JP2008287861A - 多層記録媒体及びこの記録媒体を走査する装置 - Google Patents

多層記録媒体及びこの記録媒体を走査する装置 Download PDF

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Abstract

【課題】制御情報が形成されている多層記録媒体を提供する。
【解決手段】少なくとも２個のほぼ平行な情報層２０、２１が形成され、単一の走査ヘッドにより走査するのに適当な記録媒体について説明する。各情報層には情報が記録されている制御ブロック２６、３１が形成され、この情報を用いて情報層に記録されているユーザ情報を再生することができる。これら制御情報は、走査ヘッドを最小変位させることにより走査装置により順次読みだすことができるように配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は少なくとも２個のほぼ平行な情報層が形成され単一の走査ヘッドにより走査するのに好適な記録媒体に関するものである。各情報層は他の情報層の情報内容から独立した情報を含むことができる。情報層は一致し又はスペーサ層により互いに分離することができる。本発明は、このような記録媒体を走査する走査装置にも関するものである。走査中、情報を書き込み、読み出し又は消去することができる。
上述した形式の記録媒体は米国特許第３８５５４２６号から既知である。この既知の記録媒体はスペーサ層により分離されている２個又はそれ以上の情報層を具えている。単一の走査ヘッドを有する光学式走査装置は、情報層のうちの一つを、走査ヘッドからの集束放射ビームにより該情報層を走査することにより再生することができる。下側又は上側の情報層は、放射ビームの焦点を情報層と直交する方向に変位させて所望の情報層上に位置決めすることにより同一の放射ビームにより再生することができる。この順次読出モードに起因して、記録媒体の情報層の集まりは、単一の連続した情報領域としてみなすことができる。これは、情報層毎に走査ヘッドを有する多層記録媒体とは異なる。この場合、情報層の情報領域は並行して読み出され、個別の区域としてみなされている。
制御情報、すなわち記録媒体からユーザ情報を読み出し及び／又は書き込むために用いることができる情報が形成され、単一の走査ヘッドにより走査するのに適当な多層記録媒体の必要性が存在する。制御情報は、記録媒体の製造者の名前、記録したユーザ情報の所有者、暗号に関するデータ、書込み、読出及び／又は消去中の最大放射パワー、及び再構成テーブルのようなユーザ情報に関する一般的なデータを含むことができる。この制御情報は情報の所定の部分が記録されている情報区域の位置を指示するテーブル オブ コンテンツ(table of contents: TOC)も含むことができる。
本発明の目的は、制御情報が形成されている多層記録媒体を提供することにある。
本発明の第１の見地に立てば、本発明の記録媒体は、各情報層はこの情報層を走査するための情報を有する制御情報のブロックを具えることを特徴とする。
制御情報のブロックを情報領域の開始部に形成することは、単層記録媒体コンパクトディスクの文献ＩＥＣ９０８の基準から既知である。同様な方法で制御情報のブロックが多層記録媒体に形成される場合、情報領域の開始部に一つの制御情報のブロックが位置することになる。
この結果、全ての情報層に関するデータを含む制御情報の比較的大きなブロックが第１の情報層の開始部に存在することになる。ブロックの大きさは記録された情報の量つまり情報層の数に依存するので、ブロックの大きさは情報層の数が増大するに従って増大してしまう。この結果、第１の情報層のユーザ情報に用いられるスペースが減少してしまう。斯くして、記録媒体に情報が書き込まれるとき、情報層当たり所定の最小サイズの領域がユーザ情報に利用可能であると最早見なすことができない。これは、書き込むべき情報を異なる情報層に分布させる必要がある方法を設計しようとする場合に欠点になってしまう。
本発明による記録媒体は、この欠点を、各情報層にこの情報層と関連するデータを有する制御情報のブロック設けることにより解消する。情報層の数がより多い場合、ユーザ情報に使用できる各層の領域を等しくすることができる。
本発明による記録媒体の特定の実施例は、ブロックが、異なる情報層の面で物理的にほぼ等しい位置を有することを特徴とする。情報層の連続する複数のブロックは、情報層の面内の比較的長い距離に亘って走査ヘッドを移動させる必要なく、情報層と直交する方向に比較的短い距離に亘って次の情報層に走査ヘッドを移動させることにより順次に直ちに読み出すことができる。
連続する情報層のユーザ情報を直ちに次々と走査できるために、本発明の記録媒体の特定の実施例は、ある情報層のユーザ情報がこの情報層において所定の方向に沿って順次順序付けられ、別の情報層のユーザ情報が上記方向と反対の方向に沿って順序付けられていることを特徴とする。ディスク状の記録媒体の場合、所定の第１の情報層のユーザ情報は例えば内側端から外側端に記録され、次の第２の情報層の情報は外側端から内側端に向けて記録される。したがって第１の情報層の情報が読み出された後、第２の情報層の情報を読み出すため走査ヘッドは第２の情報層まで比較的微小な距離移動するだけである。第２の層の制御情報のブロックが通常の位置すなわち情報の開始位置に形成されている場合、このブロックは第２の情報層の外側端に位置し、第１の情報層のブロックと近接しないことになる。従って、これら２個のブロックを順次読み出すためには、情報層面内の比較的長い距離に亘って変位する必要がある。本発明によれば、好ましくは第２の情報層のブロックはこの情報層の内側端であって第１の情報層のブロックの下側又は上側に位置する。これにより、異なる情報層の制御情報の急速なアクセスを実現することができる。
ユーザ情報の少なくとも１個のブロックが、記録媒体の情報層の数に関するインディケーションを有することが好ましい。特定の情報層に関係しない情報を用いることにより、走査装置は焦点スポットが位置する情報層を決定することができる。
本発明による記録媒体の特定の実施例では、少なくとも１個の前記ブロックが、前記情報層に記録されているユーザ情報に関する全体的なインディケーションを有するサブブロックを有する。この情報を用いれば、読み出すべき情報が記録されている情報層を決定し、その後この層の制御情報を有するブロックを読み出して指示された情報層の情報の位置を決定することができる。
本発明は、本発明による記録媒体を走査する走査装置にも関係する。本発明によれば、この走査装置には、ユーザ情報を読み出す前に制御情報のブロックを順次読み出す手段を設ける。ブロックが読み出された後、記録媒体の全ての情報層を走査するための情報が得られる。例えば、記録媒体に記録されている情報の全ての部分の位置がＴＯＣから知らされ、読み出すべきユーザ情報はこれらブロックの制御情報をさらに読み出すことなくサーチすることができる。
記録媒体に少なくとも２個のほぼ平行な情報層を形成し、第１の情報層が第１のフォーマットのユーザ情報を有し、第２の情報層が第２のフォーマットのユーザ情報を有する場合、第１のフォーマットは低密度構造とし、第２のフォーマットは高密度構造とすることができる。このように構成することにより、あるフォーマットで再生するのが適当な異なる形式の再生装置により同一のユーザ情報を読み出すことができる。一例として、ユーザ情報の分布は本発明の第１の概念に基づく情報層のユーザ情報の分布と組み合わされる。これにより、低密度構造の情報層の比較的大きな部分が他の情報層と関連する制御情報により占められることが回避される。
後述する実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
図１はディスク状記録媒体１を示す。この上面図は記録媒体の一方の情報層を示し、この情報層は円形の内側端部３と外側端部４により境界される情報領域２を有する。情報は、例えば情報層の円形又は螺旋状のトラックに記録することができ、トラック内で情報は情報領域の内側端から外側端に、またはその逆に順序付けられる。情報は、例えば順序番号が内側から外側に向かって増大するセクタに分割することができる。
図２は記録媒体１及びこの記録媒体に記録されている情報を光学的に走査する走査装置１０の走査ヘッドを示す断面図である。記録媒体１は透明基板５を有し、この透明基板に第１の情報層６及び第２の情報層８を互いに平行に形成し、これら情報層は透明なスペーサ層７により分離する。この記録媒体の実施例では２個の情報層だけを図示するが、情報層の数は２個以上とすることができる。スペーサ層は削除することができるので、第１及び第２の情報層は一致させることもできる。この場合、情報を第１の情報層と第２の情報層とで異なる方法で記録することにより、再生中第１の情報層の情報と第２の情報層の情報とを区別することができる。例えば第１の情報層の情報は相構造として記録し、第２の情報層の情報は磁気構造とし記録することができる。２個の形式の情報を異なる波長で再生すべき領域に記録することもできる。
走査装置１０は例えば放射ビーム１２を発生するダイオードレーザのような放射源１１を具える。放射ビームは、例えば半透過性プレートのようなビームスプリッタ１３及びレンズ系、例えば、対物レンズ１４を経て集束スポット１５に成形される。集束スポットは、対物レンズ１４をその光軸（矢印１６で示す）に沿って移動することによりいかなる所望の情報層にも形成することができる。第１の情報層６は部分的に透過性であるので、放射ビームはこの層を経て第２の情報層８上に集束することができる。記録媒体１をその中心の回りで回転させると共に集束スポットを情報層の面のトラックと直交する方向に変移させることにより情報層の情報領域２の全体を集束スポットで走査することができる。情報層で反射した放射は記録されている情報により例えば強度として又は偏光方向として変調することができる。反射した放射は対物レンズ１４及びビームスプリッタ１３により検出系１７に向けて案内され、１個又はそれ以上の電気信号に変換される。これらの信号の１個である情報信号は反射した放射の変調と関連する変調を有するので、この信号は読み取られた情報を表す。他の電気信号は読み取られるべきトラックに対する集束スポット１５の位置を表す。この信号はサーボ系１８に供給され、対物レンズ１４の位置つまり情報層の面内及びこの面と直交する方向の集束スポット１５の位置を集束スポット１５が走査すべき情報層の面の所望のトラックを追従するように制御する。
図３は情報層６の情報領域２を内側端３から外側端４まで延在する直線２０の形態として示す。その上側の直線２１は内側端３'から外側端４'まで延在する情報層８の情報領域２'を表す。これらの直線２０及び２１の上側部分がまた記録媒体１において上側にある。情報領域２の開始部、すなわち直線２０の内側端３の側において、制御領域２２が制御情報の記録のために確保されている。ユーザ情報は制御領域２２と外側端４との間に位置される領域に記録される。ユーザ情報が記録される方向を矢印２３で示す。本発明によれば、制御領域２２の上側に位置する制御領域２４がまた、情報領域２'において確保されている。ユーザ情報は外側端４'と制御領域２４との間の領域に記録し、この情報は矢印２３とは反対の方向の矢印２５により図示する方向に順序付けられている。この反対の順序方向は、情報層６には外側に向けて延在する螺旋状のトラックを形成し情報層８には内側に向けて延在する螺旋状のトラックを形成することにより実現される。この場合、ユーザ情報は情報層６の情報領域２を内側端３から外側端４に向かって走査し、集束スポットを情報層６から情報層８に変位させ、次に情報領域２'を外側端４'から内側端３'に向けて走査することにより読み取ることができる。情報層６及び８に反対向きに順序付けられた情報は直ちに代わる代わる読み取ることができる。この理由は、集束スポットを、一方の情報層の外側端から他方の情報層の内側端に向けて変位するのに比べて一方の情報層から他方の情報層に合理的に素早く変位できるからである。前者の変位の場合、記録媒体が線速度一定の型の場合、記録媒体の回転速度を変化させるのに必要な時間を考慮する必要がある。
制御領域２２は制御ブロックとも称する制御情報を有する種々のブロックを含み、各ブロックは同一の内容を有する。図３の実施例において、ブロック２６，２７，２８の３個のブロックを図示する。ブロックは、取り得る既存の誤り訂正回路及び記録媒体に記録している誤り訂正コードにより修復され得る誤りよりも多くの誤りを含んでいるためにブロックの内容が読取不能な場合に、他の２個のブロックのうちの一つの内容を読み取ることができるように３回記録する。本発明により制御領域２２の上側に位置する制御領域２４も、情報層８のための制御情報を有する３個の制御ブロック２９，３０及び３１を有し、ブロック中の情報は矢印２５の方向に順序付けられている。
図４は第１の情報層６についての制御ブロック２６の分割内容を示す。ブロック２６は、記録媒体全体に関する情報を有する第１のサブブロック３２を有する。この情報は、記録媒体の形式のインディケーション、記録媒体中の情報層の数及びユーザ情報のブロックの数のインディケーション、書込及び再生用の放射ビームについてのパラメータ、記録された情報の暗号に関する情報、各層に記録したユーザ情報に関する全体的なインディケーションを有するＴＯＣ、各記録媒体が一部分を構成する記録媒体群に関するデータ、及び販売者及び製造者のインディケーションを含むことができる。
制御ブロック２６の第２のサブブロック３３は、この制御ブロックが書き込まれている情報層に関する情報を含む。とりわけ、このサブブロックは、当該情報層の順序番号のインディケーション、当該情報層上のユーザ情報を有するブロックの数、及びユーザ情報の形式のインディケーションを含む。
制御ブロック２６の第３のサブブロック３４は、制御ブロックが書き込まれている情報層のＴＯＣを含む。このＴＯＣは、関連するユーザ情報の各ブロックの最初及び最後のアドレス、各ブロックのユーザ情報の短いインディケーション又はこのインディケーションを有するアドレスを指示する。
制御ブロック２６の第４のサブブロック３５は、情報層中の書込不能及び読取不能なセクタについての参照アドレスが記載されている再配置テーブルを含む。この第４のサブブロックは書込可能な媒体についてだけ必要になる。第１の情報層６の制御ブロック２６は上記サブブロックの全てを含み、他の情報層の制御ブロックは第２、第３及び取り得る第４のサブブロックを含む。他の情報層は第１のサブブロックを含むこともできる。
図２に示す走査装置１０は、ユーザ情報を読みだす前に制御情報のブロックを順次読出すのに好適である。このために、この走査装置は、例えば上述したサーボ系の形態で集束スポットをトラックに追従させると共に集束スポットを一方の情報層から他方の情報層に変位させる手段を備える。この集束スポットの変位は、集束スポットを情報層上に維持するサーボ系により行うことができる。
この手段はとりわけサーボ系１８を制御する制御ユニット３６も具える。この制御ユニットは、情報層６中の制御ブロックの正しい読取の後にこの層のユーザ情報を最初に読み取らず、集束スポットを情報層８に向けて変位させ、この層に関する制御ブロックを読み出すように走査装置を制御する制御プログラムに基づいて動作する。この本発明の記録媒体のユーザ情報のブロックを読み出す制御プログラムのフローチャートを図５に示す。第１のステップ３７において、集束スポット１５をサーボ系１８を介して第１の情報層６上に形成する。第２のステップ３８において、この情報層の制御ブロック２６の情報を読み出す。この情報は層の全数Ｎ及び瞬時に読み出した層の順序番号ｉを含む。ｉ≠Ｎの場合、すなわち全ての層が読み出されていない場合、ステップ３９において集束スポットを次の情報層に形成し関連する制御ブロックを読み出す。ｉ＝Ｎの場合、全ての制御情報が読み出されている。読み出した全ての制御ブロックの情報を参照し、ステップ４０においてどの情報層が読み出すべきユーザ情報の第１のブロックを有しているかを決定する。ステップ４１において、集束スポットを関連する情報層上に形成し、ステップ４２において集束スポットをこの層のユーザ情報のブロックの位置に形成し、その後このブロックの情報を読み出す。ユーザ情報を有するより多くのブロックを読み出す必要がある場合、制御プログラムはステップ４０に戻り、すでに読み出した制御情報から次のブロックの位置を決定する。
この制御プログラムは、記録媒体の情報の書込及び消去のためにも用いることができる。書込中、ステップ４０においてユーザ情報のブロックを書き込むことができる情報層及び位置を決定する。上記領域への書込中に記録媒体の欠陥に起因してセクタを順次再配置する必要がある場合、関連アドレスを書き込まれた層の制御ブロックの再配置テーブルに記入することができる。消去中、ステップ４０において消去すべき情報が書き込まれている情報層及び位置を決定し、その後関連する区域を消去する。
多くの走査装置において、集束スポットはサーボ系１８の一部を構成する２−ステージ変位系により記録媒体の径方向に変位する。第１のステージではスライドを比較的遅く大きく変位し、第２のステージでは対物レンズ１４を径方向に比較的短い距離で急速に変位させる。制御ブロックの急速な読出しを行うため、ブロック及び好ましくは制御領域の径方向の寸法を対物レンズによる集束スポット１５の最大径方向変位よりも小さくする。この最大変位は通常１００μm程度である。制御領域の所定の半径、トラック間距離及び記録媒体１のトラックの情報密度において、制御ブロック当たり約１メガバイトの内容が得られる。全ての情報層の制御情報を情報層６の１メガバイトの単一のブロック中に記録する必要がある場合、多数の層を用いる場合空間的な問題が生じてしまう。本発明はこの課題を、情報層と関連する制御情報を情報層自身のブロック中に配置することにより解決する。他の情報層の分割つまりユーザ情報についての区域の大きさは情報層の数に対して独立したものとすることができる。
図２に示す記録媒体は２個の異なるフォーマットで情報を記録するのに好適である。この「フォーマット」の用語は、情報の構築、その符号化及び物理的モードを含む。例えば、１６ビットコンパクト ディスク ディジタル オーディオ基準に基づいて符号化された音楽の形態のユーザ情報を第１の情報層６に記録することができる。一方、同一の音楽であるが例えば２４ビットコードにより高音質のために符号化された音楽を第２の情報層８に記録することができる。第２の情報層の情報は、例えば第１の情報層の情報よりも高密度のピット構造として記録することができるので、両方の音楽は物理的に互いに等しい空間を占める。第１の情報層を走査するコンパクト ディスク プレイヤにより並びに第２の情報層を走査しコンパクト ディスク プレイヤよりも高品質の音楽を発生する高密度プレイヤにより記録媒体を再生することができる。従って、この記録媒体はコンパクト ディスク プレイヤ及び高密度プレイヤに対して両立することができる。第２の情報層のスペースが十分に大きい場合、ユーザ情報はこの情報層に異なるフォーマットで、例えば２４ビットコード及び映像の分野で既知の多重チャンネル オーディオ フォーマットで記録することができる。既存の入手可能な再生装置に応じて、情報が記録されている種々のフォーマット間で選択することができる。別の取り得る可能性は１以上のサウンドトラックを有する映画を第２の情報層又あればさらなる情報層に記録し、例えばこの映画の音楽を含む前記サウンドトラックの一つを第１の情報層に記録することである。この場合、この映画をビディオプレイヤにより再生することができると共に、オーディオプレイヤによりこの映画の音楽を再生することができる。
上記情報記録モードは、上述した方法で制御ブロックが形成されている記録媒体に限定されず、しかも単一の走査ヘッドにより再生するのに適当な記録媒体に限定されるものではない。
図１は本発明による２個の情報層を有する記録媒体を示す。 図２は記録媒体及び走査装置を示す。 図３は２個の情報層の記録領域を示す。 図４は制御ブロックの分割状態を示す。 図５は記録媒体を再生するフローチャートを示す。

Claims (9)

  1. 透明基板及び少なくとも２個のほぼ平行な情報層を有する光学式ディスク状記録媒体であって、
    各情報層は、ユーザ情報のためにフォーマットされている領域を含み、
    これら情報層のうちの少なくとも１つの情報層は、これら情報層を走査するための制御情報を有する制御ブロックを複数含む制御領域を含み、これら制御ブロックは同一の内容を有し、
    前記制御情報は、
    当該記録媒体の形式のインディケーション、
    当該記録媒体の前記情報層の数及びユーザ情報のブロックの数のインディケーション、並びに
    記録された情報の暗号に関する情報、
    を含むことを特徴とする記録媒体。
  2. 請求項１に記載の記録媒体において、
    各情報層が、対応する制御領域を有することを特徴とする記録媒体。
  3. 請求項２に記載の記録媒体において、
    前記制御情報はさらに、当該制御情報を含む情報層の順序番号のインディケーションを含むことを特徴とする記録媒体。
  4. 請求項１に記載の記録媒体において、
    ある情報層のユーザ情報のトラックが、別の情報層のユーザ情報のトラックと反対の方向に順序付けられていることを特徴とする記録媒体。
  5. 請求項１に記載の記録媒体において、
    各情報層において、前記制御情報が、読み取られるべきユーザ情報の当該情報層におけるアドレスを決定するための情報を含むためにフォーマットされている当該情報層のＴＯＣを含むことを特徴とする記録媒体。
  6. 透明基板及び少なくとも２個のほぼ平行な情報層を有する光学式ディスク状記録媒体であって、各情報層は、ユーザ情報のためにフォーマットされている領域を含み、これら情報層のうちの少なくとも１つの情報層は、これら情報層を走査するための制御情報を有する制御ブロックを複数含む制御領域を含み、これら制御ブロックは同一の内容を有する、記録媒体を読み取る方法であって、
    当該記録媒体の形式のインディケーション、
    当該記録媒体の前記情報層の数及びユーザ情報のブロックの数のインディケーション、並びに
    記録された情報の暗号に関する情報、
    を含む前記制御情報を当該記録媒体から得るために集束スポットが位置する情報層の前記制御領域を走査するステップ、及び
    読み出されるべき他の情報層のトラックの走査中レンズが集束スポットを維持するように制御するステップであって、異なる情報層の走査に関し前記制御領域から得られた前記制御情報に基づいてサーボ系により前記制御が行われるステップ、
    を有することを特徴とする方法。
  7. 請求項６に記載の方法において、
    各情報層が、対応する制御領域を有することを特徴とする方法。
  8. 請求項７に記載の方法において、
    前記制御情報はさらに、当該制御情報を含む情報層の順序番号のインディケーションを含むことを特徴とする方法。
  9. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の記録媒体を走査する装置であって、当該装置は、情報層上に放射ビームを集束するための手段を有し、
    前記手段は、
    − 前記放射ビームを発生するための放射源、
    − 前記放射ビームを集束スポットに集束するためのレンズ系、
    − 反射した放射を電気信号に変換するための検出手段、及び
    − サーボ手段を制御するための制御ユニット、
    を有する装置において、
    前記制御ユニットは、
    当該記録媒体の形式のインディケーション、
    当該記録媒体の前記情報層の数及びユーザ情報のブロックの数のインディケーション、並びに
    記録された情報の暗号に関する情報、
    を決定するため、前記情報層を走査するための制御情報を有する制御領域を読み取るべく情報層上に前記集束スポットが位置するように前記サーボ手段を制御するように構成されることを特徴とする装置。
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