CN87108158A - 可擦光盘及带有处理缺陷弧段的光信息记录与再现装置 - Google Patents

Abstract

一个光信息记录与再现装置向一光盘上射一束激光，以向光盘的数据弧段上记录并从其中再现数据。光盘由多个光轨区块组成，每个光轨区块包括若干用以在其上记录数据的数据弧段，若干用替代缺陷弧段的代换弧须，以及至少一个用以记录表示缺陷弧段与替代缺陷弧段的代换弧段之间的地址符合的标记数据的标记弧段。

Description

本发明涉及一种可擦光盘和一种通过向光盘射一束激光束记录和再现光信息的光信息记录和再现装置，更确切地说，涉及光盘缺陷弧段的处理。

一例光盘缺陷数据弧段的处理方法在JP-A-61-20271中公开。图4显示光盘中代换光轨的排列。参照图4，光盘包括代换光轨A，记录数据的普通光轨B，第二代换光轨区C，和其上记有地址的区域识别区D。能向包括图4所示的代换光轨的光盘上记录并从其中再现信息的光信息记录与再现装置包括一个区域地址再现电路，一个数据再现装置，一个目标区地址寄存器，一个区域地址符合探测电路，一个数据门信号电路，一个数据再现门信号电路，一个探测缺陷弧段缺陷弧段探测电路，一个代换光轨设置电路，以及一个用以在缺陷弧段写下识别信号的区域删除门信号电路。

在具有上述结构，用以向具有图4所示光轨功用的上述光盘上记录并从其中再现光信息的光信息记录和再现装置中，当目标弧段地址寄存器21的输出信号与弧段地址再现电路19的输出信号符合时，弧段地址符合探测电路便产生一个符合信号。弧段地址符合探测电路22产生的符合信号被加到数据记录门信号电路23或数据再现门信号电路24，并且，缺陷弧段区探测电路根据所加数据再现电路20的输出信号或数据记录门信号电路23的输出信号或数据再现门信号电路24的输出信号，通过探测如弧段识别区的弧段的一个地址错误或因翻译一个错误探测与校准编码在数据再现电路20中探得的错误校正子来探测缺陷弧段。当探测到一个这样的缺陷弧段时，代换光轨设置电路26计算与缺陷弧段所属的数据光轨相联系的代换光轨，并且缺陷弧段区上的数据被记录在代换光轨的一未用弧段上。接着，弧段区删除门信号电路27在缺陷弧段的数据区改写一删除信号。在再现操作中，改写在缺陷弧段的数据区的删除信号被探测以表明缺陷弧段被代换光轨的一个弧段所代替。

因此，在上述光盘中，每个光轨单元都配有这样一条代换光轨，以减少选取代换光轨的时间。

当具有上述光轨功用的光盘是其中同一数据弧段上的数据可重复消除与记录的可擦光盘时，缺陷弧段探测电路25可通过探测弧段地址识别区的地址错误来探得缺陷弧段。但是，当缺陷在缺陷弧段的数据区时，因为记在数据区上的删除信号不能在探测到弧段区地址识别区中的弧段地址之前被探测到，数据记录在缺陷弧段的数据区。结果，上述这种光盘存在这样一个问题，同一缺陷弧段的代换操作重复进行，并且，因此还需要为这一操作的额外处理时间，导致提取速度下降。

着眼于解决上述问题，本发明的一个目的提供一种带标记弧段的光盘，在标记弧段中，缺陷扇区的地址和代替缺陷弧段的代换弧段的地址间的符合被记录成标记数据，以提高用代换弧段代替缺陷弧段区的处理的速度。本发明的另一目的是提供一种使用这种光盘的光信息记录和再现装置。

根据本发明，提供有适于向各自分成多个弧段的光轨上记录并从其中再现数据的光盘，光盘包括多个光轨区块，每个光轨区块包括在其上记录数据的数据弧段，代换弧段，用以用一代换弧段代替一缺陷弧段，以及至少一个标记弧段，用以记录表示缺陷弧段和代替缺陷弧段的代换弧段间的地址符合的标记数据。根据本发明还进一步提供有采用上述光盘的光信息记录和再现装置，装置包括用以向光盘弧段上记录并从其中再现数据的装置，用以向探测和校正发生在任一数据中的错误的数据上加一错误探测及校准编码的错误控制装置，用以探测在任一区块中的缺陷弧段的缺陷弧段探测装置，用以存储记录在标记弧段上的标记数据的记忆装置，和响应缺陷弧段探测装置对一区块中一缺陷弧段的探测，用以在储存在记忆装置中的标识数据的基础上，用一代换弧段代替探得的缺陷弧段的弧段代换装置。

这样，在本发明中具有上述结构的光信息记录与再现装置采用具上述弧段功用的光盘，表示某一区块中的一缺陷弧段的地址信息与代替该缺陷弧段的代换弧段的地址信息间的符合的标记数据被记录在用一区块中的标记弧段中，所以，在数据再现或数据重写时，代换弧段的地址信息可从代换弧段所在区块的标记弧段得到，并且数据能高速地从代换弧段再现或在其上重写。

图1是根据本发明的光信息记录与再现装置的一最佳实施方案的框图。

图2是适用于图1中所示的本发明的装置的光盘的第一个实施方案的结构图。

图3是适用于图1中所示的本发明的装置的光盘的第二个实施方案的结构图。

图4显示已有技术的光盘中代换光轨的排列。

最佳实施方案的描述：

图1是用以向本发明的光盘上记录并从其中再现数据的本发明的光信息记录与再现装置的一个最佳实施方案的框图。参照图1，体现本发明的光信息记录与再现装置包括一个主CPU7，一个控制器8和一个光盘驱动器（往下略为驱动器）9。驱动器9和控制器8充为主CPU7的外接数据存储器。控制器8将驱动器9与主CPU7相连，驱动器9驱动光盘1，以向光盘1上记录或从其中再现数据。控制器8包括一个主CPU7与控制器8间的系统接口，一个用以暂时储存数据和加在数据上的错误探测与校准编码的随机存取存储器（RAM）11，一个产生用以校准再现出的数据中出现的错误的错误探测与校准编码的错误探测与校准电路（EDAC）12，以及一个数据调制和解调电路（MODEN）13，在MODEN13中，通过向来自主CPU7的数据加一错误探测与校准编码得到的编码数据被调制并作为写入数据100通过驱动器9加到光盘1，而且，通过驱动器9从光盘1再现的读出数据101被解调。控制器8还进一步包括一个弧段写入/读出控制电路14，以探测目标弧段的地址并产生开始写入，读出和删除的信号，一个用以操纵控制器8的操作的控制CPU15，一个驱动器9和控制器8之间的接口16，一个用以储存从光盘1的任一标记弧段读出的标记数据的标记存储器17，以及一个OR电路18。弧段写入/读出控制电路14产生一个写入门102，一个删除门103和一个读出门104。写入门102表示写入数据100是有效的，删除门103指示删除记录在光盘1上的数据，读出门104指示数据调制与解调电路13开始其数据解调操作。写入门102，删除门103，和读出门104也加到OR电路18。一个再现地址信号105被从数据调制与解调电路13加到弧段写入/读出控制电路14。控制CPU15有一个连接其上的CPU数据总线106。驱动器9有一个半导体激光电路。

图2是图1中所示光盘的第一个实施方案的结构图。参照图2，光盘1包括多个光轨区块2（区块＃1到区块＃N）和一个代换光轨区5。每个光轨区块2包括一个由代换弧段R（R1到R4）和标识弧段M（M1和M2）组成的管理光轨3，和多个各自包括弧段S（S1到S16）的数据光轨。代换光轨区5包括，其中含有在数据弧段S中缺陷弧段的数目超过每个区块2中的代换弧段R（R1到R14）数目时，用来代替缺陷弧段的弧段的代换光轨。在图2中数据被记录在每个光轨区块2的数据弧段上并从其中再现。当在某一区块2中的这些数据弧段S里有一个缺陷弧段时，缺陷弧段被同一区块2中的一个代换弧段R（R1到R14）所代替，表示缺陷弧段S的地址信息与代替缺陷弧段S的代换弧段的地址信息间的符合的标记数据被记录在同一区块2中的一个        弧段M（M1和M2）上。

下面描述采用具有图2所示        的光盘的本发明的光信息记录与再现装置的操作。

光盘1的光轨区块1到光轨区块N的格式最早确定，在每个区块2的所数据弧段S上记录并从其中再现检验数据，以检查有无地址错误，数据错误或数据区缺陷。当一个缺陷弧段被一代换弧段代替时，标记数据被记录在一个标记弧段M（M1和M2）上。通过在弧段写入/读出控制电路14中设定一目标弧段地址或读出/删除/写入指令中的一个，并由控制CPU15检查OR电路的输出，可探测弧段识别区中存在的地址错误。当探测到OR电路输出时，目标弧段地址是正常的，当探测不到OR电路输出时，弧段识别区中有一地址错误。数据区中存在的数据错误靠读出记录在数据区的数据并翻译加在数据上以探测错误校正子的错误探测与校正编码来探测。数据区中存在的缺陷靠从未用弧段再现信号，将信号转换成相应一阈值电平的二进制信号并探测二进制信号的宽度与数目来探测。

标记数据包括缺陷弧段的地址，代替缺陷弧段的代换弧段的地址，表明每个代换弧段是否被使用的管理信息，表明代换光轨区的每个代换弧段是否被使用的管理信息等。

构成所有区块的光轨总数是考虑到与光盘相关联的检索机制的操作特性为满足高速数据检索而选定的。

为了提高代换处理的选取时间，区块的范围取决于光致动器的动力范围。因为驱动器单元只执行高速细查操作，所以无须使用线性马达的粗查操作。

下面描述体现本发明的光信息记录与再现装置的数据记录操作。

1）.主CPU7向系统接口10发出一个写入指令。写入指令由包括目标弧段地址，待写入的弧段数，一个写入操作编码等的装置指令集团（DCB）。

2）.控制器8中的控制CPU15接收来自系统接口10的指令并指示驱动器9查寻目标弧段所属区块2的头条光轨。（在图1中，未标出代表一个检索系统，一个控制CPU和一个驱动器9中的驱动控制接口的若干方框）。

3）.在完成光轨检索后，控制器8中的控制CPU1从标记弧段M1读出标记数据并将该标记数据存入标记存储器17。如果存在标记存储器17中的标记数据包括一个错误，控制CPU15就从标记弧段M2中读出标记数据。

4）.在完成向标记存储器17的标记数据存入后，待记录数据被从主CPU7通过系统接口10传送到RAM11。

5）.错误探测和校正电路12向从主CPU7传送到RAM11的数据加一错误探测与校正编码。

6）.控制CPU15指示驱动器9查寻目标弧段所属光轨，目标弧段地址和写入指令在弧段读出/写入控制电路14中被设定。

7）.在弧段读出/写入控制电路14探到目标弧段地址后，写入门102被从弧段读出/写入控制电路加到数据调制与解调电路13和驱动器9。从RAM11读出的编码数据被调制，写入数据100被从数据调制和解调电路13加到驱动器9。响应写入门102的加入，驱动器9中的半导体激光驱动装置被定位在其记录模式，激光束被写入数据100调制以往目标弧段上记录数据。

8）.在往目标弧段上记录数据之前，根据存在标记存储器17中的标记数据检查该弧段是否有缺陷。如果该目标弧段有缺陷，则从标记数据出探测其代换弧段的地址来自RAM11的编码数据被记录在同一区块中的代换弧段上。当该区块中所有代换弧段都被用于数据记录时，代换光轨区中的一未用弧段被指定用作代换弧段。标记存储器被修改，相应标记弧段M1或M2中的标记数据被修改改。

上述工序完成数据记录操作。下面描述在发明的光信息记录与再现装置的再现操作。

1）.主CPU7向系统接口10发出一读出指令。读出指令由若干包含目标弧段地址，待读出弧段数目，一个读出操作编码等的装置指令集团（DCS）组成。

2）.当控制器8中的控制CPU15通过系统接口接到DCB时，控制器8指示驱动器9去查寻其中写有区块2的标记数据的确定光轨。

3）.查寻操作完成时，控制器8中的控制CPU15从标记弧段M1中读出标记数据并将该标记数据存入标记存储器17中。如果存在标记弧段M1中的标记数据包括一个错误，控制CPU15从标记弧段M2读出标记数据。

4）.完成向标记存储器17的标记数据存储后，控制器8计算目标弧段所属光轨并指示驱动器9查寻该定址光轨。

5）.控制CPU15设定目标弧段地址和在弧段读出/写入控制电路14中的读出指令。在再现记录在目标弧段上的数据之前，先根据存在标记存储器17中的标记数据检查该弧段是否有缺陷。如果该目标弧段有缺陷，则从标记数据探测并读出其代换弧段的地址。

6）.探测到目标弧段后，弧段读出/写入控制电路14将读出门104加到数据调制与解调电路13以及驱动器9。读出数据101被通过驱动器9加到数据调制与解调电路13，解调数据被存入RAM11。

7）.错误探测与校正电路探测并校正存在RAM11中的解调数据的错误（如果有错误），然后数2被存入RAM11。

8）.存在RAM11中的无错误数据被通过系统接口10传送到主CPU1。

上述工序完成数据再现操作。

由于记录膜质量因反复记录而下降，或由于使用光盘的环境里灰尘和污物的附着，光盘的数据弧段容易出现缺陷。所以，数据记录到一数据弧段后，应立即从该数据弧段读出记下的数据，通过翻译探测错误校正子的错误探测和校正编码来观察记录下的数据的质量。如果记录在数据弧段上的数据包括一个超过一预设参考电平的错误，则可确认该数据弧段为有缺陷的弧段，并用其代换弧段来替代。

为了保证在读出-检验操作中的数据可靠性，读出数据101在更恶劣的条件下再现，数据错误被用更严格的标准分辨。

随后，记录在缺陷弧段上的数据被转到同一区块中一未用的代换弧段中，标记存储器17中的内容被修改，新标记数据被记到标记弧段上。结果，记录在标记弧段上的标记数据总是表示数据弧段和代换弧段间的地址符合。进一步，当管理信息被加记到标记弧段中的标记数据上，以表明每个代换弧段是否在使用中时，该信息使得快速确定下一个在写入操作过程中应用的代换弧段变得容易。在每个区块中，光轨数适宜地选定为数十条，以便光头致动器能快速通向这些光轨。这样选定每个区块中光轨数后，在光信息记录与再现装置的操作过程中一个或两个标记弧段不仅可有效地登记一个或多个缺陷弧段还可以登记一个或多个被选定代替缺陷弧段的代换弧段。而且，因为只需一个或两个标记弧段，一个小容量存储器，如控制器8中装的标记存储器可有效而容易地管理标记数据。

举例来说，假设每区块中光轨数为64光轨/区块，每弧段的容量为1，024比特/弧段，并且标记数据需要3比特来表示缺陷弧段地址，3比特来表示代换弧段地址。在这种情况下，标记弧段可容纳170个缺陷弧区的地址，这意味着它可处理170/1，024＝16.6%的缺陷弧段率。在实际中这个值有很大余量。

图3是选用于本发明的光盘的第二个实施方案的结构图。和图2中一样，光盘一般注以标号1，而标号2和3分别表示光轨区块和一个代换光轨区，标号6代表由一个标记弧段M（M1）和代换弧段R（R1到R15）组成的区块管理弧段。所以，在图3所示的光盘1中，每个区块2（＃1到＃N）包括数据弧段S（S1到S15），用以在其上记录并从其中再现数据，代换弧段R（R1到R15），用以替代这些数据弧段S中的缺陷弧段，以及一个标记M（M1），用以管理缺陷弧段S与替代缺陷弧段代替弧段R之间的地址符合。

在图3中，代换弧段R（R1到R15）的配置率为每条光轨一段。考虑到带不可校正错误的错误弧段的几率为10^-8到10^-10的事实，在大多数光轨中，必须由代换弧段替代的缺陷弧段数目最多不过每条光轨一段。所以，在图3所示光盘中，在一条光轨中代换弧段R对缺陷弧段的替代可快速进行，这是因为无须查寻图2所示光盘1的区块管理光轨3。

在图2和图3所示的每个光盘实施方案中，储存在标记弧段中的标记数据对光盘的控制都是很重要的。所以，考虑到数据的可靠性及可能因如在记录标记数据过程中断电引起的系统停止，最好在每个光轨区块中都规定多个弧段为标记弧段。

如上所述，在光盘的每个光轨区块中，缺陷弧段由一个或两个标记弧段管理。所以，控制器8中的标记存储器不需要有很大容量，它所需的容量小到只相应于一个或两个弧段。另外，有可能减少代换处理的存取时间，这是因为驱动器9能高速进行细查操作。

从上面的详细描述可以明白，本发明的光盘被分成多个光轨区块，并且，在每个光轨区块中，至少配有一个用以记录表示缺陷弧段与替代缺陷弧段的代换弧段之间的地址符合的标记数据的标记弧段，从而获得进行高速弧段代换的有效工艺。另外，由于有效区块管理的性能，存储标记数据的标记存储器不需要有大容量，本发明的光信息记录与再现装置的成本可大大降低。

如上所述，本发明的光盘中的缺陷弧段可以方便地由在同一区块中的代换弧段替代。所以，本发明的光信息记录与再现装置可成功地向光盘上记录并从其中再现不带错误的数据。

Claims (12)

1、一种采用适于向各自分成多个弧段的光轨上记录并从其中再现数据的光盘的光信息记录与再现装置，所述光盘包括多个光轨区块每个光轨区块由多个用以在其上记录数据的数据弧段和用来一对一地代替所述数据弧段中的缺陷弧段的代换弧段，所述装置包括用以向所述光盘上记录并从其中再现数据的若干记录与再现装置，用以向探测与校正出现在任一数据中的一个错误的数据加一错误探测与校正编码的若干错误控制装置，以及用以探测在任一所述区块中的缺陷弧段的缺陷弧段探测装置；所述装置的特点表现在所述光盘进一步包括至少一个用以记录表示所述缺陷弧段与替代所述缺陷弧段的所述代换弧段之间的地址符合的标记数据的标记弧段，而且所述装置进一步包括用以储存记录在所述标记弧段上的所述标记数据的存储装置，以及能响应所述缺陷弧段探测装置对存在的缺陷弧段的探测，用以在储存在所述存储装置中的标记数据的基础上，拿一个所述代换弧段来替代所述缺陷弧段代换装置。

2、权利要求1的光信息记录与再现装置，在那里，当在一所述区块中探测到一个新缺陷弧段时，存储在所述存储装置中的标记数据被修改，所述修改了的标记数据由所述记录与再现装置记录到同一区块中的标记弧段上。

3、权利要求1的光信息记录与再现装置，在那里，在向一个所述区块中的所述数据弧段上记录并从其中再现数据之前，所述记录与再现装置再现记录在所述标记弧段上的标记数据并将所述标记数据存入所述存储装置。

4、权利要求3的光信息记录与再现装置，其中所述弧段代换装置用所述标记数据向所述代换弧段上记录并从其中再现。

5、权利要求1的光信息记录与再现装置，其中所述光盘进一步包括一代换光轨区，而且，当在任一区块中的缺陷弧段数超过所述区块中的代换弧段数时，所述弧段代换装置以所述代换光轨区替入来应付多出的缺陷弧段。

6、权利要求1的光信息记录与再现装置，其中所有区块中的光轨数的选择使得所有光轨都处在光头致动器的可移动范围内。

7、权利要求1的光信息记录与再现装置，其中所述缺陷弧段探测装置靠探测一个弧段识别区的再现地址的错误，一个数据区的再现数据的错误或一个数据区缺陷来探测一个缺陷弧段。

8、适于向各自分成多个弧段的光轨上记录并从其中再现数据的光盘，所述光盘包括多个各自由若干用以在其上记录数据的数据弧段的光轨区块，若干用来一对一地替代缺陷弧段的代换弧段，以及至少一个用以记录表示缺陷弧段与替代缺陷弧段的代换弧段之间的地址符合的标记数据的标记弧段。

9、权利要求8的光盘，其中所述区块中的每条光轨至少有所述标记弧段或所述代换弧段。

10、权利要求8的光盘，其中每个区块中至少有一条光轨的所有弧段中，除一至少一段被规定为所述标记弧段外，其余都被规定为所述代换弧段。

11、权利要求8、9或10的光盘，它进一步包括一个代换光轨区，而且，当任一区块中的缺陷弧段数超过所述区块中的代换弧段数时，所述代换光轨区的弧段被用来替代多出的缺陷弧段。

12、一个涉及权利要求8、9或10的光盘，其中所有区块的光轨数的选择使得所有光轨都处于光头致动器的可移动范围内。

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