JP2011134377A - 多層光ディスクの再フォーマット処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の記録層を持つ光ディスクを再フォーマットする際に、短時間でサーティファイを実行できる方法を提供する。
【解決手段】欠陥エントリから欠陥位置を算出するステップと、欠陥リストに登録されている欠陥エントリのうちで、欠陥位置が同一位置でかつ互いに異なるデータ記録層に存在する欠陥である重複欠陥の個数を計数するステップを有し、再フォーマット処理において、重複欠陥が少なければ、すべての層のサーティファイを実施して発見された欠陥の欠陥エントリを欠陥リストに登録し、重複欠陥が多ければ、特定の層でサーティファイを行って発見された欠陥の欠陥エントリを、特定の層で発見された欠陥として欠陥リストに登録すると共に他の層における同一位置の欠陥の欠陥エントリとして登録する（S108)。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のデータ記録層を有する円盤状の光ディスク媒体を物理的に再フォーマットする方法に関するものである。

近年、動画像をディジタル情報として記録可能な光ディスクとして、ＤＶＤが広く普及している。また、ＤＶＤよりもさらに高密度記録が可能な次世代光ディスクとして知られているブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）ディスク（以下、ＢＤと略称する）も、既に普及段階に入っている。

ＤＶＤやＢＤ等の光ディスクにおいて、論理的アクセスの最小単位をセクタと称する。従来、記録データの信頼性を確保するため、例えばＤＶＤ−ＲＡＭやＢＤ−ＲＥでは、ディスク上に記録再生できないセクタ（これを欠陥セクタと呼ぶ）があった場合に、欠陥セクタを含むＥＣＣブロック（ＤＶＤの場合）またはクラスタ（ＢＤの場合）を、同一ディスクの他の場所にあらかじめ確保されている領域にある、状態の良いＥＣＣブロックまたはクラスタで交替する、いわゆる欠陥管理を行っている。欠陥セクタは、ディスクの製造時に生じる他、ディスクの使用に伴いディスク表面に付着した汚れや傷等によって生じる場合もある。

このような欠陥管理を行う従来の光ディスクおよびその記録再生装置の一例が、特許文献１に開示されている。ここで、特許文献１に開示されている従来の光ディスク（ＤＶＤ）について説明する。

従来の光ディスク９１は、図５に示すように、データ記録領域９５と、ディスク情報領域９４とを有する。ディスク情報領域９４には、ディスク９１をアクセスするために必要なパラメータが格納されている。この例では、ディスク情報領域９４は、ディスク９１の最内周側と最外周側とにそれぞれ設けられている。最内周側のディスク情報領域９４は、リードイン（ｌｅａｄ−ｉｎ）領域とも呼ばれる。最外周側のディスク情報領域９４は、リードアウト（ｌｅａｄ−ｏｕｔ）領域とも呼ばれる。

データの記録再生はデータ記録領域９５に対して行われる。データ記録領域９５の各々のセクタには、物理セクタ番号（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＰＳＮと略称する）という絶対番地が予め割り当てられている。

上位制御装置（一般的にはホストコンピュータが相当する）は、光ディスク装置に対して、セクタ単位に記録もしくは再生の命令を行う。上位制御装置より、あるセクタの再生を命令されると、光ディスク装置は、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクから再生して、誤り訂正を施した後、指定されたセクタに相当するデータ部分だけを送り返す。また、上位制御装置より、あるセクタの記録を命令されると、光ディスク装置は、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクから再生して、誤り訂正を施した後、指定されたセクタに相当するデータ部分を上位制御装置から受け取った記録データに置き換え、そのＥＣＣブロックについて誤り訂正符号を再計算して付け直し、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクに記録する。このような記録動作を、リード・モディファイド・ライト（Ｒｅａｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｗｒｉｔｅ）と呼ぶ。

図５に示すように、データ記録領域９５は、ユーザデータ領域９６と、交替領域９７とを含む。ユーザデータ領域９６は、ユーザデータを格納するために用意された領域である。ユーザデータ領域９６をアクセスするために、ユーザデータ領域９６に含まれる各セクタに論理セクタ番号（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＬＳＮと略称する）が割り当てられている。ＬＳＮを用いてディスク９１のセクタにアクセスすることにより、データの記録再生が行われる。

交替領域９７は、ユーザデータ領域９６に欠陥セクタが生じた場合にその欠陥セクタの代わりに使用され得る少なくとも１つのセクタ（交替セクタ）を含む。

ディスク情報領域９４は、制御データ領域９４ａと欠陥管理情報領域９４ｂとを含む。欠陥管理情報領域９４ｂには、欠陥セクタを管理するための欠陥管理情報１００が格納される。

欠陥管理情報１００は、ディスク定義構造１１０と、欠陥リスト１２０とを含む。

欠陥リスト１２０は、ユーザがディスク９１を使用中に検出された欠陥セクタを管理するために使用される。

図６は、欠陥リスト１２０の構造を示す。欠陥リスト１２０は、欠陥リストであることを示す識別子と登録されている欠陥エントリ数を含む欠陥リストヘッダ２００と、１つ以上の欠陥エントリ２１0（図７に示される例では、欠陥エントリ1〜欠陥エントリmのm個の欠陥エントリ）とを含む。なお、欠陥エントリ数がゼロであることは、欠陥リストに登録されている欠陥セクタがないことを示す。

図７は、欠陥エントリ２１０の構造を示す。欠陥エントリ２１０は、状態フィールド２１０ａと、欠陥セクタの位置を示す情報を格納するためのフィールド２１０ｂと、欠陥セクタを交替する交替セクタの位置を示す情報を格納するためのフィールド２１０ｃとを含む。

状態フィールド２１０ａは、欠陥セクタが交替セクタに交替されているか否かを示すために使用される。欠陥セクタの位置は、欠陥領域の先頭の物理セクタ番号によって表現される。交替セクタの位置は、交替セクタの物理セクタ番号によって表現される。

上述した説明では、セクタ単位で欠陥管理を行っているが、複数のセクタから構成されるブロックを単位として欠陥管理を行うことも知られている。この場合には、欠陥セクタの位置を示す情報の代わりに、欠陥セクタを含むブロック（欠陥ブロックと称する）の位置を示す情報（例えば、欠陥ブロックの先頭セクタの物理セクタ番号）を欠陥リストに登録し、交替セクタの位置を示す情報の代わりに、交替ブロックの位置を示す情報（例えば、交替ブロックの先頭セクタの物理セクタ番号）を欠陥リストに登録する。例えばＤＶＤの場合、誤り訂正を行う単位であるＥＣＣブロック単位で欠陥管理が行われている。

次に、複数の記録層を有する光ディスクのフォーマット処理において、片方の層で欠陥が発見された場合に、他の層の同じ位置も擬似欠陥領域として登録する方法が特許文献２に示されている。

この方法は、例えばディスク表面上についた傷などが原因で、最初の層を記録中に欠陥領域が検出された場合、他の層の同じ位置を擬似欠陥領域として登録するものである。そのため、他の層で記録再生する場合に、上記の傷などに影響を受ける領域があらかじめ欠陥として登録されているため、改めで欠陥検出、交替登録の処理を行う必要がない。この方法をサーティファイ時に使用すると、ディスク表面上の欠陥はすべて検出できる上、それを重複欠陥として登録するため、他の層をサーティファイでチェックする必要がなくなり、サーティファイの実行時間の短縮が図れる。

特開２０００−３２２８３５号公報 特開２００７―３３４９４０号公報

光ディスクは、その可換媒体という性質上、最初にそのディスクを使用する前に、ディスク全面に渉って、欠陥領域の検出と交替領域の割り当てを行う必要がある。これをサーティファイ処理と呼んでいるが、近年の光ディスクの記憶容量の向上、記録層の増加により、ディスク全面のサーティファイに要する時間が膨大になってきている。この問題の解決方法として、特許文献２の技術を適用することが考えられる。

特許文献２を複数の記録層を持つ光ディスクのサーティファイ処理に適用した場合、あるひとつの記録層をサーティファイすれば、その層で発見された実欠陥領域と同じ位置に擬似欠陥領域が登録できる。ここではこれを重複欠陥と呼ぶこととするが、サーティファイ時に発見された欠陥が、ディスク製造時にできた記録層の問題に起因する欠陥、すなわち重複欠陥でない場合であっても、すべての層の同じ位置を欠陥領域として登録されてしまうため、他の層の記録可能領域も欠陥領域として無駄に消費されてしまうことになってしまう。

逆に、他の層の擬似欠陥領域が本当に欠陥かどうかを確認するために、他の層もサーティファイを行うことにすると、結果的には全層のサーティファイを行うことになり、重複欠陥登録によるサーティファイの時間短縮効果が期待できなくなる。

本願発明は、このような課題に鑑みて考案されたものであり、使用過程にある複数の記録層を持つ高容量の光ディスクを再フォーマットする際に、短時間でサーティファイを実行できる多層光ディスクの再フォーマット処理方法を提供するものである。

本発明の多層光ディスクの再フォーマット処理方法は、光ディスク上の欠陥の位置情報を含む欠陥エントリと、複数の上記欠陥エントリを保存できる欠陥リストが上記光ディスクに記録されており、
上記欠陥エントリから、欠陥位置を算出するステップと、
上記欠陥リストに登録されている上記欠陥エントリのうちで、その欠陥位置が少なくとも概同一位置で、かつ互いに異なる上記データ記録層に存在する欠陥である重複欠陥の個数を計数するステップと、
上記重複欠陥の個数と所定数との比較を行うステップと、を有し、
上記光ディスクの再フォーマット処理において、上記比較の結果、
重複欠陥の個数が所定数より少なければ、すべての層のサーティファイを実施して、発見された欠陥の欠陥エントリを上記欠陥リストに登録し、
重複欠陥の個数が所定数より多ければ、特定の層でサーティファイを行って発見された欠陥の欠陥エントリを、上記特定の層で発見された欠陥として上記欠陥リストに登録するとともに、上記欠陥エントリを他の層における少なくとも概同一位置の欠陥の欠陥エントリとして登録するステップと、で構成される。

本願発明の再フォーマット処理方法を使用することにより、使用過程にある複数のデータ記録層を有する光ディスクの再フォーマット処理を高速にかつ信頼性の高い再フォーマットを実現できるようになる。

実施例1の再フォーマット手順を実行する光ディスク装置の概略構成図 複数のデータ記録層を有する光ディスクの断面と代表的な欠陥の構造を示す図 実施例1の再フォーマット処理手順（その１）を示すフローチャート 実施例1の再フォーマット処理手順（その２）を示すフローチャート 光ディスクに設けられたデータ記録領域とディスク情報領域を示す図 欠陥リスト１２０の構造を示す図 欠陥エントリ２１０の構造を示す図

（実施例１）
以下、図面を参照しながら詳細を説明する。

図１は実施例1の再フォーマット手順を実行する光ディスク装置の概略構成図である。

情報の記録再生の対象となる光ディスク１は、その内部に記録層が形成されており、スピンドルモータ2に装着されて、回転する。

光ピックアップ3は、フォーカスサーボによって光ディスクの記録層上にレーザ光を集光させ、トラッキングサーボによって記録層に形成されたスパイラルまたは同心円のトラックに追従する。

制御部4は、光ピックアップ3からアンプ6を経由して出力されたフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を使用し、その誤差が最小になるようにドライバ5を駆動して、フォーカスサーボ、トラッキングサーボの制御を行う。また、この制御部4は、スピンドルモータ2の回転速度を監視し、目的の回転数に合うように、制御を行う。

さて、この様な光ディスク装置はホストホストインタフェース8を介して上位制御装置に接続されている。上位制御装置の命令に従って、複数の記録層を持つ光ディスク1にデータを記録する場合、上位制御装置から記録すべきデータを受け取ってメモリ7上にいったん保存すると同時に、制御部4は光ピックアップ3から出力されたレーザ光を目的の記録層に集光させるように層間ジャンプし、目的の記録層でフォーカス、トラッキング制御を行う。また、光ディスク1上にあらかじめ形成または記録されている物理アドレスを読み取りながら、目的のセクタに到達すると、目的のデータに相当するピットを形成するように、レーザ光量を調整し、データを記録する。

再生の場合も同様の方法で目的のセクタに到達した後、そのセクタに形成されているピットを、戻り光量の強弱として検出し、制御部4はアンプ6を通して信号を受け取り、データをメモリ7上に展開し、ビット誤りがあればそれを訂正した後、ホストインタフェース8を介して上位制御装置に転送する。

図２は、複数の記録層を持つ光ディスクの断面と、代表的な欠陥の構造図である。この例では、光ピックアップ3の対物レンズから出射したレーザ光は、光ピックアップ3に最も近い記録層にフォーカスされ、記録している状態を表している。ディスク1が回転しているため、相対的に光ピックアップ3が左に移動しているように記載されているが、実際には、光ピックアップは移動せず、ディスク1側が左から右に移動している。

さて、この図では2種類の欠陥が表現されている。記録膜上の欠陥21と、ディスク表面上の傷やほこり等に起因するディスク表面上の欠陥22である。

記録膜上の欠陥21は、製造過程における記録膜の作成時に発生した問題に起因する欠陥で、記録膜が欠落している場合や、トラック成型がうまくできていない、というような場合が考えられる。その様な欠陥が存在する場合、その記録層でのデータの読み書きには障害が発生するが、その欠陥が他の層での読み書きに影響することはない。そのため、この欠陥に起因して欠陥リストに登録される欠陥エントリは、該当する記録層のものだけになる。ここでは、このような欠陥を通常欠陥と呼ぶ。

一方、ディスク表面上の欠陥22は、対物レンズから出射されたレーザ光がその欠陥を通過するときに、散乱されるなどの理由でサーボが不安定になったり、戻り光量が減るなどの理由で、再生データのビット誤り率の増加や、不安定な記録状態になったりするために発生する。このような欠陥は、記録再生しようとしている層がどれかに関係なく、全ての層における、欠陥の位置に対応するセクタの読み書きに障害が発生する。そのため、このような欠陥に起因して欠陥リストに登録される欠陥エントリは、記録再生していた記録層だけではなく、全ての記録層の該当位置のセクタを含む欠陥エントリが登録される。これが重複欠陥である。

従って、ディスクが使用過程にある場合、装置は装着されたそのディスクに記録されている欠陥リストの内容をチェックし、各欠陥エントリの位置を調査することにより、記録膜上の欠陥によって登録された欠陥エントリ、すなわち通常欠陥の欠陥エントリであるか、ディスク表面上の欠陥が原因で登録された欠陥エントリ、すなわち重複欠陥の欠陥エントリであるかを識別することができる。

ところで、使用過程において、欠陥セクタの数が多くなると、交替セクタへアクセスする頻度が高くなり、極端に記録再生速度が低下し、特に動画の記録再生に支障が生じることがある。このような場合、ディスクの表面に付着した汚れをクリーニングした後に、上位制御装置を介して装置にフォーマットコマンドを発行するなどの方法で、物理再フォーマット（再初期化：Re-initialization）を行うことが推奨される。これは、重複欠陥のうちで使用過程で生じる欠陥は、ディスク表面に付着した指紋やほこり等に起因することが多いため、クリーニングを行うことにより、そういった欠陥の多くが解消されるからである。

光ディスクを物理再フォーマットする場合、欠陥の有無をチェックするためにサーティファイ動作を伴う。

一般的なサーティファイ動作は、すべてのセクタに対して記録動作を行い、その後そのセクタを読み出してみて、その再生信号の品質、サーボエラーのレベルなどをチェックして、そのセクタをそのまま使用してもよいか否か、を判断し、使用すべきでないと判断した場合は、欠陥として登録し、同一ディスクの別の場所にあらかじめ設けたスペア領域内に代替用のセクタを割り当てるなどの方法で、その欠陥セクタを使用しないようにする。このとき、欠陥エントリには、欠陥セクタのＰＳＮと、代替セクタのＰＳＮが保存される。上位制御装置が欠陥セクタのＰＳＮに相当するＬＳＮを指定して記録または再生の要求をしてきた場合、装置は該当ＰＳＮを欠陥セクタとして登録されている欠陥エントリの代替セクタのＰＳＮを見つけ出し、その代替セクタを対象として要求の動作を行う。

従って、サーティファイを実行した後の光ディスクは、ＬＳＮでアクセスできる範囲においては、欠陥が存在しないことが保証される。

ここで、本実施例の再フォーマット方法を説明する。図３と図4は実施例1の再フォーマット処理手順を示すフローチャートである。

装置が上位制御装置から再フォーマット命令を受領すると、装置は欠陥リストに登録されている各欠陥エントリが記録膜の欠陥に起因する通常欠陥か、ディスク表面上の欠陥に起因する重複欠陥かを識別する。その手順は以下のとおりである。

装置は欠陥エントリを一つ選択する（S101）。選択した欠陥エントリxは欠陥位置の物理アドレスが記録されている。その欠陥エントリがどの層に属するかは、物理アドレスから認識することができる。これは、たとえばある層に含まれるセクタの物理アドレスの範囲が予め決められている場合もあるし、物理アドレスの上位ビットを層番号として使用する場合もある。その物理アドレスの情報から、欠陥の半径と、特定の基準位置からの角度を含めた位置Aを算出するとともに、属する層の層番号を取得する（S102）。

次に位置Aを他の記録層に当てはめ、該当する位置の物理アドレスBを算出し（S103）、この物理アドレスBと同一または概同一である物理アドレスを含む欠陥エントリが欠陥リストにあるかどうかを調べる（S104）。もしそれに該当する欠陥エントリyがあれば、この欠陥エントリxと欠陥エントリyは重複欠陥と判定する。該当する欠陥エントリがどの層にもひとつもなければ、その欠陥エントリxは通常欠陥と判定する。全ての欠陥エントリについて、それが重複欠陥なのか通常欠陥なのかの判定が完了するまで、この手順を繰り返す。

次に、このディスクに対してサーティファイを実行するに際して、全ての層を対象とすべきか、ひとつの層だけでサーティファイを行えばよいかの判定を行うために、重複欠陥の数を基準とし、それが所定以上の場合はひとつの層だけでサーティファイを行う、と判定する（S104）。これは、重複欠陥のエントリが多いということは、ディスク表面上の欠陥に起因する欠陥エントリが多いということを意味しており、そのディスクを再フォーマットするということは、ユーザがクリーニングを実施するなどしてディスク表面上の欠陥を取り除いたあと、再フォーマット指示を出したため、と考えることができるからである。

すでに欠陥リストに登録されている欠陥のうち、重複欠陥が比較的少ない場合、このディスクの表面上の傷、汚れが少なく、登録欠陥の多くが、記録再生の繰り返しや経年変化により記録膜が劣化したものと、もともと製造上の問題により記録膜に欠陥があった場合であると考えられる。このような欠陥は、層間の関連がなく、ある層に欠陥があった場合でも他の層の同じ箇所に欠陥が存在する可能性は極めて少ない。従って、すべての層に対して個別にサーティファイを実施しないと、欠陥を見つけることができないため、全ての層を対象としてサーティファイを実施すると決定し、全ての層でサーティファイを実行し（S105）、発見された欠陥は全て通常欠陥と判断し、それぞれに対応する欠陥エントリを欠陥リストに登録する（S106）。

一方、欠陥リストに登録されている欠陥のうち、重複欠陥が比較的多い場合、このディスクの表面には傷や汚れが多く存在していたと考えられ、ユーザがディスク表面の清掃を行った後に再フォーマットを実施することになるため、欠陥ではなくなっている可能性が高いので、本実施例のように、記録膜上の欠陥を検査するよりも、ディスク表面の傷等による欠陥の状態を検査するほうが効率的である。従って、ひとつの層だけでサーティファイを実施すると決定し、装置はいずれかひとつの記録層を選択してその層でサーティファイを実施する（S107）。その結果発見された欠陥は全て重複欠陥であって、全ての層の同じ位置または概同一位置に欠陥が存在するとみなして欠陥エントリを作って欠陥リストに登録する（S108）。

このように、複数の記録層を有する光ディスクを物理再フォーマットする際に、サーティファイ処理において本実施例を適用することにより、重複欠陥が比較的多い場合、単一の記録層のみのサーティファイを実施するだけで、解消されている可能性の高い重複欠陥を全て検査できるため、物理再フォーマットの目的を達成でき、高速でかつ信頼性の高い物理再フォーマットを実行することができる。

なお、サーティファイ実行に際しては、欠陥リストを初期化し、登録されていた重複欠陥の欠陥エントリは全てクリアしておくべきであるが、通常欠陥の欠陥エントリは残しておくべきである。これは、通常欠陥はクリーニングによって解消される可能性が極めて低いため、物理再フォーマットしてもまた欠陥として検出される場合がほとんどであるためである。また同様に、もし各欠陥エントリに属性が書かれており、それがディスク製造時に発見された記録膜上の欠陥であった場合は、それが重複欠陥であったとしても、ディスクのクリーニングで解消される可能性が極めて低いため、それも残しておくべきである。

また、サーティファイ処理において、欠陥を発見したときのサーボ特性を加味して、重複欠陥として登録すべきか通常欠陥として登録すべきかを決めてもよい。

さらには、重複欠陥として登録する場合、その欠陥エントリの識別子を、重複欠陥であることが識別できるような値に設定することができる。こうすることにより、重複欠陥かどうかを識別する手順を省略することができる。

以上のように、本発明にかかる再フォーマット処理方法は、使用過程にある複数のデータ記録層を有する光ディスクの再フォーマット処理を高速にかつ信頼性の高い再フォーマットを実現できるので、DＶＤやＢＤ等の多層光ディスクを使用する光ディスクドライブを含むレコーダー、ＰＣなどの機器等の用途にも適用できる。

1 光ディスク
3 ピックアップ
4 制御部
5 ドライバ
6 アンプ
7 メモリ
8 ホストインターフェース
21 記録膜上の欠陥
22 ディスク表面上の欠陥

Claims (1)

1. 光ディスク上の欠陥の位置情報を含む欠陥エントリと、複数の上記欠陥エントリを保存できる欠陥リストが上記光ディスクに記録されており、
   上記欠陥エントリから、欠陥位置を算出するステップと、
   上記欠陥リストに登録されている上記欠陥エントリのうちで、その欠陥位置が少なくとも概同一位置で、かつ互いに異なる上記データ記録層に存在する欠陥である重複欠陥の個数を計数するステップと、
   上記重複欠陥の個数と所定数との比較を行うステップと、を有し、
   上記光ディスクの再フォーマット処理において、上記比較の結果、
   重複欠陥の個数が所定数より少なければ、すべての層のサーティファイを実施して、発見された欠陥の欠陥エントリを上記欠陥リストに登録し、
   重複欠陥の個数が所定数より多ければ、特定の層でサーティファイを行って発見された欠陥の欠陥エントリを、上記特定の層で発見された欠陥として上記欠陥リストに登録するとともに、上記欠陥エントリを他の層における少なくとも概同一位置の欠陥の欠陥エントリとして登録するステップと、で構成される多層光ディスクの再フォーマット処理方法。

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