JP2007035195A - 情報記憶媒体、情報記録再生装置、および情報記録再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなった場合であっても、記憶されたユーザデータを正しく読み出すことができる情報記憶媒体を提供する。
【解決手段】本発明に係る情報記憶媒体は、書換え可能な情報記憶媒体において、ユーザデータを記憶するユーザエリアと、ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を記憶する欠陥管理エリアと、欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを交替して記憶するスペアエリアと、を備え、欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶することを特徴とする。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、情報記憶媒体、情報記録再生装置、および情報記録再生方法に係り、特に、書換可能な光ディスク等の情報記憶媒体、その情報記憶媒体に情報を記録、再生する情報記録再生装置、および情報記録再生方法に関する。

従来から、情報を書換可能に記録できる光ディスク等の情報記憶媒体においては、ディスク上に発生した「記録する上での欠陥箇所」を補償するための仕組みを持っている。この発生した欠陥箇所を管理するためのエリアは、欠陥管理情報領域（Defect Management Area：以下、適宜ＤＭＡと略記する）と呼ばれている。

ＤＭＡは、欠陥箇所の増加に伴いオーバーライト（overwrite）される。一般的に、情報記憶媒体はオーバーライトにより特性が劣化するため、オーバーライトの許容回数が制限されている。この許容回数が比較的少ない媒体（例えば、ブルーレーザを用いる高密度光ディスク等）の場合、ＤＭＡの更新に伴うオーバーライトが問題となってくる。つまり、オーバーライトに伴い、欠陥管理情報を記録したＤＭＡ自体が欠陥となってしまう可能性がある。

そこで、例えば、特許文献１等では、欠陥管理情報を物理的に離れた領域に複数記憶させることで冗長性をもたせ、単独のＤＭＡに欠陥が生じた場合でも他の領域に記憶された欠陥管理情報で補うことが可能となるように構成する技術を開示している。さらに、ＤＭＡの更新回数が所定回数を超えた場合等には、そのＤＭＡに記憶された欠陥管理情報を他のＤＭＡに移し代える技術も開示されている。
特開２００４−２８８２８５号公報

特許文献１等が開示する光ディスク等の情報記憶媒体では、一般のデータ（ユーザデータ）を通常に記憶するユーザエリアの他にスペアエリアを有しており、ユーザエリアのある領域に欠陥が生じた場合には、ユーザエリアの領域を確保する為ユーザエリアの領域を、スペアエリアを用いて拡張したり、その領域に記憶させようとしたユーザデータをスペアエリアに交替する形態としている。このユーザデータエリアの拡張やデータの置き換え（交替）は、所定のデータ単位（ＥＣＣブロックと呼ばれる）で行われる。

例えば置き換えられたユーザデータを再生する（読み出す）場合には、欠陥のあった交替元のアドレス情報と交替先のアドレス情報とを対応付けるための欠陥管理情報が必要となる。このような欠陥管理情報が記憶される領域がＤＭＡであり、ユーザエリアやスペアエリアとは異なる領域にＤＭＡが設けられている。

従来のＤＶＤ−ＲＡＭや次世代高密度光ディスク、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ、では光ディスクの最内周側に２つ、最外周側に２つの合計４つのＤＭＡを有する構成としている。４つのＤＭＡには同一の内容の欠陥管理情報が記憶される。この結果、特定のＤＭＡにごみが付着したりキズが生じたりした場合であっても、他のＤＭＡの欠陥管理情報は有効であるため欠陥管理情報の信頼性を向上させることが可能となる。

また、オーバーライトの許容回数がＤＶＤ−ＲＡＭに比べて少ないＨＤ ＤＶＤ−ＲＷでは、４つのＤＭＡの各々が、さらに複数のＤＭＡ、例えば１００個のＤＭＡを有する形態としている。ＤＭＡに対するオーバーライトの回数が許容回数を超えそうになった場合や、データの誤り率が所定の範囲を超えた場合には、そのＤＭＡの欠陥管理情報を他のＤＭＡに更新し、順次この更新を繰り返すことで最大１００回までの更新が可能となる。

このように、ＤＭＡに記憶される欠陥管理情報の信頼性を向上させるために種々の工夫がなされているが、それでもＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなるという可能性を完全には排除できない。

万一、ＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなった場合、記憶したユーザデータが再生できないことになるため、その影響は甚大である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなった場合であっても、記憶されたユーザデータを正しく読み出すことができる情報記憶媒体、情報記録再生装置、および情報記録再生方法を提供することを目的とする。

本発明に係る情報記憶媒体は、上記課題を解決するため、請求項１に記載したように、書換え可能な情報記憶媒体において、ユーザデータを記憶するユーザエリアと、前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を記憶する欠陥管理エリアと、前記欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを交替して記憶するスペアエリアと、を備え、前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶することを特徴とする。

また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記課題を解決するため、請求項９に記載したように、書換え可能な情報記憶媒体を記録再生する情報記録再生装置において、ユーザデータを前記情報記憶媒体のユーザエリアに記憶する手段と、前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を前記情報記憶媒体の欠陥管理エリアに記憶する手段と、前記情報記憶媒体の欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを前記情報記憶媒体のスペアエリアに交替して記憶する手段と、前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶する手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る情報記録再生方法は、上記課題を解決するため、請求項１１に記載したように、書換え可能な情報記憶媒体を記録再生する情報記録再生方法において、ユーザデータを前記情報記憶媒体のユーザエリアに記憶するステップと、前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を前記情報記憶媒体の欠陥管理エリアに記憶するステップと、前記情報記憶媒体の欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを前記情報記憶媒体のスペアエリアに交替して記憶するステップと、前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶するステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る情報記憶媒体、情報記録再生装置、および情報記録再生方法によれば、ＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなった場合であっても、記憶されたユーザデータを正しく読み出すことができる。

本発明に係る情報記憶媒体、情報記録再生装置、および情報記録再生方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。

（１）情報記憶媒体のデータ構造
最初に、本発明に係る情報記憶媒体の一実施形態である情報記憶媒体１、および本発明の実施形態に係る情報記録再生装置１００が記録し、再生する情報記憶媒体１のデータ構造について説明する。

図１（ａ）は、書換え可能な情報記憶媒体１の代表例としての次世代型ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＡＭ等の物理的データ配置を模式的に示す図である。

情報記憶媒体１の記録面の大部分はユーザエリア（User Area）で占められており、その一部がスペアエリア（Spare Area）として用いられている。ユーザエリアは、映像・音声データや各種情報データ等のユーザデータが記録される領域である。スペアエリアは、ユーザエリアにデータが正しく書き込めなかった場合に、その書き込めなかった領域（欠陥領域）の代替として用いられる領域である。

ユーザエリア（その一部にスペアエリアを含む）の外周側にはデータリードアウトエリア（Data Lead-out are）と呼ばれるリング状の領域が設けられており、このデータリードアウトエリアに、ＤＭＡ（Defect Management Area：欠陥管理エリア）と呼ばれる領域がある。

また、ユーザエリアの内周側にはデータリードインエリア（Data Lead-in are）と呼ばれるリング状の領域が設けられており、このリードインエリアにも、ＤＭＡ（Defect Management Area：欠陥管理エリア）が含まれている。

図１（ｂ）は、情報記憶媒体１のデータ構造を示す図である。情報記憶媒体１は前述したように、その内周側にデータリードインエリアを、また外周側にデータリードアウトエリアを有している。データリードインエリアには、ＤＭＡ１およびＤＭＡ２が設けられている。同様に、データリードアウトエリアには、ＤＭＡ３およびＤＭＡ４が設けられている。

図２は、リードインエリアとリードアウトエリアとに記録されるＤＭＡ１、２ないしＤＭＡ３、４のデータ構造を示す図である。

ＤＭＡ１は、ＤＭＡ set＃１−１ないしＤＭＡ set＃１−ＮのＮ個のＤＭＡの単位を有しており、Ｎ個で１つのセットを構成している。ＤＭＡ２、ＤＭＡ３、およびＤＭＡ４も同様に、ＤＭＡ set＃２−ＮないしＤＭＡ set＃２−Ｎ、ＤＭＡ set＃３−１ないしＤＭＡ set＃３−Ｎ、およびＤＭＡ set＃４−１ないしＤＭＡ set＃４−Ｎと、それぞれＮ個のＤＭＡからなるセットを構成している。

次世代型ＤＶＤであるＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ等では、Ｎの値は通常１００が選定されている。即ち、ＤＭＡ１ないしＤＭＡ４は、各々１００個のＤＭＡの単位を有するセットとして構成されている。

ＤＭＡに記録される欠陥管理情報は、データエリアに欠陥が生じてユーザデータが正常に書き込めなかった場合に、ユーザエリアの領域を確保する為ユーザエリアの領域を、スペアエリアを用いて拡張した場合の更新されたユーザエリアを示すアドレス情報や書き込めないと判明した欠陥アドレス情報、書き込めなかった領域（欠陥領域）のアドレス（旧アドレス）と、書き込めなかったデータを代替して記録するスペア領域のアドレス（新アドレス）を対応付ける情報等が記録される。ユーザデータの再生時にＤＭＡの欠陥管理情報を参照することで、データエリアに欠陥が生じて記録できなかった場合でも、拡張したユーザエリアアドレス情報や欠陥情報、代替して記録されたスペア領域のユーザデータを読み出すことでユーザデータの再生を保証することが可能となる。

ＤＭＡ１ないしＤＭＡ４には同一の欠陥管理情報が記録される。物理的に離れた４つの領域に同一の欠陥管理情報を記録することで、１つのＤＭＡが傷や指紋等によって欠損が生じ読み取り不能となっても、他のＤＭＡから欠陥管理情報が読み取ることで耐障害性を高めている。

データエリアに新たな欠陥が生じると、その欠陥管理情報をＤＭＡに書き加えることになるため、ＤＭＡの欠陥管理情報は欠陥が生じる毎に更新（オーバーライト）される。書換え可能な情報記憶媒体１はオーバーライトによって徐々に劣化していく。即ち、ＤＭＡ自体も劣化していく。このため、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷでは、交替可能なＤＭＡを複数（具体的には１００個）具備する形態としている。１つのＤＭＡに対するオーバーライトの回数が所定の回数を超えた場合や、データが読み出し不能の可能性が高くなった（シンボル誤り率が所定値以上となった）場合等には、欠陥管理情報を次のＤＭＡに書き写して交替させ、順次これを繰り返すことで、最大１００の交替まで可能としている。

各ＤＭＡの単位は、ＤＤＳ／ＰＤＬと呼ばれる欠陥管理情報と、ＳＤＬと呼ばれる欠陥管理情報とが記録される他、予備領域（ＲＳＶ）を有している。

図３（ａ）は、ＤＤＳ／ＰＤＬのデータ構造例を示す図であり、図３（ｂ）は、ＳＤＬのデータ構造例を示す図である。

各ＤＭＡを構成するＤＤＳ／ＰＤＬ、ＳＤＬ、および予備領域（ＲＳＶ）は、いずれもＥＣＣブロックと呼ばれるデータブロック単位で構成されている。ＥＣＣブロック単位で所定の誤り訂正符号（ＥＣＣ：Error Correction Code）が付加されており、一定のエラー数の範囲ではＥＣＣブロック単位でシンボルエラーが訂正可能に構成されている。

ＥＣＣブロックは、セクタと呼ばれるデータ単位に分割されており、情報記憶媒体１の種類によって、１６のセクタを有するＥＣＣブロックと３２のセクタを有するＥＣＣブロックが存在する。例えば、従来型のＤＶＤでは、１ＥＣＣブロックは１６セクタから構成されている。また、次世代型のＤＶＤ、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷでは、１ＥＣＣブロックは３２セクタから構成されている。

１セクタのデータサイズは、情報記憶媒体１の種類に関わらず、２ＫByteとなっている。従って、従来型のＤＶＤのＥＣＣブロックのデータサイズは、３２ＫByte（１６セクタ×２ＫByte）となり、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ等のＥＣＣブロックのデータサイズは、６４ＫByte（３２セクタ×２ＫByte）となる。

ＤＤＳ／ＰＤＬブロックは、ＤＤＳ（Disc Definition Structure）と呼ばれる領域とＰＤＬ（Primary Defect List）と呼ばれる領域に分割されている。

ＤＤＳのデータサイズは２ＫByte（１セクタ分）となっている。図４は、ＤＤＳのバイト割り当てを例示する図である。ＤＤＳには、ディスクの定義や構造等を示す情報（「DDS Identifier」、「Number of Groups」、「Number of zones」等）や、書込み開始物理アドレス（Location of LSN0）等の情報が記録されている。

ＰＤＬ（Primary Defect List）は、初期欠陥登録用の一次欠陥リストである。ＰＤＬのデータサイズは、ＤＤＳ／ＰＤＬブロック（ＥＣＣブロック）からＤＤＳのデータサイズを除いた領域のデータサイズとなり、従来型のＤＶＤでは３０ＫByte（１５セクタ×２ＫByte）となり、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ等のＥＣＣブロックのデータサイズは、６２ＫByte（３１セクタ×２ＫByte）となる。

ＰＤＬには、ディスク製造時に生じた欠陥、ディスクの最初のフォーマットの際のサーティファイ時に発見された欠陥、ディスク使用開始後のフォーマット時にＳＤＬから移動された欠陥等の初期欠陥に関する欠陥管理情報が記録される。

図５は、ＰＤＬのバイト割り当てを例示する図である。ＰＤＬは、先頭から、２Byteの識別子（ＰＤＬ Identifier）、ＤＤＳ／ＰＤＬブロックに含まれるＰＤＬエントリ（ＰＤＬ entry）の総数（Number of entries in the PDL）（２Byte）が記録され、その後、４ByteのＰＤＬエントリを順次記録する領域がＤＤＳ／ＰＤＬブロックの最後まで続く。

ＰＤＬエントリは１つの初期欠陥を管理するための情報が記録されるもので、ＰＤＬエントリの数は、初期欠陥の数に依存する。初期欠陥の数が多い場合にはＰＤＬエントリの数も多くなる。

図６は、１つのＰＤＬエントリ（４Byte）のビット割り当てを示す図である。ＰＤＬエントリは、エントリタイプ（Entry type）２ビット、予備（reserved）６ビット、および欠陥物理セクタ番号（Defective Physical sector number）２４ビットの情報が記録される。

エントリタイプは、情報記憶媒体１の製造業者によって記録される欠陥セクタの情報（P-list）と、ディスクサーティファイ工程で発見された欠陥セクタの情報（G1-list）と、フォーマット後にＳＤＬから転送（又は転記）された欠陥セクタの情報（G2-list）とを区別するための情報である。

また、欠陥物理セクタ番号は、欠陥のある物理セグメントブロックの物理セクタ番号を含んだ情報であり、この欠陥物理セクタ番号によって、初期欠陥が生じたユーザエリアのアドレスが認識できる。

ＰＤＬが一次欠陥（初期欠陥）に関する欠陥管理情報を記録するものに対して、ＳＤＬは、二次欠陥に関する欠陥管理情報を記録するものである。即ち、通常のユーザデータの記録時に発見された欠陥（二次欠陥）に関する欠陥管理情報を記録するものである。

図７は、ＳＤＬのバイト割り当てを例示する図である。ＳＤＬは、先頭から、識別子（ＳＤＬ Identifier）等のＳＤＬ自身を管理する情報が記録された後、２２Byte目にＳＤＬブロックに含まれるＳＤＬエントリ（ＳＤＬ entry）の総数（Number of entries in the SDL）（２Byte）が記録され、その後、８ByteのＳＤＬエントリを順次記録する領域がＳＤＬブロックの最後まで続く。

ＳＤＬエントリは１つの二次欠陥を管理するための情報が記録されるもので、ＳＤＬエントリの数は、二次欠陥の数に依存する。情報記憶媒体１の使用によって二次欠陥の数が増えるにつれてＳＤＬエントリの数も増えていくことになる。

図８は、１つのＳＤＬエントリ（８Byte）のビット割り当てを示す図である。ＳＤＬエントリは、二次欠陥が生じてデータの交替が生じたか否かを示すフラグである「ＳＬＲ」ビットと、交替前（交替元）のアドレス情報と、交替後（交替先）のアドレス情報が記録される。

交替前のアドレス情報は、「Physical sector number of the first Physical sector in the defective Physical segment block」と記されている領域に２４ビットで記録される。また、交替後のアドレス情報は、「Physical sector number of the first Physical sector in the replacement Physical segment block」と記されている領域に同じく２４ビットで記録される。

ユーザエリアに欠陥が生じてユーザデータが正常に書き込めなくなった場合、その欠陥領域に書き込もうとしていたユーザデータは、スペアエリアに代替して書き込まれる。

図９は、ＰＤＬにエントリされている欠陥セクタのデータセグメントの代替方法を示す図である。ＰＤＬのエントリタイプは前述したように、情報記憶媒体１の製造業者によって記録される欠陥セクタの情報（P-list）と、ディスクサーティファイ工程で発見された欠陥セクタの情報（G1-list）と、フォーマット後にＳＤＬから転送（又は転記）された欠陥セクタの情報（G2-list）との３種類があり、いずれもユーザが使用中に発見される欠陥ではなく、使用開始時、或いはフォーマット時に記録されるものである。使用開始時、或いはフォーマット時に欠陥セクタを含むと認識された全ブロックの容量分だけ新たに第１スペアエリア（Primary Spare Area）を使用することによって、一定のユーザエリア記録領域を確保している。

第１スペアエリア（Primary Spare Area）は、ユーザエリアの内周部分に位置し、ユーザエリアに近い方から内周方向に向かって使用エリアが増えていく。第１スペアエリア（Primary Spare Area）内に格納されるデータの先頭がデータエリアの先頭、即ち、論理アドレス「０」として新たに記録される。このデータエリアの先頭に対応するディスクのデータ位置（物理アドレス）は、ＤＤＳのバイト配置（図４参照）の「Location of LSN0」に記録される。

図１０は、ＳＤＬにエントリされている欠陥セクタのデータセグメントの代替方法を示す図である。ＳＤＬには、情報記憶媒体１の使用中に検出された欠陥について、交替元アドレスと交替先アドレスとがＳＤＬエントリに記録されている。情報記録再生装置１００が情報記憶媒体１上のあるアドレスを読み書きしようとするときに、そのアドレスがＳＤＬに記録されている欠陥アドレス（交替元アドレス）を含むデータセグメントであった場合に、欠陥アドレス（交替元アドレス）の代わりにＳＤＬに記録されている交替先アドレスのデータセグメントに読み書きを行う。交替先にはスペアエリアを用いる。第１スペアエリア（Primary Spare Area）に空き領域が残っている場合には第１スペアエリア（Primary Spare Area）を交替エリアとして用いる。第１スペアエリア（Primary Spare Area）が一杯になった場合は、補助スペアエリア（Supplementary Spare Area）をユーザエリアの外周側に確保し、このエリアを交替エリアとして用いる。

ところで、上述したように、ＤＭＡ（ＤＤＳ／ＰＤＬ、ＳＤＬ）に記録される欠陥管理情報は、データエリアに欠陥が生じてユーザデータが正常に書き込めなかった場合に、書き込めなかった領域（欠陥領域）のアドレス（交替元アドレス）と、書き込めなかったデータを代替して記録するスペア領域のアドレス（交替先アドレス）とを対応付ける情報である。ユーザデータの再生時にＤＭＡの欠陥管理情報を参照することで、データエリアに欠陥が生じて記録できなかった場合でも、代替して記録されたスペア領域のユーザデータを読み出すことでユーザデータの再生を保証することが可能となる。

ＤＭＡ１ないしＤＭＡ４には同一の欠陥管理情報が記録される。物理的に離れた４つの領域に同一の欠陥管理情報を記録することで、１つのＤＭＡが傷や指紋等によって欠損が生じ読み取り不能となっても、他のＤＭＡから欠陥管理情報が読み取ることで耐障害性を高めている。

データエリアに新たな欠陥が生じると、その欠陥管理情報をＤＭＡに書き加えることになるため、ＤＭＡの欠陥管理情報は欠陥が発見される毎に更新（オーバーライト）される。書換え可能な情報記憶媒体１はオーバーライトによって徐々に劣化していく。即ち、ＤＭＡ自体も劣化していく。このため、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷでは、交替可能なＤＭＡを複数（具体的には１００個）具備する形態としている。１つのＤＭＡに対するオーバーライトの回数が所定の回数を超えた場合や、データが読み出し不能の可能性が高くなった（シンボル誤り率が所定値以上となった）場合等には、欠陥管理情報を次のＤＭＡに書き写して交替させ、順次これを繰り返すことで、最大１００の交替まで可能としている。

図１１は、ＤＭＡの交替状況を説明する図である。

ＤＭＡは、それぞれ各セットの先頭（ＤＭＡ１−１、ＤＭＡ２−１、ＤＭＡ３−１、およびＤＭＡ４−１）から使用され、その内１つでも読み取れなくなった場合や交替が必要となった場合には、ＤＭＡ１−１ないしＤＭＡ４−１が揃って次のＤＭＡ（ＤＭＡ１−２、ＤＭＡ２−２、ＤＭＡ３−２、およびＤＭＡ４−２）に交替する。なお、４つのＤＭＡを同時に交替させる理由は、システム障害が発生した場合等のリカバリ処理を容易にするためである。

ＤＭＡに記録される欠陥管理情報は、ユーザエリアに欠陥が生じた場合であってもユーザデータの書き込みや読み取りを可能とするための重要な情報であり、上記のように同一データを複数の箇所に分散して記録し、またＤＭＡ自体の交替を可能にする等の手法によって耐障害性を高めている。

しかしながら、何らかの理由でＤＭＡ１ないしＤＭＡ４の総てが読み取れなくなった場合には、ユーザデータの読み取りが不可能となってしまう。そこで、ＤＭＡ以外の領域にユーザデータを読み出すために最低限必要となる欠陥管理情報を記録することで、万一、ＤＭＡの読み取りが不能となった場合であっても、ユーザデータの読み取りを可能にする手法を提供するのが本発明のねらいである。

（２）情報記録再生装置１００の動作
ＤＭＡ以外の領域に欠陥管理情報を記録する場合、その領域（以下、予備ＤＭＡという）を確保する必要がある。予備ＤＭＡの第１の形態は、ユーザデータ自身が有している予備領域を予備ＤＭＡとして用いるものである。

図１２は、情報記憶媒体１、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷに記録するユーザデータのデータ構造を示す図である。

ユーザデータはＥＣＣブロック単位で記録されるが、ＥＣＣブロックはセクタと呼ばれるデータ単位に分割されている。

図１２（ｂ）がセクタのデータ構造を示す図であり、１セクタは先頭から、４Byteの「Data ＩＤ」（セクタ単位の識別情報）、２Byteの「IED（ID Error Detection）」、６Byteの予備領域（RSV）と続く。その後、２０４８Byte（２ＫByte）のメインデータ（Main data）が、Ｄ０からＤ２０４７まで続き、最後に４ByteのＥＤＣ（Error Detection Code）を備えて構成されている。

ＥＤＣ（エラー検出符号）は、メインデータの先頭からメインデータの最後（Ｄ２０４７）までの２０６０Byteのデータに対してエラー検出を行う（エラー訂正までは行わない）コードであり、ＥＣＣブロック単位でエラー訂正不能な場合であっても、ＥＤＣによってセクタ単位のデータが有効か否か（エラー検出されるか否か）の判定が可能となる。

なお、メインデータ領域は、スクランブルがかけられているため、スクランブルを解除（デスクランブル）した後、ＥＤＣによるエラー検出を行う必要がある。

セクタは、図１２（ｂ）に示したように、左右各６行、合計１２行の「行（ｒｏｗ）」に分割されており、１つの「行」は、１７２Byte単位で構成されている。

ユーザデータは、メインデータ（Ｄ０からＤ２０４７の２ＫByte）の領域に記録されることになる。

図１２（ａ）は、ＥＣＣブロックのデータ構造を示す図である。前述したように、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷでは、１つのＥＣＣブロックは番号０から番号３１までの３２のセクタを含んで構成されている。

図１２（ａ）の最上段には、「０−Ｌ」と「０−Ｒ」と記された２つの領域があるが、これは、図１２（ｂ）に示した１つのセクタのデータ（番号０のセクタのデータ）を６行ずつまとめて左右に分割したデータに対応するものである。２段目の領域には、番号１のセクタのデータを６行ずつまとめて左右に分割した後、左右を入れ替えて「１−Ｒ」と「１−Ｌ」を配置している。以下同様に、セクタ毎に左右の配置を入れ替えながら、番号３１のセクタ（「３１−Ｒ」、「３１−Ｌ」）まで配置している。

また、ＥＣＣブロックでは、誤り訂正を行うためのパリティ符合を上記３２セクタのデータに付加している。このパリティ符号は、１７２Byteで構成される「行」毎に付加される１０ByteのＰＩ符号（インナーパリティ符号）と、縦方向の１９２行（６行×３２）に対して付加される１６行のＰＯ符号（アウターパリティ符号）とからなっている。ＰＩ符号は行方向のエラー訂正を可能とするものであり、ＰＯ符号は列方向のエラー訂正を可能とするものである。

これらのパリティ符号を含めたＥＣＣブロックの配列は、横方向に（１７２＋１０）Byte×２、即ち１８２Byte×２列と、縦方向に６行×３２＋１６行、即ち２０８行とから構成されている。

図１２（ｂ）に示したように、ユーザデータが記録されているセクタには、６Byteの予備領域（RSV）を有している。１ＥＣＣブロックは、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷの場合では３２セクタから構成されているため、ＥＣＣブロック当たり１９２Byte（３２×６Byte）の予備領域（RSV）を有していることになる。

予備ＤＭＡの第１の形態は、この予備領域（RSV）を予備ＤＭＡとして欠陥管理情報を記録する形態である。

予備ＤＭＡを、一次欠陥に関する欠陥管理情報の記録領域として利用する場合には、予備領域（RSV）に、書込み開始物理アドレス（Location of LSN0）の情報、エントリタイプ（Entry type）、および欠陥物理セクタ番号（Defective Physical sector number）等の情報を記録し、ユーザデータと共にスペアエリアに記録すればよい。

また、予備ＤＭＡを、二次欠陥に関する欠陥管理情報の記録領域として利用する場合には、予備領域（RSV）に、交替元アドレス、交替先アドレス、およびデータが交替されたか否かを示すフラグ情報等を記録し、ユーザデータと共にスペアエリアに記録すればよい。

予備ＤＭＡの第２の形態は、スペアエリアの所定の範囲を予め予備ＤＭＡ用として割り付けておく形態である。本来のＤＭＡと予備ＤＭＡとで、二重の領域を使用することとなるが、その分だけ信頼性が向上することになる。また、予備ＤＭＡのデータフォーマットを本来のＤＭＡのデータフォーマットに一致させておけば、新たな読み出し、書き込み制御を設ける必要がないため、開発コストも低減できる。

なお、本来のＤＭＡのみに欠陥管理情報を記録する形態と、本来のＤＭＡの他に予備ＤＭＡにも欠陥管理情報を記録する形態とを、例えば外部からの制御信号で選択可能にする形態であってもよい。

図１３は、予備ＤＭＡを第１の形態で記録した場合における、本実施形態に係る情報記録再生装置１００の動作、特に、ＤＭＡが総て読込めなかったときの動作例を示すフローチャートである。

まず、通常の動作どおり、最新のＤＭＡをサーチする（ステップＳＴ１）。４つのＤＭＡ（ＤＭＡ１ないしＤＭＡ４）が何れもサーチできなかった場合、或いは４つのＤＭＡの欠陥管理情報が総て読み出せなかった場合には（ステップＳＴ２のｙｅｓ）、ステップＳＴ７へ進む。

ステップＳＴ７では、スペアエリアに交替して記録されているユーザデータをサーチする。このサーチは、スペアエリアの先頭から順次サーチする方法であっても良いし、或いはスペアエリアのユーザデータが記録されている先頭アドレスを別途所定のアドレスに記録しておき、その情報を参照する方法でも良い。

次に、サーチしたユーザデータの予備領域（RSV）に記録されている欠陥管理情報を抽出する（ステップＳＴ８）。

抽出した欠陥管理情報には、交替元アドレス、交替先アドレス等が含まれている。これらの情報を参照して、交替元アドレスと整合をとってユーザデータを読み出す（ステップＳＴ９）。

ゴミ等の一時的な付着等によってＤＭＡからデータが読み出せない場合もあるため、予備ＤＭＡから読み出した欠陥管理情報を、再度本来のＤＭＡに書き戻す処理（ステップＳＴ１０）を行う形態としても良い。

また、本来のＤＭＡのみを使用する形態と、本来のＤＭＡと予備ＤＭＡを組み合わせて使用する形態とを、例えば外部からの制御信号で選択可能にする形態であってもよい。

図１４は、予備ＤＭＡを第２の形態で記録した場合における、本実施形態に係る情報記録再生装置１００の動作のフローチャートである。

図１３との相違点は、主にステップＳＴ４の部分である。本形態では、予備ＤＭＡがユーザデータ中の予備領域（RSV）ではなく、スペアエリアの所定のアドレスに記憶されている。このため、ステップＳＴ４では、このスペアエリアの所定の領域（予備ＤＭＡ）から欠陥管理情報を読み出し、その欠陥管理情報に基づいてユーザデータを読み出す形態となっている。

（３）情報記録再生装置１００の構成
図１５は、本実施形態に係る情報記録再生装置１００のシステム構成例を示す図である。

情報記録再生装置１００は、変調回路２、レーザ制御回路３、レーザ４、コリメートレンズ５、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳ）６、４分の１波長板７、対物レンズ８、集光レンズ９、光検出器１０、信号処理回路１１、復調回路１２、フォーカスエラー信号生成回路１３、トラッキングエラー信号生成回路１４、フォーカス制御回路１６、トラッキング制御回路１７、主制御部２０を備えている。

主制御部２０は、ドライブ部を制御するものである。ドライブ部は、変調回路２、レーザ制御回路３、レーザ４、コリメートレンズ５、ＰＢＳ６、４分の１波長板７、対物レンズ８、集光レンズ９、光検出器１０、信号処理回路１１、復調回路１２、フォーカスエラー信号生成回路１３、トラッキングエラー信号生成回路１４、フォーカス制御回路１６、及びトラッキング制御回路１７を含むものである。

まず、この情報記録再生装置１００によるデータの記録について説明する。データの記録は、主制御部２０により制御される。記録データ（データシンボル）は、変調回路２により所定のチャネルビット系列に変調される。記録データに対応したチャネルビット系列は、レーザ制御回路３によりレーザ駆動波形に変換される。レーザ制御回路３は、レーザ４をパルス駆動し、所望のビット系列に対応したデータを情報記憶媒体１上に記録する。レーザ４から放射された記録用の光ビームは、コリメートレンズ５で平行光となり、ＰＢＳ６に入射し、透過する。ＰＢＳ６を透過したビームは４分の１波長板７を透過し、対物レンズ８により媒体１の情報記録面に集光される。集光されたビームは、フォーカス制御回路１６によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路１７によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。

続いて、この情報記録再生装置によるデータの再生について説明する。データの再生は、主制御部２０により制御される。主制御部２０からのデータ再生指示に基づき、レーザ４は再生用の光ビームを放射する。レーザ４から放射された再生用の光ビームは、コリメートレンズ５で平行光となり、ＰＢＳ６に入射し、透過する。ＰＢＳ６を透過した光ビームは４分の１波長板７を透過し、対物レンズ８により媒体１の情報記録面に集光される。集光されたビームは、フォーカス制御回路１６によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路１７によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。このとき、媒体１上に照射された再生用の光ビームは、情報記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜により反射される。反射光は対物レンズ８を逆方向に透過し、再度平行光となる。反射光は４分の１波長板７を透過し、入射光に対して垂直な偏光を持ち、ＰＢＳ６では反射される。ＰＢＳ６で反射されたビームは集光レンズ９により収束光となり、光検出器１０に入射される。光検出器１０は、例えば、４分割のフォトディテクタから構成されている。光検出器１０に入射した光束は光電変換されて電気信号となり増幅される。増幅された信号は信号処理回路１１にて等化され２値化され、復調回路１２に送られる。復調回路１２では所定の変調方式に対応した復調動作を施されて、再生データが出力される。

また、光検出器１０から出力される電気信号の一部に基づき、フォーカスエラー信号生成回路１３によりフォーカスエラー信号が生成される。同様に、光検出器１０から出力される電気信号の一部に基づき、トラッキングエラー信号生成回路１４によりトラッキングエラー信号が生成される。フォーカス制御回路１６は、フォーカスエラー信号に基づきビームスポットのフォーカスを制御する。トラッキング制御回路１７は、トラッキングエラー信号に基づきビームスポットのトラッキングを制御する。

ここで、主制御部２０による交替処理について説明する。情報記憶媒体１をフォーマットする時には、サーティファイが実行される。このとき、主制御部２０は、情報記憶媒体１の欠陥を検出する。このとき検出された欠陥、即ち初期欠陥に関する欠陥管理情報は、主制御部２０により情報記憶媒体１のＤＭＡの中のＰＤＬに記録される。欠陥管理情報は、交替元のセクタのアドレスと交替先のセクタのアドレスとを含む。通常の記録時にも、主制御部２０は、媒体上の欠陥を検出する。このとき検出された欠陥、即ち２次欠陥に関する欠陥管理情報は、主制御部２０により媒体のＤＭＡの中のＳＤＬに記録される。欠陥管理情報は、交替元のＥＣＣブロックの先頭セクタのアドレスと交替先のＥＣＣブロックの先頭セクタのアドレスとを含む。ＰＤＬ及びＳＤＬに基づき、交替元に対するアクセスは、交替先に対するアクセスと見なされる。

本実施形態に係る情報記録再生装置１００において、情報記憶媒体１を記録する手段は主制御部２０の記録制御手段に含まれ、情報記憶媒体１を再生する手段は、主制御部２０の再生制御手段に含まれるものである。

また、本来のＤＭＡ以外に予備ＤＭＡとして欠陥管理情報を書き込み、また総ての本来のＤＭＡが読み出し不能であったときに、予備ＤＭＡから欠陥管理情報を読み出す等の手段は、主制御部２０のＤＭＡ制御手段に含まれるものである。

本実施形態に係る情報記録再生装置１００によれば、ＤＭＡに記憶されている欠陥管理情報が総て読み出せなくなった場合であっても、記憶されたユーザデータを正しく読み出すことができる。

なお、本発明は上記の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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

（ａ）は、書換え可能な情報記憶媒体１の代表例としての次世代型ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＡＭ等の物理的データ配置を模式的に示す図、（ｂ）は、情報記憶媒体１のデータ構造を示す図。 リードインエリアとリードアウトエリアとに記録されるＤＭＡ１、２ないしＤＭＡ３、４のデータ構造を示す図。 （ａ）は、ＤＤＳ／ＰＤＬのデータ構造例を示す図、（ｂ）は、ＳＤＬのデータ構造例を示す図。 ＤＤＳのバイト割り当てを例示する図。 ＰＤＬのバイト割り当てを例示する図。 １つのＰＤＬエントリのビット割り当てを示す図。 ＳＤＬのバイト割り当てを例示する図。 １つのＳＤＬエントリのビット割り当てを示す図。 ＰＤＬにエントリされている欠陥セクタのデータセグメントの代替方法を示す図。 ＳＤＬにエントリされている欠陥セクタのデータセグメントの代替方法を示す図。 ＤＭＡの交替状況を説明する図。 情報記憶媒体、例えばＨＤ ＤＶＤ−ＲＷに記録するユーザデータのデータ構造を示す図。 予備ＤＭＡを第１の形態で記録した場合における、本実施形態に係る情報記録再生装置の動作のフローチャート。 予備ＤＭＡを第２の形態で記録した場合における、本実施形態に係る情報記録再生装置の動作のフローチャート。 本実施形態に係る情報記録再生装置のシステム構成例を示す図。

符号の説明

１ 情報記憶媒体
２ 変調回路
３ レーザ制御回路
１１ 信号処理回路
１２ 復調回路
１３ フォーカスエラー信号生成回路
１４ トラッキングエラー信号生成回路
１６ フォーカス制御回路
１７ トラッキング回路
２０ 主制御部

Claims (11)

1. 書換え可能な情報記憶媒体において、
   ユーザデータを記憶するユーザエリアと、
   前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を記憶する欠陥管理エリアと、
   前記欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを交替して記憶するスペアエリアと、
   を備え、
   前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶することを特徴とする情報記憶媒体。
2. 前記欠陥管理情報は、前記ユーザデータを記憶できなかった欠陥領域を示す交替元アドレス情報と、前記ユーザデータを交替して記憶したスペアエリア内の交替先アドレス情報とを含む情報である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
3. 前記欠陥管理情報は、前記ユーザデータを記憶できなかった欠陥領域を示す欠陥アドレス情報を含む情報である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
4. 前記欠陥管理情報は、前記スペアエリア内に交替して記憶された前記ユーザデータの先頭の物理アドレスを含む情報である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
5. 前記欠陥管理エリア以外の領域は、前記スペアエリアの一部の領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
6. 前記欠陥管理エリア以外の領域は、前記スペアエリア内に交替して記憶される前記ユーザデータ内に設けられる予備データ領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
7. 前記欠陥管理エリアは、前記欠陥管理エリア以外の領域に記憶された前記欠陥管理情報を読み出してその欠陥管理情報を前記欠陥管理エリアに書込み可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
8. 前記欠陥管理エリア以外の領域は、その領域に前記欠陥管理情報を記憶するか否かを選択可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
9. 前記欠陥管理エリア以外の領域は、その領域に記憶された前記欠陥管理情報に基づいて前記ユーザデータを読み出すか否かを選択可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
10. 書換え可能な情報記憶媒体を記録再生する情報記録再生装置において、
    ユーザデータを前記情報記憶媒体のユーザエリアに記憶する手段と、
    前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を前記情報記憶媒体の欠陥管理エリアに記憶する手段と、
    前記情報記憶媒体の欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを前記情報記憶媒体のスペアエリアに交替して記憶する手段と、
    前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶する手段と、
    を備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
11. 書換え可能な情報記憶媒体を記録再生する情報記録再生方法において、
    ユーザデータを前記情報記憶媒体のユーザエリアに記憶するステップと、
    前記ユーザエリア内の欠陥領域に関する欠陥管理情報を前記情報記憶媒体の欠陥管理エリアに記憶するステップと、
    前記情報記憶媒体の欠陥領域に記憶できなかったユーザデータを前記情報記憶媒体のスペアエリアに交替して記憶するステップと、
    前記欠陥管理エリア以外の領域にも前記欠陥管理情報を記憶するステップと、
    を備えたことを特徴とする情報記録再生方法。

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