JPH0836839A - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サンプルサーボ方式の光ディスクにおいて、追
記データの再生信号レベルに影響されず、かつ精度の良
いデータ読み出しクロックが生成でき、良好な追記デー
タの再生が可能な光ディスク記録再生装置を提供する。 【構成】記録時にクロック補正用の連続ビットを記録
し、再生時には、この補正パターンにおける無ピット部
と記録ピット部の再生信号レベルと、両部境界部の再生
信号をサンプリングし、該サンプル値から演算して読み
出しクロックの位相ずれ量を検出する。該位相ずれ量が
ゼロとなるように、クロック位相を制御する。 【効果】追記データ部の再生信号のレベルに影響され
ず、かつ読み出しクロックの位相ずれに対して感度の高
い検出を行うことができる。この結果記録データの再生
信号に対してデータ読み出しクロックの位相ずれを略ゼ
ロとすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相変化型光ディスク、
有機色素光ディスク、穴開け型光ディスク等の記録可能
な光ディスク、あるいは光磁気ディスク（以下、これら
をまとめて単に光ディスクと記す）を用いて情報を記録
再生する光ディスク記録再生装置に係わり、特にクロッ
クピット、ウォブルビットを含むサーボ領域と追記デー
タ領域とが光ディスク上で空間的に分離された、いわゆ
るサンプルサーボ方式の光ディスクに対して良好に記録
再生動作を行うような光ディスク記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】サンプルサーボ方式の光ディスク記録再
生装置は、光ディスク上のサーボ領域に予め形成されて
いるクロックピットから、データ記録用及び追記データ
読み出し用のクロックを得るように構成されている。し
かし、このクロックピットと追記データとの間には、記
録信号が経由する回路の信号遅延や、記録レーザパルス
に対して記録ピットあるいは記録ドメインが熱的に形成
されるときの記録位置ずれの理由により位相ずれが生
じ、データ再生時に誤り率の増加をもたらす。これに対
し、特開昭63-244448号公報に記載されている光ディス
ク記録再生装置では、サーボ領域のクロックピットの再
生信号サンプル値と、追記データの先頭に追記データと
同時に記録されたサンプル信号の再生信号サンプル値を
比較し、両サンプル値が一致するように追記データのサ
ンプリングクロックすなわちデータ読み出しクロックの
遅延量を調整することにより、データ読み出しクロック
と追記データとの位相ずれの解消を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来技術
は、クロックピットを含むプリフォーマット部と追記デ
ータ領域との再生信号振幅差について考慮されていな
い。実際の光ディスクでは、プリフォーマット部の再生
信号振幅と追記データ領域の再生信号振幅は、追記デー
タ領域における記録メカニズムや材料により大きく異な
る場合がある。このような場合には、読み出しクロック
の遅延量をどのように調整しても前記両サンプル値は一
致せず、したがって上記方法により読み出しクロックの
遅延量調整を行うことは困難となる。

【０００４】また、仮にプリフォーマット部の再生信号
振幅と追記データ領域の信号振幅が等しい場合でも、信
号の振幅値に相当する信号レベルをサンプルして比較し
ているので、サンプルクロックの位相変化に対するサン
プル値の変化量が小さく、精度の良い調整が行えないと
いう問題がある。

【０００５】本発明の目的は、再生信号レベルに影響さ
れず、かつ精度の良いデータ読み出しクロックが生成可
能なサンプルサーボ方式の光ディスク記録再生装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ディスク記録再生装置は、所定の長さの
連続したビット列を生成する記録ビット列生成回路と、
該記録ビット列生成回路出力に応じて例えばレーザダイ
オードの発光パワーを強弱させることにより光ディスク
に記録ピットを形成させる記録手段と、再生信号の信号
レベルをサンプリングするサンプルホールド回路と、該
サンプルホールド回路のサンプリングタイミングを複数
点生成するタイミング発生回路と、複数のサンプル値か
らクロックの位相ずれ量を検出するための演算手段と、
該演算手段出力に応じてクロックのクロックの遅延量を
変動させる可変遅延回路とを備える。

【０００７】

【作用】追記データ領域へのデータ記録時には、記録ビ
ット列生成回路は少なくとも所定の間隔で所定の長さの
連続した”ビット０”と”ビット１”を含むビット列を
記録手段に出力する。ここで、”ビット１”に対応した
光ディスク上での記録状態を、記録マーク、記録ピット
の形成、あるいは記録ドメインの所定方向の磁化（以
下、これらをまとめて記録ピットと記す）とし、”ビッ
ト０”に対応した光ディスク上での記録状態を、記録マ
ーク、記録ピットの無形成、あるいは記録ドメインの前
記所定方向とは逆方向の磁化（以下、これらをまとめて
無ピット部と記す）とした場合、光ディスク上には所定
の長さの無ピット部と、所定の長さのピット部が追記デ
ータの一部として形成される。再生時には、該無ピット
部の中央部における再生信号レベルと、ピット部の中央
部における再生信号レベルをサンプリングし、両サンプ
ル値の平均値を演算する。また、無ピット部とピット部
の境界部における再生信号レベルをサンプリングし、前
記平均値との差を演算する。この差がゼロとなるように
可変遅延回路によりサンプリングクロックの位相を調整
し、該サンプリングクロックの位相をさらに遅延量固定
の遅延回路により、１８０度遅延させて、これをデータ
の読み出しクロックとする。この結果、再生時に読み出
しクロックと追記データの位相ずれをほぼゼロとするこ
とがで、良好な再生動作が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【０００９】図２は、サンプルサーボ方式の光ディスク
１におけるトラックの領域分割図である。サンプルサー
ボ方式では、記録再生装置がサーボ情報を得るためのサ
ーボ領域１０１と、追記データを書き込むためのデータ
領域１０２とがトラック円周方向に交互に配置されてい
る。図３及び図４は、このうちサーボ領域１０１におい
て、光ディスク製造時に予め形成されるプリピット構成
の一例である。両図に示すように、１０３ａ、１０３ｂ
はウォブルピットで、トラック中心に対してそれぞれ反
対方向に等距離だけオフセットされて形成される。１０
４はクロックピットで、トラックの中心線上に形成され
ている。詳しくは後述するが、再生信号におけるクロッ
クピット１０４より、これに同期したサンプルクロック
を生成し、ウォブルピット１０３ａ、１０３ｂの再生信
号レベル差からトラッキング制御信号を生成する。ま
た、図３におけるウォブルピット１０３ｂとクロックピ
ット１０４の間、及び図４におけるウォブルピット１０
３ｂの右側の部分の無ピット部（ミラー部）１０５はフ
ォーカス制御信号を得るための領域である。なお、実際
のサーボ領域では、他の機能を持つピット（一例として
アクセス用トラック横断検出ピット）を含む場合もある
が、このピットの有無は本発明の特徴及び動作と直接関
係ないので図には示していない。

【００１０】上記したサンプルサーボ方式の光ディスク
への追記データ記録動作、及びデータ再生動作について
説明する。

【００１１】図１は、本発明による光ディスク記録再生
装置の第１実施例を示す回路ブロック図である。同図に
おいて、１は上記したサンプルサーボ方式の光ディス
ク、３は光ピックアップ２内の光検出器（図示せず）か
らの信号を演算増幅するプリアンプ、５はウォブルピッ
トの再生信号からトラッキング制御用信号を生成する回
路、６はピーク検出回路、７はＰＬＬ（Phase Locked L
oop）により構成されたクロック再生回路、８及び１０
は入力されたクロックの位相を所定の固定量だけ遅延さ
せる遅延回路、９は外部からのコントロール信号に応じ
て遅延量を変化させる可変遅延回路、１１は例えば変調
回路出力に所定のビット列を付加する記録ビット列生成
回路、１３〜１５はサンプルホールド回路、１９はサン
プルホールドのタイミングを発生するＳ／Ｈタイミング
発生回路である。

【００１２】追記データ記録時には、次のような動作と
なる。前述のサーボ領域１０１においては、レーザダイ
オードの発光パワーを低パワーとし、該領域の再生を行
う。プリアンプ３からの出力はピーク検出回路６に入力
され、ピーク検出回路はクロックピットの再生信号のピ
ーク位置を検出する。ピーク検出回路６から出力された
ピーク位置パルス２０２は、クロック再生回路７に入力
され、周知のＰＬＬ技術により該ピーク位置パルス２０
２に同期したクロック１が生成される。クロック１は遅
延量固定の遅延回路８に入力され、ここで回路系、すな
わちピーク検出回路６、クロック再生回路７における信
号遅延量の補正を行う。トラック制御用信号生成回路５
は、遅延回路８の出力であるクロック２を、ウォブルピ
ットの再生信号をサンプリングするためのクロックと
し、両ウォブルピットの再生レベルの差をトラッキング
誤差信号としてサーボ回路に出力する。図５に、プリピ
ットの構成が図３であるような場合を例にとり、上記動
作における光ディスク記録再生装置の各部の信号を示
す。

【００１３】一方、前述のデータ領域１０２において
は、レーザダイオードの発光パワーを記録するビット列
に応じて強弱に変調し、該領域への追記データの記録を
行う。図６は、データ記録時の各部信号と光ディスク上
の記録ピット模式図である。記録ビット列生成回路１１
は変調回路からの信号とクロック１を入力し、クロック
１に同期した記録ビット列２０７をＬＤ駆動回路１２に
出力する。ＬＤ駆動回路１２は、例えば同図に示すよう
な記録ビット列２０７（ａ）を入力すると、発光パワー
Ｐ１とＰ２でレーザダイオードを駆動し、この結果記録
ビット列中の”ビット１”に対応して記録ピット１０６
が光ディスク上に形成される。ところでこのとき、光デ
ィスクの記録膜においてピット形成に至る温度をＴ１と
すれば、記録ピット１０６の中心位置に対してクロック
１の位相は、Ｄ１だけずれることになる。

【００１４】図７は、上記した記録ピットとクロックの
位相ずれを補正する方式を説明するための各部信号と光
ディスク上の記録ピット模式図である。追記データ記録
時において、記録ビット列生成回路１１は、変調回路か
らのビット列の所定の間隔に、”ビット０”及び”ビッ
ト１”が各２つ以上連続する補正用データを挿入する。
例えば、同図に示すように各４ビットずつ連続するよう
な補正用データを付加された記録ビット列２０７（ｂ）
の場合、光ディスク上には４ビットの長さに相当する無
ピット部及び記録ピット１０７が形成される。

【００１５】データ再生時には、次のような動作とな
る。なお、サーボ領域１０１の再生動作については、追
記データ記録時と同一動作であるので、ここでは説明を
省略する。データ領域１０２の再生時には、再生信号２
０１はＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路１３、１４、１
５に入力され、それぞれＳ／ＨタイミングＳ１、Ｓ２、
Ｓ３により再生信号レベルをサンプリングする。一方、
クロック１は可変遅延回路９を介してＳ／Ｈタイミング
発生回路１９に入力される。Ｓ／Ｈタイミング発生回路
１９では、可変遅延回路９の出力であるクロック３から
同図に示すＳ／ＨタイミングＳ１、Ｓ２、Ｓ３を生成す
る。Ｓ／Ｈ回路１３におけるサンプル値Ｖ１と、Ｓ／Ｈ
回路１４におけるサンプル値Ｖ２は、加算回路１６に入
力されて加算された後、１／２倍の乗算回路１７により
１／２倍されて、Ｖ１とＶ２の中心値（平均値）Ｖ４が
得られる。該中心値Ｖ４と、Ｓ／Ｈ回路１５におけるサ
ンプル値Ｖ３は減算回路１８に入力され、両値の差信号
２０３は、可変遅延回路８の遅延量コントロール入力に
接続される。可変遅延回路８は、差信号２０３の電圧レ
ベルに応じて、入力クロック１の遅延量を変化させてク
ロック３を出力する。ここで、中心値Ｖ４とサンプル値
Ｖ３が等しくなるように制御ループを構成する。これに
より、図７に示すような位相を持つ（記録ピットの境界
線上に位相が一致している）クロック３が得られる。該
クロック３は、所定の遅延量Ｄ２、例えば１８０度位相
を遅延させる遅延回路１０に入力される。該遅延回路１
０の出力であるクロック４は、Ａ／Ｄ変換回路４のクロ
ック入力に接続され、再生信号２０１のいわゆる読み出
しクロックとして用いる。

【００１６】以上の動作により、クロック４の位相を、
記録ピット１０６の再生信号における略中央位置に自動
設定することができる。また、位相ずれの量の検出を、
再生信号における傾き（ｄｖ／ｄｔ）が最大となる期間
で行うので、検出感度が大きく精度の良いクロック位相
の設定ができる。

【００１７】図８は、図１における可変遅延回路９の具
体的な構成例を示すブロック図である。同図において、
２０はＣＭＯＳにより形成されたインバータ回路、２０
４は該インバータ回路の電源ラインである。ＣＭＯＳの
インバータは電源電圧に応じて遅延量が変化するので、
この特性を利用して電源ライン２０４を遅延量コントロ
ール入力端子とすることにより、可変遅延回路９を構成
できる。なお、インバータ２０の段数は、変化させる遅
延量に応じて適当に設定する必要がある。図９に、ＣＭ
ＯＳインバータ１素子当たりにおける電源電圧と遅延時
間の関係の一例を示す。

【００１８】図１０は、本発明による光ディスク記録再
生装置の第２実施例を示す回路ブロック図である。同図
において、２１はＡ／Ｄ変換回路、２２はマイコン等に
より構成される演算回路、２３はＡ／Ｄ変換のタイミン
グを発生するＡ／Ｄタイミング発生回路である。なお、
図１と同一機能を持つブロックには同一符号を付し、こ
こでは説明を省略する。

【００１９】図１１は、図１０の光ディスク記録再生装
置における各部号と光ディスク上の記録ビット模式図で
ある。両図を用いて、記録ビットと読み出しクロックの
位相ずれの補正動作について以下に説明する。

【００２０】データ領域１０２の再生時には、再生信号
２０１はＡ／Ｄ変換回路２１に入力され、Ａ／Ｄ変換ク
ロック５により、その再生信号レベルがディジタル変換
される。Ａ／Ｄタイミング発生回路２３は、クロック再
生回路７にて再生される読み出しクロック１よりも繰り
返し周波数の高いクロック１Ｎと、可変遅延回路９の出
力であるクロック３を入力する。該クロック１Ｎとして
は、例えばクロック再生回路７において電圧制御発振器
（ＶＣＯ）の発信周波数をクロック１のｎ倍とし、１／
ｎの分周回路によりクロック１を生成している場合、分
周前のＶＣＯ出力、あるいは１／ｍ分周（ただし、ｎ＞
ｍ）したクロックを用いることができる。Ａ／Ｄタイミ
ング発生回路２３は、クロック５を、例えば図１１に示
すようなタイミングに設定する。ここで、クロック５
（ａ）とクロック５（ｂ）は読み出しクロック補正領域
の再生毎に交互に出力するものとする。演算回路２２内
では、時刻ｔ１における再生レベルＶ１と、時刻ｔ４に
おける再生レベルＶ２の中心値Ｖ４を演算する。また、
時刻ｔ２における再生レベルＶ５と時刻ｔ３における再
生レベルＶ６より、再生信号２０１の記録ビット境界部
における傾き（ｄｖ／ｄｔ）を演算する。さらに、時刻
ｔ５における再生レベルＶ７より、ｖ７−ｖ４を演算し
てこの値がゼロとなるようなΔｔを求め、該Δｔの値に
応じた遅延量コントロール信号を可変遅延回路９に出力
する。これにより、Δｔを最小にするようにクロック３
を調整することができる。この結果、クロック３は第１
実施例と同様にして、記録ピットの境界線上に位相が略
一致し、この位相を１８０度遅延させたクロック４は、
記録ピット１０６の再生信号における略中央位置に一致
させることができる。

【００２１】なお、Ａ／Ｄタイミング発生回路２３にお
いて、クロック５（ａ）とクロック５（ｂ）を読み出し
クロック補正領域の再生毎に交互に切り替えるものとし
たが、クロック５（ａ）を１回出力した後、複数回連続
してクロック５（ｂ）を出力するようにしても良い。ま
た、時刻ｔ１及びｔ４は、再生信号２０１の微分値が略
一定の期間であれば良く、本例にて示した位置に限定さ
れるものではない。

【００２２】図１２は、上記第２実施例に適した可変遅
延回路９の具体的な構成例を示す回路ブロック図であ
る。同図において、２４は遅延量固定の遅延回路、２は
複数入力に対して出力を選択的に切り替えるセレクタで
ある。セレクタ２５は、演算回路２２からの遅延量コン
トロール信号２０７を入力すると、これに応じて選択す
る入力を切り替え、クロック３として出力する。

【００２３】なお、以上の実施例において、記録ビット
列生成回路１１が付加する補正用データの”ビット０”
及び”ビット１”の連続するビット数を４ビットとした
が、本発明はこれに限定されることなく、再生信号にお
いてその微分値が略一定となる期間を持つような記録ピ
ットが形成できれば、ビット数は何ビットでも良い。こ
の場合、Ｓ／ＨタイミングＳ１、Ｓ２をそれぞれ無ピッ
ト部の略中央、記録ピットの略中央に設定するのが望ま
しい。

【００２４】また、補正データの光ディスク上への記録
場所及び頻度も、本発明は特に限定しない。したがっ
て、データ領域毎の先頭部分、あるいは最後尾部分に補
正データを記録しても良いし、複数のデータ領域に１回
の比率で補正データを記録しても良い。

【００２５】さらに、記録ビット列生成回路１１におい
て、変調回路出力に補正データを付加しているが、変調
の方式により変調後のビット列が連続ビットを含む場合
には、補正データの付加を省略することもできる。この
場合には、データ中の連続ビットを検出し該連続ビット
を用いて上記の動作を行わせるようにすればよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、サンプルサーボ方式の
光ディスクに対して、そのデータ領域へのデータ記録時
に、所定の長さ以上の無ピット部と、所定の長さ以上の
記録ピット部を隣接して形成し、該無ピット部の略中央
部の再生信号レベルと、該記録ピット部の略中央部の再
生信号レベルと、無ピット部と記録ピット部の境界部の
再生信号レベルをサンプリングし、該サンプル値から演
算してデータ読み出しクロックの位相ずれを検出するこ
とにより、再生信号のレベルに影響されず、かつ該位相
ずれに対して感度の高い検出を行うことができ、この結
果記録データの再生信号に対してデータ読み出しクロッ
クの位相ずれを略ゼロとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ディスク記録再生装置の第１の
実施例を示す回路ブロック図

【図２】サンプルサーボ方式による光ディスク上のトラ
ック領域分割図

【図３】プリピット構成の一例を示すピット構成図

【図４】プリピット構成の他の例を示すピット構成図

【図５】図１の実施例のサーボ領域再生時における各部
信号波形図

【図６】図１の実施例のデータ領域へのデータ記録時お
ける各部信号波形図

【図７】図１の実施例のデータ領域への補正データ記録
時、および読み出しクロック補正動作おける各部信号波
形図

【図８】可変遅延回路の一例を示す回路ブロック図

【図９】図８の可変遅延回路の特性図

【図１０】本発明による光ディスク記録再生装置の第２
の実施例を示す回路ブロック図

【図１１】図１０の実施例の読み出しクロック補正動作
おける各部信号波形図

【図１２】可変遅延回路の他の例を示す回路ブロック図

【符号の説明】

１はサンプルサーボ方式の光ディスク、４、２１はＡ／
Ｄ変換回路、５はトラック制御信号生成回路、６はピー
ク検出回路、７はクロック再生回路、８、１０、２４は
遅延量固定の遅延回路、９は可変遅延回路、１１は記録
ビット列生成回路、１３〜１５はサンプルホールド回
路、１９はＳ／Ｈタイミング発生回路、２０はＣＭＯＳ
インバータ回路、２２は演算回路、２３はＡ／Ｄタイミ
ング発生回路、２５はセレクタ、１０１はサーボ領域、
１０２はデータ領域、１０３ａ、１０３ｂはウォブルピ
ット、１０４はクロックピット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】螺旋状あるいは同心円状に配置されたトラ
   ック上に、サーボ領域と追記データ領域が交互に配置さ
   れた光ディスクを用い、該光ディスクのサーボ領域から
   得られるクロック基準信号に基ずいて情報の記録再生を
   行う光ディスク記録再生装置において、追記データ部の
   再生信号の最大値、最小値、およびトランジェント部分
   の少なくとも３点をサンプリングするサンプリング手段
   と、該サンプリング手段出力から演算することにより、
   データ読み出しクロックの追記データに対する位相ずれ
   量を検出する演算手段を設けたことを特徴とする光ディ
   スク記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の演算手段は、再生信号の最
   大値と最小値から平均値を演算し、該平均値と前記トラ
   ンジェント部分のサンプル値との差を演算することを特
   徴とする光ディスク記録再生装置。
3. 【請求項３】請求項１および２において、クロックの可
   変遅延手段と、固定遅延手段を設け、前記演算手段出力
   が略ゼロとなるように可変遅延手段の遅延量を制御し、
   該可変遅延手段から出力されたクロックの位相を固定遅
   延手段にて１８０度遅延させ、該固定遅延手段出力をデ
   ータ読み出しクロックとすることを特徴とする光ディス
   ク記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項１において、追記データ部の再生信
   号の最大値および最小値をサンプリングするタイミング
   は、再生信号の微分値が略一定である期間とすることを
   特徴とする光ディスク記録再生装置。