JP2006318543A - アドレス情報記録方法及び光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 アドレス情報が予め記録されている光記録媒体では、光記録媒体の回転数が定常回転数にならないと、アドレス情報を抜き出すことはできない。また、アドレス情報の記録位置が制約され自由に記録できない。更に、ランドプリピット型アドレス光記録媒体では、アドレス情報記録により、情報データの記録再生容量が低下する。
【解決手段】 隣接するグルーブ間にはランドが形成されており、グルーブ及びランドの一方又は両方に情報をレーザ光により記録又は再生される光記録媒体において、アドレス情報が、自己同期可能な符号語である、検査点ビットｂ０〜ｂ２、ｂ４と、情報ビットｂ３，ｂ５〜ｂ７とからなるコンマフリー符号の、情報ビットに変換される。このコンマフリー符号は、バイフェイズ変調されてグルーブの少なくとも一方の側壁に、トラックの幅方向に対して蛇行したウォブルとして記録形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明はアドレス情報記録方法及び光記録媒体に係り、特に光学的手段によってアドレス情報を光記録媒体に記録するアドレス情報記録方法、及びそのアドレス情報が記録された光記録媒体に関する。

光学的手段を用いて情報が記録及び／又は再生される光記録媒体は、近年急速な技術開発が行われている。この光記録媒体の分野においては、特に記録容量を向上させる試みが精力的に行われ、このための種々の要素技術が提案されている。

この光記録媒体の中で、円盤状の光記録媒体である所謂光ディスクは、予めトラックを形成した基板上に、記録媒体層が形成された構成となっている。この光ディスクでは、そのトラックに沿って光スポットをトラッキングさせることによって、情報を微細な記録マーク列として正確にトラックに記録することができ、またトラックから記録されている情報を再生することができる。

ここで、光ディスク上のトラックに情報を記録する際に、予めトラックのアドレス情報をトラック上に形成しておくことが行われる。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭに代表されるヘッダー型アドレスを採用する光記録媒体では、アドレス情報は主たる記録再生領域を切断して、ピット列（ヘッダーという）により記録されている。しかしながら、このヘッダー領域には記録が行えないため、面積の限定された光記録媒体では、情報記録再生のための全体容量は低下してしまう。従って、ヘッダーを使用しないアドレス記録方法が必要である。

一方、別のアドレス情報の与え方として、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷに代表されるランドプリピット型アドレスがある。このランドプリピット型アドレスを採用する光記録媒体では、記録再生領域は連続しており、切断された領域はない。アドレスはピットとして用意されるが、そのピット（ランドプリピット）は記録トラックと記録トラックの間に記録される。従って、ヘッダー型アドレスを採用する光記録媒体のような記録容量の低下は生じない。

図８はＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク構造の一例の部分外観斜視図を示す。同図において、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスクは、記録のためのレーザ光を誘導する案内溝（グルーブ１０１）がディスク面上に例えば螺旋状に一定トラックピッチで形成され、記録信号（記録マーク１０５）を記録する記録トラックに当てられる。このグルーブ１０１に挟まれた、図８では凹部で示す領域をランド１０２と呼び、このランド１０２に予めランドプリピット１０４が記録される。

ディスク上に形成したグルーブ１０１の側壁（ランド１０２の側壁でもある）は、トラックの長手方向に対して直交する方向（トラック幅方向）に蛇行しており、このグルーブ１０１の微小な蛇行をグルーブウォブル１０３といい、ディスク回転用モータの回転制御の基準信号のために一定の周波数で形成される。

図９はＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスクにおける同期フレーム内のグルーブウォブル１０３とランドプリピットの記録の様子を示す。同図において、グルーブウォブル１０３は同期フレーム信号の周期の８倍の周期の正弦波形信号として蛇行形成され、ランドプリピットは１０４−１、１０４−２に示すように、二つの同期フレーム毎にウォブルの最初の一方の極性の３頂点のうちの１つ以上の頂点に位置するように記録配置される。

これら３頂点のプリピットを規則に従った配置とすることにより、記録に必要な情報を取り出すことが可能になる。ここで、３頂点のうち、１番目の頂点のプリピットが記録され、かつ、２番目の頂点にはプリピットが記録されていないときには、３番目の頂点のプリピットの有無により、規則で定めたＬＰＰデータの１ビット情報が記録され、１番目の頂点のプリピットと２番目の頂点のプリピットが共に記録されているときには、フレーム同期信号を示し、そのときの３番目の頂点のプリピットの有無で偶数フレームか奇数フレームかを示す。従って、ランドプリピット１０４−１は、ビット”１”のＬＰＰデータを示し、ランドプリピット１０４−２は、偶数フレームのフレーム同期信号を示す。

取り出される情報は３ビットのプリピットから“０”或いは“１”の１ビット情報に復号される。また、予め定めた所定の数からなるランドプリピット１０４（１０４−１、１０４−２等）の集合により前記トラックの位置を示すアドレス情報の１ビットが記録されている。また、ランドプリピット１０４（１０４−１、１０４−２）の１ビット目は必ず配置するようにしているので、これを用いて記録クロックの位相補正を行うことも可能である。

また、光記録媒体の他の例として、ウォブルを一定周期で蛇行させた振幅部分と、非振幅部分とから構成し、振幅部分にデータビットの「１」を割り当て、非振幅部分にデータビットの「０」を割り当てた構成の、本出願人が先に開示した光記録媒体が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の光記録媒体では、ランドプリピットを記録しなくても、低いエラーレートでアドレス情報をウォブルの形状変化として記録できる。

特開２００３−３６５４４号公報

しかるに、ランドプリピット型アドレスを採用する光記録媒体や特許文献１記載の従来の光記録媒体などでは、光記録媒体の回転数が定常回転数にならないと、データに同期した再生クロックを作り出す位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）回路が安定に動作せず、同期が得られないため、アドレス情報を抜き出すことはできない。

すなわち、特許文献１記載の従来の光記録媒体ではウォブルから信号を取り出す場合には、ＰＬＬ回路から生成される信号と、ウォブルから取り出される信号との差分を検出する等して、ウォブルの有無、つまり情報ビットの”１”あるいは”０”を得るようにしている。ランドプリピット型アドレスを採用する光記録媒体のように、ランドプリピットからアドレス情報を取り出す場合も同様である。従って、光記録媒体の回転数が定常状態にならないと、ウォブルやランドプリピット等のプリフォーマット信号が読み取れないため、アドレス情報を抜き出すことができない。

また、アドレス情報を読み取ることができたとしても、例えば図９のランドプリピット１０４−１の右端からピットが読み取れた場合、そのピットが３ビットで配置する（２同期フレーム毎の同期フレームの最初のウォブルの一方の極性の３頂点に配置される）プリピットのどれに当たるか分からず、次のランドプリピット１０４−２の配置を読み取り判定するまで、同期してアドレス情報を正確に読み取れない。

更に、上記のようなヘッダー型アドレスやランドプリピット型アドレスの光記録媒体では同期を正確に得るために、常に固定位置にしかアドレス情報を記録することができず、記録領域の自由度が限定される。また、本出願人の提案の前記特許文献１記載の従来の光記録媒体ではウォブル信号の区切り（振幅部分と非振幅部分の境界）が正しく識別できないと、正常なアドレス情報の読み取りは期待できない。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、回転が定常状態でなくてもアドレス情報を検出可能なアドレス情報記録方法及び光記録媒体を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、アドレス情報の記録領域の制約を少なくでき、更には正確なアドレス情報の検出が可能なアドレス情報の記録を行うアドレス情報記録方法及び光記録媒体を提供することにある。

本発明のアドレス情報記録方法は、上記の目的を達成するため、溝であるグルーブが一定トラックピッチで形成され、隣接するグルーブ間にはランドが形成されており、グルーブ及びランドの一方又は両方に情報をレーザ光により記録又は再生される光記録媒体に対して、その光記録媒体上の位置情報であるアドレス情報を記録するアドレス記録方法において、アドレス情報を自己同期可能な符号語に変換する第１のステップと、自己同期可能な符号語をバイフェイズ変調により周波数変調する第２のステップと、第２のステップにより得られた周波数変調信号を、グルーブの少なくとも一方の側壁に記録して、トラックの幅方向に対して蛇行したウォブルを形成する第３のステップとを含むことを特徴とする。

この発明では、アドレス情報を自己同期可能な符号語に変換し、その符号語を周波数変調してウォブルとして記録しているため、光記録媒体が定常回転状態に達しなくてもアドレス情報を得ることができ、また、光記録媒体上の既定の場所以外の場所に記録されていても符号語を再生することができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明のアドレス情報記録方法は、上記の第１のステップは、自己同期可能な符号語として、一定のビットパターンである検査点ビット(b0~b2,b4)と、アドレス情報である情報ビット(b3,b5〜b7)からなる固定長のコンマフリー符号を、自己同期可能な符号語として生成することを特徴とする。この発明では、検査点ビットと情報ビットとの区切りが分かるため、同期フレームに同期して上記の自己同期可能な符号語を記録することで、同期フレーム毎の同期を明確に取ることが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明の光記録媒体は、溝であるグルーブが一定トラックピッチで形成され、隣接するグルーブ間にはランドが形成されており、グルーブ及びランドの一方又は両方に情報をレーザ光により記録又は再生される光記録媒体において、自己同期可能な符号語として表現された光記録媒体上の位置情報であるアドレス情報が周波数変調されて、グルーブの少なくとも一方の側壁に、トラックの幅方向に対して蛇行したウォブルを形成して記録されていることを特徴とする。

この発明では、グルーブの少なくとも一方の側壁に、トラックの幅方向に対して蛇行して形成されるウォブルとして、自己同期可能な符号語に変換されたアドレス情報が周波数変調されて記録されているため、光記録媒体が定常回転数に達しなくても、ウォブル信号のレベルの反転間隔を観測するだけでアドレス情報が得られ、また、アドレス情報の記録のために情報記録領域を狭めることがなく、更に、アドレス情報の記録位置が既定の場所に限定されない。

なお、上記の周波数変調は、予め同一ビットの連続を一定値以下に制限するバイフェイズ変調であることを特徴とする。

本発明によれば、アドレス情報を自己同期可能な符号語に変換し、その符号語を周波数変調してウォブルとして記録することにより、光記録媒体が定常回転状態に達しなくても、再生されるウォブル信号からアドレス情報を得ることができるため、高速、かつ、容易に同期を得、またアドレス情報を読み取ることができる。

また、本発明によれば、アドレス情報を自己同期可能な符号語に変換したので、光記録媒体中の既定の場所に限定することなく、自由に分散してアドレス情報を記録することができる。

更に、本発明によれば、グルーブの側壁にウォブルとしてアドレス情報を記録するので、ランドプリピット型アドレスの光記録媒体のような、アドレス情報の記録領域による全体の記録再生可能容量の低下をもたらすことがない。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明になる光記録媒体の一実施の形態の部分外観斜視図を示す。同図に示すように、本実施の形態の光ディスク１０は、記録のためのレーザ光を誘導する案内溝（グルーブ１１）がディスク面上に、例えば螺旋状に一定トラックピッチで形成されている。また、ディスク半径方向に隣接するグルーブ１１とグルーブ１１との間には、凹部のランド１２が形成されている。

光ディスク１０上に形成したグルーブ１１の側壁（ランド１２の側壁でもある）は、トラックの長手方向に対して直交する方向（トラック幅方向）に、アドレス情報で変調された周波数変調信号に基づき連続して蛇行したウォブル１３が形成される。すなわち、本実施の形態では、光ディスク１０に連続的に形成されたウォブル１３に、アドレス情報に応じてウォブル信号を周波数変調して記録するものであり、ランドプリピットは形成しない。

また、特許文献１記載の従来の光記録媒体のようなウォブルの断続的な形状変化（正弦波有りと無し）でアドレス情報を記録するのではなく、ウォブル１３は連続的に正弦波状あるいは矩形状に形成され、ビット値が”１”及び”０”のうち一方の周波数に対して他方の周波数が２倍の周波数（倍音波）の形状で形成される。なお、ウォブル１３はグルーブ１１の一方の側壁（ランド１２の一方の側壁でもある）のみに形成してもよい。

また、グルーブ１１上に記録パワーのレーザ光を照射することによって、記録再生すべき情報が記録マーク１４の形態で記録され、また、再生パワーのレーザ光を記録マーク１４に照射することにより記録情報が再生され、あるいは消去パワーのレーザ光をグルーブ１１上に照射することにより記録情報が消去される。なお、記録マーク１４は、グルーブ１１に形成するように図示されているが、グルーブ１１とランド１２の両方に記録することも可能であり、ランド１２にのみ記録することも可能である。

ここで、ウォブル１３として記録する上記のアドレス情報とは、光ディスク１０の全面に対して割り当てられた絶対アドレス、部分領域について割り当てられた相対アドレス、トラック番号、セクター番号、フレーム番号、フィールド番号、時間情報、エラー訂正コード等、或いは光ディスク１０のカテゴリ情報や記録する上で必要となるレーザ光の出力パワー、回転速度等のパラメータから選ばれるデータであり、１０進法又は１６進法によって記述されたものを２進法（ＢＣＤコードやグレイコードを含む）に変換したデータである。

本実施の形態の記録方法は、ヘッダーが不要であり、記録容量の損失が無い反面、ウォブル信号を連続して記録していくと、ウォブル信号の区切りを正しく識別できなければ、正常なアドレス情報の読み取りは期待できない。

そこで、本発明では、まずウォブル信号に変調する前のアドレス情報を自己同期可能な符号語で構成するものであり、その手法について説明する。自己同期可能な符号語の符号化として相応しい方法にコンマフリー符号がある。これは、ある一定数以下のシンボルを観測すれば、符号語の区切りが分かり同期を取り得る性質を持つ符号である。

図２は本発明になるアドレス情報記録方法の一実施の形態の記録アドレス情報のビット構成を示す。図２はアドレス情報となる上記のコンマフリー符号のビット構成を示しており、より早く、より簡単に同期を得るために全ての符号語に検査点ビットとして、はじめの部分に一定のビットパターン（プリフィックス）を置き、その後に特定の位置に検査点を挿入する。

図２では、はじめにプリフィックスとしてビット“１”をｐ個おき、以下検査点としてビット“０”をｐ−１個おきにｑ個おく。情報ビットは図２では“Ｘ”で表され、“１”或いは“０”のビットが記録される。この符号語の検査点ビット数はｄ（＝ｐ＋ｑ）、情報ビット数はｋ（＝（ｐ−１）・（ｑ−１）＋ｒ）となる。

この符号語が同期を得るためには、最後の検査点からのｒ個の情報ビットが次の不等式を満足する必要がある。

ｒ≦ｐｑ （１）
これは、ｒが最大となるｐｑ個の情報ビットに検査点ビットのプリフィックスから同じビット列が記録される場合を考えることで確かめられる。ｒ（＝ｐｑ）個の情報ビットの次に記録されるビットは、次のプリフィックスの先頭のビット“１”であり、プリフィックスからｐｑ＋１番目のビットは検査点“０”であるから、ｒ個の情報ビットに検査点ビットのプリフィックスから同じビット列としても、検査点ビットと情報ビットの区切りが判定でき、検査点ビットのプリフィックスの位置が把握できるので、同期を得ることが可能となる。

ここではプリフィックスのパターンを全てビット“１”で構成するようにしたが、情報ビットで出現しないビット列のパターンに置き換えてもよい。

次に、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの同期フレームに本発明のアドレス情報記録方法を適用した場合を一例として説明する。１同期フレームにはウォブルが８個あるので、８ビットの記録が可能であるが、本実施の形態では、アドレス情報は図３に示すように検査点ビットとしてｂ０、ｂ１、ｂ２、及びｂ４の計４ビット、情報ビットとしてｂ３、ｂ５、ｂ６及びｂ７の計４ビット割り当て、ｂ０からｂ７の方向に順に記録する。

検査点ビットは、はじめの２ビットｂ０、ｂ１に“１”が置かれ、以下１個おきの２ビットｂ２、ｂ４に“０”が置かれ、残りの４ビットｂ３、ｂ５、ｂ６、ｂ７が情報ビットに割り当てられる。

図４は図３の８ビットを１つの同期フレームとする、全部で２同期フレームに対応する符号語のビット構成を示す。図４において、○で囲まれたビットは検査点ビットを表している。図４に示すように、検査点ビットｂ０からｂ２と同じビット列“１１０”が、情報ビットに当たるｂ５からｂ７に記録されたとしても、本実施の形態では、検査点ビットｂ０から４個先のビットｂ４は必ず“０”の検査点ビットとなるようにビットを配置しているので、ｂ５から４個先のビットｂ９は“１”であるから、ｂ５からｂ７に記録されたビット列“１１０”は、検査点ビットではなく情報ビットであるとして区別することができる。

すなわち、本実施の形態ではアドレス情報を自己同期可能な符号語に変換し、検査点ビットと情報ビットとの区切りが分かるようにしたので、同期フレーム毎の同期を明確に取ることが可能となる。こうして、同期フレーム毎に同期を取ることができ、かつ、図４の例では４ビットのアドレス情報を記録することが可能となる。

また、検査点ビットと情報ビットとの区切りが分かるので、光ディスク中の既定の場所に限定することなく、自由に分散して記録することが可能である。更に、グルーブにアドレス情報を記録するので、アドレス情報を記録しても光ディスクの全体容量を低下させることがない。

次に、符号語をウォブル信号に周波数変調する手法について説明する。長い符号語を記録する場合、符号語の中のプリフィックスのようにビット“１”が連続したり、情報ビットの中でも同じビットが連続して出現する可能性があり、データに直流成分が生じる可能性がある。

これを回避するために、ビット“０”と“１”を予め別のコードに置き換えて、“０”と“１”の連続を一定値以下にする周波数変調として、本実施の形態ではバイフェイズ変調を行う。これは記録しようとするデータ１ビットに対して、図５に示すように２チャンネルビットを当てはめる方法である。すなわち、記録しようとするビット“０”に対して“００”又は“１１”を、ビット“１”に対して“０１”又は“１０”を割り当てる。そして、データの接続に際しては、必ず前の符号の反転符号から入るようにする変調方式である。

従って、例えば、図６に記載したように、“０１１１１０”というビット列はバイフェイズ変調によりＮＲＺ信号として“００１０１０１０１１”という符号列になる。オリジナルのビット列は“１”の連続を４つ含み、また“１”の出現確率は“０”の２倍となった非対称なデータである。この符号列に対しバイフェイズ変調を行うと、図６に変調後の信号として記載したように、“０”または“１”の連続は最大２つで済み、また“０”と“１”の出現確率は等しい対称なデータに変換される。このように、同一のビットの連続が一定値以下に制限されるようなバイフェイズ変調方式は、その読み取りの安定性を向上させる効果がある。

図７はバイフェイズ変調した信号の一例の波形図を示す。同図において、矩形波の下側の数値がビットの値を示しており、バイフェイズ変調された信号のうちビット“０”はビットクロック（ビット周期）の間でレベルが変化せず、ビット“１”ではビット周期の中央でレベルが反転する。なお、図７では信号波形は矩形波を示しているが、正弦波でもよいことは勿論である。

信号の判定はこのバイフェイズ変調された信号（以下、変調信号という）のレベルの反転間隔を観測するだけで済む。従って、バイフェイズ変調された信号は、例えばＶＴＲにおいて、テープ位置と制御情報を含み、テープ長手方向に沿って記録され、テープ走行速度が定常速度でなくても読み取り可能なタイムコードであるＬＴＣ（Longitudinal Time Code）として既に使用されているが、本実施の形態でも光ディスクの回転数が定常回転数にならなくても、バイフェイズ変調されたアドレス情報を読み出すことが可能である。

すなわち、以上のように構成される本発明のアドレス情報記録方法の一実施の形態では、光ディスクの回転数が所定の定常回転数にならなくても、光ディスクから変調信号を読み取り可能である。読み取られた変調信号は自己同期可能な符号語として符号化されており、読み取り始めた位置から変調信号に含まれた検査点ビットを観測することで、容易に変調信号の区切りが分かり、同期を得ることができる。また、自己同期可能な符号語として符号化しているので、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷのようにディスク内の固定位置に限定してアドレス情報を記録する必要がなく、自由な位置に記録することができる。

また、一般的に記録媒体よりデータを読み出すためには、ＰＬＬ回路のためのランナップと呼ばれるＰＬＬ同期信号が必要であるが、本実施の形態では、上述の如く、自己同期符号にコンマフリー符号を採用しているので、ランナップとコンマフリー符号のプリフィックスを兼用することができる。

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、以上の実施の形態におけるアドレス情報記録方法をコンピュータにより実現させるコンピュータプログラムも包含するものである。この場合、プログラムは記録媒体からコンピュータにロードされたり、ネットワークを介して配信されてコンピュータにダウンロードされる。

本発明の光記録媒体の一実施の形態の部分外観斜視図である。 本発明方法の一実施の形態の記録アドレス情報のビット構成を示す図である。 本発明方法で記録される記録アドレス情報のビット構成の一例を示す図である。 本発明で記録される２つの同期フレームに対応するアドレス情報のビット構成の一例を示す図である。 バイフェイズ変調前と変調後におけるビットの変化を示す図である。 バイフェイズ変調前と変調後におけるビット列の変化の一例を示す図である。 本発明方法で記録されるバイフェイズ変調されたアドレス情報波形の一例を示す図である。 ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスクの一部の構造を示す外観斜視図である。 ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの同期フレームにおけるランドプリピットとグルーブウォブルの関係の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 光ディスク
１１、１０１ グルーブ
１２、１０２ ランド
１３、１０３ ウォブル
１４、１０５ 記録マーク
１０４、１０６ ランドプリピット

Claims (3)

1. 溝であるグルーブが一定トラックピッチで形成され、隣接する前記グルーブ間にはランドが形成されており、前記グルーブ及びランドの一方又は両方に情報をレーザ光により記録又は再生される光記録媒体に対して、その光記録媒体上の位置情報であるアドレス情報を記録するアドレス記録方法において、
   前記アドレス情報を自己同期可能な符号語に変換する第１のステップと、
   前記自己同期可能な符号語をバイフェイズ変調により周波数変調する第２のステップと、
   前記第２のステップにより得られた周波数変調信号を、前記グルーブの少なくとも一方の側壁に記録して、前記トラックの幅方向に対して蛇行したウォブルを形成する第３のステップと
   を含むことを特徴とするアドレス情報記録方法。
2. 前記第１のステップは、前記自己同期可能な符号語として、一定のビットパターンである検査点ビットと、前記アドレス情報である情報ビットからなる固定長のコンマフリー符号を、前記自己同期可能な符号語として生成することを特徴とする請求項１記載のアドレス情報記録方法。
3. 溝であるグルーブが一定トラックピッチで形成され、隣接する前記グルーブ間にはランドが形成されており、前記グルーブ及びランドの一方又は両方に情報がレーザ光により記録又は再生される光記録媒体において、
   自己同期可能な符号語として表現された前記光記録媒体上の位置情報であるアドレス情報が周波数変調されて、前記グルーブの少なくとも一方の側壁に、前記トラックの幅方向に対して蛇行したウォブルを形成して記録されていることを特徴とする光記録媒体。
   

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