專利名稱：具有擺動凸區和凹槽的光盤的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光盤格式，尤其涉及一種可重寫的光盤。
目前光盤作為一種介質被廣泛應用來記錄軟件如圖像、聲音和計算機數據。尤其是近來，增加光盤的記錄密度的要求越來越迫切，因此非常有必要開發一種適合滿足這種要求的光盤格式。
已經存在的“130mm可重寫光盤”的格式在下面進行描述。
130mm可重寫光盤的格式規定為JISX6271。該格式包括在盤片上呈盤旋形地形成連續的凹槽并且凹槽之間的凸區用作記錄信號的光道的類型A格式，和在盤片上形成取樣記錄并且由取樣伺服系統來控制跟蹤的類型B格式。
在類型A格式中記錄信息數據的光道是無擺動的(如輕微振動)不受約束的光道，而且信息數據只記錄在凸區(凹槽之間)。在類型A格式中，用戶數據容量為512字節的情況下一個標準的用戶數據格式表示于
圖14。圖中示出的數字表示分配在每個信號中的字節(B)的數目為參考。在512B的用戶字節中，加入了糾錯碼、再同步字節和控制字節，數據字段有650B的容量。在數據字段用來記錄信號的扇區中，必須增加一個指示扇區開頭部分的扇區標記(SM)，一個用來與時鐘脈沖再現同步的VFO字段，一個表示扇區地址的ID字段，一個預記錄的地址字段如表示ID字段開頭部分的一個地址標記(AM)，一個用來重寫數據并包含用于激光輸出的檢查的ALPC的偏移檢測字段(ODF)，一個用于預防與隨后的扇區重疊的15B緩沖字段，和必要時的其它的字段。因此，總的扇區容量是746B，對于512B的用戶數據容量而言，緩沖字段是15B，并且有大約2.9％的冗余度。對于更大的容量，需要盡可能縮小冗余度。
在這種傳統的可重寫光盤中，當在無擺動一不受約束的引導光道上記錄信息時，通常是通過使用與光盤裝置相連的固定時鐘來處理。但是，由于記錄和重放光盤上的信息時的旋轉波動或離心效應，事實上的扇區長度實際偏離了理想的扇區長度，因此引起固定時鐘計數的時鐘脈沖的數目增加或降低。例如，如果時鐘脈沖數目降低了，信息不能完全記錄在這一扇區內而可能溢出到下一個扇區。因此，通過預先考慮了時鐘脈沖的減少來提供緩沖字段，以便擴展扇區長度。從而通過相應部分使冗余度增加，而犧牲了用戶數據容量。
另外，在傳統的記錄方法中一旦確定了扇區的地址后，按時間連續記錄數據如視頻數據和音頻數據時，若扇區地址不能確認，將再次花費時間確認該地址來記錄，并且不能記錄連續的數據。在另一記錄數據的方法中，其中扇區地址不需要經再次確認而將其從原來的地址中推算得出，當通過固定時鐘計算扇時區扇區長度錯誤積累下來，而且計算的偏差增加。
尤其，在具有可能產生地址檢測精度下降的凸區-凹槽記錄系統中的中間地址方法中，上述的連續記錄視頻數據和音頻數據時出現的問題可能會更加嚴重。
而且，將來如果出現在可重寫字段具有幾個不同的數據容量的帶有更窄光道間距的光盤，光盤的格式必須是其全部互相兼容。
本發明正是根據上面提到的問題作出的，因此本發明的一個目的是提供具有一種能容易地獲得尋道控制的高可靠度或穩定地產生時鐘脈沖的記錄和重放裝置的格式的一種光盤，和用來穩定地制造這種光盤的裝置。
而且，在包含一個ROM字段(包括寫入區)和一個可重寫字段的光盤中，本發明的一個目的是提供一種能產生用來處理可重寫字段的起始處的信息數據的穩定的時鐘脈沖并能準確記錄信息數據的光盤格式。還有一個目的是提出一種能夠容易地使各自的數據容量不同的幾種類型的光盤能達到兼容的格式。
為達到這些和其它的目標，本發明的光盤的第一方面涉及一種具有形成在組成一個引導光道的大量扇區的每一個上的一個ID字段、一個信息記錄字段和位于ID字段與信息記錄字段之間的一個信息未記錄字段的光盤，其中ID字段包括大量地址信息，并以凸形和凹形信號形式被記錄，由兩個各自沿與引導光道相鄰的內部或外部圓周光道方向偏移了1/2光道間距的置位組成；信息記錄字段由在徑向上在單一的頻率下擺動(輕微振動)的凹槽和凸區(凹槽之間)形成，凹槽和凸區在引導光道的每周中互換。
本發明的光盤的第三方面涉及一種光盤，其中當包含在擺動的一個周期中的信息為w位時，位于ID字段與信息記錄字段之間的信息未記錄字段的長度為w/10位或更多和/或w位或更少。
本發明的光盤的第三方面涉及一種光盤，其中要被記錄在信息記錄字段的信息以擺動頻率的特定相位開始。
本發明的光盤的第四方面涉及一種光盤，其中扇區的長度為擺動頻率的整數倍，并且引導光道每一周包含整數個扇區。
本發明的光盤的第五方面涉及一種具有形成在組成引導光道的大量扇區的每一個上的ID字段和信息記錄字段的光盤，其中ID字段包括大量地址信息，并以凸形和凹形信號形式被記錄，信息記錄字段由在徑向上以單一的頻率擺動的(輕微振動)凹槽和凸區(凹槽之間)組成，凹槽和凸區在引導光道的每個轉彎處交替變化，扇區的長度為擺動周期的整數倍，并且引導光道每旋轉一周包含整數個扇區，擺動的引導光道的每個轉彎處的初始相位在信息的位數±n范圍內，最終的相位在±m的范圍內，二者的關系為n＜=m(n,m為自然數)。
本發明的光盤制造裝置的第一方面包括用來產生ID字段的信號的ID信號產生裝置，用來在非ID字段的部分產生信號的指定信號產生裝置，用來在單一頻率產生擺動信號的擺動信號產生裝置，用來提供特定時序的門信號的時序信號產生裝置，用來選擇或是ID信號或是指定信號的第一信號選擇裝置，使用偏移信號把ID字段相對于兩個置位的內部和外部圓周一側分別偏移大約1/2光道間距的偏移信號產生裝置，用來選擇或是擺動信號或是偏移信號的第二信號產生裝置，用來接收第二信號產生裝置的輸出和偏移光斑的偏移裝置，和用來在光盤旋轉一周時對擺動信號的相位進行復位的復位裝置。
本發明的光盤制造裝置的第二方面包括用來形成有效的或是ID信號或是指定信號的第一信號選擇裝置，用來通過接收時序信號改變光斑尺寸的光斑直徑調節裝置，用來通過時序信號確定擺動信號為有效/無效的開/關控制裝置，用來接收開/關控制裝置的輸出和偏移光斑的偏移裝置，和用來在光盤旋轉一周時對擺動信號的相位進行復位的復位裝置。
本發明的光盤的第六方面涉及由共存的具有以凸形和凹形點行形成的長度至少為一個光道的信息的一個ROM字段，和長度至少為一個光道的一個可重寫字段組成的一種光盤，其中長度至少為一個光道的一個信息未記錄字段被記錄形成在ROM字段和可重寫字段之間，可重寫字段在徑向上有一個螺旋的或同心的引導光道擺動，ROM字段由螺旋的或同心的凸形和凹形點行形成，并且在信息未記錄字段的可重寫字段一側的一部分或整個的字段有一個具有螺旋或同心的在徑向上連續或間歇擺動的引導光道的過渡字段。
本發明的光盤的第七方面涉及一種光盤，其中ROM字段是一個寫入字段，ROM字段的光道間距To和可重寫字段的光道間距Tw有如下關系To＞=Tw。
圖1是表示本發明第一實施例的光盤上的凹槽和凸區互換的格式的結構圖。
圖2是本發明第一實施例的光盤上的一個扇區格式的詳細圖示。
圖3是表示信息數據和引導光道擺動的構形圖。
圖4是本發明第一實施例的光盤的簡圖。
圖5是在本發明第一實施例的光盤上記錄信息的光盤裝置的方塊圖。
圖6(a)是在本發明第二實施例的光盤上被偏離1/2光道間距的一個ID字段的結構圖。
圖6(b)是用來說明在本發明第二實施例的光盤上擺動的相位偏離的圖示。
圖7是本發明第二實施例的光盤上的一個扇區格式的詳細圖示。
圖8(a)是本發明第三實施例的光盤上凸區和凹槽有獨立的地址的一個ID字段的結構圖。
圖8(b)是用來說明本發明第三實施例的光盤上擺動的相位偏離的圖示。
圖9是根據本發明第四實施例的光盤制造裝置的結構圖。
圖10是本發明第五實施例的光盤制造裝置的結構圖。
圖11是表示本發明第六實施例的光盤上一個只讀ROM字段、一個可重寫字段和一個信息未記錄字段之間的關系圖。
圖12是ROM字段與可重寫字段之間的一個過渡字段的放大圖。
圖13是表示本發明第七實施例的光盤上一個只讀區的寫入字段、一個信息未記錄字段、一個可重寫字段和一個讀出字段之間的關系圖。
圖14是表示傳統光盤的格式的示例圖。
本發明的實施例如下描述。
實施例1圖4是根據本發明第一實施例的光盤的簡圖。
如圖4所示，安排光盤的引導光道使得光學頭在記錄和重放信息時能進行同樣的跟蹤，設計光盤使其每旋轉一周凹槽(實線)和凸區(點線)互換一次。在一次旋轉中有大量的扇區，扇區的組成為一個ID字段，信息記錄字段和信息未記錄字段。圖示的引導光道是螺旋型的，但也可是同心的，或是反向的螺旋的。每旋轉一周的扇區數目也是任意的。
圖1表示出了本發明第一實施例的光盤上凹槽和凸區互換的部分。ID字段由4個部分組成，ID1,ID2,ID3,ID4，每個都包括地址信息，并且ID1,ID2,ID3和ID4各自成對，從引導光道的內部圓周側或外部圓周側被偏離大約1/2的光道間距的距離。引導光道也在與光學頭的跟蹤方向成正交的方向上擺動。
從內部圓周側到外部圓周側的移動及連續地記錄或重放的光學頭操作下面將進行描述，其中光盤每旋轉一周的扇區數目為k(k＞1)。當光斑在信息記錄字段的凸區#n-1時，在ID字段連續跟蹤ID1和ID2(#n+k)和ID3和ID3(#n)后，其移向信息記錄字段的凹槽#n來記錄和重放。因此，當光盤旋轉一周返回時，光斑從信息記錄字段的凹槽#n+k-1經過ID字段，并移向信息記錄字段的凸區#n+k部分，從而記錄或重放。
圖2詳細示出了本發明第一實施例的光盤上的扇區格式。一個扇區的容量是2697B，包括ID字段，信息未記錄字段和信息記錄字段。實際上，信息記錄在信息記錄字段，其由保護信息1字段(20B)，VFO字段(35B),PS字段(3B)，數據字段(2418B)，PA字段(1B)和保護信息2字段(55B)組成。其中尤其是2418B的數據字段由SY字段(2B)和26組數據1，數據2…數據26(每個91B)組成。數據字段包括糾錯編碼，實際的用戶容量是2048B。ID字段的組成為ID1(46B)，ID2(18B)，ID3(46B)和ID4(18B)。信息未記錄字段包括映射字段(2B)，間隙字段(10B)和緩沖字段(25B)。
ID1到ID4提供來識別扇區的地址，也能識別下一個到來的引導光道是一個凹槽還是一個凸區。未記錄字段中，映射字段和間隙字段是用來調整記錄時的激光能量的。緩沖字段提供用來調整由于光盤旋轉波動或光盤的離心帶來的時間軸方向上的信息數據的偏離。緩沖字段有25B，對于2048B的用戶數據，冗余度大約為1.2％。保護信息1字段和保護信息2字段用來防止在數據起始或完成端由于信息數據的反復記錄帶來的記錄介質的破壞。VFO字段提供用來輔助PLL電路的操作以在重放時產生一個重放時鐘脈沖。PS字段表示信息數據的開始，PA字段根據基于數字調制的規則，尤其在進行解調時，來確定要被記錄的信息的最終的數據。
圖3示出了本發明第一實施例的光盤上信息數據和引導光道的配置。圖3中，當擺動相位為0時，記錄起始于位1，它是在信息數據位行的第一位。在圖示的例子中，相位為0，但其可是任意的相位。
圖5是在本發明第一實施例的光盤上記錄信息的光盤裝置的方塊圖。參考圖5的光盤裝置，下面將敘述信息數據記錄到一張實際的光盤的操作。
在圖5中，參考數字50是一張光盤，51是一個輸入I/F，52是一個糾錯編碼器，53是一個數字調制器，54是一個附加的信號產生器，55是一個多路復用器，56是一個半導體激光調制器，57是一個光學頭，58是一個光學頭放大器，59是一個TE(跟蹤誤差信號)檢測器，5 a是一個光學頭驅動器，5b是一個ID檢測器，5c是一個時序產生器，5d是一個擺動信號檢測器，5e是一個寫入時鐘脈沖產生器。
經輸入I/F51，數字化的音頻數據、視頻數據、計算機數據和其它基本的信息輸入進來。輸入數據饋送糾錯編碼產生器52，計算出一個糾錯編碼并加到輸入數據上。
另一方面，光學頭57決定光盤50上的記錄信息的目標扇區，光斑隨后在光盤50的ID字段、信息未記錄字段和信息記錄字段上被追蹤。即光學頭57用幾乎不變能量的激光照射光盤50。反射光有一個強度變化，并通過光學頭上的光電檢測器被光電性地覆蓋，一個重放的信號(RF信號)被檢測到。因為重放的信號是低強度的信號，所以它被光學頭放大器58放大，然后傳送到TE檢測器59、ID檢測器5b和擺動信號檢測器5d。傳送到TE檢測器的信號用作跟蹤是否光盤的一個凹槽或凸區正被跟蹤的基礎，檢測到的TE信號和相位TE信號及凸區/凹槽的相位信息被輸送到光學頭驅動器5a。光學頭驅動器5a從這些信號中向光學頭57發送驅動信號用以跟隨射向光盤50的光斑。結果光斑可準確地跟蹤光盤50的引導光道。
在這一尋道激活狀態，進入ID檢測器5b的信號轉變為一個數字化的由0或1組成的二進制值。從二進制的數字信號行，首先，搜索目標扇區的地址。另外，從獲得的四個地址值，凸區向凹槽的轉變方式或凹槽向的凸區轉變方式是已知的，因此在尋道過程中可能使用凸區或凹槽的相位信號。
上面操作的結果，當被ID檢測器5b用來檢測地址的時序發送給時序產生器5c時，時序產生器5c產生并發送各種時序信號來在特定的時間操作糾錯編碼器52、數字調制器53、附加的信號產生器54和多路復用器55。
通常，時序產生器5c通過應用固定的時鐘產生各種信號，在本發明的光盤50上，從光道引導中檢測到一個擺動信號，并且這特定頻率的信號被取出，因此從這一信號可產生與光盤50的旋轉的同步化的時鐘脈沖。即，擺動信號檢測器5d接收從圖5中的頭放大器58的輸出信號，從這個信號提取特定頻率的擺動信號，例如一個帶通濾波器，提取特定頻率的擺動信號。提取的信號傳送到寫入時鐘脈沖產生器5e。在寫入時鐘脈沖產生器5e，在PLL電路中產生與旋轉同步的時鐘脈沖信號。
與光盤50的旋轉同步的寫入時鐘脈沖產生器5e中產生的時鐘脈沖提饋送數字信號產生器53、附加的信號產生器54、多路復用器55和時序信號產生器5c。
數字調制器53接收糾錯編碼器52的輸出信號，即，信息數據和糾錯編碼數據根據特定模式自動取代原來的0和1連續數據成為其它0和1連續數據。數字調制器53的輸出傳送到多路復用器55。另一方面，附加的信號產生器54產生用于除圖2所示的數據字段之外的還用于保護信息1字段、VFO字段，PS字段、保護信息2字段和其它字段的信號。用于PA字段的信號通常是基于特定的數字調制的方法，并在數字調制器53中產生。在數據字段的SY信號的產生可能在附加的信號產生器54和數字調制器53。附加的信號產生器54的輸出提饋送多路復用器55。提饋送多路復用器55的兩個信號按時序來調整，并被傳送給半導體激光調制器56。在半導體激光調制器56，產生用于調制安裝在光學頭57上的半導體激光器的輸出的驅動信號，并被發送到光學頭57。
有特定輸出值的光束從光學頭57發射到光盤50上，信息數據記錄在光盤50。
傳統上，信息數據由固定時鐘脈沖來處理和記錄，并且，與光盤的旋轉不同步，可能在最糟的情況下，信息數據不能記錄在確定的扇區長度內。但是，通過使用本發明的光盤，其中引導光道是擺動或振動的，就可利用上面提到的與旋轉同步的時鐘脈沖。因此，信息數據可在指定的扇區可靠地被記錄。
同時，從擺動信號產生的時鐘脈沖實際上由于用來產生時鐘脈沖信號的PLL電路的執行會帶來擺動相位的偏離。扇區的信息未記錄字段的長度在考慮擺動的相位偏離后按如下的描述來確定。
因為在擺動信號中包含噪音，擺動信號中產生的時鐘脈沖會發生一個相位偏離。假設擺動信號的C/N比為15dB并且用來從擺動信號產生時鐘脈沖的PLL電路的帶寬為1kHz，如果包含在擺動信號的噪音成分是正態分布的，進一步假設噪音電平是在擺動信號不被固定的程序片轉換成二進制值的可能性是1/100000時的狀態下，而且還假設進入擺動的一個周期的信息位是w位，最小的相位偏離計算為0.15w位。另一方面，最大的偏離可容易地設定在大約±w/2位的范圍內。因此，用來吸收扇區的記錄時鐘脈沖的偏離的信息未記錄字段的長度可控制在0.1w位或更多且在w位范圍內。
通過假設包含在擺動的一個周期的信息數據量為93位情況下進行的計算，因為可能在+或-向偏離，信息未記錄字段的長度可以是w/10=9.3位或更多且w=93位之內。
在實施例中，但是，為了進一步增加可靠性，未記錄字段的數據容量，即緩沖字段設置為接近于2倍的適當值，即，25B=200位。甚至在適當值25B的將近兩倍的數據容量時，大約占用戶數據容量2048B的1.2％，其被視為與現有技術的2.9％相比更低的值。
此時，在圖2所示的扇區格式中，整個扇區是2697B，有232個各個都是93位的擺動周期。而且，一個光道由整數倍的扇區組成。相應地，因為擺動相位在每個扇區和每個光道是完整的，簡化了記錄和重放裝置的設計。它也解決了在每個光道上擺動相位的變化問題。
作為要被記錄的信息，在音頻數據或(動畫)視頻數據的情況下，連續產生的信息必須被處理和記錄。但是，如果記錄時確定了每個扇區中的ID字段的地址，如果沒有檢測到地址，連續進入的數據不能被完全記錄下來。或者，在沒有檢測到地址情況下，可能通過從前面的扇區的地址來推算該地址來記錄。但因為這種推算是基于固定時鐘脈沖的計數值的，由于光盤的旋轉波動錯誤將積累在計數值中。因此，要記錄在扇區的數據可能溢出到下一個扇區。
但是，在本發明的第一實施例的光盤格式中，因為利用擺動信號作參考，上面的問題可容易地解決。如圖3所示通過基于擺動信號的相位0確定每個扇區的記錄起始點，只要在擺動信號檢測時沒有錯誤，如果地址沒有被檢測到，也可以進行連續地記錄。另外，不會發生在每個扇區的時鐘脈沖的計數值的積累。
在每個字段，指定的數據分布是任意的。圖2中的扇區格式的數據量和數據分布只是作為例證而并非用來限制。
如這里所述，根據本發明的第一實施例的光盤，記錄連續信息數據如音頻數據和(動畫)視頻數據時，如果在每個扇區提供的ID字段的地址沒有檢測到，可能通過從擺動信號可靠地產生時鐘脈沖來實現連續記錄，并且能給出與原有技術相比實現更大的容量的一種格式。
實施例2圖6(a)表示本發明的第二實施例的光盤上一個L/G(凸區和凹槽信息記錄和重放)系統中光盤的地址字段。在圖6(a)中的光盤上，ID字段的地址信息有兩個置位組成，相對于內部圓周側或外部圓周側偏離了1/2的光道間距的距離。凸形和凹形的信號的寬度基本等于信息記錄字段的凹槽和凸區的寬度。凹槽和凸區在光道的每個轉彎處改變。ID字段由兩部分組成，IDa和IDb，每個都包含地址信息，并從引導光道向內部圓周側或外部圓周側偏離大約1/2的光道間距的距離。即，一個地址由相鄰的凹槽和凸區共享。引導光道(信息記錄字段)在與光學頭的跟蹤方向正交的方向上(徑向)擺動。
圖6(b)解釋了本發明的第二實施例的光盤的每個光道上在凹槽和凸區的轉換點的擺動的相位偏離。擺動在每個扇區有整數倍的周期，并且光道每旋轉一周有整數倍的扇區。因此，在光盤旋轉一周時，擺動相位必須是連續的，但由于制造效應如光盤的旋轉波動，會產生光盤旋轉一周與作為數據處理參考的時鐘脈沖之間的偏離，而且擺動相位可能不完全匹配。相應地，在擺動相位內，一開始擺動的起始相位和光道轉動一周后的最終相位必須被設定在指定值。
假設引導光道旋轉一周的擺動起始相位為信息位的±n位，最終的相位為信息位的±m位，起始相位是精確穩定的而沒有旋轉波動的效應，最終相位則承受大部分的旋轉波動效應，因此確立了n＜=m的關系。
考慮起始相位，通過在光道的每次轉彎時進行復位，相位偏離的積累就避免了。因此，通常起始相位在信息位±1位的范圍內調整。
最終相位m的情況在下面描述。
當光斑跟蹤一個完成的光盤上位于一個凹槽和相鄰的凹槽之間的中間的凸區(凸區沒有切斷)時，假設擺動頻率是ω，切割凹槽時的偏離是θ，相鄰的凹槽的相位偏離是-θ。假設沒有相位偏離的理想狀態下得到的擺動信號是A·COSωt，實際帶有相位偏離的擺動信號是A·COS(ωt+θ)+A·COS(ωt-θ)=2A·COS θ·COSωt。即，擺動信號是一個經相位偏離部分(COSθ)調制過的信號。因此，導致電路操作的可能不方便。相應地，只要可能，需要降低這一相位偏離以使相位偏離不會積累。如果相位偏離θ在周期的1/10的范圍內，我們得到(COSθ)＜=(COS(2π/10)=0.81初始的信號電平保持著，相位偏離處于可以充分允許的范圍內。即假設擺動的一個周期是信息位的w位，只要擺動信號的相位量與最終的相位m之間的關系滿足m＜=w/10。
這里擺動信號的起始相位在ID字段的前部和信息記錄字段之間的邊界調整為0，而其可限定在另一地方，例如在ID字段的后部和信息記錄字段之間的邊界。
本發明第二實施例的光盤的扇區格式具體示于圖7。基本與圖2表示的上述的第一實施例的光盤的格式相同。不同之處是保護信息1字段(20+IB)，保護信息2字段(55-IB)，間隙字段(10+j/16B)和緩沖字段(25-j/16B)。這里I是從0到7的整數，j是從0到16的整數，I和j隨機的選擇，保護信息1字段、保護信息2字段、間隙字段和緩沖字段的長度在每次記錄時均改變。因此，由于反復記錄帶來的記錄介質的損壞就被防止了，記錄的次數增加了。
根據這里描述的本發明的第二實施例的光盤，在引導光道旋轉一周中包含整數個扇區，扇區的長度設定為擺動周期的整數倍，擺動的起始相位和最終相位在記錄和重放時互相匹配，所以光盤裝置的尋道控制和時鐘脈沖的產生可被穩定下來。
實施例3圖8(a)表示了本發明第三實施例中光盤上L/G(凸區和凹槽記錄和重放)系統中光盤的地址字段。在圖8(a)的光盤中，ID字段的地址信息獨立地在凸區和凹槽提供，定位于凸區和凹槽的中間。為抑制來自相鄰光道的干擾，ID字段的凸形和凹形信號的坑寬度小于凹槽或凸區的寬度。
圖8(b)解釋了本發明的第三實施例的光盤的每個光道上在凹槽和凸區的轉換點的擺動的相位偏離。擺動在每個扇區有整數倍的周期，并且光道在每旋轉一周時有整數倍的扇區。因此，在光盤旋轉一周時，擺動相位是連續的，但由于制造效應如光盤的旋轉波動，會產生光盤旋轉一周與作為數據處理參考的時鐘脈沖之間的一個偏離，因此擺動相位可能不完全匹配。相應地，在擺動相位內，一開始擺動的起始相位和光道轉動一周時的最終相位必須被設定在指定值。
假設引導光道旋轉一周的擺動起始相位為信息位±n位，最終的相位為信息位±m位，起始相位是精確穩定的而沒有旋轉波動的效應，最終相位則承受大部分的旋轉波動效應，因此確立了n＜=m的關系。
考慮起始相位，通過在光道的每次轉彎時進行復位，相位偏離的積累就避免了。因此，通常起始相位在信息位±1位的范圍內調整。
與第二實施例的光盤一樣，假設擺動的一個周期是w位的信息位，與最終的相位的關系為m＜=w/10。
根據這里描述的本發明的第三實施例的光盤，ID字段的地址信息獨立地在凸區和凹槽提供，在引導光道旋轉一周中包含整數個扇區，扇區的長度設定為擺動周期的整數倍，擺動的起始相位和最終相位是達到規定的精確程度的，因此擺動相位在記錄和重放時互相匹配，所以光盤裝置的尋道控制和時鐘脈沖的產生可被穩定下來。
實施例4圖9示出了根據本發明的第四實施例的光盤制造裝置。該光盤制造裝置設計制造的光盤在ID字段具有兩套相對于內部圓周側和外部圓周側偏離1/2光道間距的距離的地址信息，如圖6(a)和6(b)所示。
應用這一光盤制造裝置，光盤的實際的切割操作如下描述。在圖9中，參考標號150是一個光盤母板，151是一個光學頭，152是一個主軸電機，153是一個單一旋轉信號檢測器，154是一個主軸電機旋轉控制器，155是一個復位信號產生器，156是一個參考時鐘脈沖產生器，157是一個激光輸出調制器，158是一個饋送控制器，159是一個擺動信號產生器，160是一個第一信號選擇器，161是一個時序信號產生器，162是一個指定信號產生器，163是一個ID信號產生器，164是一個第二信號選擇器，165是一個偏離信號產生器，166是一個偏移器。
為了在光盤母板150上形成引導光道的ID字段和凹槽(凸區)，連接在主軸電機152上的光盤母板150被旋轉，當沿徑向使用饋送控制時，光學頭151發射出調制的激光的一個輸出來照射光盤母板150。
尤其，為控制主軸電機152的旋轉，主軸電機旋轉控制器154從主軸電機152接收伴隨旋轉而來的一個信號(如頻率產生器信號)，把這一信號與來自參考時鐘脈沖產生器156的時鐘脈沖作比較，并調整主軸電機的旋轉速度和相位。但是，由于主軸電機152的響應特性、光盤母板150的離心等效應，它一般很難與參考時鐘脈沖在位單元上達到準確地匹配。
另一方面，光學頭151發出的激光輸出的調制按如下來執行。ID字段的信號從ID信號產生器163產生。在ID信號產生器163產生的信號作為由0和1組成的數字數據被發出，基于參考時鐘脈沖產生器156發出的時鐘脈沖與時鐘脈沖同步。ID信號產生器163接收來自復位信號產生器155的與旋轉一周后的相位同步的復位信號，并在每旋轉一周都同步。ID信號產生器163的輸出提饋送第一信號選擇器160。
當形成凹槽時，指定的數據從指定信號選擇器162獲得。通常，當形成凹槽時發射激光，而且激光的發射不在凸區。因此，每旋轉一周輸出信號都被改變，每旋轉一周激光反復照射和熄滅(輸出大/小)。
來自指定信號選擇器162的信號也被提饋送第一信號選擇器160。第一信號選擇器160的輸出信號根據時序信號產生器161的輸出選擇發出兩種輸入信號之一。在ID1到ID4的地址字段，ID信號產生器163的信號被選擇，在其它字段，指定信號選擇器162的信號被選擇。時序信號產生器161接收參考時鐘脈沖產生器156發出的參考時鐘脈沖和復位信號產生器155發出的復位信號，并產生發出一個時序信號來選擇不同信號。接收第一信號選擇器160的輸出信號后，激光輸出調制器157發送出一個信號到光學頭151使得指定強度的激光可從光學頭151發出。因此，光學頭151發射出指定輸出值的激光，照射光盤母板150。
產生對于引導光道的擺動，可以使用來自擺動信號產生器159的擺動信號。在ID字段，通過使用偏離信號產生器165產生的偏離信號，地址被偏離1/2的光道間距。擺動信號和偏離信號經來自時序信號產生器161的信號被第二信號選擇器164選擇。第二信號選擇器164的輸出連接到偏移器166。偏移器166在ID字段把光斑偏離1/2的光道間距，在徑向非ID字段振動光束或光斑，從而擺動(振動)凹槽。光學頭151每旋轉一周被饋送控制器158在徑向上移動相應于光道間距部分的距離。
這樣，光盤母板150被切割，主軸電機152的旋轉相位和擺動信號產生器159的輸出信號由于光盤母板150的旋轉波動或離心效應而被偏離。這里，為調整每旋轉一周的擺動信號的起始相位，基于單一旋轉信號檢測器153的輸出信號，復位信號產生器155對擺動信號產生器159在每旋轉一周進行復位。因此，根據光盤母板150的實際旋轉，擺動信號的相位在指定位置處進行每周一次地可靠地調整，從而排除了相位偏離積累的可能。
實施例5圖10表示了根據本發明第五實施例的光盤制造裝置。該光盤制造裝置設計制造的光盤在凸區和凹槽的中間獨立地具有ID字段的地址信息，如對圖8(a)和8(b)所作的解釋。
在圖10中，與表示了本發明第四實施例的光盤制造裝置的構成的圖9的唯一不同之處將在下面敘述。
與圖9不同的是一個開/關控制器200和一個光斑直徑控制器201。開/關控制器200控制擺動信號產生器159的信號，并向外擺動ID字段的引導光道。光斑直徑控制器201，應用液晶或類似物，改變光學常數數值孔徑NA，并改變光斑的有效直徑。
參考圖10，光盤的實際切割操作的要點如下解釋。與第四實施例的光盤制造裝置相同的操作的解釋將被省略。
來自ID信號產生器163的ID字段的信號提饋送第一信號選擇器160。
用來形成凹槽的來自指定信號產生器162的指定數據傳送給第一信號選擇器160。第一信號選擇器160的輸出信號依據時序信號產生器161的輸出被選擇。在ID1到ID4的地址字段，來自ID信號產生器163的信號被選擇，而在其它字段，來自指定信號產生器162的信號被選擇。
從第一信號選擇器160接收到輸出信號后，激光輸出調制器157發送出一個信號到光學頭151使得指定強度的激光從光學頭151發射出來。因此，光學頭151發射指定輸出值的激光，照射光盤母板150。
為在引導光道產生擺動，使用擺動信號產生器159的擺動信號。擺動信號提饋送開/關控制器200，擺動信號被來自時序信號產生器161的信號在非ID字段開啟。開/關控制器200的輸出連接到偏移器166。偏移器166徑向地在非ID字段振動光斑，擺動凹槽。而且，通過來自時序信號產生器161的信號，光斑直徑控制器201控制來減小ID字段的光斑。光學頭151每旋轉一周被饋送控制器158在徑向上移動相應于光道間距部分的距離。
這樣，光盤母板150被切割，而主軸電機152的旋轉相位和擺動信號產生器159的輸出信號由于光盤母板150的旋轉波動或離心效應而被偏離。這里，為調整每旋轉一周的擺動信號的起始相位，基于單一旋轉信號檢測器153的輸出信號，復位信號產生器155對擺動信號產生器159在每旋轉一周進行復位。因此，根據光盤母板150的實際旋轉，擺動信號的相位在指定位置處進行每周一次地可靠地調整，從而排除了相位偏離積累的可能。
實施例6圖11表示了本發明第六實施例的光盤上一個只讀ROM字段、一個能再次寫入信息的可重寫字段和一個信息未記錄字段之間的關系。
如圖11所示，光盤上一個只讀ROM字段、一個能再次寫入信息的可重寫字段和設置在ROM字段與可重寫字段之間的一個信息未記錄字段是可利用的，一個過渡字段提供在信息未記錄字段的可重寫字段一側的部分或整個字段中。在ROM字段與可重寫字段之間的過渡字段的放大圖在圖12表示出來。過渡字段的組成被認為有兩種類型。一種如圖12中過渡字段所示，不包含地址字段即ID，由包含擺動信號的連續的引導光道組成。另一種類型，與可重寫字段一樣，由地址字段即ID組成。在任一種情況下，都能產生用來記錄處理的處理時鐘脈沖。
例如，當在0#扇區記錄信息時，在信息未記錄字段的過渡字段(凹槽)跟蹤光斑后，能夠基于從RF信號獲得的擺動信號得到用來記錄處理(processing)的時鐘脈沖。這里。光斑的移動方向假設為箭頭方向(圖中從左到右)。為了把光斑吸引到過渡字段，過渡字段要求至少等于一個光道，因為光盤旋轉過程中入射角不能指定。
在圖12中，過渡字段為3個光道長，每旋轉一周凹槽和凸區都互換。在過渡字段凹槽和凸區的轉變點是延伸到內部圓周側的ID字段的起始字段，或是延伸到內部圓周側的ID字段的結束部分的字段。換句話說，凹槽和凸區不能互換。
0#扇區并不總是開始于凸區光道，而可開始于凹槽光道。
根據實施例的光盤通過在信息未記錄區的可重寫字段一側的部分或整個字段上配置過渡字段將在這里作出解釋，一個記錄時鐘脈沖可穩定地在可重寫字段的起始處從0#扇區的凹槽產生。
實施例7圖13表示了本發明的第七實施例的光盤上一個只讀的寫入字段、一個包含過渡字段的信息未記錄字段、一個可重寫字段和一個讀出字段之間的關系。
這里作為只讀的一個ROM字段的寫入字段的光道間距To和可重寫字段的光道間距Tw設置為有To＞=Tw的關系。即，在數據容量不同的幾個光盤上，寫入字段的光道間距是常數，而可重寫字段的光道間距為了改變數據容量是可以變化的。因此，當可重寫字段的數據容量是最小值時，To=Tw，當可重寫字段的數據容量增加時，可重寫字段的光道間距Tw變窄。
在這里敘述的實施例的光盤中，通過設置寫入字段的光道間距To和可重寫字段的光道間距Tw之間滿足關系To＞=Tw，在可重寫字段數據容量不同的光盤可容易地被重放，因為第一位置處要被重放的在寫入字段中光道間距是相同的。另外，根據被重放的控制信息可知道可重寫字段的光道的特性，根據光道的特性就能實現尋道控制，并且能容易地使兼容性得到保證。
本發明尤其用在增加其中的數據存儲容量的光數據記錄盤。相應地，除了語音和視頻數據之外可增加存貯在一張光盤上一定數量的一般計算機數據。另外，因為沒有利用固定的時鐘脈沖來決定扇區地址，所以可根據本發明把連續的視頻和音頻數據記錄在一張光盤上。
權利要求
1．一種光盤，包括在引導光道上大量的扇區，所述每個扇區都具有ID字段、信息記錄字段和位于所述ID字段和所述信息記錄字段之間的信息未記錄字段，所述ID字段包括大量的以凸形和凹形信號記錄并配置成二組的地址信息，每一組均被沿相鄰于所述引導光道的內部和外部圓周光道之一方向偏移大約1/2的光道間距，所述信息記錄字段包括在單一頻率下相對于所述引導光道沿徑向振動的凹槽和凸區，并且所述凹槽和凸區在所述引導光道的每圈中交換一次。
2．如權利要求1的光盤，其中當記錄在所述振動凹槽和凸區的一個周期上的信息為w位時，位于所述ID字段和所述信息記錄字段之間的所述信息未記錄字段具有至少(ⅰ)w/10位或更多和(ⅱ)w位或更少之一的長度。
3．如權利要求1的光盤，其中所述記錄字段的信息以所述振動頻率的一個特定相位開始。
4．如權利要求1的光盤，其中每個扇區具有相應于所述振動頻率整數倍的長度，并且在引導光道的每一周中包含整數數目的所述檢測器。
5．一種光盤，包括在引導光道上大量的扇區，所述每個扇區都具有ID字段和信息記錄字段，所述ID字段包括大量的地址信息，并以凸形和凹形信號記錄，所述信息記錄字段包括在單一頻率下沿徑向相對于所述引導光道振動的凹槽和凸區，所述凹槽和凸區在所述引導光道的每圈中交換，所述每個扇區具有相應于所述振動頻率的周期的整數倍的長度，并且所述引導光道的每圈中的初始振動相位在信息位數±n的范圍內，最終的相位在±m的范圍內，其中n和m是自然數且n小于或等于m。
6．如權利要求5的光盤，其中在所述ID字段的所述大量地址信息以兩個置位來配置，其中的每一個置位均被沿相鄰于所述光道的內部和外部圓周光道方向之一偏移大約1/2的光道間距。
7．如權利要求5的光盤，其中在所述ID字段的所述大量地址信息配置在所述引導光道上。
8．如權利要求5的光盤，其中當所述振動頻率的一個周期包含信息位的w位時，最終相位m的值在m＜=w/10的范圍內。
9．一種光盤制造裝置，包括用來產生ID字段的信號的ID信號產生裝置，用來在所述ID字段以外的一個部分產生信號的特定信號產生裝置，用來在單一頻率產生振動信號的振動信號產生裝置，用來產生指定時序的一個門信號的時序信號產生裝置，用來接收ID信號和所述指定信號并能經所述時序信號使能其中一個的第一信號選擇裝置，使用偏離信號把所述ID字段朝向一個光道的內部和外部圓周一側偏移1/2光道間距的偏離信號產生裝置，用來接收一個振動信號并輸出一個偏離信號和經所述時序信號使能其中之一的第二信號選擇裝置，用來接收所述第二信號選擇裝置的輸出和偏移一個光斑的偏離裝置，和用來在光盤旋轉一周時對所述振動信號的相位進行復位的復位裝置。
10．一種光盤制造裝置，包括用來產生ID字段的信號的ID信號產生裝置，用來在一個部分而不是所述ID字段產生一個信號的指定信號產生裝置，用來在單一頻率產生振動信號的振動信號產生裝置，用來產生指定時序的一個門信號的時序信號產生裝置，用來接收一個ID信號和所述指定信號并能經所述時序信號使能其中一個的第一信號選擇裝置，用來通過接收所述時序信號改變一個光斑尺寸的光斑直徑調節裝置，用來通過所述時序信號使能所述振動信號的開/關控制裝置，用來接收所述開/關控制裝置的輸出和偏離光斑的偏離裝置，和用來在光盤旋轉一周時對所述振動信號的相位進行復位的復位裝置。
11．一種光盤包括具有以凸形和凹形的坑點行形成的長度至少為一個光道的信息的一個ROM字段，和長度至少為一個光道的一個可重寫字段，長度至少為一個光道的被配置在所述ROM字段和所述可重寫字段之間的一個信息未記錄字段，所述可重寫字段有一個在徑向上振動的螺旋的或同心的引導光道，所述ROM字段具有螺旋的或同心的凸形和凹形坑點行，并且在所述信息未記錄字段的可重寫字段一側至少一部分字段上有一個具有在徑向上連續或間歇振動的螺旋或同心的引導光道的過渡字段。
12．如權利要求11的光盤，其中過渡字段的引導光道包括凹槽和凸區中的至少之一。
13．如權利要求11的光盤，其中過渡字段的長度至少等于引導光道的一個盤旋的長度。
14．如權利要求11的光盤，其中ROM字段是一個寫入字段。
15．如權利要求14的光盤，其中所述ROM字段的一個光道間距To和所述可重寫字段的一個光道間距Tw之間在數值上為To＞=Tw。
全文摘要
在光盤上,ID字段包含大量地址信息,預先以凸形和凹形信號被記錄,并由其中的每一個置位均被朝向相鄰于所述光道的內部和外部圓周光道方向之一偏移大約1/2的光道間距的兩個置位組成,信息記錄字段由在單一頻率下沿徑向振動的凹槽和凸區組成,凹槽和凸區在引導光道的每圈中交換一次。當w位信息包括在一個振動周期時,位于ID字段和信息記錄字段之間的信息未記錄字段設置成具有W/10位或更多和/或w位或更少位的長度,因此當記錄連續信息數據,如視頻數據時,可通過從振蕩信號可靠地產生時鐘脈沖來連續記錄,而且格式的效率增加了,從而得到更大容量的一種格式。
文檔編號G11B7/09GK1234131SQ9719911
公開日1999年11月3日 申請日期1997年10月24日 優先權日1996年10月25日
發明者石田隆, 田中伸一, 武藤朗, 竹村佳也, 大原俊次, 佐藤勛 申請人:松下電器產業株式會社