JP4068330B2 - 光ディスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの構造に関する。より具体的には、本発明は、ウォブルするグルーブを有する光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ユーザによる記録が可能な光ディスクとして、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＤなどがある。これら記録可能な光ディスクは、らせん状または同心円状の複数のトラックに沿ってグルーブを形成し、グルーブの表面を相変化材料又は光磁気材料で形成することにより製造される。また、光ディスク上の位置を特定するため、トラックには予め書換不可能なマークによりアドレスが記録されている。
【０００３】
より記録密度の高い光ディスクを作るためには、より多くのアドレス情報が必要とされる。したがって、より効率よくアドレス情報を付与する必要がある。
【０００４】
第１の例である特開平８−３１５４２６号明細書によれば、グルーブに不連続部を設け、この不連続部をアドレス信号に対応したパターンに形成するとある。ここで言う「アドレス信号に対応したパターン」とは、不連続部が現れる毎に反転する２値化信号を言う。従って、不連続部は、単に有りか無しかを表す信号として用いられているにすぎず、効率よくアドレス情報を付与できない。
【０００５】
これに対して、第２の例である国際公開公報WO 01/52250 号明細書には、光ディスクのグルーブに波状に蛇行するウォブルを設け、その一部に変形部を形成する技術が開示されている。変形部に２つまたはそれ以上の意味、すなわち情報を持たせることにより、より効率よくアドレス情報を付与できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の第２の従来例にあっては、変形部は、グルーブの谷（または山）を急激に山（または谷）に変化させた部分として設けられている。急激な変化の部分と滑らかな変化の部分との傾きの差が大きいほど、情報成分が大きくなり、再生時の検出には有利である。一方、光ディスクを製造するという観点からは、急激な変化の部分をグルーブに形成するために、比較的周波数帯域の広いレーザ偏光器が必要であった。
【０００７】
本発明の目的は、光ディスクのグルーブに情報を記録する際、可能な限り低い周波数帯域で、可能な限り多くの情報を記録できるようにして、Ｓ／Ｎ比を向上させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスクは、ウォブルパターンに応じて異なる情報を規定する光ディスクであって、１周期のウォブルを、急峻な立ち上がりと、緩やかな立ち下がりとで構成した第１のウォブルパターンを有する第１のグルーブと、１周期のウォブルを、緩やかな立ち上がりと、急峻な立ち下がりとで構成した第２のウォブルパターンを有する第２のグルーブとからなり、前記第１のウォブルパターンは、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて表され、前記第２のウォブルパターンは、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて表され、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と逆である。これにより、上記目的が達成される。
【０００９】
前記第１のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて表され、前記第２のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて表され、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性と４次高調波の極性とは、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と４次高調波の極性とそれぞれ逆であってもよい。
【００１０】
前記第１のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて表され、前記第２のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて表され、かつ、偶数次の高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの偶数次の高調波の極性と逆であってもよい。
【００１１】
前記１次基本波の第１の係数に対する、前記２次高調波の第２の係数の比は、−１３．５ｄＢから−１０ｄＢの範囲に含まれてもよい。また、前記比は、さらに、−１３．５ｄＢから−１２ｄＢの範囲に含まれてもよい。
【００１２】
光ディスクは、前記異なる情報として、該光ディスクの物理アドレスのアドレスデータを含むデータサブブロックと、前記第１のウォブルパターンおよび前記第２のウォブルパターンの一方を含み、前記データサブブロックに含まれる前記アドレスデータの波形を復調するための基準として用いられるレファレンスサブブロックとを備えていてもよい。
【００１３】
本発明による光ディスクの製造方法は、ウォブルパターンに応じて異なる情報を規定する光ディスクの製造方法であって、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて、１周期のウォブルを、急峻な立ち上がりと、緩やかな立ち下がりとで構成した第１のウォブルパターンを有する第１のグルーブを形成するステップと、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて、１周期のウォブルを、緩やかな立ち上がりと、急峻な立ち下がりとで構成した第２のウォブルパターンを有する第２のグルーブを形成するステップであって、偶数次の高調波である２次高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と逆であるステップとを含む。これにより上記目的が達成される。
【００１４】
第１のグルーブを形成するステップは、前記第１のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて構成し、第２のグルーブを形成するステップは、前記第２のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて構成し、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性と４次高調波の極性とを、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と４次高調波の極性とそれぞれ逆にしてもよい。
【００１５】
第１のグルーブを形成するステップは、前記第１のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて構成し、第２のグルーブを形成するステップは、前記第２のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて構成し、かつ、偶数次の高調波の極性を、前記第１のウォブルパターンの偶数次の高調波の極性と逆にしてもよい。
【００１６】
前記１次基本波の第１の係数に対する、前記２次高調波の第２の係数の比は、−１３．５ｄＢから−１０ｄＢの範囲に含まれてもよい。
【００１７】
前記比は、さらに、−１３．５ｄＢから−１２ｄＢの範囲に含まれてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の光ディスク１０を示す概略図である。光ディスク１０は、らせん状、または、同心円状の複数のトラック２を有する。図では、らせん状の場合を示す。図では非常に大きくトラック２を描いているが、トラック２のトラックピッチは、例えば、０．３２μｍである。トラック２上には、データの記録単位、および、読み出し単位となるセクタが設けられる。
【００２０】
トラック２は、光ディスク１０に設けられた溝である凹部（グルーブ）として規定される。隣接する２つのグルーブの間は、凸部（ランド）と呼ばれる。図から明らかなように、グルーブは、波状に蛇行するウォブルで形成されている。本発明では、異なる形状のウォブルのパターンを利用して、ディスク１０の物理アドレスであるセクタアドレス情報を持たせる。
【００２１】
トラック２の一部である領域２０を利用して、ウォブルパターンのより具体的な構成を説明する。図２は、ウォブルパターン２２、２４を含む領域２０の拡大図である。トラック２−１とトラック２−２との間に、ランド４が存在することが理解される。図に示すように、ウォブルパターンは、トラック、すなわち各グルーブ２−１、２−２の両側に、同相でグルーブの幅が略同じになるように鋸形状で形成されている。換言すれば、グルーブの一方の側のパターンの凹部分および凸部分と、他方の側のパターンの凸部分および凹部分とは対向して形成されている。パターンは、トラックに直交して振動するレーザ光の露光により形成されるので、グルーブの両側に凹凸が同調したパターンを設けることは容易である。なお、グルーブの両側ではなく、片側のみにウォブルパターンを設けてもよい。
【００２２】
左から右への読み取り方向に関し、鋸形状のウォブルパターンは、立ち上がりが比較的急で、立ち下がりが比較的緩やかなパターンＡからなるウォブル２２と、立ち上がりが比較的緩やかで、立ち下がりが比較的急なパターンＢからなるウォブル２４とを含む。本発明では、パターンＡを情報「１」と捉え、パターンＢを情報「０」と捉える。所定数、例えば、３７個のパターンＡを連続的に並べて、「１」を表す１ビットの情報を表すことができる。また同様に、３７個のパターンＢを連続的に並べて、「０」を表す１ビットの情報を表すことができる。連続的に並べるのは、読み取り時のＳ／Ｎ比を向上させるためである。連続したパターンＡまたはＢを、所定の区切りを挟んで複数セット設けることにより、併せて数十ビット（例えば、６０ビット）のアドレス情報を規定できる。所定の区切りは、例えば、局部的に位相を反転して形成したウォブル（図示せず）である。このように、予め光ディスクの物理的構成をウォブルさせ、そのパターン自体によってアドレス情報を持たせることができる。
【００２３】
本発明の特徴は、パターンＡおよびＢを規定するウォブルパターンを、低い周波数帯域で光ディスクに形成することである。
【００２４】
図３を参照して、情報「１」を表すパターンＡ（以下、「パターン”１”」）、および、情報「０」を表すパターンＢ（以下、「パターン”０”」）を説明する。図３の（ａ）は、パターン”１”を示すウォブルパターンを示す図である。一方、図３の（ｂ）は、パターン”０”を示すウォブルパターンを示す図である。
【００２５】
パターン”１”および”０”のウォブルパターンは、数学的に表現できる。すなわち、図３の（ａ）では、ディスクの回転方向を時間軸の方向に置き換えることで、ウォブルパターンを時間の関数ｆ_１（ｔ）として捉えている。図では、時間関数ｆ_１（ｔ）の立ち上がりの傾きの大きさはほぼ９０度であり、一方、立ち下がりの傾きの大きさは、より緩やかである。このような時間関数ｆ_１（ｔ）は、三角関数を用いたフーリエ級数として表すことができる。図３の（ａ）には、フーリエ級数を表す具体的な数式も記載している。フーリエ級数の式において、sin(ω₀t) は、１次基本波と呼ばれ、sin(nω₀t) は、ｎ次高調波と呼ばれる。また、sin(nω₀t)の係数は、フーリエ係数Ｈ_ｎと呼ばれる。図では、１次基本波、２次、３次、４次高調波、および、そのフーリエ係数Ｈ_１〜Ｈ_４の具体例を示す。
【００２６】
一方、図３の（ｂ）でも、ディスクの回転方向を時間軸の方向に置き換えて、ウォブルパターンを時間の関数ｆ_２（ｔ）として捉えている。図では、時間関数ｆ_２（ｔ）の立ち下がりの傾きの大きさはほぼ９０度であり、立ち上がりの傾きの大きさは、より緩やかである。このような時間関数ｆ_２（ｔ）もまた、三角関数を用いたフーリエ級数として表すことができ、その具体的な数式は図に記載のとおりである。１次基本波、および、ｎ次高調波の定義は、先の例と同じである。図には、１次基本波、２次、３次、４次高調波、および、関数ｆ_２（ｔ）のフーリエ係数Ｈ_１〜Ｈ_４の具体例を示す。
【００２７】
ここで留意すべきは、関数ｆ_１（ｔ）およびｆ_２（ｔ）の奇数次のフーリエ係数は、互いに等しく、偶数次のフーリエ係数は、互いに正負が逆の関係にあることである。これは、図３の（ａ）および（ｂ）に示した、フーリエ係数Ｈ_ｎおよびＨ_ｎの内容から明らかである。換言すれば、奇数次の波の係数が同じで、偶数次の波の係数が逆の符号であれば、波形の急峻な位置と、なだらかな位置とが入れ替わる。パターン”１”のｆ_１（ｔ）のフーリエ係数Ｈ_ｎが得られれば、パターン”０”のフーリエ係数Ｈ_ｎも得られるので、ｆ_２（ｔ）も得ることができる。
【００２８】
上述の関数ｆ_１（ｔ）およびｆ_２（ｔ）をウォブルとして規定すれば、そのパターンを情報として十分利用できる。しかし、実際に光ディスクにそのパターンを露光するためには、周波数帯域の広いレーザ偏光器が必要であるだけでなく、製造した光ディスクの検査に際し、非常に高次までフーリエ級数をチェックする必要があり、非現実的である。
【００２９】
したがって、光ディスク上に形成する波形の関数を得るために、どの次数までの高調波を利用するかを特定する必要がある。さらに、利用しない（すなわち切り捨てる）高調波成分の影響を考慮すると、利用する高調波の係数の値を、フーリエ係数とは異なる値にすることもできる。このとき、係数値を、どの程度の大きさにすれば、情報を持たせるに十分な波形が得られるかも特定する必要がある。
【００３０】
どの次数までの高調波を利用するかについては、いうまでもなく、高調波を発生させる回路、機構等は、少ないほうがよい。したがって、徒に多くの高調波を考慮することは実用的ではない。
【００３１】
そこで、本発明では、１次基本波と２次高調波とを用いた例を説明し、さらに、１次基本波と２次〜４次高調波とを用いた例も説明する。そして、高調波の係数がどのような範囲にあれば、波形に情報を持たせられるかを説明する。なお、高調波は、６次高調波まで利用してもよいし、さらには８次またはそれ以上の高調波までも利用できる。高調波を多く利用すれば、より急峻な変化を有する波形を実現できるので、必要な特性を有する波形が得られるように、高調波を利用すればよい。フーリエ級数は、一般に三角関数を用いて表現されるため、ｓｉｎ関数、および、ｃｏｓ関数のいずれを用いても表現できる。以下の説明では、１次基本波をｃｏｓ（ωｔ）と表し、ｎ次高調波をｓｉｎ（ｎωｔ）と表す。なお、フーリエ係数とは異なる係数を採用した場合にも、ｎ次高調波の係数はＨ_ｎと表記する。一般的には、
ｆ＝Ｈ_１ｃｏｓ（ωｔ）＋ΣＨ_ｎｓｉｎ（ｎωｔ）
と表すことができる。すなわち、関数ｆは、１次基本波と、ｎ次（ｎ：２以上の有限の整数）までの高調波との合成で得られる。
【００３２】
図４〜図８は、１次基本波と２次高調波とを用いて生成した波形の例を示す。波形は３周期分を示している。横軸は、位相を示す。１周期が２πである。２次高調波の係数Ｈ_２は、１次基本波の係数Ｈ_１との比のデシベル値で表されている。上下に記載された２つの関数のそれぞれの２次高調波の係数Ｈ_２を比較すると、正負が逆になっていることが理解される。すなわち、２次高調波の係数Ｈ_２の正負が逆になると、波形の立ち上がり、および、立ち下がりが変化する。本発明では、係数Ｈ_２が正のとき、波形に与える情報を「１」とし、係数Ｈ_２が負のとき、波形に与える情報を「０」としている。
【００３３】
図４は、係数Ｈ_２が−１５ｄＢの例を示す波形である。係数Ｈ_１に対して、係数Ｈ_２は小さいので、主として１次基本波のパターンが現れている。異なる情報を与えるための波形ｆ_４１およびｆ_４２は、それほど差異は認められないが、検出は可能である。波形に基づく情報の検出は可能であるものの、より大きなｄＢ値であれば、より好ましい。
【００３４】
図５は、係数Ｈ_２が−１３．５ｄＢの例を示す波形である。デシベル値が大きくなるほど、係数Ｈ_２は、係数Ｈ_１に近くなる。したがって、２次高調波の影響が、１次基本波の波形に現れる。この例でも、なだらかな傾斜部分の２次高調波の波形が、１次基本波の波形に現れはじめている。２次高調波の振幅が大きくなれば、その合成波の振幅も大きくなるため、光ディスクに形成された時の波形の検出が容易になる。しかし、それに応じて、波形の歪みが大きくなり、検出が困難になる。図５の例では、振幅も少し大きくなり、波形の歪みはほとんどない。また、異なる情報を与えるための波形の相違も十分に識別できる。したがって、波形に情報を持たせることが可能である。
【００３５】
図６は、係数Ｈ_２が−１２ｄＢの例を示す波形である。図７は、係数Ｈ_２が−１０ｄＢの例を示す波形である。双方の波形とも、波形の歪みは問題なく、波形の急峻な部分となだらかな部分との識別は容易であり、異なる情報を与えるための波形の相違も十分に識別できる。したがって、波形に情報を持たせることが可能である。
【００３６】
一方、図８は、係数Ｈ_２が−６ｄＢの例を示す波形である。これらの波形では、歪みが顕著になるが、その検出は可能である。なお、係数Ｈ_２が０ｄＢ、すなわちＨ_１＝Ｈ_２となった場合には、波形の乱れはさらに大きくなるが、波形の検出は可能である。
【００３７】
以上の例に鑑みると、係数Ｈ_２が−６ｄＢ未満、換言すれば、Ｈ_２／Ｈ_１＜１／２であれば、波形の検出の点で好ましい。さらに好ましいのは、係数Ｈ_２が−１３．５ｄＢから−１０ｄＢの範囲である。最も好ましいのは、係数Ｈ_２が−１３．５ｄＢから−１２ｄＢの範囲である。この範囲であれば、波形の振幅の大きさ、歪みの少なさ、波形の差異ともに、すべて満足しているといえる。よって、光ディスク上にウォブルとして規定すれば、アドレス情報を十分表すことができる。
【００３８】
続いて、図９は、１次基本波と２次〜４次高調波とを用いて生成した第１のタイプの波形の例を示す。一方、図１０は、１次基本波と２次〜４次高調波とを用いて生成した第２のタイプの波形の例を示す。第１のタイプは、４次高調波までを用いて、平坦さを重視した波形を表す。第２のタイプは、４次高調波までを用いて、立ち上がり、および、立ち下がりの急峻さを重視した波形を表す。ｎ次高調波の係数Ｈ_ｎの値を調整することにより、所望のパターンを得ることができる。
【００３９】
図１１は、ウォブルしたグルーブを有する光ディスクを製造する光ディスク製造装置１１０の概略図である。光ディスク製造装置１１０は、波形生成部１１２と、スイッチ１１３と、極性反転部１１４、加算部１１６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１８、および、光ヘッド１２０を有する。波形生成部１１２は、１次基本波を生成する１次基本波生成ユニット１１２−１、ｎ次までの高調波をそれぞれ生成する２〜ｎ次高調波生成ユニット１１２−ｎ（ｎ：２以上の整数）を有する。図では、ｎ＝８の例を示す。各ユニット１１２−ｎは、所定の周波数が与えられると、そのｎ倍の波を生成する。例えば、１次基本波生成ユニット１１２−１は、１次基本波であるＨ_１ｃｏｓ（ωｔ）を生成して出力する。また、ｎ次高調波生成ユニット１１２−ｎは、Ｈ_ｎｓｉｎ（ｎωｔ）を生成する。
【００４０】
スイッチ１１３は、ｎ次高調波生成ユニット１１２−ｎ（ｎ：偶数）に接続される。スイッチ１１３は、記録情報、すなわち、アドレス情報を表す各ビット値０、または１に応じて、信号経路を切り替える。本明細書では、スイッチ１１３は、ビット値０の場合には、極性反転部１１４に接続するように信号経路を選択する。また、ビット値１の場合には、加算部１１６へ直接入力する信号経路を選択する。信号経路の選択は、すべて同期して行われる。
【００４１】
極性反転部１１４は、スイッチ１１３に接続され、ｎ次高調波生成ユニット１１２−ｎ（ｎ：偶数）に対応して設けられる。図では、４つの極性反転部１１４−２、４、６、８を示す。各極性反転部１１４−２、４、６、８は、スイッチ１１３を介して偶数次の高調波生成ユニット１１２−２、４、６、８の出力に接続され、その出力信号の極性を反転する。ここでいう「極性を反転する」とは、信号の正負を入れ替えることをいう。この処理は、偶数次の高調波の係数を負にすることに相当する。極性の反転は、波形自体の正負を反転する、または、位相を半周期分ずらす、等により可能である。
【００４２】
１次基本波ユニット１１２−１、および、３次、５次、７次高調波ユニット１１２−３、５，７等の奇数次の高調波を生成するユニットの出力、偶数次の高調波を生成するユニットからの出力、および、極性が反転された偶数次の高調波を生成する極性反転部１１４の出力は、加算部１１６に入力される。加算部１１６は、入力された信号を加算される。入力信号の加算は、信号の合成ともいう。加算部１１６からの出力は、経路Ｌを通じて、ローパスフィルタ１１８に入力される。この経路Ｌ上を流れる信号ｆは、ｆ＝Ｈ_１ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｈ_ｎｓｉｎ（ｎωｔ）である。より具体的には、ｎ＝２のとき、ｆ＝Ｈ_１ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｈ_２ｓｉｎ（２ωｔ）である。
【００４３】
ローパスフィルタ１１８は、ｎ次高調波よりも周波数の高い、余分な周波数成分（ノイズ）をカットし、ｎ次高調波までの低周波を通過させる。光ヘッド１２０は、ローパスフィルタ１１８を通過した信号、すなわち、信号ｆを受け取り、ディスク１０に照射する。ディスク１０は、全面ミラー仕上げされ、その上にフォトレジストが塗布されている。そのディスク１０を回転させて、光ヘッド１２０がトラックに直交して振動するレーザ光を当てると、ウォブルするグルーブが形成される。ウォブルしたグルーブは、図に示す例では、１次基本波と、８次までの高調波を用いた、比較的低い周波数を利用して形成される。
【００４４】
以上のようにして、光ディスク１０が製造される。なお、光ディスク製造装置１１０は、８次高調波までを利用するとして説明した。しかし、例えば、２次高調波までを利用する場合には、ユニット１１２−３、４、５，６，７，８、および、極性反転部１１４−４、６、８のそれぞれは省略される。どの次数までの高調波を用いて、どの次数以上の高調波を省略するかは任意である。
【００４５】
また、加算部１１６までの処理は、実際の回路で行ってもよいし、加算後の信号ｆをコンピュータを用いて計算させ、その信号のみを生成する回路を形成してもよい。経路Ｌにおいて、上述した信号ｆ＝Ｈ_１ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｈ_ｎｓｉｎ（ｎωｔ）が得られればよい。
【００４６】
次に、異なる形状のウォブルパターンを利用して、どのようにアドレス情報を表すかをより具体的に説明する。図１２は、アドレスフォーマットの例を示す図である。この図は、アドレス番号”１０１０１０…１０１０”（６０ビット）で示されるアドレス領域の例である。アドレス領域は、光ディスク上にスパイラル状に形成される。
【００４７】
図の左に示すNo.０〜８２の数字は、１アドレスを示すアドレス領域を、８３個のサブブロックに分けたときの各サブブロックの番号を示す（以下、サブブロックＮｏ．１０などと示す）。サブブロックは、ＣＬＶ（Constant Lineaer Velocity）により、光ディスク上に順次記録される。図の上に示すNo.０〜５５の数字は、これまで説明したウォブルパターンの１周期を単位とした周期数を示す（以下、ウォブルＮｏ．１０などと示す）。なお、図では、繰り返しの記載を避けるため、一部省略して描いている。
【００４８】
１つのサブブロックは、ウォブルＮｏ．０〜５５の、５６個のウォブルから構成される。各サブブロックのウォブルＮｏ．１〜３には、常に、記号a, b, cで表現される特定のウォブルパターンが存在する。ここで、"ａ"は、cos1.5wを、"b"は、-cos1.0wを、"c"は、-cos1.5wのパターンを表す。これらは、ＭＳＫ（Minimum Shift Keying）変調により変調されたパターンである。特定のパターンが、５６周期ごとに出現するので、ディスクの再生装置は、現在のディスクの読み取り位置（ウォブル番号）を把握できる。なお、ＭＳＫ変調マークによる特定のパターンは、ビット同期のためのbit sync パターンとも称される。なお、図の空白部分には、キャリア信号（cos1.0w）によるウォブルパターンが形成される。
【００４９】
各サブブロックには、予め機能が割り当てられている。図のサブブロック番号の隣の列には、各サブブロックの機能の説明が示されている。"Mono" は、データ、および、アドレス同期信号が存在しないモノトーンサブブロックを表す。"Sync"は、アドレス同期信号を得るための同期サブブロックを表す。"1"は、データ１を表すデータサブブロックを表し、"0"は、データ０を表すデータサブブロックを表す。"Ref"は、その後に形成されているデータサブブロックの特定のアドレスデータ波形を復調する際に、基準として用いられるレファレンスサブブロックである。
【００５０】
図から明らかなように、はじめの７つのサブブロックは、モノトーンサブブロックと同期サブブロックが交互に繰り返されて配置され、第８のサブブロックにのみ、レファレンスサブブロックが設けられている。また、４つのデータサブブロックの後には、モノトーンサブブロックが配置される。
【００５１】
同期サブブロック（"Sync"）をより詳しく説明する。同期サブブロックには、ウォブルＮｏ．１〜３以外にも、ＭＳＫ変調により変調されたパターンが設けられ、加えて、サブブロック番号に応じて、パターンが出現するウォブル番号が異なるように構成している。すなわち、同期サブブロックのパターンは、それぞれ固有である。例えば、サブブロックＮｏ．１では、ウォブルＮｏ．１６〜１８、および２６〜２８に、上記と同じ記号a, b, cで表現される特定のウォブルパターンが存在する。これらのウォブルパターンは、さらに、サブブロックＮｏ．３では、ウォブルＮｏ．１８〜２０、および２８〜３０に、サブブロックＮｏ．５（図示せず）では、ウォブルＮｏ．２０〜２２、および３０〜３２に、サブブロックＮｏ．７では、ウォブルＮｏ．２２〜２４、および３２〜３４にも存在する。このようなアドレス同期信号を検出することにより、アドレスの同期を取ることができる。パターンが出現する位置を認識することにより、光ディスクの再生装置は、現在のディスクの読み取り位置（サブブロック番号）を把握できる。アドレス同期信号とともに、後述のレファレンスサブブロックに設けられたパターンに基づくウォブル波形信号を用いることにより、後にビットデータを検出でき、アドレスのデコードが可能になる。
【００５２】
次に、データサブブロック（"0"または"1"）を説明する。データサブブロックでは、０または１のデータが、ＭＳＫ変調したパターンにより表現したウォブルと、ｆ＝Ｈ_１ｃｏｓ（ωｔ）＋ΣＨ_ｎｓｉｎ（ｎωｔ）（ｎ：２以上の有限の整数）で表される鋸波のパターンにより表現したウォブルとで表されている。なお後者のパターンについては、既に説明したように、アドレス情報を十分表すことができる範囲の係数Ｈ_ｎを用いて形成すればよい。
【００５３】
以下、データサブブロックの構成をより具体的に説明する。ＭＳＫ変調したパターンは、形成されるウォブル番号に応じて、データ０または１を表す。また、鋸波のパターンは、そのパターン形状に応じて、データ０または１を表す。データ"1"を表すデータサブブロックでは、ウォブルＮｏ．１２〜１４の位置に、ＭＳＫ変調したパターン"a", "b", "c"が形成され、かつ、ウォブルＮｏ．１８〜５４の位置に、"1"を表す鋸波のパターン（図３の（ａ））が形成される。一方、データ"0"を表すデータサブブロックでは、ウォブルＮｏ．１４〜１６の位置に、ＭＳＫ変調したパターン"a", "b", "c"が形成され、かつ、ウォブルＮｏ．１８〜５４の位置に、"0"を表す鋸波のパターン（図３の（ｂ））が形成される。したがって、光ディスクの再生装置は、ＭＳＫ変調したパターン、または、鋸波のパターンのいずれを用いても、そのデータサブブロックに記録されたビットデータを特定できる。このように、２種類の方法で同じデータを表現するので、一方のパターンの読み取りが失敗しても、他方で読み取ることができれば、正常な読み出しができる。よって、読み取りエラーを非常に小さくなり、読み取り精度を向上できる。
【００５４】
続いて、レファレンスサブブロック（"Ref"）をより詳しく説明する。レファレンスサブブロックは、より正確には、データサブブロックのウォブルＮｏ．１８〜５４に形成されたウォブル波形の、偶数次キャリアの位相オフセットを補正するために用いられる。本明細書では、レファレンスサブブロックのウォブルＮｏ．１８〜５４に、データ"0"を表すウォブル波形が形成されている。なお、このウォブル波形は、データ"1"を表す波形であってもよい。レファレンスサブブロックを設けた理由は以下のとおりである。
【００５５】
上述のように、サブブロックはＣＬＶ（Constant Lineaer Velocity）により記録されているので、データサブブロックが形成された隣接する２トラック間では、ウォブル波形同士の位相関係は不定である。したがって、ウォブル波形は、この隣接するトラック間の隣接クロストークの影響で、常時変化する位相外乱を受けていることになる。特に、キャリアウォブル波形に偶数次の高調波が重畳された鋸波においては、１次基本波（キャリア成分）と、その偶数次高調波（偶数次キャリア成分）とで、位相外乱の受け方が異なるため、両者の間に位相ずれが生じる。本発明は、キャリア成分により生成されたクロック信号に同期してアドレス情報の検出処理を行う。光ディスクの再生装置は、クロック信号により生成された偶数次キャリア成分信号の乗算検波により、アドレス情報に応じて内包される偶数次高調波信号の位相の反転を検出し、アドレス情報を取得する。そのため、偶数次高調波信号の位相が、隣接クロストークの影響でオフセットしていると、その位相の反転が正確に検出できない場合がある。
【００５６】
そこで、本発明では、レファレンスサブブロック（"Ref"）を設け、レファレンスサブブロック（"Ref"）を利用して、予めクロストークによる位相ずれを検出する。検出された位相ずれ量は、偶数次高調波成分の位相反転を検出する際の補正に利用される。より具体的には、特定のパターン（例えば、ビット０に相当する位相関係で偶数次高調波が付加されたパターン）から抽出した偶数次高調波と、キャリアウォブルに同期して生成した同じ周波数の偶数次キャリア信号との位相差を、例えば、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）等で使用する位相比較器を用いて検出する。そして、その位相差に応じて偶数次キャリア信号の位相を補正する。これにより、隣接クロストークによって生じる位相ずれを相殺できる。
【００５７】
次に、ＭＳＫ変調を説明する。図１３は、ＭＳＫ変調を説明する図である。図に示す”データ”の波形が"1"を示し、ハイレベルの区間は、２ウォブル長とする。
まず、データは、差動符号化されてプリコードデータに変換される。プリコードデータでは、エッジの立ち上がりと立ち下がりの１ウォブル期間でデータ"1"を表す。その後、プリコードデータが、ＭＳＫ変調され、ＭＳＫストリームが生成される。ＭＳＫストリームでは、プリコードデータが"0"のとき、キャリア信号cos1.0w（または-cos1.0w）が用いられ（図の"b"のパターン）、プリコードデータが"1"のとき、キャリア信号の周波数を１．５倍した信号cos1.5w（または-cos1.5w）が用いられる（図の"a", "c"のパターン）。記録再生するフェーズ変化の１チャンネル長を１ｃｈと表すと、キャリア信号の周期は、図示されるように、６９ｃｈと表される。このようにして生成されたＭＳＫストリームが、所定のウォブル番号の位置に記録され、その位置に応じて、同期信号として、または、０または１を表す信号として検出される。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を説明した。本明細書では、ウォブルを、鋸波を例にして説明した。しかし、これは鋸波に限られない。情報を与えることのできる、異なる波形であれば、任意の波形が利用できる。なお、溝である凹部（グルーブ）が、波状に蛇行するウォブルで形成されているとして説明した。しかし、光ディスクの種類により、グルーブが凸部になっている場合もある。この場合であっても、これまで説明したと全く同じ効果が得られる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスクのグルーブにウォブルのパターンに応じて情報を記録する際、ウォブルは、１次基本波と、ｎ次（ｎ：２以上の有限の整数）までの高調波との合成波の波形で形成される。比較的低い周波数帯域を含む有限の周波数帯域でウォブルのパターンを形成できるので、形成が容易であるとともに、多くの情報を記録できるので、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光ディスクを示す概略図である。
【図２】 ウォブルパターンを含む領域の拡大図である。
【図３】 （ａ）は、パターン”１”を示すウォブルパターンを示す図である。（ｂ）は、パターン”０”を示すウォブルパターンを示す図である。
【図４】 係数Ｈ_２が−１５ｄＢの例を示す波形である。
【図５】 係数Ｈ_２が−１３．５ｄＢの例を示す波形である。
【図６】 係数Ｈ_２が−１２ｄＢの例を示す波形である。
【図７】 係数Ｈ_２が−１０ｄＢの例を示す波形である。
【図８】 係数Ｈ_２が−６ｄＢの例を示す波形である。
【図９】 １次基本波と２次〜４次高調波とを用いて生成した第１のタイプの波形の例を示す。
【図１０】 １次基本波と２次〜４次高調波とを用いて生成した第２のタイプの波形の例を示す。
【図１１】 ウォブルしたグルーブを有する光ディスクを製造する光ディスク製造装置の概略図である。
【図１２】 アドレスフォーマットの例を示す図である。
【図１３】 ＭＳＫ変調を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 光ディスク
１１２ 波形生成部
１１４−１、２ 極性反転部
１１６ 加算部
１１８ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１２０ 光ヘッド

Claims (11)

1. ウォブルパターンに応じて異なる情報を規定する光ディスクにおいて、
   １周期のウォブルを、急峻な立ち上がりと、緩やかな立ち下がりとで構成した第１のウォブルパターンを有する第１のグルーブと、
   １周期のウォブルを、緩やかな立ち上がりと、急峻な立ち下がりとで構成した第２のウォブルパターンを有する第２のグルーブとからなり、
   前記第１のウォブルパターンは、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて表され、
   前記第２のウォブルパターンは、フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて表され、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と逆である、光ディスク。
2. 前記第１のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて表され、
   前記第２のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて表され、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性と４次高調波の極性とは、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と４次高調波の極性とそれぞれ逆である、請求項１に記載の光ディスク。
3. 前記第１のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて表され、
   前記第２のウォブルパターンは、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて表され、かつ、偶数次の高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの偶数次の高調波の極性と逆である、請求項１に記載の光ディスク。
4. 前記１次基本波の第１の係数に対する、前記２次高調波の第２の係数の比は、−１３．５ｄＢから−１０ｄＢの範囲に含まれる、請求項１に記載の光ディスク。
5. 前記比は、さらに、−１３．５ｄＢから−１２ｄＢの範囲に含まれる、請求項４に記載の光ディスク。
6. 前記異なる情報として、該光ディスクの物理アドレスのアドレスデータを含むデータサブブロックと、
   前記第１のウォブルパターンおよび前記第２のウォブルパターンの一方を含み、前記データサブブロックに含まれる前記アドレスデータの波形を復調するための基準として用いられるレファレンスサブブロックとを備えた、請求項１に記載の光ディスク。
7. ウォブルパターンに応じて異なる情報を規定する光ディスクの製造方法であって、
   フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて、１周期のウォブルを、急峻な立ち上がりと、緩やかな立ち下がりとで構成した第１のウォブルパターンを有する第１のグルーブを形成するステップと、
   フーリエ級数における１次基本波と２次高調波とを用いて、１周期のウォブルを、緩やかな立ち上がりと、急峻な立ち下がりとで構成した第２のウォブルパターンを有する第２のグルーブを形成するステップであって、偶数次の高調波である２次高調波の極性は、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と逆であるステップと
   を含む、光ディスクの製造方法。
8. 第１のグルーブを形成するステップは、前記第１のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて構成し、
   第２のグルーブを形成するステップは、前記第２のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数における３次高調波と、４次高調波とを用いて構成し、かつ、偶数次の高調波である２次高調波の極性と４次高調波の極性とを、前記第１のウォブルパターンの２次高調波の極性と４次高調波の極性とそれぞれ逆にする、請求項７に記載の光ディスクの製造方法。
9. 第１のグルーブを形成するステップは、前記第１のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて構成し、
   第２のグルーブを形成するステップは、前記第２のウォブルパターンを、さらに、フーリエ級数におけるｎ次高調波（ｎ：有限の偶数）までの高調波を用いて構成し、かつ、偶数次の高調波の極性を、前記第１のウォブルパターンの偶数次の高調波の極性と逆にする、請求項７に記載の光ディスクの製造方法。
10. 前記１次基本波の第１の係数に対する、前記２次高調波の第２の係数の比は、−１３．５ｄＢから−１０ｄＢの範囲に含まれる、請求項７に記載の光ディスクの製造方法。
11. 前記比は、さらに、−１３．５ｄＢから−１２ｄＢの範囲に含まれる、請求項１０に記載の光ディスクの製造方法。

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