JPH03259472A - 光ディスクのトラッキング制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、各トラックに所定のグレーコードが付加され
た光ディスクに対するトラッキング制御方式間するもの
である。

［発明の概要］ 本発明は、記録面上に形成された各トラックの制御情報
領域に、連接する所定数のトラックを単位として順次所
定のグレーコードが付加された光ディスクに対して、記
録／再生時において、そのグレーコードから得られるＲ
Ｆ信号を利用してトラッキング制御を行なうものである
。

すなわち、走査中において、そのトラックに形成されて
いるグレーコードだけでなく、隣接する両側のトラック
に形成されているグレーコードにも光スポットが一部照
射されるようにトラックピッチ、光スポツト径等が設定
されていることにより、その内周及び外周の両側のトラ
ックのグレーコードの影響によるＲＦ信号成分を得るこ
とができるため、その各ＲＦ信号成分のレベルを減算す
ることによって、トラッキングエラー信号を生成するよ
うにする。

［従来の技術］ 光ディスクにおける記録フォーマットに関する技術の一
つとして、サンプルドサーボと呼ばれる技術がある。

これは、ディスク上の同心円状或は渦巻状のトラックに
、予め所定間隔おき、或は所定角度おきにクロック情報
ビットやトラッキング情報ビット等による制御用の信号
をプリフォーマットとして記録しておき、ディスク回転
駆動時には、これらの離散的な制御用信号をサンプリン
グしホールドすることにより連続的なサーボ制御を達成
するものである。この種の光ディスクとして、例えば第
９図に示すような記録フォーマットの光ディスクが知ら
れている。

第９図に示した光ディスク１０は、その記録面１１に多
数の周回パターンを形成する同心円状の記録トラックＴ
Ｋが設けられ、その各１周分、すなわち１周回トラック
が所定数（例えば３２）のセクタ（ＳＣ，−５Ｃ，）に
区画されている。

各周回トラックにおける各セクタ（ＳＣ，〜ＳＣ，）は
、拡大図に示されるように、その始端部側にアドレス情
報区分ＡＤが配されるとともに、このアドレス情報区分
ＡＤにつづいて記録トラックＴＫに沿って配列される所
定数（例えば４３）のブロック（ＢＬ、〜ＢＬ、）が形
成されている。また、各ブロック（ＢＬ、〜ＢＬ、、）
は、その始端部側に制御情報領域ＡＲ，が設けられると
ともに、それに続くデータ記録領域ＡＲＤが設けられて
、単位記録区分を構成するようになっている。

各制御情報領域ＡＲ，には、トラック中心線Ｋｃを挟ん
で偏位するトラッキング情報ビットＱＡ、Ｑ、と、トラ
ック中心線Ｋｃ上に位置されたクロック情報ビットＱｃ
とが、所定初相互間隔をもって、予め形成されている。

例えばこのように形成されたトラッキング情報ビットＱ
Ａ、Ｑ、や、クロック情報ピ・ントＱｃは、この光ディ
スク１０の記録時、再生時に、記録再生装置に装着され
ている光ビームによって読み取られ、各種サーボやクロ
ック発生に利用される。

すなわち、クロック情報ビットＱｃの再生出力は、ＰＬ
Ｌ回路に入力されて、データ記録領域Ａ　Ｒｏに対する
データの記録再生を行なうためのチャンネルクロックを
形成し、また、トラック中心線Ｋｃを挟んでｌ／４トラ
ックピッチ偏位した位置に形成されたトラッキング情報
ビットＱＡ。

Ｑ８による再生出力からは、その各再生出力のレベル差
が演算されることによりトラッキングエラー信号が生成
され、このトラッキングエラー信号に基すいてトラッキ
ング制御が行なわれる。

なお、フォーカス制御は１例えばトラッキング情報ビッ
トＱ１とクロック情報ビットＱｃ間の無ビット領域（鏡
面領域）の再生出力に基すいて行なわれる。

さらに、トラッキング情報ビットＱ、は、１６トラツク
毎に位置をずらして配列されることにより、その再生出
力から、光学ピックアップが現在走査中のトラック番号
を求めるための、所謂トラバースカウントを行なうのに
用いられている。

ところで、このようなサンプルドサーボ方式を採用する
と、トラバースカウントが１６トラツク単位であるため
、高速のシーク動作のときはアクセスに必要とされるシ
ーク速度を設定できるが、低速移動時では、精度の高い
シーク速度を設定することができない。

そこで、例えば、第１０図に示すように、制御情報領域
ＡＲ，に、上記したトラッキング情報ビット及びクロッ
ク情報ビットＱＡ−Ｑｃに加え、さらに、周回する各ト
ラック毎に異なる位置となるようにコード化された（い
わゆるグレーコードとされた）一対のビット（Ｑ、、Ｑ
、：）を備えたグレーコード領域ＡＲ１１，設け、例え
ばトラバース中のトラック位置をより精密に検出し、よ
り的確な動作制御をできるようにしたものが提案されて
いる。

このグレーコードは、両側に隣接するトラックに対して
それぞれどちらか一方のビットのみが隣り合わないよう
になされ、伊りえば１６トラツク単位で設定されている
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このように、データ記録領域ＡＲ。

の前に形成される制御情報ＡＲ，に記録される制御用ビ
ットが増えれば、データ記録領域ＡＲ，に記録されるデ
ータ量は相対的に少なくならざるを得ない０例えば、ト
ラッキング情報ビット及びクロック情報ビット間は、符
合間干渉を防止するため、各ビット間を少なくとも３チ
ャンネルビット分は離さなければならず、また、グレー
コードを付加するため、９チャンネルビット以上必要な
ため、前記第１０図においても示されているように、情
報記録領域ＡＲ，とじては例えば３０チャンネルビット
程度のエリアが必要になり、情報記録領域ＡＲ，が大き
くなる分だけ、データ記録領域ＡＲ，は縮小されてしま
う。

つまり、精密な動作制御のためにトラッキング情報ビッ
トＱＡ、Ｑ、、クロック情報ビットＱｃ及びグレーコー
ドＱ、、ＱＥは必要であるが、方ではそのために、記録
されるべきデータを無駄にしなければならないという問
題が生じる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点にかんがみてなされたちので
、グレーコードを利用してトラッキング制御を行なうよ
うにすることにより、制御情報領域における制御情報ビ
ット量を減らし、データ記録領域に記録できるデータ量
を増加させることを目的とする。

そのために、走査中のトラックに形成されているグレー
コードとと６に該トラックの内周側に隣接するトラック
及び外周側に隣接するトラックに形成されているグレー
コードも一部読み込まれるようにし、内周側に隣接する
トラックに形成されたグレーコードから得られるＲＦ信
号成分のレベルと、前記外周側に隣接するトラックに形
成されたグレーコードから得られるＲＦ信号成分のレベ
ルとの間で減算処理を行なうことによってトラッキング
エラー信号を生成し、トラッキング制御を行なうように
するものである。

［作用］ グレーコードを利用してトラッキング制御を行なうこと
により、制御情報領域において、少なくとも１１チャン
ネルビット分のエリアが必要であったトラッキング情報
ビットは不必要になり、制御情報領域として必要なエリ
アを大幅に縮小することができる。

［実施例］ 第１図は本発明のトラッキング制御方式を実現するため
の、光ディスクの各トラックの制御情報領域のフォーマ
ットの一実施例を示したものである。

図示するように、制御情報領域ＡＲ，（即ち、各トラッ
クの各セクタ内の各ブロックの始端部に設けられている
制御情報領域）には、クロック情幸侵ピットＱｃが設け
られるととも番こ、それにつづいてグレーコード領域Ａ
Ｒ，が設けられ、グレーコードとして１６トラツク単位
で１トラツク毎にコード化された一部ビット（Ｑｏ、Ｑ
、）が形成されている。また、グレーコード領ｔｄＡＲ
，としては１１チャンネルビット分のエリアが設けられ
ている。なお、Ｏ〜９及びＡ−Ｆは説明上付加したトラ
ック番号であり、■〜■は説明上、ビット位置（１チャ
ンネルビット単位）を示すために付加した符合である。

このフォーマットにおいては、第２図に示すように、成
るトラックＴＫ、を光ビームで走査する際に、光スポッ
トＳＰによって、そのトラックＴＫ、上のビットＱ１だ
けでなく、隣接するトラックＴＫ、、ＴＫ２上のビット
Ｑ。、Ｑ２の情報ち部分的に取り出すことができるよう
に、トラックピッチＷ（及び又は記録再生装置における
スポット径）が設定されている。

また、このようにトラックピッチＷを狭くすることによ
り、隣接トラックのビットからの干渉が大きくなるが、
この第１図のフォーマットにおけるグレーコードでは、
どのトラックにおいて６両側の隣接トラックからの符合
間干渉が一定のレベルであるように設定されている。例
えばビットＱｏ、、　ＱＥ□を有するトラック２に関し
ていえば、ビットＱ　Ｄ２から、ＲＦ信号上でビットＱ
。２に干渉するトラックｌのビットＱ　ｏ　＋までの距
離が、ビットＱＥ２から、ＲＦ信号上でビットＱ６□に
干渉するトラック３のビットＱ　Ｅ３までの距離と、等
しくなるようになされている。

このような制御情報領域ＡＲ，を有する光ディスクに対
して、本発明のトラッキング制御方式を採用して記録再
生を行なう光ディスク記録再生装置の一実施例を、第３
図に示す。

第３図において、Ｄは上記フォーマットによる記録可能
型光ディスクであり、スピンドルモータ１０によって回
転駆動される。１１は記録信号処理系１２から供給され
た記録データに基すいてレーザ光を変調し、光ディスク
Ｄ上にビットを形成する（又は光磁気ディスクの場合は
、レーザ光とともに磁界を印加して磁気記録を行なう）
光学ヘッドである。１３は再生時におし）で、光学へ１
．ドによって読み取られた再生データを処理する再生信
号処理系を示す。以上の回路部はそれぞれ既に公知の構
成であるため、詳細な説明は省略する。

１４はクロック再生回路であり、上記第１図に示した制
御情報領＠Ａ　Ｒｓのクロック情報ビットＱｃの再生出
力によって、サーボ制御及び記録再生用のチャンネルク
ロックを生成する。このクロック再生回路は、例えば第
４図に示すように、微分回路３１．ゼロクロス検出回路
３２、アンドゲート３３、位相比較器３４、ローパスフ
ィルタ３５、電圧制御発振器３６、及び１／２７０分周
器３７から構成されることにより、クロック情報ビット
Ｑｃの再生出力を検出し、検出された再生出力に基ずい
てＰＬＬ動作を行なう。■〜■の各点における信号波形
は第５図に示されるとおりである。つまり、このクロッ
ク再生回路１４では、光ディスクＤの記録トラックＴＫ
上のクロック情報ビットＱｃ、Ｑｃ間を２７０分割する
周波数の基本クロックΦ、が形成されることになる。

クロック再生回路１４から出力された基本クロックΦ、
は、記録信号処理系１２、再生信号処理系１３に供給さ
れて記録或は再生用のチャンネルクロックとして使用さ
れるとともに、フォーカスサーボ回路１５、スピンドル
サーボ回路１６、及びトラッキングサーボ回路２１に供
給されサーボ制御用基本クロックとして用いられる。

フォーカスサーボ回路１５では、制御情報領域Ａ　Ｒｓ
における無ビット領域（所謂ミラー領域）の再生出力に
基ずいてフォーカスエラー信号ＥＦを生成し、これを光
学ヘッド１１に帰還してフォーカスサーボ制御を行なう
ものである。また、スピンドルサーボ回路１６は、クロ
ック情報ビットＱｃの再生出力に基すいてスピンドルモ
ータＩＯの回転角速度誤差を検出し、スピンドルモータ
の駆動回路部を帰還制御することにより、光ディスクＤ
の回転速度に対してサーボ制御を行なう。

−点鎖線で囲った２１はトラッキングサーボ回路を示す
。

２２はＡ／Ｄ変換器であり、クロック再生回路１４から
供給されるチャンネルクロックΦ１に基ずいて、光学ヘ
ッド１１で読み取られ出力された再生ＲＦ信号をデジタ
ル信号に変換する。

２３ａ〜２３にはＡ／Ｄ変換されたデータを保持する１
１個のレジスタであり、各レジスタは、タイミング発生
回路２４から供給されるタイミング信号Ｔ、〜Ｔ　１１
に基すいてデータ保持動作を行なう。

タイミング発生回路２４は、チャンネルクロックΦ１に
基ずいて各タイミング信号Ｔ１〜Ｔ　＋＋を生成するち
のであり、後述する第６図の波形図に示すように、光デ
ィスクＤのトラックＴＫ上で、グレーコード領域Ａ　Ｒ
ａの１１チヤンネルビツト（ビット位置■〜■）それぞ
れの再生出力タイミングに対応したタイミングを設定す
るようになされている。

２５は演算回路であり、タイミング信号Ｔ、に基すいて
、レジスタ２３ａ〜２３ｋに保持された各データのうち
、数値の大きいデータから順に４個選別し、それぞれＤ
　ｔ１〜Ｄ　ｔ４として出力する。

第１番目及び第２番目のデータＤｔ、、　Ｄｔ□は、図
示しないコントローラへ供給され、グレーコードデータ
として、トラックナンバ検出等に用いられる。一方、３
番目と４番目のデータＤ　ｔ３１　Ｄｔ４は減算処理さ
れてトラッキングエラー信号とされることになる。

２６は３番目と４番目のデータＤ　ｔ３＋　Ｄ　ｔ４を
減算する減算器、２７はＤ／Ａ変換器である。

Ｄ／Ａ変換器２７の出力は、トラッキングエラー信号Ｅ
アとして光学ヘッド１１に供給され、トラッキング制御
が実行される。

このように構成された記録再生装置によって、第１図の
フォーマットの情報記録領域ＡＲ，を有する光ディスク
Ｄ（光磁気ディスクを含む）の記録或は再生動作を行な
う際のトラッキング制御方式について、以下第６図を参
照して説明する。

なお同時に、上記第１図におけるトラック８゜９、Ａの
各制御情報領域を図示し、トラック９を走査する際を例
にあげて、そのトラッキング制御動作を説明する。なお
ＳＰは光スポットを示す。

（Ｉ）オントラック状態 記録時或は再生時において、光ビームがトラック９上を
正確に走査していると、その再生ＲＦ信号はＲＦ（Ｉ）
として示すように、ビット位置■。

■のビットＱ。Ｉｌ＋　ＱＥ９に対応して最大振幅Ｓｂ
。

Ｓｃが現われ、また、ピット位置■に対応してトラック
ＡのビットＱ　ＤＡの影響による振幅Ｓａが生じ、さら
にピット位置■に対応してトラック８のビットＱ　ｉａ
の影響による振幅Ｓｄが生じる。このとき、トラック９
に対してビームスポットＳＰが正確にオントラック状態
であれば、振幅ＳａとＳｄのレベルは等しくなる（トラ
ック９のビットＱ　ＤＩｉｌ＋　Ｑｇｓに対するビット
Ｑ　ＯＡＴ　ＱＥＩＩの各離間距離は等しいため符合間
干渉によるレベル差ら生じない）。

このようなＲＦ信号がトラッキングサーボ回路２１に供
給されると、レジスタ２３ａ〜２３にではそれぞれタイ
ミング信号Ｔ１〜Ｔｌｌに基ずいて、デジタル信号に変
換されたＲＦレベルを保持するため、レジスタ２３ｃ、
２３ｄ、２３ｈ。

２３ｉにそれぞれ振幅Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのレベル
がデジタルデータとして記憶されることになる。

従って、タイミング信号Ｔ、により、演算回路２５にお
いてレジスタ２３ａ〜２３にのデータの演算処理すると
、振幅Ｓｂ、Ｓｃに対応するデータがグレーコードデー
タＤｔ＋＋Ｄｔｚとして出力されるとともに、データレ
ベルが３番目及び４番目のデータＤ　ｔ３．　Ｄｔ４と
して、振幅Ｓａ、Ｓｄに対応するデータが出力され、減
算器２６で減算される。ここで、振幅ＳａとＳｄは同レ
ベルであるため、減算出力が０となり、Ｄ／Ａ変換した
トラッキングエラー信号ＥＴ＝Ｏが得られる。

（ＩＩ）トラックＡ側にずれた場合 光スポットＳＰがトラックＡ側にずれていくと、再生Ｒ
Ｆ信号はＲＦ（ＩＩ）として示すように、上記（Ｉ）と
同様にピット位置■、■のビットＱ　Ｄ９．　ＱＥ９に
対応して最大振幅Ｓｂ、Ｓｃが現われるが、ピット位置
■に対応してトラックＡのビットＱ。Ａの影響による比
較的高レベルの振幅Ｓａが生じるようになり、また、ピ
ット位置■に対応するトラック８のビットＱ　ｉｓの影
響による振幅Ｓｄのレベルは低下していく。

従って、上記（Ｉ）と同様の手順で第３番目及び第４番
目のデータとして振幅Ｓａ及びＳｄに対応するデータが
減算処理されることにより、振幅ＳａとＳｄのレベル差
が検出されることになり、いうまでもなく、このレベル
差を、光スポットＳＰがトラックＡ側へずれていること
を示すトラッキングエラー信号ＥＴとすることができる
。

（ＩＩＩ）トラック８側にずれた場合 光スポットＳＰがトラックＡ側にずれていくと、再生Ｒ
Ｆ信号はＲＦ（ＩＩｌｌとして示すように、上記（ＩＩ
　）の場合と逆に、トラックＡのビットＱ　Ｉ）Ａの影
響による振幅Ｓａのレベルは低下していき、トラック８
のビットＱｔａの影響による振幅Ｓｄのレベルは増大し
ていく。

従って、同様の手順で第３番目及び第４番目のデータと
して振幅Ｓａ及びＳｄに対応するデータが減算処理され
ることにより、光スポットＳＰがトラック８側へずれて
いることを示すトラッキングエラー信号Ｅ７を生成する
ことができる。

このように生成されたトラックエラー信号は光学へラド
１１の例えば２軸機構等のトラッキング制御機構に供給
され、トラッキング制御が為されることは周知のとおり
である。

なお、以上の説明はトラック９の走査を例にあげたが、
第１図に示したフォーマットのグレーコードにおいては
、もちろん何れのトラックでも同様のトラック制御可能
である。ただし、必ずしも、グレーコードがこのフォー
マットに限られるものではなく、ビット間干渉の影響に
ょレベル差が生じないようにしたフォーマットであれば
よい。

このように５グレーコードを利用してトラッキング制御
を行なうことにより、制御情報領域Ａ　Ｒｓにトラッキ
ング情報ビットを設ける必要はなく、必要エリアを大幅
に減縮することができる。

なお、本発明を実施するにあたっては、上述したように
、隣接トラックのビット情報を部分的に読み込む必要か
らトラックピッチを狭くするが、この方式の場合、デー
タ領域ＡＲ，においては、隣接トラックのビットの影響
により再生信号のＳ／Ｎ比が劣化することになる。

このため、記録再生時には、そのデータ記録領域ＡＲ，
においては、例えば第７図に示すように、チャンネルク
ロックΦ１を１／２分周したクロックΦ２．Φ、を生成
し、奇数トラックと偶数トラックで使い分けるようにす
ることが好ましい。

このようにすれば、隣接トラックのビットによる再生Ｒ
Ｆ信号上への影響を排除できるため、トラックピッチを
狭くしても不都合はない。

また、記録データ変調方式としては、例えばエツジ記録
方式を採用すると、第８図で示すように、その変調デー
タによってビットに長短が生じるため隣接トラックの影
響を受は易くなる。従って、ビット長が一定であるポジ
ション記録方式にすることが好ましい。

なお、上記ように奇数トラックと偶数トラックでビット
が隣り合わないようにする記録方式を採ると、１単位の
データ記録領域ＡＲＤ内に記録できるデータ量は少なく
なってしまうが、本発明によるトラッキング情報ビット
の省略化及びトラックピッチの短縮によるトラック数の
増加により、全体の記録可能データ量としては、従来の
方式における光ディスクより大幅に増加させることがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光ディスクのトラッキン
グ制御方式は、グレーコードを利用してトラッキングエ
ラー信号を生成し、トラッキング制御を行なうようにし
たため、トラック上の各ブロックにおける制御情報領域
においてトラッキング制御ビットが不必要になり、制御
情報領域を短縮化できるため、相対的にデータ記録領域
を広くし、記録密度を著しく向上させることができると
いう効果がある。さらに、トラック中心から偏位するよ
うにつオブリングさせて形成していたトラッキング情報
ビットを形成する必要がないため、本方式による光ディ
スクは、従来の光ディスクに比べてプリフォーマット時
におけるカッティング作業が非常に簡易化されるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッキング制御方式に適合した光デ
ィスクの制御情報領域のフォーマットを示す説明図、 第２図は第１図のフォーマットにおいて光スポットとト
ラックピッチの関係の説明図、第３図は本発明のトラッ
キング制御方式を採用した記録再生装置の一実施例のブ
ロック図、第４図はクロック再生回路の一例を示すブロ
ック図、 第５図は第４図の動作説明のための波形図、第６図は第
３図のトラッキングサーボ回路の動作説明のための波形
図、 第７図は本発明実施の際に好適な記録再生方式第８図は
記録データ変調方式の説明図、第９図はサンプルドサー
ボ方式の光ディスクの説明図、 第１０図はグレーコードが付加された制御情報領域の説
明図である。 １４はクロッ サーボ回路、２ にはレジスタ、 は演算回路、２ を示す。 り再生回路、２１はトラッキング ２はＡ／Ｄ変換器、２３ａ〜２３ ２４はタイミング発生回路、２５ ６は減算器、２７はＤ／Ａ変換器 第２ＦｉＡ チャン亭ルビット □　（ビット位１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ディスク記録面上に形成された各トラックの制御情報
   領域に、連接する所定数のトラックを単位として順次所
   定のグレーコードを付加した光ディスクに対して、記録
   ／再生を行なう際に、走査中のトラックに形成されてい
   るグレーコードとともに該トラックの内周側に隣接する
   トラック及び外周側に隣接するトラックに形成されてい
   るグレーコードも一部読み込まれるようにし、 前記内周側に隣接するトラックに形成されたグレーコー
   ドから得られるＲＦ信号成分のレベルと、前記外周側に
   隣接するトラックに形成されたグレーコードから得られ
   るＲＦ信号成分のレベルとの間で減算処理を行なうこと
   によってトラッキングエラー信号を生成し、トラッキン
   グ制御を行なうようにしたことを特徴とする光ディスク
   のトラッキング制御方式。