JP5026792B2 - 光ディスクのバーストカッティング領域内のデータ検出 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク上に与えられるべき出行データを生成するための装置に、光ディスク上に与えられるべき出行データを生成する方法に、バーストカッティング領域内にデータを有する光ディスクに、そのような光ディスクを製造するための装置に、光ディスクを読むための装置に、そして光ディスクを読む方法に関する。

EP-A-1120777はエンボスされたデータ域をもつ光ディスクを開示している。そのようなデータ域は、光照射によって読むことのできるデータ信号を示すピットと突起とを有している。そのエンボスされたデータ域上にはレーザーを用いて情報を示すバーコードパターンが形成される。ROMディスク上のディスク情報のコピーを防止するため、物理的なマークがランダムに形成される。ディスクの読み出しの間、これらの物理的マークの位置が判別され、バーコード中に暗号化されている位置情報と比較される。物理的マークがあるべき位置は暗号化されたバーコード中に秘密の鍵として保存されている。ディスクIDとディスクによって異なる位置情報とが組み合わされ、デジタル署名と一緒に暗号化される。よって、ディスク上のマークの実際の位置をバーコードによって示されるマーク位置を復号したものと比較することによって、ディスクがコピーであるかどうかが判別できる。

マークとバーコードはいずれも、通例BCAと呼ばれるバーストカッティング領域（burst cutting area）に存在していてもよい。バーコードの縞はデータピットと同じ層に書き込まれる。再生装置においては、バーコードの縞は、該バーコードの縞どうしの間に存在するデータピットに関して区別される。反射性でないバーコードの縞では、欠落部分は、通常のデータピットから生成される信号とは異なる低レベル信号を生成する。この低いレベルを検出するためにスライサーが使われる。信号の検出された低レベル部分から、PWM変調器が暗号化情報を含んでいる信号を復調する。

データピットから生成される信号がバーコードデータの正しいスライシングを乱しうることが欠点である。

バーコードデータの読み取りに対するデータピットの影響を減らすことが本発明の目的である。

本発明の第一の側面は、請求項１記載のような、光ディスク上で与えられるべき出行データを生成するための装置を提供する。本発明の第二の側面は、請求項１９記載のような、光ディスク上で与えられるべき出行データを生成する方法を提供する。本発明の第三の側面は、請求項２０記載のような、バーストカッティング領域内にデータを有する光ディスクを提供する。本発明の第四の側面は、請求項２２記載のような、バーストカッティング領域をもつ光ディスクを製造するための装置を提供する。本発明の第五の側面は、請求項２６記載のような、バーストカッティング領域をもつ光ディスクを読むための装置を提供する。本発明の第六の側面は、請求項２４記載のような、バーストカッティング領域をもつ光ディスクを読む方法を提供する。有利な実施形態は従属請求項において定義される。

本発明の第一の側面に基づく装置は、光ディスク上のBCA内で与えられるべきデータを提供する。このデータは、多数の読み取り専用ディスクを作成するために使われるマスター上に書き込まれうる。このデータはまた、ライトワンスまたは書き換え可能ディスク上に書き込まれるべく使われてもよい。BCAはさらにマークを有している。そうしたマークは肉眼で、あるいは特殊な装置を使って読み取れる。好ましくは、そのマークは一意的なコードを示すバーコードである。マークの大きさはデータピットの大きさよりも大きい。一般に知られているように、データをDC成分を抑制してディスク上に与えるためには、チャネルエンコーダが使われる。さらに、低域通過フィルタを通した読み取り信号をスライシングすることによってマークを取得することも既知である。しかし、このような仕方でのマークの検出は常に信頼できるとは限らない。

本発明によれば、チャネルエンコーダに供給されたデータを、該データの低周波成分がマークの低周波成分との間で干渉がより少ないか全くなくなるかするように処理するデータ処理装置が追加される。今や当該データの読み取り信号の低周波成分はさらに減少し、マーク検出の信頼性は改善される。マークの周波数スペクトルの低周波成分との干渉を引き起こしうる当該データの周波数スペクトルの低周波成分を抑制するためには多くの可能性が存在する。

たとえば、チャネルエンコーダの入力におけるあらゆる可能なコード列に対して出力信号における周波数成分を決定することができる。読み取り信号からのマークの取得に干渉しない周波数成分を生成する入力コード列のみをデータの符号化に使えばよい。しかし、これは面倒なプロセスである。

より好ましい実施形態では、請求項４において定義されるように、前記データ処理装置および前記チャネルエンコーダは、BCAを読み出すときに少なくとも第一および第二の所定の反復周波数をもつ出行データを生成する。前記第一および第二の所定の反復周波数はいずれも、バーコード周波数スペクトルの低周波成分と一致しないよう選択される。バーコード周波数スペクトルの低周波成分は、該低周波成分が前記第一および第二の周波数の間にある場合には帯域通過フィルタを用いてフィルタ抽出できる。前記第一および第二の周波数が前記低周波成分よりも高いように選ばれている場合には、低域通過フィルタで十分である。当該データの前記異なる複数の周波数は、BCA内のデータをエンコードすることを許容する。たとえば、データは、プレーヤーがディスク上のどこを読んでいるのかがわかるようにアドレスを提供してもよい。しかし、隣接トラックにおいて同じ周波数が使われていたら、信頼できるトラッキングを実行することは不可能である。

請求項５において定義されているある別の実施形態では、前記データ処理装置は、所定の周波数未満の周波数成分の振幅が前記所定の周波数を超える周波数成分の振幅よりも著しく小さいようなデータを供給する。前記所定の周波数はマークの基本周波数より上で選択される。データは、信頼できるトラッキングを可能にする任意のシーケンスを有することができる。BCA内での信頼できるトラッキングはランダムデータを使うことによって得ることができる。ランダムデータは擬似ランダムデータであってもよい。ランダムデータは、たとえば前記のアドレスまたはある層番号を示す確定的な部分を有していてもよい。BCAにおいて特定の層番号が使われる場合、この層番号の検出は、情報がBCAにおいて読まれているかどうかを判別するのに使われうる。

請求項６において定義されているさらに別の実施形態では、前記データ処理装置は、入来データのデータ列を前置符号化データのデータ列で置き換えることによって入来データを前置符号化するための前置符号化器を有している。出行データは、入来データの対応するデータ列よりも低周波成分が小さい、前置符号化されたデータのデータ列を有する。ここで、前置符号化されたデータのデータ列のビット数は、入来データの対応するデータ列のビット数よりも大きい。入来データは、トラッキングだけが重要である場合にはランダムデータであってよい。このランダムデータは、当該ディスクからの情報の読み取りが実際に行われているのがどこなのかを知ることも重要である場合には、アドレスまたは層番号を有する確定的な部分を有していてもよい。入来データはユーザーデータであってもよい。ユーザーデータがBCAに書き込まれることを許容することによって、当該ディスクの容量が増やされる。本発明に基づいて書き込まれるデータは、マークとの干渉が最小限になるよう低周波が抑制される。しかし、当該データのより高い周波数への変換はデータ容量を下げる。だが、これはBCA内でしか起こらないので問題ではない。

請求項２において定義されているある実施形態では、前記データ処理装置は、入来データを変換して、該入来データを表し、かつバーコード縞の低周波成分に干渉する周波成分が抑制されるか存在しないかであるデータ周波数スペクトルを有する処理済みデータを得るよう構成される。請求項７において定義されているある実施形態では、当該装置は、ランダムデータを入来データとして生成するためのランダムデータ発生器をさらに有している。

請求項３において定義されているある実施形態では、前記マークはバーコードを有する。バーコードはディスクの一意的な識別情報であり、たとえばコピープロテクトのために使うことができる。好ましくは、マークは、ユーザーが除去できないようレーザーを用いて与えられる。マークはバーコード以外のいかなるマークであってもよい。たとえば、文字や数字を使ってもよい。マークのピッチは、マークの低周波成分よりも高い周波数成分をもつデータを提供できるよう、当該データのピッチよりも大きくあるべきである。当該データのピッチは通例データピットによって定義される。

請求項７において定義されているある実施形態では、前記前置符号化器は、入来データのデータ列00、01、10、11を前置符号化済みデータのそれぞれ対応するデータ列1010、0001、0111、0101に符号化する。データを倍にすることでデータ容量は半分になるが、低周波成分が減少し、マークの検出が改善される。

請求項８において定義されているある実施形態では、前記前置符号化器は、入来データのデータ列10 10を前置符号化済みデータの対応するデータ列0000 1000に符号化する。これは出行信号のDC成分を減少させる。

請求項１０において定義されているある実施形態では、前記チャネルエンコーダはよく知られた1,7PPエンコーダである。そのようなエンコーダはPHQ98.023および未公開のSystem description Blu-ray Disc Rewritable format, part 1, Basic Format Specifications, Version 1.01, July 2003（以後、ブルーレイ・ディスク仕様と称する）において開示されており、ディスク上のデータのDC成分を最小化するはたらきをする。請求項１４および１５によって定義されている実施形態では、入力データは、請求項１６記載の前置符号化器を用いた前置符号化後に標準的なデータフレームが得られるようなフォーマットを与えられる。標準的なデータフレームとは、BCAの外のユーザー領域におけるデータフレームと同じフォーマットをもつデータフレームを意味する。これは、BCAの内部においても、BCA外のデータのためにすでに存在しているのと同じチャネルエンコーダを使うことができるという利点がある。

請求項１８記載のある実施形態では、前記1,7PPエンコーダは、ブルーレイ・ディスク仕様からFS7として知られるフレーム同期シグネチャーを与えるよう制御される。このフレーム同期シグネチャーはBCA外のユーザーデータ領域においては使用されず、よってその反復的な生起はBCAの指標である。さらに、このフレーム同期シグネチャーが引き起こす低周波干渉は最小限である。

これらのことを含む本発明のさまざまな側面は、以下に記載される諸実施形態から明らかであり、またそれを参照することで明快となるであろう。

異なる図面における同じ参照符号は同じ項目を示す。

図１は、マークが存在するバーストカッティング領域をもつ光ディスクの上面図を示している。光ディスク１は、ディスク１の書き込みまたは読み出しを行う際にディスクのセンタリングを行うためのスピンドル孔（hole）Hを有している。光ディスク１はいかなる種類のものでもよく、たとえば光ディスク１はCD、DVD、SACDまたはブルーレイ・ディスクである。ブルーレイ・ディスクは比較的高いデータ密度をもち、比較的短い波長の青色レーザーを用いて読むことのできる光ディスク１である。光ディスク１は読み出し専用ディスク、記録可能（ライトワンス）ディスクまたは書き換え可能ディスクであってよい。ディスクの書き込みと読み出しはレーザーを用いて実行される。通例、読み出し専用ディスクへの書き込みは、ディスクのプレス加工によって、より効率的に実行される。

ディスク１はユーザーデータ領域および以後BCA２とも称するバーストカッティング領域２を有している。ユーザーデータ領域DAEはBCA２の外縁とディスク１の外縁との間の領域である。BCA２はマーク３およびデータDAを有する。マーク３はバーコードをなしていてもよい。データDAはバーコードの開始と終了の間の領域に存在していてもよいが、バーコードの縞どうしの間に存在していてもよい。DPD（Differential Phase Detection［差分位相検出］、これは一般に知られている用語であり、たとえばApplied Optics Vol. 37,No. 29, 10 October 1998を参照）トラッキングがマスター・ランイン領域（master run-in area）を提供したり、あるいは実際のトラックを示すアドレス情報を提供したりできるようにするデータが存在していてもよい。DVD-ROMのような比較的古いフォーマットでは、BCA２内にエンボスされたピットが存在できる。BCA２内のマーク３の読み出しの間、読み出し信号はピットについての情報とマーク３についての情報とを含む。マーク３によって引き起こされる読み取り信号の周波数成分は、マーク周波数成分と称される。これらのマーク周波数成分はマーク周波数スペクトルをなす。ピットによって引き起こされる読み取り信号の周波数成分は、データ周波数成分と称される。これらのデータ周波数成分はデータ周波数スペクトルをなす。

通例、読み取り信号からマーク３を復元するには、まず読み取り信号を低域通過フィルタ処理し、それから適切なレベルを用いてその低域通過フィルタ処理された信号をスライシングする。しかし、ピットのためにBCA２内のマーク３の読み出し品質が劣化する。特に、ピットのデータ周波数スペクトルの低周波成分がマーク周波数スペクトルのマーク周波数成分と干渉する。マーク３の基本周波数成分のすぐ上のカットオフ周波数をもつシャープな低域通過フィルタでさえも、必ずしもスライサーを用いて読み取り信号におけるマーク３の誤りのない検出のために十分な余裕を作り出すことができない。場合によってはデータ周波数スペクトルの低周波成分はマーク３と同じような信号レベルを生じるからである。US-A-5,706,047において開示されているようにBCA２内のデータピットを省略することは、そうすればトラッキングも、マスター・ランインも、アドレッシングもできなくなってしまうので好ましくない。

本発明は、BCA２内のデータをそのデータ周波数スペクトルがマーク３のマーク周波数スペクトルの低周波成分への干渉が最小限となるよう選択した場合の、該データの入念な使用に向けられている。その結果、マーク３は高い信頼性をもって取得できる。また、そのデータはマーク３から分離できるので、トラッキング、マスター・ランインまたはアドレッシングのための使用が可能となる。

そのデータは、アドレッシングのために使われる場合には有意な情報を含んでいるべきである。そのデータがトラッキングまたはマスター・ランインのために使われる場合には、そのデータは有意な情報を含んでいる必要はない。後者の場合、データはランダムデータまたは擬似ランダムデータであってもよい。ランダムデータは、ディスク１上の隣接トラックのデータが異なっており、トラッキング機構が隣接トラックを区別できることを保証する。

図２は、光ディスク上で与えられるべき出行データを生成する装置のブロック図を示している。当該装置７は、入力データ発生器６、前置符号化器５およびチャネルエンコーダ４を有する。図２はさらに、層指標（layer indication）LIのための異なる可能なビット列を示す表を示している。図２はさらに、入力データ（input data）IDのビット列DSIから処理済みデータ（processed data）DPのビット列DSPへの変換と、該ビット列DSPから出行信号（outgoing signal）ODのビット列DODへの変換を示す表を示している。

今から次に述べる本発明に基づく諸実施形態では、光ディスク１と一緒に使うためのある特定のよく知られたチャネルエンコーダ４によってある特定のよく知られた記録データフレームが光ディスク１上に書き込まれる。この特定のチャネルエンコーダ４およびこの特定の記録データフレームの使用は本発明にとって本質的ではなく、本発明の動作を説明するためだけに使われている。前述したように、本発明の本質は、バーストカッティング領域２におけるデータ周波数成分とマーク周波数成分との間の干渉を、データDAを適切な仕方で選ぶことによって最小化することである。別の記録データフレームおよび／または別のチャネルエンコーダ４が使われる場合には、データDAの記録フレームへの変換およびチャネル符号化の後に、データ周波数成分のマーク周波数成分との干渉が最小限である出行信号ODが得られるよう、データDAの特性を変更する必要がある。今や、光ディスク１から情報を読むとき、マーク３の取得が、マーク３と同じ領域２に存在するデータDAによって乱されるのは最小限である。

ブルーレイ・ディスクの書き換え可能フォーマットにおける使用のために提案されているよく知られた記録データフレーム（ブルーレイ・ディスク仕様、パラグラフ4.12参照）は1288ビットを有している。その最初は20ビットのフレーム同期であるが、これは30変調／チャネルビットの特殊な列に変換される。次に、45データビットの各グループがDC制御ブロックのために一つの追加ビットを用いて完成される。記録フレームは1240ビットすなわち155バイトのデータを含む。そのような記録フレームが、ディスク１のユーザーデータ領域DAEにデータを書き込むために構築される。

チャネルエンコーダ４はユーザーデータを、光ディスク１上に書き込まれるのに好適な出行データODに変換する。より精確に定義すると、フレーム同期を除く記録フレームの全ビットが変調すなわちチャネルビットに変換され、それらが一緒になって出行データODを形成する。ユーザーデータは非零復帰反転（NRZI）チャネルビットストリームに変換され、これが光ディスク１上に記録される。通例どおり、ビットストリームにおける１は記録された信号における遷移を示す。そのようなチャネルエンコーダ４はユーザーデータのDC成分を抑制して、出行データODのランニングデジット和（running digital sum、以後RDSと称する）が小さくなるようにする。さらに、チャネルエンコーダ４は読み取り信号の最大周波数および最小周波数を制限するよう、二つの相続く１の間の０の最大数および最少数を制限する。

前記のよく知られたチャネルエンコーダ４は、ブルーレイ・ディスクの書き換え可能フォーマットにおける使用のために提案されている1,7PPエンコーダ（ブルーレイ・ディスク仕様、パラグラフ4.14参照）であってもよい。ここで、フレーム同期以外の記録フレームの全ビットが、1,7PP変調符号に従って変調またはチャネルビットに変換される。これはRLL(1,7)（Run Length Limited［ランレングス制限］）符号でランレングスの範囲を2Tから8Tとしたものである。このチャネルエンコーダ４は二つの相続く１の間の０の最少数を１に制限し、二つの相続く１の間の０の最大数を７に制限している。ブルーレイ・ディスク仕様の図4.20を参照。

記録フレーム（より一般にフレームとも称される）およびチャネルエンコーダ４が、ユーザーデータを光ディスク１のユーザーデータ領域DAEに書き込まれるデータODに変換するのに使われていることに注意しておく必要がある。好ましくはその同じチャネルエンコーダ４が、BCA２内に書き込まれるデータDAを符号化するために使われる。これは、このデータDAが有意なものであれば、BCA２内のデータDAのために特別な別個の符号化および復号を実装する必要がないという利点がある。しかし、代替的に、BCA２内のデータには、ユーザーデータ領域DAE内のユーザーデータ用とは別のエンコーダを使うことも可能である。BCA２内に書き込まれるデータDAはユーザーデータであってもよいが、ディスク１から読み込まれたときにマーク３がデータDAを乱しうるのでこれは好ましくはない。

前置符号化器５は入来データ（incoming data）IDを、チャネルエンコーダ４に供給される処理済みデータ（processed data）PDに変換する。前置符号化器５は入来データIDを処理して、出行データODでマーク３の周波数成分に干渉しうる周波数成分が抑制または除去されるようにする。通例、入来データIDでマーク３の基本周波数成分に干渉する低周波成分を抑制すれば十分である。

本発明のある実施形態では（図５も参照）、前置符号化器は、出行データODが離散的な周波数のみを含むように処理済みデータPDを与える。データDAは使用される周波数によって符号化される。たとえば、二つの周波数f1およびf2が使用される場合、所定の時間期間の間第一の周波数が存在すればそれは０を表し、所定の時間期間の間第二の周波数が存在すればそれは１を表す。この仕方では、BCA２内には少量のデータDAを提供することしかできない。しかし、これは必ずしも欠点にはならない。少量のデータはディスク１のトラック位置または特定の層を示すアドレス情報を提供するには十分でありうるからである。トラッキングのためには、データDA内の実際の情報は重要でなく、隣接トラックのデータDAが同じでさえなければよい。

本発明に基づくもう一つの実施形態では、前置符号化器５は入来データIDにおける入来ビット列DSIを、処理済みデータPDでの適切な処理済みビット列DSPで置き換えることで、ディスク１上に、その周波数成分がマーク３の周波数成分との干渉が少なくなるようなデータDAを得る。

ある好ましい実施形態では、前置符号化器５は、次の表に示されるように、入来ビット列DSIを処理済み信号PDで処理済みビット列DSPによって置き換える。

上記の表から明らかなように、入来データIDにおけるビット列DSI: 00, 01, 10, 11が前置符号化器５によってそれぞれ処理済み列DSP: 1010, 0001, 0111, 0101によって置き換えられて処理済みデータPDが得られる。最後の列は対応するチャネル符号を、よって1,7PPエンコーダの出行信号ODを示している。出行信号ODは出行データODまたはチャネル符号ODとも呼ばれるが、これがディスク１上に与えられるものである。このチャネル符号ODにおいては、チャネルビットODの各シーケンスのランニングデジット和（RDS）が０なので、低周波成分は強く抑制されている。入来データIDにおける二つの相続くビットのビット列がそれぞれ４ビットの列DSPに変換されるので、データ容量は半分になる。

ある好ましい実施形態では、入来データDIにおけるシーケンス1010はシーケンス00 00 10 00によって置き換えられる。この置き換えなしでは、1010を前置符号化したものは01 11 01 11となり、これが1,7PPエンコーダ４によって変換されると010 001 000 000となる。これはランニングデジット和（RDS）を増加させ、よってチャネルエンコーダ４のDC抑制があまり十分でなくなる原因になる。入来データIDにおける特定のビット列DSIのこの最後の置き換えによって、ディスク１のBCA２からの読み込みに際して、データDAによって引き起こされるマーク３に対する干渉がさらに減少することを注意しておくべきだろう。

別のチャネルエンコーダ４が使われる場合にも、当業者は入力ビット列DSIをどのように処理済みビット列DSPに置き換えれば、チャネルエンコーダ４の出力においてマーク３の取得の乱れを減少させるデータ周波数スペクトルが得られるかを決定することができるであろう。

図２はさらに、前置符号化器５についての入力データIDを生成するデータ発生器６を示している。ある好ましい実施形態では、データ発生器６は77.5バイトのデータDAを発生させる。前置符号化器５によってこれら77.5バイトは155バイトデータPDに変換される。これはちょうどユーザーデータ領域DAEにおいて使われる標準的なデータバイト数である。よって、ここでもまた、データ領域DAEにおけるユーザーデータと、BCA２におけるデータDAとに同じチャネルエンコーダ４を使うことが許容されるのである。結果として、ディスク１からの読み込みの際、データ領域DAEにおけるデータについてと、BCA２におけるデータDAについてで同じ復号が可能である。

好ましくは、前記の77.5バイトのデータには、使用可能情報のための１ニブルと任意データ（arbitrary data）RDAのための７７バイトとが含まれる。前記１ニブルは好ましくは層情報（layer information）LIを提供する。このニブル内に層番号LIがエンコードされているが、それは好ましくはBCA２の各フレームについて繰り返される。層情報LIの高い反復率のため、誤り訂正符号を適用する必要はない。あるいはまた、ニブル内でたとえばトラックアドレスのような他の情報を提供することも可能である。前記アドレスはいくつかのニブルにわたって分割されてもよいし、この場合にはアドレスの取得可能性を改善するために誤り訂正符号を実装してもよい。もちろん、情報のために二つ以上のニブルを使うことも可能である。

データの残り、今の例では77バイトは、長い期間にわたってのDPDトラッキングを保証するのに好適な任意データRDAでありうる。好ましくは、この任意データRDAはランダムデータである。ランダムデータの用語は擬似ランダムデータを含むことが意図されている。ランダムデータは図６に示したようなシフトレジスタSRを用いて発生させることができる。ランダムデータRDAは好適なアルゴリズムを用いて発生させてもよい。

77.5バイトのフレームは次いで前置符号化器５によって前処理される。前置符号化器５は今の例では１：２のエンコーダであり、結果として155バイトのデータフレームを与える。この１：２の前置符号化器５は、1,7PP符号化されたフレームの低周波スペクトルを抑制する非常に単純かつ効率的な方法を提供する。フレーム同期による低周波擾乱をさらに減らすため、多くの可能なフレーム同期シグネチャーのうちから既知のフレーム同期符号FS7またはFS8のみが選択される。フレーム同期シグネチャーFS7は非零復帰（NRZ: non-return to zero）符号では100101、あるいはNRZIでは直前のビットに応じて(0)111 001および(1)000 110である。フレーム同期シグネチャーFS8は非零復帰符号では101010、あるいはNRZIでは直前のビットに応じて(0)110 011および(1)001 100である。さらに、フレーム同期符号FS7またはFS8がディスク１の読み取りの間反復して生起することは、読み取りがBCA２において行われていることを示す。このフレーム同期符号FS7およびFS8は、ユーザーデータ領域DAEに存在する通常のユーザーデータでは相続くECCクラスタの間でしか使われないからである。チャネルエンコーダ４の出力のところで結果として得られるビットストリームはここでもまた、記録フレームあたり1932チャネルビットを有する正しい1,7PPビットストリームであるが、意図されたような抑制されたスペクトルの低周波部分をもち、フレーム内にエンコードされている層位置情報をもつ。

こうして、BCA２内におけるマーク３とデータDAとの間の漏話が、マーク３とデータDAとの周波数スペクトルどうしの間の干渉を最小化することによって減少させられる。マーク３がバーコードをなす縞である好ましい実施形態では、データDAについてのチャネル符号ODの低周波成分を大幅に減衰させることによって、BCA２内の縞は周波数領域においてデータDAを表す変調されたピットから分離される。これを実現するための非常に単純かつ効率的な方法は、1,7PPチャネルエンコーダの入力のところに前置符号化ステップを追加することによるものである。これはチャネル符号そのものの構造は変更しない。

ある最適な方策において、BCA２内のマーク３とデータDAとの周波数領域における分離に対して課される要求についてこれから以下に列挙する。マーク３のカッティング余裕（cutting margin）と検出余裕とを上げるため、データDAのピットパターンとマーク３との間の漏話が抑制される。ピットパターンに有用なアドレスまたは位置情報が含められる。ピット列はゆがみのないDPDトラッキング信号を発生させるべきである。十分ランダムな振る舞いをもった非反復列が使用される。2Tまたは8Tのようなキャリアや、また短すぎるランダム列は、隣接するトラックどうしの間で揃うこともあり、その結果ゆがみのあるDPD信号を引き起こす。LBR（Laser Beam Recorder［レーザービームレコーダ］）におけるEO（Electro-optical［電気光学的］）変調器が使われる場合には、2Tまたは8Tのようなキャリアは使用できない。DC成分が導入されるからである。ランダムピット列およびアドレス情報を発生させるフォーマッターはできるだけ単純に保つのが好ましい。この最適な方策では、層番号情報が各フレームにエンコードされた釣り合い不均衡（balanced disparity）1,7PP HF（high frequency［高周波］）信号が発生させられる。このアプローチではマーク３の検出が著しく改善される一方、位置情報がデータDAにエンコードされる。BCA２におけるマーク３とデータDAとの周波数領域における分離改善のため、データDAから層情報LIを信頼性をもって復号することがより容易である。層情報LIは、多層ディスク中でデータDAがある特定の層LIのみに存在する場合にどの層にデータDAが存在するかを示すのに重要である。

前置符号化器の構成は使用されるチャネルエンコーダに依存することを注意しておく必要がある。前置符号化器は、チャネルエンコーダの出力におけるデータDAとマーク３との間の干渉の抑制が得られるよう特別に設計されるべきである。チャネルエンコーダは、前置符号化器によって前処理されたデータDAによらずに当該チャネルエンコーダの出力における低周波の強い抑制が得られるよう配慮することが好ましい。前置符号化器に入力されるデータDAのデータフォーマットの選択は、チャネルエンコーダが、BCAの外で光ディスクからユーザーデータを読んだりディスクにユーザーデータを書き込んだりするためにも使われる標準的なチャネルエンコーダであるように選択されるのが好ましい。こうすれば前置符号化器を追加するだけでよくなる。

図３は、従来技術における、光ディスクから読み取ったときのデータ周波数スペクトルを示している。図３は、入来データIDがランダムである場合の出行データ（data）ODの周波数スペクトル（frequency spectrum）DFSを示している。図３の縦軸はdB単位での振幅を、横軸は規格化された周波数f/fbを示している。ここで、fbはチャネルエンコーダの入力ビットレート（公称ブルーレイ速度では44MHz）である。周波数スペクトルDFSはユーザーデータ領域DAEにおいてディスク１上で与えられるべきデータODを表している。データODは、ディスク１が読み取り専用ディスクの場合にはよく知られた仕方でディスク１にプレスされてもよいが、記録可能または書き換え可能なディスク１については特に、データODはレーザーによってディスク１に書き込まれてもよい。データがディスク１から読み取られるときにも同様のスペクトルが現れる。図示したスペクトルは、データODのエンコードに1,7PPチャネルエンコーダ４を使って得られたものである。チャネルエンコーダ４がデータODのDC成分を抑制することを注意しておく必要がある。

図４は、本発明のある実施形態に基づく、光ディスクから読み取られたデータおよびマークの周波数スペクトルを示している。図３の縦軸はdB単位での振幅を、横軸は規格化された周波数を示している。マーク（markings）３の周波数スペクトル（frequency spectrum）MFSは様式的に長方形で示されている。実際上は、マーク周波数スペクトルMFSは実際のマーク３に依存するより込み入った形をしていることがある。長方形は、低周波数領域ではマーク３の周波数成分が優勢に存在することを示している。図４はさらに、チャネルエンコーダ４に入力される処理済みデータPDが前置符号化器５で前処理された（pre-processed）場合の出行データODの周波数スペクトルPDFSを示している。図３に示した周波数スペクトルDFSに比べ、周波数スペクトルPDFSに含まれる低周波成分は著しく少ない。周波数スペクトルPDFSとマーク周波数スペクトルMFSとの重なりは、データ周波数スペクトルDFSの場合よりも少ない。結果として、BCA２にデータDAとマーク３の両方が存在する場合においてディスク１を読み込むときのマーク３に対するデータDAの干渉は、前置符号化器５の使用のおかげでより少なくなる。データDAの影響が少なくなるので、簡単な低域通過フィルタでデータストリーム信号とマーク３によって生じる信号とを分離できることになる。レベル検出により読み取り信号においてマーク３がより信頼性をもって指示されることになる。

図５は本発明に基づくもう一つの実施形態の周波数スペクトルを示している。この実施形態では、データ周波数成分は、所定の数の離散周波数において現れるよう選ばれている。図５は、マーク３の周波数スペクトルMFSの様式的な表現を示している。この周波数スペクトルは、最低周波数成分f0および最高周波数成分f10を有している。前置符号化器５は、チャネルエンコーダの出力において二つの周波数成分f1またはf2だけが存在するよう、エンコードデータを供給する。これらの周波数成分f1およびf2はマーク３の周波数成分との干渉が最小になるよう選ばれる。図示したように、周波数成分f1およびf2はマーク３の周波数スペクトルMFSより上に選ばれるのが好ましい。簡単な低域通過フィルタで、マーク３によって生じる信号をデータの周波数成分f1およびf2から分離することができる。あるいはまた、周波数成分f1およびf2はマーク３の諸周波数成分の間になるよう選ばれてもよい。しかし、その場合にはより複雑な櫛形フィルタが必要とされることがある。

マーク３の周波数スペクトルMFSは様式的に示されているだけであることを注意しておく必要がある。実際上は、このスペクトルMFSはマーク３の基本周波数およびこの基本周波数の高調波に対応する個々の周波数成分を示す。高調波はスペクトルMFSの最高周波数f10より上まで広がってもよいが、振幅が小さくなるので読み取り信号中のマーク３によって生じるパルスの再構成と検出にとっては重要でない。

図６は擬似乱数発生器を示している。この擬似乱数発生器は16ビットのシフトレジスタ（shift register）SRを有しており、このシフトレジスタ１６の記憶セル内にビット値s0からs15を保存する。シフトレジスタSRは並列装荷（parallel load）信号PLを受け取る並列装荷入力を有している。並列装荷信号PLが並列装荷が所望されていることを示している場合、２バイト分の並列装荷数（parallel load number）PRNが記憶セル中にクロックされる。ビット値s15には常に1が装荷される。（擬似）ランダム列はビット値s0からs7からなる出力バイトRSである。クロック入力がクロック信号CLKを受け取ると、記憶セル内のデータが巡回的にシフトされる。新しいビット値s0がビット値s15, s14, s12, s3の排他的論理和として決定される。

擬似乱数発生器の実際の実装は本発明には本質的ではない。ランダムデータ列または擬似ランダムデータ列を生成するためには、多くの代替的な方策が知られている。

図７は光ディスクを読むための装置を示している。当該装置は光ユニット１１、位置制御ユニット１２、信号再生回路１３およびプロセッサ１４を有している。ディスク１は当該装置にロードされたとき、スピンドル孔Hによってセンタリングされたディスク１をクランプする機械的捕捉機構（図示せず）を介してモーターによって回転させられる。

ディスクに対する光ユニット（optical unit）１１（しばしばOPUと称される）の位置は位置制御ユニット１２によって制御される。位置制御ユニット１２は、ディスク１上の特定のトラックにジャンプするための制御信号CsをOPU１１に供給する。好ましくは、制御ユニット１２はOPU１１が実際に位置しているトラックをそのトラックからのアドレス情報を読むことによって知っている。ひとたび特定のトラックがみつかれば、位置制御ユニット１２はこのトラックを追跡できるようOPU１１の動径位置を制御する。位置制御ユニット１２はさらに、所望の層にレーザービームの焦点を結ばせるようOPU１１を制御することもある。読み取り段階の間、信号再生回路１３はOPU１１から、読み取りレーザーからの光信号を受け取る。信号再生回路１３は光信号を電気信号に変換し、それが処理されて読み取り信号ESとなる。読み取り信号ESは図２に関連して定義されたチャネルデータODを含んでいてもよい。プロセッサ１４は、BCA２内のマーク３の周波数成分とデータDAの周波数成分とを分離するための回路を有している。データDAの低周波成分が図４に示したように抑制されていれば、この回路はそれぞれマーク３およびデータDAを取得するための低域通過フィルタおよび高域通過フィルタでよい。低域通過フィルタはマークに関連する周波数成分を通過させてデータDAの高レベルの周波数成分を遮断する。高域通過フィルタはデータDAに関連する周波数成分を通過させてマーク３の高レベルの周波数成分を遮断する。

マーク３は低域通過フィルタの出力信号をスライシングすることによって取得できる。存在していれば、データDA内の情報は、図２のチャネルエンコーダ４および前置符号化器５の逆の動作を実行するデコーダを使って取得できる。ユーザーデータ領域DAEにおいては、チャネルエンコーダ４の逆の動作を実行する同じデコーダがユーザーデータを取得するのに使われる。

図７には示されていないが、書き込み段階の間、信号再生回路１３は、書き込み段階の間にOPU１１に書き込みレーザーからの光信号を提供する。書き込み信号は、図２の出行信号ODと同じ仕方で生成されてもよい。

図８は、入力データフレームの好ましいフォーマットを示している。入力データフレームDAは前置符号化器５に供給される。入力データフレームは、図２に示した層ニブルLIおよび77バイトのランダムデータRDAを有している。データフレームは14個のいわゆるDC制御ブロックB0からB13を有する。最初の制御ブロックB0は順に、10ビットのフレーム同期（frame sync）FS、4ビットの層指標LI、31ビットの第一のデータブロックD0およびDC制御（DC-control）ビット「0」DCC0を含んでいる。残りの13の制御ブロックB1からB13はみな、順に、それぞれ45ビットのデータブロックD1からD13およびそれぞれDCC1からDCC13の単一のDC制御ビットを含んでいる。各制御ブロックB0からB13に含まれる総ビット数は46である。その結果、フレームは全部で644ビットを含み、そのうちデータと層指標が合わせて620ビットをなす。前置符号化器５は各2ビットを4ビットで置き換え（図２に関連した表で上に示したとおり）、それにより前置符号化器５の出力におけるフレームのビット数を倍にし、1288ビットの処理済みフレームが得られる。この処理済みフレームのフォーマットは、BCA２の外のユーザー領域DAEにおけるデータのために使われる標準的なデータフレームのフォーマットと同一である。今や、処理済みフレームはチャネルエンコーダ４によって標準データフレームと同じ仕方でチャネルフレームに変換されることになる。その結果、標準的なプレーヤーでBCA２を読むとき、BCA２内のチャネルフレームは、BCA２の外の標準的なデータフレームのために使われるのと同じデコーダを用いて復号できる。この仕方では、層情報LIは容易に取得できる。BCA２内のフレームのデータRDAがランダムデータでなく有意である場合にも、このデータは標準的なデコーダを用いて取得できる。

上記の諸実施形態は本発明を解説するものであって限定するものではないこと、そして当業者は付属の特許請求の範囲から外れることなく数多くの代替的な実施形態を考案することができるであろうことを注意しておくべきである。たとえば、BCA２内には、データピットだけではなく、さらに溝も存在していてもよく、その溝はトラッキングのために使われてもよい。これらの溝はある特定の位置を示すために蛇行していてもよい。書き換え可能フォーマットのブルーレイ・ディスク（BD-RE）および記録可能フォーマット（BD-RO）はBCA２内に溝のある構造を有するであろう。

請求項においては、括弧に入れて参照符号があったとしてもそれが請求項を限定するものと解釈してはならない。「有する」という動詞およびその活用形の使用は請求項において述べられている以外の要素やステップの存在を排除するものではない。要素の単数形の表現はそのような要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、いくつかの異なる要素を有するハードウェアによって実装されてもいいし、好適にプログラミングされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙している装置請求項では、それらの手段のいくつかが同一のハードウェア項目によって具現されてもよい。ある施策が互いに異なる従属請求項で述べられているというだけの事実がそうした施策の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。

マークが存在するバーストカッティング領域をもつ光ディスクの上面図である。 光ディスク上で与えられるべき出行データを生成する装置のブロック図である。 従来技術において光ディスクから読み込まれたときのデータの周波数スペクトルを示す図である。 本発明のある実施形態に基づく光ディスクから読み込まれたデータおよびマークの周波数スペクトルを示す図である。 本発明に基づくもう一つの実施形態の周波数スペクトルを示す図である。 擬似乱数発生器を示す図である。 光ディスクを読むための装置を示す図である。 好ましい入力データフレームを示す図である。

Claims (18)

1. 光ディスク上でバーストカッティング領域内で与えられるべき出行データを生成するための装置であって、前記バーストカッティング領域はさらに該バーストカッティング領域を読み出すときにマーク周波数スペクトルを生じさせるマークを有しており、当該装置が、
   処理済みデータを受け取って、抑制されたDC成分をもつ出行データ周波数スペクトルを有する出行データを供給するチャネルエンコーダと、
   前記マークの低周波成分との干渉を引き起こす周波数成分が抑制されているか存在しないかである出行周波数スペクトルを得るための前記処理済みデータを生成するデータ処理装置、
   とを有しており、
   前記データ処理装置が、入来データのデータ列を前置符号化データのデータ列で置き換えることによって入来データを前置符号化するための前置符号化器を有しており、前記出行データは入来データの対応するデータ列よりも低周波成分が小さいデータ列を有し、
   前置符号化されたデータのデータ列のビット数は入来データの対応するデータ列のビット数よりも大きく、
   前記チャネルエンコーダが1,7PPエンコーダであり、
   前記前置符号化器が、入来データのデータ列00、01、10、11を前置符号化されたデータのそれぞれ対応する処理済みデータ列1010、0001、0111、0101に符号化するよう構成されている、
   ことを特徴とする装置。
2. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、前記データ処理装置が、入来データを変換して、該入来データを表し、かつ前記マークの低周波成分に干渉する全周波成分が抑制されているか存在しないかである出行周波数スペクトルを生じさせる前記処理済みデータを得るよう構成されていることを特徴とする装置。
3. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、前記マークがバーコードを有することを特徴とする装置。
4. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、前記データ処理装置および前記チャネルエンコーダが前記バーストカッティング領域を読み出すときに少なくとも第一および第二の所定の反復周波数をもつ出行データを生成し、前記第一および第二の所定の反復周波数がいずれも、前記マーク周波数スペクトルの低周波成分と一致しないよう選択されることを特徴とする装置。
5. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、前記データ処理装置が、前記データ周波数スペクトルのある所定の周波数未満の周波数成分の振幅が前記マーク周波数スペクトルの周波数成分の振幅より著しく小さいことを実現するよう構成されており、前記所定の周波数が前記マークの基本周波数より上で選択される、ことを特徴とする装置。
6. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、前記前置符号化器がさらに、入来データのデータ列10 10を前置符号化されたデータの対応する処理済みデータ列の0111 0111にではなく0000 1000に符号化するよう構成されていることを特徴とする装置。
7. 当該装置がさらに入来データとしてランダムデータを発生させるためのランダムデータ発生器を有することを特徴とする、請求項２記載の出行データ生成装置。
8. 請求項１、２、６、７のうちいずれか一項記載の出行データ生成装置であって、入来データが、出行データが与えられている光ディスクの層を指示するための層指標を有することを特徴とする装置。
9. 請求項１記載の出行データ生成装置であって、
   入来データが、出行データが与えられているか与えられる必要があるかする光ディスクの層を指示するための層指標を有しており、該入来データがさらにランダムデータを有する、ことを特徴とする装置。
10. 請求項９記載の出行データ生成装置であって、前記入来データが、バーストカッティング領域外でユーザーデータのためにも使われる標準的なフレーム構造を有する処理済みデータを得るよう選ばれたいくつかのフレームに分割されていることを特徴とする装置。
11. 請求項９記載の出行データ生成装置であって、前記入来データが、前記層指標としての４ビットの層ニブルと616ビットのランダムデータとを有しており計77.5バイトのデータフレームを形成していることを特徴とする装置。
12. 請求項１１記載の出行データ生成装置であって、
    データフレームの前記616ビットのランダムデータが31ビットのグループを有する最初の制御ブロックと、それぞれ45ビットのグループを有する13個の後続制御ブロックとの中に分割されており、
    前記31ビットのグループがさらに前記4ビットの層ニブルと10ビットのフレーム同期とDC制御ビットとを有しており、前記13個の後続制御ブロックのそれぞれがさらにDC制御ビットを有しており、644ビットのBCAフレームが実現されていることを特徴とする装置。
13. 光ディスク上でバーストカッティング領域内で与えられるべき出行データを生成するための装置であって、前記バーストカッティング領域はさらに該バーストカッティング領域を読み出すときにマーク周波数スペクトルを生じさせるマークを有しており、当該装置が、
    処理済みデータを受け取って、抑制されたDC成分をもつ出行データ周波数スペクトルを有する出行データを供給するチャネルエンコーダと、
    前記マークの低周波成分との干渉を引き起こす周波数成分が抑制されているか存在しないかである出行周波数スペクトルを得るための前記処理済みデータを生成するデータ処理装置、
    とを有しており、
    前記データ処理装置が、入来データのデータ列を前置符号化データのデータ列で置き換えることによって入来データを前置符号化するための前置符号化器を有しており、前記出行データは入来データの対応するデータ列よりも低周波成分が小さいデータ列を有し、
    入来データが、出行データが与えられているか与えられる必要があるかする光ディスクの層を指示するための層指標を有しており、該入来データがさらにランダムデータを有し、
    前記チャネルエンコーダが1,7PPエンコーダであり、
    前記前置符号化器が、入来データのデータ列00と、01と、10 10として現れるのでない10と、11と10 10とを前置符号化されたデータのそれぞれ対応する処理済みデータ列1010、0001、0111、0101および0000 1000に符号化して、バーストカッティング領域外のユーザーデータのためにも使われる標準的な1288ビットのフレームを得るよう構成されていることを特徴とする装置。
14. 請求項９ないし１３のうちいずれか一項記載の出行データ生成装置であって、前記チャネルエンコーダが、バーストカッティング領域外のユーザーデータのためにも使われる標準的な1,7PPエンコーダであることを特徴とする装置。
15. 請求項１４記載の出行データ生成装置であって、前記1,7PPエンコーダがバーストカッティング領域において、出行データ中で100 101、111 001または000110として生起するフレーム同期シグネチャーのみを受け取ることを特徴とする装置。
16. 光ディスク上でバーストカッティング領域内で与えられるべき出行データを作成するための方法であって、前記バーストカッティング領域はさらに該バーストカッティング領域を読み出すときにマーク周波数スペクトルを生じさせるマークを有しており、当該方法が、
    処理済みデータを受け取って、抑制されたDC成分をもつ出行データ周波数スペクトルを有する出行データを供給するチャネル符号化と、
    前記マークの低周波成分との干渉を引き起こす周波数成分が抑制されているか存在しないかである出行周波数スペクトルを得るための前記処理済みデータを生成するデータ処理、
    とを有しており、
    前記データ処理する段階が、入来データのデータ列を前置符号化データのデータ列で置き換えることによって入来データを前置符号化することを含み、前記出行データは入来データの対応するデータ列よりも低周波成分が小さいデータ列を有し、
    前置符号化されたデータのデータ列のビット数は入来データの対応するデータ列のビット数よりも大きく、
    前記チャネル符号化が1,7PPエンコードであり、
    前記データ処理する段階が、入来データのデータ列00、01、10、11を前置符号化されたデータのそれぞれ対応する処理済みデータ列1010、0001、0111、0101に符号化するよう構成されている、
    ことを特徴とする方法。
17. バーストカッティング領域をもつ光ディスクを製造するための装置であって、前記バーストカッティング領域は該バーストカッティング領域を読み出すときにマーク周波数スペクトルを生じさせるマークを有しており、当該装置が、
    処理済みデータを受け取って、抑制されたDC成分をもつ出行データ周波数スペクトルを有する出行データを供給するチャネルエンコーダと、
    前記マークの低周波成分との干渉を引き起こす周波数成分が抑制されているか存在しないかである出行周波数スペクトルを得るための前記処理済みデータを生成するデータ処理装置、
    とを有しており、
    前記データ処理装置が、入来データのデータ列を前置符号化データのデータ列で置き換えることによって入来データを前置符号化するための前置符号化器を有しており、前記出行データは入来データの対応するデータ列よりも低周波成分が小さいデータ列を有し、
    前置符号化されたデータのデータ列のビット数は入来データの対応するデータ列のビット数よりも大きく、
    前記チャネルエンコーダが1,7PPエンコーダであり、
    前記データ処理装置が、入来データのデータ列00、01、10、11を前置符号化されたデータのそれぞれ対応する処理済みデータ列1010、0001、0111、0101に符号化するよう構成されている、
    ことを特徴とする装置。
18. バーストカッティング領域内に溝を与えるための手段をさらに有することを特徴とする、請求項１７記載の光ディスク製造装置。

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