JP2004005949A - Recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多値データを記録再生する際のデータ構成であるデータフォーマットを備えた光ディスク等の記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、次のようなデータフォーマットを備えた記録媒体が提案されている。
光ディスク「ＤＶＤ」のデータフォーマットであり、８ビットデータを１６ビットデータに変換する８／１６変調を行ってデータを記録した光ディスク。その誤り訂正のためのＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）ブロックフォーマットでは、１セクタに２０４８バイトのユーザデータを含み、１６セクタで１ＥＣＣブロックを構成している。また、誤り訂正には積符号を採用し、１８２バイトを１行として２０８行からなる１８２×２０８バイトのデータを１ＥＣＣブロックとしている。その行方向にリードソロモン符号（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ｃｏｄｅ）ＲＳ（１８２，１７２，１１）による１０バイトのＰＩ（Ｐａｒｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ ｃｏｄｅ）パリティデータがあり、一方の列方向にはＲＳ（２０８，１９２，１７）による１６バイトのＰＯ（Ｐａｒｉｔｙ ｏｆ Ｏｕｔｅｒ ｃｏｄｅ）パリティデータがある。（例えば、「ＤＶＤ物理フォーマットの概要」ＰＩＯＮＥＥＲ Ｒ＆Ｄ １９９６ Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．２（通巻１３号） 特集『ＤＶＤ』Ｐ．７−Ｐ．１４，「８／１６変調方式」同Ｐ．３２−Ｐ．３６を参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなフォーマットの記録媒体では、以下に示すようにフォーマット効率（記録する全データ量に対するユーザーデータ量の比）が低いという問題があった。
（１） ８／１６変調方式のフォーマット効率＝０．５×（１４５６ビット／１４８８ビット）＝０．４８９
（２） ＥＣＣブロックのフォーマット効率＝２０４８バイト×１６セクター／１８２バイト×２０８行＝０．８６６
（３） 全体のフォーマット効率＝８／１６変調方式のフォーマット効率×ＥＣＣブロックのフォーマット効率＝０．４２３
【０００４】
特に、多値データを含むデータフォーマットでは、従来技術のＤＶＤ等のような全てが２値データで構成されたデータフォーマットとは異なり、多値データを２値データに変換する新たな工程が発生する。その変換工程において、データの無駄が発生しないようにデータフォーマットを考案する必要がある。
また、ユーザデータは通常８ビットで構成されるのに対し、多値記録を行なう単位が８ビットでないため、８ビット単位でフォーマットを構成すると媒体上の誤りが変換の関係で２ワード誤りになる等の効率の低下を招いていた。
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、多値データの記録再生に適した、ＤＶＤよりもフォーマット効率の高いデータフォーマットを備えた記録媒体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、次の（１）〜（９）の各記録媒体を提供するものである。
（１） 複数個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データと、その多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクとを含む複数個の多値データを１フレームとし、多値データを２値データに変換した時に、１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えた記録媒体。
【０００６】
（２） ｍ（ｍ≧２である整数）個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データを１セットとし、その複数セットの多値データと、その多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクとを含む複数の多値データを１フレームとし、１セット内の多値データを２値データに変換した時に、１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えた記録媒体。
【０００７】
（３） 上記（１）又は（２）の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内のパリティデータを除くデータを所定量毎に分割してセクタとし、その各セクタにセクタ番号を示すデータが含まれる記録媒体。
（４） 上記（３）の記録媒体において、上記フレーム内に既知の多値データを含むフレームと未知の多値データを含むフレームとを識別するための多値データを含み、上記既知の多値データを含むフレームを所定間隔で挿入した記録媒体。（５） 上記（４）の記録媒体において、上記所定間隔が、複数のＥＣＣブロックの間隔又は１ＥＣＣブロックの間隔にした記録媒体。
【０００８】
（６） 上記（１）又は（２）の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータを８ビットにした記録媒体。
（７） 上記（２）の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１セット内の有効データビット数と同一にした記録媒体。
（８） 上記（１）又は（２）の記録媒体において、上記フレーム内のＪワードのデータが全てパリティデータであるフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置した記録媒体。
（９） 上記（４）の記録媒体において、上記既知の多値データを含むフレームと上記１ＥＣＣブロックとを情報の追記又は書換えの１単位にした記録媒体。
【０００９】
また、次の（１０）〜（２２）の各記録媒体も提供する。
（１０） ｍ（ｍ≧２である整数）個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データを１セットとし、複数セットの多値データと上記多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークデータと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクデータとを含む複数の多値データを１フレームとし、１セット内の多値データを２値データに変換した時に１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを、上記Ｊワードからなる内符号と上記Ｋワードからなる外符号からなる積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えた記録媒体。
【００１０】
（１１） 上記（１０）の記録媒体において、１ＥＣＣブロック内のパリティデータを除くデータを所定量毎に分割してセクタとし、その各セクタにセクタ番号を示すデータが含まれる記録媒体。
（１２） 上記（１０）の記録媒体において、既知の多値データを含むフレームと未知の多値データを含むフレームとを識別するための多値データをフレーム内に含み、上記既知の多値データを含むフレームを所定間隔で挿入した記録媒体。（１３） 上記（１２）の記録媒体において、上記所定間隔を、複数のＥＣＣブロックの間隔にした記録媒体。
（１４） 上記（１２）の記録媒体において、上記所定間隔を、１ＥＣＣブロックの間隔にした記録媒体。
【００１１】
（１５） 上記（１０）の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１セット内の有効データビット数と同一にした記録媒体。
（１６） 上記（１５）の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１１ビットにした記録媒体。
（１７） 上記（１０）の記録媒体において、上記フレーム内のＪワードのデータが全てパリティデータであるフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置した記録媒体。
（１８） 上記（１４）の記録媒体において、上記既知の多値データを含むフレームと上記１ＥＣＣブロックとを情報の追記又は書換えの１単位にした記録媒体。
【００１２】
（１９） 上記（１１）の記録媒体において、上記１ＥＣＣブロック内のセクタのデータを外符号の方向に記録した記録媒体。
（２０） 上記（１１）の記録媒体において、上記１ＥＣＣブロック内の内符号データを斜めの方向にインターリーブして配置した記録媒体。
（２１） 上記（１１）の記録媒体において、上記セクタ番号を外符号の方向に記録した記録媒体。
（２２） 上記（２１）の記録媒体において、上記セクタ番号をセクタ毎の異なる位置に記録した記録媒体。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
従来の技術で説明したＤＶＤディスクのデータフォーマットは、８／１６変調によるデータフォーマット（ＰＩＯＮＥＥＲ Ｒ＆Ｄ １９９６ Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．２（通巻１３号） 特集『ＤＶＤ』Ｐ．１３の図７）と、ＥＣＣブロック（同、図４）に分かれており、従来のＤＶＤディスクのフォーマットとこの発明の実施形態の記録媒体のフォーマットの違いが明確になるように、この実施形態でも多値データから構成されるデータフォーマットと、誤り訂正のためのデータフォーマットに分けて説明する。ここでは、前者をフレームフォーマット、後者をＥＣＣブロックフォーマットと称することにする。
【００１４】
まず、この発明の請求項１に係る記録媒体の第１実施形態を説明する。
第１実施形態の記録媒体は、複数個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データと、その多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクとを含む複数個の多値データを１フレームとし、多値データを２値データに変換した時に、１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えている。
【００１５】
図１は、この発明の第１実施形態の記録媒体のデータフォーマットにおけるフレームフォーマットを示す説明図である。
ここでは、多値データを８値とし、１個の多値データをシンボルと称する。２値データに変換すると１シンボルは３ビットに相当する。同図中のクロックマーク及びフレームシンクのデータパターンの一例を以下に示す。
図２は、この発明の第１実施形態の記録媒体のクロックマーク及びフレームシンクのデータを光ディスクに記録して再生した場合の再生信号の波形を示す図である。
クロックマークは多値データをサンプリングする時の基準点を示すデータであり、同図に示すように、クロックマークの中央の「７」の信号のボトムが基準になる。図示を省略するが、この記録媒体に対する情報の記録及び再生を行う情報記録再生装置のＰＬＬ回路で周期的に存在するクロックマークのボトムに同期したクロックを生成して、クロックマークの間にある多値データをサンプリングする。あるいは、再生信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、デジタル信号処理によって連続する２個のクロックマークのボトムを検出し、その間にある多値データを等間隔でサンプリングしてもよい。ここでは、クロックマークから始まる４０シンボルの一区切りのデータをクラスタと称する。
【００１７】
フレームシンクの最後の２シンボルデータで、フレーム内のデータが多値データ検出用のテーブルデータかユーザデータかを識別する。その各々を「テーブルフレーム」「データフレーム」と称する。
多値データ検出用のテーブルデータは、情報記録媒体に連続する複数個（３個）の多値データの全組合せのテストデータを記録しておき、多値データ再生時に、テストデータの再生信号値を記憶したテーブルを作成し、再生した多値データの信号値とテーブル上の信号値との誤差が最小になる多値データを再生多値データとして出力する「多値記録データ検出方法」で使用するテーブルである。
そのテーブルデータは、連続する複数個（３個）の多値データの全組合せのテストデータを規則的なデータの並びにせずに、乱数を用いて全組み合わせを１回のみ含む最小データ数のデータ系列を生成することによって生成する。ここでは５１４シンボルの８値データをテーブルデータとして使用する。
【００１８】
以下にフレーム内のデータ量およびフレームフォーマットのフォーマット効率を示す。
〔データ量〕
（１）テーブルフレーム
１９シンボル＋（３５−２）シンボル×１５クラスタ＝５１４シンボル
テーブルデータは、８値データが３個連続する時の全組合せ（８×８×８＝５１２通り）を１回のみ含むランダムなデータ系列であるが、途中にクロックマークが挿入されて分断されると、分断後は２シンボル重複する必要がある。
したがって、テーブルデータ量の計算としては、２〜１６クラスタではデータ数を２シンボル減らしている。
【００１９】
（２）データフレーム
１９シンボル＋３５シンボル×１５クラスタ＝５４４シンボル
１フレーム内の有効データは５４４シンボルであり、ビット数では５４４シンボル×３ビット＝１６３２ビットであり、バイト数では１６３２ビット／８ビット＝２０４バイトである。
〔フォーマット効率〕
有効データ／全データ＝（５４４シンボル×３ビット）／（４０シンボル×１６クラスタ×３ビット）＝１６３２ビット／１９２０ビット＝０．８５
【００２０】
次に、第１実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットについて説明する。図３は、第１実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
同図に示すように、１フレーム内の２０４バイトの２値データを横１行に配置し、１９２フレーム分を１ＥＣＣブロックとしている。１１フレームを１セクタとし、１６セクタで１ＥＣＣブロックを構成している。行方向にＲＳ（２０４，１９４，１１）による１０バイトのＰＩパリティデータがあり、列方向にはＲＳ（１９２，１７６，１７）による１６バイトのＰＯパリティデータがある。
以下にセクタ及びＥＣＣブロックのデータ量及びＥＣＣブロックフォーマットのフォーマット効率を示す。
【００２１】
〔データ量〕
（１）セクタ
▲１▼全データ ２０４バイト×１１フレーム＝２２４４バイト
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト
▲３▼付加データ ８６バイト
上記付加データは、１セクタ内の２０４８バイトのユーザデータ以外のデータであり、セクタ番号や著作権を管理するための情報及びセクタ内データのエラー検査用データ等である。
（２）ＥＣＣブロック
▲１▼全データ ２０４バイト×１９２フレーム＝３９１６８バイト
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト×１６セクタ＝３２７６８バイト
【００２２】
〔フォーマット効率〕
ユーザデータ／全データ＝３２７６８バイト／３９１６８バイト×１９２／１９３＝０．８３２
ここでは、１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを１フレーム挿入する場合のフォーマット効率を示した。全体のフォーマット効率は、フレームフォーマットのフォーマット効率とＥＣＣブロックフォーマットのフォーマット効率との積であり、以下の値になる。
０．８５×０．８３２＝０．７０７
【００２３】
このように、第１実施形態の記録媒体ではフォーマット効率が０．７０７であり、ＤＶＤのフォーマット効率より高くなる。
この発明の請求項１に係る記録媒体では、多値データによるフレームフォーマットになっているのでフォーマット効率が高く、フレーム内の有効２値データのデータ数が誤り訂正時の１行分のワード数と一致しているので、多値データから２値データへの変換工程で、データの無駄の無い効率の高いデータフォーマットにすることができる。
【００２４】
次に、この発明の請求項２に係る記録媒体の第２実施形態を説明する。
第２実施形態の記録媒体は、ｍ（ｍ≧２である整数）個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データを１セットとし、その複数セットの多値データと、その多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクとを含む複数の多値データを１フレームとし、１セット内の多値データを２値データに変換した時に、１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えている。
【００２５】
このフォーマットを備えた記録媒体は、次のようなデータ処理方法で２値データを多値データに変換するときに適している。
２値データを多値データに変換する方法。複数個の多値データを１セットとして扱い、各多値データの上位ビットには２値データをそのまま配置し、下位１ビットに所定の変換ルールによるデータを配置する。多値データの再生時には、下位１ビットが誤りやすいため、所定の変換ルールに従ったデータである事を利用して、多値データを判定する。所定の変換ルールにより、１ビットの冗長データが発生するが、多値データの判定精度は向上する。
【００２６】
２値データを多値データに変換する具体的な方法を以下に記す。
ｎ（ｎ≧２）ビット／シンボルの多値データを記録／送信する時に、ｍ（ｍ≧２）シンボルを１セットとして、各シンボルの上位（ｎ−１）ビット×ｍシンボル＝｛（ｎ−１）×ｍ｝ビットに任意の２値データを配置し、下位１ビット×ｍシンボル＝ｍビットに、（ｍ−１）ビットをｍビットに変換（所定の変換ルール）した２値データを配置する。
【００２７】
第２実施形態の記録媒体のデータフォーマットについて説明する。
ここでの２値データを多値データに変換する方法は１例として以下のように行うものとする。
３ビット／シンボルの多値（８値）データを４シンボル配置して１セットとし、各シンボルの上位２ビット×４シンボル＝８ビットに任意の２値データを配置し、下位１ビット×４シンボル＝４ビットに、任意の２値データ３ビットを４ビットに変換した２値データを配置する。つまり、１１ビットの任意の２値データが、１２ビットに変換されて１セットを構成する。
【００２８】
第２実施形態の記録媒体のフレームフォーマットは基本的に第１実施形態の記録媒体のフレームフォーマットと同じである。したがって、テーブルフレームとデータフレームのデータ量は同じである。しかし、４シンボルを１セットとし、１セット内の有効データは１１ビットであることから、フォーマット効率が変化する。
【００２９】
以下に、その計算式を示す。
〔データフレームのデータ量〕
１９シンボル＋３５シンボル×１５クラスタ＝５４４シンボル＝１３６セット×４シンボル
１３６セット×１１ビット＝１４９６ビット＝１８７バイト
〔フォーマット効率〕
有効データ／全データ＝１４９６ビット／１９２０ビット＝０．７７９
【００３０】
図４は、第２実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。以下にセクタ及びＥＣＣブロックのデータ量及びＥＣＣブロックフォーマットのフォーマット効率を示す。
〔データ量〕
（１）セクタ
▲１▼全データ １８７バイト×１２フレーム＝２２４４バイト
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト
▲３▼付加データ ２８バイト
（２）ＥＣＣブロック
▲１▼全データ １８７バイト×２０８フレーム＝３８８９６バイト
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト×１６セクタ＝３２７６８バイト
【００３１】
〔フォーマット効率〕
ユーザデータ／全データ＝３２７６８バイト／３８８９６バイト＝０．８４２
全体のフォーマット効率は、以下の値になる。
０．７７９×０．８４２＝０．６５６
このように、第２実施形態の記録媒体ではフォーマット効率が０．６５６であり、ＤＶＤのフォーマット効率より高くなる。
この発明の請求項２に係る記録媒体では、多値データによるフレームフォーマットになっているのでフォーマット効率が高く、更にフレーム内のデータ量がセット単位になっているので、セット単位で冗長データを付加した変換処理にも対応できる。
【００３２】
また、この発明の請求項３に係る記録媒体のフォーマットのように、上記第１実施形態と第２実施形態の記録媒体において、ＥＣＣブロック内のパリティデータを除くデータを所定量毎に分割してセクタとし、その各セクタにセクタ番号を示すデータが含まれるようにするとよい。
このように、セクタ内にユーザデータ以外に付加データとしてセクタ番号を入れれば、データ再生時にはセクタ番号によって１６セクタ単位のＥＣＣブロックを検出することができる。
この発明の請求項３に係る記録媒体では、上記ＥＣＣブロック内の各セクタにセクタ番号の情報が入っているので、ＥＣＣブロックの検出が容易にできる。
【００３３】
さらに、上記第２実施形態ではテーブルフレームを挿入する必要はないが、データ再生時に波形等化を行う場合の自動等化用の既知データとして、上記第１実施形態のテーブルフレームを挿入しても良い。
すなわち、この発明の請求項４に係る記録媒体のフォーマットのように、上記フレーム内に既知の多値データを含むフレームと未知の多値データを含むフレームとを識別するための多値データを含み、上記既知の多値データを含むフレームを所定間隔で挿入するとよい。
この発明の請求項４に係る記録媒体では、上記所定の間隔でテーブルフレームが挿入されているので、定期的な信号校正が行え、データ再生の信頼性が向上する。
【００３４】
このようにすれば、情報記録媒体に連続する複数個（３個）の多値データの全組合せのテストデータを記録しておき、その多値データ再生時にテストデータの再生信号値を記憶したテーブルを作成し、再生した多値データの信号値とテーブル上の信号値との誤差が最小になる多値データを再生多値データとして出力する多値記録データ検出方法と、複数個の多値データを１セットとして扱い、各多値データの上位ビットには２値データをそのまま配置し、下位１ビットに所定の変換ルールによるデータを配置する。多値データの再生時には、下位１ビットが誤りやすいため、所定の変換ルールに従ったデータである事を利用して、多値データを判定するデータ処理方法とを組合せて実施することも可能である。
【００３５】
例えば、光ディスクに多値データを記録した時に、記録材料のばらつき等により、ディスク上の再生位置で再生信号が変動することがある。既知データが記録してあるテーブルフレームのデータは、その変動を校正するための基準データとして使用できる。
このように、データ再生時の定期的な信号校正を行うために、テーブルフレームをディスク上の内周，中周，外周或いは数トラック毎又は１トラック毎等の所定の間隔で挿入すると再生データの信頼性が向上する。
【００３６】
次に、この発明の請求項５に係る記録媒体のフォーマットのように、上記所定間隔を複数のＥＣＣブロックの間隔又は１ＥＣＣブロックの間隔にするとよい。まず、複数のＥＣＣブロック単位で挿入すれば、校正の頻度が上がり、更に信頼性が向上する。また、ＥＣＣブロック検出時にセクタ番号による検出と並行して、テーブルフレームによるＥＣＣブロックの区切りを２重に確認でき、ＥＣＣブロックの誤検出による再生データのエラーを低減できる。
さらに、上記第１実施形態の記録媒体では、１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入しているので、更に校正の頻度が上がり、テーブルフレームによる１ＥＣＣブロックの検出もできるので、１ＥＣＣブロック単位の区切りを２重に確認でき、更にＥＣＣブロックの誤検出による再生データのエラーを低減できる。
【００３７】
この発明の請求項５に係る記録媒体では、上記複数のＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入すれば、信号校正の頻度が増え、更にＥＣＣブロック検出確認も行え、データ再生の信頼性が向上する。
または、１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入すれば、信号校正の頻度が更に増え、１ＥＣＣブロック検出確認も行え、データ再生の信頼性が向上する。
【００３８】
次に、この発明の請求項６に係る記録媒体のフォーマットのように、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータを８ビットにするとよい。
上記第１実施形態と第２実施形態の記録媒体では、１フレーム内の有効データがバイト（８ビット）単位のデータ数になっているので、リードソロモン符号演算が従来のＤＶＤディスクと同様に行える。したがって、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータが８ビットであるので、例えば光ディスクドライブとしてＤＶＤディスクとこの実施形態の記録媒体による多値記録光ディスクとの両方を使用できるようにする時に回路の共有化が行えて有利である。
【００３９】
次に、この発明の請求項７に係る記録媒体の第３実施形態を説明する。
第３実施形態の記録媒体のフォーマットは、上記第２実施形態の記録媒体において、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１セット内の有効データビット数と同一にしたものである。
次に、１フレーム内の有効データがバイト単位のデータ数になっていないデータフォーマットを説明する。これは、上記第２実施形態の記録媒体と同様に１セットの有効データビット数が１１ビットである場合のデータフォーマットである。図５は第３実施形態の記録媒体のフレームフォーマットを、図６は第３実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットをそれぞれ示す説明図である。
【００４０】
図５のクロックマーク及びフレームシンクのデータパターンを以下に示す。
【００４１】
〔データ量〕
（１）テーブルフレーム
１２１シンボル＋（１３３−２）シンボル×３クラスタ＝５１４シンボル
（２）データフレーム
１２１シンボル＋１３３シンボル×３クラスタ＝５２０シンボル＝１３０セット
１３０セット×１１ビット＝１４３０ビット（＝１７８．７５バイト）
〔フォーマット効率〕
有効データ／全データ＝１４３０ビット／１６５６ビット（＝１３８シンボル×４クラスタ×３ビット）＝０．８６４
以下にセクタ及びＥＣＣブロックのデータ量及びＥＣＣブロックフォーマットのフォーマット効率を示す。
【００４２】
〔データ量〕
（１）セクタ
▲１▼セクタデータ １６５バイト×１３フレーム＝２１４５バイト
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト
▲３▼付加データ ９７バイト
（２）ＥＣＣブロック
▲１▼全データ １３０ワード×２２４フレーム×１１ビット＝３２０３２０ビット
▲２▼ユーザデータ ２０４８バイト×１６セクター＝３２７６８バイト＝２６２１４４ビット
【００４３】
〔フォーマット効率〕
ユーザデータ／全データ＝２６２１４４ビット／３２０３２０ビット×２２４／２２５＝０．８１４
ここでも、１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを１フレーム挿入する場合のフォーマット効率を示した。
このように、第３実施形態の記録媒体でもＤＶＤよりフォーマット効率を高くすることができる。
【００４４】
つまり、１セット内の有効データビット数（１１ビット）をリードソロモン演算時の１ワードのビット数と同じにすると、フレームデータから２値データを抽出し、ＥＣＣブロック用のデータに変換する時に、セット単位で１ワードのデータを出力できるので、変換回路を簡素化できる。さらに、１セット内の有効データビット数を誤り訂正の１ワードとしているので、媒体上のランダム誤りが変換の関係で２ワード誤りになる事が無く、効率の良いフォーマットになる。
【００４５】
次に、上記第１〜３実施形態の記録媒体におけるＥＣＣブロックフォーマットでは、ＰＯパリティを含むフレームがＥＣＣブロックの下方に集中しているが、実際に光ディスクなどに記録する時は、これを分散して配置してもよい。
すなわち、この発明の請求項８に係る記録媒体のフォーマットのように、上記フレーム内のＪワードのデータが全てパリティデータであるフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置するとよい。
こうして、記録媒体上の傷や汚れによるデータエラーが分散され、再生データの信頼性が向上する。
この発明の請求項８に係る記録媒体では、上記１フレーム内のＰＯパリティデータを含むフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置しているので、記録面上の傷や汚れによるデータエラーが分散されて再生データの信頼性が向上する。
【００４６】
また、この発明の請求項９に係る記録媒体のフォーマットのように、上記既知の多値データを含むフレームと上記１ＥＣＣブロックとを情報の追記又は書換えの１単位にするとよい。
つまり、１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入した場合、１ＥＣＣブロックとテーブルフレームとをデータの追記や書換えの情報の１単位とすると良い。
このように、例えば１枚のディスクに複数台の光ディスク装置で、１ＥＣＣブロック単位でデータを記録した時に、テーブルフレームも記録されるので、１ＥＣＣブロック単位で信号の校正が行え、記録した光ディスク装置とは異なる光ディスク装置でデータを再生する時の互換性を保てる。
【００４７】
次に、光ディスクドライブにおいて、ＤＶＤとの互換性を考慮すると３２ＫＢの整数倍である事が望ましい。
例えば、１ＥＣＣブロック内の各データの量を決定するパラメータとして、Ｍ，Ｋ，Ｎ，Ｑ，Ｌの変数を使用したとき、リードソロモン符号語を構成するためには、１語が８ビットの場合、符号語長は２５５（＝２８−１）バイト以下でなければならないという制約条件があるため、実際には各パラメータの値は上記値が最適であり、１ＥＣＣブロックの情報データ量は４８ＫＢが最大である。
従って、１ＥＣＣブロックの情報データ量を３２ＫＢの整数倍にできないという問題がある。
【００４８】
ＤＶＤでは、データビット長が０．２６７μｍであるため、０．４μｍの長さで１．５ビットのデータを記録している。
これに対し、多値記録では、１シンボルを８値データ（３ビット）とし、０．４μｍの長さに記録するため、多値記録により記録密度を２倍（＝３ビット÷１．５ビット）に増加させているが、訂正できる最大バースト長がＤＶＤ（約６ｍｍ）よりも短いため、ＤＶＤよりも小さな傷等による欠陥に弱いという問題がある。
そこで、多値記録を用いて記録密度を増加させると共に、１ＥＣＣブロックの情報データ量をＤＶＤとの互換性を考慮した量とし、ＤＶＤよりも長いバーストエラーを訂正できる誤り訂正のデータ構成を具備した記録媒体にするとよい。
【００４９】
次に、この発明の請求項１０に係る記録媒体の第４実施形態を説明する。
第４実施形態の記録媒体は、ｍ（ｍ≧２である整数）個のｎ（ｎ≧３である整数）値の多値データを１セットとし、複数セットの多値データとその多値データをサンプリングするための多値データであるクロックマークデータと、所定量の多値データの区切りを示すための多値データであるフレームシンクデータとを含む複数の多値データを１フレームとし、１セット内の多値データを２値データに変換した時に１フレーム内の有効２値データがＪ（Ｊは自然数）ワードであり、Ｋ（Ｋは自然数）フレーム分からなるＪ×Ｋワードの２値データを、Ｊワードからなる内符号とＫワードからなる外符号からなる積符号による誤り訂正用のデータブロックであるＥＣＣブロックとするデータフォーマットを備えている。
【００５０】
図７は、この発明の第４実施形態の記録媒体のデータフォーマットにおけるフレームフォーマットを示す説明図である。
このフレームフォーマットは、多値データを光ディスクに記録する時のデータ構成に相当する。
ここでは、多値データを８値（０から７の値をとる）とし、１個の多値データをシンボルと呼ぶ。２値データに変換すると１シンボルは３ビットに相当する。同図中のクロックマーク及びフレームシンクのデータパターンの一例を以下に示す。
この発明の第４実施形態の記録媒体のクロックマーク及びフレームシンクのデータを光ディスクに記録して再生した場合の再生信号の波形例は、上記図２と同じである。
クロックマークは多値データをサンプリングする時の基準点を示すデータであり、同図に示すように、クロックマークの中央の「７」の信号のボトムが基準になる。図示を省略するが、この記録媒体に対する情報の記録及び再生を行う情報記録再生装置（光ディスクドライブ）のＰＬＬ回路で周期的に存在するクロックマークのボトムに同期したクロックを生成して、クロックマークの間にある多値データをサンプリングする。
【００５２】
あるいは、再生信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、デジタル信号処理によって連続する２個のクロックマークのボトムを検出し、その間にある多値データを等間隔でサンプリングしてもよい。
ここでは、クロックマークから始まる５９シンボルの一区切りのデータをクラスタと呼ぶ。
【００５３】
フレームシンクの最後の２シンボルデータで、フレーム内のデータが多値データ検出時に使用するパターンテーブル作成用の既知データかユーザデータ（情報データ）かを識別する。その各々を「テーブルフレーム」「データフレーム」と呼ぶ。
パターンテーブル作成用の既知データは、５１４シンボルの８値データを１まとまりになっており、ここでは、このデータ系列を２回分記録する。
その時、５１４シンボルの最後の２シンボルは最初の２シンボルと同じであるため、２回分記録する時は、５１４シンボル×２回−２シンボル＝１０２６シンボルのデータ系列になる。
【００５４】
以下にフレーム内の有効多値データ量を示す。
〔データ量〕
（１）テーブルフレーム
３８シンボル＋（５４−２）シンボル×１９クラスタ＝１０２６シンボル
テーブルデータは、８値データが３個連続する時の全組合せ（８×８×８＝５１２通り）を１回のみ含むランダムなデータ系列であるが、途中にクロックマークが挿入されて分断されると、分断後は２シンボル重複する必要がある。
したがって、テーブルデータ量の計算としては、２〜２０クラスタではデータ数を２シンボル減らしている。
【００５５】
（２）データフレーム
３８シンボル＋５４シンボル×１９クラスタ＝１０６４シンボル
多値データは、公知の変調方法（Ｒｉｃｏｈ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．２８ Ｐ．３４〜Ｐ．４１を参照）を採用し、４シンボルの多値データを１セットとして記録する。すなわち、各シンボルの上位２ビット×４シンボル＝８ビットに任意の２値データを配置し、下位１ビット×４シンボル＝４ビットに、任意の２値データ３ビットを４ビットに変換した２値データを配置する。つまり、１１ビットの任意の２値データが、１２ビットに変換されて１セットを構成する。したがって、１セット内の有効２値データは１１ビットである。
データフレームにおける多値データは１０６４シンボルであり、次式で示すように１フレームには２６６セットが含まれる。
１０６４シンボル÷４シンボル＝２６６セット
【００５６】
次に、第４実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットについて説明する。図８は、第４実施形態の記録媒体の複数のデータフレーム内の有効２値データによるＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
ここでは、誤り訂正の語長を１１ビットとしている。
したがって、１１ビットの２値データを１ワードとしている。
例えば、１語（ワード）が８ビットの場合、符号語長は２５５（＝２８−１）バイト（＝ワード）が最大であるが、ここでは、２０４７（＝２１１−１）ワードが最大となる。
【００５７】
同図に示すように、データフレームにおける１セット内の１１ビットの有効２値データを１ワードとし、１フレーム内の２６６ワードの２値データを横１行に配置し、２２４フレーム分を１ＥＣＣブロックとしている。
また、図中にデータ記録再生方向として矢示するように、記録媒体（光ディスク）へのデータの記録再生は行（横）方向の順序で行う。
さらに、行（横）方向に内符号ＲＳ（２６６，２５６，１１）による１０ワードのＰＩパリティデータを配置し、列（縦）方向に外符号はＲＳ（２２４，１９２，３３）による３２ワードのＰＯパリティデータを配置している。
【００５８】
そして、行方向のＰＩパリティデータを除く２５６ワードはバイト数で表すと３５２バイトであり、これを８ワード（＝１１バイト）単位で３２分割し、行方向の１１バイト×１９２フレームで１セクタとしている。
その結果、１ＥＣＣブロックは３２セクタを含む。１セクタのデータ量は、１１バイト×１９２フレーム＝２１１２バイトである。
その内、２０４８バイト（２ＫＢ）がユーザデータであり、残りの６４バイトは、セクタ番号や著作権を管理するための情報及びセクタ内データのエラー検査用データ等である。
したがって、１ＥＣＣブロックには、２ＫＢ×３２セクタ＝６４ＫＢのユーザデータを含む。
【００５９】
この第４実施形態の記録媒体では、列（縦）方向に３２ワードのパリティデータがあるので、公知従来の「イレージャー訂正」方式を用いれば、３２フレーム分のバーストエラーを訂正することができる。
１フレームの多値データ数は、図７に示すように、５９シンボル×２０クラスタ＝１１８０シンボルである。
一例として、ブルーレーザダイオードを使用し、線密度をＤＶＤの２倍にした場合と比較して、訂正可能なバーストエラー長を試算する。
ＤＶＤと比較する場合は、０．４μｍの長さに１シンボルの多値データを記録していたので、線密度を２倍にすると０．２μｍの長さに１シンボルの多値データを記録することになる。
したがって、３２フレームの長さは、０．２μｍ×１１８０シンボル×３２フレーム＝７．６ｍｍとなり、ＤＶＤと同等以上の長さのバーストエラーを訂正することができる。
【００６０】
この発明の請求項１０に係る記録媒体では、記録媒体に多値データをフレーム単位で記録し、積符号の内符号をフレーム内の有効２値データ数（Ｊ）で構成し、外符号をフレーム数（Ｋ）の２値データで構成して、記録媒体に多値データを記録し、誤り訂正を２値データで行うための効率の良いデータ構成にしている。このように、記録媒体に多値データをセットから構成されるフレーム単位で記録し、フレーム内の有効２値データ数（Ｊ＝２６６ワード）とフレーム数（Ｋ＝２２４フレーム）からＥＣＣブロックを構成しているので、多値データを２値データに変換する際に、無駄なデータが発生しない効率の良いデータ構成にすることができる。
【００６１】
次に、この発明の請求項１１に係る記録媒体のフォーマットでは、１ＥＣＣブロック内のパリティデータを除くデータを所定量毎に分割してセクタとし、その各セクタにセクタ番号を示すデータが含まれるようにする。
上述のように、１セクタ内のユーザデータが２ＫＢであり、更に残りの６４バイトにはセクタ番号等を含み、１ＥＣＣブロック内に３２セクタを含んでいる。このように、１ＥＣＣブロックの情報データをセクタに分割しているので、１６セクタからなるＤＶＤのデータ構成との互換性をとり易くすることができる。
【００６２】
次に、この発明の請求項１２に係る記録媒体のフォーマットでは、既知の多値データを含むフレームと未知の多値データを含むフレームとを識別するための多値データをフレーム内に含み、既知の多値データを含むフレームを所定間隔で挿入する。
記録媒体（光ディスク）に多値データを記録した時に、記録材料のばらつき等によって光ディスク上の再生位置で再生信号が変動することがある。
既知データが記録してあるテーブルフレームのデータは、その変動を校正するための基準データとして使用できる。
そこで、データ再生時の定期的な信号校正を行うために、テーブルフレームを光ディスク上の内周，中周，外周、或いは数トラック毎、又は１トラック毎等の所定の間隔で挿入すると、再生データの信頼性が向上する。
このように、多値データの検出に必要な既知データと、ＥＣＣブロックのデータ（未知データ）とを識別するための多値データをフレーム内に含んでいるので、フレーム単位で効率的に区別することができる。
【００６３】
次に、この発明の請求項１３に係る記録媒体のフォーマットでは、上記所定間隔を複数のＥＣＣブロックの間隔にする。
複数のＥＣＣブロック単位で挿入すれば校正の頻度が上がり、更に信頼性が向上する。また、ＥＣＣブロック検出時にセクタ番号による検出と並行して、テーブルフレームによるＥＣＣブロックの区切りを２重に確認することができ、ＥＣＣブロックの誤検出による再生データのエラーを低減することができる。
このように、既知の多値データを含むフレームを複数のＥＣＣブロックの間隔で挿入しているので、既知データとＥＣＣブロックとを、複数のＥＣＣブロック単位で効率的に区別することができる。
【００６４】
次に、この発明の請求項１４に係る記録媒体のフォーマットでは、上記所定間隔を１ＥＣＣブロックの間隔にする。
１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入すると、更に校正の頻度が上がり、テーブルフレームによる１ＥＣＣブロックの検出もできるので、１ＥＣＣブロック単位の区切りを２重に確認することができ、更にＥＣＣブロックの誤検出による再生データのエラーを低減することができる。
このように、既知の多値データを含むフレームを１ＥＣＣブロックの間隔で挿入しているので、既知データとＥＣＣブロックとをＥＣＣブロック単位で効率的に区別することができる。
【００６５】
次に、この発明の請求項１５に係る記録媒体のフォーマットでは、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１セット内の有効データビット数と同一にする。
上述のように、ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数が１セット内の有効データビット数と同一であるため、フレームデータから２値データを抽出してＥＣＣブロック用のデータに変換する時、セット単位で１ワードのデータを出力できるので、変換回路を簡素化することができる。
【００６６】
さらに、１セット内の有効データビット数を誤り訂正の１ワードとしているので、記録媒体上のランダム誤りが変換の関係で２ワード誤りになることが無く、効率の良いフォーマットにすることができる。
このように、１セット分の多値データにおける有効データビット数を、誤り訂正を行う時の語長（１ワードのビット数）と同一にしているので、記録する多値データと誤り訂正を行う時の２値データとの変換処理効率を良くすることができる。
【００６７】
次に、この発明の請求項１６に係る記録媒体のフォーマットでは、上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１１ビットにする。
上記ＥＣＣブロック内の１ワードのデータビット数を１１ビットとし、８ビットよりも大きい値にしているので、符号語長を更に長くでき、１ＥＣＣブロックを構成するデータ量を更に増加することができる。
その結果、１ＥＣＣブロック内のユーザデータ量を６４ＫＢ以外の３２ＫＢの整数倍にもすることができ、より長いバーストエラーを訂正できるデータ構成も可能である。
このように、上記語長（１ワードのビット数）を１１ビットとすることにより、８ビットとするよりも１ＥＣＣブロック内のデータ量を増加することができ、ＤＶＤとの互換性をとり易くすることができ、更に長いバーストエラーに対しても訂正可能にすることができる。
【００６８】
次に、この発明の請求項１７に係る記録媒体のフォーマットでは、上記フレーム内のＪワードのデータが全てパリティデータであるフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置する。
上述したＥＣＣブロックフォーマットでは、ＰＯパリティを含むフレームがＥＣＣブロックの下方に集中しているが、実際に光ディスクなどに記録する時は、これを分散して配置してもよい。
【００６９】
図９は、この発明の請求項１７に係る記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
同図に示すように、ＰＯパリティを含む３２フレームを１フレームずつに分け、セクタデータを構成する１９２フレームを３２分割した６フレーム毎に挿入している。このようにすれば、光ディスク上の傷や汚れによるデータエラーが分散され、再生データの信頼性が向上する。
このように、データが全てパリティデータであるフレームを１ＥＣＣブロック内で分散して配置することにより、光ディスク上の傷や汚れによるデータエラーを分散し、再生データの信頼性を向上させることができる。
【００７０】
次に、この発明の請求項１８に係る記録媒体のフォーマットでは、上記既知の多値データを含むフレームと上記１ＥＣＣブロックとを情報の追記又は書換えの１単位にする。
１ＥＣＣブロック毎にテーブルフレームを挿入した場合、１ＥＣＣブロックとテーブルフレームとをデータの追記や書換えの情報の１単位とすると良い。
このようにして、１枚の光ディスクに複数台の光ディスクドライブ（光ディスク装置）で１ＥＣＣブロック単位でデータを記録した時、テーブルフレームも記録されるので、１ＥＣＣブロック単位で既知の多値データによる信号の校正が行え、記録した光ディスク装置とは異なる光ディスク装置でデータを再生する時の互換性を保持することができる。
【００７１】
次に、この発明の請求項１９に係る記録媒体のフォーマットでは、上記１ＥＣＣブロック内のセクタのデータを外符号の方向に記録する。
上述のように従来のＤＶＤのデータフォーマットとは異なり、セクタデータを外符号の方向、つまり列（縦）方向に記録しているので、バーストエラーが発生してもセクタ内の多くのデータがエラーになることを防ぐことができる。
【００７２】
次に、この発明の請求項２０に係る記録媒体のフォーマットでは、上記１ＥＣＣブロック内の内符号データを斜めの方向にインターリーブして配置する。
図１０は、この発明の請求項２０に係る記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
上述の説明では、積符号の内符号方向を行方向、つまりデータ記録再生方向と同じにしているが、これを同図中に示す内符号方向のように斜めにしてもよい。このように、ＥＣＣブロック内の内符号のデータを斜めの方向にインターリーブして配置することにより、データ記録再生方向に発生するバーストエラーを分散し、内符号による誤り訂正能力を向上させることができる。
【００７３】
次に、この発明の請求項２１に係る記録媒体のフォーマットでは、上記セクタ番号を外符号の方向に記録する。
各セクタを識別するためのセクタ番号等のデータは、光ディスク上のデータをアクセスする時に最初に読み取る重要なデータであるため、エラーの発生を特に防ぐ必要がある。
図１１は、この発明の請求項２１係る記録媒体の各セクタ内におけるセクタ番号の記録位置の例を示す説明図である。
ここでは、一例として、セクタ番号やセクタに関する情報及びそれらの誤り検出符号を６バイトで表す場合を示した。
各セクタにおいて、ＰＯパリティを含むフレームで分割された１区画に縦方向（外符号の方向）に６バイトのデータを配置する。
このように、セクタ番号を外符号の方向に記録することにより、データ記録再生方向に発生するバーストエラーによってセクタ番号等のエラーを低減することができる。
【００７４】
次に、この発明の請求項２２に係る記録媒体のフォーマットでは、上記セクタ番号をセクタ毎の異なる位置に記録する。
図１１に示すように、セクタ番号を含む６バイトのデータを各セクタ毎に異なる区画に配置している。
このように、セクタ番号をセクタ毎の異なる位置に記録することにより、バーストエラーによって複数のセクタ番号を含むデータが同時にエラーになることを防ぐことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の記録媒体によれば、ＤＶＤよりもフォーマット効率が高く、多値データの記録再生に適したデータフォーマットにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の記録媒体のデータフォーマットにおけるフレームフォーマットを示す説明図である。
【図２】この発明の第１実施形態の記録媒体のクロックマーク及びフレームシンクのデータを光ディスクに記録して再生した場合の再生信号の波形を示す図である。
【図３】この発明の第１実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図４】この発明の第２実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図５】この発明の第３実施形態の記録媒体のフレームフォーマットを示す説明図である。
【図６】この発明の第３実施形態の記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図７】この発明の第４実施形態の記録媒体のデータフォーマットにおけるフレームフォーマットを示す説明図である。
【図８】この発明の第４実施形態の記録媒体の複数のデータフレーム内の有効２値データによるＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図９】この発明の請求項１７に係る記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図１０】この発明の請求項２０に係る記録媒体のＥＣＣブロックフォーマットを示す説明図である。
【図１１】この発明の請求項２１係る記録媒体の各セクタ内におけるセクタ番号の記録位置の例を示す説明図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium such as an optical disk having a data format which is a data configuration when recording and reproducing multi-valued data.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a recording medium having the following data format has been proposed.
An optical disk having a data format of an optical disk "DVD", in which data is recorded by performing 8/16 modulation for converting 8-bit data into 16-bit data. In the ECC (Error Correction Code) block format for error correction, one sector includes 2048 bytes of user data, and 16 sectors constitute one ECC block. In addition, a product code is adopted for error correction, and 182 × 208 bytes of data consisting of 208 lines, with 182 bytes as one line, are defined as one ECC block. In the row direction, there are 10-byte PI (Parity of Inner code) parity data by Reed-Solomon code (Reed-Solomon code) RS (182, 172, 11), and in one column direction, RS (208, 192, 17). ) Has 16 bytes of parity (PO) parity data. (For example, "Overview of DVD Physical Format", PIONEER R & D 1996, Vol. 6, No. 2, (Vol. 13, No. 13) Special Features "DVD" P.7-P.14, "8/16 Modulation System," P.32-P. (See 36)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the recording medium having the format described above has a problem that the format efficiency (the ratio of the amount of user data to the total amount of data to be recorded) is low, as described below.
(1) Format efficiency of 8/16 modulation method = 0.5 × (1456 bits / 1488 bits) = 0.489
(2) ECC block format efficiency = 2048 bytes × 16 sectors / 182 bytes × 208 rows = 0.866
(3) Overall format efficiency = format efficiency of 8/16 modulation scheme × format efficiency of ECC block = 0.423
[0004]
In particular, in a data format including multi-valued data, unlike a data format in which all data is composed of binary data, such as a conventional DVD, a new process of converting multi-valued data into binary data occurs. . In the conversion step, it is necessary to devise a data format so that data is not wasted.
Also, user data is usually composed of 8 bits, but the unit for performing multi-level recording is not 8 bits. Therefore, if the format is composed in units of 8 bits, errors on the medium become 2-word errors due to conversion. Etc., resulting in a decrease in efficiency.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a recording medium having a data format that is suitable for recording and reproducing multi-value data and has a higher format efficiency than a DVD.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following recording media (1) to (9).
(1) Plural multi-valued data of n (an integer satisfying n ≧ 3), a clock mark which is multi-valued data for sampling the multi-valued data, and a delimiter of a predetermined amount of multi-valued data are shown. When a plurality of multi-valued data including a frame sync which is multi-valued data for one frame is converted into one frame, and the multi-valued data is converted into binary data, the effective binary data in one frame is J (J is a natural number). A recording medium having a data format in which binary data of J × K words, each of which is a word and K (K is a natural number) frames, is an ECC block which is a data block for error correction using a product code.
[0006]
(2) m (integer where m ≧ 2) n-valued (integer where n ≧ 3) multi-valued data is set as one set, and a plurality of sets of multi-valued data and the multi-valued data are sampled. A plurality of multi-valued data including a clock mark which is multi-valued data and a frame sync which is a multi-valued data indicating a predetermined amount of multi-valued data is defined as one frame. When converted into binary data, the effective binary data in one frame is J (J is a natural number) words, and error correction by J × K words of K (K is a natural number) frames is performed using product codes. Recording medium having a data format of an ECC block, which is a data block for use.
[0007]
(3) In the recording medium according to (1) or (2), data other than the parity data in the ECC block is divided into sectors by a predetermined amount, and each sector includes data indicating a sector number. Medium.
(4) The recording medium according to (3), wherein the frame includes multi-valued data for identifying a frame including known multi-valued data and a frame including unknown multi-valued data. A recording medium in which frames including data are inserted at predetermined intervals. (5) The recording medium according to (4), wherein the predetermined interval is an interval between a plurality of ECC blocks or an interval between 1 ECC blocks.
[0008]
(6) The recording medium according to (1) or (2), wherein the data of one word in the ECC block is converted into 8 bits.
(7) The recording medium according to (2), wherein the number of data bits of one word in the ECC block is equal to the number of valid data bits in one set.
(8) The recording medium according to (1) or (2), wherein a frame in which all J word data in the frame is parity data is dispersed and arranged in one ECC block.
(9) The recording medium according to (4), wherein the frame including the known multi-valued data and the one ECC block are added to or rewritten as one unit of information.
[0009]
Further, the following recording media (10) to (22) are also provided.
(10) m (integer where m ≧ 2) n-valued (integer where n ≧ 3) multi-valued data is set as one set, and multiple sets of multi-valued data and multi-valued data for sampling the multi-valued data are set. A plurality of multi-valued data including clock mark data as value data and frame sync data as multi-valued data for indicating a predetermined amount of multi-valued data is defined as one frame. When converted into binary data, the effective binary data in one frame is J (J is a natural number) words, and the binary data of J × K words composed of K (K is a natural number) frames is composed of the J words. A recording medium having a data format of an ECC block which is a data block for error correction by a product code including an inner code and an outer code including the K word.
[0010]
(11) The recording medium according to (10), wherein data excluding parity data in one ECC block is divided into sectors by a predetermined amount, and each sector includes data indicating a sector number.
(12) In the recording medium according to (10), the frame includes multi-value data for identifying a frame including known multi-value data and a frame including unknown multi-value data. A recording medium in which frames including a symbol are inserted at predetermined intervals. (13) The recording medium according to (12), wherein the predetermined interval is an interval of a plurality of ECC blocks.
(14) The recording medium according to (12), wherein the predetermined interval is an interval of one ECC block.
[0011]
(15) The recording medium according to (10), wherein the number of data bits of one word in the ECC block is equal to the number of valid data bits in one set.
(16) The recording medium according to (15), wherein the number of data bits of one word in the ECC block is 11 bits.
(17) The recording medium according to (10), wherein a frame in which all data of J words in the frame is parity data is dispersed and arranged in one ECC block.
(18) The recording medium according to (14), wherein the frame including the known multi-valued data and the one ECC block are added to or rewritten as one unit of information.
[0012]
(19) The recording medium according to (11), wherein data of a sector in the one ECC block is recorded in a direction of an outer code.
(20) The recording medium according to (11), wherein inner code data in one ECC block is interleaved and arranged in an oblique direction.
(21) The recording medium according to (11), wherein the sector number is recorded in a direction of an outer code.
(22) The recording medium according to (21), wherein the sector number is recorded at a different position for each sector.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The data format of the DVD disc described in the related art includes a data format based on 8/16 modulation (PIONEER R & D 1996 Vol.6 No.2 (Third Volume No. 13) Special Edition “DVD”, FIG. 7 of P.13) and an ECC block. (FIG. 4 in FIG. 4). In order to clarify the difference between the format of the conventional DVD disc and the format of the recording medium of the embodiment of the present invention, the data format composed of multi-value data is also used in this embodiment. And a data format for error correction. Here, the former is called a frame format, and the latter is called an ECC block format.
[0014]
First, a first embodiment of the recording medium according to
The recording medium according to the first embodiment includes a plurality of multi-valued data of n (an integer of n ≧ 3), a clock mark which is multi-valued data for sampling the multi-valued data, and a predetermined amount of multi-valued data. When a plurality of multi-valued data including a frame sync which is multi-valued data for indicating a delimiter of the value data is taken as one frame, and the multi-valued data is converted into binary data, the effective binary data in one frame becomes It has J (J is a natural number) words, and has a data format in which binary data of J × K words composed of K (K is a natural number) frames are ECC blocks, which are data blocks for error correction using product codes.
[0015]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a frame format in a data format of a recording medium according to the first embodiment of the present invention.
Here, the multi-valued data is eight-valued, and one piece of multi-valued data is called a symbol. When converted into binary data, one symbol corresponds to three bits. An example of the clock mark and frame sync data patterns in FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a waveform of a reproduced signal when the clock mark and frame sync data of the recording medium according to the first embodiment of the present invention are recorded on an optical disk and reproduced.
The clock mark is data indicating a reference point when sampling multi-valued data, and as shown in the figure, the bottom of the signal "7" at the center of the clock mark is used as a reference. Although not shown, the PLL circuit of the information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on / from the recording medium generates a clock synchronized with the bottom of the clock mark that is periodically present, and generates a clock between the clock marks. Sample the value data. Alternatively, the reproduction signal may be A / D (analog / digital) converted, the bottom of two consecutive clock marks may be detected by digital signal processing, and the multi-valued data between them may be sampled at equal intervals. Here, one-segment data of 40 symbols starting from the clock mark is referred to as a cluster.
[0017]
In the last two symbol data of the frame sync, whether the data in the frame is table data for multi-value data detection or user data is identified. Each of them is called a “table frame” and a “data frame”.
As table data for detecting multi-value data, test data of all combinations of a plurality of (three) continuous multi-value data is recorded on an information recording medium. Creates a table that stores the multi-valued data, and outputs the multi-valued data that minimizes the error between the signal value of the reproduced multi-valued data and the signal value on the table as reproduced multi-valued data. It is a table to do.
The table data is data of the minimum number of data that includes all combinations only once using random numbers without arranging test data of all combinations of continuous multiple (three) multi-value data in a regular data sequence. Generated by generating a sequence. Here, 8-value data of 514 symbols is used as table data.
[0018]
The data amount in the frame and the format efficiency of the frame format are shown below.
〔amount of data〕
(1) Table frame
19 symbols + (35-2) symbols × 15 clusters = 514 symbols
The table data is a random data sequence including only one combination of all eight consecutive 8-value data (8 × 8 × 8 = 512), but is divided by inserting a clock mark in the middle. After the division, two symbols need to overlap.
Therefore, as for the calculation of the table data amount, the number of data is reduced by 2 symbols in 2 to 16 clusters.
[0019]
(2) Data frame
19 symbols + 35 symbols x 15 clusters = 544 symbols
The valid data in one frame is 544 symbols, the number of bits is 544 symbols × 3 bits = 1632 bits, and the number of bytes is 1632 bits / 8 bits = 204 bytes.
[Format efficiency]
Valid data / all data = (544 symbols × 3 bits) / (40 symbols × 16 clusters × 3 bits) = 1632 bits / 1920 bits = 0.85
[0020]
Next, the ECC block format of the recording medium according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an ECC block format of the recording medium according to the first embodiment.
As shown in the figure, binary data of 204 bytes in one frame is arranged in one horizontal row, and 192 frames are defined as one ECC block. 11 sectors are defined as one sector, and 16 sectors constitute one ECC block. There are 10-byte PI parity data by RS (204, 194, 11) in the row direction, and 16-byte PO parity data by RS (192, 176, 17) in the column direction.
The data amount of the sector and the ECC block and the format efficiency of the ECC block format are shown below.
[0021]
〔amount of data〕
(1) Sector
(1) All data 204 bytes x 11 frames = 2244 bytes
(2) User data 2048 bytes
(3) Additional data 86 bytes
The additional data is data other than the 2048-byte user data in one sector, such as information for managing a sector number and a copyright, and data for error checking of data in the sector.
(2) ECC block
(1) All data 204 bytes x 192 frames = 39168 bytes
(2) User data 2048 bytes x 16 sectors = 32768 bytes
[0022]
[Format efficiency]
User data / all data = 32768 bytes / 39168 bytes × 192/193 = 0.732
Here, the format efficiency when one table frame is inserted for each ECC block is shown. The overall format efficiency is a product of the format efficiency of the frame format and the format efficiency of the ECC block format, and has the following value.
0.85 × 0.832 = 0.707
[0023]
As described above, the format efficiency of the recording medium of the first embodiment is 0.707, which is higher than that of the DVD.
In the recording medium according to the first aspect of the present invention, the format efficiency is high because the frame format is based on multi-value data, and the number of valid binary data in the frame is reduced to the number of words for one line at the time of error correction. Since they match, in the conversion process from multi-valued data to binary data, it is possible to obtain a highly efficient data format without wasting data.
[0024]
Next, a second embodiment of the recording medium according to claim 2 of the present invention will be described.
The recording medium of the second embodiment is a set of m (integer where m ≧ 2) n-valued (integer where n ≧ 3) multivalued data, and a set of the multivalued data and the multivalued data. A set of a plurality of multi-valued data including a clock mark which is multi-valued data for sampling value data and a frame sync which is multi-valued data indicating a predetermined amount of multi-valued data is defined as one frame. When the multi-valued data in is converted into binary data, the effective binary data in one frame is J (J is a natural number) words, and J × K word binary data consisting of K (K is a natural number) frames Is an ECC block which is a data block for error correction by a product code.
[0025]
A recording medium having this format is suitable for converting binary data to multi-level data by the following data processing method.
A method of converting binary data to multi-valued data. A plurality of multi-valued data are treated as one set, binary data is arranged as it is in upper bits of each multi-valued data, and data according to a predetermined conversion rule is arranged in lower one bit. When reproducing multi-valued data, the lower one bit is apt to be erroneous, so that multi-valued data is determined using data that conforms to a predetermined conversion rule. Although one-bit redundant data is generated by a predetermined conversion rule, the accuracy of determining multi-valued data is improved.
[0026]
A specific method for converting binary data to multi-valued data is described below.
When recording / transmitting multivalued data of n (n ≧ 2) bits / symbol, m (m ≧ 2) symbols are set as one set, and upper (n−1) bits of each symbol × m symbol = ｛(n− 1) Arbitrary binary data is arranged in × m｝ bits, and binary data obtained by converting (m−1) bits into m bits (predetermined conversion rule) is arranged in lower 1 bit × m symbol = m bits. I do.
[0027]
A data format of the recording medium according to the second embodiment will be described.
The method of converting the binary data into the multi-value data here is performed as follows as an example.
4 bits of 3-bit / symbol multi-value (8-level) data are arranged as one set, and arbitrary binary data is arranged in upper 2 bits × 4 symbols = 8 bits of each symbol, and lower 1 bit × 4 symbols = 4 bits, binary data obtained by converting arbitrary 3 bits of binary data to 4 bits is arranged. In other words, arbitrary 11-bit binary data is converted to 12 bits to form one set.
[0028]
The frame format of the recording medium of the second embodiment is basically the same as the frame format of the recording medium of the first embodiment. Therefore, the data amounts of the table frame and the data frame are the same. However, since four symbols constitute one set and the effective data in one set is 11 bits, the format efficiency changes.
[0029]
The calculation formula is shown below.
[Data frame data amount]
19 symbols + 35 symbols x 15 clusters = 544 symbols = 136 sets x 4 symbols
136 sets x 11 bits = 1496 bits = 187 bytes
[Format efficiency]
Valid data / all data = 1496 bits / 1920 bits = 0.779
[0030]
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an ECC block format of the recording medium according to the second embodiment. The data amount of the sector and the ECC block and the format efficiency of the ECC block format are shown below.
〔amount of data〕
(1) Sector
(1) All data 187 bytes x 12 frames = 2244 bytes
(2) User data 2048 bytes
(3) Additional data 28 bytes
(2) ECC block
(1) All data 187 bytes x 208 frames = 38896 bytes
(2) User data 2048 bytes x 16 sectors = 32768 bytes
[0031]
[Format efficiency]
User data / all data = 32768 bytes / 38896 bytes = 0.842
The overall format efficiency is as follows.
0.779 × 0.842 = 0.656
Thus, the format efficiency of the recording medium of the second embodiment is 0.656, which is higher than the format efficiency of DVD.
In the recording medium according to the second aspect of the present invention, the format efficiency is high because the frame format is based on multi-value data, and the amount of data in the frame is set in units, so redundant data is added in set units. It can also handle the conversion process.
[0032]
Further, like the format of the recording medium according to claim 3 of the present invention, in the recording medium of the first embodiment and the second embodiment, the data excluding the parity data in the ECC block is divided by a predetermined amount. It is preferable that each sector includes data indicating a sector number.
Thus, if a sector number is added as additional data in addition to user data in a sector, an ECC block in units of 16 sectors can be detected by the sector number during data reproduction.
In the recording medium according to the third aspect of the present invention, since each sector in the ECC block contains information on the sector number, the ECC block can be easily detected.
[0033]
Furthermore, although it is not necessary to insert a table frame in the second embodiment, the table frame of the first embodiment may be inserted as known data for automatic equalization when performing waveform equalization during data reproduction. good.
That is, like the format of the recording medium according to claim 4 of the present invention, the frame includes multi-value data for identifying a frame containing known multi-value data and a frame containing unknown multi-value data. It is preferable to insert a frame including the known multi-value data at predetermined intervals.
In the recording medium according to the fourth aspect of the present invention, since the table frames are inserted at the predetermined intervals, the signal can be periodically calibrated, and the reliability of data reproduction is improved.
[0034]
With this configuration, the test data of all combinations of a plurality of (three) continuous multi-value data is recorded on the information recording medium, and a reproduction signal value of the test data is stored when the multi-value data is reproduced. A multi-valued recording data detection method for outputting, as reproduced multi-valued data, multi-valued data in which an error between a signal value of reproduced multi-valued data and a signal value on a table is minimized, and a plurality of multi-valued data Are treated as one set, binary data is arranged as it is in the upper bits of each multi-value data, and data according to a predetermined conversion rule is arranged in the lower bits. At the time of reproducing multi-valued data, since the lower one bit is apt to be erroneous, it is possible to combine the data with a data processing method for judging multi-valued data by utilizing the fact that the data conforms to a predetermined conversion rule. is there.
[0035]
For example, when multi-value data is recorded on an optical disk, a reproduced signal may fluctuate at a reproduction position on the disk due to a variation in recording material or the like. The data of the table frame in which the known data is recorded can be used as reference data for correcting the fluctuation.
As described above, when the table frame is inserted at a predetermined interval such as the inner circumference, the middle circumference, the outer circumference or every several tracks or every one track in order to perform the periodic signal calibration at the time of data reproduction, the reproduced data of the data is reproduced. Reliability is improved.
[0036]
Next, like the recording medium format according to claim 5 of the present invention, the predetermined interval may be an interval between a plurality of ECC blocks or an interval between 1 ECC blocks. First, if a plurality of ECC blocks are inserted, the frequency of calibration is increased, and the reliability is further improved. In addition, at the time of detecting an ECC block, a break of an ECC block by a table frame can be double-checked in parallel with the detection by the sector number, and errors in reproduced data due to erroneous detection of an ECC block can be reduced.
Further, in the recording medium of the first embodiment, since the table frame is inserted for each ECC block, the frequency of calibration is further increased, and one ECC block can be detected by the table frame. It is possible to double check and further reduce errors in reproduced data due to erroneous detection of ECC blocks.
[0037]
In the recording medium according to the fifth aspect of the present invention, if a table frame is inserted for each of the plurality of ECC blocks, the frequency of signal calibration increases, ECC block detection can be confirmed, and the reliability of data reproduction is improved.
Alternatively, if a table frame is inserted for each ECC block, the frequency of signal calibration is further increased, and detection of one ECC block can be confirmed, thereby improving the reliability of data reproduction.
[0038]
Next, as in the format of the recording medium according to
In the recording media of the first and second embodiments, the effective data in one frame is the number of bytes (8 bits), so that the Reed-Solomon code operation can be performed in the same manner as a conventional DVD disk. . Therefore, since the data of one word in the ECC block is 8 bits, a circuit is shared when, for example, both a DVD disk and a multi-level recording optical disk using the recording medium of this embodiment can be used as an optical disk drive. Is advantageous.
[0039]
Next, a third embodiment of the recording medium according to
The format of the recording medium of the third embodiment is such that the number of data bits of one word in the ECC block is the same as the number of valid data bits in one set in the recording medium of the second embodiment.
Next, a description will be given of a data format in which valid data in one frame is not the number of data in byte units. This is a data format in the case where the number of effective data bits in one set is 11 as in the recording medium of the second embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a frame format of the recording medium of the third embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an ECC block format of the recording medium of the third embodiment.
[0040]
The data patterns of the clock mark and the frame sync in FIG. 5 are shown below.
[0041]
〔amount of data〕
(1) Table frame
121 symbols + (133-2) symbols × 3 clusters = 514 symbols
(2) Data frame
121 symbols + 133 symbols x 3 clusters = 520 symbols = 130 sets
130 sets × 11 bits = 1430 bits (= 178.75 bytes)
[Format efficiency]
Valid data / all data = 1430 bits / 1656 bits (= 138 symbols × 4 clusters × 3 bits) = 0.864
The data amount of the sector and the ECC block and the format efficiency of the ECC block format are shown below.
[0042]
〔amount of data〕
(1) Sector
(1) Sector data 165 bytes x 13 frames = 2145 bytes
(2) User data 2048 bytes
(3) Additional data 97 bytes
(2) ECC block
(1) All data 130 words x 224 frames x 11 bits = 320 320 bits
(2) User data 2048 bytes x 16 sectors = 32768 bytes = 262144 bits
[0043]
[Format efficiency]
User data / all data = 262144 bits / 320320 bits × 224/225 = 0.814
Here also, the format efficiency when one table frame is inserted for each ECC block is shown.
As described above, the recording medium according to the third embodiment can have higher format efficiency than the DVD.
[0044]
That is, when the number of valid data bits (11 bits) in one set is made equal to the number of bits of one word in the Reed-Solomon operation, binary data is extracted from the frame data and converted to ECC block data. Since one word data can be output in units of a set, the conversion circuit can be simplified. Furthermore, since the number of valid data bits in one set is one word for error correction, a random error on the medium does not become a two-word error due to conversion, and an efficient format is obtained.
[0045]
Next, in the ECC block format in the recording medium according to the first to third embodiments, frames including PO parity are concentrated below the ECC block. May be arranged.
That is, like the recording medium format according to the eighth aspect of the present invention, a frame in which all the J word data in the frame is parity data may be dispersed and arranged in one ECC block.
In this way, data errors due to scratches and dirt on the recording medium are dispersed, and the reliability of reproduced data is improved.
In the recording medium according to the eighth aspect of the present invention, since the frames including the PO parity data in one frame are dispersedly arranged in one ECC block, data errors due to scratches and dirt on the recording surface are dispersed. Thus, the reliability of the reproduced data is improved.
[0046]
Further, like the format of the recording medium according to claim 9 of the present invention, the frame including the known multi-value data and the 1 ECC block may be set as one unit of additional writing or rewriting of information.
That is, when a table frame is inserted for each ECC block, it is preferable that one ECC block and the table frame be one unit of information for additionally writing or rewriting data.
In this way, for example, when data is recorded in units of one ECC block on a single disk by a plurality of optical disk units, a table frame is also recorded, so that signal calibration can be performed in units of one ECC block, and the recorded optical disk unit Can maintain compatibility when reproducing data with different optical disk devices.
[0047]
Next, in the optical disk drive, in consideration of compatibility with the DVD, it is desirable that the size be an integral multiple of 32 KB.
For example, when variables of M, K, N, Q, and L are used as parameters for determining the amount of each data in one ECC block, when one word is 8 bits in order to form a Reed-Solomon codeword, , The codeword length must be 255 (= 28-1) bytes or less. Therefore, in practice, the value of each parameter is optimal, and the maximum amount of information data of one ECC block is 48 KB. It is.
Therefore, there is a problem that the information data amount of one ECC block cannot be made an integral multiple of 32 KB.
[0048]
In the DVD, since the data bit length is 0.267 μm, 1.5-bit data having a length of 0.4 μm is recorded.
On the other hand, in the multi-value recording, since one symbol is 8-value data (3 bits) and is recorded at a length of 0.4 μm, the recording density is doubled by multi-value recording (= 3 bits ÷ 1.5 bits). However, since the maximum burst length that can be corrected is shorter than that of a DVD (about 6 mm), there is a problem that it is more vulnerable to defects such as scratches than a DVD.
Therefore, the recording density is increased by using multi-value recording, and the amount of information data of one ECC block is set in consideration of compatibility with DVD, and an error correction data structure capable of correcting a burst error longer than that of DVD is provided. It may be a recording medium.
[0049]
Next, a fourth embodiment of the recording medium according to claim 10 of the present invention will be described.
The recording medium of the fourth embodiment is a set of multivalued data of m (integer where m ≧ 2) n (integer where n ≧ 3) as one set, and a plurality of sets of multivalued data and the multivalued data. A set of a plurality of multi-valued data including clock mark data which is multi-valued data for sampling data and frame sync data which is multi-valued data for indicating a predetermined amount of multi-valued data as one frame. When the multi-valued data in is converted into binary data, the effective binary data in one frame is J (J is a natural number) words, and the binary data of J × K words composed of K (K is a natural number) frames is , An ECC block which is a data block for error correction by a product code composed of an inner code composed of J words and an outer code composed of K words.
[0050]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a frame format in the data format of the recording medium according to the fourth embodiment of the present invention.
This frame format corresponds to a data configuration when multi-value data is recorded on an optical disc.
Here, the multi-valued data is eight-valued (takes values from 0 to 7), and one piece of multi-valued data is called a symbol. When converted into binary data, one symbol corresponds to three bits. An example of the clock mark and frame sync data patterns in FIG.
An example of the waveform of the reproduced signal when the clock mark and the frame sync data of the recording medium of the fourth embodiment of the present invention are recorded on the optical disk and reproduced are the same as those in FIG.
The clock mark is data indicating a reference point when sampling multi-valued data, and as shown in the figure, the bottom of the signal "7" at the center of the clock mark is used as a reference. Although not shown, a PLL circuit of an information recording / reproducing apparatus (optical disk drive) for recording and reproducing information on and from the recording medium generates a clock synchronized with the bottom of a clock mark that is periodically present, and generates the clock mark. Sampling multi-level data in between.
[0052]
Alternatively, the reproduction signal may be A / D (analog / digital) converted, the bottom of two consecutive clock marks may be detected by digital signal processing, and the multi-valued data between them may be sampled at equal intervals.
Here, one segment data of 59 symbols starting from the clock mark is called a cluster.
[0053]
In the last two symbol data of the frame sync, whether the data in the frame is known data or user data (information data) for creating a pattern table used when detecting multi-valued data is identified. Each of them is called a “table frame” and a “data frame”.
The known data for creating the pattern table is a set of 514-symbol 8-valued data. Here, this data sequence is recorded twice.
At that time, the last two symbols of the 514 symbols are the same as the first two symbols, so that when recording twice, a data sequence of 514 symbols × 2 times−2 symbols = 1,026 symbols is obtained.
[0054]
The effective multilevel data amount in the frame is shown below.
〔amount of data〕
(1) Table frame
38 symbols + (54-2) symbols x 19 clusters = 1026 symbols
The table data is a random data sequence including only one combination of all eight consecutive 8-value data (8 × 8 × 8 = 512), but is divided by inserting a clock mark in the middle. After the division, two symbols need to overlap.
Therefore, as for the calculation of the table data amount, the number of data is reduced by 2 symbols in 2 to 20 clusters.
[0055]
(2) Data frame
38 symbols + 54 symbols x 19 clusters = 1064 symbols
As the multi-level data, a known modulation method (see Ricoh Technical Report No. 28, pages 34 to 41) is employed, and multi-level data of four symbols is recorded as one set. That is, binary data obtained by arranging arbitrary binary data in upper 2 bits × 4 symbols = 8 bits of each symbol and converting arbitrary 3 bits of binary data into 4 bits into lower 1 bit × 4 symbols = 4 bits Place the data. In other words, arbitrary 11-bit binary data is converted to 12 bits to form one set. Therefore, valid binary data in one set is 11 bits.
The multivalued data in the data frame is 1064 symbols, and one frame includes 266 sets as shown by the following equation.
1064 symbols ÷ 4 symbols = 266 sets
[0056]
Next, the ECC block format of the recording medium according to the fourth embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an ECC block format using valid binary data in a plurality of data frames of the recording medium according to the fourth embodiment.
Here, the error correction word length is 11 bits.
Therefore, 11-bit binary data is defined as one word.
For example, when one word (word) is 8 bits, the codeword length is 255 (= 2 8 -1) The maximum byte (= word) is 2047 (= 2) 11 -1) The word is maximized.
[0057]
As shown in the figure, 11 bits of valid binary data in one set in a data frame are defined as one word, 266 words of binary data in one frame are arranged in one horizontal row, and 224 frames of one ECC block are allocated. And
Further, as indicated by an arrow as a data recording / reproducing direction in the drawing, recording / reproducing of data on / from a recording medium (optical disc) is performed in a row (horizontal) direction.
Furthermore, 10-word PI parity data by the inner code RS (266, 256, 11) is arranged in the row (horizontal) direction, and the outer code is 32 words by the RS (224, 192, 33) in the column (vertical) direction. PO parity data is arranged.
[0058]
The 256 words excluding the PI parity data in the row direction are 352 bytes in terms of the number of bytes, and this is divided into 32 in units of 8 words (= 11 bytes), and is divided into 11 sectors in the row direction × 192 frames as one sector. I have.
As a result, one ECC block includes 32 sectors. The data amount of one sector is 11 bytes × 192 frames = 2112 bytes.
Of these, 2048 bytes (2 KB) are user data, and the remaining 64 bytes are sector number, information for managing copyright, data for error check of data in the sector, and the like.
Therefore, one ECC block includes 2 KB × 32 sectors = 64 KB of user data.
[0059]
In the recording medium of the fourth embodiment, since there are 32 words of parity data in the column (vertical) direction, a burst error of 32 frames can be corrected by using the known conventional "erasure correction" method.
As shown in FIG. 7, the number of multivalued data in one frame is 59 symbols × 20 clusters = 1180 symbols.
As an example, a correctable burst error length is calculated as compared with a case where a blue laser diode is used and the linear density is twice that of a DVD.
When compared with a DVD, multi-valued data of one symbol is recorded in a length of 0.4 μm, so if the linear density is doubled, multi-valued data of one symbol is recorded in a length of 0.2 μm. Will be.
Accordingly, the length of 32 frames is 0.2 μm × 1180 symbols × 32 frames = 7.6 mm, and a burst error having a length equal to or longer than that of a DVD can be corrected.
[0060]
In the recording medium according to the tenth aspect of the present invention, multi-valued data is recorded on the recording medium in frame units, the inner code of the product code is constituted by the number of effective binary data (J) in the frame, and the outer code is set to It is composed of a number (K) of binary data, multi-valued data is recorded on a recording medium, and an efficient data configuration for performing error correction on the binary data. In this way, multi-value data is recorded on a recording medium in units of frames composed of sets, and an ECC block is formed from the number of valid binary data (J = 266 words) and the number of frames (K = 224 frames) in a frame. Therefore, when converting multi-valued data into binary data, it is possible to obtain an efficient data configuration in which useless data is not generated.
[0061]
Next, in the recording medium format according to the eleventh aspect of the present invention, data excluding parity data in one ECC block is divided into sectors by a predetermined amount so that each sector includes data indicating a sector number. To
As described above, the user data in one sector is 2 KB, and the remaining 64 bytes include a sector number and the like, and one ECC block includes 32 sectors. As described above, since the information data of one ECC block is divided into sectors, compatibility with the data structure of a DVD consisting of 16 sectors can be easily achieved.
[0062]
Next, in the recording medium format according to the twelfth aspect of the present invention, multi-valued data for identifying a frame containing known multi-valued data and a frame containing unknown multi-valued data are included in the frame. Are inserted at predetermined intervals.
When multi-value data is recorded on a recording medium (optical disc), a reproduced signal may fluctuate at a reproduction position on the optical disc due to a variation in recording material or the like.
The data of the table frame in which the known data is recorded can be used as reference data for correcting the fluctuation.
Therefore, in order to perform periodic signal calibration at the time of data reproduction, if the table frame is inserted at a predetermined interval such as the inner circumference, the middle circumference, the outer circumference, every several tracks, or every one track on the optical disc, the reproduced data is reproduced. Reliability is improved.
As described above, since the frame includes the multivalued data for identifying the known data necessary for detecting the multivalued data and the data (unknown data) of the ECC block, the frame is efficiently distinguished in frame units. be able to.
[0063]
Next, in the recording medium format according to claim 13 of the present invention, the predetermined interval is set to an interval of a plurality of ECC blocks.
Insertion in units of a plurality of ECC blocks increases the frequency of calibration and further improves reliability. In addition, at the time of detecting an ECC block, the break of the ECC block by the table frame can be double-checked in parallel with the detection by the sector number, and the error of the reproduced data due to the erroneous detection of the ECC block can be reduced.
As described above, since the frame including the known multi-value data is inserted at intervals of the plurality of ECC blocks, the known data and the ECC block can be efficiently distinguished in units of a plurality of ECC blocks.
[0064]
Next, in the recording medium format according to claim 14 of the present invention, the predetermined interval is set to an interval of one ECC block.
When a table frame is inserted for each ECC block, the frequency of calibration is further increased, and one ECC block can be detected by the table frame. Therefore, the break of each ECC block can be double-checked, and furthermore, erroneous detection of an ECC block can be performed. Errors in reproduced data can be reduced.
As described above, since frames including known multi-valued data are inserted at intervals of one ECC block, known data and ECC blocks can be efficiently distinguished in ECC block units.
[0065]
Next, in the recording medium format according to claim 15 of the present invention, the number of data bits of one word in the ECC block is made equal to the number of valid data bits in one set.
As described above, since the number of data bits of one word in an ECC block is the same as the number of valid data bits in one set, when binary data is extracted from frame data and converted to data for an ECC block, Since one word of data can be output in units of a set, the conversion circuit can be simplified.
[0066]
Further, since the number of valid data bits in one set is one word for error correction, a random error on the recording medium does not become a two-word error due to conversion, and an efficient format can be achieved.
As described above, the number of valid data bits in one set of multi-valued data is set to be the same as the word length (bit number of one word) at the time of performing error correction. Conversion efficiency with binary data at the time can be improved.
[0067]
Next, in the recording medium format according to claim 16 of the present invention, the number of data bits of one word in the ECC block is set to 11 bits.
Since the number of data bits of one word in the ECC block is set to 11 bits and set to a value larger than 8 bits, the code word length can be further increased, and the data amount constituting one ECC block can be further increased.
As a result, the amount of user data in one ECC block can be increased to an integral multiple of 32 KB other than 64 KB, and a data structure capable of correcting a longer burst error is also possible.
Thus, by setting the word length (the number of bits of one word) to 11 bits, the amount of data in one ECC block can be increased as compared with 8 bits, and compatibility with DVD can be easily obtained. And a longer burst error can be corrected.
[0068]
Next, in a recording medium format according to a seventeenth aspect of the present invention, a frame in which all J word data in the frame is parity data is dispersed and arranged in one ECC block.
In the above-described ECC block format, frames including the PO parity are concentrated below the ECC block. However, when actually recording the data on an optical disk or the like, the frames may be dispersedly arranged.
[0069]
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to claim 17 of the present invention.
As shown in the figure, 32 frames including the PO parity are divided into one frame, and 192 frames constituting the sector data are inserted into each of six divided 32 frames. In this way, data errors due to scratches and dirt on the optical disk are dispersed, and the reliability of the reproduced data is improved.
In this manner, by dispersing and arranging frames in which all data is parity data in one ECC block, data errors due to scratches and dirt on the optical disk can be dispersed, and the reliability of reproduced data can be improved.
[0070]
Next, in the recording medium format according to the eighteenth aspect of the present invention, the frame including the known multi-value data and the one ECC block are used as one unit of additional writing or rewriting of information.
When a table frame is inserted for each ECC block, it is preferable that one ECC block and the table frame be one unit of information for additionally writing or rewriting data.
In this manner, when data is recorded in units of one ECC block on a single optical disk by a plurality of optical disk drives (optical disk devices), a table frame is also recorded. Calibration can be performed, and compatibility can be maintained when data is reproduced on an optical disk device different from the optical disk device on which data is recorded.
[0071]
Next, in the recording medium format according to the nineteenth aspect of the present invention, the data of the sector in the one ECC block is recorded in the direction of the outer code.
As described above, unlike the conventional DVD data format, sector data is recorded in the direction of the outer code, that is, in the column (vertical) direction. Therefore, even if a burst error occurs, many data in the sector will be in error. Can be prevented.
[0072]
Next, in the recording medium format according to claim 20 of the present invention, the inner code data in the one ECC block is interleaved and arranged in an oblique direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to claim 20 of the present invention.
In the above description, the inner code direction of the product code is the same as the row direction, that is, the data recording / reproducing direction. However, this may be oblique as in the inner code direction shown in FIG. By arranging inner code data in an ECC block in an oblique direction in this manner, burst errors occurring in the data recording / reproducing direction can be dispersed, and the error correction capability of the inner code can be improved. .
[0073]
Next, in the recording medium format according to claim 21 of the present invention, the sector number is recorded in the direction of the outer code.
Since data such as a sector number for identifying each sector is important data to be read first when accessing data on the optical disk, it is necessary to particularly prevent occurrence of an error.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a recording position of a sector number in each sector of the recording medium according to claim 21 of the present invention.
Here, as an example, a case has been shown in which the sector number, information about the sector, and their error detection codes are represented by 6 bytes.
In each sector, 6-byte data is arranged in a vertical direction (in the direction of the outer code) in one section divided by a frame including the PO parity.
As described above, by recording the sector number in the direction of the outer code, errors such as a sector number due to a burst error occurring in the data recording / reproducing direction can be reduced.
[0074]
Next, in the recording medium format according to claim 22 of the present invention, the sector number is recorded at a different position for each sector.
As shown in FIG. 11, 6-byte data including a sector number is arranged in a different section for each sector.
As described above, by recording the sector number at a different position for each sector, it is possible to prevent data including a plurality of sector numbers from becoming an error simultaneously due to a burst error.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the recording medium of the present invention, the format efficiency is higher than that of DVD, and a data format suitable for recording and reproducing multi-value data can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a frame format in a data format of a recording medium according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a waveform of a reproduced signal when data of a clock mark and a frame sync of a recording medium according to the first embodiment of the present invention are recorded on an optical disk and reproduced.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an ECC block format of the recording medium according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a frame format of a recording medium according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a frame format in a data format of a recording medium according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an ECC block format based on valid binary data in a plurality of data frames of a recording medium according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to claim 17 of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an ECC block format of a recording medium according to claim 20 of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a recording position of a sector number in each sector of the recording medium according to claim 21 of the present invention.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003117553A JP2004005949A (en) | 2002-04-24 | 2003-04-22 | Recording medium |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002123008 | 2002-04-24 | ||
| JP2003117553A JP2004005949A (en) | 2002-04-24 | 2003-04-22 | Recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004005949A true JP2004005949A (en) | 2004-01-08 |
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ID=30447393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003117553A Pending JP2004005949A (en) | 2002-04-24 | 2003-04-22 | Recording medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004005949A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331524A (en) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Ricoh Co Ltd | Modulation device, modulating method, modulation program and recording medium |
| US7376066B2 (en) | 2004-03-16 | 2008-05-20 | Ricoh Company, Ltd. | Information recording method and an information recording apparatus |
-
2003
- 2003-04-22 JP JP2003117553A patent/JP2004005949A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7376066B2 (en) | 2004-03-16 | 2008-05-20 | Ricoh Company, Ltd. | Information recording method and an information recording apparatus |
| JP2006331524A (en) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Ricoh Co Ltd | Modulation device, modulating method, modulation program and recording medium |
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