CN85103580A - 数据存储盘及其播放系统 - Google Patents

Abstract

存储盘有第一类数字数据如数字音响数据，在比第一类数字数据更接近盘的播放道末尾区域内也存有第二类数字数据如数字显示数据或计算机程序数据。在储盘包括存有识别数据的引入道能指出该盘是否存入第二类数字数据。该盘能在第一类数字数据播放系统中使用。系统包括第一和第二类数据信号第一和第二播放处理电路，及控制电路能接受再生出的控制数据，识别该盘是先前技术密纹盘还是存第二类数据的盘并命令转换播放模式且输出两处理电路中任一个或两者。

Description

本发明与存储盘及其播放系统有关。

一般地说，先前技术的光学、数字密纹音响盘（下面称之为密纹盘CD）播放系统，虽然采用了高质量的纠错码，但它只能再生高质量的立体声音乐，不能再生不同于音乐数据的数字数据，例如它不能在不产生强噪声和不破坏伴随音响系统的情况下重新产生盘中的静态图象数据。

有一种先前技术的密纹盘，其存储量约为500M字节，于是能用来存储数字立体声音乐数据以及其它的数字数据。因此，若在同一张密纹盘上存入代表作曲者姓名、曲名的字母数据、静态图象数据以及电视游戏程序等，包括与先前技术密纹盘中数字立体声音乐数据相同的纠错码和信号格式以及数字立体声音乐数据，就有可能用一密纹盘播放系统（下面称之为CD播放系统）在使用者欣赏所录立体声音乐的同时，播放相当于该音乐选段的静态图象、显示出该作品作者姓名和标题，或者玩一个适当的电视游戏，这将扩展CD播放系统的应用范围。

然而，因为在市场上已经售出了许多只存立体声音乐数据的密纹盘，所以如果把存有数字立体声音乐和显示数据的密纹盘也放在先前技术CD播放系统中去播放，最好也能保证祇放出立体声音乐。

另一方面，对于新设计的密纹盘播放系统，希望不仅能用先前技术的密纹盘播放立体声音乐，而且还能用数字立体声音乐和显示数据两者的密纹盘播放立体声音乐和数字显示数据，或者甚至于用这种盘或用只存数字显示数据的盘祇把显示数据播放出来。

因此，所需的盘必须使先前技术的CD播放系统不能在音响上受显示数据的影响。一种方法是把数字显示数据存储在一个音乐数据与另一音乐数据之间的间歇内。这种间歇不一定是不出声，有时可处理成渐强或渐弱。由于先前技术CD播放系统不能使间歇保持不出声，所以间歇不能用来存储数字显示数据。

这件发明的任务是提供一种存储第一数字数据，例如立体声音乐数据，和存储第二数字数据，例如静态图象数据，的盘子，并且能与先前技术的祇播放第一数字数据的CD播放系统兼容。

这件发明的另一任务是提供一种盘子，它能使第一数字数据的再生单元之间的等待时间缩得最短。

这件发明的另一任务是提供一种密纹盘播放系统，它既能用先前技术的祇存数字音响数据例如数字立体声音乐数据的密纹盘，又能用存有两种数字数据例如立体声音乐数据和静态图象数据的密纹盘，并且特别是提供一种密纹盘播放系统，当播放系统在播放不是数字音响数据的数字数据时它能抑制声音的再生。

为了完成上述任务，盘内存入了第一和第二数字数据，且第二数字数据存储在比第一数字数据更接近于盘的播放末尾的面积上，并且包括一引入道和能指出盘内是否存有第二数字数据的识别数据。

此外，这件发明的播放系统能够用存储第一数据信号的第一种盘播放，还能用存储第一数据信号和第二数据信号的第二种盘播放，对第一数据信号有一第一播放处理电路，对第二数据信号有一第二播放处理电路，以及一个控制电路，它接受能区别出第一和第二种盘的再生控制数据并输出一个信号，去命令播放系统的拾音传感器采用两种播放模式中的一种以及命令采用相应的第一或第二播放处理电路。

这件发明能使先前技术的CD播放系统单独播放数字立体声音乐或声音数据并且禁止播放数字显示数据，使数字显示数据不能产生任何听得到的噪声。本发明的盘子能同时播放数字立体声音乐数据和显示数据，例如静态图象数据。由于本发明的密纹盘在它的再生迹道一端附近存储了数字立体声音乐数据，所以先前技术的CD播放系统将祇播放数字立体声音乐数据，并不因为盘上有了不同的数字显示数据而增加停滞时间。

根据本发明的盘播放系统能够播放第一数字数据，例如音响数据，和第二数字数据，例如显示数据两者，并且除音响数据可以出声外，它能阻止因数字数据不恰当的声音播放而产生的噪声。由于本发明的密纹盘播放系统利用本发明盘子与先前技术的密纹盘公共数据的辨认，能认出哪张盘子存储了第一和第二数字数据，哪张盘子只存第一数字数据，所以它也能平滑地播放先前技术密纹盘中的音乐。

本发明的简短说明

图1说明存储在先前技术密纹盘中一帧数据的排列。

图2说明存储在先前技术密纹盘中一块数据的排列。

图3A、3B及3C都说明子码信号Q道中编码数据的排列。

图4是先前技术密纹盘的一部分断面。

图5说明数字数据的排列。

图6是按照本发明的第一种盘的一部分断面。

图7与图6相似，但代表第二种盘。

图8与图6相似，但代表第三种盘。

图9与图6相似，但代表第四种盘。

图10是本发明的盘播放系统的方框图。

图11A说明本发明盘中存储数据的排列。

图11B说明图10盘播放系统的播放过程。

图12是播放图11A的音乐和显示数据的时间图。

图13是播放图11A的音乐的时间图。

提出的具体装置的说明

在说明本发明提出的具体装置之前，先参看和说明一下图1至4存储在先前技术密纹盘中数字音响数据的排列。

图1说明存储在密纹盘中的数据流。一帧包括588位数据，其中24位是排成特殊码位形式的起始帧同步脉冲FS，随后3位是34个之中第一个当前分量的禁止码RB。紧接第一当前分量禁止码RB的是14位第一组数据DB（O）。这帧的其余部分是当前分量禁止码RB与32组数据DB（1）至DB（32）的交替出现。第一数据DB包括一个子码信号或用户数据，用来作盘的播放控制及有关信息。第1至第12组及第17至第28组数据DB用来配置主信道的音响数据，第13至第16组及第29至第32组数据DB用来配置校验数据，以便对主信道纠错。每组数据DB是14位，代表一个8位字节，这8位字节在录音时经过8～14调制（EFM）变换成14位。

图2表示没有当前分量禁止码RB的并且14位数据DB已经变回成8位字节的一块再生数据。每一块包括接连的98帧。在开始两帧中，第一数据组DB（O）作为同步模式，而在其余的96帧中，8位的DB（O）都分成子码信号P、Q、R、S、T、U、V及W。

最后16帧的Q道包括一个纠错用的循环冗余码校验（CRC）码。P道是特征位，表示这一帧是间歇或音乐，高电平代表间歇，低电平代表音乐以及一个2HZ循环脉冲代表引出区段，因此对P道码进行检测并计数，能使所需音乐作品的选择成为可能。Q道也有类似的作用，但进行更复杂的控制。特别是，Q道的信息通常提供给装在盘播放装置内的微处理器，使在放完现在所选这首乐曲后能立即开始播放下一首乐曲。R道至W道组成了可指出盘中录入的歌曲作者、音乐作曲者以及其它有关信息的数据区。

关于Q道，起首工2位作为同步信号形式的一部分，接下来4位是控制码，再下来4位作为地址码，随后的72位是数据码，最后16位是循环冗余码校验（CRC）码。上述的数据码包括迹道数码TNR和索引码×。迹道数码TNR在00至99范围内变化，索引码×也从00变到99。引入道的迹道数TNR为00。迹道数后的8位代表指示字。指示字后面4位代表分钟数据（MIN）。分钟数据后面4位代表秒数据（SEC）。秒数据后4位代表帧数据（75帧成为1秒）。第49位以后8位全是0。这8位以后的4位叫P-MIN数据。P-MIN数据后的4位叫P-SEC数据。P-SEC数据后的4位叫P-帧数据。引入道或音乐节目区存储了特定的MIN、SEC和帧数据，它们随着中心距离而变，从引入道或音乐节目的起始O-MIN、O-SEC帧变到它的末尾。引入道存储了内容目录（TOC）数据，列举了盘中存了些什么。指示字、P-MIN、P-SEC和P-帧数据组成TOC数据。亦即是，指示字所指某特定迹道数带来的每首音乐节目开始点的MIN、SEC和帧值组成了引入道Q道中的数据。

当指示字的值为AO时（16进制记数法），P-MIN值代表盘中第一首音乐节目的迹道数，SEC和帧数据都为0。如果指示字的值为A1，MIN值就代表盘中最后音乐节目的迹道数，SEC和帧数据均为0。如果指示字的值为A2，则MIN、SEC和帧值代表引出道的起始点。

如上所述，引入道存入了Q道的编码数据，即立体声音乐数据。同样，引出道也不存立体声音乐数据。对于先前技术密纹盘制定的标准允许存在最大为4码数据包括16码位值的最后一位。

图3B表示在音乐节目区Q道中数据的排列。起始4位为控制码。随着控制码后面的4位是地址码。地址码后面的8位代表迹道数TNR。以上讲过，引入道的迹道数TNR为00。音乐节目区的迹道数TNR是01到99。引出道的迹道数是AA。引出道从盘中最后一个音乐节目的结束点开始。

迹道数TNR后面的8位代表索引×。索引×用来分开各个音乐节目，它从01增加到99，每首乐曲增加1。间歇期间的索引×总为00。索引×后面所有的MIN、SEC和帧数据代表音乐节目或间歇的延续时间。跟在8位全零位后面的A-MIN、A-SEC和A-帧数据组成一个绝对时间码代表播放从音乐节目区的开头到目前所选音乐作品的引出道结束全部数据所需的时间。密纹盘中存有的数据可以参考这绝对时间代码来读取。

Q道中的控制码编成如图3C所示。符号×代表未定义的码位。控制码（00×0）表示一个非予先强调的2声道音响数据。控制码（00×1）表示预先强调的2声道音响数据。控制码（10××）和（01×1）尚未定义。控制码（01×0）表示这盘存有例如静态图象数据的数字数据。控制码（××0×）是一个禁止信号，禁止把数字数据再生成声音。另一方面，控制码（××1×）是允许音响播放的信号。在本发明的一种具体装置中，既存有数字立体声音乐数据又存有数字显示数据的盘的控制码是（01×1）。

图4表示了先前技术的存有这种立体声音乐数据和子码信号的密纹盘1。带有中心孔2的密纹盘1暴露它的背面以便用激光束来播放。拾音传感器从密纹盘1的内边缘向外移至外边缘。中心孔直径是15mm。标号3表示夹紧区（中心距离26mm至33mm）。夹紧区3用来使密纹盘1固定在驱动轴上。标号4表示节目区（中心距离50mm至116mm）。标号5表示信息区（中心距离45mm至118mm）。引入道的起始点6（在最大半径46mm处）位在节目区4的半径方向内侧，但仍在信息区5内。最后的引出点7在节目区4半径方向外侧，但也在信息区5内。本发明的盘子具有和先前技术密纹盘1同样的厚度和直径，但可在主信道中存储数字立体声音乐数据和显示数据。在本发明的盘子内，子码信号的P道和Q道中数据的排列都和通常密纹盘1中的排列相同。

图5说明数字显示数据的信号格式。每个数字数据记录包括一块2352字节或18，816位。在图1的记录格式中，这个数据代替了在DB（1）-（12）和DB（17）-（28）中的音响数据，使192位或24字节数据配入各个记录帧内。因此，每块数字数据（2352字节）与98帧中的数据量重合，使数字数据能被记录成与立体声音乐数据同样的信号格式（图1）。所以不扰乱子码信号的98帧循环也能记录数字数据。

正如图5所示，一块数字数据的第一字节全是零，其次的10个字节全是1，最后跟另一个全是零的字节。这12个字节组成一块数字数据表示起始的标题。这个标题跟一字节的分钟信息，一字节秒信息，一字节区段信息，以及一字节模式信息。分、秒和区段字节规定了一块地址，区段字节以每秒钟75区段或帧计数。模式数据指出这块内数字数据的种类。剩下的2336字节包括例如静态图象数据的数字数据。

本发明存储数字立体声音乐数据和显示数据的盘子将用图6至9来说明。

图6的盘11包括一个总的信息区21。信息区5在从内部边缘到总信息区21内某一预定的点处。在信息区5内的第一节目区4存储了数字立体声音乐数据。从点6开始的第一引入道在第一节目区4的半径方向里侧。引出道在最后引出点7的半径方向里侧，但在第一节目区4的半径方向外侧。存储在第一引入道和引出道的子码信号和本发明盘的第一节目区4都与先前技术的密纹盘1的相似。然而，存储在第一引入道（迹道数TNR＝00）内的Q道中数据的控制码是（01×1），后者表示这张盘既存有数字立体声音乐数据又存有显示数据。

盘播放系统读出这个控制数据（01×1）后，就把它的播放开始点跳至第一引出道的开始点上，忽略第一引出道的迹道数TNR＝AA，并且控制这盘的播放，使之播放存储在第一引出道半径方向外侧直到盘外面边缘之间的数据。

第二引入区22在信息区5的外面，但仍在总信息区21内。第二节目区23在第二引入区22的外面。第二引出道在第二节目区23的外面，但仍在第二最后的引出界限24之内。第二节目区23存储了数字显示数据，即如图5中排列的静态图象数据。第二引入区22和第二引出道存有子码信号包括图3B的Q道。第二引入区22的迹道数TNR是AD，第二引出道的迹道数TNR是AE。

第二引入区22存有对播放盘11所需的控制信息。盘播放系统根据这个控制信息来播放第一及第二节目区4及23，且当检测到迹道数AE时，即检测到第二引出道时就停止盘11的播放。

图7说明根据本发明第二个例子的盘12。盘12的总信息区21包括第一节目区4以及第二节目区23。后者比第一半目区4宽得多。盘12的大部分表面用于存储数字显示数据的第二节目区23。第一节目区4存入了数字声音数据，代表一句声明-可以用中文、日文、英文、德文以及（或者）法文说出“这张盘不是用于音响的，因此没有任何音乐”。这句话对寻找适用于先前技术的CD播放设备音乐录音的用户来说是方便的，但对盘12中不存数字音乐数据的用户来说没有什么用处。然而，根据本发明的能播放盘12第二节目区23中数字显示数据的播放系统，可利用第二引入区22中的控制信息去发一信号，使这个声明不播放出来。

图8表示出一种主要用来播放数字立体声音乐数据的盘13，它与图6的盘11相似。第二引入道的开始点25在第一引入道开始点6的半径方向里侧。开始点6和25规定了第二引入区22的边界。

这个第二引入区22存入了与Q道数据同样的控制码（01×1），表示盘13既存有数字立体声音乐数据又存有显示数据。盘13第二节目区23里面的起始迹道存入了控制信息，后者命令这个播放系统如何去播放第一及第二节目区4及23。

图9说明一种主要用于播放数字显示数据的盘14，它与图7的盘12相似。盘14的第一节目区4存有一句用几种语言讲的声明，说明盘14不是用于祇听音乐。第一引入区外面的边界被第一节目区4所限，里面的边界则被第一节目区4的第一引入道的开始点6所限。第二引入区22在第一引入区半径方向的里面，并在第二引入道点25处开始。

本发明的盘11、12、13和14不仅可以用本发明的播放系统播放数字音响数据和显示数据，而且能用先前技术的CD播放系统单独播放数字音响数据。

本发明的盘播放系统的一个例子将用图10说明。标号31表示盘的放音器，由放音器再生的立体声音乐信号，跟着对8-14调制（EFM）数据进行解调、纠错、去掉交叉以及D/A变换，然后输到输出端32L和32R。放音器31的输出端32L和32R分别输出播放立体声音响信号的左声道信号和右声道信号。左声道和右声道音响信号分别经过放大器33L和33R送至左扬声器34L和右扬声器34R，使用户能欣赏播放的立体声音乐。

如果被放音器31再生的是数字显示数据，那么从这盘再生出的数据都送至串并联变换器35。串并联变换器35还从放音器31收到与再生数据同步的帧脉冲和码位时标信号，并输出一串含有8位符号的8位并联信号。并联数据依照输入开关36的选择交替地被写入缓冲存储器37和38。串并联变换器35的输出端还接有控制数据分离电路40。在41处有一微计算机或控制器。控制器41从控制数据分离电路40接受控制数据，还从放音造31接受子码信号。子码信号的Q道包括一个识别码（控制码），指出这个正在播放的盘已经存有数字立体声音乐信号和显示数据。控制器41按照识别码送出一个控制信号，命令放音器31把数据送至音响系统（32-34）以及（或者）显示播放系统（35等）。利用输出开关39可以交替地读出缓冲存储器37和38的内容，这些内容送至DMA（直接存储器存取）控制器42。缓冲存储器37和38是需要的，因为从密纹盘放音器出来的数据转移率很高。

从DMA控制器42来的输出数据被送至数据选择器43，后者由控制器41控制，并且把从DMA控制器42来的数据按照显示的类型（例如静态图象模式或游戏程序动画模式）定时地分给不同的线路。在静态图象模式中，由数据选择器43来的输出数据通过译码器44读入到帧存储器45，用于包含Y、U和V分量的彩色图象数据。控制器41控制译码器44和帧存储器45的操作。从帧存储器45写出的单帧静态图象数据经D/A变换器46变换成模拟的彩色显示信号，并供至CRT（阴极射线管）显示器47。

在游戏程序中，从数据选择器43来的输出数据被送至数据变换器48，后者把数据选择器43的输出数据变换成预定格式的串联数据，并通过接口49供至微计算机系统50。

上述的盘播放系统将参照图6的盘11还要作详细说明。

在图11A的例子中，盘11的第一节目区4存有4个音乐选段数据M₁、M₂、M₃和M₄，它们分别有间歇隔开，盘11的第二节目区23存有单帧静态图象数据D₁、D₂、D₃和D₄，它们分别配合去解释音乐M₁、M₂、M₃和M₄。

放音器31再生并送出子码信号Q道中的TOC数据，这个子码信号存储在从开始点6开始的第一引入道内，TOC数据被送到放音器31的一个系统控制器（图中未画）和控制器41。Q道的控制码（01×1）便命令放音器31的拾音传感器跳过节目区4，如图11B所示，不去播放节目区4，并且从第一引出道的开始点开始读其中的数据。放音器31在播放了第一引出道之后便播放第二引入区22，由第二引入区22产生出控制数据DR后即停止。然后，放音器31播放第一静止图象数据D₁。第一静止图象数据D₁的地址和模式数据都通过串并联变换器35和控制数据分离电路40送到控制器41。数据选择器43则把再生的数字显示数据送至译码器44。静止图象数据D₁通过缓冲存储器37或38、DMA控制器42、数据选择器43和译码器44写入到帧存储器45。在放音造31播放第一引入区的TOC数据的情况下，进行了一种不发声的操作，使在再生第二引入区22和第二节目区23时抑制声音的输出。

如图11B所示，播完静止图象数据D₁之后，拾音传感器便移到第一音乐作M₁的开始点，开始播放第一首音乐M₁。如图12所示，在此情况下静止图象数据D₁仍将重复地读出和显示。因此，CRT显示器47上，从第一首音乐M₁开始时候起保持了相应的静止图象，一直到第二首乐曲M₂的开始。于是用户能在听音乐M₁的同时在CRT显示器上看到静止的图象。

如图11B所示，放完了第一首乐曲M₁之后，拾音传感器迅速移到盘11的外面边缘，开始播放第二节目区23的静止图象数据D₂。第一引入区的TOC数据或第二引入区22的控制数据，指出了静止图象数据D₁至D₂被存储在第二节目区23中的什么地方。

处理再生的静止图象数据D₂是与处理静止图象数据D₁一样。如图12那样，扬声器34L和34R在放音乐M₂的同时，CRT显示器47上重现了静止图象D₂。以后就顺序地播放静止图象数据D₃、音乐M₃、静止图象数据D₄和音乐M₄。当盘播放系统放完最后一曲M₄并且再生了第二引出区，这个系统会知道全部节目数据都播放完了，于是结束了它的播放操作。

盘11中的音乐数据也可以在先前技术的祇能播放数字立体声音乐数据的CD播放系统上无噪声地播放出来。这种CD播放系统从盘11的开始点6开始播放第一引入道，并再生TOC数据。由于这种CD播放系统不能译出第一引入道内的控制码（01×1），从而忽略了控制码（01×1）的含义。于是，CD播放系统在放完第一引入道之后便顺序地播放音乐M₁、M₂、M₃和M₄。这种CD播放系统不会播放第一引出道以外的区域，从而抑制了由不需要的控制数据DR和静止图象数据D₁至D₄所产生的噪声。

图7至9的盘12、13及14上的数据也同样能播放出来。

由于本发明的盘播放系统可把它的再生输出根据第一引入区Q道中的控制码转换到一个或多个合适的处理线路中去并且使不需要发声的数据不发声，所以图10的盘播放系统能够播放祇存有数字立体声音乐数据的盘子，也能播放祇存数字显示数据的盘子。

这件发明也能应用于磁盘和静电电容盘。

Claims (8)

1、一种存有第一类数据信号并包含一引入道的存储盘，其特征是：这种盘在比第一类数据信号更接近盘的播放道末尾的区域内存有第二类数据信号，并有特征是：引入道包含识别数据，后者能指出这盘子内存有第二类数据信号。

2、权项1内所述的盘，其特征为：第二类数据信号包括控制信息，用来控制盘播放系统的拾音传感器的操作模式。

3、权项1内所述的盘，其特征为：第一类数据信号包括一个结束数据，后者命令停止播放。

4、权项1内所述的盘，其特征为：第一类数据信号包括数字音响数据。

5、权项1内所述的盘，其特征为：第二类数据信号包括数字显示数据。

6、权项1内所述的盘，其特征为：第二类数据信号包括计算机程序数据。

7、一种能播放存有第一类数据信号的第一种盘和播放存有第一类数据信号和第二类数据信号两者的第二种盘的播放系统，其特征为：这个系统包括用于处理第一数据信号的第一播放处理电路，用于处理第二数据信号的第二播放处理电路以及一个接受播放控制数据的控制电路，后者能区别出是第一种盘还是第二种盘，这个控制电路还输出一个信号，命令播放系统的拾音传感器转换播放模式并把播放数据的输出送到第一和第二播放处理电路之一或两者中去。

8、权项7内所述的盘播放系统，其特征为：播放控制数据都在子迹道内编码并且可以对第一和第二播放处理电路两者之一禁止输出。

Images