JPS63100634A - 光デイスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は案内溝を持ち、その案内溝に沿って記録、再
生を行う光ディスクにおいて、安定なトランキングサー
ボとトランクカウントによるシーク動作を可能にする光
ディスクに関するものである。

〔従来の技術〕

光ディスクにおいては、光ビームを使って情報ピントを
安定に高いトランク密度で記録するため、又は記録した
情報ビットを精度良く再生時に光ビームでトレースする
ために、案内溝が設けである。

記録に際しては案内溝に沿って、光ビームを走らせなが
ら、情報ピントを記録し、再生時には同じように案内溝
に沿って光ビームを走らせながら、記録した情報ピント
を再生することにより、高い記録密度を得ている。第６
図はその様子を示すもので、光ディスクの盤面を示す０
図において、（１）は案内溝を、（２）は情報ピントを
、（３）は情報ビットを記録している光ビームを示す、
この例では情報ピントは案内溝（１）の間に記録してい
る。第７図は光ビームのトランキングサーボの動作を説
明する図で、第６図の様子をトランクに直角な面から見
た図である。（４）は記録層、（５）はディスク基盤の
表面、（６）はディスク基盤で通常ガラスまたはポリカ
ーボネート樹脂などで作られている。光ビーム（３）は
案内？Ａｍにより反射して光ヘッドの方に戻るのである
が、そのファーフィールドパターン（７）は案内／Ｉ（
１）が存在するために散乱して閏のようになる。これを
光ヘッドの例えば２分割した光検知器に轟き、その２つ
の検知器の出力の差を見てトラッキングの状態を検知す
る。第８図ではこの様子を模式的に説明する図で、反射
光（１１）は対物レンズ（８）、ビームスプリッタ（９
）を通って、２分割検知器（１０）に導かれる。今、光
ビームが案内溝（１）　（１）間の中心からずれた場合
には、２分割検知器（ｌＯ）に入る光の量が各々の光検
知器で異なるようになり、光検知器の出力の差信号を観
測すれば光ビームが案内／Ｉ（１）（１）間の中心から
ずれたことを判定することができる。しかし、この方法
では何等かの条件で光ディスクが傾いた場合は、例え光
ビームが案内７８（１）（１）間の中心を走っていても
、ファーフィールドパターン（７）には不平衡が生じ、
あたかも光ビームが案内溝（１）（１）間の中心からず
れて走っているように光検知器では検知され、トラッキ
ングサーボは正規の位置からずれた位置に光ビームを走
らすように動作してしまう。

そのような不具合を解決する方法にコンポジー／　トサ
ーボと呼ばれる方法がある。コンポジントサーボにも幾
つかの方法があり、その第１の例の盤面の案内溝の形状
を第９図に示す、案内溝（１）の途中に途切れた部分（
１２〉があり、その場所では単純なミラー面になってい
る。このミラー面（１２）が円周方向に一定の間隔で配
置してあり、第９図に示すようにミラー面（１２）は各
トランク上で半径方向に同一の場所に一定の角度毎に存
在する。従って、盤面上ではミラー面（１２）はあたか
も放射状に見えるように並んでいる。トランク１周上の
ミラー面（１２）の数は約ｌθ〜１００箇所位用意する
。ミラー面（１２）には情報は記録しない、案内溝（１
）をこのような構造にした場合、光ビーム（３）がミラ
ー面（１２）を走っている時は反射光は案内溝１の影響
を受けないので、もし光ディスクが傾いている場合は２
分割検知器に入る反射光の光量は平衡していない筈であ
る。従って、ミラー面（１２）での２分割検知器の各々
の光検知器の出力の差信号により光ディスクが傾いてい
るか否かの情報が得られるので、ディスクの傾きを補正
することができる。

第１０図はその回路構成を示す図である０図において、
２分割検知器（１０）の各々の光検知器からの出力を増
幅器（１３）を使用して増幅し、差動増幅器（１４）に
より差動出力を得る。これが通常は第８図に示す構造の
光ヘッドの場合のトラッキング誤差信号であるが、コン
ボジー／　トサーボの場合は更に差動増幅器（１４）の
出力側にスイッチ（１５）を設ける。

スイッチ（１５）はＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　１ｏｃ
ｋ　１ｏｏｐ）（１６）により制御される。ＰＬＬ（１
６）は光ディスクのプリフォーマット部の再生信号によ
り発振を制御している。従って、光ディスクの回転に同
期して発振を行い、その発振位相はちょうど光ビーム（
３）がミラー面（１２）を走っているときは差動増幅器
（１４）の出力を前値保持器（１７）に供給し、それ以
外のときは、差動増幅器（１８）に供給するようにスイ
ッチ（１５）を制御するようにしである。前値保持器（
１７）はミラー面（１２）での差動増幅器（１４）の出
力を光ビーム（３）が一つのミラー面（１２）から次の
ミラー面（１２）逸走る間保持している。従って、前値
保持器（１７）の出力は光ディスクの傾きを示す補正信
号となる。一方、差動増幅器（１４）の出力は、光ビー
ム（３）が、案内溝（１）を再生している期間は、スイ
ッチ（１５）を通して、差動増幅器（１８）の一方の入
力端子に供給される。差動増幅器（１８）の他方の入力
端子には上述の光ディスクの傾きを示す補正信号が入力
され、補正されたトラッキングサーボ誤差信号が差動増
幅器（１８）の出力端子より得られる。従って、補正信
号は光ディスクが傾いても光ビーム（３）が案内溝（１
）　（１）間の中心を走るようにトラッキングサーボに
補正を行う。

コンポジントサーボのサーボの別の方式を第１１図に示
す０図は光ディスクの盤面の案内溝の構造を示す、この
例においては案内溝（１）の半径方向の中間にウオーブ
ルピッｌ−（１８）が、或一定の間隔で設けである。こ
の例でもウオーブルピント（１８）を補正信号の作成に
使用し、その部分には情報を記録しない、ウオーブルピ
ッ）　（１Ｂ）は１組みの２つのピット（１９）、（２
０）より成り、その各々のピソトは光ビームの進行方向
に対して案内溝（１）（１）間の中心より若干布及び左
にずれた位置に設けである。この方式による補正信号の
発生方法は、光ビームでピント（１９）及びビット（２
０）を再生し、ビット（１９）の再生信号とピッ）　（
２０）の再生信号を比較して、光ビームの位置が正規の
トラッキング位置の右にあるか、左にあるかを検知しよ
うというものである。第１２図はその信号処理回路の１
例である。２分割検知器（１０）の各々の光検知器の出
力の和信号を加算増幅器（２１）により作成し、前値保
持器（２２）、　（２３）にて出力信号を次のウオーブ
ルピントが来る迄保持する。ＰＬＬ（１６）は第１０図
の場合と同様に、プリフォーマット部の再生信号に同期
を掛けて発振しており、光ディスクの回転に同期して発
振している。ＰＬＬ（１６）の出力はディジタル回路（
２４）に入り、その出力信号ａはウオーブルビット（１
８）のピント（１９）が光ヘッドで検知された時点で前
値保持器（２２）を動作させ、出力信号すはビット２０
が検知された時点で前値保持器（２３）を動作させる。

従って、前値保持器（２２）の出力は光ビーム（３）で
ピント（１９）を再生した和信号の信号振幅を次のウオ
ーブルビットが来る迄出力し続ける。同様に、前値保持
器（２３）はピーｚ）（２０）の再生信号出力を保持す
る。ここでピント（１９）の再生信号振幅とピント（２
０）の再生信号振幅の差は光ビーム（３）の案内溝（１
）　（１）間の中心からのずれに相当する。従って、差
動増幅器（２６）の出力は補正信号となる。トラッキン
グサーボの誤差信号である差動増幅器（１４）の出力信
号から補正信号である差動増幅器（２６）の出力を差動
増幅器（２８）を使用して減算し、補正を行う。

なお、これらの上述した従来例は、例えば光メモリシン
ポジウム１９８５年輪文集（応用物理学会外が主催）　
Ｐ１Ｂ１〜Ｐ１８８．　Ｐ２Ｏ９〜２１４に示されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、シーク時間の短縮のためには、光ヘッドを極力軽
くする必要があると共に、トランクカウント方式による
光ヘッドの位置検出が用いられる。

かかる状況では案内溝（１）の中にミラー面（１２）が
存在すると高速シークの最中に光ビーム（１）がミラー
面（１２）の上を通過して、トラックの計数値に誤りを
生じる。又、ウオーブルビット方式の場合も光ビーム（
１）がビット（１９）及びビット（２０）の間を通過し
て、トランクの計数値に誤りを生じる。

この発明の目的はかかる問題点を解決しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の光ディスクは、案内溝が形成される通路に一
定区間毎にしかも１周に整数個の案内溝の無い区間を設
け、その案内溝の無い区間が半径方向に並んで放射帯を
形成し、かつその放射帯では案内溝が形成される通路と
その隣りの案内溝が形成される通路の半径方向の中央に
、しかも放射帯の円周方向の端部から端部にかけて、補
正溝を設けたものである。

〔作用〕

上述のように光ディスクを構成すると、トラッキングの
ずれを補正することができる。しかも、従来のミラー面
方式及びウオーブルビット方式の場合のような溝の欠落
部分が無いので、トラック計数の誤りが発生しない。

〔実施例〕

第１回はこの発明の一実施例の光ディスクの部分構成図
を示す０本内溝（１）が形成される通路（３１）には、
一定区間毎に、換言すれば、一定角度毎に、しかも１周
に整数個の案内溝（１）の無い区間（３２）を設け、そ
の案内溝の無い区間（３２）が光ディスクの半径方向に
並んで放射帯（３３）を形成し、かつ、放射帯（３３）
では案内溝（１）が形成される通路（３１）とその隣り
の案内溝（１）が形成される通路（３３）の半径方向の
中央に、しかも放射帯の円周方向の端部から端部にかけ
て、補正溝（３４）を設けている。

補正溝（３４）は、第９図でいえばミラー面（１２）の
部分に設けられている。補正溝（３４）は断面が案内溝
（１）と同一の形をしており、この例では深さがλ／８
ｎのＶ字形状である。なお、λは光ビームの光の波長、
ｎは基盤の屈折率である。

このようにすれば、ミラー面方式及びウオーブルピント
方式の場合のような溝の欠落部分が無いので、トラック
計数の誤りが発生しない、更に、ウオーブルピットの場
合、ピット（１９）とピット（２０）の案内溝（１）　
（１）間の中心からずれの長さは正確に等しい必要があ
るが、補正溝１本しか存在しないのでその必要も無い。

第２図はこの発明の一実施例の動作説明を行う図で、図
において、縦軸は２分割検知器の差信号であるトラッキ
ングサーボの誤差信号のレベルを、横軸は光ビームの案
内溝（１）に対する相対的な位置を示す。実線（３５）
は光ディスクが（傾かなくて）正規に取り付けられた場
合の光ビームの位置に対する差信号の特性を示し、差信
号が０になるゼロクロス点（３６）はちょうど光ビーム
が案内２８（１）（１）間の中心を走っている正規の場
合に相当する。一点鎖線（３７）は補正？１（３４）を
光ビームが走っている場合に相当する。今、光ディスク
が傾いて、光ビームが正規の位置を走行しているときに
正のオフセット電圧が発生するようになったとする。そ
の場合は、光ビームが案内？１（１）（１）間の中心を
走っている場合は点線（３５ａ）のような特性になり、
同様に光ビームが補正溝（３４）を走っている場合は、
点線（３７ａ）のような特性になる。このときトラッキ
ングサーボが働いて差信号のゼロクロス＝（３ｓ）で動
作しようとするので、オフセット位置ずれｄが発生する
。補正溝（３４）の上に達すると差信号は点線（３７ａ
）の上の点（３９）に動作点が来る。従って、その点で
の差信号の振幅を保持して補正信号として使用し、トラ
ッキングサーボの動作を補正すると、案内溝（１）が形
成された区間では、動作点（４０）の点で、補正溝（３
４）の区間では動作点（４１）　ｆ点（４０）と同一の
点）でトラッキングサーボが動作するようになり、補正
がかかったことになる。なお動作点（４０）　（４１）
はちょうど正規のときのゼロクロス点（３６）の真上に
相当する。

第３図は第１図に示した光ディスクを再生する場合のト
ラッキングサーボの誤差信号を求める回路図で、２分割
検知器（１０）の出力を差動増幅器（１４）で差を取り
、差信号を得る。Ｐ　Ｌ　Ｌ　（１６）は別に得られた
プリフォーマット信号に位相同期して発振しており、光
ディスクの回転に同期している。

Ｐ　Ｌ　Ｌ　（１６）はスイッチ（１５）を駆動して、
光ヘッドが補正溝（３４）を再生するときには差動増幅
器（１４）の出力を前値保持器（４２）に供給し、それ
以外の時は差動増幅器（２Ｂ）に供給する。スイッチ（
１５）が前値保持器（４２）側に接続されるときは、コ
ンデンサ（４３）に蓄えられた電圧が保持される。これ
らにより前値保持器（４２）と同様の機能を果たす。

前値保持器（４２）は第２図の点′！ＩＩＡ（３７ａ）
の動作点（３９）に相当する電圧を保持し、補正信号を
発生する。差動増幅器（２８）は差動増幅器（１４）の
出力から前値保持器（４２）の出力を減算して、補正溝
されたトラッキングサーボの誤差信号を得るよう構成さ
れているため、差動増幅器（１４）の出力電圧と前値保
持器（４２）の出力電圧が等しくなるように補正が働く
、この点は第２図の動作点（４０）　（４１）に相当す
る。これにより光ディスクの傾きに対するトラッキング
サーボの動作のずれを補正することができる。

高速シーク時にトラックカウントを行う場合はトラック
横断検出信号を作成する。トラック横断検出信号の作成
方法は色々あるが、ここでは差信号よりトラック横断検
出信号を作成する場合を例に説明を行う、第２図のゼロ
クロス点（３６）に相当する差信号の正から負への変化
点がちょうど情報記録トランクを横断した点に対応する
。従って、その点を計数すれば光ヘッドの位置が求まる
のであるが、補正溝（３４）では差信号の位相が案内溝
（１）の点の差信号の位相と１８０度異ｌ６ため、補正
溝を再生している期間は差信号の位相を反転してトラッ
ク横断検出信号を作成する必要がある。

第４図は第１図の光ディスクをシークするときのトラッ
ク計数の回路図で、２分割検知器（１０）の出力を差動
増幅器（１４）に入力して、差信号を作成し、シュミン
トトリガ（４４）へ供給する。シュミットトリガ（４４
）の出力信号はスイッチ（４５）へ供給されると共に、
インバータ（４６）を介してスイッチ（４５）の他端入
力へ供給される。なおインバータ（４６）は補正ＩＩ（
３４）に相当する部分の差信号の位相を反転させること
を目的としている。

スイッチ（４５）はＰ　Ｌ　Ｌ　（１６）により制御さ
れる。

Ｐ　Ｌ　Ｌ　（１６）は、光ディスクのプリフォーマッ
ト部の再生信号により発振を制御している。従って、光
ディスクの回転に同期して発振を行い、その発振の位相
は光ビームが案内溝（１）の区間を走っているときは、
ライン（４７）側を出力（４９）として導出し、補正溝
（３４）の区間を走っているときは、ライン（４８）側
を出力（４９）として轟出し、補正したトランク横断検
出信号を作成する。第５図はライン（４７）（４８）と
出力（４９）のそれぞれの波形を示し、ｆ区間は光ビー
ムが補正溝（３４）区間にある場合を示す。

この補正したトラック横断検出信号を計数することによ
り、光ヘッドの位置を検出する。この場合、インバータ
（４６）の経路を省略して、シュミットトリガ（４４）
の出力信号のみで案内溝（１）及び補正ｒＪＩ（３４）
の両方の区間の差信号の２値化信号としても、補正溝（
３４）の部分には溝が存在するので若干計数値に誤りが
出るものの、ミラー面による補正等の場合よりも蟲かに
少ない計数誤りでトランクカウントを行うことができる
。

この発明が実施された光ディスクを、この発明の実施さ
れてない光デイスク装置で記録、再生する場合、動作に
異常が発生しないことを次に説明する。第１に補正溝の
長さは、例えば３〜５ｕｍ位の短いものでも十分である
ので、この発明を実施してない光デイスク装置にとって
は、単なる記録媒体上の欠陥と等価である。第２にコン
トロールサーボが正常に掛かっている間、つまり殆どの
間は光ビームは正規の位置又はそれに近い位置を走って
いる。従って、補正溝の区間で発生する妨害信号は非常
に振幅の小さいものである。第３にトランクカウント方
式のシークを行っている場合は、ミラー面方式と異なり
溝が常に存在しているので、計数誤りは非常に少ない。

コンポジットサーボの一つの欠点として補正部分にデー
タを記録しないので、記録容量が減少するということが
ある。しかし、補正溝による補正の場合は、補正溝の期
間も補正溝の上にデータを記録しても補正動作は損なわ
れない、これは、光ディスクにおいては、溝内記録と溝
間記録の両方の記録が可能な点を考えればすぐ理解でき
ることである。この場合補正溝でのトラッキングサーボ
誤差信号は若干劣化するが補正動作は原理的に損なわれ
ない。

上述の例は溝間記録の例であるが、溝内記録でも同様に
補正動作を得ることができる。この場合は案内溝の区間
は案内溝（１）の中に情報を記録し、補正溝（３４）の
区間は補正溝（３４）の間に情報を記録することになる
。第２図において補正動作を説明すると、溝内記録の場
合は動作点（３６）が正規の動作点になる。今ゼロクロ
ス（３６）で正のオフセントが発生するように盤が傾い
たとすると、点線（３７ａ）の特性になり、トラッキン
グサーボは差信号を０にする方向に働くので、動作点（
５０）でサーボが掛かることになる。前回の溝間記録の
場合と逆にｄだけ正規の位置から左へずれた点を光ビー
ムは走ることになる。この場合案内溝（１）の部分でも
ゼロクロスで正のオフセントが発生するようになるので
点線（３５ａ）の上に動作点が乗り、溝間の場合と同様
に補正が行われる。

上述の説明はｎを基盤の屈折率、λを光ビームの光の波
長とすると、λ／　８　ｎの深さの■字形状の案内溝の
場合に関するものであるが、例えばλ／　８　ｎの深さ
のＵ字形状の溝等他の形状の溝の場合でも同様に補正を
行うことができることは言を待たない。

又、案内溝の断面形状と補正溝の断面形状が同一である
例を説明したが、光ビームのトラッキングずれが光検知
器に対して同様な効果を与える溝の組み合わせであれば
、必ずしも同一の溝である必要はない、更に逆に光ビー
ムのトラッキングずれが光検知器に対して逆の効果を与
える形式の補正溝を設ける場合は、補正溝を再生して得
た補正信号を、案内溝（１）を再生して得た差信号に加
算する場合の極性を上述の場合と逆にすれば良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の光ディスクは、案内溝が形成さ
れる通路に一定区間毎にしかも１周に整数個の案内溝の
無い区間を設け、その案内溝の無い区間が半径方向に並
んで放射帯を形成し、かつその放射帯では案内溝が形成
される通路とその隣りの案内溝が形成される通路の半径
方向の中央に、しかも放射帯の円周方向の端部から端部
にかけて補正溝を設けたものであるので、トラッキング
のずれを補正することができるし、トランクカウントに
より光ヘッドの位置を求めるのに、計数誤りを無くすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の光ディスクの部分構造図
、第２図はこの発明の詳細な説明する図で、縦軸はトラ
ッキングサーボの誤差信号である２分割検知器の出力の
差信号のレヘル、横軸は光ビームの位置を示す、第３図
は第１図に示した光ディスクを再生する場合の、トラッ
キングサーボの誤差信号を求めるための回路図、第４図
は第１図に示す光ディスクをシークする場合のトランク
計数の回路図、第５図は第４図の各部の波形図、第６図
は光ディスクのトラッキングサーボの目的を説明する図
、第７図は入射した光ビームの反射光のファーフィール
ドパターンを示す図、第８図はブシュプル方式の光ヘッ
ドのトランキング誤差信号検出方式の原理図、第９図は
ミラー面方式のコンポジットサーボの案内溝の構造図、
第１０図は第９図に示した光ディスクを記録、再生する
場合のトラッキングサーボの誤差信号作成のための回路
図、第１１図はウオーブルピットを用いたコンポジット
サーボの案内溝の構造図、第１２図は第１１図に示した
光ディスクを再生する場合のトラッキングサーボの回路
図である。 図において、（１）は案内／Ｊｌ、（３１）は案内溝（
１）が形成される通路、（３２）は案内ａ　（１）が無
い区間（３３）は放射帯、（３４）は補正溝である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　案内溝を有し、それに沿って光ビームを走らせて、案
   内溝の上または案内溝の間に情報が記録される光ディス
   クにおいて、案内溝が形成される通路に一定区間毎にし
   かも１周に整数個の案内溝の無い区間を設け、その案内
   溝の無い区間が半径方向に並んで放射帯を形成し、かつ
   その放射帯では案内溝が形成される通路とその隣りの案
   内溝が形成される通路の半径方向の中央に、しかも放射
   帯の円周方向の端部から端部にかけて補正溝を設けたこ
   とを特徴とする光ディスク。