JP2001110060A

JP2001110060A - 光ディスク及び情報記録装置

Info

Publication number: JP2001110060A
Application number: JP28320299A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kuribayashi; 祐基栗林
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】良好なジッタでタイミング制御可能で、記録
位置精度を高く保ち、無駄なバッファ領域を設けず記録
容量の増加が可能な光ディスク及び情報記録装置を提供
する。【解決手段】光ディスク１には、螺旋状にグルーブト
ラックＧと隣接するランドトラックＬが交互に形成さ
れ、グルーブトラックＧにはウォブリングが施されてい
る。そして、グルーブトラックＧ上の所定の間隔毎にギ
ャップ部ＧＰを配置する。この間隔は、記録時に挿入さ
れるシンクパターンの周期のＮ倍（Ｎは自然数）とし、
ギャプ部ＧＰの長さＬｇをシンクパターンの長さよりか
なり短くする。これにより、ギャップ部ＧＰを検出して
タイミング制御を行い、高い位置精度で記録データを記
録することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
を記録する光ディスクに関し、特に予め光ディスクに所
定のプリ情報が記録された光ディスク及びこの光ディス
クに記録データを記録する情報記録装置の技術分野に属
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＣＤやＤＶＤなどの光ディス
クに対するプリフォーマット技術として、記録トラック
にウォブリングを施すことが一般的に採用されている。
すなわち、一定周波数のウォブル信号により記録トラッ
クを蛇行させて、例えば所定のプリ情報をＦＭ変調等に
より予め記録しておくものである。そして、光ディスク
に対する記録を行う際に、ウォブル信号を抽出して、例
えばタイミング制御の同期基準としたり、必要なアドレ
ス情報等のプリ情報を読み出すなど、確実な記録動作を
行うために利用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように光ディスクに対してウォブリングを施す方法
では、記録トラックにおける情報ピットの再生に与える
影響を最小限にするために、情報ピット列が有する周波
数帯域から十分離れた低い周波数を有するウォブル信号
を用いると共に、ウォブリングの振幅を小さくせざるを
得ない。そのため、抽出されるウォブル信号はＳ／Ｎが
低くなり、例えばタイミング制御の基準として用いる場
合には、ジッタの増大により、記録データの記録位置を
正確に特定できないため、記録済みのデータを誤って上
書きにより破壊する懸念がある。その対策として、光デ
ィスクに対する記録終了時に、後の追加記録を行う場合
の記録位置のずれを考慮して、ダミーデータを記録する
ためのバッファ領域を設ける必要があり、その分だけ記
録容量が無駄になっていた。

【０００４】そこで、本発明はこのような問題に鑑みな
されたものであり、光ディスクに対するプリフォーマッ
ト技術として、記録データの再生に影響を与えることな
く、良好なジッタで同期タイミングを検出し、記録位置
精度を高く保ち、無駄なバッファ領域を設けることなく
記録可能な光ディスク及び情報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】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の光ディスクは、情報記録面におい
て所定の高さを有する記録トラックに対し、記録データ
列を所定の間隔毎に区切るためのシンクパターンを挿入
して記録データを記録する光ディスクであって、前記記
録トラックに対し、前記所定の間隔のＮ倍（Ｎは自然
数）の間隔毎にギャップ部を形成し、該ギャップ部は、
前記シンクパターンの長さより十分短い長さの領域を前
記所定の高さと異なる高さに形成したことを特徴とす
る。

【０００６】この発明によれば、光ディスクの記録トラ
ックに対し、挿入すべきシンクパターンの間隔のＮ倍の
間隔で、部分的に凹状や凸状に高さを変えたギャップ部
を周期的に形成する。このギャップ部の長さは、シンク
パターンを記録した場合の長さよりも十分短くする。こ
のように形成した光ディスクに記録データを記録する場
合、例えばタンジェンシャルプッシュプル信号を用いれ
ば、容易にギャップ部に対応する検出信号を得ることが
でき、上述の周期性によって同期基準とすることができ
る。よって、ギャップ部の長さと高さを適切に設定すれ
ば、ギャップ部の検出信号はＳ／Ｎが高くジッタを抑え
ることができるため、記録時の位置精度が向上し、無駄
なバッファ領域を設けなくてよい。また、ギャップ部の
位置に一致させてシンクパターンを配置可能なので記録
データと重なることがなく、良好な再生性能を保つこと
ができる。

【０００７】請求項２に記載の光ディスクは、請求項１
に記載の光ディスクにおいて、前記ギャップ部には予め
所定のプリ情報が記録されていることを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、上述のように作用する
ギャップ部を用いて、その有無や形状によって所定のプ
リ情報を予め記憶可能であり、例えばアドレス情報を記
録するなど、記録データの記録に際して有用な情報を高
い位置精度でプリフォーマット可能となる。

【０００９】請求項３に記載の光ディスクは、請求項１
又は請求項２に記載の光ディスクにおいて、前記光ディ
スクには、情報記録面において第１の高さを有する記録
トラックと、前記第１の高さと異なる第２の高さを有す
るガイドトラックが互いに隣接して形成され、前記ギャ
ップ部を前記第２の高さに形成したことを特徴とする。

【００１０】この発明によれば、光ディスクは、記録ト
ラックとガイドトラックがそれぞれ異なる高さを有する
断面構造を有し、単に記録トラックの一部をガイドトラ
ックの高さにするだけでギャップ部を形成することがで
き、簡易な製造方法により上述のようにプリフォーマッ
トされた光ディスクを提供できる。

【００１１】請求項４に記載の光ディスクは、請求項１
に記載の光ディスクにおいて、前記記録トラックには、
一定周波数のウォブル信号に基づいてウォブリングが施
されていることを特徴とする。

【００１２】この発明によれば、光ディスクの記録トラ
ックにはウォブリングが施され、読み取りに伴いウォブ
ル信号を抽出することができ、上述のギャップ部とウォ
ブリングを併用し、それぞれの特徴を活かしつつ、光デ
ィスクに対し複合的なプリフォーマットを行うことがで
きる。

【００１３】請求項５に記載の光ディスクは、請求項４
に記載の光ディスクにおいて、前記ウォブル信号は、ア
ドレス情報により変調されていることを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、記録トラックに施され
たウォブリングからウォブル信号を抽出すると、アドレ
ス情報を取得することができ、例えば、上述のギャップ
部を同期検出の基準として併用すれば、光ディスクに対
して記録データを正確に記録する場合、有用かつ合理的
に処理可能となる。

【００１５】請求項６に記載の情報記録装置は、請求項
１から請求項５のいずれかに記載の光ディスクに記録デ
ータを記録する情報記録装置であって、前記記録トラッ
クに光ビームを照射し、反射光に基づいて読み取り信号
を出力する読み取り手段と、前記読み取り信号の信号パ
ターンに基づいて前記ギャップ部を検出し、検出タイミ
ングに同期したタイミング信号を出力するタイミング制
御手段と、前記タイミング信号を同期基準として、前記
所定の間隔毎にシンクパターンを挿入して前記記録デー
タの記録動作を行う記録手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１６】この発明によれば、本発明の光ディスクに
記録データを記録するに際し、記録トラックに照射され
た光ビームの反射光に基づく読み取り信号が出力され、
その信号パターンに基づきギャップ部が検出され、検出
タイミングに同期したタイミング信号が出力される。こ
のタイミング信号により同期をとって、記録データ中に
所定間隔でギャップ部の位置に一致させてシンクパター
ンが挿入され、記録動作が行われる。よって、ギャップ
部を光ディスクの反射光レベルの変動に基づき容易に検
出でき、更に、タイミング信号を例えばウォブリングに
基づき得る場合に比べて高い精度に保つことができ、記
録データの位置精度の向上が可能となる。また、記録終
了時にバッファ領域を考慮する必要がなく、光ディスク
に対する記録容量を増加することができる。

【００１７】請求項７に記載の情報記録装置は、請求項
６に記載の情報記録装置において、前記読み取り手段
は、前記読み取り信号としてタンジェンシャルプッシュ
プル信号を出力すると共に、前記タイミング制御手段
は、前記タンジェンシャルプッシュプル信号に基づいて
前記ギャップ部を検出することを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、光ディスクに照射され
た光ビームの反射光に基づき、進行方向の前方側と後方
側の領域における検出信号の差分をとってタンジェンシ
ャルプッシュプル信号が出力され、その信号パターンの
変化からギャップ部を検出して、上述のようなタイミン
グ制御を行う。よって、一般的な４分割ディテクタを用
いて容易にタンジェンシャルプッシュプル信号を得るこ
とができ、簡易な構成で本発明の光ディスクに対する記
録動作を行うことができる。

【００１９】請求項８に記載の情報記録装置は、請求項
６又は請求項７に記載の情報記録装置において、前記記
録手段は、前記シンクパターンをスペースとして記録す
ることを特徴とする。

【００２０】この発明によれば、光ディスクに記録デー
タを記録する際、シンクパターンがギャップ部の位置に
スペースとして挿入される。よって、ギャップ部の周辺
には記録マークが形成されず、相互の干渉を回避して、
記録マークの読み取り性能とギャップ部の検出性能の両
方を向上させることができる。

【００２１】請求項９に記載の情報記録装置は、請求項
６から請求項８のいずれかに記載の情報記録装置におい
て、前記タイミング信号に基づいてクロック信号を生成
するクロック信号生成手段を更に備えることを特徴とす
る。

【００２２】この発明によれば、光ディスクのギャップ
部の検出タイミングに同期したタイミング信号に基づ
き、例えばＰＬＬ回路を用いてクロック信号が生成され
る。よって、ギャップ部の高い位置精度に応じた正確な
クロック信号を記録動作の際に各部に供給することがで
きる。

【００２３】請求項１０に記載の情報記録装置は、請求
項６から請求項８のいずれかに記載の情報記録装置にお
いて、前記タイミング信号に基づいて前記光ディスクを
回転駆動するスピンドルモータの回転数を制御するスピ
ンドル制御手段を更に備えることを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、光ディスクのギャップ
部の検出タイミングに同期したタイミング信号は、スピ
ンドルモータの回転数を制御するための基準として用い
られられる。よって、ギャップ部の高い位置精度に応じ
て、正確にスピンドルモータの回転数を安定に制御で
き、光ディスクの記録性能が向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００２６】図１は、本実施形態に係る光ディスクのデ
ィスク表面の構造を示す図である。図１において、光デ
ィスク１には、ディスク内周側からディスク外周側にか
けて螺旋状に順次トラックが形成され、記録データを記
録する記録トラックとしてのグルーブトラックＧと、グ
ルーブトラックＧに隣接するガイドトラックとしてのラ
ンドトラックＬが交互に形成されている。ディスク表面
におけるグルーブトラックＧの高さとランドトラックＬ
の高さは互いに異なっており、光ビーム照射側から見た
場合、グルーブトラックＧは凸状、ランドトラックＬは
凹状となる。

【００２７】グルーブトラックＧは、ディスク表面にお
いて一定ピッチで蛇行し、いわゆるウォブリングが施さ
れている。また、グルーブトラックＧが蛇行しているた
め、隣接するランドトラックＬも同様のパターンで蛇行
している。そして、グルーブトラックＧを光ビームによ
りトレースする場合、後述の４分割ディテクタから得ら
れるラジアルプッシュプル信号には、一定のウォブル周
波数を有するウォブル信号が含まれている。そのため、
ウォブル周波数を抽出して基準周波数としたり、所定の
プリ情報でＦＭ変調したウォブリングを光ディスク１に
施して、読み取りに伴いプリ情報を抽出することができ
る。例えば、プリ情報として光ディスク１のアドレス情
報を担わせることが可能である。

【００２８】本実施形態においては、図１に示すよう
に、グルーブトラックＧの所定位置にギャップ部ＧＰを
設けている。このギャップ部ＧＰは、グルーブトラック
Ｇ上の長さＬｇの部分をグルーブトラックＧの高さ（図
１にて斜線で示す部分）ではなく、ランドトラックＬの
高さに形成した領域である。すなわち、グルーブトラッ
クＧに対し、トラック方向に沿って凹状にギャップ部Ｇ
Ｐが形成されている。ギャップ部ＧＰは、後述するよう
に光ディスク１を再生する際のタイミング制御の基準と
なるため、グルーブトラックＧに一定間隔で設ける必要
がある。また、ギャップ部ＧＰを設ける位置は、記録デ
ータの再生性能に与える影響を最小限に抑えるため、記
録マークから距離を離す必要がある。以上から本実施形
態では、記録データの区切りを検出するためのシンクパ
ターンに一致するようにギャップ部ＧＰを配列している
が、より詳しくは後述する。

【００２９】次に図２は、本実施形態に係る光ディスク
１に対する記録データの書き込み及び読み出しを行う情
報記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。こ
こでは、光ディスク１に対してＤＶＤフォーマットに従
って記録データの書込み及び読み出しを行うことができ
る情報記録再生装置の場合を説明する。また、光ディス
ク１に上述のウォブリングを施して、アドレス情報が記
録されている場合を説明する。

【００３０】図２に示す情報記録再生装置は、光ピック
アップ１０と、信号生成部１１と、データ復調部１２
と、アドレスデコーダ１３と、システム制御部１４と、
データ変調部１５と、タイミング制御部１６と、レーザ
駆動部１７と、スピンドル制御部１８と、スピンドルモ
ータ１９とを備えて構成されている。また、システム制
御部１４には、外部のホストＰＣ（Personal Compute
r）が接続され、記録データを情報記録再生装置との間
で入出力する構成となっている。

【００３１】図２において、ピックアップ１０は、光デ
ィスク１のグルーブトラックＧ上に光ビームを照射する
半導体レーザ１０ａと、光ディスク１からの反射光を受
光して検出信号を出力する４分割ディテクタ１０ｂを含
んでいる。また、ピックアップ１０は、図示しないコリ
メータレンズや対物レンズ等の光学形を含んでいる。半
導体レーザ１０ａは、記録動作と再生動作のいずれにも
用いられるので、それぞれに最適なパワーで駆動するこ
とができる。

【００３２】ここで、図３を用いて４分割ディテクタ１
０ｂの分割形状について説明する。本実施形態では、後
述するようにＲＦ信号Ｓｒｆと、ラジアルプッシュプル
信号Ｓｒｐｐと、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ
ｔｐｐの３つを生成する必要があるので、受光面が４分
割形状の４分割ディテクタ１０ｂを用いている。図３に
示すように、４分割ディテクタ１０ｂは、ディスク半径
方向の分割線とトラック接線方向の分割線によって、領
域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つに領域分割されている。領域
Ａ、Ｂがディスク外周側、領域Ｃ、Ｄがディスク内周側
に対応し、更に、領域Ｂ、Ｃが光ビーム進行方向前方
側、領域Ａ、Ｄが光ビーム進行方向後方側に対応してい
る。

【００３３】図２に戻って、信号生成部１１は、４分割
ディテクタ１０ｂから出力される各分割領域の検出信号
に基づいて、ＲＦ信号Ｓｒｆ、ラジアルプッシュプル信
号Ｓｒｐｐ、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐ
ｐを生成する。具体的には、４分割領域１０の分割領域
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄと表すと、ＲＦ信号Ｓｒｆは、これらの和をと
って、Ｓｒｆ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄにより生成され
る。

【００３４】また、ラジアルプッシュプル信号Ｓｒｐｐ
は、ディスク半径方向の外周側と内周側の反射光レベル
の差に対応し、Ｓｒｐｐ＝（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）により生成される。

【００３５】また、タンジェンシャルプッシュプル信号
Ｓｔｐｐは、トラック接線方向の前方側と後方側の反射
光レベルの差に対応し、Ｓｔｐｐ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）により生成される。

【００３６】データ復調部１２は、信号生成部１１から
出力されるＲＦ信号Ｓｒｆに基づいて、光ディスク１に
記録されている記録データを復調する。ＤＶＤフォーマ
ットに対応する場合は、ＲＦ信号Ｓｒｆに対して８−１
６復調及びデインターリーブを施して記録データを復調
する。

【００３７】アドレスデコーダ１３は、信号生成部１１
から出力されるラジアルプッシュプル信号Ｓｒｐｐに基
づいてウォブル信号を抽出し、アドレス情報を読み取
る。すなわち、ウォブリングの蛇行パターンがディスク
半径方向への偏移を伴うので、ラジアルプッシュプル信
号Ｓｒｐｐには直接ウォブル信号の成分が含まれること
になり、ウォブル信号の変調パターンからアドレス情報
を判別することができる。

【００３８】システム制御部１４は、データ復調部１２
からの記録データとアドレスデコーダ１３からのアドレ
ス情報を取得して、情報記録再生装置全体の動作を制御
する。システム制御部１４は、図示しないＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ等を含み、ホストＰＣとデータの入出力をし
ながら、制御プログラムを実行する。

【００３９】データ変調部１５は、システム制御部１４
から供給される記録データに基づく変調信号を生成し、
タイミング制御部１６に出力する。ＤＶＤフォーマット
に対応する場合は、ＥＣＣブロックを構成してインター
リーブ、８−１６変調、スクランブル処理を施し変調が
行われる。

【００４０】タイミング制御部１６は、信号生成部１１
から出力されるタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔ
ｐｐに基づいて、グルーブトラックＧ上のギャップ部Ｇ
Ｐをタイミング制御の基準としてタイミング制御信号を
生成し、これによりレーザ駆動部１７とスピンドル制御
部１８の動作タイミングを制御する。本実施形態では、
タイミング制御部１６がタイミング信号としての同期検
出信号を生成して出力するものとする。タイミング制御
部１６は同期検出回路やＰＬＬを含んで構成されるが、
その構成及び動作の詳細は後述する。

【００４１】レーザ駆動部１７は、半導体レーザ１０ａ
から光ビームを照射するため、タイミング制御部１６に
よりパルスタイミングが制御された駆動信号を出力し、
半導体レーザ１０ａを駆動する。再生動作時は再生パワ
ーに対応した駆動信号を出力し、記録動作時には記録パ
ワーに対応した駆動信号を出力する。

【００４２】スピンドル制御部１８は、タイミング制御
部１６によりタイミング制御された制御信号をスピンド
ルモータ１９に供給する。そして、この制御信号に基づ
いてスピンドルモータ１９が光ディスク１を回転駆動す
る。一方、スピンドルモータ１９からは光ディスク１の
回転に伴い回転パルスが出力され、スピンドル制御部１
８にフィードバックされる。

【００４３】次に、本実施形態に係る光ディスク１にお
けるギャップ部ＧＰの配置、及びギャップ部ＧＰ付近の
動作波形について、図４を参照して説明する。図４にお
いては上から順に、記録信号の波形パターン、グルーブ
トラックＧの構成、ＲＦ信号Ｓｒｆの波形パターン、タ
ンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐの波形パター
ンをそれぞれ共通のタイミングで比較して示している。

【００４４】光ディスク１に記録を行う最初の段階で
は、グルーブトラックＧ上に記録マークはまだ形成され
ておらず、所定位置に長さＬｇのギャップ部ＧＰが形成
されている。この状態で記録を開始すると、タンジェン
シャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐに基づきギャップ部Ｇ
Ｐの位置が判別され、これと同期させて図４に示す記録
信号が生成される。この記録信号には、判別したギャッ
プ部ＧＰの位置を中心とするシンクパターンとしての１
４Ｔスペースが含まれる。すなわち、記録データを区切
るため、１４チャネルビット幅のスペースを周期的に挿
入するものである。ギャップ部ＧＰの長さＬｇは、シン
クパターンの１４チャネルビット幅に相当する長さよ
り、かなり短くなっている。

【００４５】そして、図４に示すように、記録信号には
シンクパターンに先行する第１のパルスとシンクパター
ンに後続する第２のパルスを含み、記録に伴いグルーブ
トラックＧ上には、第１のパルスに対応する記録マーク
Ｍ１と、第２のパルスに対応する記録マークＭ２が形成
される。グルーブトラックＧ上には、記録マークＭ１と
記録マークＭ２に挟まれた範囲では記録マークが形成さ
れず、その中央付近に長さＬｇのギャップ部ＧＰが配置
される関係になる。すなわち、ギャップ部ＧＰは、前後
の記録マークＭ１、Ｍ２から、ある程度離れた配置とな
る。

【００４６】ここで、本実施形態に係る光ディスク１
で、グルーブトラックＧのギャップ部ＧＰをシンクパタ
ーンの中央付近に一致させる理由は以下の通りである。
第１に、シンクパターンが、記録データの処理単位であ
るシンクフレームを区切るために挿入されるパターンで
あり、その配置が周期的になるので、タイミング制御の
基準とするギャップ部ＧＰの配置と重ねることが容易だ
からである。第２に、ＤＶＤフォーマットではシンクパ
ターンの１４Ｔスペースが最長のスペース長となってお
り、ギャップ部ＧＰを記録マークから離して配置し、再
生性能に与える影響を抑えることができるためである。
なお、全てのシンクパターンに対してギャップ部ＧＰを
設けてもよいが、同期検出が可能な範囲で、例えば、２
個おき、３個おきなどシンクパターンの出現周期のＮ倍
（Ｎは自然数）の周期でギャップ部ＧＰを設けてもよ
い。

【００４７】こうして記録マークＭ１、Ｍ２とギャップ
部ＧＰが形成されたグルーブトラックＧをトレースして
再生する場合、４分割ディテクタ１０ｂからの検出信号
を信号生成部１１で処理すると、図４に示すような波形
パターンを有するＲＦ信号Ｓｒｆが得られる。ＲＦ信号
Ｓｒｆの場合は、記録マークＭ１、Ｍ２がない位置では
レベルが大きく、記録マークＭ１、Ｍ２が形成された位
置ではレベルが小さくなる。また、シンクパターンに対
応する位置では、ＲＦ信号Ｓｒｆのレベルが大きく保た
れている。これにより、ＲＦ信号Ｓｒｆに対応して、デ
ータ復調部１２で復調処理を行うことにより、記録マー
クＭ１、Ｍ２に対応する記録データが復調可能となる。

【００４８】ここで、図４に示すように、ギャップ部Ｇ
ＰによってＲＦ信号Ｓｒｆのレベル変動に与える影響は
小さくなっている。実際にはギャップ部ＧＰでの反射光
レベルの変動で、微妙にＲＦ信号Ｓｒｆのレベルが変動
するのであるが、ギャップ部ＧＰの長さＬｇを１４Ｔス
ペースに比べ十分小さくしたので、Ｓ／Ｎの許容範囲内
のレベル変動に止まっている。このように、ＲＦ信号Ｓ
ｒｆのＳ／Ｎ確保の観点から、ギャップ部ＧＰの長さＬ
ｇは、例えば２Ｔ〜３Ｔを超えない程度に設定すること
が望ましいが、後述のようにタンジェンシャルプッシュ
プル信号Ｓｔｐｐに変化パターンを生じさせる必要があ
るので、極端に短くすることはできない。

【００４９】一方、記録動作時に４分割ディテクタ１０
ｂからの検出信号を信号生成部１１で処理すると、図４
に示すような波形パターンを有するタンジェンシャルプ
ッシュプル信号Ｓｔｐｐが得られる。グルーブトラック
Ｇ上に記録マークを形成する前は、ギャップ部ＧＰのみ
が形成されているので、ギャップ部ＧＰの位置において
逆Ｓ字状に変化する波形パターンとなる。これは、光ビ
ームがギャップ部ＧＰをトレースする際、ギャップ部Ｇ
ＰがランドトラックＬの高さになっているため反射光量
レベルが低下する一方、先行する領域Ｂ、Ｃと後続の領
域Ａ、Ｄでは受光レベル低下のタイミングがずれること
に起因するものである。すなわち、最初は領域Ｂ、Ｃの
受光レベルが低下し、（Ｓａ＋Ｓｄ）＞（Ｓｂ＋Ｓｃ）
となってタンジェンシャルプル信号Ｓｔｐｐが正の方向
に増加する。続いて領域Ａ、Ｄの受光レベルが低下し、
（Ｓａ＋Ｓｄ）＜（Ｓｂ＋Ｓｃ）となってタンジェンシ
ャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐが負の方向に減少するこ
とになるので、図４に示すような逆Ｓ字状パターンとな
るものである。従って、タンジェンシャルプッシュプル
信号Ｓｔｐｐにおける逆Ｓ字状パターンを検出すること
により、ギャップ部ＧＰに基づくタイミング制御を行う
ことが可能となる。

【００５０】次に、図５〜図８を参照して、本実施形態
に係る情報記録再生装置のタイミング制御部１６の構成
及び動作を説明する。図５は、タイミング制御部１６の
要部構成を説明するブロック図であり、図６は、タイミ
ング制御部１６各部のタイミングチャートであり、図７
は、タイミング制御部１６に含まれる同期検出回路の回
路構成の例を示す図であり、図８は、図７の同期検出回
路の動作波形を説明する図である。

【００５１】図５に示すように、タイミング制御部１６
は、同期検出回路１０１と、位相比較器１０２と、制御
回路１０３と、発振器１０４と、分周回路１０５とを含
んでいる。

【００５２】同期検出回路１０１は、タンジェンシャル
プッシュプル信号Ｓｔｐｐを入力して、ギャップ部ＧＰ
の位置における上述のような逆Ｓ字状パターンを検出し
て、同期検出信号を出力する。なお、同期検出回路１０
１の具体的な回路構成については後述する。また、位相
比較器１０２、制御回路１０３、発振器１０４、分周回
路１０５は一体的にＰＬＬ回路を構成する。

【００５３】図５において、同期検出回路１０１からの
同期検出信号は、位相比較器１０２により、記録クロッ
クをＮ分周した分周信号と位相比較される。そして、制
御回路１０２により、位相比較器１０２の位相誤差の度
合に応じて制御量が変化する制御信号が生成され、発振
器１０４に出力される。制御信号に応じて発振器１０４
の発振周波数が可変制御され、記録クロックとして出力
される。一方、記録クロックは、分周回路１０５により
Ｎ分周されて、上述のように分周信号が位相比較器１０
２に供給される。その結果、同期検出信号のＮ倍の周波
数を有する記録クロックが出力され、記録クロックの位
相を常に同期検出信号に整合させることができる。な
お、ＤＶＤフォーマットにおいて１シンクフレーム毎に
同期パルスを出力する場合は、Ｎ＝１４８８に設定すれ
ばよい。

【００５４】ここで、図６を用いてタイミング制御部１
６各部の動作波形を説明する。図６においては、タンジ
ェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐ、同期検出信号、
分周信号、記録クロックを示し、それぞれの位相の関係
を示している。図６（ａ）に記録クロックの位相が進ん
でいる場合、図６（ｂ）に記録クロックの位相が適正な
場合、図６（ｃ）に記録クロックの位相が遅れている場
合をそれぞれ示している。なお、図６においては、簡単
のため、分周回路１０５の分周数Ｎ＝８である場合を示
している。

【００５５】図６（ａ）〜（ｃ）において、タンジェン
シャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐには、ギャップ部ＧＰ
に対応する上述の逆Ｓ字状パターンの波形部分が周期的
に現れる。また、同期検出回路１０１からの同期検出信
号では、各々のパルスの発生タイミングがタンジェンシ
ャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐの逆Ｓ字状パターンの中
央付近に一致している。すなわち、ギャップ部ＧＰの検
出周波数が同期検出信号の周波数に一致すると共に、こ
の周波数のＮ倍が記録クロックの周波数となる。

【００５６】図６（ａ）に示すように、記録クロックの
位相が進んでいる場合は、分周回路１０５でＮ分周され
た分周信号の立ち上りのタイミングが同期検出信号より
も早くなる。一方、図６（ｃ）に示すように、記録クロ
ックの位相が遅れている場合は、分周信号の立ち上りの
タイミングが同期検出信号よりも遅くなる。

【００５７】図６（ａ）又は図６（ｃ）のように記録ク
ロックの位相がずれている場合は、ＰＬＬ回路の作用に
基づき記録クロックの位相が調整される。その結果、最
終的には、図６（ｂ）に示すように、分周信号の立ち上
りと同期検出信号は同一のタイミングになり、周波数と
位相を安定に保持しつつ記録クロックが出力される。よ
って、この記録クロックを用いて光ディスク１に記録デ
ータを書き込むことにより、適正な記録位置に記録マー
クを形成することができる。

【００５８】次に、図７及び図８を用いてタイミング制
御部１６に含まれる同期検出回路１０１について説明す
る。図７に示すように、同期検出回路１０１は、上述の
ようにギャップ部ＧＰを検出する毎に１つパルスを出力
する回路であり、２つのコンパレータ２０１、２０２
と、立ち下がりエッジ検出器２０３と、ワンショットパ
ルス発生器２０４と、ゲート回路２０５とから構成され
る。

【００５９】コンパレータ２０１、２０２は、それぞれ
一端にタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐが入
力される。また、コンパレータ２０１の他端には、タン
ジェンシャルプッシュプル信号ＳｔｐｐのゼロレベルＺ
が入力され、コンパレータ２０２の他端には、所定のス
レッシュホールドＴＨが入力される。図８に示すよう
に、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐに対
し、ギャップ部ＧＰがない部分のレベルがゼロレベルＺ
として設定される。また、ゼロレベルＺより大きく、Ｓ
字状パターンのピークより小さい範囲の所定レベルがス
レッシュホールドＴＨとして設定される。

【００６０】このとき、コンパレータ２０１からの出力
信号Ｃ１は、図８に示すように、Ｓ字状パターンの前半
部分でハイレベル、後半部分でローレベルとなる。一
方、それ以外の部分では、ゼロレベルＺとタンジェンシ
ャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐのレベルが一致するた
め、出力信号Ｃ１は不定となる（図８にて斜線で示す部
分）。これに対し、コンパレータ２０２からの出力信号
Ｃ２は、スレッシュホールＴＨをゼロレベルＺより大き
いレベルに設定しているため、Ｓ字状パターンの前半部
分における狭い範囲でハイレベルとなると共に、それ以
外の部分ではローレベルとなる。

【００６１】立ち下がりエッジ検出器２０３は、コンパ
レータ２０１からの出力信号Ｃ１の信号波形における立
ち下がりエッジを検出しパルス列Ｐ１を出力する。よっ
て、このパルス列Ｐ１は、Ｓ字状パターンの中央付近の
パルスＰｃと、出力信号Ｃ１が不定となる部分でランダ
ムに生じる多数のパルスとを含むことになる。

【００６２】ワンショットパルス発生器２０４は、コン
パレータ２０２からの出力信号Ｃ２の立ち下がりタイミ
ングで、時間Ｔ０のパルス幅だけハイレベルとなるゲー
トパルスＰ２を出力する。ここで、時間Ｔ０は立ち下が
りエッジ検出器２０３からのパルスＰｃの出力タイミン
グのみが含まれ、それ以外のパルスが含まれない範囲に
設定する必要がある。

【００６３】ゲート回路２０５は、ワンショットパルス
発生器２０４からのゲートパルスＰ２に基づいて、立ち
下がりエッジ検出器２０３からのパルス列Ｐ１を選択的
に通過させ、同期検出信号として出力する。すなわち、
ゲートパルスＰ２が時間Ｔ０だけハイレベルとなる区間
はゲートを開き、立ち下がりエッジ検出器２０３からの
出力パルスを出力し、それ以外の区間はゲートを閉じ、
出力を行わないようにする。これにより、ゲート回路２
０５から出力される同期検出信号は、Ｓ字状パターンの
中央にタイミングが一致してパルスＰｃのみが出力され
るので、正確にギャップ部ＧＰを同期基準として用いる
ことができる。

【００６４】次に、図９を用いて、上述の同期ギャップ
ＧＰに対応して生成した記録クロックの精度に関し、従
来のようにウォブリングに基づいて生成した記録クロッ
クと比較しつつ説明する。図９（ａ）に従来の場合の記
録クロックに生じるジッタを、図９（ｂ）に本実施形態
の場合の記録クロックに生じるジッタを、それぞれ比較
して示している。なお、図９においては、簡単のため、
分周数Ｎ＝２４の場合を示している。

【００６５】図９（ａ）の場合は、ラジアルプッシュプ
ル信号Ｓｒｐｐに含まれるウォブル信号に基づいて記録
クロックを生成する。まず、ラジアルプッシュプル信号
Ｓｒｐｐを２値した２値化信号に変換した後、記録クロ
ックをＭ分周した分周信号と位相比較すれば、記録クロ
ックが得られる。ここで、ラジアルプッシュプル信号Ｓ
ｒｐｐのゼロクロス点に同期して、記録クロックの周波
数と位相が制御される。しかし、図９（ａ）に示すよう
に、ラジアルプッシュプル信号Ｓｒｐｐはノイズレベル
がかなり大きいため、その２値化信号のゼロクロス点近
傍のジッタが大きくなり、同様に分周信号のジッタも大
きくなる。その結果、記録クロックには数周期にわたる
ジッタが生じることになる。

【００６６】これは、グルーブトラックＧに施されるウ
ォブリングは、情報ピットと重なる場合があり、記録デ
ータの読み取りに与える影響を抑える必要があるため、
ウォブル周波数を情報ピット列が持つ周波数帯域に比べ
十分小さく設定すると共に、ウォブリングの振幅を非常
に小さくしていることに起因している。

【００６７】これに対し本実施形態の場合は、図９
（ｂ）に示すように、タンジェンシャルプッシュプル信
号ＳｔｐｐのＳ字状パターン近傍と、対応する同期検出
信号及び分周信号のジッタはいずれも、図９（ａ）に比
べて非常に小さくなっている。その結果、記録クロック
のジッタは、１周期分にも満たない程度に十分小さくす
ることができる。これは、ギャプ部ＧＰを周辺に記録マ
ークが存在しないシンクパターンに一致させて形成する
ので、最短の記録マークと同程度のサイズにすることが
でき、周波数が高く、かつ振幅も十分に確保して、急峻
に変化するタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓｔｐｐ
を得ることができるためである。

【００６８】このように図９（ａ）と図９（ｂ）におけ
るジッタの大きさが相違することにより、記録クロック
を本実施形態のようにギャップ部ＧＰに基づいて生成す
る場合は、ウォブリングに基づいて生成する場合に比べ
ると、周波数と位相を正確に制御することができ、より
高い精度で記録データを書き込むことが可能となる。そ
のため、光ディスク１の正確な記録位置に記録データを
記録可能となり、追加記録に際してバッファ領域を設け
る必要がない。

【００６９】次に図１０は、本実施形態に係る情報記録
再生装置のスピンドル制御部１８における制御信号の生
成に本発明を応用する場合の要部構成を示す図である。
図１０に示すように、スピンドル制御部１８は、周期検
出部３０１と、減算回路３０２と、制御回路３０３とを
含んで構成されている。

【００７０】図１０において、周期検出部３０１には、
タイミング制御部１６の同期検出回路１０１から出力さ
れる同期検出信号の周期を検出する。すなわち、ギャッ
プ部ＧＰの検出間隔に対応する１周期を、外部からの基
準クロック（不図示）によりカウントし、そのカウント
値を出力する。減算器３０２は、周期検出部３０１から
出力されるカウント値から予め設定される基準カウント
値を減算して出力する。制御回路３０３は、減算器３０
２から出力された値に応じて制御量が変化する制御信号
を生成し、スピンドルモータ１９に出力する。

【００７１】例えば、スピンドルモータ１９の回転数が
高くなると、ギャップ部ＧＰの検出周期が短くなり、周
期検出部３０１から出力されるカウント値が小さくなる
結果、減算器３０２からの出力が負の値となる。逆に、
スピンドルモータ１９の回転数が低くなると、ギャップ
部ＧＰの検出周期が長くなり、周期検出部３０１から出
力されるカウント値が大きくなる結果、減算器３０２か
らの出力が正の値となる。そこで、制御回路３０３にお
いて、負の入力値のとき回転数を下げ、正の入力値のと
き回転数を上げるような特性を付与すれば、スピンドル
モータ１９の回転数は基準クロックに連動して一定に保
たれる。

【００７２】以上の実施形態に基づいて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が
可能である。以下では、具体的に本発明を変形して適用
する場合を説明する。

【００７３】上記実施形態では、グルーブトラックＧの
ギャップ部ＧＰは、ランドトラックＬの高さに形成した
が、これに限られず、ギャプ部ＧＰの高さは、検出可能
な範囲でグルーブトラックＧの高さと異なる高さにして
もよい。

【００７４】上記実施形態では、グルーブトラックＧに
形成したギャップ部ＧＰに基づいて同期検出信号を生成
する場合を説明したが、これに限られず、例えばギャッ
プ部ＧＰにアドレス情報等のプリ情報を担わせて、記録
動作の際に読み取り可能としてもよい。この場合、ギャ
ップ部ＧＰの有無やギャップ部ＧＰの高さに基づいてプ
リ情報を記録してもよい。

【００７５】上記実施形態では、グルーブトラックＧに
ギャップ部ＧＰを形成すると共に、ウォブリングを施し
た場合を説明したが、グルーブトラックＧにギャプ部Ｇ
Ｐのみ形成し、ウォブリングを施していない場合であっ
ても、本発明の適用が可能である。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ディスクの記録トラックに周期的にギャップ部を形成
し、記録に際してシンクパターンをギャップ部の位置に
一致させて配置するようにしたので、ジッタを十分に抑
えてギャップ部を検出し、これによりタイミング制御を
行って記録位置精度を高く保つことができ、バッファ部
を設けることなく光ディスクの記録容量の増加が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る光ディスクのディスク表面の
構造を示す図である。

【図２】本実施形態に係る情報記録再生装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図３】４分割ディテクタの分割形状を説明する図であ
る。

【図４】本実施形態に係るギャップ部の配置及びギャッ
プ部付近の動作波形を示す図である。

【図５】タイミング制御部の要部構成を説明するブロッ
ク図

【図６】タイミング制御部各部のタイミングチャートで
あり、（ａ）が記録クロックの位相が進んでいる場合、
（ｂ）が記録クロックの位相が適正な場合、（ｃ）が記
録クロックの位相が遅れている場合を示す図である。

【図７】同期検出回路の回路構成の例を示す図である。

【図８】同期検出回路の動作波形を示す図である。

【図９】ギャップ部に基づく記録クロックとウォブリン
グに基づく記録クロックの精度を比較して説明する図で
あり、（ａ）は従来のウォブリングに基づく記録クロッ
クに生じるジッタを、（ｂ）は本実施形態に係る記録ク
ロックに生じるジッタをそれぞれ示す図である。

【図１０】スピンドル制御部における制御信号の生成に
本発明を応用する場合の要部構成を示す図である。

【符号の説明】

１…光ディスク１０…光ピックアップ１０ａ…半導体レーザ１０ｂ…４分割ディテクタ１１…信号生成部１２…データ復調部１３…アドレスデコーダ１４…システム制御部１５…データ変調部１６…タイミング制御部１７…レーザ駆動部１８…スピンドル制御部１９…スピンドルモータ１０１…同期検出回路１０２…位相比較器１０３…制御回路１０４…発振器１０５…分周回路２０１、２０２…コンパレータ２０３…立ち下がりエッジ検出器２０４…ワンショットパルス発生器２０５…ゲート回路３０１…周期検出部３０２…減算回路３０３…制御回路Ｇ…グルーブトラックＬ…ランドトラックＧＰ…ギャップ部Ｓｒｆ…ＲＦ信号Ｓｒｐｐ…ラジアルプッシュプル信号Ｓｔｐｐ…タンジェンシャルプッシュプル信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録面において所定の高さを有する
記録トラックに対し、記録データ列を所定の間隔毎に区
切るためのシンクパターンを挿入して記録データを記録
する光ディスクであって、前記記録トラックに対し、前記所定の間隔のＮ倍（Ｎは
自然数）の間隔毎にギャップ部を形成し、該ギャップ部
は、前記シンクパターンの長さより十分短い長さの領域
を前記所定の高さと異なる高さに形成したことを特徴と
する光ディスク。
【請求項２】前記ギャップ部には予め所定のプリ情報
が記録されていることを特徴とする請求項１に記載の光
ディスク。
【請求項３】前記光ディスクには、情報記録面におい
て第１の高さを有する記録トラックと、前記第１の高さ
と異なる第２の高さを有するガイドトラックが互いに隣
接して形成され、前記ギャップ部を前記第２の高さに形
成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
光ディスク。
【請求項４】前記記録トラックには、一定周波数のウ
ォブル信号に基づいてウォブリングが施されていること
を特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
【請求項５】前記ウォブル信号は、アドレス情報によ
り変調されていることを特徴とする請求項４に記載の光
ディスク。
【請求項６】請求項１から請求項５に記載の光ディス
クに記録データを記録する情報記録装置であって、前記記録トラックに光ビームを照射し、反射光に基づい
て読み取り信号を出力する読み取り手段と、前記読み取り信号の信号パターンに基づいて前記ギャッ
プ部を検出し、検出タイミングに同期したタイミング信
号を出力するタイミング制御手段と、前記タイミング信号を同期基準として、前記所定の間隔
毎にシンクパターンを挿入して前記記録データの記録動
作を行う記録手段と、を備えることを特徴とする情報記録装置。
【請求項７】前記読み取り手段は、前記読み取り信号
としてタンジェンシャルプッシュプル信号を出力すると
共に、前記タイミング制御手段は、前記タンジェンシャ
ルプッシュプル信号に基づいて前記ギャップ部を検出す
ることを特徴とする請求項６に記載の情報記録装置。
【請求項８】前記記録手段は、前記シンクパターンを
スペースとして記録することを特徴とする請求項６又は
請求項７に記載の情報記録装置。
【請求項９】前記タイミング信号に基づいてクロック
信号を生成するクロック信号生成手段を更に備えること
を特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の
情報記録装置。
【請求項１０】前記タイミング信号に基づいて前記光
ディスクを回転駆動するスピンドルモータの回転数を制
御するスピンドル制御手段を更に備えることを特徴とす
る請求項６から請求項８のいずれかに記載の情報記録装
置。