JP4024258B2 - 光ディスク、光ディスク装置及び光ディスク再生方法 - Google Patents

光ディスク、光ディスク装置及び光ディスク再生方法 Download PDF

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この発明は、再生専用の領域(以下、「ROM領域」という)と書換え可能領域(以下、「R/W領域」という)をあわせ持つパーシャルディスクの原盤制作工程で用いる、フォトレジストを塗布したガラス原盤をカッテング(記録)する光ディスク原盤製造方法、及び光ディスクに関する。
光ディスクの原盤をカッティング(記録)する装置は、きめの細かい溝やピットの構造を安定に得るために、2ビームカッテング法がよく用いられている。この方法には、例えばR/Wディスクで溝と識別情報領域とを別々のビームで記録するとか、R/W領域とROM領域の混合したパーシャルディスクで、R/W領域とROM領域を別々のビームで記録するとか、様々な用途に対応したものがある。ここでは、R/Wディスクで、溝と情報領域とを別々のビームで形成する場合について説明する。
図12は、従来の光ディスク原盤記録装置の2ビームカッティングの光学系を示す図である。図において、1は記録用光源としてのアルゴンレーザ、2はアルゴンレーザ1からのビームを偏光方向の異なった2つのビームに分離する偏光ビームスプリッタ、23はアドレス情報などを含む識別情報を変調する光変調器、24はR/W領域の溝を変調(実際は一定幅の溝)する光変調器で、2つの光変調器23と24は溝部と識別情報部の切替え信号によって、溝を形成しているときは光変調器24が、また識別情報を形成しているときは光変調器23が、それぞれ出力を停止する。9はビームエクスパンダで、識別情報部のピット形成に最適なピット径になるよう、あらかじめ調整されている。10はビームエクスパンダで、R/W領域の溝の形成に最適なピット径になるよう、あらかじめ調整されている。また、それぞれのビームエクスパンダ9と10からの出力ビームが後述する所望の位置関係になるようにも調整されている。
11はビームエクスパンダ9と10からのビームを束ねる偏光プリズムで、この偏光プリズム11からのビームは、記録レンズ12でレジスト盤13上に集光される。14は記録レンズ12の焦点を定めるためのビームを発光するヘリウム−ネオン(He−Ne)レーザ、15はビームスプリッタで、He−Neレーザ14からのビームを通過させるとともに、記録レンズ12からの戻り光を光検知機16に出力する。光検知機16はビームスプリッタ15からの戻り光からレンズの焦点方向のずれを検出し、その値をレンズ制御部17に出力する。レンズ制御部17は光検知機16からのレンズの焦点方向ずれ値に応じて、記録レンズ12の焦点方向の位置を制御する。25は識別情報データ生成部である。
次に、上で述べた装置を使って記録(カッティング)するディスク原盤について説明する。図13は従来の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、R/W型光ディスクのトラック構造を示す図である。また、図14は従来の光ディスク装置でカッティングされる、R/W型光ディスクの識別情報の配置およびアドレス値を示す図である。これらの図から明らかなように溝幅は一定であり、識別情報を除いて連続した1本の渦を形成しており、情報はこの溝部に記録される。また、識別情報部は、溝幅の1/2だけ内周側にずれており、読み取りクロックの基準信号を作るためのVFO(Variable Frequency Oscillator)、物理セクタアドレスなどが入っているPID(Physical ID)が4重記録されている。
原盤記録装置では、図13および図14に示した溝部と識別情報をカッティングする。以下、この装置の動作を説明する。図12において、溝部と識別情報部の切替え信号が溝部を示したときは、光変調器24がON、光変調器23がOFFされ、光変調器24からの溝をカッティングするビームが、ビームエクスパンダ10、偏光プリズム11、記録レンズ12を経てディスク原盤に照射されて溝を形成する。また、溝部と識別情報部の切替え信号が識別情報部を示したときは、光変調器24がOFF、光変調器23がONされ、識別情報データ生成部25からの識別情報で変調されたビームが、光変調器23からビームエクスパンダ9、偏光プリズム11、記録レンズ12を経てディスク原盤に照射されて識別情報を形成する。それぞれのビームは、相対的にみて、識別情報部記録用のビームが溝形成ビームに対して溝幅Dwの1/2だけ内周側へずれるよう調整されているので、図12に示すような構成の識別情報部を形成することができる。
以上、R/W型で識別情報部が内周側へ溝幅の1/2ずれているディスクを記録する場合について述べた。これは、2つのビームの相対位置を、あらかじめ半径方向へ溝幅の1/2だけ識別情報用ビームをずらすように調整しておくものである。このほかには、2つのビームが同じ半径位置を通るが、スポット径が異なるように調整した装置もあり、この場合、制作されるディスクは、識別情報のウォブリングはないが、識別情報幅と溝幅とが異なるものである。
この発明は、セクタ識別を確実に行うことができるようにすることを目的とする。
この発明に係る光ディスクは、
識別情報領域とデータ領域がプリピット列で形成されたROM領域を有する光ディスクであって、
前記プリピット列の一部がトラック中心から半径方向にウォブルされ、
このウォブルされた部分で当該光ディスクにおける領域固有の識別情報を表し、
ウォブルする向きと位置により識別に必要なパターンが配された
ことを特徴とする
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
この発明によれば、セクタ識別を確実に行うことができる。
光ディスクの一つの形態として、ディスクの一部が書換え可能な(R/W)領域で、他の領域は再生専用(ROM)領域であるパーシャルROMディスクというものがある。この発明の実施の形態では、このようなROM領域とR/W領域の両方を持つ光ディスクの原盤制作工程で用いる、フォトレジストを塗布したガラス原盤をカッテング(記録)する光ディスク原盤記録装置について述べる。
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の光ディスク原盤記録装置の光学系の構成例を示すブロック図である。図において、1は記録用光源としてのアルゴンレーザ、2はアルゴンレーザ1からのビームを偏光方向の異なった2つのビームに分離する偏光ビームスプリッタ、3はROM領域のデータまたは識別情報を変調する光変調器、4はR/W領域の溝または識別情報を変調する光変調器で、2つの光変調器3と4は、「R/WとROMの切替え信号」によって、ROM領域を形成しているときは光変調器4が、またR/W領域を形成しているときは光変調器3が、それぞれ出力を停止する。
5は偏向量制御部7からの信号によりビームを半径方向に振る光偏向器、6は偏向量制御部8からの信号によりビームを半径方向に振る光偏向器、7は識別情報/データタイミング情報により、識別情報を出力する時間においてのみ光偏向器5にデータピット幅の1/2の偏向命令を光偏向器5に与える偏向量制御部、8は識別情報/データタイミング情報により、識別情報を出力する時間においてのみ光偏向器6に溝幅の1/2の偏向命令を光偏向器6に与える偏向量制御部、9はビームエクスパンダで、ROM領域のピット形成に最適なピット径になるよう、あらかじめ設定されている。10はビームエクスパンダで、R/W領域の溝部または識別情報部のピット形成に最適なピット径になるよう、あらかじめ設定されている。
11はビームエクスパンダ9と10からのビームを束ねる偏光プリズムで、この偏光プリズム11で束ねられた2つのビームは、記録レンズ12でレジスト盤13上に集光される。14は記録レンズ12の焦点を定めるためのビームを発光するヘリウム−ネオン(He−Ne)レーザ、15はビームスプリッタで、He−Neレーザ14からのビームを通過させるとともに、記録レンズ12からの戻り光を光検知機16に出力する。光検知機16はビームスプリッタ15からの戻り光からレンズの焦点方向のずれを検出し、その値をレンズ制御部17に出力する。レンズ制御部17は光検知機16からのレンズの焦点方向ずれ値に応じて、記録レンズ12の焦点方向の位置を制御する。
次に、上で述べた装置を使って記録(カッティング)するディスク原盤について説明する。図2はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、光ディスクのトラック構造を示す図である。また、図3はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、ディスクのR/W領域とROM領域の境界付近で溝部溝間部境界でない箇所のトラック構造を示す図である。さらに図4はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされるディスクのR/W領域とROM領域の境界付近で溝部溝間部境界箇所のトラック構造を示す図である。図2、図3および図4においては、R/W領域がROM領域に挟まれている構造をとっている。このディスクにおける書換え可能な領域(R/W領域)は、ディスク上に円周状に形成された溝部と、この溝部の間の溝間部の両方を情報記録部とし、ディスク一周分に相当する記録トラックを整数個の記録セクタで構成するとともに、各記録セクタ毎にアドレス情報などを表わす識別情報がプリフォーマットされ、前記溝部の記録トラックと前記溝間部の記録トラックを交互に接続して1本の記録スパイラルが形成されている。溝部と溝間部を接続している半径方向の境界部が図2および図4の溝部溝間部境界である。
ROM領域とR/W領域は、ゾーン毎にどちらの領域にするかを設定するために、ROM領域とR/W領域の境界はゾーンの境界となる。また、トラック1周あたりのセクタ数は、ゾーンが内周から外周にすすむにつれて1づつ増加する。そのため、図2および図3に示すように、溝部溝間部境界線上以外の識別情報部は半径方向に必ずしも一致しない。それぞれの識別情報部は、4つのPID(Physical ID)部からなる。それぞれのPIDは、読み取りクロックの基準信号を作るためのVFO(Variable Frequency Oscillator)、物理セクタアドレスなどが入っている。
図3および図4に示すように、R/W領域の溝幅と溝間幅は等しい。溝幅をDwとすると、識別情報部の4つのPIDの先頭の2つは後続する情報記録部の溝位置に対して、溝中心から外周側に、Dw/2だけ内周側にずれている。後ろの2つのPIDは後続する情報記録部の溝位置に対して、溝中心から内周側に、Dw/2だけ外周側にずれている。(ここでは、内周側、外周側に中心から交互にずれるのをウォブルしているという)ROM部のデータプリピットはR/Wの溝部中心と溝間部中心の間隔で設けられている。識別プリピットもR/W部のPIDと同様4つのPIDからなる。先頭の2つはデータプリピット中心から、プリピット幅をPwとすると、Pw/2だけ外周側にずれている。後ろの2つのPIDはデータプリピット中心からPw/2だけ内周側にずれている。
R/W領域の溝部と溝間部の幅は同じである。また、左右にウォブルされている識別情報部の幅とも同じである。ROM領域のデータプリピットと識別情報プリピットの幅は同じである。R/W領域とROM領域とを比べた場合、ROM領域のピット径の方が小さい。これは、ROM領域において隣接トラックとのクロストークの低減のためである。それに対し、R/W領域の方は溝部と溝間部とで適切な段差があるためクロストークが少ない。よって、R/W領域とROM領域とを比べた場合、同じ記録トラック間隔でもR/W領域の方がピット径が大きくてもよい。
さらに図3、図4に示すように、R/W領域はその領域境界に、溝部を設けないようにしている。つまり、R/W領域の記録トラック数は溝部と溝間部を比べると、
溝トラック数 + 1 = 溝間トラック数
の関係が成り立つ。このようにすることにより、ROM領域のピットとR/W領域の溝とのクロストークを低減することが可能となる。
図5はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、光ディスクのR/W領域の溝部溝間部境界線以外の識別情報部のアドレス値を示す図である。図に示すように、ディスクの外周部に溝中心からDw/2ずれている最初の2つのPIDのアドレス部には、後続する溝部のアドレスが記録されている。ディスクの内周部に溝中心からDw/2ずれている後ろの2つのPIDのアドレス部には、この溝部のセクタの内周に隣接した溝間部のセクタのアドレスが記録されている。
図6はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、光ディスクのR/W領域の溝部溝間部境界線の識別情報部のアドレス値を示す図である。図に示すように、境界前の溝部からDw/2だけ内周側にずれている先頭の2つのPIDは、前記溝部のセクタに続く溝間部のセクタのディスク内周側に隣接する溝部のセクタのアドレスを表わす。境界前の溝部からDw/2だけ外周側にずれている後ろの2つのPIDは、前記溝部のセクタに続く溝間部のセクタのアドレスを表わす。
図7はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、光ディスクのROM領域の識別情報部のアドレス値を示す図である。なお、ROM領域では、溝部溝間部境界線の識別情報も、それ以外の識別情報も配置の方法は同じである。ただし、図に示すように、データプリピット中心からディスクの外周側にPw/2ずれている最初の2つのPIDのアドレス部と、内周側にPw/2ずれている後ろの2つのPIDのアドレス部は、ともにつぎのデータプリピットのセクタアドレスを表わす。
このように、識別情報をデータプリピット中心から内周外周へウォブリングする以外に、識別情報のアドレス部はデータピット中心と一致させ、セクタ識別用ヘッダ部分だけがウォブルしているものもある。
図8はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、光ディスクのROM領域の識別情報部の他の形態を示す図である。図に示すように、識別信号中のアドレス情報はウォブルされていないが、セクタ識別用ヘッダは、データピット中心から内外周にピット幅の1/2だけウォブルされている。セクタ識別用ヘッダは、この位置に置くことに限らない。また、そのピットパターンは一通りとは限らず、識別に必要な種々のパターンを与えることが可能である。
R/W領域、ROM領域とも識別情報部がウォブルされているのは、このウォブルによって光スポットのトラック方向の位置決め(トラッキングサーボ系のオフセット補償など)を行うためである。また、R/W領域の場合は、溝部溝間部境界の識別のためにも用いられる。これは、上記のように溝部溝間部境界ではそれ以外の識別情報と逆の方向にウォブルされているからである。つまり、溝の次に溝が続く場合は外周内周の順にウォブルしているのに対し、溝の次に溝間が続く場合は内周外周の順にウォブルしている。
以上述べたディスクを形成する場合に、この実施の形態1の原盤記録装置の動作を、図1と図9を用いて説明する。
図9はこの実施の形態1の光ディスク原盤記録装置の信号の出力のタイミングチャートである。ROM領域を形成する場合は、「R/WとROMの切替え信号」がROMを示す。これにより、ROM領域の識別情報やデータピットを形成するビームを変調する光変調器3がONになり、R/W領域の識別情報や溝部を形成するビームを変調する光変調器4はOFFになる。
図9に示すように「識別情報/データタイミング信号」が識別情報とデータとを記録するタイミングを出力しているが、この信号が識別情報/データ切替え制御部19に入力され、「ROM領域データ」と識別情報部データ生成部18からの識別情報部データとを切り替える。識別情報/データ切替え制御部19からの出力は、光変調器3で偏光ビームスプリッタ2からのビームを変調して光偏向器5へ出力される。偏向量制御部7は、「識別情報/データタイミング信号」により、識別情報の個所だけビームをウォブルさせる。ウォブル量は、図9に示すように、識別情報領域の前半は外周側にデータピット幅の1/2だけ外周側に、後半は内周側に同量である。光偏向器5からの出力は、ビームエクスパンダ9でROM領域に記録するピット径になるよう、あらかじめ調整されている。ビームエクスパンダ9からの出力は、偏光プリズム11、記録レンズ12を経てレジスト盤13上に集光される。
R/W領域を形成する場合は、「R/WとROMの切替え信号」がR/Wを示す。これにより、ROM領域の識別情報やデータピットを形成するビームを変調する光変調器3がOFFになり、R/W領域の識別情報や溝部を形成するビームを変調する光変調器4はONになる。図9に示すように、「識別情報/データタイミング信号」が識別情報とデータとを記録するタイミングを出力しているが、この信号が識別情報/溝形成切替え制御部20に入力され、識別情報/溝形成切替え制御部20が持っている溝形成データと、識別情報部データ生成部18からの識別情報部データとを切り替える。識別情報/溝形成切替え制御部20からの出力は、光変調器4で偏光ビームスプリッタ2からのビームを変調して光偏向器6へ出力される。
偏向量制御部8は、「識別情報/データタイミング信号」により、識別情報の所定の個所だけビームをウォブルさせる。ウォブル量は、図8に示すように、識別情報領域の前半は溝幅の1/2だけ外周側に、後半は内周側に同量である。ただし、光ビームは溝部溝間部境界線を区切りとして、1周毎にオンとオフが切り替わる。溝部のトラックを形成するときにオン、溝間部のトラックに相当する部分ではオフになる。これによって、溝部の記録トラックと溝間部の記録トラックが交互に接続された1本の記録スパイラルが形成される。溝部溝間部境界線の認識は、アドレス管理を行なっている識別情報部データ生成部18から得る。光偏向器6からの出力は、ビームエクスパンダ10でR/W領域に記録する溝幅(=識別情報幅)になるよう、あらかじめ調整されている。ビームエクスパンダ10からの出力は、偏光プリズム11、記録レンズ12を経てレジスト盤13上に集光される。
以上述べたように、この実施の形態においては、ROM領域とR/W領域を形成するそれぞれのビームを別々の光偏向器を通過するようにし、かつ、それらの光偏向量がROM領域とR/W領域のそれぞれの識別情報部のウォブル量になるように構成されているため、ROM領域とR/W領域が混在し、かつ、それぞれの領域の識別情報のウォブル量が違うディスクを精度よく作成することが可能となる。
また、ROM領域を記録するビームの光偏向器の偏向量は、例えば±Pw/2(Pwはプリピット幅)、R/W領域を記録するビームの光偏向器の偏向量は、例えば±Dw/2(Dwは溝幅)と一定量なので、調整が容易になる。
なお、ここに例示したウォブル量は一例であり、実際の装置では、ここに示した装置構成により信号再生に最適なウォブル量に設定できることはいうまでもない。
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図に基づいて説明する。
図10はこの発明の実施の形態2の光ディスク原盤記録装置の光学系の構成を示すブロック図で、図1と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示しており、それぞれ同様に作用するので、ここでは実施の形態1との相違点を中心に説明する。図10において、21は偏向量制御部で、「識別情報/データタイミング信号」により、識別情報を記録するときにのみ偏光プリズム11からのビームの変更を行う。また、識別情報/データ生成部19から、記録している領域がROM領域なのか、R/W領域なのか、さらに溝部溝間部境界線なのかのデータを得る。22は光偏向器で、ROM記録用ビーム、R/W記録用ビームの両方のビームを偏向させる。
図11はこの実施の形態2の光ディスク原盤記録装置の信号のタイミングチャートである。この図でROM領域、R/W領域、ROM領域の順に記録していくことを説明する。図に示されるビームパワーは、図10の記録レンズ12へ入射するビームのパワーを示す。また、ビーム偏向量は、図10の偏向量制御部21からのビーム偏向量の向きと大きさを示すものである。ROM領域を記録するときは、データ(識別情報部データも含む)で変調されたビームが出力される。また、偏向量は識別情報部を記録するときに、外周内周の順にウォブルするよう制御される。その後ROM領域の最後のトラックを記録した後、R/W領域へはいるとまず溝間トラックを形成するためにLトラックの1周分はビームパワーは0になる。Lトラック1周を形成した後、Gトラックを形成するのでビームパワーは溝部を形成するのに適した状態で入射される。識別情報部を形成するときは、その情報で変調されたビームが、また、溝を形成するときは一定パワーのビームが入射される。Gトラックの形成が終わるとLトラックの形成が始まり、ビームは入射されない。ここで、入射を止めるのは光変調器3、4でおこなうこともできるし、アルゴンレーザ1のスウィッチングや光路の遮蔽等によっておこなえる。また、Lトラック形成時はビームが入射されないので、ビーム偏向量の設定は不要である。しかしここでは、制御の容易性から、偏向量はLトラック、Gトラック共に設定している。以下1周毎にL、Gを切り替えてR/Wを形成してゆく。最後のトラックはLトラックとなるよう記録する。これはROM領域とR/W領域との境界でのクロストーク低減のためにおこなうものである。R/W領域が終わるとROM領域の記録が始めのROM領域と同様にして記録されゆく。
このように、ROM領域からR/W領域に切り替えられた直後の1トラックに相当する間、光変調器の出力を停止させる。また、R/W領域からROM領域に切り替えられる直前の1トラックに相当する間、光変調器の出力を停止させる。
これにより、光ディスク原盤上のROM領域に形成されるピットと、R/W領域に形成されるピットや溝部との間隔を十分にとることができ、ディスク形成工程において、ROM領域のピットとR/W領域のピットや溝部との間がつながったり、この間の溝間部が十分平坦に形成されなくなる等の不良発生を防止することができる。
また、この方法を用いて記録された光ディスク原盤を用いて光ディスク媒体を製造したとき、ROM領域のピット列とR/W領域の溝部との間隔が十分に取られるので、トラッキングが容易である。
原盤記録装置において、実施の形態1との相違は、図1におけるROM用の光偏向器5と偏向量制御部7、R/W用の光偏向器6と偏向量制御部8がなく、代わりにその両方の役目をあわせ持つ光偏向器22と偏向量制御部21を設けたものである。
これにより、ROM領域用とR/W領域用の光偏向器と偏向量制御部を共用化することにより、ひとつの偏向器と偏向量制御部とで2種のウォブル量の制御をあわせ持たせることとなり、装置の簡略化が図れる。
この発明の実施の形態1の光ディスク原盤記録装置の光学系の構成例を示すブロック図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる光ディスクのトラック構造を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる、ディスクのR/W領域とROM領域の境界付近で溝部溝間部境界でない箇所のトラック構造を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされるディスクのR/W領域とROM領域の境界付近で溝部溝間部境界箇所のトラック構造を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる光ディスクのR/W領域の溝部溝間部境界線以外の識別情報部のアドレス値を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる光ディスクのR/W領域の溝部溝間部境界線の識別情報部のアドレス値を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる光ディスクのROM領域の識別情報部のアドレス値を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置でカッティングされる光ディスクのROM領域の識別情報部のアドレス値を示す図である。 実施の形態1の光ディスク原盤記録装置の信号の出力のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態2の光ディスク原盤記録装置の光学系の構成を示すブロック図である。 実施の形態2の光ディスク原盤記録装置の信号のタイミングチャートである。 従来の光ディスク原盤記録装置の2ビームカッティング用の光学系を示す図である。 従来の光ディスク原盤記録装置でカッティングされるR/W型光ディスクのトラック構造を示す図である。 従来の光ディスク装置でカッティングされるR/W型光ディスクの識別情報の配置およびアドレス値を示す図である。
符号の説明
1 アルゴンレーザ、 2 偏光ビームスプリッタ、 3,4 光変調器、 5,6 光偏向器、 7 偏向量制御部、 8 偏向量制御部、 9,10 ビームエクスパンダ、 11 偏光プリズム、 12 記録レンズ、 13 レジスト盤、 14 He−Neレーザ、 15 ビームスプリッタ、 16 光検知機、 17 レンズ制御部、 18 識別情報部データ生成部、 19 識別情報/データ切替え制御部、 20 識別情報/溝形成切替え制御部、 21 偏向量制御部、 22 光偏向器。

Claims (3)

  1. 識別情報領域とデータ領域がプリピット列で形成されたROM領域を有する光ディスクであって、
    前記プリピット列の一部がトラック中心から半径方向にウォブルされ、
    このウォブルされた部分で当該光ディスクにおける領域固有の識別情報を表し、
    ウォブルする向きと位置により識別に必要なパターンが配された
    ことを特徴とする光ディスク。
  2. 請求項1記載の光ディスクを再生する光ディスク装置であって、
    ROM領域のウォブルさせた部分から各セクタの識別情報を読み出す手段を備え、
    ォブルさせた部分のピットパターンによりセクタの識別を行う光ディスク装置。
  3. 請求項1記載の光ディスクを再生するとき、
    ォブルさせた部分のピットパターンによりセクタの識別を行う光ディスク再生方法。
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