JP2006048735A - 光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスク - Google Patents

光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスク Download PDF

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Abstract

【課題】データ読出しレートを一定以上に保つことのできる光ディスク装置。
【解決手段】時系列データがインターリーブされ物理的に不連続なインターリーブドユニットに分散して記録された光ディスクを再生位置の半径に応じた回転速度で回転駆動する光ディスク装置において、ジャンプ間隔に応じてインターリーブドユニットのサイズの下限を設定することにより、ターリーブドユニットの再生時間の下限を設定し、短い間隔でのジャンプが発生することにより、デコーダに供給されるデータが不足する事態を防ぎ、安定した再生が可能となる。
とを具備する。
【選択図】 図１６

Description

本発明はＤＶＤ（ディジタルビデオディスク、あるいはデジタルバーサタイルディスク）プレーヤ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤレコーダ等の光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスクに関する。
近年、映像、音声、副映像等を符号化して高密度で記録した光ディスクが開発されている。この光ディスクに映画等の情報を記録する場合、同時進行する複数のストーリーのストーリーデータを記録することも考えられている。また、光ディスクに映画等の情報を記録する場合、同時進行する同一イベントを複数のアングルから撮影したマルチアングルシーンを記録することも考えられている。
光ディスクの制作者としては、上記した第１と第２のストーリーの双方を組み立てて視聴者に見せたい場合、第１のストーリーを主にして視聴者に見せたい場合、第２のストーリーを主にして視聴者に見せたい場合等のいくつかの選択の余地があるが、従来の映画制作においてはいずれか１つを選択して制作せざるを得ない。また、上記した第１と第２のシーンの場合も同様なことが言える。ここで、第１と第２のストーリーあるいは第１と第２のシーンのいずれかを視聴者が自由に選択可能であるとすると、制作者は、その制作の自由度が高まる。
そこで、近年の光学式ディスク記録再生装置では、映画等の情報を記録する場合、同時進行する複数のストーリーや複数のシーンを予め記録しておき、再生時にこの中から視聴者が自由に選択できるものが開発されている。
ここで、複数のストーリーやシーンのデータを光ディスクに記録する場合、再生時にデータの扱いが便利となるように記録する方が好ましい。例えば、第１と第２のストーリーのストーリーデータが直列に記録されていた場合を考える。再生時にいずれか一方のストーリーのみを再生するとすると、他方のストーリーの記録エリアへジャンプする必要がある。しかし、他方のストーリーが短時間のものであれば、ピックアップの物理的移動も少なく問題はないが、他方のストーリーが長時間のものであれば、ピックアップの物理的移動も大きくなり、そのために、再生映像のとぎれや乱れが生じることがある。
マルチシーンなどのインターリーブドブロックの記録構造を工夫するとともに、その再生処理方式を工夫することにより、ハードウエアの負担を軽減し、また、ストリーム数の増大も容易なディスク記録装置及び方法を提供することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この装置は、デコードすべきデータが記録されたデータ領域と、データ領域の記録データを再生するために必要な管理データとを有し、データ領域には、制御データも含み、複数のシーンの映像信号がそれぞれ複数のインターリーブドユニットに分割配分され、各シーンのインターリーブドユニットが記録トラック上に混在して配列されたインターリーブドブロック部を有しており、制御データは、それぞれのインターリーブドユニットに含まれており、当該インターリーブドユニットが混在していることの情報、及び各シーンのための次のジャンプ先である次インターリーブドユニットの論理アドレスが記述されている記録媒体を再生する記録装置である。システムを制御するための手段は、インターリーブドユニットを再生する毎に、インターリーブドユニットに属する制御データを読み取り、インターリーブドユニットが混在していることの情報、及び各シーンのための次のジャンプ先である各シーンのための次インターリーブドユニットの論理アドレスを認識する手段と、シーン切換えのための操作情報が与えられたときに、インターリーブドユニットの再生ストリームを前記制御データに含まれる各シーンの次インターリーブドユニットの論理アドレスを参照することにより変更すべく、記録媒体のデータの読み取り位置を制御する手段とを備え、読み取り位置で取得したインターリーブドユニット内に属する制御データから新たに各シーンのための次インターリーブドユニットのジャンプ先を認識してシーン切換えに待機するものである。上記の手段により、シーン切換えの管理が容易となり、ハードウエアの負担も軽減され、記録装置の設計が容易となり、価格も廉価となる。
通常、ＥＣＣ処理ユニットからのデータの読出し速度は略一定であるが、映像データは可変レート方式で記録されているため、デコーダの要求する読出し速度は絵の内容に応じて変動する。また、マルチシーン方式で記録されている場合は、データはディスク上に連続的に記録されず、不連続な場所に間欠して記録されるため、データの読出しは連続的ではないが、デコーダは連続的にデータを必要とする。この差を吸収するために、ＥＣＣ処理ユニットからの再生データがトラックバッファに一旦蓄積され、トラックバッファの出力がデコーダに供給される。インターリーブドユニットのサイズはトラックバッファから連続してデータが出力される、すなわちデータが途切れることなくデコーダへ供給される条件を満たすように決定される。また、トラックバッファのサイズは記録装置がキックバック動作して、続いてインターリーブドユニットのジャンプを行っても、トラックバッファ出力データが途切れないように決定されている。キックバック処理は、今まで読み取った所定セクタ分のデータを再度読み取ることであり、トラックバッファでデータ溢れが生じても、データ欠落を補償する機能である。
上述の技術を使ったＤＶＤ規格（例えば、非特許文献１参照）は、広く普及し、好評を得ている。ところで、近年、高精細（ＨＤ）画像対応の家庭用ディスプレイが普及を始めており、情報記録媒体も高精細（ＨＤ）画像対応の検討が進められている。従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格は、１層のＤＶＤ−ＲＯＭに標準的な長さの標準解像度（ＳＤ）の映画が記録できるが、近年の動画像圧縮技術の進歩によって、約４倍の画素を持つ高精細（ＨＤ）画像を、平均してほぼ２倍のデータ量に圧縮できるようになり、これによって２層のＤＶＤ−ＲＯＭに映画を収めることが可能になってきた。しかし、これは平均して２倍のデータ量になるということであって、部分的には３倍のデータ量となる。従って、トラックバッファからデコーダに供給するデータレートＶｏは従来の３倍となり、ディスクから読出し、ＥＣＣ処理ユニットからトラックバッファに供給するデータレートＶｒも従来の３倍のレートが必要となる。また、従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格では、マルチシーン部分のデータレートＶｏを、マルチシーン部分以外より小さい値としていたが、画質の面からはデータレートＶｏを大きくすることが望まれている。データレートＶｏが大きくなると、インターリーブドユニットのサイズが大きくなり、ジャンプする距離を長くする必要がある。
ところで、ＤＶＤ−ＲＯＭをはじめとする多くの光ディスクは線記録密度が一定であるため、一定のデータレートＶｒで情報を読み出すには、半径によって回転速度を変える必要がある。光ディスクの回転制御方式は、ＤＶＤ−ＲＯＭではＣＬＶ方式、ＤＶＤ−ＲＡＭではＺＣＬＶ方式が採用されている。ＣＬＶ方式はディスク全面で記録再生の線速度が一定になるように半径に応じて回転数を変化（内側ほど高く）させて、ディスク全面で一定の線記録密度で記録再生を行い、記録容量を確保する方式である。記録再生周波数も一定である。ＺＣＬＶ方式はディスクを半径方向に複数のドーナツ状の記録領域（ゾーン）に分け、それぞれのゾーン内ではＣＡＶ方式（回転数を一定）とし、各ゾーンの１トラックあたりのセクタ数を外周に向かうにしたがって増加させていく。回転数はゾーン内では一定であるが、各ゾーン間では異なる。外周ゾーンでは低速回転となる。しかし、線速度はディスク全面でほぼ一定である。
半径によって回転速度を変えることはスピンドルモータを制御することによって実現されるが、スピンドルモータのトルクを一定とすると、同一半径での回転速度の変化するのに必要な時間は、データレートＶｒとジャンプ距離にほぼ比例する。実際には、モータの一般的特性として、回転速度が上がるにつれ粘性抵抗、風損が増加するため、回転が速くなるにつれディスク回転速度の加減速に使えるトルクは減少する。
従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格においては、ジャンプ終了時までにディスク回転速度を追従できた（追従に必要な時間は数１０ｍｓｅｃ）が、前述のようにディスク回転速度を３倍とし、ジャンプ距離も長くしたいという要求を受け入れると、スピンドルモータのトルクは増やすことが困難なため、ジャンプが終了した時、線速度、すなわち読出し速度を所望の速度に保つことが困難になってくる。とりわけ、携帯用機器においては、電池で動作するため使えるピーク電力に限りがある。ピーク電力を増やすには、電池サイズの増大、すなわち装置の大型化、重量増につながり商品性を損なう。従って、モータのトルクを増加させることは非現実である。
２層ディスクの再生時に、外周から内周にジャンプした場合には、ディスク回転速度を上げなければならないが、トルク不足で追従できないと、データレートＶｒが想定した基準値より下がり、トラックバッファが空になり画像が途切れる可能性が生じる。特に、高精細ビデオはデータ量が多いため、２層ディスクが多く使われるため、これは重大な問題である。
また、現在の高速再生の可能なＤＶＤ−ＲＯＭドライブでは、線速度一定で記録されたディスクを線速度一定（ＣＬＶ方式）でなく、回転速度一定で回転させる方式（ＣＡＶ方式）を用いて再生することが考えられている。この場合は、読出しデータレートＶｒを３倍以上確保するため、仮に内周が３倍になるようにすると、最外周の線速度は約７．３倍の速度となる。この方式が採用できれば前述の問題は無くなる。
しかし、例えば現在のＤＶＤ−ＲＯＭでも規格上保障されている読出し速度は１倍速であり、１倍速での再生を想定してディスクの反り、偏心などの機械特性を定めている。ディスクの反りや偏心があると、対物レンズアクチュエータは、追従するために力を発生する必要があるが、歪や偏心によって発生する加速度は、線速度の２乗に比例するため、例えば８倍速では、１倍速での６４倍の力を発生する必要がでてくる。現実的には、このような大きな力を発生するのは困難である。したがって高速再生が可能なドライブでも、ディスクの反りなどの機械的特性によっては高速再生は困難なため、そのような場合には再生速度を下げている。つまり、ディスクの反りや偏心が規格に対して十分小さい場合には、高速再生ができても、大きい場合は追従するのが不可能になるため、再生速度を下げざるを得ないのである。
高精細（ＨＤ）ビデオを収録できるディスクでは、３倍速で再生ができるようにディスクの反りや偏心の最大値を決めなければならないが、現在のディスクの製造技術や経時変化、コスト等、および光ディスク記録装置の性能、コストを考慮すると、最内周が３倍速となるＣＡＶ方式での再生ができるように規格を定めるのは非現実的であり、ＣＡＶ方式で再生することによって前述の問題を回避することはできない。
特許公報第２８５７１１９号公報（段落００９４〜段落０１１０、図２２〜図２４） Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＣＭＡ−２６７ １２０ｍｍ ＤＶＤ−Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｄｉｓｋ （３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ−Ａｐｒｉｌ ２００１）
このように従来のＨＤ画像対応の光ドライブ装置は、ディスク回転速度を上げる必要があり、こうすると、ディスクから読出し、トラックバッファへ書込むデータレートを一定以上に保つことができなくなる恐れがある。
そこで本発明では、上記の問題を解決するためになされたものであり、データ読出しレートを一定以上に保つことができる光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスクを提供するものである。
本発明の一実施態様によれば、時系列データがインターリーブされ物理的に不連続なインターリーブドユニットに分散して記録された光ディスクを再生位置の半径に応じた回転速度で回転駆動するモータと、光ディスクの回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクからの再生データが供給され、再生データを一旦記憶し、データの再生レートＶｏに応じて記憶データを出力するバッファメモリと、前記バッファメモリの出力をデコードするデコーダとを具備する光ディスク装置に装着され得る光ディスクにおいて、前記インターリーブドユニットのサイズがジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズである。
本発明の他の実施態様による光ディスク装置は、再生位置の半径に応じた回転速度で光ディスクを回転駆動する手段と、回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクから出力される再生データを一旦記憶するバッファメモリと、データの再生レートＶｏに応じてバッファメモリから記憶データが供給されるデコーダと、ジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズを有し、物理的に不連続な光ディスク上のインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録する手段とを具備する。
本発明の別の実施態様によれば、再生位置の半径に応じた回転速度で光ディスクを回転駆動し、回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクから出力される再生データを一旦バッファメモリに記憶し、データの再生レートＶｏに応じて記憶データをバッファメモリからデコーダへ出力する光ディスク装置における記録方法において、ジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであり、物理的に不連続なインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録するステップを具備するものである。
ジャンプ間隔の最大値に応じてインターリーブドユニットのサイズの下限を設定することにより、インターリーブドユニットの再生時間の下限も設定でき、ジャンプ直後の光ディスクからの再生データの読出しレートが所望のレート以下となることを防止できる光ディスク装置、光ディスク記録方法、および光ディスクが提供される。
以下、図面を参照して本発明による光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスクの実施の形態を説明する。
第１の実施の形態
現在、映像、音声、副映像等を符号化して高密度で記録した光学式ディスク（以下、単に光ディスクと略称する）及びその記録・再生装置である光ディスク装置が開発されている。この光ディスクに映画等の情報を記録する場合、同時進行する複数のストーリーを記録したり、同時進行する同一のイベントを複数のアングルから撮影したマルチアングルシーンを記録し、この中から視聴者が自由にシーンを選択可能にしたものが開発されている。
これらの機能を有し、現在実用化しているＤＶＤ規格の光ディスクとその記録装置の概要をまず説明する。
図１はＤＶＤ−ＲＯＭディスクの領域構造を示す。円盤状の情報記憶媒体の内周側から外周側へ向けて順にリードインエリア(Lead-in Area)８００、データエリア(Data Area)８０１、リードアウトエリア(Lead-out Area)８０２が配列されている。ＤＶＤ−ＲＯＭディスクには情報が２０４８バイト毎のまとまりとして記録されており、この記録最小単位をセクターと呼んでいる。各セクター毎に物理セクター番号が設定され、この物理セクター番号は後述するようにＤＶＤ−ＲＯＭディスクの記録面上に記録されている。物理セクター番号開始位置は情報記憶媒体最内周のリードインエリア８００の開始セクターと一致し、外周に行くに従って昇順の連続した物理セクター番号が設定される。データエリア８０１の最初のセクターの物理セクター番号は０３００００ｈ（ｈは１６進数表示を意味している）に設定するようにあらかじめ決められている。
ＤＶＤ−ＲＯＭディスクのリードインエリア８００内のデータ構造を図２に示す。基準信号を表すリファレンスコード(Reference code)８１３、および制御データ(Control data)８１４が配置され、その間には全て００ｈが記録されたブランクデータ８１０、８１１、８１２が存在している。
リファレンスコード８１３には特定のランダムテストパターンが記録されており、その情報を用いて自動イコライザーのパラメーター調整など情報記録装置の調整が可能になっている。制御データ８１４には後述する情報記憶媒体特有のフォーマット情報である物理フォーマット情報、１枚１枚の情報記憶媒体個々の製造番号などの製造に関する情報が記録されているディスク製造情報と、データエリア８０１内に記録されている情報内容（コンテンツ）に関する情報を示すコンテンツプロバイダ情報が記録されている。
リファレンスコード８１３が記録されている先頭セクターの物理セクター番号は０２Ｆ０００ｈ、制御データ８１４が記録されている先頭セクターの物理セクター番号は０２Ｆ２００ｈになっている。
図３に示すように、物理フォーマット情報には、適用されるＤＶＤ規格のタイプ（ＤＶＤ−ＲＯＭ・ＤＶＤ−ＲＡＭ・ＤＶＤ−Ｒ等）およびパートバージョンを示すブックタイプ＆パートバージョン(Book type and Part version)８２３と、ディスクサイズおよび最小読出レートを示すディスクサイズ＆最小読出しレート(Disc size and nimimun read-out rate)８２４と、１層ＲＯＭディスク／１層ＲＡＭディスク／２層ＲＯＭディスク等のディスク構造を示すディスクストラクチャ(Disc structure)８２５と、記録密度を示すレコーディングデンシティ(Recording density)８２６と、データが記録されている位置を示すデータエリアアロケーション(Data Area allocation)８２７と、情報記憶媒体の内周側に情報記憶媒体個々の製造番号などが書き換え不可能な形で記録されたＢＣＡ(Burst Cutting Area)ディスクリプタ(descriptor)８２８と、将来の利用を予測した予約場所を指定したリザーブド(reserved)８２９、８３０が記録されている。
図４は１層構造または２層構造を持つＤＶＤ−ＲＯＭディスクにおける論理セクター番号設定方法を示す。物理セクター番号ＰＳＮ(Physical Sector Number)は情報記憶媒体（ＤＶＤ−ＲＯＭディスクやＤＶＤ−ＲＡＭディスク）の記録面１層毎に独自にセクター番号を設定し、記録面上にその物理セクター番号が記録されているセクター単位のアドレス設定方法である。それに対して論理セクター番号ＬＳＮ(Logical Sector Number)は一層または複数層の記録面を持つ情報記憶媒体に対して全てを１個のボリュームスペースと見なして統合的なアドレスを設定（セクター単位のアドレス設定）する方法に対応している。論理セクター番号はあくまでもシステム的な番号設定方法であり、物理セクター番号と異なり情報記憶媒体の記録面上に直接記録されることはない。
図４の（ａ）は図１に示した領域構造を持つ記録面が１層だけ有するＤＶＤ−ＲＯＭディスクの論理セクタ設定方法を説明する図である。図４の（ａ）においてリードインエリア８００からリードアウトエリア８０２までの間のボリュームスペースにおいて、物理セクタ番号ＰＳＮおよび論理セクタ番号ＬＳＮを１：１で対応させている。
図４の（ｂ）と図４の（ｃ）は図１に示した領域構造を持つ記録面が２層存在するＤＶＤ−ＲＯＭディスクの論理セクタ設定方法を説明する図である。
図４の（ｂ）に示す２層を統合したボリュームスペースにおいては、物理セクタ番号ＰＳＮの小さな方（ボリュームスペースの前半）にレイヤ０のデータエリア８４３を配置し、物理セクタ番号ＰＳＮの大きな方（ボリュームスペースの後半）にレイヤ１のデータエリア８４４を配置する。論理セクター番号ＬＳＮ設定位置としてはレイヤ０のデータエリア８４３内の最終物理セクター番号位置の次にレイヤ１の物理セクター番号０３００００ｈのセクターが連続的に続くように設定する。その結果、前半のレイヤ０の物理セクタ番号ＰＳＮ、及び後半のレイヤ１の物理セクタ番号ＰＳＮを、単一のボリュームスペースの論理セクタ番号ＬＳＮに対応させることとなる。
図４の（ｃ）は他の論理セクタ番号設定方法を説明する図である。ボリュームスペースの前半（＝論理セクター番号の前半）にレイヤ０のデータエリア８４３を配置し、ボリュームスペースの後半（＝論理セクター番号の後半）にレイヤ１のデータエリア８４４を配置する点は図４の（ｂ）の設定方法と一致している。しかし、図４の（ｃ）の設定方法では、レイヤ０とレイヤ１ともに領域構造が図１に示した配置とは異なる。すなわち、レイヤ０では図１のリードアウトエリア８０２位置がミドルエリア(Middle Area)８４８に変更される。レイヤ１では図１の内周側に配置されたリードインエリア８００位置にリードアウトエリア８０２が配置され、図１の外周側に配置されたリードアウトエリア８０２位置にミドルエリア８４８が配置される。さらに、レイヤ１ではデータエリア８０１、リードアウトエリア８０２、ミドルエリア８４４のいかんに関わらず、全て外周側から内周側に向かって昇順の物理セクター番号が設定記録されている。レイヤ０とレイヤ１の論理セクター番号は両者のミドルエリア８４８の所で連続的に接続される。
図３に示した物理フォーマット情報内のデータエリアアロケーション８２７には、レイヤ０におけるデータエリアの最後の物理セクター番号が記録されている。レイヤ１のデータエリアの最外周にある最小の物理セクター番号は、レイヤ０のデータエリアの最外周にある最後の物理セクタ番号をビット反転させた値、つまり１の補数表現となっており、負の値となる。このようになっているので、論理セクター番号を物理セクター番号に変換できる。また、レイヤ０の物理セクタ番号と、レイヤ１の物理セクター番号の絶対値が等しければ、ディスクセンターからの距離がほぼ等しい位置となるという特徴もある。
図４の（ｃ）の配置は、論理セクター番号での距離と、物理的なディスク上でのセクター間隔との比が、図４の（ｂ）に比べて一定になるという特徴がある。例えば、図４の（ｂ）の方式では、レイヤ０の最後のセクターの次のレイヤ１の最初のセクターに、つまり１セクター移動する時でも、ディスク最外周から最内周へ光学ヘッドが移動しなければならないのに対し、図４の（ｃ）の方式では、半径位置の変化は製造誤差程度で済む。この特徴は、映画の再生のように映像が途切れないようにする必要がある情報を記録する場合に、必要な粗アクセス（詳細は後述）が長くなるのを防ぎ、後述するトラックバッファの容量増加などを抑制できる効果がある。
図５は、映画等のビデオデータの記録されたＤＶＤ−ＲＯＭディスクのボリューム空間を示している。ボリューム空間は、ボリューム及びファイル構成ゾーン、ＤＶＤビデオゾーン、他のゾーンからなる。ボリューム及びファイル構成ゾーンには、ＵＤＦ(Universal Disk Format Specification Revision 1.02)ブリッジ構成が記述されており、所定規格のコンピュータでもそのデータを読み取れるようになっている。ＤＶＤビデオゾーンは、ビデオマネージャ（ＶＭＧ）、ｎ（１〜９９）個のビデオタイトルセット（ＶＴＳ）を有する。ビデオマネージャ（ＶＭＧ）、ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）は、それぞれ複数のファイルで構成されている。ビデオマネージャ（ＶＭＧ）は、ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）を制御するための情報である。
図６はビデオマネージャ（ＶＭＧ）とビデオタイトルセット（ＶＴＳ）の構造をさらに詳しく示している。
ビデオマネージャ（ＶＭＧ）は、制御データとしてのビデオマネージャーインフォメーション（ＶＭＧＩ）と、メニュー表示のためのデータとしてのビデオオブジェクトセット（ＶＭＧＭ＿ＶＯＢＳ）を有する。また、ビデオマネージャーインフォメーション（ＶＭＧＩ）と同一内容であるバックアップ用のビデオマネージャーインフォメーション（ＶＭＧＩ）も有する。
ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）は、制御データとしてのビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）と、メニュー表示のためのデータとしてのビデオオブジェクトセット（ＶＴＳＭ＿ＶＯＢＳ）と、映像表示のためのビデオオブジェクトセットであるビデオタイトルセットのタイトルのためのビデオオブジェクトセット（ＶＴＳＴＴ＿ＶＯＢＳ）とが含まれる。また、ビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）と同一内容であるバックアップ用のビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）も有する。
さらに、映像表示のためのビデオオブジェクトセットであるタイトル用ビデオオブジェクトセット（ＶＴＳＴＴ＿ＶＯＢＳ）は、複数のセル（Ｃｅｌｌ）で構成されている。各セル（Ｃｅｌｌ）にはセルＩＤ番号が付されている。
図７には、上記のビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）とセル（Ｃｅｌｌ）の関係と、さらにセル（Ｃｅｌｌ）の中身を階層的に示している。ＤＶＤの再生処理が行われるときは、映像の区切り（シーンチェンジ、アングルチェンジ、ストーリーチェンジ等）や特殊再生に関しては、セル（Ｃｅｌｌ）単位またはこの下位の層であるビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）単位、さらにはインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）単位で取り扱われるようになっている。
ビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）は、まず、複数のビデオオブジェクト（ＶＯＢ＿ＩＤＮ１〜ＶＯＢ＿ＩＤＮｉ）で構成されている。１つのビデオオブジェクト（ＶＯＢ）は、複数のセル（Ｃ＿ＩＤＮ１〜Ｃ＿ＩＤＮｊ）により構成されている。１つのセル（Ｃｅｌｌ）は、複数のビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）、または後述するインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）により構成されている。１つのビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）は、１つのナビゲーションパック（ＮＶ＿ＰＣＫ）、複数のオーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）、複数のビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）、複数のサブピクチャパック（ＳＰ＿ＰＣＫ）で構成されている。
ナビゲーションパック（ＮＶ＿ＰＣＫ）は、主として所属するビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のデータの再生表示制御を行うための制御データ及びビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）のデータサーチを行うための制御データとして用いられる。ビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）は、主映像情報であり、ＭＰＥＧ−４等の規格で圧縮されている。サブピクチャパック（ＳＰ＿ＰＣＫ）は、主映像に対して補助的な内容を持つ副映像情報である。オーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）は、音声情報である。
図８は、プログラムチェーン（ＰＧＣ）により、上記の複数のセル（Ｃｅｌｌ）がその再生順序を制御される例を示す。
プログラムチェーン（ＰＧＣ）としては、データセルの再生順序として種々設定することができるように、種々のプログラムチェーン（ＰＧＣ＃１、ＰＧＣ＃２、ＰＧＣ＃３、…）が用意されている。したがって、プログラムチェーンを選択することによりセルの再生順序が設定されることになる。
プログラムチェーンインフォメーション（ＰＧＣＩ）により記述されいてるプログラム＃１〜プログラム＃ｎが実行される例を示している。図示のプログラムは、ビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）内の（ＶＯＢ＿ＩＤＮ＃ｓ、Ｃ＿ＩＤＮ＃１）で指定されるセル以降のセルを順番に指定する内容となっている。プログラムチェーンは、光ディスクの管理情報記録部に記録されており、光ディスクのビデオタイトルセットの読み取りに先行して読み取られ、システム制御部のメモリに格納される情報である。管理情報は、ビデオマネージャー及び各ビデオタイトルセットの先頭に配置されている。
図９はビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）と、このユニット内のビデオパックの関係を示す。ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のビデオデータは、１つ以上のグループオブピクチャズ（ＧＯＰ）により構成している。エンコードされたビデオデータは、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２に準拠している。ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）のグループオブピクチャズ（ＧＯＰ）は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャで構成され、このデータの連続が分割されビデオパックとなっている。
次に、マルチアングル情報が記録再生される場合のデータユニットについて説明する。被写体に対する視点の違う複数シーンがディスクに記録される場合、シームレス再生を実現するためには、記録トラック上にインターリーブドブロック部が構築される。インターリーブドブロック部は、アングルの異なる複数のビデオオブジェクト（ＶＯＢ）が、それぞれ複数のインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）に分割され、上述したように、シームレス再生が可能なように配列されて記録される。これ以後は、インターリーブされたブロックをインターリーブドユニットと称する。
インターリーブドブロック（ＩＬＶＢ）とはインターリーブされた複数のＶＯＢを含む連続した論理ブロックのブロックである。各ＶＯＢは小片（インターリーブドユニット：ＩＬＶＵ）に分割され、ＩＬＶＵ単位でインターリーブされる。これは２経路以上のシームレス再生を実現するためのデータ配置である。コンテンツの一部をインターリーブドブロックに配置することにより、多重経路の再生を可能にする。多重経路再生の例にはマルチアングル、パレンタル・レベルの異なるバージョン、映画の異なるカットバージョンがある。インターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）はインターリーブドブロックを形成する各再生経路のＶＯＢを分割した一つのデータ領域である。ＩＬＶＵは整数個のＶＯＢＵで構成される。
図１０は、インターリーブドブロック（ＩＬＶＵ）の配列例を示す。この例は、１〜ｍのビデオオブジェクト（ＶＯＢ）がそれぞれｎ個のインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）に分割されて、配列された例を示している。各ビデオオブジェクト（ＶＯＢ）は、それぞれ同じ数のインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ）に分割されている。
プレゼンテーションデータはＭＰＥＧ−２に規定されたプログラムストリームに適合するビデオオブジェクト群（ＶＯＢｓ）で構成される。ＶＯＢはビデオデータ、オーディオデータ、サブピクチャデータ、ＰＣＩデータ及びＤＳＩデータで構成される。ＶＯＢはＭＰＥＧ−２に規定されるプログラムストリームまたはその部分である。ＶＯＢには次の制約がある。（１）各ＶＯＢの先頭パックのＳＣＲの値は０に設定されなければならない。（２）プログラムストリームの一部分であるＶＯＢはprogram_end_codeで終端されてはならない。（３）インターリーブドブロックに配置されたＶＯＢはオーディオエレメンタリストリームに、ある限定された不連続を持つ。
プレゼンテーションデータの記憶領域はビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）と呼ばれる。ビデオマネージャメニュー、ビデオタイトルセットメニュー、及びビデオタイトルセットはそれぞれ単一の再生用ＶＯＢを持つ。
ＶＯＢＳは以下に述べるビデオオブジェクトを複数収納した、一個以上のビデオオブジェクトブロックで構成される。ＶＯＢはプレゼンテーションデータそのものであり、ＶＯＢブロックはディスク上での一個以上のＶＯＢの収納の方法である。
ＶＯＢブロックはブロック内でのビデオオブジェクトの配置の仕方によって二つのタイプに分類される。連続ブロックとインターリーブドブロックである。
連続ブロックは単一のビデオオブジェクト（ＶＯＢ）が連続した論理セクタに配置されたブロックである。
インターリーブドブロックは二経路以上のシームレス再生を可能にするために二個以上のＶＯＢをインターリーブする。インターリーブ配置は各ＶＯＢが同数のインターリーブドユニット（ＩＬＶＵｓ）に分割される構造である。あるＶＯＢのインターリーブドユニットの間に他のＶＯＢのインターリーブドユニットが配置される。一つのインターリーブドブロック内の“ｍ×ＶＯＢｓ”が“ｎ×インターリーブドユニット”に分割された場合、各インターリーブドユニットは図１０に示す順に配列される。ここで、（ｉ，ｊ）はｉ番目のＶＯＢのｊ番目のインターリーブドユニットを示す。
インターリーブドブロック内の各ＶＯＢはインターリーブドユニットを読み込むことと同一ＶＯＢ内の次のインターリーブドユニットの先頭へジャンプするプロセスを繰り返すことにより読まれる。インターリーブドユニットのサイズを適切に設定することにより、ジャンプに必要な時間は許容できる範囲に抑えることができる。 図１１には、例えば２つのビデオオブジェクト（ＶＯＢ）、つまりアングル１とアングル２のシーンのビデオオブジェクト（ＶＯＢ）がそれぞれ３つのインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ１−１〜ＩＬＶＵ３−１）、（ＩＬＶＵ１−２〜ＩＬＶＵ３−２）に分割され、１つのトラック上に配列された記録状態と、例えば、アングル１を再生した場合の再生出力例を示している。この場合はアングル２の情報は取り込まれない。
プレゼンテーションエンジン（図示しない）はナビゲーションマネージャから出される再生指示に従ってディスクからのプレゼンテーションデータを再生する。連続したプレゼンテーションデータは読出し順に連続した論理セクタに配置される。プレゼンテーションデータは複数のセルに分割される。ナビゲーションマネージャはセルを基本（単位）として再生指示を出す。従って、プレゼンテーションデータの再生経路はＰＧＣ内で定義されるセル群の順序で決定される。加えて、アングルブロックの再生時にはセル群から一つのセルが選択される。プレゼンテーションデータの異なる経路それぞれに沿ってデータは途切れなく再生される。このようなデータ再生をシームレスプレイと呼ぶ。
多重経路のシームレスプレイが行なわれる区間では、プレゼンテーションデータの配列は図１１に示すようにインターリーブ構造を持つ。インターリーブドブロックではプレゼンテーションエンジンは指定された再生経路に従ってデータの連続読みと不要データの読み飛ばしを行ないながらプレゼンテーションデータを再生する。ジャンプ中、プレゼンテーションエンジンはデコーダへのデータ供給が途切れるのを防ぐために、トラックバッファを必要とする。
ジャンプ中のデコーダへのデータ連続供給は、Ｖｒ（ディスクからトラックバッファへのデータ転送レート）とＶｏ（デコーダでの消費レート）との差を使ってトラックバッファ中のデータ量を制御することとディスク上のデータ配列とにより保証される。
図１２はこの発明が適用されたＤＶＤ記録再生装置の全体的なブロック構成である。図１２の各ブロックを大きく分けると、左側には記録部の主なブロックを示し、右側には再生部の主なブロックを示している。この図１２の各部のブロックについては後で詳しく説明する。
情報記録再生装置は、ビデオファイルを有した情報記憶媒体である光ディスク１００１を回転駆動し、光ディスク１００１に対して情報の読み書きを実行する情報記録再生部３２と、録画側を構成するエンコーダ部５０と、再生側を構成するデコーダ部６０と、装置本体の動作を制御するマイクロコンピュータブロック３０とを、主たる構成要素としている。
エンコーダ部５０は、ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）５２と、Ｖ(ビデオ)エンコーダ５３と、Ａ（オーディオ）エンコーダ５４と、ＳＰ（副映像）エンコーダ５５と、フォーマッタ５６と、バッファメモリ５７とを備えている。
ＡＤＣ５２には、ＡＶ入力部４２からの外部アナログビデオ信号＋外部アナログオーディオ信号、あるいはＴＶ（テレビジョン）チューナ４４からのアナログＴＶ信号＋アナログ音声信号が入力される。アスペクト情報検出部４３がＡＶ入力部４２に接続されており、検出されたアスペクト情報はフォーマッタ５６に供給されている。
ＡＤＣ５２は、入力されたアナログビデオ信号を、例えばサンプリング周波数１３．５ＭＨｚ、量子化ビット数８ビットでデジタル化する。すなわち、輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｒ（またはＹ−Ｒ）及び色差成分Ｃｂ（またはＹ−Ｂ）が、それぞれ８ビットで量子化されることになる。
同様に、ＡＤＣ５２は、入力されたアナログオーディオ信号を、例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚ、量子化ビット数１６ビットでデジタル化する。
ＡＤＣ５２にアナログビデオ信号及びデジタルオーディオ信号が入力されるときは、ＡＤＣ５２は、デジタルオーディオ信号をスルーパスさせる。ただし、デジタルオーディオ信号の内容は改変せずに、そのデジタルオーディオ信号に付随するジッタだけを低減させる処理、あるいはサンプリングレートや量子化ビット数を変更する処理等は行なってもよい。
一方、ＡＤＣ５２にデジタルビデオ信号及びデジタルオーディオ信号が入力されるときは、ＡＤＣ５２は、デジタルビデオ信号及びデジタルオーディオ信号をスルーパスさせる。これらのデジタルビデオ信号及びデジタルオーディオ信号に対しても、内容は改変することなく、ジッタ低減処理やサンプリングレート変更処理等は行なってもよい。
ＡＤＣ５２から出力されたデジタルビデオ信号は、Ｖエンコーダ５３を介してフォーマッタ５６に送られる。ＡＤＣ５２から出力されたデジタルオーディオ信号は、Ａエンコーダ５４を介してフォーマッタ５６に送られる。
Ｖエンコーダ５３は、入力されたデジタルビデオ信号を、ＭＰＥＧ−２またはＭＰＥＧ−１規格に基づいて、可変ビットレートで圧縮されたデジタル信号に変換する機能を持つ。Ａエンコーダ５４は、入力されたデジタルオーディオ信号を、ＭＰＥＧまたはＡＣ−３規格に基づいて、固定ビットレートで圧縮されたデジタル信号またはリニアＰＣＭのデジタル信号に変換する機能を持つ。
副映像情報がＡＶ入力部４２から入力された場合（例えば副映像信号の独立出力端子付ＤＶＤビデオプレーヤからの信号）、あるいはこのようなデータ構成のＤＶＤビデオ信号が放送され、それがＴＶチューナ４４で受信された場合は、ＤＶＤビデオ信号中の副映像信号（副映像パック）が、ＳＰエンコーダ５５に入力される。ＳＰエンコーダ５５に入力された副映像信号は、所定の信号形態にアレンジされて、フォーマッタ５６に送られる。
フォーマッタ５６は、バッファメモリ５７をワークエリアとして使用しながら、入力されたビデオ信号、オーディオ信号、副映像信号等に対して所定の信号処理を行なうことにより、所定のフォーマット（ファイル構造）に合致した記録データをデータプロセッサ３６に出力する。
ここで、上記記録データを作成するための標準的なエンコード処理内容を簡単に説明しておく。すなわち、エンコーダ部５０において、エンコード処理が開始されると、ビデオ（主映像）データ及びオーディオデータをエンコード処理するにあたって必要なパラメータが設定される。
次に、設定されたパラメータを利用して主映像データがプリエンコード処理されることにより、設定された平均転送レート（記録レート）に最適な符号量の分配が計算される。プリエンコード処理で得られた符号量分配に基づき、主映像データのエンコード処理が実行される。このとき、オーディオデータのエンコード処理も同時に実行される。
プリエンコード処理の結果、データ圧縮量が不十分な場合（録画しようとする情報記憶媒体に希望のビデオプログラムが収まり切らない場合）、再度プリエンコード処理する機会を持てるなら（例えば録画のソースがビデオテープあるいはビデオディスク等の反復再生可能なソースであれば）、主映像データの部分的な再エンコード処理が実行され、再エンコード処理した部分の主映像データが、それ以前にプリエンコード処理した主映像データ部分と置換される。このような一連の処理によって、主映像データ及びオーディオデータがエンコード処理され、記録に必要な平均ビットレートの値が大幅に低減される。
同様に、副映像データをエンコード処理するに必要なパラメータが設定され、エンコード処理された副映像データが作成される。
エンコード処理された主映像データ、オーディオデータ及び副映像データが組み合わされて、ビデオオブジェクトセットＶＯＢＳの構造に変換される。すなわち、主映像データ（ビデオデータ）の最小単位としてセルが設定され、セル情報が作成される。
次に、プログラムチェーンＰＧＣを構成するセルの構成や、主映像、副映像及びオーディオの属性等が設定され（これらの属性情報の一部は、各データをエンコードするときに得られた情報が利用される）、ここに、種々の情報を含めたＶＭＧファイルが作成される。
エンコード処理された主映像データ、オーディオデータ及び副映像データは、一定サイズ（２０４８バイト）のパックに細分化される。これらのパックには、ダミーパックが適宜挿入される。なお、ダミーパック以外のパック内には、適宜、再生時刻を示すＰＴＳ（プレゼンテーションタイムスタンプ）や、デコード時刻を示すＤＴＳ（デコーディングタイムスタンプ）等のタイムスタンプが記述される。副映像のＰＴＳについては、同じ再生時間帯の主映像データあるいはオーディオデータのＰＴＳより任意に遅延させた時間を記述することができる。
各データのタイムコード順に再生可能なように、ビデオオブジェクトユニットＶＯＢＵ単位でその先頭にＲＤＩパック(ナビゲーションパックに相当)を配置しながら各セルが配置される。これにより、複数のセルで構成されるビデオオブジェクトＶＯＢが構成される。このビデオオブジェクトＶＯＢを１つ以上集めてなるビデオオブジェクトセットＶＯＢＳが、ムビービデオファイルに記録される。
なお、ＤＶＤビデオプレーヤからＤＶＤ再生信号をデジタルコピーする場合には、上記セル、プログラムチェーン、管理テーブル、タイムスタンプ等の内容は始めから決まっているので、これらを改めて作成する必要はない。ただし、ＤＶＤ再生信号をデジタルコピーできるようにＤＶＤビデオレコーダを構成する場合には、電子透かしやその他の著作権保護手段が講じられる必要がある。
光ディスク１００１に対して、情報の読み書き（録画及び／または再生）を実行する部分としては、光学系、駆動系を有するディスクドライブ３５と、データプロセッサ３６と、一時記憶部３７（トラックバッファ）と、ＳＴＣ（システムタイムカウンターまたはシステムタイムクロック）３８とを備えている。
一時記憶部３７は、データプロセッサ３６、ディスクドライブ３５を介して光ディスク１００１に書き込まれるデータ（エンコーダ部５０から出力されるデータ）のうちの一定量分をバッファリングしたり、ディスクドライブ３５、データプロセッサ３６を介して光ディスク１００１から再生されたデータ（デコーダ部６０に入力されるデータ）のうちの一定量分をバッファリングするのに利用される。ディスクドライブ３５は、光ディスクに対する回転制御系、レーザ駆動系、光学系などを有する。
例えば、一時記憶部３７が４Mbyteの半導体メモリ（ＤＲＡＭ）で構成されるときは、平均４Mbps（ビット・パー・セカンド）の記録レートでおよそ８秒分の記録または再生データのバッファリングが可能である。また、一時記憶部３７が１６MbyteのＥＥＰ（エレクトリカリー・イレーザブル・アンド・プログラマブル）ＲＯＭ（フラッシュメモリ）で構成されるときは、平均４Mbpsの記録レートでおよそ３０秒の記録または再生データのバッファリングが可能である。さらに、一時記憶部３７が１００Mbyteの超小型ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）で構成されるときは、平均４Mbpsの記録レートで３分以上の記録または再生データのバッファリングが可能となる。
一時記憶部３７は、録画途中で光ディスク１００１を使い切ってしまった場合において、光ディスク１００１が新しいディスクに交換されるまでの録画情報を一時記憶しておくことにも利用できる。一時記憶部３７は、ディスクドライブ３５として高速ドライブ（２倍速以上）を採用した場合において、一定時間内に通常ドライブより余分に読み出されたデータを一時記憶しておくことにも利用できる。再生時の読み取りデータを一時記憶部３７にバッファリングしておけば、振動ショック等で図示しない光ヘッドが読み取りエラーを起こしたときでも、一時記憶部３７にバッファリングされた再生データを切り替え使用することによって、再生映像が途切れないようにすることができる。
図１では示していないが、情報記録再生装置に外部カードスロットを設けておけば、上記ＥＥＰＲＯＭをオプションのＩＣカードとして別売することができる。また、情報記録再生装置に外部ドライブスロットあるいはＳＣＳＩ（スモール・コンピュータ・システムインターフェース）を設けておけば、上記ＨＤＤもオプションの拡張ドライブとして別売することができる。
データプロセッサ３６は、マイクロコンピュータブロック３０の制御にしたがって、エンコーダ部５０から出力されたＤＶＤ記録データをディスクドライブ３５に供給したり、光ディスク１００１から再生したＤＶＤ再生信号をディスクドライブ３５から取り込んだり、光ディスク１００１に記録された管理情報を書き替えたり、光ディスク１００１に記録されたデータ（ファイルあるいはビデオオブジェクト）の削除をしたりする。
マイクロコンピュータブロック３０は、ＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）、またはＣＰＵ（セントラルプロセシングユニット）と、制御プログラム等が書き込まれたＲＯＭと、プログラム実行に必要なワークエリアを提供するためのＲＡＭとを含んでいる。
マイクロコンピュータブロック３０のＭＰＵは、そのＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、欠陥場所検出、未記録領域検出、録画情報記録位置設定、ＵＤＦ記録、ＡＶアドレス設定等を実行する。
ＭＰＵの実行結果のうち、ディスクドライブ３５のユーザに通知すべき内容は、ＤＶＤビデオレコーダの表示部４８に表示されるか、またはモニタディスプレイにＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）表示される。
なお、マイクロコンピュータブロック３０が、ディスクドライブ３６、データプロセッサ３６、エンコーダ部５０及び／またはデコーダ部６０等を制御するタイミングは、ＳＴＣ３８からの時間データに基づいて、実行することができる。録画や再生の動作は、通常はＳＴＣ３８からのタイムクロックに同期して実行されるが、それ以外の処理は、ＳＴＣ３８とは独立したタイミングで実行されてもよい。
デコーダ部６０は、所定のパック構造を持つ映像情報から各パックを分離して取り出すセパレータ６２と、パック分離やその他の信号処理実行時に使用するメモリ６３と、セパレータ６２で分離された主映像データ（ビデオパックの内容）をデコードするＶデコーダ６４と、セパレータ６２で分離された副映像データ（副映像パックの内容）をデコードするＳＰデコーダ６５と、セパレータ６２で分離されたオーディオデータ（オーディオパックの内容）をデコードするＡデコーダ６８と、Ｖデコーダ６４から得られる主映像データにＳＰデコーダ６５から得られる副映像データを適宜合成し、主映像にメニュー、ハイライトボタン、字幕やその他の副映像を重ねて出力するビデオプロセッサ６６を備えている。
ビデオプロセッサ６６の出力は、ビデオミクサー７１に入力さえる。ビデオミクサー７１では、テキストデータの合成が行われる。ビデオミクサー７１には、ＴＶチューナ４４やＡ／Ｖ入力部４２からの信号を直接取り込むラインも接続されている。ビデオミクサー７１には、バッファとして用いるフレームメモリ７２が接続されている。ビデオミクサー７１の出力がデジタル出力の場合は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）７３を介して外部へ出力され、アナログ出力の場合は、ＤＡＣ７４を介して外部へ出力される。
Ａデコーダ６８の出力がデジタル出力の場合は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）７５を介して外部へ出力され、アナログ出力の場合は、セレクタ７６を介してＤＡＶ７７でアナログ変換され外部に出力される。セレクタ７６は、マイクロコンピュータブロック３０からのセレクト信号により、ＴＶチューナ４４やＡ／Ｖ入力部４２からの信号を直接モニタするとき、ＡＤＣ５２からの出力を選択することも可能である。アナログオーディオ信号は、図示しない外部コンポーネント（２チャンネル〜６チャンネルのマルチチャンネルステレオ装置）に供給される。
上記装置において、ビデオ信号の流れを簡単に説明すると、以下のようになる。
入力されたＡＶ信号はＡＤＣ５２でデジタル変換される。そのデジタル信号は、各エンコーダ５３，５４，５５へ入力される。ビデオ信号はＶエンコーダ５３へ、オーディオ信号はＡエンコーダ５４へ、文字放送などの文字データはＳＰエンコーダ５５へ入力される。ビデオ信号はＭＰＥＧ圧縮され、オーディオ信号はＡＣ３圧縮またはＭＰＥＧオーディオ圧縮がなされ、文字データはランレングス圧縮される。
各エンコーダからの圧縮データは、パック化された場合に２０４８バイトになるようにパケット化されて、フォーマッタ５６へ入力される。フォーマッタ５６では、各パケットがパック化され、さらに、多重化され、データプロセッサ３６へ送られる。
フォーマッタ５６は、アスペクト情報検出部４３からの情報を元に、ＲＤＩパックを作成し、ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）の先頭に配置する。
エンコーダ部５０ではアスペクト情報検出部４３からの情報を元に、ＭＰＥＧビデオデータのシーケンスヘッダ内のアスペクト情報に検出した情報を書き込む。
データプロセッサ３６は、１６パック毎にＥＣＣブロッを形成し、エラー訂正データを付け、その出力をディスクドライブ３５を介して光ディスク１００１へ記録する。
ここで、ディスクドライブ３５がシーク中やトラックジャンプなどの場合のため、ビジィー状態の場合には、一時記憶部３７（例えばＨＤＤバッファ部）へ入れられ、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ部（ディスクドライブ３５）の準備ができるまで待つこととなる。
さらに、フォーマッタ５６では、録画中、各切り分け情報を作成し、定期的にマイクロコンピュータブロック３０のＭＰＵへ送る（ＧＯＰ先頭割り込み時などの情報）。切り分け情報としては、ＶＯＢＵのパック数、ＶＯＢＵ先頭からのＩピクチャのエンドアドレス、ＶＯＢＵの再生時間などがある。
同時に、アスペクト情報検出部４３からの情報を録画開始時にＭＰＵへ送り、ＭＰＵはＶＯＢストリーム情報（ＳＴＩ）を作成する。ＳＴＩは解像度データ、アスペクトデータなどを保存し、再生時、各デコーダ部はこの情報を元に初期設定を行う。
記録再生ＤＶＤでは、ビデオファイルは１ディスクに１ファイルとしている。ここで、ＤＶＤを利用したリアルタイム記録再生機において注意すべき点は、データをアクセスする場合において、そのアクセス（シーク）している間に、とぎれないで再生を続けるために、最低限連続するセクタが必要になってくる。この単位をＣＤＡ（コンティギュアス・データ・エリア）という。このＣＤＡは、ＥＣＣブロック単位となっている方が有利である。そのため、ＣＤＡサイズは１６の倍数にし、ファイルシステムでは、このＣＤＡ単位で記録を行っている。ただし、この場合、ディスク内にうまくＣＤＡの大きさの空き領域がない場合などは、別のファイルが使用している短いセクタが、ＣＤＡ内に入り込むことも許している。これにより、ＣＤＡ単位で記録することができる。
図１３は図１２に示した記録再生装置の再生部分を簡素化して示す図である。上記したようなジャンプ再生が行われる場合には、デコーダ６４、６５、６６に対してデータが途切れないように供給する必要がある。そのために、トラックバッファ（一時記憶部３７）２２１が設けられている。Ｖｒはエラー訂正（ＥＣＣ）処理部２０９からトラックバッファ２２１に供給されるデータの転送レート（光ディスクからの読出しレート）であり、Ｖｏはトラックバッファ２２１からデコーダ６４、６５、６６に供給される全データを合わせた転送レート（再生レート）である。読出しレートＶｒはディスクの線速度に依存し、再生レートＶｏは再生する絵（シーン）に応じて可変である。ディスクからのデータの読み取りはエラー訂正（ＥＣＣ）ブロック単位で実行される。ＤＶＤ−ＲＯＭの場合、１エラー訂正ブロックは図１４に示すように１６セクタ分に相当する。 図１５は、ワーストケースのインターリーブドブロックが再生されるときのトラックバッファ２２１へのデータ入力の増加及び減少を示している。この時は、記録トラック上のインターリーブドユニットのジャンプと、ジャンプ先のインターリーブドユニットデータの読み取り及び再生処理が実行される。ワーストケースでは、トラックバッファが空の状態でインターリーブドユニットの読み込みを開始し、読み込み終了後、次のインターリーブドユニットにジャンプする。また、インターリーブドユニットの先頭セクタがＥＣＣブロックの最終セクタであり、インターリーブドユニットの最終セクタがＥＣＣブロックの先頭セクタである。すなわち、２ＥＣＣブロックの残りは有効データではない。１つのＥＣＣブロックの読込み時間Ｔｅはｂ／Ｖｒである。ここで、Ｖｒは基準速度での転送レート（例えば１１Ｍｂｐｓ）、ｂは１つのＥＣＣブロックのデータサイズ（例えば２６２，１４４ビット）である。 図１５において、Ｖｒはエラー訂正回路２０９からトラックバッファ２２１に供給されるデータの転送レート（エラー訂正はエラー訂正ブロック毎に実行されるため、実際には間欠動作となる場合があり、正確には間欠時間も含んだ平均転送レートである）、Ｖｏはトラックバッファ２２１からデコーダ６４、６５、６６に供給される全データを合わせた転送レートである。 Ｔｊはジャンプ時間であり、トラックをシークする時間とそのために付随している必要な回転待ち時間（レイテンシータイム：latency time）を含む。Ｔｊはジャンプ距離に依存してテーブルにより与えられる。与えられたジャンプ距離に対し、最大待ち時間はジャンプが発生したディスク上の位置に依存する。テーブルはディスクの全ての位置を考慮して最悪のケースを示してある。Ｂｘはジャンプが開始されたとき（時点ｔ４）にトラックバッファ２２１に残っているデータ量である。
図１５のデータ量を示す曲線は、時点ｔ２から傾斜（Ｖｒ−Ｖｏ）の蓄積率でトラックバッファ２２１にデータが蓄積されていくことを示している。また、曲線は、時間ｔ６でトラックバッファ２２１のデータ量が零になったことを示している。トラックバッファ２２１のデータは、時間ｔ３から傾斜−Ｖｏの減少率で減少し、時間ｔ６で零になっている。
この曲線から以下が導き出される。トラックバッファ２２１から連続してデータが出力される条件、つまりデータが途切れることなくデコーダ６４、６５、６６へ供給されるための条件は以下の通りである。
Ｂｘ≧Ｖｏ（Ｔｊ＋３Ｔｅ） （１）
ここで、Ｂｘはジャンプ開始時点のトラックバッファ２２１内のデータ量である。
また、インターリーブドユニットからのジャンプ距離と再生レートＶｏが与えられた時のシームレスジャンプを保証するインターリーブドユニットのサイズ（ＩＬＶＵ＿ＳＺ）（セクタ）は以下の通りである。
ＩＬＶＵ＿ＳＺ≧｛（Ｔｊ×Ｖｒ×１０６＋２ｂ）／（２０４８×８）｝×Ｖｏ／（Ｖｒ−Ｖｏ） （２）
（２）式は特許文献１（特許公報第２８５７１１９号公報）の段落０１００に記載されている。 簡略化のため（２）式の右辺のうちジャンプ時間Ｔｊ、２ｂ、Ｖｒを定数とみなすと、サイズの下限値は定数×Ｖｏ／（Ｖｒ−Ｖｏ）となる。そのため、再生レートＶｏが小さくなると、インターリーブドユニットのサイズも小さくなり、再生時間も短くなる。この時、短い間隔で連続してジャンプ命令が発生すると、短間隔のジャンプにディスクの回転数変化が追従できず、ジャンプ終了時にディスクの線速度が所望の速度に達することができず、読出しレートＶｒが規定のレートに達せずに、トラックバッファ２２１のデータが不足し、再生が中断（例えば、映画のシーンであれば、映画が中断）することがある。 そこで、本実施形態では次のようにインターリーブドユニットのサイズを求めている。
ＩＬＶＵ＿ＳＺ≧Ｖｏ×１０６×Ｔｉ／ｃ （２Ａ）
ここで、ｃ：１セクターのデータサイズ（例えば、１６３８４ビット）、Ｔｉはジャンプ後に所望の読取りレートＶｒminを確保するために最低限必要なジャンプ間隔（単位：秒）である。（２Ａ）式を簡略化すると、サイズの下限値はジャンプ間隔Ｔｉ×再生レート（単位：Mbps）Ｖｏとなる。（２Ａ）式によれば、インターリーブドユニットの実際の再生時間を所定時間以上とすることができ、トラックバッファからデコーダに転送されるデータが不足する事態を防ぐことが出来る。
なお、（２）式、（２Ａ）式から分るように、再生レートＶｏが小さい場合は、（２Ａ）式のサイズの方が（２）式のサイズよりも大きいが、再生レートＶｏが大きい場合は、（２）式のサイズの方が（２Ａ）式のサイズよりも大きい。そのため、各Ｖｏについて（２）式、（２Ａ）式で求めたＩＬＶＵ＿ＳＺのうち大きいものをインターリーブドユニットのサイズとする。
図１６に本実施形態の動作の概要を示す。図１６の（ａ）はインターリーブドユニットの配置例を示す。Ｎはあるシーンの再生時のインターリーブドユニットの再生順を示す。図１６の（ｂ）はインターリーブドユニットの再生例を示す。このように、物理アドレス上は離れているデータが連続に再生される。再生時間とは、読出し時間とジャンプ時間と読出し終了からジャンプ開始までの待ち時間の和である。
図１６の（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）にＣＬＶ方式のディスクにおいて外周から内周にジャンプした場合のインターリーブドユニットの読出し例１〜３についての読出しレートの変化を示す。
（ｃ）は再生に必要なデータレートＶｏが高い場合を示す。インターリーブドユニットＮの読出し開始時には読出しレートの下限値Ｖｒminで読出し、次のジャンプに備えて予めディスクモータの回転を上げ、読出しレートを上げている。モータの回転数の変化の目標値は、モータの回転数の変化が追従できなくてもジャンプ後に読出しレートの下限値Ｖｒminで再び読出しを開始できるように、高めに設定されている（目標値の設定の仕方は後述する）。なお、実際には、インターリーブドユニットＮの読出し時の読出しレートの平均値は読出しレートの下限値Ｖｒminを上回るため、トラックバッファ２２１の容量が十分にあれば、ジャンプ開始前にインターリーブドユニットＮの読出しは完了する。
（ｄ）は再生に必要なデータレートＶｏが低い場合を示す。この場合は、十分な時間的余裕を持ってインターリーブドユニットＮの読出しが完了する。次のインターリーブドユニットＮ＋１の読出しは、インターリーブドユニットＮ＋１の再生の直前に開始する。
（ｅ）はトラックバッファ２２１に空き容量があり、データを先読みする場合を示す。インターリーブドユニットＮ＋１の読出しレートは読出しレートの下限値Ｖｒminを下回ってしまう。しかしながら、インターリーブドユニットＮ＋１の読取りはインターリーブドユニットＮ＋１の再生開始より前であるため、再生が途切れる等の問題は起きない。
なお、マルチアングル機能を用いる場合は、ジャンプ先のインターリーブドユニットを変更しなければならないため、（ｅ）のように、次に再生するインターリーブドユニットＮ＋１を予め読込んでしまうと、切替えのタイミングが遅くなるか、あるいは先読みしたインターリーブドユニットのデータを破棄して再度別のインターリーブドユニットを読出す必要がある。
上述したようにインターリーブドユニットのサイズの下限を設定することにより、インターリーブドユニットの再生時間の下限も設定でき、これにより、ジャンプ直後の転送レートが所定レート以下にならないようにディスクモータの回転数を設定している光ディスク装置において、短い間隔でのジャンプが発生することにより、デコーダに供給されるデータが不足する事態を防ぎ、安定した再生が可能となる。
光ディスク装置は、インターリーブドユニットのサイズがこのように制限されたディスクを再生することを前提として設計すればよく、最内周で必要な回転速度でディスク全面を再生するＣＡＶ方式のように外周で非常に高速（１２０ｍｍのＤＶＤディスクにおいて、内周に比べて約２．５倍の線速度）で再生することになる方式を前提として設計することを強いられず、騒音、消費電力等を抑制できる。また、光ヘッドのレンズアクチュエータのサーボ帯域、信号処理速度の動作速度も高くする必要がなくなり、装置の製造がより容易になるとともに、確実なディスクの再生が可能となる。
また、ディスクモータの回転数追従時間を組み込んだ複雑なプレーヤモデルを使ってインターリーブドユニットのサイズやトラックバッファのサイズ、最大ジャンプ距離等の制約を求める方法も考えられるが、本実施形態によれば、既存のディスクデータ制作装置の小改造で適用が可能である。つまり、低コストで採用が可能である。
次に、トラックバッファ２２１としてどの程度の容量が必要であるかを検討してみる。多くの場合、インターリーブドユニットのサイズＩＬＶＵ＿ＳＺはある条件下で許される最少値より大きくなる。Ｖｏはジャンプ距離に対して許容されるＭＡＸ＿Ｖｏの上限値より小さな値を持つ。これらのファクターはトラックバッファ２２１が一杯になるので、読取りの中断をもたらす。読取り中断はキックバックと呼ばれ、プレーヤではＶｒはＭＡＸ＿Ｖｏより常に大きいので、頻繁に発生する。このキックバックがジャンプ直前に起きた場合は、プレーヤは次のＩＬＶＵにアクセスするために余分の時間を必要とする。この場合でも、トラックバッファ２２１は連続してデータを供給するために十分な容量を持たなければならない。トラックバッファ２２１の容量は、記録装置がキックバック動作して、続いてインターリーブドユニットのジャンプを行っても、トラックバッファ２２１の出力データが途切れないような容量であることが望ましい。キックバックは、ディスクが一回転する間、ピックアップが読取りを待っているような状態であり、ディスクが一回転した後に、隣のトラックヘ読取り位置をシークすることである。
図１７は、記録装置においてキックバック動作が行われ、続いて最大級のジャンプ動作が行われた場合の時間と、トラックバッファ２２１におけるデータの低減状況を示す。トラックバッファ２２１のサイズをＢｍ、キックバック時間（ディスクの１回転時間相当）をＴｋ、１ＥＣＣブロックの読取り時間（24msec,つまり0.024sec）をＴｅ、ジャンプ時間（トラックシークタイム（ｔｊ）＋レイテンシータイム（Ｔｋ））をＴｊ、インターリーブドブロックでのデコーダの最大読出しレートをＶｏmaxとすると、記録装置においてキックバック動作の完了直後に最大距離のジャンプ動作が行われた場合に、トラックバッファからの連続データ転送を保証するトラックバッファ２２１の容量は以下の条件が必要である。
Ｂｍ≧｛（２Ｔｋ＋ｔｊ＋４Ｔｅ）×Ｖｏmax×１０６｝／（２０４８×８）
（３）
上記のことから、必要とされるトラックバッファのサイズは、記録装置のＴｋ、ｔｊ、Ｔｅに依存し、ｔｊはシーク動作の性能に依存することが分かる。また、Ｔｋ、Ｔｅは、ディスクの回転速度に依存することが分かる。
従来技術の欄でも説明したように、近年、高精細（ＨＤ）画像対応の家庭用ディスプレイが普及を始めており、情報記録媒体も高精細（ＨＤ）画像対応の検討が進められている。従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格は、１層のＤＶＤ−ＲＯＭに標準的な長さの標準解像度（ＳＤ）の映画が記録できるが、近年の動画像圧縮技術の進歩によって、約４倍の画素を持つ高精細（ＨＤ）画像を、平均してほぼ２倍のデータ量に圧縮できるようになり、これによって２層のＤＶＤ−ＲＯＭに映画を収めることが可能になってきた。しかし、これは平均して２倍のデータ量になるということであって、部分的には３倍のデータ量となる。従って、トラックバッファからデコーダに供給するデータレートＶｏは従来の３倍となり、ディスクから読出し、トラックバッファに供給するデータレートＶｒも従来の３倍のレートが必要となる。また、従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格では、マルチシーン部分（インターリーブドブロック）の最大データレートＶｏmaxを、マルチシーン部分以外より小さい値としていたが、画質の面からはマルチシーン部分のデータレートＶｏmaxを大きくしてそれ以外の部分と揃えることが望まれている。この要望に応えマルチシーン部分の最大データレートＶｏmaxを大きくすると、インターリーブドユニットのサイズが大きくなり、ジャンプする距離を長くする必要がある。
ところで、ＤＶＤ−ＲＯＭをはじめとする多くの光ディスクは線記録密度が一定であるため、一定のデータレートＶｒで情報を読み出すには、半径によって回転速度を変える必要がある。これはスピンドルモータを制御することによって実現されるが、スピンドルモータのトルクを一定とすると、同一半径での回転速度の変化するのに必要な時間は、データレートＶｒとジャンプ距離にほぼ比例する。実際には、モータの一般的特性として、回転速度が上がるにつれ粘性抵抗、風損が増加するため、回転が速くなるにつれディスク回転速度の加減速に使えるトルクは減少する。
従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格においては、ジャンプ終了時までにディスク回転速度を追従できた（追従に必要な時間は数１０ｍｓｅｃ）が、前述のようにディスク回転速度を３倍とし、ジャンプ距離も長くしたいという要求を受け入れると、スピンドルモータのトルクは増やすことが困難なため、ジャンプが終了しても、線速度、すなわち読出し速度を保つのが困難になってくる。とりわけ、携帯用機器においては、電池で動作するため使えるピーク電力に限りがある。ピーク電力を増やすには、電池サイズの増大、すなわち装置の大型化、重量増につながり商品性を損なう。従って、モータのトルクを増加させることは非現実である。
２層ディスクの再生時に、外周から内周にジャンプした場合、ディスク回転速度を上げなければならないが、トルク不足で追従できないと、データレートＶｒが想定した基準値より下がり、トラックバッファが空になり、画像が途切れる可能性が生じる。特に、高精細ビデオはデータ量が多いため、２層ディスクが多く使われるため、これは重大な問題である。
また、現在の高速再生の可能なＤＶＤ−ＲＯＭドライブでは、線速度一定で記録されたディスクを線速度一定（ＣＬＶ方式）でなく、回転速度一定で回転させる方式（ＣＡＶ方式）を用いている場合もある。この場合は、読出しデータレートＶｒを３倍以上確保するため、仮に内周が３倍になるようにすると、最外周の線速度は約７．３倍の速度となる。この方式が採用できれば前述の問題は無くなる。
しかし、例えば現在のＤＶＤ−ＲＯＭでも規格上保障されている読出し速度は１倍速であり、１倍速での再生を想定してディスクの反り、偏心などの機械特性を定めている。ディスクの反りや偏心があると、対物レンズアクチュエータは、追従するために力を発生する必要があるが、歪や偏心によって発生する加速度は、線速度の２乗に比例するため、例えば８倍速では、１倍速での６４倍の力を発生する必要がでてくる。現実的には、このような大きな力を発生するのは困難である。したがって高速再生が可能なドライブでも、ディスクの反りなどの機械的特性によっては高速再生は困難なため、そのような場合には再生速度を下げている。つまり、ディスクの反りや偏心が規格に対して十分小さい場合には、高速再生ができても、大きい場合は追従するのが不可能になるため、再生速度を下げざるを得ないのである。
高精細（ＨＤ）ビデオを収録できるディスクでは、３倍速で再生ができるようにディスクの反りや偏心の最大値を決めなければならないが、現在のディスクの製造技術や経時変化、コスト等、および光ディスク装置の性能、コストを考慮すると、最内周が３倍速となるＣＡＶ方式での再生ができるように規格を定めるのは非現実的であり、ＣＡＶ方式で再生することによって前述の問題を回避することはできない。
本実施形態は上記の問題を解決するためになされたものであり、データ読出しレートを一定以上に保つことのできる光ディスク装置を提供するものである。
本実施形態では高いデータ再生速度を必要とする高精細ビデオを再生するため、従来の３倍程度の線速度でディスクを回転させなければならない。このような高回転では、スピンドルモータとしては、従来広く用いられてきたブラシモータはブラシ寿命の点で問題があり、ブラシレスモータを使うことが好ましい。ブラシレスモータは、モータコイルに流す電流の方向を切り替えるタイミングを生成するため、一般にホール素子を持ち、これを用いてモータの回転速度に比例した周波数のパルスを出力することが可能であり、このパルス信号より回転速度を検出することが可能である。
ディスクには映画などの時系列データが、マルチシーンを実現するために、インターリーブされて、すなわちある特定のシーンにとってみれば間欠的に記録されている部分があるとする。ディスク上のデータの配置は、データの読出しレートがＶｒ、最大ジャンプセクター距離Ｓmax（すなわち最大間欠距離）ジャンプした時の最大ジャンプ時間がＴｊmaxである記録装置で再生されるものとして、インターリーブされた場所も途切れることなくシームレス再生できるように、データ配置が決定され記録されている。前述の式（２）の右辺の分母、分子をＶｒで割ると、分子からVrが無くなり、分母は（１−Vo/Vr）になる。したがって、Ｖｒが大きくなると分母が大きくなり、最低必要なインターリーブドユニットのサイズは小さくなることがわかる。したがって、このディスクを再生する光ディスク装置では、上記のデータの読出しレートＶｒを下限読出しレートＶｒminとし、データ読出しレートをＶｒmin以上の値に保ちつづければ、データ読出しレートが変化してもシームレス再生が保証される。また前述の式（２）、（３）からわかるように、ジャンプ時間Ｔｊが光ディスク装置側での再生時にディスク記録時に想定した値より小さくなっても構わない。なお、ディスクからの読出しレートと、デコーダの使用するデータレートの差で余ったデータをトラックバッファに貯め、ジャンプ時にディスクからデータを読めなくなった時に、トラックバッファに貯まったデータをデコードする方式を取っていれば、式（２）、（３）とは違う式の方式でも、同様のことが成立するはずである。
なお、ジャンプは任意の場所で発生し、本実施形態では論理セクター番号が増える方向のジャンプのみを許すとする。従って、２層ディスクの場合には、シームレス再生中にレイヤ０からレイヤ１への層間ジャンプが発生する場合もある。なお、２層ディスクの場合には、図４の（ｃ）に示した方式で論理セクター番号が設定されているとし、（ｂ）の方式で論理セクター番号が設定されている場合は除外する。つまり、レイヤ０では内周から外周に向かって読み、レイヤ１では外周から読み始める。従って、レイヤ０の最後からレイヤ１の最初に移動するときには、ディスクのトラックの半径誤差を除いて半径方向への光ヘッド２０２の移動は発生しない。
ところで、マルチアングル再生時には、あるアングルから別のアングルへのシームレスな切り替えが求められるため、図１０において、例えば（１，１）のセルから発生する可能性のある最大ジャンプは、（１，２）のセルへのジャンプではなく、（ｍ，２）へのジャンプである。
図１８のフローチャートを参照してスピンドルモータの回転速度を制御するサブルーチンを説明する。
本サブルーチンは図１２に示す光ディスク装置のマイクロコンピュータブロック３０の動作に関するものであり、ディスクが挿入された場合、ホスト側から指示された場合、ディスク読出し中等に実施される。ステップＳ１２で、映画などのシームレス再生が必要なディスクか否か判定する。シームレス再生が必要なディスクの場合は、ステップＳ１４で、現在の読出し位置でシームレス再生を行うために必要なデータの下限読出しレートＶｒmin[Mbps]（下限読出し線速度LinＡminとなる）を得るのに必要なディスク回転速度rotＡmin[rpm]と、最大ジャンプ距離Ｓmaxのジャンプが発生した後でシームレス再生を行うために必要なデータの下限読出しレートＶｒmin[Mbps]を得るのに必要なディスク回転速度rotＢmin[rpm]とを比較する。
回転速度rotＢminの方が大きい場合、ステップＳ１８で、ジャンプ時間Ｔｊmax[s]間にディスク２０１のデータの読出しレートＶｒminが得られる下限ディスク回転速度rotＢminまで加速度AccDisk[rpm/s2]で加速可能な下限回転速度と、回転速度rotＡminのどちらか大きい回転速度を、現在の下限ディスク回転速度rotＣmin[rpm]とする。逆に、回転速度rotＢminの方が小さい場合は、ステップＳ１６で、回転速度rotＡminを下限ディスク回転速度rotＣminとする。
ステップＳ２０で、所定の上限読出し速度LinＢmax[Mbps]となる現在の位置での回転速度rotＡmaxと、最大ジャンプ距離Ｓmaxのジャンプが発生した後の位置で上限読出し速度LinＢmaxとなる回転速度rotＢmaxとを比較する。回転速度rotＡmaxの方が大きい場合、ステップＳ２４で、ジャンプ時間Ｔｊmax[s]間に上限ディスク回転速度ＲｏｔＢｍａｘまで加速度AccDisk[rpm/s2]で減速可能な上限回転速度と、回転速度rotＡmaxのどちらか小さい回転速度を、現在の上限ディスク回転速度rotＣmax[rpm]とする。逆に、回転速度rotＢmaxの方が小さい場合は、ステップＳ２２で、回転速度rotＡmaxを、現在の上限ディスク回転速度rotＣmax[rpm]とする。
そして、現在の位置でのスピンドルモータ２０４の回転速度（ディスク回転速度）が下限ディスク回転速度rotＣmin以上で上限ディスク回転速度rotＣmax以下となるように目標回転速度rotＣを定め、スピンドルモータ２０４を制御する。
シームレス再生が不要なディスクの場合は、ステップＳ２８で通常の回転速度制御処理が行われる。
なお、上記の説明は簡単のため、最大距離ジャンプ先をＳｍａｘ離れた場所としたが、実際にはＳｍａｘ離れた場所が無かったり、また現在再生しているレイヤと別のレイヤの場合もある。例えば、レイヤ１を再生中、外周から内周に向かってジャンプする場合、Ｓｍａｘ離れた場所が存在しない場合には、Ｓｍａｘの値をデータの存在する位置まで小さくすればよい。また、ジャンプによってレイヤが変わる場合は、現在の回転速度とＳｍａｘ離れた場所の回転速度を比較するのに加え、最外周における回転速度に対しても比較し、その結果得られる個々のＣｍｉｎのうち最大のものを最終的なＣｍｉｎとし、個々のＣｍａｘのうち最小のものを最終的なＣｍａｘとすればよい。
一般に、回転速度[rpm]と半径Ｒでの読出し線速度との関係は、
回転速度＝（線速度／２πＲ）×６０
となる。ここで６０は、１秒毎の回転速度を、１分毎の回転速度に変換する係数である。下限ディスク回転速度rotＡmin、rotＢmin[rpm]は、読み出すセクターの存在する半径をＲ[m]、下限読出し線速度をLinＡmin、LinＢmin[m/s]とすると、
rotＡmin＝（LinＡmin／２πＲ）×６０
rotＢmin＝（LinＢmin／２πＲ）×６０
として求められる。
一般に、線速度[m/s]とデータ読出しレート[Mbps]の関係は、
データ読出しレート＝（線記録密度／１０６）×線速度となる。線記録密度は、ディスクによって定まる定数である。したがって、線速度と読出しレートは簡単に変換可能である。
物理セクター番号Ｎsecの存在する半径Ｒ[m]は、例えば
Ｒmin：データエリアの最内周の半径[m]（DVD-ROMでは規格で固定値）
Ｓmin：データエリアの物理セクター番号の最小値（DVD-ROMでは規格で固定値。また、ディスク上の図３のデータエリアアロケーション８２７に示す領域に記録されている）
Ｔｐ：ディスクのトラックピッチ[um]（DVD-ROMでは規格で固定。また、ディスク上の図３のレコーディングデンシティ８２６に示す領域に記録されている）
Ｖref：ディスク規格で定められた規定線速度[m/s]
ユーザビットレート（User Bit Rate）：規定線速度Ｖrefで回転させたときのディスク規格で定められたユーザーデータのビットレート[Mbps]とすると、
Ｒ＝√（｛（Ｎsec-Ｓmin）×２０４８×８×Ｖref／（User Bit Rate×１０６）｝×Ｔｐ×１０−６／π＋Ｒmin２）
と算出できる。ここで、２０４８は１セクタあたりのバイト数であり、８は１バイトあたりのビット数である。なお、Ｎｓｅｃが負の値、すなわちレイヤ１にあるセクタの場合には、上記の式においてＮｓｅｃは絶対値を与え、Ｓｍｉｎはレイヤ０におけるＳｍｉｎを与える。
物理セクター番号と論理セクター番号はディスク構造の説明で述べたように１対１に対応するため、論理セクター番号でのジャンプ距離と物理セクター番号でのジャンプ距離は等しいので、最大ジャンプ先の物理セクター番号は現在の物理アドレスと最大ジャンプセクター距離から計算できる。
また、ディスクの再生動作後は、その時点の復調前のビットレートであるチャネルビットレートＣＣＢＲと、最短ピット長ＭＰＬと、スピンドルモータに設けられた図示しないホール素子から得られた回転速度ＣＭｒから、現在読出し中の物理セクター番号ＣＮsecの半径位置ＣＲを算出できる。すなわち
ＣＲ＝ＣＣＢＲ×ＭＰＬ／（２×π×ＣＭｒ）
となる。これを基準とし、前述のＲminをＣＲで、ＳminをＣＮsecで置き換えてもよい。これにより、ディスクの製造誤差（ＴｐやＲminの誤差による）による影響を低減できる。
上記の説明はディスクに与えられる発生角加速度を考慮していないが、これを考慮すると、回転速度rotＣはつぎのようになる。
ディスクに与えられる発生角加速度の大きさをAccDisk［rpm/s2］とした場合、下限回転速度rotＣminは
rotＣmin
＝rotＡmin
（ステップＳ１６のように、rotＡmin＞rotＢminの場合）
＝rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax
（ステップＳ１８のように、rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax≧rotＡminの場合）
＝rotＡmin
（ステップＳ１８のように、rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax＜rotＡminの場合）
となる。
なお、ここで、AccDisk、Ｔｊmaxとも負の値は取らないので、上記の条件式
rotＢmin＜rotＡmin
が成立すれば、常に、
rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax＜rotＡmin
が成立する。したがって、下限回転速度rotＣminは、
rotＣmin
＝rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax
（rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax≧rotＡminの場合）
＝rotＡmin
（rotＢmin−AccDisk×Ｔｊmax＜rotＡminの場合）
とも表現できるので、この手順でおこなってもよい。
上限の回転速度rotＣmaxは、逆に所定間隔以下のジャンプをした場合にも所定読出し速度LinＢmaxを超えない限界の回転速度である。
なお、回転速度rotＣminがどの半径でも常に回転速度rotＡminとなる場合は、ジャンプ内にスピンドルモータの回転速度変化が完了することを示しており、従来のDVD-Videoのように線速度LinAmin一定で再生できる状態である。したがって、本発明の目標速度設定方法は、ジャンプ中にスピンドルモータの回転速度変化が完了しない場合が有る時に、従来例に比べて効果が増す。
一方、ディスクに与えられる発生角加速度をAccDisk［rpm/s2］とした場合、上限回転速度rotＣmaxは、
rotＣmax
＝RotＡmax
（ステップＳ２２のように、rotＡmax≦rotＢmaxの場合）
＝rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax
（ステップＳ２４のように、rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax≦rotＡmaxの場合）
＝rotＡmax
（ステップＳ２４のように、rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax＞rotＡmaxの場合）
となる。これも
rotＣmax
＝rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax
（rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax≦rotＡmaxの場合）
＝rotＡmax
（rotＢmax＋AccDisk×Ｔｊmax＞rotＡmaxの場合）
とも表現できる。
上限読出し線速度ＬinＢmaxは、できればディスク規格で定められている速度とするのが望ましいが、ディスク規格で想定しているドライブ仕様を上回る仕様の装置であり、ディスク規格を超える速度で再生可能な場合は、それを元に、上限読出し線速度ＬinＢmaxを設定してもよい。場合によっては、上限回転速度を制限し、ある半径から内周側では回転速度一定、外周側では線速度一定といった半径によって異なる値とすることもできる。つまり、さまざまな条件を考慮し、確実に再生可能な上限速度とすればよい。
なお、上述の説明では、基本的な原理を示し、汎用的な説明とするため、ＲｏｔＡｍｉｎとＲｏｔＢｍｉｎの比較、ＲｏｔＡｍａｘとＲｏｔＢｍａｘの比較をおこなったが、別の等価の方法も存在し、それを用いても良い。例えばセクター番号が内周より外周が大きくなっている場合には、現在の位置のセクター番号をＮｓｅｃＡ、ジャンプ後のセクター番号をＮｓｅｃＢとすれば、ＮｅｓｃＡ＜ＮｓｅｃＢのとき、ＲｏｔＡｍｉｎ＞ＲｏｔＢｍｉｎ、ＲｏｔＡｍａｘ＞ＲｏｔＢｍａｘが成立するので、回転数の比較の代わりにセクター番号を比較すればよい。あるいは、ジャンプ前の半径をＲＡ、ジャンプ後の半径をＲＢとすれば、ＲＡ＜ＲＢのとき、ＲｏｔＡｍｉｎ＞ＲｏｔＢｍｉｎ、ＲｏｔＡｍａｘ＞ＲｏｔＢｍａｘが成立するので、回転数の比較の代わりに半径を比較すればよい。なお、ＲｏｔＡｍａｘ、ＲｏｔＢｍａｘの比較について、これらの別方法が成立するのは、ジャンプ前後で上限読み出し速度ＬｉｎＢｍａｘが等しい場合である。
上述したように現在の目標回転速度を設定してからジャンプした場合、ジャンプ直後のディスク回転速度は、その半径での目標回転速度Ｃの値とは異なる。そして、次のジャンプがある場合、それまでにディスク回転速度がＣに変化する必要がある。すなわちインターリーブドユニットを１つ読む時間内に回転速度Ｃに戻らなければならない。なお、このインターリーブユニットを１つ読む時間は、下限読出し速度LimＡmin以上で読んでいる、実際にかかる時間ではなく、データ作成時に想定している下限読出し速度LimＡminで読んだ場合の時間でよい。
ここで、仮に高精細（ＨＤ）映像でも、従来と同様にインターリーブドユニットのサイズの最小値ＩＬＶＵ＿ＳＺが求められるとする。すると、インターリーブドユニットを１つ読む時間の最小値は、前述の式（２）にて、インターリーブドユニットのサイズの最小値ＩＬＶＵ＿ＳＺを求め、読出しレートＶｒから算出すればよい。ここで、Ｖｒ、ＶｏをＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格の３倍の３３．２４Mbps、３０．２４Mbpsとすると、最小サイズのインターリーブドユニットを読む時間はＴｊが０．２秒のとき２．１秒、Ｔｊが０．５秒のとき５．２秒となり、ジャンプ時間Ｔｊの約１０倍もの長時間内に回転速度が変化すればよいことになり、スピンドルモータにかかる負荷が大幅に低減される。
しかしながら、この計算でのジャンプ時間Ｔｊは、現在のインターリーブドユニットの後に発生する可能性のある最大ジャンプ時間である。従って、ジャンプ時間の１０倍程度、ディスクモータの回転速度変化に時間がかかるとすると、現在のインターリーブドユニットに到達する前のジャンプ時間をＴｊ−１とすると、Ｔｊ＜Ｔｊ−１の場合には目標回転速度Ｃに達する前に次のジャンプが発生してしまう。しかし、この場合には、ジャンプ距離も短くなっているため、回転速度変化も小さくなっているので、問題は生じない。つまり、インターリーブドユニットのサイズは、その後のジャンプのために発生するスピンドルモータ回転速度変化の変動を吸収するのに必要なサイズともなっているのである。従って、実際に発生するジャンプ距離が該当ジャンプ直前のインターリーブドユニットを読み出すときにわかっていれば、通常は、下限読出し速度LimＡminを確保できる回転速度でディスクを回転させ、ジャンプ前に必要なスピンドルモータ回転速度に上昇させるといった方法ができる。しかし、この方法では、スピンドルモーター回転速度を変化させるのに必要な時間より前に次のジャンプ先が決定されなければならず、マルチシーン部分を再生中に別のシーンにシームレスで切り替える場合には、スピンドルモーター回転速度を変化させるのに必要な時間以上、本発明の方法に比べて、レスポンスが低下して好ましくない。
以上のようにスピンドルモータの加減速時間をジャンプ時間に比べ大幅に長くできることで、次のような効果が得られる。スピンドルモータの角加速度を一定とすると、回転速度の変化は加速時間に比例する。また、角加速度はモータのトルクに、モータのトルクはモータコイルに流れる電流に比例するため、モータに必要な所要電流を大幅に低減できるため、電源が小型化でき、装置が小型化できる。特に、重量、大きさが問題となる携帯用の再生装置にとっては極めてメリットが大きい。
図１９は、本実施形態の光ディスクにおいて、再生中にジャンプを行った場合のディスク読出し速度（ディスクの線速度に比例）と、スピンドルモータ回転速度の変化例３種類を示す模式図である。図において線が水平になっている部分は、線速度や回転速度が制御の目標値に引き込まれていることを示す。ここでは、線速度LinＣmin（即ち回転速度rotＣmin、以下、線速度、回転速度を特に区別しないときには単にＣmniと記す。Ｃmaxも同様に用いる。）で再生中に、内周方向に最大距離Ｓmaxジャンプした場合を示している。まず第１の例は、ジャンプ中にスピンドルモータの回転速度が変化する場合であり、太線で示した線である。外周から内周に向かうときLinＣminの値は線速度一定とはならず内周ほど増えるため、ジャンプ前よりジャンプ後のLinＣminのほうが大きい。ジャンプ開始と同時にスピンドルモータの加速が開始され、ジャンプ終了時に下限読出し速度LinＡmin（下限読出しレートＶｒminとなる）で再生が開始され、次のジャンプが発生する前に、速度は目標速度Ｃminに達している。
破線は、第２の例であり、ジャンプ中にスピンドルモーターを加速しない、すなわちＡｃｃＤｉｃｋ＝０とし、ジャンプ終了後にスピンドルモータの加速を開始した例である。この場合、太線の場合より、Ｃminの値が大きくなる。ジャンプ中はスピンドルモータ回転速度を保ち、ジャンプ終了時に下限読出し速度LinＡminで再生が開始される。この後のスピンドルモータの回転速度の変化は、角加速度に応じて変化する。この例では前述の太線の例と同じ角加速度でスピンドルモーターを加速し、太線、点線と続く線の動作をし、次のジャンプが発生するかなり前に目標速度Ｃminに達する。
第３の例は、第２の例と同じくAccDisk＝０とした例であり、最初は点線であるが、ジャンプ後の加速度が小さく、２重点線の線を動作し、この場合は次のジャンプが発生する直前に目標速度Ｃminに達している。
図２０、図２１は、本実施形態の光ディスク装置のスピンドルモータの回転速度の制御目標の上限と下限の計算例を示している。この例では、最内周を２３．６ｍｍ、最外周を５８ｍｍ、ディスクの標準読出し速度を３倍速、上限読出し速度を３．７倍速とし、前述のAccDiskの値を０、即ち下限の値、Ｓmaxを２００，０００として計算したものである。横軸はどちらも半径位置であり、図２０は２層ＤＶＤ−ＲＯＭディスクの標準線速度に対する比で線速度を表し縦軸としたもので、図２１は縦軸を回転速度で表したものである。内周から外周に読み進んでいるとき、つまりレイヤ０を再生中の場合と、外周から内周方向に読み進んでいるとき、つまりレイヤ１を再生中の場合を区別するため、矢印を線に付加している。また、図２１の基準回転速度の線は３倍速のＣＬＶ方式での値を表す。
図２１の条件では、AccDiskの値を０としたので、ジャンプ中にスピンドルモータの回転速度を変化させる必要がない。つまり図１９の第２、第３の例のような動作が可能になる。一般に、ジャンプ中には送りモータ駆動回路、スピンドルモータ駆動回路の両方で大きな電力を必要とする。高速なジャンプを必要とする場合ほど電力は増加する。特に、携帯用機器においては十分な電力が供給できなく問題となるが、このようにすると、ジャンプ後にスピンドルモータの回転速度を変化させればよいため、ジャンプ時間を遅くすることなく消費電力のピークを抑えることが可能となる。なお、図１９の第２、第３の例ではジャンプが完了してからスピンドルモータを加速しているが、ジャンプ中の消費電力に占める割合の大きい送りモータの動作、すなわち粗アクセス処理が終了した時点でスピンドルモータの加速を開始してもよい。また、外周に向かってジャンプする場合は減速をすることになり、加速時と同様の動作ができるが、減速の場合には、スピンドルモータの粘性抵抗を利用して、電力を消費せずに多少の減速はできるので、その程度の減速であれば消費電力を増やさずに粗アクセス時にもできる。
本実施形態では、上限読出し速度を３．７倍速としているが、下限回転速度で動作させた場合、図２１からわかるように、外周から内周に向かう方向に読み出す時、つまりレイヤ１を読み出す時、最も回転速度の高い最内周付近においては、最内周における下限読出し速度ＬｉｎＣｍｉｎとなる回転速度ＲｏｔＣｍｉｎと等しい回転速度である。言い換えれば、本実施形態によれば最内周付近において光ディスクはＣＡＶ方式で使用していることになる。従って、下限速度Ｃｍｉｎでスピンドルモーターを回転させれば、スピンドルモータそのものの最高回転速度を増やす必要はなく、スピンドルモータの性能を上げる必要はないという特徴がある。
本実施形態の光ディスク装置においては、図２０、図２１における上限と下限の間に、現在の半径位置でのスピンドルモータの目標速度Ｃを設定すればよい。諸誤差、余裕を考慮して、なるべく下限に近づけることによって、光ディスク装置の騒音が低減できる。レイヤ０では、回転速度の遅い外周に向かってジャンプするので、下限回転速度は下限読出し速度ＬｉｍＡｍｉｎが得られる回転速度になる。外周に向かうほど一周の長さが長くなるため、同一セクター距離のジャンプでも、ジャンプ半径は短くなる。そのためジャンプ後の線速度の増加は抑えられるため、外周に向かうほど上限線速度は上昇していく。外周に近づくと、Ｓmax（所定距離Ａ）ジャンプするとレイヤ１になるため、下限速度カーブ、上限速度カーブとも傾きが大きく変化する。レイヤ１に移動すると、今度は線速度の低下する内周に向かってジャンプすることになるため、内周に向かうほど下限速度は増加し、上限速度は上限読出し速度ＬｉｎＢｍａｘとなる。最内周に近づくと、Ｓmaxが残りセクターを上回るため、実際に可能な最大ジャンプ先は最内周となり、今後は下限速度は低下していく。図から明らかなように本実施形態においては、レイヤ０とレイヤ１の再生時では、共通の目標速度Ｃを設定できない半径が内周側に存在し、外周から内周に向かうレイヤ１の速度Ｃの方がレイヤ０の速度Ｃより速くなっている。
目標速度Ｃを下限速度Ｃmin，としたとき、特にレイヤ１において本実施形態は特徴的で優れた目標速度Ｃを与える。最外周から内周に向かうＣminのカーブは、内周ほど回転速度が上がり、また線速度も上昇している。ディスク自体の一般的性質として外周ほどディスクの面外方向の変位が大きい。このため外周において線速度が低いということは、光ヘッドのフォーカス方向の追従能力を過大な値に設定しなくて済む効果がある。また、内周領域においてはレイヤ０の最内周の回転速度と等しい回転速度一定となっている。光ディスクの偏心加速度は一般に半径に依存せず回転速度に依存するので、回転速度を上げていないことは本実施形態の適用によってトラック方向の追従能力を上げずに済むことを示している。光ディスク装置の騒音はディスク回転速度によるところが大きいため、騒音も上昇せずに済む。
なお目標速度Ｃの設定方法として、図２０の領域から図２２に示すように簡略化したカーブも設定できる。これはレイヤ０の内周は３倍速の線速度一定カーブＡとし、レイヤ１の内周側はＣminの回転速度一定部分のカーブＤ、レイヤ１の外周側はレイヤ１でＣminの線速度比が最大となる値での線速度一定カーブＣ、レイヤ０の外周はカーブＣの最外周での回転速度となる回転速度一定カーブＢ、以上４つのカーブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなる線としたものである。このように、従来の線速度一定制御、回転速度一定制御を半径によって切り替える速度目標を設定でき、制御系を簡略化することもできる。このように目標速度は簡略化したカーブも設定できる。
このような光ディスク装置では操作部から与えられた情報に基づきジャンプする場合、少なくとも２種類のジャンプをする。これは、例えば映画を途中から再生したいとか、部分的に飛ばして見たい、戻して見たいといった場合に発生する非シームレスジャンプと、マルチシーンなど再生時に必要なシームレスジャンプである。
まず、最初は非シームレスジャンプで再生を開始する。この場合、ディスク速度、即ちスピンドルモータ回転速度（回転速度）、またはディスク線速度が目標速度Ｃになった時点で、トラックバッファメモリ２２１からのデータ取り出しが開始され、ディマルチプレクサを得て、デコーダ６４，６５，６６でのデコード、出力端子からの出力が始まる。
その後、シームレスジャンプを行う場合は、ディスク速度にかかわらず、トラックバッファメモリ２２１からのデータ取り出しは継続される。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブのようにデコードを光ディスク装置が接続されたホストコンピュータで行う装置の場合は、非シームレスジャンプの場合は、ディスク速度が目標速度Ｃになった時点で、データがドライブインターフェースを通じてホストコンピュータに送出される。非シームレスジャンプは、目標速度に上昇する前の速度が低い状態でデコードが開始され、デコーダーの要求するデータレートを維持できなくなったり、逆に目標速度に減速する前にデコードが開始され、直後にシームレスジャンプをし上限読取り速度LinBminを超えてしまい、読み取りエラーを起こし、やはりデータレートを維持できなくなってしまう、という現象を防ぐためにある。
前述の目標速度Ｃの下限Ｃｍｉｎ、および上限Ｃｍａｘの算出方法の説明から分かるように、Ｓmaxは重要な値である。消費電力、騒音の観点からも、スピンドルモータはできるだけ低速で回転させたい。Ｓmaxの値は、規格で上限を決めることが必要であるが、実際のディスクでは、マルチシーン（多重化部分）がない、即ちSmaxが０だったり、規格上限より、最大のジャンプ距離（間欠間隔）が短い場合もありうる。その場合にもＳmaxを規格上限値と仮定して目標速度Ｃを定め、スピンドルモータを回転させるのは無駄である。そこで、光ディスク内の例えば、図２の制御データ８１４内の物理フォーマット情報内に、そのディスクに含まれる情報のＳmaxを記述した光ディスクを製造し、光ディスク装置では、その光ディスクからＳmax情報を読み取り、目標速度Ｃを設定するとよい。あるいは、光ディスクに記録された時系列データの属性情報として、例えばビデオマネージャ（ＶＭＧ）内に、個々のビデオタイトルセット（ＶＴＳ）のＳmax情報を記録してもよい。本実施形態の光ディスク再生装置では、光ディスクからこれらの値を読むことにより、同じ光ディスク内でも、属性情報に応じて最適な目標速度Ｃを設定でき、騒音、消費電力が低減できる。
また、デコーダを持たない光ディスクドライブ装置においては、接続先のホストコンピュータが時系列データの属性情報からＳmaxの値を取り出し、インターフェースを通じて光ディスクドライブ装置に情報を与えることによって同様の動作が可能になる。
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、インターリーブドユニットの大きさの条件として、そのインターリーブドユニットの実際の再生時間（ディスクからの読み取りに要する時間＋ジャンプ時間）が、ある所定時間以上であるという条件を追加することにより、ジャンプ直後の読出しレートが所定レート以下にならないようディスクモータの回転数を設定している再生装置において、短い間隔でのジャンプが発生することによってデコーダに供給されるデータが不足する事態を防ぐことができ、安定した再生が可能となる。
次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態ではシームレス再生中のジャンプ方向を正方向のみとしていたが、本実施形態では負の方向のジャンプも許すようにした。図２３、図２４は、本実施形態を適用した光ディスク装置の目標ディスク回転速度の範囲を示すものである。第１の実施形態では、レイヤ０では内周から外周のジャンプ、レイヤ１では外周から内周へのジャンプしか発生していなかったが、本実施形態ではどちらのレイヤでも双方向にジャンプしなければならない。図２０では、レイヤ０の下限速度が、レイヤ１の上限速度を上回っている半径領域があったので、その領域では双方向にジャンプできる目標速度Ｃを設定できなかった。
そこで、本実施形態では、このような領域をなくすため、上限読出し速度ＬｉｎＢｍａｘを４．３倍速として計算した。図２３、図２４から分かるように重なった領域が無くなり、どの半径でも、内周方向と外周方向のジャンプにおける下限速度と上限速度の間の領域が存在し、目標速度Ｃが設定できることがわかる。３倍速での読み取りを保障するのに、約１．４倍の速度で読めるようにすればよいことになる。ＣＡＶ方式のディスクとした場合は、最外周で最内周の約７．５倍もの線速度での読み取りをしなければならないのに対し、本実施形態では大幅に最高線速度を低下できるという利点がある。また、本実施形態においても、スピンドルモータの最高回転速度を３倍速のＣＬＶ方式に比較して上げる必要はない。
なお、上限線速度をさらに若干上げ約４．５倍とすると、全半径における上限線速度の最低値が、下限線速度を下まわらなくなり、ディスク全域を約３．６５倍速の線速度一定で動作させることができるようになる。
下限読出し速度ＬｉｎＡｍｉｎ以上でディスクを線速度一定で動作させることは、各種マージンを持たせるためと称し従来のＤＶＤプレーヤでも行われていたが、その理由は明確にはされていない。また、保証はできないものの、読めるのなら回転速度一定で読み出すこともＤＶＤ−ＲＯＭでは行われている。
従来のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏでは、シームレス再生中のジャンプ中にスピンドルモーターの回転速度変化が完了する装置を想定しているが、本発明では、その制限を外している。したがって、AccDiskやSmaxの値によっては、本発明によって定めたスピンドルモーターの回転速度は、従来と同じ結果、すなわち従来のＣＬＶ方式と変わらない場合もある。また、上限速度LinBmaxの値が十分に大きく設定できる場合には、従来ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏディスクを高速のＤＶＤ−ＲＯＭドライブで再生した場合と同様にＣＡＶ方式が可能になり、スピンドルモーターの回転速度をしなくて済むようになる。従来の制限を緩和した方式となっているので、このように得られる結果は、条件によっては従来と同じ動作になる。本発明では、単なるＣＬＶ方式、ＣＡＶ方式とは違う結果が得られることに特徴がある。例えば、単なるＣＬＶ方式に見えても、Ｓｍａｘの値によって線速度を変化させることができる。また、２層以上の光ディスクの場合に全層共通に線速度一定となるように設定できる場合であっても、線速度一定ではないよう速度Ｃを定められる。例えば、シームレス再生中に外周から内周に向かってジャンプする場合があるディスク（またはディスクの層）を再生するとき、最内周付近の領域ではほぼ角速度一定で動作し、それより外部では線速度が外周に向かうほど低下するように動作できる。
シームレス再生中のジャンプ中にスピンドルモータの回転速度変化が完了しない場合があるが、この場合、従来例に比べて本発明の効果が増す。加えて、本発明の方法で設定した目標速度Ｃの効果がより増大するのは、ＣＡＶ動作が可能になる回転速度一定の目標速度が存在しないような上限速度Ｂ以下である。さらに、２層以上の光ディスクの場合に全層共通に線速度一定となるように設定できる場合であっても、線速度一定ではないよう目標速度Ｃを定めた場合に、より効果が増大する。例えば、シームレス再生中に外周から内周に向かってジャンプする場合があるディスク（またはディスクの層）を再生するとき、最内周付近の領域ではほぼ角速度一定で動作あるいは線速度一定で動作または両者の中間の速度で動作し、それより外部では線速度が外周に向かうほど低下する速度目標となる場合である。
また、各層共通の線速度一定の領域が存在しないような条件下では、本発明固有の目標速度Ｃが得られる。単層ディスクに適用する場合には、シームレス再生中に外周から内周へジャンプする場合があるときにより効果が得られる。内周から外周にジャンプするだけの場合には、Ｃminは単なる線速度一定となり、従来と大差はない。
上記した説明は、読み取り専用ディスクに対して説明していたが、本発明の利点は、記録可能な光ディスクに対して適用すると、さらに効果が大きい。一般に記録可能ディスクは、記録速度が変わると、記録のためのレーザパワーなどの条件を変化させていかなければならず、また記録膜の組成も記録速度の変動を考慮しなければならない。速度変動範囲が大きくなるにつれこれは難しくなる。そのため、ＣＡＶ方式のように約２．５倍の線速度変動する方式はしばしば実現が困難である。本方式によれば、線速度の変動が小さいため、より実現しやすい。
図１８に示した目標速度Ｃの設定処理のタイミングは様々なタイミングが考えられる。例えば、Ｓmaxやデータの最外周位置が固定されている場合は、光ディスク設計時に目標速度Ｃを設定できる。また、光ディスク再生装置が光ディスクを再生し始めるときに、諸パラメーターを読出して設定してもよいし、再生時に随時前述の目標速度Ｃmax、Ｃminを計算して、その値を基に目標速度Ｃを定めても良い。随時目標速度Ｃを計算する方法以外の場合は、目標速度Ｃをなんらかの形でドライブ内に記憶する必要があるが、その方法もさまざまな方法が存在する。例えば、前述の回転速度一定カーブと線速度一定カーブの組み合わせで表現し、動作時にそのカーブを選択するプログラムとしてもよいし、半径と目標速度の関係を十分細かい半径間隔で表した表として保管してもよい。
さらに、目標は回転速度として設定したが、制御は回転速度ではなく、読出し線速度に換算して制御を行っても良い。
なお、この発明は、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。
本発明のＤＶＤ−ＲＯＭディスク上の領域構造を示した説明図。 図１のＤＶＤ−ＲＯＭディスクのリードインエリア内のデータ構造を示した説明図。 図２の物理フォーマット情報の詳細な情報内容説明図。 ＤＶＤ−ＲＯＭ（１層、２層ディスク）の論理セクター番号設定方法を示す説明図。 光ディスクのボリューム空間を示す説明図。 ビデオマネージャ（ＶＭＧ）とビデオタイトルセット（ＶＴＳ）の構造をさらに詳しく示す説明図。 ビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）とセル（Ｃｅｌｌ）の関係と、さらにセル（Ｃｅｌｌ）の中身を階層的に示す説明図。 プログラムチェーン（ＰＧＣ）によりセル（Ｃｅｌｌｓ）の再生順序を制御する例を示す説明図。 ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）と、このユニット内のビデオパックの関係を示す説明図。 インターリーブドブロックを配列した例を示す説明図。 アングル１とアングル２のシーンのビデオオブジェクトがそれぞれ３つのインターリーブドユニット（ＩＬＶＵ１−１〜ＩＬＶＵ３−１）、（ＩＬＶＵ１−２〜ＩＬＶＵ３−２）に分割され、１つのトラック上に配列された記録状態と、アングル１を再生した場合の再生出力の例を示す説明図。 本発明の第１実施形態の光ディスク記録装置の構成図。 図１２に示した光ディスク記録装置を簡素化して示す説明図。 データエリアへ記録される情報の記録単位を示す説明図。 インターリーブドブロックが再生されるときのトラックバッファメモリへのデータ入力の増加及び減少が最悪の場合を示す説明図。 本実施形態の原理を示す概略図。 記録装置においてキックバック動作が行われ、続いて最大級のジャンプ動作が行われた場合の時間と、トラックバッファメモリにおけるデータの低減状況を示す説明図。 本発明の第１実施形態の動作を示すフローチャート。 本発明の第１実施形態の光ディスク装置でジャンプをした場合の読出し速度とディスクモータ回転速度の変化例（模式図）。 本発明の第１実施形態を適用した光ディスク装置のスピンドルモータ目標回転速度の標準速度に対する比の範囲を示す図。 本発明の第１実施形態を適用した光ディスク装置のスピンドルモータ目標回転速度の範囲を示す図。 本発明の第１実施形態における目標回転速度の設定例を示す図。 本発明の第２実施形態を適用した光ディスク装置のスピンドルモータ目標回転速度の標準速度に対する比の範囲を示す図。 本発明の第２実施形態を適用した光ディスク装置のスピンドルモータ目標回転速度の範囲を示す図。
符号の説明
１００１…光ディスク、３０…マイクロコンピュータブロック、３２…情報記録再生部、３５…ディスクドライブ、３６…データプロセッサ、３７…一時記憶部、５０…エンコーダ部、６０…デコーダ部。

Claims (9)

  1. 時系列データがインターリーブされ物理的に不連続なインターリーブドユニットに分散して記録された光ディスクを再生位置の半径に応じた回転速度で回転駆動するモータと、光ディスクの回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクからの再生データが供給され、再生データを一旦記憶し、データの再生レートＶｏに応じて記憶データを出力するバッファメモリと、前記バッファメモリの出力をデコードするデコーダとを具備する光ディスク装置に装着され得る光ディスクにおいて、
    前記インターリーブドユニットのサイズがジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであることを特徴とする光ディスク。
  2. 前記インターリーブドユニットのサイズは再生アドレスのジャンプ期間内に前記モータの回転数の変化が完了することができるように決められたジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
  3. 前記インターリーブドユニットのサイズがジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積、及び定数×（Ｖｏ／（Ｖｏ−Ｖｒ））のいずれか大きいサイズ以上である請求項１、または請求項２記載の光ディスク。
  4. 再生位置の半径に応じた回転速度で光ディスクを回転駆動する手段と、
    回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクから出力される再生データを一旦記憶するバッファメモリと、
    データの再生レートＶｏに応じてバッファメモリから記憶データが供給されるデコーダと、
    ジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズを有し、物理的に不連続な光ディスク上のインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録する手段と、
    を具備することを特徴とする光ディスク装置。
  5. 前記記録手段はジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積、及び定数×（Ｖｏ／（Ｖｏ−Ｖｒ））のいずれか大きいサイズ以上であるインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録することを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
  6. 前記記録手段は再生アドレスのジャンプ期間内に前記モータの回転数の変化が完了することができるように決められたジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであるインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録することを特徴とする請求項４、または請求項５記載の光ディスク装置。
  7. 再生位置の半径に応じた回転速度で光ディスクを回転駆動し、回転速度に応じた読出しレートＶｒで光ディスクから出力される再生データを一旦バッファメモリに記憶し、データの再生レートＶｏに応じて記憶データをバッファメモリからデコーダへ出力する光ディスク装置における記録方法において、
    ジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであり、物理的に不連続なインターリーブドユニットに時系列データを分散して記録するステップを具備することを特徴とする記録方法。
  8. 前記記録ステップは再生アドレスのジャンプ期間内に前記モータの回転数の変化が完了することができるように決定されたジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積以上のサイズであるインターリーブドユニットにデータを記録することを特徴とする請求項７記載の記録方法。
  9. 前記記録ステップはジャンプ間隔の最大値とデータの再生レートＶｏの最小値との積、及び定数×（Ｖｏ／（Ｖｏ−Ｖｒ））のいずれか大きいサイズ以上であるインターリーブドユニットにデータを記録する請求項７、または請求項８記載の記録方法。
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