CN1427398A - 在可写光盘上记录数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在光盘上记录数据的方法。将一个字节的数据调制为p个通道比特。当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，记录数据。于是，可以以更高密度在现有的光盘上记录数据。

Description

在可写光盘上记录数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种在可记录光盘上记录数据的方法和装置，更具体地说，涉及以更高密度在现有的可记录光盘上记录数据的方法和装置。
背景技术
近来，由于大容量的视频或音频数据经常通过因特网发送和接收，越来越需要能够容易地从其中记录/再现数据的高密度记录介质。
可记录光盘包括650MB的可读/可重写光盘(CD-R/RW)、4.7GB的数字通用光盘随机存储器/可读/可重写数字通用光盘(DVD-RAM/R/RW)、4.7GB的可重写数字通用光盘+(DVD+RW)等等。而且已经开始了具有超过20GB的记录容量的高密度数字通用光盘(HD-DVD)的研究和开发。
对于数字通用光盘(DVD)，尽管数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)正逐渐普及到一般用户，DVD-RAM/R/RW、DVD+RW和能够在DVD-RAM/R/RW和DVD+RW上记录用户数据的记录装置尚未被一般用户如此普遍地接受。因此，CD-R/RW被广泛用作可记录光盘。数据在可记录光盘(CD-R)上只可以记录一次，而数据可以在可重写光盘(CD-RW)上重复地重写。无论如何，在CD-R和CD-RW上可以记录约650MB的用户数据。
因此，索尼和飞利浦公司已经开发并销售了1.3GB的双密度光盘(DDCD)，它所具有的记录容量几乎是CD-R/RW的两倍。
图1是用于解释DDCD和现有的光盘(CD)之间的差别的参考示意图。参照图1，DDCD具有与现有的CD相同的尺寸，但具有1.1微米的光道间距(track pitch)，比现有的CD的1.6微米的光道间距要窄，并具有0.623微米的最小标记长度(minimum mark length)MML，比CD的0.833微米的MML要短的。DDCD的光学读写头(optical pickup)的数值孔径(NA)是0.55(再现/记录)，也就是说，大约比CD的光学读写头的NA大10％。DDCD的激光束的光点直径是1.17微米，比CD的激光束的1.29微米的光点直径小。
当改变读写头的规格的时，提高记录密度的一个简单方法是减小用于记录的激光束的光点直径。由于光点直径与光源的波长λ成正比，而与物镜的NA成反比，因此，可以通过(1)减小光源的波长λ的方法或(2)增大物镜的NA的方法来减小光点直径。
对于DDCD，光点直径在理论上可以仅仅通过第二种方法来减小。这是因为，如果改变光源的波长λ，则很可能要改变读写头的零件和DDCD的结构。但是，由于在DDCD的情况下，光点直径与CD的光点直径相比降低了10％，记录标记获得的信号的分辨率就变得不足了。因此，DDCD记录/再现装置另外包括了一个均衡器，以补偿不足的分辨率。
表1示出了DDCD和CD之间的差别。
  DDCD-ROM/R/RW     CD-ROM/R/RW
记录容量     1.3GB     650MB
光盘的规格     直径120毫米，厚度1.2毫米
光道间距     1.1微米     1.6微米
最小标记长度     0.623微米     0.833微米
错误纠正系统     CIRC7     CIRC
调制算法     EFM
光源的波长     大约780纳米
物镜的NA     0.5(再现)，0.55(记录/再现) 0.45(再现)，0.50(记录/再现)
光点直径     1.17微米 1.29微米
在此，EFM表示8到14调制处理过程，CIRC表示交叉交织里德-所罗门编码，光点直径是其中的激光束的强度等于中心强度的l/e2(e是自然常数)。
与CD的规格相比，DDCD的规格如下：
(1)物镜的NA提高了。(2)MML和光道间距变小了。(3)在记录/再现装置中增加了均衡器。(4)错误纠正系统的效率增强了。
换句话说，在DDCD的情况下，规格(1)，光点直径减小了；规格(2)，MML被减小了；并且，通过(4)提高了处理信号的效率，由(1)降低的分辨率得到解决。
但是，由于(1)而导致倾斜容差(tilt allowance)(倾斜容限(tilt margin))的减小。因为倾斜容差与NA的立方成反比，因此倾斜容差降低了大约25％。而且，通过(2)MML和光道间距分别被减小了25％和31％。但是，由于通过(1)，将光点直径降低了大约10％，MML和光道间距的减小率要大于光点直径的减小率。因此，当记录/再现数据的时候，增加了相邻光道之间的交叉擦除(cross erase)和串扰(crosstalk)以及相邻标记之间的干扰。
为了解决这些问题，当读写装置的可允许的装配误差被降低或增加一个串扰消除器或激光束整形器(former)时，记录/再现装置的制造成本就得越来越提高了。而且，用户必须购买一种新的光盘。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的一个目的是提供用于以更高的密度在现有的光盘上记录数据的方法和装置。
本发明的另一个目的是提供利用现有的读写装置以更高的密度在现有的光盘上记录数据的方法和装置。
本发明的又一个目的是提供通过选取现有的记录方法和高密度记录方法中的任何一种而在现有的光盘上记录数据的方法和装置。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种在光盘上记录数据的方法。该方法包括步骤：(a)将一个字节的数据调制为p个通道比特；和(b)当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，记录数据。
最好是，在步骤(b)中，记录光束的波长是780纳米，光点直径是1.56微米，数值孔径为0.5。
同样，最好是，通过使用第一写入模式和具有不同记录密度的第二写入模式中的一种来记录用户的数据。
最好是，第一写入模式是现有光盘的写入模式，并且当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，以该第二写入模式来记录用户数据。
最好是，步骤(a)包括(a3)通过双重调制算法将一个字节的数据调制为大约15.3个通道比特，并且，在步骤(a3)之前，还包括：(a1)创建一个错误纠正代码块；和(a2)执行交织。
最好是，在步骤(a)中，最小标记长度为0.627微米，记录光束的波长为780纳米，光点直径为1.56微米，并且数值孔径为0.5。
同时，提供了一种在具有多个物理扇区的光盘上记录数据的方法，这些扇区是通过在原版盘制作过程中记录的寻址信息来指定的。该方法包括(a)在一个物理扇区中记录62个帧，每个帧具有同步代码和数据。在此，最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米，最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8，并且格式效率大于0.6且小于1.0。
最好是，步骤(a)包括：(a1)向主数据和头信息分配错误检测代码；(a2)执行错误纠正代码编码；(a3)执行交织；(a4)通过向77字节的数据增加2字节的同步代码来创建一个帧；和(a5)在物理扇区中记录62个帧。
最好是，步骤(a3)包括：(a31)将N1×N2字节的两个错误纠正代码块分别沿着一个列，划分成“d”字节的块，“d”为其最大公因数；(a32)将d×N1字节的目标块分别沿着一行和一列划分为d个部分，以便获得d×d个分割区；(a33)在一个预定的分割区中，通过交替地选择两个错误纠正代码块来交织数据，以便获得具有2×N2的行代码字的一个记录块。
最好是，错误纠正代码块分别具有行代码字(N1，k1)和列代码字(N2，k2)，步骤(a3)还包括(a34)调制具有2×N2的行代码字的记录块，以生成具有2×(N2-k2)的主数据区和2×k2的外部奇偶校验区的记录块。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在光盘上记录数据的装置。该装置包括读写单元、调制器和控制器。读写单元在光盘上记录标记。调制器将1字节的数据调制为q个通道比特。控制器控制该读写单元，以便当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，记录由调制器调制的数据。
最好是，控制器控制读写单元，以便当记录光束的波长是780纳米、光点直径为1.56微米且数值孔径是0.5的时候记录数据。
而且，提供了一种用于在光盘上记录数据的装置。该装置包括读写单元、调制器和控制器。读写单元在光盘上记录标记。调制器将数据调制为预定的通道比特。控制器控制该读写单元，以便以光盘的第一写入模式和第二写入模式中之一种来记录由该调制器调制的数据。
最好是，控制器控制读写单元，以便最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是用于解释DDCD和现有的CD之间的差别的参考示意图；
图2A和图2B是光盘的概略示意图；
图3是根据本发明的一个优选实施例的记录装置的方框图；
图4是基于图3中所示的设计的记录装置的实现的方框图；
图5是根据从表4的调制算法的逻辑扇区的结构的示意图；
图6和图7是按照的本发明一个实施例的错误检验校正(ECC)块的不同结构的示意图；
图8和图9是用于解释按照在本发明的另一个实施例中使用的错误纠正系统的交织算法的参考示意图；
图10是通过执行交织算法而创建的块的结构的示意图；
图11是用于解释向包括在一个ECC块中的数据分配序号的方法；
图12是基于图10中所示而重新安排的记录块的概略示意图；
图13是用于解释根据本发明的、实施例通过实际执行在ECC块A和ECC块B中的交织而创建记录块的处理过程的参考示意图；
图14是按照从表5的调制算法的物理扇区的结构的示意图；
图15是根据本发明的另一个实施例在光盘上的预刻槽的绝对时间(ATIP)区域(一个物理扇区区域)中记录的数据的结构的示意图；
图16是示出了依赖于调制算法的、在格式效率和记录容量之间的关系的曲线图；
图17到图20是示出了当最小标记长度(MML)分别是0.50微米、0.5257微米、0.627微米和1.0微米时，在格式效率和记录容量之间的关系的曲线图；
图21示出了当可记录光盘(CD-R)的MML分别是0.52微米、0.63微米、0.69微米、0.76微米和0.833微米时，由此检测的眼图型和柱状图；
图22示出了当可重写光盘(CD-RW)的MML分别是0.52微米、0.63微米、0.69微米、0.76微米和0.833微米时，由此检测的眼图型和柱状图；
图23是用于解释根据本发明的一个实施例的记录方法的流程图；
图24是用于解释根据本发明的另一个实施例的记录方法的流程图；以及
图25是用于解释根据本发明的又另一个实施例的记录方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图2A和图2B是光盘的概略示意图。参见图2A，在可记录光盘100上形成有一条螺旋光道。该光道包括凸台光道和凹槽光道。参见图2B，参考字符G和L分别表示凹槽光道和凸台光道。凹槽光道向可记录光盘100的半径方向摇摆大约±0.03微米。通过一个推挽(push-pull)通道从摇摆的光道检测到的信号被称为“摇摆信号(wobble signal)”。摇摆信号包括在光盘上的绝对时间信息，即在预刻槽的绝对时间(ATIP)信息，它的频率是被调制的。ATIP信息是一种地址信息。因此，根据ATIP信息来确定一个物理扇区区域。作为结果，可记录光盘100的一个物理扇区区域被称为“一个ATIP区域”。
图3是根据本发明的一个优选实施例的记录装置的方框图。参见图3，记录装置，以根据本发明的一种记录格式在可记录光盘100上记录用户数据。该记录装置包括读写单元1、信号处理器2、解调器3、调制器4和控制器5。
读写单元1包括振荡产生激光束的一个激光二极管，以便向可记录光盘100照射激光束，记录用户数据或接收反射的激光束，并检测射频(RF)信号。信号处理器2放大被检测的RF信号和从该RF信号中去除噪声。解调器3从由信号处理器2处理的信号中解调并输出用户数据(视频/音频数据)。调制器4接收用户数据并通过一个预定的调制算法来调制用户数据。控制器5检测用于从由信号处理器2处理的信号记录数据的地址信息，并基于该地址信息来控制读写单元1，以便在光盘100上记录由调制器4调制的用户数据。
图4是基于图3中所示的设计的记录装置的实现方式的方框图。实际执行与图3的方框的功能相同的方框用相同的附图标号表示，它们的详细描述将被省略。
参见图4，记录装置通过光盘记录方法或根据本发明的高密度记录方法在可记录光盘100上记录用户数据。记录装置包括读写装置1、信号处理器2、解调器3、调制器4和控制器5。
读写装置1包括：一个激光二极管14，振荡产生激光束；激光二极管(LD)驱动器15，控制激光二极管14的驱动；物镜11，汇聚激光束以在可记录光盘100上照射激光束；光束分离器12，它将激光束分离成照射光束和反射光束；光电检测器(PD)13，接收从可记录光盘100反射的光束。当记录用户数据的时候，读写装置1根据是否选择了第一写入模式或第二写入模式而改变最小标记长度(MML)。
调制器4包括第一通道调制块41和第二通道调制块42。第一通道调制块41，按照第一记录格式接收用户数据和调制通道比特。第二通道调制块42，按照第二记录格式接收按照预定的方法编码的用户数据并调制通道比特。在这个实施例中，第一记录格式表示现有的记录格式，第二记录格式表示根据本发明的高密度记录格式。由于可记录光盘100使用8到14调制(EFM)方法，因此第一通道调制块41将一个字节的数据调制为14个通道比特。第二通道调制块42按照双重调制算法将一个字节的数据调制为15.3个通道比特。双重调制算法被公开于由本发明的申请人于1999年9月30日提交且在2000年11月25日公布的题目为“Method of Arranging RLL Codes Having ImprovedDC Suppression Capabilities，Demodulation and Modulation algorithm，andDemodulating Apparatus(安排具有改进的DC抑制能力的RLL码的方法、解调和调制算法以及解调装置)”的韩国专利申请第99-42032号中。简而言之，在双重调制算法中，首先，安排一对代码组，使得可以控制代码序列的DC抑制；其次，使用参数CSV的符号和代码(1，8，8，12)，其中参数CSV表示在与在一对代码组中的相同的源代码相对应的一个代码的代码字中的一个DC值，代码(1，8，8，12)被安排成使得用于估计下一个代码字的数字和值(DSV)转变方向的参数INV的特性彼此相反。在韩国专利申请第99-42032号的公布中披露了更详细的内容。
控制器5以按照第一记录格式的第一写入模式或以按照第二记录格式的第二写入模式向LD驱动器15提供控制命令。作为结果，用户数据被记录在可记录光盘100上。下面将详细描述第二写入模式。
解调器3包括第一通道解调块31和第二解调块32。解调算法依赖于调制算法。这样，第一通道调制块31从由信号处理器2处理的RF信号中提取一个通道比特序列，并按照第一记录格式将通道比特解调为数据比特。第二通道解调块32从由由信号处理器2处理的信号中提取一个通道比特序列，并按照第二记录格式将通道比特解调为数据比特。
通过根据本发明的高密度记录方法记录了数据的光盘，为了方便，被称为“GD”，表示千兆光盘。GD的写入模式，即第二写入模式，满足下面的要求。
当将1字节的数据调制为p个通道比特时，MML大于0.5微米且小于1.0微米。同样，最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8，格式效率大于0.6且小于1.0。格式效率是指用户数据的数量与被记录的数据的整个数量的比。对于同一用户数据的记录的数据的总数可以按照格式安排方法而不同。在表2中示出了上述的要求。
[表2]
最小标记长度(MML) 0.5微米＜MML＜1.0微米
p/q 4.5＜p/q＜8
格式效率ef  0.6＜ef＜1.0
根据本发明的GD的规格和现有的可记录光盘的规格之间的比较如表3中所示。GD-R是在其上仅仅可以记录一次数据的GD，GD-RW是在其上可以重复记录数据的GD。
[表3]
    GD-R/RW     CD-R/RW
光盘的规格 直径     120毫米     120毫米
厚度     1.2毫米     1.2毫米
记录容量     1.3GB     650MB
光道间距     1.6微米     1.6微米
MML     0.627微米     0.833微米
地址记录方法     ADIP     ADIP
读写头 光源的波长     780纳米     780纳米
物镜的NA     0.5     0.5
光点直径     1.56微米     1.56微米
光点直径/MML     2.49     1.87
在表3中，可以看出，除了MML之外，GD-R/RW光盘规格和GD-R/RW的读写头的规格与可记录光盘的光盘规格与读写头的规格相同。这样，可以使用原有的可记录光盘，按照GD方法以高密度记录数据。同样，也可以使用原有的传统读写装置来记录数据。但是，需要改变MML。
表4示出了用作GD记录方法的一个例子和可记录光盘的调制算法和编码方法的对比。
[表4]
  GD-R/RW   CD-R/RW
    调制算法   双重(8/15.3)   EFM(8/14)
编码方法 扇区尺寸   4KB   2KB
错误纠正系统   BCIS-RSPC   CIRC
 ECC块的尺寸   32KB   2KB
格式效率   85％   60.4％
在此，当扇区的尺寸是4KB的时候，两个物理扇区(4KB)被记录在可记录光盘的一个ATIP区域(物理扇区)中，如下所述。
图5示出了按照表4中的调制算法的一个逻辑扇区的结构。参见图5，逻辑扇区具有按照本实施例的172×14字节，并由2048字节的用户数据、20字节的头数据、和4字节的错误检测代码(EDC)组成。
错误纠正系统依赖于BCIS-RSPC，它是指在由本发明的申请人在2001年7月1日提交的题目为“Optical Information Storing Medium and Apparatusand Method for Recording Data(光学信息存储介质与记录数据的装置和方法)”的韩国专利第01-40897号公开的一种错误纠正算法。按照BCIS-RSPC的错误纠正算法为如下所述。
图6和图7示出了根据本发明的一个实施例的ECC块的结构。参见图6和图7，通过向8个逻辑扇区加入内部奇偶校验PI和外部奇偶校验PO，由154×124字节组成ECC块。148字节的数据的代码字和6字节的PI被沿着一行安排，112行的代码字与12行的PO被沿着一列安排。根据ECC块A和ECC块B来执行交织，交织是根据本发明的一个实施例而使用的错误纠正算法的处理过程。除了PI和PO的数据被称为“主数据”。
图8和图9是用于解释按照在本发明的一个实施例中使用的错误纠正系统的一种交织算法的参考示意图。参见图8和图9，ECC块A和ECC块B分别由在一行的N1字节的数据和在一列的N2字节的数据构成。
首先，ECC块A和ECC块B沿着一列划分成“d”块。在此，“d”是N1和N2的公因数。被划分的几个块被称为“目标块”。按照这个实施例的交织，是在ECC块A和ECC块B的各个目标块“a”和目标块“b”中执行。
下面将更详细地描述交织算法。首先，目标块“a”和目标块“b”被分别沿着一列基于每行划分。这样，目标块“a”和目标块“b”被分别划分为d×d个分割区。作为结果，从目标块“a”和目标块“b”创建了2×d×d个分割区。这些分割区是1_1、1_2、…、1_2×d、2_1、2_2、…、2_2×d、…、d_1、d_2、…、d_2×d，每个分割区具有N1/d字节的数据。
下面，以数字顺序从分割区中提取数据。换句话说，从分割区1_1提取第一数据，从分割区1_2提取第二数据，…，从分割区1_2×d提取第2×d数据，从分割区1_1提取第2×d+1数据，从分割区1_2提取第2×d+2数据，…，从分割区1_2×d提取第2×d+2×d数据。使用这样的顺序，从所有的1_1、1_2、…、1_2×d中提取数据，然后又交替地从2_1、2_2、…、2_2×d中提取数据。
在每“d”行重复这种处理过程。通过此处理过程创建的块在图10中示出。
参见图10，可以看出，所创建的块包括2×(N2-k2)的数据和2×k2的外部奇偶检验。沿着块的行而记录的数字，表示分配到每个分割区的字节数据的连续序号。换句话说，如图8和图9所示，当执行交织的时候，字节数据以图10中所示的顺序排列。
例如，下面将描述把连续序号分配到目标块“a”和目标块“b”的方法。换句话说，由于目标块“a”和目标块“b”的每个分割区具有N1/d字节的数据，因此，下列的连续序号被提供到目标块“a”和目标块“b”的分割区。
分割区1_1：当1，…，2×N1除以2×d的余数是1的时候。
分割区1_2：当1，…，2×N1除以2×d的余数是2的时候。
…
分割区1_2×d：当1，…，2×N1除以2×d的余数是0的时候。
分割区2_1：当2×N1+1，…，2×N1+2×N1除以2×d的余数是1的时候。
分割区2_2：当2×N1+1，…，2×N1+2×N1除以2×d的余数是2的时候。
…
分割区2_2×d：当2×N1+1，…，2×N1+2×N1除以2×d的余数是0的时候。
…
分割区d_1：当(d-1)×2×N1+1，…，d×2×N1除以2×d的余数是1的时候。
分割区d_2：当(d-1)×2×N1+1，…，d×2×N1除以2×d的余数是2的时候。
…
分割区d_2×d：当(d-1)×2×N1+1，…，d×2×N1除以2×d的余数是0的时候。
这被归纳如下。
分割区m_n：当2×N1(m-1)+1，…，2×m×N1除以2×d的余数是n时。
参见图11，例如，序号1，1+2d，1+4d，…，1+1N1-4d，1+2N1-2d被依序提供给分割区1_1的N1/d字节的数据。换句话说，分割区1_1具有N1/d字节的数据，其第一字节被提供1，其第二字节被提供1+2d，其第三字节被提供1+4d，…，其第(N1/d)-1字节被提供1+2N1-4d，其第N1/d字节被提供1+2N1-2d。
图12概略地示出了基于图10的块而重新安排的记录块。参见图12，通过在图10的块中每2×k2/16行插入2×k2的PO而创建记录块。
图13是用于解释通过在ECC块A和ECC块B中执行交织而创建记录块的处理过程的示意图。参见图13，当ECC块A和ECC块B被分别在每2行划分的时候，目标块“a”和目标块“b”分别具有8个分割区：分割区(1)、分割区(2)、分割区(3)、分割区(4)、分割区(5)、分割区(6)、分割区(7)和分割区(8)。目标块“a”属于ECC块A，目标块“b”属于ECC块“b”。分割区(1)具有数据1、5、9、…、305，分割区(2)具有数据309、…、613，分割区(3)具有数据2、6、10、…、306，分割区(4)具有数据310、…、614，分割区(5)具有数据311、…、615，分割区(6)具有数据3、7、11、…、307，分割区(7)具有数据312、…、616。分割区(8)具有数据4、8、12、…、308。
为执行交织，从分割区(1)提取第一数据，从分割区(3)提取第二数据，从分割区(6)提取第三数据，从分割区(8)提取第四数据。从分割区(1)提取第五数据，从分割区(3)提取第六数据，从分割区(6)提取第七数据，从分割区(8)提取第八数据。在从分割区(1)、分割区(3)、分割区(6)和分割区(8)中提取所有数据之后，交替地从分割区(2)、分割区(4)、分割区(5)和分割区(7)中提取数据。这种处理在每2行被重复执行。同时，由于ECC块A和ECC块B的PO分别是24行，因此每个记录单元被均匀地分布了1.5行的PO。结果，创建了记录块。
如图13中所示，记录块包括16个记录单元。每个记录单元具有154×15.5字节的尺寸。
图14示出了按照表4中的调制算法的一个物理扇区的结构。参见图14，一个物理扇区包括与图18的一个记录单元相对应的数据，其中的记录单元包括77字节和同步代码。在这个实施例中，按照前述的双重编码方法，每个同步代码包括32个通道比特。当32个通道比特的同步代码和77字节的数据形成一个同步帧的时候，一个扇区数据包括31个同步帧。在此，被分配到同步代码的通道比特的数量和同步代码可能不同。
图15示出了根据本发明的实施例、记录在可记录光盘中的一个ATIP区域(一个物理扇区区域)中的数据的结构。参见图15，在可记录光盘中的一个ATIP区域(物理扇区区域)中记录有两个物理扇区。每个物理扇区包括31个同步帧。每个同步帧包括32个通道比特的同步代码和77字节的用户数据。
根据本发明，根据基于表3和表4的规格的0.627微米的写入策略和部分响应最大可能性(Partial Response Maximum Likelihood)(PRML)，大约1.3GB的数据被记录在可记录光盘上。根据本发明的一个方面，CD的写入策略和PRML是0.833微米。可以不更换现有读写头的光学零件而将写入策略和PRML从0.833微米改变到0.627微米。写入策略用于记录短标记，PRML用于保证再现特性。
基于表4中的双重调制算法从方程1获得预定的记录区域的记录容量。
记录容量＝π*[(r2)2-(r1)2]/(tp*MML*15/3)     (1)其中，r1是最大可记录半径，r2是最小可记录半径，tp是光道间距，MML是最小标记长度。
通过8比特到14个通道比特的调制数据的EFM方法和8比特到12通道比特的调制数据的1到7调制算法，从方程2分别获得的预定的记录区域的记录容量。
记录容量＝π*[(r2)2-(r1)2]/(tp*MML*12/2)
记录容量＝π*[(r2)2-(r1)2]/(tp*MML*14/3)                (2)其中，r1是最大可记录半径，r2是最小可记录半径，tp是光道间距，MML是最小标记长度。
当8比特的数据被调制为p个通道比特，并且MML的通道比特是q的时候，通过方程3来确定记录容量。
记录容量＝π*[(r2)2-(r1)2]/(tp*MML*p/q)                 (3)
最后，通过将由方程3获得的记录容量乘以按照错误纠正系统的格式效率而计算出用户数据的记录容量，由方程4表示。
用户数据容量＝π*[(r2)2-(r1)2]/(tp*MML*p/q)*格式效率    (4)
图16示出了按照不同的调制算法、在格式效率和用户数据的容量之间的关系。参见图16，当MML是0.627微米且使用基于EFM的调制算法时，格式效率提高就5％。可以看出，以双重调制算法的格式效率高于以EFM方法的格式效率。这样，由于在现有的记录光盘上的用户数据的最大可记录容量是688MB，从图16可以看出，必须满足下列要求，以便在可记录光盘上记录1.3GB的数据，是688MB的数据的两倍。
                       1＜p/q＜7
                  15％＜格式效率＜100％
由于依赖调制算法的MML的影响，通过使用当前提出的调制算法或由CD标准和错误纠正系统限定的调制算法，在可记录光盘上并不总能记录1.3GB的数据。换句话说，如果使用基于1到7的调制算法，则MML可以变得更短，其中的MML是2T的。
当使用蓝色激光束的基于1到7的调制算法是下限时，表5中所示的是GD和CD的光学调制程度得比较。
[表5]
    GD-R/RW     CD-R/RW     备注
光源的波长λ     780微米
物镜的NA     0.5
MML     0.627微米    0.833微米   基于EFM的
光点/MML     2.49    1.87
MML2     0.5257微米   基于1到7的
支持高密度(HD)数据的调制算法的MML是0.527微米。虽然当使用最大MML的时候，基于EFM系列5，比率p/q实现了100％的格式效率，在这种情况下的记录容量也不能为1.3GB。这样，最大MML不能超过1.0微米。
图17到图20示出了当MML分别是0.50微米、0.5257微米、0.627微米和1.0微米时，格式效率和记录容量之间的关系。
在图17到图20中，当MML分别是0.50微米、0.5257微米、0.627微米和1.0微米的时候，关于p/q比率的记录容量以格式效率的5％的间隔示出。在此，所提取的公共参数与表2中的那些相同。参见图17到图20，可以看出，记录容量随着MML的降低而提高。但是，当MML被过分降低时，在相邻光道和相邻标记之间的串扰和交叉擦除，使得在记录/再现数据时，引起信号质量恶化。结果，难于再现数据。
图21示出了当MML分别是0.52微米、0.63微米、0.69微米、0.76微米和0.833微米时，检测的眼图型和柱状图。图22示出了当CD-RW的MML分别是0.52微米、0.63微米、0.69微米、0.76微米和0.833微米时，检测的眼图型和柱状图。在柱状图中，示出了按照记录标记的长度的数据的数目。参见图21和图22，可以看出，MML必须大于如表2中所示的0.5微米。
下面将基于上述的结构描述根据本发明的一个优选实施例的记录数据的方法。
图23是用于解释根据本发明的一个实施例的记录数据的方法的流程图。参见图23，在步骤2101，记录装置将以预定的记录格式编码的1字节的数据调制为p个通道比特。在步骤2102，当记录调制的数据时，MML大于0.5微米且小于1.0微米、当MML与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0。
图24是用于解释根据本发明的另一个实施例记录数据的流程图。参见图24，在步骤2201，记录装置按照用户的选择，使用第一写入模式和具有不同的记录密度的第二写入模式中之一种来记录数据。换句话说，在步骤2202，以按照现有光盘的记录格式的写入模式记录数据。在步骤2203中，以根据本发明的GD的记录格式的高密度写入模式来记录数据。换句话说，MML大于0.5微米且小于1.0微米、当MML与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0。
图25是用于解释根据本发明的又另一个实施例的记录数据的方法的流程图。参见图25，在步骤2301中，记录装置，如前所述，通过包括在记录装置内或在记录装置外准备的一个编码块来创建ECC块。在步骤2302，执行交织。在步骤2303，通过双重调制算法，1字节的数据被调制为15.3个通道比特。在步骤2304，一个ATIP区域被提供62个帧，每个帧具有同步代码和调制数据。在步骤2305，当记录数据时，MML“长度(L)”是0.627微米，激光波长λ是780纳米，光点直径是1.56微米，NA是0.5。
在表4中使用的调制算法和编码方法可以在满足表2的记录条件的限制下改变为另一种调制算法和另一种编码方法。
如上所述，根据本发明，提供了用于以高密度在现有的光盘上记录数据的方法和装置。这样，可以利用现有的读写装置，以高密度在现有的光盘上记录数据。而且，由于可以通过选择地使用现有的记录方法和高密度记录方法之一在现有的光盘上记录数据，因此，用户可以非常方便地使用所提出的方法和装置。

Claims (19)

1.一种在光盘上记录数据的方法，该方法包括：
(a)将一个字节的数据调制为p个通道比特；和
(b)当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，记录数据。
2.如权利要求1的方法，其中，在步骤(b)中，记录光束的波长是780纳米，光点直径是1.56微米，数值孔径为0.5。
3.一种在光盘上记录数据的方法，该方法包括：
(a)通过使用第一写入模式和具有不同记录密度的第二写入模式中的一种来记录用户的数据。
4.如权利要求3的方法，其中，第一写入模式是现有光盘的写入模式，并且，当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候以第二写入模式来记录用户数据。
5.如权利要求4的方法，其中，步骤(a)包括：
(a3)通过双重调制算法(dual modulation)将一个字节的数据调制为大约15.3个通道比特。
6.如权利要求5的方法，其中，在步骤(a3)之前，步骤(a)还包括：
(a1)创建一个错误纠正代码块；和
(a2)执行交织。
7.如权利要求6的方法，其中，在步骤(a1)中，创建一个32KB的错误纠正代码决。
8.如权利要求3的方法，其中，在步骤(a1)中，最小标记长度为0.627微米，记录光束的波长为780纳米，光点直径为1.56微米，并且数值孔径为0.5。
9.一种在具有多个物理扇区的光盘上记录数据的方法，其中的扇区是通过在原版盘制作过程中记录的寻址信息来指定的。该方法包括：
(a)在一个物理扇区中记录62个帧，每帧具有同步代码和数据，
其中，最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米，最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8，并且格式效率大于0.6且小于1.0。
10.如权利要求9的方法，其中，步骤(a)包括：
(a1)向主数据和头信息分配错误检测代码；
(a2)执行错误纠正代码编码；
(a3)执行交织；
(a4)通过向77字节的数据增加2字节的同步代码来创建一个帧；和
(a5)在物理扇区中记录62个帧。
11.如权利要求10的方法，其中，步骤(a3)包括：
(a31)将N1×N2字节的两个错误纠正代码块，分别沿着一个列，划分成“d”字节的块，“d”为其最大公因数的；
(a32)将d×N1字节的目标块分别沿着一行和一列划分为d个部分，以便获得d×d个分割区；和
(a33)在一个预定的分割区中，通过交替地选择两个错误纠正代码块来交织数据，以便获得具有2×N2的行代码字的一个记录块。
12.如权利要求11的方法，其中，错误纠正代码块分别具有行代码字(N1，k1)和列代码字(N2，k2)，并且，(a34)调制具有2×N2的行代码字的记录块，以生成具有2×(N2-k2)的主数据区和2×k2的外部奇偶校验区的记录块。
13.如权利要求10的方法，其中，步骤(a5)包括通过双重调制算法将1字节的数据调制为15.3个通道比特。
14.一种用于在光盘上记录数据的装置。该装置包括：
读写单元，在光盘上记录标记；
调制器，将1字节的数据调制为q个通道比特；和
控制器，控制读写单元，以便在当最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0的时候，记录由调制器调制的数据。
15.如权利要求14的装置，其中，控制器控制读写单元，以便在记录光束的波长是780纳米、光点直径为1.56微米且数值孔径是0.5的情况下，记录数据。
16.一种用于在光盘上记录数据的装置。该装置包括：
读写单元，在光盘上记录标记；
调制器，将数据调制为预定的通道比特；和
控制器，控制读写单元，以便以光盘的第一写入模式和第二写入模式中之一种来记录由调制器调制的数据。
17.如权利要求16的装置，其中，控制器控制读写单元，这样一来，最小标记长度大于0.5微米且小于1.0微米、最小标记长度与q个通道比特相对应时p/q大于4.5且小于8、以及格式效率大于0.6且小于1.0。
18.权利要求17的装置，其中该调制器通过双重调制算法将1字节的数据调制为15.3个通道比特。
19.如权利要求18的装置，其中，控制器控制读写单元，这样一来，最小标记长度是0.627微米、记录光束的波长是780纳米、光点直径为1.56微米且数值孔径是0.5。
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