JPH04212723A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、記憶媒体に対して光学的に情報の記録を行う
情報記録再生装置、例えば光ディスク装置に関する。

（従来の技術） 光ディスクに情報を記録し、その記録情報を再生する例
えば光ディスク装置においては、従来から光ディスクへ
情報を記録する方法として、マーク間記録が採用されて
いる。一方最近では、光ディスクへの情報の高密度記録
という点から、マーク長記録も注目をあびている。

両者の記録方法の詳細を示すと、以下の通りである。

すなわちマーク間記録においては、光ディスクに形成す
るピットの間の長さとして記録データを表わすことによ
り記録を行い、各ピットの位置（ピット間の長さ）をデ
ィジタル信号として検出することにより記録データの再
生を行う。従ってピットの位置、すなわち、ピットの前
端又は後端又は中心位置を検出するだけでデータ再生可
能であるため、再生アナログデータ信号に歪が生じても
影響がなくデータ処理が容易である。

しかしながら、同一量の記録データを記録する場合でも
マーク長記録に比較して、径の小さなピットを多数形成
する必要があり、レーザ光学系が複雑になる。またアナ
ログ信号の周波数帯域が高くなるため、アナログ回路が
複雑になるといった問題点を有する。

一方マーク長記録においては、ピットの長さ及びピット
間の長さとして記録データを記録し、ピットの長さと、
ピット間の長さをディジタル信号として検出することに
より記録データを再生する。

従って同一量の記録データを記録する場合でも、マーク
間記録に比較して、ピットの径が大きくてもよく、従っ
て高密度記録が容易であり、かつ光学系アナログ回路の
構成も簡単である。

しかしながら、アナログ信号に歪が生じた場合に、ピッ
トの長さ検出（ピット前端及び後端の両名を検出）が困
難となり、誤再生を起こしやすい記録膜によってはピッ
トの形状が変わるため、全ての記録膜を使うことはでき
ない。

（発明が解決しようとする課題） 従来は、マーク長記録を採用すると、以下の問題を生じ
ていた。

固定スライスで２値化する時はフォーカスオフセット、
膜感度、レーザ強度の変化によってマーク長とスペース
長の比率は大幅にくるってくる。

ピークツーピークの電圧平均又は交流分の電圧平均によ
ってスライスする場合は波形の歪によって上記比率がく
るってくる。

１又は２のいずれの場合でも２値化回路の歪（ＯＮ時と
ＯＦＦ時のタイムラグの差など）は上記比率をくるわせ
る。

２の回路に微調整回路を追加して一点では理想波形とす
ることができても、温度の変化や転送レートの変化が起
きると、上記比率はくるってしまう。

そこで、この発明は、マーク長記録を採用したものであ
って、上記問題点を解消した情報記録再生装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために記録媒体に光を照射
することにより、光反射率特性に変化を有する部分を形
成し、この変化部分の長さ及び各変化部分間の長さを利
用して、記録媒体に対し情報の記録再生を行う情報記録
再生装置において、記録媒体からの反射光を基に上記変
化部分の長さ及び各変化部分の長さに対応したアナログ
信号を発生する手段と、所定のしきい値をレベルを基に
上記アナログ信号を２値のレベルを有するディジタル信
号に変換する手段と、上記２値のレベルの比率が予め決
められたアナログ信号部分を検知したときに、上記２値
のレベルの比率が予め決められた比率とする上記所定の
しきい値レベルを決定する手段とから成る。

（作用） 記録データの中には、プリアンプルや同期信号など固定
コードデータなどが一般的に含まれており、このデータ
部分の上記２値のレベル比率は決まっている。本発明は
このタイミングを検出し負帰還を働かせてしきい値を決
定するので上記課題を全べて解消することができる。

（実施例） まず、本発明が適用される情報記録装置の一例を説明す
る。第２図は本発明が適用される情報記録再生装置とし
ての光ディスク装置の概略構成である。

この光ディスク装置に用いられる情報記録媒体としての
光ディスク１は、例えばガラスあるいはプラスチックス
などで円形に形成された基板の表面にテルルあるいはビ
スマス等の金属被膜層がドーナツ形にコーティングされ
て成るものであり、その金属被膜層の中心部近傍には切
欠部、つまり基準マーク１１が設けられている。

光ディスク１上には、第１２図に示すように、同心円状
又はスパイラル状に情報を記録するためのトラクが形成
されており、このトラックは基準マーク１１を「０」と
して、「０〜２５５」の２５６セクタに分割されている
。この光ディスク１上には、可変長の情報が複数のブロ
ックにわたって記録されるようになっている。上記ブロ
ックの開始位置には、ブロック番号、トラック番号等か
ら成るブロックヘッダ（ヘッダ情報）Ａが記録されるよ
うになっている。また、各ブロックがセクタの切換位置
で終了しない場合、ブロックギャップを設け、各ブロッ
クが必ずセクタの切換位置から始まるようになっている
。

このような光ディスク１は、スピンドルモータ（回転手
段）２に装着され、所定の回転数で回転されるようにな
っており、スピンドルモータ制御回路３から出力される
制御信号Ｓ１により回転の始動、停止等が制御されるよ
うになっている。

スピンドルモータ制御回路３は、図示しない周波数発振
器から出力される基準周波数Ｆｓと、スピンドルモータ
２から出力され、その回転数に応じた回転パルス信号Ｓ
２とを入力して位相比較を行う位相比較器３１と、この
位相比較器３１の出力信号の高周波成分を除去するロー
パスフィルタ３２と、このローパスフィルタ３２の出力
信号を増幅してスピンドルモータ２に供給することによ
りスピンドルモータ２を回転駆動するモータドライバ３
３とにより構成されている。そして、制御回路４からの
制御信号Ｓ３に従って基準周波数Ｆｓに正確に同期した
制御信号Ｓ１を出力するものである。この制御信号Ｓ１
により、スピンドルモータ２は正確に一定回転数で回転
するようになっている。

制御回路（検出手段、制御手段、代替処理手段）４は、
例えばマイクロコンピュータ等により構成され、スピン
ドルモータ２の回転制御の他、後述する種々の制御を司
るものである。

光ディスク１の下面側には、光学ヘッド（記録手段）５
が配設されている。この光学ヘッド５は光ディスク１に
対して情報の記録あるいは再生を行うもので、半導体レ
ーザ発振器６、コリメータレンズ７、ビームスプリッタ
８、対物レンズ９、シリンドリカルレンズ１０と凸レン
ズ１１とから成る周知の非点収差光学系１２、光検出器
１３、１４、及びレンズアクチエータ１５、１６等によ
り構成されている。この光学ヘッド５は、例えばリニア
モータ等によって構成される移動機構（図示しない）に
より光ディスク１の半径方向に移動可能に配設されてお
り、制御回路４からの指示に従って記録あるいは再生の
対象となる目標トラックへ移動されるようになっている
。

半導体レーザ発振器６は、光出力制御回路２０からのド
ライブ信号Ｓ４に応じた発散性のレーザ光を発生するも
ので、光ディスク１にマーク長情報を記録する際は、記
録すべき情報に応じてその光強度が変調されたレーザ光
を発生し、情報を光ディスク１から読出して再生する際
は、一定の光強度を有するレーザ光を発生するようにな
っている。

半導体レーザ発振器６から発生された発散性のレーザ光
は、コリメータレンズ７によって平行光束に変換されて
ビームスプリッタ８に導かれる。

このビームスプリッタ８に導かれたレーザ光は、ビーム
スプリッタ８を透過して対物レンズ９に入射され、この
対物レンズ９によって光ディスク１の記録膜に向けて集
束される。

対物レンズ９は、レンズ駆動機構としてのレンズアクチ
エータ１５により、その光軸方向に移動可能に支持され
ている。しかして、信号処理回路１７内部のフォーカス
サーボ回路（図示しない）からのフォーカスサーボ信号
Ｓ５により光軸方向へ移動されることにより対物レンズ
９を通った集束性のレーザ光が光ディスク１の表面上に
投射され、最小ビームスポットが光ディスク１の記録膜
の表面上に形成されるようになっている。この状態にお
いて、対物レンズ９は合焦点状態となる。

また、この対物レンズ９は、レンズアクチエータ１６に
より、光軸と直交する方向にも移動可能になっており、
信号処理回路１７内部のトラッキングサーボ回路（図示
しない）からのトラッキングサーボ信号Ｓ６により対物
レンズ９が光軸と直交する方向へ移動されるようになっ
ている。そして、対物レンズ９を通った集束性のレーザ
光が光ディスク１の記録膜の表面上に投射され、光ディ
スク１の記録膜の表面上に形成された記録トラックの上
に照射されるようになっている。この状態において、対
物レンズ９は合トラック状態となる。そして上記合焦点
及び合トラック状態において、情報の書込み及び読出し
が可能となる。

ところで、光ディスク１から反射された発散性のレーザ
光は、合焦点時には対物レンズ９によって平行光束に変
換され、再びビームスプリッタ８に戻される。そして、
このビームスプリッタ８で反射されてシリンドリカルレ
ンズ１０と凸レンズ１１とから成る非点収差光学系１２
によって光検出器１３上に導かれて結像し、フォーカス
ずれが形状の変化として現われ、トラッキングずれが結
像位置のずれとして現われるようになっている。

光検出器１３は、非点収差光学系１２によって結像され
た光を電気信号に変換する４個の光検出セル（図示しな
い）によって構成されている。この光検出器１３から出
力される信号は、信号処理回路１７に供給されるように
なっている。信号処理回路１７では、図示しないフォー
カスサーボ回路において、光検出器１３からの信号を入
力してフォーカスサーボ信号Ｓ５を生成し、アクチエー
タ１５に供給することによりフォーカスサーボループが
形成されるようになっている。また、図示しないトラッ
キングサーボ回路においては、光検出器１３からの信号
を入力してトラッキングサーボ信号Ｓ６を生成し、アク
チエータ１６に供給することによりトラッキングサーボ
ループが形成されるようになっている。さらに、信号処
理回路１７が出力する再生信号Ｓ７は、光ディスク１の
記録された情報を示すものであり、データ復調回路４０
に送出されるようになっている。

データ復調回路４０は、信号処理回路１７からの再生信
号Ｓ７を復調し、制御信号解読除去回路４１に出力する
ものである。制御信号解読除去回路４１は、記録の際に
付加した同期コード等を検出して除去するものであり、
これにより、記録されているデータのみが取出されるよ
うになっている。そして、取出されたデータはデインタ
リーブ回路４２に供給されるようになっている。デイン
タリーブ回路４２は、記録の際に、エラー訂正の可能性
を向上させるためにインタリーブを行って並べ換えたデ
ータを元に戻すものである。このデインタリーブ回路４
２の出力はエラー訂正回路４３に供給されるようになっ
ている。エラー訂正回路４３は、デインタリーブされた
データの１ビットあるいは２ビット以上の誤りを訂正す
るものである。このエラー訂正回路４３における訂正に
よりエラーがなくなった再生データはバッファメモリ４
４に供給され、さらにデータの受渡しを行うインタフェ
ース回路４５を介して外部へ再生信号Ｓ８として出力さ
れるようになっている。

また、半導体レーザ発振器６の記録あるいは再生用レー
ザ光の発光口と反対側の発光口に対向して設けられた、
フォトダイオード等の光電変換素子により構成される光
検出器１４は、半導体レーザ発振器６からのモニタ光が
照射されることにより、そのモニタ光を電気信号（光電
流）に変換し、半導体レーザ発振器６の光出力モニタ信
号Ｓ９として光出力制御回路２０に供給するようになっ
ている。光出力制御回路２０は、半導体レーザ発振器６
が出力する光出力モニタ信号Ｓ９を入力してフィードバ
ック制御を行うことにより半導体レーザ発振器６の光出
力を一定に保つように制御するものである。増幅器２１
は、光検出器１４で光電変換され、電気信号として取出
された光出力モニタ信号Ｓ９を入力し、光検出器１４で
受光した光強度、つまり半導体レーザ発振器６の光出力
に応じた電圧信号に変換して増幅し、誤差増幅器２２に
供給するものである。

この誤差増幅器２２は、増幅器２１の出力信号を一方の
入力とし、図示しない定電圧源により発生される基準電
圧Ｖｓを他方の入力として、これら両電圧を比較し、そ
の差分を増幅して誤差信号Ｓ１０として出力するもので
ある。基準電圧Ｖｓは、再生に必要な光出力を得るため
の一定電圧であり、増幅器２１の出力電圧を基準電圧Ｖ
ｓに近付けるべく行われるフィードバック制御により、
半導体レーザ発振器６から一定の光出力が得られるよう
になっている。誤差増幅器２２からの誤差信号Ｓ１０は
ドライバ２３に供給される。

ドライバ２８は、第３図に示すように、２個のトランジ
スタＴｒ１、Ｔｒ２及び抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により構
成されている。そして、後述するデータ変調回路５５か
ら、記録すべきデータに応じた記録パルス信号Ｓ１１が
トランジスタＴｒ２のベースに供給されるようになって
おり、これにより記録のための光出力が半導体レーザ発
振器６から出力されるようになっている。また、ドライ
バ２３のトランジスタＴｒ１のベースには、再生時には
、誤差増幅器２２が出力する誤差信号Ｓ１０が入力され
、記録時には、直前の再生時に入力されていた電圧値を
サンプルホールド回路（図示しない）で保持した電圧信
号が入力されるようになっている。

インタフェース回路５０は、外部から供給される記録デ
ータＳ１２の受渡しを行うものであり、このインタフェ
ース回路５０の出力はバッファメモリ５１に供給される
ようになっている。バッファメモリ５１は、インタフェ
ース回路５０からの記録データを記憶するものである。

このバッファメモリ５１の出力は訂正コード付加回路５
２に供給され、訂正を可能にするための冗長コードが付
加されてインタリーブ回路５３に供給されるようになっ
ている。このインタリーブ回路５３は、バーストエラー
発生時の訂正の可能性を向上させるために、一連のデー
タの記録位置を散在させるためのデータの並べ変えを行
うものである。このインタリーブ回路５３の出力は、制
御信号付加回路５４に供給されるようになっている。こ
の制御信号付加回路５４は、インタリーブ回路５３にお
いて並び変えられた記録データに同期コード等の制御コ
ードを付加するものであり、この出力はデータ変調回路
５５に供給されるようになっている。

データ変調回路５５は、上記記録データを記録に適した
信号にデジタル変調するものである。このデータ変調回
路５５におけるデジタル変調は、図示しないＲＯＭを参
照することにより行われ、図示しないレジスタを介して
シリアルデータとしての記録パルス信号Ｓ１１を出力す
るようになっている。この記録パルス信号Ｓ１１がドラ
イバ２３に供給され、上述したように、半導体レーザ発
振器６を駆動して、光ディスク１に情報の記録を行うよ
うになっている。

バッファメモリ５１、訂正コード付加回路５２、インタ
リーブ回路５３、制御信号付加回路５４、及びデータ変
調回路５５の各動作は、データ転送クロックＣＫ１に同
期して行われるようになっている。このデータ転送クロ
ックＣＫ１は、一定周波数で発振する発振器６０の出力
を可変分周回路６１で所定周波数に分周して生成される
ものである。

可変分周回路（制御手段）６１は、発振器６０が出力す
る一定周波数のクロック信号を、制御回路４が出力する
設定データＳ１３に基づいて分周比を決定し、データ転
送クロックＣＫ１として出力するようになっている。こ
の設定データＳ１３は、予め、制御回路４の内部に設け
られたＲＯＭ（図示しない）で構成される変換テーブル
に、光ディスク１のアドレス情報としてのトラック番号
、ブロック番号等に対応して記憶されている。

上記変換テーブルには、例えば第４図に示すように、光
ディスク１の半径位置が外周側になるに比例して、つま
りトラック番号が増加するに比例してデータ転送クロッ
クＣＫ１の周波数が階段状に増加し、ある半径位置ｎｒ
からは一定周波数となる特性線Ｇ３が得られるような設
定データＳ１３が格納されている。

ちなみに、この第４図に示される特性線Ｇ１はＣＡＶ方
式におけるデータ転送クロックの特性を示すものである
。図示するように、光ディスク１の半径位置に関係なく
一定周波数ｆでデータが記録されるようになっている。

したがって、第５図に示すように、半径ｒのトラック上
では、ａ０、ａ１、ａ２…の順番に一定のピット間隔ｌ
（ある所定の間隔）でピットが形成され、半径２ｒのト
ラック上では、光ディスク１の回転数、つまり角速度が
一定であるので、ｂ０、ｂ１、ｂ２…の順番にピット間
隔２ｌでピットが形成される。したがって、１トラック
あたりの記録容量は半径位置ｒでも２ｒでも同じである
。

また、特性線Ｇ２は線密度一定方式におけるデータ転送
クロックの特性を示すものである。このデータ転送クロ
ックの周波数は、光ディスク１の半径位置に比例して直
線的に高くなるようになっている。すなわち、光ディス
ク１の半径ｒの位置ではデータ転送クロックの周波数は
ｆであるものが、半径が２倍の２ｒの位置では２倍の周
波数の２ｆになるようになっている。これにより、半径
ｒのトラック上では上記と同様に、ａ０、ａ１、ａ２…
の順番にピット間隔１でピットが形成されるが、半径２
ｒのトラック上では、データ転送クロックの周波数は２
倍の２ｆになり、ｂ０、ｃ０、ｂ１、ｃ１、ｂ２、ｃ２
…の順番にピット間隔ｌでピットが形成されることにな
る。したがって、光ディスク１の内周側、外周側に関係
なく一定の記録密度（ピット間隔）となるようになって
いる。

しかしながら、上述したように、この記録密度一定方式
による記録方式は、光ディスク１の外周部で記録条件が
厳しくなるという欠点がある。

これら対して特性線Ｇ３は、本発明に係るデータ転送ク
ロックの特性を示すものであり、このデータ転送クロッ
クの周波数は、所定の半径位置ｎｒまでは光ディスク１
の半径位置に比例して階段状に変化しながら高くなるよ
うになっており、上記所定の半径位置ｎｒから外側の半
径位置では一定周波数ｎｆとなるようになっている。し
たがって、第５図に示すように、半径ｒのトラック上で
は上記と同様に、ａ０、ａ１、ａ２…の順番にピット間
隔ｌでピットが形成され、半径ｎｒのトラック上では、
ｄ０、ｄ１、ｄ２…の順番にピット間隔ｌでピットが形
成される。つまり、この半径ｒから２ｒまでの範囲は線
密度一定方式により記録されることになり、記録密度は
一定となる。

なお、データ転送クロックが階段状に変化するので、厳
密にいえば各トラック上の記録密度が一定であるという
ことはできないが、後述するように１つの階段における
周波数の変化量は微小であるので、路線密度一定である
ということができる。

一方、半径ｎｒよりも大きい半径位置では、一定周波数
ｎｆのデータ転送クロックによりピットが形成される。

したかって、半径ｎｒのトラック上では、ｄ０、ｄ１、
ｄ２…の順番にピットが形成されるが、半径２ｒのトラ
ック上ではｅ０、ｅ１、ｅ２…の順番にピットが形成さ
れ、半径位置が外側になるに従って記録密度が小さくな
る。つまり、この半径ｎｒより大きい範囲はＣＡＶ方式
にてピットが形成されることになり、トラックあたりの
記録容量は一定となる。

以上の特性線Ｇ３のようにデータ転送クロックを制御す
ることにより、光ディスク１の記録容量は第６図に示す
ようになる。つまり、一定回転数で回転される光ディス
ク１の半径ｒから２ｒまでをデータ転送クロックの周波
数ｆ１にてＣＡＶ方式により記録した場合の記憶容量は
、四角形ｔｕｖｗで囲まれる面積Ｓ１で表わすことがで
きる。一方、線密度一定方式により記録を行うと、半径
位置がｒから２ｒに変化するに対応してデータ転送クロ
ックはｆ１から２ｆ１に変化する。したがって、三角形
ｔｗｚの面積（Ｓ２＋Ｓ３）分、つまり面積Ｓ１の半分
の記録容量が増加し、全体の記録容量は１．５倍になる
。しかし、上述したように半径位置が外周側になると記
録条件が厳しくなるので、所定の半径位置、例えば半径
１．５ｒの位置から外周側を一定周波数１．５ｆ１によ
り記録するものとすると、ＣＡＶ方式で記録した場合に
比較し、台形ｔｗｙｘの面積Ｓ２の分だけ記録容量が増
加することとなる。

すなわち、本発明に係る特性線Ｇ３のデータ転送クロッ
クを用いた場合は、ＣＡＶ方式による記録容量の１．３
７５倍となる。

なお、上記データ転送クロックの周波数を一定にする半
径位置のいかんにより記録容量は変化することは勿論で
ある。このデータ転送クロックを一定にする半径位置に
対する記録容量の変化を計算した計算結果を表１に、こ
れら記録容量とデータ転送クロックを一定にする半径位
置との関係を第７図に示す。

また、第４図に示すように、半径ｒからｎｒまでの範囲
においては、データ転送クロックは、半径位置に応じて
直線的に変化させるのではなく、階段状に変化させるよ
うにしている。かかる構成とすることにより可変分周回
路６１の設計が容易となるという利点がある。このデー
タ転送クロックが階段状に変化させるために、予め定め
たトラック番号毎に、データ転送クロックが階段状に変
化するような設定データＳ１３が、制御回路４内部のＲ
ＯＭに形成された変換テーブルに用意されるようになっ
ている。この階段状に変化させる場合の１段あたりの周
波数の変化は次のように決定される。

一般に、光ディスク１からの再生信号は、データ転送ク
ロックＣＫ１とは同期しておらず、このために、データ
復調回路４０、制御信号解読除去回路４１、デインタリ
ーブ回路４２、エラー訂正回路４３、バッファメモリ４
４に供給するクロックＣＫ２は、再生したデジタル変調
信号に含まれるセルフクロックからクロックを分離して
生成するようになっている。このクロックの分離は、デ
ータ復調回路４０に含まれる、クロック分離回路として
のＰＬＬ（位相ロックループ）制御回路によって行われ
る。

このＰＬＬ制御回路の基本構成は、第８図に示すように
、位相比較器７１、ループフィルタ７２、電圧制御発振
器（ＶＣＯ）７３及び分周器７４の各要素から成り、こ
れら各要素でフィードバックループが形成されるように
なっている。

光ディスク１からの再生信号の２値化信号は、一般に、
デジタル変調されており、このデジタル変調信号に含ま
れるセルフクロック信号を分離するために、２値化信号
が位相比較器７１に入力される。このために、入力パル
スが入ったときにのみ、入力の位相θｉと出力の位相θ
ｏとを比較し、この場合の位相比較特性は、第９図に示
すようになる。

このように、入力パルスのエッジがきたときだけ出力と
の位相を比較するので、位相ロックする周波数が、第９
図に示すように複数箇所存在することになる。このため
、実際には、第１０図に示すように、周波数異常検知回
路８６を用いて、再生時にデジタル変調信号からの正し
いクロック分離が行われるようにＰＬＬ制御回路が構成
されている。

第１０図において、半径位置の異なるアドレス部分にア
クセスを行う際に、アドレスに応じた転送クロックの周
波数θｉ入力による位相ループを働かせてｆ０の周波数
での比較を行わせておいて、アクセスを行った際に、出
力切換回路８３により位相比較器８２から位相比較器８
１に切換えて位相ロックを行わせることにより正しいク
ロックの分離が行われ、アドレスの解読等を行うことが
できるようになっている。

この際、記録時においてはデータ転送クロックＣＫ１を
階段状に変化させつつ記録を行っているので、切り換わ
り部分では周波数が異なる。このために、上記階段の１
つの周波数の差が大きいと、アクセス時に予め定めたデ
ータ転送クロックの周波数と異なるトラック上にアクセ
スされた場合は正しい位相ロックが行われず、アドレス
の解読を行うことができなくなる。そこで、周波数差を
、隣接するデータ転送クロック周波数を用いたデジタル
変調のデータの解読限界より小さくしておくことにより
、指定と異なる隣のデータ転送クロック領域にアクセス
した場合でもアドレスを正しく解読することができ、目
標アドレスに再アクセスすることが可能となる。

一例として、デジタル変調方式の１つである２−７コー
ド変調でのデータ解読限界は、±６．２５％となってい
る。したがって、この場合、周波数の異常検知は６％以
下とし、データ転送クロックの１つの階段の変化はこれ
よりも小さくすれば問題ない。

したがって、階段状に変化させる１つの階段当りのデー
タ転送クロックの変化は、１％程度で十分であり、これ
により、データ転送クロックの指定を容易にするととも
に、アクセス上の問題も解消するものとなっている。

次に、光ディスク１の半径位置に対する記録レーザパワ
ーのマージンについて説明する。集光されたレーザビー
ムの熱エネルギーで記録ピットの形成が行われるヒート
モード記録においては、記録条件は、集光スポットのエ
ネルギー密度が光ディスク１の半径位置によらず一定の
もとでは、レーザの光出力Ｐ（Ｗ：ワット）とパルス幅
Ｔｐ（ｓ：秒）との積、つまりエネルギーＪ＝Ｐ×Ｔｐ
と光ディスク１の感度とから決まる。

この際、レーザ光出力の大きさにも制限があるなかで、
可能な限りの高速記録が要求される。この場合、記録範
囲が半径位置で２倍あるとすると、内周に比べて外周で
は、回転数一定の下では、２倍の線速となり、内周と外
周とで同一記録条件とするには記録エネルギーを一定と
し、線速の影響を除去するためには内周Ｊ１＝Ｐ１×Ｔ
ｐ１とすると、最外周ではＪ２＝（２Ｐ１）×（Ｔｐ１
／２）＝Ｊ１とするのが望ましいが、現実にはレーザパ
ワーの制限から困難である。このため、回転数一定の線
密度一定方式における記録条件が非常に難しくなってい
る。

第１１図は、本発明に係る記録方式における記録レーザ
パワーマージンの特性を示す。すなわち、光ディスク１
の半径位置に対する記録レーザパワーマージンは、直線
ａと折れ線ｃとで囲まれた範囲である。なお、図におい
ては、記録パルス幅Ｔｐは光ディスク１の半径位置によ
らず一定としている。また、光ディスク１の最内周半径
ｒで、この記録パルス幅Ｔｐの決定、記録ピット間隔の
最適化等を行い、記録レーザパワーを変えて記録を行い
、その後再生を行ってみて、この時に再生可能である記
録レーザパワーの下限がｐ２であり、上限がｐ１である
。

また、各半径位置での記録レーザパワーの下限は直線ａ
で示され、内周の半径ｒでｐ２、外周の半径２ｒでｐ４
であり、ｐ４＞ｐ２となる。これは、外周では線速が大
（２倍）となり、この線速の影響を受けて大きい記録レ
ーザパワーを必要とするためである。

また、各半径位置での記録レーザパワーの上限は折れ線
ｃで示される。なお、図中点線ｂは記録密度一定方式の
場合の記録レーザパワーの上限を示す。以下、記録密度
一定方式と本発明に係る記録方式を対比しながら説明す
る。記録密度一定方式の場合は、記録レーザパワーの上
限は、内周の半径ｒでｐ１、外周の半径２ｒでｐ３で示
され、ｐ３＜ｐ１となっている。この理由は、一定の記
録パルス幅Ｔｐの下では、記録レーザパワーを大きくし
ていくと、外周部になるにつれて、形成される記録ピッ
トが大きくなってしまうためであり、結局、記録レーザ
パワーのマージンが小さくなっている。この記録レーザ
パワーのマージンは、装置の長期安定性、信頼性等の観
点から、可能な限り広い方が望ましい。また、光ディス
ク１の半径位置に影響されずに一定であることが望まし
い。

そこで、上述したように、例えば半径１．５ｒから外周
側をＣＡＶ方式で記録することにより、点線ｂで示した
記録レーザパワーの上限が、折れ線ｃのように変化し、
外周部分での記録レーザパワーのマージンが大幅に広く
なる。すなわち、光学ヘッド５が、光ディスク１の内周
側から外周側に移動するに従って、光学ヘッド５と光デ
ィスク１との相対的な線速度は大きくなるが、これに連
れて記録ピット間隔が大きくなるので、記録レーザパワ
ーを大きくすることにより記録ピットが大きくなっても
再生時の影響を受け難いためである。

このように、本発明を適用することにより、光ディスク
１の外周部分での記録レーザパワーのマージンが大きく
なるので、この外周部分でも安定した記録及び再生がで
きることになる。

また、光ディスク１の内周部分の所定領域には、第１図
の斜線で示すように、代替ブロック領域（代替領域）１
ｅが設けられている。図において、１ａは光ディスク１
の内周側に設けられた無記録領域、１ｂは外周側に設け
られた無記録領域である。そして半径ｒから２ｒまでの
領域がデータを記録することのできる領域であり、１ｃ
は記録密度一定方式により記録される領域、１ｄはＣＡ
Ｖ方式にて記録される領域である。そして、代替ブロッ
ク領域１ｅは、記録密度一定方式により記録される領域
の一部に設けられるようになっている。

この代替ブロック領域１ｅは次のように用いられる。す
なわち、光ディスク１の製造時にプリヘッダの読取りに
よって欠陥ブロックを判断し、この欠陥ブロックの位置
情報を代替ブロック領域１ｅの一部に記録するとともに
、当該欠陥ブロックの代替ブロックを、この代替ブロッ
ク領域１ｅに確保しておく。また、情報記録の際は、制
御回路４の制御の下にリード・アフタ・ライト動作を行
わしめ、つまり記録と再生とを連続して行ってみて記録
したデータが正常に再生できるか否かをチェックする。

この際、エラー訂正回路４３による訂正を行ってもなお
正常に再生することができないときは、そのブロックを
欠陥ブロックを判断し、この欠陥ブロックの位置情報を
代替ブロック領域１ｅの一部に記録するとともに、当該
欠陥ブロックの代替ブロックを、この代替ブロック領域
１ｅに確保しておく。

このようにして、発見した欠陥ブロックに対する代替ブ
ロックを上記欠陥ブロック領域１ｅに順次確保する処理
を行う一方、記録あるいは再生時は、上記欠陥ブロック
領域１ｅの一部に設けられてる欠陥ブロック位置情報を
参照し、この欠陥ブロック位置情報に記載されているブ
ロックに対するアクセスであると判断した場合は、当該
ブロックに変えて代替ブロック領域１ｅに確保されてい
る代替ブロックに対して記録あるいは再生を行う代替処
理を行う。このような代替処理手段を設けることにより
、ユーザから見て、あたかも正常な光ディスク１を使用
しているかの如く取扱うことができ、光ディスク１の有
効利用が可能となるとともに、使用勝手に優れたものと
なっている。

また、上記記録方式を採用する光ディスク装置に用いら
れる光ディスク１は、上述した所定の半径位置の内周側
では記録密度が一定になるようにフォーマットされ、外
周側では１トラックあたりの記録容量が一定となるよう
にフォーマットされた記録用原盤（図示しない）を複製
して作成される。この際、データ転送クロックを一定に
するべき光ディスク１の半径位置は、トラック番号によ
り、光ディスク１をフォーマットする側と、これを使用
する光ディスク装置側との間で取決められるようになっ
ている。また、欠陥ブロックに関する情報もこのとき記
録されるようになっている。

以上説明したように、本発明に係る記録方式によれば、
光ディスク１のある所定の半径位置よりも内側では線密
度一定となるように同一間隔でピットを形成し、上記所
定の半径位置よりも外側では半径位置が外側になるに従
ってその半径位置に応じてピット間隔を徐々に広くしな
がら情報を記録（ＣＡＶ方式による記録）するようにし
たので、光ディスク１の１枚当りの記録容量を線密度一
定方式に比べてそれ程低下させずに、かつ高速に情報を
記録することができるとともに、光ディスク１の外周部
分の記録レーザパワーのマージンを大きくとることがで
き、記録条件を大幅に緩和することができる。

また、光ディスク１の最内周側（記録密度一定で記録さ
れる領域）の所定部位に代替ブロック領域を設けて、そ
の光ディスク１に欠陥ブロックが有る場合に、これを救
済するようにしたので、欠陥の有無を意識せずに正常な
光ディスク１として記録・再生を行うことができるもの
となっている。

また、記録密度一定方式においては、データ転送クロッ
クＣＫ１を上げることにより、このデータ転送クロック
ＣＫ１に同期して動作するバッファメモリ５１、訂正コ
ード付加回路５２、インタリーブ回路５３、制御信号付
加回路５４及びデータ変調回路５５の動作マージンも厳
しくなるが、上記したように、この発明によれば所定周
波数以上はデータ転送クロックＣＫ１を上げないので、
上記各回路の動作マージンを確保することもできるとい
う効果を有する。

さらに、上記所定の半径方向位置より内周側を線密度一
定方式により記録する際に、記録のタイミングであるデ
ータ転送クロックを階段状に変化させ、１つの階段当り
のデータ転送クロックの変化を、線密度一定方式により
変化させる周波数の変化量の１％程度にしたことにより
、データ転送クロックの生成を容易にするとともに、所
定トラックへのアクセスも正確に行うことができるもの
となっている。

次に、本発明の要部について説明する。本発明は、先に
説明した第２図における信号処理回路１７に含まれるデ
ータ再生処理回路部に関する。

第１３図は、このデータ再生処理回路部の概略構成を示
したものである。

データ再生処理回路部１０１は光検出器１３によって光
電変換された電流信号をアナログ電圧信号に変換するＩ
／Ｖ変換回路１０２、アナログ電圧信号を予め増幅して
おくプリアンプ１０３、増幅されたアナログ電圧信号を
２値化する２値化回路１０４からなる。

本発明はこの２値化回路１０４に特徴を有するものであ
る。すなわち本発明は、２値化回路１０４で２値化する
際に、光ディスク１に記録データと共に記録されている
。マークの長さとマーク間の長さとの比率が予め決めら
れている（例えば１：１でこの場合、上記アナログ信号
は交流正弦波となる）固定コード、例えば同期コード等
を検出したときに、２値化のためのしきい値レベルを調
整するためのものである。

本発明の２値化回路１０４の一実施例を第１４図を参照
して説明する。第１４図（ａ）は光ディスク１のトラッ
クフォーマット概略構成を示すもので、固定データ部Ａ
及び記録データ部Ｂからなる。本実施例は固定データ部
Ａのマークの長さとマーク間の長さとの比率が１：１で
あるときに特に有効である。

また第１４図（ｂ）は、本実施例の２値化回路１０４に
入力される再生アナログ入力信号の波形を示すもので、
部分Ｃ（交流正玄波部分）が上記固定データ部Ａに相当
し、部分Ｄが記録データ部に相当する。また第１４図（
ｃ）は本実施例の２値化回路１０４から出力されるディ
ジタル信号であり、部分Ｅが上記固定データ部Ａに相当
し、部分Ｆが上記記録データ部Ｂに相当する。

第１４図（ｄ）は本実施例の２値化回路１０４の構成を
示すもので、コンパレータ１１１のマイナス端子には２
値化のためのしきい値レベル例えばＯＶがバイアスされ
る構成である。またコンパレータ１１１の端子は固定コ
ードを検出したときに、直流ゲート１１２がＯＮとなり
、上記固定コードの再生アナログ入力信号（交流正弦波
）の平均値がしきい値レベルと同レベル（ＯＶ）となる
ようにバイアスされる構成てだある（Ｃ、Ｒの値を適宜
選択）。また固定コードの検出が終わり、記録データを
検出したときには、直流ゲート１１２がＯＦＦし、プラ
ス端子側にしきい値レベルと同レベル（ＯＶ）が保持さ
れる構成である。

つまり本実施例では、２値化のためのしきい値レベルは
実質的にＯＶと変わらないが、固定コード検出時に固定
コードに対応する再生アナログ信号（交流正玄波）のレ
ベルが２値化のためのしきい値レベルにあわせて、上記
比率が１：１となるように変動される。言い変えれば２
値化のためのしきい値レベルが再生アナログ信号に対し
て相対的に調整される。従って再生アナログ信号のレベ
ルが、明るさの変化により、変動しても、誤りなく再生
アナログ信号を２値化することができる。

第１５図は再生アナログ信号の波形が変化した場合及び
２値化の時間遅れをも考慮した本発明の第２の実施例で
ある。本実施例は、負帰還型２値化回路で、ＲとＣはデ
ィジタル出力の平均電圧を検出するものであり、固定デ
ータ部ＡのＯＮ／ＯＦＦ比率が所定の値になるように増
幅器２１２のバイアス電圧Ｖを調整すると、アナログ入
力に歪みが発生しても、コンパレータ２１１の遅れ時間
に差が生じてもディジタル出力の波型を一定に保つこと
が可能である。負帰還部のループゲインをＧとすると、
各種の歪みを１／（Ｇ＋１）に減少できることは負帰還
の理論で明らかである。

Ｇを１０〜２０程にとれば、実質的各種の歪はなくなる
と見てよいことになる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、マーク長記録され
た情報を、正確に再生することが可能な情報記録再生装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は光ディス
クの記録エリア及び代替トラックエリアの構成を示す図
、第２図は光ディスク装置の概略構成を示す図、第３図
はドライバの構成を示す回路図、第４図はデータ転送ブ
ロックの変化を説明するための図、第５図はピット間隔
を説明するための図、第６図は各記録方式の記録容量を
説明するための図、第７図は記録容量とデータ転送クロ
ックを一定にする半径位置との関係を説明するための図
、第８図はＰＬＬ制御回路の基本構成を示す図、第９図
はＰＬＬ制御回路の動作を説明するための波形図、第１
０図はクロック分離回路としてのＰＬＬ制御回路の構成
を示す図、第１１図は記録レーザパワーのマージンを説
明するための図、第１２図は光ディスクの構成を示す図
、第１３図はデータ再生処理回路部の概略構成を示すブ
ロック図、第１４図は２値化回路の構成と各種信号波形
を示す図であり、第１５図は再生アナログ信号の波形が
変化した場合及び２値化の時間遅れをも考慮した他の実
施例を説明するための図である。 １…光ディスク、２…スピンドルモータ（回転手段）、
４…制御回路（検出手段、制御手段、代替処理手段）、
５…光学ヘッド（記録手段）、６…半導体レーザ発振器
、９…対物レンズ、２０…光出力制御回路、６１…可変
分周回路（制御手段）。 出願人　代理人　弁理士　鈴江武■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録媒体に光を照射することにより、光反射率特性に変
   化を有する部分を形成し、この変化部分の長さ及び各変
   化部分間の長さを利用して、記録媒体に対し情報の記録
   再生を行う情報記録再生装置において、 記録媒体からの反射光を基に上記変化部分の長さ及び各
   変化部分の長さに対応したアナログ信号を発生する手段
   と、 所定のしきい値をレベルを基に上記アナログ信号を２値
   のレベルを有するディジタル信号に変換する手段と、上
   記２値のレベルの比率が予め決められたアナログ信号部
   分を検知したときに、上記２値のレベルの比率が予め決
   められた比率とする上記所定のしきい値レベルを決定す
   る手段と、を具備したことを特徴とする情報記録再生装
   置。