JP4435793B2 - ディスク状記録媒体に対する情報記録方法及び情報記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像や音声等のリアルタイムデータを記録・再生するための書換型光ディスクなどのディスク状情報記録媒体と記録・再生方法及びその情報記録装置と情報再生装置に関する。

従来、映像や音声などのリアルタイムデータをディスク上に記録・再生する情報記録媒体として、ＤＶＤ−ＲＡＭがあり、その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の例では、ディスク上の離間したデータに対するリアルタイム再生を保証するために、図８Ａに示すような再生標準モデルを定義し、その再生標準モデルに図８Ｂに示すようなアクセス距離とアクセス時間との関係を規定するアクセス性能モデルを設定した。ここで、再生標準モデルは、種々のタイプの再生機が光ディスク上のリアルタイム・データを再生しても連続して再生が可能な条件を決める目的で作成されたものである。再生標準モデル上でリアルタイムデータを再生するために、図８Ｂに示すアクセス性能モデルにしたがいバッファメモリ１０３内のデータがアクセス中にアンダーフローを起こして再生した映像や音声が途切れることのないようなデータの記憶領域を予め設定し、その設定した記憶領域にリアルタイムデータを配置することによりデータの記録を行なう。このように、データの記録を上記のアクセス性能モデルを満たす記憶領域に対して行うことにより、その後再生時にはほぼ上記の標準再生モデルでの設定通りにリアルタイムデータを連続的に再生できるようにする。

特許第３１７１５８４号公報

しかしながら、この従来の記録・再生方法では、再生標準モデルにおけるアクセス性能モデルの設定がアクセス距離とアクセス時間の実特性に対して必ずしも精度の高いものでないために、再生時にアクセスタイムのロスが生じてバッファメモリ１０３のデータがアンダーフローを起こすという課題があった。

即ち、図８Ｂに示した従来のアクセス性能モデルは、アクセスする範囲をいくつかの区間に分けて、各区間でアクセス時間が一定となるように、又は距離に比例したアクセス時間となるように構成されていた。しかし、実際のアクセス距離とアクセス時間の関係は非線形な関係を有しており、この従来の再生標準モデルでは、本来有しているアクセス性能に対して低めの設定となるため、現実にアクセスした場合のアクセスタイムに大きなロスを生じていた。

本発明は、従来の記録・再生方法の課題に鑑み、アクセス性能モデルの設定の精度を高めることで、効率的なリアルタイム記録を実現することを目的とする。

本発明の第１の態様において、再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、リアルタイムデータが連続して再生されるようにリアルタイムデータを含むリアルタイムファイルをディスク状情報記録媒体に記録する記録方法が提供される。

再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタイムデータを読み出すピックアップと、ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的に保持するバッファメモリと、バッファメモリからリアルタイムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含む。再生標準モデルのアクセス性能は次式で与えられる。
Ｔａｃｃ＝Ａ・ｄＮ＋Ｂ＋ｆ（Ｎ）、
ここで、Ｔａｃｃはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する時間であるアクセスタイム、ｄＮはピックアップの移動前と移動後におけるディスク状記録媒体の回転数差、Ｂは定数であり、Ｎは加速、減速時の瞬時回転数、ｆ（Ｎ）はＮの関数である。定数Ａは次式で与えられる。
Ａ＝Ｊ／（Ｔrq・Ｋj）
Ｊはディスクのイナーシャ、Ｔrqはモータトルク、Ｋjは換算定数である。

記録方法は、特性データを予め求めて保持するステップと、保持した特性データに基づき再生標準モデルのアクセス性能を求め、ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域から、求めた再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用領域として検索するステップと、その検索したデータ記録用領域にリアルタイムデータを記録するステップとを含む。特性データを予め求めて保持するステップは、ディスク状情報記録媒体を所定のトルク値で回転させ、下記式よりＪの値を求めるステップと、求めたＪの値に基づき定数Ａを求め、さらに定数Ｂを求めるステップと、求めた定数Ａ、Ｂの値を、ディスク状情報記録媒体を再生する情報記録再生装置のメモリまたはディスク状情報記録媒体に格納するステップとを含む。
Ｊ＝ｄｔ・Ｋj・Ｔrq／（Ｎ１−Ｎ２）
ｄｔはスピンドルロック時間、Ｎ１は初期回転数、Ｎ２は目標回転数である。

本発明の第２の態様において、再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、リアルタイムデータが連続して再生されるようにリアルタイムデータを含むリアルタイムファイルをディスク状情報記録媒体に記録する情報記録装置が提供される。

再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタイムデータを読み出すピックアップと、ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的に保持するバッファメモリと、バッファメモリからリアルタイムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含む。再生標準モデルのアクセス性能は次式で与えられる。
Ｔａｃｃ＝Ａ・ｄＮ＋Ｂ＋ｆ（Ｎ）、
ここで、Ｔａｃｃはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する時間であるアクセスタイム、ｄＮはピックアップの移動前と移動後におけるディスク状記録媒体の回転数差、Ｂは定数であり、Ｎは加速、減速時の瞬時回転数、ｆ（Ｎ）はＮの関数である。定数Ａは次式で与えられる。
Ａ＝Ｊ／（Ｔrq・Ｋj）
Ｊはディスクのイナーシャ、Ｔrqはモータトルク、Ｋjは換算定数である。

情報記録装置は、特性データを予め求めて保持する手段と、保持した特性データに基づき再生標準モデルのアクセス性能を求め、ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域から、求めた再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用領域として検索する検索手段と、その検索したデータ記録用領域にリアルタイムデータを記録する記録手段とを備える。特性データを予め求めて保持する手段は、ディスク状情報記録媒体を所定のトルク値で回転させ、下記式よりＪの値を求め、求めたＪの値に基づき定数Ａを求め、さらに定数Ｂを求め、求めた定数Ａ、Ｂの値を、ディスク状情報記録媒体を再生する情報記録再生装置のメモリまたはディスク状情報記録媒体に格納する。
Ｊ＝ｄｔ・Ｋj・Ｔrq／（Ｎ１−Ｎ２）
ｄｔはスピンドルロック時間、Ｎ１は初期回転数、Ｎ２は目標回転数である。

本発明によれば、ディスク状情報記録媒体の記録・再生方法及びその情報記録装置と情報再生装置において、アクセス性能モデルの設定に関し、スピンドルモータの特性と回転待ち時間を用い、ピックアップの移動前後のスピンドル回転数差に注目してアクセス性能の式を近似することで、正確なドライブのアクセス動作を容易に見積ることができ、確実なリアルタイム記録を実現するという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１（ａ）は本発明に係る、リアルタイムデータの配置条件を決めるための再生標準モデルを示す図であり、図１（ｂ）はそのアクセス性能を示す図である。図１（ａ）に示す再生標準モデルは、ディスク１０１、ディスク１０１からデータを読み出すピックアップ１０２、読み出したデータを一時保存するバッファメモリ１０３、及びバッファメモリ１０３より転送したデータを復号するための復号モジュール１０４を含む。Ｖｉｎはディスク１０１からバッファメモリ１０３へデータを転送する時のデータレートである。Ｖｏｕｔはバッファメモリ１０３から復号モジュール１０４へデータを転送する時のデータレートである。Ｖｉｎはアプリケーションで想定されるリアルタイムデータの最大データレートＶｏｕｔよりも大きな値に設置される。

図１（ｂ）は再生標準モデルのピックアップ１０２がアクセスする時のスピンドルモータの回転数差すなわちディスク回転数差とアクセス時間の関係を示す図である。本実施形態ではＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式によりディスク回転数を制御しており、アクセスする領域が半径方向に異なる場合、ディスク回転数が異なることになる。図１（ｂ）においてディスク回転数差とは、ピックアップ１０２がある領域から別の領域に移動するときの移動前と移動後の回転数差のことである。図１（ｂ）においては、以下に示す前提において後述の式（１）に基づくディスク回転数差とアクセス時間の関係からアクセス性能モデルが設定されている。

図２（ｂ）に示すようにピックアップ１０２のアクセスのためには、ピックアップ１０２をディスク１０１の半径方向に移動させるシークが必要であり、さらに、図２（ａ）に示すようにディスクを回転させるスピンドルモータの回転数を目標回転数に変化させることも必要になる。シークには、目標トラック近傍位置までピックアップを移動させる粗シークと、粗シーク後に微調整しピックアップを目標トラック上に移動させるファインシークとがある。図２（ｂ）において粗シークに要する時間はスピンドルモータの回転数の変化に要する時間に比べて十分に小さく設定することが可能であり、光ディスク用ドライブで用いられるスピンドルモータの性能におけるアクセスタイムは、スピンドル回転数変化に要する時間が支配的となる。

一般にモータのトルクＴｒｑは次式で表せる。

Ｔｒｑ＝（Ｎ１−Ｎ２）・Ｊ／（ｄｔ・Ｋｊ）
Ｊ：ディスクのイナーシャ、ｄｔ：スピンドルロック時間、Ｋｊ：換算定数、Ｎ１：移動前の回転数、Ｎ２：移動後の回転数。

そこで、スピンドルロック時間が移動前後の回転数の差に比例することに注目して、アクセスタイムＴaccは以下の式（１）のように定式化することができる。

Ｔacc＝（スピンドルロック時間）＋（回転待ち時間）＋その他の時間
＝（Ｎ１−Ｎ２）・Ｊ／（Ｔrq・Kj）＋Ｔrev＋Ｂ
＝ Ａ・ｄＮ＋Ｔrev＋Ｂ （１）
≒ Ａ・ｄＮ＋Ｂ
但し、Ｎ１：初期回転数、Ｎ２：目標回転数、ｄＮ：回転数差（＝Ｎ１−Ｎ２）、Ｊ：ディスクイナーシャ、Ｔｒｑ：モータトルク、Ｋｊ：換算定数、Ｔｒｅｖ：平均回転待ち時間、Ａ、Ｂ：定数。

なお、式（１）において回転待ち時間Ｔｒｅｖはスピンドルロック時間Ａ・ｄＮに比べて十分に小さい場合は省略することもできる。

式（１）で示される関係式に具体的な数値を当てはめると以下のようになる。即ち、Ｎ１＝３０００ｒｐｍ、Ｎ２＝１０００ｒｐｍ、ｄＮ＝２０００ｒｐｍ、Ｊ＝３００ｇｆ・ｃｍ・ｃｍ、Ｔｒｑ＝１００ｇｆ・ｃｍ、Ｋｊ＝９３５０とすると、Ａ・ｄＮ＝０．６４１ｓｅｃとなる。一方、目標回転数Ｎ２における平均回転待ち時間Ｔｒｅｖ＝６０／１０００／２＝０．０３ｓｅｃとなり、スピンドルロック時間Ａ・ｄＮに比べて十分に小さな値となる。さらに、定数Ｂ＝０．１とすると、これらを合わせたアクセスタイムはＴａｃｃ＝０．７７１ｓｅｃとなる。

式（１）から、回転待ち時間Ｔｒｅｖが十分に小さい場合には、アクセスタイムＴａｃｃはディスクの回転数差ｄＮに対して線形的に推定することができる。このことから、図１（ｂ）に示すようなアクセス性能モデルを想定した。一方、ディスクの回転数並びに回転数差は、ピックアップの初期位置、目標位置がわかると、ディスクの線速度との関係から一意に求めることができる。

ある領域から別の領域へ移動する際の移動元のアドレスをＡ１、移動先のアドレスをＡ２とし、それぞれの半径位置をｒ１、ｒ２と、アドレスが０の場所での半径位置をｒ０とすると、アドレスＡ１、Ａ２は帯状の面積に比例するので、Ｃを定数として次式で表される。

Ａ１＝Ｃ・（π・ｒ１²−π・ｒ０²）
Ａ２＝Ｃ・（π・ｒ２²−π・ｒ０²）
あるアドレスでの回転数はその半径に反比例するから、Ａ１、Ａ２の回転数をＮ１，Ｎ２、Ｄを定数として、Ｎ１＝Ｄ／ｒ１、Ｎ２＝Ｄ／ｒ２となるので、上記の関係式を用いる事で、アドレスから回転数を求める事が出来る。

従って、ピックアップの任意の初期位置と目標位置に対して式（１）、即ち、図１（ｂ）で示されるアクセス性能モデルが成り立つ。なお、アクセスの距離が小さい場合、ｄＮが小さくなりＴｒｅｖが支配的になる。この場合、Ｔｒｅｖはピックアップの位置に応じて算出できるので、正確にアクセス性能を求めることができる。

図８Ｂに示した従来のアクセス性能モデルは、アクセスする範囲をいくつかの区間に分けて、それぞれの区間で一定のアクセス時間もしくは距離に単純に比例するような近似的なアクセス時間に基づいて構成されていたために、本来有しているアクセス性能に対して低めの設定となり、実際のアクセスタイムにおいて大きなロスを生じていたが、本発明のアクセス性能モデルでは、全てのアクセス領域で実際のアクセスモデルに則って精度高くアクセスタイムを求めることができる。

次に、図１（ａ）に示した再生標準モデルにおいて、データを読み出す場合は、バッファメモリ１０３内には、Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔのレートでデータが蓄積され、ピックアップ１０２が移動する場合は、データの読み出しができないために、Ｖｏｕｔのレートでバッファ内のデータが消費される。この動作モデルに対し、具体的なアクセス時間の値を用いて、再生標準モデルがリアルタイムデータを再生した場合のバッファメモリ１０３内のデータ量の推移を定量的に計算することができる。従って、再生標準モデルがリアルタイムデータを再生する時に、バッファメモリ１０３内のデータがアンダーフローを起こさないようにディスク１０１上にデータの記録領域が配置されていれば、リアルタイムデータを連続的に再生できることになる。このため、データ記録時においては、上記のアクセス性能モデル基いて、リアルタイムデータが記録されるべき領域（以下「リアルタイムエクステント」という。）の配置条件を規定する。

図３Ａ、図３Ｂを参照し、本実施形態において用いるＣＬＶフォーマットの書換型光ディスクの物理的なレイアウトを説明する。

図３Ａにおいて、書換型光ディスク１０１は、内周からリードイン領域４０１、ディスク上の欠陥セクタを管理するＤＭＡ（Ｄｅｆｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｒｅａ）領域４０２、データ領域４２０、リードアウト領域４１２を有する。各領域にはディジタルデータが記録され、ディジタルデータは「セクタ」と称する単位で管理される。データ領域４２０には、欠陥セクタを代替処理するためのスペア領域４０３が含まれる。

図３Ｂに示すように、書換型光ディスク１０１の情報領域は、内周より、物理セクタ毎に、物理セクタ番号が付与される。これに対し、ユーザーデータが記録可能な領域は、論理セクタ毎に、論理セクタ番号が付与されたボリューム空間として定義される。ボリューム空間は、情報領域から、リードイン領域４０１、ＤＭＡ領域４０２、スペア領域４０３中の未使用領域、ＤＭＡ中のＰＤＬ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ Ｌｉｓｔ）に登録された欠陥セクタとリードアウト領域４１２を除く空間である。

光ディスク１０１の初期化時にサーティファイ処理が行われる。このサーティファイ処理により欠陥セクタが検出されると、その欠陥セクタがＰＤＬに登録される。欠陥セクタには論理セクタ番号が割り当てられない。この場合、セクタの論理アドレスが連続していても、物理的に不連続の領域を含むため、この前後の部分にわたって記録・再生する場合には、シークを行う必要がある。なお、データの記録中に検出された欠陥セクタは、スペア領域４０３に代替されＤＭＡ領域４０２中のＳＤＬ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ Ｌｉｓｔ）に登録される。

図４は、本実施形態における書換型光ディスクのさらに詳細なデータ構造を示した図である。

図４において、物理セクタから構成される情報領域４３０は、リードイン領域４０１、ＤＭＡ領域４０２、データ領域４２０、リードアウト領域４１２を含む。データ領域４２０の先頭には欠陥セクタ又は欠陥ブロックを代替記録するためのスペア領域４０３が配置され、後続する領域よりボリューム空間が形成されている。

データ領域４２０において、既割付領域４０５、４０７、４０８、４０９は既にデータが記録されている領域である。リアルタイムエクステントＲＴ１とリアルタイムエクステントＲＴ２の間に欠陥ＥＣＣブロック４０６が形成されている。また、リアルタイムエクステントＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５が既割付領域４０７、４０８、４０９に続いてそれぞれ形成されている。欠陥ＥＣＣブロック４０６は、データを記録中に検出された欠陥ブロックであり、本来その欠陥ＥＣＣブロックに記録されるべきデータはスペア領域４０３中に代替記録されている。リアルタイムエクステントＲＴ５の後にエンプティエクステント４１０と未記録領域４１１が形成されている。ここで、リアルタイムエクステントＲＴ１〜ＲＴ５は、所定のアクセス性能をもつ再生標準モデルにより規定される条件を満たすように配置される。

次に、本発明の情報記録再生装置を説明する。図５に情報記録再生装置のブロック構成図を示す。以下、情報記録再生装置による光ディスク１０１へのリアルタイムファイルの記録動作を説明する。

情報記録再生装置は、システム制御部５０１、Ｉ／Ｏバス５０６、光ディスクドライブ５０７、記録モード等を入力するためのリモコン、マウス、キーボード等の入力装置５０８、映像・音声信号をオーディオ・ビデオデータ（ＡＶデータ）に符号化するエンコーダ５０９、及びＡＶデータを復号して出力するデコーダ５１０を含む。

システム制御部５０１は、記録モード設定部５０２、割付パラメータ用メモリ５０３、ファイルシステム処理部５０４、ファイルシステム処理用メモリ５０５からなる。

ファイルシステム処理部５０４は、再生モード通知部５４１、データ量計算部５４２、時間情報計算部５４３、未割付領域検索部５４４、物理的不連続位置取得部５４５、データの記録を制御するデータ記録部５４６、及びデータの読出しを制御するデータ読み出し部５４７を含む。これらの手段はファイルシステム処理用メモリ５０５を利用する。

ファイルシステム処理用メモリ５０５は、エンプティエクステントの位置情報を格納するメモリ５５１、時間情報を格納するメモリ５５２、事前割付領域の位置情報を格納するメモリ５５３、物理的に不連続な位置を示す位置情報を格納するメモリ５５４、ビットマップ用メモリ５５５及びデータ用バッファメモリ５５６を含む。

光ディスクドライブ５０７のアクセス性能及びデータ記録時の記録レートとデータ用バッファメモリ５５６のサイズにより実現されるデータ記録性能が、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す再生標準モデルを記録に用いた時に実現される記録性能を満たしている。

以上のように構成された情報記録再生装置は上記の再生標準モデルを満たすよう記録動作を行なう。再生標準モデルは、再生時にバッファメモリ１０３内のデータがアンダーフローをおこさないようにアクセス性能モデルにしたがってデータの記憶領域（エンプティエクステント／リアルタイムエクステント）を予め設定し、その設定した領域にデータを記録することにより、その後のデータ再生時にリアルタイムデータの連続的な再生を可能とするものである。

以下に、情報記録再生装置の動作を説明する。

（ステップ１）入力装置５０８から記録モード及び記録時間が指示される。記録モード設定部５０２は、バッファメモリ５５６からデコーダ５１０への最大転送データレートＶｏｕｔ、ディスク１０１からの読み出しデータレートＶｉｎ、記録すべきデータのサイズＳＲ、バッファサイズＢｍａｘ、その他の各種のアクセス時間を決定し、それらを割付パラメータ用メモリ５０３へ保持する。ここで、最大データレートＶｏｕｔは固定値であり、そのレートでの記録が連続しても記録可能となるような値に設定される。

（ステップ２）物理的不連続位置取得部５４５は、ディスク１０１上の物理的な不連続位置情報として、ＰＤＬとＳＤＬに登録された欠陥セクタや欠陥ブロックの位置情報を報告するよう、光ディスクドライブ５０７に対し指示する。光ディスクドライブ５０７から報告された物理的な不連続位置情報は物理的不連続位置用メモリ５５４へ保持される。

未割付領域検索部５４４は、ビットマップ用メモリ５５５に保持された未割付領域の位置情報と、物理的不連続位置用メモリ５５４に保持された物理的な不連続位置情報とを用いて、ＥＣＣブロック単位で物理的に連続したディスク上の未割付領域を事前割付領域として検索する。検索した事前割付領域の位置情報は、事前割付領域用メモリ５５３へ保存される。この検索動作は検索した事前割付領域の合計サイズがデータサイズＳＲを超えるまで実行される。

図６Ａは、上記のような手順によってＥＣＣブロック単位で物理的に連続した未割付領域を検索して得られた事前割付領域の配置を示す図である。事前割付領域Ａ１〜Ａ５が割り付けられている。

（ステップ３）時間情報計算部５４３は、事前割付領域用メモリ５５３に保存された事前割付領域の位置情報と、割付パラメータ用メモリ５０３に保存された各種のアクセス時間とを用いて、各事前割付領域をデータレートＶｉｎで読み出す時の読み出し時間ＴＲｉ（ｉは図６Ａに示す事前割付領域の領域番号Ａｉのｉに対応）と、事前割付領域間のアクセス時間Ｔｉ，ｉ＋１（図６Ａに示す事前割付領域ＡｉとＡｉ＋１の間のアクセス時間）とを計算する。図６Ａにおいて、読み出し時間ＴＲ１〜ＴＲ５はそれぞれ事前割付領域Ａ１〜Ａ５を読み出すのに要する時間である。また、Ｔ1,2は欠陥ＥＣＣブロックによる読み出し遅延時間である。Ｔ2,3、Ｔ3,4、Ｔ4,5は、事前割付領域Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ４とＡ５の間のそれぞれの既割付領域をアクセスするのに要する時間（アクセス時間）である。これらのアクセス時間は、図１（ｂ）に示した再生標準モデルのアクセス性能より求められる。求められたアクセス時間Ｔｉ，ｉ＋１は読出し時間ＴＲiとともに時間情報用メモリ５５２に保持される。

（ステップ４）次に、データ量計算部５４２は時間情報用メモリ５５２に保持された読み出し時間とアクセス時間を用いて以下のステップの演算処理を行う。

まず事前割付領域の読み出し終了時のバッファメモリ５５６内のデータ量を計算する。図７は、事前割付領域のデータを読み出した場合のバッファメモリ５５６内のデータ量の推移を示したものである。例えば、事前割付領域Ａ１を読み出した後の時刻ｔ１において、データ量は期間ＴＲ１の間に（Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ）のデータレートで増加している。

（ステップ５）計算した事前割付領域のトータルデータ量が、ステップ１で設定したサイズＳＲを超えるかどうかをチェックする。ＳＲを超えない場合、さらに計算したトータルのデータ量が割付レベルＢＬ（＝Ｖｏｕｔ×ＴＬ、ＴＬはフルストロークアクセス時間）を超えるかどうかをチェックする。バッファ内のデータ量がＢＬを超える場合は、この事前割付領域の終端からディスク上のどの領域にアクセスしてもアンダーフローを起こすことがない。このため、先頭の事前割付領域から、トータルのデータ量がサイズＳＲを超えず、かつ割付レベルＢＬを超える事前割付領域までが、アンダーフローを起こさない領域として確定され、これらの領域をリアルタイムデータが記録可能なエンプティエクステントとして登録される。

（ステップ６）次に、事前割付領域の読み出し開始時のバッファメモリ５５６内のデータ量を計算する。図７の事前割付領域Ａ２を読み出す前の時刻ｔ２において、データ量は期間Ｔ1,2においてＶｏｕｔのデータレートで減少する。

（ステップ７）ここで計算したトータルデータ量がマイナスにならないかをチェックする。マイナスになった場合は、このアクセスによりバッファがアンダーフローを起こし、データが中断することを意味する。マイナスにならない場合は、（ステップ４）の先頭に戻る。図６Ａにおいて、事前割付領域Ａ２〜Ａ５が（ステップ４）から（ステップ６）を繰り返すことにより計算される。この間に図７に示したＴＲ３、ＴＲ４、ＴＲ５の各区間でデータ量が割り付けレベルＢＬを超えるので、図６Ａに示すように事前割付領域Ａ１〜Ａ５を順次エンプティエクステントＥ１〜Ｅ５として割り付け、エンプティエクステント用メモリ５５１にその位置情報を格納する。エンプティエクステントは、リアルタイムデータの記録のために予約された領域ではあるが、未だデータが記録されていない領域である。

以上のステップで、リアルタイムデータを記録可能な領域（エンプティエクステントＥ１〜Ｅ５）が求められる。

（ステップ８）次に、情報記録媒体にデータを記録する手順を説明する。情報記録再生装置に入力された映像・音声データがエンコーダ５０９でＡＶデータに可変長圧縮方式を用いて符号化されると共に、データ用バッファメモリ５５６に転送される。データ記録手段５４６は、既に割り付けたエンプティエクステントＥ１〜Ｅ５にＡＶデータを記録する。

図６Ｂに示すように、エンプティエクステントのそれぞれにデータが記録されることにより、エンプティエクステントはそれぞれリアルタイムエクステントになる。エンプティエクステントＥ１〜Ｅ５は、最高の画質・音質に対応可能な固定値のデータレートＶｏｕｔを用いて割り付けられているために、ＡＶデータの記録完了時には、その一部の領域が未使用状態で残される。即ち、エンプティエクステントＥ５のうち、データの記録された領域をリアルタイムエクステントＲＴ５とする。また、エンプティエクステントＥ５のうち、記録するＡＶデータの終端でＥＣＣブロックの一部分のみにＡＶデータが記録されない領域をエンプティエクステント４１０とし、ＥＣＣブロック単位でＡＶデータが記録されない領域を未記録領域４１１とする。

次に、情報記録再生装置による光ディスク１０１からのリアルタイムファイルの再生動作を説明する。

光ディスク１０１にはリアルタイム再生条件を満たした領域にリアルタイムデータが記録されている。データ読出し部５４７は光ディスク１０１からリアルタイムデータを読み出す。データ読出し部５４７は連続してリアルタイムデータを読み出す際に、一のリアルタイムデータをアクセス後、アクセスタイムＴａｃｃ以内に次のリアルタイムデータへアクセスした後にそのデータを読み出す。読み出されたリアルタイムデータはバッファメモリ５５６に一時的に格納される。バッファメモリ５５６に格納されたリアルタイムデータはその後、再生標準モデルにおいて復号モジュールとして規定されるデコーダ５１０を経由して復号され、映像と音声が再生される。リアルタイム再生条件を満たすように配置されたリアルタイムデータは、規定された性能を満たすので、連続したデータ再生を可能とする。

なお、本発明の実施形態の機能はハードウェアで実現しても良いが、その一部または全体の処理をマイコンのソフトウェアで実施しても良い。

また、式（１）における定数Ａ、Ｂ、Ｔｒｅｖといった特性データは、光ディスクドライブ５０７の基本性能に関わるものである。即ち、定数Ａは、スピンドルモータのトルク値Ｔｒｑを含んでおり、この値は、光ディスクドライブ５０７のアクセス性能に依存する。また、式（１）における平均回転待ち時間Ｔｒｅｖは、光ディスクドライブ５０７の記録・再生速度が標準速か２倍速かあるいはそれ以上かというドライブ性能によって異なる値となる。さらに定数Ｂは、例えば、光ディスクドライブ５０７のインタフェースのコマンド発行に要する時間やＥＣＣデコードに要する時間などのドライブ性能に関わるものである。これらの特性データを、例えば、システム制御部５０１の図示しない不揮発性メモリに予め記憶しておいて、装置ならびにシステム制御部５０１を起動した際に、前記不揮発性メモリから読み取って、式（１）の演算を行って再生標準モデルを構築してもよい。

なお、式（１）における定数Ａは、ディスクのイナーシャＪを含んでおり、このイナーシャの値Ｊは、ディスクの製造公差等によって値がばらつくことがあるので、記録・再生装置にディスクを挿入した際などにディスクを予め決められたトルク値で回転させて、その時に要した時間に基づいて以下の式からその値を推定し、それに基づいて定数Ａを求め、さらに定数Ｂについても予め推定し、これらの特性データをシステム制御部５０１の図示しない不揮発性メモリに記憶しておくこともできる。

Ｊ＝ｄｔ・Ｋｊ・Ｔｒｑ／（Ｎ１−Ｎ２）
なお、定数Ａ、ＢやＴｒｅｖといった特性データをディスクのある特定のエリアに記録しておくこともできる。

また、上記の特性データに基いてデータ記録された光ディスクを再生する際に、これらの特性データを光ディスクから読み取って、記録再生装置がその光ディスクドライブの性能に対応して予め保持している特性データ値と比較して、ディスクから読み取った特性データの方がドライブ性能を上回る場合は、リアルタイム再生ができないという警告を出すようにしてもよい。所定のアクセスタイムでアクセスできないことによってアンダーフローが発生する恐れがあるからである。

なお、式（１）の導出において、少なくとも、スピンドルモータの加速、減速の制御方式などの詳細な項目は省略して考えたが、正確には、次式で考えてもよく、これによってより高精度にモデル化することができる。

Ｔａｃｃ＝Ａ・ｄＮ＋Ｂ＋ｆ（Ｎ）
但し、Ｎ：加速・減速時の瞬時回転数、ｆ（Ｎ）：Ｎの関数。

なお、図２（ｂ）に示した粗シークにおいて、ピックアップの移動を一定加速度での加速領域と、一定速度領域と、一定減速度での減速領域からなる台形状の速度プロファイルに従って、アクセスタイムを見積もることができる場合がある。例えば、加速度及び減速度を０．１Ｇ、一定速度を５ｃｍ／ｓｅｃとして考えた場合は、アクセスタイムにおいてスピンドルロックに要する時間よりも粗シークに要する時間の方が支配的になる。

なお、図２（ｂ）に示したファインシークにおいて、ピックアップ上に設けたレンズの移動をトラック毎に一定の時間で移動するように見積もってもよいし、またトラック数十本から数百本毎に一定の時間で移動するように見積もってもよい。

本発明の光ディスク並びに光ディスクの記録・再生装置及び方法は、正確なドライブのアクセス動作を容易に見積ることができるため、確実なリアルタイム記録を実現でき、光映像や音声等のリアルタイムデータを記録・再生するための書換型光ディスクを記録・再生する方法及び装置に適用できる。

（ａ）本発明の再生標準モデルの構成を示す図、及び（ｂ）本発明の再生標準モデルのアクセス性能を示す図である。 （ａ）アクセスタイムとスピンドル回転数の関係を示す図、及び（ｂ）アクセスタイムとシーク距離の関係を示す図である。 本発明の一実施形態の書換型光ディスクの物理的なフォーマットを示す図である。 書換型光ディスクのデータ領域を示すデータ構造図である。 情報記録媒体の領域構成を示すデータ構造図である。 本発明の情報記録再生装置のブロック構成図である。 本発明の記録方法によりリアルタイムファイルのために割り付けられた領域を示す図である（リアルタイムデータ記録前）。 本発明の記録方法によりリアルタイムファイルのために割り付けられた領域を示す図である（リアルタイムデータ記録後）。 本発明の記録方法により計算されたバッファメモリ内のデータの推移を示す図である。 従来の再生標準モデルの構成を示す図である。 従来の再生標準モデルのアクセス性能を示す図である。

符号の説明

１０１ 光ディスク
１０３ バッファメモリ
１０４ 復号モジュール
４０４，４１１ 未記録領域
４０５，４０７〜４０９ 既割付領域
４１０ エンプティエクステント
４２０ データ領域
４３０ 情報領域
ＲＴ１〜ＲＴ５ リアルタイムエクステント

Claims (2)

1. 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、リアルタイムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアルタイムファイルをディスク状情報記録媒体に記録する記録方法であって、
   前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタイムデータを読み出すピックアップと、該ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的に保持するバッファメモリと、該バッファメモリからリアルタイムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、
   前記再生標準モデルのアクセス性能が次式で与えられ、
   Ｔａｃｃ＝Ａ・ｄＮ＋Ｂ＋ｆ（Ｎ）、
   ここで、Ｔａｃｃはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する時間であるアクセスタイム、ｄＮはピックアップの移動前と移動後におけるディスク状記録媒体の回転数差、Ｂは定数であり、Ｎは加速、減速時の瞬時回転数、ｆ（Ｎ）はＮの関数であり、定数Ａは次式で与えられ、
   Ａ＝Ｊ／（Ｔrq・Ｋj）
   ここで、Ｊはディスクのイナーシャ、Ｔrqはモータトルク、Ｋjは換算定数であり、
   前記記録方法は、
   特性データを予め求めて保持するステップと、
   前記保持した特性データに基づき前記再生標準モデルのアクセス性能を求め、
   前記ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域から、前記求めた再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用領域として検索するステップと、
   その検索したデータ記録用領域にリアルタイムデータを記録するステップとを含み、
   前記特性データを予め求めて保持するステップは、
   前記ディスク状情報記録媒体を所定のトルク値で回転させ、次式よりＪの値を求めるステップと、
   Ｊ＝ｄｔ・Ｋj・Ｔrq／（Ｎ１−Ｎ２）
   ここで、ｄｔはスピンドルロック時間、Ｎ１は初期回転数、Ｎ２は目標回転数であり、
   求めたＪの値に基づき定数Ａを求め、さらに定数Ｂを求めるステップと、
   求めた定数Ａ、Ｂの値を、前記ディスク状情報記録媒体を再生する情報記録再生装置のメモリまたは前記ディスク状情報記録媒体に格納するステップとを含む
   ことを特徴とするディスク状情報記録媒体の記録方法。
2. 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、リアルタイムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアルタイムファイルをディスク状情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、
   前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタイムデータを読み出すピックアップと、該ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的に保持するバッファメモリと、該バッファメモリからリアルタイムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、前記再生標準モデルのアクセス性能が次式で与えられ、
   Ｔａｃｃ＝Ａ・ｄＮ＋Ｂ＋ｆ（Ｎ）、
   ここで、Ｔａｃｃはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する時間であるアクセスタイム、ｄＮはピックアップの移動前と移動後におけるディスク状記録媒体の回転数差、Ｂは定数であり、Ｎは加速、減速時の瞬時回転数、ｆ（Ｎ）はＮの関数であり、定数Ａは次式で与えられ、
   Ａ＝Ｊ／（Ｔrq・Ｋj）
   ここで、Ｊはディスクのイナーシャ、Ｔrqはモータトルク、Ｋjは換算定数であり、
   前記記録装置は、
   特性データを予め求めて保持する手段と、
   前記保持した特性データに基づき前記再生標準モデルのアクセス性能を求め、前記ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域から、前記求めた再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用領域として検索する検索手段と、
   その検索したデータ記録用領域にリアルタイムデータを記録する記録手段とを備え、
   前記特性データを予め求めて保持する手段は、
   前記ディスク状情報記録媒体を所定のトルク値で回転させ、次式よりＪの値を求め、
   Ｊ＝ｄｔ・Ｋj・Ｔrq／（Ｎ１−Ｎ２）
   ここで、ｄｔはスピンドルロック時間、Ｎ１は初期回転数、Ｎ２は目標回転数であり、
   求めたＪの値に基づき定数Ａを求め、さらに定数Ｂを求め、求めた定数Ａ、Ｂの値を、前記ディスク状情報記録媒体を再生する情報記録再生装置のメモリまたは前記ディスク状情報記録媒体に格納する
   ことを特徴とする情報記録装置。

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