JP3751748B2 - 光ディスクのデータ記録方法および記録装置、並びに光ディスクのデータ再生方法および再生装置 - Google Patents

光ディスクのデータ記録方法および記録装置、並びに光ディスクのデータ再生方法および再生装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンパクトディスク(以下、「ＣＤ」または単に「ディスク」という）に関し、さらに詳しくはリードイン(lead in)のＺＥＲＯ領域とサブコードのＱチャネルフォーマットのＺＥＲＯ領域に一般ＣＤモード、高密度ＣＤモードおよびＣＤビデオモードのデータ記録方法によるそれぞれのコードを記録してディスクの種類およびデータ記録状態を容易に判別し探索する光ディスクの記録および再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤにおけるデータ領域は大きくリードイン領域、主データ領域、リードアウト領域に分けられている。この時、リードイン領域のデータフォーマットは図１に示すように、それぞれ８ビットずつ７２ビットで構成されており、前記リードイン領域にはディスクの記録内容が格納されている。即ち、ＭＮＲは曲番号をＢＣＤ（２進化１０進表記法）の２桁で表示し、「００」はリードイントラックを表す。ＰＯＩＮＴは曲番号およびリードイン、リードアウトトラックを表し、「０１〜９９」までは曲番号である。ＭＩＮ、ＳＥＣ、ＦＲＡＭＥは「０１〜９９」曲までの各曲の演奏時間を表す領域であって、各曲に対して何分、何秒、何番目のフレームであるかがそれぞれ１０進２ケタのＢＣＤで表されている。ＰＭＩＮ、ＰＳＥＣ、ＰＦＲＡＭＥは一枚のディスクにおける曲のスタートする絶対時刻(absolute time)を表したもので、分、秒、フレームを意味する。このような場合、ＺＥＲＯ領域は使用されない。
【０００３】
即ち、前記リードイン領域はディスクに収録されている曲数、各曲の時間および全体時間、各曲の最初部分とインデックス部分に該当するアドレスなどが記録されている。これらをＴＯＣ(Table Of Contents)と呼ぶ。この際、前記リードイン領域は直径４６ｍｍ以内から始まり、直径５０ｍｍのプログラム開始位置の直前まで連続する。この領域にはＴＯＣ信号が繰り返し記録されている。そして、ディスクの内容は１秒当たり４.３２×１０ビットでストリームされるので、リードイン領域のデータはかなり短い時間内にリードインを終える。
【０００４】
なお、主データが記録されている領域では、図２(a)および(b)に示すように、１フレーム単位で連続してデータおよびパリティが交互に記録されている。この場合、１フレームの最初には同期信号（２４ビット）が記録され、次にサブコーディングシンボル（１４ビット）、その次にデジタルオーディオデータとパリティ(Parity)の３２シンボル（３２×１４ビット）が連続して記録され、９８個のフレームが集まって一つのブロックを形成する。この時、ＣＤは１枚を９９部分に分割し、短い曲を９９曲まで収録できるように構成されている。
【０００５】
そして、ＣＤプレーヤーはサブコードのうちＰチャネルとＱチャネルをそれぞれ検出してサーボ部の制御に基づいてプログラム演奏を実行する。ここで、サブコードはユーザビットまたはコントロール信号といい、サブコードはユーザがディスクを使用し易くするためのコードであって、１フレームに１個ずつ挿入されている。そして、前記サブコードのうちＰチャネルの信号は音楽の有無、即ち曲と曲との間を表す信号であり、Ｑチャネルの信号はリードイン領域と同じフォーマットの内容が主データ領域の各フレームごとに記録されていることを示す信号である（図３参照）。
【０００６】
図３において、２ビット（Ｓ０、Ｓ１）は同期信号であり、同期信号の次にあるコントロール信号(CONTROL)（４ビット）はオーディオのチャネル数、エンファシスの有無などを表す。なお、データ領域（７２ビット）はアドレス(ADDRESS)（４ビット）によって異なり、ＣＲＣ(Cyclic Redundacy Code)（１６ビット）は誤り検出符号であって、受信したＱチャネルのデータに対する是非を判定して正しいデータのみを読み出すようにしている。この際、前記リードインデータフォーマットのＺＥＲＯ領域と同様に、前記ＱコードフォーマットでもＺＥＲＯ領域（▲１▼、▲２▼）は使用されていない。
【０００７】
一方、ディスクは高密度化のために、図４のように、多層でマスタリング(mastering)される。この際、ディスク製造システムではディスクの各層にあるデータを正確に読み出すために、各層の固有番号(ＩＤ)を常にチェックすることにより、ディスクのエラーを無くすことができる。
【０００８】
図４のディスクは、Ａ部分はリードイン領域、Ｂ部分は主データ領域、Ｃ部分はリードアウト領域にそれぞれ区分される。そして、図４のディスクの断面には、データ情報、即ちピット(Pit)が、ａ、ｂのように２層であることが示されている。なお、ＣＤのピットは、３以上の層にすることもできる。
【０００９】
ディスクのピットは一般ＣＤで最小０.８６μｍ（３Ｔ）、最大３.１８μｍ（１１Ｔ）、トラックピッチは１.６μｍになっている。ディスクの高密度化の趨勢によってピッチと各ピットの長さは短くなる傾向にある。この場合、ディスクの密度が変わるにつれて、スピンドルモータの速度も変わらなければならない。即ち、一般ＣＤにおける線速度は1.２ｍ／ｓｅｃであるが、密度が高くなるほど線速度は遅くならなければならない。そして、高密度ＣＤであってもリードイン領域は一般ＣＤのフォーマット（トラックピッチは１.６μｍ、ピットは０.８６μｍ（３Ｔ）〜３.１８μｍ（１１Ｔ））と同様に上層ａに記録し、その他の領域はどのような仕様であってもよい。
【００１０】
ａ層とｂ層との密度の一例として、
ａ層は一般のＣＤの２倍、ｂ層は一般のＣＤの４倍、
ａ層は一般のＣＤの１倍、ｂ層は一般のＣＤの２倍、
ａ層は一般のＣＤの４倍、ｂ層は一般のＣＤの１倍、
ａ層は一般のＣＤの４倍、ｂ層は一般のＣＤの４倍など、高密度ＣＤは、多様
な高密度の状態でデータを記録することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ディスクは高密度記録時の記録状態や密度などを表す部分が無いために、ＣＤの再生時に一般ＣＤと高密度ＣＤを区別することができない。このため、曲の探索が容易でなく、フォーカシングおよびトラッキングが正確に行われないという問題点があった。
【００１２】
本発明はかかる問題点を解決するためのもので、その目的はＣＤ記録時に一般ＣＤと高密度ＣＤとが区別できる情報を、高密度ＣＤで各層のＩＤを前記リードイン領域のＺＥＲＯ領域とＱコードのＺＥＲＯ領域に記録することにより、ＣＤの再生時にディスクの種類およびデータ記録状態を正確に分類することができ、曲を探索することが容易なＣＤの記録方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、ディスクの種類によってスピンドルモータの線速度、フォーカシングおよびトラッキングサーボを正確に制御しうるＣＤの再生方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスクの記録方法は、一般ディスクと高密度ディスクとに関する区分情報、多層ディスクの各層の番号および／または前記各層の記録密度を含む状態情報をデータフォーマットの特定領域に記録し、そのことによって、上記目的を達成することができる。
【００１５】
前記高密度ディスクのリードイン領域には、前記一般ディスクと同様のデータフォーマットで各種の状態情報を上層に記録してもよい。
【００１６】
本発明の光ディスクの記録および再生方法は、ディスクが挿入されると、スレッドモータを駆動してピックアップを移送し、スピンドルモータを線速度が一定で駆動するとともにトラッキングサーボとフォーカシングサーボとを行ってディスクの種類と記録密度状態を判別する光ディスクの記録および再生方法であって、前記光ディスクの記録時に一般ディスクと高密度ディスクの区分、多層ディスクの各層の固有番号および／または記録密度状態を含む情報をリードインのＺＥＲＯ領域とサブコードのＱチャネルのＺＥＲＯ領域とに記録する記録ステップと、前記光ディスクの再生時にリードインのＺＥＲＯ領域を読み取って各曲に対する記録密度状態および位置情報を判別し、判別された各曲の記録密度状態および位置情報に応じて前記スピンドルモータの線速度、前記トラッキングサーボ、および前記フォーカシングサーボを前記各曲に対して制御する再生ステップとを包含し、そのことによって、上記目的を達成することができる。
【００１７】
前記再生ステップは、各フレームごとに記録されているサブコードのＱチャネルのＺＥＲＯ領域を判別して前記トラッキングおよびフォーカシングサーボを正確に行うことが好ましい。
【００１８】
本発明の他のＣＤの記録および再生方法は、前記ＣＤの記録時に一般ＣＤと高密度ＣＤとの区分、高密度ＣＤにおける各層の固有番号および／または各層の記録密度状態を含む情報をリードイン領域のＺＥＲＯ領域とサブコードのＱチャネルのＺＥＲＯ領域に記録する記録ステップと、前記ＣＤの再生時にリードインのＺＥＲＯ領域を読み取って各曲に対する記録密度状態および位置情報を判別し、判別された各曲の記録密度状態および位置情報によってスピンドルモータの線速度トラッキングサーボ、およびフォーカシングサーボを各曲に対して制御する再生ステップとを包含し、そのことによって、上記目的を達成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＣＤの記録および再生方法の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図５は本発明の記録および再生を行うためのＣＤ駆動装置のブロック図である。図５によれば、前記ＣＤ駆動装置はディスク５０１の指定された位置にレーザを入射させてその反射光をピックアップする光ピックアップ５０２と、前記光ピックアップ５０２全体をラジアル方向に移送するスレッドフィードモータ(thread feed motor)５０３と、スピンドルモータ５０４を制御して前記ディスク５０１を線速度を一定（ＣＬＶ)にして駆動させるスピンドルモータサーボ部５０５と、約１.６μｍの一番小さいピッチのトラックを非接触で追跡するために、ディスクが振動しても常にその反射面に一定の距離を保持させるフォーカシングと指定されたトラックを追跡するトラッキングとを制御するピックアップサーボ部５０６と、前記光ピックアップ５０２でピックアップされた信号を増幅して信号の雑音および歪を除去して波形整形するプリアンプ５０７と、前記プリアンプ５０７から出力される信号からスピンドルサーボに関連している信号を抽出してスピンドルモータサーボ部５０５にフィードバックし、リードイン領域のデータおよびサブコードをマイクロコンピュータ５１０へ出力するとともに、データ復元のための信号処理を行うデジタル信号処理部(Digital Signal Processing：ＤＳＰ)５０８と、ＤＳＰ５０８で復元されたデータをアナログ信号に変換して左（Ｌ）、右（Ｒ）チャネルに該当するオーディオ信号を出力するデジタル／アナログコンバータ(Digital/Analog Converter：ＤＡＣ)５０９と、前記マイクロコンピュータ５１０の制御によってＣＤの進行状態を表示する表示部５１１とから構成されている。
【００２１】
このように構成された本発明のＣＤ駆動装置は、ＣＤ記録時にリードインデータ部分のＺＥＲＯ領域と、各フレーム（５８８チャネルビット）ごとに記録されているサブコードのＱチャネルデータのＺＥＲＯ領域にディスクの記録状態および記録密度をそれぞれ記録する。
【００２２】
例えば、一般のＣＤの場合にはＺＥＲＯ領域に「００」を記録し、ＣＤビデオ（ＣＤＶ）の場合にはＺＥＲＯ領域に「００」、ＰＯＩＮＴ領域に「Ａ０」、ＰＳＥＣ領域に「２０」を記録し、高密度ＣＤの場合にはＺＥＲＯ領域の８ビットを上位４ビットと下位４ビットに分離した後、ディスクの密度状態をＢＣＤコード化して記録する。この際、前記ＺＥＲＯ領域の左側４ビットは層数を表し、右側４ビットは密度を表すことができる。
【００２３】
例えば、下層ならば左側４ビットに１を記録し、上層ならば左側４ビットに２を記録し、一般ＣＤフォーマットであれば右側４ビットに０を記録し、２倍密度であれば右側４ビットに２を記録し、４倍密度であれば右側４ビットに４を記録することができる。
【００２４】
ここで、ディスクの種類や記録密度を表すデータの設定および記録位置は記録時と再生時が一致しなければならなく、プログラムによって異なることもある。この場合、高密度ＣＤであっても、図４に示すようにリードイン領域は一般ＣＤのフォーマット（トラックピッチは１.６μｍ、ピットは０.８６μｍ（３Ｔ）〜３.１８μｍ（１１Ｔ））と同様に上層ａに記録し、その他の領域の密度については、任意の密度であってもよい。
【００２５】
従って、ディスク５０１が挿入されてローディングされたと判断される（Ｓ６０１）と、マイクロコンピュータ５１０でピックアップサーボ部５０６にスレッドフィードモータ５０３を駆動させて光ピックアップ５０２をリードイン領域に移動させる（Ｓ６０２）。そして、ピックアップサーボ部５０６でディスク面に焦点を合わせるフォーカシングサーボと、光ビームをトラックに走査してトラックを探知するトラッキングサーボを行うとともに、スピンドルモータサーボ部５０５の制御によってスピンドルモータ５０４を一般ＣＤと同様の１.２ｍ／ｓｅｃの線速度で駆動させる（Ｓ６０３）。
【００２６】
これは高密度ＣＤもリードイン領域が一般ＣＤと同様のフォーマットで上層ａに記録されているためである。この場合、前記線速度でディスク５０１が回転すると、光ピックアップ５０２はディスク５０１の決められた位置にレーザを照射し、それによる反射光をピックアップする。
【００２７】
前記光ピックアップ５０２によって読み込まれた信号は、反射された光が平らな面で明るくなりピット部分で暗くなる高周波のアナログ信号ＲＦである。そのアナログ信号をプリアンプ５０７が増幅し、信号の雑音および歪を除去し波形整形した後、波形整形された信号をＤＳＰ５０８へ出力する。ＤＳＰ５０８はプリアンプ５０７から出力される信号から、スピンドルサーボに関連した信号を抽出してスピンドルモータサーボ部５０５にフィードバックし、リードイン領域から読み出したデータまたはサブコードをマイクロコンピュータ５１０へ出力するとともに、データ復元のために信号処理を行う。次に、前記ＤＳＰ５０８によって信号処理されたデータはＤＡＣ５０９でアナログ信号に変換された後、左チャネルおよび右チャネルを有するオーディオ信号として出力される。
【００２８】
この際、リードイン領域は、高密度ＣＤにおいて一般ＣＤと同様のフォーマットでディスクの上層に情報が記録されているため、どのようなディスクでも光ピックアップをリードイン領域に移しフォーカシングする。次に、スピンドルモータを一般ＣＤと同様の１.２ｍ／ｓｅｃの速度で駆動させると、ディスク内に記録されたＴＯＣ(Table Of Contents)を読み出すことができる。従って、マイクロコンピュータ５１０は、ＴＯＣを読み出し、ＴＯＣのＺＥＲＯ領域を判読し、ディスクの状態を判別する（Ｓ６０４）。即ち、前記ＴＯＣのＺＥＲＯ領域が「００」でありながらＰＯＩＮＴ領域が「Ａ０」、ＰＳＥＣ領域が「２０」であれば、ＣＤビデオ（ＣＤＶ）モードと判別し（Ｓ６０５）、ＺＥＲＯ領域が「００」であれば一般ＣＤモードと判別し（Ｓ６０６）、ＺＥＲＯ領域が「００」でなければ高密度ＣＤモードと判別する（Ｓ６０７）。前記ステップ（Ｓ６０７）で高密度ＣＤモードと判別されると、ＺＥＲＯ領域の左側４ビットと右側４ビットを読み取ってディスクにおける各曲に対する記録密度および位置情報を判別する（Ｓ６０８）。
【００２９】
例えば、前記ＺＥＲＯ領域が「００」であれば、一般ＣＤと判別され、前記ＺＥＲＯ領域が「２０」であれば、上層が一般ＣＤフォーマットと判別され、前記ＺＥＲＯ領域が「１２」であれば、下層が一般ＣＤの２倍密度であると判別され、前記ＺＥＲＯ領域が「２２」であれば、上層が一般ＣＤの２倍密度であるなどと判別される。
【００３０】
従って、前記ＺＥＲＯ領域から各曲の記録密度状態および位置情報を知ることができる。
【００３１】
判別されたモードに応じて、スピンドルモータサーボ部５０５およびピックアップサーボ部５０６がスピンドルモータのトラッキングサーボおよびフォーカシングサーボをそれぞれ制御する（Ｓ６０９）。即ち、ディスクのピットは一般ＣＤでは最小０.８６μｍ（３Ｔ）、最大３.１８μｍ（１１Ｔ）、トラックピッチは１.６μｍとなっているが、高密度化に伴ってピッチと各ピットの長さは短くなる。従って、記録密度が変わるにつれて、スピンドルモータの速度およびサーボを変える必要がある。つまり、一般ＣＤにおける線速度は１.２ｍ／ｓｅｃであるが、高密度ＣＤに高密度で記録されている情報を読み出す線速度は、一般ＣＤの線速度より遅くなるようしなければならない。なお、各フレーム（５８８チャネルビット）ごとに記録されているサブコードのＱチャネルのＺＥＲＯ領域にも前記データの記録密度状態および位置情報が記録されているので、フォーカシングおよびトラッキングは記録密度に応じて正確に行われる。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によるＣＤの記録方法によれば、ＣＤ記録時に一般ＣＤと高密度ＣＤとを区別できるような情報、高密度ＣＤの各層のＩＤおよび各層の記録密度状態の少なくとも１つを、前記リードイン領域のＺＥＲＯ領域とサブコードのＱチャネルのＺＥＲＯ領域とに記録することにより、ＣＤの再生時にディスクの種類およびデータ記録状態を正確に判別することができる。従って、本発明のＣＤの再生方法は曲の探索を容易にし、判別された記録密度に応じてスピンドルモータ、フォーカシングおよびトラッキングサーボを正確に制御して光ピックアップ装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なコンパクトディスクのリードイン領域(lead in region)のデータフォーマットと記録データを表すテーブルである。
【図２】 (a)および(b)は、一般的なコンパクトディスクの主データ領域のフレームフォーマットとサブコーディングフォーマットを示す図面である。
【図３】図２のサブコードのうちＱチャネルのデータフォーマットを示す図面である。
【図４】一般的な高密度コンパクトディスクを示す要部概略断面図である。
【図５】本発明の記録密度の判別を行うためのＣＤ駆動装置を示すブロック図である。
【図６】本発明によるコンパクトディスクの記録および再生方法を行うための流れ図である。
【符号の説明】
５０１ コンパクトディスク
５０２ 光ピックアップ
５０３ スレッドフィードモータ
５０４ スピンドルモータ
５０５ スピンドルモータサーボ部
５０６ ピックアップサーボ部
５０７ プリアンプ
５０８ デジタル信号処理部
５０９ デジタル／アナログコンバータ
５１０ マイクロコンピュータ
５１１ 表示部
Ａ リードイン領域
Ｂ 主データ領域
Ｃ リードアウト領域
ａ 上層
ｂ 下層

Claims (9)

  1. 複数の記録層が設けられた光ディスクのデータ記録方法であって、
    前記各記録層の主データ領域における各データ記録単位ごとに、先頭の同期信号が記録された領域に連続する所定領域に当該記録層に関する情報と該記録層の記録密度に関する情報とをそれぞれ記録することを特徴とする光ディスクのデータ記録方法。
  2. 前記記録層に関する情報が、前記記録密度に関する情報よりも先に読み出されるように記録されている請求項１に記載の光ディスクのデータ記録方法。
  3. 前記所定領域が、前記主データ領域に設けられた各フレームにおけるサブコード領域のＱチャネル領域のＺＥＲＯ領域である請求項１に記載の光ディスクのデータ記録方法。
  4. 複数の記録層が設けられた光ディスクが装着されると、装着された光ディスクの前記各記録層における主データ領域に情報を記録する記録手段と、
    前記記録手段を前記光ディスク上の前記各記録層における所定位置に移動させる移動手段と、
    前記光ディスクの前記各記録層の主データ領域における各データ記録単位ごとに、先頭の同期信号が記録された領域に連続する所定領域のそれぞれに、前記光ディスクの当該記録層に関する情報と、該記録層の記録密度に関する情報とを記録するように、前記記録手段を制御する制御手段と、
    を具備することを特徴とする光ディスクのデータ記録装置。
  5. 複数の記録層が設けられた光ディスクにおける前記各記録層の主データ領域における各データ記録単位ごとに、先頭の同期信号が記録された領域に連続する所定領域に当該記録層に関する情報と該記録層の記録密度に関する情報とが記録された光ディスクのデータ再生方法であって、
    前記所定領域のそれぞれから当該記録層および該記録層の記録密度に関する情報を読み出して、読み出された記録層および記録密度に関する情報に基づいて、前記主データ領域に記録された情報を読み出すことを特徴とする光ディスクのデータ再生方法。
  6. 前記所定領域のそれぞれに記録された前記記録層に関する情報および前記記録層の記録密度に関する情報に基づいて、光ディスクに記録された情報を読み出すための光ピックアップをフォーカシングおよびトラッキングする、請求項５に記載の光ディスクのデータ再生方法。
  7. 前記所定領域が、前記主データ領域に設けられた各フレームにおけるサブコード領域のＱチャネル領域のＺＥＲＯ領域である請求項５に記載の光ディスクのデータ再生方法。
  8. 複数の記録層が設けられた光ディスクの主データ領域における各データ記録単位ごとに、先頭の同期信号が記録された領域に連続する所定領域に当該記録層に関する情報と該記録層の記録密度に関する情報とが記録された光ディスクのデータ再生装置であって、
    装着された光ディスクの前記各記録層の主データ領域に記録されたデータを読み取る読取手段と、
    前記読取手段を前記光ディスクの所定位置に移動させる移動手段と、
    前記読取手段によって読み出された前記所定領域のそれぞれに記録された当該記録層に関する情報と該記録層の記録密度に関する情報に基づいて制御する制御手段と、
    を具備することを特徴とする光ディスクのデータ再生装置。
  9. 前記読取手段は光ピックアップであり、前記制御手段は、該光ピックアップのフォーカシングおよびトラッキングする、請求項８記載の光ディスクのデータ再生装置。
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