JP2772022B2 - 情報記録装置及び情報記録媒体及び情報記録方法 - 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の記録を行なう情報記
録装置及びこの情報記録装置に用いられる情報記録媒体
及び情報記録方法に関する。

（従来の技術） 従来、例えば追記記録型又は消去可能型の光ディスク
等の情報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
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、つまり情報変調及び復調の周波数は一定である。従
って、光ディスクの外周側にいくに従って情報の記録密
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、光ディスクの光学ヘッドに対する線
速度を一定とすることにより記録密度が一定となるよう
にしたCLV方式（Constant Linear Velocity方式）を採
用するものがある。この記録方式においては、光ディス
ク１枚当りの記録容量が大きくなるという長所がある
が、光ディスク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方式と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、情報記録媒体の外周側に行くに従って、情報
の転送クロックの周波数を高くする必要があるととも
に、線速度が大きくなることにより記録レーザパワーの
マージンが少なくなり、情報の記録条件が厳しくなると
いう欠点がある。また、上記情報の転送クロックの周波
数を高くするに際し、情報記録媒体の半径位置に比例し
て直線的に周波数を変化させようとすると情報の転送ク
ロックを生成する構成が複雑になるので、階段状に周波
数を変化させて情報の転送クロックを生成する構成の簡
単化を図るものが考えられているが、上記階段の１段あ
たりの周波数の変化の割合が大きいと目的位置からずれ
た位置にアクセスした場合にアドレス情報が読めなくな
り、目的位置へアクセスできなくなる事態が生じるとい
う問題点がある。本発明は、上記欠点及び問題点を解消
す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、かつ情報記録媒
体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、簡単な構成により情報の転送クロックを生成でき
て確実に目的位置にアクセスすることのできる記録方式
を採用した情報記録装置及び情報記録媒体及び情報記録
方法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） 本発明の情報記録装置は、円板状の情報記録媒体を一
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情報記録媒体に対向し、情報記
録媒体に光を照射して記録ピットを形成することにより
情報の記録を行なう記録手段と、この記録手段による前
記情報記録媒体に光が照射される前記情報記録媒体上の
半径位置を検出する検出手段と、前記記録手段により前
記情報記録媒体に照射される光の位置が所定の半径位置
より内側に対向していることを前記検出手段が検出して
いる間、その半径位置が内側から外側へ移動されるのに
従って１段あたりの周波数の変化量がデジタル変調方式
における解読限界より小さい範囲で階段状に増加する第
１の転送クロックを生成する第１の生成手段と、前記記
録手段により前記情報記録媒体に照射される光の位置が
所定の半径位置より外側に対向していることを前記検出
手段が検出している間、その半径位置に拘らず一定周波
数の第２の転送クロックを生成する第２の生成手段と、
前記回転手段で一定速度に回転された円板状の情報記録
媒体の前記所定の半径位置より内側においては、前記第
１の生成手段で生成された光の照射位置に応じて周波数
が変更される第１の転送クロックに同期して情報を前記
記録手段へ転送することにより略一定間隔で記録ピット
を形成する制御を行なう第１の制御手段と、前記回転手
段で一定速度に回転された円板状の情報記録媒体の前記
所定の半径位置より外側においては、前記第２の生成手
段で生成された一定周波数の第２の転送クロックに同期
して情報を前記記録手段へ転送することにより半径位置
が外側になるに比例して前記一定間隔を徐々に広げなが
ら記録ピットを形成する制御を行なう第２の制御手段と
から構成されている。

また、本発明の情報記録媒体は、光を照射することに
より情報が記録される円板状の情報記録媒体において、
一定速度で回転されて、前記光が照射される前記情報記
録媒体上の所定の半径位置よりも内側では、その半径位
置が内側から外側へ移動するのに従って１段あたりの周
波数の変化量がデジタル変調方式における解読限界より
小さい範囲で階段状に増加する転送クロックにより略一
定間隔で記録ピットが形成され、前記一定速度で回転さ
れ、前記所定の半径位置より外側では、その半径位置に
拘らない一定周波数の転送クロックにより、その半径位
置が外側になるに従って前記所定の間隔を徐々に広げな
がら記録ピットが形成されていることを特徴とする。

また、本発明の情報記録方法は、光を照射することに
より情報が記録される円板状の情報記録媒体を一定速度
で回転させるステップと、前記一定速度に回転された円
板状の情報記録媒体に光が照射される前記情報記録媒体
上の所定の半径位置より内側においては、その半径位置
が内側から外側へ移動するのに従って１段あたりの周波
数の変化量がデジタル変調方式における解読限界より小
さい範囲で階段状に増加する第１の転送クロックを用い
て略一定間隔で記録ピットを形成するステップと、前記
一定速度に回転された円板状の情報記録媒体に光が照射
される前記情報記録媒体上の所定の半径位置より外側に
おいては、その半径位置に拘らず一定周波数の第２の転
送クロックを用いて半径位置が外側になるに比例して前
記一定間隔を徐々に広げながら記録ピットを形成するス
テップとからなる。

（作用） 本発明は、円板状の情報記録媒体を一定速度で回転さ
せ、この一定速度で回転されている情報記録媒体に対向
し、情報記録媒体に光を照射して記録ピットを形成する
ことにより情報の記録を行なう記録手段により前記情報
記録媒体に光が照射される前記情報記録媒体上の半径位
置を検出し、前記記録手段により前記情報記録媒体に照
射される光の位置が所定の半径位置より内側に対向して
いることを前記検出手段が検出している間、その半径位
置が内側から外側へ移動されるのに従って１段あたりの
周波数の変化量がデジタル変調方式における解読限界よ
り小さい範囲で階段状に増加する第１の転送クロックを
生成し、前記記録手段により前記情報記録媒体に照射さ
れる光の位置が所定の半径位置より外側に対向している
ことを前記検出手段が検出している間、その半径位置に
拘らず一定周波数の第２の転送クロックを生成し、前記
一定速度に回転された円板状の情報記録媒体の前記所定
の半径位置より内側においては、前記光の照射位置に応
じて周波数が変更される第１の転送クロックに同期して
情報を前記記録手段へ転送することにより略一定間隔で
記録ピットを形成する制御を行い、前記一定速度に回転
された円板状の情報記録媒体の前記所定の半径位置より
外側においては、前記一定周波数の第２の転送クロック
に同期して情報を前記記録手段へ転送することにより半
径位置が外側になるに比例して前記一定間隔を徐々に広
げながら記録ピットを形成する制御を行なうようにした
ものである。これにより、記録容量を大きく保ちつつ高
速アクセスが可能となるとともに、情報記録媒体の外周
部分でも安定した記録ができ、しかも、簡単な構成によ
り確実に目的位置にアクセスできるものとなっている。

（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図は本発明に係る情報記録装置としての光ディス
ク装置の概略構成を示すものである。すなわち、情報記
録媒体としての光ディスク１は、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等の金属被膜層がドーナツ形にコ
ーティングされて成るものである。この光ディスク１に
は、同心円状又はスパイラル状に情報を記録するための
トラックが形成されている。

この光ディスク１は、スピンドルモータ（回転手段）
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。

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Fsと、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S2
とを入力して位相比較を行なう位相比較器31と、この位
相比較器31の出力信号の高周波成分を除去するローパス
フィルタ32と、このローパスフィルタ32の出力信号を増
幅してスピンドルモータ２に供給することによりスピン
ドルモータ２を回転駆動するモータドライバ33とにより
構成されている。そして、制御回路４からの制御信号S3
に従って基準周波数Fs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。

制御回路（検出手段、制御手段）４は、例えばマイク
ロコンピュータ等により構成され、スピンドルモータ２
の回転制御の他、後述する種々の制御を司るものであ
る。

光ディスク１の下面側には、光学ヘッド（記録手段）
５が配設されている。この光学ヘッド５は光ディスク１
に対して情報の記録あるいは再生を行なうもので、半導
体レーザ発振器６、コリメータレンズ７、ビームスプリ
ッタ８、対物レンズ９、シリンドリカルレンズ10と凸レ
ンズ11とから成る周知の非点収差光学系12、光検出器1
3、14、及びレンズアクチェータ15、16等により構成さ
れている。この光学ヘッド５は、例えばリニアモータ等
によって構成される移動機構（図示しない）により光デ
ィスク１の半径方向に移動可能に配設されており、制御
回路４からの指示に従って記録あるいは再生の対象とな
る目標トラックへ移動されるようになっている。

半導体レーザ発振器６は、光出力制御回路20からのド
ライブ信号S4に応じた発散性のレーザ光を発生するもの
で、光ディスク１に情報を記録する際は、記録すべき情
報に応じてその光強度が変調されたレーザ光を発生し、
情報を光ディスク１から読出して再生する際は、一定の
光強度を有するレーザ光を発生するようになっている。

半導体レーザ発振器６から発生された発散性のレーザ
光は、コリメータレンズ７によって平行光束に変換され
てビームスプリッタ８に導かれる。このビームスプリッ
タ８に導かれたレーザ光は、ビームスプリッタ８を透過
して対物レンズ９に入射され、この対物レンズ９によっ
て光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

対物レンズ９は、レンズ駆動機構としてのレンズアク
チェータ15により、その光軸方向に移動可能に支持され
ている。しかして、信号処理回路17内部のフォーカスサ
ーボ回路（図示しない）からのフォーカスサーボ信号S5
により光軸方向へ移動させることにより対物レンズ９を
通った集束性のレーザ光が光ディスク１の表面上に投射
され、最小ビームスポットが光ディスク１の記録膜の表
面上に形成されるようになっている。この状態におい
て、対物レンズ９は合焦点状態となる。また、この対物
レンズ９は、レンズアクチェータ16により、光軸と直交
する方向にも移動可能になっており、信号処理回路17内
部のトラッキングサーボ回路（図示しない）からのトラ
ッキングサーボ信号S6により対物レンズ９が光軸と直交
する方向へ移動されるようになっている。そして、対物
レンズ９を通った集束性のレーザ光が光ディスク１の記
録膜の表面上に投射され、光ディスク１の記録膜の表面
上に形成された記録トラックの上に照射されるようにな
っている。この状態において、対物レンズ９は合トラッ
ク状態となる。そして上記合焦点及び合トラック状態に
おいて、情報の書込み及び読出しが可能となる。

ところで、光ディスク１から反射された発散性のレー
ザ光は、合焦点時には対物レンズ９によって平行光束に
変換され、再びビームスプリッタ８に戻される。そし
て、このビームスプリッタ８で反射されてシリンドリカ
ルレンズ10と凸レンズ11とから成る非点収差光学系12に
よって光検出器13上に導かれて結像し、フォーカスずれ
が形状の変化として現われ、トラッキングずれが結像位
置のずれとして現われるようになっている。

光検出器13は、非点収差光学系12によって結像された
光を電気信号に変換する４個の光検出セル（図示しな
い）によって構成されている。この光検出器13から出力
される信号は、信号処理回路17に供給されるようになっ
ている。信号処理回路17では、図示しないフォーカスサ
ーボ回路において、光検出器13からの信号を入力してフ
ォーカスサーボ信号S5を生成し、アクチェータ15に供給
することによりフォーカスサーボループが形成されるよ
うになっている。また、図示しないトラッキングサーボ
回路においては、光検出器13からの信号を入力してトラ
ッキングサーボ信号S6を生成し、アクチェータ16に供給
することによりトラッキングサーボループが形成される
ようになっている。さらに、信号処理回路17が出力する
再生信号S7は、光ディスク１の記録された情報を示すも
のであり、データ復調回路40に送出されるようになって
いる。

データ復調回路40は、信号処理回路17からの再生信号
S7を復調し、制御信号解読除去回路41に出力するもので
ある。制御信号解読除去回路41は、記録する際に付加し
た同期コード等を検出して除去するものであり、これに
より、記録されているデータのみが取出されるようにな
っている。そして、取出されたデータはデインタリーブ
回路42に供給されるようになっている。デインタリーブ
回路42は、記録の際に、エラー訂正の可能性を向上させ
るためにインタリーブを行なって並べ換えたデータを元
に戻すものである。このデインタリーブ回路42の出力は
エラー訂正回路43に供給されるようになっている。エラ
ー訂正回路43は、デインタリーブされたデータの１ビッ
トあるいは２ビット以上の誤りを訂正するものである。
このエラー訂正回路43における訂正によりエラーがなく
なった再生データはバッファメモリ44に供給され、さら
に、データの受渡しを行なうインタフェース回路45を介
して外部へ再生信号S8として出力されるようになってい
る。

また、半導体レーザ発振器６の記録あるいは再生用レ
ーザ光の発光口と反対側の発光口に対向して設けられ
た、フォトダイオード等の光電変換素子により構成され
る光検出器14は、半導体レーザ発振器６からのモニタ光
が照射されることにより、そのモニタ光を電気信号（光
電流）に変換し、半導体レーザ発振器６の光出力モニタ
信号S9として光出力制御回路20に供給するようになって
いる。光出力制御回路20は、半導体レーザ発振器６が出
力する光出力モニタ信号S9を入力してフィードバック制
御を行なうことにより半導体レーザ発振器６の光出力を
一定に保つように制御するものである。増幅器21は、光
検出器14で光電変換され、電気信号として取出された光
出力モニタ信号S9を入力し、光検出器14で受光した光強
度、つまり半導体レーザ発振器６の光出力に応じた電圧
信号に変換して増幅し、誤差増幅器22に供給するもので
ある。

この誤差増幅器22は、増幅器21の出力信号を一方の入
力とし、図示しない定電圧源により発生される基準電圧
Vsを他方の入力として、これら両電圧を比較し、その差
分を増幅して誤差信号S10として出力するものである。
基準電圧Vsは、再生に必要な光出力を得るための一定電
圧であり、増幅器21の出力電圧を基準電圧Vsに近付ける
べく行われるフィードバック制御により、半導体レーザ
発振器６から一定の光出力が得られるようになってい
る。誤差増幅器22からの誤差信号S10はドライバ23に供
給される。

ドライバ28は、第２図に示すように、２個のトランジ
スタTr1、Tr2及び抵抗R1、R2、R3により構成されてい
る。そして、後述するデータ変調回路55から、記録すべ
きデータに応じた記録パルス信号S11がトランジスタTr2
のベースに供給されるようになっており、これにより記
録のための光出力が半導体レーザ発振器６から出力され
るようになっている。また、ドライバ23のトランジスタ
Tr1のベースには、再生時には、誤差増幅器22が出力す
る誤差信号S10が入力され、記録時には、直前の再生時
に入力されていた電圧値をサンプルホールド回路（図示
しない）で保持した電圧信号が入力されるようになって
いる。

インタフェース回路50は、外部から供給される記録デ
ータS12の受渡しを行なうものであり、このインタフェ
ース回路50の出力はバッファメモリ51に供給されるよう
になっている。バッファメモリ51は、インタフェース回
路50からの記録データを記憶するものである。このバッ
ファメモリ51の出力は訂正コード付加回路52に供給さ
れ、訂正を可能にするための冗長コードが付加されてイ
ンタリーブ回路53に供給されるようになっている。この
インタリーブ回路53は、バーストエラー発生時の訂正の
可能性を向上させるために、一連のデータの記録位置を
散在させるためのデータの並べ変えを行なうものであ
る。このインタリーブ回路53の出力は、制御信号付加回
路54に供給されるようになっている。この制御信号付加
回路54は、インタリーブ回路53において並び変えられた
記録データに同期コード等の制御コードを付加するもの
であり、この出力はデータ変調回路55に供給されるよう
になっている。データ変調回路55は、上記記録データを
記録に適した信号にデジタル変調するものである。この
データ変調回路55におけるデジタル変調は、図示しない
ROMを参照することにより行なわれ、図示しないレジス
タを介してシリアルデータとしての記録パルス信号S11
を出力するようになっている。この記録パルス信号S11
がドライバ23に供給され、上述したように、半導体レー
ザ発振器６を駆動して、光ディスク１に情報の記録を行
なうようになっている。

バッファメモリ51、訂正コード付加回路52、インタリ
ーブ回路53、制御信号付加回路54、及びデータ変調回路
55の各動作は、データ転送クロック（情報の転送クロッ
ク）CK1に同期して行なわれるようになっている。この
データ転送クロックCK1は、一定周波数で発振する発振
器60の出力を可変分周回路（転送クロック生成手段）61
で所定周波数に分周して生成されるものである。

可変分周回路61は、発振器60が出力する一定周波数の
クロック信号を、制御回路４が出力する設定データS13
に基づいて分周比を決定し、データ転送クロックCK1と
して出力するようになっている。この設定データS13
は、予め、制御回路４の内部に設けられたROM（図示し
ない）で構成される変換テーブルに、光ディスク１のア
ドレス情報としてのトラック番号に対応して記憶されて
いる。

上記変換テーブルには、例えば第３図に示すように、
光ディスク１の半径位置が外周側になるに比例して、つ
まりトラック番号が増加するに比例してデータ転送クロ
ックCK1の周波数が階段状に増加し、ある半径位置nrか
らは一定周波数となる特性線G3が得られるような設定デ
ータS13が格納されている。

ちなみに、この第３図に示される特性線G1はCAV方式
におけるデータ転送クロックの特性を示すものである。
図示するように、光ディスク１の半径位置に関係なく一
定周波数ｆでデータが記録されるようになっている。し
たがって、第４図に示すように、半径ｒのトラック上で
は、a₀、a₁、a₂…の順番に一定のピット間隔ｌ（ある所
定の間隔）でピットが形成され、半径2rのトラック上で
は、光ディスク１の回転数、つまり角速度が一定である
ので、b₀、b₁、b₂…の順番にピット間隔2lでピットが形
成される。したがって、１トラックあたりの記録容量は
半径位置ｒでも2rでも同じである。

また、特性線G2は線密度一定方式におけるデータ転送
クロックの特性を示すものである。このデータ転送クロ
ックの周波数は、光ディスク１の半径位置に比例して直
線的に高くなるようになっている。すなわち、光ディス
ク１の半径ｒの位置ではデータ転送クロックの周波数は
ｆであるものが、半径が２倍の2rの位置では２倍の周波
数の2fになるようになっている。これにより、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
ット間隔ｌでピットが形成されるが、半径2rのトラック
上では、データ転送クロックの周波数は２倍の2fにな
り、b₀、c₁、b₁、c₂、b₂…の順番にピット間隔ｌでピッ
トが形成されることになる。したがって、光ディスク１
の内周側、外周側に関係なく一定の記録密度（ピット間
隔）となるようになっている。しかしながら、上述した
ように、この記録密度一定方式による記録方式は、光デ
ィスク１の外周部で記録条件が厳しくなるり、また、周
波数の増加を直線的にするために複雑な構成が必要であ
るという欠点がある。

これら対して特性線G3は、上記したように、本発明に
係るデータ転送クロックの特性を示すものであり、この
データ転送クロックの周波数は、所定の半径位置nrまで
は光ディスク１の半径位置に比例して階段状に変化しな
がら高くなるようになっており、上記所定の半径位置nr
から外側の半径位置では一定周波数nfとなるようになっ
ている。したがって、第４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
ト間隔ｌでピットが形成され、半径nrのトラック上で
は、d₀、d₁、d₂…の順番にピット間隔ｌでピットが形成
される。つまり、この半径ｒから2rまでの範囲は線密度
一定方式により記録されることになり記録密度は一定と
なる。なお、データ転送クロックが段階状に変化するの
で、厳密にいえば各トラック上の記録密度が一定である
ということはできないが、後述するように１つの階段に
おける周波数の変化量は微小であり、従って１階段あた
りの半径方向の距離も微小であるので、略線密度一定で
あるということができる。一方、半径nrよりも大きい半
径位置では、一定周波数nfのデータ転送クロックにより
ピットが形成される。したがって、半径nrのトラック上
では、d₀、d₁、d₂…の順番にピットが形成されるが、半
径2rのトラック上ではb₀、e₁、e₂…の順番にピットが形
成され、半径位置が外側になるに従って記録密度が小さ
くなる。つまり、この半径nrより大きい範囲はCAV方式
にてピットが形成されることになり、トラックあたりの
記録容量は一定となる。

以上の特性線G3のようにデータ転送クロックを制御す
ることにより、光ディスク１の記録容量は第５図に示す
ようになる。つまり、一定回転数で回転される光ディス
ク１の半径ｒから2rまでをデータ転送クロックの周波数
f₁にてCAV方式により記録した場合の記憶容量は、四角
形tuvwで囲まれる面積S1で表わすことができる。一方、
線密度一定方式により記録を行なうと、半径位置がｒか
ら2rに変化するに対応してデータ転送クロックはf₁から
2f₁に変化する。したがって、三角形twzの面積（S2＋S
3）分、つまり面積S1の半分の記憶容量が増加し、全体
の記録容量は1.5倍になる。しかし、上述したように半
径位置が外周側になると記録条件が厳しくなるので、所
定の半径位置、例えば半径1.5rの位置から外周側を一定
周波数1.5f₁により記録するものとすると、CAV方式で記
録した場合に比較し、台形twyxの面積S2の分だけ記録容
量が増加することとなる。すなわち、本発明に係る特性
線G3のデータ転送クロックを用いた場合は、CAV方式に
よる記録容量の1.375倍となる。

なお、上記データ転送クロックの周波数を一定にする
半径位置のいかんにより記録容量は変化することは勿論
である。このデータ転送クロックを一定にする半径位置
に対する記録容量の変化を計算した計算結果を表１に、
これら記録容量とデータ転送クロックを一定にする半径
位置との関係を第６図に示す。

また、第３図に示すように、半径ｒからnrまでの範囲
においては、データ転送クロックは、半径位置に応じて
直線的に変化させるのではなく、階段状に変化させるよ
うにしている。かかる構成とすることにより可変分周回
路61の設計が容易かつ簡単になるという利点がある。こ
の階段状に変化するデータ転送クロックを生成するため
に、予め定めた複数のトラック番号毎に、データ転送ク
ロックが階段状に変化するような設定データS13が、制
御回路４内部に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。この階段状に変化させる場合の
１段あたりの周波数の変化は次のように決定される。

一般に、光ディスク１からの再生信号は、データ転送
クロックCK1とは同期しておらず、このために、データ
復調回路40、制御信号解読除去回路41、デインタリーブ
回路42、エラー訂正回路43、バッファメモリ44に供給す
るクロックCK2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して生成するよう
になっている。このクロックの分離は、データ復調回路
40に含まれる、クロック分離回路としてのPLL（位相ロ
ックループ）制御回路によって行なわれる。

このPLL制御回路の基本構成は、第７図に示すよう
に、位相比較器71、ループフィルタ72、電圧制御発振器
（VCO）73及び分周器74の各要素から成り、これら各要
素でフィードバックループが形成されるようになってい
る。

光ディスク１からの再生信号の２値化信号は、一般
に、デジタル変調されており、このデジタル変調信号に
含まれるセルフクロック信号を分離するために、２値化
信号が位相比較器71に入力される。このために、入力パ
ルスが入ったときにのみ、入力の位相θｉと出力の位相
θｏとを比較し、この場合の位相比較特性は、第８図に
示すようになる。

このように、入力パルスのエッジがきたときだけ出力
との位相を比較するので、位相ロックする周波数が、第
８図に示すように複数箇所存在することになる。このた
め、実際には、第９図に示すように、周波数異常検知回
路86を用いて、再生時にデジタル変調信号からの正しい
クロック分離が行なわれるようにPLL制御回路が構成さ
れている。

第９図において、半径位置の異なるアドレス部分にア
クセスを行なう際に、アドレスに応じた転送クロックの
周波数θｉ′入力による位相ループを働かせてf₀の周波
数での比較を行なわせておいて、アクセスを行なった際
に、出力切換回路83により位相比較器82から位相比較器
81に切換えて位相ロックを行なわせることにより正しい
クロックの分離が行なわれ、アドレスの解読等を行なう
ことができるようになっている。

この際、記録時においてはデータ転送クロックCK1を
階段状に変化させつつ記録を行なっているので、切り換
わり部分では周波数が異なる。このために、上記階段の
１つの周波数の差が大きいと、アクセス時に予め定めた
データ転送クロックの周波数と異なるトラック上にアク
セスされた場合は正しい位相ロックが行なわれず、アド
レスの解読を行なうことができなくなる。そこで、周波
数差を、隣接するデータ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（許容ジッタ量）より小
さくしておくことにより、指定と異なる隣のデータ転送
クロック領域にアクセスした場合でもアドレスを正しく
解読することができ、目標アドレスに再アクセスするこ
とが可能となる。

一例として、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、周波数の異常検知は６％以
下とし、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つの階段当りのデ
ータ転送クロックの変化は、１％程度で十分であり、こ
れにより、データ転送クロックの指定を容易にするとと
もに、アクセス上の問題も解消するものとなっている。

次に、光ディスク１の半径位置に対する記録レーザパ
ワーのマージンについて説明する。集光されたレーザビ
ームの熱エネルギーで記録ピットの形成が行なわれるヒ
ートモード記録においては、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１の半径位置によらず一
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、つまりエネルギーＪ＝Ｐ×Tpと光
ディスク１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倍の線速となり、内周
と外周とで同一記録条件とするには記録エネルギーを一
定とし、線速の影響を除去するためには内周J1＝P1×Tp
1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10図は、本発明に係る記録方式における記録パワー
マージンの特性を示す。すなわち、光ディスク１の半径
位置に対する記録レーザパワーマージンは、直線ａと折
れ線ｃとで囲まれた範囲である。なお、図においては、
記録パルス幅Tpは光ディスク１の半径位置によらず一定
としている。また、光ディスク１の最内周半径ｒで、こ
の記録パルス幅Tpの決定、記録ピット間隔の最適化等を
行い、記録レーザパワーを変えて記録を行い、その後再
生を行なってみて、この時に再生可能である記録レーザ
パワーの下限がp₂であり、上限がp₁である。

また、各半径位置での記録レーザパワーの下限は直線
ａで示され、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）
となり、この線速の影響を受けて大きい記録レーザパワ
ーを必要とするためである。

また、各半径位置での記録レーザパワーの上限は折れ
線ｃで示される。なお、図中点線ｂは記録密度一定方式
の場合の記録レーザパワーの上限を示す。以下、記録密
度一定方式と本発明に係る記録方式を対比しながら説明
する。記録密度一定方式の場合は、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、p₃＜p₁となっている。この理由は、一定の記録パル
ス幅Tpの下では、記録レーザ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
きくなってしまうためであり、結局、記録レーザパワー
のマージンが小さくなっている。この記録レーザパワー
のマージンは、装置の長期安定性、信頼性等の観点か
ら、可能な限り広い方が望ましい。また、光ディスク１
の半径位置に影響されずに一定であることが望ましい。

そこで、上述したように、例えば半径1.5rから外周側
をCAV方式で記録することにより、点線ｂで示した記録
レーザパワーの上限が、折れ線ｃのように変化し、外周
部分での記録レーザパワーのマージンが大幅に広くな
る。すなわち、光学ヘッド５が、光ディスク１の内周側
から外周側に移動するに従って、光学ヘッド５と光ディ
スク１との相対的な線速度は大きくなるが、これに連れ
て記録ピット間隔が大きくなるので、記録レーザパワー
を大きくすることにより記録ピットが大きくなっても再
生時の影響を受け難いためである。

また、上記記録方式を採用する光ディスク装置に用い
られる光ディスク１は、上述した所定の半径位置の内周
側では記録密度が一定になるようにフォーマットされ、
外周側では１トラックあたりの記録容量が一定となるよ
うにフォーマットされた記録用原盤（図示しない）を複
製して作成される。この際、データ転送クロックを一定
にするべき光ディスク１の半径位置は、トラック番号に
より光ディスク１をフォーマットする側と、これを使用
する光ディスク装置側との間で取決められるようになっ
ている。

以上説明したように、本発明によれば、光ディスク１
のある所定の半径位置よりも内側では、光ディスク１の
半径位置に略比例するように、データ転送クロックの周
波数を、１段あたりの周波数の変化量がデジタル変調方
式における解読限界（許容ジッタ量）より小さくなる範
囲である１％程度として階段状に変化させながら記録を
行なうことにより、この領域では略同一間隔でピットを
形成しつつ記録する、つまり記録密度一定方式により記
録を行ない、上記所定の半径位置よりも外側では光ディ
スク１の半径位置に拘らず一定周波数のデータ転送クロ
ックで記録を行なうことにより、この領域では半径位置
が外側になるに従ってその半径位置に比例してピット間
隔を徐々に広くしながらデータを記録する、つまりCAV
方式により記録を行なうようにしたので、光ディスク１
の１枚当りの記録容量を線密度一定方式に比べ、それ程
低下させることなく、高速アクセスが可能で、かつ外周
側の記録レーザパワーのマージンを大きくなることによ
り記録条件が大幅に緩和されるとともに、簡単な構成で
データ転送クロックを生成でき、しかも、アドレス情報
を確実に読取ることができるので目的とするトラック以
外のトラックにアクセスした場合でも、再アクセスが可
能になり、従って確実に目的とするトラックにアクセス
できるものとなっている。

また、記録密度一定方式においては、データ転送クロ
ックCK1を上げることにより、このデータ転送クロックC
K1に同期して動作するバッファメモリ51、訂正コード付
加回路52、インタリーブ回路53、制御信号付加回路54及
びデータ変調回路55の動作マージンも厳しくなるが、上
記したように、この発明によれば所定周波数以上はデー
タ転送クロックCK1を上げないので、上記各回路の動作
マージンを確保することもできるという効果を有する。

［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、かつ
情報記録媒体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、簡単な構成により情報の転送クロック
を生成できて確実に目的位置にアクセスすることのでき
る記録方式を採用した情報記録装置及び情報記録媒体及
び情報記録方法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図は光ディス
ク装置の概略構成を示す図、第２図はドライバの構成を
示す回路図、第３図はデータ転送クロックの変化を説明
するための図、第４図はピット間隔を説明するための
図、第５図は各記録方式の記録容量を説明するための
図、第６図は記録容量とデータ転送クロックを一定にす
る半径位置との関係を説明するための図、第７図はPLL
制御回路の基本構成を示す図、第８図はPLL制御回路の
動作を説明するための波形図、第９図はクロック分離回
路としてのPLL制御回路の構成を示す図、第10図は記録
レーザパワーのマージンを説明するための図である。 １……光ディスク、２……スピンドルモータ（回転手
段）、４……制御回路（検出手段、制御手段）、５……
光学ヘッド（記録手段）、６……半導体レーザ発振器、
９……対物レンズ、20……光出力制御回路、60……発振
器、61……可変分周回路（転送クロック生成手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 19/00 G11B 20/10 G11B 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円板状の情報記録媒体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情報記録
   媒体に対向し、情報記録媒体に光を照射して記録ピット
   を形成することにより情報の記録を行なう記録手段と、 この記録手段により前記情報記録媒体に光が照射される
   前記情報記録媒体上の半径位置を検出する検出手段と、 前記記録手段により前記情報記録媒体に照射される光の
   位置が所定の半径位置より内側に対向していることを前
   記検出手段が検出している間、その半径位置が内側から
   外側へ移動されるのに従って１段あたりの周波数の変化
   量がデジタル変調方式における解読限界より小さい範囲
   で階段状に増加する第１の転送クロックを生成する第１
   の生成手段と、 前記記録手段により前記情報記録媒体に照射される光の
   位置が所定の半径位置より外側に対向していることを前
   記検出手段が検出している間、その半径位置に拘らず一
   定周波数の第２の転送クロックを生成する第２の生成手
   段と、 前記回転手段で一定速度に回転された円板状の情報記録
   媒体の前記所定の半径位置より内側においては、前記第
   １の生成手段で生成された光の照射位置に応じて周波数
   が変更される第１の転送クロックに同期して情報を前記
   記録手段へ転送することにより略一定間隔で記録ピット
   を形成する制御を行なう第１の制御手段と、 前記回転手段で一定速度に回転された円板状の情報記録
   媒体の前記所定の半径位置より外側においては、前記第
   ２の生成手段で生成された一定周波数の第２の転送クロ
   ックに同期して情報を前記記録手段へ転送することによ
   り半径位置が外側になるに比例して前記一定間隔を徐々
   に広げながら記録ピットを形成する制御を行なう第２の
   制御手段と、 を具備することを特徴とする情報記録装置。
2. 【請求項２】光を照射することにより情報が記録される
   円板状の情報記録媒体において、 一定速度で回転されて、前記光が照射される前記情報記
   録媒体上の所定の半径位置よりも内側では、その半径位
   置が内側から外側へ移動するのに従って１段あたりの周
   波数の変化量がデジタル変調方式における解読限界より
   小さい範囲で階段状に増加する転送クロックにより略一
   定間隔で記録ピットが形成され、 前記一定速度で回転され、前記所定の半径位置より外側
   では、その半径位置に拘らない一定周波数の転送クロッ
   クにより、その半径位置が外側になるに従って前記所定
   の間隔を徐々に広げながら記録ピットが形成されている
   ことを特徴とする情報記録媒体。
3. 【請求項３】光を照射することにより情報が記録される
   円板状の情報記録媒体を一定速度で回転させるステップ
   と、 前記一定速度に回転された円板状の情報記録媒体に光が
   照射される前記情報記録媒体上の所定の半径位置より内
   側においては、その半径位置が内側から外側へ移動する
   のに従って１段あたりの周波数の変化量がデジタル変調
   方式における解読限界より小さい範囲で階段状に増加す
   る第１の転送クロックを用いて略一定間隔で記録ピット
   を形成するステップと、 前記一定速度に回転された円板状の情報記録媒体に光が
   照射される前記情報記録媒体上の所定の半径位置より外
   側においては、その半径位置に拘らず一定周波数の第２
   の転送クロックを用いて半径位置が外側になるに比例し
   て前記一定間隔を徐々に広げながら記録ピットを形成す
   るステップと、 からなる情報記録方法。