JP2006521652A - プリグルーブ変調を有する多層光ディスク - Google Patents

Abstract

トラック中にマークを書き込むことにより、情報を記録する記録担体。この記録担体は、少なくとも第１の記録層（４０）と第２の記録層（４１）とを備えている。各層は、トラックの位置を示すプリグルーブ（１４）を有し、このプリグルーブ（１４）は、物理アドレス情報を表すように変調されたウォブルを呈している。加えて、プリグルーブは、補助制御情報をコード化するため、プリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動によって構成された、プリグルーブ変調（１３）を有している。走査装置内では、プリグルーブ変調は、反射された放射の変動によって、主検出器信号中で検出される。

Description

本発明は、トラック中にマークを書き込むことにより情報を記録する、書込可能型の記録担体に関するものである。

本発明はまた、記録担体を走査する装置、および記録担体を媒体として情報を提供する方法にも関するものである。

ある光記録担体が、国際公開ＷＯ００／４３９９６号より知られている。この記録担体は、光読出可能なマークを記録することによりその中に予め規定された態様で情報が表されるべきトラックの位置を示す、案内溝（通常、プリグルーブと呼ばれる）を備えている。プリグルーブは、長手方向の走査方向と交差する方向へのトラックの周期的な変位（以下、ウォブルと呼ぶ）によって蛇行している。ウォブルはウォブル変調を含んでおり、このウォブル変調は、たとえば、物理アドレスまたは記録制御情報といった追加情報に従って、いくつかのウォブル周期を位相反転させることにより行われる。走査装置には、トラックを走査する放射ビームを発生させるためのヘッドが設けられている。走査される面の反射率の変動によって、その走査中においてマークが検出される。反射された放射の強度の変動は、主検出系によって検出される。走査装置はさらに、プリグルーブに基づいて、トラックに対するヘッドの空間的なずれを検出するためのトラッキングサーボ信号を発生させる、補助検出器も有する。トラッキングサーボ信号は、アクチュエータを制御して、ヘッドをトラック上に位置決めするために用いられる。ウォブル変調は、補助検出器によって検出され、復調されて、物理アドレス情報が取り出される。

上記の既知の記録担体および装置の１つの問題点は、制御情報のコード化に利用可能なウォブル変調のデータ容量が、限られている点である。

したがって、本発明の１つの目的は、より大きなデータ容量で、追加制御情報を収納するための記録担体および走査装置を提供することである。

本発明の第１の側面によれば、上記の目的は、当該記録担体の入射面から入射する放射ビームによって、記録層の記録可能な領域上のトラック中にマークを書き込むことにより情報を記録する、書込可能型の記録担体であって、上記のマークが、ビームによるトラックの走査中において、第１のタイプの放射の変動により検出可能なマークであり、当該記録担体が、少なくとも第１の記録層と第２の記録層とを備え、第１の記録層が、第２の記録層よりも上記の入射面に近い位置にあり、当該記録担体が、さらに記録層同士の間に配された少なくとも１つの透明スペーサー層を備え、各層が、トラックの位置を示すプリグルーブを含んでおり、プリグルーブが、トラックの長手方向と交差する方向へのそのプリグルーブの変位により構成されたウォブルを呈しており、そのウォブルが、トラックの開始点に対する物理アドレスの物理的な位置を示す物理アドレス情報を表すウォブル変調を呈しており、プリグルーブが、そのプリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動により構成されるプリグルーブ変調を呈しており、そのプリグルーブ変調が、補助制御情報を表すものであり、上記のウォブル変調が、走査中において、第２のタイプの放射の変動により検出可能なものであり、プリグルーブ変調が、走査中において、上記の第１のタイプのさらなる変動により検出可能なものである記録担体により達成される。

本発明の第２の側面によれば、上記の目的は、上記のような記録担体上のトラックを、放射ビームによって走査する装置であって、ビームを与えるヘッドと、第１のタイプの放射の変動に起因する走査信号の変動を検出することによりトラック中のマークを検出するための、走査信号を発生させるフロントエンドユニットと、第２のタイプの放射の変動を検出することにより、上記のウォブル変調から、物理アドレス情報を取り出すウォブル検出手段と、第１のタイプの放射の変動に起因する走査信号のさらなる変動を検出することにより、第１の記録層および第２の記録層上の上記のプリグルーブ変調から、補助制御情報を取り出すプリグルーブ復調手段とを含む装置により達成される。

これらの方策の効果は、ウォブル変調に加えて、プリグルーブの第２の異なる変調が、補助制御情報の収納に利用可能となることである。このことは、補助制御データを記憶するための比較的大きな容量（たとえば、各ウォブル周期につき約１ビット）が生成されるという利点を有する。ここで、たとえば国際公開ＷＯ００／４３９９６号に記載されているような従来型のウォブル変調は、１ビットの追加制御情報を転写するのに、最大１００ものウォブル周期を必要とし得る点に留意されたい。したがって、本発明に係る記録装置は、従来型のウォブル変調において収納される制御データを読み出すよりも、ずっと短い時間で必要な制御データを読み出す。これにより、記録担体を挿入した後の起動処理のスピードが速くなる。

本発明はまた、以下の認識にも基づいている。物理アドレス情報は、トラック中に記録された（記録されるべき）データのセクタを位置特定するために用いられるものであるので、物理アドレス情報には、ウォブル変調が適している。一方、ウォブル周期自体は、回転速度および／または記録処理の同期のために用いられる。従来から、ウォブル変調内にもいくらかの追加データを収納することができるが、最近の記録システムにおいては、補助制御情報の必要性が大幅に増しており、特に高密度の多層記録システムに関してその必要性が増している。本発明の発明者は、主検出器および走査信号により検出可能なプリグルーブ変調を適用することによって（特に両方の記録層を利用することによって）、データ容量を顕著に増大させることができると考えた。

本発明に係る記録担体の１つの実施形態では、プリグルーブ変調は、補助制御情報を表すプリグルーブマークのパターンを構成するため交互に配された、深さゼロのプリグルーブ・ランド領域と、予め規定された深さおよび幅を有するプリグルーブ・ピット領域とを含むものとされる。このことは、プリグルーブを生成するために既に用いられているのと同様の製造工程を用いて、記録担体の製造時に、上記のパターンが生成されるという利点を有する。

本発明に係る記録担体の１つの実施形態では、トラック中のマークは、チャネルビット長Ｔの整数個分に対応する長さを有し、最短のマークは、ビームによりトラック上に構成される有効径を有する走査スポットにより検出可能であるために、チャネルビット長Ｔの予め規定された最少個数分ｄの長さを有し、プリグルーブ変調は、長いプリグルーブマークのキャリアパターン（ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）により構成され、その長いプリグルーブマークは、上記の走査スポットの有効径よりも実質的に長くあるために、チャネルビット長Ｔの上記の予め規定された最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有する。長いプリグルーブマークを用いることの効果は、走査信号の最大の振幅に基づいて、焦点オフセットが検出可能となることである。有利なことに、焦点の調整と補助制御情報の取出しとが、プリグルーブ変調を有する同一の領域に基づくこととなり、これにより、記録担体を挿入した後の装置の起動スピードが速くなる。驚くべきことに、そのようにして検出された焦点オフセットは、マークの読出時または記録時におけるエラーを低減させるための最適な焦点オフセットに、実質的に対応する。長いプリグルーブマークは、走査スポットの有効径よりも実質的に長いマークである。この走査スポットの有効径は、少なくとも予め規定された最小サイズからマークの読出しを行うのに有効であり、通常、放射強度がそのピーク値の５０％に落ち込む個所の直径として定義される。有利なことに、オフセット調整中において振幅を最大とするために必要とされるのは、長いマークのキャリアパターンを有する焦点調整領域のみである。

本発明に係る記録担体の１つの実施形態では、各記録層は、プリグルーブが上記のプリグルーブ変調を呈するディスク情報領域を含み、そのディスク情報領域は、記録層の記録可能な領域よりも実質的に小さく、特に、各記録層のディスク情報領域が、互いに対応する半径方向位置に配される。このことは、各記録層について個別にディスク情報が入手可能になるという利点を有する。有利なことに、互いに対応する位置に情報領域を配すると、層間の切換えの際に読出ヘッドが半径方向にジャンプする必要がなくなるので、補助制御情報の読出時間が減る。

本発明に従う記録担体および装置の他の好ましい実施形態は、さらに別の請求項に示されている。

本発明の上記およびその他の側面は、以下において図面を参照しながら例として説明する実施形態を参照することにより、さらに明らかとなる。図中において、前に述べた要素に対応する要素は、同一の参照番号を有する。

図１ａは、トラック９と中心穴１０とを有する、ディスク形状の記録担体１１を示している。トラック９は、情報層上において実質的に平行なトラックを構成する、複数回転の螺旋パターンに従って配されている。この記録担体は、記録可能な情報層を有する光ディスクであってもよい。記録可能型のディスクの例としては、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、およびＤＶＤ＋ＲＷが挙げられる。記録可能型の記録担体上のトラック９は、空の記録担体の製造時に付与された、予めエンボス形成されたトラック構造（たとえばプリグルーブ）により示されている。記録された情報は、トラックに沿って記録された光検出可能なマークにより、情報層上に表される。これらのマークは、第１の物理パラメータの変動により構成され、それにより周辺部分とは異なる光学的特性を有する。これらのマークは、反射ビームの変動（たとえば反射率の変動）によって検出可能である。

図１ｂは、記録可能型の記録担体１１の、直線ｂ−ｂに沿って得られた断面図である。図１ｂでは、透明基板１５に、記録層１６および保護層１７が付与されている。トラック構造は、たとえば、走査時において読出／書込ヘッドがトラック９を辿ることを可能とする、プリグルーブ１４により構成されている。プリグルーブ１４は、凹状部として実装されても凸状部として実装されてもよいし、プリグルーブの材料とは異なる光学的特性を有する材料からなっていてもよい。プリグルーブは、走査時において、読出／書込ヘッドがトラック９を辿ることを可能とする。トラック構造はまた、周期的にサーボ信号を生じさせる、規則的に分配された複数のサブトラックにより形成されてもよい。記録担体は、たとえばビデオ情報やオーディオ情報といったリアルタイム情報を担持するよう意図されたものであってもよいし、コンピュータデータ等の他のデータを担持するよう意図されたものであってもよい。

図１ｃは、トラックのウォブルの一例を示した図である。この図は、トラックの交差方向位置の周期的な変動（これがウォブルとも呼ばれる）を示している。この変動は、補助検出器中（たとえば、走査装置のヘッド内の中心スポットにある分割検出器により発生させられるプッシュプルチャネル中）において、追加の信号が生じるようになす。ウォブルは、たとえば周波数変調されており、位置情報がその変調中にコード化されている。そのようにコード化されたディスク情報を含む、書込可能型のＣＤシステムにおける図１ｃに示したような従来技術のウォブルに関する包括的な説明が、米国特許第４，９０１，３００号（整理番号ＰＨＮ１２．３９８）および第５，１８７，６９９号（整理番号ＰＨＱ８８．００２）に記載されている。

走査による読出時において、ウォブル変調は、第２のタイプの放射の変動によって検出可能である。この第２のタイプの放射の変動の例としては、トラッキングサーボ信号を発生させるための検出器セグメントまたは追加の検出器により検出可能な、反射ビームの断面強度の変動が挙げられる。トラッキングサーボシステムのためにウォブルを検出することは、上記のＣＤ−ＲおよびＣＤ−ＲＷシステムより周知である。ウォブル変調は、たとえば図６に示されているように、物理アドレスをコード化するのに用いられる。一方、ウォブル復調は、図７に示されている。

ユーザーデータは、たとえばＣＤまたはＤＶＤのチャネルコード化方式に従う、チャネルビットと呼ばれる単位を単位とする離散的な長さを有するマークにより、記録担体上への記録が可能である。各マークは、チャネルビット長Ｔの整数個分に対応する長さを有する。使用される最短のマークは、トラック上において有効径を有する走査スポットにより検出可能であるために、チャネルビット長Ｔの予め規定された最少個数分ｄの長さを有する。上記の有効径は、通常、最短のマークの長さにほぼ等しい。

本発明によれば、記録担体は、プリグルーブが補助制御情報をコード化するように変調された、補助制御領域１２を有している。補助制御領域１２内では、プリグルーブは、補助制御情報を表すため、プリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動により構成された、プリグルーブ変調を呈する。走査中において、プリグルーブ変調は、反射ビームの変動により検出可能なトラック中のマークに起因する変動に類似した反射ビームの変動、たとえば反射率のさらなる変動によって検出可能である。

ある実施形態では、補助制御領域１２は、記録層上の予め規定された位置に配される。この予め規定された位置は、図中では長方形１２によってトラック９の一部として模式的に示されているが、実際には、補助制御領域１２は、補助制御情報のコード化を可能とするのに十分な長さ、たとえばトラックの数回のうねり分の長さを有する。特に、トラック内のアドレスを読み出す必要なしに光ヘッドの半径方向の位置決めに基づいて、装置が補助制御領域の位置を特定できるようにするため、上記の予め規定された位置は、予め規定された半径範囲をカバーしていてもよい。

ある実施形態では、補助制御領域１２は、以下に説明するような最良の焦点オフセットを設定するための焦点調整処理を実行するために与えられた、焦点調整領域として構成されてもよい。このことは、ユーザーデータの読出信号における低いジッタを結果としてもたらす。焦点調整領域には、その記録担体の製造時において、長いマークのキャリアパターンが付与される。キャリアパターンは、走査スポットの有効径よりも実質的に長くあるため、ユーザーデータのコード化に用いられる最短のマークの長さに比べて長くされた、予め書き込まれたマークの連なりである。この長いプリグルーブマークは、とりわけ、チャネルビット長Ｔの予め規定された最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有する。キャリアパターンは、単一の長さを有する複数の長いプリグルーブマークにより構成されてもよいし、数種類の長さを用いた予め規定されたパターンであってもよいし、補助制御情報をコード化するためにランダムに変動または変調されたパターンであってもよい。

本発明のある実施形態では、主情報を記録するための最短のマークは、チャネルビット長３個分の長さを有し、このことは通常ｄ＝３Ｔまたは３Ｉと表記される。たとえばＤＶＤでは、チャネルコードは、最小長さ３Ｔと最大長さ１１Ｔとを有するＲＬＬ（２，１０）コードであり、一方、１４Ｔのマークが同期のために用いられる。かかるシステムでは、長いマークは、少なくとも６Ｔまたは７Ｔの長さを有し、好ましくは少なくとも８Ｔの長さを有する。ある実用的な単調キャリアパターンは、たとえばピットと介在するランドとが１１Ｔの長さを有するといったような、単一サイズの長いマークを有する。ここで、チャネルビット長の予め規定された個数分に対応するウォブルに対して、その予め規定された個数に適合するパターンを構成するように、適切なプリグルーブマーク長が選択される点に留意されたい。ＤＶＤ＋ＲＷの場合のような３２チャネルビットのウォブルに対しては、適切な長さは、８Ｔのプリグルーブ・ランドと交互に配された、８Ｔのプリグルーブ・ピットである。情報を長いマークにコード化するための適切な長さ範囲は、６Ｔから１４Ｔ、または１０Ｔから１２Ｔの範囲である。

本発明によれば、プリグルーブは、以下に説明するような、プリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動により構成された、プリグルーブ変調を与えられる。プリグルーブ変調は、補助制御情報のような補助情報をコード化する。ここで、補助情報は、走査装置またはホストコンピュータにおいて処理される制御情報（たとえば、記録された情報にアクセスするためのコード、コピーコントロールを支援する識別子、著作権侵害防止情報、およびその他のアクセス機構）に用いることができる点に留意されたい。追加のデータチャネル中の制御情報は、不正なコピーを防止するための固有の識別コードまたは透かしを表すものであってもよい。ある実施形態では、追加情報が、ユーザーに対して利用可能とされる。追加情報は、たとえばオーディオまたはビデオ素材を処理、解凍、または編集するためのソフトウェアプログラムであってもよく、あるいは、かかるソフトウェアの機能をユーザーが試用するための、そのソフトウェアプログラムの「フリーウェア」版であってもよい。ある実施形態では、追加情報は、たとえば映画の予告編や何らかのオーディオのＭＰ３版といったような、オーディオまたはビデオコンテンツ情報とされる。ユーザーは、その映画またはオーディオの完全版に興味を抱くかもしれない。プロバイダは、かかる完全版を、たとえばインターネットを介して入手可能としてもよく、その場合、その完全版を記録担体にダウンロードおよび記録することが可能となる。実際には、記録担体からの完全版の取得およびアクセスは、やはりプリグルーブ変調内に含まれている、アクセスコードによって管理される。たとえば、プロバイダは、数個（たとえば５個）の映画またはソフトウェアプログラムの予告編をユーザーに提示し、そのうちの１つのみをユーザーが記録することを許可してもよい。その場合、ユーザーは、記録可能なディスクを購入する際に、１つの映画に対する料金を支払う。こうして、コンテンツプロバイダは、コンテンツ情報の１つ以上のサンプルを伴う記録担体を販売し、それらサンプルの完全版を、とりわけインターネット等のネットワークを介して、ユーザーに対して入手可能とする。

図１ｄは、幅の変動によるプリグルーブ変調を有するウォブルを示している。この図は、プリグルーブ変調１３を有する、ウォブル状とされたプリグルーブ１４を示している。プリグルーブの形状、すなわちここでは局所的な断面形状が、コード化されるべき追加情報信号に従って変化させられている。かかる形状の変化は、走査中においてトラックから反射される放射に影響を与え、それにより検出が可能である。図に示されているように、ここではプリグルーブの幅が、デジタル変調パターンに従って変調される。

図１ｅは、深さの変動によるプリグルーブ変調を有するウォブルを示している。図に示されているように、予め規定された深さを有するプリグルーブ・ピット領域１８と、深さゼロを有する（すなわちプリグルーブが存在しない）プリグルーブ・ランド領域１９とを構成するために、深さがデジタル的に変動させられている。これに代えて、別の深さの変動態様を用いてもよい。

かかる記録担体の製造のためには、マスターディスクが作製される。マスタリング処理において、レーザービームレコーダーによってプリグルーブが書き込まれる。トラックの公称中心位置に交差方向の小さなオフセットを加えることによりウォブルが作製され、さらに、プリグルーブの形状変調を与えるために、マスタリング用レーザービームのレーザーパワーの強度が変調される。

トラックに沿ったプリグルーブ（幅、深さ）の変調は、追加のデータチャネルを生成するのに用いられる。その場合、未記録状態のディスク（Ｒ型またはＲＷ型）は、追加のマスタリングされたデータ、たとえば記録制御データを含む。補助データは、主ユーザーデータのコード化に用いられるチャネルコードと、類似または同一のチャネルコードを用いてコード化されてもよい。このことは、追加データをデコードするのに何ら追加の回路構成が必要とされないという利点を有する。ある実施形態では、異なる変調が、すなわち主ユーザーデータのコード化に用いられるチャネルコードとは異なるチャネル変調コードが用いられる。このことは、情報をプリグルーブにコード化するのに、プリグルーブの他の特性を乱さないように最適化された任意の変調を用いることを可能とする。たとえば、パルスの位置によって追加データをコード化する、「一定長パルス」を有する変調を用いることができる。高周波データとも呼ばれる主ユーザーデータは、変調されたプリグルーブ上に重畳されてもよい。プリグルーブ内の追加データは、ランレングス変調、周波数変調、振幅変調、位相変調、または重畳された高周波の主ユーザーデータとその追加データとを区別するのに最良な他の任意の変調方式によって、変調され得る。

ＤＶＤ＋Ｒまたは＋ＲＷ型の記録担体のある実施形態では、プリグルーブ変調は、リードイン領域内の保護領域またはバッファ領域に適用される（他の個所として、リードアウト領域や、二層ＤＶＤ＋Ｒまたは二層ＤＶＤ＋ＲＷの中間領域等であってもよい）。連続的なプリグルーブに代えて、単調型または複調型のプリグルーブ・ピットおよびランドを用いてもよい。ここで、溝（グルーブ）から得られるＡＤＩＰ情報は、依然として存在しており読出可能である点に留意されたい。一例として、二層逆行トラックパスＤＶＤ＋Ｒディスクが用いられ得る。この場合、プリグルーブ・ピットおよびランドは、Ｌ０層（レーザーに最も近い層）のリードイン領域の保護領域３内、およびＬ１層のリードアウト領域（Ｌ０層のリードイン領域の下）内に配される。

記録担体のある実施形態では、プリグルーブ変調を有するトラックのうねりは、プリグルーブ変調を有さない、または予め規定された別のプリグルーブ変調を有するトラックのうねりと、交互に配される。かかるパターンによれば、隣接する溝同士のいわゆるウォブルビートおよび／またはクロストークが最小とされる。

図２は、プリグルーブ復調を有する走査装置を示した図である。この装置には、記録担体１１上のトラックを走査する手段が設けられており、この手段は、記録担体１１を回転させる駆動ユニット２１と、ヘッド２２と、ヘッド２２をトラック上に位置決めするためのサーボユニット２５と、制御ユニット２０とを含んでいる。ヘッド２２は、放射ビーム２４を発生させる既知のタイプの光学系を含んでおり、この放射ビーム２４は、光学素子を介して導かれ、記録担体の情報層のトラック上の放射スポット２３に合焦させられる。放射ビーム２４は、たとえばレーザーダイオードといった放射源により発生させられる。ヘッドはさらに、放射ビーム２４の焦点をビームの光軸に沿って移動させる焦点アクチュエータと、トラック中心の半径方向位置にスポット２３を精度よく位置決めするためのトラッキングアクチュエータとを含んでいる（図示せず）。トラッキングアクチュエータは、光学素子を半径方向に移動させるコイルを含んでいてもよいし、あるいは反射素子の角度を変更するように構成されていてもよい。焦点アクチュエータおよびトラッキングアクチュエータは、サーボユニット２５からのアクチュエータ信号によって駆動される。読出しの際には、情報層により反射された放射が、ヘッド２２内にある通常のタイプの検出器（たとえば４分割ダイオード）によって検出され、フロントエンドユニット３１に結合される検出器信号が発生させられ、このフロントエンドユニット３１において、様々な走査信号が発生させられる。走査信号には、主走査信号３３と、トラッキングおよび焦点調整用の誤差信号３５とが含まれる。誤差信号３５は、上記のトラッキングアクチュエータおよび焦点アクチュエータを制御するため、サーボユニット２５に結合される。誤差信号３５はまた、ウォブル変調から物理アドレスを取り出すため、ウォブル復調ユニット３６にも結合されている。ウォブル検出の１つの詳細な実施形態が、図７に示されている。情報を取り出すため、主走査信号３３は、復調器、デフォーマッタ、および出力ユニットを含む、通常のタイプの読出処理ユニット３０によって処理される。

制御ユニット２０は、情報の走査および取出しを制御するものであり、ユーザーまたはホストコンピュータからコマンドを受け取るように構成されていてもよい。制御ユニット２０は、制御ライン２６（たとえばシステムバス）を介して、装置内の他のユニットに接続されている。制御ユニット２０は、たとえば以下に述べる処理および機能を実行するためのマイクロプロセッサ、プログラムメモリ、およびインターフェースといった、制御回路構成を含んでいる。制御ユニット２０はまた、論理回路内にステートマシンとして実装されていてもよい。ある実施形態では、制御ユニットは、読出処理ユニット３０を介して、プリグルーブから追加情報を取り出す機能を実行する。

この装置は、以下のようにして走査信号中のプリグルーブ変調を検出する、プリグルーブ復調ユニット３２を有している。主走査信号３３が、フロントエンドユニット３１から受信される。信号３３中の主情報のマークに起因する成分が除去され、プリグルーブ変調のマークに起因する成分が分離される。ある実施形態では、復調ユニットは、長いマークに合わせて特に調整された低域通過作用または帯域通過作用を有する、フィルタユニット３４を有している。補助制御情報は、プリグルーブ復調ユニット３２によって、プリグルーブ変調から取り出される。補助信号のデータクロックを再構築するためのタイミングリカバリは、ウォブル周波数またはプリグルーブ変調自体に基づいたものであってもよい。ある実施形態では、タイミングリカバリは、主データ用に取得されたデータクロックに基づいたものとされる。補助データのデータビットを検出するために、同期検出が適用されてもよい。ある実施形態では、プリグルーブ変調に、ユーザーデータに用いられるチャネルコードとは異なるチャネルコードおよび／またはエラー訂正コードが与えられ、復調ユニット３４に、専用のチャネルコード復調器および／またはエラー訂正ユニットが設けられる。

ある実施形態では、上記の装置には、書込可能型または書換可能型の記録担体上（たとえば、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、またはＢＤ上）に情報を記録するための、記録手段が設けられる。この記録手段は、ヘッド２２およびフロントエンドユニット３１と協働して、書込用の放射ビームを発生させるものであり、入力情報を処理してヘッド２２を駆動させる書込信号を発生させるための書込処理手段を含んでいる。この書込処理手段は、入力ユニット２７、フォーマッタ２８、および変調器２９を含んでいる。情報を書き込むため、放射ビームは、光検出可能なマークを記録層内に生成するように制御される。マークは、光読出可能ないかなる形態のものであってもよく、たとえば、染料、合金、または相変化材料といった材料に記録を行う際に得られる、周辺部分と異なる反射係数を有する領域の形態であってもよいし、光磁気材料に記録を行う際に得られる、周辺部分と異なる分極方向を有する領域の形態であってもよい。

光ディスクへの記録およびフォーマット化のための情報の書込および読出技術、誤差修正技術、およびチャネルコード化の規則は、当該技術分野において（たとえばＣＤシステムやＤＶＤシステムより）よく知られている。ある実施形態では、入力ユニット２７は、アナログオーディオおよび／またはビデオ信号や圧縮されていないデジタルオーディオ／ビデオ信号といった入力信号のための、圧縮手段を含む。適当な圧縮手段は、ビデオ信号に関してはＭＰＥＧの規格に記載されている。ここで、ＭＰＥＧ−１はＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２において規定されたものであり、ＭＰＥＧ−２はＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８において規定されたものである。あるいは、入力信号は、そのような規格に従って既にコード化されているものであってもよい。

図３は、多層光ディスクを示した図である。Ｌ０は第１の記録層４０であり、Ｌ１は第２の記録層４１である。第１の透明層４３が第１の記録層を覆っており、スペーサー層４２が両記録層４０と４１とを隔てており、基板層４４が第２の記録層４１の下に示されている。第１の記録層４０は、第２の記録層４１よりも、記録担体の入射面４７に近い位置に配されている。Ｌ０層上に合焦させられた第１の状態４５のレーザービーム、およびＬ１層上に合焦させられた第２の状態４６のレーザービームが示されている。各記録層は、補助制御情報をコード化したプリグルーブマークのパターンを有している。

多層ディスクは、ＤＶＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ビデオといった、読出専用の予め記録されたディスクとして既に入手可能である。二層ＤＶＤ＋Ｒディスクも近年提案されており、これは好ましくは二層ＤＶＤ−ＲＯＭの規格と互換性を有するべきものである。両層の反射レベルは、＞１８％である。Ｌ０層は、５０から７０％程度の透過率を有している。スペーサー層は、典型的には３０から６０μｍの厚さで２つの層を隔てる。Ｌ１層は、高い反射率を有する層であり、極めて高感度である必要がある。書換可能型の二層ディスクも提案されている。Ｌ０層は、４０から６０％程度の透過率を有する。両層の実効反射率は、典型的には７％であるが、より低いまたはより高い値もあり得る（３％から１８％程度）。三層以上の記録層を有する書込可能型および書換可能型の光記憶媒体も考えられる。

図４は、焦点誤差信号のＳ字曲線を示した図である。この図には、記録層より下の位置から記録層より上の位置まで変化させられた焦点に対する、焦点誤差信号４８が示されている。たとえば、単層型の＋ＲＷまたはＲＯＭでは、焦点誤差をＳ字曲線のゼロ交差点４９に保つことによって、最適な焦点オフセットが見出される。予め記録されたデータに対して最適化することにより、追加の微調整が行われてもよい（ＲＯＭディスクの場合）。二層ＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤＶＤ−９）では、焦点誤差をＳ字曲線のゼロ交差点に保ち、その後さらにジッタに対して最適化することによって、最適な焦点オフセットが見出される。ここで、最適な焦点オフセットは、焦点が合わせられていない他の層からの迷光、および／または焦点が合わせられている層の理想的でない深さに起因する光学収差を被るが、これは、ジッタに対して最適化することによって補償することができる。二層ＤＶＤ＋Ｒ／＋ＲＷには、ジッタ値を最適化するための予め記録されたデータが存在しない。

ある実施形態では、装置は、焦点サーボユニット２５内に組み込まれた焦点調整機能を有している。まず、プリグルーブ変調を有するプリグルーブのある領域により構成された、焦点調整領域が検出される。続いて、焦点調整領域内のキャリアパターンを走査し、上記の長いマークに起因する走査信号の振幅をモニタリングすることにより、最良の焦点が検出される。特に、焦点オフセットを変化させることにより、最大の振幅が見出される。また、長いプリグルーブマークに起因する信号の振幅を検出するのに読出ユニット３０内に利用可能に存在する読出回路構成を利用することとして、焦点調整ユニットが、ソフトウェア機能として制御ユニット２０内に実装されてもよい。ある実施形態では、多層ディスクに対する焦点調整機能が、各層に対して個別に実行される。各層上の焦点調整領域の位置が特定され、第１の層について上記で示したような各工程がさらに実行される。正しい焦点オフセットを見出すことは、記録可能型および書換可能型のディスクに書込みを行う際に重要である。最適でない焦点オフセットを用いると、データが最適でない態様でディスク上に書き込まれてしまい、このことが、書込パワーおよびジッタ値の増大をもたらす（特に読出時において）。

図５は、変調されたウォブル、プリグルーブ変調、および読出信号を示した図である。ｘ軸は時間を示しており、ｙ軸は信号値を示している。上側の曲線５１は、公称ゼロ位置から半径方向にずれる信号として、ウォブルを示している。ウォブルの位相は、位相反転５２で示されるように、物理アドレスをコード化するように変調される。ウォブル変調は、トラックの開始点に対する各物理アドレスの物理的な位置を示す、物理アドレス情報を表している。ウォブル変調は、たとえばＤＶ＋ＲＷより知られており、国際公開ＷＯ００／４３９６６号に詳細に説明されている。本発明によれば、ウォブルを構成するプリグルーブは、プリグルーブ・ランド領域５３とプリグルーブ・ピット領域５４とを交互に配することにより変調される。下側の曲線５６は、読出ヘッド内の検出器により発生させられる結果としての読出信号を示しており、これは通常、中央開口（ｃｅｎｔｒａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ；ＣＡ）信号と呼ばれる。この信号は、プリグルーブ・ピットの反射率（溝反射レベル）と、プリグルーブ・ランドの反射率（ミラー様反射レベル）との差により発生させられる。この信号は、ディスク上の溝とミラー領域との反射率の差に相当する（典型的には、反射レベルの１０−１５％）。これに代えて、たとえば半径方向および接線方向のプッシュプルといった、他の読出方法が採用されてもよい。ここで、ウォブル周期または変調をＣＡ読出信号から検出することはできないが、プリグルーブ・ランド領域５３がＣＡ信号中にパルス５５をもたらし、一方、中間信号部５７は、プリグルーブ・ピットに起因するものと解釈される点に留意されたい。プリグルーブ変調に起因するプリグルーブ信号成分５５、５７を復調する処理は、比較的単純明快である。ある実施形態では、各プリグルーブ信号成分が、ウォブルＰＬＬクロックと直接関連付けられる。サンプルフィルタリングおよび閾値検出を採用してもよい。ピットが大きい場合（＞８Ｔ）は、記号間の干渉は無視できるものであり、信号の周波数および大きさは固定である。信号から復調されたチャネルビットは、チャネルコード化アルゴリズム（たとえば、ＣＤシステムまたはＤＶＤシステム内において主データ用に用いられるのと同一のチャネルコード化）に従って、補助情報へとデコードされる。ある実施形態では、プリグルーブ・ランド領域およびピット領域に補助情報をコード化するのに、専用のチャネルコード化アルゴリズムが用いられ、このアルゴリズムは、たとえば１０から１４チャネルビットのプリグルーブマーク長のみを使用するものとされる。

ある実施形態では、プリグルーブ変調は、ウォブル変調と位置合わせされる。図５に示すように、プリグルーブ・ピット領域およびランド領域は、ウォブルの正弦波形状と位置合わせされる。プリグルーブマークの長さは、プリグルーブ変調の各パターンがウォブル周期の長さ内に収まることを可能とするように選択される。あるいは、プリグルーブ変調は、位相反転５２のような、ウォブル変調の重要な成分を構成するウォブル部分、とりわけプリグルーブ変調を含まない重要なウォブル部分と位置合わせされてもよい。

図６は、ウォブル変調内におけるＡＤＩＰ情報を示した図である。ウォブル変調は、ＤＶＤ＋ＲＷシステムにおいてアドレス・イン・プリグルーブ（ＡＤＩＰ）と呼ばれる、追加情報をコード化する。各ＡＤＩＰビット６５は、ＡＤＩＰビット同期（３２チャネルビットに対応する１ウォブル周期６４）と、それに続くＡＤＩＰワード同期フィールド（３ウォブル周期）と、４ウォブル周期のＡＤＩＰデータビットフィールドと、それに最後に続く８５回の単調（すなわち変調されていない）ウォブル周期とにより構成されている。図６には、ワード同期フィールドが反転させられたウォブルを有し、データビットフィールドが変調されていないウォブルを有する、ＡＤＩＰワード同期としてコード化された第１のウォブル６１が示されている。第２のウォブル６２は、データビット値０をコード化しており、第３のウォブル６３は、値１のデータビットをコード化している。

図７は、ウォブル復調ユニットを示した図である。入力ユニット７１は、トラックを走査するヘッドから導出されるプッシュプル信号を供給する。フィルタ７２は、ウォブル周波数を分離してウォブル信号を発生させるために、高域通過フィルタおよび低域通過フィルタによって信号をフィルタリングする。位相ロックループ７３は、ウォブル周波数にロックされており、３２倍逓倍器７５を介して、チャネルビットの単位でマークを記録するための同期書込クロックを発生させる。同期ウォブルユニット７４は、やはりウォブル信号を受信する乗算器７６に、ウォブルクロック周期を供給する。乗算器７６の出力は、積分・ダンプユニット７７内において積分され、その出力は、サンプリングスイッチを介して、同期閾値検出器７８へとサンプリングされる。この同期閾値検出器７８は、ＡＤＩＰビット同期を検出するＡＤＩＰビット同期装置に接続されている。第２の乗算器８１には、２つの反転ウォブルおよび２つの非反転ウォブルを有する４ウォブル周期分の信号と、４ウォブル周期に亘る同期検出のための第２の入力部上のウォブル信号とが供給される。第２の積分・ダンプユニット８２は、乗算器８１の出力信号を積分する。一方、ビット値閾値検出器８３は、コード化されたビットの値を検出するためのものである。

以上、本発明を、主として反射率の変化に基づく光ディスクを用いた実施形態によって説明してきたが、本発明は他の記録担体にも適している。それにはたとえば、矩形の光カード、光磁気ディスク、または書込可能な記録担体上に予め適用されたパターンを有するあらゆるタイプの情報記憶系が含まれる。ここで、この明細書、図面、および特許請求の範囲において、「含む」または「備える」との語は、列挙された以外の要素または工程の存在を排除するものではなく、また、ある要素の前に置かれた「１つの」との語は、かかる要素が複数存在することを排除するものではない点に留意されたい。また、いずれの参照番号も本発明の範囲を限定するものではなく、本発明はハードウェアとソフトウェアとの両方によって実装可能であり、また、いくつかの「手段」または「ユニット」がハードウェアまたはソフトウェアの同一の項目により実現されてもよい点にも留意されたい。さらに、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想は、上記に説明した各々すべての新規な特徴および特徴の組合せに内在する。

ディスク形状の記録担体の上面図 図１ａの記録担体の断面図 トラックのウォブルの一例を示した図 幅の変動によるプリグルーブ変調を有するウォブルを示した図 深さの変動によるプリグルーブ変調を有するウォブルを示した図 プリグルーブ復調を有する走査装置を示した図 多層光ディスクを示した図 焦点誤差信号のＳ字曲線を示した図 変調されたウォブル、プリグルーブ変調、および読出信号を示した図 ウォブル変調内のＡＤＩＰ情報を示した図 ウォブル復調ユニットを示した図

Claims (13)

1. 当該記録担体の入射面から入射する放射ビームによって、記録層の記録可能な領域上のトラック中にマークを書き込むことにより情報を記録する、書込可能型の記録担体であって、前記マークが、ビームによる前記トラックの走査中において、第１のタイプの放射の変動により検出可能なマークであり、当該記録担体が、
   − 少なくとも第１の記録層と第２の記録層とを備え、前記第１の記録層が、前記第２の記録層よりも前記入射面に近い位置にあり、
   − 前記記録層同士の間に配された少なくとも１つの透明スペーサー層を備え、
   − 各層が、前記トラックの位置を示すプリグルーブを含んでおり、該プリグルーブが、前記トラックの長手方向と交差する方向への該プリグルーブの変位により構成されたウォブルを呈しており、該ウォブルが、前記トラックの開始点に対する物理アドレスの物理的な位置を示す物理アドレス情報を表すウォブル変調を呈しており、前記プリグルーブが、該プリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動により構成されるプリグルーブ変調を呈しており、該プリグルーブ変調が、補助制御情報を表すものであり、前記ウォブル変調が、前記走査中において、第２のタイプの前記放射の変動により検出可能なものであり、前記プリグルーブ変調が、前記走査中において、前記第１のタイプのさらなる変動により検出可能なものであることを特徴とする記録担体。
2. 前記第１のタイプの変動が、前記放射に対する前記トラックの反射レベルの変動であることを特徴とする請求項１記載の記録担体。
3. 前記プリグルーブ変調が、前記プリグルーブの深さまたは幅の変動により構成されていることを特徴とする請求項１記載の記録担体。
4. 前記プリグルーブ変調が、前記補助制御情報を表すプリグルーブマークのパターンを構成するため交互に配された、深さゼロのプリグルーブ・ランド領域と、予め規定された深さおよび幅を有するプリグルーブ・ピット領域とを含むことを特徴とする請求項３記載の記録担体。
5. 前記トラック中の前記マークが、チャネルビット長Ｔの整数個分に対応する長さを有しており、最短のマークが、前記ビームにより前記トラック上に構成される有効径を有する走査スポットにより検出可能であるために、前記チャネルビット長Ｔの予め規定された最少個数分ｄの長さを有しており、前記プリグルーブ変調が、長いプリグルーブマークのキャリアパターンにより構成されており、前記長いプリグルーブマークが、前記走査スポットの前記有効径よりも実質的に長くあるために、前記チャネルビット長Ｔの前記予め規定された最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有していることを特徴とする請求項１記載の記録担体。
6. 前記予め規定された最少個数分ｄが、前記チャネルビット長Ｔの３個分であり（ｄ＝３Ｔ）、前記長いマークが、少なくとも６Ｔの長さ、とりわけ８Ｔから１４Ｔの範囲内にある長さを有することを特徴とする請求項５記載の記録担体。
7. 前記プリグルーブ変調が、予め規定されたチャネルコード化アルゴリズムに従って前記プリグルーブマークによりコード化された前記補助制御情報を表しており、前記予め規定されたチャネルコード化アルゴリズムが、前記トラック中の前記マークに前記情報をコード化するためのチャネルコード化アルゴリズムとは異なるアルゴリズムであることを特徴とする請求項４または５記載の記録担体。
8. 前記プリグルーブ変調が、前記ウォブル変調と位置合わせされていることを特徴とする請求項１記載の記録担体。
9. 各記録層が、前記プリグルーブが前記プリグルーブ変調を呈するディスク情報領域を含み、該ディスク情報領域が、前記記録層の前記記録可能な領域よりも実質的に小さく、かつ各記録層の前記ディスク情報領域が、実質的に対応する半径方向位置に配されていることを特徴とする請求項１または２記載の記録担体。
10. 記録担体上の、記録層の記録可能な領域上のマークを含むトラックを、前記記録担体の入射面から入射し、前記トラック上において有効径を有する走査スポットを構成する放射ビームによって、走査する装置であって、
    前記記録担体が、
    − 少なくとも第１の記録層と第２の記録層とを備え、前記第１の記録層が、前記第２の記録層よりも前記入射面に近い位置にあり、
    − 前記記録層同士の間に配された少なくとも１つの透明スペーサー層を備え、
    − 各層が、前記トラックの位置を示すプリグルーブを含んでおり、該プリグルーブが、前記トラックの長手方向と交差する方向への該プリグルーブの変位により構成されたウォブルを呈しており、該ウォブルが、前記トラックの開始点に対する物理アドレスの物理的な位置を示す物理アドレス情報を表すウォブル変調を呈しており、前記プリグルーブが、該プリグルーブの形状に関連する物理パラメータの変動により構成されるプリグルーブ変調を呈しており、該プリグルーブ変調が、補助制御情報を表すものである記録担体であって、
    当該装置が、
    − 前記ビームを与えるヘッドと、
    − 第１のタイプの放射の変動に起因する走査信号の変動を検出することにより前記トラック中のマークを検出するための、走査信号を発生させるフロントエンドユニットと、
    − 第２のタイプの前記放射の変動を検出することにより、前記ウォブル変調から、前記物理アドレス情報を取り出すウォブル検出手段と、
    − 前記第１のタイプの前記放射の変動に起因する走査信号のさらなる変動を検出することにより、前記第１の記録層および前記第２の記録層上の前記プリグルーブ変調から、前記補助制御情報を取り出すプリグルーブ復調手段とを含むことを特徴とする装置。
11. 前記記録担体上において、前記マークが、チャネルビット長Ｔの整数個分に対応する長さを有しており、最短のマークが、前記有効径を有する前記走査スポットにより検出可能であるために、前記チャネルビット長Ｔの予め規定された最少個数分ｄの長さを有しており、前記プリグルーブ変調が、長いプリグルーブマークのキャリアパターンにより構成されており、前記長いプリグルーブマークが、前記走査スポットの前記有効径よりも実質的に長くあるために、前記チャネルビット長Ｔの前記予め規定された最少個数分ｄの少なくとも２倍の長さを有しており、前記プリグルーブ復調手段が、前記長いプリグルーブマークに起因する前記走査信号の前記さらなる変動を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 前記プリグルーブ復調手段が、予め規定されたチャネルコード化アルゴリズムに従って前記プリグルーブ変調にコード化された、前記補助制御情報を取り出すように構成されており、前記予め規定されたチャネルコード化アルゴリズムが、前記トラック中の前記マークに情報をコード化するためのチャネルコード化アルゴリズムとは異なるアルゴリズムであることを特徴とする請求項１０または１１記載の装置。
13. まず前記プリグルーブ復調手段を介して前記補助制御情報を取り出し、続いて前記記録担体の制御領域内に該補助制御情報を記録するための、制御ユニットを含むことを特徴とする請求項１０から１２いずれか１項記載の装置。

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