JP2009289381A - 情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置、並びに光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスクのウォブルからのアドレス情報の取得を高速化し、もってシーク動作を高速化する。
【解決手段】ウォブルには１フレームを構成する固定長の符号語の情報ビットで、光ピックアップの位置決めのためのプリフォーマット情報が記録される。各フレームの情報ビットは、タイプデータとフレームデータとパリティからなる。また、各フレームは連続する１２フレームでフレームセットを構成する。このフレームセットのうち、タイプデータの値が「２」であるフレームに記録されるフレームデータは、セクタアドレスの上位側部分である。粗シーク動作時には、セクタアドレスの上位部分だけを復号すればよい。粗シーク動作時において必要な読み取り長は１フレーム長であるので、トラッキング制御が安定していなくても、復号が可能となるため非常に高速なシーク動作が可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置、並びに光ディスクに係り、特にディスク上の位置情報を含む所定の情報を予め記録する情報記録方法、情報記録装置、所定の情報を再生する情報再生方法及び情報再生装置、並びに所定の情報が記録された光ディスクに関する。

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。

記録型光ディスクのトラック構成例を図７に示す。同図において、トラックは光ディスク上に螺旋状に形成されたグルーブ１１と、それぞれディスク半径方向に隣接する２本のグルーブ１１間に設けられた凹溝のランド１２とから構成された線状の部分である。ディスク半径方向に隣接する２本のグルーブ１１の中心線間の距離（トラックピッチ）は、一定である。また、グルーブ１１の側壁は、一定周波数でディスク半径方向に微小振幅で蛇行するように予めディスク製造段階で形成されている。この蛇行形状１３はウォブル（或いはウォブリング）と呼ばれている。図７では、光ピックアップ（図示せず）から最も近いグルーブ１１の面に、レーザー光により記録マーク１４が形成されている。

ここで、記録マーク１４を形成する際には、基準となるクロックが必要である。光ディスク装置は、上記のグルーブ１１の蛇行形状（ウォブル１３）を読み取り、ウォブル１３の速さに応じた基準クロックを生成して記録マーク１４を形成するため、ウォブル１３の状態と記録マーク１４の配置は一定の関係にあり、目的の記録密度で記録マーク１４を配置することができるのである。

また、光ディスク上の目的のトラックに情報を記録するためには、予めトラックのアドレス情報を適宜形成しておくことが必要である。このような情報を本明細書ではプリフォーマット情報と呼ぶものとする。

例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ(Digital Versatile Disc-Random Access Memory)に代表されるヘッダー型アドレスを採用する光ディスクでは、アドレス情報はトラックの主たる記録再生領域を切断して、アドレス情報用のピット列（ヘッダーという）がディスクの製造時に記録される。しかしながら、このヘッダー領域にはユーザデータの記録が行えないため、面積の限定された光ディスクでは、情報記録再生のための全体容最は低下してしまう。

そこで、上記の問題を解決した他の光ディスクの例として、ウォブルに対してアドレス情報を符号化した光ディスクが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された光ディスクでは、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」を割り当てた構成である。

従って、この特許文献１に記載の光ディスクでは、ヘッダー領域を記録しなくても、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。また、この特許文献１に記載の光ディスクに対するディジタル情報の記録に際しては、ディジタル情報を訂正符号を用いた訂正ブロックに符号化し、ディジタル変調を用いて記録マーク列をグルーブに形成してゆく。しかしながら、訂正ブロックは所定のアドレスに対応した、正確な位置に記録を行わないと、隣接する訂正ブロック間に記録ができなかった記録ギャップが発生したり、記録のオーバーラップが発生し、正常な情報再生が困難となる。

そこで、訂正ブロックを１６個のセクタに分割し、分割した各セクタの先頭にアドレス情報を配置し、更に各セクタは２６個のフレームに分割し、分割した各フレームの先頭には同期信号を配置し、同期信号のパターンの組み合わせによって、フレームのセクタ内における位置を検出可能とし、セクタ境界や訂正ブロック境界の判定を容易にするための技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に開示された技術では、フレームの同期信号に含まれる特定コード（同期信号のパターン）を組み合わせることによって、非常に少ない情報量によってセクタ内やフレーム位置を判定可能としている。セクタ境界は連続する特定コードにより判定されると共に、現在復号しているフレームとセクタ境界までの距離（フレーム数）が計算可能である。従って、セクタ境界付近に配置されるセクタアドレスを読み取り、訂正ブロック境界までの距離が最終的に計算できる。

特開２００３−３６５４４号公報 特許第３３９４１２７号公報

特許文献２に開示された技術を用いてプリフォーマット情報を構成する場合、非常に少ない情報量で記録再生を開始する訂正ブロック境界の位置を計算可能である。しかしながら、光ピックアップのシーク動作のために、現在のアドレス情報のみを取得する場合には、少なくとも複数フレーム分の情報を読み込み、フレーム位置を判定して、アドレス情報が出現するまでトラッキング制御を実行したまま再生を継続する必要があり、高速なシーク動作を実現することは困難である。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、アドレス情報の取得を高速化し、もってシーク動作を高速化することができる情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置、並びに光ディスクを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の情報記録方法は、光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されている光ディスクに対して、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報を、ウォブリング信号としてトラックの側壁を蛇行形成して記録する情報記録方法であって、
同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含むプリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数のフレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位の情報ビットでプリフォーマット情報を記録し、
タイプデータを、連続する２以上の各フレームのタイプデータの値の変化に基づき２以上のフレームのフレームセット内における位置を識別させる値とし、タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応するフレームデータを、トラックの位置を示す位置情報として記録することを特徴とする。

また、本発明の情報記録方法は、上記の目的を達成するため、ディジタル情報の誤り訂正ブロックを構成する所定数のフレームセット内の先頭フレームセットにおける先頭フレームのタイプデータは、第２の特定の値に設定されて記録され、それ以外のフレームセットにおける先頭フレームのタイプデータは第３の特定の値に設定されて記録されることを特徴とする。

また、本発明の情報記録装置は、上記の目的を達成するため、光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されている光ディスクに対して、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報を、ウォブリング信号としてトラックの側壁を蛇行形成して記録する情報記録装置であって、
同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、情報ビットは少なくともプリフォーマット情報の一部を含むフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数のフレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で符号化ビット列を生成するビット列生成手段と、符号化ビット列を所定の変調方式で変調する変調手段と、変調手段で変調された符号化ビット列をウォブリング信号としてトラックの側壁を蛇行形成するウォブリング信号記録手段とを有し、ビット列生成手段は、フレームセット内の情報ビットには少なくともトラックの位置情報を格納し、タイプデータを、連続する２以上の各フレームのタイプデータの値の変化に基づき２以上のフレームのフレームセット内における位置を識別させる値とし、タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応するフレームデータを、トラックの位置を示す位置情報として記録することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明の情報再生方法は、光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成され、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報が、ウォブリング信号としてトラックの側壁を蛇行形成させて記録された光ディスクからプリフォーマット情報を再生する情報再生方法であって、
光ピックアップから出射されるレーザー光の光ディスクからの反射光を電気信号に変換して得たウォブリング信号から、同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、少なくともプリフォーマット情報の一部を含むフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数のフレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、フレームセット内の情報ビットによりプリフォーマット情報がウォブリング信号として記録された光ディスクに、光ピックアップからレーザー光を出射しその反射光を電気信号に変換して得たウォブリング信号から、情報ビットを再生すると共に、フレームセット単位でプリフォーマット情報を再生し、
上記タイプデータを、連続する２以上の各フレームのタイプデータの値の変化から２以上のフレームのフレームセット内における位置を識別させる値として再生し、かつ、そのタイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する上記フレームデータを、トラックの位置を示す位置情報として再生し、
光ピックアップの概略位置決めの際は、上記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する単一フレーム内のフレームデータを復号することにより、トラックの概略位置を検出して光ピックアップの位置決め制御を実行し、
光ピックアップの精密位置決めの際は、連続する複数のフレーム内のフレームデータを復号することにより、トラックの位置情報を検出して光ピックアップの位置決め制御を実行することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明の情報再生装置は、光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成され、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報が、ウォブリング信号としてトラックの側壁を蛇行形成させて記録された光ディスクからプリフォーマット情報を再生する情報再生装置であって、
同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含むプリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとからなる構成とし、連続する所定の数のフレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、フレームセット内の情報ビットによりプリフォーマット情報がウォブリング信号として記録された光ディスクに、光ピックアップからレーザー光を出射しその反射光を電気信号に変換してウォブリング信号を再生するウォブリング信号再生手段と、ウォブリング信号から、情報ビットを再生すると共に、フレームセット単位でプリフォーマット情報を再生すると共に、タイプデータを、連続する２以上の各フレームのタイプデータの値の変化から２以上のフレームのフレームセット内における位置を識別させる値として再生し、かつ、そのタイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応するフレームデータを、トラックの位置を示す位置情報として再生するプリフォーマット情報再生手段と、光ピックアップの概略位置決めの際は、タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する単一フレーム内のフレームデータを復号することにより、トラックの概略位置を検出して光ピックアップの位置決め制御を実行し、光ピックアップの精密位置決めの際は、連続する複数のフレーム内のフレームデータを復号することにより、トラックの位置情報を検出して光ピックアップの位置決め制御を実行する位置決め手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の光ディスクは、上記の目的を達成するため、光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されると共に、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報に応じて、トラックの側壁が予め蛇行形成されている光ディスクであって、
同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、情報ビットは少なくともプリフォーマット情報の一部を含むフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数のフレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、フレームセット内の情報ビットにより少なくともトラックの位置情報がプリフォーマット情報として記録され、
タイプデータが、連続する２以上の各フレームのタイプデータから対応するフレームのフレームセット内における位置を識別させる値で記録され、タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応するフレームデータが、トラックの概略位置を示す位置情報に割り当てられて記録されていることを特徴とする。

本発明によれば、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報を、固定長の自己同期可能な符号語によりトラックの側壁を蛇行形成して記録する際に、１フレームを構成する符号語内の特定の値のタイプデータと、トラックの概略位置を示す位置情報とを対応して記録するようにしたため、粗シーク動作時にはトラックの概略位置を示す位置情報だけを読み取ればよいので、必要な読み取り長が１フレーム長で済む。このため、本発明によれば、トラッキング制御が安定していなくても、復号が可能となるため、従来に比べて非常に高速なシーク動作が可能である。

次に、本発明の一実施の形態について図面と共に詳細に説明する。

まず、本発明の光ディスクの一実施の形態の構成について説明する。本実施の形態の光ディスクは、図７に示した従来の光ディスクの構成を基本としている。従って、本実施の形態の光ディスクも、図７に示したようにグルーブ１１にはウォブル１３がディスク製造段階で予め形成されており、このウォブル１３を検出して得た基準クロックに同期してグルーブ１１上に記録マーク１４が形成される。

しかし、本実施の形態のウォブル１３は、従来とは異なり、符号化されたプリフォーマット情報によって周波数変調が施されている。従って、本実施の形態の光ディスクではＤＶＤ−ＲＡＭ等に採用されているヘッダー領域は不要であり、周波数変調されたウォブルが記録されたグルーブが、光ディスクの記録面上に螺旋状に一定トラックピッチで形成されることになる。

ここで、本実施の形態において、ウォブルとして記録する上記のプリフォーマット情報は、光ディスク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、或いは光ディスクのカテゴリ情報や記録する上で必要となるレーザー光の出力パワー、回転速度等のパラメータから選ばれる、情報記録再生のために光ピックアップを位置決めするための情報であり、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。

次に、本発明の情報記録装置及び情報記録方法により光ディスクに記録されるプリフォーマット情報の符号化の詳細について説明する。

図１は、本発明の情報記録装置及び情報記録方法の一実施の形態により記録される符号語の構成例を示す。この図１に示す符号語は、自己同期可能な符号語であるプリフィックス型コンマフリー符号（以下ＣＦＣ）である。ＣＦＣは、符号語が連接されたビット列において、ある一定数長のビットパターンを観測すれば、符号語の区切りが分かり同期を取り得る性質を持つ固定長の符号である。

本実施の形態の符号語は、プリフィックスの検査点ビット２１としてビット“１”を符号語の先頭にｐ個おき、以下検査点ビット２１としてビット“０”をｐ−１個おきにｑ個おく。なお、検査点ビット２１のうち、特に符号語の先頭の検査点ビットを２３で、符号語の最後の検査点ビットを２４で示す。また、検査点ビット２１（２３、２４）の間のビットと、符号語の最後のｒビットとには、情報ビット２２が配置される。情報ビット２２は、図１では“Ｄ”で表され、プリフォーマット情報の値に応じて“１”或いは“０”のビットが記録される。これにより、この符号語の検査点ビット２１のビット数はｄ（＝ｐ＋ｑ）、情報ビット２２のビット数はｋ（＝（ｐ−１）・（ｑ−１）＋ｒ）となる。

この符号語が同期を得るためには、最後の検査点ビット２３からのｒ個の情報ビット２２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２２に検査点ビット２１の符号語の先頭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。すなわち、ＣＦＣではある一つの符号語の最後のｒ（＝ｐｑ）個の情報ビット２２の次に記録されるビットは、次の符号語の先頭のビット２３であり、これは検査点ビット２１の先頭の“１”である。一方、ＣＦＣでは符号語の先頭からｐｑ＋１番目のビットは、図１に２４で示す検査点ビット２１の“０”である。

従って、符号語の最後のｒ個の情報ビット２２が、最大のｐｑ個で、かつ、符号語の先頭からｐｑビットがｒ（＝ｐｑ）個の情報ビット２２と同じ値のビット列であるとしても、ＣＦＣの符号語では先頭からｐｑ＋１ビット目は、必ず図１に２４で示す検査点ビットの「０」であるのに対し、ｒ個の情報ビットの場合は、ｐｑ＋１ビット目は、必ず図１に２３で示す次の符号語の先頭の検査点ビットの「１」であるから、ｐｑ＋１ビット目の値によって検査点ビットと情報ビットの区切りが判定できる。これにより、符号語の先頭のｐビットである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。

なお、ここではプリフィックスのパターンを全てビット“１”、他の検査点ビットを“０”で構成するようにしたが、これらのビットパターンを全て反転させても同様の性質が得られ、同期を確立することが可能である。

本実施の形態では、上記のビット列のｄ（＝ｐ＋ｑ）ビットの検査点ビット２１を同期パターンとし、かつ、ｋビットの情報ビット２２をその内容としてフレームを構成する。プリフォーマット情報は、情報ビット２２により記録される。以下の説明では同期パターンとして９ビット、情報ビットとして２７ビットの、計３６ビットからなる１つの符号語を１フレームとし、更に１２フレームが記録セクタのトラック長に一致することを想定している。また、本明細書では、この記録セクタのトラック長に一致する数のフレーム（上記の例では１２フレーム）を、フレームセットと呼ぶことにする。

なお、３６ビットのフレームは、具体的には図１のパラメータとしてｐ＝６、ｑ＝３、ｒ＝１７として、情報ビットを図１と同様にＤで表すと、下記の３６ビットとなる。

［１１１１１１０ＤＤＤＤＤ０ＤＤＤＤＤ０ＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤＤ］
次に、フレームを連接して得たビット列をウォブルに記録するための変調について説明する。上記のフレームを連接して得たビット列は、周波数変調の一種であるバイフェーズ・マーク変調されて光ディスクに記録される。このバイフェーズ・マーク変調は、ビットの値が“０”の場合、そのビット境界の先頭とビット領域の中心でシフトが発生し、ビットの値が“１”の場合、そのビット境界の先頭でのみシフトが発生する変調方式である。ここでシフトとは、光ディスク上のグルーブがグルーブ中心からラジアル（ディスク半径）方向に微細に偏移することを意味している。

図３は、このバイフェーズ・マーク変調を適用したグルーブの具体的な形状を示している。グルーブの部分は灰色に図示され、バイフェーズ・マーク変調に従って仮想的なグルーブ中心からラジアル方向に偏移している様子が分かる。シフトの偏移量は光ディスク上で隣接するグルーブに対し干渉が発生しないように十分小さく、かつ、光ピックアップのトラッキング信号を用いて良好なＳ／Ｎで検出できるように調整される。なお、図２中、数字は、各１ビットの値を示す。

次に、情報ビットの構成について説明する。図３は、本発明により記録される情報ビットのフレーム構成の一実施の形態を示す。プリフォーマット情報を記録するための前述した２７ビットの情報ビットは、図３に示すように、３ビットのタイプデータ３１、１６ビットのフレームデータ３２、８ビットのパリティ３３に分割される。

前記３６ビットのフレーム中の情報ビットＤを、タイプデータのビットとしてＴ、フレームデータのビットとしてＦ、パリティのビットとしてＰを用いて書き直すと、下記のビット列となる。

［１１１１１１０ＴＴＴＦＦ０ＦＦＦＦＦ０ＦＦＦＦＦＦＦＦＦＰＰＰＰＰＰＰＰ］
タイプデータ３１はフレームセット内のフレームの順とフレームデータ内容の種別を表す。フレームデータ３２としては、前記したプリフォーマット情報が格納されるが、本実施の形態ではセクタアドレス情報と、セクタアドレス情報以外でディスク全体に関するパラメータ情報を総称したディスク情報、あるいはこれら情報に対する２次パリティを格納することにする。パリティ３３は、タイプデータ３１とフレームデータ３２とパリティ３３により訂正符号を構成するように配置される。

次に、本発明になる光ディスクの一実施の形態におけるフレームセット内のタイプデータとフレームデータの設定について説明する。図４は、タイプデータ３１とフレームデータ３２の各値の関係の一例を示す。図４において、番号はフレームセット内のフレーム番号であり、フレームに直接符号化されていない。

「タイプ」は上記のタイプデータ３１の値を示す。このタイプデータの値は、「０」〜「７」の８つの値のいずれか一の値をとる。ここで、番号「０」のフレーム０がセクタ先頭の位置に一致しており、そのフレーム０のタイプデータの値は、「１」又は「５」の固有の値に設定される。ここで、前述したように、本実施の形態では、３６ビットからなる符号語が１フレームを構成し、記録セクタのトラック長に一致する１２フレームでフレームセットを構成し、所定の複数のフレームセットにより１つの誤り訂正ブロック（ＥＣＣ）を構成するような符号化が行われてプリフォーマット情報等が光ディスクに記録される。この１つのＥＣＣの先頭のフレーム０のタイプデータの値が「５」であり、それ以外のＥＣＣ内の各フレームセットの先頭のフレーム０のタイプデータの値が「１」に設定されている。

ＥＣＣのブロック境界はセクタアドレスを読み取り、割り算を行って検出することができるが、本実施の形態では、タイプデータの値が「５」であるか否かにより瞬時に、しかも確実にＥＣＣのブロック境界を検出することができる。

また、図４の「フレームデータ」は、図３に示したフレームデータ３２の値を示す。このフレームデータは、図４に太枠で示すように、連続する３つのフレームによりパケット化されており、パケット内で訂正可能であるようにパケット毎に最終フレームに２次パリティを格納する。

図４に示すように、プリフォーマット情報のうち、セクタアドレス情報は、下位１６ビットのセクタアドレス情報が、各パケットの先頭の１フレームに記録され、そのタイプデータの値は「１」、「６」、「５」のいずれかである。また、セクタアドレス情報のうち上位１６ビットのセクタアドレス情報が、各パケットの２番目の１フレームに記録され、そのタイプデータの値はすべて「２」である。そして、各パケットの１番目と２番目のフレームのセクタアドレス情報の２次パリティが各パケットの３番目の１フレームに記録される。その２次パリティが記録されるフレームに対応するタイプデータの値は「４」又は「３」である。

また、図４に示すように、セクタアドレス情報以外でディスク全体に関するパラメータ情報を総称したディスク情報とそのディスク情報に対する２次パリティを、上記の連続する３フレームからなるパケットに格納する場合は、そのパケットの３つのフレームの各タイプデータとしては「０」、もしくは「７」を記録する。

このように、上記のタイプデータの値は、光ディスク上の概略位置を表すセクタアドレスの上位部分では第１の特定の値「２」に設定され、１つのＥＣＣの先頭のフレーム０のでは第２の特定の値「５」に設定され、ＥＣＣの先頭のフレーム０以外のＥＣＣ内の各フレームセットの先頭のフレーム０では第３の特定の値「１」に設定される。

また、番号「３」〜「１１」のフレーム３〜フレーム１１の９フレームからなる３つのパケットには、上記のセクタアドレス情報と上記のディスク情報の一方が２次パリティと共に記録される。なお、ディスク情報は、連続する２フレームにわたって記録、再生される。

ところで、光ディスクは、一般には最内周側にユーザにより書き換えができない管理情報記録領域を有し、その外周側にユーザにより任意のユーザデータの記録、再生が可能なユーザデータ領域を有する。そこで、上記の管理情報記録領域には、例えば上記のセクタアドレス情報の１パケットと、ディスク情報の３パケットとからなるフレームセットをウォブルの形態で光ディスクに予め記録し、上記のユーザデータ領域には、フレームセットを構成する４パケットすべてをセクタアドレス情報のパケットとしてウォブルの形態で光ディスクに予め記録するようにしてもよい。

この場合、管理情報記録領域からは、図４に示すように３種類のディスク情報をウォブル信号から取得することができる。つまり、２つの連続するフレームデータ内データイプデータが「４」→「７」と変化するフレーム、「４」→「０」あるいは「７」→「０」と変化するフレーム、「３」→「７」あるいは「０」→「７」と変化するフレームで、それぞれディスク情報０、１、２を含むパケットの開始が判定できるため、連続する３フレームで構成されるパケットデータを訂正処理して、ディスク情報を取得することができる。

また、ユーザデータ領域において、タイプデータを１→２→４→６→２→４→１→２→３→６→２→３のシーケンスでウォブルの形態でフレームデータ及びパリティ等を記録すると、フレームデータとして、同じ値のセクタアドレス情報が格納されたセクタアドレスパケットが４回繰り返し記録される。

ここで、セクタアドレスパケットが開始されるフレームであるフレーム０、フレーム３、フレーム６、フレーム９は連続する２つのタイプデータにより判定が可能であり、セクタ境界までの距離（フレーム数）とアドレスパケットの取得が同時に行える構成となっている。アドレスパケットは、フレームのパリティ３３とパケット内の２次パリティとによって２重に保護され、非常に信頼性の高い再生を行うことができる。

また、光ディスク上の概略位置を表すセクタアドレスの上位部分は、本実施の形態の光ディスクでは必ずタイプデータの値が「２」であるため、単独フレームで内容判定が可能である。従って、再生機器における光ピックアップのシーク動作では、単一フレームへの同期とエラー検出処理を実行すれば、トラッキング制御の安定を待たずして目的のアドレスへ向けてシーク処理を継続させることができ、全体のシーク動作が非常に高速化される。

次に、本発明になる情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置の一実施の形態について説明する。

図５は、本発明になる情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置の一実施の形態を適用した光ディスク装置の構成図を示す。同図において、光ディスク４１は、図１〜図４と共に説明した本発明の一実施の形態の光ディスクで、前述したフォーマットをもつＣＦＣ符号語のプリフォーマット情報が、バイフェーズ・マーク変調された後、ウォブルとしてグルーブの側壁にディスク製造段階で予め形成されている。この光ディスク４１は、スピンドルモータ４２によりクランプされて回転される。このスピンドルモータ４２は、サーボ制御回路４４からの制御信号により回転制御される。

光ピックアップ４３は、再生時は光ディスク４１の記録面に対し一定光強度のレーザー光を照射し、それによりグルーブの幅より若干大径の光スポットを記録面に形成することで、記録面から反射される反射光を受光して電気信号に変換し、ウォブルと記録マークを読み取る。また、光ピックアップ４３は、記録時は再生時より大きなエネルギーで、かつ、記録データに応じて光強度が変調されたレーザー光を光ディスク４１に照射し、記録マークを光ディスク４１の記録面のグルーブに形成する。また、光ピックアップ４３は、サーボ制御回路４４からの信号により駆動されるアクチュエータ４８により、光ディスク４１の半径方向の位置制御、フォーカス／トラッキング制御を受ける。

信号処理回路４５は、光ピックアップ４３からの電気信号を処理するが、ここでは、発明の明確化のためにウォブルの信号処理を中心に説明する。すなわち、信号処理回路４５の内部には、ウォブル信号の復調回路４５１、ＣＦＣの同期検出回路４５２、アドレス情報の復号回路４５３が存在するものとする。信号処理回路４５は、光ディスク４１に形成されているウォブルを光ピックアップ４３により検出して得られたウォブリング信号を復調回路４５１で復調し、復調したウォブリング信号を同期検出回路４５２によりフレームの同期パターンを検出し、復号回路４５３からフレームの内容であるアドレス情報４６をドライブ制御回路４７へ出力する。ドライブ制御回路４７は、光ディスク装置全体の制御を行うものであり、通常は中央処理装置（ＣＰＵ）等のプロセッサとソフトウェアによって具現化されている。

次に、上記光ディスク装置において、光ディスク４１にウォブルとして記録されているプリフォーマット情報の再生動作について説明する。

光ディスク４１が光ディスク装置のスピンドルへ装着されると、ドライブ制御回路４７はサーボ制御回路４４に対し対象アドレスを指示する。サーボ制御回路４４は、スピンドルモータ４２を回転させ、所定の回転数へ制御を行うと共に、アクチュエータ４８を含む光ピックアップ４３の駆動機構を制御して、指示された対象アドレスに対応する光ディスク４１上の位置へ光ピックアップ４３を移動させる。次に、光ピックアップ４３は、レーザーの発光を開始する。これと同時に、サーボ制御回路４４は、光ピックアップ４３のフォーカス／トラッキングが適切なようにレーザー光の収束位置の制御を実行する。

次に、光ピックアップ４３は、光ディスク４１に形成されているウォブルを検出して電気信号であるウォブリング信号を生成し、そのウォブリング信号を信号処理回路４５へ供給する。ウォブリング信号は、光ディスク４１に形成されたウォブルのシフトに対応した信号であり、通常、トラッキングの誤差信号として得られる。このウォブリング信号は、バイフェーズ・マーク変調が適用された信号である。

そこで、信号処理回路４５は、まず復調回路４５１により、ウォブリング信号を所定のデジタルビット列へ復調し、その復調出力を同期検出回路４５２と復号回路４５３へそれぞれ供給する。復調回路４５１によるバイフェーズ・マーク信号の復調動作は、ウォブルシフトの時間的間隔からビット境界に対応するクロックを再生すると共に、クロック中央でのシフトの有無を基にビット”１”、ビット”０”を判定してゆけばよい。なお、図５内に図示しないが、信号処理回路４５の動作が適切に実行できるように復調回路４５１はフェイズロックドループ（ＰＬＬ）回路を内蔵し、信号処理回路４５の動作クロックを再生することが一般的に行われている。

同期検出回路４５２においては、ＣＦＣの符号語への同期が実行される。同期の実行は、先に図１を用いて説明したように、読み出した符号化ビット列に対し同期検査ビットパターンの存在位置をビット比較により検出することで行われる。更に、同期検出回路４５２は、確立した同期に基づき、ＣＦＣの符号語内の情報ビットを符号語単位に区切って復号回路４５３へ出力する。本例の場合は情報ビットとして図３に示したフォーマットの２７ビットの符号語が順次出力される。

図６は、同期検出回路４５２の一例の構成図を示す。図６に示すように、同期検出回路４５２は、３６ビット長の１次シフトレジスタ５１と、書き込み制御回路５２と、１次シフトレジスタ５１の値と予め設定した値とを比較する比較器５３と、２７ビット長の２次シフトレジスタ５４とから構成されている。

この構成の同期検出回路４５２では、復調回路４５１から出力された符号化ビット列が１次シフトレジスタ５１に供給されて、１フレーム長の３６ビットずつ一時記憶される。上記の１次シフトレジスタ５１に一時記憶された３６ビットが図１に示したフォーマットの１フレームのとき、その検査点ビットによる予め定めた同期パターン（ここでは、９ビット）は所定のビット位置にて保持される。従って、比較器５３は、１次シフトレジスタ５１の上記所定のビット位置からパラレルに出力される全部で９ビットの出力信号が、予め定めた９ビットの同期パターン（ここでは、前述したように［１１１１１１０００］）であるかを常時比較し、ビットパターンの一致が検出されたとき、同期検出としてパターン一致信号を書き込み制御回路５２に供給する。

書き込み制御回路５２は、パターン一致信号が供給された時点における１次シフトレジスタ５１の記憶ビット列のうち、上記９ビットの同期パターンを除く２７ビットの情報ビットを２次シフトレジスタ５４にパラレルに書き込む。２次シフトレジスタ５４は、書き込まれた上記の２７ビットの情報ビットをシリアルに出力して復号回路４５３に供給する。

再び図５に戻って説明する。復号回路４５３は、同期検出回路４５２において、上記のように確立した同期に基づき、ＣＦＣの符号語内の２７ビットの情報ビットを符号語単位に区切って入力され、その情報ビットを一時記憶する。続いて、復号回路４５３は、一時記憶した情報ビットのエラー訂正処理を実行の上、セクタアドレス情報４６を復号してドライブ制御回路４７へ供給する。

ドライブ制御回路４７は、復号回路４５３から供給されるセクタアドレス情報４６と、図示しない操作部から入力された所望のアクセスアドレスとを比較し、必要ならばサーボ制御回路４４を通じて、アクチュエータ４８を駆動し、光ピックアップ４３を所望のアクセスアドレス位置へ向けて再度ジャンプさせる。このようなアドレス情報によるディスク上の位置検索を一般にシーク動作と呼んでいる。

さて、シーク動作において、大きなジャンプを伴う動作を粗シーク動作と呼ぶが、この粗シーク動作は、概略のアドレス情報（トラック位置情報）、本実施の形態ではセクタアドレスの上位部分を知ることができれば実行可能である。本実施の形態では、図４と共に説明したように、情報ビットにおいて、タイプデータが「２」であるフレームデータが上位のセクタアドレス情報であるから、粗シーク動作時には、復号回路４５３においてタイプデータが「２」であるフレームデータ、すなわちセクタアドレスの上位部分を復号してドライブ制御回路４７へ供給すればよい。

この動作に必要なウォブリング信号の読み取りは、タイプデータが「２」であるフレームデータは１フレームに記録されているので、１フレーム長でよい。このように、本実施の形態では、粗シーク動作時において必要な読み取り長が１フレーム長であり、シーク動作時に少なくとも複数フレーム分の情報を読み込む必要がある従来の光ディスク装置に比べて読み取り長が短いために、サーボ制御回路４４のトラッキング制御が安定していなくても、復号が可能となるため非常に高速なシーク動作が可能である。

また、誤り訂正ブロック（ＥＣＣブロック）として符号化されたデータを光ディスクに書き込みを開始する際は、正確なセクタアドレスを検索して、セクタの境界点から書き込みレーザー光を照射しなければならない。この場合、本実施の形態では、復号回路４５３において連続する複数のフレームデータを復号して、信頼性の高いセクタアドレスと、セクタ境界までの距離を確認することでセクタの境界点を正確に検出して書き込みレーザー光を照射することが可能である。

例えば、現在のタイプデータが「６」であり直前のタイプデータが「４」である場合、図４に示したフォーマットに従えば現在のフレーム番号は「３」であり、アドレスパケットが開始することが判定される。従って、この場合は、セクタ境界までの距離は９フレームであることが判り、フレーム数をカウントすることによってセクタ境界を判定することができる。また、現在のフレームを含め連続する３フレームのフレームデータを記憶して、パケットデータの訂正処理を行うことにより、非常に信頼性の高いセクタアドレスを得る事ができる。

また、誤り訂正ブロック（ＥＣＣブロック）は一定数のセクタ、例えば１６のセクタに分割されるため、誤り訂正ブロックの先頭のセクタアドレスは１６の倍数となっている。誤り訂正ブロックの先頭の位置は読み取ったセクタアドレスが１６で割り切れるかどうかをテストすることで判定可能である。しかし、本実施の形態では、図４に示したように誤り訂正ブロック先頭のフレームではタイプデータが「５」で符号化されているので、復号回路４５３で「５」であるタイプデータを検出することにより、より確実な誤り訂正ブロック先頭の判定が可能である。

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、例えば、ウォブリング信号はバイフェーズ・マーク変調などの周波数変調に限定されるものではなく、ウォブルからの情報が得られればどのような変調方式であっても構わない。また、記録マークが形成されるトラックはグルーブだけに限定されるものではなく、グルーブとランドの両方に記録することも可能であり、ランドだけに記録することも可能である。

更に、本発明は図５の信号処理回路４５の動作をコンピュータにより実行させるコンピュータプログラムも包含するものである。このコンピュータプログラムは、記録媒体に記録されてコンピュータに取り込まれてもよいし、ネットワークを介して配信されてコンピュータに取り込まれてもよい。

本発明の光ディスクの一実施の形態で記録する自己同期符号の構成を示す図である。 本発明の光ディスクにおけるグルーブの一例を示す図である。 本発明により記録、再生される情報ビットの一実施の形態のフォーマットを示す図である。 本発明により記録、再生されるフレームセットにおける情報ビットの要部の一実施の形態の構成を示す図である。 本発明の情報記録方法、情報記録装置、情報再生方法及び情報再生装置の一実施の形態を適用した光ディスク装置の構成図である。 図５中の同期検出回路の一実施の形態のブロック図である。 光ディスクの一例の部分構成斜視図である。

符号の説明

１１ グルーブ
１２ ランド
１３ ウォブル
１４ 記録マーク
２１ 検査点ビット
２２ 情報ビット
３１ タイプデータ
３２ フレームデータ
３３ パリティ
４１ 光ディスク
４２ スピンドルモータ
４３ 光ピックアップ
４４ サーボ制御回路
４５ 信号処理回路
４５１ 復調回路
４５２ 同期検出回路
４５３ 復号回路
４７ ドライブ制御回路
４８ アクチュエータ
５１ ３６ビット長の１次シフトレジスタ
５２ 書き込み制御回路
５３ 比較器
５４ ２７ビット長の２次シフトレジスタ

Claims (8)

1. 光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されている光ディスクに対して、情報記録再生のために前記光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報を、ウォブリング信号として前記トラックの側壁を蛇行形成して記録する情報記録方法であって、
   同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、前記情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含む前記プリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、前記フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数の前記フレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位の前記情報ビットで前記プリフォーマット情報を記録し、
   前記タイプデータを、連続する２以上の前記各フレームの前記タイプデータの値の変化に基づき前記２以上のフレームの前記フレームセット内における位置を識別させる値とし、前記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する前記フレームデータを、前記トラックの位置を示す位置情報として記録することを特徴とする情報記録方法。
2. 前記ディジタル情報の誤り訂正ブロックを構成する所定数の前記フレームセット内の先頭フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは、第２の特定の値に設定されて記録され、それ以外の前記フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは第３の特定の値に設定されて記録されることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
3. 光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されている光ディスクに対して、情報記録再生のために前記光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報を、ウォブリング信号として前記トラックの側壁を蛇行形成して記録する情報記録装置であって、
   同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、前記情報ビットは少なくとも前記プリフォーマット情報の一部を含むフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、前記フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数の前記フレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で符号化ビット列を生成するビット列生成手段と、
   前記符号化ビット列を所定の変調方式で変調する変調手段と、
   前記変調手段で変調された符号化ビット列を前記ウォブリング信号として前記トラックの側壁を蛇行形成するウォブリング信号記録手段と
   を有し、前記ビット列生成手段は、前記フレームセット内の前記情報ビットには少なくとも前記トラックの位置情報を格納し、前記タイプデータを、連続する２以上の前記各フレームの前記タイプデータの値の変化に基づき前記２以上のフレームの前記フレームセット内における位置を識別させる値とし、前記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する前記フレームデータを、前記トラックの位置を示す位置情報として記録することを特徴とする情報記録装置。
4. 前記ビット列生成手段は、前記ディジタル情報の誤り訂正ブロックを構成する所定数の前記フレームセット内の先頭フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは、第２の特定の値に設定し、それ以外の前記フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは第３の特定の値に設定することを特徴とする請求項３記載の情報記録装置。
5. 光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成され、情報記録再生のために前記光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報が、ウォブリング信号として前記トラックの側壁を蛇行形成させて記録された光ディスクから前記プリフォーマット情報を再生する情報再生方法であって、
   同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、前記情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含む前記プリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、前記フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数の前記フレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、前記フレームセット内の前記情報ビットにより前記プリフォーマット情報が前記ウォブリング信号として記録された前記光ディスクに、前記光ピックアップからレーザー光を出射しその反射光を電気信号に変換して得た前記ウォブリング信号から、前記情報ビットを再生すると共に、前記フレームセット単位で前記プリフォーマット情報を再生し、
   前記タイプデータを、連続する２以上の前記各フレームの前記タイプデータの値の変化から前記２以上のフレームの前記フレームセット内における位置を識別させる値として再生し、かつ、そのタイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する前記フレームデータを、前記トラックの位置を示す位置情報として再生し、
   前記光ピックアップの概略位置決めの際は、前記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する単一フレーム内の前記フレームデータを復号することにより、前記トラックの概略位置を検出して前記光ピックアップの位置決め制御を実行し、
   前記光ピックアップの精密位置決めの際は、連続する複数のフレーム内の前記フレームデータを復号することにより、前記トラックの位置情報を検出して前記光ピックアップの位置決め制御を実行することを特徴とする情報再生方法。
6. 光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成され、情報記録再生のために前記光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報が、ウォブリング信号として前記トラックの側壁を蛇行形成させて記録された光ディスクから前記プリフォーマット情報を再生する情報再生装置であって、
   同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、前記情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含む前記プリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、前記フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとからなる構成とし、連続する所定の数の前記フレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、前記フレームセット内の前記情報ビットにより前記プリフォーマット情報が前記ウォブリング信号として記録された前記光ディスクに、前記光ピックアップからレーザー光を出射しその反射光を電気信号に変換して前記ウォブリング信号を再生するウォブリング信号再生手段と、
   前記ウォブリング信号から、前記情報ビットを再生すると共に、前記フレームセット単位で前記プリフォーマット情報を再生すると共に、前記タイプデータを、連続する２以上の前記各フレームの前記タイプデータの値の変化から前記２以上のフレームの前記フレームセット内における位置を識別させる値として再生し、かつ、そのタイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する前記フレームデータを、前記トラックの位置を示す位置情報として再生するプリフォーマット情報再生手段と、
   前記光ピックアップの概略位置決めの際は、前記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する単一フレーム内の前記フレームデータを復号することにより、前記トラックの概略位置を検出して前記光ピックアップの位置決め制御を実行し、前記光ピックアップの精密位置決めの際は、連続する複数のフレーム内の前記フレームデータを復号することにより、前記トラックの位置情報を検出して前記光ピックアップの位置決め制御を実行する位置決め手段と
   を有することを特徴とする情報再生装置。
7. 光ピックアップから出射されるレーザー光を用いてディジタル情報の記録又は再生を行う溝状のトラックが一定ピッチで螺旋状に形成されると共に、情報記録再生のために前記光ピックアップを位置決めするためのプリフォーマット情報に応じて、前記トラックの側壁が予め蛇行形成されている光ディスクであって、
   同期位置を示すための第１のビット数の検査点ビットと、第２のビット数の情報ビットとからなる固定長の自己同期可能な符号語を１フレームとし、前記情報ビットは少なくともトラックの位置情報を含む前記プリフォーマット情報の一部を格納するフレームデータと、そのフレームデータのタイプを示すタイプデータと、前記フレームデータ及びタイプデータの誤り訂正のためのパリティとを有する構成とし、連続する所定の数の前記フレームをフレームセットとしたとき、そのフレームセット単位で、かつ、前記フレームセット内の前記情報ビットにより少なくとも前記トラックの位置情報が前記プリフォーマット情報として記録され、
   前記タイプデータが、連続する２以上の前記各フレームの前記タイプデータの値の変化に基づき前記２以上のフレームの前記フレームセット内における位置を識別させる値で記録され、前記タイプデータのうち第１の特定の値のタイプデータに対応する前記フレームデータが、前記トラックの概略位置を示す位置情報に割り当てられて記録されていることを特徴とする光ディスク。
8. 前記ディジタル情報の誤り訂正ブロックを構成する所定数の前記フレームセット内の先頭フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは、第２の特定の値に設定されて記録され、それ以外の前記フレームセットにおける先頭フレームの前記タイプデータは第３の特定の値に設定されて記録されていることを特徴とする請求項７記載の光ディスク。

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