JP2005327327A - Multilayer optical information medium and manufacturing method for multilayer optical information medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報情報媒体、光学情報の記録方法、及び情報記録媒装置に関し、より詳しくは複数の情報層を有する高密度な光学情報の記録方法に関する。 The present invention relates to an information information medium, an optical information recording method, and an information recording medium device, and more particularly to a high-density optical information recording method having a plurality of information layers.
近年、コンピュータ用情報のみならず音声や静止画像、動画像などの情報がデジタル化され、取り扱う情報量がきわめて大きくなってきている。それに伴い、これらの情報を保存するための光情報媒体もより大容量化する必要が生じている。このような光情報媒体に関しては、波長780nm近傍のレーザ光にて記録再生を行うCD−RおよびCD−RWが全世界的に普及し、最近では波長650nm近傍のレーザ光にて記録再生を行うDVD―RやDVD−RAM等の記録型DVDが、普及の兆しが現れている。更に最近ではレーザ光源の波長を400nm近くまで短くし、対物レンズの開口数(NA)を0.6以上にすることにより、光ディスク面上に集光するスポット径を小さくすることで、これまで以上に高密度化を図る新たな規格作りが行われており、2003年3月にはBlu−rayレコーダーとして実用化され、発売された。 In recent years, not only computer information but also information such as voice, still images, and moving images has been digitized, and the amount of information handled has become extremely large. Along with this, it is necessary to increase the capacity of optical information media for storing such information. With respect to such an optical information medium, CD-R and CD-RW that perform recording / reproduction with a laser beam having a wavelength of about 780 nm have spread worldwide, and recently, recording / reproduction is performed with a laser beam having a wavelength of about 650 nm. Signs of widespread use of recordable DVDs such as DVD-R and DVD-RAM have appeared. More recently, the wavelength of the laser light source has been shortened to near 400 nm, and the numerical aperture (NA) of the objective lens is made 0.6 or more, thereby reducing the diameter of the spot focused on the optical disk surface. A new standard was developed to increase the density, and in March 2003, it was put into practical use as a Blu-ray recorder and released.
ところで、これまでの光情報媒体の容量を飛躍的に増大する方法としては、レーザ光波長(λ)を短波長化し、対物レンズの開口数(NA)を増大させ、媒体のレーザ光を透過する光透過層を薄くすることにより記録再生用レーザスポット径(レーザ波長/NA)を縮小する等の技術が行われてきた。しかしながら、記録再生用のレーザの短波長化は極限に近づきつつあり、記録材料も従来のヒートモード記録に基づく技術では最小マークを形成することが困難になりつつあるのが実状である。
そのため、各方面では従来のアプローチ以外の方法による光情報媒体の大容量化の試みがなされている。例えば多値による記録、ディスクの一平面でなくホログラムによる体積記録、そして一枚の光情報媒体に複数の情報層を持つ多層情報媒体等が挙げられる。とりわけ多層情報媒体は他方式に比べて、従来のDVD技術からの変更点が比較的少ないため、もっとも実用化に近い技術であり、現行のDVDの片面2層を越える多層技術として、例えば非特許文献1等で報告されている。
By the way, as a method of dramatically increasing the capacity of the optical information medium so far, the laser light wavelength (λ) is shortened, the numerical aperture (NA) of the objective lens is increased, and the laser light of the medium is transmitted. Techniques such as reducing the recording / reproducing laser spot diameter (laser wavelength / NA) by reducing the thickness of the light transmission layer have been performed. However, the shortening of the wavelength of the laser for recording / reproducing is approaching the limit, and it is actually the case that the recording material is becoming difficult to form the minimum mark by the technology based on the conventional heat mode recording.
For this reason, attempts have been made to increase the capacity of optical information media by methods other than conventional approaches in various fields. For example, multi-value recording, volume recording using a hologram instead of a flat surface of a disk, and a multilayer information medium having a plurality of information layers on one optical information medium. In particular, the multi-layer information medium is the most practical technology because there are relatively few changes from the conventional DVD technology compared to other methods, and as a multi-layer technology that exceeds two layers on one side of the current DVD, for example, non-patent It is reported in
しかしながら、もちろんこれらの大容量情報媒体の記録再生スピードは、記録容量の増大と引き換えに犠牲になることはあってはならない。なぜなら記録再生スピードが従来よりも遅くなるのならば、従来のデータ転送速度を基に構築されたインフラ、例えば画像のクオリティ、動画のなめらかさ、コンテンツ等、が使えなくなり、実用的でなくなってしまうからである。そして、多層情報媒体においても、連続したデータの転送スピードは従来技術通りだとしても、任意の層へのアクセスのためには、従来通りフォーカシング→トラッキング→アドレス読み込みを繰り返さなければしなければならず、多大なタイムロスを要する。そのためシステム全体のパフォーマンスとして従来以上に時間が掛かってしまう。これまでの技術では正しい層選択に関する特許はあったが、この点のついて考慮された提案はない。
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは多層光情報媒体のアクセス性を向上させ、スムーズなデータ転送およびランダムアクセス性の向上を可能にする多層光媒体に関る情報記録方法、情報媒体および記録再生装置を提供することにある。
However, of course, the recording / reproducing speed of these large-capacity information media must not be sacrificed in exchange for the increase in recording capacity. This is because if the recording / playback speed is slower than before, the infrastructure built on the basis of the conventional data transfer speed, such as image quality, smoothness of moving images, contents, etc., cannot be used and becomes impractical. Because. Even in a multilayer information medium, even if the transfer speed of continuous data is the same as the prior art, in order to access an arbitrary layer, it is necessary to repeat focusing → tracking → address reading as before. It takes a lot of time loss. Therefore, it takes more time than the conventional system performance. Although there have been patents on correct layer selection in the prior art, there are no proposals that take this into account.
The present invention has been made to solve such a technical problem, and its object is to improve the accessibility of a multilayer optical information medium, and to enable smooth data transfer and random accessibility. The present invention provides an information recording method, an information medium, and a recording / reproducing apparatus related to a multilayer optical medium.
かかる目的のもと、多層情報媒体の各層毎に、固有の周波数(Fb)、および別の可変の周波数成分(Fv)を付与し、該媒体を記録および/もしくは再生を行う装置は、媒体の個々の情報層に付与された前記周波数を検出し、その周波数特性を解読することで層情報を取得することを特徴とするものである。 For this purpose, an apparatus for recording and / or reproducing the medium by giving a specific frequency (Fb) and another variable frequency component (Fv) to each layer of the multilayer information medium is provided. Layer information is obtained by detecting the frequency given to each information layer and decoding its frequency characteristic.
本発明が適用される情報記録方法において、可変周波数(Fv)/基準周波数(Fb)で層情報を表示することを特徴とすれば、例えば、3層を超える情報層を有する多層光情報媒体において、フォーカシング→トラッキング→アドレス読み込み→別の層のフォーカシング→・・・・を繰り返しながら層情報を読み取らなければならないという問題を解消し、多層情報媒体でも正確になおかつ、素早いアクセスが可能となる情報記録方法を提供することができる。 In the information recording method to which the present invention is applied, if layer information is displayed at a variable frequency (Fv) / reference frequency (Fb), for example, in a multilayer optical information medium having three or more information layers , Focusing-> Tracking-> Address reading-> Focusing on another layer-> Resolving the problem of reading layer information while repeating, etc. Information recording that enables accurate and quick access even in multilayer information media A method can be provided.
本発明が適用される情報記録方法において、光情報媒体は、複数の情報層もしくは再生信号層を形成することを特徴とすれば、例えば、次世代光情報媒体技術の一つとして考えられるCDサイズで200GB/枚の大容量光情報媒体に特に有効であり、アクセスに時間を要さない、素早いデータアクセスが可能な光情報情報媒体が提供される。 In the information recording method to which the present invention is applied, if the optical information medium is formed with a plurality of information layers or reproduction signal layers, for example, the CD size considered as one of the next generation optical information medium technologies Thus, an optical information information medium that is particularly effective for a large capacity optical information medium of 200 GB / sheet and that requires quick access and does not require time for access is provided.
以下に本発明による光情報媒体の構造について図1に基づき具体的に説明する。なお、下記実施例に例示される多層情報媒体の作成方法については、公知一般の方法を採用する事ができ、例えば特開2002-074742のような相変化媒体や従来のROM媒体(例えば、International Symposium on Optical Memory 2003 Technical Digest PP10-11)にも応用が可能である。 The structure of the optical information medium according to the present invention will be specifically described below with reference to FIG. As a method for creating a multilayer information medium exemplified in the following examples, a known general method can be adopted. For example, a phase change medium such as JP 2002-074742 or a conventional ROM medium (for example, International It can also be applied to Symposium on Optical Memory 2003 Technical Digest PP10-11).
図1中の1が情報媒体全体を示し、2が情報媒体1中の選択される層(単位)を示し、3がアドレス情報をもつ案内溝、もしくはマーク列を示す。
前述の情報媒体1に層情報を有する周波数を付与する方法として、一つは記録層上に形成される案内溝3の蛇行周波数による方法が挙げられる。ウォブルの周波数の主な目的は、メディア情報および記録されるデータのアドレスを表示されるためのもので、グルーブ(記録溝)に付与されたウォブルの周波数から得られる情報を復調することにより、情報を読み取り、アドレッシングを行う。本方式による案内溝の蛇行周波数による層2の選択を行う場合において、案内溝の蛇行が従来持っているアドレス表示の目的のために、従来のアドレス情報用の案内溝の蛇行周波数は固定であることが望ましい。そこで更に別の周波数成分を付与することにより、ウォブル周波数との比較により算出することが最良の方法と考える。絶対周波数では媒体の回転数によって測定値が異なるため、案内溝の蛇行周波数の比率により算出されるべきである。また層数の増大あるいは正確な層11の選択のために、更に案内溝の蛇行周波数成分を付与することも、本発明の主旨を妨げるものではない。
またマーク列のみからなるROM媒体では、マーク列の蛇行によって蛇行周波数の形成は可能ではあるが、S/N比が低くなる。そこで、層情報読み取り専用の溝形成による周波数エリアを設けることもありえる。特定のエリアのみ共通のフォーマットに従い、層情報媒体の各再生層に形成された多形成される周波数成分を読み取ることで目的とする再生層へのアクセスを完了した後に、同一再生層にある任意のデータエリアへトラックジャンプをし、素早いデータアクセスを行うことが可能となる。
そしてもう一つの周波数を付与する方法として、記録マーク-ギャップのくり返しによる周波数による方法が挙げられる。ウォブル周波数と異なり、媒体の全領域に周波数成分を付与することは不可能となるが、特定領域、例えば最内周部分に、層2を選択するため周波数成分を含有するマーク-ギャップ列を形成することで、S/N比の高い周波数の読み取りが可能となる。更にこの方法は記録可能媒体において大きなメリットを持つ。この事について以下に詳しく説明する。
例えば10層の多層記録媒体1を作成する場合、層情報をデータ列として持つようなデータフォーマットであったならば、10種類の原盤を用意しなければならない。高密度化された情報媒体の原盤の歩留まりは極めて悪く、10種の原盤の中で1種の原盤がNGであっても、完成した記録媒体はすべてNGとなってしまう。
しかしながら、本発明による方法を取ったのならば、すべて同一のフォーマットによる多層の形成が可能であるため、1種の原盤作製で足りる。1枚の原盤からは、転写もしくは孫転写によって無限に近い原盤の復元が可能であるため、生産性は極めて高い。また製造工程も大幅に簡略化が可能となる。完成した多層情報記録媒体は綿密な層選択が可能な記録装置によって特定エリアに層情報を含有したプリライトを各層毎に施すことにより、ユーザーの使用時は素早いデータアクセスを行うことが可能となる。なお、特定エリアに層情報を含有したプリライトを各層毎に施すのは、製造工程中であっても、ユーザーに配布された後に、ユーザーが所有する記録装置が行っても構わないが、望ましくは出荷前に製造工程の一環として、プリライトを行うことが理想的である。
また、マーク列のみからなるROM媒体では、層情報読み取り専用のマーク形成による周波数検出エリアを設けることもありえる。特定のエリアのみが共通のフォーマットに従い、層情報媒体の各再生層に形成された多形成される周波数成分を読み取ることで目的とする再生層へのアクセスを完了した後に、同一再生層にある任意のデータエリアへトラックジャンプをし、素早いデータアクセスを行うことが可能となる。
前述の検出された複数の周波数成分の中で基準周波数(Fb)と可変周波数(Fv)を見分ける方法として、図2に示すような周波数の絶対値を測定し、可変周波数成分(Fv)より層選択情報を検出することが可能である。しかし、絶対周波数を測定するためには光情報媒体の回転数を正確に設定しなければならないため、本発明の主旨からして必ずしもベストな方法ではない。そこで、例えば、必ずFb<Fvの関係にあるとした場合(あるいはFb>Fv)、Fv/Fb、Fb/Fv、Δ(Fv-Fb)/Fb、等の基準周波数(Fb)と可変周波数(Fv)の比率により計算する方法がより望ましい形態である。上記のようにする事により、正確な媒体の回転数を設定しなくても、周波数の測定から層選択情報の検出を可能となる。
検出された複数の周波数成分の中で基準周波数(Fb)と可変周波数(Fv)を別の見分ける方法として、基準周波数(Fb)と可変周波数(Fv)の周波数成分強度、すなわちC/N(もしくはS/N)の比率により計算する方法により、周波数の測定から層選択情報の検出が可能である。とりわけ前述のくり返しマーク-ギャップによる周波数表示 において有効である。
In FIG. 1, 1 indicates the entire information medium, 2 indicates a selected layer (unit) in the
As a method for providing the
In a ROM medium consisting of only mark rows, meander frequency can be formed by meandering the mark rows, but the S / N ratio is lowered. Therefore, it is possible to provide a frequency area by forming a groove dedicated to reading layer information. After completing the access to the target playback layer by reading the frequency components formed in each playback layer of the layer information medium in accordance with the format common to only a specific area, any arbitrary content in the same playback layer It is possible to perform track jump to the data area for quick data access.
As another method of applying a frequency, there is a method using a frequency by repeating a recording mark-gap. Unlike the wobble frequency, it is impossible to apply frequency components to the entire area of the medium. However, a mark-gap sequence containing frequency components is formed in the specific area, for example, the innermost part to select the layer 2 By doing so, it is possible to read a frequency with a high S / N ratio. Further, this method has a great merit in a recordable medium. This will be described in detail below.
For example, when a 10-layer
However, if the method according to the present invention is employed, it is possible to form multiple layers in the same format. A single master can be restored to an infinite number of masters by transfer or grandchild transfer, so productivity is extremely high. In addition, the manufacturing process can be greatly simplified. The completed multi-layer information recording medium can perform quick data access when used by a user by applying pre-write containing layer information in a specific area for each layer by a recording device capable of fine layer selection. In addition, it may be performed by the recording device owned by the user after distribution to the user, even during the manufacturing process, to apply the prelight containing the layer information in a specific area for each layer. Ideally, pre-write is performed as part of the manufacturing process before shipment.
Further, in a ROM medium composed only of mark rows, it is possible to provide a frequency detection area by forming a mark dedicated to reading layer information. Arbitrary ones in the same playback layer after completing access to the target playback layer by reading the frequency components that are formed in each playback layer of the layer information medium only by following a common format in a specific area It is possible to perform track jump to the data area and to perform quick data access.
As a method of discriminating the reference frequency (Fb) and the variable frequency (Fv) among the plurality of detected frequency components, the absolute value of the frequency as shown in FIG. 2 is measured, and the layer from the variable frequency component (Fv) is measured. Selection information can be detected. However, in order to measure the absolute frequency, the number of rotations of the optical information medium must be set accurately. Therefore, for example, when it is assumed that the relationship of Fb <Fv is always satisfied (or Fb> Fv), a reference frequency (Fb) such as Fv / Fb, Fb / Fv, Δ (Fv−Fb) / Fb, and a variable frequency ( A method of calculating by the ratio of Fv) is a more desirable form. By doing as described above, it is possible to detect the layer selection information from the frequency measurement without setting an accurate rotation speed of the medium.
As another method of distinguishing the reference frequency (Fb) and the variable frequency (Fv) from the detected frequency components, the frequency component intensities of the reference frequency (Fb) and the variable frequency (Fv), that is, C / N (or The layer selection information can be detected from the frequency measurement by the method of calculating by the ratio of (S / N). This is especially effective for the frequency display using the repeat mark-gap described above.
また、ドライブは厚み方向へのフォーカシング移動が容易な構造である必要があり、なおかつ情報層の周波数を、トラッキングすることなくフォーカシングのみで読み取る機構をもつことが望ましいが、周波数読み取りのS/N比が正確に読み取れない場合において、フォーカシング→トラッキング→フォーカシング→トラッキング→フォーカシング→トラッキング→・・・を繰り返しながら層情報を読み取るようにするだけで、アクセスに掛かる時間の大幅な短縮になることは明白である。
本発明による読取装置は、上記周波数を検出する機構をもたなければならない。具体的には、前述した案内溝の蛇行周波数による層選択法を行う場合、案内溝の蛇行周波数の測定が可能な機構を有しており、前述した周波数の強度比による検出を行う場合、図2に示すように、C/NもしくはS/Nを測定する機構をもつ必要がある。また、前述のマーク-ギャップのくり返し周波数による層選択を行う場合、該記録再生装置が有するRF信号の検出機構をそのまま流用することにより、周波数成分およびC/Nの検出が可能である。
特に後者のマーク-ギャップのくり返し周波数による層選択を行う場合、周波数だけでなくC/NのdB比でも検出が可能となる。しかし正確なC/Nの測定にはサンプリング数が必要となり、時間が掛かるので簡易的にキャリアー成分のdBのみで判定することが望ましい。
In addition, the drive needs to have a structure in which focusing movement in the thickness direction is easy, and it is desirable to have a mechanism for reading the frequency of the information layer only by focusing without tracking, but the S / N ratio of frequency reading It is obvious that the time required for access can be greatly shortened by simply reading the layer information while repeating focusing → tracking → focusing → tracking → focusing → tracking →. is there.
The reader according to the present invention must have a mechanism for detecting the frequency. Specifically, when performing the layer selection method based on the meandering frequency of the guide groove described above, it has a mechanism capable of measuring the meandering frequency of the guide groove, and when detecting based on the intensity ratio of the frequency described above, As shown in FIG. 2, it is necessary to have a mechanism for measuring C / N or S / N. Further, in the case of performing layer selection based on the mark-gap repetition frequency, the frequency component and C / N can be detected by using the RF signal detection mechanism of the recording / reproducing apparatus as it is.
In particular, when layer selection is performed based on the repetition frequency of the latter mark-gap, detection is possible not only by the frequency but also by the C / N dB ratio. However, accurate C / N measurement requires the number of samplings, and it takes time, so it is desirable to make a simple determination based on only the carrier component dB.
1 多層光情報媒体
2 多層光情報報媒体1中の選択される層(単位)
3 アドレス情報をもつ案内溝、もしくはマーク列
DESCRIPTION OF
3 Guide grooves with address information or mark rows
Claims (7)
各々の情報層毎に固有の周波数、および少なくとも1周波数成分からなる可変の周波数成分を付与され、該媒体を記録および/もしくは再生を行う装置は、媒体の個々の情報層に付与された周波数を検出し、前記各々の情報層に付与された固有の周波数、および可変の周波数成分を解読することにより層情報を取得することを特徴とする多層光情報媒体。 In a multilayer optical information medium having a plurality of information layers in one medium,
Each information layer is given a unique frequency and a variable frequency component consisting of at least one frequency component, and an apparatus for recording and / or reproducing the medium uses the frequency assigned to each information layer of the medium. A multilayer optical information medium characterized in that layer information is obtained by detecting and decoding a unique frequency and a variable frequency component assigned to each information layer.
In a method for manufacturing a recordable multilayer optical information medium comprising at least two information layers, after completion of the layering process of information layers created in the same format, pre-write with frequency components is applied to record or reproduce information. A method of manufacturing a multilayer optical information medium, wherein optical layer information can be acquired by acquiring a frequency component or signal intensity pre-written at the time only by focusing on a laser substrate.
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