JP4025258B2 - Optical disc recording / reproducing apparatus and optical disc recording / reproducing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク記録再生装置及び光ディスク再生記録方法に係り、特に超解像効果を有する光ディスク及びこの光ディスクから超解像効果を利用して情報を記録し、また、再生する光ディスク記録再生装置及び光ディスク記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ユーザーが情報を記録再生可能な光ディスクにおいては、光ディスク上の情報領域は、物理的にはセクター単位に分割されている。これらのセクターには、セクター毎に番地が付与されている。
【0003】
このような光ディスクにおいては、情報記録時には、情報読み出し時よりもパワーレベルが高い光ビームが強度変調されて発生され、この記録用光ビームが光ディスクに照射される。また、情報読み出し時には、記録時に比べて低い一定パワーレベルの光ビームが発生され、この再生用光ビームが光ディスクに照射される。より詳細には、ディスク上の指定セクターに情報を記録する記録モードでは、記録する情報に対応したパターンを有する比較的高い記録パワー(Pw)のレーザビームが光ディスクに照射されて光ディスク上の記録材料に物理的な変化を起こさせている。一方、ディスク上の指定セクターに記録された情報を再生する読み取りモードでは、比較的低い再生パワー(Pr)が光ディスクに照射されて、光ディスクの記録材料の物理変化が反射光量の変化として読み出される。
【0004】
一般に光ディスクでは、この再生パワーPrは、光ディスクの記録材料に物理的な変化を起こさせない十分低いパワーに設定されている。記録或いは再生に先立って、目的のセクターまで照射光ビームを移動させるシーク動作中においては、通常、各セクターにあらかじめプリピット或いはグルーブウォブルといった形態で設けられた番地情報が読み出される。このシーク動作中においても、同様に再生パワーPrを有する光ビームで番地情報が読み出される。更に、記録モード、読み取りモード、或いは、シーク動作モードに移行する前の待機時におけるアイドリングモードにおいても、照射光ビームは、光ディスク上の何れかに集光される。このような待機モードにおいても、同様に再生パワーPrの光ビームが光ディスクに照射される。このように光ディスク上の各セクターは、実際に記録情報を読み出す場合以外においても、頻繁に再生パワーを有する光ビームの照射を受けている。
【0005】
近年、より高密度に情報を記録再生する方式として超解像効果を有する光ディスクの採用が提案されている。この超解像効果を利用する記録・再生方式では、照射光学系で制限される解像限界以下の寸法で記録された情報までもが光ディスクにおける媒体の超解像効果が利用されて情報が読み出される。超解像効果を利用する記録・再生方式の一例として、非特許文献1に記載されるような相変化材料をマスク層に使う方式、或いは、非特許文献2に記載されるような有機色素材料をマスク層に使う方式等がある。これらの光ディスクでは、情報記録層の光ビーム入射側にマスク層が設けられ、情報記録層上のマスク層を透過した光ビームで情報が記録再生される。何れの材料にあっても、照射スポット内でマスク層材料に熱的な状態変化を起こさせることにより、マスク層を透過した光ビームをスポット径以下に縮小させることができ、解像限界以下の記録再生を可能にしている。ここで、前者の材料の状態変化は、溶融固化、後者の材料の状態変化は、分子構造変化に相当し、十分な超解像効果を発揮させて高密度に記録された情報を読み出すためには、再生パワーをある程度高くする必要がある。しかしながら、一般的にこれらのマスク層材料は、状態変化が多数回繰り返されるうちに、性能が劣化される。
【0006】
更に、高い強度の光ビームの照射は、マスク層下の情報記録層にも熱的ダメージを及ぼしている。即ち、超解像効果によって情報を読み出すためにこれらの光ディスクに高い強度の照射が繰り返えされると、光ディスクとしての媒体が劣化し、記録情報の信頼性が次第に損なわれてしまう問題がある。
【0007】
上記のようなマスク材料の劣化或いは情報記録層の劣化を防ぐ対策として、同じセクターを繰り返し読み出すスチル再生の場合に、特許文献1で提案される方法を適用することができる。この特許文献1に開示された方式においては、一度読み出した情報は、バッファメモリに蓄えられ、セクターから再度情報を読み出すことなく、バッファメモリの情報が利用される。このバッファメモリに情報が保持されている間は、媒体劣化が促進しないよう、バッファメモリの情報が利用されてその情報が記録されているセクター以外の他の場所、例えば、情報領域以外の領域に光ビームが照射される。また、この特許文献1には、バッファメモリに情報が保持されている間は、媒体劣化が促進しないよう、光ビームの焦点がずらされて光ディスク上における照射強度が低下され、或いは、照射する光ビームの強度が低下される方式が開示されている。
【0008】
また、超解像効果を有する光ディスクの再生パワーを最適化する方法に関しては、特許文献2に開示される方法がある。この方法では、最適な再生パワーが予め定められ、この最適な再生パワーがディスク上のリードインと呼ばれる管理情報領域から初めに読み出され、情報記録領域での再生パワーが設定される。この方法においては、リードインには、再生パワーの設定の為の情報が超解像再生を必要としない低密度で記録されている。従って、読み出しは適当なパワーを有する光ビームがリードインに照射されれば良いこととなる。
【0009】
【特許文献1】
特開2001-34944
【0010】
【特許文献2】
特開平7−73506
【0011】
【非特許文献1】
保田他:第5回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿集 (1993) p1
【0012】
【非特許文献2】
M. Hatakeyama et al: Proceedings of PCOS’99, (1999) p26
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
バッファメモリを利用してセクターから頻繁に情報を読み出さないようにする特許文献1に開示された方式は、上述したように同じセクターを繰り返し読み出すスチル再生の場合のみに適用ができ、このようなスチル再生のみに有効となる。媒体としての光ディスクには、記録情報を読み出す場合以外にも頻繁に再生パワーの照射を受けているため、マスク材料層或いは情報記録層が劣化されることを抑制することができない問題がある。
【0014】
光ディスクの再生パワーを最適化する方法を開示する特許文献2においては、最適再生パワーであっても、十分な超解像効果を得られる再生パワーであれば、媒体劣化を完全に抑制しているとは限らない問題がある。即ち、情報記録領域では、やはり記録情報を読み出す場合以外にも頻繁に再生パワーの照射を受けるため、劣化を抑制することができない問題がある。
【0015】
上述したように従来、超解像効果を有する光ディスクに対し、十分な超解像効果を発揮させて高密度に記録された情報を読み出すために再生パワーを高くすると、媒体劣化が促進され、記録情報の信頼性が低下する問題がある。
【0016】
この発明は、情報記録再生の信頼性を向上させることができる光ディスク及び光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、
第1、第2及び第3の強度の光ビームを選択的に発生し、これら第1、第2及び第3の強度の光ビームをある解像度限界で集光する光学系と、
前記第1或いは第2の強度の光ビームが集光されて超解像度効果を与えるマスク層及びこのマスク層下に設けられ、このマスク層を通過した前記第1の強度の光ビームで情報が記録され、前記マスク層を通過した前記第2の強度の光ビームで情報が再生される記録層を備え、複数トラック及び各トラックを再生記録単位に区分した複数のセクターを備え、ユーザー情報を記録再生可能なユーザー情報領域と、前記セクター毎に付与されるユーザー情報領域のトラック及びセクターの番地情報が前記ユーザー情報領域よりも低い記録密度で記録されているトラック及びセクターの番地情報付与領域と、を有する光ディスクと、
前記光ビームの発生を制御する制御部であって、記録モードで前記光学系から第1の強度の光ビームを発生させて前記記録層に情報を記録させ、再生モードで前記光学系から第2の強度の光ビームを発生させて前記記録層から情報を再生させ、目的とするセクターに前記光ビームを移動させるシーク動作中のシークモード及び前記記録、再生及びシークモードに先立って記録再生装置を待機状態に維持するアイドルリングモードにおいて、前記光学系から第3の強度の光ビームを発生させ、前記シーク動作中に前記番地情報付与領域を前記第3の強度の光ビームで検索させる制御部と、
前記光ディスクからの前記第2の光ビームを検出してユーザー情報に変換し及び前記シークモードにおいて、前記番地情報付与領域からの前記第3の強度の光ビームを検出してトラック及びセクターの番地情報に変換する再生処理部と、
を具備する光ディスク記録再生装置が提供される。
【0018】
また、この発明によれば、
第1或いは第2の強度の光ビームが集光されて超解像度効果を与え、第3の強度の光ビームが解像度限界で集光されるマスク層及びこのマスク層下に設けられ、このマスク層を通過した前記第1の強度の光ビームで情報が記録され、前記マスク層を通過した前記第2の強度の光ビームで情報が再生される記録層を備え、複数トラック及び各トラックを再生記録単位に区分した複数のセクターを備え、ユーザー情報を記録再生可能なユーザー情報領域と、前記セクター毎に付与されるユーザー情報領域のトラック及びセクターの番地情報が前記ユーザー情報領域よりも低い記録密度で記録されているトラック及びセクターの番地情報付与領域と、
を有する光ディスクから情報を記録再生する方法において、
記録モードにおいて、前記第1の強度の光ビームを発生させて前記記録層に情報を記録させ、再生モードにおいて、前記第2の強度の光ビームを発生させて前記記録層から情報を再生させ、目的とするセクターに前記光ビームを移動させるシーク動作中のシークモード及び前記記録、再生及びシークモードに先立って記録再生装置を待機状態に維持するアイドルリングモードにおいて、前記光学系から第3の強度の光ビームを発生させ、前記シーク動作中に前記番地情報付与領域を前記第3の強度の光ビームで検索させ、
前記光ディスクからの前記第2の強度の光ビームを検出してユーザー情報に変換し及び前記シークモードにおいて、前記番地情報付与領域からの前記第3の強度の光ビームを検出してトラック及びセクターの番地情報に変換する光ディスク記録再生方法が提供される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照してこの発明の実施の形態に係る光ディスク及び光ディスク記録再生装置を説明する。
【0020】
図1は、この発明の第1の実施例に係る光ディスク上の情報領域の構造を概略的に示す平面図及び図2は、図1に示されたA−A線に沿った概略的断面図である。
【0021】
図1に示されるように光ディスクは、番地情報が記録されるプリピットヘッダー6が記録されるプリピットヘッダー領域2及びこのプリピットヘッダー領域2に続いて設けられ、ユーザーが情報を記録することができるユーザー情報記録領域4を備えている。ユーザー情報記録領域4には、トラックとしてのグルーブ10及びランド12が設けられ、ユーザー情報は、このトラックとしてのグルーブ10内並びにランド12上に記録されている。各トラックは、物理的な記録単位であるセクターに区分され、そのセクター内では、その先頭にプリピットでそのトラック及びセクターの番地情報が与えられ、この番地情報に続いてそのセクターのユーザー情報記録領域4が設けられている。
【0022】
ユーザー情報記録領域4は、図2に示されるように光透過性基板20、例えば、ポリカーボネート樹脂製の基板20上に下地層22が形成され、この下地層22上にマスク層24が形成されている。このマスク層24上には、記録層26が形成され、更に、この記録層26上に反射層28が形成されている。また、この反射層28上には、保護層30が形成されている。マスク層24は、所謂、光透過率可変媒体と称せられ、光ビーム32が基板20及び下地層22を介してこのマスク層24の光透過率可変媒体に照射されると、光ビーム32が照射されたビームスポット内の部分は、温度が上昇される。この温度が上昇された部分が光透過性となり、温度が上昇しない他の部分は、マスクとなる。その結果、所謂ディスク超解像効果が生じて照射スポット径よりも小さい光ビームがマスク層24の透明部分を通過して記録層26に照射される。従って、対物レンズ(図示せず)で集光される光ビームによって光ディスク上に形成されるビームスポットよりも小さな径の光ビームが記録層26上に向けられる。記録モード時には、この光ビームのスポットによって記録マークが形成され、また、読み取りモード時には、記録マークで光ビームが変調されて対物レンズに向けて光ビームが戻される。換言すれば、超解像効果を利用して情報が記録されるディスクにあっては、ユーザー情報は、図3に示す照射光学系で制限される解像限界以下の寸法を有するマークが記録層26に高密度に記録される。
【0023】
超解像効果を利用する光ディスクにおいては、ユーザー情報を読み出す為に、十分な超解像効果が得られる再生パワーの照射が必要とされる。これに対して、プリピットヘッダー領域に記録される番地情報は、照射光学系で制限される解像限界以上の寸法であって、ユーザー情報よりも低密度でプリピットとして記録されている。従って、番地情報の読み出しに際しては、超解像効果が得られる再生パワーが照射されることは不要とされる。
【0024】
図3は、この発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を概略的に示すブロック図である。この図3に示すように光ディスク201は、モータ202によって所定の速度で回転される。光ディスク201への情報記録及び光ディスク202からの情報再生時には、光ヘッド203から光ビームが光ディスク202に向けられる。即ち、光ヘッド203内のレーザ110が光源制御系204によって制御されて記録或いは再生用の光ビームが夫々所定の強度で発生される。この光ビームは、入射系光路に配置されたコリメータレンズ112及びビームスプリッタ114を介して対物レンズ205に向けられ、対物レンズ205によって所望のトラック内に向けて集光され、そのトラック内の所望のセクターが検索される。
【0025】
光ビームを常に所望のトラックにフォーカスし、また、そのトラックに追従させる為に駆動系206が設けられている。この駆動系206は、対物レンズ205を個別に光軸に沿って移動させ、また、光ヘッド203の全体を移動させてフォーカス制御並びにトラッキング制御を実施している。
【0026】
一方、光ディスク201で反射された反射光ビームは、対物レンズ205を介して光ヘッド203に戻され、光ヘッド203内のビームスプリッタ114によって入射光ビームの光路から分離されて光検出器116に向けて投射レンズ118によって集光され、この光検出器116によって検出される。光検出器116からの検出信号は、再生系207に出力されて再生信号に変換される。この再生系207は、マークで記録されたユーザー記録情報及びプリピットで記録された番地情報の何れの情報をも再生信号として処理可能である。
【0027】
図1に示される光ディスクのように、番地情報がプリピットである場合には、番地情報が読み出され、この番地情報で特定されるユーザー記録情報が次に読み出される。従って、番地情報とユーザー記録情報とは時間的に分離されて読み出される。番地情報は、番地情報処理系209に出力され、また、ユーザー記録情報は、ユーザー情報処理系(208)に出力され、番地情報及びユーザー記録情報は、夫々ユーザー情報処理系208及び番地情報処理系209において信号処理される。
【0028】
尚、ユーザー記録情報と番地情報は、夫々記録密度が異なっていることから、その再生信号の周波数が異なり、その処理も異なっている。
【0029】
上述した記録或いは再生情報の処理並びに各部は、コントローラ210の制御下で実行される。
【0030】
図4(a)から(c)は、図3に示される装置での情報記録モード、情報読み出しモード及びシーク或いはアイドルモードにおける光ディスクに向けられる光ビームのパワーレベルの相違を示すグラフである。図4において、縦軸は、光ディスク201に向けられる光ビームの照射パワーを示し、横軸は、その光ビームの照射時間を示している。
【0031】
情報記録モード、即ち、光ディスク201上の指定セクターにユーザー情報を記録する場合には、図4(a)に示すように記録する情報に応じて強度変調された記録用の光ビームが光ディスク201に向けて照射される。この記録用の光ビームは、記録する情報に対応したパターンを有し、比較的高い記録パワー(Pw)を有している。この記録用光ビームによって、ユーザー情報記録領域4内の記録層26の部分に物理的な変化を起こさせて記録マークが記録される。
【0032】
情報読み出しモード、即ち、ディスク上の指定セクターに記録された情報を再生する場合には、図4(b)に示すようにユーザー情報記録領域4内の記録層26の部分に略一定の再生パワー(P2)を有する再生用光ビームが照射される。この再生用光ビームは、光ディスクの記録層26の部分における物理的変化を生じている記録マークでその反射強度が変調されてその変調された光ビームが再生情報として読み出される。
【0033】
ここで、十分な超解像効果を得るためには、再生パワーP2をある程度高く設定する必要がある。但し、この再生パワーP2を有する光ビームが同一セクターを多数回の照射を繰り返すと、媒体が劣化し、記録情報の信頼性が次第に損なわれてしまう可能性がある。そこで、この発明が適用される再生装置においては、読み取りモードにおいて、ユーザー情報記録領域4から記録された情報をディスクから読み出す場合に限ってのみ、再生用光ビームに必要十分なパワーP2を与えている。
【0034】
情報記録と記録情報読み出し以外の状態、即ち、記録或いは再生に先立って目的セクターへ照射光ビームを移動するシーク動作中(シークモードと称する。)及びこれらの動作開始するまで待機しているアイドリング状態(アイドリングモードと称する。)では、図4(c)に示すようにパワーP2よりも更に低いパワーP1を有する光ビームが光ディスク201に照射される。
【0035】
既に説明したよう番地情報がユーザー情報よりも低密度で記録されていることから、読み出しに超解像効果は不要である。従って、シーク動作中において、照射光ビームの現在位置と目的セクターの位置関係を知るために、セクター毎に設けられている番地情報を読み取ることが可能である。同様に、図4(a)に示すようなユーザー情報記録においても、また、図4(b)に示すようなユーザー情報再生の両モードにあっても、番地情報の読み取りには、超解像効果は、不要である。従って、プリピットヘッダー部分には、パワーP1を有する再生光ビームが照射される。
【0036】
上述した光ビームパワーの切り替えについて図5に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、図3に示される光源制御系204は、コントローラ210の制御下にあり、図5に示す制御動作は、図3に示すコントローラで実行される。
【0037】
図3に示す装置が動作を開始する(ステップS1)と、初めにユーザーによって図示しない入力装置によって読み取りモード或いは記録モードの設定がなされる。このモードの設定に際しては、情報が格納されているセクターが特定される。即ち、読み取りモードにあっては、読み取られるべき最初のセクターから最終のセクターが特定され、或いは、記録モードにあっては、書き込むべき最初のセクターから最終のセクターが特定される。次に、光ビームの強度が再生パワーP1に設定される(ステップS2)。この再生パワーP1を有する光ビームを利用してフォーカス及びトラッキング制御が実行され、シーク動作指令にも続いてシーク動作が開始される(ステップS3)。従って、トラックは、再生パワーP1を有する光ビームで追跡され、目的のセクターが検索される(ステップS4)。このシークモードでは、再生パワーP1を有する光ビームでプリピット領域のみが検索されることとなる。目的のセクターが検索されない場合には、シーク動作が継続される。プリピット領域から目的のセクターが検索された場合には、読み取りモードかが判断される(ステップS5)。読み取りモードでない場合には、記録モードかが判断される(ステップS6)。読み取りモードでない場合には、モードの設定をユーザーに対して要求し(ステップS7)、再度ステップS2に戻される。
【0038】
読み取りモードである場合には、再生光ビームのパワーがパワーP2に設定され(ステップS8)、パワーP2を有する再生光ビームがユーザー記録領域に照射されて超解像効果を利用してユーザー記録情報が検索される。従って、セクター単位でユーザー記録情報が読み出される(ステップS9)。
【0039】
ステップS6において、記録モードである場合には、パワーが記録モードパワーPWに設定され(ステップS10)、パワーPWを有する記録光ビームがユーザー記録領域に照射されて超解像効果を利用してユーザー情報が記録される。従って、セクター単位でユーザー記録情報が記録される(ステップS11)。
【0040】
セクター単位での再生或いは記録が終わると、そのセクターが情報を再生すべき最終セクターか、或いは、情報を記録すべき最終セクターかが判断される(ステップS12)。最終セクターである場合には、その処理が終了され(ステップS13)、最終セクターでない場合には、ステップS4に戻されて上述した処理が実行される。
【0041】
以上のように、図3に示す光ディスク記録再生装置では、ユーザーの要求に従って照射光ビームを目的セクターまでシークさせた後、情報が記録され、或いは、記録情報が再生される。記録モード、読み取りモード、シーク及びアイドルモードの各状態に応じて、コントローラ210は、光源制御系204に対し、図4に示すように照射光ビームの強度をコントロールしている。従って、光ディスク201上への高い再生パワーの照射を最低限に抑制することができ、光ディスク201の媒体材料の劣化を低減することができる。
【0042】
図6は、この発明の第2の実施例に係る光ディスクの一部を拡大して概略的に示す平面である。図6に示す光ディスクにおいては、番地情報を表すプリピットヘッダーが設けられず、ユーザー情報が記録されるトラッキング案内溝であるグルーブのウォブリングに番地情報が記録されている。ウォブリング信号は、ユーザー記録情報と区別するため、十分低い周波数、即ち、低密度で記録されている。即ち、図6に示すように、トラックとしてのグルーブ10或いはランド12が同心円状に形成されず、低い周波数で湾曲され、この湾曲が読み出されることによってウォブリング信号として取り出される。具体的には、検出器116で読み出された差信号に相当するトラッキング信号中にこのウォブリング信号が含まれ、再生系でウォブリング信号が分離されて番地情報処理系209で番地情報に変換される。ユーザー記録情報領域4のユーザー記録情報が読み出すには低い再生パワーの光ビームであってもそのトラッキング信号を解析することによってウォブリング信号を読み出すことができ、そのウォブリング信号から番地情報を取り出すことができる。即ち、第1の実施例と同様に、番地情報の読み取りに関しては、超解像効果が不要となる。
【0043】
図7は、図6に示す光ディスクへの各モードにおける照射パワーを示すグラフである。図6に示す光ディスクでは、番地情報を表すプリピットヘッダー部分がないことから、図7(a)のユーザー情報記録モード及び図7(b)のユーザー情報読み出しモードの何れにあっても、図4(a)及び図4(b)とは異なり、パワーP1で光ビームが照射される期間が設けられていない。ユーザー情報記録モード及びユーザー情報読み出しモードでは、番地情報は、記録パワーPw、或いは、再生パワーPrの照射中に、そのウォブリング信号として読み出される。ウォブリングで設けられている番地情報は、ユーザー記録情報とは、検出演算が異なり、トラッキング信号、即ち、トラック方向差動信号から検出される。図7(c)に示されるようにシーク及びアイドルモードでは、図4(c)と同様に、パワーP1を有する再生光ビームのみが照射される。パワーP1を有する再生光ビームの照射中においても、ウォブリングで設けられている番地情報が読み出し可能であることは前述の通りである。即ち、この実施の形態においても、光ディスク上への高再生パワー照射を最低限に抑えることができ、媒体の劣化を低減することができる。
【0044】
以上の実施例では、光ディスク媒体の劣化を低減する方法として、光ディスク上へ照射するパワーを制御し、高再生パワー照射を最低限に抑えている。他の実施例として、光ディスク上へ照射する光ビームの集光状態を制御する方法がある。即ち、ユーザー情報読み出し時には、照射光を光ディスク上にフォーカスし、シーク或いはアイドル状態では、集光機構に焦点誤差を付与したディフォーカス状態(対物レンズ205の焦点が光ディスク上に合わせられていない状態)で照射する。フォーカス状態と同じ再生パワーを照射した場合であっても、ディフォーカス状態では、光ディスク上に照射されるパワー密度が低下するため、媒体劣化を低減することができる。従って、照射するパワーを制御するのと同様の効果を得ることができる。
【0045】
尚、以上の実施例では、図1のプリピットヘッダーを有する光ディスクをランドグルーブ記録方式、図6のウォブルグルーブを有する光ディスクをグルーブ記録方式として図示した。本発明はこれに限定されるものではなく、逆の組合せとして図1のプリピットヘッダーを有する光ディスクをグルーブ記録方式、図6のウォブルグルーブを有する光ディスクをランドグルーブ記録方式としても良いことは明らかである。また、番地情報もランドプリピット、プリピットとウォブルグルーブの併用方式等であっても、実現可能であることは明白である。
【0046】
尚、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【0047】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、情報記録再生の信頼性を向上させる、光ディスク及び光ディスク記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例に係る光ディスク上の情報領域の構造を概略的に示す平面図。
【図2】図1に示されたA−A線に沿った概略的断面図である。
【図3】この発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図4】(a)から(c)は、図3に示される装置での情報記録モード、情報読み出しモード及びシーク或いはアイドルモードにおける光ディスクに向けられる光ビームのパワーレベルの相違を示すグラフである。
【図5】図3に示される光ディスク記録再生装置における再生パワーの設定動作を説明する為のフローチャートである。
【図6】この発明の第2の実施例に係る光ディスクの一部を拡大して概略的に示す平面である。
【図7】(a)から(c)は、図6に示される光ディスクに対する情報記録モード、情報読み出しモード及びシーク或いはアイドルモードにおける光ビームのパワーレベルの相違を示すグラフである。
【符号の説明】
4...ユーザー情報記録領域、6...プリピットヘッダー、10...グルーブ、12...ランド、20...基板、22...下地層、24...マスク層、26...記録層、28...反射層、201...光ディスク、202...モータ、203...光ヘッド、204...光源制御系、205...対物レンズ、206...駆動系、207...再生系、208...ユーザー情報処理系、209...番地情報処理系、210...コントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disc recording / reproducing apparatus and an optical disc reproducing / recording method, and in particular, an optical disc having a super-resolution effect, an optical disc recording / reproducing device for recording and reproducing information from the optical disc using the super-resolution effect, and The present invention relates to an optical disc recording / reproducing method.
[0002]
[Prior art]
In an optical disc on which a user can record and reproduce information, the information area on the optical disc is physically divided into sectors. These sectors are assigned addresses for each sector.
[0003]
In such an optical disc, when recording information, a light beam having a higher power level than when reading information is intensity-modulated, and this recording light beam is irradiated onto the optical disc. Further, at the time of reading information, a light beam having a constant power level lower than that at the time of recording is generated, and this reproducing light beam is irradiated onto the optical disk. More specifically, in a recording mode in which information is recorded in a designated sector on the disk, a recording material on the optical disk is irradiated with a laser beam with a relatively high recording power (Pw) having a pattern corresponding to the information to be recorded. Is causing a physical change. On the other hand, in a reading mode in which information recorded in a designated sector on the disk is reproduced, a relatively low reproduction power (Pr) is applied to the optical disk, and a physical change in the recording material of the optical disk is read as a change in the amount of reflected light.
[0004]
In general, in an optical disc, the reproduction power Pr is set to a sufficiently low power that does not cause a physical change in the recording material of the optical disc. Prior to recording or reproduction, during the seek operation in which the irradiation light beam is moved to the target sector, the address information provided in the form of pre-pits or groove wobbles in each sector is usually read out. Similarly, during this seek operation, the address information is read out with the light beam having the reproduction power Pr. Further, even in the idling mode during standby before shifting to the recording mode, the reading mode, or the seek operation mode, the irradiation light beam is focused on any one of the optical disks. Even in such a standby mode, the optical disk is irradiated with the light beam having the reproduction power Pr in the same manner. As described above, each sector on the optical disk is frequently irradiated with a light beam having a reproduction power even when recording information is not actually read out.
[0005]
In recent years, an optical disc having a super-resolution effect has been proposed as a method for recording and reproducing information at a higher density. In the recording / reproducing method using the super-resolution effect, information recorded with a size less than the resolution limit limited by the irradiation optical system is read using the super-resolution effect of the medium in the optical disk. It is. As an example of a recording / reproducing method using a super-resolution effect, a method using a phase change material as described in Non-Patent Document 1 for a mask layer, or an organic dye material as described in
[0006]
Furthermore, irradiation with a high intensity light beam also causes thermal damage to the information recording layer under the mask layer. That is, when high-intensity irradiation is repeated on these optical discs in order to read information by the super-resolution effect, there is a problem that the medium as the optical disc deteriorates and the reliability of recorded information is gradually lost.
[0007]
As a countermeasure for preventing the deterioration of the mask material or the information recording layer as described above, the method proposed in Patent Document 1 can be applied to still reproduction in which the same sector is repeatedly read. In the method disclosed in Patent Document 1, the information once read is stored in the buffer memory, and the information in the buffer memory is used without reading the information again from the sector. While the information is held in the buffer memory, the information in the buffer memory is used and information is recorded in a place other than the sector where the information is recorded, for example, an area other than the information area, so that the deterioration of the medium is not promoted. A light beam is irradiated. Further, in Patent Document 1, while the information is held in the buffer memory, the light beam is defocused to reduce the irradiation intensity on the optical disc so that the medium deterioration is not accelerated, or the light to be irradiated. A scheme in which the beam intensity is reduced is disclosed.
[0008]
As a method for optimizing the reproduction power of an optical disc having a super-resolution effect, there is a method disclosed in
[0009]
[Patent Document 1]
JP2001-34944
[0010]
[Patent Document 2]
JP-A-7-73506
[0011]
[Non-Patent Document 1]
Yasuda et al .: Proceedings of the 5th Symposium on Phase Change Recording (1993) p1
[0012]
[Non-Patent Document 2]
M. Hatakeyama et al: Proceedings of PCOS'99, (1999) p26
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The method disclosed in Patent Document 1 in which information is not frequently read from a sector by using a buffer memory can be applied only to still reproduction in which the same sector is repeatedly read as described above. Effective only for playback. Since an optical disk as a medium is frequently irradiated with reproduction power other than when reading recorded information, there is a problem that deterioration of the mask material layer or the information recording layer cannot be suppressed.
[0014]
In
[0015]
As described above, when a reproducing power is increased to read information recorded at a high density with a sufficient super-resolution effect on an optical disc having a super-resolution effect, the deterioration of the medium is promoted and the recording is performed. There is a problem that the reliability of information decreases.
[0016]
An object of the present invention is to provide an optical disc and an optical disc recording / reproducing apparatus capable of improving the reliability of information recording / reproducing.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to this invention,
An optical system that selectively generates light beams of the first, second, and third intensities and collects the light beams of the first, second, and third intensities at a resolution limit;
A mask layer that condenses the first or second intensity light beam to provide a super-resolution effect, and is provided under the mask layer, and information is recorded by the first intensity light beam that has passed through the mask layer. A recording layer on which information is reproduced by the light beam having the second intensity that has passed through the mask layer, and a plurality of tracks and a plurality of sectors in which each track is divided into reproduction recording units. A possible user information area, and track and sector address information giving areas in which the track and sector address information of the user information area given to each sector is recorded at a recording density lower than the user information area, An optical disc having
A control unit that controls generation of the light beam, wherein a light beam having a first intensity is generated from the optical system in a recording mode to record information on the recording layer, and a second light is output from the optical system in a reproduction mode; A seek mode during a seek operation for generating a light beam of a certain intensity to reproduce information from the recording layer and moving the light beam to a target sector, and a recording / reproduction device prior to the recording, reproduction and seek mode. A control unit that generates a light beam of a third intensity from the optical system in an idle ring mode that is maintained in a standby state, and searches the address information addition region with the light beam of the third intensity during the seek operation; ,
The second light beam from the optical disc is detected and converted into user information, and the third-intensity light beam from the address information addition area is detected in the seek mode to detect track and sector address information. A playback processing unit for converting to
An optical disc recording / reproducing apparatus is provided.
[0018]
Moreover, according to this invention,
A mask layer in which the first or second intensity light beam is condensed to give a super-resolution effect, and the third intensity light beam is condensed at the resolution limit, and the mask layer is provided below the mask layer. A recording layer in which information is recorded by the light beam having the first intensity passing through the mask and information is reproduced by the light beam having the second intensity passing through the mask layer, and a plurality of tracks and each track are reproduced and recorded. A plurality of sectors divided into units, and a user information area in which user information can be recorded / reproduced, and a track and sector address information of the user information area assigned to each sector at a recording density lower than that of the user information area Address information addition area of recorded track and sector,
In a method of recording and reproducing information from an optical disc having
In the recording mode, the first intensity light beam is generated to record information on the recording layer, and in the reproduction mode, the second intensity light beam is generated to reproduce information from the recording layer, A third intensity from the optical system in a seek mode during a seek operation for moving the light beam to a target sector and an idle ring mode in which the recording / reproducing apparatus is maintained in a standby state prior to the recording, reproduction, and seek modes. And the address information addition area is searched with the light beam of the third intensity during the seek operation,
The second intensity light beam from the optical disc is detected and converted into user information, and in the seek mode, the third intensity light beam from the address information addition area is detected to detect the track and sector. An optical disc recording / reproducing method for converting into address information is provided.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An optical disc and an optical disc recording / reproducing apparatus according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a plan view schematically showing the structure of an information area on an optical disc according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the line AA shown in FIG. It is.
[0021]
As shown in FIG. 1, the optical disc is provided following a
[0022]
In the user information recording area 4, as shown in FIG. 2, a base layer 22 is formed on a light-transmitting
[0023]
In an optical disk using the super-resolution effect, in order to read out user information, it is necessary to irradiate with reproduction power that can obtain a sufficient super-resolution effect. On the other hand, the address information recorded in the pre-pit header area has dimensions larger than the resolution limit limited by the irradiation optical system, and is recorded as pre-pits at a lower density than the user information. Therefore, when reading the address information, it is unnecessary to irradiate the reproduction power that can obtain the super-resolution effect.
[0024]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 3, the optical disc 201 is rotated at a predetermined speed by a
[0025]
A
[0026]
On the other hand, the reflected light beam reflected by the optical disc 201 is returned to the optical head 203 through the objective lens 205, separated from the optical path of the incident light beam by the
[0027]
When the address information is a pre-pit as in the optical disc shown in FIG. 1, the address information is read, and the user record information specified by this address information is read next. Accordingly, the address information and the user record information are read out with time separation. The address information is output to the address information processing system 209, the user record information is output to the user information processing system (208), and the address information and the user record information are the user
[0028]
Since the user recording information and the address information have different recording densities, the frequency of the reproduced signal is different and the processing is also different.
[0029]
The processing and each part of the recording or reproduction information described above are executed under the control of the
[0030]
FIGS. 4A to 4C are graphs showing the difference in the power level of the light beam directed to the optical disc in the information recording mode, the information reading mode, and the seek or idle mode in the apparatus shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the irradiation power of the light beam directed to the optical disc 201, and the horizontal axis represents the irradiation time of the light beam.
[0031]
In the information recording mode, that is, when user information is recorded in a designated sector on the optical disc 201, a recording light beam whose intensity is modulated in accordance with the information to be recorded is applied to the optical disc 201 as shown in FIG. Irradiated towards. This recording light beam has a pattern corresponding to the information to be recorded and has a relatively high recording power (Pw). By this recording light beam, a recording mark is recorded by causing a physical change in the
[0032]
In the information read mode, that is, when information recorded in a designated sector on the disc is reproduced, a substantially constant reproduction power is applied to the
[0033]
Here, in order to obtain a sufficient super-resolution effect, it is necessary to set the reproduction power P2 to be high to some extent. However, when the light beam having the reproduction power P2 repeatedly irradiates the same sector many times, the medium deteriorates and the reliability of recorded information may be gradually lost. Therefore, in the reproducing apparatus to which the present invention is applied, the necessary and sufficient power P2 is given to the reproducing light beam only when the information recorded from the user information recording area 4 is read from the disc in the reading mode. Yes.
[0034]
State other than information recording and recording information reading, that is, a seek operation (referred to as a seek mode) in which the irradiation light beam is moved to the target sector prior to recording or reproduction, and an idling state in which these operations are on standby In (referred to as idling mode), the optical disc 201 is irradiated with a light beam having a power P1 lower than the power P2 as shown in FIG.
[0035]
As described above, the address information is recorded at a lower density than the user information, so that the super-resolution effect is not necessary for reading. Therefore, during the seek operation, the address information provided for each sector can be read in order to know the positional relationship between the current position of the irradiation light beam and the target sector. Similarly, in the user information recording as shown in FIG. 4A and in both the user information reproduction modes as shown in FIG. The effect is unnecessary. Therefore, the reproduction light beam having the power P1 is applied to the prepit header portion.
[0036]
The above-described switching of the light beam power will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, the light
[0037]
When the apparatus shown in FIG. 3 starts to operate (step S1), the user first sets a reading mode or a recording mode by an input device (not shown). In setting this mode, the sector in which the information is stored is specified. That is, in the reading mode, the last sector is specified from the first sector to be read, or in the recording mode, the last sector is specified from the first sector to be written. Next, the intensity of the light beam is set to the reproduction power P1 (step S2). Focus and tracking control is executed using the light beam having the reproduction power P1, and the seek operation is started following the seek operation command (step S3). Accordingly, the track is tracked with the light beam having the reproduction power P1, and the target sector is searched (step S4). In this seek mode, only the prepit area is searched for with the light beam having the reproduction power P1. If the target sector is not searched, the seek operation is continued. When the target sector is searched from the pre-pit area, it is determined whether the reading mode is set (step S5). If it is not the reading mode, it is determined whether the recording mode is set (step S6). If it is not the reading mode, the user is requested to set the mode (step S7), and the process returns to step S2.
[0038]
In the reading mode, the power of the reproduction light beam is set to the power P2 (step S8), and the reproduction light beam having the power P2 is irradiated to the user recording area and the user recording information is utilized using the super-resolution effect. Is searched. Accordingly, the user record information is read out in units of sectors (step S9).
[0039]
In step S6, when the recording mode is set, the power is set to the recording mode power PW (step S10), and the recording light beam having the power PW is irradiated to the user recording area and the user is utilized using the super-resolution effect. Information is recorded. Accordingly, the user record information is recorded on a sector basis (step S11).
[0040]
When the reproduction or recording in the sector unit is completed, it is determined whether the sector is the last sector where information is to be reproduced or the last sector where information is to be recorded (step S12). If it is the last sector, the process is terminated (step S13). If it is not the last sector, the process returns to step S4 and the above-described process is executed.
[0041]
As described above, in the optical disc recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3, information is recorded or recorded information is reproduced after the irradiation light beam is sought to the target sector in accordance with a user request. The
[0042]
FIG. 6 is a plan view schematically showing an enlarged part of an optical disk according to the second embodiment of the present invention. In the optical disc shown in FIG. 6, the prepit header representing the address information is not provided, and the address information is recorded in the wobbling of the groove, which is a tracking guide groove in which user information is recorded. The wobbling signal is recorded at a sufficiently low frequency, that is, at a low density in order to distinguish it from the user recording information. That is, as shown in FIG. 6, the
[0043]
FIG. 7 is a graph showing the irradiation power in each mode for the optical disk shown in FIG. Since the optical disk shown in FIG. 6 does not have a pre-pit header portion that represents address information, the user information recording mode shown in FIG. 7A and the user information reading mode shown in FIG. Unlike (a) and FIG. 4B, there is no period during which the light beam is irradiated with the power P1. In the user information recording mode and the user information reading mode, the address information is read as a wobbling signal during irradiation of the recording power Pw or the reproduction power Pr. Address information provided by wobbling differs from user record information in detection calculation, and is detected from a tracking signal, that is, a track direction differential signal. As shown in FIG. 7C, in the seek and idle mode, only the reproduction light beam having the power P1 is irradiated as in FIG. 4C. As described above, the address information provided by the wobbling can be read even during the irradiation of the reproduction light beam having the power P1. That is, also in this embodiment, irradiation with high reproduction power onto the optical disk can be minimized, and deterioration of the medium can be reduced.
[0044]
In the above embodiment, as a method of reducing the deterioration of the optical disk medium, the power applied to the optical disk is controlled to minimize the high reproduction power irradiation. As another embodiment, there is a method for controlling the condensing state of a light beam irradiated onto an optical disk. That is, when reading user information, the irradiation light is focused on the optical disk, and in the seek or idle state, a defocus state in which a focusing error is given to the condensing mechanism (a state where the objective lens 205 is not focused on the optical disk). Irradiate with. Even when the same reproduction power as that in the focused state is irradiated, in the defocused state, the power density irradiated on the optical disk is reduced, so that medium deterioration can be reduced. Therefore, the same effect as controlling the irradiation power can be obtained.
[0045]
In the above embodiment, the optical disk having the pre-pit header of FIG. 1 is illustrated as a land / groove recording system, and the optical disk having a wobble groove of FIG. 6 is illustrated as a groove recording system. The present invention is not limited to this, and as an inverse combination, it is obvious that the optical disk having the pre-pit header shown in FIG. 1 may be used as the groove recording system, and the optical disk having the wobble groove shown in FIG. is there. In addition, it is obvious that the address information can be realized even with the land pre-pit, the combined use of the pre-pit and the wobble groove, or the like.
[0046]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is, In an implementation stage, a component can be deform | transformed and embodied in the range which does not deviate from the summary.
[0047]
Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical disc and an optical disc recording / reproducing apparatus that improve the reliability of information recording / reproducing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing the structure of an information area on an optical disc according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied.
4A to 4C are graphs showing differences in power levels of light beams directed to an optical disc in an information recording mode, an information reading mode, and a seek or idle mode in the apparatus shown in FIG. .
5 is a flowchart for explaining a reproduction power setting operation in the optical disk recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a plan view schematically showing an enlarged part of an optical disc according to a second embodiment of the present invention.
7A to 7C are graphs showing the difference in power level of the light beam in the information recording mode, information reading mode, and seek or idle mode for the optical disc shown in FIG.
[Explanation of symbols]
4). . . 5. User information recording area, . . Pre-pit header, 10. . . Groove, 12. . . Land, 20. . . Substrate, 22. . .
Claims (7)
前記第1或いは第2の強度の光ビームが集光されて超解像度効果を与えるマスク層及びこのマスク層下に設けられ、このマスク層を通過した前記第1の強度の光ビームで情報が記録され、前記マスク層を通過した前記第2の強度の光ビームで情報が再生される記録層を備え、複数トラック及び各トラックを再生記録単位に区分した複数のセクターを備え、ユーザー情報を記録再生可能なユーザー情報領域と、前記セクター毎に付与されるユーザー情報領域のトラック及びセクターの番地情報が前記ユーザー情報領域よりも低い記録密度で記録されているトラック及びセクターの番地情報付与領域と、を有する光ディスクと、
前記光ビームの発生を制御する制御部であって、記録モードで前記光学系から第1の強度の光ビームを発生させて前記記録層に情報を記録させ、再生モードで前記光学系から第2の強度の光ビームを発生させて前記記録層から情報を再生させ、目的とするセクターに前記光ビームを移動させるシーク動作中のシークモード及び前記記録、再生及びシークモードに先立って記録再生装置を待機状態に維持するアイドルリングモードにおいて、前記光学系から第3の強度の光ビームを発生させ、前記シーク動作中に前記番地情報付与領域を前記第3の強度の光ビームで検索させる制御部と、
前記光ディスクからの前記第2の光ビームを検出してユーザー情報に変換し及び前記シークモードにおいて、前記番地情報付与領域からの前記第3の強度の光ビームを検出してトラック及びセクターの番地情報に変換する再生処理部と、
を具備する光ディスク記録再生装置。An optical system that selectively generates light beams of the first, second, and third intensities and collects the light beams of the first, second, and third intensities at a resolution limit;
A mask layer that condenses the first or second intensity light beam to give a super-resolution effect, and is provided under the mask layer, and information is recorded by the first intensity light beam that has passed through the mask layer. And a recording layer in which information is reproduced by the light beam having the second intensity that has passed through the mask layer, and a plurality of tracks and a plurality of sectors in which each track is divided into reproduction recording units. and user information area capable, and a track and sector address information addition area that has been recorded at a low recording density than the track and sector address information of the user information area is assigned for each of the sectors the user information area An optical disc having
A control unit that controls generation of the light beam, wherein a light beam having a first intensity is generated from the optical system in a recording mode to record information on the recording layer, and a second light is output from the optical system in a reproduction mode; A seek mode during a seek operation for generating a light beam of a certain intensity to reproduce information from the recording layer and moving the light beam to a target sector, and a recording / reproduction device prior to the recording, reproduction, and seek mode. A control unit that generates a light beam of a third intensity from the optical system in an idle ring mode that is maintained in a standby state, and searches the address information addition region with the light beam of the third intensity during the seek operation ; ,
The second light beam from the optical disc is detected and converted into user information, and the third-intensity light beam from the address information addition area is detected in the seek mode to detect track and sector address information. A playback processing unit for converting to
An optical disc recording / reproducing apparatus comprising:
を有する光ディスクから情報を記録再生する方法において、
記録モードにおいて、前記第1の強度の光ビームを発生させて前記記録層に情報を記録させ、再生モードにおいて、前記第2の強度の光ビームを発生させて前記記録層から情報を再生させ、目的とするセクターに前記光ビームを移動させるシーク動作中のシークモー ド及び前記記録、再生及びシークモードに先立って記録再生装置を待機状態に維持するアイドルリングモードにおいて、前記光学系から第3の強度の光ビームを発生させ、前記シーク動作中に前記番地情報付与領域を前記第3の強度の光ビームで検索させ、
前記光ディスクからの前記第2の強度の光ビームを検出してユーザー情報に変換し及び前記シークモードにおいて、前記番地情報付与領域からの前記第3の強度の光ビームを検出してトラック及びセクターの番地情報に変換する光ディスク記録再生方法。A mask layer in which the first or second intensity light beam is condensed to give a super-resolution effect, and the third intensity light beam is condensed at the resolution limit, and the mask layer is provided below the mask layer. A recording layer in which information is recorded by the light beam having the first intensity passing through the mask and information is reproduced by the light beam having the second intensity passing through the mask layer, and a plurality of tracks and each track are reproduced and recorded. comprising a plurality of sectors obtained by dividing the unit, and user information can be recorded and reproduced user information area, at a recording density lower address information of tracks and sectors of the user information area from the user information area is assigned for each of the sectors Address information addition area of recorded track and sector ,
In a method of recording and reproducing information from an optical disc having
In the recording mode, the first intensity light beam is generated to record information on the recording layer, and in the reproduction mode, the second intensity light beam is generated to reproduce information from the recording layer, object to the light beam moved to a seek operation during Shikumo de and the recording of the sector, in the idle ring mode to maintain the recording and reproducing apparatus prior to reproducing and seek mode to the standby state, the third intensity from the optical system And the address information addition area is searched with the light beam of the third intensity during the seek operation ,
The second intensity light beam from the optical disc is detected and converted into user information, and in the seek mode, the third intensity light beam from the address information addition area is detected to detect the track and sector. An optical disc recording / reproducing method for converting into address information.
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