JP3844647B2 - ウォッブル信号を用いたｐｉｄアドレッシング方法、ウォッブルアドレスエンコーディング回路、ウォッブルアドレス検出方法及び回路、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録／再生分野に係り、特に高密度光記録／再生システムにおいてウォッブル信号を用いたPIDアドレッシング方法及びウォッブルアドレスエンコーディング回路、ウォッブルアドレス検出方法及び回路、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録／再生システムにおいて記録するディスク上の位置を判別するための物理的な位置認識のために記録する情報をPID(Physical Identification Data)と称し、一般にPIDはセクター単位に記録される記録／再生媒体においては物理的なセクターのアドレス情報に該当する。これはディスク上の任意の位置にデータを記録し、該当位置を探すためには必須情報である。
【０００３】
即ち、PIDは、特に記録／再生可能なディスクにおいて任意の位置にデータを記録／再生するために特定のセクターを探せるアドレス情報を称するものであって、使用者データの有無に関係なくディスクを製作する時点で予め記録(pre-mastering)されているセクターのアドレス情報を称する。従って、記録/再生しようとするセクターの位置を正確で速やかに探すためにはエラーに強く、速やかに検出できる構造を有するべきである。
【０００４】
PIDをディスク上に記録する方法としては、ディスク上に読出専用(Read-only)光ディスクと同じ形状の凹凸型(Embossed)ピットを作って、これを以ってディスク上の特定の位置を判別可能にする物理的な位置情報を記録する方法と、ディスク上に一定の周期に記録トラックの変化を与えて得られるウォッブル(Wobble)信号を用いる方法がある。
【０００５】
前者の方法により、即ち、凹凸型プリピットを使用してPIDアドレッシングのために備えられている領域を、図１に示されたように、ヘッダ部(header field)と称し、２.６GB(Giga Bytes) DVD-RAM(Digital Versatile Disc Random Access Memory)規格書(DVD specification for Rewritable Disc(DVD-RAM) Version１.０)または４.７GBのDVD-RAMの規格書によれば、基板製造時にプリピットで構成されているヘッダ部の位置に物理的な位置情報が入力される。ヘッダ部はPLL(Phase Locked Loop)のためのVFO(Variable Frequency Oscillator)領域、セクター番号の与えられているPID(Physical Identification Data)領域、IDエラー検出情報を貯蔵するIED(ID Error Detection)領域、ヘッダ部に次いで記録されるデータの変調(modulation)のために初期状態を合わせるためのPA(postamble)領域等で構成される。このような凹凸型プリピットで構成されているヘッダ部をセクターの先に適切に配置してピックアップがこの情報を以って所望の位置に容易に探していくようにする方法をプリピットを用いたPIDアドレッシング方法と称し、アドレッシングされた情報からそのセクター番号、セクタータイプ、ランドトラック(land track)/グルーブトラック(groove track)区別などを認識でき、サーボ制御までもできる。
【０００６】
このような従来の凹凸型プリピットを使用するPIDアドレッシング方法はピットの形成された領域にはデータを記録できないために形成されたピット領域だけの記録密度が減少する問題が発生する。
従って、高密度、大容量のデータを貯蔵するためにトラックピッチを縮め、かつ記録領域でない領域(オーバーヘッド)を最小化することによって記録可能な領域(使用者データ領域)を増加させるべきである。このためにはウォッブル信号を用いることが効率的である。
【０００７】
記録用ディスクの場合、基板の形成時記録されない部分でも記録しようとするトラックを正確にピックアップでトラッキング可能にするために基板上の記録トラックに沿ってグルーブを形成するが、グルーブ以外の部分をランドと称し、記録方式に応じてランドまたはグルーブの何れか一方にのみ記録する方式と、ランドとグルーブの両方にデータを記録する方式とに分けられており、特に高密度になるほどランドとグルーブの両方にデータを記録するランド/グルーブ記録方式を使用することが望ましい。
【０００８】
また、記録時補助クロック手段としてグルーブの両側壁面に変化を与えて特定の周波数の信号を発生させる方法を使用している。このような信号をウォッブル信号と称する。DVD-RAMディスクの基板にも単一周波数を有するウォッブル信号が記録されている。
ウォッブル信号を用いるPIDアドレッシング方法は、このような単純な単一周波数を有するウォッブル信号に、記録時一定の周期に位相を変化させるか、または周波数を変える等の格別な変化を付加えてPID信号のような付加情報を記録可能にする方式であって、この際、ウォッブル信号に重畳記録されたPID信号を一般にウォッブルアドレスと称する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ウォッブル信号を用いるPIDアドレッシング方法は、図２に示したように、ウォッブルを記録しようとするグルーブトラックの両側壁の変化を用いることであるため、グルーブトラックには情報を記録しないランド記録方式のディスクにのみ使用できた。即ち、グルーブトラックの両側壁の変化を用いる場合、２つのグルーブトラック間のランドトラックにはランドトラックを形成している両側の境界に該当する２つのグルーブトラックのアドレス情報が相互混合されて適切な情報が得られないため、グルーブトラックに形成されたウォッブルアドレスとしてはランドトラックとグルーブトラックの両側のアドレスを全て示すことができない問題があって、ランドトラックとグルーブトラックの両方に情報を記録するランド/グルーブ記録方式のディスクでは使用しにくいという問題点があった。
【００１０】
換言すれば、ウォッブルアドレスの記録位置がランドトラックとグルーブトラックとの境界位置のグルーブ側壁であるが、ランドトラックとグルーブトラックの両方に情報を記録するランド/グルーブ記録方式ではランドトラック及びグルーブトラックの両側壁に形成されたウォッブル信号が同時に読取られるために図２に示されたウォッブルアドレッシング方法としてはPID信号を正しく記録及び検出できないという問題点があった。
【００１１】
このような問題を解決するための方法として、図３に示されたように、グルーブトラックの一側壁にウォッブルアドレスを記録する方法が提案された。しかし、このようなウォッブルアドレッシング方法はウォッブル信号がグルーブトラックの一側壁面にのみ発生するために信号が小さくなる問題が発生するだけなく、隣接したランドトラックとグルーブトラックから同じ信号を読取るために、読取られているトラックがランドトラックかグルーブトラックかを正確に判別するための情報がさらに必要となるなどの問題点があった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、凹凸型プリピットアドレッシング方法のオーバーヘッドの問題を解決し、ウォッブルアドレッシング方法のランド/グルーブ記録方式に適用しにくい問題を解決するためのウォッブル信号を用いた新たなPIDアドレッシング方法を提供することである。
本発明の他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁の変化を用いて単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報を時分割多重化してPIDアドレッシングする方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁に時分割多重化されて記録された単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報からアドレス情報を検出する方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高密度光ディスク記録／再生システムのためのウォッブルアドレスエンコーディング回路を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高密度光ディスク記録／再生システムのためのウォッブルアドレス検出回路を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁に時分割多重化された単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報の記録された記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るウォッブルを用いたPIDアドレッシング方法は、光記録／再生媒体上にウォッブル信号を用いて物理的識別情報をアドレッシングする方法において、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とを交互に記録する段階と、前記各トラックに所定単位でウォッブル信号の初期位相を合せるための情報を記録する段階とを含み、且つ、前記(a)段階では、各グルーブトラックに物理的識別情報を示すアドレス情報が位相変調された前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとを反復的に記録して時分割多重化するが、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとに区分してウォッブルキャリアとウォッブルアドレス情報を記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置し、奇数グルーブトラックのアドレス情報の記録される区間に対応する偶数グルーブトラックにはアドレス情報が記録されないことを特徴としている。
【００１４】
本発明に係るウォッブルアドレス検出方法は、光検出素子を備えた光記録／再生システムにおいて、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とが交互に記録されている光記録／再生媒体から前記ウォッブルアドレス情報を検出する方法において、ラジアル方向に２分割された前記光検出素子の出力信号の和信号とプッシュプル信号との和からウォッブルキャリアを復元する段階と、前記プッシュプル信号と前記ウォッブルキャリアとを乗算して元信号と高調波成分とを有する出力信号を提供する段階と、前記出力信号から高調波成分を除去した後、元信号を逆多重化してウォッブルアドレス情報を復元する段階とを含み、前記(c)段階において、ウォッブルアドレス情報が先に復元されるか、またはウォッブルキャリアを示す " ０ " 信号が先に復元されるかに応じてグルーブトラックか、またはランドトラックかを判別し、奇数グルーブトラックでは奇数グルーブウォッブルアドレス信号を逆多重化し、偶数グルーブトラックでは偶数グルーブウォッブルアドレス信号を逆多重化し、ランドトラックでは奇数グルーブウォッブルアドレス信号と偶数グルーブウォッブルアドレス信号とを逆多重化してグルーブウォッブルアドレス情報及び/またはランドウォッブルアドレス情報を復元することを特徴としている。
【００１５】
本発明に係るウォッブルアドレスエンコーディング回路は、光記録／再生システムのためのウォッブルを用いたアドレスをエンコーディングする回路において、単純なキャリアのみを有するウォッブル信号を発生する発生器と、前記ウォッブル信号の最大の位相差を有する２つの位相で物理的識別情報を示すウォッブルアドレス情報を位相変調する位相変調器と、グルーブトラックに対して所定周期毎に前記ウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報を時分割多重化する時分割多重化器とを含み、前記時分割多重化器は、奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとで、前記ウォブル信号と前記ウォブルアドレス信号とを相互逆の順で選択して時分割多重化し、前記トラックにウォブルキャリアの位相を検出しうる同期情報を記録することを特徴としている。
【００１６】
本発明に係るウォッブルアドレス検出回路は、光検出素子を備えた光記録／再生システムにおいて、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報が交互に記録され、且つ、奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとで、前記ウォブルキャリアと前記ウォブルアドレス情報とが相互逆の順で配置された光記録／再生媒体からウォッブルアドレス情報を検出する回路において、ラジアル方向に２分割された前記光検出素子の和信号とプッシュプル信号との和信号からウォッブルクロック信号を検出するウォッブルクロック復元器と、前記プッシュプル信号と前記ウォッブルクロック信号とを乗算して元信号と高調波成分とを有する出力信号を提供する位相復調器と、前記出力信号から高調波成分を低域フィルタリングした後、位相成分を有する元信号成分を逆多重化してウォッブルアドレス情報を復元する逆多重化器とを含むことを特徴としている。
【００１７】
また，本発明に係る記録媒体は、グルーブ/ランド記録方式を有し、記録／再生可能な記録媒体において、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とが交互に記録され、且つ、各グルーブトラックに前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとが反復記録されており、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに区分して前記ウォッブルキャリアと前記ウォッブルアドレス情報とを記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置され、且つ、前記トラックに対して所定の単位にウォッブル信号の初期位相を合せるための領域を有することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係るウォッブル信号を用いたPIDアドレッシング方法とその検出方法、ウォッブルアドレスエンコーディング回路とその検出回路及び記録媒体の望ましい実施形態を説明する。
【００１９】
グルーブトラックの両側壁を用いて構成されたウォッブルアドレスをランドトラックで読取る場合、グルーブトラックの両側壁の各々から信号を読取るために隣接したグルーブの隣接した両壁からの信号が合成される。このように合成された信号を隣接トラック間ウォッブル信号の干渉のないように処理するために、本発明では図４に示されたようなウォッブルを用いたPID構造を提案する。
【００２０】
図４は本発明に係るグルーブトラックの両側壁に記録されるウォッブルを用いたPIDアドレッシング構造を示した図面であって、本発明はランド/グルーブ上の物理的な位置を別にアクセスする必要のあるディスクとして、例えばランド/グルーブ記録方式を使用するディスクとしてZCLV(Zoned Constant Linear Velocity)またはCAV(Constant Angular Velocity)のように隣接トラック間の角速度が一定に構成された場合に適用される構造であり、グルーブの両側壁の変化が常に同一なのでマスタリング時単一ビームを使用しうる。
【００２１】
グルーブトラックには、ウォッブルキャリアの形成されている区間と位相変調されたアドレス情報の形成されている区間とを繰返して配置し、即ち時間軸に対して多重化(時分割多重化)してアドレスデータを配置している。ここで、位相変調はPSK(Phase Shift Keying)変調を使用し、アドレスデータビットが“０b”の時は０°の位相を有するウォッブル信号を記録し、“１b”の時は１８０°の反対位相を有するウォッブル信号を記録する。また、グルーブトラックを奇数トラックと偶数トラックとに区分し、奇数トラック及び偶数トラックのアドレスデータの位置を交互に配置する。
【００２２】
また、単一ビームを用いる場合には、グルーブの両側壁に全て該当グルーブのアドレスを記録するようになっていて、ランドの場合には隣接グルーブのアドレスとZCLVを適用する場合、該当地域のトラック当りセクター数を用いて間接的にアドレッシングしうる。CAVを使用する場合はトラック当りセクター数が決まっていて隣接トラックのセクター住所を知ると現在のセクター住所が分かる。
【００２３】
図５は図４に示された構造においてランド/グルーブトラックでのウォッブル信号の形態の一例を示したものであって、アドレスデータが"０b"の時は０°の位相を有するウォッブル信号が記録され、"１b"の時は１８０°の位相を有するウォッブル信号が記録される。
【００２４】
即ち、アドレスデータを位相変調して発生したウォッブル信号は次のような数式で表現される。
【数１】
ここで、Tはアドレスデータのサンプリング周期であり、fはウォッブルの周波数である。そして、a(nT)はアドレスデータの各ビット値によってT周期でアドレス"１"または"-１"の値を有する。アドレスデータのサンプリング周期Tはウォッブル信号の周期１/fより大きい。
【００２５】
また、キャリアだけ有するウォッブル信号は次のように示しうる。
【数２】
【００２６】
このように図４及び図５に示されたように、時分割多重化してアドレスを配置する場合には、ウォッブル信号の周期をTwとすれば、k>０の任意の定数kに対してkTw周期に位相変調されたウォッブルアドレス情報と単純にキャリアだけを有するウォッブルキャリアとを反復的に記録するが、記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆にして、奇数グルーブトラックのウォッブルアドレス情報の記録される区間に対応する偶数グルーブトラックにはウォッブルアドレスデータが記録されないようにする。例えば、奇数グルーブトラックはウォッブルキャリア、ウォッブルアドレス情報の順に反復配置されれば、偶数グルーブトラックはウォッブルアドレス情報、ウォッブルキャリアの順に反復配置される。ここで、kTwを、ウォッブルと位相変調されたアドレス情報を多重化させるための多重化周期と定義し、Twはウォッブルクロックの周期と定義する。
【００２７】
単一周波数のウォッブル信号をキャリアとして使用してアドレス情報をPSK変調する場合、アドレス情報の周期は最小限ウォッブル信号の周期より大きいことが望ましい。即ち、定数はk≧１であることが望ましい。これはアドレスデータの周期がTの時信号のナイキスト帯域が１/(２T)となり、よって円滑なPSK変調を可能にするためには信号の帯域よりキャリアの周波数が高くなければならないからである。
【００２８】
実際に標本化されたデジタルデータの場合にはスペクトルが反復されるために、アドレスデータの場合ナイキスト帯域に低域フィルタリングすべきであるが、この場合現実的に完全なフィルタリングが不可能な点と、変調信号と被変調信号の位相が同期されている場合に同期復調が可能な点などを考慮すればk=１またはこれより大きな値でキャリア周波数に対して一定の関係を有するように定数kを定めることが望ましい。例示した実施形態ではk=１の場合である。
【００２９】
この際、図５に示されたようにグルーブトラックの両側壁は同じ位相に記録される反面、ランドトラックの両側壁は隣接したグルーブトラックに記録されたアドレスデータの値によって正位相、或は逆位相で有り得る。従って、両側壁のウォッブル信号が同位相の場合にはラジアル方向に２分割された光検出素子の出力信号の差信号(プッシュプル信号とも称する)からウォッブル信号が検出され、両側壁の信号が逆位相を有する場合にはラジアル方向に２分割された光検出素子の出力信号の和信号からウォッブル信号が検出される。
【００３０】
従って、プッシュプル信号から検出された信号であって、奇数グルーブトラックにおけるアドレス情報の位相変調信号をa(nT)とし、偶数グルーブトラックにおけるアドレス情報の位相変調信号をb(nT)とする時、この２つの信号を合せた信号c(nT)はkTw周期で相互反復される信号として現れる。
【００３１】
即ち、a(nT)={a０、a１、a２、…}で、b(nT)={b０、b１、b２、…}である時、k=１の場合c(nT)={a０、b０、a１、b１、a２、b２、…}であって、隣接した２つのグルーブトラックのウォッブル信号が混合されているランドトラックのウォッブル信号は次のように示しうる。
【数３】
【００３２】
ここで、c(nT)の値は１または-１なので、(即ち、アドレスデータが"０b"の時はウォッブル信号の位相が０°、即ち同位相となり、アドレスデータが"１b"の時は１８０°、即ち逆位相となるように１または-１の値を選択)、実際のウォッブル信号はアドレスデータが"０b"の区間ではキャリアと位相変調されたウォッブル信号が同位相となってプッシュプル信号からウォッブル信号が検出され、アドレスデータが"１b"の区間ではキャリアと位相変調されたウォッブル信号が逆位相となってプッシュプル信号からウォッブル信号が検出されない。そして、最終PIDに該当するアドレスデータは隣接した２つのグルーブトラックのアドレスデータをkTw周期で多重化された信号となる。
【００３３】
和信号では逆の現象が起こる。アドレスデータが"０b"の区間では和信号からウォッブル信号が検出されず、アドレスデータが"１b"の区間では和信号からウォッブル信号が検出される。
【００３４】
一方、ウォッブル信号の初期位相を検出することは非常に重要である。従って、図６に示されたように各セクターまたは特定の単位でミラー領域または別にウォッブルの位相を合せることができる同期信号を記録しておくことが望ましい。これについては、図８〜図１０でさらに詳しく説明する。また、現在DVD-RAMで使用しているCAPA(Complementary Allocated Pit Address)方式の場合にはCAPA信号自体とCAPA信号に含まれているVFOなどがウォッブル信号の基準位相信号として使えるようになっている。
【００３５】
このようにウォッブル信号を用いてPIDデータのアドレッシングされたグルーブトラックからウォッブルアドレスを検出する時、プッシュプル信号は位相変調されているために元信号(アドレスデータ)の位相成分を検出するためにはキャリア、即ちウォッブルクロックをかければよい。即ち、位相変調された信号にキャリアを掛けると、DC項(Direct Current Term)よりなる元信号と２体倍された高調波成分が下記式のように発生される。
【数４】
【００３６】
ここで、ω＝２πfである。この２倍の高調波成分を低域通過フィルタリングした後、残りの元信号成分(位相成分)をスライサーを通して２進データに復元すればよい。また、復元された信号は多重化されているため、所望のアドレスデータを得るためには奇数グルーブトラック、ランドトラック、偶数グルーブトラックによって適切に逆多重化すべきである。
【００３７】
奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックの場合には、検出された多重化されたアドレスの場合ウォッブルキャリアとPSK変調されたアドレスデータが交互に記録されており、ウォッブルキャリアはPSK変調された信号の"０"に該当する値になるため、"０"の値とアドレス値とが交互に現れ、"０"の信号の発生位置を検出することによって、即ち"０"信号が先に現れるか、アドレスデータが先に現れるかなどを判断することによって、グルーブトラックか、またはランドトラックかを判別しうる。
【００３８】
また、キャリアに対してアドレス情報の周期が１:１または１:２のように単純な割合で同期化されている場合、単に信号の位相のみ検出する同期検出方法も可能である。即ち、同期検出方法とは、位相変調された信号にキャリアを再び掛けた後低域通過フィルターを通して信号を検出せず、一定の周期で信号のサイズのみを検出して信号の位相を抽出する方法である。このようなPSK信号の検出方法については既知の技術なので詳しい原理に対する説明は略す。
【００３９】
次いで、本発明に係るグルーブ両側壁の変化を用いたウォッブル信号のPID構造をさらに詳しく説明する。
１つのセクターに対するアドレス情報は少なくとも３回以上反復されることが望ましい。PID情報は相対的に処理するアドレス情報量が一般の使用者データのECC(Error Correction Code)ブロックサイズより余程小さいためにECC効率が劣る問題が発生し、誤訂正の可能性が高まるために反復記録する方法がエラー訂正用ビット数を増やすことより効率的である。反面、アドレス情報のエラー訂正のためにエラー検出コード(Error Detection Code:EDC)を使用することが一般的である。
【００４０】
本発明のようにウォッブルにPID情報を位相変調方式で付加えて記録する場合、ウォッブル信号の周期を同一にすればセクターの大きさが大きくなるほど物理的に長くなってさらに多くの周期のウォッブル信号が記録できてPID情報が大きくなる長所がある。反面、セクターを過度に大きくする場合データの最小記録単位が大きくなるために非効率的になる短所が発生する。
【００４１】
従って、セクターの大きさはできるだけECCブロックの大きさと同一であることが望ましい。これはECC処理単位が最小記録単位となるために、これより小さな単位でセクターを設定する場合には該当セクターの情報を記録/修正したり、読取るために該当セクターを含むECCブロックが構成している全てのセクターを読取った後データを記録/修正し、これに合うようにECC情報を更新(updating)してから記録すべきなどの記録処理過程が読取ってから修正して再起録(read modify write)という複雑な過程を経ることになるからである。
【００４２】
また、既存の４.７GB DVD-RAMの場合には３２Kbyte単位のECCブロックと２Kbyte単位のセクターで構成されている。セクターの記録フィールドの長さは４１０７２チャンネルビットで構成されている。
【００４３】
しかし、高密度記録の場合には４.７GB DVD-RAMよりセクターの単位を大きくすることが望ましい。これは高密度になる場合、ECC処理単位を大きくしないと既存の４.７GB DVD-RAMより相対的に訂正できる欠陥の大きさが縮まるために、できるだけECC処理単位を大きくして訂正できる欠陥の大きさを既存の４.７GB DVD-RAMで要求される訂正可能な欠陥の大きさに保つことが望ましく、よってセクターも大きくなることが望ましい。セクターの大きさは４Kbyte、８Kbyteまたは１６Kbyteなどが考えられる。セクターの大きさを４Kbyteとする場合既存の付加情報をそのまま保つと仮定すれば、セクター当りチャンネルビットの数は８２１４４ビットとなる。
【００４４】
一方、記録されるチャンネルデータの周期をTs、ウォッブル信号の周期をTw、PIDデータの周期をTpidとすれば、これら信号の周期の変化による影響は次の通りである。
チャンネルデータの周期Tsはディスク上の記録密度を決定することになる。ウォッブル信号の周期Twは周期が延びるほどウォッブル信号の周波数が低くなってウォッブル信号がトラッキングエラー信号のようなサーボ信号の帯域に近接または侵犯することになり、周期が短くなるほどウォッブル信号の周波数が高まって使用者データの記録されるRF信号帯域に近接または侵犯する問題が発生する。従って、適切なウォッブル信号の帯域を定めることが重要である。本発明ではウォッブル信号の周期Twの範囲は５０Ts乃至４５０Tsの範囲(５０Ts<Tw<４５０Ts)を有する。また、４.７GB DVD-RAMの場合にはTwは１８６Tsで構成されている。
【００４５】
PIDデータの周期Tpidはウォッブルキャリアを使用してPIDデータを変調した場合、変調された信号の帯域幅を決定することになる。PIDデータの周期がウォッブル信号の周期Twと同一な場合(Tpid=Tw)、ウォッブル信号の周波数をfwとすれば変調された信号の帯域幅が２fwとなり、PIDデータの周期がウォッブル信号の周期の２倍と同一な場合(Tpid=２Tw)には変調された信号の帯域幅がfwとなってTpidが延びるほど変調された信号の帯域幅は狭くなって周辺信号に対する干渉が少なくなる。しかし、Tpidが延びるほど変調信号の効率が劣るために記録できるPIDデータの量が減少する問題が発生する。従って、PIDデータの周期Tpidの場合１Tw乃至４Twの範囲(１Tw≦Tpid<４Tw)が望ましい。
【００４６】
図７は図４に示されたPIDアドレッシング構造によるウォッブルPIDの内容の一例を示した図面であって、１つのPIDユニットは図７（ａ）に示されたようにウォッブルPID信号の開始位置を判断するための同期情報を有するウォッブルシンク(Sync)、アドレス情報を有するウォッブルキャリアで位相変調され、ウォッブルキャリアと一定の周期に多重化されたPIDデータ(PID)、エラー検出コード(EDC)よりなる。参考に、図４では１ビットのPIDデータと単純なウォッブルキャリアが多重化されていると表示されている。
【００４７】
１つのセクターには図７（ｂ）に示されたように少なくとも３回のアドレスデータ(PIDデータ)が反復されることが望ましい。これは３つのアドレスデータが誤訂正や誤検出に対した強靭性(robustness)を高めるためである。従って、１セクター周期の間にアドレスを含んだ同じ形態のPID単位が３回反復される構成が望ましい。
【００４８】
また、セクターの先には図７（ｃ）に示されたように物理的なセクターの開始を示すセクターマークが配置されており、各セクターマークは１ウォッブルクロック周期の間にミラー領域、現在位置したトラックに対する情報を有しているトラックマーク(TMで表されている)、該当セクターに記録されるデータのPLLのためのVFO信号で構成される。ここで、ミラー領域はディスク上の記録／再生用ビームの通る経路上で何らの信号及び情報を有しなく、入射ビームを一定の反射率に反射させるだけの領域であって、ピット、記録マークまたはランド/グルーブ構造による屈折効果が起こらないためにミラー領域で読取られる出力信号の大きさが最大となる。
【００４９】
本発明のウォッブルPID構造は一時的なPLLの失敗またはクロック位相の外れなどの問題が次のアドレス情報にも伝播されることを防止するために各アドレス情報の前にはアドレス情報(PIDデータ)の開始を検出し、ウォッブルキャリアの位相を検出しうる同期情報を有することが望ましい。特にデータが変調されている状態で同期情報を検出するだけでなく、データの復調後にも同期情報を検出することが望ましい。従って、本発明のアドレス情報のための同期情報は一種の擬似ランダムシーケンス(Pseudo Random Sequence)のバーカコード(Barker Code)を使用するウォッブルシンク形態に存在し、このバーカコード及び同期信号を構成して検出する方法については同出願人により"パスバンド同期ブロック復元(Passband Sync Block Recovery)"という題目で出願された美国特許第５,５１１,０９９号に開示されているので、その詳細な説明は略す。
【００５０】
図８は図６に示されたトラック構造で各セクターの先頭に位置したセクターマークと各トラックの最初のセクターマークの形状を概略的に示した図面であって、グルーブトラックからランドトラックに、またはランドトラックからグルーブトラックに遷移される時点、即ち、トラックの開始部分に位置した最初のセクターマーク(ゼロセクターマークまたは基準セクターマークと称する)と各セクターの先に位置したセクターマークを示している。セクターマークはグルーブトラックだけでなくランドトラックにも位置し、セクターマークの構造は奇数トラックか、偶数トラックかによって異なり、トラックの最初のセクターマークは他のセクターマークとはその構造が異なる。
【００５１】
このようなセクターマークは各々現在読出または書込しようとするトラックが偶数トラックか、または奇数トラックかを判断し、またランドまたはグルーブトラックの開始位置を把握可能にする役割をする。勿論、本発明の構造上アドレスデータを復調した後には、現在のトラックが偶数トラックか奇数トラックか、またはランドトラックかグルーブトラックかが区分できる。即ち、ウォッブルキャリア"０"信号とアドレスデータのうち何れのものが先に現れるかを判断してグルーブトラックかランドトラックかを判別しうる。
正常にアドレス情報が復調されて読取らない状況でも現在のトラック位置が偶数トラックか奇数トラックか、またはランドかグルーブかを判断できる場合アドレスの誤判読が分かり、判読速度を向上させうる長所がある。
【００５２】
図９（ａ）に示されたように偶数グルーブトラックまたは偶数ランドトラックのセクターマークはミラー領域、トラックマークとVFO信号からなっており、奇数グルーブトラックまたは奇数ランドトラックのセクターマークは偶数トラックのセクターマークとは違って図９（ｂ）に示されたようにトラックマークの代りにミラー領域が配置され、即ちミラー領域、ミラー領域、VFO信号順に配置されている。図９（ａ）に示された偶数トラックのセクターマークと図９（ｂ）に示された奇数トラックのセクターマークとが相互変わることもあり、他の変形例がさらに有り得る。
【００５３】
一方、各トラックの開始位置を示す基準になるセクターに対する情報を記録するための偶数トラックの最初のセクターマークは、図９（ｃ）に示されたように、偶数トラックのセクターマークの構造(図９（ａ）)の前にミラー領域とトラックマークがさらに配置される構造であって、ミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、トラックマーク、VFO順に配置されている。
【００５４】
奇数トラックの最初のセクターマークは、図１０（ａ）に示されたように、奇数トラックのセクターマークの構造(図９（ｂ）)の前にミラー領域とトラックマークがさらに配置される構造であって、即ちミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、ミラー領域、VFO信号順に配置されている。図９（ｃ）に示された偶数トラックの最初のセクターマークと図１０（ａ）に示された奇数トラックのセクターマークとが相互変わることもあり、他の変形例がさらに有り得る。
【００５５】
図１０（ｂ）は各トラックがm個のセクターを有する時のセクターマーク(SMで表されている)とPID構造を示し、セクターマークはグルーブトラックだけでなくランドトラックにも配置され、各グルーブトラックにはPIDユニットが３回繰返して配置されている。
【００５６】
次いで、本発明で提案するグルーブ両側壁の変化を用いたウォッブル信号の発生及び検出に対して説明する。
図１１は、本発明のウォッブルアドレスエンコーディング回路の一実施形態に係る回路図であって、ウォッブル信号発生器１００、位相変調器１０２及び分周器１０４、反転器１０６、第１及び第２選択器１０８、１１０で構成された時分割多重化器よりなる。
【００５７】
図１１において、ウォッブル信号発生器１００は所定のウォッブル周波数fwを有するウォッブル信号を発生し、乗算器で構成される位相変調器１０２はウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号と"１"または"-１"のアドレスデータを乗算する。分周器１０４はウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号の周波数(f=１/Tw)をkで分周したウォッブルと位相変調されたアドレスデータとを多重化させるための多重化周期kTwを生成する。反転器１０６は分周器１０４の出力を反転させる。第１選択器１０８は奇数/偶数グルーブ判別信号(O/E groove)により分周器１０４の出力または反転器１０６の出力を選択して多重化周期kTwを有する選択制御信号として第２選択器１１０に提供する。第２選択器１１０は第１選択器１０８の出力によってkTw周期で奇数グルーブトラックの場合にはウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号を先に選択し、位相変調器１０２から提供される位相変調されたアドレスデータを選択する順に交互に選択する。同様に、第２選択器１１０は偶数グルーブトラックの場合には第１選択器１０８の出力に応じてkTw周期で位相変調器１０２から提供される位相変調されたアドレスデータを先に選択し、ウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号を選択する順に交互に選択する。
【００５８】
図１２は本発明のウォッブルアドレス検出回路の一実施形態に係る回路図であって、光検出素子２００、減算器２０２、加算器２０４、帯域通過フィルター(BPFで表されている)２０６、エンベロープ検出器２０８、加算器２１０、PLL(Phase Locked Loop)回路２１２、乗算器２１４、低域通過フィルター（LPFで表されている）２１６、分周器２１８及び逆多重化器(DEMUXで表されている)２２０よりなる。
減算器２０２はフォトダイオードで構成されうるラジアル方向に２分割された光検出素子２００の出力信号の差信号(プッシュプル信号)を検出し、加算器２０４はラジアル方向に２分割された光検出素子２００の出力信号の和信号を検出する。ここで、アドレス情報は各グルーブトラックに多重化されているのでプッシュプル信号から検出することになる。
【００５９】
帯域通過フィルター２０６はプッシュプル信号を帯域フィルタリングし、エンベロープ検出器２０８は和信号のエンベロープを検出し、加算器２１０は帯域通過フィルター２０６の出力とエンベロープ検出器２０８の出力とを加算する。
PLL回路２１２は加算器２１０の出力からウォッブルクロック信号を検出する。乗算器２１４は帯域通過フィルター２０６から提供される帯域フィルタリングされたプッシュプル信号とPLL回路２１２から提供されるウォッブルクロックを乗算して数学式４に示されているようにDC項よりなる元信号と体倍された高調波成分とを発生する。乗算器２１４は位相復調器とも称する。
【００６０】
低域通過フィルター２１６は乗算器２１４の出力から高調波成分を低域フィルタリングして残りの元信号成分(位相成分)を検出する。分周器２１８はPLL回路２１２から提供されるウォッブルクロック信号を１/kに分周して多重化周期kTwに該当する分周されたウォッブル信号を逆多重化器２２０に提供する。逆多重化器２２０は分周器２１８から提供されるkTw周期で低域通過フィルター２１６の出力を逆多重化してアドレスを提供する。即ち、奇数グルーブトラックでは奇数グルーブアドレスを提供し、偶数グルーブトラックでは偶数グルーブアドレスを提供し、ランドトラックでは奇数と偶数グルーブアドレスの多重化されたランドアドレスを提供する。
【００６１】
ここで、図４に示された構造による図５のようなウォッブル信号に対し、図１３（ａ）に示された信号は奇数グルーブトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号から検出され、図１３（ｂ）に示された信号はランドトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号と加算器２０４の和信号から検出され、図１３（ｃ）に示した信号は偶数グルーブトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号から検出される。
【００６２】
図１４（ａ）に示された信号は乗算器２１４から出力される図１３（ａ）の奇数グルーブトラック信号とsin(ωt)を乗算した結果で、図１４（ｂ）に示された信号は乗算器２１４から出力される図１３（ｂ）のプッシュプル信号から検出されたランドトラック信号とsin(ωt)を乗算した結果であり、図１４（ｃ）に示された信号は乗算２１４から出力される図１３（ｃ）に示された偶数グルーブトラックから読取った信号とsin(ωt)を乗算した結果である。
【００６３】
また、低域通過フィルター２１６を経て提供される奇数グルーブトラックのアドレス情報は図１５（ａ）のようであり、奇数グルーブトラックのアドレスと偶数グルーブトラックのアドレスが多重化されたランドアドレス情報は図１５（ｂ）のようであり、偶数グルーブトラックのアドレス情報は図１５（ｃ）のようである。
【００６４】
一方、グルーブのトラックのアドレスデータが多重化されたデータ列で連続に０が発生すれば隣接したランドトラックではプッシュプル信号からウォッブルが発生しなくなってPLLが動作しないことがある。従って、入力されるアドレスデータが連続に１または０になることを防止するためにRLL(Run Length Limited)符号化などを行い、またPLLを円滑に動作させるために和信号から検出されたウォッブルを共に使用することが望ましい。
【００６５】
本発明は高密度光記録／再生システムに効率よく適用しうる。
前記一実施形態ではアドレスデータが毎ビット単位で多重化されている構成のみを説明したが、多数のビット単位で多重化することもできる。このための実施形態において、多重化器とこれを復元するための逆多重化器の構成のみが変わるだけで他の構成に対しては同一な構成で実施しうる。
【００６６】
前記一実施形態では理解のために０°と１８０°の２つの位相差を用いてアドレスデータを位相変調したが、ウォッブルキャリアに対して９０°と２７０°の位相差を有するアドレスデータで位相変調することもできる。この場合には隣接グルーブトラック間に位相が０°または１８０°の関係を持たず、９０°または２７０°の関係を有することになるためにランドトラックでウォッブル信号がなくなる現象が起こらない。この場合、同期検出が難しくなるが、ウォッブル信号が連続になくなる現象が起こらないためにウォッブル信号の効用性を高められる。
【００６７】
また、変調位相角を、例えば４５°と９０°のように、二つの信号の位相差が最大値(１８０°)より小さく選択してウォッブル信号の位相の変化を減らすことで帯域幅を縮められる。このように構成する場合、隣接トラックと逆位相が連続される場合ウォッブル信号が出力されない問題を解決することもできる。前記ウォッブル信号が出力されない場合には、データ信号を２次元コンボルーションコードを使用して隣接トラックのデータ間に逆位相が連続に発生しないようにすることもできる。
【００６８】
本発明は１つの領域に対して１つのアドレス情報のみを記録することでなく、例えばグルーブトラックの１つのセクターに該当する領域に該当セクターのアドレスだけでなく、隣接したランドトラックのセクターアドレスも記録しうる。この際、隣接トラックのアドレスは該当セクターの長さと変調信号の特性に応じて変わることもできる。このような方法で１つのセクターを読取る間に複数のアドレスが読取れて何れか１つのアドレス情報(グルーブまたはランドアドレス情報)が読めなくなっても、読めるアドレス情報と他のディスクの情報から読めないアドレス情報とを類推することもできる。
【００６９】
【発明の効果】
前述したように、本発明は隣接トラック間の位相相関関係を特定の関係が形成されるように構成することによって、如何なるトラックでもウォッブルアドレスが読取でき、ウォッブルアドレスの検出方法と回路が簡単である。
また、本発明は既存の凹凸型プリピットによるPIDアドレッシング方法が有するオーバーヘッドの問題を解決し、既存のウォッブルアドレス方式が有するランド/グルーブ記録方式への適用できない問題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 既存の凹凸型プリピットを用いるPIDアドレッシング構造を示した図面である。
【図２】 既存のグルーブとランドトラックの両方にウォッブルアドレスが記録された一例の図面である。
【図３】 既存のグルーブの一側壁にのみウォッブルアドレスが記録された一例の図面である。
【図４】 本発明に係る時分割多重化によりウォッブルアドレスが記録されるPIDアドレッシング構造を示した図面である。
【図５】 図４に示された構造においてランド/グルーブトラックにおけるウォッブル信号の波形図である。
【図６】 本発明に係る初期ウォッブルの位相同期を合せるためのミラーまたはウォッブル同期信号の記録されたトラック構造を示した図面である。
【図７】 図４に示されたPIDアドレッシング構造の内容を示した一例の図面である。
【図８】 図６に示されたトラック構造の一例であってセクターの先に位置したセクターマークとトラックの最初のセクターマークを示した図面である。
【図９】 図８に示されたセクターマークの内容の一例を示した図面である。
【図１０】 図８に示されたセクターマークの内容の一例を示した図面である。
【図１１】 本発明に係るウォッブルアドレスエンコーディング回路の一実施形態による回路図である。
【図１２】 本発明に係るウォッブルアドレス検出回路の一実施形態による回路図である。
【図１３】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【図１４】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【図１５】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【符号の説明】
１００……ウォッブル信号発生器
１０２……位相変調器
１０４，２１８……分周器
１０６……反転器
１０８……第１選択器
１１０……第２選択器
２００……光検出素子
２０２……減算器
２０４，２１０……加算器
２０６……帯域通過フィルター
２０８……エンベロープ検出器
２１２……PLL回路
２１４……乗算器
２１６……低域通過フィルター
２２０……逆多重化器
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録／再生分野に係り、特に高密度光記録／再生システムにおいてウォッブル信号を用いたPIDアドレッシング方法及びウォッブルアドレスエンコーディング回路、ウォッブルアドレス検出方法及び回路、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録／再生システムにおいて記録するディスク上の位置を判別するための物理的な位置認識のために記録する情報をPID(Physical Identification Data)と称し、一般にPIDはセクター単位に記録される記録／再生媒体においては物理的なセクターのアドレス情報に該当する。これはディスク上の任意の位置にデータを記録し、該当位置を探すためには必須情報である。
【０００３】
即ち、PIDは、特に記録／再生可能なディスクにおいて任意の位置にデータを記録／再生するために特定のセクターを探せるアドレス情報を称するものであって、使用者データの有無に関係なくディスクを製作する時点で予め記録(pre-mastering)されているセクターのアドレス情報を称する。従って、記録/再生しようとするセクターの位置を正確で速やかに探すためにはエラーに強く、速やかに検出できる構造を有するべきである。
【０００４】
PIDをディスク上に記録する方法としては、ディスク上に読出専用(Read-only)光ディスクと同じ形状の凹凸型(Embossed)ピットを作って、これを以ってディスク上の特定の位置を判別可能にする物理的な位置情報を記録する方法と、ディスク上に一定の周期に記録トラックの変化を与えて得られるウォッブル(Wobble)信号を用いる方法がある。
【０００５】
前者の方法により、即ち、凹凸型プリピットを使用してPIDアドレッシングのために備えられている領域を、図１に示されたように、ヘッダ部(header field)と称し、２.６GB(Giga Bytes) DVD-RAM(Digital Versatile Disc Random Access Memory)規格書(DVD specification for Rewritable Disc(DVD-RAM) Version１.０)または４.７GBのDVD-RAMの規格書によれば、基板製造時にプリピットで構成されているヘッダ部の位置に物理的な位置情報が入力される。ヘッダ部はPLL(Phase Locked Loop)のためのVFO(Variable Frequency Oscillator)領域、セクター番号の与えられているPID(Physical Identification Data)領域、IDエラー検出情報を貯蔵するIED(ID Error Detection)領域、ヘッダ部に次いで記録されるデータの変調(modulation)のために初期状態を合わせるためのPA(postamble)領域等で構成される。このような凹凸型プリピットで構成されているヘッダ部をセクターの先に適切に配置してピックアップがこの情報を以って所望の位置に容易に探していくようにする方法をプリピットを用いたPIDアドレッシング方法と称し、アドレッシングされた情報からそのセクター番号、セクタータイプ、ランドトラック(land track)/グルーブトラック(groove track)区別などを認識でき、サーボ制御までもできる。
【０００６】
このような従来の凹凸型プリピットを使用するPIDアドレッシング方法はピットの形成された領域にはデータを記録できないために形成されたピット領域だけの記録密度が減少する問題が発生する。
従って、高密度、大容量のデータを貯蔵するためにトラックピッチを縮め、かつ記録領域でない領域(オーバーヘッド)を最小化することによって記録可能な領域(使用者データ領域)を増加させるべきである。このためにはウォッブル信号を用いることが効率的である。
【０００７】
記録用ディスクの場合、基板の形成時記録されない部分でも記録しようとするトラックを正確にピックアップでトラッキング可能にするために基板上の記録トラックに沿ってグルーブを形成するが、グルーブ以外の部分をランドと称し、記録方式に応じてランドまたはグルーブの何れか一方にのみ記録する方式と、ランドとグルーブの両方にデータを記録する方式とに分けられており、特に高密度になるほどランドとグルーブの両方にデータを記録するランド/グルーブ記録方式を使用することが望ましい。
【０００８】
また、記録時補助クロック手段としてグルーブの両側壁面に変化を与えて特定の周波数の信号を発生させる方法を使用している。このような信号をウォッブル信号と称する。DVD-RAMディスクの基板にも単一周波数を有するウォッブル信号が記録されている。
ウォッブル信号を用いるPIDアドレッシング方法は、このような単純な単一周波数を有するウォッブル信号に、記録時一定の周期に位相を変化させるか、または周波数を変える等の格別な変化を付加えてPID信号のような付加情報を記録可能にする方式であって、この際、ウォッブル信号に重畳記録されたPID信号を一般にウォッブルアドレスと称する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ウォッブル信号を用いるPIDアドレッシング方法は、図２に示したように、ウォッブルを記録しようとするグルーブトラックの両側壁の変化を用いることであるため、グルーブトラックには情報を記録しないランド記録方式のディスクにのみ使用できた。即ち、グルーブトラックの両側壁の変化を用いる場合、２つのグルーブトラック間のランドトラックにはランドトラックを形成している両側の境界に該当する２つのグルーブトラックのアドレス情報が相互混合されて適切な情報が得られないため、グルーブトラックに形成されたウォッブルアドレスとしてはランドトラックとグルーブトラックの両側のアドレスを全て示すことができない問題があって、ランドトラックとグルーブトラックの両方に情報を記録するランド/グルーブ記録方式のディスクでは使用しにくいという問題点があった。
【００１０】
換言すれば、ウォッブルアドレスの記録位置がランドトラックとグルーブトラックとの境界位置のグルーブ側壁であるが、ランドトラックとグルーブトラックの両方に情報を記録するランド/グルーブ記録方式ではランドトラック及びグルーブトラックの両側壁に形成されたウォッブル信号が同時に読取られるために図２に示されたウォッブルアドレッシング方法としてはPID信号を正しく記録及び検出できないという問題点があった。
【００１１】
このような問題を解決するための方法として、図３に示されたように、グルーブトラックの一側壁にウォッブルアドレスを記録する方法が提案された。しかし、このようなウォッブルアドレッシング方法はウォッブル信号がグルーブトラックの一側壁面にのみ発生するために信号が小さくなる問題が発生するだけなく、隣接したランドトラックとグルーブトラックから同じ信号を読取るために、読取られているトラックがランドトラックかグルーブトラックかを正確に判別するための情報がさらに必要となるなどの問題点があった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、凹凸型プリピットアドレッシング方法のオーバーヘッドの問題を解決し、ウォッブルアドレッシング方法のランド/グルーブ記録方式に適用しにくい問題を解決するためのウォッブル信号を用いた新たなPIDアドレッシング方法を提供することである。
本発明の他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁の変化を用いて単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報を時分割多重化してPIDアドレッシングする方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁に時分割多重化されて記録された単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報からアドレス情報を検出する方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高密度光ディスク記録／再生システムのためのウォッブルアドレスエンコーディング回路を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高密度光ディスク記録／再生システムのためのウォッブルアドレス検出回路を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、グルーブトラックまたはランドトラックのうち何れか１つのトラックの両側壁に時分割多重化された単純なキャリアのウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報の記録された記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るウォッブルを用いたPIDアドレッシング方法は、光記録／再生媒体上にウォッブル信号を用いて物理的識別情報をアドレッシングする方法において、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とを交互に記録する段階と、前記各トラックに所定単位でウォッブル信号の初期位相を合せるための情報を記録する段階とを含み、且つ、前記(a)段階では、各グルーブトラックに物理的識別情報を示すアドレス情報が位相変調された前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとを反復的に記録して時分割多重化するが、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとに区分してウォッブルキャリアとウォッブルアドレス情報を記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置し、奇数グルーブトラックのアドレス情報の記録される区間に対応する偶数グルーブトラックにはアドレス情報が記録されないことを特徴としている。
【００１４】
本発明に係るウォッブルアドレス検出方法は、光検出素子を備えた光記録／再生システムにおいて、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とが交互に記録されている光記録／再生媒体から前記ウォッブルアドレス情報を検出する方法において、ラジアル方向に２分割された前記光検出素子の出力信号の和信号とプッシュプル信号との和からウォッブルキャリアを復元する段階と、前記プッシュプル信号と前記ウォッブルキャリアとを乗算して元信号と高調波成分とを有する出力信号を提供する段階と、前記出力信号から高調波成分を除去した後、元信号を逆多重化してウォッブルアドレス情報を復元する段階とを含み、前記(c)段階において、ウォッブルアドレス情報が先に復元されるか、またはウォッブルキャリアを示す " ０ " 信号が先に復元されるかに応じてグルーブトラックか、またはランドトラックかを判別し、奇数グルーブトラックでは奇数グルーブウォッブルアドレス信号を逆多重化し、偶数グルーブトラックでは偶数グルーブウォッブルアドレス信号を逆多重化し、ランドトラックでは奇数グルーブウォッブルアドレス信号と偶数グルーブウォッブルアドレス信号とを逆多重化してグルーブウォッブルアドレス情報及び/またはランドウォッブルアドレス情報を復元することを特徴としている。
【００１５】
本発明に係るウォッブルアドレスエンコーディング回路は、光記録／再生システムのためのウォッブルを用いたアドレスをエンコーディングする回路において、単純なキャリアのみを有するウォッブル信号を発生する発生器と、前記ウォッブル信号の最大の位相差を有する２つの位相で物理的識別情報を示すウォッブルアドレス情報を位相変調する位相変調器と、グルーブトラックに対して所定周期毎に前記ウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報を時分割多重化する時分割多重化器とを含み、前記時分割多重化器は、奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとで、前記ウォブル信号と前記ウォブルアドレス信号とを相互逆の順で選択して時分割多重化し、前記トラックにウォブルキャリアの位相を検出しうる同期情報を記録することを特徴としている。
【００１６】
本発明に係るウォッブルアドレス検出回路は、光検出素子を備えた光記録／再生システムにおいて、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報が交互に記録され、且つ、奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとで、前記ウォブルキャリアと前記ウォブルアドレス情報とが相互逆の順で配置された光記録／再生媒体からウォッブルアドレス情報を検出する回路において、ラジアル方向に２分割された前記光検出素子の和信号とプッシュプル信号との和信号からウォッブルクロック信号を検出するウォッブルクロック復元器と、前記プッシュプル信号と前記ウォッブルクロック信号とを乗算して元信号と高調波成分とを有する出力信号を提供する位相復調器と、前記出力信号から高調波成分を低域フィルタリングした後、位相成分を有する元信号成分を逆多重化してウォッブルアドレス情報を復元する逆多重化器とを含むことを特徴としている。
【００１７】
また，本発明に係る記録媒体は、グルーブ/ランド記録方式を有し、記録／再生可能な記録媒体において、グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とが交互に記録され、且つ、各グルーブトラックに前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとが反復記録されており、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに区分して前記ウォッブルキャリアと前記ウォッブルアドレス情報とを記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置され、且つ、前記トラックに対して所定の単位にウォッブル信号の初期位相を合せるための領域を有することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係るウォッブル信号を用いたPIDアドレッシング方法とその検出方法、ウォッブルアドレスエンコーディング回路とその検出回路及び記録媒体の望ましい実施形態を説明する。
【００１９】
グルーブトラックの両側壁を用いて構成されたウォッブルアドレスをランドトラックで読取る場合、グルーブトラックの両側壁の各々から信号を読取るために隣接したグルーブの隣接した両壁からの信号が合成される。このように合成された信号を隣接トラック間ウォッブル信号の干渉のないように処理するために、本発明では図４に示されたようなウォッブルを用いたPID構造を提案する。
【００２０】
図４は本発明に係るグルーブトラックの両側壁に記録されるウォッブルを用いたPIDアドレッシング構造を示した図面であって、本発明はランド/グルーブ上の物理的な位置を別にアクセスする必要のあるディスクとして、例えばランド/グルーブ記録方式を使用するディスクとしてZCLV(Zoned Constant Linear Velocity)またはCAV(Constant Angular Velocity)のように隣接トラック間の角速度が一定に構成された場合に適用される構造であり、グルーブの両側壁の変化が常に同一なのでマスタリング時単一ビームを使用しうる。
【００２１】
グルーブトラックには、ウォッブルキャリアの形成されている区間と位相変調されたアドレス情報の形成されている区間とを繰返して配置し、即ち時間軸に対して多重化(時分割多重化)してアドレスデータを配置している。ここで、位相変調はPSK(Phase Shift Keying)変調を使用し、アドレスデータビットが“０b”の時は０°の位相を有するウォッブル信号を記録し、“１b”の時は１８０°の反対位相を有するウォッブル信号を記録する。また、グルーブトラックを奇数トラックと偶数トラックとに区分し、奇数トラック及び偶数トラックのアドレスデータの位置を交互に配置する。
【００２２】
また、単一ビームを用いる場合には、グルーブの両側壁に全て該当グルーブのアドレスを記録するようになっていて、ランドの場合には隣接グルーブのアドレスとZCLVを適用する場合、該当地域のトラック当りセクター数を用いて間接的にアドレッシングしうる。CAVを使用する場合はトラック当りセクター数が決まっていて隣接トラックのセクター住所を知ると現在のセクター住所が分かる。
【００２３】
図５は図４に示された構造においてランド/グルーブトラックでのウォッブル信号の形態の一例を示したものであって、アドレスデータが"０b"の時は０°の位相を有するウォッブル信号が記録され、"１b"の時は１８０°の位相を有するウォッブル信号が記録される。
【００２４】
即ち、アドレスデータを位相変調して発生したウォッブル信号は次のような数式で表現される。
【数１】
【００２５】
また、キャリアだけ有するウォッブル信号は次のように示しうる。
【数２】
このように図４及び図５に示されたように、時分割多重化してアドレスを配置する場合には、ウォッブル信号の周期をTwとすれば、k>０の任意の定数kに対してkTw周期に位相変調されたウォッブルアドレス情報と単純にキャリアだけを有するウォッブルキャリアとを反復的に記録するが、記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆にして、奇数グルーブトラックのウォッブルアドレス情報の記録される区間に対応する偶数グルーブトラックにはウォッブルアドレスデータが記録されないようにする。例えば、奇数グルーブトラックはウォッブルキャリア、ウォッブルアドレス情報の順に反復配置されれば、偶数グルーブトラックはウォッブルアドレス情報、ウォッブルキャリアの順に反復配置される。ここで、kTwを、ウォッブルと位相変調されたアドレス情報を多重化させるための多重化周期と定義し、Twはウォッブルクロックの周期と定義する。
【００２７】
単一周波数のウォッブル信号をキャリアとして使用してアドレス情報をPSK変調する場合、アドレス情報の周期は最小限ウォッブル信号の周期より大きいことが望ましい。即ち、定数はk≧１であることが望ましい。これはアドレスデータの周期がTの時信号のナイキスト帯域が１/(２T)となり、よって円滑なPSK変調を可能にするためには信号の帯域よりキャリアの周波数が高くなければならないからである。
【００２８】
実際に標本化されたデジタルデータの場合にはスペクトルが反復されるために、アドレスデータの場合ナイキスト帯域に低域フィルタリングすべきであるが、この場合現実的に完全なフィルタリングが不可能な点と、変調信号と被変調信号の位相が同期されている場合に同期復調が可能な点などを考慮すればk=１またはこれより大きな値でキャリア周波数に対して一定の関係を有するように定数kを定めることが望ましい。例示した実施形態ではk=１の場合である。
【００２９】
この際、図５に示されたようにグルーブトラックの両側壁は同じ位相に記録される反面、ランドトラックの両側壁は隣接したグルーブトラックに記録されたアドレスデータの値によって正位相、或は逆位相で有り得る。従って、両側壁のウォッブル信号が同位相の場合にはラジアル方向に２分割された光検出素子の出力信号の差信号(プッシュプル信号とも称する)からウォッブル信号が検出され、両側壁の信号が逆位相を有する場合にはラジアル方向に２分割された光検出素子の出力信号の和信号からウォッブル信号が検出される。
【００３０】
従って、プッシュプル信号から検出された信号であって、奇数グルーブトラックにおけるアドレス情報の位相変調信号をa(nT)とし、偶数グルーブトラックにおけるアドレス情報の位相変調信号をb(nT)とする時、この２つの信号を合せた信号c(nT)はkTw周期で相互反復される信号として現れる。
【００３１】
即ち、a(nT)={a０、a１、a２、…}で、b(nT)={b０、b１、b２、…}である時、k=１の場合c(nT)={a０、b０、a１、b１、a２、b２、…}であって、隣接した２つのグルーブトラックのウォッブル信号が混合されているランドトラックのウォッブル信号は次のように示しうる。
【数３】
ここで、c(nT)の値は１または-１なので、(即ち、アドレスデータが"０b"の時はウォッブル信号の位相が０°、即ち同位相となり、アドレスデータが"１b"の時は１８０°、即ち逆位相となるように１または-１の値を選択)、実際のウォッブル信号はアドレスデータが"０b"の区間ではキャリアと位相変調されたウォッブル信号が同位相となってプッシュプル信号からウォッブル信号が検出され、アドレスデータが"１b"の区間ではキャリアと位相変調されたウォッブル信号が逆位相となってプッシュプル信号からウォッブル信号が検出されない。そして、最終PIDに該当するアドレスデータは隣接した２つのグルーブトラックのアドレスデータをkTw周期で多重化された信号となる。
【００３３】
和信号では逆の現象が起こる。アドレスデータが"０b"の区間では和信号からウォッブル信号が検出されず、アドレスデータが"１b"の区間では和信号からウォッブル信号が検出される。
【００３４】
一方、ウォッブル信号の初期位相を検出することは非常に重要である。従って、図６に示されたように各セクターまたは特定の単位でミラー領域または別にウォッブルの位相を合せることができる同期信号を記録しておくことが望ましい。これについては、図８〜図１０でさらに詳しく説明する。また、現在DVD-RAMで使用しているCAPA(Complementary Allocated Pit Address)方式の場合にはCAPA信号自体とCAPA信号に含まれているVFOなどがウォッブル信号の基準位相信号として使えるようになっている。
【００３５】
このようにウォッブル信号を用いてPIDデータのアドレッシングされたグルーブトラックからウォッブルアドレスを検出する時、プッシュプル信号は位相変調されているために元信号(アドレスデータ)の位相成分を検出するためにはキャリア、即ちウォッブルクロックをかければよい。即ち、位相変調された信号にキャリアを掛けると、DC項(Direct Current Term)よりなる元信号と２体倍された高調波成分が下記式のように発生される。
【数４】
ここで、ω＝２πfである。この２倍の高調波成分を低域通過フィルタリングした後、残りの元信号成分(位相成分)をスライサーを通して２進データに復元すればよい。また、復元された信号は多重化されているため、所望のアドレスデータを得るためには奇数グルーブトラック、ランドトラック、偶数グルーブトラックによって適切に逆多重化すべきである。
【００３７】
奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックの場合には、検出された多重化されたアドレスの場合ウォッブルキャリアとPSK変調されたアドレスデータが交互に記録されており、ウォッブルキャリアはPSK変調された信号の"０"に該当する値になるため、"０"の値とアドレス値とが交互に現れ、"０"の信号の発生位置を検出することによって、即ち"０"信号が先に現れるか、アドレスデータが先に現れるかなどを判断することによって、グルーブトラックか、またはランドトラックかを判別しうる。
【００３８】
また、キャリアに対してアドレス情報の周期が１:１または１:２のように単純な割合で同期化されている場合、単に信号の位相のみ検出する同期検出方法も可能である。即ち、同期検出方法とは、位相変調された信号にキャリアを再び掛けた後低域通過フィルターを通して信号を検出せず、一定の周期で信号のサイズのみを検出して信号の位相を抽出する方法である。このようなPSK信号の検出方法については既知の技術なので詳しい原理に対する説明は略す。
【００３９】
次いで、本発明に係るグルーブ両側壁の変化を用いたウォッブル信号のPID構造をさらに詳しく説明する。
１つのセクターに対するアドレス情報は少なくとも３回以上反復されることが望ましい。PID情報は相対的に処理するアドレス情報量が一般の使用者データのECC(Error Correction Code)ブロックサイズより余程小さいためにECC効率が劣る問題が発生し、誤訂正の可能性が高まるために反復記録する方法がエラー訂正用ビット数を増やすことより効率的である。反面、アドレス情報のエラー訂正のためにエラー検出コード(Error Detection Code:EDC)を使用することが一般的である。
【００４０】
本発明のようにウォッブルにPID情報を位相変調方式で付加えて記録する場合、ウォッブル信号の周期を同一にすればセクターの大きさが大きくなるほど物理的に長くなってさらに多くの周期のウォッブル信号が記録できてPID情報が大きくなる長所がある。反面、セクターを過度に大きくする場合データの最小記録単位が大きくなるために非効率的になる短所が発生する。
【００４１】
従って、セクターの大きさはできるだけECCブロックの大きさと同一であることが望ましい。これはECC処理単位が最小記録単位となるために、これより小さな単位でセクターを設定する場合には該当セクターの情報を記録/修正したり、読取るために該当セクターを含むECCブロックが構成している全てのセクターを読取った後データを記録/修正し、これに合うようにECC情報を更新(updating)してから記録すべきなどの記録処理過程が読取ってから修正して再起録(read modify write)という複雑な過程を経ることになるからである。
【００４２】
また、既存の４.７GB DVD-RAMの場合には３２Kbyte単位のECCブロックと２Kbyte単位のセクターで構成されている。セクターの記録フィールドの長さは４１０７２チャンネルビットで構成されている。
【００４３】
しかし、高密度記録の場合には４.７GB DVD-RAMよりセクターの単位を大きくすることが望ましい。これは高密度になる場合、ECC処理単位を大きくしないと既存の４.７GB DVD-RAMより相対的に訂正できる欠陥の大きさが縮まるために、できるだけECC処理単位を大きくして訂正できる欠陥の大きさを既存の４.７GB DVD-RAMで要求される訂正可能な欠陥の大きさに保つことが望ましく、よってセクターも大きくなることが望ましい。セクターの大きさは４Kbyte、８Kbyteまたは１６Kbyteなどが考えられる。セクターの大きさを４Kbyteとする場合既存の付加情報をそのまま保つと仮定すれば、セクター当りチャンネルビットの数は８２１４４ビットとなる。
【００４４】
一方、記録されるチャンネルデータの周期をTs、ウォッブル信号の周期をTw、PIDデータの周期をTpidとすれば、これら信号の周期の変化による影響は次の通りである。
チャンネルデータの周期Tsはディスク上の記録密度を決定することになる。ウォッブル信号の周期Twは周期が延びるほどウォッブル信号の周波数が低くなってウォッブル信号がトラッキングエラー信号のようなサーボ信号の帯域に近接または侵犯することになり、周期が短くなるほどウォッブル信号の周波数が高まって使用者データの記録されるRF信号帯域に近接または侵犯する問題が発生する。従って、適切なウォッブル信号の帯域を定めることが重要である。本発明ではウォッブル信号の周期Twの範囲は５０Ts乃至４５０Tsの範囲(５０Ts<Tw<４５０Ts)を有する。また、４.７GB DVD-RAMの場合にはTwは１８６Tsで構成されている。
【００４５】
PIDデータの周期Tpidはウォッブルキャリアを使用してPIDデータを変調した場合、変調された信号の帯域幅を決定することになる。PIDデータの周期がウォッブル信号の周期Twと同一な場合(Tpid=Tw)、ウォッブル信号の周波数をfwとすれば変調された信号の帯域幅が２fwとなり、PIDデータの周期がウォッブル信号の周期の２倍と同一な場合(Tpid=２Tw)には変調された信号の帯域幅がfwとなってTpidが延びるほど変調された信号の帯域幅は狭くなって周辺信号に対する干渉が少なくなる。しかし、Tpidが延びるほど変調信号の効率が劣るために記録できるPIDデータの量が減少する問題が発生する。従って、PIDデータの周期Tpidの場合１Tw乃至４Twの範囲(１Tw≦Tpid<４Tw)が望ましい。
【００４６】
図７は図４に示されたPIDアドレッシング構造によるウォッブルPIDの内容の一例を示した図面であって、１つのPIDユニットは図７（ａ）に示されたようにウォッブルPID信号の開始位置を判断するための同期情報を有するウォッブルシンク(Sync)、アドレス情報を有するウォッブルキャリアで位相変調され、ウォッブルキャリアと一定の周期に多重化されたPIDデータ(PID)、エラー検出コード(EDC)よりなる。参考に、図４では１ビットのPIDデータと単純なウォッブルキャリアが多重化されていると表示されている。
【００４７】
１つのセクターには図７（ｂ）に示されたように少なくとも３回のアドレスデータ(PIDデータ)が反復されることが望ましい。これは３つのアドレスデータが誤訂正や誤検出に対した強靭性(robustness)を高めるためである。従って、１セクター周期の間にアドレスを含んだ同じ形態のPID単位が３回反復される構成が望ましい。
【００４８】
また、セクターの先には図７（ｃ）に示されたように物理的なセクターの開始を示すセクターマークが配置されており、各セクターマークは１ウォッブルクロック周期の間にミラー領域、現在位置したトラックに対する情報を有しているトラックマーク(TMで表されている)、該当セクターに記録されるデータのPLLのためのVFO信号で構成される。ここで、ミラー領域はディスク上の記録／再生用ビームの通る経路上で何らの信号及び情報を有しなく、入射ビームを一定の反射率に反射させるだけの領域であって、ピット、記録マークまたはランド/グルーブ構造による屈折効果が起こらないためにミラー領域で読取られる出力信号の大きさが最大となる。
【００４９】
本発明のウォッブルPID構造は一時的なPLLの失敗またはクロック位相の外れなどの問題が次のアドレス情報にも伝播されることを防止するために各アドレス情報の前にはアドレス情報(PIDデータ)の開始を検出し、ウォッブルキャリアの位相を検出しうる同期情報を有することが望ましい。特にデータが変調されている状態で同期情報を検出するだけでなく、データの復調後にも同期情報を検出することが望ましい。従って、本発明のアドレス情報のための同期情報は一種の擬似ランダムシーケンス(Pseudo Random Sequence)のバーカコード(Barker Code)を使用するウォッブルシンク形態に存在し、このバーカコード及び同期信号を構成して検出する方法については同出願人により"パスバンド同期ブロック復元(Passband Sync Block Recovery)"という題目で出願された美国特許第５,５１１,０９９号に開示されているので、その詳細な説明は略す。
【００５０】
図８は図６に示されたトラック構造で各セクターの先頭に位置したセクターマークと各トラックの最初のセクターマークの形状を概略的に示した図面であって、グルーブトラックからランドトラックに、またはランドトラックからグルーブトラックに遷移される時点、即ち、トラックの開始部分に位置した最初のセクターマーク(ゼロセクターマークまたは基準セクターマークと称する)と各セクターの先に位置したセクターマークを示している。セクターマークはグルーブトラックだけでなくランドトラックにも位置し、セクターマークの構造は奇数トラックか、偶数トラックかによって異なり、トラックの最初のセクターマークは他のセクターマークとはその構造が異なる。
【００５１】
このようなセクターマークは各々現在読出または書込しようとするトラックが偶数トラックか、または奇数トラックかを判断し、またランドまたはグルーブトラックの開始位置を把握可能にする役割をする。勿論、本発明の構造上アドレスデータを復調した後には、現在のトラックが偶数トラックか奇数トラックか、またはランドトラックかグルーブトラックかが区分できる。即ち、ウォッブルキャリア"０"信号とアドレスデータのうち何れのものが先に現れるかを判断してグルーブトラックかランドトラックかを判別しうる。
正常にアドレス情報が復調されて読取らない状況でも現在のトラック位置が偶数トラックか奇数トラックか、またはランドかグルーブかを判断できる場合アドレスの誤判読が分かり、判読速度を向上させうる長所がある。
【００５２】
図９（ａ）に示されたように偶数グルーブトラックまたは偶数ランドトラックのセクターマークはミラー領域、トラックマークとVFO信号からなっており、奇数グルーブトラックまたは奇数ランドトラックのセクターマークは偶数トラックのセクターマークとは違って図９（ｂ）に示されたようにトラックマークの代りにミラー領域が配置され、即ちミラー領域、ミラー領域、VFO信号順に配置されている。図９（ａ）に示された偶数トラックのセクターマークと図９（ｂ）に示された奇数トラックのセクターマークとが相互変わることもあり、他の変形例がさらに有り得る。
【００５３】
一方、各トラックの開始位置を示す基準になるセクターに対する情報を記録するための偶数トラックの最初のセクターマークは、図９（ｃ）に示されたように、偶数トラックのセクターマークの構造(図９（ａ）)の前にミラー領域とトラックマークがさらに配置される構造であって、ミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、トラックマーク、VFO順に配置されている。
【００５４】
奇数トラックの最初のセクターマークは、図１０（ａ）に示されたように、奇数トラックのセクターマークの構造(図９（ｂ）)の前にミラー領域とトラックマークがさらに配置される構造であって、即ちミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、ミラー領域、VFO信号順に配置されている。図９（ｃ）に示された偶数トラックの最初のセクターマークと図１０（ａ）に示された奇数トラックのセクターマークとが相互変わることもあり、他の変形例がさらに有り得る。
【００５５】
図１０（ｂ）は各トラックがm個のセクターを有する時のセクターマーク(SMで表されている)とPID構造を示し、セクターマークはグルーブトラックだけでなくランドトラックにも配置され、各グルーブトラックにはPIDユニットが３回繰返して配置されている。
【００５６】
次いで、本発明で提案するグルーブ両側壁の変化を用いたウォッブル信号の発生及び検出に対して説明する。
図１１は、本発明のウォッブルアドレスエンコーディング回路の一実施形態に係る回路図であって、ウォッブル信号発生器１００、位相変調器１０２及び分周器１０４、反転器１０６、第１及び第２選択器１０８、１１０で構成された時分割多重化器よりなる。
【００５７】
図１１において、ウォッブル信号発生器１００は所定のウォッブル周波数fwを有するウォッブル信号を発生し、乗算器で構成される位相変調器１０２はウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号と"１"または"-１"のアドレスデータを乗算する。分周器１０４はウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号の周波数(f=１/Tw)をkで分周したウォッブルと位相変調されたアドレスデータとを多重化させるための多重化周期kTwを生成する。反転器１０６は分周器１０４の出力を反転させる。第１選択器１０８は奇数/偶数グルーブ判別信号(O/E groove)により分周器１０４の出力または反転器１０６の出力を選択して多重化周期kTwを有する選択制御信号として第２選択器１１０に提供する。第２選択器１１０は第１選択器１０８の出力によってkTw周期で奇数グルーブトラックの場合にはウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号を先に選択し、位相変調器１０２から提供される位相変調されたアドレスデータを選択する順に交互に選択する。同様に、第２選択器１１０は偶数グルーブトラックの場合には第１選択器１０８の出力に応じてkTw周期で位相変調器１０２から提供される位相変調されたアドレスデータを先に選択し、ウォッブル信号発生器１００から発生されたウォッブル信号を選択する順に交互に選択する。
【００５８】
図１２は本発明のウォッブルアドレス検出回路の一実施形態に係る回路図であって、光検出素子２００、減算器２０２、加算器２０４、帯域通過フィルター(BPFで表されている)２０６、エンベロープ検出器２０８、加算器２１０、PLL(Phase Locked Loop)回路２１２、乗算器２１４、低域通過フィルター（LPFで表されている）２１６、分周器２１８及び逆多重化器(DEMUXで表されている)２２０よりなる。
減算器２０２はフォトダイオードで構成されうるラジアル方向に２分割された光検出素子２００の出力信号の差信号(プッシュプル信号)を検出し、加算器２０４はラジアル方向に２分割された光検出素子２００の出力信号の和信号を検出する。ここで、アドレス情報は各グルーブトラックに多重化されているのでプッシュプル信号から検出することになる。
【００５９】
帯域通過フィルター２０６はプッシュプル信号を帯域フィルタリングし、エンベロープ検出器２０８は和信号のエンベロープを検出し、加算器２１０は帯域通過フィルター２０６の出力とエンベロープ検出器２０８の出力とを加算する。
PLL回路２１２は加算器２１０の出力からウォッブルクロック信号を検出する。乗算器２１４は帯域通過フィルター２０６から提供される帯域フィルタリングされたプッシュプル信号とPLL回路２１２から提供されるウォッブルクロックを乗算して数学式４に示されているようにDC項よりなる元信号と体倍された高調波成分とを発生する。乗算器２１４は位相復調器とも称する。
【００６０】
低域通過フィルター２１６は乗算器２１４の出力から高調波成分を低域フィルタリングして残りの元信号成分(位相成分)を検出する。分周器２１８はPLL回路２１２から提供されるウォッブルクロック信号を１/kに分周して多重化周期kTwに該当する分周されたウォッブル信号を逆多重化器２２０に提供する。逆多重化器２２０は分周器２１８から提供されるkTw周期で低域通過フィルター２１６の出力を逆多重化してアドレスを提供する。即ち、奇数グルーブトラックでは奇数グルーブアドレスを提供し、偶数グルーブトラックでは偶数グルーブアドレスを提供し、ランドトラックでは奇数と偶数グルーブアドレスの多重化されたランドアドレスを提供する。
【００６１】
ここで、図４に示された構造による図５のようなウォッブル信号に対し、図１３（ａ）に示された信号は奇数グルーブトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号から検出され、図１３（ｂ）に示された信号はランドトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号と加算器２０４の和信号から検出され、図１３（ｃ）に示した信号は偶数グルーブトラックから読取った信号であって減算器２０２のプッシュプル信号から検出される。
【００６２】
図１４（ａ）に示された信号は乗算器２１４から出力される図１３（ａ）の奇数グルーブトラック信号とsin(ωt)を乗算した結果で、図１４（ｂ）に示された信号は乗算器２１４から出力される図１３（ｂ）のプッシュプル信号から検出されたランドトラック信号とsin(ωt)を乗算した結果であり、図１４（ｃ）に示された信号は乗算２１４から出力される図１３（ｃ）に示された偶数グルーブトラックから読取った信号とsin(ωt)を乗算した結果である。
【００６３】
また、低域通過フィルター２１６を経て提供される奇数グルーブトラックのアドレス情報は図１５（ａ）のようであり、奇数グルーブトラックのアドレスと偶数グルーブトラックのアドレスが多重化されたランドアドレス情報は図１５（ｂ）のようであり、偶数グルーブトラックのアドレス情報は図１５（ｃ）のようである。
【００６４】
一方、グルーブのトラックのアドレスデータが多重化されたデータ列で連続に０が発生すれば隣接したランドトラックではプッシュプル信号からウォッブルが発生しなくなってPLLが動作しないことがある。従って、入力されるアドレスデータが連続に１または０になることを防止するためにRLL(Run Length Limited)符号化などを行い、またPLLを円滑に動作させるために和信号から検出されたウォッブルを共に使用することが望ましい。
【００６５】
本発明は高密度光記録／再生システムに効率よく適用しうる。
前記一実施形態ではアドレスデータが毎ビット単位で多重化されている構成のみを説明したが、多数のビット単位で多重化することもできる。このための実施形態において、多重化器とこれを復元するための逆多重化器の構成のみが変わるだけで他の構成に対しては同一な構成で実施しうる。
【００６６】
前記一実施形態では理解のために０°と１８０°の２つの位相差を用いてアドレスデータを位相変調したが、ウォッブルキャリアに対して９０°と２７０°の位相差を有するアドレスデータで位相変調することもできる。この場合には隣接グルーブトラック間に位相が０°または１８０°の関係を持たず、９０°または２７０°の関係を有することになるためにランドトラックでウォッブル信号がなくなる現象が起こらない。この場合、同期検出が難しくなるが、ウォッブル信号が連続になくなる現象が起こらないためにウォッブル信号の効用性を高められる。
【００６７】
また、変調位相角を、例えば４５°と９０°のように、二つの信号の位相差が最大値(１８０°)より小さく選択してウォッブル信号の位相の変化を減らすことで帯域幅を縮められる。このように構成する場合、隣接トラックと逆位相が連続される場合ウォッブル信号が出力されない問題を解決することもできる。前記ウォッブル信号が出力されない場合には、データ信号を２次元コンボルーションコードを使用して隣接トラックのデータ間に逆位相が連続に発生しないようにすることもできる。
【００６８】
本発明は１つの領域に対して１つのアドレス情報のみを記録することでなく、例えばグルーブトラックの１つのセクターに該当する領域に該当セクターのアドレスだけでなく、隣接したランドトラックのセクターアドレスも記録しうる。この際、隣接トラックのアドレスは該当セクターの長さと変調信号の特性に応じて変わることもできる。このような方法で１つのセクターを読取る間に複数のアドレスが読取れて何れか１つのアドレス情報(グルーブまたはランドアドレス情報)が読めなくなっても、読めるアドレス情報と他のディスクの情報から読めないアドレス情報とを類推することもできる。
【００６９】
【発明の効果】
前述したように、本発明は隣接トラック間の位相相関関係を特定の関係が形成されるように構成することによって、如何なるトラックでもウォッブルアドレスが読取でき、ウォッブルアドレスの検出方法と回路が簡単である。
また、本発明は既存の凹凸型プリピットによるPIDアドレッシング方法が有するオーバーヘッドの問題を解決し、既存のウォッブルアドレス方式が有するランド/グルーブ記録方式への適用できない問題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 既存の凹凸型プリピットを用いるPIDアドレッシング構造を示した図面である。
【図２】 既存のグルーブとランドトラックの両方にウォッブルアドレスが記録された一例の図面である。
【図３】 既存のグルーブの一側壁にのみウォッブルアドレスが記録された一例の図面である。
【図４】 本発明に係る時分割多重化によりウォッブルアドレスが記録されるPIDアドレッシング構造を示した図面である。
【図５】 図４に示された構造においてランド/グルーブトラックにおけるウォッブル信号の波形図である。
【図６】 本発明に係る初期ウォッブルの位相同期を合せるためのミラーまたはウォッブル同期信号の記録されたトラック構造を示した図面である。
【図７】 図４に示されたPIDアドレッシング構造の内容を示した一例の図面である。
【図８】 図６に示されたトラック構造の一例であってセクターの先に位置したセクターマークとトラックの最初のセクターマークを示した図面である。
【図９】 図８に示されたセクターマークの内容の一例を示した図面である。
【図１０】 図８に示されたセクターマークの内容の一例を示した図面である。
【図１１】 本発明に係るウォッブルアドレスエンコーディング回路の一実施形態による回路図である。
【図１２】 本発明に係るウォッブルアドレス検出回路の一実施形態による回路図である。
【図１３】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【図１４】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【図１５】 図１２に示された検出回路の各部分の波形図である。
【符号の説明】
１００……ウォッブル信号発生器
１０２……位相変調器
１０４，２１８……分周器
１０６……反転器
１０８……第１選択器
１１０……第２選択器
２００……光検出素子
２０２……減算器
２０４，２１０……加算器
２０６……帯域通過フィルター
２０８……エンベロープ検出器
２１２……PLL回路
２１４……乗算器
２１６……低域通過フィルター
２２０……逆多重化器
Claims (42)
- 光記録／再生媒体上にウォッブル信号を用いて物理的識別情報をアドレッシングする方法において、
(a)グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とを交互に記録する段階と、
(b)前記各トラックに所定単位でウォッブル信号の初期位相を合せるための情報を記録する段階とを含み、
且つ、前記(a)段階では、各グルーブトラックに物理的識別情報を示すアドレス情報が位相変調された前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとを反復的に記録して時分割多重化するが、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとに区分してウォッブルキャリアとウォッブルアドレス情報を記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置し、奇数グルーブトラックのアドレス情報の記録される区間に対応する偶数グルーブトラックにはアドレス情報が記録されないことを特徴とする方法。 - 前記最大の位相差を有する２つの位相は０°と１８０°または９０°と２７０°のうち１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記ウォッブルアドレス情報は該当トラックのアドレス情報だけでなく隣接トラックのアドレス情報をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記ウォッブルアドレス情報は最小記録単位を３回以上繰返して記録されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記ウォッブルアドレス情報は、同期情報を有するウォッブルシンク、アドレス情報を有するウォッブルキャリアに位相変調され、ウォッブルキャリアと一定周期に多重化されたセクターのアドレス情報であるPID、及びエラー検出コードよりなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記PIDの周期は前記ウォッブルキャリアの周期より１倍乃至４倍になるように設定されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 前記ウォッブルキャリアの周期は光記録／再生媒体上に実際に記録されるチャンネルデータの周期より５０倍乃至４５０倍になるように設定されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 前記ウォッブルシンクは変調された状態及び／または復調された後にも検出できる構造を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 前記ウォッブルシンクは擬似ランダムシーケンスよりなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 前記ウォッブルシンクはバーカコードよりなることを特徴とする請求項９に記載の方法。
- 前記方法は、
(c)前記各トラックの最小記録単位の先にセクターマークを記録する段階をさらに含む請求項１に記載の方法。 - 前記セクターマークは偶数/奇数トラックによって別の構造を有し、各トラックの最初のセクターマークは残りセクターマークとは別の構造を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
- 各偶数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、奇数/偶数トラックを区分するための情報を有するトラックマーク、及び位相同期情報を有するVFO信号よりなり、各奇数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、ミラー領域、及びVFO信号よりなることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
- 各偶数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、トラックマーク、VFO信号よりなっており、各奇数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、ミラー領域、及びVFO信号よりなることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
- 光記録／再生システムのためのウォッブルを用いたアドレスをエンコーディングする回路において、
単純なキャリアのみを有するウォッブル信号を発生する発生器と、
前記ウォッブル信号の最大の位相差を有する２つの位相で物理的識別情報を示すウォッブルアドレス情報を位相変調する位相変調器と、
グルーブトラックに対して所定周期毎に前記ウォッブル信号と位相変調されたウォッブルアドレス情報を時分割多重化する時分割多重化器とを含み、
前記時分割多重化器は、
奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックとで、前記ウォブル信号と前記ウォブルアドレス信号とを相互逆の順で選択して時分割多重化し、前記トラックにウォブルキャリアの位相を検出しうる同期情報を記録することを特徴とする回路。 - 前記最大の位相差を有する２つの位相は０°と１８０°または９０°と２７０°のうち１つであることを特徴とする請求項１５に記載の回路。
- 前記アドレス情報は該当トラックのアドレス情報だけでなく隣接トラックのアドレス情報をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の回路。
- 前記ウォッブルアドレス情報は最小記録単位を３回以上繰返して記録されていることを特徴とする請求項１５に記載の回路。
- 前記ウォッブルアドレス情報は、同期情報を有するウォッブルシンク、アドレス情報を有するウォッブルキャリアで位相変調され、ウォッブルキャリアと一定の周期に多重化されたセクターのアドレス情報であるPID、及びエラー検出コードよりなることを特徴とする請求項１５に記載の回路。
- 前記PIDデータの周期は前記ウォッブル信号の周期より１倍乃至４倍になるように設定されることを特徴とする請求項１９に記載の回路。
- 前記ウォッブル信号の周期は光記録／再生媒体上に実際に記録されるチャンネルデータの周期より５０倍乃至４５０倍になるように設定されることを特徴とする請求項１９に記載の回路。
- 前記ウォッブルシンクは変調された状態または復調された後にも検出できる構造を有することを特徴とする請求項１９に記載の回路。
- 前記ウォッブルシンクは擬似ランダムシーケンスよりなることを特徴とする請求項１９に記載の回路。
- 前記ウォッブルシンクはバーカコードよりなることを特徴とする請求項２３に記載の回路。
- 記録媒体のマスタリング時、前記各トラックの最小記録単位の先にセクターマークが記録されることを特徴とする請求項１５に記載の回路。
- 前記セクターマークは偶数／奇数グルーブトラックによって別の構造を有し、各トラックの最初のセクターマークは残りセクターマークとは別の構造を有することを特徴とする請求項２５に記載の回路。
- 各偶数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、奇数/偶数グルーブトラックを区分するための情報を有するトラックマーク、及び位相同期情報を有するVFO信号よりなっており、各奇数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、ミラー領域、及びVFO信号よりなることを特徴とする請求項２６に記載の回路。
- 各偶数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、トラックマーク、VFO信号よりなっており、各奇数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、ミラー領域、VFO信号よりなることを特徴とする請求項２６に記載の回路。
- グルーブ/ランド記録方式を有し、記録／再生可能な記録媒体において、
グルーブトラックに対して単純なウォッブルキャリアと、前記ウォッブルキャリアを使用して最大の位相差を有する２つの位相に位相変調されたウォッブルアドレス情報とが交互に記録され、且つ、各グルーブトラックに前記ウォッブルアドレス情報と前記単純なウォッブルキャリアとが反復記録されており、各グルーブトラックを奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに区分して前記ウォッブルキャリアと前記ウォッブルアドレス情報とを記録する順序を奇数グルーブトラックと偶数グルーブトラックに対して相互逆に配置され、
且つ、前記トラックに対して所定の単位にウォッブル信号の初期位相を合せるための領域を有することを特徴とする記録媒体。 - 前記最大の位相差を有する２つの位相は０°と１８０°または９０°と２７０°のうち１つであることを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルアドレス情報は該当トラックのアドレス情報だけでなく隣接トラックのアドレス情報をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルアドレス情報は最小記録単位を３回以上繰返して記録されていることを特徴とする請求項２９記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルアドレス情報は、同期情報を有するウォッブルシンク、アドレス情報を有するウォッブルキャリアで位相変調され、ウォッブルキャリアと一定周期に多重化されたセクターのアドレス情報であるPIDデータ、及びエラー検出コードよりなることを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体。
- 前記PIDデータの周期は前記ウォッブルキャリアの周期より１倍乃至４倍になるように設定されることを特徴とする請求項３３に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルキャリアの周期は光記録／再生媒体上に実際に記録されるチャンネルデータの周期より５０倍乃至４５０倍になるように設定されることを特徴とする請求項３３に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルシンクは変調された状態または復調された後にも検出できる構造を有することを特徴とする請求項３３に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルシンクは擬似ランダムシーケンスよりなることを特徴とする請求項３３に記載の記録媒体。
- 前記ウォッブルシンクはバーカコードよりなることを特徴とする請求項３７に記載の記録媒体。
- 前記各トラックの最小記録単位の先にセクターマークが配置されていることを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体。
- 前記セクターマークは偶数/奇数トラックによって別の構造を有し、各トラックの最初のセクターマークは残りセクターマークとは別の構造を有することを特徴とする請求項３９に記載の記録媒体。
- 各偶数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、奇数/偶数トラックを区分するための情報を有するトラックマーク、及び位相同期情報を有するVFO信号よりなり、各奇数グルーブとランドトラックのセクターマークはミラー領域、ミラー領域、及びVFO信号よりなることを特徴とする請求項４０に記載の記録媒体。
- 各偶数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、トラックマーク、及びVFO信号よりなり、各奇数グルーブとランドトラックの最初のセクターマークはミラー領域、トラックマーク、ミラー領域、ミラー領域、及びVFO信号よりなることを特徴とする請求項４０に記載の記録媒体。
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