JPH06150330A - 光ディスクおよびこの光ディスクを使用する光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記憶容量が大きくでき、かつ、高速アクセス
にも適用できる光ディスクおよびこの光ディスクを使用
する光ディスク装置を得る。 【構成】 光ディスクＤには、データピットＤＰを有す
るランド部Ｌと基準クロックピットＢＰを有するグルー
ブ部Ｇが半径方向に並列形成されている。基準クロック
信号読み取り用ビームＢ１が集光されたスポットＳ１に
より基準クロック信号が読み出され、同時にデータ信号
読み取り用ビームＢ２が集光されたスポットＳ２により
データ信号が読み出され、この戻り光が光検出部６に集
光される。そして、戻り光Ｂ１が検出領域６Ｂに入力さ
れ，戻り光Ｂ２が検出領域６Ａに入力される。前記光検
出部６では、入力された戻り光の光強度をアナログ電圧
信号に変換し、戻り光Ｂ２からデータ信号を、戻り光Ｂ
１から基準クロック信号を検出して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクから直接クロ
ック信号を読み取ってデータの再生処理を行い、これに
より記録容量を大きくでき、且つ高速アクセス性を可能
とすることのできる光ディスクおよびこのディスクを使
用する光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク（メモリ）におけるセ
クタの配置方式には、図５（Ａ）に示すＣＡＶ（Consta
nt Angular Velocity）方式と同図（Ｂ）に示すＣＬＶ
（Constant Linear Velocity）方式がある。ＣＬＶ方式
は、トラック半径に反比例した回転速度になるようにス
ピンドルモータを制御し、トラックを走査する光スポッ
トの線速度がディスクのどの位置においても一定となる
配置方式である。この方式では、ディスク全体にわたっ
て線記録密度を一定にでき、ディスク全体での記憶容量
が大きくなる。その反面、例えばピックアップを現在の
トラックから距離の離れたトラックに移動させる高速ア
クセス動作を行うような場合、ＣＬＶ方式のディスクを
使用するとモータの回転速度が安定するまで読み取り動
作が開始できない。このため、高速アクセスには不向き
である。

【０００３】一方、ＣＡＶ方式はスピンドルモータの回
転数と記録・再生周波数が一定であるため、高速アクセ
ス動作開始時にモータが安定するまでの時間は必要な
く、高速アクセスに向いている。その反面、ディスクの
外周に行くにしたがって線記録密度が低くなる。このた
め、ディスク全体でのデータの記憶容量は、ＣＬＶ方式
に比べて低くなる。また、ＣＡＶとＣＬＶの欠点を補う
ために、図５（Ｃ）に示すように光ディスクの記録領域
を半径方向にいくつかの領域に分割する配置方式も提案
されている。

【０００４】この様なディスクを使用する記録再生装置
は、記録再生周波数を常に一定として領域間でのディス
ク回転数を変化させるＭＣＬＶ（Modified CLV）方式
と、ディスク回転数を常に一定とし領域毎に記録再生周
波数を変化させるＭＣＡＶ（Modified CAV）方式とがあ
る。しかし、これらの方式でも、記録再生周波数やディ
スク回転数の安定させるための時間が必要となり、領域
間をまたがる高速アクセスは遅くなるという問題があ
る。

【０００５】一方、光ディスクでは、記録されたデータ
を復調するために所定周波数の基準クロック信号が必要
であるが、光磁気ディスク装置などでは、ディスクから
の読み取りデータの中から基準クロック信号を抽出して
使用している。ただし、ディスクの偏心やスピンドルモ
ータの揺らぎがあるとピットのエッジ（あるいはピット
の中心）がずれて、基準クロック信号が正確に検出され
ない。この様な状態になることを避けるため、基準クロ
ックを抽出するときにはＰＬＬ（Phase LockedLoop）回
路が使用されているのが一般的である。したがって、前
記ＭＣＡＶ方式およびＭＣＬＶ方式ではこのＰＬＬ回路
が安定するまでの時間が必要であり、上記同様の領域間
をまたがる高速アクセスが遅くなるという問題が解消さ
れていない。

【０００６】そこで本発明は、ディスクから常に安定し
たクロック信号が得られるようにし、ディスク全体の記
憶容量を大きくでき、また高速アクセスにも適用できる
ようにした光ディスクおよびこの光ディスクを使用する
光ディスク装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による光ディスク
は、データ記録領域と、このデータ記録領域に沿って形
成されたクロック信号の記録領域とが設けられているこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また、クロック信号の記録領域にて、ディ
スクの半径方向のどの位置においても円周方向に一定周
期となるクロックピットを形成することが好ましい。

【０００９】さらに、本発明による光ディスク装置は、
上記の円周方向に一定周期となるクロックピットを有す
る光ディスクを使用するものであって、この光ディスク
を一定の回転数にて回転させるディスク駆動手段と、前
記データ記録領域に対するデータの読み取りまたは書き
込みを行う光学系と、前記クロック信号の記録領域から
クロック信号を読み取る光学系と、クロック信号の記録
領域から読み取られたクロック信号に同期して読み取り
データまたは書き込みデータの処理を行うデータ処理部
とが設けられていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記光ディスクでは、データ記録領域に沿って
クロック信号が書き込まれている。よって、このクロッ
ク信号をデータの読み取りまたは書き込みの際に一緒に
読み出し、このクロック信号に同期して読み出しまたは
書き込みデータの処理を行うことになる。そのためＰＬ
Ｌ回路などが不要になり、常に高精度なデータの読み取
りまたは書き込みが可能になる。

【００１１】また、光ディスクの半径のどの位置におい
ても円周方向へ一定周期のクロックとなるようにして記
録容量を大きくできる。この場合、光ディスク装置での
読み取りまたは再生動作にて、ディスク回転数を一定に
しても、データの記録・再生周波数をクロック信号と同
期させることができ、ＣＡＶ方式でありながらＣＬＶ方
式と同じデータ容量を得ることができる。またディスク
回転数を一定にできしかもクロックを安定させるための
ＰＬＬ回路が不要であるため、装置構造を簡単にできる
のみならず、高速アクセス動作の開始時の起動時間も早
くなる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１（Ａ）は本発明の一実施例に係るの光ディスク
の記録面での配置状態を示す拡大部分平面図、同図
（Ｂ）は同図（Ａ）に示した光ディスクを使用した光デ
ィスク装置の光学系の配置説明図、図２（Ａ）は本発明
の他の実施例に係るの光ディスクの記録面での配置状態
を示す拡大部分平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示し
た光ディスクを使用した光ディスク装置の光学系の配置
説明図、図３は本発明の光ディスク装置の信号処理動作
を説明するための回路ブロック図、図４は本発明の他の
実施例に係る光ディスクおよびこの光ディスクを使用し
た光ディスク装置の概略構成説明図である。

【００１３】図１（Ａ）に示す光ディスクＤは例えば光
磁気ディスクを例としたものであり、その記録面では、
ランド部Ｌとグルーブ部ＧがディスクＤの半径方向に並
列に且つそれぞれ螺旋状に形成されている。このランド
部ＬはデータピットＤＰが記録される記録領域であり、
グルーブ部Ｇには基準クロックピットＢＰが形成されて
いる。なお、本実施例とは逆に、グルーブ部Ｇにデータ
ピットＤＰを形成し、ランド部Ｌに基準クロックピット
ＢＰを形成してもよい。光磁気ディスクの場合、前記デ
ータピットＤＰは記録面をレーザ光の光変調により形成
されたものである。再生時にはこのデータピットＤＰを
レーザ光のスポットが走査し、戻り光の偏光角が検出さ
れるなどしてデータの再生が行われる。

【００１４】基準クロックピットＢＰは、凹凸状のピッ
トである。このピットＢＰは、ディスク記録面の全面に
おいて、すなわちグルーブＧの全長にわたって同じ周期
に形成されている。このクロックピットＢＰの周期は、
光ディスク装置でのデータ処理に使用される基準クロッ
クと同じ周期、またはデータ処理に使用される基準クロ
ックの整数倍の周期などである。なお、クロックピット
ＢＰはグルーブＧの全長に形成されているのが好ましい
が、部分的にサンプルできるように間欠形成してもよ
い。

【００１５】図１（Ｂ）に示す光ディスク装置は同図
（Ａ）に示した光ディスクＤを使用し、この光ディスク
Ｄを一定回転させてデータの記録再生をするものであ
る。この光ディスク装置において、１は２個のレーザダ
イオードを有する光源であり、前記データピットＤＰお
よび基準クロックピットＢＰに集光させる光スポットＳ
１，Ｓ２用のレーザビームを出射するようになってい
る。なお、この光源１は１個のレーザダイオードから１
つのレーザビームを出射し、このレーザビームを回折格
子等を用いて２成分に分離するようにしてもよい。

【００１６】前記光源１の出射方向にはコリメータレン
ズ２が配置されており、前記光源１から出射された２つ
（あるいは２成分）のレーザビームをそれぞれ平行光に
変換しビームスプリッタ３に出射する。このビームスプ
リッタ３は、コリメータレンズ２からの入射光をディス
クＤ方向に反射する。また、ビームスプリッタ３は、デ
ィスクＤからの反射戻り光を透過する。

【００１７】前記ビームスプリッタ３とディスクＤとの
間には対物レンズ４が配置され、この対物レンズ４によ
りビームスプリッタ３から反射された平行光がディスク
Ｄ上に微少スポットとして集光する。そして、ディスク
Ｄからの戻り光が平行光に変換させられて出射される。
前記ビームスプリッタ３の内部を透過した戻り光の進行
方向には受光レンズ５が配置され、この受光レンズ５は
入射された平行光を再び集光して光検出部６に出射す
る。光検出部６は、例えば２つの検出領域６Ａ，６Ｂを
有しており、受光レンズ５により集光された２つの戻り
光の光強度を電圧値に変換して後段の処理回路に出力す
るようになっている。

【００１８】次に、上記構成の光ディスクおよび光ディ
スク装置の動作について、図３をも参照して説明する。 ［再生動作時］光源１から、基準クロック信号読み取り
用ビームＢ１（以下単に「ビームＢ１」ともいう）およ
びデータ信号読み取り用ビームＢ２（以下単に「ビーム
Ｂ２」ともいう）がそれぞれ出射される。これらのビー
ムＢ１，ビームＢ２は、前記コリメータレンズ２，ビー
ムスプリッタ３，対物レンズ４を介してディスクＤ上に
集光される。

【００１９】前記ビームＢ１は、基準クロックピットＢ
Ｐ上に基準クロック信号読み取り用スポットＳ１（以下
単に「スポットＳ１」ともいう）として集光させられ
る。また、ビームＢ２は、データピットＤＰ上にデータ
信号読み取り用スポットＳ２（以下単に「スポットＳ
２」ともいう）として集光させられる（図１（Ａ）参
照）。ディスクＤの回転動作とピックアップの移動によ
り各スポットが各ピットを走査する。なお、このときデ
ィスクＤは一定の回転数にて駆動される。

【００２０】スポットＳ１が基準クロックピットＢＰを
走査し、基準クロックピットＢＰによりレーザビームが
回折され、光強度が変化したレーザビームが戻り光とし
て反射される。この戻り光は一方の検出領域６Ｂにより
検出され、この光強度の変化により基準クロック信号が
得られる。これと同時に前記スポットＳ２がデータピッ
トＤＰを走査し、データピットＤＰからの反射戻り光が
検出領域６Ａにより検出される。

【００２１】図３に示すように、検出領域６Ａによって
検出された戻り光は、電流／電圧変換された後に、Ａ／
Ｄ変換器１１Ａに入力されてディジタル信号に変換され
る。また検出領域６Ｂにより検出された信号はＡ／Ｄ変
換器１１Ｂに入力されてディジタル信号に変換される。
ディジタル化された基準クロック信号はそのまま、また
は逓倍されるなどの処理が施された後に、復調器１２お
よびＥＣＣ（誤り訂正）処理回路１３、バッファコント
ローラ１４、さらには変調器１９などへ、基準クロック
信号として与えられる。

【００２２】Ａ／Ｄ変換器１１Ａを経てディジタル化さ
れたデータ信号は、復調器１２に入力され、前記基準ク
ロック信号を同期信号として復調される。さらに、ＥＣ
Ｃ処理回路１３にて、誤り訂正がなされ、その後にバッ
ファコントローラ１４を経てデータバッファメモリ１５
に記憶される。データバッファメモリ１５に記憶された
データ信号は、例えばシリアル信号として、インターフ
ェイス１６を介しＳＣＳＩバスなどを経てホストコンピ
ュータ１７に出力される。これらの処理回路において
も、検出領域６Ｂにて検出されたクロック信号が基準信
号として使用される。

【００２３】［記録動作時］前記ホストコンピュータ１
７からＳＣＳＩバスなどを経て送られたデータは、イン
ターフェイス１６を介し前記バッファコントローラ１４
を経てデータバッファメモリ１５に記憶される。このデ
ータバッファメモリ１５に記憶されたデータはバッファ
コントローラ１４のコントロールによりＥＣＣ回路に出
力されるが、このとき発振器１８からの発振信号に基づ
きさらにＡ／Ｄ変換器１１Ｂを経たクロック信号に基づ
いてＥＣＣ処理回路１３へ出力される。この信号はＥＣ
Ｃ処理回路１３に誤り訂正符号が付されるなどして変調
器１９に出力される。

【００２４】この変調器１９にて光ディスクに記録する
ための例えば１−７または２−７変調符号に変換され
る。この変調信号がＬＤ（レーザダイオード）ドライブ
回路２０に出力され、ＬＤ（レーザダイオード）ドライ
ブ回路２０によりレーザダイオード１が駆動され光変調
が与えられる。なお、ＬＤパワー設定回路２１は、ＬＤ
パワーモニタＰＤ２２の検出強度により検出されたＬＤ
モニタ信号に基づきＬＤパワー設定回路２１に基づいて
発光強度が制御される。

【００２５】上記の記録または再生動作において、光デ
ィスクが一定の回転数により駆動されている。したがっ
て、レーザビームのスポットがディスクの内周位置を走
査しているときと内周位置を走査しているときには線速
度が異なる。一方光ディスクのグルーブ部Ｇでは、クロ
ックピットＢＰが一定の周期にて形成されている。よっ
て記録または再生のときに検出領域６Ｂにて検出される
クロック信号の周期は常に変化している。しかしなが
ら、このクロック信号を使用して再生信号または記録信
号の周波数処理を行っているため、ディスク起動と同時
に記録または再生処理が行えることになる。また高速ア
クセス動作もただちに起動できることになる。またクロ
ック信号を安定させるＰＬＬ回路は不要である。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を図面を参照し
て説明する。なお、前記図１（Ａ），（Ｂ）に示したデ
ィスクＤおよび光ディスク装置と同一部材には同符号を
付し詳細な説明は省略する。図２（Ａ）に示す光ディス
クＤにおいて、グルーブ部Ｇには中心部３１Ｂから前後
端部３１Ａにかけて徐々に先細形状に形成されたクロッ
ク凹部３１が一定の周期により形成されている。このク
ロック凹部３１の周期は、例えば光ディスク装置のデー
タ処理にて基準信号となるクロックの整数倍となってい
る。

【００２７】図２（Ｂ）に示す光ディスク装置は同図
（Ａ）に示したディスクＤを使用し、この光ディスクＤ
を一定回転させてデータの記録再生をするものである。
図２（Ｂ）に示す光ディスク装置では、１個のレーザダ
イオードを有する光源４１と、ビームスプリッタ３と受
光レンズ５との間に配置されたウォーラストンプリズム
４２とが設けられている。光源４１からのレーザビーム
は、対物レンズ４により集光され、図２（Ａ）に示すよ
うに、集光スポットＳ3が光ディスクのランド部Ｌを走
査する。このとき集光スポットＳ3の左右端部は、グル
ーブ部Ｇのクロック凹部３１にかかる。よって、この光
ディスクからの戻り光では、ランド部のデータピットＤ
Ｐの再生成分とともに、クロック凹部３１による光の強
弱信号が含まれる。

【００２８】この光ディスクからの戻り光はウォーラス
トンプリズム４２により異なる偏光成分Ｂ４とＢ５に分
離されて光検出部６の異なる検出領域６Ａと６Ｂにより
受光される。加算処理部４３では、前記検出領域６Ａと
６Ｂの受光強度が加算される。この受光強度には、図２
（Ａ）に示すクロック凹部３１による光の強弱成分が含
まれているため、この加算処理部４３にて加算処理され
た信号を基に基準クロック信号を生成することが可能で
ある。

【００２９】一方検出領域６Ａと６Ｂにて検出された光
強度の差を差動検出部４４により検出することにより戻
り光の偏光角が検出されデータ信号となる。この差動検
出部４４による差動信号では、クロック凹部３１による
光の強弱成分が相殺されることになり、よってこのデー
タ信号にはクロック凹部３１の影響は生じない。上記の
再生クロック信号と再生データ信号を使用することによ
り、図３に示す装置において同様のデータ処理動作を行
うことができる。

【００３０】次に図４を参照してさらに他の実施例を説
明する。図４は、さらに他の実施例による光ディスクＤ
の断面とこの光ディスクＤを使用する光ディスク装置の
概略構成を示している。なお、上記実施例と同一部材に
は同符号を付し詳細な説明は省略し要部のみを説明す
る。前記光ディスクＤには、基板５１上にクロックピッ
ト層５２と、偏光層５３と、データピット層５４とが重
畳されて形成されている。前記クロックピット層５２に
は、前記基準クロック信号が記録されている。そして、
前記データピット層５４にはデータ信号が記録されるよ
うになっている。

【００３１】前記偏光層５３は、上述のように前記クロ
ックピット層５２と前記データピット層５４との間に形
成されており、レーザビームにおける所定の成分を透過
させ、他の成分を反射させるようになっている。本実施
例では、Ｓ偏光成分を透過させ、Ｐ偏光成分を反射させ
るような光学材料から形成されている。なお、本実施例
とは逆にＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射させ
るような光学材料から形成してもよい。

【００３２】図４に示す、光ディスク装置は対物レンズ
４とディスクＤとの間に異方性結晶板５５を設け、ビー
ムスプリッタ３と光検出部６との間に偏光ビームスプリ
ッタ５６を設けて構成されている。前記異方性結晶板５
５は、レーザビームのＰ偏光成分とＳ偏光成分との屈折
率を異ならせる光学材料から形成され、ディスクＤ内で
Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の焦点のスポットをずらすため
に設けたものである。

【００３３】次に、上記構成の光ディスクＤおよび光デ
ィスク装置の作用を説明する。光源４１から出射された
レーザビームが、前記コリメータレンズ２，ビームスプ
リッタ３，対物レンズ４を介して、異方性結晶板５５に
入射される。この異方性結晶板５５に入射したレーザビ
ームは、Ｐ偏光成分Ｂ６の屈折率とＳ偏光成分Ｂ７の屈
折率を異ならされて出射される。異方性結晶板５５から
出射された偏光成分Ｂ６および偏光成分Ｂ７はディスク
Ｄ内に入射される。偏光成分Ｂ６は、偏光層５３の上方
に形成されたディスクＤの前記データピット層５４のデ
ータピットに集光される。そして、偏光成分Ｂ７は、偏
光層５３内を透過して前記クロックピット層５２の基準
クロックピットに集光される。

【００３４】偏光成分Ｂ６がデータピット層５４のデー
タピットにより回折され、ディスクＤからの反射され
る。偏光成分Ｂ７は、クロックピット層５２の基準クロ
ックピットにより回折され、ディスクＤから反射され
る。ディスクＤから反射された偏光成分Ｂ６および偏光
成分Ｂ７は、異方性結晶板５５，対物レンズ４を介して
ビームスプリッタ３に入射される。ビームスプリッタ３
に入射された偏光成分Ｂ６および偏光成分Ｂ７は総て反
射され、偏光ビームスプリッタ５６に入射される。偏光
ビームスプリッタ５６では、偏光成分Ｂ７が透過されて
検出領域６Ｂに入射され、偏光成分Ｂ６が反射されて検
出領域６Ａに入射される。前記光検出部６では、入力さ
れた偏光成分Ｂ７の光強度をアナログ電圧信号に変換し
基準クロック信号として後段の信号処理回路に出力す
る。そして、入力された偏光成分Ｂ６の光強度をアナロ
グ電圧信号に変換しデータ信号として後段の信号処理回
路に出力する。

【００３５】以上詳述したように、データ記録領域とは
異なるディスクの領域に基準クロック信号が書き込まれ
ているので、この基準クロック信号をデータ処理動作と
同時に読み出せば、例えばＣＬＶ方式と同等の高速アク
セス特性を得ることができ、かつ、前記図５（Ｃ）に示
すように光ディスクを半径方向にいくつかの領域に分割
する配置方法を採用することができるので、ＣＡＶ方式
と同等の記憶容量を有する光ディスクを得ることができ
る。また、光ディスクを使用して書き込まれている基準
クロック信号をデータ処理と同時に読み出すことによ
り、安定した高速アクセス動作を行なうことができる光
ディスク装置を得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、記憶容量
が大きくでき、かつ、高速アクセスにも適用できる光デ
ィスクおよびこの光ディスクを使用する光ディスク装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例に係る光ディスクに
おける記録ピットの配置状態を示す拡大部分平面図，
（Ｂ）は（Ａ）に示した光ディスクを使用した光ディス
ク装置の概略構成説明図である。

【図２】（Ａ）は本発明の他の実施例に係るの光ディス
クにおける記録ピットの配置状態を示す拡大部分平面
図，（Ｂ）は（Ａ）に示した光ディスクを使用した光デ
ィスク装置の概略構成説明図である。

【図３】本発明の光ディスク装置の信号処理動作を説明
するための回路ブロック図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る光ディスクおよびこ
の光ディスクを使用した光ディスク装置の概略構成説明
図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ光ディス
クにおけるセクタの配置方式を示す図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ コリメータレンズ ３ ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ 受光レンズ ６ 光検出部 ６Ａ，６Ｂ 検出領域 Ｇ グルーブ部 Ｌ ランド部 ＤＰ データピット ＢＰ 基準クロックピット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ記録領域と、このデータ記録領域
   に沿って形成されたクロック信号の記録領域とが設けら
   れていることを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】 クロック信号の記録領域では、ディスク
   の半径方向のどの位置においても円周方向に一定周期と
   なるクロックピットが形成されている請求項１記載の光
   ディスク。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光ディスクを使用する光
   ディスク装置において、この光ディスクを一定の回転数
   にて回転させるディスク駆動手段と、前記データ記録領
   域に対するデータの読み取りまたは書き込みを行う光学
   系と、前記クロック信号の記録領域からクロック信号を
   読み取る光学系と、クロック信号の記録領域から読み取
   られたクロック信号に同期して読み取りデータまたは書
   き込みデータの処理を行うデータ処理部とが設けられて
   いる光ディスク装置。