【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクに係わるものであり、より詳しくは光ディスクのトラックフォーマットとセクタフォーマットの構成に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
セクタ単位でデータの記録再生を管理する光ディスクでは、各セクタの先頭部分にそのセクタのトラック番号、セクタ番号などの識別情報、つまりセクタＩＤをプリピットなどの形でプリフォーマットするプリフォーマットＩＤ方式が、光磁気ディスクや相変化ディスクなどの書換型光ディスクに一般に使用されている。
プリフォーマットＩＤ方式の利点は、セクタ単位でデータを管理することが容易な点である。データを５１２バイトとか、２０４８バイトとか、記録再生する単位の長さ毎に区切り、それを、セクタ先頭に置いたセクタＩＤを示すプリフォーマット領域の後のデータ領域に書込む。単位長さのデータがセクタＩＤに続いているので、容易にアクセス制御ができる。
また、光ディスクの大容量化技術として、ディスク上に刻まれたスパイラル状の案内溝（グルーブとも言う）と、この案内溝の間の平坦な部分（ランドとも言う）の両方にデータを記録する、いわゆるランド／グルーブ記録方式がよく知られている。
【０００３】
大容量光ディスクのフォーマットとして、この両者を組み合わせたプリフォーマットＩＤ付きのランド／グルーブ記録の光ディスクが検討されている。
具体例として、図１５は特開平６−１７６４０４号公報に記載されている従来の光ディスクであり、ランド／グルーブ共用アドレス方式とも呼ばれる。ランド、グルーブがそれぞれデータの記録領域として使用されており、各セクタはセクタＩＤをプリフォーマットしたＩＤ領域とその後に続くデータ領域から成る。
なおここで、グルーブトラックとは、ディスク上の基点となる所定の半径線から始るディスク１回転分に相当するグルーブをいい、これは連続した整数個数のセクタの連なりで構成される。ランドトラックも同様に、ディスク上の基点となる所定の半径線から始るディスク１回転分に相当するランドをいい、連続した整数個数のセクタの連なりで構成される。以下本文中でいうトラックも同様に、ディスク上の基点となる所定の半径線から始る、ディスク１回転分に相当する整数個数のセクタの連なりのことである。
【０００４】
さて図１５において、データはストレートなグルーブとランドの上に記録マークとして記録される。また、セクタＩＤを示すプリピットＩＤは、隣り合う１組のグルーブトラックとランドトラックの境界中心付近に配置され、両トラックで同一のプリピットＩＤを共用している。すなわち共用プリピットＩＤ方式である。
このフォーマットでは、ランド／グルーブ記録の特長を生かし記録容量を大容量化できる利点が大きいが、プリフォーマットＩＤ方式のフォーマットの利点欠点を共に引き継いでいる。その欠点を克服して、より使いやすい光ディスクのフォーマットを提供することが求められている。
【０００５】
もう一つの代表的なセクタＩＤの付加方式であるウォブルグルーブＩＤ方式では、グルーブをトラック方向と垂直なディスク半径方向にトラック中心から微小量だけ所定周期で蛇行させる、いわゆるウォブルを付加している。さらにその蛇行の周期を、セクタＩＤなどを表現するように周波数変調などの方法で変化させる方法もある。この技術はすでに追記型のコンパクトディスク（ＣＤ）であるＣＤ−Ｒや書換型光ディスクであるミニディスク（ＭＤ）等で実用化されている。 ただし、このウォブルグルーブの蛇行の周期はデータのビット長に比較して非常に長く設定されているために、ウォブルグルーブから読み出したセクタＩＤを持つセクタの位置を確定したいときにその精度が粗く、セクタ単位でデータを管理しようとするとセクタ間に長大なバッファ領域を設ける必要が生じて、大容量化に不利であった。
【０００６】
図１６に従来のウォブルグルーブＩＤ付きのグルーブ記録の光ディスクのトラックフォーマットを示す。これはグルーブのみに記録するグルーブ記録の例であり、図においてデータは記録マークとしてグルーブトラック上に書込まれる。グルーブはウォブルを有し、セクタのトラック番号やセクタ番号などを表すためにウォブルの周期を周波数変調している。そのため、図１６に示すようにウォブルは場所により、Ｔｗ１、Ｔｗ２、．．．、Ｔｗ６等と様々な周期を持つ。
【０００７】
ここで、ランド／グルーブ記録においてウォブルグルーブＩＤ方式を適用することを考えたとき、グルーブに対して固有のセクタＩＤを付加することは可能であるが、ランド上のセクタにおいては、両側のグルーブが無相関に変調を受けて蛇行しているため、どちらのグルーブの情報のエッジが上側のグルーブのウォブルと下側のグルーブのウォブルの両方によって変調を受けて蛇行しているので、両方のウォブルグルーブＩＤ信号が混ざって再生されてしまうことから理解できる。
ウォブルグルーブＩＤ方式の光ディスクの大容量化において、ランド／グルーブ記録の適用が困難というこの欠点は大きな障害になっている。
【０００８】
一方、ウォブルグルーブ方式の持つ利点は、グルーブがほぼ一定周期で蛇行しているので、そのウォブル周期をトラッキング誤差信号などから検出することによって、ディスクの回転速度を検出することができ、その信号を利用してディスクを所望の回転速度に制御することが容易な点である。この回転速度はデータを記録再生するディスク面自体から得るため、例えばディスク回転モータなどから得るより正確である。
また、こうして得たウォブル信号の周波数を逓倍することにより、データの記録再生に使用する同期信号やクロック信号をディスク面自体の情報から生成することもできる。これにより、光ディスク装置側の持つクロックと、現在回転中のディスク速度との誤差を吸収するためのバッファ領域をセクタ内に用意しておく必要がなくなり、セクタフォーマットの冗長度を下げることができる。そのバッファ領域分だけ記録容量を増加することが可能になる。 これはウォブルグルーブ方式が、グルーブの蛇行周期、すなわちウォブル信号の周波数を変調するかしないかによらずに持つ利点である。
【０００９】
さらに、ウォブルグルーブＩＤ方式では、セクタＩＤがセクタ全長に渡る長い領域に、データと重畳する形で配置されることになるので、ディスク面に汚れや傷などがあった場合でもセクタＩＤ情報全体がつぶれる確率が低く、悪条件下でのディスクの信頼性が高い利点がある。
【００１０】
プリフォーマットＩＤ方式では、セクタＩＤがデータと分離する形で集中配置されている。このセクタＩＤは、セクタフォーマットの冗長度を下げるために可能な限り短くされるので、プリフォーマットＩＤの付近にディスク面の汚れや傷などがあった場合、たとえ小さくともセクタＩＤ情報全体がつぶれる確率が高い。このとき、データ記録領域が使用可能にも関わらず、そのセクタはアクセス不能となる。ＣＤのようにディスクを裸で使用する状況下においては、使用不能のセクタがディスク中に多数発生する可能性が高くなる。
こうした不良セクタを交替処理してデータの信頼性を確保するために、製造時にディスク全面の検査、すなわちサーティファイを行うことが多い。ところがディスクのコストを考えた場合、この長時間かかるサーティファイのための検査時間のコストがディスク価格を高くする要因になっている。
あるいは、サーティファイ無しで出荷される低価格ディスクでデータ信頼性を確保しようとすると、ユーザが使用開始前にサーティファイを行うことが必要になる。記録容量によるが、これには普通、数十分から１時間以上かかり非常な不便を強いられる。
【００１１】
また、プリフォーマットＩＤ方式の光ディスクを駆動する書換型光ディスク装置において、ディスクの回転制御に関して、モータにロータリーエンコーダ等を付けてディスク回転数を検出することが一般的であるが、ロータリーエンコーダはコストアップ要因であり、また、モータの薄型化を阻害する元にもなっている。
ここで、周期的に現れるプリフォーマットＩＤを用いてディスクの回転制御を行おうとしても、普通、ディスク１回転当り数個から数十個程度しかないプリフォーマットＩＤだけでは十分に精度の高い回転数制御が困難である。また、プリフォーマットＩＤがいくつか上記の汚れや傷によって検出できない状態になるとディスク回転が非常に不安定になる。
【００１２】
このように、プリフォーマットＩＤ方式とウォブルグルーブＩＤ方式は、互いに裏腹の利点と欠点を有している。ここで双方のそれぞれが持つ他方にない特長を補完的に利用できれば、セクタ記録を高効率に行うことが可能で、かつ、ディスク面に汚れや傷などがあってもセクタにアクセスできる信頼性が高く、回転制御の容易な光ディスクを実現することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプリフォーマットＩＤ方式の光ディスクは、以上のように構成されていたので、次のような問題点があった。
プリフォーマットＩＤ付近に汚れや傷などがあった場合セクタＩＤ情報全体がつぶれ、データ記録領域が使用可能にも関わらずアクセス不能となるセクタの発生確率が高くなる。
また、ディスクを裸で使用する状況下において、使用不能のセクタがディスク中に多数発生する可能性が高くなる。
【００１４】
ディスク製造時にプリフォーマットＩＤの信頼性確保のための全面検査を行うことが必要で、検査コストがディスク価格を高くする要因になっている。
全面検査無しのディスクでデータ信頼性を確保するには、使用開始前にユーザ側で長時間のサーティファイが必要となり、非常な不便を強いられる。
【００１５】
プリフォーマットＩＤのみを用いてディスクの回転制御を行うと、十分高精度な回転数制御が困難である。
また、プリフォーマットＩＤがいくつか汚れや傷によって検出できないとき、ディスク回転が不安定になる。
【００１６】
さらに、プリフォーマットＩＤ方式の光ディスクを駆動する書換型光ディスク装置において、ディスクの回転制御にロータリーエンコーダを用いるとコストアップを招く。
これはまた、装置の薄型化を阻害する元にもなっている。
【００１７】
セクタ内に、光ディスク装置の持つクロックと回転中のディスク速度との誤差を吸収するためのバッファ領域を設けておく必要がある。このためにセクタフォーマット冗長度が大きくなり、バッファ領域分だけ記録容量が減少する。
【００１８】
この発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、プリフォーマットＩＤ方式のフォーマットを有する光ディスクに対して、ウォブルグルーブＩＤ方式の有する特長を補完的に導入し、セクタ単位のデータ管理が容易、セクタ記録を効率良く行うことが可能で、かつ、ディスク面に汚れや傷などがあってもセクタにアクセスできる信頼性が高く、ディスク回転数制御の容易な大容量光ディスクを実現することを目的とする。
【００１９】
同時に、光ディスクと、この光ディスクを駆動する光ディスク装置の低価格化を実現することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、ディスク面が半径位置によって複数のゾーンに分割された、ゾーンフォーマットの光ディスクであって、該ディスク１回転を成すトラックが整数個数のセクタで構成されたランド／グルーブ記録フォーマットの光ディスクにおいて、前記各セクタ内のグルーブに所定整数サイクル数のウォブルを付加すると共に、前記各ゾーン内では隣接グルーブ間で前記各サイクルのウォブルが同位相となるように揃え、前記所定整数サイクル数のウォブルを、所定単位サイクル数ごとに複数の単位ウォブル列に分割し、該単位ウォブル列内のウォブルを変調することによりセクタアドレスに関連する２値情報を表現するようにした光ディスクである。ただし、ウォブルは必ずしも同一周波数でなくてもよい。
請求項２は、上記光ディスクを駆動する光ディスク装置において、前記各セクタ内に含まれるウォブルが所定整数サイクル数であることを利用して、ディスクの回転数制御を行うようにしたことを特長とする光ディスク装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態である光ディスクでは、ゾーンフォーマットであって、ゾーン内で半径方向にセクタが整列するようにしてプリフォーマットＩＤを付加し、ランド／グルーブ記録フォーマットとした光ディスクにおいて、各セクタ内のグルーブに所定整数サイクル数のウォブルを付加すると共に、各ゾーン内では隣接グルーブ間で各サイクルのウォブルが同位相となるように揃えたので、グルーブをトラッキング中でも、ランドをトラッキング中でもウォブル信号を正確に検出することができる。
【００２２】
上記光ディスクの各セクタ内のグルーブに所定整数サイクル数のウォブルを変調して付加することによりセクタアドレス情報を含む２値情報を表現するとき、そのセクタアドレス情報として、そのセクタの属するトラック番号を含めず、かつ、そのセクタの属するゾーン番号とそのセクタの属するトラック内でのセクタの並び順を示すセクタ番号を含むようにする。このときトラック番号は隣接グルーブで異なる値になるが、そのセクタの属するゾーン番号と、そのセクタの属するトラック内でのセクタの並び順を示すセクタ番号は隣接グルーブで同じ値になるので、隣接グルーブは同じウォブル変調を受け、また、ウォブルしたグルーブに挟まれたランドでも両側のウォブルグルーブから同じウォブル信号を読出し、同じ情報を再生することができる。
このようにして、ランド／グルーブ記録フォーマットの光ディスクにウォブルグルーブＩＤを付加する。
【００２３】
また、ウォブルグルーブＩＤに記録されたセクタアドレス情報に、各セクタの属するトラック内でのセクタの並び順を示すセクタ番号としてそのトラックの末尾から順に付番したときのセクタ順を示す値を表示しているので、シングルスパイラルフォーマットのランド／グルーブ記録光ディスクではそのセクタ順を示す値を利用して、トラッキング極性の切り替えに必須となる、ランドトラックとグルーブトラックの接続点のタイミング検出を行うようにする。
【００２４】
検出したウォブル信号は、各セクタ内に含まれるウォブルが所定整数サイクル数であるので、これを利用してディスク回転数の誤差を検知し、ディスクの回転数制御を行う。
【００２５】
各セクタ内に含まれるウォブルが所定整数サイクル数であるので、ウォブル信号の周波数を逓倍してデータ記録用クロック信号、あるいは、データ再生用クロック信号を生成する。
【００２６】
セクタのプリフォーマットＩＤの読み取りができない場合に、先行するセクタのウォブルから読み取ったセクタアドレス情報に基づいて、現所在ゾーンの判定や当該セクタへのアクセスを行うようにする。
【００２７】
セクタのプリフォーマットＩＤの読み取りができない場合に、各セクタ内のウォブルから読み取ったセクタアドレス情報に基づいて、トラッキングサーボの極性を設定するようにする。
【００２８】
以下、この発明の実施の形態を図をもとに具体的に説明する。
実施の形態１．
図１に本発明により、従来例に述べたプリフォーマットＩＤ付きのランド／グルーブ記録の光ディスクを改良したものを示す。このランド／グルーブ共用アドレス方式を具体例として説明する。ランド、グルーブがそれぞれデータの記録領域として使用され、各セクタがセクタＩＤをプリフォーマットしたＩＤ領域とその後に続くデータ領域から成る点は同じである。
【００２９】
さて図１において、データはウォブルしたグルーブとそのグルーブの間のランドの上に記録マークとして記録される。セクタＩＤを示すプリピットＩＤは、隣り合う１組のグルーブトラックとランドトラックの境界中心付近に配置され、両トラックで同一のプリピットＩＤを共用している。プリピットＩＤの付加方法はこれに限らないが、本発明はグルーブのウォブルの付加方法に関する点が要旨であるので、以下はこの従来例に基づいて説明する。
【００３０】
グルーブのウォブルはディスク半径方向に隣合うセクタの間では常に同方向に同量だけ蛇行するようにしている。したがって、グルーブのウォブル周期はセクタ上で変化しても良いし一定であっても良いが、隣接グルーブとは同じ周期で、かつ、同位相となるように設定するようにする。図１中には、あるサイクルのウォブルの周期を例示している。
【００３１】
図２には、本発明になるプリフォーマットＩＤ付きのランド／グルーブ記録の光ディスクの別の例を示す。図１と同様、グルーブのウォブルはディスク半径方向に隣合うセクタの間では常に同方向に同量だけ蛇行するようにしている。ただし、グルーブのウォブル周期をセクタ上で変化させた例である。隣接グルーブとは同じ周期で、かつ、同位相となるように設定した点は変らない。各サイクルのウォブルの周期が異なって、セクタアドレス情報等を表現可能としつつも、グルーブ間のランドセクタでもこのウォブル信号を読取り可能である。
【００３２】
図３に、図１の光ディスクを駆動したときのウォブル信号検出の様子を示す。図３ではウォブル信号はセクタ中で一定の周波数とし、グルーブトラックのセクタを再生中の信号を示した。このときトラック中心とはグルーブ中心であり、トラック中心とディスクを再生する光スポットとのディスク半径方向の位置ずれを示す信号がラジアル方向差信号である。ＩＤ領域ではプリフォーマットしたピットが図１に示したように下側にずれている。このときラジアル方向差信号の極性がマイナスになるとする。すると、グルーブのウォブルも同じように半径方向の蛇行が図中で上側の時にプラス、下側の時にマイナスの極性で、ラジアル方向差信号に現れる。
【００３３】
図３の例では、ＩＤ領域に２サイクルのウォブル、データ領域に１６サイクルのウォブル、合わせてセクタ全体に１８サイクルのウォブルが付加されるように設定した。通常、グルーブの蛇行の幅であるウォブル振幅は、データの記録再生特性に影響を与えないようトラックピッチに対して非常に微小量に設定される。たとえば前述のＣＤ−Ｒでは、トラックピッチ１．６μｍに対して、ウォブル振幅は０．０３μｍ程度である。本発明におけるウォブルの振幅もほぼ同程度の微小量を設定する。
これに対してＩＤ領域のプリフォーマットＩＤピットの中心は、トラック中心からトラックピッチの半分だけ半径方向に変位している。したがってＩＤ領域におけるラジアル方向差信号の振幅に比較するとウォブル振幅は微小な量である。図３ではＩＤ領域中のウォブルのサイクル数を明示するためにウォブル波形を細線で示しているが、実際にはこの部分はＩＤピットによるマイナス極性の信号である。ディスクの製作時には、グルーブと同様にこの部分のＩＤピットを半径方向に蛇行してプリフォーマット記録しても良いし、この部分のＩＤピットに限ってストレートに配置しても良い。いずれにしてもＩＤ領域ではラジアル方向差信号からウォブル信号を検出することはできない。
【００３４】
さて、データ領域で検出したウォブル信号は、ウォブル信号帯域だけを増幅する帯域フィルタと増幅器を通して再生し、さらに２値化回路によって２値化して、２値化ウォブル信号を得る。２値化ウォブル信号の立上がりエッジを抽出すると、ディスクの回転を示す信号が得られる。さらに正確に言うと、ディスクを記録再生する光スポットがディスク面上を走査している相対的な移動速度、すなわち、ディスク線速度を示している。図３中のウォブルエッジ信号にこの様子を示す。ディスク上にウォブルが一定周波数で刻まれているとき、このウォブルエッジ信号は一定周期で現れるので、この周期が所望のディスク線速度になるようにディスクの回転モータを制御する。なお、２値化ウォブル信号から立下がりエッジを抽出しても良く、同様のエッジ信号を得ることができる。
【００３５】
グルーブにウォブルのない従来のプリフォーマットＩＤ方式のディスクでは、ディスク線速度を検出できるのは、ＩＤピットの出現周期が最小間隔であった。グルーブにウォブルを付加すれば、この例ではＩＤピットの出現周期の１／１８の周期で検出が可能になる。これをそのままディスクの回転数制御における誤差縮小に反映することができるので、ディスク回転数をより正確に制御することが可能になる。
また、ＩＤ領域はディスク上ではデータ領域に比べて非常に短く設定されている。これはＩＤ領域が本来データ記録容量に寄与しない冗長部分であるため、ディスクフォーマット設計において可能な限り短くされるからである。このため、ディスクの汚れや傷に対してＩＤ領域は比較的弱くなっている。汚れや傷によってＩＤピットが検出できなくなったとき、ＩＤピットのみによってディスク回転数制御を行っていては、ディスク回転が不安定になる可能性が高い。グルーブのウォブルはＩＤ領域以外のディスク全面で検出できる上にその数も多いので、ディスクの汚れや傷に対する対策としてグルーブのウォブルをディスク回転数制御に利用すると非常に耐力が強化され、信頼性が向上する。
通常の書換型光ディスク装置では、こうした回転数制御精度と信頼性を考慮し、ディスクの回転数検出用にディスクモータにロータリーエンコーダを付加することが一般的であるが、グルーブにウォブルを付加することによりこのロータリーエンコーダを必要としなくなる。
【００３６】
ここで、ウォブル周波数に対する制限条件を定性的に説明しておく。低周波数側の限界は、トラッキング制御帯域により規定される。ウォブル周期が長すぎると、トラッキングサーボ系によって光スポットがウォブルに追従するので、ウォブル信号が検出しにくくなるほか、トラッキング制御系に対する余計な外乱要素となるので好ましくない。ウォブル周波数はトラッキング制御系の帯域の１０倍程度以上の周波数に設定することが望ましい。一般的には、トラッキング制御系の帯域は１０〜２０ｋＨｚ程度なので、ウォブル周波数の設定は１５０ｋＨｚ程度以上が目処になる。
また、高周波側の限界は、データ信号の帯域により規定される。ウォブル信号は微小であり増幅検出する必要がある。データ信号が大きなノイズとしてウォブル信号に混入しないようにするため、ウォブル信号のみ帯域フィルタで抜出して増幅できることが望ましい。したがって、データ信号の低域側のスペクトルと周波数分離されるように設定できることが望ましい。一般的には、データ信号の帯域は１〜数ＭＨｚ程度にピークを持つので、ウォブル周波数の設定をその１／１０程度と考えると１００ｋＨｚ以下が目処になる。
【００３７】
さらに、ウォブル信号を利用した記録再生用クロック信号の生成について説明する。サンプルサーボ方式の光ディスクにおいて実用化されたように、ディスク面上に埋込まれた周期的な同期情報を用いてデータの記録再生用のクロック信号を生成することが実現されている。たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ−９１７１において４／１５記録符号を用いたセクタフォーマットでは、同期情報の検出周期はデータのチャネルクロック周波数の周期の３００倍であった。ディスク面から検出したウォブル信号を位相同期回路によって３００倍に逓倍して記録再生用クロック信号を生成している。
ウォブルの周波数をこのようにチャネルクロック周波数の数１００分の１程度以上に設定することができれば、ディスク面から同期情報を得て、正確なクロック生成や同期管理を実現することができる。実際には、ウォブルの周波数が上記のトラッキング制御系の帯域とデータ信号の帯域により規定される範囲に入れば、ディスク面の同期情報からチャネルクロック信号が生成可能な条件は満たされている。
【００３８】
なお、従来の光磁気方式などの書換型光ディスク装置では、チャネルクロック用に精密な周波数の水晶発振器を用意してクロック信号を生成しておき、一方ディスクの回転制御は上述のように正確さが要求されるときには精密で高価なロータリーエンコーダを用いることによって、ディスク回転とデータチャネル周波数の同期を確保することが行われていた。ディスク回転がデータチャネルクロックに対して相対的に速すぎると、記録したときセクタ末尾が伸びて次のセクタに食い込んでしまう。これを防ぐためディスクのセクタ上にバッファなるマージン領域を規定しておいて、各々の誤差管理によってマージン領域の許容範囲に収める方法を採っていた。
【００３９】
さて以上のように、ウォブルの周波数をすべてのセクタで同一とすれば、ディスク回転の制御や記録再生用のクロック信号の生成においてこれまでにない特長を発揮できることがわかった。しかしこのままでは、ウォブルグルーブＩＤ方式の有するもう一つの特長であるセクタアドレス情報を表現することを実現することができない。
ウォブルグルーブＩＤ方式では、ウォブルの周期すなわちウォブルの周波数をセクタのアドレス情報を表現するために変調する。本発明においては、上記のようにウォブルを隣接グルーブと同位相にするという制約条件があるので、ウォブル周波数の変調方法を求めるにあたり次のように考えた。
【００４０】
まず、ウォブル周波数を同一のディスク半径方向に隣合うセクタの間では同一の一定周波数とし、周方向のセクタの間で異なるようにする方法が考えられるが、こうした場合、１トラック内の各セクタにおいて１セクタ中のウォブルのサイクル数が異なってしまう。１セクタを同一の長さにする前提では、この方法は、ウォブル周期をディスク回転数制御に利用することができなくなる欠陥があり許容できない。
そのため、本発明においては、ゾーンフォーマットの光ディスクにおいて、各ゾーン内に含まれるセクタのうちディスク半径方向に整列するセクタの間で同一となるセクタアドレス情報だけを用いてウォブルの変調を行うこととした。それは、それらのセクタの属するゾーン番号とそれらのセクタの属するトラック内でのセクタの並び順である。トラック番号は隣接グルーブで必ず異なるので、含めることはできない。
トラックを、ディスク上の基点となる所定の半径線から始るディスク１回転分に相当する整数個数のセクタの連なりのこととしたので、同一ゾーン内の隣接セクタならトラック内でのセクタの並び順は同じである。このセクタの並び順のことをセクタ番号と呼ぶことにする。誤解の無いよう付け加えると、セクタ番号は、ゾーン番号やトラック番号と共にセクタアドレス情報に含まれる部分的な情報、ということになる。
【００４１】
１トラック内の各セクタにすべて異なるセクタ番号を付与すれば、ウォブルＩＤによって、トラック番号の識別はできないがセクタ番号の識別は可能になる。連続してトラッキングしている状態では、トラック番号は１回転の間変化せずに、各セクタから同一トラック番号が読み出される。たとえプリフォーマットＩＤの読みとりに失敗しても高い確率で推定が可能である。こうしてウォブルＩＤによってセクタ番号がわかれば、１トラック連続してプリフォーマットＩＤの読みとりに失敗した時でない限り、セクタへのアクセスは問題なく実行することが可能になる。本来、完全なセクタＩＤはプリフォーマットＩＤから読み出すことを前提に、その補完手段としてウォブルＩＤを利用しようとしているので、これだけの機能があれば十分に役割を果たしていることになるといってよい。
このとき、ランド／グルーブ記録フォーマットの光ディスク上のランドトラックのセクタにおいても、両側の変調されたグルーブが完全に同位相で蛇行することになるので、ウォブルの波形を正確に読み出し、セクタアドレス情報を再生することが可能になった。こうして、ランド／グルーブ記録フォーマットの光ディスクにウォブルグルーブＩＤを付加することが実現できた。
【００４２】
実施の形態２．
次に、ウォブル信号波形について説明する。図４に、セクタアドレス情報を表現する２値情報とウォブル信号波形の対応の具体例を示す。上のように変調したウォブルによって表した２値化情報をウォブル情報ビットと呼ぶことにする。ここでは、１ビットのウォブル情報ビットを８サイクルのウォブル信号波形で表すこととする。たとえば「０」を低周波数（周波数：ｆＬ）のＬＦ波形４サイクルの後に、高周波数（周波数：ｆＨ）のＨＦ波形を４サイクル続けた波形で表し、「１」を高周波数（周波数：ｆＨ）のＨＦ波形４サイクルの後に、低周波数（周波数：ｆＬ）のＬＦ波形を４サイクル続けた波形で表す。こうすると、１ビットのウォブル情報ビットの長さは情報によらず一定になる。
また、ディスク面上に刻まれるウォブル波形は、ほぼ正弦波状とする。これはディスクのマスタリング装置において、カッティングビームを偏向させる偏向系の応答帯域があまり高くなくても製作可能とするように考慮したためである。
【００４３】
別な例として、ディスク面上に刻まれるウォブル波形をほぼ矩形波状としたものを図１０に示す。これにはディスクのマスタリング装置において、カッティングビームを偏向させる偏向系にやや高い応答帯域が要求されるが、共用アドレス方式のＩＤピットをカッティングできる装置であれば、この程度のウォブルは十分に製作可能である。
【００４４】
この周波数変調方式を図３に示した例に適用したとき、実際に変調されたウォブル信号波形は図５のようになる。図５の例では、図３と同じく、ＩＤ領域に２サイクルのウォブル、データ領域に１６サイクルのウォブル、合わせてセクタ全体に１８サイクルのウォブルが付加される。なお、ＩＤ領域のウォブルは無変調とした。
この例では、ウォブルエッジ信号の間隔が４サイクル毎に変化し、また各エッジ信号の間隔は所定の間隔である無変調時のウォブル周期と大きく異なるが、これはあくまで概念説明用の例であり、実際の光ディスクフォーマットに適用するときには、各エッジ信号の間隔がディスクの回転制御の精度にも、生成するクロック信号の精度にもほとんど影響しないような形に設定することができる。その数値例は後述する。
【００４５】
さて、ウォブル情報ビットによって表すセクタアドレス情報のフォーマットの例を図６（ａ）に示す。各フィールドの意味は次のとおりである。ＳＹＮＣはセクタアドレス情報の読取り開始点を捕捉するための同期信号、ＺｏｎｅＮｏ．はゾーン番号、ＳｅｃｔｏｒＮｏ．はセクタ番号、ＥＤＣはこのセクタアドレス情報の再生結果に誤りがないかチェックするための誤り検出符号である。
図６（ｂ）は各フィールドに割り当てるウォブル情報ビットの長さの一例である。ＳＹＮＣ、ＺｏｎｅＮｏ．、ＳｅｃｔｏｒＮｏ．にそれぞれ８ビット、ＥＤＣに１６ビットとし、１セクタあたり全体で４０ビット使用するときを考えた。このとき、ゾーンは１２７ゾーンまで、１トラックのセクタ数は１２７セクタまで表現することができ、誤検出を見逃す確率は６５０００分の１以下にできる。なお、実際に設定できるウォブル情報ビット数は、データセクタのフォーマットとウォブル周期から制限され、決定される。
【００４６】
図７と図８には、セクタ番号の設定方法の例を示す。例として、９ゾーンから成り、内周側のゾーンから順に、０、１、・・・、８とゾーン番号が付けられているゾーンフォーマットのディスクを示した。最内周のゾーン０では１トラックが８セクタ、以下１つ外側のゾーンで１つづつセクタ数が増え、最外周のゾーン８では１トラックが１６セクタになる。
図７では、セクタアドレス情報に含めるセクタのならび順としてのセクタ番号を、トラック先頭から順に、０、１、２、・・・と付けている。各トラックは必ずセクタ番号０から開始することが特長である。
図８では逆に、セクタアドレス情報に含めるセクタのならび順としてのセクタ番号を、トラック末尾から順に、０、１、２、・・・と付けている。各トラックは必ずセクタ番号０で終了することが特長である。こうすることにより、ゾーンによらず各トラックの終了タイミングを簡単に検出することができるので、トラック境界においてサーボ処理の必要なトラックフォーマットにおいてセクタ番号を利用することが非常に容易になる。次にその例を説明する。
なお、図示していないが、セクタ番号の付番方法として、１から開始して、２、３、・・・とする方法もある。これにより、「０」を同期信号などの特殊用途に利用したり、誤り検出の精度を向上することにも利用することができる。これは、図７、図８に示した両方の例に適用可能である。
【００４７】
図９にランド／グルーブ記録方式の光ディスクのトラックフォーマットを示す。（ａ）は一般的なランド／グルーブ記録方式として知られているもので、ディスクの上にスパイラル状にグルーブトラックが設けられている。したがってディスク上には、グルーブトラックからなるスパイラルとランドトラックからなるスパイラルの２つのスパイラルが存在しているので、ダブルスパイラル−ランド／グルーブ（ＤＳ−Ｌ／Ｇ）記録と呼ぶ。この場合、トラッキングをかけるときにトラッキングの極性をグルーブ側にしておけば光スポットはトラッキングはずれを起すことなく、グルーブトラックをたどり続ける。また逆に、トラッキングの極性をランド側にしておけば同じく、ランドトラックをたどり続ける。
したがって従来の単なるグルーブ記録や単なるランド記録の光ディスクと同様に、トラッキング極性の切替に特別な配慮は必要なかった。ランドとグルーブ間のトラックジャンプが必要なときに切替えれば十分であった。
【００４８】
図９（ｂ）はグルーブトラックとランドトラックをディスク１回転毎に交互に接続して、ディスク上にグルーブトラックとランドトラックの連結からなるただ１本のスパイラルを構成するフォーマットであり、シングルスパイラル−ランド／グルーブ（ＳＳ−Ｌ／Ｇ）記録と呼ぶフォーマットである。ＳＳ−Ｌ／Ｇでは、連続的にトラッキングを続けるためにはランドトラックとグルーブトラックの接続点を正しく検出し、トラッキング極性をディスク１回転毎に切替えることが必須となる。たとえプリフォーマットＩＤを検出できなくても、この切り替えタイミングの検出を行わなければならない。
ここで図８に示すようなセクタ番号の付番方法にしておくと、ウォブルグルーブＩＤに記録されたセクタ番号からランドトラックとグルーブトラックの接続点を読出すことができるだけでなく、セクタ番号を読出すだけで、接続点か否か、あるいは、接続点までどの程度接近しているかまでを、現所在ゾーンに関わらず、演算処理無しに直ちに知ることができるようになる。
【００４９】
実施の形態３．
以下に、実際の光ディスクのフォーマットに本発明を適用することを想定した具体例を説明する。
図１４に本発明になるウォブルグルーブを適用するデータセクタのフォーマットを示す。（ａ）には情報バイト数の割付け、（ｂ）にはチャネルビットの割付け、（ｃ）にはウォブルの割付け、（ｄ）にはウォブル情報ビットの割付けを示す。
セクタ長を２６９７バイトとし、ＩＤ領域に１２８バイト、データ領域に２５６９バイトが割り当てられ、２０４８バイトのユーザデータを収容することができるものとする。以上の情報バイトを、１バイトを１６チャネルビットに変換する記録符号を使用して記録符号化する。たとえば、８／１６変調符号や（２，７）変調符号を使用することが考えられる。
このとき、ＩＤ領域は２０４８チャネルビット（ｃｈ．ｂｉｔ）、データ領域は４１１０４チャネルビット、セクタ全体で４３１５２チャネルビットとなる。 次に、１８６チャネルビットに１サイクル（Ｃｙｃ）のウォブルを入れるウォブル変調を適用し、ウォブルのサイクル数が８の倍数になるように量子化して分けると、ＩＤ領域に１６サイクル、データ領域に２１６サイクル、セクタ全体に２３２サイクルのウォブルを付加することができる。
【００５０】
ウォブルの周期を１８６チャネルビットとしたのは、図４に示したウォブル変調方式を適用するためにセクタ全体を８の倍数のウォブルのサイクル数にする必要があったため、および、実施の形態１．において先に説明したように、ウォブルの周波数がトラッキングサーボ系の制御帯域とデータ信号の周波数帯域で制約を受けており、その条件を満たす必要があったためである。
チャネルクロック周波数をおよそ３０ＭＨｚとし、記録符号化による最長反転間隔をチャネルクロックの１０倍とし、ＮＲＺＩ記録するものとすれば、データ系の最低信号周波数は１．５ＭＨｚとなる。ウォブル周波数をこの最低信号周波数１．５ＭＨｚの１／１０以下にしようとすると、ウォブル周波数は１５０ｋＨｚ以下が条件になる。一方、トラッキングサーボ系からの制約条件として、１５０ｋＨｚ以上が要請されているので、ウォブル周波数としては１５０ｋＨｚ近辺以外にない。
また、セクタのチャネルビット長４３１５２は、３×３１×２９×１６と素因数分解できるので、セクタ全体を８の倍数のウォブルのサイクル数にすると、残りは、（ウォブルの周期）×（ウォブル情報ビット数）＝２×３×３１×２９、となる。ここで、１８６＝２×３×３１チャネルビットをウォブルの周期とし、ウォブル情報ビット数を２９ビットとした。以下この例を説明するが、今の計算からわかるように、１７４＝２×３×２９チャネルビットをウォブルの周期とし、ウォブル情報ビット数を３１ビットとすることもできる。
【００５１】
ウォブル周期が１８６チャネルビットの時、チャネルクロック周波数が３０ＭＨｚならウォブル周波数は約１６１ｋＨｚとなり、１５０ｋＨｚ近辺との上記周波数の制約条件に丁度当てはまっている。ウォブル周期が１７４チャネルビットの時、ウォブル周波数は約１７２ｋＨｚとなる。
このようにして、２３２サイクルのウォブルにより２９ビットのウォブル情報を表すことができるが、ＩＤ領域は実際上使用できないので省き、セクタ末尾のビットもバッファとしてリザーブすることとすると、有効ビット数はウォブル情報ビット番号３から２８までの２６ビットとなる。
【００５２】
図１１に、この範囲に収るように考慮したウォブル情報ビットの割当て例を示す。情報ビットフィールドの役割は図６に示したものと同じである。各具体例とも共通にＳＹＮＣを８ビット、ＥＤＣを６ビットとした。具体例−Ａには、表現することが必要な情報として、ゾーン番号が０から２３まで有り、セクタ番号が最大４０まで必要な場合を示している。このとき、ＺｏｎｅＮｏ．には５ビット、ＳｅｃｔｏｒＮｏ．には６ビット必要で、合計２５ビットとなる。
また、具体例−Ｂ、具体例−Ｃには、残り１ビットをＺｏｎｅＮｏ．に付けた場合と、ＳｅｃｔｏｒＮｏ．に付けた場合を示す。今後の大容量化への拡張性を考慮して余裕ある方を選ぶのがよい。線記録密度向上を重視すれば、具体例−Ｃになる。
【００５３】
こうして選択したウォブル情報ビットをセクタ内に配置する例を図１２に示す。（ａ）は前記の具体例−Ｂを示す。（ｂ）ではゾーンを表す分解能を粗くして、その分をセクタ番号の拡張性と、誤り検出能力の向上に当てた。（ｃ）ではゾーン番号を省き、さらに誤り検出能力を向上した。（ｄ）はＳＹＮＣの手前にＣｌｏｃｋと称するウォブルを設けているが、これはウォブル周期を１サイクルあたり１８６チャネルビットのままにして、周波数変調をかけない部分として残したものである。ウォブルエッジ信号の間隔が一定になるので、ディスク回転数制御やクロック信号生成の過程における回路設計の容易化、安定化を促すことができる。表現する情報内容の量よりもシステムの安定を狙うものである。
【００５４】
ここで、将来記録容量が拡張されたり、ディスク回転数が速くなった場合のウォブル信号の処理について述べておく。線記録密度の向上によって記録容量が増加すると、ディスク回転数が同じままでデータ系のチャネルクロック周波数が上昇する。ただし、セクタの論理的なフォーマット、すなわち、データビットやウォブルビットの割付けに変化がなければ、線記録密度の向上分だけ距離で測ったウォブル周期の長さも短縮されるので、ウォブル周波数も上昇しチャネルクロック周波数との比率の関係は変らない。
また、線記録密度の向上に比例してディスク回転数が速くなった場合はトラッキングサーボ系の制御帯域が上昇するので、ウォブル周波数との比率の関係は変らない。線記録密度が同じままディスク回転数が速くなる場合は、ウォブル周波数に対してトラッキングサーボ系の制御帯域が迫ってくるのでマージンが減る傾向となる。ただし、上記条件では１０倍程度の余裕を持たせているので、ディスク回転数が格段に速くならない限り問題にならない範囲である。
【００５５】
図１３は、ウォブル信号を周波数変調するときの変調度に対する制約を説明する図である。周波数変調前のウォブル波形をＣＦ波形（周波数：ｆＣ）とした。このＣＦ波形４サイクルがウォブル情報ビットの丁度半分に相当する長さとなる。
ＬＦ波形（周波数：ｆＬ）に示した状態が、ウォブル信号に許容される最も長い周期の波形である。許容最長周期Ｔｃ．ｍａｘの４サイクル分の長さが、ＣＦ波形の４．５サイクル未満でなければならない。これは、検出したウォブルエッジ信号がディスク回転数制御回路やクロック信号生成回路の周波数同期回路で位相誤差信号として処理される際に、位相誤差の検出窓幅に正しく収まる、つまり位相ロック範囲に入っているための必要条件である。
また、ＨＦ波形（周波数：ｆＨ）に示した状態が、ウォブル信号に許容される最も短い周期の波形である。許容最短周期Ｔｃ．ｍｉｎの４サイクル分の長さが、ＣＦ波形の３．５サイクル以上でなければならない。これはＴｃ．ｍａｘと同様、検出したウォブルエッジ信号が位相ロック範囲に入っているための必要条件である。
【００５６】
数値例として、ウォブル周期を１８６チャネルビットとした上記の場合、Ｔｃ．ｍａｘは２０８チャネルビット以下、Ｔｃ．ｍｉｎは１６４チャネルビット以上、とする必要がある。
たとえば、Ｔｃ．ｍａｘを２００チャネルビット、Ｔｃ．ｍｉｎを１７２チャネルビットとすると、ＣＦ波形に対するＬＦ波形とＨＦ波形の周波数変調度は、共に、７．５％となる。このときＬＦ波形とＨＦ波形の間の周波数差は１５％程度あるので、周波数変調波形の検出は十分に可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の光ディスクにおいては、プリフォーマットＩＤよりも格段に出現頻度の高いグルーブのウォブルを用いてディスクの回転制御をできるので、十分高精度な回転数制御を行うことが可能になった。
また、プリフォーマットＩＤがいくつか汚れや傷によって検出できないときでもディスク回転を安定にすることが可能になった。
さらに、プリフォーマットＩＤ方式の光ディスクを駆動する書換型光ディスク装置において通常ディスクの回転制御に用いられるロータリーエンコーダを除去できるようになり、コストダウンが可能になった。
同時に、ロータリーエンコーダを除去してディスクモータを薄型化できるようになり、装置の薄型化が可能になった。
また光ディスクにおいて、回転するディスクの速度と駆動する光ディスク装置の持つクロックとの誤差を吸収するためにセクタ内に設けておくバッファ領域を削減できるようになり、省いたバッファ領域の分だけデータの記録容量を増加することが可能になった。
【００５８】
請求項２の光ディスク装置においては、プリフォーマットＩＤよりも格段に出現頻度の高いグルーブのウォブルを用いてディスクの回転制御をできるので、十分高精度な回転数制御を行うことが可能になった。
また、プリフォーマットＩＤがいくつか汚れや傷によって検出できないときでもディスク回転を安定にすることが可能になった。
さらに、プリフォーマットＩＤ方式の光ディスクを駆動する書換型光ディスク装置において通常ディスクの回転制御に用いられるロータリーエンコーダを除去できるようになり、コストダウンが可能になった。
同時に、ロータリーエンコーダを除去してディスクモータを薄型化できるようになり、装置の薄型化が可能になった。
【００５９】
以上のような発明により、プリフォーマットＩＤ方式のフォーマットを有する光ディスクに対して、ウォブルグルーブＩＤ方式の有する特長を補完的に導入してプリフォーマットＩＤ方式フォーマットの問題点を解決し、ディスク面に汚れや傷などがあってもセクタにアクセスできる信頼性が高く、ディスク回転数制御が容易で、かつ、プリフォーマットＩＤ方式の特長であるセクタ単位のデータ管理の容易さやセクタ記録の効率良さを生かすことのできる大容量光ディスクとその駆動装置を、なおかつ低価格化して実現することができた。
【００６０】
なお、以上の説明は、いわゆる共用プリピットＩＤ方式に基づいて行ってきたが、本発明の要旨は、プリフォーマットＩＤ方式のランド／グルーブ記録光ディスク一般におけるグルーブへのウォブルの付加に関するものである。したがって、本発明が適用可能な範囲は実施の形態に述べた例に限るものではなく、プリフォーマットＩＤの形態が上記と異なるものであっても一般に適用できることは言うまでもない。Detailed Description of the Invention
[0001]
[Technical Field to which the Invention Belongs]
The present invention relates to an optical disk, and more particularly to the configuration of the track format and sector format of an optical disk.
[0002]
2. Description of the Related Art
In optical disks that manage data recording and reproduction on a sector-by-sector basis, a preformat ID method is generally used for rewritable optical disks such as magneto-optical disks and phase-change disks, in which identification information such as the track number and sector number of each sector, i.e., a sector ID, is preformatted in the form of pre-pits at the beginning of each sector.
The advantage of the preformat ID method is that it is easy to manage data in sector units. Data is divided into units of length for recording/playback, such as 512 bytes or 2048 bytes, and written to the data area following the preformat area indicating the sector ID placed at the beginning of the sector. Because the data of the unit length follows the sector ID, access control is easy.
Another well-known technology for increasing the capacity of optical discs is the so-called land/groove recording method, in which data is recorded both on spiral guide grooves (also called grooves) engraved on the disc and on the flat areas (also called lands) between these guide grooves.
[0003]
As a format for large-capacity optical disks, a land/groove recording optical disk with a pre-formatted ID, which combines both, is being considered.
As a specific example, Figure 15 shows a conventional optical disk described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 6-176404, which is also called a land/groove shared address system. The land and groove are each used as data recording areas, and each sector consists of an ID area where the sector ID is preformatted, followed by a data area.
Here, a groove track refers to a groove that starts from a predetermined radial line that serves as a base point on the disk and corresponds to one rotation of the disk, and is composed of a series of consecutive integer number of sectors. Similarly, a land track refers to a land that starts from a predetermined radial line that serves as a base point on the disk and corresponds to one rotation of the disk, and is composed of a series of consecutive integer number of sectors. Similarly, the term track used in the following text also refers to a series of integer number of sectors that starts from a predetermined radial line that serves as a base point on the disk and corresponds to one rotation of the disk.
[0004]
In Figure 15, data is recorded as recording marks on straight grooves and lands. Also, pre-pit IDs indicating sector IDs are placed near the center of the boundary between a pair of adjacent groove and land tracks, with the same pre-pit ID shared by both tracks. In other words, this is a shared pre-pit ID system.
This format has the great advantage of being able to increase recording capacity by taking advantage of the characteristics of land/groove recording, but it inherits both the advantages and disadvantages of the pre-format ID format. There is a demand for an optical disc format that overcomes these disadvantages and is easier to use.
[0005]
Another typical method for adding sector IDs is the wobbled groove ID method, which adds a so-called wobble by meandering the groove in the radial direction of the disk perpendicular to the track direction by a small amount from the center of the track at a predetermined period. Furthermore, there is also a method of changing the period of the meandering by a method such as frequency modulation to represent a sector ID. This technology has already been put to practical use in CD-Rs, which are write-once compact discs (CDs), and minidiscs (MDs), which are rewritable optical discs. However, because the period of the wobble groove is set to be very long compared to the bit length of the data, the accuracy of determining the position of the sector containing the sector ID read from the wobbled groove is low. Managing data on a sector-by-sector basis requires the provision of a long buffer area between sectors, which is disadvantageous for increasing capacity.
[0006]
Figure 16 shows the track format of a conventional optical disc with groove recording and a wobbled groove ID. This is an example of groove recording where data is recorded only in the groove, and in the figure, data is written onto the groove track as recording marks. The groove has a wobble, and the wobble period is frequency modulated to represent the sector track number, sector number, etc. Therefore, as shown in Figure 16, the wobble has various periods such as Tw1, Tw2, ..., Tw6, etc. depending on the location.
[0007]
Here, when considering applying the wobbled groove ID method to land/groove recording, it is possible to add a unique sector ID to the groove, but in sectors on a land, the grooves on both sides are modulated and meander without correlation, so the edge of the information for either groove is modulated and meandered by both the wobble of the upper groove and the wobble of the lower groove, and so it can be understood that both wobbled groove ID signals will be mixed and reproduced.
This drawback that it is difficult to apply land/groove recording is a major obstacle to increasing the capacity of optical disks using the wobble groove ID method.
[0008]
On the other hand, the advantage of the wobble groove method is that because the groove meanders at a nearly constant cycle, the rotational speed of the disc can be detected by detecting the wobble cycle from a tracking error signal, etc., and this signal can be used to easily control the disc to the desired rotational speed. This rotational speed is obtained from the disc surface itself, which records and reproduces data, so it is more accurate than obtaining it from, for example, a disc rotation motor.
Furthermore, by multiplying the frequency of the wobble signal thus obtained, it is possible to generate synchronization signals and clock signals used for recording and playback of data from information on the disc surface itself. This eliminates the need to provide a buffer area within the sector to absorb errors between the clock on the optical disc device and the speed of the currently rotating disc, reducing the redundancy of the sector format. This makes it possible to increase recording capacity by the amount of this buffer area. This is an advantage of the wobbled groove method, regardless of whether the groove meandering period, i.e., the frequency of the wobble signal, is modulated.
[0009]
Furthermore, in the wobble groove ID method, the sector ID is arranged in a long area spanning the entire length of the sector, overlapping with the data, so even if the disk surface is dirty or scratched, there is a low probability that the entire sector ID information will be lost, which has the advantage of high disk reliability even under adverse conditions.
[0010]
In the preformat ID system, sector IDs are concentrated and separated from data. This sector ID is made as short as possible to reduce the redundancy of the sector format. Therefore, if there is dirt or a scratch on the disk surface near the preformat ID, even if it is small, there is a high probability that the entire sector ID information will be lost. In this case, the sector becomes inaccessible even though the data recording area is usable. When a disk is used bare, such as a CD, there is a high probability that many unusable sectors will occur on the disk.
In order to replace these bad sectors and ensure data reliability, disks are often certified, meaning that the entire disk surface is inspected during manufacturing. However, when considering the cost of disks, the cost of this long inspection time required for certification is a factor that increases the price of disks.
Alternatively, to ensure data reliability on low-cost discs that are shipped without certification, users must certify the disc before use, which usually takes anywhere from several tens of minutes to over an hour, depending on the recording capacity, and is extremely inconvenient.
[0011]
Furthermore, in rewritable optical disk devices that drive pre-format ID type optical disks, it is common to attach a rotary encoder or the like to the motor to detect the disk rotation speed in order to control disk rotation, but rotary encoders are a cost-increasing factor and also an obstacle to making the motor thinner.
Even if disk rotation is controlled using the periodically appearing preformat IDs, it is difficult to achieve sufficiently accurate rotation speed control with only a few to several tens of preformat IDs per disk rotation. Also, if some of the preformat IDs become undetectable due to the above-mentioned dirt or scratches, disk rotation becomes very unstable.
[0012]
As described above, the preformatted ID method and the wobbled groove ID method each have their own advantages and disadvantages. However, if the unique features of each method can be utilized in a complementary manner, it will be possible to realize an optical disk that can perform sector recording with high efficiency, that can access sectors with high reliability even if the disk surface is dirty or scratched, and that is easy to control rotation.
[0013]
[Problem to be solved by the invention]
Conventional optical disks using the preformatted ID method have the above-mentioned structure, and therefore have the following problems.
If there is dirt or scratches near the preformat ID, the entire sector ID information will be lost, increasing the probability of sectors becoming inaccessible even though the data recording area is available.
Furthermore, when a disk is used without a disk drive, there is a high possibility that many unusable sectors will occur on the disk.
[0014]
When manufacturing a disk, it is necessary to carry out a full inspection to ensure the reliability of the preformat ID, and the inspection cost is a factor that increases the price of the disk.
To ensure data reliability on a disk without full-surface inspection, the user must undergo lengthy certification before use, which is extremely inconvenient.
[0015]
If the rotation of the disk is controlled using only the preformat ID, it is difficult to control the rotation speed with sufficient accuracy.
Furthermore, when some preformatted IDs cannot be detected due to dirt or scratches, the disk rotation becomes unstable.
[0016]
Furthermore, in a rewritable optical disk device that drives a preformatted ID optical disk, using a rotary encoder to control the rotation of the disk leads to increased costs.
This also hinders efforts to make the device thinner.
[0017]
A buffer area must be provided within each sector to absorb the disc speed error between the optical disk drive's clock and the rotating disk speed. This increases sector format redundancy and reduces the recording capacity by the buffer area.
[0018]
This invention has been made to solve the above problems, and aims to realize a large-capacity optical disk that complements optical disks formatted using the preformat ID system by introducing the advantages of the wobbled groove ID system, making it easy to manage data on a sector-by-sector basis, enabling efficient sector recording, and providing high reliability in that sectors can be accessed even if the disk surface is dirty or scratched, and that allows for easy disk rotation speed control.
[0019]
At the same time, it is an object to realize a reduction in the prices of optical discs and optical disc devices that drive these optical discs.
[0020]
[Means for solving the problem]
Claim 1 relates to a zone format optical disc in which the disc surface is divided into a plurality of zones according to radial position, and to a land/groove recording format optical disc in which the tracks forming one rotation of the disc are composed of an integer number of sectors, wherein a wobble of a predetermined integer number of cycles is added to the groove in each sector, and the wobbles of each cycle are aligned so that they are in phase between adjacent grooves in each zone, and the wobbles of the predetermined integer number of cycles are divided into a plurality of unit wobble trains each having a predetermined number of unit cycles, and the wobbles in the unit wobble trains are modulated to express binary information related to the sector address , although the wobbles do not necessarily have to be of the same frequency.
Claim 2 is an optical disk device that drives the optical disk, characterized in that the rotation speed of the disk is controlled by utilizing the fact that the wobble contained in each sector has a predetermined integer number of cycles .
[0021]
[Embodiments of the Invention]
In the optical disc according to the embodiment of the present invention, a zone format is used, and a preformat ID is added so that sectors are aligned radially within a zone. In the optical disc having a land/groove recording format, a predetermined integer number of wobble cycles are added to the groove in each sector, and the wobble cycles are aligned so that they are in phase between adjacent grooves within each zone. This allows accurate detection of the wobble signal whether tracking a groove or a land.
[0022]
When binary information including sector address information is represented by modulating and adding a wobble of a predetermined integer number of cycles to the groove in each sector of the optical disk, the sector address information does not include the track number to which the sector belongs, but includes the zone number to which the sector belongs and the sector number indicating the order of the sector within the track to which the sector belongs. In this case, the track number will be different for adjacent grooves, but the zone number to which the sector belongs and the sector number indicating the order of the sector within the track to which the sector belongs will be the same for adjacent grooves, so that adjacent grooves will receive the same wobble modulation, and even for lands sandwiched between wobbled grooves, the same wobble signal can be read from the wobbled grooves on both sides to reproduce the same information.
In this way, a wobbled groove ID is added to an optical disc having a land/groove recording format.
[0023]
Furthermore, the sector address information recorded in the wobble groove ID displays a value indicating the sector order when the sectors are numbered in order from the end of the track as a sector number indicating the order of the sectors within the track to which each sector belongs. Therefore, in a single spiral format land/groove recording optical disc, the value indicating the sector order is used to detect the timing of the connection point between the land track and the groove track, which is essential for switching the tracking polarity.
[0024]
The detected wobble signal contains a wobble of a predetermined integer number of cycles in each sector, and this is used to detect errors in the disk rotation speed and control the disk rotation speed.
[0025]
Since the wobble contained in each sector has a predetermined integer number of cycles, the frequency of the wobble signal is multiplied to generate a clock signal for recording data or a clock signal for reproducing data.
[0026]
When the preformat ID of a sector cannot be read, the current zone is determined and the sector is accessed based on the sector address information read from the wobble of the preceding sector.
[0027]
When the preformat ID of a sector cannot be read, the polarity of the tracking servo is set based on the sector address information read from the wobble in each sector.
[0028]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1.
Figure 1 shows an improvement of the conventional land/groove recording optical disk with preformatted ID, which was described as an example of the present invention. This land/groove shared addressing method will be explained as a concrete example. Both the land and groove are used as data recording areas, and each sector is composed of an ID area with a preformatted sector ID followed by a data area.
[0029]
1, data is recorded as recording marks on the wobbled grooves and the lands between the grooves. A pre-pit ID indicating a sector ID is located near the center of the boundary between a pair of adjacent groove and land tracks, with the same pre-pit ID shared by both tracks. While the method of adding pre-pit IDs is not limited to this, the gist of the present invention is the method of adding groove wobbles, so the following explanation will be based on this conventional example.
[0030]
The groove wobble always meanders in the same direction by the same amount between adjacent sectors in the radial direction of the disk. Therefore, the groove wobble period may vary or may be constant on the sector, but it should be set to have the same period and phase as adjacent grooves. Figure 1 shows an example of the wobble period of a certain cycle.
[0031]
Figure 2 shows another example of a land/groove recording optical disk with a preformatted ID according to the present invention. As in Figure 1, the groove wobble always meanders in the same direction by the same amount between adjacent sectors in the radial direction of the disk. However, in this example, the groove wobble period varies across the sector. The same period and phase are set for adjacent grooves. The wobble period for each cycle is different, making it possible to express sector address information, etc., while also allowing the wobble signal to be read even in the land sectors between the grooves.
[0032]
Figure 3 shows how a wobble signal is detected when the optical disc of Figure 1 is driven. In Figure 3, the wobble signal has a constant frequency within a sector, and the signal shown is that of a groove track sector being played back. In this case, the track center is the center of the groove, and the radial difference signal is a signal that indicates the radial positional deviation between the track center and the light spot playing back the disc. In the ID area, the preformatted pits are shifted downward as shown in Figure 1. In this case, the polarity of the radial difference signal is assumed to be negative. Similarly, groove wobble appears in the radial difference signal with positive polarity when the radial meandering is at the top of the figure, and negative polarity when it is at the bottom.
[0033]
In the example of Figure 3, two cycles of wobble are added to the ID area, and 16 cycles of wobble are added to the data area, for a total of 18 cycles of wobble added to the entire sector. Usually, the wobble amplitude, which is the width of the meandering groove, is set to a very small amount relative to the track pitch so as not to affect the data recording and playback characteristics. For example, in the aforementioned CD-R, the wobble amplitude is about 0.03 µm for a track pitch of 1.6 µm. The wobble amplitude in the present invention is also set to a similarly small amount.
In contrast, the centers of the preformatted ID pits in the ID area are displaced radially from the track center by half the track pitch. Therefore, the wobble amplitude is minute compared to the amplitude of the radial difference signal in the ID area. In Figure 3, the wobble waveform is shown with a thin line to clearly indicate the number of wobble cycles in the ID area, but in reality, this part is a negative polarity signal generated by the ID pits. When manufacturing the disc, the ID pits in this part may be preformatted and recorded in a meandering manner in the radial direction, just like the grooves, or the ID pits in this part may be arranged straight. In either case, it is not possible to detect a wobble signal from the radial difference signal in the ID area.
[0034]
The wobble signal detected in the data area is reproduced through a bandpass filter and amplifier that amplifies only the wobble signal band, and then binarized by a binarization circuit to obtain a binary wobble signal. Extracting the rising edge of the binary wobble signal produces a signal indicating the rotation of the disc. More precisely, it indicates the relative speed at which the light spot used to record and reproduce the disc scans the disc surface, i.e., the disc linear velocity. This is shown in the wobble edge signal in Figure 3. When wobbles are engraved on the disc at a constant frequency, the wobble edge signal appears at a constant cycle, and the disc rotation motor is controlled so that this cycle coincides with the desired disc linear velocity. Alternatively, the falling edge can be extracted from the binary wobble signal to obtain a similar edge signal.
[0035]
In conventional pre-formatted ID disks without wobbles in the groove, the minimum interval at which the disk linear velocity could be detected was the period during which the ID pits appeared. By adding wobbles to the groove, in this example, detection becomes possible at a period of 1/18 of the period during which the ID pits appeared. This can be directly reflected in reducing errors in disk rotation speed control, making it possible to control the disk rotation speed more accurately.
Furthermore, the ID area on the disc is set to be much shorter than the data area. This is because the ID area is a redundant portion that does not contribute to data recording capacity, and is therefore set as short as possible in the disc format design. This makes the ID area relatively vulnerable to dirt and scratches on the disc. If the ID pits become undetectable due to dirt or scratches, and disc rotation speed is controlled solely by the ID pits, disc rotation is likely to become unstable. Groove wobbles can be detected all over the disc except in the ID area, and there are many of them. Therefore, using groove wobbles to control disc rotation speed as a countermeasure against dirt and scratches on the disc greatly strengthens its resistance and improves reliability.
In a typical rewritable optical disk device, a rotary encoder is typically added to the disk motor to detect the disk rotation speed, taking into consideration the accuracy and reliability of rotation speed control. However, by adding a wobble to the groove, this rotary encoder is no longer necessary.
[0036]
Here, we will qualitatively explain the limiting conditions for the wobble frequency. The low-frequency limit is determined by the tracking control band. If the wobble period is too long, the tracking servo system will make the light spot follow the wobble, making it difficult to detect the wobble signal and causing unnecessary disturbance to the tracking control system, which is undesirable. It is desirable to set the wobble frequency to a frequency that is about 10 times or more the band of the tracking control system. Generally, the band of the tracking control system is about 10 to 20 kHz, so the wobble frequency should be set to about 150 kHz or more.
Furthermore, the high-frequency limit is determined by the data signal band. The wobble signal is very small and must be amplified for detection. To prevent the data signal from being mixed into the wobble signal as large noise, it is desirable to be able to extract and amplify only the wobble signal using a band-pass filter. Therefore, it is desirable to be able to set the frequency so that it is separated from the low-frequency spectrum of the data signal. Generally, the data signal band has a peak at around 1 to several MHz, so if the wobble frequency is set to about 1/10 of that, then 100 kHz or less would be the target.
[0037]
Next, the generation of a recording/reproducing clock signal using a wobble signal will be described. As has been put into practical use in sample servo optical disks, a clock signal for recording/reproducing data has been generated using periodic synchronization information embedded on the disk surface. For example, in a sector format using a 4/15 recording code in ISO/IEC-9171, the detection period of the synchronization information is 300 times the period of the data channel clock frequency. The wobble signal detected from the disk surface is multiplied by 300 times using a phase-locked loop to generate a recording/reproducing clock signal.
If the wobble frequency can be set to at least several hundredths of the channel clock frequency, it is possible to obtain synchronization information from the disc surface and realize accurate clock generation and synchronization management. In reality, if the wobble frequency falls within the range defined by the above-mentioned tracking control system band and data signal band, the conditions for generating a channel clock signal from the synchronization information on the disc surface are met.
[0038]
In conventional rewritable optical disk devices, such as those using magneto-optical technology, a crystal oscillator with a precise frequency is used to generate a clock signal for the channel clock, while a precision, expensive rotary encoder is used to control the disk rotation when precision is required, ensuring synchronization between the disk rotation and the data channel frequency. If the disk rotation is too fast relative to the data channel clock, the end of the recorded sector will extend and cut into the next sector. To prevent this, a margin area called a buffer is defined on the disk sector, and each error is managed to stay within the margin area's tolerance.
[0039]
As described above, if the wobble frequency is made the same for all sectors, it is possible to achieve unprecedented advantages in controlling disk rotation and generating clock signals for recording and playback. However, this does not allow for the realization of another advantage of the wobbled groove ID method: the ability to represent sector address information.
In the wobbled groove ID method, the wobble period, i.e., the wobble frequency, is modulated to represent the address information of the sector. In the present invention, since there is a constraint that the wobble must be in phase with the adjacent grooves as described above, the following considerations were taken into account when determining a method for modulating the wobble frequency.
[0040]
First, one method is to make the wobble frequency constant between adjacent sectors in the radial direction of the same disk, and to make it different between sectors in the circumferential direction, but in this case, the number of wobble cycles in each sector will be different in each sector within a track. On the premise that each sector is of the same length, this method has the defect that the wobble period cannot be used to control the disk rotation speed, and is therefore unacceptable.
Therefore, in this invention, on a zone-format optical disc, the wobble is modulated using only sector address information that is the same for sectors aligned radially within each zone. This information is the zone number to which those sectors belong and the order of the sectors within the track to which those sectors belong. Track numbers cannot be included because they are always different for adjacent grooves.
Since a track is defined as a series of sectors of an integer number corresponding to one rotation of the disk, starting from a specific radial line that serves as the base point on the disk, the order of sectors within a track is the same for adjacent sectors within the same zone. This order of sectors is called the sector number. To avoid any misunderstanding, the sector number is a partial piece of information included in the sector address information, along with the zone number and track number.
[0041]
If a different sector number is assigned to each sector within a track, the wobble ID cannot identify the track number, but it can identify the sector number. In a continuous tracking state, the track number does not change during one rotation, and the same track number is read from each sector. Even if reading the preformat ID fails, it can be estimated with a high probability. In this way, if the sector number can be determined from the wobble ID, access to the sector can be performed without any problems unless reading the preformat ID on one track fails. Originally, the wobble ID was intended to be used as a means of complementing the preformat ID, assuming that the complete sector ID would be read from the preformat ID, so it can be said that this function alone is sufficient to fulfill the role.
At this time, even in the sectors of the land track on an optical disc with a land/groove recording format, the modulated grooves on both sides will meander in perfect phase, making it possible to accurately read the wobble waveform and reproduce the sector address information.In this way, it has become possible to add a wobbled groove ID to an optical disc with a land/groove recording format.
[0042]
Embodiment 2.
Next, the wobble signal waveform will be described. Figure 4 shows a specific example of the correspondence between binary information representing sector address information and the wobble signal waveform. The binary information represented by the modulated wobble as described above is called a wobble information bit. Here, one wobble information bit is represented by eight cycles of a wobble signal waveform. For example, a "0" is represented by four cycles of a low-frequency (frequency: fL) LF waveform followed by four cycles of a high-frequency (frequency: fH) HF waveform, and a "1" is represented by four cycles of a high-frequency (frequency: fH) HF waveform followed by four cycles of a low-frequency (frequency: fL) LF waveform. In this way, the length of one wobble information bit is constant regardless of the information.
The wobble waveform engraved on the disc surface is made to be approximately sinusoidal, so that it can be manufactured even if the response band of the deflection system that deflects the cutting beam in the disc mastering device is not too high.
[0043]
As another example, a wobble waveform engraved on the disc surface that is roughly rectangular is shown in Figure 10. This requires a somewhat high response bandwidth for the deflection system that deflects the cutting beam in the disc mastering device, but any device that can cut ID pits using the shared address method can easily produce a wobble of this magnitude.
[0044]
When this frequency modulation method is applied to the example shown in Figure 3, the actual modulated wobble signal waveform is as shown in Figure 5. In the example of Figure 5, as in Figure 3, 2 cycles of wobble are added to the ID area and 16 cycles of wobble are added to the data area, for a total of 18 cycles of wobble added to the entire sector. Note that the wobble in the ID area is unmodulated.
In this example, the interval between the wobble edge signals changes every four cycles, and the interval between each edge signal is significantly different from the predetermined interval, unmodulated wobble period, but this is merely an example for explaining the concept, and when applied to an actual optical disc format, the interval between each edge signal can be set so that it has almost no effect on the accuracy of disc rotation control or the accuracy of the generated clock signal. Numerical examples will be given later.
[0045]
An example of the format of sector address information represented by wobble information bits is shown in Figure 6(a). The meaning of each field is as follows: SYNC is a synchronization signal for capturing the start point of reading the sector address information, Zone No. is the zone number, Sector No. is the sector number, and EDC is an error detection code for checking whether there are any errors in the reproduction result of this sector address information.
Figure 6(b) shows an example of the length of wobble information bits assigned to each field. We consider the case where 8 bits are used for SYNC, Zone No., and Sector No., and 16 bits are used for EDC, for a total of 40 bits per sector. In this case, up to 127 zones can be represented, and up to 127 sectors per track can be represented, reducing the probability of overlooking a false detection to 1 in 65,000 or less. The number of wobble information bits that can actually be set is limited and determined by the data sector format and wobble period.
[0046]
7 and 8 show examples of how sector numbers are set. The example shows a zone-formatted disk consisting of nine zones, numbered 0, 1, ..., 8, starting from the innermost zone. In the innermost zone, Zone 0, one track has eight sectors, and the number of sectors increases by one for each subsequent outermost zone, until the outermost zone, Zone 8, has 16 sectors per track.
7, the sector numbers included in the sector address information, which indicate the order in which the sectors are arranged, are numbered 0, 1, 2, ... in order from the beginning of the track. A feature of this is that each track always starts with sector number 0.
Conversely, in Figure 8, the sector numbers included in the sector address information, indicating the order in which the sectors are arranged, are numbered 0, 1, 2, ... starting from the end of the track. A feature of this is that each track always ends with sector number 0. This makes it easy to detect the end timing of each track regardless of the zone, making it very easy to use sector numbers in track formats that require servo processing at track boundaries. An example of this is explained below.
Although not shown, another method of assigning sector numbers is to start with 1 and then go on to 2, 3, ... This allows "0" to be used for special purposes such as synchronization signals, or to improve the accuracy of error detection. This is applicable to both the examples shown in Figures 7 and 8.
[0047]
Figure 9 shows the track format of an optical disc using the land/groove recording method. (a) shows what is known as the general land/groove recording method, in which groove tracks are formed spirally on the disc. Therefore, two spirals exist on the disc: one made up of groove tracks and one made up of land tracks. This is called double spiral land/groove (DS-L/G) recording. In this case, if the tracking polarity is set to the groove side when tracking is applied, the light spot will continue to follow the groove track without causing tracking deviation. Conversely, if the tracking polarity is set to the land side, the light spot will also continue to follow the land track.
Therefore, just like conventional optical disks with simple groove recording or simple land recording, no special consideration was required for switching the tracking polarity. It was sufficient to switch when a track jump between land and groove was required.
[0048]
9(b) shows a format called single spiral land/groove (SS-L/G) recording, in which groove tracks and land tracks are alternately connected with each disk revolution, forming a single spiral on the disk consisting of the connection of groove tracks and land tracks. In SS-L/G, to maintain continuous tracking, it is essential to correctly detect the connection point between the land track and groove track and to switch the tracking polarity with each disk revolution. Even if the preformat ID cannot be detected, the timing of this switch must be detected.
Here, if the sector numbering method shown in Figure 8 is used, not only can the junction point between the land track and the groove track be read from the sector number recorded in the wobble groove ID, but simply by reading the sector number, it becomes possible to immediately know whether or not it is a junction point, or how close it is to the junction point, without any calculation process, regardless of the current zone.
[0049]
Embodiment 3.
A specific example will be described below in which the present invention is applied to an actual optical disc format.
14 shows the format of a data sector to which the wobbled groove of the present invention is applied, where (a) shows the allocation of the number of information bytes, (b) shows the allocation of channel bits, (c) shows the allocation of wobbles, and (d) shows the allocation of wobble information bits.
The sector length is 2697 bytes, with 128 bytes allocated to the ID area and 2569 bytes allocated to the data area, allowing for 2048 bytes of user data to be stored. These information bytes are record-encoded using a recording code that converts one byte into 16 channel bits. For example, an 8/16 modulation code or a (2,7) modulation code can be used.
In this case, the ID area is 2048 channel bits (ch.bit), the data area is 41104 channel bits, and the entire sector is 43152 channel bits. Next, by applying wobble modulation that inserts one cycle (Cyc) of wobble into 186 channel bits and quantizing and dividing the wobble so that the number of cycles is a multiple of 8, it is possible to add 16 cycles of wobble to the ID area, 216 cycles to the data area, and 232 cycles to the entire sector.
[0050]
The wobble period is set to 186 channel bits because the number of wobble cycles for the entire sector must be a multiple of 8 in order to apply the wobble modulation method shown in Fig. 4, and because, as explained above in the first embodiment, the wobble frequency is restricted by the control band of the tracking servo system and the frequency band of the data signal, and these conditions must be satisfied.
If the channel clock frequency is approximately 30 MHz, the longest reversal interval due to recording encoding is 10 times the channel clock, and NRZI recording is used, the minimum signal frequency of the data system will be 1.5 MHz. If the wobble frequency is to be reduced to 1/10 of this minimum signal frequency of 1.5 MHz or less, the wobble frequency must be 150 kHz or less. However, since a constraint from the tracking servo system requires a frequency of 150 kHz or more, the only wobble frequency possible is around 150 kHz.
Furthermore, since the channel bit length of a sector, 43152, can be decomposed into prime factors, 3 x 31 x 29 x 16, if the entire sector has a wobble cycle number that is a multiple of 8, the remainder is (wobble period) x (number of wobble information bits) = 2 x 3 x 31 x 29. Here, the wobble period is 186 = 2 x 3 x 31 channel bits, and the number of wobble information bits is 29 bits. This example will be explained below, but as can be seen from the above calculation, the wobble period can also be 174 = 2 x 3 x 29 channel bits, and the number of wobble information bits can also be 31 bits.
[0051]
When the wobble period is 186 channel bits and the channel clock frequency is 30 MHz, the wobble frequency is approximately 161 kHz, which falls within the above frequency constraint of approximately 150 kHz. When the wobble period is 174 channel bits, the wobble frequency is approximately 172 kHz.
In this way, 29 bits of wobble information can be represented by 232 cycles of wobble, but since the ID area cannot actually be used, it is omitted, and the bits at the end of the sector are also reserved as a buffer, so the number of effective bits becomes 26 bits, from wobble information bit numbers 3 to 28.
[0052]
Figure 11 shows an example of wobble information bit allocation that takes into consideration this range. The role of the information bit field is the same as that shown in Figure 6. All specific examples have 8 bits for SYNC and 6 bits for EDC. Specific Example A shows a case where the information that needs to be expressed is zone numbers from 0 to 23, and sector numbers up to 40. In this case, 5 bits are required for Zone No. and 6 bits for Sector No., for a total of 25 bits.
In addition, Specific Examples B and C show the cases where the remaining 1 bit is assigned to the Zone No. and the Sector No. It is best to choose the one with more margin, taking into consideration future expandability to larger capacities. If priority is given to improving linear recording density, Specific Example C is the better choice.
[0053]
Figure 12 shows an example of how the selected wobble information bits are arranged within a sector. (a) shows the above-mentioned specific example B. (b) The resolution representing the zone is coarser, allowing for better sector number scalability and error detection capabilities. (c) The zone number is omitted, further improving error detection capabilities. (d) A wobble called "Clock" is placed before SYNC, but this leaves the wobble period at 186 channel bits per cycle and is left as a non-frequency-modulated section. Since the interval between wobble edge signals is constant, this facilitates and stabilizes circuit design in the processes of disk rotation speed control and clock signal generation. This aims for system stability rather than the amount of information content to be represented.
[0054]
Here, we will discuss how wobble signals will be processed if recording capacity is expanded or the disk rotation speed increases in the future. When recording capacity increases due to an improvement in linear recording density, the data channel clock frequency will increase while the disk rotation speed remains the same. However, if there is no change in the logical format of the sector, i.e., the allocation of data bits and wobble bits, the length of the wobble period measured in distance will also decrease by the amount of improvement in linear recording density, so the wobble frequency will also increase but the ratio to the channel clock frequency will not change.
Furthermore, if the disk rotation speed increases in proportion to an improvement in linear recording density, the control band of the tracking servo system increases, so the ratio with the wobble frequency remains unchanged. If the disk rotation speed increases while the linear recording density remains the same, the control band of the tracking servo system approaches the wobble frequency, so the margin tends to decrease. However, since there is a margin of about 10 times under the above conditions, this is not a problem unless the disk rotation speed becomes significantly faster.
[0055]
13 is a diagram illustrating the constraints on the modulation depth when a wobble signal is frequency-modulated. The wobble waveform before frequency modulation is a CF waveform (frequency: fC). Four cycles of this CF waveform have a length equivalent to exactly half the length of a wobble information bit.
The state shown in the LF waveform (frequency: fL) is the waveform with the longest period allowed for a wobble signal. The length of four cycles of the maximum allowable period Tc.max must be less than 4.5 cycles of the CF waveform. This is a necessary condition for the detected wobble edge signal to fit correctly within the phase error detection window width, i.e., within the phase lock range, when processed as a phase error signal in the frequency synchronization circuit of the disk rotation speed control circuit or clock signal generation circuit.
The state shown in the HF waveform (frequency: fH) is the waveform with the shortest period allowed for a wobble signal. The length of four cycles of the minimum allowable period Tc.min must be 3.5 cycles or longer of the CF waveform. Like Tc.max, this is a necessary condition for the detected wobble edge signal to be within the phase lock range.
[0056]
As a numerical example, in the above case where the wobble period is 186 channel bits, Tc.max must be 208 channel bits or less, and Tc.min must be 164 channel bits or more.
For example, if Tc.max is 200 channel bits and Tc.min is 172 channel bits, the frequency modulation indices of the LF and HF waveforms relative to the CF waveform are both 7.5%. In this case, the frequency difference between the LF and HF waveforms is about 15%, making it possible to detect the frequency-modulated waveform.
[0057]
[Effects of the Invention]
In the optical disc of claim 1, the rotation of the disc can be controlled using the wobble of the groove, which appears much more frequently than the preformat ID, so that the rotation speed can be controlled with a sufficiently high degree of accuracy.
Furthermore, it has become possible to stabilize the disk rotation even when some preformat IDs cannot be detected due to dirt or scratches.
Furthermore, in a rewritable optical disk device that drives a preformatted ID type optical disk, it has become possible to eliminate the rotary encoder that is normally used to control the rotation of the disk, thereby enabling cost reduction.
At the same time, the rotary encoder was removed, allowing the disk motor to be made thinner, making it possible to make the device thinner.
In addition, in optical disks, it has become possible to reduce the buffer area provided within the sector to absorb the error between the speed of the rotating disk and the clock of the driving optical disk device, making it possible to increase the data recording capacity by the amount of the reduced buffer area.
[0058]
In the optical disk device according to claim 2 , the rotation of the disk can be controlled using the wobble of the groove, which appears far more frequently than the preformat ID, so that the rotation speed can be controlled with a sufficiently high degree of accuracy.
Furthermore, it has become possible to stabilize the disk rotation even when some preformat IDs cannot be detected due to dirt or scratches.
Furthermore, in a rewritable optical disk device that drives a preformatted ID type optical disk, it has become possible to eliminate the rotary encoder that is normally used to control the rotation of the disk, thereby enabling cost reduction.
At the same time, the rotary encoder was removed, allowing the disk motor to be made thinner, making it possible to make the device thinner.
[0059]
With the invention described above, the advantages of the wobble groove ID system have been introduced to optical disks having a preformat ID system format, thereby solving the problems of the preformat ID system format. This has made it possible to realize a large-capacity optical disk and its drive unit at a low cost, which has high reliability in that sectors can be accessed even if the disk surface is dirty or scratched, allows easy control of the disk rotation speed, and makes use of the advantages of the preformat ID system, such as easy data management on a sector-by-sector basis and efficient sector recording.
[0060]
Although the above explanation has been based on the so-called common pre-pit ID system, the gist of the present invention relates to adding wobbles to grooves in general land/groove recording optical discs using the pre-format ID system. Therefore, the scope of application of the present invention is not limited to the examples described in the embodiments, and it goes without saying that the present invention can be generally applied even if the form of the pre-format ID is different from that described above.