JP3637347B1

JP3637347B1 - 光記録媒体

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Publication number: JP3637347B1
Application number: JP2003400918A
Authority: JP
Inventors: 竜雄見上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP2005166126A

Abstract

【目的】ウォブル信号の再生時にクロストークによるうねりをなくす。
【構成】スパイラル状のトラック４を一定の周期で蛇行するウォブル形状に形成し、隣接するトラック４同士の一周分の長さの差をウォブルの１周期の長さに略等しくする。そして、基準となるトラック（ｎ＝０）から数えてｎ番目のトラック４の基準角度θ_０からの角度がθの位置でのウォブル振幅Ｍ（θ）が、次式によって求められるようにする。
Ｍ（θ）＝Ｍ_０×１／｛Ａ＋Ｂsin（nπ＋θ／２）｝
この式におけるＡとＢは任意の定数であり、それぞれ次の範囲に選ぶ。
０．８≦Ａ≦１．４０．２≦Ｂ≦０．４）である。
【選択図】図１

Description

この発明は、トラッキング用の案内溝が渦巻き状に、かつウォブル（蛇行）させて形成された円盤状の光記録媒体に関する。

通常、情報を記録可能な円盤状の光記録媒体（一般に「光ディスク」と称されている）では、未記録状態でのトラッキング制御のために案内溝がトラック毎に設けられている。さらに記録時のクロック生成のために案内溝の壁を一定周期で蛇行させる所謂ウォブルが形成されるのが普通である。また、周波数変調方式、位相変調方式等の方法でこのウォブルにアドレス情報を記録することが行われている。

ところで、案内溝に照射したレーザ光の反射光によってウォブルの形状に対応するウォブル信号を再生する際に、隣接する案内溝のウォブルの形状までもが一部読み取られ、それがクロストークとして再生したウォブル信号の品質を劣化させてしまう問題がある。
すなわち、隣接するウォブルの位相がそろった部分では強めあい、逆に隣接するウォブルの位相差が１８０°に近くなると弱めあうことになる。また隣接するトラック間では一周分のトラック長に含まれるウォブルの数がわずかに異なることから、強めあう部分と弱めあう部分が周期的に生じるため、再生したウォブル信号の振幅にうねりが生じることになる。このとき、位相がそろって強めあう部分に位相変調部分が位置した場合には、その部分だけ逆に弱めあうことになる。

通常、記録再生装置による再生時には、ウォブル信号の振幅はゲイン調整により一定にそろえられるが、このように位相が強めあう部分に位相変調部分が位置した場合には、ゲイン調整によって不必要に振幅を小さくされてしまい、アドレスデータ等が記録されている重要な位相変調部分のウォブル信号の品質が特に悪化することになる。
以上のようなウォブル信号のクロストークによる信号特性の劣化を解決する方法として、従来から次のような方法が提案されている。

例えば、特許文献１には記録媒体のトラックごとに調整した位相シフト領域を設けることにより隣接トラックと同位相とする方法が示されている。
また、特許文献２にはウォブル形状の周期を回転中心に対して一定の等角度で形成することにより、隣接トラック同士でウォブルの位相をそろえる方法が示されている。
さらに、特許文献３には蛇行したトラックと蛇行の無いトラックを半径方向で交互に形成することによりクロストークを低減する方法が示されている。
さらにまた、特許文献４にはあらかじめ再生時に発生するクロストークを求め、それをウォブル信号から減算してクロストークをキャンセルする方法が示されている。

特開２００２−１９０１１６号公報特開２０００−３５７３４４号公報特開２００３−１２３３２１号公報特開２００２−２６９７５３号公報

しかしながら、上述した従来の方法では、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、特許文献１に記載の方法では、位相変調方式を用いた場合に、位相変調部において必要な信号の振幅が逆位相の相殺作用により打ち消しあって小さくなってしまう問題までは解決できない。
また、特許文献２に記載の方法では、外周側になるにつれウォブル波長が長くなるため、ＣＬＶ（線速度一定）記録を行う場合には特別なウォブル生成用のクロックを設ける必要があり、構成が複雑になって製造コストが高くなってしまうため、ＣＬＶ記録方式には適さない。
さらに、特許文献３に記載の方法では、蛇行のないトラック部分においては記録動作時のクロック生成に必要な情報が得られないため、動作が不安定となってしまう。

さらにまた、特許文献４に記載の方法では、再生用光ビーム照射時に位相方向へ照射位置が多少変動した場合には、計算されたクロストークと実際のクロストークが異なるため、クロストーク低減の効果が小さくなってしまう。
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、ウォブル信号の再生時にクロストークを小さくできるウォブル形状の案内溝を有する円盤状の光記録媒体を提供することを目的とする。

この発明は、一定の線速度で回転させた場合に各トラックが一定の周期で蛇行するウォブル形状に形成されており、かつ隣接するトラック同士の一周分の長さの差がそのウォブルの１周期の長さに等しい円盤状の光記録媒体において、上記の目的を達成するため、基準となるトラックのウォブル振幅をＭ_０としたときに、その基準となるトラックから数えてｎ番目のトラックの基準角度からの回転方向の角度がθの位置におけるウォブル振幅Ｍ（θ）が、次式で表わされ、
Ｍ（θ）＝Ｍ_０×１／｛Ａ＋Ｂsin（ｎπ＋θ／２）｝
この式におけるＡとＢを、Ａ＝１．２、Ｂ＝０．３としたものである。
この光記録媒体において、上記基準角度における各トラックのウォブル形状の位相差が０であることが望ましい。

この発明による光記録媒体は、隣り合うトラック同士でのウォブルのクロストークの影響を考慮して、各トラックの基準角度からの回転方向の角度がθの位置におけるウォブル振幅Ｍ（θ）を基準となるトラックのウォブル振幅Ｍｏと、その基準となるトラックから数えたトラック数ｎに応じて、上式の関係になるように設定しているので、ウォブル信号の再生時にクロストークを小さくできる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、一回のみ記録可能な光記録媒体の一例として、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）の一種であるＤＶＤ＋Ｒの構成について説明する。図３はＤＶＤ＋Ｒの記録面の一部を示す図であり、図４は図３中にＳで示す部分の表面構造を拡大して示す斜視図図である。
図３に示すように、光記録媒体（以下「光ディスク」と称す）１の基板２上には情報が記録されるトラック４がスパイラルに形成されており、図４に示すように、各トラック４は案内溝（グルーブという）３で構成されている。
ＤＶＤ＋Ｒドライブ装置の光ピックアップは、グルーブ３にレーザ光を当てたときに生じる回折光から、グルーブ３の中心からのズレ量を測定し、そのズレ量を無くすように光ピックアップを半径方向に移動することによって、レーザ光の照射スポットがグルーブ３内を追跡するようにサーボをかけることができる。これをトラッキングサーボという。

このＤＶＤ＋Ｒの基板２上には有機色素による記録層が形成されている。この色素は、光ピックアップから照射される高パワーレーザの熱により変質してトラック４内にマーク５を形成する。または、高パワーレーザの熱により色素が融解して穴状のピットが形成される。この結果、記録動作後には、基板上にピットのあるＤＶＤ−ＲＯＭと同等の再生信号を得ることができる。

この記録動作時には、ディスク面内における光ピックアップの位置情報を正確に知る必要があるが、ＤＶＤ＋Ｒの場合、この位置情報のうちのディスクの円周方向の位置については、グルーブ３の蛇行によるウォブルから知ることができる。
図５は隣り合う２つのグルーブ３の断面および表面を拡大して示す図であり、この図に示すように各トラック４のグルーブ３は円周方向に沿って形成されているが、一定の周期で径方向に蛇行して形成されている。すなわち、光ディスクを一定の線速度で回転させた場合に、一定の周期で蛇行するウォブル形状の溝壁面６が形成されていることになる。なお、隣接する２つのグルーブ２の間はランド７となっている。

ＤＶＤ＋Ｒドライブ装置の光ピックアップは、グルーブ３から検出される回折光により溝壁面６のウォブル形状に対応したウォブル信号を検出することができ、ＤＶＤ＋ＲディスクをＣＬＶ制御で回転させた場合には、このウォブル信号は一定周期数（一定周波数）の信号となる。このウォブル信号から得られるクロック数から、ディスク面内の周方向位置を検出することができる。

しかし通常は、グルーブに照射する光ビームのスポット径はグルーブの幅より充分大きく、また光ディスクドライブ装置の対物レンズの光軸ずれ、光ディスクの傾き(チルト)などが原因となって、隣接するトラックのウォブルを部分的に読み込んでしまい、それがクロストーク（漏れ読み込み）となってウォブル信号の再生に影響を与え、信号を劣化させてしまう問題がある。

さらに、隣接するトラック同士では、それぞれの一周分のトラック長の差がウォブル形状のわずか１周期から数周期分の長さでしかないため、ある半径位置のトラックを一周して検出するウォブル信号の周期数と、同じ線速度で隣接トラックから読み込んでしまうクロストークの周波数はわずかに異なることになり、それらが重畳されることによりウォブル信号のクロストークはうねりとなって現れることになる。
例えば、隣接するトラック同士の一周分のトラック長の差が、ウォブル形状の一周期の長さ（波長）と略等しい場合には、ウォブル振幅が一定であっても検出されるウォブル信号には光ディスク一回転で一周期のうねりが生じることになる。

図６は、上記クロストークによってウォブル信号に生じるうねりの一般例を示す図である。図示しないディスク面内の基準トラックから数えた相対的な半径位置がｎ番目にあるトラックからウォブル信号を検出した場合（２番目の波形）と、同じ線速度でその前後にそれぞれ隣接するトラックのウォブル信号を検出した場合（１番目と３番目の波形）には、図示するように各ウォブル信号の周波数（図中のピーク数）がわずかづつ異なることになる。

ここで、隣接するトラックのウォブル形状から受けるクロストークの影響を０．２とした場合、すなわち、ｎ番目のトラックのウォブルに対して検出されるウォブル信号の振幅をＡ_ｎ＋（０．２×Ａ_ｎ−１）＋（０．２×Ａ_ｎ＋１）とした場合、図６の４番目の波形に示すようにウォブル信号の振幅にうねりが生じる。この場合には、ウォブル信号のうち最も大きな振幅と、最も小さな振幅の比は２．３となる。

この発明では、上記のようにクロストークの影響を受けてウォブル信号に生じる振幅変動を低減させることを目的とするものであり、図４および図５に示した各トラック４の溝壁面６によるウォブル振幅を、基準となるトラックのウォブル振幅をＭ_０としたとき、そのウォブル振幅Ｍ_０と、その基準となるトラックから数えたトラック数とに依存するように設定する。

特に、このウォブル信号の振幅変動を低減させるためには、予めディスク面上のトラックに形成するウォブル形状の振幅Ｍ（θ）が、下記の式１によって得られる値になるように形成すればよい。
Ｍ（θ）＝Ｍ_０×１／｛Ａ＋Ｂsin（nπ＋θ／２）｝（式１）
ここで、
Ｍ_０：基準となるトラックにおけるウォブル振幅
Ａ、Ｂ：任意の定数（ただし、０．８≦Ａ≦１．４、０．２≦Ｂ≦０．４）
ｎ：基準となるトラックから数えたトラック数
θ：光ディスクの任意の基準角度θ_０からの回転方向の角度位置
Ｍ（θ）：基準となるトラックからｎ番目のトラックの角度θの位置におけるウォブルの
振幅

図１は、ディスク面上で見て、基準となるトラックとその近傍のトラックのウォブル形状の関係を示す模式図であり、図２は図１中の各トラックに対応する各パラメータ及びウォブル振幅を示す図である。
図１において、蛇行した黒帯で示すトラックを基準となるトラック（ｎ＝０）とし、その内側のトラックがｎ＝−１番目のトラック、外側のトラックがｎ＝＋1番目のトラック、さらにその外側のトラックがｎ＝＋2番目のトラックであり、それらがらせん状につながっている。その各トラック長は任意の基準角度θ_０から丁度１周（３６０°）分となっている。

なお、そして、図２に示すようにｎ＝−１，０，＋１，＋２の各トラックには、それぞれｗ−１、ｗ、ｗ＋１、ｗ＋２周期のウォブルが形成されている。そして、各トラックの基準角度θ_０からの角度θの位置におけるウォブルの振幅が、前述した式１で求められる振幅Ｍ（θ）となるように形成されている。

このように各トラック間で関連性を持たせた振幅でウォブルを形成した場合、図７に示すようにウォブル形状の振幅がそれぞれ異なることになる。なお、図７は、前述の式１中でＡ＝１．２、Ｂ＝０．３とした場合の例を示した。この場合、クロストークの影響によ基準となるトラックから数えてｎ番目のトラックのウォブル信号のうねり（振幅変動）は、図６の場合と比較して大幅に低減されており、最も大きな振幅と最も小さな振幅の比は１．４となった。

ただし、上記式１中の任意定数であるＡについては、Ａが小さすぎると検出したウォブル信号の平均振幅が大きくなりすぎてしまい、Ａが大きすぎると検出したウォブル信号の平均振幅が小さくなりすぎてしまう。種々の検討を行った結果、０．８≦Ａ≦１．４の範囲に設定するのが望ましい。
また任意定数Ｂについては、Ｂが小さすぎるとウォブルのクロストークを低減する効果が小さくなり、Ｂが大きすぎるとディスク面上で隣接するトラック間のウォブル形状の振幅比が大きくなって、その振幅の大きい部分において記録再生信号にノイズが生じ劣化してしまう。種々の検討を行った結果、０．２≦Ｂ≦０．４の範囲に設定するのが望ましい。

また、光ディスクの原盤に露光してウォブル形状のグルーブを形成する際には、光ディスクの回転むら等によりウォブルの周期が変動する場合があり、それにより予期している位相からずれるため、上記式１により形成されたウォブル形状であってもウォブル信号検出時のクロストークを減じる効果が小さくなる。

そこで、光ディスクの原盤へウォブル形状を形成する際に、図８に示すように記録媒体の基準となる角度θ_０において、各トラックのウォブルの位相を０°にすることにより、予期しない位相のずれによる影響を低減させることができる。しかし、ここのように全てのトラックの位相が基準となる角度θ_０において０°にならなくても、それらの位相差が０であれば（位相差がなければ）よい。

この発明は、上記実施例のＤＶＤ＋Ｒに限られるものではなく、例えばＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒなど、ウォブルが一定の周期で形成される各種の円盤状光記録媒体（光デイスク）にも適用可能である。また、記録面に記録層が多層に形成された光記録媒体にも適用可能である。

ディスク面上で見て、基準となるトラックおよびその近傍のトラックのウォブル形状の関係を示す模式図である。図１に示した各トラックに対応する各パラメータ及びウォブル振幅を示す図である。この発明を実施する光記録媒体の一例であるＤＶＤ＋Ｒの記録面の一部を示す図である。図３におけるＳで示す部分の表面構造を拡大して示す斜視図である。

隣り合う２つのグルーブの断面および表面を拡大して示す図である。従来ＤＶＤ＋Ｒにおけるトラックのウォブル形状とそのウォブル検出信号のクロストークによって生じるうねりの一例を示す波形図である。この発明の実施例に形成されるトラックウォブル形状とそのウォブル検出信号におけるクロストークによるうねりの減少を示す波形図である。光記録媒体の基準角度において各トラックのウォブル形状の位相を０°とした状態を示す波形図である。

符号の説明

１：光記録媒体（光ディスク）２：基板３：グルーブ４：トラック
５：マーク６：ウォブル形状の溝壁面７：ランド

Claims

一定の線速度で回転させた場合に各トラックが一定の周期で蛇行するウォブル形状に形成されており、かつ隣接するトラック同士の一周分の長さの差がそのウォブルの１周期の長さに等しい円盤状の光記録媒体において、
基準となるトラックのウォブル振幅をＭ_０としたときに、該基準となるトラックから数えてｎ番目のトラックの基準角度からの回転方向の角度がθの位置におけるウォブル振幅Ｍ（θ）が、次式で表わされ、
Ｍ（θ）＝Ｍ_０×１／｛Ａ＋Ｂsin（ｎπ＋θ／２）｝
この式におけるＡとＢは、
Ａ＝１．２
Ｂ＝０．３
であることを特徴とする光記録媒体。
請求項１記載の光記録媒体において、前記基準角度における各トラックのウォブル形状の位相差が０であることを特徴とする光記録媒体。