JP2005122804A - 光ディスク装置及び光ディスク再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行（ウォブル）させることによりアドレス情報が記録された光ディスクのアドレス情報の再生能力を高め、チルトマージンも広くとれるようにする。
【解決手段】 光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を受光する光ディテクタ２０の受光面における、記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域２１，２２の一方の領域２２からの光検出信号を用いて、記録トラックの一方の側壁を蛇行（ウォブル）させることにより記録されたアドレス情報を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行（ウォブル）させることによりアドレス情報等が記録された光ディスクを記録及び／又は再生する光ディスク装置、及びウォブルにより記録されたアドレス情報等を再生する光ディスク再生方法に関する。

従来より、光ディスクの回転同期情報やアドレス情報等を、記録トラックのグルーブをウォブルさせることで記録する方法が知られている。例えば、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc - Recordable）やＭＤ（Mini Disc、ソニー社商品名）等においては、例えばＦＭ変調されたアドレス情報が付与されてウォブリングされたグルーブ（案内溝）が予め形成されている。図１０は、ウォブリングされたグルーブの一例を示す説明図であり、この図１０において、記録トラックとなるグルーブＧは、ＦＭ変調されたアドレス情報等によりその両側壁ディスク径方向に蛇行（ウォブル）するように形成されている。このようなウォブルを用いてアドレス情報を記録する方式はピットアドレスのような専用の領域を設けることなく記録トラックに重畳する形でアドレスを与えることができるため、冗長度の点で有利である。

また近年において、トラック密度を向上させるために、ランドとグルーブの両方にアドレス情報等の記録を行う技術が開発されている。この場合、上記図１０に示すようにグルーブＧの両側壁をウォブルさせてアドレス情報等を記録すると、ランドＬをトレースする際に、隣接する両側のグルーブＧ、Ｇのアドレス情報が混在して検出されることになる。この点を考慮し、ランド・グルーブ記録にウォブルアドレスを適用するために、例えば特許文献１に開示されるように、グルーブ片側の側壁にＦＭ変調されたウォブル信号を記録し、片側をウォブルすることによりひとつおきに隣接するランド部とグルーブの境界でひとつのアドレス情報を共有する形態をとることが知られている。

図１１は、このような記録トラックのグルーブＧ（あるいはランドＬ）の片方の側壁のみをウォブルさせてアドレス情報等を記録した例を示す図である。

特開平５−３１４５３８号公報

ところで、一般にウォブルアドレス情報の検出は、トラッキングエラー信号に使われる２分割光ディテクタの差動出力を用いたプッシュプル（Push-Pull）信号をバンドパスフィルタに送り、このバンドパスフィルタでトラッキングサーボに用いるより高い周波数のＦＭ変調されたアドレス情報信号を抽出することにより行っている。このウォブルアドレス情報の検出方法は、上述のようなグルーブの片側の側壁をウォブルさせてアドレス情報等を記録する方式の場合も同様である。

ここで、光ディスクに対してレーザ光ビームが傾いて照射されるとき、いわゆるチルトが生じるとき、特に光ディスクの半径方向についての傾きであるラジアルチルトが発生するとき、上記ウォブル信号は、読み取りスポットの片側にウォブルが位置するため、コマ収差の影響でラジアルチルトの方向によっては、図１２に示すように、ビームプロファイルがディスク半径方向にゆがみ、検出能力が低下する。

この図１２において、グルーブＧ（あるいはランドＬ）の片方の側壁のみをウォブルさせたウォブル部Ｗとしてアドレス情報等を記録しており、図１２における時計回り方向のビームの傾き角度を正（＋）とするとき、曲線ａが傾き０度、曲線ｂが傾き０．６度、曲線ｃが傾き１．２度のときのビームプロファイルをそれぞれ示している。

図１３は、上記ランドＬとグルーブＧとについて、ウォブルにより記録されたアドレス情報等の信号（ウォブル信号）を再生した場合のジッタのラジアルチルトマージンの測定結果を示すグラフである。この図１３の曲線ａがグルーブをトレースするときのウォブル信号のＥＣＣエラーを、曲線ｂがランドをトレースするときのウォブル信号のＥＣＣエラーをそれぞれ示し、ｔｍＧがグルーブについてのチルトマージンを、ｔｍＬがランドについてのチルトマージンをそれぞれ示している。なお、ＥＣＣエラーの数値は、８１９２セクタの内のＥＣＣエラーが生じたセクタ数を示すものである。

この図１３から明らかなように、光ディスクにチルトがあった場合、ランドあるいはグルーブでそれぞれ非対称性に読み取りエラーが起きやすいチルト方向がある。

このマージンを決めるのはビームのゆがみによるウォブル振幅の減少と隣接トラックからのクロストークによるものである。よりマージンの広い系を得るにはこれらの影響の少ない検出方式が必要とされていた。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行（ウォブル）させることによりアドレス情報が記録された光ディスクのアドレス情報の再生能力を高め、チルトマージンも広くとれるような光ディスク装置及び光ディスク再生方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は、記録データが記録される記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行させることにより上記記録データと区別可能な信号情報が記録された光ディスクを回転駆動し、上記光ディスクに対してレーザ光を照射し戻り光を受光することにより、ディジタルデータの記録及び／又は再生を行う光ディスク装置であって、上記光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を受光する光ディテクタの受光面における上記記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域の一方の領域からの光検出信号を用いて上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出することを特徴とする。

ここで、上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域の内、上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号がより大きく現れる側の領域からの光検出信号を用いることが好ましい。また、上記記録データが記録される記録トラックは、光ディスク上のグルーブとランドとに形成され、グルーブのトレース時とランドのトレース時とで、上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域からの光検出信号を切り替えて用いることが好ましい。さらに、上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域の内、一方の領域からの光検出信号、他方の領域からの光検出信号、両方の領域からの光検出信号の和信号、両方の領域からの光検出信号の差信号のいずれかを切り替えて用いて、上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出することが好ましい。

次に、本発明に係る光ディスク再生方法は、上記課題を解決するために、記録データが記録される記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行させることにより上記記録データと区別可能な信号情報が記録された光ディスクを回転駆動し、上記光ディスクに対してレーザ光を照射し戻り光を受光することにより少なくとも上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を再生する光ディスク再生方法であって、上記光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を受光する光ディテクタの受光面における上記記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域の一方の領域からの光検出信号を用いて上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出することを特徴とする。

本発明によれば、記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行（ウォブル）させることによりアドレス情報が記録された光ディスクのアドレス情報の再生能力を高め、チルトマージンも広くとることができる。すなわち、高密度化に効果的なランド／グルーブ記録において、冗長度の低い密度効率の高いウォブリングアドレスを利用しながら、かつラジアルチルトのような外乱に強い検出方式を容易に得ることができ、結果的に信頼性と高密度を同時に実現できる。

以下、本発明に係る光ディスク再生方法及び装置を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態の動作原理を説明するための概略構成図である。

この図１において、データが記録される記録トラックとしてはグルーブＧとランドＬとの両方を用いており、この記録トラックの片側の側壁がＦＭ変調されたアドレス情報によりディスク径方向にウォブルされてウォブル部Ｗとなっている。この記録トラックのグルーブＧ（あるいはランドＬ）をトレースしたときに、光ディテクタ２０の受光面上の記録トラックの長手方向に沿って２分割された各領域２１，２２の内、ウォブル信号成分が大きく現れる一方の側の領域（例えば領域２２）からの出力信号のみを用いて、アドレス情報信号を検出するようにしている。

上記光ディテクタ２２の受光面の平面図の一例を図２に示す。この図２において、光ディテクタ２２の受光面は記録トラックの長手方向に沿って２分割された領域２１，２２を有している。これらの領域２１，２２は、例えば図３に示すような４分割光ディテクタ２４の４つの各受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの２つずつ（Ａ，ＤとＢ，Ｃ）をそれぞれまとめて２つの領域としたものでもよい。この場合、４分割光ディテクタ２４の受光部Ａ，Ｄが領域２１に、受光部Ｂ，Ｃが領域２２にそれぞれ対応する。

本発明の実施の形態のような記録トラックとなるグルーブＧ（あるいはランドＬ）の片方の側壁のみがウォブル部Ｗとなっている片側ウォブルの光ディスクの場合は、光ディテクタ２２の受光面の記録トラックの長手方向に沿って２分割された領域２１，２２の内の一方の領域（例えば領域２２）に入るウォブル分しか有効に得られないことがあり、この場合には、差動を取ることにより振幅は２倍にはならないかわりに、ウォブルノイズは２倍となり、Ｃ／Ｎ（キャリア−ノイズ比）としては必ずしも有効ではない。むしろウォブルに対応した側の領域２２からの出力のみを用いることでノイズの増加を押さえることができる。

また、記録トラックのグルーブＧをトレースするとき２分割領域２１，２２の内の領域２２にウォブル信号成分が大きく現れ、記録トラックのランドＬをトレースするとき２分割領域２１，２２の内の領域２１にウォブル信号成分が大きく現れる場合には、グルーブＧのトレース時とランドＬのトレース時とで光ディテクタ２２の受光面の２分割領域２１，２２からの各光検出信号を切り替えて用いるようにすればよい。

以上をまとめると、本発明の実施の形態は、ランドとグルーブを記録トラックとする光記録媒体において、回転同期情報やアドレス情報等のディスク情報に基づき、グルーブの側壁をウォブルした構成で２分割光ディテクターのウォブルに対応した側の領域から検出されるウォブル信号を用いるものである。

なお、グルーブ深さ等の条件により、記録トラックの例えばランドＬをトレースするとき、２分割された領域２１，２２からの光検出信号の差信号にウォブル信号成分が大きく現れることもあり、この場合には、グルーブＧのトレース時には領域２１からの光検出信号のみを用い、ランドＬのトレース時には領域２１，２２からの光検出信号の差信号を用いるような切り替え制御を行わせてもよい。

また、この図１の例は、グルーブ深さが１／８波長、すなわちレーザ光の波長をλとするときλ／８のグルーブ深さを有する場合であるが、グルーブ深さが３λ／８となる場合には、光ディテクタ２２の受光面の２分割された領域２１，２２の内の領域２１側にウォブル信号成分が大きく現れる。この場合、使用する光ディスクのグルーブ深さに応じて、領域２１，２２からの光検出信号の用い方を切り替えるようにすればよい。

ここで、図４は、従来のようにグルーブＧの両側の側壁にウォブル部Ｗが形成されている場合の差動プッシュプル検出の例を示している。この図４の例では、２分割光ディテクタ２０の各領域２１，２２には、グルーブＧの両側壁のそれぞれの半径方向の位置の変調に対応した位相変化が瞳上の０次回折光と１次回折光の重なる部分で明暗として表われる。各領域２１，２２からのそれぞれの信号は位相が１８０度反転しており、差動を取ることにより振幅が２倍となる。なお差動を取ることによりカッティングビームのゆらぎ等で生成されるウォブル成分を持ったノイズは振幅が倍になるが、同相のノイズ分はキャンセルされウォブル振幅が２倍になるので相対的にＣ／Ｎは向上する。

しかしながら、本発明の実施の形態のように、グルーブＧの片方の側壁にウォブル部Ｗが形成されている片側ウォブルの光ディスクでは、例えばグルーブ深さがλ／８の場合、領域２２に入るウォブル分しか有効でないため、差動を取っても振幅は２倍にはならず、ウォブルノイズは２倍となることから、Ｃ／Ｎ（キャリア−ノイズ比）としては必ずしも有効ではないことを考慮し、２分割領域２１，２２の内の一方の領域２２からの信号のみを用いてウォブル信号成分を検出するようにしたものである。

次に図５は、上述したような片側ウォブルの光ディスクを用いる場合の、上記受光面の２分割領域の一方の領域からの信号を用いる片側検出と、上記差動検出（差動プッシュプル検出）とについて、それぞれ信号成分（ウォブル振幅）及びクロストーク成分を計算により求めた結果を示すグラフであり、縦軸に振幅（amplitude）をとり、横軸に光ディスク面に直交する方向に対する光ビームのラジアル方向の傾き（radial tilt）の角度をとっている。なお、傾き角度の正負（＋／−）は、前述した図１２に示す通りである。この図５において、曲線ａが上記片側検出の場合のウォブル振幅を、曲線ｂが上記片側検出の場合のクロストーク成分をそれぞれ示し、曲線ｃが上記差動検出の場合のウォブル振幅を、曲線ｄが上記差動検出の場合のクロストーク成分をそれぞれ示している。また、光ディスク記録／再生装置の光学系や光ディスクの仕様としては、開口数ＮＡ＝０．６０、波長６６０ｎｍの光学系を用い、光ディスクの基板厚みｔが０．６ｍｍで、グルーブピッチ（Groove Pitch）１．０８μｍ、すなわちランド／グルーブの記録トラックピッチが０．５４μｍで、グルーブ光学深さ１／８波長で、±２０ｎｍのウォブル信号を差動と片側で検出した場合について、計算結果を示している。

この図５から明らかなように、エラーの発生しやすいプラス（＋）のチルト角度において、片側検出は、差動検出の場合よりウォブル信号の振幅が僅かに低いが、クロストークが少ないことが確認される。すなわち、本発明の実施の形態において説明したような片側検出は、Ｃ／Ｎ及びクロストークについて、従来の差動検出に比べ検出能力が高く、特にグルーブノイズの高い状態で能力が発揮される。

また、図６、図７は、光ディスク記録／再生装置から実際に得られた再生信号に基づいて測定した結果を示すグラフであり、光ディスク記録／再生装置の光学系や光ディスクの仕様としては、開口数ＮＡ＝０．６０、波長６６０ｎｍの光学系を用い、光ディスクの基板厚みｔが０．６ｍｍで、グルーブピッチ（Groove Pitch）１．０８μｍ、すなわちランド／グルーブの記録トラックピッチが０．５４μｍで、グルーブ光学深さ１／８波長で、±２０ｎｍのウォブル信号を差動検出と片側検出とで再生した場合の実測値を示している。光ディスク記録／再生装置としては、例えば後述する図８に示すような装置を用いることができる。

ここで図６において、曲線ａは上記片側検出の場合のＣ／Ｎ（キャリア−ノイズ比）、曲線ｂは上記片側検出の場合のクロストーク成分、曲線ｃは上記片側検出の場合のＣ／Ｎ、曲線ｄは上記差動検出の場合のクロストーク成分をそれぞれ示しており、また図７において、曲線ａは上記片側検出の場合のＣ（キャリア）成分、曲線ｂは上記片側検出の場合のノイズ成分、曲線ｃは上記片側検出の場合のＣ成分、曲線ｄは上記差動検出の場合のノイズ成分をそれぞれ示している。

これらの図６、図７に示される実測値においても、上記図６に示した計算結果から予想されたように、エラーの発生しやすいプラスのチルト角度において、片側検出は差動検出よりもクロストークが少ないことが確認される。さらにＣ／Ｎに関しても片側検出の方が高い、これは図７でわかるようにノイズ分が低いことによるものである。例えば＋０．８度ではＣ／Ｎで１ｄＢクロストークで２ｄＢの効果が確認される。

次に、図８は、本発明の実施の形態に用いられる光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。この図８において、光記録媒体である光ディスク１０は、スピンドルモータ１２により所望の回転数に回転駆動制御される。レーザダイオード（ＬＤ）等のレーザ光源１３から出射されたレーザ光は、集光レンズ１４で平行光となり、ビームスプリッタ１５を介して対物レンズ１６により媒体（光ディスク１０）に焦点を結ぶ。光ディスク１０からの戻り光は、対物レンズ１６を通ってビームスプリッタ１５に入射され、ビームスプリッタ１５によりＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１７に向けて出射され、このＰＢＳ１７にて光磁気のカー検出のため光ディテクタＰＤ_１，ＰＤ_２に分けられる。各光ディテクタＰＤ_１、ＰＤ_２は、それぞれ受光面が４分割されており（上記図３参照）、４分割された各受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに照射された光に基づく電流がＩＶ（電流−電圧）変換器３１に送られて電圧に変換されることにより光検出出力が得られる。このように各受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから（ＩＶ変換されて）得られた光検出出力は、マトリックス回路３２に送られてマトリックス演算され、各エラー信号が得られる。すなわち、フォーカスエラー信号は、Ａ＋Ｃ−（Ｂ＋Ｄ）により、トラッキングエラー信号は、Ｂ＋Ｃ−（Ａ＋Ｄ）により得られる。ここで、従来のウォブルアドレス情報は、上記トラッキングエラー信号（差動プッシュプル信号）のトラッキングサーボに用いるより高い周波数のＦＭ変調されたアドレス情報信号をバンドパスフィルタにより抽出していたのに対して、本発明の実施の形態においては、光ディテクタを記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域の内の一方、例えば上記４分割光ディテクタの場合にはＢ＋Ｃ（あるいはＡ＋Ｄ）の信号からウォブルアドレス情報を得るようにしている。これは、上記図２、図３と共に説明した通りである。

再び図８において、マトリックス回路１１からの上記ウォブルアドレス情報検出用の演算出力信号（例えばＢ＋Ｃ）は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３３により、トラッキングサーボに用いるより高い周波数のＦＭ変調されたアドレス情報信号の周波数成分を抽出し、ウォブル検出回路３４に送ってＦＭ復調することによりアドレス情報を得て、記録再生制御部４０に送っている。また、マトリックス回路３２からの上記フォーカスエラー信号（ＦＥ）やトラッキングエラー信号（ＴＥ）は、位相補償回路３５を介し、２軸駆動回路３６に送られる。記録再生制御部４０は、記録又は再生対象の記録トラックがグルーブＧかランドＬかに応じて、Ｌ／Ｇ設定回路４１を介して２軸駆動回路３６を切り替え制御し、トラッキング制御の正負の極性を切り替えている。また記録再生制御部４０は、マトリックス回路３２にもＬ／Ｇ切り替え制御信号を送り、グルーブのトレース時とランドのトレース時とで、上述した２分割領域のいずれの領域からの信号を用いるかを切り替え制御している。さらに、記録再生制御部４０は、スピンドル駆動回路４２を介して、スピンドルモータ１２を所望の回転数に回転駆動制御する。

図９は、上記ウォブル信号成分からアドレス情報を再生する際のエラー発生量に基づくチルトマージンを示している。すなわち、例えばいわゆるＭＤ（Mini Disc、ソニー社商品名）において、ＢＣＨコードを用いたエラー訂正つきのアドレスを検出するとき、エラー訂正ありとなるまでの角度範囲であるチルトマージンは、図９に示すように、従来の差動検出に比べて、上述したような本発明の実施の形態の片側検出の方がより広くなることが検証された。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態となる光ディスク装置の動作原理を説明するための概略構成図である。 ２分割光ディテクタの受光面の一例を示す平面図である。 ４分割光ディテクタの受光面の一例を示す平面図である。 グルーブの両側の側壁がアドレス情報によりウォブルされている場合の差動プッシュプル検出の例を説明するための概略構成図である。 片側ウォブルの光ディスクを用いる場合の片側検出と、差動検出とについて、信号及びクロストークを計算により求めた結果を示すグラフである。 光ディスク記録／再生装置から実際に得られた再生信号に基づいてＣ／Ｎ及びクロストークを測定した結果を示すグラフである。 光ディスク記録／再生装置から実際に得られた再生信号に基づいてＣ及びノイズを測定した結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態に用いられる光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。 ウォブル信号成分からアドレス情報を再生する際のエラー発生量に基づくチルトマージンを示す図である。 グルーブＧの両側壁をウォブルさせてアドレス情報を記録した光ディスクの一例の一部を拡大して示す平面図である。 グルーブＧの片方の側壁をウォブルさせてアドレス情報を記録した光ディスクの一例の一部を拡大して示す平面図である。 ラジアルチルトが発生するときの光ディスク上のレーザ光のビームプロファイルを示す図である。 ウォブルにより記録されたアドレス情報等の信号を再生した場合のジッタのラジアルチルトマージンの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ 光ディスク、 １３ レーザ光源、 ２０ ２分割光ディテクタ、 ２４ ４分割光ディテクタ、 ３１ ＩＶ変換器、 ３２ マトリックス回路、 ３３ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、 ３４ ウォブル検出回路、 ４０ 記録再生制御部、 Ｇ グルーブ、 Ｌ ランド、 Ｗ ウォブル部

Claims (5)

1. 記録データが記録される記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行させることにより上記記録データと区別可能な信号情報が記録された光ディスクを回転駆動し、上記光ディスクに対してレーザ光を照射し戻り光を受光することにより、ディジタルデータの記録及び／又は再生を行う光ディスク装置であって、
   上記光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を受光する光ディテクタの受光面における上記記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域の一方の領域からの光検出信号を用いて上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出すること
   を特徴とする光ディスク装置。
2. 上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域の内、上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号がより大きく現れる側の領域からの光検出信号を用いることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 上記記録データが記録される記録トラックは、光ディスク上のグルーブとランドとに形成され、グルーブのトレース時とランドのトレース時とで、上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域からの光検出信号を切り替えて用いることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
4. 上記光ディテクタの受光面の２分割した各領域の内、一方の領域からの光検出信号、他方の領域からの光検出信号、両方の領域からの光検出信号の和信号、両方の領域からの光検出信号の差信号のいずれかを切り替えて用いて、上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. 記録データが記録される記録トラックの両側壁の一方の側壁を蛇行させることにより上記記録データと区別可能な信号情報が記録された光ディスクを回転駆動し、上記光ディスクに対してレーザ光を照射し戻り光を受光することにより少なくとも上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を再生する光ディスク再生方法であって、
   上記光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を受光する光ディテクタの受光面における上記記録トラックの長手方向に沿って２分割した領域の一方の領域からの光検出信号を用いて上記記録トラックの一方の側壁を蛇行させることにより記録された信号を検出すること
   を特徴とする光ディスク再生方法。

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