JPH09128806A

JPH09128806A - 光ディスク，光ディスク用情報アクセス方法およびその装置

Info

Publication number: JPH09128806A
Application number: JP7281823A
Authority: JP
Inventors: Yoriji Kawasaki; 順志川崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-05-16
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP2790097B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アクセス時のトラックカウントミスを少なく
し、高速アクセスを実現し得る光ディスク，光ディスク
用情報アクセス方法，その装置を提供すること。【解決手段】位相ピットで情報が記録されている記
録層を一層又は二層以上備えた光ディスクにおいて、記
録層とは別に、同心円等のトラッキング用連続溝を有す
る面を設けたこと。．情報の再生に際し、最初にトラ
ッキング用連続溝を有する面にフォーカスを移動させて
トラックカウントを行い、目標位置にて再びフォーカス
を情報記録面に移動させて情報アクセスを実行する法。
．情報アクセスに際して作動し，トラッキング用連続
溝を有する面に対してフォーカスを移動させるフォーカ
スジャンプ制御手段と、該フォーカスジャンプ制御手段
の動作タイミングを上位機からのアクセス指示により制
御する主制御部を装備したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク，光デ
ィスク用情報アクセス方法およびその装置に係り、とく
にデジタル・ビデオディスク等の記録層を二層以上有す
る多層膜の光ディスク，光ディスク用情報アクセス方法
およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク再生装置の情報アクセ
スは、光ヘッドをディスク半径方向に駆動するリニアモ
ータや送りネジ機構などによって、高速に且つ大まかに
移動（粗シーク動作）させた後、光ヘッド上に取り付け
られた対物レンズのアクチェータによってトラックジャ
ンプで情報読取用のビームスポットの精密位置決め（密
シーク動作）をすることにより行う、という手法が採ら
れている。

【０００３】ここで、最初の粗シーク後の到達トラック
が目標のトラックに近ければ近いほど、密シークにかか
る時間を少なくすることができ、情報のアクセスタイム
を短くすることができる。また、一般に粗シーク自体の
時間も短い方が望ましいことから、情報のアクセス速度
を高めるには、このように、光ヘッドの高速で正確なデ
ィスク半径方向への位置制御が重要となる。

【０００４】この場合、上位装置から情報のアクセス指
示を光ディスク装置が受けると、光ディスク装置は、ま
ず、情報の論理番号とディスク上の物理的な位置との関
係を計算して、移動すべきトラック数を算出する。例え
ば、ＣＬＶ（ constant linear velocity ）方式の記録
であるＣＤ−ＲＯＭの例にとってみると、トラック番号
をＮ，記録開始径をｒ₁，トラックピッチｐ，情報記録
線速度をＩ_v，そして論理情報番号（累計フレーム数）
をｔとすると、その関係は、次の（１）式となる。 Ν＝−（πｒ₁／πｐ）＋〔 (πｒ₁)²＋πｐＩ_vt 〕^1/2／πｐ …（１）ここで、線速度は、例えばコンパクトディスクの規格
（ＣＤ規格）では、1.2〜1.4 〔ｍ／ｓ〕の間と規定さ
れている。

【０００５】情報アクセス時の粗シークを高速で且つ正
確に行う手法として、前述のようにして求めたトラック
数を用いて行うダイレクト・トラック・カウント（ＤＴ
Ｃ）方式がある。

【０００６】以下、その方法を図を参照して説明する。
ＤＴＣ（ダイレクト・トラック・カウント）方式では、
トラックウカント信号をカウントし、目標までの残りト
ラック数に応じて速度制御を行い、目標トラック上で即
座にトラッキングをオン（ＯＮ）にして粗シークを完了
させる方式である。速度制御は、図３に示すような、目
標速度プロファイルを目標までの残りトラック数に応じ
て発生させ、その速度と実際の速度との差分をフィード
バックして速度制御を行う。

【０００７】そして、この目標速度プロファイルは、図
３（ａ）のような台形にすることが多い。これは、ヘッ
ドの最高速度が高くなるとトラックカウント信号が劣化
し、同時に、速度が速すぎると対物レンズが大きく振ら
れたりビームスポットがディスク上のピットの無い箇所
を通過したりするため、トラックエラー信号の品質が劣
化して正確なカウント動作ができなくなることから、予
めこれを防止するためである。カウントミスの心配の無
い場合は、図３（ｂ）に示すように、三角形プロファイ
ル（最大加速し、中間点で最大減速に移る）を用いるこ
ともある。

【０００８】ところで、近年、パーソナルコンピュータ
上で、デジタル動画像などの大量のデータを扱う場合が
増えてきており、ファイル装置の大容量化の必要性が高
まっている。

【０００９】この場合、光ディスクは、デジタルビデオ
用ファイル装置として使う場合には、記録密度やアクセ
ス性の点でテープ媒体よりも優れているが、長時間再生
の点では問題がある。このため、レーザーディスクなど
の光ディスクでは、長時間再生を意図して、片面ディス
クを背中合わせに貼り合わせた両面ディスクを採用して
いる。

【００１０】この両面ディスクは、情報読み出しの光ヘ
ッドが１個の場合、片側を再生後に当該ディスクを一旦
取り出すと共に反転させて再度装置に装着する等の手間
がかかるため、望ましい解決策ではない。一方、片面の
みの再生で記録容量を大きくする方法として、ディスク
記録層を多層化する方法がある。たとえば、近年次世代
の光ディスク装置として提案されているデジタル・ビデ
オディスク（ＤＶＤ）では、記録層を二層化して、再生
時間を二倍に増加させた方式が採用されている。

【００１１】図４に、二層化した媒体（多層膜ディス
ク）の断面構造を示す。射出成型などの方法でプラスチ
ックなどの基板材料の上に情報を記録し、その上に基板
屈折率よりも大きな屈折率のスペーサ層材料を付けて、
２Ｐ法などの方法で二層目の情報を記録する。その上
に、アルミニウムなどの反射率の高い反射層をスパッタ
リング法などで形成する。情報を読み取るためのレーザ
ービームは、基板側から入射し一層目記録層Ｋ₁あるい
は二層目記録層Ｋ₂で焦点を結ばせる。

【００１２】これらの記録層には、情報がピット（記録
面の凹凸）の長さとして記録されている。このピット上
にレーザー光がある場合は、光の散乱や回析の現象によ
り、反射される光の量が少なくなり、反射光を光検出器
で受光し電気信号に変換した場合、電気信号の強弱とし
て信号を再生することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような多層膜ディ
スクからの反射光は、単記録層ディスクと比較すると、
原理上弱くなる。例えば、二層ディスクの場合、各層の
屈折率が図４に示すような値とすると、一層目と二層目
の反射率Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ、Ｒ₁＝Ｉ₁／Ｉ₀＝（ｎ₁−ｎ₀）／（ｎ₁＋ｎ₀） ……………（２）Ｒ₂＝Ｉ₂／（Ｉ₀−Ｉ₁）＝（ｎ₂−ｎ₁₁）／（ｎ₂＋ｎ₁）…（３）単層記録ディスクの場合の反射率Ｒは、Ｒ＝（ｎ₂−ｎ₀）／（ｎ₂＋ｎ₀） ……………………………（４）である。

【００１４】読みとりレーザー光の波長を赤色とし、基
板材料をポリカーボネートとすると、屈折率ｎ₀は1.5
8、スペーサ層をＳｉＯｘ等の屈折率が比較的高い物を
使用し、反射層にアルミニュウムを使用すると、ｎ₁＝
3.0 、ｎ₂＝（1.73＋ｊ7.96）であり、Ｒ₁は0.31、Ｒ
₂は0.87であるのに対して、Ｒは0.92 となる。

【００１５】反射光量は、Ｉ₀を１とすると、Ｉ₁＝0.
31、Ｉ₂＝0.60であり、従って、単層ディスクと比べ
て、多層ディスクからの反射光量は１／３から２／３以
下と少なくなる（ここでは、これ以上言及しないが、実
際は多重反射Ｓも考慮しなければいけないため、Ｉ₂の
値は４０％程度と更に小さくなる）。そのため、多層デ
ィスクの反射光から得られるトラッキング信号のＳＮ比
は単層ディスクからのトラッキング信号と比較して劣化
し、トラッキングエラー信号を二値化して得られるトラ
ックカウント信号のミスカウント確率は高くなるという
不都合があった。

【００１６】更に、光ディスクのアクセント制御系は、
情報アクセス時の移動トラック数を、このトラックカウ
ント信号を計数することで得ているため、ミスカウント
が多いと再アクセスを行わなければならず、アクセス時
間が遅くなるという不都合が生じていた。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに多層膜ディスクの情報アクセス時のト
ラックカウントミスを少なくし、情報の高速アクセスを
実現し得る光ディスク，光ディスク用情報アクセス方法
およびその装置を提供することを、その目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、位相ピット（面の凹凸）
で情報が記録されている記録層を一層又は二層以上有す
る光ディスクにおいて、この記録層とは別に、同心円若
しくは螺旋状のトラッキング用連続溝を有する面を少な
くとも１層以上有する、という構成を採っている。

【００１９】そして、このように構成された請求項１記
載の発明にあっては、情報は位相ピットなどの記録層に
記録され、同心円あるいは螺旋状のトラッキング用連続
溝を有するトラックカウント面でトラックカウントが行
われることから、トラックカウントが途切れることがな
くなり、高速アクセスに対しても有効に対応することが
できる。

【００２０】請求項２記載の発明では、情報記録面とは
独立して同心円或いは螺旋状のトラッキング用連続溝を
有する面を備えた光ディスクから所定の記録情報を再生
するに際し、最初に、前述したトラッキング用連続溝を
有する面に光ヘッドからの出力光のフォーカスを移動さ
せて当該トラッキング用連続溝の面上でトラックカウン
トを行って光ヘッドのシーク速度及び位置制御等を行
い、目標位置にて再び光ヘッドからの出力光のフォーカ
スを情報記録面に移動させて所定の情報アクセスを実行
する、という構成を採っている。

【００２１】このように構成された請求項２記載の発明
にあっては、光ディスク上の情報は位相ピットなどの記
録層に記録され、同心円あるいは螺旋状のトラッキング
用連続溝を有するトラックカウント面はトラックカウン
ト専用に用いられる。このため、この光ディスクを再生
中に上位装置から情報アクセス指示が出された場合、ま
ず、フォーカシングされている面より、連続溝を有する
面へ読みとりレーザー光のスポットを面移動させ、その
後、連続溝面でトラックカウントを行いながら移動目標
トラックまで光ヘッドを光ディスク半径方向に移送し、
トラック移動が終了した後に目標とする情報の存在する
目標記録面へ再び面移動させる。このため、トラッキン
グ用連続溝を有するトラックカウント面でトラックカウ
ントが行われることから、トラックカウントが途切れる
ことがなくなり、高速アクセスに対しても有効に対応す
ることができる。

【００２２】請求項３記載の発明では、情報記録面とは
独立して同心円或いは螺旋状のトラッキング用連続溝を
有する面を備えた光ディスクを対象とし且つ当該光ディ
スクに対向装備された光ヘッドを保持して移送する光ヘ
ッド移送手段と、所定の面上でトラックカウントを行い
ながら移動目標トラックまで所定のヘッドシークアルゴ
リズムにより光ヘッドを半径方向に移送する光ヘッドシ
ーク制御手段とを備えている。

【００２３】又、光ディスク上の情報アクセスに際して
作動し，前述したトラッキング用連続溝を有する面に対
して光ヘッドの出力光のフォーカスを移動させるフォー
カスジャンプ制御手段を設ける。そして、このフォーカ
スジャンプ制御手段の動作のタイミングを上位機からの
情報アクセス指示に基づいて制御する主制御部を装備す
る、という構成を採っている。

【００２４】このように構成された請求項３記載の発明
にあっては、情報は位相ピットなどの記録層に記録さ
れ、同心円あるいは螺旋状のトラッキング用連続溝を有
する面は、トラックカウント専用に用いられる。この光
ディスクを再生中に上位装置から情報アクセス指示が出
された場合、まず、フォーカシングされている面より、
連続溝を有する面へ読みとりレーザー光のスポットをフ
ォーカスジャンプ制御手段により面移動させる。

【００２５】その後、連続溝面で、トラックカウントを
行いながら移動目標トラックまでＤＴＣアクセス方式等
のヘッドシーク・アルゴリズムにより、光ヘッドを光デ
ィスク半径方向に移送し、トラック移動が終了した後、
目標とする情報の存在する目標記録面へフォーカスジャ
ンプ制御手段により面移動させる。このように、各構成
手段を作用させることで、位相ピット（面の凹凸）で情
報が記録されている記録層を少なくとも１層以上有し且
つ同心円あるいは螺旋状のトラッキング用連続溝を有す
る面を少なくとも１層以上有する多層膜光ディスク媒体
の情報の高速アクセスが可能となった。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図２に基づいて説明する。図１に、本発明にかか
る光ディスクの一実施の形態を示す。この図１における
光ディスク１は、射出成型などの手法によってプラスチ
ック等からなる基板１１および当該基板１１の上に位相
ピットによる情報面（凹凸面）１４を形成し、その上に
基板１１の屈折率よりも大きな屈折率の透明スペーサ層
１２を積層し、２Ｐ法などの方法で透明スペーサ層１２
上部に連続溝からなるトラックカウント面１２Ａを形成
する。

【００２７】その上にアルミニウムなどの反射率の高い
材料をスパッタリング法などで付して反射層１３とした
ものである。情報を読みとるためのレーザービームは、
基板１１側から入射し、一層目あるいは二層目で焦点を
結ばせる。図１では記録面（情報面）が一層であるた
め、情報読み取りに際しては、この情報面１１Ａに焦点
を合わせるようになっている。

【００２８】この情報面１１Ａには、情報がピット（記
録面の凹凸）の長さとして記録されている。このピット
上にレーザー光がある場合は光の散乱や回析の現象によ
り反射される光の量が少なくなり、レーザー光がピット
の無い箇所にある場合は入射光に１層目の反射率を掛け
た光量が光ヘッド側に戻される。反射光を光検出器で受
光し電気信号に変換した場合、ピットの長さの情報が電
気信号の時間的な強弱として再生することができる。

【００２９】一方、この情報面１１Ａは、トラックが断
続したピットの列から形成される。このため、光ヘッド
を高速でディスク半径方向にシークさせる場合に、ピッ
トのない部分をレーザー光スポットが通過する確率が高
くなり、良好なトラッキング信号が得にくい。光ヘッド
のシーク動作制御（速度および位置制御）のためには、
横断したトラックをカウントするためのトラックカウン
ト信号が必要だが、このトラックカウント信号は、トラ
ックカウント信号を２値化することで得ることができ
る。

【００３０】そして、このトラックカウント信号の正確
さがシーク制御の精度を決定する。位相ピット例で形成
されるトラックのみの記録層（１層目）では、あまりカ
ウント精度は良好ではないが、２層目に形成された連続
溝からなるトラックカウント面１２Ａで構成されるトラ
ックからのトラッキング信号は、光ヘッドの移動速度が
大きくなっても劣化の心配がない。

【００３１】そこで、本実施の形態における情報アクセ
ス方式では、情報面１１Ａとトラックカウント信号を得
るための面とを分離（図１では、１層目が情報面１１Ａ
で２層目が連続溝からなるトラックカウント面１２Ａ）
とすることで、光ヘッドの正確なシーク制御を可能とし
た。

【００３２】次に、上記のような光ディスク１１上での
情報のアクセス方法およびその装置を、図２に基づいて
説明する。

【００３３】即ち、まず、情報記録面（情報面）とは独
立して同心円或いは螺旋状のトラッキング用連続溝を有
する面（トラックカウント面）１２Ａを備えた光ディス
ク１から所定の記録情報を再生するに際し、最初に、ト
ラッキング用連続溝を有するトラックカウント面１２Ａ
に光ヘッド２からのフォーカスを移動させて当該トラッ
キング用連続溝のトラックカウント面１２Ａ上でトラッ
クカウントを行い且つこれに基づいて光ヘッド２のシー
ク速度及び位置制御等を行い、目標位置にて再び光ヘッ
ド２からのフォーカスを情報記録面（情報面）１１Ａに
移動させて所定の情報アクセスを実行するようにした。

【００３４】そして、かかる手法を実現するため、本実
施形態にあっては、図２に示すように、情報記録面（情
報面）１１Ａとは独立して同心円或いは螺旋状のトラッ
キング用連続溝を有するトラックカウント面１２Ａを備
えた光ディスク１を対象とし且つ当該光ディスク１に対
向装備された光ヘッド２を保持し且つ移送する光ヘッド
移送手段３と、所定のトラックカウント面１２Ａ上でト
ラックカウントを行いながら移動目標トラックまで所定
のヘッドシークアルゴリズムにより光ヘッド２を半径方
向に移送する光ヘッドシーク制御手段４とを備えてい
る。

【００３５】更に、光ディスク１上の情報アクセスに際
して作動し，前述したトラッキング用連続溝を有するト
ラックカウント面１２Ａに対して前述した光ヘッド２の
出力光のフォーカスを移動させるフォーカスジャンプ制
御手段６をを備えている。そして、このフォーカスジャ
ンプ制御手段６の動作のタイミングを上位機からの情報
アクセス指示に基づいて制御する主制御部としての制御
マイクロコンピュータ５を備えている。

【００３６】ここで、上述した図２に示すアクセス制御
系の動作を説明する。光ディスク１上の情報をアクセス
する場合、まず、光ディスク１にフォーカシング・サー
ボをかけ、また、光ヘッド２をリニアモータや送りギア
系などの光ヘッド移送手段３によってディスク半径方向
の適当な位置に移動し、しかるのち、トラッキングサー
ボをかけて、そのディスクに記憶されている位置情報を
読み取る。

【００３７】コンパクトディスク（ＣＤ）などでは、位
置情報ではなく、音楽の時間情報がサブコードとして主
情報の中に離散的に記録されているが、この場合も従来
技術で述べた（１）式などを使って、トラック番号に変
換することができる。上位装置（例えばパーソナルコン
ピュータ）から、アクセス指示が光ディスク装置に出さ
れた場合、光ディスク装置の制御マイクロコンピュータ
５は、まず、現在光ヘッド２があるトラック番号（位置
情報）を前述のように光ディスク１上の情報を読み取っ
て判断する。つぎに、上位装置より指示されたアクセス
すべき情報が格納されているトラック番号を（１）式な
どによって計算により求める。これにより、光ヘッド２
を移動すべき方向とトラック数を決定できる。

【００３８】また、再生中の光ディスク１が多層ディス
クである場合は、その面番号も光ディスク１上に記録さ
れているから、制御マイクロコンピュータ５は、現在位
置する面を知ることができ、更に、上位装置から指示さ
れる面番号の情報から、面移動する方向とジャンプする
面数を計算することができる。

【００３９】光ヘッド２からはトラッキング信号１０１
が出力され、２値化手段４Ａにより２値化されてトラッ
クカウント信号１０２となり、光ヘッドシーク制御手段
４に入力される。光ヘッドシーク制御手段４では、従来
技術で述べたようなＤＴＣ方式などのシークアルゴリズ
ムにより、光ヘッド２の移動速度および位置の制御を行
う。ＤＴＣ方式などのシークアルゴリズムによる光ヘッ
ドシーク制御やフォーカスジャンプ制御は、制御マイク
ロコンピュータ５からの制御信号１０３で制御される。

【００４０】そして、多層ディスクを再生している場合
には、前述したようにトラック移動の他に面移動も行わ
なければならない。

【００４１】本実施形態にあっては、トラックカウント
ミスをできるだけ少なくするために、トラッキング信号
のＳＮ比の良い連続溝でトラックが形成される面（図１
の光ディスク１の場合は、二層目のトラックカウント面
１１Ｂ）にて、トラック移動前にフォーカスジャンプ制
御手段６によってフォーカスジャンプしてトラック移動
をした後に、情報面１１Ａへ再度フォーカスジャンプす
る。かかる情報アクセス方法では、フォーカスジャンプ
を２度行わなければならないが、フォーカスジャンプに
かかる時間は数ミリ秒である。全体のアクセス時間に占
める割合は少ない。

【００４２】このような各構成および各機能を作用させ
ることによって、位相ピット（面の凹凸）で情報が記録
されている記録層を少なくとも１層以上有し、また同心
円あるいは螺旋状のトラッキング用連続溝を有する面を
少なくとも１層以上有する多層膜の光ディスク１からの
情報を高速且つ高精度にアクセスすることが可能となっ
た。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、例えば良質なトラックカウント信
号が得にくい位相ピットで情報が記録されているディス
ク媒体においても、トラックカウント専用のトラックカ
ウント面を設けたので、光ヘッドのシーク制御を行う際
に重要なトラックカウントミスを大幅に低減することが
でき、従って、ＤＴＣ（ダイレクト・トラック・カウン
ト）方式等のヘッドシーク・アルゴリズムによる光ヘッ
ドの正確な移送制御が可能となり且つ記録された情報の
高速アクセスを実現することができ、これを装備した光
ディスク装置の再生動作の信頼性向上を図り得るという
従来にない優れた光ディスク，光ディスク用情報アクセ
ス方法およびその装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す部分断面図である。

【図２】図１に開示した光ディスクに対する情報アクセ
ス方法およびその装置の例を示すブロック図である。

【図３】光ヘッドの移動速度軌跡を説明するための説明
図で、図３（ａ）は台形軌跡の場合を示す線図、図３
（ｂ）は三角軌跡の場合を示す線図である。

【図４】二層ディスクの断面構造とレーザー光の反射経
路とを示す説明図である。

【符号の説明】

１光ディスク２光ヘッド３光ヘッド移送手段４光ヘッドシーク制御手段５制御マイクロコンピュータ６フォーカスジャンプ制御手段１１基板１１Ａ情報面１２透明スペーサ層１２Ａトラッキング用連続溝を備えた面としてのトラ
ックカウント面１０１トラッキング信号１０２トラックカウント信号１０３制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位相ピットで情報が記録されている記録
層を一層又は二層以上備えた光ディスクにおいて、前記記録層とは別に、同心円若しくは螺旋状のトラッキ
ング用連続溝を有する面を少なくとも１層以上有するこ
とを特徴とした光ディスク。
【請求項２】情報記録面とは独立して同心円或いは螺
旋状のトラッキング用連続溝を有する面を備えた光ディ
スクから所定の記録情報を再生するに際し、最初に、前記トラッキング用連続溝を有する面に光ヘッ
ドからのフォーカスを移動させて当該トラッキング用連
続溝の面上でトラックカウントを行い且つこれに基づい
て光ヘッドのシーク速度及び位置制御等を行い、目標位
置にて再び光ヘッドからのフォーカスを情報記録面に移
動させて所定の情報アクセスを実行することを特徴とし
た光ディスク用情報アクセス方法。
【請求項３】情報記録面とは独立して同心円或いは螺
旋状のトラッキング用連続溝を有する面を備えた光ディ
スクを対象とし且つ当該光ディスクに対向装備された光
ヘッドを保持し且つ移送する光ヘッド移送手段と、所定
の面上でトラックカウントを行いながら移動目標トラッ
クまで所定のヘッドシークアルゴリズムにより光ヘッド
を半径方向に移送する光ヘッドシーク制御手段とを有
し、前記光ディスク上の情報アクセスに際して作動し，前記
トラッキング用連続溝を有する面に対して前記光ヘッド
のフォーカスを移動させるフォーカスジャンプ制御手段
を設け、このフォーカスジャンプ制御手段の動作のタイミングを
上位機からの情報アクセス指示に基づいて制御する主制
御部を装備したことを特徴とする光ディスク用情報アク
セス装置