JP4709331B2 - 光ディスク媒体およびその記録方法、記録装置 - Google Patents

光ディスク媒体およびその記録方法、記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、書き換え可能な光ディスク媒体、ならびに、その記録方法および記録装置に関する。
近年、光ディスクは、映像情報を記録するために広く用いられるようになり、より優れた画質で長時間の映像記録が行えるように、記録密度および記録再生速度の向上が強く望まれている。これを実現するには、情報をより高い密度で記録することが可能な新しい記録媒体の開発も重要であるが、情報の容量増加に寄与しない部分（例えばアドレス領域など）のいわゆるオーバーヘッド領域をできる限り削減することが求められている。
図１３は、従来の光ディスクにおける情報トラックの構成図である。図１３において、参照符号「１５０１」は情報単位であるセクタ、「１５０２」は光ディスク製造時にピット形状で記録され書き換え不可能なヘッダ部、「１５０３」は情報の記録が可能な記録部を示している。
従来の光ディスクでは、各トラックが記録再生の最小単位であるセクタ１５０１が直列的に配列した構成を有している。各セクタ１５０１は、１２８バイトの長さを持つヘッダ部１５０２、および、２５６９バイトの長さを持つ記録部１５０３によって構成されている。
記録部には、図示されていないが、ＶＦＯ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ユーザデータが記録されるデータ部、余裕領域であるバッファが設けられている。ＶＦＯは、記録された信号を再生するために必要なＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｏｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を引き込むためのものである。
従来の光ディスクにおいては、光ビームスポットがディスク上のどの部分のどのセクタを追従しているかを認識するために、ヘッダ部１５０２に位置情報（アドレス情報＝光ディスク上の位置を示す情報）が設けられている。ヘッダ部１５０２に設けられている位置情報は、そのヘッダ部を構成するセクタ１５０１の位置情報を示している。より具体的には、図１３に示すように、アドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ１５０１のヘッダ部には、"１２３４５６"という位置情報が記録されている。この位置情報は４バイトの長さを有している。更に、位置情報が正しく再生されたかどうかを確認するために２バイトのエラー検出符号が４バイトの位置情報に付加される。
位置情報の信号は、記録部に記録されるデータと同じ密度で記録されているため、データと同様に、ＰＬＬを用いて再生する必要がある。このため、ヘッダにはＶＦＯが設けられる。コンピュータの周辺機器として光ディスクを用いる場合は、映像・音楽用に光ディスクを用いる場合よりも高い信頼性を有する必要があり、信頼性を強固にするため、位置情報は１つのヘッダに４重に記録される。このため、１つのヘッダあたりの位置情報の長さは計１２８バイトにもなる。
米国特許第５７３７１４５号明細書 特開昭６３−１３１７０号公報 特開平７−１５３１９１号公報 特開平９−１４７３９３号公報 特開平６−２２３５０３号公報 特開平８−２９３１６２号公報 特開平９−２２３３６２号公報 特開平８−３２９６１２号公報 特開昭６３−８６１６０号公報
このように、上述した従来の光ディスクでは、各セクタ毎に物理的に４重に位置情報を設け、さらにＶＦＯ等のいわゆるオーバーヘッドを必要とするため、その分、記録容量が小さくなるという課題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、映像記録等に適したオーバーヘッドを極力低減した光ディスク、および光ディスク装置などを提供することにある。
本発明による光ディスク媒体は、トラック上で周方向に連続する複数のセクタを含むセクタ群を複数個備え、前記複数のセクタ群のうちの少なくとも一部のセクタ群の位置情報が複数の情報部分に分割され、同一トラック上の関連する複数のセクタ内に分散配置されている。
前記位置情報は、凹凸ピットから構成された複数の識別マークによって表現されていることが好ましい。また、前記凹凸ピットは、前記トラック上において、周方向に隣接するセクタの記録部の間に形成されていることが好ましい。
ある好ましい実施形態において、前記複数のセクタ群の各々は、連続する３２個のセクタから構成されている。
ある好ましい実施形態において、前記複数の識別マークの各々は３つの異なる状態のいずれかをとり、前記３つの異なる状態により、同期情報、１または０の１ビット情報のいずれかが示される。
ある好ましい実施形態において、前記識別マークは、前記トラックの延長方向に沿って２００Ｔ（Ｔは基準クロック周期間に光ビームが移動する距離）以下の長さを有するヘッダギャップ内に設けられている。
ある好ましい実施形態において、前記複数の識別マークの各々は、２個以下の凹凸のピットにより構成されている。前記識別マークは、情報の記録が行なわれるトラックの中心線上に配置されていてもよく、トラックの中心線上からトラックピッチの半分だけずれた位置に配置されていてもよい。
ある好ましい実施形態では、記録面がディスク中心に関して同心円状に配列された複数の帯状ゾーンに分割されており、前記複数のゾーンの各々に複数のトラックが含まれ、各トラックに含まれるセクタの数がゾーン毎に異なり、各ゾーンに含まれるセクタの数が、前記セクタ群の各々を構成するセクタの数の整数倍である。
ある好ましい実施形態において、ある任意のセクタ群の位置情報は、そのセクタ群に含まれる複数のセクタに分散されている。
ある好ましい実施形態では、使用不可能である無効セクタを有し、前記無効セクタに含まれる識別マークには、無効セクタであることが識別できる無効情報が与えられている。前記無効情報は、前記同期情報と同一であることが好ましい。
ある好ましい実施形態において、前記セクタ群を構成するセクタの数は、論理処理を行うセクタブロックを構成するセクタの数の整数倍である。前記セクタ群の先頭に位置するセクタは、論理処理を行うセクタブロックの先頭に位置するセクタと同一であることが好ましい。前記論理処理はエラー訂正処理であっても、インターリーブ処理であってもよい。交替処理は、前記セクタ群単位で行われるのが好ましい。
ある好ましい実施形態において、各セクタには前記セクタの位置情報が記録される。
ある好ましい実施形態では、記録面がディスク中心に関して同心円状に配列された複数の帯状ゾーンに分割されており、前記複数のゾーンの各々に複数のトラックが含まれ、各トラックに含まれるセクタの数がゾーン毎に異なり、少なくとも１つのゾーンにおいて、前記ゾーンを構成するセクタの数が前記セクタ群を構成するセクタの数の整数倍ではない。この場合、前記ゾーンを構成するセクタにおいて、前記セクタ群を構成しない剰余セクタが存在し、前記剰余セクタにおける識別マークには、剰余セクタであることが識別できる情報が与えられていてもよい。前記剰余セクタにおける記録部には、情報が記録されないことが好ましい。
本発明による光ディスク記録方法は、上記何れかの光ディスク媒体に記録する光ディスク記録方法であって、交替処理をセクタ群単位で行う。
本発明による他の光ディスク記録方法は、上記何れかの光ディスク媒体に情報を記録する光ディスク記録方法であって、各セクタに前記セクタの位置情報を記録する。
本発明による更に他の光ディスク記録方法は、前記剰余セクタを有する光ディスク媒体に情報を記録する光ディスク記録方法であって、前記情報を前記剰余セクタの記録部には記録しない。
本発明による更に他の光ディスク記録方法は、前記剰余セクタを有する光ディスク媒体に情報を記録する光ディスク記録方法であって、前記剰余セクタには無効信号を記録する。
本発明による光ディスク記録装置は、上記何れかの光ディスク媒体に記録する光ディスク記録装置であって、各セクタに前記セクタの位置情報を記録する。
本発明による他の光ディスク記録装置は、前記剰余セクタを有する光ディスク媒体に情報を記録する光ディスク記録装置であって、前記剰余セクタの記録部には情報を記録しない。前記剰余セクタの記録部には、剰余セクタであることが識別できる無効信号を記録す
ることが好ましい。また、これに代えて、前記剰余セクタに無効信号を記録するようにしてもよい。
本発明の光ディスクによれば、所定数のセクタからセクタ群を構成し、セクタ群の位置情報を所定の情報量毎に分割し、セクタ群内の複数のセクタに分散して設けるため、オーバーヘッドを低減することができ、また、ディフェクトのような局所的な欠落に対する影響を低減して、位置情報検出の信頼性を高めることができる。
また、本発明の記録方法によれば、上記の光ディスクに対して記録を行う場合、交替処理を位置情報の単位を構成するセクタ群単位で行うことにより、交替処理の処理速度を向上することができる。
上記光ディスクの各セクタに対して、セクタの位置情報を記録情報と共に記録すれば、再生時にセクタ群の位置情報を検知することなくセクタを再生することが可能になる。これにより、セクタの絶対位置を速やかに特定でき、アクセスパフォーマンスが向上する。さらに、剰余セクタを有する上記の光ディスクに対して記録を行う場合は、剰余セクタに記録せずに次の処理に移行することにより、処理速度を向上させることができる。
剰余セクタを有する上記の光ディスクに対して記録を行う場合、剰余セクタには無効信号を記録することにより、再生時に無効信号を検出して剰余セクタを決定することができ、識別マークの検出による剰余セクタの検出に加えて、さらに剰余セクタの検出精度を高めることができる。
本発明の光ディスク記録装置によれば、各セクタにセクタの位置情報を記録情報と共に記録することによって、再生時にセクタ群の位置情報を検知することなくセクタを再生することにより、絶対位置を特定でき、アクセスパフォーマンスが向上する。さらに、剰余セクタを有する上記の光ディスクに対して記録を行う場合、剰余セクタには記録せずに次の処理に移行することによって、処理速度が向上する。更に、剰余セクタに無効信号を記録することによって、再生時に無効信号を検出すれば剰余セクタと検出することができ、識別マークの検出による剰余セクタの検出に加えてさらに剰余セクタの検出精度を高めることができる。
（ａ）および（ｂ）は、本発明による光ディスクの構成図である。 本発明の光ディスクにおけるセクタとセクタ群との関係を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の光ディスクにおけるヘッダ部の物理形状を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の光ディスクに用いられ得る識別マークの配置例を示す図である。 本発明の光ディスクにおける位置情報の配置例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の光ディスクにおけるバッファトラックを示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の光ディスクにおけるセクタ群と論理処理ブロックとの関係を示す図である。 本発明の光ディスクで採用される交替処理方法を示す図である。 本発明の光ディスクにおけるセクタの詳細を示す図である。 本発明の光ディスクにおけるゾーン０の最後部を示しす図である。 本発明の光ディスクにおける位置情報の他の配置例を示す図である。 本発明による光ディスク装置の実施形態を示すブロック図である。 従来の光ディスクにおけるセクタ構成を示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１（ａ）は、本発明による光ディスクの第１の実施形態を示している。図１（ａ）に示されるように、本実施形態の光ディスク基板１０１は円盤状のプレートから形成されており、その記録面には複数の情報トラック（以下、「トラック」と称する。）が形成されている。トラックは、各々がヘッダ部１０２および記録部１０３を含む複数のセクタ１０４から構成されている。ヘッダ部１０２は、ディスク製造段階で形成された凹凸ピット（プリピット）から構成され、ピットの配列が書き換えられない情報を示している。これに対し、記録部１０３は情報の記録／書換えが可能な領域である。本実施形態の光ディスク基板１０１は、図１（ｂ）に示すように、所定数（本実施形態では３２個）のセクタを１単位とするセクタ群１０５を複数個備えている。
図１（ａ）では、簡単化のため、複数のトラックが同心円状に配置された状態が図示されているが、本実施形態における現実のトラックはスパイラル状に配置されている。
光ディスク基板１０１は、レーザ光の照射により、アモルファス状態からクリスタル状態へ、またはクリスタル状態からアモルファス状態へ変化する相変化型記録膜を有している。これにより、情報の記録／消去が可能である。情報の再生は、光ディスクで反射された光の強度が記録膜の反射率差に基づいて行なわれる。
本実施形態では、ＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式で光ディスク基板１０１の回転が制御される。そのため、光ディスク基板１０１の情報記録面は、半径方向に沿って複数のゾーンに分割され、半径方向に沿って計測した各ゾーンのサイズ（幅）は略一定に設定されている。ひとつのゾーンに含まれるトラックの数は、どのゾーンでも一定であるが、各ゾーンまたは各トラックに含まれるセクタの数は、外周側のゾーンにおける方が内周側のゾーンにおける場合よりも多くなっている。具体的には、あるゾーン内の各トラックに含まれるセクタの数は、そのゾーンに隣接して内周側に位置するゾーン内の各トラックに含まれるセクタの数よりも一つだけ多く設定されている。
光ディスク基板１０１の回転数は、一つのゾーン内では一定に制御されるが、ゾーン間では異なる。光ディスク基板１０１の回転数は、外周側のゾーンでは内周側のゾーンにおけるよりも低減され、その結果、ゾーンが異なっても、レーザビームスポットがディスク上を移動する線速度や記録線密度が略一定になるように調節される。
次に、図２を参照しながら、本発明による光ディスク媒体におけるセクタ１０４とセクタ群１０５の関係をより詳細に説明する。
本実施形態の光ディスクでは、連続する複数のセクタ群１０５によってトラックが構成されている。また、セクタ群１０５の各々は、トラック上で連続した３２個のセクタ１０４から構成されている。そして、各セクタ１０４は、その先頭部分に位置するヘッダ部１０２と、それに続く記録部１０３とを有している。
各セクタ群１０５の先頭に位置するセクタ１０４のヘッダ部１０２には、ピット形状に形成された同期マーク「Ｓ」が予め設けられている（プリフォーマット）。光ディスクからの反射光の強度変化に基づき、同期マーク「Ｓ」を検出すれば、セクタ群１０５の先頭を見出すことができる。
セクタ群１０５内において、最初のセクタ１０４に後続する３１個のセクタ１０４のヘッダ部には、ピット形状に形成された正マークまたは負マークが設けられている。正マークに「１」、負マークに「０」という情報を割り当てることにより、各セクタ群１０５に含まれる複数のセクタ１０４のそれぞれが１ビットの情報を有することができる。
このようにして、同期マーク、正マーク、および負マーク（識別マーク）をセクタ群１０５内にあらかじめ配置しておくことにより、各セクタ群１０５内に３１ビットの情報を記録することできる。しかも、３１ビットの情報は、３１個に分割され、それぞれ、３１個のセクタ１０４に分散して配置される。
本実施形態では、上述した３１ビットの情報を、１９ビットの主情報と１２ビットの副情報とに分け、１９ビットの主情報をセクタ群１０５の位置情報とする。このようにする場合、主情報により、２の１９乗（＝５２４２８８）個のセクタ群１０５について、それぞれの位置を特定することが可能である。したがって、光ディスク全体において、先頭のセクタ群を０とし、以降に続くセクタ群の位置情報として、１ずつ増す情報を割り当て、１９ビットの主情報でセクタ群１０５の絶対位置を表現すると、２の１９乗個のセクタ群１０５をディスク内に設けることができる。このため、例えば、１つのセクタ１０４が２０４８バイトの情報を有し、１つのセクタ群１０５が６５５３６（＝２０４８×３２）バイトの情報を有する場合、１９ビットの主情報により、最大３４ギガバイトのデータにアクセスできることになる。
一方、１２ビットの副情報には、エラー訂正符号が割り当てられる。このエラー訂正符号によれば、１９ビットの主情報および１２ビットの副情報に含まれる任意のビットがディフェクト等で欠落したり、再生時に誤って情報が検出された場合に訂正が可能となる。例えば、３１ビット全情報のエラー訂正符号とすることができる。
トラックに沿ってセクタ群１０５の位置情報が１づつ単調に増加する場合、位置情報を表現する複数ビットの上位が示す情報は、先行するセクタ群１０５の位置情報から予測可能である。このため、１２ビットの副情報のうち、例えば下位８ビットをエラー訂正符号としても構わない。
次に、図３（ａ）および（ｂ）を参照しながら、ヘッダ部１０２の物理形状の一例を説明する。
図３（ａ）は、同期マークの形状の一例を示している。この同期マークは、１６Ｔの長さを持つ一つのピットから構成されている。ここでいう「Ｔ」は、記録の基準クロック周期である。光ディスク上での長さは、基準クロック周期（Ｔ）の間に光ビームが移動する距離を基準として表現され得る。１６Ｔの長さのピットとは、回転する光ディスク上に形成される光スポットがピットの一端から他端へトラック上を移動するのに要する時間が１６×Ｔで規定されるようなサイズのピットを意味している。
図３（ｂ）は、正マークの形状の一例を示している。この正マークは、８Ｔの長さを有するピット、および、そのピットから４Ｔの間隔をおいて形成された４Ｔの長さを有するピットから構成されている。
図３（ｃ）は、負マークの形状の一例を示している。この負マークは、４Ｔの長さを有するピット、および、そのピットから４Ｔの間隔をおいて形成された８Ｔの長さを有するピットから構成されている。
位置情報の再生においては、まず、正マークおよび負マークを構成するピットよりも充分に長いピット、例えば、正マークおよび負マークを構成する最長のピット（長さ８Ｔ）と同期マークを構成するピット（長さ１６Ｔ）の中間長さのピット（長さ例えば１２Ｔ）以上のピットを検出したとき、検出されたマークは図３（ａ）に示す同期マークであると特定することができる。
また、１２Ｔ以下のピットが連続して２つ検出された場合、２つのピットを相対的に長い方と相対的に短い方とを識別し、相対的に長いピットが短いピットよりも先行して検知されたとき、検出マークを図３（ｂ）に示す正マークと特定することができる。これに対し、相対的に短いピットが長いピットよりも先行して検知されたときは、検出マークを図３（ｃ）に示す負マークと特定することができる。
また、４Ｔ毎の検出窓を４つ設け、それぞれの検出窓の中心で検知信号を２値化し、２値化された信号に基づいて、検知マークを次のようにして特定しても良い。すなわち、２値化信号が「１１１１」の場合は検知マークを同期マークと特定し、２値化信号が「１１０１」の場合は検知マークを正マークと特定し、２値化信号が「１０１１」の場合は検知マークを負マークと特定するようにしてもよい。２値化信号が上記以外の場合はエラーとすることになる。
これらの検出方法によれば、データ信号を再生する場合に必要となるクロック周期毎の絶対長さの検出が必要ない。そのため、位置情報の信号にＰＬＬを引き込む必要がなくなり、ＶＦＯ等に起因する冗長が省かれる。
このように、本実施形態のヘッダ部１０２の情報は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す数の少ないピットによって構成されるため、ヘッダ部においてはＰＬＬを引き込む必要がない。そのため、連続する複数のセクタを再生する場合、先行するセクタの記録部でＰＬＬを引き込んでいる状態からＰＬＬをホールドしたまま、後続するセクタに進入すれば、先行するセクタにおけるＰＬＬの状態が後続するセクタの記録部でも保持される。このため、改めてＰＬＬを引き込む必要がなく、記録部におけるＶＦＯを省略するか、または、最小限に短くすることができる。このように記録部におけるＶＦＯを必要としないためには、先の記録部と後の記録部との間隔（ヘッダギャップ長）をＰＬＬの応答時間に相当する長さ以下にすることが望まれる。本実施形態では、ＰＬＬの応答時間は２００Ｔ程度である。
次に、図４（ａ）および（ｄ）を参照しながら、上記の同期マーク、正マークおよび負マーク（以下、簡単に「識別マーク」と称する）の光ディスク上における配置例を説明する。
光ディスク基板１０１が、ウォブリングするランド（溝部）およびグルーブ（溝間部）の両方をトラックとして有し、ランドおよびグルーブの両方に情報を記録することができるランド＆グルーブ記録方式の光ディスクである場合を例にとる。この場合、例えば、図４（ａ）に示すように、ランド（溝部）とグルーブ（溝間部）の間において、トラック上ではあっても、各トラック中心からトラックピッチの半分だけシフトした位置に識別マークを配置することができる。このように配置すれば、ディスク内周側の識別マークとディスク外周側の識別マークの信号バランスから、光ビームがトラックの中心からどれだけずれた位置を追従しているかをセクタ毎に検出し、補正することができる。
また、上述したような補正が必要でなければ、図４（ｂ）に示すように、ランドおよびグルーブの両方のトラック中心線上に各識別マークを配置しても良い。
さらに、隣接する識別マーク同士で干渉が引き起こされないようにするため、図４（ｃ）に示すように、ランドとグルーブとで識別マークの位置を交互にずらして配置してもよい。
また、光ディスク基板１０１がランドまたはグルーブのどちらか一方のみ、例えばグルーブ（溝間部）のみに情報を記録する光ディスクの場合は、図４（ｄ）に示すように、情報が記録されるべきトラックである溝間部のみに識別マークを配置すればよい。
本実施形態によれば、セクタ群内の特定のセクタにアクセスする場合、まず、セクタ群の位置情報を検出することによってセクタ群を特定し、目的とするセクタを含むセクタ群にアクセスする。次いで、そのセクタ群内において先頭セクタからセクタをカウントしていくことにより、目的とするセクタにアクセスすることができる。
なお、本実施形態では、識別マークを各セクタの先頭部分に配置したが、識別マークはセクタの先頭部分で検出される必要はなく、例えばセクタの末尾部分に配置してもかまわない。
以上のように、本実施形態の光ディスクは、所定数（複数）のセクタによって各セクタ群を構成し、セクタ群毎の位置情報を分割し各セクタに分散させて配置する。セクタ群の位置情報を担う識別マークは、隣接するセクタの記録部の間の比較的短い領域（長さ２００Ｔ以下の領域）内のみに分散して周期的に設けられる。これにより、オーバーヘッドを低減し、さらにディフェクトのような局所的な欠落に対する影響を低減して信頼性を高めている。具体的には、図１３に示すような従来例では、トラック上においてユーザデータの記録に用いられない領域（オーバーヘッド）の割合が全体の５％も存在していたのに対し、本実施形態によれば、オーバヘッドが全体の１％程度にまで低減され得る。
なお、セクタ群の位置情報は、そのセクタ群を構成する複数のセクタに分散されている必要はない。例えば、各セクタ群の位置情報が、そのセクタ群が位置する同一トラック上の他のセクタ群を構成するセクタ（複数）に分散して配置されていてもよい。この点についての詳細は、のちに図５および図１１を参照しながら説明する。
（ゾーンの構成例１）
本発明の光ディスクにおけるゾーン毎の構成例を下記の表１に示す。
Figure 0004709331
表１に示す例では、各ゾーンを構成するセクタ数は（１トラックあたりのセクタ数）×（トラック数）である。セクタ群数は、（セクタ数）÷（セクタ群を構成するセクタ数）の商であり、セクタ群を構成しないあまりのセクタである剰余セクタでは、（セクタ数）÷（セクタ群を構成するセクタ数）の余りから求められる。ここで、セクタ群を構成しない剰余セクタは、その位置情報を有していないことから、絶対位置が特定され得ず、情報の記録には使用されない。
表１に示すように、本実施形態の光ディスクにおいては、各ゾーンに含まれるトラックの数は同一であり、各ゾーンに属するトラックの数を全てのゾーンで等しく１８８８本としている。あるゾーンにおいて１トラックあたりのセクタ数をｎとすると、そのゾーンを構成するセクタの数は１８８８×ｎとなる。これはセクタ群を構成するセクタ数「３２」の整数倍である。つまり、本実施形態では、全ゾーンにおいてゾーンを構成するセクタの数を、各セクタ群を構成するセクタの数の整数倍とし、セクタ群を構成しない剰余セクタの数を０としている。その結果、ゾーン内のセクタを余すことなく使用することが可能となる。
（セクタ群の位置情報の配置例１）
図５を参照しながら、本発明の光ディスクにおけるセクタ群の位置情報の配置例をより具体的に説明する。図５に示される例では、アドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ群１０５を構成する複数のセクタのうち、先頭のセクタに同期マーク「Ｓ」が設けられている。各セクタ群１０５の内部構成は、他のアドレスを有するセクタ群でも、アドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ群１０５と同様である。
図５の下方に示されているように、先頭セクタ以降の３１個のセクタには、それらのセクタが属するセクタ群１０５の位置情報が含まれている。この位置情報は、ｂ０からｂ３０の３１ビットの識別マークによって表現される。すなわち、３１ビットの識別マークが"１２３４５６"という位置情報を有している。
同様に、アドレス"１２３４５７"で特定されるセクタ群１０５では、そのセクタ群１０５を構成する３１個のセクタ１０４に位置情報"１２３４５７"が分散して記録されている。
図５の例では、このように各セクタ群のアドレスｇが、そのセクタ群を構成する複数のセクタに分散された識別マークによって特定される。のちに図１１を参照しながら説明する他の位置情報配置例では、各セクタ群の位置情報を、同一トラック上でそのセクタ群の１つ手前に位置するセクタ群に含まれる複数のセクタに分散して配置する。これらの二つの例の利点／欠点については、図１１の配置例を説明した後、言及することとする。
（バッファトラック）
図６（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明の光ディスクにおけるゾーンの境界部分を説明する。
図６（ａ）は、ゾーン０からゾーン１の間のトラックを部分的に示している。参照符号「７０１」はゾーン０に属する最終トラック、参照符号「７０２」および「７０３」はバッファトラック、参照符号「７０４」はゾーン１に属する先頭トラックを示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されるバッファトラック７０２の構成を示している。
ゾーン０とゾーン１では、１トラック内のセクタの数が異なるため、セクタの配置角度がゾーンの境界部分でずれている。その結果、一方のトラック内のヘッダ部が、隣接する他のトラックの記録部との間で干渉を起すという問題が生じる。これを防ぐために、図６（ａ）に示すように、ゾーン間にバッファトラック７０２および７０３を設ける場合がある。バッファトラック７０２および７０３は、ゾーン０にもゾーン１にも属さず、使用不可能な無効トラックである。
本実施形態では、無効トラックであるバッファトラック７０２および７０３を構成するセクタのヘッダ部には無効マーク「Ｉ」を設け、これらのセクタと有効な情報を有するトラック内のセクタと区別する。
ここで、記録または再生もしくは待機時に光ビームスポットがゾーン０からゾーン１に移行していく場合を考える。この場合、光ビームスポットは、まず、ゾーン０の最終トラック７０１からバッファトラック７０２を構成するセクタである無効セクタに進入する。次に、バッファトラック７０２を構成する無効セクタのヘッダ部で無効マークを検出すると、そのセクタを無効セクタと判断し、ゾーン１へ移行する処理を行い、速やかにゾーン１の先頭トラック７０４へ移行していく。
さらに、シーク時にバッファトラック７０２または７０３にトラッキングした場合、セクタ群の位置情報検出に必要な３２セクタを検出することなく、１セクタのヘッダ部の検出によって無効トラックを認識することができるし、迅速に次の処理へ移行していくことができる。
無効マーク「Ｉ」は、例えば図３（ａ）に示すような同期マークから構成することができる。この場合、１つのセクタのみで無効セクタであるとの認識はできないが、同期マークが２つのセクタで連続して検出されれば、そのセクタを無効セクタであると決定することができる。このように無効セクタに無効マークを設けることにより、アクセスパフォーマンスの向上が図れる。
（論理処理ブロック）
通常、情報を光ディスクに記録する場合、記録／再生で生じるエラーを訂正するためにエラー訂正符号を付加したり、エラーが特定個所に集中しないように符号系列の順序を入れ替えるインターリーブというような論理処理を行う。このようなエラー訂正符号の付加やインターリーブを行う場合、例えば所定数のセクタを１ブロックとして処理を行う。
図７（ａ）および（ｂ）を参照しながら、光ディスクのセクタ群と論理処理ブロックの関係を説明する。図７（ａ）は、セクタ群とエラー訂正ブロックの関係を示し、図７（ｂ）はセクタ群とインターリーブブロックの関係を示している。図７（ａ）において、参照部号「８０１」はエラー訂正ブロックを示し、図７（ｂ）において参照符号「８０２」はインターリーブブロックを示している。
本発明の光ディスクに情報の記録および／または再生を行う際、エラー訂正およびインターリーブ処理は、１６セクタを１単位として行うことができる。一方、本実施形態のセクタ群１０５は、３２セクタを１単位としている。つまり、セクタ群１０５を構成するセクタ数「３２」は、エラー訂正ブロック８０１およびインターリーブブロック８０２を構成するセクタ数「１６」の整数倍である。さらに、本実施形態の光ディスクは、セクタ群１０５の開始セクタをエラー訂正ブロック８０１およびインターリーブブロック８０２の開始セクタとしている。
実際に情報の記録または再生を行う場合、位置情報はセクタ群単位でしか得られないので、セクタ群１０５の一部でも再生する場合、セクタ群全体を再生し、セクタ群の位置情報を認識する必要がある。例えばセクタ群１０５を構成するセクタ数がエラー訂正ブロック８０１やインターリーブブロック８０２と関連性がない場合、エラー訂正やインターリーブ等の論理処理は、複数のセクタ群１０５に対して行う必要がある。
しかし、本実施形態によれば、セクタ群を構成するセクタの数をエラー訂正ブロックやインターリーブブロックを構成するセクタの数の整数倍とし、しかも、セクタ群の先頭セクタとエラー訂正ブロックおよびインターリーブブロックの先頭セクタを同一とすることにより、エラー訂正処理やインターリーブ処理のパフォーマンスを向上させることができる。
（交替処理）
図８を参照しながら、本発明の光ディスクにおける交替処理方法を説明する。
光ディスクへのユーザデータの記録は、セクタ群の位置情報を検知しながら記録を順次行っていくが、ユーザエリアに記録し、記録が正しく行われたかどうかを確認するためにベリファイ（記録確認）を行う。通常のベリファイ処理では、エラー訂正ブロック内においてエラーが一定値より小さければ、記録ＯＫと判断し、次の処理に移行する。しかし、例えばディスク上に欠陥が存在し、エラー訂正ブロック内におけるエラーが一定値以上であれば、不良ブロックと判定し、交替処理を行う。
本実施形態では、図８に示すように、各ゾーンが、ユーザエリアと、スペアエリアを有する。ユーザエリアにはユーザデータが記録され、スペアエリアには、ユーザエリア内で記録再生を行い、不良であると検知された部分に書き込まれるはずだったユーザデータが記録される。
例えば、ユーザエリアはアドレス"０"から"９９９"で特定されるセクタ群１０５を有し、スペアエリアはアドレス"１０００"から"１１２８"で特定されるスペアセクタ群９０１を有している。
アドレス"５００"で特定されるセクタ群１０５にユーザデータを記録し、ベリファイ処理を行ったとき、セクタ群内に有する２つのエラー訂正ブロックの内、例えば後部に位置する第２のエラー訂正ブロックが不良ブロックと判定されたとする。この場合、前部に位置する第１のエラーブロックおよび第２のエラー訂正ブロックの両方をアドレス"１０００"で特定されるスペアセクタ群９０１に交替し、アドレス"５００"で特定されるセクタ群１０５をアドレス"１０００"で特定されるスペアセクタ群９０１に交替したことを交替リストに登録する。なお、アドレス"５００"で特定されるセクタ群１０５の第１のエラー訂正ブロック、第２のエラー訂正ブロックの両方の交替情報をリストに登録してもよい。
一方、再生時にはセクタ群を順次再生し、アドレス"４９９"で特定されるセクタ群１０５の再生が完了し次のセクタ群に移行する場合、交替リストに登録された情報に従ってアドレス"１０００"で特定されるスペアセクタ群９０１の再生を行う。アドレス"１０００"で特定されるスペアセクタ群９０１の再生が完了すると、次にアドレス"５０１"で特定されるセクタ群１０５の再生を行う。
このように本実施形態では、セクタ群単位で交替処理を行うことにより、再生時に交替元のセクタ群の位置情報を検知することなく迅速に交替先のセクタ群再生に移行することができ、交替処理における処理速度の向上が図れる。
（記録部におけるセクタ位置情報）
図９を参照しながら、本発明による光ディスクの他の実施形態を説明する。本実施形態では、セクタの位置を示すセクタ位置情報１００１が、ヘッダ１０２内ではなく記録部１０３内に設けられる。セクタ位置情報１００１の記録は、ユーザデータなどの情報を記録部１０３内に書き込む時に、主情報の先頭部分に対して実行される。このように記録部１０３において、記録情報の先頭にセクタ位置情報１００１を記録すれば、セクタ位置情報１００１の再生にＶＦＯ等を必要としないため、冗長度を小さく抑えることができる。
セクタ位置情報１００１としては、例えば（セクタ群の位置情報）×３２＋（セクタ群内のセクタ番号）によって規定される情報を選択することができる。セクタ位置情報１００１は、例えばセクタ群の位置情報とは別の論理アドレスであってもかまわない。ここでいう論理アドレスとは、光ディスク装置の上位に位置する装置（例えばホストコンピュータ）が認識するアドレスのことである。
本実施形態では、記録されている部分にシークする場合、セクタ群１０５の全３２セクタから検出されるセクタ群１０５の位置情報を検出する前に、上述したセクタ位置情報１００１を検出する。こうすることによって、少なくとも１セクタを再生すればセクタの絶対位置を検出することができ、さらに演算処理によってセクタ群の位置情報も確認できる。
このように本実施形態の光ディスクによれば、セクタ毎の位置情報を記録情報とともに記録することにより、アクセスパフォーマンスの向上が図れる。
（ゾーン構成例２）
下記の表２を参照しながら、本発明による光ディスクにおけるゾーン構成の他の例を説明する。
Figure 0004709331
表１を参照しながら説明した光ディスクのゾーン構成では、各ゾーンを構成するセクタ数がセクタ群を構成するセクタ数の整数倍であり、ゾーン構成の自由度が低い。これに対し、表２に示されるゾーン構成では、各ゾーンを構成するセクタ数が、セクタ群を構成するセクタ数の整数倍とはなっていない。このゾーン構成例では、光ディスクの記録性能が最も発揮されるトラックピッチに基づいてトラック数を決定し、そのトラック数に基づいて各ゾーン内のセクタ数を決定している。そのため、セクタ群を構成しない剰余セクタを含むゾーンが存在する。
図１０は、このようなゾーン構成を有する光ディスクにおいて、ゾーン０の最後部を拡大して示している。ゾーン０は、アドレス"０"からアドレス"１１２７"で特定される１１２８個のセクタ群１０５、および、使用されない４つの剰余セクタ１２０１から構成されている。
セクタ群１０５内にセクタ１０４は、ヘッダ部に有効な情報を有している。これに対し、剰余セクタ１２０１は、ヘッダ部に無効マーク「Ｉ」を有しており、これにより、有効な情報を持つセクタ１０４と区別される。
ユーザデータなどの記録時、光ビームスポットは、アドレス"１１２７"で特定されるセクタ群１０５を記録し終わった後、剰余セクタ１２０１に突入する。このとき、剰余セクタ１２０１に設けられている無効マークが検出され、剰余セクタ１２０１はスキップされる。その結果、剰余セクタに対する書き込みは行なわれず、光ビームスポットはゾーン１へ移行していく。
剰余セクタ１２０１の検出精度を高めるため、剰余セクタ１２０１をスキップせずに剰余セクタ１２０１内に無効信号を記録してもよい。そうすることにより、記録部１０３内の無効信号を検出して、そのセクタが剰余セクタ１２０１であると判断することも可能である。剰余セクタ１２０１の記録部に書き込むべき無効信号としては、変調符号に存在しないパターンを用いることが好ましい。採用する変調符号が８−１６変調の符号系列である場合、例えば１４Ｔの連続パターンを無効信号として記録することができる。
無効マーク「Ｉ」は、例えば、図３（ａ）に示すような同期マークであってもよい。この場合、１セクタのみで剰余セクタを検出することはできないが、同期マークが２セクタで連続すれば、それらのセクタを剰余セクタ１２０１であると決定することができる。
このように、少なくとも１つのゾーンにおいて、そのゾーンを構成するセクタ数を、セクタ群を構成するセクタ数の整数倍とせず、適宜必要な数の剰余セクタを設けることにより、ディスク設計の自由度を高めることができる。また、剰余セクタに無効ヘッダを設けることにより、アクセスパフォーマンスの向上が図れる。剰余セクタに情報の記録を行なわないようにすることによって、さらに処理速度が向上する。剰余セクタに無効信号を記録することによって剰余セクタの検出精度を高めることもできる。
（セクタ群の位置情報の配置例２）
図１１を参照しながら、本発明の光ディスクにおけるセクタ群の位置情報の他の配置例を説明する。
図５に示される配置例を有する光ディスクは、セクタ群の位置情報がそのセクタ群内に設けられる構成を有している。しかし、その場合、セクタ群の位置情報を検知するにはセクタ群に含まれる複数のセクタを再生する必要があるため、処理速度が遅くなる。
本実施形態における光ディスクでは、セクタ群の位置情報の配置が図５の配置と異なるが、その他の構成については、上述した光ディスクと同様である。
図１１において、例えばアドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ群１０５を構成する複数のセクタのうち、先頭のセクタには同期マーク「Ｓ」が設けられている。先頭セクタ以降の３１個のセクタには、それらのセクタが属するセクタ群１０５の位置情報ではなく、それに後続するセクタ群１０５の位置情報"１２３４５７"が含まれている。
同様に、アドレス"１２３４５７"で特定されるセクタ群１０５では、そのセクタ群１０５を構成する３１個のセクタ１０４に位置情報"１２３４５８"が分散して記録されている。
このように、アドレスＧで特定されるセクタ群は、そのセクタ群を構成するセクタのヘッダ部に位置情報Ｇ＋１を有している。
このような構成例によれば、アドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ群１０５から位置情報を再生した場合、アドレス"１２３４５６"で特定されるセクタ群１０５の最終セクタのヘッダ部１０２において、アドレス"１２３４５７"で特定されるセクタ群１０５の位置情報の再生が完結する。故に、アドレス"１２３４５７"で特定されるセクタ群１０５に進入する前に、"１２３４５７"という位置情報の再生が完結する。従って、あるセクタ群に進入する前に、そのセクタ群の位置情報の検出が可能となり、迅速な処理が実現できる。
ただし、このように各セクタ群の位置情報を同一トラック上で当該セクタ群の１つ手前に位置するセクタ群内の複数のセクタに分散して配置すると、各ゾーンの先頭に位するセクタ群の位置情報を記録すべきセクタを適切な位置に見つけることができなくなる。その結果、各ゾーンの先頭に位置するセクタ群をユーザデータなどの記録に使用することができなくなる。
これに対し、図５に示す例では、ゾーン内の全てのセクタ群が自身で位置情報を有するため、各ゾーン内の全てのセクタ群を余すことなく活用することが可能となる。
（光ディスク装置）
図１２は、本発明による光ディスク記録装置の実施形態を示している。この光ディスク記録装置は、上述した本発明による光ディスクを用い、情報の記録および／または再生を実行するのに適している。
この光ディスク記録装置は、レーザビームを光ディスク１０１のトラック上に集光するための光ヘッド１４０１と、光ヘッド１４０１から出力された信号を処理し、レーザビームが照射されているトラックのセクタ位置を求めるための回路Ａと、光ディスク１０１に書き込むべき情報に基づいて記録信号を生成する回路Ｂとを備えている。
光ヘッド１４０１は、光ディスク１０１の記録部に対して情報を書き込んだり、光ディスク１０１のヘッダ部や記録部の情報を再生するために、電気−光変換を行なう素子を有している。光ヘッド１４０１は、光ディスク１０１のトラックに光ビームを追従させ、光ディスク１０１からの反射光を受け取り、反射光が必要な信号を再生し、出力する。
回路Ａは、光ヘッド１４０１から出力された再生光に基づき、光ディスク１０１に記録されているセクタの位置情報を再生する。より具体的には、光ヘッド１４０１の出力信号から、光ビームが照射されているセクタのヘッダ部を検出し、識別するヘッダ検出手段１４０２と、ヘッダ検出手段１４０２からの出力に基づいてセクタ群の位置情報を検出するセクタ群位置情報検出手段１４０３と、ヘッダ検出手段１４０２からの出力に基づいてセクタ群内のセクタを検出、カウントし、セクタ群内のセクタ番号を出力するセクタ検出手段１４０４と、セクタ群位置情報検出手段１４０３の出力とセクタ検出手段１４０４の出力に基づいて、セクタの位置情報を演算するセクタ位置情報演算手段１４０５とを備えている。
回路Ｂは、ユーザデータおよび無効信号等の信号を出力する信号出力手段１４０６と、セクタ位置情報演算手段１４０５の出力と信号出力手段１４０６の出力から記録信号を生成する記録信号生成手段１４０７と、記録信号生成手段１４０７の信号を記録レーザ信号に変換する記録信号処理手段１４０８とを備えている。
以下、この光ディスク記録装置を用いて本発明の光ディスクに情報を記録する方法を説明する。
まず、図９を参照しながら説明した光ディスクに対してデータの記録を行う場合を説明する。この場合、セクタ群位置情報検出手段１４０３から出力されたセクタ群位置情報、および、セクタ検出手段１４０４から出力されたセクタ群内のセクタ番号から、セクタ位置情報演算手段１４０５がセクタ位置情報を出力する。ここで、セクタ位置情報は、（セクタ群位置情報）×３２＋（セクタ群内のセクタ番号）により決定される。
次に、記録信号生成手段１４０７は、セクタ位置情報に信号出力手段１４０６から送られてくるセクタ毎のデータを付加した後、変調（例えば８−１６変調）およびＳＹＮＣ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ）の付加等の処理を行い、記録信号を生成して出力する。記録信号生成手段１４０７の出力信号に基づき、記録信号処理手段１４０８を介して、情報が光ディスク１０１上に記録されることになる。
次に、図１０に示される剰余セクタ１２０１を有する前述の光ディスクにデータを記録する場合を説明する。用いる光ディスクが剰余セクタ１２０１に信号を記録しないタイプの場合は、セクタ群位置情報検出手段１４０３が無効マークを検出すると、記録信号処理手段１４０８は記録レーザ信号を出力しないように動作する。これに対し、剰余セクタ１２０１に無効信号を記録する光ディスクの場合は、セクタ群位置情報検出手段１４０３が無効マークを検出すると、信号出力手段１４０６はセクタデータとして無効信号を出力し、光ディスクには無効信号が記録されることになる。
このように、本実施形態にかかる光ディスク記録装置によれば、前述した本発明による各種の光ディスクへ適切に情報を記録することができる。
本発明は、映像記録等に適した光ディスク、および光ディスク装置などに適用される。
１０１ 光ディスク基板
１０２ ヘッダ部
１０３ 記録部
１０４ セクタ
１０５ セクタ群

Claims (4)

  1. トラック上で周方向に連続する複数のセクタを含むセクタ群を複数個備え、
    前記複数のセクタ群のうちの少なくとも一部のセクタ群の光ディスク上における位置を示す位置情報が複数の情報部分に分割され、同一トラック上の関連する複数のセクタ内に分散配置されており、
    前記位置情報は、複数の識別マークによって表現されており、
    前記複数の識別マークの各々は３つの異なる状態のいずれかをとり、前記３つの異なる状態により、同期情報、１または０の１ビット情報のいずれかが示され、
    前記セクタ群を構成するセクタの数は、論理処理を行うセクタブロックを構成するセクタの数の整数倍である、
    光ディスク媒体。
  2. 請求項１に記載の光ディスク媒体に情報を記録する記録方法であって、前記位置情報に基づいて、前記情報を記録する、記録方法。
  3. 請求項１に記載の光ディスク媒体から前記位置情報を再生する再生方法であって、前記複数の識別マークを読み取ることにより前記位置情報を再生する、再生方法。
  4. 請求項１に記載の媒体を記録するための方法、又は再生するための方法、又は前記各方法を実行するためのプログラム。
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