JP4744126B2 - 光ディスク装置及び光ディスク媒体の交替領域設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク媒体の記録領域に欠陥セクタがある場合に該媒体の他の領域に該欠陥セクタの代替記録を行うための交替領域を設定することが可能な光ディスク装置、および光ディスク媒体の交替領域設定方法に関する。

ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書き換え型もしくは追記型の光ディスク媒体では、同一ディスクを繰返し使うと、媒体の一部に欠陥が発生することがある。これは、媒体の破損や傷、指紋や汚れの付着、記録膜の劣化等による欠陥（ディフェクト）であり、その欠陥部分に記録を行っても、データを正常に読み出すことができなくなる。ディスク全面に渡りこのような欠陥発生を皆無にすることは難しい。そこで、欠陥の発生したセクタ部分にはデータの記録を行わずに、同一光ディスク上に設けた交替領域（予備領域）に欠陥セクタの代替記録を行う、欠陥管理方法が採用されている。

上記交替領域は、光ディスクの初期化フォーマット（イニシャライズ）の際に、通常、一定のサイズ（容量）の領域が割り当てられる。交替領域はユーザデータの記録領域の一部を使用するため、無限に領域が確保できるわけではない。一方交替領域を拡張すれば、ユーザが記録できる領域は減少することになる。

交替領域（予備領域）のサイズを可変に設定することに関し、特許文献１には、アプリケーションにより予備領域の大きさの変更を可能とし、ユーザのアクセス頻度や記録されるデータの重要度に応じた予備領域の割付を行うことが開示されている。

特開平１１−１８５３９０号公報

与えられたユーザデータの記録領域を有効に使用するには、交替領域のサイズは、適切に設定されねばならない。

上記特許文献１に開示される方法によれば、記録されるデータの重要度に応じて交替領域の大きさを設定することができる。しかしながら、同文献では、各光ディスク媒体の個々の記録特性を考慮したものではない。すなわち、記録特性に優れ欠陥発生頻度が低い優良媒体と、記録特性が劣り欠陥発生頻度が高い非優良媒体とに対し、一律に同サイズの交替領域を与えるものである。その結果、優良媒体では与えられた交替領域の大半が不要になり、逆に非優良媒体では交替領域が不足し、それ以降の代替記録が不可能になりかねない。

また交替領域は一度領域を確保すると、再フォーマットしデータを消去しない限り領域を変更できない。

そこで本発明は、光ディスク媒体の品質に応じて最適なサイズの交替領域を設定し、ユーザの利便性を向上させることを目的とする。

本発明による光ディスク装置は、光ディスク媒体から該媒体に固有の媒体情報として該媒体の製造メーカと製造型番に関する情報を取得する媒体情報取得部と、媒体情報と交替領域のサイズとの関係を記憶するテーブルを有し取得した媒体情報に基づき該媒体に適した交替領域のサイズを決定する領域サイズ決定部と、決定した交替領域のサイズをホスト装置へ通知する通知部と、該ホスト装置からの指令により該媒体に交替領域を設定する領域設定部とを備える構成とする。

さらに本発明の光ディスク装置は、テーブルに記憶する媒体情報、媒体特性及び交替領域のサイズ値を更新するためのテーブル更新部を備える。

本発明による光ディスク媒体の交替領域設定方法は、光ディスク媒体から該媒体に固有の媒体情報として該媒体の製造メーカと製造型番に関する情報を含む情報を取得し、取得した媒体情報に基づき、該媒体に適した交替領域のサイズを決定し、決定したサイズの交替領域を該媒体に設定するものである。

本発明によれば、光ディスク媒体の品質に適した記録領域の設定により、ユーザの利便性を向上させる効果がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図である。

光ディスク媒体１０１は、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書き換え型もしくは追記型の媒体で、そのディスク媒体に関する固有の情報（媒体メーカ名、媒体型番等、以下媒体情報と呼ぶ）が予め記録されている。ピックアップ１０２は、装着された光ディスク１０１にデータを書き込み、また光ディスク１０１からデータを読み出す。読み出すデータには、上記媒体情報も含まれる。

記録再生処理部１０３は、ピックアップ１０２の書き込み／読み出しデータを処理し、外部に接続したホスト装置１０４との間でデータの授受を行う。マイコン１０５は、記録再生処理部１０３を制御する。記録再生処理部１０３には、ピックアップ１０２の読み出したデータから上記した媒体情報を取得する媒体情報取得部１０６を有する。

交替領域設定テーブルＡ１０７は、ディスク媒体に与える交替領域のサイズ（容量）を示したもので、媒体情報（媒体メーカ名、媒体型番などのメディアＩＤ）に応じて交替領域のサイズを決定するためのものである。ここで交替領域とは、記録時に欠陥の発生した媒体上のセクタ部分にはデータの記録を行わずに、同一媒体上に設けた交替領域に欠陥セクタの代替記録を行うためのものである。

交替領域通知部１１１は、交替領域設定テーブルＡ１０７にて決定した交替領域のサイズ値をホスト装置１０４に通知する。ホスト装置１０４は受け取った交替領域のサイズ値に基づき、交替領域設定部１１２に対して当該光ディスク媒体の記録領域の割り当て指令を発し、上記サイズの交替領域を設定させる。

一方記録再生処理部１０３には、最適パワー調整部（ＯＰＣ）１０８と媒体特性測定部１０９を有し、光ディスク媒体１０２への最適な記録レーザパワーを設定し、設定されたパワーで記録したデータを再生し当該ディスク媒体の品質を評価する。ここで評価する品質とは、エラー発生に対する耐力の指標となる、媒体の記録感度や媒体面の面振れ量などの媒体特性である。交替領域設定テーブルＢ１１０は、ディスク媒体に与える交替領域のサイズを示したもので、媒体特性（媒体の記録感度や媒体面の面振れ量など）に応じて交替領域のサイズを決定するためのものである。

交替領域通知部１１１は、交替領域設定テーブルＢ１１０にて決定した交替領域のサイズ値をホスト装置１０４に通知する。ホスト装置１０４は受け取った交替領域のサイズ値に基づき、交替領域設定部１１２に対して当該光ディスク媒体の記録領域の割り当て指令を発し、上記サイズの交替領域を設定させる。

本実施例では、交替領域のサイズを決定するため２系統の方式を併用し、２つの交替領域設定テーブルＡ１０７、Ｂ１１０を備え、状況に応じて適宜これらを使い分けるようにしたが、いずれか一方の方式だけでも良い。

図１では省略したが、上記動作を行うため記録再生処理部１０３には、ピックアップ１０２の制御を行うサーボ制御部、データの変調／復調部、誤り訂正部、データの一時記憶部、その一時記憶部を制御する一時記憶制御部、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に代表されるプロトコルに従ってホスト装置１０４とのやり取りを行うホストＩ／Ｆ部などを備えている。

図２は、光ディスク媒体のディスクレイアウトについて、ＤＶＤ−ＲＡＭの場合を例に示す図である。ＤＶＤ−ＲＡＭメディア２０１は、内周から外周へ向かって、各種情報が入ったリードイン領域２０２、データを記録する為のデータ領域２０３、リードアウト領域２０４から構成される。リードイン領域２０２にはコントロールデータゾーン２０５があり、更にこのコントロールゾーン中には、媒体メーカ名や媒体型番等を示すディスク固有情報（Ｄｉｓｃ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２０６を有する。データ領域２０３内には、欠陥発生時に代替記録を行うための交替領域（Ｓｐａｒｅ Ａｒｅａ）２０７，２０８を有する。

次に図３は、光ディスク媒体の欠陥処理方法について、ＤＶＤ−ＲＡＭの場合を例に示す図である。

図３（ａ）は出荷前の欠陥なしディスクの場合の領域構成図である。図２で示したように、リードイン領域３０２、データ領域３０３、リードアウト領域３０４から構成される。データ領域３０３のディスク内周側には、第１交替領域（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｐａｒｅ Ａｒｅａ）３０５が確保されている。この領域３０５は、ディスク製造直後に見つかった初期欠陥用の交替領域として用いられるが、さらにデータ記録中に見つかった欠陥の交替領域としても使用される。ディスク内外周に配置される領域３０６，３０８は、ファイルシステムの管理情報を格納する。従って、ユーザが実際に使用できる領域３０７は、データ領域３０３から領域３０５、３０６、３０８を差し引いた領域である。

図３（ｂ）（ｃ）は、データ記録中に欠陥が見つかった場合の欠陥処理方法を示す図である。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、第１交替領域３０５とは別にディスク外周に第２交替領域（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｐａｒｅ Ａｒｅａ）３０９を確保することができる。この第２交替領域３０９は、ＤＶＤ−ＲＡＭのディスク初期化時に事前にホスト装置側からの指示（正確にはアプリケーションの指示）により確保される。この第２交替領域のサイズについては、ドライブ（光ディスク装置）側からホスト側へ指定可能である。

データ記録中に欠陥セクタ３１０が見つかった場合、図３（ｂ）のように、最初は第１交替領域３０５へ矢印で示すように代替記録が行われる。この第１交替領域３０５が代替記録データで一杯になった場合は、図３（ｃ）のように、第２交替領域３０９へ矢印で示すように代替記録が行われる。欠陥処理した場合の欠陥領域及び交替領域の位置情報は、リードイン領域３０２やリードアウト領域３０４の欠陥管理領域（Ｄｅｆｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｒｅａ）に記録される。

図４は、図１における交替領域設定テーブルＡ１０７，Ｂ１１０の一例を示す図であり、（ａ）はテーブルＡ１０７、（ｂ）はテーブルＢ１１０に対応する。

ディスク欠陥の原因は、ディスクを繰返し使ううちの、媒体の部分破損による傷や、指紋、汚れ、記録膜の劣化等による欠陥だけではなく、元々のディスク品質の不良に起因する場合もある。従って、このような不良ディスクは、通常品質のディスクよりも多くの交替記録が行われることが予想される。逆に、ディスク品質が通常より優れる場合には、交替記録は少なくなる。一方、交替領域のサイズとユーザデータ領域のサイズは、相補の関係にある。本実施例では、交替領域を一律に設定するのではなく、ディスク媒体の品質に応じて、交替領域を最適なサイズに設定し、ユーザデータ領域を有効に確保するものである。

そこで、各ディスク媒体にはディスク固有のユニークなＩＤがつけられていることに着目する。このディスク固有のＩＤはメディアＩＤと呼ばれ、ディスクを製造した媒体メーカや媒体型番等が記録されている。本実施例では、メディアＩＤにより、当該ディスクの品質の良否を判断するものである。そのため、事前に各メーカや各型番毎にディスクの品質調査を行い、それぞれ必要とされる交替領域のサイズを予想しておく。そして、図４（ａ）のような、各メディアＩＤに対する最適な交替領域のサイズを示すテーブル１０７を作成し、記憶しておく。

ディスクが装着された時、このテーブル１０７を参照し最適な交替領域サイズを決定し、交替領域サイズ通知部１１１へ伝える。交替領域サイズ通知部１１１は、交替領域のサイズをホスト１０４へ通知し、ホストは受け取ったサイズに従って、交替領域設定部１１２に対して、当該ディスク上に交替領域を設定するよう指令する。

次に、装着されたディスク媒体のメディアＩＤが、テーブルＡ１０７に登録されていないメディアＩＤである場合の処理について説明する。この場合は、当該ディスクの媒体特性を測定し、その結果から品質の良否を判断する。

媒体特性の測定を開始する前に、まずＯＰＣ部１０８にて、ディスクに照射するレーザー光の照射強度を最適な値に設定するために、最適パワー調整（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を行う。次に媒体特性測定部１０９は、ＯＰＣ部１０８で得られた最適パワーで、ディスク内の特定領域（例えば試し書き領域）にテスト信号の試し書きを行い、その信号を再生する。再生信号からディスクの品質を反映する記録感度や媒体面の面振れ量を測定する。具体的パラメータとして、β値（記録ピットの深さを数値化した指標）、変調度（最長記録マーク及びスペースによって発生した振幅ｐｐ値）、ＰＩエラー数、ジッタ値等を取得する。これらのパラメータは、ディスクのエラー耐性に係わる媒体特性であり、これ以外のパラメータでも採用可能である。

一方、取得した媒体特性に対し、必要とされる交替領域のサイズを割り当てる。図４（ｂ）はそのためのテーブル１１０の一例で、パラメータとして変調度と交替領域のサイズとの関係を示す。ＤＶＤプレーヤーで読めるためには、変調度が規格値の６０％以上を満足する必要があるため、変調度の値をランクに分け、変調度が低い程、交替領域のサイズを大きく与えるようにしている。

ディスクが装着され、そのメディアＩＤが未知の時、このテーブルＢ１１０を参照し最適な交替領域サイズを決定し、交替領域サイズ通知部１１１へ伝える。交替領域サイズ通知部１１１は、交替領域のサイズをホスト１０４へ通知し、ホストは受け取ったサイズに従って、交替領域設定部１１２に対して、当該ディスク上に交替領域を設定するよう指令する。

上記実施例では、メディアＩＤが未知のディスクの場合に、媒体特性の測定結果に応じて交替領域のサイズを決定するものとしたが、メディアＩＤを使用せずに、全てのディスクに対して媒体特性の測定結果に応じて交替領域のサイズを決定するようにしても良い。

図５は、本実施例により設定した交替領域のサイズを示す図である。（ａ）は第１交替領域５０５のみで、第２交替領域を設けない場合である。（ｂ）は標準的な品質のディスクの場合で、さらに第２交替領域５０９を設けた構成である。（ｃ）は品質の劣るディスクの場合で、第２交替領域５０９のサイズを大きく設定する。（ｄ）は品質の優れたディスクの場合で、第２交替領域５０９を小さく設定する。

上記説明では、２つの交替領域５０５，５０９のうち、第２交替領域５０９のサイズのみを可変に設定することとしたが、第１交替領域５０５のサイズをも含めて可変に設定するようにしても良い。

本実施例によれば、ディスクの品質の良否に応じて交替領域５０５，５０９の最適なサイズを決定し、ディスク上に割り当てることができる。よって、ユーザの使用できる記録領域５０７を有効に設定することができ、利便性を向上させる。

図６は、上記した本実施例における交替領域設定をフローチャートにより説明する図である。

ステップＳ６０１で光ディスク媒体を装着し、ステップＳ６０２でディスクから媒体情報を読み出しメディアＩＤを取得する。ステップＳ６０３で、メディアＩＤに関する交替領域設定テーブルＡ１０７を参照する。ステップＳ６０４で、取得したメディアＩＤがこのテーブルＡ１０７に登録されているかどうかを判断する。登録済みであれば、ステップＳ６０５でテーブルＡ１０７からそのメディアＩＤに対する交替領域のサイズを読み出し、サイズを決定する。

取得したメディアＩＤが登録済みでなければ、ステップＳ６０６でＯＰＣ処理（最適記録パワーの設定）を行い、続いてステップＳ６０７にて、媒体特性の測定を行う。測定では例えば品質パラメータとして、その媒体の変調度を求める。ステップＳ６０８では、媒体特性に関する交替領域設定テーブルＢ１１０を参照し、変調度の値に対する交替領域のサイズを読み出し、サイズを決定する。

ステップＳ６０９ではホスト装置へ交替領域のサイズを通知し、ステップＳ６１０ではホスト装置から領域設定の指令を返す。ステップＳ６１１では、ホスト装置からの指令に従いディスク上に交替領域を設定する。

図７は、本発明による光ディスク装置の他の実施例を示すブロック図である。

本実施例では、図１の実施例において、さらにテーブル更新部Ａ１１３、テーブル更新部Ｂ１１４を設けたものである。これらのテーブル更新部１１３，１１４は、テーブルＡ１０７やテーブルＢ１１０に登録されているサイズ値を更新（変更）するためのものである。例えば、初期値として与えたサイズが現実の欠陥発生状況に適応しない場合には、テーブルのサイズ値を修正することで、次回のテーブル参照の際に反映させることができる。

また、テーブルＡ１０７に登録されていない新たなメディアＩＤに関しては、図６のステップＳ６０６からステップＳ６０８の工程で求めた交替領域のサイズを、テーブルＡ１０７に追加登録するようにすれば、次回からの交替領域設定をテーブルＡ１０７を利用して迅速に行うことができる。

なおテーブルＡ１０７，Ｂ１１０の更新に関しては、上記テーブル更新部１１３，１１４を用いなくても、ファームウェアをアップデートしこれをインストールすることで、新たなテーブルＡ，Ｂを作成することができる。

本実施例によれば、実際の欠陥発生状況を学習し、これを反映した交替領域サイズのテーブルを作成できるので、与えられた記録領域をより効率的に使用することができる。

図８は、本発明による光ディスク装置の他の実施例を示すブロック図である。

本実施例では、図１の実施例において、さらに交替領域の残量検出部１１５と領域サイズ変更部１１６とを設けたものである。この残量検出部１１５は、交替領域設定部１１２が初期設定した当該ディスク媒体の交替領域に、現在どれだけ残量があるかを検出し、領域サイズ変更部１１６は、検出した残量に基づき交替領域のサイズを変更する。つまり、記録中に交替領域のサイズを、適宜拡大または縮小の変更を行うものである。従来、交替領域のサイズは初期フォーマットのままで途中で変更しないものとされているが、途中でのサイズ変更を可能とした場合に有効となる。

通常、メディアＩＤが同じ場合は、ディスク品質に差はないはずであるが、ロットの違いによるディスク品質の差により、ディスクの傷や埃等で予想以上にディスク品質が劣化する場合が考えられる。つまり、実際にデータ記録を行ってみると、予想以上に交替領域を消費することになり、交替領域が不足することになる。

ＤＶＤ−ＲＡＭでは、管理領域には交替領域をどれだけ使用したかが記録されているため、割り当てられた交替領域の残量を容易に検出できる。残量検出部１１５は、この交替領域の残容量を監視し、残容量が予め決められた量（しきい値）を下回ったら、ホスト装置１０４に交替領域のサイズを拡張するよう通知する。そして、ホスト装置１０４から交替領域の拡張指令を行ってもらえば、交替領域が不足することはなくなる。

このように、予想以上にディスク品質が悪い媒体でも、最初に割り当てた交替領域を後で拡張することで、交替領域不足の問題を解消し、最適な交替領域を設定することが可能となる。逆に、ディスク品質が予想以上に良い場合には、最初に割り当てた交替領域を途中で削減することもできる。

本実施例によれば、データ記録しながら、実際の欠陥発生状況に応じて交替領域のサイズを適宜変更できるので、与えられた記録領域をさらに効率的に使用することができる。

本発明は、上記実施例で述べたＤＶＤ−ＲＡＭの場合に限らず、Ｂｌｕ−ｒａｙ、ＨＤ ＤＶＤ等を含む追記、書き換え可能な光ディスク媒体全般に適用できる。さらには、光ディスク媒体に限らず、交替領域を有するその他の記録媒体に対しても広く適用できる。

本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図。 光ディスク媒体（ＤＶＤ−ＲＡＭ）のディスクレイアウトの一例を示す図。 光ディスク媒体（ＤＶＤ−ＲＡＭ）の欠陥処理方法の一例を示す図。 本実施例における交替領域設定テーブルＡ，Ｂの一例を示す図。 本実施例により設定した交替領域のサイズを示す図。 本発明における交替領域設定方法の一例を示すフローチャート図。 本発明による光ディスク装置の他の実施例を示すブロック図。 本発明による光ディスク装置の他の実施例を示すブロック図。

符号の説明

１０１…光ディスク媒体、１０２…ピックアップ、１０３…記録再生処理部、１０４…ホスト装置、１０５…マイコン、１０６…媒体情報取得部、１０７…交替領域設定テーブルＡ、１０８…最適パワー調整（ＯＰＣ）部、１０９…媒体特性測定部、１１０…交替領域設定テーブルＢ、１１１…交替領域通知部、１１２…交替領域設定部、１１３，１１４…テーブル更新部Ａ，Ｂ、１１５…交替領域残量検出部、１１６…領域サイズ変更部、２０１…ＤＶＤ−ＲＡＭ媒体、２０２，３０２…リードイン領域、２０３，３０３…データ領域、２０４，３０４…リードアウト領域、２０５…コントロールデータゾーン、２０６…ディスク固有情報、２０７，２０８…交替領域、３０５，５０５…第１交替領域、３０７…ユーザが使用できる領域、３０９，５０９…第２交替領域、３１０…欠陥セクタ。

Claims (3)

1. 外部のホスト装置と接続し、光ディスク媒体の記録領域に欠陥セクタがある場合に該媒体の他の領域に該欠陥セクタの代替記録を行うための交替領域を設定することが可能な光ディスク装置において、
   光ディスク媒体から該媒体に固有の媒体情報として、該媒体の製造メーカと製造型番に関する情報を取得する媒体情報取得部と、
   上記媒体情報と交替領域のサイズとの関係を記憶するテーブルを有し、取得した媒体情報に基づき該媒体に適した交替領域のサイズを決定する領域サイズ決定部と、
   決定した交替領域のサイズを該ホスト装置へ通知する通知部と、
   該ホスト装置からの指令により該媒体に交替領域を設定する領域設定部と、
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ディスク媒体の記録領域に欠陥セクタがある場合に該媒体の他の領域に該欠陥セクタの代替記録を行うための交替領域を設定する光ディスク媒体の交替領域設定方法において、
   光ディスク媒体から該媒体に固有の媒体情報として、該媒体の製造メーカと製造型番に関する情報を含む情報を取得し、
   取得した媒体情報に基づき、該媒体に適した交替領域のサイズを決定し、
   決定したサイズの交替領域を該媒体に設定することを特徴とする光ディスク媒体の交替領域設定方法。
3. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   前記テーブルに記憶する媒体情報、媒体特性及び交替領域のサイズ値を更新するためのテーブル更新部を備えることを特徴とする光ディスク装置。

Images