JP4816749B2 - 記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録媒体に記録をする記録装置に関するものである。
CDフォーマットのディスクとして、例えばCD−DA(COMPACT DISC−DIGITAL AUDIO)、CD−ROM、CD−R(CD-RECORDABLE)、CD−RW(CD-REWRITABLE)、CD−TEXT等、いわゆるCDファミリーに属する多様なディスクが開発され、かつ普及している。
CD−DA、CD−ROMは再生専用のメディアである。一方、CD−Rは、記録層に有機色素を用いたライトワンス型のメディアであり、CD−RWは、相変化技術を用いたデータ書き換え可能なメディアである。
この様なCDフォーマットのディスクでは公知のように、音楽、映像、コンピュータデータなどのデータが記録されるとともに、サブコードとしてトラックナンバ、インデックス、アドレスなどが記録されている。
トラックナンバとは、例えば楽曲等の単位(トラック)で付されたナンバである。
インデックスとは、トラック内をさらに細かく分けた単位のことをいう。例えば音楽でいうところの楽章などを区切る単位である。
アドレスとしては、ディスク全体に連続する値としての絶対アドレスや、トラック(プログラムともいう;例えば音楽データの場合の1曲の単位)単位で付された相対アドレスが記録される。これによりディスク上の各位置において、サブコードを抽出することで絶対アドレス(絶対番地)や相対アドレス(相対アドレス)が認識できる。
なお、アドレスは、例えば分/秒/フレームという時間値で表現される。従って、CDフォーマットにおいては、例えば「絶対時間」という表現は「絶対アドレス」に相当するなど、「時間」が「位置(アドレス)」と同義となることが多い。
例えばCDフォーマットの場合、サブコード上のアドレスは、各8ビットの分、秒、フレームで表現されている。
また、その8ビットはBCD(Binary Coded Decimal;2進化10進)コードとされているため、8ビットにより「0」〜「99」が表現可能とされている。
従って、「分」として0分〜99分が表現できる。
但し「秒」は当然ながら「0」〜「59」までとされ、さらに「フレーム」は、CDフォーマットにおいてフレーム0〜フレーム74の75フレームが規定されているため、「0」〜「74」が表現される。
また、ディスク最内周側にはサブコード情報によりいわゆるTOC情報が構成され、各トラックの先頭やエリアを示すアドレスが記述されるが、示されるアドレスの内容(何のアドレスであるか)は、その情報内容を提示するポイント情報により識別される。
例えば、ポイント情報が特定の値をとることにより、そのサブコードフレームに記述されている情報は、絶対アドレスや相対アドレスではなく、各トラックの開始アドレスを示したり、最初/最後のトラックナンバを示すことになるなどが規定されている。
さらに、CD−R、CD−RWなどの記録可能なディスクの場合は、グルーブ(溝)により記録トラックが形成されているが、このグルーブが蛇行(ウォブリング)されている。そしてそのウォブリング波形は、絶対アドレス情報に基づいて変調された波形に応じたものとなっており、従ってグルーブのウォブリングから絶対アドレス等が表現される。
記録前のディスクには、サブコードが記録されていないため、記録動作時には、ウォブリンググルーブからアドレス情報を読みとることとされている。
ところで、このようなCDフォーマット(CD規格)のディスクとして、上記のように多様な種別のディスクが存在すると共に、さらにより高密度化によって大容量化を実現したディスクも開発されている。さらに、ハイブリッドディスクと呼ばれるような、物理特性の異なる複数のエリアを備えたディスクも開発されている。
その他、ディスクの材質、形状なども多様化が進んでいる。
このような状況においては、記録装置、再生装置からみれば、十分な記録性能、再生性能の実現のためには、装填されたディスクの物理特性に応じて各種の設定を最適化することが必要となる。例えば各種サーボゲイン、レーザパワー、アクセス範囲などが最適化されなければならない。
しかしながら、記録装置、再生装置が装填されたディスク個々について、その物理特性を十分に判別することは困難である。また装填時になんらかのキャリブレーション動作を行うことも考えられるが、それによっても正確な判別は難しく、またその分、動作負担が増えるため、ソフトウエア、ハードウエアの増大や、記録又は再生開始までの時間的な損失が発生する。
これらのことから、ディスクの物理特性を簡易かつ正確に判別できるようにすることが求められている。
さらに、その際には、既存のCDフォーマットのディスクとの互換性や、記録装置、再生装置でのハードウエア、ソフトウエア構成の複雑化を招かないようにする工夫が必要とされる。
本発明は、記録媒体自体の形状を示す形状情報、及び/又は記録媒体自体の慣性モーメントに関する情報が記録された記録媒体に対応する記録装置として、記録媒体上のウォブリンググルーブに記録された前記形状情報及び/又は慣性モーメントに関する情報を読み込んで記録媒体の形状及び/又は慣性モーメントに関する物理的特性を判別する判別手段と、前記判別手段の判別に応じて、記録動作に関する設定を行って記録動作を実行させる記録制御手段と、前記判別手段によって判別された形状及び/又は慣性モーメントに関する物理特性の情報を前記記録媒体に記録する記録ヘッド手段とを備える。
また、前記記録制御手段は、前記判別手段によって判別された形状及び/又は慣性モーメントに関する物理特性の情報を、管理情報として記録するよう前記記録ヘッド手段を制御する。
また、前記判別手段は、記録媒体上のウォブリンググルーブに記録されたウォブル情報から前記形状情報及び/又は慣性モーメントに関する情報を読み込む。
また、前記記録制御手段は、前記判別手段の判別に応じて、記録媒体に対する情報記録を行う記録ヘッド手段のアクセス範囲の制限の設定を行う。
また、前記記録制御手段は、前記判別手段の判別に応じて、記録媒体を回転駆動するスピンドル手段のサーボパラメータの設定を行う。
以上の説明からわかるように本発明では、記録媒体内に、その記録媒体の物理的特性情報、具体的にはディスク形状(形及びサイズ)や慣性モーメントを記録するようにしたため、記録装置、再生装置はディスクの物理特性を簡易かつ正確に判別することができるという効果がある。
そしてそれによって記録動作、再生動作に関する各種設定、例えばスピンドル手段のサーボパラメータ、ピックアップのアクセス範囲などの設定を適切に行うことができるため、各種ディスクに応じて、記録性能、再生性能を向上できるという効果がある。
また、何らかのキャリブレーション動作などで物理的特性を判別するものではないので、理論上100%の正確性で物理特性を判別でき、さらに記録動作や再生動作の開始までの時間を短縮できる。
またウォブリンググルーブのデータとして上記物理的特性情報が記録されるようにすることで、既存のCDフォーマットとの互換性を良好に維持でき、さらに記録前の記録媒体(例えば記録前のCD−R、CD−RW)においても、ディスク形状や慣性モーメントが判別され、これによって記録装置の記録動作の際に適切な設定が可能となる。
特に記録時のスピンドルモータの回転制御には高精度を要求されるため、記録媒体に応じて適切なサーボパラメータ設定が可能となることは、記録性能を大きく向上させることにつながる。
また、例えばDVD方式のディスクの場合であっても、ランド上のプリピット、所定エリアのエンボスピット、或いは位相変調されたウォブリンググルーブのデータとして上記物理的特性情報が記録されるようにすることで、既存のDVDフォーマットとの互換性を良好に維持でき好適である。
さらに、記録媒体の物理的特性として形状や慣性モーメントが判別できることは、記録装置や再生装置が対応できない記録媒体も判別できることになり、対応できない場合はユーザー或いはホスト機器に対する警告処理や、記録媒体の排出処理をおこなうことで、適切な処置がとれるものとなる。
また記録装置は、記録媒体に対する主データ記録動作に伴って、記録媒体から読み込んだ前記形状情報及び/又は慣性モーメントに関する情報を含めて主データの管理情報(例えばTOCを形成するサブコード)を生成し、記録媒体に記録するようにしているため、データとして記録される管理情報にも、形状情報や慣性モーメントに関する情報が反映される。これはグルーブ情報のデコード機能のない再生専用装置においても形状情報や慣性モーメントに関する情報が読みとれる状態となることを意味し、そのような再生専用装置でも形状や慣性モーメントに応じた設定が可能となる。
本発明の実施の形態のディスクの種別の説明図である。 実施の形態の高密度ディスク及び標準ディスクの説明図である。 実施の形態のディスク種別の説明図である。 実施の形態のハイブリッドディスク種別の説明図である。 実施の形態のハイブリッドディスク種別の説明図である。 CD−R、CD−RWのディスクレイアウトの説明図である。 ウォブリンググルーブの説明図である。 ATIPエンコーディングの説明図である。 ATIP波形の説明図である。 ATIP波形の説明図である。 実施の形態のATIPフレームの説明図である。 実施の形態のATIPフレームの内容の説明図である。 実施の形態のATIPフレームの内容の説明図である。 実施の形態のグルーブ上のマテリアルデータの説明図である。 実施の形態のグルーブ上のディスク密度の情報の説明図である。 実施の形態のグルーブ上の物理構造の情報の説明図である。 実施の形態のグルーブ上のディスク形状の情報の説明図である。 実施の形態のディスク形状の情報で示される円形ディスクの説明図である。 実施の形態のディスク形状の情報で示される三角形ディスクの説明図である。 実施の形態のディスク形状の情報で示される四角形ディスクの説明図である。 実施の形態のディスク形状のディメンジョンの説明図である。 実施の形態のグルーブ上のイナーシャの情報の説明図である。 実施の形態のグルーブ上のイナーシャの情報の変形例の説明図である。 記録領域フォーマットの説明図である。 トラックフォーマットの説明図である。 固定パケットでのディスクフォーマットの説明図である。 実施の形態のディスクのフレーム構造の説明図である。 実施の形態のディスクのサブコーディングフレームの説明図である。 実施の形態のディスクのサブQデータの説明図である。 実施の形態のディスクのサブQデータの他の例の説明図である。 実施の形態のディスクのTOC構造の説明図である。 実施の形態のサブQデータ内容の説明図である。 実施の形態のサブQデータのディスク直径情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータのディスク形状情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータのイナーシャの情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータのトラックピッチの情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータの線速度の情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータのメディアタイプの情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータのマテリアルタイプの情報の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータ内容の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータのディスク直径/形状情報の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータのトラックピッチの情報の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータの線速度の情報の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータのメディアバージョンの情報の説明図である。 実施の形態の他のサブQデータのメディアタイプの情報の説明図である。 実施の形態のサブQデータ内容の説明図である。 実施の形態のサブQデータ内容に基づくアクセスの説明図である。 実施の形態のディスクドライブ装置のブロック図である。 実施の形態のディスクドライブ装置のディスク挿入時の処理のフローチャートである。 実施の形態のディスクドライブ装置のディスク挿入時の処理のフローチャートである。 実施の形態のディスクドライブ装置の設定処理のフローチャートである。 実施の形態のディスクドライブ装置の記録処理のフローチャートである。 実施の形態の慣性モーメントに関する設定の説明図である。 実施の形態のレーザドライブパルスの説明図である。 DVD−RW、DVD−Rのディスクレイアウトの説明図である。 ランドプリピットの説明図である。 ランドプリピットによるデータ構造の説明図である。 ランドプリピットによるデータのフィールドIDの説明図である。 ランドプリピットによるプリピットブロック構造の説明図である。 実施の形態のランドプリピットに記録される物理特性情報の説明図である。 DVD−RAMのディスクレイアウトの説明図である。 DVD−RAMのリードイン領域の構造の説明図である。 DVD−RAMのコントロールデータゾーンのブロック構造の説明図である。 実施の形態の物理フォーマットインフォメーションの内容の説明図である。 実施の形態の物理フォーマットインフォメーションの内容の説明図である。 DVD+RWのADIPユニットの位相変調の説明図である。 DVD+RWのADIPユニットの説明図である。 DVD+RWのADIPワードの構造の説明図である。 実施の形態のADIPワードに記録される物理フォーマット情報の説明図である。
以下、本発明の記録媒体の実施の形態としてのディスク、及び本発明の記録装置、再生装置の実施の形態としてのディスクドライブ装置を次の順序で説明する。
1.CD方式の信号処理概要
2.CDフォーマットのディスク種別
3.記録可能なディスク及びグルーブ
3−1 書換型ディスク
3−2 ウォブル情報
3−3 記録領域フォーマット
4.サブコード及びTOC
5.ディスクドライブ装置の構成
6.ディスクドライブ装置の処理例
7.DVD方式のディスクにかかる例
7−1 DVD−RW、DVD−R
7−2 DVD−RAM
7−3 DVD+RW
1.CD方式の信号処理概要
まず、CD−DA、CD−ROM、CD−R、CD−RWなどCD方式のディスクの信号処理形態について説明しておく。
CD方式において、ステレオオーディオ信号がディスクに記録されるまでの信号処理の概要としては次のようになる。
左右(L-Ch,R-Ch)のオーディオ信号入力は44.1kHzの標本化周波数でサンプリングされ、その後、16ビットで直線量子化される。この16ビットを1ワードとし、8ビット毎に区分し、1シンボルとする。(1シンボル=8ビット=1/2ワード)
そして左右両チャンネルの6サンプル分、即ち16ビット×2チャネル×6サンプル=192ビット=24シンボルを取り込み、これに4シンボルのECC(Error Correcting Code;エラー訂正符号)をQパリティとしてを付加し、28シンボルとする。このECCとして、CD方式ではリードソロモン(Read-Solomon code)を生成付加している。
さらにこの信号は、ディスク基板上の連続する大欠陥(バースト状欠陥)に対処する目的でインターリーブ(並び換え)される。
インターリーブを行った後は、更にリードソロモンコード(Read-Solomon code )4シンボルを生成付加(Pパリティ)して32シンボルとし、それに制御用の1シンボル(サブコード)を加え、EFM変調(Eight to Fourteen Modulation)を行う。EFM変調は8ビットを14ビットに拡大するものである。
EFM変調は量子化された16ビットの信号を上位8ビット、下位8ビットに分け、この8ビットを信号の最小単位として8ビットを14ビットに変換し、この時最小連続ビットを3ビット、最大連続ビットを11ビットとして、“1”と“1”の間には“0”が2個以上、10個以下とする条件で変換する変調方式である。尚,変換後は“1”は符号反転(NRZ-I)を示す。
EFM変調により8ビットの信号は“1”と“1”の間には“0”が2個以上、10個以下となるパターンはとしての14ビット信号に変換され、また、各シンボル間でも“1”と“1”の間には“0”が2個以上入るという制限を成立させる為に3ビットの結合ビットを設けている。
このため、EFM変調後の信号、即ち記録データストリームは、ビット間の最低間隔Tmin = 3T(0.9nsec.)、最高間隔Tmax = 11T(3.3nsec.)となる3T〜11Tの9種類のビット長になる様になっている。
EFM変調されたデータ(フレーム)にはさらにフレーム同期信号や、サブコードを構成する制御信号が付加され、そのデータストリームがディスクに記録されることになる。フレーム同期信号及びサブコードについては後述する。
以上のようにして記録されたデータ列を再生する際には、上記記録時とは逆の処理によりデータ復号が行われることになる。
即ちディスクから読み出されたデータ列に対してはEFM復調された後、エラー訂正処理及びデインターリーブ、チャネル分離が行われる。そして量子化16ビット、44.1KHzサンプリングの状態のL、R各オーディオデータはD/A変換されることで、ステレオ音楽信号として出力される。
2.CDフォーマットのディスク種別
図1〜図5で本例のCDフォーマットのディスクとして実現されるディスクの種別を説明する。
図1は、記録密度を基準にした場合のディスク種別を模式的に示している。
図1(a)は、ディスクの全域が従前の記録密度とされた標準ディスクを示している。現在普及しているCD−DA、CD−ROM、CD−R、CD−RWなどがこれに相当する。
図1(b)は、近年開発された高密度ディスクであり、この例は、ディスク全域が高密度記録されるタイプのものである。例えば標準ディスクに比べて2倍密度、3倍密度などのディスクが開発されている。
特に、CD−R、CD−RWとして記録可能な高密度ディスクが開発されている。
図1(c)(d)は、内周側と外周側(もしくはその逆)で、標準密度の領域と高密度の領域が分けられたハイブリッドディスクである。
ここで、標準密度、高密度のそれぞれの場合における各種の特性/パラメータは図2のようになっている。
ユーザーデータ(記録される主データ)のキャパシティは標準密度のディスクでは650Mbyte(直径12cmのディスク)、又は195Mbyte(直径8cmのディスク)とされるが、高密度ディスクでは、1.30Gbyte(直径12cmのディスク)、又は0.4Gbyte(直径8cmのディスク)とされ、高密度ディスクでは約2倍の容量を実現している。
ユーザーデータが記録されるプログラムエリアの開始位置は、標準密度ディスクでは半径位置として50mmの位置、高密度ディスクでは半径位置48mmの位置と規定される。
トラックピッチは標準密度ディスク(標準密度エリア)では1.6μm、高密度ディスク(高密度エリア)では1.10μmである。
走査速度は標準密度ディスク(標準密度エリア)では1.2〜1.4m/s、高密度ディスク(高密度エリア)では0.90m/sである。
NA(開口率)は標準密度ディスク(標準密度エリア)では0.45、高密度ディスク(高密度エリア)では0.55又は0.50である。
エラー訂正方式は標準密度ディスク(標準密度エリア)ではCIRC4方式、高密度ディスク(高密度エリア)ではCIRC7方式が採用される。
これら以外の、センターホール径、ディスク厚、レーザ波長、変調方式、チャネルビットレートは、図示するように標準密度ディスク(標準密度エリア)と高密度ディスク(高密度エリア)では同様となる。
例えば図1(a)(b)の標準ディスクと高密度ディスクを考えた場合、ディスクドライブ装置としては、ディスクが装填された際に、そのディスクタイプを判別する必要がある。
また、図1(c)(d)のハイブリッドディスクを考えると、ディスクドライブ装置は、現在記録又は再生中の領域が高密度エリアであるか標準密度エリアであるかのエリアタイプを判別する必要がある。
即ちこれらの判別を行うことで、図2のようなパラメータの違いに応じた記録再生動作の設定変更が行われる。
図3、図4は、データの記録再生に関しての種別を模式的に示している。
図3(a)は例えばCD−DA、CD−ROMなどの再生専用ディスクを示している。即ちすべてのデータがエンボスピット形態で記録されているディスクである。
図3(b)はCD−Rなどの追記型ディスクを示している。この追記型ディスクは、有機色素により記録層が形成され、レーザ光照射による色素変化(反射率変化)の特性を利用してデータ記録を行うメディアである。このような追記型ディスクは、1回だけ記録可能であることからライトワンスメディアとも呼ばれている。
図3(c)は、CD−RWなど、相変化技術を利用した書換可能型のディスクを示している。
図3(b)の追記型ディスク、図3(c)の書換型ディスクでは、記録トラックがスパイラル状のグルーブ(溝)により形成されている。一方、図3(a)の再生専用ディスクは、エンボスピット列により記録トラックが形成され、グルーブは形成されていない。
なお、詳しくは後述するが追記型ディスク及び書換型ディスクにおけるグルーブは、ウォブリング(蛇行)されて形成されており、そのウォブリングによって絶対アドレスその他の情報が表現されている。従って記録の際には、グルーブに対してトラッキング制御を行うと共に、ウォブリンググルーブから読み出されるアドレス等のデータ(以下「ウォブル情報」ともいう)に基づいて、記録動作制御を行うことができる。
一方、再生専用ディスクは予めピット列で記録トラックが形成され、アドレス等のデータはサブコードにより記録されていることから、グルーブデータはそもそも不要なものである。またこのため、再生専用のディスクドライブ装置としてはグルーブ情報を読みとる機能が設けられていないものも存在する。
図4(a)(b)(c)は、ハイブリッドディスク例を示す。
図4(a)は内周側が再生専用エリア、外周側が追記型エリアとされているディスクである。
図4(b)は内周側が書換型エリア、外周側が再生専用エリアとされているディスクである。
図4(c)は内周側が追記型エリア、外周側が書換型エリアとされているディスクである。
これらのように、1枚のディスク上で、再生専用エリア、追記型エリア、書換型エリアが混在するハイブリッドディスクも存在する。
また図示しないが、ハイブリッドディスクとして3つのエリアが混在するものも考えられる。
例えば内周側、中周側、外周側が、それぞれ再生専用エリア、追記型エリア、書換型エリアとされるものや、内周側、中周側、外周側が、それぞれ再生専用エリア、書換型エリア、再生専用エリアとされるものなどが考えられる。
もちろん4以上のエリアが混在するものも考えられる。
上記のようにディスク種別として、記録密度の違いや記録再生に関する違いによるもの、即ち物理的特性の異なる各種のディスクが存在するが、種別をまとめると図5のようになる。
図5(a)はディスク全体が1つの物理的特性のエリアとされる通常のディスク(ここで、通常とは、ハイブリッドディスクではないという意味)としての種別を示している。
即ち、記録密度として標準密度と高密度、記録再生に関して再生専用、追記型、書換型という種別をまとめると、図示するように種別1〜種別6の6種類のディスクが考えられることになる。
また図5(b)は、ディスク上で物理的特性の異なる2つのエリアが存在するハイブリッドディスクの種別を示している。図5(a)における種別(1)〜種別(6)を利用して示すと、内周側が種別(1)、外周側が種別(2)という種別HD1から、内周側が種別(6)、外側が種別(5)という種別HD30まで、30種類のディスク種別が考えられることになる。
またディスク上で物理的特性の異なる3以上のエリアが存在するハイブリッドディスクを想定すれば、さらに多様な種別のディスクが考えられることは明白である。
これらのように物理的特性の点で異なる多様なディスクが存在することに応じて、ディスクドライブ装置は、装填されたディスクの物理的特性(又は記録再生を行おうとするエリアの物理的特性)を的確に判別し、物理的特性に応じた処理を行うことが、記録再生性能の向上のために必要となる。
なお、通常「ディスク」とは、円盤状のメディアを指すものであるが、後述するように、ディスク形状の観点からみると、三角形の「ディスク」や四角形の「ディスク」なども存在する。「三角形のディスク」等の呼び方は語義的には矛盾するが、本明細書では、説明の便宜上、円盤形でないメディアについても「ディスク」ということとする。
3.記録可能なディスク及びグルーブ
3−1 書換型ディスク
一般にコンパクト・ディスクと呼ばれるCD方式のディスクは、ディスクの中心(内周)から始まり、ディスクの端(外周)で終わる単一の螺旋状の記録トラックを有する。
CD−R/CD−RWの様なユーザーサイドでデータを記録可能なディスクには、記録前は記録トラックとして基板上にレーザー光ガイド用の案内溝だけが形成されている。これに高パワーでデータ変調されたレーザー光を当てる事により、記録膜の反射率変化或いは相変化が生じる様になっており、この原理でデータが記録が行われる。なお、CD−DA、CD−ROMなどの再生専用ディスクの場合は、記録トラックとしての物理的な溝はない。
CD−Rでは、1回だけ記録可能な記録膜が形成されている。その記録膜は有機色素で、高パワーレーザーによる穴あけ記録である。
多数回書換え可能な記録膜が形成されているCD−RWでは、記録方式は相変化(Phase Change)記録で、結晶状態と非結晶状態の反射率の違いとしてデータ記録を行う。
物理特性上、反射率は再生専用CD及びCD−Rが0.7以上であるのに対して、CD−RWは0.2程度であるので、反射率0.7以上を期待して設計された再生装置では、CD−RWはそのままでは再生できない。このため弱い信号を増幅するAGC(Auto Gain Control)機能を付加して再生される。
CD−ROMではディスク内周のリードイン領域が半径46mmから50mmの範囲に渡って配置され、それよりも内周にはピットは存在しない。
CD−R及びCD−RWでは図6に示すように、リードイン領域よりも内周側にPMA(Program Memory Area)とPCA(Power Calibration Area)が設けられている。
リードイン領域と、リードイン領域に続いて実データの記録に用いられるプログラム領域は、CD−R又はCD−RWに対応するドライブ装置により記録され、CD−DA等と同様に記録内容の再生に利用される。
PMAはトラックの記録毎に、記録信号のモード、開始及び終了の時間情報が一時的に記録される。予定された全てのトラックが記録された後、この情報に基づき、リードイン領域にTOC(Table of contents)が形成される。
PCAは記録時のレーザーパワーの最適値を得る為に、試し書きをする為のエリアである。
CD−R、CD−RWでは記録位置やスピンドル回転制御の為に、データトラックを形成するグルーブ(案内溝)がウォブル(蛇行)されるように形成されている。
このウォブルは、絶対アドレス等の情報により変調された信号に基づいて形成されることで、絶対アドレス等の情報を内包するものとなっている。即ちグルーブから絶対アドレス等のウォブル情報を読みとることができる。
なお、このようなウォブリングされたグルーブにより表現される絶対時間(アドレス)情報をATIP(Absolute Time In Pregroove)と呼ぶ。
ウォブリンググルーブは図7に示すようにわずかに正弦波状に蛇行(Wobble)しており、その中心周波数は22.05kHzで、蛇行量は約±0.03μm程度である。
本例の場合、このウォブリングにはFM変調により絶対時間情報だけでなく、多様な情報がエンコードされている。
ウォブリンググルーブにより表現されるウォブル情報について以下、説明していく。
3−2 ウォブル情報
CD−R/CD−RWのグルーブからプッシュプルチャンネルで検出されるウォブル情報については、ディスクを標準速度で回転させた時、中心周波数が22.05kHzになる様にスピンドルモーター回転を制御すると、ちょうどCD方式で規定される線速(例えば標準密度の場合の1.2m/s〜1.4m/s)で回転させられる。
CD−DA、CD−ROMではサブコードQにエンコードされている絶対時間情報を頼れば良いが、記録前のCD−R、CD−RWのディスク(ブランクディスク)では、この情報が得られないのでウォブル情報に含まれている絶対時間情報を頼りにしている。
ウォブル情報としての1セクター(ATIPセクター)は記録後のメインチャネルの1データセクター(2352バイト)と一致しており、ATIPセクターとデータセクターの同期を取りながら書き込みが行われる。
ATIP情報は、そのままウォブル情報にエンコードされておらず、図8に示す様に、一度 バイフェーズ(Bi-Phase)変調がかけられてからFM変調される。これはウォブル信号を回転制御にも用いる為である。すなわちバイフェーズ変調によって所定周期毎に1と0が入れ替わり、かつ1と0の平均個数が1:1になる様にし、FM変調した時のウォブル信号の平均周波数が22.05kHzになる様にしている。
尚、以下に詳しく述べるが、ウォブル情報としては時間情報以外にもスペシャルインフォメーション等として、記録レーザーパワー設定情報等もエンコードされている。CD−RWディスクではスペシャルインフォメーションを拡張して、CD−RW用のパワー及び記録パルス情報をエンコードしてある。
図11は、ウォブル情報としての1フレーム(ATIPフレーム)の構成を示す。
ATIPフレームは42ビットで形成され、図11(a)に示すように、先頭から4ビットのシンク(同期)パターン、3ビットのディスクリミネータ(識別子)が設けられ、続いて21ビットが実際のウォブル情報として記録される内容となる。例えば物理フレームアドレス等である。そしてフレームの最後に14ビットのCRCが付加される。
なお、図11(b)に示すように、ディスクリミネータとして4ビットがもちいられ、ウォブル情報が20ビットとされるフレームも存在する。
フレームの先頭に付される同期パターンは図9又は図10に示すように、先行するビットが「0」のときは「11100010」、先行するビットが「1」のときは「00011101」が用いられる。
3ビット又は4ビットのディスクリミネータは、続く21ビット又は20ビットのウォブル情報の内容を示す識別子とされ、図12のように定義されている。
なお、図12におけるビットM23〜M0の24ビットは、図11におけるビットポジション5〜28の24ビットに相当するものである。
ビットM23、M22、M21(又は、ビットM23、M22、M21、M20)がディスクリミネータとなるが、この値が「000」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)の内容はリードインエリア、プログラムエリア及びリードアウトエリアのアドレスを示すものとなる。
またディスクリミネータが「100」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)の内容はリードインエリアのアドレスを示すものとなる。
これらが、上述したATIPとしての絶対アドレスに相当する。
このATIPとしての時間軸情報は、プログラム領域の初めから、ディスク外周に向かって単純増加で記録され、記録時のアドレス制御に利用される。
またディスクリミネータが「101」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)がスペシャルインフォメーション1であることを示し、ディスクリミネータが「110」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)がスペシャルインフォメーション2であることを示し、さらにディスクリミネータが「111」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)がスペシャルインフォメーション3であることを示している。
またディスクリミネータとして4ビットが用いられ「0010」とされるときは、そのフレームのウォブル情報(M19〜M0)がスペシャルインフォメーション4であることを示している。
ディスクリミネータが「010」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)がアディショナルインフォメーション1であることを示し、ディスクリミネータが「011」のときは、そのフレームのウォブル情報(M20〜M0)がアディショナルインフォメーション2であることを示している。
またディスクリミネータとして4ビットが用いられ「0011」とされるときは、そのフレームのウォブル情報(M19〜M0)がサプリメントインフォメーションであることを示している。
さらにディスクリミネータとして4ビットが用いられ「1000」「1001」とされるときは、そのフレームのウォブル情報(M19〜M0)が著作権保護のために用いるコードを入れるためのコピーライトインフォメーション1、コピーライトインフォメーション2とされ、これらはリザーブとされている。
ビットM20〜M0、又はビットM19〜M0としてのスペシャルインフォメーション1〜4、アディショナルインフォメーション1、2、サプリメントインフォメーションの内容を図13に示す。
スペシャルインフォメーション1には、4ビットの目標記録パワー、3ビットの基準速度、7ビットのディスクアプリケーションコード、1ビットのディスクタイプ、3ビットのディスクサブタイプが記録される。
なお、リザーブとは将来的な情報拡張のための予備領域である。
目標記録パワーとして、基準速度状態におけるレーザパワーレベルが記録される。
ディスクアプリケーションコードとして、一般業務用、特定用途(フォトCD カラオケCD等)、民生オーディオ用等のディスク使用目的が記される。
ディスクタイプは例えば「0」が追記型ディスク、「1」が書換型ディスクを示す。
ディスクサブタイプは、回転速度及びCAV/CLVのタイプを示す。
スペシャルインフォメーション2には、リードインエリアの開始アドレスが記録される。
またスペシャルインフォメーション3には、リードアウトエリアの開始アドレスが記録される。
スペシャルインフォメーション4にはマニファクチャラーコード、プロダクトタイプ、マテリアルデータが記録される。
マニファクチャラーコードには、ディスク製造メーカー名が記録される。
プロダクトタイプには、その製造メーカー内での製品タイプ(型番、製品コードなど)が記録される。
マテリアルコードには、ディスクの記録層の材質が示される。
3ビットのマテリアルコードの情報を図14に詳しく示す。
マテリアルコード「000」は、材質がシアニンであることを示す。
マテリアルコード「001」は、材質がフタロシアニンであることを示す。
マテリアルコード「010」は、材質がアゾ化合物であることを示す。
以上は、CD−Rにおける有機色素材料である。
またマテリアルコード「100」は、相変化メディア用の材質であることを示す。
通常は、マニファクチャラーコード(製造メーカ)とプロダクトタイプ(製品タイプ)により、ディスクの記録層の材質は判別できるようにされている。これは、メディア製造業界において、製品とその材質を登録する制度に基づくものである。
つまり業界内の登録情報をディスクドライブ装置が保持することで、ディスクドライブ装置は装填されたディスクのマニファクチャラーコードとプロダクトタイプを判別すれば、そのディスクの記録層の材質がわかるようにされているものである。
しかしながら、あるディスクドライブ装置の製造後において、新規なディスク製品が登録されたり、或いは登録されていないメーカー又は商品タイプのディスクが装填された場合は、ディスクドライブ装置はそのディスクの材質を判断することができない。
このため、上記のようにマテリアルコードが記録されていることは、登録状況等に関わらずディスクドライブ装置は、ディスクの材質を正確に判別できるようになることを意味するものである。
そして記録層の材質を正確に判別できることは、材質に応じたレーザパワーやレーザ発光パターンの設定を行い、高精度な記録動作を実行できることを意味することになる。
もちろんマニファクチャラーコードとプロダクトタイプにより、ディスクの記録層の材質が判別できる場合でも、マテリアルコードはその判別結果の確認のために用いることもできる。
図13に示すように、アディショナルインフォメーション1としては、最低CLV記録速度、最高CLV記録速度、パワーマルチプリケーションファクタρ、ターゲットγ値、消去/記録パワー比など、スピンドル回転やレーザパワー制御に関する情報が記録される。
アディショナルインフォメーション2には、最低記録速度での目標記録パワー、最高記録速度での目標記録パワー、最低記録速度でのパワーマルチプリケーションファクタρ、最高記録速度でのパワーマルチプリケーションファクタρ、最低記録速度での消去/記録パワー比、最高記録速度での消去/記録パワー比など、これもスピンドル回転やレーザパワー制御に関する情報が記録される。
サプリメントインフォメーションには、イナーシャ(慣性モーメント)、ディスク形状、物理構造、ディスク密度の情報が記録される。
1ビットのディスク密度の情報を図15に示す。
ディスク密度情報の値が「0」の場合は、標準密度であることを示す。
ディスク密度情報の値が「1」の場合は、高密度であることを示す。
即ち図2で示したいずれのディスクであるかを示す情報となる。
1ビットの物理構造の情報を図16に示す。
物理構造の値が「0」の場合は、通常の記録可能なディスクあることを示す。
物理構造の値「1」はリザーブとされている。
2ビットのディスク形状の情報を図17に示す。
ディスク形状の値が「00」の場合は、通常の円形ディスクを示す。通常の円形ディスクとは、直径12cmのディスク又は直径8cmのディスクのことである。
ディスク形状の値が「01」の場合は、三角形ディスクを示す。
ディスク形状の値が「10」の場合は、四角形ディスクを示す。
ディスク形状の値が「11」の場合は、上記以外の形状のディスクであることを示す。
ディスク形状について図18〜図20に例を挙げる。
図18は通常のディスクを示し、即ち図18(a)は直径12cmのディスク、図18(b)は直径8cmのディスクを示している。センターホールCHは直径15mmである。図中、アクセス範囲ACとは、ディスクドライブ装置の光学ピックアップのアクセス範囲、換言すれば、記録トラックの形成可能な半径方向の範囲を示している。
このような通常のディスク形状以外であっても、直径12cmの円の範囲内に収まる形状及びサイズであって、センターホールCHが直径15mmであれば、ディスクドライブ装置に装填して記録/再生を行うことは可能である。
図19は三角形でディスク形状の値が「01」とされるディスクの例を示しており、図19((a)は正三角形のディスク、図19(b)は他の三角形のディスクを示している。センターホールCHの直径は15mmである。
このような三角形のディスクが製造されたとしても、図示するようにアクセス範囲ACは狭くなるが、ディスクドライブ装置に装填して記録/再生を行うことができる。
図20は四角形でディスク形状の値が「10」とされるディスクの例を示しており、図20((a)は正方形のディスク、図20(b)は長方形のディスク、図20(c)は他の四角形のディスクを示している。いづれもセンターホールCHの直径は15mmである。
このような四角形のディスクについても、図示するようにアクセス範囲ACは狭くなるが、ディスクドライブ装置に装填して記録/再生を行うことができる。
またディスク形状の値が「11」とされる他の形状のディスクについては図示していないが、この場合は、五角形、六角形、或いはそれ以上の角数の形状のディスク、円形であるが直径が12cm又は8cmとされていないディスク、楕円形ディスク、星形或いは雲形などの特定のデザイン形状のディスクなど、多様な例が考えられる。
いずれにしても直径12cmの円の範囲内に収まる形状及びサイズであって、センターホールCHが直径15mmであればよい。
なお、図19の三角形ディスクや図20の四角形ディスクの例に示したように、これらの形状は正三角形や正方形に限られるものではない。このため、より形状を明確に識別したい場合は、例えばサプリメントインフォメーションにおけるリザーブの領域(M19〜M7)の一部を利用して、ディメンジョンの値を記録してもよい。
又は、図21の「a」と「h」を表すビットとして、以下のように4ビットづつ使って形状を表すことも考えられる。
「a」を表す4ビットの値をAv、「h」を表す4ビットの値をHvとするとき、
a=Av[mm] (0〜15mmを1mm刻みで表す)
h=Hv/10 (0〜1.5mmを0.1mm刻みで表す)
サプリメントインフォメーションにおける2ビットのイナーシャ(慣性モーメント)の情報を図22に示す。
なお、図13ではイナーシャとしてビットM5、M6、M7の3ビットを用いるように示しているが、図22は例えばビットM5、M6の2ビットを用いるとする場合の例である(3ビットを用いる場合は後述)。
値が「00」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2未満を示す。
値が「01」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2以上〜0.02g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「10」の場合は、慣性モーメントが0.02g・m2以上〜0.03g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「11」の場合は、慣性モーメントが0.03g・m2以上であることを示す。
慣性モーメントを「J」とすると、慣性モーメントJは、
J=Σ(mi×ri2
となる。ここで「ri」はある原点(即ちディスクの回転中心)からの距離であり、「mi」はその地点での微小質量である。
そして上記式のように慣性モーメントJは微小質量miと、距離riの二乗の積の総和であり、ゼロとなることはなく、従って、ディスク径が大きければ、慣性モーメントJも大きくなるものである。
この慣性モーメントJが物理的に意味するものは、慣性モーメントJが回転の運動方程式中に現れる量であることにある。つまり、
J×α=T
但し、αは回転角θの2階微分(=角加速度)、Tは力のモーメント(トルク)である。
この式からわかるように、慣性モーメントJは質点系の運動方程式における質量mに相当する。つまり慣性モーメントJは剛体の回転運動を扱う上で重要な物理量となる。
なお確認のため言及すると、通常、ディスクのインバランスImは、
Im=Σ(mi×ri)
とされる。即ち微小質量miと、距離riの積の総和であり、完全対称にできているディスクであり厚みムラもなければ、インバランスImはゼロである。ただしインバランスImがゼロであっても慣性モーメントJはゼロではなく、慣性モーメントとインバランスは相関関係は無いものである。
以上のことから理解されるように、ディスクの慣性モーメントは、ディスクを回転させるスピンドルモータの制御に関わるものとなる。
上述したように、ディスク形状は、直径12cm又は8cmの円形ディスクに限られるものではなく、多様な形状、サイズのものが考えられる。
そしてディスクのサイズや形状によって、慣性モーメントは異なるものとなる。従って、上記のように慣性モーメントの値が示されていることは、その値に応じて(つまりディスクサイズ/形状に応じて)、スピンドルモータの回転駆動系を制御できることを意味する。具体的にいえば、ディスクサイズ/形状に応じて、最適なスピンドルサーボゲインを設定できることになる。
なお、上述のように慣性モーメント(イナーシャ)を2ビットで表現することが可能であるが、図13に示したようにサプリメントインフォメーション内でビットM5,M6,M7の3ビットを用いて、図23に示すようにイナーシャの値を表現するようにしてもよい。
この場合、3ビットの値が「000」の場合は、慣性モーメントが0.004g・m2未満を示す。
値が「001」の場合は、慣性モーメントが0.004g・m2以上〜0.010g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「010」の場合は、慣性モーメントが0.010g・m2以上〜0.022g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「011」の場合は、慣性モーメントが0.022g・m2以上〜0.032g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「100」の場合は、慣性モーメントが0.032g・m2以上〜0.037g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「101」の場合は、慣性モーメントが0.037g・m2以上であることを示す。
他の値、即ち「110」「111」はリザーブとする。
慣性モーメントの値として高い値が想定される場合は、このような定義が有効である。
実際の例としては、標準的な厚み、形状、重量(材質)等を考えた場合で直径60mmディスクの場合は「000」、80mmディスクの場合は「001」、100mmディスクの場合は「010」、120mmディスクの場合は「011」に相当することになる。また120mmディスクであって材質等により「100」となる場合もある。さらに、規格以上に厚いなど、径方向の密度が異常に高いものは「101」に相当する場合がある。
また、図22,図23の例は、慣性モーメントをその値の範囲で表現することとしたが、慣性モーメントの値を式によって求めることを前提にした情報を記録しておくことも考えられる。
例えばM5〜M8などの4ビットを用いてイナーシャの情報が記録されるようにする。4ビットの値をJv[hex]とすると、
Jcal=Jval×(1/500)
として計算された値Jcal[g・m2]が、そのディスクの慣性モーメントとなる。
本例におけるウォブル情報は以上のように構成されている。
なお、上記例では、サプリメントインフォメーションのディスク形状の値が「00」の場合は、通常の円形ディスクとして、直径12cmのディスクと直径8cmのディスクの両方を示すことになり、8cmディスクと12cmディスクが区別されていない。
これは、イナーシャの値を参照することで識別可能であるからである。
即ち通常の8cmディスクは慣性モーメントは0.01g・m2未満であり、通常の12cmディスクは、慣性モーメントは0.03g・m2以上となるため、ディスク形状の値が「00」でイナーシャの値が「00」であれば8cmディスク、ディスク形状の値が「00」でイナーシャの値が「11」であれば12cmディスクと判別できる。
ただし、サプリメントインフォメーションにおけるリザーブの領域の一部を用いて、8cmディスクと12cmディスクを区別する情報を記録してもよい。
3−3 記録領域フォーマット
ディスクドライブ装置が、記録可能な光ディスクの記録領域にデータを記録する時のフォーマットを説明する。
図24は記録可能な光ディスクの記録領域のフォーマットを示す図であり、図25は図24で示したトラック内のフォーマットを示す図である。
ディスクドライブ装置は、図24に示す様に、内周側からパワーキャリブレーションエリア(PCA)、中間記録領域(Program Memory Area: PMA)、リードイン領域、1または複数のトラック、リードアウト領域にフォーマットする。
そして図25に示す様にパケットライト方式によって各トラックを複数のパケットに分けてユーザーデータを記録する。
図24に示すPCAはレーザー光の出力パワーの調整を行う為のテスト記録を行う領域である。
各トラックはユーザーデーターを記録する領域である。
リードイン領域とリードアウト領域はトラックの先頭アドレスと終了アドレス等の目次情報(Table Of Contens:TOC)と光ディスクに関する各種情報を記録する領域である。
PMAはトラックの目次情報を一時的に保持する為に記録する領域である。
各トラックはトラック情報を記録するプレギャップと、ユーザーデーターを記録するユーザーデータ領域からなる。
図25に示す各パケットは1つ以上の再生可能なユーザーデーターブロックと、ユーザーデーターブロックの前に設けた一つのリンクブロックと4つのランインブロックとから成る5つのリンク用ブロックと、ユーザーデーターブロックの後に設けた2つのランアウト領域から成る2つのリンク用ブロックが有る。
リンクブロックは、パケット同士をつなげる為に必要なブロックである。
固定長パケットライト方式は、書換え型ディスクの記録領域に複数のトラックを形成し、各トラック内を複数のパケットに分割し、1トラック内の各パケットのユーザーデーターブロック数(ブロック長)を同数に固定し、各パケット毎にデータを一括して記録する方法である。
従って、固定長パケットライト方式では、光ディスクの記録領域では、1つのトラック内の、各パケットのパケット長を同じにし、各パケット内のユーザーデーターブロック数を同数にするフォーマットである。
図26はディスクドライブ装置によってフォーマット処理が施された光ディスクの記録領域のフォーマットを示している。
フォーマット前の記録領域の全域又は指定領域に固定長パケットでフォーマット処理を行うと、その領域は固定長パケットで埋められる。
4.サブコード及びTOC
CDフォーマットのディスクにおけるリードインエリアに記録されるTOC、及びサブコードについて説明する。
CD方式のディスクにおいて記録されるデータの最小単位は1フレームとなる。そして98フレームで1ブロックが構成される。
1フレームの構造は図27のようになる。
1フレームは588ビットで構成され、先頭24ビットが同期データ、続く14ビットがサブコードデータエリアとされる。そして、その後にデータ及びパリティが配される。
この構成のフレームが98フレームで1ブロックが構成され、98個のフレームから取り出されたサブコードデータが集められて図28(a)のような1ブロックのサブコードデータ(サブコーディングフレーム)が形成される。
98フレームの先頭の第1、第2のフレーム(フレーム98n+1,フレーム98n+2)からのサブコードデータは同期パターンとされている。そして、第3フレームから第98フレーム(フレーム98n+3〜フレーム98n+98)までで、各96ビットのチャンネルデータ、即ちP,Q,R,S,T,U,V,Wのサブコードデータが形成される。
このうち、アクセス等の管理のためにはPチャンネルとQチャンネルが用いられる。ただし、Pチャンネルはトラックとトラックの間のポーズ部分を示しているのみで、より細かい制御はQチャンネル(Q1〜Q96)によって行なわれる。96ビットのQチャンネルデータは図28(b)のように構成される。
まずQ1〜Q4の4ビットはコントロールデータとされ、オーディオのチャンネル数、エンファシス、CD−ROM、デジタルコピー可否の識別などに用いられる。
次にQ5〜Q8の4ビットはADRとされ、これはサブQデータのモードを示すものとされている。
具体的にはADRの4ビットで以下のようにモード(サブQデータ内容)が表現される。
0000:モード0・・・基本的はサブQデータはオールゼロ(CD−RWで は使用)
0001:モード1・・・通常のモード
0010:モード2・・・ディスクのカタログナンバを示す
0011:モード3・・・ISRC(International Standard Recording Cod e)等を示す
0100:モード4・・・CD−Vで使用
0101:モード5・・・CD−R、CD−RW、CD−EXTRA等、マル チセッション系で使用
ADRに続くQ9〜Q80の72ビットは、サブQデータとされ、残りのQ81〜Q96はCRCとされる。
サブQデータによってアドレス(絶対アドレス、相対アドレス)が表現されるのは、ADRによりモード1が示されている場合である。
なお、サブQデータにおけるアドレス形態については、標準ディスクの場合、即ち従前のCD−DA等で採用されているフォーマットについて図29で説明し、CD−R、CD−RW等で高密度ディスクに採用されるフォーマットを図30で説明する。高密度モードの場合は、大容量化に伴って、絶対アドレス等の最高値を拡大する必要があり、このために、標準ディスクでは分/秒/フレームで表現されるアドレス値を、高密度ディスクでは時/分/秒/フレームで表現されるようにしたものである。
ADR=モード1の場合のサブQデータを図29,図30で説明し、またサブQデータで構成されるTOC構造を図31で説明する。
ディスクのリードインエリアにおいては、そこに記録されているサブQデータが即ちTOC情報となる。
つまりリードインエリアから読み込まれたQチャンネルデータにおけるQ9〜Q80の72ビットのサブQデータは、図29(a)又は図30(a)のような情報を有するものである。なお、この図29(a)、図30(a)は、リードインエリアにおける図28(b)の構造(Q1〜Q96)において72ビットのサブQデータの部分(Q9〜Q88)を詳しく示したものである。
サブQデータは各8ビットのデータを有し、TOC情報を表現する。
図29(a)の場合は、まずQ9〜Q16の8ビットでトラックナンバ(TNO)が記録される。リードインエリアではトラックナンバは『00』に固定される。
続いてQ17〜Q24の8ビットでPOINT(ポイント)が記される。
Q25〜Q32、Q33〜Q40、Q41〜Q48の各8ビットで、絶対アドレスとしてMIN(分)、SEC(秒)、FRAME(フレーム)が示される。
Q49〜Q56は「00000000」とされる。
さらに、Q57〜Q64、Q65〜Q72、Q73〜Q80の各8ビットで、PMIN,PSEC,PFRAMEが記録されるが、このPMIN,PSEC,PFRAMEは、POINTの値によって意味が決められている。
一方、高密度モードに対応する図30(a)の場合は、Q49〜Q56の8ビットを4ビットづつ使用して、分/秒/フレームの上位となる「時間」を示すようにしている。
即ちリードインエリアではQ49、Q50、Q51,Q52の4ビットで、「MIN」、「SEC」、「FRAME」の上位となる時間「HOUR」が記録されるようにし、Q53、Q54,Q55,Q56の4ビットで、「PMIN」、「PSEC」、「PFRAME」の上位となる時間「PHOUR」が記録されるようにしている。
この図29(a)、図30(a)のようなリードインエリアでのサブQデータにおいては、ポイント(POINT)の値により次のような情報が定義される。
まず図29(a)の場合は、POINTの値がBCDコード(2進化10進コード)により『01』〜『99』とされているとき(又はバイナリコードにより『01』〜『9F』とされているとき)は、そのPOINTの値はトラックナンバを意味し、この場合PMIN,PSEC,PFRAMEにおいては、そのトラックナンバのトラックのスタートポイント(絶対時間アドレス)が分(PMIN),秒(PSEC),フレーム(PFRAME)として記録される。
また、POINTの値が『A0』のときは、PMINにプログラムエリアにおける最初のトラックのトラックナンバが記録され、PSECの値によってCD−DA(デジタルオーディオ),CD−I,CD−ROM(XA仕様)などの仕様の区別がなされる。
さらに、POINTの値が『A1』のときは、PMINにプログラムエリアの最後のトラックのトラックナンバが記録される。
POINTの値が『A2』のときは、PMIN,PSEC,PFRAMEにリードアウトエリアのスタートポイントが絶対時間アドレス(分(PMIN),秒(PSEC),フレーム(PFRAME))として示される。
一方、図30(a)の場合は、POINTの値がバイナリコード値として『01』〜『9F』とされているときは、そのPOINTの値はトラックナンバを意味し、この場合PHOUR、PMIN,PSEC,PFRAMEにおいて、そのトラックナンバのトラックのスタートポイント(絶対時間アドレス)が時(PHOUR)、分(PMIN),秒(PSEC),フレーム(PFRAME)として記録される。
またPOINTの値が『A0』のときは、PMINにプログラムエリアにおける最初のトラックのトラックナンバが記録され、PSECの値によってセッションフォーマットの区別がなされる。通常の高密度ディスクではPSEC=「00」とされる。
POINTの値が『A1』のときは、PMINにプログラムエリアの最後のトラックのトラックナンバが記録される。
POINTの値が『A2』のときは、PHOUR、PMIN,PSEC,PFRAMEにリードアウトエリアのスタートポイントが絶対時間アドレス(時(PHOUR)、分(PMIN),秒(PSEC),フレーム(PFRAME))として示される。
なおPOINTの値としては「A3」以降、「B*」「C*」など、現在既に定義されているものや、将来的に定義されるものがあるが、それらについての説明は省略する。
また本例ではさらに、POINTの値が『F0』のときに各種の物理情報が記録されるものであるが、これについては詳しく後述する。
以上のような図29(a)又は図30(a)のサブQデータによりTOCが構成されるわけであるが、例えばプログラムエリアに6トラックが記録されたディスクの場合、このようなサブQデータによるTOCとしては図31のようにデータが記録されていることになる。
TOCであるため、図示するようにトラックナンバTNOは全て『00』である。
ブロックNO.とは上記のように98フレームによるブロックデータ(サブコーディングフレーム)として読み込まれた1単位のサブQデータのナンバを示している。
各TOCデータはそれぞれ3ブロックにわたって同一内容が書かれている。
図示するように6つのトラック(楽曲等)に対応してPOINTが『01』〜『06』の場合が設けられ、各場合においてPHOUR、PMIN,PSEC,PFRAMEとして第1トラック#1〜第6トラック#6のスタートポイントが示されている。なお、この図31は図30(a)のサブQデータに基づいた場合のTOCデータであるが、図29(a)のサブQデータによるTOCデータの場合、PHOURの部分が存在しないことはいうまでもない。
そしてPOINTが『A0』の場合、PMINに最初のトラックナンバとして『01』が示される。またPSECの値によってディスクが識別され、高密度ディスクのCDの場合は『20』となる。
またPOINTの値が『A1』の位置にPMINに最後のトラックのトラックナンバ(この場合は「06」)が記録される。
さらにPOINTの値が『A2』の位置に、PHOUR、PMIN,PSEC,PFRAMEにリードアウトエリアのスタートポイントが示される。
ブロックn+27以降は、ブロックn〜n+26の内容が再び繰り返して記録されている。
なお、この例はあくまで6トラックであり、かつPOINTの値が「A0」「A1」「A2」となるブロックが存在する場合を示したにすぎない。実際にはさらに、POINTの値が「A3」以降となるブロック、例えば後述する「F0」「CF」などの情報も設けられることもあり、また当然トラック数もディスクによって異なる。従って、TOCデータとしての一単位が、図31のように27ブロックに固定されるものではない。
トラック#1〜トラック#nとして楽曲等が記録されているプログラムエリア及びリードアウトエリアにおいては、そこに記録されているサブQデータは図29(b)又は図30(b)の情報を有する。
なお、この図29(b)、図30(b)は、プログラムエリア及びリードアウトエリアにおける図28(b)の構造(Q1〜Q96)において72ビットのサブQデータの部分(Q9〜Q88)を詳しく示したものである。
図29(b)の場合、まずQ9〜Q16の8ビットでトラックナンバ(TNO)が記録される。即ち各トラック#1〜#nではBCDコードによる『01』〜『99』のいづれかの値となる。
またリードアウトエリアではトラックナンバは『AA』とされる。
続いてQ17〜Q24の8ビットでインデックス(X)が記録される。インデックスは各トラックをさらに細分化することができる情報である。
Q25〜Q32、Q33〜Q40、Q41〜Q48の各8ビットで、トラック内の経過時間(相対アドレス)としてMIN(分)、SEC(秒)、FRAME(フレーム)が示される。
Q49〜Q56は「00000000」とされる。
Q57〜Q64、Q65〜Q72、Q73〜Q80の各8ビットはAMIN,ASEC,AFRAMEとされるが、これは絶対アドレスとしての分(AMIN),秒(ASEC),フレーム(AFRAME)となる。
絶対アドレスとは、第1トラックの先頭(つまりプログラムエリアの先頭)からリードアウトエリアまで連続的に付されるアドレスとなる。
一方、図30(b)の場合、まずQ9〜Q16の8ビットでトラックナンバ(TNO)が記録される。この場合各トラック#1〜#nではバイナリコードによる『01』〜『9F』のいづれかの値により、そのトラックのトラックナンバが記述される。10進表記でいえば「0」〜「159」であり、従って159トラックまでトラックナンバを付すことができる。
またリードアウトエリアではトラックナンバは『AA』とされる。
続いてQ17〜Q24の8ビットでインデックス(X)が記録される。インデックスは各トラックをさらに細分化することができる情報である。インデックスナンバはバイナリコードによる『01』〜『9F』のいづれかの値となる。
Q25〜Q32、Q33〜Q40、Q41〜Q48の各8ビットで、トラック内の経過時間(相対アドレス)としてMIN(分)、SEC(秒)、FRAME(フレーム)が示される。
さらに、Q49、Q50、Q51,Q52の4ビットで、「MIN」、「SEC」、「FRAME」の上位となる時間「HOUR」が記録される。従って、相対アドレスは、時/分/秒/フレームという形態で表記される。
なお、データ用ディスクの場合、「MIN」「SEC」「FRAME」「HOUR」の値を『FF』『FF』『FF』『F』として、相対時間を用いない場合もある。
Q57〜Q64、Q65〜Q72、Q73〜Q80の各8ビットはAMIN,ASEC,AFRAMEとされるが、これは絶対アドレスとしての分(AMIN),秒(ASEC),フレーム(AFRAME)となる。
またQ53、Q54,Q55,Q56の4ビットで、「AMIN」、「ASEC」、「AFRAME」の上位となる時間「AHOUR」が記録される。従って、絶対アドレスも、時/分/秒/フレームという形態で表記される。
絶対アドレスとは、第1トラックの先頭(つまりプログラムエリアの先頭)からリードアウトエリアまで連続的に付されるアドレスとなる。
CDフォーマットにおいてはサブコードは以上のように構成されているが、このサブコードQデータ内には、絶対アドレスを表現するエリアとして、AMIN,ASEC,AFRAME(及びAHOUR)が配され、また相対アドレス表現するエリアとして、MIN,SEC,FRAME(及びHOUR)が配されている。さらに、トラックやリードアウトエリアの先頭を示すアドレスポインタとして、PMIN,PSEC,PFRAME(及びPHOUR)が配されている。
これらはそれぞれ、分、秒、フレーム番号(及び時)として、アドレス値を示す形態とされる。そして各8ビット(及び「時」の4ビット)は、BCDコードで値が記述されている。
なおBCDコードは、4ビット単位で「0」〜「9」を表現するコード体系であり、従って8ビットBCDコードによれば、「00」〜「99」までの値が表現できる。即ち上位4ビットが10の位の数値、下位4ビットが1の位の数値を示すことで「99」までが表現される。また4ビットBCDコードによれば、「0」〜「9」までの値が表現できる。
ところで図30の例では、上記のようにトラックナンバ(TNO)、ポイント(POINT)、インデックス(X)は、それぞれ8ビットのバイナリコードにより「00」〜「9F」の範囲で表現されるものとした。
つまりトラックナンバ(TNO)については、「00000000」〜「10011111」により「0」〜「9F(=159)」までの値をとり得ることになりフォーマット上で管理できるトラック数が159トラックまで拡大されるものとなる。
なお図29の場合と同じく、「00」はリードインエリアを示すものと規定され、「AA」(=10101010)はリードアウトエリアを示すものと規定される。
ポイント(POINT)及びインデックス(X)についても、「00000000」〜「100111111」により「0」〜「9F」までの値をとり得ることで、ポイント(POINT)を上記トラックナンバ(TNO)に対応させることができ、またインデックス(X)として1トラック内を159個に細分化できるものとなる。
これらのトラックナンバ、インデックスナンバに関する値が「00」〜「9F」までのバイナリコードとしているのは次の理由による。
上述したように、従前のCDフォーマット、つまり図29のサブコード情報においては、ポイント(POINT)については、その値がトラックナンバを示す場合以外には、「A0」、「A2」或いは「A3」以降、「B*」「C*」など特殊な定義が規定されている。また後述するように図29,図30の場合のいずれも、ポイントの値として「F0」を用いることができるようにされる。
従って、トラックナンバ(TNO)として「9F」の次の値である「A0」を含めるようにすると、ポイント(POINT)がそのトラックナンバを指し示す場合は、特殊コードである「A0」を使用せざるを得なくなる。
そして、ポイント(POINT)がバイナリコードによりトラックナンバを表す値として「A0」或いはそれ以降の「A2」「A3」・・・「B*」「C*」などを使用するとすると、高密度モードと標準モードで、「A1」等の定義を変更しなければならず、互換性維持に適切ではない。例えば記録再生装置では高密度ディスクと標準ディスクでの異なる定義に対応するため、ソフトウエアもしくはハードウエアの負担が大きくなるなどの影響が生ずる。
このため、トラックナンバの拡大は「9F」(=159)までとし、ポイント(POINT)の値が、トラックナンバを示す場合の範囲としては「A0」以降は使用されないものとして、高密度モードであっても「A0」以降の定義をそのまま使用できるようにしているものである。
従ってポイント(POINT)の値としては、バイナリコードによるものではあるが「00」〜「9F」までの値はトラックナンバに対応し、「A0」以降は、特殊定義に用いられる。
またポイント(POINT)が特殊定義を除いては「9F」までとなることに対応させて、サブコードフォーマット上で同一のビット割り当てとなっているインデックス(X)についても、「00」〜「9F」までのバイナリコードとするものである。
なお、トラックナンバを「9F」までとするのは、標準モードにおけるトラックナンバ「AA」、つまりリードアウトを示すトラックナンバ値の定義を、高密度モードでもそのまま使用できるようにすることも意味する。
ところで、リードインエリアにおけるサブQデータ(即ちTOCデータ)においては、ポイント(POINT)の値によって、そのサブコードフレームの情報内容が定義されているとし、ポイント(POINT)の値が「01」〜「9F」「A0」「A1」「A2」の場合について説明した。
本例においてはさらにポイント(POINT)の値が「F0」のときには、そのサブコードフレームには以下に説明するような情報が記録されることになる。
図32(a)はADR=1の場合、つまり通常モードのサブQデータにおいて、ポイント(POINT)の値に応じたサブコードフレームの情報内容、即ちMIN、SEC、FRAME、HOUR、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの内容を示している。
ポイント(POINT)の値が「01」〜「9F」「A0」「A1」「A2」の場合については図示するように各種情報が記録されるが、これについては上述したとおりである。
ポイント(POINT)の値が「F0」のときには、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、メディアの物理情報が記録される。
なお、この図32(a)は図30のサブQデータ構造に沿って示したが、図29のサブQデータ構造において、ポイント(POINT)の値が「F0」のときには、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、同様にメディアの物理情報を記録することも当然可能である。
物理情報の内容を図32(b)に示す。
PMIN、PSEC、PFRAMEのビット範囲、即ちQ57〜Q80において、図示するように4ビットのマテリアル情報、4ビットのメディアタイプ情報、4ビットの線速度情報、4ビットのトラックピッチ情報、2ビットの慣性モーメント(イナーシャ)情報、2ビットの形状情報、4ビットのディスク直径情報が記録される。
4ビットのディスク直径の情報を図33に示す。
ディスク直径情報の値が「0000」の場合は、直径が120mmであることを示す。
ディスク直径情報の値が「0001」の場合は、直径が80mmであることを示す。
他の値はリザーブとされている。
2ビットのディスク形状の情報を図34に示す。
ディスク形状の値が「00」の場合は、通常の円形ディスクを示す。通常の円形ディスクとは、直径12cmのディスク又は直径8cmのディスクのことである。
ディスク形状の値が「01」の場合は、三角形ディスクを示す。
ディスク形状の値が「10」の場合は、四角形ディスクを示す。
ディスク形状の値が「11」の場合は、上記以外の形状のディスクであることを示す。
2ビットの慣性モーメント(イナーシャ)の情報を図35に示す。
値が「00」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2未満を示す。
値が「01」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2以上〜0.02g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「10」の場合は、慣性モーメントが0.02g・m2以上〜0.03g・m2未満の範囲であることを示す。
値が「11」の場合は、慣性モーメントが0.03g・m2以上であることを示す。
以上のディスク形状及びイナーシャの情報を記録し、ディスクドライブ装置が判別できるようにすることや、各種形状のディスクが考えられること、及びこれらの情報の意味や情報形態の変形例などについては、上記ウォブル情報の説明において述べたとおりであるため、ここでの再度の説明を避ける。
4ビットのトラックピッチの情報を図36に示す。
値が「0000」の場合はトラックピッチが1.05μmであることを示す。
値が「0001」の場合はトラックピッチが1.10μmであることを示す。
値が「0010」の場合はトラックピッチが1.15μmであることを示す。
値が「0011」の場合はトラックピッチが1.20μmであることを示す。
値が「1000」の場合はトラックピッチが1.50μmであることを示す。
値が「1001」の場合はトラックピッチが1.55μmであることを示す。
値が「1010」の場合はトラックピッチが1.60μmであることを示す。
値が「1011」の場合はトラックピッチが1.65μmであることを示す。
値が「1100」の場合はトラックピッチが1.70μmであることを示す。
他の値はリザーブとされる。
なお、このトラックピッチの情報は、ディスクの密度(標準密度/高密度)を間接的に示す情報ともなる。
つまり「0000」〜「0011」は高密度、「1000」〜「1100」は標準密度に相当する。
4ビットの線速度の情報を図37に示す。
値が「0000」の場合は、線速度が0.84m/sであることを示す。
値が「0001」の場合は、線速度が0.86m/sであることを示す。
値が「0010」の場合は、線速度が0.88m/sであることを示す。
値が「0011」の場合は、線速度が0.90m/sであることを示す。
値が「0100」の場合は、線速度が0.92m/sであることを示す。
値が「0101」の場合は、線速度が0.94m/sであることを示す。
値が「0110」の場合は、線速度が0.96m/sであることを示す。
値が「0111」の場合は、線速度が0.98m/sであることを示す。
値が「1000」の場合は、線速度が1.15m/sであることを示す。
値が「1001」の場合は、線速度が1.20m/sであることを示す。
値が「1010」の場合は、線速度が1.25m/sであることを示す。
値が「1011」の場合は、線速度が1.30m/sであることを示す。
値が「1100」の場合は、線速度が1.35m/sであることを示す。
値が「1101」の場合は、線速度が1.40m/sであることを示す。
値が「1110」の場合は、線速度が1.45m/sであることを示す。
値「1111」は、リザーブとされる。
なお、この線速度の情報も、ディスクの密度(標準密度/高密度)を間接的に示す情報ともなる。
つまり「0000」〜「0111」は高密度、「1000」〜「1110」は標準密度に相当する。
4ビットのメディアタイプの情報を図38に示す。
値が「0000」の場合は、再生専用メディアであることを示す。
値が「0001」の場合は、追記型メディアであることを示す。
値が「0010」の場合は、書換型メディアであることを示す。
値が「0011」は、リザーブとされる。
値が「0100」の場合は、再生専用エリアと追記型エリアのハイブリッドメディアであることを示す。
値が「0101」の場合は、再生専用エリアと書換型エリアのハイブリッドメディアであることを示す。
値が「0110」の場合は、追記型エリアと再生専用エリアのハイブリッドメディアであることを示す。
値が「0111」の場合は、書換型エリアと追記型エリアのハイブリッドメディアであることを示す。
値が「1000」の場合は、標準密度の再生専用エリアと高密度の再生専用エリアのハイブリッドメディアであることを示す。
他の値はリザーブとされている。
4ビットのマテリアルタイプの情報を図39に示す。
値が「0000」の場合は、記録層にはエンボスピットが形成されている、即ち再生専用メディアの材質であることを示す。
値が「1000」の場合は、記録層の材質は追記型メディアに用いられるシアニンであることが示される。
値が「1001」の場合は、記録層の材質は追記型メディアに用いられるフタロシアニンであることが示される。
値が「1010」の場合は、記録層の材質は追記型メディアに用いられるアゾ化合物であることが示される。
値が「1011」の場合は、記録層の材質は書換型メディアに用いられる相変化材質であることが示される。
値「0001」〜「0111」及び「1101」〜「1111」はリザーブとされる。
以上のようにリードインエリアのサブQデータ(TOC)にメディアの物理情報が記録されていることで、ディスクドライブ装置は、ディスク直径、形状、イナーシャ、トラックピッチ、線速度、メディア種別、記録層の材質を正確かつ容易に判別できることになる。
ところで、リードインエリアのサブQデータ(TOC)におけるメディアの物理情報の記録例としては、上記図32〜図39で説明したものに代えて、図40〜図45に示すような例を採用してもよい。
図40(a)は、上記図32(a)と同じくADR=1の場合、つまり通常モードのサブQデータにおいて、ポイント(POINT)の値に応じたサブコードフレームの情報内容、即ちMIN、SEC、FRAME、HOUR、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの内容を示している。
この図40(a)は図32(a)と同様であるが、ポイント(POINT)の値が「F0」であって、PMIN、PSEC、PFRAMEに記録されるメディアの物理情報は、図40(b)のように記録されてもよい。
なお、この図40(a)も、図30のサブQデータ構造に沿って示したが、図29のサブQデータ構造において、ポイント(POINT)の値が「F0」のときには、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、同様にメディアの物理情報を記録することも当然可能である。
この図40(b)の例としての物理情報の内容としては、PMIN、PSEC、PFRAMEのビット範囲、即ちQ57〜Q80において、図示するように4ビットのメディアタイプ情報、4ビットのメディアバージョン情報、4ビットのマテリアル情報、2ビットの線速度情報、2ビットのトラックピッチ情報、3ビットの慣性モーメント(イナーシャ)情報、4ビットのディスク直径/形状情報が記録される。
4ビットのディスク直径/形状の情報を図41に示す。
値が「0000」の場合は、直径が120mmであることを示す。
値が「0001」の場合は、直径が80mmであることを示す。
他の値はリザーブとされているが、この他の値を利用して他の直径値やディスク形状を記録することができる。
一例としては、Q79,Q80は直径情報とし、Q77,Q78の2ビットをディスク形状の情報とすることが考えられる。
そして、その2ビットのディスク形状の情報として、上述した図34の例の場合と同様に、値が「00」の場合は通常の円形ディスク、値が「01」の場合は三角形ディスク、値が「10」の場合は四角形ディスク、値が「11」の場合は他の形状のディスクとして定義されればよい。
或いは、直径の種類及び形状の組み合わせの種類が16種類で収まるのであればQ77〜Q80の4ビット値として「0000」〜「1111」により直径及び形状の組み合わせとして各種のものを定義するようにしてもよい。
Q74〜Q76の3ビットの慣性モーメント(イナーシャ)の情報としては、先に図23に例示した定義が用いられればよい。
即ちQ74〜Q76の3ビットの値として表現される慣性モーメントとして、「000」は0.004g・m2未満、「001」は0.004g・m2以上〜0.010g・m2未満、「010」は0.010g・m2以上〜0.022g・m2未満、「011」は0.022g・m2以上〜0.032g・m2未満、「100」は0.032g・m2以上〜0.037g・m2未満、「101」は0.037g・m2以上、「110」「111」はリザーブとする。
2ビットのトラックピッチの情報を図42に示す。
値が「00」の場合はトラックピッチが1.10μmであることを示す。
他の値はリザーブとされる。
2ビットの線速度の情報を図43に示す。
値が「00」の場合は、線速度が0.90m/sであることを示す。
他の値は、リザーブとされる。
Q65〜Q68の4ビットのマテリアルタイプの情報は、上記した例においてQ57〜Q60の4ビットとして述べた図39の定義と同様とすればよい。
4ビットのメディアバージョンの情報を図44に示す。
値が「0000」の場合はバージョン0.9であることを示す。
値が「0001」の場合はバージョン1.0であることを示す。
他の値はリザーブとされている。
4ビットのメディアタイプの情報を図45に示す。
値が「0000」の場合は、倍密度の再生専用メディアであることを示す。
値が「0001」の場合は、倍密度の追記型メディアであることを示す。
値が「0010」の場合は、倍密度の書換型メディアであることを示す。
他の値は、リザーブとされる。
以上のような、リードインエリアのサブQデータ(TOC)におけるメディアの物理情報の記録例によっても、ディスクドライブ装置は、ディスク直径、形状、イナーシャ、トラックピッチ、線速度、メディア種別、記録層の材質、バージョンを正確かつ容易に判別できることになる。
ところで、上述したようにCD−R、CD−RW、CD−EXTRA等、マルチセッション系では、サブQデータにおけるADRの値が「0101」即ちモード5とされることがある。
本例では、リードインエリアのサブQデータ(TOC)において、モード5とされるサブコードフレームでは、ポイント(POINT)の値に応じて図46に示すような情報内容が記録される。
これは複数のエリア(リードイン、プログラムエリア、リードアウトからなる記録再生の単位となる単位エリア)を有するハイブリッドディスクに好適な情報が含まれる。
ポイント(POINT)の値が「B0」のときには、MIN、SEC、FRAME、HOURの情報として、次の単位エリアのプログラムエリアが開始される絶対時間(絶対アドレス)が示される。また、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、ディスク上の最後の単位エリアのリードアウトエリアが開始される絶対時間(絶対アドレス)が示される。
ポイント(POINT)の値が「C0」のときには、MIN、SEC、FRAME、HOURの情報として、上述したウォブル情報におけるスペシャルインフォメーション1の情報が記録される。また、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、ディスク上の最初の単位エリアのリードインエリアが開始される絶対時間(絶対アドレス)が示される。
ポイント(POINT)の値が「C1」のときには、MIN、SEC、FRAME、HOURの情報として、上述したスペシャルインフォメーション1の情報がコピー記録される。PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEはリザーブとされる。
ポイント(POINT)の値が「CF」のときには、MIN、SEC、FRAME、HOURの情報として、現在の単位エリアのリードアウトエリアが終了される絶対時間(絶対アドレス)が示される。また、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報として、次の単位エリアのリードインエリアが開始される絶対時間(絶対アドレス)が示される。
なお、最後の単位エリアにおいては、次の単位エリアは存在しないため、ポイント(POINT)の値が「CF」のときには、PHOUR、PMIN、PSEC、PFRAMEの情報をオールゼロとしておけばよい。
或いは、ポイント(POINT)=「CF」となるサブコードフレーム自体を設けないようにすればよい。
以上のように本例では、ハイブリッドディスクではサブQデータの情報、特に上記ポイント(POINT)の値が「CF」の場合の情報である「次の単位エリアのリードインエリアが開始される絶対時間」により、次の単位エリアのリードインエリアの位置が明確に判別できるようにされている。
例えば図47(a)には2つの単位エリア#1,#2を有するディスクを模式的に示し、また図47(b)には3つの単位エリア#1,#2、#3を有するディスクを模式的に示しているが、図示するように、ある単位エリアのリードインエリアから読み出されるサブQデータにより、次のエリアのリードインエリアの位置がわかり、従って、ディスクドライブ装置は、破線矢印で示すように各単位エリアのリードインエリアを連続的にアクセスしていって、各単位エリアのTOCデータを読み込んでしまうような動作が簡単に実行できるものとなる。
また各単位エリアのリードインエリアにおけるサブコード内に、その単位エリアのリードアウトエリアが終了する絶対時間が記録されていることで、リードアウトエリアと、その次の単位エリアのリードインエリアの間にギャップが存在する場合でも、それを正確に認識できるようにされている。
5.ディスクドライブ装置の構成
次に、上記のような各種ディスクに対応して記録/再生を行うことのできるディスクドライブ装置を説明していく。
図48はディスクドライブ装置70の構成を示す。
図48において、ディスク90はCD−R、CD−RW、CD−DA、CD−ROMなどCDフォーマットのディスクである。
そしてこれらのディスクとして、図1〜図5で説明したように各種の種別が存在する。
ディスク90は、ターンテーブル7に積載され、記録/再生動作時においてスピンドルモータ1によって一定線速度(CLV)もしくは一定角速度(CAV)で回転駆動される。そして光学ピックアップ1によってディスク90上のピットデータの読み出しがおこなわれる。ピットは、CD−RWの場合は相変化ピット、CD−Rの場合は有機色素変化(反射率変化)によるピット、CD−DAやCD−ROMなどの場合はエンボスピットのこととなる。
ピックアップ1内には、レーザ光源となるレーザダイオード4や、反射光を検出するためのフォトディテクタ5、レーザ光の出力端となる対物レンズ2、レーザ光を対物レンズ2を介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタ5に導く光学系(図示せず)が形成される。
またレーザダイオード4からの出力光の一部が受光されるモニタ用ディテクタ22も設けられる。
対物レンズ2は二軸機構3によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
またピックアップ1全体はスレッド機構8によりディスク半径方向に移動可能とされている。
またピックアップ1におけるレーザダイオード4はレーザドライバ18からのドライブ信号(ドライブ電流)によってレーザ発光駆動される。
ディスク90からの反射光情報はフォトディテクタ5によって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてRFアンプ9に供給される。
なお、ディスク90へのデータの記録前・記録後や、記録中などで、ディスク90からの反射光量はCD−ROMの場合より大きく変動するのと、更にCD−RWでは反射率自体がCD−ROM、CD−Rとは大きく異なるなどの事情から、RFアンプ9には一般的にAGC回路が搭載される。
RFアンプ9には、フォトディテクタ5としての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。例えば再生データであるRF信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEなどを生成する。
RFアンプ9から出力される再生RF信号は2値化回路11へ、フォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEはサーボプロセッサ14へ供給される。
また上述したように、CD−R、CD−RWとしてのディスク90上は、記録トラックのガイドとなるグルーブ(溝)が予め形成されており、しかもその溝はディスク上の絶対アドレスを示す時間情報がFM変調された信号によりウォブル(蛇行)されたものとなっている。従って記録再生動作時には、グルーブの情報からトラッキングサーボをかけることができるとともに、グルーブのウォブル情報として絶対アドレスや各種の物理情報を得ることができる。RFアンプ9はマトリクス演算処理によりウォブル情報WOBを抽出し、これをグルーブデコーダ23に供給する。
グルーブデコーダ23では、供給されたウォブル情報WOBを復調することで、絶対アドレス情報を得、システムコントローラ10に供給する。
またグルーブ情報をPLL回路に注入することで、スピンドルモータ6の回転速度情報を得、さらに基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号SPEを生成し、出力する。
なお、CD−R、CD−RWとしては標準密度のディスクと高密度のディスクが存在するが、グルーブデコーダ23はシステムコントローラ10からの密度種別に応じてデコード方式を切り換えることになる。具体的にはフレームシンクのマッチングパターンの切り替えなどを行う。
RFアンプ9で得られた再生RF信号は2値化回路11で2値化されることでいわゆるEFM信号(8−14変調信号)とされ、エンコード/デコード部12に供給される。
エンコード/デコード部12は、再生時のデコーダとしての機能部位と、記録時のエンコーダとしての機能部位を備える。
再生時にはデコード処理として、EFM復調、CIRCエラー訂正、デインターリーブ、CD−ROMデコード等の処理を行い、CD−ROMフォーマットデータに変換された再生データを得る。
またエンコード/デコード部12は、ディスク90から読み出されてきたデータに対してサブコードの抽出処理も行い、サブコード(Qデータ)としてのTOCやアドレス情報等をシステムコントローラ10に供給する。
さらにエンコード/デコード部12は、PLL処理によりEFM信号に同期した再生クロックを発生させ、その再生クロックに基づいて上記デコード処理を実行することになるが、その再生クロックからスピンドルモータ6の回転速度情報を得、さらに基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号SPEを生成し、出力できる。
なお、エンコード/デコード部12では、記録又は再生対象となっているディスク(或いは単位エリア)が標準密度であるか高密度であるかにより処理方式を切り換えることになる。
再生時には、エンコード/デコード部12は、上記のようにデコードしたデータをバッファメモリ20に蓄積していく。
このディスクドライブ装置からの再生出力としては、バッファメモリ20にバファリングされているデータが読み出されて転送出力されることになる。
インターフェース部13は、外部のホストコンピュータ80と接続され、ホストコンピュータ80との間で記録データ、再生データや、各種コマンド等の通信を行う。実際にはSCSIやATAPIインターフェースなどが採用されている。そして再生時においては、デコードされバッファメモリ20に格納された再生データは、インターフェース部13を介してホストコンピュータ80に転送出力されることになる。
なお、ホストコンピュータ80からのリードコマンド、ライトコマンドその他の信号はインターフェース部13を介してシステムコントローラ10に供給される。
一方、記録時には、ホストコンピュータ80から記録データ(オーディオデータやCD−ROMデータ)が転送されてくるが、その記録データはインターフェース部13からバッファメモリ20に送られてバッファリングされる。
この場合エンコード/デコード部12は、バファリングされた記録データのエンコード処理として、CD−ROMフォーマットデータをCDフォーマットデータにエンコードする処理(供給されたデータがCD−ROMデータの場合)、CIRCエンコード及びインターリーブ、サブコード付加、EFM変調などを実行する。
エンコード/デコード部12でのエンコード処理により得られたEFM信号は、ライトストラテジー21で波形調整処理が行われた後、レーザドライブパルス(ライトデータWDATA)としてレーザードライバ18に送られる。
ライトストラテジー21では記録補償、すなわち記録層の特性、レーザー光のスポット形状、記録線速度等に対する最適記録パワーの微調整やレーザドライブパルス波形の調整を行うことになる。
レーザドライバ18ではライトデータWDATAとして供給されたレーザドライブパルスをレーザダイオード4に与え、レーザ発光駆動を行う。これによりディスク90にEFM信号に応じたピット(相変化ピットや色素変化ピット)が形成されることになる。
APC回路(Auto Power Control)19は、モニタ用ディテクタ22の出力によりレーザ出力パワーをモニターしながらレーザーの出力が温度などによらず一定になるように制御する回路部である。レーザー出力の目標値はシステムコントローラ10から与えられ、レーザ出力レベルが、その目標値になるようにレーザドライバ18を制御する。
サーボプロセッサ14は、RFアンプ9からのフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEや、エンコード/デコード部12もしくはアドレスデコーダ20からのスピンドルエラー信号SPE等から、フォーカス、トラッキング、スレッド、スピンドルの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEに応じてフォーカスドライブ信号FD、トラッキングドライブ信号TDを生成し、二軸ドライバ16に供給する。二軸ドライバ16はピックアップ1における二軸機構3のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによってピックアップ1、RFアンプ9、サーボプロセッサ14、二軸ドライバ16、二軸機構3によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
またシステムコントローラ10からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、二軸ドライバ16に対してジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
サーボプロセッサ14はさらに、スピンドルモータドライバ17に対してスピンドルエラー信号SPEに応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給する。スピンドルモータドライバ17はスピンドルドライブ信号に応じて例えば3相駆動信号をスピンドルモータ6に印加し、スピンドルモータ6のCLV回転又はCAV回転を実行させる。またサーボプロセッサ14はシステムコントローラ10からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータドライバ17によるスピンドルモータ6の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
またサーボプロセッサ14は、例えばトラッキングエラー信号TEの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ10からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ15に供給する。スレッドドライバ15はスレッドドライブ信号に応じてスレッド機構8を駆動する。スレッド機構8には、図示しないが、ピックアップ1を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライバ15がスレッドドライブ信号に応じてスレッドモータ8を駆動することで、ピックアップ1の所要のスライド移動が行なわれる。
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ10により制御される。
システムコントローラ10は、ホストコンピュータ80からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホストコンピュータ80から、ディスク90に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、まず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ちサーボプロセッサ14に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとするピックアップ1のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホストコンピュータ80に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク90からのデータ読出/デコード/バファリング等を行って、要求されたデータを転送する。
またホストコンピュータ80から書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ10は、まず書き込むべきアドレスにピックアップ1を移動させる。そしてエンコード/デコード部12により、ホストコンピュータ80から転送されてきたデータについて上述したようにエンコード処理を実行させ、EFM信号とさせる。
そして上記のようにライトストラテジー21からのライトデータWDATAがレーザドライバ18に供給されることで、記録が実行される。
ところで、この図48の例は、ホストコンピュータ80に接続されるディスクドライブ装置70としたが、本発明の記録装置、再生装置となるディスクドライブ装置としては、例えばオーディオ用のCDプレーヤ、CDレコーダなどのようにホストコンピュータ80等と接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図48とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、オーディオデータの入出力のための端子部が形成されればよい。また表示部において記録/再生中のトラックナンバや時間(絶対アドレス又は相対アドレス)が表示されるような構成とすればよい。
もちろん構成例としては他にも多様に考えられ、例えば記録専用装置、再生専用装置としての例も考えられる。
6.ディスクドライブ装置の処理例
続いてディスクドライブ装置の各種の処理例を説明する。
図49はディスクドライブ装置の処理例として、ディスク90が装填された際に行われる処理のフローチャートである。なお、これは、リードインエリアに上述したサブQデータによるTOCが記録されている場合の処理である。CD−R、CD−RWとしてのバージンディスク(未記録ディスク)には、まだTOCは記録されていないため、そのようなディスクが装填された場合は図49の処理ではなく、後述する図50の処理が行われる。
なお、以下説明していく各フローチャートチャートは、システムコントローラ10で行われる処理例とする。
図49の処理として、ディスク90が装填されるとシステムコントローラ10はステップF101として、立ち上げ処理及びTOC読み込みを実行させる。
即ちスピンドルモータ6の起動、所定回転速度でのサーボ整定、レーザ発光開始、フォーカスサーボ引き込み及び整定、トラッキングサーボ整定を行ってディスク90からデータ読み出しが可能となる状態とし、続いてリードインエリアからTOC情報の読み出しを行う。
続いてステップF102で、読み込んだTOC情報の中からディスクの物理情報を読み取り、物理的な特性を判別する。これは上記図32〜図39で説明した情報を確認する処理となる。
ステップF103では、ディスク90がハイブリッドディスクであるか否かで処理を分岐する。この判別は図38に示したメディアタイプの情報から可能となる。
ハイブリッドディスクではない場合は、処理をステップF104に進め、ディスクの物理情報に応じて記録再生系の設定を行う。設定処理については図51で後述する。
以上で装填されたディスク90に対する記録又は再生が可能な状態となり、ステップF105ではホストコンピュータ80からのコマンドを待機するとともに、リードコマンド又はライトコマンドに応じて再生又は記録動作を実行することになる。
一方、ステップF103でハイブリッドディスクと判別された場合は、ステップF106で変数nを「1」にセットした上でステップF107〜F112のループ処理を行う。
まず、最初にステップF107では、先にステップF102で読みとった物理情報を、単位エリア#(n)の物理情報として記憶する。つまり最初は図47に示したような単位エリア#1の物理情報を記憶することになる。
続いてステップF108で変数nをインクリメントする。そしてステップF109で次の単位エリアのリードインエリアの開始アドレスを判別する。
図46で説明したように、ADR=モード5でポイント(POINT)=「CF」のサブコードフレームには、次の単位エリアのリードインエリアの開始アドレスが記録されているため、ステップF109ではこの情報を確認することになる。
ここで、次の単位エリアのリードインエリアの開始アドレスが記録されていれば、次の単位エリアが存在することが確認できたことになり、ステップF110からF111に進んで、その記録されていたリードインエリアの開始アドレスに対してアクセスするようにサーボプロセッサ14に対する制御を行う。
そしてピックアップ1が次の単位エリアのリードインエリアに達したら、ステップF112でTOCの読み込みを実行させる。もちろんこのTOC情報には、図32〜図39で説明した物理情報が含まれている。
そしてステップF107に戻って、読みとった物理情報を、単位エリア#(n)の物理情報として記憶する。つまりこの場合は単位エリア#2の物理情報を記憶することになる。
以上の処理を最後の単位エリアの物理情報を取り込むまで繰り返す。即ちステップF109でADR=モード5でポイント(POINT)=「CF」のサブコードフレームから次の単位エリアの開始アドレスを確認したときに、そのアドレス値がオールゼロとされていた場合、或いはADR=モード5でポイント(POINT)=「CF」のサブコードフレーム自体が存在しなかった場合は、そのときのリードインエリアは最後の単位エリアにおけるリードインエリアであることになる。
従ってステップF110で次の単位エリアなしと判断でき、ステップF113に進む。
つまり、システムコントローラ10は全単位エリアの物理情報を記憶した状態で、ホストコンピュータ80からのコマンドを待機するとともに、リードコマンド又はライトコマンドに応じて再生又は記録動作を実行することになる。そして記録又は再生動作を実行する際には、そのときの記録/再生を行う対象となった単位エリアについて、記憶してある物理特性に基づいて記録再生系の設定を行ってから、記録動作、再生動作を開始する。
一方、TOCが記録されていないディスク、即ちCD−R、CD−RWとしてのバージンディスクが装填された場合は、システムコントローラ10は図50の処理を行う。
まずステップF201で立ち上げ処理として、スピンドルモータ6の起動、レーザ発光開始の後、ピックアップ1をディスク内周側に位置させた状態で、ラフにスピンドルサーボを整定させ、フォーカスサーボ引き込み及び整定、トラッキングサーボ整定を行ってディスク90からデータ読み出しが可能となる状態とする。
そしてステップF202で、ディスク90上のグルーブから得られるウォブル情報を読みとる。ここでは読み込んだウォブル情報の中からディスクの物理情報を読み取り、物理的な特性を判別することになる。即ち上記図13〜図23で説明した情報を確認する処理となる。
続いてステップF203で、ディスクの物理情報に応じて記録再生系の設定を行う。設定処理については図51で後述する。
以上で装填されたディスク90に対する記録が可能な状態となり、ステップF204ではホストコンピュータ80からのコマンドを待機するとともに、ライトコマンドに応じて記録動作を実行することになる。
以上のように本例では、ディスク90が装填された場合に、サブQデータ(TOC)もしくはウォブル情報から、ディスク90の物理特性を判別し、それに応じた設定を行うことになる。
上記図49のステップF104、又は上記図50のステップF203における設定処理は、例えば図51のように行われる。
まずステップF301ではディスク形状を確認する。即ちウォブル情報でいえば図17〜図21で説明した形状情報及び必要に応じて図22の慣性モーメント情報を参照する。サブQデータでいえば、図34の形状情報及び図35の慣性モーメント情報を参照する。
そして、システムコントローラ10はそのディスク90が当該ディスクドライブ装置70において記録再生可能な形状であるか否かを判別する。可能か否かはディスクドライブ装置70自体の構造、サーボ係数等の各種パラメータの可変範囲など、ディスクドライブ装置70自体の設計に応じて決められる。
もし、そのディスクがドライブ不能なディスク形状であった場合は、ステップF302でエラーメッセージを出力し、ステップF303でディスク90を排出して処理を終了する。
エラーメッセージはホストコンピュータ80に送信して、ホストコンピュータ80側のモニタディスプレイに表示させるか、或いはディスクドライブ装置70に表示部が設けられていれば、その表示部に表示させる。
もちろん音声による警告メッセージであってもよい。
ディスク形状が対応可能なものであった場合は、ステップF304に進んで、ディスク密度に応じて動作モードを設定する。ディスク密度は、ウォブル情報でいえば図15で説明したディスク密度情報から確認できる。サブQデータでいえば、図38のメディアタイプ、もしくは図36,図37のトラックピッチ、線速度の情報から確認できる。
そして高密度か標準密度かの判別に応じて、エンコード/デコード部12における処理モード、グルーブデコーダ23における処理モードを切り換えることになる。
またRFアンプ9におけるRFゲインやイコライジング特性、フォーカシング、トラッキング等の各種サーボゲイン、トラックピッチが異なることによるシーク時の演算係数の設定、なども、高密度時と標準密度時とで切り換えることになる。
次にステップF305で、慣性モーメント(イナーシャ)の値から、スピンドルサーボゲインを設定する。
これについて図53を用いて説明する。
図53(a)は、慣性モーメントの大きいディスクが装填されている状態で、適正なスピンドルサーボゲインを設定した場合のサーボオープンループボード線図である。図示するようにゲインと位相の関係において、十分な位相余裕(フェイズマージン)、利得余裕(ゲインマージン)が得られていることがわかる。
一方図53(b)は、慣性モーメントの小さいディスクが装填されている状態で、慣性モーメントが大きいディスクに対応したスピンドルサーボゲインが設定されている場合を示している。つまりサーボゲインが不適切な場合である。
この場合は、図示するようにゲインと位相の関係において、十分な位相余裕、利得余裕が得られず、この結果、系の安定性が損なわれることになる。
なお、この図53(b)の状態からサーボゲインを適正値にまで下げると、図53(a)のように十分な位相余裕、利得余裕が得られる状態となる。
つまり、ディスクの慣性モーメントに応じて、スピンドルサーボゲインとしては適正値が存在するものであるが、ステップF305の処理では、慣性モーメント値が判別できることに応じて、スピンドルサーボゲインを適正値に設定するものである。
これによりスピンドルサーボ系が安定かつ高精度で動作することになる。特に記録動作の際には、スピンドル回転が高精度に制御されることが求められるため、好適なものとなる。
ステップF306では、ディスク形状の情報に基づいて、ピックアップ1の移動範囲の制限を設定する。
図18〜図20において説明したように、ディスク形状に応じて、アクセス範囲ACは異なるものとなる。従って、ディスク形状(及び上述したディメンジョンを参照してもよい)に基づいて、外周方向にどこまでアクセス可能であるかを判別し、ピックアップ1のスレッド移動範囲の制限を設定する。
これによって、記録トラックの存在しない位置でピックアップ1がレーザ照射を行うといった誤動作を避けることができる。
ステップF307は、ディスク90がCD−R、CD−RWの場合のみの処理であるが、マテリアルデータに基づいてライトストラテジー21における処理の設定を行う。マテリアルデータ、つまり記録層の材質情報は、ウォブル情報からは図14のマテリアルデータから確認でき、サブQデータからは図39のマテリアルタイプから判別できる。
ライトストラテジー21においては、上述したようにレーザドライブパルスとしてパルス波形を調整している。
色素膜変化によりデータ記録を行うCD−Rの場合は、例えば図54(a)に示すように記録しようとするピット/ランドの長さに応じて図54(b)のようなレーザドライブパルスを生成しレーザを発光駆動する。なおレベルPWrはレーザ記録パワーに相当する。
なおCD−Rの場合は、例えば図54(b)(c)のようなパルスを合成して、図54(d)のような階段状のレーザドライブパルスを生成する場合もある。これは例えばピットを生成するパルス区間の一部でレーザパワーをレベルPWodにパワーアップさせるもので、その部分はオーバードライブパルスともよばれるが、オーバードライブパルスを付加することでパルス期間内でレーザレベルを細かく制御できるようにしたものである。
相変化方式でデータ記録を行うCD−RWの場合は、図54(e)に示すようにピット形成区間内においてレーザパワーを記録パワーPWr、クーリング(冷却)パワーPWcを繰り返すようにする、パルストレインと呼ばれているようなレーザドライブパルスを生成してレーザを駆動する。ランド期間はレーザパワーを消去パワーPWeとするものとなる。
これらのCD−R、CD−RWについてのレーザドライブパルスについては、記録層の材質に応じて微調整を行うことが、記録精度の向上に好適となる。
具体的には、図54の各パルス波形において●を付した立ち上がり、立ち下がり部分を制御することで行われるタイミング調整(即ちレーザパルス幅調整)や、同じく○を付したパルスレベルを制御することで行われるレベル調整(即ちレーザパワー調整)を、記録層の材質に応じて実行する。
このようにパルス波形をパルス幅方向或いはレベル方向に制御するのは、次のような理由による。
例えばCD−Rのような追記型ディスクの場合、長いピットを記録する場合ほど、レーザのパワーを読出時のパワーに対して上げる時間を長くする必要があるため、記録層の熱の蓄積が大きくなり、化学的変化を起こす領域拡大し、実際に記録されるピットが規定の長さよりも長くなる傾向がある。当然のことながら、これはディスクの記録層の熱感度が高いほど、又は記録層の熱伝導率が高いほど、顕著なものとなる。
また、今記録しようとしているピットが実際に形成される長さは、そのピットの直前のランドの長さにも左右される。つまり記録しようとしているピットの直前にくるランドの長さが短いほど、その前のピットを記録した際に蓄積された熱が十分に放熱されていないため、熱干渉を受けることになる。
例えば、今記録しようとしているピットの長さと、それを記録するために照射しているレーザのパワーや時間が同じでも、直前にくるランドの長さが短いほど、実際に形成されるピット長は長くなる傾向にある。
これらの熱の蓄積や放熱は記録層の材質によって異なるものであるため、材質に応じてパルス幅やパルス形状(レーザ発光パターン)やパルスレベル(レーザレベル)を調整することは、高精度なピット列の形成に寄与できるものとなる。
以上のようにディスクの物理特性に応じて図51の設定処理が行われることで、ディスク90に対しての記録再生動作性能は向上されることになる。
なお、上記図49においてハイブリッドディスクの場合では、ステップF113で、記録再生対象となった単位エリア毎に、図51のような設定処理を行うようにすればよい。
また図49,図50の物理特性判別処理や図51の設定処理は、ディスク挿入時だけでなく、ディスクが装填されたままの状態で電源オンとされた場合や、その他ホストコンピュータ70からのコマンド発生時などに実行されるようにしてもよいことは当然である。
ところで、CD−R、CD−RWの場合は当初はTOCは記録されておらず、ディスクドライブ装置70は、ディスクに対するデータ記録の実行に応じてTOCを書き込むことになる。
このときの処理を図52に示す。
図52はCD−R、CD−RWとしてのディスク90に対してプログラムエリアにデータ記録を行った場合の処理であり、ステップF401,F402は、ホストコンピュータ80からのコマンドに応じた記録動作処理を示している。
ユーザデータの記録が終了したら、システムコントローラ10はステップF403として、その記録動作内容に応じたTOCデータを生成する。
即ち記録動作中にPMAに保持しておいた値から、各トラックのアドレス等の情報を生成するとともに、図32〜図39で説明したような物理情報を生成する。この場合の物理情報の内容は、ウォブル情報から判別された情報内容となる。
具体的には、次のようにウォブル情報から判別された物理情報から図32(b)に示した各情報を生成する。
すなわち、図32(b)のマテリアル情報の値を、図14で説明したマテリアルデータから得た値に基づいて生成する。
また図32(b)の、メディアタイプの値(この場合はCD−R、CD−RWの別と密度がわかればよい)を図15のディスク密度や図16の物理構造の値、さらには、図13に示したスペシャルインフォメーション1におけるディスクタイプの情報に基づいて生成できる。
図32(b)の線速度の値及びトラックピッチの値は、図15のディスク密度の情報や図13に示したスペシャルインフォメーション1,4などの情報、さらにはユーザデータの記録動作時の設定などに基づいて生成できる。
図32(b)の慣性モーメントの値は、図22の慣性モーメントの情報に基づいて生成する。
図32(b)の形状情報の値は、図17のディスク形状の情報に基づいて生成する。
図32(b)のディスク直径の値は、図17のディスク形状及び図22の慣性モーメントの情報に基づいて生成できる。
なお、図32(b)の各情報の生成方式は以上の例に限られるものではない。
そしてステップF404で、生成したTOC内容を有するサブコードフレームを、リードインエリアに記録していく。
即ち本例では、もともとTOCが存在しないCD−R、CD−RWについては、ウォブル情報から物理特性が判別できるものであるが、TOCを記録する際には、そのTOC情報として、ウォブル情報から判別された物理情報内容を盛り込むようにしており、これによってその後、そのディスクはTOCからも物理情報を判別できる状態となる。
記録動作可能なディスクドライブ装置は、必ずウォブル情報がデコード可能に設計されているが、一部の再生専用のディスクドライブ装置では、ウォブル情報のデコード機能が無いものもある。
このため、上記のようにウォブル情報から得られた物理情報をTOC情報内に転写することで、そのような再生専用装置でも物理情報が判別可能となり、それに応じた動作設定が可能となる。
7.DVD方式のディスクにかかる例
ここまでの実施の形態はCD−R、CD−RWとしてのディスクの場合で、説明してきたが、他の種のディスクの場合でも慣性モーメントやディスク形状などの物理的特性を記録することは好適であり、その場合、記録装置、再生装置では、上述した例と同様の利点を得ることができる。
そこで、他の種のディスクの例として、DVD(Digital Versatile Disc)方式の各種ディスクについて述べていく。DVD方式のディスクとしてデータ記録が可能とされるものとしては、DVD−RW、DVD−R、DVD−RAM、DVD+RWが開発されているため、これらについての例を説明する。
なお、これらのDVD方式のディスクに対応するディスクドライブ装置(記録再生装置)は、CD方式とDVD方式でのデータフォーマット、変調復調方式、光学特性等の差異に伴う詳細な構成上の差異はあるが、基本的なブロック構成は図48のCD方式のディスクに対応するディスクドライブ装置とはほぼ同様としてよいため、その説明は省略する。また以下説明する実施の形態のDVD方式のディスクに対応するディスクドライブ装置では、上記図49〜図54で説明してきた動作と同様に、ディスクの物理特性の判別やそれに応じた各種設定処理、さらにはその設定に基づく記録動作や再生動作を実行できるものである。
そこで以下では、DVD方式のディスクにおいて、ディスクに物理的特性の情報を記録する場合の例を述べていくものとする。
7−1 DVD−RW、DVD−R
DVD方式の相変化記録方式の書換型ディスクであるDVD−RW、有機色素変化方式の追記型ディスクであるDVD−Rでは、ディスク上のプリフォーマットとしてウォブリンググルーブが形成されていると共に、グルーブとグルーブの間のランド部分にプリピットが形成されている(以下、ランドプリピットという)。
ウォブリンググルーブは、ディスクの回転制御や記録用マスタークロックの生成などに用いられ、またランドプリピットは、ビット単位の正確な記録位置の決定やプリアドレスなどのディスクの各種情報の取得に用いられる。
そこで、ディスクの物理的特性情報としては、ランドプリピットにより記録することが考えられる。
まず図55にDVD−RW、DVD−Rとしてのディスク上のエリア構成を示す。
図示するようにディスク内周のリードイン領域が半径45.2mmから48mmの範囲に渡って配置される。
また最大で半径116mm以降はリードアウト領域とされる。
リードイン領域とリードアウト領域の間が、実データの記録に用いられるプログラム領域となる。
リードイン領域、プログラム領域、リードアウト領域を含むインフォメーションエリアでは、データトラックを形成するグルーブ(案内溝)がウォブル(蛇行)されるように形成されている。さらに図56に示すように、ウォブリングされたグルーブG、G・・・の間のランドL、L・・・には、所要位置にランドプリピットLPPが形成される。
これらグルーブGのウォブリングによる情報や、ランドプリピットLPPの情報は、光ピックアップにより検出される反射光情報についてのいわゆるプッシュプル信号により得られるものである。
以下、ランドプリピットLPPとしてプリフォーマット記録されるデータの構造について述べていく。
図57(a)はランドプリピットLPPとして記録されるデータの最小単位であるプリピットフレームを示している。
プリピットフレームは4ビットのレラティブアドレス(相対アドレス)と、8ビットのユーザーデータによる12ビットで構成される。
そして図57(b)のように、16個のプリピットフレーム(PF0〜PF15)が単位とされて1つのプリピットブロックが形成される。
各プリピットフレームの4ビットのレラティブアドレスは、この16個の各プリピットフレーム(PF0〜PF15)を示すアドレスとなる。
プリピットブロックは、6個のプリピットフレームPF0〜PF5によるパートAと、10個のプリピットフレームPF6〜PF15によるパートBから構成される。
1つのプリピットフレームは8ビットのユーザーデータを含むため、6個のプリピットフレームPF0〜PF5によるパートAでは48ビット(6バイト)のユーザーデータを有することになる。
この6バイトのユーザーデータは、図57(c)に示すように、3バイトがECCブロックアドレスとされ、このパートAについてのパリティAが3バイト付加される。
10個のプリピットフレームPF6〜PF15によるパートBでは80ビット(10バイト)のユーザーデータを有することになる。この10バイトのユーザーデータは、図57(b)に示すように、1バイトのフィールドID、6バイトのディスクインフォメーション、3バイトのパートBについてのパリティBとして用いられる。
6バイトのディスクインフォメーションとしては、図58に示すようにフィールドIDによってその内容が異なるものとされる。
フィールドID=ID0とされるプリピットブロックの場合は、パートBの6バイトのディスクインフォメーションのうち3バイトが用いられて、パートAと同値のECCブロックアドレスが記録される。
このフィールドID=ID0とされるプリピットブロックはディスクの全域にわたって形成される。
フィールドID=ID1〜ID5とされるプリピットブロックは、リードイン領域に形成される。
まずフィールドID=ID1とされるプリピットブロックの場合は、6バイトのディスクインフォメーションとしてアプリケーションコードや物理データが記録される。
フィールドID=ID2とされるプリピットブロックの場合は、6バイトのディスクインフォメーションとしてOPCサジェステッドコードやライトストラテジーコード(WS1)が記録される。
フィールドID=ID3、ID4とされる2つのプリピットブロックにおける各6バイトのディスクインフォメーションとしてマニファクチャラーID(MID1、MID2)が記録される。
フィールドID=ID5とされるプリピットブロックの場合は、6バイトのディスクインフォメーションとしてライトストラテジーコード(WS2)が記録される。
フィールドID=ID1とされるプリピットブロックの構造を図59に詳しく示している。
この場合、6バイトのディスクインフォメーション、即ちプリピットフレームPF7〜PF12のユーザーデータにより記録される部分としては、1バイトのアプリケーションコード、1バイトのディスク物理コード、3バイトのデータレコーダブルエリアのラストアドレス、1バイトのパートバージョン及びエクステンションコードが記録される。
ここで1バイト(8ビット)のディスク物理コードの内容は図60(a)のように定義される。
ビットb0〜b7の8ビットのうち、ビットb7はトラックピッチの情報とされる。ビットb7の値「0」によりトラックピッチ=0.80μm、ビットb7の値「1」によりトラックピッチ=0.74μmが示される。
ビットb6により基準速度が記録される。「0」は3.84m/s、「1」は3.49m/sとされる。
ビットb5によりディスク直径が記録される。「0」は12cmディスク、「1」は8cmディスクとされる。
ビットb4により反射率が記録される。「0」は45〜85%、「1」は18〜30%とされる。
ビットb2、b1によりメディアタイプが記録される。ビットb2が「1」であれば相変化メディア、「0」であればその他とされる。
またビットb1が「0」であればレコーダブルタイプ、「1」であればリレコーダブル(リライタブル)とされる。
ビットb3、b0で慣性モーメントが記録される。
ビットb3の値をJ1、ビットb0の値をJ2としたときに、J1,J2の2ビットにより、慣性モーメントは図60(b)のように定義される。
J1,J2の値が「00」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2未満を示す。
J1,J2の値が「01」の場合は、慣性モーメントが0.01g・m2以上〜0.02g・m2未満の範囲であることを示す。
J1,J2の値が「10」の場合は、慣性モーメントが0.02g・m2以上〜0.03g・m2未満の範囲であることを示す。
J1,J2の値が「11」の場合は、慣性モーメントが0.03g・m2以上であることを示す。
DVD−RW、DVD−Rの場合は、以上のようにランドプリピットLPPによるプリピットブロックとして、リードインエリアにメディアの物理情報が記録されていることで、ディスクドライブ装置は、ディスク直径、イナーシャ、トラックピッチ、線速度、メディア種別などを正確かつ容易に判別できる。従ってディスクの物理特性に応じた適正な設定を行って、適正な記録再生動作が可能となる。
7−2 DVD−RAM
続いてDVD−RAMの例を説明する。
DVD方式の相変化記録方式の書換型ディスクであるDVD−RAMは、ランド/グルーブ記録方式を採用することで高密度記録を実現している。このDVD−RAMの場合、リードイン領域はエンボスピットにより管理情報が記録された部分と、情報書換可能な部分が設けられるが、ディスクの物理的特性情報としては、リードイン領域のエンボスピットの領域に記録することが考えられる。
まず図61にDVD−RAMとしてのディスク上のエリア構成を示す。
図示するようにディスク内周のリードイン領域が半径45.2mmから形成される。この半径45.2mmから半径48.0mmまでの領域はエンボスピットで管理情報が記録されている領域である。そしてさらにリードイン領域はデータ記録可能なリライタブル領域まで形成される。
また最大で半径115.78mmから半径117.2mmの範囲がリードアウト領域とされる。
リードイン領域とリードアウト領域の間が、実データの記録に用いられるプログラム領域となる。
リードイン領域の構成を図62に詳しく示している。
リードイン領域としては、まずエンボスデータ領域において、イニシャルゾーンに続いて、1ブロック(ECCブロック)のリファレンスコードゾーン、31ブロックのバッファゾーン、192ブロックのコントロールデータゾーン、32ブロックのバッファゾーンが配される。
そしてミラー領域となるコネクションゾーンを介して、リライタブル領域の部分に、32ブロックのガードトラックゾーン、64ブロックのディスクテストゾーン、112ブロックのドライブテストゾーン、32ブロックのガードトラックゾーン、8ブロックのディスクアイデンティフィケーションゾーン、8ブロックのDMA1,DMA2(欠陥管理エリア)が配される。
エンボスデータ領域におけるコントロールデータゾーンの192個の各ブロックは、図63の構成を採る。
1ブロックはセクタ0〜セクタ15の16セクターで構成される。1セクターは2048バイトである。
そしてセクタ0は物理フォーマットインフォメーションが記録される。
セクタ1はディスクマニファクチャリングインフォメーションが記録される。
コントロールデータゾーンではこのようなブロックが192回繰り返して記録される。
セクタ0の物理フォーマットインフォメーションの内容(2048バイト)の一部を抜粋して図64に示す。
2048バイトのセクターの先頭バイトポジションには、1バイトでメディアタイプ及びパートバージョンが記録される。
続いて1バイトで慣性モーメント、ディスクサイズ及び最大転送レートが記録される。
この1バイトは例えば図65のようにb0〜b7の8ビットにおいて、b0〜b3の4ビットで最大転送レートが記録され、b4,b5の2ビットでディスクサイズが記録され、b6,b7の2ビットで慣性モーメントが記録される。
b4,b5の2ビットのディスクサイズは、例えば「00」を12cmディスク、「01」を8cmディスク、他をリザーブとする。
なお、この2ビットにより、直径だけでなく、直径と形状の組み合わせが示されるようにしてもよい。
またb6,b7の2ビットの慣性モーメントは、その各ビットをJ1,J2として図60(b)に示した定義と同様とされればよい。
図64においては、さらに続いて、バイトポジション2の1バイトにディスク構造が所定の定義で記録され、バイトポジション3の1バイトに所定の定義で記録密度が記録される。またバイトポジション32の1バイトにはディスクタイプIDが記録される。
DVD−RAMの場合は、以上のようにリードイン領域のエンボスデータ領域においてメディアの物理情報が記録されていることで、ディスクドライブ装置は、ディスク直径/形状、イナーシャ、メディア種別などを正確かつ容易に判別できる。従ってディスクの物理特性に応じた適正な設定を行って、適正な記録再生動作が可能となる。
7−3 DVD+RW
続いてDVD+RWの例を説明する。
DVD方式の相変化記録方式の書換型ディスクであるDVD+RAMは、ディスク上に位相変調されたウォブリンググルーブによって各種の情報を記録するようにしている。そこで、ディスクの物理的特性情報としては、位相変調されたウォブリンググルーブとして記録される情報(ADIP情報)内に含まれるようにすることが考えられる。
まず図66でグルーブの位相変調ウォブリングにより表される情報について説明する。
8ウォブルが1つのADIPユニットとされる。そして各ウォブルとして所定順序でポジティブウォブルPWとネガティブウォブルNWが発生するように位相変調されることで、ADIPユニットが、シンクパターン或いは「0」データ、「1」データを表現する。
なおポジティブウォブルPWは蛇行の先頭がディスク内周側に向かうウォブルであり、ネガティブウォブルNWは蛇行の先頭がディスク外周側に向かうウォブルである。
図66(a)はシンクパターン(ADIPシンクユニット)を示す。これは前半の4ウォブル(W0〜W3)がネガティブウォブルNW、後半の4ウォブル(W4〜W7)がポジティブウォブルPWとされる。
図66(b)はデータ「0」となるADIPデータユニットを示す。これは先頭ウォブルW0がビットシンクとしてのネガティブウォブルNWとされ、3ウォブル(W1〜W3)のポジティブウォブルPWを介して、後半4ウォブルが、2ウォブル(W4,W5)のポジティブウォブルPWと2ウォブル(W6,W7)のネガティブウォブルNWとされて「0」データを表現する。
図66(c)はデータ「1」となるADIPデータユニットを示す。これは先頭ウォブルW0がビットシンクとしてネガティブウォブルNWとされ、3ウォブル(W1〜W3)のポジティブウォブルPWを介して、後半の4ウォブルが、2ウォブル(W6,W7)のネガティブウォブルNWと2ウォブル(W6,W7)のポジティブウォブルPWとされて「1」データを表現する。
これらのADIPユニットにより形成されるデータ構造は以下のようになる。
ウォブリンググルーブとして記録されるADIP情報は、図67に示す2つのシンクフレームが1つの単位とされる。2つのシンクフレームは93ウォブルの範囲となる。
1ウォブルは32チャネルビット(32T)となり、従って1シンクフレームは1488チャネルビットに相当する。
1つのADIPユニットは、2シンクフレーム(93ウォブル)のうちの8個の位相変調ウォブルにより形成されることになる。なお、93ウォブルのうちの残りの85ウォブルはモノトーンウォブル、つまり位相変調がかけられていないウォブルとされる。
52個のADIPユニットが、1つのADIPワードを構成する。これは4物理セクターに相当する。ADIPワードの構造を図68(a)に示す。
8ウォブル(W0〜W7)のADIPユニットが52個集められたADIPワードは52ビットの情報を備える。52個のADIPユニットは、1つのADIPシンクユニットと51個のADIPデータユニットによる。
従って、図56(a)からわかるように、ADIPワードにはワードシンクを除いてデータビット1〜データビット51の51ビットの情報が記録できる。
図56(b)にADIPワードの52ビットの構成を示す。データビット2〜データビット23の22ビットで物理アドレスが記録される。これはADIPワード単位で付されるアドレスである。
データビット24〜データビット31の8ビットで補助データが記録される。データビット32〜データビット51はECCとされる。
1ADIPワードにつき8ビット配される補助データは、連続する256個のADIPワードが集められて、256バイトのテーブルとされ、図69(a)のような物理フォーマット情報を記録できるものとなる。
なお図69(a)は、256バイトのうちバイトポジション30までを示して、バイトポジション31〜255までは省略している。
バイトポジション0の1バイトでディスクカテゴリー及びバージョンナンバを記録する。
バイトポジション1の1バイトにはディスクサイズを記録する。
バイトポジション2の1バイトにはディスク構造を記録する。
バイトポジション3の1バイトには記録密度を記録する。
バイトポジション4〜15の12バイトにはデータゾーンアロケーションを記録する。
バイトポジション17の1バイトには慣性モーメント及びディスク形状を記録する。
バイトポジション17の1バイトは例えば図69(b)のように、ビットb7,b6の2ビットで慣性モーメントを記録し、ビットb5,b4の2ビットでディスク形状を記録する。
慣性モーメントはビットb7,b6をJ1,J2としたときに図60(b)で示したように定義されればよい。
またディスク形状は、ビットb5,b4の2ビットにより、図34に示した定義により各種形状の情報が記録されればよい。
DVD+RWの場合は、以上のように位相変調されるウォブリンググルーブとしてメディアの物理情報が記録されていることで、ディスクドライブ装置は、ディスク直径、形状、イナーシャ、メディア種別などを正確かつ容易に判別できる。従ってディスクの物理特性に応じた適正な設定を行って、適正な記録再生動作が可能となる。
以上、実施の形態としての例を説明してきたが、ディスクドライブ装置の構成、処理例、ディスクにおけるウォブル情報の構造、サブQデータの構造などは、上記例に限定されず各種の変形例が考えられる。
1 ピックアップ、2 対物レンズ、3 二軸機構、4 レーザダイオード、5 フォトディテクタ、6 スピンドルモータ、8 スレッド機構、9 RFアンプ、10 システムコントローラ、12 デコーダ、13 インターフェース部、14 サーボプロセッサ、20 バッファメモリ、21 ライトストラテジー、23 グルーブデコーダ、70 ディスクドライブ装置、80 ホストコンピュータ、90 ディスク

Claims (5)

  1. 記録媒体自体の形状を示す形状情報、及び/又は記録媒体自体の慣性モーメントに関する情報が記録された記録媒体に対応する記録装置として、
    記録媒体上のウォブリンググルーブに記録された前記形状情報及び/又は慣性モーメントに関する情報を読み込んで記録媒体の形状及び/又は慣性モーメントに関する物理的特性を判別する判別手段と、
    前記判別手段の判別に応じて、記録動作に関する設定を行って記録動作を実行させる記録制御手段と、
    前記判別手段によって判別された形状及び/又は慣性モーメントに関する物理特性の情報を前記記録媒体に記録する記録ヘッド手段と
    を備えた記録装置。
  2. 前記記録制御手段は、前記判別手段によって判別された形状及び/又は慣性モーメントに関する物理特性の情報を、管理情報として記録するよう前記記録ヘッド手段を制御する
    請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記判別手段は、前記記録媒体上のウォブリンググルーブに記録されたウォブル情報から前記形状情報及び/又は慣性モーメントに関する情報を読み込む請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記記録制御手段は、前記判別手段の判別に応じて、記録媒体に対する情報記録を行う記録ヘッド手段のアクセス範囲の制限の設定を行う請求項1に記載の記録装置。
  5. 前記記録制御手段は、前記判別手段の判別に応じて、記録媒体を回転駆動するスピンドル手段のサーボパラメータの設定を行う請求項1に記載の記録装置。
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