JP3534114B2 - ディスク状記録媒体及び記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク状記録媒体を
有する記録再生装置に係り、特に、大容量のディスクフ
ァイル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等に対する情報の記録再生に
は、ディスクを一定角速度で回転させて記録・再生を行
なうＣＡＶ(Constant Angular Velocity)方式と、ディ
スクを一定線速度で回転させて記録再生を行なうＣＬＶ
(Constant Linear Velocity)方式とがある。

【０００３】前者は、記録・再生が安定に行なえる反
面、記録密度が低いこと、および、内周、外周の信号の
品質に差がでること、といった問題がある。一方、後者
は、記録密度を上げることができる反面、アクセスに際
し、ディスクの回転速度を変えるためアクセス速度が遅
いという問題がある。

【０００４】従来、このような問題を解決するものとし
て、例えば、特開昭61-131236号公報に記載されるもの
が提案されている。同公報に記載される方式は、一定角
速度で回転している記録媒体上のトラックの線速度に応
じ、記録クロック周波数を切り換え、内外周の記録ピッ
ト長あるいは記録ドメイン長を全記録領域で一定とする
ことになっている。

【０００５】なお、内外周で記録クロック周波数を切り
換える装置として、他に関連するものには、例えば、特
開昭60-177404号、同60-117448号公報等が挙げられる。
これら２つの公報に記載されている方式は、記録位置が
外周へ行くに従って複数本トラック毎に記録再生クロッ
ク周波数を大きくし、記録容量を増大するものである。

【０００６】このように、一定角速度で回転するディス
ク状記録媒体を使用する記録再生装置では、内周部の記
録再生クロック周波数に対して、外周部のトラックにお
ける記録再生周波数をその記録位置の線速度に応じて高
くすることによって、記録領域の内外周で記録ピット長
あるいは記録ドメイン長を等しくすることができる。こ
れによって、ディスクに記録される記録容量を大きくで
きることが期待できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術は、ディスク状媒体上に記録されるピット長または
記録ドメイン長と、その記録方式との関係について、何
ら触れていない。また、同様に、ディスクの内周から外
周にかけて、ピット長やドメイン長がいかに推移するか
についても、言及されていない。

【０００８】しかし、これらは、情報の安定な再生を行
なうには、留意すべき重要なポイントであることが、本
発明者等の研究により明らかとなった。特に、記録時に
生成されるピットまたは記録ドメインの前縁および後縁
に情報を持たせて、情報の記録を行なう、いわゆるピッ
トエッジ記録方式においては、ピット長やドメイン長の
変化によりエッジ検出位置の変動量が増大し、検出情報
を悪化することが明らかとなった。以下、この点につい
て述べる。

【０００９】まず、クロックについて検討する。クロッ
クは、回路的なゆらぎを持つ。そこで、仮に、そのゆら
ぎ量が周波数によらずほぼ一定であるとすると、周波数
が高くなるに従ってクロック幅に占めるその変動量は大
きくなることになる。

【００１０】次に、ピットの形成と線速度との関係につ
いて検討する。本発明者等の実験によれば、記録媒体の
特性として、線速度によって、ピットの形成時の昇温、
降温勾配は異なり、線速度が大きくなるに従って、読み
出し弁別窓幅に占める記録ピットのエッジ検出位置の変
動量が増大する結果を得た。すなわち、第９図に示すよ
うに、記録領域の内外周で同一記録ピット長となるよう
に、記録クロック周波数を変化させた場合、弁別窓幅Ｗ
に占めるその変動量ΔΦとの割合は、内周から外周へか
けて増大する傾向にある。

【００１１】このように、同一ピット長で記録した場
合、外周の再生時には、読み出しマージンが内周に比べ
て厳しく、安定した再生が行えないという問題点があ
る。

【００１２】本発明の目的は、上記問題点を解決し、内
外周のすべての記録位置において安定な信号品質が保障
されて安定な再生ができ、高信頼度でかつ大容量の情報
記録再生方式を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一定角速度で回転しているディスク状媒
体の記録位置に応じて、記録信号切換え位置における同
一記録情報を持つ記録ピット長あるいは記録ドメイン長
を内周から外周にかけて長くなるように記録クロック周
波数を変化させたものである。また、再生信号の高信頼
性を外周部で保つために再生弁別窓のクロック周波数を
変化させたものである。さらに、より回路構成を簡単に
するために複数本トラックからなるゾーン毎に記録再生
クロックを切り変えるものである。

【００１４】すなわち、本発明によれば、ディスク状記
録媒体の記録領域を、半径方向に順次隣接する複数のゾ
ーンに区画し、各ゾーンごとに、記録再生用のクロック
を割り当て、各ゾーンごとに割り当てられたクロックに
よりデータの記録／再生を行なう記録／再生方式が提供
される。

【００１５】また、本発明によれば、ディスク状記録媒
体の記録領域に対する記録位置が内周から外周に変化す
るに従って、１トラックの記録容量が大きくなり、か
つ、データの記録に用いられるピットまたは記録ドメイ
ンの周方向長さが徐々に長くなるように、記録再生用の
クロック周波数を変化させて、データの記録／再生を行
なう記録／再生方式が提供される。

【００１６】さらに、本発明によれば、ディスク状記録
媒体を一定角速度で回転させて、記録領域にデータの記
録および／または再生を行なう記録／再生装置であっ
て、記録媒体の半径方向の位置に応じて、記録領域を複
数のゾーンを設定し、記録再生用のクロックを各ゾーン
ごとに設定するよう制御するクロック制御系を備え、か
つ、各ゾーンごとに割り当てられたクロックによりデー
タの記録を行なう情報記録系、および／または、各ゾー
ンごとに割り当てられたクロックによりデータの再生を
行なう情報再生系とを備える記録／再生装置が提供され
る。

【００１７】また、本発明によれば、記録領域が、半径
方向に順次隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーン
において同一順位にあるトラックについて、データの記
録に用いられるピットまたは記録ドメインの周方向長さ
が、外周ゾーンにいくに従って長くなるように記録され
るディスク状記録媒体が提供される。

【作用】本発明は、ディスク状記録媒体を一定角速度で
回転させ、ディスク状記録媒体の記録領域に対する記録
位置が内周から外周に変化するに従って、１トラックの
記録容量が大きくなるように、記録再生用のクロック周
波数を変化させて、データの記録／再生を行なう。これ
により、一定角速度であっても、ディスクに記録される
記録容量を大きくすることができる。

【００１８】また、この際、データの記録に用いられる
ピットまたは記録ドメインの周方向長さが徐々に長くな
るように、記録再生用のクロック周波数を設定する。す
なわち、ディスク状記録媒体に記録されるピットまたは
ドメインのエッジにより生じる信号を、弁別窓を設定し
て検出し、データの再生を行なう場合に、弁別窓幅Ｗに
おける上記検出信号の出現位置の変動量ΔΦの比（ΔΦ
／Ｗ）を、記録媒体の内外周において、ほぼ一定の範囲
に抑えるように、記録再生用のクロック周波数を変化さ
せる。これによって、弁別窓幅Ｗは、外周の方が大きく
なり、外周部でも読み出しマージンが十分となって、読
み出しの誤りが少なくなる。従って、内外周のすべての
記録位置において安定な信号品質が保障されて、安定な
信頼度の高い再生ができる。

【００１９】また、本発明は、ディスク状記録媒体の記
録領域を、半径方向に順次隣接する複数のゾーンに区画
し、各ゾーンごとに、記録再生用のクロックを割り当
て、各ゾーンごとに割り当てられたクロックによりデー
タの記録／再生を行なう。そのため、クロックの制御
が、簡単な回路構成で、容易に行なえる。

【００２０】この場合、各ゾーンごとの記録再生用のク
ロックは、１トラックの記録容量が外周ゾーンにいくに
従って大きくなるように、周波数を変えて割り当てれば
よい。また、各ゾーンにおいて同一順位にあるトラック
について、データの記録に用いられるピットまたは記録
ドメインの周方向長さが、外周ゾーンにいくに従って徐
々に長くなるように、周波数を変化させて設定すればよ
い。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２２】第１図は本発明を適用した光ディスク装置
の一実施例の概略図を示している。

【００２３】同図に示す光ディスク装置は、記録領域２
を有する光ディスク媒体１と、この光ディスク媒体１を
回転駆動するスピンドルモータ３と、光ディスク媒体１
に対して情報の読み書きを行なう光ヘッド４と、システ
ム全体を制御する主制御回路６と、この主制御回路６の
制御の下に機能する、光ヘッド４に対する位置付け制御
系、情報記録系、情報再生系およびクロック制御系とを
備えて構成される。

【００２４】光学ヘッド４に対する位置付け制御系は、
光学ヘッド４を目的の位置に位置付ける位置付け機構１
９と、該位置付け機構１９に対する位置付け制御を行な
う位置付け制御回路１８と、光ヘッド４のアクセス位置
を検出する手段として機能するスケール検出器２０とを
備えている。

【００２５】情報記録系は、書き込むべきデータ２１
を、例えば、２−７変調符号等のラン長制限符号列のコ
ード２２に変調する変調回路９と、変調されたコード２
２をさらにＮＲＺ(Non Return to Zero)コード２３に変
換するＮＲＺ符号器１０と、ＮＲＺコード２３について
書き込みパルス幅を、補正を含めて設定して記録コード
２４を設定するパルス幅設定器１２と、記録コード２４
に基づいて、レーザ素子（第１図では図示せず）を駆動
してレーザ光を光ヘッド４に送るレーザドライバ１４と
を備えて構成される。

【００２６】情報再生系は、光ヘッド４内の図示しない
光検出器により検出された再生信号２７を２値化して再
生コード２９を得る２値化回路１５と、再生コード２９
の同期をとり、同期化コード３６および弁別クロック３
７を出力するＰＬＬ回路３５と、同期化コード３６から
再生データのコード３０を合成する再生データ合成回路
１６と、コード３０からデータ３１を復調する復調回路
１７とを備えて構成される。

【００２７】クロック制御系は、基本クロックを生成す
る基本クロック発振器７と、設定されたクロック情報に
基づいて、上記基本クロックから目的の記録再生用クロ
ックを生成するシンセサイザ８と、アクセス位置に対応
して、１または２以上のトラックごとに割り当てられた
記録再生用クロックを指定するクロック情報３４を上記
シンセサイザ８に対して出力するクロック情報生成手段
とを備えて構成される。クロック情報生成手段は、主制
御回路６の一機能として構成される。

【００２８】上記光ディスク媒体１は、第２図に示され
るように、半径方向に順次隣接する複数のゾーン２ａ〜
２ｆに区画された記録領域２を有する。この各ゾーン２
ａ〜２ｆ内には、複数のトラックが設けられ、ここにお
いて情報の記録再生が行われる。また、この光ディスク
媒体１は、記録領域２内において、各ゾーン２ａ〜２ｆ
の境界に、数トラック毎に記録再生クロック周波数切り
換え位置４１を持ち、上記位置４１において、セクタ４
２の数が、その内周側のトラックに含まれるセクタ４２
の数より１つだけ増すようになっている。

【００２９】そして、本実施例の光ディスク媒体１は、
後述するように、各ゾーン２ａ〜２ｆにおいて同一順位
にあるトラックについて、データの記録に用いられるピ
ットまたは記録ドメインの周方向長さが、外周ゾーンに
いくに従って長くなるように記録される。

【００３０】なお、本実施例では、追記形の光ディスク
を用いる例を示す。

【００３１】主制御回路６は、例えば、図示していない
が、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのプログラムを格
納するＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ等を有して
構成される。この主制御回路６は、上記のように、クロ
ック制御系のクロック情報生成手段としての機能を有す
る。このため、主制御回路６は、後述する第１０図や、
第１５図に示すような変換テーブルをＲＯＭまたはＲＡ
Ｍに記憶保持し、ホストコンピュータ５からの情報に基
づいて、ＣＰＵが、対応するクロック情報３４を取り出
せるように構成される。

【００３２】シンセサイザ８は、例えば、第１２図に示
すように、基本クロック発振器７からの基本クロック６
１を分周してリファレンスクロック６４を出力する固定
分周器６２と、シンセサイザ８の出力である記録再生ク
ロック３２を、主制御回路６からのクロック情報３４に
よりセットされる分周数に応じて分周する可変分周器６
３と、この可変分周器６３の出力する可変分周クロック
６５の周波数と上記リファレンスクロック６４とを比較
して誤差を検出し、両者を一致させるように出力信号６
７を制御する位相比較器６６と、ローパスフィルタ６８
と、上記出力信号６７の電圧に応じた 周波数で発振す
るＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)回路６９と
を備えて構成される。

【００３３】ＶＣＯ回路６９の出力は、記録再生クロッ
ク３２として出力されると共に、上述したように可変分
周器６３にフィードバックされる。

【００３４】上記変調回路９およびＮＲＺ符号器１０
は、通常用いられている回路構成のものでよい。

【００３５】パルス幅設定器１２は、入力信号が一定の
遅延時間を持って複数の出力タップから出力される遅延
素子７１と、この遅延素子７１の出力タップからの出力
を記録補正器１１の補正指令に従って選択するセレクタ
７２と、このセレクタ７２の出力と上記遅延素子７１に
入力されるＮＲＺコード２３との論理積をとるアンド回
路７３とを有している。

【００３６】レーザドライバ１４は、記録コード２４の
値によって切り替るカレントスイッチ構成となってお
り、これによって、半導体レーザ７７をオンオフ駆動す
る。

【００３７】パワー設定器１３は、上記半導体レーザ７
７に直列に接続されて、その駆動電流を設定するトラン
ジスタ７５と、該トランジスタ７５と直列に接続される
抵抗７６と、記録補正器１１からの指令値をディジタル
／アナログ変換して、上記トランジスタ７５のベース電
位を設定するＤ／Ａ変換器７４とを有している。

【００３８】記録補正器１１は、例えば、ＲＯＭ等を有
して構成される。このＲＯＭには、セレクタ７２による
パルス幅補正量の選択指令およびＤ／Ａ変換器７４への
入力ビットの指令値が、制御情報３３をアドレスとし
て、格納される。

【００３９】また、２値化回路１５、ＰＬＬ回路３５、
再生データ合成回路１６等は、各々公知の回路構成のも
のを用いることができる。なお、この種の回路について
は、例えば、特開昭63-53722号公報等に記載されてい
る。

【００４０】次に、本発明の情報記録／再生方式の実施
例について、上記第１図に示す光ディスク装置を用いる
場合を例として、説明する。

【００４１】まず、記録・再生の動作を説明するにあた
り、本発明において採用する記録方式であるピットエッ
ジ記録方式の原理について説明する。

【００４２】第４図は、データを変調してコードに変換
し、ディスクに記録する場合の信号の変化の過程と、デ
ィスク上に形成されるピットとを示した波形図である。
第５図は、ディスク上に記録されたピットから情報を再
生し、元のデータに復調するまでを示した波形図であ
る。

【００４３】第１図において、光ディスク媒体１は、ス
ピンドルモータ３によって一定角速度で回転される。こ
の状態で、データの読み書きが行なわれる。

【００４４】第１図において、記録するデータ２１は、
変調回路９によってコード２２に変調される。このコー
ド化は、どのような変調方式でもよく、本実施例では、
第４図に示すように、２−７変調の場合を示す。コード
２２は、ＮＲＺコード２３に、ＮＲＺ符号器１０により
変換される。

【００４５】ところで、このＮＲＺコード２３を光ディ
スク媒体１上に記録したとすると、一般に、照射記録幅
より長いピットが形成されてしまう。これは、レーザド
ライバ１４内の半導体レーザ７７から発光されるレーザ
光の熱が記録膜内を伝播し、記録パルス光を照射してい
ない部分においても、記録膜の融点を越える状態が起こ
るためである。また、記録膜の融点と照射光パワーとの
相対関係によって、これとは逆に、ＮＲＺコード２３よ
りも短かくなる場合もある。

【００４６】従って、形成される記録ピット２６の長さ
をＮＲＺコード２３の長さに対応させるには、予めパル
ス幅を補正（図示した場合は短く補正）した記録コード
２４を用いる。また、記録する光ディスク媒体の線速に
応じて記録光パルス２５のパワーの補正を行う。記録光
パルス幅および記録光パワーの設定は、それぞれの設定
器１２，１３を用いて、記録補正器１１からの制御によ
り行われる。 これを受けて、レーザドライバ１４は、
半導体レーザ７７を駆動して、記録ピット２６の形成を
行う。すなわち、この形成されたピットの前エッジ、後
エッジは、２−７コードの“１”に対応し、データが光
ディスク媒体１上へ記録されることになる。

【００４７】次に、第５図を用いて、記録ピット２６か
らデータ３１を復調する場合について説明する。

【００４８】レーザ光を照射したときの光ディスク媒体
１からの反射光は、記録ピット２６の有無によって光量
が変化し、アナログ信号である再生信号２７を得る。２
値化回路１５により、この再生信号２７を、あるスライ
スレベル２８を使って２値化し、再生コード２９を得る
ことができる。

【００４９】また、別の方法として、再生信号２７を２
階微分し、そのゼロクロス点を検出し、２値化の再生コ
ード２９を得ることも可能である。

【００５０】この再生コード２９の立ち上がり、立ち下
がりエッジから、それぞれに対応するパルスを作り、両
者からコード３０を得る。これを変調回路９と逆の動作
を行う復調回路１７に入力することによって、データ３
１を再現することができる。

【００５１】なお、第５図では、第４図と対応させるた
めに、記録再生クロック３２を記載しているが、実際に
は、再生コード２９からコード３０を再生する際に、Ｐ
ＬＬ回路３５で、再生コード２９に同期した弁別クロッ
ク３７を生成する（第１図参照）。

【００５２】ここで、本実施例の光ディスク媒体１に形
成されるピットの長さについて検討する。

【００５３】２−７変調方式を用いた場合、記録ピット
長は、６種類の長さのものが存在するが、ここでは、最
短ピットの長さを求めてみる。

【００５４】上記光ディスク媒体１のセクタ４２の総ビ
ット数をＺとし、トラックピッチをｄμｍ、記録クロッ
クを切り換えるトラック本数をＮ、最内周トラック半径
をＲμm、最内周トラック内に含まれるセクタ数をｎと
すると、最内周トラックにおける最短ピット長ｌ_oは、
次式で示される。

【００５５】 これにより、ｉ番目の記録再生クロック切り換え位置に
おける最短ピット長ｌ_iは、次のようになる。

【００５６】 この最短ピット長が、記録再生クロック周波数を切り換
える位置において、内周よりも外周の方が大きくなる条
件は、次式のようになる。

【００５７】Ｎ・ｄ・ｎ−Ｒ＞０ 例えば、トラックピッチｄ＝1.5μmで、フォーマットさ
れた光ディスク媒体１において、Ｎ＝１０２４、ｎ＝５
１、Ｒ＝７０mmとすると、クロック切り換え位置におけ
る同一記録情報を持つピット長は、外周へ行くに従って
単調増加することが可能となる。

【００５８】このとき、トラックピッチｄ、最内周トラ
ック半径Ｒ、最内周トラック内に含まれるセクタ４２の
数ｎを一定とすると、記録クロックを切り換えるトラッ
ク本数Ｎを変化させるだけで、記録ピット長の増加傾向
を制御することができる。記録再生クロック３２を切り
換える位置４１における最短ピット長の推移のようすを
第６図に示す。

【００５９】これに反して、仮に、特開昭61-131236号
公報記載のように、最短ピット長が内外周いずれの記録
領域においても一定であるとすると、外周部での読み出
しマージンが内周部よりも厳しくなる。この現象は、本
発明の起点となるものであり、以下これを説明する。

【００６０】光ディスク媒体１は、一定角速度で回転し
ているため、記録領域の内外周で線速度が異なる。この
ため、記録レーザ光を照射した時のピット形成に作用す
る膜面の到達温度カーブが、第７図に示すように、線速
の大小によって異なる。また、記録レーザ光を照射する
際、記録膜の不均一や線速度のゆらぎ等の原因によっ
て、膜面の到達温度カーブが、第７図の点線のように変
動することがある。上記変動の結果、ピットの形成位置
がゆらぐことになり、到達温度カーブがゆるやかな勾配
を持つ、線速度が大きい方、すなわち、外周部の方がピ
ット形成位置の変動量ΔΦが大きいことになる。同様の
ことが、形成ピットの後縁にもいえる。

【００６１】ここで、本実施例と比較するため、前述し
た従来技術によるピット形成方法により形成されるピッ
トのピット長について検討する。

【００６２】従来技術は、第８図に示すように、記録位
置の線速度に比例して記録再生クロック３２の周波数を
変えて、全記録領域に渡り線密度が一定になるように記
録ピット２６を形成する。なお、第８図では、クロック
周波数ｆ₀の内周部と、内周部の２倍の線速を持つ外周
部（クロック周波数２ｆ₀）とにおける波形を示してい
る。

【００６３】第８図に示すように、この従来技術では、
内周部より外周部の方が記録ピット長に対するそのピッ
ト長の変動量ΔΦが大きいため、結局、弁別クロック３
６の弁別窓幅Ｗに占める検出信号位置の変動量の割合Δ
Φ／Ｗが大きくなる。光ディスク媒体１の内周部から外
周部にかけて同一のピット長で記録した時の弁別窓幅に
占める検出信号位置の変動量の割合ΔΦ／Ｗの推移を、
第９図に示す。 第９図に示されるように、記録位置が
外周部へ行く程ΔΦ／Ｗが大きくなり、外周部での再生
誤りが増える可能性がある。

【００６４】本実施例によれば、この問題が解決され
る。そこで、この作用も含めて、次に、第１図により、
情報データの記録再生動作について説明する。

【００６５】まず、データの記録について説明する。

【００６６】主制御回路６は、ホストコンピュータ５か
ら書き込みデータと書き込み開始位置情報を受け取る。
主制御回路６は、書き込み開始位置情報を、内蔵するメ
モリ（図示せず）に記憶されている変換テーブルに従っ
て、アクセスするトラック番号４６、セクタ番号４７に
変換する。位置付け制御回路１８は、主制御回路６から
伝えられたトラック番号４６に、光ヘッド４の光スポッ
トが位置付くように位置付け機構１９を制御する。

【００６７】光ヘッド４を目的のトラックに位置付ける
方法としては、例えば、セクタ４２内に予め作成されて
いるＩＤ部の情報を用いるか、外部スケールを設けてお
き、スケール検出器２０で位置付け位置を読み取る方法
を用いる。

【００６８】また、主制御回路６では、変換されたトラ
ック番号４６から、第１０図に示される変換テーブルに
よって、クロック情報３４を得て、これをシンセサイザ
８に送る。

【００６９】シンセサイザ８では、クロック情報３４か
ら、それに対応する記録再生クロック３２を発生する。
第１０図において、記録再生クロック３２の切り換え
位置４１を１０２４トラック毎にしたのは、クロック切
り換え位置４１において、同一情報を持ったピット長が
外周へ行く程長くなり、弁別窓幅に占める検出信号位置
の変動量の割合（ΔΦ／Ｗ）も、ピット長を一定とした
ときよりも小さくなるためである。もちろん、これに限
定されず、この条件を満すならば、他のトラック本数で
もよい。

【００７０】シンセサイザ８は、基本クロック発振器７
で発生した基本クロック６１を固定分周器６２で分周
し、リファレンスクロック６４を発生する。さらに、上
記クロック情報３４で可変分周器６３の分周数をセット
する。この出力である可変分周クロック６５の周波数と
リファレンスクロック６４の周波数とが同値となるよう
に、位相比較器６６は、出力信号６７の周波数を制御す
る。出力信号６７は、ローパスフィルタ６８を通り、Ｖ
ＣＯ回路６９で記録再生クロック３２となる。

【００７１】また、記録再生クロック３２を可変分周器
６３に入力することで、記録再生クロック３２の周波数
を一定に保つようにする。この結果、記録再生クロック
３２は、該当記録位置に応じたものになる。

【００７２】変調回路９は、主制御回路６から受け取っ
た書き込みデータ２１を２−７コードなどのコードデー
タ２２に変調する。ＮＲＺ符号器１０は、シンセサイザ
８で発生した記録再生クロック３２に載せて、コード２
２をＮＲＺコード２３に変換する。

【００７３】前述したように該ＮＲＺコード２３でレー
ザ光を照射し、記録したとすると、光ディスク媒体の熱
拡散特性により、ＮＲＺコード２３よりも長いあるいは
短かい記録ピット長が形成されてしまう。この特性は、
線速度により変化するので、最適値に補正することが必
要である。また、ＮＲＺコード２３のコード長に記録ピ
ット長を合致させるために、併せてレーザの記録パワー
を制御するレーザ電流も最適化する必要がある。

【００７４】そのため、ＮＲＺコード２３について、パ
ルス幅設定器１２において、パルス幅を補正を含めて設
定し、記録コード２４が生成される。これについて、さ
らに詳細に説明する。

【００７５】変換されたＮＲＺコード２３は、パルス幅
設定器１２の遅延素子７１に入力される。この遅延素子
７１では、一定の遅延時間を伴った信号が複数の出力タ
ップに出力される。なお、遅延素子として、ゲート遅延
を用いる方法もある。

【００７６】遅延素子７１からの出力は、セレクタ７２
に入力され、いずれかの出力が記録補正器１１によって
選択され、ＡＮＤゲート７３に入力される。ＡＮＤゲー
ト７３の他方には、遅延されていない信号が入力されて
いるため、遅延量だけ短かくなったパルスが生成される
ことになる。このパルスは、第１図、第４図の記録コー
ド２４に対応し、レーザドライバ１４へ入力される。

【００７７】上記方法では、短かく補正する場合である
が、逆に、長く補正する場合は、ＡＮＤゲート７３をＯ
Ｒゲートを変えるだけでよい。また、両者を併用するこ
ともできる。

【００７８】一方、記録光パワーの制御は、レーザドラ
イバ１４内の電流源の値を変えることで行う。該レーザ
ドライバ１４は、カレントスイッチの構成を採ってお
り、電流値を決定するトランジスタ７５のベース電位を
Ｄ／Ａ変換器７４により変化させることにより、半導体
レーザ７７がオン状態になったときの発光パワーを変え
ることができる。例えば、Ｄ／Ａ変換器７４によってト
ランジスタ７５のベース電位を高くすれば、エミッタ電
位が上昇し、抵抗７６を流れる電流が増加する。従っ
て、半導体レーザ７７の駆動電流も増加し、発光パワー
が大きくなる。

【００７９】記録補正器１１は、制御情報３３によっ
て、パルス幅およびパワーの設定を行う。すなわち、ク
ロック情報３４（またはトラック番号）等の制御情報３
３を、内蔵するＲＯＭのアドレスとして入力とすると、
出力として、対応する補正データが出力される。このデ
ータを用いて、セレクタ７２によるパルス幅補正量の選
択およびＤ／Ａ変換器７４への入力ビットを指定するこ
とができる。

【００８０】また、クロック情報３４、トラック番号の
代りに、外部のスケール検出器２０からの値を用いる方
法、あるいは、ディスクの基準半径（例えば最内周）か
ら現在までに横切ったトラック本数を用いて、位置を認
識し、同様の制御を行うこともできる。

【００８１】上記方法によって、第４図に示すように、
記録光パルス２５は、記録位置における最適値に補正さ
れ、ＮＲＺコード２３と同じ長さの記録ピット２６をデ
ィスク媒体１上に形成することができる。 次に、デー
タの再生について説明する。

【００８２】主制御回路２６は、ホストコンピュータ５
より読み出し開始位置の情報を受け取り、記録時と同様
な動作を行い、光ヘッド４を目的トラックへ位置付け
る。半導体レーザ７７の発光パワーを再生レベルにし
て、光ディスク媒体１にレーザ光を照射する。これによ
って、媒体上のデータは、光信号として得られ、光ヘッ
ド４内の光検出器によって再生信号２７に変換される。
該再生信号２７は、２値化回路１５によって再生コード
２９として出力され、再生データ合成回路１６に入力さ
れる。

【００８３】一方、主制御回路６は、読み出し開始位置
情報からトラック番号４６とクロック情報３４を得て、
クロック情報３４をシンセサイザ８に送る。シンセサイ
ザ８では、上記クロック情報３４に対応して、記録時と
同様に記録再生クロック３２を発生する。

【００８４】本発明では、データの記録方式としてピッ
トエッジ記録方式を採用している。そして、実際にエッ
ジ記録を採用するに当って、記録ピットは、目的の長さ
に対して変化するため、前縁・後縁に対応したデータを
個別なデータとして取り扱い、再合成する方式を用いて
いる。

【００８５】ここでいう前縁パルスと後縁パルスは、２
値化回路１５から出力される再生コード２９の立ち上が
りエッジ、立ち下がりエッジに対応する。

【００８６】ＰＬＬ回路３５では、再生コード２９に同
期した弁別クロック３７と同期化コード３６とを生成す
る。第１図では、それぞれ１系列で示してあるが実際
は、前縁・後縁に対応した２系列のクロックおよびデー
タである。この際、記録再生クロック３２は、ＶＦＯ
（バリアブル・フレクエンシー・オシレータ）の引き込
み時の基準クロックとして用いている。

【００８７】該ＰＬＬ回路３５からの出力は、再生デー
タ合成回路１６に入力される。再生データ合成回路１６
は、前縁・後縁の同期化コード３６について、既知のデ
ータ（例えばＳＹＮＣパターンなど）の検出回路によっ
て合成のタイミングを計り、２系列のデータ列を合成す
る。

【００８８】上記再生データ合成回路１６の出力として
コード３０を得た後、復調回路１７によって変調時とは
逆の動作を行い、データ３１を得る。この復調回路１７
は、公知のものでよい。

【００８９】以上の方法で再生されたデータは、主制御
回路６よりホストコンピュータ５へ転送される。

【００９０】第１０図はトラック番号４６、クロック情
報３４、記録再生クロック周波数３２の変換テーブルを
示したものである。この場合、記録再生クロック周波数
３２を切り換えるトラック本数を１０２４本毎とし、外
周に行くに従って、クロック切り換え位置４１ごとにト
ラックを構成するセクタ４２の数を１セクタづつ増加さ
せている。

【００９１】ここで、記録再生クロック周波数を求めて
みる。光ディスク媒体１の回転数をＡrpm、最内トラッ
クのセクタ数をｎ、１セクタの総ビット数をＺとする
と、最内周トラック（０トラック）での記録再生クロッ
ク周波数ｆ₀は、以下のようになる。

【００９２】 ｆ₀＝２×Ａ／６０×ｎ×Ｚ （Ｈｚ） また、クロック情報ｉでの記録再生クロック周波数ｆ_i
は、以下のようになる。

【００９３】 ｆ_i＝２×Ａ／６０×(ｎ＋ｉ)×Ｚ （Ｈｚ） 第１１図は第１０図の変換テーブルを用いて、トラック
ピッチｄを1.5μm、最内周トラックのセクタ数ｎを５
１、最内周トラック半径を７０mmとして設定した光ディ
スク媒体１のフォーマットの一例を示したものである。

【００９４】第１４図は第１１図に示すフォーマットを
持つ光ディスク媒体１の最短ピット長の推移を示す。

【００９５】第１４図に示す最短ピット長の推移は、各
ゾーンにおいて同一順位にあるトラックについて、デー
タの記録に用いられるピットまたは記録ドメインの周方
向長さが、外周ゾーンにいくに従って徐々に長くなるこ
とを示していいる。ここで、各ゾーンにおいて同一順位
にあるトラックとは、例えば、各トラックにおいて、再
内周側から同一の順番に配置されているトラックを意味
する。具体的には、各ゾーンのｉ番目のトラック、例え
ば、１番目の再内周トラックである。

【００９６】次に、本発明の記録／再生方式の他の実施
例について説明する。

【００９７】本実施例は、記録再生クロック周波数切り
換え位置４１における記録ピット長の増加傾向と、上記
第１１図のフォーマットのものより緩やかあるいは急激
なものにする例である。そのため、本実施例は、記録ク
ロック周波数を切り換えるトラックの本数を１０２４本
固定ではなく、異なるトラック本数の２種を用意し、そ
れらの組み合せにより、制御する。１０２４本固定のと
きより、記録ピットの増加傾向を抑えることができれ
ば、光ディスク媒体の記憶容量を上げることができる。

【００９８】すなわち、本実施例は、光ディスク媒体１
上に、データの記録に用いられるピットまたは記録ドメ
インの周方向長さが、内周側で隣接するゾーンにおいて
同一順位にあるトラックにおけるピットまたは記録ドメ
インの周方向長さより、短くなるゾーンを混在させるよ
うにしたものである。

【００９９】例えば、1.5μmのトラックピッチを持つ光
ディスク媒体１において、１０２４本のトラックで記録
再生クロックを切り換える領域を３つ連続させ、その後
に、５１２本のトラックでクロックを切り換える領域を
設けるものとする。すなわち、ｄ＝1.5μm、ｎ＝５１、
Ｒ＝７０mmの条件において、Ｎ＝１０２４本のときは、
ピット長を内周側よりも増大することになり、Ｎ＝５１
２本のときは、ピット長を減少させることが可能にな
る。よって、内周部から外周部にかけてのピット長の増
大傾向を抑えることができる。

【０１００】本実施例の実現する記録／再生装置は、上
記した第１図に示す光ディスク装置と同様の構成とする
ことができる。従って、ここでは、説明を繰り返さな
い。なお、本実施例では、クロック制御系のクロック情
報生成手段を構成する主制御回路６において、第１５図
に示すような変換テーブルを記憶保持している。この点
は、上記実施例と相違する。

【０１０１】第１５図は、上記実施例を実現するための
トラック番号４６、クロック情報３４および記録再生ク
ロック周波数３２の変換テーブルである。

【０１０２】第１６図は上記条件における媒体上のフォ
ーマットを示したものである。第１６図に示すフォーマ
ットについての記録再生クロック切り換え位置における
最短ピット長の推移は、第１４図に示すように、折線グ
ラフの形状を示す。

【０１０３】上記実施例のように、異なるトラック本数
で記録再生クロック３２を切り換えることにより、安定
に再生することが可能な記録再生クロック周波数を選ぶ
ことができ、記録容量を増大することができる。

【０１０４】例として、１０２４本と５１２本で切り換
える場合を述べたが、これは２のベキ乗本で切り換えれ
ば、ソフトウェア処理などが容易となり、処理速度が高
速にすることができるからである。本発明は、これに限
定されるものではない。

【０１０５】本実施例において、さらに、記録再生クロ
ック３２を切り換える位置を任意に設定する構成として
もよい。このようにすれば、記録ピット長の増加分も任
意に設定でき、弁別窓幅Ｗに占めるピット長の変動量Δ
Φの割合（ΔΦ／Ｗ）を内外周どの記録位置でも、ほぼ
一定にすることが可能となる。従って、全記録位置にお
いて、読み出しマージン一定で、安定に読み出し可能な
最高密度の記録方法が実現できる。

【０１０６】第１７図は弁別窓幅に占める検出信号位置
の変動量の割合（ΔΦ／Ｗ）を示したものである。この
図から明らかなように、本発明の上記各実施例のよう
に、ピット長が記録位置が内周から外周になるほど大き
くなるように、記録再生用のクロックの周波数を各ゾー
ンごとまたはトラックごとに設定すれば、（ΔΦ／Ｗ）
をほぼ一定の範囲に抑えることができる。逆に、あらゆ
る記録位置で、（ΔΦ／Ｗ）が内周部と同じになるよう
に設定するには、最短ピット長がどれくらいで、記録再
生クロックをどれ程に設定すれば良いかがわかる。

【０１０７】なお、前記各実施例では、記録媒体として
ディスク状媒体に楕円状のピットを形成する追記形光デ
ィスクを用いたが、本発明は、これに限らず、他の光デ
ィスク媒体（光磁気・相変化）、磁気ディスク媒体、フ
レキシブルディスク媒体などを用いた場合も、同様に実
施できる。

【０１０８】また、上記実施例の光ディスク装置は、記
録機能と再生機能の両者を備えているが、いずれか一方
の機能のみを備える装置としてもよい。

【０１０９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載されるような効果を奏する。

【０１１０】ディスク状記録媒体を一定角速度で回転で
きるので、光ヘッドの位置付けにディスク状記録媒体の
回転数安定時間を必要としない。また、内外周の全ての
記録位置において安定な信号品質が保障され、記録再生
クロック切り換え位置において、弁別窓幅Ｗに占めるそ
の変動量ΔΦとの割合をほぼ一定にでき、全記録位置に
おいて安定に読み出し可能な高密度記録が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ディスク装置の一実施例の
基本構成を示すブロック図。

【図２】光ディスク媒体の概要フォーマットの説明図。

【図３】１セクタの構成を示す説明図。

【図４】データ記録方法を示す波形図。

【図５】データ再生方法を示す波形図。

【図６】記録再生クロック切り換え位置における最短記
録ピット長の推移を示すグラフ。

【図７】記録膜面の到達温度曲線を示すグラフ。

【図８】記録ピットの変動を示したモデル波形図。

【図９】弁別窓幅に占める検出信号位置の変動量の割合
の推移を示すグラフ。

【図１０】クロック情報の変換テーブルを示す説明図。

【図１１】第１０図の変換テーブルに対応する光ディス
ク媒体のフォーマットを示す説明図。

【図１２】シンセサイザの構成の一例を示すブロック
図。

【図１３】記録時の補正を行う回路の構成を示すブロッ
ク図。

【図１４】記録再生クロック切り換え位置における最短
記録ピット長の推移を示すグラフ。

【図１５】クロック情報の変換テーブルを示す説明図。

【図１６】第１５図に示す変換テーブルに対応する光デ
ィスク媒体のフォーマットを示す説明図。

【図１７】弁別窓幅に占める検出信号位置の変動量の割
合の推移を示すグラフである。

【符号の説明】

１…光ディスク媒体、２…スピンドルモータ、４…光ヘ
ッド、５…ホストコンピュータ、６…主制御回路、７…
基本クロック発振器、８…シンセサイザ、９…変調回
路、１０…ＮＲＺ符号器、１１…記録補正器、１２…パ
ルス幅設定器、１３…パワー設定器、１４…レーザドラ
イバ、１５…値化回路、１６…再生データ合成回路、１
７…復調回路、１８…位置付け制御回路、１９…位置付
け機構、２０…スケール検出器、４２…セクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 武志 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 斉藤 温 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−23330（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−269250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−145535（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/10 G11B 7/007

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のトラックを有する記録領域が、半
   径方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンに
   おいて同一順位にあるトラックについて、データの記録
   に用いられる最短のピットまたは最短の記録ドメインの
   周方向の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、
   かつ、外周ゾーンにいくに従って、各トラックのセクタ
   の数を増加するように記録され、 前記最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方向の
   長さが、内周側に隣接する前記ゾーンの最外周のトラッ
   クでデータの記録に用いられる最短のピット、または、
   最短の記録ドメインの周方向の長さより短く、 前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンの最内周に
   存在するトラックのセクタの数は、５１であることを特
   徴とするディスク状記録媒体。
2. 【請求項２】 複数のセクタを有するトラックを複数有
   し、記録領域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
   され、前記各セクタが、セクタ番号が記録されるヘッダ
   部を有する記録媒体において、 前記複数のゾーンの各々において同一順位にあるトラッ
   クの前記セクタの前記ヘッダ部は、前記セクタ番号を記
   録する最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方向
   の長さが、外周ゾーンにいくに従って長くなり、かつ、
   外周ゾーンにいくに従って、各トラックのセクタの数を
   増加するように記録され、 前記最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方向の
   長さが、内周側に隣接する前記ゾーンの最外周のトラッ
   クでデータの記録に用いられる最短のピット、または、
   最短の記録ドメインの周方向の長さより短く、 前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンの最内周に
   存在するトラックのセクタの数は、５１であることを特
   徴とするディスク状記録媒体。
3. 【請求項３】 複数のセクタを有するトラックを複数有
   し、記録領域が半径方向に隣接する複数のゾーンに区画
   され、前記各セクタが、セクタ番号が記録されるヘッダ
   部を有する記録媒体の記録再生装置において、 前記記録媒体は、前記複数のゾーンの各々において同一
   順位にある前記トラックの前記セクタの前記ヘッダ部に
   おける、前記セクタ番号を記録する最短のピットまたは
   最短の記録ドメインの周方向の長さが、外周ゾーンにい
   くに従って長くなり、かつ、外周ゾーンに行くに従って
   各トラックのセクタの数を増加するように記録され、 前記最短のピットまたは最短の記録ドメインの周方向の
   長さが、内周側に隣接する前記ゾーンの最外周のトラッ
   クでデータの記録に用いられる最短のピット、または、
   最短の記録ドメインの周方向の長さより短く、 前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンの最内周に
   存在するトラックのセクタの数は、５１であり、 前記記録再生装置は、前記複数のゾーンに属するトラッ
   クのヘッダ部から、前記セクタ番号を再生することを特
   徴とする記録再生装置。