JP2687928B2 - 光ディスク媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報を記録し
再生する光ディスク媒体に係る。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えばディジタル情報を光学的に
記録・再生できる形態で記録する光ディスクにおいて、
あらかじめ光ディスクに光ビームスポットを案内するた
めの溝を設けておき、情報を記録する際にこの溝をたよ
りに光ビームスポットを案内しながら情報を記録してい
く追加記録可能な光ディスク装置が提案されている（例
えば、プレス インフォメーション フィリップス（Pr
ess information Philips）Ｎov．７th １９７８ある
いは特開昭５４−１３０１０２号参照）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】光ビームスポットの案
内は、光ディスクに形成された溝によって回折される、
光の遠視野像を監視することによって可能となる。例え
ば、光ディスクからの回折光をトラックをはさんでトラ
ックと平行に位置した２つの光検出器で受光して、それ
ぞれの出力を差動することにより、光ビームスポットと
溝とのずれを示すトラッキング信号を得るものがある。
しかし、光検出器を回折光の遠視野領域に位置するた
め、光ビームを振ったり、ディスクが傾くとトラッキン
グ信号にオフセットが発生し、トラック追跡が正常に行
なわれないという欠点があった。 【０００４】図１は回折光を用いたトラッキング信号検
出装置において、光検出器面上でのスポット移動によっ
て、トラッキング信号にオフセットが生ずる原理を説明
する図である。図１（ａ）は光検出器（受光面１，２を
有する）上でのスポット位置の平面図であり、図１
（ｂ）はＡＡ′の中心線に対応する断面図であり、光ス
ポットの強度分布を示す。図１（ｃ）は光検出器上のス
ポットに対応して、ディスク面上の対物レンズによって
集光された光スポットの強度分布と溝の位置関係を表わ
す断面図である。図１（ｃ）の（イ）の場合は光スポッ
トの中心７はディスク面上の溝のない場合に位置してお
り、図１（ｃ）の（ロ）の場合は溝の中心８と一致して
おり、図１（ｃ）の（ハ）の場合は光スポットが溝の左
端（又はディスクの回転内側）にあり、図３（ｃ）の
（ニ）の場合は溝の右端（又はディスクの回転外側）に
ある場合を示している。図１において、点線で示した光
検出器上のスポット４は、ディスクの対物レンズ光軸と
の傾き、又は偏心に追従するために対物レンズの光軸を
移動することによって生じたものである。 【０００５】図１において、光検出器は受光面が２つの
部分１，２に分かれており、その間隔は非常に狭い。デ
ィスク面上のスポットが溝６の中心にあるとき、光検出
器面上のスポットは図１（ｂ）の（ロ）のようになり、
２つの受光面１及び２に等しく実線３の如く回折光量が
入射される。しかし、この状態において、ディスクの傾
きや対物レンズの移動によって光検出器面上のスポット
位置が移動すると点線４のようになる。 【０００６】回折光によるトラッキング信号は通常回折
光のアンバランスを検出するため、受光部１，２の出力
の差動信号をトラッキング信号として用いる。すると上
述のように光検出器面上のスポット位置が移動する場合
にはディスク面上のスポット中心７が溝６の中心８と一
致しているにもかかわらず、受光部１，２の差動信号は
零にならず、トラッキング信号としてはオフセット分が
生ずることになる。 【０００７】さらに、ディスク面上のスポットの中心７
が溝６の左端にある図１（ｃ）の（ハ）の場合、光検出
器面上のスポットの強度分布は図１（ｂ）の（ハ）のよ
うになり、受光部１に入射する光量が大きくなり、受光
部１，２の差動出力にアンバランスを生じ、ディスク面
上のスポット中心とトラック中心のずれ量と方向を知る
ことができる。また図１（ｃ）の（ニ）のように、ディ
スク面上のスポット中心が溝の右端にある場合には光検
出器面上のスポットの強度分布は図１（ｂ）の（ニ）の
ようになり、受光部１，２の差動出力は図１（ｃ）の
（ハ）の場合の逆になる。 【０００８】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたものであって、案内溝による回折光のアンバラン
スを検出してトラッキング制御しながら情報を記録再生
するに際して、ディスクの傾きや対物レンズの光軸移動
によるトラッキング信号のオフセットを補正することが
でき、正確なトラッキング制御信号を得ることを可能と
する光ディスク媒体を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明は光学的に情報を記録し再生するための光
スポットを案内する溝と、溝に沿って設けられた複数の
セクタと、光学的に読み取り得る形態で情報を記録する
記録膜を有する光ディスク媒体において、各セクタはセ
クタの始点を示すためのセクタマークと、セクタマーク
の後に設けられるスポットの径以上の長さを有する反射
面と、反射面の後に設けられる追加記録領域を有し、反
射面は溝の一部を切断して構成されていることを特徴と
する。 【００１０】通常はセクタマークの後に、セクタの番地
を示す番地情報と、番地情報を検出するための同期信号
とが形成されている制御信号領域を有し、制御信号領域
の後に反射面を有する。セクターマーク、番地情報、及
び同期信号は予め形成されていることが好ましい。ま
た、追加記録領域の後に、追加記録されないバッファ領
域を有することが好ましい。 【００１１】本発明は、照射される光ビームスポットを
回転方向に沿って案内するための溝の一部を所定の間隔
ごとに切断して全反射面、つまり光ビームスポットをほ
ぼそのまま反射する鏡面領域とする。この全反射面から
得られる信号を利用してオフセットを補正することが可
能となる。すなわち全反射面ではトラック信号のオフセ
ット成分のみが現われ、オフセット検出領域として機能
するので、この全反射面からオフセット成分を検出して
保持し、案内溝からの回折光によるトラッキング信号を
補正して正確なトラッキング信号を得て、トラッキング
制御を行なうことができる。 【００１２】反射面の長さは、光スポットが周囲の溝か
らの影響を受けない長さである必要があり、具体的には
光スポットの直径以上である。また、反射面は光スポッ
トがその位置を通過するタイミングが確実に検出できる
箇所にある必要がある。さらに、反射面が反射面として
作用するためにはこの部分に追加記録されることがない
箇所である必要がある。 【００１３】以上の要求から、反射面はセクタの先頭を
示すセクタマークと追加記録領域の間が適当であり、さ
らに好ましくは、セクターマークの後の制御信号領域と
追加記録領域の間が望ましい。即ち、セクターマークを
反射領域の基準として用いることができ確実に反射領域
を検出できる。さらに、セクターマーク、制御信号を検
出してから追加記録領域に記録を開始するために時間的
な余裕が必要なために、制御信号領域と追加記録領域の
間にはギャップ領域を準備する必要があり、この箇所に
は実効的に記録されないために反射領域を設ける箇所と
して適当である。 【００１４】 【作用】図２により本発明の原理を説明する。図２はデ
ィスク面上のスポット中心７が、溝６を左端から右端に
向けて通過しながら、光検出器面上のスポット位置をず
れ量Δだけずらしていった場合の受光部１，２の差動出
力１５の変化を表わしたものであり、点１０はディスク
面上のスポット中心７が溝６の左端にある場合を示し、
点１１は同中心７が溝６の右端にある場合を示し、黒点
１２はスポット中心７が溝６の中心にある場合を示す。
実線１４は黒点１２を結んだものであり、これは差動出
力１４をトラッキング信号とみた場合には光検出器面上
のスポット移動とオフセットの関係を表わすものとな
る。 【００１５】一方、点線１３は図１（ａ）〜（ｃ）の
（イ）の場合、すなわち、ディスク面上のスポットが溝
のない全反射面にあって、光検出器面上のスポットがΔ
だけ移動したときの受光部１，２の差動出力を示す。 【００１６】図２から明らかなように、光検出器面上で
のスポットの移動量Δが少ない場合には、差動出力１５
の振幅に対する点線１３と実線１４のズレ量の比は小さ
く、ほぼ点線１３の値で実線１４を代用しても良い。点
線１３の出力は全反射面における受光部１，２の差動出
力であるから、溝の一部に全反射面を設けておき、光ス
ポットが全反射面を通過するときの差動出力１３の値を
抜き出してオフセットを検出し、この値を用いて差動出
力を補正することにより、ディスクの傾きや対物レンズ
の光軸移動に影響されずに、オフセットのない正確なト
ラッキング信号を得ることができる。このように、本願
発明は従来のトラッキング用案内溝を有する光ディスク
媒体において、所定の箇所に溝を切断して全反射面を形
成したものである。この全反射面は上記用途の他に、媒
体出荷時の検査領域としても利用できる。すなわち、光
ヘッドで媒体の反射率や未記録状態の信号レベルを測定
し、規定の値を満たすか否かをチェックする。このよう
な検査をする際に溝が存在すると、溝構造の情報が検出
信号に混在するために検査の信頼性が低下するため、本
願発明の全反射面は好適である。また、この全反射面に
テスト信号を記録し、これを顕微鏡などで直接観察する
ことで光ディスク媒体の評価が可能となる。この場合
も、従来のように媒体全体に溝が形成されていると、溝
からの反射、回折光によって観察が困難となる。 本願発
明の光ディスク媒体を再生する際には、その全反射面か
ら所定のタイミングで一定の最大強度の検出信号が得ら
れる。このために、この全反射面からの信号は、前記オ
フセット検出以外にも、再生信号の信号レベルの基準値
として用いることができる他、タイミング信号としても
利用できる。 【００１７】 【実施例】図３は、オフセット検出領域として機能する
全反射面を設けた本発明の光ディスク媒体の一実施例の
要部を模式的に示す図である。 【００１８】図３においては、溝６の一部を切ってその
切断部を全反射面としている。図３（ａ）は平面図であ
り、そのＢ−Ｂ′の断線に沿って切断した切断面が図３
（ｂ）である。切断部は溝６がなく平坦であり、その長
さｌはスポット２０が切断部にあるとき周囲の溝６から
影響を受けない長さである必要がある。例えば、使用ス
ポットサイズ（スポット強度が１／ｅ²となる直径）以
上である。 【００１９】溝６の深さｈは光学的な光路長としてはλ
／８（λはレーザ光の使用波長）が良いが、他の条件に
よってこれからずれたものでもよく、また、溝の形状に
ついても本発明は限定されないことは勿論である。 【００２０】図４は、本発明による追加記録可能な光デ
ィスクのトラック形態の一例を示す平面図である。例え
ば、ディスクの使用領域は、最外周は２８０φ、最内周
は１８０φの領域にあり、半径方向５０ｍｍの間に１.
６μｍピッチ間隔に３２０００本のトラック、すなわち
光スポットを回転方向に沿って案内するための溝が同心
円状あるいはスパイラル状に予め設けられている。一本
のトラックは円周方向に６４分割されており、それぞれ
セクタという名称が与えられた情報の区切りとなってい
る。 【００２１】図４は１本のトラックがセクタ３０，３
１，３２，３３，３４，３５，３６，３７……に分割さ
れた構成を示しており、例えばセクタ３４のさらに詳し
い構造は図５のようになっている。すなわち、各セクタ
は、セクタの頭であることを検出するためのマーク（セ
クタマークと称す）４０があり、次に番地情報（トラッ
ク番号とセクタ番号）を検出するためにクロックを発生
する回路（通常はＰＬＬ（Ｐhase Ｌocked Ｌoop）を使
用する）を動作させるための信号４１があり、次に番地
情報４２がある。以上の３つの信号が予め記録されてい
る。次に追加記録領域４４の前にギャップ４３が用意さ
れている。これは情報信号を検出して、記録を開始する
までに時間的な余裕を持たせるためであり、実効的に記
録されない。点線で示す領域４５はバッファ領域であ
り、回転変動，クロックジッタ等の原因により、記録領
域の増加を吸収する役目を持つ。 【００２２】以上の追加記録可能な光ディスクでは、上
述の全反射面を挿入する箇所としては、追加記録されな
い領域が良く、ギャップ４３か、バッファ４５の領域が
好適である。すなわち、トラックに沿って同心円状ある
いはスパイラル状に設けられる案内溝６の一部を、ギャ
ップ４３かバッファ４５の領域で切断して、オフセット
検出領域として機能する全反射面を所定の間隔ごとに設
ける。その長さｌは、前述したように光スポットが切断
部にあるとき周囲の溝から影響を受けない長さで、光ス
ポットサイズ以上とする。なお、本発明に従えば、上述
のセクタ構造にとらわれることなく、データ処理に特別
の問題が生じなければどの領域でも良いのは勿論であ
る。 【００２３】次に、上述したオフセット検出領域として
機能する全反射面を検出する方法について説明する。 【００２４】第１にリアルタイムにオフセットを検出す
る方法がある。まず、全反射面の位置に光スポットがあ
ることを知る必要がある。追加記録可能な光ディスクの
場合にはセクタマークから全反射面を挿入した領域まで
の時間間隔はあらかじめ知られているので、まず、セク
タマークを検出し、その後時間を測定して全反射面の領
域に光スポットが来たことを検出すれば良い。 【００２５】以上、説明した方法によれば、光検出器の
差動出力を前述の方法によって検出したタイミングによ
りサンプルホールドすることによってオフセット分を検
出保持できる。 【００２６】なお、光スポットが全反射面にあることを
検出するのに時間遅れが生ずるような方法を用いる場合
には、光検出器の差動出力を前述の時間遅れ分だけアナ
ログ遅延を行なえば良い。アナログ遅延の方法として
は、ＣＣＤ（Ｃorge ＣogpledＤevice）、又は遅延線
でも良い。 【００２７】図６は、本発明の媒体を用いてトラッキン
グしつつ記録再生を行う装置の例の構成を示す図であ
る。 【００２８】図において、レーザ７１からでは光ビーム
はレンズ７２により平行光となり、プリズム７３，λ／
４板７４（λ：レーザ波長），絞り込みレンズ７５を通
って案内トラックを有するディスク７６上に１μｍφ程
度のスポットに収束する。ディスク７６上には、反射膜
あるいは記録膜が蒸着してあり、案内トラック７７に入
射した光ビームは反射され、再び絞り込みレンズ７５，
λ／４板７４，プリズム７３を通って情報検出系へ導か
れる。情報検出系（自動焦点検出系は図示せず）は集束
レンズ７８とトラッキング信号と情報信号を検出する受
光面が二分割された光検出器７９からなっている。 【００２９】ディスク７６は図７に示す如く情報を記録
再生する光スポットを案内するため案内トラック６２，
全反射領域６３を検出するタイミングを発生させるセク
タマーク部６４から構成されている。案内トラック６２
はλ／８程度の深さの溝を有しており、図１で説明した
ように案内トラック６２に対する入射スポットの位置関
係により反射する回折光分布が変化するのでこの変化を
二分割光検出器７９で受光し、各信号を差動アンプ８０
で差動することによりトラッキング信号が得られる。 【００３０】図８に各回路からの出力波形を示す。図８
（ａ）はディスクの傾きがない時の正常なトラック信号
を表わす。信号中に平らなレベルを示す部分はスポット
が全反射領域を通過した時を示す。次にディスクの傾き
が生じた時のトラック信号を図８（ｂ）に示す。この
時、反射光の光軸がディスクの傾きによって移動するの
で、それによりΔのオフセットが生ずる。このためトラ
ックサーボ系は電気的な零をトラックの中心として追跡
するのでトラックずれが生じることになる。この時のト
ラッキング信号は図８（ｃ）に示す如き波形となり、全
反射領域の通過時にはΔのオフセットをもったものとな
る。二分割光検出器７９の出力を和動アンプ８１で和動
すると、情報信号が得られる。情報信号中図９（ｄ）で
はセクタマーク部６４に注目して示してある。この出力
を同期信号検出器８２に通して全反射領域６３を抽出す
るためのゲート信号を発生させる（図８（ｅ）に示
す）、ゲート信号はゲート回路８３へ導かれ、トラッキ
ング信号から全反射領域での信号を抽出する。その出力
はホールド回路８４へ導かれ、抽出された信号を保持し
てオフセット信号を検出する（図８（ｆ）に示す）。こ
の信号は差動アンプ８５で、トラッキング信号と差動さ
れ、差動アンプ８５の出力にディスク傾きによるオフセ
ットを補正したトラッキング信号が得られ、トラックサ
ーボ回路８６をへて、トラック追跡を行なうレンズ駆動
装置８７を駆動する。これにより正確なトラック追跡を
行なうことができる。ここではトラック追跡をレンズに
より行なう場合について説明したが、ビームをミラーで
振ることによりトラック追跡を行なう時も同様である。 【００３１】 【発明の効果】本発明の光ディスク媒体によれば、ディ
スク傾きにより発生するトラッキング信号内のオフセッ
トを補正できるので、ディスクの傾きに影響されずに正
確にトラッキング制御しながら情報を記録再生できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】オフセットの生じる原理を説明する説明図。 【図２】光検出器からの差動出力の変化を説明するため
の波形図。 【図３】本発明による光ディスクの構成を特明するため
の図。 【図４】本発明による光ディスクの構成を特明するため
の図。 【図５】本発明による光ディスクの構成を特明するため
の図。 【図６】本発明の媒体を用いる装置の一例を示すブロッ
ク図。 【図７】本発明の光ディスク平面概略図。 【図８】図６の装置の動作を説明するための波形図。 【符号の説明】 ７１…レーザ、７２…レンズ、７３…プリズム、７４…
λ／４板、７５…絞り込みレンズ、７６…ディスク、７
７…案内溝、７８…収束レンズ、７９…二分割光検出
器、８０…差動アンプ、８１…和動アンプ、８２…同期
信号検出回路、８３…ゲート回路、８４…ホールド回
路、８５…差動アンプ、８６…トラックサーボ回路、８
７…レンズ駆動装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 滋 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 実開 昭57−4041（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−170539（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】１． 記録面上に形成された溝と、該溝に沿って設けられ
   た複数のセクタとを有し、光スポットを用いて光学的に
   読み取り得る形態で情報を記録する光ディスク媒体にお
   いて、上記各セクタは予め信号が記録されている信号領
   域と、上記情報を記録するための情報記録領域とを有
   し、該情報記録領域は上記信号領域に後続し、かつ、上
   記情報記録領域と上記信号領域の間に実効的に情報が記
   録されない領域を設け、該記録されない領域に上記スポ
   ットの径以上の長さを有する反射面を挿入し、該反射面
   は上記溝の形成されていない部分に平坦な面として構成
   されていることを特徴とする光ディスク媒体。２． 記録面上に規定されるトラックと、該トラックに沿
   って刻まれた溝と、上記トラックに沿って設けられた複
   数のセクタとを有し、光スポットを用いて光学的に読み
   取り得る形態で情報を記録する光ディスク媒体におい
   て、上記各セクタは予め信号が記録されている信号領域
   と、上記情報を記録するための情報記録領域とを有し、
   該情報記録領域は上記信号領域に後続し、かつ、上記情
   報記録領域と上記信号領域の間に空隙を設け、上記情報
   記録領域の後にバッファ領域を有し、上記空隙に上記ス
   ポットの径以上の長さを有する反射面を挿入し、上記空
   隙及びバッファ領域は実効的に上記情報が記録されない
   領域であり、上記反射面は上記溝の刻まれていない部分
   に平坦な面として構成されていることを特徴とする光デ
   ィスク媒体。