JPH04328331A - 光記録媒体およびその検出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクなどの光記
録媒体から情報を再生する際におけるセクタ同期やフレ
ーム同期などの同期動作を行なうために必要な同期マー
クを有する光記録媒体およびその検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクの記録や再生に必要な
同期技術としては、ビット同期とセクタ同期とフレーム
同期がある。これらの同期について説明する前に、まず
光ディスクのフォーマットについて説明しよう。

【０００３】まだ何も記録されていない光ディスクには
、プリフォーマットされたプリアンブル部やセクタ同期
信号やセクタアドレス等が、追記データを記録する領域
をあけて記録されている。データを記録する場合には、
まずプリアンブル部でピット同期をとり、次にセクタ同
期をとってからセクタアドレスを読み出す。このセクタ
アドレスにより目標のセクタを見つけた後、一定の間隔
のギャップを設けて、データを所定のフォーマットで記
録する。データ部には一定間隔でフレーム同期信号を挿
入している。

【０００４】データを再生する場合は、セクタアドレス
を使って目標アドレスを探した後、プリアンブル部でビ
ット同期をとり、データ中に挿入されているフレーム同
期をもとに、１セクタ分のデータを順次読み出す。

【０００５】ビット同期を行なうプリアンブル部は、ク
ロック抽出の容易な例えば「１００１００……」のビッ
トパターンの繰り返しによって構成される。ディスクに
回転変動があると、このコードパターンも同時に変動す
るので、このパターンにＰＬＬをロックさせてデータを
読み出すためのクロックを生成すれば確実にデータが再
生できる。

【０００６】セクタ同期を行なうために通常、セクタマ
ークと呼ばれるビットパターンが用いられる。セクタマ
ークは他の領域と確実に識別ができ、なおかつセクタマ
ークの検出が容易にできる特殊なパターンを選ぶ。

【０００７】フレーム同期は、数ビットから数十ビット
のフレーム同期パターンを用いて行なわれる。この同期
パターンには、鋭い自己相関関数を持つパターンや変調
規則を満足しないようなパターンを使用する。同期パタ
ーンもセクタマークと同様に他の領域と確実に識別がで
き、なおかつ検出が容易にできるパターンを選ぶ。

【０００８】このように各種同期を行なうためには、他
の領域と確実に識別でき、なおかつ検出が容易に行なえ
る同期パターンが必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな同期パターンは冗長度が大きくなるという問題点に
加え、パターンの決定が難しく、また、自己相関関数が
鋭くない同期パターンを使用した場合は誤同期を防ぐた
めに同期引き込みに時間がかかる、という欠点が生じる
。さらに、自己相関関数が鋭くなるような同期パターン
は、そのパターン長が長くなり記録密度に悪影響を生じ
る。

【００１０】本発明は、以上の実情に鑑みてなされたも
ので、従来よりも短いマーク長で、他の領域のマークと
確実に識別ができ、しかも容易に検出できる同期マーク
を有する光記録媒体およびその検出方法を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体は、
記録すべき情報に対応して所定の深さのピットを複数配
列したデータマークと、このデータマークに記録された
情報を再生するときに同期信号を発生する同期マークと
を有し、前記同期マークを前記データマークから得られ
る光学パターンとは異なる光学パターンを発生するよう
に構成したことを特徴とする。

【００１２】また、その検出方法は、このような光記録
媒体に情報を再生する光を照射し、データマークから得
られる光学パターンと異なる光学パターンを検出するこ
とにより同期マークを検出する。

【００１３】

【作用】本発明では、同期マークは照明された際にデー
タマークとは異なる光学パターンを発生するように構成
される。これは、同期マークをデータピットと異なる深
さのピットで構成することにより、または同期マークを
データピットと異なる形状のピットで構成することによ
り、あるいは同期マークをデータマークと異なる配列の
複数のピットで構成することにより達成される。同期マ
ークは照明されたときにデータマークとは異なる光学パ
ターンを生じさせるので、マークを照明して得られる光
学パターンの違いから同期マークを検出する。

【００１４】

【実施例】本発明を適用する再生光学系としては、光記
録媒体からの反射光強度を読む反射型光学系と、光記録
媒体を透過した透過光強度を読む透過型光学系とがある
。そこで、本発明の実施例について説明する前に、透過
型光学系と反射型光学系の基本的な構成について説明し
よう。

【００１５】本発明を適用する透過型光学系の一例を図
１に示す。レーザーダイオード（ＬＤ）１２により発せ
られた光は、コリメートレンズ１４で平行ビームに変え
られた後、対物レンズ１６により記録媒体１８の面上に
集光される。記録媒体１８を通過した光は集光レンズ２
０により平行ビームにされた後、ディテクター２２に入
射する。

【００１６】また、本発明を適用する反射型光学系の一
例を図２に示す。レーザーダイオード（ＬＤ）１２で発
せられた光はコリメートレンズ１４で平行ビームにされ
、偏光ビームスプリッター１５とλ／４板１７を通過し
た後、対物レンズ１６により記録媒体１８に集光される
。記録媒体１８からの反射光は対物レンズ１６に入射し
平行光にされ、λ／４板１７を通過し偏光ビームスプリ
ッター１５に入射する。ＬＤ１２の発した直線偏光はλ
／４板１７を通過し、記録媒体１８で反射し、再びλ／
４板１７を通過することにより、偏光方向が９０゜回転
することにより、偏光ビームスプリッター１５で反射さ
れる。その反射光はディテクター２２に入射し、その強
度が検出される。

【００１７】本発明の第１実施例に関する同期マークを
図３に示す。図において、トラック方向をｘ軸方向、ト
ラック幅方向をｙ軸方向とし、両軸の交点を再生光学系
の光軸中心としている。トラック方向に沿って多数のマ
ークが形成されている。以下、本明細書中では同期検出
のためのマークを同期マークと呼び、その他のマークは
データマークと呼ぶことにする。本実施例では、再生光
学系には図２に示すような反射型光学系を用い、同期マ
ークは単一の同期ピット２６で構成され、データマーク
も単一のデータピット２８で構成される。同期ピット２
６とデータピット２８は、その径は同じであるが、深さ
が異なる。ＬＤ１２の放射する光の波長λに対して、同
期ピット２６はλ／４、データピット２８はλ／８の深
さに形成されている。

【００１８】データを再生する際、光記録媒体上に形成
されたビームスポット２４は図中の矢印方向つまりトラ
ック方向に移動し、トラックに沿って形成されている多
数のピット２６と２８をトレースし、各ピットからの反
射光強度をディテクター２２で観測する。同期ピット２
６をビームスポット２４で包絡照明したときの光強度分
布を図４Ａに、データピット２８をビームスポット２４
で包絡照明したときの光強度分布を図４Ｂに示す。縦軸
は光強度、横軸はディテクター２２上の位置を示す。な
お、このときのビームスポットとピットの位置関係をグ
ラフの上方に図示しておく。図から分かるように、同期
ピット２６では光軸中心上の光強度がほとんどゼロであ
るが、データピット２８では光軸中心上の光強度は高い
値を示す。従って、光軸中心上の光強度を検出すること
により同期ピット２６が判別できる。すなわち、光軸中
心上の反射光がほとんどゼロに落ちたときに同期をかけ
ればよい。なお、同期をかける手法は従来のものでよい
。

【００１９】本発明の第２実施例に関する同期マークを
図５に示す。本実施例では、同期マーク２６はトラック
幅方向に形成された２つの同期ピット２６ａで構成され
、データマークは単一のデータピット２８で構成されて
いる。２つの同期ピット２６ａは、ビームスポット２４
が同時に両方の同期ピット２６ａを照射するように、ピ
ットの輪郭の最短距離がビームスポット２４のトラック
幅方向の距離よりも短くなるように配置されている。 同期ピット２６ａとデータピット２８は同一径に形成さ
れる。さらに再生光学系が反射型の場合には、これらの
ピット２６ａと２８は同じ深さに形成される。

【００２０】本実施例は反射型再生光学系・透過型再生
光学系のいずれにも適用できるが、説明を簡単にするた
め以下では図１に示したような透過型再生光学系に限っ
て説明を進める。透過型再生光学系ではピット２６ａと
２８は開口として作用する。データを再生する際、ビー
ムスポット２４は図中の矢印方向つまりトラック方向に
移動され、トラックに沿って形成されている多数のピッ
ト２６ａと２８をトレースする。ビームスポット２４の
光強度分布を方形波としたとき、２つの同期ピット２６
ａ（つまり同期マーク２６）を通過した直後の透過光強
度分布を図６Ａに、データピット２８を通過した直後の
透過光強度分布を図６Ｂに示す。縦軸は光強度、横軸は
記録媒体上の位置を示す。ピット（つまり開口）２６ａ
と２８を通過した光は、図１に示すように、集光レンズ
２０を介してディテクター２２に照射される。２つの同
期ピット２６ａ（つまり同期マーク２６）をスポット２
４で照明したときのディテクター２２上での光強度分布
を図７Ａに、データピット２８をスポット２４で包絡照
明したときのディテクター２２上での光強度分布を図７
Ｂに示す。縦軸は光強度、横軸はディテクター２２上の
位置を示している。

【００２１】本実施例のディテクター２２は図８に示す
ように３つのフォトダイオード（ＰＤ）２２ａと２２ｂ
と２２ｃで構成され、０次ローブの位置（図中のＡの範
囲）にＰＤ２２ａが、±１次ローブの位置（図中のＢ１
とＢ２の範囲）にそれぞれＰＤ２２ｂと２２ｃが配置さ
れる。図中、ｘ軸はトラック方向、ｙ軸はトラック幅方
向を示す。ＰＤ２２ａは同期マーク・データマークに関
わらずピットが照明されると信号を出力し、ＰＤ２２ｂ
と２２ｃは同期マークが照明されたときのみ信号を出力
する。したがって、ＰＤ２２ｂとＰＤ２２ｃの出力信号
により同期検出することができる。

【００２２】本発明の第３実施例に関する同期マークを
図９に示す。本実施例では、同期マーク２６はトラック
（ｘ軸）を挟んで形成された２つの同期ピット２６ａで
構成され、２つの同期ピット２６ａはこれを結ぶ線がト
ラック幅方向に対して斜めを向くように形成される。一
方、データマーク２８はトラック幅方向に沿って形成さ
れた２個のデータピット２８ａで構成され、データはこ
れらのピット間距離として記録されている。またビーム
スポット２４は記録密度を上げるために楕円形に整形し
てある。

【００２３】データを再生する際、これらのマーク２６
と２８をビームスポット２４でトレースし、その透過光
強度を観測する。同期マーク２６をビームスポット２４
で包絡照明したときの干渉縞強度分布とその分布の中心
断面プロファイルを図１０Ａに、データマークをスポッ
ト２４で包絡照明したときの干渉縞強度分布とその分布
の中心断面プロファイルを図１０Ｂに示す。このプロフ
ァイルは、図１０ＡがＩ−Ｉを、図１０ＢがＩＩ−ＩＩ
を中心断面としている。プロファイルの縦軸は光強度、
横軸はディテクター２２上の位置を示す。ここで同期マ
ーク２６を構成している同期ピット２６ａの配列方向は
、データマーク２８を構成しているデータピット２８ａ
の配列方向に対して傾いているので、ディテクター２２
上で観測される干渉縞も同じ方向に傾く。従って、図１
１に示すように配置した２つのラインセンサー２２ａと
２２ｂを用いることにより、干渉縞の傾きの違いとして
同期マーク２６を検出することができる。データマーク
２８を観測しているときは、図１１Ｂに示すように、ラ
インセンサー２２ａと２２ｂの各々で観測される干渉縞
ピークの数は両方とも３つで等しい。しかし、同期マー
ク２６を観測しているときは、図１１Ａに示すように、
ラインセンサー２２ａと２２ｂの各々で観測される干渉
縞のピークの数が異なる。つまりラインセンサー２２ｂ
は３つのピークを観測するが、ラインセンサー２２ａは
２つのピークしか観測しない。このように、ラインセン
サー２２ａと２２ｂで観測されるピークの数を調べるこ
とにより干渉縞の傾きを判別し、同期マーク２６を検出
できる。

【００２４】本発明の第４実施例に関する同期マークを
図１２に示す。本実施例では、同期マークは単一の同期
ピット２６で、データマークも単一のデータピット２８
でそれぞれ構成されている。そして同期ピット２６とデ
ータピット２８はその径が異なり、ビームスポット２４
の径を「５」としたとき、同期ピット２６の径は「４」
、データピット２８の径は「３」としてある。

【００２５】図１の透過型光学系を用いて、同期ピット
２６を照明したときの透過光強度分布を図１３Ａに、デ
ータピット２８を照明したときの透過光強度分布を図１
３Ｂに示す。本実施例においては、ピット２６と２８は
円形の単一ピットであるので回折光分布はトラック方向
（ｘ軸）にもトラック幅方向（ｙ軸）にも同じである。 図から分かるように、同期ピット２６による回折光分布
の第１ゼロクロス幅の方がデータピット２８によるそれ
よりも狭い。従って、ゼロクロス幅を検出することによ
り同期ピット２６を検出でき、同期検出が行なえる。ゼ
ロクロス幅の検出方法としては、例えばディテクター２
２にラインセンサーを用いて回折光分布を検出し、その
光強度の最大値の左右のゼロクロスポイントを観測する
ことにより実現できる。このようにして、回折光分布の
ゼロクロス幅を検出することにより同期検出が行なえる
。

【００２６】本発明の第５実施例に関する同期マークを
図１４に示す。本実施例では、同期マークはトラック幅
方向に長い楕円形状の単一の同期ピット２６で構成され
、いっぽうデータマークは円形状の単一のデータピット
２８で構成されている。同期ピット２６は、その長径が
円形のビームスポット２４の径にほぼ等しく、短径がデ
ータピット２８の径とほぼ等しい大きさに作られている
。

【００２７】本実施例は透過型と反射型のいずれの再生
光学系にも適用できるが、以下では図１の透過型光学系
を用いた場合について説明する。同期ピット２６を照明
したときの透過光強度分布を図１５Ａに、データピット
２８を照明したときの透過光強度分布を図１５Ｂに示す
。同図はディテクター２２上の回折光分布の中心断面の
プロファイルを示す。同期ピット２６はトラック（ｘ軸
）方向とトラック幅（ｙ軸）方向とで寸法が異なるため
、回折光分布もｘ軸方向とｙ軸方向とで異なる。一方、
データピット２８は円形であるので回折光分布はｘ軸方
向もｙ軸方向も同じである。この結果、同期ピット２６
とデータピット２８とでは、ｙ軸方向の回折光分布が異
なる。ｘ軸方向とｙ軸方向の回折光分布の違いを検出す
るには、同期ピット２６とデータピット２８において、
ｘ軸方向とｙ軸方向の回折光分布の相互相関を取る。こ
の相互相関の値が小さいとき、ビームスポット２４が同
期ピット２６上に位置し、相互相関の値が大きいとき、
ビームスポット２４がデータピット２８上に位置してい
ることを意味する。この相互相関の取り方としては、例
えば図１６に示す手法が使える。同図において、ライン
センサー２２ａがｘ軸上に、ラインセンサー２２ｂがｙ
軸上に、互いに直交するように配置されている。 しかもラインセンサー２２ａと２２ｂの交点が光軸中心
となるように配置されている。この２つのラインセンサ
ー２２ａと２２ｂで同時にサンプリングした回折光分布
のデータを同時にシリアル読み出しする。このデータを
乗算器３０により１画素づつ乗算を行ない、同時にシリ
アル読み出しする。このデータを加算器３２を用いて足
し合わせる。そして、１ラインのデータ読み出しが終了
した段階で、加算器３２の出力は相互相関値となり比較
器３４へ入力される。比較器３４の他方の入力端子には
、同期ピット２６における相互相関値とデータピット２
８における相互相関値の値の中間値がリファレンス（ｒ
ｅｆ）として入力される。その結果、比較器３４の出力
が正の時は加算器３２の出力がデータピット２８の相互
相関値、負の時は同期ピット２６の相互相関値であると
判断できる。従って、ビームスポット２４によって現在
照明されているのが同期ピット２６であるかデータピッ
ト２８であるかが比較器３４の出力から判断できる。こ
のようにして、同期ピット２６を検出することができ同
期検出が行なえる。

【００２８】また、同期マークの検出方法としては上述
の実施例のみで実現されるものではなく、例えば図１８
のようなマッチドフィルター３８を含む再生光学系によ
っても実現できる。この光学系では、集光レンズ２０で
集められた光はハーフミラー３６で２分され、一方はデ
ィテクター２２に直接入射し、他方はマッチドフィルタ
ー３８を介してディテクター４０に入射する。マッチド
フィルター３８は同期マーク再生時の回折干渉パターン
の光強度分布に適合するように作られた光学的フィルタ
ーであり、ディテクター４０への透過光強度がデータマ
ーク再生時よりも同期マーク再生時に大きくなるように
作られている。これにより、ディテクター４０が検出す
る光強度により同期検出が行なえる。データマークの再
生はハーフミラー３６を直進してディテクター２２に達
した光強度によって行なう。図１８は透過型光学系に関
する例であるが、反射型光学系でも同様に、ディテクタ
ー２２の前側にハーフミラー３６を配し光路を２分割し
、それぞれにマッチドフィルター３８とディテクター４
０とディテクター２２を配置すればよい。このマッチド
フィルターによる検出方法は、上述の第１実施例から第
５実施例における同期マークの検出に用いることができ
る。この手法により再生光学系を簡単にすることができ
る。

【００２９】さらに、同期マークは以上の実施例のみで
実現されるものではなく、例えば、図３の同期ピット２
６をトラック中心線上に配置するのではなく、若干トラ
ック幅方向（ｙ軸方向）にずらすことによっても実現で
きる。このように同期マークは、データピット２８に対
して、ビームスポット２４で照明したときの反射または
透過の回折干渉パターンに特徴がでるようなマークであ
ればよい。

【００３０】上述した同期マークは、セクタ同期やフレ
ーム同期に用いることが可能である。本発明における同
期マークはビット同期に対しても用いることができる。 この場合、図１７Ａや図１７Ｂに示すように同期マーク
を等間隔で複数個配置すればよい。このように配置する
ことでクロックの抽出を行なうことができ、そしてＰＬ
Ｌにより回路内のサンプルクロックとの位相差を検出し
、一致するように制御することにより、ビット同期が行
なえる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、他の領域のマークと確
実に識別ができ、しかも容易に検出できる同期マークを
短いマーク長で記録することができるようになり、記録
密度の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する透過型の再生光学系の一例を
示す。

【図２】本発明を適用する反射型の再生光学系の一例を
示す。

【図３】本発明の第１実施例に関する同期マークを示す
。

【図４】図３に示すピットを照明したときの光強度分布
を示す。

【図５】本発明の第２実施例に関する同期マークを示す
。

【図６】図５に示すピットを通過した直後の透過光強度
分布を示す。

【図７】図５に示すピットを照明したときのディテクタ
ー上での光強度分布を示す。

【図８】本実施例で使用するディテクターの構成を示す
。

【図９】本発明の第３実施例に関する同期マークを示す
。

【図１０】図９に示すピットを照明したときの干渉縞強
度分布とその分布の中心断面プロファイルを示す。

【図１１】本実施例のディテクターの構成を示す。

【図１２】本発明の第４実施例に関する同期マークを示
す。

【図１３】図１２に示すピットを照明したときの透過光
強度分布を示す。

【図１４】本発明の第５実施例に関する同期マークを示
す。

【図１５】図１４に示すピットを照明したときの透過光
強度分布を示す。

【図１６】ｘ軸方向とｙ軸方向の相互相関を取る構成を
示す。

【図１７】ビット同期を取るための本発明による同期マ
ークの構成を示す。

【図１８】同期マークを検出するための別の再生光学系
を示す。

【符号の説明】

２４…ビームスポット、２６…同期マーク、２８…デー
タマーク。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　記録すべき情報に対応して所定の深さ
   のピットを複数配列したデータマークと、このデータマ
   ークに記録された情報を再生するときに同期信号を発生
   する同期マークとを有し、前記同期マークを前記データ
   マークから得られる光学パターンとは異なる光学パター
   ンを発生するように構成したことを特徴とする光記録媒
   体。
2. 【請求項２】　　前記同期マークが、前記データマーク
   と異なる深さのピットで構成されたことを特徴とする請
   求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】　　前記同期マークが、前記データマーク
   の配列と異なる配列を有する複数のピットで構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
4. 【請求項４】　　前記同期マークが、前記データマーク
   の形状と異なる形状のピットで構成されたことを特徴と
   する請求項１記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】　　請求項１記載の光記録媒体に情報を再
   生する光を照射し、データマークから得られる光学パタ
   ーンと異なる光学パターンを検出することにより同期マ
   ークを検出することを特徴とする光記録媒体の検出方法
   。