JP2008071487A - 光ディスク並びに光ディスクのアドレス読取装置及び方法 - Google Patents

光ディスク並びに光ディスクのアドレス読取装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】精度高く簡単に検出することができる、分散アドレス用のマークが加わった光ディスクを提供する。
【解決手段】分散アドレスは、同期マーク、正マーク、負マークで構成する。ウォブルするグルーブを一部不連続にしたり、一部変形してグルーブに沿って同期マーク、正マーク、負マークを形成する。
【選択図】図22

Description

本発明は、光学的に書き換え可能な光ディスクならびに光ディスクに予め書き込まれたアドレスの読取装置および方法に関する。
近年、ユーザによる記録が可能な光ディスクとして、DVD−RAM、CD−RW、MDなどがある。これら記録可能な光ディスクは、らせん状または同心円状の複数のトラックに沿ってグルーブを形成し、グルーブの表面を相変化材料又は光磁気材料で形成することにより作られる。また、光ディスク上の位置を特定するため、トラックには予め書換不可能なマークによりアドレスが記録されている。かかるアドレスの一例が特開平8−315426号明細書に開示されている。
特開平8−315426号明細書によれば、グルーブに不連続部を設け、この不連続部をアドレス信号に対応したパターンに形成するとある。ここで言うアドレス信号に対応したパターンとは、不連続部が現れる毎に反転する2値化信号を言い、ATIP(Absolute Time In Pregroove)信号を生成するためのオン、オフ信号である。従って、不連続部は、単に有りか無しかを表す信号として用いられている。
特開平8−315426号公報
ところが、より記録密度の高い光ディスクを作るためには、より多くのアドレス情報が必要とされる一方、より効率よくアドレス情報を付与する必要がある。ところが、上記従来例にあっては、不連続部は反転するためのトリガ信号でしかなく、一つの意味の情報(トリガ情報)しか持つことが出来なかった。従って多くのマークが必要である。
また、上記従来例にあっては、ATIP信号を利用しているので、トラックのおよその位置は特定できるが、記録開始点が精度よく検出できない。従って、記録をした後、新たに追加して記録をする場合や、記録済みデータ中の一部を書換する場合、前の必要なデータの上に新たなデータを上書きしてしまうこともある。また、トラックピッチを狭くすると、クロストークが発生しやすくなる。
本発明は、グルーブに不連続部または変形部を形成し、かかる不連続部または変形部に2つまたはそれ以上の意味を持たせ、より効率よくアドレス情報を付与することが出来る光ディスクを提供する。
また、記録開始点の位置決めの精度を高くすることが可能な光ディスクを提供する。
さらに、トラックピッチを狭くすることが出来る光ディスクを提供する。
また、完全なCLV(Constant Linear Velocity)で記録再生が可能な光ディスクを提供する。
また、本発明は、グルーブの不連続部または変形部に2つまたはそれ以上の意味を持たせてアドレス情報が付与された光ディスクから、かかるアドレス情報を簡単な構成で正確に読み取る装置及び方法を提供する。
請求項1の発明は、らせん状又は同心円状に伸びるトラックを有する書換可能な光ディスクにおいて、
トラックに沿って正弦波状にウォブルさせて形成したグルーブと、
トラックに沿って設けたセクタブロックと、
各セクタブロックを複数に分割して設けたセクタと、
各セクタブロックの先頭のセクタに形成した同期マークと、
各セクタブロックの先頭以外のセクタのそれぞれに形成した正マークまたは負マークとからなる光ディスクであって、
該正マークは、トラック方向に第1幅W1でグルーブが不連続となる第1グルーブ不連続部で形成し、
該負マークは、トラック方向に第2幅W0でグルーブが不連続となる第2グルーブ不連続部で形成し、
該同期マークは、トラック方向に第3幅Wsでグルーブが不連続となる第3グルーブ不連続部で形成したことを特徴とする光ディスクである。
請求項2の発明は、上記第1、第2、第3グルーブ不連続部は表面がミラーとなっていることを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項3の発明は、上記第1、第2、第3グルーブ不連続部は、いずれもウォブルするグルーブの振幅最大部に形成したことを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項4の発明は、上記第1、第2、第3グルーブ不連続部は、いずれもウォブルするグルーブの振幅最小部に形成したことを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項5の発明は、上記第1、第2、第3幅W1、W0、Wsは、いずれもグルーブに記録される記録データに含まれる最長マーク長より長く、ウォブル周期の1/2以下であることを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項6の発明は、上記第1、第2、第3幅W1、W0、Wsは、いずれもグルーブに記録される記録データに含まれる最長マーク長より長く、ウォブル周期の1/4以下であることを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項7の発明は、上記第1、第2、第3幅W1、W0、Wsの比率は、いずれかひとつを1とすれば、残り2つを2:4の割合にしたことを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項8の発明は、上記第1、第2、第3幅W1、W0、Wsの比率は、2:1:4であることを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項9の発明は、上記第1、第2、第3幅W1、W0、Wsは、それぞれ2バイト、1バイト、4バイトであることを特徴とする請求項1記載の光ディスクである。
請求項10の発明は、らせん状又は同心円状に伸びるトラックを有する書換可能な光ディスクにおいて、
トラックに沿って正弦波状にウォブルさせて形成したグルーブと、
トラックに沿って設けたセクタブロックと、
各セクタブロックを複数に分割して設けたセクタと、
各セクタブロックの先頭のセクタに形成した同期マークと、
各セクタブロックの先頭以外のセクタのそれぞれに形成した正マークまたは負マークとからなる光ディスクであって、
該正マーク、該負マーク、該同期マークのそれぞれは、グルーブが局部的にトラックの垂直方向であって第1方向にズレるグルーブ上ズレ部、グルーブが局部的にトラックの垂直方向であって第2方向にズレるグルーブ下ズレ部、またはグルーブ下ズレ部とグルーブ上ズレ部の組合せ部のいずれかで形成したことを特徴とする光ディスクである。
請求項11の発明は、該正マークはグルーブ上ズレ部で形成し、該負マークはグルーブ下ズレ部で形成し、該同期マークは、グルーブ下ズレ部とグルーブ上ズレ部の組合せ部で形成したことを特徴とする請求項10記載の光ディスクである。
請求項12の発明は、上記グルーブ下ズレ部、グルーブ上ズレ部は、それぞれウォブルするグルーブの振幅最大部に設け、トラックの中心方向にズレていることを特徴とする請求項10記載の光ディスクである。
請求項13の発明は、上記同期マークのグルーブ下ズレ部とグルーブ上ズレ部は、互いにウォブル周期のn+(1/2)倍(nは正の整数)で隣接していることを特徴とする請求項10記載の光ディスクである。
請求項14の発明は、上記nは0であることを特徴とする請求項13記載の光ディスクである。
請求項15の発明は、らせん状又は同心円状に伸びるトラックを有する書換可能な光ディスクにおいて、
トラックに沿って正弦波状にウォブルさせて形成したグルーブと、
トラックに沿って設けたセクタブロックと、
各セクタブロックを複数に分割して設けたセクタと、
各セクタブロックの先頭のセクタに形成した同期マークと、
各セクタブロックの先頭以外のセクタのそれぞれに形成した正マークまたは負マークとからなる光ディスクであって、
該正マーク、該負マーク、該同期マークのそれぞれは、ウォブルするグルーブの谷からウォブル周期の大略1/4の部分までの位相を上下に反転させたグルーブ上り位相反転部、ウォブルするグルーブの山からウォブル周期の大略1/4の部分までの位相を上下に反転させたグルーブ下り位相反転部、グルーブ下り位相反転部とグルーブ上り位相反転部の組合せ部のいずれかで形成したことを特徴とする光ディスクである。
請求項16の発明は、該正マークはグルーブ上り位相反転部で形成し、該負マークはグルーブ下り位相反転部で形成し、該同期マークはグルーブ下り位相反転部とグルーブ上り位相反転部の組合せ部で形成したことを特徴とする請求項15記載の光ディスクである。
請求項17の発明は、上記グルーブ下り位相反転部と、グルーブ上り位相反転部のそれぞれの両端は、グルーブが不連続になっていることを特徴とする請求項15記載の光ディスクである。
請求項18の発明は、上記グルーブ下り位相反転部と、グルーブ上り位相反転部のそれぞれの両端は、急峻に変位するグルーブであることを特徴とする請求項15記載の光ディスクである。
請求項19の発明は、らせん状又は同心円状に伸びるトラックを有する書換可能な光ディスクにおいて、
トラックに沿って正弦波状にウォブルさせて形成したグルーブと、
トラックに沿って設け、複数のセクタに分割されたセクタブロックとを有する光ディスクであって、
各セクタブロックの所定の複数のセクタに形成した正マークと、
各セクタブロックの別の所定の複数のセクタに形成した負マークとを有し、
該正マーク、該負マークは、ウォブルする正弦波状のグルーブの一部を変形させ、下から上に急激に変化する第1部分と、上から下に急激に変化する第2部分とを用いて表し、該第1部分と第2部分を用いてセクタブロックのアドレス情報を表すことを特徴とする光ディスクである。
請求項20の発明は、該正マークは上記第1部で形成し、該負マークは上記第2部で形成したことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項21の発明は、該正マーク、該負マークのそれぞれは、上記第1部を複数サイクル繰り返したもの、上記第2部を複数サイクル繰り返したもののいずれかで形成したことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項22の発明は、該正マークは上記第1部を複数サイクル繰り返したもので形成し、該負マークは上記第2部を複数サイクル繰り返したもので形成したことを特徴とする請求項21記載の光ディスクである。
請求項23の発明は、請求項1に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取装置であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光する光ヘッド(2)と、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成する減算器(4)と、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、グルーブ不連続部パルスを生成するフィルタ(6)と、
グルーブ不連続部パルスの幅を検出し、幅に応じて同期マーク、正マーク、負マークを判別し、同期マーク信号、正マーク信号、負マーク信号を生成する判別器(12)と、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成する復調器(14)とから成ることを特徴とするアドレス読取装置である。
請求項24の発明は、請求項1に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取方法であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光し、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成し、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、グルーブ不連続部パルスを生成し、
グルーブ不連続部パルスの幅を検出し、幅に応じて同期マーク、正マーク、負マークを判別し、同期マーク信号、正マーク信号、負マーク信号を生成し、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成することを特徴とするアドレス読取方法である。
請求項25の発明は、請求項10に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取装置であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光する光ヘッド(2)と、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成する減算器(4)と、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、負方向のグルーブ下ズレ部パルスと正方向のグルーブ上ズレ部パルスを生成するフィルタ(6)と、
正マーク、負マーク、同期マークのそれぞれを、グルーブ上ズレ部パルス、グルーブ下ズレ部パルス、グルーブ下ズレ部パルスとグルーブ上ズレ部パルスの対のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号、同期マーク信号を生成する判別器(52,54,12)と、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成する復調器(14)とから成ることを特徴とするアドレス読取装置である。
請求項26の発明は、請求項10に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取方法であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光し、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成し、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、負方向のグルーブ下ズレ部パルスと正方向のグルーブ上ズレ部パルスを生成し、
正マーク、負マーク、同期マークのそれぞれを、グルーブ上ズレ部パルス、グルーブ下ズレ部パルス、グルーブ下ズレ部パルスとグルーブ上ズレ部パルスの対のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号、同期マーク信号を生成し、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成することを特徴とするアドレス読取方法である。
請求項27の発明は、請求項15に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取装置であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光する光ヘッド(2)と、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成する減算器(4)と、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、負方向のグルーブ下り位相反転部パルスと正方向のグルーブ上り位相反転部パルスを生成するフィルタ(6)と、
正マーク、負マーク、同期マークのそれぞれを、グルーブ上り位相反転部パルス、グルーブ下り位相反転部パルス、グルーブ下り位相反転部パルスとグルーブ上り位相反転部パルスの対のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号、同期マーク信号を生成する判別器(52,54,12)と、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成する復調器(14)とから成ることを特徴とするアドレス読取装置である。
請求項28の発明は、請求項15に記載の光ディスクに含まれる同期マーク、正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取方法であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光し、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成し、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、負方向のグルーブ下り位相反転部パルスと正方向のグルーブ上り位相反転部パルスを生成し、
正マーク、負マーク、同期マークのそれぞれを、グルーブ上り位相反転部パルス、グルーブ下り位相反転部パルス、グルーブ下り位相反転部パルスとグルーブ上り位相反転部パルスの対のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号、同期マーク信号を生成し、
ひとつの同期マーク信号から、次の同期マーク信号までに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成することを特徴とするアドレス読取方法である。
請求項29の発明は、請求項19に記載の光ディスクに含まれる正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取装置であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光する光ヘッド(2)と、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成する減算器(4)と、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、上記第1部に対応する正方向パルスと上記第2部に対応する負方向パルスを生成するフィルタ(6)と、
正マーク、負マークのそれぞれを、正方向パルス、負方向パルスのいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号を生成する判別器(52,54,12)と、
ひとつのセクタブロックに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成する復調器(14)とから成ることを特徴とするアドレス読取装置である。
請求項30の発明は、請求項19に記載の光ディスクに含まれる正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取方法であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光し、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成し、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、上記第1部に対応する正方向パルスと上記第2部に対応する負方向パルスを生成し、
正マーク、負マークのそれぞれを、正方向パルス、負方向パルスのいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号を生成し、
ひとつのセクタブロックに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成することを特徴とするアドレス読取方法である。
請求項31の発明は、請求項21に記載の光ディスクに含まれる正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取装置であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光する光ヘッド(2)と、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成する減算器(4)と、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、上記第1部に対応する正方向パルスと上記第2部に対応する負方向パルスを生成するフィルタ(6)と、
ひとつのセクタあたりに含まれる負方向パルスの数をカウントする第1積算器(93)と、
ひとつのセクタあたりに含まれる正方向パルスの数をカウントする第2積算器(94)と、
第1積算器の第1カウント値と第2積算器の第2カウント値を比較し、正マーク、負マークのそれぞれを、第1カウント値が十分に多い場合、第2カウント値が十分に多い場合のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号を生成する判別器(95−99)と、
ひとつのセクタブロックに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成する復調器(14)とから成ることを特徴とするアドレス読取装置である。
請求項32の発明は、請求項21に記載の光ディスクに含まれる正マーク、負マークを検出し、ひとつのセクタブロックに分散して含まれる正マーク及び負マークから得られる「1」、「0」のデータを集め、該セクタブロックのアドレスを読み取るアドレス読取方法であって、
光ディスクのトラックにレーザ光を照射し、トラック方向に沿って2分割された2つの受光素子で反射光を受光し、
2つの受光素子からの信号の差を取り、差信号を生成し、
ウォブルするトラックのウォブル周波数成分を除去し、上記第1部に対応する正方向パルスと上記第2部に対応する負方向パルスを生成し、
ひとつのセクタあたりに含まれる負方向パルスの数を第1カウント値としてカウントし、
ひとつのセクタあたりに含まれる正方向パルスの数を第2カウント値としてカウントし、
第1カウント値と第2カウント値を比較し、正マーク、負マークのそれぞれを、第1カウント値が十分に多い場合、第2カウント値が十分に多い場合のいずれかで判別し、正マーク信号、負マーク信号を生成し、
ひとつのセクタブロックに含まれる正マーク信号、負マーク信号に対応して「1」、「0」を生成することを特徴とするアドレス読取方法である。
請求項33の発明は、セクタブロックの先頭位置を表すブロックマークを有することを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項34の発明は、前記ブロックマークはトラックグルーブに不連続部を設けて形成されたことを特徴とする請求項33記載の光ディスクである。
請求項35の発明は、前記ブロックマークはトラックグルーブの幅を局所的に変えて形成されたことを特徴とする請求項33記載の光ディスクである。
請求項36の発明は、前記ブロックマークはウォブルの振幅を局所的に変えて形成されたことを特徴とする請求項33記載の光ディスクである。
請求項37の発明は、1サイクルのウォブルは、正マーク、負マークに応じて、そのデューティー比が異なるように形成されたことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項38の発明は、トラックグルーブの片側のエッジにのみウォブルが設けられたことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項39の発明は、前記正マークは、ウォブルする正弦波状のグルーブの一部であって、2つの連続する湾曲部分に挟まれた下から上に変化する部分を、正弦波と比べ、より急激に変化させて設けたことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
請求項40の発明は、前記負マークは、ウォブルする正弦波状のグルーブの一部であって、2つの連続する湾曲部分に挟まれた上から下に変化する部分を、正弦波と比べ、より急激に変化させて設けたことを特徴とする請求項19記載の光ディスクである。
ウォブルするグルーブに複数の異なった形態でグルーブ変形部を設けているので、各グルーブ変形部に、その変形部の有り無しを識別するだけでなく、更に別の意味を持たせることが可能となる。従って、グルーブ変形部の少ない数で、多くの情報を与えることが可能となる。
また、アドレス読取装置は、簡単な構成で、効率よく正確に分散アドレスを読み取ることが出来る。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1Aは本発明の第1の実施の形態における光ディスクの構成図であり、Bはセクタの配列を示した説明図である。図1Aにおいて101は光ディスク基板、102はディスク製造時にあらかじめ形成されたヘッダ部、103は情報の記録が可能な記録部、104はデータの情報単位であるセクタを表す。図1Bにおいて105は所定数、たとえば32個、のセクタを1単位とするセクタブロックを表す。
光ディスク基板101には光学的にアモルファス、クリスタルというように相状態を変化させて記録し、再生時には反射率差によって信号を読み取る相変化膜があらかじめ形成されている。
次に、図2Aを用いてセクタ104とセクタブロック105の関係を詳細に説明する。
本実施の形態の光ディスクは、トラックが、連続するセクタブロック105によって構成されている。上述したようにそれぞれのセクタブロック105は32個のセクタ104から構成され、各セクタ104の構成は、先頭部分にヘッダ部102が存在し、信号の記録再生が行われる記録部103がさらに続く。また、1セクタの長さは、2448バイトとする。
各セクタブロック105において、先頭に配置されたセクタ104のヘッダ部102には同期マーク「S」が設けられている。この同期マーク「S」を検出することによって、セクタブロック105の先頭を検出可能としている。
次に、そのセクタブロック105内の2番目に配置されたセクタ104のヘッダ部102には、正マークまたは負マークが設けられている。ここで、正マークを「1」、負マークを「0」という情報を割り当てる。図2Aに示す例においては、2番目に配置されたセクタ104のヘッダ部には負マーク「0」が割り当てられている。このように、2番目以降の各セクタ104(後続セクタという)のヘッダ部にそれぞれ1ビットの情報を加えることができる。
このように、セクタブロック105に含まれる32個のセクタのヘッダ部の情報をまとめると、同期マーク「S」および、これに続く正マーク「1」または負マーク「0」からなる31ビットの情報を生成することができる。逆に言えば、セクタブロック105毎に31ビットの情報を1ビット毎に分割し、31個のセクタ104に分散させて配置し、その先頭にさらにセクタブロック105の先頭を検出するために同期マークを配置した構成である。このように0、1を分散して配置したアドレスを分散アドレスという。
ここで、上述した31ビットの情報は、19ビットを主情報、12ビットを副情報とする。この19ビットの主情報をセクタブロック105の位置情報とする。このとき、2の19乗=524288個のセクタブロック105の位置検出が可能である。したがって、光ディスク全体において先頭セクタブロックのアドレスを0とし、以降に続くセクタブロック毎に位置情報が1ずつ増す情報を割り当て、19ビットの主情報をセクタブロック105の絶対位置情報とすると、例えば、セクタ104は2048バイトの情報を有し、セクタブロック105は65536(=2048×32)バイトの情報を有するとすれば、19ビットの位置情報によって最大34ギガバイトのデータにアクセスできる位置情報の割り当てが可能である。
一方、12ビットの副情報は、19ビットの主情報および12ビットの副情報の任意のビットがディフェクト等で欠落したり、再生時に誤って検出した場合でも訂正が可能なエラー訂正符号を割り当てる。これは、例えば31ビット全情報のエラー訂正符号とする。また、セクタブロック105の位置情報は連続するセクタブロック105で1ずつ増す情報なので、上位の情報は先行のセクタブロック105から予測可能であることから、例えば下位8ビットのエラー訂正符号としても構わない。
分散アドレスについては、特願平11−343060にさらに詳しい説明がある。
図2B示すように、本発明においては、光ディスク101は、らせん状または同心円状(実施の形態ではらせん状)の複数のトラックを有し、トラック上にセクタが配置されている。図1Aの例では、半径方向の仮想線(点線)に沿って、仮想線上のみでヘッダ部(同期マーク「S]、正マーク「1」、負マーク「0」のいずれかを含む)が並んでいる例が示されているが、図2Bに示すように、どの半径方向においてもヘッダ部が並ばないようにするのが好ましい。
また、図3に示すようにトラックは、グルーブで形成され、隣接するトラックの間、たとえばグルーブnとグルーブn+1の間はランドになっている。ランドは、ミラーで形成されている。グルーブは、波状に蛇行するウォブル形状になっており、一例では、1セクタ当たり153サイクルのウォブル波が存在する。この場合、ウォブルの周期は16バイトとなる。 記録されるデータが8−16変調で記録される場合、1クロック長をTで表せば、最短マークは3T、最長マークは14Tとなる。また、1バイト=16Tで表せる。
また、本実施の形態においては、図3に示すように、正マーク「1」はトラック方向に伸びる幅W1の第1グルーブ不連続部で形成され、負マーク「0」はトラック方向に伸びる幅W0の第2グルーブ不連続部で形成され、同期マーク「S」はトラック方向に伸びる幅Wsの第3グルーブ不連続部で形成される。これらのグルーブ不連続部は、ランドにおけるミラー部と同様のミラー構成となっている。
同期マーク「S」は、光ディスクの半径方向に並べる必要がない。他のマークも同様である。したがって、セクタ長をディスクのどの位置においても同じ長さとすることが出来るので、完全なCLVを達成することが出来る。
また、グルーブ不連続点の直後から記録を開始することが出来るので、記録開始点を精度高く得ることが出来る。
このようなグルーブ不連続部による同期マーク、正マーク、負マークは、次のようにして形成される。
グルーブが形成される前の光ディスクは、全面ミラー仕上げの上にフォトレジストが塗布された構成となっている。この光ディスクを回転させ、トラックに直行して振動するレーザ光を当てると、ウォブルするグルーブが形成される。グルーブ形成中にレーザ光が中断されると、中断された時間長さに応じてグルーブが不連続となり、同期マーク「S」、正マーク「1」または負マーク「0」が形成される。好ましい実施の形態においては、同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」のいずれもウォブルグルーブの山または谷、すなわち振幅最大部において形成され、かかるグルーブ不連続部の検出を容易にしている。このように、グルーブ不連続部でマークを形成するので、1ビームのレーザ光でカッティングが可能となる。
同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」に対応するグルーブ不連続部のそれぞれの幅Ws、W1、W0は次のようにして決められる。
トラッキングエラー信号にノイズとして漏れ込む記録データ信号を、分散アドレス信号のひとつ、すなわち同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」のいずれかの信号と誤認混同しないため、記録データに含まれる最長マーク長以上(上述の例では14T以上)にマーク幅を選択することが好ましい。
また、同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」は、いずれもウォブルの振幅最大点に配置され、そのためにはマーク幅をウォブル周期の1/2未満にする必要があり、検出制度を上げるためには、ウォブル周期の1/4以下にすることが好ましい。
以上により、同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」のいずれのグルーブ不連続部の幅Wについては、
14T<W<ウォブル周期の1/2 (1)
好ましくは
14T<W<ウォブル周期の1/4 (2)
にすることが好ましい。この(1)、(2)の条件を満たし、同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」を表すグルーブ不連続部の幅を識別しやすい比率、たとえば4:2:1で設定する。いずれのグルーブ不連続部の比率を4にしてもよいが、識別が最も重要な同期マーク「S」に対応する第3グルーブ不連続部の比率を4とし、正マーク「1」に対応するものを2(又は1)とし、負マーク「0」に対応するものを1(又は2)とする。グルーブ不連続部の幅の具体的な一例として、
第3グルーブ不連続部(同期マーク「S」)=4バイト、
第1グルーブ不連続部(正マーク「1」)=2バイト、
第2グルーブ不連続部(負マーク「0」)=1バイト
とする。以上のように、グルーブ不連続部は、単にかかるグルーブ不連続部が有るか無いかをあらわしているのではなく、グルーブ不連続部の長さにより、3種類の異なった意味(正マーク「1」、負マーク「0」、同期マーク「S」)を表す。
図4は、図3に示す分散アドレスの読取装置を示し、図5は読取装置の主要点における出力信号の波形図を示す。図4において、2はレーザ光を放射する発光素子2cとトラック方向に2分割された受光素子2a、2bからなる光ヘッド、4は受光素子2a、2bからの信号の差を取り、差信号Sa(図5)を出力する減算器、6は高周波成分を通過させグルーブ不連続部信号Sb(図5)を出力するハイパスフィルタ、8はグルーブ不連続部信号Sbを、閾値設定器10からの所定の閾値Sc(図5)と比較し、2値化されたグルーブ不連続部信号Sd(図5)を出力する比較器、12は2値化されたグルーブ不連続部信号Sdを第1グルーブ不連続部(正マーク「1」)、第2グルーブ不連続部(負マーク「0」)、第3グルーブ不連続部(同期マーク「S」)のいずれに該当するかを判別する判別器、14は同期マーク「S」以降の31ビットの正マーク「1」および負マーク「0」を順次集め、分散アドレスを連続アドレスにそろえる復調器である。減算器4から出力される差信号Saは、プッシュ−プル信号であるので、トラッキングエラー信号を利用してもよい。
図5に示すように、差信号Saは、トラックのウォブルに従って正弦波を描く。グルーブ不連続部がある場所では、差信号Saはゼロになるので、グルーブ不連続部の幅に応じたパルス幅でゼロレベルが出力される。ウォブルの正弦波である低域波成分をフィルタ8で除去したグルーブ不連続部信号Sbは、グルーブ不連続部によるパルスのみが存在する。このパルスを所定の閾値と比較し、2値化されたグルーブ不連続部信号Sd生成する。
図6は、判別器12の詳細を示す。22は2値化されたグルーブ不連続部信号Sdを受け、信号Sdのパルス幅を検出するパルス幅検出器である。検出された信号Sdのパルス幅が14T以下であれば無視処理部24に送られ、その信号は無視される。
検出された信号Sdのパルス幅が14T以上で24T以下であれば0−出力処理部26に送られ、第2グルーブ不連続部信号であることが認識され、「0」を表す信号Se(図5)が出力される。信号Seは次のグルーブ不連続部信号Sdによりリセットされる。
検出された信号Sdのパルス幅が24T以上で48T以下であれば1−出力処理部28に送られ、第1グルーブ不連続部信号であることが認識され、「1」を表す信号Sf(図5)が出力される。信号Sfは次のグルーブ不連続部信号Sdによりリセットされる。
検出された信号Sdのパルス幅が48T以上で80T以下であればS−出力処理部30に送られ、第3グルーブ不連続部信号であることが認識され、セクタブロックの先頭を表す信号「S」が出力される。信号「S」は次のグルーブ不連続部信号Sdによりリセットされる。
検出された信号Sdのパルス幅が80T以上であれば無視処理部32に送られ、その信号は無視される。言うまでもなく、「0」を表す信号Seは負マーク「0」に対応し、「1」を表す信号Sfは正マーク「1」に対応し、信号「S」は同期マーク「S」に対応する。
0−出力処理部26からの「0」を表す信号Se、1−出力処理部28からの「1」を表す信号Sf、S−出力処理部30からの信号「S」は復調器14に送られ、分散アドレスが一つのアドレスとして認識される。
以上のように、判別器12では、グルーブが有るか無いかの判別ではなく、グルーブ不連続部信号の長さにより、3種類の異なった意味の信号(「1」を表す信号Sf、「0」を表す信号Se、「S」を表す信号)が生成される。
図7は復調器14の詳細を示す。42は信号Seを1ビット信号「0」に、信号Sfを1ビット信号「1」に変換するエンコーダ、44はエンコーダ42からの1ビット信号「0」または「1」を順次受け、31ビットのシリアルな分散アドレスをパラレルに変換するシフトレジスタ、46は信号「S」に応答してシフトレジスタ44に並べられた31ビットのアドレス信号を保持するラッチ、48は31ビットの下位12ビットをパリティチェック用のコードに利用するためのパリティコーダ、50はパリティチェック用のコードを用いて31ビットの上位19ビットのアドレスのエラー訂正を行う誤り訂正処理部である。このようにして復調器14から、各セクタブロックに対する19ビットのアドレスが出力される。
なお、グルーブは、光ディスクの種類により凹部になっている場合もあれば、凸部になっている場合もある。また、ミラー部等で構成されるヘッダ部102は、後からデータの書き込みも可能である。
以上説明したアドレス読取装置は、簡単な構成で、効率よく分散アドレスを読み取ることが可能である。また、同期マーク、正マーク負マークの読取は,差信号を用いて行われるので、グルーブ上に記録された情報信号との分離が容易となる。
また、同期マーク、正マーク、負マークは、ウォブルの最大振幅の幅以内に収まっているので、隣接トラック間のクロストークが増大することは無い。
また、光ディスクの内周側と外周側とにおいてセクタの長さを変えることなくセクタが配列され、またセクタブロックの区切れ目を光ディスクの半径方向にそろえる必要が無いので、完全CLVを達成することが出来る。図1Aに示すゾーンCLVの例のように、ヘッダーを配置したセクタやセクタブロックの区切れ目が、トラック間で一致し、ディスク半径方向に集中配置されている場合、ヘッダー以外の部分とヘッダー部において光ディスクの記録層の光透過率が大きく異なる。光透過率が異なっても、光ディスクの記録面が単層の場合は、問題ないが、光ディスクの記録面が2層またはそれ以上の層で構成される場合は、記録層の透過率の局所変化は、たとえば上層から下層へのクロストークを生じるので好ましくない。その点図2Bに示す例の光ディスクでは、完全CLVが可能であるので、ヘッダー部をディスクの半径方向に集中させる必要が無く、分散配置でき、多層構成の光ディスクにおいても、層間のクロストークを低減できる。
また、完全CLVにあっては、ゾーンCLVと比べて無駄なスペースを少なくすることが出来るので、ディスクの容量を上げることが出来る。
さらに、グルーブと同期マーク、正マーク、負マークは、1つのビームによりカッティングが可能である。
また、以上説明した光ディスクにおいて、グルーブ不連続部は、グルーブを形成するレーザ光を中断して形成するようにしたが、図8、図9に示すようにレーザ光を瞬間的にずらせてグルーブズレ部62または63を形成してもよい。この場合は、ずらす時間幅を調整すればよい。
さらに、本実施の形態では、識別マークはセクタの先頭部分に配置したが、識別マークはセクタの先頭部分で検出する必要はなく、例えばセクタの末尾部分に配置してもかまわない。
以上説明したように、第1の実施の形態にかかる光ディスクは、異なった長さのグルーブ不連続部を各セクタの先頭ヘッダ102に形成し、グルーブ不連続部自身に同期マーク「S」、正マーク「1」、負マーク「0」のいずれかの意味を持たせたので、より少ないスペースでセクタブロックのアドレスを与えることが可能となる。
また、本実施の形態の光ディスクは、発光素子2cからのレーザ光が400nm付近の波長を用いた高密度光ディスクに適している。その理由は次の通りである。
本発明にかかる光ディスクは、記録再生型の光ディスクであり、グルーブ内のディスク表面は結晶状態(非記録状態)にある相変化材料、たとえばゲルマニウム・アンチモン化合物あるいは銀インジウム化合物で構成されている。記録は、所定レベルのレーザ光が照射されると結晶状態(非記録状態)からアモルファス状態(記録状態)に相変化するマークを形成することにより行われる。再生は、より低いレベルのレーザ光を照射し、反射率の異なる結晶状態の部分とアモルファス状態の部分からの反射光の強弱により記録された情報を読み取る。レーザ光が830nmあるいは650nm帯であれば、アモルファス状態(記録状態)の部分からの反射光は、結晶状態(非記録状態)の部分から反射光より弱い。また、ミラー部の反射光は、結晶状態の部分からの反射光より強いので、ミラー部、結晶状態の部分、アモルファス状態の部分からの反射光はそれぞれ、強、中、弱となり、3者の部分の識別は容易である。
しかし、レーザ光が400nm付近の波長を用いれば、反射率が逆転し、アモルファス状態(記録状態)の部分からの反射光は、結晶状態(非記録状態)の部分からの反射光より強くなる。したがって、ミラー部、結晶状態の部分、アモルファス状態の部分からの反射光はそれぞれ、やや強、中、強となり、ミラー部とアモルファス状態(記録状態)の部分の識別が困難となる。ところが、本実施の形態においては、ミラー部であるグルーブ不連続部の幅を記録マークの幅とは識別可能な幅に設定されているので、記録マークとの識別も容易になる。
(実施の形態2)
第2の実施の形態においては、図3において示した幅の異なるグルーブ不連続部の変わりに、図10に示すように、グルーブ変形部、すなわちグルーブ下ズレ部65、グルーブ上ズレ部66、およびこの組合せ部67を利用して分散アドレスを付与する。図10に示す例では、グルーブ上ズレ部66単独で正マーク「1」を表し、グルーブ下ズレ部65とそれから所定時間内に現れるグルーブ上ズレ部66の組合せ部67で同期マーク「S」を表し、グルーブ下ズレ部65とそれから所定時間内にグルーブ上ズレ部が現れなければ負マーク「0」を表す。グルーブ下ズレ部、グルーブ上ズレ部を総称して、グルーブズレ部という。部65、部66、組合せ部67のいずれを同期マークにしてもよいし、正マークにしてもよいし、負マークにしてもよいが、検出頻度の少ない同期マークを組合せ部67にするのが好ましい。後に説明する変形例についても同様のことが言える。
グルーブ下ズレ部65はウォブルするグルーブの山のピーク部分からトラックの中心に向かって瞬時的なズレを設けることにより形成する。グルーブ上ズレ部66はウォブルするグルーブの谷のピーク部分からトラックの中心に向かって瞬時的なズレを設けることにより形成する。組合せ部67はウォブルの隣接した山と谷にそれぞれグルーブ下ズレ部65とグルーブ上ズレ部66を形成する。
なお、図10の組合せ部67においては、グルーブ下ズレ部65とグルーブ上ズレ部66は、ウォブル周期の1/2で隣接しているが、ウォブル周期のn+(1/2)倍(nは正の整数)で隣接してもよい。
また、グルーブ下ズレ部は、図8に示すような形態の他、図9に示すような形態で有ってもよい。グルーブ上ズレ部についても同様な形態を取ることが出来る。
図11は、図10に示す分散アドレスの読取装置を示し、図12、図13、図14は読取装置の主要点における出力信号の波形図を示す。図11において、図4に示す読取装置と同様な部分は、同様な符号が付されており、その詳細は省略する。2は光ヘッド、4は差信号Sa(図12)を出力する減算器、6はグルーブズレ部信号Sb(図13)を出力するハイパスフィルタ、52はグルーブ上ズレ部信号Sbを、所定の第1閾値+Vth(図13)と比較し、2値化されたグルーブ上ズレ部信号Si(図14)を出力する比較器、54はグルーブ下ズレ部信号Sbを、所定の第2閾値−Vth(図13)と比較し、2値化されたグルーブ下ズレ部信号Sj(図14)を出力する比較器、56は2値化されたグルーブズレ部信号Si、Sjを第1グルーブズレ部(正マーク「1」)、第2グルーブズレ部(負マーク「0」)、第3グルーブズレ部(同期マーク「S」)のいずれに該当するかを判別する判別器、14は分散アドレスを連続アドレスにそろえる復調器である。
図12の信号Sa(S)は、グルーブ下ズレ部65とグルーブ上ズレ部66の組合せ部67の差信号を示し、信号Sa(0)は、グルーブ下ズレ部65のみの差信号を示し、信号Sa(1)は、グルーブ上ズレ部66のみの差信号を示す。ウォブルするグルーブの山の部分に下方向のズレ部がある場合は負方向のパルスが生成され、ウォブルするグルーブの谷の部分に上方向のズレ部がある場合は正方向のパルスが生成される。
図13の信号Sb(S)、Sb(0)、Sb(1)は、それぞれ信号Sa(S)、Sa(0)、Sa(1)の低域周波数成分がカットされた波形である。
図14の信号Si(S)、Sj(S)は、それぞれ信号Sb(S)の正方向パルス、負方向パルスを2値化した信号である。信号Sb(S)には正方向パルス、負方向パルスの両方が含まれているので、信号Si(S)、Sj(S)のいずれにもパルスが存在する。信号Sb(0)には負方向パルスしか含まれていないで、信号Si(0)にはパルスが存在せず、信号Sj(0)にパルスが存在する。信号Sb(1)には正方向パルスしか含まれていないで、信号Si(1)にはパルスが存在し、信号Sj(1)にはパルスが存在しない。
判別器56は、次のように動作する。
信号Siまたは信号Sjのいずれか一方のパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期の1/2内)に他方のパルスを受けた場合は同期マーク「S」であることを検出し、同期マーク「S」を表す「S」信号を出力する。この「S」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Siのパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期の1/2内)に信号Sjのパルスが無い場合は、正マーク「1」であることを検出し、正マーク「1」を表す「1」信号を出力する。この「1」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Sjのパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期の1/2内)に信号Siのパルスが無い場合は、負マーク「0」であることを検出し、負マーク「0」を表す「0」信号を出力する。この「0」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
上述の「S」信号、「1」信号、「0」信号は、いずれも図5の下2行に示すような信号であり、図11の判別器56の3本の出力線からそれぞれ出力される。
復調器14は、図7で示した復調器と同様に動作する。
グルーブ下ズレ部65及びグルーブ上ズレ部66は、単にかかるズレ部の有る無しを表すのみならず、上下のズレ方向の情報も含んでいる。従って、信号Si、信号Sjを区別して生成することが可能となる。
また、ウォブル周期の1/2で、グルーブ下ズレ部65、グルーブ上ズレ部66を利用して3種類の意味(「S」、「0」、「1」)を識別可能としている。
また、同期マーク、正マーク、負マークは、ウォブルの最大振幅の幅以内に収まっているので、隣接トラック間のクロストークが増大することは無い。
また、光ディスクの内周側と外周側とにおいてセクタの長さを変えることなくセクタが配列され、またセクタブロックの区切れ目を光ディスクの半径方向にそろえる必要が無いので、完全CLVを達成することが出来る。
また、グルーブと同期マーク、正マーク、負マークは、1つのビームによりカッティングが可能である。
さらに、トラック中心から離れて同期マーク、正マーク、負マークが形成されているので、トラック中心に沿って情報データが記録されても、同期マーク、正マーク、負マークの検出信号に、情報データの信号が混在する程度が少ない。
また、グルーブズレ部をプッシュ−プル信号で検出した場合、差信号は大きな差信号となるので、確実にグルーブズレ部の検出を行うことが可能である。
(変形例1)
図15から図20までは第2の実施の形態のグルーブ変形部の第1の変形例を示す。
図10においては、グルーブ下ズレ部65、グルーブ上ズレ部66を用いたが、図17の第1の変形例においては、それぞれをグルーブ下り位相反転部74、グルーブ上り位相反転部75に変える。グルーブ下り位相反転部74は、正弦波でウォブルしているグルーブの山から谷までの下り部分、すなわちグルーブの山からウォブル周期の大略1/4の部分、の位相を上下に反転させたものであり、グルーブ上り位相反転部75は、グルーブの谷から山までの上り部分、すなわちグルーブの谷からウォブル周期の大略1/4の部分、の位相を上下に反転させたものである。グルーブ下り位相反転部、グルーブ上り位相反転部を総称してグルーブ位相反転部という。
図17に示すように、同期マーク「S」は、グルーブ下り位相反転部74とグルーブ上り位相反転部75の両方を連続して含んだもの76で表し、負マーク「0」は、グルーブ下り位相反転部74のみが含まれているもので表し、正マーク「1」は、グルーブ上り位相反転部75のみが含まれているもので表す。マークを表すためのウォブル周期1/4の部分の両端は、図15に示すようにグルーブが不連続になっていてもよいし、図16に示すように急峻に変位するグルーブであってもよい。
これらのマークは図11の読取装置で読み取られる。
図18は、図17に示す3つのマークに対応するグルーブ位相反転部の差信号を示す。これらの差信号は、図11の減算器4から得られるものである。差信号Sa(S)より明らかなように、位相が反転してグルーブが上から下に急激に変化している部分では、右下がりに急激に変化する差信号が得られる一方、位相が反転してグルーブが下から上に急激に変化している部分では、右上がりに急激に変化する差信号が得られる。
図19は、差信号をハイパスフィルタ6に通過させた信号を示す。右下がりに急激に変化する差信号は、負方向のパルスとなって現れ、右上がりに急激に変化する差信号は、正方向のパルスとなって現れる。
図20では、正方向のパルスを比較器52から2値化信号として取り出したものを信号Siで示し、負方向のパルスを比較器54から2値化信号として取り出したものを信号Sjで示している。
この場合、判別器56は、次のように動作する。
信号Siまたは信号Sjのいずれか一方のパルスを受けてから第1所定時間内(ウォブル周期内)に他方のパルスを受けた場合は同期マーク「S」であることを検出し、同期マーク「S」を表す「S」信号を出力する。この「S」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Siのパルスを受けてから第2所定時間内(ウォブル周期の1/2内)に2つ目の信号Siのパルスが続いた場合は、正マーク「1」であることを検出し、正マーク「1」を表す「1」信号を出力する。この場合、さらに、信号Siの最初のパルスを受けてから2つ目のパルスを受けるまでの間、信号Sjのパルスが存在しないことを条件とすることも可能である。この「1」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Sjのパルスを受けてから第2所定時間内(ウォブル周期の1/2内)に2つ目の信号Sjのパルスが続いた場合は、負マーク「0」であることを検出し、負マーク「0」を表す「0」信号を出力する。この場合、さらに、信号Sjの最初のパルスを受けてから2つ目のパルスを受けるまでの間、信号Siのパルスが存在しないことを条件とすることも可能である。この「0」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
後は上述と同様にして復調器14で処理される。
グルーブ下り位相反転部74およびグルーブ上り位相反転部75は、単にかかる位相反転部の有る無しを表すのみならず、上り、下りの情報も含んでいる。従って、信号Si、信号Sjを区別して生成することが可能となる。
また、1つのウォブル周期で、グルーブ下り位相反転部74、グルーブ上り位相反転部75を利用して3種類の意味(「S」、「0」、「1」)を識別可能としている。
また、同期マーク、正マーク、負マークは、ウォブルの最大振幅の幅以内に収まっているので、隣接トラック間のクロストークが増大することは無い。
また、光ディスクの内周側と外周側とにおいてセクタの長さを変えることなくセクタが配列され、またセクタブロックの区切れ目を光ディスクの半径方向にそろえる必要が無いので、完全CLVを達成することが出来る。
また、グルーブと同期マーク、正マーク、負マークは、1つのビームによりカッティングが可能である。
また、ウォブルの最大振幅の位置で位相を反転させているので、同期マーク、正マーク、負マークの位置を精度高く検出することが出来る。
なお、ウォブルの位相を検出して、グルーブ下り位相反転部74、グルーブ上り位相反転部75を検出するようにしてもよい。この場合、位相反転のエッジを検出するよりもSN比が改善される。
(変形例2)
図21から図25までは第2の実施の形態のグルーブ変形部の第2の変形例を示す。
図10においては、グルーブ下ズレ部65、グルーブ上ズレ部66を用いたが、図22の第2の変形例においては、それぞれをグルーブ下り矩形部83、グルーブ上り矩形部84に変える。グルーブ下り矩形部83は、正弦波でウォブルしているグルーブの山から谷までの部分を矩形でつなぐ。すなわちグルーブの山からウォブル周期の大略1/4の部分までを山のレベルでグルーブを形成し、急激に谷のレベルまで変化させ、次のウォブル周期の大略1/4の部分を谷のレベルでグルーブを形成し、ウォブルの谷の部分につなぐ。また、グルーブ上り矩形部84は、正弦波でウォブルしているグルーブの谷から山までの部分を矩形でつなぐ。すなわちグルーブの谷からウォブル周期の大略1/4の部分までを谷のレベルでグルーブを形成し、急激に山のレベルまで変化させ、次のウォブル周期の大略1/4の部分を山のレベルでグルーブを形成し、ウォブルの山の部分につなぐ。グルーブ下り矩形部、グルーブ上り矩形部を総称してグルーブ矩形部という。また、グループ矩形部、グルーブ位相反転部、グルーブズレ部などが含まれる含まれるウォブル波を変形ウォブル波という。
図22に示すように、同期マーク「S」は、グルーブ下り矩形部83とグルーブ上り矩形部84の両方を連続して含んだもの85で表し、負マーク「0」は、グルーブ下り矩形部83のみが含まれているもので表し、正マーク「1」は、グルーブ上り矩形部85のみが含まれているもので表す。図21にグルーブ下り矩形部83の詳細が示されている。
これらのマークは図11の読取装置で読み取られる。
図23は、図22に示す3つのマークに対応するグルーブ矩形部の差信号を示す。これらの差信号は、図11の減算器4から得られるものである。差信号Sa(S)より明らかなように、グルーブ矩形部が上から下に急激に変化している部分では、右下がりに急激に変化する差信号が得られる一方、グルーブ矩形部が下から上に急激に変化している部分では、右上がりに急激に変化する差信号が得られる。
図24は、差信号をハイパスフィルタ6に通過させた信号を示す。右下がりに急激に変化する差信号は、負方向のパルスとなって現れ、右上がりに急激に変化する差信号は、正方向のパルスとなって現れる。
図25では、正方向のパルスを比較器52から2値化信号として取り出したものを信号Siで示し、負方向のパルスを比較器54から2値化信号として取り出したものを信号Sjで示している。
この場合、判別器56は、次のように動作する。
信号Siまたは信号Sjのいずれか一方のパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期内)に他方のパルスを受けた場合は同期マーク「S」であることを検出し、同期マーク「S」を表す「S」信号を出力する。この「S」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Siのパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期内)に信号Sjのパルスが無い場合は、正マーク「1」であることを検出し、正マーク「1」を表す「1」信号を出力する。この「1」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
信号Sjのパルスを受けてから所定時間内(ウォブル周期内)に信号Siのパルスが無い場合は、負マーク「0」であることを検出し、負マーク「0」を表す「0」信号を出力する。この「0」信号は、次のマークが検出されるまで維持される。
後は上述と同様にして復調器14で処理される。
グルーブ下り矩形部83およびグルーブ上り矩形部84は、単にかかる矩形部の有る無しを表すのみならず、上り、下りの情報も含んでいる。従って、信号Si、信号Sjを区別して生成することが可能となる。
また、1つのウォブル周期で、グルーブ下り矩形部83、グルーブ上り矩形部84を利用して3種類の意味(「S」、「0」、「1」)を識別可能としている。
また、同期マーク、正マーク、負マークは、ウォブルの最大振幅の幅以内に収まっているので、隣接トラック間のクロストークが増大することは無い。
また、光ディスクの内周側と外周側とにおいてセクタの長さを変えることなくセクタが配列され、またセクタブロックの区切れ目を光ディスクの半径方向にそろえる必要が無いので、完全CLVを達成することが出来る。
また、グルーブと同期マーク、正マーク、負マークは、1つのビームによりカッティングが可能である。
また、ウォブルの最大振幅に亘って矩形部を設けているので、同期マーク、正マーク、負マークの位置を精度高く検出することが出来る。
さらに、正弦波であるウォブルのゼロクロス点と、矩形部のゼロクロス点は同じ位置にあるので、ウォブルからクロック信号を抽出する際、マークの所においてもクロック信号が乱れない。
なお、第2の実施の形態においては、グルーブ変形部の位置が、「S」、「0」、「1」のマークによって異なっているので、記録を開始することが出来る位置が異なる。記録を開始することが出来る位置を統一するため、追加のマークを加えてもよい。たとえば、図10の形態の場合、図26に示すようにグルーブ不連続部68を追加してもよい。すなわちグルーブ不連続部68の検出後に記録を開始するようにすれば、記録の開始位置を統一することが可能となる。
(変形例3)
図27から図31までは第2の実施の形態のグルーブ変形部の第3の変形例を示す。
図22においては、ひとつの変形ウォブル波でひとつのマークを表すようにした。具体的には、ひとつのグルーブ下り矩形部83で負マーク「0」を表し、ひとつのグルーブ上り矩形部84で正マーク「1」を表し、ひとつの矩形部ペア85(ひとつのグルーブ下り矩形部83と、ひとつのグルーブ上り矩形部84が含まれる)で同期マーク「S」を表すようにした。
図27に示す第3の変形例においては、変形ウォブル波が繰返し連続して表れるものを用いる。すなわち、図2のセクタブロック105に含まれるひとつのセクタ104のヘッダ部102に、所定の複数サイクル(例えば32サイクル)のウォブル波を存在させる。同期マークの場合は、図27の上段に示す様に、ヘッダ部102に矩形部ペア85が繰返し複数サイクル(例えば32サイクル)存在する。負マーク「0」の場合は、図27の中断に示す様に、ヘッダ部102にグルーブ下り矩形部83が繰返し複数サイクル(例えば32サイクル)存在する。正マーク「1」の場合は、図27の下断に示す様に、ヘッダ部102にグルーブ上り矩形部84が繰返し複数サイクル(例えば32サイクル)存在する。
さらに別の変形例としては、ヘッダ部102に限らず、記録部103を含めた全セクタ104に亘って変形ウォブル波の繰返しを用いる。一例では、ひとつのセクタに153サイクルのウォブル波が存在するので、153サイクルの全てのウォブル波について、変形ウォブル波を用いる。
具体的には、セクタブロック105の先頭セクタ全域に亘って、矩形部ペア85を含む変形ウォブル波を繰返し153サイクル連続させ、同期情報「S」を矩形部ペア85にもたせる。先頭セクタに続く残りのセクタのそれぞれであって、負情報「0」をもたせる場合は、そのセクタの全域に亘って、グルーブ下り矩形部83を含む変形ウォブル波を繰返し153サイクル連続させる。同残りのセクタであって、正情報「1」をもたせる場合は、そのセクタ全域に亘って、グルーブ上り矩形部84を含む変形ウォブル波を繰返し153サイクル連続させる。
なお、変形ウォブル波の繰返しは、セクタ全域でなく、セクタのいずれかの部分に複数のサイクルの変形ウォブル波を設けるようにしても良い。また、変形ウォブル波が存在する複数のサイクルは、ひとつおきのサイクルでも良いし、複数サイクルあけてもよい。このようにサイクル間隔を空ければ、サイクル間隔を測定して別の情報を載せることが可能となる。
このように、変形ウォブル波を用いる場合、ウォブル波に沿ってデータの書き込みをすることができるので、同期情報「S」、負情報「0」、正情報「1」を書き込むためのトラックスペースを取る必要は無く、トラックを構成する変形ウォブル波の形状を観測するだけで、情報を取り出すことが可能となる。したがって、同期情報「S」、負情報「0」、正情報「1」は、ヘッダ部102などの特定領域に入れる必要はなく、セクタの任意の個所に入れることが可能となる。
セクタブロックの先頭の検出を確実にするため、図27の上段の先頭に示す様に、先頭のウォブル波内に不連続部86を設ける。この不連続部86は、図27に有るようにウォブル波の上または下のピーク部分(振幅最大部分)に設けても良いし、グループ下り矩形部83やグルーブ上る矩形部84が存在するゼロクロス点(振幅最小部分)に設けても良い。ゼロクロス点あたりに設けた方が、ウォブル波の周波数を検出する際、不連続部86が不要なノイズを起こさないので、好ましい。不連続部を形成する個所の説明は、第1の実施の形態の不連続部についてもあてはまる。
なお、図27において、不連続部86は、トラックグルーブを寸断して設けられているため、これに情報を上書きするのは問題がある。グルーブの有り無しで反射光量が大きく異なり、再生信号に対する外乱として作用するからである。そこで、本変形例では不連続部86を含む領域(たとえばブロック85)をVFO記録領域として割り当てている。VFO記録領域とは、これに続く記録情報を再生するためにPLLを引き込ませるための単一周波数信号VFOが記録される領域のことである。VFOであれば、多少の外乱変動があっても局所的なジッタとなるだけであり、直接エラーを引き起こすことはない。さらに、VFOは単一周波数であるから、不連続部86による外乱を周波数分離することも可能である。
図31は、図27に示す変形ウォブル波を読み取る読取装置のブロック図である。
図31の読取装置は、矩形部検出器90と、不連続部検出器91と、分布判別器92で構成される。矩形部検出器90は、図11の読取装置の主要部を採用したものである。矩形部検出器90の主要点における信号波形を図28、図29、図30に示す。
図28は、図27に示す3つの変形ウォブル波のそれぞれに対応する差信号を示す。これらの差信号は、図31の減算器4から得られるものである。その動作は、図11で説明した通りである。
図29は、差信号をハイパスフィルタ6に通過させた信号を示す。右下がりに急激に変化する差信号は、負方向のパルスとなって現れ、右上がりに急激に変化する差信号は、正方向のパルスとなって現れる。
図30では、正方向のパルスを比較器52から2値化信号として取り出したものを信号Siで示し、負方向のパルスを比較器54から2値化信号として取り出したものを信号Sjで示している。矩形部ペア85が連続する変形ウォブル波の場合は、信号Siと信号Sjの両方に交互にパルスが表れる。これらのパルスは、変形ウォブル波の1サイクルにひとつの割合で表れる。
ひとつのセクタに変形ウォブル波が153サイクルある場合の動作は次の通りである。先頭セクタ(同期情報「S」含まれるセクタ)の場合、信号Siには153のパルス、信号Sjにも153のパルスが表れる。また、後続セクタで負情報「0」が含まれるセクタの場合、信号Siにはゼロのパルス、信号Sjには153のパルスが表れる。さらに、後続セクタで正情報「1」が含まれるセクタの場合、信号Siには153のパルス、信号Sjにはゼロのパルスが表れる。実際には、雑音などにより、パルス数は多くなったり、少なくなったりする。
図31の不連続部検出器91は、図4の読取装置の主要部を採用したものである。図5で説明したように、不連続部86が検出され、パルスが出力される。なお、不連続部検出器91に設けた減算器4は、加算器に変えても良い。減算器を用いた場合は、ウォブル波のピーク部あたりに不連続部86が有る場合のみ検出可能であるが、加算器を用いた場合は、ウォブル波のピーク部あたりだけでなく、ゼロクロス部あたりにも不連続部86が有っても検出可能である。
図31の分布判別器92について説明する。
分布判別器92は、パルス数積算器93,94、比較器95,96,97、セクタ同期カウンタ98、ラッチ99で構成される。
パルス積算器93,94は、それぞれ信号Si,信号Sjに含まれるパルス数をカウントする。パルス積算器93のカウント値は、比較器95,96,97の入力aに加えられ、パルス積算器94のカウント値は、比較器95,96,97の入力bに加えられる。比較器95は、a>b(aは入力aに加えられるカウント値、bは入力bに加えられるカウント値を表す)の場合で、好ましくはその差が十分大きい場合(すなわちa≫bの場合)に、ハイの信号が出力される。比較器96は、a<bの場合で、好ましくはその差が十分大きい場合(すなわちa≪bの場合)に、ハイの信号が出力される。比較器97は、a≒bの場合で、好ましくはその差が十分小さい場合に、ハイの信号が出力される。
これらのハイの信号は、ラッチ99に送られる。比較器95からハイの信号を受けた場合は、ラッチ99は、正情報「1」を表す「1」信号を出力する。この「1」信号は、次のセクタの情報が検出されるまで維持される。比較器96からハイの信号を受けた場合は、ラッチ99は、負情報「0」を表す「0」信号を出力する。この「0」信号は、次のセクタの情報が検出されるまで維持される。比較器97からハイの信号を受けた場合は、ラッチ99は、同期情報「S」を表す「S」信号を出力する。この「S」信号は、次のセクタの情報が検出されるまで維持される。
セクタ同期カウンタ98は、同期信号のサイクル数(ウォブル波のサイクル数と同じであるが、ウォブル波の場合は、雑音が含まれ、数が安定していない。)をカウントする。同期信号は、例えば、検出したウォブル信号からPLL回路により作られる。まず、不連続部検出器91からの不連続部検出パルスによりカウント値がゼロにリセットされる。続いて同期信号のサイクル数、すなわち同期パルスをカウントする。上述の例ではひとつのセクタに153のウォブル波サイクルが含まれていたので、153の同期パルスをカウントする毎に、ひとつのリセット信号をパルス数積算器93,94とラッチ99に送る。パルス数積算器93,94ではカウント値がリセットされる。
分布判別器92により、ひとつのセクタ内において信号Siに含まれるパルスの数と信号Sjに含まれるパルスの数が比較され、信号Siのパルス数の方が、信号Sjのパルス数より十分に多い場合は、比較器95からハイの信号が出力され、逆に、信号Sjのパルス数の方が、信号Siのパルス数より十分に多い場合は、比較器96からハイの信号が出力される。さらに、信号Siのパルス数と、信号Sjのパルス数とがおよそ等しい場合は、比較器97からハイの信号が出力される。ラッチ99では、比較器95,96,97のいずれかのハイの信号をラッチし、「1」信号または「0」信号または「S」信号を出力する。また、「S」信号により、セクタ同期カウンタ98はプリセットされる。
後は上述と同様にして復調器14で処理される。
変形ウォブル波を繰返し設けることにより、「1」信号または「0」信号または「S」信号をより正確に得ることができる。また、変形ウォブル波の内でもグルーブ矩形部が含まれる変形ウォブル波を用いれば、ウォブル波により本来検出すべき同期信号に悪影響を及ぼすことが少ない。
(変形例4)
図32に変形例4の要部構成図を示す。図32では、ウォブルの振幅が正方向に有る部分の長さと、負方向にある部分の長さを異なる様にして、ウォブルの周波数は変えずにデューティー比が異なるように形成されている。すなわち、図32の180の部分では負方向の振幅の部分が長くなっており、181の部分では正方向の振幅の部分が長くなっている。図32に示されるように負情報「0」のときは180の部分が広く、正情報「1」のときは反対側の181の部分が広くなるようにウォブルを形成する。このようにすれば、負情報、正情報を判別する際、再生信号を微分する必要がなく、クロックタイマーなどを用いてデューティーを計測すればよいので、ノイズの影響を軽減できる。
(変形例5)
図33に変形例5の要部構成図を示す。図27の変形例では、先頭のウォブル波内に不連続部86を設けたが、図33の変形例では、トラックグルーブを局所的に太くしたマーク212を設ける。このマーク212は、セクタブロックの先頭を見つけるためのもので、ブロックマークとも言う。図33の構成ならばグルーブが寸断され、不連続になることがないので、ブロックマーク上にVFOのみならず種々の情報を記録することができる。結果的にオーバーヘッドを低減することができる。
(変形例6)
図34に変形例6の要部構成図を示す。図34の変形例ではグルーブウォブルの振幅を局所的に大きくしたブロックマーク213を設ける。図33の変形例5と同様、この構成でもグルーブが寸断されることがなく、ブロックマーク上にVFOのみならず種々の情報を記録することができる。
(変形例7)
図35に変形例7の要部構成図を示す。トラックグルーブの片側のエッジにのみウォブルが設けられたことを特徴とする。これまでの実施の形態や変形例においては、トラックグルーブ上に情報を記録する、いわゆるグルーブ記録形態の光ディスク媒体について述べてきたが、光ディスクはこれ以外に、トラックに沿って、グルーブ上とランド(隣接グルーブで挟まれた領域)上の両方に記録する、いわゆるランドグルーブ記録形態を有するものがある。変形例7はランドグルーブ記録形態への適用例である。
図35において、グルーブの片側のエッジに負情報「0」(221で示される区間)若しくは正情報「1」(231で示される区間)が形成されている。これにより当該グルーブ2とこれに隣接するランド4が同一のアドレスで表記される。情報はランド4、トラックグルーブ2の両方に記録される。このような記録をすることでトラックピッチを狭くすることができ、さらなる高密度化が可能となる。
以上のように本発明は、トラックグルーブに所定形状の蛇行を単位区間内に周期的に設け、しかも前記形状は上記単位区間において一義的に記述される副情報に応じて異なる形状としたことにより、オーバーヘッドを少なく若しくは無しにアドレスを形成することができ、しかも単一周波数のウォブル再生信号を得ることができ、高密度化に適した光ディスク媒体を提供することができる。
本発明は、光ディスク並びに光ディスクのアドレス読取装置及び方法に利用することができる。
図1Aは、本発明にかかる光ディスクの平面図、図1Bはセクタブロックの概略図である。 図2Aは、セクタブロックに設けた分散アドレスの説明図、図2Bは分散アドレスマークが形成されたグルーブの概略図である。 第1の実施の形態によるグルーブ不連続部を有する光ディスクの部分拡大図である。 図3に示す光ディスクのアドレス読取装置のブロック図である。 図4に示す装置の主要点における信号の波形図である。 図4に示す判別器のブロック図である。 図4に示す復調器のブロック図である。 グルーブ不連続部の変形例であるグルーブズレ部を示す拡大図である。 グルーブ不連続部の変形例であるグルーブズレ部を示す拡大図である。 第2の実施の形態によるグルーブズレ部によるマークを有する光ディスクの部分拡大図である。 図10に示す光ディスクのアドレス読取装置のブロック図である。 図10の光ディスクを用いた場合、図11の減算器からの出力信号の波形図である。 図10の光ディスクを用いた場合、図11のフィルタからの出力信号の波形図である。 図10の光ディスクを用いた場合、図11の比較器からの出力信号の波形図である。 不連続のグルーブ位相反転部の拡大図である。 連続のグルーブ位相反転部の拡大図である。 グルーブ位相反転部によるマークを有する光ディスクの部分拡大図である。 図17の光ディスクを用いた場合、図11の減算器からの出力信号の波形図である。 図17の光ディスクを用いた場合、図11のフィルタからの出力信号の波形図である。 図17の光ディスクを用いた場合、図11の比較器からの出力信号の波形図である。 グルーブ矩形部の拡大図である。 グルーブ矩形部によるマークを有する光ディスクの部分拡大図である。 図22の光ディスクを用いた場合、図11の減算器からの出力信号の波形図である。 図22の光ディスクを用いた場合、図11のフィルタからの出力信号の波形図である。 図22の光ディスクを用いた場合、図11の比較器からの出力信号の波形図である。 記録の開始位置を統一するグルーブ不連続部を設けた光ディスクの拡大図である。 連続したグルーブ矩形部によるマークを有する光ディスクの部分拡大図である。 図27の光ディスクを用いた場合、図31の矩形部検出器の減算器からの出力信号の波形図である。 図27の光ディスクを用いた場合、図31の矩形部検出器のフィルタからの出力信号の波形図である。 図22の光ディスクを用いた場合、図31の矩形部検出器の比較器からの出力信号の波形図である。 図27に示す光ディスクのアドレス読取装置のブロック図である。 デューティ比を変えたウォブルを示す平面図である。 ブロックマークを示す平面図である。 別のブロックマークを示す平面図である。 ウォブルをグルーブの片側にのみ設けた場合の斜視図である。
符号の説明
2…光ヘッド
4…減算器
6…フィルタ
8…比較器
10…閾値設定器
12…判別器
14…復調器

Claims (1)

  1. らせん状又は同心円状に伸びるトラックを有する光ディスク、又は前記光ディスクを再生する再生方法、又は前記光ディスクに記録する記録方法であって、
    前記光ディスクは、
    トラックに沿ってウォブルさせて形成したグルーブと、
    トラックに沿って設け、複数のセクタに分割されたセクタブロックとを有する光ディスクであって、
    各セクタブロックの所定の複数のセクタに形成した正マークと、
    各セクタブロックの別の所定の複数のセクタに形成した負マークとを有し、
    前記正マークは、上から下のウォブル変化量に対して下から上のウォブル変化量の方が大きい第1部分、又は、下から上のウォブル変化量に対して上から下のウォブル変化量の方が大きい第2部分の少なくともいずれか一方を用いて表され、
    前記負マークは、前記第1部分又は前記第2部分の少なくともいずれかもう一方を用いて表され、
    前記再生方法は、前記正マークあるいは前記負マーク又はそれらの組合せで表されるアドレス情報を読み取り、
    前記記録方法は、前記アドレス情報に基づいて、前記光ディスクへ記録を行う、
    光ディスク又はその再生方法又はその記録方法。
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