光盘驱动器和光盘记录方法

专利名称：光盘驱动器和光盘记录方法
技术领域：
本发明涉及光盘设备(如数字视频盘或数字多功能盘(DVD)播放 器、DVD-ROM驱动器、和DVD记录器)、光盘记录方法、和光盘。
背景技术：
近年来，己经开发出高密度地编码和记录视频、音频、子画面 等的光盘。视频数据和音频数据通常以流数据的方式进行多路复用并记录 在光盘上，因此同一时刻的视频数据和音频数据几乎出现在相同位 置。另外，在电影中字幕的数据被分开准备并多路复用到同一流中。当在光盘上记录电影等信息时，需要编辑功能来在记录到盘中 之后进行编辑，删除不需要的场景或排列再现的顺序。还需要其它功 能，比如在再现时由用户操作来改变再现顺序，在一个屏幕中同时显 示两个画面，例如其中在主再现视频区域的一部分中显示子画面的称 为画中画的再现技术，或者通过多个方向的多个摄像机对同一对象成 像、并在通过用户在再现时的指令改换再现方向的同时对其进行再现 的多角度功能。在这些情况下，再现所需的视频数据和音频数据是不连续地布 置在盘上的。在编辑操作中，已知一种以再现的实际顺序记录流数据 的方法。然而，在一次写入型介质中， 一次写入到盘中的数据不能被 编辑，而在可重写型或可重记录型介质中，需要很长时间来以再现的 实际顺序重排数据。因此，在编辑操作的情况下，只有再现顺序是被 单独记录的，并且按照再现顺序读取流数据。如果在再现期间用户操 作改变了再现顺序，当然通过改变读取位置来实现再现。在画中画显 示中，主流和子流记录位置不同，因此这两种流是轮流读取的。在多 角度显示中，当多路复用多个数据流时，数据速率变得极大，需要非常快的读取，这是不现实的。
因此，为了实现多角度显示而不多路复用和记录数据，以交织 块系统来形成数据的记录结构。通过适当形成交织块的记录结构并适 当设计再现处理方法，已经提出了一种能够减轻硬件负担并容易地增
加流的数量的光盘再现设备和方法(例如参见日本专利No. 2857119
的说明书)。
该光盘包括其中记录了要解码的数据的数据区域以及其中记录 了用于再现该数据区域中记录的数据所需的管理数据的管理数据区 域。在多角度显示中，数据区域还存储控制数据。多个场景的视频信 号被分别划分到/分配到多个交织单元中。各个场景的交织单元混合/ 布置在记录轨道上以形成交织块。在每个交织单元中包括控制数据。 控制数据描述了表示混合有/布置有交织单元的信息以及作为每个场
景下一跳跃终点(jumphg end)的下一交织单元逻辑地址。用于控 制光盘播放系统的装置包括用于读取和识别的装置，其用来每当再 现交织单元时就读取交织单元中包含的控制数据，并识别出表示混合 有/布置有交织单元的信息和作为每个场景下一跳跃终点的下一交织 单元逻辑地址；用于控制的装置，其用来在给出场景切换的操作信息
时参照控制数据中包含的每个场景的下一交织单元的逻辑地址来改 变交织单元的再现流，以控制记录介质的数据的读取位置。从在读取 位置获取的和在交织单元中包含的控制数据中重新识别出每个场景 的下一交织单元的跳跃终点来等待场景切换。通过上述装置，促进了 场景切换的管理，减少了硬件的负担，有利于记录设备的设计并且降 低了成本。
在编辑操作的情况下，示出再现顺序的逻辑地址信息记录在管 理数据区域中，并通过使用这些信息，使用用于控制记录介质中数据 读取位置的装置来读取期望的数据。
在画中画显示的情况下，根据用于视频再现的操作信息，通过 使用用于控制记录介质数据读取设备的装置来轮流读取主视频和副 视频的数据。在这种情况下，如果主视频和副视频是分开布置的，再 现数据速率一定很低。为了保证足够的再现数据速率，需要轮流记录主视频和副视频，但为此必须时间上同步地再现主视频和副视频。否 则，副视频的分辨率或者再现数据速率或长度必须在记录到半导体存 储器中之前给予一定限制，并同时从盘中再现主视频和从半导体存储 器中再现副视频。在这种情况下，不需要时间上同步地再现主视频和 副视频。
光盘设备通过使用光头来读取信息，但为了读取存在于不同物 理位置的信息，光头是径向移动的，并且根据光头的径向位置控制盘 的转速以待其达到期望转速。该操作称作跳跃。跳跃期间不能读取数 据。
另一方面，视频和音频必须没有中断地再现，画中画显示的主 视频和副视频必须同时再现。因此，再现数据必须连续提供到解码器 中。
通常来自光盘的数据读取速度几乎是恒定的，但由于是在变速 率系统中记录视频数据，所以解码器所需读取光盘的速度是变化的。— 因此，必须间断地从光盘读取数据，但是光盘的旋转却不能立即停止。— 因此在重新开始读取操作时，需要一种称为回扫(kickback)的跳跃 来把光头返回到再现位置，这需要额外的时间。
为消除读取速度的差异，从光盘读取的再现数据被一次性存入 轨道缓冲器。轨道缓冲器的大小由暂停从光盘读取时解码器所需的数 据量确定。在读取暂停之前，轨道缓冲器中必须存储足够的数据，这 是通过利用光盘的读取速率与从轨道缓冲器输出的视频数据速率之 间的差来实现的。因此，在跳跃的时刻之前必须从光盘连续读取数据。 结果是，在跳跃之前就确定了要从光盘读取的数据的最小量值。
交织单元的大小被确定来使得数据可以从轨道缓冲器连续输 出，即数据可以无中断地供给解码器。轨道缓冲器的大小被确定以使 得即使在交织单元接连跳跃到再现设备的回扫操作的情况下轨道缓 冲器的输出数据也可以不被中断。
利用这种技术进行操作的DVD标准(例如参见ECMA-267 120nm DVD只读盘)被广泛采用并获得很高声誉。近来己经广泛使用对应高 清(HD)图像的家用显示器和信息记录介质。传统DVD视频标准和VIDEO记录标准能够在单层DVD-ROM中记录标准长度的标清(SD)电 影，但是通过近来运动图像压縮技术的发展，大约4X像素密度的高 清(HD)视频可被压缩到平均2X数据量，从而一部电影可以存储在 双层DVD-R0M中。即，该数据量平均为2X，或者部分达到3倍数据 量。因此，从轨道缓冲器供给解码器的数据速率Vo是传统数量的3 倍，并且要从盘读取并供给轨道缓冲器的数据速率Vr也需要达到传 统速率的3倍。
大多数包括DVD-ROM的光盘线记录密度是恒定的，因此为了以 恒定数据速率Vr读取信息，必须根据半径来改变转速。这通过控制 主轴电动机来实现，但是假如主轴电动机的转矩恒定，那么在相同半 径上改变转速所需的时间与数据速率Vr和跳跃距离几乎成比例。实 际上，作为电动机的一般特性，随着转速增加，粘性阻力和风阻损耗 也增加。因此，随着转速增加，可用于增加盘转速的转矩降低，并且 转矩还被反电动势降低。.
在传统DVD视频标准和视频记录标准中，可以在跳跃的终点跟 上盘的转速，但对于3倍盘转速的要求，很难增加主轴电动机的转矩。 因此，即使跳跃完成，也难以维持线速度即读取速度。尤其在以电池 操作的便携设备中，峰值电源是有限的。为增加峰值电源，必须增加 电池容量，即必须增加该设备的大小和重量，则损害了其商业价值。 因此增加电动机转矩是不现实的。
具体来说，当在再现中从外部区域跳到内部区域时必须增加盘 转速，但如果由于转矩不足而不能随着增大速度的话，数据速率Vr 将会低于设想的标准值，轨道缓冲器会变空，而视频会中断。
在能以高速进行再现的本DVD驱动器中，以恒线速度(CLV)记 录的盘可以在恒角速度(CAV)下而非恒线速度下旋转。在这种情况 下，由于读取数据速率Vr是3X或更大，因此如果最内部区域是3 X，则最外部区域的线速度是大约7.3X，从而解决了上述问题。
然而在现有DVD-R0M中，由标准所保证的读取速度是1X速，盘 的机械特性如翘曲或偏心通过假设在1X速下再现而确定。如果盘是 翘曲的或偏心的，那么物镜致动器必须产生跟上的力，但由翘曲或偏心产生的加速度与线速度的平方成比例。例如，在8X速时需要产生 在1X速时64倍的力。实际上难以产生如此大的力。因此，即使在 能以高速再现的驱动器中，由于如盘的翘曲之类机械特性而使得难以 快速再现，并且在这种情况下再现速度降低。换言之，只要盘的翘曲 或偏心与标准相比足够小，那么就可以快速再现。然而，如果很大， 则不可能跟上，必须降低再现速度。
在能记录高清(HD)视频的盘中，必须确定盘的翘曲和偏心的 最大值以便在3X速下进行再现，但考虑到本发明的盘制造技术、老 化效应、成本、以及光盘设备的性能和成本，确定标准以便以最内部 区域为3X速的CAV系统进行再现是不现实的，上述问题不能通过以 CAV系统进行再现来解决。
因此，已经开发了一种用于防止传输率下降的技术来作为用于 在进行交织等之时跳跃相对短的距离的手段(例如参见日本专利申请 公开No. 2006-48735)。在该系统中，在跳跃前把读取数据速率设 置得略高于Vr，以防止数据速率在跳跃后变得低于Vr。在跳跃后， 为下一跳跃做准备，必须再次把读取数据速率设置得略高于Vr，因 此需要限制跳跃的时间间隔，并且必须对交织单元的下限大小增加限 制。
然而，在该方法中，在用于高清规范的VIDEO标准或VIDEO记 录标准下跳跃两个任意点之间的长的距离时，跳跃前后的转速差非常 大，并且读取数据速率Vr较高而接近于CAV系统，这是不现实的。
因此，在针对HD视频的传统光盘设备中，必须增加盘转速，但 当跳跃盘上两个任意点之间的长的距离时，从盘到当前读取的轨道缓 冲器的写数据速率不会保持恒定，视频会中断。

发明内容
本发明涉及一种光盘驱动器和一种可保持数据读出速率恒定或 更高的光盘记录方法。
根据本发明的一个实施例，提供一种光盘再现设备，其以指定 或更高速率对存储了要读取的不连续数据项的光盘进行再现，其中，在不连续数据项之间的跳跃开始后，在经过指定跳跃时 间Tj之前以指定或更低速率从时间Ta开始数据读取，并且当数据读 取速率在经过跳跃时间之后在时间Tm达到指定速率时，从时间 Ta到时间Tj读取的数据量等于或大于从时间Tj到时间Tm以指定速 率读取的数据量与从时间Tj到时间Tm以指定或更低速率读取的数据 量之间的差。
根据本发明的另一实施例，提供一种光盘装置，其以指定或更 高速率从存储了要读取的不连续数据项的光盘中读取数据，
其中，在不连续数据项之间的跳跃开始后，在经过指定跳跃时 间Tj之前光头在时间Ta到达跳跃目标位置，启动数据读取，并且在 经过跳跃时间Tj之后的时间Tra处启动指定速率的数据读取。
根据本发明的又一实施例，提供一种光盘再现设备，其通过使 用一种以指定或更高速率从存储了要读取的不连续数据项的光盘中 读取数据的光盘装置来再现光盘，
其中，在跳跃开始后i，不考虑传输率，从光头到达跳跃目标位 置的时间Ta开始读取。
本发明的其它目的和优点将在以下描述中阐明并且从描述中部 分地显而易见，或者通过实施本发明而获悉。
本发明的目的和优点可通过以下特别指出的手段和组合来实现 和获得。


并入本说明书并构成其一部分的附图描述了本发明的实施例， 而且与如上给出的概述和如下给出的实施例的详述一起用来说明本
发明的原理，其中
图1是示出根据本实施例的DVD-ROM盘上区域结构的说明示图； 图2是示出图1的DVD-ROM盘导入区中数据结构的说明示图； 图3是图2的物理格式信息的内容的详细说明示图； 图4A、 4B和4C是示出DVD-ROM (单层、双层盘)的逻辑扇区号 设置方法的说明示图；图5是示出光盘的容量空间的说明示图6是更详细地示出视频管理器VMG和视频标题集VTS的结构 的说明示图7是示出视频对象集V0BS与区间(cell)之间的关系以及进
一步以分层方式示出区间内容的说明示图8是示出由程序链PGC控制单元再现次序的示例的说明示图； 图9是示出视频对象单元VOBU与该单元中的视频包之间的关系
的说明示图10是示出布置交织单元的示例的说明示图11A是示出角度1和角度2的场景的视频对象每个都被分成
三个交织单元(1LVm-l到ILVU3-1) 、 (ILVU1-2到ILVU3-2)并被
布置在一个轨道上的记录状态示例的说明示图11B是示出在再现角度1时的再现输出示例的说明示图12是根据本发明第一实施例的光盘记录设备的结构框图13是以简化方式示出图12所示的光盘记录设备的说明示图14是示出被记录到数据区中的信息记录单元的说明示图； 图15是示出当在较坏情况下再现交织块的时候增加/减少输入 到轨道缓冲器中的数据的说明示图16是示出当在记录设备中执行回扫操作、接着执行最大等级
的跳跃操作的时刻，以及在轨道缓冲器中减少数据的情形的说明示
图17是示出在传统光盘中定义的来自光盘的传输率的变化的示
意图18是示出根据本发明一个实施例的用以防止轨道缓冲器数据 短缺的来自光盘的传输率的变化的示意图19是示出根据本发明一个实施例的来自光盘的传输率的变化 和存储在轨道缓冲器中的数据量的变化的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明的光盘驱动器和光盘记录方法的实施例。总的来说，根据本发明的一个实施例，提供了一种光盘再 现设备，其通过使用一种以指定或更高速率从存储了要读取的不连续 数据项的光盘中读取数据的光盘设备来再现光盘，其中，在跳跃开始 后，不考虑传输率，从光头到达跳跃目标位置的时间Ta开始读取。 第一实施例
目前，己经开发出一种对视频、音频、子画面等进行高密度编 码和解码的光盘(以下简称为光盘)以及一种作为记录/再现设备的 光盘驱动器。为了在这种光盘中记录如电影之类的信息，记录了多个 同时进行的情节，或者记录了从多个角度对同一个同时进行的事件进 行摄制的多角度场景，以便观众能从中自由选择场景。这类光盘已被 开发。
首先将对具有这些功能并且目前已投入使用的DVD标准光盘、 和针对该光盘的记录设备进行概述。
图1示出DVD-R0M盘的区域结构。导入区800、数据区801、和 导出区802从盘形信息存储介质的内圆周侧向外圆周侧依次排列。在 DVD-R0M盘中，信息每2048字节记录为一个组，这个最小记录单元 称为一个扇区。对每个扇区设置物理扇区号，该物理扇区号如下所述 记录在DVD-ROM盘的记录表面。物理扇区号起始位置与信息存储介质 的最内部区域中导入区800的起始扇区相一致，并以升序向外部区域 设置连续的物理扇区号。在数据区801的第一扇区中，将物理扇区号 设置成030000h来预先对之进行确定(h表示十六进制)。
图2示出在DVD-R0M盘的导入区800中的数据结构。其中有一 个表示基准信号的基准码813，和控制数据814。在这些数据中存在 全记录00h的空数据810、 811、 812。
在基准码813中，记录了特定的随机测试图案，并可以使用该 信息来进行信息记录设备的调整，如自动均衡器的参数调整。在控制 数据814中，记录了如下所述的信息物理格式信息，它是信息存储 介质中固有的格式信息；盘制造信息，其中记录了如每个信息存储介 质的生产编号之类的有关制造的信息；和内容供应商信息，表示关于 记录在数据区801中的信息内容的信息。其中记录了基准码813的顶部扇区的物理扇区号是02F000h，其 中记录了控制数据814的顶部扇区的扇区号是02F200h。
如图3所示，在物理格式信息中，记录了如下信息规范类型 和部分版本823，用来表示所应用的DVD标准类型(DVD-ROM/DVD-RAM/ DVD-R等)和部分版本；盘大小和最小读出速率824，表示盘大小和 最小读出速率；盘结构825，示出如单层R0M盘/单层RAM盘/双层ROM 盘之类的盘结构；记录密度826，表示记录的密度；数据区分配827， 表示记录数据的位置；烧录区(BCA)描述符828，以非可重写形式 在信息存储介质的内圆周侧上记录每个信息存储介质的生产编号之 类；以及保留的829、 830，预计未来的使用并设计了保留位置。
图4A到4C示出在具有单层或双层结构的DVD-ROM盘中逻辑扇 区号的设置方法。物理扇区号PSN表示如下对扇区单元设置地址的方 法，其中针对信息存储介质(DVD-ROM或DVD-RAM盘)的记录表面的 每一层唯一地设置扇区号，并且将物理扇区号记录在记录表面上。另 一方面，逻辑扇区号LSN表示如下(扇区单元的地址设置)方法，其 中将具有记录表面的包含单层或多层的信息存储介质整体看作一个 容量空间并设置统一的地址。逻辑扇区号仅仅表示一种系统的编号设 置方法，与物理扇区号不同，它并不直接记录在信息存储介质的记录 表面上。
图4A是对具有如图l所示区域结构并仅有单个层的记录表面的 这种DVD-ROM盘的逻辑扇区进行设置的方法的说明示图。在图4A中， 在从导入区800到导出区802的容量空间中，物理扇区号PSN与逻辑 扇区号LSN之间建立1:1对应关系。
图4B和4C是对在具有如图1所示区域结构的记录表面中存在 两个层这种DVD-ROM盘的逻辑扇区进行设置的方法的说明示图。
在如图4B所示将两个层统一起来的容量空间中，层0的数据区 843布置在物理扇区号PSN较小的区(容量空间的前半部)中，层l的 数据区844布置在物理扇区号PSN较大的区(容量空间的后半部)中。 逻辑扇区号LSN的设置位置被设置来使得层1中具有物理扇区号 030000h的扇区续接在层0数据区843中最末物理扇区号位置之后。因此，前半部的层0的物理扇区号PSN和后半部的层1的物理扇区号PSN 均与单一容量空间的逻辑扇区号LSN相关联。
图4C是设置另一逻辑扇区号的方法的说明示图。该设置方法与图 4B的设置方法相同之处在于层0的数据区843布置在容量空间的前半 部(二前半部分逻辑扇区号)，层1的数据区844布置在容量空间的后 半部(=后半部分逻辑扇区号)。然而，在图4C的设置方法中，层0 和层1的区域结构布置与图1所示不同。即，在层0中图1的导出区 802的位置改成中间区848。在层1中，导出区802布置在图1的内圆 周侧上布置的导入区800处，并且中间区848布置在图1的外圆周侧 上布置的导出区802处。此外，在层1中，在数据区801、导出区802、 和中间区848的任一个中，都以升序从外圆周侧向内圆周侧设置/记录 物理扇区号。层0的逻辑扇区号在两层之间的中间区848处与层1的 逻辑扇区号续接。
层0中数据区的最末物理扇区号记录在图3所示物理格式信息中 的数据区分配827中。最小物理扇区号布置在层1的数据区的最外部 区域，并由通过对布置在层0数据区的最外部区域处的最末物理扇区 号进行按位反转(即一个数的补码)而获得的值来表示。该数表示负 值。因此，逻辑扇区号可以转换成物理扇区号。当层0物理扇区号的 绝对值等于层1物理扇区号的绝对值时，该位置实质上还具有与盘中 心相等的距离的特性。
在图4C的布置中有这样一个特性，逻辑扇区号之间的距离与物理 盘上扇区的间隔之比是常数。而在图4B的布置中没有这种特性。例如， 在图4B的系统中，即使在移动到紧接在层0最末扇区后的层1第一扇 区的时候，即一个扇区，光头也必须从盘最外部区域移动到最内部区 域。另一方面，在图4C的系统中，半径位置的改变大约是制造误差。 该特性具有防止必要的粗访问(coarse access)(后文将详述)被延 长、并在对表示了再现电影时视频需要防止中断的信息进行记录的过 程中抑制轨道缓冲器的容量增加等的效果。
图5示出其中记录电影之类视频数据的DVD-ROM盘的容量空间。 该容量空间包括容量和文件结构带、DVD视频带和其它带。在容量和文件结构带中，描述了通用盘格式规范修订1.02 (UDF)桥结构，甚至可 通过具有预定标准的计算机来读取该数据。DVD视频带具有视频管理器 VMG，和n (1到99)个视频标题集VTS。视频管理器VMG和视频标题 集的每一个都包括多个文件。视频管理器VMG是用来控制视频标题集 VTS的信息。
图6更详细地示出视频管理器VMG和视频标题集VTS的结构。
视频管理器VMG具有作为控制数据的视频管理器信息VMGI和作为 用于菜单显示的数据的视频管理器视频对象集VMGM_V0BS。视频管理器 VMG还具有用作备份的视频管理器信息VMGI，其内容与视频管理器信 息VMGI的内容相同。
视频标题集VTS具有作为控制数据的视频标题集信息VTSI、作为 用于菜单显示的数据的视频标题集视频对象集VTSM一VOBS、和针对视频 标题集的标题的视频标题集视频对象集VTSTT_V0BS (它是用于视频显 示的视频对象集)。视频标题集VTS还具有用作备份的视频标题集信 息VTSI，其内容与视频标题集信息VTSI的内容相同。
另外，多个区间构成了作为用于视频显示的视频对象集的视频标 题集视频对象集VTSTT_V0BS。对每个区间分配一个ID号。
图7示出视频对象集V0BS与区间之间的关系并以分层方式示出区 间的内容。当再现DVD时，根据区间单元或作为该区间下一层的视频 对象单元VOBU、甚至交织单元ILVU来控制视频分段(场景改变、角度 改变、情节改变等)或特殊的再现。
视频对象集VOBS包括多个视频对象V0B_IDN1到VOB—IDNi。 一个 视频对象VOB包括多个区间C—IDN1到C_IDNj。 一个区间包括多个视频 对象单元VOBU，或者后述的交织单元ILVU。 一个视频对象单元VOBU 包括一个导航包NV一PCK、多个音频包A—PCK、多个视频包V一PCK、和多 个子画面包SP一PCK。
导航包NV一PCK主要用作对导航包所属的视频对象单元VOBU中的 数据的再现/显示进行控制的控制数据，和对视频对象单元VOBU中的 数据进行搜寻的控制数据。视频包V_PCK是主画面信息，并通过如 MPEG-4的标准被压縮。子画面包SP_PCK是具有关于主视频的辅助内容的子画面信息。音频包A—PCK表示音频信息。
图8示出通过程序链PGC控制多个区间的再现次序的例子。
作为程序链PGC，以可以设置数据区间的各种再现次序的方式来 准备各种程序链PGC#1、 PGCtt2、 PGC#3、...。因此，当选择了程序链 时，就设置了区间的再现次序。
示出一个执行由程序链信息PGCI所描述的程序#1到to的例子。 示出的程序具有用来对由视频对象集V0BS中V0B IDN#s的C—IDN#1所 标明的区间以及随后的区间进行顺序指定的内容。程序链记录在光盘 的管理信息记录部分中，在读取光盘视频标题集之前被读取，并存储 在系统控制部分的存储器中。管理信息布置在视频管理器中和每个视 频标题集的顶部。
图9示出在该单元中视频对象单元V0BU与视频包之间的关系。在 视频对象单元V0BU中的视频数据包括一组或多组画面G0P。编码的视 频数据例如符合IS0/IEC13818-2。视频对象单元V0BU的画面G0P的组 包括I和B画面，并且该连续数据被分成视频包。
接下来将描述在记录/再现多角度信息的情况下的数据单元。当在 盘上记录对于一个对象具有不同观察点的多个场景时，在记录轨道上 构造交织块部分以实现无缝重放。在交织块部分中，具有不同角度的 多个视频对象V0B的每一个被分成多个交织单元ILVU，并以前述可进 行无缝重放的方式来布置和记录。下文将把交织块称为交织单元。
图10示出交织单元ILVU的布置示例。在该例子中，5L个视频对 象V0B中之一或每一个被分成^个交织单元ILVU并被布置。每个视频 对象V0B被分成相同数目的交织单元ILVU。
图IIA和IIB示出这样一种状态，其中例如两个视频对象V0B的 每一个(即角度1和角度2的场景的视频对象V0B的每一个)被分成 三个交织单元ILVU1-1到ILVU3-1、 ILVU1-2到ILVU3-2并被布置在一 个轨道上，以及示出角度1被再现的再现输出示例。在这种情况下， 没有获取角度2的信息。
图12是能再现DVD-R0M盘的光盘再现设备的框图。在该光盘再现 设备中，使用聚焦点从信息记录介质(光盘)201上指定位置处对预记录信息进行再现。作为实现该基本功能的手段，聚焦点沿着信息记录
介质201上的轨道(未示出)循轨。虽未示出，但光头202结合了光 电检测器用来检测从半导体激光元件产生的光量。在半导体激光驱动 电路205中，计算出光电检测器的输出(从半导体激光元件产生的光 量的检测信号)与用于再现所需光的常量之差，并根据计算结果把驱 动电流反馈到光头202中的半导体激光元件。
光盘201安装在转盘206上并由主轴电动机204驱动和旋转。现 在假设处于再现模式下，光头202拾取记录在光盘201中的信息。随 着进给电动机驱动电路216对光头移动机构203的驱动，光头202在 盘径向上移动。
虽然未示出，但光头202基本上由作为光源的半导体激光元件、 光电检测器、和物镜组成。
从半导体激光元件发出的激光由物镜聚焦到信息记录介质(光盘) 201上。被信息记录介质(光盘)201的反光膜反射的激光由光电检测 器进行光电转换。
在光电检测器中获得的检测电流被放大器213转换成电压，并获 得检测信号。该检测信号在聚焦/循轨误差检测电路217或二进制编码 电路212中进行处理。通常，光电检测器分成多个光检测区域，分别 检测发射到光检测区域的光量的改变。各个检测信号在聚焦/循轨误差 检测电路217中进行相加或相减，并检测聚焦偏移和轨道偏移。检测 处来自信息记录介质的反光膜的反射光量改变，并再现信息记录介质 201上的信号。
物镜(未示出)安装在物镜致动器(未示出)上，该物镜把从半 导体激光元件发射的激光聚焦到信息记录介质201上。根据物镜致动 器驱动电路218的输出电流，该物镜设计来在两个轴的方向上移动， 即垂直于信息记录介质201移动以校正聚焦偏移的方向，和相对于信 息记录介质201半径方向移动以校正轨道偏移的方向。通常设计来通 过一个使用永磁体和线圈的电磁驱动系统进行移动。
为了校正聚焦偏移或校正轨道偏移，物镜致动器驱动电路218根 据聚焦/循轨误差检测电路217的输出信号(检测信号)负责把驱动电流供给光头202中的物镜致动器(未示出)。为了以达到高频范围的
高速响应来移动物镜，配备了用于根据物镜致动器的频率特性改善其 特性的相位补偿电路。
物镜致动器驱动电路218根据来自控制单元220的命令控制来开 启或关闭聚焦/循轨偏移校正动作(聚焦/循轨回路)，以在垂直于信 息记录介质201的方向(聚焦方向)上低速移动物镜(当聚焦/循轨回 路关闭时要执行的)，或者通过使用短促脉冲(kick pulse)在信息 记录介质201的径向上(横跨轨道的方向)轻微移动物镜来把聚焦点 移动到邻近轨道。
信息记录介质201的线速度是通过从信息记录介质201获得的再 现信号来检测的。即，来自放大器213的检测信号(模拟信号)在二 进制编码电路212中被转换成数字信号，并根据该信号在PLL电路211 中产生恒定周期信号(基准时钟信号)。主轴电动机驱动电路215确 定出从驱动控制单元220获得的目标线速度与该恒定周期信号(当前 线速度)之间的差，并根据此结果把驱动电流供给主轴电动机204，从 而控制主轴电动机204的旋转。
当读取信息记录介质201上指定位置处的信息时，通常以两个步 骤来处理，即粗访问处理和精访问处理。
在粗访问处理中，首先通过计算来确定访问目标的半径位置，并 得到从光头202的当前位置到该位置的距离。光头202以最短时间达 到所述移动的距离的速度曲线信息被预先记录在控制半导体存储器 219中。控制单元220读取该信息，并控制来根据下述方法沿该速度曲 线移动光头202。控制单元220向物镜致动器驱动电路218发送命令来 关闭循轨回路，控制进给电动机驱动电路216从而开始移动光头202。 当聚焦点跨越信息记录介质201上的轨道时，在聚焦/循轨误差检测电 路217中产生循轨误差检测信号。使用该循轨误差检测信号可以检测 出聚焦点对信息记录介质201的相对速度。进给电动机驱动电路216 接着计算出在从聚焦/循轨误差检测电路217所得的聚焦点的相对速度 与从控制单元220随后发送的目标速度信息之间的差，并将结果反馈 到给至光头驱动机构(进给电动机)203的驱动电流中，从而移动光头202。 当光头202到达目标位置时，控制单元220向物镜致动器驱动电 路218发送一个命令来开启循轨回路。
在这个粗访问处理中，由于有检测误差等，聚焦点到达了轻微偏 离目标轨道的位置，随后就是精访问处理。首先，在把聚焦点沿信息 记录介质210上的轨道循轨的同时，再现了该区的地址或轨道号。这 里，根据地址或轨道号确定了聚焦点的当前位置，在控制单元220中 计算出与要到达的目标位置相距的误差轨道数，并且把移动聚焦点所 需的轨道数通知给物镜致动器驱动电路218。在物镜致动器驱动电路 218中，当产生一组短促脉冲时，物镜相对于信息记录介质210轻微地 径向移动，聚焦点移动到相邻轨道。在物镜致动器驱动电路218中， 循轨回路临时关闭，产生与来自控制单元的信息相对应的数量的短促 脉冲，然后再次开启循轨回路。精访问之后，控制单元220对聚焦点 所循轨的位置的信息(地址或轨道号)进行再现，确认正在访问的目 标轨道。如果仍然偏离，则重复精访问直到到达指定位置。
如果方位目标的半径位置与当前半径位置之间的差很细微，则只 通过精访问处理来调整。
如图12所示，从聚焦/循轨误差检测电路217输出的循轨误差检 测信号还输入到进给电动机驱动电路216中。在前述"访问控制"的 时刻，由控制单元220来控制从而不使用进给电动机驱动电路216中 的循轨误差检测信号。通过以访问来确认聚焦点已经到达目标轨道， 控制单元220发送一个命令，并把循轨误差检测信号的一部分作为驱 动电流经由电动机驱动电路216发送给光头驱动机构(进给电动机)
203。 该控制在连续再现处理期间一直持续。通过连续地执行再现或记 录/擦除处理一段长的时间，聚焦点的位置以外圆周方向或内圆周方向 逐渐移动。当一部分循轨检测信号作为驱动电流供给光头移动机构(进 给电动机)203时，光头202相应地向外圆周方向或内圆周方向逐渐移 动。因此，物镜致动器的循轨偏移校正范围可以限制到非常小的范围 内。
另外，提供解调电路210和误差校正电路209用来对由信息记录 介质201上的缺陷所引起的要在信息记录介质201上记录的信号的记录信息误差进行校正，并用来通过使再现信号的直流成分变为零而简
化再现处理电路，以及以尽可能高的密度在信息记录介质201上记录 信息。检测出从信息记录介质(光盘)201的反光膜反射的光量的改变， 并由放大器213再现和放大信息记录介质201上的信号。该信号具有 模拟波形。在二进制编码电路212中，该信号通过比较器转换成由"1" 和"0"组成的二进制数字信号。
从所获得的再现信号中提取PLL电路211中的用于再现信息的基 准信息。PLL电路211结合了一个频率可变振荡器。在从振荡器输出的 脉冲信号(基准时钟)与来自二进制编码电路212的输出信号之间比 较它们的频率和相位，并把结果反馈到振荡器输出。在解调器电路210 中结合了一个转换表，其示出被调制信号与被解调信号之间的关系， 在根据从PLL电路211中获得的基准时钟来参考该转换表的同时，信 号返回到原始信号并被发送到误差校正电路209中。
误差校正电路209具有半导体存储器，并且当数据累积在误差处 理单元中时校正误差并把数据输出到轨道缓冲器221。
多路分离器224从轨道缓冲器221读取数据，并把数据分离成视 频信息、字幕和文本信息、'音频信息、控制信息等，然后把它们发出。 这是因为盘201包含字幕和文本信息(子画面)、音频信息、和与视 频信息对应记录的其它信息。在这种情况下，可以选择各种语言作为 字幕和文本信息或者音频信息，并且可以根据系统控制单元223来进
行选择。用户的操作输入通过遥控操作单元222给到系统控制单元223。
由多路分离器224分离出的视频信息输入到视频解码器225中， 并被根据显示装置的系统来解码。例如，该信息转换成NTSC、 PAL、 SECAM、宽屏等。多路分离器224分离出的子画面输入到子画面解码器 226中被解码成字幕或文本视频。在视频解码器225中解码的视频信号 输入到加法器229，与字幕和文本视频(=子画面)合并，总输出被发 出到输出端230。由多路分离器224选择并分离出的音频信号输入到音 频解码器227被解调并发出到输出端231。音频处理单元除音频解码器 227外还包括音频解码器228，可以再现其它语言的音频并发送到输出 端232。如上所述，通常数据读取速度几乎是恒定的，但视频数据以可变
的速率记录，因此解码器225所需的读取速度是变化的。当在多场景 (multi-scene)系统中记录时，在盘上数据不是连续的，而是断续地 记录的。因此，在不连续地读取数据时，解码器225会连续地需要数 据。为缓和这种差异，再现数据一次存入轨道缓冲器221中，然后根 据解码速度供给多路分离器224。在通常的连续再现中，如果存储在轨 道缓冲器221中的数据溢出，则系统控制单元223回扫。回扫处理是 为了针对到目前为止己经读取的那部分指定扇区再次读取数据，是一 种即使在轨道缓冲器221中发生数据溢出时也能对数据不足进行补偿 的功能。
当对包括多个故事的光盘进行再现时，在系统的监视器屏幕或子 显示单元上把作为盘管理信息的多个故事的选择显示为菜单。参看该 菜单的同时，用户可以通过遥控操作单元222初步选择一个分支故事。 当给出选择信息时，系统控制单元223获取该分支故事的识别信息， 并从轨道缓冲器221提取其开头被添加了识别信息的数据，然后给到 多路分离器224。
图13是示出在图12中所示记录/再现设备的再现部分的示意图。 当执行跳跃再现时，需要无中断地把数据供给解码器64、 65、 66。因 此，连接了一个轨道缓冲器221 (暂存单元37)。另外，Vr代表对于 从误差校正(ECC)电路209供给轨道缓冲器221的数据的传输率(从 光盘的读取速率)，Vo代表从轨道缓冲器221供给解码器64、 65、 66 的所有组合数据的传输率(再现速率)。读取速率Vr取决于盘的线速 度，再现速率Vo根据再现的画面是可变的。数据由误差校正(ECC) 块单元从盘中读取。在DVD-R0M中， 一个误差校正块对应于如图14所 示的16个扇区。图15示出当在最坏情形下再现交织块的时候输入到 轨道缓冲器221中的数据的增加和减少。此时，执行记录轨道上的交 织单元之间的跳跃，并且对作为跳跃终点的交织单元进行读取并再现 数据。在最坏情形下，交织单元的读取是在轨道缓冲器为空的状态下 开始的，并在读取结束之后执行到达下一交织单元的跳跃。交织单元 的顶部扇区是ECC块的最后一个扇区，而交织单元的最后扇区是ECC块的顶部扇区。即，两个ECC块的剩余部分不是有效数据。 一个ECC 块的读入时间Te是b/Vr。这里，Vr代表在基准速度下的传输率(例 如11Mbps) ， b代表一个ECC块的数据大小(例如262， 144位)。在 图15中，Vr代表从误差校正电路209供给轨道缓冲器221的数据的传 输率(由于对每个误差校正块执行误差校正，在某些情况下操作实际 上成为断续的，因此，该速率表示包括了间断时间的平均传输率)， Vo是从轨道缓冲器221供给解码器64、 65、 66的所有组合数据的传输 率。另外，Tj代表跳跃时间，包括搜寻轨道的时间以及所伴随的必要 的旋转等待时间(等待时间)，Tj通过取决于跳跃距离的表格给出。 对于给出的跳跃距离，最大等待时间取决于在盘上发生跳跃的位置。 表格示出考虑了盘所有位置之后的最坏情形。此外，Bx代表在开始跳 跃的时候(时间t4)轨道缓冲器221中剩余的数据量。
在图15中示出数据大小的曲线表示该数据从时间t2开始以斜率 为(Vr - Vo)的累积速率在轨道缓冲器221中累积。该曲线表示轨道 缓冲器221的数据大小在时间t6回到零。轨道缓冲器221的数据从时 间t3以斜率为(-Vo)的下降率减少，并在时间t6返回到零。
从该曲线推导如下。以下是从轨道缓冲器221连续输出数据的条 件，即无中断地把数据供给解码器64、 65、 66的条件
Bx》Vo (Tj + 3Te) (1)
这里Bx代表在跳跃开始时刻轨道缓冲器221中的数据大小。
另外，当给出了到交织单元的跳跃距离和再现速率Vo的时候，如 下大小(ILVU—SZ)(扇区)的交织单元保证了无缝跳跃
ILVU—SZ》{(Tj X Vr X 106 + 2b) / (2048 X 8)} X Vo / (Vr - Vo) (2)
接着将研究轨道缓冲器221的必要容量。在许多情况下，交织单 元的大小ILVU—SZ大于一定条件下允许的最小值。而且，Vo具有比跳 跃距离允许的MAX—Vo的上限值要小的值。这些因素导致了读取不连续， 因为轨道缓冲器221被填满了。这种读取不连续称为回扫。由于在播 放器中Vr经常大于MAX—Vo，因此频繁发生回扫。当恰在跳跃之前发生 回扫时，播放器需要用于访问下一 ILVU的额外时间。即使在这种情况下，轨道缓冲器221也必须具有足够的容量来连续供给数据。轨道缓
冲器221的容量优选的是这样的容量，即使在记录设备执行回扫操作 并随后关于交织单元来执行跳跃时，轨道缓冲器221的输出数据也不 会中断。回扫是当盘旋转一次的同时拾取器等待读取的状态。在盘旋 转一次之后，在邻近轨道中搜寻读取位置。
图16示出在记录设备中执行回扫操作并随后执行最大级别的跳 跃操作的时刻以及在轨道缓冲器221中的数据减少时的状态。假设轨 道缓冲器221的大小是Bm,回扫时间(与盘的一次旋转时间对应)是 Tk， 一个ECC块的读取时间(24毫秒，即O. 024秒)是Te，跳跃时间 (轨道搜寻时间tj加等待时间Tk)是Tj，以及在交织块中的解码器 的最大读出速率是Vomax，那么为了当恰在记录设备的回扫操作完成之 后以最大距离执行跳跃操作这种情况下确保从轨道缓冲器连续传输数 据，轨道缓冲器221的容量需要如下条件
Bm》{(2Tk + tj + 4Te) XVomaxX 106}/(2048 X 8) (3)
以上可看出轨道缓冲器221的所需大小取决于记录设备的Tk、tj、 Te， tj取决于搜寻操作的性能。还可看出Tk和Te取决于盘的转速。
前述说明是关于实现多角度功能而使用的交织系统的跳跃操作 的，相同原理可应用于当在两个任意点之间跳跃(如DVD视频记录系 统中的跳跃)时视频的无缝再现。在此情况下，实际上它并非交织块 ILVU,但可假设在盘上以一个距离记录了 ILVU，并连续地再现。在画 中画显示中，当从盘同时再现主视频和副视频时，必须同时再现两个 V0B，例如V0B A和V0B B。然而，实际上只能从盘读取一个V0B，而 在读取一个V0B的同时，另一个V0B的数据必须存储在了轨道缓冲器 中。因此，首先读取V0B A，然后读取V0BB，并在读取VOBA的同时 把直到再次读取V0B A之前必需的再现数据存储在轨道缓冲器中，通 过用于读取V0B B的跳跃来读取V0B B，并再次跳跃到下一 V0B A的读 取点来读取VOBA。关于V0BB，进行与读取V0B A—样的动作。此时， 当如在交织系统中一样对V0B A和V0B B进行细分和交替地布置时， 无需跳跃动作，并可通过连续读取盘来交替地读取这些数据。
如对现有技术的说明，近来高清(HD)家用显示设备广泛普及，也需要可应用高清(HD)视频的信息记录介质。在传统DVD视频标准 中，标准长度的标清(SD)电影可记录在DVD-ROM的一个层中，但由 于近来在运动图像压縮技术中的进步，具有4X像素密度的高清(HD) 视频可被压缩到大约2X的平均数据量，因此电影可记录在DVD-R0M的 两个层中。换言之，数据大小平均是2X，或部分为3X。因此，要从 缓冲存储器供给解码器的数据速率Vo是现有技术的3倍，要从盘读取 并供给缓冲存储器的数据速率Vr需要是传统速率的3倍。
同时，DVD-R0M和许多其它光盘的线记录密度恒定，因此为了以 恒数据速率Vr读取信息，需要根据半径改变转速。这通过控制主轴电 动机来实现，但当主轴电动机的转矩恒定时，在相同半径改变转速所 需的时间基本与数据速率Vr和跳跃距离成比例。事实上，作为电动机
的一般特性，随着转速越高，粘性阻力和风阻也增加。因此，随着转 速越高，可用于增加转速的转矩降低。
顺便地说，在HD适用的设备中，需要对在传统DVD视频标准中没 有确定的任意位置处所记录的内容进行无缝再现，并为了实现这种需 要，要求即使在跳跃一个长距离时也实现无缝再现。主要在用于在记 录型光盘中记录电视广播或视频摄像机的视频的视频记录标准中，对 于记录后的编辑操作，仍需要在指定时间内在两个任意点之间进行跳 跃。
在传统DVD视频标准中，即使在跳跃非常长的距离的情况下，也 可以在跳跃的终点跟上盘的转速。然而，当盘转速是上述的3X时，很 难增加主轴电动机的转矩，从而即使在跳跃之后，也难以保持线速度 即读取速度的恒定。特别是在便携式设备中，由于以电池操作，可用 的峰值电源是有限的。为了增加峰值电源，必须增加电池容量，即增 加设备的大小和重量而牺牲其商业价值。因此增加电动机转矩是不现 实的。
具体地说，当在再现时从外部区域跳跃到内部区域时，必须增加 盘转速，但如果由于转矩不足而不能跟上该速度，那么数据速率Vr将 会低于设定的标准值，缓冲存储器会变空，而视频会中断。
在能以高速再现的当前DVD-ROM驱动器中，以恒线速度(CLV)记录的盘可以以恒角速度(CAV)而非恒线速度旋转。在此情况下， 由于读取数据速率Vr是3X或更大，因此，如果最内部区域的线速 度为3X，则最外部区域的线速度为大约7.3X。采用了这种系统来 解决上述问题。
然而，在现有DVD-R0M中，标准所保证的读取速度是IX，并通 过假设以1X速进行再现来确定盘的机械特性，如盘的翘曲或偏心。如 果该盘是翘曲的或偏心的，则物镜致动器必须产生一个用于跟上的力， 但是翘曲或偏心所产生的加速度与线速度的平方成比例。例如，在8 X速，需要产生在1X速时64倍的力。实际上，产生如此大的力很难。 因此，即使在能以高速再现的驱动器中，也由于如盘的翘曲之类的机 械特性而使难以快速再现，在这种情况下再现速度降低。换言之，只 要盘的翘曲或偏心与标准相比足够小，快速再现就是可能的。然而， 如果太大，则不能跟上，而再现速度一定会降低。
在能记录高清(HD)视频的盘中，必须确定盘的翘曲和偏心的最 大值以在3X速进行再现，但考虑到当前盘制造技术、老化效应、成 本、以及光盘设备的性能和成本，确定标准以便以最内部区域为3X 速的CAV系统进行再现是不现实的，上述问题不能通过以CAV系统进 行再现来解决。
本实施例设计来解决这些问题，从而其目的是提供一种能够实现 与保持高于指定水平的数据读取速率的情况下相同的效果的光盘设 备。
在本实施例中，为了对需要比指定速率高的数据传输速率的高清 视频进行再现，盘201必须以传统速度的大约3倍的线速度来旋转。 在如此快的旋转中，传统换向器电动机作为主轴电动机204具有电刷 寿命问题，因此优选的是采用无刷电动机。无刷电动机需要产生流过 电动机线圈的电流的换向定时，通常具有一个霍尔元件，使用该霍尔 元件可以输出其频率与电动机转速成比例的脉冲，可通过该脉冲信号 来检测转速。
在该系统中，即使当跳跃一个长的距离时，光头也会在传统速度 下移动，而不管盘转速级别的升高，并且即使盘转速的改变时间超过光头的移动时间而大于在标准中设定的最大跳跃时间Tj，也可通过适 当改变光盘的数据读取方法来实现无缝再现。
图17是在现有技术中设定的来自盘的数据传输率的示图。假设从 跳跃的开始的跳跃时间是Tj，可以在期望的数据速率Vr下读取数据(使 得可以完成盘转速的改变)。通常，Tj随着跳跃距离改变，因此Tj的 值根据跳跃的距离而改变，并确定了要在跳跃之前读取的数据的大小 (在交织单元情况下ILVU的大小)。根据这样的计算把数据记录在盘 上。因此在实际再现设备中，在经过跳跃时间Tj之前没有指定数据速 率(低于Vr)，但可以读取数据，并在经过跳跃时间Tj之后数据速率 必须可靠地大于指定速率Vr。然而，当如上所述在3 X速下再现DVD-R0M 时，在跳跃时间之内没有完成电动机转速的改变，并且传输率难以恰 在跳跃之后达到Vr。
图18示出在3X速再现中很可能发生的情况。这是从外部区域到 内部区域的跳跃的情况。粗实线表示在该标准下假设的数据速率Rr(t) (与图17相同)，双点划线示出光盘设备实际可读取的数据速率Ar(t) 的模型。当跳跃时间Tj足够长时，例如2秒，搜寻动作在跳跃时间Tj 过去之前结束，并且可在比Vr更低的数据速率Ar(t)下读取数据。在 跳跃时间Tj过去之后的时间Tm，数据速率Ar(t)达到Vr。从时间Ta 到时间Tm，数据速率Ar(t)应当单调增加。
以光盘设备的这种特性，当根据图18的模型在时间Tj从盘开始 数据读取时，不能读取根据下面公式(4)确定的部分S2所对应的数 据。在图18中，S2对应于由代表了数据速率Rr(t)和Ar(t)以及时间 Tj的线所围成区域的面积。
<formula>formula see original document page 25</formula>
结果，在轨道缓冲器中没有累积下一跳跃所需的数据，不能进行 无缝再现。
因此在该系统中，在开始跳跃之后，即使在跳跃时间过去(数据 速率达到指定速率)之前， 一旦光头移动到期望轨道并且光盘设备准 备读取数据，就开始读取而不考虑数据速率。如果该读取开始时间Ta 是在跳跃时间Tj过去的前面，则在到达跳跃时间Tj之前在轨道缓冲器中累积了如下面公式所示的Sl的数据量。在图18中，Sl对应于由 代表了数据读取开始时间Ta、时间Tj以及数据速率Ar(t)和Rr(t)的 线所围成区域的面积。
Sl =丄。{Jr(/) - 》0 ( 5)
在该公式中，积分从0开始，但从O到时间Ta，数据速率Ar(t) 和Rr(t)都是零，即使从时间Ta开始积分结果都是一样的。
这里，当建立如下公式时，相当于从时间Tj以数据速率Rr(t)从 盘读取数据，并且当满足如下公式时，比假设的条件要好，因此可以 毫无问题地进行无缝再现。
SI > S2 (6)
将公式(4)到(6)合并，可以表示出如下公式。
S= {种)-^(拳>0 (7)
关于用于累积在跳跃时间Tj之前读取的数据Sl的存储器，由于 积累来用于在跳跃期间再现的数据在跳跃期间被发送到解码器，因此 轨道缓冲器中的空缺一直增加直到到达跳跃时间Tj。用于Sl部分的数 据累积在该空缺的区域中，因此所需的轨道缓冲器容量不会增加。
因此，在符合公式(7)的光盘设备中，在开始跳跃之后一旦光盘 准备读取数据就开始读取，并被控制来把数据传输到轨道缓冲器中。 结果，即使当经过跳跃时间Tj之时数据速率低于Vr，也能毫无问题地 进行无缝再现。
在该系统中没有具体定义一个跳跃和下一个跳跃之间的间隔，因 为在经过Tj之后所读取的数据不足量在经过跳跃时间Tj之前已被预 先读入，并且下一个跳跃会在时间Tm之前开始。十分自然，只要确定 了 Tj，跳跃间隔就是Tj或更大。
如果并不符合本实施例的再现方法，则跳跃时间Tj的值必须设置 为比数据速率达到值Vr时的时间Tm更长的时间，而且(1)在跳跃 之前要读取的数据大小十分巨大，精编辑(fine editing)很难；(2) ILVU的大小很庞大，在再现期间的角度转换定时减小，可操作性降低； 以及(3)需要大轨道缓冲器容量，光盘再现设备的制造成本增加。所 有这些问题通过本实施例的再现方法得到解决。因为不需要很大的盘电动机转矩，所以也减小了光盘设备的大小， 从而可以节省能耗和制造成本。
根据本实施例的系统，在用于以1X速再现盘的传统DVD视频记 录情况下，例如跳跃时间Tj是1.5秒，但在用于以3X速再现的HD适 用的视频记录系统情况下，仅通过把Tj略增加到2秒，就可以在以3 X速再现的DVD系统中进行无缝再现。如果以3X速再现，仅Tm的值 增加，并且在DVD视频记录中Ta的值不会超过在跳跃时间Tj的值。 这是因为Ta基本就是光头的移动时间，并认为与盘转速无关。而且， 由于转速增加，旋转等待时间有利地减少了。因此，在跳跃时间Tj之 前至少O. 5秒，可以开始在缓冲存储器中的累积。另一方面，对于Tm 的值最坏的情况是假设它超过4秒。当Ta很小时，Tm会很长；而当 Ta很长时，Tm—定很短。Ta与Tm之间的均衡可以在每个光盘设备中 自由设置，该设计具有根据情形来改变的自由度。如果不采用该系统， 则Tm必须等于或小于Tj，而这非常难以实现。
为实现该系统，光盘的再现程序必须设计来在命令光盘再现设备 进行跳跃之后当光盘再现设备准备读取数据之时开始把数据读入轨道 缓冲器。光盘设备必须制造来具有满足公式(7)的性能。除这两个条 件以外，不会出现新的条件。图19示出在本实施例的系统中操作的光 盘再现设备中在盘的任意两点之间的跳跃或在画中画显示中的长距离 跳跃的操作示例，其中电动机转矩不足，转速在跳跃结束时没有升高 到期望转速，并且没有保证期望的传输率。图19与图18类似，只不 过增加了在本实施例的光盘再现设备中要累积在轨道缓冲器中的数据 量DAl(t)和在现有技术的光盘再现设备中要累积在轨道缓冲器中的数 据量DA2(t)。在长距离跳跃中，跳跃时间Tj通常设置为2秒或更多。 在3X速再现中， 一个ECC块的读取时间Te (在上述例子中的读取时 间)是大约8ras，并且与长距离跳跃中的Tj相比极短，因此在该示图 中忽略了 Te。
横坐标轴表示跳跃开始后经过的时间，左侧示出跳跃开始。纵坐 标轴表示在轨道缓冲器中存储的数据量或数据大小，或者数据传输率。 如果由于电动机转矩足够而根据传统模型进行操作，则从跳跃时间Tj开始从盘到轨道缓冲器的数据传输，从而轨道缓冲器的数据被发
送给解码器直至Tj。因此，如特性DA2(t)所示，数据连续减少，并从 Tj处开始单调增加。不管在Tj处读取数据速率低于Vr，假设从Tj开 始数据读取。当读取数据速率在Tj处为Vo或更低时，在Tj处轨道缓 冲器中没有数据，因此再现被立即中断，不能进行无缝再现。当在Tj 处的读取数据速率是Vo或更高且Vr或更低时，在该跳跃的时刻数据 就不会不足，能够进行无缝再现。不过在轨道缓冲器中累积的数据量 比设定的要少，因此在下一跳跃时数据不足而不能进行无缝再现。
在本实施例中，由于电动机转矩不足，如特性DAl(t)所示数据速 率在Tj处为Vr或更低，盘读取从Tj之前的Ta开始，数据发送到轨 道缓冲器中。在跳跃开始之后，轨道缓冲器中的数据立即开始减少， 但由于本例子中盘读取是从Ta开始的，因此减少的速率较小。因此， 在Tj的时刻，与传统模型相比，存储在轨道缓冲器中的数据量增加， 从而在Tj处不会无法完成无缝再现。
通过传统模型在时间Tj处在轨道缓冲器中累积的数据量的增加 相当于Sl。在轨道缓冲器中的数据的减少速率随着读取数据速率的上 升而下降，并在超过从轨道缓冲器发送到解码器的数据传输率Vo时开 始增加。从来自盘的读取数据速率达到Vr时的时刻Tm起，在轨道缓 冲器中的数据的增加速率等于传统模型中的增加速率。因此在该曲线 图中这些线是平行的。在Tm的时刻，通过传统模型在轨道缓冲器中的 数据量的增加相当于S1 - S2。
在该例子中由于Sl大于S2，因此在Tm处的轨道缓冲器中的数据 量大于在传统模型中的所述数据量。假设S1等于S2，则在Tm处轨道 缓冲器中的数据量与传统模型中的数据量相同。因此，在下一跳跃的 时刻，要发送到解码器中的数据不会不足，可以实现无缝再现。
根据本实施例的系统，不改变确定盘中数据配置的方法，通过增 加设置Ta和Tm的简单条件来满足如下关系
就可以使用难以在紧接跳跃后立即维持指定数据传输率的光盘来 执行无缝再现。如本文所述，根据本实施例，由于可通过在跳跃开始后的跳跃时 间过去之前开始数据读取来在存储器中累积数据，因此即使跳跃时间 过去之后的读取速率低于指定速率，也可以避免由于存储器中数据缺 少导致视频中断而发生不能无缝再现。
本领域的技术人员将很容易想到另外的优点和改型。因此，本发 明在更宽的方面不局限于这里示出和描述的特定细节和代表性实施 例。因此，可以做出不脱离由所附权利要求及其等同物所定义的总发 明构思的精神或范围的各种修改。
权利要求
1.一种光盘再现设备，其以指定或更高速率对存储了要读取的不连续数据项的光盘进行再现，其特征在于，在不连续数据项之间的跳跃开始后，在经过指定跳跃时间Tj之前以指定或更低速率从时间Ta开始数据读取，并且当数据读取速率在经过跳跃时间Tj之后在时间Tm达到指定速率时，从时间Ta到时间Tj读取的数据量等于或大于从时间Tj到时间Tm以指定速率读取的数据量与从时间Tj到时间Tm以指定或更低速率读取的数据量之间的差。
2. 如权利要求1所述的光盘再现设备，其特征在于所述时间Ta 比光头到达跳跃目标位置的时间要晚。
3. —种光盘装置，其以指定或更高速率从存储了要读取的不连 续数据项的光盘中读取数据，其特征在于，在不连续数据项之间的跳跃开始后，在经过指定 跳跃时间Tj之前光头在时间Ta到达跳跃目标位置，启动数据读取， 并且在经过跳跃时间Tj之后的时间Tm处启动指定速率的数据读取。
4. 如权利要求3所述的光盘装置，其特征在于从时间Ta到时 间Tj读取的数据量等于或大于从时间Tj到时间Tm以指定速率读取 的数据量与从时间Tj到时间Tm以指定或更低速率读取的数据量之间 的差。
5. —种光盘再现设备，其通过使用一种以指定或更高速率从存 储了要读取的不连续数据项的光盘中读取数据的光盘装置来再现光 盘，其特征在于，在跳跃开始后，不考虑传输率，从光头到达跳跃 目标位置的时间Ta开始读取。
6. 如权利要求5所述的光盘再现设备，其特征在于所述光盘装 置能够在比指定时间Tj晚的时间Tm以指定速度读取数据。
7. 如权利要求6所述的光盘再现设备，其特征在于从时间Ta 到时间Tj读取的数据量等于或大于从时间Tj到时间Tm以指定速率 读取的数据量与从时间Tj到时间Tm以指定或更低速率读取的数据量 之间的差。
全文摘要
本发明涉及光盘驱动器和光盘记录方法，根据一个实施例，提供一种光盘再现设备，其通过使用一种以指定或更高速率(Vr)从存储了要读取的不连续数据项的光盘中读取数据的光盘装置来再现光盘，其中，在跳跃开始后，不考虑传输率(Ar(t))，从光头到达跳跃目标位置的时间Ta开始读取。
文档编号G11B20/12GK101290789SQ20081009452
公开日2008年10月22日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者永井宏一 申请人:株式会社东芝