JP2004288365A - 光デイスク、記録方法、記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高音質化を実現するとともに旧来の再生装置でも再生可能とした新たな方式の記録媒体を提供する。
【解決手段】 記録層が少なくとも第１層と第２層を有する複数層構造とされる光デイスクは、上記第１層にはサンプリング周波数が44.1KHzでサンプリングされた量子化ビットが１６ビットの第１のデジタルオーデイオ信号が記録され、上記第２層には2.8224MHzでサンプリングされた量子化ビットが１ビットの上記第１のデジタルオーデイオ信号と同一プログラムである第２のデジタルオーデイオ信号が記録されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、新規なデータ形態による音声データを記録できる光デイスク、及びその光デイスクに対応する記録方法、記録装置に関するものである。

現在高音質な記録メディアとして普及しているＣＤ（コンパクトディスク）は、サンプリング周波数ｆｓ＝44.1KHz 、量子化ビット数＝１６ビットとされたデジタルオーディオデータが記録されるものとなっている。
ところで、近年の大容量／高転送レートの各種メディアの実現に伴って、このようなＣＤ（以下、説明上、第１世代ＣＤという）に対して、より高音質化を実現するシステムが研究されているが、高音質化を実現するには、サンプリング周波数を高くすることが第１に考慮される点となる。

つまり、第１世代ＣＤのようにサンプリング周波数ｆｓ＝44.1KHz とすると、音声信号データとしてはほぼ２０ＫＨｚまでの周波数帯域の成分に制限されてしまうところ、サンプリング周波数をより高い周波数とすることで、２０ＫＨｚ以上の音声データ成分も記録できるようにし、より自然音に忠実な音声の記録／再生を実現することをねらうものである。

ところで、サンプリング周波数を第１世代ＣＤより高くしたデータフォーマットによる新しいＣＤメディアシステムを構築することは可能ではあるが、実用上種々の問題点がある。
新方式のＣＤメディアシステムを実現した場合であっても、実用上は、第１世代ＣＤとのコンパチビリティが求められることになる。

例えばサンプリング周波数を高くしたデータフォーマットによる新方式ＣＤに対応した再生装置には、第１世代ＣＤも再生可能とすることが求められる。
逆に記録媒体としての新方式ＣＤからみた場合、この新方式ＣＤを、第１世代ＣＤ対応のプレーヤでも再生できるようにすることが求められる。

ところが、単純にサンプリング周波数を高くして高音質化を実現しても、この新方式ＣＤは第１世代ＣＤ対応のプレーヤでは、当然ながら再生できないことになってしまい、新方式として適当とはいえない。
また、新方式ＣＤに対応するプレーヤでは、第１世代ＣＤも再生可能とすることはできるが、この場合、第１世代ＣＤに対応したデコーダ、Ｄ／Ａ変換器と、新方式ＣＤに対応したデコーダ、Ｄ／Ａ変換器というように、デジタル領域で２系統の再生系回路が必要となってしまう。もちろんクロック発生器も各回路系に独立に用意しなければならない。これは再生装置の回路構成の複雑化、大型化、コストアップなどを招き、適当であるとはいえない。

本発明はこれらの問題点に鑑みて、第１世代ＣＤ、つまり、光ディスクに対応する再生装置でも再生可能な、新たな方式の光ディスク、記録方法、記録装置を提供することを目的とする。

このため、光ディスクは、記録層が少なくとも第１層と第２層を有する複数層構造とされ、上記第１層にはサンプリング周波数が44.1KHzでサンプリングされた量子化ビットが１６ビットの第１のデジタルオーデイオ信号が記録され、上記第２層には2.8224MHzでサンプリングされた量子化ビットが１ビットの上記第１のデジタルオーデイオ信号と同一プログラムである第２のデジタルオーデイオ信号が記録されていることを特徴とする。

記録方法としては、入力されたアナログオーデイオ信号をΔΣ変調１ビットＡ／Ｄ変換器でｎ×fs(Hz)(fsはサンプリング周波数、ｎは正の整数)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に変換するステップと、上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に対してエラー訂正コードの付加及び変調処理をするステップと、上記エラー訂正コードの付加及び変調処理が施されたｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号を複数層を備えた光デイスクの第１の層に記録するステップと、上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号をダウンサプリングするととともに量子化ビットを１ビットから第１のマルチビットに変換し第２のデジタルオーデイオ信号を生成するステップと、上記生成された第２のデジタルオーデイオ信号を上記第１のマルチビットより少ない量子化ビットに減らすステップと、上記量子化ビットを減らした第２のデジタルオーデイオ信号を上記複数層を備えた光デイスクの第１の層とは異なる第２の層に記録するステップとからなる。

記録装置としては、入力されたアナログオーデイオ信号をｎ×fs(Hz)（fsはサンプリング周波数、ｎは正の整数）でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に変換するΔΣ変調手段と、上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に対してエラー訂正コードの付加及び変調処理をする信号処理手段と、上記信号処理手段にてエラー訂正コードの付加及び変調処理が施されたｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットの第１のデジタルオーデイオ信号を複数層を備えた光デイスクの第１の層に記録する第１の記録手段と、上記ΔΣ変調手段から出力されるｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号をダウンサプリングするととともに量子化ビットを１ビットから第１のマルチビットに変換するデシメーションフィルタ手段と、上記デシメーションフィルタ手段から出力されるダウンサプリングされた量子化ビットが第１のマルチビットのデジタルオーデイオ信号を上記第１のマルチビットより少ない量子化ビットに減らすビットマッピング手段と、上記ビットマッピング手段にて量子化ビットを減らしたデジタルオーデイオ信号を上記複数層を備えた光デイスクの上記第１の層とは異なる第２の層に記録する第２の記録手段とを備えてなる。

以上説明したように本発明では、記録層を少なくとも第１層と第２層を有する複数層構造とし、第１の層には第１のデータフォーマットにより音声データプログラムを記録し、第２の層には第２のデータフォーマットにより音声データプログラムを記録する。そして第１の層と第２の層に記録される音声データプログラムは同一内容のものとした。即ち、第１世代記録媒体に対応する再生装置でデータ読取が可能な例えば第１の層に記録されるデータは、その第１世代記録媒体のデータフォーマットとしておくことで、旧来の再生装置で再生できることになり、また新方式に対応する再生装置では高音質化されたフォーマットのデータが記録された第２の層のデータを読み取るようにすることで、高音質再生が可能となる。このように本発明では新方式の記録媒体として高音質のメディアを実現するとともに、旧来の再生装置でも使用できるという互換性を実現するという効果を得ることができる。

また特に第２のデータフォーマットは、サンプリング周波数が第１のデータフォーマットのサンプリング周波数の整数倍の周波数が用いられるデータフォーマットとすることで、第１世代の記録媒体と、本発明の記録媒体の両方を再生できる互換機の構成を簡易化することができる。
さらに第２のデータフォーマットは、１ビットΔΣ変調された信号とすることで、サンプリング周波数を著しく高くすることが容易に可能となり、十分な高音質化を実現できる。

以下、図１〜図６により本発明の実施の形態としての光ディスク（記録媒体）、を説明する。
ここで実施の形態として例にあげる記録媒体としては、サンプリング周波数ｆｓ＝44.1KHz 、量子化ビット数１６ビットとされている第１世代ＣＤに対して、より高音質化を実現するもので、サンプリング周波数を第１世代ＣＤの６４倍である2.8224MHz （以下、『ｆｓ』は44.1KHz とし、2.8224MHz は『６４ｆｓ』と表記する）とし、さらにこの６４ｆｓサンプリングのデジタルオーディオ信号を１ビットΔΣ変調したものを、記録するデジタルオーディオ信号としている。このような記録媒体（ＣＤ）を以下、第２世代ＣＤという。

公知のとおり、１ビットΔΣ変調された信号は、従前のＰＣＭ変調信号と比較してデータ容量もしくはデータ転送レートの割に、サンプリング周波数を著しく高く設定することが可能である。そこで本実施の形態では、サンプリング周波数を６４ｆｓとし、原理的には1.4MHzまでの高周波数成分までもデータとして記録再生することを可能とするものである。これにより第１世代ＣＤに比べて飛躍的に音質の向上した第２世代ＣＤを提供する。
そして、この第２世代ＣＤのサンプリング周波数は、第１世代ＣＤのサンプリング周波数の整数倍とすることで、第１世代ＣＤシステムとの間での整合性を確保し、互換性保持についても不都合が生じないようにしている。

ただし、実施の形態の記録媒体の例となる第２世代ＣＤは、６４ｆｓサンプリング／１ビットΔΣ変調されたフォーマットの音声データを記録するのみではなく、第１世代ＣＤと同様のフォーマットの音声データも記録するものである。
なお説明上区別するため、６４ｆｓサンプリング／１ビットΔΣ変調されたフォーマットの音声データを『ハイサンプリングデータ』といい、また44.1KHz サンプリング／１６ビット量子化である第１世代ＣＤのフォーマットの音声データを『ノーマルデータ』ということとする。

この第２世代ＣＤとしてのディスク１の記録層構造は図１に示される。
図１（ａ）からわかるように、ディスク１においてピットが形成される記録層が、第１層Ｌ₁ と第２層Ｌ₂ による２層構造とされている。

このような２層構造のディスク１を形成するには、図１（ｂ）により詳しく示すように、例えばポリカーボネイトによるディスク基板Ｋに対してスタンパにより第２層Ｌ₂ として記録されるピットＰ₂ を形成する。そこにスパッタリングで誘電体の半透明膜Ｒ₂ をつける。この半透明膜Ｒ₂ は第２層Ｌ₂ としての反射膜となる。
次に紫外線硬化樹脂を約４０μｍの厚さで流し込み、第１層Ｌ₁ としてのピットＰ₁ を形成するためのスタンパでおしながら紫外線を照射して固める。ピットＰ₁ が形成された、第１世代ＣＤの場合と同様に、スパッタリングによるＡｌ（アルミニウム）反射膜Ｒ₁ と、紫外線硬化樹脂による保護膜Ｈをつける。
このようにすることで、図１のような２層構造のディスク１が形成される。

ここで、第１層Ｌ₁ と第２層Ｌ₂ 全く同じ音楽プログラムが記録されるものとしている。例えば第１層Ｌ₁ に楽曲Ａ，Ｂ，Ｃという３曲のデータが記録されたとしたら、第２層Ｌ₂ にも楽曲Ａ，Ｂ，Ｃという３曲のデータが記録される。
ただし、第１層Ｌ₁ に記録されるデータは、ノーマルデータとしてのデジタルオーディオデータに基づき、また第２層Ｌ₂ に記録されるデータは、ハイサンプリングデータとしてのデジタルオーディオデータに基づいたものとされる。

この第２世代ＣＤにおいて第１層Ｌ₁ と第２層Ｌ₂ に記録されるデータについて図２、図３で説明する。図２は第２世代ＣＤの製作を行なうための記録装置の一部のブロック図である。
端子１０には、マスターテープからの原音声信号としてのアナログオーディオ信号が入力される。アナログオーディオ信号の周波数スペクトラムは図３（ａ）に示すようになる。

このアナログオーディオ信号は、ΔΣ変調１ビットＡ／Ｄ変換器１１によってデジタルデータに変換される。このとき、サンプリング周波数は６４ｆｓとされており、６４ｆｓ／１ビット形態のデジタルオーディオ信号が出力される。この６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号の周波数スペクトラムは図３（ｂ）のようになる。つまり、原理的に３２ｆｓまでの周波数帯域のデータがデジタル化できることになり、図３（ａ）に示したアナログオーディオ信号のほぼ全ての成分はデジタルデータとして残される。
また、ΔΣ変調におけるノイズシェーピング機能により、量子化ノイズ成分は周波数軸上で高域側に集められた状態となっている。

この６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号は記録信号処理部１７に供給され、そのまま記録信号に変調される。つまり、記録されるデジタルオーディオデータとしては６４ｆｓ／１ビットの信号がそのまま用いられることになる。記録信号処理部１７では例えばエラー訂正コードの付加やＥＦＭ変調などの記録用の変調処理を実行し、実際にディスク上に形成されるピット情報に対応する信号が記録信号として生成される。

この記録信号は、ディスク１における第２層Ｌ₂ に記録される信号となる。即ち、６４ｆｓ／１ビットフォーマットによるハイサンプリングデータとしてのデジタルオーディオデータに基づいた記録信号であり、ピットＰ₂ として記録されるデータである。

また、ΔΣ変調１ビットＡ／Ｄ変換器１１から出力される６４ｆｓ／１ビットの信号は、同時にデシメーションフィルタ１２に供給され、２ｆｓ（＝88.2KHz ）／２４ビットのデジタルデータとされる。２ｆｓ／２４ビットのデジタルデータの周波数スペクトラムは図３（ｃ）のようになる。つまり、サンプリング周波数が２ｆｓまでおとされたことで、周波数ｆｓまでの周波数帯域のデータ成分が残されたものとなる。

さらにデシメーションフィルタ１３で、ｆｓ（＝44.1KHz ）／２４ビットのデジタルデータとされる。ｆｓ／２４ビットのデジタルデータの周波数スペクトラムは図３（ｄ）のようになり、（１／２）ｆｓまでの周波数帯域のデータ成分が残されたものとなる。

このデシメーションフィルタ１２，１３により、サンプリング周波数が１／６４とされるわけであるが、これはいわゆるサンプリングレート変換ではなく、６４：１のデシメーションを行なう完全同期のデジタルフィルタであるため、ジッター成分が生じる要素はない。

このｆｓ／２４ビットのデジタルデータはビットマッピング部１４によって量子化ビット数が１６ビットのデータに変換され記録信号処理部１５に供給される。記録信号処理部では、ｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号に対してエラー訂正コード付加、ＥＦＭ変調などの所要の処理を行なって記録信号を生成する。
この記録信号は、ディスク１における第１層Ｌ₁ に記録される信号となる。即ち、ｆｓ／１６ビットフォーマットによるノーマルデータとしてのデジタルオーディオデータに基づいた記録信号であり、ピットＰ₁ として記録されるデータである。

このようにディスク１には第２世代ＣＤとしての高音質なデータが第２層Ｌ₂ に記録されるだけでなく、第１世代ＣＤに対応するデータが第１層Ｌ₁ に記録される。しかも、第１層Ｌ₁ と第２層Ｌ₂ に記録されるデータ内容（音楽内容）は同一のものである。
これにより、このような第２世代ＣＤとしてのディスク１は、後述するように第２世代ＣＤに対応した再生装置で高音質な再生を行なうことができるだけでなく、第１世代ＣＤに対応した再生装置でも、第１世代ＣＤレベルの音質での再生が可能となるものである。

また、ハイサンプリングデータのサンプリング周波数を、ノーマルデータ（＝第１世代ＣＤ）の整数倍としているため、ディスク１の第１層に記録されるデータは、第１世代ＣＤと比較して音質劣化が生ずることもない。つまり、サンプリング周波数の変換については１／６４のデシメーションを行なうフィルタ処理でよいものであり、サンプリングレートコンバータは不要となるため、レート変換に伴うジッターは生じないためであり、これによってアナログオーディオ信号を直接44.1KHz でサンプリングした場合と同等の音質とすることができる。

次に第２世代ＣＤとしてのディスク１を用いた再生動作について説明する。
図４はディスク１を、第２世代ＣＤ対応の再生装置で再生する場合を示している。
ディスク１は、スピンドルモータ２６によって回転駆動される。
スピンドルモータ２６はモータコントローラ２５からの駆動信号によりＣＬＶ（線速度一定）で駆動されることになる。

モータコントローラ２５によるＣＬＶ制御のためのスピンドルサーボ動作については詳述を避けるが、オシレータ２３からのクロックＣＫ2 を分周器２４で分周して第２世代ＣＤ方式におけるディスク回転数に応じた所定の周波数の基準クロックＣＫs を得、この基準クロックＣＫs と、再生データに同期したＰＬＬ系クロックＣＫd を比較してエラー信号を生成する。そしてそのエラー信号に応じて電力をスピンドルモータ２６に印加することでＣＬＶサーボが実行される。なおＰＬＬ系クロックＣＫd については、例えばハイサンプリングデータデコーダ２９内において抽出されたデータをＰＬＬ回路に注入することで生成される。

ディスク１が回転されるとともにピックアップ２１がディスク１の記録面に対してレーザー光を照射し、その反射光を検出することで、ディスク１に形成されているピットによる情報が読み取られる。
このとき、ピックアップ２１のフォーカス合焦点が第２層Ｌ₂ となるように設定されており、またピックアップ２１からのレーザ光は図１（ｂ）に示した半透明の反射膜Ｒ₂ に反射される波長とされている。
従って、ピックアップ２１からは第２層Ｌ₂ におけるピットＰ₂ としての情報が読み取られることになる。

ピックアップ２１によって読み取られた情報はハイサンプリングデータデコーダ２９に供給される。ハイサンプリングデータデコーダ２９とは、ピット情報から６４ｆｓ／１ビット形態のデジタルオーディオ信号をデコードする部位とされる。

オシレータ２３からは第２世代ＣＤ、つまりハイサンプリングデータのデコードに用いる周波数のクロックＣＫ2 が発生されており、これがハイサンプリングデータデコーダ２９及び１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給される。
ピックアップ２１により抽出された第２層Ｌ₂ のピット情報はハイサンプリングデータデコーダ２９によってデコード処理されることで、６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号がデコードされる。この６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号は１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給され、アナログオーディオ信号とされる。
このような動作によりディスク１からは、第２世代ＣＤとしての非常に高音質な再生音声が得られることになる。

図５はディスク１を、第１世代ＣＤ対応の再生装置で再生する場合を示している。
ディスク１は、スピンドルモータ２６によって回転駆動され、スピンドルモータ２６はモータコントローラ２５からの駆動信号によりＣＬＶ（線速度一定）で駆動されることになる。

モータコントローラ２５によるＣＬＶ制御のためのスピンドルサーボ動作としては、オシレータ３５からのクロックＣＫ1 を分周器３６で分周して、第１世代ＣＤ方式におけるディスク回転数に応じた所定の周波数の基準クロックＣＫs を得る。そして、この基準クロックＣＫs と、再生データに同期したＰＬＬ系クロックＣＫd を比較してエラー信号を生成する。そしてそのエラー信号に応じて電力をスピンドルモータ２６に印加することでＣＬＶサーボが実行される。なお、ＰＬＬ系クロックＣＫd については、ノーマルデータデコーダ２８内において抽出されたデータをＰＬＬ回路に注入することで生成される。

ディスク１が回転されるとともにピックアップ３９がディスク１の記録面に対してレーザー光を照射し、その反射光を検出することで、ディスク１に形成されているピットによる情報が読み取られる。ここで、このような第１世代ＣＤ対応の再生装置におけるピックアップ３９では、レーザ光は図１（ｂ）に示した半透明の反射膜Ｒ₂ を透過する波長となっており、従って反射膜Ｒ₁ に反射されるものとなる。
このためピックアップ３９からは第１層Ｌ₁ におけるピットＰ₁ としての情報が読み取られることになる。
ピックアップ２１によって読み取られた情報はノーマルデータデコーダ２８に供給される。ノーマルデータデコーダ２８とは、ピット情報からｆｓ／１６ビット形態のデジタルオーディオ信号をデコードする部位とされる。

オシレータ３５からは第１世代ＣＤ、つまりノーマルデータのデコードに用いる周波数のクロックＣＫ1 が発生されており、これがノーマルデータデコーダ２８及びＤ／Ａ変換器３７に供給される。
ピックアップ３９により抽出された第１層Ｌ₁ のピット情報はノーマルデータデコーダ２８によってデコード処理されることで、ｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号がデコードされる。このｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号はＤ／Ａ変換器３７に供給され、アナログオーディオ信号とされる。
このように第２世代ＣＤとしてのディスク１は、第１世代ＣＤに対応する再生装置でも再生可能とされる。そして、この場合の再生音声の音質は、第１世代ＣＤと全く同等なものとなり、音質劣化が生じることはない。

図６は第１世代ＣＤ、第２世代ＣＤの両方に対応する再生装置で再生する場合を示している。
ディスク１は２層構造の第２世代ＣＤとして示しているが、第１世代ＣＤが装着されてもよく、この第１世代ＣＤとは、第１層Ｌ₁ に相当する記録層のみの１層構造とされているものである。
ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ２６はモータコントローラ２５からの駆動信号によりＣＬＶ（線速度一定）で駆動されることになる。

モータコントローラ２５によるＣＬＶ制御のためのスピンドルサーボ動作としては、オシレータ２３からのクロックＣＫ2 を分周器２４で分周して所定の周波数の基準クロックＣＫs を得、この基準クロックＣＫs と、再生データに同期したＰＬＬ系クロックＣＫd を比較してエラー信号を生成する。そしてそのエラー信号に応じて電力をスピンドルモータ２６に印加することでＣＬＶサーボが実行される。ＰＬＬ系クロックＣＫd については、ノーマルデータデコーダ２８もしくはハイサンプリングデータデコーダ２９内において、抽出されたデータをＰＬＬ回路に注入することで生成される。

ディスク１が回転されるとともにピックアップ２１がディスク１の記録面に対してレーザー光を照射し、その反射光を検出することで、ディスク１に形成されているピットによる情報が読み取られる。
このとき、ピックアップ２１のフォーカス合焦点は、フォーカスコントローラ３８により、第２層Ｌ₂ となる状態Ｆ₂ と、第１層Ｌ₁ となる状態Ｆ₁ に可変設定できる。従って、ディスク１が図示するように２層構造の第２世代ＣＤとしてのディスクである場合は、高音質データある第２層Ｌ₂ のピット情報を読み取ることも、また第１層Ｌ₁ のピット情報を読み取ることもできる。なお、ディスク１が第１世代ＣＤであった場合は、第１層のピットデータに焦点を合わせることはいうまでもない。

ピックアップ２１によって読み取られた情報はハイサンプリングデータデコーダ２９またはノーマルデータデコーダ２８に供給される。
オシレータ２３からのクロックＣＫ2 はハイサンプリングデータのデコード処理用の周波数とされており、このクロックＣＫ2 がハイサンプリングデータデコーダ２９に供給される。
またオシレータ２３からのクロックＣＫ2 が分周器２７により、ノーマルデータのデコードに用いる周波数のクロックＣＫ1 とされ、ノーマルデータデコーダ２８に供給される。
ハイサンプリングデータデコーダ２９からはサンプリング周波数６４ｆｓ、１ビットのデジタルオーディオ信号がデコード出力され、スイッチ３２のＴ₂ 端子に供給される。

またノーマルデータデコーダ２８からはサンプリング周波数＝ｆｓ、１６ビットのデジタルオーディオ信号がデコード出力されるが、オーバサンプリングデジタルフィルタ３０及びΔΣ変調回路３１により、サンプリング周波数６４ｆｓ、１ビットのデジタルオーディオ信号とされる。そしてスイッチ３２のＴ₁ 端子に供給される。

スイッチ３２の出力は１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給されてアナログオーディオ信号とされ、端子３４から出力される。１ビットＤ／Ａ変換器３３にはオシレータ２３からのクロックＣＫ2 、つまりハイサンプリングデータデコーダ２９に対するクロックと同じクロックが供給される。

ディスク判別部２２は、装着されているディスク１が第１世代ＣＤであるか第２世代ＣＤであるかを判別する部位となる。この判別はディスク最内周側に記録されているＴＯＣデータを読み込むことによって可能である。
ディスク判別部２２は、判別結果に応じてスイッチ３２、分周器２４の分周比、及びフォーカスコントローラ３８をコントロールすることになる。

このような再生装置において、まず再生されるディスク１が図示するように２層構造の第２世代ＣＤであった場合を考える。
最初にディスク１のＴＯＣデータからディスク判別部２２が第２世代ＣＤであることを判別すると、分周器２４における分周比を第２世代ＣＤに対応した値に設定する。またスイッチ３２をＴ₂ 端子に接続させる。さらにフォーカスコントローラ３８により、フォーカスを第２層Ｌ₂ に設定する状態Ｆ₂ とさせる。

分周器２４における分周比が第２世代ＣＤに対応した値に設定されることにより、モータコントローラ２５におけるＣＬＶサーボに用いる基準クロックＣＫs の周波数が第２世代ＣＤに対応する周波数となる。つまりディスク１は第２世代ＣＤに対応する線速度で回転駆動される。
このときピックアップ２１により抽出された第２層Ｌ₂ のピット情報はハイサンプリングデータデコーダ２９によってデコード処理されることで、６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号がデコードされる。このときスイッチ３２はＴ₂ 端子に接続されているため、６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号は１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給され、アナログオーディオ信号とされる。

次に、再生されるディスク１が第１世代ＣＤであった場合を考える。
最初にディスク１のＴＯＣデータからディスク判別部２２が第１世代ＣＤであることを判別すると、分周器２４における分周比を第１世代ＣＤに対応した値に設定する。またスイッチ３２をＴ₁ 端子に接続させる。さらにフォーカスコントローラ３８により、フォーカスを第１層Ｌ₁ に設定する状態Ｆ₁ とさせる。ただし、第１世代ＣＤには第２層は存在しないため、特に制御しなくともフォーカスサーチ／サーボ動作で合焦点状態に引き込めばよい。

分周器２４における分周比が第１世代ＣＤに対応した値に設定されることにより、モータコントローラ２５におけるＣＬＶサーボに用いる基準クロックＣＫs の周波数が第１世代ＣＤに対応する周波数となる。つまりディスク１は第１世代ＣＤに対応する線速度で回転駆動される。

このときピックアップ２１により抽出されたピット情報はノーマルデータデコーダ２８によってデコード処理されることで、ｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号がデコードされる。このｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号は、クロックＣＫ2 により動作するオーバーサンプリングフィルタ３０及びΔΣ変調回路３１により６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号とされる。そしてスイッチ３２はＴ₁ 端子に接続されているため、その６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号は１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給され、アナログオーディオ信号とされる。

さらにこのような再生装置では、装填されたディスク１が２層構造の第２世代ＣＤと判別された場合でも、あえて第１層Ｌ₁ のピットデータを抽出し、再生出力するようにすることもできる。
この場合、分周器２４における分周比を第１世代ＣＤに対応した値に設定し、またスイッチ３２をＴ₁ 端子に接続させる。さらにフォーカスを第１層Ｌ₁ に設定する状態Ｆ₁ とさせる。

このときピックアップ２１により読み出された第１層のピット情報はノーマルデータデコーダ２８によってデコード処理されることで、ｆｓ／１６ビットのデジタルオーディオ信号とされ、さらにオーバーサンプリングフィルタ３０及びΔΣ変調回路３１により６４ｆｓ／１ビットのデジタルオーディオ信号とされる。そしてスイッチ３２のＴ₁ 端子を介して１ビットＤ／Ａ変換器３３に供給され、アナログオーディオ信号とされて出力されることになる。

以上のような動作が可能な図６の再生装置によれば、第２世代ＣＤとしてのディスクの第２層Ｌ₂ のデータを再生することにより、６４ｆｓによる非常に高音質な音声データの再生を行なうことができる。また、第２層Ｌ₂ に記録されるハイサンプリングデータのサンプリング周波数が、第１層Ｌ₁ 及び第１世代ＣＤに記録されるノーマルデータのサンプリング周波数の整数倍とされていることにより、図６に示す如く、クロック系、再生系についてさほど複雑な構成としなくともコンパチビリティを備えた再生装置を実現できることになる。

つまり、まずクロック系に関しては、ハイサンプリングデータとノーマルデータでサンプリング周波数の比が整数比となっていることにより、オシレータ２３から出力されるクロックを共用できる。即ちオシレータを複数備えなくとも分周器により必要な周波数のクロックを容易に生成できることになる。これによって互いに独立した２つのマスタークロック系を構築する必要はなく、クロック系の回路構成を簡易なものとすることができる。

また、再生系については、１ビットＤ／Ａ変換器３３を共用することができ、これによって再生系回路も簡易な構成とすることができるとともに、しかもその際に音質劣化を生じないものとなっている。
１ビットＤ／Ａ変換器３３はハイサンプリングデータとしての再生データに対応する動作を行なうＤ／Ａ変換器であるが、これをノーマルデータとしての再生データにも兼用するためには、ノーマルデータデコーダ２８からの、ｆｓ／１６ビットのデータを、６４ｆｓ／１ビットのデータに変換しなければならない。ところが、これについても、サンプリング周波数が整数倍であるため、オーバサンプリングフィルタ３０で６４倍にオーバサンプリングし、ΔΣ変調回路３１で１ビットに変換するのみで対応でき、サンプリングレートコンバータは必要なく、従ってジッター発生の要因は無いため、ノーマルデータとしての再生データについても音質劣化が生ずることはない。

なお、実施の形態としては現行のＣＤシステムを第１世代ＣＤとし、これに対して整合性のとれた第２世代ＣＤについて説明したが、必ずしもＣＤシステムでなくとも本発明を採用できる。
例えばデジタルテープレコーダシステムにおいて、44.1KHz の整数倍のサンプリング周波数を採用する記録再生システムを実現することもできる。

また、サンプリング周波数が３２KHz 、４８KHz とされている記録再生システムにおいて本発明を応用し、サンプリング周波数を３２KHz ・ｎ又は４８KHz ・ｎ（ただしｎは整数）とするような第２世代システムを構築することもできる。つまり、ディスクを例にあげれば、第１層には４８KHz サンプリングのデータを、第２層には９６KHz サンプリングのデータを記録するようにすることなどが考えられる。
さらに、記録媒体における記録層の構造は３層以上であっても良い。

本発明の実施の形態の記録媒体の説明図である。 本発明の実施の形態の記録媒体に対する記録装置の要部のブロック図である。 実施の形態の記録信号の各段階での周波数スペクトラムの説明図である。 実施の形態の第２世代ディスクを第２世代用再生装置で再生する場合の説明図である。 実施の形態の第２世代ディスクを第１世代用再生装置で再生する場合の説明図である。 実施の形態の第２世代ディスクをコンパチブル再生装置で再生する場合の説明図である。

符号の説明

１ ディスク
１１ ΔΣ変調１ビットＡ／Ｄ変換器
１２，１３，３５ デシメーションフィルタ
１５，１７ 記録信号処理部
１４ ビットマッピング
２１，３９ ピックアップ
２２ ディスク判別部
２３，３５ オシレータ
２４，２７，３６ 分周器
２５ モータコントローラ
２６ スピンドルモータ
２８ ノーマルデータデコーダ
２９ ハイサンプリングデータデコーダ
３０ オーバーサンプリングフィルタ
３１ ΔΣ変調回路
３２ スイッチ
３３ １ビットＤ／Ａ変換器
３７ Ｄ／Ａ変換器
３８ フォーカスコントローラ
Ｌ₁ 第１層
Ｌ₂ 第２層

Claims (3)

1. 記録層が少なくとも第１層と第２層を有する複数層構造とされる光デイスクにおいて、
   上記第１層にはサンプリング周波数が44.1KHzでサンプリングされた量子化ビットが１６ビットの第１のデジタルオーデイオ信号が記録され、
   上記第２層には2.8224MHzでサンプリングされた量子化ビットが１ビットの上記第１のデジタルオーデイオ信号と同一プログラムである第２のデジタルオーデイオ信号が記録されていること
   を特徴とする光デイスク。
2. 入力されたアナログオーデイオ信号をΔΣ変調１ビットＡ／Ｄ変換器でｎ×fs(Hz)(fsはサンプリング周波数、ｎは正の整数)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に変換するステップと、
   上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に対してエラー訂正コードの付加及び変調処理をするステップと、
   上記エラー訂正コードの付加及び変調処理が施されたｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号を複数層を備えた光デイスクの第１の層に記録するステップと、
   上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号をダウンサプリングするととともに量子化ビットを１ビットから第１のマルチビットに変換し第２のデジタルオーデイオ信号を生成するステップと、
   上記生成された第２のデジタルオーデイオ信号を上記第１のマルチビットより少ない量子化ビットに減らすステップと、
   上記量子化ビットを減らした第２のデジタルオーデイオ信号を上記複数層を備えた光デイスクの第１の層とは異なる第２の層に記録するステップと
   からなる記録方法。
3. 入力されたアナログオーデイオ信号をｎ×fs(Hz)（fsはサンプリング周波数、ｎは正の整数）でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に変換するΔΣ変調手段と、
   上記ｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号に対してエラー訂正コードの付加及び変調処理をする信号処理手段と、
   上記信号処理手段にてエラー訂正コードの付加及び変調処理が施されたｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットの第１のデジタルオーデイオ信号を複数層を備えた光デイスクの第１の層に記録する第１の記録手段と、
   上記ΔΣ変調手段から出力されるｎ×fs(Hz)でサンプリングされた量子化ビットが１ビットのデジタルオーデイオ信号をダウンサプリングするととともに量子化ビットを１ビットから第１のマルチビットに変換するデシメーションフィルタ手段と、
   上記デシメーションフィルタ手段から出力されるダウンサプリングされた量子化ビットが第１のマルチビットのデジタルオーデイオ信号を上記第１のマルチビットより少ない量子化ビットに減らすビットマッピング手段と、
   上記ビットマッピング手段にて量子化ビットを減らしたデジタルオーデイオ信号を上記複数層を備えた光デイスクの上記第１の層とは異なる第２の層に記録する第２の記録手段と
   を備えてなる記録装置。
   
   

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