JP2001338420A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現行フォーマットの光ディスクとの互換性を
保ちながら、記録密度の高密度化が図られた光ディスク
に対するデータの読み出しや書き込みを適切に行う。 【解決手段】 光ディスクに照射する光ビームの波長を
７８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．５０±０．
０１又は０．５５±０．０１に設定し、２倍密度ＣＤ−
Ｒに対する信号の読み出しや書き込みを行う場合には、
この２倍密度ＣＤ−Ｒを０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃの
Ｎ倍の線速度（Ｎは標準速度に対する倍率）で回転操作
し、イコライザの特性を、１ＭＨｚのＮ倍の周波数の近
傍でブーストして３〜４ｄＢのゲインが得られるように
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対す
るデータの読み出し或いは書き込みを行う光ディスク装
置に関し、特に、下位互換を保ちながら記録密度が高め
られた光ディスクに対するデータの読み出し或いは書き
込みを適切に行うことができる光ディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】外径寸法が約１２０ｍｍ、厚さが約１．
２ｍｍの光ディスクを記録媒体として用い、この光ディ
スクの信号記録面に対物レンズで集光した光を照射させ
ることで信号の読み出し或いは書き込みを行うようにし
たＣＤ（コンパクトディスク）システムが普及してい
る。

【０００３】ＣＤシステムは、当初、デジタルオーディ
オデータの記録再生システムとして開発されたものであ
るが、広く普及するに従って、用途に応じた様々なバリ
エーションへと展開されるに至っている。

【０００４】特に、近年では、パーソナルコンピュータ
が情報処理手段として一般家庭にまで広く浸透してきた
こととあいまって、コンピュータで扱うデータを記録し
ておく記録媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memo
ry）と呼ばれる再生専用光ディスクが広く普及してきて
いる。

【０００５】また、このようなＣＤ−ＲＯＭと再生互換
を保ちながら、データの記録が可能とされた光ディスク
として、ＣＤ−Ｒ（Recordable）のような追記型光ディ
スクや、ＣＤ−ＲＷ（Rewritable)のような書き換え可
能型光ディスクが開発され、実用化されるに至ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パーソナル
コンピュータ等で扱うデータのデータ量は益々増加する
傾向にあり、このようなデータを記録しておく記録媒体
としてのＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等に対し
ては、記憶容量の増大化を図ることが強く望まれるよう
になってきている。

【０００７】このような光ディスクの記録容量の増大化
は、トラックピッチを狭くし、また、最短ピット長を短
くして（線密度を高めて）、記録密度を高めることで実
現されることになる。

【０００８】一方、このような光ディスクに対してデー
タの読み出し、或いはデータの書き込みを行う光ディス
ク装置においては、開口数ＮＡの高い対物レンズを使用
し、また、短波長の光源を用いて、光ディスクに照射す
る光ビームのスポット径を小さくするようにすれば、記
録密度が高められた光ディスクに対しても、隣接トラッ
ク間でのクロストークや記録トラックに沿った方向での
符号間干渉等を実用上問題とならない程度にまで抑え
て、データの読み出しを適切に行うことができ、また、
データの書き込みも適切に行うことができるようにな
る。

【０００９】しかしながら、光ディスクの記録密度を高
めて記録容量の増大化を実現しても、光ディスク装置が
この記録密度が高められた光ディスクのみにしか対応で
きず、広く普及している現行フォーマットの光ディスク
に対するデータの読み出しや書き込みが容易に行えない
ようでは、その有用性は損なわれてしまう。

【００１０】すなわち、光ディスク装置の対物レンズの
開口数を大きくしたり、光源の波長を短くしたりすれ
ば、記録密度が高められた光ディスクへの対応を容易に
図ることができるが、対物レンズの開口数をあまり大き
くしたり、光源の波長をあまり短くしたりすると、現行
フォーマットの光ディスクに対するデータの読み出しや
書き込みを適切に行うことができなくなる。このため、
当該光ディスク装置は、記録密度が高められた光ディス
クに特化したものとなってしまい、有用性が損なわれて
しまうことになる。

【００１１】本発明は、以上のような実情に鑑みて創案
されたものであって、現行フォーマットの光ディスクと
の互換性を容易に確保することができると共に、記録密
度の高密度化が図られた光ディスクに対するデータの読
み出しや書き込みを適切に行うことが可能な光ディスク
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ディスク
装置は、互いに記録密度が異なる複数種の光ディスクに
対応したものであり、光ディスクを回転操作するディス
ク回転手段と、上記ディスク回転手段により回転操作さ
れる光ディスクに向けて波長が７８０ｎｍの光ビームを
出射する光源と、開口数が０．５０±０．０１の範囲内
又は０．５５±０．０１の範囲内に設定され、上記光源
から出射され上記光ディスクに照射される光ビームを集
束する光ビーム集束手段と、上記光ディスクからの戻り
光を検出して電気信号に変換する戻り光検出手段と、上
記戻り光検出手段により得られた電気信号に対して、イ
コライザによるイコライジング処理を行い、この電気信
号をもとに再生データを生成する再生手段と、上記ディ
スク回転手段により回転操作される光ディスクの種別を
判別する光ディスク判別手段とを備えている。

【００１３】そして、この光ディスク装置では、上記光
ディスク判別手段が、上記ディスク回転手段により回転
操作される光ディスクを、トラックピッチが１．１±
０．１μｍの範囲内に設定された光ディスクであると判
別したときに、上記ディスク回転手段が、この光ディス
クを０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃのＮ倍の線速度（Ｎは
標準速度に対する倍率）で回転操作すると共に、上記再
生手段が、上記イコライザの特性を、１ＭＨｚのＮ倍の
周波数の近傍でブーストして３〜４ｄＢのゲインが得ら
れるように設定する。

【００１４】この光ディスク装置においては、ディスク
回転手段により回転操作される光ディスクに向けて、波
長が７８０ｎｍの光ビームが光源から出射されることに
なる。光源から出射された光ビームは、開口数が０．５
０±０．０１の範囲内又は０．５５±０．０１の範囲内
に設定された光ビーム集束手段により集束され、ディス
ク回転手段により回転操作される光ディスクに照射され
る。そして、光ディスクにより反射された戻り光が戻り
光検出手段により検出され、電気信号に変換される。こ
の電気信号は、再生手段に供給され、イコライザによる
イコライジング処理が行われた後、２値化処理やクロッ
ク生成、誤り訂正処理等が行われ、これにより再生デー
タが生成されることになる。

【００１５】ここで、本発明に係る光ディスク装置は、
記録密度が異なる複数種の光ディスクにそれぞれ対応し
たものとなっており、記録再生の対象となる光ディスク
の種別（記録密度）、すなわち、ディスク回転手段によ
り回転操作される光ディスクの種別が、ディスク判別手
段により判別されるようになっている。そして、この光
ディスク装置においては、ディスク回転手段により回転
操作される光ディスクが、トラックピッチが１．１±
０．１μｍの範囲内に設定された光ディスクであるとデ
ィスク判別手段により判別されたときには、ディスク回
転手段が、この光ディスクを０．９±０．０５ｍ／ｓｅ
ｃのＮ倍の線速度（Ｎは標準速度に対する倍率）で回転
操作し、また、再生手段が、イコライザの特性を、１Ｍ
ＨｚのＮ倍の周波数の近傍でブーストして３〜４ｄＢの
ゲインが得られるように設定する。

【００１６】すなわち、ディスク回転手段により回転操
作される光ディスクが、トラックピッチが１．１±０．
１μｍの範囲内に設定された光ディスクであると判別さ
れたときは、この光ディスクは、ディスク回転手段によ
って、０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃのＮ倍の線速度で回
転操作される。具体的には、例えば、トラックピッチが
１．１±０．１μｍの範囲内に設定された光ディスクに
対して標準速度で記録再生を行う場合には、この光ディ
スクは、ディスク回転手段によって、線速度が０．９±
０．０５ｍ／ｓｅｃの範囲内となるように回転操作さ
れ、トラックピッチが１．１±０．１μｍの範囲内に設
定された光ディスクに対して標準速度の２倍の速度（い
わゆる２倍速記録再生）で記録再生を行う場合には、こ
の光ディスクは、ディスク回転手段によって、線速度が
（０．９±０．０５）×２ｍ／ｓｅｃの範囲内となるよ
うに回転操作される。

【００１７】そして、波長が７８０ｎｍの光ビームが、
開口数が０．５０±０．０１の範囲内又は０．５５±
０．０１の範囲内に設定された光ビーム集束手段により
集束され、この光ディスクに照射される。

【００１８】そして、この光ディスクからの戻り光が戻
り光検出手段により検出され、電気信号に変換されて、
再生手段に供給される。再生手段に供給された電気信号
は、１ＭＨｚのＮ倍の周波数の近傍で３〜４ｄＢのゲイ
ンが得られるような特性に設定されたイコライザによっ
てイコライジング処理が行われる。そして、このような
特性に設定されたイコライザによってイコライジング処
理が行われた電気信号をもとにして、再生データが生成
されることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】本発明を適用した光ディスク装置は、記録
密度の高密度化が図られた光ディスクに対してデータの
読み出しや書き込みを適切に行うことができると共に、
現行フォーマットの光ディスクに対するデータの読み出
しや書き込みも適切に行うことができるように構成され
たものである。なお、ここでは、追記型光ディスクとし
てのＣＤ−Ｒに対してデータの読み出しや書き込みを行
う光ディスク装置を例に挙げて説明するが、本発明を適
用した光ディスク装置は、この例に限定されるものでは
なく、例えば、書き換え可能型光ディスクとしてのＣＤ
−ＲＷに対応した構成とされていても良いし、また、読
み出し専用の光ディスクとしてのＣＤ−ＲＯＭ等に対応
した構成とされていても良い。

【００２１】ＣＤ−Ｒ 先ず、本発明を適用した光ディスク装置の具体的な説明
に先立ち、この光ディスク装置によりデータの読み出し
や書き込みが行われる現行フォーマットのＣＤ−Ｒ（以
下、１倍密度ＣＤ−Ｒという。）及び新たに定義される
２倍密度ＣＤ−Ｒについて説明する。なお、以下の説明
において、１倍密度ＣＤ−Ｒと２倍密度ＣＤ−Ｒとで共
通の部分については、両者を特に区別せずにＣＤ−Ｒと
総称する。

【００２２】ＣＤ−Ｒの各種仕様は、Orange Book Part
ＩＩの名で規格化されているので、ここでは、基本的
な構成と、１倍密度ＣＤ−Ｒと２倍密度ＣＤ−Ｒとで異
なる部分のみについて説明する。

【００２３】ＣＤ−Ｒは、図１に示すように、ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）等の樹脂材料が、外径寸法１２０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのディスク状に成形されてなるディスク基板１を備
え、このディスク基板１上に、有機色素系の記録材料が
スピンコートされてなる記録層２が形成されている。こ
の記録層２上には、例えば金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等が
成膜されて反射膜３が形成されており、更に、反射膜３
上には、例えば紫外線硬化樹脂等がスピンコートされて
保護層４が形成されている。

【００２４】このＣＤ−Ｒでは、書き込むべきデータ
（以下、記録データという。）に応じて変調された記録
用のレーザ光が記録層２に照射されることで、この光が
照射された部分の記録層２及びこれに接するディスク基
板１の相互作用によりこれらの界面に変形が生じ、これ
によって、記録データに対応したピット列が非可逆的に
形成されることになる。そして、このピット列に再生用
のレーザ光が照射され、その反射率変化が検出されるこ
とで、ＣＤ−Ｒに書き込まれたデータが読み出されるこ
とになる。

【００２５】ところで、１倍密度ＣＤ−Ｒのディスク基
板１の厚さは、１．２０±０．１ｍｍの範囲内とするこ
とが、Red Bookにより規定されている。このように、デ
ィスク基板１の厚さに±０．０１ｍｍもの公差を持たせ
たのは、Red Book規定時におけるディスク基板の製造技
術を考慮してのものである。現状ではディスク基板の製
造技術も進歩しているので、それほどの公差を持たせな
くとも、ディスク基板を歩留まり良く製造することがで
きるようになっている。

【００２６】ここで、新たに定義される２倍密度ＣＤ−
Ｒのディスク基板１の厚さの公差について検討すると、
プラス方向での公差をできるだけ小さく設定することが
望ましい。これは、ディスク基板１の厚さが厚くなる
と、光軸とディスク面とのずれであるスキューが生じた
ときに大きなコマ収差が発生することになり、隣接トラ
ック間でのクロストークや記録トラックに沿った方向で
の符号間干渉等の影響による信号のＳ／Ｎが劣化してし
まうためである。特に、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、１倍密
度ＣＤ−Ｒに比べてトラックピッチが狭ピッチとなって
おり、また、線密度も高められているので、コマ収差の
影響をできるだけ抑えることが要求される。

【００２７】また、ディスク基板１の厚さが大きくなる
と、ディスク基板１に付着した塵埃等の影響を受けやす
くなる。このことからも、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、ディ
スク基板１の厚さのプラス方向での公差をできるだけ小
さく設定することが望ましい。

【００２８】以上の点を考慮して、２倍密度ＣＤ−Ｒで
は、ディスク基板１の厚さの公差がプラス方向では０．
０２ｍｍ、マイナス方向では−０．１ｍｍに設定されて
いる。すなわち、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、ディスク基板
１の厚さが１．１０〜１．２２ｍｍの範囲内に設定され
ることになる。

【００２９】ＣＤ−Ｒの記録領域のレイアウトを図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び図２
（Ｂ）に示すように、ＣＤ−Ｒには、ディスク内周側か
ら順番に、ＰＣＡ（Power Caribration Area）１１と、
ＰＭＡ（Program Memory Area）１２と、リードインエ
リア１３と、プログラムエリア１４と、リードアウトエ
リア１５とがそれぞれ設けられている。

【００３０】ＰＣＡ１１は、記録時のレーザパワーを校
正するための領域であり、実際に試し書きを行うための
Test Areaと、このTest Areaの使用状況を記録しておく
Count Areaとを有している。また、ＰＭＡ１２は、書き
込むデータのモードや記録開始位置並びに記録終了位置
等の情報を各トラック毎に一時的に保管しておくための
領域である。これらＰＣＡ１１とＰＭＡ１２は、記録時
にのみ必要とされる領域であり、ファイナライゼーショ
ンを行ってリードインエリア１３やリードアウトエリア
１５への書き込みが終了すると、再生時には光学ピック
アップがアクセスすることがない。

【００３１】リードインエリア１３は、プログラムエリ
ア１４に書き込まれたデータの読み出しに利用される領
域であり、例えばＴＯＣ（Table Of Contents）情報等
が記録される。再生時には、このリードインエリア１３
に記録されたＴＯＣ情報を読むことで、光学ピックアッ
プは所望のトラックに瞬時にアクセスすることが可能と
なる。

【００３２】プログラムエリア１４は、実際に記録デー
タが書き込まれる領域であり、最大で９９の論理トラッ
クが設定されている。

【００３３】リードアウトエリア１５は、ディスクに関
する各種情報が記録される領域である。また、リードア
ウトエリア１５は、光ディスク装置の光学ピックアップ
がオーバーランしてしまうことを防止する緩衝領域とし
ての機能も有している。

【００３４】ここで、１倍密度ＣＤ−Ｒでは、図２
（Ａ）に示すように、リードインエリア１３がφ４６ｍ
ｍからφ５０ｍｍの領域、プログラムエリア１４がφ５
０ｍｍから最大でφ１１６ｍｍの領域、リードアウトエ
リア１５がφ１１６ｍｍから最大でφ１１８ｍｍの領域
にそれぞれ設定されている。そして、リードインエリア
１３の更に内周側にＰＣＡ１１とＰＭＡ１２とがそれぞ
れ設けられている。なお、ＰＣＡ１１の最内周はφ４
４．７ｍｍの領域である。

【００３５】これに対して、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、図
２（Ｂ）に示すように、リードインエリア１３がφ４
５．２ｍｍからφ４８ｍｍの領域、プログラムエリア１
４がφ４８ｍｍから最大でφ１１７ｍｍの領域、リード
アウトエリア１５がφ１１７ｍｍから最大でφ１１８ｍ
ｍの領域にそれぞれ設定されている。そして、リードイ
ンエリア１３の更に内周側にＰＣＡ１１とＰＭＡ１２と
がそれぞれ設けられており、ＰＣＡ１１の最内周はφ４
４．３８ｍｍの領域とされている。

【００３６】以上のような２倍密度ＣＤ−Ｒのレイアウ
トは、１倍密度ＣＤ−Ｒとの互換性を保ちながら、且
つ、プログラムエリア１４を最大限に拡張する目的で設
定されている。すなわち、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、記録
密度を高めるだけでなく、実際に記録データが書き込ま
れる領域であるプログラムエリア１４を、１倍密度ＣＤ
−Ｒとの互換性が保たれる範囲で拡張することでも、記
録容量の増大化が図られている。

【００３７】また、ＣＤ−Ｒでは、図１及び図３に示す
ように、ディスク基板１に、蛇行（ウォブリング）した
案内溝であるウォブリンググルーブ５が、例えばスパイ
ラル状に形成されている。そして、記録層２のウォブリ
ンググルーブ５に対応した部分が記録トラックとして設
定されており、この記録トラックに、ＥＦＭ変調が施さ
れた信号（ＥＦＭ信号）が記録されるようになされてい
る。すなわち、ＣＤ−Ｒでは、図３に示すように、隣接
するウォブリンググルーブ５間の間隔がトラックピッチ
ＴＰとなり、１倍密度ＣＤ−Ｒでは、このトラックピッ
チＴＰが１．６±０．１μｍの範囲内に設定されてお
り、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、このトラックピッチＴＰが
１．１±０．１μｍの範囲内に設定されている。２倍密
度ＣＤ−Ｒでは、このようにトラックピッチＴＰを１倍
密度ＣＤ−Ｒよりも狭めることにより、記録密度の高密
度化を図るようにしている。

【００３８】また、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、トラックピ
ッチＴＰを狭めると同時に記録トラックに沿った方向で
の記録密度（線密度）も高めるようにしている。具体的
には、例えば、１倍密度ＣＤ−Ｒでの最短ピット長（３
Ｔ）が約０．８３μｍとされるのに対して、２倍密度Ｃ
Ｄ−Ｒでの最短ピット長（３Ｔ）は約０．６２μｍとさ
れる。

【００３９】以上のように、２倍密度ＣＤ−Ｒでは、ト
ラックピッチＴＰを狭めると共に線密度を高めること
で、記録密度を１倍密度ＣＤ−Ｒの約２倍とし、１倍密
度ＣＤ−Ｒの容量の約２倍、具体的には１ＧＢ以上のデ
ータを記録できるようになされている。

【００４０】なお、これらＣＤ−ＲのトラックピッチＴ
Ｐは、ディスク基板１の型となる原盤を作製する工程に
おいて、ガラス基板上のレジスト層にウォブリンググル
ーブ５に対応した潜像を形成する際の送り量、すなわ
ち、ガラス基板を１回転させる毎にガラス基板の径方向
に送り動作される送り量を調整することで適切な値に設
定することができる。具体的には、原盤作製工程におい
てガラス基板の径方向への送り量をガラス基板が１回転
する毎に１．６±０．１μｍの範囲内に設定すること
で、トラックピッチＴＰが１．６±０．１μｍの範囲内
に設定された１倍密度ＣＤ−Ｒを得ることができる。ま
た、原盤作製工程においてガラス基板の径方向への送り
量をガラス基板が１回転する毎に１．１±０．１μｍの
範囲内に設定することで、トラックピッチＴＰが１．１
±０．１μｍの範囲内に設定された２倍密度ＣＤ−Ｒを
得ることができる。

【００４１】また、これらＣＤ−Ｒの線密度の変更は、
これらＣＤ−Ｒを回転操作する際の線速度を適切な値に
設定することで実現できる。具体的には、１倍密度ＣＤ
−Ｒを回転操作する際の線速度は１．２±０．１ｍ／ｓ
ｅｃの範囲内に設定され、２倍密度ＣＤ−Ｒを回転操作
する際の線速度は０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃに設定さ
れることになる。なお、この線速度は、標準速度で記録
再生を行う場合の線速度であり、例えば、いわゆる２倍
速記録再生のように、標準速度のＮ倍の速度で記録再生
を行う場合には、１倍密度ＣＤ−Ｒを回転操作する際の
線速度は１．２±０．１ｍ／ｓｅｃのＮ倍に設定され、
２倍密度ＣＤ−Ｒを回転操作する際の線速度は０．９±
０．０５ｍ／ｓｅｃのＮ倍に設定されることになる。

【００４２】ところで、ウォブリンググルーブ５は、僅
かに正弦波状に蛇行（ウォブリング）するように形成さ
れており、このウォブリングによって、ＦＭ変調された
位置情報、すなわちディスク上の絶対位置を示す時間軸
情報等が、ＡＴＩＰ（Absolute Time In Pregroove)ウ
ォブル信号として記録されている。

【００４３】ＡＴＩＰウォブル信号は、ＣＤ−Ｒが所定
の速度で回転操作されたときに、中心周波数が例えば２
２．０５ｋＨｚとなるように記録されている。ＡＴＩＰ
ウォブル信号の１セクタは、記録データの１データセク
タ（２３５２バイト）と一致しており、記録データを書
き込む場合には、ＡＴＩＰウォブル信号のセクタに対し
て記録データのデータセクタの同期を取りながら書き込
みが行われる。

【００４４】ＡＴＩＰウォブル信号のフレーム構造を図
４に示す。ＡＴＩＰウォブル信号の１フレームは４２ビ
ットからなり、最初の４ビットは同期信号「ＳＹＮＣ」
である。そして、時間軸情報である「minutes」，「sec
onds」，「frames」がそれぞれ２DigitＢＣＤ（８ビッ
ト）で示されている。更に、１４ビットのＣＲＣ（Cycl
ic Redundancy Code）が付加されて１フレームが構成さ
れている。ＣＤ−Ｒでは、このＡＴＩＰウォブル信号の
同期信号「ＳＹＮＣ」のパターンを１倍密度ＣＤ−Ｒと
２倍密度ＣＤ−Ｒとで異ならせるようにしている。

【００４５】１倍密度ＣＤ−ＲのＡＴＩＰウォブル信号
の同期信号「ＳＹＮＣ」のパターンの具体的な一例を図
５（Ａ）乃至図５（Ｅ）に示す。

【００４６】図５（Ａ）に示すＡＴＩＰウォブル信号
は、バイフェーズマーク変調されることで図５（Ｂ）或
いは図５（Ｄ）に示すようなチャンネルビットパターン
となる。ここで、ＡＴＩＰウォブル信号の同期信号「Ｓ
ＹＮＣ」は、直前のチャンネルビットが「０」のとき
は、図５（Ｂ）に示すように「１１１０１０００」のチ
ャンネルビットパターンとされ、バイフェーズマーク変
調を施した後のバイフェーズ信号は図５（Ｃ）に示すよ
うな波形となる。また、ＡＴＩＰウォブル信号の同期信
号「ＳＹＮＣ」は、直前のチャンネルビットが「１」の
ときは、図５（Ｄ）に示すように「０００１０１１１」
のチャンネルビットパターンとされ、バイフェーズマー
ク変調を施した後のバイフェーズ信号は図５（Ｅ）に示
すような波形となる。すなわち、１倍密度ＣＤ−ＲのＡ
ＴＩＰウォブル信号の同期信号「ＳＹＮＣ」のパターン
は、３Ｔ波形と逆極性の３Ｔ波形とが１Ｔ波形を挟んで
接続されたパターンとなっている。

【００４７】一方、２倍密度ＣＤ−ＲのＡＴＩＰウォブ
ル信号の同期信号「ＳＹＮＣ」のパターンの具体的な一
例を図６（Ａ）乃至図６（Ｅ）に示す。

【００４８】図６（Ａ）に示すＡＴＩＰウォブル信号
は、バイフェーズマーク変調されることで図６（Ｂ）或
いは図６（Ｄ）に示すようなチャンネルビットパターン
となる。ここで、ＡＴＩＰウォブル信号の同期信号「Ｓ
ＹＮＣ」は、直前のチャンネルビットが「０」のとき
は、図６（Ｂ）に示すように「１１１０００１０」のチ
ャンネルビットパターンとされ、バイフェーズマーク変
調を施した後のバイフェーズ信号は図６（Ｃ）に示すよ
うな波形となる。また、ＡＴＩＰウォブル信号の同期信
号「ＳＹＮＣ」は、直前のチャンネルビットが「１」の
ときは、図６（Ｄ）に示すように「０００１１１０１」
のチャンネルビットパターンとされ、バイフェーズマー
ク変調を施した後のバイフェーズ信号は図６（Ｅ）に示
すような波形となる。すなわち、２倍密度ＣＤ−ＲのＡ
ＴＩＰウォブル信号の同期信号「ＳＹＮＣ」のパターン
は、３Ｔ波形と逆極性の３Ｔ波形とが連続したパターン
となっている。

【００４９】以上のように、ＣＤ−Ｒでは、このＡＴＩ
Ｐウォブル信号の同期信号「ＳＹＮＣ」のパターンを１
倍密度ＣＤ−Ｒと２倍密度ＣＤ−Ｒとで異ならせるよう
にしているので、光ディスク装置は、このＡＴＩＰウォ
ブル信号を検出してその同期信号を読み出したときに、
装着されたＣＤ−Ｒが１倍密度ＣＤ−Ｒであるのか、或
いは２倍密度ＣＤ−Ｒであるのかを瞬時に判別すること
ができることになる。

【００５０】光ディスク装置 次に、上述した１倍密度ＣＤ−Ｒ及び２倍密度ＣＤ−Ｒ
に対してデータの読み出しや書き込みを行う本発明を適
用した光ディスク装置について説明する。

【００５１】本発明を適用した光ディスク装置の一構成
例を図７に示す。この図７に示す光ディスク装置２０
は、スピンドルモータ２１を備えており、このスピンド
ルモータ２１に記録媒体としてのＣＤ−Ｒ（１倍密度Ｃ
Ｄ−Ｒ又は２倍密度ＣＤ−Ｒ）が装着されるようになさ
れている。

【００５２】スピンドルモータ２１はモータ制御部２２
により駆動制御されるようになされており、このモータ
制御部２２の制御によって、１倍密度ＣＤ−Ｒが装着さ
れた場合には、この１倍密度ＣＤ−Ｒを１．２±０．１
ｍ／ｓｅｃ（標準速度）の範囲内でＣＬＶ（Constant L
inear Velocity：線速一定）にて回転操作し、２倍密度
ＣＤ−Ｒが装着された場合には、この２倍密度ＣＤ−Ｒ
を０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃ（標準速度）の範囲内で
ＣＬＶにて回転操作する。

【００５３】また、光ディスク装置２０は、スピンドル
モータ２１により回転操作されるＣＤ−Ｒに対して集束
した光ビームを照射し、また、ＣＤ−Ｒにて反射された
戻り光を検出する光学ピックアップ２３を備えている。
この光学ピックアップ２３は、波長が７８０ｎｍの光ビ
ームを出射する半導体レーザ２４と、この半導体レーザ
２４から出射された光ビームを平行光に変換するコリメ
ータレンズ２５と、光ビームの光路を分岐するビームス
プリッタ２６と、開口数ＮＡが０．５±０．０１の範囲
内或いは０．５５±０．０１の範囲内に設定され、ビー
ムスプリッタ２６を透過した光を集束してＣＤ−Ｒに照
射させる対物レンズ２７と、ＣＤ−Ｒにて反射されビー
ムスプリッタ２６により反射された戻り光を集束する集
光レンズ２８と、集光レンズ２８により集束された戻り
光を受光する光検出器２９とを有している。

【００５４】再生時には、光量がコントロールされた波
長７８０ｎｍの光ビームが半導体レーザ２４から出射さ
れる。半導体レーザ２４から出射された光ビームは、コ
リメータレンズ２５により平行光に変換された後、ビー
ムスプリッタ２６を透過して対物レンズ２７に入射す
る。対物レンズ２７は、開口数ＮＡが０．５±０．０１
の範囲内或いは０．５５±０．０１の範囲内に設定され
ており、この開口数に応じたパワーで光ビームを集束す
る。そして、対物レンズ２７により集束された光ビーム
がスピンドルモータ２１により回転操作されるＣＤ−Ｒ
に照射され、記録データに対応したピット列に沿って光
スポットが形成されることになる。

【００５５】ＣＤ−Ｒに照射された光ビームは、このＣ
Ｄ−Ｒにて反射されることになるが、このとき、光スポ
ットが形成された箇所のピット列の状態（ピットの有無
やピット長）によってその反射率が異なったものとな
る。この反射率の違いはピット列の状態、すなわち記録
データを反映したものであるので、ＣＤ−Ｒにて反射さ
れた戻り光は、信号成分を含んだものとなる。

【００５６】この信号成分を含んだ戻り光は、対物レン
ズ２７を透過した後にビームスプリッタ２６により反射
され、集光レンズ２８により集束されて光検出器２９に
受光される。光検出器２９は、例えば２分割された受光
部を有し、これら受光部により受光された戻り光を光電
変換及び電流電圧変換して、戻り光に応じた電圧信号を
生成する。そして、光検出器２９により生成された電圧
信号は、ＲＦアンプ部３０に供給されることになる。

【００５７】ＲＦアンプ部３０は、光学ピックアップ２
３の光検出器２９から供給された電圧信号に基づいて、
再生信号（ＲＦ信号）や、フォーカスエラー信号、トラ
ッキングエラー信号、ウォブル信号を生成する。このＲ
Ｆアンプ部３０で生成された再生信号はイコライザ３１
に、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号
はサーボ制御部３２に、ウォブル信号はＡＴＩＰデコー
ダ３３にそれぞれ供給される。

【００５８】イコライザ３１は、ＲＦアンプ部３０から
供給された再生信号に対してイコライジング処理を行っ
て、この再生信号の波形修正を行う。イコライザ３１の
特性は、制御部３４によって切り替えられるようになっ
ており、詳細を後述するように、１倍密度ＣＤ−Ｒから
のデータを再生するときは、１倍密度ＣＤ−Ｒに適した
特性に設定され、２倍密度ＣＤ−Ｒからのデータを再生
するときは、２倍密度ＣＤ−Ｒに適した特性に設定され
ることになる。イコライザ３１によりイコライジング処
理が行われた再生信号は、２値化／クロック生成部３５
に供給される。

【００５９】２値化／クロック生成部３５は、イコライ
ザ３１から供給された再生信号の２値化処理を行ってデ
ジタルデータに変換し、このデジタルデータをデータ処
理部３６に供給する。また、２値化／クロック生成部３
５は、このデジタルデータに同期するクロック信号の生
成も行い、生成したクロック信号をデジタルデータと共
にデータ処理部３６に供給する。

【００６０】サーボ制御部３２は、ＲＦアンプ部３０か
ら供給されたフォーカスエラー信号やトラッキングエラ
ー信号に基づいて、フォーカス制御やトラッキング制御
を行うための制御信号を生成し、この制御信号を２軸ド
ライバ３７に供給する。

【００６１】２軸ドライバ３７は、サーボ制御部３２か
ら供給された制御信号に基づいて、図示しない２軸アク
チュエータを駆動する。これにより、２軸アクチュエー
タに保持された光学ピックアップ２３の対物レンズ２７
が、ＣＤ−Ｒに近接離間する方向及びＣＤ−Ｒの径方向
の２軸方向に移動操作され、フォーカス制御及びトラッ
キング制御が行われることになる。

【００６２】ＡＴＩＰデコーダ３３は、制御部３４の制
御のもとで、ＲＦアンプ部３０から供給されたウォブル
信号の復調処理を行い、時間軸情報を示すＡＴＩＰウォ
ブル信号を生成する。このＡＴＩＰデコーダ３３で生成
されたＡＴＩＰウォブル信号は、システム制御部３４に
供給される。そして、光学ピックアップ２３のアクセス
動作を行うときは、システム制御部３４がこのＡＴＩＰ
ウォブル信号に基づいて、図示しないアクセス制御部を
制御して、光学ピックアップ２３を所望の記録トラック
にアクセスさせる。

【００６３】データ処理部３６は、制御部３４の制御の
もとで、２値化／クロック生成部３５から供給されたデ
ジタルデータをＥＦＭ復調すると共に、デインターリー
ブ処理やＣＩＲＣ（Cross Interleave Reed-Solomon Co
de）による誤り訂正処理を行う。更に、データ処理部３
６では、デスクランブル処理やＥＣＣ（Error Correcti
ng Code）による誤り訂正処理等も行われる。また、デ
ータ処理部３６では、ＥＦＭ復調が施された後のデータ
からサブコードが取り出される。この取り出されたサブ
コードは、制御部３４に供給されることになる。

【００６４】データ処理部３６において誤り訂正処理が
施されたデータは、ＲＡＭ等のバッファメモリに蓄えら
れた後に、再生データとして、インターフェース３８を
介してホスト側のコンピュータ等に供給される。

【００６５】また、データ処理部３６は、ホスト側のコ
ンピュータ等から記録データが供給されたときには、こ
の記録データをＲＡＭ等のバッファメモリに一時蓄えな
がら、バッファメモリから記録データを順次読み出し
て、所定のセクターフォーマットにエンコードすると共
に、この記録データ誤り訂正用のＥＣＣを付加する。更
に、データ処理部３６では、ＣＩＲＣエンコード処理や
ＥＦＭ変調処理等も行い、書き込み信号を生成する。そ
して、この書き込み信号をレーザドライバ３９に供給す
る。

【００６６】レーザドライバ３９は、制御部３４の制御
のもとで、データ処理部３６から供給された書き込み信
号に応じて光学ピックアップ２３の半導体レーザ２４を
駆動し、半導体レーザ２４から記録データに応じて変調
された光ビームを出射させる。半導体レーザ２４から出
射された光ビームは対物レンズ２７により集束されてス
ピンドルモータ２１により回転操作されるＣＤ−Ｒに照
射される。これにより、記録データに応じたピット列が
ＣＤ−Ｒに形成され、ＣＤ−Ｒに記録データが記録され
ることになる。

【００６７】制御部３４にはＲＯＭ４０が接続されてお
り、このＲＯＭ４０には、光ディスク装置２０全体の動
作を制御するための動作制御用プログラムが格納されて
いる。制御部３４は、ＡＴＩＰデコーダ３３から供給さ
れたＡＴＩＰウォブル信号の同期信号「ＳＹＮＣ」のパ
ターンから、スピンドルモータ２１に装着されているＣ
Ｄ−Ｒが１倍密度ＣＤ−Ｒであるのか、或いは２倍密度
ＣＤ−Ｒであるのかを識別し、それに応じた動作制御用
プログラムに基づいて、光ディスク装置２０全体の動作
を制御する。

【００６８】具体的には、制御部３４は、スピンドルモ
ータ２１に装着されているＣＤ−Ｒが１倍密度ＣＤ−Ｒ
であると判断した場合には、それに応じた制御信号をモ
ータ制御部２２に供給する。モータ制御部２２は、この
制御信号に基づいて、１倍密度ＣＤ−Ｒが１．２±０．
１ｍ／ｓｅｃの範囲内の線速度で回転操作されるように
スピンドルモータ２１を駆動制御する。また、制御部３
４は、スピンドルモータ２１に装着されているＣＤ−Ｒ
が２倍密度ＣＤ−Ｒであると判断した場合には、それに
応じた制御信号をモータ制御部２２に供給する。モータ
制御部２２は、この制御信号に基づいて、２倍密度ＣＤ
−Ｒが０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃの範囲内の線速度で
回転操作されるようにスピンドルモータ２１を駆動制御
する。なお、これらの線速度は、標準速度で記録再生を
行う場合の線速度であり、例えば、いわゆる２倍速記録
再生のように、標準速度のＮ倍の速度で記録再生を行う
場合には、１倍密度ＣＤ−Ｒを１．２±０．１ｍ／ｓｅ
ｃのＮ倍の線速度で回転操作するようにスピンドルモー
タ２１が駆動制御され、２倍密度ＣＤ−Ｒを０．９±
０．０５ｍ／ｓｅｃのＮ倍の線速度で回転操作するよう
にスピンドルモータ２１が駆動制御されることになる。

【００６９】また、制御部３４は、スピンドルモータ２
１に装着されているＣＤ−Ｒが２倍密度ＣＤ−Ｒである
と判断した場合には、イコライザ３１の特性を、図８に
示すように、１ＭＨｚのＮ倍の周波数の近傍でブースト
して３〜４ｄＢのゲインが得られるような特性に設定す
る。

【００７０】再生信号のスペクトルは、最短ピット（３
Ｔ）の周波数よりも高いところにも存在する。ここで、
２倍密度ＣＤ−Ｒは、上述したように、スピンドルモー
タ２１によって線速度が０．９×Ｎ±０．０５ｍ／ｓｅ
ｃの範囲内となるように回転操作される。そして、この
２倍密度ＣＤ−Ｒに書き込まれた信号の空間周波数を電
気の周波数に変換すると、カットオフ周波数が約１．０
５ＭＨｚのＮ倍の周波数となる。したがって、この２倍
密度ＣＤ−Ｒから読み出された再生信号に対してイコラ
イジング処理を行う場合は、１ＭＨｚのＮ倍の周波数の
近傍までをブーストすれば良い。そして、このブースト
周波数近傍で３〜４ｄＢのゲインが得られるようにする
と、２倍密度ＣＤ−Ｒから読み出された再生信号の波形
修正を適切に行って、ジッター特性を良好にすることが
可能となる。なお、カットオフ周波数を超えた周波数帯
域では再生信号のスペクトル成分はないので、この周波
数帯域でブーストしてもノイズを増幅するのみである。
したがって、カットオフ周波数を超えた周波数帯域で
は、ゲインを速やかに減衰させることが望ましい。

【００７１】一方、制御部３４は、スピンドルモータ２
１に装着されているＣＤ−Ｒが１倍密度ＣＤ−Ｒである
と判断した場合には、イコライザ３１の特性を、図９に
示すように、１ＭＨｚのＮ倍の周波数の近傍でブースト
して２〜３ｄＢのゲインが得られるような特性に設定す
る。

【００７２】１倍密度ＣＤ−Ｒに書き込まれた信号の最
短ピット長は、２倍密度ＣＤ−Ｒに書き込まれた信号の
最短ピット長よりも長くなるが、１倍密度ＣＤ−Ｒは、
上述したように、スピンドルモータ２１によって線速度
が１．２×Ｎ±０．１ｍ／ｓｅｃの範囲内となるように
回転操作されるので、この１倍密度ＣＤ−Ｒに書き込ま
れた信号の空間周波数を電気の周波数に変換すると、カ
ットオフ周波数が２倍密度ＣＤ−Ｒに書き込まれた信号
と同様に約１．０５ＭＨｚのＮ倍の周波数となる。した
がって、この１倍密度ＣＤ−Ｒから読み出された再生信
号に対してイコライジング処理を行う場合は、２倍密度
ＣＤ−Ｒから読み出された再生信号に対してイコライジ
ング処理を行う場合と同様に、１ＭＨｚのＮ倍の周波数
の近傍までをブーストすれば良いことになる。ゲイン方
向については、１倍密度ＣＤ−Ｒの場合は、２倍密度Ｃ
Ｄ−Ｒに比べて少ないゲインで波形修正が適切に行え
る。具体的には、ブースト周波数近傍で２〜３ｄＢのゲ
インが得られるようにすると、１倍密度ＣＤ−Ｒから読
み出された再生信号の波形修正を適切に行って、ジッタ
ー特性を良好にすることが可能となる。

【００７３】本発明を適用した光ディスク装置２０で
は、上述したように、データの読み出しや書き込みを行
うＣＤ−Ｒが１倍密度ＣＤ−Ｒであるのか或いは２倍密
度ＣＤ−Ｒであるのかを制御部３４が識別するようにし
ている。そして、２倍密度ＣＤ−Ｒからデータを読み出
す場合には、イコライザ３１の特性を前掲した図８に示
すように、２倍密度ＣＤ−Ｒに最適な状態に設定し、１
倍密度ＣＤ−Ｒからデータを読み出す場合には、イコラ
イザ３１の特性を前掲した図９に示すように、１倍密度
ＣＤ−Ｒに最適な状態に設定するようにしている。した
がって、この光ディスク装置２０によれば、規格化され
た既存のＣＤ−Ｒである１倍密度ＣＤ−Ｒからのデータ
を読み出す場合でも、記録密度が高められた２倍密度Ｃ
Ｄ−Ｒからのデータを読み出す場合でも、ジッター特性
を良好にして、適切な再生動作を行うことができる。

【００７４】また、この光ディスク装置２０では、使用
するレーザ光の波長λを、１倍密度ＣＤ−Ｒのみに対応
した既存の光ディスク装置と同様の７８０ｎｍとし、ま
た、対物レンズ２７の開口数ＮＡを大きく変更すること
なく０．５０±０．０１の範囲内又は０．５５±０．０
１の範囲内に設定しているので、１倍密度ＣＤ−Ｒに対
しても適切にデータの読み出しや書き込みを行うことが
できる。

【００７５】なお、以上説明した光ディスク装置２０に
おいては、ＡＴＩＰウォブル信号の同期信号「ＳＹＮ
Ｃ」のパターンの違いからディスクの種別（１倍密度Ｃ
Ｄ−Ｒであるか２倍密度ＣＤ−Ｒであるか）を識別する
ようにしているが、ディスクの種別を識別する方法は、
以上の例に限定されるものではなく、例えば、再生時に
おいては、検出されたデータのフレーム同期信号の違い
からディスクの種別を判別するようにしても良い。

【００７６】また、以上説明した光ディスク装置２０
は、追記型の光ディスクであるＣＤ−Ｒに対応した構成
とされているが、同様の構成で書き換え可能型光ディス
クであるＣＤ−ＲＷに対応することも可能である。具体
的には、ＣＤ−ＲＷはＣＤ−Ｒと比較して反射率が低い
ので、弱い信号を増幅するＡＧＣ（Auto Gain Control
l)を上記構成に付加するようにすれば、光ディスク装置
２０をＣＤ−ＲＷに対応したものとすることができる。

【００７７】また、以上説明した光ディスク装置２０で
は、再生専用光ディスクであるＣＤ−ＲＯＭからのデー
タの読み出しも適切に行うことができる。

【００７８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る光ディスク装置によれば、現行フォーマットの光ディ
スクとの互換性を保ちながら、記録密度の高密度化が図
られた光ディスクに対するデータの読み出しや書き込み
を適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＤ−Ｒの要部断面図である。

【図２】上記ＣＤ−Ｒの記録領域のレイアウトを示す図
であり、（Ａ）は１倍密度ＣＤ−Ｒの記録領域のレイア
ウトを示し、（Ｂ）は２倍密度ＣＤ−Ｒの記録領域のレ
イアウトを示している。

【図３】上記ＣＤ−Ｒのディスク基板の一部を拡大して
示す斜視図である。

【図４】ＡＴＩＰウォブル信号のフレーム構造を示す図
である。

【図５】１倍密度ＣＤ−ＲのＡＴＩＰウォブル信号の同
期信号「ＳＹＮＣ」のパターンの具体的な一例を示す図
であり、（Ａ）はＡＴＩＰウォブル信号を示し、（Ｂ）
は直前のチャンネルビットが「０」の場合のチャンネル
ビットパターンを示し、（Ｃ）は（Ｂ）のチャンネルビ
ットパターンに対応したバイフェーズ信号を示し、
（Ｄ）は直前のチャンネルビットが「１」の場合のチャ
ンネルビットパターンを示し、（Ｅ）は（Ｄ）のチャン
ネルビットパターンに対応したバイフェーズ信号を示し
ている。

【図６】２倍密度ＣＤ−ＲのＡＴＩＰウォブル信号の同
期信号「ＳＹＮＣ」のパターンの具体的な一例を示す図
であり、（Ａ）はＡＴＩＰウォブル信号を示し、（Ｂ）
は直前のチャンネルビットが「０」の場合のチャンネル
ビットパターンを示し、（Ｃ）は（Ｂ）のチャンネルビ
ットパターンに対応したバイフェーズ信号を示し、
（Ｄ）は直前のチャンネルビットが「１」の場合のチャ
ンネルビットパターンを示し、（Ｅ）は（Ｄ）のチャン
ネルビットパターンに対応したバイフェーズ信号を示し
ている。

【図７】本発明を適用した光ディスク装置の一構成例を
示すブロック図である。

【図８】２倍密度ＣＤ−Ｒからデータを再生する場合に
設定されるイコライザの特性を示す図である。

【図９】１倍密度ＣＤ−Ｒからデータを再生する場合に
設定されるイコライザの特性を示す図である。

【符号の説明】

１ ディスク基板、２ 記録層、５ ウォブリンググル
ーブ、２０ 光ディスク装置、２１ スピンドルモー
タ、２２ モータ制御部、２３ 光学ピックアップ、２
４ 半導体レーザ、２７ 対物レンズ、２９ 光検出
器、３０ ＲＦアンプ部、３１ イコライザ、３２ サ
ーボ制御部、３３ ＡＴＩＰデコーダ、３４制御部、３
５ ２値化／クロック生成部、３６ データ処理部、３
７ ２軸ドライバ、３８ インターフェース、３９ レ
ーザドライバ、４０ ＲＯＭ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに記録密度が異なる複数種の光ディ
   スクに対応した光ディスク装置であって、 光ディスクを回転操作するディスク回転手段と、 上記ディスク回転手段により回転操作される光ディスク
   に向けて波長が７８０ｎｍの光ビームを出射する光源
   と、 開口数が０．５０±０．０１の範囲内又は０．５５±
   ０．０１の範囲内に設定され、上記光源から出射され上
   記光ディスクに照射される光ビームを集束する光ビーム
   集束手段と、 上記光ディスクからの戻り光を検出して電気信号に変換
   する戻り光検出手段と、 上記戻り光検出手段により得られた電気信号に対して、
   イコライザによるイコライジング処理を行い、この電気
   信号をもとに再生データを生成する再生手段と、 上記ディスク回転手段により回転操作される光ディスク
   の種別を判別する光ディスク判別手段とを備え、 上記光ディスク判別手段が、上記ディスク回転手段によ
   り回転操作される光ディスクを、トラックピッチが１．
   １±０．１μｍの範囲内に設定された光ディスクである
   と判別したときに、上記ディスク回転手段が、この光デ
   ィスクを０．９±０．０５ｍ／ｓｅｃのＮ倍の線速度
   （Ｎは標準速度に対する倍率）で回転操作すると共に、
   上記再生手段が、上記イコライザの特性を、１ＭＨｚの
   Ｎ倍の周波数の近傍でブーストして３〜４ｄＢのゲイン
   が得られるように設定することを特徴とする光ディスク
   装置。
2. 【請求項２】 上記光ディスクは、位置情報に応じてウ
   ォブリングされたグルーブを有し、 上記光ディスク判別手段は、上記グルーブからの位置情
   報を読み出すことで得られる同期パターンに基づいて、
   上記光ディスクの種別を判別することを特徴とする請求
   項１記載の光ディスク装置。