JP2006073190A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線密度一定でデータが記録される光ディスクに対して、異なる線密度で複数の独立した記録を行う。
【解決手段】ウォブル信号が予め最内周から最外周まで一定の線密度で連続して記録された光ディスクの記録領域を複数の記録領域に分割し、これら複数の記録領域で線密度が異なるようにデータを記録する。ＰＬＬ／ウォブルデコーダ４及びスピンドルコントローラ７は、光ディスク１から読み出されたウォブル信号が基準クロックと同期するようにスピンドルモータ２を制御して光ディスク１を線速度一定で回転させる。ＥＦＭクロック／ビットレート発生器１１は、基準クロック又はウォブル信号から抽出されたＡＴＩＰクロックを光ディスク１の記録領域毎に異なる比率Ｎで逓倍／分周してＥＦＭクロックを生成する。ＥＦＭ／ＣＤデコーダ９及びライトストラテジ回路１０は、生成されたＥＦＭクロックに従って、データを光ディスク１に記録する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−ＷＯ、ＭＤ、ＤＶＤ等の光ディスクに対して情報を記録する光ディスク記録装置及びその再生装置に関し、特に光ディスク上に異なる線密度でデータを記録する光ディスク記録及びその再生装置に関する。

一般に、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷへのデータ記録装置は、データの記録容量を高めるために線密度一定の記録装置が採用されている。このため、光ディスクの最内周から最外周まで螺旋状に形成されたトラックには、予め線密度一定を保証するための制御信号としてウォブルが重畳されている。図５は、従来の線密度一定の記録を行うための線速度一定制御による光ディスク記録装置の概略構成を示すブロック図である。スピンドルモータ（ＳＰＭ）２によって回転駆動される光ディスク１からピックアップ３を介して読みだされたウォブル信号（Wobble）は、ＰＬＬ／ウォブルデコーダ４に供給される。また、このＰＬＬ／ウォブルデコーダ４には、水晶発振器５の発振出力に基づいて基準クロック生成部６で生成された基準クロック（基準ＣＬＫ）も供給されている。ＰＬＬ／ウォブルデコーダ４は、ウォブル信号が基準クロックと同期するようにスピンドルコントローラ７を介してスピンドルモータ２の回転数を制御する。これにより光ディスク１は線速度一定で回転制御される。

一方、分周／逓倍器８は、基準クロックを固定比率Ｄで分周／逓倍し、基準クロックのＤ倍の周波数を持つＥＦＭクロック（ＥＦＭ−ＣＬＫ）を生成する。ＥＦＭ／ＣＤエンコーダ９は、ＥＦＭクロックに従って記録すべきデータを所定の記録フォーマットにエンコードする。ライトストラテジ回路１０は、エンコードされたデータからＥＦＭクロックに従って記録データを生成する。この記録データがピックアップ３のレーザ照射により光ディスク１上に線密度一定で記録される。

近年、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等の媒体の普及と製造技術の向上とに伴って、これらのメディアも非常に安価になり、記録媒体の主流となりつつある。一方で、ＤＶＤの登場に見られるように、ピックアップに使用されるレーザやその他の記録／再生のための基盤技術の進展も著しい。従って、安価に購入できるメディアに対して、向上した記録基盤技術を適用することで、既存の規格とある程度の互換性を保ちつつ、更なる高密度化及びセキュリティの向上といった付加価値を付加することが望まれている。

この発明は、このような点に鑑みなされたもので、線密度一定でデータが記録されるべき光ディスクに対して、異なる線密度で複数の独立した記録を行うことができる光ディスク記録装置及びその再生装置を提供することを目的とする。

この発明に係る光ディスク記録装置は、データの記録線密度を保証するための記録線密度制御信号が予め最内周から最外周まで一定の線密度で連続して記録された光ディスクに対して、前記光ディスクの記録領域を複数の記録領域に分割し、これら複数の記録領域で線密度が異なるようにデータを記録する光ディスク記録装置であって、前記光ディスクから読み出された前記記録線密度制御信号が所定の基準クロックと同期するように前記光ディスクを線速度一定で回転駆動する回転駆動手段と、前記基準クロック又は前記光ディスクから読み出された記録線密度制御信号に基づくクロックを前記光ディスクの各記録領域毎に異なる比率で逓倍及び／又は分周して記録クロックを生成する記録クロック生成手段と、この記録クロック生成手段で生成された記録クロックに従って前記データを前記光ディスクに記録する記録手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、記録線密度制御信号に基づいて光ディスクを線速度一定で制御しながら、基準クロック等の分周／逓倍の比率を記録領域毎に変えることにより、光ディスクに対してデータの記録線密度が異なる複数の独立した記録を行うことができる。
この発明によれば、例えば光ディスクの内周側では、ＣＤ規格で定められた所定の線密度でデータを記録し、光ディスクの外周側では、内周側よりも高い線密度でデータを記録することが可能である。この場合、従来の光ディスク再生装置で再生を行う場合には、内周側を誤動作なく再生することができる。また、高密度記録ディスクの再生が可能な特定の再生装置では、全情報を再生することができ、記録容量を従来よりも高めることができる。更に、複数の記録領域のそれぞれに対して任意に設定された線密度でデータを記録することにより、セキュリティーの高いディスクを作成することが可能である。

また、この発明に係る光ディスク再生装置は、複数の記録領域に分割され、これら複数の記録領域で線密度が異なるようにデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク再生装置であって、前記光ディスクを回転速度一定で回転駆動する回転駆動手段と、前記光ディスクに対する再生位置の情報と、その再生位置におけるデータの記録線密度の情報とを所定の時間間隔で繰り返し取得すると共に、これら情報と前記光ディスクの回転速度とに基づいてデータの再生クロック速度を前記所定の時間間隔で繰り返し算出する演算手段と、この演算手段で算出された再生クロック速度をロックレンジとして前記光ディスクに記録されたデータを再生する再生手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、記録線密度制御信号に基づいて光ディスクを線速度一定で制御しながら、基準クロック等の分周／逓倍の比率を記録領域毎に変えることにより、光ディスクに対してデータの記録線密度が異なる複数の独立した記録を行うことができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、この発明の好ましい実施形態に係る光ディスク記録装置の要部の構成を示すブロック図である。なお、図１において、図５と同一部分には同一符号を付してある。

光ディスク１は、記録領域の最内周から最外周まで一筆書きの螺旋状のトラックを有し、そのトラックに沿って一定の線密度でデータの記録線密度を保証するための記録線密度制御信号が重畳されている。この記録線密度制御信号は、この例では絶対時間情報であるＡＴＩＰ（Absolute Time In Pregroove）タイムコードを含むウォブルである。スピンドルモータ（ＳＰＭ）２によって回転駆動される光ディスク１からピックアップ３を介して読み出されたウォブル信号（Wobble）は、ＰＬＬ／ウォブルデコーダ４に供給される。このＰＬＬ／ウォブルデコーダ４は、水晶発振器５の発振出力に基づいて基準クロック生成部６で生成された基準クロック（基準ＣＬＫ）を導入し、ウォブル信号が基準クロックと同期するようにスピンドルコントローラ７を介してスピンドルモータ２の回転数を制御する。これにより光ディスク１は線速度一定で回転制御される。また、ＰＬＬ／ウォブルデコーダ４は、ウォブル信号に含まれるＡＴＩＰタイムコードからＡＴＩＰクロック（ＡＴＩＰ−ＣＬＫ）を抽出する。

ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）クロック／ビットレート発生器（ＥＦＭ−ＣＬＫ／ＢＲ−ＧＥＮ）１１は、基準クロック又はＡＴＩＰクロックを与えられた比率Ｎで分周／逓倍し、任意のビットレートのＥＦＭクロック（ＥＦＭ−ＣＬＫ）を生成する。ＥＦＭ／ＣＤエンコーダ９は、ＥＦＭクロックに従って記録すべきデータを所定の記録フォーマットにエンコードする。ライトストラテジ回路１０は、エンコードされたデータからＥＦＭクロックに従って記録データを生成する。この記録データがピックアップ３のレーザ照射により光ディスク１上にＥＦＭクロックに基づく線密度で記録される。

図２は、この光ディスク記録装置で記録された光ディスク１を示す図である。光ディスクの全記録領域でウォブルの線密度は一定である。この例では、一回目の記録時に、ＥＦＭクロック／ビットレート発生器１１に設定される比率ＮをＮ１にして内周側の第１の記録領域Ａ１に記録を行い、二回目の記録時に、ＥＦＭクロック／ビットレート発生器１１に設定される比率ＮをＮ２にして外周側の第２の記録領域Ａ２に記録を行っている。このため、記録領域Ａ１ではＮ１倍、記録領域Ａ２ではＮ２倍の線密度でデータが記録される。Ｎ１を１倍、Ｎ２をＭ倍とすれば、内周側の記録領域Ａ１では通常のＣＤ規格に基づく線密度でデータが記録され、外周側の記録領域Ａ２では通常のＭ倍の線密度でデータが記録されるので、互換性をある程度維持しつつ、高記録密度のデータ記録が行われる。このような各記録領域Ａ１，Ａ２でのデータの記録線密度情報は、光ディスク１のＴＯＣ（Table of Contents）等に、各領域Ａ１，Ａ２の先頭位置情報と共に記録される。

なお、比率Ｎは、データ記録時にユーザが設定しても良いし、予め光ディスク１の領域を複数に分割しておいて、光ディスク１の径方向の記録位置を図示しないリニアエンコーダ等で検出し、記録位置毎にデータの記録線密度を自動で切り換えるようにしても良い。

図３は、ＥＦＭクロック／ビットレート発生器１１の詳細構成例を示すブロック図である。水晶発振器５による基準クロックは分周器１１１で分周され、この分周後のクロックとＡＴＩＰクロックとが切換器１１２で選択される。ここで、再生されるＡＴＩＰクロックを選択し基準とすれば、偏心のあるディスクに対してもＥＦＭクロックが追従でき、一方、水晶発振器５の出力を選択し基準とすれば、簡易に記録装置のシステム安定性を得ることができるので、例えば記録前の助走時に水晶発振器５の出力を選択し、その後ＡＴＩＰクロックを選択する。切換器１１で選択されたクロックは、分周器１１３で分周されたのち、位相比較器１１４の一方の入力に与えられる。位相比較器１１４からの誤差出力は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１１５の制御電圧として与えられ、ＶＣＯ１１５の出力は、分周器１１６で分周されて位相比較器１１４の他方の入力としてフィードバックされる。また、ＶＣＯ１１５の出力は、分周器１１７で任意の比率Ｎに基づいて分周され、分周器１１７の出力がＥＦＭクロックとして出力されている。

ここで、基準クロックを33.8688MHzとし、これを基準に光ディスク１を８倍速で回転させるとすると、ＡＴＩＰクロックは、3.15KHz×8＝25.2KHzとなる。そこで、分周器１１１を1344分周に設定すると、分周器１１１の出力側の基準クロックも25.2KHzになる。また、分周器１１３を１分周に設定し、ＶＣＯ１１５を276.5952MHzで発振させ、分周器１１６を10976分周に設定すると、分周器１１６の出力は、276.5952MHz／10976＝25.2KHzとなり、ＶＣＯ１１５は、25.2KHzの位相比較で制御される。そして分周器１１７に設定する比率Ｎをそれぞれ８分周、４分周に設定すると、ＥＦＭクロックのビットレートは、それぞれ次のようになる。

（１）８分周
276.5952MHz／8＝4.3218MHz×8 ：密度１倍（規格通り）
（２）４分周
276.5952MHz／4＝4.3218MHz×16：密度２倍

また、ＶＣＯ１１５を259.308MHzで発振させ、分周器１１６を10290分周に設定することで、259.308MHz／10290＝25.2KHzを得、ＶＣＯ１１５の出力を分周器１１７でＮ＝５分周に設定することで、光ディスク１が８倍速に対して、259.308MHz／5＝4.3218MHz×12：密度１．５倍の記録が可能なＥＦＭクロックが得られる。

図４は、このように記録領域毎に異なる線密度でデータが記録された光ディスク１を再生する光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。ＦＧ−スピンドルコントローラ２２は、光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ（ＳＰＭ）２１の回転により生成されるホール素子信号（ＦＧ）が予め設定された周波数を維持するようにスピンドルモータ２１を制御（加減速）して、光ディスク１をＣＡＶ（回転速度一定）制御する。ＭＰＵ２３は、例えば光ディスク１のＴＯＣに書き込んだ情報等により、再生するデータブロックのアドレスと共に当該データブロックの記録線密度情報を取得する。フィードコントローラ２４は、ピックアップ２５を再生データブロックアドレスに移動する。ＭＰＵ２３は、ピックアップ２５が光ディスク１の半径上のどの位置にあるのかを示す半径位置情報（FEED SCALE）を受けて、ＣＡＶ回転数と半径位置とから現在の線速度を計算する。ＭＰＵ２３は、線速度と記録を行った線密度とから、ピックアップ２５が受光する記録済みＥＦＭデータの再生クロック速度を計算する。このとき、通常の記録線密度Ａに対する再生クロック速度がＢであれば、Ｎ倍（Ｎ×Ａ）の線密度で記録したＥＦＭデータの再生クロック速度はＢ×Ｎとなる。

ＭＰＵ２３は、計算した再生クロック速度をＰＬＬ／ＥＦＭデコーダ２６のＰＬＬの中心周波数（ロックレンジ）としてセットする。ＰＬＬ／ＥＦＭデコーダ２６は、再生されたＥＦＭ信号を受信すると共に、受信したＥＦＭ信号にＰＬＬによるフィードバックをかけて再生クロックを抽出し、この抽出された再生クロックで受信されたＥＦＭ信号をデコードする。ＰＬＬ／ＥＦＭデコーダ２６でデコードされたデータは、ＣＩＲＣ（Cross Interleaved Reed-Solomon Code）デコーダ２７で復号される。以下、ピックアップ２５のディスク半径位置の検出、線速度の計算、中心周波数の設定の処理が任意の時間間隔で繰り返される。

この再生装置によれば、ＭＰＵ２３での記録線密度情報に基づく再生速度計算ルーチンとＥＦＭデータの再生クロック速度の計算が新たに追加されるのみで、他は通常の光ディスク再生装置とほぼ同様のシステムで線密度が異なる複数の記録領域を持つ光ディスクの再生が可能である。

この発明の一実施形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。 同装置で記録された光ディスクの記録領域と記録線密度とを示す平面図である。 同装置におけるＥＦＭクロック／ビットレート発生器の構成を示す平面図である。 同装置で記録された光ディスクを再生する光ディスク再生装置のブロック図である。 従来の光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…光ディスク、２，２１…スピンドルモータ、３，２５…ピックアップ、４…ＰＬＬ／ウォブルデコーダ、５…水晶発振器、６…基準クロック生成部、７…スピンドルコントローラ、８…分周／逓倍器、９…ＥＦＭ／ＣＤエンコーダ、１０…ライトストラテジ回路、１１…ＥＦＭクロック／ビットレート発生器、２２…ＦＧ−スピンドルコントローラ、２３…ＭＰＵ、２４…フィードコントローラ、２６…ＰＬＬ／ＥＦＭデコーダ、２７…ＣＩＲＣデコーダ。

Claims (4)

1. データの記録線密度を保証するための記録線密度制御信号が予め最内周から最外周まで一定の線密度で連続して記録された光ディスクに対して、前記光ディスクの記録領域を複数の記録領域に分割し、これら複数の記録領域で線密度が異なるようにデータを記録する光ディスク記録装置であって、
   前記光ディスクから読み出された前記記録線密度制御信号が所定の基準クロックと同期するように前記光ディスクを線速度一定で回転駆動する回転駆動手段と、
   前記基準クロック又は前記光ディスクから読み出された記録線密度制御信号に基づくクロックを前記光ディスクの各記録領域毎に異なる比率で逓倍及び／又は分周して記録クロックを生成する記録クロック生成手段と、
   この記録クロック生成手段で生成された記録クロックに従って前記データを前記光ディスクに記録する記録手段と
   を備えたことを特徴とする光ディスク記録装置。
2. 前記記録クロック生成手段は、前記光ディスクの内周側の記録領域を記録する際には、ＣＤ規格で定められた所定の線密度でデータを記録するための記録クロックを生成し、前記光ディスクの外周側の記録領域を記録する際には、内周側よりも高い線密度でデータを記録するための記録クロックを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク記録装置。
3. 前記記録クロック生成手段は、前記複数の記録領域のそれぞれで任意に設定された線密度でデータを記録するための記録クロックを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク記録装置。
4. 複数の記録領域に分割され、これら複数の記録領域で線密度が異なるようにデータが記録された光ディスクを再生する光ディスク再生装置であって、
   前記光ディスクを回転速度一定で回転駆動する回転駆動手段と、
   前記光ディスクに対する再生位置の情報と、その再生位置におけるデータの記録線密度の情報とを所定の時間間隔で繰り返し取得すると共に、これら情報と前記光ディスクの回転速度とに基づいてデータの再生クロック速度を前記所定の時間間隔で繰り返し算出する演算手段と、
   この演算手段で算出された再生クロック速度をロックレンジとして前記光ディスクに記録されたデータを再生する再生手段と
   を備えたことを特徴とする光ディスク再生装置。

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