JP6574981B2 - 光ディスクおよび光ディスク記録再生方法 - Google Patents

Description

本開示は、光学的にデータが記録される光ディスク、および光ディスクにデータの記録再生を行う光ディスク記録再生方法に関する。

光ディスクの体積あたりの記録密度を向上させる技術として、トラックの記録密度を向上させるランド（溝間）−グルーブ（溝）記録再生技術がある。この技術は、既にＤＶＤ−ＲＡＭで用いられており、従来のグルーブまたはランドのみに記録されていたデータを、グルーブ及びランドの両方に記録することでトラックの記録密度を向上させる。

ところが、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、トラックの中にデータ記録領域とアドレス領域を設けているため、データ記録領域及びアドレス領域には、データを独立して復調するための領域を設ける必要があり、フォーマットの利用効率が悪くなり、データを記録する領域を無駄に使ってしてしまう。この課題に対して、グルーブトラックのウォブリングによってアドレス情報を記録することで、データ記録領域を無駄にしない技術が開示されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／１４０７５６号

本開示は、複数の線密度でデータの記録が可能な光ディスクおよび光ディスク記録再生方法を提供する。

本開示における光ディスクは、データが所定のブロック単位で記録されるトラックが半径位置に応じた空間的周期でウォブリングして形成され、トラックは半径方向に複数のゾーンに分割されている。そして、それぞれのゾーンに対してウォブリングの１波長に対応する記録データのビットパターンのビット数の比ｎ／ｍ（ｍ、ｎは自然数）に基づいて、所定の線密度でデータが記録され、１つ以上のゾーンで構成される第１の領域と、第１の領域とは異なる１つ以上のゾーンで構成され、第１の領域のデータの線密度と異なる線密度の第２の領域と、それぞれのゾーンに対して、ゾーンの境界位置とビット数の比ｎ／ｍを定義するゾーンテーブルを特定するゾーンフォーマット識別子が記録されるＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）と、を備える。

また、本開示における光ディスク記録再生方法は、本開示の光ディスクへデータの記録再生を行う光ディスク記録再生方法であって、光ディスクのＢＣＡからゾーンフォーマット識別子を取得する取得ステップと、ゾーンフォーマット識別子に対応するゾーンテーブルに基づいて、データのターゲット位置を含むゾーンの記録再生位置を決定する決定ステップと、記録再生位置からデータの記録再生する記録再生ステップと、を備える。

本開示における光ディスクおよび光ディスク記録再生方法は、複数の線密度でデータを記録可能である。

図１は、実施の形態における光ディスク装置の構成図である。 図２は、実施の形態における光ディスクのゾーンを示す図である。 図３Ａは、実施の形態におけるゾーンテーブルを示す図である。 図３Ｂは、実施の形態における別のゾーンテーブルを示す図である。 図４は、実施の形態における光ディスクに複数のブロックが記録されている状態を示す図である。 図５は、実施の形態における光ディスクに対するデータとアドレスの配置構造を示す図である。 図６は、実施の形態におけるデータアドレスの構成を示す図である。

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

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

（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は、本実施の形態における光ディスク装置２０の構成図である。図１に示すように、光ディスク装置２０は、光ヘッド２０１、スピンドルモータ２０２、サーボコントローラ２０３、再生ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路２０４、データ復調回路２０５、誤り訂正復号回路２０６、レーザ駆動回路２０７、データ変調回路２０８、誤り訂正符号化回路２０９、ＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）再生回路２１８、ウォブル検出回路２１０、ウォブルＰＬＬ回路２１１、チャネルＰＬＬ回路２１２、ＡＤＩＰ（ＡＤｒｅｓｓ Ｉｎ Ｐｒｅ−Ｇｒｏｏｖｅ）再生回路２１３、タイミング補間回路２１４、システムコントローラ２１５、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）回路２１６およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１９を備える。

光ディスク装置２０は、光ディスク２００に対してデータの記録および再生を行う。光ディスク２００には、内周から外周にかけてらせん状にトラックが形成される。トラックは、グルーブにより形成されるグルーブトラックと、隣接するグルーブトラックの間に形成されるランドトラックからなる。データは、グルーブトラックとランドトラックのいずれにも記録する。

ここで、本実施の形態における光ディスク２００について説明する。図２は、本実施の形態の光ディスク２００のゾーンを示す図である。光ディスク２００の記録面は、内周から順にＢＣＡと記録可能領域とを備える。

ＢＣＡには、光ディスク２００のディスク番号、ディスクの層数、ゾーンフォーマット識別番号などディスク固有のディスク管理情報が記録されている。具体的には、ディスク管理情報３０１には、ディスク番号として「００１２３４」、ディスクの層数として、「３」、ゾーンフォーマット識別番号として「１」が記録されている。また、別の例として、ディスク管理情報３０２には、ディスク番号として「０２３４５６」、ディスクの層数として、「３」、ゾーンフォーマット識別番号として「２」が記録されている。

ここで、ゾーンフォーマット識別番号は、光ディスク２００に記録されるデータのフォーマットの種類を示す識別子であり、例えば、ゾーンフォーマット識別番号１の場合を１層あたり５０ＧＢの記録容量となる線密度とし、ゾーンフォーマット識別番号２の場合を１層あたり６０ＧＢの記録容量となる線密度とし、ゾーンフォーマット識別番号３の場合を１層あたり８０ＧＢの記録容量となる線密度とする。従って、ディスク管理情報３０１は、１層あたり５０ＧＢの記録容量となる線密度の光ディスクであることを示し、ディスク管理情報３０２は、１層あたり６０ＧＢの記録容量となる線密度の光ディスクであることを示している。ＢＣＡは、ディスク管理情報を複数回、例えば、４回記録している。

記録可能領域は、半径方向にＺ個（Ｚは２以上の自然数）のゾーンに分割される。光ディスク装置２０は、複数のゾーンの各々について、記録クロックの周波数または記録の速度（線速度）を設定する。

光ディスク２００の記録可能領域には、非データ領域とユーザデータ領域がある。例えば、図２に示すように、内周側のゾーン１とゾーン２を非データ領域とし、ゾーン３からゾーンＺをユーザデータ領域とする。

ユーザデータ領域は、ホスト２１７から記録要求されたユーザデータを記録する領域である。

非データ領域は、レーザ駆動回路２０７による光ヘッド２０１のレーザ出力を適切に調整するための記録調整を行う領域、光ヘッド２０１から光ディスク２００に照射された光ビームを光ディスク２００上に設けられたグルーブトラックあるいはランドトラックに適切に集光して走査するためのサーボ調整を行う領域、ユーザデータ領域の使用状況や光ディスク２００上の傷などの欠陥部分を管理するデータ管理領域を含む。

トラックは、光ディスク２００の半径位置に比例した空間的周期の波長でウォブリングして形成される。トラックのウォブリングの空間的周期に対応する光ディスク２００の中心角は、半径位置によらず一定である。言い換えると、ウォブリングの空間的周期は、半径位置に比例して外周ほど長くなる。したがって、トラックのウォブリングは放射上に構成される。

ウォブリングの空間的周期に同期して光ディスク２００の全面にデータを記録すると、外周ほど記録パターンの線密度が低くなり記録容量が小さくなってしまう。そこで、本実施の形態の光ディスク装置２０は、ウォブリングの空間的周期に対するデータの単位長さの比を半径に応じて変える、すなわち、記録される記録パターン１ビット当たりの長さを光ディスク上で変えることにより、全面にわたってほぼ一定の線密度とすることができる。

トラックのウォブリングには、光ディスク２００上のトラックのアドレス情報を有するＡＤＩＰ情報が変調されて埋め込まれている。光ディスク２００のトラックは、半径位置によらず、１周を７等分した一定の角度で分割されている。分割された各トラックに対して１つのＡＤＩＰ情報が埋め込まれている。トラックのウォブリングの空間的周期に対応する光ディスク２００の中心角は、半径位置によらず一定であるため、７等分された各トラックに含まれるウォブリングの数、すなわち、１波長のウォブリングが含まれる数は、半径位置によらず一定である。つまり、１つのＡＤＩＰ情報に何波長分のウォブリングが対応するかは、半径位置によらず一定である。

図１の光ディスク装置２０の説明に戻る。スピンドルモータ２０２は、光ディスク２００を回転する。光ヘッド２０１は、光ディスク２００に光ビームを照射することで光ディスク２００にデータを記録するとともに、光ディスク２００からデータを再生する。

サーボコントローラ２０３は、光ヘッド２０１およびスピンドルモータ２０２を制御し、光ヘッド２０１から光ディスク２００に照射された光ビームを光ディスク２００上に設けられたトラックに集光して走査する制御を行うとともに、目的のトラックにアクセスする移動制御を行う。サーボコントローラ２０３は、光ヘッド２０１が光ディスク２００を線速度一定で走査するように、光ヘッド２０１の位置とスピンドルモータ２０２の回転数とを制御する。

Ｉ／Ｆ回路２１６は、光ディスク２００に記録する記録データをホストから受け取るとともに、光ディスク２００から再生された再生データをホスト２１７へ送る。

誤り訂正符号化回路２０９は、Ｉ／Ｆ回路２１６から受け取った記録データに、誤り訂正するためのパリティを付加する。

ウォブル検出回路２１０は、光ディスク２００からの再生信号から、トラックのウォブリングの時間的周期に基づくウォブル信号を抽出する。光ディスク２００は光ヘッド２０１に対向して回転している。このため、光ヘッド２０１と対向するトラックの半径方向における位置は、トラックのウォブリングの空間的周期と光ディスク２００の当該トラックにおける線速度とに応じて周期的に変化する。ウォブル検出回路２１０は、この周期的変化を波形として検出し、ウォブル信号として出力する。光ディスク２００を線速度一定で回転する場合、内周のトラックほどウォブル信号の周波数は高くなる。

ウォブルＰＬＬ回路２１１は、ウォブル信号の周波数に対応するパルス信号を生成し、このパルス信号の周波数をさらに所定の倍率で逓倍したウォブルクロックを生成する。ウォブルクロックの周波数、すなわち、単位時間当たりのパルスの数は、トラックのウォブリングの空間的周期に比例する。また、１つのＡＤＩＰ情報に対応するウォブルクロックのパルスの数は、半径位置によらず一定である。

ＡＤＩＰ再生回路２１３は、ウォブル信号とウォブルクロックとからＡＤＩＰ情報を再生する。

チャネルＰＬＬ回路２１２は、ウォブルクロックの位相に同期し、ウォブルクロックの周波数のｎ／ｍ倍（ｍ、ｎは自然数）の周波数となるような記録クロックを生成する。ｎ／ｍの値は、ウォブリングの空間的周期（１波長）に対応する記録データのビットパターンのビット数の比であり、光ディスク２００のゾーン毎に設定されている。ｍ、ｎは、ゾーンテーブルに含まれるあらかじめ決められた値である。ｍ、ｎおよびｎ／ｍは、ゾーン毎のデータの線密度に関する情報の一例である。ｍ、ｎの値は、システムコントローラ２１５から通知される。

ここでゾーンテーブルについて説明する。ゾーンテーブルとは、光ディスク装置２０が記録再生可能な光ディスクに対する、各ゾーンに関する情報を保持するテーブルである。例えば、光ディスク２００に対するゾーンテーブルは、ゾーン１からゾーンＺの各々について、ゾーン番号、ｍ、ｎ、ＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏ、始端データブロック基準位置Ｐｍの値を設定している。ＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏおよび始端データブロック基準位置Ｐｍについては後述する。

光ディスク２００に対するゾーンテーブルは、光ディスク２００に対応するゾーンフォーマット識別番号と関連付けられている。このようなゾーンテーブルが、光ディスク装置２０が記録再生可能な光ディスクのフォーマット識別番号毎に、ＲＯＭ２１９に記憶されている。

図３Ａ、図３Ｂは、本実施の形態におけるゾーンテーブルを示す図である。図３Ａは、ゾーンフォーマット識別番号が「１」の場合のゾーンテーブルの一例であり、図３Ｂは、ゾーンフォーマット識別番号が「２」の場合のゾーンテーブルの一例である。図３Ａ、図３Ｂにおいて、ゾーン毎に、ｍ、ｎ、ＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏ、始端データブロック基準位置Ｐｍの値が設定されている。図３Ａにおいて、ゾーン番号は１から３２まで設定されており、図３Ｂにおいて、ゾーン番号は１から４０まで設定されている。

図１の光ディスク装置２０の説明に戻る。タイミング補間回路２１４は、ＡＤＩＰ情報と、システムコントローラ２１５から通知されるｎ、ｍの値とから、記録データを記録再生する位置を特定する。

データ変調回路２０８は、チャネルＰＬＬ回路２１２が生成する記録クロックに同期して、誤り訂正符号化回路２０９からのパリティを含む記録データを、タイミング補間回路２１４が特定する位置に応じて所定の変調則にしたがって変調することにより、記録データを光ディスク２００上に記録する記録パターンに変換する。

レーザ駆動回路２０７は、光ディスク２００上に正確にマークを形成するために記録パターンを光パルスに変換し、光ヘッド２０１のレーザを駆動する。

以上のように、データ変調回路２０８により生成された記録パターンは、記録クロックに基づいて光ディスク２００上に記録される。記録クロックの周波数は、ウォブルクロックの周波数のｎ／ｍ倍である。したがって、トラックのウォブリングの空間的周期に対して、記録パターンの１ビットの長さは、ｎ／ｍの比で決められる。すなわち、ｎの値を大きく、あるいはｍの値を小さくすると、光ディスク２００上に記録される記録パターンの１ビットの長さは短くなり、線密度を高くできる。さらに、光ディスク２００の半径位置に応じて、外周側ほどウォブルクロックの空間的周期は長くなるので、これに対応してｎ／ｍを大きくなるようにｍおよびｎを設定することで、光ディスク２００上の記録パターンの線密度を一定にできる。

本実施の形態の光ディスク装置２０は、ｍ、ｎの値を光ディスク２００のゾーン毎に設定する。ゾーン毎に、外周側のゾーン番号が大きなゾーンほどｎ／ｍが大きくなるようにｍおよびｎを設定することで、光ディスク２００上の記録パターンの線密度をほぼ一定とすることができる。すなわち、記録パターンの線密度の範囲を一定範囲内に収めることができる。

再生ＰＬＬ回路２０４は、光ディスク２００からの再生信号を復調するための同期クロックを再生信号から抽出する。

データ復調回路２０５は、タイミング補間回路２１４が特定する位置に応じて、再生信号から記録されたデータを復調する。具体的には、データ復調回路２０５は、再生信号と期待値波形との信号振幅の比較から最も近い期待値波形を選択し、期待値波形の元となるデータを復調結果として選択する。

誤り訂正復号回路２０６は、復調されたデータの誤りを訂正して復元する。

ＲＯＭ２１９は、フラッシュメモリで構成される。ＲＯＭ２１９は、システムコントローラ２１５が光ディスク装置２０全体を制御するためのプログラムを記憶する。また、ＲＯＭ２１９は、複数のゾーンテーブルを記憶する。

ＢＣＡ再生回路２１８は、ＢＣＡを再生した再生信号から、記録されたディスク管理情報を再生する。

システムコントローラ２１５は、ＲＯＭ２１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各ブロックを制御するとともに、ホスト２１７との通信も制御する。システムコントローラ２１５は、チャネルＰＬＬ回路２１２およびタイミング補間回路２１４に対して、記録再生対象位置を含むゾーンに対応するｍ、ｎの値をゾーンテーブルから読み出して通知する。システムコントローラ２１５は、チャネルＰＬＬ回路２１２により生成された記録クロックと、タイミング補間回路２１４で特定した記録位置とに基づいてデータを記録するように、光ディスク装置２０の各部を制御する。データ変調回路２０８、レーザ駆動回路２０７および光ヘッド２０１は、記録クロックと記録位置とに基づいてデータを記録する。

［１−２．動作］
次に、本実施の形態における光ディスク装置２０の動作について説明する。まず、本実施の形態における光ディスク装置２０に光ディスク２００が装着されたときの動作について説明する。光ディスク装置２０に光ディスク２００が装着されると、ＢＣＡ再生回路２１８は、光ディスク２００に記録されているＢＣＡを再生してディスク管理情報を取得する。

システムコントローラ２１５は、ディスク管理情報をＢＣＡ再生回路２１８から受け取り、ディスク管理情報からゾーンフォーマット識別番号を抽出する。システムコントローラ２１５は、ＲＯＭ２１９に記憶されたゾーンテーブルの中からゾーンフォーマット識別番号に対応するゾーンテーブルを特定し、特定したゾーンテーブルを読み出す。

次に、本実施の形態における光ディスク装置２０の光ディスク２００への記録動作について説明する。

Ｉ／Ｆ回路２１６は、ホスト２１７から送信された記録データと記録先の論理アドレスを取得する。記録データは所定の単位のブロックに分割され、ブロック毎に誤り訂正符号化回路２０９へと送られる。

誤り訂正符号化回路２０９は、ブロック単位の記録データに、再生時の誤りを訂正するためのパリティコードを付加する。

データ変調回路２０８は、パリティコードが付加された記録データを、例えば１−７ＰＰ（Ｐａｒｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ）符号の変調則に従って記録パターンに変調する。

レーザ駆動回路２０７は、１−７ＰＰ符号によって、２Ｔから９Ｔの記録マークとスペースとに変調された記録パターンを、光ディスク２００上に正確に記録マークを形成するためにキャッスル型のパルス波形に変換し、レーザを駆動するための駆動信号を光ヘッド２０１へ出力する。

光ヘッド２０１は、記録先の論理アドレスに対応する光ディスク２００上の位置にレーザパルスを照射することで記録パターンを記録する。

光ディスク２００は、放射状にＡＤＩＰが付与された構造になっている。そのため、光ディスク２００の記録面内の記録パターンの線密度がほぼ一定になるように、チャネルＰＬＬ回路２１２は、記録クロックをコントロールする。ウォブル検出回路２１０は、トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を検出する。ウォブルＰＬＬ回路２１１は、ウォブル信号に同期したウォブルクロックを生成する。チャネルＰＬＬ回路２１２は、ウォブルクロックをｍ分周したクロックの位相と、記録クロックをｎ分周したクロックの位相が同期するように動作し、その結果としてウォブルクロックのｎ／ｍ倍の周波数となる記録クロックを生成する。

システムコントローラ２１５は、上記の記録動作を制御する。システムコントローラ２１５ははじめに、Ｉ／Ｆ回路２１６で取得された記録先の論理アドレスに基づいて、記録データを記録するデータアドレスと、このデータアドレスを含むトラック（グルーブトラックまたはランドトラック）およびゾーンを特定する。ここでデータアドレスは、記録データの記録再生位置を指定するための、ＡＤＩＰを基準として決められた光ディスク２００上の物理アドレスである。システムコントローラ２１５は、ゾーンテーブルを参照し、特定したゾーンに対応するゾーン番号のｍ、ｎ、ＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏ、始端データブロック基準位置Ｐｍを取得する。

記録データはブロック単位に分割されるが、一つの記録データに関する複数のブロックは、同じ層のグルーブトラックあるいはランドトラックの一方に連続して記録される。図４は、本実施の形態の光ディスク２００に複数のブロックが記録されている状態を示す図である。図４は、光ディスク２００上の半径方向に連続して並んだトラックを模式的に示している。図４において、データＤＴａを３つに分割し、連続してＤＴａ１、ＤＴａ２、ＤＴａ３がグルーブトラックに記録されている。また図４において、データＤＴｂを４つに分割し、連続してＤＴｂ１、ＤＴｂ２、ＤＴｂ３、ＤＴｂ４がランドトラックに記録されている。

このように、一つの記録データを同じ層の同じトラックにまとめて記録し、光ディスク２００に記録された記録データを再生するときに、光ヘッド２０１の位置の移動が少ないので、短時間で記録データを読み取ることができる。

図５は、本実施の形態の光ディスク２００に対する、データとアドレスの配置構造を示す図である。図５は、光ディスク２００のトラックのうち、ゾーンＡ−１とゾーンＡの境界付近におけるＡＤＩＰ情報とデータブロックの配置の一例を模式的に示している。

図５において上段は、トラックのウォブリングに変調して配置されたＡＤＩＰ情報を示している。また、中段は、光ディスク２００のゾーンＡ−１に含まれるトラックに記録された２つのデータブロックを示している。また、下段は、ゾーンＡ−１に隣接するゾーンＡに含まれるトラックに記録された２つのデータブロックを示している。ゾーンＡ−１は、ウォブリングにより配置されたＡＤＩＰ情報が示すアドレス（以下、単にＡＤＩＰと記載する）の範囲がＮ−４、Ｎ−３、Ｎ−２、Ｎ−１であり、ゾーンＡは、ＡＤＩＰの範囲がＮ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３であることを示している。

図５において、ゾーンＡ−１では、データアドレスがＭ−２、Ｍ−１と連続する２つのデータブロック(実線で記載)に対して記録パターンが記録されている。ゾーンＡでは、データアドレスがＭ、Ｍ＋１と連続する２つのデータブロック(実線で記載)に対して記録パターンが記録されている。ゾーンＡの開始位置においては、ＡＤＩＰのＮが示す位置とデータアドレスＭが示す位置の境界が一致している。なお、以下ではデータアドレスＭのデータブロックをデータブロックＭとも記載する。

各ゾーンの記録開始位置は、ＡＤＩＰの境界位置と一致させるものとする。ゾーンＡ−１とゾーンＡに対し、それぞれ異なるｎ／ｍの値が設定されている。ゾーンの長さは、データブロックの長さの整数倍となるわけではない。したがって、図５に示すようにゾーンＡ−１の最後のデータブロックＭ−１の終端から、ゾーンＡの始端までにはデータが記録されない領域が残る場合がある。

ゾーンＡにおいて、データブロックＭ＋１の次にデータブロックＭ＋２を記録する場合を説明する。光ヘッド２０１が、レーザを照射する位置を、記録するターゲット位置より手前の位置に移動させる。ウォブル検出回路２１０、ウォブルＰＬＬ回路２１１およびＡＤＩＰ再生回路２１３がＡＤＩＰ情報を再生することにより、システムコントローラ２１５は、光ヘッド２０１が対向している光ディスク２００上の物理的な位置を特定する。タイミング補間回路２１４は、ゾーンＡの始端をＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏとして、現在位置Ｐｗとの距離Ｌｗを算出する。距離Ｌｗは、Ｌｗ＝Ｐｗ−Ｐｗｏとして求められる。

ここで、光ディスク２００上における基準位置Ｐｗｏと現在位置Ｐｗは、ウォブルクロックを基準として特定できる。例えば、光ディスク２００のトラックの最内周からウォブルクロックをカウントした場合に、基準位置Ｐｗｏや現在位置Ｐｗは、ウォブルクロックのパルス数として表すことができる。ＡＤＩＰ情報の先頭に対応する位置も、ウォブルクロックのパルス数としてＡＤＩＰ情報に含まれている。したがって、ＡＤＩＰ情報を読み出すことにより、光ディスク２００上の現在位置が把握できる。また、距離Ｌｗもウォブルクロックのパルス数として求められる。

さらに、算出した距離Ｌｗを記録データのブロックの長さの基準に変換した距離Ｌｄを算出する。記録データのブロック単位基準の距離Ｌｄは、Ｌｄ＝Ｌｗ×ｎ／ｍとして求められる。この式からわかるように、距離Ｌｄは、記録クロックのパルス数（またはこれに対応する数）として求められる。ゾーンＡの先頭のデータブロックの番号はＭであり、ゾーンＡの始端データブロック基準位置Ｐｍを基点としたデータブロック単位基準の現在位置Ｐｄは、Ｐｄ＝Ｐｍ＋Ｌｄとして求められる。距離Ｌｄ、基準位置Ｐｍ、現在位置Ｐｄは、ウォブルクロックを基準として特定できる。

ここで、ゾーンＡの始端データブロック基準位置Ｐｍは、ゾーンＡのゾーンテーブルに記憶されている。現在位置Ｐｄは、始端データブロック基準位置を含むゾーンの基準で求められる。つまり、現在位置がゾーンＡ−１に含まれるときであっても、記録再生の対象位置がゾーンＡに含まれる場合には、ゾーンＡを基準として現在位置を仮想的に求めることができる。

例えば、ゾーンＡ−１に記録されているデータブロックＭ−２、Ｍ−１の、ゾーンＡの基準位置Ｐｍを基点としたデータブロック単位基準の位置も算出できる。図５の下段において、破線で囲んだデータブロックＭ−２、Ｍ−１は、ゾーンＡの基準位置Ｐｍを基点とした場合の仮想的な位置を示している。アクセスするターゲット位置がゾーンＡで、現在位置がゾーンＡ−１の領域であり、ゾーンの境界を跨ぐ場合であっても、仮想的な現在位置Ｐｄを用いるので、ゾーンの境界を跨いでもデータアドレスが途切れない。但しこのようにして求めたデータブロックＭ−２、Ｍ−１の仮想的な位置は、中段に示す実際のデータブロックＭ−２、Ｍ−１の位置とは異なる。

以上のように、ＡＤＩＰ情報を用いて、現在位置がゾーンＡ−１の領域であってもゾーンＡの始端を基準位置としたデータブロック単位基準の現在位置Ｐｄを得ることができる。

チャネルＰＬＬ回路２１２は、ゾーンＡで決められたｎ／ｍの値を用いて、ウォブルクロックをｍ分周したクロックの位相と、記録クロックをｎ分周したクロックの位相が同期するように動作し、ウォブルクロックのｎ／ｍ倍の周波数となる記録クロックを生成する。

タイミング補間回路２１４は、特定したデータブロック単位基準現在位置Ｐｄをもとにして、生成した記録クロックでデータタイミング補間カウンタを動作させ、後続のデータブロックの境界を１チャネルビット精度で補間していくことができる。データタイミング補間カウンタが、データを記録するターゲット位置を示したときに、データ変調回路２０８とレーザ駆動回路２０７が動作してデータの記録を開始する。

記録データには、データブロック毎にデータアドレスが付加される。図６は、本実施の形態のデータアドレスの構成を示す図である。データアドレスは、記録層番号、ブロック番号、グルーブトラック／ランドトラック情報で構成される。記録層番号は、データが記録されている記録層の番号を示す情報であり、ブロック番号は、データのブロック番号を示す情報であり、グルーブトラック／ランドトラック情報は、データが記録されている場所が、ランドトラックであるかグルーブトラックであるかを示す情報である。

データブロックＭ＋２を記録する場合、データブロックの番号はＭ＋２となる。データアドレスが付加された記録データは、データ変調回路２０８で変調され、レーザ駆動回路２０７と光ヘッド２０１により光ディスク２００のトラックに記録される。

次に、本実施の形態における光ディスク装置２０の再生動作について説明する。

光ディスク２００に対する再生位置の特定については、記録動作における記録位置の特定の動作と同様である。タイミング補間回路２１４によるデータタイミング補間カウンタにしたがって、再生するデータブロックの位置となったときに、再生ＰＬＬ回路２０４と、データ復調回路２０５と、誤り訂正復号回路２０６が動作してデータの再生を行う。

データの記録および再生を行う位置は、チャネルＰＬＬ回路２１２とタイミング補間回路２１４により決まる。この動作を決めるのが、ウォブルクロックと記録クロックの周波数の比ｎ／ｍの値と、各ゾーンの始端ＡＤＩＰ基準位置Ｐｗｏと始端データブロック基準位置Ｐｍの値であり、これらの値を一意に定めて記録再生を行わなければならない。これらの値がわずかでも異なると、データの再生ができなくなってしまう。以上の値を、光ディスク２００の管理情報としてゾーン毎にリスト化したゾーンテーブルが構成される。

システムコントローラ２１５は、ＢＣＡから読み取ったゾーンフォーマット識別番号に応じてゾーンテーブルを参照して各値を特定し、上述のようなデータの記録再生の動作を行う。

本実施の形態における光ディスク２００は、ゾーン毎に任意の線密度でのデータの記録が可能であり、光ディスク２００のトラックのフォーマットは、記録されるデータの線密度に関係なく共通である。しかし、例えば、光ディスク２００の記録膜の材料は、高い線密度で安定に記録ができるように、また長期の保存性がさらに高くなるように、また生産コストが下げられるようにといった観点で、改良され変更されることがある。この変更により、その光ディスクに適切に記録できる線密度が変わってくる。そこでトラックのフォーマットを同一としながら、そのディスクに対して適切な線密度を選択できるようにするため、トラックとは無関係なＢＣＡにゾーンフォーマット識別番号が記録される。

本実施の形態における光ディスク２００には、任意の線密度でのデータの記録が可能であるため、例えば、ゾーンフォーマット識別番号１の場合を１層あたり５０ＧＢの記録容量となる線密度とし、ゾーンフォーマット識別番号２の場合を１層あたり６０ＧＢ、ゾーンフォーマット識別番号３の場合を１層あたり８０ＧＢと決めることができる。それぞれのゾーンフォーマット識別番号に対して決められたゾーンテーブルを用いることで、データの記録と再生を行うことができる。

このように線密度が大きく異なれば、それに伴って再生信号の周波数特性が変わるため、データを再生するときの再生ＰＬＬ回路２０４、データ復調回路２０５の信号処理方式を大きく変える必要がある。光ディスク装置２０が、１層あたり５０ＧＢから８０ＧＢの線密度まで対応できる再生ＰＬＬ回路２０４、データ復調回路２０５を保有していれば、ＢＣＡに記録されているゾーンフォーマット識別番号を読み取り、それにしたがって、ゾーンテーブルを参照し、データを確実に再生することができる。

また、光ディスク装置２０が、１層あたり８０ＧＢの線密度に対応できる再生ＰＬＬ回路２０４、データ復調回路２０５を保有していない場合、ＢＣＡに記録されているゾーンフォーマット識別番号を読み取り、それにしたがって、ゾーンテーブルを参照したとしても、データを再生することはできない。このようなデータ再生のエラーを引き起こさないためには、１層あたり８０ＧＢの線密度に対応しない光ディスク装置２０がＢＣＡのデータを正常に再生できないように、所定のスクランブルを施してもよい。

光ディスク装置２０がＢＣＡのデータを正常に再生できない場合、ゾーンフォーマット識別番号を読み取ってゾーンテーブルを参照することができない。そのため、光ディスク装置２０は、光ディスク２００に対して誤った記録や再生をする前に、その光ディスクが非対応であると判定する。したがって、光ディスク２００を保護することができる。

さらに、光ディスク２００上の記録パターンの線密度を高くすると、再生信号のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が低下する。このため、再生信号の振幅の変動に対して、データ復調回路２０５において復調誤りが発生しやすくなる。復調誤りを抑えるためには、再生信号の振幅に応じてデータ復調回路２０５での期待値波形の振幅を変化させるように、適応的な信号処理が必要となる。

ユーザデータ領域では、ユーザデータが連続的に記録されるため、適応的な信号処理を継続的に行って安定に再生することができる。一方、非データ領域では、短い単位で少しずつ記録されることが多く、記録状態が連続的ではないため、適応的な信号処理でも誤差が残り、再生性能の余裕が少なくなりやすい。

非データ領域において、特に欠陥部分を管理するデータ管理領域に記録される情報は重要である。データ管理領域の情報が取得できなければ、光ディスク２００上のどの位置にユーザデータが記録されているかが不明になり、ユーザデータの再生ができなくなる。

そこで、本実施の形態の光ディスク装置２０は、データ管理領域の情報を確実に取得できるように、再生性能の余裕を確保するために、非データ領域に対応するゾーンの線密度が、ユーザデータ領域に対応するゾーンの線密度より低くなるように、ゾーンテーブルにおけるｍ、ｎの値を設定する。

ここで、「非データ領域に対応するゾーンの線密度が、ユーザデータ領域に対応するゾーンの線密度より低くなる」とは、「非データ記録領域に対応するゾーンの線密度の最大値が、ユーザデータ領域に対応するゾーンの線密度の最小値より小さい」ということである。

ウォブルクロックと記録クロックの周波数の比ｎ／ｍは、線密度が同一であれば、半径位置に比例して大きくなる。非データ領域に含まれるゾーン１とゾーン２のｎ／ｍの値は、半径位置に比例して大きくなる同一線密度であり、ユーザデータ領域に含まれるゾーン３以降のｎ／ｍの値は、非データ領域より高い線密度で、半径位置に比例して大きくなる。

また、非データ領域では、光ディスク２００に対して良好な記録ができるように、レーザ駆動回路２０７による光ヘッド２０１のレーザ出力を適切に調整するための記録調整を行う。記録調整では、トラックに記録するマークの始端、終端が適切な位置になるように、レーザ出力を高くしたり、低くしたりする制御タイミングと、そのレーザ出力レベルを調整する。マークの始端、終端が適切な位置であるかどうかは、再生信号を用いて評価する。マークの始端や終端における期待値波形に対し、再生信号の遷移タイミングが早い、あるいは遅いということから制御タイミングやレーザ出力レベルを調整することができる。しかし、線密度が高くなると、マークの始端、終端に対する再生信号の振幅の遷移の傾きが緩くなる。また前後のマーク・スペースの記録パターンの影響による振幅の変化が大きくなり、遷移タイミングを正確に評価することが困難になる。したがって、遷移タイミングを正確に評価するために、低い線密度で記録調整を行ってもよい。

図３Ａに示すゾーンテーブルは、全てのゾーンに対して、１層あたり５０ＧＢの記録容量となる線密度であるが、図３Ｂに示すゾーンテーブルは、非データ領域であるゾーン１、２に対しては、１層あたり５０ＧＢの記録容量となる線密度であり、ユーザデータ領域であるゾーン３〜４０に対しては、１層あたり６０ＧＢの記録容量となる線密度である。このように、図３Ｂに示すゾーンテーブルは、非データ領域に対応するゾーンの線密度が、ユーザデータ領域に対応するゾーンの線密度より低い。

以上のように、光ディスク２００は、ユーザデータ領域の線密度、非データ領域の線密度、ゾーンの分割数に応じて、ゾーンフォーマット識別番号を変更する。光ディスク装置２０は、光ディスク２００のゾーンフォーマット識別番号に従って、ゾーンテーブルを生成して、光ディスク２００に対して、適切なデータの記録再生を行うことができる。

本開示は、光学的にデータが記録される光ディスク、および光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置に適用可能である。

２０ 光ディスク装置
２００ 光ディスク
２０１ 光ヘッド
２０２ スピンドルモータ
２０３ サーボコントローラ
２０４ 再生ＰＬＬ回路
２０５ データ復調回路
２０６ 誤り訂正復号回路
２０７ レーザ駆動回路
２０８ データ変調回路
２０９ 誤り訂正符号化回路
２１０ ウォブル検出回路
２１１ ウォブルＰＬＬ回路
２１２ チャネルＰＬＬ回路
２１３ ＡＤＩＰ再生回路
２１４ タイミング補間回路
２１５ システムコントローラ
２１６ Ｉ／Ｆ回路
２１７ ホスト
２１８ ＢＣＡ再生回路
２１９ ＲＯＭ
３０１，３０２ ディスク管理情報

Claims (4)

1. データが所定のブロック単位で記録されるトラックが半径位置に応じた空間的周期でウォブリングして形成され、前記トラックは半径方向に複数のゾーンに分割されており、
   それぞれの前記ゾーンに対して前記ウォブリングの１波長に対応する記録データのビットパターンのビット数の比ｎ／ｍ（ｍ、ｎは自然数）に基づいて、所定の線密度でデータが記録される、光ディスクであって、
   １つ以上の前記ゾーンで構成される第１の領域と、
   前記第１の領域とは異なる１つ以上の前記ゾーンで構成され、前記第１の領域のデータの線密度と異なる線密度の第２の領域と、
   それぞれの前記ゾーンに対して、前記ゾーンの境界位置と前記ビット数の比ｎ／ｍを定義するゾーンテーブルを特定するゾーンフォーマット識別子が記録されるＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）と、を備える、
   光ディスク。
2. 前記第１の領域は、ユーザデータを記録するユーザデータ領域であり、
   前記第２の領域は、ユーザデータ以外の記録を行う非データ領域であり、
   前記ユーザデータ領域を構成する前記ゾーンのデータの線密度は第１の範囲であり、
   前記非データ領域を構成する前記ゾーンのデータの線密度は第２の範囲であり、
   前記第２の範囲は前記第１の範囲よりも低い、
   請求項１に記載の光ディスク。
3. データが所定のブロック単位で記録されるトラックが半径位置に応じた空間的周期でウォブリングして形成され、前記トラックが半径方向に複数のゾーンに分割されており、
   それぞれの前記ゾーンに対して前記ウォブリングの１波長に対応する記録データのビットパターンのビット数の比ｎ／ｍ（ｍ、ｎは自然数）に基づいて、所定の線密度でデータが記録される光ディスクへ、データの記録再生を行う光ディスク記録再生方法であって、
   前記光ディスクは、
   １つ以上の前記ゾーンで構成される第１の領域と、
   前記第１の領域とは異なる１つ以上の前記ゾーンで構成され、前記第１の領域のデータの線密度と異なる線密度の第２の領域と、
   それぞれの前記ゾーンに対して、前記ゾーンの境界位置と前記ビット数の比ｎ／ｍを定義するゾーンテーブルを特定するゾーンフォーマット識別子が記録されるＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）と、を備え、
   前記光ディスクの前記ＢＣＡから前記ゾーンフォーマット識別子を取得する取得ステップと、
   前記ゾーンフォーマット識別子に対応する前記ゾーンテーブルに基づいて、データのターゲット位置を含む前記ゾーンの記録再生位置を決定する決定ステップと、
   前記記録再生位置からデータの記録再生する記録再生ステップと、を備える、
   光ディスク記録再生方法。
4. 前記第１の領域は、ユーザデータを記録するユーザデータ領域であり、
   前記第２の領域は、ユーザデータ以外の記録を行う非データ領域であり、
   前記ユーザデータ領域を構成する前記ゾーンのデータの線密度は第１の範囲であり、
   前記非データ領域を構成する前記ゾーンのデータの線密度は第２の範囲であり、
   前記第２の範囲は前記第１の範囲よりも低い、
   請求項３に記載の光ディスク記録再生方法。

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