前のヘッダ領域では、PI
D1,2の位置に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ヘッダ領域のPID1,2
が、PID3,4の位置にその溝間部の記録トラックの
1本内周側の溝部の記録トラックのヘッダ領域のPID
3,4が、それぞれ両側の溝部の中心から溝幅の1/2
だけ溝間部のトラック側に変位して位置する形になる。
ダ領域の配置にしても、溝部、溝間部と交互にセクタの
物理形状は図5及び図6に示したものとは別なものとな
るが、トラッキングオフセット補正が可能な機能に変わ
りはない。
態1において説明した光ディスクを駆動する装置に関す
るものである。以下、実施の形態2である光ディスク駆
動装置について図をもとに説明する。図9は、実施の形
態2である光ディスク駆動装置の構成を示すブロック図
である。101はシングルスパイラル・ランドグルーブ
記録フォーマットの光ディスク、102はディスク上の
記録トラック、103はディスク上に照射されたレーザ
の集光スポットである。このディスク101は図示しな
いスピンドルモータとそのスピンドルモータの制御回路
により、線速度が所定値になるように回転数が制御され
る。110は光ヘッドであり、レーザ111、コリメー
トレンズ112、ビームスプリッタ113、対物レンズ
114、分割型光検知器115、レンズアクチュエータ
116などにより構成される。レーザ111はレーザ駆
動回路152により、再生時には所定の再生パワーに制
御され、記録時には記録信号処理回路151から記録デ
ータに応じた所定のパルスパワーを出力するように信号
を受けて制御される。レーザ111から発光される波長
λのレーザ光は、コリメートレンズ112によりコリメ
ートされ、ビームスプリッタ113を介して開口数NA
の対物レンズ114に入射され、集光スポット103を
結ぶように光ディスク面上に集光される。集光スポット
が光ディスク面上に位置するように、図示しないフォー
カスサーボ制御系により、光ディスク面に垂直方向の焦
点位置が制御される。また同時に、集光スポットが光デ
ィスク面上の記録トラック上に位置するように、トラッ
キング制御系により光ディスク面内半径方向の焦点位置
が制御される。
131、ローパスフィルタ141、トラッキング制御回
路142、トラッキング駆動回路143、サンプルホー
ルド回路A144、サンプルホールド回路B145、ト
ラッキングオフセット検出回路146、及びレンズアク
チュエータ116で構成される。トラッキング制御系で
は、分割型光検知器115の出力から光ディスクのラジ
アル方向の差信号を差動信号検出回路131により検出
して差動信号を得る。そして、これをサーボ帯域信号を
取り出すためのローパスフィルタ141に通してトラッ
キングエラー信号を生成し、トラッキング制御回路14
2でこの信号を用いてプッシュプル法によりトラッキン
グ制御を行う。また、光ディスクからの反射光の和信号
を検出する全量信号検出回路121の出力を、プリピッ
トがトラック中心から左右に変位して配置されているヘ
ッダ領域においてそれぞれサンプルホールドし、その差
からトラッキングオフセットを検出する。このため、領
域判別信号によって指示されるタイミングでサンプルホ
ールド回路A144、サンプルホールド回路B145が
全量信号をサンプリングする。トラッキングオフセット
検出回路146でその差をとり、トラッキングオフセッ
ト信号が検出される。トラッキングオフセット信号は差
動信号と同様にローパスフィルタ141を通してトラッ
キング制御回路142に入力される。
ラッキング制御信号はレンズアクチュエータ116を駆
動するトラッキング駆動回路143に入力され、その出
力電流によりレンズアクチュエータ116と対物レンズ
114が光ディスクのラジアル方向に駆動される。分割
型光検知器115の出力は、上記のように1つにはトラ
ッキングサーボ制御のために、光ディスクのラジアル方
向の差信号を取り出す差動信号検出回路131に接続さ
れるとともに、1つには光ディスクの記録トラックの反
射率変化から相変化記録された情報を読み出すためと、
トラッキングオフセットを検出するためにディスクから
の反射光の和信号を検出する全量信号検出回路121に
も接続される。また、差動信号はヘッダ領域の情報を読
み出すためにも用いられる。
検出回路131の出力信号が再生信号セレクタ122に
入力され、領域判別信号によって選択された方の再生信
号が再生信号セレクタ122から出力される。再生信号
は検出誤りを低減させるために波形等化回路123に通
されてデータ帯域の周波数スペクトルを補正され、デー
タスライス回路124で2値化される。PLL125で
は2値化信号から再生クロックを抽出してビット同期を
取るとともにチャネルビットの検出を行う。再生された
チャネルビットは、復調回路セレクタ126に入力さ
れ、データ領域再生中であればデータ復調回路127
へ、ヘッダ領域再生中であればアドレス復調回路129
に入力される。相変化記録された情報を全量信号から読
み出すときはデータ復調回路127へ通されて復調され
た後、誤り訂正回路128によって検出された誤りが訂
正され、再生データとして出力される。また、プリピッ
トされたヘッダ情報を差動信号から読み出すときはアド
レス復調回路129へ通されて復調された後、誤り検出
回路130によって検出されたアドレスの誤りの有無を
判定され、正しい場合にヘッダ情報が再生される。復調
回路セレクタ126をどちらに出力するかの切り替え
は、AM検出回路134によって制御される。AM検出
回路134はPLL125から出力されるチャネルビッ
ト列を監視し、AMが現れたとき、その直後に現れるP
idを再生するために、セクタフォーマットに従ったタ
イミングでチャネルビット列をアドレス復調回路129
に送り込むように切り替え制御を行う。
ようなトラッキング制御用とヘッダ情報検出用の2つの
役割の他に、ランドトラックとグルーブトラックの接続
点を検出することにも使用される。差動信号がエンベロ
ープ検出回路132に入力され、差動信号波形のプラス
側をエンベロープ検波してプラスエンベロープ信号が生
成され、マイナス側をエンベロープ検波してマイナスエ
ンベロープ信号が生成される。両エンベロープ信号はC
APA検出回路133に入力される。なお、CAPAと
はComplimentary Allocated
Pit Addressの略称であり、ヘッダ領域にお
いてセクタアドレス情報がトラック中心から左右に同量
だけ変位して配置されたプリピットで表現された部分を
言う。CAPA検出回路133はヘッダ領域のエンベロ
ープ波形からそのセクタがランドトラックのセクタか、
グルーブトラックのセクタかを判定してトラック極性信
号を出力する。その判定のために、AM検出回路134
からAMの出現毎にAM検出信号を受ける。トラック極
性信号の情報はトラッキング制御回路142に伝えら
れ、ランドトラッキングを行うか、グルーブトラッキン
グを行うかの切り替えに利用される。なお、再生信号セ
レクタ122と復調回路セレクタ126について付け加
えておくと、差動信号検出回路131で再生する差信号
はアドレス復調回路129で復調し、全量信号検出回路
121で再生する和信号はデータ復調回路127で復調
することになるので、波形等化回路123、データスラ
イス回路124、PLL125を2系統持てば、再生信
号セレクタ122と復調回路セレクタ126の2つの選
択回路は不要である。同時に使用しない共通回路を共用
化して回路を減らすために、上記のような構成としてい
る。
示したセクタフォーマットを有する光ディスクを再生す
るときの光ディスク駆動装置の動作を時系列に従って説
明する。シングルスパイラル・ランドグルーブフォーマ
ットディスクの、ランドトラックとグルーブトラックの
接続点でないある位置において、たとえばグルーブトラ
ックへのトラッキング引き込みが完了したとする。集光
スポット103は記録トラック102上を走査しなが
ら、全量信号と差動信号の両方を生成している。
sec程度に設定される。波長λ=650nmのレーザ
光をNA=0.6のレンズで集光し、相変化光ディスク
上にデータを記録するとき、誤り訂正なしで10の−4
乗以下のバイト誤り率で再生できる記録マークの最小の
サイズは、実験的に0.6μm以上必要なことが確認さ
れている。変調に8−16変調のように、符号化レート
1/2で最短マーク長が3Tの変調方式を使用し、マー
クエッジ記録した場合、記録マーク長=0.6μmは、
チャネルビット長で(0.6/3)μm=0.2μm、
データビット長で(0.6/3)×2μm=0.4μm
に相当する。2048バイトの情報データが2697バ
イトの記録セクタに収容されているセクタフォーマット
の本ディスクを再生したときに、ビデオ再生に要求され
ている11.08Mbit/secのデータレートを得
ようとすると、線速度は、11.08(Mbit/se
c)×0.4(μm/bit)×(2697/204
8)から約5.8m/secとなるからである。チャネ
ルビット周波数は、11.08(Mbit/sec)×
2×(2697/2048)=29.18MHzであ
る。このとき、1セクタを再生する時間は、(2697
×8×2)/29.18MHz=1.48msecかか
り、ヘッダ領域を再生する時間は、(128×8×2)
/29.18MHz=70μsecかかる。ディスクの
線速度、すなわちディスク回転数を制御するには、この
1.48msecごとに現れるヘッダ領域の周期を検出
して、フィードバック制御をかければ、ほぼ目標回転数
に設定することが可能である。回転数をラフに制御して
おいてヘッダ領域・データ領域の読み出しが可能になっ
た後、現在のトラックアドレスやゾーンを判別して規定
回転数に合わせ直すなどして回転数を確実に制御するこ
とが可能である。
内周から外周にわたり24個のゾーンに分割し、各ゾー
ンの線速度がほぼ一定になるようにゾーンごとにディス
クの回転数を変える、いわゆるZCLV(Zoned
Constant Linear Velocity)
方式を採る。このためディスクの回転数は、最低となる
最外周の16.9Hzに対して最高となる最内周の3
9.8Hzまで、約2.3倍以上の幅で変化することに
なる。
の波形を図10と図11に、全量信号の波形を図12に
示す。本ディスクではグルーブトラックにおいてはヘッ
ダ領域の識別信号のプリピットが、PID1,PID2
ではトラック中心から外周側に変位しており、この部分
で差動信号がプラス側に出るよう、分割型光検知器11
5の配置と差動信号検出回路131の信号極性設定がな
されるようにする。このときPID3,PID4ではプ
リピットがトラック中心から内周側に変位しているの
で、差動信号はPID1,PID2とは逆にマイナス側
に出る。この様子を図10に示している。また、ランド
トラックでは逆に、ヘッダ領域PID1,PID2での
識別信号のプリピットが、トラック中心から内周側に変
位し、PID3,PID4ではトラック中心から外周側
に変位しているので、差動信号の極性はPID1,PI
D2ではマイナス側で、PID3,PID4ではプラス
側になる。この様子を図11に示している。PID1の
VFOの信号振幅をI(VFOPID1)、PID2の
VFOの信号振幅をI(VFOPID2)、等としてい
る。また、PID1のAMの信号振幅をI(AMPID
1)、PID2のAMの信号振幅をI(AMPID
2)、等としている。また図中に示していないPID領
域のPid,IED,PAの信号振幅は、情報の内容に
よって変化するが、AMの信号振幅を越えることはな
い。AMがデータ中に現れる最大マーク長11Tより長
いマーク長14Tのマークとスペースによって構成され
ているためである。PID1,PID2の振幅とPID
3、PID4の振幅はオフトラック量に応じて変動す
る。
トがトラック中心から変位しているが、集光スポット径
約1.0μmとピット幅約0.74μmの関係からピッ
トによる回折が生じるので、ディスクからの反射光量は
ピットによって変調され、図12のように変化する。図
には各PIDのVFOの最大信号レベルをI(PID
1)、I(PID2)、等と表している。信号レベルは
プリピットのある部分で減少するので、図12中ではピ
ットによる変調の大きいほどレベルが下がることにな
る。PID1,PID2におけるVFOのレベルとPI
D3,PID4におけるVFOのレベルもオフトラック
量に応じて変動する。
10及び図11に示したヘッダ領域の再生信号と全量信
号検出回路121から出力される図12に示した情報記
録領域の再生信号をPLL125でレベルスライスして
2値化する。スライスレベルは、再生信号をモニタして
設定する。PID1,PID2では、PID1のVFO
1において振幅中央になるようにレベルを設定する。V
FO1は再生クロックの同期に使用するので、スライス
レベル設定はVFO1の開始部分で調整してしまう必要
がある。このためデータを再生していないとき、常にヘ
ッダ領域を再生するよう再生信号セレクタ122が差動
信号側を通すようにしておくとスライスレベル設定を素
早くできる。まずVFO1先頭の数バイト程度でスライ
スレベルを高速に整定させてPLL125に正しいタイ
ミングのエッジを持った2値化信号を送り込めるように
する。たとえば5μsec程度VFO1が現れたところ
でスライスレベルを設定しようとすると、9バイト必要
になる。以後レベルをホールドするか、再生信号に対す
るスライスレベルの追従応答速度を大幅に低下させるか
してスライスレベルをデータ振幅中心に保持する。VF
OもAMも信号のデューティ比はほぼ50%であり、P
id,IEDも直流成分をキャンセルできる8−16変
調符号で変調されマークエッジ記録されるので、PID
中でデューティ比はほぼ50%に維持されているので、
スライスレベルの追従速度を低下させても大きなレベル
誤差は生じない。こうして適正レベルに設定された以後
の2値化信号が有効になる。
後のPID1のVFO1の2値化信号を使って再生用の
クロック信号を生成する。クロック同期の引き込みに必
要なエッジの個数は、既に実施の形態1において説明し
たように、VFO1に入っている4Tマークと4Tスペ
ースの単一周波数パターンに合わせて規定した。ディス
ク回転数の変化幅が大きいため、再生信号から得られる
クロック情報も変動することを想定する必要があり、P
LLの引き込みレンジを拡大すると周波数引き込みに時
間を要する。本フォーマットでは36バイト長のVFO
1を用意しているので、スライスレベル設定に要する開
始部分の数バイトを経過した以後の、たとえば24バイ
ト程度が上記の再生クロックの生成に利用できる部分に
なる。PID2のVFO2は8バイト用意している。こ
の部分では、まずスライスレベルの設定が不要である。
また、PID1で一旦同期引き込みした後に媒体欠陥部
分などによってクロックにあまり大きくない誤差や位相
ずれが生じた場合の再引き込みに使用できればよいとし
て短くしている。本来、長くしておいてPID2だけで
PID1と同等の検出信頼性を確保したいが、セクタの
バイト数制約のある中でのトレードオフで決定してい
る。回路動作としては、VFO2でスライスレベルの設
定は行わない。
いて、データスライス回路124で2値化した信号を同
期化してチャネルビット列とし、PLL125から出力
する。
なチャネルビットパターンであるAMをビットパターン
マッチングによって検出してビット単位のタイミングを
識別し、バイトの境界を判別する。AMの3バイト中に
は14Tのマークとスペースが各1個含まれており、情
報記録領域を含めて他のどの部分にもこのパターンは現
れない。実施の形態1における光ディスクのセクタフォ
ーマットによれば、AMの後、Pid、IED,PAが
7バイト続く。この7バイトだけを切り出してアドレス
復調回路129に入力してヘッダ情報を再生することに
なる。AM検出回路134はそのタイミングを管理す
る。ヘッダ領域には各PIDに1個づつAMが付加され
ているので、PID毎にバイト同期を取り直し、各Pi
dごとに合計4回ヘッダ情報を再生することになる。
回路の動作が実行されるが、これらの動作を起動するた
めにヘッダ領域の出現を検出する必要がある。これに
は、トラッキング中は差動信号がヘッダ領域だけに現れ
るという性質を利用する。全量信号は、図12に波形を
示したようにヘッダ領域にも現れ、また、データの書か
れている情報記録領域でも現れる。これに対して差動信
号は、データ領域では、たとえ相変化の記録マークがあ
ってもトラック中心に書かれている限り差動信号には現
れない。このため、差動信号をエンベロープ検出した信
号から、エンベロープ信号の絶対値が一定値以上になる
か否かを監視しておけばヘッダ領域の検出が可能であ
る。エンベロープ検出回路では、差動信号波形のプラス
側のエンベロープと、マイナス側のエンベロープの2つ
を求めるようにし、それぞれ、プラスエンベロープ信
号、マイナスエンベロープ信号と名付ける。両エンベロ
ープ信号をCAPA検出回路133に入力する。
は、図10を参照すれば、差動信号波形のプラス側をエ
ンベロープ検波することにより生成されたプラスエンベ
ロープ信号は、PID1からPID2の期間再生した差
動信号のプラス側の最大振幅の包絡線(エンベロープ)
をたどり、PID3からPID4の期間はほぼ0レベル
に落ちるような波形になる。差動信号波形のマイナス側
をエンベロープ検波することにより生成されたマイナス
エンベロープ信号は、PID1からPID2の期間ほぼ
0レベルに落ち、PID3からPID4の期間は再生し
た差動信号のマイナス側の最大振幅の包絡線をたどるよ
うな波形になる。したがってCAPA検出回路133に
おいて、AM検出信号を受けてPID1,PID2,P
ID3,PID4のAMが検出されたタイミングでプラ
スエンベロープ信号をあるプラスの閾値レベルに対して
コンパレート(比較)すると「H,H,L,L」とな
る。ただしここで、Hはエンベロープ信号の絶対値が閾
値の絶対値以上、Lはエンベロープ信号の絶対値が閾値
の絶対値以下、であることを示す。また、同じタイミン
グでマイナスエンベロープ信号をあるマイナスの閾値レ
ベルに対してコンパレートすると「L,L,H,H」と
なる。ただしここでも、Hはエンベロープ信号の絶対値
が閾値の絶対値以上、Lはエンベロープ信号の絶対値が
閾値の絶対値以下、であることを示す。
域では、図11を参照すれば、プラスエンベロープ信号
は、PID1からPID2の期間ほぼ0レベルに落ち、
PID3からPID4の期間は再生した差動信号のプラ
ス側の最大振幅の包絡線をたどるような波形になる。マ
イナスエンベロープ信号は、PID1からPID2の期
間再生した差動信号のマイナス側の最大振幅の包絡線を
たどり、PID3からPID4の期間はほぼ0レベルに
落ちるような波形になる。したがってCAPA検出回路
133において、PID1,PID2,PID3,PI
D4のAMが検出されたタイミングで同様にプラスエン
ベロープ信号をコンパレートすると「L,L,H,
H」、マイナスエンベロープ信号をコンパレートすると
「H,H,L,L」となる。このように、グルーブトラ
ックとランドトラックのセクタのヘッダ領域において、
2つのエンベロープ信号のコンパレート結果が異なるの
で、グルーブトラックかランドトラックかのトラック極
性をエンベロープ信号から判定することが可能である。
結果はトラック極性信号として出力する。トラッキング
制御回路でこのトラック極性信号を利用して、ランド/
グルーブへのトラッキングを行うことになる。
ようにして4つのPIDを検出したのと同様に差動信号
波形をコンパレートして検出することができる。この結
果はCAPA検出回路133からヘッダ領域判別信号と
して出力する。このヘッダの検出結果より、そのセクタ
の情報記録領域の開始するタイミングも判るので、再生
信号セレクタ122を、情報記録領域と判断できる期間
中全量信号が通るように切り替えてデータの再生を行う
ことができる。なお、エンベロープ検出回路の応答速度
は、媒体欠陥などによる誤動作を避けるためにある程度
制限しておいて、ヘッダ領域のVFO1領域の先頭部分
の数バイトでヘッダ検出できるように設定する。たとえ
ば5μsec程度差動信号が現れたことでヘッダ検出し
ようとすると、9バイト必要になる。
右に変位して配置されていることを利用して、ディスク
反射光の全量信号からトラッキングオフセットを検出す
ることは既に述べた。このとき、全量信号をサンプルホ
ールドするタイミングもPIDを検出したのと同様にC
APA検出回路133で行う。全量信号は、図12に示
すように4つのPIDのVFOで最大振幅を規定してい
る。トラッキング中心をトラキング中に光ヘッドの光学
系がバランス状態で動作しているとき、PID1,PI
D2におけるVFOのレベルとPID3,PID4にお
けるVFOのレベルは同一となる。トラックオフセット
が生じているときにはその量に応じてPID1,PID
2におけるVFOのレベルとPID3,PID4におけ
るVFOのレベルの差が生じる。これを知るために、C
APA検出回路133からPID1,2のVFO領域を
示すVFO領域判別信号AとPID3,4のVFO領域
を示すVFO領域判別信号Bを出力して、それぞれ、サ
ンプルホールド回路A144がPID1とPID2のV
FOのタイミングで全量信号レベルをサンプル&ホール
ドするように、及び、サンプルホールド回路B145が
PID3とPID4のVFOのタイミングで全量信号レ
ベルをサンプル&ホールドするように制御する。
法として、特公平7−46430号公報に開示された、
いわゆるコンポジットトラックウォブリング方式を用い
る。ただし、再生信号振幅をサンプリングするポイント
を単一周波数の固定パターンの入ったVFO領域とす
る。セクタ長の制約から、トラッキングオフセット検出
専用のウォブルピットを設けることができなかったた
め、できるだけ長くて振幅の安定した領域を利用するよ
うにしたためである。グルーブ上、またはランド上をプ
ッシュプル方式で連続的にトラッキングサーボ制御しな
がら、ヘッダ領域にウォブリングして配置されたPID
のVFOのプリピットにおける再生レベルI(PID
1),I(PID2)とI(PID3),I(PID
4)とが等しくなるようにフィードバック制御すること
により、低域のトラッキングオフセットを補正すること
ができる。実施の形態1における光ディスクはラジアル
方向にもトラック方向にも非常に記録密度が高くなるの
で、検出誤り率が低くて信頼性の高い信号検出とデータ
再生を行おうとしたとき、誤りを増加させる要因は可能
な限り除去しておく必要がある。1ビーム光学系を用い
るプッシュプル方式などのトラッキングサーボ制御系を
利用するときには課題として述べたようにオフセットの
補正が大きな問題になる。
時に、和信号を用いたトラッキングオフセット補正と、
差信号を用いたトラック極性の検出が同時に行われる。
実施の形態1に説明したPIDの構成法によりこの2つ
の機能を光ディスクの物理フォーマット構成上で一体化
することができた。そして本実施の形態に説明した光デ
ィスク駆動装置により、PIDを再生する時に、和信号
を用いたトラッキングオフセット補正と、差信号を用い
たトラック極性の検出を、2系統の信号処理系により同
時に行うことで2つの機能を実現した。
れているので、以下に示すような効果を奏する。本発明
に係る光ディスクにおいては、プリピット領域を、単一
周波数パターン領域VFO、アドレスマーク領域AM、
アドレス領域Pid、アドレス誤り検出領域IEDと、
ポストアンブル領域PAと、から成る物理アドレス領域
PIDを4回繰り返し記録した部分と、ミラー領域Mi
rrorによって構成することにより、書換型光ディス
ク媒体に適した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とすることができる。
ラック中心からそれぞれ内外周にウォブリングさせて配
置することにより、このディスクを再生する光ディスク
装置でトラッキングオフセット補正を実施することがで
き、かつ、セクタ先頭部分の識別信号によりランドトラ
ックとグルーブトラックの接続点を正確に検出できる。
型光ディスクとフォーマット互換を容易に取ることが可
能になる。
識別情報の読み取り信頼性を向上することができるよう
な物理フォーマットを有するものとすることができる。
トラッキングオフセットを正確に補正でき、かつ、ラン
ドトラックとグルーブトラックの接続点を正確に検出す
ることができる。
セクタの構成を示す図である。
セクタのレイアウトを示す図である。
ヘッダ領域のレイアウトを示す図である。
ヘッダ領域を光スポットが走査する様子を示す図であ
る。
ヘッダ領域の配置を示す図である。
ヘッダ領域の配置を示す図である。
ヘッダ領域の他の配置を示す図である。
ヘッダ領域の他の配置を示す図である。
動装置の構成を示すブロック図である。
のヘッダ領域の差信号再生波形を示す図である。
のヘッダ領域の差信号再生波形を示す図である。
のヘッダ領域の和信号再生波形を示す図である。
構造を示す図である。
ーブ記録の光ディスクフォーマットを示す図である。
の構成を示す図である。
クのセクタフォーマットを示す図である。
ト、94 グルーブ部、95 ランド部。
スクは、ディスク基板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領域とし、該情報記
録領域には、所定の開口数NAのレンズで集光された所
定の波長λのレーザビームを照射することによって局所
的反射率変化が生じる相変化記録膜を含み、前記局所的
反射率変化により生じた記録マークの前後両端のエッジ
位置により情報記録が行われる光ディスクであって、デ
ィスク1周分に相当する前記溝部の記録トラックとディ
スク1周分に相当する前記溝間部の記録トラックが交互
に接続されることにより1本の記録スパイラルが形成さ
れており、前記記録トラックのトラックピッチpはp<
(λ/NA)<2pをみたす値とされた光ディスクにお
いて、前記記録トラックは整数個の記録セクタで構成さ
れ、前記記録セクタの長さは再生専用型光ディスクの記
録セクタのデータを収容することができ、かつ、前記再
生専用型光ディスクの同期フレーム長の整数倍となるよ
うになされ、また、前記記録セクタはそれぞれ、ラジア
ル方向の差信号から検出可能なエンボスピットがアドレ
ス情報などを表すようにプリフォーマットされたヘッダ
領域と、ミラー面のみによりなるミラー領域を有してお
り、少なくとも前記ヘッダ領域に記録されたアドレス情
報はランレングスが制限された変調方式で変調されてい
る。そして、前記ヘッダ領域は、再生時の同期クロック
生成及び検出タイミングを得るための単一周波数パター
ン領域VFOと、ヘッダ再生時のバイト同期及び上記検
出タイミングの開始を認識するためのアドレスマーク領
域AMと、セクタのアドレス情報を保持するアドレス領
域Pidと、アドレス領域の誤りを検出する符号を保持
するアドレス誤り検出領域IEDと、変調完結のための
ポストアンブル領域PAと、から成る物理アドレス領域
PIDを4回繰り返し記録した部分によって構成され
る。さらに、前記4回記録された物理アドレス領域PI
Dを先頭から順にそれぞれPID1、PID2、PID
3、PID4としたとき、前記PID1及びPID2は
前記溝部の記録セクタのトラック中心から約p/2だけ
ディスクの外周側または内周側に変位して配置されると
ともに、前記PID3及びPID4は前記溝部の記録セ
クタのトラック中心から約p/2だけディスクの内周側
または外周側に変位して配置される。
Claims (3)
- 【請求項1】 ディスク基板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領域とし、該
情報記録領域には、所定の開口数NAのレンズで集光さ
れた所定の波長λのレーザビームを照射することによっ
て局所的反射率変化が生じる相変化記録膜を含み、前記
局所的反射率変化により生じた記録マークの前後両端の
エッジ位置により情報記録が行われる光ディスクであっ
て、 ディスク1周分に相当する前記溝部の記録トラックとデ
ィスク1周分に相当する前記溝間部の記録トラックが交
互に接続されることにより1本の記録スパイラルが形成
されており、前記記録トラックのトラックピッチpはp
<(λ/NA)<2pをみたす値とされた光ディスクに
おいて、 前記記録トラックは整数個の記録セクタで構成され、 前記記録セクタの長さは再生専用型光ディスクの記録セ
クタのデータを収容することができ、かつ、前記再生専
用型光ディスクの同期フレーム長の整数倍となるように
なされ、また、前記記録セクタはそれぞれ、ラジアル方
向の差信号から検出可能なエンボスピットがアドレス情
報などを表すようにプリフォーマットされたヘッダ領域
と、ミラー面のみによりなるミラー領域を有しており、 少なくとも前記ヘッダ領域に記録されたアドレス情報は
ランレングスが制限された変調方式で変調されており、 前記ヘッダ領域は、再生時の同期クロック生成及び検出
タイミングを得るための単一周波数パターン領域VFO
と、ヘッダ再生時のバイト同期及び上記検出タイミング
の開始を認識するためのアドレスマーク領域AMと、セ
クタのアドレス情報を保持するアドレス領域Pidと、
アドレス領域の誤りを検出する符号を保持するアドレス
誤り検出領域IEDと、変調完結のためのポストアンブ
ル領域PAと、から成る物理アドレス領域PIDを4回
繰り返し記録した部分によって構成され、 前記4回記録された物理アドレス領域PIDを先頭から
順にそれぞれPID1、PID2、PID3、PID4
としたとき、前記PID1及びPID2は前記溝部の記
録セクタのトラック中心から約p/2だけディスクの外
周側または内周側に変位して配置されるとともに、前記
PID3及びPID4は前記溝部の記録セクタのトラッ
ク中心から約p/2だけディスクの内周側または内周側
に変位して配置されており、 前記VFOは、記録マーク長が前記変調方式の最短記録
マーク長より長く、かつ、前記PID1及びPID3に
おいては、該VFO内に再生クロックの同期引き込みに
十分な個数の記録マークのエッジを含めることのできる
長さとされ、前記PID2及びPID4においては、該
VFO内に再生クロックの再同期引き込みに十分な個数
の記録マークのエッジを含めることのできる長さとされ
るとともに、前記PID1及びPID3に含まれるVF
Oはそれぞれ、PID2及びPID4に含まれるVFO
の長さよりも十分に長くされ、 前記AMは、前記変調方式の前記最長記録マーク長より
長く変調ビット列に現れない記録マーク長のチャネルビ
ットパターンを複数個含むことのできる長さとされ、 前記Pidは、前記再生専用型光ディスクの記録容量以
上のユーザデータを収容できる個数の記録セクタを識別
できる長さ以上とされ、 前記IEDは、前記アドレス領域Pidの再生誤りを所
定値以下の検出誤り率で検出できる長さとされ、 前記PAは、前記変調方式で必要とされる長さ以上で、
かつ、記録マークを終結できる長さとされ、 前記ミラー領域は、前記変調方式の前記最長記録マーク
長より長いミラー長さとされた光ディスク。 - 【請求項2】 前記レーザビームの波長λが650n
m、前記レンズ開口数NAが0.6であるとき、前記ト
ラックピッチを0.74μmとされ、 前記変調方式は、情報8ビットをチャネルビット16ビ
ットの比率で変調し、最短記録マーク長をチャネルビッ
ト3ビットとし、最長記録マーク長をチャネルビット1
1ビットとする方式であり、 前記VFOは、前記PID1及びPID3においては3
6バイト、前記PID2及びPID4においては8バイ
トとされ、 前記AMは3バイト、前記Pidは4バイト、前記IE
Dは2バイト、前記PAを1バイト、前記ミラー領域は
2バイトとされた請求項1記載の光ディスク。 - 【請求項3】 前記請求項1に記載した光ディスクを駆
動する光ディスク駆動装置であって、 前記光ディスクを所定の線速度で回転させるディスクモ
ータと、 前記所定の波長λのレーザビームを発生するレーザダイ
オードと、 前記所定の開口数NAの集光レンズと、 前記光ディスクからの反射光を受光する光検知器と、 該光検知器への入射光量の全量信号を求める第1の再生
回路と、 該光検知器への入射光量から半径方向の差動信号を求め
る第2の再生回路とを備え、 前記光ディスクを前記所定の線速度で回転するように前
記ディスクモータの回転数を制御し、 前記波長λのレーザビームを前記開口数NAのレンズで
集光し、 前記ディスク基板を介して前記情報記録領域に照射する
ようにし、 該照射されるレーザパワーは情報再生時に所定の再生パ
ワーとなるように制御され、 前記集光されたレーザビームは前記相変化記録膜面上に
位置するように、 前記記録膜面と垂直な方向にフォーカスサーボ制御され
るとともに、 前記記録トラックの半径方向にトラッキングサーボ制御
され、 前記PID1、PID2、PID3、及びPID4を上
記ビームが走査する際に前記第1の再生回路から得られ
る前記全量信号に基づいてトラッキングオフセットを補
正するとともに、前記第2の再生回路から得られる前記
差動信号に基づいて前記溝部の記録トラックと前記溝間
部の記録トラックの境界を検出するようにしたことを特
徴とする光ディスク駆動装置。
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