JP3790037B2 - Optical disk device and optical disk - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体して光ディスクを使用し、特に光ディスクにデータビットに対応するピットが光ディスクの一部あるいは全部に予め記録されて、このピットからなる符号化データ列を光ヘッドにより再生する光ディスク装置および光ディスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特に書換え型光ディスク装置の高密度化方式として、ランド/グルーブ記録方式がある(例えば特公昭63−57859号公報を参照)。この方式は、ランドとグルーブの両方に例えば相変化マークを記録する方式であり、ランドとグルーブのいずれか片方にのみマークを記録する方式よりも高密度化を図ることができる。
【0003】
ところで、書換え型光ディスク装置では、ハードフォーマットの場合には書換え可能なデータ(ユーザデータ等)以外のアドレス情報、回転制御信号などの制御情報は一般的に予めピット(プリピット)としてヘッダ領域に記録されている。なお、ヘッダ領域に対して、書き換え可能データが記録される領域を便宜的に記録領域と呼ぶ。
【0004】
ランドとグルーブのいずれか片方にのみ記録する方式では、ヘッダ領域はランドまたはグルーブのトラックにのみ設けられている。これに対して、ランド/グルーブ記録方式では、両方のトラックにヘッダ領域が設けられる。しかしながら、ヘッダ領域で各トラック毎にピットが設けられると、ヘッダ領域から情報を再生するときに、隣接トラックのピットからのクロストークが生じて、情報の再生が困難になることがある。
【0005】
ランド/グルーブ記録方式では、ヘッダ領域のプリピット・パターンをトラック中心に対して左右に一定長ずらして配列し、ランドとグルーブでプリピットパターンを共有する方式が提案されている。この方式を採用した場合、ヘッダ領域のプレピットのトラックピッチは記録領域の2倍となるため、隣接トラックからのクロストークの影響が減少される。この場合、2分割光検出器から得られる差動出力信号(プッシュプル信号)を利用する再生方式が有効である。また、左右にウォブリングされたプリピット列の再生信号振幅を比較することにより光ビームスポットのオフトラック量を検出することもできる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク装置では、ヘッダ領域にはアドレスID等の情報が記録されているため、高品質の再生信号が要求される。信号品質を特徴付ける特性パラメータとして、光ディスクの規格ではヘッダ領域の再生信号のアシンメトリ(asymmetry) や変調度が一般的に規定されている。しかしながら、プッシュプル信号に基づいた再生信号のアイパターンにおけるシンメトリ(対称性)の制御について、再生対象であるピットの断面形状や深さなどに依存することが推定されるが、明確な基準は規定されていない。再生信号のシンメトリ制御が不良である場合には、再生信号のジッタの悪化を引き起こし、正確なデータ再生の阻害要因となる。
【0007】
従って、本発明の目的は、2分割検出器から得られるプッシュプル信号を利用する再生方式を採用し、再生信号のシンメトリ制御に関係するピットの構造を規定できるようにして、再生信号のシンメトリ制御を図ることによりヘッダ領域の正確なデータ再生動作を実現することができる光ディスク装置および光ディスクを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスク上にデータビットに対応するマークが外部手段または内部手段により記録されて、前記光ディスク上のトラック接線方向の前記マークの配列に基づいて所定のデータ列を再生する光ディスク装置であって、前記光ディスクを回転させる回転手段と、前記マークを再生する再生手段とを具備し、前記光ディスクの半径位置r1に記録されたマークを再生するときに前記回転手段による前記光ディスクの再生線速度をSr1[m/s]とし、前記光ディスクの前記半径位置r1における所定のチャネルビットレートをfT [b/s]とし、前記マークはnチャネルビット長に対応するデータを記録したものとし、前記マークのトラック接線方向の長さをPL[m]とした場合に前記PLを、
「0.55≦(fT ・PL)/(n・Sr1)≦1.50」
の条件式を満たすように設定することを特徴とする光ディスク装置を提供する。
【0009】
即ち、再生動作時に光ディスクを回転させたときの再生線速度をSr1[m/s]とし、その再生線速度における所定のチャネルビットレートをfT [b/s]とし、nチャネルビット長に対応して記録されたピットのトラック接線方向の長さをPL[m]とした場合に、PLを次式の条件
0.55≦(fT ・PL)/(n・Sr1)≦1.50
を満たすように設定する。
【0010】
ここで、設定するピットの長さPLは、ピットの最深部の深さをpdとしたときに、深さpd/2におけるトラック接線方向のピット長である。特に、最密信号(例えばDVDで採用されている8−16変調方式の場合の3T信号)の場合のピット長PLは、アシンメトリとの関係に基づいて、前記式を満たすように厳密に設定される必要がある。
【0011】
このようなピット長PLのプリピット・パターンを、光ディスク上のヘッダ領域に記録することにより、2分割光検出器からの差動信号に基づいた再生方式では、アシンメトリの良好な再生信号を得ることができる。従って、結果的にヘッダ領域から情報を確実に再生することができる。
【0012】
本発明は、所定の変調方式における符号長nTに対応した長さで光ディスクの半径位置r1に記録されたピットについて、最深部の深さをpdとした場合の深さpd/2におけるトラック接線方向のピットの長さをPLn[m]とし、半径位置r1における2nT周期信号の所定の再生周波数をfnT[1/s]とし、半径位置r1における光ディスクの再生線速度をSr1[m/s]とし場合に次式の条件
PL=0.55≦(2・fnT・PLn)/Sr1≦1.50
を満たすように設定する光ディスク装置を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
先ず、図1を参照して本実施例に係る光ディスク装置について説明する。
光ディスク装置は、ランド/グルーブ記録方式を採用した書換え型光ディスク装置であり、図2に示すように、ヘッダ領域では制御情報などがプリピット・パターン(プリピット配列)で記録されている光ディスクを使用するものと想定している。
【0014】
光ディスク装置は、光ディスク10を回転させるスピンドルモータ11と、スピンドルモータ11を駆動させるスピンドルモータ駆動回路12と、光ヘッド13と、LDドライバ(レーザダイオードドライバ)18と、アンプ21と、差動アンプ25と、サーボ制御回路22と、信号処理回路26と、システムコントローラ28とを備えている。光ディスク10の記録面20には、図2に示すような記録領域とヘッダ領域とが設けられている。ヘッダ領域には、後述するように、プリピット列の中で、図3に示すような構造のピットが記録されている。
【0015】
光ヘッド13は、半導体レーザ14と、コリメートレンズ15と、対物レンズ16と、アクチュエータ17と、偏光ビームスプリッタ19と、1/4波長(λ/4)板29、集光レンズ23と、2分割光検出器24とを有する。半導体レーザ14は、LDドライバ18により駆動されてレーザビームを放射する。コリメートレンズ15は半導体レーザ14からのレーザビームを平行光に変換する。
【0016】
この平行光は偏光ビームスプリッタ19および1/4波長板29を透過し、対物レンズ16に入射する。この対物レンズ16により、光ビームが光ディスク10の記録面20上に収束される。ここで、図示しない光学系・電気系により、記録面20上に収束された光ビームの目標トラックからの半径方向のずれをトラッキング誤差信号として、また記録面からの垂直方向のずれをフォーカス誤差信号としてアンプ21に出力する。このアンプ21により増幅された誤差信号はサーボ制御回路22に入力される。サーボ制御回路22は、それぞれのずれ量に応じた駆動信号を生成して、アクチュエータ17を駆動制御して対物レンズ16の位置を変化させて、光ビームスポットが目標位置に照射されるように制御する。ここで、光ビームスポットは、図2に示すように、光ディスクの記録領域ではランド32及びグルーブ33の中心に位置するように制御される。また、この光ビームスポットは、ヘッダ領域では、ヘッダ領域を走査する直前に半径位置をホールドされて、プリピット31の中心から記録領域のトラックピッチの2分の1に相当する量だけずれた位置を走査するように制御される。
【0017】
一方、光ディスク10より反射された光ビームは、対物レンズ16を経て1/4波長板29を透過して偏光ビームスプリッタ19により反射されて集光レンズ23に入射される。この集光レンズ23により、ここではヘッダ領域からの光ビームが2分割光検出器24に集光される。2分割光検出器24は、図4に示すように光ディスク上のトラック接線方向に平行な分割線24cを中心として、2分割された受光領域24a,24bを有する。なお、2分割光検出器24はヘッダ領域の信号検出専用またはトラッキング誤差信号検出用やRF信号検出用との兼用でもよい。差動アンプ25は受光領域24a,24bからの出力信号から差信号(プッシュプル信号)を、信号処理回路26に出力する。信号処理回路26は所定の復調処理を含む信号処理を実行して、ヘッダ領域に記録された制御情報に対応する再生信号を生成してシステムコントローラ28に出力する。
【0018】
本発明の要点は、後述するように、ピットの構造要素の中でトラック接線方向の長さ(ピット長PL)を、再生信号の信号品質を規定するアシンメトリASが良好になるように設定することにある(図3を参照)。
【0019】
ここで、再生信号の信号品質を定量的に評価する方法として、プリピット列の最密信号と最粗信号の対称性を表す指標であるアシンメトリASを測定
する方法が周知である。
【0020】
図5は再生信号波形のアシンメトリASの定義を示す図である。図5に示すように、アシンメトリASは、ある変調方式における最短符号長信号(最密信号、例えばDVDに使用される8−16変調方式の場合の3T信号)の再生信号の最大レベルと最小レベルをそれぞれImin H,Imin Lとし、最長符号長信号(最粗信号、例えばDVDに使用される8−16変調方式の場合の14T信号)の再生信号の最大レベルと最小レベルをそれぞれImax H,Imax Lとしたとき、下式(1)で表現される。「nT」とはnチャネルビットの時間間隔である。
【0021】
AS=[(Imax H+Imax L)−(Imin H+Imin L)]/[2(Imax H−Imax L)] …(1)
光ディスクの規格によっては、アシンメトリを数値化するために他の式を用いる場合もあるが、それらはその極性を除いては本質的に等価である。
【0022】
前述したように、再生信号の信号品質を決定する要素として、特にアシンメトリASが所定の規定範囲内にあることが高品質の再生信号を得る条件となる。この規定範囲とは、具体的には図6に示す特性図において、光ディスクの物理的特性のマージンや光学ディスク駆動装置の製造マージンなどを考慮すると、「−0.15〜0.15」の範囲であることが望ましい。図6は、ピット長PLとアシンメトリASとの関係を示す特性図ある。即ち、図3に示すプリピット1の構造において、最密信号のトラック接線方向のピット長PLは、このプリピット1を光ヘッド13により再生したときのプッシュプル信号のアシンメトリASと密接な関係があり、ほぼ反比例の関係にある。この場合、プッシュプル信号とは、前述したように、図2に示すように、光ヘッド13の光ビームスポット34がピット中心から半径方向に一定のオフセットを持った位置に照射されたときに、そのピットを再生したときの2分割光検出器24の差信号である。
【0023】
ここで、図6は、再生波長685nm、対物レンズ16の開口数0.6の光学系(光ヘッド13)において、最密信号をピットピッチPPが1.23μmの図8に示すような繰り返し信号とし、最粗信号をピットピッチPPが5.74μmの図8に示すような繰り返し信号とし、最粗信号のピット長は2.87μmとしたときの最密信号のピット長PLに対するアシンメトリASの特性図である。
【0024】
さらに、特性曲線60Aは、図9に示すように、断面形状が矩形のピット1の構造に対応するものである。また、特性曲線60Bは、図3に示すように、断面形状が台形であり、壁面角度θが半径方向、トラック接線方向とも約30度のピット1の構造に対応する。なお、ピットの深さpdは90nmである。ここで、本実施例では、ピット長PLとは、ピットの深さpdに対して、半値「pd/2」の位置でのトラック接線方向の長さとする。
【0025】
図9に示すような断面形状が矩形のピットでは、深さpdを90nmから変動させても、特性曲線60Aがほとんど変化しないことは、結果を示さないが同様の計算により確認されている。さらに、図7は、ピットの断面形状が矩形の場合の特性曲線60Aに対して、壁面角度θ及びピット深さpdを変化した場合のそれぞれの特性曲線60B〜60Eを示している。ここで、特性曲線60Bは壁面角度θが約30度で深さpdが90nmの場合である。同様に、特性曲線60Cは壁面角度θが約45度で深さpdが70nmの場合であり、特性曲線60Dは壁面角度θが約30度で深さpdが70nmの場合である。さらに、特性曲線60Eは壁面角度θが約30度で深さpdが30nmの場合である。特性曲線60A〜60Eより、壁面角度θが同じならば、深さpdが深いほどグラフ上において左方へシフトしている。また、深さpdが同じならば、壁面角度θが低いほど、矩形の場合を基準として、グラフ上において左方へシフトしている。従って、図3に示すようなピット構造では、壁面角度θが30度以上(90度以下)で、深さpdが90nm以下のピットでは、特性曲線は特性曲線60Bから特性曲線60Aまでの図6でハッチングにより示した範囲で変化する。
【0026】
ところで、光ディスク上にピットを形成する場合に、壁面角度θが約30度以上(90度以下)が現実的であり、差信号振幅は光学的に深さ(λ/8)で最大となり、深さ(λ/4)で最小となるを考慮すると、この再生光学系では、深さpdが90nm以下に設定したピットが現実的である。なお、矩形に近い断面形状の場合、ピット深さを(3λ/8)、(5λ/8)の近傍に設定し、深さpdを90nm以上とすることも考えられるが、本質的には深さを90nm以下とした本議論と何ら変わらない。そこで、本実施例では、現実に考えられ得るピット形状に対して、図6において、ハッチングにより示した範囲の特性曲線を想定し、良好なアシンメトリASに対応するピット長PLを設定する。即ち、良好なアシンメトリASとは、前述したように、「−0.15〜0.15」の範囲が望ましい。従って、図6から明白なように、ピット長PLを「0.380μm〜0.880μm」の範囲に制御する必要がある。図10は、特性曲線60A,60Bそれぞれに対して、アシンメトリAS「−0.15〜0.15」の範囲に対応するピット長PLを示している。
【0027】
このようなプリピット1のトラック接線方向のピット長PLと、光ヘッド13により再生したときのプッシュプル信号のアシンメトリASとの関係において、ピット列を図8に示すようなピットピッチPPが1.23μmの単一周期信号とし、ピットの再生線速度をS[m/s]とした場合、この単一周期信号の再生信号周波数f[1/s]は、下記式(2)のようになる。
【0028】
f=S/(1.23×10-6)[1/s] …(2)
したがって、この場合、ピット長PLを「0.380μm〜0.880μm」の範囲に制御することは、下記条件式(3)のように制御することに相当する。
【0029】
0.618≦(2・f・PL)/S≦1.43 …(3)
また、最密信号をピットピッチPPが1.02μmのピット列とした場合には、アシンメトリASに対するピット長PLの特性曲線60A,60Bは、図11に示すようなものとなる。この場合、アシンメトリASの「−0.15〜0.15」の範囲に対応するピット長PLは、「0.302μm〜0.745μm」となることが図から明らかである。従って、ピットピッチPPが1.23μmの場合と同様の計算により、この場合、ピット長PLを下記条件式(4)のように制御することに相当する。
【0030】
0.592≦(2・f・PL)/S≦1.46 …(4)
なぜならば、f=S/(1.02×10-6)となるからである。
以上のような傾向から、前述の現実的なピット形状(壁面角度θが約30度以上、90度以下で深さpdが90nm以下、あるいは壁面角度が90度に近いときは深さpdが90nm以上の場合を含む)を想定した場合に、アシンメトリASが良好となるように制御するためには、符号長nTに対応した長さのピットについて、そのピットを再生する半径位置r1における2nT周期信号の所定の再生周波数をfnT[1/s]とし、半径位置r1における線速度をSr1[m/s]としたときに、ピット長PLnは、下記条件式(5)を満たすのが望ましい。
【0031】
0.55≦(2・fnT・PLn)/Sr1≦1.50 …(5)
ここで、前記条件式(5)の代わりに、下記条件式(6)を満たすようなピット長PLでもよい。即ち、再生線速度Sr1[m/s]におけるチャネルビットレートをfT [b/s]としたときに、nチャネルビット長に対応して記録されたピットのピット長PLを次式(6)を満たすように設定する。
【0032】
0.55≦(fT ・PL)/(n・Sr1)≦1.50 …(6)
上記の例では、アシンメトリASを「−0.15〜0.15」の範囲と設定したが、光ディスクシステムにおけるマージンの配分如何によってこれを「−0.10〜0.10」の範囲と限定する場合もある。この場合、 (fT ・PL)/(n・Sr1)は次のように設定される。即ち、図6から、ピット長PLは「0.445μm〜0.827μm」の範囲に決められる。この範囲にピット長PLを制御することは、下記条件式(7)のように制御することに相当する。
【0033】
0.724≦(2・f・PL)/S≦1.34 …(7)
また、最密信号をピットピッチPPが1.02μmのピット列とした場合には、良好なアシンメトリASの範囲に対応するピット長PLは、「0.354μm〜0.698μm」となることが図11から明らかである。従って、ピットピッチPPが1.23μmの場合と同様の計算により、この場合、ピット長PLを下記条件式(8)のように制御することに相当する。
【0034】
0.694≦(2・f・PL)/S≦1.37 …(8)
以上のような傾向から、前述の現実的なピット形状を想定した場合に、アシンメトリを「−0.10〜0.10」の範囲に制御するためには、ピット長PLnは、下記条件式(10)を満たすのが望ましい。
【0035】
0.65≦(2・fnT・PLn)/Sr1≦1.40 …(9)
ここで、前記条件式(9)の代わりに、下記条件式(10)を満たすようなピット長PLでもよい。
【0036】
0.65≦(fT ・PL)/(n・Sr1)≦1.40 …(10)
以上のように本実施例によれば、光ディスク上のヘッダ領域に記録するプリピット配列(図2に示すようにトラック中心に対して左右にずらした配列)のピット構造において、ピットの半径方向中心から一定のオフセットを持った位置に照射されたビームスポットにより再生するとき、特に最密信号の各ピットに対して、前記条件式(5)または(6)あるいは式(9)または(10)を満足するようにピット長PLを設定することにより、2分割光検出器による良好なアシンメトリASのプッシュプル信号を得ることが可能となる。従って、2分割光検出器を使用してプッシュプル信号を生成し、このプッシュプル信号に基づいてデータ再生を行なう再生方式において、高品質の再生信号を得ることが可能となる。これにより、記録領域にはランド/グルーブ記録方式を採用して、ヘッダ領域には図2に示すようなプリピット配列を採用した場合に、ヘッダ領域から高品質の再生信号を得ることができる。従って、ランド/グルーブ記録方式によりデータの高記録密度化を図ることができると共に、ヘッド領域のプリピットパターンから確実に各種の情報を再生する高精度の再生動作を実現することができる。
【0037】
図12および図13はランド/グルーブによるトラックがシングルスパイラル状およびダブルスパイラル状に形成された光ディスク、即ちシングルスパイラルフォーマットおよびダブルスパイラルフォーマット光ディスクをそれぞれ示している。シングルスパイラルフォーマットは、ランドトラック32およびグルーブトラック33が開始点P0から終了点PE まで1本のスパイラルトラック41として形成されるフォーマットである。ダブルスパイラルフォーマットは、ランドトラック32およびグルーブトラック33が2本の平行したスパイラルトラックとして形成されるフォーマットであり、この場合、開始点はP0G、P0Lの2つ、終了点がPE G,PE Lの2つとなる。
【0038】
光ディスク10は図14に示されるように両面光ディスクで構成される。即ち、光ディスクは2枚の透明基板53の間に接着層55により互いに接着された2枚の記録層54が介在されて構成されている。光ディスクの各面には中央孔50、この中央孔の周囲のクランプ領域51および読み取り面52が設けられている。この光ディスク10の記録層54には図2に示すようにプリピット31、ランド32及びグルーブ33が形成されている。
尚、上記実施例では、光ディスクにピットを形成するものとして説明したが、データビットに対応する各種のマークが光ディスクに形成されてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ランド/グルーブ記録方式を採用した書き換え型光ディスク装置において、特にヘッダ領域のプリピット配列に対し、2分割光検出器から得られるプッシュプル信号を使用した再生方式を適用した場合に、良好なアシンメトリASのプッシュプル信号を得ることが可能なピット構造を設定することが可能となる。従って、特にヘッダ領域のプリピット・パターンから各種の情報を再生する場合に、高品質の再生信号を得ることが可能となるため、確実な再生動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に関係する光ディスク装置の要部のブロック図
【図2】光ディスク上に記録されたプリピット・パターンを示す図
【図3】本発明の実施の形態に関係するピットの構造を説明するための図
【図4】光ヘッドに使用される2分割検出器の平面構造を示す図
【図5】再生信号波形のアシンメトリの定義を示す図
【図6】本発明の実施の形態に関係するピット長とアシンメトリとの関係を示す特性図
【図7】本発明の実施の形態に関係するピット長とアシンメトリとの関係を示す特性図
【図8】本発明の実施の形態に関係するピット列を説明するための図
【図9】本発明の実施の形態に関係する断面形状が矩形のピット構造を示す図、
【図10】本発明の実施の形態に関係するピット長とアシンメトリとの関係を示す特性図
【図11】本発明の実施の形態にに関係するピット長とアシンメトリとの関係を示す特性図
【図12】この発明を適用した光記録媒体としてのシングルスパイラルフォーマットの光ディスクの平面図
【図13】この発明を適用した光記録媒体としてのダブルスパイラルフォーマットの光ディスクの平面図
【図14】光ディスクの斜視図
【符号の説明】
10…光ディスク
11…スピンドルモータ
12…スピンドルモータ駆動回路
13…光ヘッド
14…半導体レーザ
15…コリメートレンズ
16…対物レンズ
17…アクチュエータ
18…LDドライバ
19…偏光ビームスプリッタ
21…アンプ
22…サーボ制御回路
23…集光レンズ
24…2分割光検出器
25…差動アンプ
26…信号処理回路
28…システムコントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses an optical disk as a recording medium, and in particular, an optical disk in which pits corresponding to data bits are recorded in advance on a part or all of the optical disk, and an encoded data string composed of the pits is reproduced by an optical head. The present invention relates to an apparatus and an optical disk.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a land / groove recording method as a high-density method for a rewritable optical disk device (see, for example, Japanese Patent Publication No. 63-57859). This method is a method of recording, for example, phase change marks on both lands and grooves, and can achieve higher density than a method of recording marks on only one of the lands and grooves.
[0003]
By the way, in a rewritable optical disc apparatus, in the case of a hard format, address information other than rewritable data (user data, etc.) and control information such as a rotation control signal are generally recorded in advance in a header area as pits (pre-pits). ing. For convenience, an area in which rewritable data is recorded is referred to as a recording area.
[0004]
In the method of recording only on one of the land and the groove, the header area is provided only on the land or groove track. On the other hand, in the land / groove recording system, header areas are provided on both tracks. However, if a pit is provided for each track in the header area, when information is reproduced from the header area, crosstalk from the pits of adjacent tracks may occur, making it difficult to reproduce the information.
[0005]
In the land / groove recording system, a system has been proposed in which the prepit patterns in the header area are arranged with a fixed shift to the left and right with respect to the track center, and the prepit patterns are shared between the land and the groove. When this method is adopted, the track pitch of the prepits in the header area is twice that of the recording area, so that the influence of crosstalk from adjacent tracks is reduced. In this case, a reproduction method using a differential output signal (push-pull signal) obtained from the two-divided photodetector is effective. Further, the off-track amount of the light beam spot can be detected by comparing the reproduction signal amplitudes of the prepit trains wobbled to the left and right.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical disc apparatus, since information such as an address ID is recorded in the header area, a high quality reproduction signal is required. As characteristic parameters that characterize signal quality, the optical disc standard generally defines asymmetry and modulation degree of the reproduction signal in the header area. However, although it is estimated that the symmetry control in the eye pattern of the playback signal based on the push-pull signal depends on the cross-sectional shape and depth of the pit to be played back, a clear standard is prescribed. It has not been. If the symmetry control of the reproduction signal is poor, the jitter of the reproduction signal is deteriorated, which becomes an obstacle to accurate data reproduction.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to adopt a reproduction method that uses a push-pull signal obtained from a two-divided detector, and to define the pit structure related to the symmetry control of the reproduction signal, thereby controlling the symmetry of the reproduction signal. It is an object of the present invention to provide an optical disc apparatus and an optical disc capable of realizing an accurate data reproduction operation in a header area.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an optical disc apparatus in which marks corresponding to data bits are recorded on an optical disc by external means or internal means, and a predetermined data string is reproduced based on the arrangement of the marks in the track tangent direction on the optical disc. A rotating means for rotating the optical disk and a reproducing means for reproducing the mark, and the reproducing linear velocity of the optical disk by the rotating means when reproducing the mark recorded at the radial position r1 of the optical disk. Sr1 [m / s], a predetermined channel bit rate at the radial position r1 of the optical disk is f T [b / s], and the mark records data corresponding to an n channel bit length, and the mark When the length in the track tangential direction is PL [m], the PL is
“0.55 ≦ (f T · PL) / (n · Sr1) ≦ 1.50”
An optical disc apparatus is provided that is set so as to satisfy the following conditional expression.
[0009]
That is, the reproduction linear velocity when the optical disk is rotated during the reproduction operation is Sr1 [m / s], the predetermined channel bit rate at the reproduction linear velocity is f T [b / s], and corresponds to the n channel bit length. When the length of the recorded pit in the track tangent direction is PL [m], PL is a condition of the following formula: 0.55 ≦ (f T · PL) / (n · Sr1) ≦ 1.50
Set to satisfy.
[0010]
Here, the pit length PL to be set is the pit length in the track tangential direction at the depth pd / 2, where pd is the depth of the deepest part of the pit. In particular, the pit length PL in the case of the densest signal (for example, 3T signal in the case of the 8-16 modulation method adopted in DVD) is strictly set so as to satisfy the above formula based on the relationship with asymmetry. It is necessary to
[0011]
By recording such a pre-pit pattern with a pit length PL in the header area on the optical disc, a reproduction system based on the differential signal from the two-divided photodetector can obtain a reproduction signal with good asymmetry. it can. Therefore, as a result, information can be reliably reproduced from the header area.
[0012]
The present invention relates to a track tangential direction at a depth pd / 2 when the depth of the deepest portion is pd for a pit recorded at a radial position r1 of an optical disc with a length corresponding to a code length nT in a predetermined modulation method. Pit length is PLn [m], a predetermined reproduction frequency of the 2nT periodic signal at the radial position r1 is fnT [1 / s], and the reproduction linear velocity of the optical disk at the radial position r1 is Sr1 [m / s]. In this case, the condition of the following expression PL = 0.55 ≦ (2 · fnT · PLn) /Sr1≦1.50
Provided is an optical disc apparatus which is set so as to satisfy the above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, an optical disk apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG.
The optical disk apparatus is a rewritable optical disk apparatus adopting a land / groove recording system, and uses an optical disk in which control information is recorded in a prepit pattern (prepit arrangement) in the header area as shown in FIG. Is assumed.
[0014]
The optical disc apparatus includes a spindle motor 11 that rotates the optical disc 10, a spindle
[0015]
The optical head 13 includes a
[0016]
The parallel light passes through the
[0017]
On the other hand, the light beam reflected from the optical disk 10 passes through the
[0018]
The main point of the present invention is that, as will be described later, the length in the track tangential direction (pit length PL) among the pit structural elements is set so that the asymmetry AS that defines the signal quality of the reproduction signal is good. (See FIG. 3).
[0019]
Here, as a method for quantitatively evaluating the signal quality of the reproduction signal, a method of measuring an asymmetry AS, which is an index representing the symmetry between the densest signal and the coarsest signal of the prepit train, is well known.
[0020]
FIG. 5 is a diagram showing the definition of the asymmetry AS of the reproduction signal waveform. As shown in FIG. 5, the asymmetry AS is the maximum level and the minimum level of the reproduction signal of the shortest code length signal (the most dense signal, for example, the 3T signal in the case of the 8-16 modulation system used for DVD) in a certain modulation system. Are Imin H and Imin L, respectively, and the maximum level and the minimum level of the reproduction signal of the longest code length signal (the coarsest signal, for example, 14T signal in the case of 8-16 modulation method used for DVD) are Imax H and Imax, respectively. When L, it is expressed by the following formula (1). “NT” is a time interval of n channel bits.
[0021]
AS = [(Imax H + Imax L) − (Imin H + Imin L)] / [2 (Imax H−Imax L)] (1)
Depending on the optical disc standard, other equations may be used to quantify the asymmetry, but they are essentially equivalent except for their polarity.
[0022]
As described above, as a factor for determining the signal quality of the reproduction signal, it is a condition for obtaining a high-quality reproduction signal that the asymmetry AS is in a predetermined specified range. Specifically, the specified range is a range of “−0.15 to 0.15” in the characteristic diagram shown in FIG. 6 in consideration of the margin of the physical characteristics of the optical disc and the manufacturing margin of the optical disc drive device. It is desirable that FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the pit length PL and the asymmetry AS. That is, in the structure of the pre-pit 1 shown in FIG. 3, the pit length PL in the track tangential direction of the most dense signal is closely related to the asymmetry AS of the push-pull signal when the
[0023]
Here, FIG. 6 shows a repetitive signal as shown in FIG. 8 with a pit pitch PP of 1.23 μm in the optical system (optical head 13) having a reproduction wavelength of 685 nm and a numerical aperture of 0.6 of the
[0024]
Furthermore, the
[0025]
In a pit having a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. 9, it is confirmed by the same calculation that the
[0026]
By the way, when forming pits on an optical disk, it is practical that the wall surface angle θ is about 30 degrees or more (90 degrees or less), and the difference signal amplitude is optically maximum at the depth (λ / 8). In consideration of the minimum value of (λ / 4), a pit with a depth pd set to 90 nm or less is realistic in this reproducing optical system. In the case of a cross-sectional shape close to a rectangle, it is conceivable that the pit depth is set in the vicinity of (3λ / 8) and (5λ / 8), and the depth pd is 90 nm or more. This is no different from the present discussion where the thickness is 90 nm or less. In this embodiment, therefore, a characteristic curve in the range indicated by hatching in FIG. 6 is assumed for a pit shape that can be actually considered, and a pit length PL corresponding to a good asymmetry AS is set. That is, the good asymmetry AS is preferably in the range of “−0.15 to 0.15” as described above. Therefore, as apparent from FIG. 6, it is necessary to control the pit length PL in the range of “0.380 μm to 0.880 μm”. FIG. 10 shows the pit length PL corresponding to the range of asymmetry AS “−0.15 to 0.15” for each of the
[0027]
In the relationship between the pit length PL in the track tangent direction of the
[0028]
f = S / (1.23 × 10 −6 ) [1 / s] (2)
Therefore, in this case, controlling the pit length PL in the range of “0.380 μm to 0.880 μm” corresponds to controlling as in the following conditional expression (3).
[0029]
0.618 ≦ (2 · f · PL) /S≦1.43 (3)
When the closest signal is a pit train having a pit pitch PP of 1.02 μm, the
[0030]
0.592 ≦ (2 · f · PL) /S≦1.46 (4)
This is because f = S / (1.02 × 10 −6 ).
From the above-mentioned tendency, the above-described realistic pit shape (when the wall surface angle θ is about 30 degrees or more and 90 degrees or less and the depth pd is 90 nm or less, or when the wall surface angle is close to 90 degrees, the depth pd is 90 nm. In order to perform control so that the asymmetry AS is good, the 2nT periodic signal at the radial position r1 at which the pit is reproduced is reproduced. When the predetermined reproduction frequency is fnT [1 / s] and the linear velocity at the radial position r1 is Sr1 [m / s], the pit length PLn preferably satisfies the following conditional expression (5).
[0031]
0.55 ≦ (2 · fnT · PLn) /Sr1≦1.50 (5)
Here, instead of the conditional expression (5), a pit length PL that satisfies the following conditional expression (6) may be used. That is, when the channel bit rate at the reproduction linear velocity Sr1 [m / s] is f T [b / s], the pit length PL of the pit recorded corresponding to the n channel bit length is expressed by the following equation (6). Set to satisfy.
[0032]
0.55 ≦ (f T · PL) / (n · Sr1) ≦ 1.50 (6)
In the above example, the asymmetry AS is set in the range of “−0.15 to 0.15”, but this is limited to the range of “−0.10 to 0.10” depending on the allocation of the margin in the optical disc system. In some cases. In this case, (f T · PL) / (n · Sr1) is set as follows. That is, from FIG. 6, the pit length PL is determined in the range of “0.445 μm to 0.827 μm”. Controlling the pit length PL within this range is equivalent to controlling the following conditional expression (7).
[0033]
0.724 ≦ (2 · f · PL) /S≦1.34 (7)
Further, when the closest signal is a pit row having a pit pitch PP of 1.02 μm, the pit length PL corresponding to the range of a good asymmetry AS is “0.354 μm to 0.698 μm”. 11 is clear. Therefore, by the same calculation as in the case where the pit pitch PP is 1.23 μm, this corresponds to controlling the pit length PL as in the following conditional expression (8).
[0034]
0.694 ≦ (2 · f · PL) /S≦1.37 (8)
From the above tendency, in order to control the asymmetry within the range of “−0.10 to 0.10” when the above-described realistic pit shape is assumed, the pit length PLn is expressed by the following conditional expression ( It is desirable to satisfy 10).
[0035]
0.65 ≦ (2 · fnT · PLn) /Sr1≦1.40 (9)
Here, instead of the conditional expression (9), a pit length PL that satisfies the following conditional expression (10) may be used.
[0036]
0.65 ≦ (f T · PL) / (n · Sr1) ≦ 1.40 (10)
As described above, according to the present embodiment, in the pit structure of the pre-pit arrangement (arranged to the left and right with respect to the track center as shown in FIG. 2) recorded in the header area on the optical disc, When reproducing with a beam spot irradiated to a position having a certain offset, the conditional expression (5) or (6) or the expression (9) or (10) is satisfied particularly for each pit of the densest signal. By setting the pit length PL in such a manner, it becomes possible to obtain a good asymmetry AS push-pull signal by the two-divided photodetector. Therefore, a high-quality reproduction signal can be obtained in a reproduction system in which a push-pull signal is generated using a two-divided photodetector and data is reproduced based on the push-pull signal. Accordingly, when the land / groove recording method is adopted for the recording area and the prepit arrangement as shown in FIG. 2 is adopted for the header area, a high-quality reproduction signal can be obtained from the header area. Accordingly, the land / groove recording method can increase the recording density of data, and can realize a highly accurate reproducing operation that reliably reproduces various information from the pre-pit pattern in the head area.
[0037]
FIG. 12 and FIG. 13 show an optical disc in which tracks by lands / grooves are formed in a single spiral shape and a double spiral shape, that is, a single spiral format optical disc and a double spiral format optical disc, respectively. The single spiral format is a format in which the
[0038]
The optical disk 10 is a double-sided optical disk as shown in FIG. In other words, the optical disk is configured such that two recording layers 54 bonded to each other by an adhesive layer 55 are interposed between two transparent substrates 53. A
In the above embodiment, the pits are formed on the optical disc. However, various marks corresponding to the data bits may be formed on the optical disc.
[0039]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a rewritable optical disk apparatus employing a land / groove recording method, reproduction using a push-pull signal obtained from a two-divided photodetector, particularly for a pre-pit arrangement in a header area. When the method is applied, it is possible to set a pit structure capable of obtaining a good asymmetry AS push-pull signal. Accordingly, a high-quality reproduction signal can be obtained particularly when various kinds of information are reproduced from the pre-pit pattern in the header area, so that a reliable reproduction operation can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an optical disc apparatus related to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a pre-pit pattern recorded on the optical disc. FIG. 3 is related to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating the planar structure of a two-divided detector used in an optical head. FIG. 5 is a diagram illustrating the definition of asymmetry of a reproduction signal waveform. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between pit length and asymmetry related to the embodiment. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between pit length and asymmetry related to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining a pit row related to the form. FIG. 9 is a view showing a pit structure having a rectangular cross-sectional shape related to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between pit length and asymmetry related to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between pit length and asymmetry related to the embodiment of the present invention. 12 is a plan view of a single spiral format optical disc as an optical recording medium to which the present invention is applied. FIG. 13 is a plan view of a double spiral format optical disc as an optical recording medium to which the present invention is applied. Figure [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical disk 11 ...
Claims (2)
前記光ディスクを回転させる回転手段と、
前記ディスク上に、前記ピットの中心に対して半径方向に一定のオフセットを有する位置に最大の光強度ピークを持つ光ビームスポットを照射することによって得られる反射光により前記ピットを検出するためトラック接線方向に平行な分割線を有する2分割光検出手段を有し、前記2分割光検出手段の出力の差信号に基づいてデータを再生する再生手段により構成され、
各ピットの長さPLnは次式を満たす値に設定され、
0.65≦(2・fnT・PLn)/Sr1≦1.40
但し、前記トラック接線方向に測定される各ピットの長さは所定の変調方式における符号長nTに対応した長さで前記光ディスクの半径位置r1に記録された各ピットの最深部の深さをpdとしたときに深さpd/2にてPLn[m]とし、前記半径位置r1における2nTピッチ信号の所定の再生周波数はfnT[1/s]とし、前記半径位置r1における光ディスクの再生線速度はsr1とする、光ディスク装置。An optical disc on which pits corresponding to bit data are formed;
Rotating means for rotating the optical disc;
Track tangent for detecting the pits by reflected light obtained by irradiating a light beam spot having a maximum light intensity peak at a position having a certain offset in the radial direction with respect to the center of the pits on the disk A two-part light detection means having a parting line parallel to the direction, and constituted by a reproduction means for reproducing data based on a difference signal of the output of the two-part light detection means;
The length PLn of each pit is set to a value satisfying the following formula,
0.65 ≦ (2 · fnT · PLn) /Sr1≦1.40
However, the length of each pit measured in the track tangential direction is a length corresponding to the code length nT in a predetermined modulation method, and the depth of the deepest portion of each pit recorded at the radial position r1 of the optical disc is pd. Is PLn [m] at a depth pd / 2, the predetermined reproduction frequency of the 2nT pitch signal at the radial position r1 is fnT [1 / s], and the reproduction linear velocity of the optical disk at the radial position r1 is An optical disk device, sr1.
0.65≦(2・fnT・PLn)/Sr1≦1.40
但し、前記トラック接線方向に測定される各ピットの長さは所定の変調方式における符号長nTに対応した長さで前記光ディスクの半径位置r1に記録された各ピットの最深部の深さをpdとしたときに深さpd/2にてPLn[m]とし、前記半径位置r1における2nTピッチ信号の所定の再生周波数はfnT[1/s]とし、前記半径位置r1における光ディスクの再生線速度はsr1とする、光ディスク。An optical disk having a large number of pits corresponding to bit data reproduced by a light beam spot emitted from a reproducing apparatus, wherein the light beam spot detects the pit on the optical disk rotated by a rotating means. It has the maximum light intensity at a position having a predetermined offset in the radial direction with respect to the center of each pit, and the length PLn of each pit is set to a value satisfying the following equation:
0.65 ≦ (2 · fnT · PLn) /Sr1≦1.40
However, the length of each pit measured in the track tangential direction is a length corresponding to the code length nT in a predetermined modulation method, and the depth of the deepest portion of each pit recorded at the radial position r1 of the optical disc is pd. Is PLn [m] at a depth pd / 2, the predetermined reproduction frequency of the 2nT pitch signal at the radial position r1 is fnT [1 / s], and the reproduction linear velocity of the optical disk at the radial position r1 is An optical disk, sr1.
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