CN1755802A - 地址信息记录设备和记录方法以及再现设备和再现方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过形成相对于光盘(5)摆动的凹槽来记录地址信息的方法，包括：步骤S1，生成由同步信号、地址数据和地址数据纠错码构成的地址信息；步骤S2，通过将载波信号乘以地址信息，生成相位调制信号；以及步骤S3，在光盘(5)上形成以螺旋方式且根据相位调制信号摆动的凹槽。

Description

地址信息记录设备和记录方法以及再现设备和再现方法
本申请为以下专利申请的分案申请：申请目为2002年3月15日，申请号为02800652.6，发明名称为《地址信息记录设备和记录方法以及再现设备和再现方法》。
技术领域
本发明涉及一种通过在盘形记录介质上形成摆动凹槽(wobble groove)记录地址信息的装置和方法，从在盘形记录介质上形成的摆动凹槽再现地址信息的装置和方法，用于对盘形记录介质进行地址信息记录和再现的程序，以及其中记录有该程序的记录介质。
背景技术
迄今，盘形记录介质如光盘、磁盘、磁光盘等具有在其上形成以用于寻道的螺旋凹槽。通过适应于地址信息而摆动凹槽来记录地址信息是已知的。
要记录到盘形记录介质的地址信息由表示地址开始位置的同步信号和表示地址数据本身的地址组成。一些地址信息还包含用于地址数据的纠错码(Error Correction Code，ECC)。
由于包含在地址信号中的同步信号不足够长，因此它不能具有任何附加于其上的ECC。除非能够准确地再现地址信息中的同步信号，否则，不能再现具有附加于其上的ECC的地址数据。换句话说，地址信息的错误率依赖于是否能够准确地再现地址信息中的同步信号。因此，建立一种准确再现地址信号中的同步信号的方法是理想的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过准确再现包含在地址信息中的同步信号来快速访问给定地址，克服相关技术的上述缺点。
通过提供一种盘形记录介质，可以达到上述目的。根据本发明，该盘形记录介质，在其上形成有适应于与地址信息对应的调制信号而摆动的螺旋凹槽，其中，地址信息由包含四种类型同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成，每个同步单元模式的同步信号由在与载波信号同相的正相信号中插入的两个与载波信号反相的反相信号来构成，在四种类型同步单元模式的同步信号中，一个所述反相信号位于同步信号的开头，另一个所述反相信号分别与其间隔不同个数的所述正相信号。
另外，提供一种生产盘形记录介质的装置，其特征在于，该装置在盘形记录介质上形成有适应于与地址信息对应的调制信号而摆动的螺旋凹槽，其中，地址信息由包含四种类型同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成，每个同步单元模式的同步信号由在与载波信号同相的正相信号中插入的两个与载波信号反相的反相信号来构成，在四种类型同步单元模式的同步信号中，一个所述反相信号位于同步信号的开头，另一个所述反相信号分别与其间隔不同个数的所述正相信号。
另外，提供一种生产盘形记录介质的方法，其特征在于，该方法包括：生成步骤，生成由包含四种类型同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在与载波信号同相的正相信号中插入的两个与载波信号反相的反相信号来构成，在四种类型同步单元模式的同步信号中，一个反相信号位于同步信号的开头，另一个反相信号分别与其间隔不同个数的正相信号；调制步骤，生成与在地址信息生成步骤生成的地址信息对应的信号；以及形成步骤，在盘形记录介质上形成适应于在调制步骤生成的信号而摆动的螺旋凹槽。
通过结合附图对本发明的最佳实施方式进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特性、优点将会变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明的地址记录装置的方框图；
图2是其上形成有螺旋凹槽的光盘的平面图；
图3是示出如何对凹槽进行摆动的平面图；
图4示出对应于读写簇RUB的地址信息(ADIP)的结构；
图5A示出单调位，并且图5B示出ADIP位；
图6示出8位同步部分的结构；
图7A到7D示出包含在同步部分中的四种类型同步单元模式；
图8示出75位数据部分的结构；
图9A和9B示出两个不同的ADIP单元模式；
图10说明用于地址数据的纠错码；
图11示出在地址记录装置中记录一个地址所进行的操作流程；
图12是用于从光盘再现地址信息的光盘驱动器的方框图；
图13示出由摆动电路恢复地址信息所进行的操作流程；
图14A到14D一起说明如何恢复地址信息；
图15说明地址信息FM调制的示例；
图16示出当FM调制地址信息时，如何分别对应于单调位和ADIP位对凹槽进行摆动。
具体实施方式
本发明的地址记录装置如图1所示进行构造。当生产光盘时，如图2所示，在光盘5上形成用于寻道的螺旋形凹槽G，并且如图3所示，适应于地址信息对凹槽G进行摆动。
如图所示，本发明的地址记录装置包括地址生成器1。地址生成器1生成要记录到图2所示的光盘5的地址信息。地址信息是由同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码(ECC)组成的二进制数字数据。地址生成器1将地址信息转换为双态信号a(t)，并且将该信号提供给调制器3。包含在地址数据中的数字数据“1”转换为双态信号a(t)(＝1)，而数字数据“0”转换为双态信号a(t)(＝-1)。需要说明的是，因对作为二进制数字数据的地址信息进行转换而产生的双态信号a(t)下面也将称作“地址信息a(t)”。
地址记录装置还包括载波信号生成器2，以生成用来承载地址信息的载波信号x(t)(＝cosθ(t))，并且将该信号提供给也包括在该装置中的调制器3。
调制器3用来通过将从地址生成器1提供的地址信息a(t)与从载波信号生成器2提供的载波信号x(t)(＝cosθ(t))进行相乘，对载波信号x(t)进行相位调制，并且将对应于结果地址信息的相位调制信号y(t)(＝a(t)·cosθ(t))输出到也包括在该装置中的摆动单元4。由于地址信息是表示如上所述“1”或“-1”的双态信号，因此相位调制信号y(t)与载波信号x(t)同相，即y(t)＝x(t)＝cosθ(t)，或者，与载波信号x(t)反相，即y(t)＝-x(t)＝-cosθ(t)。
摆动单元4在光盘5上形成根据从调制器3提供的相位调制信号y(t)摆动的螺旋凹槽。
地址记录装置进一步包括控制器6，以控制驱动器7从磁盘8、光盘9、磁光盘10或半导体存储器11读取控制程序，然后根据所读取的控制程序控制整个地址记录装置。
图4示出对应于光盘5的读写簇RUB(read unit block，读取单元块)所记录的地址信息的结构。在读写簇RUB中记录有两段地址信息(ADIP：address inpre-groove，预凹槽地址)。每段地址信息具有83位，其中，8位用于同步部分(SYNC)，表示同步信号，并且75位用于数据部分，表示地址数据和用于地址数据的ECC。
1位信息在光盘5上形成为42摆动(42个循环)。42摆动的一位分为如图5A所示的连续同相摆动的单调位，如图5B所示的不是任何单调位的ADIP位(在42摆动的周期内发生相位调制)等。
图6示出8位同步部分的结构。如图所示，同步部分由四个同步块“1”到“4”组成，其中每个同步块包括一个单调位和一个同步位。
如图7A到7D所示，一个同步位(42摆动)由12摆动的同步单元和30摆动的单调部分(连续同相摆动)组成。
图7A到7D示出同步块“1”到“4”的摆动，即相位调制信号y(t)。在图7A到7D以及随后的附图和描述中，向上箭头“↑”表示相位调制信号y(t)(＝cosθ(t))一个循环的摆动，而向下箭头“↓”表示与载波信号反相的相位调制信号，即相位调制信号y(t)(＝-cosθ(t))一个循环的摆动。
同步块“1”的同步单元(12摆动)如图7A所示形成为第一同步单元模式“↓↓↑↑↓↓↑↑↑↑↑↑”。同步块“2”的同步单元(12摆动)如图7B所示形成为第二同步单元模式“↓↓↑↑↑↑↓↓↑↑↑↑”。同步块“3”的同步单元(12摆动)如图7C所示形成为第三同步单元模式“↓↓↑↑↑↑↑↑↓↓↑↑”。同步块“4”的同步单元(12摆动)如图7D所示形成为第四同步单元模式“↓↓↑↑↑↑↑↑↑↑↓↓”。
该8位同步部分将包括所有上述第一到第四同步单元模式。对于再现地址信息，当可以再现第一到第四同步单元模式中的至少一个时，可以准确地确定同步部分即地址信息的位置。
图8示出75位数据部分的结构。从图8可以看出，数据部分包括十五个ADIP块“1”到“15”，其中每个ADIP块包括一个单调位和四个ADIP位。
图9A示出对应于单调位的摆动，即相位调制信号y(t)。
图9B示出对应于包括在一个ADIP块中的四个ADIP位之一的摆动，即相位调制信号y(t)。与地址信息中地址数据的1位数字数据“1”对应的ADIP位(42摆动)由具有第一ADIP单元模式“↓↓↑↑”的ADIP单元和紧接在ADIP单元之后的38摆动单调部分组成。与数字数据“0”对应的ADIP位(42摆动)由具有第二ADIP单元模式“↑↑↓↓”的ADIP单元和紧接在ADIP单元之后的38摆动单调部分组成。
图10示出地址数据和用于地址数据的ECC。如图所示，32位(＝8个半字节)ECC(奇偶校验)加到28位地址数据(＝7个半字节)。需要说明的是，28位地址数据包括20位RUB号、2位RUB地址号、用于多层盘的2位信息以及四个保留位。纠错方法是基于半字节的Reed-Solomon编码RS(15，7，9)。
现在参照图11，以流程图的形式说明在本发明的地址记录装置中记录地址信息所进行的操作。下面将参照图11对地址记录进行描述。
在图11所示的步骤S1，地址生成器1生成要记录到光盘5且由同步信号、地址数据以及用于地址数据的ECC组成的地址信息，将地址信息转换为双态信号a(t)，并且将该信号提供给调制器3。同时，载波信号生成器2生成用来承载地址信息的载波信号x(t)(＝cosθ(t))，并且将该信号提供给调制器3。
在步骤S2，调制器3通过将从地址生成器1提供的地址信息a(t)与从载波信号生成器2提供的载波信号x(t)(＝cosθ(t))相乘，生成对应于结果地址信息的相位调制信号y(t)(＝a(t)cosθ(t))，并且将它提供给摆动单元4。
接着在步骤S3，摆动单元4在光盘5上形成根据从调制器3提供的相位调制信号y(t)摆动的螺旋凹槽。
通过本发明地址记录装置的上述地址记录操作，可以在光盘5上将具有在同步信号中包含的四个不同同步单元模式的地址信息记录为凹槽摆动。
现在参照图12，以方框图的形式示出对光盘5进行任意数据读写的光盘驱动器的示例结构，其中，光盘5具有通过本发明的地址记录装置作为其上凹槽摆动写入的地址信息。
如图12所示，光盘驱动器包括控制电路21，根据记录在记录介质22中的控制程序，控制光盘驱动器的组件。更具体地说，控制电路21根据通过AV接口23从外部AV装置等(未示出)提供的写入命令，控制光盘驱动器的组件，以将对应于从AV装置提供的记录数据的标记写入到光盘5。另外，控制电路21根据通过AV接口23从AV装置提供的读取命令，控制光盘驱动器的组件以读取记录在光盘5中的标记，再现所记录的数据，并且通过AV接口23将它提供给AV装置。
光盘驱动器还包括：主轴电路24，用于根据来自控制电路21的命令控制主轴马达26的旋转；以及伺服电路25，用于使光拾取器27对由控制电路21指定的地址进行定位，并且根据从光头电路28提供的聚焦误差信号和寻道误差信号，控制光拾取器27的聚焦伺服和寻道伺服。主轴马达26在主轴电路24的控制下旋转光盘5。
光拾取器27包括激光输出系统、回线(return line)检测系统、双轴传动器等。对于数据记录，光拾取器27由光头电路28进行控制，以将激光发射到光盘5，从而在光盘5上形成标记。对于数据再现，光拾取器27将激光发射到光盘5上，检测来自光盘5的返回光，并且生成相应的返回光信号，然后将它提供给光头电路28。
对于数据记录，光头电路28对应于从读写电路29提供的头信号或经过写入补偿的信号，控制从光拾取器27输出的激光。对于数据再现，光头电路28根据来自光拾取器27的返回光信号，生成对应于记录在光盘5上的凹坑(embossed pit)和标记的RF信号，并且将RF信号提供给读写电路29。而且，对于数据再现，光头电路28根据来自光拾取器27的返回光信号，生成聚焦误差信号和寻道误差信号，并且将它提供给伺服电路25，然后伺服电路25生成推挽((pushpull)以下将称作“pp”)信号。将pp信号提供给摆动电路32。
对于数据记录，读写电路29由控制电路21进行控制，以对从调制解调电路30提供的信号进行写入补偿，并且将经过补偿的信号提供给光头电路28。对于数据再现，读写电路29将来自光头电路28的RF信号转换为二元化(binarized)数据，并且将该数据提供给调制解调电路30。
对于数据记录，调制解调电路30由控制电路21进行控制，以对从纠错电路31提供的加有ECC的记录数据进行调制，并且将结果信号提供给读写电路29。对于数据再现，调制解调电路30对从读写电路29提供的二元化数据进行解调，并且将结果读取数据提供给纠错电路31。
对于数据记录，纠错电路31由控制电路21进行控制，以将ECC加到通过AV接口23从外部AV装置等提供的记录数据，并且将该数据提供给调制解调电路30。对于数据再现，纠错电路31根据ECC对从调制解调电路30提供的读取数据中的任何错误进行校正，并且将经过校正的数据通过AV接口23提供给外部AV装置等。
摆动电路32根据从光头电路28提供的pp信号，生成对应于凹槽摆动的摆动信号(等于相位调制信号y(t))，从摆动信号y(t)中恢复地址信息a(t)，并且将恢复出的信息提供给地址解码器/定时生成器(decoder/timing generator，DEC/TG)33。
DEC/TG 33通过从由摆动电路32提供的地址信息a(t)中检测包含在同步部分中的四种类型同步单元模式中的至少一种，检测同步部分的位置，根据紧接在同步单元之后的数据部分中所包含的地址数据和用于地址数据的ECC，生成一个地址，并且将该地址提供给控制电路21。另外，DEC/TG 33根据所检测的同步部分，生成定时信号，并且将该定时信号通过控制电路21提供给光盘驱动器中的各个电路。
下一步，将参照图13所示的流程图对摆动电路32如何从摆动信号中恢复地址信息进行描述。实现地址信息恢复是为了将任意数据记录到光盘5，以及再现记录在光盘5中的数据。
在步骤S11，摆动电路32根据从光头电路28提供的pp信号，生成对应于凹槽摆动的摆动信号，即如图14A所示的相位调制信号y(t)。
在步骤S12，摆动电路32从相位调制信号y(t)(＝a(t)cosθ(t))中提取如图14B所示的载波信号x(t)(＝cosθ(t))，并且将相位调制信号y(t)与载波信号x(t)相乘，以生成信号z(t)。
z(t)＝a(t)cos2θ(t)＝a(t)·(cos2θ(t)+1)/2
在步骤S13，摆动电路32通过结合了低通滤波器的装置，从信号z(t)中消除高频噪声成分。在步骤S14，摆动电路32对从中消除了噪声成分的信号z(t)进行二元化，以恢复如图14D所示的地址信息a(t)。通过上述操作，摆动电路32恢复地址信息。
如前所述，本发明的光盘驱动器可以通过检测包含在同步部分中的四种类型同步单元模式中的至少一种，检测同步部分的位置。因此，获取包含在紧接于同步部分之后的数据部分中的地址数据和用于地址数据的ECC，并且从地址数据和ECC中生成一个地址是可能的。因此，改善数据再现地址错误率并且准确访问光盘5上的给定地址是可能的。
在地址记录装置的前述调制器3中，对地址信息a(t)进行相位调制，并且在光盘5上形成适应于结果相位调制信号而摆动的凹槽。然而，需要说明的是，可以对地址信息a(t)进行FM调制(frequency modulation，频率调制)，并且可以在光盘5上形成适应于结果FM调制信号而摆动的凹槽。
尤其是，例如图15所示，在地址信息a(t)为“1”的情况下，生成具有与载波信号的频率相同的频率且与之同相的FM调制信号。当地址信息a(t)为“0”时，生成具有载波信号的频率的两倍且与之同相的FM调制信号。
甚至在使用FM调制的情况下，1位信息也分为其频率与载波信号的频率相同且与之同相的连续42摆动的单调位，和不是任何单调位且在42摆动的周期内以载频为单位发生FM调制的ADIP位等，如图16所示。
在用来读取在其上形成有适应于地址信息a(t)的FM调制信号而摆动的凹槽的光盘5的光盘驱动器中，对要读取的摆动信号进行FM解调，以恢复地址信息。
注意，本发明可以应用于对光盘5以及所有类型的盘形记录介质进行地址信息的记录和再现。
前述操作序列既可以用硬件实现，也可以用软件实现。在后一情况下，将形成该软件的程序从记录介质安装到具有执行该程序的专用硬件的计算机，或者例如通过安装各种程序可以执行各种功能的通用个人计算机中。如图1所示，记录介质不仅包括分发给用户以提供该程序且其中记录有该程序的包介质，例如磁盘8(包括软盘)、光盘9(CD-ROM(＝compact disc read-onlymemory，致密盘只读存储器)、DVD(digital versatile disk，数字多功能盘))、磁光盘10(包括微型盘(mini disk，MD))或半导体存储器11，还包括预先内置在计算机中且其中记录有该程序的ROM或硬盘。
注意，在本发明中，描述要记录在记录介质中的程序的步骤当然包括以按照所述次序的时间串行方式执行的操作，并且还包括不是以时间串行方式而是以并行或单独方式执行的操作。
工业应用
如前所述，通过本发明的地址信息记录装置和方法以及第一程序，在盘形记录介质上形成适应于与地址信息对应的相位调制信号而摆动的凹槽，其中，地址信息由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及地址数据的纠错码组成。因此，将允许准确检测同步信号位置的地址信息记录到盘形记录介质是可能的。
另外，通过本发明的地址信息再现装置和方法以及第二程序，对摆动信号进行解调，以恢复由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及地址数据的纠错码组成的地址信息，检测包含在地址信息的同步信号中的多个同步单元模式中的至少一个，根据所检测的同步单元模式位置，从地址信息中提取地址数据和用于地址数据的纠错码，并且使用地址数据和纠错码以再现地址。因此，快速且准确地访问给定地址是可能的。
由于在本发明的盘形记录介质上形成有适应于与地址信息对应的相位调制信号而摆动的螺旋凹槽，其中，地址信息由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及地址数据的纠错码组成，因此快速且准确地访问给定地址是可能的。

Claims (12)

1、一种盘形记录介质，在其上形成有适应于与地址信息对应的调制信号而摆动的螺旋凹槽，其中，地址信息由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成。
2、如权利要求1所述的盘形记录介质，为光盘。
3、一种制作盘形记录介质的装置，其特征在于，该装置在盘形记录介质上形成有适应于与地址信息对应的调制信号而摆动的螺旋凹槽，其中包括，
地址信息生成装置，用于生成由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
调制装置，用于生成与由地址信息生成装置生成的地址信息对应的信号；以及
一种装置，用于在盘形记录介质上形成适应于由调制装置生成的信号而摆动的螺旋凹槽，从而制作出所述盘形记录介质。
4、一种制作盘形记录介质的方法，其特征在于，该方法包括：
生成步骤，生成由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
调制步骤，生成与在地址信息生成步骤生成的地址信息对应的信号；以及
形成步骤，在盘形记录介质上形成适应于在调制步骤生成的信号而摆动的螺旋凹槽。
5、一种用于将地址信息记录到盘形记录介质的装置，包括：
地址信息生成装置，用于生成由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
调制装置，用于生成与由地址信息生成装置生成的地址信息对应的信号；以及
一种装置，用于在盘形记录介质上形成适应于由调制装置生成的信号而摆动的螺旋凹槽。
6、如权利要求5所述的装置，其中，盘形记录介质为光盘。
7、如权利要求5所述的装置，其中，地址信息生成装置生成由包含四种类型的同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息。
8、一种用于将地址信息记录到盘形记录装置中的方法，该方法包括：
生成步骤，生成由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
调制步骤，生成与在地址信息生成步骤生成的地址信息对应的信号；以及
形成步骤，在盘形记录介质上形成适应于在调制步骤生成的信号而摆动的螺旋凹槽。
9、一种用于根据在盘形记录介质上形成的凹槽摆动再现盘形记录介质上的地址的装置，该装置包括：
发射装置，用于将激光发射到盘形记录介质；
返回光检测装置，用于检测来自盘形记录介质的返回光，以生成与所检测的返回光对应的返回光信号；
摆动信号生成装置，用于根据由返回光检测装置生成的返回光信号，生成与凹槽摆动对应的摆动信号；
解调装置，用于对由摆动信号生成装置生成的摆动信号进行解调，以恢复由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
同步单元模式检测装置，用于检测由地址信息恢复装置恢复的地址信息中的同步信号所包含的多个同步单元模式中的至少一个；
获取装置，用于根据由同步单元模式检测装置检测的同步单元模式位置，从地址信息中获取地址数据和用于地址数据的纠错码；以及
再现装置，用于根据由获取装置提取的地址数据和用于地址数据的纠错码，再现地址。
10、如权利要求9所述的装置，其中，盘形记录介质为光盘。
11、如权利要求9所述的装置，进一步包括根据由检测装置检测的同步单元模式位置生成时钟信号的装置。
12、一种用于根据在盘形记录介质上形成的凹槽摆动再现盘形记录介质上的地址的装置中的方法，该方法包括：
发射步骤，将激光发射到盘形记录介质；
返回光检测步骤，检测来自盘形记录介质的返回光，以生成与所检测的返回光对应的返回光信号；
摆动信号生成步骤，根据在返回光检测步骤生成的返回光信号，生成与凹槽摆动对应的摆动信号；
解调步骤，对在摆动信号生成步骤生成的摆动信号进行解调，以恢复由包含多个同步单元模式的同步信号、地址数据以及用于地址数据的纠错码组成的地址信息，每个同步单元模式的同步信号由在正相信号中插入的两个反相信号来构成；
同步单元模式检测步骤，检测在地址信息恢复步骤恢复的地址信息中的同步信号所包含的多个同步单元模式中的至少一个；
获取步骤，根据在同步单元模式检测步骤检测的同步单元模式位置，从地址信息中获取地址数据和用于地址数据的纠错码；以及
再现步骤，根据在获取步骤提取的地址数据和用于地址数据的纠错码，再现地址。
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