JPH07118081B2

JPH07118081B2 - 光デイスク駆動装置

Info

Publication number: JPH07118081B2
Application number: JP15241386A
Authority: JP
Inventors: 亮一之瀬; 勲佐藤; 能久福島; 譲黒木; 裕司高木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS639025A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、データを光ディスクに記録再生する光ディス
ク駆動装置に関し、特に再生専用光ディスクにデータを
追加して記録あるいは書き換えすることを可能にした光
ディスク駆動装置に関する。

従来の技術大量のデータを記憶できる外部メモリとしてディスク状
のプラスチック基材にサブミクロン・オーダーの凹凸の
ビットの形でデータを記録し、レーザ光を１μｍぐらい
に絞って照射してデータを再生する再生専用光ディスク
（以下R/0ディスクと称する。）を用いた光ディスク駆
動装置が注目されている。

R/0ディスクは厚さ1.2mmのポリカーボネートなどのプラ
スチック樹脂にデータで変調したサブミクロン・オーダ
ーの凹凸のビットを形成し、アルミニュームなどの反射
層を蒸着したのち、その上に保護層を塗布したもので、
12cmの直径で記憶容量が数百メガバイトもあるが、デー
タを記録することはできない。

R/0ディスクはその大容量とランダムアクセスおよび大
量複製が容易で低価格であることを生かした利用が考え
られている。例えば、ワードプロセッサの辞書やフォン
トパターンを記憶したディスクとして、あるいはコンピ
ュータのプログラムや操作マニュアルを記憶したディス
クとしての使用が考えられている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のようなR/0ディスク再生専用であ
って、かつ専用の工場で製造されるから、R/0ディスク
で供給されたワードプロセッサの辞書やフォントパター
ンにユーザが自分固有の漢字などのフォントパターンを
外字として登録したり、あるいはユーザの業務に応じて
単語や熟語を辞書に追加登録して辞書を充実することが
できない。

また、プログラムは機能を追加したり、プログラム中の
バグを修正するためバッチをあてることができなかっ
た。このためR/0ディスクは固定的なデータしか扱えな
いため、特にコンピュータでの使用が制限されるという
問題点が有った。

本発明はかかる点に鑑み、R/0ディスクにユーザがデー
タを記録できると共に、再生専用領域とデータ記録領域
のデータを良好に読み取ることができる光ディスク駆動
装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は、データフィールド識別フラッグを検出する検
出手段と、検出されたデータフィールド識別フラッグを
基にして、データ記録領域には通常の初期化を施し、デ
ータ再生専用領域に対しては、データ記録領域にデータ
が記録された時の平均反射率と同じ反射率になるように
初期化する手段を備えた光ディスク装置である。

作用本発明は前記した構成により、セクタ識別子部IDからデ
ータフィールド識別フラッグＦを検出し、データ再生専
用領域とデータ記録領域とでディスク表面の光感応性部
材の初期化のための光パワーを切り換えて、両領域での
平均の反射率を一定とし、両領域でのサーボ特性の安定
化を図るものである。

実施例第４図は本発明の実施例において適用される光ディスク
を示し、第４図ａは光ディスクの平面図で第４図ｂは第
４図ａのＡ−Ａ′の断面図である。第４図において、24
は光ディスク、25はディスクモータに光ディスクを装着
するためのセンタ穴、26はデータが記録されていないデ
ータフィールド部DFを有するセクタからなる複数のトラ
ックのデータ記録領域、27は予めデータが記録されてい
るデータフィールド部DFを有するセクタからなる複数の
トラックのデータ再生専用領域、28はポリカーボネート
樹脂などのディスク基材、29はディスク基材に溝状に形
成したトラック、29aはデータ記録領域、29bはデータ再
生専用領域、30はレーザ光で信号が書き込まれる光感応
性記録部材、31は光感応性記録部材30を保護するための
保護層である。S1,S2,S3……Snはセクタ、IDはセクタS
1,S2……Snのアドレス情報を記録したセクタ識別子部、
DFはデータを記録するデータフィールド部である。

光ディスク24はセクタ識別子部IDとデータフィールド部
DFからなる複数のセクタに分割された溝状のトラック29
がディスク基材28に形成され、その上に光感応性記録部
材30が光ディスク全面に渡って一様に蒸着されている。

データ記録領域26の光感応性記録部材30は、強い強度の
記録レーザ光の照射によって反射率変化や穴形成の形で
信号が記録される。光感応性記録部材30が光磁気材料の
場合は、記録信号は磁区を反転し、ファラディ効果によ
る反射光の偏光波面の回転で読み出される。

データ再生専用領域27において、光感応性記録部材30は
弱い強度の読み取りレーザ光を反射する反射膜として働
く。

前記反射率変化を利用したものとして相変化記録部材が
知られている。

これは非晶質の記録材料を用いて光学的濃度を可逆的あ
るいは非可逆的に変化させることによって、信号の記録
再生および消去可能であることが報告されている。書き
換え可能形光ディスクでは、可逆的な光学的濃度変化が
生ずる記録材料の加熱サイクルによる状態転移を用いて
行なわれ、記録材料の非晶質状態と結晶状態の間の転
移、あるいは１つの非晶質状態と他の安定な非晶質状態
との間の転移を繰り返し利用することにより行なわれ
る。以下に上記の状態間転移を原理的に簡単に説明す
る。説明の簡単化のために、非晶質状態と結晶状態の間
の転移として光学的濃度変化を得るものとして説明す
る。

第５図に上記書き換え可能形光ディスクの非晶質状態と
結晶状態の間の転移条件のモデル化を簡単化して示す。
第５図で（Ａ）は非晶質状態を示し、非晶質状態におけ
る記録材料の光の反射率は小さく、光の透過率は大き
い。また、（Ｃ）は結晶状態を示し、結晶状態における
記録材料は反射率が大きく、透過率は小さい。この可逆
的な光学的濃度変化を生ずる記録材料で、第５図におけ
る非晶質状態（Ａ）における記録材料の温度を局部的に
融点近くまで昇温し徐冷すると結晶状態（Ｃ）となる。
一方、結晶状態（Ｃ）にある記録材料の温度を局部的に
融点近くまで昇温し急冷すると非晶質状態（Ａ）にな
る。以上が可逆的な光学的濃度変化の原理的内容であ
る。

信号の記録は、この結晶状態と非晶質状態における反射
率あるいは透過率の変化をレーザ光の反射光量変化ある
いは透過光量変化の形で行なう。書き換え可能光ディス
クの記録材料はあらかじめ昇温徐冷処理されて結晶状態
（Ｃ）となっている。そして、信号の記録は第５図の昇
温急冷に相当し、結晶状態（Ｃ）から非晶質状態（Ａ）
への相変化として記録される。また、記録情報の消去は
第５図の昇温徐冷に相当し、非晶質状態（Ａ）から結晶
状態（Ｃ）への相変化として記録情報が消去される。こ
れが、相変化による書き換え可能形光ディスクの初期化
と呼ばれる処理である。光ディスク駆動装置で初期化を
実現するためには、後述するように、記録トラック方向
に長い長円形の光ビームを照射する方法が用いられる。

第６図は書き換え可能形光ディスクに対して信号を記録
した時に反射光量変化として与えられる再生信号の波形
を示す図である。

光ディスクに照射されるレーザ光の強度は２値で与えら
れる記録信号（Ｄ）が“1"である時に記録パワーとなり
“0"である時に再生パワーとなる。（Ｅ）は書き換え可
能形光ディスクからの再生信号で記録信号（Ｄ）とは逆
極性の関係にある。

一方、データ再生専用領域４においては、ディスク上に
凹凸を形成し、レーザ光照射時における回折特性に伴う
反射光量変化としてデータが検出されるようにプリフォ
ーマットされている。

以上のように本実施例によれば、データ再生専用領域４
とデータ記録領域３とに同一の消去可能な光感応性記録
部材７を形成することにより、記録書き換え可能セクタ
をもつ再生専用光ディスクの製造を容易にする。また、
データ再生専用領域４とデータ記録領域３との境界にデ
ータを記録しない緩衝部を特別に設ける必要がない。

第７図は前記光ディスクのセクタ識別子部IDのデータフ
ィールド識別フラッグＦ（F₁，F₂）の説明図である。

第７図ａはデータフィールド部DFに凹凸の形でデータが
記録されたデーター再生専用領域４のセクタフォーマッ
ト、第７図ｂはデータフィールド部DFが一様な深さの溝
状のトラック片であるデータ記録領域３のセクタフォー
マット、第７図ｃはデータ再生専用領域４のアドレスAD
R,データフィールド識別フラッグF₁，エラー検出符号CR
Cの具体的な一実施例、第７図ｄはデータ記録領域３の
アドレスADR,データフィールド識別フラッグF₂，エラー
検出符号CRCの具体的な一実施例である。

セクタ識別子部IDにおいて、PRはクロック再生用のプリ
アンブル、AMはアドレス情報の始まりを示すアドレスマ
ーク、ADRはアドレス、F₂はデデータ記録領域３である
ことを示すデータフィールド識別フラッグ、F₁はデータ
再生専用領域４であることを示すデータフィールド識別
フラッグ、CRCは巡回符号などのエラー検出符号、P0は
ポストアンブルである。G1,G2は光ディスクの回転変動
を吸収するための情報の記録されていないギャップであ
る。

データフィールド部DFにおいて、SYNCはクロック再生の
ためのクロック同期信号、DMはデータの始まりを示すデ
ータマーク、DATAはデータ、ECCはエラー検出訂正符号
である。

ADRはトラックアドレス情報２バイト，トラックアドレ
ス（ハイバイト）TA（Ｈ），トラックアドレス（ローバ
イト）TA（Ｌ）とセクタアドレス情報SAからなってい
る。

光ディスク駆動装置が任意のセクタ識別子部IDを読み取
るとデータフィールド識別フラッグＦは例えば第７図c,
dに示すようにF₁＝1,F₂＝０として検出され、光ディス
ク駆動装置は直ちにこのセクタがデータ再生専用領域４
のものか、データ記録領域３のものかを知り、後述する
ようにデータ再生専用領域４およびデータ記録領域３で
の初期化のための光パワーを最適に制御する。

第８図は前記の光ディスクのトラックの拡大断面図であ
る。第８図ａはデータ再生専用領域27のセクタ識別子部
ID,ギャップGI,データフィールド部DFの部分拡大図を示
し、第８図ｂはデータ記録領域のセクタ識別子部ID,ギ
ャップGI,データフィールド部DFの部分拡大図、第８図
ｃは第８図ｂのデータ記録領域の再生信号の波形図であ
る。

第８図において、データ再生専用領域27とデータ記録領
域26のトラックは共に、光感応性記録部材30が形成され
ており、各セクタ識別子部IDは共に凹凸のビット22でセ
クタのアドレス情報が形成されており、加えてデータ再
生専用領域27のデータフィールド部DFはセクタ識別子部
IDと同様に凹凸のビット22でデータが記録されている。
データ記録領域26のデータフィールド部DFGは一様な深
さの溝でユーザが記録したデータは濃淡変化、磁区の反
転あるいは穴形成などのドット23として光感応性記録部
材30に記録される。第８図ｃに示すように、ビット８部
の再生振幅A1はドット部23の再生振幅A2と異なる。溝の
深さがλ/8で書き換え可能な相変化記録部材が蒸着され
ている場合には、初期化の前には一般的に平均反射率は
ランド部＞ピット部の関係が成立する。

すでに述べた相変化記録部材の初期化をデータ記録領域
26のみに対して行なうと、第８図に示すようにランド部
の反射率はさらに大になり、フォーカスあるいはトラッ
キングのサーボループゲインがデータ再生専用領域27と
データ記録領域26とで大きく異なるようになる。この反
射率の差は未記録時のデータ記録領域26とデータ再生専
用領域27との間で最も大きい。この反射率の差は、両領
域を再生するときにサーボのループゲインの変動を起こ
し、不安定要因となる。

第１図，第２図に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明の書き換えができる光ディスク記録再
生装置の一実施例を示すブロック図である。１は波長λ
₁の光ビームを発生する記録再生用半導体レーザを示
し、その出力光ビーム１で示す。２は集光レンズを示
し、広がりを有する半導体レーザの出力光を集光して略
平行な光ビームとする。３は波長の光ビームｍを発生す
る半導体レーザであり、４はその集光レンズを示す。集
光レンズ４は半導体レーザ３の出力光ビームｍを断面が
長円形の略平行光に変換する。５は波長λ₁の光ビーム
ｌを透過し、波長λ₂の光ビームｍを反射する光ビーム
合成器、６はビームスプリッタ、７は反射ミラーを示
す。半導体レーザ１の光ビーム１はこれらの光学素子を
通って絞りレンズ８に入射する。絞りレンズ８は入射す
る光ビーム１を絞って光記録ディスク上の案内トラック
上に略円形の光スポットＬを作る。９は絞りレンズ８を
駆動するアクチュエータを示し、光記録ディスクの面ぶ
れに対応して絞りレンズを光軸方向に駆動して、公知の
フォーカス制御を行なう。また、このアクチュエータ
は、光記録ディスクの径方向に絞りレンズ８を駆動して
公知のトラッキング制御を行う。

光ビームｍは、ビーム合成器５で反射され、光ビーム１
とほぼ同じ光路を通り、絞りレンズ８に入射し、光スポ
ットＬと同じ案内トラック上に第２図で示すように、長
円形でかつその長径方向が案内トラックの長手方向と一
致する光スポットＭが形成される。

第１図で光記録ディスクで反射された光は絞りレンズ8,
ミラー７を通ってビームスプリッタ６に入射し、光路の
変更をうけフィルタ板11に入射する。このフィルタ板11
の光１だけを透過し、波長λ₂の光ｍは透過しない。12
は単レンズで反射光ビーム１を絞りビームに変換する。
13は反射ミラーを示し、単レンズ12による絞り光の約半
分を遮り、かつ反射して光検出器15の方へ導く役割をす
る。14はフォーカス誤差信号を検出するための２分割の
フォトダイオードを示し、単レンズ12のフォーカス点に
配置され分割された光L1の移動に対応して、従来公知の
フォーカス誤差信号を検出する。15はトラッキング誤差
信号を検出するための２分割フォトダイオードであり、
ミラー13による反射光L2により従来公知のトラッキング
誤差信号を検出する。

光記録ディスク上の案内トラックに記録された信号は光
検出器14により再生される。

16は半導体レーザ３を駆動するレーザ駆動回路で、案内
トラック上に形成される長円形の光スポットＭの強度を
端子Ｅに印加する信号で制御する。

第２図に、第１図の案内トラックの部分における光スポ
ットＬとＭの拡大図を示す。光強度分布の勾配を大きく
した略円形の光スポットＬと光強度分布の勾配を小さく
した長円形のスポットＭは、同一の案内トラック上に隣
接して配置される。略円形の光スポットＬは、案内トラ
ックに沿って信号の記録あるいは再生に使い、長円形の
光スポットＭは消去に使う。

光スポットＬとＭがともに案内トラック上を矢印方向に
向かって相対的に進むと、光スポットＬの当たった部分
は昇温急冷状態になり、あらかじめ結晶にしてあって反
射率の高い部分を非晶質化し、反射率を低めることで信
号の記録が可能となる。一方、光スポットＭの当たった
部分は、昇温徐冷状態になり、すでに記録してある信号
を消去できる。

第２図のような光スポットの配置であれば、案内トラッ
ク上を先行する光スポットＭで記録済みの信号を消去
し、その直後に光スポットＬによって信号を記録する。
いわゆる同時消録も可能となる。信号再生時には光スポ
ットＬを記録可能な光強度以下にして使う。

第１図の18は光検出器14で検出された再生信号よりセク
タ識別子部IDのアドレス情報とデータフィールド識別フ
ラッグを読みだし、アドレス信号19とデータフィールド
識別フラッグ20とを出力するアドレス読み取り回路であ
る。

21はデータフィールド識別フラッグ20に基づいて消去パ
ワーを切り換えるための消去パワー切り換え回路であ
る。

データ記録領域を消去し、データを記録した後の部分の
平均反射率とデータ再生専用領域の平均反射率を等しく
するためには、データ再生専用領域を通常の消去パワー
をP0とすると、P0よりも小さい光パワーP1で消去し、結
晶状態と非晶質状態の中間状態に初期設定してやればよ
い。

これを第３図を用いて説明する。第３図ａはデータ再生
専用領域の凹凸のピット部22と相変化形消去可能部材に
データが記録されたデータ記録領域９の部分拡大図を示
し、ｂはデータ記録領域のドット部23のみに初期化パワ
ーP0が照射された時の再生信号出力を示す。ｂから明ら
かなように、平均反射率はデータ記録領域26の方がデー
タ再生専用領域27よりも大きくなっている。これに対し
て、データ再生専用領域27にも、データ記録領域26の初
期化パワーP0よりも小さい初期化パワーP1を照射するこ
とにより、データ再生専用領域27を結晶状態と非晶質状
態の中間状態にして、ｃに示すようにデータ再生専用領
域27とデータ記録領域26の平均反射率を等しくすること
ができる。このような初期化の処理は、データ再生専用
領域に対しては、１度だけ実行すればいい。

以上のように本実施例によれば光ディスクのセクタ識別
子部に設けたデータフィールド識別フラッグを検出する
ことによって、データ再生専用領域とデータ記録領域で
の、初期化のために照射する光パワーを切り換えること
により、データ記録可能なひょを有するR/0ディスクの
記録再生動作を最適に行う光ディスク駆動装置を提供で
きる。

発明の効果以上説明したように、本発明によればR/0ディスクにユ
ーザが自由にデータを記録できると共に、再生専用領域
およびデータ記録領域から良好にデータを読み出すこと
ができる光ディスク駆動装置を提供することの実用的効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の消去可能な光ディスク駆動装置の一実
施例のブロック図、第２図は第１図の案内トラックの部
分における光スポットＬとＭの拡大図、第３図は本発明
を説明するための再生信号出力波形図、第４図は同実施
例における光ディスクのフォーマット説明図、第５図は
相変化形消去可能記録部材の原理の説明図、第６図は相
変化形消去可能光ディスクに対して信号を記録したとき
に反射光量変化として与えられる再生信号の波形図、第
７図は光ディスクのセクタ識別子部IDのデータフィール
ド識別フラッグＦ（F₁，F₂）の説明図、第８図は光ディ
スクのトラックの拡大断面図である。１……記録再生用半導体レーザ、２……集光レンズ、３
……初期化半導体レーザ、４……集光レンズ、５……光
ビーム合成器、６……ビームスプリッタ、７……反射ミ
ラー、８……絞りレンズ、９……アクチュエータ、11…
…フィルタ板、12……単レンズ、13……反射ミラー、14
……２分割フォトダイオード、15……光検出器、16,17
……レーザ駆動回路、18……アドレス読み取り回路、19
……アドレス信号、20……データフィールド識別フラッ
グ、21……消去パワー切り換え回路、22……ピット部、
23……ドット部、24……光ディスク、25……センタ穴、
26……データ記録領域、27……データ再生専用領域、28
……ディスク基材、29……トラック、30……光感応性記
録部材、31……保護層。

フロントページの続き (72)発明者黒木譲大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者高木裕司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】すべてのトラックに相変化による消去可能
な光感応性記録部材を形成し、前記トラックにアドレス
情報を記録したセクタ識別子部とデータを記録するデー
タフィールド部をもつ複数のセクタを形成し、凹凸のピ
ットの形でデータを前記データフィールド部に記録した
データ再生専用領域とデータの記録可能な前記データフ
ィールド部からなるデータ記録領域とを有し、前記セク
タ識別子部に前記データ再生専用領域と前記データ記録
領域とを区別するデータフィールド識別フラッグを設け
た光ディスクにデータを記録再生する光ディスク駆動装
置において、前記データフィールド識別フラッグを検出
する検出手段と、検出されたデータフィールド識別フラ
ッグを基にして、前記データ再生専用領域と前記データ
記録領域とで異なる光パワーを用いて初期化する初期化
手段を備えた事を特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項２】初期化手段は、データ再生専用領域とデー
タ記録領域の平均反射率が一定となるように初期化パワ
ーを切り換えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光ディスク駆動装置。