JP2827406B2

JP2827406B2 - 光ディスク記録再生装置

Info

Publication number: JP2827406B2
Application number: JP5280290A
Authority: JP
Inventors: 進千秋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH03256272A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光ディスクを角速度一定（CAV）で回転さ
せながら情報の記録／再生を行なう光ディスク記録再生
装置に関するものである。

［発明の概要］本発明は、光ディスク記録面の各記録トラック上にク
ロック情報ピットが放射状の位置に配設されている光デ
ィスクをCAV駆動して情報の記録・再生をなす光ディス
ク記録再生装置において、各記録トラックのクロック情
報ピットの再生出力から生成される所定周波数の基本ク
ロックを、トラック番号に基ずいて設定された領域に応
じて所定の周波数に変換し、その領域内の記録トラック
に対しては、周波数の変換されたクロックを用いて記録
・再生を行なうことによりデータ記録密度を向上させる
ことができる光ディスク記録再生装置であって、特に、
クロック情報ピットに基ずいて生成されるクロックを、
領域に応じた所定の周波数のクロックに変換して出力す
る周波数変換手段を２単位設け、領域の移行に伴って交
互に使用するようにしたものである。

［従来の技術］光ディスクにおける記録フォーマットに関する技術の
一つとして、サンプルドサーボと呼ばれる技術がある。

これは、ディスク上の同心円状或は渦巻状のトラック
に、予め所定間隔おき、或は所定角度おきにクロック情
報ピットやトラッキング情報ピット等によるサーボ信号
をプリフォーマットとして記録しておき、ディスク回転
駆動時には、これらの離散的なサーボ信号をサンプリン
グしホールドすることにより連続的なサーボ制御を達成
するものである。この種の光ディスクとして、例えば第
５図に示すような記録フォーマットの光ディスクが知ら
れている。

第５図に示した光ディスク10は、その記録面11に多数
の周回パターンを形成する同心円状の記録トラックTKが
設けられ、その各１周分、すなわち１周回トラックが所
定数（例えば32）のセクタ（SC₁〜SC_m）に区画されてお
り、例えば各周回トラックにおけるセクタSC₁というよ
うに、各周回トラック間において対応する関係にある複
数のセクタが、ディスク半径方向に配列されたものとな
っている。

各周回トラックにおける各セクタ（SC₁〜SC_m）は、そ
の始端部側にアドレス情報区分ADが配されるとともに、
このアドレス情報区分ADにつづいて記録トラックTKに沿
って配列される所定数（例えば43）のブロック（BL₁〜B
L_n）を含むものとなっている。また、各ブロック（BL₁
〜BL_n）は、その始端部側にサーボ情報領域AR_Sが設けら
れるとともに、それに続く情報記録領域AR_Dが設けられ
て、単位記録区分を構成するようになっている。

各サーボ情報領域AR_Sには、トラック中心線K_Cを挟ん
で偏位するトラッキング情報ピットQ_A,Q_Bと、トラック
中心線K_C上に位置されたクロック情報ピットQ_Cとが、所
定の相互間隔をもって、予め形成されている。そして、
クロック情報ピットQ_Cは、第６図に各トラックTK_n-1,TK
_n,TK_n+1を拡大して示してあるように、それぞれトラッ
ク中心線K_Cと直交する方向、即ち、光ディスク10の径方
向に直線状に配列されることになる。

このような光ディスク10を記録媒体とする光ディスク
記録再生装置では、上記第６図に示してあるように、記
録トラックTK上に所定角度毎に形成されているクロック
情報ピットQ_Cの再生出力Φ_Ｃに基ずいて、PLLによるク
ロック再生動作を行なってチャンネルクロックΦ_CHを形
成し、このチャンネルクロックΦ_CHを用いて情報記録領
域AR_Dに対する情報の記録再生を行なっている。

ところが、このような光ディスク記録方式、すなわ
ち、所定角度毎に配設されたクロック情報ピットに基ず
いて形成されるチャンネルクロックΦ_CHを用いて記録ト
ラックTK上の情報記録領域AR_Dに記録を行なうもので
は、ディスクの外周側のトラックに行くほど情報の記録
密度が低くなり、記録媒体の利用効率が悪いという問題
があった。

そこで本出願人は先に、クロック情報ピットから生成
された基本クロック（上記Φ_CH）の周波数をトラック番
号に応じてM/N倍に変換させて第２のクロックを生成す
るようにし、サーボ情報領域AR_Sにおいては基本クロッ
クを使用するが、情報記録領域AR_Dにおいては周波数が
変換された第２のクロックを用いて記録・再生を行なう
ようにすることにより、外周側であっても、その記録密
度が内周側と略同一となるようにすることができる技術
を提案した（特願昭63−318159（特開平２−162578
号））。その光ディスク記録再生装置を第７図に示す。

この光ディスク記録再生装置では、上記第５図に示し
た光ディスク10は、スピンドルモータ20によってCAV回
転駆動されるとともに、光学ヘッド21から照射されるレ
ーザ光によって情報の記録及び再生がなされるものであ
る。そして再生時においては、光学ヘッド21から読み取
られる、情報記録領域AR_Dに記録されているデータの再
生RF信号は、第１の前置増幅器23から再生処理系のA/D
変換器24、デジタルイコライザ25、デコーダ26へと供給
され、再生デジタルデータD_OUTとして出力される。ま
た、再生時及び記録時において得られる、サーボ情報領
域AD_SのピットQ_A,Q_B,Q_Cによる再生RF信号は、第２の前
置増幅器27からヘッドサーボ回路28、スピンドルサーボ
回路29に供給されるとともに、クロック再生回路30に供
給されている。

ヘッドサーボ回路28は、上述したトッラッキング情報
ピットQ_A,Q_Bの再生出力に基ずいてトラッキングエラー
を検出して、トラッキングサーボ制御を行ない、また、
トラッキング情報ピットQ_Bとクロック情報ピットQ_Cの間
の無ピット領域（所謂ミラー領域）の再生出力に基ずい
てフォーカスエラーを検出し、フォーカスサーボ制御を
行なうものである。また、スピンドルサーボ回路29は、
クロック情報ピットQ_Cの再生出力に基ずいてスピンドル
モータ20の回転角速度誤差を検出し、モータ駆動回路40
を帰還制御することにより、光ディスク10の回転角速度
を一定に保つようにサーボ制御を行なう。

クロック再生回路30は、クロック情報ピットQ_Cの再生
出力に基ずいてPLL動作によるクロック再生を行ない、
光ディスク10の回転に同期した所定周波数f₁の基本クロ
ックΦ_１を形成するものであり、例えば第８図に示され
るように、微分回路31、ゼロクロス検出回路32、アンド
ゲート33、位相比較器34、ローパスフィルタ35、電圧制
御発振器36、及び1/270分周器37から構成される。〜
の各点における信号波形は第９図に示されるとおりで
ある。

すなわち、クロック再生回路30では、光ディスク10の
記録トラックTK上のクロック情報ピットQ_C間を270分割
する周波数の基本クロックΦ_１が形成され、この基本ク
ロックΦ_１は、ヘッドサーボ回路28、スピンドルサーボ
回路29に供給され、上述したサーボ制御動作に用いられ
るとともに、周波数変換回路50に供給される。

周波数変換回路50は、例えば第10図に示すように、供
給された基本クロックΦ_１を1/N分周する第１の分周器5
1、位相比較器52、ローパスフィルタ53、電圧制御発振
器54、及び電圧制御発振器54の出力を1/M分周する第２
の分周器55から構成されており、第１及び第２の分周器
51、55には、システムコントローラ41から制御データ
D_N,D_Mがそれぞれ供給されることにより、この周波数変
換回路50の出力としては、基本クロックΦ_１の周波数を
M/N倍としたチャンネルクロックΦ_２が、PLL動作により
生成される。

このチャンネルクロックΦ_２は、前記第７図に示され
るように、記録処理系のエンコーダ42に供給されるた
め、記録時において入力される記録データD_INはチャン
ネルクロックΦ_２に同期した記録タイミングパルスに変
換されてレーザ駆動回路22に供給され、光学ヘッド21に
より光ディスク10の情報記録領域AR_Dに記録される。従
って、システムコントローラ41が光ディスク10の内周側
から外周側にかけてトラック番号に応じて所定の制御デ
ータD_N,D_Mを供給し、チャンネルクロックΦ_２の周波数
を順次変化させていけば、内周側から外周側にかけてほ
ぼ同一の記録密度によるデータ記録を達成できることに
なる。

なお、このように記録されたデータを再生する再生処
理系では、記録時と同様にトラック番号に応じて周波数
が変化されるチャンネルクロックΦ_２が位相制御回路60
を介して供給され、このチャンネルクロックΦ_２に基ず
いてA/D変換器24、デジタルイコライザ25が動作するよ
うになっている。

［発明が解決しようとする問題点］このように、トラック番号に応じて周波数が変化され
るチャンネルクロックΦ_２を使用することにより、CAV
タイプの光ディスクにおいて記録密度を向上させること
ができるが、チャンネルクロックΦ_２の周波数を変化さ
せる際には、周波数変換回路50において、所謂PLLのか
け直しが行なわれるため、PLL回路系が新たな周波数に
ロックするまでの間の時間が必要である。ところが、PL
Lロックを、チャンネルクロックΦ_２が使用されていな
い領域、すなわちサーボ情報領域AR_Sを通過している間
に達成することはほとんど不可能であるため、光学ヘッ
ド21による走査が情報記録領域AR_Dに達しても、しばら
くは適正なクロックが供給されない。従ってその間は記
録再生を行なうことができず、記録領域が無駄になると
いう問題がある。

また、特にトラックジャンプ動作によって新しい記録
トラックをシークるときは、目的のトラックをアクセス
した直後に適正なクロックが得られないため、結果的に
アクセス時間が長くなるという問題もある。

さらに、PLLがロックするまでの間データの連続性が
阻害されるため、映像、音声等、連続性が要求されるデ
ータを記録再生する場合には適していないという問題も
ある。

［問題点を解決するための手段］本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもの
で、光ディスク記録面の各記録トラック上にクロック情
報ピットが放射状に配設されている光ディスクをCAV駆
動して情報の記録・再生を行なう光ディスク記録再生装
置において、クロック情報ピットの再生出力から所定周
波数の基本クロックを生成するクロック再生手段と、生
成された基本クロックから周波数が変換されたクロック
を生成することができる第１及び第２の周波数変換手段
と、第１及び第２の各周波数変換手段それぞれに対し、
光ディスクの記録トラック番号に基ずいて設定された領
域に応じて周波数変換比を設定することができる制御手
段とを設けるようにし、情報の記録・再生用に用いられ
るクロックとしては、第１の周波数変換手段によって生
成されるクロックと、第２の周波数変換手段によって生
成されるクロックとを、設定された領域の移行に伴っ
て、交互に切換えて使用するように構成するものであ
る。

［作用］周波数変換手段を２単位設けることにより、領域が移
行する前に、現領域において記録・再生に使用されてい
るクロックを出力している周波数変換手段に対する他方
の周波数変換手段において、既に次の領域に対応するク
ロックを生成しておくことができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
前記した第７図と同一符号は同一部分を示す。

本実施例において、50A,50B周波数変換回路であり、
各周波数変換回路50A,50Bにはクロック再生回路30から
基本クロックΦ_１が供給されている。また、70はシステ
ムコントローラ41によって接点a,bが切換制御されるス
イッチ回路であり、各接点a,bにはそれぞれ周波数変換
回路50A,50Bの出力が供給されている。

クロック再生回路30、周波数変換回路50A,50B、及び
スイッチ回路70からなるクロック生成系の回路部の一例
を第２図に示す。

クロック再生回路30においては前記第７図に示した光
ディスク記録再生装置の場合と同様に、光ディスクのト
ラック上に形成されているクロック情報ピットの再生出
力に基ずいて基準クロックΦ_１を生成し、ヘッドサーボ
回路28,スピンドルサーボ回路29に供給し、各サーボ制
御をなさしめ、また、上記したように周波数変換回路50
A,50Bにも基準クロックΦ_１を供給する。

周波数変換回路50A,50Bはそれぞれ同様に構成されて
おり、すなわち、供給された基本クロックΦ_１を1/N分
周する第１の分周器51A,51B、位相比較器52A,52B、ロー
パスフィルタ53A,53B、電圧制御発振器54A,54B、電圧制
御発振器54A,54Bの出力を1/M分周する第２の分周器55A,
55Bが設けられ、また、システムコントローラ41から供
給される制御データD_N(A),M_M(A)、及びD_N(B),D_M(B)を保
持するためのレジスタ56A,57A、及び56B,57Bが設けられ
ている。

各周波数変換回路50A,50Bにおける分周器51A,55A、及
び51B,55Bでは、システムコントローラから供給されて
レジスタ56A,57A、或は56B,57Bに保持されている制御デ
ータ（D_N(A),D_M(A)、及びD_N(B),D_M(B)）が入力されるこ
とにより分周比が設定される。従って、各周波数変換回
路50A、50Bでは、システムコントローラ41の制御によっ
て、クロック再生回路30から供給された基本クロックΦ
_１の周波数をPLL動作によりM/N倍に変換し、所定の周波
数のクロックΦ_2A、或はクロックΦ_2Bを生成し、それぞ
れスイッチ回路70の接点ａ及び接点ｂに出力することが
できる。

このように構成された本実施例の動作について、以下
説明する。

第３図は前記した第５図と同様のサンプルドサーボ方
式に適合したフォーマットによる光ディスク10であり、
その情報記録面11には複数の周回トラックが形成されて
いる。本実施例の光ディスク記録再生装置では、光ディ
スク10上においてトラック番号に基ずいて設定された領
域毎に、記録・再生用のクロック、すなわち前述した情
報記録領域AR_Dにおいて用いられるクロックを変化させ
ることにより記録密度の向上をはかるものであり、トラ
ック番号に基ずいてあらかじめ領域が設定され、システ
ムコントローラ41においてその領域区分情報が保持され
ている。分割する領域数は、ディスク10の情報記録面11
を大きく２分割する場合から、トラック数だけ分割する
場合（つまり１トラックを１領域とする）まで、種々可
能であるが、説明上仮に、図示するように、領域〜領
域までの５つの領域に分ける場合を考える。

本実施例においては、各トラックの各セクタの各ブロ
ック内における情報記録領域AR_Dにおいてデータの記録
・再生に用いられるクロックは、トラック番号に基ずい
て分割した領域（上記〜）が次の領域に移行する毎
に、周波数変換回路50A、及び50Bから出力されるクロッ
クΦ_2A,Φ_2Bを交互に使用するようにするものである。

つまり、領域を５分割した場合において、最内周側か
ら記録を開始し、最外周トラックまで記録していくとき
は、その記録用クロックとして、例えば領域、、
においては周波数変換回路50Aから出力されるクロック
Φ_2Aが用いられ、領域、では周波数変換回路50Bか
ら出力されるクロックΦ_2Bが用いられることになる。

従って、光学ヘッド21が例えば領域のトラックを走
査して記録或は再生を行なっているときは、第４図の波
形図で示すように、周波数変換回路50Aから周波数f₃の
クロックが出力されている。つまり、周波数変換回路50
Aでは、システムコントローラ41から供給された制御デ
ータD_N(A),D_M(A)に基ずいて、入力された基準クロック
Φ_１を周波数変換し、領域における記録再生用クロッ
クとして設定されている周波数f₃のクロックΦ_2Aを出力
している。そして、このときスイッチ回路70は接点ａに
接続されるように制御されているため、周波数f₃のクロ
ックΦ_2Aがエンコーダ42、或は位相制御回路60に供給さ
れ、記録或は再生用クロックとして用いられる。

一方、光学ヘッド21が領域を走査している間に、周
波数変換回路50Bには領域における記録再生用クロッ
クを生成するための制御データD_N(B),D_M(B)が既に供給
され、レジスタ56B,57Bに保持されており、従って、周
波数変換回路50では領域に突入するt₁以前に、領域
に対応して設定されているクロック周波数f₄に、VCO出
力をロックしておくことができる。このため、光学ヘッ
ド21による走査が領域に達した時点（t₁）で、システ
ムコントローラ41がスイッチ回路70を接点ｂに切換えれ
ば、エンコーダ42或は位相制御回路60には即座に周波数
f₄のクロックを供給することができる。従って、第７図
で説明した光ディスク記録再生装置におけるような、領
域が移行した際に生ずるデータ記録エリアの無駄や、デ
ータの連続性の欠落は発生しない。

なお、領域を走査している間に、周波数変換回路50
Aには、領域で使用される周波数f₅のクロックが生成
されるように新たな制御データD_N(A),D_M(A)が供給さ
れ、それに基ずいてPLL引込動作を行ない、VCO出力を周
波数f₅にロックしておく。従って、さらに走査が領域
に達した時点（t₂）で再びスイッチ回路70が接点ａに接
続されることにより、即座に周波数f₅のクロックが記録
系、或は再生系に供給される。

本実施例では、このように周波数変換回路を２単位設
け、記録再生用のクロック周波数を変化させる時点で、
交互に切換えて使用するようにしたため、PLL引き込み
に要する時間によって生じてしまうロスを解消すること
ができる。

なお、シーク動作により、例えば領域のトラックか
ら領域のトラックにトラックジャンプが為されるよう
な場合でも、システムコントローラ41は目標トラック及
びその目標トラックが含まれる領域を把握しているた
め、クロック出力を行なっていない方の周波数変換回路
に対して、領域に対応する周波数を出力するように制
御データD_N,D_Mを供給し、シーク中にVCO出力をf₅にロッ
クさせておけばよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の光ディスク記録再生装
置は、クロック再生回路から出力される基準クロック
を、トラック番号に基ずいて設定された領域に応じて周
波数変換する周波数変換手段を２単位設け、領域単位で
各周波数変換手段から出力されるクロックを交互に使用
して記録再生を行なうようにすることにより、CAV、サ
ンプルドサーボ方式のフォーマットによる光ディスクに
対して記録密度を向上させることができるとともに、領
域が移行した段階でのデータの連続性の阻害を解消する
ことができるため、例えば音声データや映像データのよ
うに連続性が要求されるデータの記録にも適用できるよ
うになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク記録再生装置の実施例を示
すブロック図、第２図は本発明の実施例におけるクロック生成回路部の
一例を示すブロック図、第３図は本発明の実施例に適用される光ディスク上の領
域分割の説明図、第４図は本発明の実施例の動作説明のための波形図、第５図はサンプルドサーボ方式の光ディスクの説明図、第６図はサンプルドサーボ方式におけるクロック再生動
作の説明図、第７図は従来の光ディスク記録再生装置のブロック図、第８図はクロック再生回路のブロック図、第９図はクロック再生回路の動作説明のための波形図、第10図は周波数変換回路のブロック図である。 30はクロック再生回路、41はシステムコントローラ、42
はエンコーダ、50A,50Bは周波数変換回路、70はスイッ
チ回路を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録面上に放射状にクロック情報ピットが
配設され、前記クロック情報ピット間をデータ記録領域
とする記録トラックが周回パターン状に形成される光デ
ィスクに対し、角速度一定で回転駆動させながら情報の
記録再生を行なう光ディスク記録再生装置において、前記クロック情報ピットの再生出力から所定周波数の基
本クロックを生成するクロック再生手段と、前記基本クロックの周波数を所定の周波数に変換したク
ロックを生成することができる第１及び第２の周波数変
換手段と、前記第１及び第２の周波数変換手段それぞれに対し、前
記光ディスクの記録トラック番号に基ずいて設定された
領域に応じて、前記第１及び第２の周波数変換手段にお
ける周波数変換比を設定することができる制御手段を設
け、前記第１の周波数変換手段によって生成されるクロック
と、前記第２の周波数変換手段によって生成されるクロ
ックとを、前記設定された領域の移行に伴って交互に切
換えて、前記記録トラックに対する情報の記録再生に用
いるようにしたことを特徴とする光ディスク記録再生装
置。