JP2008159137A - 光記録再生方法、光記録再生装置、光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録媒体の記録層の設計の自由度を高めながらも、正確に光記録再生できるようにする。
【解決手段】光記録再生装置１００によってレーザー光Ｚを照射して、３層以上の記録層を有する光記録媒体１を記録再生する光記録再生方法であって、光記録媒体１が光記録再生装置１００にマウントされた際に、レーザー光Ｚを利用して光記録媒体１の記録層の位置を計測するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光によって再生が可能な記録層を複数備える光記録媒体、及びこの光記録媒体を記録再生する光記録再生方法に関する。

現在、デジタル動画コンテンツの視聴やディジタルデータの記録のために、ＣＤ−ＤＡ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等が広く利用されている。一方で近年、動画の高精細化や扱うディジタルデータの大容量化に対応するために、ＣＤ、ＤＶＤよりも大容量の動画やデータを収録できる、いわゆる次世代型ＤＶＤの商品化が始まってきている。次世代型ＤＶＤの規格の一つであるＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（ＢＤ）規格に基づく記録媒体は、開口数０．６５の対物レンズを用いて１層当たり２５ＧＢの容量を確保している。他の次世代型ＤＶＤ規格であるＨＤ−ＤＶＤでは、開口数０．６５の対物レンズを用いて１層当たり１５〜２０ＧＢのデータ容量を確保している。

動画やコンピューターデータの容量は今後もますます増大することが予想される。そのため、次世代型ＤＶＤ規格でも、その記録層の数を増やしてディスク全体の容量を増大させる、いわゆる多層型光記録技術が提案されている。例えばＢＤ規格のディスクでは、ディスク一面あたり６層〜８層の記録層を設けることで、２００ＧＢもの超大容量を実現する技術が提案されている（非特許文献１及び２参照）。

また、ＢＤ規格では、記録層が２層のものが既に商品化されている。２層のＢＤ規格に基づく記録媒体は、その規格において記録層の位置が規定されており、２層の内の一つの記録層は、光入射表面から１００μｍの位置に配置され、他の記録層は、この記録層から光入射表面側に約２５μｍ離れた位置（光入射表面から７５μｍの位置）に配置される。
ＢＤ規格対応の光記録再生装置は、１層の記録媒体であれば光入射表面から１００μｍの位置に焦点を合わせればよく、又２層の記録媒体であれば光入射表面から７５μｍと１００ μｍの位置に焦点を合わせればよい。つまり、規格に準拠した光ピックアップ機構を有すれば、問題なく記録媒体への記録再生が可能になる。
I. Ichimura et. al., Appl. Opt., 45, 1794-1803 (2006) K. Mishima et. al., Proc. of SPIE, 6282, 62820I (2006)

ところで、光記録媒体の記録層を３層以上にする場合は、クロストークや表面の指紋等の影響がさらに大きくなるため、設計がより複雑になる。また、Ｌ０記録層と、このＬ０記録層に隣接するＬ１記録層の層間距離は可能な限り離しておくほうが信号特性が良好になる。一方、層間距離を離しすぎると、光入射表面から最も近い記録層が、この光入射表面に接近してしまうので、指紋等の影響を受けやすくなる。また、３層以上の記録層の間におけるクロストークを低減させる為には、記録層の間隔を互いに異ならせることが必要である。従って、３層以上の光記録媒体の場合、層間距離やスペーサー材料の選定を含めて、信号品質に影響を与える要素が複雑に絡み合う結果、各記録層の位置を複数の製造会社間で共通化することが難しいという問題があった。

しかしながら、各記録層の位置を、製造会社側で任意に設定すると、光記録再生装置側では、挿入されたブルーレイ・ディスクの各記録層の位置が分からないため、フォーカスを掛ける作業に時間を要してしまうという問題が発生し得る。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、光記録媒体の設計の自由度を高めることを可能にし、光記録再生時の動作遅延やエラーを低減可能な光記録再生方法を提供することを目的とする。

本発明者らの鋭意研究によって上記目的を以下の手段によって達成される。

（１）光記録再生装置によってレーザー光を照射して、３層以上の記録層を有する光記録媒体を記録再生する光記録再生方法であって、前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記レーザー光を利用して前記光記録媒体の前記記録層の位置を計測することを特徴とする光記録再生方法。

（２）前記光記録再生装置が備える対物レンズを動かすことで前記レーザー光のビームスポットを積層方向に移動させ、前記レーザー光の反射光を利用して前記記録層の位置を計測することを特徴とする上記（１）記載の光記録再生方法。

（３）前記レーザー光の前記反射光の光量に基づいて、前記記録層の位置を計測することを特徴とする上記（２）記載の光記録再生方法。

（４）前記レーザー光のフォーカスエラー信号を利用して、前記記録層の位置を計測することを特徴とする上記（２）記載の光記録再生方法。

（５）前記光記録媒体における前記記録層には、前記光記録再生装置が前記レーザー光を利用して前記記録層の位置を計測するための計測専用領域が設けられていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれか記載の光記録再生方法。

（６）前記計測専用領域が、前記レーザー光のビームスポットよりも大きいフラット面を有することを特徴とする上記（５）記載の光記録再生方法。

（７）前記光記録媒体の前記記録層には、前記記録層の位置情報が予め記録されており、前記光記録媒体がマウントされた際に、前記光記録再生装置は、前記記録層の位置を計測することに加えて、前記光記録媒体に記録された前記位置情報を読み出すことを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれか記載の光記録再生方法。

（８）前記光記録再生装置は、複数の前記光記録媒体を識別する身元識別情報及び前記光記録媒体の記録層の位置情報を予め記憶していると共に、前記光記録媒体には前記身元識別情報が予め記録されており、前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記光記録再生装置は、前記記録層の位置を計測することに加えて、前記光記録媒体の前記身元識別情報を読み出して、前記身元識別情報に基づいて前記位置情報を参照することを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれか記載の光記録再生方法。

（９）３層以上の記録層を有する光記録媒体に対してレーザー光を照射して記録再生する光記録再生装置であって、前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記レーザー光を利用して前記光記録媒体の前記記録層の位置を計測する計測手段を備えることを特徴とする光記録再生装置。

（１０）光レーザー光の照射による記録再生が可能な記録層を３層以上有する光記録媒体であって、前記記録層には、前記レーザー光の照射によって前記記録層の位置を計測する計測専用領域が設けられていることを特徴とする光記録媒体。

本発明によれば、光記録媒体の記録層の位置を含めた設計の自由度が高められ、各種光記録媒体に対して高品質の記録再生を実現できるという優れた効果を奏し得る。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に係る光記録再生方法を実現する光記録媒体１及び光記録再生装置１００が示されている。この光記録再生装置１００は、モータ１０２、光ピックアップ１０６、リニア駆動機構１０８を備える。モータ１０２は光記録媒体１を回転駆動する。光ピックアップ１０６は、ビームスポットを光記録媒体１に照射して情報の光記録再生を行う。リニア駆動機構１０８は、光ピックアップ１０６を光記録媒体１の半径方向に直線駆動する。なお、この光記録媒体１は情報を記録する記録層を複数備えた多層記録媒体である。

光ピックアップ１０６は、レーザー光源１２０、対物レンズ１２２、ハーフミラー１２４、光検出装置１２６、レンズ駆動コイル１２８を備え、レーザー光Ｚの焦点を光記録媒体１の記録層に合わせる。

レーザー光源１２０は光記録再生用のレーザー光Ｚを発生させる半導体レーザーである。対物レンズ１２２は、レーザー光Ｚの焦点を絞って微細なビームスポットを形成し、記録層に照射する。ハーフミラー１２４は、記録層からの反射光を取り出して光検出装置１２６に導く。光検出装置１２６はフォトディテクタであり、レーザー光Ｚの反射光を受光し、電気信号に変換する。レンズ駆動コイル１２８は、対物レンズ１２２を光軸方向及びトラッキング方向に移動させる。

更に光記録再生装置１００は、制御装置として、レーザーコントローラ１３０、フォーカスコントローラ１３２、トラッキングコントローラ１３４、リニアコントローラ１３６、モータコントローラ１３８、変復調回路１４０、光記録再生コントローラ１４２を備える。レーザーコントローラ１３０は、変復調回路１４０及び光記録再生コントローラ１４２の指示に基づいて光ピックアップ１０６のレーザー光源１２０を駆動制御する。フォーカスコントローラ１３２は、光検出装置１２６から送信された電気信号に基づいてフォーカスエラー（ＦＥ）を検出し、このフォーカスエラーを利用して、レンズ駆動コイル１２８をフォーカス方向（光軸方向）に駆動制御する。トラッキングコントローラ１３４は、光検出装置１２６から送信された電気信号に基づいてトラッキング誤差を検出し、このトラッキング誤差を利用して、レンズ駆動コイル１２８をトラッキング方向に駆動制御する。このトラッキングコントローラ１３４は、トラッキング誤差情報を光記録再生コントローラ１４２及びリニアコントローラ１３６に伝達する機能も有している。従って、レンズ駆動コイル１２８によるトラッキング制御と、リニアコントローラ１３６による光ピックアップ１０６全体のリニア駆動によって、ビームスポットを記録トラックに追従させることができる。リニアコントローラ１３６は、リニアモータ等によって構成されるリニア駆動機構１０８を駆動制御し、光ピックアップ１０６を光記録媒体１の半径方向にスライドさせる。モータコントローラ１３８は、モータ１０２の回転速度を制御するものであり、ここではゾーンＣＬＶ方式によって光記録媒体１を回転させる。ＣＬＶ方式は、光記録媒体１上における光ピックアップ１０６の移動線速度が一定、つまり光記録媒体１の内周から外周に向かって回転数を次第に遅く制御する記録方式である。ゾーンＣＬＶでは、更に光記録媒体１の記録層を内周からいくつかの領域（ゾーン）に分けて、そのゾーンごとにＣＬＶ方式で記録するものである。

変復調回路１４０は、変調機能と復調機能を有しており、復調機能としては、光検出装置１２６から送信された電気信号をデジタル信号に復調して、光記録再生コントローラ１４２に伝達する。変調機能としては、光記録再生コントローラ１４２から送信された記録用のデジタル信号をパルス変調して、変調後の電気信号をレーザーコントローラ１３０に伝達する。光記録再生コントローラ１４２は、制御装置全体を統合的に制御するものであり、特に図示しないＣＰＵやバッファメモリを用いて、各種コントローラやドライバ等を制御すると共に、ホストコンピュータとの間で光記録再生情報の入出力を行う。

更に光記録再生コントローラ１４２は、位置実測処理部１４２Ａ、位置情報取得部１４２Ｂ、位置情報修正部１４２Ｃを備える。

位置実測処理部１４２Ａは、光記録媒体１がマウントされた際に、光ピックアップ１０６（レーザー光Ｚ）を利用して光記録媒体１の記録層の位置を計測する。具体的には、レンズ駆動コイル１２８を利用して対物レンズ１２２を光軸方向に移動させ、その間のレーザー光Ｚの反射光の光量、フォーカスエラー信号の少なくとも一方を検出することで、記録層の位置を計測する。なお、反射光の光量とフォーカスエラー信号の双方を用いて計測することも可能である。

反射光量に基づいて記録層の位置を計測する為には、光検出装置１２６から送信される電子信号を用いる。レーザー光Ｚのビームスポットが、光記録媒体１の厚さ方向に移動すると、反射光の光量が変動する。光量の変動は各記録層を通過する度にピークが得られる。従って、光量のピーク値が得られた時のビームスポットの位置が、各記録層の位置に相当する。

フォーカスエラーに基づいて記録層の位置を計測する際には、フォーカスコントローラ１３２から送信されるフォーカスエラーを用いる。フォーカスエラー信号は、各記録層を通過する毎にＳ字曲線が得られる。従って、このＳ字曲線の対称性を利用して該Ｓ字の中間を算出し、これを各記録層の位置とする。従って、この位置実測処理部１４２Ａでは、反射光量とフォーカスエラー信号の双方を利用して、それぞれで記録層の位置を実測し、互いの実測結果を照合させることで明らかな計測ミスを排除して、記録層の位置を決定するようにしている。なお、ここでは反射光量とフォーカスエラーの双方を用いる場合を示したが、これらの一方を用いて実測するようにしてもよく、又記録層の位置を実測可能な他の手法を採用しても良い。

位置情報取得部１４２Ｂは、光記録媒体１がマウントされた際に、この光記録媒体１に予め記録されている位置情報を読み出す。位置情報修正部１４２Ｃは、位置実測処理部１４２Ａで計測された記録層の位置と、光記録媒体１から読み出された位置情報の双方を利用して、最適な修正位置情報を算出する。この修正位置情報を利用して、目的の記録層に対してフォーカス制御を行う。

なお、この光記録再生装置１００では、レーザー光Ｚの波長λが４００〜４１０ｎｍに設定されており、このレーザー光Ｚの初期再生パワーが０．３〜２．０ｍＷに設定される。また、光ピックアップ１０６における対物レンズ１２２の開口数ＮＡは０．７０〜０．９０に設定されている。従って、レーザー光Ｚのスポット径（λ／ＮＡ）は、４４４ｎｍ〜５８６ｎｍとなっている。

光記録媒体１に情報を記録するには、記録パワーによってレーザー光源１２０からレーザー光Ｚを発生させ、ビームスポットを光記録媒体１の特定の記録層に照射する。一方、情報を再生するには、再生パワーによってレーザー光源１２０からレーザー光Ｚを発生させ、このレーザー光Ｚを光記録媒体１の記録層に照射して再生を行う。光記録再生のいずれにしろ、レーザー光Ｚは記録層で反射され、光ピックアップ１０６を介して取り出されて光検出装置１２６で電気信号となる。この電気信号は変復調回路１４０を経てデジタル信号となる。

次に、この光記録再生装置１００の再生に用いられる光記録媒体１について説明する。まず図２（Ａ）に示されるように、この光記録媒体１は外形が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図２（Ｂ）に拡大して示されるように、この光記録媒体１は４つの記録層を有する多層媒体であり、基板１０と、基本記録層となるＬ０記録層２０と、第１スペーサー層３０と、第１多層化記録層となるＬ１記録層２２と、第２スペーサー層３２と、第２多層化記録層となるＬ２記録層２４と、第３スペーサー層３４と、第３多層化記録層となるＬ３記録層２６と、カバー層３６と、ハードコート層３８がこの順に積層されて構成される。

基板１０は、厚さ約１．１ｍｍのとなる円盤状の部材であり、その素材として例えば、ガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができる。ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。

第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４、カバー層３６及びハードコート層３８は、全て光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光を透過するようになっている。この結果、ハードコート層３８の光入射表面３８Ａから入射されるレーザー光Ｚを用いれば、Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６の全てに対する情報の光記録再生が可能となっている。

第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４は、Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６の間に積層されており、各記録層２０、２２、２４、２６との間を離間させる機能を有する。各スペーサー層３０、３２、３４の光入射表面３８Ａ側表面には、グルーブ（ランド）、ピット列等が形成されている。第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の材料は様々なものを用いることが出来るが、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。

この光記録媒体１では、第１スペーサー層３０の厚みが１７μｍ、第２スペーサー層３２の厚みが２０μｍ、第３スペーサー層３４の厚みが１３μｍに設定されている。このように、スペーサー層３０、３２、３４の厚みを互いに異ならせることで、再生信号の干渉が低減して、読み取り信号のノイズを低減させることができる。なお、ハードコート層３８の厚みは２μｍ、カバー層３６の厚みは４８μｍに設定されている。

従って、この光記録媒体１では、光入射表面３８ＡからＬ３記録層２６までの距離は約５０μｍ、光入射表面３８ＡからＬ２記録層２４までの距離は約６３μｍ、光入射表面３８ＡからＬ１記録層２２までの距離は約８３μｍ、光入射表面３８ＡからＬ０記録層２０までの距離は約１００μｍとなっている。基本記録層であるＬ０記録層２０は、光入射表面３８Ａから９０μｍ〜１１０μｍの位置に配置されると共に、記録容量が２５ＧＢに設定される。従って、基本記録層は、ブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の規格に整合していることになる。一方、多層化記録層であるＬ１〜Ｌ３記録層２２、２４、２６については、基本記録層（Ｌ０記録層２０）に対して平行に配置される。つまり、多層化記録層は、基本記録層に追加されてこの光記録媒体１を多層化構造にする。

Ｌ０記録層２０に対して情報の光記録再生を行う場合には、Ｌ１〜Ｌ３記録層２２、２４、２６を介してＬ０記録層２０にレーザー光Ｚを照射する。同様に、Ｌ１記録層２２に対して情報の光記録再生を行う場合には、Ｌ２、Ｌ３記録層２４、２６を介してＬ１記録層２２にレーザー光Ｚ２を照射する。Ｌ２記録層２４に対して情報の光記録再生を行う場合には、Ｌ３記録層２６を介してＬ２記録層２４にレーザー光を照射する。Ｌ３記録層２６に対して情報の光記録再生を行う場合には、他の記録層を介することなく、Ｌ３記録層２６にレーザー光Ｚを直接照射する。

図３（Ａ）に示されるように、光記録媒体１は、クランピングエリア７０、トランジションエリア８０、インフォメーションエリア９０などに分けることができる。各記録層２０、２２、２４、２６はこのインフォメーションエリア９０に対応しており、更に詳細に、計測専用領域９３、リードイン領域９４、データ領域９６、リードアウト領域９８などに区分けすることができる。なお、基本記録層となるＬ０記録層２０については、計測専用領域９３の更に内周側にバーストカッティング領域（ＢＣＡ）９２を有している。なお、ここでは内周から外周に向かってリードイン領域９４、データ領域９６、リードアウト領域９８が順番に配置されている場合を示すが、この配置順序は情報の記録方向（スパイラル方向）によって正反対になる。つまり、外周から内周に向かって情報を記録する場合には、外周から内周に向かってリードイン領域９４、データ領域９６、リードアウト領域９８が順番に配置されることになる。

更に本光記録媒体１は、図３（Ｂ）に示されるように、各記録層２０、２２、２４、２６のリードイン領域９４に、Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６の位置情報６２が記録される。本実施形態では位置情報６２として各記録層の光入射面３８Ａからの距離、即ち、Ｌ０記録層２０：１００μｍ、Ｌ１記録層２２：８３μｍ、Ｌ２記録層２４：６３μｍ、Ｌ３記録層２６：５０μｍ、という情報が含まれる。なお、ここではリードイン領域９４に位置情報６２を記録する場合を示すが、リードアウト領域９８や、ＢＣＡ９２に記録してもよい。なお、各記録層２０、２２、２４、２６の記録密度等の情報は、バーストカッティング領域（ＢＣＡ）９２、リードイン領域９４、又はリードアウト領域９８に予め記録されている。

計測専用領域９３は、レーザー光Ｚのビームスポットよりも大きいフラット面となっている。フラット面とは、ビームスポット直径よりも小さい幅となるグルーブ／ランドや、ピット等の形成が回避された面を意味している。これにより、位置実測処理部１４２Ａが光ピックアップ１０６（レーザー光Ｚ）を利用してＬ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６の位置を計測する際に、記録層の凹凸によって反射光量やフォーカスエラー信号にズレが生じることを抑制でき、記録層の正確な位置を実測できるようになる。

また、Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６の各データ領域９６の情報保持形態は、利用者による書き込みが可能ないわゆる記録型となっている。記録型の場合、詳細には、一度データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型があるが、いずれであっても構わない。又、記録層２０、２２、２４、２６において、データの保持形態を互いに異ならせることも可能である。

図４に示されるように、基板１０及び第１〜第３スペーサー層３０、３２、３４の表面には螺旋状のグルーブ４２（ランド４４）が形成されており、このグルーブ４２が各記録層２０、２２、２４、２６の記録トラックとなる。Ｌ０記録層２０及びＬ２記録層２４のグルーブ４２の螺旋方向は同一方向に設定されており、Ｌ１記録層２２及びＬ３記録層２６のグルーブ４２の螺旋方向は、Ｌ０記録層２０及びＬ２記録層２４と反対に設定されている。Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６には記録膜が形成されている。グルーブ４２は、データ記録時におけるレーザー光Ｚのガイドトラックとしての役割を果たし、このグルーブ４２に沿って進行するレーザー光Ｚのエネルギー強度が変調される事によって、グルーブ４２上の記録層２０、２２、２４、２６に記録マーク４６が形成される。なお、データ保持態様が追記型の場合は、この記録マーク４６が不可逆的に形成され、消去することが出来ない。一方、データ保持態様が書き換え型の場合は、記録マーク４６が可逆的に形成され、消去及び再形成可能となっている。ここではグルーブ４２上に記録マーク４６を形成する場合を示したが、ランド４４上に形成しても良く、グルーブ４２とランド４４の双方に形成することも可能である。なお、ここでは記録型を示すが、本発明は再生専用型の記録層に適用することもできる。なお、既述のとおり、記録層２０、２２、２４、２６の計測専用領域９３には、このグルーブ４２（ランド４４）は形成されていない。

次に、この光記録再生装置１００による光記録媒体１の光記録再生方法について説明する。

ホストコンピュータから記録情報が光記録再生コントローラ１４２に入力されると、記録を開始するために、レーザーコントローラ１３０、フォーカスコントローラ１３２、トラッキングコントローラ１３４、リニアコントローラ１３６、モータコントローラ１３８等が制御される。更に、光記録再生コントローラ１４２は、位置実測処理部１４２Ａによって、各記録層２０、２２、２４、２６の位置を実測する。具体的には、図５（Ａ）に示されるように、対物レンズ１２２の径方向位置を、平坦な計測専用領域９３に合わせてから、この対物レンズ１２２を光軸方向に移動させる。対物レンズ１２２の移動に伴って、レーザー光ＺのビームスポットＳＰが、Ｌ０記録層２０からＬ３記録層２６に向かって積層方向に移動する。この結果、図５（Ｂ）に示されるように、位置実測処理部１４２Ａでは、光検出装置１２６及びフォーカスコントローラ１３２から送信される光量信号ＫＳとフォーカスエラー信号ＦＥを得る。光量信号ＫＳには、各記録層２０、２２、２４、２６を通過する毎にピークＰが形成される。従って、このピークＰが検出されたときのビームスポットＳＰの位置が、各記録層２０、２２、２４、２６の実測位置となる、フォーカスエラー信号ＦＥには、各記録層２０、２２、２４、２６のを通過する毎にＳ字曲線Ｔが形成される。このＳ字曲線Ｔは対称性を有するので、このＳ字曲線Ｔの中間地点が各記録層２０、２２、２４、２６の実測位置となる。従って、これらの２種類の実測位置を照合させて明らかな計測ミスを排除した後、両実測位置の平均値を記録層２０、２２、２４、２６の実測位置として採用する。

その後、位置情報取得部１４２Ｂは、光記録媒体１におけるＬ０記録層２０のインフォメーションエリア９０にあるＢＣＡ９２及びリードイン領域９４を順次読み出して、リードイン領域９４に記載されている位置情報６２を参照する。この結果、光記録再生装置１００は、各記録層２０、２２、２４、２６の位置情報を光記録媒体１から直接取得することができる。

次いで、位置情報修正部１４２Ｃでは、位置情報取得部１４２Ｂによって光記録媒体１から読み出された位置情報６２と、位置実測処理部１４２Ａで実測された各記録層２０、２２、２４、２６の実測位置の双方を利用して修正位置情報を算出する。具体的には、光記録媒体１から読み出された位置情報６２を基準にして、実測位置を参考に修正を加えて、これを修正位置情報とする。

情報の記録を開始する記録層として、仮にＬ３記録層２６が選定された場合、予め認識した修正位置情報に基づいて、対物レンズ１２２を光軸方向にフォーカス制御し、このＬ３記録層２６にレーザー光Ｚの焦点を合わせる。修正位置情報は、各記録層２０、２２、２４、２６の位置が極めて高精度に反映されているので、これを認識した状態でフォーカス制御でき、最初から正確に焦点が合う。その後、Ｌ３記録層２６で記録の試行作業を行うと共に、試行完了後、記録を開始する目標記録トラックに光ピックアップ１０６を位置決めして記録を開始する。結果として、Ｌ３記録層２６に対する記録開始時のフォーカス時間を大幅に短縮することが出来る。

記録の際、ホストコンピュータから提供された記録情報は、変復調回路１４０によって変調されてパルス信号となり、レーザーコントローラ１３０に入力される。この結果、記録パワーに設定されたレーザー光源１２０から所定のレーザー光Ｚがパルス照射され、ビームスポットがＬ３記録層２６に入射して情報が記録される。

記録作業中、レーザー光Ｚの反射光は、ハーフミラー１２４を介して光検出装置１２６で電気信号に変換される。この電気信号を参考にして、フォーカスコントローラ１３２、トラッキングコントローラ１３４、及びリニアコントローラ１３６が、光ピックアップ１０６及びリニア駆動機構１０８を随時制御する。例えば、フォーカスコントローラ１３２では継続的にフォーカスエラーを検出し、ビームスポットの焦点がＬ３記録層２６からずれている場合には、レンズ駆動コイル１２８を制御して対物レンズ１２２を光軸方向に移動させて焦点を合わせる。また、トラッキングコントローラ１３４は、トラッキング誤差、即ち、ビームスポットがグルーブ４２に正確に追従しているか否かを検出し、グルーブ４２からずれている場合にはレンズ駆動コイル１２８を移動させると共に、リニアコントローラ１３６を介して光ピックアップ１０６全体を移動させて、グルーブ４２に追従させる。これにより、グルーブ４２内に正確に情報を記録していくことが可能になる。

その後、Ｌ３記録層２６のデータ領域９６が情報で満たされることで、Ｌ２記録層２４に移行する場合、予め認識した修正位置情報に基づいて、対物レンズ１２２を光軸方向にフォーカス制御し、このＬ２記録層２４にレーザー光Ｚの焦点を合わせる。レーザー光Ｚの焦点を最初から略正確に合わせることができる。次いで、Ｌ２記録層２４で記録の試行作業を行うと共に、試行完了後、記録を開始する目標記録トラックに光ピックアップ１０６を位置決めし、指定された記録密度によって記録を開始する。このようにして、Ｌ０〜Ｌ３記録層２０、２２、２４、２６に対する光記録再生を行う。

本第１実施形態の光記録再生方法によれば、３層以上に多層化された光記録媒体１がマウントされても、各記録層２０、２２、２４、２６に対して素早くフォーカス制御を掛けることが可能になっている。特に、光記録媒体１の記録層２０、２２、２４、２６の位置を実測してから、記録を開始することができるので、最初から精度の高いフォーカス制御が可能になる。また、光記録媒体１に記録されている位置情報６２も併せて利用しているので、実測における計測ミスを排除することも可能になる。更に光記録媒体１側には、フラット面となる計測専用領域９３が確保されているので、レーザー光Ｚをこの計測専用領域９３に照射することで、記録層２０、２２、２４、２６の位置を正確に検出することができるようになっている。

また、本実施形態を採用することで、光記録媒体１の各記録層の位置を、製造会社側で自在に設定することができる。この結果、光記録再生装置１００に依存することなく、光記録媒体１の設計の自由度を高めることが出来る。例えば本光記録媒体１のように、各製造会社が、各記録層２０、２２、２４、２６の層間距離を互いに異ならせるような工夫を独自に行ったとしても、光記録再生装置１００側は各記録層２０、２２、２４、２６の位置をその都度入手できるので、正確な光記録再生処理が可能になる。

例えば、３層以上の光記録媒体では、特定の記録層を再生している最中に、隣接する記録層からの反射光が、光ピックアップ１０６に同時に入り込んでノイズとなり、信号品質が低下する場合が多い。従って、製造会社は、隣接層からのクロストークを低減させるために、層間の距離を一定以上離すことを希望する。更に製造会社は、３層以上の記録層間の多重反射による共焦点クロストークも存在するので、既に述べたように各スペーサー層の厚みを同じにすることは出来る限り避けたいと考える。また、各記録層の反射率を各層で異ならせる場合、その中で反射率が最も高い記録層（一般的には光入射表面３８Ａから最も遠いＬ０記録層２０）に隣接する記録層は、この隣接層からの反射光量が大きくなるため、できるだけ距離を離して配置する方が良い。結果として、３層以上の光記録媒体１における層間距離は、記録層やスペーサー層に用いる素材、光入射表面３８Ａの表面処理方法など、様々な要因が考慮して設定しなければならない。

また、記録層が光入射表面３８Ａに近づくに連れて、光記録媒体１の信号品質は、光入射表面３８Ａの傷や埃、指紋などの汚れに対して敏感に変動する。従って、信号品質を安定させるには、カバー層３６の厚みも一定以上必要となる。一方、光入射表面３８Ａから見た各記録層の深さによって、球面収差を補正する必要も生じてくるので、この球面収差補正の範囲を考慮すると、記録層間の距離を離すことにもある程度の限界がある。また、光記録媒体１を製造すると、その外形に反りや傾き（チルト）が少なからず発生するので、これらの形状誤差によって生じるコマ収差もディスク構造を決める重要な因子となる。具体的には、レーザーの波長λとレンズのＮＡ、そしてカバー層の厚みｔとすると、コマ収差 ∝ （ｔ×ＮＡ^３）／λ となり、カバー層３６の厚みｔが大きくなると、コマ収差は比例して大きくなるため、チルトマージンに大きな影響を及ぼす。

以上のことから、３層以上の光記録媒体１の場合、カバー層やスペーサー層の膜厚等は信号特性に非常に大きな影響を与える。従って、最適な記録層を開発したとしても、カバー層やスペーサー層の膜厚を規格として固定した場合、この膜厚との相性が合わないため、特性的に優れた記録層を採用できない不具合も生じかねない。

このように、３層以上の光記録媒体１の場合、複数の製造会社間で記録層の位置を統一させることは、事実上困難な状況にある。そこで本実施形態の光記録再生方法を採用すれば、各製造会社がスペーサー層の膜厚や記録層の特性を自由に設計しても、光記録再生装置１００側もそれに対応できる。結果、高機能の光記録媒体１を普及させることができる。

なお、本実施形態では、光記録媒体１において、表面から９０μｍ〜１１０μｍに位置するＬ０記録層２０に位置情報６２が記録されているので、ブルーレイ・ディスク規格に準拠した光記録再生装置１００であれば、位置情報６２を確実に読み出すことができる。更にこの光記録媒体１では、複数の記録層２０、２２、２４、２６のリードイン領域９４に全記録層の位置情報６２が記録されることで、位置情報６２が多重化されている。従って、特定の記録層において何らかのトラブルで位置情報６２が読み出せない場合であっても、他の記録層で読み出すことが可能になる。

次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る光記録再生法を実現する光記録媒体２０１及び光記録再生装置３００について説明する。なお、光記録媒体２０１及び光記録再生装置３００に関しては、第１実施形態で示した光記録媒体１及び光記録再生装置１００と同一又は類似する構造、部材等について図中又は説明文の符号の下二桁を一致させることで詳細な説明を省略する。

この光記録再生装置３００の光記録再生コントローラ３４２は、位置実測処理部３４２Ａ、位置情報修正部３４２Ｃを備えているが、第１実施形態の位置情報取得部に代えて、位置情報蓄積部３６０Ａと媒体身元照合部３６０Ｂを更に備えている。位置情報蓄積部３６０Ａには、図７に示されるように、複数の光記録媒体の身元識別情報３６２と、この身元識別情報３６２に対応する光記録媒体の記録層の位置情報３６４が記憶手段に蓄積されている。身元識別情報３６２は、製造会社が提供する光記録媒体の種類を特定する情報であり、いわゆる製造会社自体の識別情報と、個々の記録媒体の種類を識別するＩＤ等の組み合わせによって構成される。位置情報３６４は、各光記録媒体に含まれる複数の記録層の光入射表面からの位置となる。この身元識別情報３６２及び位置情報３６４は、外部から更新できるようになっている。

媒体身元照合部３６０Ｂは、マウントされた光記録媒体から身元識別情報を読み出し、更にこの身元識別情報に基づいて、位置情報蓄積部３６０Ａに記憶されている同一の身元識別情報３６２及びこれに対応する位置情報３６４を取得する。この結果、光記録媒体の記録層の位置情報３６４を予め認識することが可能になる。

次に光記録媒体２０１について説明する。この光記録媒体２０１は、第１実施形態と同様にＬ０記録層〜Ｌ３記録層２２０、２２２、２２４、２２６を備えて構成される。光入射表面２３８ＡからＬ３記録層２２６までの距離は約５０μｍ、光入射表面２３８ＡからＬ２記録層２２４までの距離は約６３μｍ、光入射表面２３８ＡからＬ１記録層２２２までの距離は約８３μｍ、光入射表面２３８ＡからＬ０記録層２２０までの距離は約１００μｍとなっている。基本記録層であるＬ０記録層２２０については、光入射表面２３８Ａから９０μｍ〜１１０μｍの位置に配置されると共に、記録容量が２５ＧＢに設定される。結果、基本記録層はブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）の規格に整合している。

図７（Ａ）に示されるように、光記録媒体２０１の各記録層２２０、２２２、２２４、２２６は、インフォメーションエリア２９０として、計測専用領域２９３、リードイン領域２９４、データ領域２９６、リードアウト領域２９８等を備える。なお、Ｌ０記録層２２０のインフォメーションエリア２９０に限っては、最内周側にバーストカッティング領域（ＢＣＡ）２９２も配置されている。更にこの光記録媒体２０１は、図７（Ｂ）に示されるように、Ｌ０記録層２２０のＢＣＡ２９２には、身元識別情報２６２が記録されている。身元識別情報２６２は、光記録媒体２０１の製造会社及び個々の光記録媒体の種類を識別するものである。なお、ここではＢＣＡ２９２に身元識別情報２６２を記録する場合を示すが、リードイン領域２９４やリードアウト領域２９８に記録してもよい。

次に、この光記録再生装置３００による光記録媒体２０１の情報光記録再生方法について説明する。

ホストコンピュータから記録情報が光記録再生コントローラ３４２に入力されると、媒体身元照合部３６０ＢがＬ０記録層２２０のインフォメーションエリア２９０にあるＢＣＡ２９２を読み出して身元識別情報２６２を取得する。その後、媒体身元照合部３６０Ｂが、この身元識別情報２６２に基づいて、位置情報蓄積部３６０Ａに記憶されている同一の身元識別情報３６２及びこれに対応する位置情報３６４を参照する。この結果、光記録再生装置３００では、光記録媒体２０１の全記録層２２０、２２２、２２４、２２６の位置情報３６４を予め得ることが出来る。

その後、位置実測処理部３４２Ａによって、各記録層２２０、２２２、２２４、２２６の位置を実測する。具体的には、対物レンズ３２２の径方向位置を、光記録媒体２００の計測専用領域２９３に合わせ、この対物レンズ３２２を光軸方向に移動させる。対物レンズ３２２の移動に伴って、レーザー光Ｚのビームスポットが、Ｌ０記録層２２０からＬ３記録層２２６に向かって積層方向に移動する結果、光検出装置３２６及びフォーカスコントローラ３３２から光量信号とフォーカスエラー信号が位置実測処理部３４２Ａに送信される。これらの情報を利用して、各記録層２２０、２２２、２２４、２２６の実測位置を検出する。

位置情報修正部３４２Ｃでは、媒体身元照合部３６０Ｂによって抽出された位置情報３６４と、位置実測処理部３４２Ａで実測された各記録層２２０、２２２、２２４、２２６の実測位置の双方を利用して修正位置情報を算出する。

目的の記録層に対して情報の記録を開始する場合、予め取得した修正位置情報に基づいて、対物レンズ３２２を光軸方向にフォーカス制御し、この記録層にレーザー光Ｚの焦点を合わせる。光記録媒体２０１を実際に計測して得た位置を利用しているので、最初から正確に焦点を合わせることができる。結果、フォーカス時間を大幅に短縮することが出来る。その後、目的の記録層で記録の試行作業を行うと共に、試行完了後、記録を開始する記録トラックに光ピックアップ３０６を位置決めして記録を開始する。

本第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、３層以上に多層化された光記録媒体２０１に対して、各記録層２２０、２２２、２２４、２２６に素早くフォーカス制御を掛けることが可能となる。特に、光記録媒体２０１に実際に記録されている身元識別情報２６２と、光記録再生装置３００に記録されている身元識別情報３６２及び位置情報３６４を照合させるので、位置情報３６４を取得が素早くなる。特に、身元識別情報２６２は情報量を小さく出来るので、読み出しの確実性が高いＢＣＡ２９２にこの身元識別情報２６２を保持させることが出来る。結果、記録層を多層化した際であっても、より確実に位置情報３６４を取得することが可能になる。

なお、これらの本実施形態では、記録層の位置を実測することに加えて、光記録媒体に記録された位置情報も利用する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、光記録媒体を光記録再生装置にマウントした後に、光ピックアップを用いて光記録媒体を厚さ方向にスキャンして全ての記録層の実測位置を取得し、この実測位置のみを用いて、記録層に対するフォーカス制御を行うことも好ましい。

また、上記実施形態では、光記録媒体の計測専用領域が完全にフラット面となる場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、図９に示されるように、ビームスポットＳＰの直径よりも大きい幅Ｗを有するグルーブ又はランドを形成しておき、このグルーブ又はランドの上面又は底面を利用して記録層の位置を実測しても良い。また、必ずしも計測専用領域を設ける必要はなく、リードイン領域等を利用して記録層の位置を実測しても良い。また、本実施形態の光記録再生方法では、光記録媒体が記録型であって、この光記録媒体に対して情報を記録する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、光記録媒体が再生専用であって、この光記録媒体を再生する場合にも適用することができる。即ち、本発明は光記録媒体に情報を記録する場合に限られない。

尚、本発明の光記録再生方法及びその装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明は、レーザー光によって光記録再生を行う各種分野に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る光記録媒体及び光記録再生装置の全体構成を示す図 同光記録媒体の構成を示す拡大図 同光記録媒体の情報保持構造を示す図 同光記録媒体のグルーブ構造を示す拡大断面図 同光記録再生装置で記録層の位置を実測する状態を示す図 本発明の第２実施形態に係る光記録媒体及び光記録再生装置の全体構成を示す図 同光記録再生装置が保持する身元識別情報及び位置情報の例を示す図 同光記録媒体の情報保持構造を示す図 同光記録媒体の計測専用領域の他の構造を示す拡大図

符号の説明

１、２０１ 光記録媒体
９２、２９２ ＢＣＡ
９４、２９４ リードイン領域
９６、２９６ データ領域
９８、２９８ リードアウト領域
１００、３００ 光記録再生装置
１４２、３４２ 光記録再生コントローラ
１４２Ａ、３４２Ａ 位置実測処理部
１４２Ｃ、３４２Ｃ 位置情報修正部
３６０Ａ 位置情報蓄積部
３６０Ｂ 媒体身元照合部

Claims (10)

1. 光記録再生装置によってレーザー光を照射して、３層以上の記録層を有する光記録媒体を記録再生する光記録再生方法であって、前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記レーザー光を利用して前記光記録媒体の前記記録層の位置を計測することを特徴とする光記録再生方法。
2. 前記光記録再生装置が備える対物レンズを動かすことで前記レーザー光のビームスポットを積層方向に移動させ、前記レーザー光の反射光を利用して前記記録層の位置を計測することを特徴とする請求項１記載の光記録再生方法。
3. 前記レーザー光の前記反射光の光量に基づいて、前記記録層の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光記録再生方法。
4. 前記レーザー光のフォーカスエラー信号を利用して、前記記録層の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光記録再生方法。
5. 前記光記録媒体における前記記録層には、前記光記録再生装置が前記レーザー光を利用して前記記録層の位置を計測するための計測専用領域が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の光記録再生方法。
6. 前記計測専用領域が、前記レーザー光のビームスポットよりも大きいフラット面を有することを特徴とする請求項５記載の光記録再生方法。
7. 前記光記録媒体の前記記録層には、前記記録層の位置情報が予め記録されており、
   前記光記録媒体がマウントされた際に、前記光記録再生装置は、前記記録層の位置を計測することに加えて、前記光記録媒体に記録された前記位置情報を読み出すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の光記録再生方法。
8. 前記光記録再生装置は、複数の前記光記録媒体を識別する身元識別情報及び前記光記録媒体の記録層の位置情報を予め記憶していると共に、前記光記録媒体には前記身元識別情報が予め記録されており、
   前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記光記録再生装置は、前記記録層の位置を計測することに加えて、前記光記録媒体の前記身元識別情報を読み出して、前記身元識別情報に基づいて前記位置情報を参照することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の光記録再生方法。
9. ３層以上の記録層を有する光記録媒体に対してレーザー光を照射して記録再生する光記録再生装置であって、前記光記録媒体が前記光記録再生装置にマウントされた際に、前記レーザー光を利用して前記光記録媒体の前記記録層の位置を計測する計測手段を備えることを特徴とする光記録再生装置。
10. レーザー光の照射による記録再生が可能な記録層を３層以上有する光記録媒体であって、前記記録層には、前記レーザー光の照射によって前記記録層の位置を計測する計測専用領域が設けられていることを特徴とする光記録媒体。

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