JP2006526247A - エラー訂正符号化方法、それを利用したデータ記録方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

エラー訂正符号化方法、それを利用したデータ記録方法及びその装置を開示する。（ａ）所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するステップと、（ｂ）複数のコードワードを含むデータを小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で小型光ディスクに記録するステップと、を含むデータ記録方法である。これにより、光ディスクの小型化または光ディスクの記録半径の減少によって、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳されて記録されることを防止し、エラー訂正能力をさらに向上させる。

Description

本発明は、エラー訂正符号化方法、それを利用したデータ記録方法及びその装置に関する。

情報を保存する情報記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク及びハードディスクのような磁気ディスク、磁気テープ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）のような半導体メモリチップ及びＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）のような光ディスクなど多様な種類がある。

このような情報記録媒体のうち、光ディスクは、半導体技術及び信号処理技術の発展によって、情報記録容量が急増しており、そのコストも比較的低くて非常に広範囲に使われている。

一方、光ディスクに記録される情報は、一定のサイズのブロック単位で記録される。データが記録される単位ブロックは、エラー訂正の基本単位であるＥＣＣ（エラーコレクションコード）ブロックでもある。従来の光ディスクに適用されたＥＣＣブロックのサイズは、通常、３２Ｋバイトまたは６４Ｋバイトのうち一つである。

最近には、カムコーダのように、音声だけでなく映像情報まで共に記録及び／または再生できる携帯用電子装置の情報記録媒体として、光ディスクを利用しようとする試みがある。

しかし、従来の光ディスクをカムコーダのような携帯用電子装置に利用するのには、色々な問題がある。すなわち、現在主に使われる８０ｍｍまたは１２０ｍｍサイズの光ディスクをカムコーダの情報記録媒体として利用するのにはあまり大きく、電力消費が多いという問題がある。

したがって、カムコーダのような携帯用電子装置の情報記録媒体として光ディスクを利用するためには、従来の光ディスクよりサイズはより小さい一方、データ記録密度はさらに向上した小型の光ディスクが要求される。

直径が３０〜５０ｍｍである小型光ディスクに、従来と同じサイズのＥＣＣブロック単位でデータを記録及び再生する場合、記録されたデータの再生時のエラー訂正において、問題が発生する。

従来のＤＶＤにおいて、エラー訂正符号化のためにリードソロモンプロダクトコード（ＲＳＰＣ：リードソロモンプロダクトコード）が利用される。ＲＳＰＣの場合、４１６個のレコーディングフレーム（Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｆｒａｍｅ）で構成された一つのＥＣＣブロックには、ユーザデータが３２Ｋバイトほど含まれる。一つのシンクフレームは、１４８８チャンネルビットを有し、一つのチャンネルビットの長さが０.１３３μｍであるので、一つのＥＣＣブロックが占めるトラック方向の長さは、８２,３２８.０６４μｍとなり、この長さは、半径が約１３.１ｍｍである円の円周長に該当する。したがって、半径１３.１ｍｍ以内の領域に従来ＤＶＤで利用されるＥＣＣブロックが記録される場合、ＥＣＣブロックが一つ以上のトラックに記録される。直径が３０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の小型光ディスクに従来の規格による一つのＥＣＣブロックを記録する場合、２回り以上のトラックにわたって記録される現象を避けられない。

図１は、従来のＥＣＣブロック単位でデータが記録された小型の光ディスクの内周領域を示す図である。

例えば、小型光ディスクの中心から半径６ｍｍの最内周のデータ記録領域に６４Ｋバイトの従来のＥＣＣブロック単位で内周から外周方向にデータを記録する場合、一つの従来のＥＣＣブロックは、図１に示した点Ａから点Ｄまでの領域に記録される。すなわち、従来のＥＣＣブロックを最内周領域から記録すれば、２回りのトラックにわたって記録されて、図１に示したように、一つのＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域が発生する。一つのＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域にスクラッチが発生すれば、ＥＣＣブロックに深刻なエラーが発生してエラー訂正能力が顕著に低下する。

すなわち、小型光ディスクの最内周または内周の所定位置の一つのトラックに一つのＥＣＣブロックが何れも記録されず、二つ以上のトラックにわたって記録される場合、スクラッチによって小型光ディスクの内周領域に欠陥が発生すれば、内周領域に記録されたＥＣＣブロックのエラー訂正能力が顕著に低下するという問題がある。

前記問題は、ＥＣＣフォーマットとしてＲＳＰＣを利用した場合だけでなく、ＬＤＣ（ロングディスタンスコード）を利用した場合にも、同一に発生する。

米国特許第６,３６７,０４９号明細書に提示されたＥＣＣフォーマットによれば、一つのＥＣＣブロックは、ＲＳ（２４８,２１６,３３）によって生成された３０４個のＬＤＣ及びＲＳ（６２,３２,３３）によって生成された２４個のＢＩＳ（バーストインディケータサブコード）を含む。一つのＥＣＣブロックには、６４Ｋバイトのユーザデータが含まれ、４９６レコーディングフレームで構成される。一つのレコーディングフレームは、シンクパターンとＥＣＣデータ１５２バイト、ＢＩＳ ３バイトを含む。

ＲＬＬ（ランレングスリミット）（１,７）系列の変調方式によって、８ビットを１２ビットに変調してシンクパターンのビット数が２０ビットというとき、チャンネルビット長（ＣＢＬ：チャンネルビットレングス）による前記ＥＣＣフォーマットによるＥＣＣブロックが占めるトラック方向の長さは、９３７、４４０ｘＣＢＬとなる。

米国特許第６,３６７,０４９号明細書に開示されたＥＣＣブロックの長さは、半径が１４９、２７４ｘＣＢＬである円の円周長と同一である。前記ＥＣＣフォーマットによれば、６４個のレコーディングフレームに該当する長さのエラー訂正が可能であるので、最大エラー訂正長は、１２０、９６０ｘＣＢＬである。

したがって、ＣＢＬが０.１００μｍである場合、ＥＣＣブロックの長さと同じ円周長を有する半径は、約１４.９３ｍｍ、最大エラー訂正長は、約１２.１０ｍｍである。ＣＢＬ＝０.０９０μｍである場合、ＥＣＣブロックの長さと同じ円周長を有する半径は、約１３.４３ｍｍ、最大エラー訂正長は、約１０.８９ｍｍである。ＣＢＬ＝０.０８０μｍである場合、ＥＣＣブロックの長さと同じ円周長を有する半径は、約１１.９４ｍｍ、最大エラー訂正長は、約９.６８ｍｍである。ＣＢＬ＝０.０７０μｍである場合、ＥＣＣブロックの長さと同じ円周長を有する半径は、約１０.４５ｍｍ、最大エラー訂正長は、約８.４７ｍｍである。最後に、ＣＢＬ＝０.０６０μｍである場合、ＥＣＣブロックの長さと同じ円周長を有する半径は、約８.９６ｍｍ、最大エラー訂正長は、約７.２６ｍｍである。

実際に直径１２０ｍｍの光ディスクは、データ記録を半径約２０ｍｍ以後から記録するため、重畳される領域が存在しない。しかし、直径が３０〜５０ｍｍほどの小型ディスクにおいては、最大限多くの保存容量のために、そのデータ記録または保存のための開始半径は小さいしかない。米国特許第６,３６７,０４９号明細書に開示された６４ＫバイトのＥＣＣフォーマットを半径６ｍｍ〜９ｍｍほどでデータ記録または保存を開始する小型ディスクに適用する場合、ＣＢＬが０.０６０より大きい場合は、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックにわたって記録される領域が発生するしかない。

もし、ＣＢＬが０.０７０μｍであり、一つのレコーディングフレームに１８９０個のチャンネルビットが含まれた場合、一つのレコーディングフレームが占める長さは、１３２.３μｍとなる。したがって、２ｍｍのスクラッチは、約１６個のレコーディングフレームに連続して影響を及ぼす。この場合、ＲＳ（２４８,２１６,３３）コードに対しては、８バイトのエラーを誘発させ、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳される領域に発生した場合は、２倍である１６バイトのエラーを誘発させる。

スクラッチが発生した領域に対して、イレイズコレクションを行い、バイトエラー比率が１０^−３と仮定すれば、一つのＥＣＣブロックに８バイトのエラーが発生した場合と１６バイトのエラーが発生した場合とのＢＥＲ（ブロックエラーレート）は、次の表１の通りである。

前記表１に示したように、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳される領域にスクラッチが発生した場合のエラーは、一つのＥＣＣブロックに同じ長さのスクラッチが発生した場合のエラーの２倍であり、ＢＥＲも、顕著に差が生じる。

記録及び再生のデータ単位であるＥＣＣブロックが記録媒体上で占めるトラック方向の長さは、ＥＣＣブロックのチャンネルビットの数と光学的特性による最小マーク長と変調コードによって決定されるＣＢＬとの乗算で現れる。同じ変調コードで記録線密度を高めるにつれて（最小マーク長を減らすことによって）チャンネルビットの長さを減らすことによって、ＥＣＣブロックの長さを減らして一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳される領域を最小化するか、または消去しうる。

しかし、同じ長さのスクラッチや指紋のような長いエラー要因に対する影響は、チャンネルビットの長さが減少したことと反比例して増加し、結局、エラー発生原因であるサイズが変化せずとも、ＣＢＬの減少によってエラーの影響は増加する。言い換えれば、チャンネルビットの長さが減少すれば、ＥＣＣブロックの最大エラー訂正長も減少する。したがって、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳される領域でのエラー訂正能力の低下を挽回するための方案であるＣＢＬの減少は、最大エラー訂正長の減少を伴うという問題がある。

他の一方で、チャンネルビットの長さは、固定（最小マーク長と変調コードが同一）させ、データの付加率を同一にした状態でＥＣＣブロックのサイズを減らす場合にも同様に、最大エラー訂正長は、反比例して減少する。前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書で提示したＥＣＣフォーマットの構造下で、最大エラー訂正長は、一つのＥＣＣブロック内に存在するコードワードの付加パリティの数とコードワードの間のインターリービング深さによって決定される。すなわち、ＥＣＣフォーマットがＲＳ（２４８,２１６,３３）コード×３０４であるので、その最大エラー訂正バイト数は、９７２８である。

結局、付加率を維持したままＥＣＣブロックのサイズを減らすのは、インターリービング深さを減らすか、そうでなければ、コードワードのユーザデータ量及び付加パリティを減らすので、最大エラー訂正バイト数は、減少する。したがって、最大エラー訂正長をはじめとするエラー訂正能力の低下を伴う。

以上で説明したように、ＥＣＣブロックが記録または保存される領域の円周の長さがＥＣＣブロックの長さより短い場合には、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックにわたって記録されるため、エラー訂正能力が低下して再生データの信頼性に問題が発生する。

また、従来の光ディスクは、内周から外周方向にリードイン領域、ユーザデータ領域及びリードアウト領域が配置されたデータ領域構造を有する。したがって、一般的に、光ディスクの内周領域には、光ディスクに記録されたデータの再生に関連した重要データが記録されるリードイン領域に該当する。

したがって、光ディスク内の領域に記録されたＥＣＣブロックのエラー訂正能力の顕著な低下は、さらに問題となる。

本発明が解決しようとする技術的課題は、光ディスクの小型化または光ディスクの記録半径の減少によって、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳されて記録されることを防止し、エラー訂正能力をさらに向上させるためのエラー訂正符号化方法を提供することである。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、光ディスクの小型化または光ディスクの記録半径の減少によって、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳されて記録されることを防止し、エラー訂正能力をさらに向上させるためのデータ記録装置及びその方法を提供することである。

前記課題を達成するための本発明によるエラー訂正符号化方法は、３２キロバイトのユーザデータ単位で（１８４,１５２,３２,２１６）のＬＤＣブロックを生成するステップと、群集エラーの発生位置を分かるためのＢＩＳブロックを生成するステップと、前記ＬＤＣブロックデータに所定量の前記ＢＩＳブロックデータを所定間隔で配置してＥＣＣブロックを生成するステップとを含む。

前記他の課題を達成するための本発明による小型光ディスクにデータを記録する装置は、光ヘッドと、所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するコーデックと、前記複数のコードワードを含むデータを小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で前記小型光ディスクに記録するように前記光ヘッドを制御する制御部とを備える。

また、前記コーデックは、入力データＤバイトに付加情報Ｐバイトを付加するリードソロモン符号化方式によってエラー訂正符号化することを特徴とすることが望ましく、前記コーデックは、前記記録単位の長さが短いことによるエラー訂正能力の低下を補償するように、既定の付加情報率Ｐ／（Ｄ＋Ｐ）によってエラー訂正符号化することが望ましい。

また、前記付加情報率は、入力データＤバイトは減少させ、付加情報Ｐバイトは固定させて決定されたことが望ましい。

前記課題を達成するための本発明による小型光ディスクにデータを記録する方法は、所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するステップと、前記複数のコードワードを含むデータを小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で前記小型光ディスクに記録するステップとを含む。

また、前記入力データＤバイトに付加情報Ｐバイトを付加するリードソロモン符号化方式によって前記エラー訂正符号化が行われることを特徴とすることが望ましく、前記複数のコードワード生成ステップは、前記記録単位の長さが短いことによるエラー訂正能力の低下を補償するように付加情報率Ｐ／（Ｄ＋Ｐ）を決定するステップを含むことが望ましい。

また、前記複数のコードワード生成ステップは、入力データＤバイトは減少させ、付加情報Ｐバイトは固定させて、前記付加情報率を向上させるステップであることが望ましい。

以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。

前述したように、直径３０ｍｍ〜５０ｍｍほどの小型ディスク型情報記録媒体において、ＣＢＬが０.０６０〜０.１３３μｍであり、データ記録開始半径が６ｍｍ〜９ｍｍである場合、前述した米国特許第６,３６７,０４９号に開示された６４Ｋバイトのユーザデータを含むＥＣＣフォーマットによってデータを記録するとき、必ずＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域が存在する。本発明では、ＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域の発生を防止するために、データ記録単位、すなわち、ＥＣＣブロックに含まれるユーザデータを３２Ｋバイトに減らす。また、それによるエラー訂正能力の低下を補償するために、データの付加率を高める。データ付加率は、次の式（１）のように表現される。

データ付加率＝Ｐ/(Ｄ＋Ｐ) （１）
式（１）で、Ｄは、ユーザデータのバイト数であり、Ｐは、付加情報のバイト数を表す。

現在の光学的特性及び変調コードによって可能なＣＢＬを０.０６０μｍとするとき、前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書で提示した６４ＫバイトＥＣＣフォーマットのように、レコーディングフレームは同一にし、ＲＳ（２４８,２１６,３３）コード×１５２またはＲＳ（１２４,１０８,１７）コード×３０４のように、データ付加率を維持したまま３２ＫバイトのＥＣＣフォーマットに変形した場合、その３２ＫバイトＥＣＣブロックの長さは、半径約４.４８ｍｍの円の円周長と同一になる。したがって、データ記録開始半径が６ｍｍ〜９ｍｍである場合、ＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域は存在していないが、最大エラー訂正長が３.６３ｍｍに減るので、エラー訂正能力が顕著に低下する。

エラー訂正能力の低下を防止するためにデータが記録される領域内でＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域を無くし、最大エラー訂正長を適切に延ばすために、データ付加率を向上させねばならない。しかし、ＥＣＣフォーマットの総体的な変化は、望ましくない。

図２は、本発明によるＬＤＣブロックを示す図である。図２を参考するに、Ｎは、ＲＳコードの長さ、Ｋは、ＲＳコードのユーザデータの長さ、Ｐは、ＲＳコードのパリティの長さ及びＣ＿ＮＵＭは、ＲＳコードの数である。

（Ｎ,Ｋ,Ｐ,Ｃ＿ＮＵＭ）＝（２４８,２１６,３２,１５２）または（Ｎ,Ｋ,Ｐ,Ｃ＿ＮＵＭ）＝（１２４,１０８,１６,３０４）の場合は、前述したように、既存の発明米国特許第６,３６７,０４９号明細書のＥＣＣフォーマットでＣ＿ＮＵＭを半分に減らすか、またはＮ、Ｋ、Ｐを半分に減らして３２ＫバイトＥＣＣフォーマットに作った場合であって、ＣＢＬが０.０６０μｍである場合、その最大エラー訂正長が３.６３ｍｍに過ぎない。したがって、再生データの信頼度に問題を起こす恐れがあるので、データの付加率を適切に高めてエラー訂正能力を向上させることが必要である。

本発明によるＥＣＣフォーマットは、次のような条件を満足せねばならない。

第一に、記録及び再生の単位であるＥＣＣブロックが二つ以上のトラックにわたって記録されてＥＣＣブロックがディスクのラジアル方向に重畳される領域をなくすために、ＥＣＣブロックのサイズを３２Ｋバイトにする。すなわち、２Ｋバイト（２０４８バイト）セクター単位でＥＤＣ（エラーディテクションコード）４バイトを付加するので、ＬＤＣブロック内でパリティを除外したバイト数は、３２,８３２バイトとなる。

第二に、ＢＩＳを考慮せねばならない。ＢＩＳには、フィジカルセクターアドレス（Ｐｙｓｉｃａｌ ｓｅｃｔｏｒ ａｄｄｒｅｓｓ）及びコントロールデータ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄａｔａ）が保存されるほどのサイズを必要とする。

第三に、可能な限り長い最大エラー訂正長を有さねばならない。

第四に、データ効率による保存容量を考慮せねばならない。

第五に、ＥＣＣブロックを構成したとき、全体レコーディングフレームの数は、８の倍数または１６の倍数でなければならない。ＤＶＤの場合、ＥＣＣブロックは、１６個のフィジカルセクターで構成され、それぞれのフィジカルセクターには、Ｄａｔａ ＩＤを有していて、再生時にＥＣＣブロックまたはフィジカルセクターに対して速くアクセスできる。

第六に、ＲＳコードのエラー訂正システムのハードウェアー的な負担によって、ＲＳコードのパリティ数は、３２を超えないことが望ましく、ＲＳコードの長さを最大限長くしなければならない。

前記第一の条件について説明すれば、ＬＤＣ及びＢＩＳで構成されたＥＣＣフォーマットは、ＤＶＤのＲＳＰＣ構造と違って、前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書のように、フィジカルセクターをアクセスするためのアドレス情報がＢＩＳに入っており、コントロールデータにユーザデータを制御できるデータを保存できるため、純粋ユーザデータとＥＤＣとを除外したデータの付加が不要である。

前記第二の条件について説明すれば、フィジカルセクターのアクセスまたはユーザデータのコントロール情報が入る空間が必要である。

前記第三及び第四の条件について説明すれば、最大エラー訂正長を長くすればするほど、全体的なユーザデータの比率が低いので、データ効率が低下して全体媒体の保存容量が減少することは明らかである。しかし、ＥＣＣフォーマットのエラー訂正能力は、一定の数値以上を達成せねば、保存容量が意味がない。いくら大きい保存容量を有する媒体であるとしても、そのデータの信頼性が落ちたら、無用の物である。もちろん、エラー訂正能力を一定値以上確保した状態で媒体の保存容量も考慮されねばならないということが望ましい。

前記第五の目条件について説明すれば、規則的かつ適当な間隔でフィジカルセクターが媒体上に配置されることが望ましい。ホストとドライブとの間のユーザデータを２Ｋバイト単位でやり取りするため、一つのブロックが３２Ｋであることを鑑みれば、一つのＥＣＣブロック内に存在するレコーディングフレームの数は、１６の倍数が望ましい。

前記第六の条件について説明すれば、ＲＳコードのエラー訂正システムのハードウェアー的な負担は、パリティ数によって決定される。

パリティ数が多ければ多いほど、コードワード内で訂正できるエラー数は増加するが、それほどハードウェアー的な負担は増加する。既存の発明が３２パリティを有することを勘案すれば、３２パリティを超えないことが望ましい。同じ付加率に対して、コードワードの長さが長ければ長いほど、コードワードのエラー訂正能力は向上する。

図３は、図２に示したＬＤＣブロックの構造の一実施形態を示す図である。図３を参照するに、本発明によるＬＤＣブロックの構造は、（１８４,１５２,３２,２１６）である。すなわち、Ｎが１８４、Ｋが１５２、Ｐが３２及びＣ＿ＮＵＭが２１６である。言い換えれば、２１６個の（１８４,１５２,３３）のＬＤＣからなる３２Ｋバイトのエラー訂正ＬＤＣブロックである。

一般的に、ホストとディスクドライブとの間に通信時のデータ単位が２Ｋバイト（２０４８バイト）セクターであるため、ＥＣＣフォーマットは、２ＫバイトのユーザデータにＥＤＣ４バイトを追加する。ディスクドライブは、ディスクに記録されたデータを読出してエラー訂正後エラー訂正が正しく行われたか否かをチェックするために、エンコーディング時にＥＤＣ４バイトを追加する。図３に示したように、２ＫバイトのユーザデータにＥＤＣ４バイトを含む２０５２バイトは、１３.５列に該当する。

図４は、図３に示したＬＤＣブロックを所定方式によってインターリービングした後のＬＤＣブロックを示す図である。

インターリービングの方法は、色々なものがあるが、前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書の図１０及び図１２に示した方式によって、インターリービングを行った後のブロックである。すなわち、米国特許第６,３６７,０４９号明細書の図１０に開示された第一のインターリービング方法は、奇数列のバイト情報を偶数列のバイト情報の間に挿入する方法である。米国特許第６,３６７,０４９号明細書の図１２に開示された第二のインターリビング方法は、第一のインターリビング後に各行のバイト情報を行方向にシフトする。しかし、前記米国特許では、シフト値を３としているが、本実施形態では、１または７のように１０８と互いに素数である値として、その周期を最大に大きくする。

図５は、本発明の望ましい実施形態によるＢＩＳブロックの構造を示す図である。本実施形態によるＢＩＳブロックは、（４６,Ｋ,Ｐ,ＢＩＳＣ＿ＮＵＭ）の構造を有し、実施形態は、次の表２の通りである。

図６は、前記表２の一番目及び三番目の構造のＢＩＳブロックを、前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書の図１４Ａに示したような方式でインターリービングされた後のＢＩＳブロックを示す。言い換えれば、Ｃ＿ＮＵＭが１６である場合であるので、図５で２個のコードワードを縛って総８個に分けて、米国特許第６,３６７,０４９号の図１４Ａに示したような方式でインターリービングする。別途の図に示していないが、前記表２の二番目及び四番目の構造のＢＩＳブロックについても、図６で行の数が３に変わることを除いては、同一である。

図７は、図４に示した本発明によるＬＤＣブロックと図６に示した本発明によるＢＩＳブロックとをシンクパターンと結合して生成したＥＣＣブロックを示す図である。図７を参照するに、ＥＣＣブロックは、３６８個のレコーディングフレームからなる。各レコーディングフレームは、Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎ、ＬＤＣ １０８バイト及びＢＩＳ ２バイトを含む。ＥＣＣブロックは、１６個のフィジカルセクターで構成され、一つのフィジカルセクターには、２３個のレコーディングフレームが記録される。

それぞれのＢＩＳバイトには、フィジカルセクターのアドレスが含まれ、一つのＥＣＣブロックには、１６個のフィジカルセクターのアドレスが一定の間隔で記録される。

一方、図５に示したＢＩＳブロックのＣ＿ＮＵＭが２４である場合には、図６に示したＢＩＳブロックの行の数が３となり、図７に示したＥＣＣブロックの各行は、４つの２７バイトＬＤＣと３つの１バイトＢＩＳとが２７バイトＬＤＣの間に挿入された構造を有する。

以上では、図３に示した（１８４,１５２,３２,２１６）構造のＬＤＣブロックを例として説明した。本発明によるＬＤＣブロックの構造は、それ以外にも（１３２,１０８,２４,３０４）、（１３６,１０８,２８,３０４）及び（１４０,１０８,３２,３０４）の構造が可能である。

（１３２,１０８,２４,３０４）構造のＬＤＣブロックの場合には、（３３,１７,１６,２４）構造のＢＩＳブロックを有し、８個のフィジカルセクターに２６４個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックの具現が可能である。

（１３６,１０８,２８,３０４）構造のＬＤＣブロックの場合には、（３４,１８,１６,２４）構造のＢＩＳブロックを有し、８個のフィジカルセクターに２７２個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックの具現が可能である。

（１４０,１０８,３２,３０４）構造のＬＤＣブロックの場合には、（３５,１９,１６,２４）構造のＢＩＳブロックを有し、８個のフィジカルセクターに２８０個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックの具現が可能である。

表２に示したように、前記実施形態でもＢＩＳブロックの（Ｎ,Ｋ,Ｐ,Ｃ＿ＮＵＭ）の値は、例示した値以外にも適切にＥＣＣブロック内のレコーディングフレームの構造及び所定サイズを有するフィジカルセクターの数に適して設計変形が可能である。

図７に示したＥＣＣブロックで、変調コードがＲＬＬ（１,７）系列の８ｂｉｔを１２ｂｉｔに変調し、Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎの長さが２０ｂｉｔである場合、ＣＢＬが０.０７０ｕｍ以下に対しては、前記実施形態によるＥＣＣブロックは、記録半径６ｍｍ以後ではＥＣＣブロックがラジアル方向に重畳される領域が発生しない。

前述した本発明によるＥＣＣブロックの実施形態と従来のＥＣＣブロックのＣＢＬによる最大エラー訂正長及びデータ効率は、次の表３の通りである。

前記表３で、実施形態１は、図７に示したように、（１８４,１５２,３２,２１６）構造のＬＤＣブロック及び（４６,１４,３２,１６）構造のＢＩＳブロックを有し、１６個のフィジカルセクターに３６８個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックである。実施形態２は、（１３２,１０８,２４,３０４）構造のＬＤＣブロック及び（３３,１７,１６,２４）構造のＢＩＳブロックであり、８個のフィジカルセクターに２６４個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックである。実施形態３は、（１３６,１０８,２８,３０４）構造のＬＤＣブロック及び（３４,１８,１６,２４）構造のＢＩＳブロックを有し、８個のフィジカルセクターに２７２個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックである。実施形態４は、（１４０,１０８,３２,３０４）構造のＬＤＣブロック及び（３５,１９,１６,２４）構造のＢＩＳ Ｂｌｏｃｋを有し、８個のフィジカルセクターに２８０個のレコーディングフレームが記録されたＥＣＣブロックである。そして、従来の技術は、前述した米国特許第６,３６７,０４９号明細書に開示されたＥＣＣブロックである。

スクラッチが発生した部分に対して、イレイズコレクションを行うと仮定し、ＢＥＲによる従来の技術及び本発明の実施形態によるＢＥＲを、次の表４ないし表６に表した。ＢＥＲは、次の式（２）及び式（３）によって計算される。

前記式（２）及び式（３）で、ＣＥＲは、コードワード Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、ｅは、Ｅｒａｓｅ ｎｕｍｂｅｒ及びｐはバイトエラーレートを表す。

前記表４は、２.２６８ｍｍのスクラッチが発生した場合のそれぞれのＢＥＲを表す。

前記表５は、１.１３４ｍｍのスクラッチが発生した場合のそれぞれのＢＥＲを表す。

前記表６は、スクラッチが発生していない場合のそれぞれのＢＥＲを表す。

前記表４ないし表６の実施形態１ないし３及び従来の技術は、前記表３に記載された実施形態１ないし３及び従来の技術をそれぞれ意味する。

従来の技術と比較するとき、ＣＢＬが０.０６０μｍである場合、実施形態のデータ効率とエラー訂正能力とを参照すれば、実施形態１及び実施形態３が最も望ましい。

以下では、本発明によるデータ記録及び／または再生装置を説明する。

図８は、本発明の望ましい実施形態によるデータ記録及び／または再生装置２００を示すブロック図である。図８を参照するに、データ記録及び／または再生装置２００は、光ヘッド２１０、コーデック２２０、光ディスク情報保存部２４０、制御部２６０、入力データインターフェース部２７０及びユーザインターフェース部２８０を備える。

光ヘッド２１０は、制御部２６０の制御によって小型光ディスク１００に／からデータを記録／再生する。小型光ディスク１００は、データが記録される最内周の半径が６ｍｍほどである光ディスクである。

コーデック２２０は、制御部２６０の制御によって小型光ディスク１００に記録するデータを、本発明によるエラー訂正符号化を行うか、または小型光ディスク１００から再生されたデータを前記エラー訂正符号化の逆過程で復号化する。

コーデック２２０は、前述した本発明の実施形態１ないし４のように、多様なＥＣＣフォーマットによってユーザデータを符号化してＬＤＣブロックを生成する。コーデック２２０は、パリティを所定方式によって計算する。パリティ計算過程は、従来の方式によるため、ここでは詳細な説明を省略する。

また、コーデック２２０は、データ再生時、エラーが発生した位置を知らせるためのＢＩＳブロックを生成し、図７に示したように、ＬＤＣデータとＢＩＳデータとを一定間隔で配置してＥＣＣブロックを生成する。コーデック２２０は、最終的に小型光ディスク１００に記録されるＥＣＣブロックを生成して光ヘッド２１０に出力する。

光ディスク情報保存部２４０には、小型光ディスク１００についての情報が保存される。例えば、小型光ディスク１００のデータ領域構造情報またはデータ記録戦略についての情報が保存される。

制御部２６０は、本発明によって小型光ディスク１００にデータを記録するためにコーデック２２０及び光ヘッド２１０を制御する。特に、制御部２６０は、コーデック２２０から出力されたデータを小型光ディスク１００の内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で小型光ディスク１００に記録するように光ヘッド２１０を制御する。

入力データインターフェース部２７０は、小型光ディスク１００に記録するデータを入力されて制御部２２０に提供する。

ユーザインターフェース部２８０は、小型光ディスク１００にデータ記録命令または記録されたデータの再生命令をユーザから入力されて制御部２６０に提供する。

前述したデータ記録及び／または再生装置２００の構造を参照して、本発明による小型光ディスク１００にデータを記録する方法について説明する。

図９は、本発明によるデータ記録方法を示すフローチャートである。

小型光ディスク１００にデータ記録のために、ＥＣＣブロックのサイズを減少させるが、ＥＣＣブロックのサイズ減少によるエラー訂正能力の低下を補償するように、エラー訂正のためのリードソロモンコードの付加情報率を決定する（Ｓ４１０）。本発明の望ましい実施形態では、（１８４,１５２,３２,２１６）構造のＬＤＣ ２１６個で構成されたＬＤＣブロックを採択して、付加情報率を３２／１８４に向上させる。決定された付加情報率を含むエラー訂正のために必要な情報は、コーデック２２０にあらかじめ入力されて設定される。

コーデック２２０は、決定されたリードソロモンコードの付加情報率によって、所定量の入力データ、例えば、３２Ｋバイト単位のユーザデータをエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成する（Ｓ４３０）。

別途のステップで図示していないが、コーデック２２０は、データ再生時、エラーが発生した位置を知らせるためのＢＩＳブロックを生成し、図７に示したように、ＬＤＣデータとＢＩＳデータとを一定間隔で配置してＥＣＣブロックを生成する。コーデック２２０は、最終的に、小型光ディスク１００に記録されるＥＣＣブロックデータを生成して光ヘッド２１０に出力する。

一方、（１８４,１５２,３３,２１６）構造のＬＤＣブロック以外にも前述した本発明の実施形態２ないし４のように多様なＥＣＣフォーマットが可能である。

光ヘッド２１０は、複数のコードワードを含むデータをコーデック２２０から入力されて制御部２６０の制御によって、小型光ディスク１００の内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で小型光ディスク１００に記録する（Ｓ４５０）。

また、本発明はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取れるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置があり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）状に具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードで保存され、かつ実行されうる。

本発明によるエラー訂正符号化方法、それを利用したデータ記録方法及びその装置は、光ディスクの小型化または光ディスクの記録半径の減少によって、一つのＥＣＣブロックが二つ以上のトラックに重畳されて記録されることを防止し、エラー訂正能力をさらに向上させる。

また、従来のリ―ドソロモンコードのパリティ長と同じパリティ長を維持し、ユーザデータ長のみを減少させて、付加情報率を高める場合には、従来のハードウェアを特別な変更なしに使用できる。

従来のＥＣＣブロック単位でデータが記録された小型光ディスクの内周領域を示す図である。 本発明によるＬＤＣブロックを示す図である。 図２に示したＬＤＣブロックの構造の一実施形態を示す図である。 図３に示したＬＤＣブロックを所定方式によってインターリービングした後のＬＤＣブロックを示す図である。 本発明の望ましい実施形態によるＢＩＳブロックの構造を示す図である。 図５に示したＢＩＳブロックをインターリービングした後の状態を示す図である。 図４に示した本発明によるＬＤＣブロック及び図６に示した本発明によるＢＩＳブロックをシンクパターンと結合して生成したＥＣＣブロックを示す図である。 本発明の望ましい実施形態によるデータ記録／再生装置を示すブロック図である。 本発明の望ましい実施形態によるデータ記録方法を示すフローチャートである。

Claims (12)

1. 所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するステップと、
   前記複数のコードワードを含むデータを小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で前記小型光ディスクに記録するステップと、を含むことを特徴とするデータ記録方法。
2. 入力データＤバイトに付加情報Ｐバイトを付加するリードソロモン符号化方式によって、前記エラー訂正符号化が行われることを特徴とする請求項１に記載のデータ記録方法。
3. 前記複数のコードワードを生成するステップは、前記記録単位の長さが短いことによるエラー訂正能力の低下を補償するように、付加情報率Ｐ／（Ｄ＋Ｐ）を決定するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載のデータ記録方法。
4. 前記複数のコードワードを生成するステップは、入力データＤバイトは減少させ、付加情報Ｐバイトは増加させて、前記付加情報率を向上させることを特徴とする請求項３に記載のデータ記録方法。
5. 光ヘッドと、
   所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するコーデックと、
   前記複数のコードワードを含むデータを小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で前記小型光ディスクに記録するように前記光ヘッドを制御する制御部と、を備えることを特徴とするデータ記録装置。
6. 前記コーデックは、入力データＤバイトに付加情報Ｐバイトを付加するリードソロモン符号化方式によってエラー訂正符号化することを特徴とする請求項５に記載のデータ記録装置。
7. 前記コーデックは、前記記録単位の長さが短いことによるエラー訂正能力の低下を補償するように、既定の付加情報率Ｐ／（Ｄ＋Ｐ）によってエラー訂正符号化することを特徴とする請求項６に記載のデータ記録装置。
8. 前記付加情報率は、入力データＤバイトは減少させ、付加情報Ｐバイトは増加させて決定されたことを特徴とする請求項７に記載のデータ記録装置。
9. 所定量の入力データを所定方式でエラー訂正符号化して複数のコードワードを生成するステップと、
   前記複数のコードワードを含むデータを、小型光ディスクの内周領域の所定トラックの長さより短い記録単位で前記小型光ディスクに記録するステップと、を含むことを特徴とするデータ記録方法を実現するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
10. ３２キロバイトのユーザデータ単位で（１８４,１５２,３２,２１６）のＬＤＣブロックを生成するステップと、
    群集エラーの発生位置が分かるためのＢＩＳブロックを生成するステップと、
    前記ＬＤＣブロックデータに所定量の前記ＢＩＳブロックデータを結合してＥＣＣブロックを生成するステップと、を含み、
    前記ＢＩＳブロックの異なる部分は、前記ＬＤＣブロックの一つ以上の部分によって所定距離離隔されていることを特徴とするエラー訂正符号化方法。
11. データを記録する方法において、
    ３２キロバイトのユーザデータサイズでＥＣＣブロックを生成するステップと、
    エラー訂正能力を向上させるためにパリティデータサイズを拡大させるステップと、
    前記データをＥＣＣブロックに記録するステップと、を含むことを特徴とするデータ記録方法。
12. エラー訂正符号化を行う方法において、
    ３２キロバイトのユーザデータ単位でＬＤＣブロックをインターリビングするステップと、
    ＢＩＳブロックをインターリビングするステップと、
    前記インターリビングされたＬＤＣブロック及びＢＩＳブロックを結合してＥＣＣブロックを生成するステップと、を含むことを特徴とするデータ記録方法。

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