JP2008004225A - 光ディスク装置および相変化型光ディスクの記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 書換型の光ディスクに対してＤＯＷ１回の問題を回避して安定した記録再生を可能とする光ディスク装置、並びに、その記録方法を提供する。
【解決手段】 相変化型の光ディスクに対してデータ書込みが可能な光ディスク装置１０である。そして、光ディスクのデータ書込みが行われる領域に、最小記録マークと最小スペースとが交互に繰り返されるＡＣ書込みを１回又は２回行って該領域を初期化する初期化処理を実行可能な制御手段２５を備え、制御手段２５は、光ディスクＤがローディングされたときに当該光ディスクＤの管理領域のデータを読み込んで当該光ディスクＤへのデータ書込みの状況を確認し、当該光ディスクＤへデータ書込みが１回もなされていないことが確認された場合に当該光ディスクＤのデータ領域に前記初期化処理を実行するように構成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、書換型の光ディスクに対してデータ書込みを行う光ディスク装置、並びに、相変化型光ディスクの記録方法に関する。

相変化型の光ディスク媒体は、データの書込みがなされたセクタに、そのままレーザ光を照射して新たなデータの書込み動作を行うことで、前回書き込まれたデータマークが消去されながら新たなデータマークが形成され、データを上書き（ＤＯＷ：Direct Over Write）することが可能になっている。一般的な書換型の光ディスク媒体では、このようなデータの上書きを１０００回以上行うことが可能とされている。

ところで、相変化型の光ディスク媒体では、以前より、上書き回数が１回目のときにビットエラーレート（ｂＥＲ）が異常に高くなるというＤＯＷ１回問題を有することが知られている。すなわち、図２のグラフの実線に示すように、初回書込み（ＤＯＷ回数"０"）、上書き１回目、上書き２回目…と、書き換えを続けていった場合に、上書き１回目でビットエラーレートが顕著に高くなり、その後、上書き２回目、３回目、４回目と増えるに従って徐々に低くなって、５回目くらいから安定的に低くなる。

また、本願発明に関連する従来技術として、次のような技術の開示があった。例えば、特許文献１には、相変化型光ディスクの製造時においてパルスビームを複数回照射して初期化を行うことでジッタを良好にする技術が開示されている。また、特許文献２には、相変化型光ディスクの製造時において媒体管理情報の記録を２回のオーバーライトにより行ってフォーマット処理を行う技術が開示されている。

また、特許文献３には、相変化型光ディスクのデータ管理領域にダミーライトを行ってデータ管理領域のＤＯＷ回数を"２"以上とする技術が開示されている。また、特許文献４には、光ディスクの外周部と内周部とでＤＯＷ回数に差が出来ないようにする技術が開示されている。
特開平０９−０１６９６１号公報 特開２００１−１２６２６５号公報 特開２００５−０６３５３８号公報 特開２００３−１８７４５２号公報

相変化型光ディスクでは、製造段階において相変化材料層を総結晶化する初期化処理が行われて出荷されるものが一般的である。このような一般的な光ディスクを用いて光ディスク装置によりデータの書込みを行った場合、データ書き換えの１回目に上述したＤＯＷ１回の問題が発生するのが現状である。

また、ＤＯＷ１回目のビットエラーレートの増大を、例えばエラー訂正機能を強化するなど他の方式で補うようにすると、読出専用の光ディスクや１回の書込みが可能な光ディスクなど、他種別の光ディスクとの媒体互換性が無くなるという問題が生じる。

この発明の目的は、書換型の光ディスクに対してＤＯＷ１回の問題を回避して安定した記録再生を可能とする光ディスク装置、並びに、その記録方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、相変化型の光ディスクに対してデータ書込みが可能な光ディスク装置であって、前記光ディスクのデータ書込みが行われる領域に、記録マークとスペースとが交互に繰り返されるＡＣ書込みを行って該領域を初期化する初期化処理を実行可能な制御手段を備えている構成とした。

具体的には、前記ＡＣ書込みは、ｎＴ〜（ｎ＋２）Ｔの記録マークと、ｎＴ〜（ｎ＋２）Ｔのスペースとが交互に繰り返されるものとすると良い。ここで、Ｔは記録マークを表わす変調信号のクロック周期、ｎＴは前記光ディスクへのデータ書込時に形成されうる最小記録マークの長さである。

また最良なものとして、前記ＡＣ書込みは、前記光ディスクへのデータ書込時に形成されうる最小記録マークと最小スペースとが交互に繰り返されるものとすると良い。

このような手段によれば、上記の初期化処理により、ＤＯＷ回数に起因するビットエラーレートの異常な上昇という問題を回避することが出来る。書換型のＤＶＤでは次のような実験結果が得られる。すなわち、図２のグラフに示すように、初回（ＤＯＷ回数"０"）の書込みを３Ｔ〜１１Ｔ，１４Ｔの記録マークでランダムに行った場合（図２に実線で示す）と、最小マーク長３Ｔと最小スペース長３Ｔの記録マークとスペースが交互に繰り返す記録を行った場合（図２に一点鎖線で示す）とを比較すると、次にデータを上書き（ＤＯＷ１回目）した場合のビットエラーレートは、後者の場合のほうが顕著に低下する。さらに、初回の書込みを最小マーク長の繰り返しで行った場合にこような効果が最も大きくなり、最小マーク長よりも１Ｔや２Ｔ長い記録マークで行った場合にも効果は次第に小さくなるもののビットエラーレートの低減が見られる。このような実験結果から、上記の初期化処理によりＤＯＷ１回の問題を回避できることが分かる。

さらに好ましくは、前記初期化処理は、前記光ディスクの同一の領域に前記ＡＣ書込みを２回行う処理とすると良い。

このような手段によれば、初期化処理の時間が長くなるという欠点はあるが、データ記録のときにＤＯＷ１回目の書込みとなることは完全に回避されるので、ＤＯＷ回数に起因するビットエラーレートの異常上昇を確実に回避することが出来る。

さらに好ましくは、前記制御手段は、データ書込みの前に前記光ディスクの管理領域のデータを読み込んで書込みを行うセクタの書込回数を確認し、前記書込回数が所定回以下（例えば０回又は１回）である場合に前記セクタの初期化処理を実行し、前記書込回数が所定回より多い（例えば２回以上＝ＤＯＷ１回以上）場合に前記セクタの初期化処理は実行しないように構成すると良い。

このような手段によれば、必要のない初期化処理は省かれてデータ記録処理の高速化を図ることが出来る。例えば、ＤＯＷ回数に基づくビットエラーレートの上昇は、ＤＯＷ１回目のときに最も上昇し、徐々に低くなってＤＯＷ５回目以降では安定するので、例えば既にＤＯＷ１回目の書込みが済んでいる場合には、初期化処理を省くことが出来る。

また好ましくは、前記制御手段は、前記光ディスクがローディングされたときに当該光ディスクの管理領域のデータを読み込んで当該光ディスクへのデータ書込みの状況を確認し、当該光ディスクへデータ書込みが１回もなされていないことが確認された場合に当該光ディスクのデータ領域に前記初期化処理を実行するように構成すると良い。

このような手段によれば、光ディスクをローディスクした直後に初期化処理が実行されるので、書込み処理の直前に初期化処理を行う場合に比べて、書込み処理に掛かるトータルの時間を短くすることが出来る。

また、本発明の相変化型光ディスクの記録方法は、光ディスク装置によって相変化型の光ディスクにデータ書込みを行う相変化型光ディスクの記録方法であって、データ書込みを行う領域に記録マークとスペースとが交互にが繰り返されるＡＣ書込みを行った後にデータの書込みを行うものである。

以上説明したように、本発明に従うと、書換型の光ディスクに対してＤＯＷ１回目の問題を回避して安定した記録再生を行うことが出来る。それゆえ、読出専用の光ディスクや１回の書込みが可能な光ディスクなど他種別の光ディスクとの互換性も容易に確保できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態の光ディスク装置１０は、例えば、ＤＶＤや次世代ＤＶＤの書換可能な光ディスクＤに対してデータの書き込みや読み出しを行うものである。この光ディスク装置１０は、光ディスクＤを回転させるスピンドルモータ１１と、光ディスクＤの記録面にレーザ光を照射したりその反射光を受光したりする光ピックアップ１２と、光ピックアップ１２を光ディスクの半径方向へスライドさせるスライドモータ１３と、光ピックアップのレーザ出力器（例えば半導体レーザ）を駆動するレーザ駆動回路２１と、データ書込み時にレーザ光の出力波形を表わした記録パルスを生成してレーザ駆動回路２１に出力する記録パルス生成回路２２と、データ読出し時に光ピックアップ１２で受光した信号からリードデータを復調する再生処理回路２３と、光ピックアップ１２の対物レンズの駆動制御や光ピックアップ１２のスライド駆動の制御ならびに光ディスクＤの回転駆動の制御を行うサーボ制御回路２４と、光ディスクＤへの記録マークの書込みやデータ読出しに関する制御を行うコントローラ２５等を備えている。また、図示は省略するが、光ディスクＤを出し入れするディスクトレイやその駆動機構も設けられている。

光ピックアップ１２には、レーザ光を光ディスクＤの記録面に集束させたり反射光を集光する対物レンズ、この対物レンズをフォーカス方向やトラッキング方向に微小駆動するレンズアクチュエータ、反射光を受光して焦点のずれ量を示すフォーカスエラー信号やトラッキングのずれ量を示すトラッキングエラー信号を生成するための光学系や信号処理用の回路が設けられている。

サーボ制御回路２４は、光ピックアップ１２からのフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づき光ピックアップ１２のレンズアクチュエータの駆動制御を行ったり、コントローラ２５からの指令を受けてスピンドルモータ１１やスライドモータ１３の駆動制御を行う。

図２には、相変化型光ディスクにＤＯＷでデータ書込みを行った場合のビットエラーレートとＤＯＷ回数の関係を表わしたグラフを示す。
一般に、相変化型光ディスクにランダムデータによりデータ書込みを行った場合、図２の実線で示すように、ＤＯＷ回数の１回目でビットエラーレートが異常上昇し、その後、徐々に減少して５回目以降で安定する。

一方、初回の書込み時（ＤＯＷ回数"０"）に、最小記録マークと最小スペースとが交互に繰り返す書込みを行った場合には、図２の一点鎖線で示すように、ＤＯＷ回数の１回目のデータ書込みではビットエラーレートの上昇を顕著に抑えることが出来るという結果が得られる。

ここで、最小記録マークや最小スペースは、例えばＤＶＤでは３Ｔの記録マークやスペースに該当し、次世代ＤＶＤでは２Ｔの記録マークやスペースに該当する。Ｔは、記録マークを表わす変調信号のクロック周期である。

また、上記のような効果は、最小記録マークと最小スペースの繰り返しとなる書込みに限られず、それより少し長い記録マークやスペースとが交互に繰り返す書込みを行った場合にも、最小記録マークの場合より効果は幾分小さくなるものの、ＤＯＷ回数の１回目のビットエラーレートの上昇を抑えることができるという結果も得られている。

すなわち、ＤＶＤにおいては３Ｔ〜５Ｔの記録マークやスペースが繰り返される書込みにより、また、次世代ＤＶＤにおいては２Ｔ〜４Ｔの記録マークやスペースが繰り返される書込みにより、ＤＯＷ回数の１回目の問題を有効なレベルで低減することが可能である。

次に、上記構成の光ディスク装置１０により実行される光ディスクの初期化処理について説明する。
この実施形態の光ディスク装置１０では、上記のＤＯＷ回数によるビットエラーレートの増大を抑えるため、次の２種類のタイミングで初期化処理を実行可能に構成されている。１つ目は、光ディスクＤをローディングしたときの初期化処理、２つ目はデータ書込みを行う直前の初期化処理である。

ローディング時の初期化処理は、光ディスクをディスクトレイにセットして装置内に挿入したときに、光ディスクのデータ領域の全てに対して初期化処理を行うもので、セットされた光ディスクが全く書込みがされていない場合に実行されるものである。

データ書込時の初期化処理は、光ディスクにデータ書込みを行う直前に、書込み先のセクタに対して初期化処理を行うものであり、そのセクタに未だ書込みがなされていない場合、或いは、１回の書込みがなされている場合に実行されるものである。

初期化処理は、例えば、ＤＶＤの場合には３Ｔの最小記録マークと３Ｔのスペースとが交互に繰り返されるように、次世代ＤＶＤの場合には２Ｔの最小記録マークと２Ｔのスペースとが交互に繰り返されるように、それぞれデータ領域に書き込みを行うものである。この記録のことをマーク有りと無しとが交互に繰り返されることからＡＣ書込みと表現する。

ＡＣ書込みは１回のみ行うようにしても良いし、或いは、記録マークがずれるように同一領域に２回行うようにしても良い。２回行うことで、初期化時間が長くなるが、データ記録時にＤＯＷ回数が１回目となることが無くなるので、ＤＯＷ回数に起因するビットエラーレートの増大を確実に回避することが出来る。

また、ＡＣ書込みでは、最小記録マークと最小のスペースの繰り返しに限られず、ＤＶＤの場合であれば４Ｔや５Ｔの記録マークやスペースの繰り返し、或いは、これら３Ｔ〜５Ｔの記録マークやスペースを、記録マークとスペースとが交互になるように混在させたパターンの書込みとしてもよく、それぞれ同様の効果を得ることが出来る。

また、次世代ＤＶＤであれば、３Ｔや４Ｔの記録マークやスペースを同様に含めたものとしても同様の効果が得られる。

次に、これら初期化処理が実行されるローディング処理とデータ書込み処理について図３と図４のフローチャートを参照しながら説明する。
図３は、コントローラ２５により実行されるローディング処理の処理手順を示すフローチャートである。

このローディング処理は、ディスクトレイが閉められて光ディスクの挿入が検出されたことにより開始される処理である。この処理が開始されると、先ず、コントローラ２５は光ピックアップ１２を動作させて光ディスクの種別の確認を行う（ステップＳ１）。そして、ディスク種別に応じた分岐処理を行って（ステップＳ２）、書換型の光ディスクであればステップＳ３に移行し、それ以外のディスク種別であれば該当するディスク種別に応じたステップ（図示略）に移行する。

書換型の光ディスクでステップＳ３に移行したら、コントローラ２５は光ピックアップ１２を光ディスクＤの内周側へ移動させて光ディスクＤの管理情報にアクセスさせ、光ディスクＤがブランクディスクか否かを判別する（ステップＳ４）。そして、ブランクディスクであればステップＳ５に移行し、そうでなければステップＳ６にジャンプする。

ステップＳ５に移行したら、ここで全データ領域を初期化する処理を実行する。初期化処理は、上述したＡＣ書込みを２回又は１回行うものである。２回行う場合には初期化処理の時間を倍要するがＤＯＷ回数に起因するビットエラーレートの上昇をほぼ完全に回避することが出来る。１回のみ行う場合にはＤＯＷ回数に起因するビットエラーレート上昇を顕著に低減することが出来る。ＡＣ書込みを行ったら光ディスクの管理情報に含まれる書換え回数の管理データを"１"加算して更新する。そして、このような初期化処理が完了したらステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、光ディスクのローディング処理を完了し、次のコマンドを受付け可能であることを示す通知を、図示略のバックエンドコントローラに行って、このローディング処理を終了する。

このようなローディング処理により、ブランクの光ディスクを装置に挿入したときに、その挿入直後から自動的に初期化処理を実行させることが出来る。ディスクを挿入した直後には、例えば、ユーザは光ディスクに書き込むデータの選択や編集を行うなど、ユーザは光ディスク装置を直ぐに使用する状態ではないため、この期間を利用して光ディスクの初期化処理を遂行することができ、その後のデータ書込みの処理に掛かるトータルの時間を短くなって、ユーザに時間的なストレスを与えずに済む。

図４には、コントローラにより実行されるデータ書込処理のフローチャートを示す。
このデータ書込み処理は、コントローラ２５に図示略のバックエンドコントローラからデータ書込みのコマンドと書込みデータとが送られてきたときに、コントローラ２５により開始される処理である。

この書込み処理が開始されたら、先ず、コントローラ２５は光ピックアップ１２を光ディスクＤの内周側へ移動させ、光ディスクＤの管理情報を読み出す（ステップＳ１１）。そして、管理情報に基づいて書込み先のセクタを決定する（ステップＳ１２）。さらに、管理情報からセクタのＤＯＷ回数を確認して（ステップＳ１３）、ＤＯＷ回数が１回以下又は不明の場合、或いは、それ以外の場合とを判別する（ステップＳ１４）。

この判別処理の結果、書込み先のセクタのＤＯＷ回数が１回以下か不明の場合には、該当セクタを初期化処理してから（ステップＳ１５）、このセクタにデータ書込みを行う（ステップＳ１６）。一方、ＤＯＷ回数が２回以上であれば初期化処理をせずに、このセクタにデータ書込みを行う（ステップＳ１６）。

初期化処理は、上述したＡＣ書込みを２回又は１回行うものである。ＡＣ書込みをしたら光ディスクの管理情報に含まれる書込み回数の管理データを"１"加算して更新する。

次いで、全ての書込みデータについて処理を終了したか確認し（ステップＳ１７）、終了していなければステップＳ１３に戻ってステップＳ１３〜Ｓ１６の処理を繰り返し行う。そして、全ての書込みデータについて処理が終了したら、データの書込みを終了したことを図示略のバックエンドコントローラに通知して（ステップＳ１８）、この書込み処理を終了する。
このような書込み処理により、セクタ単位でＤＯＷ１回の問題を回避することが出来る。

以上のように、この実施の形態の光ディスク装置１０およびその光ディスクＤへの記録方法によれば、光ディスクのローディング時やデータ書込み時に行われるＡＣ書込みにって、ＤＯＷ回数に起因したビットエラーレートの上昇を抑えて、安定したデータ書込みを行うことが出来る。

また、書換型の光ディスクに対して安定した記録再生を行うことができることから、書換型の光ディスクに対して、読出専用の光ディスクや１回の書込みが可能な光ディスク等、他種別の光ディスクとの互換性を容易に確保できるという効果も得られる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、データ書込み時の初期化処理をセクタ毎に行う方法を示したが、セクタ毎でなく所定のデータ長ごとに行うようにしても良い。その場合、所定のデータ長ごとに書込み先の全セクタを確認して、その書込み回数から必要あればこれらのセクタについて初期化処理を行うようにすれば良い。また、書き込みを行う全データ分について書込み先のセクタの確認をまとめて行い、書込み回数から必要あればこれらのセクタの初期化を行って、その後にデータの書込み処理に移行するようにしても良い。

その他、実施の形態で示した具体的な細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

本発明の実施の形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 ＤＯＷ回数とビットエラーレートとの関係を表わしたグラフである。 コントローラにより実行されるローディング処理の処理手順を示すフローチャートである。 コントローラにより実行されるデータ書込処理の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 光ディスク装置
１１ スピンドルモータ
１２ 光ピックアップ
１３ スライドモータ
２１ レーザ駆動回路
２２ 記録パルス生成回路
２３ 再生処理回路
２４ サーボ制御回路
２５ コントローラ（制御手段）

Claims (8)

1. 相変化型の光ディスクに対してデータ書込みが可能な光ディスク装置であって、
   前記光ディスクのデータ書込みが行われる領域に、最小記録マークと最小スペースとが交互に繰り返されるＡＣ書込みを１回又は２回行って該領域を初期化する初期化処理を実行可能な制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記光ディスクがローディングされたときに当該光ディスクの管理領域のデータを読み込んで当該光ディスクへのデータ書込みの状況を確認し、
   当該光ディスクへデータ書込みが１回もなされていないことが確認された場合に当該光ディスクのデータ領域に前記初期化処理を実行することを特徴とする光ディスク装置。
2. 相変化型の光ディスクに対してデータ書込みが可能な光ディスク装置であって、
   前記光ディスクのデータ書込みが行われる領域に、記録マークとスペースとが交互に繰り返されるＡＣ書込みを行って該領域を初期化する初期化処理を実行可能な制御手段を備えていることを特徴とする光ディスク装置。
3. 前記ＡＣ書込みは、ｎＴ〜（ｎ＋２）Ｔの記録マークと、ｎＴ〜（ｎ＋２）Ｔのスペースとが交互に繰り返し形成されるもの
   ここで、Ｔは記録マークを表わす変調信号のクロック周期ｎＴは前記光ディスクへのデータ書込時に形成されうる最小記録マークの長さ
   であることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. 前記ＡＣ書込みは、前記光ディスクへのデータ書込時に形成されうる最小記録マークと最小スペースとが交互に繰り返されるものであることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
5. 前記初期化処理は、前記光ディスクの同一の領域に前記ＡＣ書込みを２回行う処理であることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の光ディスク装置。
6. 前記制御手段は、
   データ書込みの前に前記光ディスクの管理領域のデータを読み込んで書込みを行うセクタの書込回数を確認し、
   前記書込回数が所定回以下である場合に前記セクタの初期化処理を実行し、
   前記書込回数が所定回より多い場合に前記セクタの初期化処理は実行しないことを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の光ディスク装置。
7. 前記制御手段は、
   前記光ディスクがローディングされたときに当該光ディスクの管理領域のデータを読み込んで当該光ディスクへのデータ書込みの状況を確認し、
   当該光ディスクへデータ書込みが１回もなされていないことが確認された場合に当該光ディスクのデータ領域に前記初期化処理を実行することを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の光ディスク装置。
8. 光ディスク装置によって相変化型の光ディスクにデータ書込みを行う相変化型光ディスクの記録方法であって、
   データ書込みを行う領域に記録マークとスペースとが交互にが繰り返されるＡＣ書込みを行った後にデータの書込みを行う、
   ことを特徴とする相変化型光ディスクの記録方法。

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