JP2005190583A - 光ディスク装置、情報記録方法及び情報記録媒体 - Google Patents

光ディスク装置、情報記録方法及び情報記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 記録位相誤差調整により記録クロックにジッターを生じることなく、記録データの位相を制御可能な光ディスク装置、情報記録方法及び情報記録媒体を提供する。
【解決手段】記録ストリーム生成器17は、入力された記録データRDから記録クロックRCKの位相に同期した記録データブロックストリームRDBSを生成し、更に記録データブロックストリームRDBSを構成する所定データユニット毎に、該データユニットの位相を示すデータ位相信号RDPRを生成する。VFO挿入部21は所定量(32セクター)の記録データストリームRDBSの間に、前記ウォーブルアドレス位相基準パルスWPRと記録データ位相基準パルスRDPRの位相差に応じた時間長のVFO信号を挿入し、VFO信号及び記録データブロックストリームRDBSからなる記録データストリームRSTを提供する。LD20は記録データストリームRSTを光ビームを用いて光ディスクに記録する。
【選択図】 図7

Description

本発明はアドレス情報が記録トラックのウォブルとして記録された光ディスク、及び該光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置及び情報記録方法に関する。
書き換え可能な光ディスクとしてはDVD−RAMやDVD−RWが知られている。これらの光ディスクは透明基板上に情報記録層を形成し、レーザー光をこれに集光することで、情報の記録再生を行っている。また、情報の記録再生の手段として、光ディスクの情報記録層はグルーブと呼ばれる案内溝を有している。情報の記録再生はこの案内溝に沿って行われる。また、情報を記録再生する空間的な位置を特定するための、物理アドレスが案内溝に沿って形成されている。
ここで、高密度化の手段として、DVD−RAMではランドアンドグルーブ記録と呼ばれる技術を採用している。DVD−RAMでは、案内溝の凹部であるグルーブと凸部であるランドの両方に情報を記録することで記録データの半径方向の間隔を狭くし、記録容量を高めている。一方、物理アドレスはプリピットと呼ばれる基板の断続的な凹凸によって形成されている。また、この間は上記案内溝は途切れることになる。
これに対し、−RWでは案内溝の凹部であるグルーブにのみ情報を記録している。一方、物理アドレスの形成手段として案内溝を半径方向に小さく振動させるグルーブウォブルの変調(以下ウォブル変調)を利用している。ウォブル変調による物理アドレスは、記録トラックを遮断しないことから、ユーザー情報を記録する面積が広いすなわちフォーマット効率が高い、再生専用メディアとの互換がとりやすいといった利点がある。
このようにウォーブル変調によるアドレス情報を有する光ディスクに情報を記録する光ディスク装置では、情報記録中にウォーブルアドレスの位相とセクター等の記録データの位相が同期することが求められる。しかし、何らかの原因でウォーブルアドレスの位相と記録データの位相に位相差が生じることがある。このような位相差が生じた状態でデータが光ディスクに記録されると、記録データの再生が困難となる場合がある。下記特許文献では、位相差に応じて記録クロックの周波数を可変する技術が説明されている。
特開2002−32962号公報
上記特許文献では、記録ストリーム位相とウォーブルアドレス位相に位相誤差が生じた場合、記録クロック周波数を制御して位相誤差を除去するため、記録クロックにジッターが生じ、記録信号の品位が低下するという問題があった。
従って本発明は、記録位相誤差調整により記録クロックにジッターを生じることなく、記録データの位相を制御可能な光ディスク装置、情報記録方法及び情報記録媒体を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために本発明の一実施形態に係る光ディスク装置は、アドレス情報により変調されたウォーブルが形成された光ディスクのトラックの反射光からウォーブル信号を生成するウォーブル信号生成手段と、前記ウォーブル信号の周波数を逓倍し、情報記録時の記録クロックRCKを生成する記録クロック生成手段と、前記ウォーブル信号から、各ウォーブルアドレスの位相を示すアドレス位相信号を生成するアドレス位相生成手段と、前記記録クロックRCKを分周したVFO(Variable Frequency Oscillator)信号を発生するVFO信号発生手段と、入力された記録データから、前記記録クロックの位相に同期した第1記録データストリームを生成し、前記第1記録データストリームを構成する所定データユニット毎に、該データユニットの位相を示すデータ位相信号を生成する記録ストリーム生成手段と、所定量の前記第1記録データストリームの間に、前記アドレス位相信号WPRと前記データ位相信号RDPRの位相差に応じた時間長の前記VFO信号を挿入し、前記VFO信号及び前記第1記録データストリームからなる第2記録データストリームを提供する挿入手段と、前記第2記録データストリームを光ディスクに記録する記録手段とを具備する。
記録位相誤差調整により記録クロックにジッターを生じることなく、記録データの位相を制御可能な光ディスク装置が提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
ユーザー情報を記録可能な光ディスクは、透明基板上の情報記録層における情報記録エリアに、グルーブと呼ばれる案内溝を有している。案内溝はトラックとよばれ、情報の記録再生はこのトラックに沿って行われる。トラックは図1に示すように内側から外側まで連続してつながるスパイラル型と、図示はしないが複数の同心円から形成される同心円型がある。
図2はトラックの拡大図である。トラックは情報記録層の凹凸によって形成されており、片側をグルーブ、もう一方をランドと呼ぶ。例えばDVD−RAMあるいは次世代の記録可能光ディスクでは、このランドとグルーブの両方に情報を記録マークとして形成することで、半径方向の密度を高めている。
図3(a)はトラックを上から見た図である。本発明に係る光ディスクのトラックは、半径方向にわずかに蛇行している。このようなトラックをウォブルトラックと呼ぶ。このウォブルトラックに沿って、集光されたビームスポットを走査していくと、ウォブルの周波数はトラッキングサーボ信号の帯域に比べ高い周波数であるため、ビームスポットはウォブルトラックの中心をほぼ直進する。このときの反射光を後述の図7におけるPD(photodiode)15のような半径方向に2分割された光検知器で受光して、2つの光検知素子から得られる検知信号の和信号及び差信号が生成される。
図3(b)のように和信号はほとんど変化せず、図3(c)のように差信号のみがウォブルにあわせて変化する。このように記録可能な光ディスクの場合、この差信号はトラックのウォーブルを反映しているので、ここではウォーブル信号WBと呼ぶことにする。ウォーブル信号は、記録クロックのリファレンスまたはスピンドルの回転周波数の調整用信号として利用される。
更に記録可能な光ディスクでは、このウォーブルを変調することによって、光ディスクの情報記録領域における物理的な位置を示す物理アドレス情報を記録することができる。すなわち、トラックに付与するウォブルを図4(a)、4(b)に示すような、周波数変調もしくは、位相変調することによって、物理アドレス情報が記録される。図4(a)、5(b)に示す信号は共に、例えば”1”、”0”、”1”、”0”を示す。ウォーブル信号WBを処理することにより、光ディスク上のレーザビームが照射されている個所の位置を示す物理アドレス情報を抽出することができる。
図5は本実施形態に係るデータトラック構成とウォーブルアドレスの関係を模式的に示す図である。
記録データは所定データ長に分割されて記録データブロック101を形成する。ディスク上のデータトラックは各記録データブロック間に所定長のVFO(Variable Frequency Oscillator)信号102が挿入されて構成される。情報記録再生時の基準クロックの周期をTとすると、VFO信号は例えば周期4Tの連続クロック信号で、各記録ブロック101の区切りを示している。またVFOは再生時に再生データに同期したクロックを生成するPLL回路での同期引き込みを補助するために用いられる。各記録データブロック101は例えば32セクターから構成され、各セクターは例えば2キロバイトのデータを有し、例えば26フレームから構成される。記録トラックは上記ウォーブルトラックで形成され、ウォーブルトラックにはトラック位置を示すウォーブルアドレスが重畳記録されている。
図6は各ウォーブルアドレスブロック(=ウォーブルアドレス領域)103の構成を示す図である。
図5のウォーブルアドレスWADR(m−1、m、m+1…)で示される各ウォーブルアドレスブロック103は図6のように構成されている。1つのウォーブルアドレスブロック103は1つのウォーブルアドレスを構成する。ウォーブルアドレスブロック103は1つのウォーブルアドレスブロック同期バイトSyncと16個のウォーブルアドレスバイト104で構成される。ウォーブルアドレスブロック同期バイトSyncと16個のウォーブルアドレスバイト104は共に84波のウォーブルで構成されるので、ウォーブルアドレスブロック103は1428波のウォーブルを有する。
IPMは無変調のウォーブル信号、NPWは変調されたウォーブル信号であり、隣り合うIPWとNPWは極性が反転している。ウォーブルアドレスブロック同期バイトSyncは6波のIPW、4波のNPW、6波のIPW、68波のNPWで構成される。ウォーブルアドレスバイト104には3ビットの情報が記録されている。1ビットはウォーブル4波で記録され、NPWの場合は“0”を、IPWの場合は“1”を示す。
48ビット(=3ビット×16バイト)で1つのウォーブルアドレスが得られる。
記録データはウォーブルアドレスと位相同期して記録されることが求められる。記録データブロック101が上記セクター及びフレームのように分割されている場合、該セクターやタフレームもウォーブルアドレスWADRに位相同期して記録されることが求められる。
図7は本実施形態に係る情報記録装置としての光ディスク装置の主要部の構成例を示す図、図8及び図9は、図7に示す情報記録装置の動作を示すタイミングチャートである。
前述したように、PD10の各半面を構成する光検知素子から提供される2つの検知信号は、加算器11により加算されて再生ストリーム信号が生成され、差分器12により減算されてウォーブル信号WBが生成される。ウォーブル信号WBはウォーブルPLL13及びウォーブルアドレス復号器15に入力される。ウォーブルPLL13はウォーブル信号WBを2値化し、ウォーブルクロックWCKを生成する。ウォーブルクロックWCKは、記録クロック逓倍PLL及びウォーブルアドレス復号器15に入力される。
ウォーブルアドレス復号器15はウォーブル信号WBからウォーブルクロックWCKを基準にウォーブルアドレスWADRを復号する。ウォーブルアドレスWADRはホスト装置に送信され、情報記録再生時におけるディスク上アドレスとして用いられる。ウォーブルアドレス復号器15は各ウォーブルアドレスの例えば先頭を検出し、ウォーブル位相基準パルスWPRを出力する。
ウォーブルアドレス復号器15の入出力波形を図8に示す。ウォーブルアドレス復調器15はウォーブル信号WBとウォーブルクロックWCKの極性を比較し、同じ場合は“L”、異なる場合は”H”となるウォーブル復調WBD信号を内部で生成する。従ってウォーブル復調信号WBDは、上記IPW部分で“H”となる信号である。これから、ウォーブルアドレスブロック同期バイトを検出(6IPW、4NPW、6IPWのパターン)してウォーブル位相基準パルスWPRを生成する。
記録クロック逓倍PLL14は、ウォーブルクロックWCKの周波数を例えば93逓倍し、チャネル周波数相当の記録クロックRCKを生成する。つまり記録クロック逓倍PLL14により、1ウォーブルが93記録クロックRCKに変換される。記録クロック逓倍PLL14はVCO(voltage controlled oscillator)14aを含み、記録クロックRCKとウォーブルクロックWCKの位相差に対応して、記録クロックRCKの周波数を可変し、位相がウォーブルクロックWCKに同期する記録クロックRCKを出力する。
記録ストリーム生成器17はホスト装置から入力される記録データRDに基づいて、記録データブロックに相当する記録データブロックストリームRDBSを生成する。この際、記録データブロックストリームRDBSのチャネル周波数は、記録クロックRCKを基準に得ている。つまり記録データブロックストリームRDBSの各データ(2値信号)は記録クロックRCKの周期で、記録ストリーム生成器17から出力される。また記録ストリーム生成器17は、ホスト装置から送られた記録データ中のセクターまたはフレーム(図5参照)を検出し、セクター同期位置またはフレーム同期位置を示す記録データ位相基準パルスRDPRを記録クロックRCKに同期して出力する。記録データ位相基準パルスRDPRはセクター同期位置(各セクターの例えば先頭位置)またはフレーム同期位置(各フレームの例えば先頭位置)を示す信号である。
記録データブロックストリームRDBSは切り替え器19に入力される。また、VFOパターン発生器18で生成されるVFO信号も切り替え器19に入力される。このVFO信号は、前述したように記録クロックRCKを例えば4分周した信号である。
記録タイミング制御器19にはウォーブルアドレス復号器15からのウォーブル位相基準パルスWPR、及び記録ストリーム生成器17からの記録データ位相基準パルスRDPRが入力される。記録タイミング制御器16は入力されるこれら信号WPR及びRDPRの位相差を測定する。図9では、ウォーブル位相基準パルスWPRと記録データ位相基準パルスRDPR間に位相差はなく、位相差量PDAは常に0となっている。記録タイミング制御器16はウォーブル位相基準パルスWPRと記録データ位相基準パルスRDPR及び位相差量PDAに基づいて、記録データ選択信号RDSを生成し、切り替え器19に提供する。
切り替え器19は、記録データ選択信号RDSが例えばハイレベルのとき、VFO信号を選択的に出力し、記録データ選択信号RDSがローレベルのとき、記録データブロックストリームRDPSを選択的に出力する。この結果、記録ストリームRSTが生成される。記録ストリームRSTはLDドライバ20を介してレーザー光を変調し、変調されたレーザ光により、記録ストリームRSTはディスクに記録される。尚、切替器19及び記録タイミング制御器16はVFO挿入部21を構成する。従ってVFO挿入部21は、所定量(32セクター)の記録データストリームRDBSの間に、前記ウォーブルアドレス位相基準パルスWPRと記録データ位相基準パルスRDPRの位相差に応じた時間長のVFO信号を挿入し、VFO信号及び記録データブロックストリームRDBSからなる記録データストリームRSTを提供する。
次に記録クロックRCKが変化した場合の動作を説明する。
図10は記録データブロック(n)の生成において、記録クロックRCKの周波数が何らかの原因で一時的に高まった場合を示す。本来、記録データブロック(n)のデータ終端はウォーブルアドレス(m+6)終端に一致することが望まれるが、図10ではそれ以前に記録データブロック(n)の記録が終了している。
例えば、ディスク製造時に形成されるウォーブルに不良があった場合、あるいはデータ記録時のディスクにキズ又は汚れが付いていた場合、正常なウォーブル信号WBが得られない。このような場合、ウォーブルPLL13のウォーブルクロックWCKが不安定となる。この結果、記録クロック逓倍PLLのVCO14aの入力電圧が不安定となり、出力される記録クロックRCKの周波数が変化する。記録クロックRCKの周期が変化すると、記録データ位相基準パルスRDPRの周期も変化する。例えば、記録クロックRCKの周期が短くなると、記録データ位相基準パルスRDPRの周期も短くなる。
このようにウォーブル信号波形が乱れた場合でも、図10のようにウォーブル位相基準パルスWPRは一般に乱れない。これは、ディスク上に形成されたウォーブルトラックにおいて、ウォーブルアドレスブロック103内のウォーブルアドレスブロック同期バイトSync(図6参照)の最初の16ウォーブル波(6IPW、4NPW、6IPW)周辺のウォーブルが正常に検出されている限り、ウォーブル位相基準パルスWPRも正常に発生するからである。
ウォーブル信号波形が乱れ、記録クロック周波数が変化すると、ウォーブル位相基準パルスWPRと記録データ位相基準パルスRDPR(セクター同期位置またはフレーム同期位置)の位相にずれが生じる。記録タイミング制御器16は、この位相ずれ量(位相差)を測定する。記録タイミング制御器16は、この位相差に対応してVFO信号記録領域を伸長するように切替器19を制御する。この結果、図10のように、記録データブロック(n+1)はウォーブルアドレス(m+8)の先頭から記録される。図10では記録データブロック(n)において、記録クロックRCKの40クロック分位相が早まっていることが検出されたので、VFOは40クロック分伸長されている。
一方、図11は記録データブロック(n)の生成において、例えばウォーブル信号の乱れにより、記録クロック周波数が一時的に低下した場合を示す。本来、記録データブロック(n)のデータ終端はウォーブルアドレス(m+6)終端に一致することが望まれるが、それ以後に記録データブロック(n)の記録が終了している。
記録タイミング制御器16は、この位相ずれ量(位相差)を測定する。記録タイミング制御器16は、この位相差に対応してVFO信号記録領域を縮減するように切替器19を制御する。この結果、記録データブロック(n+1)はウォーブルアドレス(m+8)の先頭から記録される。図11では記録データブロック(n)において、記録クロックRCKの80クロック分位相が遅延していることが検出されたので、VFOは80クロック分短縮されている。
以上説明したように本実施形態によれば、記録クロック周波数に変動が生じ、記録データ位置にずれが生じても、記録クロックジッタを増大させることなく、記録データ位置を正しく補正することができる。
図12は本発明の第2実施形態に係る光ディスク装置の主要部の構成例を示す図である。
第2実施形態では、VFO挿入部21はOR回路22及び記録タイミング制御器16から構成される。記録タイミング制御器16から出力される記録データ選択信号RDSは、VFOパターン発生器18及び記録ストリーム生成器17に供給されている。記録データ選択信号RDSが例えばハイレベルの時、記録ストリーム生成器17は記録データブロックストリームRDBSを出力し、記録データ選択信号RDSがローレベルの時、VFOパターン発生器18はVFO信号を出力する。OR回路22は記録データブロックストリームRDBSとVFO信号の論理和をLD20に出力する。本実施形態では切替器19がOR回路22に変更されているので、回路構成を簡単にすることができる。
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではない。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
光ディスク上に形成されたトラックの構成を示す図。 光ディスク上に形成されたトラックの拡大図。 トラックを上から見た拡大図、再生信号の和信号及び差信号を示す図。 周波数変調及び位相変調されたウォブルを示す図。 データトラック構成とウォーブルアドレスの関係を模式的に示す図。 各ウォーブルアドレスブロック103の構成を示す図。 本発明の第1実施形態に係る光ディスク装置の主要部の構成例を示す図。 ウォーブルアドレス復号器15の入出力波形を示す図。 図7に示す情報記録装置の動作を示すタイミングチャート。 記録データブロック(n)の生成において、記録クロックRCKの周波数が何らかの原因で一時的に高まった場合を示す図。 記録データブロック(n)の生成において、例えばウォーブル信号の乱れにより、記録クロック周波数が一時的に低下した場合を示す図。 本発明の第2実施形態に係る光ディスク装置の主要部の構成例を示す図。
符号の説明
10…フォトダイオード、11…加算器、12…差分器、13…ウォーブルPLL、14…記録クロック逓倍PLL、15…ウォーブルアドレス復号器、16…記録タイミング制御器、17…記録ストリーム生成器、18…VFOパターン発生器、19…切替器20…レーザダイオード。

Claims (7)

  1. アドレス情報により変調されたウォーブルが形成された光ディスクのトラックの反射光からウォーブル信号を生成するウォーブル信号生成手段と、
    前記ウォーブル信号の周波数を逓倍し、情報記録時の記録クロックRCKを生成する記録クロック生成手段と、
    前記ウォーブル信号から、各ウォーブルアドレスの位相を示すアドレス位相信号を生成するアドレス位相生成手段と、
    前記記録クロックRCKを分周したVFO(Variable Frequency Oscillator)信号を発生するVFO信号発生手段と、
    入力された記録データから、前記記録クロックの位相に同期した第1記録データストリームを生成し、前記第1記録データストリームを構成する所定データユニット毎に、該データユニットの位相を示すデータ位相信号を生成する記録ストリーム生成手段と、
    所定量の前記第1記録データストリームの間に、前記アドレス位相信号WPRと前記データ位相信号RDPRの位相差に応じた時間長の前記VFO信号を挿入し、前記VFO信号及び前記第1記録データストリームからなる第2記録データストリームを提供する挿入手段と、
    前記第2記録データストリームを光ディスクに記録する記録手段と、
    を具備することを特徴とする光ディスク装置。
  2. 前記記録ストリーム生成手段により生成される前記第1記録データストリームは複数のセクターから構成され、前記データ位相信号は各セクターの位置を示すセクター同期信号であることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
  3. 前記記録ストリーム生成手段により生成される前記第1記録データストリームは複数のセクターから構成され、各セクターは複数のフレームから構成され、前記データ位相信号は各フレームの位置を示すフレーム同期信号であることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
  4. 前記挿入手段は、 前記記録ブロックストリームと前記VFO信号の一方を、前記測定した位相差に応じて選択し、前記VFO信号及び前記記録ブロックストリームからなる記録ストリームを提供する切替手段を具備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. 前記挿入手段は、前記記録ブロックストリームと前記VFO信号の論理和を出力する論理和回路を具備し、前記位相差に基づく制御信号を記録ストリーム生成手段及び前記VFO信号発生手段に出力することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
  6. 情報を光ディスクに記録する光ディスク装置の情報記録方法であって、
    アドレス情報により変調されたウォーブルが形成された前記光ディスクのトラックの反射光からウォーブル信号を生成し、
    前記ウォーブル信号の周波数を逓倍し、情報記録時の記録クロックを生成しと、
    前記ウォーブル信号から、各ウォーブルアドレスの位相を示すアドレス位相信号を生成し)、
    前記記録クロックを分周したVFO信号を生成し、
    入力された記録データから、前記記録クロックの位相に同期した第1記録データストリームを生成し、
    前記第1記録データストリームを構成する所定データユニット毎に、該データユニットの位相を示すデータ位相信号を生成し、
    前記アドレス位相信号と前記データ位相信号の位相差を測定し、
    所定量の前記第1記録データストリームの間に、前記位相差に応じた時間長の前記VFO信号を挿入し、前記VFO信号及び前記第1記録データストリームからなる第2記録データストリームを提供し、
    前記第2記録データストリームを光ディスクに記録することを特徴とする情報記録方法。
  7. 情報を記録再生するためのトラックが案内溝として形成され、アドレス情報が該案内溝のウォブルによって記録され、該ウォーブルの周波数を逓倍した記録クロックを分周したVFO信号が所定量のデータストリーム毎に挿入された情報記録媒体であって、前記ウォーブルの波形の状況に応じて、前記VFO信号の記録長が可変されていることを特徴とする情報記録媒体。
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