WO2012063326A1 - 情報記録媒体、情報再生装置及び情報記録装置 - Google Patents

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渡部　一雄
主税 谷岡
岡野　英明
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一右 土井
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株式会社 東芝
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Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to an information recording medium, an information reproducing apparatus, and an information recording apparatus.
  • a guide layer type information recording medium in which a servo layer for tracking servo and an information recording layer for recording information are separately provided has been studied.
  • a servo layer for tracking servo and an information recording layer for recording information are separately provided.
  • the groove in the layer is provided only in the servo layer, and the information recording layer is a flat surface. It has become.
  • the molding process may be performed only on the servo layer. Therefore, there is an advantage that the number of molding processes does not increase even if the information recording layer is increased to increase the capacity.
  • the servo layer and the information recording layer are simultaneously irradiated with a tracking servo laser and an information recording / reproducing laser.
  • the tracking servo laser and the information recording / reproducing laser have different wavelengths.
  • Information is recorded on the information recording layer by the information recording / reproducing laser while the tracking servo is applied by the return light from the servo layer of the tracking servo laser.
  • a track path in which the spiral direction is aligned in the same direction in all layers is called a parallel track path, and a track path in which the spiral direction is reversed in adjacent layers is called an opposite track path.
  • an information recording medium having a first servo layer, a second servo layer, and an information recording layer is provided.
  • a first spiral track and a second spiral track having different directions are formed between the first servo layer and the second servo layer.
  • FIG. 1 is a block diagram of an information recording / reproducing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. It shows the position and scanning direction of a laser condensing spot during information recording. It shows the position and scanning direction of a laser condensing spot during information recording. It is a figure which shows the moving direction of the condensing spot at the time of recording information on a some layer. It is a figure which shows the moving direction of the condensing spot at the time of recording information on a some layer.
  • FIG. 1 shows an information recording medium according to an embodiment.
  • FIG. 1A shows the appearance of the medium.
  • the information recording medium 1 is disk-shaped and has a clamp hole in the center.
  • the medium 1 has a layer structure in which two servo layers and a plurality (n layers) of information recording layers are formed. When viewed from the light incident direction, the information recording layer is disposed on the near side, and the servo layer is disposed on the far side.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view of the medium 1 at the position AA ′.
  • the disk substrate From the back as viewed from the light incident side, the disk substrate, servo layer 0 (SL0), intermediate layer 0 (SML0), servo layer 1 (SL1), intermediate layer (ML), information recording layer 0
  • SML0 intermediate layer 0
  • SL1 intermediate layer
  • ML intermediate layer
  • information recording layer 0 Each layer is formed in the order of (DL0), intermediate layer 0 (DML0) between information recording layers, and information recording layer 1 (DL1), and the frontmost layer is a cover layer.
  • the thickness of the medium 1 is 1.2 mm
  • the thickness of the substrate is about 0.8 mm.
  • the thickness of SML0 is 55 ⁇ m, and the thickness is determined in consideration of the wavelength (for example, 605 nm) of laser light for reproducing the servo layer.
  • the thickness of the intermediate layer is 126 ⁇ m.
  • the thickness of the intermediate layer of the information recording layer There are a plurality of types of thickness of the intermediate layer of the information recording layer. For example, when there is a relatively thin first type layer and a relatively thick second type layer, the thickness of the intermediate layers (DML0, DML2, ..., DML8) between even numbered information recording layers. Is the first type, for example, about 12 ⁇ m, and the thickness of the intermediate layers (DML1, DML3,..., DML9) between the odd-numbered information recording layers is the second type, for example, about 16 ⁇ m. This thickness is set so that adjacent intermediate layers have different values so that reflection from the back surface of the non-reproducing layer does not concentrate on the reproducing layer.
  • the larger number of the even-numbered and odd-numbered intermediate layers is set to the thickness of the thin group, thereby reducing the overall thickness and suppressing aberrations that occur during reproduction of the back layer.
  • the thickness of the cover layer is 50 ⁇ m.
  • the thickness of each layer is determined by the type of laser wavelength focused on the servo layer and the information recording layer. Since a laser with a long wavelength is used for the servo laser focused on the servo layer, the thickness of the intermediate layer between the servo layers is set to be smaller than that of the intermediate layer between the information recording layers in order to reduce the influence of crosstalk between layers. It is preferable to increase the thickness.
  • the intermediate layer is made thicker than the intermediate layer between the servo layers to reduce crosstalk. It is preferable. Further, in the case where the thickness of the intermediate layer between the information recording layers is changed alternately such that the even number is made thinner and the odd number is made thicker, the influence of multiple reflection can be reduced.
  • the above three types of intermediate layers have transmittances close to 100% with respect to servo laser light and information recording laser light.
  • the servo layer is made of a film of metal or the like with a thickness of the order of submicron.
  • the servo layer No. 0 is a film having a transflective characteristic that reflects part of the servo laser light and transmits part of it. Is formed.
  • the servo layer has a track structure serving as a servo guide.
  • the information recording layer is formed of a multilayer film including a recording material capable of recording / reproducing or erasing information by an information recording laser. This multilayer film has characteristics of transmitting a servo laser, transmitting a part of the information recording laser, reflecting a part thereof, and absorbing it.
  • FIG. 2 shows the structure of the servo layer (two layers) and the information recording layer.
  • a spiral track 2 is formed over the entire surface of the layer.
  • BCA Burst Cutting Area
  • a spiral track 4 is formed on the entire surface of the layer in the opposite direction to SL0. For example, if the spiral track 2 of SL0 is formed clockwise, the spiral track 4 of SL1 is formed counterclockwise. The direction of the spiral may be opposite to each layer, but the description will be made in this direction unless otherwise specified.
  • the information recording layer DLn no structure such as a track is formed in the information recording layer DLn.
  • the flatness of the information recording portion of the information recording layer DLn is sufficiently high with respect to the information recording / reproducing laser wavelength, and the maximum amplitude of the unevenness of the information recording layer DLn is the optical path length, which is 1/30 or less of the recording / reproducing laser wavelength. is there.
  • the wavelength of the recording / reproducing laser is 405 nm and the refractive index of the medium is 1.6
  • unnecessary light diffraction due to the concavo-convex structure hardly occurs in DLn of the information recording layer, and the stability of information recording / reproduction is improved.
  • 5 is a clamp hole.
  • the servo track has two layers, and the tracks of the respective layers are spiral tracks that run around in opposite directions.
  • the tracks of the respective layers are spiral tracks that run around in opposite directions.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an information recording / reproducing apparatus according to an embodiment.
  • the information recording / reproducing apparatus includes a pickup head (PUH) 3 for emitting or receiving a laser for recording / reproducing, a servo processing circuit 4 for controlling various mechanisms, and a signal processing circuit 5 for performing various signal processing.
  • the PUH 3 is connected to a PUH drive mechanism, and can be moved in the radial direction of the medium by the PUH drive mechanism.
  • the servo circuit and the signal processing circuit 5 are connected to a controller, and the controller controls the signal processing circuit 5 and the servo processing circuit 4 based on a command from a host system.
  • a rotation drive mechanism is provided, and the information recording medium is driven to rotate during information recording / reproduction.
  • the PUH 3 includes a laser diode (red LD) 300 which is a light source of a red laser having a wavelength of 650 nm, which is a servo laser, and a laser diode (blue LD) 301 which is a light source of a blue laser having a wavelength of 405 nm, which is a laser for information recording and reproduction. It is possible to record and reproduce information by turning on two lasers simultaneously.
  • the red laser is incident on the optical system 302, it is divided into light for front monitoring and light for medium irradiation.
  • the light for medium irradiation is condensed on the servo layer of the information recording medium 6 through the red laser aberration correction mechanism 303 and the objective lens 304.
  • the return light from the servo layer returns to the optical system 302 along the same path, and is converted into an electric signal by the light receiving element 305 of the red laser.
  • the blue laser is incident on the optical system 302, it is divided into light for front monitoring and light for medium irradiation.
  • the light for medium irradiation is condensed on the information recording layer of the information recording medium 6 through the blue laser aberration correction mechanism 306 and the objective lens 304.
  • the return light from the information recording layer returns to the optical system 302 along the same path, and is converted into an electric signal by the light receiving element 307 of the blue laser.
  • the objective lens 304 is driven in the focus direction and the tracking direction by the objective lens driving mechanism 312, and the tilt (tilt) state is also controlled by the tilt control circuit 409.
  • Aberration correction mechanisms (red or blue) 303 and 306 give various aberrations such as spherical surface, astigmatism, and coma to the laser beams that pass through, respectively, and control the wavefront aberration.
  • the front monitor light is received by the front monitors (red or blue) 308 and 309 and converted into electrical signals.
  • the servo processing circuit 4 controls the PUH 3 by generating various control signals based on the electric signal output from the PUH 3. Electrical signals output from the front monitors (red or blue) 308 and 309 are input to the power control circuits (red or blue) 400 and 401 via the S / H circuit 410. The circuits 400 and 401 control the laser driving circuits (red or blue) 310 and 311 so that these signals have desired values.
  • the pulse modulation circuit 402 controls the laser driving circuit 311 based on the clock signal and the recording data signal from the signal processing circuit 5 to modulate the intensity of the blue laser in a pulse shape. For example, the modulation is such that the intensity of the laser beam is increased when the recorded data is “1” and turned off when the recorded data is “0”.
  • the output signal of the light receiving element (blue) 307 is input to the focus control circuit (blue) 403 and the tracking control circuit (blue) 404.
  • the focus control circuit (blue) 403 performs arithmetic processing based on a method such as a knife edge method or an astigmatism method, and generates a focus error signal.
  • the objective lens driving mechanism 312 is controlled using the generated signal, and the focused spot of the blue laser is focused on a desired information recording layer.
  • the tracking control circuit 404 performs arithmetic processing based on a method such as a DPD (Differential Push-Pull) method and generates a tracking error signal.
  • the objective lens driving mechanism 312 and the PUH driving mechanism are controlled using the generated signal, and the focused spot of the blue laser follows the desired track.
  • the output signal of the light receiving element (red) 305 is input to the focus control circuit (red) 405 and the tracking control circuit (red) 406.
  • the focus control circuit (red) 405 performs arithmetic processing based on a method such as a knife edge method or an astigmatism method, and generates a focus error signal.
  • the aberration correction mechanism (red) 303 is controlled using the generated signal, and the focused spot of the red laser is focused on a desired servo layer.
  • the tracking control circuit performs arithmetic processing based on a method such as a push-pull method to generate a tracking error signal.
  • the objective lens driving mechanism 312 and the PUH driving mechanism are controlled using the generated signal, and the focused spot of the red laser follows the desired track of the servo layer.
  • the radial position of the focused spot of the blue laser is also controlled in the same manner as the focused spot radius position of the red laser.
  • the output signals from the light receiving elements (red and blue) 305 and 307 are A / D converted by the A / D conversion circuits 413 and 414 through the preamplifiers (red and blue) 411 and 412 of the servo processing circuit 4, and then subjected to signal processing. Input to the circuit 5.
  • the signal processing circuit 5 includes a clock generation block 501 for generating a clock signal from an input signal, an address processing block 502 for reading address information, a signal processing block 504 for reading recording information and converting write information, and an aberration error amount.
  • Aberration error calculation blocks 506 and 507 for calculating the tilt error
  • tilt error calculation blocks 504 and 505 for calculating the tilt error amount.
  • FIG. 4 shows the positions and scanning directions of the condensed spots of the red laser and blue laser during information recording.
  • the information recording / reproducing apparatus of this embodiment switches the number of the servo layer to be used when recording is performed on the even numbered information recording layer and when recording is performed on the odd numbered information recording layer.
  • the red laser is focused on SL0.
  • the red laser is focused on SL1.
  • FIG. 4A shows a state in which information is recorded on even-numbered information recording layers (DL0, DL2,
  • FIG. 4B shows a state in which information is recorded on odd-numbered information recording layers (DL1, DL3,).
  • the red laser (dotted line) is focused on SL0, and the information recording / reproducing apparatus performs tracking control for moving the PUH 3 in the radial direction based on the signal from SL0.
  • the focused spot of the red laser follows the track of SL0.
  • the blue laser (dashed line) is focused on DL2 which is an even numbered information recording layer.
  • the condensing spot of the blue laser also moves so as to keep the same radial position as the condensing spot of the red laser in accordance with the movement of the PUH 3.
  • the PUH 3 moves from the inner circumference side to the outer circumference side with time.
  • the focused spot of the blue laser also moves from the inner circumference side to the outer circumference side.
  • the recording mark row recorded on the information recording layer is called a recording track.
  • the red laser (dotted line) is focused on SL1
  • the information recording / reproducing apparatus performs tracking control for moving the PUH 3 in the radial direction based on the signal from SL1.
  • the focused spot of the red laser follows the track of SL1.
  • the blue laser (dashed line) is focused on DL3 which is an even-numbered information recording layer.
  • the condensing spot of the blue laser also moves so as to keep the same radial position as the condensing spot of the red laser in accordance with the movement of the PUH 3.
  • the information recording medium 6 is controlled to rotate counterclockwise and SL1 has a counterclockwise spiral track, the PUH 3 moves from the outer peripheral side to the inner peripheral side with time.
  • the focused spot of the blue laser also moves from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
  • information is recorded on the odd-numbered information recording layer in the same counterclockwise spiral shape as SL1.
  • FIG. 5A shows the moving direction of the focused spot when information is continuously recorded on a plurality of layers in order from DL0.
  • Information recording starts from the inner periphery of DL0 and reaches the outer periphery.
  • the information recording / reproducing apparatus drives the PUH 3 in the focus direction to cause the focused spot to jump between layers on the outer periphery of L1.
  • the aberration correction mechanism (red) 303 is driven to cause the focused spot of the red laser focused on the servo layer to jump from SL0 to SL1.
  • recording is resumed from the outer periphery to the inner periphery of DL1. In this way, recording while moving in the outer peripheral direction and recording while moving in the inner peripheral direction are repeated.
  • the recording track formed by the recording information has an opposite track path in which the direction of the spiral is reversed between the even layer and the odd layer, and continuous reproduction is performed in the same order as in FIG. 5A when reproducing the recording information. It becomes possible.
  • FIG. 5B shows another embodiment in which information is continuously recorded on a plurality of layers in order from DL0.
  • the even-numbered information recording interlayers (DML0, DML2,...), That is, in the condition of thin thickness, the direction of the interlayer jump of the focused spot is reversed between the servo layer and the information recording layer.
  • the odd-numbered information recording interlayer intermediate layer (DML1,%), That is, in a thick condition, the direction of the interlayer jump of the focused spot is the same in the servo layer and the information recording layer. In this case, contrary to the description in FIG.
  • PUH 3 needs to move from the outer peripheral side of the medium to the inner peripheral side during SL0 playback, and it needs to move from the inner peripheral side to the outer peripheral side during SL1 playback. This is because the spiral track of SL0 is formed counterclockwise and the spiral track of SL1 is formed clockwise, or the structure of the information medium remains the same as in FIG. It is realized by doing.
  • the spot position of the servo layer reproducing laser beam and the spot position of the information recording layer reproducing laser beam are moved simultaneously by the movement of the objective lens 304. Therefore, the focus control circuit (red) 405 and the focus control are controlled.
  • the cooperative operation of the circuit (blue) 403 is required.
  • FIG. 6 shows a physical structure of tracks formed on the servo layer of the information recording medium 6.
  • (A) shows a spiral track recorded on the servo layer.
  • the spiral track is formed by carving a groove called a groove (600) on a surface called a land (601) as shown in FIG. 6B.
  • the groove groove meanders by wobble modulation and width modulation described later.
  • FIG. 6C is an enlarged view of the track at the land / groove switching position.
  • the interval between the center lines of two adjacent grooves 600 is referred to as a groove interval
  • the interval between the tracks in which the focused spot actually moves in a spiral shape is referred to as the track interval.
  • the groove 600 Since the groove 600 is formed in a spiral shape, the end point of one round of the medium is shifted outward by half the groove interval with respect to the start point. Further, at the land / groove switching position, the groove 600 is temporarily interrupted, and the start point of the groove 600 on the next circumference is shifted from the end point of the previous groove 600 by a half of the groove interval.
  • the information recording / reproducing apparatus switches the tracking target alternately from the center of the groove 600 to the center of the land 601 or from the center of the land 601 to the center of the groove 600 at the land / groove switching position. That is, tracking is executed in the order of grooves, lands, and grooves for each lap.
  • the condensing spot draws a single-line spiral at half the groove interval.
  • the information recording medium 6 has a single spiral structure in which the land 601 and the groove 600 are continuous.
  • the recording track formed on the information recording layer is also half the groove interval, and the recording density can be increased as compared with the case of recording at the groove interval.
  • the single spiral track in which the groove position is shifted every round has the advantage that the recording density can be increased.
  • the recording density can be increased.
  • the recording medium 6 according to the present embodiment by separating the servo layer and the information recording layer, information can be continuously recorded on the information recording layer even at this switching portion. It is possible to increase the recording density of information.
  • the recording track recorded and formed on the information recording layer becomes a continuous single spiral track, and there is an advantage that information can be easily reproduced.
  • the groove wobble can be formed by minutely vibrating the beam for cutting the groove perpendicular to the traveling direction when the information recording medium 6 is manufactured. Further, the groove width modulation can be realized by changing the intensity of the beam for cutting the groove at the modulation part, increasing the intensity at the thick part and decreasing the intensity at the thin part.
  • the width modulation of the land portion can be formed by reversing the phase of wobble vibration on both sides of the modulation portion of the land portion when the groove is cut. While width modulation has the feature that information such as address information can be recorded separately on the land and groove, the width of the track changes in the width modulation part of a normal optical disk that records the signal on the track.
  • the information recording medium 6 by dividing the servo layer and the information recording layer, the information recording layer can be recorded information by changing the width of the groove or land by width modulation.
  • the width modulation section does not leak even during signal reproduction, and stable information recording / reproduction is possible.
  • FIG. 7 shows various embodiments of the land / groove switching marker for indicating the land / groove switching position.
  • the switching marker shown in FIG. 7A is a groove cut in which the groove is intermittently interrupted immediately before the land / groove switching position.
  • the information recording / reproducing apparatus detects the land groove switching position immediately before detecting the change in the light amount, and appropriately switches the tracking polarity. be able to.
  • the information recording medium 6 of this embodiment has the information recording layer and the servo layer separately, information can be continuously recorded on the information recording layer even when the red laser passes the groove cut position. Is possible.
  • the structure 7B may be configured to modulate the wobble modulation frequency of the groove immediately before the land / groove switching position. Further, as shown in FIG. 7C, the structure may be such that the phase of the wobble modulation of the groove is modulated immediately before the land / groove switching position.
  • FIG. 8 shows a layout of the servo layer and the information recording layer.
  • a BCA area an inner circumference management area 0, an address area 0, and an outer circumference management area 0 are arranged from the inner circumference side.
  • an inner circumference management area 1, an address area 1, and an outer circumference management area 1 are arranged from the inner circumference side.
  • an inner circumference preformat area, an inner circumference format area, an information recording area, an outer circumference format area, and an outer circumference preformat area are arranged from the inner circumference side.
  • BCA information including medium identification information and encryption key information is recorded by BCA marks extending radially in the radial direction of the medium.
  • the inner circumference and outer circumference management information includes management information for managing the information recording medium 6 such as the type of medium, optimum recording conditions, etc., according to a groove structure or a pit row that is wobble modulated at a frequency different from the address area. It is recorded. A track by a groove is formed in the address area, and address information is recorded by wobble modulation and width modulation of the groove.
  • preformat information including medium layer information and information for management is recorded with radial or elliptical recording marks by a prewriter or the like before shipping the disc.
  • the inner and outer preformat areas are unrecorded areas where no information such as user information is recorded, but test recording in which the information recording / reproducing apparatus adjusts the recording conditions when recording information is performed. To be implemented. Further, format information for managing user information to be recorded in the information area is recorded. No information is recorded in the information recording area before information such as user information is recorded. At the time of information recording, information such as user information is recorded as a recording mark row according to the track of the servo layer.
  • FIG. 9 shows the contents of BCA information, management information, and preformat information. These pieces of information can be recorded on the disk by the medium manufacturer before the medium is shipped.
  • FIG. 9A is a list regarding the contents of the BCA information.
  • the format type is information indicating the type of medium format, for example, a model name, a code for identifying a once recording type, a repeated recording type, a reproduction-only type, or a hybrid type.
  • the disk size indicates the physical size of the disk.
  • the disk structure indicates the number of servo layers of the medium, the number of information recording layers, the format type of each layer, the direction of the spiral, recording marks, tracking polarity information, and the like.
  • the servo layer arrangement information indicates addresses related to the start position and end position of the inner and outer periphery management areas and address areas of the servo layer.
  • the encryption key information indicates a code of an encryption key used for encryption / decryption processing performed when recording / reproducing user information or the like.
  • the spare area indicates an area for recording some information in the future.
  • FIG. 9B is a list regarding the contents of the management information.
  • the information area arrangement information indicates the address of the address area corresponding to the start position and end position of the inner and outer format areas of the information recording layer, and the address of the address area corresponding to the start position and end position of the information recording area.
  • Reproduction power information, recording power information, and recording pulse information indicate codes representing optimum reproduction power, recording power, and recording pulse shape corresponding to each information recording layer, recording speed, and the like.
  • the information recording / reproducing apparatus reproduces the servo layer with only the laser layer reproducing laser turned on, and the information recording layer After confirming the optimum reproduction power, the information recording layer reproduction laser can be turned on with the optimum power.
  • the information recording / reproducing layer is reproduced with high power or the like, and problems such as destruction of information recorded in the past on the information recording / reproducing layer can be avoided.
  • FIG. 9C is a list regarding the contents of the preformat information.
  • Each information in the preformat area indicates information of a layer in which the preformat information is recorded.
  • the format type in the preformat information may be, for example, a format type of the layer, for example, a single recording type, a repetitive recording type, or a read-only type even when the medium itself is a hybrid type having a plurality of format layers. Indicates the identification code.
  • the layer number indicates the number of the layer in which the preformat information is recorded.
  • the reproduction power information, the recording power information, and the recording pulse width information indicate optimum values of the layer in which the preformat information is recorded.
  • FIG. 10 shows a layout of the address area of the servo layer.
  • the address area is divided into concentric zones each including a plurality of tracks from the inner circumference to the outer circumference, and each zone number (K) is assigned.
  • the zone number is incremented with respect to the traveling direction of the track. That is, in the medium shown in FIG. 5A, the zone number of SL0 is incremented from the inner periphery to the outer periphery, and the zone number of SL1 is incremented from the outer periphery to the inner periphery.
  • Each track is divided into physical segments by physical segment boundaries that extend radially. The number of physical segments included in one track is constant within the zone, and one physical segment is included in one track in the adjacent outer zone.
  • Each physical segment is assigned a physical segment number (J).
  • the physical segment number is incremented in the track traveling direction, with the number immediately after the land / groove switching position being 0. Further, a track number is assigned to each track. The track number is incremented with respect to the traveling direction, with the first track in the zone being zero.
  • the wobble is formed so that all physical segments include wobble modulation or width modulation of the same wave number. Therefore, the wave number included in one round of the track is constant within the zone. As a result, in the zone, the physical period of wobble or width modulation is such that the inner track is shorter and the outer track is slightly longer. Further, the physical period of wobble or width modulation of the track on the inner circumference side of each zone is approximately the same period.
  • the information recording / reproducing apparatus controls the rotation of the disc so that the period of the wobble reproduction signal is constant during recording / reproduction. That is, the rotation is performed in a state where the angular velocity is constant within the zone, and each velocity is changed when straddling the zone. As a result, when viewed roughly, the entire disk is controlled at a constant linear velocity (CLV).
  • CLV constant linear velocity
  • Such a method is called a ZCLV (Zoned Constant Lean Velocity) method.
  • FIG. 11 shows a physical segment layout.
  • the physical segment is composed of 1428 wavenumber wobble or width modulation, which is divided into 17 wobble data units.
  • the leading wobble data unit is called a synchronization unit, and is composed of 6 reverse wobbles (I), 4 forward wobbles (N), 6 reverse wobbles (I), and 68 forward wobbles (N ).
  • the address unit starts with four waves of backward wobble (I) and ends with 68 waves of forward wobble (N).
  • address information representing 1-bit information with 4 waves is recorded. All of the reserve units are formed of 68 waves of forward wobble (N). Since the physical segment has 14 address units, the address information that can be recorded in one physical segment is 42 bits.
  • FIG. 12 shows the bit assignment of the address information.
  • the address information is all 42-bit binary data, and the bit assignment differs between the land and the groove.
  • the segment information includes information such as a land / groove switching segment flag.
  • the land / groove switching segment flag is set to 1 in the segment immediately before the land / groove switching occurs, and set to 0 in the other segments.
  • the layer address, segment address, and zone address values corresponding to the layer number, segment number, and zone number are recorded.
  • the parity bit a parity for error detection of 17-bit information from the segment information to the zone address is recorded.
  • All the 18-bit bit patterns from the segment information to the parity are completely matched in the land and the groove if they are within the segment.
  • the following 12 bits are buffer information in the land and a groove address in the groove.
  • the last 12 bits are a land address in the land and buffer information in the groove.
  • Each of the land address and the groove address is a gray code (alternating binary code) representing the track number in the segment.
  • FIG. 13 shows symbols, physical shapes, changes in the sum signal level during reproduction, and changes in the difference signal level for wobble modulation and width modulation applied to the groove.
  • the sum signal is a full addition signal of the light irradiated to the light receiving element (red) 305 of the information recording / reproducing apparatus
  • the difference signal is the light irradiated to the light receiving element (red) 305 perpendicular to the track. It is a signal (push-pull signal) of a difference between two signals received in two divided directions.
  • the wobble modulation is a modulation in which the groove is shaken in a sine wave shape with a minute amplitude with respect to the inner and outer peripheral directions.
  • the phase to be initially shaken toward the inner peripheral side is defined as 0, and as shown in FIG.
  • the phase that is initially shaken toward the inner circumference side is defined as a forward wobble
  • the phase that is initially shaken toward the outer circumference side is defined as a backward wobble.
  • the columns (C) and (D) in FIG. 13 show the state of width modulation.
  • This width modulation is used to record different information between the land and the groove.
  • a shape starting with a narrow width is defined as a “+” symbol, and a shape beginning with a large width is defined as a “ ⁇ ” symbol.
  • the sum signal becomes a sine signal corresponding to the groove width change, but the difference signal becomes a constant level signal and does not change.
  • FIG. 14 shows an example of the groove address and the land address. Normally, in the mastering operation which is a manufacturing process of the disk substrate, the groove structure is formed by cutting the groove portion. At this time, the portion corresponding to 0 in FIG. By performing (B) modulation, + (C) modulation, and-(D) modulation, address information as shown in FIG. 14 can be recorded on both the land track and the groove track. It has become.
  • the recording information is recorded in each area of the information recording layer in accordance with tracking control using a tracking signal from a track in the address area, a clock generated from the wobble signal, and address information.
  • the record information is recorded in units of data segments shown in FIG.
  • the data segment includes a VFO (Variable Frequency Oscillator) area, a data area, a termination area, and a spare area. Recording data of a certain pattern is recorded in the VFO area.
  • VFO Very Frequency Oscillator
  • the data area stores user data after being subjected to modulation coding such as 17 modulation and error correction coding such as LDPC and RS.
  • modulation coding such as 17 modulation and error correction coding
  • LDPC and RS error correction coding
  • a specific pattern indicating the end of the data area is recorded in the end area.
  • the data segment is synchronized with the physical segment, and the seven physical segments are arranged so as to coincide with one data segment.
  • the data area includes 32 data sectors, and the data sector includes a data ID and main data.
  • FIG. 16 shows a physical shape of a preformat recording mark used for recording preformat information.
  • FIG. 16A shows an example of recording by an elliptical recording mark row 701 on each track 700.
  • This recording mark row 701 has the same shape as the recording mark row recorded in other areas of the recording information area, that is, the inner and outer format areas and the information recording area.
  • FIG. 16B shows an example of recording by the recording mark row 702 having a shape extending radially in the radial direction.
  • FIG. 17 shows a flowchart of a recording operation performed by the information recording / reproducing apparatus.
  • the laser drive circuit red and blue
  • the signal processing circuit 5 calculates the required aberration correction preset amount for the recording layer to be recorded
  • the aberration control circuit (blue) 407 uses the aberration correction mechanism (blue) 306.
  • the focus operation by the focus control circuit (blue) 403 is started, and the blue laser is focused on the target recording layer.
  • the signal processing circuit 5 calculates the required aberration correction preset amount for SL0 that is the target of the red laser focusing, and the aberration control circuit (red) 408 causes the aberration correction mechanism (red). 303 is driven to give wavefront aberration to the red laser.
  • the focus operation by the focus control circuit (red) 405 is started, and the red laser is focused on the target SL0.
  • the sixth step (ST1-6) the BCA area of SL0 is reproduced.
  • the signal processing circuit 5 receives a signal from the BCA area received by the light receiving element (red) 305 and reads out the BCA information by the signal processing block.
  • the controller reads the format type of the disc being reproduced and the total number of recorded information from the BCA information, and confirms whether or not the medium is a recording target medium. Further, the controller confirms the address of the management information to be reproduced next based on the servo layer arrangement information. Further, the encryption key information is read as necessary.
  • the red laser focused spot is moved to the management information area by driving PUH3. Furthermore, the tracking operation by the tracking control circuit (red) 406 is started, and the focused spot of the red laser follows the track formed in the management information area of SL0.
  • the eighth step (ST1-8) the management information of SL0 is reproduced.
  • the signal processing circuit 5 receives a signal from the management area received by the light receiving element (red) 305, and reads management information by the signal processing block.
  • the controller reads detailed information such as the format type of the disc being reproduced and the total number of information recording from the management information, and confirms whether the medium is a recording target medium. Further, the controller confirms the address of the address area corresponding to the preformat area of the information recording layer to be reproduced next based on the information area arrangement information, and determines the address of the address area corresponding to the information area to be recorded next. Check.
  • the reproduction power information, the recording power information, and the recording pulse information are read, the optimum recording / reproducing power of the blue laser is confirmed, and the settings of the power control circuit (blue) 401 and the pulse modulation circuit 402 are optimized.
  • the focused spot of the blue laser is moved to the preformat region by driving PUH3. Then, the tracking control of the tracking control circuit (red) 406 is turned off.
  • the tracking control of the tracking control circuit (blue) 404 is turned on, and the focused spot of the blue laser follows the track of the preformat information recorded in the preformat area.
  • the eleventh step (ST1-11) the preformat information of the information recording layer is reproduced.
  • the signal processing circuit 5 receives a signal from the preformat area received by the light receiving element (blue) 307 and reads the preformat information by the signal processing block.
  • the controller reads the format type and layer number of the information recording layer being reproduced from the preformat information, and confirms whether or not it is the recording target layer. Further, the address of the address area corresponding to the information area to be recorded next is confirmed based on the information recording arrangement information. Further, the reproduction power information, the recording power information, and the recording pulse information are read, the optimum recording / reproducing power of the blue laser is confirmed, and the settings of the power control circuit (blue) 401 and the pulse modulation circuit 402 are optimized.
  • the format area of the information recording layer is searched using the address of the address area of the servo layer, and it is searched whether or not already recorded format information exists. If it does not exist at the predetermined address, it moves to the address position of the initial recording start point, and proceeds to the thirteenth step (ST1-13).
  • control by the tracking control circuit (blue) 404 is executed to reproduce the recorded format information. Based on this information, the final recording position address of the recording information recorded in the data area is searched and moved to the recording start point.
  • the thirteenth step (ST1-13) when the recorded information in the information recording layer is being reproduced and the control by the tracking control circuit (blue) 404 is being executed, this is stopped and the tracking control circuit ( The tracking control for the track of the servo layer by red 406 is executed.
  • the fourteenth step (ST1-14) test recording is performed in the format area, and format information or starting edge information is recorded in order from the recording start point.
  • user data is continuously recorded in units of data segments.
  • an interlayer jump is performed to move the information recording layer to be recorded to the adjacent layer.
  • the focus control circuit (blue) 403 performs interlayer jump processing, and moves the focused spot of the blue laser to the next adjacent information recording layer.
  • the focus control circuit (red) 405 also performs interlayer jump processing, and moves the red laser condensing spot to the other servo layer.
  • tracking control is performed on the tracks of the servo layer by the tracking control circuit (red) 406, and user data is continuously recorded on the information recording layer in units of data segments.
  • the tracking control is performed with the servo layer on which the spiral track opposite to the fifteenth step is formed, the focused spot is opposite to the fifteenth step. Move in the direction of.
  • FIG. 18 shows a flowchart of the reproducing operation performed by the information recording / reproducing apparatus.
  • the laser drive circuits (red and blue) 301 and 311 are controlled to turn on the red LD 300 and the blue LD 301.
  • the signal processing circuit 5 calculates the required aberration correction preset amount for the recording layer to be recorded, and the aberration correction mechanism (blue) 306 is calculated by the aberration control circuit (blue) 407. To give wavefront aberration to the blue laser.
  • the focus operation by the focus control circuit (blue) 403 is started, and the blue laser is focused on the target recording layer.
  • the signal processing circuit 5 calculates the required aberration correction preset amount for SL0 that is the target of the red laser focusing, and the aberration control circuit (red) 408 causes the aberration correction mechanism (red). 303 is driven to give wavefront aberration to the red laser.
  • the focus operation by the focus control circuit (red) 405 is started and the red laser is focused on SL0 as a target.
  • the sixth step (ST2-6) the BCA area of SL0 is reproduced.
  • the signal processing circuit 5 receives a signal from the BCA area received by the light receiving element (red) 307 and reads out the BCA information by the signal processing block.
  • the controller reads the format type of the disc being reproduced and the total number of recorded information from the BCA information, and confirms whether or not the medium is a recording target medium. Further, the encryption key information is read as necessary.
  • the focused spot of the blue laser is moved to the preformat information area by driving PUH3. Further, the tracking operation by the tracking control circuit (blue) 404 is started, and the focused spot of the blue laser is caused to follow the track of the preformat information recorded in the preformat information area of SL0.
  • the eighth step (ST2-8) the preformat information of the information recording layer is reproduced.
  • the signal processing circuit 5 receives the signal from the preformat area received by the light receiving element (blue) 307 and reads the preformat information by the signal processing block.
  • the controller reads the format type and layer number of the information recording layer being reproduced from the preformat information, and confirms whether or not it is the recording target layer. Further, the address of the address area corresponding to the information area to be reproduced next is confirmed based on the information recording arrangement information. Further, the reproduction power information is read, the optimum recording / reproduction power of the blue laser is confirmed, and the setting of the power control circuit (blue) 401 is optimized.
  • the ninth step (ST2-9) the format information in the information recording layer is searched using the address information recorded in the information recording layer, and the recorded format information is reproduced.
  • the recording position address of the recording information recorded in the data area is searched to confirm the contents of the recording information recorded in the data area.
  • the focused spot of the blue laser is caused to follow the recorded information recorded on the information recording layer.
  • the signal processing circuit 5 receives a signal from the data area received by the light receiving element (blue) 307, and reads address information, user data, and the like by the signal processing block.
  • interlayer jump processing is performed as appropriate.
  • the recording information is formed by spiral tracks in the opposite direction in each layer adjacent to the information recording layer.
  • the termination information is continuously reproduced.
  • the twelfth step (ST2-12) using the information recorded in the termination information, it is confirmed whether or not there is further recorded information recorded in the data area. End playback of.
  • FIG. 19 shows a change in the state of the information recording layer when information is recorded in the data area.
  • State 0 indicates the state of the information recording layer in a state where recording is not performed. At this point, preformat information is recorded only in the preformat area.
  • State 1 shows the state of the information recording layer after test recording. The information recording / reproducing apparatus records and reproduces a test recording pattern on the medium before recording information on the information recording medium 6, thereby reconfirming and optimizing recording conditions such as recording power and pulse width. carry out.
  • State 2 shows the state of the information recording layer in a state where a series of recording is completed. In the format area, format information storing information such as the format of the user data 1, the head position, and the end position is recorded.
  • user data 1 is recorded in units of data segments, and termination information is recorded at the end of the user data 1.
  • the end information includes information such as the format of the user data 1 recorded in the past, the start position, and the end position, and also includes buffer information for overwriting.
  • State 3 shows the state of the information recording area in the state where information is additionally written from the state 2.
  • the additionally recorded information has start end information and end end information before and after the user data.
  • the start information stores information such as the format, head position, and end position of user data 1 recorded in the past, and information such as the format, head position, and end position of recorded user data 2
  • the buffer information for overwriting is included, and a part of the buffer information is recorded so as to overlap the end information of the recording information 1.
  • FIG. 20 shows a content list of format information, start end information, and end information.
  • FIG. 20A is a list regarding the contents of the format information.
  • the type of recording format is information indicating the type of recording information format.
  • the information area arrangement information indicates the address of the address area corresponding to the start position and end position of the inner and outer format areas of the information recording layer, and the address of the address area corresponding to the start position and end position of the information recording area. Such information varies depending on the state of the recorded information.
  • the test record information indicates address information of a part used for the test record.
  • the recorded area information is information indicating the addresses of the start position and end position of the record information, the size of the actually effective area of the user data, and the like.
  • Recorder information stores information for identifying a recorded device, recording conditions after optimization, and the like.
  • the defect management information indicates an address of a spare area used for defect management, an address of a data segment to be replaced, and the like.
  • 20B and 20C show start-end information and end-point information, respectively. In the servo buffer area, all buffer information such as 0 is stored.
  • FIG. 21 shows another embodiment of the physical structure of the track.
  • an address is recorded by forming a row of pits 800 as shown in (B) in the address area of the servo layer shown in (A).
  • (B) of the same figure is a cross-sectional perspective view, 801 has shown the land.
  • the row of pits 800 is a single spiral track that is continuous over the entire circumference of the disk.
  • (C) of the figure by arranging buffer portions and pit portions alternately so that pits do not line up between adjacent tracks, the minimum pit interval is doubled with respect to the track interval. Interval. According to such a configuration, pit information can be read stably even when the track interval is reduced. For example, when the track interval is 0.32 ⁇ m, the minimum pit interval in the radial direction is 0.64 ⁇ m.
  • the pit row can generally increase the information recording density in the laser beam scanning direction (track progress direction), so that more detailed address information and management information can be recorded.
  • the pit row can generally increase the information recording density in the laser beam scanning direction (track progress direction), so that more detailed address information and management information can be recorded.
  • a normal optical disc that records a signal on a track there is a problem that a signal cannot be recorded in the pit row part.
  • the information recording medium according to the present embodiment by separating the servo layer and the information recording layer, Information can be continuously recorded on the information recording layer even at the pit portion, and the information recording density can be increased.
  • FIG. 22 shows the bit assignment of the pit address unit arranged in the pit row track.
  • the pit address unit is divided into a plurality of types according to the position of the buffer.
  • the buffer is an area where no pit row is arranged.
  • the system information is an area where information indicating management information such as physical unit type, servo layer number, and disk type is stored.
  • the physical unit address stores a physical unit address that is incremented in units of physical units.
  • a plurality of types of pit address units for recording address information of pit rows are provided, and the positions of the buffer areas are changed.
  • the 21 can be realized by selecting a pit address unit so that adjacent system information and physical unit address portions do not overlap. It becomes possible. Further, when an information recording / reproducing apparatus that reproduces such an information recording medium reproduces a servo layer, it is necessary to perform servo by a sample servo system that acquires a tracking error signal at a pit portion. Therefore, considering the servo bandwidth, the number of bits of the physical unit address is from one hundred to several thousand bits. As a result, for example, if the bit repetition frequency is 66 MHz, the physical unit address repetition frequency is several hundred kHz to several tens kHz.
  • the information recording medium according to the present embodiment can reproduce information stably.
  • the tracking servo band is several kHz.
  • the information recording medium according to the present embodiment can reproduce information stably.
  • a normal optical disk that records a signal on a track there is a problem that the signal cannot be recorded in the pit row portion. If recording is interrupted at such a frequency, there is a problem that the recording becomes unstable.
  • the information recording medium according to the present embodiment by separating the servo layer and the information recording layer, information can be continuously recorded on the information recording layer even in the pit portion. It is possible to increase the recording density.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

　第１のサーボ層と、第２のサーボ層と、情報記録層とを有する情報記録媒体が提供される。該情報記録媒体には、前記第１のサーボ層と前記第２のサーボ層との間で互いに方向が異なる第１のスパイラルトラックと第２のスパイラルトラックとが形成される。これにより、いわゆるガイドレイヤー方式の情報記録媒体であって、オポジットトラックパスを有する情報記録媒体が提供できる。

Description

情報記録媒体、情報再生装置及び情報記録装置
　本発明の実施形態は、情報記録媒体、情報再生装置及び情報記録装置に関する。
　光ディスクのような情報記録媒体の記録容量を増やすために、情報記録層を多層化した多層型情報記録媒体の開発、実用化が進んでいる。一方で、記録層の増加に伴う情報記録媒体の生産性低下、特に歩留りの悪化、製造タクトタイムの増加が問題となっている。その原因となる工程の一つは、トラッキングサーボと、アドレス指定のためのガイドとなるスパイラル状のトラック溝（「グルーブ」ともいう）とを情報記録媒体の各層に成型加工する工程である。例えば１０層の光ディスクであれば、異なるスタンパによる１０回の成型加工を各層に行う必要がある。これには加工時間を要するとともに、一層でも成形不良が発生すると、ディスク自体が不良品となる。
　そこで、トラッキングサーボのためのサーボ層と、情報を記録する情報記録層とを別々に設けるガイドレイヤー方式の情報記録媒体が検討されている。例えば、１層のサーボ層（Ｓｅｒｖｏ　Ｌａｙｅｒ）と４層の情報記録層（Ｄａｔａ　Ｌａｙｅｒ）とを有する情報記録媒体において、層内のグルーブはサーボ層のみに設けられ、情報記録層は平らな面となっている。このようにサーボ層と情報記録層とを別々にもつ情報記録媒体では、成型加工をサーボ層のみに行えばよい。従って、大容量化のために情報記録層を増やしても、成型加工の回数は増加しないという利点がある。
　ガイドレイヤー方式の情報記録媒体に情報を記録する際には、トラッキングサーボ用のレーザと情報記録再生用のレーザをサーボ層と情報記録層とに同時に照射する。トラッキングサーボ用のレーザと情報記録再生用のレーザは互いに波長が異なる。トラッキングサーボ用のレーザの、サーボ層からの戻り光によってトラッキングサーボをかけながら、情報記録再生用のレーザによって情報記録層に情報を記録する。
特開２００２－１１７５８５号公報
　スパイラルの向きがすべての層で同じ方向に揃ったトラックのパスのことをパラレルトラックパスと呼び、隣り合う層でスパイラルの向きが逆転しているトラックのパスのことをオポジットトラックパスと呼ぶ。ガイドレイヤー方式において、オポジットトラックパスを有する情報記録媒体を提供することが望まれている。
　実施形態によれば、第１のサーボ層と、第２のサーボ層と、情報記録層とを有する情報記録媒体が提供される。該情報記録媒体には、前記第１のサーボ層と前記第２のサーボ層との間で互いに方向が異なる第１のスパイラルトラックと第２のスパイラルトラックとが形成される。
一実施形態に係る情報記録媒体の外観を示す図である。 一実施形態に係る情報記録媒体の断面図である。 ２つのサーボ層及び情報記録層の構造を示す図である。 一実施形態に係る情報記録再生装置のブロック図である。 情報記録の際のレーザの集光スポットの位置と走査方向を示すである。 情報記録の際のレーザの集光スポットの位置と走査方向を示すである。 複数の層に情報を記録する際の集光スポットの移動方向を示す図である。 複数の層に情報を記録する際の集光スポットの移動方向を示す図である。 情報記録媒体のサーボ層に形成されたトラックの物理的な構造を示す図である。 ランドグルーブ切り替えマーカの実施形態を示す図である。 ランドグルーブ切り替えマーカの実施形態を示す図である。 ランドグルーブ切り替えマーカの実施形態を示す図である。 サーボ層及び情報記録層のレイアウトを示す図である。 ＢＣＡ情報を示す図である。 管理情報を示す図である。 プリフォーマット情報を示す図である。 サーボ層のアドレス領域のレイアウトを示す図である。 物理セグメントのレイアウトを示す図である。 アドレス情報のビットアサインを示す図である。 セグメント情報のビットアサインを示す図である。 ウォブル変調と幅変調を示す図である。 グルーブアドレスとランドアドレスの例を示す図である。 データセグメントを示す図である。 プリフォーマット用の記録マークの物理形状を示す図である。 プリフォーマット用の記録マークの物理形状を示す図である。 記録動作のフローチャートを示す図である。 再生動作のフローチャートを示す図である。 記録時の、情報記録層の状態変化を示す図である。 フォーマット情報を示す図である。 始端情報を示す図である。 終端情報を示す図である。 トラックの物理構造の他の実施形態を示す図である。 ピットアドレスユニットのビットアサインを示す図である。
　（情報記録媒体）　
　図１に、一実施形態に係る情報記録媒体を示す。図１Ａは媒体の外観を表している。情報記録媒体１はディスク状であり、中央にクランプ用の孔が形成されている。該媒体１は層構造を有しており、２層のサーボ層と複数（ｎ層）の情報記録層とが形成されている。光入射方向から見て、手前側に情報記録層が配置され、奥側にサーボ層が配置される。図１Ｂは、Ａ－Ａ’の位置における媒体１の断面図を示している。光入射側からみて奥側から、ディスク基板、サーボ層０番（ＳＬ０）、サーボ層間の中間層０番（ＳＭＬ０）、サーボ層１番（ＳＬ１）、中間層（ＭＬ）、情報記録層０番（ＤＬ０）、情報記録層間の中間層０番（ＤＭＬ０）、情報記録層１番（ＤＬ１）の順で各層が形成されており、一番手前の層はカバー層である。例えば、媒体１の厚みは１．２ｍｍであり、このうち基板の厚さは約０．８ｍｍである。ＳＭＬ０の厚さは５５μｍであり、サーボ層を再生するためのレーザ光の波長（例えば６０５ｎｍ）を考慮して厚さが決定されている。中間層の厚さは１２６μｍである。情報記録層の中間層の厚さには複数の種類がある。例えば、比較的薄い第一の種類の層と、比較的厚い第二の種類の層とがある場合、偶数番の情報記録層間の中間層（ＤＭＬ０，ＤＭＬ２，．．．，ＤＭＬ８）の厚さは第一の種類、例えば１２μｍ程度とし、奇数番の情報記録層間の中間層（ＤＭＬ１，ＤＭＬ３，．．．，ＤＭＬ９）の厚さは第二の種類、例えば１６μｍ程度とする。この厚さは、非再生層の裏面からの反射が再生層に集光しないように、隣り合う中間層同士で異なる値となるように設定されている。さらに、偶数番と奇数番の中間層のうち、数の多い方を薄いグループの厚さとすることで、全体の厚みを薄くし、奥の層の再生時に発生する収差を抑えることが好ましい。カバー層の厚さは５０μｍである。各層の厚みは、サーボ層と情報記録層に集光されるレーザ波長の種類により決定される。サーボ層に集光されるサーボ用レーザには波長の長いレーザが使用されるので、層間のクロストークの影響を低減するため、サーボ層間の中間層の厚さを情報記録層間の中間層よりも厚くすることが好ましい。また、サーボ層と情報記録層との間では集光スポットの層間ジャンプ動作（後述する）が発生しないので、中間層の厚さはサーボ層間の中間層よりもさらに厚くし、クロストークを低減することが好ましい。また、情報記録層間の中間層について、偶数番を薄くし、奇数番を厚くするというように交互に厚さを変える場合には、多重反射の影響を低減することができる。以上の３種類の中間層はサーボ用レーザ光、情報記録用レーザ光に対して、１００％に近い透過率を有する。
　サーボ層は、サブミクロンオーダの厚みの金属等の膜で構成されており、特にサーボ層０番は、サーボ用レーザ光の一部を反射し、一部を透過させる半透過特性をもった膜が形成されている。またサーボ層にはサーボ用のガイドとなるトラック構造が形成されている。情報記録層は、情報記録用レーザによる情報の記録再生または消去が可能な記録材料を含む多層膜によって形成されている。この多層膜はサーボ用レーザを透過し、情報記録用のレーザの一部を透過し、一部を反射し、吸収する特性を有している。
（サーボ層と情報記録層の構造）
　図２に、サーボ層（２層）と情報記録層の構造を示す。ＳＬ０には、層の全面にわたってスパイラル状のトラック２が形成される。さらに最内周には、放射状に伸びたマークによってＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ａｒｅａ）情報３が形成される。ＳＬ１には、層の全面にわたってＳＬ０とは反対まわりのスパイラル状のトラック４が形成される。例えばＳＬ０のスパイラルトラック２が時計周りに形成されているとすると、ＳＬ１のスパイラルトラック４は反時計周りに形成される。スパイラルの方向は各層逆向きでもよいが、以後は特に記載のない限りこの方向で説明を行う。一方、情報記録層ＤＬｎには、トラック等の構造は形成されていない。情報記録層ＤＬｎの情報記録部分の平面性は情報記録再生用レーザ波長に対して十分高く、情報記録層ＤＬｎの凹凸の最大振幅は光路長で、記録再生用レーザ波長の３０分の１以下である。例えば、記録再生用レーザの波長が４０５ｎｍ、媒体の屈折率が１．６である場合には、情報記録層ＤＬｎには高さ８（＝４０５÷３０÷１．６）ｎｍより大きな凹凸は存在しない。この結果、情報記録層のＤＬｎでは凹凸構造による不用な光の回折が発生しにくく、情報記録再生の安定性が向上する。また、図２において、５はクランプ孔である。
　このように、本実施形態に係る情報記録媒体では、サーボ層を２層有し、それぞれの層のトラックが反対方向の周り方をするスパイラルトラックとなっている。これにより、情報記録層へ情報を記録する際に、オポジットトラックパスによる記録が可能となり、高速な記録が可能となるほか、情報記録再生装置に必要となるバッファメモリを削減することが可能となる。
（情報記録再生装置）
　図３に、一実施形態に係る情報記録再生装置のブロック図を示す。情報記録再生装置は記録再生のためのレーザを射出し、または受光するためのピックアップヘッド（ＰＵＨ）３、各種機構を制御するためのサーボ処理回路４、各種信号処理を行う信号処理回路５で構成されている。また、図示しないが、ＰＵＨ３はＰＵＨ駆動機構に接続されており、ＰＵＨ駆動機構によって媒体の半径方向に移動することが可能である。サーボ回路及び信号処理回路５はコントローラと接続されており、コントローラは上位のシステムからの指令に基づいて、信号処理回路５及びサーボ処理回路４を制御する。さらに、回転駆動機構を有しており、情報の記録再生時には、情報記録媒体を回転駆動させる。
（情報記録再生装置の構成と記録時の動作）
　各部の構成と、情報記録再生装置が情報記録媒体６に情報を記録再生する際の信号の流れについて説明する。
　（ＰＵＨ）　
　ＰＵＨ３は、サーボ用レーザである波長６５０ｎｍの赤色レーザの光源であるレーザダイオード（赤ＬＤ）３００と、情報記録再生用レーザである波長４０５ｎｍの青色レーザの光源であるレーザダイオード（青ＬＤ）３０１を有しており、２つのレーザを同時に点灯して、情報の記録再生を行うことが可能である。赤色レーザは光学系３０２に入射したのち、フロントモニタ用の光と媒体照射用の光に分割される。媒体照射用の光は赤色レーザの収差補正機構３０３、対物レンズ３０４を通して情報記録媒体６のサーボ層に集光される。また、サーボ層からの戻り光は同じ経路をたどって光学系３０２まで戻ったのち、赤色レーザの受光素子３０５で電気信号に変換される。青色レーザも同様に、光学系３０２に入射したのち、フロントモニタ用の光と媒体照射用の光に分割される。媒体照射用の光は、青色レーザの収差補正機構３０６、対物レンズ３０４を通して情報記録媒体６の情報記録層に集光される。情報記録層からの戻り光は同じ経路をたどって光学系３０２まで戻ったのち、青色レーザの受光素子３０７で電気信号に変換される。対物レンズ３０４は、対物レンズ駆動機構３１２によってフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動される他、チルト（傾き）状態もチルト制御回路４０９によって制御される。収差補正機構（赤または青）３０３，３０６は、それぞれ通過するレーザ光に球面、非点、コマといった各種の収差を与え、波面収差を制御する。フロントモニタ用の光はフロントモニタ（赤または青）３０８，３０９で受光され、電気信号に変換される。
　（サーボ処理回路）　
　サーボ処理回路４は、ＰＵＨ３から出力される電気信号をもとに各種の制御信号を生成してＰＵＨ３を制御する。フロントモニタ（赤または青）３０８，３０９から出力された電気信号はＳ／Ｈ回路４１０を経てパワー制御回路（赤または青）４００，４０１に入力される。同回路４００，４０１はこれら信号が所望の値となるように、レーザ駆動回路（赤または青）３１０，３１１を制御する。また、情報の記録時において、パルス変調回路４０２は信号処理回路５からのクロック信号及び記録データ信号に基づいてレーザ駆動回路３１１を制御し、青色レーザの強度をパルス状に変調する。例えば、記録データが「１」の部分ではレーザ光の強度を高め、「０」の部分ではオフにするといった変調である。
　受光素子（青）３０７の出力信号はフォーカス制御回路（青）４０３、トラッキング制御回路（青）４０４に入力される。フォーカス制御回路（青）４０３は、ナイフエッジ法や、非点収差法といった方式に基づいて演算処理を実行し、フォーカス誤差信号を生成する。さらに、生成した信号を用いて対物レンズ駆動機構３１２を制御し、青色レーザの集光スポットを所望の情報記録層に集光させる。情報記録層に記録された情報の再生時において、トラッキング制御回路４０４は、ＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｕｓｈ－ｐｕｌｌ）法等の方式に基づいて演算処理を実行し、トラッキング誤差信号を生成する。さらに、生成した信号を用いて対物レンズ駆動機構３１２およびＰＵＨ駆動機構を制御し、青色レーザの集光スポットを所望のトラックに追従させる。
　受光素子（赤）３０５の出力信号は、フォーカス制御回路（赤）４０５、トラッキング制御回路（赤）４０６に入力される。フォーカス制御回路（赤）４０５は、ナイフエッジ法や、非点収差法といった方式に基づいて演算処理を実行し、フォーカス誤差信号を生成する。さらに、生成した信号を用いて収差補正機構（赤）３０３を制御し、赤色レーザの集光スポットを所望のサーボ層に集光させる。情報記録層への情報の記録時には、トラッキング制御回路は、プッシュプル法等の方式に基づいて演算処理を実行し、トラッキング誤差信号を生成する。さらに、生成した信号を用いて対物レンズ駆動機構３１２およびＰＵＨ駆動機構を制御し、赤色レーザの集光スポットをサーボ層の所望のトラックに追従させる。このとき、青色レーザの集光スポットの半径位置も赤色レーザの集光スポット半径位置と同様に制御される。
　（信号処理回路）　
　受光素子（赤及び青）３０５，３０７からの出力信号はサーボ処理回路４のプリアンプ（赤及び青）４１１，４１２を経てＡ／Ｄ変換回路４１３，４１４によってＡ／Ｄ変換されたのち、信号処理回路５に入力される。信号処理回路５は、入力された信号からクロック信号を生成するクロック生成ブロック５０１、アドレス情報を読み出すアドレス処理ブロック５０２、記録情報の読み出し及び書き込み情報の変換等を行う信号処理ブロック５０４、収差誤差量を算出する収差誤差計算ブロック５０６，５０７、チルト誤差量を算出するチルト誤差計算ブロック５０４，５０５等で構成されている。記録情報の読み出しでは、各種フィルタリング、ＰＲＭＬや復調、誤り訂正処理が実行される。書き込み情報の変換には、１７変調等の変調、ＲＳ（Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号やＬＤＰＣ（ｌｏｗ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｐａｒｉｔｙ－ｃｈｅｃｋ　ｃｏｄｅ）符号を用いた誤り訂正符号化、データＩＤの挿入等の処理が行われる。それぞれのブロックで算出された値はサーボ処理回路４の制御信号として使用される他、読み出されたアドレス情報や記録データは不図示のコントローラに送信される。
　（記録再生順序）　
　図４に、情報記録の際の、赤色レーザ及び青色レーザの集光スポットの位置と走査方向を示す。本実施形態の情報記録再生装置は、偶数番の情報記録層に記録を行う場合と奇数番の情報記録層に記録を行う場合で、利用するサーボ層の番号を切り替える。具体的には、赤色レーザをＳＬ０に集光する。一方、偶数番の情報記録層の情報記録層に記録を行う場合には、赤色レーザをＳＬ１に集光する。図４Ａは、偶数番の情報記録層（ＤＬ０，ＤＬ２，…）に情報を記録する際の様子を示している。図４Ｂは、奇数番の情報記録層（ＤＬ１，ＤＬ３，…）に情報を記録する際の様子を示している。
　図４Ａの場合、赤色レーザ（点線）はＳＬ０に集光され、情報記録再生装置はＳＬ０からの信号をもとに、ＰＵＨ３を半径方向に移動させるトラッキング制御を行う。これにより、赤色レーザの集光スポットはＳＬ０のトラックに追従する。一方、青色レーザ（一点鎖線）は偶数番の情報記録層であるＤＬ２に集光されている。ここで、青色レーザの集光スポットもＰＵＨ３の移動にあわせて、赤色レーザの集光スポットと同じ半径位置を保つように移動する。情報記録媒体６は反時計周りに回転制御されており、ＳＬ０は時計周りのスパイラルトラックを有しているので、ＰＵＨ３は時間とともに、内周側から外周側へ移動する。同時に青色レーザの集光スポットも内周側から、外周側へ移動する。この結果、偶数番の情報記録層には、ＳＬ０と同じ時計周りのスパイラル状に情報が記録される。ここで、情報記録層に記録された記録マーク列を記録トラックと呼ぶ。
　図４Ｂの場合、赤色レーザ（点線）はＳＬ１に集光され、情報記録再生装置はＳＬ１からの信号をもとに、ＰＵＨ３を半径方向に移動させるトラッキング制御を行う。これにより、赤色レーザの集光スポットはＳＬ１のトラックに追従する。一方、青色レーザ（一点鎖線）は偶数番の情報記録層であるＤＬ３に集光されている。ここで、青色レーザの集光スポットもＰＵＨ３の移動にあわせて、赤色レーザの集光スポットと同じ半径位置を保つように移動する。情報記録媒体６は反時計周りに回転制御されており、ＳＬ１は反時計周りのスパイラルトラックを有しているので、ＰＵＨ３は時間とともに、外周側から内周側へ移動する。同時に青色レーザの集光スポットも外周側から、内周側へ移動する。この結果、奇数番の情報記録層には、ＳＬ１と同じ反時計周りのスパイラル状に情報が記録される。
　図５Ａは、ＤＬ０から順に複数の層を連続して情報を記録する際の集光スポットの移動方向を示している。情報の記録はＤＬ０の内周から始まり、外周へ到達する。次に、情報記録再生装置はＰＵＨ３をフォーカス方向に駆動して、Ｌ１の外周に集光スポットを層間ジャンプささせる。この際同時に、収差補正機構（赤）３０３を駆動して、サーボ層に集光した赤色レーザの集光スポットをＳＬ０からＳＬ１に層間ジャンプさせる。ジャンプ完了後、ＤＬ１の外周から内周に向けて記録を再開する。このようにして外周方向へ移動しながらの記録と内周方向へ移動しながらの記録とを繰り返して行う。このような順序で記録を行うことで、層間ジャンプに要する時間以外は常に連続した記録状態を維持することが可能となる。さらに、記録情報が形成した記録トラックはスパイラルの向きが偶数層と奇数層で逆になるオポジットトラックパスとなっており、記録情報を再生する際にも、図５Ａと同じ順序で連続再生を行うことが可能となる。
　図５ＢはＤＬ０から順に複数の層を連続して情報を記録する際のもう一つの実施形態が示されている。この実施形態は偶数番の情報記録層間中間層（ＤＭＬ０，ＤＭＬ２，．．．）すなわち厚みの薄い条件において、集光スポットの層間ジャンプの方向がサーボ層と情報記録層で逆になっており、奇数番の情報記録層間中間層（ＤＭＬ１，．．．）すなわち厚みの厚い条件において、集光スポットの層間ジャンプの方向がサーボ層と情報記録層で同一方向となっている。この場合、図４での説明とは逆に、ＳＬ０の再生中はＰＵＨ３が媒体の外周側から内周側に移動し、ＳＬ１の再生中は内周側から外周側へ移動する必要があるが、これは、ＳＬ０のスパイラルトラックを反時計回りに、ＳＬ１のスパイラルトラックを時計回りに形成するようにするか、情報媒体の構造は図２のままで、情報記録媒体６の回転方向を時計回りとすることで実現される。層間ジャンプの際には、対物レンズ３０４の移動によって、サーボ層再生用レーザ光のスポット位置と情報記録層再生用レーザ光のスポット位置が同時に移動するため、フォーカス制御回路（赤）４０５とフォーカス制御回路（青）４０３の連携動作が必要になる。このように、サーボ層の厚みの薄い条件において、サーボ層再生用レーザ光の層間ジャンプと情報記録層再生用レーザ光の層間ジャンプの方向を逆向きとし、サーボ層の厚みの厚い条件において、ジャンプ方向を同一とすることで、特に対物レンズ移動の影響が大きいサーボ層の厚みの厚い条件において、スムーズな連携動作を実現することが可能となる。
　（トラックの物理構造）　
　図６に、情報記録媒体６のサーボ層に形成されたトラックの物理的な構造を示す。図６において、（Ａ）はサーボ層に記録されたスパイラル状のトラックの様子を示している。スパイラル状のトラックは、図６において（Ｂ）に示すようにランド（６０１）と呼ばれる面にグルーブ（６００）と呼ばれる溝を彫ることで形成されている。このグルーブ溝は、後述するウォブル変調と幅変調によって蛇行している。図６において、（Ｃ）はランドグルーブ切り替え位置でのトラックの拡大図である。ここで、隣り合う２本のグルーブ６００の中心線の間隔をグルーブ間隔と呼び、実際に集光スポットがスパイラル状に移動するトラックの、隣接トラックとの間隔をトラック間隔と呼ぶ。グルーブ６００はスパイラル状に形成されているため、媒体を１周した終点は始点に対してグルーブ間隔の半分だけ位置が外側にずれている。さらに、ランドグルーブ切り替え位置において、グルーブ６００は一旦途切れており、次の周のグルーブ６００の始点を前のグルーブ６００の終点からグルーブ間隔の半分だけ位置を外側にずらして形成している。情報記録再生装置は、この構造をトラッキングする際、ランドグルーブ切り替え位置でトラッキングの対象をグルーブ６００の中心からランド６０１の中心またはランド６０１の中心からグルーブ６００の中心へと交互に切り替える。すなわち周回毎にグルーブ、ランド、グルーブという順でトラッキングが実行される。この結果、集光スポットはグルーブ間隔の半分の間隔で１本線のスパイラルを描く。このように情報記録媒体６は、ランド６０１とグルーブ６００のトラックが連続したシングルスパイラル構造を有している。この結果、情報記録層に形成される記録トラックもグルーブ間隔の半分となり、グルーブ間隔で記録する場合に比べ、記録密度を高めることができる。
　グルーブの位置を一周毎にずらすシングルスパイラルトラックは、記録密度を高められる利点がある一方、トラック上に信号を記録する通常の光ディスクではランドとグルーブの切り替え部分には、信号が記録できないという問題があるが、本実施形態に係る情報記録媒体６では、サーボ層と情報記録層を分けることで、情報記録層に対しては、この切り替え部分でも連続して情報を記録することが可能であり、情報の記録密度を高めることが可能である。さらに情報記録層に記録形成された記録トラックが連続したシングルスパイラルトラックとなり、情報の再生が容易になるという利点がある。
　グルーブのウォブルは、情報記録媒体６の製造時には、グルーブをカットするビームを進行方向と垂直に微小に振動させることにより形成することができる。また、グルーブの幅変調は変調部分でグルーブをカットするビームの強度を変化させる、太い部分では強度を上げ、細い部分では強度を下げることで実現可能である。またランド部の幅変調はグルーブをカットする際に、ランド部の変調部の両側のウォブル用振動の位相を逆転することで形成可能である。幅変調はランドとグルーブに別々にアドレス情報等の情報を記録できるという特徴がある一方、トラック上に信号を記録する通常の光ディスクでは幅変調部分でトラックの幅が変化するため、記録信号の安定度が低下したり、トラックからの信号が記録情報の再生信号に漏れこむという問題がある。これに対し、本実施形態に係る情報記録媒体６では、サーボ層と情報記録層を分けることで、情報記録層に対しては、幅変調によるグルーブもしくはランドの幅が変化したことによる記録情報への悪影響が発生せず、信号の再生時にも幅変調部の漏れこみがなく、安定した情報の記録再生が可能となる。
　（トラック極性切替信号）　
　図７に、ランドグルーブ切り替え位置を示すためのランドグルーブ切り替えマーカの種々の実施形態を示す。図７Ａに示す切り替えマーカは、ランドグルーブ切り替え位置の直前でグルーブが断続的に途切れるグルーブカットである。この場合、赤色レーザの戻り光量がこのグルーブカット位置で変化するため、情報記録再生装置はこの光量変化を検出することで、ランドグルーブ切り替え位置をその直前で検出し、適切にトラッキングの極性を切り替えることができる。また、本実施形態の情報記録媒体６は情報記録層とサーボ層を別々に有しているため、赤色レーザがグルーブカット位置を通過中も、情報記録層には連続して情報を記録することが可能である。他の実施形態として、図７Ｂに示す切り替えマーカを、ランドグルーブ切り替え位置の直前でグルーブのウォブル変調の周波数を変調する構造としてもよい。また、図７Ｃに示すように、ランドグルーブ切り替え位置の直前でグルーブのウォブル変調の位相を変調する構造としてもよい。
　（サーボ層及び情報記録層のレイアウト）
　図８に、サーボ層及び情報記録層のレイアウトを示す。サーボ層ＳＬ０には内周側からＢＣＡ領域、内周管理領域０、アドレス領域０、外周管理領域０が配置されている。サーボ層ＳＬ１には内周側から、内周管理領域１、アドレス領域１、外周管理領域１が配置されている。情報記録層には、内周側から内周プリフォーマット領域、内周フォーマット領域、情報記録領域、外周フォーマット領域、外周プリフォーマット領域が配置されている。
　サーボ層のＢＣＡ領域には、媒体の半径方向に放射状に延びたＢＣＡマークによって、媒体識別情報や、暗号化の鍵情報等を含むＢＣＡ情報が記録されている。内周及び外周管理情報はアドレス領域とは異なる周波数の周波数でウォブル変調されたグルーブ構、またはピット列によって、媒体の種類、最適な記録条件等、情報記録媒体６を管理するための管理情報が記録されている。アドレス領域にはグルーブ溝によるトラックが形成され、グルーブのウォブル変調及び幅変調によって、アドレス情報が記録されている。
　情報記録層の内周及び外周プリフォーマット領域にはディスクの出荷前にプリライター等によって、媒体の層情報や管理のための情報を含むプリフォーマット情報が放射状または楕円状の記録マークによって記録される。内周及び外周プリフォーマット領域はユーザ情報等の情報記録前にはなにも記録されておらず未記録の領域であるが、情報の記録時に情報記録再生装置が記録条件を調整するテスト記録が実施される。さらに、情報領域に記録するユーザ情報を管理するためのフォーマット情報が記録される。情報記録領域には、ユーザ情報等の情報記録前にはなにも記録されていない。情報記録時にはサーボ層のトラックに従って、ユーザ情報等の情報が記録マーク列として記録される。
　（システム情報の内容）　
　図９に、ＢＣＡ情報、管理情報、及びプリフォーマット情報の内容を示す。これらの情報は、いずれも媒体の出荷前に媒体製造メーカによってディスクに記録され得る。
　図９Ａは、ＢＣＡ情報の内容に関するリストである。フォーマットの種類は媒体フォーマットの種類を示す情報、例えば型名や、一回記録型、繰り返し記録型、再生専用型、ハイブリッド型を識別するコードである。ディスクサイズはディスクの物理的なサイズを示す。ディスク構造は媒体が有するサーボ層の数や、情報記録層の数、各層のフォーマットの種類、スパイラルの方向、記録マーク及び、トラッキングの極性情報等を示す。サーボ層配置情報は、サーボ層の内周及び外周管理領域やアドレス領域の開始位置や終了位置に関するアドレスを示す。暗号鍵情報は、ユーザ情報等の記録再生時に行われる暗号化、復号処理に用いられる暗号鍵のコードを示す。予備領域は将来、何らかの情報を記録する領域であることを示す。
　図９Ｂは、管理情報の内容に関するリストである。情報領域配置情報は、情報記録層の内周及び外周フォーマット領域の開始位置と終了位置に対応したアドレス領域のアドレスや、情報記録領域の開始位置と終了位置に対応したアドレス領域のアドレスを示す。再生パワー情報、記録パワー情報、記録パルス情報は各情報記録層、記録速度等に対応した最適な再生パワーや記録パワー、記録パルスの形状を表すコードを示す。このように、サーボ層に情報記録層の再生パワーに関する情報が記録されているため、情報記録再生装置はサーボ層再生用のレーザのみを点灯した状態でサーボ層の再生を行い、情報記録層に最適な再生パワーを確認した後、最適なパワーで情報記録層再生用のレーザを点灯することができる。これにより、高いパワー等で情報記録再生層を再生していまい、情報記録再生層に過去に記録された情報を破壊する等の問題を避けることができる。
　図９Ｃは、プリフォーマット情報の内容に関するリストである。プリフォーマット領域の各情報は、そのプリフォーマット情報が記録されている層の情報を示す。従って、プリフォーマット情報におけるフォーマットの種類は、例えば媒体自体が複数のフォーマットの層を有するハイブリッド型である場合でも、その層のフォーマットの種類、例えば一回記録型、繰り返し記録型、再生専用型を識別するコードを示す。層番号はそのプリフォーマット情報が記録されている層の番号を示す。再生パワー情報、記録パワー情報、記録パルス幅情報も同様に、そのプリフォーマット情報が記録されている層の最適な値を示す。
　（アドレス領域のレイアウト）　
　図１０に、サーボ層のアドレス領域のレイアウトを示す。アドレス領域は内周から外周にわたって、それぞれ複数のトラック含む同心円上のゾーンに区分けされ、それぞれゾーン番号（Ｋ）が割り当てられている。ゾーン番号はトラックの進行方向にたいしてインクリメントする。すなわち、図５Ａに示す媒体であれば、ＳＬ０のゾーン番号は内周から外周にむかってインクリメントし、ＳＬ１のゾーン番号は外周から内周に向ってインクリメントする。また、各トラックは放射状に延びる物理セグメント境界によって、物理セグメントに区分される。トラック１周に含まれる物理セグメントはゾーン内では一定、隣接する外周側のゾーンではトラック１周に含まれる物理セグメントが一つ多くなる。各物理セグメントには物理セグメント番号（Ｊ）が割り当てられている。物理セグメント番号はランドグルーブ切り替え位置直後の番号を０として、トラックの進行方向にインクリメントする。さらに、トラックには１周毎にトラック番号が与えられている。トラック番号はゾーン内の最初のトラックを０として、進行方向に対してインクリメントする。
　また、物理セグメントはすべて同じ波数のウォブル変調または幅変調を含むように、ウォブルは形成されている。従って、ゾーン内ではトラック一周に含まれる波数は一定である。結果として、ゾーン内では、ウォブルまたは幅変調の物的な周期は内周側のトラックが短く、外周側のトラックが若干長くなっている。また、各ゾーンの内周側のトラックのウォブルまたは幅変調の物的な周期は、おおよそ同じ周期となっている。
　情報記録再生装置は、記録再生の際、ウォブルの再生信号の周期が一定になるようにディスクの回転を制御する。すなわち、ゾーン内では角速度を一定の状態で回転を行い、ゾーンをまたぐ時に各速度を変化させる。この結果、大まかにみるとディスク全体で線速度一定（ＣＬＶ）で制御が行われているような状態となる。このような方式はＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ　Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｌｅｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式と呼ばれる。
　（物理セグメントのレイアウト）　
　図１１に、物理セグメントのレイアウトを示す。物理セグメントは１４２８の波数のウォブルもしくは幅変調で構成されており、それは１７個のウォブルデータユニットに区分される。先頭のウォブルデータユニットは、同期ユニットと呼び、６波の逆方向ウォブル（Ｉ）、４波の順方向ウォブル（Ｎ）、６波の逆方向ウォブル（Ｉ）と６８波の順方向ウォブル（Ｎ）で形成されている。また、アドレスユニットは４波の逆方向ウォブル（Ｉ）ではじまり、６８波の順方向ウォブル（Ｎ）で終了する。間の１２波のウォブルには、４波で１ビットの情報を表すアドレス情報が記録される。リザーブユニットはすべて、６８波の順方向ウォブル（Ｎ）で形成されている。物理セグメントは１４のアドレスユニットを有するので、一つの物理セグメントに記録可能なアドレス情報は４２ビットとなる。
　（物理アドレスのビットアサイン）　
　図１２に、アドレス情報のビットアサインを示す。図１２Ａに示すように、アドレス情報は、全４２ビットのバイナリデータであり、ランドとグルーブでビットアサインが異なる。図１２Ｂに示すように、セグメント情報は、ランドグルーブ切り替えセグメントフラグ等の情報を含んでいる。ランドグルーブ切り替えセグメントフラグは、ランドグルーブの切り替えが発生する直前のセグメントでは１、それ以外のセグメントでは０とする。レイヤーアドレス、セグメントアドレス、ゾーンアドレスにはそれぞれ、層番号、セグメント番号、ゾーン番号に対応した値が記録されている。パリティビットには、セグメント情報からゾーンアドレスまでの１７ビットの情報の誤り検出用のパリティが記録される。セグメント情報からパリティまでの１８ビットのすべてのビットパターンはセグメント内であれば、ランドとグルーブで完全に一致している。一方、それに続く１２ビットはランドではバッファ情報、グルーブではグルーブアドレスとなる。さらに最後の１２ビットはランドではランドアドレス、グルーブではバッファ情報となる。ランドアドレスおよびグルーブアドレスはそれぞれ、セグメント内のトラックの番号をグレイコード（交番２進符号）で表したものである。
　（ウォブルの物理形状と再生信号）　
　図１３に、グルーブに施されるウォブル変調と幅変調について、シンボル、物理形状、再生時の和信号レベルの変化、及び差信号レベルの変化を示す。ここで和信号とは、情報記録再生装置の受光素子（赤）３０５に照射される光の全加算信号であり、差信号とは、受光素子（赤）３０５に照射される光をトラックと垂直方向に２分割して受光した２つの信号の差の信号（プッシュプル信号）である。
　図１３の（Ａ）の欄と（Ｂ）の欄はウォブル変調の様子を示す。ウォブル変調はグルーブを内外周方向に対して微小振幅のサイン波状に振る変調であり、位相を変えることによって１と０のシンボルを示す。図１３の（Ａ）に示すように、はじめに内周側に振る位相を０、図１３の（Ｂ）に示すように、はじめに外周側に振る位相を１と定義する。また、はじめに内周側に振る位相を順方向ウォブル、はじめに外周側に振る位相を逆方向ウォブルと定義する。また、情報記録再生装置がウォブル変調の施されたトラックを再生した場合、和信号は一定のレベルの信号となるが、差信号はグルーブのウォブル形状に対応したサイン状の信号となる。情報記録再生装置の信号処理回路５は、アドレス情報の読み出しや、クロックの生成に、このサイン状の差信号を利用する。
　図１３の（Ｃ）の欄と（Ｄ）の欄は幅変調の様子を示す。ランドとグルーブで異なる情報を記録するために、この幅変調を利用する。はじめに幅が細い状態で始まる形状を＋のシンボル、はじめに幅が太い状態で始まる形状を－のシンボルとする。また、情報記録再生装置が幅変調の施されたトラックを再生した場合、和信号はグルーブの幅変化に対応したサイン状の信号となるが、差信号は一定のレベルの信号となり変化しない。
　（トラックアドレス）　
　図１４に、グルーブアドレスとランドアドレスの例を示す。通常、ディスク基板の製造工程であるマスタリング作業では、グルーブ部分を削ることでグルーブ構造を形成するが、この際、図１４の０に当たる部分では図１３の（Ａ）の変調、１の部分では（Ｂ）の変調、＋では（Ｃ）の変調、－では（Ｄ）の変調を行うことで、ランドトラックとグルーブトラックどちらのトラックにも図１４に示すようなアドレス情報を記録することが可能となっている。
　（物理アドレスと記録データの関係）　
　次に、サーボ層のアドレス領域のアドレスのレイアウトと情報記録層の内周及び外周フォーマット領域、情報記録領域に記録される記録情報の関係について説明を行う。記録情報は、アドレス領域のトラックからのトラッキング信号によるトラッキング制御、ウォブル信号から生成されるクロック及びアドレス情報に従って、情報記録層の各領域に記録される。ここで、記録情報は、図１５に示すデータセグメントという単位で記録される。データセグメントはＶＦＯ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）領域、データ領域、終端領域、予備領域で構成されており、ＶＦＯ領域には一定のパターンの記録データが記録される。データ領域には、１７変調等の変調符号化、ＬＤＰＣやＲＳ等の誤り訂正符号化が施された上でユーザのデータが格納されている。終端領域にはデータ領域の終わりを示す特定パターンが記録される。ここで、データセグメントは物理セグメントと同期しており、７つの物理セグメントが１つのデータセグメントと一致するように配置される。データ領域は、３２個のデータセクタを含んでおり、データセクタはデータＩＤとメインデータで構成されている。
　（プリフォーマット用マーク）　
　図１６に、プリフォーマット情報の記録に用いられるプリフォーマット用の記録マークの物理形状を示す。図１６Ａは、各トラック７００上の楕円状の記録マーク列７０１による記録の例を示している。この記録マーク列７０１は記録情報領域のその他の領域、すなわち内周及び外周フォーマット領域、情報記録領域に記録される記録マーク列と同様の形状である。図１６Ｂは、半径方向に放射状に延びる形状の記録マーク列７０２による記録の例を示している。図１６Ｂのマーク列７０２を用いる場合、情報の再生の際に、トラキング制御を行わなくても情報の再生が可能となる利点がある。
　（記録手順）　
　図１７に、情報記録再生装置が行う記録動作のフローチャートを示す。第一のステップ（ＳＴ１－１）では、レーザ駆動回路（赤および青）を制御し、赤色ＬＤ３００および青色ＬＤ３０１を点灯する。第二のステップ（ＳＴ１－２）では、記録を行うターゲットとなる記録層について必要な収差補正プリセット量を信号処理回路５が計算し、収差制御回路（青）４０７によって収差補正機構（青）３０６を駆動し、青色レーザに波面収差を与える。第三のステップ（ＳＴ１－３）では、フォーカス制御回路（青）４０３によるフォーカス動作を開始し、青色レーザをターゲットとなる記録層に集光する。第四のステップ（ＳＴ１－４）では、赤色レーザ集光のターゲットとなるＳＬ０について必要な収差補正プリセット量を信号処理回路５が計算し、収差制御回路（赤）４０８によって収差補正機構（赤）３０３を駆動し、赤色レーザに波面収差を与える。第五のステップ（ＳＴ１－５）では、フォーカス制御回路（赤）４０５によるフォーカス動作を開始し、赤色レーザをターゲットとなるＳＬ０に集光する。第六のステップ（ＳＴ１－６）では、ＳＬ０のＢＣＡ領域を再生する。信号処理回路５は、受光素子（赤）３０５が受光したＢＣＡ領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによってＢＣＡ情報を読み出す。コントローラは、再生中のディスクのフォーマットの種類や情報記録総数をＢＣＡ情報から読み出し、記録対象の媒体であるか否かを確認する。またコントローラは、サーボ層配置情報に基づいて、次に再生を行う管理情報のアドレスを確認する。さらに、必要に応じて暗号鍵情報の読み出しを行う。第七のステップ（ＳＴ１－７）では、ＰＵＨ３の駆動により赤色レーザの集光スポットを管理情報領域に移動する。さらにトラッキング制御回路（赤）４０６によるトラッキング動作を開始し、赤色レーザの集光スポットをＳＬ０の管理情報領域に形成されたトラックに追従させる。第八のステップ（ＳＴ１－８）では、ＳＬ０の管理情報を再生する。信号処理回路５は、受光素子（赤）３０５が受光した管理領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによって管理情報を読み出す。コントローラは、再生中のディスクのフォーマットの種類や情報記録総数等の詳細な情報を管理情報から読み出し、記録対象の媒体であるか否かを確認する。またコントローラは、情報領域配置情報に基づいて、次に再生を行う情報記録層のプリフォーマット領域に対応したアドレス領域のアドレスを確認し、次に記録を行う情報領域に対応したアドレス領域のアドレスを確認する。さらに、再生パワー情報、記録パワー情報、記録パルス情報を読み出し、青色レーザの最適な記録再生のパワー等を確認し、パワー制御回路（青）４０１及びパルス変調回路４０２の設定を最適化する。第九のステップ（ＳＴ１－９）では、ＰＵＨ３の駆動により青色レーザの集光スポットをプリフォーマット領域に移動する。そして、トラッキング制御回路（赤）４０６のトラッキング制御をオフにする。第十のステップ（ＳＴ１－１０）では、トラッキング制御回路（青）４０４のトラッキング制御をオンにし、青色レーザの集光スポットを、プリフォーマット領域に予め記録されたプリフォーマット情報のトラックに追従させる。第十一のステップ（ＳＴ１－１１）では、情報記録層のプリフォーマット情報を再生する。信号処理回路５は、受光素子（青）３０７が受光したプリフォーマット領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによってプリフォーマット情報を読み出す。コントローラは、再生中の情報記録層のフォーマットの種類や層番号をプリフォーマット情報から読み出し、記録対象の層であるか否かを確認する。また、情報記録配置情報に基づいて、次に記録を行う情報領域に対応したアドレス領域のアドレスを確認する。さらに、再生パワー情報、記録パワー情報、記録パルス情報を読み出し、青色レーザの最適な記録再生のパワー等を確認し、パワー制御回路（青）４０１及びパルス変調回路４０２の設定を最適化する。第十二のステップ（ＳＴ１－１２）では、サーボ層のアドレス領域のアドレスを利用して情報記録層のフォーマット領域を探索し、既に記録されたフォーマット情報が存在するか否かを探索する。所定のアドレスに存在しない場合には、初期記録開始点のアドレス位置に移動し、第十三のステップ（ＳＴ１－１３）に移行する。フォーマット情報が存在した場合には、トラッキング制御回路（青）４０４による制御を実行し、記録されたフォーマット情報を再生する。その情報をもとに、データ領域に記録された記録情報の最終記録位置アドレスの探索を行って記録開始点に移動する。第十三のステップ（ＳＴ１－１３）では、情報記録層の既記録情報を再生中でトラッキング制御回路（青）４０４による制御が実行されている場合には、これを停止し、トラッキング制御回路（赤）４０６によるサーボ層のトラックに対するトラッキング制御を実行する。第十四のステップ（ＳＴ１－１４）では、フォーマット領域でテスト記録を実施し、記録開始点から順にフォーマット情報または始端情報を記録する。第十五のステップ（ＳＴ１－１５）では、引き続きユーザデータをデータセグメント単位で記録する。第十六のステップ（ＳＴ１－１６）では、記録の対象とする情報記録層を隣の層に移す層間ジャンプを実施する。このとき、フォーカス制御回路（青）４０３は層間ジャンプ処理を実施し、青色レーザの集光スポットを隣接する次の情報記録層に移動する。同時に、フォーカス制御回路（赤）４０５も層間ジャンプ処理を実施し、もう一方のサーボ層に赤色レーザの集光スポットを移動する。第十七のステップ（ＳＴ１－１７）では、トラッキング制御回路（赤）４０６によるサーボ層のトラックに対するトラッキング制御を実行し、引き続きユーザデータをデータセグメント単位で情報記録層に記録する。ここで、第十七のステップでは、第十五のステップとは逆のスパイラルトラックが形成されたサーボ層でトラッキング制御を実施しているため、集光スポットは、第十五のステップとは逆の方向に向かって移動する。例えば、第十五のステップで内周から外周に向かって記録を行ったとすると、第十七のステップでは外周から内周に向かって情報を記録こととなる。このように本実施形態の記録手順では、集光スポットの大きな半径方向の移動を伴わずに、ジャンプ動作のみで複数の記録層に対して連続した情報の記録が可能となる。第十八のステップ（ＳＴ１－１８）では、引き続き終端情報の記録を行う。終端情報の記録が完了したところで、記録動作を完了する。
　（再生手順）　
　図１８に、情報記録再生装置が行う再生動作のフローチャートを示す。第一のステップ（ＳＴ２－１）では、レーザ駆動回路（赤および青）３０１，３１１を制御し、赤色ＬＤ３００および青色ＬＤ３０１を点灯する。第二のステップ（ＳＴ２－２）では、記録を行うターゲットとなる記録層について必要な収差補正プリセット量を信号処理回路５が計算し、収差制御回路（青）４０７によって収差補正機構（青）３０６を駆動し、青色レーザに波面収差を与える。第三のステップ（ＳＴ２－３）では、フォーカス制御回路（青）４０３によるフォーカス動作を開始し、青色レーザをターゲットとなる記録層に集光する。第四のステップ（ＳＴ２－４）では、赤色レーザ集光のターゲットとなるＳＬ０について必要な収差補正プリセット量を信号処理回路５が計算し、収差制御回路（赤）４０８によって収差補正機構（赤）３０３を駆動し、赤色レーザに波面収差を与える。第五のステップ（ＳＴ２－５）では、フォーカス制御回路（赤）４０５によるフォーカス動作を開始し、赤色レーザをターゲットとなるＳＬ０に集光する。第六のステップ（ＳＴ２－６）では、ＳＬ０のＢＣＡ領域を再生する。信号処理回路５は受光素子（赤）３０７が受光したＢＣＡ領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによりＢＣＡ情報を読み出す。コントローラは、再生中のディスクのフォーマットの種類や情報記録総数をＢＣＡ情報から読み出し、記録対象の媒体であるか否かを確認する。さらに、必要に応じて暗号鍵情報の読み出しを行う。第七のステップ（ＳＴ２－７）では、ＰＵＨ３の駆動により青色レーザの集光スポットをプリフォーマット情報領域に移動する。さらにトラッキング制御回路（青）４０４によるトラッキング動作を開始し、青色レーザの集光スポットを、ＳＬ０のプリフォーマット情報領域に記録されたプリフォーマット情報のトラックに追従させる。第八のステップ（ＳＴ２－８）では、情報記録層のプリフォーマット情報を再生する。信号処理回路５は、受光素子（青）３０７が受光したプリフォーマット領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによりプリフォーマット情報を読み出す。コントローラは、再生中の情報記録層のフォーマットの種類や層番号をプリフォーマット情報から読み出し、記録対象の層であるか否かを確認する。また、情報記録配置情報に基づいて、次に再生を行う情報領域に対応したアドレス領域のアドレスを確認する。さらに、再生パワー情報を読み出し、青色レーザの最適な記録再生のパワー等を確認し、パワー制御回路（青）４０１の設定を最適化する。第九のステップ（ＳＴ２－９）では、情報記録層に記録されたアドレス情報を利用して情報記録層のフォーマット領域を探索し、記録されたフォーマット情報を再生する。その情報をもとに、データ領域に記録された記録情報の記録位置アドレスの探索を行い、データ領域記録された記録情報の内容を確認する。第十のステップ（ＳＴ２－１０）では、青色レーザの集光スポットを情報記録層に記録された記録情報に追従させる。信号処理回路５は、受光素子（青）３０７が受光したデータ領域からの信号を受信し、信号処理ブロックによりアドレス情報やユーザデータ等を読み出す。ユーザデータが複数の層にまたがる場合には、適宜に層間ジャンプの処理を実施する。ここで、本実施形態に係る情報記録媒体６では情報記録層の隣り合う各層において、逆向きのスパイラルトラックで記録情報が形成されている。このため、集光スポットの大きな半径方向の移動を伴わずに、ジャンプ動作のみで複数の記録層に対して連続した情報の再生が可能となる。第十一のステップ（ＳＴ２－１１）では、引き続き終端情報の再生を行う。第十二のステップ（ＳＴ２－１２）では、終端情報に記録された情報を利用して、データ領域に記録された記録情報がさらに存在しないか否かを確認し、存在しない場合には、情報の再生を終了する。
　（情報記録層の状態変化）　
　図１９に、データ領域への情報記録時の、情報記録層の状態変化を示す。状態０は記録が行われていない状態の情報記録層の様子を示す。この時点では、プリフォーマット領域のみに、プリフォーマット情報が記録されている。状態１はテスト記録を実施した後の情報記録層の様子を示す。情報記録再生装置は、情報記録媒体６に情報を記録する前に、テスト記録用のパターンを媒体に記録、再生を行うことで、記録パワーやパルス幅といった記録条件の再確認と、最適化を実施する。状態２は一連の記録が完了した状態の情報記録層の様子を示す。フォーマット領域には、ユーザデータ１のフォーマット、先頭位置、終端位置等の情報を保存したフォーマット情報が記録されている。データ領域にはユーザデータ１がデータセグメント単位で記録され、ユーザデータ１の終端に終端情報が記録される。終端情報には、過去に記録したユーザデータ１のフォーマットや先頭位置、終端位置等の情報が保存されているほか、重ね書き用のバッファ情報が含まれている。状態３は状態２の状態からさらに情報を追記した状態での情報記録領域の様子を示している。追記された記録情報は、ユーザデータの前後に始端情報と終端情報を有している。始端情報は、終端情報には、過去に記録したユーザデータ１のフォーマットや先頭位置、終端位置等の情報、記録したユーザデータ２のフォーマットや先頭位置、終端位置等の情報が保存されているほか、重ね書き用のバッファ情報が含まれており、一部が記録情報１の終端情報と重なるように記録されている。
　（記録システム情報の内容）　
　図２０に、フォーマット情報、始端情報、終端情報の内容リストを示す。図２０Ａは、フォーマット情報の内容に関するリストである。記録フォーマットの種類は記録情報のフォーマットの種類を示す情報である。情報領域配置情報は、情報記録層の内周及び外周フォーマット領域の開始位置と終了位置に対応したアドレス領域のアドレスや、情報記録領域の開始位置と終了位置に対応したアドレス領域のアドレスを示す。これらの情報は、記録情報の状態によって変化する。テスト記録情報はテスト記録に使用した部分のアドレス情報を示す。記録済み領域情報は、記録情報の開始位置及び終了位置のアドレス、ユーザデータの実際に有効な領域のサイズ等を示す情報である。レコーダ情報は記録した装置を識別する情報や、最適化された後の記録条件などが保存される。欠陥管理情報は欠陥管理に利用するスペア領域のアドレスや、交代するデータセグメントのアドレス等を示す。図２０Ｂ及び図２０Ｃは、それぞれ、始端情報及び終端情報を示す。サーボ用バッファ領域には、すべての０等のバッファ情報が保存されている。
　（その他の実施形態）　
　図２１に、トラックの物理構造の他の実施形態を示す。図２１の実施形態では、（Ａ）に示すサーボ層のアドレス領域に、（Ｂ）に示すようにピット８００の列を形成することでアドレスを記録する。なお、同図の（Ｂ）は断面斜視図であり、８０１はランドを示している。ピット８００の列はディスク全周で連続したシングルスパイラルトラックになっている。さらに、同図の（Ｃ）に示すように、隣接するトラック同士でピットが並ばないように、交互にバッファ部分とピット部分を配置することで、トラック間隔に対して、最少ピット間隔を倍の間隔とする。このような構成によれば、トラック間隔を詰めても、ピット情報の読み出しが安定して行える。例えば、トラック間隔が０．３２μｍである場合、半径方向の最少ピット間隔は０．６４μｍとなる。
　ウォブルと比較した場合、一般にピット列はレーザ光の走査方向（トラックの進捗方向）に情報記録密度を高めることができることから、より詳細なアドレス情報や管理情報の記録が可能となる。一方、トラック上に信号を記録する通常の光ディスクでは、ピット列部分には信号を記録できないという問題があるが、本実施形態に係る情報記録媒体では、サーボ層と情報記録層を分けることで、情報記録層に対しては、このピット部分でも連続して情報を記録することが可能であり、情報の記録密度を高めることが可能である。
　図２２に、ピット列トラックに配置されるピットアドレスユニットのビットアサインを示す。ピットアドレスユニットは図に示すように、バッファの位置によって、複数のタイプに分けられる。バッファは、ピット列を配置しない領域である。システム情報は物理ユニットのタイプや、サーボ層の層番号等の情報、ディスクの種類等の管理情報を示す情報が保存される領域である。物理ユニットアドレスは物理ユニット単位でインクリメントする物理ユニットアドレスが保存される。このように、本実施形態に係る情報記録媒体では、ピット列のアドレス情報を記録するピットアドレスユニットに複数のタイプを設け、それぞれバッファの領域の位置を変えている。ディスクにピットアドレスユニットを配置する際には、隣り合うシステム情報及び物理ユニットアドレス部分が重ならないように、ピットアドレスユニットを選択することで、図２１のようなトラック構造のディスクを実現することが可能となる。また、このような情報記録媒体を再生する情報記録再生装置がサーボ層を再生する際には、ピット部分でトラッキングエラー信号を取得するサンプルサーボ方式によるサーボを行う必要がある。従ってサーボ帯域を考慮し、物理ユニットアドレスのビット数は百から数千ビットとなっている。この結果、例えばビットの繰り返し周波数が６６ＭＨｚであるとすると、物理ユニットアドレスの繰り返し周波数は数百ｋＨｚから、数十ｋＨｚとなる。
　通常再生ではトラッキングサーボの帯域は数ｋＨｚであることから、本実施形態に係る情報記録媒体は安定した情報の再生が可能となる。一方、トラック上に信号を記録する通常の光ディスクではピット列部分には、信号が記録できないという問題があり、このような周波数で記録の中断を行うと、記録が不安定になるという問題があるが、本実施形態に係る情報記録媒体では、サーボ層と情報記録層を分けることで、情報記録層に対しては、このピット部分でも連続して情報を記録することが可能であり、情報の記録密度を高めることが可能である。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (6)

  1. 　第１のサーボ層と、第２のサーボ層と、情報記録層とを有する情報記録媒体であって、前記第１のサーボ層と前記第２のサーボ層との間で互いに方向が異なる第１のスパイラルトラックと第２のスパイラルトラックとが形成される情報記録媒体。
  2. 　サーボ層と、情報記録層とを有する情報記録媒体であって、
    　前記サーボ層はグルーブによって形成されたスパイラルトラックを有し、前記グルーブにはウォブル変調及び幅変調によりアドレス情報が記録される情報記録媒体。
  3. 　第１のピット列領域と第１の非ピット列領域とが交互に形成された第１のスパイラルトラックと、前記第１のピット列領域及び第１の非ピット列領域に対してトラック方向に沿ってずらした位置に第２のピット列領域と第２の非ピット列領域とが交互に形成された第２のスパイラルトラックとを有するサーボ層と、
    　情報記録層と、を有する情報記録媒体。
  4. 　第１のサーボ層と、第２のサーボ層と、連続番号が付与された複数の情報記録層とを有し、前記第１のサーボ層と前記第２のサーボ層との間で互いに方向が異なる第１のスパイラルトラックと第２のスパイラルトラックとが形成される情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、
    　前記第１のサーボ層の第１のスパイラルトラックへの第１のトラッキング制御と、前記第２のサーボ層の第２のスパイラルトラックへの第２のトラッキング制御とのいずれかを行うトラッキング制御手段と、
    　前記第１のトラッキング制御又は前記第２のトラッキング制御の下に前記複数の情報記録層に情報を記録する記録手段と、を具備する情報記録装置。
  5. 　前記トラッキング制御手段は、
    　奇数番号の情報記録層には前記第１のトラッキング制御を行い、
    　偶数番号の情報記録層には前記第２のトラッキング制御を行う請求項４に記載の情報記録装置。
  6. 　第１のサーボ層と、第２のサーボ層と、情報記録層とを有し、前記第１のサーボ層と前記第２のサーボ層との間で互いに方向が異なる第１のスパイラルトラックと第２のスパイラルトラックとが形成される情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置であって、
    　前記情報記録層へのトラッキング制御を行うトラッキング制御手段と、
    　前記トラッキング制御の下に前記情報記録層から情報を再生する再生手段と、を具備する情報再生装置。
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