JP3236585B2 - 光ディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化媒体や光磁
気（ＭＯ）媒体などを用いた書き換え型光ディスク、も
しくは色素系媒体などを用いた追記型（ライトワンス
型）光ディスクの物理フォーマットに関し、特に、画像
データや音声データなどの大容量のデータを扱うのに適
した物理フォーマットに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータに用いる大容量の記憶媒体
として、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、ＭＯディ
スク、またはＣＤ（コンパクトディスク）などが製品化
されている。また、コンピュータの普及により、ユーザ
ーが記憶媒体に記憶されたデータを編集することが多く
なり、データの変更や追記が行える記憶媒体の必要性が
高まっている。

【０００３】ユーザーがデータの変更を何度も行うこと
が可能な書き換え型の記憶媒体としては、相変化媒体を
用いたＤＶＤ−ＲＡＭ（随時読み出し書き込み可能メモ
リ）、ＭＯ媒体を用いたＭＯディスク、ＣＤ−ＲＷ（Re
Writable）がある。また、ユーザーが一度だけデータを
書き込むことが可能な追記型（ライトワンス型）の記憶
媒体としては、色素系媒体を用いたＣＤ−Ｒがある。こ
れらの記憶媒体には、あらかじめ、これらの記憶媒体上
でのデータが書き込まれた位置を認識するためのアドレ
スが記憶されている。

【０００４】上記のＤＶＤ−ＲＡＭやＭＯディスク上に
は、ユーザーデータが記憶される部分とは別に、アドレ
スを示すためのＩＤ部（Identification部）が設けられ
ている。また、上記のＣＤ−ＲＷやＣＤ−Ｒにおけるア
ドレス管理には、ＦＭ変調（周波数変調）によるウオブ
ル・アドレス方式が用いられている。ここで、ウオブル
とは蛇行を意味し、ディスク上のトラックが、ディスク
の半径方向に蛇行している構造のことを示している。す
なわち、ＣＤ−ＲＷやＣＤ−Ｒでは、アドレスを、トラ
ックのウオブル（蛇行）の周波数を変化させることによ
って記憶させている。従って、ＣＤ−ＲＷやＣＤ−Ｒで
は、トラックに沿って、ユーザーデータとアドレスとが
重畳されて記憶される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術には、次のような問題がある。すなわち、上記のＤ
ＶＤ−ＲＡＭやＭＯディスクには、ユーザーデータが記
憶される領域とは別に、ＩＤ部を設ける必要があるた
め、ディスク面の領域使用効率が悪くなるという問題が
ある。

【０００６】また、ユーザーデータが記憶される領域
と、ＩＤ部とでは、ディスク面の構造が異なるので、こ
のようなディスクを製造するには、製造プロセスが複雑
になり、ディスクの製造が難しくなるという問題があ
る。特に、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、ＩＤ部が千鳥状に配置
されているので、さらに製造プロセスが複雑になる。

【０００７】また、上記のＣＤ−ＲＷやＣＤ−Ｒでは、
アドレスがウオブルの周波数に対応しているので、ディ
スクの読み取り装置がアドレスを読み取るためには、異
なる周波数の信号（ウオブル）を読み取る必要があり、
読み取り装置の構成が複雑になるという問題がある。

【０００８】また、アドレス値に応じて、トラックのウ
オブルの周波数を変化させるので、アドレスを表現する
のに必要なトラックの長さが、アドレス値ごとに異なっ
てしまい、データの書き込み制御が複雑になるという問
題がある。

【０００９】また、上記のアドレスをウオブルの周波数
に対応させる方式は、ウオブルをＦＭ変調させることに
よりアドレスを記憶させる方式なので、必要とされるＣ
／Ｎ（Carrier to Noise；搬送波対雑音）比が大きいと
いう問題がある。

【００１０】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、ディスク面の領域使用効率が良く、ディ
スクの製造が容易で、ディスクの読み取り装置の構成が
簡単で、かつディスクへのデータの書き込み制御も簡単
で、さらに必要とされるＣ／Ｎ比も小さい光ディスクを
提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ユーザーデータを記録するためのトラックを有す
る、相変化媒体や光磁気媒体などの書き換え型光ディス
ク、または色素系媒体などの追記型光ディスクにおい
て、前記トラックには、前記光ディスクの半径方向に蛇
行しているウオブル部と、蛇行していない非ウオブル部
とが設けられ、前記ウオブル部と非ウオブル部との組み
合わせを用いて、前記ユーザーデータ以外のデータであ
る副情報が前記トラックに記憶され、この副情報は、所
定の変換規則に従って変換された変換副情報であり、前
記変換規則は、変換前の副情報を、偶数ビットで構成さ
れる変換副情報に変換し、前記変換副情報は、論理値”
０”をとるビットと論理値”１”をとるビットとを同数
づつ含むことを特徴とする光ディスクである。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】請求項２に記載の発明は、前記副情報は、
前記トラックにおけるアドレスであることを特徴とする
請求項１に記載の光ディスクである。

【００１７】請求項３に記載の発明は、前記トラック
は、前記光ディスクの半径方向に複数のゾーンに分割さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の光
ディスクである。

【００１８】請求項４に記載の発明は、前記副情報は、
前記ゾーンのゾーンアドレスであることを特徴とする請
求項３に記載の光ディスクである。

【００１９】請求項５に記載の発明は、前記ゾーン内に
おける、隣接するトラックのウオブル部の蛇行の位相が
相互に一致していることを特徴とする請求項４に記載の
光ディスクである。

【００２０】請求項６に記載の発明は、前記トラックの
ランド部およびグルーブ部の両方にユーザーデータが記
録されることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク
である。

【００２１】請求項７に記載の発明は、前記ウオブル部
および非ウオブル部の長さは、前記ウオブル部における
蛇行の１周期の整数倍であることを特徴とする請求項１
ないし６のいずれかに記載の光ディスクである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
である光ディスクＰ１の構成を示す図である。この光デ
ィスクＰ１の表面には、トラックが設けられ、このトラ
ックに沿って、あらかじめ副情報が記録されている。こ
の副情報が記録されたトラック上に、ユーザーデータが
重畳して記憶される。

【００２３】ここで、副情報とは、ユーザーデータ以外
の情報であり、この代表的な例がアドレスである。ま
た、これ以外にも、ディスクに関わる各種パラメータ情
報なども副情報に含まれる。

【００２４】図に示した光ディスクＰ１は、例えば、相
変化媒体を用いたＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ媒
体を用いたＭＯディスクなどの書き換え型光ディスク、
あるいは色素系媒体を用いたＣＤ−Ｒなどのライトワン
ス型光ディスクである。

【００２５】光ディスクＰ１の表面には、図に示すよう
に、ウオブル・トラックＷＴ１が設けられていて、この
ウオブル・トラックＷＴ１に沿ってユーザーデータが記
録される。ここで、ウオブルとは蛇行を意味し、トラッ
クが、この光ディスクＰ１の半径方向に蛇行して形成さ
れている構造のことを示している。ただし、このウオブ
ル・トラックＷＴ１は、図に示すように、ウオブルされ
ているウオブル部ＡＷＴと、ウオブルされていない非ウ
オブル部ＮＷＴとを有する。これらのウオブル部ＡＷＴ
と、非ウオブル部ＮＷＴとの組み合わせによって、トラ
ックに、前記副情報が記憶されている。

【００２６】図２は、光ディスクＰ１上のウオブル・ト
ラックＷＴ１の詳細な構成を示すための拡大図である。
光ディスクＰ１の表面には、蛇行するトラック溝Ｔが設
けられていて、このトラック溝Ｔの底をグルーブＧと呼
び、隣り合うトラック溝Ｔに挟まれた部分をランドＬと
呼ぶ。そして、トラック溝Ｔのうねり（蛇行）をウオブ
ルと呼ぶ。

【００２７】この光ディスクＰ１に、ランド＆グルーブ
記録方式を用いてユーザーデータを記録する場合には、
ランドＬとグルーブＧの両方に記録マークＰが形成され
る。なお、記録されたデータを読み取るには、光ディス
クＰ１の底面から光Ｈが入射される。

【００２８】トラック溝Ｔのウオブル（蛇行）は、光デ
ィスクＰ１に記録されるユーザーデータの副情報を表す
ために用いられる。この副情報とは、例えば、トラック
溝Ｔに沿って記録されたユーザーデータの位置、すなわ
ちアドレスを示す情報である。従って、光ディスクＰ１
においては、ユーザーデータと副情報とが、トラック溝
Ｔに沿って、重畳して記憶される。

【００２９】図３は、前記副情報をトラック溝Ｔのウオ
ブルに記憶させる、すなわち副情報データに基づいて、
光ディスクＰ１上にウオブル・トラックＷＴ１を形成す
る手順を示す図である。まず、副情報データ１が、変換
テーブル２によって変換副情報データ３に変換される。
さらに、この変換副情報データ３は、ＭＡＭ変調され、
ＭＡＭ変調された波形データに基づいて、トラック溝Ｔ
にウオブルが形成される。ここで、ＭＡＭ変調とは、本
発明の光ディスクに適用できるように改良された、改良
型ＡＭ変調を意味する。

【００３０】図４に、前記変換テーブル２の一例を示
す。前述したように、変換テーブル２は、副情報データ
１を入力し、変換副情報データ３を出力する。副情報デ
ータ１および変換副情報データ３は、どちらも、”０”
および”１”から成るデジタルデータである。

【００３１】図４に示す変換テーブルによれば、２ビッ
トの任意の副情報データが、４ビットの変換副情報デー
タに変換される。変換された変換副情報データは、いか
なる場合も”０”と”１”とを同数含む。すなわち、４
ビットの変換副情報データのうち、２ビットは”０”で
あり、残りの２ビットは”１”である。

【００３２】図５に、前記ＭＡＭ変調の一例を示す。す
なわち、前記ＭＡＭ変調によって、変換副情報データに
含まれる”０”は、図５（ａ）に示す波形に変換され、
変換副情報データに含まれる”１”は、図５（ｂ）に示
す波形に変換される。

【００３３】変換副情報データ”０”に対応する図５
（ａ）に示す波形は、１０周期の蛇行を有するウオブル
期間Ａ０と、蛇行していない非ウオブル期間Ｂ０とで構
成される。この非ウオブル期間Ｂ０の長さは、前記ウオ
ブル期間Ａ０における２周期分の蛇行の長さに設定され
ている。なお、ウオブル期間Ａ０における蛇行の周期Ｔ
ｄは、常に一定である。

【００３４】変換副情報データ”１”に対応する図５
（ｂ）に示す波形は、１４周期の蛇行を有するウオブル
期間Ａ１と、蛇行していない非ウオブル期間Ｂ１とで構
成される。この非ウオブル期間Ｂ１の長さは、前記ウオ
ブル期間Ａ１における２周期分の蛇行の長さに設定され
ている。なお、ウオブル期間Ａ１における蛇行の周期
は、常に一定であって、かつ、前記変換副情報データ”
０”に対応する波形が含むウオブル期間Ａ０における蛇
行の周期Ｔｄと等しい。従って、変換副情報データ”
１”に対応する波形が含む非ウオブル期間Ｂ１の長さ
は、前記変換副情報データ”０”に対応する波形が含む
非ウオブル期間Ｂ０の長さと等しい。

【００３５】従って、上記Ａ０、Ｂ０、Ａ１、Ｂ１の長
さを、共通の蛇行の周期Ｔｄを単位として表せば、 （Ａ０，Ｂ０）＝（１０，２） （Ａ１，Ｂ１）＝（１４，２） となる。

【００３６】上記ＭＡＭ変調によって生成された波形に
基づいて、光ディスクＰ１のトラック溝Ｔにウオブル部
ＡＷＴと非ウオブル部ＮＷＴとが形成されることによっ
て、ウオブル・トラックＷＴ１が形成される。なお、上
記の各設定、例えばウオブル期間Ａ０やＡ１の長さは、
１０周期や１４周期に限られず、任意に設定できる。

【００３７】上記ＭＡＭ変調方式は、ＡＭ変調（振幅変
調）のディジタル変調型であるＯＯＫ（On Off Keyin
g）を利用し、これを本発明の光ディスクの物理フォー
マットに適用できるように改良した改良ＡＭ変調方式で
ある。この変調方式による変調信号は、ＤＣフリーであ
り、極めて実用性が高い。

【００３８】さらに、このＭＡＭ変調方式において
は、”０”と”１”とをウオブル（蛇行）の有無によっ
て表現している。すなわち、”０”と”１”とは、ウオ
ブルが連続する区間の長さによって区別されるので、従
来のＦＭ変調方式のように、ウオブルの周波数を変える
必要はない。

【００３９】さらに、従来のＦＭ変調方式では、ウオブ
ルの周波数を検出するために、大きなＣ／Ｎ（Carrier
to Noise；搬送波対雑音）比が要求されていたが、本発
明によるＭＡＭ変調方式を用いれば、単にウオブルの有
無を検出すればよいので、従来のような大きなＣ／Ｎ比
が要求されることはない。

【００４０】また、上記実施形態に示したＭＡＭ変調方
式では、”０”に含まれる非ウオブル期間Ｂ０の長さ
と、”１”に含まれる非ウオブル期間Ｂ１の長さとが等
しい。すなわち、Ｂ０＝Ｂ１＝ウオブルの２周期分の長
さとなっている。従って、副情報の値が”０”である
か”１”であるかによって、非ウオブル期間を変化させ
る必要がなく、ウオブル期間のみを変化させればよいの
で、本発明による光ディスクをより簡単に実現すること
ができる。

【００４１】また、非ウオブル期間Ｂ０、Ｂ１の長さの
設定は、ウオブルを読み取るために、ウオブルに同期を
取るＰＬＬ回路への影響を考慮すれば、ウオブルの１周
期もしくは２周期分の長さ程度とすることが妥当であ
る。ただし、これらの設定値は、本発明を適用するシス
テムに応じて決定すれば良いので、本発明は、上記の設
定値に限定されるものではない。

【００４２】上記の変換テーブルおよびＭＡＭ変調を用
いれば、全ての変換副情報データは、トラック上で同じ
長さになる。すなわち、本実施形態では、変換副情報デ
ータ”０”と”１”との波形の長さは異なっており、従
って、トラック上での長さも異なる。しかし、変換副情
報データは、必ず４ビットが組になっていて、しかも”
０”と”１”とを同数含むので、４ビット分のトラック
上での長さは、いかなる値の変換副情報データであって
も等しい。従って、副情報のトラック上での長さを揃え
ることができ、データの書き込み制御が簡単になる。

【００４３】すなわち、前記変換テーブルは、２ビット
の副情報データを、４ビットの変換副情報データに変換
し、しかも、どのような副情報データを変換しても、変
換後の変換副情報データにおいては、”０”と”１”と
の発生頻度が１：１となる。

【００４４】図６に、副情報データから変換副情報デー
タへの変換の例を示す。図６に示すように、ある副情報
データが８ビットで構成されていたとすると、この副情
報データを変換テーブルを用いて変換した変換副情報デ
ータは１６ビットとなり、しかも、このうち８ビット
が”０”となり、残りの８ビットが”１”となる。

【００４５】具体的には、図６に示す例１では、８ビッ
トの副情報データ（０１１１１１１１）が、図４に示す
変換テーブルによって、１６ビットの変換副情報データ
（１１００１０１０１０１０１０１０）に変換される。
すなわち、副情報データの先頭の２ビット（０１）は、
図４に示す変換テーブルによって、４ビットの変換副情
報データ（１１００）に変換され、これに続く２ビット
づつの副情報データ（１１）は、４ビットづつの変換副
情報データ（１０１０）に変換される。

【００４６】この変換副情報データのビット列全体の長
さを、ウオブルの周期Ｔｄを単位として表すと、 全体の長さ ＝”０”の長さ＋”１”の長さ ＝８ビット×（１０Ｔｄ＋２Ｔｄ）＋８ビット×（１４Ｔｄ＋２Ｔｄ） ＝２２４Ｔｄ となる。

【００４７】また、図６に示す例２では、８ビットの副
情報データ（１０００００００）が、図４に示す変換テ
ーブルによって、１６ビットの変換副情報データ（００
１１０１０１０１０１０１０１）に変換される。すなわ
ち、副情報データの先頭の２ビット（１０）は、４ビッ
トの変換副情報データ（００１１）に変換され、これに
続く２ビットづつの副情報データ（００）は、４ビット
づつの変換副情報データ（０１０１）に変換される。

【００４８】この変換副情報データのビット列全体の長
さを、ウオブルの周期Ｔｄを単位として表すと、 全体の長さ ＝”０”の長さ＋”１”の長さ ＝８ビット×（１０Ｔｄ＋２Ｔｄ）＋８ビット×（１４Ｔｄ＋２Ｔｄ） ＝２２４Ｔｄ となり、例１と同じ長さになる。

【００４９】すなわち、１つの副情報を表現するための
トラック上での長さは、常に一定であり、本発明の光デ
ィスクの実用化を極めて容易にしている。

【００５０】次に、本発明の第２の実施形態を図７を参
照して説明する。図７に示した光ディスクＰ２において
は、この光ディスクＰ２の表面に設けられたウオブル・
トラックＷＴ２が複数のゾーン２１、２２、…、２ｎに
分割されている。また、この光ディスクＰ２には、ＺＣ
ＡＶ（Zoned Constant Angular Velocity）またはＺＣ
ＬＶ（Zoned Constant Linear Velocity）フォーマット
が採用されている。

【００５１】この光ディスクＰ２においては、副情報と
して、各ゾーン２１、２２、…、２ｎのゾーンアドレス
が、各ゾーンに属するウオブル・トラックＷＴ２に記憶
されている。すなわち、同一ゾーン内の全てのウオブル
・トラックには、同一のゾーンアドレスが記憶されてい
るので、同一ゾーン内の隣接するトラックにも、同一の
ゾーンアドレスが記憶されている。従って、隣接するウ
オブル・トラックＷＴ２のウオブルの位相は略一致す
る。

【００５２】このような構成にすることにより、トラッ
クにウオブル（蛇行）があっても、常に一定のトラック
ピッチが確保できるので、ウオブル方式と、ランド＆グ
ルーブ記録方式とを併用できる。また、ウオブルの読み
取りにおいても、隣接するトラックからのクロストーク
なしに検出することが可能となる。

【００５３】なお、上記各実施形態のように、Ａ０、Ｂ
０、Ａ１、Ｂ１の全てを、ウオブルの周期Ｔｄの整数倍
に設定すれば、ディスク作成が極めて容易になり、ま
た、ウオブルを読み取る装置におけるＰＬＬ制御系を、
安定に動作させることができる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ユーザ
ーデータ以外の副情報を、ディスクフォーマット効率の
低下なしに、ユーザーデータと重畳させることができ、
また、１つの副情報を表現するために必要なトラックの
長さを、常に一定にすることができる。

【００５５】請求項２に記載の発明によれば、副情報の
代表例であるアドレスを、ディスクフォーマット効率の
低下なしに、ユーザーデータと重畳させることができ
る。請求項３に記載の発明によれば、本発明を、ＺＣＡ
ＶないしＺＣＬＶフォーマットにも適用することが可能
となる。請求項４に記載の発明によれば、本発明を、各
ゾーンごとのゾーンアドレスをディスク上のユーザーデ
ータに重畳させる方式にも適用することが可能となる。
請求項５に記載の発明によれば、各ゾーン内におけるト
ラックピッチを常に一定とすることができるので、隣接
トラックからのクロストークなしにウオブルを検出する
ことができる。請求項６に記載の発明によれば、本発明
を、ランド＆グルーブ記録にも適用することが可能とな
る。これにより、従来、ウオブル方式では不可能であっ
たランド＆グルーブ記録が可能になるので、ディスクの
大容量化が可能となる。請求項７に記載の発明によれ
ば、ディスク製作が極めて容易になる。また、ウオブル
信号に基づいてＰＬＬ制御系を構成する際に、このＰＬ
Ｌ制御系を安定に保つことができる。以上より、本発明
によれば、ディスクのオーバーヘッドを最小限に抑えら
れるので、大容量化に適した光ディスクの物理フォーマ
ットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態である光ディスクＰ
１の構成を示す概念図である。

【図２】 光ディスクＰ１の表面に形成されたウオブル
・トラックＷＴ１の構造を示す拡大図である。

【図３】 副情報をウオブル・トラックに記憶させる手
順を示す図である。

【図４】 副情報データの変換テーブルの一例を示す図
である。

【図５】 ＭＡＭ変調方式によって変調された、変換副
情報のビットを表す波形を示す図である。

【図６】 副情報データから変換副情報データへの変換
の例を示す図である。

【図７】 本発明の第２の実施形態である光ディスクＰ
２の構成を示す概念図である。

【符号の説明】

Ｐ１、Ｐ２ 光ディスク ＷＴ１、ＷＴ２ ウオブル・トラック（トラック） ＡＷＴ ウオブル部 ＮＷＴ 非ウオブル
部 Ｔ トラック溝 Ｌ ランド Ｇ グルーブ Ｐ 記録マーク Ｈ 光 １ 副情報データ ２ 変換テーブル ３ 変換副情報データ ２１、２２、…、２ｎ ゾーン

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザーデータを記録するためのトラッ
   クを有する、相変化媒体や光磁気媒体などの書き換え型
   光ディスク、または色素系媒体などの追記型光ディスク
   において、 前記トラックには、前記光ディスクの半径方向に蛇行し
   ているウオブル部と、蛇行していない非ウオブル部とが
   設けられ、 前記ウオブル部と非ウオブル部との組み合わせを用い
   て、前記ユーザーデータ以外のデータである副情報が前
   記トラックに記憶され、 この副情報は、所定の変換規則に従って変換された変換
   副情報であり、 前記変換規則は、変換前の副情報を、偶数ビットで構成
   される変換副情報に変換し、 前記変換副情報は、論理値”０”をとるビットと論理
   値”１”をとるビットとを同数づつ含む ことを特徴とす
   る光ディスク。
2. 【請求項２】 前記副情報は、前記トラックにおけるア
   ドレスであることを特徴とする請求項１に記載の光ディ
   スク。
3. 【請求項３】 前記トラックは、前記光ディスクの半径
   方向に複数のゾーンに分割されていることを特徴とする
   請求項１または２に記載の光ディスク。
4. 【請求項４】 前記副情報は、前記ゾーンのゾーンアド
   レスであることを特徴とする請求項３に記載の光ディス
   ク。
5. 【請求項５】 前記ゾーン内における、隣接するトラッ
   クのウオブル部の蛇行の位相が相互に一致していること
   を特徴とする請求項４に記載の光ディスク。
6. 【請求項６】 前記トラックのランド部およびグルーブ
   部の両方にユーザーデータが記録されることを特徴とす
   る請求項５に記載の光ディスク。
7. 【請求項７】 前記ウオブル部および非ウオブル部の長
   さは、前記ウオブル部における蛇行の１周期の整数倍で
   あることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
   載の光ディスク。