JP2009037704A - 情報記録媒体、情報記録装置、情報記録方法、情報再生装置、情報再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】情報記録層が多層化された情報記録媒体において、多層化数が３層以上になっても簡単な処理で信頼性の高いレイヤーの判別を行うこと。
【解決手段】多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体において、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む。拡張レイヤー番号をデータフレーム番号とレイヤー番号の両方の拡張情報とすることにより、それぞれの割り当てをそのまま増加させるよりも管理情報のビット数を削減することができ、フォーマット効率を高めることが可能となる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、記録および／または再生が可能な光ディスク等の情報記録媒体、その記録装置・方法、及びその再生装置・方法に関する。

ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等に代表される情報記録媒体には、記録容量を増加させるために情報記録層が多層化されたものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、多層の情報記録層を有する光ディスクにおいてどの層に光が照射されているかをすばやく判断し、正確に情報を記録および／または再生するために、各層に連続又は不連続の溝によって形成される凹凸の形状及び又は凹凸の溝の長手方向の変化の仕方、例えば凹凸の深さ及び／又は幅、凹凸の蛇行の振幅又は周期をレイヤーによって異ならせている。これらの情報を検出することによりレイヤーを判別できる。
特開２００６−２３６５６９号公報（段落０００８）

上記特許文献のように、各層毎に物理的な特徴を変化させて層の判別を行う方式の場合、判別の方法がアナログ的であるために、判別処理が複雑になったり、判別の信頼性が低下したりするといった問題が発生する。一方、ＤＶＤやＨＤ ＤＶＤ等の既存の光ディスクでは、記録データの管理情報（データＩＤ）内にデジタル情報としてレイヤー番号を記録しているが、レイヤー番号は１ビットであり、２層までしか対応しておらず、３層以上の記録媒体には対応できなかった。また、レイヤー数の増加に伴って単純に管理情報を増加させた場合、記録データ全体に対する管理情報の比率が高くなり、実質的なユーザデータ容量が低下するという問題がある。

本発明の目的は情報記録層が多層化された情報記録媒体において、多層化数が３層以上になっても簡単な処理で信頼性の高いレイヤーの判別を行うことである。

本発明の実施の態様によれば、多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体において、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む。

本発明の他の実施の態様によれば、多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置において、レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出す手段と、読出し手段により読み出したデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが再生対象の物理セクタであるか否か判定する手段と、判定手段が該物理セクタが再生対象の物理セクタであると判定すると、データ再生を行う手段とを具備する。

本発明の他の実施の態様によれば、多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体から情報を再生する情報再生方法において、レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出すステップと、読出しステップにおいて読み出されたデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが再生対象の物理セクタであるか否か判定するステップと、判定ステップにおいて、該物理セクタが再生対象の物理セクタであると判定されると、データ再生を行うステップとを具備する。

本発明の他の実施の態様によれば、多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置において、レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出す手段と、読出し手段により読み出したデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが記録対象の物理セクタであるか否か判定する手段と、判定手段が該物理セクタが記録対象の物理セクタであると判定すると、データ記録を行う手段とを具備する。

本発明の他の実施の態様によれば、多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法において、レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出すステップと、読出しステップにおいて読み出されたデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが記録対象の物理セクタであるか否か判定するステップと、判定ステップにおいて、該物理セクタが記録対象の物理セクタであると判定されると、データ記録を行うステップとを具備する。

本発明によれば、データセグメント内の各物理セクタ内のデータＩＤにレイヤー番号の他に拡張レイヤー番号を含ませることにより、簡単な処理で信頼性高くレイヤー判別をすることができ、さらに管理情報ビットの削減により相対的にユーザデータ容量を増加することができる。

以下、図面を参照して本発明による情報記録媒体、情報記録装置・方法、及び情報再生装置・方法の実施の形態を説明する。

＜光ディスク記録再生システム＞
図１は本発明の一実施の形態に係るディスク状の情報記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行なう情報記録再生システム（プレーヤ／レコーダ）１００の概略構成を説明するブロック図である。

情報記録再生システム１００は、音声／映像情報（ＡＶ情報）やユーザデータ等を格納する光ディスク１０と、光ディスク１０に情報を記録し、および／または光ディスク１０から情報を再生する光ディスク装置（またはディスクドライブ装置）２００と、光ディスク装置２００に指令を発行し、光ディスク装置２００を介して光ディスク１０から必要な情報を読み出し、ＡＶ情報の再生やユーザへの情報表示等を行うホスト装置３００を含んで構成されている。

光ディスクレコーダや光ディスクプレーヤといった装置１００は、図１に示すように、その装置内に、光ディスク装置２００とホスト装置３００を内蔵している。ホスト装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）、作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）、設定パラメータや電源が落とされても保持しておくべき種々なデータ等を記憶保持するＲＯＭ（Read Only Memory）または不揮発性メモリを備えている。この不揮発性メモリとしては、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）やフラッシュメモリー等を用いることができる。これらのＲＯＭまたは不揮発性メモリには、ユーザの要求に対して実行される種々のプログラム（ファームウエア）、処理に必要なデータ、ファイル管理に必要なファイルシステム等を記録しておくことができる。たとえば、これらのＲＯＭまたは不揮発性メモリには、ＤＶＤビデオフォーマットのＵＤＦブリッジファイルシステム、ＤＶＤビデオレコーディングフォーマットのＵＤＦファイルシステム、また、次世代ビデオフォーマット（HD_DVD-Video）のＵＤＦファイルシステム、次世代ビデオレコーディングフォーマット（HD_DVD-Recordable）のＵＤＦファイルシステム、アプリケーションソフト等が格納される。

図２は、本発明の一実施の形態に係るディスク状の情報記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行なうパーソナルコンピュータの概略構成を説明する図である。図１ではホスト装置３００がその装置１００専用に用意されているが、図２ではパーソナルコンピュータのＣＰＵ／ＭＰＵをソフトウエア（オペレーティングシステムに付属する仮想ソフトウエアプレーヤ／レコーダ）によりホスト装置として用いている。図２に示すようなパーソナルコンピュータ等のシステムでは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）がホストＰＣ４００となる。ホストＰＣ４００に接続された光ディスク装置２００（例えばノートＰＣに内蔵される汎用のＤＶＤマルチドライブ）に対する指示の発行は、ＯＳ（オペレーションソフト）やライティングソフト、ビデオ再生ソフトといったアプリケーションソフトを実行することにより行われる。

＜光ディスク装置＞
図３は、図１または図２の光ディスク装置（ディスクドライブ装置）２００の概略構成を説明するブロック図である。光ディスク装置２００は、光ディスク１０等の情報記録媒体に対して情報を記録したり、またこの情報記録媒体に記録された情報を再生したりする情報記録再生装置である。光ディスク装置２００は、光学ヘッド（Optical Pick-Up Head：ＰＵＨ）・アクチュエータ２０８から出射されるレーザ光を、スピンドルモータ２２０で回転駆動される光ディスク１０内の情報記録層に集光する（フォーカスサーボにより対象記録層に焦点を合わせる）ことで、情報の記録再生を行っている。ディスク１０から反射した光は、再びＰＵＨ・アクチュエータ２０８の光学系を通過し、フォトディテクタ（ＰＤ）２１０で電気信号として検出される。さらに、ＰＵＨ・アクチュエータ２０８は球面収差調整機構を有しており、光ディスク１０の基板厚の変化を補正し、集光スポットの形状を最適に保つことが可能である。球面収差調整機構は例えば、液晶素子や位置調整可能なコリメータレンズによって実現可能である。

検出された電気信号は、プリアンプ２１２で増幅され、サーボ回路２１８、ＲＦ信号処理回路２１５、アドレス信号処理回路２１６に出力される。サーボ回路２１８では、フォーカス、トラッキング、チルト、回転速度等のサーボ信号が生成され、各サーボ信号がそれぞれＰＵＨ・アクチュエータ２０８内の図示しないフォーカス、トラッキング、収差補正機構およびチルトアクチュエータに出力される。また、回転速度のサーボ信号はスピンドルモータ２２０の駆動回路系に送られ、光ディスク１０の記録層上におけるレーザビームスポットの線速度が所定値に制御される。

ＲＦ信号処理回路２１５、アドレス信号処理回路２１６では、記録されたデータの読み取りや、アドレス信号等の復調が行われる。その際の復調方法としては、スライス方式やＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式がある。スライス方式には、再生信号に線形な波形等化を行った後に信号を２値化する方法や、再生信号の低域の高振幅成分を一定の値に制限するリミットイコライザと呼ばれる非線形等化器によって等化した後に信号を２値化する方法などがある。ＰＲＭＬ方式に関しても、再生信号の周波数特性に対応して、最適なＰＲクラスたとえば、PR（1,2,2,2,1）や、PR（1,2,1）、PR（1,2,2,1）、PR（3,4,4,3）等が選択される。

光ディスク装置２００は、記録再生の対象となる光ディスク１０と、ＰＵＨ・アクチュエータ２０８によって形成される集光ビームスポットのサイズによって、最適な復調方式（スライス方式またはＰＲＭＬ方式）を選択する。

アドレス信号処理回路２１６では、検出された信号を処理することにより、光ディスク１０上の記録位置を示す「物理アドレス情報」を読み出し、コントローラ２５０に出力する。コントローラ２５０は、このアドレス情報を元に、所望のアドレス位置のデータ（ユーザデータ等）を読み出したり、所望のアドレス位置にデータを記録したりする。その際、記録データは、記録信号処理回路２０４内、もしくはレーザダイオードドライバＬＤＤ（レーザダイオード駆動回路）２０６内の図示しない記録波形回路で光ディスク記録に適した記録波形制御信号に変調される。この変調された信号を元に、レーザダイオードドライバＬＤＤ２０６はレーザダイオードを発光させ、光ディスク１０に情報を記録する。

この実施形態では、光学ヘッドＰＵＨ・アクチュエータ２０８内には、波長405±15 nm、650±20 nm、780±30 nmのいずれかの単波長光源１つ、もしくは複数の単波長光源が搭載されている。また、ＰＵＨ・アクチュエータ２０８で上記波長のコヒーレントなレーザ光を光ディスク１０内の記録層上に集光させるために用いられる対物レンズは、この実施の形態では、開口数ＮＡ値が０．６５である。

対物レンズに入射する直前の入射光の強度分布として、中心強度を“１”とした時の対物レンズ周辺（開口部境界位置）での相対的な強度を“ＲＩＭ Intensity”と呼ぶ。ＨＤ ＤＶＤフォーマットにおけるＲＩＭ Intensityの値は５５〜７０％になるように設定してある。この時のＰＵＨ・アクチュエータ２０８での波面収差量は使用波長λに対して最大０．３３λ（０．３３λ以下）になるように光学設計されている。

コントローラ２５０は、記録制御機能、フォーマット機能、及びディフェクト処理機能の実行も制御する。つまり、コントローラ２５０により実行される記録制御機能により、光ディスク１０に対して管理情報が記録されたり、管理情報の内容が変更又は更新されたりする。また、コントローラ２５０により実行される記録制御機能により、光ディスク１０に対して索引情報が記録されたり、索引情報の内容が変更又は更新されたりする。また、コントローラ２５０により実行されるフォーマット機能により、光ディスク１０に設けられたさまざまな領域に対して適切な情報が記録され、光ディスク１０がフォーマットされる。

さらに、コントローラ２５０は、再生した信号のうち後述のデータＩＤの情報を処理し、拡張レイヤー番号及びレイヤー番号から再生中の情報記録層が所望の情報記録層であるか否かを判別することができる。また、記録データを生成する際には、データＩＤに拡張レイヤー番号を付加する機能を有している。

＜光ディスク＞
図４は、本発明の一実施の形態に係るディスク状の多層情報記録媒体の概略構成を説明する図である。この例では、情報記録層を３つ持つ３層光ディスク１０を示している。光ディスク１０の中央には光ディスク装置２００へのチャッキングを行うためのクランプ孔１２が設けられている。光の入射面に最も近い側から順にレイヤー０（Ｌ０）、レイヤー１（Ｌ１）、レイヤー２（Ｌ２）と称される。図４では、光ディスク１０を３層として説明するが、さらに層を増やすことも可能である。たとえば、さらにレイヤーが増えた場合には、レイヤー２の奥側の層をレイヤー３（Ｌ３）とする。また、光ディスク表面（光入射面）からレイヤー０までが基板１４、レイヤー０とレイヤー１の間が中間層ＳＬ０、レイヤー１とレイヤー２の間が中間層ＳＬ１と呼ばれている。それぞれのレイヤーで情報領域のレイアウトは若干異なっている。各情報記録層には、それぞれ情報を記録するためのピットや、グルーブ溝が形成されている。ディスクの厚みは約１．２ｍｍである。本発明のディスク１１には、再生専用型と、記録マークを一箇所に一回だけ可能な追記型と、記録マークの上書き、消去が可能な書き換え型の３種類がある。

＜情報エリアのレイアウト＞
図５は、光ディスク１０の各レイヤーのレイアウト例を説明する図である。ここで、読み取り用の光の入射側からみて最も奥の層であるレイヤー２の最内周側にＢＣＡ（Burst cutting area）領域が形成されている。ＢＣＡ領域には、ディスク１０の基板の溝や、反射膜の剥離、記録媒体の変化等によってＢＣＡマークがあらかじめ記録されている。ＢＣＡマークは光ディスク１０の円周方向に変調されており、半径方向には同一の情報が並ぶ櫛型のマークである。ＢＣＡコードは、ＲＺ変調方法により変調されて記録される。パルス幅が狭い（＝反射率の低い）パルスは、この変調されたＢＣＡコードのチャネルクロック幅の半分よりも狭い必要がある。また、ＢＣＡマークは半径方向に同一の形状を持っているため、トラッキングをかける必要がなく、フォーカスをかけただけで情報の再生が可能となる。最も奥のレイヤー２のみにＢＣＡ領域が配置され、そのほかのレイヤーに配置されていないのは、他のレイヤーに記録したＢＣＡマークがその他のレイヤーのＢＣＡマークに影響を与えるのを避けるためである。ＢＣＡ領域はレイヤー間の光学的干渉が強いため、一つ以上の層にＢＣＡマークを記録すると、互いの干渉が大きくなりＢＣＡ領域の再生が困難になる。ＢＣＡマークにはディスクの識別情報が記録されているため、光ディスク装置２００はまずＢＣＡの情報を再生する必要がある。このように、レイヤー２のみにＢＣＡマークを配置したことで、ディスクの認識が高速、高信頼性になるという特徴がある。

光入射側に最も近いレイヤー０は内周側からシステムリードイン領域、コネクション領域、データリードイン領域、データ領域、外周ミドル領域で構成されている。次に、レイヤー１はディスクの内周側から、システムミドル領域、コネクション領域、内周ミドル領域、データ領域、外周ミドル領域で構成されている。最後に、レイヤー１は内周側からＢＣＡ領域、システムミドル領域、コネクション領域、内周ミドル領域、データ領域、データリードアウト領域で構成されている。

システムリードイン領域には、エンボスピットで情報が記録されている。この情報は、ディスクの識別情報やデータ領域の容量といった、光ディスク１０の管理情報である。また、この領域のエンボスピットの最短マーク長はデータ領域の最短マーク長よりも長くなっている。この結果、データ領域に記録されたデータはＰＲＭＬ方式を用いて再生されるが、システムリードイン領域においては、スライス方式を用いても情報の復調が可能となる。その結果、管理情報の読み出しに関しては、従来の記録密度の低い他フォーマットとの互換が取れるため、ディスク１０の識別等が高速化されるという特徴がある。また、システムミドル領域もシステムリードイン領域と同様の密度で情報が記録されている。

コネクション領域はピットもグルーブも形成されていない領域である。この領域は記録密度の異なる領域、すなわちシステムリードイン領域やシステムミドル領域とデータリードイン領域や内周ミドル領域の接続のための領域である。マスタリング装置や、光ディスク装置２００はこの領域で再生速度等、再生のためのパラメータを切り替える。

データリードイン領域、内周ミドル領域、外周ミドル領域はデータ領域と同じ密度の信号が記録され、トラッキングサーボ等のオーバーラン領域として使用されるほか、追記型、書換え型の光ディスクでは、それぞれ、追記、書換えが可能な管理情報記録領域として使用される。また、コネクション領域にはピット等が配置されておらず光学的な特徴がその他の領域と異なるため、コネクション領域と重なった他の層のピットは再生安定性が低いという問題がある。そこで、データリードイン領域、内周ミドル領域、外周ミドル領域をバッファー領域として用いることで、他の層のコネクション領域からのクロストークにより、データ領域の読み取り安定性が低下すること防ぐことを目的として配置されている。従って、内周のミドル領域は最低でも８００ブロック以上のデータセグメントを割り当てる必要がある。

データ領域には、映像データやユーザデータといったデータが保存される。

本実施の形態の光ディスクでは、ＢＣＡ領域とコネクション領域を除くすべての領域でピットもしくは案内溝で形成された連続したスパイラル状のトラックを有している。記録型の光ディスクではグルーブは回転制御のために周期的にウォブル（蛇行）しており、ウォブル信号の位相を変化させることによりアドレス情報を記録している。レイヤー０ではデータリードイン領域から外周ミドル領域まで途切れることのないトラックが形成されており、スパイラル形状を有している。ここで、ディスクを光入射方向から見て反時計回りに回転させて読み出しを行った場合、内周から外周に向かって、読み取り用の集光スポットは走査されるようにスパイラルが形成されている。

同様に、レイヤー１では外周ミドル領域から内周ミドル領域まで途切れることのないトラックが形成されており、レイヤー０とは逆の方向のスパイラル形状を有している。すなわち、ディスクを光入射方向から見て反時計回りに回転させて読み出しを行った場合、外周から内周に向かって、読み取り用の集光スポットは走査される。

同様に、レイヤー２では内周ミドル領域からデータリードアウト領域まで途切れることのないトラックが形成されており、レイヤー０と同じ方向のスパイラル形状を有している。すなわち、ディスクを光入射方向から見て反時計回りに回転させて読み出しを行った場合、内周から外周に向かって、読み取り用の集光スポットは走査される。

光ディスク１０の中心からみて、レイヤー０のデータ領域の最外周位置とレイヤー１のデータ領域の最外周位置のずれは0.5mm以内である。同様に、レイヤー１のデータ領域の最内周位置とレイヤー２のデータ領域の最内周位置のずれも0.5mm以内である。

このように本実施形態のディスクではトラックのスパイラルの方向を各層で交互に配置し、データ領域の切り替わり位置を制限することにより、層をまたいで連続したデータを高速に読み出すことが可能となっている。

＜光ディスクの物理的特長＞
本実施形態の光ディスク１０には再生のみが可能な再生専用型（ＲＯＭタイプ）、情報の記録が一回だけ可能な追記型（±Ｒタイプ）、情報の書き換えが可能な書き換え型（±ＲＷタイプあるいはＲＡＭタイプ）の３つのタイプが存在する。いずれも回転制御方式はＣＬＶ方式である。ＣＬＶ方式とはConstant liner velocityの略で、線方向の速度を一定に保った回転制御方法を意味している。また記録されるデータは、ＥＴＭ（Eight to Twelve Modulation）方式で変調されている。これは情報ビット８ビットごとに、冗長性を持たせた１２ビットのチャネルビットに変換して、信号を記録する方式である。この冗長性を持たせた事により、直接情報ビットを光ディスクに記録する場合に比べ情報の記録再生の信頼度が飛躍的に向上している。

図６に本実施形態の光ディスクの物理的な特徴を示す。本実施形態の光ディスクのデータ領域に保存可能なユーザデータの容量は１レイヤーあたり約１７ＧＢ、ディスクあたり約５１ＧＢである。また、４０５ｎｍの波長で観測した場合、各レイヤーの反射率はそれぞれ８％から１８％の範囲に収まっている。連続したピット、もしくは案内溝で形成されたトラックのピッチは０．４０μｍである。また、データ領域、データリードイン領域、データリードアウト領域、外周及び内周ミドル領域に記録されるデータのチャネルビット長は０．０９０μｍである。システムリードイン及びシステムミドル領域では、前述のようにチャネルビット長が長くなっており、０．２０４μｍとなっている。データ領域、データリードイン領域、データリードアウト領域、外周及び内周ミドル領域における標準記録再生線速度は５．８３ｍ／ｓである。一方、システムリードイン及びシステムミドル領域では、６．６１ｍ／ｓとしている。

この結果、前者の記録再生チャネルビットレートは６４．８Ｍｂｐｓ、後者の記録再生チャネルビットレートは３２．４Ｍｂｐｓとなる。ここで、２つのチャネルビットレートはちょうど倍数の関係となっている。このように、本実施形態の光ディスクでは、標準の再生線速度を２つ持つことで、チャネルビット長の異なる二つの領域のチャネルビットレートを倍数の関係に保っている。この結果、光ディスク装置２００のＲＦ信号処理回路２１５、コントローラ２５０における処理が簡便になり、処理の高速化や消費電力の削減が可能になる。

＜中間層厚さ＞
本発明の実施例の一つである３層光ディスクでは図４に示すように、２つの中間層を有している。図７に２つの中間層の厚さを測定した結果の模式図を示す。図７はある半径における１周の中間層厚さの変化を示している。横軸は、回転角θ［ｄｅｇ］、縦軸は中間層厚さ［μｍ］を示している。本実施形態の光ディスクの中間層の一つであるＳＬ０の厚さは２０μｍ±５μｍ、また、ＳＬ１の厚さは２５μｍ±５μｍとなっている。また、半径毎に周方向のＳＬ０の最大厚みがＳＬ１の最小の厚みよりも３μｍ以上薄くなるように中間層の厚さが規定されている。このため、本実施形態の光ディスクは層間のクロストーク量を低減し、信頼性の高い情報の再生を可能にしている。

図８に光ディスクからの戻り光の模式図を示す。図８では記録再生用のビームスポットはレイヤー２（Ｌ２）に集光されているとする。実線の矢印は主にレイヤー２からの戻り光で、信号の再生に利用される光を示している。一方、点線の矢印は主にそれ以外の層の反射による戻り光を示している。図８の例では、ＳＬ０とＳＬ１は同じ距離に配置されている。この場合、実線が示すレイヤー２（Ｌ２）の集光点からの戻り光は光を検出する検出器に集光されているが、同様にレイヤー１（Ｌ１）で反射し、レイヤー０（Ｌ０）に集光した光も検出器に集光されることがわかる。このような状態ではレイヤー２からの戻り光とレイヤー０からの戻り光両方の光が同時に検出器で検出されるため、レイヤー０からの戻り光が雑音成分となり、レイヤー２の情報を正確に再生できないという問題が発生する。一方、本実施形態の光ディスクではＳＬ１とＳＬ０の距離が最低でも３μｍ以上離れた値としている。この結果、レイヤー２に光が集光している状態では、レイヤー１で反射した光はレイヤー０に集光しないので、レイヤー２を再生中に、レイヤー０からの戻り光が大きな雑音成分とならず、安定した再生が可能となるという特徴がある。

＜情報ビットの内容：ＢＣＡ＞
図９は、バーストカッティングエリア（ＢＣＡ）に記録される情報の構成を例示する図である。図９に例示されるＢＣＡデータは、２個のＢＣＡプリアンブルBCA-Preambleと２個のポストアンブルBCA-Postamble及び２個のＢＣＡデータ領域Informationを持つ。各ＢＣＡデータ領域Informationには各ＢＣＡエラー検出コードＥＤＣ_ＢＣＡとＢＣＡエラー訂正コードＥＣＣ_ＢＣＡが付加され、その間にはＢＣＡ連結領域BCA-Concatenationが配置されている。

更に、各４バイト毎に１バイトずつのシンクバイトＳＢ_ＢＣＡまたはリシンクＲＳ_ＢＣＡが挿入されている。ＢＣＡプリアンブルBCA-Preambleは４バイトで構成され、全て“００ｈ”が記録される。各ＢＣＡプリアンブルBCA-Preambleの直前にはシンクバイトＳＢ_ＢＣＡが配置される。ＢＣＡデータ領域Information内には、７６バイトが設定されている。ＢＣＡポストアンブルBCA-Postambleは４バイトで構成され、全て“５５ｈ”の繰り返しパターンが記録されている。ＢＣＡ連結領域BCA-Concatenationは４バイトで構成され、全て“ＡＡｈ”が繰り返し記録される。

図１０は、バーストカッティングエリア（ＢＣＡ）に記録される情報内容の一例を説明する図である。図９のＢＣＡデータ領域Informationには、８バイトのＢＣＡレコードを１つの単位として、１つもしくは複数の情報が記録される。このレコードは、例えば、ディスクの識別情報やコピー制御の為の情報を含むことができる。図１０の（ａ）に例示されるのは、ディスクの識別情報を表すＢＣＡレコードの例である。始めの２バイト（バイト位置ＢＰ０−１）には、そのＢＣＡレコードがどの種類（識別情報、コピー制御情報等）のレコードかを表すＢＣＡレコード識別子（ＩＤ）が記録される。バイト位置２には、ＢＣＡレコードの形式を示すＢＣＡレコードのバージョン番号が記録される。バイト位置３には、ＢＣＡレコードのサイズを決めるデータ長が記録される。この長さには、ＢＣＡレコードのヘッダであるＢＣＡレコード識別子からデータ長までの４バイトは含まれないように構成できる。バイト位置４には、１バイトのブックタイプとディスクタイプが記録される。ブックタイプは、ディスクのフォーマット及び再生専用、追記型、書き換え型等を示す識別子である。バイト位置５には本光ディスクが準拠する規格書の拡張パート番号が記録され、バイト位置６−７は予備とされる。

図１０の（ｂ）は、バーストカッティングエリア（ＢＣＡ）に記録される情報の一部（バイト位置４のブックタイプ・ディスクタイプ）の具体例を説明する図である。図１０の（ｂ）に示すように、ブックタイプ・ディスクタイプの情報バイトのうちディスクタイプの４ビットには、1ビットごとに情報が割り振られている。その最上位ビットｂ３はマーク極性を示している。これは記録マーク（ピット）の反射率が非マーク（ピット）部よりも高いか低いかをあらわす極性識別子である。次のビットｂ２にはツインフォーマットフラグが割り当てられている。これは、そのディスクがツインフォーマットディスクであるか否かを示す識別子である。このツインフォーマットフラグがバイナリで“０”の場合、そのディスクはツインフォーマットディスクではないことを示し、“１”の場合、ツインフォーマットディスクであることを示す。ツインフォーマットとは１枚のディスクでＣＤ、ＤＶＤ等の複数のフォーマットに対応できるものである。その拡張例として、次の予備を併用して２〜３ビットの多ビット識別子を設けることにより、３レイヤー以上のマルチフォーマット光ディスクを識別することも可能である。このようなツインフォーマットフラグをＢＣＡレコードとして持つことにより、個々の多層ディスクにおいて、そのディスクが単一フォーマットだけのディスクなのかマルチフォーマットのディスクなのかを容易に判別できる。

＜データセグメント・物理セクタの構成＞
図１１に光ディスクに情報を記録する単位であるデータセグメントの構成を示す。光ディスクのＢＣＡ領域とコネクション領域を除く領域には、すべてこのデータセグメント単位で情報が記録されている。データセグメントは、ＶＦＯフィールド、データフィールド、ポストアンブルフィールド、予備フィールド、バッファーフィールドとで構成されている。ＶＦＯフィールドは７１バイトが割り当てられており、一定の周波数の信号が記録されている。光ディスク装置は、このＶＦＯフィールドから一定周波数の信号を利用して、再生時のクロック周波数を調整することが出来る。本実施の形態の光ディスクではＶＦＯフィールドにはすべて４Ｔのデータが保存されている。データフィールドは７７３７６バイトが割り当てられている。このフィールドはユーザデータを保存するものであり、３２の物理セクタに分割して管理されている。ポストアンブルフィールドは２バイトで構成されており、データフィールドの終了を表す固定のパターンが保存される。予備フィールドは、データセグメントの管理情報や、ディスクの管理情報を保存する領域として用いることが出来る。バッファーフィールドはデータセグメントを追記する際に、記録位置ズレが発生してもデータ領域を破壊しないためのバッファーとして機能する。

前述のように、データフィールドは＃０番から＃３１番までの３２個の物理セクタで構成されている。物理セクタは図示するように、データＩＤ、ＩＥＤ（ＩＤ Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｄｅ）、予備データ、メインデータ、ＥＤＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）で構成されている。データＩＤには後述の物理セクタを管理する情報が保存されている。ＩＥＤはデータＩＤの読み取りエラーを検出するためのエラー検出用のデータである。予備データには、コピー制御用のデータ等が保存される。メインデータには、ユーザデータが保存される。ここで、物理セクタ当り２０４８バイトのユーザデータの保存が可能である。ＥＤＣは物理セクタ全体の読み取りエラーを検出するためのエラー検出用のデータである。

＜データＩＤの構成＞
図１２にデータＩＤの内容を示す。データＩＤは４バイトで構成されており、先頭の１バイトがデータフレーム情報、残り３バイトがデータフレーム番号となっている。ここで、データフレーム番号は物理セクタに順番に振られた番号であり、物理セクタのエラーに伴う交替処理が発生しない限り、物理セクタ番号と一致する。本実施形態では交替処理は発生しないので、データフレーム番号と物理セクタ番号とは一致する。そのため、以下、データフレーム番号を物理セクタ番号とも称する。

データフレーム情報は、レイヤー番号ビット、データタイプビット、領域タイプビット、記録タイプビット、拡張レイヤー番号ビット、予備ビットで構成されている。レイヤー番号ビットはそのデータＩＤを有する物理セクタがどのレイヤーに存在するかを表すビットである。例えばこの値が０ｂであった場合にはレイヤー０、１ｂであった場合にはレイヤー１にそれぞれ存在する物理セクタであることがわかる。データタイプビットには物理セクタのデータが再生専用データであるか、書き換え可能データであるか、パディング用のダミーデータであるかといったことを表すデータが保存される。領域タイプにはその物理セクタが存在する領域を示すデータが保存される。本実施形態では領域タイプが００ｂの場合、その物理セクタはデータ領域に存在することを意味する。同様に、０１ｂの場合にはシステムリードイン領域またはデータリードイン領域、１０ｂの場合には、データリードアウト領域または図示されていないシステムリードアウト領域、１１ｂの場合にはシステムミドル領域、内周ミドル領域または、外周ミドル領域にそれぞれ物理セクタが存在することを意味する。このように、リードイン、ミドル、リードアウトという形でまとめて区分した情報を保存することで、光ディスク装置は再生した物理セクタがディスクの情報の先頭部分に存在するのか、中間点に存在するのか、終端部分に存在するのかを把握することが可能であり、次のデータを再生するためのシークの方向や各種調整パラメータを適切に調整することが可能となると同時に、すべての領域に別々にビットを割り当てる場合よりもビット数を削減し、フォーマット効率を高めることが可能となる。記録タイプにはその物理セクタに保存されたユーザデータが一般的なデータであるか、再生時にリアルタイム性を要求されるデータであるかといったことを判別するためのデータが保存される。ここで、データフレーム番号及び、レイヤー番号、データタイプ、領域タイプ、記録タイプのビットポジション及びサイズは既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤと同様の構成になっている。

次に、本実施形態の特徴である拡張レイヤー番号ビットについて説明を行う。まず、前述のように、データフレーム番号は３バイト、即ち２４ビットであるため、最大で２の２４乗個、即ち１６７７７２１６個の物理セクタの番号を表現することが可能である。ここで、図１１に示すように１つの物理セクタには２０４８バイトのユーザデータが記録される。したがって、データフレーム番号が３バイトの場合、３４３５９７３８３６８バイトすなわち約３４ギガバイト分の容量までしか、物理セクタに固有の番号を割り当てることができないことになる。この場合、本実施形態の光ディスクのように５１ギガバイトを越える容量の情報の管理ができないことになる。さらに、前述のように既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤはレイヤー番号も１ビットとなっている。この場合、０ｂはレイヤー０に配置された物理セクタ、１ｂはレイヤー１に配置された物理セクタに設定されるが、値が０ｂと１ｂのみであるため、２層の情報記録層までしか管理できない。

そこで、本実施形態の光ディスクは、これらのビットと独立した拡張レイヤー番号ビットを有している。この拡張レイヤー番号ビットは、レイヤー０及びレイヤー１に配置された物理セクタに対しては０ｂを設定し、レイヤー２に配置された物理セクタに対しては１ｂを設定する。この結果、レイヤー番号ビットと拡張レイヤー番号ビットを用いることで、その物理セクタがレイヤー０、レイヤー１、レイヤー２のどのレイヤーに存在する物理セクタであるかを判別することが可能になる。さらに、本実施形態の光ディスクでは拡張レイヤー番号ビットをデータフレーム番号用のビットの上位のビットとして仮想的に取り扱うことにより、約３４ギガバイトを超えた容量のデータの管理を可能とする。

このように、本実施形態の光ディスクではデータＩＤに独立した拡張レイヤービットを１ビット配置することにより、従来の単層もしくは２層のＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤとほぼ同じデータ構造を保ったまま、３層といった従来よりも多い総数、かつ約３４ギガバイトを超える大容量の情報の管理を可能としている。さらに、拡張レイヤー番号情報をデータフレーム番号とレイヤー番号の両方の拡張情報とすることで、それぞれの割り当てをそのまま増加させるよりも管理情報のビット数を削減し、フォーマット効率を高めることが可能となる。

図１３は拡張レイヤー番号ビットの値を説明する図である。レイヤーＬ０のみからなる単層ディスクＳＬの場合は、レイヤー番号ビット、拡張レイヤー番号ビットはともに０ｂである。２層ディスクＤＬのレイヤー０は、レイヤー番号ビット、拡張レイヤー番号ビットはともに０ｂである。２層ディスクＤＬのレイヤー１は、レイヤー番号ビットは１ｂ、拡張レイヤー番号ビットは０ｂである。３層ディスクＴＬのレイヤー０は、レイヤー番号ビット、拡張レイヤー番号ビットはともに０ｂである。３層ディスクＴＬのレイヤー１は、レイヤー番号ビットは１ｂ、拡張レイヤー番号ビットは０ｂである。３層ディスクＴＬのレイヤー２は、レイヤー番号ビットは０ｂ、拡張レイヤー番号ビットは１ｂである。

＜物理セクタ番号の配置＞
前述のように、光ディスクのＢＣＡ領域とコネクション領域を除く領域には、すべてデータセグメント単位で情報が記録されており、データセグメントは３２個の物理セクタを有している。さらに、物理セクタにはそれぞれ物理セクタ番号という番号が振られている。図１４に各レイヤーの物理セクタの配置を示す。

図１４の（ｃ）に示すレイヤー０の場合、最内周のシステムリードイン領域の物理セクタから順に外周側に向かって番号が大きくなるように物理セクタ番号が割り当てられている。また、システムリードイン領域の最後の物理セクタの物理セクタ番号は０１ＦＦＦＦｈ、データリードイン領域の先頭物理セクタ番号は０２６ＢＦＦｈ、データ領域の先頭物理セクタ番号は０３００００ｈである。各領域で物理セクタ番号は外周側に向かってインクリメントしていく。

図１４の（ｂ）に示すレイヤー１の場合、物理セクタには最外周のデータリードアウト領域から内周に向かって、番号が大きくなるように物理セクタ番号が割り当てられている。図のＸで示されたレイヤー０のデータ領域の最後の物理セクタの物理セクタ番号をビット反転した値が、レイヤー１のデータ領域の開始セクタの物理セクタ番号となっている。同様に、システムリードイン領域の最終の物理セクタの物理セクタ番号（０１ＦＦＦＦｈ）をビット反転した値（ＦＥ００００ｈ）が、レイヤー１の内周ミドル領域の開始物理セクタの物理セクタ番号となっている。

図１４の（ｃ）に示すレイヤー２の場合、レイヤー０と同様、物理セクタには最内周のシステムミドル領域から、順に外周側に向かって、番号が大きくなるように物理セクタ番号が割り当てられている。また、図のＹで示されたレイヤー１のデータ領域の最後の物理セクタの物理セクタ番号をビット反転した値が、レイヤー２のデータ領域の開始物理セクタの物理セクタ番号となる。同様に、レイヤー１の内周ミドル領域の開始物理セクタの物理セクタ番号（ＦＥ００００ｈ）をビット反転した値（０１ＦＦＦＦｈ）が、レイヤー２の内周ミドル領域の最終の物理セクタの物理セクタ番号となる。

ここで、物理セクタ番号をデータフレーム番号と一致した３バイトであるとすると、２度の反転を実施するため、レイヤー０とレイヤー２には必ず同じ値の物理セクタ番号を持つ物理セクタが存在することになる。これらを識別するため、本実施形態の光ディスク装置では拡張レイヤー番号ビットを有している。拡張レイヤー番号はレイヤー０では０ｂ、レイヤー２では１ｂとなっているため、拡張レイヤー番号ビットをデータフレーム番号ビットの上位ビットとしてこれをメタ物理セクタ番号として取り扱うことで、レイヤー０とレイヤー２の物理セクタを識別することが可能となる。

＜システムリードインの構成＞
図１５にシステムリードイン領域及びデータリードイン領域の構成を示す。システムリードイン領域はイニシャルゾーン、バッファーゾーン、コントロールデータゾーンから構成されている。バッファーゾーンは、データリードイン領域にデータの記録を行った際の誤動作によりコントロールデータが破壊されるのを防ぐことや、他の層のコネクション領域からのクロストークにより、コントロールデータの読み取り安定性が低下すること防ぐことを目的として配置されている。ここで、コネクション領域にはピット等が配置されておらず光学的な特徴がその他の領域と異なるため、コネクション領域と重なった他の層のピットは再生安定性が低いという問題がある。

コントロールデータゾーンは２つのコントロールデータセクションと２つのコピーライトデータセクション、ひとつのコピーライト保護システム使用領域で構成されている。２つのコントロールデータセクションとコピーライトデータセクションにはそれぞれ同じ内容のデータが記録されており、多重記録による信頼性の向上を目的としている。

コントロールデータセクションは、物理フォーマット情報、ディスク製造メーカ情報、コピーライト保護情報を含んでいる。ディスク製造メーカ情報にはディスク製造メーカの社名や本社所在地、識別データやディスク製造メーカ独自の製造情報が保存されており、光ディスクの管理や、光ディスク装置が光ディスクの特性を識別するのに用いている。コピーライト保護情報には、コピーライト保護用の鍵情報などが記録される。物理フォーマット情報の内容の詳細は後で述べる。

データリードイン領域はリファレンスコードゾーンを含んでいる。リファレンスコードゾーンには特定の繰り返しパターンが記録されており、光ディスク装置が光ディスクに対して調整パラメータを最適化することなどに用いられる。

システムリードイン領域とデータリードイン領域との間にはコネクション領域が配置される。

＜物理フォーマット情報の内容＞
図１６に物理フォーマット情報の内容を示す。

図１６の（ａ）に示すように、先頭であるバイト位置０にはブックタイプ及びパートバージョンの情報が格納されている。ブックタイプはディスク１０のフォーマット及び再生専用（ＲＯＭタイプ）、追記型（±Ｒタイプ）、書き換え型（±ＲＷタイプ、ＲＡＭタイプ）等を示す識別子である。パートバージョンは、そのフォーマットのバージョン管理情報である。バイト位置１にはディスクサイズと最大転送レートが格納されている。ディスクサイズにはそのディスク１０の直径を示す情報が記録される。たとえば、１２ｃｍのディスクであれば００００ｂ、８ｃｍのディスクであれば０００１ｂが記録される。最大転送レートには、必要に応じて、ディスクに記録されたデータを正常に再生するのに必要となる最大の転送レートが記録される。

バイト位置２のディスク構造には、そのフォーマットのレイヤーの数、各レイヤーでトラックが内周側から外周側に向かっているか、内周側に向かっているかの極性を示す情報、そのレイヤーが再生専用であるか、追記型か、書き換え型であるかといった情報が記録される。ここでのレイヤーの数は、ディスク１０が物理的に持つレイヤー数ではなく、ブックタイプに格納したフォーマットのレイヤー数である。

バイト位置３の記録密度には、ディスク接線方向の密度とトラックピッチを現す情報が記録される。バイト位置４−１５のデータエリア構造にはレイヤー０及びレイヤー１のデータ領域の開始アドレスと終了アドレスが記録される。バイト位置１６のＢＣＡ識別子には、ＢＣＡがあるか無いかを示す情報を記録する。バイト位置２７の拡張パートバージョンにはパートバージョンの拡張情報を記録する。バイト位置３２の保証再生スピードには、ディスクに記録されたデータを正常に再生することが保証された線速度が記録される。バイト位置３３−３４のアブソリュートレイヤーフォーマットテーブルには光ディスクの物理的な情報記録層それぞれにどのようなフォーマットで情報が記録されているのかを示す情報が格納されている。バイト位置３５の互換可能パートバージョンには、互換が保証される最も古いパートバージョンが格納されている。バイト位置３６−４３の拡張データエリア構造にはレイヤー２以降のデータ領域の終了アドレスが格納されている。

＜データエリア構造の内容＞
図１６の（ｂ）にデータエリア構造（ＢＰ４−ＢＰ１５）の詳細な内容を示す。バイト位置４は００ｈのデータが記録されている。バイト位置５−７にはディスク全体のデータ領域の開始物理セクタ番号（ＰＳＮ）が記録されている。通常、この物理セクタはレイヤー０に存在する。この値は例えば図１４によれば０３００００ｈとなる。同様に、バイト位置８と１２には００ｈが記録される。バイト位置９−１１にはレイヤー１のデータ領域の最終物理セクタ番号が格納されている。これは図１４のＹに相当する。また、バイト位置１３−１５にはレイヤー０のデータ領域の最終物理セクタ番号が格納されている。これは図１４のＸに相当する。

図１６の（ｃ）に拡張データエリア構造（ＢＰ３６−４３）の一例の詳細な内容を示す。バイト位置３６にはレイヤー識別子が格納される。バイト位置３７−３９には３層光ディスク全体のデータ領域の最後の物理セクタ番号、すなわちレイヤー２の最終物理セクタ番号が格納される。図１７にレイヤー識別子（ＢＰ３６）の構成を示す。レイヤー識別子は最下位ビットにレイヤーフラグが割り当てられている。このレイヤーフラグはバイト位置３７−３９にレイヤー２の最終物理セクタ番号が格納された場合は１ｂを、そうでなければ０ｂを保存する。したがって、バイト位置３６のレイヤー識別子は３層光ディスクである場合、０１ｈが記録されることになる。

ここで、拡張データエリア構造及びデータエリア構造に格納される物理セクタ番号は３バイトであるが、この３バイトの番号はそれぞれ同じ値になる可能性がある。従って、例えば、ＢＰ４−ＢＰ７、ＢＰ８−ＢＰ１１、ＢＰ１２−ＢＰ１５、ＢＰ３６−ＢＰ３９というように４バイトの値を物理セクタ番号の上位の概念としてメタ物理セクタ番号をして扱えば、それぞれは必ず独立した値になる。

図１６の（ｄ）に拡張データエリア構造（ＢＰ３６−４３）の他の例の詳細な内容を示す。この例ではバイト位置３６には００ｈを格納する。バイト位置３７−３９にはレイヤー２の最終物理セクタ番号を格納する。この例では、レイヤー識別子が定義されていないが、バイト位置３７−３９にはレイヤー２の物理セクタ番号をあらかじめ格納することが明らかになっているため、ドライブはその情報を元に値を判別する。

さらに、ＢＰ４０−４３が予備となっているが、情報記録層がさらに１層増加し、４層光ディスクとなった場合には、ＢＰ４１−４３にレイヤー３のデータ領域の最終物理セクタの物理セクタ番号を格納するようにする。こうすることでさらに大容量の情報を管理することが可能となる。また後述のレイヤー数ビットを参照することで、どのレイヤーまでが有効な値であるか、光ディスク１０のデータ領域全体の最終物理セクタ番号が何番であるかを判定することが出来る。

＜物理フォーマット情報の各バイトの内容＞
図１８を用いて物理フォーマット情報のその他のバイト位置の詳しい設定について説明を行う。バイト位置２のディスク構造には、図１８の（ａ）に示すように、最上位ビット側から、そのフォーマットのレイヤー数、各レイヤーでトラックが内周側から外周側に向かっているか、内周側に向かっているかの極性を示すトラックパス情報、そのレイヤーが再生専用であるか、追記型か、書き換え型であるかといった情報であるレイヤータイプが記録される。例えば、本実施の形態のように、すべてのレイヤーが同じフォーマットで形成された３層光ディスクの場合、レイヤー数には３層をあらわす１０ｂが保存される。ここで、２層であれば０１ｂ、１層であれば００ｂ、４層以上であれば１１ｂが保存される。トラックパスには、各レイヤーの記録再生の進行方向を示す情報が記録される。すべてのレイヤーが内周側から外周側に向かって記録再生を行う、即ち物理セクタ番号が内周側から外周側に向かって増加していくような光ディスクの場合、ここには０ｂが保存される。これをパラレルトラックパスと呼ぶ。一方、図１４に示したように、各層ごとに記録再生の進行方向が逆転するような光ディスクの場合、ここには１ｂが保存される。これをオポジットトラックパス、またはコンスタントトラックパス、オルタネイトトラックパスと呼ぶ。レイヤータイプには光ディスクの情報記録層に存在するデータの種類を指定する情報を記録する。ビット位置ｂ２が１ｂであれば光ディスクは書き換え型のユーザデータを含むことを示す。ビット位置ｂ１が１ｂであれば、光ディスクは一回記録型のユーザデータを含むことを示す。ビット位置ｂ０が１ｂであれば、光ディスクはエンボスピットで記録されたユーザデータを含むことを表す。逆に各ビットが０ｂであれば、それぞれの種類のデータを含んでいないことを示す。

バイト位置３の記録密度には、図１８の（ｂ）に示すように、上位４ビットには線密度が、下位４ビットにはトラック密度が保存される。ここで、線密度のビットが００００ｂであれば１ビットの長さは０．２６７μｍ／ｂｉｔであることを意味する。同様に０００１ｂであれば０．２９３μｍ／ｂｉｔ、００１０ｂであれば０．４０９から０．４３５μｍ／ｂｉｔの可変長、０１００ｂであれば０．２８０から０．２９５μｍ／ｂｉｔの可変長、０１０１ｂであれば０．１５μｍ／ｂｉｔ、０１１０ｂであれば０．１３０から０．１４０μｍ／ｂｉｔの可変長、０１１１ｂであれば０．１３５μｍ／ｂｉｔであることを意味する。一方、トラック密度のビットが０００ｂの場合０．７４μｍ／ｔｒａｃｋ、０００１ｂの場合０．８０μｍ／ｔｒａｃｋ、００１０ｂの場合０．６１５μｍ／ｔｒａｃｋ、００１１ｂの場合０．４０μｍ／ｔｒａｃｋ、０１００ｂの場合０．３４μｍ／ｔｒａｃｋを意味する。

バイト位置３３−３４のアブソリュートレイヤーフォーマットテーブルには、図１８の（ｃ）に示すように、各アブソリュートレイヤーのフォーマットの種類を示す情報が保存される。ここで、アブソリュートレイヤーとは、フォーマットに関わらず光ディスクに実際に形成されている情報記録層のことを指す。アブソリュートレイヤーは光入射面側から順番に番号付けされている。本実施形態の光ディスクの場合、３層の情報記録層を有しているのでアブソリュートレイヤーは３つ存在することになる。テーブルは３ビットを各アブソリュートレイヤーに割り当てている。ここで、各アブソリュートレイヤーの情報記録フォーマットが物理フォーマット情報のＢＰ０のブックタイプに一致する場合、０００ｂが保存される。一方、物理フォーマット情報のＢＰ０のブックタイプと異なるフォーマットで記録されたアブソリュートレイヤーが存在した場合、そのビットには０００ｂ以外の値が保存される。図４に示した光ディスクは３層ともが全て同一のフォーマットで記録されているため、テーブルはすべて０ｂのデータで埋められる。一方、例えばブックタイプが０１００ｂでＨＤ ＤＶＤ−ＲＯＭのディスクであって、アブソリュートレイヤー０のみが既存のＤＶＤ−ＲＯＭであるといった場合には、アブソリュートレイヤー０のビットには１００ｂが保存される。または、アブソリュートレイヤー０のみがＨＤ ＤＶＤ−Ｒであるといった場合には００１ｂが保存される。

＜既存の装置との互換性＞
既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤと言った光ディスクではデータエリア構造の構成はバイト位置４−１５に配置されており、バイト位置５−７にはディスク全体のデータ領域の開始物理セクタ番号（ＰＳＮ）が記録されている。さらに、バイト位置９−１１にはディスクのデータ領域全体の最終物理セクタ番号が格納されている。これは、単層のディスクであればレイヤー０、２層のディスクであればレイヤー２のデータ領域の値が記録される。また、バイト位置１３−１５には２層ディスクの場合にはレイヤー０のデータ領域の最終物理セクタ番号が格納される。

したがって、本実施形態の光ディスク１０を既存の２層以下のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤに対応した記録再生装置に挿入した場合、バイト位置４−１５の情報は２層のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤと同じ意味のデータであり、かつデータＩＤに関しても、データフレーム番号とレイヤー番号の部分は既存の２層のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤと同じ意味のデータであるため、ディスクは２層のディスクとして認識され、２層目までの情報は再生できることになる。

一方で、本実施形態の光ディスク装置では拡張データエリア構造及び拡張レイヤー番号を認識できるため、３層以上のレイヤーの再生が可能となる。この時、例えば３層のディスクに独立した拡張データエリア構造を設けず、既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤのようにバイト位置９−１１にディスクのデータ領域全体の最終物理セクタ番号を格納した場合には、既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤに対応した記録再生装置に挿入した場合、３層目の情報が解釈できないため、ディスク認識の段階でエラーとなる問題がある。このように本実施形態の光ディスクは３層以上の層に独立した拡張レイヤー番号や拡張データエリア構造を設定することで、既存のＤＶＤやＨＤ ＤＶＤに対応した装置との互換性を向上している。

＜ディスクのイニシャルフロー＞
図１９に本実施形態の光ディスク装置２００に光ディスク１０が装着された際に光ディスクを認識するための初期動作のフローを示す。

光ディスク装置２００に光ディスクが挿入されると、光ディスク装置２００は光ディスクをチャッキングしたスピンドルモータ２２０の回転を開始し、情報の記録再生を行うためのレーザダイオードドライバ２０６を介してレーザダイオードを点灯する（＃２）。

光ディスクの内周にＰＵＨ・アクチュエータ２０８を移動し、ＰＵＨ・アクチュエータ２０８をフォーカス方向に駆動し、フォーカスサーチする（＃４）。この際、各レイヤーからの反射光が光検出器２１０に入射し、電気信号として各処理回路に伝達される。この信号から光ディスク装置２００のコントローラ２５０は光ディスクの大まかなレイヤー数、各レイヤーの記録データの有無などを判別する。

次にコントローラ２５０はこの判別の結果に基づいて装置の各サーボの調整パラメータ、例えば再生パワーやフォーカス、トラッキングのゲイン、初期オフセット量や球面収差調整系の初期設定値などを設定する（＃６）。

光ディスク装置は最も奥のレイヤー（３層の場合はレイヤー２）にフォーカスをオンする（＃８）。

ＢＣＡ領域のＢＣＡ情報の再生を実施する（＃１０）。ここでは、ＢＣＡの情報からディスクのタイプやマークの極性、再生中のディスクが複数のフォーマットを有するツインフォーマットディスクであるか、単一のフォーマットのディスクであるか等が判明する。また、判明した結果に従って、再度サーボパラメータの微調整を行う。

フォーカスジャンプ動作によって最も手前のレイヤー０にフォーカスを移動する（＃１２）。

トラッキング制御をオンし、トラックの再生を開始する（＃１４）。トラックの情報を再生したらまず、はじめにコントローラ２５０はデータＩＤの情報を処理する（＃１６）。

データＩＤのレイヤー番号及び拡張レイヤー番号から現在フォーカスがオンしているレイヤーを判定する（＃１８）。ここで、本実施形態の光ディスクの場合、レイヤー番号が０ｂであり、かつ拡張レイヤー番号も０ｂであれば、現在フォーカスがオンしているレイヤーはレイヤー０であると判定される。一方、もしいずれか一方、もしくは両方のビットが１ｂである場合、フォーカスはレイヤー０以外のレイヤーにフォーカスがオンしていることになる。

ここで、フォーカスしているレイヤーが所望のレイヤーであるレイヤー０でない場合には、フォーカスジャンプを実施する処理（＃１２）を再度実行する。一方で、レイヤー０にある場合には、システムリードイン領域の再生処理（＃２０）に移行する。この再生処理では、光ディスク装置はシーク動作を行い、物理セクタ番号が０１ＦＦＦＦｈより小さく、データＩＤの領域タイプが０１ｂの領域に移動し、データの再生を開始する。上述したように、物理セクタ番号がデータフレーム番号と一致した３バイトであるので、レイヤー０とレイヤー２には必ず同じ値の物理セクタ番号を持つ物理セクタが存在することになるが、物理セクタ番号に加えて拡張レイヤー番号ビットを用いたメタ物理セクタ番号を用いれば、光ディスク内でセクタ番号の重複が無いため、より正確に所望のアドレスにアクセスすることが可能となる。

最終的に光ディスク装置はシステムリードインのコントロールデータセクションを再生し、ディスクの製造メーカ情報や、コピーライト保護情報を得る。さらに、物理フォーマット情報から、正確なディスクタイプ、レイヤーの数、トラック密度や線密度、各アブソリュートレイヤーのフォーマット等を判別できる。光ディスク装置はこの結果を上位のホストに送信し、光ディスクの認識のための初期動作を完了する。

＜記録再生のフロー＞
図２０に本実施形態の光ディスク装置が光ディスクの情報を再生する場合のフローを示す。光ディスク装置は光ディスクの認識が終了したら、上位のホストの指示にしたがって、光ディスクに対して再生を実施する。ホストは再生すべき物理セクタのアドレス情報を光ディスク装置に与える。

ホストから再生すべき物理セクタ番号の要求を受け取った場合、その物理セクタ番号がその時点でフォーカスしているレイヤーに存在しない物理セクタ番号である場合、フォーカスジャンプを実施して、要求の物理セクタ番号が存在するレイヤーに移動する。さらに、レイヤー内でシーク動作を実施する（＃３２）。

シーク動作を実行したらレーザ光が現在照射されている物理セクタのデータＩＤの再生を実施する（＃３４）。データＩＤからデータフレーム番号、レイヤー番号、拡張レイヤー番号等を判定し、再生を実施している物理セクタが要求された物理セクタであるか否かを確認する（＃３６）。ここで、再生している物理セクタの物理セクタ番号が要求された番号と一致した場合には、データの再生処理（＃３８）に移行する。一方、要求された番号と一致しない場合には、最初の処理（＃３２）に戻り、フォーカスジャンプ・シーク動作を継続する。

データの再生処理（＃３８）では光ディスク装置はホストからの要求に従って光ディスクからユーザデータを読み出す。

＜記録のフロー＞
図２１に本実施形態の光ディスク装置が光ディスクの情報に情報を記録する場合のフローを示す。光ディスク装置は光ディスクの認識が終了したら、上位のホストの指示にしたがって、光ディスクに対して記録を実施する。ホストは記録すべき情報とアドレス情報（どのレイヤーのどの物理セクタ番号）とを光ディスク装置に与える。ホストは情報を５１ＧＢの１枚のディスクの何バイト目に記録するかに応じて、どのレイヤーのどのデータフレーム番号の物理セクタに情報を記録するかを知ることができる。

ホストから記録したい物理セクタ番号の要求を受け取った場合、その物理セクタ番号がその時点でフォーカスしているレイヤーに存在しない物理セクタ番号である場合、フォーカスジャンプを実施して、要求の物理セクタ番号が存在するレイヤーに移動する。さらに、レイヤー内でシーク動作を実施する（＃５２）。

シーク動作を実行したらレーザ光が現在照射されている物理セクタのウォブルアドレスを再生する（＃５４）。ウォブルアドレスから現在レーザ光が照射されている物理セクタが要求された物理セクタであるか否かを確認する（＃５６）。ここで、該物理セクタが要求されたた物理セクタである場合には、データの記録処理（＃５８）に移行する。一方、要求された物理セクタではない場合には、最初の処理（＃５２）に戻り、フォーカスジャンプ・シーク動作を継続する。

データの記録処理（＃５８）では光ディスク装置はホストからの要求に従って、光ディスクにユーザデータを記録する。光ディスク装置のコントローラ２５０はユーザデータ（メインデータ）に対して物理セクタ単位でデータＩＤ、ＩＥＤ、予備、ＤＥＣを付与し、さらにこれを３２個ごとにまとめて、図１１に示すデータフィールド、データセグメントを生成する。そして、生成したデータセグメントを光ディスクに記録する。ここで、光ディスク装置は各物理セクタに対して、データフレーム番号、拡張レイヤー番号、レイヤー番号を算出し、記録するデータＩＤに格納する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、データセグメント内の各物理セクタ内のデータＩＤに拡張レイヤー番号を含ませ、拡張レイヤー番号情報をデータフレーム番号とレイヤー番号の両方の拡張情報とすることにより、従来の単層もしくは２層のＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤとほぼ同じデータ構造を保ったまま、３層といった従来よりも多い総数、かつ約３４ギガバイトを超える大容量の情報の管理（例えば、レイヤー判別）を可能としている。さらに、拡張レイヤー番号情報をデータフレーム番号とレイヤー番号の両方の拡張情報とすることにより、それぞれの割り当てをそのまま増加させるよりも管理情報のビット数を削減することができ、フォーマット効率を高めることが可能となる。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。例えば、実施の形態は３層の光ディスクについて説明したが、３層に限らず２層または４層以上でも良いし、全ての層が同じフォーマットではなくても良い。

本発明の一実施の形態による情報記録再生装置の一例を示す図。 本発明の一実施の形態による情報記録再生装置の他の例を示す図。 図１、図２の光ディスク装置の一例を示す図。 図１、図２の光ディスクの一例を示す図。 光ディスクの情報記録領域のレイアウトを示す図。 光ディスクの物理的特長を示す図。 光ディスクの中間層の厚さを示す図。 ２層記録媒体における戻り光を説明する図。 光ディスクのＢＣＡの構造を示す図。 光ディスクのＢＣＡの内容を示す図。 データセグメントと物理セクタの構造を示す図。 物理セクタ内のデータＩＤの内容を示す図。 データＩＤ内のレイヤー番号と拡張レイヤー番号を示す図。 ３層記録媒体における物理セクタ番号の配置を示す図。 システムリードイン領域とデータリードイン領域の構造を示す図。 システムリードイン領域内の物理フォーマット情報の内容を示す図。 物理フォーマット情報内のレイヤー識別子の内容を示す図。 物理フォーマット情報の詳細な内容を示す図。 イニシャルフローを示す図。 再生フローを示す図。 記録フローを示す図。

符号の説明

１０…光ディスク、２０８…ＰＵＨ・アクチュエータ、２１８…サーボ回路、２２０…スピンドルモータ、２０５…記録信号処理回路、２１５…ＲＦ信号処理回路、２１６…アドレス信号処理回路、２５０…コントローラ。

Claims (8)

1. 多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体において、
   各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、
   各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、
   前記データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、
   前記データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体。
2. 前記レイヤー番号はレイヤー０とレイヤー１のいずれかを示す１ビットの情報であり、前記拡張レイヤー番号はレイヤー０またはレイヤー１であるか否かを示す１ビットの情報であることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
3. 前記データフレーム番号は物理セクタに順番に振られた番号であり、
   前記拡張レイヤー番号は前記データフレーム番号の上位ビットとなることを特徴とする請求項２記載の情報記録媒体。
4. 前記データフレーム番号に対応する物理セクタ番号はレイヤー０、レイヤー２では内周から外周に向かって連続的に増加し、レイヤー１では、外周から内周に向かって増加し、レイヤー０の最外周の物理セクタ番号をビット反転した値がレイヤー１の最外周の物理セクタ番号であり、レイヤー１の最内周の物理セクタ番号をビット反転した値がレイヤー２の最内周の物理セクタ番号である請求項３記載の情報記録媒体。
5. 多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、
   各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、
   各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、
   前記データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、
   前記データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置において、
   レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出す手段と、
   前記読出し手段により読み出したデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが再生対象の物理セクタであるか否か判定する手段と、
   前記判定手段が該物理セクタが再生対象の物理セクタであると判定すると、データ再生を行う手段と、
   を具備する情報再生装置。
6. 多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、
   各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、
   各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、
   前記データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、
   前記データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体から情報を再生する情報再生方法において、
   レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出すステップと、
   前記読出しステップにおいて読み出されたデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが再生対象の物理セクタであるか否か判定するステップと、
   前記判定ステップにおいて、該物理セクタが再生対象の物理セクタであると判定されると、データ再生を行うステップと、
   を具備する情報再生方法。
7. 多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、
   各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、
   各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、
   前記データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、
   前記データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置において、
   レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出す手段と、
   前記読出し手段により読み出したデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが記録対象の物理セクタであるか否か判定する手段と、
   前記判定手段が該物理セクタが記録対象の物理セクタであると判定すると、データ記録を行う手段と、
   を具備する情報記録装置。
8. 多数のデータセグメントを含む多層の情報記録媒体であって、
   各データセグメントは所定数の物理セクタを含み、
   各物理セクタはデータ識別子とメインデータとを含み、
   前記データ識別子はデータフレーム情報とデータフレーム番号とを含み、
   前記データフレーム情報はレイヤー番号と拡張レイヤー番号とを含む情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法において、
   レーザ光が照射されている物理セクタのデータ識別子を読出すステップと、
   前記読出しステップにおいて読み出されたデータ識別子のデータフレーム番号とレイヤー番号と拡張レイヤー番号とに基づいて該物理セクタが記録対象の物理セクタであるか否か判定するステップと、
   前記判定ステップにおいて、該物理セクタが記録対象の物理セクタであると判定されると、データ記録を行うステップと、
   を具備する情報記録方法。

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