JP4948467B2

JP4948467B2 - 多層記録媒体のデータ記録方法

Info

Publication number: JP4948467B2
Application number: JP2008099314A
Authority: JP
Inventors: 充佐藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: JP2009252295A

Description

本発明は、複数の記録層を有する多層記録媒体のデータ記録方法に関する。

近年、ＣＤやＤＶＤの如き光ディスクは、音楽、動画およびソフトウェアの頒布、ハードディスクのバックアップ、デジタルビデオレコーディングなどの幅広い分野で普及している。今後更なるビデオ記録の長時間化やディスクの小型化、映像のハイビジョン化に対応し、いっそうの記録密度の向上が望まれている。光ディスクの記録密度を向上させる基本技術として、記録光源の短波長化、光ヘッド用レンズの高解像度化が挙げられる。次世代光ディスクでは、記録光源に青紫レーザ(波長：４０５nm)を採用し、直径１２ｃｍで１層あたり約２５ＧＢ、記録層の２層化で約５０ＧＢの記憶容量の確保が可能となっている。また、更なる記録密度向上の手段として、光ディスクの記録層の総数を増やす多層化技術が注目されている。多層化技術とは、光の透過性を利用した光ディスク特有の技術であり、光スポットの焦点位置を光軸方向に移動させ任意の記録層に焦点を合わせることによって選択的に記録／再生を行う技術である。

特許文献１には、複数の記録層を有する光ディスクにおいて、複数の記録層に情報を記録・再生する際の順序を示す順序情報を所定領域に記録し、かかる順序情報に従って、ビーム照射面から近い記録層から順に記録することが記載されている。

特許文献２には、２層以上の記録層を有する記録媒体に対して記録を行う際には、特定の記録層を全て記録済み状態にしてから他の記録層に対する記録を行うことが記載されている。

特許文献３には、複数の記録層を有する記録媒体において、記録層の最上層から最下層の順又は最下層から最上層の順で光スポットを移動させて情報記録を行うことが記載されている。
特開２０００−２９３９４７号公報特開２００３−１６６４８号公報特開２００５−１１５２９号公報

多層ディスクでは、再生を行う層から得られる再生信号に、近接する他の記録層からの再生信号が混入する層間クロストークが問題となる。光ディスクの分野においては、今後、更なる大容量化、高密度化が進み、記録層の層間隔はこれまで以上に狭くなっていくものと考えられ、層間クロストークの問題はより深刻になるものと考えられる。一方、光ディスクの大容量化が実現すると、その記録層の全てを使い切るという使用方法のみならず、一部の記録層に対してのみ記録を行うといった使用方法も考えられる。具体的には、スーパーハイビジョン動画を収録できる大容量の多層ディスクに、テキストファイルや音楽ファイルなど比較的容量の少ないデータを記録するといった使い方である。そうすると、例えば１０層の記録層を持つ多層ディスクであっても、そのうちの５層分の容量しか使用しない、といった状況が考えられる。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、複数の記録層、特に３層以上の記録層を有する多層記録媒体において、その一部の層に対してのみ記録を行う場合において層間クロストークの影響を低減することができる多層記録媒体のデータ記録方法および記録装置を提供することを目的とする。

本発明の多層記録媒体のデータ記録方法は、３層以上の記録層を有する多層記録媒体の前記記録層毎にデータ記録を行う多層記録媒体のデータ記録方法であって、データ記録済みの記録層の各々との間に少なくとも１層の未記録層を挟むようにデータ記録を行うことを特徴としている。

また、本発明の多層記録媒体の記録再生装置は、３層以上の記録層を有する多層記録媒体の前記記録層毎にデータ記録を行う多層記録媒体の記録装置であって、データ記録済みの記録層の各々との間に少なくとも１層の未記録層を挟むようにデータ記録を行うことを特徴としている。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１に本発明の記録方法によるデータ記録の対象となる多層ディスク１０の断面構造の一例を示す。多層ディスク１０は、トラックガイドとして機能するグルーブ２１が形成された第１トラックガイド層Ｇ１と、グルーブ２２が形成された第２トラックガイド層Ｇ２とが互いに隣接して形成されている。第１および第２トラックガイド層の上方には、ディスクの厚み方向において互いに等間隔で離間している記録層Ｌ０〜Ｌ９が設けられている。各記録層の間には、光透過性を有するスペーサ層Ｓ１が設けられ、最上部に位置する記録層Ｌ０の上方には光透過性を有するカバー層Ｃ１が設けられている。各記録層Ｌ０〜Ｌ９は例えばアゾ系の有機色素からなる記録材料を含む。各記録層に対するデータ記録は、記録再生装置（図示せず）から発せられる記録再生用ビームＢ１を目的の記録層に合焦させ、有機色素に化学変化を生ぜしめることにより行われる。各記録層に記録されたデータの読み取りは、かかる有機色素の化学変化による反射率変化に基づいて行われる。

図２に多層ディスク１０を上方から眺めたときのデータ記録方向を示す。第１トラックガイド層Ｇ１に形成されているグルーブ２１は、多層ディスク１０の外周から内周に向かう順方向のスパイラル状となっている。一方、第２トラックガイド層Ｇ２に形成されているグルーブ２２は、多層ディスク１０の内周から外周に向かう逆方向のスパイラル状となっている。多層ディスク１０には、データ記録再生装置（図示せず）から第１又は第２トラックガイド層に焦点を結ぶサーボ用ビームＢ２と、記録層Ｌ０〜Ｌ９のいずれかに焦点を結ぶ記録再生用ビームＢ１が照射される。記録再生用ビームＢ１のトラッキング制御は、サーボ用ビームＢ２の反射光に基づいて行われる。すなわち、サーボ用ビームＢ２を第１又は第２トラックガイド層に形成されたグルーブに追従させ、記録再生用ビームＢ１の焦点位置をこれに伴ってトラック方向に移動させる。従って、サーボ用ビームＢ２が第１トラックガイド層Ｇ１に合焦している場合には、記録層に対する記録方向は図２（ａ）に示す如く、順方向スパイラル状となる。サーボ用ビームＢ２が第２トラックガイド層Ｇ２に合焦している場合には、記録層に対する記録方向は図２（ｂ）に示す如く、逆方向スパイラル状となる。ここで、いずれかの記録層に対するデータ記録が完了し、他の記録層に対して記録を開始するいわゆる層間ジャンプを行う際にサーボ用ビームＢ２の焦点を第１トラックガイド層Ｇ１から第２トラックガイド層Ｇ２へ、又は第１トラックガイド層Ｇ２から第２トラックガイド層Ｇ１へ切り替えを行い、記録方向を反転させる。これにより、層間ジャンプを行った際のヘッドの移動量を最小限に抑えることができ、データ記録再生処理を速やかに行うことが可能となる。つまり、ある記録層に対してディスクの外周から内周に向けて順スパイラル方向で記録を行い、記録領域の最内周に達すると次の記録層に焦点位置を移動させるが、次の記録層に対してはディスクの内周から外周に向かう逆スパイラル方向でデータ記録がなされるので、ヘッドのトラック方向の移動は不要となり、層間ジャンプ後に速やかに記録再生を行うことができる。

ここで層間クロストークは、ある記録層に対して記録/再生を行う場合に、その層に近接する他の記録層の記録状態の影響を受けて記録マークが歪んだり、再生信号にノイズが入ることに起因するものである。層間クロストークは、記録済み層の直近の記録層に対して記録/再生を行う場合にその影響が最も大きくなり、反対に、記録済み層から離れた記録層に対してデータ記録/再生を行う場合にはその影響が小さい。従って、従来の記録方法のように最下層から最上層に向けて、或いは最上層から最下層に向けて記録層の並び順に順次記録していくような記録方法は、層間クロストークの影響を最も受け易いといえる。そこで、本発明の記録方法では、ある記録層に対してデータ記録を行う場合には、既に記録済みとなった記録層との間に常に１層以上の未記録層が存在するように記録していくことを原則とする。

図３（ａ）〜（ｅ）に上記原則に従った記録方法の具体例を示す。（ａ）〜（ｅ）は、多層ディスクへの記録手順の各ステップを示し、各図は、多層ディスクの記録層を模式的に表したものある。図中において実線部分は多層ディスクの記録済み層を示し、破線部分は未記録層を示している。また、各図の右側に付された番号は記録順序を示している。多層ディスクは、例えばＬ０〜Ｌ９の１０層の記録層を有しているものとする。まず、１番目に記録する層は、どの層であっても構わない。ここでは最初に記録層Ｌ９にデータ記録を行うものとする（図３（ａ））。次に、２番目にどの層へデータ記録を行うかを上記原則に従って選択する。２番目に記録する層は、「既に記録済みとなった記録層との間に１層以上の未記録層が存在する」という条件を満たす記録層Ｌ０〜Ｌ７が対象となる。尚、図中の各記録層を示す符号（Ｌ０〜Ｌ９）に付された丸印は、上記の条件を満たし、次のステップでの記録対象となる層を示している。ここでは、２番目に記録層Ｌ３にデータ記録を行うものとする（図３（ｂ））。この際、記録済み層Ｌ９との間には、５層の未記録層が存在しているので、記録済み層Ｌ９との間で生じる層間クロストークの影響は記録層の並び順に記録を行う従来のものと比べ低減される。同様に、３番目にデータ記録を行うべき記録層は、上記原則によれば記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ５〜Ｌ７である。ここでは、３番目に記録層Ｌ７にデータ記録を行うものとする（図３（ｃ））。この際、記録済み層Ｌ９との間には１層の未記録層が存在し、記録済み層Ｌ３との間には３層の未記録層が存在しているので、これらの層との間で生じる層間クロストークの影響は記録層の並び順に記録を行う従来のものと比べ低減される。次に、４番目にデータ記録を行うべき記録層は、上記原則によれば記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ５である。ここでは、４番目に記録層Ｌ５にデータ記録を行うものとする（図３（ｄ））。この際、最も近い記録済み層Ｌ３およびＬ７との間にはそれぞれ１層の未記録層が存在しているので、これらの層との間で生じる層間クロストークの影響は記録層の並び順に記録を行う従来のものと比べ低減される。次に５番目にデータ記録を行うべき記録層は、上記の条件によれば記録層Ｌ０、Ｌ１である。ここでは、５番目に記録層Ｌ０にデータ記録を行うものとする（図３（ｅ））。この際、最も近い記録済み層Ｌ３との間には２層の未記録層が存在しているので、記録済み層Ｌ３との間で生じる層間クロストークの影響は記録層の並び順に記録を行う従来のものと比べ低減される。以上の５つの記録層に対して記録が完了すると、上記の条件を満たす記録層は存在せず、どの層を選択しても層間クロスの影響はほぼ同一であると考えられるので、以降はどのような順序で記録しても構わない。すなわち、本発明の記録方法は、複数の記録層のうちの一部の記録層に対して記録を行い、一部の記録層に記録されたデータを再生する状況において、その効果を発揮する。例えば、１０層の記録層のうち５層の記録層に対して連続的に又は断続的に記録を行う場合に上記の条件で記録を行うことにより記録時においては記録マークの歪み等を抑えることができ、再生時においては他の記録済み層からの迷光に起因して発生するノイズを低減することができる。尚、各記録層に対して実際にどのような順序で記録を行ったかという情報は、多層ディスクの所定領域に記録しておく必要がある。記録再生装置は、再生時においてかかる記録順序に関する情報を読取り、記録順序と同一の順序で再生を行う。

次に、図４に上記原則に従った本発明の記録方法の第２実施例を示す。図４は、多層ディスクの記録層を模式的に表したものであり、実線部分は多層ディスクの記録済み層を示し、破線部分は未記録層を示している。また、各図の右側に付された番号は記録順序を示している。本実施例では、最下部に位置する記録層Ｌ９から記録を開始する。その後は、１層おきに下層から上層に向けてＬ７、Ｌ５、Ｌ３、Ｌ１の順で記録していく。このように下層から上層に向けて１層おきに記順次記録していく場合でも、既に記録済みとなった記録層との間に１層以上の未記録層が存在するという条件を満たし、層間クロストークの影響は記録層の並び順に記録を行う従来のものと比べ低減される。尚、１番目に記録する層は最上部の記録層Ｌ０であっても構わない。この場合、上層から下層に向けて１層おきにＬ２、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８の順で記録していくことになる。尚、本実施例の記録方法は、かかる方法で記録を行うべき旨の指示が記述されたプログラムを記録再生装置に組み込み、層間ジャンプを行う際にかかるプログラムに基づいて記録層を指定することにより実現される。

次に、上記原則に従った本発明の記録方法の第３実施例について説明する。層間クロストークは、上記したように、記録済み層の直近の記録層に対して記録/再生を行う場合にその影響が最も大きくなり、反対に、記録済み層から離れた記録層に対して記録/再生を行う場合にはその影響が小さい。かかる点を考慮して、本実施例の記録方法は層間クロストークの影響を最小とするべく、上記の「既に記録済みとなった記録層との間に常に１層以上の未記録層が存在するように記録していく」という条件に加え、記録済み層の各々からの距離が最も大きいものとなる未記録層を選択して記録していくというものである。かかる記録方法の具体例について図５および図６を参照しつつ説明する。

図５は、本実施例に係る記録方法のフローチャート図である。まず、１番目にデータ記録を行う記録層として、最上部の記録層Ｌ０又は最下部の記録層Ｌ９を選択する。ここでは最下部の記録層Ｌ９を選択することとする（ステップＳ１）。１番目の記録層にデータ記録が終了したら２番目にデータ記録を行うべき記録層として、ステップＳ１で選択した記録層から最も遠端部に位置する記録層、すなわち、最上部の記録層Ｌ０を選択する（ステップＳ２）。２番目の記録層にデータ記録が完了したら、３番目にデータ記録を行うべき記録層を選択するに際して、未記録層毎に既に記録済みとなった記録層のうち最寄の記録層との間に存在する未記録層の数（以下層数Ａと称する）を計数する（ステップＳ３）。

ここで、図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ-1）は、ステップＳ２まで完了した時点での多層ディスクの記録状態を示したものであり、実線が記録済み層、破線が未記録層を示しており、記録層Ｌ０とＬ９が記録済みとなっていることが理解できる。図６（ａ-２）は、かかる状態における記録層毎の層数Ａを計数した結果を示したものである。詳述すると、記録層Ｌ１から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ０であり、記録層Ｌ１と記録層Ｌ０との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は０である。記録層Ｌ２から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ０であり、記録層Ｌ２と記録層Ｌ０との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は１である。記録層Ｌ３から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ０であり、記録層Ｌ３と記録層Ｌ０との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は２である。記録層Ｌ４から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ０であり、記録層Ｌ４と記録層Ｌ０との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は３である。記録層Ｌ５から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ９であり、記録層Ｌ５と記録層Ｌ９との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は３である。記録層Ｌ６から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ９であり、記録層Ｌ６と記録層Ｌ９との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は２である。記録層Ｌ７から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ９であり、記録層Ｌ７と記録層Ｌ９との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は１である。記録層Ｌ８から見た最寄の記録済み層は記録層Ｌ９であり、記録層Ｌ８と記録層Ｌ９との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）は０である。このようにして、未記録層毎に最寄の記録済み層との間に存在する未記録層の数（層数Ａ）を求めていく。

次に、未記録層毎に求めた層数Ａのうち値が最も大きいものに対応する未記録層を３番目にデータ記録を行うべき記録層として選択する（ステップＳ４）。本実施例の場合、記録層Ｌ４およびＬ５に対応する層数Ａが３と最も大きいので、これらのうちのいずれかを３番目にデータ記録を行う記録層として選択する。ここでは、より下方に位置する記録層Ｌ５を優先的に選択することとする。

次に、全ての記録層について記録が完了したか否かの判断を行い、未記録状態の層が存在する場合は、ステップＳ３とステップＳ４の処理を繰り返し実行する。図６（ｂ-1）は、３層のデータ記録が完了した時点での多層ディスクの記録状態を示したものであり、記録層Ｌ０、Ｌ５、Ｌ９が記録済みとなっていることが理解できる。この場合においても同様に、未記録層毎に層数Ａを求め、そのうち最大値をとるものを次に記録を行うべき記録層として選択する。図６（ｂ-２）より記録層Ｌ２、Ｌ３およびＬ７に対応する層数Ａが１と最も大きいので、これらのうちのいずれかを４番目にデータ記録を行う層として選択する。ここでは、より下方に位置する記録層Ｌ７を優先的に選択することとする。

図６（ｃ-1）は、４層のデータ記録が完了した時点での多層ディスクの記録状態を示したものであり、記録層Ｌ０、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９が記録済みとなっていることが理解できる。この場合においても同様に、未記録層毎に層数Ａを求め、そのうち最大値をとるものを次に記録を行うべき記録層として選択する。図６（ｃ-２）より記録層Ｌ２およびＬ３に対応する層数Ａが１と最も大きいので、これらのうちのいずれかを５番目にデータ記録を行う層として選択する。ここでは、より下方に位置する記録層Ｌ３を優先的に選択することとする。

図６（ｃ-1）は、５層のデータ記録が完了した時点での多層ディスクの記録状態を示したものであり、記録層Ｌ０、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９が記録済みとなっていることが理解できる。５層の記録が完了した時点においては、図６（ｃ-２）より明らかなように、全ての未記録層に対応する層数Ａは０であり、以降の記録については、本発明の記録方法に係る「既に記録済みとなった記録層との間に常に１層以上の未記録層が存在するように記録していく」という原則を満たすことはできないので、本発明の記録方法による記録処理はここまでで終了し、残りの未記録層については、例えばより下方に位置する記録層から順次記録していくというようなルールに従って記録を行っていく。

尚、各記録層に対して実際にどのような順序で記録を行ったかという情報は、多層ディスクの所定領域に記録しておく必要がある。記録再生装置は、再生時においてかかる記録順序に関する情報を読取り、記録順序と同一の順序で再生を行う。

ここで５層の記録層に対して記録が完了した時点での多層ディスクの状態を上記第１実施例の記録方法で記録されたもの（図３（ｅ））と比較すると、記録済み層は全く同一である。しかしながら、２層目又は３層目を記録する際には、本実施例の記録方法によれば、記録済み層からの距離が最も遠い未記録層を選択して記録していくこととしているので、層間クロストークの影響が更に小さくなり、記録マークのひずみ等の発生をより効果的に防止することができる。また、２層目又は３層目の記録が完了した時点で再生を行う場合でも、各記録済み層間の距離は最大限に離間しているので、上記第１実施例の場合と比較して再生品質の向上を期待できる。尚、本実施例の記録方法は、図５のフローチャートによって示される手順を記述したプログラムを記録再生装置に組み込み、層間ジャンプを行う際にかかるプログラムに基づいて記録層を指定することにより実現される。

次に、図１に示す構造とは異なる構造の多層ディスクを使用する場合の実施例について説明に示す。すなわち、多層ディスクの構造としては、図１に示すものの他、記録層毎にトラックガイドを有する構成が想定される。かかる構成の多層ディスクにおいても層間ジャンプを行ったときに速やかに記録再生処理を開始できるように、図７に示すように、各記録層には順方向スパイラル状のトラックガイドと逆方向スパイラル状のトラックガイドが交互に積層されることが考えられる。このような構造の多層ディスクの場合には、１番目にデータ記録を行うべき記録層として最下部に位置する記録層Ｌ９を選択し、その後は２層おきに下層から上層に向けて記録層を選択する。つまり、Ｌ９、Ｌ６、Ｌ３、Ｌ０の順で間に２層の未記録層を挟んで順次記録していくのである。かかる順序でデータ記録を行うことにより、順方向スパイラルのトラックガイドを有する層と逆方向スパイラルのトラックガイドを有する層が交互に記録対象となるので、層間ジャンプ後の記録再生処理を速やかに行うことができ、かつ層間クロストークに影響も低減できる。尚、この場合においても各記録層に対して実際にどのような順序で記録を行ったかという情報は、多層ディスクの所定領域に記録しておく必要がある。記録再生装置は、再生時においてかかる記録順序に関する情報を読取り、記録順序と同一の順序で再生を行う。また、記録順序は最上層からＬ０、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９の順であってもよい。また、記録層の総数が更に多い場合には、４層おき、６層おきに記録していくこととしてもよい。

本発明の記録方法によってデータ記録がなされるべき多層ディスクの断面構造図である。多層ディスクの上面図であり、記録方向を示す図である。多層ディスクの各記録層を模式的に示した図であり、本発明の記録方法の実施例を示す図である。多層ディスクの各記録層を模式的に示した図であり、本発明の記録方法の第２実施例を示す図である。本発明の記録方法の第３実施例に係る記録手順を示すフローチャート図である。本発明の記録方法の第３実施例を示す図である。順方向スパイラル状のトラックガイドと逆方向スパイラル状のトラックガイドが交互に積層された記録層を有する多層ディスクに対する記録方法を示す図である。

符号の説明

１０多層ディスク
２１、２２グルーブ
Ｌ０〜Ｌ９記録層
Ｇ１第１トラックガイド層
Ｇ２第２トラックガイド層

Claims

３層以上の記録層を有する多層記録媒体の前記記録層毎にデータ記録を行う多層記録媒体のデータ記録方法であって、
データ記録済みの記録層の各々との間に少なくとも１層の未記録層を挟むようにデータ記録を行うことを特徴とする多層記録媒体のデータ記録方法。
前記記録層の積層方向において順次記録することを特徴とする請求項１に記載の多層記録媒体のデータ記録方法。
データ記録済みの記録層のいずれか１を基準として最大数の未記録層を挟む未記録層のいずれかを次にデータ記録を行う記録対象として選択することを特徴とする請求項１に記載の多層記録媒体のデータ記録方法。
前記記録層のうちの前記積層方向における最外位置にある層に対して優先的にデータ記録をなすことを特徴とする請求項２又は３に記載の多層記録媒体のデータ記録方法。
請求項１乃至４のいずれか１に記載のデータ記録方法により前記多層記録媒体にデータ記録を行うことを特徴とする多層記録媒体の記録装置。