CN100416662C - 用于以可变密度写入数据的光盘记录器 - Google Patents

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Abstract

一种光盘记录装置在具有圆形光道的光盘上工作，所述光盘被从最内圆形光道到最外圆形光道临时写有指引信号，用以得到光盘的恒定线速度，并以不同的线密度沿着圆形光道将数据记录在光盘的不同的环形区上。这种装置的光盘驱动部分转动光盘，同时从旋转的光盘顺次读出的指引信号与预定的基准时钟信号同步，从而保持顺次光道的恒定线速度。时钟产生部分以不同的比率倍增或分频基准时钟信号，以产生与光盘的不同环形区域相应的不同写入时钟信号。数据记录部分与不同写入时钟信号同步地工作，用以按不同的线密度沿着圆形光道将数据记录在不同的环形区域上。

Description

用于以可变密度写入数据的光盘记录器
技术领域
本发明涉及一种光盘记录方法和一种光盘记录设备，能够以不同于所用光盘标准技术规范的记录密度记录数据。
本发明还涉及光盘记录方法和光盘记录设备，用于在诸如CD-R、CD-RW、CD-WO、MD、DVD等光盘上记录信息。具体地说，本发明涉及一种光盘记录方法和光盘记录设备，用于将记录区域分成多个记录区，并以不同的线密度在每个记录区中记录数据。
背景技术
在制造记录光盘的过程中，预先形成槽，称作预制槽，所述光盘适应于诸如CD-R(可记录的CD盘)、CD-RW(可擦写的CD盘)等CD(小型盘)的规格。所述预制槽摆动(蛇行)。摆动频率按照被称为ATIP(在预制槽中的绝对时间)的绝对位置信息受到FM调制。本说明书中的“位置”可以包括时间的含义。记录过程中，从光学拾像器的光电检测回程信号中剔除摆动信号。使该摆动信号受到FM解调，以复制ATIP信息。使用ATIP信息检测光盘上的绝对位置。由测得的绝对位置信息给出内容信息(给出的待记录信息)，所述绝对位置信息与作为记录用的子码的ATIP信息相应。在节目区域中的每个位置记录子码的绝对时间信息，所述绝对时间信息具有与相应位置处的ATIP信息同样的内容。在数据再现过程，从再现信息中包含的子码信息解码绝对位置信息，以检测光盘上的绝对位置。
在适应于DVD(数字多用途光盘)的规格，如DVD-R(可记录的DVD)、DVD-RW(可擦写的DVD)等可记录光盘的光盘制作过程中，也预先形成预制槽。这种预制槽按特定的摆动频率摆动。在所述光盘制作过程中，在相邻预制槽之间的地带上，预先形成预制的凹坑。每个预制凹坑包含被称为ATIP的绝对位置信息。记录过程中，从光学拾像器的光电检测回程信号中剔除预制凹坑信号。由预制凹坑信号解码ATIP信息。使用ATIP信息检测光盘上的绝对位置。由作为子码的绝对位置信息给出被记录的信息，所述子码与被测得的记录用的绝对位置信息相应。在节目区域中的每个位置记录子码的绝对时间信息，所述绝对时间信息具有与相应位置处的ATIP信息同样的内容。在数据再现过程，从再现信息中包含的子码信息解码绝对位置信息，以检测光盘上的绝对位置。
普通记录方法根据光盘的规格预先确定数据记录密度。这种记录密度是不能改变的。因此，为了保证高密度记录或低密度高质量记录，无法改变光盘自身的光道间距或基准线速度。现有的光盘不能采用与记录规格不同的数据记录密度。
一般地说，用于在CD-R盘和CD-RW盘上记录数据的系统采用不变的线密度，以提高数据记录的容量。为此，使用摆动信号作为控制信号，以保证恒定的线密度，并预先使摆动信号与光道交迭，所述光道从光盘上的最内圈到最外圈形成螺旋线状。图7是表示普通光盘记录装置结构的示意方框图，该光盘处于恒定线速度控制下，以进行恒定线密度记录。主轴电机(SPM)102旋转驱动光盘101。通过拾像器103从光盘101读出摆动信号，并被送至PLL/摆动信号解码器104。还给PLL/摆动信号解码器104提供基准时钟发生器106根据来自石英振荡器105的振荡输出所产生的基准时钟(基准CLK)。PLL/摆动信号解码器104通过旋转控制器107控制主轴电机(SPM)102的旋转，使摆动信号或指引信号与所述基准时钟同步。因而，使光盘101受到控制，以恒定的线速度转动。
分频器/倍频器108以固定的比率D分频或倍频所述基准时钟，产生一个EFM时钟(EFM-CLK)，其频率比基准时钟高D倍。EFM/CD编码器109使拟按照EFM时钟被记录成特定记录格式的数据编码。写入对策电路110按照EFM时钟从已编码的数据产生记录数据。借助拾像器103的激光辐照，以恒定的密度将这种记录数据写入光盘101上。
近些年来，记录介质，如CD-R、CD-WR等以低廉的价格是适用的，而且随着它的广泛使用以及制作这些介质的技术的改进，正在成为记录介质的主流。以DVD为例，其明显的优点在于，正在开发激光用于拾像和其它数据记录和再现的基本方法。通过将一种改进的基本记录方法应用于廉价的适用介质，增加了附加的需求，比如在保持与现有标准兼容性的同时，有更高的记录密度，而且可靠性也提高。
发明内容
考虑到上述问题得出本发明。于是，本发明的第一方面提供一种光盘记录方法和一种光盘记录装置，能够采用与所要用的光盘规格不同的数据记录密度。
考虑到上述问题得出本发明。于是，本发明的第二方面提供一种光盘记录系统和再现系统，能够用不同的线密度，在最初为以恒定的线密度记录数据而设计的光盘上实行多项独立的记录操作。
考虑到上述问题得出本发明。于是，本发明的第三方面提供一种光盘记录方法和光盘记录装置，光盘由该种记录方法记录数据，能够用不同的线密度，在为以恒定的线密度记录数据而同样设计的光盘上连续实行多项独立的记录操作。
按照本发明的第一方面，一种光盘记录方法将内容信息记录在可记录光盘的光道上，所述光盘预先按特定的格式以沿着光道顺次进行的位置信息或时间信息的形式记录有第一指引信息。本光盘记录方法以按与光盘上预先记录的位置信息或时间信息之前进速率不同的前进速率顺次进行的位置信息或时间信息的形式，提供具有第二指引信息的内容信息。按照这种光盘记录方法，所述内容信息附带被提供以位置信息或时间信息，这些信息按与光盘上预先记录的位置信息或时间信息的前进速率不同的前进速率顺次进行。由于这样，就能够以与所要用的光盘的规格不同的记录密度记录信息，并可给出高密度记录和低密度高质量的记录。
按位置信息或时间信息形式附于所述内容信息上的第二指引信息可以被设计成，以光盘上预先记录的位置信息或时间信息形式，按关于第一指引信息的前进速率被规定的速度换算因子进行。在这种情况下，当所述特定速度换算因子大于1时，可以实现高密度记录。特别是当所述特定速度换算因子为整数时，能够顺次地进行，并在按所述整数等分光盘上预先记录的位置信息或时间信息的单元段所得到的每个单元段处记录位置信息或时间信息。这使记录的控制很容易。相反，所述特定速度换算因子小于1时，可以实现低密度高质量的记录。特别是当所述特定速度换算因子为整数的倒数时，能够顺次地进行，并在按所述整数倍增光盘上预先记录的位置信息或时间信息的单元段所得到的每个单元段处记录位置信息或时间信息。这使记录的控制很容易。
本发明的光盘装置可将由顺次进行的位置信息或时间信息所提供的任何内容信息记录在可记录光盘的光道上，其中，按规定的格式，预先沿着光道记录所述顺次进行的位置信息或时间信息。所述光盘装置包括：数据传送电路，用于按一定的传送速率传送内容信息，其中按与光盘中预先记录的位置信息或时间信息不同的前进速率记录附于所述内容信息上的位置信息或时间信息；还包括激光驱动器，用于通过根据所传送的信息调制激光束，将数据记录在光盘上。
本发明的光盘装置可将由顺次进行的位置信息或时间信息所提供的任何内容信息记录在可记录光盘的光道上，其中，按规定的格式，预先沿着光道记录所述顺次进行的位置信息或时间信息。所述光盘装置包括：位置信息/时间信息解调电路，用于从光学拾像器的光电检测返程信号中解调预先记录在光盘上的位置信息或时间信息；数据传送电路，用于按一定的传送速率传送内容信息，其中，附于所述内容信息上的位置信息或时间信息相对于被解调的位置信息或时间信息的前进速率，按特定速度的换算因子进行；还包括激光驱动器，用于通过根据所传送的内容信息调整激光束，将数据记录在光盘上。
本发明的光盘装置可将由顺次进行的位置信息或时间信息所提供的任何内容信息记录在可记录光盘的光道上，其中，按规定的格式，预先沿着光道记录所述顺次进行的位置信息或时间信息。所述光盘装置包括：旋转伺服电路，用于从光学拾像器的光电检测返程信号中检测光盘的摆动信号或与光盘摆动信号相应的信号，还用于控制主轴电机的旋转，使信号变成特定的频率；位置信息/时间信息解调电路，用于从光学拾像器的光电检测返程信号中解调预先记录在光盘上的位置信息或时间信息；数据传送电路，用于按一定的传送速率传送内容信息，其中，附于所述内容信息上的位置信息或时间信息相对于被解调的位置信息或时间信息的前进速率，按特定速度的换算因子进行；还包括激光驱动器，用于通过根据所传送的内容信息调制激光束，将数据记录在光盘上。
在比如CD-R盘和CD-WR盘等CD标准光盘的情况下，根据频率调制，以光盘摆动的形式记录预先记录在光盘上的位置信息或时间信息，如ATIP信息。在比如DVD-R盘和DVD-WR盘等DVD标准光盘的情况下，ATIP信息是作为预制凹坑记录在平坦部分(槽脊)上或所述槽(沟)中的。在MD(迷你盘)标准光盘(磁光盘)情况下，按照频率调制以盘摆动形式记录所谓ADIP(预制槽中的地址)。在光盘制作过程中，按照不会被随后记录的内容信息擦除的格式记录这些类型的ATIP信息和ADIP信息。
按照本发明的第二方面，一种光盘记录系统，利用光盘，以不变的线密度，从最内的圆周到最外的圆周连续记录指引信号或线密度控制信号，以保证数据的记录线密度；所述系统把所述光盘的记录区域分成多个记录区，并用不同的线密度将数据记录在所述多个记录区中。所述系统包括：旋转驱动装置，用于以恒定的线速度按转动的方式驱动光盘，使从光盘读出的线密度控制信号与规定的基准时钟同步；写入时钟发生装置，用于通过倍频或分频所述基准时钟产生写入时钟，或者根据对光盘的各个记录区按不同的速率从光盘读出的线密度控制信号产生时钟；记录装置，用于按照由写入时钟发生装置产生的写入时钟，将数据记录在光盘上。
本发明按每个记录区改变基准时钟的分频/倍频比率，同时，根据线密度控制信号控制光盘具有恒定的线速度。可以按不同的数据记录线密度，对光盘实施多个独立的记录操作。
例如，本发明使得能够沿着光盘的内圆周区以按照CD标准规定的线密度记录数据，还能够沿着光盘的外圆周区以比内圆周区更高的线密度记录数据。在这种情况下，当用普通光盘再现装置再现时，可以无误地再现内圆周侧的数据。能够再现高密度记录光盘的专用再现装置可以再现内外环形区的所有信息，因而，与现有技术相比，还能够增加记录容量。此外，通过对多个记录区各以特定的所需线密度记录数据，能够使光盘的可靠性提高。
本发明的光盘再现系统再现光盘的数据；所述光盘被分成多个记录区，并用不同的线密度在多个记录区中记录数据。这种系统包括：旋转驱动装置，用于以恒定的转速驱动光盘转动；操作装置，用于关于光盘上的再现点反复获得信息，以及在规定的时间间隔关于与所述再现点相应的数据的记录线密度获得信息，并用于根据这些所得到的信息和光盘的转速，对规定的时间间隔重复计算再现时钟频率；还包括再现装置，用于通过使用由操作装置所算得的再现时钟频率，作为一个固定的范围，再现光盘上所记录的数据。
本发明的第三方面，一种光盘记录方法，利用光盘，以不变的线密度，从最内圈到最外圈连续记录指引信号或线密度控制信号，以规定数据的记录线密度；所述方法还把所述光盘的记录区域分成多个记录区，并用不同的线密度将数据记录在所述多个记录区中，其中，通过逐渐改变光盘上相邻记录区之间的记录线密度而记录数据。
设计本发明的方法以记录数据，使光盘上相邻记录区之间的记录线密度逐渐改变。相应地，就能够以不同的记录线密度，将数据连续地记录在多个记录区上，而无需临时停止操作。这就排除了搜寻操作或设定操作，同时也速度记录的时间，减少记录的步骤数。
按照本发明的一种优选实施方式，将光盘上的记录区域分成沿着内圆周的第一区和沿着外圆周的第二区。第一区以第一线密度作为标准密度记录数据。第二区以第二线密度作为比标准密度高的密度记录数据。在这种情况下，第一区和第二区每个都从各区的起始部分顺次设置导入区、程序区和导出区，并记录数据，使得在第一区中导出区的起始部分与第二区中导入区的终了部分之间，记录线密度从第一记录线密度逐渐改变成第二记录线密度。特别是最好将数据记录成，使得在第一区中导出区的起始部分与终了部分之间，记录线密度从第一记录线密度逐渐改变成第二记录线密度。如果在数据再现过程中，相反的检测将再现位置从第二区移到第一区，则上述记录能够有平稳的信号再现，从而能够复归至正确的位置。
本发明的光盘根据上述记录方法记录数据。另外，本发明的光盘记录装置，利用光盘，以不变的线密度，由最内圈到最外圈以线密度控制信号连续记录，以规定数据的记录线密度；所述光盘还把所述光盘的记录区域分成多个记录区，并用不同的线密度将数据记录在所述多个记录区中。所述装置包括：旋转驱动装置，用于驱动光盘转动；拾像器，用于读取光盘的线密度控制信号，并用于将数据记录于光盘上；写入时钟发生装置，用于根据经所述拾像器获得的线密度控制信号记录数据；记录控制装置，用于按照所述写入时钟发生装置产生的写入时钟，借助所述拾像器将数据记录在光盘上；以及线密度控制装置，用于相对于所述光盘的转速控制写入时钟的比特速率，使记录数据的线密度在光盘上的相邻区域之间逐渐改变。
作为线密度控制装置，最好能够控制所述旋转驱动装置，并改变光盘的转速，以使记录数据的线密度在光盘上的相邻区域之间逐渐改变。另外，它最好还能控制写入时钟发生装置，并改变写入时钟的比特速率，以使记录数据的线密度在光盘上的相邻区域之间逐渐改变。
附图说明
图1是表示本发明光盘记录装置第一实施例的系统结构方框图；
图2表示在图1所示光盘举例装置中，光盘上的ATIP时间信息与子码的绝对时间信息之间关系的举例；
图3是表示本发明第一实施例光盘记录装置的结构方框图；
图4是表示由上述装置处理的光盘上各记录区和记录线密度的平面图；
图5是表示上述装置中EFM时钟/比特率发生器结构的方框图；
图6是用于从由上述装置记录有数据的光盘上再现数据的光盘再现装置的方框图；
图7是表示普通光盘记录装置结构的方框图；
图8是表示本发明第三实施例光盘记录装置结构的方框图；
图9是表示从由上述装置记录有数据的光盘上各记录区和记录线密度的平面图；
图10(a)-10(c)表示上述光盘上的径向位置、光道间距、摆动线速度和数据线密度之间的关系；
图11是表示本发明一种改型的实施例的光盘记录装置结构的方框图；
图12(a)-12(d)示例地图示上述光盘上记录线密度的转变区域；
图13(a)和13(b)是说明上述转变区域一个举例的示意图；
图14表示普通光盘上的径向位置与数据线密度之间的关系。
具体实施方式
以下说明本发明的第一实施例。下面描述的情况中将本发明用于记录和再现CD-R盘和CD-RW盘上数据的光盘装置(CD-R/RW)。图1绘出所示光学装置的系统结构。光盘驱动装置10与主计算机(未示出)连接。光盘12是CD-R盘或CD-RW盘。在光盘12的记录表面上形成摆动预制槽。摆动信号按照ATIP信息受到频率调制。
主轴电机14使光盘12旋转。从光学拾像器16辐射激光束18，用以记录和再现信息。在记录期间，从光学拾像器16输出来自每个光电检测元件的光电检测返程信号，并经前置放大器20将其输入至矩阵电路21。矩阵电路21处理来自每个光电检测元件的光电检测返程信号，并输出跟踪误差信号、聚焦误差信号和主信号(所有主光束检测的信号的总和信号)。对于这些信号，所述跟踪误差信号被用于跟踪伺服，并将其提供给旋转伺服电路22。在旋转伺服电路22中，FM解调电路24FM解调来自前置放大器20的输出信号，以取出一个二相信号，并将其送至二相解调电路25。
二相解调电路25二相解调所述二相信号，以取出一个ATIP信号和一个二相时钟(与光盘摆动信号相应的信号)。该二相时钟被输入至相位比较器26的一个输入端。从石英振荡器28输出一个具有特定频率的时钟信号，然后在分频器30中按特定的分频比率将其分频，并将其输入至相位比较器26的另一个输入端。相位比较器26输出与所述两个输入之间的相位差相应的误差信号。电机驱动器32响应该误差信号驱动主轴电机14。根据上述控制回路，主轴电机14的转速受到PLL控制，使所述二相时钟的相位被锁定于驱动器30的输出信号。当光盘12按标准线速度(1倍速度)旋转，并按标准记录密度(1倍密度)记录信息时，摆动信号的频率被特别设定为22.05kHz。与此同时，将二相时钟的频率特别设定为6.3kHz。在这种情况下，分频器30的分频比率被设定为6.3k/fo，以便输出6.3kHz的信号。因此，加给旋转伺服，使得摆动信号的频率成为22.05kHz，并使二相时钟的频率成为6.3kHz。把在二相解调电路25中被解调的ATIP信息加给控制电路34(微机)。于是，控制电路34就可以实时确定激光束18在记录期间所追踪的绝对位置。
记录期间，控制电路34产生与测得的ATIP信息相应的绝对时间信息或第一指引信息，按与绝对时间信息相同的速率处理的相对时间信息。在数据传送电路36中，子码生成电路38根据控制电路34中产生的信息生成子码。调制电路40将所述子码信息和第二指引信息附加于程序信息或内容信息上，程序信息或内容信息是从主计算机按与该主计算机规定的记录线速度换算因子和记录密度换算因子相应的传送速率提供的。调制电路40EFM调制这种信息，接着按与所规定的记录线速度换算因子和记录密度换算因子相应的传送速率输出CD格式的比特流。在对策电路42中关于时间轴调制该信号，并输入给激光驱动器44。与该信号(内容信息)相应，激光驱动器驱动光学拾像器中的激光源(激光二极管)，并调制记录信息用的激光束18。于是，将所述信息记录在光盘12上。
在数字化电路46中使数据再现被数字化，并且在解调电路48中EFM解调和子码解调，以便再现程序信息和子码信息的过程中，从矩阵电路21输出主信号。所述程序信息被传送给主计算机。所述子码被提供给控制电路34。根据所述子码信息中包含的绝对位置信息，控制电路34快速保持激光束18在再现期间所追踪的绝对位置的光道。所述再现操作不使用在二相解调电路25中解调的ATIP信息。再现过程中的旋转控制使得可以用从被再现之EFM信号产生的再现时钟为基础的PLL控制(未示出)代替以二相时钟为基础的PLL控制。
记录期间，控制电路34根据所述规定的记录线速度换算因子和记录密度换算因子，可变地设定各分频器30、50和52的分频比率Z、Y和X。VCO(电压控制振荡器)54输出一个时钟信号。在分频器50中对这个信号分频，并将之输入至相位比较器56的一个输入端。将一个二相时钟输入至相位比较器56的另一个输入端。相位比较器56输出该二输入之间的误差信号。此相位误差信号驱动VCO54。控制VCO54的振荡频率，使分频器50的输出信息的相位与所述二相时钟相符。在分频器52中对VCO54的振荡时钟分频，并将其加给调制电路40，用作调制的基准时钟。如果为了记录而改变所述记录密度换算因子，则这种变化只影响每单位光道长度的数据记录密度，而不会影响内容信息的内容。
下面叙述在将内容信息记录在光盘12的程序区时，设定图1中部分A到E的频率，设定分频器52、50和30的分频比率X、Y和Z，以及设定其它程序的举例。
(1)1倍密度记录
表1列出用于在1倍速(默认线速度)、2倍速和4倍速等多种记录速度下，实行1倍密度(默认记录密度)记录的设定举例。
[表1]
  1倍速记录   2倍速记录   4倍速记录
  A(Hz)   6.3k   12.6k   25.2k
  B(Hz)   6.3k   12.6k   25.2k
  C(Hz)   6.3k   12.6k   25.2k
  D(Hz)   345M   345M   345M
  E(Hz)   8.6M   17.2M   34.5M
  X(＝E/D)   1/40   1/20   1/10
  Y(＝C/D)   6.3k/345M   12.6k/345M   25.2k/345M
  Z(＝B/fo)   6.3k/fo   12.6k/fo   25.2k/fo
  旋转控制基准   二相时钟   二相时钟   二相时钟
  记录线密度(m/sec)   1.2   2.4   4.8
  记录线性传送速率(MHz)(1/信道位周期)   4.3218   8.6436   17.2872
控制电路34产生按与测得的ATIP信息相同的速度倍率进行的子码绝对时间信息和子码相对时间信息。光盘12上的程序区内的每个光道位置和点储存具有与图2(a)中ATIP信息相同内容的图2(b)中的子码绝对位置信息。
(2)1倍速可变密度记录(默认线速度和可变数据传送速率)
表2列出具有与表1所示同样规格的光盘上内容信息的设定举例，使用内容信息所用的默认线速度、可变传送速率，和具有1.5倍密度、2倍密度、4倍密度和1/2倍密度的可变记录密度。
[表2]
  1.5倍密度记录   2倍密度记录   4倍密度记录   1/2倍密度记录
  A(Hz)   6.3k   6.3k   6.3k   6.3k
  B(Hz)   6.3k   6.3k   6.3k   6.3k
  C(Hz)   6.3k   6.3k   6.3k   6.3k
  D(Hz)   345M   345M   345M   345M
  E(Hz)   12.9M   17.2M   34.5M   4.3M
  X(＝E/D)   1/27   1/20   1/10   1/80
  Y(＝C/D)   6.3k/345M   6.3k/345M   6.3k/345M   6.3k/345M
  Z(＝B/fo)   6.3k/fo   6.3k/fo   6.3k/fo   6.3k/fo
  旋转控制基准   二相时钟   二相时钟   二相时钟   二相时钟
  记录线密度(m/sec)   1.2   1.2   1.2   1.2
  记录线性传送速率(MHz)(1/信道位周期)   6.4827   8.6436   17.2872   2.1609
根据测得的具有第一前进速率的ATIP信息，控制电路34产生子码绝对时间信息和子码相对时间信息，它们按第二前进速率或与记录密度换算因子相应的速度换算因子进行。相应于表2(a)中的ATIP信息，光盘12上的程序区中的每个光道位置，在1.5倍密度记录期间，记录有如图2(c)所示按1.5倍速进行的绝对时间信息；在2倍密度记录期间，记录有如图2(d)所示按2倍速进行的绝对时间信息；在4倍密度记录期间，记录有如图2(e)所示按4倍速进行的绝对时间信息；以及在1/2倍密度记录期间，记录有如图2(f)所示按1/2倍速进行的绝对时间信息。
(3)1倍速可变密度记录(可变线速度和默认数据传送速率)
表3列出具有与表1所示同样规格的光盘上内容信息的设定举例，使用内容信息所用的默认传送速率、可变线速度(1倍速)，和具有1.5倍密度、2倍密度、4倍密度和1/2倍密度的记录密度。
[表3]
  1.5倍密度记录   2倍密度记录   4倍密度记录   1/2倍密度记录
  A(Hz)   4.2k   3.15k   1.58k   12.6k
  B(Hz)   4.2k   3.15k   1.58k   12.6k
  C(Hz)   4.2k   3.15k   1.58k   12.6k
  D(Hz)   345M   345M   345M   345M
  E(Hz)   8.6M   8.6M   8.6M   8.6M
  X(＝E/D)   1/40   1/40   1/40   1/40
  Y(＝C/D)   4.2k/345M   3.15k/345M   1.58k/345M   12.6k/345M
  Z(＝B/fo)   4.2k/fo   3.15k/fo   1.58k/fo   12.6k/fo
  旋转控制基准   二相时钟   二相时钟   二相时钟   二相时钟
  记录线密度(m/sec)   0.8   0.6   0.3   2.4
  记录线性传送速率(MHz)(1/信道位周期)   4.3218   4.3218   4.3218   4.3218
相对于测得的ATIP信息，控制电路34产生子码绝对时间信息和子码相对时间信息，它们按与记录密度换算因子相应的速度换算因子进行。相应于表2(a)中的ATIP信息，光盘12上的程序区中的每个光道位置，在1.5倍密度记录期间，记录有如图2(c)所示按1.5倍速进行的绝对时间信息；在2倍密度记录期间，记录有如图2(d)所示按2倍速进行的绝对时间信息；在4倍密度记录期间，记录有如图2(e)所示按4倍速进行的绝对时间信息；以及在1/2倍密度记录期间，记录有如图2(f)所示按1/2倍速进行的绝对时间信息。
表4列出当再现按默认线速度以上述记录密度换算因子记录的光盘时的各个参数。
[表4]
  1.5倍密度记录   1倍密度记录   2倍密度记录   4倍密度记录   1/2倍密度记录
  旋转控制基准   再现时钟   再现时钟   再现时钟   再现时钟   再现时钟
  再现线速度(m/sec)   0.8   1.2   0.6   0.3   2.4
  再现信息传送速率(MHz)   4.3218   4.3218   4.3218   4.3218   4.3218
  最大容量(兆字节)   975   650   1300   2600   325
  最大再现时间(min)   111   74   148   296   37
上述例(2)和(3)说明了1倍速可变密度记录。通过改变记录线速度换算因子，能够给出对2倍速可变密度记录、4倍速可变密度记录等的设定。上述实施例描述了本发明对在CD标准光盘上信息记录的应用。本发明可被用于在诸如DVD-RW等DVD标准光盘、MD标准光盘(磁光盘)以及各种标准的其它光盘上记录。上述实施例描述了将本发明应用于与计算机相连的光盘。本发明还可用于不受操作系统控制的光盘记录装置，如CD录音机。
以下将参照附图进一步详细描述本发明的第二实施例。图3是表示本发明第二实施例光盘记录装置主体结构的方框图。
光盘101在记录区域中从最内圈到最外圈设有连续的螺旋形光道或基本上为圆形的光道。线密度控制信号或指引信号与这些光道交迭，以保证数据的记录线密度为恒定值。本例中的线密度控制信号是包含ATIP(在预制槽中的绝对时间)时间码作为绝对时间信息的摆动信号。当主轴电机(SPM)102转动光盘101时，经拾像器103，从光盘101读出所述摆动信号或指引信号，并将其送至PLL/摆动信号解码器104。基准时钟发生器106根据石英振荡器105的振荡输出产生恒定的基准时钟信号(基准CLK)。PLL/摆动信号解码器104接收此基准时钟，并经旋转控制器107控制主轴电机102的转动，使摆动信号与该基准时钟同步。于是，光盘101受到控制，在恒定的线速度下转动。另外，PLL/摆动信号解码器104从摆动信号所包含的ATIP时间码中取出ATIP时钟(ATIP-CLK)。
EFM(8到14调制)时钟/比特率发生器(EFM-CLK/BR-GEN)100以给定比率N分频/倍频以基准时钟或ATIP时钟形式给出的恒定时钟信号，并产生一个具有给定之比特率的EFM时钟(EFM-CLK)。EFM/CD编码器109按照这个EFM时钟对拟被记录成特定格式的数据编码。写入对策电路110从所述按照EFM时钟编码的数据产生记录数据。利用来自拾像器103的激光辐射，以基于所述EFM时钟或写入时钟的线密度将这个记录数据写入光盘101。
图4表示以所述光盘记录装置记录有数据的光盘101。在该光盘上的整个记录区域，按恒定的线密度写入摆动信号。本例中，通过把时钟/比特率发生器100中设定的比率N改变为N1，沿着内圈在第一记录区A1实行第一记录操作。通过把时钟/比特率发生器100中设定的比率N改变为N2，沿着外圈在第一记录区A2实行第二记录操作。相应地，以N1倍的线密度将数据记录在记录区N1中，并以N2倍的线密度将数据记录在记录区N2中。假设N1是1倍，N2是M倍，则以基于一般的CD标准的线密度，沿内圈将数据记录在记录区A1中。以比正常值N高M倍的较高线密度，沿外圈将数据记录在记录区A2中。结果，在维持一定程度的互换性的同时，使数据以较高的记录密度被记录。与关于每个区域A1、A2的初始位置信息一起，使关于记录区域A1和A2中的数据的记录线密度信息被记录于光盘101上的TOC(信息表)中。
当记录数据时，用户可以设定比率N。另外，最好将光盘101的面积分成多个环形区域，以检测光盘101上沿径向的记录点，并自动选择对与每个记录点相应的数据的记录线密度。
图5是示例EFM时钟/比特率发生器100详细结构的方框图。分频器111对石英振荡器105中产生的基准时钟分频。选择器112在被分频的时钟与ATIP时钟之间变换。当选择ATIP时钟并将其用作基准时，EFM时钟可以在一个偏心盘上追踪。当选择石英振荡器105的输出并将其用作基准时，能够很容易使记录装置系统稳定化。例如，在记录之前的起动期间，选择石英振荡器105的输出，然后再选择ATIP时钟。在分频器113中，使选择器112中选择的时钟被分频，然后再将其输入至相位比较器114的一个输入端。相位比较器114的误差输出被提供作为对VCO(控制电压振荡器)115的控制电压。在分频器116中对VCO115的输出分频，并将其反馈至相位比较器114的另一输入端。在分频器117中按照所需的比率N对VCO115的输出分频。分频器117产生的输出作为EFM时钟或写入时钟。
给定基准时钟为33.8688MHz，并使光盘101按8倍速旋转，则ATIP时钟成为3.15KHz×8＝25.2KHz。当把分频器111设定为1344分频时，分频器111输出一侧的基准时钟也成为25.2KHz。给定将分频器113设定为1分频，则VCO115按276.5952MHz振荡，同时，将分频器116设定为10976分频，则分频器116的输出成为276.5952MHz/10976＝25.2KHz。VCO115被控制在25.2KHz的相位比较条件下。当在分频器117中比率N是8分频和4分频时，则按如下的比特率提供EFM时钟。
(1)8分频
276.5952MHz/8＝4.3218MHz×8：1倍密度(通常规格)。
(2)4分频
276.5952MHz/4＝4.3218MHz×16：2倍密度(通常规格)。
VCO115按259.308MHz振荡，并将分频器116设定为10,290分频，以产生259.308MHz/10290＝25.2KHz。在分频器117中，将VCO115的输出设定为5分频(N＝5)，从而，使EFM时钟能够像下面这样记录在8倍速光盘101上。
259.308MHz/5＝4.3218MHz×12：1.5倍密度。
图6是表示用于从光盘101再现数据的光盘再现装置结构的方框图，所述光盘101以对每个记录区为不同的线密度记录数据。
响应主轴电机(SPM)121的转动，产生来自霍尔器件的霍尔信号(FG)，所述主轴电机转动驱动光盘101。FG旋转控制器122控制(加速或减速)该主轴电机121，并以恒定的转速CAV控制光盘101，使霍尔信号(FG)保持预定的频率。按照比如被写入光盘101的TOC的信息，MPU123得到拟再现之数据块的地址信息，和关于该数据块的记录线密度信息。进给控制器124将拾像器125移至所述拟再现之数据块的地址。径向位置信息(FEED SCALE-进给标度)指示拾像器125关于光盘101径向的位置。收到这个信息的同时，MPU123根据CAV转速和所述径向位置计算当前的线速度。根据该线速度和所述记录线密度，MPU123计算拟由拾像器125测得的被记录的EFM数据的再现时钟频率。相对于正常记录线密度A而言，给定再现时钟频率为B，以N倍线密度(N×A)记录的EFM数据给出再现时钟频率为B×N。
MPU123设定所计算的再现时钟频率作为PLL/EFM解码器126的PLL中心频率(锁定范围)。PLL/EFM解码器126接收再现的EFM信号，并将一个PLL反馈加给所收到的EFM信号，用以得出再现时钟。PLL/EFM解码器126利用这个得到的再现时钟，用于解码所收到的EFM信号。在CIRC(CrossInterleaved Reed-Solomon Code-交叉插入里德-索洛蒙码)解码器127中，使在PLL/EFM解码器126中被解码的信号进一步被解码。在给定的时间间隔，本装置重复检测拾像器125在光盘上的径向位置，计算光盘的线密度，并设定中心频率。
新加给这个再现装置的是以MPU123中的记录线密度线性和EFM数据再现时钟频率为基础的再现速度计算程序。对于其余各部分而言，系统利用几乎相同的普通光盘再现装置，并能够再现具有多个线密度各不相同之记录区的光盘的数据。
如上所述，按照本发明的第二方面，在根据线密度控制信号以恒定的线速度控制光盘的同时，所发明的装置根据每个记录区域改变对于基准时钟分频/倍频的比率。给出一种有益的效果，即在光盘上以不同的数据记录线密度进行多个独立的记录操作。
接下去给出对于本发明第三方面的描述。近些年来，记录介质，如CD-R、CD-RW等适用于低价情况，而且正在成为记录介质的主流，同时被规范使用，并改进这些介质的制造技术。以DVD为例，其显著的优点是发展了将激光用于拾像器以及数据记录和再现的其它基本技术。如果使光盘线密度均等地增大或者使光道的间距部分或全部变窄，则会出现一个问题，即这样的光盘不能为普通再现装置所辨认，所述普通再现装置只支持标准的或默认的再现密度。通过将一种改进的基本记录技术应用于廉价的适用介质，就能够通过维持与现存标准的兼容性，而给出更高的记录密度。
例如，在图14所示的“同时两对话区(2-session-at-once)”光盘上，第一“对话区”Vol.1对应内周区，由标准的或默认的密度记录。第二“对话区”Vol.2对应外周区，以1.5倍密度记录。这就能够在只能以标准密度再现的再现装置上再现第一“对话”。能够处理高密度记录盘的再现装置可以再现来自包括第二“对话区”到外周区的所有各区的数据，从而增大了记录的密度。
然而，如果以不同的线密度将数据记录在单独一个光盘上，就需要多个附加的操作。通常，在两个区域之间的分界(CD：临界点)上会暂时停止操作。所述装置被设置为在标准线密度的PLL与较高密度的PLL之间转换。进行搜索操作，以检测CP并重新开始记录。于是，就需要额外的时间和操作，比如断开LD、设置各种设定、再接通LD、进行搜索操作等。
在前面的考虑中已经作出本发明的第三方面。因此，本发明第三方面的目的在于提供一种光盘记录方法、一种光盘记录装置，以及利用所述记录方法，能够在被设计是用于以恒定的线密度记录数据的光盘上以不同的线密度连续进行多种独立的记录操作而记录有数据的光盘。
以下将参照附图进一步详细描述本发明的第三实施例。图8是表示本发明第三实施例光盘记录装置主体结构的方框图。
光盘201在记录区域内从最内圈到最外圈设有连续螺旋形或圆形的光道。借助恒定的线密度以这种光道按交迭形式写入线密度控制信号，用以规定数据的记录线密度。在这个例子中，记录线密度控制信号是摆动信号或指引信号，包括ATIP时间(预制槽内的绝对时间)码，作为绝对时间信息。主轴电机(SPM)202旋转地驱动光盘201。
当光盘201受到CAV控制时，FG旋转控制器207控制主轴电机202的转动，使从主轴电机202的霍尔元件输出的FG脉冲与N分频基准时钟同步。因此，光盘201被控制以不变的转速旋转。
借助拾像器203，自光盘201读出摆动信号或指引信号。当使光盘201受到CLV控制时，主轴电机202受到控制，由FG旋转控制器207使之旋转，使摆动信号与N分频基准时钟同步。因此，光盘201被控制以不变的线速度旋转。
摆动/ATIP解码器204从摆动信号给出ATIP时间码和ATIP时钟。所给出的ATIP时间码被送给MPU209。被给出的ATIP时钟被送给EFM时钟发生器200。MPU209在光盘201识别沿径向方向的记录位置或记录点，并根据这种记录位置改变可变分频器208的分频比率。
当光盘201受到CAV控制时，EFM(8到14调制)时钟发生器200通过分频或倍频ATIP时钟，产生EFM时钟信号或写入时钟信号。当光盘201受到CLV控制时，EFM时钟发生器200通过分频或倍频基准时钟，产生EFM时钟信号(EFM-CLK)。EFM/CD编码器212按照EFM时钟信号对拟被记录成规定记录格式的数据编码。写入对策电路213按照EFM时钟从被编码的数据产生记录数据。利用来自拾像器203的激光辐射，以基于EFM时钟的线密度将这种记录数据写入光盘201。
图9表示利用所述光盘记录这种记录有数据的光盘201。图10表示在光盘201上，径向位置、光道间距、摆动线密度及数据线密度之间的关系。
光盘上的所有各个记录区中，都保证摆动的线密度和光道间距为恒定的。与之相比，在内圈和外圈，数据的记录采用不同的线密度。所示的光盘201示例一种“同时两对话区(2-session-at-once)”光盘。对于内周区的第一“对话区”Vol.1，以适于CD标准的默认密度(N＝1)，即第一记录密度记录。对于外周区的第二“对话区”Vol.2，以比第一“对话区”Vol.1所用密度高的第二记录线密度进行数据的记录。每个区都从始至终尾顺次包含导入区LI、程序区PA和导出区LO。当数据被包含在第一“对话区”Vol.1的导出区LO的起始部分与第二“对话区”Vol.2的导入区LI的终了部分之间时，数据的记录线密度通过中间的CD，从第一记录线密度逐渐改变到第二记录线密度。
按照以下的记录操作产生光盘201。首先，将可变分频器208设定为N＝1，用以从最内圈开始按默认的密度对第一“对话区Vol.1”记录数据。将数据记录在第一“对话区Vol.1”的导入区LI和程序区PA，继而记录在第一“对话Vol.1”的导出区LO。当在一定的时间间隔内拾像器203的位置在光盘201上方从第一“对话区Vol.1”的导出区LO的起始部分移开时，MPU209逐渐增大对可变分频器208分频比率N的值。这就降低了光盘201的转速，并相应地增大了记录的线密度。MPU209对可变分频器208选择适宜的N值和适宜的时间常数，使第二“对话区Vol.2”在第一“对话区Vol.1”的终了部分具有规定的时间允许限度之前，达到目标记录密度。在第一“对话区Vol.1”中导出区LO的终了部分具有规定的时间允许限度之前，现在可以开始下一个目标线密度。然后，将所有时间连续记录在第一“对话区Vol.1”中导出区LO的其余部分和下一个第二“对话区Vol.2”。
按照这个实施例，通过在第一和第二“对话区”之间的整个转变区域使用多种记录线密度，MPU209依据光盘201上的记录位置减低了光盘201的转速。这样做期间，记录线密度逐渐改变，使得能够连续地继续第一和第二“对话”。
图11是表示本发明一种改型实施例光盘记录装置的结构方框图。与上述实施例通过降低光盘201的转速而增大记录线密度的同时，本实施例通过增大EFM时钟的比特率而增大所述记录线密度。
本实施例中，可变的倍增器221使EFM时钟发生器200中产生的时钟倍频N倍，并将这个EFM时钟加给EFM/CD编码器212和写入对策电路213。从基准时钟发生器206给摆动/ATIP解码器204和FG旋转控制器207提供基准时钟。
在相邻记录区之间的分界处，本装置中的MPU209对可变倍增器221从1逐渐增大N值，从而之间增大EFM时钟的比特率和记录线密度。可将上述可变倍增器221安置在由图11中虚线指示的位置处。也即在可变倍增器221对从摆动/PLL解码器204提供给EFM时钟发生器200的ATIP时钟，或者对由基准时钟发生器206提供给EFM时钟发生器200的基准时钟倍增N倍时，同样能够增大EFM时钟的比特率。
图12示例地表示记录线密度转变区域中的转变图线。
图12(a)示例地表示包含在第二“对话区Vol.2”的导入区LI中的转变区。图12(b)示例地表示在跨越第一“对话区Vol.1”和第二“对话区Vol.2”延展的转变区。图12(c)示例地表示包含在第一“对话区Vol.1”的导出区LO中的转变区。图12(d)表示一个举例，对越过第一“对话区”导出区LO的终了部分延续到第二“对话区Vol.2”中的导入区LI附有几秒钟较高线密度周期。
在第二“对话区Vol.2”再现的期间，相反的搜寻可以允许拾像器越过第二“对话区”的导入区LI进入第一“对话区”的导出区LO。在这种情况下，图12(d)的例子保证了与第二“对话区”一样的记录线密度，从而能够在所到达的入口点处再现信号。给出的优点在于借助预先的搜寻确定位置并立刻返回第二“对话区”。
作为一种特定的转变方法，可以有根据MPU209的控制，快速或慢速响应线密度的改变。这种响应此后被称之为PLL定数。当PLL定数快时，如图13(a)所示，通过逐渐地改变(N分频)基准时钟或EFM时钟，可以实现平滑的转变。当PLL定数慢时，如图13(b)所示，通过一下子将N值改变到目标值，也能实现平滑的转变。进而，最好是同时改变分频/倍频的设定和PLL定数。
顺带地，利用上述记录方法，可将以下信息记录在记录有数据的光盘上的TOC(信息表)中及第一“对话”程序区中。
(1)密度增大开始地址＝第一“对话”的LO起始地址+5秒
(2)密度增大终了地址＝第一“对话”的LO终了地址-5秒
(3)第二“对话”密度＝1.5
根据这些情况，只有信息(3)是充分的。
根据这些信息段，MPU209位于记录线密度的转变区，而且如果可以追踪，它还保持这种位置的追踪。例如，当光盘201被CAV控制时，MPU209得到记录线密度信息以及拟按照被写入光盘201的TOC的信息再现的数据块的地址。MPU209接收指示拾像器203在光盘201半径上的径向位置信息(进给标度)。之后，MPU209根据CAV转速和径向位置计算当前的线密度。按照这个线密度和记录线密度，MPU209对拟由拾像器203检测的被记录的EFM数据计算再现时钟频率。然后MPU209将所计算的再现时钟频率设定为EFM解码器(未示出)的PLL中心频率(锁定范围)。EFM解码器接收被再现的EFM信号，并给所接收的EFM信号加一个PLL反馈，以得到再现时钟。EFM解码器用此得到的再现时钟解码所接收的EFM信号。在给定的时间间隔，MPU209重复检测拾像器在光盘201上的径向位置，并计算线速度，以及设定所述中心频率。
如上所述，按照本发明的第三方面，在逐渐改变光盘上相邻记录区之间的记录线密度的同时，光学记录装置记录数据。因此，能够以不同的记录线密度将数据连续地在多个记录区上，而无需暂时停止操作。这就给出省去搜寻操作或设定操作、缩短记录时间，以及减少记录步骤数等收效。

Claims (5)

1. 一种在光盘的光道中记录内容信息的方法，所述光盘具有沿光道记录的第一指引信息，所述第一指引信息指示沿着光道在第一前进速率下的绝对位置或绝对时间，所述方法包括如下步骤：
当沿着所述光道的第二前进速率不同于由第一指引信息所确定的第一前进速率时，产生第二指引信息，其中，所述第一指引信息是预先记录于记录光盘上的信息；
将第二指引信息加入到所述内容信息中；
以第二前进速率将第二指引信息与内容信息一起逐渐记录在光道中，所述第二指引信息和内容信息具有与所用的光盘标准技术规范不同的记录密度。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生步骤产生指示沿着光道在第二前进速率下的绝对位置或绝对时间，所述第二前进速率被设定成大于由第一指引信息所表示的第一前进速率。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生步骤产生指示沿着光道在第二前进速率下的绝对位置或绝对时间，所述第二前进速率被设定成小于由第一指引信息所表示的第一前进速率。
4. 一种光盘记录装置，用于将内容信息记录在光盘的光道中，所述光盘具有沿着所述光道记录的第一指引信息，所述第一指引信息指示在第一前进速率下沿着光道的绝对位置或绝对时间；所述装置包括：
产生部分，在沿着光道的第二前进速率不同于由第一指引信息确定的第一前进速率的情况下产生第二指引信息，其中，所述第一指引信息是预先记录于记录光盘上的信息；
供给部分，按与第二前进速率相应的时钟频率，沿着光道供给所产生的第二指引信息和内容信息；
记录部分，按由所述供给部分供给的所述第二指引信息和内容信息调制激光束，并把受调制的激光束照射在光盘上，从而在第二前进速率下，把所述第二指引信息与所述内容信息一起逐渐写在光道上；所述第二指引信息与所述内容信息具有与所用的光盘标准技术规范不同的记录密度。
5. 一种光盘记录装置，用于将内容信息记录在光盘的光道上，所述光盘具有沿着所述光道记录的第一指引信息，所述第一指引信息指示在第一前进速率下沿着光道的绝对位置或绝对时间；所述光道按预定格式摆动；所述装置包括：
记录部分，以内容信息顺次调制激光束，并在光盘旋转的同时，将经调制的激光束辐照在光盘上，从而以第二前进速率将内容信息记录在光道上；
检测部分，该部分检测的信号表示摆动并具有光盘所反射的频率；
驱动部分，该部分旋转光盘，使检测信号的频率保持在固定值；
再现部分，基于从光盘反射的激光束再现沿着光道记录的第一指引信息；
产生部分，在第二前进速率是由再现的第一指引信息所确定的第一前进速率倍数的情况下产生第二指引信息；
供给部分，按与第一前进速率倍数的第二前进速率相应的时钟频率将所产生的第二指引信息和内容信息供给记录部分，从而使记录部分能够在第一前进速率倍数的第二前进速率下，用与所用的光盘标准技术规范不同的记录密度将第二指引信息与内容信息一起写在光道上。
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