JP3674629B2 - ディスク状記録媒体及び記録再生装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

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
。

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
。

特開昭61-131236号公報 特開昭60-177404号公報 特開昭60-117448号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

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。

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。

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１９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。

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２２をさ
らにＮＲＺ(Non Return to Zero)コード２３に変換するＮＲＺ符号器１０と、Ｎ
ＲＺ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。

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３７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。

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。

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２ａ〜
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〜２
ｆ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４２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。

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〜２
ｆ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。

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。

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）、ＣＰ
Ｕ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ＲＡＭ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。

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６１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
６３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６７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 Oscillat
or)回路６９とを備えて構成される。

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。

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。

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。

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。

パワー設定器１３は、上記半導体レーザ７７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３１を再現することができる。

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、ＰＬＬ
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）。

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。

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。

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Ｒ
μm、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。

ｌ_o＝２π・(Ｒ＋０・Ｎ・ｄ）・1.5／Ｚ・(ｎ＋０）
（μm)
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。

ｌ_i＝２π・(Ｒ＋ｉ・Ｎ・ｄ）・1.5／Ｚ・(ｎ＋ｉ）
（μm)
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。

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＝５１、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３６の
弁別窓幅Ｗに占める検出信号位置の変動量の割合ΔΦ／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。

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。

まず、データの記録について説明する。

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。

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。

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。

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。

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、ＶＣＯ回路６９で記録再生クロック３２となる。

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。

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２２をＮＲＺコード２３に変換
する。

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。

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。

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。

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７
３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。

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、Ａ
ＮＤゲート７３をＯＲ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。

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。

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３３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３
２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。

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。

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
。

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５１、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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＝５１２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。

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。

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３
４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。

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１
６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。

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。

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。

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ΔΦ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。

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。

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。

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。

上記実施例で得られる効果として以下のものがある。

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。

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。

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。

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。

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。 光ディスク媒体の概要フォーマットの説明図。 １セクタの構成を示す説明図。 データ記録方法を示す波形図。 データ再生方法を示す波形図。 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。 記録膜面の到達温度曲線を示すグラフ。 記録ピットの変動を示したモデル波形図。 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。 クロック情報の変換テーブルを示す説明図。 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。 シンセサイザの構成の一例を示すブロック図。 記録時の補正を行う回路の構成を示すブロック図。 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。 クロック情報の変換テーブルを示す説明図。 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。 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、１７…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。

Claims (3)

1. 複数のトラックを有する記憶領域が、半径方向に隣接する複数のゾーンに区画され、各ゾーンにおいて最内周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、
   前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数が、内周側に隣接するゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数より１多く、
   前記複数のゾーンのうちの第１のゾーンに属するトラック本数と、前記第１のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第２のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
   前記複数のゾーン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. 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、前記各セクタがトラック番号およびセクタ番号が記録されるヘッダ部とデータが記録されるデータ部とを有する記録媒体において、
   各前記ゾーンにおいて最内周にある前記トラックの前記セクタの前記ヘッダ部は、前記トラック番号および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、
   前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数が、内周側に隣接するゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数より１多く、
   前記複数のゾーンのうちの第１のゾーンに属するトラック本数と、前記第１のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第２のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
   前記複数のゾーン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. 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ものである記録媒体の記録または再生を行う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最内周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、
   前記複数のゾーンのうちのいずれかのゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数が、内周側に隣接するゾーンに属するトラックに含まれるセクタの数より１多く、
   前記複数のゾーンのうちの第１のゾーンに属するトラック本数と、前記第１のゾーンから外周方向に複数ゾーン分離れた第２のゾーンに属するトラック本数とが異なり、
   前記複数のゾーン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。

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