CN1193350C - 标识数据寻址方法、摆动地址编码电路及检测方法和电路 - Google Patents

Abstract

一种利用摆动信号的物理标识数据(PID)寻址方法、摆动地址编码电路及检测方法和电路、及记录介质。地址信息是利用相邻轨道之间存在90°相位差的摆动相位调制的并记录在每个轨道中，使得来自相邻轨道的摆动信号之和是四相移相键控(QPSK)信号。因此，在记录介质中可以记录更多的数据，并且由于不再导致摆动信息消失的区间，所以可以更有利地进行摆动时钟信号的恢复。

Description

标识数据寻址方法、摆动 地址编码电路及检测方法和电路

技术领域

本发明涉及光记录/重放，尤其涉及利用摆动信号(wobble signal)的物理标识数据(PID)寻址方法、摆动地址编码电路、用于检测摆动地址的方法和电路，以及高密度光记录和再现***中的记录介质。

背景技术

在光记录和再现***中用于物理位置识别以确定数据写在盘上的位置的信息被称为物理标识数据(PID)。一般来说，PID是数据以扇区为单位记录在上面的记录和再现介质中物理扇区的地址信息。这是将数据记录在盘上某一位置以及以后寻找该位置的基本信息。

换句话来说，PID表示尤其在记录和再现盘中，寻找特定扇区以将数据记录在某一位置上或从某一位置上再现数据的地址信息，并表示无论用户数据存在与否在制造盘的过程中预烧录(premaster)的扇区地址信息。因此，PID应该是抗差错的和具有提供快速检测以便准确迅速地寻找数据记录在上面或从上面再现数据的扇区的位置的结构。

将PID记录在盘上的各种方法主要可以分成两类方法。一种方法是通过如只读光盘中所使用的，形成压制凹坑(embossed pit)来将物理位置信息记录在盘上，再根据此压模坑检测盘上的某一位置。另一种方法是利用摆动信号，摆动信号可以通过在预定时间间隔对盘上的记录轨道施以某种改变来获得。

利用前一种方法，即利用压制预凹坑，进行PID寻址所提供的区域称为首标区(header field)，如图1所示。根据用于可重写盘(2.6或4.7千兆字节(GB))DVD-随机访问存储器(RAM))版本1.0的数字多用途盘(DVD)的规定，物理位置信息是在制造基底的过程中记录在由预凹坑组成的所谓首标区的位置上的。首标区包括用于锁相环(PLL)的变频振荡器(VFO)区、指定了扇区号的PID区、用于存储ID检错信息的ID检错(IDE)区、以及用于为紧随首标区之后记录的数据的调制建立初始状态的后置码(PA)区。在利用预凹坑的PID寻址方法中，这种由压制预凹坑组成的首标区适当地排列在扇区的起始部分上，以便使拾取头能够利用此信息容易地寻找并移动到所需位置上。扇区号、扇区类型和槽脊(land)轨道/凹槽(groove)轨道都可以根据寻址信息识别出来，甚至伺服控制也是可能的。

在这种利用传统压制预凹坑的PID寻址方法中，数据不能够记录在形成凹坑的区域中。因此，存在着记录密度与形成坑的区域成比例地降低的问题。

为了高密度地存储大量数据，有必要通过缩短轨道间距和使非记录区(开销)最小化来增大可记录区(用户数据区)。为此目的，利用摆动信号是有效的。

当形成记录盘的基底时，在基底上沿着记录轨道方向形成凹槽，以使得即使没有数据记录在轨道上拾取头也能准确地跟踪某一轨道。除凹槽以外的部分称为槽脊。记录方法可以分类为将数据记录在槽脊上或凹槽上的方法、和将数据记录在槽脊和凹槽两者上的方法。随着数据密度不断增大，利用将数据记录在槽脊和凹槽两者上的槽脊和凹槽记录方法更显长处。

此外，这里使用了通过改变凹槽的两壁生成特定频率的信号以便在记录过程中利用此信号作为辅助时钟信号的方法。此信号被称为摆动信号。具有单一频率的摆动信号也记录在DVD-RAM盘的基底上。

在利用摆动信号的PID寻址方法中，诸如PID信号的开销信息可以在记录过程中，通过改变具有单一频率的摆动信号，例如，周期性地改变摆动信号的相位或频率来记录。这里，嵌入摆动信号中的PID信号通常称为摆动地址。

由于利用摆动信号的传统PID寻址方法使用了其中摆动将记录其中的凹槽轨道的两壁的变化，如图2所示，所以，此方法只可以使用在应用其中信息没有记录在凹槽轨道中的槽脊记录方法的盘中。换言之，当使用每个凹槽轨道的两壁的变化时，在槽脊轨道的两侧上的两个凹槽轨道的地址信息可以彼此混淆，使得不能从槽脊轨道获得精确信息。因此，不能通过使用在凹槽轨道中形成的地址正确表示槽脊轨道和凹槽轨道的两种地址。于是，难以在应用其中将信息记录在槽脊轨道和凹槽轨道两者中的槽脊和凹槽记录方法的盘中使用传统方法。

尽管摆动地址记录在凹槽轨道在槽脊轨道与凹槽轨道之间的边界上的侧壁中，但是，当使用将信息记录在槽脊轨道和凹槽轨道中的槽脊和凹槽记录方法时，在槽脊轨道和凹槽轨道的两壁中形成的摆动信息是被同时读出的。因此，当使用图2所示的摆动寻址方法时，不能够准确地记录或检测PID信号。

为了解决此问题，提出了将摆动地址只记录在每个凹槽轨道的一个壁中的方法，如图3所示。然而，在这种摆动寻址方法中，由于只从凹槽轨道的一侧壁中生成摆动信号，因此信号的强度变弱了。另外，由于从凹槽轨道和相邻槽脊轨道中读出相同的信号，因此，需要将凹槽轨道与槽脊轨道区别开的附加信息。

发明内容

为了解决上面这些问题，本发明的第一个目的是提供一种新的利用摆动的物理标识数据(PID)寻址方法，以解决利用压制预凹坑的寻址方法所存在的开销问题，和解决传统摆动寻址方法与槽脊和凹槽记录方法不相容的问题。

本发明的第二个目的是提供一种PID寻址方法，在这种PID寻址方法中摆动信号在每个凹槽轨道(或每个槽脊轨道)的每一壁中被不同地构造出来，使得四相移相键控(QPSK)信号的同相分量信号记录在两壁之一中，QPSK信号的正交分量信号记录在另一壁中。

本发明的第三个目的是提供一种从记录介质检测地址信息的方法，在这种记录介质中每个凹槽轨道(或每个槽脊轨道)两壁的摆动信号是被不同地构造出来的，使得QPSK信号的同相分量信号记录在两壁之一中，QPSK信号的正交分量信号记录在另一壁中。

本发明的第四个目的是提供用于高密度光盘记录和再现***的摆动地址编码电路。

本发明的第五个目的是提供用于高密度光盘记录和再现***的摆动地址检测电路。

本发明的第六个目的是提供一种记录介质，在这种记录介质中每个凹槽轨道(或每个槽脊轨道)两壁的摆动信号是被不同地构造出来的，使得QPSK信号的同相分量信号记录在两壁之一中，QPSK信号的正交分量信号记录在另一壁中。

本发明的其它目的和优点部分从如下说明中陈述出来，部分从如下说明中明显看出，或者可以通过实施本发明得知。

为了达到上面目的，本发明提供了一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的方法，在所述光记录和再现介质中表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信号相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道每一个的两壁之一中，和表示物理标识信息的第二地址信息是利用与第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号相位调制的，并记录在另一壁中，所述方法包括下列步骤：(a)通过将光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号与存在预定相位关系的第一和第二摆动信号相乘，提供每一个都含有原始信号分量和谐波分量的第一和第二输出信号，该预定相位关系为大致90°；和(b)从第一和第二输出信号中消除谐波分量，并从含有相位分量的原始信号分量恢复第一地址信息和第二地址信息。

为了达到上面目的，本发明提供了一种在光记录和再现***中利用摆动对地址进行编码的电路，所述电路包括：供应器，用于生成第一摆动信号并提供与生成的第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号；和相位调制器，用于相对于凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一利用第一摆动信号对表示物理标识信息的第一地址信息进行相位调制，并且相对于另一壁利用第二摆动信息对第二地址信息进行相位调制；其中，摆动信号之间的相位关系被设置成使得每个凹槽轨道两壁的摆动信号之间的相位差是90°，以便相对于每个凹槽轨道的各壁二相移相键控调制地址信息，并且从每个轨道读取的信号是四相移相键控信号。

为了达到上面目的，本发明提供了一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的电路，在所述光记录和再现介质中，表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信息相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一中，和表示物理标识信息的第二地址信息是利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的并记录在另一壁中，所述电路包括：摆动时钟恢复器，同于利用光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号检测第一摆动时钟信号，并提供与所检测第一摆动时钟信号存在预定相位关系的第二摆动时钟信号；和相位解调器，用于利用第一和第二摆动时钟信号，从推挽信号中恢复作为第一和第二地址信息的凹槽和槽脊地址信息；其中，所述摆动时钟恢复器包括：锁相环电路，用于从推挽信号中检测第一摆动时钟信号；和移相器，用于将第一摆动时钟信号的相位移动90°以提供第二摆动时钟信号；所述相位解调器包括：第一乘法器，用于将第一摆动时钟信号与推挽信号相乘，以提供含有原始信号分量和谐波分量的第一输出信号；第二乘法器，用于将第二摆动时钟信号与推挽信号相乘，以提供含有原始信号分量和谐波分量的第二输出信号；第一低通滤波器，用于低通滤波第一乘法器的输出，以只检测出含有第一地址信息的原始信号分量；和第二低通滤波器，用于低通滤波第二乘法器的输出，以只检测出含有第二地址信息的原始信号分量。

为了达到上面目的，本发明提供一种应用凹槽/槽脊记录方法的光记录和再现介质，该介质包括：由凹槽轨道和槽脊轨道构成的两壁，在所述光记录和再现介质中，所述两壁中的一个是用于记录利用第一摆动信息相位调制的表示物理标识信息的第一地址信息，和所述两壁中的另一个是用于记录利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的第二地址信息，该第二地址信息表示物理标识信息；其中，第一和第二摆动信号存在预定相位关系。

为了达到上面目的，本发明提供了一种利用摆动在光记录和再现介质上对物理标识信息进行寻址的方法。所述方法包括如下步骤：利用第一摆动信号对表示物理标识信息的第一地址信息进行相位调制，并将相位调制的第一地址信息记录在凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一中，并利用与第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信息对第二地址信息进行相位调制，并将相位调制的第二地址信息记录在另一壁中。

本发明还提供了一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的方法，在所述光记录和再现介质中，表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信号相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一中，和第二地址信息是利用与第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号相位调制的，并记录在另一壁中。所述方法包括下列步骤：通过将光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号与存在预定相位关系的第一和第二摆动信号相乘，提供每一个都含有原始信号分量和谐波分量的第一和第二输出信号；和从第一和第二输出信号中消除谐波分量，并从含有相位分量的原始信号分量恢复第一地址信息和第二地址信息。

本发明还提供了一种在光记录和再现***中利用摆动对地址进行编码的电路。所述电路包括：供应器，用于生成第一摆动信号，并提供与生成的第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号；和相位调制器，用于相对于凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一利用第一摆动信号对表示物理标识信息的第一地址信息进行相位调制，并相对于另一壁利用第二摆动信息对第二地址信息进行相位调制。

本发明还提供了一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的电路，在所述光记录和再现介质中，表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信息相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一中，和第二地址信息是利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的，并记录在另一壁中。所述电路包括：摆动时钟恢复器，用于利用光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号(推挽信号)检测第一摆动时钟信号，并提供与所检测第一摆时钟信号存在预定相位关系的第二摆动时钟信号；和相位解调器，用于利用第一和第二摆动时钟信号，从推挽信号中恢复作为第一和第二地址信息的凹槽和槽脊地址信息。

本发明也提供了一种应用凹槽/槽脊记录方法的光记录和再现介质，该介质包括：由凹槽轨道和槽脊轨道构成的两壁，在所述光记录和再现介质中，所述两壁中的一个是用于记录利用第一摆动信息相位调制的表示物理标识信息的第一地址信息，和所述两壁中的另一个是用于记录利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的第二地址信息。

附图说明

通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述目的和优点将会更加清楚，在附图中：

图1是显示利用传统压制预凹坑的物理标识数据(PID)寻址结构的示意图；

图2显示传统上摆动被记录在凹槽和槽脊轨道中的例子；

图3显示传统上摆动地址被记录在凹槽轨道的一壁中的例子；

图4是显示根据本发明其中记录摆动地址的PID寻址结构的示意图；

图5是显示在图4所示的结构中摆动信号在槽脊和凹槽轨道中的波形的示意图；

图6是显示根据本发明其中记录在初始阶段使摆动信号的相位保持同相的镜像(mirror)或摆动同步信号的轨道结构的示意图；

图7A-7C显示图4所示的PID寻址结构所含内容的例子；

图8是显示作为图6所示的轨道结构的例子，位于扇区的开头的扇区标记和轨道的第一扇区标记的示意图；

图9A-9E是显示图8所示的扇区标记所含内容的例子的示意图；

图10是根据本发明实施例的摆动地址编码电路的电路方框图；

图11是根据本发明实施例的摆动地址检测电路的电路方框图；和

图12A-12M是显示图11所示的检测电路各个部件的波形的波形图。

具体实施方式

下面参照显示本发明实施例的附图，描述利用摆动信号的物理标识数据(PID)寻址方法、摆动地址编码电路、用于检测摆动地址的方法和电路、以及记录介质。

当从槽脊轨道读取利用凹槽轨道的两个侧壁形成的摆动地址时，信号从每个凹槽轨道在槽脊轨道的两侧上的壁读出，使得来自相邻凹槽的相邻壁的信号被组合在一起。为了处理这种组合信号而不使相邻轨道之间的摆动信号彼此干扰，本发明提供了如图4所示的、利用摆动的PID寻址结构。

图4是显示根据本发明利用摆动使地址相互独立地记录在槽脊和凹槽轨道上的PID寻址结构的示意图。这种结构应用于槽脊和凹槽轨道上的物理位置需要单独访问的盘，例如，应用凹槽和槽脊记录方法的盘，其中将轨道制成为具有恒定角速度，例如，分区恒定线速度(ZCLV)，或相邻轨道之间的恒定角速度(CAV)。这里，由于凹槽的壁具有不同的形状，因此，最好在烧录过程中使用两个光束。

当制造基底时，利用激光束在基底上形成凹槽。此时，通过沿着与跟踪方向垂直的方向，使激光束移动摆动信号的大小来生成摆动信号。本发明所具体实施的、对于凹槽的每一壁来说具有不同形状的摆动不能利用单一光束形成。因此，最好使用两种光束以在凹槽的每一壁上形成不同的摆动。或者，也可以使直径比轨道的宽度小得多的光束沿着与跟踪方向垂直的方向移动所希望的轨道宽度。然而，当相对于高密度记录来说轨道的宽度更窄时，就难以获得其直径足够小于轨道宽度的光束。

凹槽轨道两壁的摆动信号被彼此不同地构造出来，使得四相移相键控(QPSK)信号的同步分量信号记录在两壁之一中，而QPSK的正交分量信号记录在另一壁中。凹槽地址总是记录在同相分量信号中，而槽脊地址总是记录在正交分量信号中。图4所示的结构存在着需要两种光束进行烧录的缺点，但具有使检测信号的电路简化的优点。另外，槽脊地址可以总是记录在同相分量信号中，而凹槽地址可以总是记录在正交分量信号中。

当地址数据位是“0”时，记录具有0°相位的摆动信号，当地址数据位是“1”时，记录具有180°相位的摆动信号。在一个实施例中，对于摆动时钟信号的相位，带有0°相位的载波可能用于凹槽轨道的某一壁，而带有移动了90°的相位的载波可能用于凹槽轨道的另一壁。

分别记录在凹槽轨道的各壁上的含有同相分量的凹槽地址和含有正交分量的槽脊地址都是二相移相键控(BPSK)调制的信号。从每个轨道读取的信号是QPSK调制的信号，其中在同相分量中的调制凹槽地址信息与在正交分量中的调制槽脊地址信号组合在一起。

换言之，记录在凹槽轨道两壁之一中的QPSK的同相分量信号WI可以表达成如下形式：

W_I＝a(nT)·sin(ωt)                      ...(1)

此处，T是地址数据的样本周期，a(nT)在周期T内根据凹槽地址数据的每个位值具有地址值“1”或“-1”。地址数据的变化周期T大于摆动信号的周期1/f。这里，f是摆动信号的频率，ω＝2πf。

记录在凹槽轨道另一壁中的QPSK的正交分量信号W_Q可以表达成如下形式：

W_Q＝b(nT)cos(ωt)                        ...(2)

此处，b(nT)在周期T内根据槽脊地址数据的每个位值具有地址值“1”或“-1”。

如上所述，当摆动信号在每个凹槽轨道的各壁中被不同地构造出来时，每个轨道的摆动信号的结构可以表达成如下形式：

W_track＝a(nT)·sin(ωt)+b(nT)·cos(ωt)...(3)

同时，检测摆动信号的初始相位是非常重要的。因此，最好以每个扇区或每个特定单位记录可以使摆动信号的相位保持同步的镜像区或同步信号，如图6所示。这方面内容将在图8和9作更全面描述。另外，在用于DVD-RAM的互补配置凹坑地址(CAPA)方法的情况下，CAPA信号和嵌入CAPA信号的变频振荡器(VFO)信号可以用作摆动信号的参考相位信号。

当从利用摆动对PID进行寻址的凹槽轨道检测摆动地址时，将相位调制的推挽(push-pull)信号与载波，即摆动时钟信号相乘，以检测原始信号(地址数据)的相位分量。换句话来说，当相位调制的信号与载波相乘时，生成了表达为直流(DC)项的原始信号和带有倍频的谐波分量。

通过将表达式(3)所表达的记录在凹槽轨道上的摆动信号与载波sin(ωt)相乘，如表达式(4)所示，低通滤波相乘结果，并且从滤波结果中消除谐波分量以检测原始信号分量，就可以从该摆动信号中恢复凹槽地址。

$a\left(\mathrm{nT}\right)\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\·\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)+b\left(\mathrm{nT}\right)\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)\·\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{1}{2}a\left(\mathrm{nT}\right)-\frac{1}{2}a\left(\mathrm{nT}\right)\cos \left(2\mathrm{\ωt}\right)+\frac{1}{2}b\left(\mathrm{nT}\right)\sin \left(2\mathrm{\ωt}\right)...\left(4\right)$

通过将如表达式(3)所表达的记录在凹槽轨道上的摆动信号与载波cos(ωt)相乘，如表达式(5)所示，低通滤波被相乘结果，并且从滤波结果中消除谐波分量以检测原始信号分量，就可以从该摆动信号中恢复槽脊地址。

$a\left(\mathrm{nT}\right)\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\·\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)+b\left(\mathrm{nT}\right)\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)\·\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{1}{2}a\left(\mathrm{nT}\right)\sin \left(2\mathrm{\ωt}\right)+\frac{1}{2}b\left(\mathrm{nT}\right)+\frac{1}{2}b\left(\mathrm{nT}\right)\cos \left(2\mathrm{\ωt}\right)...\left(5\right)$

由于在每个轨道的一壁中形成的摆动的形状不同于在每个轨道的另一壁中形成的摆动的形状，并且这些不同摆动之间的相位差是90°，因此，从每个轨道读出的摆动信号自动地变成QPSK信号。故可以利用适当的摆动时钟信号(sin(ωt)或cos(ωt))检测槽脊地址信息和凹槽地址信息。

另外，当地址信息的周期相对于载波的周期以诸如1∶1或1∶2的简单比例进行同步时，可以使用简单检测信号相位的同步检测方法。同步检测方法通过将相位调制的信号与载波相乘然后只检测预定时间间隔上的信号的大小，而不是低通滤波该信号，来抽取信号的相位。这种检测PSK信号的方法是众所周知的，在此略去对其作详细描述。

现在更全面地描述根据本发明的、利用凹槽轨道两壁的变化的摆动信号的PID结构。

最好单个扇区上的地址信息重复三次或更多次。对于PID信息来说，要处理的地址信息量比普通用户数据的纠错码(ECC)块的大小小得多，使得ECC效率下降和纠错几率上升。因此，重复地记录PID信息比增加用于纠错的位数更加有效。通常是使用检错码(EDC)进行地址信息纠错。

在根据本发明通过相位调制的手段将PID信息装载到摆动中来记录PID信息的情况下，当使摆动信号具有规则周期时，扇区的物理长度随着扇区的尺寸增大而变长，使得更多的摆动信号可以得以记录。因此，PID信息的尺寸也增大了。另一方面，当扇区的尺寸太大时，数据的最小记录单位也变得太大了，从而导致效率下降。

最好，扇区的尺寸尽可能地接近ECC块的尺寸。ECC处理单位是最小记录单位。当将扇区的尺寸设置得小于ECC块的尺寸时，构成包括信息被记录在其中或在其中进行修改的扇区的ECC块的所有扇区都需要读出来，并且在数据被记录/修改之后，ECC信息需要更新。正如上面所述的，记录处理需要复杂的读出-修改-写入过程。

为参考起见，现有4.7-GB DVD-RAM由32-千字节(KB)ECC块和2-千字节扇区组成。扇区的可记录区域的长度是41,072信道位。

然而，为了用于高密度记录，最好增大4.7-GB DVD-RAM中使用的扇区的尺寸。在高密度记录的情况下，当ECC处理单位的尺寸没有增大时，与现有4.7-GB DVD-RAM相比可纠正错误的尺寸变小了。因此，最好增大ECC处理单位的尺寸，以确保可纠正错误的尺寸与现有4.7-GB DVD-RAM所要求的尺寸相同。于是，最好将扇区的尺寸增大到，例如，4、8或16KB。当将扇区的尺寸设置为4KB时，并当现有开销信息保持原样时，每扇区信道位的数量是82144。

当要记录的信道数据的周期用Ts表示，摆动信号的周期用Tw表示，和PID数据的周期用Tpid表示时，如下描述涉及这些周期发生变化所致的效应。

信道数据的周期Ts决定盘上的记录密度。随着摆动信号的周期Tw增大，摆动信号的频率减小，并且摆动信号接近或闯入诸如跟踪误差信号那样的伺服信号的带。另一方面，随着摆动信号的周期Tw减小，摆动信号的频率增大，并且摆动信号接近或闯入记录用户数据的射频(RF)信号带。因此，根本问题是适当地设置摆动信号带。在本发明中，摆动信号的周期Tw大于50Ts并小于450Ts(50Ts＜Tw＜450Ts)。为参考起见，举例来说，在4.7-GB DVD-RAM中，摆动信号的周期Tw被设置为186Ts。

当利用摆动载波调制PID数据时，PID数据的周期Tpid决定调制信号的带宽。当PID数据的周期Tpid与摆动信号的周期Tw相同(Tpid＝Tw)时，以及当摆动信号的频率用fw表示时，调制信号的带宽是2fw。当PID数据的周期Tpid两倍于摆动信号的周期Tw(Tpid＝2Tw)时，以及当摆动信号的频率用fw表示时，调制信号的带宽是fw。PID数据的周期Tpid增大了，调制信号的带宽减小了，从而减小了与周围信号的干扰。然后，随着周期Tpid增大，调制信号的效率随之下降，并且可记录PID数据量也减小了。因此，最好选择1.5Tw＜Tpid＜8Tw。

图7A至7C是显示根据图4所示的PID寻址结构的摆动PID所含内容的例子的示意图。如图7A所示，一个PID单位包括：含有同步信息的摆动同步(sync)，用于确定摆动PID信号的起始位置；摆动载波，由不包括PID的纯摆动信号组成；利用含有地址信息的摆动载波进行相位调制的PID；以及EDC。这里，摆动同步的位置和摆动载波的位置彼此可以交换。

最好，在一个扇区内地址数据(PID)至少重复三次，如图7B所示。这是为了提高地址数据抵御纠错或检错的鲁棒性(robustness)。因此，最好在单个扇区周期内包含地址的同一PID单位重复三次或更多次。

如图7C所示，在扇区的开头提供了表示物理扇区的开头的扇区标记。扇区标记包括：镜像区(MIRROR)；轨道标记(TM)，含有相应扇区当前所处的轨道的信息；以及关于在1个摆动时钟周期内要记录在相应扇区中的数据的PLL的VFO信号(VFO)。镜像区是在盘上记录和再现光束的路径上，不含有任何信号或信息，并且以预定反射率正好反射入射光束。在此镜像区中，不会出现由于坑、记录标记或槽脊/凹槽结构引起的折射，使得从镜像区读出的输出信号是最强的。

在根据本发明的摆动PID结构中，用于检测地址信息(PID)的开头和检测摆动载波的相位的同步信息是在地址信息之前提供的，以便防止临时未能完成PLL或临时异步时钟相位影响相邻地址信息。最好不但当数据已经被调制时，而且在数据解调之后，均可以检测同步信息。因此，在本发明中，用于地址信息的同步信息是以利用巴克码(Barker-Code)的摆动同步的形式存在的，巴克码是一种伪随机序列。发明名称为“通带同步快恢复”(“Passband Sync Block Recovery”)并授予本申请人的美国专利5,511,099公开了构造和检测巴克码和同步信号的方法，在此不再作详细描述。

另外，对于通过QPSK方式调制的数据，提出了各种方法以易于检测载波，这些方法有记录只含有固定周期的载波的突发信号的方法，和在导频音(pilot tone)中记录载波信号的方法。尤其是，在摆动PID的情况下，由于从技术上难以利用导频音方法***载波，因此，最好在预定间隔上***只含有摆动载波信号的突发信号。导频音方法适用于当将其应用于几乎没有频率变化的***的时候。但是，由于附带的机械设备的存在，难以在频率发生变化的***中均衡地保持用于抽取导频音的带通滤波器的相位特性，使得不能检测到精确的相位。

图8是显示在图6所示的轨道结构中，位于扇区的开头上的扇区标记的形状和轨道的第一扇区标记的示意图。图8显示了第一扇区标记(零扇区标记或参考扇区标记)，它位于从凹槽轨道到槽脊轨道或从槽脊轨道到凹槽轨道的过渡位置上，亦即，在轨道的开头上，和位于扇区开头的扇区标记。扇区标记除了提供给凹槽轨道之外还提供给槽脊轨道，并且在奇轨道和偶轨道中具有不同的结构。轨道的第一扇区标记相对于轨道的其它扇区标记具有不同的结构。

扇区标记表示要写入其中或从中读出的当前轨道是偶轨道还是奇轨道，并表示相位轨道的起始点。

如图9A所示，偶凹槽轨道或偶槽脊轨道的扇区标记包括镜像区、轨道标记和VFO信号。如图9B所示，与偶凹槽轨道或偶槽脊轨道的扇区标记不同，奇凹槽轨道或奇槽脊轨道的扇区标记包括镜像区、而不是轨道标记。亦即，奇凹槽轨道或奇槽脊轨道的扇区标记顺序包括镜象区、另一个镜像区和VFO信号。图9A所示的偶轨道的扇区标记可以是图9B所示的奇轨道的扇区标记，和图9B所示的奇轨道的扇区标记也可以是图9A所示的偶轨道的扇区标记。其它改变也是可以的。

如图9C所示，含有在参考扇区上表示轨道开头的信息的、偶轨道的第一扇区标记除了具有偶轨道(图9A)的扇区标记的结构之外，还包括镜像区和轨道标记。亦即，镜像区、轨道标记、镜像区、轨道标记和VFO信号依次排列着。

如图9D所示，奇轨道的第一扇区标记除了具有奇轨道(图9B)的扇区标记的结构之外，还包括镜像区和轨道标记。亦即，镜像区、轨道标记、镜像区、镜像区和VFO信号依次排列着。图9C所示的偶轨道的第一扇区标记可以与图9D所示的奇轨道的第一扇区标记相互交换，其它改变也是可以的。

图9E显示当每个轨道含有m个扇区时的扇区标记(SM)和PID结构。扇区标记不但提供给凹槽轨道，并且提供给槽脊轨道，以及在每个凹槽轨道中PID单位重复三次。

如下描述涉及根据本发明利用凹槽轨道两壁的变化生成和检测摆动信号。

图10是根据本发明实施例的摆动地址编码电路的电路图。摆动地址编码电路包括摆动信号发生器100、移相器102、和PSK调制器104和106。

在图10中，摆动信号发生器100生成具有预定摆动频率fw的摆动信号。移相器102将摆动信号发生器100生成的摆动信号的相位移动90°，以生成相移摆动信号。

可以表示成乘法器的PSK调制器104将“1”或“-1”的凹槽地址数据与摆动信号发生器100生成的摆动信号相乘。因此，通过将凹槽地址数据与具有0°相位的载波，即，sin(ωt)相乘所得的BPSK调制信号记录在凹槽轨道两壁之一中。

可以表示成乘法器的PSK调制器106将“1”或“-1”的凹槽地址数据与移相器102生成的相移摆动信号相乘。因此，通过将槽脊地址数据与具有90°相位的载波，即，cos(ωt)相乘所得的BPSK调制信号记录在凹槽轨道的另一壁中。

图11是根据本发明实施例的摆动地址检测电路的电路图。摆动地址检测电路包括光检测设备200、减法器202、带通滤波器(BPF)204、锁相环(PLL)电路206、移相器208、乘法器210和212和低通滤波器(LPF)214和216。

减法器202检测可以表示成光电二极管的光检测设备200的沿径向一分为二的输出信号之间的差值信号(推挽信号)。这里，地址信息是从推挽信号中检测的。

BPF 204带通滤波推挽信号。PLL电路206检测来自BPF 204输出的摆动时钟信号。移相器208将PLL电路206检测的摆动时钟信号的相位移动90°，以提供相移摆动时钟信号。

在BPSK信号或QPSK信号的情况下，在恢复摆动时钟信号期间其中信号为0的部分并不存在。当PLL电路206对推挽信号进行全波整流时并获得两倍速时钟信号时，可以检测到几乎完整的时钟信号。PLL电路206通过恢复和将两倍速摆动时钟信号一分为二来检测摆动时钟信号。然而，对于两倍速时钟信号的180°相位，需要相位同步信号，以便解决混淆问题。因此，要使用图7A所示的摆动同步和摆动载波信号以及记录在图8所示的扇区标记中的VFO信号。

乘法器210将BPF 204提供的带通滤波推挽信号与PLL电路206提供的摆动时钟信号相乘。然后，生成表达成DC项的原始信号和倍频谐波分量。也就是说，在凹槽轨道中生成如表达式(4)所示的原始信号(同相分量的凹槽地址数据)和倍频谐波分量。

乘法器212将BPF 204提供的带通滤波推挽信号与移相器208提供的90°相移摆动时钟信号相乘。然后，生成表达成DC项的原始信号和倍频谐波分量。也就是说，在槽脊轨道中生成如表达式(5)所示的原始信号(正交分量的槽脊地址数据)和倍频谐波分量。

LPF 214滤波乘法器210的输出的谐波分量，以检测原始信号分量(相位分量)。LPF 216滤波乘法器212的输出的谐波分量，以检测原始信号分量。换言之，在凹槽轨道中LPF 214提供凹槽地址信息，在槽脊轨道中LPF216提供槽脊地址信息。

相对于图5所示的、由图4所示的结构生成的摆动信号，图12A所示的、从凹槽轨道读出的信号是从减法器202的推挽信号中检测出来的。图12B所示的、从槽脊轨道读出的信号是从减法器202的推挽信号中检测出来的。图12C所示的、从凹槽轨道读出的信号是从减法器202的推挽信号中检测出来的。

图12D所示的信号是从乘法器210输出的，它是图12A所示的从凹槽轨道读取的BPSK调制信号与sin(ωt)相乘的结果。图12E所示的信号是从乘法器212输出的，它是图12A所示的从凹槽轨道读取的BPSK调制信号与cos(ωt)相乘的结果。

图12F所示的信号是从乘法器210输出的，它是图12B所示的从槽脊轨道读取的BPSK调制信号与sin(ωt)相乘的结果。图12G所示的信号是从乘法器212输出的，它是图12B所示的从槽脊轨道读取的BPSK调制信号与cos(ωt)相乘的结果。

图12H所示的信号是从乘法器210输出的，它是图12C所示的从凹槽轨道读取的BPSK调制信号与sin(ωt)相乘的结果。图12I所示的信号是从乘法器212输出的，它是图12C所示的从凹槽轨道读取的BPSK调制信号与cos(ωt)相乘的结果。

图12J显示了从凹槽轨道检测到的，通过低通滤波器214从图12D所示的乘法器210的输出消除了谐波分量之后提供的凹槽地址信息。图12K显示从凹槽轨道检测到的，通过低通滤波器216从图12E所示的乘法器212的输出消除了谐波分量之后提供的槽脊地址信息。

图12L显示了从槽脊轨道检测到的，通过低通滤波器216从图12G所示的乘法器212的输出消除了谐波分量之后提供的槽脊地址信息。图12M显示了从槽脊轨道检测到的，通过低通滤波器214从图12F所示的乘法器210的输出消除了谐波分量之后提供的凹槽地址信息。

本发明可以有效地应用于高密度光记录和再现***中。

根据本发明的PID寻址结构槽脊轨道可以与凹槽轨道相区别。例如，表示扇区号的地址信息可以从盘的内层开始沿着径向依次分配，并记录在凹槽轨道与槽脊轨道之间边界上的壁内，利用含有0°相位的载波调制的凹槽地址记录在盘的最内层圆周上凹槽的内壁中，利用与上述载波存在90°相位差的载波调制的槽脊地址记录在最内层凹槽与下一槽脊之间边界上的壁中。在这种情况下，在凹槽轨道中槽脊轨道的地址(扇区号)具有较大值，在槽脊轨道中凹槽轨道的地址(扇区号)具有较大值。另外，槽脊地址从正交信号分量提取出来，凹槽地址从同相信号分量生成，以便可以确定当前利用上面关系读取槽间轨道还是读取凹槽轨道。

在本发明中，不仅一个地址信息记录在单个区域中，例如，扇区的地址记录在与凹槽轨道中单个扇区相对应的区域中，而且相邻槽脊轨道中相应扇区的地址也可以记录在该扇区区域中。相邻槽脊轨道中相应扇区的地址可以随着扇区的长度和调制信号的特征而改变。通过这样一种方法，在单个扇区正在被读取的同时可以读出若干个地址，使得即使凹槽地址信息和槽脊地址信息之一不能被读出，也可以从已读出的地址信息和其它盘信息中推出不能读出的地址信息。

如上所述，本发明可以解决利用压制预凹坑的PID寻址方法的开销问题，并且可以解决传统摆动地址方法不能应用于槽脊和凹槽记录方法的问题。

另外，本发明将利用具有预定相位关系，即在相邻轨道之间存在90°相位差的摆动信号调制的摆动地址信息记录在每个轨道中，以便可以从每个轨道中读取QPSK信号。因此，可以记录更多的数据，并且摆动信号的短周期也不会引起什么问题。由于摆动信号消失的部分已不再存在，因此，本发明在恢复摆动时钟信号方面是有长处的。

Claims (36)

1.一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的方法，在所述光记录和再现介质中表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信号相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道每一个的两壁之一中，和表示物理标识信息的第二地址信息是利用与第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号相位调制的，并记录在另一壁中，所述方法包括下列步骤：

(a)通过将光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号与存在预定相位关系的第一和第二摆动信号相乘，提供每一个都含有原始信号分量和谐波分量的第一和第二输出信号，该预定相位关系为大致90°；和

(b)从第一和第二输出信号中消除谐波分量，并从含有相位分量的原始信号分量恢复第一地址信息和第二地址信息。

2.如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

(c)利用槽脊轨道上的地址数据的大小与凹槽轨道上的地址数据的大小之间的关联将槽脊轨道与凹槽轨道区分开，所述地址数据是已经在步骤(b)恢复的。

3.一种在光记录和再现***中利用摆动对地址进行编码的电路，所述电路包括：

供应器，用于生成第一摆动信号并提供与生成的第一摆动信号存在预定相位关系的第二摆动信号；和

相位调制器，用于相对于凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一利用第一摆动信号对表示物理标识信息的第一地址信息进行相位调制，并且相对于另一壁利用第二摆动信息对第二地址信息进行相位调制；

其中，摆动信号之间的相位关系被设置成使得每个凹槽轨道两壁的摆动信号之间的相位差是90°，以便相对于每个凹槽轨道的各壁二相移相键控调制地址信息，并且从每个轨道读取的信号是四相移相键控信号。

4.如权利要求3所述的电路，其中，所述供应器包括：

摆动发生器，用于生成预定频率的第一摆动信号；和

移相器，用于将第一摆动信号的相位移动90°以提供第二摆动信号。

5.如权利要求3所述的电路，其中，所述相位调制器包括：

第一乘法器，用于将凹槽地址数据与第一摆动信号相乘，以提供其中与第一地址信息相对应的凹槽地址在四相移相键控信号的同相分量中得到调制的摆动信号；和

第二乘法器，用于将槽脊地址数据与第二摆动信号相乘，以提供其中与第二地址信息相对应的槽脊地址在四相移相键控信号的正交分量中得到调制的摆动信号。

6.如权利要求3所述的电路，其中，所述相位调制器包括：

第一乘法器，用于将槽脊地址数据与第一摆动信号相乘，以提供其中与第一地址信息相对应的槽脊地址在四相移相键控信号的同相分量中得到调制的摆动信号；和

第二乘法器，用于将凹槽地址数据与第二摆动信号相乘，以提供其中与第二地址信息相对应的凹槽地址在四相移相键控信号的正交分量中得到调制的摆动信号。

7.如权利要求3所述的电路，其中，第一和第二地址信息每一个都不仅包括当前轨道的地址信息，而且包括相邻轨道的地址信息。

8.如权利要求3所述的电路，其中，地址信息以最小记录单位为单位重复记录三次或更多次。

9.如权利要求3所述的电路，其中，第一和第二地址信息每一个都包括：含有同步信息的摆动同步，用于确定物理标识数据的开头；由不含物理标识数据的纯摆动信号组成的摆动载波；利用含有地址信息的摆动载波相位调制的物理标识数据；以及检错码。

10.如权利要求9所述的电路，其中，物理标识数据的周期被设置成等于或大于摆动载波周期的1.5倍并且小于摆动载波周期的8倍。

11.如权利要求9所述的电路，其中，摆动载波的周期被设置成大于信道数据周期的50倍并且小于信道数据周期的450倍，所述信道数据实际上是记录在光记录和再现介质上。

12.如权利要求9所述的电路，其中，摆动同步被构造成使其可以在被调制状态下和/或在解调之后检测到。

13.如权利要求9所述的电路，其中，摆动同步由伪随机序列组成。

14.如权利要求13所述的电路，其中，摆动同步由Barker码组成。

15.如权利要求3所述的电路，其中，扇区标记是在记录介质烧录期间记录在每个轨道中最小记录单位的开头上的。

16.如权利要求15所述的电路，其中，扇区标记的结构在偶和奇轨道中是不同的，每个轨道的第一扇区标记的结构不同于同一轨道中任何其它扇区标记的结构。

17.如权利要求16所述的电路，其中，偶凹槽和槽脊轨道的每一个的扇区标记由镜像区、含有将偶轨道与奇轨道区分开的信息的轨道标记以及含有相位同步信息的变频振荡器信号组成，奇凹槽和槽脊轨道的每一个的扇区标记由镜像区、另一个镜像区以及变频振荡器信号组成。

18.如权利要求16所述的电路，其中，偶凹槽和槽脊轨道的每一个的第一扇区标记由镜像区、轨道标记、另一个镜像区、另一个轨道标记和变频振荡器信号组成，奇凹槽和槽脊轨道的每一个的第一扇区标记由镜像区、轨道标记、镜像区、另一个镜像区和变频振荡器信号组成。

19.一种在含有光检测设备的光记录和再现***中，从光记录和再现介质检测摆动地址的电路，在所述光记录和再现介质中，表示物理标识信息的第一地址信息是利用第一摆动信息相位调制的，并记录在凹槽轨道和槽脊轨道之一的两壁之一中，和表示物理标识信息的第二地址信息是利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的并记录在另一壁中，所述电路包括：

摆动时钟恢复器，同于利用光检测设备沿径向一分为二的检测信号之间的差值信号检测第一摆动时钟信号，并提供与所检测第一摆动时钟信号存在预定相位关系的第二摆动时钟信号；和

相位解调器，用于利用第一和第二摆动时钟信号，从推挽信号中恢复作为第一和第二地址信息的凹槽和槽脊地址信息；

其中，所述摆动时钟恢复器包括：锁相环电路，用于从推挽信号中检测第一摆动时钟信号；和移相器，用于将第一摆动时钟信号的相位移动90°以提供第二摆动时钟信号；

所述相位解调器包括：第一乘法器，用于将第一摆动时钟信号与推挽信号相乘，以提供含有原始信号分量和谐波分量的第一输出信号；第二乘法器，用于将第二摆动时钟信号与推挽信号相乘，以提供含有原始信号分量和谐波分量的第二输出信号；第一低通滤波器，用于低通滤波第一乘法器的输出，以只检测出含有第一地址信息的原始信号分量；和第二低通滤波器，用于低通滤波第二乘法器的输出，以只检测出含有第二地址信息的原始信号分量。

20.一种应用凹槽/槽脊记录方法的光记录和再现介质，该介质包括：由凹槽轨道和槽脊轨道构成的两壁，在所述光记录和再现介质中，所述两壁中的一个是用于记录利用第一摆动信息相位调制的表示物理标识信息的第一地址信息，和所述两壁中的另一个是用于记录利用与第一摆动信息存在预定相位关系的第二摆动信息相位调制的第二地址信息，该第二地址信息表示物理标识信息；

其中，第一和第二摆动信号存在预定相位关系。

21.如权利要求20所述的记录介质，其中，摆动信号之间的相互关系被设置成使得每个凹槽轨道两壁的摆动信号之间的相位差是90°，以便在每个凹槽轨道的两壁中二相移相键控调制地址信息，并且从每个轨道读取的信号是四相移相键控信号。

22.如权利要求20所述的记录介质，其中，第一和第二地址信息每一个都不仅包括当前轨道的地址信息，而且包括相邻轨道的地址信息。

23.如权利要求20所述的记录介质，其中，可以利用槽脊轨道上的地址数据的大小与凹槽轨道上地址数据的大小之间的相关性，将槽脊轨道与凹槽轨道区分开。

24.如权利要求20所述的记录介质，还包括在预定单位中含有用于使每个凹槽轨道中摆动信号的初始相位同步的信息的区域。

25.如权利要求24所述的记录介质，其中，所述区域表示成镜像区。

26.如权利要求20所述的记录介质，其中，摆动地址信息以最小记录单位为单位重复记录三次或更多次。

27.如权利要求20所述的记录介质，其中，地址信息包括：含有同步信息的摆动同步，用于确定物理标识数据的开头；由不含物理标识数据的纯摆动信号组成的摆动载波；利用含有地址信息的摆动载波相位调制的物理标识数据；以及检错码。

28.如权利要求27所述的记录介质，其中，物理标识数据的周期被设置成等于或大于摆动载波周期的1.5倍并且小于摆动载波周期的8倍。

29.如权利要求27所述的记录介质，其中，摆动载波的周期被设置成大于信道数据周期的50倍并且小于信道数据周期的450倍，所述信道数据实际上是记录在光记录和再现介质。

30.如权利要求27所述的记录介质，其中，摆动同步被构造成使其可以在被调制状态下和/或在解调之后检测到。

31.如权利要求27所述的记录介质，其中，摆动同步由伪随机序列组成。

32.如权利要求31所述的记录介质，其中，摆动同步由Barker码组成。

33.如权利要求20所述的记录介质，其中，扇区标记是在每个轨道中最小记录单位的开头上提供的。

34.如权利要求33所述的记录介质，其中，扇区标记的结构在偶和奇轨道中是不同的，每个轨道的第一扇区标记的结构不同于同一轨道中任何其它扇区标记的结构。

35.如权利要求34所述的记录介质，其中，偶凹槽和槽脊轨道的每一个的扇区标记由镜像区、含有将偶轨道与奇轨道区分开的信息的轨道标记以及含有相位同步信息的变频振荡器信号组成，奇凹槽和槽脊轨道的每一个的扇区标记由镜像区、另一个镜像区以及变频振荡器信号组成。

36.如权利要求34所述的记录介质，其中，偶凹槽和槽脊轨道的每一个的第一扇区标记由镜像区、轨道标记、镜像区、轨道标记和变频振荡器信号组成，奇凹槽和槽脊轨道的每一个的第一扇区标记由镜像区、轨道标记、镜像区、镜像区和变频振荡器信号组成。

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