JP2006302502A - 光ディスク - Google Patents

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Abstract

【課題】ディスクのリードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域の全面にグルーブ及びランドを形成して均一な条件で製造でき、信頼性の高い再生信号が得られる光ディスクを提供する。
【解決手段】リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域を有する記録及び/または再生用光ディスクであって、前記リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域がグルーブ及びランドよりなり、前記リードイン領域が再生専用領域及び記録/再生領域を具備し、前記再生専用領域に第1ウォッブルが形成され、前記記録/再生領域に前記第1ウォッブルと異なる変調方式の第2ウォッブルが形成されることを特徴とする光ディスク。
【選択図】図14

Description

本発明はディスクのリードイン領域、使用者データ領域、リードアウト領域及び特定目的の所定領域を含む全面にグルーブ及びランドを形成して均一な条件で製造でき、信頼性の高い記録/再生信号が得られるようになった光ディスクに関する。
一般に光ディスクは、非接触式で情報を記録/再生する光ピックアップ装置の情報記録媒体として広く採用され、情報記録容量によってコンパクトディスク(CD; compact disk)、デジタル多機能ディスク(DVD; digital versatile disk)に区分される。さらに、情報の記録、消去及び再生が可能なDVD系光ディスクとして、DVD−RAM(random access memory)とDVD−RW(rewritable)とがある。
このようなDVD−RAM、DVD−RWディスクは、図1に示したように、ディスクの大きさや判読面のトラック層数、複写防止情報などの再生専用データが記録されるリードイン領域10、反復再生及び/または記録が可能な使用者データ領域20及び他のディスクに関する情報が記録されるリードアウト領域30に分けられる。
前記リードイン領域10及びリードアウト領域30の一部(A部及びB部)を拡大すれば物理的な形態のピット15が形成されており、これは再生専用データである。そして、前記使用者データ領域20は一定のトラックに沿って情報マーク27の記録及び/または再生がなされるようにグルーブ23とランド25とが交互に形成されている。ここで、参照番号40は再生ビームを示す。
ところが、DVD−RAMとDVD−RWとの一番大きな差異点は記録を行なう物理的な領域にある。すなわち、DVD−RAMはランド25とグルーブ23との両領域ともに記録を行う一方、DVD−RWはグルーブ23領域だけに記録を行う。この2つの規格には次のような問題点がある。
第1に、DVD−RWの場合、記録された状態が再生専用光ディスクのDVD−ROMと同じ物理的構造よりなっていてDVD−ROMドライブやDVDプレーヤーで再生互換性が優秀である。これに対し、DVD−RAMはランドとグルーブの深さにしたがう位相差によって、DVD−ROMで再生するためにはランドとグルーブの各々に合うトラッキングをしなければならないため、ハードウェアー的な追加修正が必要なので互換性が落ちる。
第2に、DVD−RWでグルーブに記録する場合に記録再生特性、射出特性を考慮してグルーブ深さがDVD−RAMに比べて2倍以上浅く形成される。ここで、リードイン領域10に再生専用データが必要な場合にピット15上に再生専用データが形成される。図2は、再生ビームの波長λとディスクの屈折率nにおいて、λ/n単位のピット深さに対する再生信号の振幅比をグラフで示したものである。
ここで、最小記録マークの長さTに対して記録マークの長さが3T及び14Tである場合を調べれば、DVD−RAMのピットの深さをDVD−RWのグルーブ深さの約0.06(λ/n)とする時、振幅比が各々m、mで0.2〜0.3に現れる。そして、ピットの深さが0.25の時に振幅比が約1に近く現れる。したがってピットの深さをDVD−RWのグルーブ深さのλ/12n深さとした場合、λ/4n深さでの結果に比べて約30%(1:0.3)以下の信号レベルを示す。このように、DVD−RAMでDVD−RWのグルーブの深さのように浅く再生専用データを形成した場合、信頼性のあるピット信号が得られない。
第3に、記録容量をさらに高めるために、図3に示したように入射ビーム方向から見た時、記録層が複数で設計された多層ディスクが必要である。これにより、例えば第1記録層L0及び第2記録層L1を有する二重記録層が形成された場合、前記第2記録層L1に記録を行なう時に記録光が第1記録層L0を通過するが、この時、ピットのある部分とグルーブのある部分で光パワーに差が生じる。また、データ領域内に記録基本単位を示す物理的なヘッダを使用する場合、記録される領域とは違って、物理的なヘッダ領域は常に結晶化状態に残っているために透過率の側面でも差が生じる。
図4を参照すれば、ミラー領域、ピット領域、グルーブ領域、マークが形成されたグルーブ領域に対して各々光パワーを計算してグラフで示した。このグラフによれば、第1記録層L0の各領域の物理的な形状によって光パワーに影響を及ぼすということが分かる。
次の表1は、光パワー実験に使われた条件を示すものである。
Figure 2006302502
上の表でRcは記録層で結晶部分の反射率を、Raは非晶質部分の反射率を各々示す。実験結果によれば、光パワーはミラー領域で一番小さく減少し、ピット領域、グルーブ領域及びマークが形成されたグルーブ順に益々減少する。この結果によれば、図3に示したように、第1記録層L0のリードイン領域10とグルーブLOを備えるデータ領域20との境界に記録/再生ビーム40がかかっている場合と、グルーブだけにビームがかかる場合とを比較する時、第2記録層L1に到達するビームの光量が変わる。このようにマークが形成されたグルーブは、二重記録層において第2記録層L1にデータを記録する時に記録パワーに影響を与えるので記録/再生が不良になる。
さらに、高密度化のために再生ビームのスポットサイズを縮めるためには開口数NAを大きくしなければならないが、この時に二重記録層についての問題点、すなわち、光パワーの差が開口数が大きくなるほどさらに激しくなる。次の表2は開口数が高くなるほど光パワーの差が大きくなる原因を項目別に分析したものである。
Figure 2006302502
前記表2のように、二重記録層の第1記録層でグルーブとピットとが形成された場合、開口数NAが高いほどビームにかかるトラック数が多くなり、入射されるビームの入射角度が大きくなるので光パワーに影響を大きく及ぼす。
第4に、ディスクマスタリング時にリードイン(ピット)/データ領域(グルーブ)/リードアウト(ピット)領域ごとにディスク構造が異なって製造条件が変わるため、製造工程が複雑になり、これにより収率が低くなり、結果的に製造コストが上がる問題点がある。
本発明は前記問題点を解決するために案出されたものであって、データ領域及びリードイン、リードアウト領域をいずれもグルーブで形成してマスタリング時に製造条件を同一にすることによって収率及び製造コストを向上させ、記録/再生性能を向上させた光ディスクを提供することを目的とする。
また、多層記録層を有するディスクに対して記録/再生時に光パワーが均一に照射されるように構造が改善された光ディスクを提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するために、本発明による光ディスクは、リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域を有する記録及び/または再生用光ディスクであって、前記リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域がグルーブ及びランドよりなり、前記リードイン領域が再生専用領域及び記録/再生領域を具備することを特徴とする。
また、前記再生専用領域に第1ウォッブルが形成され、前記記録/再生領域に前記第1ウォッブルと異なる変調方式の第2ウォッブルが形成されることを特徴とする。
また、第1ウォッブルはQPSK方式、周波数変調方式、振幅変調方式、所定周期の単一周波数ウォッブル部と所定周期の非ウォッブル部とを組合わせた方式、位相変調方式、MSK方式及び鋸状変調方式のうちのいずれか一つの方式であり、前記第2ウォッブルは前記第1ウォッブルと異なる変調方式のウォッブルであることを特徴とする。
また、前記第1ウォッブルは高周波ウォッブルであり、前記第2ウォッブルは第1ウォッブルに比べて相対的に低周波ウォッブルであることを特徴とする。
また、前記再生専用領域にはアドレス情報を示すヘッダフィールドがECC記録単位の先頭、末尾またはECC記録単位境界に位置することを特徴とする。
また、前記ヘッダフィールドに形成されたウォッブルは低周波であることを特徴とする。
前述したように、本発明に係る光ディスクは、ディスク製造時にディスクの全体領域にわたってグルーブを連続して掘るだけですむので、製造が容易でマスタリング時に工程に関するパラメータを制御する側面でも有利なだけでなく、ディスクマスタリング時に製造条件を同一にして収率を高め、製造コストを節減できる。また、再生専用データをピットの代わりにウォッブルで形成することによって多層ディスクで再生/記録を行なう時にビームの光パワーを均一にできる。
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
本発明に係る光ディスクは、図5を参照すれば、リードイン領域100、使用者データ領域120及びリードアウト領域130を含む光ディスクであって、ディスク全体領域をグルーブ123及びランド125より構成することを特徴とする。
ここで、使用者データは前記グルーブ123だけに記録でき、また、グルーブ123及びランド125の両側に記録できる。
一方、再生専用データを記録する時に、ピットの代わりにグルーブ123及びランド125の少なくとも一側壁に特定周波数の信号のウェーブ状のウォッブル信号105を連続して記録する。図5のC部及びD部を拡大してみれば、リードイン、リードアウト領域100、130でグルーブ123及びランド125が交互に形成され、グルーブ123及びランド125の両側壁にウェーブ状のウォッブル105が形成されている。そして、前記使用者データ領域120の一部の図5のE部を拡大してみれば、グルーブ123及びランド125が交互に形成され、前記グルーブ123及びランド125の両側壁にウォッブル105が形成されている。ここで、記録/再生ビーム110がグルーブ及び/またはランドトラックに沿って行きつつ記録又は再生する。
ウォッブルを形成するに当って、図6に示したようにランド125’またはグルーブ123’の一側面だけにウォッブル108’を形成する片側ウォッブル方式を利用できる。またはグルーブ123’及びランド125’の両側ともにウォッブルを形成することもできる。
また、図7は、ウォッブル127とランド125に所定間隔ごとにピットが形成されたランドプレピット130を混合して再生専用データを記録する方式が示されている。このランドプレピット130はディスク基板を製造する時にあらかじめ定まった領域に形成され、記録/再生装置に備わるピックアップ装置は、ここに記録された情報により所望の位置に容易に探して行くことができる。また、ランドプレピット状に記録された情報によりピックアップ装置は、例えば、セクター番号、セクタータイプ、ランド/グルーブなどを認識でき、サーボ制御もできる。
このように、本発明では、ピットの代わりにウォッブル信号で再生専用データを記録するので、ディスク全体にわたって記録層の物理的な形状が均一であって、多層記録層を備えるディスクの場合に光パワーの減少が従来に比べて少ない。
図8Aには、本発明のウォッブル信号の変調方式の一例が示されている。この変調方式は、周波数変調方式でウォッブル108、108’の周波数を変えることによってデータを記憶させることである。例えば、データは“0”ビットと“1”ビットの組合わせで記録され、ビットが論理値“0”をとる場合のウォッブルの周波数とビットが論理値“1”をとる場合のウォッブルの周波数とを異にすることによってデータを記録する。ここでは、“0”ビットでの周波数が“1”ビットでの周波数より大きく現れるため、“0”ビットと“1”ビットとが認識される。
他の例として、図8Bに示したような位相変調方式がある。これは、ウォッブル108、108’の位相を変えることによってデータを記録することである。例えば、ビットが論理値“0”をとる場合のウォッブル位相と、ビットが論理値“1”をとる場合のウォッブル位相を相異にすることによってデータを記録する。例えば、“0”ビットを示すウォッブル位相と“1”ビットを示すウォッブル位相との差を180°にすることによってデータを記録できる。
また、図8Cに示したように、振幅変調方式がある。例えば、ビットが論理値“0”をとる場合のウォッブルの振幅と、ビットが論理値“1”をとる場合のウォッブルの振幅とを異にすることによってデータを記録する。
また、図8Dに示したように、所定周期の単一周波数のウォッブル部135及び/または所定周期の非ウォッブル部137の組合わせよりなるMAM(Modified Amplitude Modulation)方式によりデータを記録する方式を利用できる。ここで、前記ウォッブル部135は単一周波数で構成され、前記非ウォッブル部137はウォッブルが形成されていない部分である。したがって、例えば、前記ウォッブル部135及び非ウォッブル部137のそれぞれの全体長さを異にすることによってデータを記録できる。
さらに他の例として、図9に示したように、各ウォッブル信号140の位相を90゜ずつ外れるように変調するQPSK方式で記録する方式を利用できる。ここで図面符号145は、使用者データである記録マークを示す。このように、ウォッブルにより再生専用データを記録すれば、グルーブ及び/またはランドトラックに沿って使用者データと再生専用データとが共に記憶されるのでディスクの記録領域使用効率が向上する。
または、図10に示したように連続するウォッブルの一部区間の周波数だけを変えるMSK方式または図11に示したように鋸状のウォッブル150を形成したSTW(Saw Tooth Wobble)方式を採用できる。前記鋸状ウォッブル150は傾斜度が相対的に大きい部分150a及び傾斜度が相対的に小さな部分150bの形状によって“0”ビットまたは“1”ビットが決定される。一方、図12に示したようにウォッブルのトラックピッチTP1、TP2を異に構成してトラック間クロストークを減らしうる。
本発明の他の実施形態による光ディスクは図14に示したように前記リードイン領域(図5の100)に第1ウォッブルにより再生専用データが記録される再生専用領域103及び、第2ウォッブルが形成された記録/再生領域105が備わる。前記第1及び第2ウォッブルは相異なる変調方式を採用したり、ウォッブルを表示する仕様を異にして構成される。言い換えれば、前記第1ウォッブルは前記QPSK方式、周波数変調方式、振幅変調方式、所定周期の単一周波数ウォッブル部と所定周期の非ウォッブル部とを組合わせた方式及び位相変調方式、MSK方式及び鋸状ウォッブル方式のうちのいずれか一方式で構成され、前記第2ウォッブルは前記第1ウォッブルと異なる方式で構成される。
一方、図13に示したように前記記録/再生領域105はグルーブの全領域にアドレス情報があり、前記再生専用領域103にはアドレス情報を示す別のヘッダフィールド101及び再生専用データフィールド102が備わりうる。前記ヘッダフィールド101はECC記録単位の先頭、末尾またはECC記録単位境界に配置されうる。ここで、前記ヘッダフィールド101のウォッブルの仕様が前記記録/再生可能領域でのウォッブルまたは再生専用領域のウォッブルの仕様と同じかまたは異なる。特に、図14に示したように前記再生専用領域103の再生専用データフィールド102では高周波のウォッブルが、前記ヘッダフィールド101及び記録/再生領域105では低周波のウォッブルが形成できる。これは前記ヘッダフィールド101にあるアドレス情報が高周波で記録される場合に再生信号が不良になることを防止するためである。また、トラック間クロストークを減らせるよう前記記録/再生領域105と再生専用領域103のトラックピッチを相違に構成することもできる。さらに望ましくは、前記再生専用領域103のトラックピッチが記録/再生領域105のトラックピッチより大きくするのが望ましい。
前述した本発明による光ディスクにリードイン領域100、データ領域120、リードアウト領域130以外に特定の目的で形成される所定領域をさらに備えうる。
図15は、前記のような本発明による光ディスクを記録/再生するシステムを概略的に示すものである。この光ディスク記録/再生システムは光を照射するレーザーダイオード150、前記レーザーダイオード150から照射される光を平行にするコリメーティングレンズ152、入射光の偏光方向によって光の進行経路を変換する偏光ビームスプリッタ54、1/4波長板156、入射光を光ディスク160に集束させる対物レンズ158を含む。前記光ディスク160から反射された光が前記偏光ビームスプリッタ154により反射されて光検出器、例えば4分割光検出器162に受光される。前記光検出器162に受光された光は電気信号に変換されてRF信号に検出されるチャンネル1及びプッシュプル方式によりウォッブル信号を検出するチャンネル2に出力される。ここで、H1、H2、H3、H4はDC増幅器を、Ia、Ib、Ic、Idは前記4分割光検出器162から出力される第1ないし第4電流信号を示す。
本発明の光ディスクは、前述したようないろいろな変調方式を用いて再生専用データを形成できる。特に、前記リードイン領域100、リードアウト領域130及び使用者データ領域120とも変調方式によりウォッブル信号を形成できる。
または、前記リードイン領域100、使用者データ領域120またはリードアウト領域130は相異なる変調方式によりウォッブルを形成できる。例えば、前記使用者データ領域120では、周波数変調方式、位相変調方式、振幅変調方式、ウォッブル部と非ウォッブル部との混合方式及びQPSK方式、位相変調方式、MSK方式、鋸状ウォッブル方式のうちのいずれか一つの変調方法をとり、前記リードイン領域100及びリードアウト領域130は、前記使用者データ領域120に採用した変調方式とは異なる変調方式によりウォッブルを形成できる。
一方、本発明において、記録容量を向上させるために記録層が少なくとも一つ以上のディスクを構成できる。例えば、第1記録層及び第2記録層の二重層よりなるディスクにおいて、本発明では前述したように全領域がグルーブ及びランドで形成され、再生専用データがウォッブルで均一に形成されるのでリードイン領域またはリードアウト領域と使用者データ領域との境界領域で光パワーの差が生じない。
従来の光ディスク及びA部、B部及びC部の拡大図である。 ピット深さに対する再生信号の振幅比を示すグラフである。 従来の光ディスクの一部断面図である。 いろいろな場合による光パワーを示すグラフである。 本発明に係る光ディスク及びC部、D部及びE部拡大図である。 本発明の一実施形態による光ディスクの片側ウォッブリング方式を示す図面である。 本発明の他の実施形態による光ディスクのウォッブル及びランドプレピット混合方式を示す図面である。 本発明の他の実施形態による周波数変調によるウォッブルから得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態による位相変調によるウォッブリング部から得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態による振幅変調によるウォッブルから得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態によるMAM変調によるウォッブルから得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態によるQPSK方式を示す図面である。 本発明の他の実施形態によるウォッブルから得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態によるウォッブルから得られる波形を示す図面である。 本発明の他の実施形態によるウォッブルを示す図面である。 本発明による光ディスクで再生専用データがウォッブルで形成された領域でのアドレスを表するヘッダフィールド及び再生専用データの配置を示す図面である。 本発明による光ディスクで再生専用データがウォッブルで形成された領域でのアドレスを表するヘッダフィールド及び再生専用データの配置を示す図面である。 本発明による光ディスクの記録/再生システムを概略的に示す図面である。
符号の説明
100 リードイン領域
105 ウォッブル
120 使用者データ領域
130 リードアウト領域

Claims (5)

  1. リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域を有する記録及び/または再生用光ディスクであって、前記リードイン領域、使用者データ領域及びリードアウト領域がグルーブ及びランドよりなり、前記リードイン領域が再生専用領域及び記録/再生領域を具備し、
    前記再生専用領域に第1ウォッブルが形成され、前記記録/再生領域に前記第1ウォッブルと異なる変調方式の第2ウォッブルが形成されることを特徴とする光ディスク。
  2. 第1ウォッブルはQPSK方式、周波数変調方式、振幅変調方式、所定周期の単一周波数ウォッブル部と所定周期の非ウォッブル部とを組合わせた方式、位相変調方式、MSK方式及び鋸状変調方式のうちのいずれか一つの方式であり、前記第2ウォッブルは前記第1ウォッブルと異なる変調方式のウォッブルであることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。
  3. 前記第1ウォッブルは高周波ウォッブルであり、前記第2ウォッブルは第1ウォッブルに比べて相対的に低周波ウォッブルであることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。
  4. 前記再生専用領域にはアドレス情報を示すヘッダフィールドがECC記録単位の先頭、末尾またはECC記録単位境界に位置することを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。
  5. 前記ヘッダフィールドに形成されたウォッブルは低周波であることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。

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