专利名称：光盘、记录装置和方法以及再现装置和方法
技术领域：
本发明涉及诸如DVD的光盘、记录装置和再现装置，并且涉及对用于防止记录在光盘上的受版权保护的数据被未授权者使用的技术的改进。
背景技术：
拥有包含诸如电影的数字内容的DVD的商人正着手防止未授权者生产和销售盗版光盘。这种盗版光盘经常使用两个驱动装置生产。更准确地说，把包含数字内容的DVD插入一个驱动装置，而把光盘插入另一个驱动装置。在第一个驱动装置通过读DVD的数字内容获得读信号并将读取的信号转换成数字数据的同时，第二个驱动装置根据所述数字数据产生写信号并根据写信号将数字内容的拷贝写入光盘。
上述操作是在两个光盘与两个驱动装置的主马达相互同步旋转时，在DVD的整个数据记录区的每一个磁道上执行的。这样，包含DVD中完整的数字内容拷贝的盗版光盘就被产生。一般地说，数字内容是在由称作内容加密方法的标准技术加密后记录在DVD上的。有人认为，将这种数字内容解密是困难的。但是，由于数字内容与加密密钥一起作为加密内容再现，因此，这种内容加密方法对上面引入的盗版光盘的生产技术无效。如果盗版光盘有组织地生产，那么，市场上就会出现成千上万的盗版光盘，数字内容的版权所有者的利益就会受到严整损害。
另一种防止盗版光盘生产的技术，就是利用出现在从DVD获得的读信号中的抖动来迭加加密密钥。传统的驱动装置使用锁相环(PLL)校正抖动后，将读信号转换成数字数据。因此，如果通过利用两个驱动装置的上述盗版光盘的生产技术来复制数字内容的话，那么，由于所复制的光盘缺少加密密钥，所述拷贝不能被再现。
但是，当包含用其它技术记录的数字内容的DVD被再现时，自然抖动以及作为加密密钥迭加的抖动出现在读信号中。这样的抖动可以引起错误位或位移动，以便防止光盘的正确的再现。特别是对于不能识别作为加密密钥的抖动的传统的再现装置，情况就是这样。
还有可能认为自然抖动是加密密钥的一部分，从而产生加密密钥的错误位。当由于这个原因而错误地识别加密密钥时，记录在DVD上的数字内容就不能译码。这就损害了DVD和再现装置的可靠性。
发明内容
因此，本发明的第一个目的是提供一种其上记录有子信息、使得即使出现自然抖动也能够正确识别作为加密密钥的子信息等的光盘。
本发明的第二个目的是提供一种光盘，其上以不导致错乱位或错误位识别的方式迭加子信息。
上述目的是通过由包括以下部分的光盘实现包括多个帧的扇区，所述各帧被分成第一类和第二类，其中第一类帧包括多个其边沿处在标准位置的记录标记，而第二类帧包括多个其边沿偏离标准位置的记录标记，在第二类帧中偏离标准位置的边沿分成(a)出现在标准位置前的前沿和(b)出现在标准位置后的后沿，前沿和后沿是根据预定规则排列的。
当上述光盘读出时，再现装置可以识别位值“1”或“0”是否通过统计处理被迭加在帧中的主信息上，在所述统计处理中，它可以检查出现在读信号中的前沿/后沿是否与预定规则一致。
即使当读取数据域区时由于光盘表面的灰尘或缺陷的缘故而出现自然抖动，这种抖动也可以以统计上的错误的形式而被忽略。这样，可以在不受自然抖动影响的情况下设置子信息的每一位。
上述目的也可以通过这样的光盘来实现，在所述光盘中，前沿和后沿产生抖动，并且边沿的偏移量Δt由公式1σ′≥σ2+Δt2]]>确定，其中，σ表示自然出现的基抖动的标准偏差，σ′表示光盘允许的抖动量。
利用上述结构，考虑到原始为光盘设置的抖动标准偏差，可以设置不超过记录在光盘上的主信息和子信息的容差等级的抖动标准偏差。与DVD的情况一样，即使个别规定标准偏差，这使得能够与标准装载抖动偏差一致地把子信息记录在光盘上。因此，即使把光盘插入不能识别作为子信息的抖动的再现装置中，再现装置对错乱位或错误位识别的检测频率也也受到限制。
图1示出实施例1中光盘的分层结构。
图2示出构成扇区的帧结构。
图3示出构成数据域区的0-位区和1-位区如何与记录标记对应的实例。
图4示出如何读出0-位区和1-位区。
图5示出其中上升沿和下降沿被偏离的读信号。
图6示出记录标记的实例，其中，边沿位置被偏移、因此产生相位超前误差或相位滞后误差。
图7示出子信息的结构。
图8示出将子信息的字节分配给ECC块的扇区的过程。
图9示出如何将子信息位分配给构成扇区的帧。
图10示出两种情况的比较(a)子信息的位值“1”被分配给存放数据域的数据域区的情况(b)子信息的位值“0”被分配给存放相同数据域的相同数据域区的情况。
图11A示出随机位序列与对应于图10示出的子信息位值“0”的记录标记之间的对应关系。
图11B示出在反向随机位序列与对应于图10示出的子信息位值“1”的记录标记之间的对应关系。
图12示出如何对被赋予子信息位值“0”的数据域区进行统计处理。
图13示出如何对被赋予子信息位值“1”的数据域区进行统计处理。
图14A示出表示读信号中边沿位置的慨率P(t)的分布曲线，其中“t”表示与相位0的距离。
图14B示出边沿总数目的一半为前沿的情况的分布曲线P1(t)。
图14C示出边沿总数目的一半为后沿的情下的分布曲线P2(t)。
图14D示出一条分布曲线Pm(t)。
图15A示出如何从分布曲线Pm(t)获得期望值E。
图15B示出如何从分布曲线Pm(t)获得标准偏差σ′。
图16是表示(a)基抖动可以具有的多个值，(b)偏移量Δt可以具有的多个值，及(c)分布曲线Pm(t)的标准偏差σ′可以具有的多个值之间的对应关系的表。
图17是表示(a)基抖动可以具有的多个值，(b)偏移量Δt可以具有的多个值，及(c)出现在主信息中的检测误的差慨率之间的对应关系的表。
图18是表示在(a)基抖动可以具有的多个值，(b)偏移量Δt可以具有的多个值，及(c)边沿相位检测慨率可以具有的多个值之间的对应关系的表。
图19示出实施例3的记录装置的内部结构。
图20是记录装置的时序图。
图21示出一个扇区的相位调制允许信号的实例。
图22是子信息的位值“1”被赋予帧中的主信息的情况下的时序图。
图23是表示随机数发生器3的详细结构的方框图。
图24是表示相位调制器6的详细结构的方框图。
图25示出再现装置的内部结构。
图26是将子信息的位值“0”分配给帧中的主信息的情况下的时序图。
图27示出一个扇区的子信息检测允许信号的实例。
图28是将子信息的位值“1”分配给帧中的主信息的情况下的时序图。
图29是表示时钟发生器详细结构的方框图。
图30示出再现信号处理电路的内部结构。
图31是表示子信息检测器的详细结构的电路图。
图32是表示9个帧的再现装置的操作的时序图。
图33给出图9所示的帧结构的细节。
图34示出与图33不同配置的帧。
图35示出如何通过块乘积码法从16个扇区获得矩阵的过程。
图36示出采用块乘积码法、通过图35所示的重新排列获得的纠错块矩阵。
图37示出行方向的纠错过程。
图38示出产生前沿/后沿的区域，其中，该图中示出的区域等于图33中示出的区域。
图39示出实施例5中相位调制允许信号的实例。
图40示出实施例5中子信息检测允许信号的实例。
图41A示出检测区域说明信息和子信息存在信息的实例。
图41B示出如何将图41A所示的检测区域说明信息和子信息存在信息记录在光盘上。
图42示出实施例6中记录装置的内部结构。
图43示出在实施例6中记录装置的时序图。
图44示出实施例6中再现装置的内部结构。
图45示出再现装置的时序图。
图46A示出记录标记长度3T，4T，5T，...14T和与具有所述长度的记录标记对应地出现的抖动的分布曲线之间的对应关系。
图46B示出每一条分布曲线的标准偏差。
图46C示出记录标记长度和偏移量Δt之间的对应关系，其中，每一个偏移量Δt是通过将每一个长度的标准偏差应用于公式5而计算得到的并且对于对应的记录标记长度是唯一的。
图47A示出固定的偏移量Δt应用于每一个变化的记录标记长度的情况。
图47B示出以下情况把长度4T设置为阈值，并且把偏移量Δt0应用于长度比4T短的记录标记，而把固定偏移量Δt4应用于长度不比4T短的记录标记。
图47C示出把偏移量Δt应用于所述各记录标记的其它改型。
图48是表示用于设置如图46C所示的偏移量Δt的相位调制器6的内部结构的方框图。
图49示出在如图47B所示那样设置偏移量Δt的情况下相位调制器6的内部结构。
实现本发明的最好方式下面参照
本发明的8个实施例。
实施例1实施例1说明光盘的结构。
光盘为分层结构，包括ECC块、扇区等。图1示出所述分层结构。如图1中的虚引导线he1和he2所示，一个ECC块包括16个扇区。如虚引导线hc1和hc2所示，一个扇区包括26个帧，每一个帧的容量为2千字节。
帧结构图2示出帧的结构。帧有若干区域，每一个区域记录一条主信息。每条主信息包括2字节的同步码和91字节的数据域。如图2中的行“A”所示，每一个帧包括存放同步码的同步码区和存放数据域的数据域区。在实际的记录中，在同步码和数据域中执行8/16调制，经过8/16调制后的数据被记录在光盘上。这里，8/16调制是一种编码方法，它把8位的数据转换成16位数据。众所周知，8/16调制被DVD采用。构成原始数据的每一条8位数据都用8/16调制转换成16位数据。更准确地说，转换是通过转换表实现，通过转换，2至10位的值“0”被插入在原始数据中的两位值“1”的序列中间。就是说，原始数据中的“11”被转换成“1001”至“100000000001”中的任意一个。通过在同步码和数据域上执行8/16调制获得的位序列，称为信道码。构成信道码的位称为信道位。
图2中的行“B”示出同步码区和数据域区的详细结构。如虚箭头hf1、hf2和hf3所示，同步码区和数据域区分别存放同步码和数据域的信道码。同步码区和数据域区中的每一个都包括存放信道位“0”的0-位区和存放信道位“1”的1-位区。同步码区为2×16位大小，数据域区为91×16位大小。图3示出构成数据域区的0-位区和1-位区是如何与记录标记对应的实例。在图3中，多个0-位区和1-位区驻留在记录标记mk1中。
记录标记记录标记与只读光盘，例如DVD-ROM中的坑点对应。记录标记也与可记录光盘，例如DVD-RAM中的非晶域对应，所述非晶域是在光束加到相变型金属薄膜时形成的。
0-位区zr1，zr2，zr3，...为磁道上的序列区。例如，每一个0位区的长度为0.133μm。0位区有两种类型(1)记录标记mk1中的0-位区；和(2)记录标记外的空间sp1和sp2中的0位区。
1-位区wr1，wr2也是磁道上的序列区。例如，每一个1位区的长度为0.133μm。每一个1-位区在其中心都有记录标记边沿。
现在，将参照图4来说明如何读出0-位区和1-位区。图4中的行C和D表示0-位区和1-位区以及图3所示的记录标记。图4中的行A表示读出0-位区和1-位区时使用的时钟信号。时钟信号包括多个时钟脉冲。每一个时钟脉冲的周期与每一个0位区和1-位区的总长度对应，如虚线t×1，t×2，t×3，...所示。例如，每一个时钟脉冲具有38.23毫微秒的时间周期。
图4中的行B表示读出信号，所述读出信号是通过读出0-位区和1-位区获得的。所述读出信号包括(a)与行D所示空间对应的高区；和(b)与记录标记对应的低区。高区和低区之间的变化点与记录标记的边沿对应。也就是说，读出信号中的下降沿tg1与记录标记的边沿eg1对应；上升沿tg2与记录标记的边沿eg2对应。通过计算与高区和低区对应的时钟数目可以得到信道位的零游程长度。如前所述，记录标记的边沿处在与时钟脉冲的相位“0”对应的1-位区的中心。这样，上升沿和下降沿就出现在时钟脉冲的相位0处。但是，如果光盘的表面有缺陷或污迹或旋转不稳定，那么，上升沿和下降沿在读出信号中的位值可能将偏离时钟脉冲的相位0。
抖动和相位超前/滞后误差图5示出读信号，在读信号中上升(或下降)沿发生了偏离。有两种情况的偏离一种是由虚线hs1所示，读信号的上升沿/下降沿超前于时钟脉冲的相位0；另一种是如虚线hs2所示，上升沿/下降沿滞后于相位0。前一种情况称为“相位超前误差”，后一种情况称为“相位滞后误差”。相位超前误差和相位滞后误差通常称为抖动。以时钟脉冲周期的百分数来表示抖动。就是说，从正常的光盘读取数据时，将出现7-8％的抖动。当时钟脉冲的相位0和读信号的上升沿/下降沿之间的误差超过±T/2(“T”表示时钟脉冲周期)时，抖动就会产生严重影响。这是因为，当误差超过±T/2时，读信号中应该识别为位值“1”的位的位置将向前或向后偏离。
相位超前/滞后边沿通过移动记录标记的边沿位置就会产生这样的抖动。图6示出记录标记的实例，所述记录标记的边沿位置被移动，从而产生相位超前或相位滞后误差。在图6中，假设光盘朝左手侧旋转。因此，可以说，所述旋转方向也就是读信号的相位超前方向，反向旋转方向也就是读信号的相位滞后的方向。图6中行B所示的记录标记的边沿超前1-位区域中心Δt。在本文中，这种在中心前面形成的边沿称为“相位超前边沿”。在数据读取中，相位超前边沿产生相位超前误差。
图6中的行C所示的记录标记边沿滞后1-位区域中心Δt。在本文中，这种在中心后面形成的边沿称为“相位滞后边沿”。在数据读取中，相位滞后边沿产生相位滞后误差。本实施例的特征在于用相位超前边沿和相位滞后边沿表示的子信息，所述子信息分别从主信息产生。但是，一种简单的表示方法、例如每一个相位超前边沿表示“0”、而每一个相位滞后边沿表示“1”，将允许把故意产生的构成子信息的抖动与自然产生的抖动区分开。这将频繁引起读取误差。在本实施例中考虑所述问题，将子信息的每一位都分配给数据域中一个三帧的组。
子信息位的分配图7示出子信息的结构。记录在光盘中的所述子信息的长度有16字节。其中组成sd
至sd[7]的8个字节构成加密密钥，组成sd[8]至sd[15]的其它8个字节构成误差校正码(ECC)。图8示出子信息的字节分配给ECC块的个扇区的情况。如图8所示，16字节子信息的第一字节sd
分配给ECC块的第一扇区sector
，第二字节sd[1]分配给第二扇区sector[1]，等等。同样，构成子信息的一个字节的每一位都分配给对应的一个三帧的组，所述三帧的组是构成扇区的26个帧(
至[25])中的24个帧([1]至[24])中的三帧的组。也就是说，所述24个帧([1]至[24])不包括26帧中的第一帧和最后一个帧。图9示出子信息位如何分配给构成扇区的帧。如图9所示，表示子信息中第i字节中的第7位的“sd[i]b7”分配给除帧
外的帧[1]至[3]中的数据域区。表示子信息中第i字节中的第6位的“sd[i]b6”分配给帧[4]至[6]中的数据域区。表示子信息中第i字节中的第5位的“sd[i]b5”分配给帧[7]至[9]中的数据域区。这里，被分配的三帧中的数据域区的数据长度为3×91字节(＝91×3×8位＝2184位)。因此，可以说，子信息的位值“1”分配给3×91字节的组。
子信息的迭加现在将说明子信息如何迭加在帧的数据域区。图10示出两种比较情况(a)子信息的位值“1”分配给存放数据域的数据域区的情况，及(b)子信息的位值“0”分配给存放相同数据域的相同数据域区的情况。图10中的B行表示与行A表示的信道码对应的记录标记。这些记录标记为标准的记录标记，也就是说，没有子信息位值分配给记录标记。行C表示被分配子信息位值“0”的记录标记。行D表示被分配子信息位值“1”的记录标记。如图10所示，被分配子信息位值“0”的记录标记的边沿按顺序被赋予”超前”，”滞后”，”超前”，”滞后”，”滞后”，”滞后”，”超前”。另一方面，被分配子信息的位值“1”的记录标记的边沿被赋予”滞后”，”超前”，”滞后”，”超前”，”超前”，”超前”，”滞后”，这仅仅是位值“0“的边沿的反转。如由此看到的，本实施例是用某一规则和所述规则的反转，通过移动边沿的位置将子信息迭加在数据域区。
前沿/后沿的规则下面说明上述规则。图11A的行A示出后面将详细说明的随机数的位序列。如后面将说明的，随机数的位序列中的每一个随机数的位值，都是根据数据域区的信道的位序列，通过某些计算得到的。每一个随机数的位与信道位序列的8位的不同组依次对应。记录标记边沿偏移的规则与随机数的位序列对应。图11A中的B示出图10所示的相同的记录标记，并根据以下规则将子信息的位值“0“分配给它。根据对应的随机数的位值，使每一个记录标记的边沿为”超前”或”滞后”。更准确地说，当随机数的位值为“1”时，对应的记录标记边沿为”超前”；当随机数的位值为“0”时，对应的记录标记边沿为”滞后”。所述规则可以用以下例子确认在行B中一个记录标记rk1的前沿与行A中的第一随机数的位bt1的“1”对应；记录标记rk2的后沿eg2与第二随机数的位bt2的“0”对应；记录标记rk2的前沿eg3与第三随机数的位bt3的“1”对应。
前沿/后沿的反转规则下面说明反转规则。图11B的行A示出一个反转随机数位序列。随机数位序列中的每一个随机数的位值，都是通过对随机数的位序列反转得到的。每一个反转的随机数位与信道位序列的8位的不同组依次对应。记录标记边沿位移规则与随机数的位序列对应。图11B中的B示出图10所示的相同的记录标记，并根据以下规则将子信息的位值“1“分配给它。根据对应的反转随机数的位值，使每一个记录标记的边沿为”超前”或”滞后”。更准确地说，当一个反转的随机数的位值为“1”时，对应的记录标记边沿为”超前”；当一个反转的随机数的位值为“0”时，对应的记录标记边沿为”滞后”。所述规则可以用以下例子确认在行B中一个记录标记rk1的后沿eg5与行A中的第一反转随机数的位bt0的“0”对应；记录标记rk2的前沿eg6与第二反转随机数的位ht1的“1”对应；记录标记rk2的后沿eg7与第三反转随机数的位ht2的“0”对应。
由于记录标记边沿的位移规则对应于随机数的位序列或反转的随机数的位序列，所以，再现装置通过执行以下统计处理，就可以成功地得到子信息的每一位的值。
检测子信息的统计处理根据本发明，当再现装置将记录的数据从光盘读出时，将检测到读取帧时的超前误差和滞后误差。为了读取迭加在数据上的子信息，再现装置从数据域区读取的信道位序列产生随机数的位序列。当产生随机数位序列的每一位且产生随机数位值“1”时，再现装置监视数据域区的读信号是否有超前误差，而当产生随机数位值“0”时，再现装置监视读信号是否有滞后误差。每一次监视的判断正确时，计数器值加一。图12示出统计处理是如何将子信息的位值“0”分配给数据域区的。图12中的A行表示图11A所示的包括前沿和后沿的记录标记。B行示出读出记录标记时得到的读信号。C行表示再现装置产生的PE调制位序列，所述位序列与图11A所示的随机数的位序列相同。D行示出计数器如何加1。如图12所示，每一次在一个位值和对应的超前误差和滞后误差之间检测到匹配时，计数器值加1，如箭头“inc1”“inc2”“inc3”“inc4”，....所示，其中，“mt0”和“mt2”表示超前误差与位值“1”之间匹配，而“mt1”，“mt3”和“mt4”表示滞后误差与位值“0”之间匹配。象这样不断加1的计数器将直达到一个正值“sk1”。
另一方面，每一次在位值和对应的超前误差或滞后误差之间检测到反转匹配，计数器值加1。图13示出统计处理如何将子信息的位值“1”分配给数据域区的。图13中的A行表示图11B所示的包括前沿和后沿的记录标记。B行示出读信号，C行表示再现装置产生的PE转换位序列，所述位序列与图11B所示的随机数位序列相同。D行示出计数器如何加1。如图13所示，每一次在一个位值和对应的超前误差或滞后误差之间检测到反转匹配时，计数器值加1，如箭头“dec1”，“dec2”，“dec3”，“dec4”，...所示，其中，“mt5”，“mt7”和“mt10”表示在超前误差与位值“1”之间的反转匹配，而“mt6”，“mt8”和“mt9”表示在滞后误差与位值“0”之间的反转匹配。象这样不断加1的计数器值将达到一个负值“-sk1”。可以期望，没有迭加子信息的数据域区的读信号，表示比正值“sk1”或负值“-sk1”更加接近0的值。这是因为在所述区域没有超前误差和滞后误差。即使有一些误差，这些误差也是无规则的。可以期望，从记录标记检测到的抖动的分布曲线，其边沿没有被人为移动，它的分布曲线是正态分布。可以期望，如果上述统计处理应用于这样的自然误差，计数值的平均值变为0。
在在一帧中完成上述匹配过程后，将所述计数值分别与一个正和负的阈值比较。当正的计数值超过正阈值时，就将子信息位值“0”分配给数据域区。当负的计数值超过负阈值时，就将子信息位值“1”分配给数据域区。
没有被迭加子信息的区域不会出现子信息的识别误差，由于如上所述，即使所述区域包括自然误差，误差的计数值将接近0。同样，即使在迭加了子信息的区域检测到自然误差，由于每一帧的计数值都与正的和负的阈值比较，自然抖动就被识别为统计误差。
PE调制位序列PE调制位序列是通过将PE(相位编码)调制到构成M随机数序列的位而获得的位序列。其中，M随机数序列是伪随机数序列，它的周期等于位序列中最长的位序列，并可以用某个基本多项式产生。M随机数序列具有连续出现或者是“0”值或者是“1”值的低慨率。相反，PE调制则是这样一种调制，它用两位值“10”代替M随机数序列中的每一位值“0”，用两位值“01”代替M随机数序列中的每一位值“1”。在PE调制执行后，数据域的16信道位的每一单元都与随机数的位值“0”和随机数的位值“1”对应。由于将超前误差和滞后误差分别分配给随机数(或反转随机数)的位值“0”和“1”，这就使连续出现前沿抖动或后沿抖动的慨率非常低。前沿抖动或后沿抖动为什么不能连续出现的原因如下。
当读取一个数据域区时，再现装置允许嵌入的PLL电路产生时钟信号。所述PLL电路总是监视时钟脉冲和读信号中的下降沿/上升沿之间的相位差。当相同类型的(前沿或后沿)抖动连续出现在多个时钟脉冲中时，PLL电路就进行控制，以便通过提高或降低时钟脉冲的频率来消除相位差。也就是说，当抖动随超前误差或滞后误差连续出现时，PLL电路产生具有消除相位差的频率的时钟脉冲信号。这就可以禁止再现装置检测后面的抖动。考虑PLL电路使用的这种控制，本实施例就可以通过基于随机数的位序列，分配通过PE调制获得的前沿和后沿来防止连续出现超前误差或滞后误差。
同步码区同步码用于检测帧的起始位置。从同步码区读取的读信号有唯一的模式。通过读取所述唯一模式可以检测帧的起始位置。当因误识别或其它原因没有检测到所述唯一模式时，帧的起始位置就不能正确检测到。如图10和11所示，在同步码区没有前沿或后沿驻留。也就是说，当同步码区被读出时，除自然抖动外，不能检测到其它抖动。这是因为提供一种特殊考虑、以便比数据域区更精确地识别同步码区。由于同步码区没有包含前沿或后沿，紧接在在同步码区后面产生图12和13所示的随机数的位序列。如上所述，每一个子信息位都分配给一个三帧的不同组。每一个三帧的组都具有三个同步码区。因此，有三次机会对每一次检测的子信息位进行重新设置随机数的位序列。即使在三帧的组中的第一帧的开始出现的抖动引起读出不正确的位，由于随机数的位序列在第二帧紧接在同步码区的后面被复位，因此，读出的不正确的位不会出现在第二帧前面。这样，当读出前沿和后沿时，如果由抖动的出现引起在读信号的上升沿/下降沿与时钟脉冲的相位0之间的差超过一个半周期，那么，读出的不正确的位只出现在一帧中。
地址地址用于检测读出的位置。在再现光盘时，光束移动到记录有规定地址的位置上，所述地址被确认，接在所述地址后的内容被再现。误判地址将引起再现性能的退化，例如，到达光盘上的指定地址时产生延迟，或者再现不正确位置上的内容。同样，在识别一个地址之前，由于纠错过程产生延迟使它化了很长时间时，再现会由于在检测光束位置前花了很长时间而延迟。因此，本实施例通过省去将子信息位分配给包括地址的帧
(即第一信道的信号)，防止再现性能的退化。
同样，不把子信息位分配给帧[25]。其原因如下。由再现装置按顺序读取帧。当读帧[25]发生错误时，紧跟在帧[25]后的帧
也出现读错误。为了避免这样的有害影响，不把子信息分配给帧[25]。应当指出，出于同样的理由，最好也不把子信息位分配给帧
之后的帧[1]。
如上所述，利用本实施例，通过执行其中检测的超前误差和滞后误差具有某种规则或这种规则的反转规则的统计处理，就能够检到子信息位值“1”或“0”是否分配给各个帧的组。即使由于光盘表面的灰尘或缺陷产生了的自然抖动，也能在不受自然抖动影响的情况下设置子信息位值。
在本实施例中，紧接在同步码之后将随机数的位序列复位。但是，随机数的位序列可以复位到离开同步码末尾一定偏移量的某个位置上。所述偏移量最好是包括在帧
中的地址的数据长度。另一方面，可以根据数据域中的内容来改变所述偏移量。同样，可以交替地改变随机数位序列的第一位，而且，可以根据交替地改变的第一位来形成前沿和后沿。同样，所述偏移量可以与再现装置的同步信号检测单元检测同步码时出现的延迟对应。
子信息最好迭加在两个或多个ECC块上，而不是只迭加在一个BCC块上。当子信息只迭加在一个ECC块上时，通过用实施例1说明的过程仿造，就有可能生产具有与原始光盘相同数值的光盘。相反，子信息被迭加在BCC块的数目增加，迭加的难度和代价也增加。这就使得生产具有与原始光盘相同数值的光盘更加困难。而且，当子信息迭加在两个或更多个ECC块上时，如果由于光盘表面的缺陷或尘埃引起从一个ECC块读取子信息失败时，再现装置可以从其它ECC块读取子信息。这就提高了读取子信息的可靠性。
在本实施例中，与同步码区对应的记录标记的边沿没有位移。但是，与同步码区对应的记录标记的边沿可以位移。
实施例2在实施例2中，将说明实施例1描述的前沿/后沿的偏移量Δt。在光盘中，即使没有形成前沿/后沿，也将出现自然抖动。因此，当偏移量Δt被确定时，就应该考虑自然抖动。
分布曲线图14A示出的分布曲线表示读信号中边沿位置的慨率P(t)，其中“t”表示与相位0的距离。研究图14A所示的分布曲线P(t)表明，读信号的边沿出现在相位0处的慨率最大，并且读信号的边沿出现的位置离相位0处愈远慨率愈小。t＞T/2或t＜-T/2的慨率，即读信号的边沿在下一个时钟脉冲周期中的慨率非常低，即，在“rd1”之下。分布曲线P(t)由同一图中所示的公式1表示，与高斯分布曲线接近。分布曲线P(t)的期望值E为0，标准偏差为σ。在DVD-ROM的标准中，要求的标准偏差为8.5％或更低。禁止标准偏差大于8.5％的任何光盘的发货。为此，前沿/后沿的标准偏差应该设置为8.5％或更低。
现在，将说明形成实施例1中描述的前沿/后沿的各种情况下的分布曲线。图14B示出边沿总数的一半为前沿的情况下的分布曲线P1(t)。图14C示出边沿总数的一半为后沿的情况下的分布曲线P2(t)。在图14A示出的分布曲线P(t)中，出现在相位0处的边沿慨率为ck0。在图14B和14C所示的分布曲线中，其慨率分别为ck1和ck2，实质上它们比ck0小。这些分布曲线用这些图所示的公式2和3表示。由于前沿和后沿用于分配实施例1中的子信息位，由图14D示出的分布曲线Pm(t)表示实施例1的情况，所述情况是组合图14B和14C所示分布曲线的结果。将它与分布曲线P(t)比较，读信号的边沿出现在相位0处的慨率较低，但是，读信号的边沿出现在离开相位0为+pp1或更远、或-pp2或更远的位置的慨率较高。这是构成前沿/后沿的影响。分布曲线Pm(t)沿水平方向的扩展比分布曲线P(t)更宽。这表明抖动的变化随前沿/后沿数目的增加而增加。所述变化用标准偏差表示。
标准偏差现在，将说明如何获得分布曲线Pm(t)的标准偏差。
分布曲线Pm(t)由图14D所示公式4表示。图15A示出如何从分布曲线Pm(t)获得期望值E。图15B示出如何从分布曲线Pm(t)获得标准偏差σ′。如图15B所示的公式5所示，分布曲线Pm(t)的标准偏差σ′等于分布曲线P(t)的标准偏差σ和偏移量Δt的均方值(下文称为基抖动)。
如从公式5看到的，偏移量Δt对分布曲线Pm(t)的标准偏差σ′具有很大影响。如上所述，DVD-ROM标准规定了发货的标准，前沿/后沿的标准偏差应该设置为8.5％或更小。因此，当形成前沿/后沿时，需要仔细设置偏移量Δt，使得分布曲线Pm(t)的标准偏差不超过DVD-ROM标准规定的上述值。
偏移量Δt这里将使用具体的数值，说明如何设置偏移量Δt。图16是一个表，它说明(a)、(b)和(c)之间的对应关系(a)基抖动可以具有的多个值；(b)偏移量Δt可以具有的多个值；以及(c)分布曲线Pm(t)的标准偏差σ′可以具有的多个值。假设，偏移量Δt可以具有值0，1，2，3，4，和5(％)，如列md1所示。这些值是通过右手边的值“0”，“0.382263”，“0.76452599”，...(ns)除以时钟脉冲周期38.23ns得到的。
行md2提供基抖动可以具有的值7，8，9，...15，16(％)。这些值是通过在这些值下面示出的值“2.675841”，“3.058104”，“3.440367”，...(ns)除以时钟脉冲周期38.23ns得到的。所述表提供标准偏差σ′值的矩阵、使得标准偏差σ′的值能由基抖动值和偏移量Δt的组合进行唯一识别。例如，标准偏差σ“8.5440％”与基抖动“8％”和偏移量Δt“3％”的组合对应，而标准偏差σ“8.9443％”与基抖动“8％”和偏移量Δt的“4％”的组合对应。在所述表中，由粗线wk1围起的区域包括低于8.5％的标准偏差σ′的值。
从所述区域可以看到，对于7％的基抖动，偏移量Δt可以设置达4％，对于8％的基抖动，偏移量Δt可以设置达3％。
主信息的检测错误出现的慨率在确定偏移量Δt时，应该考虑数据域的检测错误出现的慨率和子信息的正确检测性能的慨率，以及标准偏差σ′的确定。
这里应当指出，检测错误出现的慨率等于在分布曲线Pm(t)中，读信号边沿出现在位置距相位0为±T/2或更远的位置的慨率。这样的检测误差引起位读出误差或诸如此类。在图14A所示的分布曲线P(t)中，用rd1表示检测误差出现的慨率。图17示出rd1的给定值。如图16所示情况那样，偏移量Δt可以具有的值在列md1中给出，基抖动可以具有的值在行md2中给出。差值是由基抖动值和偏移量Δt的值的组合识别的检测误差的慨率值，其中，图17中的E表示对10取幂(例如，9.21E-13＝9.21×10-13)。如图17所示，随着偏移量Δt值的增加，检测误差慨率也增加。作为指南，数据域的检测误差慨率为2.14×10-9或更低。在图17中，由粗线wk2围绕的区域包括数据域的检测误差慨率值为2.4×10-9或更低的值。那就意味着，与包括在所述范围中的值对应的基抖动值和偏移量Δt值的组合将保证数据域的可靠检测。这就表明，较大的偏移量Δt值将增加出现误差的风险，较高的检测慨率也将增加出现误差的风险。反之，当偏移量Δt的值较小时，它对读出子信息有不良影响。
如从以上说明看到的，对于迭加在主信息上的子信息，前沿/后沿的相移量是关键的。在偏移量Δt的值非常小的情况下，甚至正确检测到前沿或后沿的相位变化的慨率(下文称为“边沿相位检测慨率”)也变得很小。
前沿/后沿相位检测慨率图18是一个表，它说明(a)、(b)和(c)之间的对应关系(a)基抖动可以具有的多个值；(b)偏移量Δt可以具有的多个值；以及(c)边沿相位检测慨率可以具有的多个值。如图16所示情况那样，列md1给出偏移量Δt可以具有的值，行md2则给出基抖动可以具有的值。差值为借助基抖动值和偏移量Δt值的组合识别的边沿相位检测慨率值，其中，图18中的“E”表示对10取幂(例如，9.21E-13＝9.21×10-13)。如图18所示，随着偏移量Δt值的增加，边沿相位检测慨率也增加。
如实施例1中所述，子信息中的每一位都被分配给数据域中的三帧的组，并且通过统计处理检测子信息，这提供检测子信息的高的慨率。由于子信息本身包含ECC，因此，也可能与纠错一起译码。考虑这种情况，就可期望当相位检测慨率处于0.525至0.55范围时，能够正确检测子信息。
在图18中，由粗线wk3围绕的区域包括0.525或更高的边沿相位检测慨率值。这意味着，与包括在所述范围内的值对应的基抖动和偏移量Δt值的组合可以保证能正确检测到子信息。
如上所述，本实施例提供一种光盘，由于所述光盘使用基抖动值和偏移量Δt值的组合并且满足(i)边沿检测慨率为0.525或更高、(ii)数据域的标准偏差为8.5％或更高以及(iii)数据域的检测误差慨率为2.14×10-9或更低，如可以从图16至18得到确认的那样，使其能够稳定地检测到数据域和子信息。另外，当边沿检测慨率处于0.5至0.525的范围中时，通过扩大要进行统计处理的数据域，就能够保证正确检测到子信息。
实施例3在实施例3中，将说明在实施例1和2中解释的光盘的记录装置。图19说明实施例3中的记录装置的内部结构。图20是所述记录装置的时序图。如图19所示，所述记录装置包括调制器1、定时发生器2、随机数发生器3、随机数序列转换器4、PE调制器5、相位调制器6、记录信道处理装置7和记录头8。
记录装置的内部结构调制器1以8位为单位接收数据域的数据，对接收的数据进行8/16调制以便获得16位的码字，并且对所述16位码字执行NRZI转换以便产生信道码。调制器1通过把产生的每一个信道码与时钟脉冲对应来产生信道信号，然后，将产生的信道信号输出给相位调制器。当产生信道信号时，调制器1监视定时信号发生器2输出的同步信号。对于同步信号的每一个低区，调制器1连续产生信道信号；对于同步信号的每一个高区，调制器1停止所述产生并将同步码插入信道信号中。图20中的行A、B和C分别表示信道码，信道信号和同步信号。如图20所示，在同步信号的高区，停止产生信道码，并将同步码的信号部分gg1插入信道信号。
定时发生器2包括分频器，所述分频器通过对时钟脉冲序列执行16分频来产生字节时钟信号，并且通过对时钟脉冲序列执行8分频来产生PE信号。定时信号发生器2将同步信号和相位调制允许信号输出给调制器1和相位调制器6。如实施例1中所述，每一帧的同步码的大小为2×16信道位，数据域为91×16信道位。因此，同步信号中高区与低区的比率为2×1691×16(时钟)。在与扇区的第一和最后帧以及与所述扇区的其它帧的同步码区对应的周期中，相位调制允许信号为低值(处于低区)，除此以外，相位调制允许信号为高值(处于高区)。图21示出扇区的相位调制允许信号的实例。图21示出的相位调制允许信号包括与帧
至[25]对应的区域。其中，与帧[1]至[24]对应的区域与图20中的D行所示的那些区域相同，与帧
和[25]对应的区域处于低区，所述区表示相位调制被设置为“不允许”。
随机数发生器3产生随机数序列信号并将产生的随机数序列信号输出给随机数序列转换器4，其中，在随机数序列信号中，每16个时钟一次，出现一个构成M随机数序列的一位，当定时发生器2的同步信号从高区改变到低区时，随机数序列信号被复位成初始值。图20中行C和行E具体示出当随机数发生器3产生随机数序列信号时的定时信号。所述产生开始于C行中的同步信号从高区改变到低区的时间tm1，并且如图20所示，每16个时钟一次，出现构成M随机数序列的一位(在图20中，显示为“0”，“0”，“1”)。
随机数序列转换器4通过允许从随机数发生器3输出的随机数序列信号来产生相关的序列信号，以便与子信息的每一位相关，并将产生的相关序列信号输出给PE调制器5。在本实施例中，随机数序列转换器4由“异”电路实现，并根据子信息的每一位，将构成随机数序列信号的随机数序列反转。更准确地说，当子信息位为“0”时，随机数序列转换器4不将随机数序列反转，并将随机数序列信号作为相关序列信号输出；而当子信息位为“1”时，随机数序列转换器4将随机数序列反转，并将反转后的随机数序列信号作为相关序列信号输出。也就是说，相关序列信号或者是随机数序列信号或者是反转后的随机数序列信号。
PE调制器5在定时发生器2的PE信号和随机数序列转换器4的相关序列信号之间执行“异”运算，并将“异”运算结果反转。这样，实现相位调制，并产生PE调制信号。然后，PE调制器5将PE调制信号输出给相位调制器6。在相位调制期间，相关序列信号中的每一位“0”都用“10”替换，而每一个“1”都用“01”替换。这样，PE调制信号包括的“0”和“1”的数目就近似相等。这里，将参照图20中的行E，F和G，详细说明PE调制器的相位调制。如行E所示，在同步信号的下降沿的定时tm1开始输出相关序列信号，并且每16个时钟一次，出现所述信号的每一位(在图20中，显示为“0”，“0”，“1”)。另一方面，如行F所示，每8个时钟出现PE信号的每一位(在图20中，显示为“1”，“0”，“1”，“0”，“1”，“0”，...)，即，周期为相关序列信号周期的一半。这里，相位调制是基于PE信号对相关序列信号进行的。在行G中示出的PE调制信号(在图20中，出现为“1”，“0”，“1”，“0”，“0”，“1”)是用这种相位调制获得的。
相位调制器6在调制器1对输出信道信号执行相位调制。更准确地说，当相位调制允许信号处于高区时，相位调制器6对信道信号的上升沿/下降沿执行相位调制、使得上升沿/下降沿超前或滞后一个非常段短的时间Δt。如实施例1说明的，非常短的时间Δt应该设置为信号周期的1-4％。相位调制器6根据图20中行G执行相位调制。由于这些边沿与PE调制信号中的“1”对应，所以，所述相位调制允许信道信号中的下降沿tg1，tg2和tg3超前虚线Δt。同样，由于这些边沿与PE调制信号中的“0”对应，所以，相位调制允许信道信号中的上升沿tg4，tg5和tg6以及下降沿tg7滞后虚线Δt。相位调制的这一结果示于行H中。
记录信道处理装置7控制记录头8、使得它与相位调制器6输出的已调制信道信号中的数值“1”和“0”同步地改变输出到光盘上的激光束的记录功率。
记录头8在光盘上形成光学可读的已调制记录标记，在记录信道处理装置7的控制下改变激光束的功率。记录信道处理装置7，根据图2 0中的行H所示的已调制信道信号，生成记录标记。如图21中的行I所示，与所述超前的下降沿tg1，tg2和tg3一致地形成前沿eg1，eg3和eg7，并且与所述滞后的上升沿tg4，tg5和tg6以及滞后的下降沿tg7一致地形成后沿eg2，eg4，eg5和eg6。
图20示出将子信息位值“0”分配给帧的数据域的情况的实例。图22示出将子信息位值“1”分配给帧的数据域的情况的实例。在这种情况下，随机数序列转换器4对随机数序列信号的每一位以及子信息位值“1”执行“异”运算。所述计算的结果是具有位“1”，“1”，“0”的相关序列信号，如图22中的行E所示。这是图20所示的相关序列信号的反转信号。相应地，对反转的相关序列信号执行相位调制而产生的PE调制信号具有反转的位序列“0”，“1”，“0”，“1”，“1”，“0”。根据上述位序列，对信道信号执行相位调制，以便产生反转的前沿/后沿相位的调制信道信号。根据所述反转的超前/滞后相位形成所述记录标记的前沿/后沿。
部件的内部结构将说明随机数发生器3的内部结构。图23是表示随机数发生器3的详细结构的方框图。如图23所示，随机数发生器3由15位移位寄存器实现。每16个时钟一次，所述移位寄存器执行(a)将保存的15位值左移一位；(b)在位[14](MSB)和位[10]之间执行“异”运算；(c)将结果插入位
(LSB)位置；以及(d)将位
(LSB)输出给随机数序列转换器4。
现在，将说明相位调制器6的内部结构。图24是一个表示相位调制器6的详细结构方框图。相位调制器6包括3路输入1路输出选择器11和将信道信号延迟非常短的时间Δt的延迟装置12，13和14。选择器11从调制器1选择信道信号输入(i)当相位调制允许信号处于低区时、那么、所述输入被延迟装置12延迟、(ii)当相位调制允许信号处于高区而PE调制信号处于高区时、那么、所述输入没有被延迟、或者(iii)当相位调制允许信号处于高区而PE调制信号处于低区时、那么、所述输入被延迟装置13和14延迟。利用相位调制器6的上述性能，对扇区的第一个和最后一个帧以及对所述扇区的其它帧的同步码区不执行相位调制，而对所述扇区的其它帧的数据域区执行相位调制。
如上所述，通过允许传统的记录装置执行使用于在光盘上写入数据的信道信号超前/滞后的简单处理，本实施例允许传统的记录装置生产实施例1和2中说明的光盘。这就使实施例1和2中说明的光盘能够进行大批量生产。
实施例4在实施例4中，将说明在实施例1和2中说明过的再现光盘数据的再现装置。图25示出再现装置的内部结构。图26是再现装置的时序图。如图25所示，再现装置包括再现头21；再现信道处理装置22；时钟发生器23；再现信号处理电路24；随机数发生器25；PE调制器26；以及子信息检测器27。
再现装置的内部结构再现头21将光束集中在旋转光盘的记录标记上，用光电二极管接收反射光，将反射光放大产生表示已调制的记录标记边沿位置的模拟读信号，然后，将产生的模拟读信号输出给再现信道处理装置22。
再现信道处理装置22，通过对波形的均衡化和锐化，将从再现头21接收的模拟读信号转换成数字读信号，并将数字读信号输出给时钟发生器23和再现信号处理电路24。
根据从再现信道处理装置22接收的读信号，时钟发生器23产生时钟信号、字节时钟信号和PE信号，并将产生的信号输出给再现信号处理电路24、随机数发生器25和子信息检测器27，其中，所述时钟信号包括时钟脉冲，每一个时钟脉冲都与构成信道码的不同位同步，而且字节时钟信号与构成信道码的不同字节同步。时钟发生器23还检测读信号中以时钟信号为参考的相位误差。在检测到超前相位后，时钟发生器23向子信息检测器27输出超前误差信号，然后，在检测到滞后相位后，输出滞后误差信号。图26中的行E和F分别示出超前和滞后误差信号。超前误差信号具有(a)与行A所示的前沿st1，st2和st3对应的脉冲和(b)与行B所示的超前误差sg1，sg2和sg3对应的脉冲。脉冲大小等于对应的超前误差的大小。滞后误差信号具有(a)与行A所示的后沿ot1，ot2和ot3对应的脉冲和(b)与行B所示的滞后误差og1，og2和og3对应的脉冲。脉冲的大小等于对应的滞后误差的大小。
再现信号处理电路24检测从再现信道处理装置22接收的读信号的同步域，并参照检测的同步域对读信号译码以便得到主数据。再现信号处理电路24还产生同步信号并将产生的同步信号输出给时钟发生器23和随机数发生器25。再现信号处理电路24还产生子信息检测允许信号，并将所产生的信号输出给子信息检测器27。图26中的行D示出所述同步信号。同步信号中的每一个脉冲对应于一个周期的最后的时钟脉冲，在所述周期期间同步码出现在读信号中。也就是说，同步信号中的每一个脉冲表示读取同步码末端的的定时。在与扇区的第一和最后帧和在所述扇区的其它帧中的同步域对应的周期中，子信息检测允许信号处于低区，否则它就处于高区。图27示出扇区的子信息检测允许信号的实例。子信息检测允许信号包括与帧
至[25]对应的部分。其中，与[1]至[24]对应的部分与图26中的行G所示的那些部分相同。与
和[25]对应的部分总是低区，它意味着不允许检测子信息。
随机数发生器25具有与光盘记录装置的随机数发生器3相同的结构，并产生随机数序列信号。图26中行H示出由随机数发生器25产生的随机数序列信号。如图20示出的情况那样，随机数序列信号紧接在在同步码后复位，并且每16个时钟一次，出现构成M随机数序列的位，例如“0”，“0”，“1”。
PE调制器26具有与光盘记录装置的PE调制器5相同的结构，并根据时钟发生器23输出的PE信号，对随机数发生器25输出的随机数序列信号执行PE调制、产生PE调制信号。PE调制器26将PE调制信号输出给子信息检测器27。图26中的行J示出由PE调制器26产生的PE调制信号。与图20所示的情况一样，PE调制信号紧接在同步码后复位，并且每8个时钟出现一位，例如“1”、“0”、“1”、“0”、“0”、“1”。
子信息检测器27是这样一种电路它在(a)时钟发生器23输出的超前/滞后误差和(b)从PE调制器26输出的PE调制信号之间检查“正相关”和“负相关”的同时，将存在于超前和滞后误差中的每一个脉冲的大小相加，然后，根据相加值设置子信息中的每一位。这里应当指出，“正相关”表明，当PE调制信号为“1”时(处于高区)，脉冲只出现在超前误差信号中，而当PE调制信号为“0”时(处于低区)，脉冲只出现在滞后误差信号中；“负相关”则表明，当PE调制信号为“1”时(处于高区)，脉冲只出现在滞后误差信号中，而当PE调制信号为“0”时(处于低区)，脉冲只出现在超前误差信号中。图26中的行K说明如何将脉冲的大小相加。如行K所示，当PE调制信号为“1”(处于高区kn1，kn2，kn3)时，出现在超前误差信号中的脉冲大小象箭头sk1，sk2和sk3表示的那样加在一起。同样，当PE调制信号为“0”(处于低区kn4，kn5，kn6)时，出现在滞后误差信号中的脉冲大小象箭头sk4，sk5和sk6表示的那样加在一起。图26示出一种将子信息位值“0”分配给数据域区的情况。相反，图28示出将子信息位值“1”分配给数据域区的情况。在这种情况下，超前和滞后误差以及超前和滞后信号都是图26所示情况的反转。由于负相关是在PE调制信号和滞后误差信号之间观测到的，所以，当PE调制信号为“1”(处于高区kn1，kn2和kn3)时，出现在滞后误差信号中的脉冲大小就象箭头nk1，nk2和nk3表示的负值那样相加。同样，当PE调制信号为“0”(处于低区kn4，kn5和kn6)时，出现在超前误差信号中的脉冲大小就象箭头nk4，nk5和nk6表示的负值那样相加。出现在与帧(所述帧既没有被赋予子信息位值“1”、也没有被赋予子信息位值““0”)对应的读信号中的抖动与PE调制信号不会出现正相关或负相关。因此，与抖动对应的脉冲随机地出现在超前或滞后误差信号中，与PE调制信号无关。在这种情况下，脉冲在超前误差信号中出现的频率恒等于在滞后误差信号中出现的频率。因此，其相加值非常接近于0。如上所述，每一个子信息的位值根据相加值设置，通过实施例1说明的统计处理实现。
部件的细节现在，将详细说明时钟发生器23、再现信号处理电路24和子信息检测器27的内部结构。图29是表示时钟发生器23详细结构的方框图。时钟发生器23包括PLL电路和分频器34。PLL电路包括相位比较器31、电荷泵32和VCO(压控振荡器)33。
相位比较器31将VCO 33输入的时钟脉冲与读信号的上升沿和下降沿比较。当发现相位误差时，相位比较器31计算相对于最接近读信号的上升沿或下降沿的相位误差，并且确定相位误差是超前误差还是滞后误差。当相位误差为超前误差时，相位比较器31输出超前误差信号给电荷泵32；当相位误差为滞后误差时，相位比较器31输出滞后误差信号给电荷泵32。
电荷泵32根据输入的超前/滞后误差信号控制输出电压。当接收超前误差信号时，电荷泵32降低输出电压，以便降低时钟脉冲频率。当接收滞后误差信号时，电荷泵32提高输出电压，以便提高时钟脉冲频率。
VCO 33是压控震荡器，它这样产生时钟脉冲、使得所述时钟脉冲的频率与电荷泵32的输出电压一致。
分频器34是一个计数器，它将PLL电路产生的时钟信号的频率分成16段、并输出PE信号和字节时钟信号。
现在，将详细说明再现信号处理电路24的内部结构。图30示出再现信号处理电路24的内部结构。如图30所示，再现信号处理电路24包括调制器35、同步信号检测器36和门信号发生器37。
调制器35是与光盘记录装置中的调制器对应的调制电路。调制器35对与时钟发生器23的信道时钟信号同步的读信号采样。调制器35还与时钟发生器23的字节时钟信号同步地将每一个16信道位的组转换成记录数据形式的8位的组，并将所述记录数据作为数据域输出。
同步信号检测器36检测读信号的同步域、产生同步信号并将产生的同步信号输出给时钟发生器23和随机数发生器25。
门信号发生器37将子信息检测允许信号输出给子信息检测器27。
现在，将说明子信息检测器27的内部结构。图31是表示子信息检测器27的详细结构的电路示意图。子信息检测器27包括选择器41、子信息更新定时发生器42、积分装置43和阈值比较器44。
选择器41包括一对2输入1输出的开关。当PE调制器26输出的PE调制信号为“1”(处于高区)时，如图31中的实线sw1和sw2所示，选择器41控制那对2输入1输出的开关，使时钟发生器23的超前和滞后误差分别连接到积分装置43的正输入端和负输入端。当PE调制信号为“0”(处于低区)时，如图31中的实线sw3和sw4所示，选择器41控制那对2输入1输出的开关，使时钟发生器23的超前和滞后误差信号分别连接到积分装置43的负输入端和正输入端。
根据接收的同步信号，子信息更新定时信号发生器42产生表示更新子信息的定时的子信息更新定时信号。在所述子信息更新定时信号中，除了每一个扇区的第一和最后一帧外，所有帧中每三帧出现一个脉冲。图32是9帧的再现装置的操作的时序图。图32中的行A示出图26所示的子信息检测允许信号。行B示出子信息更新定时信号。如图32所示，高区出现在带有定时标记ef1，ef2和ef3的子信息更新定时信号中，其中，在定时ef1读取帧[1]至[3]，在定时ef2读取帧[4]至[6]，而在定时ef3读取帧[7]至[9]，除此之外，子信息更新定时信号处于低区。
积分装置43是模拟积分装置，它具有正输入端和负输入端，是一个差分输入和双极输出的模拟积分装置。当在PE调制信号和超前/滞后误差信号之间存在正相关时，积分装置43将存在于超前误差和滞后误差信号的每一个脉冲的大小相加；当在PE调制信号和超前/滞后误差信号之间存在负相关时，积分装置43将存在于超前误差和滞后误差信号的每一个脉冲的大小作为负值相加。然后，积分装置43给阈值比较器44输出其电平与相加值对应的模拟信号。当子信息检测允许信号处于低区时，不执行脉冲大小值的相加并且一直保持所述相加值。当子信息更新定时信号发生器42输出的子信息更新定时信号变为高区时，所述相加值被清除为0。图32的行C示出积分装置43如何进行数值相加。如行C所示，当帧[1]至[3]和帧[4]至[6]被读出时，各个周期期间的值都相加，当帧[7]至[9]被读出时，把一个周期期间的值作为负值相加。相加的值在ef1，ef2和ef3上被复位，ef1，ef2和ef3是子信息更新定时信号变为高区时的定时。
阈值比较器44是这样的比较器当从子信息更新定时信号发生器42输入子信息更新定时信号时，它将来自积分装置43的、用模拟信号表示的电压电平与正阈值和负阈值比较，并判断它属于以下电压电平的哪一个(a)大于正阈值的值；(b)小于负阈值的值；以及(c)不大于正阈值并且不小于负阈值的值。当模拟信号的电压电平分别为(a)和(b)时，阈值电平比较器44输出NRZ-格式代码“1”和“0”。在两种情况下，阈值比较器44将检测标记设置为“H”(高)。当模拟信号的电压电平为(c)时，阈值比较器44将检测标记设置为“L”(低)。图32的行D和E示出分别由阈值比较器44输出和设置的NRZ-格式代码和检测标记。在行D中，根据行C示出的相加值确定的NRZ-格式代码“1”，“1”和“0”被分别识别为子信息sd[i]b7，sd[i]b6和sd[i]b5。如从上述介绍可看到的，检测标记表明子信息位是否被检测到。在与帧[1]至[9]对应的周期期间，图32中的行E所示的检测标记被设置为“高”，这表明，在这些周期期间，子信息位已经被检测到。
如上所述，本实施例允许传统的光盘再现装置，通过允许传统的再现装置对超前/滞后误差信号的脉冲大小进行相加处理，再现在实施例1和2介绍的光盘中的数据。这就使得在实施例1和2中介绍的光盘再现装置得到了更广泛的应用。
在本实施例中，将包括在超前/滞后误差信号的脉冲大小相加，并将相加值与阈值比较来检测子信息位。但是，这种处理也可以用实施例1所介绍的统计处理代替。也就是说，当在PE调制信号和超前/滞后误差信号之间存在正相关时，计数器值加1；当在PE调制信号和超前/滞后误差信号之间存在负相关时，另一个负值计数器值加1。然后，将计数器值与阈值比较。
实施例5实施例5涉及一种使用ECC块改进误差校正的方法。
误差校正扇区的细节图33示出图9所示的帧结构的细节。如图33所示，帧
存放地址和数据域区的用户数据。帧[24]和[25]存放外部码的奇偶性PO。奇数帧[1]，[3]，[5]，...[23]存放用户数据和内部码的奇偶性PI。图34示出与图33的排列不同的帧。在图34中的外部码的奇偶性PO和内部码的奇偶性PI构成反转L形状。
图35示出如何从16个扇区获得采用块乘积码法的矩阵。
图35中的第一列rt1示出图8所示的垂直排列的扇区[i]至[I+15]。第二列rt2示出包括在扇区[i]至[i+15]中的帧。第三列rt3示出采用块乘积码法的矩阵。从该图可以看出，每一个扇区的帧
至[23]象箭头y1至y8表示的那样重新作了垂直排列。还可以看到，每一个扇区的帧[24]至[25]象箭头y10至y13表示的那样重新作了垂直排列。这样，通过重新排列16个扇区中的每一个的帧[24]和[25]，就可以形成16行外部码的奇偶性PO和192行内部码的奇偶性PI。这样，在光盘的再现装置中就得到了采用块乘积码法的矩阵。图36示出通过图35所示的重新排列得到的采用块乘积码法的误差校正块矩阵。在图36中，几个1字节的数据组被排列构成包括一列内部码的奇偶性PI和一行外部码奇偶性PO的矩阵。这是一个在DVD-ROM标准中规定的误差校正代码(ECC)块。
在使用ECC块的块乘积码法中，误差校正是在行和列方向实现的。
在行方向的误差校正中，如箭头gp1，gp2和gp3所示，误差校正是在帧
中的地址和用户数据部分c0以及帧[1]中的用户数据和内部代码奇偶性PI中实现的。因此，误差校正是在用户数据和按次序[2]，[3]，[4]，...[23]的每一帧的内部码奇偶性PI以及帧[24]和[25]的外部码的奇偶性PO上实现的。在列方向的误差校正中，如箭头rp1，rp2和rp3，...所示，首先对偶数帧[2，[4]，[6]，...[22]中的地址和用户数据部分b1至b11和帧[24]中的外部码的奇偶性PO部分进行误差校正，其中用户数据部分b1至b11中的每一个都是从紧接在同步码后面到位移oft1排列的。然后，如箭头rp11，rp12，rp13，...所示，对偶数帧
，[2]，[4]，...[22]中的用户数据部分c0至c11和帧[24]的外部码的奇偶性PO部分进行误差校正，其中用户数据部分c0至c11中的每一个都是从位移oft1到所述帧的结束排列的。还对奇数帧[1]，[3]，[5]，...[23]中的用户数据和帧[25]的外部码的奇偶性PO部分进行误差校正，并且还对奇数帧的内部码的奇偶性PI进行误差校正。
在上述误差校正过程中，由于两行都包括地址，因此，应该注意第一行(地址，用户数据部分c0，帧[1]的用户数据和内部码的奇偶性PI)和第一列(地址，用户数据部分b1至b11和帧[24]的外部码的奇偶性PO)的误差校正。如果错误地识别与地址一起处理的用户数据部分中的一个，那么，就会增加误差校正的时间。也就是说，它要花费很长时间识别地址。这就降低了再现速度。这种误识别增加了误差慨率，并使包括地址的误差校正接近或超过其限制。这也增加了地址的误识别慨率。
考虑上述问题，与实施例1比较，本实施例限制了前沿/后沿的范围，即，子信息的迭加区域。
前沿/后沿范围的限制图38示出子信息迭加在其上的区域，其中，该图示出的部分等于图33所示的部分。在图38中，被粗线环绕的区域是迭加了子信息的区域。如从图38可以看到的，帧[24]和[25]没有包括在其中。帧[1]也不在所述区域内。关于包含内部码的奇偶性PI的奇数帧[3]，[5]，[7]，...[23]，在迭加区域中包括从紧接在同步码后到紧接在内部码的奇偶性PI之前的部分。关于偶数帧[2]，[4]，[6]，...[22]，在迭加区域中包括从oft1到帧的结束的部分。在迭加区域中没有包括内部和外部码的奇偶性。这是由于内部或外部码奇偶性的误识别对误差校正处理存在不良影响，因此，应该避免出现对内部和外部码奇偶性的误识别。
现在将说明记录装置如何记录具有受限制的迭加区域的扇区。如实施例4说明的，由相位允许信号表示是否允许每一帧的相位位移。这样，实施例5允许定时发生器2使用相位调制允许信号限制迭加区域。图39示出在实施例5中，相位调制允许信号的实例。如图39所示，与帧
，[1]，[24]和[25]对应的相位调制允许信号部分总是为低。与同步码和奇数帧[3]，[5]，[7]，...[23]的内部码的奇偶性PI对应的相位调制允许信号部分也总是为低。另外，与从紧接在同步码后到偶数帧[2]，[4]，[6]，...[22]的位移oft1部分对应的相位调制允许信号部分为低。
现在，将说明再现装置如何再现具有受限制的迭加区域的扇区。如实施例4所说明的，通过子信息检测允许信号表示是否允许对每一帧的子信息进行检测。这样，实施例5允许再现信号处理电路24在迭加区域实现上述限制。图40示出实施例5的子信息检测允许信号的实例。如图40所示，与帧
，[1]，[24]和[25]对应的子信息检测允许信号部分总是为低。与同步码和奇数帧[3]，[5]，[7]，...[23]的内部码的奇偶性PI对应的子信息检测允许信号部分也为低。另外，与从紧接在同步码后到偶数帧[2]，[4]，[6]，...[22]的位移oft1部分对应的子信息检测允许信号部分为低。
如上所述，本实施例通过限制信息迭加区域，提供一种平滑和高速的误差校正过程。作为本实施例的改型，只有内部和外部码的奇偶性PI和PO可以不在迭加区域之内。并且子信息可以迭加在从紧接在同步码后到位移oft1之间的部分。当信息，例如，标识符错误检测(IED)，版权管理(CPR-MA)和错误检测码(EDC)包括在扇区时，并且保证读出这些类型信息的精度时，与这些类型信息对应的边沿才不会位移。
实施例6实施例6建议，将检测区域说明信息和子信息存在信息都记录在光盘中，其中，检测区域说明信息规定应该检查光盘中子信息的区域，而子信息存在信息表示每一个扇区的子信息是否分配给扇区。
检测区说明信息，子信息存在信息图41A示出检测区域说明信息和子信息存在信息的实例。如图41A所示，检测区域说明信息表示应该检查子信息的区域的开始地址和结束地址(“开始地址i”，“结束地址i+15”，“开始地址j”，“结束地址j+15”)。子信息存在信息中的“是”信息表示，子信息迭加在包括从地址“i”到“i+15”范围内的扇区的ECC块中。子信息存在信息中的”否”信息表示，子信息没有迭加在包括从地址“i”到“i+15”范围内的扇区的ECC块中。
写在检测区域说明信息中、表示子信息被迭加在其上的那些扇区的地址，使再现装置能够识别那些应该检查子信息的扇区。另一方面，写在检测区域说明信息中、表示子信息没有迭加在其上的那些扇区的地址，它提供对子信息检查的严格要求。也就是说，在实施例6中，仅通过从写在检测区域说明信息中的地址的扇区(所述扇区的子信息存在信息为“是”)检测子信息，不能确认子信息的有效性，但是，在以下事实也被确认后就可以确认子信息的有效性从写在检测区域说明信息中的地址的扇区(所述扇区的子信息存在信息为”否”)没有检测到子信息。
图41B显示如何把图41A所示的检测区域说明信息和子信息存在信息记录在光盘上。在本实施例中，检测区域说明信息和子信息存在信息都被记录在光盘的BCA(分页剪辑区)中。通过以条纹形状部分去除光盘上的反射层来形成BCA。未授权不能读取BCA。在利用对光盘唯一的信息对检测区域说明信息和子信息存在信息加密之后，将它们记录在BCA上。
把检测区域说明信息和子信息存在信息记录在BCA上的原因是，用户很难伪造记录在BCA上的数据。但是，记录检测区域说明信息和子信息存在信息的区域并不局限于BCA，这些信息可以记录在其它区域，直到用户难以伪造记录在BCA中的数据。
记录装置实施例6中的记录装置的结构如图42所示，使它能将检测区域说明信息和子信息存在信息记录在光盘上。图42示出实施例6中的记录装置的内部结构。所述结构不同于图19所示的结构，图42中的记录装置还包括存储装置51、记录头位置检测装置52、记录头位置比较装置53、“与”电路54、加密电路55。图43示出实施例6中的记录装置的时序图。
存储装置51预先存放多对记录在光盘中的检测区域说明信息和子信息存在信息。
记录头位置检测装置52产生头位置信号(所述信号包括由记录头8读出的扇区地址)并将产生的头位置信号输出给头位置比较装置53。图43中行A示出头位置信号。如图43所示，头位置信号包括多个扇区地址“i-2”，“i-1”，“i”，“i+1”，“i+2”，...。这使得它能够实时识别当前的头位置。在CAPA(补码分配位地址)或LPP(地面预设槽)被形成在光盘表面的情况下，当前地址迭加在读信号中，并可以从读信号中检测到。
记录头位置比较装置53将包括在头位置信号中的地址，与存放在存储装置51中的检测区域说明信息和子信息存在信息进行比较，并将表示比较结构的子信息存在信号输出。图43中行B示出子信息存在信号的实例。如图43所示，头位置信号包括由检测区域说明信息表示的地址。子信息存在信号的高区与从“i”至“i+15”范围的扇区地址对应，这些地址表示迭加子信息存在信息的部分。
“与”电路54在(a)由定时发生器2产生的相位调制允许信号和(b)由头位置比较装置53产生的子信息存在信息之间执行逻辑“与”运算，这里应当指出，如实施例5所说明的，相位调制允许信号表示扇区的每一帧是否允许迭加子信息。所述子信息存在信息则表示迭加有子信息的各个扇区，其中，这些扇区也由检测区域说明信息表示为检测区域。因此，逻辑“与”运算只允许根据相位调制允许信号，在子信息存在信号的高区执行相位调制。图43中的行D示出逻辑“与”运算的结构。图43中的行E示出子信息是否已被迭加。如图43所示，当子信息存在信息处于与地址“i”至“i+15”对应的高区时，则迭加子信息。
加密电路55使用对光盘而言是唯一的标识符、将多对检测区域说明信息和子信息存在信息加密，并将加密后的对输出给调制器1。这些加密后的对记录在BCA中。
直到现在，已经说明记录装置的内部结构。从现在开始，将说明再现装置的内部结构。
再现装置图44示出实施例6中的再现装置的内部结构。所述内部结构与图25中示出的不同，实施例6中的再现装置还具有译码电路61、存储装置62、记录头位置检测装置63、记录头位置比较装置64、“与”电路65和确认电路66。图45示出再现装置的时序图。
译码电路61利用对光盘唯一的标识符、对从BCA读取的多对检测区域说明信息和子信息存在信息译码，并将译码后的信息存放在存储装置62中。
存储装置62存放多对由译码电路61译码的检测区域说明信息和子信息存在信息。这里应当指出，在本实施例中，存储装置62存放多对从光盘上读取的检测区域说明信息和子信息存在信息。但是，当再现装置工作时，存储装置62可以存放预先设置的检测区域说明信息和子信息存在信息。在再现装置中存放的检测区域说明信息和子信息存在信息，使得有可能确保检测区域说明信息和子信息存在信息的机密性。也可以利用从光盘中读出的检测区域说明信息和子信息存在信息，定期地更新预先存放在存储装置62中的检测区域说明信息和子信息存在信息。
记录头位置检测电路63具有与记录头位置检测电路53相同的结构，并将头位置信号输出给头位置比较装置64，其中，头位置信号以扇区为单位表示当前再现的头位置。
头位置比较电路64将从头位置检测装置63输出的头位置信号，与存放在存储装置62中的多个检测区域说明信息和多个子信息存在信息进行比较，并输出表示比较结果的检测区域说明信息和子信息存在信息。只有当属于由检测区域说明信息表示的范围的地址出现在头位置信号中时，所述区域说明信号才为高。图45中的行B示出所述区域说明信号。所述信号处于与地址“i”至“i+15”和地址“j”至“j+15”对应的高区。子信息存在信号表示一个周期，在所述周期期间，属于表示“是”(已迭加子信息)或”否”(没有迭加子信息)的范围的地址出现在头位置信号中。图45中的行F示出子信息存在信号。在行F中，子信息存在信号表示，与地址“i”至“i+15”对应的部分为“是”(已迭加子信息)，而与地址“j”至“j+15”对应的部分为”否”(没有迭加子信息)。
“与”电路65在(a)子信息检测允许信号和(b)由头位置比较装置64产生的区域说明信号之间执行逻辑“与”运算。这里应当指出，如实施例5说明的，子信息检测允许信号表示对于扇区中的每一帧，是否需要进行子信息检测。区域说明信息表示这样的扇区该扇区用检测区域说明信息中的检测区域来表示。因此，逻辑“与”运算允许根据子信息检测允许信号检测子信息，但是，仅仅在区域说明信息处于高区期间的周期中进行。图45中行D示出逻辑“与”运算的结果。图45中行E示出是否实际上已迭加子信息。如图45所示，子信息迭加在与地址“i”至“i+15”对应的部分，不是迭加在与地址“j”至“j+15”对应的部分。
确认装置66执行检查，以便确认，在子信息存在信号表示“是”的周期内，存在由子信息检测器27检测到的子信息；并且确认，在子信息存在信号表示”否”的周期内，不存在由子信息检测器27检测到的子信息。图45中的行G示出确认装置66的检查结果。由于在与地址“i”至“i+15”对应的周期中检测到子信息、并且对于所述部分、子信息存在信号表示“是”，因此，确认装置66确认检测到的子信息是被授权的。由于在与地址“j”至“j+15”对应的周期中没有检测到子信息、并且对于所述部分、子信息存在信号表示”否”，所以，确认装置66也确认检测到的子信息是被授权的。由于已经确认在迭加子信息的周期和不迭加子信息周期、检测到的子信息都是授权的，所以，完全确认，由子信息检测器27检测到的子信息是授权的。
如上所述，根据本实施例，即使通过仿制原始光盘的未授权行为把子信息镶嵌到所有ECC块中，仍然可以区分原始光盘与伪造光盘。
实施例7在实施例6中，检测区域说明信息是以扇区为单位写入的，而在实施例7中，检测区域说明信息则是以帧为单位写入的。在这种情况下，问题就是如何检测当前再现的帧。在可读/可写光盘情况下，所述问题就解决了。也就是说，通过检测摆动单元(wobbl elemet)就可以检测到当前再现的帧。所述摆动单元当通过摆动处理在光盘表面形成记录槽时出现在读信号中的单元。通过对摆动单元的周期计数，就可以检测到当前再现帧的位置。
如果能够检测到当前再现帧的位置，就可以实现以下的高精度检测。也就是说，预先记录写入检测区说明信息中的帧编号，然后判断子信息是否迭加在所述帧编号的帧上。
实施例8在实施例1至7中，偏移量Δt确定为对于所有记录标记的前沿/后沿的常数。在实施例8中，偏移量Δt是随着记录标记的长度而变化的。
设置偏移量Δt如实施例1介绍的，每一个数据域在经过8/16调制后被记录在光盘上。因此，每一个记录标记或记录标记之间的空间都具有从2T至14T范围的长度，其中T是时钟脉冲的周期。图46A示出在记录标记的长度和发生于具有所述长度的记录标记的抖动的分布曲线之间的对应关系。从图46A可以看到，最短长度3T的记录标记的分布曲线具有最大峰值pk0，并且随长度增加(4T，5T，...，14T)，峰值减小(pk1，pk2，...pk4)。还可以看到，长度为3T的记录标记的分布曲线最宽，宽度为wd0，并且随长度增加(4T，5T，...14T)，宽度变窄(wd1，wd2，...wd4)。当记录标记缩短，以便达到更高密度时，记录标记的形状就失真，并且记录标记易受相邻记录标记产生的代码之间的干扰。通过所述分布曲线的宽度来表示短记录标记的缺陷。
图46B给出图46A所示的每一条分布曲线的标准偏差，其中标准偏差表示抖动的变化。如图46B所示，与长度为3T的记录标记对应的最大标准偏差为σ0，且随长度增加(4T，5T，...14T)标准偏差减小(σ1，σ2，...σ4)。
图46C示出每一个记录标记长度的偏移量Δt的相应值，其中，相应值是通过计算实施例2所示公式5得到的。图46C示出记录标记长度和偏移量Δt之间的关系，其中每一个都是通过将每一个长度的标准偏差应用于公式5计算得到的，并且对于对应的记录标记长度是唯一的。如从图46C可看到的，随长度增加(4T，5T，...，14T)，偏移量Δt增大(t1，t2，...t4)。如上所述，在实施例8中，光盘的特征在于，记录标记的长度增加，偏移量Δt增大。但是，在每一个记录标记上执行上述处理将给予记录装置沉重的负担。
与实施例1至7的情况一样，图47A示出将固定偏移量Δt应用于每一个变化的记录标记长度的情况。
图47B示出将长度4T设置为阈值，偏移量Δt应用于长度比4T短的记录标记，而固定偏移量Δt4应用于长度不比4T短的记录标记的情况。这样一种安排可以限制记录装置的负担。图47C中示出用于限制所述负担的另一种改型。图47C利用图46C和图47B，并示出以下情况将长度4T设置为阈值，并且偏移量Δt0应用于长度比4T短的记录标记，而对于长度不比4T短的记录标记、随着长度增加(4T，5T，...，14T)、偏移量Δt增大(Δt1，Δt2，...Δt4)。在这些实例中，仅仅将阈值4T作为例子。比4T大或小的值都可以用作为阈值。
记录装置现在，将说明将这样的记录标记记录在光盘上的一种记录装置。图48是表示图46C所示的用于设置偏移量Δt的相位调制器6的内部结构的方框图。在图48中，可变延迟装置71代替延迟14，偏移量计算器15和可变延迟装置72是新添加进去的。
偏移量计算器15接收调制器1的零游程长度的信道代码，利用零游程长度来计算偏移量Δtx，并将偏移量Δtx输出给可变延迟装置71，将偏移量Δt-Δtx输出给可变延迟装置72。
可变延迟装置71将已经被延迟装置13延迟偏移量Δt的信道信号的相位进一步延迟偏移量Δtx，并将延迟后的信道信号输出给选择器11。
可变延迟装置72将调制器1输出的信道信号的相位延迟偏移量Δt-Δtx，并将延迟后的信道信号输出给选择器11。
实施例8的选择器11选择从调制器1输入的信道信号，(i)当从定时发生器2输出的相位调制允许信号处于低区时，延迟装置12将所述信道信号延迟偏移量Δt，(ii)当所述相位调制允许信号处于高区并且PE调制信号处于高区时，可变延迟装置72将所述信道信号延迟偏移量Δt-Δtx，或者(iii)当所述相位调制允许信号处于高区并且PE调制信号处于低区时，延迟装置13和可变延迟装置72将所述信道信号延迟偏移量Δt+Δtx。利用上述过程(i)至(iii)，根据将所述信道信号的下降沿/上升沿按照随零游程长度变化的偏移量Δt偏移。
图49示出在偏移量Δt被设置为图47B所示情况下，相位调制器6的内部结构。如图49所示，相位调制器6还具有比较器16和“与”电路17。在实施例3中，当相位调制允许信号处于高区时，执行相位调制。在实施例8中，除了满足实施例3中的上述条件外，当经过相位调制的信道代码的零游程长度超过阈值(在本例中，阈值为3T)时，执行相位调制。
实施例8中的比较器16接收调制器1的、经过相位调制的信道代码的零游程长度，并将零游程长度与阈值比较，当零游程长度超过阈值时输出高区，而当零游程长度小于阈值时输出低区。“与”电路17对比较器16的输出信号和相位调制允许信号执行逻辑“与”运算，并将结果输出给选择器11。在这种配置的情况下，当零游程长度小于阈值时就不执行相位调制。
再现装置现在，将说明实施例8中的再现装置。在根据实施例8的方法迭加有子信息的记录标记中，当记录标记很短时，边沿很小或者没有偏移量Δt。尽管如此，前沿相位误差或后沿相位误差仍将根据PE调制位序列出现。因此，总计抖动大小的结果就是正的或负的确定值。可以期望，当由于子信息没有迭加在记录标记上而使记录标记只有没有位移的边沿时，从所述记录标记检测到的抖动分布曲线就是正态分布。这样，平均的总计结果就为0。
在上述配置的情况下，当边沿的偏移量Δt随记录标记的长度变化似时或者当短记录标记的边沿没有偏移时，就能稳定地检测到子信息。
应当指出，再现信号处理电路可以检测每一个记录标记的长度，并且可以输出子信息检测允许信号以便禁止将包含在短记录标记中的抖动大小加在一起。在这种配置的情况下，短的记录标记可以省略检测子信息过程。
如上所述，本实施例能使数据域和子信息有效地读出，而不会受到包含在短记录标记中的抖动影响。
在实施例1至8中，每一条子信息都有32字节。但是，这仅仅是例子。子信息的数据长度可以长于或短于32字节。
用子信息表示的加密密钥可以或者是在DES中规定的保密密钥或者是公用密钥。由子信息表示的8字节的加密密钥仅是提供作为保密密钥的典型例子。由子信息表示的数据可以是任何保密数据。这样的保密数据包括，例如(a)用于检查再现数字内容授权的授权管理信息，(b)表示检查/登记的有限数目的检查允许信息，(c)表示复制允许属性的复制控制信息，例如“允许复制”，“禁止复制”和“仅复制一次”，以及(d)关于使用光盘的帐单控制的帐单控制信息。
工业使用范围本发明能够对认为是盗版的光盘进行强有力地判断，并且在面临大量盗版编辑的严重危机面前，十分可能被视频/音频工业或视频/音频设备生产工业应用。
权利要求
1.一种光盘，它包括扇区，它包括多个分成第一类和第二类的帧，其中第一类帧包括多个其边沿在标准位置的记录标记，第二类帧包括多个其边沿偏离标准位置的记录标记，以及所述第二类帧中的所述偏离边沿分成(a)存在于标准位置之前的前沿，和(b)存在于标准位置之后的后沿，所述前沿和后沿按照预定的规则排列。
2.如权利要求1所述的光盘，其特征在于每一个记录标记的长度表示记录在所述扇区的主信息中连续的第一信道位值的数目，以及所述前沿和后沿的排列表示迭加在所述主信息上的子信息的第一位值。
3.如权利要求2所述的光盘，其特征在于当所述排列被反转、用所述后沿替换所述前沿并用所述前沿替换所述后沿时，所述反转排列表示所述子信息的第二位值。
4.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述前沿和所述后沿引起抖动，以及由公式1σ′≥σ2+Δt2]]>来确定边沿偏移量Δt，其中，σ表示自然出现的基抖动的标准偏差，而σ′表示光盘允许的抖动量。
5.如权利要求2所述的光盘，其特征在于每一个记录标记都与下述的一个序列对应(a)存放所述主信息的第一信道位值的多个第一位值区，(b)存放所述主信息的第二信道位值的多个第二位值区，所述多个第二位值区中的每一个对应于所述记录标记的边沿并具有与每一个第一位值区相同的单元长度，所述单元长度对应于用于光学读出所述主信息的时钟脉冲的一个周期，以及所述标准位置中的每一个对应于第二位值区的所述时钟脉冲的相位0。
6.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述主信息的各信道位值中每一个单元对应于构成已经被相位调制的M随机数序列的一个值，其中s是不小于2的整数，以及所述预定规则是每一个前沿表示在s个信道位值的每一个单元中的不同的第二信道位值、它对应于构成所述M随机数序列的第一值，而每一个后沿表示在s个信道位值的每一个单元中的不同的第二信道位值、它对应于构成所述M随机数序列的第二值。
7.如权利要求6所述的光盘，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及所述相位调制的M随机数序列紧接在每同步码后被初始化。
8.如权利要求6所述的光盘，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及所述相位调制的M随机数序在离开每同步码末端预定偏离量的位置被初始化。
9.如权利要求8所述的光盘，其特征在于所述预定偏离量等于地址长度。
10.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述主信息的s个信道位值中的每一个单元都对应于构成已经被相位调制的M随机数序列的一个值，其中s是不小于2的整数，以及所述预定规则每一个后沿表示在s个信道位值的每一个单元中的不同的第二信道位值、它对应于构成所述M随机数序列的第一值，而每一个前沿表示在s个信道位值的每一个单元中的不同的第二信道位值、它对应于构成所述M随机数序列的第二值。
11.如权利要求2所述的光盘，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，每一个前沿/后沿表示构成所述主信息的数据域的第二信道位值，以及标准位置上的每一个边沿表示构成所述主信息的同步码的第二信道位值。
12.如权利要求2所述的光盘，其特征在于每一条所述主信息包括用户数据域和内部码奇偶性，每一个前沿/后沿表示构成所述主信息的用户数据域的第二信道位值，以及标准位值上的每一个边沿表示构成所述主信息的内部码奇偶性的第二信道位值。
13.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述第二类帧记录各条没有包括地址的主信息，以及所述第一类帧记录各条包括地址的主信息。
14.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述第二类帧中的每一帧处在离开与记录一条包括地址的主信息的帧的距离为一个或几个帧的位置，以及所述第一类帧中的每一帧处在紧接在记录地址的帧之前或之后的位置。
15.如权利要求14所述的光盘，其特征在于记录一条包括地址的主信息的帧是扇区的第一帧，以及紧接在记录所述地址的所述帧之前的帧是紧接在所述扇区之前的另一个扇区的最后一帧。
16.如权利要求2所述的光盘，其特征在于所述第二类帧记录各条包括用户数据域的主信息，以及所述第一类帧记录各条包括外部码奇偶性的主信息。
17.如权利要求2所述的光盘，其特征在于子信息的位值迭加在记录在u个连续帧上的一条主信息上，其中u是不小于2的整数。
18.如权利要求2所述的光盘，其特征在于还记录一对区域说明信息和子信息存在信息，其中，所述区域说明信息表示所述扇区的位置，具有迭加其上的子信息的所述主信息记录在所述位置上，而所述同一对中的所述子信息存在信息表示所述子信息被迭加在所述扇区中。
19.如权利要求18所述的光盘，其特征在于还记录有另一对区域说明信息和子信息存在信息，其中，在所述另一对中的所述区域说明信息表示其上记录着没有迭加子信息的所述主信息的另一个扇区的位置，而在所述另一对中的所述子信息存在信息表示在所述另一个扇区没有迭加所述子信息。
20.如权利要求2所述的光盘，其特征在于带有前沿/后沿的记录标记各自都比预定的阈值长，以及比所述预定的阈值短的记录标记的边沿处在标准位置。
21.如权利要求2所述的光盘，其特征在于较短的记录标记具有较小的边沿偏移量Δt，以及较长的记录标记具有较大的边沿偏移量Δt。
22.一种用于具有包括多个帧的扇区的光盘的记录装置，所述记录装置包括第一产生装置，可用于根据记录在所述扇区的帧中的主信息产生信道信号，所述信道信号包括高区和低区，所述高区和低区两者都与所述主信息中的第一信道位值的游程长度对应，并且在所述高区和低区之间的每一个转变点与所述主信息中的第二信道位值对应；调制装置，可用于对所述信道信号进行相位调制、以便获得其上迭加了子信息的位值的迭加信道信号，所述迭加信道信号是这样的信道信号、其中相位超前转变点和相位滞后转变点按照预定的规则排列；写装置，可用于将记录标记写入所述帧中、以便实现对其上迭加有子信息的所述主信息的记录，其中，根据所述迭加信道信号中的所述转变点来确定所述各记录标记的边沿的位置。
23.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于所述相位超前转变点和所述相位滞后转变点引起抖动，以及由公式1σ′≥σ2+Δt2]]>确定边沿偏移量Δt，其中，σ表示自然出现的基抖动的标准偏差，而σ′表示所述光盘的允许的抖动量。
24.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于还包括第二产生装置，可用于当子信息的第一位值将迭加在所述主信息时、产生相位调制的M随机数序列信号，在所述M随机数序列信号中，构成相位调制的M随机数序列的不同值每s个时钟出现一个，其中s是不小于2的整数，其中，所述调制装置使用的所述预定规则是各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中的第一值的出现相一致地超前，并且各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中的第二值的出现相一致地滞后。
25.如权利要求24所述的记录装置，其特征在于当所述子信息的第二位值将迭加在所述主信息上时，所述第二产生装置产生反转的相位调制的M随机数序列信号，在所述反转的相位调制的M随机数序列信号中，构成反转相位调制的M随机数序列的不同值每s个时钟出现一个，所述反转的相位调制的M随机数序列是通过对所述相位调制的M随机数序列进行反转得到的，其中，所述调制装置使用的预定规则是各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中的第一值的出现相一致地滞后，并且各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中的第二值的出现相一致地超前。
26.如权利要求25所述的记录装置，其特征在于所述第二产生装置包括M随机数序列信号产生电路，用于产生M随机数序列信号，当同步码出现在所述信道信号中时、M随机数序列的所述第一值出现在所述M随机数序列信号中，并且在s×t个时钟的时间间隔内，随后的值一个接一个地出现，其中，t是不小于2的整数；相关变换装置，可用于当所述子信息的所述第一位值被迭加在所述主信息上时输出所述M随机数序列信号、而当所述子信息的所述第二位值被迭加在所述主信息上时输出反转的M随机数序列信号，其中，所述相位调制的M随机数序列是通过对所述M随机数序列进行相位调制获得的，而所述反转的相位调制的M随机数序列是通过对所述反转的M随机数序列进行相位调制获得。
27.如权利要求26所述的记录装置，其特征在于所述第二产生装置包括分频器，用于通过对时钟脉冲序列进行s分频来产生PE信号；以及相位调制电路，用于通过在所述M随机数序列信号和所述PE信号之间进行逻辑运算来获得所述相位调制的M随机数序列信号、并且通过在所述反转的M随机数序列信号和所述PE信号之间进行逻辑运算来获得所述反转的相位调制的M随机数序列信号。
28.如权利要求24所述的记录装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及紧接在同步码出现在所述信道信号中对应于所述主信息的部分之后，所述第二产生装置将所述相位调制的M随机数序列信号中的所述M随机数序列复位到初始值。
29.如权利要求24所述的记录装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及在同步码出现在所述信道信号中对应于所述主信息的部分之后、在预定周期过去之后，所述第二产生装置将所述相位调制的M随机数序列信号中的所述M随机数序列复位到初始值。
30.如权利要求29所述的记录装置，其特征在于所述预定周期是这样一个周期，在所述周期期间，地址出现在所述信道信号中的同步码之后。
31.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，相位超前转变点和相位滞后转变点存在于与数据域对应的迭加信道信号部分，以及调制装置对与同步码对应的信道信号部分不进行相位调制。
32.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于每一条所述主信息包括用户数据域和内部码奇偶性，所述相位超前转变点和所述相位滞后转变点存在于所述迭加信道信号的与所述用户数据域对应的各部分中，以及所述调制装置不对与所述内部码奇偶性对应的信道信号部分进行相位调制。
33.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于所述调制装置通过对除与地址对应的部分外的所述信道信号进行相位调制来获得所述迭加的信道信号。
34.如权利要求33所述的记录装置，其特征在于所述调制装置通过对所述信道信号、除了所述信道信号中与定位在紧接在将在其上记录包含在所述主信息中的地址的帧的之前或之后的帧对应的部分之外、进行相位调制来获得所述迭加的信道信号。
35.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于每一条所述主信息或者包括用户的数据域或者包括外部码奇偶性，所述迭加的信道信号与包括用户数据域的各条主信息对应，以及所述调制装置不对所述信道信号中与外部码奇偶性对应的各部分进行相位调制。
36.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于所述调制装置将子信息的同一个位值迭加到将写入三个顺序的帧中的三条主信息上。
37.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于还包括第二写入装置，可用于将一对区域说明信息和子信息存在信息写入所述光盘，其中，所述区域说明信息表示所述扇区的这样的位置、所述位置上记录有具有迭加其上的所述子信息的所述主信息，并且在所述同一对中的所述子信息存在信息表示所述子信息迭加在所述扇区。
38.如权利要求27所述的记录装置，其特征在于所述第二写入装置还写入另一对区域说明信息和子信息存在信息，其中，所述另一对中的所述区域说明信息表示另一个扇区的这样的位置、所述位置上记录有没有迭加子信息的主信息，并且在所述另一对中的所述子信息存在信息表示所述子信息没有迭加在所述另一个扇区。
39.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于所述相位超前和相位滞后转变点存在于所述迭加信道信号的这样的低区、所述迭加信道信号的低区与所述主信息中比阈值长的零游程长度对应，以及所述相位超前和相位滞后转变点不存在于所述迭加信道信号的这样的低区，所述迭加信道信号的低区与所述主信息中比阈值短的零游程长度对应。
40.如权利要求22所述的记录装置，其特征在于在由所述调制装置产生的所述迭加信道信号中，与较短的零游程长度对应的低区具有较小的边沿偏移量Δt的相位超前或相位滞后转变点，而与较长的零游程长度对应的低区具有较大的边沿偏移量Δt的相位超前或相位滞后转变点。
41.一种光盘再现装置，它具有包括多个帧的扇区，所述再现装置包括读出装置，可用于从所述多个帧中以光学方式读出构成主信息的第一信道位值和第二信道位值并产生信道信号，所述信道信号包括高区和低区，所述高区和低区两者都与所述主信息中的所述第一信道位值的游程长度对应，而在高区和低区之间的每一个转变点都与所述主信息中的所述第二信道位值对应；第一判断装置，可用于判断出现在所述信道信号中的转变点上的超前误差和滞后误差是否按照预定规则排列；以及位设置装置，可用于当所述第一判断装置判断所述超前误差和滞后误差按照所述预定规则排列时设置子信息的预定位值。
42.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于还包括第一产生装置，可用于产生包括多个时钟脉冲的时钟信号；第二产生装置，可用于产生相位调制的M随机数序列信号，构成相位调制的M随机数序列的不同值、每s个时钟在所述相位调制的M随机数序列信号中出现一个，其中s是不小于2的整数，其中，在所述信道信号中检测到的所述预定规则是各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中第一值的出现一致地超前，并且各转变点的相位与所述相位调制的M随机数序列信号中第二值的出现一致地滞后。
43.如权利要求42所述的再现装置，其特征在于所述第一判断装置包括计数电路，当与所述相位调制的M随机数序列信号中所述第一值的出现一致地在所述信道信号中出现超前误差时，所述计数电路使计数值加1，并且当与所述相位调制的M随机数序列信号中所述第二值的出现一致地在所述信道信号中出现滞后误差时，所述计数电路也使所述计数值加1，以及当所述增量的计数值超过正的预定值时，所述位设置装置将所述子信息的预定位值设置为第一位值。
44.如权利要求43所述的再现装置，其特征在于当与所述相位调制的M随机数序列信号中所述第一值的出现一致地在所述信道信号中出现滞后误差时，所述计数电路使计数值减1，并且当与所述相位调制的M随机数序列信号中所述第二值的出现一致地在所述信道信号中出现超前误差时，所述计数电路也使所述计数值减1，以及当所述减量的计数值低于负的预定值时，所述位设置装置将所述子信息的预定位值设置为第二位值。
45.如权利要求42所述的再现装置，其特征在于还包括积分电路，当与所述相位调制的M随机数序列信号的出现所述第一值的部分一致地在所述信道信号中出现所述超前误差时，所述积分电路将所述超前误差的大小加在一起，并且当与所述相位调制的M随机数序列信号的所述第二值的出现一致地在所述信道信号中出现所述滞后误差时，所述积分电路也将所述滞后误差的大小加在一起，以及当所述总计值超过正的预定值时，所述位设置装置将所述子信息的预定位值设置为第一位值。
46.如权利要求45所述的再现装置，其特征在于当与所述相位调制的M随机数序列信号所述第一值的出现一致地在所述信道信号中出现所述滞后误差时，所述积分电路以负值的形式将所述滞后误差的大小加在一起，并且当与所述相位调制的M随机数序列信号的所述第二值的出现一致地在所述信道信号中出现所述超前误差时，所述积分电路也以负值的形式将所述超前误差的大小加在一起，以及当所述总计值低于负的预定值时，所述位设置装置将所述子信息的预定位值设置为第二位值。
47.如权利要求46所述的再现装置，其特征在于所述第一产生装置包括锁相环电路，它执行反馈控制，以便当所述信道信号的转变点的相位超前于时钟脉冲时产生包括低频时钟脉冲的时钟信号、而当所述信道信号的转变点的相位滞后于时钟脉冲时产生包括高频时钟脉冲的时钟信号，所述锁相环电路输出超前误差信号和滞后误差信号，所述超前误差信号包括其中每一个都具有与每一个超前误差相同大小的许多脉冲，所述滞后误差信号包括其中每一个都具有与每一个滞后误差相同大小的许多脉冲，以及所述积分电路将所述超前误差信号中的脉冲加在一起，并且将所述滞后误差信号中的脉冲以负值的形式加在一起。
48.如权利要求42所述的再现装置，其特征在于所述第二产生装置包括分频器，用于通过对时钟脉冲序列进行s分频来产生PE信号；M随机数序列信号产生电路，用于产生M随机数序列信号，当从所述信道信号检测到同步码时、在所述M随机数序列信号中出现M随机数序列的第一值，并且以s×t个时钟的时间间隔一个接一个地连续的值，其中，t是不小于2的整数；相关转换电路，用于通过在所述产生的M随机数序列信号和所述PE信号之间进行逻辑运算来获得相位调制的M随机数序列信号。
49.如权利要求42所述的再现装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及紧接在同步码出现在所述信道信号的与所述主信息对应的部分之后，所述第二产生装置将所述相位调制的M随机数序列信号中的所述M随机数序列复位到初始值。
50.如权利要求42所述的再现装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，以及在同步码出现在所述信道信号的与所述主信息对应的部分之后、在预定的周期过去之后，所述第二产生装置将所述相位调制的M随机数序列信号中的所述M随机数序列复位到初始值。
51.如权利要求50所述的再现装置，其特征在于所述预定周期是这样的周期，在所述周期期间，在所述信道信号中在同步码之后出现地址。
52.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于每一条所述主信息包括同步码和数据域，所述超前误差和所述滞后误差存在于所述信道信号的与所述数据域对应的部分，以及所述第一判断装置在所述信道信号的与同步码对应的部分期间不执行判断。
53.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于每一条所述主信息包括用户数据域和内部码奇偶性，所述超前误差和所述滞后误差存在于所述信道信号的与所述用户数据域对应的部分，以及所述第一判断装置在所述信道信号的与所述内部码奇偶性对应的部分期间不执行判断。
54.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于从所述主信息读出包含所述超前误差和所述滞后误差的，其中包含地址的所述信道信号除外，以及所述第一判断装置在所述信道信号的已经从所述主信息中的所述地址中读出的部分期间不执行判断。
55.如权利要求54所述的再现装置，其特征在于所述第一判断装置在所述信道信号的对应于这样的帧的部分期间不执行判断，所述帧定位在紧接在包含有应该记录在所述主信息中的地址的帧的之前或之后。
56.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于每一条所述主信息包括用户数据域或外部码奇偶性，所述信道信息对应于包含所述用户数据域的各条主信息，以及所述第一判断装置在所述信道信号的、对应于包含外部码奇偶性的各条主信息的部分不执行所述判断。
57.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于还包括存储装置，可用于存放多对区域说明信息和子信息存在信息；以及第二判断装置，可用于判断当前读取的扇区是否由一条区域说明信息说明，其中，当所述一条区域说明信息与一条表示迭加了所述子信息的子信息存在信息配成对时、并且当前沿和后沿按照预定规则出现时，所述位设置装置设置子信息的所述预定位值。
58.如权利要求57所述的再现装置，其特征在于还包括第三判断装置，可用于或者当没有抖动出现时、或者当前沿和/或后沿既不按照预定规则出现又不按照反转规则出现时、判断当前读出的扇区是否由与表示不迭加所述子信息的子信息存在信息配成对的一条区域说明信息说明，其中，当所述第三判断装置作出肯定的判断时，所述再现装置确认由所述位设置装置进行的所述位设置是授权的。
59.如权利要求58所述的再现装置，其特征在于存放在所述存储装置中的多对区域说明信息和子信息存在信息，或者已经从所述光盘读取或者预先存放在所述存储装置中。
60.如权利要求41所述的再现装置，其特征在于包含所述超前误差和所述滞后误差的所述信道信号是从记录标记中读取的，每一条所述记录标记都比阈值长，以及当从记录标记中读取的超前误差和滞后误差中的每一条都比阈值短时，所述第一判断装置不对所述超前误差和滞后误差执行判断。
61.一种光盘记录方法，所述光盘具有包括多个帧的扇区，所述记录方法包括第一产生步骤，用于根据准备记录在所述扇区的帧中的主信息产生信道信号，所述信道信号包括高区和低区，所述高区和低区都与所述主信息中的第一信道位值的游程长度对应，所述高区和低区之间的每一个转变点都与所述主信息中的第二信道位对应；调制步骤，用于对所述信道信号进行相位调制，以便获得其上迭加了子信息的位值的迭加信道信号，所述迭加信道信号是其中相位超前转变点和相位滞后转变点按照预定的规则排列的信道信号；写入步骤，用于将记录标记写入所述帧、以便实现其上迭加有所述子信息的所述主信息的记录，其中，所述记录标记的边沿位置是根据所述迭加信道信号中的所述转变点确定的。
62.一种光盘再现方法，所述光盘具有包括多个帧的扇区，所述再现方法包括读取步骤，用于从所述多个帧以光学方式读取构成主信息的第一信道位值和第二信道位值并产生信道信号，所述信道信号包括高区和低区，所述高区和低区都与所述主信息中的所述第一信道位值的游程长度对应，所述高区和低区之间的每一个转变点都与所述主信息中的所述第二信道位对应；第一判断步骤，用于判断出现在所述信道信号中的转变点上的超前误差和滞后误差是否按照预定的规则排列；以及位设置步骤，用于当所述第一判断装置判断所述超前误差和滞后误差按照所述预定的规则排列时、设置子信息的预定位值。
全文摘要
一种具有多个扇区的光盘，每一个扇区包括多个帧。子信息的位值“0”或“1”分配给构成扇区的多个帧，第一帧和最后一帧除外。当分配有子信息的位值“1”的帧的数据域被读出时，边沿位置被偏移、使得超前/滞后误差按照某种规则出现。当分配有子信息的位值“0”的帧的数据域被读出时，边沿位置被偏移、使得超前/滞后误差以所述某种规则的反转规则出现。
文档编号G11B7/24085GK1483193SQ01821392
公开日2004年3月17日 申请日期2001年10月26日 优先权日2000年10月27日
发明者永井隆弘, 志, 石原秀志, 司, 弓场隆司, 枝, 高桥里枝, 东海林卫, 卫, 之, 山口博之, 宫下晴旬, 旬 申请人:松下电器产业株式会社