JP4658075B2 - データ記録方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は記録可能なディスクへのデータ記録方法及び装置に係り、より詳細には、既存の記録可能なコンパクトディスクへの高密度のデータ記録方法及び装置に関する。

近年、インターネットに基づく比較的に大容量のビデオデータまたはオーディオデータの送受信が頻繁になされつつある。このため、これらのデータを容易に記録しておいて再生できる高密度の記録媒体に対する要求が高まりつつある。記録可能な光ディスクとしては、６５０ＭＢのＣＤ−Ｒ／ＲＷ、４．７ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭ／Ｒ／ＲＷ、４．７ＧＢのＤＶＤ＋ＲＷなどが挙げられる。さらに、２０ＧＢの以上の記録容量を有するＨＤ−ＤＶＤに関する研究及び開発が盛んになされつつある。

ＤＶＤの場合、ＤＶＤ−ＲＯＭが次第に一般のユーザに普及しつつあるだけであって、ＤＶＤ−ＲＡＭ／Ｒ／ＲＷと、ＤＶＤ＋ＲＷ及びここにユーザデータが記録可能な記録装置は一般のユーザに広く普及していないのが現状である。この理由から、記録可能な光ディスクとしてＣＤ−Ｒ／ＲＷが汎用されている。
ＣＤ−Ｒは一回に限って記録が可能なものであり、ＣＤ−ＲＷは繰り返し記録が可能なものである。しかし、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの記録モードによれば、多くとも６５０ＭＢのユーザデータが記録できるだけである。

従って、ソニー及びフィリップスは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷに比べて略２倍に近い記録容量を有する１．３ＧＢのダブルデンシティコンパクトディスク（ＤＤＣＤ）を開発して販売している。

図１は、ＤＤＣＤと既存のＣＤとの違いを説明するための参考図である。ＤＤＣＤは、既存のＣＤと同一サイズのディスクを使用するが、図１に示されたように、トラックピッチが１．１μｍと既存のＣＤのトラックピッチ１．６μｍより狭く、最短マーク長は０．６２３μｍとＣＤの最短マーク長０．８３３μｍに比べて短い。これに対し、ピックアップの開口数（ＮＡ）が０．５５（再生／記録）とＣＤに使われる開口数より１０％ほど大きい。一方、レーザビームのスポット径は１．１７μｍとＣＤのスポット径１．２９μｍより短い。

ピックアップの仕様を変えて記録密度を高める簡単な方法の一つは、記録用レーザビームのスポット径を狭めることである。スポット径は光源の波長λに比例して対物レンズの開口数に反比例するために、（１）光源の波長λを短くしたり、（２）対物レンズの開口数を高めたりするなどしてスポット径を狭める。

ＤＤＣＤは、（２）対物レンズの開口数を高める方法のみを採用してスポット径を狭めている。これは、光源の波長を変えるとすれば、ピックアップの部品及びディスク構造まで変えなければならない可能性が高いためであると推定される。但し、ＤＤＣＤは、スポット径をＣＤに比べて約１０％狭めたため、記録マークから得られた信号の分解能が不十分になる。従って、ＤＤＣＤの記録／再生装置は、これを補完するためのイクオライザをさらに備えている。

ＤＤＣＤとＣＤとの違いは、次の表１の通りである。
ここで、ＥＦＭは、８対１４変調（Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕｒｔｅｅｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を意味し、ＣＩＲＣは、クロスインタリーブリード−ソロモンコードを意味し、スポット径は、レーザビームの強度が中心強度１／ｅ^２（ｅは自然対数の底）となる径を意味する。

ここで、ＥＦＭは、８対１４変調（Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕｒｔｅｅｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を意味し、ＣＩＲＣは、クロスインタリーブリード−ソロモンコードを意味し、スポット径は、レーザビームの強度が中心強度１／ｅ^２（ｅは自然対数の底）となる径を意味する。

ＣＤと比較した時、ＤＤＣＤで変更された部分は、下記の４種にまとめられる。
（１）対物レンズの開口数を高める。
（２）記録マーク長及びトラックピッチが短くなる。
（３）記録／再生装置にイクオライザを追加する。
（４）エラー訂正方式の効率を高める。

換言すれば、ＤＤＣＤは、（１）によりスポット径を狭めて、（２）により記録マーク長を短くし、（３）により低くなった解像度は（４）を導入して信号処理の効率を高めることにより解決している。

しかし、（１）によりチルト許容量（チルトマージン）が減る。チルト許容量は開口数の３乗に反比例するため、約２５％減る。また、（２）により最短記録マーク長及びトラックピッチは各々２５％及び３１％ほど減ったが、（１）によるスポット径の減少は約１０％であるために結果的にスポット径の縮少率に比べて記録マーク長及びトラックピッチの縮少率が大きくて記録／再生時に隣接トラック間のクロスイレーズまたはクロストークが増加され、隣接マーク間の干渉が高まるといった問題が生じる可能性が高くなった。

これらの問題点を解決するために、ピックアップ装置の組立て誤差許容率を低めたり、クロストークキャンスラーまたはレーザビーム整形器などを追加すれば、（３）による記録／再生装置の製造コストの上昇とあいまって製造コストは一層上がる。

さらに、ユーザにとっても、別途のディスクを新しく購買しなければならないという不都合がある。

そこで、本発明の目的は、既存のコンパクトディスクにより高密度でデータを記録することができる方法及びその装置を提供するところにある。

上記目的を達成するために、本発明は、コンパクトディスクにデータを記録する方法において、（ａ）１バイトのデータをｐチャンネルビットに変調する段階と、（ｂ）前記（ａ）段階で変調されたデータを所定の記録フォーマットで記録する記録段階とを含み、前記所定の記録フォーマットは、最小マーク長をｑチャンネルビットとしたとき、ｐ／ｑは、４．５より大きくて８より小さく、フォーマット効率は、０．６より大きくて１．０より小さく、前記１バイトのデータが変調されるチャネルビットｐは、略１２〜１４、前記最小マーク長ｑは、略２〜３の範囲に選択され、更に、前記（ａ）段階は、（ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、（ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、（ａ３）インタリーブを行う段階と、（ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、（ａ５）前記物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを含み、更に、前記（ａ３）段階は、（ａ３１）２つのＮ _１ ×Ｎ _２ バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ _１ 及びＮ _２ の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、（ａ３２）分割されたｄ×Ｎ _１ バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、（ａ３３）前記２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ _２ 本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを含むことを特徴とする。

また、（ｂ）段階は、記録ビームの波長７８０ｎｍ、スポット径１．５６μｍ及び開口率（ＮＡ）０．５で記録を行う段階であることを特徴とする。

また、（ａ）段階は、（ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、（ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、（ａ３）インタリーブを行う段階と、（ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、（ａ５）物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを含むことを特徴とする。

さらに、（ａ３）段階は、（ａ３１）２つのＮ_１×Ｎ_２バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ_１及びＮ_２の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、（ａ３２）分割されたｄ×Ｎ_１バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、（ａ３３）２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを含むことを特徴とする。

ＥＣＣブロックは、各々行−コードワード（Ｎ_１，ｋ_１）及び列−コードワード（Ｎ_２，ｋ_２）を有し、（ａ３４）２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを変調して２×（Ｎ_２−ｋ_２）のメインデータ領域及び２×ｋ_２の外部パリティ領域に区分された記録ブロックを生成する段階を含むことを特徴とする。

また、（ａ５）段階は、１バイトのデータを約１５．３チャンネルビットに変調するデュアル変調方式により変調を行う段階を含むことを特徴とする。

さらに、本発明は、コンパクトディスクにデータを記録する装置において、コンパクトディスクにマークを記録するピックアップ部と、１バイトのデータをｐチャンネルビットに変調する変調部と、変調部で変調されたデータを所定の記録フォーマットでコンパクトディスクに記録されるようにピックアップ部を制御する制御部とを含み、所定の記録フォーマットは、最小マーク長をｑチャンネルビットとしたとき、ｐ／ｑは、４．５より大きくて８より小さく、フォーマット効率は、０．６より大きくて１．０より小さく、１バイトのデータが変調されるチャネルビットｐは、略１２〜１４、最小マーク長ｑは、略２〜３の範囲に選択されており、更に、前記変調部は、（ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、（ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、（ａ３）インタリーブを行う段階と、（ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、（ａ５）前記物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを実行し、更に、前記（ａ３）段階は、（ａ３１）２つのＮ _１ ×Ｎ _２ バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ _１ 及びＮ _２ の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、（ａ３２）分割されたｄ×Ｎ _１ バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、（ａ３３）前記２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ _２ 本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを実行することを特徴とする。

また、制御部は、記録ビームの波長７８０μｍ、スポット径１．５６μｍ及びＮＡ
０．５で記録を行うように前記ピックアップ部を制御することを特徴とする。

以上述べたように、本発明によれば、既存のコンパクトディスクに一層高密度でデータを記録することのできる方法及びその装置が提供される。従って、既存のピックアップ装置を使って既存のコンパクトディスクに一層高密度でデータを記録することが可能になる。さらには、既存のコンパクトディスクに既存の方式または高密度記録方式によりデータを記録することができるので、ユーザにとって使い勝手が良い。

以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂは、コンパクトディスクの概略図である。図２Ａを参照するに、記録可能なコンパクトディスク１００には、螺旋状のトラックが形成されている。トラックは、ランドトラックとグルーブトラックとに区分される。図２Ｂを参照するに、アルファベットＧはグルーブトラックを、アルファベットＬはランドトラックを各々表わす。グルーブトラックには、コンパクトディスク１００の半径方向に略±０．０３μｍのウォッブルが形成されている。ウォッブルの形成されたトラックからプッシュ−プルチャンネルを通じて検出された信号は、ウォッブル信号と呼ばれる。ウォッブル信号には、ディスク上の絶対時間情報、すなわち、ＡＴＩＰ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｉｍｅ Ｉｎ Ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）情報が周波数変調されて載せてある。ＡＴＩＰ情報は、一種のアドレス情報である。従って、ＡＴＩＰ情報に基づき１物理セクター領域が定められる。従って、コンパクトディスク１００の１物理セクター領域は、「１ＡＴＩＰ領域」と呼ばれる。

図３は、本発明の望ましい実施の形態による記録装置のブロック図である。記録装置は、コンパクトディスク１００に本発明に係る記録モードでユーザデータを記録するための装置であって、ピックアップ部１、信号処理部２、復調部３、変調部４及び制御部５を備える。

ピックアップ部１は、レーザビームが発せられるレーザダイオードが設けられてコンパクトディスク１００に向けてレーザビームを照射してユーザデータを記録したり、反射されたレーザビームを受光してＲＦ信号を検出したりする。信号処理部２は、検出されたＲＦ信号を増幅して雑音を除去する。復調部３は、信号処理部２により処理された信号からユーザデータ（ビデオデータ／オーディオデータ）を復調して出力する。変調部４は、ユーザデータを入力されて所定の変調方式により変調を行う。制御部５は、信号処理部２により処理された信号からユーザデータを記録するためのアドレス情報を導き出し、これに基づきピックアップ部１を制御して変調部４からの変調済みのユーザデータをコンパクトディスク１００に記録する。

図４は、図３の記録装置の一具現例である。但し、図３のそれと同じ機能を行う機能ブロックには同じ参照番号を付して反復される説明は省く。記録装置は、記録可能なコンパクトディスク１００にコンパクトディスク記録方式によりユーザデータを記録したり、本発明に係る高密度記録方式によりユーザデータを記録したりする装置であって、ピックアップ部１、信号処理部２、復調部３、変調部４及び制御部５を含む。

ピックアップ部１は、レーザ光が発せられるレーザ１４、レーザ１４の駆動を制御するＬＤドライバ１５、レーザ光を集束してコンパクトディスク１００に向けて照射する対物レンズ１１、照射されたビームと反射されたビームとを分離するビームスプリッタ１２及びコンパクトディスク１００から反射されたレーザビームを受光するフォトディテクター１３を備える。ユーザデータを記録する時、ピックアップ部１は、後述するように、第１のライティングモード及び第２のライティングモードに応じて最小記録マーク長を変えて記録を行う。

変調部４は、第１のチャンネル変調ブロック４１及び第２のチャンネル変調ブロック４２を備える。第１のチャンネル変調ブロック４１は、ユーザデータを入力された後、第１の記録フォーマットによりチャンネルビット変調する。第２のチャンネル変調ブロック４２は、所定の方式によりエンコーディングされたユーザデータを入力されて第２の記録フォーマットによりチャンネルビット変調する。本実施の形態において、第１の記録フォーマットは、既存の記録フォーマットを言い、第２の記録フォーマットは、本発明に係る高密度記録フォーマットを言う。記録可能なコンパクトディスク１００は、ＥＦＭ方式を採用しているため、第１のチャンネル変調ブロック４１は、１バイトのデータビットを１４ビットのチャンネルビットに変調する。第２のチャンネル変調ブロック４２は、デュアル変調方式により１バイトのデータを１５．３チャンネルビットに変調する。デュアル変調方式は、この出願人により１９９９年９月３０日付けで出願され、且つ、２０００年１１月２５日付けで公開された韓国特許出願第９９−４２０３２号公報に“改善されたＤＣ抑圧能力を有するＲＬＬコード配置方法、変復調方法及び復調装置”の題名で開示されている。デュアル変調方式によれば、コード列のＤＣ抑圧制御のために抑圧制御が可能なコードグループ対を配置し、コードグループ対内に同じソースコードに該当するコードのコードワード内のＤＣ値を表わすパラメータＣＳＶの符号と、次のコードワードのデジタル和値（ＤＳＶ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｍ Ｖａｌｕｅ）の遷移方向を予測するパラメータＩＮＶの符号とが互いに反対になるように配置した（１，８，８，１２）コードを使用する。これについての詳細は、前記特許出願の公開公報に開示されている。

制御部５は、第１の記録フォーマットによる第１のライティングモード又は第２の記録フォーマットによる第２のライティングモードに基づく制御命令をＬＤドライバ１５に与える。これにより、ユーザデータがコンパクトディスク１００に記録される。第２のライティングモードについての詳細は、後述する。

復調部３は、第１のチャンネル復調ブロック３１及び第２のチャンネル復調ブロック３２を備える。復調方式は、変調方式に基づく。従って、第１のチャンネル復調ブロック３１は、信号処理部２により処理されたＲＦ信号からチャンネルビット列を抽出した後、それを第１の記録フォーマットによりデータビットに復調する。第２のチャンネル復調ブロック３２は、信号処理部３により処理されたＲＦ信号からチャンネルビット列を抽出した後、それを第２の記録フォーマットによりデータビットに復調する。

本発明に係る高度記録方式により記録されたディスクを便宜上「ＧＤ」と呼ぶ。ＧＤは、ギガディスクの略語である。ＧＤのライティングモード、すなわち、第２のライティングモードは、下記の条件を満足する。

１バイトのデータをｐチャンネルビットに変調する時、最小マーク長は０．５μｍより大きくて１．０μｍより小さく、前記最小マーク長がｑチャンネルビットに該当する時にｐ／ｑは４．５より大きくて８より小さく、フォーマット効率は０．６より大きくて１．０より小さく記録を行う。フォーマット効率とは、記録される全てのデータに対するユーザデータの割合を意味する。同一のユーザデータのために記録されるべき総データは、フォーマットに応じて変わる。

これを解り易く表わせば、次の表２の通りである。

本発明に係るＧＤの仕様と既存の記録可能なコンパクトディスクの仕様とを比較すれば、次の表３の通りである。ＧＤ−Ｒは、一回のみ記録可能なＧＤであり、ＧＤ−ＲＷは、繰り返し記録可能なＧＤである。

前記表３から明らかなように、ＧＤ−Ｒ／ＲＷは、最小マーク長を除いては記録可能なコンパクトディスクの仕様及びピックアップ部の仕様と全く同じである。従って、記録可能なコンパクトディスクをそのまま使ってＧＤ方式に基づく高密度記録を行うことができる。さらには、ＣＤ−Ｒ／ＲＷにユーザデータを記録する時に使用するものと同じピックアップ部をそのまま使って記録することもできる。但し、記録時に、最小マーク長のみを変えれば良い。

本実施の形態において、ＧＤ記録方式のために一例として採用された変調方式及びエンコーディング方式を記録可能なコンパクトディスクと比較すれば、次の表４の通りである。

ここで、１セクターの大きさが４ＫＢであるということは、後述するように、コンパクトディスクの１ＡＴＩＰ領域（１物理セクター領域）に２物理セクター（４ＫＢ）が記録されることを意味する。

図５は、前記表４の変調方式に基づく１論理セクターの構成図である。１論理セクターは、本実施の形態により１７２×１４バイトであり、２０４８バイトのユーザデータ、２０バイトのヘッダ情報及び４バイトのＥＤＣよりなる。

エラー訂正方式は、ＢＣＩＳ−ＲＳＰＣに基づく。ＢＣＩＳ−ＲＳＰＣとは、この出願人が２００１年７月１日付けで出願した韓国特許第０１−４０８９７号公報の“光情報貯蔵媒体、データ記録装置及びデータ記録方法”に基づくエラー訂正方式を言う。ＢＣＩＳ−ＲＳＰＣに基づくエラー訂正方式は、下記の通りである。

図６及び図７は、本実施の形態による１ＥＣＣブロックの構成図である。

図６及び図７を参照すれば、ＥＣＣブロックは、図５に基づき説明した８個の論理セクターにＰＩ及びＰＯを付加して合計１５４×１２４バイトよりなる。行方向に１４８行のデータに６バイトのＰＩが付加されたコードワードが配置されており、列方向に１１２行のコードワード及び１２行のＰＯが配置されている。本実施の形態において採用されるエラー訂正方式の一過程として、インタリーブは、２つのＥＣＣブロックＡ及びＢに基づき行われる。ＰＩ及びＰＯを除いた残りのものは、メインデータと呼ばれる。

図８及び図９は、本実施の形態において採用されたエラー訂正方式に基づくインタリーブアルゴリズムを説明するための参考図である。図８及び図９を参照すれば、ＥＣＣブロックＡ及びＢは、各々行方向にＮ_１行及び列方向にＮ_２バイトのデータよりなる。

まず、ＥＣＣブロックＡ及びＢを各々列方向にｄ行を単位として分割する。ここで、ｄはＮ_１及びＮ_２の公約数である。ＥＣＣブロックＡ及びＢを各々列方向に分割して得られたブロックを対象ブロックと呼ぶ。本実施の形態によるインタリーブは、ＥＣＣブロックＡ及びＢに各々属する２つの対象ブロックａ及びｂを単位として行われる。

インタリーブアルゴリズムの詳細について説明すれば、下記の通りである。まず、対象ブロックａ及びｂを各々列方向に各行を基準として分割する。これにより、対象ブロックａ及びｂは各々ｄ×ｄ個のパーティションに分割される。結果的に、対象ブロックａ及び対象ブロックｂから２×ｄ×ｄ個のパーティションが生成される。これらのパーティションは、１＿１，１＿２，…，１＿２×ｄ，２＿１，２＿２，…，２＿２×ｄ，…，ｄ＿１，ｄ＿２，…，ｄ＿２×ｄである。最終的に得られたパーティション１＿１，１＿２，…，１＿２×ｄ，２＿１，２＿２，…，２＿２×ｄ，…，ｄ＿１，ｄ＿２，…，ｄ＿２×ｄの各々にはＮ_１／ｄ個のバイト単位のデータが存在する。

次に、番号に従いパーティションからデータを抽出する。すなわち、まず、パーティション１＿１からデータを抽出し、第２番目にパーティション１＿２からデータを抽出し，…，第２×ｄ番目にパーティション１＿２×ｄからデータを抽出する。また、パーティション１＿１から第２×ｄ＋１番目にデータを抽出し、パーティション１＿２から第２×ｄ＋２番目にデータを抽出し，…，パーティション１＿２×ｄから第２×ｄ＋２×ｄ番目にデータを抽出する。このような順序でパーティション１＿１，１＿２，…，１＿２×ｄからいずれもデータを抽出した後、これと同様にパーティション２＿１，２＿２，…，２＿２×ｄから交互にデータを一つずつ抽出する。

このような過程をｄ行を単位として繰り返し行う。その結果として生成されたブロックは、図１０の通りである。図１０を参照すれば、生成されたブロックは、２×（Ｎ_２−ｋ_２）行のデータ及び２×ｋ_２行の外部パリティ区間よりなる。ブロックの行方向に記録された数字は各パーティションに存在するバイト単位のデータに付された一連番号を表わす。すなわち、図８及び図９に基づき説明したようにインタリーブが行われば、バイト単位のデータは、図１０に示されたような順序で配列される。

一方、対象ブロックａ及びｂを例に取って一連番号を与する方式を説明すれば、下記の通りである。すなわち、対象ブロックａ及びｂの各パーティションにはＮ_１／ｄ個のバイト単位のデータが存在するが、これらには下記のように一連番号が付される。

パーティション１＿１：１ないし２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が１であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

パーティション１＿２：１ないし２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が２であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

パーティション１＿２×ｄ：１ないし２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が０であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

パーティション２＿１：２×Ｎ_１＋１ないし２×Ｎ_１＋２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が１であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

パーティション２＿２：２×Ｎ_１＋１ないし２×Ｎ_１＋２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が２であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

．．．パーティション２＿２×ｄ：２×Ｎ_１＋１ないし２×Ｎ_１＋２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が０であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

．．．パーティションｄ＿１：（ｄ−１）×２×Ｎ_１＋１ないしｄ×２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が１であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

パーティションｄ＿２：（ｄ−１）×２×Ｎ_１＋１ないしｄ×２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が２であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

．．．パーティションｄ＿２×ｄ：（ｄ−１）×２×Ｎ_１＋１ないしｄ×２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余が０であるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

これを一般化させれば、下記の通りである。

パーティションｍ＿ｎ：（ｍ−１）×２×Ｎ_１＋１ないしｍ×２×Ｎ_１の数のうち２×ｄで割った剰余がｎであるＮ_１／ｄ個の数が順番に配列される。

図１１を参照すれば、例えば、パーティション１＿１に属するＮ_１／ｄ個のバイト単位のデータには、順次に１，１＋２ｄ，１＋４ｄ，…，１＋２Ｎ_１−４ｄ，１＋２Ｎ_１−２ｄという数が付される。すなわち、パーティション１＿１にはＮ_１／ｄ個のバイト単位のデータが存在し、これらのうち第１番目のバイトには１、第２番目のバイトには１＋２ｄ番、第３番目のバイトには１＋４ｄ，…，第（Ｎ_１／ｄ）−１番目のバイトには１＋２Ｎ_１−４ｄ番、第Ｎ_１／ｄ番目のバイトには１＋２Ｎ_１−２ｄ番が付される。

図１２は、図１０のブロックに基づき並べ替えられた記録ブロックの概略図である。記録ブロックは、図１０のブロックに含まれた２×ｋ_２行のＰＯを２×ｋ_２／１６行ずつ一定間隔で繰り込むことにより生成される。

図１３は、本実施の形態により実際にＥＣＣブロックＡ及びＢに対してインタリーブを行って記録ブロックを生成する過程を示すものである。ＥＣＣブロックＡ及びＢを各々行方向に２行を単位として分割すれば、インタリーブ単位である対象ブロックａ及びｂには８個のパーティション（１），（２），（３），（４），（５），（６），（７），（８）が存在する。対象ブロックａはＥＣＣブロックＡに属し、対象ブロックｂはＥＣＣブロックＢに属する。パーティション（１）には１，５，９，…，３０５番のデータが存在し、パーティション（２）には３０９，
…，６１３番のデータが存在し、パーティション（３）には２，６，１０，…，３０６番のデータが存在し、パーティション（３）には３１０，…，６１４番のデータが存在する。パーティション（４）には３１１，…，６１５番のデータが存在し、パーティション（５）には３，７，１１，…，３０７番のデータが存在し、パーティション（６）には３１２，…，６１６番のデータが存在し、パーティション（７）には４，８，１２，…，３０８番のデータが存在する。

インタリーブのために、まず、パーティション（１）から第１番目のデータを抽出し、パーティショ（３）から第２番目のデータを抽出し、パーティション（６）から第３番目のデータを抽出し、パーティション（８）から第４番目のデータを抽出する。また、パーティション（１）から第５番目のデータを抽出し、パーティション（３）から第６番目のデータを抽出し、パーティション（６）から第７番目のデータを抽出し、パーティション（８）から第８番目のデータを抽出する。このようにしてパーティション（１），（３），（６），（８）からいずれもデータを抽出した後には、さらにパーティション（２），（４），（５），（７）から交互にデータを抽出する。このような過程を２行を単位として繰り返し行う。一方、ＥＣＣブロックＡ及びＢのＰＯは共に２４行であるため、１．５行ずつ各記録単位に一定間隔で繰り込む。その結果、記録ブロックが生成される。

記録ブロックは、１６個の記録単位よりなる。各記録単位は、１５４×１５．５バイトである。

図１４は、前記表４の変調方式に基づく１物理セクターの構成図である。１物理セクターは、図１８の１記録単位に属する７７バイトのデータにシンクコードが付加されてなる。本実施の形態において、シンクコードは、前述したデュアルコーディング方式により３２チャンネルビットよりなる。３２チャンネルビットのシンクコード及び７７バイトのデータを１シンクフレームとした時、１セクターデータは３１枚のシンクフレームよりなる。ここで、シンクコードに割り当てられるチャンネルビットの数及びシンクコードは各種に変更可能である。

図１５は、コンパクトディスクの１ＡＴＩＰ領域（１物理セクター領域）に本実施の形態により記録されたデータ構造図である。記録可能なコンパクトディスクの１ＡＴＩＰ領域（物理セクター領域）には２つの物理セクターが記録される。各物理セクターは、３１枚のシンクフレームよりなる。各シンクフレームは、３２チャンネルビットのシンクコード及び７７バイトのユーザデータよりなる。

本発明によりコンパクトディスクへの略１．３ＧＢのデータの記録は、前記表３及び前記表４の仕様に基づき、０．６２７μｍのライティングストラテッジ及び部分応答最尤（ＰＲＭＬ：Ｐａｒｔｉａｌ
Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）によりなされる。参考までに、ＣＤのライティングストラテッジ及びＰＲＭＬは、０．８３３μｍである。ライティングストラテッジ及びＰＲＭＬを０．８３３μｍから０．６２７μｍに変えることは、既存のピックアップの光学系部品を変えなくても可能である。ライティングストラテッジは、一層短いマークを記録するためであり、ＰＲＭＬは、再生特性を確保するためである。

一方、前記表４のデュアル変調方式に基づき、一定の記録面積に対する記録容量を計算すれば、次の式（１）の通りである。

ここで、ｒ₁は記録可能な最大半径を表わし、ｒ₂は記録可能な最小半径を表わし、ｔｐはトラックピッチを表わし、ＭＭＬ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍａｒｋ Ｌｅｎｇｔｈ）は最小マーク長を表わす。

８ビットのデータを１４チャンネルビットに変調するＥＦＭ変調方式及び８ビットのデータを１２チャンネルビットに変調する１−７変調方式の場合、各々次の式（２）の通りである。

８ビットのデータがｐ個のチャンネルビットに変調され、最小マーク長のチャンネルビットがｑである場合、記録容量は次の式（３）の通りである。

これにエラー訂正方式に基づくフォーマット効率を掛ければ、最終的なユーザデータの記録容量が計算される。

図１６は、フォーマット効率及び変調方式に基づくユーザデータ容量の関係図である。最小マーク長＝０．６２７μｍであり、ＥＦＭ変調方式によりフォーマット効率を５％ずつ変えた時、デュアル変調方式がＥＦＭ変調方式に比べてフォーマット効率が高いということが分かる。従って、コンパクトディスクに最大に記録可能なユーザデータ容量は略６８８ＭＢであるため、図１６の結果から、２倍となる１．３ＧＢを記録するためには、次の条件を満足しなければならない。

１＜ｐ／ｑ＜７１５％＜フォーマット効率＜１００％今提案されているか、あるいは既存のＣＤ規格書に定義されたあらゆる変調方式及びエラー訂正方式を採用してコンパクトディスクに１．３ＧＢが記録できるとは限らない。これは、変調方式に基づく最小マーク長の影響のためである。すなわち、最小マーク長が２Ｔである（１−７）系の変調方式を採用すれば、最小マーク長は一層短くなる。

ブルーレーザを使用する（１−７）系の変調方式を下限とする時、ＧＤの光学的な変調の度合いをＣＤと比較すれば、次の表５の通りである。

ＨＤ（High Definition）級が支援可能な変調方式の最小マーク長は、０．５２５７μｍである。最大の最小マーク長を使用すれば、ｐ／ｑがＥＦＭ５に基づくフォーマット効率１００％を達成したとしても１．３ＧＢの記録容量にはならない。従って、最大の最小マーク長は１．０μｍを超えない。

図１７乃至図２０は、各々最小マーク長が０．５０μｍ、０．５２５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍである時のフォーマット効率及び記録容量間の関係図である。

図１７乃至図２０は、前記表５に基づき、最小マーク長＝０．５μｍ、０．５３５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍに対してｐ／ｑの比率に対する記録容量を５％間隔のフォーマット効率により示している。ここで、共通するパラメータを抽出すれば、前記表２のそれと同一である。図１７ないし図２０を参照すれば、最小マーク長が短くなるほど記録容量は高まるということが分かる。しかし、最小マーク長を短くし過ぎれば、記録／再生時に隣接トラック及び隣接マーク間のクロストーク及びクロスイレーズにより信号品質が劣化してしまい、再生が困難になる。

図２１は、ＣＤ−Ｒに対して最小マーク長を各々０．５２μｍ、０．６３μｍ、０．６９μｍ、０．７６μｍ及び０．８３３μｍに変えた時に検出されるアイパターン及びヒストグラムを示しており、図２２は、ＣＤ−ＲＷに対して最小マーク長を０．５２μｍ、０．６３μｍ、０．６９μｍ、０．７６μｍ及び０．８３３μｍに変えた時に検出されるアイパターン及びヒストグラムを示している。ヒストグラムは、記録されたマーク長によるデータ数である。

次に前記の如き構成に基づき、本発明の望ましい実施の形態による記録方法を説明する。

図２３は、本発明の一実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。記録装置は、所定の記録フォーマットでエンコーディングされた１バイトのデータをｐチャンネルビットに変調する（第２１０１段階）。変調されたデータを記録するに当たって、最小マーク長がｑチャンネルビットに該当する時にｐ／ｑは４．５より大きくて８より小さく、フォーマット効率は０．６より大きくて１．０より小さく記録を行う（第２１０２段階）。

図２４は、本発明の他の実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。記録装置は、ユーザの選択（第２２０１段階）により記録密度が相異なる第１の記録モードまたは第２の記録モードで記録を行う。すなわち、既存のコンパクトディスクの記録フォーマットによる記録モードにより記録を行うか（第２２０２段階）、本発明のＧＤの記録フォーマットによる高密度記録モードにより記録を行う（第２２０３段階）。すなわち、最小マーク長がｑチャンネルビットに該当する時にｐ／ｑは４．５より大きくて８より小さく、フォーマット効率は０．６より大きくて１．０より小さく記録を行う。

図２５は、本発明のさらに他の実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。記録装置は、内部又は外部に設けられたエンコーディングブロック（図示せず）を通じて前述のようにＥＣＣブロックを生成し（第２３０１段階）、インタリーブを行う（第２３０２段階）。次に、１バイトのデータを１５．３チャンネルビットに変調するデュアル変調方式により変調を行う（第２３０３段階）。１ＡＴＩＰ領域に各々シンクコード及び変調済みのデータよりなる６２枚のフレームを割り当てる（第２３０４段階）。この時、最小マーク長Ｌ＝０．６２７μｍ、レーザ波長λ＝７８０μｍ、スポット径＝１．５６μｍ及びＮＡ＝０．５で記録を行う（第２３０５段階）。

一方、前記表４に採用された変調方式及びエンコーディング方式は、前記表２の記録条件を満足することを前提として他の変調方式またはエンコーディング方式に変形可能であるということは言うまでもない。

ＤＤＣＤと既存のＣＤとの違いを説明するための参考図である。 コンパクトディスクの概略図である。 コンパクトディスクの概略図である。 本発明の望ましい実施の形態による記録装置のブロック図である。 図３の記録装置の一具現例である。 表４の変調方式に基づく１論理セクターの構成図である。 本実施の形態による１ＥＣＣブロックの構成図である。 本実施の形態による１ＥＣＣブロックの構成図である。 本実施の形態に採用されたエラー訂正方式に基づくインタリーブアルゴリズムを説明するための参考図である。 本実施の形態に採用されたエラー訂正方式に基づくインタリーブアルゴリズムを説明するための参考図である。 インタリーブを行った結果として生成されたブロックの構成図である。 ＥＣＣブロックに含まれたデータに番号を付する方法を説明するための参考図である。 図１０のブロックに基づき並べ替えられた記録ブロックの概略図である。 本実施の形態により実際にＥＣＣブロックＡ及びＢに対してインタリーブを行って記録ブロックを生成する過程を説明するための参考図である。 表５の変調方式に基づく１物理セクターの構成図である。 コンパクトディスクの１ＡＴＩＰ領域（１物理セクター領域）に本実施の形態により記録されたデータの構造図である。 フォーマット効率及び変調方式による記録容量との関係図である。 各々最小マーク長が０．５０μｍ、０．５２５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍである時のフォーマット効率と記録容量との関係図である。 各々最小マーク長が０．５０μｍ、０．５２５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍである時のフォーマット効率と記録容量との関係図である。 各々最小マーク長が０．５０μｍ、０．５２５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍである時のフォーマット効率と記録容量との関係図である。 各々最小マーク長が０．５０μｍ、０．５２５７μｍ、０．６２７μｍ及び１．０μｍである時のフォーマット効率と記録容量との関係図である。 ＣＤ−Ｒに対して最小マーク長を０．５２μｍ、０．６３μｍ、０．６９μｍ、０．７６μｍ及び０．８３３μｍに変えた時に検出されるアイパターン及びヒストグラムを示す図である。 ＣＤ−ＲＷに対して最小マーク長を０．５２μｍ、０．６３μｍ、０．６９μｍ、０．７６μｍ及び０．８３３μｍに変えた時に検出されるアイパターン及びヒストグラムを示す図である。 本発明の一実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。 本発明のさらに他の実施の形態による記録方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ピックアップ部
２ 信号処理部
３ 復調部
４ 変調部
５ 制御部
１１ 対物レンズ
１２ ビームスプリッタ
１３ フォトディテクター
１４ レーザ
１５ ＬＤドライバ
３１ 第１のチャンネル復調ブロック
３２ 第２のチャンネル復調ブロック
４１ 第１のチャンネル変調ブロック
４２ 第２のチャンネル変調ブロック
５１ 第１の書込みモード
５２ 第２の書込みモード
１００ コンパクトディスク

Claims (13)

1. 複数の物理セクター領域を含むコンパクトディスクにデータを記録するデータ記録方法において、
   （ａ）前記データを１バイト毎にｐチャンネルビットに変調する変調段階と、
   （ｂ）前記（ａ）段階で変調されたデータを所定の記録フォーマットで記録する記録段階とを含み、
   前記所定の記録フォーマットは、最小マーク長をｑチャンネルビットとしたとき、
   ｐ／ｑは、４．５より大きくて８より小さく、
   フォーマット効率は、０．６より大きくて１．０より小さく、
   前記１バイトのデータが変調されるチャネルビットｐは、略１２〜１４、前記最小マーク長ｑは、略２〜３の範囲に選択され、
   更に、前記（ａ）段階は、
   （ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、
   （ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、
   （ａ３）インタリーブを行う段階と、
   （ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、
   （ａ５）前記物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを含み、
   更に、前記（ａ３）段階は、
   （ａ３１）２つのＮ_１×Ｎ_２バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ_１及びＮ_２の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、
   （ａ３２）分割されたｄ×Ｎ_１バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、
   （ａ３３）前記２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを含むことを特徴とするデータ記録方法。
2. 前記（ａ）段階は、前記データを変調し、記録する前に、ＥＣＣブロックを作成し、インタリービングを実行する請求項１記載のデータ記録方法。
3. 前記ＥＣＣブロックは、大きさが３２Ｋバイトである請求項２記載のデータ記録方法。
4. 前記（ｂ）段階は、最小マーク長が０．６２７μｍ、記録ビームの波長が７８０ｎｍ、スポット径が１．５６μｍ、対物レンズのＮＡ比が０．５で記録を行う請求項３記載のデータ記録方法。
5. 前記ＥＣＣブロックは、各々行−コードワード（Ｎ_１，ｋ_１）及び列−コードワード（Ｎ_２，ｋ_２）を有し、
   前記２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを変調して２×（Ｎ_２−ｋ_２）のメインデータ領域及び２×ｋ_２の外部パリティ領域に区分された記録ブロックを生成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録方法。
6. 複数の物理セクター領域を含むコンパクトディスクにデータを記録するデータ記録装置において、
   前記コンパクトディスクにマークを記録するピックアップ部と、
   前記データを１バイト毎にｐチャンネルビットに変調する変調部と、
   前記変調部で変調されたデータを所定の記録フォーマットで前記コンパクトディスクに記録されるように前記ピックアップ部を制御する制御部とを含み、
   前記所定の記録フォーマットは、最小マーク長をｑチャンネルビットとしたとき、
   ｐ／ｑは、４．５より大きくて８より小さく、
   フォーマット効率は、０．６より大きくて１．０より小さく、
   前記１バイトのデータが変調されるチャネルビットｐは、略１２〜１７、前記最小マーク長ｑは、略２〜３の範囲に選択されており、
   更に、前記変調部は、
   （ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、
   （ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、
   （ａ３）インタリーブを行う段階と、
   （ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、
   （ａ５）前記物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを実行し、
   更に、前記（ａ３）段階は、
   （ａ３１）２つのＮ_１×Ｎ_２バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ_１及びＮ_２の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、
   （ａ３２）分割されたｄ×Ｎ_１バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、
   （ａ３３）前記２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを実行することを特徴とするデータ記録装置。
7. 前記制御部は、最小マーク長が０．６２７μｍ、記録ビームの波長が７８０ｎｍ、スポット径が１．５６μｍ、対物レンズのＮＡ比が０．５で記録を行うように前記制御部を制御する請求項６記載のデータ記録装置。
8. 複数の物理セクター領域を含むコンパクトディスクにデータを記録するデータ記録装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
   前記コンピュータに、
   （ａ）前記データを１バイト毎にｐチャンネルビットに変調する変調段階と、
   （ｂ）前記（ａ）段階で変調されたデータを所定の記録フォーマットで記録する記録段階とを実行させるプログラムが記録されており、
   前記所定の記録フォーマットは、最小マーク長をｑチャンネルビットとしたとき、
   ｐ／ｑは、４．５より大きくて８より小さく、
   フォーマット効率は、０．６より大きくて１．０より小さく、
   前記１バイトのデータが変調されるチャネルビットｐは、略１２〜１７、前記最小マーク長ｑは、略２〜３の範囲に選択され、
   更に、前記（ａ）段階は、
   （ａ１）メインデータ及びヘッダ情報にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加する段階と、
   （ａ２）ＥＣＣエンコーディングを行う段階と、
   （ａ３）インタリーブを行う段階と、
   （ａ４）７７バイトのデータに２バイトのシンクコードを付加して一枚のフレームを生成する段階と、
   （ａ５）前記物理セクター領域に６２枚のフレームを記録する段階とを含み、
   更に、前記（ａ３）段階は、
   （ａ３１）２つのＮ_１×Ｎ_２バイトのＥＣＣブロックに対して各々列方向にＮ_１及びＮ_２の最大公約数であるｄバイト単位に分割する段階と、
   （ａ３２）分割されたｄ×Ｎ_１バイトの対象ブロックを各々列方向及び行方向にｄ個に分割してｄ×ｄ個のパーティションを得る段階と、
   （ａ３３）前記２つのＥＣＣブロックが交互に選択されるように所定のパーティションに属するデータをインタリーブして２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを得る段階とを含むことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
9. 前記（ａ）段階は、前記データを変調し、記録する前に、ＥＣＣブロックを作成し、インタリービングを実行する請求項８記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
10. 前記ＥＣＣブロックは、大きさが３２Ｋバイトである請求項９記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
11. 前記（ｂ）段階は、最小マーク長が０．６２７μｍ、記録ビームの波長が７８０ｎｍ、スポット径が１．５６μｍ、対物レンズのＮＡ比が０．５で記録を行う請求項８記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
12. 前記コンパクトディスクは、マスタリング中に記録されたアドレッシング情報によって指定される多数の物理セクタ領域を含み、
    前記（ｂ）段階は、前記物理セクター領域に各々シンクコード及びユーザデータよりなる６２枚のフレームを記録する請求項８記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
13. 前記ＥＣＣブロックは、各々行−コードワード（Ｎ_１，ｋ_１）及び列−コードワード（Ｎ_２，ｋ_２）を有し、
    前記２×Ｎ_２本の行−コードワードが含まれた記録ブロックを変調して２×（Ｎ_２−ｋ_２）のメインデータ領域及び２×ｋ_２の外部パリティ領域に区分された記録ブロックを生成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
    

Images