專利名稱：盤狀記錄介質(zhì)、盤記錄設備和方法、及盤重放設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及盤狀記錄介質(zhì)、盤記錄設備和盤記錄方法、以及盤重放設備和盤重放方法，并特別涉及能夠可靠地再現(xiàn)光盤輔助信息的盤狀記錄介質(zhì)、盤記錄設備和盤記錄方法、以及盤重放設備和盤重放方法。
背景技術：
由于一次寫入式或可改寫光盤的廣泛應用，禁止復制的數(shù)據(jù)(比如內(nèi)容數(shù)據(jù)，如受版權等保護的音樂數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù))可能會被非法復制。例如，在DVD(數(shù)字通用盤)上提供BCA(脈沖串刻槽區(qū)(burst cutting area))可防止光盤之間的非法復制。
參考圖1將描述在DVD上提供的BCA。在裝運之前，DVD 1(DVD-ROM(只讀存儲器)或DVD-RAM(隨機存取存儲器))的BCA 2在工廠中由YAG(釔鋁石榴石)激光器的脈沖激光進行照射，由此，通過在徑向去除在光盤內(nèi)側由鋁等制成的反射薄膜的窄條紋可沿著最里面的圓周形成條紋(條形碼)。這些條紋表示輔助信息，如ID號和其它標識信息及加密密鑰。BCA 2沿著DVD1的最里面圓周形成，其角度約為330°。
圖2表示在BCA 2中記錄的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構。
記錄在BCA 2中的數(shù)據(jù)以一行五個字節(jié)為一個單位。五個字節(jié)一行中的第一個字節(jié)是同步字節(jié)(SB)或再同步字節(jié)(RS)。BCA-前同步碼被記錄在第一行的四個字節(jié)中。BCA-前同步碼是只包括0的數(shù)據(jù)。BCA數(shù)據(jù)字段中的每一行的四個字節(jié)是信息區(qū)或EDC(檢錯碼)。ECC(糾錯碼)區(qū)中的每一行的四個字節(jié)是糾錯碼。BCA-后同步碼記錄在最后一行中。
當記錄在BCA 2中的數(shù)據(jù)要被再現(xiàn)時，通過利用PLL(鎖相環(huán))，一個再現(xiàn)設備根據(jù)BCA-前同步碼部分的再現(xiàn)信號產(chǎn)生一個時鐘，并根據(jù)該時鐘以一種預定的方法執(zhí)行解調(diào)和誤差校正，以便再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
但是，如果在再現(xiàn)BCA中記錄的數(shù)據(jù)時由于一些缺陷而使PLL喪失同步，則數(shù)據(jù)不能再現(xiàn)，直到PLL重新獲得同步為止。這意味著在PLL喪失同步的一段時間內(nèi)會丟失再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
另外，如果由于缺陷等原因而使同步信號(sync)丟失一次，那么直到檢測到下一個同步信號為止的數(shù)據(jù)將會丟失。
如果丟失的數(shù)據(jù)量超出了糾錯能力(即，如果存在局部主要缺陷)，則不能再現(xiàn)數(shù)據(jù)。記錄在BCA 2中的信息是每個盤等唯一的ID信息。它可涉及光盤上的全部數(shù)據(jù)(例如，確定記錄在DVD 1上的內(nèi)容是否可以再現(xiàn))。因而，記錄在BCA 2中的數(shù)據(jù)的高可靠性記錄和再現(xiàn)是必須的。為了減少丟失的數(shù)據(jù)量，一種頻繁插入同步信號以進行再同步的方法是可能的；但是，這種冗余同步信號的插入使BCA中可記錄的數(shù)據(jù)量減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到了上述問題，因此，本發(fā)明的一個目的就是要能夠可靠地再現(xiàn)BCA中的數(shù)據(jù)。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方案提供的一種盤狀記錄介質(zhì)包括排列在第二區(qū)域的圓周中的n個塊，每個塊的長度通過在圓周方向上把第二區(qū)域分割成n個相等的部分得到；和排列在這些塊之一中的m幀，每幀的長度通過在圓周方向上把該塊分成m個相等的部分得到；其中輔助信息按照在圓周方向上間隔相等的方式排列在幀中，同步信號置于每一幀中。
在幀之一當中，k個信道比特以一定的間隔排列，該間隔通過把該幀分割成k個相等的部分獲得。
輔助信息可使用一種能夠碼字同步或比特同步的調(diào)制方法來調(diào)制。
該調(diào)制方法可以是相位編碼法或4-1調(diào)制方法。
當m的值大于等于2時，同步信號的種類數(shù)可大于等于2并小于等于m。
糾錯碼可添加到輔助信息中。
恒等數(shù)據(jù)可置于n個塊的每一個塊中。
根據(jù)本發(fā)明第二方案提供的盤記錄設備包括旋轉光盤的旋轉裝置；發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生對應于一個間隔的信道時鐘，該間隔通過把一幀分成k個相等的部分獲得，其中產(chǎn)生n個塊，每個塊的長度通過在圓周方向上把第二區(qū)域分割成n個相等的部分得到，而且產(chǎn)生m個幀，每幀的長度通過在圓周方向上把這些塊之一分成m個相等的部分得到，該信道時鐘是記錄輔助信息所必須的；控制裝置，用于控制光盤的旋轉，以使光盤旋轉一周與n×m×k個信道時鐘的周期同步；調(diào)制裝置，根據(jù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的信道時鐘調(diào)制輔助信息；以及記錄裝置，用于把調(diào)制裝置調(diào)制的輔助信息記錄在光盤上。
根據(jù)本發(fā)明第三方案提供的盤記錄方法包括旋轉光盤的旋轉步驟；發(fā)生步驟，用于產(chǎn)生對應于一個間隔的信道時鐘，該間隔通過把一幀分成k個相等的部分獲得，其中產(chǎn)生n個塊，每個塊的長度通過在圓周方向上把第二區(qū)域分割成n個相等的部分得到，而且產(chǎn)生m幀，每幀的長度通過在圓周方向上把這些塊之一分成m個相等的部分得到，該信道時鐘是記錄輔助信息所必須的；控制步驟，用于控制光盤的旋轉，以使光盤旋轉一周與n×m×k個信道時鐘的周期同步；調(diào)制步驟，根據(jù)發(fā)生步驟的處理產(chǎn)生的信道時鐘調(diào)制輔助信息；以及記錄步驟，用于把通過調(diào)制步驟的處理所調(diào)制的輔助信息記錄在光盤上。
根據(jù)本發(fā)明第四方案提供的盤重放設備包括旋轉裝置，用于以恒定角速度旋轉光盤；重放裝置，用于重放光盤；發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一個時鐘，其頻率為n×m×k的兩倍或更高；以及解調(diào)裝置，根據(jù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的時鐘對重放裝置輸出的信號取樣，并在校正信道比特或碼字的同時解調(diào)信道比特或碼字。
該盤重放設備還可包括校正裝置，用于根據(jù)包含在輔助信息中的糾錯碼進行誤差校正并通過擇多(majority)原則確定正確的輔助信息。
該校正裝置可對通過收集以擇多原則確定的部分所獲得的輔助信息進行誤差校正。
根據(jù)本發(fā)明第五方案提供的盤重放方法包括旋轉步驟，用于以恒定角速度旋轉光盤；重放步驟，用于重放光盤；發(fā)生步驟，用于產(chǎn)生一個時鐘，其頻率為n×m×k的兩倍或更高；以及解調(diào)步驟，根據(jù)發(fā)生步驟的處理所產(chǎn)生的時鐘對通過重放步驟的處理輸出的信號取樣，并在校正信道比特或碼字的同時解調(diào)信道比特或碼字。
根據(jù)本發(fā)明的盤狀記錄介質(zhì)包括通過把第二區(qū)域的圓周分成n個相等的部分而排列的n個塊；以及在每個塊中排列的m幀；其中輔助信息在圓周方向上以間隔相等的方式排列在幀中，而且同步信號置于每一幀中。
根據(jù)本發(fā)明的盤記錄設備和盤記錄方法控制光盤的旋轉，以使光盤旋轉一周與n×m×k個信道時鐘的周期同步，根據(jù)信道時鐘調(diào)制輔助信息，并在隨后把輔助信息記錄在光盤上。
根據(jù)本發(fā)明的盤重放設備和盤重放方法以頻率等于或高于n×m×k兩倍的時鐘對來自光盤的再現(xiàn)輸出信號進行取樣，并在校正信道比特或碼字的同時解調(diào)信道比特或碼字。
參照用來表示本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例的附圖研究下面的描述和所附的權利要求，本發(fā)明的以上及其它目的、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)它們的方式將會變得顯而易見，而且也可更好地理解發(fā)明本身。


圖1是有助于解釋相關技術的DVD上的脈沖串刻槽區(qū)的圖；圖2表示圖1中的脈沖串刻槽區(qū)的記錄格式；圖3表示應用于本發(fā)明的光盤的結構；圖4表示圖3中的脈沖串刻槽區(qū)的記錄格式；圖5是有助于解釋圖3的脈沖切割區(qū)中的ECC格式的圖；圖6是有助于解釋PE調(diào)制的圖；圖7A和7B是有助于解釋圖4中的幀同步信號的同步模式的圖；圖8是表示用于把盤ID信息記錄到圖3的光盤上的盤ID記錄設備的配置框圖；圖9是表示在具有通過圖8的盤ID記錄設備記錄的盤ID的光盤上記錄或再現(xiàn)數(shù)據(jù)的盤記錄和重放設備的配置框圖；圖10A-10E是有助于解釋圖9中的解調(diào)單元的操作的圖；圖11是有助于解釋圖9中的解調(diào)單元的操作的圖；圖12表示圖3所示光盤的脈沖串刻槽區(qū)中的另一種格式；圖13是有助于解釋4-1調(diào)制的圖；圖14A和14B有助于解釋圖12中的幀同步信號的同步模式的圖；圖15是表示用于以圖12所示格式記錄盤ID的盤ID記錄設備的配置框圖；圖16A-16G是有助于解釋重放以圖12所示格式記錄的光盤的操作圖；圖17是有助于解釋重放以圖12所示格式記錄的光盤的操作圖；圖18是表示另一種ECC格式的圖；
圖19A和19B是表示幀同步信號的其它同步模式的圖；并且圖20是表示另一種盤ID記錄格式的圖。
具體實施例方式
參考附圖將在下面描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
在本發(fā)明中，如圖3所示，在光盤26的內(nèi)徑范圍之內(nèi)的記錄了內(nèi)容數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)26B之外的脈沖串刻槽區(qū)(BCA)26A(在這種情況下是在最里邊)中記錄了光盤26唯一的ID信息。如圖3所示，脈沖串刻槽區(qū)26A產(chǎn)生的方式是要形成一個連續(xù)的圓周。
圖4表示記錄在BCA 26A中的盤ID記錄格式的例子。如圖4所示，圓周被分成n個相等的部分(此時的n＝6)，從而形成n個塊。
每個塊又再分為m幀(在圖4的例子中，m＝2)。每幀分為k個部分(在這種情況下k＝234)。ID信息以k個信道比特記錄。
每一幀前面的十個信道比特是幀同步比特。接下來的224個信道比特形成一個數(shù)據(jù)區(qū)。
舉例來說，在此假設盤ID信息利用PE(相位編碼)調(diào)制法進行調(diào)制。PE調(diào)制把1-比特數(shù)據(jù)轉換為兩個信道比特，因此112個數(shù)據(jù)比特(224個信道比特)可記錄在一幀中，同時224個信息比特(28個字節(jié))可記錄在一個塊中。
在本例中，圖5所示的ECC格式的盤ID信息記錄在每個塊中。在本例中，12-字節(jié)的奇偶校驗碼被添加到16-字節(jié)的數(shù)據(jù)中，而且盤ID信息通過伽羅瓦(Galios)域GF(28)的里德-索羅蒙碼RS(32，16，13)編碼。三個塊每一個都具有相同的ECC格式。因此，在每個塊的第一幀中，16-字節(jié)的ID信息IDm中的14個字節(jié)作為14個字節(jié)的信息比特放置。ID信息IDm剩下的兩個字節(jié)和12-字節(jié)的奇偶校驗碼作為下一幀中的14個字節(jié)的信息比特放置。
這意味著相同的盤ID信息三次寫入盤的圓周中。這種三次寫入實際上等于在垂直方向上形成距離3的產(chǎn)品代碼。
如圖6所示，PE調(diào)制是以標記(1)(在圖6中以黑色表示的比特)和空格(0)(在圖6中以白色表示的比特)的位置表示數(shù)據(jù)比特的代碼。在圖6的例子中，數(shù)據(jù)比特“0”被轉換為信道比特(碼字)“10”，數(shù)據(jù)比特“1”被轉換為信道比特(碼字)“01”。在PE調(diào)制中，信道比特在表示一個數(shù)據(jù)比特的兩個信道比特的中心(碼字的中心)被倒置。因此，在數(shù)據(jù)比特的情況下，標記或空格不會連續(xù)出現(xiàn)在三個或更多個信道比特中。
相應地，表示同步比特(幀同步)的同步模式可通過在三個或更多個信道比特中連續(xù)排列標記或空格來形成。圖7A和7B均表示幀同步的同步模式。
如圖7A和7B所示，六個信道比特的兩種同步模式作為幀同步模式提供，其中標記和空格均在三個信道比特中連續(xù)出現(xiàn)。當緊鄰幀同步比特之前的數(shù)據(jù)的信道比特是“01”時，“000111”被用作幀同步，且“01”作為之后的同步模式添加。另一方面，當緊鄰幀同步之前的數(shù)據(jù)的信道比特是“10”時，“111000”被用作幀同步，且“10”作為之后的同步模式添加。信道比特“01”或“10”還在上述同步主體(“00011101”或“11100010”)之后作為同步ID添加。因此，總共10個信道比特形成一個幀同步。在下文中，當同步ID模式為“0”(信道比特＝“10”)(圖7A)時的幀同步被稱作SA，當同步ID模式為“1”(信道比特＝“01”)(圖7B)時的幀同步被稱作SB。
幀同步SA用來表示該幀是一個塊的第一幀，而幀同步SB用來表示該幀不是每個塊的第一幀。因此，具有幀同步SA的幀數(shù)等于塊數(shù)。
圖8是表示應用本發(fā)明的盤ID記錄設備11的配置框圖。
寄存器21存儲盤ID信息，該信息已經(jīng)根據(jù)圖5所示的ECC格式進行了誤差校正編碼。PE調(diào)制單元22讀出存儲在寄存器21中的盤ID信息，把盤ID信息進行PE調(diào)制，并在隨后將結果輸出到激光器23。PE調(diào)制單元22根據(jù)VCO(壓控振蕩器)33輸入的時鐘(信道時鐘)對從寄存器21讀出的盤ID信息進行PE調(diào)制，并在隨后插入同步模式，從而產(chǎn)生將要記錄在光盤26的BCA 26A中的數(shù)據(jù)。PE調(diào)制單元22將該數(shù)據(jù)輸出到激光器23。
舉例來說，激光器23是YAG激光器，它通過反射鏡24和物鏡25以高能激光束照射光盤26。物鏡25可包括一個圓柱形透鏡，它利用進入物鏡25的激光束照射光盤26的BCA 26A。因而，光盤26的反射膜發(fā)生不可逆變化，從而使盤ID信息以條形碼的形式記錄。也就是說，即使光盤是可改寫記錄介質(zhì)，記錄在BCA 26A中的諸如盤ID這樣的輔助數(shù)據(jù)也作為不可改寫的數(shù)據(jù)記錄在光盤26上。
主軸馬達27在主軸伺服控制單元28的控制下旋轉光盤26，而在主軸馬達27中提供但在圖中未示出的FG(頻率發(fā)生器)信號發(fā)生器產(chǎn)生FG信號，每次當光盤26(主軸馬達27)旋轉一個預定角度時，它都產(chǎn)生一個脈沖，F(xiàn)G信號之后被輸出到主軸伺服控制單元28。在控制器29的控制下，主軸伺服控制單元28根據(jù)主軸馬達27輸入的FG信號控制主軸馬達27，以使主軸馬達27以預定的旋轉速度旋轉。另外，主軸伺服控制單元28還把主軸馬達27輸入的FG信號輸出到控制器29和PC(相位比較器)31。
控制器29根據(jù)圖中未示出的操作單元所輸入的操作信號控制主軸伺服控制單元28以驅(qū)動主軸馬達27，并由此旋轉光盤26。另外，控制器29根據(jù)主軸伺服控制單元28輸入的FG信號產(chǎn)生用來控制分頻器30的分頻比的控制信號，并在隨后把該控制信號輸出到分頻器30。
分頻器30、PC 31、LPF(低通濾波器)32和VCO 33形成一個PLL。
根據(jù)控制器29輸入的控制信號，分頻器30把VCO 33輸出的時鐘分割成值1/N(分頻比)的設置，并在隨后把結果輸出到PC 31。PC 31比較從分頻器30輸入的時鐘的相位和從主軸伺服控制單元28輸入的FG信號的相位，從而產(chǎn)生一個相差信號，隨后將該相差信號輸出到LPF 32。LPF 32把輸入其中的信號的高頻分量去除，并在隨后把結果輸出到VCO 33。VCO 33根據(jù)加到VCO 33控制端的電壓(即LPF 32的輸出)改變VCO 33通過振蕩輸出的時鐘的相位(頻率)。
VCO 33輸出的時鐘被輸入PE調(diào)制單元22和分頻器30中。VCO 33受到控制以使分頻器30的輸出與主軸伺服控制單元28輸出的FG信號之間的相差變得恒定。因而，VCO 33的輸出是以N倍于FG信號的頻率與FG信號同步振蕩的信號。根據(jù)VCO 33輸入到激光器23的時鐘，PE調(diào)制單元22以參考圖4描述的格式輸出數(shù)據(jù)。
驅(qū)動器34連接控制器29。根據(jù)需要可把磁盤41、光盤42、磁光盤43或半導體存儲器44插入驅(qū)動器34中。一個必要的計算機程序從磁盤41、光盤42、磁光盤43或半導體存儲器44中讀出并提供給控制器29。
接下來將描述盤ID記錄設備11的操作。當發(fā)出一個開始記錄的命令時，控制器29控制主軸伺服控制單元28以一個預定的速度旋轉主軸馬達27。主軸馬達27產(chǎn)生與其旋轉相對應的FG信號，并在隨后把該FG信號提供給主軸伺服控制單元28。主軸伺服控制單元28把FG信號提供給PC 31。
PC 31把兩個輸入信號的相位彼此比較，并在隨后把兩個信號之間的相位誤差信號經(jīng)LPF 32提供給VCO 33。VCO 33產(chǎn)生一個時鐘，其相位和頻率對應于從LPF 32提供的信號(控制電壓)。
由VCO 33輸出的時鐘提供給分頻器30，以便按照通過控制器29設置的預定分頻比分頻，并在隨后將其提供給PC 31。
這樣，由VCO 33輸出的時鐘(信道時鐘)的周期為光盤26(主軸馬達27)旋轉一周的1/(n×m×k)。例如，當FG信號每一圈的FG波數(shù)是36且分頻器30的分頻比1/N的值是1/39時，由VCO 33產(chǎn)生的信道時鐘的周期為主軸馬達27(光盤26)旋轉一周的時間周期的1/(3×2×234)。
根據(jù)VCO 33提供的信道時鐘，PE調(diào)制單元22對寄存器21提供的盤ID信息進行PE調(diào)制，并在隨后把盤ID信息輸出到激光器23。激光器23根據(jù)PE調(diào)制單元22提供的數(shù)據(jù)產(chǎn)生激光束，從而通過反射鏡24和物鏡25以該激光束照射光盤26。這樣，在裝運之前，盤ID信息就在工廠中同心地記錄在光盤26的BCA26A中的多個光道上。
順便說明，根據(jù)激光器23所需的輸出強度不同，由VCO 33輸出的信道時鐘的周期可乘以r而成為r/(n×m×k)。在這種情況下，分頻器30的分頻系數(shù)N也乘以r。
圖9是表示盤記錄和重放設備51的配置的框圖，該設備用于在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中記錄數(shù)據(jù)并再現(xiàn)記錄的數(shù)據(jù)，其中光盤26具有以上述方式記錄在其BCA 26A中的盤ID信息。
根據(jù)從圖中未示出的操作單元輸入的操作信號，CPU 61控制盤記錄和重放設備51的一部分，以便把數(shù)據(jù)記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中并再現(xiàn)記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中的數(shù)據(jù)。在再現(xiàn)數(shù)據(jù)或記錄數(shù)據(jù)時，CPU 61把寄存器71保存的光盤26的盤ID信息輸出到解密處理單元74或加密處理單元75。另外，CPU 61產(chǎn)生用來旋轉或停止光盤26的控制信號，并將該控制信號輸出到伺服控制單元63。
根據(jù)CPU 61輸入的控制信號，伺服控制單元63使光拾取裝置64尋找光盤26上的規(guī)定位置，并且還根據(jù)由矩陣放大器(MA)65提供的跟蹤誤差信號(TK)和聚焦誤差信號(FS)執(zhí)行光拾取裝置64的跟蹤控制和聚焦控制。在伺服控制單元63的控制下，主軸馬達62以預定的旋轉速度旋轉光盤26。
在再現(xiàn)盤ID信息時，光盤26以CAV(恒定角速度)法旋轉。
光拾取裝置64由一種規(guī)定的滑動機構(sled mechanism)固定以便能夠在光盤26的徑向移動。當記錄在光盤26上的數(shù)據(jù)要被讀出時，光拾取裝置64按照從伺服控制單元63輸入的控制信號以激光束照射光盤26，接收反射光束，把反射光束轉換為電信號，并在隨后將該電信號輸出到矩陣放大器65。在光拾取裝置64把新數(shù)據(jù)記錄在光盤26上時，光拾取裝置64基于調(diào)制單元77輸出的數(shù)據(jù)以激光束照射光盤26，從而把新數(shù)據(jù)記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中。
矩陣放大器65處理從光拾取裝置64輸入的信號，并在隨后把與記錄在光盤26的BCA 26A中的盤ID信息相對應的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)信號輸出到LPF 66。另外，矩陣放大器65產(chǎn)生一個跟蹤誤差信號和一個聚焦誤差信號，該跟蹤誤差信號的信號電平根據(jù)跟蹤誤差的量而變化，該聚焦誤差信號的信號電平根據(jù)聚焦誤差的量而變化，隨后，這些信號被輸出到伺服控制單元63。另外，矩陣放大器65把記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)信號輸出到解調(diào)單元72。
LPF 66將輸入其中的信號的高頻分量去除以抑制噪聲引起的再現(xiàn)信號的變化，并在隨后把結果輸出到比較器67。通過把該信號與一預定電平相比較，比較器67把輸入其中的信號二進制化。解調(diào)單元68根據(jù)從石英晶體振蕩器69輸入的取樣時鐘對輸入其中的信號取樣，進行信道位置校正，執(zhí)行解調(diào)處理(此處為PE解調(diào))，并在隨后把結果輸出到ECC(檢錯和糾錯)單元70。光盤每旋轉一周的取樣時鐘數(shù)被設置為n×m×k×p(n，m和k是基于參考圖4所述盤ID記錄格式的數(shù)值，p是大于等于2的整數(shù))。ECC單元70把輸入其中的解調(diào)數(shù)據(jù)(盤ID信息)提供給寄存器71進行保存。
同時，解調(diào)單元72解調(diào)從矩陣放大器65提供的數(shù)據(jù)(內(nèi)容數(shù)據(jù))，并在隨后把解調(diào)數(shù)據(jù)提供給ECC單元73。ECC單元73對輸入其中的解調(diào)數(shù)據(jù)進行誤差校正處理，并在隨后把處理結果提供給解密處理單元74。解密處理單元74根據(jù)寄存器71提供的盤ID信息把ECC單元73提供的內(nèi)容數(shù)據(jù)解密，并在隨后把解密結果輸出到圖中未示出的設備。
加密處理單元75根據(jù)寄存器71提供的盤ID信息把輸入其中的內(nèi)容數(shù)據(jù)加密，并在隨后把加密結果輸出到ECC單元76。ECC單元76把糾錯碼添加到輸入ECC單元76的加密內(nèi)容數(shù)據(jù)中，并在隨后把結果輸出到調(diào)制單元77。
磁盤91、光盤92、磁光盤93或半導體存儲器94根據(jù)需要插入驅(qū)動器81中。驅(qū)動器81把從磁盤91、光盤92、磁光盤93或半導體存儲器94讀出的程序提供給CPU 61。
接下來將描述盤記錄和重放設備51的操作。當光盤26插入盤記錄和重放設備51中時，CPU 61控制伺服控制單元63以恒定的角速度(利用CAV法)旋轉主軸馬達62。該速度等于圖8的盤ID記錄設備11的主軸馬達27旋轉光盤26的速度。
此時，伺服控制單元63在光盤26的徑向移動光拾取裝置64來重放光盤26的BCA 26A。
從光拾取裝置64輸出的再現(xiàn)數(shù)據(jù)從矩陣放大器65經(jīng)LPF 66輸入到比較器67進行二進制化。解調(diào)單元68根據(jù)石英晶體振蕩器69提供的取樣時鐘對從比較器67輸入的二進制數(shù)據(jù)取樣，并由此解調(diào)該數(shù)據(jù)。另外，解調(diào)單元68還執(zhí)行校正信道比特和碼字的處理。隨后將詳細描述該處理。
從解調(diào)單元68輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)提供給了ECC單元70，以根據(jù)糾錯碼進行糾錯處理。該處理結果提供給寄存器71以便在此保存。這樣，記錄在光盤26的BCA 26A中的盤ID信息被存儲到寄存器71中。
當發(fā)出一個記錄內(nèi)容數(shù)據(jù)的命令時，CPU 61控制伺服控制單元63通過主軸馬達62以CLV法旋轉光盤26。
根據(jù)存儲在寄存器71中的盤ID信息，加密處理單元75加密從圖中未示出的設備輸入的內(nèi)容數(shù)據(jù)，并在隨后把該內(nèi)容數(shù)據(jù)輸出到ECC單元76。ECC單元76把糾錯碼添加到從加密處理單元75輸入的內(nèi)容數(shù)據(jù)中，并在隨后把得到的內(nèi)容數(shù)據(jù)輸出到調(diào)制單元77。調(diào)制單元77使用PE法或另一種預定的調(diào)制方法調(diào)制從ECC單元76輸入的內(nèi)容數(shù)據(jù)，并在隨后把得到的內(nèi)容數(shù)據(jù)輸出到光拾取裝置64。光拾取裝置64把從調(diào)制單元77輸入的內(nèi)容數(shù)據(jù)記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中。
當發(fā)出一個再現(xiàn)如此記錄的內(nèi)容數(shù)據(jù)的命令時，與上面所述的情況相同，CPU 61控制伺服控制單元63以CLV法旋轉光盤26。光拾取裝置64重放光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B，并在隨后把再現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出到矩陣放大器65。矩陣放大器65把再現(xiàn)數(shù)據(jù)提供給解調(diào)單元72。解調(diào)單元72利用與調(diào)制單元77的調(diào)制方法相對應的解調(diào)方法把輸入其中的再現(xiàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)解調(diào)，并在隨后把由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸出到ECC單元73。ECC單元73對從解調(diào)單元72輸入的解調(diào)數(shù)據(jù)進行誤差校正處理，并在隨后把由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供給解密處理單元74。解密處理單元74根據(jù)從寄存器71輸入的盤ID信息解密內(nèi)容數(shù)據(jù)(加密的內(nèi)容數(shù)據(jù))，并在隨后把解密結果提供給圖中未示出的一種設備。
如上所述，加密的內(nèi)容數(shù)據(jù)被記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中。因此，即使通過計算機等把加密的內(nèi)容數(shù)據(jù)原樣復制到其它光盤上，也不可能復制盤ID信息，從而防止了內(nèi)容數(shù)據(jù)的解密?？梢哉f，這樣就可控制大量內(nèi)容數(shù)據(jù)的非法復制。
接下來，參考圖10A-10E將描述由解調(diào)單元68進行的信道位置校正。在這種情況下，假設p＝3進行描述。
從LPF 66輸出的再現(xiàn)凹坑波形(圖10A)由比較器67二進制化，并在隨后作為二進制凹坑信號(圖10B)輸入解調(diào)單元68中。解調(diào)單元68包括計數(shù)器1-3(未示出)。計數(shù)器1(圖10C)計算一個信道比特內(nèi)的時鐘數(shù)(0到p-1)。計數(shù)器2(圖10D)計算PE調(diào)制的兩個信道比特的數(shù)。計數(shù)器3(圖10E)計算PE調(diào)制的比特(碼字)數(shù)。
在PE調(diào)制中，比特在凹坑的中心(即圖6中所示的碼字“10”或“ 01”的中心)被不變地反轉，信道位置校正就是利用這樣的事實進行的。具體地，在圖10B-10E的時刻A，即使計數(shù)器3的值不變(即使在凹坑的中心)，二進制凹坑信號的電平也被反轉，因此緊接著定時A之后的計數(shù)器1的值被校正為“0”。另外，信道位置校正也可利用下面的事實來執(zhí)行，即在連續(xù)出現(xiàn)同樣的數(shù)據(jù)比特時，信道比特在數(shù)據(jù)比特之間(碼字之間)的點被反轉。具體地，在圖10B-10E的時刻B，當計數(shù)器3的值變化時(在碼字之間的點上)，二進制凹坑信號的電平被反轉，因而計數(shù)器1和2的值被校正為“0”。
多個幀同步信號以相等的間隔排列在光盤26的一個圓周上。因此，在光盤26旋轉時，幀同步以恒定的周期不停地產(chǎn)生。因此，即使一幀的幀同步未被檢測到，也可根據(jù)之前檢測的幀同步的內(nèi)插定時再現(xiàn)該幀同步之后的數(shù)據(jù)，而并不會丟失數(shù)據(jù)。
如圖11所示，當檢測到一個幀同步(“00011101XX”或“11100010XX”)(圖7A和7B)時，計數(shù)器1-3的值均被初始化為“0”。
解調(diào)數(shù)據(jù)(即諸如參考圖4所述的包括奇偶校驗碼的寫入三次的盤ID信息)提供給了ECC單元70，并在隨后對該數(shù)據(jù)進行誤差校正處理。寫入三次的盤ID信息的每一個均進行誤差校正。當?shù)谌龎K的誤差校正結果與其它兩塊(第一塊和第二塊)的誤差校正結果不同時，第一塊和第二塊的誤差校正結果根據(jù)擇多原則被用作盤ID信息。ECC單元70把經(jīng)過誤差校正的盤ID信息輸出到寄存器71中以進行存儲。
ECC單元70利用擇多原則還可確定每個塊中正確的碼字并在隨后對通過收集正確的碼字所產(chǎn)生的代碼進行誤差校正處理。
例如，當?shù)谝粔K中的第一個碼字與第二塊中的第一個碼字一致并且第三塊中的第一個碼字與第一塊和第二塊中的第一個碼字不同時，第一塊(或第二塊)中的第一個碼字被用作正確的碼字。當?shù)诙K中的第二個碼字與第三塊中的第二個碼字一致并且第一塊中的第二個碼字與第二塊和第三塊中的第二個碼字不同時，第二塊(或第三塊)中的第二個碼字被用作正確的碼字。其它正確的碼字根據(jù)擇多原則以類似的方式收集，以便于重建一個盤ID信息。隨后對盤ID信息進行誤差校正處理。
如上所述，假設盤ID的再現(xiàn)不使用跟蹤伺服。由此，當再現(xiàn)操作在光盤26的多次旋轉當中重復執(zhí)行時，由于徑向跟蹤位置的微小偏離等原因可能會得到不同的再現(xiàn)結果(再現(xiàn)數(shù)據(jù))。因此，再現(xiàn)操作或校正操作可在光盤26的多次旋轉中執(zhí)行。
作為第二實施例，接下來將描述用于記錄的盤ID信息使用4-1調(diào)制的調(diào)制。
圖12表示這種情況下的盤ID的記錄格式。
還是在這種情況下，與第一實施例相同，光盤26的BCA26A的圓周被分成三個相等的部分，從而形成三個塊。每個塊由兩幀構成，每一幀的前面都有同步塊SA或SB。每幀有14個信道比特的幀同步，并且其信息比特是112個數(shù)據(jù)比特。4-1調(diào)制把112個比特的數(shù)據(jù)轉換為392個信道比特，因此一個幀的信道比特數(shù)是406(因而n＝3，m＝2，且k＝406)。224個比特即28個字節(jié)的盤ID信息可記錄在一個塊中。
如圖13所示，4-1調(diào)制是一種把兩個數(shù)據(jù)比特調(diào)制為七個信道比特的調(diào)制方法。前三個信道比特形成以“010”表示的同步模式，后四個信道比特形成一個數(shù)據(jù)部分，它由四個信道比特中的“1”的位置表示數(shù)據(jù)。當調(diào)制之前的兩個數(shù)據(jù)比特是“00”時，數(shù)據(jù)部分是“1000”；當調(diào)制之前的兩個數(shù)據(jù)比特是“01”時，數(shù)據(jù)部分是“0100”；當調(diào)制之前的兩個數(shù)據(jù)比特是“10”時，數(shù)據(jù)部分是“0010”；當調(diào)制之前的兩個數(shù)據(jù)比特是“11”時，數(shù)據(jù)部分是“0001”。通過組合同步模式和數(shù)據(jù)部分的七個信道比特可形成一個碼字。
在第一實施例使用的PE調(diào)制方法中，出現(xiàn)相同數(shù)目的邏輯“ 0”和邏輯“1”。相應地，在該情況下，BCA 26A中基本上一半的反射膜被去除。而在4-1調(diào)制中，邏輯“0”和邏輯“1”之比為5∶2。相應地，其反射光的量就比利用PE調(diào)制記錄盤ID信息時要大。因此，4-1調(diào)制的優(yōu)點是在讀出數(shù)據(jù)期間，執(zhí)行諸如聚焦控制這樣的伺服控制會更容易。
另外，在本例中，盤ID信息的ECC格式與參考圖5描述的格式相同。盤ID信息利用GF(28)的RS(32，16，13)代碼進行編碼，并添加12-字節(jié)的奇偶校驗碼來形成一個塊。同樣的塊圍繞著盤被寫入三次。
圖14A和14B均表示第二實施例中的幀同步的同步模式。
在4-1調(diào)制中，邏輯“1”的位置在三個信道比特的同步模式中是固定的。因此，當注意到出現(xiàn)在每隔一個邏輯“1”之后的同步模式的邏輯“1”時，同步模式的邏輯“1”必定具有“7”的間隔。
這樣，同步模式可通過打破每隔一個邏輯“1”的間隔規(guī)律來形成。每隔一個邏輯“1”的間隔為圖14A所示的“8，5和6”時的同步模式“01000010010100”被設置為第一同步模式SA。每隔一個邏輯“1”的間隔為圖14B所示的“6，5和8，，時的同步模式“01000101001000”被設置為第二同步模式SB。這樣，在第二實施例中，14個信道比特的幀同步被插入盤ID記錄格式中。
圖15是表示用于根據(jù)第二實施例記錄盤ID的盤ID記錄設備11的配置框圖。與參考圖8描述的盤ID記錄設備11的部件相對應的部件以相同的參考數(shù)字表示，并將適當?shù)厥÷运鼈兊拿枋?以下同樣適用)。具體來說，除了圖15的盤ID記錄設備11以4-1調(diào)制單元111取代圖8中的PE調(diào)制單元22之外，圖15的盤ID記錄設備11與圖8的盤ID記錄設備11具有相同的配置。因此，除了調(diào)制方法不同外，圖15的盤ID記錄設備11的操作與圖8的盤ID記錄設備11的操作相同。
當圖15的盤ID記錄設備11把參考圖12所述的盤ID記錄格式記錄在光盤26的BCA 26A的圓周上時，可操作PLL以使光盤26旋轉一周與圖12的n×m×k同步。例如，當從主軸馬達27輸出的FG信號的波數(shù)為42并且分頻器30的分頻系數(shù)N設置為58時，從VCO 33輸出的信道時鐘的周期等于光盤26旋轉一周的1/(3×2×406)。
用于在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中記錄數(shù)據(jù)并再現(xiàn)記錄在光盤26的數(shù)據(jù)區(qū)26B中的數(shù)據(jù)的盤記錄和重放設備51的配置基本上與圖9示出的配置相同，其中光盤26具有由盤ID記錄設備11利用4-1調(diào)制法記錄的盤ID信息。但是，盤記錄和重放設備51的解調(diào)單元68的處理不同于圖9所示解調(diào)單元68的處理。
接下來參考圖16A-16G描述由解調(diào)單元68執(zhí)行的信道位置校正。另外，在這種情況下，與第一實施例相同，將假設p＝3進行描述。
從LPF 66輸出的再現(xiàn)凹坑波形(圖16A)由比較器67二進制化，并在隨后作為二進制化的凹坑信號(圖16B)輸入到解調(diào)單元68。解調(diào)單元68把輸入其中的二進制凹坑信號延遲一個特定時間并產(chǎn)生一個凹坑中心信號(圖16D)，該信號在二進制凹坑信號為邏輯“1”的周期的中心精確上升。解調(diào)單元68包括窗口發(fā)生器，用于產(chǎn)生計數(shù)器1-3和同步模式檢測的窗口(即，用于在計數(shù)器2的值為“0”到“2”時讀出再現(xiàn)凹坑的二進制信號的窗口)(圖16C)。計數(shù)器1(圖16E)計算一個信道比特中的時鐘數(shù)(0至p-1)。計數(shù)器2(圖16F)計算4-1調(diào)制的七個信道比特。計數(shù)器3(圖16G)計算4-1調(diào)制的字數(shù)。
在檢測到凹坑中心(圖16D)時，進行信道位置校正可以使計數(shù)器1的值變?yōu)椤?”。例如，計數(shù)器1的值在檢測到凹坑中心的圖16D的時刻C被校正為“1”。另外，進行碼字位置校正可使同步模式的凹坑中心(圖16D)位于窗口的中心(圖16C)。例如，計數(shù)器1和計數(shù)器2的值在時刻D被校正為“1”。
多個幀同步在光盤26的一周以相等的間隔排列。因此，即使未檢測到一幀的幀同步，根據(jù)先前檢測的幀同步的內(nèi)插定時也可再現(xiàn)該幀同步之后的數(shù)據(jù)，而不會丟失數(shù)據(jù)。
如圖17所示，當檢測到參考圖14A和14B所述的幀同步(“01000010010100”或“01000101001000”)時，計數(shù)器1-3的值被初始化為“0”。
接下來將描述如第三實施例的情況，其中記錄在寄存器21中的盤ID信息的ECC格式由圖18所示的GF(28)的RS(32，16，17)碼來編碼，添加一16-字節(jié)的奇偶校驗碼形成一個塊，并且同樣的塊經(jīng)過4-1調(diào)制并在隨后圍繞著光盤被寫入三次。
在這種情況下，如圖19A和19B所示，通過把一個碼字作為同步ID添加到參考圖14A和14B描述的同步模式SA和SB的每一個當中可形成一個幀同步的同步模式。這樣，一個幀同步的同步模式具有總共21個信道比特。因此，同步ID通過使用同步模式SA和SB中的每一個可表示四種同步模式并由此形成總共八個同步模式。
相應地，如圖20所示，可把一個塊分成八幀。
在這種情況下，n＝3且m＝8。32個比特的數(shù)據(jù)被置于一幀當中。該數(shù)據(jù)通過4-1調(diào)制轉換為112個信道比特，因而k的值是133個信道比特(＝21+122)。
舉例來說，光盤26可以是CD(緊致盤)、MD(迷你盤)、DVD(數(shù)字多用盤)等。
上述的一系列處理步驟也可由軟件來執(zhí)行。該軟件從記錄介質(zhì)安裝到計算機中，在計算機中，形成該軟件的程序被結合到專用硬件或通用個人計算機中，通用個人計算機通過安裝各種程序可執(zhí)行各種功能。
該記錄介質(zhì)的例子包括分配給用戶以提供與計算機分離的程序的程序記錄數(shù)據(jù)包介質(zhì)，例如，如圖8、圖9或圖15所示的磁盤41和91(包括軟盤)、光盤42和92(包括CD-ROM(緊致盤-只讀存儲器)和DVD(數(shù)字多用盤))、磁光盤43和93(包括MD(迷你盤))、或半導體存儲器44和94。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的盤狀記錄介質(zhì)包括通過把第二區(qū)域的圓周分成n個相等的部分而排列的n個塊；以及通過把每個塊分成m個相等的部分而排列的m幀；其中輔助信息按照在圓周方向上間隔相等的方式排列在各幀中，而且同步信號置于每一幀中。由此可以獲得一種不使用PLL就允許容易可靠地讀出輔助信息的光盤。
根據(jù)本發(fā)明的盤記錄設備和盤記錄方法通過在圓周方向上把一個盤的第二區(qū)域分成n個相等的部分形成n個塊；通過在圓周方向上把每個塊分成m個相等的部分形成m幀；通過把每一幀分成k個相等的部分產(chǎn)生信道時鐘；控制光盤的旋轉以使光盤旋轉一周與n×m×k個信道時鐘的周期同步；根據(jù)信道時鐘調(diào)制輔助信息；并在隨后把輔助信息記錄到盤上。由此則可以獲得一種不使用PLL就能夠容易可靠地讀出輔助信息的盤。
根據(jù)本發(fā)明的盤重放設備和盤重放方法利用頻率為n×m×k的兩倍或更高的時鐘對來自光盤的再現(xiàn)信號取樣，并在校正信道比特或碼字的同時解調(diào)信道比特或碼字。由此，不使用PLL就可以容易可靠地再現(xiàn)輔助信息。
在上面的每一種情況中，當提供多個塊并且多次寫入輔助信息時，同樣可形成產(chǎn)品代碼并由此獲得高校正能力。
由于盤的圓周基本上處于物理均勻的狀態(tài)，因而可以減少對聚焦伺服等的影響并可控制光盤的磨損。
即使盤上有缺陷，也可以校正信道比特或碼字。從而可以高可靠性地再現(xiàn)輔助信息。另外，同步信號的冗余度也可以處于一個低水平。
本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選實施例的細節(jié)。本發(fā)明的范圍由所附的權利要求定義，因此，在權利要求的等效范圍內(nèi)的所有變化和改進均包含在本發(fā)明中。
權利要求
1.一種用于在記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的記錄設備，包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述記錄介質(zhì)；調(diào)制裝置，用于將每兩個數(shù)據(jù)比特調(diào)制到四個比特長度的信道比特中；發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生三個比特長度的同步模式；以及記錄裝置，用于記錄所述信道比特以及所述同步模式，其中所述記錄裝置還記錄幀同步模式，該幀同步模式是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合。
2.如權利要求1所述的記錄設備，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)8，5和6的間隔組成的。
3.如權利要求1所述的記錄設備，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)6，5和8的間隔組成的。
4.一種用于再現(xiàn)記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)設備，該數(shù)據(jù)由信道比特、同步模式和幀同步模式組成，該設備包括再現(xiàn)裝置，用于再現(xiàn)所述記錄介質(zhì)；解調(diào)裝置，用于解調(diào)四個比特長度的每個信道比特為兩個數(shù)據(jù)比特；以及控制裝置，用于按照所述同步模式和所述幀同步模式控制所述再現(xiàn)裝置；其中所述幀同步模式是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合。
5.如權利要求4所述的再現(xiàn)設備，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)8，5和6的間隔組成的。
6.如權利要求4所述的再現(xiàn)設備，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)6，5和8的間隔組成的。
7.一種記錄數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)包括四個比特長度的信道比特，它是從每兩個數(shù)據(jù)比特調(diào)制的；組成三個比特長度的同步模式，它被加到每個信道比特上；以及幀同步模式，該幀同步模式是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合。
8.如權利要求7所述的記錄介質(zhì)，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)8，5和6的間隔組成的。
9.如權利要求7所述的記錄介質(zhì)，其中所述幀同步模式是由每隔一個邏輯1出現(xiàn)6，5和8的間隔組成的。
10.一種用于在記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的記錄方法，包括下列步驟驅(qū)動所述記錄介質(zhì)；將每兩個數(shù)據(jù)比特調(diào)制到四個比特長度的信道比特中；產(chǎn)生三個比特長度的同步模式，和幀同步模式，該幀同步模式是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合；以及記錄所述信道比特和所述同步模式以及所述幀同步模式。
11.一種用于從記錄介質(zhì)上再現(xiàn)數(shù)據(jù)的再現(xiàn)方法，包括下列步驟從所述記錄介質(zhì)再現(xiàn)信道比特，同步模式和幀同步模式；解調(diào)四個比特長度的每個信道比特為兩個數(shù)據(jù)比特；以及按照所述同步模式和所述幀同步模式控制所述再現(xiàn)步驟；其中所述幀同步模式是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合。
全文摘要
一種在記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的記錄設備和方法，包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動記錄介質(zhì)；調(diào)制裝置，將每兩個數(shù)據(jù)比特調(diào)制到四個比特長度的信道比特中；發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生三個比特長度的同步模式；及記錄裝置，記錄信道比特和同步模式，其中記錄裝置還記錄幀同步模式，其是每隔一個邏輯1之間形成的間隔的唯一組合。還公開了一種再現(xiàn)記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)設備和方法，該數(shù)據(jù)由信道比特、同步模式和幀同步模式組成，該設備包括再現(xiàn)裝置，再現(xiàn)記錄介質(zhì)；解調(diào)裝置，解調(diào)四個比特長度的每個信道比特兩個數(shù)據(jù)比特；以及控制裝置，按照同步模式和幀同步模式控制再現(xiàn)裝置。
文檔編號G11B7/30GK1480939SQ02152839
公開日2004年3月10日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權日2000年9月21日
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