JP2691551B2

JP2691551B2 - 光ディスク

Info

Publication number: JP2691551B2
Application number: JP63050137A
Authority: JP
Inventors: 輝雄古川; 修伊藤; 邦麿田中; 雅晴小川; 恭輔吉本; 正文乙武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1988-03-03
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH01223670A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、サンプルサーボ方式、光ディスクの再生
信号を安定に検出可能な光ディスクに関する。

［従来の技術］光ディスク装置は高密度な記録が可能である大容量デ
ータ記憶装置として広く使用されている。光ディスクの
記録方式は直径約１μｍ位に絞ったレーザー光線で光デ
ィスクの記録膜上にスパイラル、又は同心円状にピット
を記録していくものである。光ビームを高トラック密度
で光ディスク上を走査してピットを記録するには光ビー
ムの焦点を記録膜の目的の位置に合わせるためのトラッ
キングサーボ及びフォーカスサーボを掛ける必要があ
る。トラッキングサーボ及びフォーカスサーボを行う方
法には２つの方式がある。第１の方式は案内溝を用いる
コンティニュアスサーボ方式、第２の方式はウォーブル
ピットを用いるサンプルサーボ方式である。第５図は光
ディスクのISO国際規格の案である、DP9171−２に示さ
れた従来のサンプルサーボ方式のウォーブルピットの記
録フォーマットである。（１）は一つのトラックを示
し、１トラックの中は32セクタに仕切ってある。（ａ）
はセクタ単位で見た或ットラックのデータフォーマット
である。１セクタのユーザデータ容量は512バイトであ
る。該方式はディスクが常に一定の回転数で回転するCA
V方式であるので、各トラックは同一の数のセクタを持
つ。（ｂ）はセクタの中の一部を拡大して示したデータ
フォーマットで、データ部はセグメントと称する18バイ
ト単位に分割してあり、１セクタは43セグメントよりな
る。各セクタの最初のセグメントはヘッダーと称してそ
のセクタの番地情報がプリフォーマット記録してある。
（ｃ）は（ｂ）を更に拡大してセグメントの内部の構造
を示した図で、１セグメントはギャップ部（42）とデー
タ部（43）よりなる。ギャップ部（42）の中にはウォー
ブルピット（44）とクロックピット（45）が記録してあ
る。ウォーブルピット（44）は２個のビットからなり、
各々のピットはトラックの中心から光ビームの進行方向
に対して右及び左に少しだけずれている。つまり、前の
ピットが光ビームの進行方向にたいして右にずれている
と、後ろのピットは逆に左にずれている。第６図は、第
５図の信号フォーマットを使用したとき、記録再生クロ
ック及びデータを作成するブロック図である。第７図は
その波形説明図である。光センサー電流がI/V変換され
再生電圧波形が（ａ）が端子（20）に入力される。次に
検出器（21）により、そのピット先端が検出され、検出
信号（ｂ）を得る。検出信号（ｂ）は、クロックピット
とウォブルピットの時間間隔及び、連続するクロックピ
ットの時間間隔の特徴を利用し、クロックピット信号の
みを検出するゲート回路（23）により検出信号（ｃ）を
得る。検出されたクロックピットより、フェーズ、ロッ
クループ（PLL）回路（24）により、記録再生クロック
（録再CKと称する）（ｄ）を作成する。またギャップ部
とデータ部の切換信号（ｅ）をえる。この録再CKによ
り、端子（26）に入力した記録データを変調器（27）に
よりディジタル変調をおこない、端子（30），（31）に
変調クロック及び変調データを送出し、レーザー記録増
巾器により、切換信号がデータ部のときのみディスク上
に記録する。記録の方法として変調データ（ｆ）に対
し、ビット“1"で固定長パルスで記録をおこなうRZ記録
方式（記録波形（ｇ））とビット“1"でその極性が反転
するNRZI記録方式（記録波形（ｉ））がある。各再生波
形は、RZ方式では、ガウシャン孤立再生波形（ｈ）とな
りそのレベル先端を微分検出し、検出信号（ｋ）を得
る。一方NRZI方式では、再生波形（ｊ）を２値レベルス
ライスし、このエッジ情報が検出信号（ｋ）となる。検
出信号（ｋ）は、録再ck（ｄ）によりデータ復号がおこ
なわれ、復号器（25）により、端子（28）と（29）に復
号クロック（ｄ）及び復号データ（１）を出力する。以
上の説明のごとく、サンプルサーボ方式光ディスクにお
いては、記録再生クロックがプリフォーマットされたク
ロックピットにより、その記録データの作成、再生デー
タの検出がおこなわれるため、記録符号としては、従来
のごとき、ランレングスリミッテードコードのようなセ
ルフクロック能力が必要としなく、また、セルフクロッ
クで問題となるクロック外れなどの問題も生じにくい利
点がある。半面セルフクロック能力は、データ部がサー
ボバイトにより分断されているため、セルフクロックは
できない。また再生検出信号の位相と録再ckの位相がず
れると、復号余裕がなくなり検出誤りを生じる。第８図
においてこの現象について説明する。第８図（ａ）は、
録再ckであり、（ｂ）は、RZ記録信号（ｃ）はNRZI記録
信号である。検出信号は、録再ckの復号窓（Tw）の中心
にて検出された場合、検出復号窓幅は＋／−Tw/2をも
ち、最も検出誤りが生じにくい。次に、光ディスク装置
の検出信号について考察する。従来、穴明け追記形光デ
ィスクにおいては、RZ記録方式が使用されていた。記録
パワーが、正規の場合記録信号位相と再生信号位相は、
ディスク上において比較的ズレが生じにくく、再生検出
信号はほぼ（ｂ）図の如き正常な位相で再生することが
できる。しかし、光ディスクのレーザーパワーは、温度
に対して、その電流／パワー特性が変化し、パワー特性
のズレなどにより、また、ディスク内外周のパワー特性
の変化などにより、位相ズレが発生する。この影響は、
書き換え可能形光磁気ディスクにおいては、非常に顕著
になる。光磁気記録においては、ディスク上にレーザー
パワーを印加したとき、磁界の極性に対し、所定の温度
（キューリー温度）以上になると、その印加磁界極性に
磁性膜が磁化し、パワー印加停止後ディスク回転によ
り、キューリー温度以下に冷却されたときの磁化極性が
残留することになる。このため、印加パワーに対し、残
留磁化パターンは、時間的に遅れを生じ、再生時、再生
検出信号の位相が録再ckに対し、進むことになる。最近
従来の光磁気ディスクで必要とされている消去及び記録
モードによる回転待ち時間を短縮するため。光磁気ディ
スクで即時オーバーライト機能をもつ方式が提案されて
いる。最も実現性の高い方式が磁界変調オーバーライト
方式である。この方式は、記録時、レーザーパワーをDC
記録パワーとし、記録変調信号により磁界極性を変化さ
せ、消去と、記録を同一モードでおこなう方式であり、
この方式により、磁気ディスクに対し、光ディスクの欠
点であったオーバーライトを可能とするものである。又
このとき、NRZI記録方式にて磁界変調をおこなうことに
より、RZ記録方式に対し、大幅な記録密度の向上も実現
することができる。この理由は、最小ピット長が同一幅
で記録が可能としたとき、NRZI記録での記録密度はRZ記
録に対し２倍向上する。しかし、磁界変調方式をサンプ
ルサーボ光ディスクで採用する場合、上記再生検出信号
の録再に対する位相が大幅に変化することが報告されて
いる。

参考文献 K.Yamada et al,“Optical Storage technology and
Application",SPIE Proceeding Vol,899-24,12-15,Jan.
1988 このとき再生信号は録再ck位相に対し、（ｄ）のごとく
になり、その検出信号（ｅ）は、記録信号位相に対し、
ΔＴの進みとなる。ΔＴの値は、録再ckの窓幅に対し、
非常に大きく、サンプルサーボ方式光ディスクにおい
て、録再ckを使用してデータの録再をおこなう事が困難
であった。

［発明が解決しようとする課題］従来のサンプルサーボ方式光ディスクの信号フォーマ
ットは、以上の説明のごとく、録再ckを使用し、再生検
出信号を復号する構成であり、再生検出信号の録再ckと
の位相ズレを補正することができなかった。特に磁界変
調オーバーライト記録方式は、この位相ズレにより、検
出誤りが発生し、光ディスクを磁気ディスクなみに高速
データ録再機能をもたせることが困難であった。この発
明は上記のような問題点を解消しようとするためになさ
れたもので、サンプルサーボ方式光ディスク装置におい
て、追記形ディスク、光磁気ディスクによらず、また光
磁気ディスクの磁界変調オーバーライト記録においても
録再ckと検出信号の位相ズレを回路処理にて解消できる
新規な光ディスクを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光ディスクは、プリフォーマットされ
たクロックピットエリアとデータエリアとの１対で構成
されるセグメントエリアが複数連続してデータ録再のセ
クターを構成する光ディスクにおいて、該セクター夫々
において当該セクターの所定のセグメントに、復号を行
う際の位相を設定するための固定パターンを記録する記
録領域を備えていることを特徴とする。

〔作用〕

この発明における光ディスクは、記録時にクロックピ
ットを検出し、記録再生データ用録再ckを作成し、この
録再ckにより、ヘッダー信号を検出する。この検出した
ヘッダー信号により、プリフォーマットされた記録セク
ターのデータ領域を設定すると共にセクターの所定のセ
グメントに固定パターンを記録し、この固定パターンに
て、復号を行う際の位相を設定することで再生信号を正
確に検出、復号出来て誤り発生を防止し得る。

［発明の実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は本発明による光ディスクの記録フォーマットの一
例を示す図である。従来例と同様にデータはセクター構
造で記録しており、第１図の（ａ）図は第５図の（ｂ）
図に対応する図である。（１）は一つのトラックの中の
データフォーマットを示す。（１）の中は4.5バイト単
位のセグメント（２）に区切ってあり、各セグメントの
中は４バイトのデータ（９）と0.5バイトのウォーブル
ビットのためのギャップ部（４）よりなる。ギャップ部
（４）の中にはウォーブルビットが（５）、（６）、
（８）と一つづつ記録してあり、ウォーブルビット
（５）、（８）は光ビームの進行方向から見てトラック
中心から右方向にビットの大きさの約1/4程度ずれてお
り、ウォーブルピット（６）は光ビームの進行方向から
見てトラック中心から左方向にピットの大きさの約1/4
程度ずれている。本発明の光ディスクの信号フォーマッ
トにおいても、トラッキングサーボは従来例と同様に行
うことができる。トラッキング誤差信号の変化は、従来
例では16バイト毎に新しいトラッキング誤差記号が得ら
れていたが、第１図の信号フォーマットでは４バイト毎
に新しいトラッキング誤差信号が得られることになり、
トラッキングサーボの帯域は４倍に増大することが可能
である。（７）はトラック（１）の中に設けられたヘッ
ダーであり、トラック番地データ部で、セグメント部と
同様に4.5バイトの長さを持ち、その内部構造はギャッ
プ部（４）とデータ部を持つが、全部プリピットで記録
してあり、データ部にはトラックの番地に相当するコー
ドが記録してある。ヘッダーに続くセグメント内のデー
タ部は録再可能領域であり、その最初のセグメント部に
は固定パターンを記録する。この信号フォーマットを使
用することにより、再生時、録再ckと再生検出信号の位
相ズレを回路処理で、補正できる。以下本発明の信号フ
ォーマットにより、記録再生された再生検出信号の位相
ズレ補正方法について、具体例を示し説明する。第２図
は、本発明の光ディスクにおける信号フォーマットの記
録再生データ作成回路のブロック図である。第６図の従
来回路との差は、再生検出器（21）の出力信号は、復号
器（25）に入力される前に、前記録再ckと、再生検出信
号との復号位相ズレを補正するために、位相補正器（2
2）に入力され、位相ズレが補正される。位相ズレの補
正回路例を第３図に示す。第４図はその説明図である。
再生検出信号は端子（50）に入力され、一定幅のパルス
作成器（51）により一定パルス巾になり、最小タップ間
の遅延量てのタップ付遅延線（DLライン）（52）に入力
し、各遅延量τだけ遅延された信号01〜08を得る。第４
図において、トラック内の信号フォーマット（ａ）に対
する。各セグメントのデータ部及びギャップ部の信号
（ｂ）は、録再ck（ｆ）より、そのタイミング位置が既
知であり、プリフォーマット領域を示すタイミング信号
（ｃ）およびヘッダーに後続する固定パターン領域のタ
イミング信号（ｄ）が各端子（61）及び（55）に入力さ
れる。固定パターン領域の記録信号を例えば、（ｅ）の
ごとき、“001001・・・00100"パターンとする。再生
時、固定パターン領域の復号RZ信号は既にその記録パタ
ーンが既知であり、記録信号と同一位相の記録パターン
（ｇ）を端子（54）に入力する。第３図において、各遅
延した再生検出信号01〜08は、クロック及びクリアー端
子が同一ラインのカウンター（53）に入力される。この
カウンターとして、例えばSN74163Nのような同期式カウ
ンターを使用し、各01〜08がET及びEP端子に接続されて
いるとする。このカウンターは、クロック信号（ｇ）が
入力時、01〜08がHighレベルの時のみカウントUPされ
る。CL端子入力（（ｄ）の反転信号）は、上記固定パタ
ーン領域以外ではLowレベルとなる。クロック信号
（ｇ）は、固定パターン領域外ではこのカウンターをリ
セットするように動作し、各遅延線出力（ｊ）〜（ｋ）
とクロック信号（ｇ）との位相が合う出力ラインのカウ
ンターが最大カウント値をもつように動作する。判定回
路（56）は、各カウンター出力値の例えば最大カウント
入力ライン01〜08を判定する為のロジック回路であり、
その入力ラインを示す３ビットのコードを出力する。こ
の判定コードは、固定パターン終了時ラッチ回路（57）
によりラッチされ、セレクタ（59）により、位相誤差が
最小となるDLライン出力信号を出力する。一方プリピッ
ト部の再生検出信号は、このような補正回路を通すこと
により、正規の位相より逆にズレを生じるため、セレク
タ（60）により、切換信号（ｃ）を使用し、DLラインへ
の入力信号を検出信号として出力する。以上の説明によ
り、固定パターン領域に記録された再生信号を位相補正
器により、録再ckとその位相を補正することできる。タ
ップ付遅延線を、＝5nsとすることにより、5Mbps,（２
−７）RLLCコードの録再データの位相補正誤差は、±5n
secであり、復号窓（＝±50msec）に対し、十分小さく
する事ができる。また、本発明の信号フォーマットにお
ける固定パターンは、任意のパターンでよい。又遅延線
にかわり、検出信号を、高周波クロック信号等を用いて
遅延させる事も可能である。又判定回路第３図（56）の
判定ロジックを統計処理をおこなう事により、その判定
能力を向上させる事が可能である。

［発明の効果］以上のように、この発明の光ディスクを使用すること
により、サンプルサーボ方式光ディスクに、光磁気記
録、RZ/NRZI記録及び磁界変調オーバーライト記録をお
なうとき問題となる、プリフォーマットされたクロック
ピットから作成した録再クロックと、再生検出信号の位
相ズレを回路処理にてセグメント単位で可能となり、光
ディスク装置の容量、転送レートを向上することが可能
となる。またこの効果を得るためのハードウエアーもロ
ジック回路で構成され、LSI化が容易であり実用的価値
が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ディスクの一実施例による信号フ
ォーマットである。第２図は、本発明の目的とする効果
を具体化する記録再生データ作成回路例である。第３図
は、本発明の目的の中核となる位相補正器の一実施例で
ある。第４図は、第３図の説明図である。第５図は、従
来の信号フォーマット例である。第６図は、従来の記録
再生データ作成回路例であり、第７図は、第６図の説明
波形図である。第８図は録再クロックと検出信号の復号
位相説明図である。図中、（１）はデータフォーマット、（２）はセグメン
ト、（５）、（６）、（８）はウォーブルビットであ
る。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者小川雅晴兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社応用機器研究所内 (72)発明者吉本恭輔兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社応用機器研究所内 (72)発明者乙武正文兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献特開昭64−1167（ＪＰ，Ａ) 特開平１−155535（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プリフォーマットされたクロックピットエ
リアとデータエリアとの１対で構成されるセグメントエ
リアが複数連続してデータ録再のセクターを構成する光
ディスクにおいて、該セクター夫々において当該セクタ
ーの所定のセグメントに、復号を行う際の位相を設定す
るための固定パターンを記録する記録領域を備えている
ことを特徴とする光ディスク。