JP2760536B2 - 光ディスクへの記録方法と情報記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば光学的に情報が記録される光ディス
クへの記録方法と、この光ディスクに情報を記録する情
報記録装置に関する。

（従来の技術） 従来、たとえば追記記録型又は消去可能型の光ディス
クなどの記録媒体に対して情報を記録又は再生する光デ
ィスク装置等の情報記録再生装置においては、光ディス
クの半径方向にリニアモータで直線移動する光学ヘッド
（記録手段）により光を照射し、情報の記録又は再生が
行なわれるようになっている。

このような光ディスク装置においては、一般に、情報
記録及び再生の安定化、さらにはアクセス時間の短縮化
のために、光ディスクの回転数を一定としたCAV方式（C
onstant Angular Velocity方式）の記録方式が採用され
ている。このCAV方式の場合、記録あるいは再生クロッ
ク、つまり情報復調及び変調の周波数は一定である。従
って、このCAV方式を採用した光ディスク装置に適用さ
れる光ディスクも、一定周波数の転送クロックで予めヘ
ッダ情報がプリフォーマットされるようになっている。
しかしながら、このCAV方式においては、光ディスクの
外周側にいくに従って記録密度が低下する。

一方、高記録密度化のために、光学ヘッドが光ディス
クの内側から外側に移動するに従って、光ディスクの回
転数を変化させて、光ディスクの線速度を一定として、
記録密度が一定となるようにするCLV方式（Constant Li
near Velocity方式）を採用するものがある。このCLV方
式を採用する光ディスク装置に適用される光ディスク
は、一定の線密度で予めヘッダ情報がプリフォーマット
されるようになっている。このCLV方式の光ディスク
は、１枚当りの記録容量が大きいという長所があるが、
スピンドルモータの回転数を変動させるため、回転数が
目標値になるまでの待ち時間が必要であり、アクセス時
間が長くなる。そこで、光ディスクの回転数は一定に保
ち、記録及び再生の際のデータの転送周波数を変動させ
て、光ディスク上の線密度を一定とする線密度一定方式
を採用するものが開発されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のCAV方式およびCLV方式の各々の
記録方式の欠点を解消する記録方式である線密度一定方
式においては、光ディスクの外周側に行くに従って転送
周波数を高くする必要があり、データの記録条件が厳し
くなるという欠点がある。また、各種記録方式の情報記
録媒体が存在するのでこれらを識別したいという要請が
ある。本発明は、上記欠点を解消し、また上記要請に応
えるためになされたもので、CAV方式による記録方式よ
り記録容量を大きくし、CLV方式による記録方式よりア
クセス時間を十分速くすることができ、しかも光ディス
クの外周部分での記録を安定に行なうことができるとと
もに、当該光ディスクの記録方式を識別できるように情
報を記録する光ディスクの記録方法と情報記録装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の光ディスクへの記録方法は、一定速度で回転
されて情報が記録される複数のトラックを有する光ディ
スクへの記録方法であって、前記光ディスクの最内周側
にあるトラックでは、所定の周波数の転送クロックに従
って記録ピットを形成し、前記光ディスクの全トラック
のほぼ１％毎に外周側になるに従って周波数を増加した
転送クロックに従って記録ピットを形成してヘッダ情報
を記録し、かつ前記光ディスクの最内周部分の所定位置
に、前記転送クロックに従って記録ピットが形成される
記録方式を示す識別情報を記録することを特徴とする。

また、本発明の情報記録装置は、情報が記録される複
数のトラックを有する光ディスクを一定速度で回転させ
る回転手段と、この回転手段により一定速度で回転され
ている光ディスクのトラックに光ビームを照射して記録
ピットを形成することによりヘッダ情報の記録を行う記
録手段と、この記録手段が対向する前記光ディスクのト
ラック位置を検出する検出手段と、この検出手段によ
り、前記記録手段が前記光ディスクの最内周側にあるト
ラックに対向していることを検出した際は所定の周波数
の転送クロックを生成し、前記記録手段の検出位置が前
記光ディスクの全トラックのほぼ１％毎に外周側になる
に従って周波数を増加した転送クロックを生成する転送
クロック生成手段と、この転送クロック生成手段により
生成された転送クロックに従って記録ピットを形成する
べく前記記録手段を制御する第１の制御手段と、この第
１の制御手段に制御されて前記記録手段で記録される記
録方式を示す識別情報を記録するべく前記記録手段を制
御する第２の制御手段とから構成されている。

（作用） 本発明は、光ディスクの内周側では従来と同一の所定
の間隔で記録ピットを形成し、光ディスクの外周側にい
くに従って、上記記録ピット間隔を徐々に広くして記録
ピットを形成することによりヘッダ情報を記録するとと
もに、光ディスクの特定位置に当該光ディスクの記録方
式を示す識別情報を記録したものである。かかる記録方
式でヘッダ情報を記録することにより、光ディスクの外
周側での記録条件が緩和され、記録容量の低下を抑え、
かつアクセス時間を高速に保ちつつ、安定した情報記録
ができるとともに、当該光ディスクの記録方式を示す識
別情報を識別することにより記録方式の判断が可能とな
り、当該光ディスクに適合する記録及び再生を自動的に
行なわしめることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の情報記録媒体としての光ディスクの
記録用原盤１をプリフォーマットするための原盤作成装
置の概略構成を示すものである。この記録用原盤１を複
製して得られる光ディスクは、第４図に示すように、例
えばガラスあるいはプラスチックスなどで円形に形成さ
れた基板の表面にテルルあるいはビスマスなどの金属被
膜がドーナツ形にコーティングされており、その金属被
膜層の中心部近傍には切欠部つまり基準マーク1₁が設け
られている。

光ディスク上は基準マーク1₁を「０」として［０〜25
5」の256セクタに分割されている。この光ディスクとし
ては、上述したように、CAV方式、CLV方式、線密度一定
方式、および本発明に係る方式（詳細は後述）のものが
ある。また、上記光ディスクの最内周部分の所定位置
（識別情報記録エリア）には、当該光ディスクがCAV方
式、CLV方式、線密度一定方式、あるいは本発明に係る
方式のいずれにより記録されるべきものであるかを示す
識別情報が記録されている。上記識別情報記録エリアを
最内周側の所定位置に設けたのは、上記各記録方式の相
異による記録ピットの記録密度の影響を避け、いずれの
記録方式で記録された識別情報でも読出しを可能とする
ためである。また、識別情報としては、例えばCAV方式
の場合は「00」、CLV方式の場合は「01」、線密度一定
方式の場合は「10」、本発明に係る方式の場合は「11」
というコードが記録されるようになっている。

また、光ディスク上には、第５図に示すように、可変
長の情報が複数のブロックにわたって記録されるように
なっている。上記ブロックの開始位置には、ブロック番
号、トラック番号等から成るブロックヘッダ（ヘッダ情
報）Ａが記録されるようになっている。また、各ブロッ
クがセクタの切換位置で終了しない場合、ブロックギャ
ップを設け、各ブロックが必ずセクタの切換位置から始
まるようになっている。

このような光ディスクを製造する原盤となる記録用原
盤１は、例えば研磨したガラス等で円形に成型された基
板の表面に、フォトレジストを塗布して成るものであ
る。この記録用原盤１は、第１図に示すように、スピン
ドルモータ２に装着され、所定の回転数で回転されるよ
うになっている。このスピンドルモータ２は、スピンド
ルモータ制御回路３から出力される制御信号S1により回
転の始動、停止等が制御されるようになっている。

上記スピンドルモータ制御回路３は、図示しない周波
数発振器から出力される基準周波数信号S2と、上記スピ
ンドルモータ２から出力され、その回転数に応じた回転
パルス信号S3との位相比較を行い、基準周波数信号S2に
正確に同期した制御信号S1を出力するものである。この
制御信号S1により、スピンドルモータ２は正確に一定回
転数で回転するようになっている。

スピンドルモータ２が出力する回転パルス信号S3はリ
ニアアクチェータ制御回路４および制御回路５にも供給
されるようになっている。

リニアアクチェータ制御回路４は、リニアアクチェー
タ６の送りを制御するものである。すなわち、上記スピ
ンドルモータ２の回転パルス信号S3を入力し、１回転当
り、つまり１パルスあたり、例えば1.6μｍの距離を移
動させるリニアアクチェータドライブ信号S4を生成する
ものである。このリニアアクチェータドライブ信号S4は
リニアアクチェータ６に供給される。

リニアアクチェータ６は、記録用原盤１の下方に配設
され、上述したように記録用原盤１の半径方向に、後述
する光学系７を搭載して移動させるものである。

光学系７は、ミラー８および対物レンズ９により構成
されている。この光学系７には、大出力のガスレーザ10
から出力されるレーザビームがコリメータレンズ11でビ
ームサイズに変換され、光変調器12に入力されて、後述
するヘッダデータ光変調入力信号S5によって光変調され
たレーザビームが入力されるようになっている。この光
学系７に入力された光変調されたレーザビームはミラー
８で反射され、対物レンズ９により微小スポットに集束
され、記録用原盤１のフォトレジスト上にヘッダ情報を
記録するようになっている。このヘッダ情報の記録はヘ
ッダデータ転送クロックS6に同期して行なわれるように
なっている。このヘッダデータ転送クロックS6は、発振
器13の出力を制御回路５が出力する分周データS7に応じ
て可変分周器14で所定の分周が行なわれることにより生
成されるようになっている。

また、ヘッダ生成回路15は、各変分周器14から出力さ
れるヘッダデータ転送クロックS6に同期して、制御回路
５から出力されるヘッダ情報S8を光変調器12に供給する
ことにより、レーザビーム23をヘッダ情報S8に応じて変
化させ、これにより記録用原盤１にヘッダ情報を記録す
るようになっている。

上記制御回路５は、例えばマイクロコンピュータ等に
より構成され、上記スピンドルモータ２の回転制御、可
変分周器14の制御、ヘッダ情報の送出の他、種々の制御
を司るものである。この制御回路５の内部には、可変分
周器14に供給するためのトラック番号に応じた分周デー
タS7を生成するためのデータが、例えばROM（図示しな
い）内に変換テーブルとしてトラック番号に対応して記
憶されている。この変換テーブルには、例えば第２図に
示すように、記録用原盤１の半径外周方向へ行くに従っ
て、つまりトラック番号が増加するに従ってヘッダデー
タ転送クロックの周波数が階段状に増加する特性線G3が
得られるようなデータが記憶されている。

ちなみに、第２図に示される特性線G1は、CAV方式に
おけるヘッダ情報のフォーマットを行なうためのヘッダ
データ転送クロックを示すものである。図示するよう
に、記録用原盤１の半径方向位置ｒ、2rに関係なく一定
の周波数ｆでヘッダ情報の記録が行なわれるようになっ
ている。したがって、第３図に示すように、半径ｒのト
ラック上では、a₀、a₁、a₂…の順番にピットが形成さ
れ、そのピットピッチをｌとすると、記録用原盤１の回
転数、つまり角速度は一定であるので、半径2rのトラッ
ク上では、b₀、b₁、b₂…の順番にピットが形成され、そ
のピットピッチは2lとなる。

特性線G2は線密度一定方式におけるヘッダ情報のフォ
ーマットを行なうためのヘッダデータ転送クロックを示
すものである。このヘッダデータ転送クロックの周波数
は、記録用原盤１の半径に比例して高くなるようになっ
ている。すなわち、記録用原盤１の半径ｒの位置ではヘ
ッダデータ転送クロックの周波数ｆであるものが、半径
が２倍の2rの位置では２倍の周波数2fになるようになっ
ている。したがって、第３図に示すように、半径ｒのト
ラック上では、上記と同様に、a₀、a₁、a₂…の順番にピ
ットが形成され、そのピットピッチはｌとなる。また、
半径2rのトラック上では、ヘッダデータ転送クロックの
周波数は２倍の2fであるので、b₀、c₁、b₁、c₂、b₂…の
順番にピットが形成され、そのピットピッチはｌとな
り、記録用原盤１の内周側、外周側に関係なく一定の記
録密度となるようになっている。

これに対して特性線G3は、本発明に係るヘッダ情報の
フォーマットを行なうためのヘッダデータ転送クロック
を示すものであり、このヘッダデータ転送クロックの周
波数は、記録用原盤１の半径に比例して高くなるように
なっているが、上記した線密度一定方式の場合の特性線
G2よりも傾きが小さく、かつ階段状に変化するようにな
っている。したがって、第３図に示すように、半径ｒの
トラック上では、上記と同様に、a₀、a₁、a₂…の順番に
ピットが形成され、そのピットピッチはｌとなるが、半
径2rのトラック上では、b₀、d₁、c₂（d₂）、d₃…の順番
にピットが形成され、そのピットピッチはCAV方式の特
性線G1と線密度一定方式の特性線G2との間（ｌ＜ピット
ピッチ＜2l）となる。

また、ヘッダデータの転送クロックは、半径位置に応
じて直線的ではなく、階段状に変化させるようになって
いる。かかる構成とすることにより可変分周器14の設計
が容易となるという利点がある。この際、予め定めたト
ラック番号毎に、ヘッダデータの転送クロックが階段状
に変化するような設計データが、制御回路５内部のROM
に形成された変換テーブルに用意されるようになってい
る。

一方、かかる記録用原盤１により作成した光ディスク
からの再生信号は、上記光ディスク装置で生成されるデ
ータ記録用の転送クロックとは同期しておらず、このた
めに、図示しない再生信号の処理回路で使用するクロッ
クは、再生したデジタル変調信号に含まれるセルフクロ
ックからクロックを分離することにより生成するように
なっている。

この光ディスクへの情報の記録時においては、記録デ
ータの転送クロックを階段状に変化させつつ情報記録を
行なうので、切り換わり部分では分離生成されたクロッ
クとは周波数が異なる場合がある。このために、各階段
状の１つの周波数の差が大きいと、アクセス時に予め定
めた転送クロックの周波数と異なるトラック上にアクセ
スされた場合には、正しいヘッダ情報の解読を行なうこ
とができなくなる。そこで、この周波数の差を隣接する
転送クロック周波数を用いたデジタル変調のデータの解
読限界より小さくする。これにより、指定と異なる隣の
転送クロック領域にアクセスした場合でもヘッダ情報を
正しく解読することができ、これにより、目標アドレス
に再アクセスすることが可能となるようになっている。

例えば、デジタル変調方式の１つである２−７コード
変調でのデータ解読限界は、±6.25％となっている。し
たがって、この場合、周波数の異常検知を６％以下と
し、ヘッダ情報を記録する際のヘッダデータ転送クロッ
クの１つの階段の変化はこれよりも小さくすれば問題な
い。したがって、階段状に変化させる１つの階段当りの
ヘッダデータ転送クロックの変化は、１％程度、すなわ
ち全体で100階段で十分であり、これにより、ヘッダデ
ータ転送クロックの生成を容易にするとともに、アクセ
ス上の問題も解消できるものとなっている。

次に、記録用原盤１に基づいて作成された光ディスク
の半径方向位置と記録密度（ピットピッチ）との関係に
ついて説明する。記録用原盤１に基づいて作成された光
ディスクに対し、レーザビームの熱エネルギーで記録ピ
ットの形成を行なうヒートモード記録の記録条件は、集
光スポットのエネルギー密度が光ディスクの半径方向位
置によらず一定のもとでは、レーザの光出力Ｐ（W:ワッ
ト）とパルス幅Tp（s:秒）との積、つまりエネルギＪ＝
Ｐ×Tpと光ディスクの感度とから決まる。

この際、レーザ光出力の大きさにも制限があるなか
で、可能な限りの高速記録が要求される。この場合、記
録範囲が半径方向位置で２倍あるとすると、内周に比べ
て外周では、回転数一定の下では、２倍の線速となる。
そのため内周と外周とで同一記録条件とするには記録エ
ネルギを一定とし、線速の影響を除去するためには内周
J1＝P1×Tp1とすると、最外周ではJ2＝（2P1）×Tp1/
2）＝J1とするのが望ましいが、現実にはレーザパワー
の制限から困難である。このため、回転数一定の線密度
一定方式における記録条件が非常に難しくなっている。

第４図は、線密度一定の記録方式における記録パワー
のマージンの特性を示したものである。記録パルス幅Tp
は光ディスクの半径方向位置によらず一定としている。
また、記録の最内周半径ｒで、この記録のパルス幅Tpの
決定、記録ピットピッチの最適化等を行い、記録パワー
を変えて記録を行い、その後再生を行なってみて、この
時に再生可能な範囲の記録レーザパワーの下限がp₂であ
り、上限がp₁である。

また、記録レーザパワーの下限は、内周の半径ｒで
p₂、外周の半径2rでp₄であり、p₄＞p₂となる。これは、
外周では線速が大（２倍）となるため、この線速の影響
を受けて記録の下限レーザパワーを多く必要とするため
である。

また、記録レーザパワーの上限は、内周の半径ｒで
p₁、外周の半径2rでp₃で示され、この上限はp₃＜p₁とな
っている。この理由は、一定の記録パルス幅の下では、
記録パワーを大きくしていくと、外周部になるにつれ
て、形成される記録ピットが大きくなり、記録レーザパ
ワーマージンが小さくなるためである。この記録レーザ
パワーマージンは、装置の長期安定性、信頼性の観点か
ら、可能な限り広い方が望ましい。また、記録媒体の記
録位置に影響されずに一定であることが望ましい。

第４図の点線ｃで示した記録レーザパワーの上限が得
られ、p1−p2＝p5−p4となる記録レーザパワーマージン
を得るために、本発明では光ディスクの外周になるに従
って記録ピットピッチを少しづつ広げて記録するように
している。本発明者らによる実験結果によると、内周と
同じ記録レーザパワーマージンを得るのに最外周半径位
置2rで線密度一定の場合に対し、約10％ピットピッチを
広げて記録することにより、点線ｃに示す記録レーザパ
ワーの上限特性を得ることができた。また、記録ピッチ
を外周に行くに従ってさらに広げた場合、外周部の方が
内周部より記録レーザパワーマージンが広くなるという
結果を得た。このことは、上記10％程度のピットピッチ
を広げて記録することが最もパフォーマンスが高く、こ
れ以上ピットピッチを広げることは記録容量を小さくす
るだけで無駄であることを意味する。

上記光ディスク上での記録ピットの間隔は、この光デ
ィスクを製造する基となる記録用原盤１にヘッダ情報を
記録する場合も、もちろん同様に適用されるものであ
る。

以上のようにしてヘッダのプリフォーマットが行なわ
れた記録用原盤１から、記録再生装置用の情報記録媒体
を多量に複製することができる。

以上説明したように、上記方式によりプリフォーマッ
トして得られた記録用原盤１を複製して得られた光ディ
スク用いて同様方式で記録を行うことにより、光ディス
クの１枚当りの記録容量を線密度一定方式に比べ、それ
程低下させず、また、外周側になるに従って線密度が小
さく（ピットピッチが大きくなる）ので、記録条件が大
幅に緩和されることになる。つまり、光ディスクの内周
から外周まで記録ピットピッチを一定にして記録する線
密度一定方式に対して、外周2rで10％程度ピットピッチ
が広くなるように記録することにより記録容量はほぼ線
密度一定方式と同等で、記録レーザパワーマージンも内
外周とも安定に確保でき、より信頼性の高い情報記録装
置を実現することのできる情報記録媒体を提供すること
ができる。

また、光ディスクの最内周部分の所定位置に設けられ
た識別情報記録エリアに、当該光ディスクに用いられる
べき記録方式の種類を記録するようにしたので、情報記
録再生装置において光ディスクに情報を記録又は再生す
る際に、識別情報記録エリアを参照することにより自動
的に記録方式を変更したり、あるいは、その光ディスク
がその装置に適合しない旨をオペレータに知らせること
ができる。

さらに、上記記録ピットピッチを徐々に広げるに際
し、記録のタイミングであるヘッダデータ転送クロック
を階段状に変化させ、１つの階段当りのヘッダデータ転
送クロックの変化を１％程度、すなわち全体で100階段
程度にしたことにより、ヘッダデータ転送クロックの生
成を容易にするとともに、所定トラックへのアクセスも
正確に行なうことができるものとなっている。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、CAV方式による
記録方式より記録容量を大きくし、CLV方式による記録
方式よりアクセス時間を十分速くすることができ、しか
も光ディスクの外周部分での記録を安定に行なうことが
できるとともに、当該光ディスクの記録方式を識別でき
るように情報を記録する光ディスクへの記録方法と情報
記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は原盤作成
装置の概略構成を示す図、第２図はヘッダデータ転送ク
ロックを説明するための図、第３図は記録ピットピッチ
を説明するための説明図、第４図は記録レーザパワーマ
ージンを説明するための図、第５図は光ディスクの構成
を示す図である。 １……記録用原盤（情報記録媒体）、２……スピンドル
モータ、３……スピンドルモータ制御回路、４……アク
チェータ制御回路、５……制御回路、７……光学系、10
……ガスレーザ、14……可変分周器、15……ヘッダ生成
回路、Ａ……ブロックヘッダ（ヘッダ情報）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定速度で回転されて情報が記録される複
   数のトラックを有する光ディスクへの記録方法であっ
   て、 前記光ディスクの最内周側にあるトラックでは、所定の
   周波数の転送クロックに従って記録ピットを形成し、前
   記光ディスクの全トラックのほぼ１％毎に外周側になる
   に従って周波数を増加した転送クロックに従って記録ピ
   ットを形成してヘッダ情報を記録し、かつ前記光ディス
   クの最内周部分の所定位置に、前記転送クロックに従っ
   て記録ピットが形成される記録方式を示す識別情報を記
   録することを特徴とする光ディスクへの記録方法。
2. 【請求項２】情報が記録される複数のトラックを有する
   光ディスクを一定速度で回転させる回転手段と、 この回転手段により一定速度で回転されている光ディス
   クのトラックに光ビームを照射して記録ピットを形成す
   ることによりヘッダ情報の記録を行う記録手段と、 この記録手段が対向する前記光ディスクのトラック位置
   を検出する検出手段と、 この検出手段により、前記記録手段が前記光ディスクの
   最内周側にあるトラックに対向していることを検出した
   際は所定の周波数の転送クロックを生成し、前記記録手
   段の検出位置が前記光ディスクの全トラックのほぼ１％
   毎に外周側になるに従って周波数を増加した転送クロッ
   クを生成する転送クロック生成手段と、 この転送クロック生成手段により生成された転送クロッ
   クに従って記録ピットを形成するべく前記記録手段を制
   御する第１の制御手段と、 この第１の制御手段に制御されて前記記録手段で記録さ
   れる記録方式を示す識別情報を記録するべく前記記録手
   段を制御する第２の制御手段と、 を具備したことを特徴とする情報記録装置。