JPH01128276A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル信号を記録再生する装置に係り、
特に、コンピュータの外部記憶装置として用いられる光
デイスク装置における記録容量の増加を実現する装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来この種の光デイスク装置においては、ディスク上に
あらかじめ案内溝を設け、光ビームがこの案内溝の上に
位置するように制御を行なうトラッキング方式が多く採
用されている。この場合の制御誤差信号は、光ビームの
反射光から案内溝による回折光を検出して連続的に得て
おり、連続サーボ方式と呼ばれている。この連続サーボ
方式においては、案内溝の形状や反射率の違いが誤差信
号に影響し、トラッキング精度を悪化させるという問題
が生じる。また記録時には読取時に比して大光量の光ビ
ームが照射されるため、反射光量も比例して大きくなっ
てしまうのでこのような場合においても正しく誤差信号
が得られ制御が行なわれるような配慮が必要となってい
る。

これに対し、サンプルサーボ方式においては、サーボ情
報を得る手段として、案内溝を用いるのではなく、トラ
ック上をサーボ領域とデータ領域にわ（ブサーボ領域と
データ領域とを交互に配置し、光ビームがこのサーボ領
域上を通過するように制御を行なう。制御誤差信号は、
サーボ領域内に、トラック位置を中心として互いに逆方
向に微妙にオフセットをさせた１組（２個）のピットを
あらかじめ記録しておき、光ビームが両ピットを通過す
る際の反射光量の差を検出することによって得ている。

このように、サンプルサーボ方式によれば案内溝の影響
が無く、また制御誤差信号を得るのはサーボ領域のみで
あり、しかもこの領域内では常にサーボ情報を得る動作
しか行なわれないため記録時のレーザ光量増加の影響が
生じないなど、連続サーボ方式の問題点のいくつかが解
決される。

このサンプルサーボ方式に関しては、ニス・ピー・アイ
・イー、プロシーデインゲス、オプティカル・マス・デ
ータ・ストレイジＩＩ、第６９５巻（１９８６年）第２
３９頁から第２４６頁（ＳＰＩＥ。

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、　０ｐｔｉ、ｃａｌ　Ｍａｓ
ｓ　Ｄａｔａ　ＳｔｏｒａｇｅＩＩ、ｖｏｌ。

６９５（１９８６）ＰＰ２３９−２４６）において論じ
られている。

一方、光ディスクや磁気ディスクなどの情報記録再生装
置においては、扱う情報量の増大に伴いより大容量の装
置が求められているが、そのためには、ディスク上の記
録密度を向上させる必要がある。一定の角速度でディス
クを回転させて記録再生を行なういわゆるＣ　、　Ａ、
　、　Ｖ　（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｎｇｕ］、ａ−ｒ　
Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式においては、線速度が一番遅い
最内周でピット周期が制限されてしまう。したがって、
外周に向かうほど余裕が生じ、例えば最内周の２倍の直
径の外周部では記録密度が１／２に低下してしまう。こ
のように、Ｃ，Ａ、Ｖ、方式ではディスクの記録能力を
充分に利用しておらず無駄を生じている。これに対して
、線速度を一定にだもツＣ、Ｌ　、　Ｖ　、　（Ｃｏｎ
ｓｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式に
おいては内周から外周まで同一の記録密度となり、最大
の記録容量を得ることができる。しかしながら、Ｃ，Ｌ
、Ｖ、方式ではトラック位置に応じてディスクの回転数
を変えなければならず、アクセス時間がＣ，Ａ、Ｖ、方
式より増加してしまい、ランダムアクセスが行なわれ、
高速のアクセスが必要とされるコンピュータ用データ記
録再生装置・５　・ としでは支障がある。そこで、両方式の欠点の解消をね
らった方法の一つとして、ディスクを径方向に複数の領
域に分割し、それぞれの領域に対し記録密度が高くなる
よう、異なった回転数を設定する装置が特開昭６１−１
７２２３号公報に述べられている。また、同様に複数の
領域に分割し、回転数は一定として角頭域内のピット周
期を変えて記録容量を高める装置が特開昭６１−１７５
９６８号公報に述べられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はいずれも連続サーボ方式の光デイスク装
置に関するものであり、サンプルサーボ方式による光デ
イスク装置について配慮されていない。サンプルサーボ
方式はサーボ領域に記録されているクロックビットを検
出し、これを基準にしてクロック再生を行なう、いわゆ
る埋込クロック方式を使用する。この再生クロックがサ
ーボを含めた全ての動作の基準となるので常に安定なり
ロックを得ている必要がある。また、サーボ情報を得る
周期がサーボ特性に影響するので、一定周・６・ 期にする必要がある。しかし、−枚のディスク」＝で領
域により回転数や記録データ周期を変化させると、サー
ボ情報の周期も同時に変化し、サーボ特性も変化してし
まうため、サーボ特性をも切換えなければならないとい
う問題がある。

本発明の目的は、サンプルサーボ方式による光デイスク
装置において、サーボ情報のサンプル周期を変化させる
ことなく記録容量を増加させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、一定回転数で回転するディスクから一定周
期ごとにサーボ情報が得られるようにサーボ領域を配置
した光ディスクを、径方向に複数の領域に分け、各領域
の記録密度が高くなるようデータ記録周波数のみを変化
させ、ドライブ装置において、サーボ情報を得るための
クロックを生成する第一のクロック再生回路と、データ
の記録再生を行なうためのクロックを生成する第二のタ
ロツク再生回路を設けることにより達成される。

〔作　用〕

第１のクロック再生回路は、サーボ領域内のクロックピ
ットを基準信号として、常に一定周波数のクロックを再
生する。このクロックを用いてサーボ情報の検出を行な
い、安定なサーボ動作を行なう。第２のクロック再生回
路は、同様にサーボ領域内のクロックピットを基準信号
とするが、トラック位置に応じて再生クロック周波数を
変化させ、外周側に向かうほど周波数を高くする。これ
により、ディスク上の記録密度を向上させ、記録容量を
増加させる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図により説明する。同図は、本発
明を用いたサンプルサーボ方式による光デイスク装置の
構成図であるが、本発明の特徴及び動作の説明に関与し
ない部分については図示していない。同図において、１
が光ディスク、２がディスクモータ、３が光ピツクアッ
プ装置、４がレーザドライバ、５がプリアンプ、６がピ
ーク検出回路、７が変調回路、８が復長回路、９ａ−ｄ
がクロック再生回路、１０が選択回路、１１がトラッキ
ング誤差検出回路、１−２が制御回路である。

光ディスク１はディスクモータ２により一定の角速度で
回転させられている。ディスクへのデータの書き込み・
読み出しは光ピツクアップ３により行なわれる。書き込
みデータは変調回路７で所定の変調をうけた後、レーザ
ドライバ４に入力され、レーザダイオードが駆動されて
光ビームの強弱に変換される。光ディスク１は照射され
る光ビームの強度により光の反射率が変化し、光ビーム
が通過した後にもこの反射率の変化が残ることによりデ
ータが記録される。読み出しは、書き込み時の様な反射
率の変化を生じさせない程度の弱い光ビームをレーザダ
イオードから発光させ、この光ビームが光ディスク］−
に照射された際の反射光を光デイテクタにより検出し反
射率の違いによる反射光量の差異を電気信号に変換する
。検出された信号はプリアンプ５で増幅された後復調回
路８で復調されて元のデータが復元される。このような
光ビームによるデータの記録再生を実現するためには、
光ビームが光デイスク上のあらかじめさだめられたトラ
ックの上に正確に照射させる、いわゆる１−ラッキング
制御が必要である。サンプルサーボ方式においては、第
２図に示すように、サーボ領域とデータ領域とを交互に
配置し、トラッキング制御等のサーボ情報はサーボ領域
からのみ得る。

したがってサーボ情報は連続信号としてではなく離散信
号として得られる。トラッキング誤差情報は、光ビーム
がサーボ領域を通過する際の第１の１へラッキングピッ
ト２１と第２のトラッキングピット２２との光量差によ
って得られる。すなわち、この２個のトラッキングピッ
トは、トラックの中心線に対してその両側に等距離オフ
セットして記録されているため、光ビームの照射位置が
トラックの中心からずれると、ずれた側のトラッキング
ピット・の反射光量が増加し、反対側のトラッキングピ
ットの反射光量が減少する。正しくトラックの中心を光
ビームが照射している場合には、両トラッキングピッ１
〜の反射光量は同一になる。したがって、両１〜ラッキ
ングピットの反射光量の差分と極性により１−ラッキン
グのずれ量と方向が判別でき、これを打ち消す様に光ビ
ームを制御することによりトラッキング制御が行なわれ
る。このようなサンプリング方式による１〜ラツキング
制御を実現するためには、トラッキングピッ１〜からの
再生信号を正確に抽出するためのクロック信号が必要と
なる。クロック信号を得るためには第２図に示したサー
ボ領域信号の二番目のピッ１−であるタロツクピット２
３から得る。サーボ領域ごとに得られるクロックピッ１
−の再生信号を基準としてクロックピット間を所定の数
で等分するクロックを発生する。前述したトラッキング
ピットをその再生信号がこのクロック信号に同期した位
置に得られるようにあらかじめ形成しておくことにより
、トラッキングピットの再生信号を正確に抽出すること
ができる。このように、サンプルサーボ方式においては
ディスクの回転に同期したクロックを使用する点に特徴
があり、このクロックはサーボ情報を得るためだけでな
くデータ領域におけるデータの記録再生にも用いられる
。ディスク１周におけるサーボ領域の数は多いほど良好
なサーボ特、］１　。

性が得られるがデータ領域が少なくなり記録容量が低下
する。逆にサーボ領域の数を少なくすると充分なサーボ
特性が得られない。１．８０Ｏｒｐｍで回転させる場合
の適切な数はディスク−周あたり１０００〜２０００個
である。ディスクの内周から外周まで、ランダムにピッ
クアップを動かしてデータの記録再生を行なうためには
、ディスクの全領域にわたってサーボ領域の時間軸上の
間隔が一定であることが必要である。そのためサーボ領
域は、ディスクの中心から一定角度おきに外周に向かっ
て直線上に配置される。ピックアップをディスクの径方
向に移動させても、サーボ領域の再生信号は一定間隔で
得られるので常に一定のサーボ特性が得られ、また移動
先でただちにトラッキング動作を行なえるので高速アク
セスを実現できる。しかし、サーボ領域が時間軸上で一
定であることは先に述へたクロックも一定である必要が
あり、この結果同一クロックを用いて行なわれるデータ
の記録再生も一定周期となるため、ディスクの外周側に
なるほど記録密度が低下してしまう。そこで本発明、１
２゜ においては、サーボ信号検出用のクロツタと、データ記
録再生用のタロツクとを異なるものとすることによりデ
ータの記録密度を高くすることができる。第３図に本発
明による光ディスクの一例を示す。この光ディスク１は
サーボ領域がディスクの中心から放射状に配置されてお
り、一定回転で回転させた場合に一定時間間隔で再生信
号が得られる。一方データ領域は図に示すように４領域
に分割され、それぞれが異なるクロックで記録再生が行
なわれる。ただし、図中の分割線は説明−４二の仮想の
ものであり、領域の境界部においても、１〜ラツクは連
続している。各領域の分割例を第４図に示す。各領域は
５０００１−ラックごとに分割されており、領域ａは一
周あたり３２セクタ、サーボ領域にはさまれたデータ領
域を１セグメンＩ・とすると、この間に記録されるデー
タが１６パイ１〜、記録クロック周波数は１　］、　、
　１．４．５６　Ｍ、　Ｈｙ、である。

このクロック周波数は、サーボ信号を検出するためのク
ロックと同一であり、先述したクロックピッ１〜を基準
として、その間を２７０等分するクロックである。領域
すは一周あたり３９セクタ、」セグメントあたり２０バ
イト、記録クロック周波数は１３．９５２６ＭＴ（ｚに
なりこの周波数はクロックピット間を３３８等分したも
のになる。同様に領域ｃ、ｄも図に示すように設定され
、記録クロック周波数はそれぞれクロックピットの４０
５等分、４７３等分に相当する。記録容量は、全領域を
。の設定で記録した場合の３２０　ＭＢｙｔｅに比し、
１．３５倍の４．３２　、５　Ｍ’Ｂｙｔｅが得られる
。クロック周波数の生成は第１図における４′個のクロ
ック再生回路９ａ〜９ｄにより行なわれる。タロツク再
生回路ａは１：Ｌ、１４５６ＭＨｚ、クロック再生回路
すは１３．９５２６ＭＨｚ、クロック再生回路Ｃは１６
．７１．８４Ｍ］（ｚ、クロック再生回路ｄは１９．５
２５４ＭＨｚをそれぞれ生成する。各クロック出力は選
択回路１−０に入力され、かつ、クロック再生回路ａの
生成りロックはトラッキング誤差検出回路１１に入力さ
れ、１−ラッキングピット再生信号の抽出に用いられる
。選択回路］０に入力された各クロックは、記録再生を
行なうトラック番号により、マイクロプロセッサ等で構
成される制御装置］−２から出力される選択信号によっ
て１本のクロックが選択され、変調回路、復調回路に入
力される。クロック再生回路９ａ〜９ｄは、第５図に示
すいわゆるＰ　ＬＬ（Ｐｈａｓｅ　ＬｏｃｋｅｄＬｏｏ
ｐ　；フェイズ・ロックド・ループ）回路により構成さ
れる。このＰＬＬ回路は、位相比較器９１゜低域通過フ
ィルタ９２電圧制御発振器９３９分周器９４より構成さ
れ、分周器９４の出力と外部から入力される基準信号と
の位相が一致するように電圧制御発振器９３の発振周波
数及びその位相が制御される。したがって、電圧制御発
振器の出力は、周波数が基準信号を分周器９４の分周比
数てい倍した値となり、位相が基準信号と常に一定の値
となるクロック信号となる。本例においては、基準信号
が先に述べたサーボ領域の３番目のピッｊ−であるクロ
ックピッ１−であり、出力クロック信号が先述した４種
類のクロック信号である。したがって、例えばクロック
再生回路σにおいては、分周器９４の分周比は２７０で
あり、電圧制御発振器９３は、制御電圧の中心値で１１
．１４５６ＭＴ丑を発生する様５発振周波数制御素子が
調整される。タロツク再生回路ｂ−ｄにおいても同様に
、所定の分周比及び発振周波数が設定される。実際の光
デイスク上における再生信号とタロツクとの関係を第６
図に示す。同図におけるａ　−ｄは、それぞれ、第３図
における領域ａｄに対応する。

２３はクロックピッｉ−であり、２５０〜２５ｄは、デ
ータ領域の先頭ピットである。各クロックはクロックピ
ットに同期して生成されるためこの時点においてはすべ
てのクロックの位相がそろっているが、その後は周波数
が異なるためクロック間の位相にずれが発生する。デー
タ領域の開始位置は、追記データによるクロックピッ１
〜への影響を防ぐため一定時間距離に設定される。デー
タ領域の終了地点と第１のトラッキングピッ１〜との間
隔も同様に一定間隔が保たわる。第３図および第４図に
示したように、４領域に等分割した場合、領域ａを基準
とすると領域す、ｃ、ｄはそれぞれ１．２５倍、１．５
倍、１．７５倍の記録容量が得られる。

領域θにおける１セグメント間のサーボ領域とデータ領
域との配分は全クロック数を２７０とするとサーボ領域
が３０クロツク、データ領域が２４０クロツク（１５ク
ロック×］−６パイ１〜）である。同一配分比を領域す
に適応すると１．２５倍され、全クロック数が３３７．
５クロツク、サーボ領域が３７．５クロツク、データ領
域が３００クロツクである。しかるに、クロック再生回
路の分局比は整数である必要があるからとり得るクロッ
ク数は３７３個あるいは３３８個である。前者の場合は
サーボ領域が３７クロツクとなり本来の長さより０．５
クロック短かく、前述したクロックピットとデータピッ
１〜あるいは第１の１〜ラッキンクピッ１−とデータピ
ッ１〜との間隔が領域ａの場合より短かくなる。また、
後者の場合はサーボ領域が３８クロツクとなり、データ
領域との間隔は問題ないが、領域すの最初の１へラック
のピッ１へ間隔が領域。の最初の部勺すなわちディスク
の最内周より短かくなってしまう。これを解決する方策
は、領域すの開始地点を外周がわにずらすことにより実
現される。最内周半径３０ｍｍ、最外周半径６０ｍｍの
ディスクに１．５μｍピッチで記録再生を行なう場合で
考えれば領域すの開始地点を３７．５ｍｍの地点から０
．５７ｍｍ外周がゎにずらすことにより達成される。こ
の部分のトラック数は５７トラツクでありこの分だけ記
録容量が減少するが全体の容量から見れば問題になる量
ではない。

この３方式のうちいずれを採用するかは、光デイスク装
置全体のマージン設定により決定される。

領域ｃ、ｄにおいても同様の考え方にもとすき、クロッ
ク周波数が決定される。

本発明による光デイスク装置の第２の実施例を第７図に
示す。同図において第１図と同一の構成要素に関しては
同一の番号を付しである。この例においては、２個のク
ロック再生回路を有する。

第３図及び第４図の光ディスクを用いるものとして動作
を説明すると、第１のクロック再生回路９は１−ランキ
ングピットを検出するためのクロック１１　、１．４−
５６　Ｍ　Ｈ２を生成し、第２のクロック再生回路９′
は制御装置１２の選択信号により４種類のクロックを生
成する。第２のクロック再生回路９′の構成例を第８図
に示す。分周比可変分周器９５は選択信号により２７０
，３３８．／１−０５゜４７３分周が設定される。電圧
制御発振器９３は制御電圧の中心値で４周波数の中心周
波数を発振するよう発振要素が調整される。また、クロ
ック再生回路全体としては、４周波数全部をカバーする
引込範囲を持つ必要がある。次に、第２のクロック再生
回路の第２の構成例を第９図に示す。この例においては
選択信号によって分周比だけでなく、電圧制御発振器の
中心周波数をも切りかえるため、発振要素を切換回路９
６で切りかえている。

各発振要素は４周波数のいずれかが中心周波数となるよ
うに調整される。この場合のクロック再生回路は第８図
の実施例のような広い引込範囲を持つ必要がない。

第７図の実施例は第１図の実施例に比してタロツク再生
回路の数を減らすことが可能である。しかし、領域の境
界をこえるたびにクロック再生回路の同期動作が行なわ
れるためアクセス速度が、低下する。また境界をこえて
の連続した記録再生が行なえない。

以上述べた様に、本実施例によればサンプルサーボ方式
の光ディスクにおいて、サーボ特性を変化させることな
く容量を増加させることができる。

また、本装置を用い、クロック周波数の切換えを行なわ
なければ、本発明が適用されていない光ディスクの記録
再生もまったく問題なく行なうことができる。

なお、本実施例は、４領域に分割する場合を例にとり数
値を用いて説明しているが、本発明の主旨は、分割数や
先に述べた数値により限定されるものではなく、様々な
組み合わせがとり得るものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サンプルサーボ方式による光ディスク
の記録容量を、サーボ回路に影響を与えることなく増加
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例の構成図。 第２図は光ディスクの再生信号の波形図、第３図は光デ
ィスクの領域分割を示す模心図、第４図は４領域分割を
行なう場合の数値例を示す図、第５図はクロック再生回
路の構成図、第６図は４領域に分割した場合の波形図、
第７図は本発明による第２の実施例の構成図、第８図は
第２の実施例におけるクロック再生回路の第１の実施例
の構成図。 第９図は第２の実施例におけるクロック再生回路の第２
の実施例の構成図である。 １・・・光ディスク、３・・・光ピツクアップ、７・変
調回路、８・・・復調回路、９ａ〜９ｄ・・・クロック
再生回路、１０・・・選択回路、１１・・・トラッキン
グ誤差検出回路、１２・・・制御装置、９］・・位相比
較器。 ９２・・低域通過フィルタ、９３・・・電圧制御発振器
。 ９４・・・分周器。 見２圀 第、５圀 拓４目 第、３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、任意情報記録再生領域とサーボ情報再生領域とが同
   一トラック上に交互に配置され、該サーボ情報領域にサ
   ーボ信号があらかじめ記録されている円盤状の情報記録
   再生媒体と、該情報記録再生媒体を一定角速度で回転さ
   せる駆動手段と、該情報記録再生媒体への光束の照射及
   び反射光の検出を行なう光学手段と、該光学手段より検
   出されるサーボ領域の反射光信号よりサーボ情報を得て
   該光学手段の機械的制御を行なうサーボ手段より成る情
   報記録再生装置において、該サーボ情報領域からの反射
   光信号を基準信号とし、該サーボ領域内のサーボ情報の
   記録周期と同一の周期のクロックを生成する第１のクロ
   ック再生回路と、該サーボ情報領域からの反射光信号を
   基準信号とし、該サーボ領域内のサーボ情報の記録周期
   とは異なる周期のクロックを生成し、かつ相互のクロッ
   ク周期の異なる複数個の第２のクロック再生回路と、該
   複数個の第２のクロック再生回路の複数のクロック信号
   から１本のクロック信号を選択する選択回路と、該選択
   回路がどのクロック信号を選択すべきかを指示する制御
   回路と、該選択されたクロック信号の周期によって任意
   情報記録再生領域への情報の記録再生を行なう記録再生
   回路とを設けたことを特徴とする情報記録再生装置。 ２、制御回路が、記録再生を行なうべきトラック番号に
   よって、クロック信号を選択することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の情報記録再生装置。 ３、第１のクロック再生回路のクロック信号が、選択回
   路に入力されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の情報記録再生装置。