JP4408814B2 - 光ディスクへのデータ書き込み - Google Patents

Description

本発明は光ディスク、及び特に光ディスクへデータを書き込むための方法及び機構に関する。

光ディスクは一般的にデータ保存のために使用される。即ち、データは、光源を用いてこのようなディスクに書き込まれ、このようなディスクから読み出される。

光ディスクのデータ保存容量を最大化するために、データは固定のデータ密度を有するディスクに書き込まれる。即ち、ディスク上のデータ点の空間的な分離は一定である。一定のデータ転送速度を可能にするために、データがディスクに書き込まれている、あるいはディスクから読み出されている間に、ディスクは線速度一定（CLV）で回転させられる。即ち、光源が光ディスクの一つの部分から別の部分へ移動するので、角速度は変化する。特に、ディスクは、データがディスクの内側部分に書き込まれるか、あるいは内側部分から読み出される場合には更に速い角速度で、データがディスクの外側部分に書き込まれるか、あるいは外側部分から読み出される場合には更に遅い角速度で回転する。

様々な光ディスクの形式が知られており、幾つかの形式では、ディスクは一つ若しくはそれ以上のデフェクト・マネージメント領域を設けられている。この領域は、例えばディスクの半径方向に外側の部分に置かれても良い。このような形式の一つはマウント・レイニア（Mount Rainier）規格で定義され、この規格は例えばコーニンクレッカ・フィリップス・エレクトロニクス・エヌ・ヴィ（Koninklijke Philips Electronics NV）によって発表された文書“マウント・レイニア・アン・イクスプラネイション（Mt Rainer An Explanation）”で記述されており、www.mt-rainier.orgで2002年の11月／12月にインターネット上で利用可能となっている。デフェクト・マネージメント領域は、ディスクへデータを書き込む際に使われても良い。ディスクにデータを書き込む間に、例えばディスクの欠陥のためにエラーが発生する場合、データは代わりにディスクのデフェクト・マネージメント領域へ書き込まれる。

しかし、上述されるように、同じデータ転送速度（即ち、毎秒ディスクへ書き込まれるデータのビットの同数）を保つために、ディスクの外側の領域へ書き込んでいる間は、ディスクの回転速度を減少させる必要がある。同様に、デフェクト・マネージメント領域への書き込みが終了した場合、ディスクの主データ領域にデータを書き戻す際にディスクの回転速度を変えることが再度必要となる。

これは、ディスクの回転速度が必要な精度で要求される値に変更されるために顕著な時間を要する、という欠点を有する。結果として、デフェクト・マネージメント領域へのデータ書き込みは、データを書き込むために要する時間を著しく増大させる。同様の問題が、デフェクト・マネージメント領域に書き込まれたデータを読み出す際に生じる。

本発明の特徴によれば、従来技術に関するこれらの問題は、ディスクの回転速度を変えずに、あるいは少なくとも線速度一定を十分に保つようにディスクの回転速度を変えずにディスクのデフェクト・マネージメント領域にデータを書き込むことによって、少なくとも部分的に解決される。

このことは、データが光ディスクへ書き込まれることが可能である転送速度の増大を許容する。それはまた、ディスクの回転速度が変更される必要性を回避し、あるいは減らし、ディスクへデータを書き込むのに要する時間において更なる改善を可能にする。

回転速度を変えることなくディスクへデータを書き込み続けるために、データ転送速度は、デフェクト・マネージメント領域への書き込みの間に増大されなければならない。これを可能にするために、データはデフェクト・マネージメント領域の“アイス状態の（iced）”、あるいは未フォーマットの部分に書き込まれなければならない。

図１は、光ディスク２０へデータを書き込むためのDVD+RW書き込み装置１０を示す。装置１０は、例えばマウント・レイニア規格で定義されるようなDVD+RW形式で動作する。ディスク２０は回転盤（図示せず）にのせられて、回転盤はディスク駆動部２２の制御下で回転させられ、ディスク駆動部は制御回路２４で制御される。制御回路２４は光学ヘッド２６の動作も制御し、光学ヘッドはディスク２０にデータを書き込むために使用される光信号を発生する。光学ヘッド２６は、例えばRAM２８に保存されたデータを使用し、この場合も制御回路２４によって制御される。

制御回路はただ一つのブロックのように示されているが、これは、対応する構成要素を加えて、一つ若しくはそれ以上の回路ブロックの形をとっていても良いことが注意されるべきである。

制御回路２４は入力バス３０を有し、書き込み処理において、入力バスはホストコンピュータ又はその他の装置からデータを受信するために使用される。

従って、データがディスク２０に書き込まれるべき所定の速度、及びディスク２０と相対的な光学ヘッド２６の所定の半径方向の位置に関して、制御回路２４は、ディスク駆動部２２がディスク２０を意図された回転速度で回転させることを確実にする。意図された回転速度Rは以下の式によって与えられる。

R=D.s/C （１）
ここで、
Dはビット毎秒での意図されたデータ転送速度であり、
sはディスクのデータビットの空間的な分離であり、及び
Cは半径方向の位置でのディスクの円周である。

図２は、ディスク２０と相対的な光学ヘッド２６の半径方向の位置と意図された回転速度Rとの間の関係を示す。特に、線Aは、ディスク内側の端にあるP1とディスクの外側の端にあるP2の間の半径方向の位置に関して、上記（１）式で与えられる関係を説明している。

ここまで記述されたように、システムは従来通りであり、従って、必要な情報は当業者によく知られているので、更に詳細に記述しない。しかし、装置の動作の詳細は、制御回路２４の制御が従来の装置の制御とは異なることから、以下で更に記述する。

図３は、本発明に関する使用のための光ディスク２０を示す。ディスク２０は、導入（リード・イン）領域を有する内側領域４０、一般的なデータ保存領域４２、及び外側領域４４（詳細は記述せず）を有する。

上記で参照された文書“マウント・レイニア・アン・イクスプラネイション（Mt Rainer An Explanation）”で記述されるように、ディスク２０の外側領域４４はデフェクト・マネージメント領域を有し、データは、ディスク２０の主データ保存領域４２への書き込みの間にエラーがある場合に、デフェクト・マネージメント領域に書き込まれても良い。

本発明でその使用を許容するために、デフェクト・マネージメント領域は少なくとも部分的に“アイス状態（iced）”である必要がある。即ち、デフェクト・マネージメント領域の少なくとも一部はフォーマットされていない。例えば米国特許出願第２００１／００４３５３９（Ａ１）号明細書から知られるように、DVD+RW駆動部は、ディスクのフォーマットされた部分を有するデータがすでに書き込まれた部分にデータを書き込むときよりも速い線速度で、故により速いデータ転送速度で、ディスクの未フォーマット部分へデータを書き込むことができる。

新しいディスクは完全にアイス状態にあるので、デフェクト・マネージメント領域に適切なアイス状態の部分が存在することを確実にさせるための動作は必要でない。

しかし、ディスクが予め使用されている場合、デフェクト・マネージメント領域が完全にはアイス状態にない可能性がある。実際には、マウント・レイニア規格の一つの既存のバージョンによれば、ディスク（デフェクト・マネージメント領域を含む）は完全にデアイシングされているべきであるか、あるいは一時的な導出（リードアウト）はあらゆるアイス状態の領域の前に書き込まれるべきである。

デフェクト・マネージメント領域が部分的にデアイシングされている場合、例えばデータは前もってデフェクト・マネージメント領域の区域へ書き込まれているので、その場合デフェクト・マネージメント領域のデアイシングされていない部分を見つけることが考えられる。

デフェクト・マネージメント領域が完全にデアイシングされている場合、例えばデータは前もって全デフェクト・マネージメント領域へ書き込まれているか、あるいはディスクがフォーマットされているので、その場合、望ましくはディスクにデータを書き込み始める前のバックグラウンド処理の間に、デフェクト・マネージメント領域又はデフェクト・マネージメント領域の一部をアイス状態に戻すことが考えられる。

図４は、本発明によるディスク２０へのデータ書き込み方法を示すフローチャートである。

図解の処理は、データの書き込みが始まる前に、バックグラウンド処理の一部として発生するステップ４６で始まる。ステップ４６において、ディスクのデフェクト・マネージメント領域がアイス状態の領域を有するか否かが決定される。有する場合には、更なる処置は要求されず、ディスクはデータがそれに書き込まれるように準備できていると決定される。

しかし、ステップ４６でディスクのデフェクト・マネージメント領域にアイス状態の部分が存在しないと判断される場合、処理はステップ４８に移動する。ステップ４８において、ディスクへデータを書き込み始める前のバックグラウンド処理の一部として再度、ディスクのデフェクト・マネージメント領域の一つ若しくはそれ以上の部分がアイス状態に戻される。アイス状態である一つ若しくは複数の領域の位置はディスクのフォーマッティング・ディスク・コントロール・ブロック（FDCB）に保存される。

ステップ５０において、データの一つのブロックはディスク２０の主データ保存領域へ書き込まれる。ステップ５２において、エラーがこのデータを書き込む際に発生したか否かが決定される。エラーがないと仮定すれば、手順はステップ５４に移動し、ここで書き込まれるべき更なるデータは残っているか否かが決定される。更なるデータが残っていない場合、処理はステップ５６（以下で記述）に移動するが、書き込まれるべき更なるデータが残っている場合には、処理はステップ５０に戻り、データの書き込みが再開する。

ステップ５２において主データ保存領域の要求された区域へのデータブロックの書き込みの際にエラーがあった場合、処理はステップ５８に移動する。ステップ５８において、デフェクト・マネージメント領域４２にあるアイス状態の領域が特定され、その場合手順はステップ６０に移動する。上述されるように、デフェクト・マネージメント領域は完全にアイス状態であっても、あるいは部分的にアイス状態であっても良い。いずれの場合でも、データ保存に対して自由であるアイス状態領域を置くことが必要である。例えば、上述されるように、この情報はディスクのフォーマッティング・ディスク・コントロール・ブロック（FDCB）に保存されても良い。

本発明によれば、ディスク駆動部２２は、デフェクト・マネージメント領域４２にあるアイス状態の領域への書き込みの際に、ディスクの主データ保存領域での要求された位置への書き込みの際に用いられたであろう同じ回転速度で回転させられる。

これは図２で図解される。従って、半径方向の位置P3及び対応する回転速度R3でディスクへ書き込む間にエラーが発生する場合、データは半径方向の位置P4でデフェクト・マネージメント領域にあるアイス状態の領域へ書き込まれても良い。しかし、線Aが指し示すようにディスクの回転速度をR4まで落とすのではなく、ディスクの回転速度はR3に保たれる。

上記（１）式に基づき、ディスクの円周はその半径に従って更に大きくなり、同じ値でデータビットの空間的な分離を保つ必要があるので、データ転送速度は増大されなければならないことが理解されなければならない。

従って、ステップ６０において、制御回路２４は、回転速度が前の値で保たれることを許容する必要があるデータ転送速度を決定する。処理のステップ６２において、制御回路２４は、必要な増大されたデータ転送速度で光学ヘッド２６へデータを出力するためのRAM２８を制御し、増大されたデータ転送速度でディスク・マネージメント領域にデータを書き込む光学ヘッド２６を制御する。

本発明の従来法とは異なる実施例では、ディスク駆動部２２は、ディスク・マネージメント領域４２にあるアイス状態の領域への書き込みの際に、ディスクの主データ保存領域の要求された位置への書き込みの際に用いられたであろう回転速度と厳密に同じである回転速度で回転させられなくても良い。代わりに、ディスク・マネージメント領域４２にあるアイス状態の領域への書き込みの際に、ディスク駆動部２２は、ディスクの主データ保存領域での要求された位置への書き込みの際に用いられたであろう速度よりも遅い速度で回転させられても良いが、データが上記（１）式に基づいて、通常速度よりも速いデータ転送速度で書き込まれるように要求する。これを説明するために再度図２を用いると、半径方向の位置P3及び対応する回転速度R3でディスクに書き込む間にエラーが発生する場合、データが代わりに半径方向の位置P4でデフェクト・マネージメント領域にあるアイス状態の凍結領域へ書き込まれ、ディスクの回転速度はある速度R5まで減少される。ここでR3＞R5＞R4である。

データがステップ６２においてアイス状態の領域に書き込まれたとき、処理はステップ５４に移動し、ここでは、上述のように、更なる残りのデータがあるか否かが決定される。

書き込みが完了すると、処理はステップ５６に移動する。この段階において、ディスクがマウント・レイニア規格に従うことを確実にするために、あらゆる必要な再フォーマットが実行される。例えば、ディスクがまだ完全には書き込まれず且つデアイシングされていない場合、ディスク外側のデフェクト・マネージメント領域は最後のユーザーデータの後にコピーされる。故に、導出（リードアウト）はDVD-ROMの互換性を確保しながら、デフェクト・マネージメント領域のこのコピーの後で即座に起こる。あるいは、ディスクのユーザーデータ領域が完全に書き込まれる場合、デフェクト・マネージメント領域にある残り全てのアイス状態領域はデアイシングされる。その場合、処理はステップ５７に移動し、終了する。

図４に関するこの記述及びフローチャートは、ディスクにデータを書き込み始める前に（ステップ５０において）、デフェクト・マネージメント領域の一部をアイス状態に戻すことを完了する（ステップ４８において）ために十分な時間があるとしている点が注意されなければならない。しかし、幾つかの状況において、挿入してすぐにディスクへデータを書き込み始める必要がある。その場合、ディスクへデータを書き込み始める前に、ディスクをアイス状態に戻すこと、あるいはディスクをアイス状態に戻すことを完了することが可能ではない。その場合にエラーが発生すると、データは従来の方法、即ち一定のデータ転送速度、結果として減じられたディスクの回転速度でデフェクト・マネージメント領域へ書き込まれる。

その場合には、デフェクト・マネージメント領域の一部をアイス状態に戻すために必要なバックグラウンド処理は、ユーザーがディスクへのデータの書き込み、又はディスクからのデータの読み込みを中止するときに実行され得る。

一度データがディスクへ書き込まれると、その場合データはディスクから読み込まれなければならない。幾つかの状況では、デフェクト・マネージメント領域からデータを読み込む時でさえディスクの回転速度を一定に保つことも可能である。もちろん、これを可能にするために、ディスク読み取り機は通常よりも速いデータ転送速度で読むことが可能である必要がある。

従って、特にデフェクト・マネージメント領域へのデータ書き込みの際に、より効率的なディスクへのデータ書き込みを可能にする光ディスク書き込み機構及びこのような機構での使用のための方法が開示されている。

語 “有する”は、ここで用いられているように、明確に定まった特徴又は要素が存在することを意味しているが、付加的な特徴又は要素もまた存在しても良いことを意味していることが注意されなければならない。同様に、各用語は、複数の明確に定まった特徴が存在しても良いという可能性を全く許容しないわけではない。

本発明の特徴による光ディスク書き込み装置のブロック回路図である。 光ディスクの回転速度とディスク書き込み装置の光学ヘッドの半径方向の位置との間の関係を示す図である。 本発明に関する使用のための光ディスクを示す図である。 本発明の考え方による方法を図解するフローチャートである。

Claims (15)

1. 光ディスクへのデータ書き込み方法であって、
   前記光ディスクが線速度一定に対応する第一の回転速度で回転させられるようにディスク駆動部を制御するステップと、
   第一のデータ転送速度で前記光ディスクへデータを書き込むステップと、
   前記光ディスクへのデータ書き込みエラーの場合に、前記第一のデータ転送速度よりも速い第二のデータ転送速度で前記光ディスクのデフェクト・マネージメント領域のアイス状態部分にデータを書き込むステップと
   を有するデータ書き込み方法。
2. 前記光ディスクへのデータ書き込みエラーがある場合に、前記光ディスクが前記第一の回転速度で回転し続けるように前記ディスク駆動部を制御するステップを有する請求項１記載の方法。
3. 前記光ディスクへのデータ書き込みエラーがある場合に、前記光ディスクが前記第一の回転速度よりも遅い第二の回転速度で回転させられるように前記ディスク駆動部を制御するステップを有する請求項１記載の方法。
4. 前記光ディスクへのデータ書き込み前に、前記ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域が少なくとも一つのアイス状態部分を有することを確実にするステップを有する請求項１記載の方法。
5. 前記光ディスクへのデータ書き込み前に、前記ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域が少なくとも一つのアイス状態部分を有するか否かを決定し、否の場合、その少なくとも一つの部分をアイス状態に戻すステップを有する請求項４記載の方法。
6. バックグラウンド処理として前記アイス状態に戻すステップを実行するステップを有する請求項５記載の方法。
7. 前記光ディスクへのデータ書き込み後に、前記光ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域の残り全てのアイス状態部分をデアイシングするステップを有する請求項１記載の方法。
8. 光ディスクを回転させるためのディスク駆動部を有する光ディスク書き込み機であって、
   前記光ディスクが線速度一定に対応する第一の回転速度で回転させられる間に、第一のデータ転送速度で前記光ディスクへデータを書き込むよう構成され、
   前記光ディスクへのデータ書き込みエラーの場合に、前記第一のデータ転送速度よりも速い第二のデータ転送速度で前記光ディスクのデフェクト・マネージメント領域のアイス状態部分にデータを書き込むよう構成されるディスク書き込み機。
9. 前記光ディスクへのデータ書き込みエラーがある場合に、前記光ディスクが前記第一の回転速度で回転し続けるように前記ディスク駆動部を制御するよう構成される請求項８記載の光ディスク書き込み機。
10. 前記光ディスクへのデータ書き込みエラーがある場合に、前記光ディスクが前記第一の回転速度より遅い第二の回転速度で回転させられるようにディスク駆動部を制御するよう構成される請求項８記載の光ディスク書き込み機。
11. 前記光ディスクへのデータ書き込み前に、前記ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域が少なくとも一つのアイス状態部分を有することを確実にするよう構成される請求項８記載の光ディスク書き込み機。
12. 前記光ディスクへのデータ書き込み前に、前記ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域が少なくとも一つのアイス状態部分を有するか否かを決定し、否の場合、その少なくとも一つの部分をアイス状態に戻すよう構成される請求項１１記載の光ディスク書き込み機。
13. バックグラウンド処理としてアイス状態に戻す動作を実行するよう構成される請求項１２記載の光ディスク書き込み機。
14. 前記光ディスクへのデータ書き込み後に、前記光ディスクの前記デフェクト・マネージメント領域の残り全てのアイス状態部分をデアイシングするよう構成される請求項８記載の光ディスク書き込み機。
15. DVD＋RWディスク用書き込み機である請求項８記載の光ディスク書き込み機。

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