(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
層を複数以上で構成するディスクメモリの層識別方法において、各層間のプレフォーマットの配置をディスク回転方向に相互にずらせて配置したディスクメモリから検出した配置間の位相のずれ量を用いて層位置を判定することを特徴とする多層ディスクメモリの層識別方法。
【請求項２】
１回転に１パルス発生できるようにマークを付したディスクから、ディスク１回転に１パルスを検出器により検出し、定められた時間間隔で前記検出器よりの出力パルスと、ディスク・プレアォーマットの配置との間における位相関係を検出することを特徴とする請求項１に記載の多層ディスクメモリの層識別方法。
【請求項３】
層を複数以上で構成するディスクメモリにおいて、各層間のプレフォーマットをディスク回転方向に相互にずらせて配置したディスクメモリであって、前記ずらせた配置をディスク面内の内周側あるいは外周側の半径位置の少なくとも１つの層判定エリアに設け、前記ずらせた配置間のずれ量を層位置の情報としたことを特徴とする光ディスクメモリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛躍的に記憶容量を大容量化するために記録再生面を多層化(３次元化)した多層ディスクメモリに関し、特に、目標の層にアクセスしたかの判定を容易に行えるようにした多層ディスクメモリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１はこの種の多層ディスクメモリの基本構造を示す。この図１においては、右図のような形状のディスクＤを、左図のごとく説明の容易化のためにディスク厚方向に拡大して示している。
【０００３】
目的とする層へデータを記録再生するため、対物レンズＬを上下方向に移動させ、このとき、図２の示されるような、フォーカシング誤差信号に基づき、フォーカシング制御を行い、その対物レンズＬより出射されるレーザビームＢを、目的とする層へ照準させる。
【０００４】
さてここでU.S.特許6,009,065で示されている代表的な３次元メモリについての概要を述べる。この従来技術は、ＣＤ系あるいはＤＶＤ系反射型光ディスクとは異なり反射光としてインコヒーレントな蛍光を利用している。このことにより多層化を実現している。
【０００５】
従来の反射型では、第２層目の情報を検出するために、650nmレーザが第２層目を照射している。第２層目のピットあるいは記録マークで光が変調され反射して光検出器方向へ光が進む。このとき第１層目にピットあるいはマークが形成されていると全ての光が透過されず一部の光が反射されるので前記光検出器へ到達する光量が減衰する。
【０００６】
一方、蛍光型では、第２層目に情報を検出するために650nmレーザを照射すると第２層目からは波長の異なる680nmのインコヒーレント光である蛍光が発せられる。この蛍光は、第１層目では吸収あるいは反射されず減衰されることなく検出器方法へ向かっていく。つまり各層は、680nm帯の光では吸収あるいは反射されないような材料を使った層構造になっている。
【０００７】
蛍光型では、再生専用の場合は、図３に示した層内のピット部には、層を形成する光を照射すると蛍光を発する材料が多く埋められているので、ピット部で多くの蛍光を発する。このことによって情報が検出できるのである。また記録用の場合は、図３においてグルーブに、記録情報に応じてレーザにて記録マークを形成する。この記録マークは、再生時レーザが照射されても蛍光を発しないので記録情報を検出できる。いずれの場合も蛍光は第１層において透過するので従来の反射型に比較すると信号対ノイズを大きく取れる。
【０００８】
この蛍光型ディスクを使って情報を記録再生するためのサーボ制御回路よりの制御信号をサーボアンプで増幅し、フォーカシング＆トラッキング用アクチュエータを駆動して対物レンズの位置を調節する。その対物レンズへは、レーザドライバにより駆動されるレーザ光源よりのレーザ光が入光される。
【０００９】
スピンドルモータにより回転しているディスクにおける所望の層に対し、対物レンズによりレーザ光が照射され、そのレーザ光照射による反射光は、同対物レンズを通じて取り込まれ、今度は光学フィルタへ導かれ、所望の波長域のレーザ光のみが光検出器で光信号に変換され、プリアンプで増幅後、信号演算回路を通じてコントローラ１に取込まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような多層ディスクの記録再生時おいて、目標の層にアクセスしたときに、そのアクセスした層が目標のアドレスかどうかを判定できる必要がある。たとえば光ディスクにおいては、ビームを目標の層にアクセスして、焦点位置を制御するのであるが、目標の層へ到達させるためには、焦点誤差信号をカウントしてアクセスするだけでは、充分な信頼性が得られない。つまり途中でなんらかの外乱（電気的ノイズ等）によりカウントミスを生じる可能性がある。
【００１１】
ディスクの層ごとに、層を識別できるようにするために異なるプレフォーマットを作成するのでは、層ごとのスタンパが必要となる。スタンパの数が増えるとその管理もさることながら、複数のスタンパを製作せねばならず大変コスト高となる。
【００１２】
尚、U.S.特許6,009,065は再生専用の３次元メモリであり、再生専用の場合は、各層ごとに異なるスタンパを製作するので、第何層目の層かを示す情報を各層ごとに入れるのは容易である。
【００１３】
本発明は、少なくとも一つのスタンパがあれば記録・再生時にディスクの層を判別できる多層ディスクメモリを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、層を複数以上で構成するディスクメモリの層識別方法において、各層間のプレフォーマットの配置をディスク回転方向に相互にずらせて配置したディスクメモリから検出した配置間の位相のずれ量を用いて層位置を判定することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、基準とする層に対してのみその層を識別できるアドレス情報を書き込み、その基準とした層からの各層プレフォーマットの位相差から、現在アクセスの層がいずれの層であるかを判定する。このような構成によって、少ないスタンパでも各層を互いに区別できる。
【００１６】
本発明は、各層の位置を判定するためにディスク一回転に一パルス発生する検出器を付設したことを特徴としている。この検出器によって、ディスク一回転の速度つまり時間計測が容易にできるとともに、この検出器で検出されるパルスとアクセスした層で検出されるアドレス位置との位相差をすぐ知ることができ、正しい層へアクセスしたかの判定ができる。
【００１７】
本発明は、ディスクに前記検出器が一回転に一パルス発生できるようにマークを付したことを特徴としている。このようにすることによって、ターンテーブル上のディスクが滑っても、検出器出力とディスク内のアドレス位置との位相がずれないので信頼性の高い層へのアクセスが可能となる。また前記マークを各層内アドレス位置と一定の関係を持たせて、即座にアクセスの正しさを判定ができる。
【００１８】
請求項２は、１回転に１パルス発生できるようにマークを付したディスクから、ディスク１回転に１パルスを検出器により検出し、定められた時間間隔で前記検出器よりの出力パルスと、ディスク・プレアォーマットの配置との間における位相関係を検出することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、データを記録するときは、どの層にあるかを示すデータを記録することを特徴としている。このようにすることによって、正しい層のデータを再生していることを確認できるので、信頼性の高いシステムを実現できる。
【００２０】
本発明は、オーバライトするときは必ず前記層を表すデータを確認後記録することを特徴としている。このようにすることによって、２重書きを防止できる。つまり他の層へのオーバライトを避けることができる。
【００２１】
請求項３の光ディスクメモリは、層を複数以上で構成するディスクメモリにおいて、各層間のプレフォーマットをディスク回転方向に相互にずらせて配置したディスクメモリであって、前記ずらせた配置をディスク面内の内周側あるいは外周側の半径位置の少なくとも１つの層判定エリアに設け、前記ずらせた配置間のずれ量を層位置の情報としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる多層ディスクメモリでは、層を複数以上で構成するディスクメモリにおいて、各層のアドレス等を含むプレフォーマットが各層間で同一なものは、各層間のプレフォーマットの配置をディスク回転方向に相互にずらせている。そして、請求項に記したように、基準とする層に対してのみその層を識別できるアドレス情報を書き込み、その基準とした層からの位相差の値から、現在アクセスの層がいずれの層であるかを判定している。このことによって、少ないスタンパでも各層を区別できる。
【００２３】
実施例におけるディスクメモリの各層におけるデータエリアは、図４に示されるように、ＣＡＶフォーマットが形成されており、一定間隔にセクタＳが形成されており、そのセクタＳの先頭のアドレス部に、アドレス情報としてセクタ番号が記録される。またこのＣＡＶフォーマットでは、各トラックの情報量は同一であり、各トラック当たりのセクタ数も同じであり、かつ、各セクタアドレス部は、ディスク半径方向で揃っている。一周のトラック位置を示すトラックアドレスは半径位置で異なり、内周側あるいは外周側より順番にトラックアドレスが付される。
【００２４】
それらのデータエリアにおける最内周の複数トラックに、図５のように層判定エリアＡが設定されており、そこの層判定エリアＡにあるセクタの先頭にもセクタ番号が入っている。本発明では、各層で同じプレフォーマットを有する場合、各層間で位相をディスク回転方向に互いにずらせている。
【００２５】
図６は、たとえば１１層のディスクにおける各層の各セクタアドレス部の位置を示している。中間の第６層目だけは、各セクタアドレス部のすぐ後に第６層目であることを示す層アドレス情報を入れ第６層目であることがわかるフォーマットにしている。他の層のセクタアドレス位置は、第６層の各セクタアドレス位置に対し、それぞれ所定の位相差を持たせている。
【００２６】
第１層は（２π／11）ｘ５、第２層は（２π／11）×４、第３層は（２π／11）×３、第４層は（２π／11）×２、第５層は（２π／11）×１、第７層は（２π／11）×（−１）、第８層は（２π／11）×（−２）、第９層は（２π／11）×（−３）、第１０層は（２π／11）×（−４）、第１１層は（２π／11）×（−５）という具合にである。
【００２７】
たとえば、第１層へアクセスするとき、図示しないコントローラ(ディスクに記録再生する装置のハード機構内の構成要素)は、まず光ビームを層方向（フォーカス方向）にサーチし第６層へ到達し、そこで第６層であることを示す前記層アドレス情報を検出してアクセスが正しくされたことを認識する。そして、コントローラは、ディスク回転時間情報に基づき、第１層の面内にあるセクタアドレスと第６層の面内の対応するセクタアドレスが検出される時間差で前記位相差（２π／11）ｘ５を判定することができる。このことにより第１層へアクセスしたときのセクタアドレスが前記時間とほぼ一致すれば第１層であることを確認できる。このようにして、目的の層へ正確にアクセスできる。
【００２８】
層判定エリアにある複数トラックで複数セクタに区切られ各セクタの先頭にセクタ番号が入っている。ＣＡＶフォーマットでは既述したように、各トラック内のセクタ番号は放射状に並んでいる。各層の層判定エリアのセクタ番号を認識した瞬間の第６層目の同じセクタ番号との位相差を認識することによって正しくアクセスしたかどうかを判定できる。センクタ番号間位相差で判定するので最悪でもディスクの一回転を待つことなく判定できる。コントローラは、第６層の最内周アドレス等のデータよりディスク一回転の時間を計測することができ、前記時間差計測の補正をする。
【００２９】
データ領域がＣＬＶフォーマットになっていると、セクタアドレスがディスク半径方向で揃っていないので先に述べたようなＣＡＶフォーマットと同様な制御ができない。データ領域がＣＬＶフォーマットの場合は前記した層判定エリアを前記したＣＡＶフォーマットで構成し、同様な制御を行い層判定を行う。
書き込み型の場合は、層判定を行った後、この層判定エリア内の各セクタ内にある層判定を示す領域全てにその層を示すデータを記録する。先の実施例では第６層の層判定エリアにはすでに第６層を示す情報が工場でプレフォーマットされている。これはスタンパで形成するか、あるいは工場内で書き込んで製作する。このように層判定エリアを使うとわざわざ第６層にアクセスしなくても、層判定エリアへアクセスすればその層が何層目かがわかる。層判定エリアにデータがないときは、前記した方法で目的の層へアクセスする。
【００３０】
本発明の多層ディスクメモリでは、各層の位置を判定するためにディスク１回転に１パルス発生する検出器を布設したことを特徴としている。
【００３１】
たとえば、ディスク回転軸に絶対位置がわかる回転エンコーダを付し一回転に一パルス発生する信号を形成する検出器により、ディスク一回転の速度つまり時間計測が容易にできるとともに、この検出器で検出されるパルスとアクセスした層で検出されるアドレス位置との位相差を知ることができ、正しい層へアクセスしたかの判定ができる。
【００３２】
まずビームをディスクへのビーム入射方向から走査し、最初のフォーカシング誤差信号が出てきたところでフォーカス引き込みを行い第一層でフォーカシング動作を行う。そしてトラッキング動作を開始し、アドレス位置を検知し、そのアドレス位置と、前記検出器による出力パルスの検出位置との位相差を計測する。第１層目のアドレス位置と前記出力パルスの検出位置との位相差がわかれば、他の層でのアドレス位置と前記出力パルスの検出位置との位相差が予測できるので、他の層へアクセスしたとき、前記出力パルスとアドレス位置情報と比較して正しくアクセスしたことを判定できる。
【００３３】
本発明の多層ディスクメモリでは、図７に示すように、ディスクの最外周に光を反射させる部材による基準マークＭを形成し、そして図８に示すように、回転モータにより回転している多層ディスクＤに対し、前記基準マークＭを光学的に読み取るために、投光素子および受光素子を含む基準マーク検出器２を設けている。この構成により、図９に示されるように、多層ディスクが１回転する毎に基準マーク検出器２から１パルスが出力される。
【００３４】
このようにすることによって、ターンテーブル上のディスクが滑っても、検出器出力とディスク内のアドレス位置との位相がずれないので信頼性の高い層へのアクセスが可能となる。また前記マークを各層内アドレス位置と一定の関係を持たせて、即座にアクセスの正しさを判定ができる。このマークが何らかの要因（引掻き、擦れ等）で検出できないときの対応として、前記した１層目からアクセスして、層を確認する方法で実行できるようにしておけば、ディスク内の層にマークが検出できなくなってもアクセスできる。この場合はアクセス時間が長くなる。
【００３５】
図８において光ピックアップは多層ディスクＤの目標アドレス(層アドレス、トラックアドレスとセクタアドレス)にアクセスして光スポットを照射する機種がある。コントローラ１は、回転モータの制御、光ピックアップを目標のアドレスへアクセスする制御、記録再生データの光ピックアップへの送受信、基準マーク検出器２からの信号検出、パソコンとのインターフェイス処理、エラー訂正、変復調あるいき同期処理等の信号処理等の機能を持っている。
【００３６】
本発明の多層ディスクでは、前記検出器出力パルスとディスク・プレフォーマットの配置間における位相関係を一定の定められた時間間隔で検出することによってディスクの初期位置からのすべりを検知することを特徴としている。すべりを検知した後再度、前記検出器出力パルスとディスク・プレフォーマットの配置間の位相関係を検知して、層判定をする。このようにすることによって、各層の判定の正しさを維持できる。
【００３７】
本発明の多層ディスクでは、データを記録するときは、どの層にあるかを示すデータを併せて記録することを特徴としている。図１０に示すように、各セクタにおいて、データ記憶部の先頭に、層アドレス記憶部３を設け、その領域に層情報を示す層アドレスを記憶している。アドレス部は、どのトラックにあるかを示すトラック番号とどのセクタにあるかを示すセクタ番号が、スタンパを用いて形成されたピット列(エンボス部)がある。これによってディスク面上のどこを光スポットが照射しているかがわかる。ギャップ部は、ドライブ装置内にあるコントローラがすぐアドレス部を認識してから前記層アドレス記録部に層アドレス情報を書くとき、ディスクの回転変動により重ね書きすることを避けるため、あるいはアドレスを検出した後に層アドレスを書くまでのデータ処理時間あるいは回転遅延時間確保のために設けている。データ記録部は当然ユーザデータ、データの信頼性を確保するためのエラー訂正用の符号、管理情報等が含まれている。セクタの最後端部に設けられたギャップ部は、データ記録部の記録データ長がディスク回転変動により長くなり、次のアドレス部に及んで重ね書きすることを避けている。このようにすることによって、正しい層のデータを再生していることを確認できるので、信頼性の高いシステムを実現できる。
【００３８】
本発明の多層ディスクでは、オーバライトするときは必ず前記層を表すデータを確認後記録することを特徴としている。このようにすることによって、２重書きを防止できる。つまり他の層へのオーバライトを避けることができる。
【００３９】
請求項３に係わる多層ディスクでは、ディスク面内の内周側あるいは外周側の半径位置に少なくとも一つの層判定エリアを設けたことを特徴としている。このことにより、ＣＬＶフォーマットでスタンパの原盤を露光するとき、情報エリア形成時に層位置を表す情報を前記方法で層位置を判定できるように挿入するとき、層情報の入れ方が複雑になり、かつ層位置情報(アドレス)位置の累積誤差の影響を無視できる。データ領域の外側である内周側あるいは外周側に別途層位置判定エリアを設けることにより、層判定が容易なフォーマットを自由に選択することができるようになる。図６に示したように各層の層判定エリアのみをＣＡＶフォーマットで構成し、各層のセクタアドレスの位相をずらせて各層を重ねて構成する。このようにすれば、各層の判定をドライブ装置が実行することができる。
【００４０】
アドレスをピットで形成するときはゾーンＣＡＶでディスク面内に情報量を多く記録する方式として、ゾーンＣＡＶが知られている。この方式はディスク半径方向に同心状にゾーンを区切る。各ゾーンの線密度はほぼ同じで、各ゾーンはＣＡＶフォーマットとなっている。したがって各ゾーンのトラック当たりのセクタ数は、内周側が少なく、外周側が多くなる。またアドレスをビットで形成するときはＣＬＶで構成する場合に比較してＣＡＶと同様にゾーンＣＡＶで実施する方がアドレスピットによる記録マーク再生時のクロストークを避けることができる。このフォーマットで層判定をするために、各層を構成するとき、前記ＣＡＶフォーマットと同様に位相をずらせてディスクを構成する。このフォーマットでディスク回転速度を一定にして層判定するとき、各ゾーンのセクタ間隔の時間が異なる。コントローラは、例えば前記基準マーク検出器２からのパルスとセクタの先頭までの時間差(位相差)を計測しゾーン情報を用い層判定することができる。つまり各ゾーン毎にセクタ先頭までの時間が異なるからである。このゾーンＣＡＶフォーマットにてゾーン毎のデータ記録再生周波数を一定とするためにディスク回転をゾーン毎に回転速度を変える場合は、セクタ間の時間間隔が一定となる。コントローラは、このことを勘案して、前記基準マーク検出器２からのパルスとセクタ先頭までの時間差(位相差)を計測し層判定することができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、層を複数以上で構成するディスクメモリの層識別方法において、各層間のプレフォーマットの配置をディスク回転方向に相互にずらせて配置したディスクメモリから検出した配置間の位相のずれ量を用いて層位置を判定するようにしたので、現在アクセスの層がいずれの層であるかを判定することができ、少ないスタンパでも各層を区別できる。
【００４２】
請求項２記載の発明は、前記位相関係の計測は、一定の定められた時間間隔で実施して、前記検出器出力パルスとディスク・プレフォーマットの配置間における位相関係を検出することによってディスクの初期位置からのすべりを検知するようにしたので、各層の判定の正しさを維持できる。
【００４３】
請求項３記載の発明は、ディスク面内の内周側あるいは外周側の半径位置に少なくとも一つの層判定エリアを設けたので、ＣＬＶフォーマットでスタンパの原盤を露光するとき、情報エリア形成時に層位置を表す情報を前記方法で層位置を判定できるように挿入するとき、層情報の入れ方が複雑になり、かつ層位置情報(アドレス)位置の累積誤差の影響を無視できる。データ領域の外側である内周側あるいは外周側に別途層位置判定エリアを設けることにより、層判定が容易なフォーマットを自由に選択することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多層ディスクメモリの構成図
【図２】フォーカシング時に得られるフォーカシング誤差信号図
【図３】多層ディスクの内部構造の詳細を示した図
【図４】多層ディスクメモリに採用されるＣＡＶフォーマットを示した図
【図５】多層ディスクメモリに形成された層判定エリアを示した図
【図６】各層の層判定エリアのレイアウトを示した図
【図７】多層ディスクメモリに形成した層基準マークを示した図
【図８】図７の基準マークを検出するための機構を示した図
【図９】基準マークの検出タイミングを示したタイムチャート
【図１０】各セクタに層判定用の層アドレス記録部を設けた記録アリアの構成図
【符号の説明】
１  コントローラ
２  基準マーク検出器
３  層アドレス記録部
Ａ  層判定エリア
Ｄ  多層ディスク
Ｍ  基準マーク
Ｓ  セクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004060546.tif 000009
【図９】
0004060546.tif 000010
【図１０】
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