专利名称：光学信息记录/再现装置及记录/再现信息的方法
技术领域：
本发明涉及在盘状光学信息记录介质上记录，再现或消除信息的装置(下面称为“光学信息记录/再现装置”)及其所用的方法。尤其，本发明涉及在利用凹槽区(定义为“槽轨”)或者凹槽之间的槽脊区(定义为“脊轨”)作为信息轨道的在光盘上记录，再现或消除信息的装置和方法，这种槽区和脊区是先前已经形成在磁盘的基底上的。
近年来，为了实现记录和再现信息数据(例如视频数据和声频数据)的光学信息记录介质，对此作出了大量的研究和开发。光盘就是一种光学信息记录介质的例子。一种可再写的光盘包括事先蚀刻在光盘基底上的导槽(下面称为“凹槽”)，这种凹槽用作为信息磁。任何出现在相邻槽之间的区域称为“脊轨”。通过激光束在凹槽或脊轨的平区上会聚，信息可以记录在光盘上，或者从光盘上再现。用户可按需要在信息记录介质上记录信息或数据，他们称为“用户数据”，不同于事先记录在信息记录介质上的数据。
在商业上可得的光盘情况下，通常把信息或者记录在凹槽区，或者槽脊区，其它区用作分开相邻的槽或脊的保护带。例如，当信息信号记录在槽内时，槽之间的槽脊作为分开相邻的由槽限定的信息轨迹的保护带。典型的可再写的光盘载有识别数据，它是事先以凹/凸坑的形式(通常称为“预坑”)记录在光盘上。这种预坑指示光盘上的位置信息(如扇区地址)。
日本专利公开No.63-57859公开一种增加光盘记录密度的技术。其中，采用凹槽和槽脊作为信息轨，即将信息记录在凹槽和槽脊上(在此分别称为“槽轨”和“脊轨”)来增加磁轨密度。另，可再写的光盘需要上述的识别数据，即表示位置信息等，这种信息由用户事先记录在可存取的盘上。本发明的发明者在日本待公开专利No.6-176404(相应于USP No.5,452,284)中已提出一种记录槽和脊相邻对的识别数据的技术，识别信号被记录在槽和脊之间的位置内。由此简化了光盘的制造方法。下文，将把这种识别数据，即记录在由槽轨和脊轨组成的相邻对之间的识别数据称为“中间地址”；采用由相邻信息轨赋予的中间地址形式记录识别数据的方法称为“中间地址方法”。
参见附图，并在下面介绍中间地址的概念，以及在光盘上读取信息的寻轨控制方法，和读取中间地址信号的方法。
图12A和12B示意惯用的具有扇区的光盘200的结构。如图12A所示，常规的光盘200包括在盘衬上以螺旋或同心形状形成的信息轨道201。如图12B所示，信息轨道201分成多个扇区202，每个扇区202包括标题区203(其中记录识别数据)和数据区204。
图13表示常用光盘200的信息轨的结构，其中采用上述的中间地址方法。如图13所示，信息轨201包括互相交替形成的槽轨208和脊轨209。在数据区204中，在槽轨208和脊轨209上以记录标记形式记录数据。在标题区203，以预坑(地址坑)206的形式记录识别数据，可以利用束点210再现信息轨201上记录的数据。
如图13所示，槽轨208和脊轨209具有相同宽度和相同的轨距Tp。地址坑206其形成方式是，在盘衬的径向方向(即，垂直于信息轨201外伸的方向)，坑的中心线距相应槽轨208的中心线具有Tp/2的移位。地址坑206是以2Tp的轨距提供在槽轨208和脊轨209之间的边界上(即，提供在槽轨208和脊轨209之间的每一个边界上)。
图14是表示在常规光盘200上记录或再现信息的光学信息记录/再现装置400的方框图。这种常用的光盘200假定在光盘上具有如图13结构的信息轨道201(即，槽轨208或脊轨209)。光学信息记录/再现装置400(图14)包括一个光盘驱动器和一个主计算机239。光盘驱动器包括一个光头410，一个轨道控制/驱动区420，一个再现信号处理区440，一个转动光盘200的主轴马达236和一个系统控制器237。
光学头410包括一个半导体激光器211，一个准直半导体激光器211发出的激光的准直透镜212，一个位于被准直光路上的半透镜213，一个会聚通过半透镜213的准直光至光盘200的信息表面上的物镜214，以及一个支承物镜214的执行器216。由此，使光点射至光盘200的信息轨道201上。光学头还包括接收经物镜214和半透镜213从光盘200反射光的光探测器215。光探测器包括二个光接收部分215a和215b，用于产生一个寻轨误差信号，光接收部分215a和215b由平行于信息轨道201外伸方向分开的二个完整的光学扇区部分限定。半导体激光器211，准直透镜212，半透镜213，物镜214，光探测器215和执行器216安装在光学头基体上(未图示)，由此构成光学头410。
寻轨控制/驱动区420包括一个差动放大器218，用于接收来自光探测器215的光接收部分215a和216b的探测信号，并输出代表他们之间差的信号；一个低通滤波器(LPF)219，用于接收该差动信号；一个极性反转电路220；一个寻轨控制电路221和一个驱动电路222。LPF219使来自差动放大器218的差动信号受到预定的滤波处理，并把信号S1输出至极性反转电路220。极性反转电路220接收LPF219的信号S1和系统控制器237(下文介绍)的控制信号L1，并将信号S2输出至寻轨控制电路221。寻轨控制电路221接收极性反转电路220的信号S2，并将寻轨控制信号输出至驱动电路222。驱动电路222接收寻轨控制电路221的寻轨控制信号，并将驱动电流输至执行器216。
再现信号处理区430包括一个加和放大器223，用于输出一个表示光探测器215的光接收部分215a和215b的探测信号和值的信号(加和信号)；一个波形平衡电路224，用于接收加和信号并变换其频率特性；一个数据限幅(定)电路225，用于接收波形平衡电路224的输出，并输出一个数字信号；一个锁相回路(PLL)226，用于产生一个与数字信号同步的再现时钟信号，并输出一个与再现时钟信号同步的数字再现信号；一个地址标记(AM)探测电路227和一个选择器228，用于接收数字再现信号；一个数据解调电路229；一个误差校正电路230；一个地址解调电路231；和一个误差探测电路232。
AM探测电路227接收来自PLL226的数字再现信号，并输出一个控制信号L2至选择器228。选择器228接收来自PLL226的数字再现信号和来自AM探测电路227的控制信号L2，并将数字再现信号输至所选择的数据解调电路229和地址解调电路231中的一个。数据解调电路229经选择器228接收数字再现信号，并将解调数据输出至误差校正电路230。误差校正电路230接收来自数据解调电路229的解调数据，并将解码数据输至主计算机239。地址解调电路231经选择器228接收数字再现信号，并将解调地址输至误差校正电路232。误差校正电路232接收来自地址解调电路231的解调地址，并将地址数据输至系统控制器237。
记录信号处理区440包括一个记录信号处理电路234和一个激光驱动电路235。记录信号处理电路234接收例如代表主计算机239的数字视频/音频数据，来自主计算机239的计算机数据和来自系统控制器237的控制信号L3的信息信号，并将输出欲记录的数据至激光驱动电路235。激光驱动电路235接收控制信号L3(来自系统控制器237)，和欲记录的数据(来自记录信号处理电路234)，并将驱动电流输至半导体激光器211。
系统控制器237接收误差探测电路232的地址数据，并控制输入至，或来自主计算机的控制数据的输入或输出。系统控制器237也输出控制信号L1和L3，用于控制极性反转电路220，记录信号处理电路234和激光器驱动电路235。
主计算机239，在光盘驱动器的外部，用来控制例如代表来自主计算机239的数字视频/音频数据以及控制数据的输入/输出信息信号。
下文将介绍具有上述结构的常用光学信息记录/再现装置400的操作。
首先，介绍有关光盘200的读出信息的操作。
由系统控制器237的控制信号L3将激光器驱动电路235设置在再现方式，并对半导体激光器211加上驱动电流，使半导体激光器211受到驱动，发射一定强度的光，用于读出数据。
接着，沿着聚焦方向控制光点210的位置。假定，采用普通的聚焦控制方法，例如象散方法，在此略去对这种方法的描述。
由半导体激光器211发出的激光束用准直透镜212准直，并通过分束器(半透镜)213，用物镜214会聚至光盘200上。光束从光盘200的表面反射，并受到衍射(于是使反射的光具有一定的分布)，这种衍射是按照信息轨道201上所载有的信息进行的，反射光通过物镜214，经过分束器213入射至光探测器215上。
光探测器215的光接收部分215a和215b将入射光的强度分布的变化转换成电信号(即，电流)，并将电信号输出至差动放大器218和加法放大器223。差动放大器218将来自光接收部分215a和215b的输入电流转换成电压信号，然后得到他们之间的差值，将该值作为差动信号输至LPF219。
LPF219从差动信号内提取低频分量，并将该低频分量作为信号S1输至极性转换电路220。根据来自系统控制器237输入的控制信号L1，极性转换电路220可以允许信号S1通过，或者使其极性反转(即正或负)。结果，信号S2被输至寻轨控制电路221。信号S2被称为“径向推挽信号”，它反映在光盘200的信息表面上变换的光点210真实位置与光束受到跟踪的目标信息轨道201之间的寻轨误差量。
在此假设，信号S1是在目标信息轨道是槽轨情况下的允许通过的信号，而信号S1在目标轨道是脊轨情况下需反转。“目标”信息轨道被定义为一种信息轨道，它载有欲再现的信息，或者欲记录的信息。
寻轨控制电路221将一个寻轨控制信号输至驱动电路222，这种输出是以输入信号S2的电平为依据。驱动电路222将驱动电流按照寻轨控制信号加到执行器216，于是使物镜214的位置沿着信息轨道201的方向受到控制。结果，光点210在信息轨道201上进行正常的扫描。
一旦光点210在光盘200的信息轨道201上精确地定位，电流从光接收部分215a和215b输出，输出相当于从记录标记207或地址坑206所反射光的量，将该电流用加法放大器223作为附加信号的输出加至波形平衡电路224。需指出，在光点210射至记录标记207和地址坑206上时，由于光学干涉作用反射光的量减少，于是使光接收部分215a和215b的输出也下降，而在光点210没有入射至记录标记207或地址坑206上时，反射光的量增加，于是使光接收部分215a和215b的输出增加。
波形平衡电路224调制附加信号，以强调它的高频率分量，由此减少符号间的干涉。数据限幅电路225将受调制的附加信号转换成一种信号序列“0”和“1”(即，数字化信号)，这种转换是通过在预定的限幅电平对受调制的附加信号数字化来进行的。PLL 226从数字信号中提取数据和再现时钟信号，该数据作为数字再现信号输出至AM探测电路227和选择器228的输入端。
如果在PLL226输出的数字信号内AM探测电路227探测一个识别标题区的AM信号，则AM探测电路227切换选择器228，使数字再现信号输入至地址解调电路231。地址解调电路231解调数字再现信号，使数字再现信号被转换成一个解调地址，该地址在光学信息记录/再现装置外能得到合适的处理。误差探测电路232测定是否已读出的解调地址包括一个误差，在不存在这种误差时，对系统控制器237输出解调的地址作为地址数据。
当光点210在AM探测电路探测一个AM信号之后的一定时间内到达数据区时，AM探测电路227切换选择器228，使数字再现信号输入至数据解调电路229。数据解调电路229解调数字再现信号，使数字再现信号被转换成解调数据，该数据在光信息记录/再现装置外能予以合适地处理，受解调的数据被输入至误差校正电路230。误差校正电路230对任何包含在解调数据内的误差进行校正，并把被解调的数据作为解码数据输出至主计算机239。
在操作记录在光盘200上的信息时，另一方面，系统控制器237输出控制信号L3，于是，对记录信号处理电路234和激光器驱动电路235指示一种记录模式。主计算机239将欲记录的信息(例如数字化的视频/声频数据和计算机数据)作为记录数据输至记录信号处理电路234。记录信号处理电路234将误差校正码加至接收的记录数据上，并调制记录数据供再现同步用。由此，使受调制的记录数据输出至激光器驱动电路235。
在用控制信号L3将光信息记录/再现装置置于记录模式时，激光器驱动电路235按照所接收的记录数据调制加至半导体激光器211上的驱动电流。结果，射至光盘200上的光点210的强度随着记录数据而改变，使记录标记随记录数据变化而形成在光盘200上。
在描述上述操作过程中，主轴马达236以一定的角速度或线速度转动光盘200。
然而，在上述常规的光信息记录/再现装置400中，在标题区203内的识别数据，即，从形成在脊轨和槽轨之间边界上的地址坑(预坑)获得的输出信号(AM信号)，依据表示光学探测器215的输出的和值的加和信号予以探测。这意味着，一旦光点210偏出目标轨道时，识别信号的探测精度会变差。例如，如果光点210偏出目标轨道，离开地址坑206，这可以导致从标题区203获得的加和信号的再现幅度受到相应的减小。
另，光点210分别在标题区203和数据区204易受到由预坑206和记录标记207的某些光学调制。结果，从加法放大器223输出的加和信号接受一定程度的调制，相应的受调制数字再现信号输至AM探测电路227。这意味着，AM探测电路227错误地确定从包含AM信号的数据区204得出的数字再现信号。
本发明的目的在于提供一种光学信息记录/再现装置，用于记录、再现或消除由激光束在光学信息记录介质上形成的信息，光学信息记录介质包括在盘衬上以螺旋或同心圆形状形成的信息轨道，信息轨道包括互相交替的凹槽轨和凸脊轨，每个信息轨道包括一个标题区，用于记录预坑形式的识别数据，在盘衬上代表位置信息的识别数据；一个数据区，用于记录用户数据，聚集成信息组的预坑，每个信息组包括一定数目的预坑，信息组受到配置，朝着盘衬的内缘或外缘沿每个信息轨道的中心线的盘衬径向方向交替地有一定距离的行程，该距离基本上是信息轨道的1/2轨距。光学信息记录/再现装置包括一个光学系统，用于将光束作为会聚光点射到光学信息记录介质的信息轨道中的一个；光探测器包括二个在平行方向上分开的光接收部分，信息轨道中的一个沿着该方向伸展，光探测器接收从光学信息记录介质反射的光束；一个信号发生器，用于产生一个差动信号和一个从光探测器的两个光接收部分分别输出的两个输出信号的加和信号；一个标题区探测电路，用于测定是否依据差动信号会聚的光点跟踪该标题区或数据区；以及至少一个读出电路，用于从差动信号读出识别数据，和用于从加和信号读出记录在数据区内的信息。
在本发明的一个实施例中，标题区探测电路包括一个波形包络探测电路，用于探测差动信号的波形，并确定在波形超出预定电平时标题区是否受到跟踪。
在本发明的其它实施例中，光学信息记录/再现装置还包括一个选择器，用于按照由标题区探测电路确定的结果有选择地将差动信号或加和信号耦合至读出电路中，其中在标题区探测电路测到标题区受跟踪时选择器将差动信号耦合至读出电路；在标题区探测电路测到数据受到跟踪时，探测器将加和信号耦合至读出电路。
在本发明的另一实施例中，标题区包括再现信号同步的同步数据，标题区探测电路包括一个用于探测来自差动信号的同步信号，和相应于同步数据的同步信号的同步信号探测电路，并确定在同步信号受到探测时标题信号是否受到跟踪。
在本发明的另一实施例中，光学信息记录/再现装置还包括一个波形平衡电路，用于转换输入信号的频率特性；一个数字化电路，用按照预定的阈值对从波形平衡电路输出的信号数字化，其中波形平衡电路利用一个第一特性变换加和信号的频率性能，并利用一个第二特性变换差动信号的频率性能。
在本发明的另一实施例中，波形平衡电路包括按照由标题区探测电路测定的结果选择第一或第二特性的功能件。
在本发明的另一实施例中，光学信息记录/再现装置还包括一个解调电路，用于通过解调已数字化信号来产生一个解调信号；一个选择性地从解调电路输出解调信号的输出电路，在标题区受到跟踪时或者作为一个解调的地址，或者在数据区受到跟踪时作为一个解调的数据；一个误差探测电路，用于接收解调地址，并执行解调地址的误差探测处理；一个误差校正电路，用于接收解调数据，并执行解调数据的误差校正处理。
在本发明的另一实施例中，波形平衡电路其作用在于，使频率特性由第二特性变换的差动信号在相对于由第一特性变换的加和信号具有高的频率分量这一点予以加强出来。
根据本发明的其它目的在于，提供一种用光束照射至光学信息记录介质上同时在该光学信息记录介质上记录、再现或消除信息的光学信息记录/再现的方法，光学信息记录介质包括以螺旋形或同心园形状形成在盘衬上的信息轨道，信息轨道包括互相交替的槽轨和脊轨，每个信息轨道包括一个标题区，用于记录预坑形式的识别数据，表示盘衬上位置信息的识别数据；以及数据区，用于记录用户数据，聚焦成信息组的预坑，每个信息组包括一定数目的预坑，信息组被配置成沿着从每个信息轨道的中心线的盘衬的径向方向朝着盘衬的内缘或外缘交替地具有一定的距离，该距离基本上是信息轨道的1/2轨距。所述方法包括的步骤是将会聚成光点的光束射向光学信息记录介质的一个信息轨道上；由光探测器探测从光学信息记录介质上反射的光束，该探测器具有二个在平行于沿信息轨道中的一个伸展方向上分开的光接收部分；分别从光学探测区的二个光接收区输出的输出信号产生一个差动信号和一个加和信号；依据差动信号测定会聚的光点正在跟踪标题区还是数据区；在选择差动信号时，从差动信号读出识别数据；在加和信号受到选择时，从加和信号读出数据区内的信息。
在本发明的一个实施例中，测定步骤包括探测差动信号的波形；确定在波形超过预定电平时标题区受到跟踪。
在本发明的另一实施例中，光学信息记录/再现方法还包括，按照测定的结果或者选择差动信号，或者选择加和信号的步骤，其中，在标题区受到跟踪的测定步骤中选择差动信号；而在测定到数据区受到跟踪的步骤中选择加和信号。
在本发明的其它实施例中，标题区包括再现信号同步的同步数据，以及其测定步骤包括探测差动信号的同步信号，以及有关同步数据的同步信号；并测定在同步信号受到探测时标题区受到跟踪与否。
在本发明的其它实施例中，光学信息记录/再现方法还包括在加和信号受到选择时，通过利用一个第一特性来转换加和信号的频率特性，以及在差动信号受到选择时，通过利用一个第二特性来转换差动信号的频率特性，对波形进行平衡的步骤；并按照一个预定的阈值对波形平衡步骤中的输出信号进行数字化。
在本发明的其它实施例中，光学信息记录/再现方法还包括的步骤是通过对数字化信号解调产生一个解调信号；进行误差探测处理，在标题区受到跟踪的测定步骤中，将解调信号作为一个解调的地址信号；进行误差探测处理，在数据区受到跟踪的测定步骤中，把解调信号作为解调数据信号。
在本发明的其它实施例中，在波形平衡步骤中，频率特性由第二特性变换的差动信号，就其相对于频率特性由第一特性变换的加和信号的高频分量予以强调出来。
因此，上述的本发明在用于中间地址系统的光学信息记录介质的记录/再现中其优点是，(1)提供一种光学信息记录/再现装置，和能可靠地探测记录在标题区内识别数据的信息记录/再现方法，(2)提供一种光学信息记录/再现装置，和能不用增加电路的尺寸就可可靠地探测识别数据的信息记录/再现的方法。
本发明的这些和其它优点，通过参照附图详细阅读和理解下述的说明，可使本领域的技术人员更为清楚。
图1表示根据本发明一个示例的光学信息记录/再现装置的方框图。
图2A和2B示意采用在本发明一个示例中的光学信息记录/再现装置中的光盘图。
图3是根据本发明的一示例中在用于光学信息记录/再现装置的光盘的标题区内识别数据的典型逻辑格式图。
图4是用于本发明一示例中的光学信息记录/再现装置中的光盘标题区内地址数据组的位置图。
图5是图4的光盘标题区附近情况的放大视图。
图6A是根据本发明的一示例中信息记录/再现装置的加和信号的典型波形图。
图6B是根据本发明的一示例中信息记录/再现装置的差动信号的典型波形图。
图6C是根据本发明的一示例中信息记录/再现装置的波形包络探测信号的典型波形图。
图7A-7E是根据本发明的一示例中信息记录/再现装置用的光盘的典型分区格式示意图。
图8A-8C是表示第一数据单元的典型结构图。
图9是说明根据本发明的另一示例的光学信息记录/再现装置的再现信号处理区附近情况的方框图。
图10是根据本发明的又一个示例的光学信息记录/再现装置的再现信号处理区附近情况的方框图。
图11是图10所示的光学信息记录/再现装置的再现信号处理区的波形平衡电路的频率特性图。
图12A和12B是说明具有传统区域格式的光盘图。
图13是表示传统光盘的标题区的放大视图。
图14是说明常用光学信息记录/再现装置的方框图。
下文，将通过说明示例并结合附图对本发明作出介绍。每个下述的例子所表示的情况是，光盘采用包含一种相位改变型的记录材料(能根据实际反射率的改变进行记录/再现)，CAV(恒定角速度)方法用于控制光盘的转动。然而，本发明的光学信息记录/再现装置和记录/再现方法能用于任何光学信息记录介质，这些介质能够用光学方法记录/再现信息，例如是相位改变型，磁光型或染料型的介质。另，本发明的装置和方法能用于透射型结构的记录介质，以及反射型结构的记录介质。例1下面将说明根据本发明例1的光学信息记录/再现装置。图1是说明本发明的光学信息记录/再现装置100的方框图。
如图1所示，光学信息记录装置100包括一个用于驱动光盘1的光盘驱动器170，和一个主计算机180。光盘1包括一信息轨道2(即，槽轨或脊轨)。
光盘驱动器170包括一个光学头110，一个寻轨控制/驱动区120，一个再现信号处理区130，一个记录信号处理区140，一个转动光盘1的主轴马达150和一个系统控制器160。
光学头110包括一个半导体激光器，一个对半导体激光器发出的激光进行准直的准直透镜4，一个位于准直光路上的半透镜5，一个将通过半透镜5的准直光会聚至光盘1的信息表面上物镜6，以及一个支承物镜6的执行器8。于是，光点被照射到光盘1的信息轨道2上。光学头110还包括，一个光探测器7，用于接收经过物镜6和半透镜5从光盘1反射的光。光探测器7包括二个光接收部分7a和7b，光接收部分7a和7b把光探测器7限定为二个完整部分，这种限定是在沿着信息轨道2伸展的平行方向上划分的。半导体激光器3，准直透镜4，半透镜5，物镜6，光探测器7和执行器6均安装在光头基座(未图示)上。因此构成该光学头110。
从光探测器7的光接收部分7a和7b输出的被探测信号输入到再现信号处理区130内的加和放大器15和差动放大器10。加和放大器15输出代表二个探测信号的和值的加和信号。差动放大器10输出代表二个探测信号之间差值的差动信号。
寻轨控制/驱动区120包括一个用于接收来自差动放大器10输出的差动信号的低通滤波器(LPF)11；一个极性转换电路12；一个寻轨控制电路13和一个驱动电路14。LPF11使差动放大器10的差动信号受到预定的滤波处理，并较出一信号S10至极性变换电路12。极性变换电路12接收来自LPF11的信号S10，和来自系统控制器160(下面将介绍)的控制信号L10，并将信号S20输出至寻轨控制电路13。寻轨控制电路13接收来自极性变换电路12的信号S20，并将寻轨控制信号输出至驱动电路14。驱动电路14接收来自寻轨控制电路13的寻轨控制信号，并将驱动电流输出至执行器8。
再现信号处理区130包括加和放大器15，用于输出由光探测器7的光接收部分7a和7b输出的被探测信号的加和信号；差动放大器10，用于输出由光探测器7的光接收部分7a和7b输出的被探测信号的差动信号；第一选择器16，用于接收加和信号和差动信号，并有选择地输出一种信号；波形平衡电路17，用于接收第一选择器16的信号，并变换其频率特性；数据限幅电路18，用于接收波形平衡电路17的输出，并输出一个数字信号；锁相回路PLL19，用于产生一个再现时钟信号，该信号与数字信号同步，并输出一个与再现时钟位置同步的数字再现信号；解调电路20，用于接收数字再现信号，并输出一个解调信号；第二选择器21；误差校正电路24；和误差探测电路25。
第二选择器21将解调电路20的解调数据引向误差校正电路24或误差探测电路25中的一个。误差校正电路24对所接收的解调数据进行误差校正，并将作为解码数据的结果输出至主计算机180。误差探测电路25对接收的解调数据进行误差探测，并将作为地址数据的结果输出至系统控制器160。
再现信号处理区130还包括一个标题范围探测区30，探测区130又包括波形探测电路22和一个OR门23。波形探测电路22接收来自差动放大器10的差动信号，并对其波形进行探测。OR门23在其一个终端接收波形探测信号，和在其另一终端接收来自系统控制器160的控制信号L50，从而根据波形探测信号和控制信号150输出一个控制信号L40。控制信号L40加至第一和第二选择器16和21。根据控制信号L40，第一选择器16有选择地或者将上述的加和信号，或者将上述的差动信号输出至波形平衡电路17。第二选择器21，根据控制信号L40，有选择地将上述解调信号或者输出至误差校正电路24，或者误差探测电路25。
记录信号处理区140包括，一个记录信号处理电路27和一个激光器驱动电路28。记录信号处理电路27接收例如表示数字视频/音频的信息信号，和来自主计算机180的计算机信号L30，和来自系统控制器160的控制信号L30，并输出欲记录的数据至激光器驱动电路28。激光器驱动电路28接收控制信号L30(从系统控制器160)，和欲记录的数据(从记录信号处理电路27)，并将驱动电流输出至半导体激光器3。
系统控制器160接收来自误差探测电路25的地址数据，并控制输入或来自主计算机180的控制数据的输入或输出。系统控制器160也输出控制信号L10，L30和L50，用于对极性反转电路12，记录信号处理电路27，激光器驱动电路28和OR门电路23进行控制。
主计算机180，位于光盘驱动器170的外部，控制例如表示数字视频/音频，或来自主计算机的计算机数据、以及控制数据的输入/输出信息信号。
图2A和2B是表示本例中所用的光盘1的结构示意图。如图2A所示，信息轨道2以螺旋形或同心圆形状形成在光盘1上。按照预定的具体格式，沿着光盘1上的信息轨道2连续地提供许多扇形区36。扇形区36限定信息的单元，可以将记录或再现的信息存取到信息单元内。如图2B所示，每个扇区36包括一个记录识别数据(指示光盘1上扇区的位置)的标题区37，和记录用户数据的数据区38。识别数据和用户数据受到适当地调制，提供可以适宜于记录在光盘1上的信号。在本例中，假设识别数据和用户数据是由相同的调制方法予以调制的。
图3表示识别数据35(标题区37)的典型逻辑格式。如图3所示，识别数据35(标题区37)包括四个地址信息组46-49。在所示的典型情况下，一个扇区地址43记录在每个地址信息组中，从而相应地址信息组46-49提供四个扇区地址，如分别由ID1-ID4所示，这些ID数字指示出在相关的地址区内地址信息组的位置次序)。
地址信息组46-49的每一个中包括，一个同步信号40(表示为“VFO”)，一个地址标记41(AM)，一个ID数42，一个扇区地址数43，一个周期冗余位检查44(CRC)，和一个后序45(PA)。
VFO40是一个包括连续重复图形的数据，用于不管在光盘1的可能的转动变化均能确保地址信号的再现。通过将PLL19锁定到由VFO40所提供的图形上，产生一个读出数据的时钟信号。AM41是由表示地址数据(地址号43)的开始的特殊码图形组成。ID数42指示每个地址数据组(即本例中的1-4)的顺序号。地址数43是一个指示光盘1上扇区36的位置的数据。CRC44是一个由地址数43和ID数42产生的误差校正码。PA45用于在调制误差探测码后灵活调整溢出CRC区44的字长的任何存取部分。
虽然上述的地址信息组46-49指出本例所需的最小的信息，但是地址信息组46-49也可包含合适的附加信息。
图4是表示光盘1上地址信息组46-49(在标题区37内)的具体位置的示意图。图4中的水平方向表示信息轨道2向外伸展的方向，而垂直方向表示光盘1的径向方向。为便于说明，图4所示的示图在沿着相对于光盘1的径向方向的轨道方向上其整个大小受到减小。假定光点(未图示)在图中的从左至右方向上行进寻迹。信息轨道2包括交替的槽轨54和脊轨55。
如图4所示，镜区51形成在一个扇区36的标题区37和之后的数据区38之间。而且，数据区38的开始有一个间隙区52。紧靠扇区36的前面区的数据区38的末端有一个缓冲区53。信息轨道2(即，槽轨54或脊轨55)外伸出间隙区52和缓冲区53。标题区37包括四个地址信息组46-49(分别标以PID1-PID4)。实际的地址信息组是采用预坑的形式。
如图4所见，地址信息组PID1-PID2是偏离槽轨的中心组移动的，将使落到光点行进方向的左侧上；地址组PID3和PID4将移向光点行进方向的右侧。另，地址信息组PID1和PID2的各自中心线位于相应槽轨54的左面轨界上(相对于光束行进方向)；而地址信息组PID3和PID4的各自中心线位于相应槽轨54的右面轨界上(相对于光束行进方向)。所以，如下面将详述那样，形成地址信息组PID1-PID4的预坑相应于槽轨54的中心线有半(1/2)个轨距的移动。
这里，假定轨道距，它由从信息轨道(槽或脊)的中心线至沿着径向相邻信息轨道的另一个信息轨道的中心线之间的距离Tp定义，轨距基本上等于每个信息轨道的宽度。如图4所见，从每个地址信息组(如，46)的中心线至沿着径向方向相邻地址信息组的相应地址信息组的中心线的距离(定义为沿着径向具有相同ID数的地址信息组的轨距)是轨距的二倍(即，2Tp)。
图5是表示邻近标题区37的放大平面视图。如图5所示，槽轨54(54a-54c)和脊轨55(55a-55b)交替地形成，作为信息轨道2。数字64和65分别表示槽轨54和脊轨55的中心线。信息(用户数据)是以可重写的记录记号68被记录在数据区38内，而信息(识别数据)是以预坑67的形式被记录在标题区37内。光点在欲寻轨的信息轨道的中心线上，沿着箭号(→)所指的方向行进。
如图5所见，在标题区37，地址信息组PID1，PID2，PID3和PID4，分别相应于地址信息组46，47，48和49形成预坑(预置凹坑)。地址信息组PID1和PID2偏离于相应信息轨道(即，槽轨54)移位，从而移至光点60行进方向的左侧；地址信息组PID3和PID4朝着光点60行进方向的右侧移位。地址信息组PID1-PID4偏离相应槽轨54的中心线由1/2轨距的移位。
在镜区51不形成预坑或凹槽。槽轨54和脊轨55通过数据区38形成。在数据区38，记录的标记68，按照用户数据，例如视频/声频或计算机数据通过变动光盘1的记录层的光学性能(例如，反射性能)来形成。例如，记录标记68可以作为非晶态部分相对晶态的非记录部分来形成。
如图5所见，预坑67指示识别数据，这些预坑67形成在槽轨54的中心线与脊轨55的中心线之间。沿着径向，预坑67的宽度基本上等于信息轨道的宽度。在每个槽轨54内，在地址信息组ID1和ID2中的预坑67被设置成朝着光点行进的方向左侧有移位，而在地址信息组ID3和ID4中的预坑67被设置成朝着光点行进的方向右侧具有移位。于是，沿着标记区37内径向方向，相邻预坑67的中心之间的距离是轨距的两倍(即2Tp)。轨距2Tp被定义为“预坑轨距”。由于沿径向预坑67的宽度基本上等于信息轨道的宽度(即，轨道距Tp)，所以应明白，标题区37包括预坑67，脊区具有轨距Tp的宽度，他们交替地沿着径向形成。
所以，在光点60行进在标题37上时，光点60的一部分通过预坑67，而不需考虑槽轨54或脊轨55是否受到寻轨，从而来自光点60的反射光量在某种程度上受到预坑67的调制。结果，识别数据(即，位置信息)可以确保获得，不管槽轨54或脊轨55是否受到寻轨。
下面，再次参见图1，将介绍具有上述结构的光学信息记录/再现装置的操作。
首先，将介绍有关在光盘上读取信息的操作。
主计算机180对系统控制器160发出一个再现方式的指令。按照指示再现方式的指令，系统控制器160将控制信号L30加到激光器驱动电路28。于是，使激光器驱动电路位于再现模式，并输出一个驱动电流至半导体激光器3，使半导体激光器3受到驱动，发射出一定强度的光束。
之后，使光点60的位置沿着聚焦方向受到控制，假设，采用常用的聚焦控制方法，例如象散的方法，对这种方法的介绍从略。
用准直透镜4对半导体激光器3发出的激光束进行准直，再导向分束器5(半透镜)，并用物镜6将光束会聚至光盘1上，按照载于信息轨道2上的信息使反射的光束受到衍射(由此产生某种反射光的分布)，反射光束再通过物镜6经过分束器5射向光探测器7。
光探测器7的光接收部分7a和7b将入射光的强度分布的变化转换成电信号(即，电流)，同时将电信号输到差动放大器10和加和放大器15。差动放大器10将来自光接收部分7a和7b的输入电流转换成电压信号，然后得到他们之间的差，把它作为一个差动信号输入到LPF11。
LPF11从差动信号中提取低频分量，并将该低频分量作为信号S10输出至极性变换电路12。按照从系统控制器160输入的控制信号，极性变换电路12可以允许信号S10通过，或者反转他们的极性(即，正或负)。结果，使信号S20被输入至寻轨控制电路13。信号S20称为“径向推挽信号”，它相当于会聚在光盘1的信息表面上的光点60与信息轨道2之间的径向寻轨误差量。
在此，假设信号S10在目标信息轨道2是一槽轨54的情况下允许通过(不用反射极性)，以及信号10在目标信息轨道2是一脊轨情况下需受到极性反转。
寻轨控制电路13根据输入信号S20的电平，将寻轨控制信号输至驱动电路14。驱动电路14按照寻轨控制信号将驱动电流加至执行器8，由此物镜6沿着横过信息轨道2的方向上的位置受到控制。结果，光点60在信息轨道2上正确地扫描。
一旦光点60精确地定位在光盘1的信息轨道2上时，波形探测电路22执行差动信号的波形探测，该差动信号是由差动放大器10输出的。在光点60开始如图5所示追踪标题区37时，波形信号超过预定的阈值。于是，波形探测电路22探测差动信号的波形，并将波形探测信号D60(在高电平时该信号是一个数字信号)输至OR门23。换言之，标题区37通过探测差动信号的波形而受到检测。
OR门23从系统控制器160提供一个波形探测信号D60和控制信号L50的逻辑OR，从而使控制信号L40处于高电平，并被输出至第一和第二选择器16和21。当控制信号L40在高电平时，第一选择器16将差动放大器10耦接至波形平衡电路17，使差动信号被输入至波形平衡电路17。波形平衡电路17调制差动信号，以加强它的高频分量，于是减小差动信号内的码间干扰。数据限幅电路18将调制信号利用在预定限幅电平的受调制差动信号数字化来转换成“0”和“1”的信号序(即，数字化信号)。PLL19从数字信号中提取数据和再现时钟信号，再将数据作为数字再现信号输出至解调电路20。
解调电路20对再现数字信号解调，使数字再现信号被转换成一个受调制的地址，该地址在光学信息记录/再现装置外可以得到合符需要的处理，再现的数字信号被输至第二选择器21。第二选择器21将解调电路20耦接至误差探测电路25，此时的控制信号L40处于高电平，于是使解调的地址耦合至误差探测电路25。误差探测电路25测定是否解调的地址包括一个误差，在不存在这样一个误差时，将解调的地址数据输至系统控制器160。
依据所接收到的地址数据，系统控制器160执行诸如存取，再现或记录的功能。系统控制器160在接收地址数据之前保持控制信号L50在低电平。然而，地址数据被接收，则系统控制器160周期性地设置高电平的控制信号150一个相应于标题区37的长度的周期时间(下面将此周期称为“THD”)。该循环周期(下面称为“Tsc”)等于由光点60跟踪一个扇区所需的时间。
于是，第一和第二选择器16和21得到周期性地切换，使它有可能探测周期性出现在差动信号中的识别数据(地址信息组ID1-ID4)，并没有不成功。
现，将详细介绍依据差动信号读取识别数据的原理，以及依据探测差动信号的波形来探测标题区的原理。由于差动信号是一个径向推挽信号，该信号，只要光点60完全跟踪信息轨道2(不偏轨)的中心线，就不受到信息轨道2的中心线上记录记号68的调制。所以，在数据区38内进行跟踪时差动信号实际上处于零电平。
相反，在标题区37内，光点60的中心跟踪在与图5所示的预坑67的行中心位移1/4预坑距的边缘线上。所以，差动信号接收最大量的由预坑67的调制，同时在标题区37内进行跟踪，因为这样一种差动信号相应于凹槽以差动信号的“1”和“0”的位序连续地形成，并在受到偏轨量等于1/4槽距的情况下的一种径向推挽信号。
由此，可以通过探测差动信号的波形，从而探测高信号电平的周期来探测标题区37。波形包络探测电路22可以由例如相对于识别数据的频带宽度具有足够长的时间常数的低通滤波器来执行。
图6A、6B和6C典型地表示由加和放大器15输出的加和信号的波形，由差动放大器10输出的差动信号的波形，和包络探测信号的波形，此时的光点60是沿着图5所示的槽轨54的中心线67寻轨。由于加和信号受到记录标记68和预坑67的调制，所以加和信号在图6A所示的数据区38和标题区37内具有非零输出电平。由于光点60在偏离预坑67的中心线有1/2轨距(Tp/2)的偏轨时跟踪槽轨54，则在标题区37内加和信号接收的调制量基本上不大于加和信号在数据区38内接收的调制量。
另，差动信号不受到沿着槽轨54的中心线提供的记录标记68的调制，除非光点60处于偏轨状态。所以，如图6B所示，在数据区38，差动信号的输出幅度基本上为零。另，在光点60离预坑67的中心线有1/4预坑距偏轨时，差动信号接收最大的调制量。所以，在标题37内差动信号的调制量大于加和信号(见图6A)的调制量。由于地址信息组PID1和PID2相对于地址信息组PID3和PID4在相反的方向上具有移位，所以差动信号取相应的反极性。
图6C表示加到图6B所示的差动信号上的波形探测的结果。见图6C，波形探测电路22的输出，在差信号呈现出由于识别数据而产生的振幅调制图形时，它处于高电平。
见图5，在光点60于探测标题区37之后的一定时间THD内到达镜面区51或间隙区52(数据区38)时，如上所述，差动信号的波形基本上处于零电平，从而波形探测电路22的输出移动至低电平。
再参见图1；波形探测电路22的输出D60移至低电平。由于系统控制器160的控制信号L50也在同时移至低电平，所以OR电路23的控制信号L40也移至低电平。结果，第一选择器16的输入端与差动放大器10的输出去耦，而耦合至加和放大器15的输出。同时，第二选择器21的输出端也从误差探测电路25去耦，代之耦合至误差校正电路24。
在数据区38内进行跟踪时，从光点60反射的光量，由于存在记录标记68，而下降，致使从光接收部分7a和7b的输出下降。另，在不存在记录标记68时，从光点60反射的光量增加，使得从光接收部分7a和7b的输出增加。从光接收部分7a和7b的输出信号，相当于反射光的量，他们由加和放大器15加和，从而作为加和信号经由第一选择器16输出至波形平衡电路17。
由于在标题区37内的识别数据和在数据区38内的用户数据受到本例中的相同调制方法的调制，所以波形平衡电路17，数据限幅电路18，PLL和解调电路20可以采用类似于处理差动信号的方法来处理加和信号。加和信号由解调电路20转换成一个解调信号，再由第二选择器21将该解调信号输出至误差校正电路24。误差校正电路24校正任何出现在解调信号中的误差，并把结果作为解调数据输至主计算机180。
另，在操作光盘1上的记录信息时，系统控制器160输出控制信号L30，于是，将记录模式指示至记录信号处理电路27和激光器驱动电路28。主计算机180输出欲作为记录数据记录的信息(即，数字视频/音频数据和计算机数据)至记录信号处理电路27。记录信号处理电路27将一个误差校正码加至所接收的记录数据上，并对记录同步用的记录数据进行调制，于是受到调制的记录数据作为欲记录的调制数据被输出至激光驱动电路28。
在用控制信号L30将光学信息记录/再现装置置于记录模式时，按照所接收的记录数据将加至半导体激光器3的驱动电流用激光驱动电路28进行调制。结果，射至光盘1上的光点60的强度按照记录数据的大小而改变，使记录标记68按照记录数据的变化而形成在光盘1上。
在介绍上述的操作中，主轴马达150以恒定的角速度和线速度旋转。
下面，将详细介绍本例的数据格式。
图7A-7E是表示本例的光盘1的典型区格式的示意图。如上所述，在光盘1上一个整圆的信息轨道2被分成许多区36。假设，信息轨道2被分成如图7A所示的n个数目的区。如图7B所示，每个区36包括标题区37，镜区51，间隙区52，第一前同步区(VFO)57，主信息区58，保护数据区59和缓冲区53。
标题区37，它也称为“识别信号区”，其内包括预坑。镜区51定义为其上没有预坑或凹槽的区。可以通过探测从光点入射至镜区51(起着反射光量的作用)上的反射光量来控制射至光盘1上的光量。间隙区52，第一前同步区(VFO)57，主信息区58，保护数据区59和缓冲区53限定一个或由槽轨或由脊轨构成的数据区38。为了确保在光点通过标题区37(识别数据区)之后和光点到达第一前同步区57之前允许信号处理的某一时间边缘，需提供间隙区52。第一前同步区57，它也称为“VFO”，包括在主信息区58内产生再现记录数据的同步时钟信号的单个周期的记录标记。在记录于主信息区58内的记录标记之后是保护数据区59，在该区以记录标记的形式记录伪数据。在进行大数目的再现或记录的情况下，伪数据可阻止由于热负载而造成的损坏，该热负载可以在光盘的记录层上从达到主信息区58的一组记录标记的一端部内开始。缓冲区53用于在每区的记录标记的系列由于旋转速度误差而成为超长的情况下，在数据区内对整个记录标记的系列进行调整，尤其在比马达150的预定转速快许多的情况下。
如图7C所示，标题区37包括四个地址信息组PID1，PID2，PID3和PID4。如图7D所示，每个地址信息组包括一个第二前同步区40，一个地址标记(AM)区41，一个识别信息(地址)区43，一个误差探测码(CRC)区44和一个后同步区45(分别相应于图3中的VFO40，AM41，地址43，CRC44和PA45)。
还有，如图7E所示，识别信息区43包括，一个区段信息区和一个完全的地址数目区。该区段信息包括，指示PID数的标志，以及指示区域的种类(即，引入，引出或重写区域)，区段的种类(即，只再现或可再写的)等的标志。完全地址数是区段的数。
在主信息区内欲记录的信息通过下述的信号处理产生首先，如图8B所示，主数据74的2048字节，数据ID71，误差校正码72，用于数据ID的校正，保留信息数据73和用于保留信息数据73的误差校正码75，把他们加至每个区段内。部分71-75统称为第一数据单元70(图8A)。在第一数据单元70内的数据被量化。
接着，将Reed Solomon的误差校正码在量化后被加至由16个第一数据单元70组成的信息组中，形成16个第二数据单元。最后，在每个第二数据单元内的数据受到8-16的调制，在此8位/符号数据按照预定的规则转换成16通道位。之后，将同步图形插入第二数据单元，以给出第三数据单元。该第三数据单元被记录在主信息区58(图7B)内。
数据ID71包括，数据区信息76和数据区域77。数据区信息76可以包括，例如指示信息轨道(例如，槽轨或脊轨)的种类，区域的种类(例如，引入，引出或可重写区域的种类)，数据的种类(例如，仅再现或可重写的)等的标志。数据区域77与上述完全地址数是等同的。
如上所述，按照本例的光学信息记录/再现装置100采用具有标题区(包括代表识别数据的预坑67)的光学信息记录介质，该记录介质包括许多沿着光盘的径向朝着光盘的内缘或外缘交替移位的地址信息组(四个地址信息组46-49)。结果，即使光点60偏离轨道，光点60将到达朝着内缘或外缘移位的地址信息区中的一个，于是在到达的地址信息组中由预坑67代表的识别数据可予以可靠地探测到。
还有，按照本例的光学信息记录/再现装置100，记录在标题区内的信息(即，多行沿着径向距信息轨道2的中心线基本上具有1/2轨距(Tp)移位的预坑67)可利用从光探测器7的光接收部分7a和7b获得的二个输出之间的差动信号来再现。差动信号的幅度大于从光探测器7的光接收部分7a和7b的二个输出的加和信号的幅度。由于记录在数据区38内的数据，按照沿着信息轨道2的中心线安排的记录标记68的形式记录，所以差动信号在再现数据区38过程中基本上处于零电平。结果，在数据区38内再现数据时由于差动信号产生无数字再现信号，由此在标题区37和数据区38之间造成一种明显的区别，进而提高标题区37的探测精确度。另，差动信号的增加幅度也提高识别数据的读出精确度。
还有，差动信号免于受到记录标记68的调制，它只受到预坑67的调制。结果，可以借助于波形包络探测电路22通过探测差动信号的波形简便地探测标题区37。
如上所述，标题区37由探测差动信号的波形来检测，即，不用读取记录在标题区37内的识别数据的图形。所以，有可能在取得与识别数据同步之前来探测该标题区37，于是测定出是否标题区37，或数据区38受到再现。根据测定的结果，或者可选择差动信号，或者可选择加和信号作为将受到例如波形平衡，数字化(数据限幅)，同步(PLL)和调制的处理。结果，可能赋予波形平衡电路17，数据限幅电路18，PLL19和调制电路20差动信号(适用于标题区37的再现)和加和信号(适用于数据区38的再现)。即，不需要配以二套这样的电路，例如一个电路用于标题区，另一个电路用于数据区，从而可以降低电路的规模。
另，根据本例，标题区37还能通过波形探测来予以检测，纵然识别数据(VFO)含有一个误差也没关系。例2图9是说明按本发明的例2所述的光学信息记录/再现装置的再现信号处理区132的方框图。在图9中，对于在例1的光学信息记录/再现装置100中出现的结构元件也采用相同的参考标号表示，对其说明在此从略。
见图9，再现信号处理区132包括一个加和放大器15，用于输出从光探测器7的光接收部分7a和7b输出的被探测信号的加和信号，一个差动放大器10，用于输出从光探测器7的光接收部分7a和7b输出的被探测信号的差动信号；一个第一波形平衡电路81，用于接收来自差动放大器10的差动信号，并转换它的频率特性；一个第一数据限幅电路82，用于接收第一波形平衡电路81的输出，并输出一个数字信号；一个第一PLL83，用于产生一个与第一数据限幅电路82输出的数字信号同步的再现时钟信号，并输出与再现时钟信号同步的第一数字再现信号；一个第二波形平衡电路84，用于接收来自加和放大器15的加和信号，并转换其频率特性；一个第二数据限幅电路85，用于接收第二波形平衡电路84的输出，并输出一个数字信号；一个第二PLL86，用于产生一个与第二数据限幅电路85输出的数字信号同步的再现时钟信号，并输出一个与再现时钟信号同步的第二数字再现信号，一个第三选择器89，用于接收第一和第二数字信号，并有选择地输出其中一个信号；一个解调电路20，用于接收来自第三选择器89的数字再现信号，并输出一个解调信号；一个第二选择器21；一个误差校正电路24和一个误差探测电路25。
需注意，按本发明例的再现信号处理区132不包括“第一”选择器。在此，由于选择器的相似的功能，将“第二”选择器取各在光学信息记录/再现装置100中的第二选择器21之后；而“第三”选择器89为另一个选择器。
第二选择器21将解调电路20的解调数据送至误差校正电路24、或者误差探测电路25。误差校正电路24对接收的解调数据执行误差校正，并输出作为解码数据的结果至主计算机180。误差探测电路25执行所接收解调数据的误差探测，并输出作为地址数据的结果至系统控制器160。
再现信号处理区132还包括，一个VFO探测区32，它又包括一个VFO探测电路87和一个OR门88。该VFO探测电路87接收第一PLL83的第一数字再现信号，并依据VFO的探测，输出一个VFO探测信号。该OR门88在其一端接收来自VFO探测电路87的VFO探测信号，并在其另一端接收来自系统控制器160的控制信号L52，从而依据VFO探测信号和控制信号L52输出一个控制信号L42。控制信号L42被加至第二和第三选择器21和89。第三选择器89按控制信号L42有选择地或者将第一，或者将第二数字再现信号输至解调电路20。第二选择器21按控制信号L42有选择地将解调电路20的解调信号或者输出至误差校正电路24，或者输出至误差探测电路25。
另外，本发明例的光学信息记录/再现装置具有例1的光学信息记录/再装置100的相同结构。
下面，主要介绍本例的光学信息记录/再现装置在操作方面不同于例1的光学信息记录/再现装置100(见图1)的地方。
从差动放大器10输出的差动信号被转换成第一数字信号(经由第一波形平衡电路81，第一数据限幅电路82和第一PLL83)，并被输出至VFO探测电路87和第三探测器89。由VFO探测电路87监控第一PLL83输出的信号序列，作为VFO分量。在光点60开始跟踪标题区37时，存在于地址信息组46的开始部分内的VFO分量出现在差动信号内。根据对VFO分量的探测，VFO探测电路8 7将一个VFO探测信号(是一个高电平的数字信号)输至OR门88。换言之，借助VFO探测电路87，本例中通过探测差动信号中的VFO分量来探测标题区。
OR门88驱动VFO探测信号的逻辑OR，和系统控制器160的控制信号L52，从而使控制信号L42地高电平，并输出至第二和第三选择器21和89。在控制信号L42处于高电平时，第三选择器89将第一PLL83的输出耦合至解调电路20，从而使第一数字再现信号(从差动信号得到)被输入至解调电路20。解调电路20将第一数字信号转换成一个解调地址，并使它经过第二选择器21输出至误差探测电路25。
系统控制器160对OR门88发出控制信号L52，并周期性地切换第二和第三选择器21和89，于是利用VFO探测电路87平滑地探测标题区37。尤其，探测VFO分量可以采用例如由读出时钟信号(可从第一PLL83输出)，对第一PLL83输出的第一数字再现信号的周期进行计数来探测。由于VFO基本上是一个重复的周期图形，该周期是时钟的N倍(N代表预定的整数)，所以VFO可以由对重复周期N的计数来探测。
在跟踪数据区38时，在差动信号中没有VFO分量被探测到，因此VFO探测电路87的输出处于低电平。因为来自系统控制器160的控制信号L52在预定时间周期THD之后的某时也移位至低电平，所以OR电路88的控制信号L42也移位至低电平。结果，第三选择器89的输入端从第一PLL83的输出去耦，并代之耦合至第二PLL86的输出。同时，第二选择器21的输出端从误差探测电路25中去耦，并代之耦合至误差探测电路24。
来自加和电路的加和信号由第二波形平衡电路84，第二数据限幅电路85，第二PLL86处理，同时解调电路20用类似于处理差动信号的方式进行处理。于是，将受到处理的加和信号，经过第二选择器21作为解调数据输出至误差校正电路24。
如上所述，按照本例的光学信息记录/再现装置，标题区37可以完全借助VFO探测电路87通过探测差动信号中的VFO分量来予以探测。
虽然本例介绍地是利用从第一PLL83输出的再现时钟信号来探测VFO分量的情况，但它也可以利用由系统控制器160等的内部时钟信号，对来自第一数据限幅电路82输出的数字信号的VFO分量的重复时钟N进行计数来探测。在这种情况下，可以把第一和第二PLL83和86作为一个PLL实施。
在本例中，有代表性表示VFO40(在图7D中示例的)的图形是由VFO探测电路87探测。按照DVD说明中的8-16调制，例如表征VFO40的图形是一个单信号，譬如3T周期的重复，这里T表示信道位(注意，最小标记长度，即位长，是3T)。
替代探测表征VFO40的图形的结构，也可以采用探测表征地址标记(AM)41的图形的AM探测电路。在这种情形下，地址标记仅出现在标题区37内，于是对标题区37将消除误测数据区38的可能性。因此可确保一种相当可靠的探测。标题区37可以可靠的得到探测，需注意的是，一种包含12T-图形或更大的混合图形不能存在于标题区37之外的某一区内，因为按照8-16调制结构的最大图形是11T，它所允许的图形长度是在3T-11T范围内。例3例10是表示按本发明的例3的近邻所述光学信息记录/再现装置的再现信号处理区133的方框图。在图10中，同样出现在例1(见图1)的光信息记录/再现装置100中的组成元件在本例中采用相同的标号，对其说明从略。
如图10所示，再现信号处理区133包括一个加和放大器15，用于将光探测器7的光接收部分7a和7b输出的探测信号的加和信号输出；一个差动放大器10，用于输出由光探测器7的光接收部分7a和7b输出的探测信号的差动信号；一个标题部分探测区30，包括接收来自差动放大器10的差动信号，和探测其波形的波形探测电路22以及OR门23；一个第一选择器16，用于输出接收的加和信号和接收的差动信号中的一个；一个第三波形平衡电路91，用于接收来自第一选择器16的信号，并转换其频率特性；一个数据限幅电路18，用于接收第三波形平衡电路91的输出，并输出一个数字信号；一个PLL19，用于产生一个与数字信号同步的再现时钟信号，并输出一个与再现时钟信号同步的数字再现信号；一个解调电路20，用于接收数字再现信号，并输出一个解调信号；一个第二选择器21；一个误差校正电路24；以及一个误差探测电路25。第二选择器21直接把来自解调电路20的解调数据送至误差校正电路24的误差探测电路25之一内。误差校正电路24对所接收的解调数据执行误差校正，并输出解码数据的结果到主计算机180。误差探测电路25执行所接收的解调数据的误差探测，并输出作为地址数据的结果至系统控制器160。
再现信号处理区133还包括一个第四选择器92，一个第一参数设置电路92和一个第二参数设置电路94。
需指出，根据本例的再现信号处理区133不包括“第三”选择器。在此，由于他们的类似功能，规定“第一”和“第二”选择器16和21被取名在例1的光学信息记录/再现装置100之后；“第四”选择器92将另一个选择器限定到该“第一”和“第二”选择器16和21上。
需指出，根据本例的再现信号处理区133不包括“第一”或“第二”波形平衡电路。“第三”波形平衡电路91由于与例1或2中所述的第一或第二波形平衡电路具有不同的功能而取名为“第三”波形平衡电路。
在本例中，OR门23在波形探测电路22的一端接收一个波形探测信号D60，而在其另一端接收系统控制器160的一个控制信号，从而依据波形探测信号和控制信号L50输出一个控制信号L40。控制信号L40被加到第一，第二和第四选择器16，21和92。第一选择器16按照控制信号L40向第三波形平衡电路91有选择输出加和信号和差动信号中的一个。第四选择器92按照控制信号L40，向第三波形平衡电路91有选择输出一个第一置定信号(在第一参数置定电路的一端接收的)，或者一个第二置定信号(在第二参数置定电路94的另一端接收的)。按照从第四选择器92接收的参数置定信号，第三波形平衡电路91转换从第一选择器16接收的差动信号或者加和信号的频率特性。
另，本例的光学信息记录/再现装置具有与例1的光学信息记录/再现装置100相同的结构。
下文，将对本例的光学信息记录/再现装置主要不同于例1的装置100的操作之处作介绍。
如果波形探测区30(即，波形探测电路22和OR门23)探测标题区37，和从移位至高电平以OR门23输出的控制信号，则第一选择器16选择差动放大器10为它的输入，第二选择器21选择误差探测电路25为它的输出。同时，第四选择器92将第一置定信号(由第一参数置定电路93提供的)耦合至第三波形平衡电路91，作为参数置定信号。
第三波形平衡电路91转换它的输入信号，以加强它的高频分量，于是减少符号间的平扰，加强的程度将按照接收到的参数置定信号而变化。在这种情况下，第三波形平衡电路91转换所接收的差动信号，从而将第一加重比按照第一置定信号以大小被加到它的高频分量上。这种做法对差动信号提供一个足够的和充分的波形平衡效果。
另，波形平衡差动信号由数据限幅电路18，PLL19和解调电路20予以解调，以便经由第二选择器21作为解调电址输出至误差校正电路25。
在光点开始跟踪数据区38时，造成控制信号L40移向如上所述的低电平，第一选择器16选择加和放大器15作为它的输入，第二选择器21选择误差校正电路24作为它的输出。同时，第四选择器92将第二置定信号(由第二参数置定电路94提供的)耦合至第三波形平衡电路91作为参数置定信号。
还有，波形平衡的加和信号经数据限幅电路18，PLL19和解调电路20予以解调，以作为解调数据经由第二选择器21输出至误差校正电路24。
对第一和第二加重比的叙述如下。如图5所示，在进行再现标题区37时从差动放大器10输出的差动信号等效于光点60，在它偏离预坑67的中心线由二分之一轨距(即，Tp/2)时获得的调制信号。所以，再现差动信号的特性是，相比于光点60在数据区38内的记录标记68上进行合适(即，在轨)扫描时由加和放大器15输出的加和信号的频率特性，在高频分量方面呈现明显的下降。由此，可见第一加重比大于第二加重比，差动信号和加和信号足以受到波形平衡，从而再现信号的起伏可以降低。
图11说明第三波形平衡电路91在加至差动信号或加和信号上时它的频率特性。需指出，由于在标题区37内的识别数据，和在数据区38内的用户数据在本例中由相同的调制方法受到调制，所以加重的中心频率对于差动信号和加和信号是相同的。
如上所述，按照本例的光学信息记录/再现装置，第三波形平衡电路91，根据输入信号是否是差动信号还是加和信号，将不同的加重比用于输入信号的高频分量。结果差动信号和加和信号两者均能取得足够的波形平衡，从而可降低再现信号的起伏，再现裕度增加。
还有，根据本例，标题区37通过波形检测来探测，甚至可在进行探测信号(可以是加和信号或差动信号)的波形平衡之前进行这种探测。由于这将有可能依据信号是否是差动信号或加和信号使选择的加重比用于波形平衡处理中，从而为了同步起见，例如可以提高VFO探测的可靠性，使识别数据再现和用户数据再现的精度增加。
如图2A和2B所示，在本例的光学信息记录/再现装置中所采用的光盘包括以连续的螺旋形方式形成的槽轨和脊轨。然而，本发明并不局限于这样一种信息轨道的构形。例如，在上述的例子中也应用日本待公开专利No.7-29185的图1所示的光盘，其中槽轨或脊轨交替地以完整的圆形成在光盘上。
按照上例所述的光学信息记录/再现装置，可以采用具有槽距约1.48μm，记录位长约0.4μm/位的光盘获取优良的信号质量，一个记录/再现光学系统包括输出波长约为650nm的激光器，以及孔径数约为0.6的物镜。在上述条件下，轨距Tp约为0.74μm，因为考虑到脊轨和槽轨两者，并都利用作为信息轨道。
至于光盘基衬材料，可以适当地采用玻璃，聚碳酸酯，丙烯等材料。
如上所述，本发明的光学信息记录/再现装置和光学信息记录/再现方法，其中采用具有标题区(包括代表识别数据的预坑)的光学信息记录介质，该标题区包括许多交替地沿着光盘的径向朝光盘的内缘或外缘移位的地址信息组。结果，即使光点偏轨，光点仍将趋于朝着光盘的内缘或外缘移位的地址信息组中的一个，从而在到达的地址信息组内由预坑代表的识别数据可以得到可靠地探测。
另，按照本例的光学信息记录/再现装置和方法，记录在标题区(即，预坑行基本上沿径向距信息轨道的中心线移位1/2轨距)内的信息利用从光探测器的二个由光接收部分7a和7b获得的输出之间的差信号予以再现。差动信号的幅度大于二个由光接收器的光接收部分输出的加和信号的幅度。由于数据区内的数据采用沿信息轨道的中心线配置的记录标记的形式来记录，所以在进行数据区的再现时，差动信号基本上处在零电平。结果，由于在数据区内再现该数据时的差动信号之故，就产生无数字的再现信号，由此在标题区和数据区之间形成一种清晰的区别，使标题区的探测精度得到提高。另，差动信号的幅度得到增加，从而识别数据本身的读取精度也提高。
在用检测差动信号的波形来探测标题区的情况下，可以不用读取标题区内记录的识别数据的图形就能探测标题区。所以，有可能在取得与识别数据同步之前探测标题区，由此确定是否标题区还是数据区被再现。根据测定的结果，或者差动信号(适宜于标题区再现的)，或者加和信号(适宜于数据区再现的)可以作为受到譬如波形平衡，数字化(数据限幅)，同步(PLL)和解调处理的一个再现信号得到选择。结果，不再需要包括两组处理(即，一组用于标题区，另一组用于数据区)，每一组包括波形平衡电路，数据限幅电路，PLL和解调电路，由此减小电路的规模。
另，差动信号不受到数据区内信息的调制(在该数据区内以沿着轨道中心配置记录标记的形式记录数据)，它只受到标题区内识别数据的调制(在该区内以预坑的形式记录数据)。结果，标题区可以通过探测差动信号的波形用简单方法来探测。标题区也可以通过在差动信号内探测一个同步信号来探测，该同步信号是表征标题区的同步信号。
另，在标题区通过探测差动信号的波形来探测的情形下，对于标题区是否受到再现的确定可以在波形平衡之前来进行。这就有可能按照差动信号和加和信号再现的频率特性来进行对差动信号(对再现标题区)和加和信号(对再现数据区)的最佳波形平衡，由此增加标题区内读取识别数据的精度。尤其，差动信号的频率特性相比于加和信号的频率特性在高率成分方面呈现一种减少。因此，相比于加和信号，对差动信号的高频分量需规定一个较大的加重比，差动信号也受到足够的波形平衡，为此阻止数字化误差，并增加识别数据的读取精度。
各种不同的变更显然可由本领域的技术人员在不偏离本发明的精神下作出。由此，需指出，不限于以上所述的权利要求书的范围在本申请中提出，而且还包括广义的构成。
权利要求
1.一种光学信息记录/再现装置，用于通过将光束射至光学信息记录介质上来记录，再现或消除光学信息记录介质上的信息，光学信息记录介质由以螺旋或同心圆形状形成在光盘基衬上的信息轨道组成，信息轨道包括互相交替的槽轨和脊轨，每个信息轨道包括一个标题区，用于记录预坑形式的识别数据，该识别数据代表光盘基衬上的位置信息；一个数据区，用于记录用户数据；预坑被组合成信息区，每个信息区被配置成，沿着光盘基衬的径向朝着光盘基衬的内缘或外缘距每个信息轨的中心线交替地受到移位，该移动位置的距离基本上是信息轨道的1/2轨距，其中，光学信息记录/再现装置包括一个光学系统，用于将光束作为会聚光点射至光学信息记录介质的信息轨道之一上；一个光学探测器，包括平行于沿着信息轨道中的一个伸展的方向分开的二个光接收区，光探测器接收由光信息记录介质反射的光；一个信号发生器，用于产生分别从光探测器的二个光接收部分输出的差动信号和加和信号；一个标题区探测电路，用于根据差动信号测定是否会聚的光点正在跟踪标题区，还是数据区；至少一个读取电路，用于从差动信号读取识别数据，和以加和信号读取记录在数据区内的信息。
2.如权利要求1的光学信息记录/再现装置，其中，标题区探测电路包括一个波形包络探测电路，用于探测差动信号的波形，并测定在波形包络超过予定电平时正在受到跟踪的标题区。
3.如权利要求1的光学信息记录/再现装置，还包括，一个选择器，用于有选择地将差动信号，或加和信号按照由标题区探测电路测定的结果耦合至读出电路，其中，选择器在标题区探测电路测定到标题区受跟踪时将差动信号耦合至读出电路；选择器在标题区探测电路测定到数据区受跟踪时将加和信号耦合至读出电路。
4.如权利要求1的光学信息记录/再现装置，其中，标题区包括用于再现信号同步的同步数据，和标题区探测电路，它包括一个用于探测来自差动信号的同步信号的同步信号探测电路，同步信号相应于同步数据，并测定在同步信号受探测时正在受到跟踪的标题区。
5.如权利要求1的光学信息记录/再现装置，还包括一个波形平衡电路，用于转换输入信号的频率特性；一个数字电路，用于按照预定的阈值对来自波形平衡电路的输出信号进行数字化，其中，波形平衡电路利用第一特性转换加和信号的频率特性，并利用第二特性转换差动信号的频率特性。
6.如权利要求5的光学信息记录/再现装置，其中，波形平衡电路包括，用于按照由标题区探测电路测定的结果选择第一或第二特性的装置。
7.如权利要求1的光学信息记录/再现装置，还包括一个解调电路，用于由解调数字信号产生一个解调信号；一个输出电路，用于有选择地从解调电路输出解调信号，或者在标题区受到跟踪时作为一个调制地址，或者在数据区受到跟踪时作为解调数据；一个误差探测电路，用于接收解调的地址，并执行解调地址的误差探测处理；和一个误差校正电路，用于接收解调的数据，并执行解调数据的误差校正处理。
8.如权利要求5的光学信息记录/再现装置，其中，波形平衡电路其功能在于，受到第二特性转换频率特性的差动信号其高频成分相对于受到第一特性转换频率特性的加和信号的高频成分受到加重。
9.一种光学信息记录/再现的方法，用于通在光学信息记录介质上放射光束，在光学信息记录介质上记录，再现或消除信息，该光学信息记录介质包括在光盘基衬上以螺旋形或同心圆形状形成的信息轨道，该信息轨道包括互相交替的槽轨和脊轨，每个信息轨道包括一个标题区，用于记录以预坑形式的识别数据，识别数据代表光盘基衬上的位置信息；一个数据区，用于记录用户数据，预坑被组合成多个信息组，每个组包括一定数目的预坑，信息组被配置成，沿着光盘基衬的径向，交替地朝着盘衬的内缘或外缘，距每个信息轨道的中心线由一个距离的移位，该移动距离基本上是1/2的信息轨道的轨距，其中，所述方法的步骤是将会聚成光点的光束射向光学信息记录介质的一个信息轨道上；探测由光探测器从光学信息记录介质反射的光束，该光探测器包括二个沿着平行于信息轨道之一伸展的方向分开的光接收部分；从光探测器的二个光接收区的输出分别产生二个输出信号的一个差动信号和一个加和信号；依据差动信号测定是否后聚光点正在跟踪标题区，还是数据区；在差动信号受到选择时读取来自差动信号的识别数据；在加和信号受到选择时从加和信号读取数据区内的信息。
10.如权利要求9的光学信息记录/再现方法，包括的步骤是探测差动信号的波形包络；和在波形包络超过某个预定电平时测定正在受到跟踪的标题区。
11.如权利要求9的光学信息记录/再现方法，还包括，按照测定的结果，选择或者是差动信号，或者是加和信号，其中，差动信号是在它于测定标题区受跟踪时的步骤中被选择，而加和信号是在它于测定数据区受跟踪时的步骤中被选择。
12.如权利要求9的光学信息记录/再现方法，其中，标题区包括再现信号同步用的同步数据，和测定步骤包括探测来自差动信号的同步信号，和相应于同步数据的同步信号；和测定在同步信号受探测时受跟踪的标题区。
13.如权利要求9的光学信息记录/再现方法，包括下述步骤在加和信号受探测时利用一个第一特性，通过将加和信号的频率特性进行转换来平衡一个波形，以及在差动信号受探测时利用一个第二特性，通过将差动信号的频率特性进行转换来平衡一个波形；和按照某个预定的阈值对在波形平衡步骤中输出的信号进行数字化。
14.如权利要求9的光学信息记录/再现方法，还包括下述步骤通过解调数字信号产生一个解调信号；在测定标题区受到跟踪的步骤中，在其受到探测时，进行将解调信号作为解调地址的误差探测处理；和在数据区受跟踪的测定步骤中，当其受探测时，进行将解调信号作为解调数据的误差校正处理。
15.如权利要求13的光学信息记录/再现方法，其中，在波形平衡步骤，由第二特性转换频率特性的差动信号其高频成分相对于由第一特性转换频率特性的加和信号的高频成分得到加重。
全文摘要
一种光学信息记录/再现装置，用于对在光盘基衬上交替地形成槽轨和脊轨的光学信息记录介质上的光学信息进行记录，再现和消除，它包括一个用于将代表位置信息的识别数据记录在预坑内的标题区，一个记录用户数据的数据区，预坑被组合成信息组，该信息组沿着径向朝着盘衬的内缘或外缘相距每个信息轨道的中心线交替地由约1/2信息轨距的移位。预坑沿径向有一个两倍大的轨距。
文档编号G11B20/10GK1167972SQ9711307
公开日1997年12月17日 申请日期1997年4月11日 优先权日1996年4月11日
发明者宫川直康, 东海林卫, 石田隆, 古宫成, 久门裕二 申请人:松下电器产业株式会社