CN1159719C - 记录介质、记录设备和读取设备 - Google Patents

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CN1159719C
CN1159719C CNB011047437A CN01104743A CN1159719C CN 1159719 C CN1159719 C CN 1159719C CN B011047437 A CNB011047437 A CN B011047437A CN 01104743 A CN01104743 A CN 01104743A CN 1159719 C CN1159719 C CN 1159719C
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recording
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秋森敏博
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Sony Corp
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Abstract

在记录材料中记录记录介质的物理特性信息，具体地说记录表示盘的材料的材料信息。相应地，记录设备和读取设备容易精确地确定盘的物理特性，从而，能够提供适于执行一个操作的设定。

Description

记录介质、记录设备和读取设备
本发明涉及一种光盘(CD)格式记录介质，还涉及与该种记录介质兼容的记录设备和读取设备。
已经开发和广泛使用了各种类型的CD格式盘，诸如数字音频光盘(CD-DA)、只读存储器光盘(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、和文本光盘(CD-TEXT)，这些光盘均属于所说的“CD家族”。
CD-DA和CD-ROM是只读的，而CD-R是一种在记录层上使用有机颜料的一次性写介质，而CD-RW是使用相变技术的可重写介质。
如本领域所公知的，在这些CD格式的盘上，记录诸如音乐、视频和计算机数据之类的数据，并且还将轨道号、索引和地址记录为子码。
轨道号是代表一首音乐(轨道)的数。索引是构成一个轨道的单位，例如区分轨道的移动的单位。
地址包括由覆盖整个盘的连续值表示的绝对地址和以轨道为单位表示的相对地址(也称为以音乐首数的单位表示的“节目”)。相应地，通过提取子码，能够识别在盘的每个位置处的绝对地址和相对地址。
地址由时间值表示，诸如分钟/秒/帧。于是，在CD格式中，“时间”可与“位置(地址)”同义，例如，“绝对时间”对应于“绝对地址”。
例如，在CD格式中，子码地址由分钟/秒/帧表示，每个具有8位。由于8位地址以二进制编码的十进制(BCD)表示，所以它能够表示0到99的范围。相应地，“分钟”能够表示为0-99。然而，“秒”必定表达为0到5 9分钟。并且由于在CD格式中定义了诸如帧0到帧74的7 5帧，“帧”表达为0到7 4。
在盘的最内部分，记录诸如内容表(TOC)信息的子码信息。TOC信息表明代表每个轨道的开头和范围的地址。通过点(point)信息能够识别地址的内容(地址的类型)。
例如，如果点信息指示一特定值，在相应子码帧中描述的信息指示每个轨道的起始地址或第一/最后轨道号，而不是绝对地址或相对地址。
在可记录盘诸如CD-R和CD-RW中，通过摆动凹槽形成记录轨道。通过基于绝对地址信息调制波形，形成凹槽的摆动波形，于是，通过凹槽的摆动信息能够识别绝对地址。由于子码还没有记录在没有记录数据的盘上，当记录数据时通过摆动凹槽读取地址信息。
除了上述各种类型的CD格式(CD标准)盘之外，正在开发具有高密度的大容量光盘，并且还正在开发称为“混合盘”的具有多个区的光盘，该多个区的物理特性不同。盘的各种材料和配置也正在增加。
在这些情况下，为了实现记录设备和读取设备的足够的记录和读取性能，需要按照装载盘的物理特性，优化各种设置。例如，应该最优化伺服增益、激光功率和访问范围。
然而，充分确定装入记录设备或读取设备的各盘的物理性能是困难的。当装入盘时，可以执行一定的校准，即时这样，仍然难以精确确定装入盘的物理特性。此外，由于校准操作增加了负担，软件和硬件量必定增加，还有，在记录或读取操作之前，花费较长的时间。
因此，仍然有容易和精确确定盘的物理性能而不损害与已知CD格式盘的兼容性或增加记录设备和读取设备中硬件和软件的复杂程度的需要。
因此，鉴于上述背景，本发明的目的是简单和精确地确定记录介质的物理特征如材料。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种包括记录在记录介质上的材料信息的记录介质。材料信息表示记录介质的记录层的材料。
记录轨道可以由记录介质上的凹槽形成，凹槽通过凹槽的摆动表示预定信息。在该种情况下，材料信息可以作为由凹槽的摆动表示的预定信息记录。
凹槽通过使用摆动的频率，包含所述记录介质的旋转控制信息。
由凹槽的摆动表示的上述预定信息可以包括地址信息。
记录介质可以是多边形的介质或盘形介质。
通过将激光加到记录层引起反射率的变化，数据可以记录在记录介质上。在该种情况下，材料信息可以表示记录层的材料包含从花青(cyanine)、酞花青(phta locyanine)和偶氮化合物(azo compound)中选择的一种有机颜料。
材料信息可以表示记录层的材料是相变介质材料。
预凹坑(pre-pit)和记录轨道可以由记录介质上的凹槽形成，凹槽通过凹槽的摆动表示预定信息。在此情况下，材料信息可以作为由预凹坑表示的信息被记录。
按照本发明的另一个方面，提供了一种记录设备，用于在记录介质上记录数据，在该记录介质上记录有表示记录介质的记录层的材料的材料信息。记录设备包括确定单元，用于通过读取材料信息确定记录介质的物理特性。记录控制单元按照确定单元确定的物理特性执行记录操作的设定，并且使记录操作进行。
在上述的记录设备中，确定单元可以从形成在记录介质上的摆动凹槽读出材料信息。
确定单元可以将激光加到记录介质上，并且可以从记录介质反射的光中读取摆动凹槽的材料信息。
确定单元可以从记录介质反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
记录控制单元可以按照由确定单元确定的物理特性，设定从记录头输出的一种激光功率和激光发射模式，记录头用来在记录介质上记录数据。
记录控制单元可以按照在记录介质上执行的主数据记录操作，通过合并从记录介质上的摆动凹槽读取的材料信息，产生主数据管理信息，并且可以在记录介质上记录主数据管理信息。
记录介质可以是圆形介质和长方形介质中的一种，并且可以通过驱动记录介质的旋转进行记录操作。
预凹坑和记录轨道可以通过在记录介质上的凹槽形成，并且确定单元可以从预凹坑读取材料信息。
按照本发明的另一方面，提供了一种读取设备，用于从记录介质上读取数据，在该介质上记录了表示记录介质的记录层的材料的材料信息。读取设备包括确定单元，用于通过读取材料信息确定记录介质的物理特性。读取控制单元按照确定单元确定的物理特性执行读取操作的设定，并且使读取操作进行。
在上述的读取设备中，确定单元可以从形成在记录介质上的摆动凹槽读出材料信息。
确定单元可以将激光加到记录介质上，并且可以从记录介质反射的光中读取摆动凹槽的材料信息。
确定单元可以进一步从记录介质反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
读取控制单元可以按照由确定单元确定的物理特性，设定从读取头输出的激光功率的上限，所述读取头用来从记录介质上读取数据。
预凹坑和记录轨道可以通过在记录介质上的凹槽形成，并且确定单元可以从预凹坑读取材料信息。
按照本发明的另一方面，提供了一种记录/读取设备，用于至少执行在记录介质上的记录操作和读取操作中的一种操作，所述记录介质上记录了表示记录介质的记录层的材料的材料信息。记录/读取设备包括：电机，用于驱动记录介质的旋转；和光学头，用于将激光加到记录介质上，并且用于检测记录介质反射的光。确定单元通过从光学头检测的反射光读取材料信息，确定记录介质的物理特性。记录控制单元按照确定单元确定的物理特性，执行用于记录操作的设定，并且使记录操作进行。
在上述的记录/读取设备中，确定单元可以从形成在记录介质上的摆动凹槽读出材料信息。
确定单元可以进一步从记录介质反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
读取控制单元可以按照由确定单元确定的物理特性，设定从光学头输出的一种激光功率和激光发射模式，所述光学头用来在记录介质上记录数据。
记录控制单元可以按照在记录介质上执行的主数据记录操作，通过合并从记录介质上的摆动凹槽读取的材料信息，产生主数据管理信息，并且可以在记录介质上记录主数据管理信息。
预凹坑和记录轨道可以通过在记录介质上的凹槽形成，并且确定单元可以从预凹坑读取材料信息。
图1A到1D示出了按照本发明的实施例的盘类型；
图2是按照本发明的实施例的标准密度盘和高密度盘；
图3A到3C示出了按照本发明的实施例的盘类型；
图4A到4C示出了按照本发明的实施例的混合盘类型；
图5A和5B示出了按照本发明实施例的混合盘类型；
图6示出了盘的布局；
图7示出了一摆动凹槽；
图8示出了ATIP编码；
图9和10示出了ATIP波形；
图11示出了本发明的实施例中使用的ATIP帧；
图12示出了本发明的实施例中使用的ATIP帧的内容；
图13示出了图12中所示的ATIP帧的部分细节；
图14示出了图13中所示的摆动信息中包含的材料数据；
图15示出了图13中所示的摆动信息中包含的盘密度数据；
图16示出了图13中所示的摆动信息中包含的物理结构数据；
图17示出了图13中所示的摆动信息中包含的盘配置数据；
图18A和18B示出了图17中所示的盘配置数据表示的圆形盘；
图19A和19B示出了由图17中所示的盘配置数据表示的三角形盘；
图20A、20B和20C示出了由图17中所示的盘配置数据表示的四边形盘；
图21A和21B示出了包含在图13中所示的摆动信息中的盘尺寸；
图22示出了包含在图13中所示的摆动信息中的转动惯量数据示例；
图23示出了包含在图13中所示的摆动信息中的转动惯量数据另一示例；
图24示出了一记录区格式；
图25示出了一轨道格式；
图26示出了包括定长分组的盘格式；
图27示出了按照本发明实施例的盘的帧结构；
图28A和28B示出了按照本发明实施例的盘的子码帧；
图29A和29B示出了按照本发明实施例的盘的子Q数据示例；
图30A和30B示出了按照本发明实施例的盘的子Q数据的另一示例；
图31示出了按照本发明实施例的盘的TOC结构；
图32示出了在本发明实施例中使用的子Q数据的内容；
图33示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的盘尺寸信息；
图34示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的盘配置信息；
图35示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的转动惯量信息；
图36示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的轨道间距信息；
图37示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的线速度信息；
图38示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的介质类型信息；
图39示出了包含在本发明实施例中使用的子Q数据中的材料类型信息；
图40示出了在本发明实施例中使用的子Q数据的内容；
图41A和41B示出了按照图40所示的子Q数据的内容的存取方式；
图42是按照本发明实施例的盘驱动单元的方框图；
图43和44是按照本发明实施例的当盘插入时由盘驱动单元执行的处理流程图；
图45是按照本发明实施例由盘驱动单元执行的设定处理的流程图；
图46是按照本发明实施例由盘驱动单元执行的记录处理的流程图；
图47A和47B是用于设定本发明实施例中使用的转动惯量的伺服开环伯德(Bode)图；
图48示出了本发明实施例中使用的激光驱动脉冲。
下面通过优选实施例详细描述本发明。
下面依次讨论作为本发明的记录介质所提供的盘、作为本发明记录设备和读取设备提供的盘驱动单元。
1、CD系统信号处理的概观
2、CD格式盘的类型
3、可记录盘和凹槽
3-1可重写盘
3-2摆动信息
3-3记录区格式
4、子码和TOC
5、盘驱动单元的配置
6、盘驱动单元的处理示例
1、CD系统信号处理的概观
下面将进行CD系统盘如CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-RW的信号处理的概观描述。
CD系统信号处理的概观，更具体地说，在盘上立体音频信号的记录操作如下。
以44.1kHz的采样频率采样左和右通道(L-Ch和R-Ch)上的音频信号，并用16位进行线性量化。将音频信号数据的16位确定为一个字，并且进一步划分成8位数据单元，并且将每个8位数据确定为一个符号(symbol)(一个符号＝8位＝1/2字)。
提取每个通道的6个样本，即，16位×2个通道×6个样本＝192位＝24个符号，并且纠错码(ECC)的4个符号添加到24个符号上作为Q奇偶校验，产生28个符号。在CD系统中，产生里德-索罗门码，并且作为ECC被添加。为了处理盘基衬上的突发串缺陷，28个符号音频信号被交织(重排列)。
以后，4个符号的里德-索罗门码(P奇偶校验)进一步添加到该28个符号的音频信号上，产生32个符号，并且进一步添加用于控制操作的一个符号(子码)，产生的信号进一步进行8到14调制(EFM)。按照EFM操作，8位扩展到14位。
按照EFM操作，16位量化信号分成高8位和低8位，并且将8位信号设定为最小单元，且被转换成14位信号。在该情况下，连续位的最小数目是3，连续位的最大数目是11，即，在“1”之间插入2到10个“0”。在转换之后，“1”表示极性反转(不归零反转(NRZ-I)记录)。
按照EFM，8位信号转换成14位信号，其中在“1”中插入了2到10个“0”，并且提供3个耦合位用于满足下述条件：在相邻的符号的“1”之间插入至少两个“0”。因此，在EFM调制信号中，即在记录数据流中，有9种类型的位长度，范围从最小长度(时间)Tmin＝3T(0.9ns)到最大长度(时间)Tmax＝11T(3.3ns)。
帧同步信号和形成子码的控制信号添加到EFM调制数据(帧)中，并且产生的数据流记录在盘上。下面详细讨论帧同步信号和子码。
相反，当读取如上述记录的数据流时，以与记录过程相反的顺序解码。即，对从盘上读取的数据流进行EFM解调，并且进一步执行纠错、去交织和通道分离。然后，以44.1kHz采样用16位量化的L和R音频数据信号被转换成模拟信号，然后作为立体声音乐信号输出。
2、CD格式盘的类型
下面将参照图1A到5B讨论在本实施例中作为CD格式盘实现的盘类型。
图1A到1D根据盘的记录密度简要示出了盘的类型。更具体地说，图1A示出了标准记录密度的已知盘。在该例中，整个盘以标准记录密度记录。当前使用的盘如CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-RW对应于该类盘。
图1B示出了当前已经开发出的高密度盘，并且在该例子中，整个盘可用高密度记录。例如，与标准盘相比，已经开发出了2倍或3倍密度盘。具体地说，已经开发出了诸如CD-R和CD-RW的可记录高密度盘。
图1C示出了一种混合盘，其靠内部分是高密度区，而其靠外部分是标准密度区。相反，图1D示出了其靠内部分是标准密度区，而其靠外部分是高密度区的混合盘。
图2示出了标准密度盘的特性/参数和高密度盘的特性/参数。
关于用户数据的容量(要记录的主数据)，标准密度盘具有650M字节(12cm直径的盘)或195M字节(8cm直径的盘)，而高密度盘具有1.3G字节(12cm的盘)或0.4G字节(8cm直径的盘)。于是，高密度盘具有标准密度盘两倍的容量。
标准密度盘的节目区开始位置(半径)(用户数据记录的区)是距离盘中心50mm，而高密度盘的节目区开始位置是距离盘中心48mm。
标准密度盘(标准密度区)的轨道间距是1.6μm，而高密度盘(高密度区)的轨道间距是1.1μm。
标准密度盘(标准密度区)的扫描速度是1.2到1.4m/s，而高密度盘(高密度区)的扫描速度是0.9m/s。
标准密度盘(标准盘区)的数值孔径(NA)是0.45，而高密度盘(高密度区)的NA是0.55。
对于纠错方法，标准密度盘(标准密度区)采用交叉里德-索罗门编码4(CIRC4)方法，而高密度盘(高密度区)采用CICR7方法。
除了上述因素的特性和参数外，诸如中心孔尺寸、盘厚度、激光波长、调制方法和通道位率，对于标准密度盘(标准密度区)和高密度盘(高密度区)来说是相同的，如图2所示。
当诸如图1A所示的标准密度盘和诸如图1B所示的高密度盘中的一种盘装入盘驱动单元时，需要盘驱动单元确定盘的类型。
当诸如图1C或1D所示的一种混合盘装入盘驱动单元中时，需要盘驱动单元确定区的类型，即确定当前数据被记录的区或从其读取数据的区是高密度区还是标准密度区。
即，确定盘类型或区类型之后，按照图2所示的指定参数改变记录/读取操作的设定。
图3A到4C简要示出了数据记录/读取系统的盘类型。
图3A示出了只读盘，如CD-DA或CD-ROM，该种盘上所有数据以压纹(embossed)坑形式记录。
图3B示出了一种写后直接读盘(direct read after write，DRAW)诸如CD-R。在该种DRAW盘中，记录层由有机颜料构成，并且利用通过激光照射引起的色素的变化(反射率的变化)，记录数据。该种DRAW盘也称作“一次性写，多次读(WORM)”盘，因为它仅能一次性记录。
图3C示出了利用相变技术的可重写盘，诸如CD-RW。
在图3B所示的DRAW(WROM)盘和图3C所示的可重写盘中，通过螺旋凹槽形成记录轨道。相反，在图3A所示的只读盘中，通过压纹坑流而不是凹槽形成记录轨道。
如下面详细描述的。使得在DRAW(WORM)盘中的凹槽和可重写盘摆动(曲折)能够表达比如绝对地址的信息。相应地，在记录数据中，在摆动凹槽上进行轨道控制，并且根据诸如从摆动凹槽读出的地址数据(以下有时称为“摆动信息”)，使记录操作能够得到控制。
相反，在只读盘中，通过提前以凹坑流形成记录轨道，并且通过子码记录数据，诸如地址。于是，提供凹槽数据是不必要的。相应地，某些只读盘驱动单元没有提供读取凹槽信息的功能。
图4A、4B和4C示出了混合盘。更具体地说，图4A示出了其靠内部分是只读区。而其靠外部分是DRAW(WORM)区的盘。图4B示出了其靠内部分是可重写区并且其靠外部分是只读区的盘。图4C示出了其靠内部分是DRAW(WORM)区。而其靠外部分是可重写区的盘。
相应地，一种混合盘，即，具有不同区诸如只读区、DRAW(WORM)区和可重写区的的混合的单张盘是可用的。
尽管没有示出，也可以考虑有三个区的混合盘。例如，可以有这种混合盘：靠内部分是只读区，中间部分是DRAW(WORM)区，而其靠外部分是可重写区，或靠内部分是只读区，中间部分是可重写区，而其靠外部分是只读区。也能有四个或更多个区的混合盘。
如上述讨论的，盘可以按照记录密度或记录/读取类型即按照物理特性区分，盘的类型可以概括示于图5A和5B中。
图5A示出了规则盘类型，即，整个盘由具有一个物理特性的的区构成(“规则盘”意指盘不是混合盘)。鉴于有两种记录密度类型，诸如标准密度和高密度，以及有三种记录/读取类型，诸如只读型、DRAW(WORM)型和可重写型，故可以考虑六种类型盘，类型1到类型6，如图5A所示。
图5B示出了混合盘的类型，每种有两个区，其物理特性不同。通过利用图5A所示的类型1到类型6，可以考虑从类型HD1到类型HD30的30种混合盘，对于HD1，其靠内部分是类型1而其靠外部分是类型2，对于HD30，其靠内部分是类型6而靠外部分是类型5。
显然，如果考虑每种混合盘具有三个或更多物理特性不同的区，能够有更多类型的盘。
伴随着各种物理特性的盘，需要盘驱动单元精确确定装入盘的物理特性(或数据将记录于其上或从其读取数据的区的物理特性)，并且按照确定的物理特性执行处理。然后，能够改善记录/读取性能。
通常，“盘”是盘形介质。然而，如同下面讨论的，可以提供三角形“盘”或四边形“盘”。尽管这些“盘”听起来与“盘”的形状矛盾，当在该说明书中，不是盘形介质的介质也可以称为“盘”。
3、可记录盘和凹槽
3-1可重写盘
通常，CD系统盘具有从盘的中心(内圆周)到盘的末端(外圆周)的单螺旋记录轨道。
在用户能够在其上记录数据的盘上，诸如CD-R或CD-RW盘上，在盘上记录数据之前，仅在盘基衬上形成用于引导激光的引导凹槽作为记录轨道。当将高功率调制的激光加到盘上时，记录层的反射率或相位变化，从而能够在盘上记录数据。相反，在只读盘诸如CD-DA或CD-ROM上不实际形成作为记录轨道的凹槽。
在CD-R上，形成由有机颜料形成的一次性写的记录层。高功率激光加到该盘上，从而，能够通过冲压(在盘上制造坑)记录数据。
关于可重写盘，诸如CD-RW，其记录层可以重写多次，采用相变技术用于记录数据。更具体地说，通过利用晶体状态和非晶体状态之间反射率的差异，记录数据。
对于物理特性，CD-ROM和CD-R的反射率是0，7或更高，而CD-RW的为0.2那么低。相应地，在设计成与0.7或更高反射率兼容的读取设备中，在该设备中不能读取CD-RW。于是，将放大低信号的自动增益控制(AGC)功能加到这种读取设备。
在CD-ROM中，在盘的内圆周的导入区设置在距离盘的中心46到50mm的范围内，并且在导入区的更靠内部分没有凹坑。
相反，在CD-R和CD-RW中，在比导入区更靠内的部分设有节目存储区(PMA)和功率校准区(PCA)，如图6所示。
导入区和用来记录用户数据的后续的节目区用来由与CD-R或CD-RW兼容的驱动单元执行记录操作，也用来从其读取数据，诸如在CD-DA中。
在PMA中，临时存储记录信号模式和每个轨道的时间信息，诸如起始时间和结束时间。当所有轨道填满记录数据时，基于存储在PMA中的数据在导入区中形成TOC。PCA是数据被临时写入以便当记录数据时获得激光功率的最优值的区域。
在CD-R和CD-RW中，为了控制记录位置和主轴的旋转，以摆动(曲折)形状构成要形成的记录轨道的凹槽(引导凹槽)。
基于由信息如绝对地址调制的信号，形成该摆动凹槽。即，摆动信息如绝对地址能够从摆动凹槽读出。由摆动凹槽表示的绝对时间(地址)信息称为“前凹槽的绝对时间(absolute time in pregroove(ATIP))”。
摆动凹槽以正弦波形式轻度摆动，如图7所示，并且凹槽的中心频率是22.05kHz，以及摆动量约为±0.03μm。
在该实施例的摆动凹槽中，不仅绝对时间信息，而且还有其它类型的信息通过频率调制(FM)编码。下面给出由摆动凹槽表示的摆动信息的细节。
3-2摆动信息
按照从CD-R/CD-RW凹槽的推-拉(push-pull)通道中检测的摆动信息，当控制主轴电机的旋转以便摆动信息的中心频率变成22.50kHz时，主轴电机以在CD系统中定义的线速度(例如，对于标准密度盘1.2-1.4m/s)旋转。
对于CD-DA或CD-ROM，能够依靠在子码Q中编码的绝对时间信息。然而，在没有数据记录于其上(空盘)的CD-R或CD-RW中，子码还没有记录，于是，从摆动信息获得绝对时间信息。
摆动信息的一个扇区(ATIP扇区)相当于数据记录在盘上后主通道的一个数据扇区(2352个字节)。于是，在提供ATIP扇区与数据扇区同步的同时，进行记录操作。
实际上ATIP信息在摆动信息中不被编码。相反，它首先进行双相调制，如图8所示，然后进行FM调制。这是因为，摆动信号也用于控制主轴电机的旋转。更具体地说，按照双相调制，1和0以预定间隔交替，从而1和0的数目比率变成1∶1，以及FM调制的摆动信号的平均频率变成22.05kHz。
正如下面将讨论的，不仅时间信息，而且特殊信息诸如设定记录激光功率的信息在摆动信息中被编码。在CD-RW中，通过扩展特殊信息，编码用于CD-RW的功率和记录脉冲信息。
图11示出了摆动信息的一个ATI P帧的配置。
ATIP帧包括42位，如图11的(a)表示的，并且接着设有4位同步模式，3位鉴别器(标识符)、21位摆动信息诸如物理帧地址，和14位循环冗余校验(CRC)码。
或者，在某些ATIP帧中，可以提供4位鉴别器和20位摆动信息，如图11的(b)所示。
作为设置在ATIP帧的头部的同步模式，当前面位是0时设为“11101000”，如图9所示，而当前面位是1时设为“00010111”，如图10所示。
3或4位鉴别器是指示后面的20或21位摆动信息的内容的标识符，并且如图12所定义的。
图12所示的从位M23到M0的24位对应于在图11所示的位位置5到28的24位。
位M23、M22和M21(或位M23、M22、M21和M20)用作鉴别器。当该鉴别器的值是“000”时，相应帧的摆动信息的内容(M20-M0)表示导入区、节目区和导出区的地址。当鉴别器的值是“100”时，相应帧的摆动信息的内容(M20-M0)表示导入区的地址。上述地址对应于如上述的ATIP的绝对地址。作为ATIP的时域信息从节目区的头部开始快速向外进行记录，从而简单地递增，并且用来在记录操作期间控制地址。
当鉴别器的值是“101”时，帧的摆动信息(M20到M0)表示特殊信息1。当鉴别器的值是“110”时，帧的摆动信息(M20到M0)表示特殊信息2。当鉴别器的值是“111”时，帧的摆动信息(M20到M0)表示特殊信息3。
当4位用于鉴别器，并且其值是“0010”时，帧的摆动信息(M19到M0)表示特殊信息4。
当鉴别器的值是“010”时，帧的摆动信息(M20到M0)表示附加信息1。当鉴别器的值是“011”时，帧的摆动信息(M20到M0)表示附加信息2。当4位用于鉴别器，并且其值是“0011”时，帧的摆动信息(M19到M0)表示增补信息。
特殊信息1到4、附加信息1和2和增补信息的内容示于图13中。
特殊信息1包括：4位目标记录功率、3位参考速度、7位盘应用代码、1位盘类型和3位盘子类型。3位保留位是用于将来扩展数据的保留区。
作为目标记录功率，记录在参考速度处的激光功率电平。作为盘应用代码，记录使用目的，诸如一般商业用途、特殊应用(例如，照片CD或卡拉OKCD)或商业音频。作为盘类型，例如，“0”表示DRAW(WORM)盘，而“1”表示可重写盘。盘子类型表示旋转速度和恒定角速度(CAV)/恒定线速度(CLV)。
特殊信息2包括导入区的起始地址。特殊信息3包括导出区的起始地址。
特殊信息4包含制造商代码、产品类型和材料代码。盘制造商的名字记录为制造商代码。由制造商制造的产品的类型(型号、产品代码等)记录为产品类型。在材料代码中，记录盘的记录层的材料。
3位材料代码的详细信息示于图14中。
材料代码“000”表示材料是花青，材料代码“001”表示材料是酞花青，材料代码“010”表示材料是偶氮化合物。上述材料是用于CD-R的有机颜料。
相反，材料代码“100”表示用于相变介质的材料。
通常，能够通过制造商代码和产品类型确定盘的记录层的材料。这是基于介质制造领域的方案，其中，产品和材料彼此对应着登记。
即，通过在盘驱动单元中存储登记信息，能够从制造商代码和产品类型中识别装入盘的记录层的材料。
然而，如果登记新盘，或如果在已经制造出盘驱动单元之后装入未登记产品类型的盘或由来登记制造商制造的盘，盘驱动单元不能确定盘的材料。
于是，通过提供上述的材料代码，盘驱动单元能够正确确定装入盘的材料而不管登记状态。
相应地，按照材料类型能够进行各种设定，诸如激光功率和激光发射模式，从而实现高精度记录操作。
即使当能够从制造商代码和产品类型确定装入盘的材料，材料代码也可以用来确认确定结果。
如图13所示，附加信息1包括关于主轴电机旋转和激光功率控制的信息，诸如最低CLV记录速度、最高CLV记录速度、功率放大因数ρ，目标γ值和擦除/记录功率比。
附加信息2还包含主轴电机旋转和激光功率控制的信息，诸如在最低记录速度以及在最高记录速度的目标记录功率、在最低记录速度以及在最高记录速度的功率放大因数ρ、在最低记录速度以及在最高记录速度的擦除/记录功率比。
增补信息包括：惯量(转动惯量)、盘配置、物理结构、盘密度等。
1位盘密度信息的细节示于图15中。
值“0”表示盘密度是标准密度(单密度)，而值“1”表示盘密度是高密度(双密度)。通过确定盘密度类型，盘的特性和参数能够通过图2所示的表识别。
2位物理结构信息的细节示于图16中。
值“0”表示装入盘是规则的可记录盘，而值“1”保留。
2位盘配置信息的细节示于图17中。
值“00”表示规则(圆形)盘，该种盘是12cm盘或8cm盘。值“01”表示三角形盘。值“10”表示四边形盘。值“11”表示具有上述盘之外的配置的盘。
盘配置的例子示于图18A到20C。
图18A示出了12cm规则盘和图18B示出了8cm规则盘。中心孔CH的直径是15mm。在图18A到20C中，访问范围AC是可由盘驱动单元的光拾取头存取的范围，换言之，是能够形成的记录轨道的半径范围。
尽管某些盘可以进行与上述规则盘不同的配置，它们能够被装入，并且只要盘的尺寸和配置能够包含在12cm圆形盘内，并且中心孔CH具有15mm直径，就能够在这些盘上执行记录/读取操作。
图19A和19B示出了由盘配置的值“01”表示的三角形盘。更具体地说，图19A示出了规则三角形盘，并且图19B示出了不是规则三角形的另一三角形形状的盘。这种三角形盘的中心孔CH的直径是15mm。
这种三角形盘的访问范围AC小于规则盘，如图19A和19B所示。当然，该种三角形盘能够装入盘驱动单元中，并且能够用来记录或读取数据。
图20A、20B和20C示出了由盘配置的值“10”表示的四边形盘。更具体地说，图20A示出了正方形盘，图20B示出了长方形盘，和图20C示出了另一类型的四边形盘。这种四边形盘的中心孔CH的直径是15mm。
如同在三角形盘中，这种四边形盘的访问范围AC小于规则盘。然而，四边形盘仍然能够装入盘驱动单元中，并且能够用来记录或读取数据。
由盘配置的值“11”表示的具有不是三角形或四边形配置的盘没有示出。然而在该种情况下，可以设想五边形或六边形盘，或大于六个边的盘，或直径不是8或12cm的圆形盘、椭圆形盘、特殊配置的盘如星形盘或云形盘。
只要这些盘的尺寸和配置能够适应在12cm直径盘内并且中心孔CH的直径是15mm，这些盘就能够用于记录或读取数据。
如图19A到20C示出的三角形盘和四边形盘的例子表示的，它们不限于规则的三角形或正方形。于是，如果希望精确识别这些盘的配置，这些盘的尺寸例如可以记录在增补信息的保留区(M19到M7)部分。
或者，作为表示图21A和21B所示的“a”和“h”的位，对于每个“a”和“h”可以使用4位，如下所示。
当代表“a”的4位值由Av表示，并且代表“h”的4位值由Hv表示时，
a＝Av[mm](以1mm的增量表示0-15mm)
h＝Hv/10(以0.1mm的增量表示0到1.5mm)
增补信息的2位惯量(转动惯量)的细节示于图22中。
当惯量的值是“00”时，转动惯量小于0.01g.m2。当惯量的值是“01”时，转动惯量大于等于0.01g.m2但小于0.02g.m2。当惯量的值是“10”时，转动惯量大于等于0.02g.m2但小于0.03g.m2。当惯量的值是“11”时，转动惯量大于等于0.03g.m2。
当转动惯量由J表示时，由下列等式表示：
J＝∑(mi×ri 2)
其中，ri表示离开原点(即，盘旋转的中心)的距离，而mi表示在位置ri的微质量(minute mass)。
按照上述等式，转动惯量J是微质量mi和距离ri平方的乘积的和。相应地，对于较大盘，转动惯量J增加。
转动惯量J的物理含义是以旋转等式表达的量。即，下列等式成立：
J×α＝T
其中α表示旋转角θ(＝角速度)的二阶微分，T表示力矩(转矩)。
该等式揭示了转动惯量J相当于在质点旋转等式中的质量m。即，转动惯量J对于刚性材料的旋转是一个重要的物理量。
通常，盘的不均衡Im由下列等式表达：
Im＝∑(mi×ri)
即，不均衡Im是微质量mi和距离ri的乘积的和。如果盘很好地对称，并且没有厚度的不均匀，则不均衡Im是0。然而，尽管不均衡Im是0，但是转动惯量J不是0，并且转动惯量J和不均衡Im之间没有相关性。
正如从前述看出，盘的转动惯量用来控制转动盘的主轴电机。
如上讨论的，盘不限于8或12cm的圆形盘，并且有各种配置和尺寸的盘。盘的转动惯量根据盘的尺寸和配置而不同。从而，通过提供上述讨论的转动惯量，主轴电机的旋转驱动系统被相应控制(即，按照盘的尺寸和配置)。更具体地说，按照盘的尺寸和配置能够设定最优主轴伺服增益。
尽管在本实施例中，转动惯量由2位表示，但是通过使用增补信息的保留区的位M7，能够将其扩展到3位。在此情况下，转动惯量可以表示为图2 3所示的。
值“000”表示转动惯量小于0.005g.m2。值“001”表示转动惯量大于等于0.005g.m2但小于0.01g.m2。值“010”表示转动惯量大于等于0.01g.m2但小于0.02g.m2。值“011”表示转动惯量大于等于0.02g.m2但小于0.03g.m2。值“100”表示转动惯量大于等于0.03g.m2但小于0.04g.m2。值“101”表示转动惯量大于等于0.04g.m2但小于0.05g.m2。值“110”表示转动惯量大于等于0.05g.m2但小于0.06g.m2。值“111”表示转动惯量大于等于0.06g.m2。如果希望转动惯量的较大值，上述定义是有效的。
在图22和23所示的例子中，转动惯量由预定范围表示。然而，可以通过方程解出转动惯量，在该种情况下，记录相应信息。
例如，通过使用4位如M5到M8记录惯量信息。当4位值由Jval[十六进制]表示时，Jcal[g.m2](转动惯量)可以由下列等式表达：
Jcal＝Jval×(1/500)
这样已经讨论了包含在ATIP帧中的摆动信息的细节。
在前述例子中，盘配置的值“00”表示8和12cm两种规则(圆形)盘，并且它们不被区分。这是因为它们能够通过参照转动惯量的值区分。
更具体地说，8cm规则盘的转动惯量小于0.01g.m2，而12cm规则盘的转动惯量大于等于0.03g.m2。相应地，如果盘配置的值是“00”，并且惯量值是“00”，该盘是8cm规则盘。相反，如果盘配置的值是“00”，并且惯量值是“11”，该盘是12cm规则盘。
或者，通过使用增补信息的保留区的部分，可以记录区分8cm盘和12cm盘的信息。
3-3记录区格式
现在将描述当盘驱动单元在可记录光盘的记录区中记录数据时的格式。图24示出了可记录光盘的记录区的格式，并且图25示出了图24所示的轨道的格式。
盘驱动单元依次格式化图24所示的记录区，如从盘的内圆周到外圆周的PCA、PMA、导入区、一个或多个轨道和导出区。
然后，如图25所示，盘驱动单元按照分组写方法将每个轨道划分成多个分组，并且在其上记录用户数据。
图24所示的PCA是用于调节激光输出功率进行记录测试的区。每个轨道是记录用户数据的区。导入区和导出区分别存储诸如每个轨道的起始地址和终止地址的TOC和关于相应光盘的各项信息。PMA是临时存储每个轨道的TOC的区。每个轨道包括记录轨道信息的前间隙和记录用户数据的用户数据区。
图25所示的每个分组包括至少一个可读用户数据块、设置于用户数据块之前的(包括一个链接块和四个导入(run-in)块)的五个链接块、和设置于用户数据块之后的包括两个导出(run-out)块的两个链接块。链接块用于耦合分组。
按照定长分组写方法，在可重写盘的记录区中形成多个轨道，并且每个轨道分成多个分组。然后，在一个轨道的多个分组中使用户数据块的数目(块长度)相同，并且数据一次记录在每个分组中。
于是，按照定长分组写方法，以这样一种方式格式化记录区，即一个轨道内的各分组的分组长度相同，并且在各分组中用户数据块的数目相同。
图26示出了由盘驱动单元格式化的光盘的记录区的格式。通过用固定长度分组全部或部分格式化未格式化的记录区，用固定长度的分组填充格式化的记录区。
4.子码和TOC
记录在CD格式盘的导入区上的TOC和子码如。
可记录在CD格式盘上的数据的最小单位是帧。98帧形成一个块。一帧的结构示于图27中。
一帧包括588位，其中前24位是同步数据，并且接着的14位是子码数据，其余位是数据和奇偶校验位。
如上述配置的98帧形成一个块，并且收集从98帧中提取的子码数据，从而形成一块的子码数据(子码帧)，如图28A所示。
从98帧的第一和第二帧(98n+1帧和98n+2帧)提取的子码数据用作同步模式。第三到第98帧(帧98n+3到98n+98)形成通道数据的多个条目，即，形成每个有96位的子码数据P、Q、R、S、T、U、V和W。
在这些子码数据中，P通道和Q通道用来控制访问。然而，由于P通道仅表示轨道之间的暂停，由Q通道(Q1到Q96)执行更精确的控制。96位Q通道数据配置如图28B所示。
四位即Q1到Q4用作控制数据，用于识别：音频信道的数目是2还是4，对记录在盘上的数据(音乐)是否已经执行增强处理，盘是否是CD-ROM和是否允许数字复制。
然后，接下来的四位即Q5到Q8用作(ADR)，其表示子Q数据的模式。更具体地说，能够通过四位ADR表示下列模式(子Q数据的内容)。
0000：模式0…基本上，所有子Q数据都是0(除了CD-RW)。
0001：模式1…正常模式
0010：模式2…盘的目录号
0011：模式3…国际标准记录码(ISRC)
0100：模式4…用于CD-V
0101：模式5…用于多任务型，诸如CD-R、CD-RW和CD-EXTRA
在ADR之后，Q9到Q80的72位用作子Q数据，并且剩余的Q81到Q96用作CRC。
当ADR表示模式1时，通过子Q数据能够表达地址(绝对地址和相对地址)。
针对由子Q数据表示的地址格式，下面将参照图29A和29B讨论已知标准密度盘诸如CD-DA采用的格式，而高密度盘诸如CD-R和CD-RW采用的格式下面将参照图30A和30B讨论。在高密度模式中，需要随着盘的更大容量扩展绝对地址的最大值。相应地，高密度盘的地址值由小时/分钟/秒/帧表示，同时标准密度盘的地址值由分钟/秒/帧表示。
下面参照图29A到30B描述当ADR是模式1时的子Q数据，并且下面将参照图31讨论子Q数据的TOC结构。
存储在盘的导入区中的子Q数据用作TOC信息。即，从导入区读出的Q通道数据的Q9到Q80的72位子Q数据包含图29A或30A所示的信息。图29A或30A所示的子Q数据提供了图28B所示的Q通道数据的72位子Q数据(Q9到Q80)的细节。子Q数据划分成多个8位部分，并且表示TOC信息。
在图29A所示的标准密度盘的子Q数据中，Q9到Q16的8位表示轨道号(TNO)。在导入区内，轨道号设定为“00”。
接着的8位Q17到Q24表示点(POINT)。Q25到Q32、Q33到Q40、Q41到Q48每个有8位，分别表示分钟(MIN)、秒(SEC)和帧(FRAME)作为绝对地址。在Q49到Q56中设定“00000000”。此外，在Q57到Q64、Q65到Q72、Q73到Q80分别记录PMIN、PSEC、PFRAME。通过POINT的值确定PMIN、PSEC、PFRAME的含义。
另一方面，在图30A所示的用于高密度盘的子Q码中，通过使用Q49到Q56的8位中的每个4位，表示比分钟/秒/帧概念更高的“时间”。
更具体地说，在导入区中，通过使用四位Q49、Q50、Q51和Q52，记录比“MIN”、“SEC”、“FRAME”概念更高的时间“HOUR”。通过使用余下的四位Q53、Q54、Q55和Q56，记录比“PMIN”、“PSEC”、“PFRAME”概念更高的时间“PHOUR”。
在图29A或30A所示的导入区的子Q数据中，通过点(POINT)的值定义下列信息。
在图29A所示的子Q码中，当POINT的值由BCD的“01”到“9F”表示(或由二进制码“01”到“FF”表示)时，它指轨道号。在此情况下，在PMIN、PSEC、PFRAME中，记录轨道号的起始点(绝对地址)的分钟(PMIN)、秒(PSEC)、帧(PFRAME)。
当POINT的值是“A0”时，在PMIN中记录节目区中的第一轨道的轨道号。通过PSEC的值能够识别诸如CD-DA、CD-交互(CD-I)、CD-ROM(XA规范)的盘规范(类型)。
当POINT值是“A1”时，在PMIN中记录节目区中的最后轨道的轨道号。
当POINT值是“A2”时，在PMIN、PSEC和PFRAME中记录导出区的起始点作为绝对时间地址(分钟(PMIN)、秒(PSEC)、帧(PFRAME))。
另一方面，在图30A所示的子Q码中，当POINT值由“01”到“9F”表示时，它表示轨道号。在此情况下，在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中，轨道号的起始点(绝对时间地址)记录为小时(PHOUR)、分钟(PMIN)、秒(PSEC)和帧(PFRAME)。
当POINT值是“A0”时，在PMI N中记录在节目区中第一轨道的轨道号，并且通过PSEC值能够识别任务格式(session format)。对于正常高密度盘，PSEC设定到“00”。
当POINT值是“A1”时，在PMIN中记录在节目区中最后轨道的轨道号。
当POINT值是“A2”时，在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中，导出区的起始点记录为绝对时间地址(小时(PHOUR)、分钟(PMIN)、秒(PSEC)、和帧(PFRAME))。
作为POINT值，设想已经定义的或将来定义的值，诸如“A3”，和后续值，例如“B*”和“C*”。然而，略去这些值的解释。
在该实施例中，当POINT值是“F0”时，记录各种类型的物理信息，并且下面将详细解释。
于是，通过图29A或30A所示的子Q数据形成TOC。例如，由盘的子Q数据形成的TOC能够通过图31所示的表示出，其中在该盘上六个轨道记录在节目区。
TOC的所有轨道号TNO必定由“00”表示。如上所述，块号表示作为由98帧构成的块数据(子编码帧)被读取的子Q数据的数目。
在TOC数据中，如图31所示，在三个连续块上记录相同数据。“01”到“06”的POINT值分别指示六个轨道(数首音乐)轨道#1到轨道#6，并且第一轨道#1到第六轨道#6的起始点在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME表示。示于图31的TOC基于示于图30A的子Q数据，并且如果TOC根据示于图29A的子Q数据建立，不提供PHOUR。
当POINT的值是“A0”时，在PMIN中指示“01”作为第一轨道号。盘的类型能够通过PSEC值识别，并且因为PSEC值是“00”，所以盘是高密度CD。
当POINT值是“A1”时，最后轨道的轨道号(“06”)记录在PMIN中。当POINT值是“A2”时，导出区的起始点记录在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME。
在块n+26之后(块n+27等)，重复为块n到n+26指示的相同数据。
在图31所示的例子中，只记录六个轨道，并且限制块数，从而POINT值仅指示“A0”、“A1”、“A2”。然而，实际上会有更多块，从而POINT的值指示“A3”和“后续值”，例如“F0”或“CF”，这将在下面详细讨论。盘的轨道数也可以不同。相应地，TOC数据的一个单元不限制到图31所示的27块。
在存储了几首音乐例如轨道#1到#n的节目区中，以及在导出区中，通过图29B或图30B所示的信息表示子Q数据。
图29B或30B提供了图28B所示的Q通道数据(Q1到Q96)的72位子Q数据(Q9到Q80)的细节。
在图29B所示的子Q数据中，8位Q9到Q16用于记录轨道号(TN0)。即，在轨道#1到轨道#n中，记录BCD值“01”到“99”中的一个。作为轨道号，可以使用二进制码“01”到“9F”。在导出区，在轨道号中记录“AA”。
接着的8位Q17到Q24用于记录索引(X)。索引用来划分每个轨道。
每个有8位的Q25到Q32、Q33到Q40和Q41到Q48表示MIN(分钟)、SEC(秒)和FRAME(帧)作为轨道内的经过时间(相对地址)。在Q49到Q56中设定“00000000”。
在每个有8位的Q57到Q64、Q65到Q72和Q73到Q80中，AMIN、ASEC和AFRAME分别记录为绝对地址的分钟、秒和帧。绝对地址是从第一轨道的开头(即，节目区的开头)到导出区连续提供的地址。
相反，对于图30B所示的子Q数据，在Q9到Q16的8位中记录轨道号(TNO)。在轨道#1到#n中，指示二进制码值“01”到“9F”中的一个。用十进制表示时，能够记录“0”到“159”，于是，能够提供多达159的轨道数、在导出区，记录“AA”。
在接着的8位Q17到Q24中，记录索引(X)。通过使用索引，每个轨道能够被划分成更小部分。作为索引数，使用二进制码值“01”到“9F”中的一个。
在每个有8位的Q25到Q32、Q33到Q40和Q41到Q48中，MIN、SEC和FRAME表示为轨道内的经过时间(相对地址)。
通过使用后续的四位Q49到Q52，记录比“MIN”、“SEC”和“FRAME”更高概念的时间“HOUR”。相应地，由小时/分钟/秒/帧表示相对地址。
在每个有8位的Q57到Q64、Q65到Q72和Q73到Q80中，AMIN、ASEC和AFRAME分别记录为绝对地址的分钟、秒和帧。
通过使用四位Q53到Q56，记录比“AMIN”、“ASEC”和“AFRAME”更高概念的时间“AHOUR”。相应地，和相对地址一样也由小时/分钟/秒/帧表示绝对地址。
绝对地址是从第一轨道的开头(即，节目区的开头)到导出区连续提供的地址。
CD格式的子Q码表示正如上述讨论的。在子Q码中，提供AMIN、ASEC和AFRAME(和AHOUR)区表示绝对地址，并且提供MIN、SEC和FRAME(和HOUR)用于表示相对地址。此外，作为指示轨道和导出区的开头的地址指针，设置PMIN、PSEC和PFRAME(和PHOUR)。这些值表示用分钟、秒和帧(和小时)表示的地址，每个具有BCD的8位(和具有4位的小时)。
BCD是以4位为单位表示“0”到“9”的符号。于是，按照8位BCD，能够表示“00”到“99”的值，即高4位表示十位，低4位表示个位。按照4位BCD，能够表示从“0”到“9”的值。
在图30A和30B所示的例子中，由范围从“00”到“9F”的8位二进制码表示轨道号(TNO)、点(POINT)和索引(X)。
更具体地说，例如轨道号(TNO)能够分别由“0”到“9F(＝159)”(取值“00000000”到“10011111”)的范围表示。相应地，能够在这种格式下管理的轨道数扩展到159。
如在图29A所示的例子中，在图30A中确定为轨道号“00”表示导入区，和“AA”(＝10101010)表示导出区。
点(POINT)和索引(X)也能够分别由“0”到“9F(＝159)”(取值“00000000”到“10011111”)的范围表示。于是，点(POINT)能够对应轨道号(TNO)。通过使用索引(X)，一个轨道能够划分为159个部分。
以二进制码“00”到“9F”表示轨道号和索引号的原因如下。
如上所述，在已知CD格式中，即，在图29A所示的子码信息中，如果POINT不指示轨道号，那么点(POINT)使用特殊定义，诸如“A0”、“A2”、“A3”“B*”或“C*”。在图29A和30A所示的两个例子中，“F0”能够用作POI NT的值，这将在下面详细讨论。
相应地，如果包括“9F”之后的“A0”，用以表示轨道号，当点(POINT)表示轨道号时，必须使用特殊码原始含义的“A0”。
如果点(POINT)使用“A0”、“A2”、“A3”“B*”、“C*”等作为二进制码的轨道号，“A1”的定义在标准密度模式和高密度模式之间必须区分，这损害了兼容性。例如，在记录/读取设备中，增加了软件和硬件的负担，以便处理标准密度模式和高密度模式之间的不同定义。
于是，确定轨道号仅扩展到“9F”(＝159)，并且“A0”和后续的码不用于轨道号。即使在高密度模式中，“A0”和后续码用于定义因子(definingfactor)，而不是轨道号。
因此，作为点(POINT)的值，“00”到“9F”用于轨道号，并且“A0”和后续码用于特殊定义。
按照给点(POINT)的码分配，即除了特殊定义之外的“00”到“9F”，二进制码的“00”到“9F”也分配给索引(X)，其在子码格式上有相同的位分配。
限制轨道号到“9F”的另一原因是能够使用在标准密度模式中的轨道号“AA”，即，表示导出区的轨道号的定义也用在高密度模式。
如上述讨论的，在导入区的子Q数据(即，TOC数据)中，点(POINT)的值确定子编码帧的信息的内容。已经讨论了当点(POINT)指示“01”到“9F”、“A0”“A1”和“A2”时的子编码帧的定义。
在该实施例中，当点(POINT)的值指示“F0”时在子编码帧中记录的信息描述如下。
图32示出了当ADR是1即当子Q数据是在正常模式时，按照点(POINT)的值，子编码帧的内容，即MIN、SEC、FRAME、HOUR、PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME的内容。
如上述讨论的，当点(POINT)的值是“01”到“9F”、“A0”、“A1”和“A2”之一时，记录由图32的(a)表示的各类型信息。
当点(POINT)值是“F0”时，在PMIN、PSEC、PFRAME中记录介质的物理信息。
图32中所示的子编码帧基于图30A所示结构的子Q数据。如果它基于图29A所示结构的子Q数据，当点(POINT)的值是“F0”时，介质的物理信息也能够记录在PMIN、PSEC和PFRAME中。
物理信息的内容由图32的(b)表示。当生产盘时，这些物理信息可以作为预压纹凹坑(pre-embossed pit)记录在可记录盘如CD-R或CD-RW的导入区中。
在PMIN、PSEC和PFRAME中，即在Q57到Q80中，记录每个均有4位的诸如材料、介质类型、线速度和轨道间距的信息，及每个均有2位的转动惯量、配置和盘尺寸的信息，如图32的(b)表示的。
图33中示出了4位盘尺寸的信息。值“0000”表示盘尺寸是120mm。值“0001”表示盘尺寸是80mm。其它值保留。
图34示出了2位盘配置的信息。值“00”表示盘是圆形的。正常圆形盘是12或8cm盘。值“01”表示盘是三角形的。值“10”表示盘是四边形的。值“11”表示盘具有不是上述配置的配置。其它值保留。
图35示出了2位转动惯量信息。值“00”表示转动惯量小于0.01g.m2。值““01”表示转动惯量大于等于0.01g.m2但小于0.02g.m2。值“10”表示转动惯量大于等于0.02g.m2但小于0.03g.m2，值“11”表示转动惯量大于等于0.03g.m2。
通过参照盘配置和转动惯量，盘驱动单元能够确定它们。此外，能够设想盘的各种配置、信息的细节，诸如盘尺寸、配置和转动惯量，以及这些信息的修改。然而，上述已经参照摆动信息讨论了这些因素。于是略去对其解释。
图36示出了4位轨道间距信息。当值是“0000”时，轨道间距是1.05μm。当值是“0001”时，轨道间距是1.10μm。当值是“0010”时，轨道间距是1.15μm。当值是“0011”时，轨道间距是1.20μm。当值是“1000”时，轨道间距是1.50μm。当值是“1001”时，轨道间距是1.55μm。当值是“1010”时，轨道间距是1.60μm。当值是“1011”时，轨道间距是1.65μm。当值是“1100”时，轨道间距是1.70μm。其它值保留。
轨道间距间接表示盘密度(标准密度/高密度)。即“0000”到“0011”表示盘是高密度盘，而“1000”到“1100”表示盘是标准密度盘。
图37示出了4位线速度信息。当值是“0000”时，线速度是0.84m/s。当值是“0001”时，线速度是0.86m/s。当值是“0010”时，线速度是0.88m/s。当值是“0011”时，线速度是0.90m/s。当值是“0100”时，线速度是0.92m/s。当值是“0101”时，线速度是0.94m/s。当值是“0110”时，线速度是0.96m/s。当值是“0111”时，线速度是0.98m/s。当值是“1000”时，线速度是1.15m/s。当值是“1001”时，线速度是1.20m/s。当值是“1010”时，线速度是1.25m/s。当值是“1011”时，线速度是1.30m/s。当值是“1100”时，线速度是1.35m/s。当值是“1101”时，线速度是1.40m/s。当值是“1110”时，线速度是1.45m/s。当值是“1111”时保留。
线速度也直接表示盘密度(标准密度/高密度)。即“0000”到“0111”表示高密度盘，而“1000”到“1110”表示标准密度盘。
图38示出了4位介质类型信息。值“0000”表示该介质是只读介质。值“0001”表示该介质是DRAW(WORM)介质。值“0010”表示该介质是可重写介质。值“0011”保留。值“0100”表示该介质是具有只读区和DRAW(WROM)区的混合介质。值“0101”表示该介质是具有只读区和可重写区的混合介质。值“0110”表示该介质是具有DRAW(WROM)区和只读区的混合介质。值“0111””表示该介质是具有可重写区和DRAW(WROM)区的混合介质。值“1000”表示该介质是具有标准密度只读区和高密度只读区的混合介质。其它值保留。
图39示出了4位材料信息。当值是“0000”时，在记录层形成压纹凹坑，即记录层的材料是只读盘使用的材料。当值是“1000”时，记录层的材料是DRAW(WORM)介质使用的花音。当值是“1001”时，记录层材料是DRAW(WROM)介质使用的酞花青。当值是“1010”时，记录层材料是DRAW(WROM)介质使用的偶氮化合物。当值是“1011”时，记录层材料是可重写介质使用的相变材料。值“0001”到“0111”和“1100”到“1111”保留。
如上述讨论的，介质的物理信息由预凹坑(pre-pit)记录在导入区的子Q数据(TOC)中。这使得盘驱动单元容易和精确地确定盘尺寸、配置、转动惯量、轨道间距、线速度、介质类型和记录层的材料。
如上述讨论的，在多任务(multi-session)类型诸如CD-R、CD-RW、CD-EXTRA等中，子Q数据的ADR的值可以是“0101”，即模式5。
在该实施例中，当在导入区中子Q数据(TOC)中的ADR是模式5时，图40所示的信息按照点(POINT)的值记录。图40所示的信息对于具有多个区的混合盘是有用的，所述混合盘每个区具有导入区、节目区、和导出区，这些区称为记录/读取操作的一个“单元区”。
当点(POINT)的值是“B0”时，后续单元区的节目区开始的绝对时间(绝对地址)记录在MIN、SEC、FRAME和HOUR中。在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中，盘的最后单元区的导出区开始的绝对时间(绝对地址)被记录。
当点(POINT)的值是“C0”时，上述摆动信息的特殊信息1记录在MIN、SEC、FRAME和HOUR中。在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中，盘的第一单元区的导入区开始的绝对时间(绝对地址)被记录。
当点(POINT)的值是“C1”时，上述特殊信息1复制于MIN、SEC、FRAME和HOUR中。PHOUR、PMI N、PSEC和PFRAME保留。
当点(POINT)的值是“CF”时，当前单元区的导出区结束的绝对时间(绝对地址)记录在MIN、SEC、FRAME和HOUR中。在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中，后续单元区的导入区开始的绝对时间(绝对区)被记录。
当在最后单元区中点(POINT)的值是“CF”时，在PHOUR、PMIN、PSEC和PFRAME中的信息设定到0，这是因为没有后续单元区。或者，不提供点(POINT)是“CF”的子码帧。
如上所述，在该实施例中，通过参照混合盘的子Q数据的信息，具体地说，即当点(POINT)的值是“CF”时“后续单元区的导入区开始处的绝对时间”，就能够精确确定后续单元区的导入区的位置。
例如，图41A简要示出了具有两个单元区#1和#2的盘，和图41B简要示出了具有三个单元区#1、#2、#3的盘。按照从单元区的导入区读取的子Q数据，能够识别后续单元区的导入区的位置，如图41A和41B所示。这使得盘驱动单元依次访问各单元区的导入区，正如由带虚划线的箭头表示的，从而，容易地读取每个单元区的TOC数据。
在每个单元区的导入区的子码中，记录单元区的当前导出区结束的绝对时间。于是，能够正确识别当前单元区的导出区和后续单元区的导入区之间的任何间隙。
5、盘驱动单元的配置
下面将描述相应于上述各种类型盘执行记录/读取操作的盘驱动单元。
图42是盘驱动单元70的配置方框图。在图42中，盘90是CD格式盘，诸如CD-R、CD-RW、CD-DA或CD-ROM。参照图1A到5B讨论的各种类型盘可以装入盘驱动单元70中。
盘90装在转台7上，并且在记录/读取操作期间，通过主轴电机6以CLV或CAV旋转。然后通过光拾取器1从盘90读取凹坑数据。作为凹坑数据，当盘90是CD-RW时，读取通过相变形成的凹坑。当盘90是CD-R时，读取通过有机颜料(反射率)的变化形成的凹坑。当盘90是CD-DA或CD-ROM时，读取压纹凹坑。
光拾取器1包括：激光二极管4，用作激光光源；光电检测器5，用于检测反射光；物镜2，作为激光的输出端；和光学系统(未示出)，用于将激光通过物镜2加到盘的记录表面，并且还用于将盘反射的光引向光电检测器5；还为光拾取器1提供监视检测器22，用于接收从激光二极管4输出的部分光。
物镜2由在跟踪方向和聚焦方向上可移动的两轴机构3保持。整个光拾取器1可通过滑动(sled)机构8沿着盘的半径移动。光拾取器1的激光二极管4由来自激光驱动器18的驱动信号(驱动电流)驱动。
来自盘90的反射光信息由光电检测器5检测，并且根据接收光量转换成电信号。电信号然后提供给RF放大器9。
通常，RF放大器9提供有AGC电路。这是因为与CD-ROM相比，由CD-RW反射的光量按照数据是否记录在盘90上或者数据是否当前正在盘90上记录变化很大，并且还有，CD-RW的反射率与CD-ROM或CD-R的有很大不同。
RF放大器9还提供有电流电压转换电路，矩阵计算/放大电路等，以处理来自形成光电检测器5的多个光接收器件的输出电流，从而，通过执行矩阵计算产生信号。例如，产生RF信号(读数据)、用于执行伺服控制的聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE。
在聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE提供给伺服处理器14的同时，从RF放大器9输出的读RF信号提供给二进制化(binarizing)电路11。
如上所述，用于引导记录轨道的凹槽预先形成在诸如CD-R或CD-RW的盘90上。通过FM调制指示在盘上的绝对地址的时间信息，形成信号的凹槽摆动(曲折)。相应地，在记录/读取操作期间，通过参照凹槽信息，能够执行跟踪伺服，并且能够获得绝对地址和各种物理信息。RF放大器9通过执行矩阵计算，提取摆动信息WOB，并且将其提供给凹槽解码器23。
凹槽解码器23解调接收的摆动信息WOB，从而提取绝对地址，并且将其提供给系统控制器10。
凹槽信息还输入到锁相环(PLL)电路，从而获得主轴电机6的旋转速度信息。通过比较旋转速度信息和参照速度信息，产生并且输出主轴误差信号SPE。
可记录盘诸如CD-R和CD-RW包括两类盘，诸如标准密度盘和高密度盘。凹槽解码器23按照从系统控制器10输出的密度类型信息，切换解码系统。更具体地说，凹槽解码器23切换帧同步的匹配格式。
在RF放大器9中获得的读RF信号在二进制化电路11中被二进制化，从而被转换成8到14调制(EFM)信号。EFM信号提供给编码器/解码器12。
编码器/解码器12具有两个功能，诸如读取数据需要的解码器功能和记录数据需要的编码器功能。当读取数据时，编码器/解码器12执行EFM解调、CICR纠错、解交织、CD-ROM解码等，从而输出CD-ROM格式化数据。
编码器/解码器12还从由盘90读出的数据中提取子码，并且将其提供给系统控制器10作为子码(Q数据)的TOC和地址信息。
此外，编码器/解码器12通过执行PLL处理，产生与EFM信号同步的读时钟，并且根据读时钟，执行上述解码操作。在此情况下，编码器/解码器12从读时钟中提取主轴电机6的旋转速度信息，并且将其与参考速度信息比较，从而产生主轴误差信号SPE并且输出。
编码器/解码器12能够按照要被读或记录的盘(或单元区)是标准密度盘还是高密度盘切换处理方法。
在读操作期间，编码器/解码器12在缓冲存储器20中存储上述解码数据。当从盘驱动单元70输出读数据时，存储在缓冲存储器20中的数据被读出并且输出。
接口13连接到外部主计算机80，并且在它们之间发送和接收记录数据和读取数据以及各种命令。作为接口13，使用一个小型计算机系统接口(SCSI)或AT附加分组接口(ATAPI)。当读数据时，被解码并存储在缓冲存储器20中的读数据通过接口13传送到主计算机80。
来自主计算机80的读命令、写命令和其它命令通过接口13提供给系统控制器10。
当记录数据时，记录数据(诸如音频数据或CD-ROM数据)从主计算机发送，然后经接口13存储在缓冲存储器20中。
在该种情况下，编码器/解码器12对CD-ROM格式数据(当提供的数据是CD-ROM数据时)进行编码处理，诸如CIRC编码、交织、子码添加和EFM调制，从而，形成CD格式数据。
通过编码器/解码器12的编码处理获得的EFM信号提供给写策略单元21，在此EFM信号波形被整形。然后EFM信号作为激光驱动脉冲(写数据WDATA)提供给激光驱动器18。
写策略单元21提供记录数据的补偿，即，按照记录层的特性、激光的光点结构和记录线速度，精细地调节最优记录功率并且整形激光驱动脉冲波形。
激光驱动器18将作为写数据WDATA提供的激光驱动脉冲输入给激光二极管4，从而，驱动激光的发射。相应地，在盘90上形成EFM信号的凹坑(相变坑或色素变化坑)。
自动功率控制(APC)电路19在监视来自监视检测器22的激光输出功率的同时，控制激光输出保持恒定值而不受温度影响。由系统控制器10给定目标激光输出值，APC电路19控制激光驱动器18，从而达到目标值。
伺服处理器14根据从RF放大器9输出的聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE和从编码器/解码器12或凹槽解码器23输出的主轴误差信号SPE，产生各种伺服驱动信号，诸如聚焦、跟踪、滑动和主轴信号。
更具体地说，伺服处理器14根据聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE，分别产生聚焦驱动信号FD和跟踪驱动信号TD，并且将它们提供给两轴驱动器16。然后两轴驱动器16驱动光拾取器1的两轴机构3的聚焦线圈和跟踪线圈。相应地，由光拾取器1、RF放大器9、伺服处理器14、两轴驱动器16和两轴机构3形成跟踪伺服回路和聚焦伺服回路。
根据来自系统控制器10的轨道跳跃命令，能够断开跟踪伺服回路，并且将跳跃驱动信号输出到两轴驱动器16。然后两轴驱动器16执行轨道跳跃操作。
伺服处理器14还根据主轴误差信号SPE，产生主轴驱动信号，并且将其提供给主轴电机驱动器17。根据主轴驱动信号，例如，主轴电机驱动器17将三相驱动信号加到主轴电机6，然后该电机以CLV或CAV旋转。
此外，伺服处理器14根据来自系统控制器10的主轴起动/制动控制信号产生主轴驱动信号，并且使主轴电机驱动器17起动、停止、加速和减速主轴电机6。
此外，伺服处理器14产生基于系统控制器10的访问控制的滑动驱动信号和作为跟踪误差信号TE的低频分量获得的滑动误差信号，并且将它们提供给滑动驱动器15。根据滑动驱动信号，滑动驱动器15驱动滑动机构8。滑动机构8设有主轴、滑动电机和传动齿轮(均未示出)，用于保持光拾取器1。滑动驱动器15根据滑动驱动信号驱动滑动机构8，使光拾取器1在盘90上滑动。
伺服系统和记录/读取系统执行的上述各种操作由系统控制器10控制。该系统控制器包括微处理器。
系统控制器10根据来自主计算机80的命令执行上述操作。例如，当接收一个来自主计算机80的读命令时，其指示系统控制器10传送记录在盘90上的特定数据，系统控制器10首先控制搜索(seek)操作到指定地址。即，系统控制器10指示伺服处理器14使光拾取器1访问搜索命令指定的地址。
此后，系统控制器10执行将读数据传送到主计算机80所需要的操作。即，从盘90读出数据、解码并临时存储。然后请求的数据传送到主计算机80。
相反，根据来自主计算机80的写命令，系统控制器10首先将光拾取器1移动到数据要写入的地址。然后，编码器/解码器12对于从主计算机80传送的数据执行上述的编码处理，从而转换成EFM信号。
接着，将从写策略单元21输出的写数据WDATA提供给激光驱动器18，从而在盘90上记录请求的数据。
在图42所述的例子中，盘驱动单元70连接到主计算机80。然而，形成本发明的记录/读取设备的盘驱动单元70，诸如对于音频CD播放器或CD记录器，不用必须连接到主计算机80。在此情况下，接口13的配置不同于图42所示的配置，例如，接口13可以设有操作单元和显示单元。即，数据可以通过用户的操作被记录和读取，并且可以形成输入和输出音频数据的终端。在显示单元上，可以显示当前记录或读取的轨道号和时间(绝对地址或相对地址)。
可以考虑盘驱动单元70的各种其它配置，例如，可以提供只记录设备或只读设备。
6、盘驱动单元的处理示例
下面讨论盘驱动单元70的各种处理示例。
图43是当插入盘90时，由盘驱动单元70执行的处理示例流程图。应注意，由子Q数据形成的TOC记录在盘90的导入区中。如果一空白盘(未记录盘)作为CD-R或CD-RW装入，则执行图44所示的处理而不是图43所示的处理，这是因为在这种盘上没有记录TOC。
图43到46的流程图表示的处理通过系统控制器10执行。
在图43中，当装入盘90时，在步骤F101，系统控制器10执行起动操作，并且读取TOC。更具体地说，系统控制器10起动主轴电机6，维持伺服机构在预定旋转速度，起动激光发射，起动和保持聚焦伺服，以及保持跟踪伺服，以便现在能够从盘90读取数据，然后读出TOC信息。
然后在步骤F102中，系统控制器10从TOC信息读取盘90的物理信息，从而确定盘90的物理特性。通过检验图32到图36所示的信息能够执行该操作。
然后，在步骤F103中，确定盘90是否是混合盘。这能够通过图38所示的介质类型确定。如果步骤F103的结果是否，处理进行到步骤F104，在此，根据盘90的类型的物理信息设定记录/读取系统。下面参照图45详细讨论设定操作。
现在，准备在盘90上执行记录/读取操作。在步骤F105中，系统控制器10等待来自主计算机80的命令，并且根据读命令和写命令分别执行读或写操作。
如果在步骤F103发现盘90是混合盘，在步骤F106变量n设定到1，并且执行从步骤F107到F112的循环处理。
更具体地说，在步骤F107，将在步骤F102读取的物理信息作为单元区#(n)的物理信息即比如图41A或41B所示的单元区#1的物理信息存储。
接着，在步骤F108，变量n递增。然后，在步骤F109，确定后续单元区的导入区的起始地址。
如参照图40讨论的，在ADR是模式5并且点(POINT)是“CF”的子码帧中，记录了后续单元区的导入区的起始地址。于是，在步骤F109中，检验该信息。
如果在上述子码帧中记录了后续单元区的导入区的起始地址，则能够自动确定后续单元区的存在，于是，处理从F110进行到F111。在步骤F111中，系统控制器10控制伺服处理器14，以访问记录的导入区的起始地址。
在步骤112，当光拾取器1到达后续单元区的导入区时，系统控制器10读取TOC信息。TOC信息包含图32到36所示的物理信息。
然后处理过程返回到步骤F107，在此读出的物理信息作为单元区#(n)的物理信息存储。在此情况下，存储单元区#2的物理信息。
重复上述处理，直到包含进最后单元区的物理信息。即，当在步骤F109中，从ADR是模式5而点(POINT)是“CF”的子码帧中读取后续单元区的导入区的起始地址时，地址值是0或该子码帧本身不存在。在此情况下，能够确定当前单元区是最后单元区。
相应地，在步骤F110中，确定没有后续单元区，并且处理进行到步骤F113。
即，在存储了所有单元区的物理信息之后，系统控制器10等待来自主计算机80的命令，并且根据读命令或写命令分别执行读或记录操作。然后，在执行记录或读取操作之前，系统控制器10根据单元区的物理特性设定记录/读取系统，对于所述单元区数据从其读取或记录于其中。
相反，当没有TOC信息的空白盘作为CD-R或CD-RW装入时，系统控制器10执行图44所示的处理。
在步骤201中，系统控制器10在将光拾取器1定位在盘90的内圆周上的同时，起动主轴电机6、开始激光的发射，然后大致保持主轴伺服、起动和保持聚焦伺服、和保持跟踪伺服。现在能够在盘90上执行读操作。
接着，在步骤F202中，从盘90上的凹槽中读取摆动信息。从摆动信息读取盘90的物理信息以便确定盘90的物理特性。该操作能够通过检验图13到23所示的信息执行。
然后，在步骤F203中，按照盘90的物理信息设定记录/读取系统。下面参照图45详细讨论设定信息。
这样能够在盘90上执行记录操作。在步骤F204中，系统控制器10等待来自主计算机80的命令，并且按照写命令执行记录操作。
如上述讨论的，在该实施例中，当装入盘90时，从子Q数据(TOC)或摆动信息确定盘90的物理特性，并且按照确定的物理特性进行各种设定。
在图43的步骤F104或图44的F203中执行的设定操作通过例如图45所示的处理执行。
在步骤F301中，首先检验盘配置。即，在摆动信息的情况下，检验参照图17到21B描述的配置信息，并且如果需要，则检验图22所示的转动惯量信息。在子Q数据的情况下，检验图34所示的配置信息和图35所述的转动惯量信息。
然后系统控制器10确定盘90的配置是适合于由盘驱动器70执行读操作还是记录操作。这能够通过盘驱动单元70的设计得到确定，诸如单元本身的结构和诸如伺服系数的各种参数的可变范围。
如果在步骤F301发现盘90的配置不适合，处理进行到F302，在此输出错误信息。然后在步骤F303，弹出盘90，并且结束处理。
错误信息发送到主计算机80，并且可以在主计算机80的监视显示器上显示，或可以在盘驱动单元70的显示单元上显示。也可以发出音频告警。
如果在步骤F301发现盘90的配置适合，处理进行到步骤F304，在此按照盘密度设置操作模式。在步骤F304，当使用摆动信息时盘密度能够通过图15所示的盘密度信息被确定。或者，当使用子Q数据时，能够检验图38所示的介质类型、图36所示的轨道间距或图37所示的线速度。
然后，按照盘密度是高密度还是标准密度，切换在编码器/解码器1 2中的处理模式或在凹槽解码器23中的处理模式。
按照盘密度，还切换RF放大器9的RF增益和均衡特性，各种伺服增益诸如聚焦和跟踪增益，和处理不同轨道间距需要的、搜索操作所使用的计算系数的设定。
此后，在步骤F305中，按照转动惯量的值设定主轴伺服增益。
下面参照图47A和47B进行详细描述。
图47A是当适合于大转动惯量的装载盘的主轴伺服增益被设定时伺服开环的伯德图。按照增益和相位之间的关系，如图47A所示，能够获得足够的相位裕量和增益裕量。
图47B是当不适合于小转动惯量的装载盘的主轴伺服增益被设定时伺服开环的伯德图。
在此情况下，按照增益和相位，如图47B所示，不能获得足够的相位裕量和增益裕量，于是损害了系统的稳定性。
如果伺服增益从图47B所示的值减少到图47A所示的适合值，能够取得足够的相位裕量和增益裕量。
即，存在按照盘的转动惯量的主轴伺服增益的适合值。因此，在步骤F305的处理中，通过检验转动惯量，主轴伺服增益设定到合适值。于是，主轴伺服系统能够高精度地稳定操作。具体地说，由于在执行记录操作时需要主轴的高精度旋转，该处理是有效的。
在步骤F306，根据盘配置设定光拾取器1的移动范围。
如参照图18A到20C描述的，访问范围AC根据盘配置变化。相应地，根据盘配置(并且可能是上述尺寸)，确定光拾取器1能够访问盘90的外圆周的位置，从而设定光拾取器1的滑动移动范围。于是能够防止光拾取器1的错误操作，即，防止激光加到盘90的没有记录轨道的部分。
只有当盘90是CD-R或CD-RW时才执行步骤F307。根据材料数据，设定要由写策略单元21执行的处理。材料数据即记录层的材料能够通过包含在摆动信息中的图14所示的材料数据、和通过包含在子Q数据中的图39所示的材料类型被检验。
在写策略单元21中，如上所述，脉冲波形被整形为激光驱动脉冲。
在通过色素改变在其上记录数据的CD-R情况下，根据诸如由图4 8的(a)表示的那些要记录的凹坑/平台的长度，产生诸如图48的(b)指示的那些激光驱动脉冲。于是驱动激光的发射。激光驱动脉冲的电平PWr表示激光记录功率。
在CD-R中，可以混合图48的(b)和(c)指示的脉冲，从而合成台阶式的激光驱动脉冲，诸如由图48的(d)指示的那些。按照台阶式激光脉冲，激光功率增加到产生凹坑的脉冲区部分的Pwod，并且该部分称为“过驱动脉冲(over drive pulse)”。通过使用过驱动脉冲，在脉冲周期内能够更精确地控制激光电平。
在通过相变方法记录数据的CD-RW的情况下，如图48的(e)指示的，产生激光驱动脉冲(脉冲串)，其中在凹坑形成区激光功率在记录功率PWr和冷却功率PWc之间切换，从而驱动激光。在平台周期期间，激光功率设定到擦除功率Pwe。
根据记录层的材料通过精细调节CD-R和CD-RW的激光驱动脉冲，能够提高记录精度。
更具体地说，在图48所示的每个脉冲波形中，按照记录层的材料，通过控制由·表示的上升部分和下降部分进行定时调整(即，激光脉冲宽度调整)，并且通过控制由o表示的脉冲电平进行电平调整(即，激光功率调整)。
按照脉冲宽度和激光功率控制脉冲波形的原因如下。
例如，在DRAW(WORM)盘诸如CD-R的情况下，为了记录较长的凹坑，记录激光功率和读激光功率的比率应该增加。相应地，大量的热积累从而增加产生化学反应的区域。结果，要实际记录的凹坑变得比预定长度长。当盘的记录层的热敏性或热传导性较高时，该现象更明显。
要记录的凹坑的长度也受前面平台的长度的影响。即，当刚好位于要记录的凹坑之前的平台变得较短时，在前面凹坑中积累的热不易耗散，于是，导致来自前面凹坑的热干扰。
例如，在要记录的某些凹坑中，即使凹坑的长度相同，并且使用激光和功率的时间相同，邻接较短平台的凹坑也导致较长的凹坑。
因为热积累和耗散按照记录层的材料而变化，所以按照材料调整脉冲宽度、脉冲配置(激光发射模式)和脉冲电平(激光电平)，有助于高精度凹坑串的形成。
如上所述，按照盘90的物理特性，执行图45所述的设定操作，从而改善记录/读取性能。
如果在图43的步骤F103中发现盘90是混合盘，则在步骤F113，在单元区中进行图45所示的设定操作，对于所述单元区数据记录入其中或从其中读取数据。
不仅当插入盘时，而且在盘装入盘驱动单元70的同时接通电源时，或当由主计算机80产生命令时，可以执行图43或44所述的物理特性确定操作和图45所述的设定操作。
TOC没有原始记录在CD-R或CD-RW上，并且盘驱动单元70按照在盘上的数据记录操作写TOC信息。TOC写操作示于图46中。
图46是数据记录在盘90的节目区后的处理流程图，用于CD-R或CD-RW。步骤F401和F402指示根据来自主计算机80的命令的记录操作。
当完成用户数据的记录时，在步骤F403，系统控制器10按照记录数据的内容产生TOC数据。
即，系统控制器10从存储在PMA中的值产生诸如每个轨道的地址的信息，并且也产生诸如图32到39所示的物理信息。在此情况下，从摆动信息确定物理信息。
更具体地说，根据从摆动信息读出的物理信息产生图32的(b)中指示的信息。根据图14所示的材料数据产生图32的(b)中指示的材料信息的值。根据图15所示的盘密度、图16所示的物理结构和图13所示的特殊信息1的盘类型，产生图32的(b)中指示的介质类型值(在此情况下，指盘是CD-R还是CD-RW，以及盘的密度)。
根据图15所示的盘密度、图13中所示的特殊信息1和4和记录用户数据时确定的设定，能够产生图32的(b)中指示的线速度和轨道间距。根据图22中所示的转动惯量产生图32的(b)中表示的转动惯量。根据图1 7所示的盘配置产生图32的(b)中指示的配置。根据图17所示的盘配置和图22所示的转动惯量产生图32的(b)中指示的盘尺寸。
然而，如上述讨论的产生图32的(b)中指示的信息不是必须的。
然后，在步骤F404，在导入区中记录具有产生的TOC信息的子码帧。
相应地，在该实施例中，对于没有TOC信息的CD-R或CD-RW，能够通过摆动信息确定这种盘的物理特性(物理信息)。当后面记录TOC信息时，从摆动信息确定的物理特性作为TOC信息记录在盘中。这使得能够从TOC以及从摆动信息确定盘的物理特性。
设计了设有记录功能的盘驱动单元对摆动信息解码。然而，某些只读盘驱动单元不提供用于摆动信息的解码功能。于是，通过将从摆动信息获得的盘的物理信息传送给TOC数据，这种只读盘驱动单元能够确定盘的物理信息，并且相应地执行设定。
尽管已经参照当前认为的优选实施例描述了本发明，然而，能够对盘驱动单元的配置、单元的操作、摆动信息的结构和子Q数据的结构等进行各种修改。
正如从前面描述中看出的，本发明具有下列优点。
在记录介质中，记录了记录介质的物理特性，具体地说盘的材料信息。这使得记录设备和读取设备能够容易和精确地确定盘的物理特性。
于是，能够提供适合于记录操作和读取操作例如记录/擦除激光功率、激光发射模式、读激光功率上限的设定，从而提高根据盘类型的记录和读性能。
记录介质的物理特性不用通过校准操作来确定。理论上，因此它们能够用100％的精度确定，并且能够缩短起动记录或读操作需要的时间。
此外，由于物理特性信息记录为摆动凹槽数据，能够保持与已知CD格式盘的兼容性。还能够确定未记录的记录介质(未记录的CD-R或CD-RW)的材料，从而能够提供适合于记录操作的设定。
按照在记录介质上主数据的记录操作，记录设备产生包括从摆动凹槽读出的材料信息的主数据管理信息(例如，构成TOC的子码)。相应地，在作为数据记录的管理信息中反映材料信息。这使得没有解码凹槽信息的解码功能的只读设备能够读取材料信息，于是按照材料提供适合于读取操作的设定。

Claims (29)

1、一种光学盘，包括记录在所述光学盘上的材料信息，所述材料信息表示所述光学盘的记录层的材料。
2、如权利要求1所述的光学盘，其中记录轨道可以由所述光学盘上的凹槽形成，所述凹槽通过凹槽的摆动表示预定信息，并且所述材料信息可以作为由凹槽的摆动表示的预定信息记录。
3、如权利要求2所述的光学盘，其中所述凹槽通过使用摆动的频率，包含所述光学盘的旋转控制信息。
4、如权利要求2所述的光学盘，其中由凹槽的摆动表示的所述预定信息包括地址信息。
5、如权利要求1所述的光学盘，其中所述光学盘是多边形的介质。
6、如权利要求1所述的光学盘，其中所述光学盘是盘形介质。
7、如权利要求1所述的光学盘，其中通过将激光加到记录层引起反射率的变化，将数据记录在所述光学盘上，并且所述材料信息表示记录层的材料包含从花青、酞花青和偶氮化合物中选择的一种有机颜料。
8、如权利要求1所述的光学盘，其中通过将激光加到记录层引起反射率的变化，将数据记录在所述光学盘上，并且所述材料信息可以表示记录层的材料是相变介质材料。
9、如权利要求1所述的光学盘，其中预凹坑和构成记录轨道的凹槽形成在所述光学盘上，所述凹槽通过凹槽的摆动表示预定信息，并且所述材料信息作为由预凹坑表示的信息被记录。
10、一种记录设备，用于在光学盘上记录数据，在该光学盘上记录有表示所述光学盘的记录层的材料的材料信息，所述记录设备包括：
确定装置，用于通过读取所述材料信息确定所述光学盘的物理特性；和
记录控制装置，按照所述确定装置确定的物理特性执行记录操作的设定，并且使记录操作进行。
11、如权利要求10所述的记录设备，其中所述确定装置从形成在所述光学盘上的摆动凹槽读取所述材料信息。
12、如权利要求11所述的记录设备，其中所述确定装置将激光加到所述光学盘上，并且从由所述光学盘反射的光中读取摆动凹槽的材料信息。
13、如权利要求12所述的记录设备，其中所述确定装置从由光学盘反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
14、如权利要求10所述的记录设备，其中所述记录控制装置按照由所述确定单元确定的物理特性，设定从记录头装置输出的一种激光功率和激光发射模式，记录头装置用来在所述光学盘上记录数据。
15、如权利要求10所述的记录设备，其中所述记录控制装置可以按照在所述光学盘上执行的主数据记录操作，通过合并从所述光学盘上的摆动凹槽读取的材料信息，产生主数据管理信息。
16、如权利要求10所述的记录设备，其中所述光学盘可以是圆形介质和长方形介质中的一种，并且可以通过驱动所述光学盘的旋转进行所述记录操作。
17、如权利要求10所述的记录设备，其中预凹坑和构成记录轨道的凹槽形成在所述光学盘上，并且所述确定装置从所述预凹坑读取材料信息。
18、一种读取设备，用于从光学盘上读取数据，在该介质上记录了表示所述光学盘的记录层的材料的材料信息，所述读取设备包括：
确定装置，用于通过读取所述材料信息确定所述光学盘的物理特性；和
读取控制装置，按照由所述确定装置确定的物理特性，执行用于读取操作的设定，并且使读取操作进行。
19、如权利要求18所述的读取设备，其中所述确定装置从形成在所述光学盘上的摆动凹槽读取所述材料信息。
20、如权利要求19所述的读取设备，其中所述确定装置将激光加到所述光学盘上，并且从由所述光学盘反射的光中读取摆动凹槽的材料信息。
21、如权利要求20所述的读取设备，其中所述确定装置进一步从由所述光学盘反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
22、如权利要求18所述的读取设备，其中所述读取控制单元按照由所述确定装置确定的物理特性，设定从读取头装置输出的激光功率的上限，所述读取头装置用来从所述光学盘上读取数据。
23、如权利要求18所述的读取设备，其中预凹坑和构成记录轨道的凹槽形成在所述光学盘上，并且所述确定装置从所述预凹坑读取所述材料信息。
24、一种记录/读取设备，用于至少执行在光学盘上的记录操作和读取操作中的一种操作，所述光学盘上记录了表示所述光学盘的记录层的材料的材料信息，所述记录/读取设备包括：
电机，用于驱动所述光学盘的旋转；
光学头，用于将激光加到所述光学盘上，并且用于检测由所述光学盘反射的光；
确定装置，通过从由所述光学头检测的反射光读取材料信息，确定所述光学盘的物理特性；和
记录控制装置，按照由所述确定装置确定的物理特性，执行用于记录操作的设定，并且使所述记录操作执行。
25、如权利要求24所述的记录/读取设备，其中所述确定装置从形成在所述光学盘上的摆动凹槽读取材料信息。
26、如权利要求25所述的记录/读取设备，其中所述确定装置进一步从由所述光学盘反射的光中读取由摆动凹槽表示的另一项信息。
27、如权利要求24所述的记录/读取设备，其中所述记录控制装置按照由所述确定单元确定的物理特性，设定从所述光学头输出的一种激光功率和激光发射模式，所述光学头用来在所述光学盘上记录数据。
28、如权利要求24所述的记录/读取设备，其中所述记录控制装置按照在所述光学盘上执行的主数据记录操作，通过合并从在所述光学盘上的摆动凹槽读取的材料信息，产生主数据管理信息，并且在所述光学盘上记录主数据管理信息。
29、如权利要求24所述的记录/读取设备，其中预凹坑和构成记录轨道的凹槽形成在所述光学盘上，并且所述确定装置从所述预凹坑读取材料信息。
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