JP2000322741A - 光ディスク記録再生装置および光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクの汚れ等によりウォブル信号が一定
期間以上乱れた場合、記録クロックを生成するＰＬＬが
正常動作できなくなり、安定した記録再生ができない。
またＰＬＬの異常を検出できた場合でも交替処理により
対応するためデータの連続記録ができない。 【解決手段】 ウォブル信号検出手段と、ウォブル信号
を逓倍して記録クロックを得る周波数逓倍ＰＬＬ回路
と、ＰＬＬ回路が出力するクロックの安定性判定手段
と、安定性判定手段で不安定と判定された場合に当該セ
クタの記録を中断し次のセクタにスリッピング記録する
記録制御手段を具備する。また多層ディスクでは、ウォ
ブルの抽出の容易な１層目のウォブルを使用して２層目
の記録クロックを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、およ
び光ディスク装置の記録動作に関するものであり、特に
その記録再生の信頼性を確保する手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高密度記録を行うための光ディスクとし
ては、例えば特許番号第２８５６３９０号に示されてい
るものがある。この光ディスクの溝は、半径方法に比較
的低い周期で揺動させて形成されている。前述の揺動は
一般にはウォブルと呼ばれている。光ディスク装置で
は、このウォブルを電気信号として検出し、ウォブルの
周期を用いてディスクの回転速度の制御をしたり、ウォ
ブル検出信号をＰＬＬにより逓倍して記録クロックの生
成を行うことが提案されている。さらに具体的にこの内
容を適用した例としてＤＶＤ−ＲＡＭ装置がある。その
詳細内容はヨーロッパ電子計算機工業会規格ＥＣＭＡ−
２７２（Ｆｅｂ１９９８）１２０ｍｍＤＶＤＲｅｗｒｉ
ｔａｂｌｅＤｉｓｋ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）に記載されてい
る。この規格のＦｉｇｕｒｅ．１８によれば、揺動の周
期は記録クロックの１８６チャネルビット分に設定され
ており、すなわち揺動周期を１８６逓倍して記録クロッ
クを得ることができる。

【０００３】次に従来の光ディスク装置の記録動作につ
いて述べる。図５は従来の光ディスク装置である。図５
において、５０１は光ディスク、５０２は光学ヘッドで
光ディスクに対してレーザ光を照射してデータの記録再
生を行う。５０３はレーザ制御手段でレーザの出力をコ
ントロールする。５０４はサーボ手段で光学ヘッド５０
２に対してフォーカストラッキング制御を行う。５０５
はウォブル検出手段で光ディスク５０１から光学ヘッド
５０２を通してウォブル信号を検出する。ウォブル信号
は一般にトラッキング信号から得ることができる。５０
６は記録再生手段で記録するデータの変調やディスクか
ら再生したデータの復調を行う。５０７はウォブルＰＬ
Ｌでウォブル検出手段５０５で検出されたウォブル信号
を１８６逓倍して記録クロック５０８を得る。記録クロ
ック５０８は記録再生手段５０６に供給され、記録デー
タを変調する基準クロックとして用いられる。５０９は
全体制御手段である。ウォブルＰＬＬ５０７の具体的な
構成方法については、前述の特許第２８５６３９０号の
段落００８２に詳しく記述されている。

【０００４】次に図６を用いて全体制御手段５０９の動
作について説明する。通常光ディスクには欠陥セクタが
存在するため、それを避けて記録する必要がある。した
がって装置は次のように動作する。一定単位の記録が終
了（６０１）すると全体制御手段５０８は記録の開始位
置まで光学ヘッドをシークさせて（６０２）、記録した
セクタを再度読み出し（６０３）、ベリファイＯＫであ
り（６０４）、かつ記録終了でなければ次の記録を続行
する（６０７）。ベリファイ条件を満たさない場合は欠
陥セクタと判定し欠陥セクタリストにそのトラックセク
タアドレスを登録し（６０５）、別のセクタに交替処理
を行う（６０６）。交替するセクタ領域はあらかじめデ
ィスク上の固定エリアが割り当てられていて、通常その
処理にシーク、セクタ記録、ベリファイ再生を伴う。

【０００５】欠陥セクタの典型的な判定方法としては、
前記ＥＣＭＡ−２７２のＡｎｎｅｘＭに記載されてい
る。すなわち、セクタの先頭に存在している物理アドレ
スＰＩＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＩＤ）の欠損や、記録した
データを再度読み返して（これをベリファイと呼ぶ）デ
ータの誤りが多かった場合に当該セクタを欠陥セクタと
する。

【０００６】また従来の光ディスクの構造については、
記録面が２層の場合にはディスクを裏返して別の層に記
録するが、これは前述のＥＣＭＡ−２７２のｐａｇｅ４
等に詳しく記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】高密度の光ディスク装
置については、従来のコンピュータメモリとしての用途
だけでなく、ＡＶデータの記録に用いることが考えられ
ている。典型的には、ＭＰＥＧ等の画像データをビデオ
デッキのように連続して記録していくことが考えられ
る。ＡＶデータを連続記録していく場合、コンピュータ
用途とは異なり、記録の連続性が強く要求されるので交
替処理は本質的に適さない。これに対する方策として
は、アドレスの欠損に対しては、トラック飛びがない限
りアドレスは連続していると仮定できるのでアドレスが
読めない状態でも一応の記録は続行できること、データ
のバイト誤りに対しては、より強力なエラー訂正アルゴ
リズムの採用や、誤り情報をＭＰＥＧデコーダに渡して
画像の補間処理するなどの手法が存在している。

【０００８】しかし、ＤＶＤ−ＲＡＭに代表されるよう
な高密度記録で新たに導入されたウォブル信号は、記録
クロックを生成する重要な信号であるにもかかわらず、
連続記録に対する十分な検討がいまだなされていない。

【０００９】従来例として引用したＤＶＤ−ＲＡＭの例
では、引用文献にも記載されている通り、ウォブルの周
波数は約１６０ＫＨｚである。一般にＰＬＬの周波数帯
域は低いほどディスクに対するごみの付着などの外乱の
影響を受けにくいが、一方ディスクの回転変動や偏心に
追随するためＰＬＬの周波数帯域として数ＫＨｚ以上は
確保しなければならない。

【００１０】ここで例えばディスクのごみや指紋の付着
によるウォブル信号の乱れについて検討してみる。ディ
スク上１ｍｍのごみは、ディスクのビット密度０．２０
５μｍであるとすると約４８７８ビット（３０４バイ
ト）に相当し、ウォブルは４８７８／１８６＝約２６周
期にわたって乱される。これは約６ＫＨｚに相当し、Ｐ
ＬＬの応答帯域に対してあまり余裕はない。この計算例
より、ウォブルから記録クロックを生成するＰＬＬは、
ディスク上に存在する１ｍｍ程度以上のごみの影響を受
けて正確なクロック生成が困難になることが推測でき
る。

【００１１】記録クロックを生成ＰＬＬが正常に機能し
ない場合さまざまな課題が発生する。ＤＶＤ−ＲＡＭで
は、記録再生装置ではディスク上の情報にすばやくアク
セスするためセクタ構造をとっており、決められた領域
内に１セクタのデータを書き終えなければならない。デ
ィスクモータが追随しないような外乱が入り記録クロッ
クの周波数が低くなった場合、１セクタ内で記録データ
を書き終えることができず、次のセクタの先頭に上書き
することになる。また一定限度の周波数範囲をはずれる
と、記録したデータを再生する場合に、再生データの帯
域が変わってしまい、そのセクタは正常に再生できなく
なる。

【００１２】また、ディスクの記録容量を増加させるた
め、２層構造の光ディスクが考えられている。このディ
スクでは１層目はレーザの波長に対して半透明の記録膜
を用い、２層目は１層目を通して記録再生する。２層目
の記録を行う場合に、レーザの反射光量は１層目の記録
状態の影響を受けることが考えられる。この場合、２層
目のウォブル信号が１層目の記録状態の影響を受け安定
に検出できなかったり、ウォブル信号自体が変調を受け
ウォブルＰＬＬのジッタが悪化し、２層目に正確な記録
データが書き込めなくなるという課題を有していた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため以下の手段を用いた。

【００１４】（１）記録溝に半径方向の揺動を有する光
ディスクを用いる情報記録再生装置において、ディスク
記録溝の半径方向の揺動を電気的な信号として抽出する
ウォブル信号検出手段と、前記ウォブル信号を逓倍して
記録クロックを得る周波数逓倍ＰＬＬ回路と、前記ＰＬ
Ｌ回路が出力するクロックの安定性判定手段と、前記安
定性判定手段で不安定と判定された場合に当該セクタの
記録を中断し別個のセクタに記録しなおす記録制御手段
を具備した。

【００１５】これらの手段を具備することにより、記録
クロックが不安定になったり、記録ジッタが増大したま
ま記録を続行することを防ぐことができる。

【００１６】（２）周波数逓倍ＰＬＬの安定性判定基準
として、ウォブル信号が一定期間にわたり連続して欠落
したことを検出する手段と、ウォブル信号の周期が一定
期間にわたり連続して予測周期外になったことを検出す
る手段の少なくとも一方を備え、前記欠落の検出または
前記周期外の検出が発生した場合にＰＬＬの出力が不安
定と判定することとした。

【００１７】この検出方法をとることにより、記録クロ
ックに影響を及ぼすようなＰＬＬの不安定動作を確実に
検出することができる。

【００１８】（３）前記別個のセクタとして、本来記録
すべきセクタの物理的に次の位置にあるセクタとした。

【００１９】この配置をとることにより、ディスクの回
転待ちを発生することなく、最短１セクタ時間の遅れを
もって記録を続行することができる。

【００２０】（４）前記記録を中断したセクタを欠陥セ
クタ情報としてディスクの特定エリアに記録する手段
と、再生時には前記欠陥管理情報をディスクから読み出
し、当該セクタの再生をスキップする手段を具備した。

【００２１】この手段を具備することにより、記録終了
後の再生時に、記録をスキップしたセクタを確実に識別
できるようになる。

【００２２】（５）少なくとも第一の記録層と第二の記
録層を有する多層構造光ディスクを用いる情報記録再生
装置において、前記第二の記録層に記録する場合に前記
第一の記録層から半径方向の揺動を検出して記録クロッ
クに用いる手段を具備した。

【００２３】この手段を具備することにより、第二の記
録層のウォブル信号が安定に抽出困難な場合でも、高精
度の記録クロックを発生することができる。

【００２４】（６）少なくとも第一の記録層と第二の記
録層を有する多層構造光ディスクで、前記第一の記録層
には記録溝に半径方向の揺動を有し、前記第二の記録層
には記録溝に半径方向の揺動を有しない光ディスクとし
た。

【００２５】前項目に記載したような第一層のウォブル
信号を用いて記録クロックを発生する場合には、第二層
のウォブルは不要となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明の第
１の実施例である。図１において、１０１は光ディス
ク、１０２は光学ヘッドで光ディスクに対してレーザ光
を照射してデータの記録再生を行う。１０３はレーザ制
御手段でレーザの出力をコントロールする。１０４はサ
ーボ手段で光学ヘッド１０２に対してフォーカストラッ
キング制御を行う。１０５はウォブル検出手段で光ディ
スク１０１から光学ヘッド１０２を通してウォブル信号
を検出する。１０６は記録再生手段で記録するデータの
変調や再生したデータの復調を行う。１０７はウォブル
ＰＬＬでウォブル検出手段１０５で検出されたウォブル
信号を１８６逓倍して記録クロック１０８を得る。記録
クロック１０８は記録再生手段１０６に供給される。１
０９は異常検出手段でＰＬＬが安定に発振しているかど
うかを判定する。１１０は全体制御手段である。

【００２７】次に異常検出手段１０９について詳細な説
明を行う。ウォブルＰＬＬ１０７は、入力を１８６逓倍
して記録クロックを生成しているため、入力のウォブル
信号が一定期間以上欠落すると、ディスクの線速度に対
応した正確な記録クロックを生成できなくなる。欠落時
間の目安としては、課題の項で示したようにＰＬＬの応
答帯域を数ＫＨｚに設定していることも勘案して、例え
ば入力として２６周期のウォブル信号が欠落した場合な
どに設定することができる。また、ウォブル信号が入力
されつづけている場合でも、ディスク上の傷や指紋など
によってトラッキング信号が著しく乱された場合は正確
な記録クロックが生成できない。この検出方法として
は、入力のウォブル信号の周期を常時固定クロックで測
定し、一定周期（若干の誤差は許容する）のウォブル信
号が例えば５０周期連続した場合はＰＬＬは正常動作に
入ったと判定し、一定周期以外のウォブル信号が例えば
２６周期連続した場合には、記録クロック異常と判定す
るなどの方法が考えられる。上記は設定例であり具体的
な周期の設定については装置の設計に依存する。

【００２８】次に図２を用いて全体制御手段１１０の詳
細動作について説明する。ここではＭＰＥＧデータなど
の連続記録が要求され、シークをともなう交替処理はし
ないと仮定する。ウォブル信号に対してウォブルＰＬＬ
１０７が引き込み、記録が開始される（２０１）と、異
常検出手段１０９は常にウォブルＰＬＬ１０７の状態を
監視する（２０２）。もし、ウォブルＰＬＬの異常が検
出されると（２０３）、そのセクタの記録は中断（スキ
ップ）し（２０４）、全体制御手段１１０は、スキップ
したセクタのトラックセクタアドレスを例えば装置が備
える半導体メモリ上の欠陥リストなどに一次的に記憶す
る（２０５）。そのセクタおよびそれ以降のセクタに記
録するデータは新たに次のセクタから記録を開始（２０
６）し、以下順次記録するデータを１セクタ分後ろにず
らして記録を続行する（セクタスリッピング）。一連の
記録動作が終了した時点（２０７）でスキップ情報を欠
陥セクタリストとして光ディスクの決められた領域に記
録する（２０８）。本光ディスク装置では、全体制御手
段１１０が本手順にしたがって動作することにより、ウ
ォブル信号が乱れた場合でも、シークや回転待ちの発生
する交替処理を行う必要がなく、最小１セクタの遅延で
もって次のセクタから記録を継続することができる。次
のセクタまでにウォブルＰＬＬが再引き込みできない場
合は、もう１セクタ欠陥セクタリストにエントリを追記
し、次の次のセクタから記録を開始すればよい。この程
度の記録時間の遅延であれば、通常は記録再生手段１０
６が持っているバッファメモリや、装置の外にあるＭＰ
ＥＧエンコーダ等に付随するバッファメモリにより時間
吸収が可能である。

【００２９】次に図３を用いてこのように記録された光
ディスクを再生する場合の装置の動作について説明す
る。再生する場合は、欠陥セクタリストをあらかじめデ
ィスクから読み出し（３０１）、次に再生するセクタの
トラックセクタアドレスが欠陥リストに登録されていれ
ば（３０２）、そのセクタの再生をスキップ（３０３）
して次のセクタから新たに再生を開始（３０４）すれば
よい。最終セクタの再生が終了すれば動作は終わりにな
る（３０５）。このように本発明によれば、記録クロッ
クの乱れたセクタを不用意に再生して、ＭＰＥＧなどの
連続性の要求されるデータの再生が途切れることを防止
することができる。

【００３０】（実施例２）図４は、本発明の第二の実施
例である。図４において、４０１は光ディスクの断面、
４０２は第１の記録層、４０３は第２の記録層、４０４
は記録用レーザビーム、４０５はウォブル再生用レーザ
ビームである。第２の記録層に記録する場合には、第１
の記録層を透過したレーザビームで記録を行う。この場
合、第１の記録層の記録／未記録や記録状態の差がレー
ザの光量に影響を及ぼしてＳ／Ｎの高いウォブル信号が
抽出できない場合がある。本実施例では、第２のレーザ
ビームを第１の記録層にあててウォブル信号を抽出する
ことにより、第２の記録層の記録クロックを生成する。
第１の記録層と第２の記録層の物理的な位置関係はディ
スクの製造時に一意に決定されるので、第１層から得ら
れるウォブル信号と第２層から得られるウォブル信号は
位相に差はあるものの、周期が異なることはない。

【００３１】ウォブル信号は、ディスクの回転速度（線
速度）に比例した周期が得られればよいので、記録用レ
ーザビーム４０４とウォブル信号抽出用のレーザビーム
４０５は、それぞれの存在するトラックアドレスさえ明
確であれば、かならずしも同じトラックにある必要はな
い。たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクではＺｏｎｅ２
３は１周４０セクタ、Ｚｏｎｅ３は１周２０セクタであ
るが、記録用レーザビームがＺｏｎｅ２３にあり、ウォ
ブル検出用レーザビームがＺｏｎｅ３にある場合は、ウ
ォブルのクロックを４０／２０＝２倍して使用すること
ができる。一般にＰＬＬの出力をＭ／Ｎ倍すること
（Ｍ，Ｎは整数）は比較的容易に実現できる。 また、
この場合、光ディスクの第２層ウォブルは無くても良
い。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウォブル
信号から記録クロックを生成する光ディスク装置におい
て、光ディスク表面の汚れや傷によりウォブル信号が乱
れた場合でも、データを連続して記録することができ、
また安定に再生することができる。また、２層の記録層
を有する光ディスクにおいて、２層目のウォブル信号が
安定に抽出できない場合でも、正確な記録クロックを生
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図

【図２】本発明の第１の実施例における全体制御手段の
記録動作フローチャート

【図３】本発明の第１の実施例における全体制御手段の
再生動作フローチャート

【図４】本発明の第２の実施例を示す図

【図５】従来の情報記録再生装置のブロック図

【図６】従来の情報記録再生装置における全体制御手段
の動作フローチャート

【符号の説明】

１０１ 光ディスク １０２ 光学ヘッド １０３ レーザ制御手段 １０４ サーボ手段 １０５ ウォブル検出手段 １０６ 記録再生手段 １０７ ウォブルＰＬＬ １０８ 記録クロック １０９ 異常検出手段 １１０ 全体制御手段 ４０１ 光ディスク断面 ４０２ 第１の記録層 ４０３ 第２の記録層 ４０４ データ記録レーザビーム ４０５ ウォブル再生レーザビーム ５０１ 光ディスク ５０２ 光学ヘッド ５０３ レーザ制御手段 ５０４ サーボ手段 ５０５ ウォブル検出手段 ５０６ 記録再生手段 ５０７ ウォブルＰＬＬ ５０８ 記録クロック ５０９ 全体制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録溝に半径方向の揺動を有する光ディ
   スクを用いる情報記録再生装置であって、ディスク記録
   溝の半径方向の揺動を電気的な信号として抽出するウォ
   ブル信号検出手段と、前記ウォブル信号を逓倍して記録
   クロックを得る周波数逓倍ＰＬＬ回路と、前記ＰＬＬ回
   路が出力するクロックの安定性判定手段と、前記安定性
   判定手段で前記ＰＬＬの動作が不安定と判定された場合
   に当該セクタの記録を中断し別個のセクタに記録しなお
   す記録制御手段を具備する光ディスク記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記安定性判定手段は、ウォブル信号が
   一定期間にわたり連続して欠落したことを検出する手段
   と、ウォブル信号の周期が一定期間にわたり連続して予
   測周期外になったことを検出する手段の少なくとも一方
   を備え、前記欠落の検出または前記周期外の検出が発生
   した場合にＰＬＬの動作が不安定と判定する請求項１記
   載の光ディスク記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記別個のセクタは、本来記録すべきセ
   クタの物理的に次の位置にあるセクタである請求項１記
   載の光ディスク記録再生装置。
4. 【請求項４】 前記記録を中断したセクタを欠陥セクタ
   情報としてディスクの特定エリアに記録する手段と、再
   生時には前記欠陥管理情報をディスクから読み出し、当
   該セクタの再生をスキップする手段を具備する請求項１
   記載の光ディスク記録再生装置。
5. 【請求項５】 少なくとも第一の記録層と第二の記録層
   を有する多層構造光ディスクを用いる情報記録再生装置
   であり、前記第二の記録層に記録する場合に前記第一の
   記録層から半径方向の揺動を検出して記録クロックに用
   いる手段を具備した光ディスク記録再生装置。
6. 【請求項６】 少なくとも第一の記録層と第二の記録層
   を有する多層構造光ディスクで、前記第一の記録層には
   記録溝に半径方向の揺動を有し、前記第二の記録層には
   記録溝に半径方向の揺動を有しない光ディスク。