JP2006286042A

JP2006286042A - 記録再生装置

Info

Publication number: JP2006286042A
Application number: JP2005101126A
Authority: JP
Inventors: Jun Okochi; 潤大河内
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】同時記録再生中に特殊再生であるスキップ動作が開始されても、その開始点で再生が暫く停止する恐れを排除して、スムーズなスキップ動作が可能である記録再生方法を提供する。
【解決手段】データの記録再生を同時に行うことが可能な記録再生装置であって、記録するデータを蓄積しまた再生するデータを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段を管理する管理手段とを備え、前記管理手段は、同時記録再生中の特殊再生時に蓄積する記録データ、再生データの量を動的に変化させるように前記蓄積手段を管理制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は光ディスクを使用した記録再生装置に関する。

同時記録再生を、ストリームバッファを記録、再生で分離して管理することによって実現した光ディスク記録再生装置がある（特開２００２−２３７１２６号公報）。
また、記録バッファと再生バッファとを分離して管理し、そのバッファ管理を簡素化した記録再生装置がある（図２に示す）。図２中、１は符号器、２は記録ストリームバッファ（記録バッファ）、３はドライブ、４は再生ストリームバッファ（再生バッファ）、５は復号（複合）器、6はバッファ制御部である。この記録再生装置でスキップ再生を行うためには次のように各バッファは管理される。

1）ユーザによるスキップ動作の開始要求が出される。
2）再生中の場合、再生を停止する。
3）再生バッファに蓄積されていたデータを捨て、バッファを空にする。再生データの蓄積量が規定値よりも大きくなる時刻に、記録バッファがオーバーフローしないならば、すぐに再生を開始する。そうでない場合、記録を継続、または開始する。
4）図示したとおりにバッファ内のデータの蓄積量が推移するように管理する。

この管理方法では同時記録再生中にスキップ動作が開始されると、その開始点で再生がしばらく停止する恐れがあった。
特開２００２−２３７１２６号公報

上記した記録再生装置（図２）においては、再生と記録のバッファを分離しているからバッファの管理が容易な反面、同時記録再生を可変にするためにはストリームバッファの容量を大きく必要とする問題があった。また、同時記録再生中の特殊再生、とりわけスキップ再生を行うと、シーク動作が頻繁に行われ、スキップ後の再生がしばらく停止する恐れがあった。

本発明はかかる問題を解決すべくなされたものであり、記録再生のストリームバッファを分離せずに一元管理とし、通常の同時記録再生で必要としない余剰分のバッファメモリを使用して特殊再生時の応答特性を高めたものであり、この余剰分のメモリを使えば、ピックアップの温度上昇によるレーザーの出力補正時に通常の同時記録再生よりもバッファに余計に蓄積しておくことに使用する記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、次の構成を有する記録再生装置を提供する。
データの記録再生を同時に行うことが可能な記録再生装置であって、
記録するデータを蓄積し、また再生するデータを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段を管理する管理手段とを備え、
前記管理手段は、
同時記録再生中の特殊再生時に蓄積する記録データ、再生データの量を動的に変化させるように前記蓄積手段を管理制御することを特徴とする記録再生装置。

本発明の記録再生装置によれば、記録再生のストリームバッファを分離せずに一元管理として特殊再生時の応答特性を高めたものであるから、同時記録再生中にスキップ動作が開始されても、その開始点で再生がしばらく停止する恐れを排除して、スムーズなスキップ動作を行うことができる効果がある。

本発明の記録再生装置の最良の形態を、図面を用いて説明する。
図１は光ディスクで同時記録再生を行ったときの再生バッファ及び記録バッファのデータ蓄積データを示す図、図３は本発明の記録再生装置の一実施例ブロック構成図、図４，図６，図８，図１４はそれぞれ総バッファ量を示す図、図５，図７，図９，図１１，図１２はそれぞれ再生バッファ量を示す図、図１０，図１３はそれぞれ記録バッファ量を示す図、図１５は通常の同時記録再生におけるバッファの推移を示す図、図１６は温度補償動作を行う同時記録再生のバッファの推移を示す図、図１７は温度補償動作を行う同時記録再生のバッファの推移を示す図、図１８は特殊再生（スキップ動作）を伴う同時記録再生のバッファの推移を示す図である。

本発明の記録再生装置は、図３に示す構成を有しており、記録バッファと再生バッファとに分離せず、記録再生バッファとして管理する構成を有している。図３中、１は符号器、３はドライブ、５は復号（複合）器、６はバッファ制御部、７は記録再生ストリームバッファである。

本発明の記録再生装置の動作は次の通りである。
図１に示すように、本発明は、同時記録再生の最小周期で、全期間に渡り再生バッファがアンダーナローしない、かつ、記録バッファがオーバーフローしないことを条件としてしている。具体的には、再生前シーク期間は、ドライブが記録から再生動作に移行する期間であり、再生データ蓄積量は復号器での消費による減少、記録データ蓄積量は符号器からのデータ供給によって増加する。再生期間は、ドライブからの読み出しが行われる。再生データ蓄積量はドライブからのデータ読み出し量と復号器で消費される量との差によって増加する。記録データ蓄積量は、符号器からのデータ供給によって増加する。

書き込み前シーク期間は、ドライブが読み出しから書き込み動作に移行する期間であり、再生データ蓄積量は復号器での消費による減少、記録データ蓄積量は符号器からのデータ供給によって増加する。

記録期間は、ドライブへ書き込みが行われる。再生データ蓄積量は、復号器での消費によって減少する。記録データ蓄積量はドライブへの書き込み量と符号器からのデータ供給の差で減少する。

光ディスクでの同時記録再生を可能にするためには、ドライブのシーク速度がＨＤＤに比べ遅いため、また、記録と再生のデータレートの和がドライブの再生、記録速度に対して、十分な余裕がないため、大量のバッファメモリを必要とする。

さらに、光ディスクドライブの特徴として記録時にレーザーが温度によって変化する特性を補償するため、ピックアップの温度が一定温度上昇した場合、適宜、その出力調整を行わなくてはならない。この時間は概ねシーク時間と同じ程度の時間を必要とする。例えば、ドライブが行うレーザーの温度補償はピックアップの温度が２度以上上昇したときに要求を出し、４度上昇するまでに温度補償されれば良い。実施例では、ドライブの記録再生速度が２２．１６Ｍｂｐｓで、想定される記録及び再生の最大ビットレートをそれぞれ１０．０８Ｍｂｐｓで行った。

さて、本発明の記録再生装置（図３）で行うスキップ再生は、以下のように行われる。
本発明の構成上の特徴は、記録バッファと再生バッファとに分離せず、記録再生バッファとして管理するための構成を有することである。

1)ユーザによるスキップ動作の開始要求が出される。
2)再生中の場合、再生を停止する。
3)再生バッファに蓄積されていたデータを捨て、バッファを空にする。同時に再生を継続し、再生データの蓄積量が規定値に達する時刻のバッファ内データの総蓄積量を予測し、オーバーフローするようだったら記録を開始する。
4)図示したとおりにバッファ内のデータの蓄積量が推移するように管理する。

以下、本発明の主要点である「バッファの蓄積量管理の詳細」について説明する。

［バッファの蓄積量管理の詳細］
同時記録再生は、ドライブに対して時分割で記録、再生の動作が行われることによって実現される。本発明はその記録再生の切り替えを、動作中のバッファの蓄積量と、記録及び再生のビットレートによって判断を行う。記録、再生に必要なバッファ量をまず求め、次に同時記録再生中の通常動作とレーザー補償のバッファの蓄積量の変化を図示する。最後に特殊再生中の動作に適応するための本発明のアルゴリズムの詳細を説明する。

［バッファ量の計算］
同時記録再生時のバッファの推移を視覚化し、バッファの必要量を算出する。
ここでは、バッファに必要なメモリ量を求めるため、温度補償を行うときをもとに計算をしている。

文中で示される記号は次の意味である。
・記録するストリームデータの最大ビットレート：Ｒ_W
・再生するストリームデータの最大ビットレート：Ｒ_R
・ドライブから再生するデータのビットレート及びドライブへ記録するデータのビットレート：Ｒ_DRIVE
・キャリブレーションの最大実行時間：Ｔ_adj
・記録前最大シーク速度：Ｔ_SEEKW
・再生前最大シーク速度：Ｔ_SEEKR
・同時記録再生中のドライブから読み出している時間：Ｔ_R
・同時記録再生中のドライブへ書き込んでいる時間：Ｔ_W
・再生バッファデータ蓄積量：Ｂ_R
・記録バッファデータ蓄積量：Ｂ_W
・最大再生バッファデータ蓄積量：Ｂ_RMAX
・最大記録バッファデータ蓄積量：Ｂ_WMAX
・最大総バッファ量：Ｂ_TOTALMAX

最大再生バッファデータ蓄積量Ｂ_RMAXは、同時記録再生中にドライブから読み出している時間Ｔ_Rにデータがバッファに蓄積される量に等しい。これを式１に示す。

また、再生期間以外では、再生バッファからストリームデータが消費され、バッファから蓄積データがなくなると再生が破綻する（バッファがアンダーフローを起こす）。
同時記録再生時の周期が、再生時間、記録時間（Ｔ_W）、再生前シーク時間（Ｔ_SEEKR
）、記録前シーク時間（Ｔ_SEEKW）、レーザー補正時間（Ｔ_adj）の総和であるので、再生期間以外の時間の和は、
Ｔ_W＋Ｔ_SEEKW＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_adj となる。
以上より、最大再生バッファ量は、式２で表される。

最大記録バッファデータ蓄積量について、最大再生バッファデータ蓄積量と同様に求めたものを、式３、式４に示す。

固定ビットレートのときに、式２および式３が等式となり、その時の再生時間、記録時間について解く。再生時間は式５、記録時間は式６で示される。

レーザーの温度補償が要求されていない時には各式にＴ_adj＝０として計算する。
バッファが空の状態から同時記録再生が始まった時や、後述の方法に従って十分な時間を経て定常状態になったときに、周期Ｔ_R＋Ｔ_W＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_SEEKW＋Ｔ_adjで記録再生が一回づつ行われる。

即ち、周期の最初の時刻を０とすると再生のシーク動作が開始される。Ｔ_adj＋Ｔ_SEEKR時間後からＴ_adj＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_R時間後の期間は再生データがドライブから読み出される。
開始時間よりＴ_adj＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_R後、記録のためのシーク動作が開始される。
開始時間よりＴ_adj＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_R＋Ｔ_SEEKW後からＴ_adj＋Ｔ_SEEKR＋Ｔ_R＋Ｔ_SEEKW＋Ｔ_Wの期間は、ドライブへ記録バッファからデータが出力される。
全周期において、記録データはエンコーダから滞りなく出力され、また再生データはデコーダへ滞りなく送り込まれる。

再生ストリームの最大ビットレート及び記録ストリーム最大ビットレートをそれぞれ、１０．０８Ｍｂｐｓとしたとき、最大記録バッファ量、最大再生バッファ量はそれぞれ８７Ｍｂｐｓ必要である。本発明では、それらを統合した１つの大きなバッファとして管理する。

［同時記録再生中の記録と再生の切り替え条件］
同時記録再生で通常の記録、通常の再生においては、それぞれのバッファの最大、最小で切り替わるように制御すればよい。しかし、実際には、レーザーの温度補償要求や特殊再生などビットレートやシーク時間等に変化があるのが普通である。それらを踏まえ、ビットレートとバッファのデータ蓄積量から切り替える方法を以下に示す。

記録から再生に切り替わる条件は、以下の順に評価される。
1)再生に切り替えるとバッファの総量がオーバーフローする可能性があるならば、記録を継続する。再生データが一時停止等で全く消費されない可能性を考慮し、再生に切り替え、また記録に切り替わるまでに増加する値とバッファの総量を比較する。下式が成立する場合には再生に切り替えるとバッファがオーバーフローする可能性があるので、記録を継続する。
Ｂ_TOTALMAX＜Ｂ_R+Ｂ_W+（Ｔ_SEEKR+Ｔ_SEEKW）×Ｒ_W
図４は総バッファ量を示す図であり、上式を図示したものである。

2)再生に切り替えないと再生バッファデータ蓄積量がアンダーフローを起こす可能性がある場合
同時記録再生の初期やエラー等でもこの条件が真になる。図５に示す。
Ｂ_R≦Ｔ_SEEKR×Ｒ_R
図５は再生バッファ量を示す図であり、上式を図示したものである。

2-1)再生に切り替えたときに再生データの蓄積量がレーザーの温度補償をしないときの上限値に達する予定時刻に、バッファの総量がオーバーフローしない場合、再生に移行する。下式７の括弧内は再生データがＢ_RMAXバッファ内に蓄積される時間を表している。図６に示す。

図６は総バッファ量を示す図であり、上式を図示したものである。

2-2)再生に切り替えたときに再生データの蓄積量がレーザーの温度補償をしないときの上限値に達する予定時刻に、バッファの総量がオーバーフローする可能性がある場合、記録を継続する。図６に示す。

3)記録バッファデータ蓄積量が十分に小さい場合
記録バッファに記録すべきデータがほとんどない場合。
Ｂ_W＝０

3-1)再生データの蓄積量がレーザーの温度補償をするときの再生データバッファの下限値より多くあり、かつ、レーザーの温度補償要求をドライブから受けた場合、温度補償実行後、再生に移行する。図７に示す。
Ｂ_R≧（Ｔ_adj+Ｔ_SEEKR）×Ｒ_R
図７は再生バッファ量を示す図であり、上式を図示したものである。

3-2)再生データの蓄積量がレーザーの温度補償をするときの再生データバッファの下限値より多くあり、かつ、レーザーの温度補償要求をドライブから受けてない場合、しばらく記録データが準備できるまで動作を中断し、準備が出来次第ドライブへの記録を再開する。図７に示す。
Ｂ_R≧（Ｔ_adj+Ｔ_SEEKR）×Ｒ_R

3-3)再生データの蓄積量がレーザーの温度補償をするときの再生データバッファの下限値より少ない場合、再生に移行する。図７に示す。
Ｂ_R＜（Ｔ_adj+Ｔ_SEEKR）×Ｒ_R

3-4)上記の条件を満たさない場合、記録を継続する。

再生から記録に切り替わる条件は、以下の順に評価される。
1)現在の時刻から再生から記録に切り替える時間内に総バッファ量がオーバーフローする可能性がある場合、記録に切り替える。図８に示す。
Ｂ_TOTALMAX＜Ｂ_R+Ｂ_W+Ｔ_SEEKW×Ｒ_W
図８は総バッファ量を示す図であり、上式を図示したものである。

2)再生バッファのデータ蓄積量が温度補償時の再生バッファ上限値を超え、かつ、記録バッファのデータ蓄積量が温度補償時の記録バッファ上限値より小さい場合、記録に切り替える。図９、図１０に示す。
Ｂ_R＞Ｂ_RMAX＋Ｔ_adj×Ｒ_R
Ｂ_W＜Ｂ_WMAX＋Ｔ_adj×Ｒ_W
図９は再生バッファ量を示す図、図１０は記録バッファ量を示す図であり、いずれも上式を図示したものである。

3)再生バッファのデータ蓄積量が通常時の再生バッファ上限値を超え、かつ、記録バッファのデータ蓄積量がほとんど空で、かつ、温度補償要求がない場合、ドライブの動作を一定時間停止した後、再生を継続する。図１１に示す。
Ｂ_R＞Ｒ_RMAX
Ｂ_W≦０
図１１は再生バッファ量を示す図であり、いずれも上式を図示したものである。

4)再生バッファのデータ蓄積量が通常の再生バッファ上限値を超え、かつ、記録バッファのデータ蓄積量が通常の記録バッファ上限値よりも小さい場合、記録に切り替える。図１２、図１３に示す。
Ｂ_R＞Ｂ_RMAX
Ｂ_W＜Ｂ_RMAX
図１２は再生バッファ量を示す図、図１３は記録バッファ量を示す図であり、いずれも上式を図示したものである。

5)上記のいずれの条件にも合致しない場合
5-1)再生を継続し、再生バッファ内のデータの蓄積量が通常時の再生バッファの上限値に達する予定時刻に、バッファの総量がオーバーフローしない場合、再生を継続する。図１４に示す。

5-2)再生を継続し、再生バッファ内のデータの蓄積量が通常時の再生バッファの上限値に達する予定時刻に、バッファの総量がオーバーフローする可能性がある場合、記録に移行する。図１４に示す。

本実施例をもとにシミュレーションした結果をグラフで示す。
図１５は通常の同時記録再生におけるバッファの推移を示す。同時記録再生を行った場合での１００秒間のバッファの推移を示す。

図１６は温度補償動作を行う同時記録再生のバッファの推移を示す。同時記録再生開始から２０秒後にレーザーの温度補償要求が出されたために、いったんバッファのデータ蓄積量を上げることによって、温度補償のための時間を得る。
図１５、図１６ではバッファを分離した場合と分離しない場合との有為差はない。

図１７は実施例における特殊再生（スキップ動作）を伴う同時記録再生のバッファの推移を示す。同時記録再生開始から２５秒後にスキップ動作を要求されたため、再生のバッファを空にした後、直ぐに再生を開始する。これは再生用に本来割り当てた分を動的に記録用に割り振ったため、記録データの蓄積量を一時的に大きく出来ることで可能になった。

図１８は従来の方法における、特殊再生（スキップ動作）を伴う同時記録再生のバッファの推移を示す。同時記録再生開始から２５秒後にスキップ動作を要求されたため、再生のバッファを空にした後、記録のバッファがオーバーフローしないと予想される時刻まで、再生動作を延期する。

光ディスクで同時記録再生を行ったときの再生バッファ及び記録バッファのデータ蓄積データを示す図である。従来の記録再生装置のブロック構成図である。本発明の記録再生装置の一実施例ブロック構成図である。総バッファ量を示す図である。再生バッファ量を示す図である。総バッファ量を示す図である。再生バッファ量を示す図である。総バッファ量を示す図である。再生バッファ量を示す図である。記録バッファ量を示す図である。再生バッファ量を示す図である。再生バッファ量を示す図である。記録バッファ量を示す図である。総バッファ量を示す図である。通常の同時記録再生におけるバッファの推移を示す図である。温度補償動作を行う同時記録再生のバッファの推移を示す図である。温度補償動作を行う同時記録再生のバッファの推移を示す図である。特殊再生（スキップ動作）を伴う同時記録再生のバッファの推移を示す図である。

符号の説明

１符号器
３ドライブ
５復号（複合）器
６バッファ制御部
７記録再生ストリームバッファ

Claims

データの記録再生を同時に行うことが可能な記録再生装置であって、
記録するデータを蓄積し、また再生するデータを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段を管理する管理手段とを備え、
前記管理手段は、
同時記録再生中の特殊再生時に蓄積する記録データ、再生データの量を動的に変化させるように前記蓄積手段を管理制御することを特徴とする記録再生装置。