JP5241251B2 - 多層光ディスクおよび多層光ディスクに対応可能な光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、多層光ディスクおよび多層光ディスクに対応可能な光ディスク装置に関する
。

多層光ディスクとしては、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ、ＨＤ−ＤＶＤなどが知られている
。これらの多層光ディスクは、現行製品については準拠する規格で規定する２層ディスク
であるが、例えば非特許文献１のように４層、６層の光ディスクについての研究が行われ
ている。

また、本技術分野の背景技術としては、例えば特開２００６−２４４６５８号公報があ
る。本公報には、「３層以上の記録層を有する光ディスクに安定した記録品質で記録を行
う」と記載がある。

特開２００６−２４４６５８号公報 Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ２００６予稿集ＴｕＡ３

従来は、多層光ディスクを作成する際に、当該光ディスクの仕様層数と同数の層数の光
ディスクを作成し、光ディスク作成後に各層の品質を評価し、所定の仕様を満たす層数が
当該光ディスクの仕様層数よりも少ない場合は、当該光ディスクを廃棄せざるを得なかっ
た。

多層構造を持つ光ディスクは、一般的には記録層と記録層間に位置するスペーサ層を交
互に一層ずつ積み重ねて作成する。それぞれの記録層、スペーサ層は所望の特性となるよ
うに設計、作成されるが、製造上のばらつきなどにより、すべての層が準拠する規格で規
定する仕様を満たすことができないことがある。

一般にディスク特性はディスク作成後に計測されることが多く、この場合、当該ディス
ク全体が目標仕様を満足するか否かはディスク作成終了後にならないと判明しない。その
ため、仮に最初の層の形成時の問題から当該層が目標仕様を満足することができなくなっ
た場合でも、当該層が仕様外れであることを検出できないため、それ以降の層の形成作業
を継続せざるを得ない。そしてすべての層の作成が終了した後、ディスク特性を計測し、
このとき初めて仕様外れの層が存在が判明することになる。この場合、当該ディスクは廃
棄処分とせざるを得ず、ディスク形成後に２層目以降の形成作業は無駄な作業になる。

かかる点については、上記特許文献１および非特許文献１では、なんら考慮がなされて
いない。

本発明は、使い勝手の良い多層光ディスクおよび該多層光ディスクに対応可能な光ディ
スク装置を提供することを目的とする。

上記目的は、多層光ディスクの層数に冗長性を持たせることで達成できる。また、光デ
ィスク装置に該多層光ディスクの再生記録手段をもたせることで達成できる。

本発明によれば、使い勝手の良い多層光ディスクおよび該多層光ディスクに対応可能な
光ディスク装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例を図面にて説明する。

図１は、第１の実施例であり、複数の情報記録層を有する光ディスクであって、複数の
情報記録層および層情報記録領域に関する部分の模式図である。

以降では、当該光ディスクが準拠する規格に照らして規格を満たす記録層のことを有効
な記録層と呼ぶこととする。なお、従来は、物理的に存在する記録層の数＝論理的情報記
録層数＝準拠する規格で規定される情報記録層数という関係が成り立っていたが、本明細
書では、物理的に存在する記録層の数≠論理的情報記録層数、準拠する規格で規定される
記録層数という関係が成立する場合も含まれる。

準拠する規格で規定される層数が４である光ディスクを作成する場合を例にして説明す
る。ここでは４層の論理的記録層を持つ光ディスクを作成するため、物理的に５層の記録
層を有する光ディスクを作成する場合を例にする。なお、物理的な記録層の数は、論理的
記録層の数よりも多ければ良く、５層である必要は無く、例えば６層以上でも構わない。

まず、５層の物理的記録層を有する光ディスクを作成する。該光ディスクの作成にあた
っては様々な製造プロセスが用いられるが、多層ディスク作成プロセスそのものは本実施
例と直接の関係はないため説明は省略する。

５層の記録層を有する光ディスクを作成した後、各記録層が、準拠する規格で規定され
る所定の性能を満足するか否かを測定する。測定終了後、各層が満たすべき規格値と測定
値を層ごとに比較し、規格値に対する測定値のマージンの大きさを比較する。この作業は
層ごとに出来具合の良し悪しを見極め、マージンが大きく出来の良い層から順に層の順位
付けを行うためである。

なお、各層が満たすべき性能を測定、評価する光ディスクの性能評価領域がすべての物理的記録層に存在することは、その目的から明白である。また性能評価領域の存在する半径方向の位置は、光ディスクの内周側または外周側の少なくとも片方、望ましくは内周側と外周側の両方とする。この理由は、光ディスクでは半径方向の位置により特性が異なることがあり、各層の性能評価の信頼性を向上させるためには、内周側と外周側の両方について、評価を行うことが望ましいためである。図５は上記の場合の性能評価領域の配置例を示す。

また、該性能評価領域は、必ずしも光ディスク装置が読み出しまたは書き込みが可能な領域に設ける必要は無いが、光ディスク装置が読み出しまたは書き込みが可能な領域であってもよい。例えばBlu-rayディスク規格において、Optimum Power Control (OPC)用に設けられた領域の一部や、Drive Calibration Zone (DCZ)として設けられた領域の一部を本性能評価に流用することのために規格で規定してもよい。

また、該性能評価領域における性能の評価は、例えば、一つもしくは２つ以上の記録条件で所定の信号を該性能評価領域内の所定の領域に記録し、次に先ほど記録した信号を一つもしくは２つ以上の所定の条件で再生し、再生の際にジッター、エラーレート、信号振幅、アシンメトリ、解像度等を測定し、これらの測定値から所定の方法で求めた評価値から行う。

記録の際に規定する条件は、例えば、記録パワー、記録波形、記録ストラテジーなどである。また、再生の際に規定する条件は、例えば、再生パワー、高周波重畳変調度、サーボ条件などである。

上記、層の順位付けが終了し、５つの記録層のうち５つの層すべてで規格を満たす場合
は、前記マージンの大きさの順位の上位から４つの層を、使用を推奨あるいは許可する層
（以下、使用可能層）として設定する。

また、５つの記録層のうち４つの層で規格を満たす場合は、該規格を満たす４つの層を
使用可能層として設定する。
なお、光ディスクの物理的記録層構成（層配置）と論理的記録層の構成（層配置）とは層
番号の順序が同じとなるように対応付けることが一般的であるが、必ずしもこれに限るも
のではない。例えば最も上記マージンの大きい物理的記録層を論理的記録層の最初の番号
に割り当て、以降は２番目にマージンの大きな物理的記録層を論理的記録層の次の番号に
割り当てるようにして、マージンの大きい順に論理的記録層の層番号が割り当てられるよ
うにしても良い。この場合、論理的記録層の層番号の順に記録マージンの大きい層番号が
割り当てられるため、一般的には層番号と記録品質の関連付けが可能となることが期待で
きる。従って、必要な記録品質、信頼性等の観点から、層を使い分けることが可能となる
という効果も期待できる。

次に、論理的情報記憶層として設定された物理的情報記憶層と、論理的情報記憶層とし
て設定されなかった物理的情報記憶層とを、識別するための記録層情報を当該光ディスク
の層情報記録領域に記録する。

なお、該記録層情報は物理的情報記録層と論理的情報記録層との対応を示す対応情報で
あればよい。

例えば、該記録層情報として、（1）論理的情報記録層番号からそれに対応する物理的情報記録層を関連付けるようにすれば、論理的情報記録層番号は欠番がなく連続するため、使用可能な記録層数が論理的情報記録層と一致して、光ディスクドライブ装置での処理がやりやすいという長所がある。また、（２）物理的情報記録層番号からそれに対応する論理的情報記録層を関連付けるようにすれば、光ディスクの物理的な層の位置との対応が取りやすいという長所がある。さらに、（３）使用可能な物理的情報記録層番号のみを記録層情報とし、論理的情報記録層との対応は、使用可能な物理的情報記録層番号と論理的情報記録層の番号の順に関連付けるようにしても良い。また、（４）使用不可能な物理的情報記録層番号のみを記録層情報とし、論理的情報記録層との対応は、物理的情報記録層数と使用不可能な物理的情報記録層番号から求めた、使用可能な物理的情報記録層番号と論理的情報記録層の番号の順に関連付けるようにしても良い。

また該記録層情報が何らかの原因で正常に読み出せなくなると、光ディスク装置は動作に支障をきたす可能性がある。該記録層情報は、光ディスク装置で読み出し可能な領域に存在するように配置するため、記録可能な光ディスク装置においては、当該領域に記録、消去することが物理的には可能である。そこで該記録層情報が光ディスク装置で記録または消去可能な領域に存在する場合は、正常な読み出しを妨げる可能性のある光ディスク装置の記録、消去などの動作から論理的に保護されることが望ましい。そのため、本発明の光ディスクが準拠する規格においては、記録層情報の領域への記録動作もしくは消去動作は禁止され、再生のみが許可されるべきである。

ここで、該記録層情報は多層光ディスクに対応した光ディスク装置が読み出し可能な形
態で記録されていれば良く、例えば従来、Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ（以下
、ＢＣＡ）として知られる情報記録エリアに所定のフォーマットで記録することができる
。これにより、現行光ディスク装置との互換性を確保しつつ、ユーザが誤って該記録層情
報を消してしまう恐れが低減できる。

また、該記録層情報が光ディスクの光ビーム入射面に最も近い層に記載されるときには
フォーカス引き込みが早く処理でき、再生のときの処理時間が低減できる。

また、該記録層情報が光ディスクの光ビーム入射面に最も遠い層に記載されるときには
、当該記録層は他の記録層と異なりレーザ光を透過させる必要がないため記録層の設計の
自由度が高く、一般的に他の記録層よりも良好な再生信号が得られやすいため、該記録層
情報の信頼性が高くできるという効果が得られる。

また、該記録層情報が各層の全てに記載されるときには、光ピックアップがどの層にい
ても、記録層情報をすばやく得ることができる。

図３は一例として光ディスクの光ビーム入射面に最も近い層と最も遠い層の２つの層に
記録層情報が存在する場合を示す。層１と層５のそれぞれの層情報記録領域にある使用可
能層情報を記録する領域に同一の使用可能層情報を記録する。この場合は、使用可能層情
報が複数存在するため、どちらか片方の使用可能層情報が正しく再生できれば良いため、
ディスクの欠陥や傷つきなどでいずれか片方の使用可能層情報が読めなくなった場合でも
正常に再生できた使用可能層情報を用いて、必要な処理を行うことができ、信頼性の向上
が図れるという効果が得られる。

また、該記録層情報は多層光ディスクに対応した光ディスク装置が読み出し可能な形態
で記録されていれば良く、例えば光ディスクの固有の識別情報（以下、ＩＤ情報）を記録
する情報記録エリアに所定のフォーマットで記録しても良い。
図４は該記録層情報の格納方法の一例を示す模式図である。記録層情報はリードインブロ
ックのうちディスク情報が含まれる部分に格納される。またこのディスク情報が含まれる
部分には、多層ディスクであることを示す情報も格納される。

このように多層光ディスクの層数に冗長性を持たせることで、１つ以上の層が準拠する
規格で規定される仕様を満たさない場合でも、当該光ディスク全体としては仕様を満たす
ことが可能となり、良品として取り扱うことが出来るため廃棄をしなくて済む。従って、
ディスク作成における歩留まりの向上が可能となり、また、不良品の廃棄に伴う環境負荷
を低減することが可能となる。また、ディスクメーカは、不良層があるディスクであって
も、使用可能と判断した層数まではメーカが保証する層数として明示し、例えば層数の多
いものほど価格を高く設定するなど、層数に応じた価格設定をして販売することができる
。

図２は、第２の実施例であり、実施例１のディスクに対応可能な光ディスク装置のブロ
ック図である。

まず光ディスクに情報を記録する場合を説明する。

光ディスク１から光ピックアップ２を用いて検出した信号はフロントエンド回路３に入
力される。フロントエンド回路３では、主にアナログ信号処理が行なわれてサーボ信号５
、ウォブル信号６などが生成される。フロントエンド回路３から出力されたサーボ信号５
は再生系信号処理回路７に入力される。再生系信号処理回路７では主にデジタル信号処理
が行なわれてサーボ系駆動信号９が生成される。サーボ駆動信号９はドライバ回路１４に
入力される。ドライバ回路１４では電力増幅等を行ない、光ピックアップ２内部のアクチ
ュエータ（図示していない）、光ピックアップ全体を移動するためのモータ（図示してい
ない）、光ディスク１を回転させるためのモータ１５を駆動する。またウォブル信号６は
記録系信号処理回路２０に入力される。記録系信号処理回路２０ではデジタル信号処理に
よりアドレス検出、記録クロック生成が行われ、これらは情報を記録する際に用いられる
。記録情報１７は外部装置１３からインタフェース信号１２を介してインタフェース回路
１０に入力される。インタフェース回路１０は接続されているバッファメモリ１１を用い
てデータのバッファリング等の処理を行い、記録情報１７を記録系信号処理回路２０に入
力する。

光ディスクに情報を記録する際は、まず光ディスク１に記録されている前記、識別情報
または物理的記録層と論理的記録層との対応情報（以下、使用可能層情報と称する）を読
み取る。本実施例では使用可能層情報はＢＣＡ情報やＩＤ情報に存在するため、これらの
情報を光ピックアップ２を使って検出する。次にこれらの検出情報に対して再生系信号処
理回路７または記録系信号処理回路２０により必要な処理を行って前記、使用可能層情報
を再生する。再生した使用可能層情報はホストＰＣで動作する記録制御プログラムソフト
ウェアもしくは記録制御機能を持つオペレーティングシステムソフトウェア等に送られ、
記録層情報記録用メモリ１００に記憶される。また、該記録制御ソフトウェアの指示に従
い、記録に使用する物理的情報記録層が決められる。記録対象として決められた物理的情
報記録層に対応する情報は光ディスク記録再生装置に送られる。光ディスク記録再生装置
では送られた情報をもとにまず記録対象となる物理的情報記録層に必要に応じ層間アクセ
ス処理をする。次に記録対象となる物理的情報記録層におけるＯＰＣエリアに層内アクセ
ス処理を行い、記録パワーを決めるための試し書き等の処理を行う。最適記録パワーが決
ると次に層内アクセス処理を行い、所望の記録開始アドレスから所定量手前のアドレスへ
のアクセスを行い、目標の記録開始アドレスが検出されるのを待つ。そして目標の記録開
始アドレスが検出されると光ディスク1の物理的情報記録層に対して情報記録が開始され
る。

次に光ディスクから情報を再生する場合を説明する。

光ディスク１から光ピックアップ２を用いて検出した信号はフロントエンド回路３に入
力される。フロントエンド回路３では、主にアナログ信号処理が行なわれてＲＦ信号４、
サーボ信号５などが生成される。フロントエンド回路３から出力された、これらの信号は
再生系信号処理回路７に入力される。再生系信号処理回路７では主にデジタル信号処理が
行なわれて再生情報８やサーボ系駆動信号９などが生成される。再生情報８はインタフェ
ース回路１０に入力される。インタフェース回路１０は接続されているバッファメモリ１
１を用いてデータのバッファリング等の処理を行い、インタフェース信号１２を介して外
部装置１３に情報を出力する。一方、サーボ駆動信号９はドライバ回路１４に入力される
。ドライバ回路１４では電力増幅等を行ない、光ピックアップ２内部のアクチュエータ（
図示していない）、光ピックアップ全体を移動するためのモータ（図示していない）、光
ディスク１を回転させるためのモータ１５を駆動する。

光ディスクから情報を再生する際も、まずディスクに記録されている前記、ＢＣＡ情報
やＩＤ情報を光ピックアップ２を使って検出する。次にこれらの検出情報に対して再生系
信号処理回路７または記録系信号処理回路２０により必要な処理を行って前記、使用可能
層情報を再生する。再生した使用可能層情報はホストＰＣで動作する再生制御プログラム
ソフトウェアもしくは再生制御機能を持つオペレーティングシステムソフトウェア等に送
られ、記録層情報記録用メモリ１００に記憶される。また、該再生制御ソフトウェアの指
示に従い、再生を行う物理的情報記録層が決められる。再生対象として決められた物理的
情報記録層に対応する情報は光ディスク記録再生装置に送られる。光ディスク記録再生装
置では送られた情報をもとにまず再生対象となる物理的情報記録層に層間アクセス処理を
する。次に層内アクセス処理を行い、所望の再生開始アドレスから所定量手前のアドレス
へのアクセスを行う。なお、再生処理の場合は、記録動作における記録パワー決定のため
の試し書き処理が不要なので、前記、層間アクセス処理と層内アクセス処理の順序が入れ
替わっても差し支えない。そして目標の再生開始アドレスに到達すると光ディスク1の物
理的情報記録層からの情報再生が開始される。

なお、実際の光ディスク機器における情報の記録、再生では上述以外にもチルトサーボ
、球面収差補正、アクセス、ＲＦ信号復調、誤り検出／訂正等さまざまな処理、回路が連
係して動作しているが、これらについては本発明とは直接の関係は無いので説明を省略す
る。

次に第3の実施例について説明する。ディスクの準拠する規格において論理的情報記録層の最大値をNmax、取りうる論理的情報記録層の値をN、物理的に存在する記録層の値をMとし、NをNmax以下、かつL以上の自然数とする。（L、M、Nは自然数）
まず光ディスク製造時にM＝Nmaxとして作成する。
ディスク特性評価の結果、すべての記録層が仕様を満たす場合は、この光ディスクはN=Mなので、M（＝Nmax＝N）層の光ディスクとして必要な管理情報を設定する。また、１つの記録層が仕様を満たさない場合は、この光ディスクはN＝M-1なので、（M-1）層の光ディスクとして必要な管理情報を設定する。以下同様にN=Lまで取りうるため、M層の物理的記録層を有する光ディスクを製造し、特性評価の結果、仕様を満たす記録層の値がL以上であれば、このディスクはN層の光ディスクとして使用することが可能となる。

以上から、M層の物理的記録層を持つ光ディスクに仕様を満たさない記録層が１つでも存在した場合、従来は廃棄する必要があったが、本実施例によれば、NがL以上であれば、N層の光ディスクとして使用可能であるため廃棄せずに流通させることが可能となる。
従って光ディスク製造時の廃棄物の減少、歩留まりの向上などによるコスト低減に有用であるという特徴を持つ。

第１実施例における光ディスクの模式図 第２実施例における光ディスク装置のブロック図 第１実施例における光ディスクの層情報記録領域と使用可能層情報の配置の模式図 記録層情報の格納方法の一例を示す模式図 ディスク性能評価領域の配置の一例を示す模式図

符号の説明

１：光ディスク
２：光ピックアップ
３：フロントエンド回路
７：再生系信号処理回路
１０：インターフェース回路
１１：バッファメモリ
１３：外部装置
１４：ドライバ回路
１５：モータ
１６：マイクロコンピュータ
２０：記録系信号処理回路
１００：記録層情報記録用メモリ

Claims (13)

1. 仕様層数がｎ層（ｎ:自然数）の情報記録層を有する光ディスクとして製造される光ディスクであって、
   準拠する規格で規定される前記ｎ個の論理的情報記録層数よりも多いｍ個（ｍ：自然数）の物理的情報記録層（ｍ＞ｎ）と、
   情報記録層が所定の性能を満たすか否かを評価し、該情報記録層が使用可能か使用不可能かを評価するための性能評価領域と、を有し、
   前記性能評価領域は、前記光ディスクの第１の半径位置にある領域と第２の半径位置にある領域に設けられており、
   前記論理的情報記録層に情報が記録可能な、または前記論理的情報記録層から情報が再生可能な光ディスク。
2. 仕様層数がｎ層（ｎ:自然数）の情報記録層を有する光ディスクとして製造される光ディスクであって、
   準拠する規格で規定される前記ｎ個の論理的情報記録層数よりも多いｍ個（ｍ：自然数）の物理的情報記録層（ｍ＞ｎ）と、
   情報記録層が所定の性能を満たすか否かを評価し、該情報記録層が使用可能か使用不可能かを評価するための性能評価領域と、を有し、
   前記性能評価領域は、前記光ディスクの内周側または外周側に設けられており、
   前記論理的情報記録層に情報が記録可能な、または前記論理的情報記録層から情報が再生可能な光ディスク。
3. 請求項１または２記載の光ディスクであって、
   いずれの層が使用可能であり、いずれの層が使用不可能であるかが記録されている、光ディスク。
4. 請求項１〜３いずれかに記載の光ディスクであって、
   前記光ディスクが有する前記物理的情報記録層と、準拠する規格で規定される前記論理的情報記録層との対応関係が記録されている、光ディスク。
5. 請求項４記載の光ディスクであって、
   前記対応関係が、該ディスクが装置に装填された際に光ビーム入射面に最も近い情報記録層に記録されている、光ディスク。
6. 請求項４記載の光ディスクであって、
   前記対応関係が、該ディスクが装置に装填された際に光ビーム入射面に最も遠い情報記録層に記録されている、光ディスク。
7. 請求項４記載の光ディスクであって、
   前記対応関係が、各前記物理的情報記録層に記録されている、光ディスク。
8. 請求項１または２記載の光ディスクであって、
   前記物理的情報記録層の全てが前記性能評価領域を有する、光ディスク。
9. 請求項１記載の光ディスクであって、
   前記第１の半径位置は前記光ディスクの内周側、前記第２の半径位置は前記光ディスクの外周側である、光ディスク。
10. 請求項１〜９いずれかに記載の光ディスクであって、
    前記性能評価領域は、前記光ディスクが準拠する規格において、光ディスク装置が読み出しまたは書き込みが必須でない領域である、光ディスク。
11. 請求項１〜９いずれかに記載の光ディスクであって、
    前記性能評価領域は、前記光ディスクが準拠する規格において、光ディスク装置が読み出しまたは書き込み可能な領域である、光ディスク。
12. 請求項１１に記載の光ディスクであって、
    前記性能評価領域は、前記光ディスクのOptimum Power Control用に設けられた領域の一部、または前記光ディスクのDrive Calibration Zoneとして設けられた領域の一部に設けられている、光ディスク。
13. 請求項１〜１２いずれかに記載の光ディスクであって、
    前記性能評価領域にて行われる評価は、ジッター、エラーレート、信号振幅、アシンメトリ、及び解像度のいずれか１つまたは複数の測定値を用いて行われる、光ディスク。

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