JP2005339738A - 欠陥管理方法および情報記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来の欠陥管理方式では、非リアルタイムデータに対する代替処理により、引き続くリアルタイムデータの処理の開始が遅延される。
【解決手段】 記録範囲エントリー11にセッション開始フラグ12の1ビットを追加することで、従来のセッション開始位置をセッションの最大個数を用意していた従来の管理情報に比べて、管理情報のデータ量を少なく抑える。欠陥と判断する第1のレベルと、訂正限界の第2のレベルとの2つのレベルを持ち、第1レベル以上且つ第2レベル以下の場合は交替処理を保留し、優先度の高い処理がないときに、保留した交替処理を再開する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、情報記録媒体の欠陥管理方式に係り、特にリアルタイム性に好適な欠陥管理方式に関する。
複数の装置の間で交換可能な情報記録媒体として光ディスクがある。音楽用に開発されて近年ではデータ用にも幅広く用いられているCDや、ディジタルビデオ用に開発され急激に普及し始めたDVDや、さらにはハイビジョン等のより高品質なビデオ用に開発が進められている次世代光ディスクなどである。
こうした交換可能な媒体は、カートリッジなしであったりカートリッジがあるとしても完全密封でないため、埃や指紋が付着したりする。又、ディスクの生産過程において記録層に微小なゴミが混入することもある。このような記録および再生品質が劣る箇所の内、所定の閾値を超えて劣る箇所を欠陥領域と呼ぶ。
ディスク上に欠陥領域が多少存在しても、データの信頼性を確保するために、従来から欠陥領域に対して別の交替領域に代替させる手法、即ち欠陥管理が行われる(例えば、特許文献1、2参照)。
欠陥領域と判定される閾値は、媒体の経時劣化や再生装置間の性能バラツキや温度変化に伴う再生条件の変動を考慮して、再生不能なレベルから一定以上のマージンが有るか無いかで行われる(例えば、特許文献1参照)。
一方、ビデオ用途を想定した場合、最重要視されるのはデータのリアルタイム性となる。ビデオなどのリアルタイムデータに対しては、欠陥管理によるデータの信頼性向上のメリットよりも、欠陥管理により代替された交替領域へのアクセスに伴う遅延のデメリットが大きくなる。従って、リアルタイムデータに対しては、欠陥管理による代替動作は禁止される(例えば、非特許文献1参照)。
近年のディジタル化されたリアルタイムデータを記録再生する情報記録媒体では、ファイルシステムによって管理される。DVDを例に挙げると、UDF(Universal Disc Format)と呼ばれるファイルシステムによって、MPEG2コーデックされた動画ファイルが管理されている。つまり、データ信頼性重視のファイルシステム等の非リアルタイムデータと、リアルタイム性重視のリアルタイムデータとが、1枚のディスクに混在することになる。
又、より高密度なデータを記録する情報記録媒体では、温度などの環境変化に伴い記録条件および再生条件を最適に調整する(キャリブレーションと呼ぶ)必要がある。環境の変化があるのにキャリブレーションを実行しない場合、適正な記録マークを記録することはできないし、適正な記録マークから良好な再生信号を再生することもできない。
特開昭59−165207号公報 特公平5−6891号公報 ANSI T10/1545規格「Multimedia Commands − 4 (MMC−4)」の4.7節のReal−Time Stream Recording/Playback Model
しかしながら、上記で説明した従来の欠陥管理方式では、リアルタイムデータと非リアルタイムデータとが交互に記録されると、非リアルタイムデータに対しては欠陥管理による代替処理が適用されて、引き続くリアルタイムデータの処理の開始が遅延されるといった課題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、リアルタイムデータと非リアルタイムデータと混じって記録される場合においても、リアルタイム性とデータ信頼性をより高いレベルで両立させる欠陥管理方式を提供することを目的とする。
本発明の欠陥管理方法は、誤り個数がこれ以上であれば欠陥と判断する閾値である第1のレベルと、前記第1のレベルの誤り個数以上で且つ誤り訂正限界の誤り個数以下を閾値とする第2のレベルとの2つのレベルを持ち、(a)誤り個数が前記第2レベル以上の場合は交替処理を行うステップと、(b)誤り個数が前記第1レベル以上且つ前記第2レベル以下の場合は交替処理を保留するステップと、(c)前記保留した交替処理を再開するステップとを備える。
ここで、前記レベル2の誤り個数は誤り訂正限界の誤り個数に等しくしてもよい。
本発明の欠陥管理方法は、さらに、(d)リアルタイムデータの記録もしくは再生の要求があるか判断するステップを備え、前記ステップ(d)が要求なしと判断した場合に、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする。
本発明の欠陥管理方法は、さらに、(e)環境変化に伴うキャリブレーションの要求があるか判断するステップを備え、前記ステップ(e)が要求なしと判断した場合に、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする。
本発明の欠陥管理方法は、さらに、記録データを保持するバッファを備え、前記ステップ(b)は、交替処理を保留した欠陥へ記録しようとしたデータを前記バッファに退避させ、前記ステップ(c)は、前記バッファに退避したデータを用いて交替処理を行うことを特徴とする。
ここで、前記ステップ(c)は、交替処理を保留した欠陥から再生したデータを用いて交替処理を行ってもよい。
本発明の欠陥管理方法は、さらに、(f)交替処理を保留したことを示す欠陥管理情報を情報記録媒体へ書き込むステップと、(g)前記欠陥管理情報を読み出して、保留した交替処理があれば、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする。
本発明の情報記録媒体は、欠陥領域であるが誤り訂正可能であることを識別する情報を含み得る欠陥管理情報を備える。
本発明の欠陥管理方法によれば、非リアルタイムデータに対する欠陥領域であっても、ベリファイレベルから再生不能レベルの間、即ち再生可能な範囲であれば、交替処理は保留され、引き続くリアルタイムデータの処理の開始が遅延しない。
本発明の欠陥管理方法によれば、リアルタイムデータの処理が要求されていない間に、保留された交替処理が再開され、非リアルタイムデータのデータ信頼性が確保できる。
本発明の欠陥管理方法によれば、非リアルタイムデータに対する欠陥領域であっても、ベリファイレベルから再生不能レベルの間、即ち再生可能な範囲であれば、交替処理は保留され、要求されたキャリブレーションの処理を即座に実行できる。
本発明の欠陥管理方法によれば、キャリブレーションの処理が要求されていない間に、保留された交替処理が再開され、非リアルタイムデータのデータ信頼性が確保できる。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における光ディスクの誤りバイト数の出現頻度を示す図である。
光ディスクの生産工程で記録面に混入した不純物や、光ディスクの表面に付着した埃や指紋によって、データに誤りを起す箇所が光ディスク上に分布する。、多少の誤りが存在しても正しくデータが再生できるように、光ディスクに記録されるデータには誤り訂正コードが付加される。しかしながら、データに誤りを起す箇所が局所的に集中した場合には、付加された誤り訂正コードの訂正限界を超えて、正しくデータが再生できなくなる。この対策として、光ディスクには欠陥管理が導入されて、予め用意されたスペア領域に代替処理を行うことで、エラーフリーな蓄積媒体として振舞うことができる。通常、交替処理が適用される欠陥とは、媒体の経時劣化や装置間の性能バラツキや周囲環境の変動などのマージンを考慮して、再生限界よりも厳しい(許容する誤りバイト数が少ない)閾値によって判断される。従って、図1においては、網掛けされた部分が交替処理の対象となる。
さて、図1の網掛け部分の中で訂正限界と示したラインよりも下に位置する部分について考えると、前述したマージンを考慮しなければ、未だ正しくデータを再生できることが分かる。そこで、本発明においては、前述した訂正限界以下で且つ欠陥閾値以上の第2のレベルを定義する。例えば、交替しないまま長く放置しない、同一の装置で再生するといった条件を満たせば、少ないマージンでも十分なデータ再生を保証できる。つまり、交替対象の中で第2のレベルよりも上か下かによって、交替処理の優先度を切り替えることができれば、光ディスクおよび装置の利便性を向上させることができる。例えば、オーディオ・ビデオなどのストリームデータの記録再生処理や、周囲環境の変化に伴うキャリブレーション処理など、時間的にクリティカルな処理な要求がある場合、交替対象の中で第2のレベルより下の部位においては、時間的にクリティカルな処理が完了するまで、交替動作を保留することが望ましい。
図2は、本発明の実施の形態1における光ディスクの領域構成の一例を示す図である。円盤状のディスク媒体1には、スパイラル状に多数のトラック溝2が形成されており、各トラック溝2には細かく分けられた多数のブロック3が形成されている。ブロック3は、誤り訂正の単位であり、記録および再生動作が行われる最小の単位である。また、ディスク媒体1の領域は、リードイン領域4とデータ領域5とスペア領域6とリードアウト領域7に大別される。データの記録再生は基本的にデータ領域6に対して行われる。データ領域5において正常に記録再生できないブロック3は、スペア領域7のブロック3によって交替される。この場合、データの記録再生は交替に用いたスペア領域7に対して行われる。リードイン領域4とリードアウト領域7は、光ヘッド(図示せず)がデータ領域5もしくはスペア領域6の端へアクセスする場合に、光ヘッドがオーバーランしてもトラック溝2に追随できるようにのりしろとしての役割を果たす。また、リードイン領域4には、データ領域5のブロック3を交替するスペア領域6のブロック3の関係を示す欠陥リスト8が記録される。
図3は、本発明の実施の形態1における欠陥リスト8のデータ構造を示す図である。欠陥リスト8は、データ領域5のブロック3とスペア領域6のブロック3の1つの関係を示す欠陥エントリ9を必要な個数分だけ含む。ここで、#に続く番号がエントリ番号を示す。各々の欠陥エントリ9は、交替が保留されているか否かを示す保留状態10と、交替対象となるデータ領域5のブロック3の位置を示す欠陥位置11と、交替が保留されていない場合に交替先となるスペア領域6のブロック3の位置を示す交替位置12とから構成される。
交替が保留されている場合、交替先が割付済みの場合と、交替先が未割付の場合の2通りが考えられる。例えば、交替先が割付済みの場合は、交替位置12に、上記と同様に交替先となるスペア領域6のブロック3の位置を示す値が設定されていればよい。逆に、交替先が未割付の場合、交替位置12に、未割当を示す所定の値、例えば0、が設定されていればよい。
なお、保留状態10は、交替が保留されているか否かを示しさえすればよいので、1ビットのフラグで値1で保留を示してもよいし、複数ビットからなる数値として所定の値で保留を示してもよい。
ここで示した欠陥リスト8、欠陥エントリ9は一例であって、例えば保留状態10と欠陥位置11と交替位置12の配置関係が入れ替わるなど、自明な変更態様があっても構わない。
図4は、本発明の実施の形態1における光ディスク装置100の構成を示す。
光ディスク装置100は、上位制御装置(図示せず)にI/Oバス170を介して接続されている。上位制御装置は、典型的には、ホストコンピュータである。 光ディスク装置100は、上位制御装置からの命令を処理する命令処理部110と、ディスク媒体1への記録時の制御を行う記録制御部120と、ディスク媒体1からの再生時の制御を行う再生制御部130と、欠陥リスト8から再生した内容を格納する欠陥リストバッファ140と、記録及び再生データを一時的に格納するデータバッファ150と、欠陥管理の処理を行う欠陥管理処理部160とを機能的に備えている。
欠陥管理処理部160は、欠陥リスト8の内容を欠陥リストバッファ140に読み出す欠陥リスト読み出し部161と、欠陥リストバッファ140の内容を欠陥リスト8に書き込む欠陥リスト書き込み部162と、欠陥リストに従ってアクセス対象のブロック3の位置を求めるアドレス変換部163と、如何なる交替を実行するかに従って欠陥リストを更新する欠陥リスト更新部164と、保留されている交替に対して交替を実行する遅延交替実行部165とを含む。
次に、フローチャートを参照しながら、本発明の実施の形態1におけるディスク装置100の動作を説明する。
図5は、欠陥管理部160関連を中心に光ディスク装置100の全体動作を示すフローチャートである。欠陥リストの読み出し処理(ステップ504)が欠陥リスト読み出し部161に相当し、欠陥リストの書き込み処理(ステップ506)が欠陥リスト書き込み部162に相当し、アドレス変換処理(ステップ512)がアドレス変換部163に相当し、ステップ514〜516が欠陥リスト更新部164に相当し、遅延交替の実行(ステップ518)が遅延交替実行部165に相当する。なお、アドレス変換処理(ステップ512)と遅延交替の実行(ステップ518)については、別のフローチャートで詳細は後述する。
それまで、ディスク媒体1が無くて(ステップ501)、新たに光ディスク装置100に装着されると(ステップ502)、ディスク媒体1を回転させて光ピック(図示せず)のフォーカスやトラッキングなどの制御をしてディスク媒体1に対して記録および再生ができる状態へ立ち上げ(ステップ503)、リードイン領域4にある欠陥リスト8の内容を欠陥リストバッファ140に読み出す(ステップ504)。
既にディスク媒体1が装着されていて(ステップ501)、装置のイジェクトボタン(図示せず)の押下などによる排出要求がある場合(ステップ505)、欠陥リストバッファ140に何らかの変更があれば、その内容をリードイン領域4にある欠陥リスト8に書き込み(ステップ506)、光ピック(図示せず)のフォーカスやトラッキングやディスク媒体1の回転などの制御を止めてディスク媒体1を排出する(ステップ507)。
上位装置(図示せず)からリアルタイムデータの記録もしくは再生の要求や、以前にキャリブレーションした周囲環境から所定以上の変化を検出するなどの優先すべき処理がある場合(ステップ508)、それぞれに要求に従って、リアルタイム記録もしくは再生の処理(ステップ509)、回路などのキャリブレーションの処理(ステップ510)を行う。
上位装置(図示せず)から非リアルタイムの記録もしくは再生の要求があれば(ステップ511)、欠陥管理による交替を考慮したアドレスの変換処理(ステップ512)で求めたブロック3の記録もしくは再生処理を行う(ステップ513)。ここで、ステップ513の記録処理において、記録動作に引き続いて確認のための再生動作が行われる。一般に、この再生動作をベリファイ動作と呼ばれる。ステップ513における誤りバイト数によって分岐が行われ(ステップ514)、レベル2(図1の第2のレベル)以上の場合は即時に交替する欠陥として欠陥リスト8(欠陥リストバッファ上)に登録し(ステップ515)、レベル1(図1の第1のレベル)以上かつレベル2未満の場合は交替を保留する欠陥として欠陥リスト8(欠陥リストバッファ上)に登録する(ステップ516)。
上位装置(図示せず)から要求が無い場合(ステップ511)、交替が保留しているものがあれば(ステップ517)、保留していた交替を実行する(ステップ518)。
図6は、ステップ514〜516で示した欠陥リスト更新部164による欠陥リスト8の内容の遷移を示す図である。
図6(a)は、更新前の欠陥リスト8の内容を示し、4つの欠陥エントリ9を持ち、欠陥位置11に記されたD1からD4が、それぞれ交替位置12に記されたR1からR4に交替されていることを示す。
図6(b)は、図6(a)の状態からステップ515が行われた欠陥リスト8の内容を示す。保留状態10に交替を保留していないことを示す0、欠陥位置11に検出された欠陥の位置Dnew、交替位置11に新しく割り当てたスペアの位置Rnew、を設定した欠陥エントリ9が追加され、各欠陥エントリ9の欠陥位置11の昇順にソーティングされる。ここで、D2<Dnew<D3の大小関係とする。
図6(c)は、図6(a)の状態からステップ517が行われた欠陥リスト8の内容を示す。保留状態10に交替を保留していることを示す1、欠陥位置11に検出された欠陥の位置Dnew、交替位置11には割り当てスペアがないことを示す0、を設定した欠陥エントリ9が追加され、各欠陥エントリ9の欠陥位置11の昇順にソーティングされる。ここで、D2<Dnew<D3の大小関係とする。
なお、図6で示した欠陥リスト8の内容の遷移は一例である。例えば欠陥エントリ9のソーティング方法において、保留状態10を欠陥位置11の上位ビットとして扱ってもよい(この場合、図6(c)で追加される欠陥エントリ9は#5の位置になる)。又、交替を保留する場合であっても交替先を割り当ててもよい(この場合、図6(c)で追加される欠陥エントリ9の交替位置12はRnewになる)。さらに、交替が保留されていない欠陥エントリ9だけを持つものと、交替が保留されている欠陥エントリ9だけを持つものとを、それぞれ別個の欠陥リスト8として持ってもよい。又、ディスク媒体1が光ディスク装置100から取り出されたときには、保留された交替が無いように制御する(図5のステップ507よりも前に、保留されている全ての欠陥に対してステップ518を行う)のであれば、ディスク媒体1のリードイン領域4の欠陥リスト8の欠陥エントリ9には保留状態10がなくてもよい。この場合、ディスク媒体1が排出されるまでに、保留された交替が無くなるように、光ディスク装置100の内部だけで管理されていればよい。
図7は、アドレス変換処理(ステップ512)の詳細を示すフローチャートである。
記録もしくは再生の目的ブロックの位置が欠陥位置11と一致するものがあるか(ステップ702)、欠陥リスト8の全ての欠陥エントリ9をサーチする(ステップ701、705、706)。目的ブロックの位置が欠陥位置11と一致し(ステップ702)、保留状態10により交替が保留されていなければ(ステップ703)、目的ブロックの位置を交替位置12に変更する(ステップ704)。
ここで、欠陥エントリ9を逐次探索したが、二分岐探索してもよい。
図8は、遅延交替の実行(ステップ518)の詳細を示すフローチャートである。
交替保留されているものがあるか(ステップ802)、欠陥リスト8の全ての欠陥エントリ9をサーチする(ステップ801、806、807)。交替保留されているものがあれば(ステップ802)、欠陥位置11が示すブロックからデータを再生し(ステップ803)、交替位置11に新しく割り当てたスペアの位置を設定するとともに保留状態10をクリアし(ステップ804)、交替位置11が示すブロックへデータを記録する(ステップ805)。
ここで、一つの交替保留された欠陥エントリ9に対する処理をすれば、ループを抜けるようにしているが、ループの中で優先処理の有無の確認(図5のステップ508相当)を行うのであれば、優先処理が無い間はループし続けてもよい。
又、図6の説明でも触れたが、交替が保留されている欠陥エントリ9だけを持つ欠陥リスト8を別個に持つのであれば、その欠陥リスト8は全て交替保留なのでステップ802が不要になる。
さらに、図5のステップ516において、遅延交替とした欠陥リストに登録したブロックに対する記録データをデータバッファ150に保持しておけば、ステップ803の代わりに保持したデータを利用することができる。
以上から、本発明の実施の形態1によれば、欠陥の中でも誤りバイト数の多少により交替処理と時間的にクリティカルな処理との優先度を切り替えることができ、データの信頼性とリアルタイム性とを兼ね備えた光ディスク装置を提供できる。
又、本発明の実施の形態1によれば、交替が保留された情報をディスク媒体に記録し、再び装着したときに保留されていた交替を再開することにより、たとえ交替が保留されている間であっても、ユーザの排出要求に即座に応答できるため、装置の利便性を向上させることができる。
なお、本発明の説明において、各領域のレイアウトや、装置のブロック構成や、フローチャートで示されるアルゴリズムは一例であって、欠陥の中でも誤りバイト数の多少に応じて処理を切り替えるという、本発明の趣旨に一致する限り、どのようなデータ構造およびアルゴリズムであっても構わない。
そのような変更態様は、本発明の精神ならびに適用範囲から逸脱するものでなく、同業者にとって自明な変更態様は、本発明の請求の範囲に含まれるものとする。
リアルタイム性が要求されるストリームデータと、信頼性が要求される管理データとが、共に存在するディスク媒体に対して、両方を満足する装置が提供できる点で有用である。
又、より高密度化が進むディスク媒体において、環境変化に伴う記録条件もしくは再生条件の追随を優先的に行うことで、安定な動作を行う装置が提供できる点でも有用である。
本発明の実施の形態1における光ディスクの誤りバイト数の出現頻度を示す図 本発明の実施の形態1における光ディスクの領域構成図 本発明の実施の形態1における欠陥リスト8のデータ構造を示す図 本発明の実施の形態1における光ディスク装置100の構成図 欠陥管理部160関連を中心に光ディスク装置100の全体動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態1における欠陥リスト8の内容の遷移を示す図 本発明の実施の形態1におけるアドレス変換処理(ステップ512)の詳細を示すフローチャート 本発明の実施の形態1における遅延交替の実行(ステップ518)の詳細を示すフローチャート
符号の説明
1 ディスク媒体
2 トラック溝
3 ブロック
4 リードイン領域
5 データ領域
6 スペア領域
7 リードアウト領域
8 欠陥リスト
9 欠陥エントリ
10 保留状態
11 欠陥位置
12 交替位置
100 光ディスク装置
110 命令処理部
120 記録制御部
130 再生制御部
140 欠陥リストバッファ
150 データバッファ
160 欠陥管理処理部
161 欠陥リスト読み出し部
162 欠陥リスト書き込み部
163 アドレス変換部
164 欠陥リスト更新部
165 遅延交替実行部

Claims (8)

  1. 誤り個数がこれ以上であれば欠陥と判断する閾値である第1のレベルと、前記第1のレベルの誤り個数以上で且つ誤り訂正限界の誤り個数以下を閾値とする第2のレベルとの2つのレベルを持ち、
    (a)誤り個数が前記第2レベル以上の場合は交替処理を行うステップと、
    (b)誤り個数が前記第1レベル以上且つ前記第2レベル以下の場合は交替処理を保留するステップと、
    (c)前記保留した交替処理を再開するステップと、
    を備えたことを特徴とする欠陥管理方法。
  2. 前記レベル2の誤り個数は誤り訂正限界の誤り個数に等しいことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  3. さらに、(d)リアルタイムデータの記録もしくは再生の要求があるか判断するステップを備え、
    前記ステップ(d)が要求なしと判断した場合に、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  4. さらに、(e)環境変化に伴うキャリブレーションの要求があるか判断するステップを備え、
    前記ステップ(e)が要求なしと判断した場合に、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  5. さらに、記録データを保持するバッファを備え、
    前記ステップ(b)は、交替処理を保留した欠陥へ記録しようとしたデータを前記バッファに退避させ、
    前記ステップ(c)は、前記バッファに退避したデータを用いて交替処理を行うことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  6. 前記ステップ(c)は、交替処理を保留した欠陥から再生したデータを用いて交替処理を行うことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  7. さらに、(f)交替処理を保留したことを示す欠陥管理情報を情報記録媒体へ書き込むステップと、
    (g)前記欠陥管理情報を読み出して、保留した交替処理があれば、前記ステップ(c)を行うことを特徴とする請求項1記載の欠陥管理方法。
  8. 欠陥領域であるが誤り訂正可能であることを識別する情報を含みうる欠陥管理情報を備えた情報記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009122566A1 (ja) * 2008-04-01 2009-10-08 パイオニア株式会社 再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム

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