(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、
スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに前記記録トラックをデータ記録領域として分割し、
前記データ記録領域を識別する信号が前記記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、
前記ヘッダ領域の再生信号振幅が、前記データ記録領域の再生信号振幅と比べ、同程度以上となるように設定されていることを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項２】
記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、
スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに前記記録トラックをデータ記録領域として分割し、
前記データ記録領域を識別する信号が前記記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、
前記記録ピットによる前記データ記録領域の最高周波数の再生信号振幅を、最低周波数の再生信号振幅で割った信号変調度よりも、プリピットによる前記ヘッダ領域を再生した場合の信号変調度を大きくなるよう設定することを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項３】
記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、
スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに記録トラックをデータ記録領域として分割し、前記データ記録領域を識別する信号が前記記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、
前記ヘッダ領域の先頭に、当該光ディスク媒体を再生したときに、最低レベルの反射率を与えるプリピットが所定の長さ以上形成されていることを特徴とする光ディスク媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を微小スポットに集光して情報の記録再生を行う光記録に用いる記録媒体およびその記録再生用のドライブ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクは、再生専用のＲＯＭ（Read Only Memory）媒体ばかりでなく、記録型あるいは書き換え可能なものが広く普及している。例えば、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）やＣＤ−ＲＷ（CD-ReWritable）と呼ばれるパソコン用の光ディスク媒体もその一種である。最近では、更に記録容量の大きなＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）やＤＶＤ−ＲＷ（DVD-ReWritable）が広まり始めている。
【０００３】
これら一般に広く実用化されている記録可能な光ディスク媒体は、光スポットの熱によって記録層を変質させ、結果として媒体面の反射率を低下させ記録ピットを形成するものが多い。これは、再生専用のＲＯＭ媒体ではエンボス状にプリピットを形成すると反射率が低下することに対応し、再生専用媒体との互換が比較的取りやすいという利点がある。
【０００４】
一方、市場の要求として動画像データの記録などのために、更に記録容量の増加を、つまり記録密度の向上が求められている。
【０００５】
このような高密度化の要求に対応するためには、記録データを再生するときのＳ／Ｎを向上することが有効である。この手段の一つとして、記録ピットの形成によって反射率が増加する記録媒体を用いる手段がある。図４に、光ディスク媒体１の断面構造の例を示す。光ビームは、透明基板３を透過して記録層２にアクセスし反射する。記録ピット１１が形成されていない記録層２における光ビームの反射の様子を図左側に破線で、形成された記録ピット１１における光ビームの反射の様子を図右側に実線で示す。このとき、記録ピット１１における光ビームの反射率が、未記録状態の記録層２における反射率に対して高くなるように記録層２を設計する。
【０００６】
例えば、相変化材料を記録層に用いるとき、その結晶相を未記録状態に、アモルファス相を記録状態に対応させる場合が多い。ところが、結晶相は微少な結晶領域の集まりで形成されるため、アモルファス相に比べて、反射率の微細な変動などにより再生時のノイズは高くなる。従って、未記録状態に対応する結晶相の反射率をアモルファス相の反射率よりも低く設定すれば、その反対の場合に比べてノイズが大きい側の反射光量が低くなるので、Ｓ／Ｎを改善することができる。
【０００７】
また、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのような記録型の媒体では、記録済みの状態でも、記録ピット形成領域の面積に比べて、未記録領域の面積の方が大きいのが一般的である。このような場合は、記録と未記録とで媒体面のノイズがあまり変わらなくても、信号振幅が同程度であれば、未記録状態を低反射率側に、記録状態を高反射率側に割りつけた方が、平均的な受光量が減少するのでＳ／Ｎを改善できることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような記録ピット形成により反射率が増加するような媒体においては、アドレス等のフォーマット情報をどのように記録するかが問題となる。
【０００９】
フォーマット情報を記録する手段として、光ディスクにスパイラル状に形成された記録トラックを、所定のセクタ長に分割し、その先頭にセクタアドレス等のヘッダ情報を記録しておくことが従来より行われている。図５は、光ディスク媒体１に形成された記録トラック４の例を示す。記録トラック４には、周期的にヘッダ領域５が形成され、それらの間がデータ記録領域６となっている。
【００１０】
このヘッダ領域５に対して、ＲＯＭ媒体と同じエンボス状のプリピットによってヘッダ情報を形成した場合、元々の媒体面の反射率が低い状態で更に反射率を低減する方向へのピット形成となるため、データ記録領域６を再生する場合に比べて振幅が小さく、同じような再生信号系でヘッダ情報を再生しようとすると、エラーが多くなってしまうという問題点があった。
【００１１】
図３は、再生信号のＤＣ成分をカットしてＡＣ成分のみを取り出す一般的な信号再生系で観測した再生信号波形のアイパターンの例である。データ記録領域に比べ、ヘッダ領域の再生信号振幅の低下が生じており、このままでは良好なヘッダ情報を検出することは難しい。
【００１２】
また、フォーマット情報をプリピットでなく、記録トラッキング用のプリグルーブを僅かに周期的に蛇行させ、その蛇行を変調することで記録する方法もある。ＣＤ−Ｒ等で用いられているウォブル変調方式である。しかし、この方法は蛇行の振幅が大きく取れないので、もともとＳ／Ｎが低いことに加え、未記録状態の反射率が低くなると、ますます検出が難しくなる問題点がある。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ディスク媒体に記録されたヘッダ情報の検出精度を向上させる技術に関する。特に、光ディスク媒体の高密度化の際に有効となるヘッダ情報の検出技術を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに記録トラックをデータ記録領域として分割し、データ記録領域を識別する信号が記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、ヘッダ領域の再生信号振幅が、データ記録領域の再生信号振幅と同程度以上となるよう設定する。
【００１５】
ヘッダ領域の再生信号振幅が、データ記録領域の再生信号振幅と同程度以上にするために、例えば相変化材料を記録層に用いデータ記録状態と未記録状態の反射率を適当な比に設定したり、プリピットの深さを深く形成したりする。このように、プリピットを形成することで、プリピットに記録されるヘッダ情報の検出の際に、エラーの発生が抑制される。つまり、ヘッダ情報の検出を滞りなく行うことができる。
【００１６】
本発明の別の態様も光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに記録トラックをデータ記録領域として分割し、データ記録領域を識別する信号が記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、記録ピットによるデータの最高周波数の再生信号振幅を、最低周波数の再生信号振幅で割った信号変調度よりも、プリピットを再生した場合の信号変調度が大きくなるよう設定する。信号変調度を大きく設定することで信号全体のＳ／Ｎが向上しデータの検出が容易となる。
【００２０】
本発明の更に別の態様も光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに記録トラックをデータ記録領域として分割し、データ記録領域を識別する信号が記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、ヘッダ領域の先頭に、この光ディスク媒体を再生したときに、最低レベルの反射率を与えるプリピットが所定の長さ以上形成されるよう設定する。このことにより、ヘッダ領域の明確な検出が可能となる。
【００２２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態では、光ディスク媒体において記録データ情報以上にエンボス状のプリピットによって形成されたヘッダ情報を確実に検出するため、ヘッダ領域の再生Ｓ／Ｎを改善する技術を提供する。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態１では、ヘッダ領域の再生信号の振幅を、データ記録領域の再生信号振幅と同程度以上となるよう設定する。このようにすれば、図１に示すようにＤＣ成分をカットした再生信号においても、ヘッダ領域に十分振幅の大きな信号を得ることができるため、エラーが少ない状態でヘッダ情報を再生することが出来る。例えば、光ディスク媒体の構造として、ポリカーボネイトやポリメチルメタクリレート等の高分子プラスチック材料基板上に、相変化記録材料が記録層として積層される構造が例示される。また、記録層として、ポリカーボネイト基板上から順に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２が１２５ｎｍ、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５が１３ｎｍ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２が５０ｎｍ、およびＡｌ−Ｔｉが２００ｎｍ積層される構造が例示される。例えば、最初の誘電体層であるＺｎＳ−ＳｉＯ２を厚めに形成することで、記録層にピットが形成されてアモルファス化したときの反射率が、未記録状態で結晶化状態の反射率よりも高くなるように設定することができる。
【００２５】
図２は、ヘッダ領域とデータ記録領域に長いピットやスペースを記録したときの、再生信号レベルを反射光量として示している。データ記録領域の未記録状態の再生信号レベルは、記録層そのものの未記録状態の反射率に、トラッキング信号を得るためのプリグルーブ１０のミラー面における反射率が掛け合わさり、矢印で示すレベルとなっている。これに対して、記録ピット１１の位置では、再生信号レベルが上昇する。ヘッダ領域では、スペースは未記録状態の記録層反射率となり、プリピット１２ではエンボスでの光学干渉により再生信号レベルが低下する。
【００２６】
未記録状態と記録状態の反射率差が大きいほうがデータ記録領域には望ましいが、ヘッダ領域の信号振幅を確保するためには、未記録状態での記録層の反射率をあまり低く設定しないようにすることが大切である。つまり、未記録状態での反射率が低すぎると、設定可能なヘッダ領域の信号振幅が小さくなる。ヘッダ領域の信号振幅を考慮して適当な値を選択する必要があるが、一般的な相変化媒体では、矢印のデータ記録領域の未記録状態において、入射した光ビームに対し反射率を５〜１５％程度に設定することで所望の特性を得ることが出来る。
【００２７】
もう一つの方法は、データ記録領域に形成するトラッキング用のプリグルーブの深さに比べて、ヘッダ領域のエンボス状のプリピットの深さを深く形成することである。プリグルーブは、トラックエラーのプッシュプル信号が最大となる波長の１／８前後の深さで形成されるが、プリピットは信号振幅が最大となる１／４前後になるべく近くなるように深めに形成すればよい。最適条件では、プリピット部の反射率をほぼ０とすることが出来、ヘッダ領域の振幅を大きく確保することが出来る。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態２では、最高周波数を与える最短のピット長とスペース長の繰り返しによる再生信号振幅を、最低周波数を与える最長のピット長とスペース長の繰り返しによる再生信号振幅で割った信号変調度が、データ記録領域に比べて、ヘッダ領域の方が大きくなるように設定する。
【００２９】
一般に、光ディスク媒体で用いられる符号化方式は、データ列からクロック再生などの情報を得るため、チャンネルクロックに対して、最短と最長のピット長（「マーク長」とも言う）が一定値の範囲に制限された符号化方式を用いる場合が多い。例えば、ＤＶＤの８／１６符号では、チャンネルクロックの周期をＴとすると、最短のピット長が３Ｔ、最長のピット長が１１Ｔとなっている。
【００３０】
この最短のピットとスペースの繰り返しが、最も小さな再生信号振幅となり、最長の繰り返しが最も大きな再生信号振幅を与える。実際のデータは、いろいろな長さのピットとスペースがランダムに現れるが、その波形をチャンネルクロックで同期して時間で重ね取りすると、図６のようなアイパターンとなる。その中の最も小さな振幅ａと最も外側の大きな振幅ｂの比ａ／ｂが求める信号変調度である。この信号変調度が大きな値であるほど、信号全体のＳ／Ｎが良くなるためデータの再生が容易になる。
【００３１】
ドライブ装置の回路では、再生信号振幅がほぼ一定値となるように、データ記録領域とヘッダ領域の利得調整を行うことは、比較的簡単な回路で実現できる。従って、この状態でヘッダ領域の信号変調度を大きくなるように設定しておけば、ヘッダ領域の情報が検出しやすくなる。従来は、最短ピット長が十分に長く、特別に利得調整をする必要がなかった。しかし、光ディスク媒体の高密度化により、形成される最短ピット長が短くなり、ヘッダ情報の再生信号振幅が小さくなり再生エラーレートが上昇する恐れがある。そこで、データ記録領域とヘッダ記録領域の再生信号振幅を一定値とする利得調整が有効となる。
【００３２】
信号変調度は、全体のピットの幅や長さの設定によっても、ある程度調整可能である。また、短いマークと長いマークの幅を変化させることで、信号変調度を調整することも出来る。
【００３３】
（実施の形態３）
実施の形態３では、信号変調度の違いを確実にする方法として、ヘッダ領域の記録線密度を、データ記録領域の記録線密度より低く設定する。ヘッダ領域とデータ記録領域とで同じ符号化方式を用いていれば、当然記録線密度が低い方が最短ピットの振幅が大きくなるため、信号変調度を容易に大きくすることが出来る。
【００３４】
（実施の形態４）
符号化方式として、チャンネルクロックをデータ列から再生出来る方式を用いるのが光ディスクでは一般的なので、上記の記録線密度は任意に設定できる。しかし、ヘッダ領域とデータ記録領域とでチャンネルクロックが異なる場合、異なる領域の先頭ではクロックが同期するまで、しばらくデータ再生が出来ない時間帯が生じてしまう課題がある。
【００３５】
そこで、実施の形態４においては、ヘッダ領域のチャンネルクロックは、データ記録領域のチャンネルクロックの整数倍とする。データ記録領域のチャンネルクロックの周期をＴとすると、ヘッダ領域のチャンネルクロックの周期は任意の整数値ｎにより、ｎＴと表される。最も周波数差の少ない条件としては、ヘッダ領域のチャンネルクロックの周期は２Ｔとなる。
【００３６】
このようにクロック間に整数倍の関係があれば、領域間でも再生するクロックの同期はずれを起こすことなくデータを再生することが可能となる利点がある。
【００３７】
記録トラックのプリグルーブは、データのチャンネルクロックの周期の整数倍の周期で蛇行させるウォブルを形成する場合がある。記録時のクロックをフォーマットに同期して生成しやすいようにするためである。このような場合は、ウォブルの周期は、データ記録領域のチャンネルクロックではなく、ヘッダ領域のチャンネルクロックの周期の整数倍に設定しておけば、両方の領域でウォブルから再生したクロックを使うことができる。
【００３８】
（実施の形態５）
実施の形態５では、ドライブ装置でヘッダ領域であることを明確に検出できるように、ヘッダ領域の先頭に最も低い反射率のプリピットを所定の長さ以上形成する。
【００３９】
従来は、ミラー面のスペース領域を所定の長さ形成し、反射率が高い状態をドライブ装置で検出することで、ヘッダ領域を識別していた。ところが、図２に示すように、記録ピットの反射率が増加する光ディスク媒体では、未記録状態のミラー面が最も再生信号レベルが高い状態ではないため、同じ方法は使用できないことが分かる。一方、プリピット部の再生信号レベルは最も低い反射率を与える。従って、このプリピットの再生信号レベルをヘッダ領域の識別信号として利用可能なことが分かる。
【００４０】
図７にヘッダ領域の実施例を示す。ヘッダ領域の先頭に、所定の長さの識別ピット７を形成する。長さとしては、符号化データの最長ビット長より更に長いものを利用することで、データと区別することが出来る。このようなピットを再生すると、本図下方の領域Ａ１に示す再生信号レベルのように、一定時間低反射率の状態が現れるので、ヘッダ領域が容易に識別可能となる。
【００４１】
以上本発明を実施の形態１〜５をもとに、グルーブ上を記録トラックとして用いる媒体について説明してきたが、グルーブ上とグルーブとグルーブの間のランドとを記録トラックとして用いるような光ディスク媒体でも、実施の形態１〜５を同じように適用することが出来る。
【００４２】
例えば、実施の形態５をランドとグルーブとに記録する光ディスク媒体に用いる場合は、いくつかの識別ピットの配置が考えられる。図８と図９は、ヘッダ領域にランド記録トラックとグルーブ記録トラックとで、データ再生時の隣接トラックからの干渉を避けるためプリピットの位置をずらして形成する場合を示す。識別ピット７は、図８のようにヘッダ領域の先頭に並べて配置してもよいし、図９のようにそれぞれのヘッダ情報の先頭に配置してもよい。図１０は、ランド記録トラックとグルーブ記録トラックの中間にプリピットを形成してヘッダ情報を２つの記録トラックで兼用する場合であるが、識別ピット７も同じように兼用としている。
【００４３】
識別ピット７は図８のように記録トラックごとに設け、ヘッダ情報のプリピットは図１０のようにトラックの中間に兼用する配置とすることも可能である。また、これらの配置図では、ヘッダ領域が隣接トラック間で揃っている状態を示しているが、隣り合ったランド記録トラックとグルーブ記録トラックのペア間でだけヘッダ領域を合わせ、他は図５に示すようにずれているものでもよい。
【００４４】
図１０のように、２つのトラックの境界にプリピットを設けるもの以外にも、ＤＶＤ−Ｒのように、グルーブ記録トラックの脇のランドにプリピットを離散的に設けるものも考えられる。このように、記録トラックのセンター以外にプリピットを設けた場合、総反射光量の変化でなく、プッシュプル信号の変化でヘッダ情報を読み出す場合もある。この場合は、プッシュプル信号のために差動を取る２つの光検出器それぞれで受光する光量から得られる再生信号振幅を本発明に当てはめればよい。更に、ＤＶＤ−Ｒと同じように、プリピットを有するヘッダ領域にも記録データを重ね書きするような方式も考えられる。この場合も、ヘッダ領域が未記録な状態で本発明を適用しておけば、記録ピットが重ねて形成されても、記録ピット間のスペースから得られるプリピット再生信号などから、有効な信号を検出することが可能となる。
【００４５】
本発明の光ディスク媒体を記録または再生するドライブ装置では、ヘッダ領域とデータ記録領域の再生信号振幅の変化や、信号変調度の変化、チャンネルクロックの変化などに対応して、信号再生特性の異なる状態に回路を設定して情報を検出する。このような検出により、光ディスク媒体側での特性改善と合わせて、ドライブ装置側でもヘッダ領域の情報に合わせた検出特性を用いることで、更にエラーを低減することができる。
上記の態様以外に、本発明は、以下に説明する態様をも含む。
すなわち、本発明の一態様は光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、記録ピットの形成により反射率が増加する記録層を有する光ディスク媒体において、スパイラル状に記録トラックが形成されており、所定のトラック長さごとに記録トラックをデータ記録領域として分割し、データ記録領域を識別する信号が記録トラックに設けられたヘッダ領域にプリピットにより形成されており、ヘッダ領域の記録線密度が、データ記録領域の記録線密度より低くなるよう設定する。
また、ヘッダ領域のチャンネルクロックの周期が、データ記録領域のチャンネルクロックの周期の整数倍であってもよい。異なる領域間の先頭では、クロックが同期するまでデータの検出ができない期間が発生する恐れがある。従って、ヘッダ領域のチャンネルクロックの周期をデータ領域の整数倍とすることで、異なる領域のチャンネルクロックの同期が容易となる。
また、データ記録領域はウォブルを形成しており、ウォブルから抽出するクロックの周期は、例えばヘッダ領域のチャンネルクロックの周期の整数倍とすることができる。
本発明の更に別の態様はドライブ装置に関する。このドライブ装置では、上述のような光ディスク媒体を記録または再生するドライブ装置において、ヘッダ領域を再生する場合と、データ記録領域を再生する場合とで、信号再生回路の特性を変える。このようにすれば、信号検出側のドライブ装置の検出特性をヘッダ領域の記録形式に応じて最適に調整することで、信号読みとりのエラー低減が期待できる。
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、記録ピット形成により反射率が上昇する光ディスク媒体において高密度化を図った際に、安定にヘッダ情報を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＣ成分をカットした信号のヘッダ領域およびデータ記録領域の信号特性を示す図である。
【図２】ヘッダ領域とデータ記録領域に対応した再生信号レベルを示す図である。
【図３】従来技術の信号特性を示す図である。
【図４】光ディスク媒体の断面構造の例を示す図である。
【図５】光ディスク媒体のトラック配置の例を示す図である。
【図６】信号特性を説明する図である。
【図７】識別ピットを有するヘッダ領域とデータ記録領域に対応した再生信号レベルを示す図である。
【図８】データ記録領域とヘッダ領域がランドとグルーブとに設けられる場合の、識別ピットの配置例を示した図である。
【図９】データ記録領域とヘッダ領域がランドとグルーブとに設けられる場合の、識別ピットの配置例を示した図である。
【図１０】データ記録領域とヘッダ領域がランドとグルーブとに設けられる場合の、ヘッダ領域がランドとグルーブのプリピットが形成される配置例を示した図である。
【符号の説明】
１  光ディスク媒体
２  記録層
３  透明基板
４  記録トラック
５  ヘッダ領域
６  データ記録領域
７  識別ピット
１０  プリグルーブ
１１  記録ピット
１２  プリピット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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