专利名称：信息记录/再现方法
技术领域：
本发明涉及通过一种高密度光盘的记录道的槽脊和凹槽，记录和再现信息的信息记录/再现方法。
背景技术：
光盘是一种大容量的高密度存储器，用它可以实现非接触的记录和再现，并且一张光盘可以由另一张光盘替换。典型光盘的容量如下当光学读写头用NA(数值孔径)为0.5的透镜时，一张130mm的光盘，其单面容量为300至500MB，而一张90mm的光盘，其单面容量约为128至250MB。为适应多媒体用途，目前已研究了一种高密度记录/再现技术，即利用一种波长为680mm的短波长激光，来获得约2至4倍于上述所提到容量的容量。
图10表示现有技术的光盘中，一种连续伺服记录道格式的平面图(上图)和截面图(下图)。
图10(a)表示在现有技术的130mm或90mm光盘中所采用的一种连续伺服记录道，它具有一种槽脊记录道格式。在槽脊记录道格式中，该记录道包括在透明基片1上形成的凹槽2，凹槽2的深度为λ/(8·n)(λ为激光波长，n为基片1的折射率，下同)，凹点4构成一种扇区识别(ID)信号，记录符5记录在由记录道所(夹进)的槽脊3上。用作ID信号的凹点4是一种相位深度为λ/(4·n)的凹凸形坑。
记录道间距约选择为λ/NA，即取决于激光波长(λ)和透镜孔径(NA)。在现有技术的光盘中，由于槽脊必须保留在凹槽2与ID信号凹点4之间，故从槽脊成型工艺的角度来看，难以使记录道间距缩至1.3μm或更小。
图10(b)表示一例凹槽记录道格式，其中，各记录道由相位深度为λ/(8Nn)的简单凹槽6以及槽脊7形成，凹点8构成ID信号，其中录有数据信号的记录符9记录在凹槽6内。由于这种凹槽记录道的道结构由简单凹槽6构成，故可以较为容易地生产道间距为1μm或更小的光盘。
图10(c)表示一例槽脊/凹槽记录道格式，其中，通过将深度约为λ/(8·n)的凹槽11的宽度设置为道间距的一半，而形成凹槽记录道，信号12还记录在槽脊10上。原则上说，这种槽脊/凹槽记录可以达到两倍于图10(a)所示槽脊记录的表面记录密度。
通常，当道间距减小时，有关在相邻道中记录的信号产生串扰；因进行数据记录而将相邻两条道中记录的信号一起擦去的交叉擦除，以及道伺服稳定性方面的问题将会产生。
接下来将讨论道伺服的稳定性。在用于图10(c)所示槽脊/凹槽记录的槽脊记录道10中，道间距为λ/NA的一半。在λ为830mm、NA为0.5的情况下，即使当用以记录信号的道间距为0.8μm，相对于构成每条凹槽和槽脊的1.6μm的道间距，道伺服也可以实施。因此，无论采用常用的三束方法或推挽式方法，道伺服都能稳定工作。
即使在采用上述记录方式的槽脊/凹槽记录中，当为了提高记录密度而进一步减小道间距时，也会产生在含有凹槽11与含有槽脊的记录道之间发生串扰的问题。
尤其在采用激光波长λ为830nm、透镜孔径NA为0.5的一种光学读写头的情况下，当道问距为1.6μm时，将产生-30至-35dB的串扰，当道间距为0.8μm时，将产生-15至-20dB的串扰，由此将产生不能正常再现ID信号和数据信号的问题。
尤其还存在以下问题如在记录道搜索过程中，因有一些再现错误而难以确认目标记录道，例如由于ID信号的串扰影响，使ID信号被错误地再现，或者错误地再现邻近记录道上的ID信号。又如在一个未曾记录的扇区进行记录的过程中，即使当ID信号从邻近道上泄漏时，再现好像仍按正常方式进行，由此将使数据记录在错误的扇区上。
然而，在以上所述的凹槽/槽脊记录中，虽然记录道密度加倍了，但由此也产生了在记录或再现过程中的问题，由于串扰或交叉擦除产生的错误超过了标准，不合格的扇区数量也因此而增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题的一种信息记录/再现方法，与现有技术相比，不仅能够提高记录密度，而且能够减少槽脊道与凹槽道之间的串扰程度，并且能防止因槽脊道与凹槽道之间的串扰而在ID信号或数据信号的记录或再现中产生错误。
根据本发明的一个方面，提供一种信息记录/再现方法，用以通过其由光盘录入和/或再现信息，所述光盘包括成形为凹槽类形状的螺旋形第一记录道和成形为槽脊类形状并在相邻的所述第一记录道之间形成的螺旋形第二记录道，所述方法包括分别在所述第一记录道和第二记录道内预先记录用以识别各个记录道的地址信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的地址信号在径向上不相互重叠。
根据本发明的另一方面，提供一种信息记录/再现方法，用以通过其由光盘录入和/或再现信息，所述光盘包括成形为凹槽类形状的螺旋形第一记录道和成形为槽脊类形状并在相邻的所述第一记录道之间形成的螺旋形第二记录道，所述方法包括分别在所述第一记录道和第二记录道内预先记录用以识别各个记录道的地址信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的地址信号在径向上不相互重叠，且所述第一记录道上的地址信号与所述第二记录道上的地址信号极性相反。
根据上述构造，当信息被记录时，记录道标识装置根据主计算机提供的写指令，输出一个槽脊/凹槽选择信号，它对应于从第一记录道和第二记录道选出的一个记录道；跟踪装置在该槽脊/凹槽选择信号的基础上，根据从光学读写头测得的检测信号，将一个输出提供给该光学读写头，并驱动记录道搜索装置移动该光学读写头，由此使光束跟踪该记录道，并由聚焦装置将光学读写头的光束聚焦在记录道上。
图1表示本发明第一个实施例的一个光盘的扇区格式；图2表示本发明第二个实施例的一个光盘的扇区格式；图3表示本发明第三个实施例的一个光盘的扇区格式；图4表示本发明第四个实施例的ID信号的格式以及光盘的构造；图5是应用于本发明光盘的一个信息记录/再现装置实施例的方框图；图6是图5所示实施例中一个聚焦跟踪控制电路实施例的方框图；图7是图5所示实施例中一个扇区ID再现电路实施例的方框图；图8是图5所示实施例中另一个扇区ID再现电路实施例的方框图；图9是图5所示实施例中一个扇区记录/再现控制电路实施例的方框图；
图10表示在现有技术的光盘上所进行的信息记录；图11是表示应用于本发明光盘的一个信息记录/再现装置实施例的一部分构造的方框图；图12是表示应用于本发明光盘的一个信息记录/再现装置实施例的其余部分构造的方框图；图13表示本发明一个实施例的光盘外形，其中，第一记录道在凹槽内记录信息，第二记录道在槽脊上记录信息；图14表示在本发明第一个实施例的光盘内的备用区；图15表示在本发明第二个实施例的光盘内的备用区；图16表示在本发明第三个实施列的光盘内的备用区；图17表示存储于光盘识别区135和136的管理信息实施例；图18表示光盘上第一记录道和第二记录道的记录道(访问)；图19表示光盘上第一记录道和第二记录道的另一种记录道通路；图20表示记录有第一记录道或第二记录道扇区地址信息的一例扇区ID。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明各个实施例的光信息记录/再现装置。
图1表示本发明第一个实施例的一个槽脊/凹槽记录光盘的扇区格式。图1(a)表示一个凹槽记录道的扇区格式，该记录道作为第一记录道。扇区13由扇区ID字段ID1、数据字段DF、间隙G1以及缓冲字段B1组成。其中，在扇区ID字段ID1中，记录用于扇区并利用第一种调制方式调制的地址信号A1和A2；在数据字段DF中，利用第二种调制方式记录数据；在间隙G1中没有记录信号；而缓冲字段B1则用以缓冲光盘的旋转变化以及各个时间周期。数据字段DF包括用以同步时钟信号的同步时钟字段VFO14，指示数据开始的数据标识符SYN15，以及用户数据和纠错码16。
图1(b)表示作为第二记录道的一个槽脊记录道的扇区格式。扇区17由扇区ID字段ID2、数据字段DF、间隙G2以及缓冲字段B2组成。其中，在扇区ID字段ID2中，用第二种调制方式记录用于扇区的地址信号a1、a2和a3；在数据字段DF中，用第二种调制方式记录数据。
数据字段DF具有与图1(a)的数据字段相同的结构。例如，将一种数字调制方式PE(相位编码)调制用作第一调制方式；又如，将另一种数字调制方式(2-7)RLL(游程长度受限)调制用作第二种调制方式。由于这两种调制方式的DR(密度比)为1∶3，而且RU信号的再现需要PLL(销相环)电路，地址信号两次写入ID1，三次写入ID2，故扇区13和17具有相同的长度。
扇区13和17的ID1和ID2沿光盘的径向设置，在两ID字段之间产生约-15dB的串扰。由于ID1和ID2的调制方式相互不同，故ID1与ID2信号再现电路以不同的调制方式工作，然而，各个ID信号均可正常地再现，不受串扰的影响。
图1中，只有凹槽记录道和槽脊记录道的ID字段是以不同调制方式为条件的。另一方面，ID字段和数据字段也可以以不同调制方式的记录为条件。当位于ID字段与数据字段之间的至少ID字段以不同调制方式的记录为条件时，可以获得同样的效果。
图2表示一个槽脊/凹槽记录光盘的扇区格式，它是本发明的第二个实施例。
图2中与图1中相同的参照号表示具有相同功能的方块。图2中，ID3和ID4表示扇区识别字段，其中记录了地址信息。
图2(a)所示一种凹槽记录道的扇区格式与图2(b)所示一种槽脊记录道的扇区格式是相同的。在扇区识别字段ID3和ID4中，记录了由相同调制方式调制的信号，但极性相反。尤其是，在ID3中，如图2(a′)所示，已调制信号的信道位“1”记录在槽脊层上，“0”记录在凹槽层上。在ID4中，如图2(b′)所示，信道位“1”记录在凹槽层上，“0”记录在槽脊层上。
扇区13和17的ID3和ID4沿光盘的径向设置，在两个ID字段之间约有-15dB的串扰。然而，由于槽脊和凹槽内的ID信号极性相反，ID信号再现电路只能读取相对各个记录道已经过一个信号反转过程的ID信号，从而可正常地再现各个ID信号，而不会受到串扰的影响。
图3表示本发明第三个实施例的一个槽脊/凹槽记录光盘的扇区格式。图3(a)表示一个凹槽记录道的扇区格式。记录道18分为多个扇区19。图3(b)表示一个槽脊记录道的扇区格式。记录道20分为多个扇区21。图3(c)表示扇区19和21的扇区ID字段ID的格式。每个扇区ID字段都包含用于时钟同步的VFO2、用以指示地址信息开头的地址符AM、记录道地址TA、扇区地址SA、槽脊/凹槽识别信号22、错误检测信号CRC以及后同步码PA。图3中，凹槽记录道18的初始扇区19在位置上与槽脊记录道20的初始扇区21相移一个距离G3，这样，两扇区的ID就不会在记录道方向上相互重叠。每个扇区的槽脊/凹槽识别信号22分别指出相应的ID是属于凹槽记录道18还是槽脊记录道20。例如，当ID属于凹槽记录道18时，记为“0”；当ID属于槽脊记录道20时，记为“1”。
由于记录道18和20的ID沿光盘的径向设置，且两者在位置上相移G3，故它们不会相互受到串扰的影响。即使当串扰发生时，通过校验ID信号再现电路中的槽脊/凹槽识别信号，允许正常地再现正由光束跟踪的记录道的ID信号。由于两种ID信号在记录道方向上偏移一个距离，故同时可以产生能方便地形成ID字段内凹点的效果。
图4是表示本发明第四实施例槽脊/凹槽记录光盘其信号排列的图。
图4中，(a)表示本实施例中所用的各扇区地址信号的组成。该组成与图3(c)所示的相同。图4(b)示出分别位于凹槽记录道23与槽脊记录道24的ID信号开始位置的VFO2字段其记录位置的关系。凹槽记录道23地址信号的通道位“1”的记录点25形成为与槽脊28水平位置相对应，而“0”的则形成为与凹槽29水平位置相对应。槽脊记录道24地址信号的记录点26则按如下方式形成，通道位“1”与凹槽29水平位置相对应，而“0”则与槽脊28水平位置相对应。而且在第一以及第三实施例中，记录点25和26与可以以上述描述类似方式形成。在本实施例中，记录点25和26记录成偏移地址信号最大频率周期T的二分之一，或是形成一格子图案。
由于记录道23和24的地址信号的记录点沿光盘径向排列时位置偏移了T/2，因此串扰影响可以大大地抑制。即使因串扰而错误地再现地址信号时，还是可以通过较验槽脊/凹槽识别信号22，正常地再现当前光束所跟踪的记录道的ID信号。
在上述第一至第四实施例中，地址信号可以由以下各组之一组成记录道地址TA以及扇区地址SA；记录道标识信号22、地址信息AM、以及误码检测信号CRC；记录道地址TA、扇区地址SA、记录道识别信号22、地址信息AM、以及误码检测信号CRC。
第一至第四实施例所叙述的光盘通常做成，使凹槽记录道的深度设定为λ/(8n)，其中λ为激光束波长，n为光盘基片的折射率。
图5是表示用以使信息记录到本发明光盘和/或由本发明光盘(再现)信息的信息记录/再现装置一实施例的构成图。在此之后的叙述都是针对以下情况进行的，即分别将记录道指定装置设为CPU47，记录道搜索装置设为线性电动机34，信号再现装置设为读写头放大器36，地址再现装置设为扇区ID再现电路40，数据记录/再现控制装置设为扇区记录/再现控制电路41，以及信息记录/再现装置设为数据调制解调电路42。
图5中，30标出一将与电动机31相叠在一起旋转的光盘。32标出该光盘30的记录平面。33标出使激光聚焦于记录平面32上的光学读写头。34标出作为记录道搜索装置，使光学读写头33移动搜寻目标记录道的线性电动机(LM)。标号35标出一聚焦跟踪控制电路，它包括以下组成对光学读写头33的光束进行聚焦控制的聚焦装置；进行跟踪控制以及记录道重新跟踪的跟踪装置。标号36标出起到信号再现装置作用的读取头放大器，它对光学读写头33检测信号a中的记录道误差信号n以及再现出的信号c放大并输出。标号37标出一对再现信号c进行二进制编码的二进制编码电路。38标出一驱动光学读写头33的半导体激光器的激光器驱动电路。39标出一线性电动机控制电路，该电路控制线性电动机34以便光学读写头33找到目标记录道。标号40标出用作地址再现装置的扇区ID再现电路，该电路由二进制编码电路37的输出d输出具有扇区ID的记录道的扇区地址e以及槽脊/凹槽识别信号q。标号41标出用作数据记录/再现控制装置的扇区记录/再现控制电路，该电路将记录道扇区地址e与将要记录或再现数据的那个CPU数据总线f的目标扇区地址作比较，校验它们是否相符，并对该扇区产生一写入门信号g和一读出门信号h。标号42标出用作信息记录/再现装置的数据调制解调电路，该电路由(2-7)RLLC(行程长度受限码)等对编码的数据i进行数字调制，输出一调制信号j，以及对二进制编码的再现信号d解调而输出解调的数据k。标号43标出一误码校正电路，它产生编码的数据i，其中将会记录加到此数据中的校正码，它检测调制数据k中的误码并校正该数据。44标出一暂时存储数据的存储器。45标出一计算机主机。46标出一计算机主机45通过SCSI(小型计算机系统接口)总线X与之相连的接口IF。47标出用作记录道指定装置的微机的CPU，它控制整个信息记录/再现装置。图5中，m标出一由CPU47输出提供给聚焦跟踪控制电路35以及扇区ID再现电路40的槽脊/凹槽选择信号，它选择槽脊记录道的记录/再现与凹槽记录道的记录/再现其中之一。
图6是表示图5聚焦跟踪控制电路35的跟踪控制单元的构成图。图中，48标出跟踪误差信号n的倒相电路。49标出一多路复用器MPX，它根据槽脊/凹槽选择信号m选择跟踪误差信号n或该误差信号的倒相信号n′。50标出一跟踪伺服电路。p标出一用于驱动光学读写头33的循迹致动器的致动器驱动信号。切换槽脊/凹槽选择信号并使跟踪误差信号n倒相，以便跟踪在槽脊记录道或凹槽记录道上进行。
图7是表示当图1第一实施例的光盘中槽脊记录道的扇区ID字段的信号调制方法与凹槽记录道的有所不同时所用到的扇区ID再生电路40的构成图。图中，51A标出一再现凹槽记录道扇区ID的地址再现电路A。51B标出一再现槽脊记录道扇区ID的地址再现电路B。52标出一多路复用器MPX，它根据槽脊/凹槽选择信号m选择地址再现电路51A与51B的再现地址输出e1与e2其中之一。
图8是表示当图2第二实施例的光盘中槽脊以及凹槽记录道的扇区ID字段的调制信号互为极性相反时所用到的扇区ID再现电路40的构成图。图中，53标出一使二进制编码的再现信号d倒相的倒相电路。54标出一多路复用器MPX，它根据槽脊/凹槽选择信号m选择二进制编码的再现信号d或该再现信号的倒相信号d′。55标出一地址再现电路。q标出槽脊/凹槽识别信号。
图8电路中，当图3实施例的光盘要再现互相位置不重叠设置并且以相同的调制方法记录的凹槽记录道18以及槽脊记录道20的ID时，槽脊/凹槽选择信号m设为，多路复用器54应选择二进制编码的再现信号d，从而通过利用槽脊/凹槽识别信号q，并使此电路与下面将述及的图9电路相组合，来识别槽脊记录道或凹槽记录道。
图9是详示用于图3以及图4所示光盘的扇区记录/再现控制电路41的构成图。图中，56标出一响应选通信号s1锁存CPU数据总线f的目标地址的寄存器。57标出一对寄存器56的输出与再现地址e作比较的比较电路A。58标出一比较电路B，它对槽脊/凹槽识别信号q与槽脊/凹槽选择信号m作比较，在比较电路A57输出符合信号的状态下上述两信号互相符合时再输出符合信号。59标出一读出/写入门信号发生器，它在比较电路B58有输出时，将原先响应选通信号s2从CPU数据总线f锁存进寄存器60的读出或写入命令输出作为数据调制解调电路42的写入门信号g或读出门信号h。
以下将叙述如上构成在双面光盘记录和/或再现信息的记录/再现装置的操作。
在此之后将叙述数据记录操作。
计算机主机45向SCSI总线x输出写入命令。CPU47通过IF46接收此命令，对它译码。CPU47根据目标记录道是槽脊记录道还是凹槽记录道，输出槽脊/凹槽选择信号m，以便光学读写头33对给定的记录道进行聚焦跟踪。如图6所示，聚焦跟踪控制电路35根据槽脊/凹槽选择信号m使光学读写头33所提供的跟踪误差信号n倒相或同相，向光学读取头33的跟踪致动器线圈提供致动器驱动信号p。聚焦跟踪控制电路然后向线性电动机驱动电路39提供寻找目标记录道的命令来驱动线性电动机34，从而使光学读写头33向目标记录道移行。
计算机主机45提供的将要记录的数据存储进存储器44。误码校正电路43输出编码数据i，其中将会记录加到此数据的误码校正码。
CPU47将记录扇区地址以及记录命令送入扇区记录/再现控制电路41，它接下来将记录扇区地址与ID再现电路40的地址输出e作比较。当地址符合而检测出给定扇区时，写入门信号g便送至数据调制解调电路42。该写入门信号g启动数据调制解调电路42，以便由(2-7)RLL来调制编码数据i，调制出的信号j则送给激光器驱动电路38。
光学读写头33将调制信号j记录到记录平面32的扇区内。上述数据记录操作可以在给定数量的扇区内重复。
此后将叙述数据读出操作。
计算机主机45向SCSI总线x输出读出命令。CPU47通过IF46接收命令，将它译码。CPU47根据目标记录道是槽脊记录道还是凹槽记录道，输出槽脊/凹槽选择信号m，以便光学读写头33对给定记录道进行聚焦跟踪。如图6所示，聚焦跟踪控制电路35根据槽脊/凹槽选择信号m，使光学读写头33所提供的跟踪误差信号n倒相或同相，将致动器驱动信号p送至光学读写头33的跟踪致动器线圈。聚焦跟踪控制电路随后将寻找目标记录道的命令送至线性电动机驱动电路39来驱动线性电动机34，从而使光学读写头33向目标记录道移行。
CPU47将读出扇区地址以及读出命令送入扇区记录/再现控制电路，它接下来将读出扇区地址与ID再现电路40的地址输出e作比较。当地址符合，扇区记录/再现控制电路41检测出给定扇区时，读出门信号h便送至数据调制解调电路42。
数据调制解调电路42响应读出门信号h而被启动，对光学读写头33所检测出的检测信号d解调，以获得再现数据k。再现数据k随后存储在存储器44中。
存储器44中存储的再现数据有待于误码校正电路43的误码检测和校正，然后再一次存储到该存储器44中。经过误码校正的再现数据通过接口46送至计算机主机45。上述数据读出操作可以在给定数量的扇区内重复。
ID再现电路40以及扇区记录/再现控制电路41的操作将一边拿它们与这些电路所适用的本发明光盘的实施例作比较一边详细叙述。
适用于第一实施例光盘(图1)的ID再现电路40具有图7所示的构成。图1光盘中，槽脊记录道与凹槽记录道的ID字段是以不同的调制方法调制和记录的。因而，图7中第一以及第二地址再现电路51A以及51B是同时对二进制编码的再现数据d进行再现操作的。当二进制编码再现信号d的调制方法与第一以及第二地址再现电路51A以及51B的调制方法相符，即输出再现地址信号e1以及e2。多路复用器52选择对应于槽脊/凹槽选择信号m的某一地址信号e1或e2，然后将它作为再现地址信号e输出。
适用于第二实施例光盘(图2)的ID再现电路40具有图8所示的构成，而扇区记录/再现电路41具有图9所示的构成。
在图2的光盘中，槽脊记录道以及凹槽记录道的ID字段的地址信号是以互相极性相反的方式记录的。图8中，多路复用器54根据槽脊/凹槽选择信号m，选择二进制编码的再现信号d或者经倒相电路53倒相过的二进制编码的再现信号d′。该选择信号由地址再现电路55解调，进而向图9的扇区记录/再现控制装置41输出再现地址信号e以及槽脊/凹槽识别信号q。
图9中，CPU数据总线f的目标地址响应于先通信号s1锁存进寄存器56，并在比较电路57中与再现地址信号e作比较。槽脊/凹槽识别信号q与槽脊/凹槽选择信号m相比较。CPU数据总线f的写入命令或读出命令响应选通信号s2被锁存进寄存器60，还同比较电路58的输出进行“与”操作，输出写入门信号g或读出门信号h。写入门信号g或读出门信号h送至数据调制解调电路42，就启动数据调制或数据解调。
适用于第三实施例光盘(图3)的ID再现电路40具有图8所示的构成，而扇区记录/再现电路41具有图9所示的构成。
在图3光盘中，槽脊记录道和凹槽记录道的ID字段的地址信号是以避免ID字段在记录道方向上互相重叠的方式记录的。地址的再现、以及写入门信号或读出门信号的发生，除了图8中多路复用器54总选择二进制编码的再现信号d之外，其它均以用于第二实施例光盘的相同方式进行。
适用于第四实施例光盘(图4)的ID再现电路40具有图8所示的构成，而扇区记录/再现电路41具有图9所示的构成。
在图4光盘中，槽脊记录道和凹槽记录道的ID字段的地址信号是使记录点沿记录道方向偏移T/2或形成格子图案，以这种方式记录的。地址的再现、以及写入门信号或读出门信号的发生，除了图8中多路复用器54总选择二进制编码的再现信号d之外，其它均以用于第二实施例光盘的相同方式进行。
按照上述构成，在使槽脊/凹槽记录的光盘的记录密度提高到高出现有技术水平的同时，通过使调制方法和/或信号极性互相不同，或者改变ID位置或记录点相位，因而与已有技术相比，互相邻接的槽脊与凹槽记录道间的交扰减少了，可以以一较低的误码水平读出数据或ID信号，而不致于受到交扰影响。
为了达到本发明目的，还可以组合上述第一至第四实施例的光盘来实行。
按照权利要求1提出的构成，由于信息是以不同的调制方法记录到第一以及第一记录道的，因而与现有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰而发生记录/再生差错。
按照权利要求3提出的构成，由于信息是以相同的调制方法但相反的极性记录到第一以及第二记录道的，因而与已有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰而发生记录/再现差错。
按照权利要求4提出的构成，由于各个包括识别各自记录道的地址信息在内的地址信号是使它们在径向互相不重叠，以这种方式记录到相邻的第一以及第二记录道上的，因而与已有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰而发生记录/再现差错。
按照权利要求5提出的构成，由于作为地址信息的地址信号是极性互相相反并且避免它们在径向互相重叠，以这种方式记录到相邻的第一以及第二记录道上的，因而与已有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰发生记录/再生差错。
按照权利要求12提出的构成，当要向光盘记录信息或从光盘再现信息时，便对第一以及第二记录道的跟踪加以控制，这时记录道指定装置将光学读写头得到的跟踪误差信号倒相输出给光学读写头，信息就可以记录到光盘上或由光盘再现，因而与已有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰发生记录/再现差错。
按照权利要求13提出的构成，当要向光盘记录信息或从光盘再现信息时，地址再现装置就将记录道指定装置的输出与地址再现装置的记录道识别信号作比较，当记录道指定装置的输出符合记录道识别信号所识别的记录道时，即输出与此记录道相对应的再现地址信号，信息就可以记录到光盘上或由光盘再现，因而与已有技术相比，不仅可以提高记录密度，而且可以使第一以及第二记录道之间的交扰减少，避免ID信号或数据信号因第一以及第二记录道的交扰而发生记录/再现差错。
此后将参照
第二发明的实施例。
图11和12是表示适用于本发明光盘的信息记录/再现装置一实施例构成的方框图。图11和12中，101表示-附加于电动机102的光盘。102表示旋转光盘101的电动机。103表示光盘101的记录平面。104表示一将激光束聚焦于记录平面103的光学读写头。105表示一使光学读写头104移行搜索目标记录道的线性电动机(LM)。106表示一聚焦跟踪控制电路，它完成对光束的聚焦/跟踪控制和对光学读写头104的记录道重跟踪，107表示一读写头放大器，它对光学读写头104的检测信号进行加减以得到聚焦误差信号b、跟踪误差信号c以及再现信号d。108表示一对再现信号d二进制编码以得到二进制编码信号e的二进制编码电路。109标出驱动光学读写头104的半导体激光器的激光器驱动电路。110表示一线性电动机控制电路，它控制线性电动机105以便光学读写头104找到目标记录道。标号111表示一扇区ID再现电路，它从二进制编码信号e中读出记录道地址和扇区地址f，以及扇区ID的记录道识别信号g。标号112表示一读出/写入门信号发生器，它将记录道地址以及扇区地址f与将要记录或再现数据的CPU数据总线的目标扇区地址h作比较，产生一该扇区的写入门信号i以及读出门信号j。标号113表示一数据调制解调电路，它利用(2-7)RLLC(行程长度受限码)等对编码数据k进行数字调制，输出调制信号m，还对二进制编码再现信号e解调，输出解调数据n。标号114表示一误码校正电路，它产生一编码数据k，其中将记录加到该数据中的误码校正码，检测并且校正解调数据n中的误码。115表示一暂时存储数据的存储器。116表示一计算机主机。117表示计算机主机116通过一SCSI(小型计算机系统接口)总线x与之连接的接口IF。118表示一控制整个信息记录/再现装置的微机(CPU)。119表示一用来存储光盘101的盘管理信息、缺陷目录表信息等。128表示一误码数量检测电路，对各个扇区由误码校正电路所检测的误码个数进行计数。129表示一工作区。标号120表示一记录道指定电路，它输出一记录道选择信号p，该信号是从CPU118输出加到聚焦跟踪控制电路106以及扇区ID再现电路111上的，要么选择第一记录道的记录/再现，将数据记录到凹槽上，要么选择第二记录道的记录/再现，将数据记录到槽脊上。
在聚焦跟踪控制电路106中，121表示一跟踪误差信号c的倒相电路。122表示一多路复用器(MPX)，它根据记录道选择信号p选择跟踪误差信号n或该误差信号的倒相信号n′。133表示一聚焦跟踪伺服电路。q表示一驱动光学读写头104的跟踪致动器的致动器驱动信号。跟踪误差信号c根据记录道选择信号p而被倒相，以便对第一记录道或第二记录道进行跟踪。
在读出/写入门信号发生器112中，124表示一锁存CPU数据总线h的目标地址的寄存器。125表示一比较器电路，它将寄存器124的输出与再现地址f作比较，还将记录道识别信号g与记录道指定信号p作比较。126表示一锁存CPU数据总线h来的读出或写入命令的寄存器。127表示一门信号发生器，它响应比较器电路125的输出或寄存器126的输出，向数据调制解调电路113输出写入门信号i或读出门信号j，启动数据调制或数据解调。
按需要存储器119a读出光盘101盘管理区的对象扇区的数据，或是读出并存储一缺陷目录表区地址，一备用区地址，一数据记录区地址，缺陷管理识别信息，以及容量块管理方法识别信息。cpU118根据存储器119的内容，控制光盘101的第一以及第二记录道的数据记录以及缺陷扇区的替换过程。标号119b表示一记录缺陷目录表信息的存储器。119c表示一执行缺陷替换过程的工作区。
图13是第一记录道在凹槽上记录数据，第二记录道在槽脊上记录数据的本发明一实施例光盘的外观图。图13中，ID信号未示出。图13(a)是第一以及第二记录道的平面图，图13(b)则是图13(a)中A-A’部分的剖面图。
图13中，130表示为凹槽状螺旋导轨的第一记录道。131表示由第一记录道130中间夹着的槽脊所组成的第二记录道。132表示光盘的基底。133表示记录膜。134表示用以将信息记录到第一以及第二记录道上或从第一以及第二记录道再现信息的光斑。第一记录道是深度为d的凹槽。为了抑制跟踪信号和再现信号的幅度，以及抑制第一与第二记录道之间的交扰度，深度d设为约λ/6n。
图14是表示本发明第一实施例光盘各区的图。图14中，(a)表示第一记录道组成的记录平面1100，(b)表示第二记录道组成的记录平面1101。
标号35以及36分别标出光盘101的第一以及第二记录道的记录平面1100以及1101中形成的盘管理区。137标出管理缺陷扇区以及该缺陷扇区之替换扇区的缺陷目录表区。138以及139表示记录数据的数据记录区。140表示替代缺陷扇区而记录的备用区。缺陷目录表区137是形成在光盘101的某一面上，或形成在图14实施例的第一记录道中，以集中管理数据记录区138以及139的缺陷扇区。缺陷扇区集中在备用区140中得到替换。
如上所述，本发明是集中处理记录平面1100以及1101的。因而，容易将数据记录区138以及139作为一个容量块加以管理，并且有效地利用备用区。本发明中采用单个缺陷目录表区。因而，即使访问遍及第一以及第二记录道，也不必每次都要从缺陷目录表区中读出，因而处理可以更迅速。
图15是表示本发明第二实施例光盘各区的图。
图15中，(a)表示第一记录道组成的记录平面1100，(b)表示第二磁道组成的记录平面1101。在光盘101的第一以及第二记录道中形成有盘管理区35以及36，记录数据用的数据记录区138以及139，以及代替缺陷扇区作记录的备用区141以及142。缺陷目录表区137形成于光盘101的一面，或形成在图15实施例的第一记录道中。
数据记录区138中的缺陷扇区在备用区141中得到替换，而数据记录区139中的则在备用区142中得到替换。
如上所述，按照本发明，在向第一或第二记录道上记录的执行过程中检测的缺陷扇区在该记录道的备用区141或142中得到替换。因而，没必要将记录道选择从第一记录道(或第二记录道)改到第二记录道(或第一记录道)。仅当跟踪误差信号c极性被跟踪电路106倒相时，必须进行记录道选择，因此不需要重新跟踪到目标记录道所花的时间。换句话说，替换过程可以迅速地进行。
图16是表示本发明第三实施例光盘各区的图。
图16中，(a)表示第一记录道组成的记录平面1100，(b)表示第二记录道组成的记录平面1101。图中，35和36分别标出光盘101第一和第二记录道中形成的盘管理区。137和143表示出缺陷目录表区。138和139表示记录数据用的数据记录区。141和142表示替代缺陷扇区作记录的备用区。
数据记录区138中的缺陷区在备用区141中得到替换，而数据记录区139中的则在备用区142中得到替换。
如上所述，按照本发明，记录平面1100的缺陷扇区的替换操作过程是通过组合缺陷目录表区137和备用区141进行的，而记录平面1101则是通过组合缺陷目录表区143和备用区142进行的。因而没必要在第一和第二记录道间改变记录道，因此不需要拉回跟踪所花的时间。因为可以有效地利用螺旋记录道存取，因而因记录道的改变而要等待光盘旋转的时间可以缩短，因此允许缺陷区的替换过程迅速进行。
在记录平面1100以及1101中可以保证数据记录区138以及139有相同容量。因而采用此光盘的系统，其系统设计可以简化。因为记录平面1100以及1101是独立经过缺陷处理的，因而分成多个容量块时，所要写入数据记录区138以及139的数据的结构可便于管理。
图17示出将要记录到盘识别区35以及36中的管理信息的一实施例。图17(a)中，144表示一盘管理标识。145表示一缺陷目录表区的地址。146表示一备用区地址。147表示一数据记录区地址。148表示一缺陷管理方法标识。149表示一容量块管理标识。图17(b)中，150表示一盘管理标识。151表示一缺陷目录表区的地址。152表示一备用区地址。153表示一数据记录区地址。154表示一缺陷管理方法标识。155表示一容量块管理标识。
盘管理标识144以及150表明各自扇区是盘管理信息区。缺陷目录表区的地址145和151分别指示记录平面1100和1101的缺陷目录表区137和143的位置以及大小。备用区地址146和152分别指示记录平面1100和1101的备用区140、141、以及142的位置以及大小。数据记录区地址147和153分别指示记录平面1100以及1101的数据记录区的位置以及大小。缺陷管理方法标识148和154指明图14至16中所示的缺陷管理方法。容量块管理标识149和155则指明记录到记录平面1100以及1101上的容量块结构，还记录容量块的个数，以及组成各容量块的数据记录区138以及139的分配信息。
图18至20是表示在第一以及第二记录道均为螺旋记录道的光盘101中进行记录道寻址的一实施例的记录道存取图。
图中，156表示第一记录道，157表示第二记录道，158表示第一记录道的记录平面，159表示第二记录道的记录平面。
图18中，光盘每次旋转诸如第一记录道和第二记录道这类所要访问的记录道是这样切换的，即按11′22′3…这种记录道顺序访问记录道。在光盘101中，第一以及第二记录道可以当作一个容量块访问，而且第一以及第二记录道156和157均为螺旋记录道。因而，当需要记录较大的容量块的数据时，就不需要搜索记录道，只要切换跟踪信号的极性就可以迅速地进行数据记录或再现。
图19是表示顺序存取第一以及第二记录道156和157的记录道存取图。进行数据记录或再现时，在记录平面158的第一记录道156中存取记录道123…n，在记录平面159的第二记录道157中存取记录道1′2′3′…n′。这种存取达到这种效果，即当需要较大的时间来切换对于第一以及第二记录道的跟踪时，就可以缩短平均存取时间，而且消除了因第一和第二记录道间记录道改变而要等待光盘旋转至目标扇区所花的时间。
图20示出其中记录有第一以及第二记录道扇区地址信息的扇区ID的一个实施例。图中，TA表示一记录道地址，SA表示一扇区地址，160表示的记录道识别信息，指示新加到最高有效记录道地址上的第一以及第二记录道。记录道识别信息160是记录道最高有效位的记录道识别信号g，它指示该记录道是第一记录道还是第二记录道。
现参见图14，叙述在这样组成的光盘上记录或再现信息的光盘记录/再现装置的操作。
在此之后叙述信息记录/再现装置的初始化操作。
计算机主机116为读出盘管理区35和36将读出命令输出至ScSI总线x。CPU118通过IF117接收命令，对它译码，并将记录道选择信号p(例如选择第一记录道的凹槽记录道选择)输出至记录道选择电路120，以存取盘管理信息区35。响应记录道指定信号p，多路复用器122将跟踪误差信号c送至聚焦跟踪电路123，从而对第一记录道进行跟踪。线性电动机驱动电路110随后驱动线性电动机105，以便光学读写头找到盘管理区35的初始记录道。
CPU118将读出扇区地址置于读出/写入门信号发生器112的寄存器124中，将读出命令置于寄存器126中。在读出/写入门信号发生器112中，比较器电路125将寄存器124的读出扇区地址与ID再现电路111的地址输出f作比较，还将记录道指定信号p与记录道识别信号g作比较。门信号发生器127对符合输出以及寄存器126的输出译码，将读出门信号j送至数据调制解调电路113。数据调制解调电路113由读出门信号j启动，对盘管理区35的再现信号e解调，将包括盘管理信息以及缺陷目录表信息在内的经解调的数据n送至存储器115，将这些数据存储于该存储器。存储于存储器115中的解调数据n在误码校正电路114中经过误码检测以及校正，再存储于存储器115中。CPU118读出经过误码校正的再现数据，并将此数据写入存储器119。
而且，CPU118将记录道选择信号p置为槽脊记录道选择，将第二记录道的盘管理区36的盘管理信息2写入存储器119。
因而，CPU118了解光盘101的容量块管理方法，缺陷管理方法、缺陷目录表区、备用区、数据记录区、以及缺陷目录表信息，执行下面述及的数据记录和再现。
接下来叙述对图14光盘的数据记录区138进行的数据记录验证操作过程。
计算机主机116将写入命令写入ScSI总线x。CPU118通过IF117接收该命令，对它译码，并由存储于存储器119中的缺陷目录表信息检查对象扇区是否是缺陷扇区。若该扇区不是缺陷扇区，则记录道选择信号根据扇区指向第一或第二记录道。若该扇区是缺陷扇区，该记录道选择电路120设为选择具有备用区140的第二记录道。响应此记录道指定信号p，跟踪误差信号c或倒相的跟踪误差信号c′送至聚焦跟踪电路123，对第一记录道或第二记录道进行跟踪。线性电动机驱动电路110驱动线性电动机105，使光学读写头104移行至目标记录道。
计算机主机116提供的将要记录的数据一旦存储进存储器115中，就由误码校正电路114变换为编码数据k，其中将会记录加到此数据中的误码校正码。
CPU118根据缺陷目录表信息，将记录扇区地址送入读出/写入门信号发生器112的寄存器124，并将写入命令送入寄存器126。读出/写入门信号发生器112将寄存器124的记录扇区地址与ID再生电路111的地址输出f作比较。同时，比较器电路125将记录道指定电路120的记录道指定信号p与ID再现电路111的记录道识别信号g相比较。该门信号发生器127响应比较器电路125的符合输出，以及寄存器126的写入/读出命令，将写入门信号i送至数据调制解调电路113。该数据调制解调电路113由写入门信号i启动，由(2-7)RLLc对编码数据k调制，将调制信号m送至激光器驱动电路109。光学读写头104将调制信号m记录到记录平面103的目标扇区。以上数据记录操作是在给定数量的扇区内重复的。
当数据记录完成，CPU118顺序读出记录扇区，检查解调数据的误码数量。若检测出的误码数量超过规定的指标，该扇区就被替换，而记录到备用区140。更具体地说，计算机主机116送出读出记录扇区的命令，CPU118使光学读写头104象上面提及的数据记录时的方式一样移行至记录过的记录道。CPU118将读出扇区地址送入读出/写入门信号发生器112的寄存器124，将读出命令送入寄存器126。在读出/写入门信号发生器112中，比较器电路125将寄存器124的读出扇区地址与ID再现电路111的地址输出f作比较，还将记录道指定信号p与记录道识别信号g相比较。门信号发生器127对符合输出以及寄存器126的输出译码，将读出门信号j送至数据调制解调电路113。该数据调制解调电路113由读出门信号j启动，对光学读写头104提供的记录平面103的再现信号e解调，将解调数据n送给存储器115，将这些数据存储进该存储器。存储于存储器115中的解调数据n在误码校正电路114中经过误码检测和校正。误码数量检测电路128对每个扇区检测出的误码计数。CPU118监视误码数量检测电路128的误码数，来检验此个数是否超出指标数。误码数超出指标的扇区被判定为缺陷扇区，在备用区140中得到替换。
为替代缺陷扇区将其数据记录到备用区140，发出写入命令。CPU118将选择第二记录道的记录道指定信号p输出给记录道选择电路120。多路复用器122将倒相的跟踪误差信号c′送至聚焦跟踪电路123，对第二记录道跟踪。然后按上面所述数据记录的相同方式将数据记录到备用区。该数据的缺陷扇区以及替换扇区的地址作为一列组合记录到缺陷目录表区137。
对于备用扇区和缺陷目录表扇区，根据需要按上述相同方式对缺陷扇区进行替换。
在如图15所示分别在第一和第二记录道中形成备用区的情况下，被检测出的缺陷扇区在该缺陷扇区从属的记录道的备用区141或142中得到替换。在如图16所示分别在第一和第二记录道中形成缺陷目录表区137和143的情况下，缺陷替换处理过程中所用的扇区地址目录表是记录到该缺陷扇区从属的缺陷目录表区的。上述数据记录、以及缺陷扇区的替换处理都是根据容量块管理标识149和155、以及缺陷管理方法标识148和154的内容进行的。
参见图14，叙述对数据记录区138进行的数据记录。
当计算机主机116输出读出命令，CPU118对该命令译码，从存储器119的工作区119c中所存的缺陷目录表检查该对象扇区是否是缺陷扇区。若该扇区是缺陷扇区，记录道选择电路120则设为选择具有备用区140的第二记录道。响应此记录道指定信号p，跟踪误差信号c或倒相的跟踪误差信号c′送至聚焦跟踪电路123，对第一记录道或第二记录道跟踪。线性电动机驱动电路110驱动线性电动机105，使光学读写头104移行至目标记录道。
CPU118根据缺陷目录表信息，将读出扇区地址送到读出/写入门信号发生器112的寄存器124，读出命令送到寄存器126。在读出/写入门信号发生器112中，比较电路125对寄存器124的读出扇区地址与ID再现电路111的地址输出f作比较，对记录道指定信号p与记录道识别信号g相比较。门信号发生器127对符合输出和寄存器126输出译码，将读出门信号j送至数据调制解调电路113。该数据调制解调电路113由读出门信号j启动，对光学读写头104送出的记录平面103的再现信号e解调，将经解调的数据n送给存储器115，将这些数据存储进该存储器。存储于存储器115的解调数据n在误码校正电路114中经过误码检测和校正，再一次存储到存储器115。经过误码校正的再现数据经过接口117送到计算机主机116。上述数据读出操作是在给定数量的扇区内重复的。
在图15所示数据记录区138和139或备用区分别形成在第一和第二记录道的情况下，或图16所示缺陷目录表区137和143分别形成在第一和第二记录道的情况下，进行读出时，记录道选择信号p由记录道选择电路120切换。缺陷管理方法、以及容量块管理是根据缺陷管理方法标识148和154、以及容量块标识149和155的内容进行的。
如上所述，按照本发明，在形成于相同记录平面的第一和第二记录道所组成的光盘上可以进行数据记录和再现，以及缺陷替换处理，因而与已有技术相比，可以对两倍大的数据容量块进行记录。
盘管理区是在盘初始化中产生的。下面叙述图16光盘的初始化方法。
在根据记录道选择信号p由光斑对第一记录道130跟踪时，记录一测试信号，再读出验证，从而检测有缺陷的扇区。然后，使记录道选择信号p倒相，检测第二记录道131的缺陷扇区。CPU118根据光盘101的容量和品质数据，确保缺陷目录表区137以及143的大小满足缺陷扇区的替换数量，并记录这目录表区的地址以及大小，备用区141以及142的地址以及大小，以及数据记录区138以及139的地址以及大小。在缺陷目录表区137中，记录的是第一记录道130的记录平面1100以及第二记录道131的记录平面1101的缺陷扇区的替换表。缺陷管理方法信息148和154，以及容量块标识信息149和155是根据计算机主机116来的指令记录到盘管理信息区35和36的。
当然，上述光盘实施例可以适当组合，这是挺要紧的。
根据以上叙述，很清楚，按照本发明，可以在形成于相同记录平面的第一以及第二记录道所组成的光盘上进行数据记录和再现，还可以在此上迅速地进行缺陷替换处理，从而与已有技术相比，可以极大地提高容量。
权利要求
1.一种信息记录/再现方法，用以通过其由光盘录入和/或再现信息，所述光盘包括成形为凹槽类形状的螺旋形第一记录道和成形为槽脊类形状并在相邻的所述第一记录道之间形成的螺旋形第二记录道，其特征在于，所述方法包括分别在所述第一记录道和第二记录道内预先记录用以识别各个记录道的地址信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的地址信号在径向上不相互重叠。
2.一种信息记录/再现方法，用以通过其由光盘录入和/或再现信息，所述光盘包括成形为凹槽类形状的螺旋形第一记录道和成形为槽脊类形状并在相邻的所述第一记录道之间形成的螺旋形第二记录道，其特征在于，所述方法包括分别在所述第一记录道和第二记录道内预先记录用以识别各个记录道的地址信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的地址信号在径向上不相互重叠，且所述第一记录道上的地址信号与所述第二记录道上的地址信号极性相反。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一记录道具有λ/(8·n)的深度，其中，λ为激光束波长，n为所述光盘基片的折射率。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一记录道和第二记录道划分为各个扇区，每个扇区构成一个记录或再现信息的单元；所述地址信号记录记录道地址和扇区地址；以及所述扇区单元内的所述扇区录入和/或再现信息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一记录道和第二记录道的地址信号记录用以识别各个记录道的记录道识别信号、地址信息以及错误检测信号。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一记录道和第二记录道的地址信号，通过标识符定位记录方式构成；所述第一记录道的地址信号以已调制的信道位“1”对应于槽脊层、信道位“0”对应于凹槽层的方式记录；以及所述第二记录道的地址信号以已调制的信道位“1”对应于凹槽层、信道位“0”对应于槽脊层的方式记录。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一记录道和第二记录道的地址信号，记录用以识别各个记录道的记录道识别信号、地址信息以及错误检测信号。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一记录道和第二记录道的地址信号，通过标识符定位记录方式构成；所述第一记录道的地址信号以已调制的信道位“1”对应于槽脊层、信道位“0”对应于凹槽层的方式记录；以及所述第二记录道的地址信号以已调制的信道位“1”对应于凹槽层、信道位“0”对应于槽脊层的方式记录。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息还包括用作地址信号时钟同步的同步时钟字段信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的同步时钟字段信号在相位上相互偏离所述同步时钟字段信号半个波长，所述地址信号用以记录地址信息。
全文摘要
一种信息记录/再现方法，用以通过其由光盘录入和/或再现信息，所述光盘包括成形为凹槽类形状的螺旋形第一记录道和成形为槽脊类形状并在相邻的所述第一记录道之间形成的螺旋形第二记录道，所述方法包括分别在所述第一记录道和第二记录道内预先记录用以识别各个记录道的地址信号，所述第一记录道和第二记录道的相邻记录道上的地址信号在径向上不相互重叠。进一步，所述第一记录道上的地址信号与所述第二记录道上的地址信号极性相反。
文档编号G11B20/12GK1661693SQ20051000915
公开日2005年8月31日 申请日期1994年6月8日 优先权日1993年6月8日
发明者佐藤勲 申请人:松下电器产业株式会社