JP2004227772A - ディスク状記録媒体及び記録再生装置 - Google Patents

ディスク状記録媒体及び記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】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、高信頼度でかつ大容量の情報記録再生方式を提供する。
【解決手段】ディスク状記録媒体1の記録領域を、半径方向に順次隣接する複数
のゾーン2a〜2fに区画し、各ゾーン2a〜2fごとに、記録再生用のクロッ
クを割り当て、各ゾーン2a〜2f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。
【選択図】図2

Description

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。
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(Constant 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 Linear 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60-177404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、記録領
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
特開昭61-131236号公報 特開昭60-177404号公報 特開昭60-117448号公報
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、高信頼度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。
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。
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ΔΦ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。
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、N
RZ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図では図示せず)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〜2
f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〜2
f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)、CP
U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 Oscillat
or)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23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、その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R
μm、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。
o=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l
iは、次のようになる。
i=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=51、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、コード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7
3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、A
ND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3
2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。
0=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
i=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3
4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1
6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量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、(ΔΦ/
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。
上記実施例で得られる効果として以下のものがある。
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。
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。 光ディスク媒体の概要フォーマットの説明図。 1セクタの構成を示す説明図。 データ記録方法を示す波形図。 データ再生方法を示す波形図。 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。 記録膜面の到達温度曲線を示すグラフ。 記録ピットの変動を示したモデル波形図。 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。 クロック情報の変換テーブルを示す説明図。 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。 シンセサイザの構成の一例を示すブロック図。 記録時の補正を行う回路の構成を示すブロック図。 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。 クロック情報の変換テーブルを示す説明図。 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。 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。
符号の説明
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。

Claims (3)

  1. 複数のトラックを有する記録領域が、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、各トラックのセクタ数が、外周ゾーンにいくに従って増加するように記録され、
    前記複数のゾーンのうちの第1のゾーンに属するトラック本数と、前記第1のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第2のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
    前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラック毎のセクタ数は、同一であることを特徴とするディスク状記録媒体。
  2. 複数のセクタを有するトラックを複数有し、記録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、セクタ番号が記録されるヘッダ部を有するものである記録媒体において、
    前記複数のゾーンの各々において同一順位にあるトラックの前記セクタの前記ヘッダ部は、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、各トラックのセクタの数が、外周ゾーンにいくに従って増加するように記録され、
    前記複数のゾーンのうちの第1のゾーンに属するトラック本数と、前記第1のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第2のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
    前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラック毎のセクタ数は、同一であることを特徴とするディスク状記録媒体。
  3. 複数のセクタを有するトラックを複数有し、記録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、セクタ番号が記録されるヘッダ部を有するものであ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、
    前記記録媒体は、前記複数のゾーンの各々において同一順位にある前記トラックの前記セクタの前記ヘッダ部における、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、各トラックのセクタの数が、外周ゾーンに行くに従って増加するように記録され、
    前記複数のゾーンのうちの第1のゾーンに属するトラック本数と、前記第1のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第2のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
    前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラック毎のセクタ数は、同一であり、
    前記記録再生装置は、前記複数のゾーンに属するトラックのヘッダ部から、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。
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