CN1698103B - 具有抖动凹坑的记录介质以及使用其的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，其包含以间断的或交替的凹坑编码的控制信息，比如复制保护信息，以及用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。

Description

具有抖动凹坑的记录介质以及使用其的装置和方法
技术领域
本发明涉及诸如BD-ROM(蓝光光盘ROM)的记录介质，其具有以间断的或交替的(锯齿形)凹坑写入的数据，并且本发明还涉及形成、记录和再现该记录介质的装置和方法。 
背景技术
近来，能够记录大容量，高质量视频和音频的新型的高密度可重写光盘的蓝光可重写光盘的标准化处于发展中。在不久的将来，市场上期望可通过商业获得有关BD-RE的产品。 
图1A示出了BD-RE的结构，如图所示，其中以顺序设置钳位区，突发切断区(BCA)，过渡区，引入区，数据区，和引出区。 
如图1B所示，BCA位于BD-RE的最内圆周区域中，当光盘被装入再现装置时被首先访问，且其可以包含用于光盘的信息，比如光盘制造商预先记录的序列号和其他可选的信息。 
引入区可以包括几个预分配的区域，比如第一保护(保护1)区，永久信息和控制数据(PIC)区域，第二保护(保护2)区，第二信息(信息2)区，和最佳功率校准(OPC)区。保护区1和PIC区是预记录的区域，其中预先记录一些初始的数据，而其他的引入区，数据区，和引出区的区域都是可重写区域。 
在PIC区域中，通过高频调制(HFM)以抖动沟槽编码重要的永久光盘信息。 
用相当高的带宽信号在径向方向调制HFM沟槽，以创建数据信道来用于具有足够容量和数据率的复制的信息。 
如图2所示，通过双相调制执行抖动形状的数据编码。在该调制方法中，通过在比特单元的开始上的转变来表示具有值0的比特并通过比特单元的开始和中间上的转变表示具有值1的比特。通过从平均中心线的沟槽的偏移在光盘上记录调制的比特，如图2所示。每个比特单元的长度将是36T，其中T对应于可重写数据区中的信道比特的长度。 
此外，只读蓝光光盘(BD-ROM)的开发也随BD-RE的开发而进行。BD-ROM可以包括内部区，钳位区，过渡区，信息区，和边缘区，如图3所示。 
信息区可以进一步包括BCA，引入区，数据区，引出区，和外部区。如BD-RE中一样，BCA可以包含光盘重要信息(DII)，比如光盘序列号和复制保护信息(CPI)。如果BD-ROM是复制保护的，需要DII以解密BD-ROM上包含的主要数据。 
PIC区域中的光盘信息可以与主数据，比如被记录在数据区中的音频/视频(A/V)流相同的方式被记录成直线凹坑。光盘信息可以是17PP-调制的、被以，例如，64KB大小的纠错码(ECC)块的形式写入的数据。 
然而，在此情况下，需要花费一些解调时间以从BD-ROM中检索光盘信息，这是因为通过RF信号检测方法解调光盘信息。 
如上所述，包含在BD-RE的PIC区域中的光盘信息可以被通过HFM以抖动沟槽编码。如果光盘信息在BD-ROM的PIC区中被记录 成直线凹坑，光盘再现装置应该能够根据光盘的类型(BD-RE或BD-ROM)应用不同的检测方案以获得光盘信息。除非选择校正方案，光盘再现装置将不能够检测光盘信息。例如，如果将用于检测BD-RE的以抖动沟槽编码的HFM-调制的光盘信息的方法应用于BD-ROM，光盘再现装置将不能够检索被作为直线凹坑记录在PIC区域中的光盘信息。 
此外，如果由于读取错误，包含在BCA中的光盘重要信息(DII)不能被检索，就不能够检索记录在光盘上的数据。例如，如果当从BCA中检索复制保护信息(CPI)时出现错误，因为数据不能被解码，则不能再现记录在数据区中的主要数据。 
此外，因为记录在光盘的PIC区上的复制保护信息(CPI)包括重要的数据，例如，密钥数据以解密记录在数据区上的被加密的主要数据，则将不能容易地检测到任何非法的设备和复制到其他的记录介质以保护记录在光盘上的加密的内容。在合法的允许的设备中应该只能通过预定的检测方法来检测以确保坚固性。 
发明内容
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，其能够快速地检测再现其上记录的内容所需的光盘信息，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，其即使从记录介质上的一个或多个位置在读取光盘信息时具有错误也能够再现主要数据，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/ 或只读记录介质，比如BD-ROM，该记录介质包括控制信息，其用于以解密信息不被复制到其他的记录介质和/或其它类型的记录介质的方式再现记录在记录介质上的内容，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，该记录介质包含在记录介质的一些部分，比如PIC区中以抖动凹坑编码的光盘信息，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，该记录介质在多于一个位置中，例如，在BCA和非BCA的另一个区域中包含光盘重要信息，并且本发明还提出用于形成、记录和再现高记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，其包含以抖动凹坑编码的复制保护信息，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，其包含以分布的方式以抖动凹坑的间断的形成的阵列编码的复制保护信息，并且本发明还提出用于形成、记录和再现该记录介质上的数据的方法和装置。 
在示例性实施例中，本发明提出一种记录介质，比如高密度和/或只读记录介质，比如BD-ROM，它包含控制数据区，该记录介质包括沿着其中记录的数据的轨道形成的凹坑，其中在轨道的一些部分中形成的凹坑从轨道中心移位到左边和/或右边，以便形成间断的或交替的抖动凹坑，且其中在控制数据区的轨道的其他部分中形成的凹坑实 质上沿着轨道中心以便形成直线凹坑，并且本发明还提出用于形成、记录和再现记录介质上的数据的方法和装置。 
附图说明
附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。 
在附图中： 
图1A和1B示例了现有BD-RE的结构； 
图2示例了在BD-RE的PIC区域中形成的高频调制(HFM)的沟槽； 
图3示例了分配到BD-ROM的区域； 
图4A-4F示例了根据本发明示例性实施例的，记录在BD-ROM的PIC区域中的几种数据格式； 
图5示例了其中在本发明的示例性实施例中，以间断形成的抖动凹坑的阵列编码复制保护信息的例子； 
图6示例了本发明的示例性实施例中BD-ROM的物理簇的数据结构； 
图7示例了本发明的示例性实施例中以抖动凹坑编码的信息和用于检测该信息的电路； 
图8示例了本发明的示例性实施例中以直线凹坑编码的信息和用于检测该信息的电路； 
图9示例了本发明的示例性实施例中在BD-ROM上记录的光盘信息字段； 
图10示例了根据本发明的示例性实施例的在BCA中记录的光盘类型信息；和 
图11示例了根据本发明的示例性实施例的能够再现BD-ROM的光盘再现装置的示意图。 
具体实施方式
为了可以全面理解本发明，现在将结合参考附图描述它的示例性 
实施例。 
如上述参考图3所述，根据本发明的示例性实施例的BD-ROM包括内部区，钳位区，过渡区，信息区，和边缘区。如图4A所示，DII，比如记录在BCA中的光盘序列号和复制保护信息，被至少一次复制到包含在信息区中的PIC区域。复制保护信息可以是解密记录在数据区中的被加密的A/V流的主要数据所需的密钥值。 
复制保护信息不能被记录在BCA中且只能被记录在PIC区中，如图4B所示。复制保护信息还可以被称作‘ROM标记’且可以包含附加的旗标(CPI旗标)，以表明是否记录复制保护信息。 
如图4C所示，包含在PIC中的信息可以被部分地记录成抖动凹坑(或锯齿形)和部分直线凹坑。主要数据可以以直线凹坑记录在数据区中。 
在示例性实施例中，PIC区域可以包含2,720个数据簇。第一簇可以包含经双相调制作为摇摆凹坑记录的光盘信息。其它的簇可以包含17PP调制的光盘信息和具有64KB大小的ECC块、并以直线凹坑记录的复制保护信息，例如，被记录成抖动凹坑的光盘信息可以通过推挽信号检测方法来检测，并且被记录成直线凹坑的光盘信息和复制保护信息可以通过RF信号检测方法被检测。推挽信号通常具有比RF信号低的频率分量。 
在示例性实施例中，被另外复制到PIC区域的DII可以以抖动凹坑编码以防止通过RF信号检测方法来检测它。 
图4D，4E，和4F示例了几种不同的示例性数据格式。在图4D 中，以抖动凹坑编码DII且光盘信息被记录成直线凹坑。在图4E中，DII和部分的光盘信息以抖动凹坑编码。在图4F中，DII和盘信息都以抖动凹坑编码。 
复制保护信息，在一个例子中，ROM标记，可以以间断形成的抖动凹坑编码以防止通过普通的检测方法容易地检测到它，同时记录在数据区上的数据由直线凹坑形成。 
图5示例了本发明的一个示例性实施例，其中以间断形成的抖动凹坑编码复制保护信息。 
如图5所示，优选地，在区域上记录间断的抖动结构代替连续的抖动凹坑结构以便确保保密性或坚固性，从而防止通过普通的检测方法容易地检测复制保护信息。 
在图5中，交替地形成直线凹坑(An)的阵列和抖动凹坑(Bn)的阵列并且直线凹坑的阵列的长度长于抖动凹坑阵列的长度以具有不同的持续时间。因此，其中编码复制保护信息的抖动凹坑被普通检测方法认为是噪音信号。 
可以使得所有的直线凹坑的阵列具有相同的长度并使得所有的抖动凹坑的阵列具有相同的长度。如果凹坑的阵列是不同的长度，就是说，如果An≠Am(n≠m)且Bn≠Bm(n≠m)，抖动凹坑阵列的出现不是周期性的。这能增强复制保护信息的安全性，因为以抖动凹坑编码特定信息的概率降低。 
可以使用各种其他的调制方法来以抖动凹坑编码复制保护信息。模拟调制方法包括幅度调制(AM)，频率调制(FM)和数字调制方式，包括脉冲编码调制(PCM)，最小相移键控(MSK)，和二进制相移键控(BPSK)。 
尽管相同的调制技术可以应用于所有的抖动凹坑阵列，但可以通过不同的调制技术编码抖动凹坑的阵列以确保复制保护信息的安全性。在图5中，例如，第一抖动凹坑阵列，B1，可以通过AM编码，且第二抖动凹坑阵列，B2，可以通过FM编码等等。 
为降低可能的数据读取错误，在示例性实施例中，以抖动凹坑的阵列重复编码相同的数据。 
组合抖动凹坑的所述区域和没有抖动凹坑的所述区域或者组合多个区域，并接着能够检测用于复制保护的比特。例如，对应于数据比特的抖动凹坑的记录区域被分散地记录到几个区域，且形成抖动凹坑以便抖动的幅度很小，且接着通过检测低电平的推挽信号和集成该信号可以检测该比特。 
在示例性实施例中，复制保护信息具有不多于128比特的尺寸，但如果附加了用于ECC的报头信息和冗余数据，尺寸能增加到1KB。 
如图6所示，BD-ROM的物理簇可以具有64KB的示例尺寸且包括16个地址单元。每个地址单元可以进一步包括31个数据帧。作为结果，如果每个地址单元的第一数据帧(数据帧#0)以抖动凹坑编码以记录复制保护信息的字节，物理簇能存储多到16个字节。 
因此，尺寸1KB的复制保护信息可以包含在64个簇中。如果示例的PIC区域可以包括2,720个簇，PIC区域将具有足够的空间以存储复制保护信息至少一次。此外，复制保护信息能多于一次地被记录在PIC区域中以增强记录的数据的可靠性。 
在其他示例性实施例中，也能够将非每个地址单元的第一数据帧的多个数据帧形成为抖动凹坑或者将每个地址单元的多于两个数据帧 形成为抖动凹坑以编码复制保护信息。 
除了在每个地址单元内在固定的数据帧中编码复制保护信息，该信息也能够被编码在每个地址单元内的任意数据帧中。如上所述，在示例性实施例中，通过抖动凹坑创建的低频信号的出现不是周期性的，并因此能增强信息安全性。 
复制保护信息还能被记录成直线凹坑。在这个示例性实施例中，能够在被记录之前加密复制保护信息，且解密该加密的复制保护信息的密钥值能以抖动凹坑编码，借此防止非法复制内容。 
图7示例了通过双相调制以抖动凹坑编码的光盘信息和用于检测信息的电路，其中示例值‘0101’以双相调制的形式编码，例如，双相调制的HFM沟槽，并且也以抖动凹坑编码。在这个实例中，数据比特被记录成包括六个3T标记的长度36T的标记和间隔。表示‘1’的六个凹坑和表示‘0’的六个凹坑被以相反方向从轨道中心移位。 
如图7所示，双相调制的结构不同于图2所示的结构。就是说，图2的方法具有0值的比特，其通过比特单元的开始上的转变来表示，图2的方法还具有值1的比特，其通过比特单元的开始和中间上的转变来表示。另外，图7的方法具有值0的比特，它通过低电平的开始和高电平的中间的转变来表示，图7的方法还具有值1的比特，它通过相反方向的转变来表示。比特组合包括数据以检测记录成抖动凹坑的信息。信息可以是复制保护信息，即，密钥数据以解密在记录介质的数据区上记录的主要数据，如图4A-4F所示。 
就是说，只有当通过HFM调制的双相调制数据被正常检测或再现时能够再现或检测抖动凹坑数据。而且，只有当使用正常检测或再现的双相调制数据再现或检测用于复制保护的抖动凹坑数据时，能够再现或解密主要数据。 
同时，如果以凹坑编码信息，不会允许出现相同长度的连续凹坑，并因此一个接一个地出现不同长度的凹坑。在这个示例性实施例中，也可以在18T的间隔上移位数据凹坑的位置以便以抖动凹坑编码数据。 
通过光检测器13-16，将由抖动凹坑反射的激光光束变换成电信号。 
通过推挽检测电路放大电信号，其中通过放大器10和11分别放大Ea+Eb和Ec+Ed并接着通过差分放大器12产生两个放大的信号之间的差分信号((Ea+Eb)-(Ec+Ed))。通过比较差分信号501和阈值电平而获得以抖动凹坑编码的数据。 
类似的，以抖动凹坑编码的DII和/或光盘信息(或其它的信息)可以通过用于创建轨道错误信号的推挽电路而获得，而没有附加的错误校正和解调处理。 
当访问BD-ROM的BCA时，如果由于划痕或其他的光盘残缺而出现错误，可以从PIC区域检索DII并且可以使用检索的信息再现光盘上记录的数据。作为结果，可以使用包含在PIC区域中记录的DII中的解密密钥解密数据区中记录的主要数据。 
例如，由于以抖动凹坑编码数据，DII和/或盘信息不是通过解调获得的，当BD-ROM的内容被复制到另一可重写介质时它不能被复制，并因此不能解密被复制到可重写介质的加密的数据，因此防止了非法复制BD-ROM内容。 
可以通过图8所示的电路检测如图4C-4E所示的以直线凹坑编码的光盘信息和复制保护信息。 
通过光检测器13-16将由直线凹坑反射的激光光束变换成电信号并将电信号(Ea、Eb、Ec和Ed)以及通过一个或多个相加放大器20，21，和22的放大加在一起。RF信号Ea+Eb+Ec++Ed是相加放大器22的输出，并且将其通过RF单元23变换成二进制脉冲串，并通过与二进制信号同步的时钟信号变换成数字信号。通过ECC和解调器24从数字数据中获得原始的光盘信息和复制保护信息。 
可以以与读取记录在数据区中的主要数据相同的方式读取以直线凹坑编码的光盘信息和复制保护信息。 
光盘信息可以包括光盘信息ID，光盘信息格式，光盘类型ID，光盘大小/版本等等，如图9所示。表示光盘类型的示例的3-字节光盘类型ID能被作为2-比特数据记录在BCA中，如图10所示。 
例如，如果2-比特数据是00b，相应的光盘是BD-RE。如果数据是01b，相应的光盘是一次性可记录BD-R。如果数据是10b，相应的光盘是BD-ROM。 
光盘信息尺寸和表示是否它是最后的光盘信息的旗标能被分配到光盘信息的保留字段中。 
图11示例了普通光盘再现装置的示意图，其包括光拾取器30，视频光盘播放(VDP)系统31，和D/A变换器32。一旦装入光盘，执行信号处理和伺服控制的VDP系统31检测记录在BCA中的光盘类型信息并根据检测的光盘类型执行适当的伺服初始化。 
VDP系统31能从推挽信号检测在PIC区域中的以抖动凹坑编码的光盘信息，例如，加密和/或解密数据区的主要数据的密钥数据。 
光盘信息大小和表示是否它是最后的光盘信息的旗标被分配到保留字段，使用保留字段中的信息能更精确地检测记录在PIC区域中的光盘信息和复制保护信息。 
在另一示例性实施例中，能够做到将用于分别检测光盘信息和复制保护信息的过渡区分配到PIC区域。 
如果复制保护信息被加密和以直线凹坑编码，VDP系统31检测PIC区域中以抖动凹坑编码的解密密钥，如图7所示，解密从直线凹坑读取的复制保护信息，和存储解密的复制保护信息。当再现记录在数据区中的主要数据时，使用存储的复制保护信息解密主要数据。 
因此，根据本发明的示例性实施例的高密度、只读和/或光盘以及光盘信息记录方法可以重复的记录用于保护记录在光盘上的内容的所需的重要信息和以抖动凹坑编码信息，借此增强可靠性和防止非法复制光盘的内容。 
尽管已经公开了本发明的确定的实施例，但应该注意到，在不脱离它的精神和实质特性的情况下本发明可以以其他的形式实施。因此这些实施例在所有方面都被分为是示例性的而并非限定性的，通过所附的权利要求来表明本发明的范围，并因此意在包围落入权利要求的等效含义和范围内的所有改变。 

Claims (10)

1.一种光记录介质，其包括：
抖动凹坑部分，在所述抖动凹坑部分中形成的凹坑被从轨道中心移位到左边和/或右边以便形成抖动的凹坑；以及
直线凹坑部分，在所述直线凹坑部分中凹坑被沿着轨道中心形成以便形成直线凹坑，
其中，在控制数据区中所述抖动凹坑部分与所述直线凹坑部分间断并交替形成，并且在主数据区仅形成所述直线凹坑，所述主数据区的所述直线凹坑包括主数据，
其中，加密和/或解密所述主数据所需的复制保护信息被编码在所述控制数据区内的所述抖动凹坑中。
2.如权利要求1所述的光记录介质，其中所述复制保护信息重复地记录在所述控制数据区中。
3.一种从光记录介质中再现数据的方法，包括：
从由从所述凹坑反射的光束生成的电信号中，检测在控制数据区中的形成的包括抖动凹坑和直线凹坑的凹坑中记录的信息，其中所述抖动凹坑从轨道中心移位到左边和/或右边，所述直线凹坑沿着轨道中心，并且在所述光记录介质的所述控制数据区中所述抖动凹坑与所述直线凹坑间断并交替形成；
其中，加密和/或解密主数据所需的复制保护信息被编码在所述控制数据区内的所述抖动凹坑中，所述主数据在所述光记录介质的主数据区中沿轨道中心以直线凹坑来形成，以及
利用包括在检测到的信息中的所述复制保护信息来再现所述主数据区中的所述主数据。
4.如权利要求3所述的再现方法，其中检测步骤包括检测盘信息，而该盘信息以所述控制数据区中的所述直线凹坑中来记录。
5.如权利要求4所述的再现方法，进一步包括：
使用检测到的信息和盘信息来再现记录在所述光记录介质上的所述主数据；和
输出再现的主数据。
6.如权利要求3所述的再现方法，其中，所述检测步骤从右和左电信号之间的差分信号来检测记录在所述抖动凹坑中的信息，其中所述右和左电信号通过从所述控制数据区中的所述抖动凹坑反射的光束来产生。
7.如权利要求6所述的再现方法，其中，所述再现步骤包括从高频电信号检测所述主数据，其中所述高频电信号通过从所述主数据区的直线凹坑反射的光束来产生。
8.一种从光记录介质再现数据的装置，所述装置利用在控制数据区形成的包括抖动凹坑和直线凹坑的凹坑以及其中记录的数据，其中所述抖动凹坑从轨道中心移位到左边和/或右边，所述直线凹坑沿着轨道中心，并且在所述控制数据区中所述抖动凹坑与所述直线凹坑间断并交替形成，所述装置包括：
检测器，被配置为将从形成在所述光记录介质上的凹坑反射的信号变换成电信号；以及
信号处理器，被配置为从电信号的左和右部分之间的低频差分信号中处理以形成在所述光记录介质的所述控制数据区中的抖动凹坑的偏移形状编码的信息，并且该信号处理器还被配置为基于包括加密和/或解密主数据所需的复制保护信息的信息，从电信号的高频分量再现在所述光记录介质的主数据区中以直线凹坑形成的主数据，所述复制保护信息被编码在所述控制数据区内的所述抖动凹坑中。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述信息是加密和/或解密主数据所要求的密钥信息，其中所述信号处理器被配置为利用所述密钥信息来解密记录在所述光记录介质的所述主数据区中的主数据。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述抖动凹坑在多于两个区域上间断地形成，所述密钥信息被编码在所述抖动凹坑中，其中检测器包括推挽电路以检测密钥信息。
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