JP2005276380A - 光ディスク及び光ディスク記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相変化光ディスクにおいて、記録開始位置を常に一定にしたままオーバーライトを繰り返したときのデータの信頼性を向上させる。
【解決手段】各セクターにおいて、リザーブ領域（Reserved）のうちの１バイトをライター（光ディスク記録装置）が任意に使用できる領域（For Writer Use）として定義する。ライターは、書き込みのたびにこの１バイトの領域にランダムな値を入れる。アドレス，ＩＥＤ，５バイトのリザーブ領域，ユーザーデータ，及びＥＤＣが全く同じであっても、上記の１バイトの値をランダムに変えることで、ＥＣＣエンコードされた信号はランダムに変わり、マークとスペースのパターンがオーバーライト毎にランダムに変わる。従って、記録開始位置を常に一定にしたままオーバーライトを繰り返したときにもディスク材料の劣化がなく信頼性の高いデータ記録が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明はオーバーライト可能な光ディスク及び光ディスク記録装置に関するものである。

ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷといった繰り返し記録可能な相変化光ディスクは、非晶質（アモルファス）状態と結晶状態とで可逆的に相変化する記録材料を記録層として用い、これらの２つの状態間で光屈折率が異なることを利用してデジタルデータの記録および再生を行っている。

上記のような相変化光ディスクに対するデジタルデータの記録は、ディスクの記録層上にレーザー光を照射し、記録層の微小領域を加熱して、デジタルデータに対応するマークをその記録層に形成することにより実行される。このマークを形成した記録層は、通常、アモルファス状態になっており、マーク間に当たるスペースが結晶状態になっている。これらの状態間の遷移は、照射するレーザー光のパワーや照射時間により制御されることとなる。

図４は、ＤＶＤ−ＲＷに形成されているトラックを概念的に説明する図である。図４に示すように、ＤＶＤ−ＲＷでは、ディスク上に螺旋を描く１本のトラックが形成されており、このトラックは、マークとスペースが連続的に形成されて成っている。

図５は、上記ＤＶＤ―ＲＷのトラックの詳細を説明するための図で、トラックの一部をディスク内周から外周にかけて直線状の模式図として書き直したものである。トラック上には、セクターと呼ばれる情報の単位が定義され、各セクターにはアドレスが付与されている。

セクターは、１６個集まってＥＣＣブロックという単位を形成し、ＥＣＣブロック単位でエラー訂正がなされるようになっている。あるセクターをディスク上に記録する際には、そのセクターを含むＥＣＣブロックを構成している１６個のセクターをメモリ上に持ち、ＥＣＣエンコードを行った後、エンコード後の１６セクターをディスクに書き込むことになる。逆に、あるセクターを読み出す際には、そのセクターを含むＥＣＣブロックをメモリ上に取り込み、ＥＣＣデコード処理を行った後、目的のセクターを読み出すことになる。

図５において、あるＥＣＣブロックが、セクター[１]からセクター[１６]により構成されており、各セクターには、図示しないアドレス[１]からアドレス[１６]が順に割り当てられている。ここに示したＥＣＣブロックの両側（外周側と内周側）にはそれぞれ、図示していない他のＥＣＣブロックがある。これら他のＥＣＣブロックは、図示したＥＣＣブロックと同様に１６セクターで構成されており、その各セクターにも固有のアドレスが付与されている。

図６は、従来の光ディスクの各セクターのデータフォーマットの一例を説明するための図である。このデータフォーマットにおいて、ＥＣＣブロックは、上述のように２Ｋバイトのデータが記録される１６個のセクターからなる。各セクターにおいて、ユーザが使用できるデータ領域は２０４８バイトあり、ユーザのエラー訂正機能を有するＥＤＣが最後に４バイト設けられ、合計２０６４バイトで１セクターが構成される。

通常、各セクターには、４バイトのアドレスと、アドレスのエラー訂正に用いる２バイトのエラー検出コード（ＩＥＤ：ＩＤ Error Detection Code）とが、メインデータであるユーザーデータに付与される。また、上記エラー検出コードに続いて６バイト構成のリザーブ領域（Reserved）が確保される。このリザーブ領域とは、例えば、使用用途や定義がまだ決められていないが将来何らかの要求があった際に使用するために確保される領域であり、現状、ここに入れる値は０とすることが決められている。

上記のデータフォーマットにおいて、アドレス、ＩＥＤ、リザーブ領域の１２バイトはドライブが独自で管理して書き込む領域である。そして図４に示すごとくのセクターが１６個集まってＥＣＣブロックを構成し、ＥＣＣブロック全体でＥＣＣエンコードされた信号が８／１６変調され、マークとスペースがディスクに書き込まれるわけである。

上記のような相変化光ディスクでは、レーザー光による加熱を伴うデータの書き換え（オーバーライト）を行うと、熱ストレス等によりディスク材料が劣化して耐久性が低下したり、記録再生特性に悪影響を及ぼしたりする。
上記のような課題を解決するものとして、例えば、特許文献１には、データの記録開始点をランダムに変化させることにより、セクター内での同じ場所の繰り返し使用による光ディスク材料の劣化を軽減するようにした光ディスクの記録方法及び光ディスク装置が開示されている。
特公平８−１０４８９号公報

しかしながら、マークとスペースが物理的に切れ目無く連続してトラックを形成するＤＶＤ−ＲＷディスクの場合、ある特定のセクターのみの書き換えを行うには、上記特許文献１のようにデータの記録開始点をランダムに変化させることはできない。切れ目のない一本のトラックを形成するためには、セクターの位置は常に一定にする必要があり、即ち、上述したような記録開始点をランダムに変化させる方法を採ることができないという課題を有する。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、切れ目のないトラックが形成された相変化光ディスクにおいて、記録開始位置を常に一定にしたままオーバーライトを繰り返したときのデータの信頼性を向上させることのできる光ディスクとその記録装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明は以下のような手段を講じた。
第１の技術手段は、光ディスク記録装置が書き込むデータ領域中に、光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドを有することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、光ディスクが有するデータの記録層は、結晶質と非晶質の屈折率変化を利用してデータの記録が行われる相変化材料を含んで構成されていることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドは、ＤＶＤの規格におけるリザーブ領域に設定されることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１ないし第３のいずれか１の技術手段において、光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドに、記録毎にランダムな値を設定することを特徴としたものである。

本発明によれば、任意に値を設定できる光ディスクのフィールドに対し、記録毎にランダムな値を設定することにより、オーバーライトによる信号品質の劣化を大幅に抑えることが可能となり、光ディスクの耐久性、記録データの信頼性、及びシステムの信頼性を大きく向上させることができる。また、本発明によれば、従来から用いられているＥＣＣエンコード／デコードシステム等のシステムを全く変更することなく上記の効果を得ることができ、コストアップのない性能向上が可能となる。

図１は、本発明を適用可能な光ディスク記録装置の一例を説明するためのブロック図である。本発明の特徴は、任意に値を設定できるフィールドを有する光ディスクに対して光ディスク記録装置がオーバーライト毎にランダムな値を設定することにより、マークとスペースのパターンをオーバーライト毎にランダムに変えて、繰り返しの記録によるディスク材料の劣化を防ぐこと特徴としている。

光ディスク記録装置１０は、光ディスク１にレーザを照射するための光ピックアップ１１と、光ピックアップ１１のフォーカスサーボやトラッキングサーボ等、光ピックアップに必要とするサーボ制御を行うサーボ制御部１２と、光ディスク記録装置１０のディスクＩＤを読み取るＩＤ読み取り部１３と、光ディスクに対するデータ記録の制御を行う記録制御部１４と、光ディスク記録装置１０が任意に値を設定できるフィールに対して設定データを生成するデータ生成部１５と、装置全体を制御するコントローラ１６とを有している。また、光ディスク記録装置１０は、ホストコンピュータ２０等の上位装置に接続されており、上位装置からの命令に従って、コントローラ１６が制御動作を行う。

図２は、本発明の光ディスクの各セクターのデータフォーマットの一例を説明するための図である。従来例で説明したように、ＥＣＣブロックは、２Ｋバイトのデータが記録される１６個のセクターからなる。各セクターにおいて、ユーザが使用できるデータ領域は２０４８バイトあり、ユーザのエラー訂正機能を有するＥＤＣが最後に４バイト設けられ、合計２０６４バイトで１セクターが構成される。

そして各セクターには、４バイトのアドレスと、アドレスのエラー訂正に用いる２バイトのエラー検出コード（ＩＥＤ：ＩＤ Error Detection Code）とが、メインデータであるユーザーデータに付与される。

そして本発明においては、従来の６バイトのリザーブ領域（Reserved）のうちの１バイトをライター（光ディスク記録装置）が任意に使用できる領域（For Writer Use）として定義し、残りの５バイトを、従来と同様のリザーブ領域として確保する。ライターは、この１バイトの領域（For Writer Use）を自由に使用でき、書き込みのたびにこの１バイトにランダムな値を入れるようにした。

本発明では、上記のアドレス，ＩＥＤ，５バイトのリザーブ領域，ユーザーデータ，及びＥＤＣが全く同じであっても、上記のFor Writer Useで定義した１バイトをランダムに変えることで、ＥＣＣエンコードされた信号はランダムに変わることになる。当然、その後８／１６変調された結果もランダムに変わることになり、結局、マークとスペースのパターンがオーバーライト毎にランダムに変わることとなる。

相変化光ディスクでは同じマーク／スペースのパターンをオーバーライトすると、加熱によるストレスが同じ点に偏ることとなり、それが、オーバーライトの耐久性を低下させていたものと思われる。これに対して、本発明によってランダムなマーク／スペースのオーバーライトを行うことで、加熱によるストレスを緩和し、光ディスクの耐久性、記録データの信頼性、及びシステムの信頼性が大きく向上する。

（実施例及び比較例）
図３は、光ディスクに対するオーバーライト回数と再生ジッターとの関係を調べた結果を示す図である。ここでは、実施例として上述の本発明のフォーマットの光ディスクを用い、比較例として上述の従来のフォーマットの光ディスクとを用いて、ユーザーデータを全く変えないでこれらフォーマットにおけるオーバーライト回数に対する再生ジッターの関係を検証した。

図３に示すように、本発明によるフォーマットの実施例においては、１０００回のオーバーライトを行っても、再生ジッターは全くと言っていいほど変化せず、良好な信号品質を保つことが判った。これは、本発明のフォーマットのFor Writer Useで定義した１バイトをランダムに変えることで、ＥＣＣエンコードされた信号がランダムに変わり、マークとスペースのパターンがオーバーライト毎にランダムに変化したため、熱ストレス等によるディスク材料の劣化が抑えられ、オーバーライトを繰り返しても記録再生特性が維持されたものと考えられる。

一方、従来のフォーマットによる比較例においては、１００回程度のオーバーライトで再生ジッターが１５％を超えてしまい、再生ができなくなってしまった。これは、従来のフォーマットにおいては、ユーザーデータを変化させずにこのＥＣＣブロックをオーバーライトすると、オーバーライト前と全く同じパターンのマークとスペースが記録されることになり、熱ストレス等によりディスク材料が劣化して耐久性が低下し、記録再生特性に悪影響を及ぼしたものと考えられる。

本発明を適用可能な光ディスク記録装置の一例を説明するためのブロック図である。 本発明の光ディスクの各セクターのデータフォーマットの一例を説明するための図である。 光ディスクに対するオーバーライト回数と再生ジッターとの関係を調べた結果を示す図である。 ＤＶＤ−ＲＷに形成されているトラックを概念的に説明する図である。 ＤＶＤ―ＲＷのトラックの詳細を説明するための図で、トラックの一部をディスク内周から外周にかけて直線状の模式図として書き直したものである。 従来の光ディスクの各セクターのデータフォーマットの一例を説明するための図である。

符号の説明

１…光ディスク、１０…光ディスク記録装置、１１…光ピックアップ、１２…サーボ制御部、１３…ＩＤ読み取り部、１４…記録制御部、１５…データ生成部、１６…コントローラ、２０…ホストコンピュータ。

Claims (4)

1. 光ディスク記録装置が書き込むデータ領域中に、光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドを有することを特徴とする光ディスク。
2. 前記光ディスクが有するデータの記録層は、結晶質と非晶質の屈折率変化を利用してデータの記録が行われる相変化材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
3. 前記光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドは、ＤＶＤの規格におけるリザーブ領域に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク。
4. 請求項１ないし３のいずれか１の光ディスクに対してデータの記録を行う光ディスク記録装置において、該光ディスク記録装置が任意に値を設定できるフィールドに、記録毎にランダムな値を設定することを特徴とする光ディスク記録装置。

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