CN1568518B - 记录载体的制造方法与记录/回放设备 - Google Patents

Abstract

说明了有伺服轨道(4)的记录载体，伺服轨道指示出用于记录信息块的信息轨道(9)。伺服轨道(4)有在预定频率下物理参数的周期性变化部分以及对规则间隔下位置信息进行编码的调制部分。调制部分从位同步元开始并且是具有数据位元的数据型或具有字同步元的字同步型。字同步元和数据位元按照周期性变化的同一预定调制型式进行调制。调制元的有效强度为周期性变化的数目，这些变化基本上不同，可用于该调制元的检测。字同步元的有效强度和数据位元的有效强度相等。此外，还说明了读和/或写记录载体的设备。

Description

记录载体的制造方法与记录/回放设备

本发明涉及到包括伺服轨道的记录载体，伺服轨道指出了用于记录由标记所表示的信息块的信息轨道，其中伺服轨道有预定频率下物理参数的周期性变化部分以及对规则间隔下位置信息进行编码的调制部分，第一型调制部分从位同步元开始并且为具有数据位元的数据型，第二型调制部分从位同步元开始且为具有字同步元的字同步型，字同步元和数据位元按照周期性变化的同一预定调制型式进行调制。 

本发明进一步涉及到记录和/或回放设备，其包括写和/或读记录载体上信息轨道内的信息块的装置，记录载体包括指示出信息轨道的伺服轨道，记录和/或回放设备还包括对伺服轨道进行扫描的装置以及从预定频率下伺服轨道物理参数变化而产生的信号检索出位置信息的解调装置，其中伺服轨道有对规则间隔下位置信息进行编码的调制部分，第一型调制部分从位同步元开始并且为具有数据位元的数据型，第二型调制部分从位同步元开始且为具有字同步元的字同步型，字同步元和数据位元按照周期性变化的同一预定调制型式进行调制。 

本发明还涉及到制造记录载体的方法。 

WO 00/43966(PHN 17323)公开了记录载体以及读和/或写信息的设备。将待记录的信息编入包括地址代码的信息信号并按照地址代码再分成为信息块。记录载体为可记录型并有伺服轨道，通常称为预凹槽，为了在对轨道扫描时能产生出伺服信号。预凹槽的物理参数，例如其径向位置在构成所谓抖动的预定频率下周期性地变化。在轨道扫描期间，这种抖动引起了径向跟踪伺服信号的变化并能够产生出波动信号。按照使用对位置信息进行编码的相位调制的调制型式对抖动进行调制。选择用于数字位置信息编码的相位调制或频率调制以便对抖动信号中预定频率分量的干扰最小，因为该分量是用来控制记录速度的。因此，大多数周期性变化需要是非调制的，即具有不偏移标称位置的过零点。记录过程中，从抖动信号中检索出位置信息，并且通过保持信息块中地址代码与位置信息之间的预定关系使用位置信息对信息块定位。地址被编入抖动的调制部分，该调制部分从位同步元开始，后随或是字同步元或是数据位元。 

所公开的系统的问题是，字同步元的检测不可靠。 

本发明的目的是提供同步化更为可靠的记录载体及其设备。 

根据本发明，如开头一段中所定义的记录载体，其特征在于字同步元的有效强度和数据位元的有效强度是相等的，其有效强度为周期性变化的数目，这些变化基本上不同并可用于相应元的检测。另外，如在开头一段中所说明的记录和/或回放设备，其特征在于解调装置包括通过检测字同步元或数据位元来检测跨同一有效强度的调制部分型式的装置，有效强度为周期性变化的数目，这些变化对相应元来说基本上不同。本发明基于下述认识。在DVD+RW中，抖动格式由下述ADIP单元组成(2表示调制的，即反相的抖动；0表示未调制的抖动)： 

ADIP零同步＝“2222000000000000000...” 

ADIP零    ＝“2000002200000000000...” 

ADIP 1    ＝“2000220000000000000...”第一反相抖动(用“2”表示的)是所谓的位同步。接下去的三个反相抖动形成了字同步(字同步情况下为“222”，其他情况为“000”)。再接着的四个抖动携载有零或1的信息(“0022”或“2200”)。在这前8个抖动之后，只跟随不携载信息的正向抖动(但这些正向抖动对PLL性能来说很重要)。除了这个位同步之外，还有字同步的3个调制抖动，而只有2个调制抖动是对1和零的。发明者已经看到，字同步元的检测不如数据位元的检测可靠，这种检测可以表示为有效强度。另外，他们也认识到，为了以最小的规则周期性变化干扰来可靠的检测所有元，最好是所有元都具有同一强度。“L”-数表示调制元的有效强度。对字同步来说，必须要确定是否存在字同步(故将“222”与“000”加以比较)，字同步的有效强度为3个抖动。对于位检测，我们必须在1和零之间做出决定(故将“2200”与“0022”进行比较)，其有效强度为L＝4个抖动。为了对字同步检测和位检测得到同样的强度，必须把用于字同步检测的抖动数增加1个，从3增加到4。因此，通过对数据位元和字同步元选择相等的有效强度来达到与周期性变化最小干扰相结合的可靠检测。 

本发明的方法，设备以及记录载体的进一步优选实施方案在后面的权利要求中给出。 

参照如下说明中的通过实例说明的实施方案并参照附图，本发明 的这些特点以及其他特点将显而易见并将予以进一步的阐述，其中 

图1a示出了有伺服轨道的记录载体(顶视图)， 

图1b示出伺服轨道(截面图)， 

图1c示出伺服轨道的抖动(细部图) 

图1d示出伺服轨道的另一抖动(细部图) 

图2示出双相抖动调制， 

图3示出MSK抖动调制， 

图4示出包括分离字同步的调制方案， 

图5示出信息块读装置， 

图6示出信息块写装置。 

图中，与已说明元件相应的元件具有相同的参考数字。 

图1a示出盘形记录载体1，该记录载体装配有用于记录的轨道9以及中心孔10。轨道9按照螺旋型绕圈3进行排列。图1b为在记录载体1的直线b-b上所取的截面图，其中透明基底5装备有记录层6和保护层7。记录层6可以是光学上可写的，例如通过相位变化可光写的，或者是通过写信息设备、诸如已知的CD-可重写或CD-可记录、在磁光学上是可写的。记录层还可以通过生产过程装备信息，其中首先制作母盘，其后通过压制再成倍地增加。信息在信息块内进行组织并且用呈一系列区域形式的光学可读标记来表示，例如CD中长度不同的一系列凹区，这一系列区域反映出辐射量大和辐射极少。在一种实施方案中，可重写型记录载体上的轨道9用空白记录载体制造过程中提供的伺服模式来表示。例如通过预凹槽4来形成伺服模式，预凹槽4能使写磁头在扫描期间跟随轨道9。预凹槽4可以以较深陷的或凸显的部分来实现，或以偏离其周围环境的材料特性来实现。可替代地，伺服模式可以由交替变化的升高或深陷的绕圈所组成，其称之为凸区和凹区模式，而每一圈都发生从凸区到凹区的跃迁或者是相反的情况。图1c和1d表示出预凹槽物理参数周期性变化的两个实例，预凹槽称为抖动。图1c示出横向位置的变化，而图1d则示出宽度的变化。这一抖动在跟踪伺服传感器中产生出抖动信号。这个抖动例如是频率调制的，而位置信息诸如地址、时间代码或绕圈信息则在调制中编码。在US 4,901,300(PHN 12.398)中能够找到用以这种方式装备位置信息的可重写CD系统的说明。伺服模式也可以由例如能周期性产生跟踪信 号、规则分布的子模式所组成。另外，伺服模式还可以包括在预凹槽旁边的凸区的修正情况，例如起伏的预凹槽就具有特定模式的凸区预凹区用于位置信息编码，如像在DVD-RW中的情况。 

伺服轨道的变化包括单调抖动的比较大的部分，所谓的非调制部分。此外，伺服轨道还包括比较短的部分，在此部分，抖动的频率和/或相位偏离了预定的抖动频率，其称为调制部分。在本文件中，与任何附加元编码信息相结合、具有周期性的任何伺服模式都被称之为具有预定频率下物理参数周期性变化或抖动的伺服轨道，伺服轨道具有调制部分。 

图2示出双相位抖动调制。上面的轨迹表示出用于字同步模式的抖动调制，第二和第三轨迹表示用于地址数据位的抖动调制，总的调制称为预凹槽内地址(ADIP)。使用预定的相位模式来表示同步符号(ADIP位同步)和全地址字的同步(ADIP字同步)，以及各自的数据位(ADIP数据＝‘0’，和ADIP数据＝‘1’)。ADIP位同步用单一反相抖动(抖动#0)来表示。ADIP字同步用直接跟随ADIP位同步的三个反向抖动来表示，而在这一区域(抖动#1-3)数据位具有非反相抖动。ADIP数据区包括若干个抖动周期，指定其代表一个数据位，图中为编号是4-7的抖动周期(＝抖动#4-7)。ADIP数据区第一半的抖动相位与该区第二半的抖动相位相反。同样地，每一位用具有不同抖动相位，即称为双相位的两个子区来代表。对数据位的调制如下：ADIP数据＝‘0’用其后跟随两个反相抖动的两个非反相抖动来代表，而ADIP数据＝‘1’时情况刚好相反。在这种实施方案中，对数据位的调制是完全对称的，对两个数据位数值给出同等的差错概率。不过，也可以使用抖动和反相抖动的其他组合，或其他相位数值。在一实施方案中，在ADIP字同步之后而不是数据位之后来使用预定调制表示‘空白’。在第一数据位之后可以使用单调的抖动，或者进而可以对其后的数据位进行编码。为了保证检测器中PLL的易于锁定和输出稳定，优选地是大多数抖动不进行调制(即其具有标称相位)；在本实施方案中，8个可能调制的抖动跟随有85个未调制的(即单调的)抖动(抖动#8-92)。PLL的输出频率必须尽可能地稳定，因为在写的过程中，写时钟是根据PLL的输出推导出的。 

图3示出MSK抖动调制。最小频移键控(MSK)调制使用第一模式 31来传送第一位数值，使用第二模式32传送第二位数值。还可以使用模式31、32的组合来传送同步信息。各个MSK模式都有具有至少一个全抖动周期的中央部分，在第一模式中，中央部分34是非反相的，而在第二模式中，中央部分37是反相的。各MSK模式还有起始部分和终止部分。左面的MSK模式有起始部分33和终止部分35，其刚好是一个单个抖动周期。右面的MSK模式有起始部分36，其通过使频率为1.5倍的抖动频率，即在一个抖动频率周期内有三个半个正弦周期而使相位反相。终止部分类似于把相位再反相到非反相状态。MSK数据位的检测主要是基于中央部分的检测，因为两个中心部分显示出这两种模式之间的最大差别。另外，可以利用未调制起始部分33与调制起始部分36的差别以及来未调制终止部分35与调制终止部分38的差别进行检测，与中心部分相比较，这些差别的总长度估计为有效检测强度的50％。能使用MSK编码对预凹槽抖动中的地址位进行编码，但预凹槽抖动对大多数抖动周期来说不需要进行调制。为了可靠的控制记录过程中磁盘和/或写时钟的转速，需要大多数未调制的波动。 

图4示出基于MSK抖动调制的分离字同步调制方案。在所示矩阵的各单元中，如上面参照图3所述，零表示未调制的抖动，1表示使相位后相的1.5个抖动的起始部分，2表示反相的抖动，3表示使相位再反相至常态的1.5个抖动的终止部分。在矩阵的各行中，表示出56个连续的抖动(列37~54均为零)，每一行都从列0，1，2中的位同步元开始。总的ADIP地址字包括83行，而各行则按其ADIP位号码编号。编号为0，2，4，6和8，13，18，等的ADIP位为隔离的位同步(40，41)。ADIP字包括几个字同步元，所有字同步元都包括由若干个未调制抖动分开的两个分元。这种同步元称之为分离字同步。在ADIP位1中，有第一分离字同步元，称为同步0，而在ADIP位3，5，7中，还有三个分离字同步元，同步1、同步2和同步3。所有的分离字同步元具有不同的位置，以便得到最大的检测可靠性。在ADIP位8开始，存在5行重复模式，这5行由一个隔离位同步及其后的4个数据位所组成；图中数据位元数值为任举的实例。因此，在ADIP地址字中总共可得到13×4＝52个数据位。MSK调制元的有效强度用“L”数表示：2个抖动用“L＝2”标记表示，尽管调制延续至三个抖动周期。如上面对MSK所作的解释，起始和终止部分看成是具有50％的有效强度，因此，中央部分 的1个抖动和在50％处的2个起始/终止抖动总共累计为L＝2。在一种实施方案中，检测方法要求偶数数值，例如“L＝2”和“L＝4”，因为在这种情况下ADIP单元(5b)中的抖动总数能够被L值整除。在建立方案时要解决如下问题： 

1.对检测来说，只有一种型式的调制元是有利的：故只有“L＝2”个元或只有“L＝4”个元。在此情况下，只需建立一个检测器或过滤器来检测元，而不是两个不同的检测器或过滤器。 

2.为使字同步检测和位检测得到类似的强度，对位(1或零)同步需要“L＝2”个元，对字同步需要“L＝4”元。问题在于如何权衡这两个要求。一种不适宜的选择是对位同步和字同步使用单一的“L＝2”元。但这意味着字同步要比所要求的弱，而这将是检测方案中的最薄弱的环节。另一种不适宜的选择是对位同步和字同步使用单一的“L＝4”个元。但这意味着位检测被不必要的强化了。当然，这对位检测来说不是个问题，不过应当记住，这些调制元干扰了PLL，而且使用太长的元意味着PLL的不必要的畸变。解决的办法是对位1和零使用单一的“L＝2”个元，而对字同步使用2个“L＝2”个元。这样，在保留只使用单一元的优点的同时，对位和字同步都给与了适合的强度，因而只需要一种型式的元检测。通过在字同步的两个“L＝2”个元之间使用固定的距离，字同步的检测结果就与在两个时间点上单一“L＝2”个元的检测结果加起来一样，因为这两点之间的距离是固定的。在一种实施方案中，字同步的“L＝2”个元之间的距离固定在8个抖动周期，对字同步，建议用下述顺序： 

′12300000123000001230000000000000000000000000000000000000′(同步0) 

′12300000001230000012300000000000000000000000000000000000′(同步1) 

′12300000000012300000123000000000000000000000000000000000′(同步2) 

′12300000000000123000001230000000000000000000000000000000′(同步3) 

对位，建议用下述顺序： 

′1230xxxxx00000000000000000000000000000000000000000000000′(0或1). 

序列‘XXXXX’或是零或是1，如下： 

1：‘12300’ 

零：‘00123’ 

图5示出对记录载体1扫描的读装置。在光盘上写和读信息，以及格式化，纠错和信道编码规则在本领域中，例如CD系统中是众所周  知的。安排图5的仪器来读记录载体1，该记录载体与图1所示的记录载体相同。该设备装备有读磁头52，用于扫描记录载体上的轨道，以及读控制装置，其包括用于转动记录载体1的驱动单元55，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。读磁头包括通用型的光学元件，其用来通过经光学元件导向的辐射束65产生出聚焦在记录载体记录层轨道上的辐射点66。辐射束65由辐射源，例如激光二级管产生。读磁头还包括聚焦执行元件，将辐射束65聚焦在记录层上，以及跟踪执行元件59，将点66沿径向精确定位在轨道中心上。该仪器具有定位单元54，用于将读磁头52粗略定位在轨道的径向方向。跟踪执行元件59可以包括线圈，用于在径向上移动光学元件，或者安排成改变读磁头移动部分上反射元件的角度或在光学系统安装在固定位置时，安排成改变固定位置部分上的反射元件的角度。由记录层反射的辐射使用通用型检测器，例如四象限二极管进行检测以产生出包括读信号，跟踪误差信号和聚集误差信号的检测器信号57。跟踪单元51与读磁头相连接，以从读磁头接收跟踪误差信号并控制跟踪执行元件59。在读的过程中，读信号在读电路53中转换成输出信息，其用箭头64表示。该设施装备有解调器50，用于对记录载体伺服轨道进行扫描时从包含在检测器信号57内的抖动信号中检测和检索出地址信息。设备还装备有系统控制单元56，用于从控制计算机系统或从用户接收命令，以及通过控制线路58，例如与驱动单元55，定位单元54，解调器55，跟踪单元51和读电路53相连接的系统总线对这个设施进行控制。为此，系统控制单元包括控制电路，例如微处理机，程序存储器和控制门，用来完成下述的程序。系统控制单元56也可以以逻辑电路中的状态机来实现。安排读装置来读具有周期性变化，例如连续波动的轨道的磁盘。安排读控制单元来检测周期性变化并以上述的相互关系从轨道上读出预定量的数据。特别安排解调器50来从依调制抖动所导出的调制信号读出位置信息。解调器50具有检测单元，用于检测在抖动信号中以位同步元开始的调制抖动，这些抖动信号是在一长序列非调制抖动后到达的。解调器还有字检测单元，用于检索基于字同步元的地址信息的字。这样一个字的开头依据位同步元后的字同步信号进行检测。数据位的数值根据用调制抖动编码的数据位元进行检测。此外，该设备还有同步单元67，用于检测字同步元。 在参照图4的上述调制方案中，所包括的字同步有由未调制的周期性变化间隔分开的两个调制分元。同步单元67检测预定距离处的分元，并据此结果检测了字同步元。在一优选实施方案中，特别是在数据位的调制部分具有与字同步元的两个调制分元相同的结果的情况下，解调器50与同步单元67共用一个过滤器单元来检测一种单一型式的调制元。 

图6表示出在本发明的记录载体上写信息的设备，记录载体的型式为例如通过电磁辐射束65、以磁光或光学方式(通过相位变化或染色)的可(重)写型。安装该装置还用于读出，除了它具有写/读磁头62和有包括与读控制装置相同元件的记录控制装置以外，它包括的元件与上述图5所述读仪器的元件相同，只是写电路60包括有，例如格式化器，误差编码器和信道编码器。写/读磁头62具有与连带写功能的读磁头52同样的功能，并且与写电路62相连接。根据格式化和编码规则将提供给写电路60输入端的信息(用箭头63表示的)分配到逻辑和物理扇区并转换成用于写/读磁头62的写信号61。安排系统控制单元56来控制写电路60并完成位置信息恢复以及如上对读设施所述的定位程序。在写操作的过程中，在记录载体上形成了代表信息的标记。安排记录控制装置来检测这些周期性变化，例如把锁相回路锁定在这些变化的周期上。参照图5对解调器50同步单元67做了上述说明。 

虽然通过使用抖动调制的实施方案已对本发明进行了说明，但对轨道的任何其他适宜的参数都可进行调制，例如轨道宽度。另外，对记录载体来说，已经说明了光盘的情况，但是其他媒体，诸如磁盘或磁带也可以使用。注意，在本文件中，词语‘包括’并不排除所列元件或步骤以外的其他元件或步骤的存在，而且元件前面的‘一个’也不排除多个这类元件的存在，任何参考符号都不限制权利要求的范围，本发明可以借助硬件和软件来实现，以及几个‘装置’可以用同一项硬件来代表。此外，本发明的范围也不限制于这些实施方案，本发明在于每一个新特点或上述特点的组合。 

Claims (5)

1.一种回放设备，包括：

-用于从记录载体上的信息轨道(9)读取信息块的装置，所述记录载体包括指示信息轨道(9)的伺服轨道(4)，

-用于对伺服轨道(4)进行扫描的装置，以及

-解调装置(50)，用于从由于预定频率上伺服轨道的物理参数的变化而产生的信号中检索位置信息，

其特征在于，所述解调装置包括装置(67)，用于通过检测字同步元或数据位元来检测跨同一有效强度的调制部分的型式，该有效强度为周期性变化的数目，这些周期性变化是彼此不同的，并用于检测相应的元。

2.一种记录设备，包括：

-用于在包括指示信息轨道(9)的伺服轨道(4)的记录载体上的信息轨道(9)中写入信息块的装置，

-用于对伺服轨道(4)进行扫描的装置，以及

-解调装置(50)，用于从由于预定频率上伺服轨道的物理参数的变化而产生的信号中检索位置信息，

其特征在于，所述解调装置包括装置(67)，用于通过检测字同步元或数据位元来检测跨同一有效强度的调制部分的型式，该有效强度为周期性变化的数目，这些周期性变化是彼此不同的，并用于检测相应的元。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中用于检测调制部分的型式的装置用于从利用未调制的周期性变化的间隔分开的两个分元中检测字同步元。

4.如权利要求1或2所述的设备，其中用于检测调制部分的型式的装置用于检测调制的分元、字同步元或数据位元，其中字同步元包括利用未调制的周期性变化的间隔分开的调制的分元中的两个，其中数据位元包括等长的部分，一部分为调制的分元，以及一部分未按照双相位调制进行调制。

5.一种制造记录载体的方法，其中该记录载体装备有伺服轨道(4)，该伺服轨道指示用于记录信息块的信息轨道(9)，该伺服轨道(4)具有在预定频率上物理参数的变化以及用于对规则间隔上的位置信息进行编码的调制部分，第一型的调制部分从位同步元开始并且为具有数据位元的数据型，以及第二型的调制部分从位同步元开始并且为具有字同步元的字同步型，所述字同步元和所述数据位元根据周期性变化的同一预定调制型式进行调制，

其特征在于，使得字同步元的有效强度和数据位元的有效强度相等，该有效强度为周期性变化的数目，这些周期性变化是彼此不同的，并用于检测相应的元。

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