CN1232569A - 光盘、光盘装置和用于记录光盘的方法 - Google Patents

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Abstract

在一种光盘中按顺序形成扇区,所述扇区具有第一间隔区,第一保护数据记录区,包括同步信号和用户数据的数据记录区,第二保护数据记录区,和第二间隔区,其中第一和第二间隔区的长度,和第一和第二保护数据记录区的长度在每次记录时被随机地改变,并且设置第一和第二间隔区的改变量小于第一和第二保护数据记录区的改变量,借以抑制由于重复记录而引起的在每个扇区和每个标记中的光盘介质的劣化。

Description

光盘、光盘装置和用于记录光盘的方法
本发明涉及一种用于在光盘的扇区单元中记录和再现数字信号的光盘、光盘装置和光盘的记录方法。
光盘目前被广泛地用作音频和视频的只读记录介质，例如压缩光盘(CD)，并被用作可再写的记录介质，例如小型盘(MD)。此外，还越来越广泛地被用作计算机的外部存储装置、可再写的3.5英寸的磁光盘和5英寸的相变光盘(PD)。
因此，作为多媒体的记录介质，使用相变光盘的数字视频盘(DVD)即将大量进入市场。相变光盘的优点之一是能够重写信息信号，只需要记录装置具有1个激光束。即，当被调制的激光输出随着在记录电平和擦除电平之间转换的信息信号的变化而被发射到被记录的信息的轨迹上时，便可以记录一个新的信号，同时擦除现有的信息信号。
这种光盘的格式结构参照图18进行说明。在图18中，标号1是光盘，2是光盘1上的轨迹，3是把轨迹分成几个区的扇区。每个扇区3包括具有轨迹和扇区地址信息的标题区4、其中没有记录信号的间隔区7、用于记录用户数据的数字记录区5、以及用于吸收电机转动中的不精密度的影响的缓冲区6。
标题区4通常形成有预先形成的坑，并且不用于记录。标号4a是用于同步的同步信号VFO,4b是地址标记，用于通过没有出现在调制图形上特定记录模式检测标题区，4c是含有具有关于扇区的物理位置的地址信息的物理识别地址(PID)的区，4d是用于检测地址错误的错误检测(IED)。由块4a到4d构成的标题区可以包括多个标题区，以便增加其可靠性。
数据记录区5由用于同步的同步信号VFO 5b和用户数据5c构成。
现在参看图19说明用于通过可读光盘记录和再现信号的光盘装置。在图19中，标号1是光盘，10是用于记录和再现光盘1的轨迹上的信号的光头，11是用于使半导体激光器的光束聚焦在光盘的轨迹上的伺服控制电路，12是用于孔中半导体激光器的光输出的激光器驱动电路，13是用于把编码数据调制成适合于记录的数字形式的数据调制电路，14是用于产生作为同步信号的VFO的VFO产生电路。标号15是用于对被记录的数据进行错误校正编码的编码电路，16是用于控制记录的定时的记录控制电路，17是用于检测再现的信号中的地址信号的地址检测电路，18是用于控制由微处理器和其它相关电路构成的整个光盘装置的操作的系统控制电路，以及19是要被记录的数据。
在编码电路15中被编码过的数据在数据调制电路13中被调制。在VFO产生电路14中产生的同步信号VFO被加到被调制过的数据的开头，并被提供给激光器驱动电路12，因而被记录在光盘1中。
不过，在这种可重写的光操作的光盘中，记录的重复次数受限制，这是因为在重复地暴露在光的条件下由于热负荷而使记录介质变劣。一般地，随着记录重复次数的增加，在变劣区内这种劣化现象趋向更加严重。劣化现象可以大体上分为以下两类：
(1)在每个扇区内的劣化现象，其由于重复地在一个扇区上记录而发生在记录区的开始端(记录的开始位置)和结束端(记录结束位置)，以及
(2)在每个标记中的劣化现象，这种现象当相同图形的标记行被重复地记录在扇区中的相同位置时发生在标记区内。
首先说明在每个扇区中的劣化现象。随着反复地进行记录，在扇区的记录区内的开始端和结束端的记录箔中逐渐发生劣化，并且这缺陷从扇区的开始端向扇区的后方(向在光盘上相关激光的前进方向)并从结束端向扇区的前方(在光盘上相关激光的前进方向的反方向)扩展。
发生上述现象的原因被认为是，当记录箔处于熔融状态时，沿轨迹方向发生记录箔物质的运动现象。例如，通过记录箔物质向扇区前方运动，当熔化和固化被重复多次时，记录箔物质便积聚在记录箔的热负荷突然发生变化的记录开始点部分，因而在记录结束点部分记录箔物质的厚度被减少。结果，在记录开始点和记录结束点之间膜的厚度变得不均匀，热特性或光学特性变差，膜发生剥落，并且/或者在数据开始端或者在数据结束端再现信号的质量变差，从而影响信息的正确记录和再现。
接着说明在每个标记中的劣化现象，随着记录被重复，当记录相同的图形时，在记录箔中发生缺陷，并且这缺陷向标记部分的前后扩展。
即，当在同一扇区重复记录相同数据时，在一些区域内反复发生多次熔化和固化，而在其它区域内却根本不发生熔化。
一般地说，当在光盘上重写被记录的数据时，该数据被重写在扇区单元中。因此，如果在扇区的一部分中的信息被改变，整个扇区便被重写。在TOC(Table of Contents)区或目录区内，其中记录有相应于盘上记录的信息的内容表的信息，尤其是相似的数据经常被重复地记录，因而重写频率高。在普通数据扇区中，相同的数据也被重复地记录在同步信号部分VFO或其类似的部分中，因而，在这种情况下，发生上述种类的劣化现象。结果，在反复发生熔化和固化的部分和根本不发生熔化的部分之间的边界区域内，记录膜的膜厚变得不均匀，使热特性和光学特性变差，使在这些部分中的再现信号的质量变差，因而妨碍信息的正确记录和再现。
根据上述问题，本发明旨在提供一种用于在扇区单元中记录和再现数据的光盘。本发明的目的在于提供一种光盘，其能够减少在每个扇区和每个标记中由于重复记录而引起的光盘记录箔的劣化，简化相关的信号处理系统，并且抑制劣化现象对于信息的精确记录与再现的影响，并提供一种光盘装置和用于光盘的记录方法。
为实现这些和其它目的，在本发明的光盘的第一方面中，在分割轨迹的多个扇区的每个扇区中，提供包括扇区识别信号的标题区和包括同步信号的数据记录区，并在标题区和数据记录区之间提供用于记录特定的保护数据的保护数据记录区。
利用所述保护数据记录区，可以保护同步信号，防止由于重复记录而使记录介质劣化对同步信号的影响。
在本发明的光盘的第二个方面中，在保护数据记录区中的保护数据和在同步信号区中的记录模式相同，并且在保护数据记录区和同步信号区的边界附近，记录模式的相位是连续的。
结果，保护数据记录区基本上可以用作同步信号区，因而同步的锁定范围可被扩展为大于同步信号区，使得即使在由于重复记录而引起记录介质劣化的情况下也可以改善同步获取的稳定性。
在本发明的光盘的第三方面中，保护数据记录区的记录部分在每次记录时被随机地改变。
结果，用于通过重复记录记录相同的信号图形的保护数据记录区和被记录在记录介质上的标记位置在每次记录时被随机地改变，因而可以避免记录介质的劣化。
在本发明的光盘的第四方面中，形成一种扇区结构，其中按顺序包括：没有信号的第一间隔区，用于记录保护数据的第一保护数据记录区，包括同步信号和用户数据的数据记录区，第二保护数据记录区，和第二间隔区，其中第一和第二间隔区的总长度是恒定的，第一和第二保护数据记录区的总长度是恒定的，并且，在扇区中，在记录时，第一间隔区和第一保护数据记录区的长度在每次记录时被随机地改变，第一间隔区的改变量被设置为小于第一保护数据记录区的改变量。
结果，因为第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区在每次记录时被随机地改变，所以可以抑制由于重复记录而引起的每个扇区和每个标记中的介质劣化。
在本发明的光盘的第五方面中，除去第四方面之外，第一间隔区的改变量的分辨率是一个通道位单位(channel bit unit)，第一保护数据记录区的改变量的分辨率是一个字节单位。
因而，在保持信号处理系统容易实现数据处理的同时，可以抑制由于重复记录而引起的每个扇区和每个标记中的介质劣化。
在本发明的光盘的第六方面中，除去第四方面之外，在每次记录时，保护数据和数据记录区数据的信号极性被随机地改变。
结果，即使利用有限的随机变化量，也可以抑制在每个扇区和每个标记中的介质劣化。
本发明的光盘装置包括一种装置，该装置用于按照上述记录和再现光盘，并能够抑制由于重复记录而引起的在每个扇区和每个标记中的介质劣化。
用于本发明的光盘的记录方法包括用于记录这些光盘的方法，并因而能够抑制由于重复记录而引起的在每个扇区和每个标记中的介质劣化。
图1表示按照本发明第一实施例的光盘的格式结构；
图2a-c表示当重复记录时在记录起点记录介质的劣化和同步信号区VFO。
图3是按照本发明的第二实施例的用于从具有保护数据记录区的光盘中记录和再现信息的光盘装置的方块图；
图4a-d说明同步信号部分，其中在保护数据记录区中的保护数据具有和同步信号VFO不同的图形；
图5a-d表示在第三实施例中的同步信号部分，其中在保护数据记录区中的保护数据具有和同步信号VFO相同的图形；
图6是用于记录和再现的第四实施例的光盘装置的方块图，其中在保护数据记录区中的记录模式和同步信号区VFO相同；
图7是一个流程图，用于说明按照第五实施例的光盘的记录和再现方法，其中在保护数据记录区中的记录模式和同步信号区VFO相同；
图8a-d说明按照本发明的第六实施例的用于在每次记录时随机改变扇区记录部分的光盘的扇区状态；
图9是用于通过在每次记录时随机改变扇区记录部分来在光盘中记录和再现信号的按照本发明的第七实施例的光盘装置的方块图；
图10是一种用于通过在每次记录时随机改变在第一和第二间隔部分中的记录部分和在第一和第二保护数据记录区中的记录部分来进行记录和再现的光盘格式；
图11是按照本发明的第八实施例的光盘装置的方块图，该装置用于通过在每次记录时随机改变在第一和第二间隔部分中的记录部分和在第一和第二保护数据记录区中的记录部分来进行记录和再现；
图12是第二随机改变电路的例子的方块图；
图13是用于说明按照第八实施例的光盘的记录方法的流程图；
图14a-d说明当随机改变第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区时扇区的形式；
图15a-b表示当随机改变第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区时扇区的劣化区域；
图16a-c说明在实际的光盘上记录信号的极性和记录阶段；
图17表示按照本发明的随机改变的影响的实验结果；
图18表示常规的可记录的光盘的格式；
图19是常规的可记录光盘装置的方块图。
下面参照附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1表示按照本发明的第一实施例的光盘的格式结构。省略在关于上述现有技术的图8的格式结构中也示出的部分的说明。
和现有技术相比，增加的和修改的部分是用于记录保护数据的保护数据记录区100，其被设置在标题区4和数据记录区5之间。因为在间隔区7中没有信号被记录，所以在扇区中在保护数据记录区100开始记录信号。
参看图2a-c，其中说明在重复记录时，在具有图1所示的格式结构的光盘中，在记录起点记录介质的劣化和同步信号VFO之间的关系。
图2a-c表示在数据记录区5的记录起点附近记录介质的劣化方式，其中图2a表示只重复一次，图2b表示重复50,000次，图2c表示重复100,000次。
在图2a中重复一次的初始阶段，在扇区的记录起点的保护数据记录区100没有介质劣化，因而没有问题。其中在初始状态下的保护数据记录区的间隔被设为T1，同步信号VFO的间隔被设为T2。
如图2b所示在重复50,000之后，发生了介质劣化，并由30表示，间隔为TC1，在保护数据记录区100的开始处，保护数据记录区100被缩短到T4，缩短了介质劣化30的长度的间隔TC1。不过，虽然发生了介质劣化，也只有其中记录有保护数据的保护数据记录区100的长度被缩短。用于同步所需的同步信号VFO完全不受介质劣化30的影响，因而同步间隔T2保持和初始状态相同。因而，和初始状态下一样，可以实现同步的稳定的获取。
在图2c所示的100,000次重复之后，在保护数据记录区100的开始处的介质劣化30被延长到TC2。结果，保护数据记录区被进一步被缩短到T5。不过，也只有其中记录有保护数据的保护数据记录区的长度被缩短。用于同步所需的同步信号VFO完全不受介质劣化30的影响，因而同步间隔T2保持和初始状态相同。因而，和初始状态下一样，可以实现同步的稳定的荻取。
如上所述，按照本实施例，通过在标题区和含有同步信号的数据记录区之间提供用于记录保护数据的保护数据记录区，可以防止由于重复记录而引起的介质劣化而使同步信号区被缩短，从而实现稳定的同步获取。
实施例2
现在参看图3说明按照本发明的第二实施例的光盘装置，本发明旨在在扇区的开始处具有保护数据记录区的光盘中进行记录和再现。省略在有关上述现有技术的图19的光盘装置中已经说明的部分。
对现有技术增加的部分是保护数据产生电路200和第一记录控制电路201。保护数据产生电路200产生特定的保护数据。保护数据产生电路200的保护数据被首先提供，接着加上同步信号VFO产生电路14的同步信号VFO，最后加上数据调制电路13的调制数据。这种数据定时由第一记录控制电路201控制。组合的保护数据、同步信号VFO、和调制数据被提供给激光驱动电路12，并被记录在光盘上。
按照本发明的实施例，如上所述，除去光盘装置的常规构成之外，还提供用于产生保护数据的保护数据产生电路200和第一电路控制装置201，并通过在数据记录区5的开始部分在标题区4和同步信号区VFO之间的保护数据记录区100内记录保护数据，同步信号被保护不发生由于重复记录而引起的介质劣化，因而实现光盘装置的稳定的同步获取。
实施例3
图4a-d和图5a-d表示在具有按照本发明的第三实施例的格式结构的光盘中，在重复记录时在记录的起点记录介质的劣化和同步信号区VFO的同步间隔之间的关系。在第三实施例的光盘中，在保护数据记录区的保护数据的记录模式和同步信号区VFO的记录模式相同。而且，在保护数据记录区和同步信号区的边界，记录模式的相位被如此匹配，使得不引起劣化。
首先，在图4a-d中，在保护数据记录区中的保护数据和同步信号区VFO的记录模式不同。图4a表示在一次重复之后的数据记录区，图4b表示关于同步的锁定范围，图4c表示在重复100,000次之后的数据记录区，图4d表示在重复100,000次之后的同步锁定范围。
在重复一次之后的初始状态下，在数据记录区5的记录起点处的保护数据记录区100没有发生介质劣化。在初始状态下，保护数据记录区的间隔设为T1，同步信号区VFO的间隔设为T2。
在一次重复之后，同步锁定范围300是同步信号区VFO的间隔T2。
在图4c所述的重复100,000次之后的情况下，在保护数据记录区100的开始处，发生介质劣化30，其间隔为TC2。因而，保护数据记录区100被缩短到间隔T5。不过，只有记录有保护数据的保护数据记录区被缩短，用于同步所需的同步信号区VFO根本未受介质劣化30的影响。
在图4d所示的重复10,000次之后，同步锁定范围300保持和重复一次之后的初始状态的间隔T2。因而，如在初始状态下一样，可以实现同步的稳定获取。
在图5a-d中，在保护数据记录区中的保护数据和同步信号区VFO中的记录模式相同。而且，在保护数据记录区和同步信号区的边界不间断，记录模式的相位是一致的。图5a表示在一次重复之后的数据记录区，图5b表示同步锁定范围，图5c表示在100,000次重复之后的数据记录区，图5d表示在100,000次重复之后的同步锁定范围。
在图5a所示的一次重复之后的初始状态下，在数据记录区5的记录起点的保护数据记录区100没有介质劣化。在初始状态下保护数据记录区的间隔被设为T1，同步信号区VFO的间隔被设为T2。
因为在保护数据记录区中的信号的记录模式和同步信号区VFO中的相同，并因为其保持连续性，因而在一次重复之后的同步锁定范围是保护数据记录区的间隔T1和同步信号区VFO的间隔T2之和T1+T2。和在保护数据记录区的信号的记录模式与图4a-d所示的同步信号区VFO的记录模式不同的情况下的同步锁定范围300的T2相比，在本实施例中的锁定范围被延长了一个保护数据记录区的间隔T1的部分。
在图5c所示的重复100,000次之后的情况下，在保护数据记录区100的开始处，发生了介质劣化，其间隔为TC2。因而，保护数据记录区100被缩短到间隔T5。不过，只有记录有保护数据的保护数据记录区被缩短，用于同步所需的同步信号区VFO根本不受介质劣化30的影响。
图5d所示的重复100,000次之后的锁定范围400是保护数据记录区100的间隔T5和同步信号区VFO的间隔T2之和T5+T2。和在保护数据记录区的信号的记录模式与图4a-d所示的同步信号区VFO的记录模式不同的情况下的同步锁定范围300的T2相比，锁定范围被延长了一个保护数据记录区的间隔部分。
因而，即使在100,000次重复而在记录起点产生介质劣化之后，同步的锁定范围也比初始的同步信号区VFO的间隔T2大一个保护数据记录区的间隔T5部分。结果，改善了同步的稳定性和可靠性(锁相环)。
如上所述，按照本实施例，通过使在被设置在光盘的标题区4和数据记录区之间的保护数据记录区100中的保护数据具有和同步信号区VFO相同的记录模式，并保持连续性，同步锁定范围可以被扩展到超出同步信号区VFO，因此，即使由于重复记录而发生介质劣化，也可以仍然保持同步获取的稳定性和可靠性。
实施例4
现在参看图6说明按照本发明第四实施例的光盘装置，该实施例旨在通过对在扇区开始处的保护数据记录区提供保护数据和同步信号区VFO中的保护数据相同的记录模式进行记录和再现。省略在有关上述现有技术的图19的光盘装置中已经说明的部分。
对现有技术所增加的部分是VFO保护数据产生电路500和第一记录控制电路201。VFO保护数据产生电路500在保护数据记录区100和同步信号区VFO内产生相同的记录模式。第一记录控制电路201产生连续的控制定时，使得在保护数据记录区100和同步信号区5b之间不产生任何断续。结果，在保护数据记录区100和同步信号区5b，连续地产生用于同步的相同的记录模式。
来自数据调制电路13的调制数据被加到在VFO保护数据产生电路500中产生的记录模式的开始处。这种数据定时被第一记录控制电路201控制。组合的数据被提供给下一级中的激光驱动电路12，并被记录在光盘上。
按照本实施例，如上所述，通过在常规的光盘装置中增加VFO保护数据产生电路500，用于在保护数据记录区100和同步信号区VFO中产生公共记录模式，和第一记录控制电路201，用于同步的记录模式被记录在标题区4和同步信号区VFO之间的保护数据记录区100中，因此，同步锁定范围被扩展超出同步信号区VFO的间隔，从而使得即使由于重复记录而发生介质劣化，也能实现具有高的可靠性和高的同步获取稳定性的光盘装置。
实施例5
图7逐步说明按照本发明的第五实施例的光盘的记录方法，用于记录和再现在同步信号区VFO和在扇区开始处的保护数据记录区中的相同的记录模式。
在步210，光盘装置在地址检测电路17(例如见图6)中通过来自主系统的指令读光盘的地址信息。系统控制电路18确认扇区地址是否要被记录。
在步211，记录数据在编码电路15中被编码，并在输出调制数据的数据调制电路13中被调制。
在步212，由VFO产生电路14把用于同步的同步信号VFO附加到调制数据的开始处。
在步213，由保护数据产生电路200把用于抑制介质劣化的影响的保护数据附加到同步信号VFO的开始处。
然后，在步214，在要被记录的相应扇区内，在步211、212和213产生的记录数据被第一记录控制电路201控制，并以合适的顺序被记录。具体地说，保护数据被记录在保护数据记录区中，同步信号VFO和用户数据被记录在数据记录区中。
利用这些步骤，可以以图1所示的记录格式在光盘中记录和再现数据。
实施例6
现在参看图8a-d对按照本发明的第六实施例的光盘说明如下，在本实施例中在每次记录时保护记录区的记录间隔被随机地改变。
在图8a-d中，分别示出了在扇区1、2、3和4中保护数据记录区100的不同的记录间隔。
在关于扇区1的图8a中，保护数据记录区100的记录间隔是T1，相连的同步信号区VFO的间隔是T2。保护数据记录区100和同步信号区VFO的合成间隔是T1+T2。
在关于和扇区1相邻的扇区2的图8b中，保护数据记录区100的记录间隔和扇区1相比延长了dT而成为T1+dT。保护数据记录区100和同步信号区VFO的合成间隔是T1+T2+dT。可以理解，因为保护数据记录区100被延长了dT，所以数据记录区的结束端也被向后推移相同的量。
在关于和扇区2相邻的扇区3的图8c中，保护数据记录区100的记录间隔和扇区1相比延长了2dT而成为T1+2dT。保护数据记录区100和同步信号区VFO的合成间隔是T1+T2+2dT。因为保护数据记录区100被延长了2dT，所以数据记录区的结束端也被向后推移相同的量。
在关于和扇区3相邻的扇区4的图8d中，保护数据记录区100的记录间隔是T1，和扇区1相同。因而保护数据记录区100和同步信号区VFO的合成间隔也是T1+T2。
按照这种方法，在每次记录时，在保护数据记录区100中的记录间隔在每个扇区中以dT的时间分辨率(time resolution)被随机地改变。随机地改变的时间分辨率dT的位数由系统配置合适地确定。下面给出一个关于相变光盘的特定例子。
当通道位频率是29.18MHz时，对于通道位的1位的时间间隔t=34.27nsec，假定数据的一个字节相应于16个通道位，则在数据中定义16t=548nsec为1个字节。线速度大约为6m/s。间隔T1=20字节的保护数据记录区100以0到7的8种类型和以1个字节为单位的分辨率改变20字节+K(K=0到7)。通过这种随机的时间变化，因为同步信号区VFO的起点可以随机地改变，所以可以避免由相同记录模式而引起的记录劣化。保护数据记录区的记录间隔是20字节×6m/s×548nsec=66μm。
虽然在图8a-d中没有示出，对于其中记录模式和同步信号区VFO相同的保护数据记录区100最好也给予随机时间改变。因而，在每次记录中，间隔区7的长度被随机地改变。例如，10字节(34μm)的间隔区间隔以相应于0到15通道位的16种方式，以1个通道位为单位t=34.27nsec的分辨率被改变。这在后面详细说明。
当使用这种随机时间变化时，按照记录次数和在保护数据记录区100中的劣化间隔之间的关系，在20,000次重复记录后劣化间隔是7μm，在50,000次重复后是10μm，在100,000次重复后是33μm。
使用随机时间变化的结果，发现即使记录被重复100,000次，保护数据记录区100的记录间隔的劣化被抑制到33μm。保护数据记录区100的记录间隔被设为66μm，即使在100,000次记录之后，记录间隔的劣化也不会延伸到同步信号区VFO，因此，同步获取保持稳定。
附带说明，因为保护数据记录区的记录模式和同步信号区VFO的相同，通道位以00010001重复，在记录介质上4个通道的长度中可以使用标记和空间的交替重复。
实施例7
现在参看图9说明按照本发明第7实施例的光盘装置，本实施例旨在在每次记录时，在随机地改变保护数据记录区的记录间隔的同时，在光盘中记录和再现数据。省略在有关上述现有技术的图19的光盘装置中已经说明的部分。
对现有技术增加的部分是保护数据产生电路200，第一记录控制电路201和第一随机改变电路220。保护数据产生电路200产生特定的保护数据。在来自保护数据产生电路200的保护数据的开始处，附加来自同步信号VFO产生电路14的同步信号VFO，然后把来自数据调制电路13的调制数据附加在其后。第一随机改变电路220以1个字节的分辨率按照20字节+K(K从0到7随机地改变)改变保护数据记录区的记录间隔。在随机地改变保护数据记录区的记录间隔的同时，组合的保护数据、同步信号VFO和调制数据的定时被第一记录控制电路201控制，并且把这些记录信号提供给在后一级的激光驱动电路12，并在每次记录时在随机改变的同时被记录在光盘的扇区中。
如上所述，按照本实施例，通过对常规的光盘装置增加用于产生保护数据的保护数据产生电路200、第一记录控制电路201和第一随机改变电路220，在每次记录中，记录起点被随机地改变，因而可以抑制由于同步信号VFO和用户数据的重复记录而引起的信号劣化。
实施例8
图10表示按照本发明第8实施例的光盘的格式结构，通过在每次记录时随机地改变第一和第二间隔区和第一和第二保护数据记录区的长度，并设置第一间隔区的改变量小于第一保护数据记录区的改变量，进行记录和再现。省略在有关上述现有技术的图18的格式结构中已经说明的部分。
对现有技术增加的是用于调节伺服信号的镜像区270、无信号的间隔的第一间隔区271、用于记录保护数据的第一保护数据记录区272、和数据记录区5相邻的用于记录保护数据的第二保护数据记录区273和无信号的间隔的第二间隔区274。
其中，在每个扇区的第一和第二间隔区271、274以及第一和第二保护数据记录区272、273的记录间隔在每次记录时被随机地改变。
图11说明一种光盘装置，其通过在每次记录时随机地改变第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区的长度，并设置第一间隔区的改变量小于第一保护数据记录区的改变量，进行记录和再现。省略在有关上述现有技术的图19的光盘装置中已经说明的部分。
对现有技术的光盘装置增加的部分是，保护数据产生电路200，第二记录控制电路230，第二随机改变电路240，和极性反向电路250。保护数据产生电路200产生特定的保护数据。在来自保护数据产生电路200的保护数据的开始处，附加来自同步信号VFO产生电路14的同步信号VFO，然后把来自数据调制电路13的调制数据附加在其后。第二随机改变电路240随机地改变第一和第二间隔区的记录间隔。例如，在每次记录中，第一间隔按照10字节+J/16(J从0到15随机地改变)被改变。因为改变量的分辨率是J/16，一个字节由16个通道位构成。在每次记录中，第二间隔按照25字节-J/16(J从0到15随机地改变)被改变。因而，第一间隔区的记录间隔和第二间隔区的记录间隔的总长度保持恒定。此外，第二随机改变电路240也随机地改变第一和第二保护数据记录区的记录间隔。例如，第一保护数据记录区以1字节的分辨率按照20字节+K(K从0到7随机地改变)被改变。类似地，第二保护数据记录区以1字节的分辨率按照55字节-K(K从0到7随机地改变)被改变。其中，第一保护数据记录区的记录间隔和第二保护数据记录区的记录间隔的总长度也保持恒定。
在随机地改变第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区的记录间隔的同时，在第二记录控制电路230中，组合的保护数据、同步信号VFO、和调制数据的定时被控制。由这些信号构成的记录信号被通过在后一级的极性反向电路250，因而在每次记录时记录信号的极性在扇区间隔中被随机地改变。来自极性反向电路250的记录信号被提供给激光驱动电路12，并且第一和第二间隔区的记录间隔以及第一和第二保护数据记录区的记录间隔被随机地改变，记录信号的极性也被随机地改变，并被记录在光盘上的扇区中。
现在参看图12说明第二随机改变电路240的结构的例子。在图12中，随机改变电路701包括13级的位移寄存器702，并被设计用于接收时钟703和随机更新指令704。借助于随机更新指令704，利用用于确定记录信号的极性的1位信号705、用于确定第一和第二间隔区的改变量的4位信号706，和用于确定第一和第二保护数据记录区的改变量的3位信号707，信号的极性和改变量被随机地确定。
图13是表示利用这种光盘装置进行重写扇区的记录信息的操作的流程图。
再次参看图11，下面按照图13的流程图说明其操作。
在步261，光盘装置利用来自主系统的指令在地址检测电路17中读出光盘的地址信息。系统控制电路18确认扇区地址是否是要被记录的。
在步262，记录数据在编码电路15中被编码，并在输出调制数据的数据调制电路13中被调制。
在步263，在调制数据的开始处，由VFO产生电路附加用于同步的同步信号VFO。
在步264，对于在同步信号VFO的开始处的第一保护数据记录区和与用户数据相连的第二保护数据记录区，通过保护数据产生电路200附加上用于抑制介质劣化的影响的保护数据。
在步265，第一和第二间隔区的记录间隔的改变量利用0到15个通道位的改变量和1个通道位的分辨率被随机地确定。类似地，第一和第二保护数据记录区的记录间隔的改变量利用0到7字节的改变量和1个字节的分辨率被随机地确定。即，通过第一间隔区的延长部分，第二间隔区的长度变得较短，而总长度不变。类似地，第一和第二保护数据记录区的总长度也保持不变。
在步266，在随机改变第一和第二间隔区的记录间隔和第一和第二保护数据记录区的记录间隔的同时，由组合的保护数据、同步信号VFO、和调制数据产生记录信号。
在步267，确定是否使记录信号的极性反向。
在步268，如果在步267确定使极性反向，则使记录信号的极性反向。
在步269，在步263到步268中确定的记录信号被记录在要被记录的相应的扇区内。
按照上述的方法，信号按照图10所示的格式被记录在光盘中。
第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区的随机改变状态参照图14a-d进行说明。图14a-d说明通过按照上述方法随机改变第一和第二间隔区以及第一和第二保护数据记录区的长度而进行的在扇区中的记录格式。在光盘的扇区上形成有地址信号401、第一间隔区402、第一保护数据记录区403、由同步信号VFO和用户数据构成的记录信号404、第二保护数据记录区405、和第二间隔区406。
在图14a表示的情况中，第一间隔区402的改变量J是最小值J=0，第一保护数据记录区403的改变量K是最小值K=0。因此，第一间隔区402的长度是最小值G1min，第二间隔区406的长度是最大值G2max。第一保护数据记录区403的长度是最小值D1min，第二保护数据记录区405的长度是最大值D2max。在图14a所示的情况下，记录信号404位于扇区最前方的位置。
在图14b中，J=Jmax,K=0，在图14c中，J=0,K=Kmax，在图14d中，J=Jmax,K=Kmax。其中，Jmax是间隔区的最大改变量，通常为15个通道位，Kmax是保护区的最大改变量，通常为7个字节。在图14d所示的情况下，记录信号404位于扇区的最后方的位置。第一间隔区402的长度是最大值G1max，第二间隔区406的长度是最小值G2min。第一保护数据记录区403的长度是最大值D1max，第二保护数据记录区405的长度是最小值D2min。
图15a-b表示扇区劣化的示意图。在图15a中，J=0,K=0，在图15b中，J=Jmax,K=Kmax。如图所示，起始端劣化501发生在第一保护数据记录区403，并在第一和第二间隔区的一部分形成最大改变量的总长度为Jmax的起始端劣化区504。类似地，结束端劣化502发生在第二保护数据记录区405，并在第一和第二间隔区的一部分形成最大改变量的总长度为Jmax的结束端劣化区505。不过，这一劣化区位于第一和第二保护数据记录区，因而防止起始端和结束端劣化区的进一步扩展，因此劣化区不会给由同步信号VFO和用户数据构成的记录信号404带来不利影响。
附带说明，在由同步信号VFO和用户数据构成的记录信号404中，因为记录间隔被随机地改变并以一个字节的分辨率扩展，用于诱发本地振荡的范围506被扩展，本地劣化503被分散，从而可以减少局部劣化的影响。
在实际的记录操作中，J是通道位，1个字节包括16个通道位，K是大于J的值。因此，第一和第二间隔区的位置随机地作微小改变，而由第一和第二保护数据记录区包括的记录信号404的记录位置在相当宽的范围内改变。
在本实施例中，J以通道位单位设置，K以字节为单位设置，以便满足以下要求。即，第一和第二间隔区的随机位移的数量是如此之小，使得在记录的起始端和结束端的劣化区不扩展，并实现用于处理数字数据的所需的最小单位的通道位的随机位移，而通过增加同步信号和用户数据记录信号的记录区的改变量，使局部劣化被分散，并简化信息的排列。
第一和第二保护数据记录区旨在阻止由于重复记录而发生在起始端和结束端的劣化现象不扩展到记录信号，例如同步信号VFO和用户数据。因此，从阻止劣化区的扩展的观点看来，随机变化不应当增加得太多。
在记录信号例如同步信号VFO和用户数据中的局部劣化通过借助于以字节为单位扩展诱导区而被很好地分散，借以降低劣化影响的可能性。
通常，当处理数字数据时，最好以字节单位处理数据。不过，如果只以字节为单位处理随机改变，字节单位中将发生偏差，在字节单位中的劣化便可能发生，因此，和以通道位为单位的随机改变相比，介质的防劣化效果会减小。在另一方面，如果随机改变总是以通道位为单位处理，则只发生5位或9位的部分改变，因而在再现时进行信号处理是困难的。
因而，在本实施例中，在无信号间隔内的第一和第二间隔区的随机改变以通道位为单位进行，从而可以阻止以字节为单位的劣化，并且可以有效地抑制在扇区的起始和结束端的劣化的影响。在同步信号VFO和用户数据的记录信号中，如果随机改变以字节为单位处理，则要被记录的区域被扩展，因而可以分散在标记中的劣化，此外，要被再现的数据可以以字节为单位处理，使得不会引起在再现时在信号处理中的不便。
结果，在每次记录时，从整个扇区来看的同步信号VFO或用户数据的记录信号404的记录位置以随机改变的两个阶段改变，即，大的随机改变和小的随机改变。在本实施例中，对于两种类型的劣化，即在扇区的起始端和结束端的劣化，以及发生在每个标记中的劣化，可以有效地减少这些劣化对信息记录与再现的影响。
此外，按照本实施例，在每次记录时，记录信号的极性被随机地改变。图16a-c表示记录信号的极性和在光盘上的实际记录状态之间的关系。在光盘的扇区内形成有地址信号604、第一间隔区606、第一保护数据记录区601、包括同步信号VFO和用户数据的记录信号607、第二保护数据记录区608、以及第二间隔区609。
如果极性不反向，则记录信号601在602的状态下被记录在记录介质中，如果极性反向，则在603的状态下被记录在介质中。即，通过使极性反向，使形成标记的箔的未熔部分和已熔部分完全相反，从而进一步增加阻止劣化的效果。
图17是表示证实本发明的随机改变的效果的实验结果的曲线。在这个实验中，在光盘的扇区中重复记录相同的数据信号之后，示出了波动值。在重复记录100,000次之后，根据在10,000次中在解调时小于一次的误差概率的基准线，15％或以下的波动值被认为是数据再现的标准。
在曲线50中，第一间隔区的最大改变量是Jmax=15个通道位，第一保护数据记录区的最大改变量是Kmax=7字节，在曲线51中，第一间隔区的最大改变量是Jmax=15个通道位，第一保护数据记录区的最大改变量是Kmax=7字节，并且包括极性反向。
如曲线50、51所示，所需的条件可以通过第一间隔区的最大改变量是Jmax=15个通道位，第一保护数据记录区的最大改变量是Kmax=7字节，并包括极性反向来满足。从盘容量的观点看来，需要第一间隔区和第一保护数据记录区的改变量尽可能小，因而断定第一间隔区的最大改变量是Jmax=15个通道位，第一保护数据记录区的最大改变量是Kmax=7字节，并极性反向是优选的。
附带说明，在本实验的过程中，随机改变是Jmax=15个通道位，Kmax=7字节，但是，在将来，随着技术的进步，例如随着高性能记录薄膜材料的研制，据信即使在较小的改变宽度下，在重复记录100,000次之后在解调时的误差概率可以小于10,000次中1次。在这种情况下，按照本发明，如本实施例所述，可以以一个有限的随机改变量抑制劣化现象对信息的精确记录和再现的影响。
因而，按照本实施例，通过在每次记录时随机改变第一间隔区和第一保护区的长度，并通过在每次记录时使记录信号的极性反向，其中第一间隔区的最大改变量是Jmax=15个通道位，第一保护数据记录区的最大改变量是Kmax=7字节，有限的随机改变量便可以有利于进行信号处理，并可以抑制在每个扇区中和每个标记中两种劣化现象对信息的精确记录和再现的影响。
在本实施例中，通过把在第一保护数据记录区中的保护数据的记录模式设置为和同步信号区相同的记录模式，并保持在第一保护数据记录区和同步信号间隔之间的记录信号的相位连续，便可以扩展同步信号间隔，因而可以改善系统的稳定性。
此外，在使用再现的光输出和至少一种或几种记录的光输出的光盘装置中，不管记录介质的类型，显然，本发明不仅应用于相位改变光盘，而且也应用于磁光盘和其它光盘。

Claims (36)

1一种光盘，包括：
设置在光盘的轨迹上的多个扇区，每个所述扇区包括(ⅰ)含有扇区识别信号的标题区，和(ⅱ)含有同步信号区的数据记录区，以及
每个所述扇区还包括在所述标题区和所述数据记录区之间设置的用于记录保护数据的保护数据记录区。
2如权利要求1所述的光盘，其中所述同步信号区含有同步信号，用于同步所述数据记录区的开始部分，并且用户数据被设置在同步信号附近。
3如权利要求1所述的光盘，其中在所述保护数据记录区中的保护数据和同步信号的记录模式相同。
4如权利要求3所述的光盘，其中在所述保护数据记录区和所述同步信号区的边界附近，记录模式的相位是连续的。
5如权利要求1所述的光盘，其中所述保护数据记录区的记录间隔在每次记录时可以被随机地改变。
6如权利要求5所述的光盘，其中在每次记录中所述保护数据记录区的记录间隔可以改变7个字节或更少的量，并可以以1个字节为单位被随机地改变。
7如权利要求6所述的光盘，其中一个字节的时间间隔是548ns，用于以16个通道位构成1字节的通道位的频率是29.18Mhz。
8在具有多个扇区并在所述每个扇区中具有含有扇区识别信号的标题区和含有同步信号和用户数据的数据记录区的光盘中，所述每个扇区包括：
第一没有信号的间隔区，用于记录保护数据的第一保护数据记录区，所述数据记录区，第二保护数据记录区，和第二没有信号的间隔区，其中所述第一和第二间隔区的总长度是恒定的，第一和第二保护数据记录区的总长度是恒定的，所述第一间隔区和所述第一保护数据记录区的长度在每次记录时可以随机地改变，并且第一间隔区的改变量小于所述第一保护数据记录区的改变量。
9如权利要求8所述的光盘，其中所述第一间隔区的改变量的分辨率是一个通道位单位，所述第一保护数据记录区的改变量的分辨率是一个字节单位。
10如权利要求8所述的光盘，其中在每次记录时，所述保护数据和数据记录区中的信号极性可随机地改变。
11如权利要求9所述的光盘，其中所述第一间隔区的改变量的分辨率小于等于15个通道位，所述第一保护数据记录区的改变量的分辨率小于等于7个字节。
12如权利要求8所述的光盘，其中在所述第一和第二保护数据记录区中的保护数据和同步信号的记录模式相同。
13一种光盘装置，其可以对光盘进行操作，所述光盘具有由轨迹划分出的多个扇区，所述每个扇区具有含有扇区识别信号的标题区，和含有同步信号区的数据记录区，所述光盘装置包括：
用于产生保护数据的保护数据产生装置；以及
第一记录控制装置，用于在设置在所述标题区和所述数据记录区之间的保护数据记录区记录保护数据。
14如权利要求13所述的光盘装置，其中所述同步信号区包括同步信号，用于使所述数据记录区的开始部分同步，并且用户数据被设置在同步信号附近。
15如权利要求13所述的光盘装置，其中在所述保护数据记录区中的保护数据和同步信号的记录模式相同。
16如权利要求15所述的光盘装置，其中记录模式的相位在所述保护数据记录区和所述同步信号区的边界附近是连续的。
17如权利要求13所述的光盘装置，还包括第一随机改变装置，用于随机地改变所述保护数据记录区的记录间隔。
18如权利要求17所述的光盘装置，其中所述随机改变装置在每次记录中以1个字节的分辨率单位使保护数据记录区改变一个等于或小于7个字节的改变量。
19如权利要求18所述的光盘装置，其中一个字节的时间间隔是548ns，用于以16个通道位构成1字节的通道位的频率是29.18Mhz。
20一种光盘装置，其可以对光盘进行操作，所述光盘具有由轨迹划分出的多个扇区，所述每个扇区具有含有扇区识别信号的标题区，和含有同步信号和用户数据的数据记录区，所述光盘装置包括：
用于在所述第一和第二保护数据记录区产生保护数据的保护数据产生装置；
随机改变装置，用于(ⅰ)随机地改变第一和第二间隔区的长度，所述第一和第二间隔区的总长度是恒定的，以及(ⅱ)随机地改变第一和第二保护数据记录区的长度，所述第一和第二保护数据记录区的长度是恒定的；以及
记录控制装置，用于根据所述第一和第二间隔区的改变量和所述第一和第二保护数据记录区的改变量，在所述第一和第二保护数据记录区和所述数据记录区中记录信号。
21如权利要求20所述的光盘装置，其中所述第一和第二间隔区的改变量的分辨率是通道位单位，所述第一和第二保护数据记录区的改变量的分辨率是字节单位。
22如权利要求20所述的光盘装置，还包括极性改变装置，用于在每次记录时，随机地改变所述保护数据的极性和数据记录区中的信号极性。
23如权利要求21所述的光盘装置，其随机改变装置在每次记录中改变所述第一间隔区小于等于15个通道位的数量，改变所述笫一保护数据记录区小于等于7个字节的数量。
24如权利要求20所述的光盘装置，其中在所述第一和第二保护数据记录区中的保护数据和同步信号的记录模式相同。
25一种记录方法，包括以下步骤：提供一种光盘，所述光盘具有由轨迹划分出的多个扇区，所述每个扇区具有含有扇区识别信号的标题区，和含有同步信号区的数据记录区；以及
在设置在所述标题区和所述数据记录区之间的保护数据记录区中记录保护数据。
26如权利要求25所述的光盘的记录方法，还包括对所述同步信号区提供用于同步所述数据记录区的开始部分的同步信号，并提供和同步信号相邻的用户数据的步骤。
27如权利要求26所述的光盘的记录方法，还包括在所述保护数据记录区中提供和同步信号的记录模式相同的保护数据的步骤。
28如权利要求27所述的光盘的记录方法，还包括在所述保护数据记录区和所述同步信号区的边界附近，设置记录模式的相位是连续的步骤。
29如权利要求25所述的光盘的记录方法，还包括在每次记录时随机地改变所述保护数据记录区的记录间隔的步骤。
30如权利要求29所述的光盘的记录方法，还包括在每次记录中设置所述保护数据记录区的记录间隔的改变量为7个字节或更少，并设置在每次记录中的随机改变量以1个字节为单位的步骤。
31如权利要求30所述的光盘的记录方法，还包括设置一个字节的时间间隔是548ns，并设置用于以16个通道位构成1字节的通道位的频率是29.18Mhz的步骤。
32一种光盘的记录方法，所述光盘具有由轨迹划分出的多个扇区，所述每个扇区具有含有扇区识别信号的标题区，和含有同步信号和用户数据的数据记录区，所述方法包括以下步骤：
按顺序形成扇区结构，所述扇区结构包括第一没有信号的间隔区，用于记录保护数据的第一保护数据记录区，所述数据记录区，第二保护数据记录区，和第二没有信号的间隔区；
设置所述第一和第二间隔区的总长度是恒定的，设置第一和第二保护数据记录区的总长度是恒定的，并且在记录时，随机地改变所述第一间隔区和所述第一保护数据记录区的长度，并且
控制所述第一间隔区的改变量小于所述第一保护数据记录区的改变量。
33如权利要求32所述的光盘的记录方法，还包括设置所述第一间隔区的改变量的分辨率是一个通道位单位，所述第一保护数据记录区的改变量的分辨率是一个字节单位的步骤。
34如权利要求32所述的光盘的记录方法，还包括在每次记录时，随机地改变所述保护数据和数据记录区中的信号极性的步骤。
35如权利要求33所述的光盘的记录方法，还包括设置所述第一间隔区的改变量小于等于15个通道位，所述第一保护数据记录区的改变量小于等于7个字节的步骤。
36如权利要求32所述的光盘的记录方法，还包括设置在所述第一和第二保护数据记录区中的保护数据和同步信号的记录模式相同的步骤。
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