JP2006521648A - ウォブルピットを有する多層光ディスク - Google Patents

Abstract

トラックにマークを書き込むことによって情報を記録するための記録担体は、プレグルーブ（５１）を有する記録層を具えている。プレグルーブは、制御情報を表すためのウォブル変調（５２）を有するウォブルを具えている。プレグルーブはさらに、所定の幅及び深度を有するプレグルーブのピット領域（５４）と、これらのピット領域と交互し、縮小深度及び/又は幅、特にゼロ深度を有するプレグルーブのランド領域（５３）とによって構成されるプレグルーブ変調を有している。プレグルーブのランド領域（５３）の大部分はウォブルのゼロ交差箇所に位置付け、プレグルーブのピット領域の大部分はウォブルのピーク値の箇所に位置付けて、ウォブル信号の強度を最適化する。走査装置は、ウォブル変調から制御情報を取り出すためのウォブル検出手段と、プレグルーブ変調から記録制御情報を取り出すためのプレグルーブ復調手段とを具えている。

Description

本発明は、トラックにマークを書き込むことによって情報を記録する書き込み可能タイプの記録担体に関する。

本発明は記録担体を走査する装置及び記録担体を介して情報を提供する方法にも関する。

光記録担体は国際特許出願公開ＷＯ００/４３９９６から既知である。記録担体は、トラックの位置を示すために、通常プレグルーブと称される案内グルーブを具えており、トラックには光学的に読み取り可能なマークを記録することによって情報を所定の方法で提示させる。プレグルーブは、長手走査方向に対して横断する方向におけるトラックの周期的な周遊により蛇行している（これをウォブルとも称する）。ウォブルは、例えばアドレス又は記録制御情報のような追加の情報に従ってウォブル周期の位相を逆にすることによるウォブル変調を含んでいる。走査装置にはトラックを走査するための放射ビームを発生するヘッドが備えられている。マークは、前記トラックの走査中にその走査表面の反射率の変化によって検出される。反射された放射ビームの強度変化は主検出系によって検出される。さらに、走査装置は、トラックに対するヘッドの空間的なずれを検出するために、プレグルーブに基づくトラッキングサーボ信号を発生するための補助検出器も有している。トラッキングサーボ信号は、アクチュエータを制御してヘッドをトラック上に位置させるのに用いられる。ウォブル変調は、追加の情報を取り出すための補助検出器を介して検出される。既知の記録担体及び走査装置の問題は、ウォブル変調のデータ容量が制限され、且つプレグルーブがフォーカシングサーボシステムを調整するのに適していない、と云うことにある。

従って、本発明の目的はプレグルーブをもっと多目的に使えるようにする記録担体及び走査装置を提供することにある。

上記目的は、本発明の第１の態様に従って、記録担体の入射面を経て入射し、記録層上のトラックの上に有効直径を有する走査スポットを形成する放射ビームによりトラックにマークを書き込むことによって情報を記録する書き込み可能タイプの記録担体であって、前記記録層がトラックの位置を示すプレグルーブを具え、該プレグルーブが、トラックの長手方向に対して横断する方向におけるプレグルーブの周期的な変位によって構成されるウォブルを呈し、該ウォブルが制御情報を表すためのウォブル変調を示し、且つ前記プレグルーブが、所定の幅及び深度を有するプレグルーブのピット領域と、これらのプレグルーブのピット領域と交互し、縮小された深度及び/又は幅、特にゼロ深度を有するプレグルーブのランド領域とによって構成されるプレグルーブ変調を含み、前記プレグルーブのランド領域の大部分はウォブルのゼロ交差箇所に位置付けられると共に、前記プレグルーブのピット領域の大部分はウォブルのピーク値の箇所に位置付けられるようにした記録担体で達成される。

上記目的は、本発明の第２の態様に従って、放射ビームにより上述した記録担体上のトラックを走査する装置が、ビームを供給するヘッドと、ウォブル変調から制御情報を取り出すウォブル検出手段と、プレグルーブ変調から記録制御情報を取り出すプレグルーブ復調手段とを具えるようにして達成される。

こうした手段による効果は、プレグルーブが、反射された放射の強度変化から検出することのできる第２タイプの変調を有することにある。なお、非変調プレグルーブは書き込みマークがなくて強度変化を提供しないことに留意すべきである。プレグルーブ変調による強度変化は、主情報を表すマークを検出するのに利用できる主検出系を介して検出することができ、この強度変化はフォーカシングサーボシステムを調整するのに用いることができる。プレグルーブのランド領域をウォブルのゼロ交差箇所付近に位置させることによって、本来のウォブル信号はウォブル検出手段、特にプレグルーブ変調を持たないウォブル用に設計された既存の走査装置におけるウォブル検出手段に対して十分に高いレベルのままとなる。プレグルーブ変調は、プレグルーブのマスタリング中にレーザを変調するか、又はスイッチングすることによって形成するのが有利である。

本発明は次のような認識に基づいて成したものでもある。プレグルーブのランド−ピットパターンを、変調させない通常のプレグルーブと比較しての欠点は、プレグルーブのデューティサイクルが縮小されるために、ウォブル信号が縮小されることにある。ランダムピットパターンを５０％のデューティサイクルで用いることにより、ウォブル信号が１/２に縮小されることが予期される。さらに、信号レベルの低下とは別に、ピットパターンの妨害影響によってノイズが増大することになる。これら双方の影響によってウォブルキャリア対ノイズ比（ＣＮＲ）が低下することになる。本発明者等は、ピットパターンのランド領域を正弦状ウォブルの０及び１８０度付近に位置させることによって、ウォブル信号に対する劣化影響が最小になることを確かめた。

記録担体の実施例では、プレグルーブ変調をウォブルに同期させる。この同期によって、先ずは検出系をウォブル周波数にロックさせ、その後にプレグルーブのランド領域の有無を検出することができるか、又はその逆も可能である。特定実施例においては、前記制御情報を表すウォブル周期が、前記制御情報を表さないウォブル周期よりも小さなプレグルーブのランド領域を含むようにする。このようにすることの利点は、制御情報を符号化するのに用いられるウォブル周期が本来のＣＮＲを有し、しかも制御情報の検出中のエラーがなくなることにある。

記録担体の実施例では、プレグルーブ変調が記録制御情報を表すようにする。このことの利点は、記録制御データを記憶させるのに比較的大きな容量が生成され、例えば各ウォブル周期に対して容易に約１ビットを用立てることができる。なお、例えば、ＷＯ００/４３９９６に記載されているような従来のウォブル変調では、単一ビットを転送するのに１００ウォブル周期までを必要とする。

本発明による記録担体及び装置のさらなる好適例は従属請求項に記載してある通りである。

本発明のこれら及び他の要点を、以下添付図面を参照しての実施例についての説明から明らかにする。

図面中、既に述べた要素に対応する要素には同じ参照符号を付して示す。

図１ａは、トラック９及び中心孔１０を有しているディスク状の記録担体１１を示す。トラック９は、情報層の上にほぼ平行なトラックを構成する螺旋パターンのターンに従って配置される。記録担体は記録可能タイプの情報層を有する光ディスクとすることができる。記録可能ディスクの例には、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ及びＤＶＤ+ＲＷがある。記録可能タイプの記録担体上のトラック９は、未記録の記録担体の製造中に設けられるプレ−エンボスドトラック構造、例えばプレグルーブによって構成される。記録情報は、トラックに沿って記録した光学的に検出可能なマークによって情報層上に表される。マークは、第１の物理的パラメータの変数によって構成されることにより、マークはそれらの周囲とは異なる光学特性を有する。マークは反射ビームの変化、即ち反射の変化によって検出することができる。

図１ｂは、記録可能タイプの記録担体１１のｂ−ｂ線に沿う断面図であり、この記録担体１１の透明基板１５には記録層１６及び保護層１７が設けられている。トラック構体は、例えば、走査中に読み取り／書き込みヘッドをトラック９に追従させることができるプレグルーブ１４によって構成される。プレグルーブ１４は、くぼみ又は隆起部として作成することができ、又は光学特性が基板の材料とは異なる材料で構成することができる。プレグルーブは走査中に読み取り／書き込みヘッドをトラック９に追従させることができる。トラック構体は、周期的にサーボ信号を生じさせる規則的に広げたサブトラックによって形成することもできる。記録担体は、実時間情報、例えばビデオ又はオーディオ情報、或いはコンピュータデータの如き他の情報を担持するものとすることができる。

図１ｃはトラックのウォブルの一例を示す。この図はトラックの横方向の位置が周期的に変化していることを示しており、これはウォブルとも称される。このようなトラックの変化は、補助検出器、例えば走査装置のヘッド内の中央スポットにおける部分検出器よって生成されるプッシュプルチャネルに、追加の信号を生じさせる。ウォブルは、例えば周波数変調され、この変調で位置情報が符号化される。このような方法で符号化するディスク情報を含む書き込み可能なＣＤシステムにおける図１ｃに示したような従来のウォブルについての包括的な説明は、米国特許のＵＳ４，９０１，３００（出願人の参照番号ＰＨＮ１２．３９８）及びＵＳ５，１８７，６９９（ＰＨＱ８８．００２）に見ることができる。

走査することによる読み出し中には、検出器セグメント又は追加の検出器により検出可能な反射ビームの断面強度変化の如き、第２タイプの放射強度変化によりウォブル変調を検出して、トラッキングサーボ信号を発生することができる。トラッキングサーボ系のためにウォブルを検出することは上述したＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷシステムから既知である。ウォブル変調は、例えば図６に示すような物理アドレスを符号化するのに用いられ、ウォブル復調は図７に示してある。

ユーザデータは、例えばＣＤ又はＤＶＤチャネル符号化法に従って、チャネルビットと称される個別の単位長さを有するマークによって記録担体上に記録することができる。マークはチャネルビット長Ｔの正数個分に相当する長さを有する。使用する最短マークは、トラック上の有効直径を有する走査スポットにより検出できるようにするために、チャネルビット長Ｔの所定最少個数ｄの長さを有し、走査スポットの有効直径は通常この最短マークの長さにおおよそ等しい。

本発明による記録担体は、ウォブル周期に整列させるプレグルーブの深さ又は幅の変化によって構成されるプレグルーブ変調（変調部）を有する。プレグルーブ変調は、反射ビームの変化によって検出され得るトラックにおけるマークによる変化に似ている反射ビームの変化、例えば反射率の変化によって検出可能である。ウォブル周期に対するプレグルーブ変調の整列は、比較的大きな深さ（深度）及び/又は幅を有しているプレグルーブ領域がウォブルの横方向周遊のピーク値付近に位置付けられ、また、比較的狭いか又は浅く、特にプレグルーブを中断し、従って記録層の周囲レベルに等しくするためにゼロ深度を有するプレグルーブのランド領域がウォブルのゼロ交差箇所の付近に位置付けられるようにする。従って、ウォブル信号は連続するプレグルーブのウォブル信号に近いものとなる。

一実施例では、記録担体が補助制御領域１２を有しており、この領域内では補助制御情報を符号化するためにプレグルーブを変調させる。補助制御領域１２におけるプレグルーブは、補助制御情報を表すためにプレグルーブの形状に関連する物理的パラメータの変化によって構成されるプレグルーブ変調を呈する。

一実施例では、補助制御領域１２を記録層上の所定位置に位置付ける。この所定位置を図面では長方形１２によってトラック９の一部として図式的に示しているが、実際には補助制御領域１２は、補助制御情報を符号化することのできる十分な長さ、例えばトラックの数巻回分の長さを有する。特に、前記所定位置は、トラック内のアドレスを読み取る必要のない光ヘッドの半径方向位置に基づく領域に走査装置を位置付けることのできる所定の半径方向範囲をカバーする位置とすることができる。

一実施例では、補助制御領域１２をフォーカス領域としても配置して、最適なフォーカスオフセットを設定してユーザデータ読み出し信号におけるジッタを低くするために下記に説明するようなフォーカス調整処置を行なわせる。フォーカス領域には記録担体の製造中に長いマークのキャリアパターンを設ける。キャリアパターンは予め書き込んだ一連のマークであり、これらのマークの長さはユーザデータの符号化に使用される最短マークの長さに比べて長く、走査スポットの有効直径よりも遥かに長い。特に、長いプレグルーブのマークはチャネルビット長Ｔの所定最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有する。キャリアパターンは、単一長さの長いプレグルーブマークによって構成したり、数ビット長の所定パターンとしたり、ランダムに変化させたり、補助制御情報を符号化するために変調させたりすることができる。

本発明の一実施例では、主情報を記録するための最短マークの長さを通常ｄ＝３Ｔ又は３Ｉとして示される３チャネルビット長とする。例えば、ＤＶＤでは、チャネルコードは３Ｔの最小長さと、１１Ｔの最大長さを有するＲＬＬ（２，１０）コードであり、１４Ｔのマークは同期用に用いられる。このようなシステムでは、長いマークは少なくとも６Ｔ又は７Ｔの長さを有するが、好ましくは、その長さは少なくとも８Ｔとする。実際の単一トーンのキャリアパターンは、単一サイズ、例えば１１Ｔの長さを有するピットと中間のランド部分の長いマークを有する。なお、チャネルビット長の所定数分に相当するウォブルに好適なプレグルーブのマーク長は、その所定数に適うパターンを構成すべく選択する。長いマークにおける情報を符号化するのに好適な長さの範囲は、６Ｔ〜１４Ｔ又は１０Ｔ〜１２Ｔの範囲である。ＤＶＤ+ＲＷにおけるような３２チャネルビットのウォブルに好適な長さは、パターンを図８に示すように正弦波に完全に整列させることができるように、８Ｔのプレグルーブランドと交番する８Ｔのプレグルーブピットとする。

図１ｄは幅の変化によるプレグルーブ変調を有しているウォブルを示す。この図はプレグルーブ変調１３を有しているウォブルドプレグルーブ１４を示す。局所断面形状にて示してあるプレグルーブの形状は、符号化すべき追加の情報信号に従って変化する。このような形状の変化は走査中にトラックから反射される放射に影響を及ぼすので、これにより形状の変化を検出することができる。図に示すように、プレグルーブの幅はデジタル変調パターンに従って変調される。

図１ｅは深さの変化によるプレグルーブ変調を有しているウォブルを示す。図示のように、所定深度を有するプレグルーブのピット領域１８とゼロ深度（即ち、プレグルーブが存在しない）のプレグルーブのランド領域を構成するために、深度はデジタル的に変化させる。他の深度変化を代わりに用いることもできる。

このような記録担体を製造するにはマスターディスクを作成する。このマスタリング処理中には、レーザビームレコーダによってプレグルーブを書き込む。ウォブルはトラックの公称中心位置を少し横方向にずらして作成し、マスタリングレーザビームのレーザ出力強度も変調させて、プレグルーブを形状変調させる。

トラックに沿うプレグルーブの（幅、深度）変調は、追加のデータチャネルを生成するのに用いられる。未記録ディスク（Ｒ又はＲＷタイプ）は追加のマスタードデータ、例えば記録制御データを包含している。補助データは、主ユーザデータを符号化するのに用いられるチャネルコードに似ているか、又はそれに等しいチャネルコードを用いて符号化することができる。これによる利点は、追加データを復号化するのに追加の回路が必要でなくなることにある。一実施例では、異なる変調、即ち主ユーザデータを符号化するのに用いられるチャネルコードとは異なるチャネル変調コードを用いる。これにより、プレグルーブの他の特性を乱さないように最適化するプレグルーブに情報を符号化するのに任意の変調、例えばパルスの位置によって追加データを符号化する「一定長さのパルス」を有する変調を用いることができる。高周波データとも称する主ユーザデータは、変調させたプレグルーブに重畳させることができる。プレグルーブにおける追加データは、ランレングス変調させるか、周波数変調させるか、振幅変調させるか、位相変調させるか、又は重畳される高周波の主ユーザデータからその追加データを区別するのに最適な他の変調法により変調させることができる。

ＤＶＤ+Ｒ又は+ＲＷタイプの記録担体の一実施例では、リードインゾーン（他の箇所はミドルゾーン、リードアウトゾーンとすることができる）におけるガード又はバッファゾーンにプレグルーブ変調を適用する。連続するプレグルーブは、単一トーンか、多重トーンのいずれかのプレグルーブのピットとランドによって置き換えられる。なお、グルーブから得られるＡＤＩＰ情報はそのまま存在し、読み取ることができる。一例として、二層の対向トラックパスＤＶＤ+Ｒを用いる。プレグルーブのピット及びランドは、ディスクのＬＯ層のリードインゾーンにおけるガードゾーン（レーザに最も近い）と、Ｌ１層のリードアウトゾーン（ディスクにおけるＬＯ層のリードインゾーンの下）に配置する。

記録担体の一実施例では、プレグルーブ変調を有しているトラックの巻回を、プレグルーブ変調を有していないか、又は異なる所定のプレグルーブ変調を有しているトラックの巻回と交互させる。このようなパターンにより、所謂ウォブルビート及び/又は隣接グルーブのクロストークを最少にすることができる。

図２はプレグルーブ復調ユニットを有する走査装置を示す。この装置は記録担体１１上のトラックを走査する手段を具えており、この走査手段には、記録担体１１を回転させるための駆動ユニット２１、ヘッド２２、このヘッド２２をトラック上に位置させるためのサーボユニット２５及び制御ユニット２０が含まれる。ヘッド２２は放射ビーム２４を発生するための既知のタイプの光学系を具えており、放射ビームは光学素子経て案内されて、記録担体の情報層のトラック上に放射スポット２３として集束される。放射ビーム２４は、放射源、例えばレーザダイオードによって発生される。ヘッドはさらに（図示してないが）、放射ビーム２４の焦点を該ビームの光軸に沿って動かすフォーカシングアクチュエータと、トラックの中心上にスポット２３を半径方向に微細位置決めするトラッキングアクチュエータとを具えている。トラッキングアクチュエータは、光学素子を半径方向に動かすコイルで構成するか、或いはまた、反射素子の角度を変更するように構成配置することもできる。フォーカシング及びトラッキングアクチュエータは、サーボユニット２５からのアクチュエータ信号によって駆動される。情報の読み出しに際しては、情報層によって反射された放射をヘッド２２における通常のタイプの検出器、例えば四象限ダイオードによって検出して、フロントエンドユニット３１に結合される検出信号を発生させる。フロントエンドユニット３１は、トラッキング及びフォーカシング用の主走査信号３３及びエラー信号３５を含む様々な走査信号を発生する。エラー信号３５は、前記トラッキング及びフォーカシングアクチュエータを制御するためのサーボユニット２５に結合される。エラー信号３５はウォブル変調から物理的なアドレスを取り出すためのウォブル復調ユニット３６にも結合される。ウォブル検出の詳細な例を図７に示してある。主走査信号３３は、復調器、デフォーマッター（deformatter）及び出力ユニットを含む通常タイプの読み取り処理ユニット３０によって情報を取り出すために処理される。

制御ユニット２０は情報の走査及び取り出しを制御し、この制御ユニット２０はユーザからか、又はホストコンピュータから命令を受け取るように構成配置することができる。制御ユニット２０は制御ライン２６、例えばシステムバスを介して走査装置内の他のユニットに接続される。制御ユニット２０は、制御回路、例えばマイクロプロセッサ、プログラムメモリ及びインタフェースを具えて、下記に説明するようなプロシージャ及び機能を果たす。制御ユニット２０は状態マシーンとして論理回路にて作成することもできる。一実施例における制御ユニットは、読み取り処理ユニット３０を介してプレグルーブから追加の情報を取り出す機能を果たす。

走査装置は、走査信号中のプレグルーブ変調を次のようにして検出するためのプレグルーブ復調ユニット３２を有している。主走査信号３３はフロントエンドユニット３１から受信される。主走査信号３３中の主情報のマークによる成分は除去され、プレグルーブ変調のマークによる成分は分離される。一実施例における復調ユニットは、特に長いマークに同調する低域通過又は帯域通過機能を有するフィルタユニット３４を有している。補助の制御情報がプレグルーブ復調ユニット３２によってプレグルーブ変調から取り出される。この補助信号のデータクロックを再構成するためのタイミング再生は、ウォブル周波数又はプレグルーブ変調そのものに基づいて行なうことができる。一実施例におけるタイミング再生は主データ用に取り出されるデータクロックに基づいて行なう。補助データのデータビットを検出するのには同期検波を適用することができる。一実施例のプレグルーブ変調には、ユーザデータに用いられるチャネルコードとは異なるチャネルコード及び/又は誤り訂正コードを設け、復調ユニット３２には専用のチャネルコード復調器及び/又は誤り訂正ユニットを設ける。

一実施例では、走査装置に、例えばＣＤ−Ｒか、ＣＤ-ＲＷか、ＤＶＤ+ＲＷか、ＢＤのような書き込み可能、又は再書き込み可能タイプの記録担体上に情報を記録するための記録手段を設ける。記録手段は書き込み放射ビームを発生するためにヘッド２２及びフロントエンドユニット３１と協働し、且つこの記録手段は、入力情報を処理してヘッド２２を駆動させる書き込み信号を発生する書き込み処理手段を具え、この書き込み処理手段は入力ユニット２７、フォーマッター２８及び変調器２９を具えている。情報を書き込む場合には、記録層に光学的に検出可能なマークを形成すべく放射ビームを制御する。マークは、光学的に読み取り可能な任意の形態、例えば染料、合金又は相変化材料の如き材料に記録する際に得られる、周囲のものとは異なる反射係数を有する領域形態、又は磁気光学材料に記録する際に得られる、周囲のものとは異なる偏光方向を有する領域形態とすることができる。

光ディスクに記録する情報の書き込み及びディスクからの情報の読み取り、並びにフォーマッティング、誤り訂正及びチャネル符号化規則は、例えばＣＤ又はＤＶＤ方式から当業者に周知である。一実施例における入力ユニット２７は、アナログのオーディオ及び/又はビデオ信号か、又はデジタルの非圧縮オーディオ/ビデオ信号のような入力信号用の圧縮手段を具えている。ビデオ用の適当な圧縮手段はＭＰＥＧ標準にて規定されており、ＭＰＥＧ−１はＩＳＯ/ＩＥＣ １１１７２に定義され、また、ＭＰＥＧ−２はＩＳＯ/ＩＥＣ １３８１８に定義されている。入力信号はこのような規格に従って予め符号化することもできる。

図３は多層光ディスクを示す。Ｌ０は第１の記録層４０であり、Ｌ１は第２の記録層４１である。第１の透明層４３が第１の記録層を覆い、スペーサ層４２が双方の記録層４０と４１を分離する。基板層４４を第２の記録層４１の下に示してある。第１の記録層４０は、第２の記録層４１よりも記録担体の入射面４７に近い位置に位置付けられている。レーザビームがＬ０層上に集束される第１の状態４５と、レーザビームがＬ１層上に集束される第２の状態４６を示してある。各記録層は補助の制御情報を符号化するプレグルーブマークのパターンを有している。

多層ディスクは、ＤＶＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏのような、読み取り専用に予め記録したディスクとして既に市販されている。二層ＤＶＤ+Ｒディスクが近年提案されており、このディスクは好ましくは二層ＤＶＤ−ＲＯＭ標準のものとコンパチブルにすべきである。双方の層の反射レベルは１８％以上である。Ｌ０層は約５０〜７０％の透過率を有する。スペーサ層は、３０〜６０μｍの代表的な厚さで２つの記録層を離間させる。Ｌ１層は高い反射レベルを有し、この層は極めてセンシティブにする必要がある。再書き込み可能な二層ディスクも提案されている。この場合のＬ０層は約４０〜６０％の透過率を有する。双方の層の有効反射レベルは代表的には７％であるが、これはそれよりも低いか、高い値（３％〜１８％）にすることができる。３つ又はそれ以上の記録層を有する書き込み可能及び再書き込み可能な光記憶媒体も検討されている。

図４はフォーカスエラー信号のＳ曲線を示す。フォーカスエラー信号４８は、記録層の下から上までで変化するフォーカスに対して示してある。例えば、単一層の+ＲＷ及びＲＯＭでは、Ｓ曲線のゼロ交差箇所４９にフォーカスエラーを保つことによって最適なフォーカスオフセットが得られる。予め記録するデータ（ＲＯＭディスクの場合）を最適化することによって追加の微同調をすることができる。二層のＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤＶＤ−９）では、Ｓ曲線のゼロ交差にフォーカスエラーを保ち、そしてさらにジッターを最適化することによって最適なフォーカスオフセットが得られる。ここで、最適なフォーカスオフセットは、他のカット−オフフォーカス層から及び/又は基板の厚さの変動からの漂遊光の影響を受けるが、これはジッターを最適化することによって補償することができる。二層のＤＶＤ＋Ｒ/+ＲＷには、ジッターの値を最適化するのに利用できる予め記録済みのデータがない。

一実施例における走査装置は、フォーカスサーボユニット２５内に含まれるフォーカス調整機能を有している。先ず、プレグルーブ変調を有しているプレグルーブの領域によって構成されるフォーカス領域を検出する。次いで、このフォーカス領域におけるキャリアパターンを走査し、且つ前記長いマークによる走査信号の振幅をモニタすることによって最良のフォーカスを検出する。特に、振幅の最大値はフォーカスオフセットを変えることによって得られる。フォーカス調整ユニットは、プレグルーブのマークが長いことにより信号の振幅を検出するために読み取りユニット３０にて利用可能な読み取り回路を用いることにより、制御ユニット２０内にソフトウェア機能として作成することもできる。一実施例におけるフォーカス調整機能は、多層ディスクの各当該層に対してそれぞれ別々に行なうようにする。フォーカス領域はそれぞれの層の上に位置し、第１の層につき上述したようなさらなるステップが実行される。記録可能及び再書き込み可能ディスクにとって正しいフォーカスオフセットを見つけることは重要なことである。フォーカスオフセットが最適でないと、データはディスクに最適に書き込まれず、書き込みパワー及びジッター値（特に、読み出し中）が増えることになる。

図５はウォブル及びプレグルーブ変調読み取り信号を示す。ｘ軸は時間を、ｙ軸は信号値をそれぞれ示す。上側の曲線は、ウォブル５１を公称ゼロ位置から半径方向にずれている信号として示したものである。ウォブルの位相は、ウォブル変調５２を成す位相反転によって示すように、物理的アドレスを符号化するために変調される。ウォブル変調は、トラックの出発点に対するそれぞれの物理アドレスの物理的位置を示す物理的なアドレス情報を表わす。ウォブル変調は、例えばＤＶ＋ＲＷから既知であり、国際特許出願公開ＷＯ００/４３９９６に詳しく記載されている。本発明によれば、ウォブルを構成するプレグルーブは、プレグルーブのランド領域５３とプレグルーブのピット領域５４とを交互させることによって変調させる。下側の曲線５６は、読み取りヘッドにおける検出器によって生成される通常中央アパーチャ（ＣＡ）信号と称される読み取り信号を示す。この信号はプレグルーブのピットでの反射（グルーブ反射レベル）とプレグルーブのランドでの反射（ミラータイプの反射レベル）との差によって生じる。また、この信号はディスク上のグルーブとミラー領域との反射レベルの差に匹敵する（代表的には、１０〜１５％の反射レベル）。読み出しには他の方法、例えばラジアル及びタンジェンシャルプッシュプル法を用いることができる。なお、ウォブル周期、即ち変調はＣＡ読み取り信号からは検出できないが、プレグルーブのランド領域５３はＣＡ信号におけるパルス５５となり、また、中間信号部分５７はプレグルーブのピットによるものと解釈される。プレグルーブ変調によるプレグルーブ信号要素５５，５７を復調することは比較的容易である。一実施例では、プレグルーブ信号要素をウォブルＰＬＬクロックに直接リンクされる。これには簡単なフィルタリング及びしきい値検出を用いることができる。ピットが大きい（８Ｔよりも大きい）場合には、シンボル間干渉は無視でき、信号の周波数及び大きさは固定される。信号から復調するチャネルビットは、チャネル符号化アルゴリズム、例えばＣＤ又はＤＶＤシステムにおける主データ用に用いられるのと同じチャネル符号化法に従って補助情報に復号化される。一実施例では、専用のチャネル符号化アルゴリズムを用いてプレグルーブのランド及びピット領域における補助情報を符号化する。このアルゴリズムは１０〜１４チャネルビットのプレグルーブマーク長を用いるだけである。

図６はウォブル変調におけるＡＤＩＰ情報を示す。ウォブル変調は、ＤＶＤ+ＲＷ方式にてアドレス−イン−プレグルーブ（ＡＤＩＰ）と称される追加情報を符号化する。各ＡＤＩＰのビット６５は、ＡＤＩＰビット同期（１ウォブル周期は３２チャネルビットに相当する）と、これに続くＡＤＩＰワード同期フィールド（３ウォブル周期）及び４ウォブル周期のＡＤＩＰデータビットフィールドと、最終後続の８５モノトーンの（即ち変調されていない）ウォブル周期部分とによって構成される。図に示す第１ウォブル６１はＡＤＩＰワード同期として符号化され、このワード同期におけるワード同期フィールドは反転ウォブルを有し、データビットフィールドは非変調ウォブルを有する。第２ウォブル６２はデータビット値０を符号化し、第３ウォブル６３は値が１のデータビットを符号化する。

一実施例では、プレグルーブ変調をＡＤＩＰ変調に整列させ、特に、ＡＤＩＰデータを符号化するのに用いられるウォブル周期をプレグルーブ変調によっては変調しないで、ＡＤＩＰの符号化に用いられないウォブル周期をプレグルーブ変調用に用いる。なお、反転ウォブルはビット位置０、ビット位置４〜７及びビット位置１〜３のＡＤＩＰビット同期の特定位置に存在するだけとすることができる。正確なウォブル検出にとっては、これらのビット位置の殆どが重要であり、反転ウォブルに対するウォブル信号振幅は減少させてはならない。従って、プレグルーブ変調は反転ウォブル又は全てのＡＤＩＰ符号化ウォブルからは除外される。

なお、ウォブル周期に対するプレグルーブのピット及びランドの整列は、ウォブルピットを用いる全てのフォーマット、特に比較的高い周波数のウォブルを用いるフォーマットで適用することができる。

図７はウォブル復調ユニットを示す。入力ユニット７１はトラックを走査するヘッドから取り出したプッシュプル信号を供給する。フィルタ７２は、ウォブル周波数を分離し、且つウォブル信号を生成するための高域及び低域通過フィルタによって信号をろ波する。位相ロックループ７３は、ウォブル周波数にロックされて、３２ｘの乗算器７５を介して、マークをチャネルビットの単位で記録するための同期書き込みクロックを発生する。同期ウォブルユニット７４は乗算器７６にウォブルクロック周期を与える。この乗算器７６もウォブル信号を受信する。乗算器７６の出力は積分兼ダンプユニット７７にて積分され、このユニットの出力はサンプリングスイッチによりサンプリングされて同期−しきい値検波器７８に供給され、この検波器７８はＡＤＩＰのビット同期を検波するＡＤＩＰビット同期装置７９に結合されている。第２乗算器８１には、２つの反転ウォブルと２つの非反転ウォブルを有する４ウォブル周期の信号と、４ウォブル周期に亘る同期を検波する第２入力端のウォブル信号とが供給される。第２の積分兼ダンプユニット８２は乗算器８１の出力信号を積分し、また、ビット値のしきい値検波器８３は符号化されたビットの値を検波する。

検波中に信号レベルを構築する手法は、ウォブルドグルーブからの正弦波にウォブルＰＬＬからの正弦波を乗じて行なう。単一のウォブル期間中におけるウォブル信号に対するコントリビューションは線形からかけ離れている。ウォブル周期の９０度及び２７０度にてコントリビューションは最も大きくなる。そこで、ウォブルピットを位置させるのにはこれらの位置を用いるべきである。０度、１８０度及び３６０度ではウォブル信号が発生されないため、これらの位置はピット間のランド用に使用しなければならない。αを正弦波の位相とする場合、ウォブル信号はsin²（α）に比例する。従って、ピットをウォブルの位相上に適切に位置させることにより、最適な振幅を有するウォブルピット信号を得ることができる。

図８は整列させたプレグルーブ変調パターンに対するウォブル信号のテーブルを示す。第１列９１の“ウォブル位置（wobble position）”では、ウォブル周期をチャネルビット単位に細分割する。第２列９２の“ラジアンでの位置（position in rad）”には、ウォブルの位相（１つの完全な正弦波）をラジアンにて表している。第３列９３の“sin^＊＊2(pos)”には、ウォブルの振幅値を正弦関数の二乗にて示してある。第４列の“パターン１I8−I8”には、第１パターンのプレグルーブのランド（値＝０）及びプレグルーブのピット（値＝１）を示してあり、この第１パターンは整列したプレグルーブ変調の第１例を構成する。グレー領域１００はウォブル正弦波の正のピーク値を示し、第２のグレー領域１０１はウォブル正弦波の負のピーク値を示す。第１パターンはグレー領域によって示したピーク値と整列するプレグルーブのピット（値＝１）を有し、一方プレグルーブのランド（値＝０）はウォブル正弦波のゼロ交差箇所と整列する。第３列９３の底部には各ウォブル信号値のコントリビューションの和、即ち１６を与えてあり、これは次の行にて値１に正規化される。第１パターンは、I8ピット‐I8ランドの搬送周波数である。第５列９５は、第１パターンのプレグルーブピットを位置させるそれらの領域に対するプレグルーブウォブルだけのコントリビューションを示し、これは約0.82の正規化和、即ち、標準の連続プレグルーブ値の８２％のとなる。第６列９６の“パターン２I9−I7”は、ウォブル正弦波のゼロ交差付近に、ピットの長さが９で、ランドの長さが７の第２パターンを示している。第７列９７は、プレグルーブが第２パターンのピットを有しているそれらの領域に対するプレグルーブウォブルのみのコントリビューションを示し、これは約0.87の正規化和、即ち標準の連続プレグルーブ値の８７％となる。第８列９８の“パターン３I8−I6−I4−I4−I4−I6”は、ここに示したような長さのピット及びランドを有する第３パターンを示す。比較的長いピットはウォブル正弦波の最大値付近に位置する。第９列９９は、プレグルーブが第３パターンのピットを有しているそれらの領域に対するプレグルーブウォブルのみのコントリビューションを示し、これは、約0.66の正規化和、即ち、標準の連続プレグ
ルーブ値の６６％になる。なお、全くランダムで、整列してないが、DC成分のないパターンは標準の連続プレグルーブウォブル信号の５０％となり、最悪の場合（ピットがゼロ交差に整列する）には、信号がさらに低くなり得る。

一実施例では、ディスク上の隣接トラックにおけるデータパターンをもっとランダムにする。なお、ウォブル信号の他の特性、即ちプレ‐ピットを検出する際のジッターを用いて、最適なフォーカスオフセットを検出することもできる。オフセット値は、隣接しているトラックにおけるプレグルーブパターン、特にこのようなパターンが整列している場合におけるこれらのパターンによるクロストークによって影響される。従って、改善されたウォブル信号出力を有する準ランダムパターンは、隣接トラックにおけるウォブル位置をシフトさせることにより発生させることができる。例えば、ＤＶＤ＋Ｒの二重層では、トラックピッチは0.74ミクロンであり、従って、トラックｎ+１はトラックｎに比べて0.74x2xPI=4.65ミクロン長くなる。これは１ウォブル周期の32x0.147=4.70ミクロンに殆ど正確に対応する。このことは、ウォブルがトラックごとに整列し、即ち、偶数ウォブルが常に隣接するトラックに奇数ウォブルを有することになる。この際、プレグルーブ変調のパターンはトラックごとに変えることができる。例えば、図８のパターン１とパターン３とを交互に用いることによって、ディスク上のパターンを準ランダムにすることができ、それでもこのパターンのウォブル信号はその最大値の(82+66)/2=74%の良好な信号値を有する。さらにもっとランダムな配分に対して、例えば４つの異なるパターンの組み合わせを用いることもできる。

本発明を主として反射レベルの変化に基づく光ディスクを用いる実施例によって説明したが、本発明は、長方形の光カードや、磁気‐光カードの如き他の記録担体や、書き込み可能な記録担体上に予めパターンを設けた他の任意タイプの情報記憶システムにも好適である。なお、本明細書にて用いている「具えている」と云う用語は、ここで挙げた以外の他の要素又はステップの存在を除外するのではなく、単一要素の表現はこのような要素の複数の存在を除外するものでもなく、参照符号は請求の範囲を限定するものでなく、また、本発明はハードウェア及びソフトウェアの双方で実現することができ、且つ幾つかの「手段」又は「ユニット」は同じアイテムのハードウェア又はソフトウェアで代理させることができる。さらに、本発明の範囲は実施例に限定されるものでなく、上述した各新規な特徴又はその組み合わせにある。

ディスク状記録担体を示す図である。 記録担体の断面図である。 トラックのウォブルの一例を示す図である。 幅の変化によるプレグルーブ変調を有しているウォブルを示す図である。 深さの変化によるプレグルーブ変調を有しているウォブルを示す図である。 プレグルーブ復調ユニットを有する走査装置を示す図である。 多層光ディスクを示す図である。 フォーカスエラー信号のＳ曲線を示す図である。 ウォブル及びプレグルーブ変調の読み取り信号を示す図である。 ウォブル変調におけるＡＤＩＰ情報を示す図である。 ウォブル復調ユニットを示す図である。 整列させたプレグルーブ変調パターンに対するウォブル信号のテーブルを示す図である。

Claims (10)

1. 記録担体の入射面を経て入射し、記録層上のトラックの上に有効直径を有する走査スポットを形成する放射ビームによりトラックにマークを書き込むことによって情報を記録する書き込み可能タイプの記録担体であって、
   −前記記録層がトラックの位置を示すプレグルーブを具え、該プレグルーブが、トラックの長手方向に対して横断する方向におけるプレグルーブの周期的な変位によって構成されるウォブルを呈し、該ウォブルが制御情報を表すためのウォブル変調を示し、且つ
   −前記プレグルーブが、所定の幅及び深度を有するプレグルーブのピット領域と、これらのプレグルーブのピット領域と交互し、縮小された深度及び/又は幅、特にゼロ深度を有するプレグルーブのランド領域とによって構成されるプレグルーブ変調を含み、
   −前記プレグルーブのランド領域の大部分はウォブルのゼロ交差箇所に位置付けられると共に、前記プレグルーブのピット領域の大部分はウォブルのピーク値の箇所に位置付けられる、記録担体。
2. 前記プレグルーブ変調がウォブルに同期し、特に前記制御情報を表すウォブルの周期が、前記制御情報を表さないウォブル周期よりも小さいプレグルーブのランド領域を含む、請求項１記載の記録担体。
3. 前記プレグルーブ変調が記録制御情報を表す、請求項１又は２記載の記録担体。
4. 前記記録制御情報は、所定のチャネル符号化アルゴリズムに従ってプレグルーブのランド領域とプレグルーブのピット領域とによって符号化され、前記所定のチャネル符号化アルゴリズムが、前記情報を表すマークに対する主チャネル符号化アルゴリズムとは異なる、請求項３記載の記録担体。
5. 前記記録担体は、少なくとも第１の記録層（L0）と第２の記録層（L1）とを具え、第１の記録層が第２の記録層よりも前記入射面に近い位置にあり、且つ各記録層がプレグルーブを有している、請求項１記載の記録担体。
6. 前記マークはチャネルビット長Ｔの整数個分に相当する長さを有し、最短マークは、前記有効直径を有する走査スポットにより検出可能とするために、チャネルビット長Ｔの所定最少個数分ｄの長さを有し、且つプレグルーブのランド領域及びプレグルーブのピット領域は、走査スポットの有効直径よりも十分に長くするために、チャネルビット長Ｔの所定最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有する、請求項１記載の記録担体。
7. 前記所定最少個数分ｄが３チャネルビット長Ｔ（ｄ＝３Ｔ）で、長いマークが少なくとも６Ｔの長さを有し、特にその長さを８Ｔ〜１４Ｔの範囲とする、請求項６記載の記録担体。
8. 前記プレグルーブ変調を、隣接するトラックのプレグルーブ変調とは相違させて、隣り合ったプレグルーブ部分におけるプレグルーブのランド領域及びプレグルーブのピット領域が整列しないようにし、特に隣り合ったプレグルーブ部分は準ランダムなプレグルーブ変調を有するか、変調されたプレグルーブ部分に隣接するプレグルーブ部分は変調されないようにする、請求項１記載の記録担体。
9. 放射ビームにより記録担体上のトラックを走査する装置であって、トラックが記録層上にマークを具え、前記ビームが記録担体の入射面を経て入射して、トラック上に有効直径を有する走査スポットを構成し、前記記録層がトラックの位置を示すプレグルーブを具え、該プレグルーブが、トラックの長手方向に対して横断する方向におけるプレグルーブの周期的な変位によって構成されるウォブルを呈し、該ウォブルが制御情報を表すためのウォブル変調を示し、且つ前記プレグルーブが、所定の幅及び深度を有するプレグルーブのピット領域と、これらのプレグルーブのピット領域と交互し、縮小された深度及び/又は幅、特にゼロ深度を有するプレグルーブのランド領域とによって構成されるプレグルーブ変調を含み、前記プレグルーブのランド領域の大部分はウォブルのゼロ交差箇所に位置付けられると共に、前記プレグルーブのピット領域の大部分はウォブルのピーク値の箇所に位置付けられ、
   前記記録担体上のトラックを走査する装置が、
   −前記ビームを供給するヘッド（２２）、
   −前記ウォブル変調から制御情報を取り出すウォブル検出手段、及び
   −前記プレグルーブ変調から記録制御情報を取り出すプレグルーブ復調手段
   を具えている、トラック走査装置。
10. 前記プレグルーブ復調手段が、前記ウォブル検出手段に結合されて、プレグルーブのランド領域及びプレグルーブのピット領域の検出をウォブル周期に同期させる同期手段を具えている、請求項９記載のトラック走査装置。
    
    

Images