JPH1145443A - 光ディスク、光ディスク再生装置及び光ディスク記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの性能を十分に発揮させる
ことが可能であって、スピンドルモータの回転速度とは
無関係に記録された信号の再生を可能とする光ディス
ク、光ディスク再生装置及び光ディスク記録装置を提供
することにある。 【解決手段】 光ディスク１０１には、最内周から最外
周までクロック信号及びデータ信号がピットや突起など
の凹凸又は磁化の方向の違いとして記録されており、ス
ピンドルモータ１０２は、光ディスク１０１を高速度で
回転させる。光学ヘッド１０４が光ディスク１０１から
読み取った再生信号は、演算回路１０８、ＲＦアンプ１
０９、フィルタ特性が可変のローパスフィルタ１１０、
バンドパスフィルタ１１１及びＡ／Ｄコンバータを経由
してデータ信号作成回路１１４に入力され、データ信号
ＤＴ３の立ち上がりと立ち下がりのタイミングを検出
し、その中に含まれるクロック信号ＣＣをカウントする
ことにより、データ信号ＤＳを作成してデコーダ１１５
に出力する。

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、光
ディスク再生装置及び光ディスク記録装置に係り、さら
に詳しくは、データ信号とともにそのデータ信号を判別
するためのクロック信号が記録された光ディスク、その
ような光ディスクからデータ信号を再生するための光デ
ィスク再生装置、及び光ディスクにデータ信号とクロッ
ク信号を記録するための光ディスク記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、この種の光ディスク再生装置と
しては、ＬＤ（レーザー・ディスク）プレーヤやＣＤ
（コンパクト・ディスク）プレーヤなどが周知であり、
それぞれのディスクに記録された信号を再生する場合、
ＬＤプレーヤでは、スピンドルモータによってレーザー
・ディスクを角速度一定（１８００ｒｐｍ）となるよう
に回転させ、またＣＤプレーヤでは、コンパクト・ディ
スクを線速度一定（約２００〜６００ｒｐｍ）となるよ
うに回転させながら、光ヘッドで各ディスクに記録され
た信号を読み取って、映像信号や音楽信号に再生する必
要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 したがって、従来の
光ディスク再生装置では、角速度一定又は線速度一定と
いう違いはあるが、スピンドルモータによって各ディス
クに対応したディスクの回転制御を行わなければなら
ず、この制約により、本来スピンドルモータの有する性
能、即ち、上記の回転数以上で各ディスクを回転させる
ことができるという性能を十分に発揮することができな
いという問題点があった。

【０００４】更に、従来のＣＤプレーヤでは、コンパク
ト・ディスクの線速度が所定の速度になるまで記録され
た信号を読み取れないので、その線速度になるまでの
間、信号再生ができないという問題点があった。本発明
は、上記の問題点を解決する為になされたものであり、
スピンドルモータの性能を十分に発揮させることが可能
であって、スピンドルモータの回転速度とは無関係に記
録された信号の再生を可能とする光ディスク、光ディス
ク再生装置及び光ディスク記録装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 請求項１に係る本発明
の光ディスクは、上記の目的を達成する為に、データ信
号が同心円状又はスパイラル状に記録されたデータ領域
と、前記データ信号を判別するためのクロック信号が、
前記データ領域の近傍に所定の周期で繰り返し記録され
たクロック領域とを具備することを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る本発明の光ディスク再生装
置は、データ信号及び前記データ信号を判別するための
クロック信号が記録された光ディスクを不定の回転数で
回転させて、前記データ信号を再生する光ディスク再生
装置であって、不定の回転数で回転する前記光ディスク
に記録されたデータ信号及びクロック信号を再生する信
号再生手段と、前記信号再生手段が再生したデータ信号
の所定の範囲内に含まれるクロック信号を計数するクロ
ック計数手段と、前記クロック計数手段が計数した値に
基づいて、前記データ信号を判別するデータ信号判別手
段とを具備することを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る本発明の光ディスク記録装
置は、所定の回転数で回転する光ディスクにデータ信号
及び前記データ信号を判別するための所定のクロック信
号を記録するための光ディスク記録装置であって、所定
の回転数で回転する前記光ディスクにデータ信号を記録
するための第１ビームを照射する第１ビーム照射手段
と、所定の回転数で回転する前記光ディスクにクロック
信号を記録するための第２ビームを照射する第２ビーム
照射手段とを具備することを特徴とする。

【０００８】

【実施の形態】まず、説明の都合上、以下の言葉を定義
する。 （１）データ領域とは、光ディスク中の領域であって、
データ信号が同心円状又はスパイラル状に記録された領
域をいう。また、このデータ領域は、データ信号を読み
取るためのトラックを構成する。

【０００９】（２）クロック領域とは、光ディスク中の
領域であって、データ信号を判別するためのクロック信
号が、データ領域の近傍に所定の間隔で記録された領域
をいう。以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に
説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を
付してその説明は繰返さない。

【００１０】図１は、本発明に係る光ディスクの構造を
示す平面図である。１は、光ディスクであり、図では一
部省略しているが、最内周から最外周までクロック領域
２及びデータ領域３が同心円状且つ交互に形成されてお
り、クロック領域２及びデータ領域３には、それぞれク
ロック信号及びデータ信号がピットや突起などの凹凸又
は磁化の方向の違いとして記録されている。また、デー
タ領域３は、データ信号を読み取る為のトラックを構成
する。但し、クロック領域２及びデータ領域３は、スパ
イラル状に形成されていてもよい。

【００１１】以下にあっては、説明の簡略化の為に、ク
ロック領域２及びデータ領域３中には、データがスパイ
ラル状のピットで記録されている場合のみ取り上げて説
明する。図２は、本発明に係る光ディスクの内部構造を
示す拡大平面図である。２ａは、クロック領域２中に形
成されたクロックピットであり、凹凸が所定の長さ及び
間隔で規則正しく記録されている。このクロックピット
２ａを読み取って再生することにより、所定の周期で繰
り返されるクロック信号を発生させることができる。

【００１２】３ａは、データ領域３中に形成されたデー
タピットであり、凹凸の長さの変化でデータ信号を記録
している。またデータピット３ａは、クロックピット２
ａと交互に記録されており、後述する読取りビームが追
従する為のトラック４を構成する。図３は、図１及び図
２に示す光ディスクの原盤を作成する原盤作成装置の構
成を示すブロック図である。

【００１３】この原盤作成装置は、ＣＬＶ方式の光ディ
スク原盤２０１を作成するための装置である。２０２
は、光学記録ヘッドであり、データ信号とクロック信号
を記録する為の記録用レーザやアクチュエータなどで構
成されている。２０３は、記録制御部であり、データ信
号をＥＦＭ方式に従って変調するＥＦＭ変調器、その変
調されたデータ信号に応じて記録用レーザが照射するレ
ーザビームを変調する変調器や、クロック信号（例え
ば、４．３２１８ＭＨｚ）に応じてレーザビームを変調
する変調器などで構成されている。

【００１４】２０４は、位置検出器であり、光学記録ヘ
ッド２０２の位置を検出する。２０５は、ＣＬＶ演算器
であり、位置検出器２０４によって検出された光学記録
ヘッド２０２の位置に応じて後述するスピンドルモータ
及び送りモータの回転速度を計算する２０６は、スピン
ドルモータ駆動回路であり、ＣＬＶ演算器２０５から入
力される信号に応じて、スピンドルモータを回転させる
駆動信号を出力する。

【００１５】２０７は、スピンドルモータであり、スピ
ンドルモータ駆動回路２０６からの駆動信号によって光
ディスク原盤２０１を線速度が一定となる回転数で回転
させる。２０８は、送りモータであり、ＣＬＶ演算器２
０５から入力される信号に応じて、光学記録ヘッド２０
２を光ディスク原盤２０１の半径方向に沿って外周に移
動させる。

【００１６】図４は、光学記録ヘッド２０２の光学系を
示す概念図である。記録制御部２０３によって変調され
たレーザビームＬＢ１及び反射ミラー３０４で反射され
たレーザビームＬＢ２は、ハーフミラー３０１で合成さ
れた後、反射ミラー３０２で反射され、対物レンズ３０
２によって光ディスク原盤２０１上に集光される。

【００１７】図５は、レーザビームが光ディスク原盤上
に集光される状態を示す斜視図である。クロック信号に
応じて変調されたレーザビームＬＢ２及びデータ信号に
応じて変調されたレーザビームＬＢ１は、それぞれ大き
さがほぼ等しいビームスポットＳＰ２及びビームスポッ
トＳＰ１として光ディスク原盤上に集光される。

【００１８】上記のようなツービーム方式によりクロッ
ク信号とデータ信号をスパイラル状に同時に記録すれ
ば、その後はフォトレジスト法による現像工程を経て、
データピット３ａに加えてクロックピット２ａを形成し
た光ディスク原盤（図２参照）を作製することができ
る。図６は、本発明に係るから光ディスクからデータ信
号を再生するための光ディスク再生装置の構成を示すブ
ロック図である。

【００１９】１０１は、光ディスクであり、図２に示す
ようなクロック信号及びデータ信号がピットや突起など
の凹凸で記録されているオーディオＣＤやＣＤ−ＲＯＭ
のような読出専用光ディスクである。１０２は、スピン
ドルモータであり、光ディスク１０１を不定の高速度
（例えば、スピンドルモータ１０２の有する性能を最大
限発揮した場合の速度）で回転させる。

【００２０】１０３は、モータ駆動回路であり、スピン
ドルモータ１０２を駆動する。１０４は、光学ヘッドで
あり、光ディスク１０１に記録されたクロック信号及び
データ信号を光学的に検出するための光学系、対物レン
ズをフォーカス方向及びトラック方向に微動させるアク
チュエータなどで構成される。１０５は、送りモータで
あり、光学ヘッド１０４を光ディスク１０１の半径方向
に移動させる。

【００２１】１０６は、サーボ回路であり、光学ヘッド
１０４が具備するアクチュエータ及び送りモータ１０５
を駆動する。１０７は、システムコントロール部であ
り、中央演算装置（以下、「ＣＰＵ」という）を含み、
この光ディスク再生装置への操作入力の受付け、スピン
ドルモータ１０２のオン／オフ、送りサーボ、トラッキ
ングサーボ及びフォーカスサーボのオン／オフなどを行
なう。

【００２２】すなわち、システムコントロール部１０７
は、回転オン信号をモータ駆動回路１０３に出力し、モ
ータ駆動回路１０３はこの信号に従ってスピンドルモー
タ１０２を駆動（例えば、最大定格ＤＣ１２Ｖの電圧を
スピンドルモータ１０２に入力）し、これにより光ディ
スク１０１が不定の最大速度で回転する。また、サーボ
回路１０６は、光学ヘッド１０４の対物レンズをトラッ
ク方向に微動させるトラッキングアクチュエータ（図示
せず）と送りモータ１０５に対して同時にサーボ制御を
行ない、これにより光学ヘッド１０４がスパイラル状の
トラックに正確に追従するよう光学ヘッド１０４を光デ
ィスク１０１の半径方向に移動させる。また、サーボ回
路１０６は光学ヘッド１０４に対してフォーカスサーボ
制御も行なう。より具体的には、光学ヘッド１０４中の
対物レンズによってレーザビームが光ディスク１０１の
信号記録面上で合焦するようその対物レンズを光ディス
ク１０１の法線方向に微動させる。

【００２３】図７は、レーザビームが光ディスクの信号
記録面上で合焦した様子を示す部分拡大図である。ＳＰ
３は、読取スポットであり、データ領域中に形成された
データピット３ａを読み取る。ＳＰ４は、読取スポット
であり、クロック領域中に形成されたクロックピット２
ａを読み取る。

【００２４】読取スポットＳＰ３及び読取スポットＳＰ
４は、従来の３ビーム方式ピックアップの主ビームと副
ビームと同じように回折格子によって形成され、読取ス
ポットＳＰ３がデータピット３ａを読み取る位置にある
とき、読取スポットＳＰ４がクロックピット２ａを読み
取る位置になるように、回折格子の回転角度が調整され
ている。但し、読取スポットＳＰ４はトラックエラー信
号を作成する為のスポットではなく、図８で説明するよ
うに、クロックピット２ａを読み取るために使用され
る。

【００２５】尚、図７では、読取スポットＳＰ３がデー
タピット３ａを丁度読み取ることが可能な位置にある
が、逆に、読取スポットＳＰ３がクロックピット２ａを
読み取る位置でサーボがかかる場合がある。しかし、そ
の場合には、システムコントロール部１０７は、クロッ
ク信号が周期的かつ安定して得られないことを検知し
て、読取スポットＳＰ３を１トラックだけジャンプさせ
ることにより、読取スポットＳＰ３を正規のデータピッ
ト３ａが記録されたトラックに移動させる。

【００２６】図８は、光ディスクの信号記録面上で反射
されたレーザビームを検出する５分割光センサの拡大図
である。５は、５分割光センサであり、４分割の光セン
サ５ａ及び分割されていない光センサ５ｂで構成され
る。光センサ５ａには、データピット３ａを読み取って
反射された読取スポットＳＰ３が入射し、光センサ５ｂ
には、クロックピット２ａを読み取って反射された読取
スポットＳＰ４が入射する。

【００２７】ＲＦ信号は光センサ５ａの全出力信号か
ら、またフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー
信号は、光センサ５ａの４分割された光センサ出力を利
用した非点収差方式及びプッシュプル方式によって作成
される。更に、クロック信号は光センサ５ｂの出力信号
から作成される（以下、図６に戻り説明を続ける）。１
０８は、演算回路であり、光ディスク１０１からの反射
光を光学ヘッド１０４中の５分割光センサ（図示せず）
によって検出し、その複数の光センサから供給される再
生信号に基づいて、上述の演算を行なうことにより、デ
ータ信号ＤＴ１、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォー
カスエラー信号ＦＥ、クロック信号ＣＣ１などを生成す
る。尚、トラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエ
ラー信号ＦＥは、サーボ回路１０６にフィードバックさ
れる。

【００２８】１０９は、ＲＦアンプであり、演算回路１
０８から出力されるデータ信号ＤＴ１及びクロック信号
ＣＣ１を増幅する。１１０は、フィルタ特性が可変のロ
ーパスフィルタであり、ＲＦアンプで増幅されたデータ
信号ＤＴ１から高域ノイズ信号を除去しデータ信号ＤＴ
２を抽出する。

【００２９】１１１は、フィルタ特性が可変のバンドパ
スフィルタであり、ＲＦアンプで増幅されたクロック信
号ＣＣ１から高域及び低域ノイズ信号を除去しクロック
信号ＣＣ２を抽出する。１１２及び１１３は、Ａ／Ｄコ
ンバータであり、それぞれアナログのデータ信号ＤＴ２
及びクロック信号ＣＣ２をデジタルのデータ信号ＤＴ３
及びクロック信号ＣＣに変換する。

【００３０】図９は、データ信号ＤＴ３とクロック信号
ＣＣとの関係を示すタイミングチャートである。スピン
ドルモータ１０２には、所定の電圧が加えられているだ
けであるので、スピンドルモータが異なれば勿論のこ
と、同一のスピンドルモータであっても、使用している
内に特性が変化して回転数が一定にならないので、図９
（Ａ）や図９（Ｂ）に示す通り、高速回転や低速回転と
なり、その結果、データ信号ＤＴ３とクロック信号ＣＣ
の周波数が変化する（以下、図６に戻り説明を続け
る）。

【００３１】システムコントロール部１０７は、バンド
パスフィルタ１１１のフィルタ特性を変化させて、クロ
ック信号ＣＣが周期的かつ最も安定して出力されるよう
に調整し、更にこの調整結果に基づいて、ローパスフィ
ルタ１１０のフィルタ特性を調整する。１１４は、デー
タ信号作成回路であり、入力されるクロック信号ＣＣと
データ信号ＤＴ３からデータ信号ＤＳを作成する。デー
タ信号作成回路１１４は、図９に示すデータ信号ＤＴ３
の立ち上がりと立ち下がりのタイミングを検出し、立ち
上がりから立ち下がりまでの間、及び、立ち下がりから
立ち上がりまでに含まれるクロック信号ＣＣをカウント
することにより、データ信号ＤＴ３を判別する。例え
ば、データ信号ＤＴ３の立ち上がりと立ち下がりまで
に、クロック信号ＣＣが３つあれば、データ信号ＤＴ３
が３Ｔ信号というように判別し、その判別結果に基づい
て、データ信号ＤＳ（この場合、３Ｔ信号）を作成して
デコーダに出力する。

【００３２】１１５は、デコーダであり、データ信号Ｄ
ＳをＥＦＭ復調して図示しない信号処理系へ出力する。

【００３３】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明に係る光
ディスクによれば、データ信号に加えて、そのデータ信
号を再生する為のクロック信号が記録されているので、
光ディスクを不定の速度で回転させても、そのクロック
信号に応じて正しいデータ信号を再生することができ
る。また、本発明に係る光ディスク再生装置によれば、
角速度一定又は線速度一定というようなディスクに対応
した回転制御を行なう必要がないので、最大定格電圧で
スピンドルモータを只単に回転させればよく、スピンド
ルモータの有する性能を十分に発揮させることができる
とともに、回転速度とは無関係に記録された信号を再生
することが可能となる。

【００３４】更に、本発明に係る光ディスク記録装置に
よれば、本発明に係る光ディスクを作製する為のディス
ク原盤にクロック信号及びデータ信号を同時に記録でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクの構造を示す平面図で
ある。

【図２】本発明に係る光ディスクの内部構造を示す拡大
平面図である。

【図３】光ディスクの原盤を作成する原盤作成装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】光学記録ヘッド２０２の光学系を示す概念図で
ある。

【図５】レーザビームが光ディスク原盤上に集光される
状態を示す斜視図である。

【図６】光ディスク再生装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図７】レーザビームが光ディスクの信号記録面上で合
焦した様子を示す部分拡大図である。

【図８】光ディスクの信号記録面上で反射されたレーザ
ビームを検出する５分割光センサの拡大図である。

【図９】データ信号ＤＴ３とクロック信号ＣＣとの関係
を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ クロック領域２ ２ａ クロックピット ３ データ領域 ３ａ データピット ４ トラック ５ ５分割光センサ １０２ スピンドルモータ １０４ 光学ヘッド １０６ サーボ回路 １０７ システムコントロール部 １０８ 演算回路 １１０ ローパスフィルタ １１１ バンドパスフィルタ １１４ データ信号作成回路 ２０１ 光ディスク原盤 ２０２ 光学記録ヘッド ２０３ 記録制御部 ２０４ 位置検出器で ２０５ ＣＬＶ演算器 ２０７ スピンドルモータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ信号が同心円状又はスパイラル状
   に記録されたデータ領域と、 前記データ信号を判別するためのクロック信号が、前記
   データ領域の近傍に所定の周期で繰り返し記録されたク
   ロック領域と、 を具備することを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】 データ信号及び前記データ信号を判別す
   るためのクロック信号が記録された光ディスクを不定の
   回転数で回転させて、前記データ信号を再生する光ディ
   スク再生装置であって、 不定の回転数で回転する前記光ディスクに記録されたデ
   ータ信号及びクロック信号を再生する信号再生手段と、 前記信号再生手段が再生したデータ信号の所定の範囲内
   に含まれるクロック信号を計数するクロック計数手段
   と、 前記クロック計数手段が計数した値に基づいて、前記デ
   ータ信号を判別するデータ信号判別手段と、 を具備することを特徴とする光ディスク再生装置。
3. 【請求項３】 所定の回転数で回転する光ディスクにデ
   ータ信号及び前記データ信号を判別するための所定のク
   ロック信号を記録するための光ディスク記録装置であっ
   て、 所定の回転数で回転する前記光ディスクにデータ信号を
   記録するための第１ビームを照射する第１ビーム照射手
   段と、 所定の回転数で回転する前記光ディスクにクロック信号
   を記録するための第２ビームを照射する第２ビーム照射
   手段と、 を具備することを特徴とする光ディスク記録装置。