WO2004015705A1 - ディスク状情報記録媒体、その記録方法及び再生方法並びにその情報記録装置及び情報再生装置 - Google Patents

ディスク状情報記録媒体、その記録方法及び再生方法並びにその情報記録装置及び情報再生装置 Download PDF

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Tatsushi Bannai
Yoshiho Gotoh
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Definitions

  • the present invention relates to a disk-shaped information recording medium such as a rewritable optical disk for recording / reproducing real-time data such as video and audio, a recording / reproducing method, an information recording apparatus and an information reproducing apparatus.
  • DVD-RAM as an information recording medium for recording and reproducing real-time data such as video and audio data on a disk
  • a playback standard model as shown in Fig. 8A is defined in order to guarantee real-time playback of distant data on a disk
  • the access distance as shown in Fig. 8B is defined in the playback standard model.
  • An access performance model that defines the relationship between and the access time was set.
  • the playback standard model is created for the purpose of determining the conditions under which various types of playback devices can continuously play back real-time ⁇ data on an optical disc. According to the access performance model shown in Fig.
  • the data in the buffer memory 103 does not underflow during access and the reproduced video and audio are not interrupted in order to reproduce the real-time data on the standard playback model.
  • a data storage area is set in advance, and data is recorded by arranging real-time data in the set storage area. As described above, by recording data in a storage area satisfying the above-described access performance model, real-time data can be continuously reproduced at the time of subsequent reproduction substantially as set in the above-described standard reproduction model. Disclosure of the invention
  • the conventional access performance model shown in Fig. 8B divides the access range into several sections so that the access time is constant in each section or the access time is proportional to the distance.
  • the relationship between the actual access distance and the access time has a non-linear relationship, and in this conventional playback standard model, the actual access performance is set lower than the original access performance. Access time caused a large loss in access time.
  • the present invention has been made in view of the problems of the conventional recording / reproducing method, and aims to realize efficient real-time recording by improving the accuracy of setting an access performance model.
  • the playback standard model reads out real-time data from a disc-shaped information recording medium, a pickup, a buffer memory that temporarily holds the real-time data read out by pick-up, and reads out and processes real-time data from the buffer memory A decoding module.
  • the access performance of the standard reproduction model is given by the following equation.
  • T acc is an access time, which is the time required for the pickup to move from one area to another area
  • d N is the difference between the number of revolutions of the disc-shaped recording medium before and after the pick-up movement
  • T re V is the rotation waiting time at the access target position
  • A is a constant
  • B is a constant.
  • the recording method uses a plurality of logically continuous unused areas in the disc-shaped information recording medium.
  • a real-time file including real-time data is recorded on the disc-shaped information recording medium so that the real-time data is reproduced continuously.
  • An information recording device for recording is provided.
  • the playback standard model is a pickup that reads real-time data from a disk-shaped information recording medium, a buffer memory that temporarily holds real-time data read by the pickup, and a decoding module that reads and processes real-time data from the buffer memory.
  • the access performance of the standard reproduction model is given by the following equation.
  • T acc is an access time, which is the time required for the pickup to move from one area to another area
  • d N is the difference between the number of revolutions of the disc-shaped recording medium before and after the pick-up movement
  • T re V is the rotation waiting time at the access target position
  • A is a constant
  • B is a constant.
  • the recording device is an area that satisfies the real-time playback condition, which is a playback condition that does not cause an underflow during playback, based on the access performance of the playback standard model, from a plurality of logically continuous unused areas in the disc-shaped information recording medium.
  • the real-time data when reproducing real-time data in accordance with the reproduction standard model, the real-time data is reproduced from a disc-shaped information recording medium on which a real-time file containing the real-time data is recorded so that the real-time data is reproduced continuously.
  • a reproduction method for reproducing real-time data is provided.
  • the playback standard model reads out real-time data from a disc-shaped information recording medium and temporarily stores the real-time data read out by the pickup. And a decoding module for reading and processing real-time data from the buffer memory.
  • the access performance of the standard reproduction model is given by the following equation.
  • T acc is an access time that is the time required for the pickup to move from one area to another area
  • d N is the difference between the number of rotations of the disk-shaped recording medium before and after the movement of the pickup
  • T re V is the rotation waiting time at the access target position
  • A is a constant
  • B is a constant.
  • the reproducing method includes a step of reading real-time data from the disc-shaped information recording medium, a step of temporarily storing the read real-time data in a buffer memory, and a step of reading the real-time data stored in the buffer memory and decoding the data. And accessing the next real time data within the access time T acc after accessing one real time data.
  • a disc-shaped information recording medium on which a real-time file including the real-time data is recorded so that the real-time data is reproduced continuously.
  • an information reproducing apparatus for reproducing real-time data from the information reproducing apparatus.
  • the playback standard model is a pickup that reads real-time data from a disk-shaped information recording medium, a buffer memory that temporarily holds real-time data read by the pickup, and a decoding module that reads and processes real-time data from the buffer memory.
  • the access performance of the standard reproduction model is given by
  • T acc is the access time, which is the time required for the pickup to move from one area to another area
  • d N is the difference between the number of revolutions of the disc-shaped recording medium before and after the movement of the pickup
  • T re V is the rotation waiting time at the access target position
  • A is a constant
  • B is a constant
  • the information reproducing apparatus comprises: a data reproducing means for reading real-time data from a disc-shaped information recording medium; and a buffer for temporarily storing the read real-time data. And a decoder for reading and decoding real-time data stored in the buffer memory. After accessing one real-time data, the data reproducing means accesses and reproduces the next real-time data within the access time Tacc.
  • a disk-shaped information recording medium for recording a real-time file including the real-time data so that the real-time data is reproduced continuously when reproducing the real-time data in accordance with the reproduction standard model.
  • the playback standard model reads out real-time data from a disc-shaped information recording medium.Pickup, buffer memory that temporarily holds real-time data read out by pick-up, and decoding that reads out and processes real-time data from the buffer memory Module.
  • the access performance of the standard reproduction model is given by the following equation.
  • T acc is an access time, which is the time required for the pickup to move from one area to another area
  • d N is the difference between the number of revolutions of the disc-shaped recording medium before and after the pick-up movement
  • T re V is the rotation waiting time at the access target position
  • A is a constant
  • B is a constant.
  • Playback standard in multiple logically continuous unused areas in the disc-shaped information recording medium Real-time data in an area that satisfies the real-time playback condition that is a playback condition that does not cause underflow during playback determined based on the access performance of the model Is recorded.
  • an access performance model is set by using a characteristic of a spindle motor and a rotation waiting time, and By approximating the expression of access performance focusing on the difference between the spindle speeds before and after, accurate access operation of the drive can be easily estimated, and the effect of realizing reliable real-time recording can be obtained. can get.
  • FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a reproduction standard model of the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing the access performance of the reproduction standard model of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing the relationship between access time and spindle speed.
  • FIG. 2B is a diagram showing the relationship between access time and seek distance.
  • FIG. 3A is a diagram showing a physical format of a rewritable optical disc according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a data structure diagram showing a data area of the rewritable optical disk.
  • FIG. 4 is a data structure diagram showing an area configuration of the information recording medium.
  • FIG. 5 is a block diagram of the information recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • FIG. 6A is a diagram showing an area allocated for a real-time file by the recording method of the present invention (before real-time data recording).
  • FIG. 6B is a diagram showing an area allocated for a real-time file by the recording method of the present invention (after recording real-time data).
  • FIG. 7 is a diagram showing a transition of data in the buffer memory calculated by the recording method of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram showing a configuration of a conventional reproduction standard model.
  • FIG. 8B is a diagram showing the access performance of the conventional playback standard model. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1A is a diagram showing a reproduction standard model for determining real-time data arrangement conditions according to the present invention
  • FIG. 1B is a diagram showing its access performance.
  • data is read from the disk 101, the disk 101, the pickup 102, the buffer memory 103 for temporarily storing the read data, and the data transferred from the buffer memory 103.
  • It includes a decoding module 104 for decoding data.
  • Vin transfers data from disk 101 to buffer memory 103. This is the data rate when sending.
  • Vout is the data rate when data is transferred from the buffer memory 103 to the decoding module 104.
  • Vin is set to a value larger than the maximum data rate Vout of real-time data assumed in the application.
  • FIG. 1B is a diagram showing the relationship between the difference in the rotation speed of the spindle motor, that is, the difference in the disk rotation speed, and the access time when the pickup 102 of the reproduction standard model accesses.
  • the disk rotation speed is controlled by the CLV (ConstantLitenearVeLocity) method, and if the area to be accessed is different in the radial direction, the disk rotation speed will be different.
  • the disc rotation speed difference is a rotation speed difference before and after the pickup 102 moves from one area to another area.
  • the access performance model is set based on the relationship between the disc rotation speed difference and the access time based on the following equation (1) under the following assumptions.
  • a seek for moving the pickup 102 in the radial direction of the disk 101 is required. Further, as shown in FIG. 2A, the rotation of the spindle motor for rotating the disk is performed. It is also necessary to change the speed to the target speed.
  • coarse seek which moves the pickup up to a position near the target track
  • fine seek which finely adjusts the coarse seek and moves the pickup to the target track.
  • the time required for the coarse seek can be set sufficiently smaller than the time required for changing the rotation speed of the spindle motor, and the access time in the performance of the spindle motor used in the optical disk drive can be set. The time required for changing the spindle speed is dominant.
  • the motor torque Trq can be expressed by the following equation.
  • Tr q (N1-N2) ⁇ J / (d t ⁇ K j)
  • the access time Tacc can be formulated as the following equation (1).
  • Nl initial rotation speed
  • N2 target rotation speed
  • J disk inertia
  • Tr q motor tonolek
  • K j conversion constant
  • T rev average Rotation waiting time
  • A B: Constant.
  • Equation (1) When the force and the rotation waiting time T ree V are sufficiently small, the access time T ac c can be estimated linearly with respect to the disc rotation speed difference d N. From this, we assumed an access performance model as shown in Figure 1B. On the other hand, if the initial position and target position of the pickup are known, the rotational speed of the disk and the rotational speed difference can be uniquely obtained from the relationship with the linear velocity of the disk.
  • the source address is A1
  • the destination address is A2
  • the radius positions are r1, r2, and the radius at the location where the address is 0.
  • the addresses A 1 and A 2 are proportional to the area of the band, so that C is a constant and is expressed by the following equation.
  • A1 C ⁇ (%-r I 2 — ⁇ ⁇ r O 2 )
  • A2 C ⁇ ( ⁇ ⁇ r 2 2 one ⁇ ⁇ r O 2)
  • the equation (1) that is, the access performance model shown in FIG. 1B is established for any initial position and target position of the pickup.
  • d N becomes small and T rev becomes dominant.
  • Tr ev can be calculated according to the position of the pickup, the access performance can be accurately obtained.
  • the conventional access performance model shown in Fig. 8B divides the access range into several sections, and based on an approximate access time that is simply proportional to a certain access time or distance in each section. Because of the configuration, the access performance was set lower than the original access performance, causing a large loss in the actual access time.However, in the access performance model of the present invention, in the access performance model of the present invention, The access time can be obtained with high accuracy according to the actual access model.
  • the rewritable optical disk 101 has a read-in area 410 from the inner periphery and a DMA (Defect Management) for managing defective sectors on the disk.
  • t Area An area 402, a data area 420, and a read port area 412 are provided. Digital data is recorded in each area, and the digital data is managed in units called “sectors”.
  • the data area 420 includes a spare area 403 for replacing a defective sector.
  • the information area of the rewritable optical disc 101 is assigned a physical sector number for each physical sector from the inner circumference.
  • the area where user data can be recorded is defined as a volume space to which a logical sector number is assigned for each logical sector. From the information area, the unused area in the lead-in area 401, the DMA area 402, the spare area 403, the defective sector registered in the PDL (Primary Defective List) in the DMA, and the read area are read from the information area. Area except for the region 412.
  • a certification process is performed when the optical disc 101 is initialized.
  • the defective sector is registered in the PDL.
  • No logical sector number is assigned to a defective sector.
  • a defective sector detected during data recording is replaced with a spare area 403 and registered in an SDL (SecondAry Defectiv eList) in the DMA area 402.
  • FIG. 4 is a diagram showing a more detailed data structure of the rewritable optical disc in the present embodiment.
  • an information area 430 composed of physical sectors includes a lead-in area 401, a DMA area 402, a data area 420, and a lead-fat area 412.
  • a spare area 403 for alternately recording a defective sector or a defective block is arranged at the head of the data area 420, and a volume space is formed from the subsequent areas.
  • the already allocated areas 405, 407, 408, and 409 are areas in which data has already been recorded.
  • a defective ECC block 406 is formed between the real-time extent RT1 and the real-time extent RT2.
  • real-time extents RT 3, RT 4, and RT 5 are allocated
  • the defective ECC block 406 is a defective block detected during data recording, and the data that should be originally recorded in the defective ECC block is recorded in the spare area 403 instead.
  • an empty extent 410 and an unrecorded area 4111 are formed.
  • the real-time extents RT1 to RT5 are arranged so as to satisfy the conditions defined by the playback standard model having the specified access performance.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the information recording / reproducing device.
  • the operation of recording a real time file on the optical disc 101 by the information recording / reproducing apparatus will be described.
  • the information recording / reproducing device includes a system control unit 501, an IZO bus 506, an optical disk drive 507, a remote controller for inputting recording modes, etc., a mouse, a keyboard and other input devices 508, video and audio. It includes an encoder 509 for encoding a signal into audio 'video data (AV data), and a decoder 510 for decoding and outputting AV data.
  • AV data audio 'video data
  • the system control unit 501 is a recording mode setting unit 502, a memory for allocation parameters
  • the file system processing section 504 includes a playback mode notification section 541 and a data amount calculation section.
  • Time information calculation section 5 4 3 Time information calculation section 5 4 3, Unallocated area search section 5 4 4, Physical discontinuous position acquisition section 5 4 5, Data recording section 5 4 6, which controls data recording, and data reading And a data readout unit 547 for controlling the operation.
  • These means use the file system processing memory 505.
  • the memory for file system processing 505 is a memory for storing location information of an empty extent, a memory for storing time information, a memory for storing location information of a pre-allocated area, It includes a memory 554 for storing position information indicating physically discontinuous positions, a bitmap memory 555, and a data buffer memory 556.
  • the access standard of the optical disk drive 507, the recording rate at the time of data recording, and the data recording capability realized by the size of the data buffer memory 556 correspond to the reproduction standard model shown in FIGS. 1A and 1B. It satisfies the recording performance realized when using for recording.
  • the information recording / reproducing apparatus configured as described above performs a recording operation so as to satisfy the above-described reproduction standard model.
  • the data storage area empty extent Z real-time extent
  • the access performance model so that the data in the buffer memory 103 does not underflow during playback. Then, by recording data in the set area, it is possible to continuously reproduce real-time data at the time of subsequent data reproduction.
  • the recording mode and the recording time are instructed from the input device 508.
  • the recording mode setting section 502 includes a maximum transfer data rate Vout from the buffer memory 556 to the decoder 510, a read data rate Vin from the disk 101, a data size SR to be recorded, The buffer size B max and other various access times are determined and stored in the allocation parameter memory 503.
  • the maximum data rate Vout is a fixed value, and is set to a value that enables recording even when recording at that rate is continued.
  • Step 2 The physical discontinuity position acquisition unit 545 reports the position information of the defective sector or defect block registered in the PDL and SDL as the physical discontinuous position information on the disc 101 To the optical disk drive 5 ⁇ 7.
  • the physical discontinuous position information reported from the optical disk drive 507 is stored in the physical discontinuous sales position memory 554.
  • the unallocated area search unit 544 4 stores the position information of the unallocated area stored in the bitmap memory 555 and the physical discontinuous position stored in the physical discontinuous position memory 554. Using the information, the unallocated area on the disk that is physically continuous in ECC block units is searched as the pre-allocated area. The retrieved position information of the pre-allocated area is stored in the pre-allocated area memory 553. This search operation is performed until the total size of the searched pre-allocated area exceeds the data size SR.
  • FIG. 6A is a diagram showing an arrangement of a pre-allocated area obtained by searching for a physically continuous unallocated area in ECC block units by the above procedure. Pre-allocation areas A1 to A5 are allocated.
  • the time information calculation unit 543 uses the pre-allocated area position information stored in the pre-allocated area memory 553 and the various access times stored in the allocation parameter memory 503 to perform each pre-allocation.
  • the read time TR i (i corresponds to i of the area number A i of the pre-allocated area shown in FIG. 6A) when the area is read at the data rate Vin, and the access times T i, i between the pre-allocated areas +1 (access time between the pre-allocated areas A i and A i +1 shown in FIG. 6A).
  • the read times TR1 to TR5 are the times required to read the pre-allocated areas A1 to A5, respectively.
  • T 1,2 is a read delay time due to a defective ECC block.
  • T2,3, ⁇ 3,4, ⁇ 4,5 are the time required to access the pre-allocated areas A2 and A3, A3 and A4, and A4 and A5 respectively (access time) It is. These access times are obtained from the access performance of the playback standard model shown in Fig. 1B. The obtained access time T i, i + 1 is stored in the time information memory 552 together with the read time TR i.
  • Step 4 the data amount calculation unit 542 performs the following steps using the read time and access time held in the time information memory 552.
  • the amount of data in the buffer memory 556 at the end of reading the pre-allocated area is calculated.
  • FIG. 7 shows a change in the amount of data in the buffer memory 556 when data in the pre-allocated area is read. For example, at time t1 after reading the pre-allocated area A1, the data amount increases at a data rate of (Vin-Vout) during the period TR1.
  • Step 6 the amount of data in the buffer memory 556 at the start of reading the pre-allocated area is calculated. At time t2 before reading the pre-allocated area A2 in FIG. 7, the data amount decreases at the data rate of Vout in the periods Tl, 2.
  • Step 7 Check whether the total data amount calculated here becomes negative. If the value is negative, this access will cause the buffer to underflow and data will be interrupted. If not, return to the beginning of (Step 4).
  • pre-allocated areas A2 to A5 are calculated by repeating (Step 4) force (Step 6). During this time, since the data amount exceeds the allocation level BL in each of the sections TR3, TR4, and TR5 shown in Fig. 7, the pre-allocated areas A1 to A5 are sequentially assigned to the empty tents E as shown in Fig. 6A. Assigned as 1 to E5, and the location information is stored in the empty memory 551.
  • the empty extent is an area reserved for recording real-time data, but an area in which no data has been recorded yet. With the above steps, the area (Emptiers tents E1 to E5) in which real-time data can be recorded is obtained.
  • Step 8 Next, a procedure for recording data on the information recording medium will be described.
  • the video / audio data input to the information recording / reproducing device is encoded into AV data by the encoder 509 using a variable-length compression method, and is transferred to the data buffer memory 556.
  • the data recording unit 546 records the AV data in the already allocated empty extents E1 to E5.
  • each of the empty extents becomes a real-time extent. Since the empty extents E1 to E5 are allocated using a fixed value data rate Vout that can support the highest image quality and sound quality, when the recording of the AV data is completed, It is left unused. That is, Empteier The area of the stent E 5 where data is recorded is defined as a real-time extent RT 5. Also, out of the empty extent E5, at the end of the AV data to be recorded, AV data is not recorded only in a part of the ECC block, and the area is set to the empty extent 410, and AV data is recorded in ECC block units. The area that is not recorded is the unrecorded area 4 1 1. Next, the operation of reproducing the real-time file from the optical disk 101 by the information recording / reproducing apparatus will be described.
  • the data reading unit 547 reads real-time data from the optical disc 101.
  • the data readout unit 547 accesses one real-time data, reads out the next real-time data within the access time T ac c, and then reads out the data.
  • the read real-time data is temporarily stored in the buffer memory 556.
  • the real-time data stored in the buffer memory 556 is then decoded via a decoder 510 specified as a decoding module in the standard reproduction model, and video and audio are reproduced.
  • the real-time data arranged so as to satisfy the real-time reproduction condition satisfies the specified performance, thereby enabling continuous data reproduction.
  • the function of the embodiment of the present invention is realized by hardware. Alternatively, part or all of the processing may be performed by software of a microcomputer.
  • characteristic data such as constants A, B, and T rev in equation (1) relate to the basic performance of the optical disk drive 507. That is, the constant A includes the torque value T rq of the spindle motor, and this value depends on the access performance of the optical disk drive 507. Further, the average rotation waiting time T reV in the equation (1) has a different value depending on whether the recording / reproducing speed of the optical disk drive 507 is a standard speed, a double speed or higher. Further, the constant B is, for example, the time required to issue a command of the interface of the optical disc drive 507 or EC This is related to drive performance such as the time required for C decoding.
  • these characteristic data are previously stored in a non-illustrated non-volatile memory of the system control unit 501, and are read from the non-volatile memory when the apparatus and the system control unit 501 are started.
  • the formula (1) may be used to construct a reproduction standard model.
  • the constant A in the equation (1) includes the inertia J of the disk, and the value J of the inertia may vary depending on manufacturing tolerances of the disk.
  • the value is estimated from the following equation based on the time required at that time, a constant A is obtained based on the value, and a constant B is further obtained.
  • raw data such as constants A, B and Trev can be recorded in a specific area of the disc.
  • N instantaneous rotation speed during acceleration / deceleration
  • f (N) function of N.
  • the access time of the pickup should be estimated according to the trapezoidal speed profile consisting of the acceleration area at constant acceleration, the constant speed area, and the deceleration area at constant deceleration. May be possible.
  • An example For example, when the acceleration and deceleration are assumed to be 0.1 G and the constant speed is assumed to be 5 csec, the time required for the coarse seek becomes more dominant than the time required for the spindle lock in the access time.
  • the movement of the lens provided on the pickup may be estimated so as to move in a fixed time for each track, or every ten to several hundred tracks. It may be estimated to move in a certain time.
  • optical disk and the optical disk recording / reproducing apparatus and method of the present invention can easily estimate an accurate drive access operation, thereby realizing reliable real-time recording and recording real-time data such as optical video and audio.

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Description

JP2003/009859
1
明 細 書 ディスク状情報記録媒体、 その記録方法及び再生方法
並びにその情報記録装置及び情報再生装置 技術分野
本発明は、 映像や音声等のリアルタイムデータを記録 ·再生するための書換型 光ディスクなどのディスク状情報記録媒体と記録 ·再生方法及びその情報記録装 置と情報再生装置に関する。 背景技術
従来、 映像や音声などのリアルタイムデータをディスク上に記録 ·再生する情 報記録媒体として、 D VD— R AMがあり、 その一例が、 日本国特許第 3 1 7 1 5 8 4号に記載されている。 この従来例では、 ディスク上の離間したデータに対 するリアルタイム再生を保証するために、 図 8 Aに示すような再生標準モデルを 定義し、 その再生標準モデルに図 8 Bに示すようなアクセス距離とアクセス時間 との関係を規定するアクセス性能モデルを設定した。 ここで、 再生標準モデルは、 種々のタイプの再生機が光ディスク上のリアルタイム■データを再生しても連続 して再生が可能な条件を決める目的で作成されたものである。 再生標準モデル上 でリアルタイムデータを再生するために、 図 8 Bに示すアクセス性能モデルにし たがいバッファメモリ 1 0 3内のデータがアクセス中にアンダーフローを起こし て再生した映像や音声が途切れることのないようなデータの記憶領域を予め設定 し、 その設定した記憶領域にリアルタィムデータを配置することによりデータの 記録を行なう。 このように、 データの記録を上記のァクセス性能モデルを満たす 記憶領域に対して行うことにより、 その後再生時にはほぼ上記の標準再生モデル での設定通りにリアルタイムデータを連続的に再生できるようにする。 発明の開示
(発明が解決しようとする技術的課題） しかしながら、 この従来の記録-再生方法では、 再生標準モデルにおけるァク セス性能モデルの設定がアクセス距離と了クセス時間の実特性に対して必ずしも 精度の高レヽものでないために、 再生時にアクセスタイムのロスが生じてバッファ メモリ 1 0 3のデータがアンダーフローを起こすという課題があった。
即ち、 図 8 Bに示した従来のアクセス性能モデルは、 アクセスする範囲をいく つかの区間に分けて、 各区間でアクセス時間が一定となるように、 又は距離に比 例したアクセス時間となるように構成されていた。 し力 し、 実際のアクセス距離 とァクセス時間の関係は非線形な関係を有しており、 この従来の再生標準モデル では、 本来有しているアクセス性能に対して低めの設定となるため、 現実にァク セスした場合のアクセスタイムに大きなロスを生じていた。
(その解決方法）
本発明は、 従来の記録 ·再生方法の課題に鑑み、 アクセス性能モデルの設定の 一 精度を高めることで、 効率的なリアルタイム記録を実現することを目的とする。 本発明の第 1の態様において、 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを 再生する場合に、 リアルタイムデータが連続して再生されるようにリアルタイム データを含むリアルタィムフアイルをディスク状情報記録媒体に記録する記録方 法が提供される。
再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み出す ピックアップと、 ピックアツプにより読み出されたリアルタィムデータを一時的 に保持するバッファメモリと、 バッファメモリからリアルタィムデータを読み出 して処理する復号モジュールとを含む。 再生標準モデルのアクセス性能が次式で 与えられる。
T a c c =A · d N + T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数である。
記録方法は、 ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域 力 ら、 再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを 生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用 領域として検索するステップと、 その検索したデータ記録用領域にリアルタイム データを記録するステップとを含む。
本発明の第 2の態様において、 再生標準モデ こ従ってリア^/タイムデータを 再生する場合に、 リアルタィムデータが連続して再生されるようにリアルタイム データを含むリアルタイムフアイルをディスク状情報記録媒体に記録する情報記 録装置が提供される。
再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み出す ピックアップと、 ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的 に保持するバッファメモリと、 バッファメモリからリアルタイムデータを読み出 して処理する復号モジュールとを含む。 再生標準モデルのアクセス性能が次式で 与えられる。
T a c c =A · d N + T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数である。
記録装置は、 ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域 から、 再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを 生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域をデータ記録用 領域として検索する検索手段と、 その検索したデータ記録用領域にリアルタイム データを記録する記録手段とを備える。
本発明の第 3の態様において、 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを 再生する場合に、 リアルタイムデータが連続して再生されるようにリアルタイム データを含むリアルタィムフアイルが記録されたディスク状情報記録媒体からリ アルタイムデータを再生する再生方法が提供される。
再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み出す ピックアップと、 ピックアップにより読み出されたリアルタィムデータを一時的 に保持するバッファメモリと、 バッファメモリからリアルタイムデータを読み出 して処理する復号モジュールとを含む。 再生標準モデルのアクセス性能が次式で 与えられる。
T a c c =A · d N+ T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアツプが一の領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数である。
再生方法は、 ディスク状情報記録媒体からリアルタイムデータを読み出すステ ップと、 読み出されたリアルタイムデータをバッファメモリに一時格納するステ ップと、 バッファメモリに格納されたリアルタィムデータを読み出してデコーダ で復号するステップと、 一のリアルタイムデータをアクセス後、 アクセスタイム T a c c以内に次のリアルタイムデータをアクセスするステップとを含む。 本発明の第 4の態様において、 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを 再生する場合に、 リアルタイムデータが連続して再生されるように前記リアルタ ィムデータを含むリアルタィムフアイルが記録されたディスク状情報記録媒体か らリアルタイムデータを再生する情報再生装置が提供される。
再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み出す ピックアップと、 ピックアップにより読み出されたリアルタイムデータを一時的 に保持するバッファメモリと、 バッファメモリからリアルタイムデータを読み出 して処理する復号モジュールとを含む。 再生標準モデルのアクセス性能が次式で 与えられ、
T a c c =A · d N+ T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアツプがーの領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアップの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
情報再生装置は、 ディスク状情報記録媒体からリアルタイムデータを読み出す データ再生手段と、 その読み出されたリアルタイムデータを一時格納するバッフ ァメモリと、 バッファメモリに格納されたリアルタイムデータを読み出して復号 するデコーダとを備える。 データ再生手段は一のリアルタイムデータをアクセス 後、 アクセスタイム T a c c以内に次のリアルタイムデータをアクセスし、 再生 する。
本発明の第 5の態様において、 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを 再生する場合に、 リアルタイムデータが連続して再生されるように前記リアルタ ィムデータを含むリアルタィムフアイルを記録するディスク状情報記録媒体が提 供される。
再生標準モデルはディスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み出す ピックアップと、 ピックアツプにより読み出されたリアルタィムデータを一時的 に保持するバッファメモリと、 バッファメモリからリアルタイムデータを読み出 して処理する復号モジュールとを含む。 再生標準モデルのアクセス性能が次式で 与えられる。
T a c c =A · d N + T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数である。
ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域中の再生標準 モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアンダーフローを生じさせない再 生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域にリアルタイムデータが記録さ れている。
(従来技術より有効な効果）
本発明によれば、 ディスク状情報記録媒体の記録 ·再生方法及びその情報記録 装置と情報再生装置において、 アクセス性能モデルの設定に関し、 スピンドルモ ータの特性と回転待ち時間を用い、 ピックァップの移動前後のスピンドル回転数 差に注目してアクセス性能の式を近似することで、 正確なドライブのアクセス動 作を容易に見積ることができ、 確実なリアルタィム記録を実現するという効果が 得られる。 図面の簡単な説明
図 1 Aは、 本発明の再生標準モデルの構成を示す図である。
図 1 Bは、 本発明の再生標準モデルのアクセス性能を示す図である。
図 2 Aは、 アクセスタイムとスピンドル回転数の関係を示す図である。
図 2 Bは、 アクセスタイムとシーク距離の関係を示す図である。
図 3 Aは、 本発明の一実施形態の書換型光ディスクの物理的なフォーマツトを 示す図である。
図 3 Bは、 書換型光ディスクのデータ領域を示すデータ構造図である。
図 4は、 情報記録媒体の領域構成を示すデータ構造図である。
図 5は、 本発明の情報記録再生装置のプロック構成図である。
図 6 Aは、 本発明の記録方法によりリアルタイムファイルのために割り付けら れた領域を示す図である （リアルタイムデータ記録前） 。
図 6 Bは、 本発明の記録方法によりリアルタィムファイルのために割り付けら れた領域を示す図である （リアルタイムデータ記録後） 。
図 7は、 本発明の記録方法により計算されたバッファメモリ内のデータの推移 を示す図である。
図 8 Aは、 従来の再生標準モデルの構成を示す図である。
図 8 Bは、 従来の再生標準モデルのアクセス性能を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図 1 Aは本発明に係る、 リアルタイムデータの配置条件を決めるための再生標 準モデルを示す図であり、 図 1 Bはそのアクセス性能を示す図である。 図 1 Aに 示す再生標準モデルは、 ディスク 1 0 1、 ディスク 1 0 1からデータを読み出す ピックアップ 1 0 2、 読み出したデータを一時保存するバッファメモリ 1 0 3、 及びバッファメモリ 1 0 3より転送したデータを復号するための復号モジュール 1 0 4を含む。 V i nはディスク 1 0 1からバッファメモリ 1 0 3へデータを転 送する時のデータレートである。 Vo u tはバッファメモリ 103から復号モジ ユール 104へデータを転送する時のデータレートである。 V i nはアプリケー ションで想定されるリアルタイムデータの最大データレート Vo u tよりも大き な値に設置される。
図 1 Bは再生標準モデルのピックアップ 102がアクセスする時のスピンドル モータの回転数差すなわちディスク回転数差とアクセス時間の関係を示す図であ る。 本実施形態では C L V (Co n s t a n t L i n e a r Ve l o c i t y) 方式によりディスク回転数を制御しており、 アクセスする領域が半径方向に 異なる場合、 ディスク回転数が異なることになる。 図 1 Bにおいてディスク回転 数差とは、 ピックアップ 102がある領域から別の領域に移動するときの移動前 と移動後の回転数差のことである。 図 IBにおいては、 以下に示す前提において 後述の式 （1) に基づくディスク回転数差とアクセス時間の関係からアクセス性 能モデレが設定されて ヽる。
図 2 Bに示すようにピックアップ 102のアクセスのためには、 ピックアップ 102をディスク 101の半径方向に移動させるシークが必要であり、 さらに、 図 2 Aに示すようにディスクを回転させるスピンドルモータの回転数を目標回転 数に変化させることも必要になる。 シークには、 目標トラック近傍位置までピッ クアツプを移動させる粗シークと、 粗シーク後に微調整しピックアップを目標ト ラック上に移動させるファインシークとがある。 図 2 Bにおいて粗シークに要す る時間はスピンドルモータの回転数の変化に要する時間に比べて十分に小さく設 定することが可能であり、 光ディスク用ドライブで用いられるスピンドルモータ の性能におけるアクセスタイムは、 スピンドル回転数変ィ匕に要する時間が支配的 となる。
一般にモータのトルク T r qは次式で表せる。
Tr q= (N1-N2) ■ J/ (d t ■ K j )
J ：ディスクのイナーシャ、 d t ： スピンドル口ック時間、 K j ：換算定数、 N 1 ：移動前の回転数、 N2 ：移動後の回転数。
そこで、 スピンドル口ック時間が移動前後の回転数の差に比例することに注目 して、 アクセスタイム Taccは以下の式 （1) のように定式化することができる。 Tacc= (スピンドルロック時間） + (回転待ち時間） +その他の時間 = (N1-N2) ■ JZ (Trq■ Kj) + Trev+ B
= A■ dN+B (1)
伹し、 Nl ：初期回転数、 N2 ： 目標回転数、 dN :回転数差 （=N1— N 2) 、 J ：ディスクイナ一シャ、 Tr q :モータトノレク、 K j ：換算定数、 T r e v ：平均回転待ち時間、 A、 B：定数。
なお、 式 （1) において回転待ち時間 Tr e Vはスピンドルロック時間 A · d Nに比べて十分に小さい場合は省略することもできる。
式 （1) で示される関係式に具体的な数値を当てはめると以下のようになる。 即ち、 Nl = 3000 r pm、 N2=1000 r pm、 dN=2000 r pm、
J = 300 g f ■ cm ' cm、 T r q = 100 g f · cm、 Kj =9350とす ると、 A - dN=0. 641 s e cとなる。 一方、 目標回転数 N 2における平均 回転待ち時間 T r e v = 6 O/l 000/2 = 0. 03 s e cとなり、 スピンド ルロック時間 A · dNに比べて十分に小さな値となる。 さらに、 定数 B = 0. 1 とすると、 これらを合わせたアクセスタイムは T a c c = 0. 771 s e cとな る。
式 （1) 力 、 回転待ち時間 T r e Vが十分に小さい場合には、 アクセスタイ ム T a c cはディスクの回転数差 d Nに対して線形的に推定することができる。 このことから、 図 1Bに示すようなアクセス性能モデルを想定した。 一方、 ディ スクの回転数並びに回転数差は、 ピックアップの初期位置、 目標位置がわかると、 ディスクの線速度との関係から一意に求めることができる。
ある領域から別の領域へ移動する際の移動元のァドレスを A 1、 移動先のァド レスを A 2とし、 それぞれの半径位置を r 1、 r 2と、 アドレスが 0の場所での 半径位置を r 0とすると、 アドレス A 1、 A 2は帯状の面積に比例するので、 C を定数として次式で表される。
A1=C · (% - r I2— π · r O2)
A2 = C · (π · r 22一 π · r O2)
あるアドレスでの回転数はその半径に反比例するから、 Al、 A2の回転数を N 1， N2、 Dを定数として、 Nl=DZr 1、 N2=D/r 2となるので、 上 記の関係式を用いる事で、 ァドレスから回転数を求める事が出来る。
従って、 ピックアップの任意の初期位置と目標位置に対して式 （1 ) 、 即ち、 図 1 Bで示されるアクセス性能モデルが成り立つ。 なお、 アクセスの距離が小さ い場合、 d Nが小さくなり T r e vが支配的になる。 この場合、 T r e vはピッ クアップの位置に応じて算出できるので、 正確にアクセス性能を求めることがで さる。
図 8 Bに示した従来のアクセス性能モデルは、 アクセスする範囲をいくつかの 区間に分けて、 それぞれの区間で一定のアクセス時間もしくは距離に単純に比例 するような近似的なアクセス時間に基づいて構成されていたために、 本来有して いるアクセス性能に対して低めの設定となり、 実際のアクセスタイムにおいて大 きなロスを生じていたが、 本発明のアクセス性能モデルでは、 全てのアクセス領 域で実際のアクセスモデルに則つて精度高くアクセスタイムを求めることができ る。
次に、 図 1 Aに示した再生標準モデルにおいて、 データを読み出す場合は、 ッファメモリ 1 0 3内には、 V i n—V o u tのレートでデータが蓄積され、 ピ ックアップ 1 0 2が移動する場合は、 データの読み出しができないために、 V o u tのレートでバッファ内のデータが消費される。 この動作モデルに対し、 具体 的なアクセス時間の値を用いて、 再生標準モデルがリアルタイムデータを再生し た場合のバッファメモリ 1 0 3内のデータ量の推移を定量的に計算することがで きる。 従って、 再生標準モデルがリアルタイムデータを再生する時に、 バッファ メモリ 1 0 3内のデータがアンダーフローを起こさないようにディスク 1 0 1上 にデータの記録領域が配置されていれば、 リアルタイムデータを連続的に再生で きることになる。 このため、 データ記録時においては、 上記のアクセス性能モデ ル基いて、 リアルタイムデータが記録されるべき領域 （以下 「リアルタイムエタ ステント」 という。 ） の配置条件を規定する。
図 3 A、 図 3 Bを参照し、 本実施形態において用いる C L Vフォーマットの書 換型光ディスクの物理的なレイアウトを説明する。
図 3 Aにおいて、 書換型光ディスク 1 0 1は、 内周からリ一ドィン領域 4 0 1、 ディスク上の欠陥セクタを管理する DMA (D e f e c t M a n a g e m e nt t Ar e a) 領域 402、 データ領域 420、 リードァゥト領域 412を有す る。 各領域にはディジタルデータが記録され、 ディジタルデータは 「セクタ」 と 称する単位で管理される。 データ領域 420には、 欠陥セクタを代替処理するた めのスペア領域 403が含まれる。
図 3 Bに示すように、 書換型光ディスク 101の情報領域は、 内周より、 物理 セクタ毎に、 物理セクタ番号が付与される。 これに対し、 ユーザーデータが記録 可能な領域は、 論理セクタ毎に、 論理セクタ番号が付与されたボリューム空間と して定義される。 ボリューム空間は、 情報領域から、 リードイン領域 401、 D MA領域 402、 スペア領域 403中の未使用領域、 DMA中の PDL (P r i ma r y De f e c t i v e L i s t) に登録された欠陥セクタとリードア ゥト領域 412を除く空間である。
光ディスク 101の初期化時にサーティフアイ処理が行われる。 このサーティ フアイ処理により欠陥セクタが検出されると、 その欠陥セクタが PDLに登録さ れる。 欠陥セクタには論理セクタ番号が割り当てられない。 この場合、 セクタの 論理アドレスが連続していても、 物理的に不連続の領域を含むため、 この前後の 部分にわたって記録'再生する場合には、 シークを行う必要がある。 なお、 デー タの記録中に検出された欠陥セクタは、 スペア領域 403に代替され DMA領域 402中の SDL (S e c o n d a r y De f e c t i v e L i s t) に登 録される。
図 4は、 本実施形態における書換型光ディスクのさらに詳細なデータ構造を示 した図である。
図 4において、 物理セクタから構成される情報領域 430は、 リードイン領域 401、 DMA領域 402、 データ領域 420、 リードァゥト領域 412を含む。 データ領域 420の先頭には欠陥セクタ又は欠陥プロックを代替記録するための スペア領域 403が配置され、 後続する領域よりボリューム空間が形成されてい る。
データ領域 420において、 既割付領域 405、 407、 408、 409は既 にデータが記録されている領域である。 リアルタイムエクステント RT 1とリア ルタイムエクステント RT 2の間に欠陥 ECCブロック 406が形成されている。 また、 リアルタイムエクステント R T 3、 R T 4、 R T 5が既割付領域 4 0 7、
4 0 8、 4 0 9に続いてそれぞれ形成されている。 欠陥 E C Cプロック 4 0 6は、 データを記録中に検出された欠陥プロックであり、 本来その欠陥 E C Cプロック に記録されるべきデータはスペア領域 4 0 3中に代替記録されている。 リアルタ ィムエクステント R T 5の後にェンプティエクステント 4 1 0と未記録領域 4 1 1が形成されている。 ここで、 リアルタイムエクステント R T 1〜R T 5は、 所 定のアクセス性能をもつ再生標準モデルにより規定される条件を満たすように配 置される。
次に、 本発明の情報記録再生装置を説明する。 図 5に情報記録再生装置のプロ ック構成図を示す。 以下、 情報記録再生装置による光ディスク 1 0 1へのリアル タイムフアイルの記録動作を説明する。
情報記録再生装置は、 システム制御部 5 0 1、 I ZOバス 5 0 6、 光ディスク ドライブ 5 0 7、 記録モード等を入力するためのリモコン、 マウス、 キーボード 等の入力装置 5 0 8、 映像'音声信号をオーディオ'ビデオデータ （AVデー タ） に符号化するエンコーダ 5 0 9、 及び A Vデータを復号して出力するデコー ダ 5 1 0を含む。
システム制御部 5 0 1は、 記録モード設定部 5 0 2、 割付パラメータ用メモリ
5 0 3、 ファイルシステム処理部 5 0 4、 ファイルシステム処理用メモリ 5 0 5 からなる。
フアイルシステム処理部 5 0 4は、 再生モード通知部 5 4 1、 データ量計算部
5 4 2、 時間情報計算部 5 4 3、 未割付領域検索部 5 4 4、 物理的不連続位置取 得部 5 4 5、 データの記録を制御するデータ記録部 5 4 6、 及びデータの読出し を制御するデータ読み出し部 5 4 7を含む。 これらの手段はファイルシステム処 理用メモリ 5 0 5を利用する。
ファイルシステム処理用メモリ 5 0 5は、 ェンプティエクステントの位置情報 を格納するメモリ 5 5 1、 時間情報を格納するメモリ 5 5 2、 事前割付領域の位 置情報を格納するメモリ 5 5 3、 物理的に不連続な位置を示す位置情報を格納す るメモリ 5 5 4、 ビットマップ用メモリ 5 5 5及びデータ用バッファメモリ 5 5 6を含む。 光ディスクドライブ 5 0 7のアクセス†生能及びデータ記録時の記録レートとデ ータ用バッファメモリ 5 5 6のサイズにより実現されるデータ記録 能が、 図 1 A及び図 1 Bに示す再生標準モデルを記録に用いた時に実現される記録性能を満 たしている。
以上のように構成された情報記録再生装置は上記の再生標準モデルを満たすよ う記録動作を行なう。 再生標準モデルは、 再生時にバッファメモリ 1 0 3内のデ ータがアンダーフローをおこさないようにアクセス性能モデ こしたがつてデー タの記憶領域 （ェンプティエクステント Zリアルタイムエクステント） を予め設 定し、 その設定した領域にデータを記録することにより、 その後のデータ再生時 にリアルタイムデータの連続的な再生を可能とするものである。
以下に、 情報記録再生装置の動作を説明する。
(ステップ 1 ) 入力装置 5 0 8から記録モード及び記録時間が指示される。 記 録モード設定部 5 0 2は、 バッファメモリ 5 5 6からデコーダ 5 1 0への最大転 送データレート V o u t、 ディスク 1 0 1からの読み出しデータレート V i n、 記録すべきデータのサイズ S R、 ノ ッファサイズ B m a x、 その他の各種のァク セス時間を決定し、 それらを割付パラメータ用メモリ 5 0 3へ保持する。 ここで、 最大データレート V o u tは固定値であり、 そのレートでの記録が連続しても記 録可能となるような値に設定される。
(ステップ 2 ) 物理的不連続位置取得部 5 4 5は、 ディスク 1 0 1上の物理的 な不連続位置情報として、 P D Lと S D Lに登録された欠陥セクタや欠陥プロッ クの位置情報を報告するよう、 光ディスクドライブ 5◦ 7に対し指示する。 光デ イスクドライブ 5 0 7から報告された物理的な不連続位置情報は物理的不連売位 置用メモリ 5 5 4へ保持される。
未割付領域検索部 5 4 4は、 ビットマップ用メモリ 5 5 5に保持された未割付 領域の位置情報と、 物理的不連続位置用メモリ 5 5 4に保持された物理的な不連 続位置情報とを用いて、 E C Cブロック単位で物理的に連続したディスク上の未 割付領域を事前割付領域として検索する。 検索した事前割付領域の位置情報は、 事前割付領域用メモリ 5 5 3へ保存される。 この検索動作は検索した事前割付領 域の合計サイズがデ一タサイズ S Rを超えるまで実行される。 図 6 Aは、 上記のような手順によって ECCブロック単位で物理的に連続した 未割付領域を検索して得られた事前割付領域の配置を示す図である。 事前割付領 域 A 1〜A 5が割り付けられている。
(ステップ 3) 時間情報計算部 543は、 事前割付領域用メモリ 553に保存 された事前割付領域の位置情報と、 割付パラメータ用メモリ 503に保存された 各種のアクセス時間とを用いて、 各事前割付領域をデータレート V i nで読み出 す時の読み出し時間 T R i ( iは図 6 Aに示す事前割付領域の領域番号 A iの i に対応） と、 事前割付領域間のアクセス時間 T i， i +1 (図 6 Aに示す事前割 付領域 A iと A i + 1の間のアクセス時間） とを計算する。 図 6Aにおいて、 読 み出し時間 T R 1〜T R 5はそれぞれ事前割付領域 A 1〜A 5を読み出すのに要 する時間である。 また、 T 1,2は欠陥 EC Cプロックによる読み出し遅延時間で ある。 T2，3、 Τ3,4、 Τ4，5は、 事前割付領域 A 2と A 3、 A3と A4、 A4と A 5の間のそれぞれの既割付領域をアクセスするのに要する時間 （アクセス時 間） である。 これらのアクセス時間は、 図 1 Bに示した再生標準モデルのァクセ ス性能より求められる。 求められたアクセス時間 T i , i + 1は読出し時間 TR iとともに時間情報用メモリ 552に保持される。
(ステップ 4) 次に、 データ量計算部 542は時間情報用メモリ 552に保持 された読み出し時間とアクセス時間を用いて以下のステップの演算処理を行う。 まず事前割付領域の読み出し終了時のバッファメモリ 556内のデータ量を計 算する。 図 7は、 事前割付領域のデータを読み出した場合のバッファメモリ 55 6内のデータ量の推移を示したものである。 例えば、 事前割付領域 A 1を読み出 した後の時刻 t 1において、 データ量は期間 TR 1の間に （V i n—V o u t) のデータレートで増加している。
(ステップ 5) 計算した事前割付領域のトータルデータ量が、 ステップ 1で設 定したサイズ SRを超えるかどうかをチェックする。 SRを超えない場合、 さら に計算したトータルのデータ量が割付レベル BL (=Vo u t XTL、 TLは フルストロークアクセス時間) を超えるかどうかをチェックする。 バッファ内の データ量が B Lを超える場合は、 この事前割付領域の終端からディスク上のどの 領域にアクセスしてもアンダーフローを起こすことがない。 このため、 先頭の事 前割付領域から、 トータルのデータ量がサイズ S Rを超えず、 かつ割付レベル B Lを超える事前割付領域までが、 アンダーフローを起こさない領域として確定さ れ、 これらの領域をリアルタイムデータが記録可能なェンプティエクステントと して登録される。
(ステップ 6 ) 次に、 事前割付領域の読み出し開始時のバッファメモリ 5 5 6 内のデータ量を計算する。 図 7の事前割付領域 A 2を読み出す前の時刻 t 2にお いて、 データ量は期間 T l，2において V o u tのデータレートで減少する。
(ステップ 7 ) ここで計算したトータルデータ量がマイナスにならないかをチ エックする。 マイナスになった場合は、 このアクセスによりバッファがアンダー フローを起こし、 データが中断することを意味する。 マイナスにならない場合は、 (ステップ 4 ) の先頭に戻る。 図 6 Aにおいて、 事前割付領域 A 2〜A 5が （ス テツプ 4 ) 力 （ステップ 6 ) を繰り返すことにより計算される。 この間に図 7 に示した T R 3、 T R 4、 T R 5の各区間でデータ量が割り付けレベル B Lを超 えるので、 図 6 Aに示すように事前割付領域 A 1〜 A 5を順次ェンプテイエタス テント E 1〜E 5として割り付け、 ェンプティェクステント用メモリ 5 5 1にそ の位置情報を格納する。 ェンプティエクステントは、 リアルタイムデータの記録 のために予約された領域ではあるが、 未だデータが記録されていない領域である。 以上のステップで、 リアルタイムデータを記録可能な領域 (ェンプティェクス テント E 1〜E 5 ) が求められる。
(ステップ 8 ) 次に、 情報記録媒体にデータを記録する手順を説明する。 情報 記録再生装置に入力された映像 ·音声データがエンコーダ 5 0 9で AVデータに 可変長圧縮方式を用いて符号化されると共に、 データ用バッファメモリ 5 5 6に 転送される。 データ記録手段 5 4 6は、 既に割り付けたェンプティエクステント E 1〜E 5に AVデータを記録する。
図 6 Bに示すように、 ェンプティエクステントのそれぞれにデータが記録され ることにより、 ェンプティエクステントはそれぞれリアルタィムエクステントに なる。 ェンプティエクステント E 1〜E 5は、 最高の画質'音質に対応可能な固 定値のデータレート V o u tを用いて割り付けられているために、 AVデータの 記録完了時には、 その一部の領域が未使用状態で残される。 即ち、 ェンプテイエ タステント E 5のうち、 データの記録された領域をリアルタイムエクステント R T 5とする。 また、 ェンプティエクステント E 5のうち、 記録する AVデータの 終端で E C Cブロックの一部分のみに A Vデータが記録されなレ、領域をェンプテ ィエクステント 4 1 0とし、 E C Cブロック単位で A Vデータが記録されない領 域を未記録領域 4 1 1とする。 次に、 情報記録再生装置による光ディスク 1 0 1からのリアルタイムファイル の再生動作を説明する。
光ディスク 1 0 1にはリアルタイム再生条件を満たした領域にリアルタイムデ ータが記録されている。 データ読出し部 5 4 7は光ディスク 1 0 1からリアルタ ィムデータを読み出す。 データ読出し部 5 4 7は連続してリアルタイムデータを 読み出す際に、 一のリアルタイムデータをアクセス後、 アクセスタイム T a c c 以内に次のリア タイムデータへアクセスした後にそのデータを読み出す。 読み 出されたリアルタイムデータはバッファメモリ 5 5 6に一時的に格納される。 バ ッファメモリ 5 5 6に格納されたリアルタィムデータはその後、 再生標準モデル において復号モジュールとして規定されるデコーダ 5 1 0を経由して復号され、 映像と音声が再生される。 リアルタイム再生条件を満たすように配置されたリア ルタイム^"タは、 規定された性能を満たすので、 連続したデータ再生を可能と する。 なお、 本発明の実施形態の機能はハードウェアで実現しても良いが、 その一部 または全体の処理をマイコンのソフトウェアで実施しても良い。
また、 式 （1 ) における定数 A、 B、 T r e vといった特性データは、 光ディ スクドライブ 5 0 7の基本 '性能に関わるものである。 即ち、 定数 Aは、 スピンド ルモータのトルク値 T r qを含んでおり、 この値は、 光ディスクドライブ 5 0 7 のアクセス性能に依存する。 また、 式 （1 ) における平均回転待ち時間 T r e V は、 光ディスクドライブ 5 0 7の記録■再生速度が標準速か 2倍速かあるいはそ れ以上かというドライブ性能によって異なる値となる。 さらに定数 Bは、 例えば、 光ディスクドライブ 5 0 7のインタフェースのコマンド発行に要する時間や E C Cデコードに要する時間などのドライブ性能に関わるものである。 これらの特性 データを、 例えば、 システム制御部 5 0 1の図示しない不揮発性メモリに予め記 憶しておいて、 装置ならびにシステム制御部 5 0 1を起動した際に、 前記不揮発 性メモリから読み取って、 式 （1 ) の演算を行って再生標準モデルを構築しても よい。
なお、 式 （1 ) における定数 Aは、 ディスクのイナーシャ Jを含んでおり、 こ のイナ一シャの値 Jは、 ディスクの製造公差等によって値がばらつくことがある ので、 記録 ·再生装置にディスクを揷入した際などにディスクを予め決められた トルク値で回転させて、 その時に要した時間に基づいて以下の式からその値を推 定し、 それに基づいて定数 Aを求め、 さらに定数 Bについても予め推定し、 これ らの特性データをシステム制御部 5 0 1の図示しない不揮発性メモリに記憶して おくこともできる。
J = d t ■ K j · Τ r q / (N 1一 N 2 )
なお、 定数 A、 Bや T r e vといった特' I"生データをディスクのある特定のエリ ァに記録しておくこともできる。
また、 上記の特性データに基いてデータ記録された光ディスクを再生する際に、 これらの特性データを光ディスクから読み取って、 記録再生装置がその光ディス クドライブの性能に対応して予め保持している特性データ値と比較して、 デイス クから読み取った特性データの方がドライブ性能を上回る場合は、 リアルタイム 再生ができないという警告を出すようにしてもよい。 所定のアクセスタイムでァ クセスできないことによってアンダーフローが発生する恐れがあるからである。 なお、 式 （1 ) の導出において、 少なくとも、 スピンドルモータの加速、 減速 の制御方式などの詳細な項目は省略して考えたが、 正確には、 次式で考えてもよ く、 これによってより高精度にモデノレ化することができる。
T a c c =A - d N + B + f (N)
但し、 N：加速'減速時の瞬時回転数、 f (N) ： Nの関数。
なお、 図 2 Bに示した粗シークにおいて、 ピックアップの移動を一定加速度で の加速領域と、 一定速度領域と、 一定減速度での減速領域からなる台形状の速度 プロフアイノレに従って、 アクセスタイムを見積もることができる場合がある。 例 えば、 加速度及ぴ減速度を 0 . 1 G、 一定速度を 5 c s e cとして考えた場 合は、 アクセスタイムにおいてスピンドル口ックに要する時間よりも粗シークに 要する時間の方が支配的になる。
なお、 図 2 Bに示したファインシークにおいて、 ピックアップ上に設けたレン ズの移動をトラック毎に一定の時間で移動するように見積もってもよいし、 また トラック数十本から数百本毎に一定の時間で移動するように見積もってもよい。 産業上の利用可能性
本発明の光ディスク並びに光ディスクの記録 ·再生装置及び方法は、 正確なド ライブのアクセス動作を容易に見積ることができるため、 確実なリアルタイム記 録を実現でき、 光映像や音声等のリアルタイムデータを記録■再生するための書 換型光ディスクを記録 ·再生する方法及び装置に適用できる。 本発明は、 特定の実施形態について説明されてきたが、 当業者にとっては他の 多くの変形例、 修正、 他の利用が明らかである。 それゆえ、 本発明は、 ここでの 特定の開示に限定されず、 添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。
なお、 本出願は 13本国特許出願、 特願 2 0 0 2— 2 3 1 3 8 5号 （2 0 0 2年 8月 8日提出） に関連し、 それらの内容は参照することにより本文中に取り入れ られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、 リアルタ ィムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアルタ ィムフアイルをディスク状情報記録媒体に記録する記録方法であつて、
前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを読み出すピックアップと、 該ピックアツプにより読み出されたリアルタィム データを一時的に保持するバッファメモリと、 該バッファメモリからリアルタイ ムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、 前記再生標準モデルの アクセス性能が次式で与えられ、
T a c c =A - d N + T r e v + B
ここで、 T a c cはピックアツプがーの領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
前記記録方法は、 前記ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未 使用領域から、 前記再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアン ダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域を データ記録用領域として検索するステップと、 その検索したデータ記録用領域に リアルタィムデータを記録するステツプとを含むことを特徴とするディスク状情 報記録媒体の記録方法。
2. 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、 リアルタ ィムデータが連続して再生されるように前記リアルタィムデータを含むリアルタ ィムフアイルをディスク状情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、 前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを読み出すピックアップと、 該ピックアップにより読み出されたリアルタイム データを一時的に保持するバッファメモリと、 該バッファメモリからリアルタイ ムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、 前記再生標準モデルの アクセス性能が次式で与えられ、
T a c c = A - d N + T r e v + B ,
ここで、 T a c cはピックアツプがーの領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアップの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
前記記録装置は、 前記ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未 使用領域から、 前記再生標準モデルのアクセス性能に基いて定まる再生時にアン ダーフローを生じさせない再生条件であるリアルタイム再生条件を満たす領域を データ記録用領域として検索する検索手段と、 その検索したデータ記録用領域に リアルタイムデータを記録する記録手段とを備えることを特徴とする情報記録装
3 . 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、 リアルタ ィムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアルタ ィムフアイルが記録されたディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデータ を再生する再生方法であって、
前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを読み出すピックアップと、 該ピックアップにより読み出されたリアルタィム データを一時的に保持するバッファメモリと、 該バッファメモリからリアルタイ ムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、 前記再生標準モデルの アクセス性能が次式で与えられ、
T a c c =A - d N + T r e v + B
ここで、 T a c cはピックアップが一の領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアップの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
前記再生方法は、 前記デイスク状情報記録媒体からリアルタィムデータを読み 出すステップと、 読み出されたリアルタイムデータを前記バッファメモリに一時 格納するステツプと、 該バッファメモリに格納されたリアルタィムデータを読み 出してデコーダで復号するステップと、 一のリアルタイムデータをアクセス後、 前記アクセスタイム T a c c以内に次のリアルタイムデータをアクセスするステ ップとを含むことを特徴とするディスク状情報記録媒体の再生方法。
4 . 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、 リアル タイムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアル タイムフアイルが記録されたディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを再生する情報再生装置であって、
前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを読み出すピックアップと、 該ピックアップにより読み出されたリアルタイム データを一時的に保持するバッファメモリと、 該バッファメモリからリアルタイ ムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、 前記再生標準モデルの ァクセス性能が次式で与えられ、
T a c c =A - d N + T r e v + B N
ここで、 T a c cはピックアツプがーの領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックァップの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
前記情報再生装置は、 前記ディスク状情報記録媒体からリアルタイムデータを 読み出すデータ再生手段と、 その読み出されたリアルタイムデータを一時格納す るバッファメモリと、 該バッファメモリに格納されたリアルタィムデータを読み 出して復号するデコーダとを備え、 前記データ再生手段は一のリアルタイムデー タをアクセス後、 前記アクセスタイム T a c c以内に次のリアルタイムデータを アクセスし、 再生する、 ことを特徴とする情報再生装置。
5 . 再生標準モデルに従ってリアルタイムデータを再生する場合に、 リアルタ ィムデータが連続して再生されるように前記リアルタイムデータを含むリアルタ ィムフアイルを記録するディスク状情報記録媒体であつて、 前記再生標準モデルは前記ディスク状情報記録媒体から前記リアルタィムデー タを読み出すピックアップと、 該ピックアップにより読み出されたリアルタイム データを一時的に保持するバッファメモリと、 該バッファメモリからリアルタィ ムデータを読み出して処理する復号モジュールとを含み、 前記再生標準モデルの アクセス性能が次式で与えられ、
T a c c =A · d N + T r e v + B、
ここで、 T a c cはピックアツプがーの領域から他の領域へ移動するのに要する 時間であるアクセスタイム、 d Nはピックアツプの移動前と移動後におけるディ スク状記録媒体の回転数差、 T r e Vはアクセス目標位置での回転待ち時間、 A は定数、 Bは定数であり、
前記ディスク状情報記録媒体内の複数の論理的に連続した未使用領域中の M 再生標準モデルのアクセス性能に基レ、て定まる再生時にアンダーフローを生じさ せない再生条件であるリアルタィム再生条件を満たす領域に、 前記リアルタィム データが記録されていることを特徴とするディスク状情報記録媒体。
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