CN1336663A - 光盘 - Google Patents

Abstract

一种具有用于记录用户数据的轨道的光盘,如:使用相变介质和磁光介质的可重写式光盘及使用颜料基介质的一次性记录光盘,在所述轨道上设有沿光盘径向方向波动的摆动部分和不波动的非摆动部分;作为除用户数据以外的数据的子信息数据使用摆动部分和非摆动部分的结合来记录在轨道上;每个位的逻辑值由一对摆动部分和非摆动部分来表示;当位的逻辑值是“0”时的摆动部分的波相位与当位的逻辑值是“1”时的摆动部分的波相位是不同的。

Description

光盘

本发明主要涉及可重写式光盘或者一次性写入光盘的物理格式，可写重式光盘使用相变介质或者磁光介质；而一次性写入光盘使用颜料基介质。更具体地，本发明涉及适用于如视频数据或音频数据等大量数据存储的物理格式。

用于计算机的大存储容量的存储介质、DVD(数字视频光盘)、MO(磁光)盘、CD(压缩型光盘)等已成为商业产品。并且，随着计算机的普及，用户需要改变在存储介质中的数据，因而，对能够改变或写入的数据的存储介质的需要越来越迫切。

作为能够允许用户多次改变数据的可重写式的存储介质，现在有使用相变介质的DVD-RAM(随机存取存储器)，使用MO介质的MO光盘，CD-RW(可重写式)光盘。还有使用颜料基介质的CD-R，它是一次性存储介质，这种介质用户只能写入一次数据。识别记录数据位置的地址也存储在每种存储介质中。

在DVD-RAM或者MO光盘中用于指示地址的ID(标识)部分与存储用户数据的区域是分开的。

另外，利用使用了FM(调频)调制的摆动(Wobble)地址方法来管理CD-RW或CD-R中的地址。在这里，摆动是指波动式轨道，它表示一种光盘上的轨道沿径向波动的结构。也就是说，在CD-RW或者CD-R光盘上，地址是通过变换轨道摆动(波形)的频率被记录的。因此，用户数据和地址沿着CD-RW或者CD-R光盘的轨道一起被记录。

然而，传统技术有以下弊病，即，因为在DVD-RAM或MO盘中除了记录用户数据的区域外还需要ID部分，这就降低了盘面的使用效率。

此外，因为盘面结构中记录用户数据的区域与ID部分不同，增大了生产这种光盘的复杂性。特别是，由于DVD-RAM光盘中的ID部分以之字形排列，因而更增加了制造工艺的复杂性。

另外，鉴于在CD-RW或者CD-R光盘中地址对应于摆动频率，光盘再现设备需要读取具有不同的频率的信号(摆动)来读取地址，因而，再现设备的结构变得更加复杂。

此外，因为轨道的波动频率根据地址值而变化，表示地址所需的轨道的长度根据地址值来变化。因此，致使数据记录的控制变得复杂化。

另外，因为使地址与摆动频率匹配的方法是一种通过FM调制存储地址的方法，所需的C/N(载噪)比率就相对要高一些，因而降低了记录和再现的可靠性。

为了解决上述问题，本发明的目的就是提供这样一种光盘，其中，盘面的使用效率高、光盘的生产简单、光盘再现设备的结构简化、数据记录在光盘上的控制简化、所需C/N比率低，从而在记录和再现方面的稳定性改善。

为了达到上述目的，相应的提供了具有记录用户数据轨道的光盘，如：使用相变介质或磁光介质的可重写式光盘或者使用颜料基介质的一次性写入光盘，其中，沿着光盘的径向波动的摆动部分和不波动的非摆动部分被设置在轨道上，作为用户数据以外的数据的子信息通过摆动部分和非摆动部分的结合记录于轨道上，每个位的逻辑值由一对摆动部分和非摆动部分表述。比特的逻辑值分别为“1”和“0”的时候，摆动部分的波的相位是不同的。

最好，在本发明中，当位的逻辑值是“1”或“0”时，摆动部分的长度和非摆动部分的长度是不同的。

最好，在本发明中，子信息是轨道的地址。

最好，在本发明中，位的逻辑值是“0”时的摆动部分的波相位与位的逻辑值是“1”时的摆动部分的波相位之差被设置成约180度。

最好，在本发明中，在摆动部分到非摆动部分的转变点及由非摆动部分至摆动部分的转变点，摆动部分的波形的相位是预定相位。

本发明中，摆动部分和非摆动部分的长度最好设置成摆动部分中一个波周期的整数倍。

本发明中，每个轨道最好沿光盘径向被分成许多区(zone)。

本发明中，子信息最好是区的区地址。

本发明中，区中相邻轨道的摆动部分的波的相位最好一致。

通过以下参考附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目标和优点将会变得更加清晰：

图1是根据本发明的第一优选实施例的光盘P1的结构示意图；

图2是光盘P1表面形成的摆动轨道WT1结构的放大透视图；

图3是一个显示在摆动轨道上记录子信息的顺序的方框图；

图4是一个子信息数据转换表的例子；

图5A和图5B是波形图，分别展示了由本发明的调制方法调制的转换后的于信息数据中的数据位“0”和“1”；

图6的波形图对比了由MAM(改进的调幅)调制、PM(相位调制)调制及本发明的调制方法所产生的摆动的波形；

图7A、7B、7C的示意图显示了在通过PM调制从摆动产生的波形中，转换后的子信息数据由“0”到“1”的转变点；

图8是方框图，表示从摆动轨道的振幅信息和相位信息两者规定转换子信息数据的操作；

图9A和图9B给出例子来说明从子信息数据到转换后的子信息数据的转化；和

图10展示了根据本发明的第二个优选实施例的光盘P2的结构。

参考图1，根据本发明的第一优选实施例，多个轨道处于光盘P1的表面。子信息事先沿着轨道被记录。记录用户数据是通过覆盖记录子信息的轨道来实现的。这里，子信息是指除了用户数据以外的信息，如：地址。子信息包括关于光盘的各种参数信息。

这里，光盘P1可能是使用相变介质的DVD-RAM或CD-RW及使用磁光介质的MO光盘等可重写式光盘，也可以是一次性写入光盘如：使用颜料基介质的CD-R光盘。

如图所示，摆动轨道WT1设置在光盘P1的表面，以便用户数据沿着摆动轨道WT1记录。这里，摆动意味着波形，并且轨道沿着光盘P1的径向波动形成。然而，摆动轨道WT1包含一个摆动的摆动部分AWT和一个不摆动的非摆动部分NWT。子信息通过这些摆动部分AWT和非摆动部分NWT的结合被记录在轨道上。

图2显示了光盘P1上的摆动轨道WT1的详细结构。光盘P1的表面上设置有波动的轨道凹槽T，轨道凹槽T的底部是凹槽G，而相邻的两个轨道凹槽T中间部分是平台L。轨道凹槽T的摆动部分被称为摆动。

当使用平台和凹槽记录方法在光盘P1上记录用户数据时，在平台L和凹槽G两者上都形成记录标志P。当读取记录数据时，光线H从光盘P1的底部平面输入。

轨道凹槽T的摆动(波动)是表示记录在光盘P1上的用户数据的子信息。子信息指示地址，即，沿轨道凹槽T记录用户数据的位置。因此，在光盘P1中，用户数据和子信息是沿着轨道凹槽T重叠而记录的。

图3显示了在轨道凹槽T的摆动上记录子信息的顺序，即在子信息的基础上形成光盘上的摆动轨道WT1。首先，子信息数据1通过转换表2转换为转换后的子信息。转换后的子信息数据3被MAM(改进的幅度调制)调制。轨道凹槽T上的波形是基于MAM调制波形数据形成的。在这里，MAM调制是指应用于本发明光盘的改进了的幅度调制，。

图4给出了一个转换表2的例子，正如上面所描述的，转换表2接收子信息数据1作为输入，而输出转换后的子信息数据。子信息数据1和转换后的子信息数据3是由“0”和“1”组成的数字数据。

根据图4的转换表，2比特的子信息数据被转换成4比特的转换后的子信息数据。转换后的子信息数据在任何情况下都有同样多的“1”和“0”。也就是说，在4位的转换后的子信息数据中，两位是“0”，而另两位是“1”。

图5A和图5B给出的是根据本发明的调制方法的例子。这种调制方法是MAM调制方法与后面将要介绍的PM(相位调制)调制方法的综合。通过这种调制方法，调制子信息数据中所包含的“0”被转换成如图5A的波形，而调制子信息数据中所包含的“1”被转换成如图5B的波形。

如图5A所示与转换后的子信息数据“0”对应的波形是由有10个周期波的摆动部分A0和不波动的非摆动部分B0构成的。非摆动部分B0的长度被设置成相应于摆动部分A0中的2个周期的长度。同时，摆动部分A0中的波形周期Td总是一致的。

如图5A所示与转换后的子信息数据“1”对应的波形是由有14个周期波的摆动部分A1和不波动的非摆动部分B1构成的。非摆动部分B1的长度被设置成相应于摆动部分A1中的2个周期的长度。另外，摆动部分A1的波形周期Td总是一致的，并且与对应于转换后的信息数据“0”的波形周期Td一样。因此，对应于转换后的子信息数据“1”的波形中所包含的非摆动部分B1与对应于转换后的子信息数据“0”波形中所包含的非摆动部分B0的长度是一样的。

因此，AO，BO，A1和B1的长度通常可用波周期Td为单位来表示，

(AO，BO)＝(10，2)和(A1，B1)＝(14，2)。

图5A所示的包括在对应于转换后的子信息数据“0”的波形中的摆动部分A0的波相位与图5B所示的包括在对应于转换后的子信息数据“1”的波形中的摆动部分A1的波相位相差180°。也就是说，本发明的调制方法是MAM调制方法与上面所述的相位(PM调制)方法的综合使用。

图6是MAM调制、PM调制及本发明的调制方法(即MAM调制和PM调制方法的混合)从摆动得到的波形对比。图中，波形(a)是仅用MAM(修正调幅)调制从摆动形成的波形，波形(b)是仅用PM调制从摆动形成的波形，波形(c)是本发明的调制方法从摆动形成的波形。

图7A的波形是仅用PM调制从摆动形成的，图7B和图7C显示的是转换后的子信息数据由“0”变成“1”时的转折点的放大波形。图7B的摆动信号波形是理想的转折点波形信号。但实际上，由于光盘噪声，其波形通常变成如图7C所示的失真的信号波形，噪声有：在光盘制造过程中所产生的摆动的失真引起的噪声、由光盘表面的微小不平整引起的噪声(也称盘噪声)、及在记录和再现光盘时驱动设备所造成的噪声。因此，仅仅使用PM调制，光盘很有可能在记录和再现光盘时产生错误。

形成对照的是，本发明的调制方法(即MAM调制方法混合PM调制方法)因为在两个相邻的不同相位的摆动部分插入了一个非摆动部分(如图6的波形C)，转变点的信号波形发生失真的可能性变得很低。

如图8所示，为了用本发明的调制方法从摆动指定转换后的子信息数据，摆动轨道中的振幅信息4(即摆动部分或非摆动部分的长度信息)和相位信息5(也就是摆动部分相位的信息)通过解调电路6被合成起来。转换后的子信息数据可以通过振幅信息4和相位信息5两者指定。

摆动部分AWT和非摆动部分NWT在光盘P1的轨道凹槽T轨道中形成，并且摆动轨道WT1是通过本发明的调制方法(即MAM调制混合PM调制)形成的。

上述设置，如摆动部分的(A0或A1)长度不局限于10个周期或14个周期，而是可以任意设置。同样，转换后的信息数据“0”时的摆动部分A0的相位与转换后的信息数据“1”时的摆动部分A0的相位之差也不局限于180°，而可以任意设置。

构成本发明调制中的一部分的MAM调制方法使用OOK(开关键控)，它是AM调制(幅度调制)的一种数字调制模式，是改进了的幅度调制，它可以应用到本发明光盘的物理格式。这种调制方法的调制信号没有DC成分，非常有用。

而且，MAM调制方法中，“0”和“1”通过摆动(波动)的出现来描述，这是因为“0”和“1”可以通过摆动连续的部分的长度来区分，而不需要象传统的FM调制方法去改变摆动的频率。

而且，在传统的FM调制方法中，为了探测摆动的频率需要高的C/N(载体比干扰)比。然而，MAM调制方法探测摆动的存在非常简单，因而不需要高的C/N比。

而且，在MAM调制方法中，可以使子信息数据“0”和“1”的非摆动部分B0和B1的长度与本发明的优选实施例相同。也就是说，在本发明的优选实施例中，B0＝B1＝摆动的2个周期的长度。因此，不需要根据可以为“0”和“1”的转换后的子信息数据来改变摆动部分的长度，只需改变摆动的长度，使得能够更简单地实现光盘。

而且，为了读取摆动，考虑到与摆动同步的PLL电路的效果，非摆动部分B0和B1的长度最好设置成摆动的1～2个周期。然而，因为这种设置是由本发明应用的系统决定的，因而，本发明不限制所设置的值。

因为本发明包括转换表和MAM调制，所以所有的子信息数据在轨道上长度都一样。也就是说，在本发明优选实施例中，标示组成转换后的子信息数据的每个“0”和“1”的波形长度彼此不同，因而其在轨道上的长度也不同。然而，由于转换后的子信息数据必须由4位组成，并包括相同数目的“0”和“1”，转换后的子信息数据的任何值在轨道上有相同的4位长度。因此，在轨道上转换后的子信息数据的长度变得一样，从而简化记录数据时的控制。

而且，虽然在本优选实施例中，包含位“0”的转换后的子信息数据的非摆动部分B0和包含位“1”的转换后的子信息数据的非摆动部分B1的长度是一样的，但即使当这些非摆动部分的长度是不同的并且这种差别被用于识别位时，转换后的子信息数据的4位长度还是不变的。

也就是说，转换表把两位的子信息数据转换成四位的转换后的子信息数据。当转换任意子信息数据时，转换后的子信息数据中的比特“0”和“1”的出现比例是1∶1。

而且，图9A和图9B给出了从子信息数据转换至转换后的子信息数据的例子。如图9A和图9B所示，当子信息数据是8位时，则用转换表转换子信息数据后的转换后的子信息数据就变成了16位。此外，这16位比特中有8位是“0”，而另8位则是“1”。

而且，详细的讲：在图9A中的例1中，把8位子信息数据(01111111)通过图4所示的转换表转换成16位转换后的子信息数据(1100101010101010)。也就是说，子信息数据的前两位(01)通过图4所示的转换表转换成了转换后的子信息数据中的4位比特(1100)，而接下来的两位(11)则同样被依次转换成转换后的子信息数据中的顺延的四位(1010)。

转换后的子信息数据比特流总长度以摆动周期Td为单位来表示：

总长度＝“0”的长度＋“1”的长度

＝8位(10Td＋2Td)＋8位(14Td＋2Td)

＝224Td.

同样，图9B中的例2中，把8位的子信息数据(10000000)通过图4所示的转换表转换成16位转换后的子信息数据(0011010101010101)。也就是说，子信息数据的前两位(10)通过图4所示的转换表转换成了转换后的子信息数据中的四位(0011)，而接下来的两位(00)则同样被依次转换成转换后的子信息数据中的顺延的四位(0101)。

转换后的子信息数据比特流长度以摆动周期Td为单位表示：

总长度＝“0”的长度＋“1”的长度

＝8位(10Td＋2Td)＋8位(14Td＋2Td)

＝224Td.例2与例1的总长度相同。

也就是说，表示一个子信息的轨道上的长度总是一致的，这对于实现本发明中的光盘非常有用。

图10展示了本发明第二优选实施例的光盘P2。由图中可看出：光盘P2上设置的摆动轨道WT2被分成很多区21、22、……2n。此外，光盘P2还由ZCAV(分区的恒定角速度)或者ZCLV(分区的恒定线速度)格式化。

在光盘P2上，作为子信息，每个区21、22、……2n的区地址记录在属于各自区的摆动轨道上。也就是说，  因为同一区地址记录于同一区的所有摆动轨道上，因此，同一区中的任意相邻轨道记录的是同一区地址。因此，相邻的摆动轨道WT2的摆动相位几乎一致。

在有上述结构的光盘中，即使在轨道上存在摆动(波动)，也总可以得到相同的轨道间距，从而可以一起使用摆动形式和平台/凹槽形式。此外，从相邻轨道上可以无串扰地探测这种摆动。

另外，当和上面提到的优选实施例一样，把所有的A0，B0，A1和B1的长度都设置成摆动周期Td的整数倍时，制造光盘变得容易，或者读取摆动的设备中的PLL控制系统能够更稳定的运行。

根据本发明，组成子信息的每一位的逻辑值都由一对摆动部分和非摆动部分表示。同时，由于位的逻辑值是“0”和“1”时，摆动部分的波的相位是不同的，并且在两个不同相位的摆动部分之间插入一非摆动部分，从而摆动部分的相位差可以明显地检测到。因此，使非常可靠的子信息探测成为可能。

而且，如果位逻辑值为“0”时摆动部分的波相位被设置成与比特逻辑值为“1”时摆动部分波的相位不同，并且当位逻辑值为“0”和“1”时，任一摆动部分和非摆动部分的长度都不同，由于振幅信息(即，摆动部分或非摆动部分的长度)、相位信息(即，摆动部分的波的相位)以及来自于两者信息的子信息可能被指定，因而可以可靠的检测子信息。

而且，由于轨道地址记录在光盘轨道中作为子信息时，说明地址信息的区域在光盘格式中不是特别需要，因而提供了一种高效率的光盘格式。

而且，当把位逻辑值是“0”时摆动部分的波的相位与位逻辑值是“1”时摆动部分的波的相位之间的相位差设置成180°时，形成摆动部分和非摆动部分的轨道凹槽结构就可以被简化，同时光盘生产也变得容易。因此，更容易生产光盘，同时，也提高了探测子信息的可靠性。

而且，在从摆动部分到非摆动部分及由非摆动部分到摆动部分中的转变点，当摆动部分的波的相位被设置成预定相位时。形成摆动部分和非摆动部分的轨道凹槽变得简单，从而更容易制造光盘。

而且，当摆动部分和非摆动部分的长度被设置成摆动部分中波周期的整数倍时，形成摆动部分和非摆动部分的轨道凹槽变得简单，从而更容易制造光盘。当PLL控制系统在摆动信号的基础上进行配置时，PLL控制系统可以更稳定的维持。

而且，当光盘上的轨道沿光盘径向方向分成许多区时，本发明可以应用于ZCAV格式和ZCLV格式。

而且，当区的区地址作为子信息被记录在光盘轨道上时，本发明就可作为一种使带区地址和用户数据在光盘上的每个区同时形成的方法。

而且，当在一个区中的相邻轨道的摆动部分的波相位被设置成一致时，由于每个区的轨道间距总是一致的，因而摆动可以没有串扰地从相邻轨道被探测到。

Claims (9)

1.一种具有用于记录用户数据的轨道的光盘，如：使用相变介质和磁光介质的可重写式光盘及使用颜料基介质的一次性记录光盘，其特征在于：在所述轨道上设有沿光盘径向方向波动的摆动部分和不波动的非摆动部分；作为除用户数据以外的数据的子信息数据使用摆动部分和非摆动部分的结合来记录在轨道上；每个位的逻辑值是由一对摆动部分和非摆动部分来表示的；当位的逻辑值是“0”时的摆动部分的波相位与当位的逻辑值是“1”时的摆动部分的波相位是不同的。

2.按照权利要求1所述的光盘，其中，  当位是逻辑值“0”和逻辑值“1”时，其摆动部分和非摆动部分之一的长度不同。

3.按照权利要求1所述的光盘，其中，子信息是轨道地址。

4.按照权利要求1所述的光盘，其中，位是逻辑值“0”时的摆动部分的波相位与位是逻辑值“1”时的摆动部分的波相位之差被设置为180度。

5.按照权利要求1所述的光盘，其中，在从摆动部分到非摆动部分及由非摆动部分到摆动部分的转变点，摆动部分波的相位被设置成预定相位。

6.按照权利要求1到5中的任一项所述的光盘，其中，摆动部分和非摆动部分的长度被设置成摆动部分中一个波周期的整数倍。

7.按照权利要求1到6中的任一项所述的光盘，其中，每个轨道沿光盘的径向方向分成许多区。

8.按照权利要求7所述的光盘，其中的子信息是区的区地址。

9.按照权利要求7或8所述的光盘，其中在区中相邻轨道的摆动部分的波相位是一致的。

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