JPH0242636A - 光ディスク媒体 - 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】 本発明は、光ディスクに情報を記録し再生する光学的情
報記録再生装置に係り、特に光ディスクに光ビームスポ
ットを案内するための溝をあらかじめ設けておき、この
溝をたよりに光ビームスポットを案内しながら情報を記
録・再生する情報の記録再生方法、その方法に使用する
光ディスク及び光学的情報記録再生装置に関する。

従来、例えばディジタル情報を光学的に記録・再生でき
る形態で記憶する光ディスクにおいて、あらかじめ光デ
ィスクに光ビームスポットを案内するための溝を設けて
おき、情報を記録する際にこの溝をたよりに光ビームス
ポットを案内しながら情報を記録していく追加記録可能
な光デイスク装置が提案されている（例えば、Ｐ　ｒｅ
ｓｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｈ１ｌｉｐｓ　Ｎｏｖ
、７ｔｈ　１９７８あるいは特開昭５４−１３０１０２
号参照）。

光ビームスポットを案内するために、光ディスクからの
回折光をトラックをはさんでトラックと平行に位置した
２つの光検出器で受光して、それぞれの出力を差動する
ことにより、光ビームスポットと溝とのずれを示すトラ
ッキング信号を得るものがある。しかし、光検出器を回
折光の遠視野領域に位置するため、光ビームを振ったり
、ディスクが傾くとトラッキング信号にオフセットが発
生し、トラック追跡が正常に行なわれないという欠点が
あった。

第１図は回折光を用いたトラッキング信号検出装置にお
いて、光検出器面上でのスポット移動によって、トラッ
キング信号にオフセットが生ずる原理を説明する図であ
る。第１図（ａ）は光検出器（受光面１，２を有する）
上でのスポット位置の平面図であり、第１図（ｂ）はＡ
Ａ’の中心線に対応する断面図であり、光スポットの強
度分布を示す。第１図（ｃ）は光検出器上のスポットに
対応して、ディスク面上の対物レンズによって集光され
た光スポットの強度分布と溝の位置関係を表わす断面図
である。第１図（ｃ）の（イ）の場合は光スポットの中
心７はディスク面上の溝のない場所に位置しており、第
１図（ｃ）の（ロ）の場合は溝の中心８と一致しており
、第１図（ｃ）の（ハ）の場合は光スポットが溝の左端
（又はディスクの回転内側）にあり、第３図（ｃ）の（
ニ）の場合は溝の左端（又はディスクの回転外側）にあ
る場合を示している。第１図において、点線で示した光
検出器上のスポット４は、デ゛イスクの対物レンズ光軸
との傾き、又は偏心に追従するために対物レンズの光軸
を移動することによって生じたものである。

第１図において、光検出器は受光面が２つの部分１，２
に分かれており、その間隔は非常に狭い。

ディスク面、上のスポットが溝６の中心にあるとき、光
検出器面上のスポットは第１図（ｂ）の（ロ）のように
なり、２つの受光面１及び２に等しく実線３の如く回折
光量が入射される。しかし、この状態において、ディス
クの傾きや対物レンズの移動によって光検出器面上のス
ポット位置が移動すると点線４のようになる。

回折光によるトラッキング信号は通常回折光のアンバラ
ンスを検出するため、受光部１，２の出力の差動信号を
トラッキング信号として用いる。

すると上述のように光検出器面上のスポット位置が移動
する場合にはディスク面上のスポット中心７が溝６の中
心８と一致しているにもかかわらず、受光部１，２の差
動信号は零にならず、トラッキング信号としてはオフセ
ット分が生ずることになる。

さらに、ディスク面上のスポットの中心７が溝６の左端
にある第１図（ｃ）の（ハ）の場合、光検出器面上のス
ポットの強度分布は第１図（ｂ）の（ハ）のようになり
、受光部１に入射する光量が大きくなり、受光部１，２
の差動出力にアンバランスを生じ、ディスク面上のスポ
ット中心とトラック中心のずれ量と方向を知ることがで
きる。

また第１図（’ｃ）の（ニ）のように、ディスク面上の
スポット中心が溝の右端にある場合には光検出器面上の
スポットの強度分布は第１図（ｂ）の（ニ）のようにな
り、受光部１，２の差動出力は第１図（Ｃ）の（ハ）の
場合の逆になる。

本発明は、以上の問題を解決するためになされたもので
あって、案内溝による回折光のアンバランスを検出して
トラッキング制御しながら情報を記録再生するに際して
、ディスクの傾きや対物レンズの光軸移動によるトラッ
キング信号のオフセットを補正して正確なトラッキング
制御を可能とする情報の記録再生方法、その方法に使用
する光ディスク及び光学的情報記録再生装置を提供する
ことを目的とする。

本発明は、照射される光ビームスポットを回転方向に沿
って案内するための溝の一部を所定の間隔ごとに切断し
て全反射面、つまり光ビームスポットをほぼそのまま反
射する鏡面領域とし、この全反射面を利用してオフセッ
トを補正することを特徴とする。すなわち全反射面では
トラック信号のオフセット成分のみが現われ、オフセッ
ト検出領域として機能するので、この全反射面からオフ
セット成分を検出して保持し、案内溝からの回折光によ
るトラッキング信号を補正して正確なトラッキング信号
を得て、トラッキング制御を行なうのである。

第２図により本発明の詳細な説明する。第２図はディス
ク面上のスポット中心７が、１ｄ６を左端から右端に向
けて通過しながら、光検出器面上のスポット位置をずれ
量Δだけずらしていった場合の受光部１，２の差動出力
１５の変化を表わしたものであり、点１０はディスク面
上のスポット中心７が溝６の左端にある場合を示し、点
１１は同中心７が溝６の右端にある場合を示し、黒点１
２はスポット中心７が溝６の中心にある場合を示す。

実線１４は黒点１２を結んだものであり、これは差動出
力］、４をトラッキング信号とみた場合には光検出器面
上のスポット移動とオフセットの関係を表わすものとな
る。

一方１点線１３は第１図（ａ）〜（ｃ）の（イ）の場合
、すなわち、ディスク面上のスポットが溝のない全反射
面にあって、光検出器面上のスポットがΔだけ移動した
ときの受光部１，２の差動出力を示す。

第２図から明らかなように、光検出器面上でのスポット
の移動量Δが少ない場合には、差動出力】−５の振幅に
対する点線１３と実＃１１４のズレ量の比は小さく、は
ぼ点線１３の値で実線１４を代用しても良い。点線１３
の出力は全反射面における受光部１，２の差動出力であ
るから、溝の一部に全反射面を設けておき、光スポット
が全反射面を通過するときの差動出力１３の値を抜き出
してオフセットを検出し、この値を用いて差動出力を補
正することにより、ディスクの傾きや対物レンズの光軸
移動に影響されずに、オフセットのない正確なトラッキ
ング信号を得ることができる。

第３図は、オフセット検出領域として機能する全反射面
を設けた本発明の光ディスクの一実施例の要部を模式的
に示す図である。

第３図においては、溝６の一部を切ってその切断部を全
反射面としている。第３図（ａ）は平面図であり、その
Ｂ−Ｂ’の断線に沿って切断した切断面が第３図（ｂ）
である。切断部は溝６がなく平坦であり、その長さＱは
スポット２０が切断部にあるとき周囲の溝６から影響を
受けない長さが好適である。例えば、使用スポットサイ
ズ（スポット強度が１／ｅ２となる直径）以上である。

溝６の深さｈは光学的な光路長としてはλ／８（λはレ
ーザ光の使用波長）が良いが、他の条件によってこれか
らずれたものでも介く、また、溝の形状についても本発
明は限定されないこと勿論である。

第４図は、本発明による追加記録可能な光ディスククの
トラック形態の一例を示す平面図である。

例えば、ディスクの使用領域は、最外周は２８０φ、最
内周は１８０φの領域にあり、半径方向５０ｍｍの間に
１．６μｍピッチ間隔に３２０００本のトラック、すな
わち光スポットを回転方向に沿って案内するための溝が
同心円状あるいはスパイラル状に予め設けられている。

−本のトラックは円周方向に６４分割されており、それ
ぞれセクタという名称が与えられた情報の区切りとなっ
ている。第４図は１本のトラックがセクタ３０゜３１．
３２，３３，３４，３５，３６．３７・旧・・に分割さ
れた端成を示しており、例えばセクタ３４のさらに詳し
い構造は第５図のようになっている。すなわち、各セク
タは、セクタの頭であることを検出するためのマーク（
セクタマークと称す）４０があり１次に番地情報（トラ
ック番号とセクタ番号）を検出するためにクロックを発
生する回路（通常はＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃ
ｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）を使用する）を動作させるための信
号４１があり、次に番地情報４２がある。以上の３つの
信号が予め記録されている。次に追加記録領域４４の前
にギャップ４３が用意されている。これは情報信号を検
出して、記録を開始するまでに時間的な余裕を持たせる
ためであり、実効的に記録されない。

点線で示す領域４５はバッファ領域であり、回転変動、
グロックジッタ等の原因により、記録領域の増加を吸収
する役目を持つ。

以上の追加記録可能な光ディスクでは、上述の全反射面
を挿入する箇所としては、追加記録されない領域が良く
、ギャップ４３か、バッファ４５の領域が好適である。

すなわち、トラックに沿って同心円状あるいはスパイラ
ル状に設けられる案内溝６の一部を、キャップ４３かバ
ッファ４５のイ 領域が切断して、オフセット検出領域として機能する全
反射面を所定の間隔ごとに設ける。その長さＱは、前述
したように光スポットが切断部にあるとき周囲の溝から
影響を受けない長さで、光スポツトサイズ以上とする。

なお、本発明に従えば、上述のセクタ構造にとられれる
ことなく、データ処理に特別の問題が生じなければどの
領域ども良いのは勿論である。

次に、上述したオフセット検出領域として機能する全反
射面を検出する方法について説明する。

第１にリアルタイムにオフセットを検出する方法がある
。まず、全反射面の位置に光スポットがあることを知る
必要がある。追加記録可能な光ディスクの場合にはセク
タマークから全反射面を挿入した領域までの時間間隔は
あらかじめ知られているので、まず、セクタマークを検
出し、その後時間を測定して全反射面の領域に光スポッ
トが来たことを検出すれば良い。

以上、説明した方法によれば、光検出器の差動出力を前
述の方法によって検出したタイミングによりサンプルホ
ールドすることによってオフセット分を検出保持できる
。

なお、光スポットが全反射面にあることを検出するのに
時間遅れが生ずるような方法を用いる場合には、光検出
器の差動出力を前述の時間遅れ分だけアナログ遅延を行
なえば良い。アナログ遅延の方法としては、ＣＣＤ　（
Ｃｏｒｇｅ　ＣｏｇｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）　、又は遅
延線でも良い。

第６図は、本発明の一実施例の構成を示す図である。

図において、レーザ７１からでた光ビームはレンズ７２
により平行光となり、プリズム７３゜λ／４板７４（λ
：レーザ波長）、絞り込みレンズ７５を通って案内トラ
ックを有するディスク７６上に１μｍφ程度のスポット
に収束する。ディスク７６上には、反射膜あるいは記録
膜が蒸着してあり、案内トラック７７に入射した光ビー
ムは反射され、再び絞り込みレンズ７５．λ／４板７４
、プリズム７３を通って情報検出系へ導かれる。情報検
出系（自動焦点検出系は図示せず）は集束レンズ７８と
トラッキング信号と情報信号を検出する受光面が二分割
された光検出器７９からなっている。ディスク７６は第
７図に示す如く情報を記録再生する光スポットを案内す
るため案内トラック６２．全反射領域６３を検出するタ
イミングを発生させるセクタマーク部６４から構成され
ている。案内トラック６２はλ／８程度の深さの溝を有
しており、第１図で説明したように案内トラック６２に
対する入射スポットの位置関係により反射する回折光分
布が変化するのでこの変化を二分割光検出器７９で受光
し、各信号を差動アンプ８０で差動することによりトラ
ッキング信号が得られる。第８図に各回路からの出力波
形を示す。第８図（ａ）はディスクの傾きがない時の正
常なトラック信号を表わす。信号中に平らなレベルを示
す部分はスポットが全反射領域を通過した時を示す。次
にディスクの傾きが生じた時のトラック信号を第８図（
ｂ）に示す。この時１反射光の光軸がディスクの傾きに
よって移動するので、それによりΔのオフセットが生ず
る。このためトラックサーボ系は電気的な零をトラック
の中心として追跡するのでトラックずれが生じることに
なる。この時のトラッキング信号は第８図（ｃ）に示す
如き波形となり、全反射領域の通過時にはΔのオフセッ
トをもったものとなる。二分割光検出器７９の出力を和
動アンプ８１で和動すると、情報信号が得られる。情報
信号中筒９図（ｄ）ではセクタマーク部６４に注目して
示しである。この出力を同期信号検出器８２に通して全
反射領域６３を抽出するためのゲート信号を発生させる
（第８図（ｅ）に示す）。ゲート信号はゲート回路８３
へ導かれ、トラッキング信号から全反射領域での信号を
抽出する。その出力はホールド回路８４へ導かれ、抽出
された信号を保持してオフセット信号を検出する（第８
図（ｆ）に示す）。この信号は差動アンプ８５で、トラ
ッキング信号と差動され、差動アンプ８５の出力にディ
スク傾きによるオフセットを補正したトラッキング信号
が得られ、トラックサーボ回路８６をへて、トラック追
跡を行なうレンズ駆動装置８７を駆動する。

これにより正確なトラック追跡を行なうことができる。

本発明ではトラック追跡をレンズにより行なう場合につ
いて説明したが、ビームをミラーで振ることによりトラ
ック追跡を行なう時も同様である。

本発明によれば、ディスク−傾きにより発生するトラッ
キング信号内のオフセットを補正できるので、ディスク
の傾きに影響されずに正確にトラッキング制御しなが゛
ら情報を記録再生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、オフセットの生じる原理を説明する図、第２
図は、光検出器からの差動出力の変化を説明するための
図、第３図〜第５図は、本発明による光ディスクの構成
を説明するための図、第６図は、本発明の一実施例を説
明する図、第７図及び第８図は、その動作を説明するた
めの図である。 ７１・・・レーザ、７２・・・レンズ、７３・・・プリ
ズム、７４・・・λ／４板、７５・・・絞り込みレンズ
、７６・・・ディスク、７７・・・案内溝、７８・・・
収束レンズ、７９・・・二分割光検出器、８０・・・差
動アンプ、８１・・・和動アンプ、８２・・・同期信号
検出回路、８３・・・ゲート回路、８４・・・ホールド
回路、８５・・・差動アンプ、８６・・・トラックサー
ボ回路。 ８７・・・レンズ即動装置。 第１図 第３図 第４図 第２図 第５５Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学的に読み取り得る形態で記録する記録膜を有す
   る記録可能な光ディスクであって、照射される光ビーム
   を回転方向に沿って案内するための溝を有し、該溝の一
   回転が複数のセクタに分割され、各セクタは当該セクタ
   の始点を示すマークが予め記録された第１の領域と上記
   情報が記録される第２の領域とを有し、上記溝の一部を
   所定の間隔ごとに切断して、上記光ビームの上記溝によ
   る回折光から得られるトラッキング信号のオフセットを
   検出するためのオフセット検出領域を上記第１の領域と
   第２の領域の間に設けた光ディスクを用い、回転する該
   光ディスクに上記光ビームを照射し、該光ビームの上記
   溝による回折光からトラッキング信号を検出し、上記光
   ビームが上記第１の領域を照射しているときの反射光か
   ら上記マークを示す信号を抽出し、その抽出した信号に
   基づいて上記光ビームが上記オフセット検出領域を照射
   しているときのタイミングを示すゲート信号を発生させ
   、該ゲート信号により上記光ビームが上記オフセット検
   出領域を照射しているときの反射光からオフセットを検
   出し、その検出したオフセットに基づいて上記トラッキ
   ング信号を補正し、その補正したトラッキング信号に基
   づいて上記光ビームの照射位置をトラッキング制御しな
   がら情報を記録し再生することを特徴とする情報の記録
   再生方法。 ２、上記光ビームが上記オフセット検出領域を照射して
   いるときの反射光による信号をサンプルし、そのサンプ
   ルされた信号を保持して上記オフセットを検出すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報の記録再
   生方法。 ３、光学的に読み取り得る形態で情報を記録する記録膜
   を有する記録可能な光ディスクであって、照射される光
   ビームを回転方向に沿って案内するための溝を有し、該
   溝の一回転が複数のセクタに分割され、各セクタは当該
   セクタの始点を示すマークが予め記録された第１の領域
   と上記情報が記録される第２の領域とを有し、上記溝の
   一部を所定の間隔ごとに切断して、上記光ビームの上記
   溝による回折光から得られるトラッキング信号のオフセ
   ットを検出するためのオフセット検出領域を上記第１の
   領域と第２の領域の間に設けたことを特徴とする光ディ
   スク。 ４、上記オフセット検出領域は、上記光ビームが上記溝
   によって影響を受けず上記光ビームをほぼそのまま反射
   する反射面からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の光ディスク。 ５、上記反射面の長さが上記光ビームのスポット径以上
   であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光
   ディスク。 ６、上記第１の領域に当該セクタの番地を示す番地情報
   と該番地情報を検出するための同期信号とが予め記録さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第３項ないし
   第５項のいずれかに記載の光ディスク。 ７、光学的に読み取り得る形態で情報を記録する記録膜
   を有する記録可能な光ディスクであって、照射される光
   ビームを回転方向に沿って案内するための溝を有し、上
   記溝の一回転が複数のセクタに分割され、各セクタは当
   該セクタの始点を示すマークが予め記録された第１の領
   域と上記情報が記録される第２の領域とを有し、上記溝
   の一部を所定の間隔ごとに切断して、上記光ビームの上
   記溝による回折光から得られるトラッキング信号のオフ
   セットを検出するためのオフセット検出領域を上記第１
   の領域と第２の領域の間に設けた回転する光ディスクに
   上記光ビームを照射する光学系と、上記光ビームの上記
   溝による回折光からトラッキング信号を検出するトラッ
   クずれ検出手段と、上記光ビームが上記第１の領域を照
   射しているときの反射光から上記マークを示す信号を抽
   出しその抽出した信号に基づいて上記光ビームが上記オ
   フセット検出領域を照射しているときのタイミングを示
   すゲート信号を発生する信号発生手段と、該ゲート信号
   により上記光ビームが上記オフセット検出領域を照射し
   ているときの反射光からオフセットを検出するオフセッ
   ト検出手段と、該オフセット検出手段からの出力に基づ
   いて上記トラッキング信号を補正する補正手段と、該補
   正手段からの補正されたトラッキング信号に基づいて上
   記光ビームの照射位置をトラッキング制御するトラッキ
   ング制御手段とを有し、上記溝をたよりに上記光ビーム
   の照射位置をトラッキング制御しながら情報を記録し再
   生することを特徴とする光学的情報記録再生装置。 ８、上記オフセット検出手段は、上記光ビームが上記オ
   フセット検出領域を照射しているときの反射光による信
   号をサンプルし、そのサンプルされた信号を保持する手
   段からなることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の光学的情報記録再生装置。 ９、上記第１の領域に当該セクタの番地を示す番地情報
   と該番地情報を検出するための同期信号とが予め記録さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第７項又は第
   ８項に記載の光学的情報記録再生装置。 １０、上記オフセット検出領域は、上記光ビームが上記
   溝によって影響を受けず上記光ビームをほぼそのまま反
   射する反射面からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項ないし第９項のいずれかに記載の光学的情報記録
   再生装置。 １１、上記反射面の長さが上記光ビームのスポット径以
   上であることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の光学的情報記録再生装置。