JP2019109955A

JP2019109955A - 光ディスク装置

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Publication number: JP2019109955A
Application number: JP2018204273A
Authority: JP
Inventors: 中田　浩平; Kohei Nakada; 浩平中田; 剛中仙道; Go Nakasendo
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2038-10-30
Also published as: JP7182128B2

Abstract

【課題】高密度化した光ディスクに記録されたデータの安定な再生と、記録容量を効率的に活用することを可能にする光ディスク装置を提供する。【解決手段】本開示の光ディスク装置は、記録データを第１の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第１の誤り訂正符号化回路と、記録データを第２の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第２の誤り訂正符号化回路と、符号化された記録データを記録信号に変換して光ディスクに記録する記録手段とを備え、第２の誤り訂正符号フォーマットは第１の誤り訂正符号フォーマットとは異なる記録データの並び配置、かつ第１の誤り訂正符号フォーマットより高い冗長度で第２のパリティコードを生成するように構成され、記録手段は、第１の誤り訂正符号化回路により符号化された記録データを記録するとともに、第２の誤り訂正符号化回路により符号化された記録データのうち第２のパリティコードのみを記録することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本開示は、光ディスクにデータの記録再生を行う光ディスク装置、及び光学的にデータが記録される光ディスクに関する。

現在、映像またはデータ等を保存する情報記録媒体として、ＤＶＤまたはＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（以下、ＢＤとする）等多くの種類の光ディスクが使用されている。データの保存時のスペース効率の観点から、光ディスクのコストを上げずに、体積当たりの記録容量を向上させる技術として、トラック密度を向上させる技術と、線密度を向上させる技術とがある。また、光ディスクにおいて、所定のブロック単位で誤り訂正を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。光ディスク面上に傷や埃が付着すると、連続的な誤りが発生する。連続的なものも含め、誤り数が非常に多い場合には誤り訂正で訂正できない可能性が高くなるため、当該ブロックのデータを別に設けた交替用のトラックに改めて記録することも行われる。

光ディスクの記録容量向上のために記録密度の向上が図られているが、密度の向上にともなって再生したときのビット誤り数も増加してしまうため、誤り訂正能力を向上させた誤り訂正符号技術がある（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２００４／００１２１９号特開２０１７−１６８１７５号公報

本開示は、高密度化した光ディスクに記録されたデータの安定な再生と、記録容量を効率的に活用することを可能にする光ディスク装置を提供する。

本開示における光ディスク装置は、光ディスク上のトラックに所定のブロック単位で記録データを記録再生する光ディスク装置であって、前記記録データを第１の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第１の誤り訂正符号化回路と、前記記録データを第２の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第２の誤り訂正符号化回路と、前記第１の誤り訂正符号化回路または前記第２の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを記録信号に変換して光ディスクに記録する記録手段とを備え、前記第２の誤り訂正符号フォーマットは、前記第１の誤り訂正符号フォーマットとは異なる前記記録データの並び配置、かつ前記第１の誤り訂正符号フォーマットより高い冗長度で第２のパリティコードを生成するように構成され、前記記録手段は、前記第１の誤り訂正符号化回路により符号化された前記記録データを記録し、前記第２の誤り訂正符号化回路により符号化された前記記録データのうち前記第２のパリティコードのみを記録することを特徴とする。

本開示における光ディスク装置は、高密度化した光ディスクに記録されたデータの安定な再生と、記録容量を効率的に活用することが可能である。

実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図光ディスクの領域フォーマットの構成を示す図第１のフォーマットの構成を示す図第２のフォーマットの構成を示す図第２のフォーマットブロックをデータゾーンに記録する場合の光ディスクの領域フォーマットの構成を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
［１．構成］
図１は、本実施の形態における光ディスク装置１０の構成図である。図１に示すように、光ディスク装置１０は、光ヘッド１０１、スピンドルモータ１０２、サーボコントローラ１０３、レーザ駆動回路１０４、データ変調回路１０５、第１の誤り訂正符号化回路１０６、第２の誤り訂正符号化回路１０７、再生信号復号回路１０８、データ復調回路１０９、第１の誤り訂正復号回路１１０、第２の誤り訂正復号回路１１１、アドレス再生回路１１２、フォーマット選択回路１１３、Ｉ／Ｆ回路１１４、バッファメモリ１１５、システムコントローラ１１６及びＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１１７を備える。

光ディスク装置１０は、光ディスク１００に対してユーザデータの記録及び再生を行う。光ディスク１００には、内周から外周にかけてらせん状にトラックが形成される。トラックは、グルーブにより形成されるグルーブトラックと、隣接するグルーブトラックの間に形成されるランドトラックとからなる。ユーザデータは、グルーブトラック及びランドトラックのいずれにも記録される。

スピンドルモータ１０２は、光ディスク１００を回転させる。光ヘッド１０１は、光ディスク１００に光ビームを照射することにより、光ディスク１００へのユーザデータの記録及び光ディスク１００からのユーザデータの再生を行う。

サーボコントローラ１０３は、光ヘッド１０１及びスピンドルモータ１０２を制御し、光ヘッド１０１から光ディスク１００に照射された光ビームを光ディスク１００上に設けられたトラックに集光して走査する制御、及び、目的のトラックにアクセスする移動制御を行う。サーボコントローラ１０３は、光ヘッド１０１が光ディスク１００を所定の線速度で走査するように、光ヘッド１０１の位置とスピンドルモータ１０２の回転数とを制御する。

Ｉ／Ｆ回路１１４は、光ディスク１００に記録するユーザデータをホスト１１８から受け取り、バッファメモリ１１５に格納する。また、Ｉ／Ｆ回路１１４は、光ディスク１００から再生し得られたバッファメモリ１１５に格納されているユーザデータをホスト１１８へ送る。他の内部ブロックに対してバッファメモリ１１５に格納されたユーザデータなどを送出したり、逆に、他の内部ブロックから受け取ったユーザデータなどをバッファメモリに格納することも行う。

第１の誤り訂正符号化回路１０６は、Ｉ／Ｆ回路１１４から受け取ったユーザデータに、誤り訂正するためのパリティコードを付加して第１のフォーマット（第１の誤り訂正符号フォーマットの一例）での第１の符号化データを生成する。

第２の誤り訂正符号化回路１０７は、第１の誤り訂正符号化回路１０６と同じユーザデータをＩ／Ｆ回路１１４から受け取り、第２のフォーマット（第２の誤り訂正符号フォーマットの一例）に従って誤り訂正するためのパリティコードを第２の符号化データとして生成する。

データ変調回路１０５は、第１の誤り訂正符号化回路１０６からの第１の符号化データ、あるいは第２の誤り訂正符号化回路１０７からの第２の符号化データを受け取り、所定の変調則にしたがって変調した変調信号を生成する。この変調信号が光ディスク１００上のトラックに記録される。第１のフォーマットか、第２のフォーマットかの選択は、フォーマット選択回路１１３から制御される。

レーザ駆動回路１０４は、光ディスク１００上に正確にマークを形成するために変調信号を光パルスに変換し、光ヘッド１０１のレーザを駆動する。照射されたレーザの熱により、光ディスク１００上にマークが形成される。

一方、光ディスク１００上に記録されたユーザデータは、再生信号復号回路１０８、データ復調回路１０９、第１の誤り訂正復号回路１１０、第２の誤り訂正復号回路１１１によって再生される。

光ヘッド１０１は、光ディスク１００に光ビームを照射し、光ディスク１００からの反射光を検出する。光ヘッド１０１は検出した反射光に基づいて再生信号を出力する。

再生信号復号回路１０８は、光ヘッド１０１が出力する再生信号を復号して復号信号を生成する。具体的には、再生信号と期待値波形との比較から最も近い期待値波形を選択し、期待値波形の元となる２値信号を復号信号として出力するＰＲＭＬ信号処理技術で実現される。符号間干渉の幅を長くとった条件にすることで高線密度化に対応した再生性能を得ることができる。

データ復調回路１０９は、所定の変調則にしたがって、復号信号から第１の符号化データ、あるいは第２の符号化データを復調する。第１のフォーマットか、第２のフォーマットかの選択は、フォーマット選択回路１１３から制御される。

第１の誤り訂正復号回路１１０は、復調された第１の符号化データの誤りを訂正し、ユーザデータを復元する。

第２の誤り訂正復号回路１１１は、第２の符号化データをパリティコードとして用いて、第１の符号化データの誤りを訂正し、ユーザデータを復元する。

アドレス再生回路１１２は、光ヘッド１０１で検出された光ディスク１００のトラックの蛇行に応じたウォブル信号からアドレス情報を再生して出力する。光ディスク１００のトラックは所定の周期で蛇行して形成されており、所定の周期が変調されることによりトラックの位置が分かるようにアドレス情報が含まれている。

フォーマット選択回路１１３は、光ディスク１００のトラックに記録する符号化データの誤り訂正フォーマットを選択する。選択された誤り訂正フォーマットに従って、第１の誤り訂正符号化回路１０６、第２の誤り訂正符号化回路１０７、データ変調回路１０５、第１の誤り訂正復号回路１１０、第２の誤り訂正復号回路１１１、データ復調回路１０９が動作する。

ＲＯＭ１１７は、フラッシュメモリで構成される。ＲＯＭ１１７は、システムコントローラ１１６が光ディスク装置１０全体を制御するためのプログラムを記憶する。

システムコントローラ１１６は、ＲＯＭ１１７に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各回路の制御及びホスト１１８との通信の制御を行う。なお、図１においては便宜上、システムコントローラ１１６からフォーマット選択回路１１３以外の構成要素に対する制御を示す矢印を省略している。本実施の形態における光ディスク装置１０のシステムコントローラ１１６は、アドレス再生回路１１２が出力するアドレス情報から光ディスク１００上の領域を確定し、領域に応じた誤り訂正フォーマットで符号化データを記録するように、フォーマット選択回路１１３を制御する。

図２は、光ディスク１００上の領域フォーマットの構成を示している。内周側には、光ディスク１００のトラックの使用状況等を管理する管理情報等を記録するインナー（Ｉｎｎｅｒゾーンが配置される。インナーゾーンの外周側には、交替記録用に用いられる交替ゾーンが配置される。傷や埃が要因となって発生する連続的な誤りなど、第１の誤り訂正復号回路１１０で誤り訂正できない可能性がある場合、当該ブロックのデータの誤り訂正ができるように、第２の誤り訂正符号化回路により生成した第２の符号化データを、第２のフォーマットで交替ゾーンに記録する。交替ゾーンの外周側の残りの領域には、ホスト１１８から送信されたユーザデータを記録するデータゾーンが配置される。データゾーンでは、符号化フォーマットとして第１のフォーマットが用いられる。システムコントローラ１１６は、フォーマット選択回路１１３に対して、記録対象の領域がデータゾーンであるか交替ゾーンであるかに応じて符号化フォーマットを切り替えるように制御する。

図３は、第１の誤り訂正符号化回路１０６によるデータブロック単位の符号化の際の第１のフォーマットの構成を示している。誤り訂正符号として、１０ビットを１シンボルとしたリードソロモン積符号を用いている。内符号は、記録データ２３２シンボルに対して、４シンボルの内符号パリティコードを付加する。外符号は、記録データ９０６シンボルに対して、７６シンボルの外符号パリティコードを付加する。これにより、１データブロック当たりの内符号の数は、９０６＋７６＝９８２となり、１データブロック当たりの外符号の数は、２３２＋４＝２３６となる。１つのデータブロックには、９０６×２３２＝２１０１９２シンボル、すなわち２１０１９２（シンボル）×１０（ビット）÷８（ビット）＝２６２７４０バイトの記録データが含まれる。ホスト１１８から送信されたユーザデータは、第１の誤り訂正符号化回路１０６において、２０４８バイト毎に４バイトの誤り検出パリティコードが付加されて２０５２バイトとなる。この２０５２バイトが１２８組で２６２６５６バイトとなる。さらに、記録する位置を示すアドレス情報等のコントロールデータと、コントロールデータに対する誤り訂正パリティコードとを付加した８４バイトを加え、合計２６２７４０バイトの記録データとなる。この２６２７４０バイトの記録データが、前述したリードソロモン積符号の第１のフォーマットに従って符号化されて第１の符号化データとなる。コントロールデータは、副情報の一例である。

ユーザデータやコントロールデータから成る２６２６５６バイトのデータは、１０ビット毎のシンボルＤｎに分けられ、図３に示すように、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２と内符号の方向に順に並べられる。１番目の内符号はＤ０からＤ２３１のデータと４シンボルのパリティコードからなり、２番目の内符号はＤ２３２からＤ４６３と４シンボルのパリティコードからなる。１番目の外符号はＤ０、Ｄ２３２、Ｄ４６４と各内符号の先頭シンボルと７６シンボルのパリティコードからなり、２番目の外符号はＤ１，Ｄ２３３、Ｄ４６５と各内符号の２番目のシンボルと７６シンボルのパリティコードからなる。第１の符号化データを記録するときには第１のフォーマットが用いられる。

第１のフォーマットは、内符号の方向をトラックに対する記録方向として、１番目の内符号、２番目の内符号と順に並べられる。図３に示すリードソロモン積符号フォーマットの内符号の１符号を１フレームとし、ＲＬＬ（Ｒｕｎ−ＬｅｎｇｔｈＬｉｍｉｔｅｄ）（１，１０）変調則にしたがって、第１の符号化データに変調される。フレームの先頭には変調則には含まれない１２Ｔを用いた同期パターンが付加される。さらに、変調信号の周波数特性に低域成分が含まれないように、マークとスペースの比率を均等にするＤＣ制御ビットが所定間隔で挿入される。フレームの数は、内符号の数と等しく、９８２フレームになる。データブロックの先頭には所定の長さのランイン（Ｒｕｎｉｎ）が付加され、終端には所定の長さのランアウト（Ｒｕｎｏｕｔ）が付加される。ランインは、再生信号復号回路１０８において、先頭のフレームから安定な信号処理ができるように、再生信号の振幅の制御等に用いられる領域である。ランアウトは、次に続くデータブロックを記録する際に、データブロック同士が重なってしまったり、隙間ができたりしないようにするための緩衝領域である。

図４は、第２の誤り訂正符号化回路１０７によるデータブロック単位の符号化の際の第２のフォーマットを示している。誤り訂正符号は、第１の誤り訂正符号化回路１０６と同様に１０ビットを１シンボルとしたリードソロモン符号を用いる。第１のフォーマットと異なり、積符号ではなく、横方向のシンボル数を４６４シンボルと２倍大きくし、縦方向のシンボル数は４５３シンボルに対して１２２シンボルの第２のパリティコードを付加している。第１のフォーマットのパリティコード数が２１５６０シンボルであることに対し、第２のフォーマットは５６６０８シンボルと２．６倍多くなっている。また、記録データは、第１のフォーマットのようにＤ０、Ｄ１、Ｄ２と横方向に順番ではなく、Ｄ０、Ｄ４６３、Ｄ１、Ｄ４６２と異なる順番で並べられ、それぞれ縦方向の符号としてパリティコードが生成される。

第２のフォーマットは、第１のフォーマットと同じく、横方向をトラックに対する記録方向として記録される。第１のフォーマットは記録データとパリティコードの両方を記録したが、第２のフォーマットでは、記録データは記録せず、パリティコードのみ記録される。パリティコードＰ０、Ｐ１２２、Ｐ２４４の順に２３２シンボルを１フレームとし、ＲＬＬ変調則にしたがって、第２のパリティコードが変調される。フレームの先頭には変調則には含まれない１２Ｔを用いた同期パターンが付加される。さらに、変調信号の周波数特性に低域成分が含まれないように、マークとスペースの比率を均等にするＤＣ制御ビットが所定間隔で挿入される。５６６０８シンボルのパリティコードと、記録する位置を示すアドレス情報等のコントロールデータ９７６シンボルを含んで、２４４フレームで構成される。第１のフォーマットと同様に、データブロックの先頭には所定の長さのランイン（Ｒｕｎｉｎ）が付加され、終端には所定の長さのランアウト（Ｒｕｎｏｕｔ）が付加される。

第１のフォーマット及び第２のフォーマットにおいて、ランインとランアウトは共通で、その長さは合計で２フレームの長さになる。したがって、第１のフォーマットのデータブロックの長さは９８４フレーム、第２のフォーマットのデータブロックの長さは２４６フレームとなる。第２のフォーマットのデータブロックの長さは、第１のフォーマットのデータブロックの長さの４分の１になる。図２に示すように、第１フォーマットの１データブロックに対してアドレス情報は０ｘ８０単位で付与され、第２のフォーマットの１データブロックに対してアドレス情報は０ｘ２０単位で付与される。交替ゾーンの第２のフォーマットとデータゾーンの第１のフォーマットとで、記録再生のデータブロックの長さが切り替わるが、光ディスク１００のトラック上の物理的な位置とアドレス情報の関係は一定で維持されている。このため、交替ゾーンとデータゾーンとの境界をまたがった場合においても、システムコントローラ１１６は、特に処理条件の切替等行うことなく、アドレス再生回路１１２から得られるアドレス情報を用いて、光ディスク１００上の任意の位置のデータブロックにアクセスすることができる。

［２．動作］
次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の動作について説明する。

まず、本実施の形態における光ディスク装置１０による光ディスク１００のデータゾーンのトラックへの記録動作について説明する。

Ｉ／Ｆ回路１１４は、ホスト１１８から送信されたユーザデータと記録先の論理アドレスとを取得する。ユーザデータは第１のフォーマットに従った単位のデータブロックに分割され、データブロック毎に第１の誤り訂正符号化回路１０６へと送られる。

第１の誤り訂正符号化回路１０６は、データブロック単位のユーザデータに、再生時の誤りを訂正するためのパリティコードを付加して第１の符号化データとする。

データ変調回路１０５は、パリティコードが付加された第１の符号化データを、所定の変調則に従って第１のフォーマットの変調信号に変調する。

レーザ駆動回路１０４は、光ディスク１００上に正確に記録マークを形成するために、変調信号をもとにキャッスル型のパルス波形に変換し、レーザを駆動するための駆動信号を光ヘッド１０１へ出力する。

光ヘッド１０１は、記録先の論理アドレスに対応する光ディスク１００上の位置にレーザパルスを照射することで変調信号に対応したマークを記録する。

システムコントローラ１１６は、上記の記録動作を制御する。システムコントローラ１１６は、Ｉ／Ｆ回路１１４で取得された記録先の論理アドレスに基づいて、光ディスク１００上に記録する位置を決定し、サーボコントローラ１０３を制御して光ヘッド１０１を目的位置に移動させる。目的位置となるトラックに到達する前に、フォーマット選択回路１１３を介して第１のフォーマットでの動作を指示し、第１の誤り訂正符号化回路１０６を動作させる。データ変調回路１０５もフォーマット選択回路１１３からの指定にしたがって、第１のフォーマットに対応した第１のフォーマットで変調信号を出力する。目標位置に到達したときにデータ変調回路１０５とレーザ駆動回路１０４とを動作させて記録を行う。

次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の再生動作について説明する。

光ディスク１００に対する再生位置の特定については、記録動作における記録位置の特定の動作と同様である。システムコントローラ１１６は、再生するデータブロックの位置となったときに、再生信号復号回路１０８と、データ復調回路１０９と、第１の誤り訂正復号回路１１０と、フォーマット選択回路１１３とを動作させてユーザデータの再生を行う。

再生信号復号回路１０８は、再生信号と期待値波形との比較から最も近い期待値波形を選択し、期待値波形の元となる２値化信号を復号信号として出力する。

データ復調回路１０９は、復号信号を第１のフォーマットと所定の変調則にしたがって復調し、第１の誤り訂正復号回路１１０は、復調された符号化データの誤りを訂正してユーザデータとコントロールデータを復元する。

第１の誤り訂正復号回路１１０は、データブロック内において訂正した誤り数をシステムコントローラ１１６に伝える。例えば、システムコントローラ１１６は、第１のフォーマットで記録したデータブロックにおいて第１の閾値を超える連続誤りが発生し、所定の誤り数を超えた場合、第１のフォーマットのデータブロックのトラックとは異なる交替ゾーンのトラックへの交替記録を実行する。システムコントローラ１１６は、誤り数が所定の条件を超えた場合、さらに誤りが増加すると第１の誤り訂正復号回路１１０では訂正できなくなる可能性が高くなるため、交替ゾーンに交替記録を行うように制御する。図３に示すように、第１のフォーマットでは、外符号パリティコードとして７６シンボルあるため、１つの外符号語において３８シンボルまで訂正することができる。システムコントローラ１１６は、誤り数が３０シンボルを超える外符号語があった場合、交替記録を行う判定をする。また、内符号方向に１００シンボル以上の連続的な誤りが、合計して２０個（２０フレーム）以上の内符号に存在した場合にも交替記録を行う判定をする。傷や埃などによる連続的な誤りがある場合、再生信号だけでなく、トラックにレーザを照射するフォーカス制御やトラッキング制御にも悪影響を及ぼし、誤り数を増加させやすいため、少ない条件で交替記録を行う。

第１の誤り訂正復号回路１１０により誤りが訂正され、バッファメモリ１１５には当該ブロックのユーザデータとコントロールデータが格納されている。Ｉ／Ｆ回路１１４を通して、ホスト１１８に対して再生したユーザデータを出力する。

システムコントローラ１１６は、上記の再生動作を制御する。システムコントローラ１１６は、Ｉ／Ｆ回路１１４で取得された再生先の論理アドレスに基づいて、光ディスク１００上の再生する位置を決定し、サーボコントローラ１０３を制御して光ヘッド１０１を目的位置に移動させる。目的位置となるトラックに到達する前に、フォーマット選択回路１１３を介して第１のフォーマットでの動作を指示し、目標位置に到達したときに、再生信号復号回路１０８とデータ復調回路１０９とを動作させ、続いて第１の誤り訂正復号回路１１０を動作させてユーザデータとコントロールデータを復元する。復元されたユーザデータはバッファメモリ１１５に格納されており、Ｉ／Ｆ回路１１４を通して、ホスト１１８へとユーザデータを送出することで再生動作が完了する。

次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の光ディスク１００の交替ゾーンのトラックへの記録動作について説明する。

前述のとおり、再生した結果から所定の誤り数の条件を超えた場合（この条件を超えたデータブロックをブロックＸとする）に交替ゾーンのトラックに交替記録が行われる。

第２の誤り訂正符号化回路１０７は、再生してバッファメモリ１１５に格納されている当該ブロックＸのユーザデータに対し、第２のフォーマットでの符号化を行い、第２のパリティコードを生成する。

データ変調回路１０５は、第２のパリティコード（第２の符号化データ）を、所定の変調則に従って第２のフォーマットの変調信号に変調する。

以上の動作により、当該ブロックＸに記録されていたユーザデータに対して追加された第２のパリティコードが交替ゾーンのトラックに記録される。システムコントローラ１１６は、上記の記録動作を制御する。システムコントローラ１１６は、Ｉｎｎｅｒゾーンに既に記録されている管理情報に基づいて、交替ゾーンに記録する位置を決定し、サーボコントローラ１０３を制御して光ヘッド１０１を目的位置に移動させる。目的位置となるトラックに到達する前に、フォーマット選択回路１１３を介して第２のフォーマットでの動作を指示し、第２の誤り訂正符号化回路１０７を動作させる。データ変調回路１０５もフォーマット選択回路１１３からの指定にしたがって、第２のフォーマットに対応した第２のフォーマットで変調信号を出力する。目標位置に到達したときにデータ変調回路１０５とレーザ駆動回路１０４とを動作させて記録を行う。また、システムコントローラ１１６は、当該ブロックＸの位置を示すアドレス情報と、対応する第２のパリティコードを記録した交替ゾーンの位置を示すアドレス情報とを含むように管理情報を更新し、Ｉｎｎｅｒゾーンに記録する。

次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の光ディスク１００の交替ゾーンに記録された第２のパリティコードを用いた前述の当該ブロックＸの再生動作について説明する。

Ｉ／Ｆ回路１１４を通してホスト１１８から当該ブロックＸに記録されているユーザデータの再生要求が発生する。システムコントローラ１１６は、あらかじめ取得していた管理情報から、当該ブロックＸに対して交替ゾーンにも第２のパリティコードが記録されていることを確認する。

システムコントローラ１１６は、まず前述の再生動作により、当該ブロックＸを第１のフォーマットに従って再生する。続いて、当該ブロックＸに対応する第２のパリティコードが記録されている交替ゾーンの位置に、光ヘッド１０１を移動させ、フォーマット選択回路１１３と再生信号復号回路１０８とデータ復調回路１０９を第２のフォーマットで動作させる。データ復調回路１０９により復調された第２のパリティデータと、すでにバッファメモリ１１５に格納されている第１の符号化データとを用いて、第２の誤り訂正復号回路１１１を動作させる。

第２の誤り訂正復号回路１１１は、高い冗長度となる第２のパリディコードを用いた強力な訂正能力で図４に示す記録データの誤りを訂正する。ここで誤りが残っている場合、続いて第１の誤り訂正復号回路１１０を動作させて、外符号の誤り訂正と内符号の誤り訂正を繰り返し実施することで全ての誤りを訂正する。第１の誤り訂正復号回路１１０を動作させた後でもなお誤りが残っている場合には、再度第２の誤り訂正復号回路１１１も動作させる繰り返し処理を行うと、さらに訂正能力を高めることも可能である。図３と図４に示すように、第１のフォーマットと第２のフォーマットにおいて、記録データＤｎを異なる並び配置にして、それぞれのパリティコードを生成しているため、第１の誤り訂正復号回路１１０と第２の誤り訂正復号回路１１１の繰り返し処理により、誤り訂正能力を高めることが実現できている。

以上の動作で全ての誤りが訂正されれば、バッファメモリ１１５に格納されているユーザデータを、Ｉ／Ｆ回路１１４を通してホスト１１８へと送出することで再生動作が完了する。

従来、交替ゾーンでの交替記録は、データゾーンと同じ第１のフォーマットで記録されていた。この場合、交替ゾーンは、第１のフォーマットのデータブロック単位で消費されることになる。一方、本実施の形態では、第２のフォーマットのデータブロックの長さは、第１のフォーマットのデータブロックの長さの４分の１であるため、交替ゾーンを４倍大きく使えることとなる。なおかつ、冗長度を高めたため、訂正能力も高くすることができている。

第１のフォーマットの場合、外符号パリティコードを最大限用いて、８９８６シンボル（＝２３６シンボル×３８フレーム）の連続誤りを訂正することができる。一方、第２のフォーマットの場合、第２のパリティコードを最大限用いて、２８３０４シンボル（＝４６４×６１）の連続誤りを訂正することができる。このように第２のフォーマットにより約３倍の連続誤りを訂正することができるが、これ以上の連続誤りがあった場合には、繰り返し処理を行ったとしても必ずしも訂正できるとは限らない。例えば、システムコントローラ１１６は、第１のフォーマットで記録したデータブロックにおいて第１の閾値より大きい第２の閾値を超える連続誤りが発生した場合、あるいはこれに相当する欠陥部分が検出された場合、第１のフォーマットで符号化したデータを改めて異なるトラックに記録するようにしてもよい。具体的には、第１のフォーマットにおいて２０フレームを超える連続誤りがある場合には第２のフォーマットを用いた交替記録を行い、第２のパリティコードでも訂正することが困難になるような大きな欠陥、例えば２００６０シンボル（＝２３６シンボル×８５フレーム）を超える連続誤りがある場合には、第１のフォーマットでユーザデータを含めて別のトラックに記録してもよい。

上述した実施の形態の動作において、第２のパリティコードを、大きく半径位置の異なる交替ゾーンに記録する場合、記録時にも再生時にも大きく半径位置が異なるトラック間で、光ヘッド１０１を往復移動する動作が発生する。また、この際には、それぞれの半径位置で所定の線速度になるように、スピンドルモータ１０２の回転数を上下させる制御も発生する。第２のパリティコードを記録または再生する時間に対し、これらの移動や制御に要する時間は長くなってしまう。したがって、ホスト１１８からの要求であるユーザデータの記録または再生における転送時間が長くかかってしまうことが生じ得る。

上記課題を解決するため、第２のパリティコードを交替ゾーンではなく、データゾーンに記録してもよい。図５は、第２のパリティコード（第２のフォーマットブロック）をデータゾーンに記録する方法を示している。図５において、第２のフォーマットブロックをデータゾーンに記録する場合の光ディスクの領域フォーマットの構成を示している。

光ディスク１００上のユーザデータを記録するデータゾーンにおいて、第１のパリティコードを含む第１のフォーマットブロック（第１のブロックの一例）が記録され、所定の条件において、第１のフォーマットブロックの後続位置に、当該ユーザデータに対する第２のパリティコードを含む第２のフォーマットブロック（第２のブロックの一例）が記録される。

光ディスク装置１０は、第１のフォーマットブロックＢ２での記録または再生において、所定以上の欠陥部分や誤り数が検出された場合、後続する位置に第２のフォーマットブロックＢ２に含まれるユーザデータに対する第２のパリティコード（第２のフォーマットブロックＢ２）を記録する。通常は次の第１のフォーマットブロックＢ３が記録される位置に、第２のフォーマットブロックＢ２を記録し、これに続いて第１のフォーマットブロックＢ３を記録する。例えば、上述した交替記録を行う場合と同様に、第１のフォーマットで記録したデータブロックにおいて第１の閾値を超える連続誤りが発生した場合、あるいはこれに相当する欠陥部分が検出された場合、光ディスク装置１０は、第１のフォーマットブロックＢ２に後続して第２のパリティコードを含む第２のフォーマットブロックＢ２を記録する。

第１のフォーマットブロックだけが連続している場合、データ復調回路１０９は、一定の間隔で第１のフォーマットブロックの先頭位置を特定して動作すればよい。一方、第２のフォーマットブロックが間に挿入されている場合、データ復調回路１０９は、ブロックの先頭位置において、第１のフォーマットブロックであるか、第２のフォーマットブロックであるかを判定する必要がある。

図５に示すように、第１のフォーマットブロックおよび第２のフォーマットブロックは、いずれもランイン区間、データフレーム区間、ランアウト区間を含んで構成されている。データフレーム区間には、符号化されたユーザデータやパリティコードが記録される。ランイン区間は、再生信号復号回路１０８の信号処理状態の安定化制御のための繰り返しパターンと、ブロック先頭位置を確定するためのブロック先頭同期パターンと、第１のフォーマットブロックか第２のフォーマットブロックかを示すフォーマット識別情報とを含んで構成されている。フォーマット識別情報は、第１のフォーマットブロックであることを示す第１の固有パターン、もしくは第２のフォーマットブロックであることを示す第２の固有パターンのいずれかが用いられる。ランアウト区間は、後続するフォーマットブロックとの緩衝区間として設けられる。データ復調回路１０９は、フォーマット識別情報の検出結果に応じて、第１のフォーマットブロックもしくは第２のフォーマットブロックの再生動作を行うことが可能となる。

システムコントローラ１１６は、欠陥や誤り数の検出結果に応じて、上記第２のフォーマットブロックの挿入記録を制御する。例えば、システムコントローラ１１６は、第１のフォーマットブロックの記録において第１の閾値を超える連続誤りが発生した場合、あるいはこれに相当する欠陥部分が検出された場合、第１のフォーマットブロックに後続する位置に第２のフォーマットブロックを記録する。また、再生時には、データ復調回路１０９によるフォーマット識別情報の検出結果と、第１の誤り訂正復号回路１１０における訂正結果に応じて、第２のパリティコードを用いて第２の誤り訂正復号回路１１１を動作させる。例えば、システムコントローラ１１６は、第１の誤り訂正復号回路１１０による誤り訂正動作を実行し、誤りが残っている場合、第２のフォーマットブロックに記録された第２のパリティコードを再生し、第２のパリティコードを用いて第２の誤り訂正復号回路１１１による誤り訂正動作を実行する。

以上のように、フォーマット識別情報を用いることにより、光ヘッド１０１の移動やスピンドルモータ１０２の制御の時間を要することなく、短い時間で効率良くユーザデータの記録および再生を行うことが可能となる。また、第１のフォーマットブロックの後続位置に第２のフォーマットブロックを記録することにより、再生時には第１のパリティコードに続けて第２のパリティコードを取得でき、第２のパリティコードを用いた誤り訂正が可能である。このため、必ずしも光ディスク１００の管理情報に第２のパリティコードを記録したブロックの情報を記録しなくとも、第２のパリティコードを用いた誤り訂正動作を効率良く実行できる。

また、本実施の形態においては、１台の光ディスク装置１０と１枚の光ディスク１００において、データゾーンと交替ゾーンを用いて記録容量の効率的使用と高い再生性能の両立を実現したが、複数台の光ディスク装置１０と複数枚の光ディスク１００を用いてもよい。第１のフォーマットでユーザデータの記録を行う第１の光ディスクと、第２のフォーマットの第２のパリティコードと交替記録に関する管理情報の記録を行う第２の光ディスクに分けることにより、記録動作や再生動作に要する時間を短くすることができる。光ディスク１００上でＩｎｎｅｒゾーンと交替ゾーンとデータゾーンを移動しながら記録動作と再生動作を行うことに対し、それぞれの動作を並行して実施することができるためである。また、複数枚の光ディスク１００を用いる構成とした場合、記録するユーザデータを光ディスク１００の枚数に応じて分割し、それぞれの光ディスク１００に記録することにより、記録するユーザデータに対する光ディスク１００上の傷や埃の影響を細分化することができる。すなわち、大きな連続誤りを小さな連続誤りに細分化することにより、誤り訂正能力を高く保つことができる。

［３．効果等］
以上に示したように、本実施の形態において、光ディスク１００と光ディスク装置１０によれば、高密度化することにより増加する誤りに対して、交替ゾーンを効率良く使いながら、非常に高い再生性能を確保することが可能となる。特に、所定数以上の連続誤りなどの局所的なエラーに対して、交替ゾーン又は後続するブロックを用いて第２のパリティコードを追加して記録することにより、効率良い動作で高い誤り訂正能力を保持できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、データの記録再生を行う光ディスク及び光ディスク装置に適用可能である。

１０光ディスク装置
１００光ディスク
１０１光ヘッド
１０２スピンドルモータ
１０３サーボコントローラ
１０４レーザ駆動回路
１０５データ変調回路
１０６第１の誤り訂正符号化回路
１０７第２の誤り訂正符号化回路
１０８再生信号復号回路
１０９データ復調回路
１１０第１の誤り訂正復号回路
１１１第２の誤り訂正復号回路
１１２アドレス再生回路
１１３フォーマット選択回路
１１４Ｉ／Ｆ回路
１１５バッファメモリ
１１６システムコントローラ
１１７ＲＯＭ
１１８ホスト

Claims

光ディスク上のトラックに所定のブロック単位で記録データを記録再生する光ディスク装置であって、
前記記録データを第１の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第１の誤り訂正符号化回路と、
前記記録データを第２の誤り訂正符号フォーマットで符号化する第２の誤り訂正符号化回路と、
前記第１の誤り訂正符号化回路または前記第２の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを記録信号に変換して光ディスクに記録する記録手段とを備え、
前記第２の誤り訂正符号フォーマットは、前記第１の誤り訂正符号フォーマットとは異なる前記記録データの並び配置、かつ前記第１の誤り訂正符号フォーマットより高い冗長度で第２のパリティコードを生成するように構成され、
前記記録手段は、前記第１の誤り訂正符号化回路により符号化された前記記録データを記録するとともに、前記第２の誤り訂正符号化回路により符号化された前記記録データのうち前記第２のパリティコードのみを記録することを特徴とする光ディスク装置。
前記記録手段は、前記第１の誤り訂正符号フォーマットにおいて第１の閾値を超える連続誤りがあるときには、前記第１の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを記録したトラックとは異なるトラックに対し、前記第２の誤り訂正符号化回路で生成された前記第２のパリティコードを記録することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記記録手段は、前記第１の誤り訂正符号フォーマットにおいて第１の閾値より大きい第２の閾値を超える連続誤りがあるときには、前記第１の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを、改めて異なるトラックに対し記録することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
前記第１の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを記録したトラックとは異なるトラックに対し、前記第２の誤り訂正符号化回路で生成された前記第２のパリティコードを記録したことを示す管理情報を前記光ディスクに記録することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
前記第１の誤り訂正符号フォーマットに従って誤り訂正を行う第１の誤り訂正復号回路と、前記第２の誤り訂正符号フォーマットに従って誤り訂正を行う第２の誤り訂正復号回路とをさらに備え、
前記第１の誤り訂正復号回路による誤り訂正と、前記第２の誤り訂正復号回路による誤り訂正とを交互に繰り返して実施することにより前記記録データを復元することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記記録手段は、前記第１の誤り訂正符号フォーマットにおいて第１の閾値を超える連続誤りがあるときには、前記第１の誤り訂正符号化回路で符号化された前記記録データを記録した第１のブロックに後続する第２のブロックの位置に対し、前記第２の誤り訂正符号化回路で生成された前記第２のパリティコードを記録することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
前記記録手段は、
前記第１及び第２のブロック内において、前記ブロックの先頭を示すランイン区間と、符号化された前記記録データを含むデータフレーム区間と、前記ブロックの終端を示すランアウト区間とを含むように記録を行い、
前記ランイン区間において、前記データフレーム区間に含まれる記録データが前記第１の誤り訂正符号フォーマットによる記録データである場合には第１の固有パターン、前記第２の誤り訂正符号フォーマットによる第２のパリティコードである場合には第２の固有パターンのいずれかを含むフォーマット識別情報を記録する、
ことを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
前記第１の誤り訂正符号フォーマットに従って誤り訂正を行う第１の誤り訂正復号回路と、前記第２の誤り訂正符号フォーマットに従って誤り訂正を行う第２の誤り訂正復号回路とをさらに備え、
前記ランイン区間の前記フォーマット識別情報を再生した結果に応じて、前記第１の誤り訂正復号回路による誤り訂正と、前記第２の誤り訂正復号回路による誤り訂正との少なくともいずれか一方を動作させることを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。