CN1711594A

CN1711594A - 用于在光学记录介质上存储数据的方法

Info

Publication number: CN1711594A
Application number: CNA2003801029844A
Authority: CN
Inventors: 哈特穆特·里克特; 霍尔格·霍夫曼; 斯蒂芬·纳普曼; 克里斯托夫·鲍尔韦格; 克里斯琴·比克勒
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2023-11-03
Also published as: WO2004047089A3; EP1561208A2; EP1420395A1; WO2004047089A2; JP2006506765A; EP1561208B1; US20060072396A1; JP4385946B2; US8599674B2; CN1711594B; AU2003279348A8; MXPA05005136A; AU2003279348A1

Abstract

本发明涉及一种用于在光学记录介质的预先记录区中存储数据的方法，并且涉及一种具有至少一个其中按照所述方法存储数据的预先记录区的光学记录介质。本发明的目的是提供一种使用凹坑6和平台7将数据存储在光学记录介质的预先记录区中的方法，从而从凹坑6和平台7得到的信号与高频调制的凹槽信号一致。按照本发明，邻近比特单元信号转变1、2、3、4的凹坑6和平台7以预定义的方式排列，或以凹坑6和平台7的固定重现的顺序或对称于所述比特单元信号转变1、2、3、4排列。

Description

用于在光学记录介质上存储数据的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在光学记录介质的预先记录区中存储数据的方法，并且涉及一种具有至少一个其中按照所述方法存储数据的预先记录区的光学记录介质。

背景技术

通常，在形式为光盘并适于读和/或写的光学记录介质中，浮凸的轨道被形成以便它们表示交叉存取的螺旋或者同心圆。沿着所述轨道，以凹坑(pit)和平台(land)(也称为标记和空间)形式存储数据。一种用于从光学记录介质读和/或向光学记录介质写的装置包括光学拾取器，其必须严格遵循轨道进行读和/或写操作。为此，例如通过使用由所述盘的凹槽(groove)结构造成的干扰模式的推挽(push pull)跟踪，或者通过使用由凹坑造成的干扰模式的差分相位检测，或者通过现有技术中众所周知的其他类型的跟踪，得到了低频跟踪误差信号。

对于光学记录介质，除了包括用户数据、例如软件或视频数据的主数据区外，期望具有一个或多个包括用于不同用途的数据的预先记录区。例如，这些预先记录区可以包括描述适于调节读和/或记录参数的光盘的物理特性的数据，关于复制保护的信息或者其它辅助信息。它们通常不用于存储用户数据。

在最新的高密度可重写的光学记录介质的情况下，信息被存储在使用调制的连续凹槽的预先记录区中，即关于所述轨道中心迅速弯曲的凹槽。使用推挽作用可以得到跟踪误差相似信号，称为径向(radial)信息沟道或调制信号5，它表示存储在所述凹槽中的信息。通过应用如图1所示的双相调制，调制信号5可被转换回数据位。表示数字‘0’的比特单元表现为在该比特单元的开始和结束处的转变。表示数字‘1’的比特单元表现为在该比特单元的开始、结束和中间处的转变。每个比特单元有相等的长度。这个信号的带宽比可以比用于实际跟踪误差信号的带宽大很多。

与最新的高密度可重写的光学记录介质相比，对于最新的高密度只读记录介质，它提出使用一行凹坑和平台代替连续摆动的凹槽来存储数据。原因是在生产只读记录介质期间凹坑(用于用户数据)和连续摆动的凹槽(用于附加预先记录信息)两者必须在一张光盘中生成，这提高了生产成本。按照这一提议，距离轨道中心侧向排列的凹坑被用于生成从检测的观点看与所述调制凹槽信号一致的跟踪误差相似信号。所述跟踪误差相似信号比实际跟踪误差信号具有更高的频率。除了存储附加信息，侧向放置的凹坑也可以被用作复制保护机构，因为很难将凹坑复制到其它记录介质。不好的是，凹坑的位置不对称于所述比特单元信号转变、即所述行的凹坑从轨道中心的一边变到轨道中心的另一边的位置。因为这种不对称，被检测的信号的转变不对应于比特单元的精确的开始或结束，这导致了所述调制信号中增加的抖动。

例如，在欧洲专利申请EP0 703 576中披露了一种类似类型的记录介质。该记录介质包括规则的和不规则的凹坑行列。不规则凹坑行列的存在表明该记录介质是合法复制。然而，在不规则凹坑行列中没有存储象存储于预先记录区中的附加信息。

发明内容

总之，本发明的目的是提出一种用于使用凹坑和平台在光学记录介质的预先记录区中存储数据的方法，从而从凹坑和平台得到的信号可以与高频调制的凹槽信号一致。

这个目的是通过一种用于使用凹坑和平台将数据作为比特单元存储在光学记录介质的预先记录区内的方法来实现的，所述凹坑和平台被置于所述预先记录区的轨道中心之外，从而以预定义的方式排列邻近比特单元信号转变的凹坑和平台。这个方法的优点是可以准确地定义邻近比特单元信号转变的凹坑和平台的位置，以便所述调制信号转变对应于或者至少具有与所述比特单元精确的开始或者结束的固定关系。此外，这使得优化了对于特定类型的径向信息沟道的凹坑和平台，即推挽或者差分相位检测。当然，也可以考虑其它类型的径向信息沟道。

本发明可以以一种方式在预先记录区内排列横向放置的凹坑和平台，该方式允许使用表示所述预先记录数据的径向信息沟道从所述凹坑来产生可检测的信号波形。此外，本发明允许考虑推挽和差分相位检测作用。因为用于高密度光学记录介质的跟踪系统通常依靠这些作用中的一种，所以确保了高可靠的信号检测。尽管本发明目前被描述用于在所述预先记录区内存储的双相位调制信息，本发明也可以用于其它调制方案。此外，在光学记录介质的记录区内同样可以使用本发明。

优选的是，本方法包括步骤：在所述比特单元信号转变处以凹坑长度和平台长度的固定重现顺序排列凹坑和平台。在这种情况下，以同样的方式全部移动径向信息沟道中的调制信号转变。这可以理解如下。按照直接在所述转变前面的第一凹坑和直接在所述转变后面的第二凹坑的长度和位置，被检测信号的形状不同。这意味着：对于不同类型的在前凹坑，在不同的点处及时检测所检测的事件、例如相对于所述信号的长时间平均值的信号的零点或零交叉点。被检测事件好像是从它的初始期望位置移动或移位了。通过保证对于所有比特单元信号转变所述凹坑结构是相同的，这种移位对于所有所检测的事件是相同的。因此，减少了在由改变相对于比特单元信号转变的调制信号转变的位置造成的调制信号中的抖动。

有益的是，本方法包括将邻近比特单元信号转变的凹坑对称于所述比特单元信号转变排列的步骤。这保证了调制信号转变准确地对应于所述比特单元信号转变。以这种方式，也可以保证所述调制信号没有抖动。

作为凹坑的上述对称排列的一个优点，本方法还包括步骤：也对称排列邻近被对称于比特单元信号转变排列的凹坑的平台。这可以实现因为只有比特单元信号转变是相关的。以这种方式得到改进的符号间干涉(ISI)，它改进了信号检测质量。

按照本发明的另一个方面，相同数量的凹坑和平台被放在每个比特单元内。如果用于得到径向信息沟道的检测器的和信号在预先记录区内携带信息码，则通常所述码的数字和值(DSV)、即凹坑和平台的平均出现不应该不同于零。这是通过在每个比特单元内放置相同数量的凹坑和平台来实现的。

另一个优势是，将所述符号、即凹坑和平台的长度设置为基于记录介质的额定沟道时钟(nominal channel clock)和额定旋转速度的预定义长度的整数倍。这样可以在所述凹坑结构内存储附加信息，例如用于加密记录介质内容的密钥，它可以从用于得到径向信息沟道的检测器的和信号中得到。

优选的是，一间隔被插在所述比特单元信号转变处的凹坑之间。这保证了产生作用的调制信号的补偿被避免。如果没有提供间隔或者如果存在凹坑的交迭，则这种作用就会出现。

按照本发明的一个方面，本方法包括步骤：将相对于用于检测凹坑的读出点的直径较长的凹坑——例如等于5T的凹坑——排列在所述比特单元信号转变附近。如果使用推挽型的径向信息沟道，则这是尤其有益的，因为它使得在所述比特单元信号转变处得到陡峭的调制信号转变。

优选的是，本方法还包括步骤：将相对于所述读出点的直径较短的平台排列在所述比特单元内。这避免了推挽信号的下降和在所述比特单元内强制调制径向信息沟道信号。以这种方式，所述波形相距零保持了一定的安全距离。

按照本发明的另一个方面，本方法包括步骤：将具有对应于所述读出点强度分布的一半最大值处的全宽度的长度的凹坑排列在所述比特单元信号转变的附近。这种排列对于差分相位检测类径向信息沟道是有益的，并且使得在所述比特单元信号转变处得到陡峭的调制信号转变，因为如果存在更多的转变，则基于差分相位检测的幅度更大。

有益的是，本方法还包括步骤：将相对于所述读出点的直径较短的凹坑排列在所述比特单元内。这避免了差分相位检测信号的下降和在所述比特单元内牵制调制径向信息沟道信号。以这种方式，所述波形相距零保持了一个安全距离。

优选的是，本方法包括步骤：例如通过减少凹坑和邻近所述比特单元信号转变的轨道中心之间的距离，改变轨道中心与凹坑和平台之间的距离。以这种方式，通过将所检测的信号的峰值保持在预定义级别在所述比特单元内能够得到优化的检测幅度。对于推挽和差分相位检测，距离的最优变化可以不同。

此外，例如通过增加邻近所述比特单元信号转变的凹坑的宽度，改变凹坑的宽度是同样有益的。这也使得通过将所检测的信号的峰值保持在预定义级别来得到优化的检测幅度。对于推挽和差分相位检测，凹坑宽度的最优变化可以不同。

有益的是，对于表示数字‘1’的比特单元，包含存储数据的调制信号的平均值为零，并且对于表示数字‘0’的两个连续比特单元，包含存储数据的调制信号的平均值为零。如果使用数据限幅器二进制化用于产生差分相位检测信号的个别信号，则这将所述数据限幅器的决策级别的平均值保持在零周围，即使当所述数字和值与零不同。

按照本发明的另一个方面，光学记录介质包括至少一个其中按照本发明的方法存储了数据的预先记录区。这种记录介质易于生产，并且因而减少了生产成本。所述光学记录介质最好是只读介质，然而，本发明也可以有利地应用于可记录介质。

优选的是，用于从光学记录介质读取的装置包括用于按照本发明的方法重新获得光学记录介质的至少一个预先记录区中存储的数据的部件。这种装置能够提取存储在预先记录区中的信息。

按照本发明，用于向光学记录介质写的装置包括用于按照本发明的方法向光学记录介质写数据的部件。这种装置的优势在于：它允许例如在该介质的生产期间在光学记录介质的预先记录区中存储数据。例如，在该光学记录介质的生产期间可以使用这种装置。

附图说明

为了更好地理解本发明，在有利结构的下面说明中参照附图说明了例证实施例。应当理解，本发明不限于这些例证实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，具体特征也可以方便地被组合和/或修改。在附图中：

图1示出了光学记录介质的预先记录区中的双相位调制；

图2示出了按照本发明的预先记录区，其具有以凹坑结构排列的凹坑和平台；

图3示出了在每个比特单元中具有相同数量的凹坑和平台的凹坑结构；

图4示出了预先记录区内的凹坑和平台，所述预先记录区的长度被设置为预定义长度的整数倍；

图5示出了其中凹坑和平台以固定的重现顺序被排列在信号转变附近的凹坑结构；

图6示出了其中凹坑对称于信号转变放置的凹坑结构；

图7示出了其中邻近信号转变的凹坑相对于读出点的直径较长的凹坑结构；

图8示出了在比特单元内具有较短平台的预先记录区；

图9示出了轨道中心与凹坑和平台之间距离的变化；

图10示出了比特单元内部凹坑宽度的变化；

图11示出了在比特单元内具有短凹坑和平台的预先记录区；

图12示出了对于如图11的凹坑结构的凹坑宽度的变化；以及

图13示出了适于使用数据限幅器进行差分相位检测的凹坑结构。

具体实施方式

图1示出了光学记录介质的预先记录区中的双相位调制，所述光学记录介质具有相对于轨道中心10摆动的连续高频调制的凹槽9。表示数字‘0’的比特单元表现为在所述比特单元的开始处的第一转变3和结束处的第二转变4。表示数字‘1’的比特单元表现为在所述比特单元的开始处的第一转变1、结束处的第二转变3和中间处的第三转变2。每个比特单元具有相等的长度，其是根据记录介质的额定凹槽沟道时钟T和额定旋转速度计算的预定义长度的整数倍。当然，也可以使用其它调制方案。

表示所述调制的信号5——在图中被示意性地示出——可以通过使用检测器检测称为径向信息凹沟道的跟踪误差相似信号来得到，所述跟踪误差相似信号是利用推挽信号或差分相位检测信号产生的。这个信号的频率可以比实际的跟踪误差信号的频率大很多。

图2示出了使用按照本发明以凹坑结构排列的凹坑6和平台7的预先记录区的例子。使用推挽作用，特定的凹坑结构产生期望的调制波形，其表示在径向信息沟道中的信息数据位。如可从图中看出的，凹坑6和平台7被横向地置于轨道中心10之外。此外，邻近所述比特单元信号转变1、2、3、4的凹坑6和平台7的顺序是与对于所有比特单元信号转变1、2、3、4相同的预定义顺序，即4T平台、3T凹坑、2T平台、3T凹坑、3T平台。除了产生所述径向信息沟道，如果应用按照其它数据(图中未示出)调制凹坑6的物理长度的附加编码方案，凹坑6和平台7本身还可以携带信息。为了清楚，在图中放大凹坑6与轨道中心10之间的距离。通常这个位移小得多，即凹坑6仍部分地与轨道中心10交迭。

不论径向信息沟道的类型如何，即差分相位检测或推挽或其它类型，对于调制数据的检测，一些普遍的特征及其共同点是有益的：

1.)凹坑6被置于轨道中心10线之外。

2.)除了径向信息沟道外，如果所述检测器的和信号在所述预先记录区内携带个信息码：

a)典型地，数字和值(DSV)，即所述码的凹坑6和平台7的平均出现不应该与零不同。这是通过在每个比特单元内放置相同数量的凹坑6和平台7来实现的。图3示出了DSV＝0的这种凹坑结构的例子，即在每个比特单元内具有相同数量凹坑6和平台7。

b)所有符号(凹坑6和平台7)必须具有所述沟道时钟周期T的整数倍的长度。如果凹坑6和平台7两者具有预定义长度的整数倍的物理长度，所述预定长度基于记录介质的额定沟道时钟T和额定旋转速度，则这是可以实现的。图4描述了基于具有DSV＝0的T间隔的这种凹坑结构。

然而，如果所述检测器的和信号在所述预先记录区中没有携带信息码：

a)所述码的数字和值可以与零不同；

和/或

b)所有符号(凹坑6和平台7)不必具有所述沟道时钟周期T的整数倍的长度。

3.)通过以预定义方式将凹坑6置于邻近比特单元边界，在所述调制内使用的所述比特单元信号转变1、2、3、4的信号抖动可以被最小化：

a)在比特单元信号转变1、2、3、4处以固定重现的凹坑/平台长度顺序排列凹坑6。然后以相同的方式全部移动在径向信息沟道中的所述调制信号转变。图5示出了相应的凹坑结构，即3T平台、3T凹坑、2T平台、4T凹坑、3T平台。

b)在围绕所述比特单元信号转变的对称位置中放置凹坑6。因此，径向信息沟道内的所述调制信号转变不移动。

c)如果不仅邻近所述比特单元信号转变1、2、3、4的凹坑6以对称方式被放置，而且邻近的平台7也以对称方式被放置，则可以实现改进的符号间干涉(ISI)，这改进了信号检测质量。图6示出了其中凹坑6和邻近的平台7被对称于所述信号转变放置的这种凹坑结构，即3T平台、3T凹坑、2T平台、4T凹坑、3T平台。所述凹坑结构具有改进的符号间干涉。

4.)在比特单元信号转变1、2、3、4处，凹坑6之间的间隔8避免了产生作用的调制信号的补偿，如果没有提供间隔8或者如果存在凹坑6的交迭，则这可能出现。这一间隔8也可以在图6描述的凹坑结构中找到。

按照径向信息沟道的类型，即差分相位检测或推挽，可以另外优化一些参数。如果通过这两种跟踪系统检测凹坑6，则对于下面的参数必须找到折衷办法：

推挽型径向信息沟道：

1.)为了在所述比特单元信号转变1、2、3、4处得到陡峭的调制信号转变，邻近所述比特单元信号转变1、2、3、4使用的凹坑6应该相对于用于检测凹坑6的读出点的直径而较长。图7示出了相应的凹坑结构。

2.)为了避免所产生信号的下降，在所述比特单元内使用的平台7应该相对于读出点的直径而较短，如图8所描述的凹坑结构的情况。优化的目的是避免强制调制所述比特单元内的径向信息沟道。所述波形应该与零点保持一定的安全距离。

3.)为了在所述比特单元内得到优化的检测幅度：

a)轨道中心10与凹坑6和平台7之间的距离在比特单元内可以保持恒定。所述距离值本身可被优化来产生大的检测幅度，并且因而产生改进的信噪比。

b)在所述比特单元内也可以改变轨道中心10与凹坑6和平台7之间的距离，以便改进所检测的波形。图9示出了相应的凹坑结构。其目的是将所检测的信号的峰值保持在预定义的级别。

4.)为了得到优化的检测幅度，也可以如图10所示来改变凹坑宽度，以便优化所检测的波形。其目的还是将所检测的信号的峰值保持在预定义的级别。凹坑6的优化宽度对于推挽和差分相位检测可以不同。

5.)为了将用于径向信息沟道的二进制化的决策级别的均值保持在零周围，位于轨道中心10一侧的凹坑6的数量和位于轨道中心10另一侧的凹坑6的数量应该相等。当应用双相位调制时，可以自动保证上述情况。然而，对于其它调制方案，可能不是所述情况。当应用双相位调制时，所述码的数字和值可以与零不同。

径向信息沟道的差分相位检测类型：

1.)如果存在更多的信号转变，即更短的凹坑6或平台7产生更多的数据转变，那么基于幅度的差分相位检测更大。

为了得到陡峭的信号转变，邻近所述比特单元信号转变1、2、3、4的凹坑6应该比所述读出点的直径短。当凹坑长度大致等于所述读出点的密度分布的一半最大值处的全宽度时，达到优化。

2.)为了避免差分相位检测信号的下降，在所述比特单元内使用的凹坑6也应该相对于读出点的直径而较短。其优化的目的是避免强制调制所述比特单元内的径向信息沟道信号。所述波形应该与零保持一定的安全距离。图11示出了使用邻近所述单元边界并且在所述单元内的短的凹坑6和平台7的凹坑结构的例子。

3.)为了在比特单元内得到优化检测幅度：

a)在所述比特单元内，轨道中心10与凹坑6和平台7之间的距离可以保持恒定。所述距离值本身可被优化来产生大的检测幅度和改进的差分相位检测信号的信噪比。

b)在所述比特单元内，也可以改变轨道中心10与凹坑6和平台7之间的距离，以便改进所检测的波形。其目的是将所检测信号的峰值保持在预定义的级别。

4.)为了得到优化的检测幅度，也可以如图12所示改变凹坑宽度，以便优化所检测的波形。其目的还是将所检测信号的峰值保持在预定义的级别。凹坑6的优化宽度对于推挽和差分相位检测可以不同。

5.)如果使用数据限幅器来二进制化用于产生差分相位检测信号的个别信号：

a)所述码的数字和值不应该与零不同。这可以通过在每个比特单元内放置相同数量的凹坑6和平台7来实现。

b)当使用双相位调制时，如果在表示数字‘1’的双相位比特单元内径向信息沟道信号的平均值为零，并且如果在表示数字‘0’的两个连续比特单元内径向信息沟道信号的均值也为零，所述数字和值可以与零不同。这将数据限幅器的决策级别的平均值保持在零周围。图13描述了相应的凹坑结构。

Claims

1.一种使用凹坑(6)和平台(7)将数据作为比特单元存储在光学记录介质的预先记录区中的方法，其中凹坑(6)和平台(7)被置于所述预先记录区的轨道中心之外，其特征在于，所述方法包括步骤：以预定义的方式排列邻近比特单元信号转变(1、2、3、4)的凹坑(6)和平台(7)。

2.按照权利要求1的所述方法，其特征在于，在所述比特单元信号转变(1、2、3、4)处以凹坑长度和平台长度的固定重现顺序排列凹坑(6)和平台(7)。

3.按照权利要求1的所述方法，其特征在于，对称于所述比特单元信号转变(1、2、3、4)排列凹坑(6)。

4.按照权利要求3的所述方法，还包括步骤：对称于所述比特单元信号转变(1、2、3、4)排列邻近凹坑(6)的平台(7)。

5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：在每个比特单元中排列相同数量的凹坑(6)和平台(7)。

6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：将凹坑(6)和平台(7)的长度设置为基于所述记录介质的额定信道时钟(T)和额定旋转速度的预定义长度的整数倍。

7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：在所述比特单元信号转变(1、2、3、4)处插入一间隔(8)。

8.按照权利要求1-7任一项所述的方法，还包括步骤：将相对于读出点直径较长的凹坑(6)排列在所述比特单元信号转变(1、2、3、4)的附近。

9.按照权利要求8所述的方法，还包括步骤：将相对于所述读出点直径较短的平台(7)排列在所述比特单元内。

10.按照权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括步骤：将具有对应于所述读出点强度分布的一半最大值处的全宽度的长度的凹坑(6)排列在所述比特单元信号转变(1、2、3、4)的附近。

11.按照权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括步骤：将相对于读出点直径较短的凹坑(6)排列在所述比特单元内。

12.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：改变轨道中心(10)与凹坑(6)和平台(7)之间的距离。

13.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：改变凹坑(6)的宽度。

14.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包含存储数据的调制信号的平均值对于表示数字‘1’的比特单元为零，并且对于表示数字‘0’的两个连续比特单元为零。

15.一种光学记录介质，其特征在于，它包括至少一个其中按照权利要求1-14中任一项所述的方法存储数据的预先记录区。

16.用于从光学记录介质读出的装置，其特征在于，它包括用于重新获得按照权利要求1-14中任一项所述的方法存储在光学记录介质的至少一个预先记录区中的数据的部件。

17.用于向光学记录介质写入的装置，其特征在于，它包括用于按照权利要求1-14中任一项所述的方法将数据写入光学记录介质的部件。