JPH09161275A - 光ディスク媒体およびこの光ディスク媒体を使用する光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号間干渉を精度良く検出するのに適した光
ディスク媒体、およびその光ディスク媒体を用いて光ピ
ックアップの合焦点位置を高精度に検出する自動調整機
能を持った光ディスクドライブ装置を実現する。 【解決手段】 光ディスク基板100のアドレス領域103に
単一周波数で形成された引き込みパターン120と、符号
間干渉に敏感なテストパターン130を設け、引き込みパ
ターン120によって正確に決定された閾値によりテスト
パターン130の再生信号を２値化することによって、振
幅ではなく再生信号の時間軸方向の誤差を精度よく検出
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク媒体情
報記録面に対する光ピックアップの合焦点位置の最適検
出を行うに適した光ディスク媒体と、この光ディスク媒
体に対して実際に最適検出を実行する機能を有した光デ
ィスクドライブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクドライブ装置は記録情
報の高密度化に伴い、より高精度な焦点誤差制御が要求
されている。以下、図面を参照して従来の光ディスクド
ライブ装置の一例について説明する。

【０００３】図10は従来の光ディスクドライブ装置のブ
ロック図であり、図10において、900は光ディスクであ
って、スパイラル状のトラックに沿ってアドレス領域お
よびデータ領域が形成されている。この光ディスク900
には、レーザ光のオン・オフによって２値情報が書き込
める光磁気膜あるいは相変化膜等からなる記録膜が設け
られているが、実際に情報を記録するのは前記データ領
域に対してのみである。アドレス領域にはアドレス情報
が既にディスク成形時に凹凸状のピットを用いてプリフ
ォーマットされている。この光ディスク900はスピンド
ルモータ901上に装着されている。

【０００４】図10において、902は光ピックアップであ
り、レーザ発光素子，対物レンズ、および対物レンズア
クチュエータ等を有し、光ディスク900上に集束レーザ
ビームを照射する。光ピックアップ902には、さらに受
光素子(図示せず)が設けられていて、この受光素子によ
り情報再生信号とフォーカス誤差信号が出力される。再
生信号(ＲＦ)には光ディスク900にプリフォーマットさ
れたアドレス信号を対物レンズを介してレーザビームに
より読み取ったものが含まれる。

【０００５】前記フォーカス誤差信号(ＦＥ)は前記集束
レーザビームの焦点位置と光ディスク900の情報記録面
との距離に応じた量を電気信号で出力したものである。
このフォーカス誤差信号は、焦点制御回路903を介して
光ピックアップ902の対物レンズアクチュエータにフィ
ードバックされ、その結果、ＦＥ＝０となるように制御
される。このときに前記焦点位置が光ディスク900の情
報記録面と一致するように、前もって前記受光素子の取
付位置が厳密に調整される。しかし、経時変化や温度変
化等によって前記受光素子の取付位置が僅かにずれるこ
とがあり、このとき焦点誤差ＦＥ＝０であっても前記焦
点位置と情報記録面との間に焦点ずれが存在する状態が
発生する。この状態で情報を再生すると、光ディスク情
報面上における集束レーザビームが広がって記録情報の
識別能力が低下する。その結果、記録情報を再生した際
に得られるデータ再生信号の識別誤りの頻度が高くな
る。

【０００６】そこで情報の再生を実行する前に何らかの
方法で、前記ずれの状態を観測して合焦点位置を検出す
る必要がある。合焦点検出はコントローラ907の指令の
もとに以下のように実行される。まず変移信号発生回路
908の出力Ｓをサンプルホールド回路906を介して焦点制
御回路903に加えることにより、フォーカス制御系に逐
次変化するオフセット量、すなわち電圧(例えば、−Ｆ
Ｅ０→０→＋ＦＥ０と直線的に変化する)を加える。オ
フセット電圧の振幅を十分大きくとれば、レーザビーム
焦点は情報記録面を横切るように移動する。

【０００７】さらに図10において、904は振幅検出回路
であり、このときの前記再生信号ＲＦの振幅の変化を検
出する。905は最大値検出回路であり、前記レーザビー
ム焦点が情報記録面を横切った瞬間、前記再生信号の振
幅が最大になったことを検出する。さらにサンプルホー
ルド回路906は、この最大振幅時の変移信号Ｓの値をホ
ールドして、補正オフセット量ΔＦＥとして制御回路90
3に加える。このとき、集束レーザビームの焦点はほぼ
光ディスク900の記録媒体面付近にあり、しかもこの関
係は前記焦点制御回路903によってほぼ一定に保たれ
る。

【０００８】再生信号ＲＦの振幅を検出するには、特に
アドレス領域のものを用いた方がよいとされている。デ
ータ領域には信号が記録されていない場合があり、記録
されていたとしても、記録時の条件、例えば、記録に用
いたドライブの個体差や周囲温度のよって記録信号自体
の振幅が変わってしまい、その結果正しく検出できない
場合があるからである(例えば、光メモリシンポジウム'
90論文集第９〜１０ページ、あるいは特開平６−282861
号公報等参照)。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のような構成では、フォーカスずれに対するアドレス
部の再生信号振幅の変化が微妙であり、しかもレーザ発
光源の光量変化や光ディスクの反射むら等による振幅変
化が重畳されるため、合焦点位置を精度よく検出するた
めには大きな振幅の変移信号Ｓをフォーカス制御系に加
えねばならず、情報記録再生時にこれを適用すると変移
信号Ｓによるフォーカスずれが発生するといった問題が
発生する。特にデジタルオーディオディスクやビデオデ
ィスクを扱う装置において、長い連続情報を絶え間無く
記録・再生せねばならない場合は、光ディスクドライブ
装置の起動時しか合焦点位置を検出することができな
い。その結果、光ピックアップ受光部の温度特性等の経
時変化に追従できず、長時間使用後に合焦点位置が大き
くずれることがある。

【００１０】そこで、本発明の目的は、前記問題を解決
し、合焦点位置を高精度で検出するに適した光ディスク
媒体、およびその光ディスク媒体を用い、かつ自動合焦
点位置の調整機能を具備する光ディスクドライブ装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の光ディスク媒体は、所定単位の情報を記録
するデータ領域と、このデータ領域を識別するためのア
ドレス領域がトラックに沿って順次形成され、しかもア
ドレス領域には再生時に互いに異なる信号レベルで検出
される第１種のマークと第２種のマークとの組み合わせ
により識別情報が記録されている光ディスク媒体であっ
て、前記アドレス領域には、さらに、ほぼ等しい長さの
第１種のマークと第２種のマークが交互にしかも単一周
期で複数個設けられた引き込みパターンと、所定長の第
１種のマークとその両側にこれより長い所定長の第２種
のマークで構成されたテストパターンとを設け、しかも
前記引き込みパターンが再生された後に前記テストパタ
ーンが再生されるように引き込みパターンとテストパタ
ーンとを配置し、引き込みパターンによって正確に決定
された閾値で再生信号を２値化することによって、振幅
ではなく再生信号の時間軸方向の誤差を精度よく検出で
きる。

【００１２】また本発明の光ディスクドライブ装置は、
位置制御された集束光を前記光ディスク媒体に照射して
情報の記録および再生を実行するものであって、引き込
みパターンを再生する間に第１種の信号を二値化して得
られるパルス信号の幅および第２種の信号を二値化して
得られるパルス信号の幅が等しくなるように、第１種お
よび第２種のマークを再生したそれぞれの信号に対して
閾値を設定する二値化手段と、前記閾値によりテストパ
ターン再生信号を２値化して得られたパルス信号の幅の
所定量からの誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差
が最小になるように前記集束光の位置を補正する手段と
を備え、誤差を最小化することによって、前述したよう
な振幅変動に影響されず、より正確に合焦点位置を検出
できる。

【００１３】さらに本発明の光ディスク媒体は、スパイ
ラル状のトラックに沿って所定単位の情報を記録するデ
ータ領域と、このデータ領域を識別するためのアドレス
領域が形成された光ディスク媒体であって、トラック複
数周にわたって前記アドレス領域が等距離間隔で配置さ
れた第１のゾーンと、トラック複数周にわたって前記ア
ドレス領域がトラック垂線方向に整列して配置された第
２のゾーンとを設け、この第２のゾーンを検出領域に用
いることにより、高感度で時間軸誤差を検出することが
可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ディスク媒
体および光ディスクドライブ装置の好適な実施の形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１(a)は本発明に係る光ディスク媒体の
第１実施形態を説明するための要部拡大図、図１(b)は
前記光ディスク媒体の平面図であって、100は光ディス
ク基板、101はその記録面上にスパイラル状に形成され
たトラックである。このトラック101は複数のセクタ102
に分割され、それぞれのセクタ102はさらにアドレス領
域103とデータ領域104とで構成されている。アドレス領
域103には、アドレスパターン110と、引き込みパターン
120と、テストパターン130とが凹凸状のエンボスピット
列で形成されている。つまり、ディスク面に対して凹あ
るいは凸状のピット(本例ではこれを第１種のマークと
する)を“１”とし、ピットで囲まれたディスク面部分
(スペース：本例ではこれを第２種のマークとする)を
“０”とする２値情報となっている。

【００１６】以上のように構成された光ディスク媒体に
ついて、以下その作用を説明する。まずアドレスパター
ン110は、セクタ102のアドレスを符号化したものであ
り、光ヘッドが走査して、ここがデータを記録すべき所
望のセクタか否かを識別するためのものである。本例の
特徴は、このアドレスパターン110の他にテストパター
ン130とこれを精度よく検出するための引き込みパター
ン120とを設けたことである。

【００１７】テストパターン130は、長ピット131，133
で囲まれた短スペース132、あるいは長スペース134，13
6で囲まれた短ピット135によって構成されている。この
ように非対称のエンボスマーク列を形成した理由は、フ
ォーカスずれ等の光ヘッド光学条件の悪化を高感度で検
知することである。すなわち、ディスク面上のレーザス
ポットが拡大すると、短いピットあるいはスペースほど
振幅低下が生じるようになる。特に、テストパターン11
3のように長短混在のマークがあると、長ピット(スペー
ス)による大きな符号間干渉の影響により、これらに囲
まれた短スペース(ピット)の振幅の低下はさらに加速さ
れる。

【００１８】したがって、例えば従来例の特開平６−28
2861号公報の発明に前記技術を応用して前記振幅低下に
よって焦点のずれを検出したとしても、それによって従
来よりも高い感度で検出することが可能である。しか
し、従来技術の問題は前述のように感度に関する点だけ
ではなく、受光量変化によって生ずる測定誤差の点もあ
る。

【００１９】そこで本例では従来のように振幅差を観測
するのではなく、時間軸での変化を観測するようにして
いる。しかし時間軸変化を高精度に検出する際に問題と
なるのは、(1) 前記テストパターンの再生信号をパルス
化しなければならず、その際、２値化スライスレベルが
最適値からすこしでもずれると、それ自体が時間軸変化
となってしまうこと、(2) 時間軸変化は基準となるクロ
ック信号の前記２値化再生信号のエッジに対する位相変
動量によって定量化されるがこのクロック信号が完全に
同期していないと正確には測定できないこと、の２点で
ある。このために本光ディスク媒体においては下記のよ
うな工夫がなされている。

【００２０】まず、引き込みパターン120は、再生信号
が単一周波数でしかも波形が対称になるように、トラッ
クに沿ってほぼ等しい長さのピットとスペースが交互に
形成されている。これによって、まず、テストパターン
130を２値化する際のスライスレベルを正確に設定する
ことができる。この作用を図５および図６を参照して説
明する。

【００２１】図５は光学条件が理想的な場合のアドレス
再生信号ＲＦ(引き込みパターンとテストパターンを再
生したもの)、その２値化信号ＰＲＦ、さらにこれより
同期生成されるクロック信号ＣＫのタイミングチャート
であり、図６はフォーカスずれがあるときのタイミング
チャートである。図５において、引き込みパターン120
の再生時にスライスレベルが決定される。これは例えば
スライス後のＨとＬのそれぞれの信号幅の合計あるいは
平均が等しくなるようなフィードバック回路により実現
できる。このレベルを保持して後続のテストパターン13
0をレベルスライスする。引き込みパターン120のスライ
スレベルでテストパターン130を２値化する方法とし
て、例えば、前に決定されたスライスレベルをホールド
して後に用いる方法が考えられる。また引き込みパター
ン120を十分に長く(長い期間)設定しておき、前記フィ
ードバック回路のレスポンスを低く設計(テストパター
ンに追随しない程度に)しておいてもよい。

【００２２】フォーカスずれがある場合、図６のように
引き込みパターン再生信号振幅は低下するが、引き込み
パターン120のように対称な単一パターンの場合は、前
記フィードバック回路を用いれば全くジッタ無くスライ
スレベルを決定することができる。この状態で、テスト
パターン130を再生する場合、前述のようにテストパタ
ーン130は長ピット131，133と短スペース132で形成され
ており、短スペース132が周囲の長ピットによる符号間
干渉の影響を強く受けるため、この短スペース132を再
生した信号のレベルは、周囲の長ピットに吸い寄せられ
るかのごとく変位する。引き込みパターン120でも符号
間干渉は起きているが、ピット・スペースの長さが同じ
であるため互いに相殺し、その結果、スライスレベルは
変位しない。然るに、引き込みパターン120の再生時に
おけるスライスレベルでテストパターン130を２値化す
れば、図５に示されるように、短スペース132のレベル
変位分を、パルス幅の時間軸変化を誤差信号として検出
することができる。この検出方法については後で詳述す
る。

【００２３】ここで短スペース132(短ピット135)の実際
の長さは、実際にアドレス領域やデータ領域で用いられ
るマークの中で最短マーク長としておくほうがよい。長
過ぎると符号間干渉の影響が出にくく、短過ぎると検出
エラーを起こす場合がある。したがって、理想的な光学
条件では問題無く再生される前記最短マークを用いるの
がよい。またアドレス領域にランダムなパターンを記録
しておき、パルス幅誤差の分散値すなわちジッタとして
検出する方法も考えられるが、分散値を精度よく求める
ためにはサンプル点を増やさねばならず、その結果、記
録容量に対するオバーヘッドが増えるといった問題が発
生する。本例のようにすれば、比較的短いパターンでも
効果的に符号間干渉を生じさせ、高い検出精度が実現で
きる。

【００２４】次に、引き込みパターン120から、テスト
パターン130のパルス幅変化を検出する際に必要な基準
クロック信号を生成する方法について説明する。まず、
光ピックアップ200がこの部分を走査して得た信号に対
して、前記クロック信号をＰＬＬ回路を用いて同期させ
る。一旦、クロック信号が同期すると、このときのクロ
ック周波数，位相を固定し、これと前述のように得られ
た２値化テストパターン再生信号における立ち上がり，
立ち下がりエッジとの位相誤差を計測すれば、前記パル
ス幅の変化が定量的に検出される。この検出方法につい
ては後で詳述する。

【００２５】以上のようにアドレス領域103に長ピット1
31，133で囲まれた短スペース132、あるいは長スペース
134，136で囲まれた短ピット135で形成された非対称な
テストパターン130を設け、さらにこれに先行して互い
に同じ長さのピット121とスペース122の繰り返しによっ
て形成された対称な引き込みパターン120を設けたこと
により、従来のものよりも高感度で、しかも再生感度の
変動に影響されずに符号間干渉を検出できる光ディスク
媒体を実現することができる。

【００２６】次に前記光ディスク媒体を用いる本発明に
係る光ディスクドライブ装置の実施形態について説明す
る。

【００２７】図２は本発明の光ディスクドライブ装置の
一実施形態を説明するための構成図であり、100は図１
にて説明したようにトラック101，セクタ102が形成され
た光ディスク基板である。さらに既述したようにセクタ
102にはアドレス領域103とデータ領域104が、またアド
レス領域103にはアドレスパターン110，引き込みパター
ン120，テストパターン130が形成されている。前記光デ
ィスク基板100によって構成される光ディスク媒体は、
スピンドルモータ(図示せず)に装着されて所定の速度で
回転している。200は光ピックアップであって、対物レ
ンズ200a，フォーカスアクチュエータ200b，レーザダイ
オード200d，非点収差を発生する平板ハーフミラー200
f，および図３に示すように直交４分割された受光素子2
00eを備えている。

【００２８】201はヘッドアンプであり、前記受光素子2
00eの各分割部(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ)の対角和信号(Ａ＋Ｃ，
Ｂ＋Ｄ)を生成する。202，203は可変ゲインアンプであ
り、前記対角和信号をそれぞれゲイン(１＋α)，(１−
α)で増幅する。204は差動回路であり、(Ａ＋Ｃ)−(Ｂ
＋Ｄ)を演算し、フォーカス誤差信号ＦＥを生成する。2
05は加算回路、206は制御手段であり、前記構成要素を
通った信号はフォーカスアクチュエータ200bにフィード
バックされ、フォーカス位置制御が実行される。

【００２９】207は加算回路であり、前記対角和信号か
ら(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)を演算し、再生信号ＲＦとする。20
8は２値化回路であり、前述のようにパルス化した信号
のＨとＬの幅の平均値が等しくなるようにスライスレベ
ルを制御して、２値パルス信号ＰＲＦを生成するもので
ある。209は位相同期回路(ＰＬＬ)を具備したパルス幅
誤差検出手段であり、テストパターン再生信号から得た
パルス幅の誤差に比例した電圧ＰＪＴを発生させる。21
0はテストパターン検出回路であり、テストパターン130
を検出してパルス信号ＰＳＨを出力する。211はサンプ
ルホールド回路であり、パルス信号ＰＳＨでパルス幅誤
差検出手段209の出力ＰＪＴをサンプルホールドする。2
12は乗算回路、213は積分回路、214はゲインコントロー
ラ、215は正弦波発生回路であり、前記パルス幅誤差が
最小になるように前記可変ゲインアンプのゲイン(１＋
α)，(１−α)を決定する。

【００３０】以上のように構成された光ディスクドライ
ブ装置について、図１〜図６を用いてその動作を説明す
る。

【００３１】光ピックアップ200のレーザダイオード200
dから出射されたレーザビームは、対物レンズ200aを経
て光ディスク基板100の情報記録面で反射され、再び対
物レンズ200aを通って受光素子200eに達する。さらにヘ
ッドアンプ201は、後続の回路と協動して受光素子200e
からの出力信号群に基づいてフォーカス誤差信号ＦＥ，
再生信号ＲＦを合成する。フォーカス誤差信号ＦＥは、
制御手段206を経て光ピックアップ200の対物レンズアク
チュエータ200bにフィードバックされ、その結果、対物
レンズ200aにおける出射レーザビームの焦点および光デ
ィスク基板(光ディスク媒体)情報記録面の距離がほぼ一
定に保たれる。また、図示されてはいないが、前記レー
ザビームの焦点は、さらに光ディスク基板100にスパイ
ラル状に形成された情報トラック上を走査するよう制御
されるものとする。このように前記フォーカス・トラッ
キング制御ループが働いている間は、光ディスク基板10
0の情報トラックに沿ってアドレスおよび記録された動
画等の情報再生信号が連続的に再生できる。

【００３２】次に光ディスク媒体に形成されたテストパ
ターンから再生パルス幅誤差を検出する機能について説
明する。まず図５に示されるように、２値化再生信号Ｐ
ＲＦから同期クロックＣＫが生成される。すなわち、図
４に示される位相比較器209aの出力ＵＰにはクロックＣ
Ｋに対する２値化再生信号ＰＲＦの進み分が、また出力
ＤＮには遅れ分が、それぞれパルス信号として出力され
る。この回路は、例えば、それぞれの入力によりトリガ
される２対のフリップフロップと、両者の出力の論理積
で前記フリップフロップに帰還リセットをかけるＮＡＮ
Ｄゲートとで簡単に実現される。このときの両フリップ
フロップの出力が、それぞれＵＰ，ＤＮとなる。差動ア
ンプ209bによって前記ＵＰ，ＤＮ両出力の差動信号をと
って、さらにループフィルタ209cによってＶＣＯ209dの
発振周波数を制御し、この出力を基準クロック信号ＣＫ
として位相比較器209aにフィードバックすれば、２値化
再生信号ＰＲＦ(特に引き込みパターン120を再生した信
号)と前記基準クロック信号ＣＫの位相誤差の平均値を
ゼロにすることができる。

【００３３】パルス幅誤差成分は前記ＵＰ，ＤＮ出力の
和信号より抽出することができる。前述のように光ピッ
クアップ200のレーザビームがテストパターン130の再生
時に、フォーカスずれがあれば符号間干渉が増え、図６
に示すように短スペース132のパルス幅が細る。このと
き立ち下がり，立ち上がりの位相は、それぞれ基準クロ
ックＣＫに対して遅れたり進んだりするので、ＤＮ，Ｕ
Ｐ出力にそのときの遅れ，進み幅が現れる。パルス−電
圧変換回路209fは、このパルス和信号の幅に応じた電圧
ＰＪＴを発生させるものであり、例えば、パルス信号に
応じて電流源をスイッチし、その電流をコンデンサにチ
ャージする構成のものを用いればよい。

【００３４】このときの動作を図６に示す。サンプルホ
ールド回路211は、テストパターンが識別されたとき、
前記パルス−電圧変換回路209fの出力をサンプルし、次
のセクタ102のテストパターン130が識別されるまでの
間、前記電圧をサンプルホールドするものである。この
タイミング(ＰＳＨ発生のタイミング)はテストパターン
130をカウンタ等を用いてパターンマッチングして検出
した後に生成してもよいし、アドレス領域内のいずれか
にアドレスマークを形成しておき、これを検出した後
に、基準クロックをカウントして所定の値になったとき
に生成するものであってもよい。209hは遅延線であり、
サンプルホールドされた後にパルス−電圧変換回路209f
をディスチャージするためのパルスを生成するものであ
る。

【００３５】なお、図５，図６には長マーク131，133に
囲まれた短スペース132を再生した信号について例示し
たが、長スペース134，136で囲まれた短マーク135の再
生信号についても同様のことが言える。当然ではある
が、前記組み合わせによりパルス幅誤差信号ＰＪＴを生
成してもよい。

【００３６】以上のように生成されたパルス幅誤差信号
ＰＪＴは、フォーカスずれに応じて増大することはいう
までもない。またフォーカスずれは、最適点を中心に正
(光ディスク媒体と光ヘッドが遠ざかる方向)と、負(光
ディスク媒体と光ヘッドが近づく方向)とに発生するか
ら、これに対してジッタ検出信号ＪＴはフォーカス最適
点を最小値とする偶関数になる。

【００３７】以下、フォーカス補正信号を加えながら前
記最小点を検出し、フォーカスを最適化する方法につい
て説明する。まず、正弦波発生回路215によって生成さ
れた正弦波信号Ｓ(＝sinωt)が加算回路205を介してフ
ォーカスサーボループに加わると、それに応じてフォー
カスアクチュエータ200bが変動する。この変動をΔｘと
すると、

【００３８】

【数１】Δｘ＝ａsin(ωt) となる(ａ：定数)。フォーカスアクチュエータ200bが変
動するとパルス幅誤差信号ＰＪＴも変化する。ここで、
ジッタ検出信号ＪＴのフォーカスずれｘに対する特性
が、

【００３９】

【数２】ＪＴ＝ｂｘ²＋ｃ (ｂ，ｃ：定数)で近似されるとすると、(数２)の式に
(数１)を代入して、

【００４０】

【数３】ＪＴ＝ｂ｛ｘ₀＋ａsin(ωt)｝²＋ｃ となる。ここでｘ₀は光ピックアップ調整誤差等により
生じるフォーカスずれの直流成分(オフセット)であり、
除去すべき対象となるものである。

【００４１】正弦波信号Ｓはさらに、乗算回路212によ
って前記検出信号ＪＴＲと積(プロダクト)演算される。

【００４２】

【数４】ＪＴ×ａsin(ωt)＝（ａｂｘ₀ ²＋ｃ）sinθ＋
２ａ²ｂｘ₀sin²θ＋ａ³ｂsin³θ (ただし、θ＝ωt) この積出力信号を積分回路213で積分すると、sinθ，si
n³θは奇関数であるから積分値がゼロとなり、したがっ
て第２項のみを計算すると

【００４３】

【数５】 Ｖ＝∫（ＶＲＦ×ａsinθ）dθ ＝２ａ²ｂｘ₀∫sin²θdθ ＝２πａ²ｂｘ₀ となって、フォーカスオフセットｘ₀に対して線形に比
例する信号Ｖが得られる。ｘ₀＝０となるのはフォーカ
スオフセットが存在しないときであり、当然、このとき
にジッタ検出信号ＪＴが最小値をとる。

【００４４】この乗算信号Ｖをそのままフォーカスサー
ボループに対してフィードバックすれば、Ｖ＝０となる
よう制御されるが、本例ではこの乗算信号Ｖをオフセッ
トとしてではなく、バランス補正として用いている。つ
まり、フォーカスオフセットの主たる要因は、受光素子
200eに入射する光の光軸ずれ、つまり受光バランスに起
因している。本例ではフォーカス検出方法として非点収
差法を用いており、

【００４５】

【数６】ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） を演算することによりフォーカス誤差信号が得られる。
この場合、合焦点状態ではＦＥ＝０となる。

【００４６】しかし実際は光軸ずれのため合焦点状態で
あっても、

【００４７】

【数７】Ａ＋Ｃ≠Ｂ＋Ｄ となっていてＦＥ＝０とならず、ＦＥ＝０となるような
フォーカス制御を実行したのではオフセットが発生す
る。そこで本例では両対角和信号に、合焦点において、

【００４８】

【数８】(１＋α)(Ａ＋Ｃ)＝(１−α)(Ｂ＋Ｄ) となるようにゲインバランス調整を行い、

【００４９】

【数９】ＦＥ＝(１＋α)(Ａ＋Ｃ)−(１−α)(Ｂ＋Ｄ) の式によりフォーカス誤差信号を求めて等価的に光軸調
整を行う。このαは、(数10)の式によって、ゲインコン
トローラ214により前記乗算信号Ｖにて決定される。

【００５０】

【数１０】α＝∫Ｖｄｔ つまり、可変ゲインアンプ202，203→フォーカスアクチ
ュエータ200b→受光素子200e→ジッタ検出手段(ヘッド
アンプ)201→乗算器212→ゲインコントローラ214→可変
ゲインアンプ202，203は閉ループを構成しており、前記
αはこの閉ループが平衡状態に達したときに決定され
る。

【００５１】本例においてゲインバランス調整でオフセ
ットを除去したことによる利点は、ディスク表面の傷な
どによって受光素子200eに光が到達しなくなった場合、
サーボループが暴走しないことである。つまり、単に補
正オフセットを加えただけでは、無光時にそのオフセッ
トが直流変移として作用し、フォーカスアクチュエータ
200bを一方向に加速するが、本例であれば、無光時には
ＦＥ＝０となるので一方向に加速することは生じない。

【００５２】なお、本例における正弦波信号Ｓの周波数
ωは、サンプリング定理による制約からアドレス領域10
3の出現周波数の1/4倍程度あるいはそれ以下が望まし
い。また、本例においてフォーカス誤差信号を検出する
のに非点収差を用いる方法について述べたが、実質的に
２焦点を発生させるものであれば他の方法を用いてもよ
い。例えば、反射光線光路中にハーフミラーを置き、そ
の反射光と透過光のそれぞれの焦点の前と後に受光部を
設け、それぞれの受光部における照射光の大きさに応じ
た信号を、前記(Ａ＋Ｃ)，(Ｂ＋Ｄ)に相当する差動信号
とすれば、以下同様にしてオフセット補正を実行するこ
とができる。

【００５３】以上説明したように、引き込みパターン再
生の間に基準クロック信号を同期させ、これとテストパ
ターン再生信号との位相差をＰＬＬ回路群よりパルス信
号として検出し、このパルス信号を電圧変換し、さらに
サンプルホールドすることにより、フォーカスずれによ
って生じる符号間干渉に伴う２値化信号のパルス幅誤差
を精度よく検出することができて、これが最小となるフ
ォーカスポイントを検出することができる。

【００５４】図７は本発明に係る光ディスク媒体の第２
実施形態を説明するための要部拡大図であり、100はデ
ィスク基板であり、図１に基づいて説明した光ディスク
媒体と同等のものである。101a，101bはそれぞれ互いに
隣接して設けられたトラックであり、それぞれ互いに隣
接してアドレスパターン110a，110bと、引き込みパター
ン120b，120bと、テストパターン130a，130bが設けられ
ている。

【００５５】本例で特徴的なことは、引き込みパターン
120aと引き込みパターン120bとが互いに同相に(ピット
の隣にはピットが、スペースの隣にはスペースが)設け
られていて、さらにテストパターン130aとテストパター
ン130bは互いに逆相に(ピットの隣にはスペースが、ス
ペースの隣にはピットが)設けられていることにある。

【００５６】このようにすることにより、図１に示す光
ディスク媒体よりさらに高感度にフォーカスずれを観測
することができる。つまり、図１に示す光ディスク媒体
では、フォーカスずれに対してより多くのジッタを生じ
させるため、符号間干渉を受けやいように、短スペース
を長ピットで囲んで形成したが、本例では、隣接トラッ
クのそれぞれに互いに逆相パターンを設けることによっ
て、トラック接線方向(信号が記録されている方向)のみ
ならずトラック直角方向からも符号間干渉を受けるよう
に構成されている。これとは逆に引き込みパターン120a
と120bは互いに逆相であってはならない。すなわち、こ
れらはテストパターン130a，130bからジッタを検出する
ための基準クロックを作る際に用いるものだからであ
る。

【００５７】したがって、多少のフォーカスずれに対し
ても、さほど再生振幅が低下しないように、両パターン
120a，120b，130a，130bはそれぞれ同相に設けておいた
ほうがよい。なお、アドレスパターン110a，110bは基本
的には各トラック，セクタに固有のものであるから、互
いに異なるパターンがそれぞれ形成されている。

【００５８】このように本例によれば、テストパターン
を再生した際に信号ジッタからさらに高感度にフォーカ
スずれを検出することができる。

【００５９】図８は本発明に係る光ディスク媒体の第３
実施形態を説明するための要部構成図であり、トラック
101は連続的かつスパイラル状に設けられていて、この
トラック101に沿ってアドレス領域およびデータ領域か
らなるセクタが形成されている。本例の特徴はトラック
101が設けられている記録領域が適当な半径位置に応じ
て複数のゾーンに分割されていて、しかもゾーンによっ
てセクタが等距離間隔で形成されたり、あるいは等角間
隔で形成されていることにある。

【００６０】図８において、ゾーンZ1，Z3では情報が同
じ線密度で記録されるようにアドレス領域103a，103bが
等距離間隔で形成されている。このような記録方法は一
般にＣＬＶ(constant velocity recording)と呼ばれて
おり、ディスク状記録媒体に最も多くの情報を記録する
ことができる。しかしこの記録方法では隣接トラックに
形成されたアドレス領域が同じ(回転角)位置に形成され
るとは限らないため、図６に示したような隣接トラック
間の干渉を利用した構成にすることができない。そこで
本例では局所的にアドレス領域を等角間隔で形成したゾ
ーンZ2を設けた。このようにすればゾーンZ2において、
図７のような構造を持ったアドレス領域を形成し、前述
のような効果を得ることが可能である。すなわち、フォ
ーカスの最適位置を調整する場合にはヘッドをゾーンZ2
に移動させ、前記第１実施形態において説明したような
方法を用いれば、高い精度でフォーカス調整を行うこと
ができる。

【００６１】情報を等角間隔で形成する方法は一般的に
ＣＡＶ(constant angular velocity)記録と呼ばれ、外
周ほど記録密度が落ちて全般的に記録容量が低下する
が、本例の主旨からすれば等角間隔で記録する領域は最
低でも３トラック(トラック３周分)、余裕を見ても10ト
ラックあればよく、こうした領域を複数設けたとしても
高々100トラック程度である。一方、光ディスク媒体に
は10000トラック以上が形成されるから、本例による記
録容量の低下は殆ど無視できるといってよい。

【００６２】実際に図８に示すようなディスクを製造す
るには、図９に示すように、カッティングマシンのモー
タの回転速度，位置を制御すればよい。すなわち、記録
情報の転送周波数が一定であるとすれば、前記ＣＬＶで
(アドレス)情報を記録する場合(ゾーンZ1を形成する場
合)、モータの回転数Ｒｅｖを、

【００６３】

【数１１】Ｒｅｖ＝ｃ／ｒ となるように変化させる。ここでｒは記録半径、ｃは定
数である。一方、等角間隔で記録する期間(ゾーンZ2を
形成する期間)のみ、モータの回転数を一定にする。た
だし、この場合、ゾーンZ2を形成し終えた後にゾーンZ3
の形成を開始するとき、モータ回転数は、(数11)の式の
関係からはずれてしまっているので、漸近的に前記関係
に近づけるように制御する期間(図中T23)が必要であ
る。漸近領域をゾーンZ1とゾーンZ2の間に設けることも
考えられるが、この場合、ゾーンZ2を形成し終えたとき
に(数11)の式の関係になるようにしなければならず、言
い換えれば、漸近領域ならびにゾーンZ2は、ゾーンZ1お
よびゾーンZ3よりも高い密度で記録せねばならず、その
領域のデータの信頼性が損なわれるおそれがある。

【００６４】以上のように本例によれば、ＣＬＶ記録さ
れた高密度ディスクにおいてもパルス幅誤差を高感度で
検出できるテストパターンを設けることができる。

【００６５】なお、前記実施形態の説明において、アド
レス領域をピットとスペースで記録するように説明した
が、磁気ディスクのフォーマットのようにデータ領域と
同じ種類のマーク、例えば光磁気マークをプリフォーマ
ットしたものであっても本発明の主旨は失われない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク媒体によれば、単一周波数で形成された引き込みパタ
ーンの後に非対称なテストパターンを設けることによ
り、フォーカスずれなどによって生じる符号間干渉を、
パルス幅誤差として精度よく検出させることのできる光
ディスク媒体を実現することができ、また、隣接するト
ラックに前記テストパターンと相補的関係にあるテスト
パターンを設けたことにより、さらに高感度で符号間干
渉を検出させることができる。

【００６７】また、本発明の光ディスクドライブ装置に
よれば、前記光ディスク媒体を用い、まず引き込みパタ
ーンを再生して２値化閾値を確定し、この閾値でテスト
パターンを２値化して得たパルス信号のパルス幅の所定
値からの誤差が最小になるように合焦点位置を検出する
ことにより、環境変化に強く精度の高いフォーカス位置
制御機能を持った光ディスクドライブ装置を実現するこ
とができる。

【００６８】さらに、本発明の他の光ディスク媒体によ
れば、等距離間隔でアドレス領域が形成されたゾーンと
トラック垂直方向に整列してアドレス領域が形成された
ゾーンを設けたことにより、最大限に高密度化された場
合でも高感度で符号間干渉を検出できる光ディスク媒体
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)は本発明に係る光ディスク媒体の第１実施
形態を説明するための要部拡大図、(b)は同光ディスク
媒体の平面図である。

【図２】本発明に係る光ディスクドライブ装置の一実施
形態を説明するための構成図である。

【図３】図２の受光素子の構成図である。

【図４】図２のパルス幅誤差検出手段部分の構成図であ
る。

【図５】本発明に係る光ディスクドライブ装置の一実施
形態における動作説明のためのタイミングチャートであ
る。

【図６】本発明に係る光ディスクドライブ装置の一実施
形態における動作説明のためのタイミングチャートであ
る。

【図７】本発明に係る光ディスク媒体の第２実施形態を
説明するための要部拡大図である。

【図８】本発明に係る光ディスク媒体の第３実施形態を
説明するための要部の構成図である。

【図９】本発明の第３実施形態の光ディスク媒体の製造
を説明するためのグラフである。

【図１０】従来の光ディスクドライブ装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

100…光ディスク基板、 101，101a，101b…トラック、
103，103a，103b，103c，103d…アドレス領域、 12
0，120a，120b…引き込みパターン、 130，130a，130b
…テストパターン、 200…光ピックアップ、 206…制
御手段、 208…２値化手段、 209…パルス幅誤差検出
手段、 210…テストパターン検出手段、211…サンプル
ホールド回路、 213…積分回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定単位の情報を記録するデータ領域
   と、このデータ領域を識別するためのアドレス領域がト
   ラックに沿って順次形成され、しかもアドレス領域には
   再生時に互いに異なる信号レベルで検出される第１種の
   マークおよび第２種のマークの組み合わせにより識別情
   報が記録されている光ディスク媒体であって、前記アド
   レス領域には、さらに、ほぼ等しい長さの第１種のマー
   クおよび第２種のマークが交互にしかも単一周期で複数
   個設けられた引き込みパターンと、所定長の第１種のマ
   ークおよびこの第１種のマークの両側に第１種のマーク
   より長い所定長の第２種のマークにより構成されたテス
   トパターンとを設け、しかも前記引き込みパターンが再
   生された後に前記テストパターンが再生されるように引
   き込みパターンとテストパターンとを配置したことを特
   徴とする光ディスク媒体。
2. 【請求項２】 前記テストパターンを構成する第２種の
   マークに囲まれた第１種のマークの長さを、前記アドレ
   ス領域に形成されたすべてのマークの中で最短にしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ディスク媒体。
3. 【請求項３】 隣接する第１のトラックおよび第２のト
   ラックにおいて、それぞれ前記テストパターンが形成さ
   れ、前記引き込みマークを構成する第１種のマークおよ
   び第２種のマークはトラック垂線方向にそれぞれ隣接し
   て形成され、しかも第１のトラックにおいて前記テスト
   パターンを構成する第１種のマークは、第２のトラック
   においてテストパターンを構成する第２種のマークおよ
   びトラックに対してトラック垂線方向に隣接して形成さ
   れ、また第１のトラックにおいてテストパターンを構成
   する第２種のマークは、第１のトラックにおいてテスト
   パターンを構成する第１種のマークに対してトラック垂
   線方向に隣接して形成されたことを特徴とする請求項１
   記載の光ディスク媒体。
4. 【請求項４】 位置制御された集束光を請求項１記載の
   光ディスク媒体に照射して情報の記録、再生を実行する
   光ディスクドライブ装置であって、引き込みパターンを
   再生する間に第１種のマークの信号を二値化して得られ
   るパルス信号の幅および第２種のマークの信号を二値化
   して得られるパルス信号の幅が等しくなるように、第１
   種のマークおよび第２種のマークを再生したそれぞれの
   信号に対して閾値を設定する二値化手段と、前記閾値に
   よりテストパターン再生信号を２値化して得られたパル
   ス信号の幅の所定量からの誤差を検出する誤差検出手段
   と、前記誤差が最小になるように前記集束光の位置を補
   正する手段とを備えたことを特徴とする光ディスクドラ
   イブ装置。
5. 【請求項５】 位置制御された集束光を請求項１記載の
   光ディスク媒体に照射して情報の記録、再生を実行する
   光ディスクドライブ装置であって、引き込みパターンを
   再生する間に第１種のマークの信号を二値化して得られ
   るパルス信号の幅および第２種のマークの信号を二値化
   して得られるパルス信号の幅が等しくなるように、第１
   種のマークおよび第２種のマークを再生したそれぞれの
   信号に対して閾値を設定する二値化手段と、前記閾値に
   よりテストパターン再生信号を２値化して得られたパル
   ス信号の幅の所定量からの誤差を検出する誤差検出手段
   と、引き込みパターンを再生する間にこれと同期したク
   ロック信号を生成する位相同期手段と、二値化されたテ
   ストパターン再生信号の立ち上がりあるいは立ち下がり
   エッジの前記同期信号に対する誤差が最小になるように
   前記集束光の位置を補正する手段とを備えたことを特徴
   とする光ディスクドライブ装置。
6. 【請求項６】 スパイラル状のトラックに沿って所定単
   位の情報を記録するデータ領域と、このデータ領域を識
   別するためのアドレス領域が形成された光ディスク媒体
   であって、トラック複数周にわたって前記アドレス領域
   が等距離間隔で配置された第１のゾーンと、トラック複
   数周にわたって前記アドレス領域がトラック垂線方向に
   整列して配置された第２のゾーンとを設けたことを特徴
   とする光ディスク媒体。
7. 【請求項７】 前記第１のゾーンを光ディスク内周側に
   設け、前記第２のゾーンを第１のゾーンより外周に設
   け、第２のゾーンのさらに外周にアドレス領域を第１の
   ゾーンにおけるアドレス領域と同じ距離間隔にて形成
   し、さらに第２のゾーンとこの第２のゾーンより外側の
   第３のゾーンとの間にアドレス領域の間隔が漸近的に変
   化する領域を設けたことを特徴とする請求項６記載の光
   ディスク媒体。
8. 【請求項８】 再生時に互いに異なる信号レベルで検出
   される第１種のマークおよび第２種のマークとの組み合
   わせにより識別情報が記録され、さらに、ほぼ等しい長
   さの第１種のマークおよび第２種のマークが交互にしか
   も単一周期で複数個設けられた引き込みパターンと、所
   定長の第１種のマークおよびその両側にこれより長い所
   定長の第２種のマークで構成されたテストパターンとが
   設けられ、しかも前記引き込みパターンが再生された後
   に前記テストパターンが再生されるように引き込みパタ
   ーンとテストパターンとが配置されたアドレス領域を設
   けたことを特徴とする請求項６記載の光ディスク媒体。