JP3811679B2 - 情報記録再生装置、情報記録再生方法及び情報記録媒体の極性反転位置検出方法 - Google Patents
情報記録再生装置、情報記録再生方法及び情報記録媒体の極性反転位置検出方法 Download PDFInfo
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に情報が読み取り可能な記録媒体（以下単に「ディスク」という。）に対する情報記録再生技術に関するものであり、特に高密度情報記録に対応したフォーマットのディスクに対応する光照射手段の制御方法とその機能を搭載した情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクにおいて、情報の再生はレーザ光をディスクの情報記録面上に集光し、記録マークまたはピットによって変調された反射光を検出して行う。
【０００３】
記録マーク等は情報記録面上に形成された螺旋状の案内溝に沿って形成する。記録密度を高めるためにはディスク媒体の厚さ方向、周方向または半径方向に高密度とする必要がある。このうち半径方向の記録密度を高めるために、記録再生トラックのトラックピッチを狭くすることが考えられるが、案内溝の形成上の限界がある。
【０００４】
そこで特公平４−４６６１号公報にあるように、溝の幅と溝間の幅を略同一幅とし、溝の深さを照射するレーザ光波長により定まる隣接トラックからのクロストークの最小となる深さとすることにより案内溝（グルーブ部）と案内溝間（ランド部）に同様に記録マークを形成し、また再生可能となり、ディスクの半径方向の記録密度を向上することが可能である。
【０００５】
このグルーブ部及びランド部に記録された情報を連続的に再生するためには、溝が単純に内周より外周に連続的に形成されている場合、グルーブ部（ランド部）を連続して再生する状態からランド部（グルーブ部）を連続して再生する状態に移行する場合、移行に伴う時間が必要となり、連続的にランド部及びグルーブ部の情報を連続して再生することが不可能となる。
【０００６】
そこで、特開平７−１４１７０１号公報にあるように、ランド部及びグルーブ部のトラックが略１周毎に交互に現れるような溝（シングルスパイラル）を形成すると、ランド部及びグルーブ部に記録された記録情報を連続的に再生することができる。
【０００７】
このディスクにあっては、記録再生位置を特定するため、変調された位置情報をトラック上の案内溝の代わりにピット列として形成する。このとき高密度化したトラック毎にピット情報を形成することは困難であり、また隣接トラックに形成したピット列からのクロストークにより再生復調することも困難である。
【０００８】
そこで特開平６−１７６４０４号公報にあるように、ランド部と隣接したランド部のそれぞれの中心位置の距離の４分の１の距離を内周方向あるいは外周方向に離れた位置にオフセットさせて形成することにより、ランド部及びグルーブ部両方において再生可能とする。
【０００９】
また、特開平８−２２１８２１号公報にあるようにトラックの円周方向に略等間隔にピットがプリフォーマットされ、該ピットをランド部またはグルーブ部の中心位置より、ランド部と隣接したランド部のそれぞれ中心位置の距離の４分の１の距離を内周方向及び外周方向に離れた位置に交互にオフセットさせて形成するようにする。このディスクには、極性反転位置に対応したピットの形成位置（ＰＩＤ部）以外のＰＩＤ部に、極性反転位置を相対的に特定可能とするような情報を形成することが可能である。
【００１０】
このようなランド部またはグルーブ部を有するディスクに形成した記録マークを再生するには、情報記録面上に集光したレーザ光の集光位置を、ランド部またはグルーブ部のディスクの半径方向に対し略中心位置に沿って走査する必要があり、また、情報記録面にて確実に焦点が合うようにする必要もある。このときレーザ光の集光位置のランド部またはグルーブ部の中心位置からの距離に略比例した偏差量（トラッキング偏差量）を、溝によるレーザ光の回折光を検出することで得られるトラッキングエラー信号（ＨＰＰ信号）によって得て、レーザ光の集光位置をその偏差量を用いて制御（トラッキング制御）するが、ランド部とグルーブ部では偏差量の極性が反転したものが得られる。
【００１１】
ここで、ＰＩＤ部付近のディスク媒体表面の概略図を図１０に示す。光スポットがディスク媒体の半径方向１００３に対し仮想的に横切った場合に生成されるトラッキング偏差量に基づくＨＰＰ信号波形を３０４に示す。これにて明らかなように、ランド部とグルーブ部とでは、ＨＰＰ信号の極性が異なっている。つまり、グルーブ部ではＨＰＰ信号が負の場合には図１０の紙面の右方向に光スポットがずれていると判断して光スポットを紙面の左方向に移動させてトラッキングを行うが、ランド部では、ＨＰＰ信号が負の場合には紙面の左方向にずれていることになる。
【００１２】
従って、ランド部よりグルーブ部、またはグルーブ部よりランド部へ連続して再生するためには、ランド部及びグルーブ部が切り替わる位置にて、偏差量の極性が反転するのに対応したレーザ光の集光位置の制御をする必要がある。そこで、特開平６−１７６４０４号公報あるいは特開平８−２２１８２１号公報にあるように、ディスクのトラック上、円周方向に略等間隔に領域を設定し、その領域内にピットを形成する。前記ピットの情報を再生することによりランド部とグルーブ部が切り替わる位置（極性反転位置）を認識可能となるようピットを形成し、その情報をもとにトラッキング制御やフォーカス制御等の状態を切り替える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにランド部とグルーブ部の中間の位置にピットを形成し、それを反射光の総光量の変化に基づく信号（ＲＦ信号）を用いてピットの情報を読み取ってトラッキング制御やフォーカス制御を行い、再生しようとすると、上述のピットがトラック中心よりオフセットして形成されているため信号振幅が大きくとれなくなる。従って、極性反転位置を検出することが困難になり、トラッキング制御やフォーカス制御等が行いにくくなるので、記録情報の再生が極めて困難になる。
【００１４】
また、前記のピット情報の再生による極性反転位置の検出では、ピットの形成不良、ディスクの形状不良の場合または各種制御変動によりピットの再生が困難な場合には、極性反転位置と認識できなくなる。
【００１５】
さらには、極性反転位置は、他のＰＩＤ部との相対位置で決められているため、複数のＰＩＤ部の検出を誤ると、極性反転位置を予測することができなくなる。アクセス動作などによりディスク媒体の回転数または線速度が急激に変動する場合にも、再生信号のＰＬＬが追従不能となりピットの情報を復調再生することが不可能となる。
【００１６】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、ＰＩＤ位置、極性反転位置を安定に検出することにより確実に光照射手段を制御する方法及びそれを用いた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、ＲＦ信号ではなく、ＨＰＰ信号を用いてＰＩＤ位置、極性反転位置を検出することとした。
【００１８】
図１０に示すように、ピットは、周方向に短い溝が周方向に並んでいることと等価であるので、グルーブトラック中心１００１またはランドトラック中心１００２に沿って光スポット位置が追従した場合、ＰＩＤ領域３０１におけるピットの有無に応じて、ランド部とグルーブ部との境界でのレベルと溝のない状態つまり無信号レベルの間を出力することになる。
【００１９】
すなわち、ＨＰＰ信号を用いることでピットの再生信号振幅が十分大きく取ることができるようになるので、ピットに含まれる情報を読み取ることができる。この情報を読み取ることでランド部とグルーブ部とが切替わる極性反転位置を検出することができる。
【００２０】
また、ＨＰＰ信号上に前記ピット情報を再生した信号が出力されるが、このとき、ピットがランド部またはグルーブ部の中心より内周または外周方向に形成されていることに従って、ＨＰＰ信号上に出力されるピット情報に従った再生信号の極性が決定される。ランド部またはグルーブ部に従って内周または外周方向にオフセットさせる順序が決定されているため、ピットに対応した信号出力の正負の順序によって現在光スポットがランド部またはグルーブ部を走査しているのかを判別することが可能となる。そこで判別した結果が、ランド部またはグルーブ部から、グルーブ部またはランド部へ変化した場合に極性反転位置と検出されることになる。
【００２１】
このようにして極性反転位置を安定に検出することでランド部及びグルーブ部に適したフォーカス制御やトラッキング制御を行うことができるので、ディスクに記録されている情報をディスク全体にわたって確実に記録再生することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例の概略ブロック線図である。ディスク媒体１０１はスピンドルモータ１０２によって略一定線速度にて回転する。光ヘッド１０３には半導体レーザ、ディスクの情報記録面上に集光するための光学部品、反射光を検出する検出器、集光位置を可変とするアクチュエータ等が内蔵されている。
【００２３】
光ヘッドからはＲＦ信号とＨＰＰ信号に対応した信号が電圧値変化としてゲイン制御器（ＧＣＡ）１１２及び１１５にそれぞれ出力される。ＧＣＡでは一定ゲインが設定され、ＡＧＣ（自動ゲイン制御部）１１３及び１１６にそれぞれ出力される。ＡＧＣは出力が略一定となるように出力し、スイッチ１１７に出力する。スイッチ１１７はディスク上のＰＩＤ部及びデータ領域によって切り替わり、ＰＩＤ部のＨＰＰ信号及びデータ領域でのＲＦ信号をそれぞれＤＣ補正器１１８に出力する。
【００２４】
以降、スイッチ１１７がＨＰＰ信号を選択したときには、ＤＣ補正器１１８は、ＨＰＰ信号内の２種類のＰＩＤ情報とＲＦ信号のＤＣ変動成分を抑圧し、波形等化器（ＥＱ）１１９に出力する。ＥＱでは光学系等で低下した高周波成分を補償する。ＥＱの出力はＡＳＣ（自動スライスレベル制御器）１２０にて信号成分のデューティ比が略５０％になるスライスレベルにて２値化されＰＬＬ１２１及び弁別器１２２に出力される。
【００２５】
ＰＬＬでは入力信号のエッジ間隔に追従した略一定の再生クロックが生成され、弁別器にて再生クロックのエッジのタイミングにてＡＳＣの出力が２値に弁別され、信号列として出力される。信号列は、復調器１２３において例えば１６ピットの信号列から８ピットのデータへといった具合に所定の変調規則に従って復調され、記録領域におけるデータはＥＣＣ１２４において誤り訂正を受ける。ＰＩＤ部のデータ信号列は極性反転位置検出器１（１３０）において、あらかじめ記録されたＰＩＤの情報からそのＰＩＤ部の前後にてトラッキングやフォーカス等の極性が切り替わることを検出する。
【００２６】
極性反転位置検出器１及びＰＩＤエラー検出器はＰＬＬ１２１によって生成された再生クロックに同期して動作しており、検出したＰＩＤの位置、復調した内容から次に再生されるＰＩＤの位置及び内容を予測することが可能である。従って、制御器１３２に遅滞なく制御信号を出力することができ、１ケ所のＰＩＤ領域の情報が再生不能であっても１つ前のピット情報により制御信号を生成することが可能となる。
【００２７】
復調器からの信号列は、ＰＩＤエラー検出器１２６に入力されＰＩＤの情報の誤りの有無を検出し、再生したＰＩＤ情報にエラーが含まれていた場合、１つ前のＰＩＤの情報により該ＰＩＤ情報を推定し制御器１３２へ制御信号を出力する。
【００２８】
但し、ＰＩＤエラーが複数回連続するような場合（何回かは適宜設定できる。）には、ＰＩＤ情報から極性反転位置を検出することができなくなり、トラッキング制御やフォーカス制御が困難となるため、スイッチ１３１を切り換えて、極性反転位置検出器２（１２９）の出力を制御器１３２へ出力するように選択する。それ以外の場合にはトラッキング制御やフォーカス制御等に影響を及ぼすことはなく、復調した内容から次に再生されるＰＩＤの位置及び内容を予測できる等、利点が多いため、極性反転位置検出器１からの出力を制御器へ出力する。
【００２９】
なお、ＡＧＣ１１６の信号は、ＰＩＤ位置検出器１２７へも出力され、ＰＩＤ位置検出器からスイッチ１１７と極性判別器１２８へ制御信号が出力される。スイッチ１１７へは、ＰＩＤ部と記録領域の判別を行うＰＩＤ位置検出信号が出力される。スイッチ１１７は、ＰＩＤ位置検出信号がＰＩＤ部を示したときにはピットの再生信号の信号振幅の大きいＨＰＰ信号を選択し、記録領域を示したときにはＲＦ信号を選択するように動作する。これにより、本発明の対象となるピットをトラック中心からずらして形成したディスクについても確実にピットに含まれる情報を読み取ることが可能になる。
【００３０】
極性判別器へは、ＰＩＤ部の中の２つのＰＩＤに対応してＨＰＰ信号上で正（プラス）の極性かまたは負（マイナス）の極性に出力された信号検出位置を極性判別器１２８へ出力する。極性判別器では前記ＰＩＤ部における正及び負の信号の検出信号より、光スポットが走査中のトラックのランド部かまたはグルーブ部かを判別する。
【００３１】
極性反転位置検出器２（１２９）では、極性判別器の出力を用いて、グルーブ部からランド部、またはランド部からグルーブ部といった具合にトラックの極性が変化したＰＩＤ位置を検出し、スイッチ１３１へ出力する。
【００３２】
なお、上述したが、スイッチ１３１は、ＰＩＤ部の検出が不能の場合（ＰＩＤ部の欠陥、ディスク媒体の傾き等の変動による再生エラー、回転変動等によるＰＬＬエラー）に、極性反転位置情報を制御器１３２へ出力し、それ以外であれば極性反転位置検出器１の極性反転情報を制御器１３２へ出力する。
【００３３】
ＨＰＰ信号のＡＧＣ１１６の出力は、制御器１３２にトラック中心からの偏差量として入力される。トラック中心を焦点位置が追従するように光ヘッド内のトラッキング用アクチュエータに出力される。このとき、極性反転位置情報に基づいてランド部またはグルーブ部によって制御量の出力の極性を切り替える。
【００３４】
また、図中示されていないが、ランド部またはグルーブ部を再生するに当たり、光スポットの焦点あわせの制御（フォーカス制御）においてフォーカスオフセットをランド部及びグルーブ部それぞれに対応してオフセット量を切り替えている。
【００３５】
図２に本発明に用いたディスク媒体１０１の概略図を示す。ディスク媒体の情報記録面上に内周から外周に向かって螺旋状にトラックが形成されている。トラックはグルーブトラック２０１とランドトラック２０２が１周に１回、極性反転位置２０３にて切り替わる。
【００３６】
また、図中に示されていないが、トラック上には１周当たり１７個から４０個のＰＩＤが周方向に対し略一定間隔に形成され、半径方向及び周方向の位置の情報と極性反転位置であるか否かの情報がユニークにピットとして記録されている。
【００３７】
図３にディスク上のトラック及びＰＩＤの概略図及びその１つのトラックを光スポットが走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。極性反転位置２０３以外の位置のトラックを形状を図３（ａ）に示す。半径方向にはグルーブトラック２０１とランドトラック２０２が交互に形成されている。周方向へは、ＰＩＤ領域３０１と記録領域３０２が交互に形成され、ＰＩＤ領域の間隔は略一定である。
【００３８】
ＰＩＤ部にはピットがグルーブトラック中心に対し内周方向及び外周方向にそれぞれグルーブトラックの間隔の４分の１の距離を持って形成されている。また、それぞれ２つのＰＩＤに記録されている内容は同一である。３０４に光スポットがランドトラックを３０３のごとく走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。ＰＩＤにおいてピット情報に対応した信号がＨＰＰの記録領域でのレベルに対して正のレベルと負のレベルを持って出力される。３１４にグルーブトラックを走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。ランドトラックを再生した場合と比べ、正負のピット信号の出力の順序が逆となる。
【００３９】
図３（ｂ）のうち３２４は、極性反転位置２０３を通過し、グルーブトラックよりランドトラックに移行した場合のＨＰＰ信号波形を示す。その場合の光スポット軌跡を３２３に示す。極性反転位置のＰＩＤ部のピット信号の出力波形とその１つ前のＰＩＤ部の波形で順序の逆転が生じていることがわかる。
【００４０】
従って、この信号の逆転したことを用いて、極性反転位置を検出することが可能となり、それを持ってトラッキング制御の極性や焦点合わせ制御のオフセットの切換を行えばよい。
【００４１】
図４に、ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力とＲＦ信号出力、スイッチ１１７の出力、ＤＣ補正１１８の出力及びＥＱ１１９の出力の概略図を示す。ＨＰＰ信号のＰＩＤ部のピット情報とＲＦ信号上の記録領域の記録マーク情報をスイッチ１１７によってあわせて、ＤＣ補正器１１８によってＤＣ電圧の変動分を抑圧し、ＥＱ１１９によって高域分の信号低下分を補償し、低域の変動を抑圧する。この信号出力をＡＳＣ１２０によって２値化することにより、ピット情報と記録マーク情報を同様に再生することが可能となる。
【００４２】
図５に本発明におけるＰＩＤ位置検出器１２７の１実施例の信号波形を示す。このときの回路構成例を図６に示す。ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力波形に対し、ピーク検波器６０１及びボトム検波器６０２を用いてそれぞれエンベロープ検波をする。検波器の出力はそれぞれ比較器６０４及び６０６においてピークスライスレベル６１４及びボトムスライスレベル６１６とそれぞれ比較され、結果をそれぞれ論理積６０７及び６０８に出力される。また、それぞれのエンベロープ検波の出力は減算器６０３によって差をとられ、比較器６０５において差信号スライスレベル６１５と比較される。比較器６０５の出力はＰＩＤ検出信号として出力され、また論理積６０７及び６０８におけるマスク信号として用いられる。論理積６０７及び６０８の出力はそれぞれＰＩＤ部のピット信号の正側と負側の出力の検出信号として出力される。
【００４３】
ＰＩＤ検出信号が出力されている期間の、正側及び負側ピット検出信号の出力の順番を検出することにより、極性判別器１２８において再生中のトラックのランドトラックまたはグルーブトラックであるかを判別することが可能となる。
【００４４】
図７に本発明におけるＰＩＤ位置検出器１２７の別の１実施例の信号波形を示す。また、このときの回路構成例を図８に示す。ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力波形に対し、高域遮断器８０１を用いてピット情報に対応した高域の周波数成分を抑圧する。高域遮断器の出力はそれぞれ比較器８０２及び８０３において上側スライスレベル８１２及び下側スライスレベル８１３とそれぞれ比較され、結果をそれぞれパルス幅補正器８０４及び８０５においてパルス幅を拡大する。それぞれのパルス幅補正器の出力は論理和８０６において論理和をとられＰＩＤ検出信号として出力される。
【００４５】
図９に本発明における別の実施例の概略ブロック線図を示す。本実施例ではＰＩＤの検出をピットの情報からでなしに、本発明のＰＩＤ位置検出器のみを用いて検出し、極性及び極性反転位置もＰＩＤ位置検出器１２７の出力のみを用いて検出している。このような構成とすることにより、先に述べたような極性反転位置検出器１及び極性反転位置検出器２の２系統の極性反転位置検出器を用いなくても、ピット情報の欠落の如何にかかわわらず極性反転位置を検出することができる。本実施例において、ＰＩＤ位置検出器１２７は第１または第２実施例のいずれかでもよい。
【００４６】
なお、本実施例にてスイッチ１１７を設けているのは、ピットに含まれているＩＤ番号等の情報を読み取るためであり、極性反転位置の情報のみがピットに記録されているときには、極性反転位置検出器２にて極性反転位置を検出することができるので、スイッチ１１７を設ける必要は必ずしもない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ランド部とグルーブ部の両方への連続記録及び連続再生可能なディスクにおいて、ＰＩＤ部のピットに記録されている情報を再生する場合にはＨＰＰ信号を利用して再生するため、信号振幅が十分大きい信号を再生することになり、確実にその情報を再生することができる。
【００４８】
また、ＰＩＤ部のピットに記録されている情報を復調再生することなしに、ＨＰＰ信号波形の正負の順番からランド部とグルーブ部の切り替え部を安定かつ簡便に検出することができるので、安定かつ確実に記録及び再生が可能となる記録再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた情報記録再生装置の再生処理系のブロック線図である。
【図２】本発明及び従来のディスク媒体の模式図である。
【図３】本発明のディスク上のトラック構成とトラック偏差信号の出力例である。
【図４】本発明の再生処理系の再生信号を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例のＰＩＤ位置検出器の信号出力例である。
【図６】本発明の第１実施例のＰＩＤ位置検出器のブロック線図である。
【図７】本発明の第２実施例のＰＩＤ位置検出器の信号出力例である。
【図８】本発明の第２実施例のＰＩＤ位置検出器のブロック線図である。
【図９】本発明を用いた第３実施例の情報記録再生装置の再生処理系のブロック線図である。
【図１０】本発明に用いられるディスクの模式図である。
【符号の説明】
１０１…ディスク、１０２…スピンドルモータ、１０３…光ヘッド、１１７…スイッチ、１３１…スイッチ、６０３…減算器、６０４…比較器、６０５…比較器、６０６…比較器、８０２…比較器、８０３…比較器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に情報が読み取り可能な記録媒体（以下単に「ディスク」という。）に対する情報記録再生技術に関するものであり、特に高密度情報記録に対応したフォーマットのディスクに対応する光照射手段の制御方法とその機能を搭載した情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクにおいて、情報の再生はレーザ光をディスクの情報記録面上に集光し、記録マークまたはピットによって変調された反射光を検出して行う。
【０００３】
記録マーク等は情報記録面上に形成された螺旋状の案内溝に沿って形成する。記録密度を高めるためにはディスク媒体の厚さ方向、周方向または半径方向に高密度とする必要がある。このうち半径方向の記録密度を高めるために、記録再生トラックのトラックピッチを狭くすることが考えられるが、案内溝の形成上の限界がある。
【０００４】
そこで特公平４−４６６１号公報にあるように、溝の幅と溝間の幅を略同一幅とし、溝の深さを照射するレーザ光波長により定まる隣接トラックからのクロストークの最小となる深さとすることにより案内溝（グルーブ部）と案内溝間（ランド部）に同様に記録マークを形成し、また再生可能となり、ディスクの半径方向の記録密度を向上することが可能である。
【０００５】
このグルーブ部及びランド部に記録された情報を連続的に再生するためには、溝が単純に内周より外周に連続的に形成されている場合、グルーブ部（ランド部）を連続して再生する状態からランド部（グルーブ部）を連続して再生する状態に移行する場合、移行に伴う時間が必要となり、連続的にランド部及びグルーブ部の情報を連続して再生することが不可能となる。
【０００６】
そこで、特開平７−１４１７０１号公報にあるように、ランド部及びグルーブ部のトラックが略１周毎に交互に現れるような溝（シングルスパイラル）を形成すると、ランド部及びグルーブ部に記録された記録情報を連続的に再生することができる。
【０００７】
このディスクにあっては、記録再生位置を特定するため、変調された位置情報をトラック上の案内溝の代わりにピット列として形成する。このとき高密度化したトラック毎にピット情報を形成することは困難であり、また隣接トラックに形成したピット列からのクロストークにより再生復調することも困難である。
【０００８】
そこで特開平６−１７６４０４号公報にあるように、ランド部と隣接したランド部のそれぞれの中心位置の距離の４分の１の距離を内周方向あるいは外周方向に離れた位置にオフセットさせて形成することにより、ランド部及びグルーブ部両方において再生可能とする。
【０００９】
また、特開平８−２２１８２１号公報にあるようにトラックの円周方向に略等間隔にピットがプリフォーマットされ、該ピットをランド部またはグルーブ部の中心位置より、ランド部と隣接したランド部のそれぞれ中心位置の距離の４分の１の距離を内周方向及び外周方向に離れた位置に交互にオフセットさせて形成するようにする。このディスクには、極性反転位置に対応したピットの形成位置（ＰＩＤ部）以外のＰＩＤ部に、極性反転位置を相対的に特定可能とするような情報を形成することが可能である。
【００１０】
このようなランド部またはグルーブ部を有するディスクに形成した記録マークを再生するには、情報記録面上に集光したレーザ光の集光位置を、ランド部またはグルーブ部のディスクの半径方向に対し略中心位置に沿って走査する必要があり、また、情報記録面にて確実に焦点が合うようにする必要もある。このときレーザ光の集光位置のランド部またはグルーブ部の中心位置からの距離に略比例した偏差量（トラッキング偏差量）を、溝によるレーザ光の回折光を検出することで得られるトラッキングエラー信号（ＨＰＰ信号）によって得て、レーザ光の集光位置をその偏差量を用いて制御（トラッキング制御）するが、ランド部とグルーブ部では偏差量の極性が反転したものが得られる。
【００１１】
ここで、ＰＩＤ部付近のディスク媒体表面の概略図を図１０に示す。光スポットがディスク媒体の半径方向１００３に対し仮想的に横切った場合に生成されるトラッキング偏差量に基づくＨＰＰ信号波形を３０４に示す。これにて明らかなように、ランド部とグルーブ部とでは、ＨＰＰ信号の極性が異なっている。つまり、グルーブ部ではＨＰＰ信号が負の場合には図１０の紙面の右方向に光スポットがずれていると判断して光スポットを紙面の左方向に移動させてトラッキングを行うが、ランド部では、ＨＰＰ信号が負の場合には紙面の左方向にずれていることになる。
【００１２】
従って、ランド部よりグルーブ部、またはグルーブ部よりランド部へ連続して再生するためには、ランド部及びグルーブ部が切り替わる位置にて、偏差量の極性が反転するのに対応したレーザ光の集光位置の制御をする必要がある。そこで、特開平６−１７６４０４号公報あるいは特開平８−２２１８２１号公報にあるように、ディスクのトラック上、円周方向に略等間隔に領域を設定し、その領域内にピットを形成する。前記ピットの情報を再生することによりランド部とグルーブ部が切り替わる位置（極性反転位置）を認識可能となるようピットを形成し、その情報をもとにトラッキング制御やフォーカス制御等の状態を切り替える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにランド部とグルーブ部の中間の位置にピットを形成し、それを反射光の総光量の変化に基づく信号（ＲＦ信号）を用いてピットの情報を読み取ってトラッキング制御やフォーカス制御を行い、再生しようとすると、上述のピットがトラック中心よりオフセットして形成されているため信号振幅が大きくとれなくなる。従って、極性反転位置を検出することが困難になり、トラッキング制御やフォーカス制御等が行いにくくなるので、記録情報の再生が極めて困難になる。
【００１４】
また、前記のピット情報の再生による極性反転位置の検出では、ピットの形成不良、ディスクの形状不良の場合または各種制御変動によりピットの再生が困難な場合には、極性反転位置と認識できなくなる。
【００１５】
さらには、極性反転位置は、他のＰＩＤ部との相対位置で決められているため、複数のＰＩＤ部の検出を誤ると、極性反転位置を予測することができなくなる。アクセス動作などによりディスク媒体の回転数または線速度が急激に変動する場合にも、再生信号のＰＬＬが追従不能となりピットの情報を復調再生することが不可能となる。
【００１６】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、ＰＩＤ位置、極性反転位置を安定に検出することにより確実に光照射手段を制御する方法及びそれを用いた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、ＲＦ信号ではなく、ＨＰＰ信号を用いてＰＩＤ位置、極性反転位置を検出することとした。
【００１８】
図１０に示すように、ピットは、周方向に短い溝が周方向に並んでいることと等価であるので、グルーブトラック中心１００１またはランドトラック中心１００２に沿って光スポット位置が追従した場合、ＰＩＤ領域３０１におけるピットの有無に応じて、ランド部とグルーブ部との境界でのレベルと溝のない状態つまり無信号レベルの間を出力することになる。
【００１９】
すなわち、ＨＰＰ信号を用いることでピットの再生信号振幅が十分大きく取ることができるようになるので、ピットに含まれる情報を読み取ることができる。この情報を読み取ることでランド部とグルーブ部とが切替わる極性反転位置を検出することができる。
【００２０】
また、ＨＰＰ信号上に前記ピット情報を再生した信号が出力されるが、このとき、ピットがランド部またはグルーブ部の中心より内周または外周方向に形成されていることに従って、ＨＰＰ信号上に出力されるピット情報に従った再生信号の極性が決定される。ランド部またはグルーブ部に従って内周または外周方向にオフセットさせる順序が決定されているため、ピットに対応した信号出力の正負の順序によって現在光スポットがランド部またはグルーブ部を走査しているのかを判別することが可能となる。そこで判別した結果が、ランド部またはグルーブ部から、グルーブ部またはランド部へ変化した場合に極性反転位置と検出されることになる。
【００２１】
このようにして極性反転位置を安定に検出することでランド部及びグルーブ部に適したフォーカス制御やトラッキング制御を行うことができるので、ディスクに記録されている情報をディスク全体にわたって確実に記録再生することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例の概略ブロック線図である。ディスク媒体１０１はスピンドルモータ１０２によって略一定線速度にて回転する。光ヘッド１０３には半導体レーザ、ディスクの情報記録面上に集光するための光学部品、反射光を検出する検出器、集光位置を可変とするアクチュエータ等が内蔵されている。
【００２３】
光ヘッドからはＲＦ信号とＨＰＰ信号に対応した信号が電圧値変化としてゲイン制御器（ＧＣＡ）１１２及び１１５にそれぞれ出力される。ＧＣＡでは一定ゲインが設定され、ＡＧＣ（自動ゲイン制御部）１１３及び１１６にそれぞれ出力される。ＡＧＣは出力が略一定となるように出力し、スイッチ１１７に出力する。スイッチ１１７はディスク上のＰＩＤ部及びデータ領域によって切り替わり、ＰＩＤ部のＨＰＰ信号及びデータ領域でのＲＦ信号をそれぞれＤＣ補正器１１８に出力する。
【００２４】
以降、スイッチ１１７がＨＰＰ信号を選択したときには、ＤＣ補正器１１８は、ＨＰＰ信号内の２種類のＰＩＤ情報とＲＦ信号のＤＣ変動成分を抑圧し、波形等化器（ＥＱ）１１９に出力する。ＥＱでは光学系等で低下した高周波成分を補償する。ＥＱの出力はＡＳＣ（自動スライスレベル制御器）１２０にて信号成分のデューティ比が略５０％になるスライスレベルにて２値化されＰＬＬ１２１及び弁別器１２２に出力される。
【００２５】
ＰＬＬでは入力信号のエッジ間隔に追従した略一定の再生クロックが生成され、弁別器にて再生クロックのエッジのタイミングにてＡＳＣの出力が２値に弁別され、信号列として出力される。信号列は、復調器１２３において例えば１６ピットの信号列から８ピットのデータへといった具合に所定の変調規則に従って復調され、記録領域におけるデータはＥＣＣ１２４において誤り訂正を受ける。ＰＩＤ部のデータ信号列は極性反転位置検出器１（１３０）において、あらかじめ記録されたＰＩＤの情報からそのＰＩＤ部の前後にてトラッキングやフォーカス等の極性が切り替わることを検出する。
【００２６】
極性反転位置検出器１及びＰＩＤエラー検出器はＰＬＬ１２１によって生成された再生クロックに同期して動作しており、検出したＰＩＤの位置、復調した内容から次に再生されるＰＩＤの位置及び内容を予測することが可能である。従って、制御器１３２に遅滞なく制御信号を出力することができ、１ケ所のＰＩＤ領域の情報が再生不能であっても１つ前のピット情報により制御信号を生成することが可能となる。
【００２７】
復調器からの信号列は、ＰＩＤエラー検出器１２６に入力されＰＩＤの情報の誤りの有無を検出し、再生したＰＩＤ情報にエラーが含まれていた場合、１つ前のＰＩＤの情報により該ＰＩＤ情報を推定し制御器１３２へ制御信号を出力する。
【００２８】
但し、ＰＩＤエラーが複数回連続するような場合（何回かは適宜設定できる。）には、ＰＩＤ情報から極性反転位置を検出することができなくなり、トラッキング制御やフォーカス制御が困難となるため、スイッチ１３１を切り換えて、極性反転位置検出器２（１２９）の出力を制御器１３２へ出力するように選択する。それ以外の場合にはトラッキング制御やフォーカス制御等に影響を及ぼすことはなく、復調した内容から次に再生されるＰＩＤの位置及び内容を予測できる等、利点が多いため、極性反転位置検出器１からの出力を制御器へ出力する。
【００２９】
なお、ＡＧＣ１１６の信号は、ＰＩＤ位置検出器１２７へも出力され、ＰＩＤ位置検出器からスイッチ１１７と極性判別器１２８へ制御信号が出力される。スイッチ１１７へは、ＰＩＤ部と記録領域の判別を行うＰＩＤ位置検出信号が出力される。スイッチ１１７は、ＰＩＤ位置検出信号がＰＩＤ部を示したときにはピットの再生信号の信号振幅の大きいＨＰＰ信号を選択し、記録領域を示したときにはＲＦ信号を選択するように動作する。これにより、本発明の対象となるピットをトラック中心からずらして形成したディスクについても確実にピットに含まれる情報を読み取ることが可能になる。
【００３０】
極性判別器へは、ＰＩＤ部の中の２つのＰＩＤに対応してＨＰＰ信号上で正（プラス）の極性かまたは負（マイナス）の極性に出力された信号検出位置を極性判別器１２８へ出力する。極性判別器では前記ＰＩＤ部における正及び負の信号の検出信号より、光スポットが走査中のトラックのランド部かまたはグルーブ部かを判別する。
【００３１】
極性反転位置検出器２（１２９）では、極性判別器の出力を用いて、グルーブ部からランド部、またはランド部からグルーブ部といった具合にトラックの極性が変化したＰＩＤ位置を検出し、スイッチ１３１へ出力する。
【００３２】
なお、上述したが、スイッチ１３１は、ＰＩＤ部の検出が不能の場合（ＰＩＤ部の欠陥、ディスク媒体の傾き等の変動による再生エラー、回転変動等によるＰＬＬエラー）に、極性反転位置情報を制御器１３２へ出力し、それ以外であれば極性反転位置検出器１の極性反転情報を制御器１３２へ出力する。
【００３３】
ＨＰＰ信号のＡＧＣ１１６の出力は、制御器１３２にトラック中心からの偏差量として入力される。トラック中心を焦点位置が追従するように光ヘッド内のトラッキング用アクチュエータに出力される。このとき、極性反転位置情報に基づいてランド部またはグルーブ部によって制御量の出力の極性を切り替える。
【００３４】
また、図中示されていないが、ランド部またはグルーブ部を再生するに当たり、光スポットの焦点あわせの制御（フォーカス制御）においてフォーカスオフセットをランド部及びグルーブ部それぞれに対応してオフセット量を切り替えている。
【００３５】
図２に本発明に用いたディスク媒体１０１の概略図を示す。ディスク媒体の情報記録面上に内周から外周に向かって螺旋状にトラックが形成されている。トラックはグルーブトラック２０１とランドトラック２０２が１周に１回、極性反転位置２０３にて切り替わる。
【００３６】
また、図中に示されていないが、トラック上には１周当たり１７個から４０個のＰＩＤが周方向に対し略一定間隔に形成され、半径方向及び周方向の位置の情報と極性反転位置であるか否かの情報がユニークにピットとして記録されている。
【００３７】
図３にディスク上のトラック及びＰＩＤの概略図及びその１つのトラックを光スポットが走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。極性反転位置２０３以外の位置のトラックを形状を図３（ａ）に示す。半径方向にはグルーブトラック２０１とランドトラック２０２が交互に形成されている。周方向へは、ＰＩＤ領域３０１と記録領域３０２が交互に形成され、ＰＩＤ領域の間隔は略一定である。
【００３８】
ＰＩＤ部にはピットがグルーブトラック中心に対し内周方向及び外周方向にそれぞれグルーブトラックの間隔の４分の１の距離を持って形成されている。また、それぞれ２つのＰＩＤに記録されている内容は同一である。３０４に光スポットがランドトラックを３０３のごとく走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。ＰＩＤにおいてピット情報に対応した信号がＨＰＰの記録領域でのレベルに対して正のレベルと負のレベルを持って出力される。３１４にグルーブトラックを走査した場合のＨＰＰ信号波形を示す。ランドトラックを再生した場合と比べ、正負のピット信号の出力の順序が逆となる。
【００３９】
図３（ｂ）のうち３２４は、極性反転位置２０３を通過し、グルーブトラックよりランドトラックに移行した場合のＨＰＰ信号波形を示す。その場合の光スポット軌跡を３２３に示す。極性反転位置のＰＩＤ部のピット信号の出力波形とその１つ前のＰＩＤ部の波形で順序の逆転が生じていることがわかる。
【００４０】
従って、この信号の逆転したことを用いて、極性反転位置を検出することが可能となり、それを持ってトラッキング制御の極性や焦点合わせ制御のオフセットの切換を行えばよい。
【００４１】
図４に、ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力とＲＦ信号出力、スイッチ１１７の出力、ＤＣ補正１１８の出力及びＥＱ１１９の出力の概略図を示す。ＨＰＰ信号のＰＩＤ部のピット情報とＲＦ信号上の記録領域の記録マーク情報をスイッチ１１７によってあわせて、ＤＣ補正器１１８によってＤＣ電圧の変動分を抑圧し、ＥＱ１１９によって高域分の信号低下分を補償し、低域の変動を抑圧する。この信号出力をＡＳＣ１２０によって２値化することにより、ピット情報と記録マーク情報を同様に再生することが可能となる。
【００４２】
図５に本発明におけるＰＩＤ位置検出器１２７の１実施例の信号波形を示す。このときの回路構成例を図６に示す。ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力波形に対し、ピーク検波器６０１及びボトム検波器６０２を用いてそれぞれエンベロープ検波をする。検波器の出力はそれぞれ比較器６０４及び６０６においてピークスライスレベル６１４及びボトムスライスレベル６１６とそれぞれ比較され、結果をそれぞれ論理積６０７及び６０８に出力される。また、それぞれのエンベロープ検波の出力は減算器６０３によって差をとられ、比較器６０５において差信号スライスレベル６１５と比較される。比較器６０５の出力はＰＩＤ検出信号として出力され、また論理積６０７及び６０８におけるマスク信号として用いられる。論理積６０７及び６０８の出力はそれぞれＰＩＤ部のピット信号の正側と負側の出力の検出信号として出力される。
【００４３】
ＰＩＤ検出信号が出力されている期間の、正側及び負側ピット検出信号の出力の順番を検出することにより、極性判別器１２８において再生中のトラックのランドトラックまたはグルーブトラックであるかを判別することが可能となる。
【００４４】
図７に本発明におけるＰＩＤ位置検出器１２７の別の１実施例の信号波形を示す。また、このときの回路構成例を図８に示す。ランドトラックを再生した場合のＨＰＰ信号出力波形に対し、高域遮断器８０１を用いてピット情報に対応した高域の周波数成分を抑圧する。高域遮断器の出力はそれぞれ比較器８０２及び８０３において上側スライスレベル８１２及び下側スライスレベル８１３とそれぞれ比較され、結果をそれぞれパルス幅補正器８０４及び８０５においてパルス幅を拡大する。それぞれのパルス幅補正器の出力は論理和８０６において論理和をとられＰＩＤ検出信号として出力される。
【００４５】
図９に本発明における別の実施例の概略ブロック線図を示す。本実施例ではＰＩＤの検出をピットの情報からでなしに、本発明のＰＩＤ位置検出器のみを用いて検出し、極性及び極性反転位置もＰＩＤ位置検出器１２７の出力のみを用いて検出している。このような構成とすることにより、先に述べたような極性反転位置検出器１及び極性反転位置検出器２の２系統の極性反転位置検出器を用いなくても、ピット情報の欠落の如何にかかわわらず極性反転位置を検出することができる。本実施例において、ＰＩＤ位置検出器１２７は第１または第２実施例のいずれかでもよい。
【００４６】
なお、本実施例にてスイッチ１１７を設けているのは、ピットに含まれているＩＤ番号等の情報を読み取るためであり、極性反転位置の情報のみがピットに記録されているときには、極性反転位置検出器２にて極性反転位置を検出することができるので、スイッチ１１７を設ける必要は必ずしもない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ランド部とグルーブ部の両方への連続記録及び連続再生可能なディスクにおいて、ＰＩＤ部のピットに記録されている情報を再生する場合にはＨＰＰ信号を利用して再生するため、信号振幅が十分大きい信号を再生することになり、確実にその情報を再生することができる。
【００４８】
また、ＰＩＤ部のピットに記録されている情報を復調再生することなしに、ＨＰＰ信号波形の正負の順番からランド部とグルーブ部の切り替え部を安定かつ簡便に検出することができるので、安定かつ確実に記録及び再生が可能となる記録再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた情報記録再生装置の再生処理系のブロック線図である。
【図２】本発明及び従来のディスク媒体の模式図である。
【図３】本発明のディスク上のトラック構成とトラック偏差信号の出力例である。
【図４】本発明の再生処理系の再生信号を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例のＰＩＤ位置検出器の信号出力例である。
【図６】本発明の第１実施例のＰＩＤ位置検出器のブロック線図である。
【図７】本発明の第２実施例のＰＩＤ位置検出器の信号出力例である。
【図８】本発明の第２実施例のＰＩＤ位置検出器のブロック線図である。
【図９】本発明を用いた第３実施例の情報記録再生装置の再生処理系のブロック線図である。
【図１０】本発明に用いられるディスクの模式図である。
【符号の説明】
１０１…ディスク、１０２…スピンドルモータ、１０３…光ヘッド、１１７…スイッチ、１３１…スイッチ、６０３…減算器、６０４…比較器、６０５…比較器、６０６…比較器、８０２…比較器、８０３…比較器。
Claims (11)
- ランドトラックのトラック中心線上にグルーブトラックが形成され、グルーブトラックのトラック中心線上にランドトラックが形成され、該ランドトラックとグルーブトラックの切り替わり位置にはＰＩＤ情報を有するピット列を前記トラック中心線から内周方向および外周方向にずらして形成した情報記録媒体に光照射手段が照射した光の戻り光を検出し、信号処理手段が前記戻り光に基づく情報信号を処理することで前記情報記録媒体の情報を再生する情報記録再生装置において、
前記光照射手段のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
トラッキングエラー信号に含まれるＰＩＤ情報に基づいて前記ランドトラックと前記グルーブトラックとが切替わる極性反転位置を検出する第１の極性反転位置検出手段と、
前記トラック中心線に沿って円周方向に前記情報記録媒体を再生する際に生じる前記トラッキングエラー信号の正負の極性の変化に基づいて前記円周方向に配置される前記極性反転位置を検出する第２の極性反転位置検出手段と、を備え、
前記フォーカス制御手段が前記第１又は第２の極性反転位置検出手段の出力に基づいて前記ランドトラック又は前記グルーブトラックに対応したフォーカス制御を行うことを特徴とする情報記録再生装置。 - ランドトラックのトラック中心線上にグルーブトラックが形成され、グルーブトラックのトラック中心線上にランドトラックが形成され、該ランドトラックとグルーブトラックの切り替わり位置にはＰＩＤ情報を有するピット列を前記トラック中心線から内周方向および外周方向にずらして形成した情報記録媒体に光照射手段が照射した光の戻り光を検出し、信号処理手段が前記戻り光に基づく情報信号を処理することで前記情報記録媒体の情報を再生する情報記録再生装置において、
前記光照射手段のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
トラッキングエラー信号に含まれるＰＩＤ情報に基づいて前記ランドトラックと前記グルーブトラックとが切替わる極性反転位置を検出する第１の極性反転位置検出手段と、
前記トラック中心線に沿って円周方向に前記情報記録媒体を再生する際に生じる前記トラッキングエラー信号の正負の極性の変化に基づいて前記円周方向に配置される前記極性反転位置を検出する第２の極性反転位置検出手段と、を備え、
前記トラッキングエラー信号に含まれるＰＩＤ情報を複数回読み取れなかった場合に前記第２の極性反転位置検出手段の出力を前記フォーカス制御手段に出力することを特徴とする情報記録再生装置。 - トラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、少なくとも前記ランド部か前記グルーブ部かを示す情報を有するピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に光照射手段が照射した光の戻り光を検出し、信号処理手段が該戻り光に基づく情報信号を処理することで情報を再生する情報記録再生装置において、
前記光照射手段のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
前記光照射手段のトラッキングを制御するトラッキング制御手段と、
トラッキングエラー信号の変化から前記ピットの形成位置を検出する形成位置検出手段と、
前記形成位置検出手段の出力により、前記光照射手段が前記ピットが形成されている位置に光を照射しているときには前記トラッキングエラー信号を選択し、前記ランド部又は前記グルーブ部に光を照射しているときには前記情報信号を選択して前記信号処理手段に出力する第１の選択手段と、
前記信号処理手段が処理したトラッキングエラー信号に含まれる情報に基づいて前記ランド部と前記グルーブ部とが切替わる極性反転位置を検出する第１の極性反転位置検出手段と、
前記トラッキングエラー信号の波形の変化を検出することにより前記極性反転位置を検出する第２の極性反転位置検出手段と、
前記トラッキングエラー信号に含まれる情報を前記信号処理手段が複数回読み取れなかった場合に第２の極性反転位置検出手段の出力をトラッキング制御手段及びフォーカス制御手段に出力する第２の選択手段とを備え、
前記フォーカス制御手段が前記第２の選択手段の出力に基づいて前記ランド部又は前記グルーブ部に対応したフォーカス制御を行うことを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記トラッキングエラー信号の波形の正負の変化を検出することにより前記第２の極性反転位置検出手段が前記極性反転位置を検出することを特徴とする請求項３記載の情報記録再生装置。
- 前記トラッキングエラー信号をエンベロープ検波することにより前記第２の極性反転位置検出手段が前記極性反転位置を検出することを特徴とする請求項４記載の情報記録再生装置。
- 前記トラッキングエラー信号の信号成分を高域遮断することにより前記極性反転位置検出手段が前記極性反転位置を検出することを特徴とする請求項４記載の情報記録再生装置。
- トラックにランド部とグルーブ部とが交互に形成され、少なくとも前記ランド部か前記グルーブ部かを示す情報を有するピットを前記トラック中心よりずらして設けた情報記録媒体に照射した光の戻り光を検出し、該戻り光に基づく信号を処理することで情報を再生する情報記録再生方法であって、
トラッキングエラー信号に含まれるＰＩＤ情報に基づいて前記ランド部と前記グルーブ部とが切替わる極性反転位置を示す第１の極性反転位置検出信号を生成し、
前記トラッキングエラー信号の正負の極性の変化を検出することにより前記極性反転位置を示す第２の極性反転位置検出信号を生成し、
前記第１又は第２の極性反転位置検出信号に基づいて前記ランド部又は前記グルーブ部に適したフォーカス制御を行って光を照射することを特徴とする情報記録再生方法。 - 前記トラッキングエラー信号に含まれるＰＩＤ情報を複数回読み取れなかった場合には第２の極性反転位置検出信号に基づいて前記ランド部又は前記グルーブ部に適したフォーカス制御を行って光を照射し、情報を再生することを特徴とする請求項７記載の情報記録再生方法。
- 前記第２の極性反転位置検出信号は前記トラッキングエラー信号をエンベロープ検波することで生成することを特徴とする請求項７記載の情報記録再生方法。
- 前記第２の極性反転位置検出信号は前記トラッキングエラー信号の信号成分を高域遮断することにより生成されることを特徴とする請求項７記載の情報記録再生方法。
- 前記トラッキングエラー信号が、前記ランド部、前記グルーブ部及び前記ピットを形成することによりできる溝の回折光を検出することで得られる信号であることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１つに記載の情報記録再生方法。
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