CN100592398C - 记录载体及用于扫描该记录载体的设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种记录载体，该记录载体具有指示用于记录信息块的信息轨道(9)的伺服轨道(4)。该伺服轨道(4)具有在预定频率下物理参数的周期性变化，以及以规则间隔对位置信息进行编码的调制部分。该调制部分以位同步元素开始，并且是具有数据位元素的数据类型或者是具有字同步元素的字同步类型。该位同步元素、字同步元素和数据位元素都按照相同类型的周期性变化的调制进行调制。组成调制部分的所有元素之间的距离都是唯一的。还描述了用于读和/或写该记录载体的设备。

Description

记录载体及用于扫描该记录载体的设备

本发明涉及包括伺服轨道的记录载体，该伺服轨道指示用于记录由标记表示的信息块的信息轨道，该伺服轨道具有在预定频率下物理参数的周期性变化，以及以规则的间隔对位置信息进行编码的被调制部分，该被调制部分包括位同步元素、数据位元素或者字同步元素中的至少一个，所述的元素按照相同预定类型的周期性变化的调制而被调制。

本发明进一步涉及记录和/或重放设备，包括用于在包含指示信息轨道的伺服轨道的记录载体上、在信息轨道中写和/或读信息块的装置，该设备包括用于扫描伺服轨道的装置和用于从由在预定频率下伺服轨道的物理参数的变化产生的信号中检索位置信息的解调装置，该伺服轨道含有用于按规则间隔对位置信息进行编码的调制部分，该调制部分包括位同步元素、数据位元素或者字同步元素中的至少一个，所述元素按照相同预定类型的周期性变化的调制而被调制。

本发明进一步涉及制造该记录载体的方法。

用于读和/或写信息的记录载体以及设备在WO 00/43996(PHN17323)中是公知的。要记录的信息被编码成一种包括地址代码的信息信号，然后再按照地址代码被细分成信息块。该记录载体属于可记录的类型，并且具有通常被称为预制凹槽的伺服轨道，用于在扫描轨道的时候引起伺服信号被生成。预制凹槽的物理参数，例如径向位置，以预定的频率周期性变化，构成所谓的抖颤(wobble)。在对轨道进行扫描期间，这个抖颤引起径向跟踪伺服信号的变化，并可以产生抖颤信号。该抖颤按照使用相位调制用于编码位置信息的一种调制类型被调制。选择这种用于对数字位置信息进行编码的相位调制或者频率调制，是为了最小限度地干扰抖颤信号中预定频率的分量，这是因为该分量是用于控制记录速度的。从而该周期性变化的大部分需要被非调制，即，具有没有从标称位置偏移的零交叉。在记录期间，从抖颤信号中检索位置信息，该位置信息并用于通过保持信息块中的地址代码和位置信息之间的预定的关系，来对信息块进行定位。该地址被编码在抖颤的调制部分中，从位同步元素开始，后面跟随字同步元素或者数据位元素。

该已知系统存在的问题是不同元素的检测不可靠。

本发明的一个目的是提供一种其中的同步更为可靠的记录载体和设备。

根据本发明，如起始段落中定义的记录载体，其特征在于所有所述被调制的元素之间的距离都是唯一的。另外，如起始段落中所描述的记录和/或重放设备，其特征在于解调装置包括用于通过确定前面的和/或随后的被调制元素之间唯一的距离来检测一种类型的被调制部分的装置。本发明是基于以下的认识。在DVD+RW和新的格式中，通过在支配的单音抖颤中具有短调制标记，抖颤中的地址信息被存储。在DVD+RW中，被调制标记是反转的抖颤(PSK调制)，在新的格式中，被调制标记是MSK(最小频移键控)类型。只使用一种调制标记是具有优势的，因为这样只有一种类型的调制标记需要被检测，这就非常的简单。然后信息被存储在多个标记的组合中。被调制标记用于指示位同步、字同步、数据1和数据0。如果没有关于其他标记的信息，则从单个标记的检测中将不能检索到任何信息，这是因为不能获知被检测的标记是否指示位同步、字同步、数据1还是数据0(的一部分)。本发明的解决方案是使每对相邻的被调制标记之间的间距都是唯一的，以便从两个连续的被调制标记之间的距离中，可以检索到所有的相关信息。于是，本发明的解决方案使得非常简单的检测方法成为可能：检测单个被调制标记和相邻标记之间的距离。于是，通过选择唯一的距离和对位同步、数据位和字同步元素使用单一的被调制元素，可以实现可靠的检测方法并结合对周期性变化的最小扰动。

依据本发明的方法、设备和记录载体的进一步的优选实施方案将在进一步的权利要求书中给出。

通过参照下述实例描述的具体实施方案和参照附图，本发明的所述和其它方面将会更加明显，其中：

图1a示出的是具有伺服轨道的记录载体(顶视图)，

图1b示出的是伺服轨道(横截面)，

图1c示出的是伺服轨道的抖颤(细节)，

图1d示出的是伺服轨道的另一个抖颤(细节)，

图2示出的是双相位抖颤调制，

图3示出的是MSK抖颤调制，

图4示出的是包括唯一距离的调制方案，

图5示出的是用于读信息块的设备，

图6示出的是用于写信息块的设备，

在附图中，与已经描述过的单元相对应的单元具有相同的参考数字。

图1示出了配置有用于记录的轨道9和中心孔10的圆盘形状的记录载体1。轨道9按照绕线3的螺旋图案排列。图1b是沿记录载体1的线b-b截取的横截面，其中透明基板5提供有记录层6和保护层7。记录层6可以是光可写的，例如通过相位变化，或者是通过用于写信息的设备是磁光可写的，如已知的CD可重写或者CD可记录。记录层也可以通过生产过程来提供信息，其中首先制作母盘，随后通过压制来进行复制。信息被组织在信息块中，并由以反射或多或少的辐射的一连串区域形式的光可读标记来表示，例如CD中不同长度的一连串凹坑。在一个实施方案中，可重写类型的记录载体上的轨道9通过在空白记录载体的制造过程期间提供的伺服方式来指示。该伺服方式例如通过预制凹槽4来形成，该预制凹槽使得在扫描过程中写头跟随轨道9。预制凹槽4可以实现为更深的或者凸起的部分，或者实现为偏离其周围环境的材料特性。可替换的，伺服方式可以由抬高和更深的绕线的交替组成，称为脊和槽方式，每个绕线上都发生从脊到槽的转换，或者是从槽到脊的转换。图1c和1d示出了预制凹槽物理参数的周期性变化的两个实例，称为抖颤。图1c示出了横向位置的变化，图1d示出了宽度的变化。该抖颤在跟踪伺服传感器中产生抖颤信号。该抖颤例如是频率调制的，而位置信息，例如地址、时间代码或者绕线信息则在调制中被编码。关于以这种方式提供位置信息的可重写CD系统的描述，在US 4,901,300(PHN 12。398)中可以找到。伺服方式还可以由例如周期性产生跟踪信号的规则分布的子图案组成。另外，伺服方式可以包括除了预制凹槽之外的脊区域的变型，例如像在DVD-RW中，具有用于编码位置信息的特定图案的脊预制凹坑的波状预制凹槽。

伺服轨道的变化包括单调抖颤的相对大部分，即所谓的未调制部分。另外，伺服轨道还有相对短的部分，其中抖颤的频率和/或相位偏离预定的抖颤频率，称为调制部分。在本文中，任何周期性的伺服方式与任何附加元素编码信息相结合都被称作具有在预定频率下物理参数的周期性变化的伺服轨道，或者是具有调制部分的抖颤。

图2示出了双相位抖颤调制。上面的轨迹示出了对于字同步方式的抖颤调制，第二和第三条轨迹示出了对于地址的数据位的抖颤调制，整个调制称为预制凹槽地址(ADIP)。预定的相位方式被用于指示同步符号(ADIP位同步)和完整地址字的同步(ADIP字同步)，以及对于各个数据位(ADIP数据＝‘0’，和ADIP数据＝‘1’)。ADIP位同步通过单一的反转抖颤(抖颤#0)来指示。ADIP字同步通过紧跟在ADIP位同步后面的三个反转抖颤来指示，而数据位在这个区域内(抖颤#1到3)具有非反转的抖颤。ADIP数据区包括多个被指定来表示一个数据位的抖颤周期，图中，抖颤周期的编号是从4到7(＝抖颤#4到7)。ADIP数据区的第一半中的抖颤相位与该区域第二半中的抖颤相位相反。如此，每一位都由具有不同抖颤相位的两个子区域来表示，即，称为双相位。数据位的调制如下：ADIP数据＝‘0’由2个非反转抖颤跟随着两个反转抖颤来表示，而ADIP数据＝‘1’则反之亦然。在此实施方案中，对数据位的调制是完全对称的，造成对两个数据位值都有相等的误差概率。但是也可以使用抖颤和反转抖颤的其它组合，或者其它的相位值。在一个实施方案中，预定的调制被用在ADIP字同步之后，来指示‘空’，从而代替数据位。单调抖颤可以被用在第一数据位之后，或者在其后可以编码进一步的数据位。优选地，抖颤的绝大部分不被调制(即，具有标称的相位)，以保证检测器中的PLL容易锁定和稳定输出；在本实施方案中，8个可能被调制的抖颤后面跟随着85个没有被调制(即，单调)的抖颤(抖颤#8到92)。PLL的输出频率要尽可能的稳定，因为在写期间，写时钟是由PLL的输出得到的。

图3示出了MSK抖颤调制。最小频移键控(MSK)调制使用第一方式31来转移第一位值，使用第二方式32来转移第二位值。另外，方式31、32的组合可以用于转移同步信息。每个MSK方式都有至少一个完整抖颤周期的中心部分，在第一方式中，中心部分34是未反转的，而在第二方式中，中心部分37是反转的。每个MSK方式还具有起始部分和结束部分。左边的MSK方式具有仅为单一抖颤周期的起始部分33和结束部分35。右边的MSK方式具有起始部分36，其通过使其频率为抖颤频率的1。5倍而使相位反转，即，在一个抖颤频率周期内有3个半正弦周期。结束部分类似地将相位再次反转而成为未反转的状态。MSK数据位的检测主要基于中心部分的检测，这是因为在两种方式之间中间部分都呈现出最大差异。另外，未调制的开始部分33和调制的开始部分36，以及未调制的结束部分35和调制的结束部分38的差异可以用作检测，当与中间部分比较时，这些差异的总长度估计占检测的有效强度的50％。MSK编码可以用于对预制凹槽抖颤中的地址位进行编码，但是对于大多数的抖颤周期来说，不需要调制预制凹槽抖颤。为了可靠地控制光盘的转速和/或记录过程的写时钟，需要大多数没有调制的抖颤。

图4示出了以基于MSK抖颤调制的分割字同步的调制方案。所示矩阵的每个单元中，0表示未调制的抖颤，1表示用于反转相位的1、5抖颤的开始部分，2表示反转的抖颤，3表示将相位再次反转为正常状态的1、5抖颤的结束部分，如上面参照图3所述。在矩阵的每行中，指示了56个连续的抖颤(列37-54都是0)，在列0、1、2中的每一行都以位同步元素开始。总的ADIP地址字包括83行，而这些行都根据其ADIP位号码来编号。编号为0、2、4、6和8、13、18等的ADIP位是孤立的位同步(40、41)。ADIP字包括几个字同步元素，其都包括由多个未调制抖颤分离开的两个部分元素。这种同步元素被称为分割字同步。在ADIP位1中，存在称为同步0的第一分割字同步元素，在ADIP位3、5、7中存在有三个另外的分割字同步元素同步1、同步2和同步3。为了检测的最大可靠性，所有的分割字同步元素都有不同的位置。在ADIP位8处开始，存在有5行重复的方式，这5行由一个孤立的位同步以及后面的4个数据位组成；图中的数据位元素的值都是任意的示例。于是在ADIP地址字中，总共有13×4＝52个数据位可用。

在这种新格式中，我们有如下的具体实现。每个ADIP单位具有56个抖颤的长度。存在7种不同类型的ADIP单位。下面唯一的距离出现在不同的相邻元素之间。

-10个抖颤的距离：位于4个字同步的两个1元素之间

-12个抖颤的距离：位于位同步和数据1元素之间

-14个抖颤的距离：位于位同步和数据0元素之间

-16个抖颤的距离：位于位同步和同步0的第一个元素之间

-18个抖颤的距离：位于位同步和同步1的第一个元素之间

-20个抖颤的距离：位于位同步和同步2的第一个元素之间

-22个抖颤的距离：位于位同步和同步3的第一个元素之间

-24个抖颤的距离：位于同步3的第二个元素和下一个ADIP单位的位同步之间

-26个抖颤的距离：位于同步2的第二个元素和下一个ADIP单位的位同步之间

-28个抖颤的距离：位于同步1的第二个元素和下一个ADIP单元的位同步之间

-30个抖颤的距离：位于同步0的第二个元素和下一个ADIP单元的位同步之间

-42个抖颤的距离：位于0元素和下一个ADIP单位的位同步之间

-44个抖颤的距离：位于1元素和下一个AD IP单元的位同步之间

-56个抖颤的距离：位于位同步和下一个ADIP单元的位同步之间

此格式中，两个相邻的元素之间没有其它的距离。于是，从2个相邻MSK元素之间的距离，可以直接获取元素的含义。注意，所有的距离都是大于10的，所以没有2个元素是靠在一起的，这样有利于减小PLL失真。注意所有的距离都是偶数，如果其中一个元素由于误测而偏移了一个抖颤，则可以检测到该误差(但不能纠错)。注意这种唯一的方面只限于相邻的元素，不相邻元素之间的距离并非唯一的。例如，距离26还出现在位同步和同步0的第二个元素之间(因为26＝16+10)，但是在这种情况下其间有另一个元素(同步0的第一个元素)。注意距离10稍微有点特殊，它对于所有的4个字同步出现(同步0、……、同步3)。其缺点是，通过检测距离10，不能得知所检测的是哪个字同步。其优点是，对于所有4个字同步可以使用1种类型的检测。

图5示出了用于扫描记录载体1的读取设备。光盘上信息的写和读，以及格式化、纠错和信道编码规则在本领域都是公知的，例如通过CD系统。图5的设备被设置用于读取记录载体1，该记录载体与图1中所示的记录载体相同。该设备具有用于扫描记录载体上的轨道的读头52、以及包括用于旋转记录载体1的驱动单元55的读取控制设置、例如包括信道解码器和纠错器的读电路53、跟踪单元51和系统控制单元56。读头包括普通类型的光学元件，用于通过由光学元件引导的辐射光束65生成在记录载体记录层的轨道上聚焦的辐射光斑66。该辐射光束65由辐射源如激光二极管产生。读头还包括用于将辐射光束65聚焦在记录层上的聚焦激励器、和用于在轨道中心上沿径向方向精确定位光斑66的跟踪激励器59。该设备具有用于在轨道上沿径向方向粗略定位读头52的定位单元54。跟踪激励器59可以包括用于径向移动光学元件的线圈，或者是被设置用于改变读头可移动部分上的反射元件的角度，或者是在部分光学系统被安装在固定位置的情况下，用于改变固定位置上一部分上的反射元件的角度。记录层所反射的辐射由常用类型的检测器检测，例如四象限二极管，用于产生包括读信号、跟踪误差和聚焦误差信号的检测器信号57。跟踪单元51耦合到读头上，用于接收来自读头的跟踪误差信号，以及控制跟踪装置59。在读过程中，读信号在读电路53中被转换成输出信息，用箭头64表示。该设备提供有解调器50，当扫描记录载体的伺服轨道时，用于从包括在检测器信号57中的抖颤信号中检测和检索地址信息。该设备还提供有系统控制单元56，用于接收来自控制计算机系统或者来自用户的命令，并且通过控制线58，例如连接到驱动单元55、定位单元54、解调器50、跟踪单元51和读电路53的系统总线来控制设备。为此，系统控制单元包括有控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门，用于执行下面描述的过程。系统控制单元56也可以实现为逻辑电路中的状态机。读取设备被设置用于读取具有周期性变化(例如连续的抖颤)的轨道的光盘。读取控制单元被设置用于检测这个周期性的变化，以及借此来从轨道中读取预定数量的数据。特别是，解调器50被设置用于从由调制抖颤产生的调制信号中读取位置信息。解调器50具有检测单元，用于检测抖颤信号中以位同步元素开始的调制抖颤，其是在一长串的未调制抖颤之后到达的。解调器还有用于在字同步元素的基础上检索地址信息字的字检测单元。这种字的开始是从位同步元素之后的字同步信号中检测到的。基于由调制抖颤编码的数据位元素，数据位的数值被检测到。该设备还有用于检测调制元素之间唯一距离的同步单元67。在上面参照图4进行描述的调制方案中，所有调制元素都被未调制的周期变化的唯一间隔分隔开。同步单元67在唯一的距离处检测调制元素，并由此结果来检测位同步、字同步或者数据位元素。在一个优选实施方案中，解调器50和同步单元67共享滤波单元，用于检测一种单一类型的调制元素，特别是当数据位、字同步元素和位同步元素的所有调制部分都相等的时候。

图6示出了在根据本发明的一种可(重复)写的记录载体上写信息的设备，例如通过电磁辐射束65的磁光方式或者是光学方式(通过相位变化或者是染色)。该设备配备用于读取并包括和上述图5中所描述的用于读取的设备相同的元件，除了其具有读/写头62和包括除了写电路60之外的与读控制装置相同元件的记录控制装置，写电路60包括有例如格式化器、误差编码器和信道编码器。读/写头62具有和读头52连同写功能一起的相同功能，并且被耦合到写电路60上。提供给写电路60的输入的信息(用箭头63表示)，按照格式化和编码规则被分配到逻辑和物理扇区，并且被转换成写/读头62的写信号61。系统控制单元56被设置用于控制写电路60和用于执行位置信息恢复和如上述用于读入设备的定位程序。在写操作的过程中，表示信息的标记形成在记录载体上。记录控制装置被设置用于检测周期性的变化，例如通过将锁相环路锁定到其周期上。解调器50和同步单元67参照图5在上面进行描述。

虽然通过使用抖颤调制的实施方案已经说明了本发明，但也可以调制轨道的其它任何适当的参数，例如轨道宽度。同时，对于记录载体已经描述了光盘，但是也可使用其它的介质如磁盘或者磁带。应当注意，本文中的措辞“包括”并不排除存在所列举之外的其它元素或者步骤，元素之前的措词“一”并不排除多个该种元素的存在，任何参考标记并不限制权利要求的范围，本发明可以同时通过硬件和软件来实现，几种“装置”可以由相同类型的硬件来表示。另外，本发明的范围并不限于这些实施方案，本发明在于其每个新颖的特征或者是上述特征的组合。

Claims (2)

1.记录和/或重放设备，包括用于写和/或读在记录载体上的信息轨道(9)中的信息块的装置，该记录载体包括指示信息轨道(9)的伺服轨道(4)，该设备包括用于扫描伺服轨道(4)的装置，以及用于从在预定频率下伺服轨道的物理参数变化所产生的信号中检索位置信息的解调装置(50)，该伺服轨道具有用于以规则的间隔对位置信息进行编码的调制部分，该调制部分包括位同步元素、数据位元素或者字同步元素中的至少一个，所述元素按照相同预定类型的周期性变化的调制而进行调制，其特征在于该解调装置包括通过确定前面的调制元素之间的唯一距离和/或随后的调制元素之间的唯一距离来检测一种类型的调制部分的装置(67)。

2.权利要求1中的设备，其中，用于检测该类型调制部分的装置是用于从由未调制周期性变化的间隔分开的调制元素中检测该唯一距离。

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