JP3560410B2 - 光ディスク装置および光ディスク - Google Patents

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    • G11B7/00745Sectoring or header formats within a track

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクのランドとグルーブの両方に情報を記録する(以下、「ランド・グルーブ記録」という)とともに、連続する情報トラックが、ランドとグルーブの間で交互に入れ替わりながら形成されている光ディスクおよびその光ディスク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
既存の相変化光ディスクは、グルーブと呼ぶ溝部分だけにデータを記録しており、ランドは、トラッキング時の案内や、隣のグルーブトラックからのクロストークを抑える役目を担っている。ランドにもデータ記録すれば、グルーブの幅は同じままでトラック密度を2倍にできるが、クロストークが大きくなるので、ランド・グルーブ記録を使っても記録密度はそれほど上がらないと思われていた。しかし、グルーブとランドの段差をλ/6(λは光源の波長)程度にすると、隣接トラックのクロストークを抑えられることがわかり、これによってランド・グルーブ記録により、高密度化が進んだ経緯がある。特にランド・グルーブ記録を使わずにトラックピッチを狭めるよりも、ディスクのマスタリングが容易になる利点もあった。
【0003】
例えば、コンピュータ用データのファイルとして用いる光ディスクの場合、ランド・グルーブ記録を行う光ディスクは同心円状の構成をしており、ディスク1周分の記録を行うと、トラックジャンプを行って隣のトラック(例えば、現在がグルーブトラックであれば隣のランドトラック)に書き込みを開始する。この場合、各セクタはセクタ番地で常に管理されているため、コンピュータデータなどの不連続でも支障のないデータを記録再生するだけの用途には、バッファメモリ等を用いて支障なく動作が可能である。
【0004】
しかし、書換可能な光ディスクには、コンピュータ向け以外に動画や音楽などの連続したデータを扱う場合がある。特にマルチメディア用途(データと映像・音声を混在して用いる用途)においては、連続したデータが扱い易いように、CDと同じ螺旋状のトラックを用いることが考えられる。この場合、既存の光磁気ディスクのような同心円状のトラックにはせずに、連続的な書き込みが行えるようにスパイラル状に構成する場合がある。例えば、図15は、従来のランド・グルーブ記録を行うディスクのトラックパターンを示した図で、図において、1はディスクのトラック案内溝を構成するグルーブトラック(以下、「グルーブ」という)、2はグルーブ1間のランドトラック(以下、「ランド」という)、6は各情報記録セクタの先頭部分に設けられたヘッダ部である。
【0005】
ただし、ランドとグルーブの両方に記録するディスクでスパイラルの構成にする場合、トラックの開始点からグルーブまたはランドのみを最後までトレースし、いずれかが記録または再生し終わった時点で、ランドとグルーブを切り替えてもう一度記録し直す必要があるので、ランドとグルーブの切り替え時にディスク内周から外周へのアクセスが必要となるため、時間がかかるという問題がある。例えばこの動作を、ディスク半径方向にいくつかのゾーン単位に区切ったディスクで、ゾーン単位にランドとグルーブの切り替えを行ったとしても、アクセスの間、記録または再生をかなりの時間中断しなければならない。
【0006】
図16は、従来のランド・グルーブ記録を行う光ディスクにおけるヘッダ部の詳細を示した図で、図16(a)は、ランドとグルーブの両方にヘッダが形成されている場合を示す図、図16(b)は、ランドとグルーブの境目の位置にヘッダが形成されている場合を示す図である。図において、4はアドレスピットである。
【0007】
ヘッダ部6はデータを記録する単位であるセクタのアドレス情報などを表すために物理的に形成した凹凸部である。具体的にはランドと同じ高さのピット、またはグルーブと同じ深さのピットを、トラックのないヘッダ部に形成する。
【0008】
ランド・グルーブに適したプレピットの形成方法は数種類考えられているが、そのうち、主な方法は図16(a)に示すような専用アドレスを各トラック単位に持つ方式と、図16(b)に示すように中間(共用)のアドレスを持つ方式の二つがある。専用アドレス方式は、ランドとグルーブのそれぞれのセクタについて専用のプレピットを置く。そのセクタがランドなのかグルーブなのか等の多くの情報を盛り込めるので、光ディスク装置側の制御は楽になる。ただし、ピットの幅はトラック幅よりも十分狭くする必要がある。すなわち、トラックを形成するのと同じレーザ光ではプレピットを形成することができず、媒体の構造は難しくなる。
【0009】
また、中間アドレス方式は、隣り合うランドとグルーブでプレピットを共有する方法である。トラックを形成するのと同じレーザ光を使って、半径方向にトラックの幅の1/4だけ位置をずらすことでピットを形成できる。しかし、光ディスク制御側でランドかグルーブかを判断する必要があり、制御は複雑になる。
【0010】
上述したような、記録再生を行う光ディスクにおいては、記録密度を高めるために行ったランドとグルーブの構成以外にも、トラックオフセットの発生に対する問題を解決する必要があった。これは、記録を行う光ディスクが、大きなレーザパワーを必要とするため、3ビーム法等のビームを分割するやり方ではなく、プッシュプル法等の1ビームでトラッキングを行う方式が必要だったためである。また、ライトワンスディスク等の穴開け記録においては、記録後のトラックをトレースするサイドスポットが外乱となってしまうため、トラッキング動作が乱れる等の問題もあった。
【0011】
プッシュプルトラッキングは、図17に示すように、プリグルーブに照射した光スポットの回折分布を用いてトラック誤差を検出し、サーボ系を構成する方式であるため、ディスクの偏心や傾きなどに起因するオフセットが発生する問題がある。図17において、7は光ディスク、8は光ヘッド、16は光検知器、60はレーザーダイオード、61はハーフミラー、62は対物レンズ、57は対物レンズを駆動させるためのアクチュエータコイル、63はディスクモータである。例えば、0.7゜の傾き、または100μmの偏心(図17中に点線で示す対物レンズ62の100μmの並進と等価)で、光検知器16上の光分布17がずれるため、結果的に約0.1μmのオフセットが発生してしまう。このような現象を防ぐため、機械的、光学的に高精度な駆動装置にするなど、各種の工夫がなされている。また、CDのような再生専用システムでは3スポット方式などの技術が確立されているものの、この方式は記録再生/再生兼用システムには不適当といえる。
【0012】
そこで、従来からディスク半径方向に1/2ピッチだけずらしたピットを用意するウオブルピット法が知られている。図18(a)は、“光メモリシンポジウム’85”財団法人光産業技術進行協会編のp181〜p188「コンポジットトラックウオブリング方式光ディスクメモリ」および同p209〜p214「トラックオフセット補正方式の検討」に記載された鏡面を用いたトラックオフセット補正方式のヘッダ部の構成を示す図、図18(b)はウオブリングピットを用いたトラックオフセット補正方式のヘッダ部の構成を示す図である。図において、3は鏡面部、58および59はウオブリングピットである。
【0013】
また図19は、従来の図18(a)に示した鏡面部3を用いたトラックオフセットの補正回路を示すブロック図で、図において16はプッシュプル法によるトラック誤差検知を行うための2分割検知器、11は加算アンプ、12は2分割検知器16からトラックエラーを得るための差動アンプ、13は鏡面部3の検出タイミングを得るための鏡面検出回路、14は光スポットが鏡面部3を通過する際のトラックエラー信号をホールドするためのサンプルホールド回路、15はサンプルホールド回路からのオフセット情報とトラックエラー信号との差をとるための差動アンプである。
【0014】
また図20は、従来の図18(b)に示したウオブリングピット58,59を用いたオフセット補正回路を示したブロック図で、図において、18はウオブルピットの検出タイミングを得るためのウオブルピット検出回路、19,20はウオブルピット58,59を光スポットが通過する際に得られる反射光量をホールドするためのサンプルホールド回路、21はサンプルホールド回路19,20の出力の差動をとるための差動アンプ、50は差動アンプ21で得られたトラック誤差信号を通常のプッシュプル法によるトラックエラー信号に加算するための加算回路である。
【0015】
また図21は、ウオブルピットによって得られたトラックエラー信号と、通常のプッシュプル法によるトラックエラー信号とを同時に用いた場合の制御特性を示した図で、図において、G1は通常のプッシュプル法によるトラッキングオープンループ特性、G2はウオブルピットによるトラッキングオープンループ特性である。
【0016】
ここで図18(a)は、従来における鏡面オフセット補正の場合の構成図で、案内溝の一部を切断して鏡面部3を設けたものである。この場合、図19に示すような鏡面オフセット補正のための補正回路が必要となる。二分割光検出器16で受光した二つの信号は差動アンプ12に入力されてトラッキング信号となり、また、一方の和信号は情報信号となって鏡面検出回路13へ導かれて信号レベルをサンプリングするためのタイミング信号を発生する。差動アンプ12で得られるトラッキング信号△Tは、誤差分△Tg、真のトラック誤差△Ts、さらにはディスク傾きなどによるトラックオフセット分δを含むので
△T=△Ts+△Tg+δ ・・・・式1
と表される。サンプルホールド回路14は鏡面部3のトラッキング信号をセクタ毎にホールドするもので、この出力はトラッキング信号△Tのうち△Tg+δが出力されることとなる。従って、式1よりサンプルホールド回路14の出力を差動アンプ15で補正すれば、△Tsのみのトラッキング信号となって閉ループのサーボ系を形成し、正確なトラック追跡が行われる。
【0017】
また、上述した鏡面補正の方法以外にも、以下に示すウオブルピットによる補正法がある。この方法は、図18(b)に示すように、原盤作成時に超音波光偏向器を用いてトラックの中心から左右に振り分けた1対のピットを形成することにより可能である。また、記録再生時においては、光スポットが通過したときの反射光の大小関係を比較することにより、トラック誤差を検出するもので、実際には図20に示したサンプルホールド回路19,20の出力差を、差動アンプ21でとることにより得られるものである。またこの場合、図22に示すように、ウオブルピット58,59による、すなわち、光スポットが上のウオブルピット58に近い方を通過したときには、点線のような出力信号が得られ、下のウオブルピット59に近い方を通過したときは、実線のような位相が180°反転した出力信号が得られ、前段ピットの信号値から後段ピットの信号値を減算した値がトラックずれ量の大きさと方向を示すこととなる。このことは真の光スポット通過位置を検出できることになり、プリグルーブによる回折分布のみを用いる方式に比べると、より高度なサーボ系が構成できる。
【0018】
さらに上述の、ウオブルピット法の特徴を維持し、一般的な従来方式であるプッシュプル・トラッキングを用いたシステムとの完全な互換性を保持、などの条件を兼ね備えたトラッキング方式が考案されている。この方式のセクタ構成は、図18(b)に示すウオブルピットを予め形成しておくインデックスフィールドと、ユーザが後から使用するデータフィールドに分割する。さらに、インデックスフィールドにはアドレス情報などと共に、ウオブルピットを新設、またはセクタ検出用マークとの兼用で配置し、同時にトラッキング用のプリグルーブも形成しておく。このようなセクタ構成にしておくと、ウオブルピットで真のトラックずれ量が検出でき、プッシュプルトラッキングにおけるオフセットを補正させることが可能となる。この場合、図21に示すように、トラッキングサーボのオープンループ特性において、低周波領域ではウオブルピットによるトラッキングのゲインを大きくし、高周波領域においてプッシュプル法によるトラッキングゲインを大きくするように構成する。その結果、どの駆動装置を用いても、常に光スポットをトラック中心におきながらデータの記録再生ができ、記録済みディスクと駆動装置間の互換性不良という事態を防ぐことが可能となる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の光ディスク装置では、記録密度を向上させるためにランドとグルーブの両方に情報を記録することが行われてきた。しかし、このようなランドとグルーブの両方に記録する光ディスクにおいて、画像や音声等の連続した情報を記録再生するためには、1トラックおきにランドとグルーブが連続するように構成しなければならない。そのためには、当然1回転おきにトラッキングの極性を反転させる必要があり、この極性反転時のポイントが正確に検出できなければサーボ動作が乱れたり、サーボはずれを起こす、といった問題が生じる。
【0020】
また、上記の極性反転時にオフセットは、光ヘッドにおけるトラッキングセンサの取り付け誤差や、迷光に起因するトラッキングオフセットが反転してしまうことによって、逆向きのオフセットが発生する問題が生じた。
【0021】
また、上述した極性反転ポイントがディスクの偏心や振動等により検出できなかった場合においては、ディスク上でランドとグルーブが切り換わるポイントにおいて光スポットが隣のトラックに移動したり、サーボはずれが生じる等の問題があった。
【0022】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第一の目的は、ランドとグルーブの両方に記録できる光ディスクにおいて、連続した情報の記録再生が行えるような光ディスクおよび光ディスク装置を得るものである。
【0023】
また、第二の目的は、ランドとグルーブが入れ替わる時にトラッキングの極性を反転しても、瞬時に正常なトラッキングのオフセットを印加することができ、ランドまたはグルーブへの突入の際においても、トラッキングサーボの乱れが生じない光ディスクおよび光ディスク装置を得るものである。
【0024】
また、第三の目的は、トラッキングの極性反転ポイントがディスクの偏心や振動等により検出できなかった場合においても上記切り換えタイミング信号を補完する方法を得ることにより、常に安定なトラッキング極性切り換えが行えるようにしたものである。
【0025】
また、第四の目的は、この装置における情報の記録再生時に、次の情報セクタがランドであるかグルーブであるかトラッキング極性を反転する必要があるか等について、容易に識別が行えるようにした光ディスクを得るものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスクは、
互いに交互に形成された一回転分のランドと一回転分のグルーブとで形成された連続した情報トラックを有し、
各一回転のランドが各一回転のグルーブと切り換わり部分において接続され、
各一回転のランド及び各一回転のグルーブの各々がヘッダによりセクタに分割され、
上記ヘッダ内のピット列が径方向に変位してウオブルピットを形成しており、
該ピット列がアドレス情報を有し、
光スポットにより走査されたときのピット列の変位の順序が上記切り換わり部分において切り換わり、
上記アドレス情報を有するピット列が1/2トラックピッチずらしながら構成され、互いに隣り合うトラックのいずれが再生されるときも上記アドレス情報が再生されるように配置されている
ことを特徴とする。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態の光ディスクのランドとグルーブが切り換わるヘッダ部5を示す図で、図1(a)はピット配置を表わした図、図1(b)はアドレスデータのデータ内容の配列を表わした図である。図において、1はトラッキング案内溝を構成したグルーブ、2はグルーブ1間に構成されたランド、3は光スポットサイズよりも大きな領域でピットやグルーブの存在しない鏡面部、4は、ディスクの半径方向に1/2トラックピッチだけずれて配置されたアドレスピットで、紙面の制約から同じような形で描かれているが、各アドレスは図1(b)に示すようにデータの内容が異なっている。
【0037】
図2はこの実施の形態の光ディスク7のランドとグルーブの配列とセクタの配置を示した図で、図において、5はトラッキング極性を切り替える必要があるセクタのヘッダ部、6はトラッキング極性を切り替える必要のないセクタのヘッダ部、201はヘッダ部5の直前のヘッダ部である。
【0038】
図3はこの実施の形態の光ディスク装置における鏡面を用いたトラックオフセットの補正回路のブロック図で、図において、7は光ディスク、8は光ヘッド、9はトラッキングセンサ16の光電流を電圧に変換するためのI−Vアンプ、10はトラッキング極性を反転するための極性反転回路、11は光ディスクからの反射光量を得るための加算アンプ、12はトラッキングセンサ16のEとFのチャンネルの差動を取るための差動アンプ、13は光ディスク7に構成された鏡面部3の検出タイミングを得るための鏡面検出回路、14はトラッキングエラー信号レベルをサンプルホールドするためのサンプルホールド回路、15はサンプルホールド回路14の出力によりトラッキングエラー信号のオフセットを除去するための差動アンプ、16はトラッキングセンサ、17はトラッキングセンサ16の光量分布である。
【0039】
図4はこの実施の形態の光ディスク装置におけるウオブルピットを用いたトラックオフセットの補正回路のブロック図で、図において、18は光ディスク7に形成されたウオブルピットの検出タイミングを得るためのウオブルピット検出回路、19,20はディスク半径方向に対して前後にずれた2種類のピットからの反射光量レベルをホールドするためのサンプルホールド回路、21はサンプルホールド回路19,20の振幅差を比較するための差動アンプ、22はゲインアンプ、23は元のトラッキングエラー信号からオフセットを除去するための差動アンプである。
【0040】
図5はこの実施の形態の光ディスク装置における鏡面部3およびウオブルピットの検出タイミングを表わした図である。図において、24は再生した和信号、25は再生した和信号を波形整形した再生アドレス信号、26は再生アドレス信号25のデータを取り出すためPLL回路にて生成したクロック、27はアドレスAのパターンマッチング信号、28はアドレスBのパターンマッチング信号、29,30はウオブルピットのサンプルホールドタイミング信号、31は鏡面部のサンプルホールドタイミング信号である。
【0041】
ここで図6は、本実施の形態における極性反転を伴うセクタにおけるアドレスピット4を示した図で、図において、32は認識フラグ、33はトラック方向に長い認識フラグである。
【0042】
また図7〜図10は、本実施の形態における極性反転を伴うヘッダ部5、および極性反転を伴わないヘッダ部6,201のアドレスピットおよび鏡面部の配置を示した図で、図7(a),(b)および図8(a)〜(c)は極性反転を伴わないヘッダ部6,201のアドレス配置列を示す図、図9(a),(b)および図10(a),(b)は極性反転を伴うヘッダ部5のアドレス配置列を示す図である。
ここで図7(a)は鏡面部のないヘッダ部6,201、図7(b)は後方に最も広い鏡面部101を持つヘッダ部6,201、図8(a)は中央部に広い鏡面部101を持つヘッダ部6,201、図8(b)は中央部に狭い鏡面部102と後方に広い鏡面部103を持つヘッダ部6,201、図8(c)は中央部に広い鏡面部103と後方に狭い鏡面部102を持つヘッダ部6,201、図9(a)は後方に広い鏡面部101を持つヘッダ部5、図9(b)は中央部に最も広い鏡面部101を持つヘッダ部5、図10(a)は中央部に狭い鏡面部102と後方に広い鏡面部103を持つヘッダ部5、図10(b)は中央に広い鏡面部103と後方に狭い鏡面部102を持つヘッダ部5の構成例である。
【0043】
図11は極性切り換えタイミングを保護し、または補完するためのブロック回路を示す図で、図において、64はデータ検出PLL回路、65はセクタ先頭部のアドレス部における再生エンベロープを検出するエンベロープ検波回路、66はセクタの先頭部のアドレスを検出するヘッダアドレス検出回路、37は上記エンベロープから鏡面部の発生パターンをマッチングし、極性切り換えを検出するパターンマッチング回路、67は前回、またはそれ以前のセクタアドレス検出時からPLLクロックを所定数カウントして極性の切り換えタイミングを予測する極性切り換えタイミング予測回路、68は前回のセクタアドレス部を認識する通常セクタパターンマッチング回路、71は位相検出回路、72はモータ制御回路、73はモータエンコーダ、63はモータ、70はモータエンコーダ73の位相を記憶するための極性切り換えタイミング予測回路、69は前回のセクタまたはそれ以前のセクタアドレスからクロックにより切り換えタイミングを補完した信号Aと、モータエンコーダ73から補完した信号Bとにより、切り換えタイミングの保護を行う切り換えタイミング保護回路である。
【0044】
図12は上記のランド・グルーブ極性切り換えタイミングを検出する際に、時々極性切り換えタイミング信号が検出できなくても、上記切り換えタイミングを補完する回路を示したブロック図で、図において、74は極性切り換えタイミング生成回路、75は極性切り換えパターン再生回路、76は上記極性切り換えタイミングが図中のCのように時々検出できなかったり、図中のBのようにノイズにより誤って検出された場合においても正確な検出が行われるようにするためのPLL回路である。
【0045】
また、図13はウオブルピットの配置および鏡面部の配置からランドとグルーブの極性反転を検出し、サーボ極性を切り換える回路のブロック図で、図において、77は4分割検知器、78,79はそれぞれトラッキングセンサの片側2chを増幅するI−Vアンプ、80,81は上記2chを加算する加算器、82は加算器80,81の出力の差を取り、トラックエラー信号を出力する差動アンプ、83,84はそれぞれの側のウオブル信号を検出するエンベローブ検波回路、85は極性反転のための反転回路、86,87は上記エンベローブ検波回路のレベルを検出するコンパレータ、88は4分割検知器77のすべての和信号における再生エンベロープを検出するエンベロープ検波回路、89はエンベロープ検波回路88の出力信号をパターンマッチングするパターンマッチング回路、90はp,q,r信号から極性反転のタイミングを抽出する極性反転検出回路、91は極性反転回路、92はトラッキング制御回路である。
また、図14は図13中のp,q,r信号が、極性反転を伴うセクタと、極性反転を伴わないセクタとでどのような出力になるかを表したタイミング図である。
【0046】
従来のスパイラル状の光ディスクは、ランドトラックは1周した後もランドトラックに接続されている。グルーブトラックも同じである。したがって、ランドのみのスパイラルとグルーブのみのスパイラルの2本ができる。これに対して、連続した情報トラックを形成する必要がある光ディスクにおいては、図2に示すように、1周する毎にランドトラック2はグルーブトラック1へ、グルーブトラック1はランドトラック2に接続する、1周毎にランドとトラックが切り換わる1本のスパイラルとなり、CDと同様に、1本のスパイラル状のトラックにデータ記録するので、トラックジャンプの方法もCDと同じでよいという利点がある。
【0047】
従来のスパイラル状の光ディスクでは、ランドトラックをすべて走査したあとでグルーブトラックの先頭に光ヘッドを移動させるといった特殊なトラックジャンプ方法を組み込まなければならないので、このような場所で急に記録速度が低下する恐れがある。一方、マスタリング装置でトラックを形成するとき、単純な螺旋を描けば良い。これに対して、図2の光ディスクでは、1周毎にレーザ光を照射する位置を半径方向にトラックピッチ分だけずらす必要がある。しかし最も問題なのは、図2の光ディスクにおいて、1周毎にトラッキング極性をランドまたはグルーブに切り換える必要があることである。特に、トラッキングオフセットの発生と、極性切り替えの際に生じる、オフセットの逆転が問題となる。
【0048】
ここで、オフセット除去の手法としては、従来から提案されている鏡面補正法とウオブルピットによる補正法がある。一般的な記録再生可能な光ディスクにおいては、部分的にグルーブを設けない構成として、その部分にセクタのヘッダ部を形成し、セクタアドレス等の情報を凹凸ピットにてあらかじめ書いておくことが行われている。ランド・グルーブ記録の場合、この凹凸ピットを図1に示すように構成すれば、アドレスピット自体をウオブルピットとして利用することができる。
【0049】
図16(a)に示すような従来のアドレスピットの構成では、ディスク製造のカッティングマシンを1/2ピッチ単位で動かす必要がある他、図16(b)のような構成では、ランドとグルーブで同じアドレスが再生されてしまうため、光スポットがランド再生かグルーブ再生かを再生信号からだけでは判断できなくなる問題があった。
【0050】
しかし、図1の光ディスクでは、アドレスピットの情報内容を図1(b)のように交互に1/2トラックづつずらしながら構成するため、再生データによる各トラック単位でのアドレス判定が可能になる。例えば、グルーブトラック1を再生する場合、アドレスA→アドレスB→アドレスA→アドレスBの順で再生され、その隣のランドトラック2の場合は、アドレスC→アドレスB→アドレスC→アドレスBの順で再生されるので、この両データの違いにより判別ができる。
【0051】
また、アドレスピット4が交互にウオブリングピットとして配置されており、さらに鏡面部3も構成されているため、従来例で示した光ヘッドの対物レンズシフトやディスクの傾きに起因する、特にプッシュプルセンサ方式の不要なオフセットを除去することが可能となる。
【0052】
しかし、特に問題となる点は、図2に示すようにトラッキング極性を切り替えなければならないヘッダ5が1回転に一回存在することである。プッシュプル法によって得られるサーボの補償回路手前までのトラッキングエラー信号△Tをより詳細に分解すると、以下のようになる。
△T=△Ts+△Tg+δ+△Tt+△Ti+△Th・・・・式2
△Ts:真のトラッキングエラー信号
△Tg:対物レンズシフトによって発生するオフセット
δ :ディスク傾きによって発生するオフセット
△Tt:光検知器の取り付け誤差や光ヘッド内迷光で発生するオフセット
△Ti:検知器から極性反転回路までのオフセット
△Th:極性反転回路からサーボ補償回路までのオフセット
【0053】
ここで、真のトラッキングエラー信号△Tsは、グルーブ1からランド2へ、またはランド2からグルーブ1へ切り換わる際に逆極性となるため、極性反転回路10で反転することで正しいトラックエラー信号を得ることができる。このため△Tsについては、極性反転を行ってもまったく問題のない部分である。しかし、レンズシフトによるオフセット△Tgや、ディスク傾きによるオフセットδについては、ランド2やグルーブ1とは無関係に発生するため、そのまま極性反転を行うと逆向きのオフセットが印加されてしまうこととなる。そのため、ウオブリングピットや鏡面補正法によって得られた△Tgやδについては、極性反転の度にその量を補正する必要がある。
また、光ヘッド8の対物レンズポジションセンサから推定した△Tgを用いる方法や、トラッキング動作前にメモリにトラック1周分の△Tgを記憶してから補正する方法では、極性反転時においても△Tgを反転せずに補正することとなる。
【0054】
なお、△Ttや△Tiについては、装置の動作前、または工場出荷時に一度補正すればよいので、一般的には△Thと併せて、例えばサーボ回路のオフセット調整等で補正されている場合が多い。しかし、△Ttや△Tiは極性反転の際に反転回路10にて反転されてしまうのに対し、△Thは反転されないため、△Ttや△Tiの逆向きのオフセット誤差が発生してしまう問題がある。そのため、図3に示すように、極性反転回路10の後段に光スポットが鏡面部3を通過する際のトラッキングエラー信号をサンプルホールドする回路14を設け、このサンプルホールド回路14の出力で元のトラッキングエラー信号を差動アンプ15にて補正することで、△Ttや△Tiを含めた補正を行うことができる。
【0055】
また、鏡面補正方式による補正では、△Tgやδについても極性反転回路10によって反転されてしまうため、極性反転後に合わせて図3におけるサンプルホールド回路14にて補正する必要がある。
【0056】
特にこの方法においては、補正手段が極性反転回路10の後段に配置される必要があり、この配置によって極性反転時のオフセットである△Ttや△Tiを補正することができる。補正手段の後に極性反転回路があると、極性反転時に以前とは逆向きの△Ttや△Tiが発生し、補正する意味がなくなってしまう。また当然ではあるが、極性反転時の補正動作は、まず極性反転回路10を反転側に切り替えてから、サンプルホールド回路14を動作させて補正を行わせなければならない。
【0057】
上述の補正動作は、図5に示すように、アドレスピットを再生することで再生アドレス信号25からパターンマッチング信号27を生成し、この信号27でまず極性反転回路10を反転させてから、パターンマッチング信号27および28から生成したサンプルホールドタイミング信号31にて鏡面通過時のトラッキングエラー信号をホールドする。上記のアドレスピットは、通常の記録再生データには用いないパターンに変換して構成する。そのため、このパターンをディジタル回路にてマッチングさせることで、パターンの検出タイミングを得ることができ、クロック信号26とあわせて鏡面の検出タイミングを得ることが可能となる。
【0058】
ただし、この方法では、上記△Ttや△Tiを差動アンプ15で完全に補正してしまうことが必要で、一般的にその後のサーボ回路内部に構成されているオフセット調整手段にて△Ttや△Tiの分を含まないようにして調整する必要がある。したがってこの方法によるオフセットの調整は、まず極性反転によって発生するオフセットを、差動アンプ15にて、例えば補正後の電圧レベルが0Vまたは所定の基準電圧になるよう補正し、後段のサーボ回路のオフセット調整手段では、回路部分にて発生する上記所定電圧からずれた分のみを補正することとなる。この場合、光スポットが鏡面部を通過する際に上記極性反転時の補正を行うため、トラッキング誤差信号成分とは無関係に、オフセット成分のみを所定電圧に調整できる。
【0059】
ウオブルピットを用いて極性反転時の調整を行う場合は、図4に示す構成となる。この場合、従来のウオブルピットによるセンサオフセット検出方法と同様に、光ヘッド8の光検知器16に入射する反射光量である和信号を、加算アンプ11で生成するとともに、ウオブルピットの検出タイミング信号により、情報トラックに対し左右にずれた2つのピットを通過する際の和信号のレベルを、サンプルホールド回路19,20にてサンプルホールドする。そしてこのサンプルホールド回路19,20の出力の差を、差動アンプ21でとることにより、オフセット誤差のないトラッキングエラー信号を得ることができる。従って、このオフセットを含まないトラッキングエラー信号にアンプ22にて所定のゲインを乗じて、差動アンプ23にて元のトラッキングエラー信号と差をとることにより、元のトラッキングエラー信号に含まれるオフセットのみを取り出すことができる。
【0060】
この時、ゲインアンプ22は、ウオブルピットによるトラッキングエラー信号と、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号とのゲイン差を調整するためのものである。このように検出されたオフセット信号は、鏡面補正の場合と同様に、元のトラッキングエラー信号から減算され修正される。従来のウオブルピットによる補正方式が、図21に示すようにフィードバックによって補正されていたのに対し、本実施の形態の方式では、フィードフォワード的な補正動作を行うことと等価である。なぜならば、極性反転時においては、オフセット信号の変化が急峻に現れるため、フィードフォワード的に修正を行わなければ補正動作が間に合わず、サーボ系が乱れる原因となるからである。
【0061】
なお、上記の極性反転時における補正動作は、あくまでも次のセクタが極性反転を伴うセクタかどうかを常に認識した上で動作しなければならないのは当然である。もし、光ディスクの傷等によって誤ったアドレス情報を読み込み、不要に極性反転を行えば、サーボ外れを起こしてしまう。従って、このような極性反転を伴う光ディスクにおいては、この極性反転の有無を容易に認識し、かつ確実に検出する方法が不可欠である。この実施の形態においては、例えば光ディスクのアドレスを読み込むことによって、ある半径方向に所定のゾーンに分割され、各ゾーン内の1周当りのセクタ数が一定になっていれば、ゾーン内におけるセクタ番号の配列により極性反転の有無が検出できる。例えば、あるゾーン内の1周当りのセクタ数をmとし、0番地が最初の極性反転を行うセクタであるとすると、m×n(nは整数)のセクタアドレスを有するセクタにて極性反転が行われる。従って、セクタアドレスを検出してこれを解読すれば、極性反転の有無を判別できる。
【0062】
しかし、このようなアドレスピットの内容を読みだす方式では、データ再生時における読み間違い等により、上記の極性反転を間違えるおそれがある。仮に極性反転のアドレスが読み込めなくても、アドレス自体は例えば1つづつインクリメントされているため、1つ、または所定数前のセクタにおけるアドレスを読み込んでおくことによって、極性反転を含むアドレスを予測したり、間違いを補正することも可能であるが、最初のトラック引き込みの場合や、トラックアクセス後の引き込み時には、一度で判定する場合もあるため、同様な問題が生じる。
【0063】
この実施の形態では、ヘッダ6,ヘッダ201,ヘッダ5の内部に構成されている鏡面部の位置を検出することで、極性反転セクタかどうか認識することが可能である。例えば、中央に最も広い鏡面部101が存在する図8(a)を通常のセクタのヘッダ部6とし、図8(b)を極性反転を伴うセクタの1つ前のセクタのヘッダ部201とし、図9(a)を極性反転を伴うセクタのヘッダ部5とすることも可能で、また、図7(b)を極性反転を伴わないセクタのヘッダ部6とし、図8(b)を直前のセクタのヘッダ部201とし、図9(b)を極性反転を伴うセクタのヘッダ部5とする等、いくつかの組み合わせで識別することが可能である。いずれの場合も、アドレス内容や認識フラグの確認を行わずに、再生信号変化をみるだけで容易に検出・判定が可能である。
また、直前のセクタも認識することで、切り替えポイントの予測を確実にすることも可能である。
【0064】
また、このような認識フラグや鏡面部の配置・有無だけではなく、上述したアドレスピットから読み込まれるアドレスデータも同時に判定することで、極性反転の有無の認識をより確実にすることが可能である。
【0065】
さらにまた、同じゾーン内では各セクタのヘッダ部はディスクの半径方向に整列しているため、ディスクモータの回転周期をモータのエンコーダ、または前回までのセクタ検出間隔の計測値から検出し、前回の極性反転タイミングからの時間差を計測して現在の極性反転位置を推定することも可能となる。しかし、この場合は推定タイミングが不正確なため、上記アドレスの認識や、本認識フラグとの併用によって、極性反転セクタ検出の精度を高める場合にのみ用いられる。
【0066】
図11は切り換えタイミングの保護回路を示したブロック図である。ランドとグルーブが1回転おきに入れかわるディスクにおいては、極性反転のタイミングを検出し誤るとトラックはずれを起こしてしまう。そのため、傷や振動等によって極性反転のためのマッチングパターンやセクタアドレスが検出できなくても上記極性反転タイミングを補完しなければならない。そのためには、例えば2つの方法が考えられる。
【0067】
第1の方法は、前のセクタアドレスを検出してからデータ検出PLL回路64のPLLクロックを所定数カウントし、次の極性反転を伴うセクタのアドレスが検出できなくとも、上記PLLクロックからのカウント値が所定数になった所で強制的に極性を切り換えれば、トラッキングの極性切り換えを正確に行うことができる。
【0068】
また、第2の方法は、前回の切り換えタイミングにおけるモータの回転位相を記憶し、モータの回転位相に対する切り換えタイミングの位置は変わらないため、記憶した回転位相になったとき切り換えポイントを補完することにより正確な補完を行うことができる。
【0069】
以上、図11で説明した2つの方法以外にも、例えば図12に示されるような方法によっても、極性切り替えのタイミングを補完することが可能である。この方法は、ゾーンCAVディスクにおける極性切り替えが行われるディスクの角度割付がディスク半径方向に整列しているため、基本的な切り替えパターンが周期的に発生することを利用したものである。
【0070】
例えば、プリピットから構成されるセクタアドレスの鏡面部の配置が、ランドとグルーブが切り替わらない通常のセクタと、ランドとグルーブが切り替わるセクタとで異なっている場合、図12中のパターンマッチング回路37により上記極性反転を検出するとともに、セクタアドレスが検出された場合は極性切り替えが存在するアドレスを極性切り替えパターン再生回路75により検出することで、極性切り替えタイミング生成回路74で極性切り替え検出信号を検出する。ただし、この場合は、図中のBのようにノイズ等により余分に誤検出したり、またCのように検出できなかった場合が発生する。しかし、図12のPLL回路76を後段に配置し、さらに上記PLL回路76におけるVCOの発振周波数をディスク回転周波数に合わせることで、PLL通過後の極性切り替えタイミング信号を図12の下部に示したように正確に取り出し補完することが可能である。このようなPLL回路は、当然ディジタル的なPLL回路とし、ディジタルサーボ回路に内蔵することも可能である。
【0071】
また、ウオブルピットの配置が、ランドとグルーブの極性が切り替わるセクタと、そうでないセクタとで異なるように配置することによっても識別可能である。以上は図7から図10までのヘッダピット配列にも示されている。この場合、例えば図13に示すように、4分割検知器77のトラッキングセンサに用いられる分割と同じ分割にてそれぞれを再生する。(図13ではn+oとl+m)このようにして再生された信号は、エンベロープ検波後、図14に示すp,q信号のように再生されるため、極性反転の有無によりその区別が可能となる。これはウオブルされた凹凸ピットが、光スポットの進行方向に対してディスク半径方向に左右にずれており、それが極性反転の有無により異なるように配置されているからである。
【0072】
また、4分割検知器77のすべての和信号をエンベロープ検波することによって、上述したヘッダ部の鏡面部の配置をパターンマッチングすることも可能で、この場合、p,q,r信号の3つのANDを取ることによっても、より確実な極性切り替えが可能となる。
【0073】
【発明の効果】
本願請求項1に記載の光ディスクは、
互いに交互に形成された一回転分のランドと一回転分のグルーブとで形成された連続した情報トラックを有し、
各一回転のランドが各一回転のグルーブと切り換わり部分において接続され、
各一回転のランド及び各一回転のグルーブの各々がヘッダによりセクタに分割され、
上記ヘッダ内のピット列が径方向に変位してウオブルピットを形成しており、
該ピット列がアドレス情報を有し、
光スポットにより走査されたときのピット列の変位の順序が上記切り換わり部分において切り換わる
ことを特徴とするものであり、
ピット列がアドレス情報を有しているため、信頼性が高いと言う利点がある。
【0074】
請求項3記載の光ディスク装置は、
ランドとグルーブの極性切り換えを伴うセクタと、それ以外のセクタとをウオブルアドレスの配置順列が異なるように構成した請求項1に記載の光ディスクを用いる光ディスク装置において、上記ウオブルピットの配置順序を再生情報およびサーボ誤差信号を検出するための4分割光検知器を用いてトラック誤差信号に用いるそれぞれ2つずつの加算出力から得られる2つの再生エンベローブの発生状態を比較することで極性切り換えのタイミング信号を得る手段を備えたことを特徴とするものであり、
エンベロープ同士で比較をしているので、信頼性が高いと言う利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の光ディスクにおけるランドとグルーブが切り換わるヘッダ部を示す図である。
【図2】実施の形態の光ディスクにおけるランドとグルーブの配列およびヘッダ部の配置を示す図である。
【図3】実施の形態の光ディスク装置における鏡面を用いたトラックオフセット補正回路のブロック図である。
【図4】実施の形態の光ディスク装置におけるウオブルピットを用いたトラックオフセット補正回路のブロック図である。
【図5】実施の形態の光ディスク装置における鏡面部およびウオブルピットの検出タイミングを表す図である。
【図6】実施の形態の光ディスクにおける極性反転を伴うセクタのアドレスピットおよび認識フラグを示す図である。
【図7】実施の形態の光ディスクのヘッダ部の構成を示す図である。
【図8】実施の形態の光ディスクのヘッダ部の構成を示す図である。
【図9】実施の形態の光ディスクのヘッダ部の構成を示す図である。
【図10】実施の形態の光ディスクのヘッダ部の構成を示す図である。
【図11】実施の形態の光ディスク装置における切り換えタイミング保護回路のブロック図である。
【図12】実施の形態の光ディスク装置における切り換えタイミング保護回路のブロック図である。
【図13】実施の形態の光ディスク装置におけるサーボ極性切り換え回路のブロック図である。
【図14】図1の動作タイミング図である。
【図15】従来の光ディスクのランドとグルーブの配列およびヘッダ部の配置を示す図である。
【図16】従来の光ディスクのヘッダ部の構成を示す図である。
【図17】従来のプッシュプルトラッキング方式によるオフセットの発生原理の説明図である。
【図18】従来の光ディスクの鏡面方式およびウオブルピットによるトラックオフセット補正に用いるヘッダ部の構成を示す図である。
【図19】従来の光ディスク装置における鏡面を用いたトラックオフセット補正回路のブロック図である。
【図20】従来の光ディスク装置におけるウオブルピットを用いたトラックオフセット補正回路のブロック図である。
【図21】従来のウオブルピットとプッシュプル法とで得られたトラッキングエラー信号を用いた場合の制御特性図である。
【図22】従来のウオブルピットから得られる出力信号波形図である。
【符号の説明】
1 グルーブトラック、2 ランドトラック、3,101〜103 鏡面部、4 アドレスピット、5 極性反転を伴うヘッダ部、6 極性反転を伴わないヘッダ部、7 光ディスク、8 光ヘッド、9 I−Vアンプ、10 極性反転回路、13,39 鏡面検出回路、14,19〜20,41〜42 サンプルホールド回路、16 トラッキングセンサ、17 トラッキングセンサの光量分布、18 ウオブルピット検出回路、24 再生和信号、25 再生アドレス信号、26 クロック、27 アドレスAのパターンマッチング信号、28 アドレスBのパターンマッチング信号、29〜30 ウオブルピットのサンプルホールドタイミング信号、31 鏡面部のサンプルホールドタイミング信号、32〜35認識フラグ、36 PLLデータ検出部、37 パターンマッチング回路、38 極性反転位置検出回路、50 加算回路、58〜59 ウオブルピット、60 レーザダイオード、61 ハーフミラー、62 レンズ、63 ディスクモータ、64 データ検出PLL回路、65 エンベロープ検波回路、66 ヘッダアドレス検出回路、67 極性切り換えタイミング予測回路、68 通常セクタパターンマッチング回路、69 切り換えタイミング保護回路、70 極性切り換えタイミング予測回路、71 位相検出回路、72 モータ制御回路、73 モータエンコーダ、74 極性切り換えタイミング生成回路、75 極性切り換えパターン再生回路、76 PLL回路、77 4分割検知器、78,79 I−Vアンプ、80,81 加算器、83,84,88 エンベロープ検波回路、89 パターンマッチング回路、90 極性反転検出回路、201 ヘッダ部5の直前のヘッダ部。

Claims (3)

  1. 互いに交互に形成された一回転分のランドと一回転分のグルーブとで形成された連続した情報トラックを有し、
    各一回転のランドが各一回転のグルーブと切り換わり部分において接続され、
    各一回転のランド及び各一回転のグルーブの各々がヘッダによりセクタに分割され、
    上記ヘッダ内のピット列が径方向に変位してウオブルピットを形成しており、
    該ピット列がアドレス情報を有し、
    光スポットにより走査されたときのピット列の変位の順序が上記切り換わり部分において切り換わり、
    上記アドレス情報を有するピット列が1/2トラックピッチずらしながら構成され、互いに隣り合うトラックのいずれが再生されるときも上記アドレス情報が再生されるように配置されている
    ことを特徴とする光ディスク。
  2. 請求項に記載の光ディスクを用いる光ディスク装置であって、
    光スポットでディスクを照射し、走査する手段と、
    アドレス情報を読み取る手段と、
    上記光スポットが上記ウオブルピットを走査したときに再生される信号のエンベロープを検出する手段と、
    上記エンベロープを検出する手段の出力に応じて、上記光スポットがヘッダを走査するときに、上記ウオブルピットの変位の順序を検出する手段と、
    上記順序を検出する手段の出力に応じて、走査されているヘッダが切り換わり部分にあるものかどうかを判定する手段と
    を備えた光ディスク装置。
  3. ランドとグルーブの極性切り換えを伴うセクタと、それ以外のセクタとをウオブルアドレスの配置順列が異なるように構成した請求項1に記載の光ディスクを用いる光ディスク装置において、上記ウオブルピットの配置順序を再生情報およびサーボ誤差信号を検出するための4分割光検知器を用いてトラック誤差信号に用いるそれぞれ2つつの加算出力から得られる2つの再生エンベローブの発生状態を比較することで極性切り換えのタイミング信号を得る手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
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