专利名称：向/从具有摆动轨道的光盘记录/再现信息的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有摆动轨道的光盘，以及使用该光盘的装置(记录/再现装置，控制(mastering)装置等)或方法。
背景技术：
众所周知，近年来，具有4.7GB单层/单面大小的光盘是市场上可买到的，作为可以实现信息的高密度记录的那些光盘。例如，DVD-ROM可获得作为只读光盘，而DVD-RAM，DVD-RW，DVD+RW等可获得作为可重写光盘。同样，DVD-R可获得作为“一次写入”光盘。
在这些光盘上，信息记录层在透明衬底上形成，并且信息通过将激光束聚焦在该层上来记录/再现。作为可重写光盘的信息记录/再现方法，这种光盘的信息记录层具有称作“凹槽”的导向槽。信息在可重写光盘上的记录/从可重写光盘的再现沿着该导向槽进行。而且，该光盘形成有用来指定信息将记录/再现的空间位置的物理地址。
作为物理地址的形成方法，DVD-RAM使用衬底上称作前凹坑的间断三维模式。相反，+RW光盘采用径向地轻微地摆动导向槽的凹槽摆动调制(在下文称作摆动调制)。通过摆动调制形成的物理地址可以保证用户信息的宽阔记录区(即，高格式效率)，并且可以容易地与只读介质相兼容，因为它们不阻塞记录轨道(不像前凹槽)。
作为通过摆动调制形成物理地址的现有技术，日本专利申请公开发表2002-279645号(图4和5；段落号0029和0030)是已知的。
在该参考文献中，物理地址通过摆动相位调制来形成，并且一个地址位由四个摆动的调制单元，和38个摆动的单调单元构成。更具体地说，令+为+90°调制，并且-为-90°调制。那么，由++--调制的摆动和单调摆动+++...+++表示“0”；而由--++调制的摆动和单调摆动+++...+++表示“1”，为了读取每个地址，地址开始位置必须被检测，为此目的，1位同步信号像地址位一样由42个摆动形成。
当解调相位调制的摆动信号时，频带必须使用例如带通滤波器来限制以减小除摆动信号以外的干扰噪声的影响。但是，当摆动信号被相位调制时，不同于摆动信号频带的频带中的频率在相位变化点处存在。出于这个原因，在已经通过带通滤波器的摆动信号的相位变化点(具有高于摆动信号频率的频率分量)处，振幅依赖于滤波器特征而衰减。该振幅衰减变成解调时的干扰。
因此，为了获得更准确的解调，调制优选地进行以使得相位变化点的出现达到最少。但是，在通过摆动相位调制来记录物理地址的传统系统中，摆动相位在一个地址位中反转多次以便表示地址符号。当使用这种调制方法时，如果外部噪声因轨道间距缩小而增加，解调错误更可能发生。
发明内容
本发明已经考虑到上面的情况而创造，并且其目的在于提供一种摆动调制方法，即使当外部噪声很大时，该摆动调制方法也能够更准确地解调相位调制的摆动信号，并且适合于记录/再现可重写(或一次写入)光盘的地址信息和/或同步信号。同样，本发明的另一个目的在于提供一种采用该调制方法的光盘，以及一种使用该光盘的装置。
在根据本发明实施方案的摆动调制方法中，地址信息由每个作为基本单位的位的M个摆动(整数M是摆动波的数目)来形成，并且被NRZ记录。地址信息不仅指地址本身，而且包括其错误检测或纠错码、以及使用调制表或格雷码(gray-code)规则变换的地址信息。根据本发明实施方案的光盘通过这种方法来记录地址信息。
在地址信息的同步检测中使用的同步信号由每个作为基本单位的位的N个摆动来形成(整数N是摆动波的数目，并且M＝2N)。根据本发明实施方案的光盘将通过这种方法形成的同步信号记录在地址信息的头部一侧。
注意，同步信号可以包含不存在于地址信息中的符号序列例如一连串奇数个“0”或“1”的符号序列。
一种再现该光盘的装置可以包括用于检测同步信号的专用检测电路。
使用根据上面实施方案的方案，在摆动调制(相位调制)的地址信息或同步信号的解调过程中不可避免发生的相位反转的次数可以变得比传统方法少。因此，即使当外部噪声很大时，相位调制的摆动信号也可以(比不使用本发明的情况下)更准确地解调。
因此，当使用按照根据本发明的方法摆动调制的、记录同步信号/地址信息的光盘时，即使外部噪声敏感度因记录密度的增加而相对增加时，也可以获得物理地址可以更准确地从其中检测的可重写(或一次写入)光盘。在使用这种光盘的装置中，同步信号/地址信息的检测错误可以减少。
包括于说明书中并构成说明书一部分的附随附图，本发明的说明实施方案，以及与上面给出的一般描述和下面给出的实施方案详细描述一起，用来说明本发明的原理，其中图1是说明根据本发明实施方案的光盘记录/再现装置的方案的实例的框图；图2是说明图1中光检测器30的实践实例的图；图3是说明作为本发明可以应用于其中的可记录/可再现信息记录介质的实例的光盘的方案的原理图；图4A和4B显示在图3中所示的光盘10上形成的轨道TK的放大部分EP的结构的实例。
图5是说明激光束光点BS在图3中的光盘10上的轨道TK(具有振幅摆动Wpp并且形成为凹槽轨道GT和平台轨道LT的摆动轨道WT的实例)上行进的情况的视图；图6A和6B显示当例如图5中所示光束光点行进时，从具有例如图2中方案的光检测器30输出的和信号SS和差信号DS(与图5中的摆动相对应的径向推挽(push-pull)信号)的波形的实例；图7显示当例如图5中的摆动轨道WT(图3中的轨道TK)已经与其记录信息(位0或1)一致地频率调制(摆动调制)时，波形(摆动自身的波形)的实例；图8显示当例如图5中的摆动轨道WT(图3中的轨道TK)已经与其记录信息(位0或1)一致地相位调制(摆动调制)时，波形(摆动自身的波形)的实例；图9显示例如图3中的光盘10的数据记录区DRA的结构的实例；图10是说明通过例如图8中所示的摆动调制记录在摆动轨道WT上的同步信号SYNC和地址信息AI的格式(在该实例中，与图9中的每个段SG相对应)的实例的视图；图11是说明从摆动信号解调已记录信息(与地址信息AI相对应的位0或1的序列，其再现时序通过检测图10中的同步信号SYNC来确定)的解调电路的实例的框图，其中摆动信号如例如图8(或图14A和14B，或图16A和16B)中所示相位调制；图12A，12B，和12C是说明指示摆动的相位变化点(其用作用来获得检测地址数据所需的积分时序的信息)的信号波形的图，该相位变化点基于输入到例如图11中的解调电路的摆动信号S1(按照需要延迟，以调节与载波S2的时序)和摆动载波S2的乘积来获得；图13A，13B，和13C是说明指示摆动的相位变化点(其用作用来获得检测地址数据所需的积分时序的信息)的信号波形经由BPF减弱的情况的图，该相位变化点基于输入到例如图11中的解调电路的摆动信号S1(按照需要延迟，以调节与载波S2的时序)和摆动载波S2的乘积来获得；图14A和14B是显示当从相位调制的摆动信号解调已记录信息(位0或1的序列)时，使用不归零(NRZ)记录作为摆动记录以便减小如例如图13C中所示在相位变化点处减弱的信号波形的出现频率时，摆动信号波形的实例的图(图14B举例说明当记录“01101110”时，在位“11”和“111”之间不发生相位反转的情况)；图15是显示NRZ记录和Bi相位记录用作摆动记录的出错率之间的差别的实例的图表；图16A和16B是显示当在采用相位调制的摆动记录中使用NRZ记录时，地址数据字段中摆动信号与符号之间的关系以及同步信号字段中摆动信号与符号之间的关系的实例的图；图17是显示从摆动信号解调已记录信息(与地址信息AI相对应的位0或1的序列，其再现时序通过检测图10中的同步信号SYNC来确定)的解调电路另一实例的框图，其中摆动信号如例如图16A和16B(或图8，或图14A和14B)中所示相位调制；图18是说明图17中的地址检测器730的实践实例的框图；图19是说明图18中的同步信号检测器7320的实践实例(匹配滤波器)的框图；图20A和20B是说明当记录图10中的同步信号和地址信息时使用的摆动相位调制器(用来制造图3或9的光盘的控制装置的主要部分)的实例的视图；以及图21是说明根据海明(Hamming)距离和相位变化次数的同步信号模式(pattern)选择方法的实例的流程图。
具体实施例方式
本发明的实施方案将在下文参考附随附图来详细描述。
图1是说明根据本发明实施方案的光盘装置(记录/再现装置)的方案的实例的框图。当光盘10装载到该装置中时，光头(没有显示)可以由传动装置20移动到光盘10记录表面上预先确定的位置。该装置通过将由光头发射的激光束聚焦在光盘10的信息记录层上来记录/再现信息。
更具体地说，由光盘10反射的激光束再次通过光头的光学系统(没有显示)，并且由光检测器(PD)30检测为电信号。PD 30的光接收表面分割成两个或多个区域。通过总计由各个光接收元件检测的电压值而获得的信号作为和信号SS输出，并且通过计算它们的差而获得信号作为差信号DS输出。特别地，附加有RF信息例如用户信息等的和信号SS称作RF信号。同样，通过计算由在光盘10的径向上光学排列的各个光接收元件检测的电压值之间的差而获得信号称作径向推挽信号。
从PD 30输出的信号由前置放大器40适当地放大，并且发送到伺服电路50，RF信号处理电路60，和地址信号处理电路70。地址信号处理电路70通过处理由PD 30检测的信号来读出指示光盘10上记录位置的物理地址信息，并且将该信息输出到控制器100。控制器100基于该地址信息管理从期望位置读出信息(用户信息等)或在期望位置处记录(用户信息等)。
伺服电路50按照需要使用来自前置放大器40的和信号SS和差信号DS经由传动装置20来执行伺服控制(跟踪伺服，聚焦伺服等)，使得光头可以准确地在光盘10的期望轨道上追踪。该伺服控制在控制器100的控制下执行。当光头在该伺服控制下在光盘10的期望轨道上准确地追踪时获得的RF信号(和信号SS)在控制器100的控制下由RF信号处理电路60来处理，从而提取记录在光盘10上的用户信息等。
另一方面，当光头在该伺服控制下在光盘10的期望轨道上准确地追踪时获得的径向推挽信号(差信号DS)在控制器100的控制下由地址信号处理电路70来处理，从而提取记录在光盘10上的物理地址信息等。该物理地址信息指示光束光点在记录表面上的当前位置，并且不仅在再现方式中使用而且当(在记录方式中)确定光盘10上的信息记录开始位置时也使用。当光束光点位置基于该物理地址信息来指定时，控制器100通知伺服电路50光头将移动到的位置(记录开始位置)，并且经由记录信号处理电路80驱动激光二极管(LDD)90。来自LDD 90的激光束脉冲经由经历伺服控制的光头的光学系统击打光盘10的预先确定位置(与待记录的物理地址相对应)。如此，信息记录在光盘10上。
图2显示图1中光检测器30的实践实例。图2举例说明其光接收表面301分割成四个的光检测器(PD)作为PD 30。四分割光接收表面的第一和第二光接收表面301a和302a的检测电压由加法放大器302放大。同样，四分割光接收表面的第三和第四光接收表面303a和304a的检测电压由加法放大器303放大。来自放大器302和303的输出由加法放大器304进一步放大，以获得和信号SS。来自放大器302和303的输出由差分放大器305来差分放大，以获得差信号DS。也就是，通过总计四分割PD 30的所有四个光接收元件的检测电压而获得信号作为和信号SS输出，而通过计算来自每两个光接收元件的检测电压的总和之间的差而获得的信号作为差信号DS输出。用这种方法检测的电信号(和信号SS和差信号DS)由前置放大器40放大，并且输出到伺服电路50，RF信号处理电路60，和地址信号处理电路70。
图3是说明作为本发明可以应用于其中的可记录/可再现信息记录介质的光盘10的方案的原理图。根据本发明实施方案的光盘10具有位于在透明衬底上形成的数据记录区DRA(信息记录层的信息记录区)上称作凹槽的导向槽。通过形成该导向槽而形成的三维结构称作轨道，并且信息记录/再现沿着该轨道TK进行。注意，该轨道包括从内部周边到外部周边连续形成的螺旋轨道，如图3中所示，以及由许多同心轨道形成的同心轨道。
图4A和4B显示在图3中的光盘10上形成的轨道TK的放大部分EP的结构的实例。该轨道由信息记录层的凸出和凹陷部分形成，其中一个称作凹槽(G)而另一个称作平台(L)。在DVD-RAM上，信息作为记录标记记录在平台L和凹槽G上，如图4A中所示。另一方面，在DVD+RW等上，信息作为记录标记仅记录在凹槽G上，如图4B中所示。本发明可以应用于图4A或4B的任意一个。
图5是说明激光束光点BS在图3中的光盘10上形成的轨道TK(具有振幅摆动Wpp并且形成为凹槽轨道GT和平台轨道LT的摆动轨道WT的实例)上行进的情况的视图(轨道的顶视图)。根据本发明实施方案的光盘10的轨道在径向上轻微地摆动。这种轨道称作摆动轨道(WT)。当沿着该摆动轨道WT扫描聚焦光束光点BS时，光束光点BS沿着摆动轨道的中央几乎笔直走，因为摆动的频率高于跟踪伺服信号的频带。此时，图2中的和信号SS几乎保持不变，而径向上的差信号DS，即仅径向推挽信号与摆动一致地变化。该信号称作摆动信号。该摆动信号在调节用于旋转光盘10的主轴(没有显示)的旋转频率(旋转伺服控制)，记录时钟的基准，物理地址信息等中使用。
图6A和6B举例说明当例如图5中所示光束光点BS行进时，从具有例如图2中的方案的光检测器30获得的和信号SS和差信号DS(与图5中的摆动相对应的径向推挽信号)的波形。
在根据本发明实施方案的光盘10上，指示光盘的信息记录区上的物理位置的物理地址信息通过调制摆动信号来记录。在该记录过程中，可以使用两种不同的调制方法。也就是，物理地址信息可以通过频率或相位调制待提供到轨道TK的摆动来记录。
图7举例说明当图5中的摆动轨道WT(图3中的轨道TK)与其记录信息(位0或1)一致地频率调制(摆动调制)时的波形(摆动自身的波形)。同样，图8举例说明当例如图5中的摆动轨道WT(图3中的轨道TK)与其记录信息(位0或1)一致地相位调制(摆动调制)时的波形(摆动自身的波形)。本发明使用相位调制代替频率调制。
图9举例说明例如图3中的光盘10的数据记录区DRA(具有分段轨道TK的光盘的信息记录区)的结构。为了指定根据本发明实施方案的光盘10上数据记录区DRA(信息记录区)上的物理位置，使用轨道号(TKm)和段号(SGn)，如图9中所示。该实施方案采用可以通过依次将轨道号(TKm-1，TKm，TKm+1，...)给予轨道TK来指定径向位置，并且可以通过依次将段号(SGn-1，SGn，SGn+1，...)给予通过分割轨道TK而获得的多个段来指定切向位置的结构。此时，作为位置信息的地址信息可以通过调制例如一个段中的摆动来一次或多次记录。
图10举例说明通过例如图8中所示的摆动调制记录在摆动轨道WT上的同步信号SYNC和地址信息AI的格式(在该实例中，与图9中的每个段SG相对应)。当再现地址信息时，同步信号SYNC是必需的，以检测地址信息AI的开始位置。图10中的同步信号SYNC在当再现地址信息AI时的时序产生等中使用。
在图10中所示的格式中，同步信号SYNC与地址信息AI的位置之间的关系如图10中所示。但是，地址信息AI中内容(段号SGN，轨道号TKN，和其他信息OI)的位置不局限于图10中所示的那样，而可以按照需要改变。
图11是说明从摆动信号解调已记录信息的解调电路的实例的框图，其中摆动信号如例如图8(或图14A和14B，或图16A和16B)中所示相位调制。图11中的已记录信息对应于与地址信息AI相对应的位0或1的序列，其再现时序(头位置)通过检测图10中的同步信号SYNC来确定。记录在根据本发明实施方案的光盘10上的物理地址信息可以使用具有例如图11中所示的方案的解调电路读出。
输入到图11中的解调电路的摆动信号包括只有介质(光盘10)才有的噪声，因来自相邻轨道的串音而产生的噪声等。因此，除输入摆动信号的频带以外的噪声分量经由例如带通滤波器(BPS)710等去除。去除噪声的摆动信号输入到锁相环电路(PLL)712以产生载波。PLL712输出载波(与图12B中的S2相对应)，和与该载波同步延迟(以匹配其时序)的摆动信号(延迟信号；与图12A中的S1相对应)。载波(S2)与延迟的摆动信号(S1)由乘法器714相乘。摆动信号(S1)的相位变化点可以从乘积(与图12C中的S1×S2相对应)电平的变化(包络的前沿和后沿)来检测。也就是，当解调相位调制的信号时，相位的极性可以通过将已调制信号与载波相乘来确定。
图12A，12B，和12C是说明指示摆动的相位变化点(其用作用来获得检测地址数据所需的积分时序等的信息)的信号波形的图，该相位变化点基于输入到例如图11中的解调电路的摆动信号S1(按照需要延迟，以调节与载波S2的时序)与摆动载波S2的乘积来获得。
乘法器714中相乘之后的波形(S1×S2)以摆动信号S1的第一和第二相位之间的偏移量的形式来检测，如图12A和12C中所示。因此，阈值检测使用通过使用例如低通滤波器(LPF)716等从相乘之后的波形(S1×S2)中去除高频分量而获得的波形(与相乘之后的波形S1×S2的包络相对应)来进行，从而解码地址数据。
在图11中所示的方案中，限幅器718从已经去除高频分量的相乘后波形(S1×S2)中提取指示摆动信号的相位变化时序(与相乘后波形S1×S2的包络变化点相对应)的波形，并且将它反馈到时钟发生器720。时钟发生器720基于来自限幅器718的波形来检测时钟产生时序(时钟将以此来产生的时序)，并且使用来自PLL 712的载波S2(其抖动已经通过PLL操作抑制)以预先确定的时序来产生积分时钟。通过将积分时钟和来自乘法器714的乘积(S1×S2)输入到积分器722，包含在摆动信号中的地址数据被调制(与图12A的第一和第二相位相对应的“1”或“0”通过以时钟时序积分乘积来解调)。
相位变化点处的振幅衰减将在下面描述。图13A，13B，和13C是说明指示摆动的相位变化点的信号波形经由BPF减弱的情况的图，该相位变化点基于输入到例如图11中的解调电路的摆动信号S1与摆动载波S2的乘积来获得。波形的减弱部分的包络变化点容易因包含于摆动信号中的噪声和抖动的影响而波动，并且起因于地址检测精度下降的原因之一。
如上所述，当解调相位调制的摆动信号时，频带必须使用例如带通滤波器等来限制，以减少除摆动信号以外的外部噪声的影响。但是，当摆动信号被相位调制时，不同于摆动信号频带的频带中的频率在相位变化点处存在(例如，1.4MHz的频率分量在关于700kHz摆动频率的相位变化点处产生)。出于这个原因，例如图13B中所示的振幅衰减在已经通过带通滤波器的摆动信号的相位变化点处发生。当该振幅衰减发生时，符号边界当将摆动信号与载波相乘时变得不明确。当外部噪声增加时，这种不明确的符号边界引起不利的影响(例如，符号错误容易发生)。因此，为了获得更准确的解调，调制优选地进行以使得相位变化点的出现达到最少。
因此，本发明集中于“使相位变化点的出现达到最少的调制”。
解决前述问题(当外部噪声增加时的不利影响(例如，符号错误容易发生))的调制方法的实例将在下面描述。
图14A和14B举例说明当从相位调制的摆动信号解调已记录信息(位0或1的序列)时，使用不归零(NRZ)记录作为摆动记录以便减小如例如图13C中所示在相位变化点处减弱的信号波形的出现频率时的摆动信号波形(图14B举例说明当记录“01101110”时，在位“11”和“111”之间不发生相位反转的情况)。
在图14A和14B中所示的实例中，12个波形成一位。也就是，在图14A和14B的实例中，进行调制，使得连续出现12个波的第一相位的摆动信号形成符号“1”，而连续出现12个波的第二相位的摆动信号形成“0”。这种调制对应于使用12个波作为一个单位的NRZ记录。
NRZ记录是根据它们所处的两种状态(在该实施方案中，第一和第二相位)来记录两种位信息1和0的方法。NRZ记录是可以使相位变化点达到最少的记录方法之一，因为在1位之内不发生状态变化。作为本发明焦点的“使相位变化点的出现达到最少的调制”可以使用NRZ记录来实现。
在图14A和14B的实例中，12个波形成1位。但是，波的数目依赖于待记录的地址信息大小和摆动信号的S/N比(摆动信号功率与噪声功率的比)而变化。随着待记录的地址信息大小增加，每位的波数目减少。另一方面，在经历大噪声功率的光盘系统中，波的数目必须增加。即使在这种情况下，NRZ记录也可以使用。
图15是显示NRZ记录和Bi相位记录用作摆动记录的出错率之间的差别的实例(通过NRZ记录来相位调制的摆动信号的解调出错率与通过Bi相位记录来相位调制的摆动信号的解调出错率之间的比较的实例)的图表。注意，Bi(双)相位记录是由“+-”调制的摆动来表示符号“0”而由“-+”调制的摆动来表示符号“1”的记录方法，如果“+”代表第一相位而“-”代表第二相位。图15中的横坐标描绘用来表示1个地址位的摆动波的数目。例如，在8摆动/符号的情况下，NRZ记录由++++++++来记录“1”并且由--------来记录“0”，而Bi相位记录由----++++来记录“1”并且由++++----来记录“0”。
如从图15可以看到，解调出错率随着表示1位的摆动波数目的增加而变得更好。当在NRZ记录和Bi相位记录之间比较时，NRZ记录可以保证更好的解调出错率。因此，解调出错率随着相位变化次数的减少(随着相位反转间隔的增加)而变得更好。
同样，每个摆动波的长度是重要因素之一。摆动信号用来产生除了地址信息的记录之外记录作为标记间隔的用户数据所需的写时钟。出于这个原因，如果每个波的长度与用户位长度相比较变得太大，写时钟的抖动变大，从而干扰正常记录。另一方面，如果每个波的长度太小，噪声功率增加，因为摆动频率接近记录在自身和相邻轨道上的用户数据的频带。因此，期望以用来记录用户数据的通道频率的大约1/30～1/200的频率来记录摆动。例如，当通道频率为64.8MHz时，优选地使用大约700Hz的摆动频率。
如图10中所示，同步信号需要被记录，以当读取地址信息时检测地址信息的开始位置。该同步信号必须使用不记录在地址信息字段中的模式来调制，以便防止地址信息开始位置的检测错误。也就是，当地址信息被NRZ记录时，同步信号必须形成以包含比地址信息字段的最长模式更长的连续符号，或者包含比通过限制符号的串长(runlength)(受限的串长RLL，runlength limited)所获得的最短模式更短的连续符号。注意，RLL是限制连续出现在待记录的位中的一连串同一符号的长度。例如，(1，2)RLL意味着同一符号的最小串长限制为2，而同一符号的最大串长限制为3。更具体地说，(1，2)RLL可以保证仅00，11，000和111。RLL可以通过将“一些冗余位”提供到实际记录的位序列，并且准备调制表格来实现。
(a)当地址信息作为最小受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时当地址信息作为最小受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时，同步信号形成以包含少于地址信息字段中最小串长的连续符号。例如，在(2，)RLL的情况下，同步信号使用绝不出现在地址信息字段中的符号例如010，101，0110，1001等来形成。更具体地说，如果为同步信号准备的符号长度为5位时，“不存在于地址信息字段中的模式”像010101，10101，01100，10010等必须至少插入一次。
(b)当地址信息作为最大受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时当地址信息作为最大受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时，同步信号形成以包含多于地址信息字段中最大串长的连续符号。例如，在(0，4)RLL的情况下，同步信号使用绝不出现在地址信息字段中的符号例如01111110，10000001等来形成。同样在该情况下，不存在于地址信息字段中的模式必须至少插入一次。
(c)当地址信息作为非受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时当地址信息作为非受限串长(RLL)序列通过NRZ记录时，记录符号的串长可以假设在从1到无穷范围内变化的值。出于这个原因，当每位的波数目使用与地址信息字段相同的单位来指定时，一些地址信息字段的符号可能错误地检测为同步信号。因此，在本发明的实施方案中，当地址信息作为非RLL序列来记录时，同步信号字段的符号使用与地址信息字段的符号不同的波数目来形成。
更具体地说，如图16A和16B中所示，同步信号字段的符号使用地址信息字段的波的数目的1/2作为1位单位来形成。例如，当地址信息字段的波数目是每位12个时，同步信号字段的1位由6个波来表示。这等价于在地址信息字段中11检测为1且00检测为0，如果同步信号字段被看作基准单位。
使用上面的方法，与当采用RLL时获得的效应相同的效应可以不使用任何地址记录调制表格来获得。但是，当使用该方法时，因为同步信号字段每位的波数目是地址信息字段每位的波数目的1/2，解调出错率可以减少。因此，同步信号字段优选地具有相对大量的位数字。更具体地说，同步信号字段优选地具有10位或更多作为它的位单位(5位作为地址信息字段的单位)。
例如，当非相位调制时，单个摆动信号具有在10kHz的分辨率带宽中测量的30dB或更少的C/N比(载波噪声比)，并且地址信息字段每位的波数目是12且同步信号字段每位的波数目是6，作为同步信号字段的位单位的至少20位优选地指定为同步信号的位数字数目。因为前述调制方法和同步信号字段形成方法可以改进地址信息字段的解调出错率，并且可以保证同步信号字段中相对大量的位数字，同步信号的检测率可以提高。
换句话说，图16A和16B中，当NRZ记录用作使用相位调制的摆动记录时，地址信息字段和同步信号字段可以通过将例如图10中地址信息字段中符号的每位使用的(在该实例中12个波)1/2的摆动波数目(在该实例中6个波)指定到图10中同步信号字段的符号的1位来更可靠地识别。
使用前述方法的同步信号的实例将在下面描述。
同步信号必须包含较大数目的绝不出现在地址信息字段中的模式，以便与地址信息字段区分。在这种情况下，因为信息使用11和00作为基本单位记录在地址信息字段中，同步信号优选地包含绝不出现在地址信息字段中的更多模式010和101。但是，在进行相位解调的一些系统中，从PLL输出的载波的相位是否锁到第一或第二相位经常不能被检测。
例如，当二元相位调制的信号被倍频时，非相位调制的信号可以产生。当PLL基于摆动信号的倍频信号来形成相位环时，它输出与相位调制无关的载波。因此，相位极性必须从在那时的同步信号来确定。例如，如果同步信号仅由0101010101形成，极性和同步信号可能错误地检测。出于这个原因，串长为1或更多的符号序列优选地为了极性识别而至少插入在同步信号中一次。例如，可能使用0101001010，0101000101，0101001101等。
如上所述，同步信号字段通过如地址信息字段中的摆动的相位调制来记录符号。同样，如上所述，振幅在解调过程中在相位变化点处衰减。因为同步信号字段经历使用地址信息字段一半的波数目的相位调制，相位变化的次数增加。出于这个原因，当形成同步信号时，不出现在地址信息字段中并且具有最小可能相位变化次数的模式优选地被插入。更具体地说，可能使用10001，01110，1000001，0111110等，但是地址信息字段包括模式00，0000等。与前述模式相比较，因为这些模式仅对于波数目的一半是不同的，符号间距离缩短。因此，为了使相位变化次数达到最小并且为了有效地使用位数，同步信号优选地形成以包含10001和01110。更具体地说，优选地使用0101110101，0100010101等。
海明距离(H[X，Y])表示符号间距离。例如，如果A＝(0，0，0)并且B＝(0，1，0)，H[A，B]＝1；如果A＝(0，1，0)并且B＝(1，0，1)，H[A，B]＝3。通常，随着符号间海明距离的增加，检测错误更难发生。出于这个原因，同步信号优选地由具有到所有地址信息字段符号和异相(out-of-phase)同步信号的最大海明距离的模式来形成。
存在有多个在使得海明距离达到最大的条件下选择的模式。出于这个原因，为了缩减模式，具有最小相位反转次数的模式从所选模式中选择(该方法随后将参考图21来描述)。这是因为解调出错率随着相位变化次数的减少而变得更好，如上所述。用这种方法选择的模式具有特征，即关于地址信息字段的符号和异相同步信号的最大符号间距离和较好的解调出错率(同步信号检测率)。
除了前述同步信号之外，下面的同步信号可以使用。选择具有到所有地址信息字段符号和异相同步信号的最大或次大海明距离的模式。通过从那些模式中选择具有最小相位变化次数的模式，同步信号模式可以被选择。使用该方法，所选模式可能不具有最大海明距离，但是具有较少相位变化点的模式可以被选择。结果，同步信号的检测率可以提高。
如上所述，一般地期望选择具有到所有地址信息字段符号和异相同步信号的大海明距离的同步信号模式。但是，在相位调制的情况下，检测率可以随着相位变化次数的减少而增高。因此，当附加重要性于相位变化次数而不是海明距离时，经常获得高同步信号检测率。出于这个原因，作为一个观点，同步信号中的最大反转次数优选地抑制到同步信号位数字数目BD的1/3或更少。
图17是说明从摆动信号解调已记录信息的解调电路另一实例的框图，其中摆动信号如例如图16A和16B(或图8，或图14A和14B)中所示相位调制。注意，已记录信息对应于与地址信息AI相对应的位0或1的序列，其再现时序(头位置)通过检测图10中的同步信号来确定。
图17中的解调电路具有地址检测器730代替图11中解调电路中的积分器722的方案。也就是，在图17中所示的方案中，通过将摆动信号与载波相乘而获得的相位检测的信号(乘法器714的输出)输入到地址检测器730。该地址检测器730可以具有如图18中所示的方案。更具体地说，相位检测的信号(乘法器714的输出)基于从时钟发生器720接收的时序信号(时钟)由积分器7300来积分。积分信号输入到用于二进制解码的限幅器7310，并且也输入到同步信号检测器7320。地址数据控制器7330接收来自同步信号检测器7320的同步信号检测结果和由限幅器7310二值化的信号，并且将它的输出发送到例如图1中的控制器100，以便控制地址信息。更具体地说，地址数据控制器7330将写入所需的控制信号，RF信号读，伺服等传递到控制器100。
图19是说明图18中的同步信号检测器7320的实践实例(匹配滤波器)的框图。作为同步信号的检测方法，将通过(例如由限幅器)二值化积分器的输出而获得的结果与准备好的模式相比较的方法是已知的。除了该方法之外，使用图19中所示的匹配滤波器的方法是可用的。也就是，经由图19中所示的匹配滤波器等来检测通过二值化积分结果(积分器7300的输出)而获得的同步信号的方法可以使用。当使用该方法时，与积分输出的简单二值化相比较，保证更准确的检测。
在图19中所示的方案中，延迟设备(1/Z)7321a～7321j与待检测的同步信号的位模式同步地将输入信号延迟一个时钟。通过由反相器7322a，7322c，7322f，7322g，和7322i将每个已经由延迟设备延迟一个时钟的位反转而获得位由加法器7323与通过非反相器7322b，7322d，7322e，7322h，和7322j的位相加。结果，仅当积分器7300的积分输出具有同步信号模式“0101100101”时变为“1”的输出从加法器7323输出到限幅器7324。然后，具有良好二进制信号波形的(同步信号)检测结果提供到图18中的地址数据控制器7330。
图20A和20B是说明当记录图10中的同步信号和地址信息时使用的摆动相位调制器(用来制造图3或9的光盘的控制装置的主要部分)的实例的视图。参考图20A，“载波输入”表示根据待记录的摆动频率(f)输入的正弦波。同样，“基带脉冲输入”表示根据待记录的同步信号和地址信息输入的电压值(图20B举例说明当记录“01101001110”时的基带脉冲输入波形)。
输入到图20A中的相位调制器的载波取两种状态之一载波通过循环器(Cr)1000经由高通滤波器(HPF)1002导向到二极管(D)1004，在那里被反射，并且再次通过循环器1000到达2-PSK输出端，或者由二极管1004之外的反射板反射并且导向到输出端。这些状态的选择依赖于经由低通滤波器(LPF)1006施加到二极管1004的电压，即基带脉冲的电压(图20B)。如果基带脉冲是正电压，二极管1004能够反射载波。如果基带脉冲是负电压，二极管1004不能反射载波，并且载波经由二极管1004由反射板来反射。如果二极管1004和反射板之间的往返路线(L)对应于载波的相位π，获得2-PSK调制的波。
当控制光盘10时形成相位调制的凹槽摆动时，图20A中输出的调制波可以使用。例如，当同步信号字段中每位的摆动波数目为6时，每六个载波，基带脉冲与同步信号的符号模式一致地改变。同样，当地址信息字段中每位的摆动波数目为12时，每12个载波，基带脉冲与地址信息的符号模式一致地改变。如此，已经相位调制且具有已记录信息(图16A，16B等)的凹槽摆动可以在光盘10上形成。
使用海明距离和相位变化次数的同步信号产生方法将在下面说明。图21是说明根据海明距离和相位变化次数的同步信号模式选择方法的实例的流程图。前述同步信号可以在同步信号的数字数目确定之后根据图21中所示的流程图来产生。
如果同步信号的数字数目是例如10位，210个同步信号模式是可用的。在同步信号产生过程中，所有这些模式都产生(步骤ST10)。可能出现在地址信息字段中的所有模式以及可能作为同步信号异相模式出现的所有模式根据同步信号的数字数目来产生(步骤ST12)。作为前者模式，存在有29个模式，因为地址信息包括11或00作为基本单位。当地址信息字段中的所有模式与同步信号模式相邻时，后者模式可能产生。
计算所产生的同步信号模式与地址信息字段模式或异相模式之间的海明距离(步骤ST14)。计算的海明距离存储在距离存储器中(步骤ST16)。
然后检查是否所有地址信息字段模式和异相模式都已产生(步骤ST18)。如果待产生的模式仍然剩余(否，在步骤ST18中)，下一个模式被产生(步骤ST12)；否则(是，在步骤ST18中)，根据距离存储器(步骤ST16)选择最小海明距离(步骤ST20)。因为该最小海明距离是到当前候选的同步信号模式中最容易出错的模式的距离，期望选择具有最大可能距离的同步信号。
注意，下面的描述将继续，虽然简缩了作为<方法3>的[具有最大海明距离和最小相位变化次数的同步信号实例]中的同步信号产生方法，和作为<方法4>的[具有最大或次大海明距离和最小相位变化次数的同步信号实例]中的同步信号产生方法。
例如，如果同步信号将由<方法3>来产生(是，在步骤ST22中)，在当前位数字位置处具有最大最小海明距离的同步信号模式存储在同步信号模式存储器中(步骤ST24)。
另一方面，如果同步信号将由<方法4>来产生(是，在步骤ST22中)，在当前位数字位置处具有最大最小海明距离的同步信号模式和具有次大最小海明距离的同步信号模式存储在同步信号模式存储器中(步骤ST24)。
之后，检查是否在当前位数字位置处的所有同步模式候选都已产生(否，在步骤ST22中，步骤ST26)。如果所有模式都已产生(是，在步骤ST26中)，流程前进到下一个步骤(步骤ST28)；否则(否，在步骤ST26中)，产生下一个同步模式(步骤ST10)，从而重复相同的过程。
在“下一个步骤”中，根据同步信号模式存储器(步骤ST24)计算同步模式中符号变化的次数(步骤ST28)。然后，根据所计算的符号变化次数选择具有最小值的同步信号模式(步骤ST30)。用这种方法选择的同步信号模式是与<方法3>或<方法4>相对应的模式。
(1)摆动凹槽同心地或螺旋地形成于其上并且物理地址信息通过相位调制凹槽摆动记录于其上的光盘，被配置以由每个作为基本单位的位M个摆动(整数M是摆动波的数目)来形成地址信息，并且被配置以NRZ记录地址信息。用这种方法，因为地址信息字段中的1位由多个摆动来形成并且信息被NRZ记录，地址信息字段中的相位变化点的数目可以减少。结果，解调出错率可以改进。
(2)在地址信息的同步检测中使用的同步信号由每个作为基本单位的位N个摆动来形成(整数N是摆动波的数目，并且M＝2N)，并且具有这种结构的同步信号记录在地址信息的头部一侧。因为同步信号每位的摆动数目是地址信息字段每位摆动数目的一半，同步信号可以形成和检测，而不需要限制地址信息字段中符号的串长。
(3)同步信号被配置以包含不存在于地址信息中的符号序列010或101，以及串长为1或更多的符号序列。如此，因为同步信号包含不存在于地址信息字段中的符号序列010或101，地址信息字段中的同步信号的任何检测错误都可以防止。同样，因为同步信号包含串长为1或更多的符号序列，已解调二进制数据的极性可以从同步信号来检测。
(4)同步信号被配置以总是包含符号序列10001或01110。用这种方法，因为同步信号包含不存在于地址信息字段中的符号序列10001或01110，地址信息字段中的同步信号的任何检测错误都可以防止。因为就同一符号长度而说，10001或01110具有比010或101小的相位变化次数，同步信号的检测率可以提高，并且极性可以检测。
(5)同步信号使用选自由(2)的结构所限制的信号模式，并且具有到所有地址信息符号和受限信号模式中的异相同步信号的最大最小海明距离，和具有同步信号中的最小相位变化次数的模式来形成。通过用这种方法来选择模式，地址信息字段和同步信号的异相检测中的任何检测错误都可以防止。因为同步信号中的相位变化次数达到最小，同步信号的检测率可以提高。
*关于同步信号的异相检测例如，当同步信号是0101，相邻的符号是11和00并且它们的极性未知时，解调结果是连续符号11010100或00101011。此时，检测到的信号是否是同步信号通过检查0101(或者将0101位反转而获得的1010)是否包含于已解调的位序列中来确定。在前者解调结果(11010100)中，同步信号可以正常地检测到。但是，在后者解调结果(00101011)中，同步信号在前者解调结果之前一位检测到。这称作异相检测。
(6)同步信号使用选自由(2)的结构所限制的信号模式，并且具有到所有地址信息符号和受限信号模式中的异相同步信号的最大或次大最小海明距离，和具有同步信号中的最小相位变化次数的模式来形成。通过用这种方法来选择模式，地址信息字段和同步信号的异相检测中的任何检测错误都可以防止。因为同步信号中的相位变化次数达到最小，同步信号的检测率可以提高。
(7)同步信号通过将该同步信号中的相位变化次数抑制到BD/3或更少来形成(BD是同步信号的位数字数目)。用这种方法，因为同步信号中的最大相位变化次数限制为例如大约1/3，同步信号的检测率可以提高。
(8)同步信号被配置以包含不存在于地址信息中的符号序列例如一连串奇数个“0”或“1”的符号序列。如此，因为不存在于地址信息字段中并且由一连串奇数个“0”或“1”来表示的符号在同步信号中使用，地址信息字段中同步信号的任何检测错误都可以防止。
(9)使用(1)～(8)的光盘的记录/再现装置被配置以包括用于检测同步信号的专用检测电路。用这种方法，因为用于检测同步信号的检测电路(例如匹配滤波器)预先配置，同步信号可以比从二进制解码的结果匹配确定同步信号更准确地检测。
如上面详细描述的，根据本发明，即使当外部噪声很大时，相位调制的摆动信号也可以(比不使用本发明的情况下)更准确地解调。
虽然上面的描述针对本发明的特定实施方案，应当理解，可以不背离于其本质而做各种修改。附随的权利要求书旨在覆盖将落于本发明真正范围和本质内的这种修改。因此，目前公开的实施方案在各个方面都看作说明性而不是限制性的，本发明的范围由附加权利要求书而不是前面的描述来指示，因此，位于权利要求书等价物的意义和范围内的所有改变都旨在包含于其中。
例如，本发明可以作为硬件可读的记录介质来实践，其中的信息用于使得硬件起预先确定装置的作用，使得硬件实现预先确定的功能，或者使得硬件实施预先确定的方法。
权利要求
1.一种用于在光盘(图3中的10)上记录信息的方法，摆动凹槽(图4A，4B，5)同心地或螺旋地形成于光盘上，并且物理地址信息通过调制凹槽摆动来记录，其中地址信息由每个作为基本单位的位的M个摆动来形成，并且地址信息被NRZ记录，其中整数M是摆动波的数目。
2.根据权利要求1的方法，其中在地址信息的同步检测中使用的同步信号由每个作为基本单位的位的N个摆动来形成，并且具有该结构的同步信号记录在地址信息的头部一侧，其中整数N是摆动波的数目，并且M＝2N。
3.根据权利要求2的方法，其中同步信号被配置以包含不存在于地址信息中的符号序列010或101，以及串长为1或更多的符号序列。
4.根据权利要求2的方法，其中同步信号被配置以总是包含符号序列10001或01110。
5.根据权利要求2的方法，其中同步信号使用选自由权利要求2的结构所定义的信号模式，并且具有到所有地址信息符号和所定义的信号模式中的异相同步信号的最大最小海明距离，和具有同步信号中的最小相位变化次数的模式来形成。
6.根据权利要求2的方法，其中同步信号使用选自由权利要求2的结构所定义的信号模式，并且具有到所有地址信息符号和所定义的信号模式中的异相同步信号的最大或次大最小海明距离，和具有同步信号中的最小相位变化次数的模式来形成。
7.根据权利要求2的方法，其中同步信号通过将该同步信号中的相位变化次数抑制到BD/3或更少来形成，其中BD是同步信号的位数字数目。
8.根据权利要求2的方法，其中同步信号包含不存在于地址信息中的符号序列例如一连串奇数个“0”或“1”的符号序列。
9.一种使用如权利要求1～8的任何一个中定义的方法的光盘记录/再现装置(图1)，所述装置包括用于检测同步信号的专用检测电路(图19)。
10.一种光盘再现装置(图1)，其配置以从如权利要求1～8的任何一个中定义的光盘再现信息。
11.一种控制装置(图20A，20B)，其用来制造如权利要求1～8的任何一个中定义的光盘。
12.一种用于在如权利要求1～8的任何一个中定义的光盘上记录信息的系统(图1)。
全文摘要
地址信息由每个作为基本单位的位的M个摆动(整数M是摆动波的数目)来形成，并且被NRZ记录。同样，在地址信息的同步检测中使用的同步信号由每个作为基本单位的位的N个摆动来形成(整数N是摆动波的数目，并且M＝2N)。具有这种结构的同步信号(每位6个摆动)记录在地址信息(每位12个摆动)的头部一侧。用这种方法，即使当外部噪声很大时，调制的摆动信号也可以更准确地解调。
文档编号G11B7/007GK1527289SQ20041000246
公开日2004年9月8日 申请日期2004年1月20日 优先权日2003年1月23日
发明者长井裕士, 能弹长作, 小川昭人, 黑田和人, 人, 作 申请人:株式会社东芝