JP2007200454A - データ記録媒体および記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アクセスのためのヘッドとデータ記録媒体との相対移動速度が変化する状態での迅速かつ確実なアドレッシングを実現すること、およびストップ・アンド・ゴー方式の記録に好適なデータ記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】データ記録媒体は、データを記憶するためのデータ領域と、データ領域を識別するためのアドレス領域とを有し、アドレス領域にアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成された媒体において、アドレス領域の近傍に、アドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークを形成する。
【選択図】図3
【解決手段】データ記録媒体は、データを記憶するためのデータ領域と、データ領域を識別するためのアドレス領域とを有し、アドレス領域にアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成された媒体において、アドレス領域の近傍に、アドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークを形成する。
【選択図】図3
Description
本発明は、アドレスに応じたビット列を表すマークが形成されたデータ記録媒体およびそれを用いる記憶装置に関する。
磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクといった円板状のデータ記録媒体が種々の用途に利用されている。一般に、これらデータ記録媒体に対するアクセス、すなわちデータの書込みまたは読出しは、データ記録媒体が一定の速度で回転している状態で行われる。
アクセス位置を特定する手法として、記録面を細分化した多数の区画のそれぞれに、その区画のアドレスを表すビット列に対応したマーク(以下、アドレスマークという)を形成しておく手法がある。アドレスマークは光学的または磁気的に検出可能な構造上の特徴である。例えば、ウォブル・ランドグルーブ方式の光ディスクであるDVD−RAMでは、ヘッドによってトレースされるトラックがユーザデータ領域とアドレス領域とに区画され、アドレス領域にアドレスマークとしてピットが形成されている。
アドレスマークが表すアドレス情報は、アドレッシング制御においてバイナリーデータに変換される。その際に、データ記録媒体の回転に同期し且つ周期がアドレスマークにおけるビット配列ピッチに対応するクロックが用いられる。すなわち、アドレスマークを等速度でトレースしたときに得られる読取り信号をクロックに従ってサンプリングし、サンプリング値を2値化する信号処理によってバイナリーデータが得られる。
クロックの生成には、あらかじめデータ記録媒体にクロック生成用のマーク(以下、クロックマークという)を形成しておく手法が広く用いられている。例えば特開2001−35089公報では、トラック上に所定の間隔で離散的にクロックマークとしてピットを配置するサーボ形式が開示されている。この形式では、回転するデータ記録媒体からクロックマークを読み取ったときのパルス信号に基づいて、PLL(Phase Locked Loop)回路によって所望のクロックが生成される。また、クロックマークとしてウォブルを設けるサーボ形式、すなわち規則的に蛇行したグルーブによってクロックを得る形式がある。例えば特開平11−175979号公報には、ランドであるアドレス領域とグルーブであるユーザデータ領域とが交互に並ぶトラックをもった光ディスクにおいて、ユーザデータ領域のグルーブを蛇行させるとともに、アドレス領域にアドレスマークとして形成するピットの配列をグルーブの蛇行と同様に蛇行させることが記載されている。このような光ディスクによれば、トラックの全長にわたってウォブルが存在するかのように、連続したクロックが得られる。
一方、ホログラムによってデータを記録するストレージが知られている。近年においては、記録密度の一層の向上を目指して、複数の干渉縞を1つの領域に多重に記録するストレージの開発が進められている。
多重記録は、データ記録媒体の記録層の内部に3次元の干渉縞パターンを形成する体積型であり、記録層の内部を変質させるのに十分な露光エネルギーの照射を必要とする。このような多重記録に関する先行技術が特許第3639212号公報によって開示されている。
上記特許第3639212号公報における光情報記録方法は、いわゆるストップ・アンド・ゴー(Stop & Go)方式と呼ばれる記録方法のひとつであり、データの書込みに際して参照光および情報光の照射スポットを一時的にデータ記録媒体の回転と同じ速度で回転方向に移動させる。そして、1つの領域への書込みを終えると、次に書き込むべき領域に照射スポットを到達させるために、照射スポットをデータ記録媒体よりも小さい速度で移動させる。書込み時には書き込むべき領域と照射スポットとが同じ方向に同じ速度で移動するので、照射スポットは書き込むべき領域に対して相対的に静止する。これにより、高出力のパルスレーザ光源を用いることなく、実用的な半導体レーザを用いて十分な露光を実現することができる。
また、上記特許第3639212号公報には、照射スポットとデータ記録媒体との相対移動速度が一定ではなく増大または減少する期間に、アドレスマークを読み取ってアドレスを正しく認識するための2つの技術が開示されている。1つは、あらかじめアドレスマークとしてピットを形成する際に、ピットが並ぶアドレス領域をヘッドがトレースするときの相対移動速度の変化の様相(変化率や時間など)を推定しておき、ピットの長さおよび配列間隔を相対移動速度が小さいほど短くするものである。これにより、相対移動速度が一定である場合と同様に、読取り信号に対する一定周期のサンプリングによってバイナリーデータ(アドレス)を得ることができる。他の1つは、相対移動を制御するコントローラがもつ移動速度情報に基づいて、読取り信号に対して信号処理を加えるものである。これによっても所望のバイナリーデータを得ることができる。
特開2001−35089公報
特開平11−175979号公報
特許第3639212号公報
従来のデータ記録媒体には、ストップ・アンド・ゴー方式の記録に用いた場合に、アドレスマークからその情報を迅速かつ確実に読み取ることができないという問題があった。
まず、等速回転中のアクセスを前提としてアドレスマークが形成された従来の一般的なデータ記録媒体では、アドレスマークをトレースするヘッドとの相対移動速度が変化するときにはアドレスマークからその情報を正しく読み取ることができない。したがって、従来例のような照射スポットを一時的にデータ記録媒体の回転と同じ速度で回転方向に移動させるストップ・アンド・ゴー動作においてもアドレスマークをトレースする速度を一定にしなければならない。なお、通常のストップ・アンド・ゴー方式は、記録時に記録媒体が停止し、記録が終わり次第、次ぎの記録スポットにヘッドが移動するものである。このような動作では、特に、あるスポットから目的とするスポットへの移動を開始する際の加速、ならびに目的とするスポットに停止する際の減速が必須であって速度が一定とならないので、スポット近辺にて移動の微調整が必要である。このため、迅速なアドレッシングは望めない。
また、従来の一般的なデータ記録媒体を用いるストップ・アンド・ゴー動作において、上記特許第3639212号公報が開示する技術、すなわちコントローラがもつ移動速度情報に基づいた信号処理を行う技術を適用したとしても、アドレスを確実に読み取ることは難しい。注目するアドレスマークの実際の移動速度と移動速度情報が示す速度とが常に完全に一致するとは限らないからである。
次に、上述のように相対移動速度が変化している期間での読取りを前提として長さおよび配列間隔が設定されたアドレスマークをもつ従来のデータ記録媒体では、実際の相対移動速度の変化と想定した変化との間にずれが生じたときに、アドレスを確実に読み取ることができない。特に、ランダムアクセスにおいては、実際の変化と想定した変化とのずれが生じやすいので、アドレッシングに失敗する確率が大きい。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、アクセスのためのヘッドとデータ記録媒体との相対移動速度が変化する状態での迅速かつ確実なアドレッシングを実現することである。他の目的は、ストップ・アンド・ゴー方式の記録に好適なデータ記録媒体を提供することである。
上記目的を達成するデータ記録媒体は、データを記憶するためのデータ領域と、前記データ領域を識別するためのアドレス領域とを有し、前記アドレス領域にアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成された媒体であって、前記アドレス領域の近傍に、前記アドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークが形成されているという特徴を備える。
第1および第2のマークは、光学的または磁気的に検出可能な構造上の特徴である。ピット、相変化膜、およびウォルブは代表的なマークとして挙げられる。
データ記録媒体は記憶装置に組み付けられる。記憶装置は、アクセスするためのヘッド、データ記録媒体とヘッドとを相対的に移動させる駆動機構、および駆動機構を制御するコントローラを備える。
ヘッドは、第1のマークの読取りと第2のマークの読取りとを同時に行い、第1のマークに対応した第1読取り信号と第2のマークに対応した第2読取り信号とを出力する。
コントローラは、第2読取り信号に同期して第1読取り信号をサンプリングし、それによってアドレスに応じたビット列を検知する。
第2のマークはヘッドに対して第1のマークと一体的に移動するので、移動速度に係わらず、常に第2読取り信号の値の推移は第1読取り信号の値の推移に対応する。したがって、第1読取り信号は移動速度の変化に応じて延び縮みする周期で正しくサンプリングされる。そして、第2のマークはアドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示すビット対応のマークであるので、第1読取り信号のサンプリングによってアドレスの全ビットを正しく検知することができる。
請求項1ないし請求項5の発明によれば、アクセスのためのヘッドとデータ記録媒体との相対移動速度が変化する状態での迅速かつ確実なアドレッシングを実現することができる。
図1は本発明に係るデータ記憶装置の構成を示す。例示のデータ記憶装置100は干渉縞パターンの多重記録を行う。多重の方式は、1つの領域に対する参照光および情報光の照射を少しずつ角度を変えて複数回行う角度多重である。この種の装置における細部の構成については上記特許公報を含む公知文献に開示されているので、ここでは細部の詳しい説明を省略する。
データ記憶装置100は、データ記録媒体1、光学ヘッド101、スピンドルモータ103、ヘッド駆動機構105、およびコントローラ107を備える。
データ記録媒体1は、ホログラムによるデータの記録が可能な記録層1Aと、記録層1Aを挟む一対の基板1B,1Cとから構成されるディスクである。記録層1Aの材料としてはカチオン重合系やラジカル重合系のフォトポリマがある。基板1B,1Cはポリカーボネイトに代表される樹脂またはガラスからなる。基板1B,1Cには図示しない保護膜や光反射膜などが積層されている。
光学ヘッド101は、記録層1Aにアクセスするための光学動作、すなわちホログラム情報の書込みおよび読出しのためのレーザ光照射および受光を担うとともに、後述するアドレスマークおよびクロックマークの読取りのためのレーザ光照射および受光を担う。受光は光電変換を含む。記録層1Aへのアクセスとマークの読取りとで、それらに用いる光源および受光素子の一方または両方が共通であってもよいし、共通でなくてもよい。
スピンドルモータ103はデータ記録媒体1を回転させる。スピンドルモータ103は、データ記録媒体1と光学ヘッド101とを相対的に移動させる駆動手段である。
ヘッド駆動機構105は、シーク動作において光学ヘッド101をデータ記録媒体1の径方向に移動させる。
コンロトーラ107は、スピンドルモータ103およびヘッド駆動機構105を制御する。ストップ・アンド・ゴー形式のアクセスにおいて、データ記録媒体1の回転を一時的に止め、データ記録媒体1と光学ヘッド101とを相対的に静止させる。コンロトーラ107は光学ヘッド101からの受光信号を後述のクロックに同期してサンプリングし、それによってデータ記録媒体1に記録されているアドレスを検知する。検知されたアドレスに基づいてアドレッシングが行われる。
なお、特許第3639212号公報の開示のように光学ヘッド101をデータ記録媒体1の回転方向に一時的に移動させるヘッド構成を採用し、それによってストップ・アンド・ゴー動作を実現してもよい。
図2は本発明のデータ記録媒体における物理フォーマトの例を示す。
図2において、データ記録媒体1は螺旋を描くように並ぶ複数のトラック5を有する。ただし、トラック5の配列は同心円状であってもよい。各トラック5はデータ記録媒体1の周りを1周する長さをもつ。
データ記録媒体1は円形を同じ中心角をもつ多数の扇状領域に分割するよう放射状に区画され、各トラック5はそれそれが1つの扇状領域に対応する複数のフレーム8からなる。各フレーム8は周方向に区画され、複数のセクタ10からなる。そして、各セクタ10は、データを記憶するためのデータ領域12とデータ領域12を識別するためのアドレス領域14とを有する。
データ記録媒体1では、アドレス領域14のトラック幅方向の両側にクロックマーク領域16が設けられている。また、各フレーム8におけるデータ記録媒体1の回転方向の先頭のセクタ10には、2つのアドレス領域14の一方に隣接させて第1のフレームアドレス領域18が設けられ、他方のアドレス領域14に隣接させて第2のフレームアドレス領域19が設けられている。
図3は本発明に係るクロックマークの説明図である。
トラック5におけるアドレス領域14には、トラックアドレスおよびセクタアドレスに応じたビット列を表すアドレスマーク21,22,23,24が形成されている。これらアドレスマーク21,22,23,24が本発明の第1のマークである。マークの形式はマークポジション形式であってもよいし、マークエッジ形式であってもよい。
アドレス領域14を挟む一対のクロックマーク領域16のそれぞれに、本発明の第2のマークである複数のクロックマーク60が形成されている。2つのクロックマーク領域16の構成は同一である。各クロックマーク領域16の複数のクロックマーク60によって、アドレス領域14に記録されたアドレスビット列における全ビットの配置位置が指し示される。本例では、クロックマーク60の配置形式はマークポジション形式であり、各クロックマーク60が1ビットの配置位置を指し示す。
2つのクロックマーク領域16のどちらか一方または両方がアドレス領域14のトレースと並行して上述の光学ヘッド101によってトレースされる。これにより、複数のクロックマーク60のそれぞれに対応したパルスで構成されるクロックCKが同期信号として得られる。
クロックCKのパルス周期はトレースの速度に依存する。トレース速度が一定であれば、図示のようにクロックCKのパルス周期は一定である。そして、トレース速度が変化すれば、それに応じてクロックCKの各パルスのパルス幅およびパルス間隔が変化する。ストップ・アンド・ゴー動作において、減速中はパルス幅およびパルス間隔が時間の経過につれて次第に長くなる。静止中はパルス幅およびパルス間隔が無限大である。加速中はパルス幅およびパルス間隔が次第に短くなる。
パルス周期は変化するものの、クロックマーク60が上述のとおりアドレスビット列に対してビット対応に形成されているので、クロックCKの各パルスの現出するタイミングはアドレス領域14の各ビット配置位置がトレースされるタイミングと一致する。したがって、アドレス領域14のトレースによって得られる読取り信号S14をクロックCKに同期してサンプリングし、サンプリング値を2値化することにより、あらかじめアドレス領域14に記録されたアドレス85を正しくバイナリーデータとして検知することができる。
図4は本発明に係るクロック・アドレスマークの説明図である。
第1のフレームアドレス領域18および第2のフレームアドレス領域19には、本発明の第3のマークであるクロック・アドレスマーク62が形成されている。クロック・アドレスマーク62は、クロックマーク60の配列ピッチと同じ長さずつトラック5を長さ方向に沿って区画することによって得られる複数の小片領域のそれぞれ(図中のトラック5内の隣接する破線間の部分)に対して1個の割合で配置されている。1つの小片領域に対応する1つのクロック・アドレスマーク62が第1のフレームアドレス領域18に配置された場合、第2のフレームアドレス領域19にはその小片領域に対応するクロック・アドレスマーク62は存在しない。逆に1つの小片領域に対応する1つのクロック・アドレスマーク62が第2のフレームアドレス領域19に配置された場合は、第1のフレームアドレス領域18にはその小片領域に対応するクロック・アドレスマーク62は存在しない。つまり、小片領域を1ビットの配置領域とすると、第1のフレームアドレス領域18に形成されたクロック・アドレスマーク62が表すビット列の各ビットの値と、第2のフレームアドレス領域19に形成されたクロック・アドレスマーク62が表すビット列の各ビットの値とが反対である。
第1のフレームアドレス領域18および第2のフレームアドレス領域19は同時にトレースされる。第1のフレームアドレス領域18のトレースによって得られる読取り信号S18と、第2のフレームアドレス領域19のトレースによって得られる読取り信号S19とを、これらの論理和をとるように合成することにより、クロックCKが得られる。そして、クロックCKに同期して、クロックCKの2パルス周期で読取り信号S18の値と読取り信号S19の値との組み合わせを判別することにより、フレームアドレス88を検知することができる。図4の例では、2パルス周期の1パルス目で読取り信号S18の値が1(パルス有り)のときはフレームアドレス88のビット値は1であり、1パルス目で読取り信号S19の値が1のときはフレームアドレス88のビット値は0である。
図5は本発明に係るアクセス動作の概要を示すフローチャートである。
コントローラ107は、以前に検知した最新のアドレスからデータ記録媒体1における光学ヘッド101が対向する位置(以下、これを便宜的にヘッド位置という)を認識する(#11)。外部装置からのアクセス要求に応じた目標アドレスを設定し(#12)、シーク量である差分トラックを計算する(#13)。光学ヘッド101を目標アドレスに対応したトラックへ移動させる(#14)。シーク動作は加速と減速を含む。シーク動作と並行してデータ記録媒体1の回転(ディスク回転)を開始させる(#15)。そして、コントローラ107は、読取り信号S14をクロックCKに同期してサンプリングし、サンプリング値を2値化することにより、アドレス85を検知する。すなわち、現時点で光学ヘッド101がトレースしているトラックを認識する。
以上の動作を、現在のヘッド位置が目標のトラックと一致するまで繰り返す(#17)。
光学ヘッド101が目標トラックに到達すると、フレームアドレス88を検知する(#18)。ヘッド位置が目標フレームに近づくと(#19)、ディスク回転を減速させる(#20)。ヘッド位置が目標フレームに到着すると(#21)、ディスク回転を停止させる(#22)。そして、データの書込みまたは読出しを行う(#23)。
図6は隣接トラックにおけるクロック・アドレスマークの配置関係を示す。
データ記録媒体1においては、上述のとおり各トラック5に対して第1のフレームアドレス領域18および第2のフレームアドレス領域19が配置され、図6のように径方向に並ぶトラック5のトラック間に第1のフレームアドレス領域18および第2のフレームアドレス領域19のどちらか一方のみが配置されている。つまり、複数のトラック間に第1のフレームアドレス領域18と第2のフレームアドレス領域19とが交互に配置されている。これにより、1つのトラック間に隣接するトラック5の一方に対応した第1のフレームアドレス領域18と、他方のトラック5に対応した第2のフレームアドレス領域19とを配置する場合と比べて、トラック5の配列密度を高めることができる。
図2で説明したようにデータ記録媒体1は放射状に区画されているので、径方向に隣接するトラック5の間で、フレーム8の周方向の位置は同一である。したがって、径方向に並ぶ第1のフレームアドレス領域18および第2のフレームアドレス領域19がもつフレームアドレス情報は同一であってよい。
図7はクロックマークの変形例を示す。
図7では、クロックマーク領域16にマークエッジ形式で複数のクロックマーク70が形成されている。すなわち、各クロックマーク70の周方向の前端と後端とがそれぞれアドレス領域14における1ビットの配置領域に対応する。
クロックマーク領域16のトレースによって得られる読取り信号S16b,S16cの各パルスの前端および後端を検出することにより、図3と同様のクロックCKが得られる。
図7(A)では各クロックマーク70の端縁の周方向位置がアドレス領域14における1ビットの配置領域の周方向位置と一致している。図7(B)では各クロックマーク70の端縁の周方向位置がアドレス領域14における1ビットの配置領域の周方向位置とずれている。図7(B)の場合には、読取り信号S16cの各パルスの前端および後端に対して位置ずれに対応した遅れaをもつクロックCKを用いてアドレス領域14の読取り信号をサンプリングすればよい。
以上の実施形態では、記録層1Aの片側に配置された光学ヘッド101によってアクセスされる反射型のデータ記録媒体1を例示したが、データ記録媒体の層構成は透過型であってもよい。上記実施形態のデータ記録媒体1において、クロックマーク60,70およびクロック・アドレスマーク62は、ピット、ウォルブ、相変化などの光学的に読取り可能なものであればよい。
上記実施形態において、トラック5の配列および分割形式を含む物理フォーマット、アドレス85およびフレームアドレスのビット数、アドレス値、および多重記録の方式は例示に限定されない。例えば、全てのセクタ10に第1および第2のフレームアドレス領域18,19を配置してもよい。
本発明は光ディスクに限らず、磁気ディスクにも適用可能である。また、多重記録によって所望の記録密度が得られる場合、必ずしも記録層とヘッドとを高速に相対移動させる必要はないので、データ記録媒体がディスクである必要はない。データ記録媒体を固定し、ヘッドのみを移動させる装置構成においても本発明を適用することができる。
本発明は、ストップ・アンド・ゴー形式でのデータを書込みおよび読出しに有用である。
1 データ記録媒体
12 データ領域
14 アドレス領域
85 アドレス
21,22,23,24 アドレスマーク(第1のマーク)
60,70 クロックマーク(第2のマーク)
5 トラック
62 クロック・アドレスマーク(第3のマーク)
1A 記録層
1B,1C 基板
101 光学ヘッド
103 スピンドルモータ(駆動機構)
107 コントローラ
100 記憶装置
S14 読取り信号(第1読取り信号)
CK クロック(第2読取り信号)
12 データ領域
14 アドレス領域
85 アドレス
21,22,23,24 アドレスマーク(第1のマーク)
60,70 クロックマーク(第2のマーク)
5 トラック
62 クロック・アドレスマーク(第3のマーク)
1A 記録層
1B,1C 基板
101 光学ヘッド
103 スピンドルモータ(駆動機構)
107 コントローラ
100 記憶装置
S14 読取り信号(第1読取り信号)
CK クロック(第2読取り信号)
Claims (5)
- データを記憶するためのデータ領域と、前記データ領域を識別するためのアドレス領域とを有し、前記アドレス領域にアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成されたデータ記録媒体であって、
前記アドレス領域の近傍に、前記アドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークが形成されてなる
ことを特徴とするデータ記録媒体。 - 同心円状に配列され又は螺旋を描くように並ぶ複数のトラックを有し、各トラックがデータを記憶するためのデータ領域と当該トラックを識別するためのアドレス領域とを含んでおり、前記アドレス領域にトラックアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成された円盤状のデータ記録媒体であって、
前記アドレス領域の近傍に、前記トラックアドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークが形成されてなる
ことを特徴とするデータ記録媒体。 - 前記複数のトラックのそれぞれの両側に当該トラックに沿って並ぶ第3のマークが形成されており、前記第3のマークはそれらが形成された領域の周方向位置をコード化したビット列を表し、各トラックの一方の側に形成された第3のマークが表すビット列の各ビットの値と、他方の側に形成された第3のマークが表すビット列の各ビットの値とが反対である
請求項2に記載のデータ記録媒体。 - ホログラムによるデータの記録が可能な感光性材料からなる記録層と、前記記録層を支持する基板とから構成される
請求項2に記載のデータ記録媒体。 - データ記録媒体、前記データ記録媒体にアクセスするためのヘッド、前記データ記録媒体と前記ヘッドとを相対的に移動させる駆動手段、および前記駆動手段を制御するコントローラを備えた記憶装置であって、
前記データ記録媒体は、データを記憶するためのデータ領域と、前記データ領域を識別するためのアドレス領域とを有しており、
前記データ記録媒体において、前記アドレス領域にアドレスに応じたビット列を表す第1のマークが形成され、さらに前記アドレス領域の近傍に、前記アドレスに応じたビット列における全ビットのそれぞれの配置位置を指し示す第2のマークが形成されており、
前記ヘッドは、前記第1のマークの読取りと前記第2のマークの読取りとを同時に行い、前記第1のマークに対応した第1読取り信号と前記第2のマークに対応した第2読取り信号とを出力し、
前記コントローラは、前記第2読取り信号に同期して前記第1読取り信号をサンプリングし、それによって前記アドレスに応じたビット列を検知する
ことを特徴とする記憶装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006017880A Pending JP2007200454A (ja) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | データ記録媒体および記憶装置 |
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