JP4812531B2 - デジタルデータ記録方法 - Google Patents

Description

本発明はデジタルデータ記録方法技術に関し、特に追記型光ディスクにデジタルデータを記録するための記録再生技術に関するものである。

追記型の光ディスクのデータ領域にデータが記録されているかどうかを管理するための管理情報に関する技術が知られている（例えば、特許文献１、２）。

また、記録媒体にデジタルデータを記録、再生する装置の一例として、国際標準規格ＥＣＭＡ−２７２（非特許文献１）に規定されたＤＶＤ−ＲＡＭの記録再生装置が知られている。

特開２００５−１９０５３９号公報 特開２００５−４９１２号公報 「Standard ECMA-272: 120mm DVD Rewritable Disc (DVD-RAM)」ＥＣＭＡ １９９９年（第４３−５５頁）

この光ディスク記録再生装置は、光ディスクが挿入されたり、電源が投入されたりすると、先ずリードイン及びリードアウトに配置されるディスク管理情報エリア（ＤＭＡ）等に記録されたディスク管理情報データを読み出し、光ディスクが物理フォーマット済みであるかどうか調べる。物理フォーマットされていない場合には、上位装置の物理フォーマット指示があるまで待機する。

光ディスクが物理フォーマット済みの場合、光ディスク記録再生装置は、較正処理や論理整合性検証などの記録準備処理を行った後、上位装置からの指示待ち状態となる。光ディスク記録再生装置は上位装置から何らかの“命令”を受け取ると、その命令に応じた所定動作を行う。例えば、記録命令である場合には、ユーザデータを所定のデータフォーマットに変換した後、光ディスク上の所定の位置への記録を行い、再生命令である場合には、光ディスク上の所定の位置に記録されたデータを再びユーザデータへと変換した後、上位装置へと出力する再生を行う。また光ディスク取り出しなどの命令の場合は光ディスクの回転を停止し、光ディスクを光ディスク記録再生装置から排出する処理を行う。

通常、欠陥管理機能を有する光ディスク記録再生装置では、ユーザデータの記録処理の中に、記録したデータを再生し、記録データの品質を確認するといった整合性検証処理が含まれる。結果、十分な品質が確保されていないと判断された場合にはユーザエリアの替わりにスペアエリアにユーザデータを配置する交替処理を行うことで光ディスクの信頼性を高めている。

この交替処理の結果を示すユーザエリアとスペアエリアのアドレスの対応情報は、ＤＭＡに欠陥リスト（ＤＬ）として管理するようにＥＣＭＡ−２７２では規格化されている。

近年登場した青色レーザを用いて大容量化を実現する次世代光ディスクであるＢＤ−Ｒは、ＤＶＤ−Ｒ同様の追記型光ディスクの特性を持ちながら、ＤＶＤ−ＲＡＭ同様のランダム記録、交替処理による欠陥管理技術を実現している。そのためディスク上のユーザエリアの記録済／未記録領域管理はスペースビットマップ（以下、スペース管理情報とも言う）で行われる。

特許文献１で述べられている追記型光ディスクのディスク管理情報を記録する技術は、スペースビットマップを含む光ディスク管理情報を光ディスク上に記録更新するために有効な技術である。しかしながら本文献には所望のディスク管理情報、特に最新のスペースビットマップが、光ディスク挿入時や光ディスク記録再生装置立ち上げ時に光ディスクから正常に読み出せなかった場合や、上位装置が正常に終了できずに光ディスク上に記録できなかった場合に、過去のディスク管理情報から現在の光ディスクに対応した、つまり整合性が確保されたディスク管理情報を復元する方法に関しては記載されていない。

また、特許文献２で述べられている追記型光ディスクのディスク管理情報を記録する技術も、スペースビットマップを含む光ディスク管理情報を光ディスク上に記録更新、またその記録更新に従う環境下で整合性が取れない場合のリカバリー法として有効な技術である。しかしながら、光ディスク管理情報の更新に時間がかかってしまうという問題がある。

本発明の目的は、追記型光ディスクにおいて、整合性が確保されていない管理情報を、整合性が確保された状態に迅速に復元する記録方法及び記録再生装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に従えば、以下の記録方法及び記録再生装置が提供される。

すなわち、本発明の第１の態様に従えば、追記型光ディスクにランダムにユーザデータを記録する記録方法であって、前記追記型光ディスクは、複数のデータ領域から構成されるユーザエリアと、該ユーザエリアの各データ領域の記録状態を管理するスペース管理情報が記録される管理情報エリアとを有し、前記ユーザデータを前記ユーザエリア内のデータ領域を単位として記録することと、前記スペース管理情報を前記管理情報エリアに記録することと、前記スペース管理情報に含まれるとともに、各データ領域に対応して設けられ、データ領域の記録状態を示す記録状態情報が、前記追記型光ディスク上におけるデータ領域の記録状態と整合しているか否かを検証する整合性検証処理を、それぞれの記録状態情報に対して順次実行することとを含み、前記スペース管理情報は、前記整合性検証処理が必要か不要かを判定するためのステータス情報を含んでおり、前記ステータス情報を読み出して前記整合性検証処理が必要か否かを判定し、必要であると判定された場合に、前記スペース管理情報の前記記録状態情報のうち前記整合性検証処理の実行されていない記録状態情報の整合性検証処理を実行し、前記整合性検証処理の実行済みの記録状態情報の整合性検証処理は実行しない記録方法が提供される。

また、本発明の第２の態様に従えば、追記型光ディスクにランダム記録を行う記録再生装置であって、前記追記型光ディスクは、複数のデータ領域から構成されるユーザエリアと、該ユーザエリアの各データ領域の記録状態を管理するスペース管理情報が記録される管理情報エリアとを有しており、前記ユーザデータを前記ユーザエリア内のデータ領域を単位として記録し、前記スペース管理情報を前記管理情報エリアに記録する記録手段と、前記スペース管理情報を前記追記型光ディスクから再生する再生手段と、前記再生手段により読み出された前記スペース管理情報における各データ領域の記録状態が、前記追記型光ディスク上における各データ領域の記録状態と整合しているか否かを検証する整合性検証処理を実行する検証手段とを有し、前記検証手段は、前記整合性検証処理の中断後、再実行するときに、中断前の整合性検証処理の実行されていなかったデータ領域から整合性検証処理を開始する記録再生装置が提供される。

また、本発明の第３の態様に従えば、ランダム記録可能な追記型光ディスクの記録方法において、前記追記型光ディスクは、ユーザデータが記録されるユーザエリアと、該ユーザエリア中の記録済及び未記録の少なくとも一方のデータ領域を管理する管理情報が記録される管理情報エリアとを有し、前記追記型光ディスクの全データ領域の整合性が確保されていることを示す情報と、整合性が確保されているデータ領域を特定する情報とを前記管理情報エリアに記録する記録方法が提供される。

また、本発明の第４の態様に従えば、追記型光ディスクにランダム記録を行うデジタルデータ記録再生装置において、上位装置から受け取ったユーザデータを記録するユーザエリア中の記録済及び未記録の少なくとも一方のデータ領域を管理する管理情報を該追記型光ディスクの管理情報エリアに記録し、前記管理情報には、前記追記型光ディスクの全データ領域のうちの一部分のデータ領域との整合性は確保されていることを示す情報と、整合性が確保されている前記一部分のデータ領域を特定する情報とを含むことを特徴とする記録再生装置が提供される。

本発明によれば、整合性が保障された最新の管理情報を追記型光ディスクに記録することができなかった場合であっても、追記型光ディスクに記録されている過去の管理情報から整合性が確保された管理情報を復元させることが可能となり、記録再生を行うまでの待ち時間短縮が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。

尚、本実施形態の光ディスクは、ＢＤ−Ｒ同様に追記型光ディスクの特性を持ちながら、ＤＶＤ−ＲＡＭ同様のランダム記録、そして交替処理による欠陥管理技術を実現する光ディスクとする。

光ディスク記録再生装置の構成と、記録再生動作について図４および図５を用いて説明する。

図４は光ディスク記録再生装置の概略構成図である。光ディスク記録再生装置は、主に、光ヘッド２、マイクロプロセッサ７、メモリ８、信号再生ブロック４１、レーザドライバ５１、サーボ回路６１を備える。光ヘッド２の一部であるレーザ光源２５から出射された光（ＤＶＤでは波長約６５０ｎｍ、ＢＤでは波長約４０５ｎｍ）は、コリメータレンズ２４を通過して、ほぼ平行な光ビーム２２へとコリメートされる。光ビーム２２は光ディスク１１上に対物レンズ２３を通して照射され、スポット２１を形成する。その後、ビームスプリッタ２８やホログラム素子２９などを通してサーボ用信号検出器２６や主信号検出器２７へと導かれる。

各検出器からの信号は、加算・減算処理されトラッキング誤差信号やフォーカス誤差信号などのサーボ信号となりサーボ回路６１に入力される。サーボ回路６１は、得られたトラッキング誤差信号やフォーカス誤差信号を基に、対物レンズ２３の駆動手段３１や光ヘッド２全体の位置を制御し、光スポット２１の位置を目的の記録・再生領域に位置付ける。主信号検出器２７の加算信号は信号再生ブロック４１へ入力される。入力信号は信号処理回路によってフィルタ処理、周波数等化処理後、デジタル化処理された後、アドレス検出回路および復調回路によって復号処理される。マイクロプロセッサ７は、アドレス検出回路によって検出されたアドレス情報を元に光スポット２１の光ディスク１１上での位置を算出しながら、自動位置制御手段を制御することによって光ヘッド２及び光スポット２１を目的の記録・再生領域へと位置付ける。

上位装置９から光ディスク記録再生装置に記録命令が出された場合には、マイクロプロセッサ７は上位装置９からユーザデータを受け取りメモリ８へ格納するとともに、自動位置制御手段を制御して、光スポット２１を目的の記録領域に位置付ける。マイクロプロセッサ７は信号再生ブロック４１からのアドレス信号によって、光スポット２１が正常に記録領域に位置付けられたことを確認した後、レーザドライバ等を制御して目的の記録領域にメモリ８内のユーザ情報を変調処理しながら記録する。

次に、図５を参照して、図４の光ディスク記録再生装置の動作について説明する。

光ディスク１１が挿入されたり、光ディスク記録再生装置の電源が投入されたりすると、先ず光ディスク記録再生装置は、光ディスク１１の種別を判別する媒体種別判別処理を行い、媒体の種別を特定する。この判別処理は、光ディスク記録再生装置ごとに仕様を異なるように構成することができる。例えば光ディスクの反射率やフォーカス誤差信号などの再生信号のアナログ特性から光ディスク１１の種別を判別するように構成してもよいし、光ディスク１１上に設けられた媒体の物理情報が保持されている領域から媒体の物理情報を再生した後、その内容（データ）によって媒体の種別を判別するように構成してもよい。

光ディスク記録再生装置は、媒体の種別が本実施例の対象となる光ディスクであると特定すると、先ずＤＭＡ等に記録されたディスク管理情報を検査して、光ディスクが物理フォーマット済みであるかどうか判別する。物理フォーマットされていない場合には、上位装置９から物理フォーマットの指示があるまで待機する。

光ディスク１１が物理フォーマット済み場合、光ディスク記録再生装置は、較正処理や論理整合性検証などの記録準備処理を行った後、上位装置９からの指示待ち状態となる。何らかの処理命令を受け取ると、光ディスク記録再生装置は、処理命令の種類を判別して、その処理命令が記録処理命令である場合には、ユーザデータの記録処理を行い、再生、フォーマット、ディスク取り出しなどの処理命令の場合はそれぞれ対応した処理を行う。通常、これらの処理は正常に終了するが、万一、予期できない理由で記録に失敗した場合には、スペアエリアへの交替処理を用いたエラーリカバリー処理を行う。

使用する光ディスクが、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭの場合には、この記録処理の際、ユーザデータが正常に記録されたかどうかを検証するために、実際に光ディスク１１からユーザデータを再生し、必要に応じて別の記録単位領域を用いる交替処理を行う。これにより、媒体上の記録データの信頼性を高められる。交替処理による記録領域の再割り当てに関する情報は記録媒体上のディスク管理情報エリア（ＤＭＡ）に複数の欠陥リストから構成される欠陥管理テーブルとして追記記録する。また、ビデオ記録等のように記録処理にリアルタイム性を要求されるストリーミング記録においては、記録直後の検証のための再生処理、リトライや交替処理にかける時間が無いため記録データ整合性検証処理は行わないようにしてもよい。

次に、ここで取り扱われる記録時におけるユーザデータから記録データへの符号化過程の詳細を図２及び図３を用いて説明する。

図２に、データフレーム３０１の構成例を示す。データフレーム３０１は、ユーザデータ２０１と、このユーザデータ２０１を管理するための情報データとを組にして構成されたデータ列である。上位装置９から入力される２０４８バイトのユーザデータ２０１には、データ識別のための４バイトのデータ識別コード（ＩＤ）２０２と、ＩＤの誤り検出符号である２バイトのＩＥＤ２０３と、予備データエリアである６バイトのＲＳＶ２０４とが付加される。また、このデータ列の最後部には、データに含まれる誤りを検出する４バイトの誤り検出符号ＥＤＣ２０５が付加される。こうして、２０６４バイトのデータフレーム３０１が構成される。各データフレーム３０１は、１７２バイト１２行の形状で扱われる。

図３にＥＣＣブロック３０２の構成例を示す。このＥＣＣブロック３０２が光ディスク記録再生装置の記録再生のデータ単位となる。図２が示すように構成された１７２バイト１２行のデータフレーム３０１は、スクランブル処理が施された後、１６データフレーム単位でＥＣＣブロック３０２を構成する。縦方向の各列には１６バイトの外符号（ＰＯ）３０３が付けられ、２０８行になる。拡張された各行のデータに対して、１０バイトの内符号（ＰＩ）３０４を付加し、１８２バイトのデータとする。ＥＣＣブック３０２は１８２バイト２０８行、２０４８バイト×１６のユーザデータ２０１から形成される。

図４のマイクロプロセッサ７は、ＥＣＣブロック３０２を生成して符号化の最終処理としてデータに含まれる周波数成分を制限するための周波数変調を行った後、レーザドライバ５１を介して光ディスク１１上にデータ記録する。

交替による欠陥管理を行う光ディスク記録再生装置は、ユーザデータ２０１の記録処理の際、データを記録した後、すぐに光ディスク１１上のデータを再生する。そして、この再生データとメモリ８に残るユーザデータを比較し、又は誤り訂正処理を行って、再生データに含まれるエラー数を検出することで、正常にデータが光ディスク１１上に記録されたかどうかを確認する。正常に記録されていないと判断される場合には、この位置は欠陥領域であると判断してメモリ８に残されたユーザデータ２０１をスペアエリア内に記録する交替処理を行う。

図６は目的別にエリア分割された光ディスク１１の物理アドレスと上位装置９からの記録再生処理命令に含まれる論理アドレスの関係を示す図である。本実施形態における光ディスク１１は、リードイン６０１、データエリア（６０２と６０３を併せたエリア）、リードアウト６０４に論理分割されているものとする。また、欠陥管理のためにデータエリアがユーザエリア６０２とスペアエリア６０３に論理分割されている場合を例に挙げている。リードイン６０１、データエリア６０２の開始物理アドレスはそれぞれＡ及びＢであり、リードアウト６０４の終了物理アドレスはＣである。また、光ディスク１１の種類によってはＡ＞Ｂ＞Ｃと定義される場合もあるが、以下の説明ではＡ＜Ｂ＜Ｃの関係が成立しているとして説明を行う。この場合、初期状態としてユーザエリア６０２にのみ論理アドレスは割り当てられ、交替が無い場合には論理アドレスｎに対し、物理アドレスＢ＋ｎが一対一に対応する。ただし、Ｂ＋ｎが、交替処理によって他のアドレスに再割り当てされている場合には論理アドレスｎには、再割り当てされた交替先の物理アドレスが対応する。従って、ユーザエリア６０２の最終アドレスがＢ＋１６*（ａ＋１）−１である場合には、使用可能な論理アドレス空間は０から１６*（ａ＋１）−１となる。ここで、aは、ＥＣＣブロックの数である。

つぎに、図７を用いて、光ディスク１１のディスク管理情報の管理方法、更新方法を説明する。光ディスク１１は、図６に示されるように目的に応じて各エリアに論理分割されている。リードイン６０１内のディスク管理情報エリア（ＤＭＡ、７０２と７０５を併せたエリア）は、スペースビットマップ記録エリア（ＳＢＡ）７０２と、欠陥管理テーブル記録エリア（ＤＬＡ）７０５とから構成されている。スペースビットマップ記録エリア７０２には、ユーザエリア６０２内の各アドレスが記録済か未記録かを示すスペースビットマップ（ＳＢＭ）７０１が記録される。また、欠陥管理テーブル記録エリア（ＤＬＡ）７０５には、ユーザエリア内の欠陥アドレスとその交替先として使用されるスペアエリア６０３の交替アドレスと、それぞれのアドレスの関係を示す複数の欠陥管理リスト（ＤＬ）を含む欠陥管理テーブル（ＤＬＴ）とが記録される。

ＳＢＡ７０２と、ＤＬＡ７０５の各領域は、それぞれ個別に光ディスクのリードイン６０１からリードアウト６０４の方向に向かい連続的に使用されていく。つまり光ディスク１１上のユーザエリア６０２内にユーザデータの記録を行った場合には、ディスク排出時等のディスク管理情報を更新する契機に、光ディスク記録再生装置内のメモリ８に一時保管された、光ディスクの現状態と整合性がある最新のＳＢＭ７０１、ＤＬＴを更新する。本実施形態では、メモリ８に一時的に記憶されているそれぞれのディスク管理情報を、それぞれ、光ディスク１１のＳＢＡ７０２、ＤＬＡ７０５の各エリアに追記することによって更新する。このように予め定められた約束に従ってディスク管理情報が更新される光ディスクでは、光ディスク記録再生装置の挿入時や光ディスク記録再生装置の電源投入時に本ＤＭＡ内のＳＢＡ７０２、ＤＬＡ７０５の各記録領域のリードアウト側最後尾に記録されたディスク管理情報を読み出すことで、複数種の光ディスク記録再生装置間での互換性が確保される。

ＳＢＡ７０２に記録される各ＳＢＭ７０１は、物理的に上書きが不可能である追記型光ディスクの物理的な最小記録単位であるＥＣＣブロックの各記録領域が記録済か未記録かを管理するための管理情報であり、ＳＭヘッダ情報７０３と複数のビット情報とから構成される。ＳＭヘッダ情報７０３には、ユーザエリア６０２の物理アドレス情報とＳＢＭの関係を示す情報等が含まれる。複数のビット情報は、ユーザエリア６０２内の各物理アドレスに対応している。ここでは、複数のビット情報は、ユーザエリアの物理アドレス順（開始物理アドレスから終了物理アドレスの順）に並んでいる。しかし、本発明では、この順序に限定されず、逆順であってもよく、複数のビット情報は、物理アドレスと一定の規則に従って対応付けられて並んでいればよい。このビット情報を用いることで記録処理時に上位装置から記録要求された論理アドレスに対応した光ディスク１１上の記録領域の未記録整合性検証処理を予め行うこと無く、転送されたユーザデータを光ディスク１１上に記録することが可能となる。本光ディスクでは、物理的な記録単位がＥＣＣブロック３０２であるため、１つのビット情報７０４には、１つのＥＣＣブロック３０２、つまり本例では連続する１６個の物理アドレスに対応する。従って、論理アドレスが０から１６＊（ａ＋１）−１である場合には（ａ＋１）個のビット情報７０４が必要とされる。また本実施形態ではビット情報７０４ａが０を示す場合には対応する物理アドレス領域は未記録であるとし、ビット情報７０４ｂのように１を示す場合には記録済であるとする。

図８はＳＭヘッダ情報７０３のデータ構成を示す図である。バイト０−１にはＳＢＭ７０１を識別するための識別子“ＳＭ”が配置される。また、バイト２−３には、ＳＭアップデートカウンタが配置され、ＳＭアップデートカウンタは、ディスクフォーマット時に作成される最初のＳＢＭでは０、その後ＳＢＭ７０１が更新される度に１づつ増加する。また、バイト４−７には論理アドレス０に対応する物理アドレス（図６のＢに相当）が配置され、バイト８−１１には最大論理アドレス（図６の１６＊（ａ＋１）−１）が配置される。バイト１６−１９には、ＳＢＭ整合性復元のための整合性検証処理の進行を示す整合性ステータスが配置され、バイト２０−２３には整合性検証処理が終了したアドレスを示す検証済みアドレスが配置される。ここで、整合性検証処理とは、追記型光ディスクの物理的な最小記録単位であるＥＣＣブロックの各記録領域が記録済か未記録を示すビット情報が、実際の追記型光ディスク上におけるＥＣＣブロックの記録領域の記録状態（記録済か未記録かの状態）と整合しているか否かを検証するための処理（記録済／未記録検証処理）である。この整合性検証処理については、後に詳しく説明する。

ＳＢＭ整合性復元のための整合性検証処理では、整合性ステータスが用いられ、整合性ステータスは、ＳＢＭに整合性が無いことを示す整合性検証必要と、ＳＢＭの整合性復元のための整合性検証処理の実行中を示す整合性検証中と、ＳＢＭは整合性が確保されていることを示す整合性検証不要の３つの状態を示す。また、整合性検証処理では、更に、検証済みアドレスが用いられ、検証済みアドレスは、整合性ステータスが整合性復元処理の実行中の状態において整合性検証処理が終了したところまでの物理アドレスを示す。つまり、整合性検証処理実行中の状態においても、検証済みアドレスに物理アドレスが記録されていれば、本検証済みアドレス以下の物理アドレスに関しては整合性が確保されていることを意味する。本整合性ステータスの整合性検証必要及び整合性検証不要は、ＳＢＭが正しく更新されたか否かを示すために用いられる。すなわち、整合性ステータスは、ＳＢＭが正しく更新された場合には整合性検証不要に設定され、ＳＢＭが更新されなかった場合は整合性検証必要に設定される。

光ディスクが光ディスク記録再生装置に挿入された後や光ディスク記録再生装置の電源が投入された後に、最初にユーザエリア６０２にデータ記録が行われる場合、光ディスク１１のＳＢＡ７０２には、ＳＢＭ整合性の状態を示す整合性ステータスを整合性検証必要に設定したＳＢＭ７０１が記録される。そして、ＳＢＡ内の最終ＳＢＭ７０１の整合性ステータスが整合性検証必要と設定されていた場合には、光ディスクが光ディスク記録再生装置から排出される時や光ディスク記録再生装置の電源が切断される前に、整合性検証不要の整合性ステータスを持つメモリ８内の整合性が確保されたＳＢＭ７０１がＳＢＡ７０２に記録される。つまり光ディスクが光ディスク記録再生装置に挿入された時や光ディスク記録再生装置の電源が投入された時にＳＢＡ７０２内の最終ＳＢＭ７０１を読み出した場合、整合性ステータスは整合性検証不要となっていることが予想される。しかし、上位装置が正常終了できず、整合性が確保されたＳＢＭ７０１が光ディスク上に記録されなかった場合には、整合性ステータスは更新されず、読み出されたＳＢＭ７０１は整合性がないことを示す整合性検証必要のままになっている。

図９はビット情報７０４の状態変化を示す図である。

図９（Ａ）はフォーマット直後のビット情報７０４列の初期状態を示す。フォーマット直後の光ディスク上の全ユーザエリア６０２は未記録状態であるためＳＢＭ７０１の全ビット情報の値は０となる。また、この状態でのＳＭヘッダ情報７０３（Ａ）に含まれるＳＭアップデートカウンタの値は初期値の０である。図９（Ｂ）は光ディスクに記録処理中における状態１のビット情報列を示す。図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）の状態１から新たにビット情報＃１０に対応する論理アドレス１６０から１７５に対応するＥＣＣブロック３０２を光ディスクに記録した状態２のビット情報列を示す。ビット情報＃１０の値は、図９（Ｂ）の状態１では未記録を示す０であったが、図９（Ｃ）の状態２では記録済を示す１に変化する。

図１０は、図９（Ｂ）の状態１の整合性ステータスが整合性検証必要となっている状態から整合性のあるＳＢＭ７０１を光ディスク記録再生装置が復元する過程を示す図である。光ディスク記録再生装置は、光ディスク上のＤＭＡから最新のＳＢＭ７０１を読み出して装置内のメモリ８に一時的に記憶させる。そして、ＳＭヘッダ情報７０３の整合性ステータスが、図１０（Ａ）の状態１の整合性検証必要となっていた場合、メモリ８上にあるＳＢＭ７０１のＳＭヘッダ情報７０３内の整合性ステータスを整合性検証中に設定する。次いで、光ディスク上のＳＭヘッダ情報７０３に格納された論理アドレス０に対応する物理アドレスＢから実際にデータを読み出して、整合性検証処理を行い、未記録状態を示す０の値を持つ各ビット情報に対応する各記録領域が未記録か記録済かを判断する。

図１０（Ｂ）の状態３は、本ＳＢＭの整合性の復元を行う整合性検証処理の過程における一状態である。論理アドレス０に対応する物理アドレスＢから開始された整合性検証処理が、ユーザエリア６０２内のビット情報＃９に対応する物理アドレスＢ＋１６*（９＋１）−１まで終了した場合、メモリ８上のＳＭヘッダ情報７０３内の検証済みアドレスをＢ＋１６*（９＋１）−１に更新する。この状態で光ディスク１１が光ディスク記録再生装置から排出される場合や光ディスク記録再生装置の電源が切断される場合には、本状態３のＳＢＭ７０１、すなわち、整合性ステータスが整合性検証中で、検証済みアドレスがＢ＋１６*（９＋１）−１のＳＢＭ７０１を光ディスク上のＳＢＡ７０２内に記録（追記）し、その後、光ディスクを排出、電源を切断するように制御する。すると光ディスク１１が光ディスク記録再生装置に再度挿入された時や光ディスク記録再生装置の電源が再投入された時にＳＢＡ７０２内の最終（最新）ＳＢＭ７０１を読み出した場合、整合性ステータスは整合性検証中となっているが、検証済みアドレスにはＢ＋１６*（９＋１）−１が記録されているので、この検証済みアドレスまでは整合性の取れた状態であることが判る。そのため、整合性検証処理を継続する場合は、続く物理アドレスＢ＋１６*（９＋１）から開始可能となる。また、整合性ステータスが整合性検証中であっても、検証済みアドレスまでは整合性が取れているので、上位装置からユーザデータの記録の指示を受け取ったとしても、そのアドレスまでの範囲内の未記録を示す領域に迅速にデータを記録することができる。

図１０（Ｃ）の状態４は、整合性検証処理がユーザエリア６０２内のビット情報＃１０に対応する物理アドレスＢ＋１６*（１０＋１）−１まで終了した状態であり、ＳＭヘッダ情報７０３内の検証済みアドレスはＢ＋１６*（１０＋１）−１に更新される。光ディスクから読み出されたＳＢＭ７０１ではビット情報＃１０は未記録を示す０であったが、整合性検証処理を行った結果、本ビット情報に対応する物理アドレスＢ＋１６*１０からＢ＋１６*（１０＋１）−１の記録領域は記録済みであると判定されたため、本処理においてビット情報＃１０は記録済を示す１に変更される。図１０（Ｄ）の状態５は、ユーザデータの最終物理アドレスＢ＋（ａ＋１）−１の整合性検証処理が終了し、再び整合性が確保された状態のＳＢＭ７０１になった状態を示す。整合性が確保されたため、ＳＭヘッダ情報７０３内の整合性ステータスは、再び、整合性検証不要に設定される。

ここでは、３種類の整合性ステータス及び検証済アドレスを用いて説明しているが、整合性有り／無しを他の情報で表し、整合性ステータスは単に整合性検証処理中か否かを示すものとしても良いし、最後に検証した記録領域のアドレスを検証済みアドレスに記録する代わりに、検証を開始するアドレスを検証済みアドレスに記録して管理しても同様の効果を得ることが可能である。

図１１は、整合性検証処理における光ディスク記録再生装置の動作説明図である。先に述べたようにＳＢＭの各ビット情報は、初期値として未記録を示す値が設定されており、記録が行われると共に記録済を示す値に変更される。したがって、整合性が確保されていないＳＢＭ７０１とは、ある記録領域が記録済であるにもかかわらず、それに対応する未記録を示す値のビット情報が存在することを意味する。したがって、整合性検証処理は、整合性が確保されていないＳＢＭ７０１の記録済みを示すビット情報に対応する記録領域を対象とする必要が無い。そのため光ディスク記録再生装置は記録済／未記録の判定をＳＢＭ７０１が示す一定数を超える連続した記録済の記録領域をシークで飛ばしながら行う。この一定数とはフォローイング処理で記録済みの記録領域を通過するよりもシーク処理で次の整合性検証処理の対象となるビット情報が未記録を示す記録領域へアクセセスした方が早くなる記録領域数である。本図ではビット情報に対応する１６の物理アドレスを含む記録領域が３つ連続した場合にはシーク処理を行い、ビット情報に対応する記録済みの記録領域が１つ、又は２つの時にはフォローイング処理を行いながら整合性検証処理を行う場合を示している。こうすることにより、整合性検証処理時間を短縮することができる。

上述したようなＳＢＭ７０１を用いれば、整合性検証処理中に上位装置９からの他の命令の受け付けが可能となる。つまり光ディスク記録再生装置は整合性検証処理を空き時間中に実行するバックグラウンド処理で行うことができる。

図１はＳＢＭ７０１の整合性復元のための整合性検証処理を他の上位装置からの命令に応じた動作と並行して行った場合やバックグラウンド処理で行う場合の光ディスク記録再生装置の動作を示すフロチャートである。光ディスク記録再生装置は上位装置９からの命令が無い状態である場合には、ＳＢＭ７０１のＳＭヘッダ情報７０３に含まれる整合性ステータスを確認する。そして、その値が整合性検証必要又は整合性検証中であった場合には図１０を用いて説明した整合性検証処理を実行する。整合性検証処理中においても適時、上位装置９からの命令の有無を確認しながら、本処理をＳＢＭ７０１の整合性が確保される迄、上位装置９からの命令が無い間処理は続けられる。上位装置９からの命令があった場合には、検証済みアドレスに検証が終了したアドレスを登録（記録）し、一時整合性整合性検証処理を中止して命令種類に応じた動作を優先的に行う。命令処理が光ディスクの取り出しに関するものである場合には、光ディスク上のＳＢＡ７０２内の最終ＳＢＭ７０１の整合性ステータスが整合性検証必要となっており、光ディスク記録再生装置のメモリ８内のＳＢＭ７０１に含まれる整合性ステータスが異なる状態になっている場合にはＳＢＭの更新が必要であると判断されてＳＢＭの記録更新処理が行われる。命令処理がユーザエリアへの記録命令である場合、光ディスク上のＳＢＡ７０２内の最終ＳＢＭ７０１の整合性ステータスが整合性検証不要や整合性検証処理中となっていれば、光ディスク上のＳＢＭ７０１の整合性ステータスを整合性検証必要に変更するためＳＢＭ７０１の更新記録が必要となる。整合性ステータスが整合性検証必要、又は整合性検証処理中となっている場合、記録処理の種類に応じた記録動作が行われる。通常記録では、上位装置から記録要求されたアドレスが既に検証済みの領域か否かを確認する。確認した結果、本アドレスが検証済みであった場合には該当するフラグ情報は信頼できると判断し、本フラグ情報が未記録を示すものであれば光ディスク１１上にユーザデータの記録を行い、記録済みを示していれば上位装置９にエラーを報告する。検証済み領域ではない場合、上位装置９から記録要求されたアドレスの整合性検証処理を行った後、該当のフラグ情報を必要に応じて更新し、更新されたフラグ情報を元に未記録を示すものであれば光ディスク上にユーザデータの記録を行い、記録済みを示していれば上位装置９に記録不可能を示すエラーを返す。尚、記録したアドレスが検証済みアドレスに連続するものであれば、整合性検証処理を行った記録要求アドレスまで検証済みアドレスの更新が合わせて行われる。記録処理にリアルタイム性を要求されるストリーミング記録においては記録時に整合性検証処理にかける時間が無いため、検証済み領域以外の記録命令に対しては記録をせずに上位装置９にエラーを返す。

本発明を実現するためのデジタルデータ記録装置の構成は図４に示した光ディスク記録再生装置の構成同様である。ただし図１、図９、図１０及び図１１における整合性の無いＳＢＭからの整合性が確保されたＳＢＭへの復元処理に必要なＳＢＭから物理アドレスや論理アドレスへの変換処理やフォローイング／シーク判定処理や所定のアドレスへアクセスし、記録領域が記録済か未記録を判定し、判定結果をメモリ８内で管理されたＳＢＭ７０１のフラグ情報に反映させる整合性検証処理は、図１２で示すようなマイクロプロセッサ（演算処理装置）７により行われる。

また、本実施形態では、マイクロプロセッサ７により、メモリ８に保管されたユーザデータ２０１のデータフレーム３０１化処理と、ＥＣＣブロック３０２化処理と、変調処理とが行われる光ディスク記録再生装置の例を示した。しかし、本発明では、このような構成に限定されず、これらのデータフレーム３０１化処理、ＥＣＣブロック３０２化処理、及び、変調処理などの処理を実行する信号変調回路を、例えば、図４におけるマイクロプロセッサ７とレーザドライバ５１との間に別に設けて光ディスク記録再生装置を構成してもよい。また、整合性検証処理はマイクロプロセッサで実行しても、別途、整合性検証処理専用の回路を設けて、その回路で整合性検証処理を実行するように光ディスク記録再生装置を構成してもよい。

以上、本発明の光ディスク記録再生装置は、ランダム記録が可能な追記型光ディスクの各記録領域の記録済／未記録の状態を管理するＳＢＭ等の管理情報が不整合な状況から整合性が確保された管理情報への復元処理をバックグラウンド処理することで、上位装置からの様々な命令を受け付けつけることが可能となり、仮想的にリカバリー処理時間を短縮することが可能となる。また復元処理の状態を管理情報に合わせて記録することで、管理情報の復元処理を行っている途中での光ディスク排出や光ディスク記録再生装置の電源切断を受け付け可能とし、再挿入、電源再投入時に継続して処理を行うことが可能となる。上記理由より、本発明はランダム記録を可能とする追記型光ディスクの一般的な使い方として期待できる。本発明によれば、整合性が保障された最新の管理情報を追記型光ディスクに記録することができなかった場合であっても、追記型光ディスクに記録されている過去の管理情報から整合性が確保された管理情報に高速に復元させることが可能となる。それゆえ、整合性が保障された最新の管理情報が記録されていない追記型光ディスクであっても、管理情報の復元処理待ちの煩わしさを殆ど感じることなく、追記型光ディスクの記録再生を行うことができる。

以上、本発明に従う記録方法及び記録再生装置の実施形態を詳細に説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を行ってもよい。

例えば、上記実施形態では、整合性ステータスと検証済みアドレスを用い、この二つの情報を追記型光ディスクに記録したが、どちらか一方だけを追記型光ディスクに記録してもよい。例えば、整合性ステータス情報を用いずに、検証済アドレスを用いる場合、整合性検証処理が完了又は中断したときに検証済アドレスを管理情報エリアに記録すればよい。そして、検証済アドレスが管理情報エリアに記録されていないときは、整合性検証処理が完了していないと判断できるので、例えば、バックグラウンドで、最初のユーザデータ領域から順に整合性検証処理を実行すれば良い。また、そのような場合に、上位装置からユーザデータ領域へのデータの記録の指示を受け取ったときは、すべてのユーザデータ領域に対して、又は、一部のユーザデータ領域に対して整合性検証処理を実施し、整合性が確保された未記録のユーザデータ領域にデータを記録すればよい。なお、ここでは、検証済アドレスを管理情報エリアに記録しないことによって整合性検証処理が完了していないことを示すようにしたが、最小の値、例えば「０」やデータ領域にはないアドレス等を検証済アドレスとして記録することによっても以上の代用が可能である。

また、検証済アドレスが記録され、その検証済みアドレスがユーザエリアのデータ領域の最終物理アドレスでない場合は、整合性検証処理が途中であると判断できるので、例えばバックグラウンドで、その検証済アドレスに続けて未検証の管理情報に対して整合性検証処理を実行すればよい。そして、上位装置からユーザデータ領域へのデータの記録の指示を受け取ったときは、検証済アドレスまでの間に含まれる整合性の確保されているユーザデータ領域にデータを記録すればよい。また、検証済みアドレスが最終アドレスである場合は、すべてのデータ領域に対して整合性検証処理が完了していると判断できるので、バックグラウンドでの整合性検証処理は実行せずに、上記装置からの支持待ち状態とすることができる。そして、上位装置からユーザデータ領域へのデータの記録の指示を受け取ったときには、速やかにデータ領域にユーザデータが記録される。そして、ユーザデータの記録後は、整合性検証処理を実行すればよい。

また、上述した整合性ステータスや整合済アドレス情報のほかに、整合性検証処理を実行した時間をＳＢＭに含め、この時間に基づいて整合性検証処理の実行タイミングやＳＢＭの記録タイミングを管理してもよい。

また、本発明の記録方法では、整合性検証処理がすべて完了しておらず、途中まで整合性検証処理が実行済みである場合に、データの記録処理の指示を受けたときに、すべての整合性検証処理を完了させてからデータの記録処理を開始させる必要はなく、整合済アドレス情報を読み出すことによってその整合済アドレス情報に基づいて整合性検証処理済のデータ領域に速やかにデータの記録処理を実行させることができる。本発明の記録方法によれば記録動作開始までの時間を短縮することができる。

本発明の記録済／未記録管理情報の復元処理動作を示すフロチャートである。 データフレームの構成を模式的に示した図である。 ＥＣＣブロックの構成を模式的に示した図である。 光ディスク記録再生装置の構成を模式的に示した図である。 光ディスク記録再生装置の動作を示すフロチャートである。 論理アドレス空間と光ディスクの物理アドレスの対応を示した図である。 ランダム記録可能な追記型光ディスクの管理情報の構成を模式的に示す図である。 ＳＭヘッダ情報の構成を模式的に示した図である。 ＳＢＭの変化を説明するための概念図である。 復元処理におけるＳＢＭの変化を説明するための概念図である。 復元処理における光ディスク記録再生装置の動作を説明するための模式図である。 光ディスク記録再生装置のマイクロプロセッサの構成を模式的に示した図である。

符号の説明

１１…光ディスク、２…光ヘッド、２１…光スポット、２２…光ビーム、２３…対物レンズ、２４…コリメタ−レンズ、２５…レーザ、２６…検出器、２７…検出器、２８…ビームスプリッタ、２９…ホログラム素子、３１…レンズアクチュエータ、４１…信号再生ブロック、５１…レーザドライバ、６１…サーボ回路、７…マイクロプロセッサ、８…メモリ、９…上位装置、１６１…記録済／未記録管理情報復元処理対応マイコン。

Claims (8)

1. 追記型光ディスクにランダムにユーザデータを記録する記録方法であって、
   前記追記型光ディスクは、複数のデータ領域から構成されるユーザエリアと、該ユーザエリアの各データ領域の記録状態を管理するスペース管理情報が記録される管理情報エリアとを有し、
   前記ユーザデータを前記ユーザエリア内のデータ領域を単位として記録することと、
   前記スペース管理情報を前記管理情報エリアに記録することと、
   前記スペース管理情報に含まれるとともに、各データ領域に対応して設けられ、データ領域の記録状態を示す記録状態情報が、前記追記型光ディスク上におけるデータ領域の記録状態と整合しているか否かを検証する整合性検証処理を、それぞれの記録状態情報に対して順次実行することとを含み、
   前記スペース管理情報は、前記整合性検証処理が必要か不要かを判定するためのステータス情報を含んでおり、
   前記ステータス情報は、前記整合性検証処理が必要であることを示す検証必要情報と、前記整合性検証処理の実行中であることを示す整合性検証中情報と、すべての記録状態情報の整合性検証処理が完了したことを示す検証済み情報とを含み、
   前記ステータス情報を読み出して前記整合性検証処理が必要か否かを判定し、必要であると判定された場合に、前記スペース管理情報の前記記録状態情報のうち前記整合性検証処理の実行済みの記録状態情報の整合性検証処理は実行せずに、前記整合性検証処理の実行されていない記録状態情報の整合性検証処理を実行し、該整合性検証処理の実行中に上位装置の記録命令を受けたときには、整合性検証処理を一時中断し、前記記録命令が前記整合性検証処理が実行済みのデータ領域への記録命令である場合には記録を実行し、前記整合性検証処理が実行されていないデータ領域中の所定の領域への記録命令である場合には、該所定の領域の整合性検証処理を優先して実行した後に記録を実行する記録方法。
2. 前記ユーザデータを前記ユーザエリアの未記録のデータ領域に記録した後に、前記ステータス情報が前記検証必要情報に設定されたスペース管理情報を前記管理情報エリアに記録し、前記スペース管理情報のすべての記録状態情報の整合性検証処理が完了したときに、前記ステータス情報として検証済み情報を前記管理情報エリアに記録する請求項１に記載の記録方法。
3. 前記スペース管理情報は、最後に前記整合性検証処理が実行されたときの最終記録状態情報、又は、最後に前記整合性検証処理の対象となったデータ領域を特定するアドレス情報を含み、前記整合性検証処理の中断後、前記最終記録状態情報又は前記アドレス情報を利用して、整合性検証処理の実行されていない記録状態情報に対して整合性検証処理を実行する請求項１又は２に記載の記録方法。
4. 更に、前記記録状態情報は、前記データ領域が記録済みか未記録かを示すビット情報であり、
   前記整合性検証処理は、前記データ領域が未記録であることを示す前記ビット情報ごとに、該ビット情報によって特定される前記追記型光ディスクの未記録のデータ領域を参照してユーザデータの記録の有無を検証する請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録方法。
5. 前記ビット情報は、前記管理情報エリアに、前記データ領域の物理アドレス順に配置されている請求項４に記載の記録方法。
6. 更に、前記スペース管理情報を読み出して記憶領域に一時的に記憶し、
   前記ユーザデータを前記データ領域に記録する前に、前記記憶領域に記憶された前記スペース管理情報の前記ステータス情報を検証必要情報に設定する請求項２〜５のいずれか一項に記載の記録方法。
7. 前記追記型光ディスク上のユーザエリア内の任意の位置への記録命令を受け付け、前記記録命令により指定されるデータ領域が、整合性が確保されている管理情報に対応するデータ領域か否かで記録処理を切り替える請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録方法。
8. 上位装置からの記録命令に含まれる前記追記光ディスク上のユーザエリア内の記録指定されたデータ領域が、整合性が確保されている管理情報に対応するデータ領域か否かに応じて記録命令を受け付けるか否かを切り替える請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録方法。

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