专利名称：具有摆动凸区和凹槽的光盘的制作方法
本申请是申请号为97199116.2，发明名称为“具有摆动凸区和凹槽的光盘”的分案申请。
本发明涉及一种光盘格式，尤其涉及一种可重写的光盘。
目前光盘作为一种介质被广泛应用来记录软件如图像、声音和计算机数据。尤其是近来，增加光盘的记录密度的要求越来越迫切，因此非常有必要开发一种适合满足这种要求的光盘格式。
已经存在的“130mm可重写光盘”的格式在下面进行描述。
130mm可重写光盘的格式规定为JIS X 6271。该格式包括在盘片上呈盘旋形地形成连续的凹槽并且凹槽之间的凸区用作记录信号的光道的类型A格式，和在盘片上形成取样记录并且由取样伺服系统来控制跟踪的类型B格式。
在类型A格式中记录信息数据的光道是无摆动的(如轻微振动)不受约束的光道，而且信息数据只记录在凸区(凹槽之间)。在类型A格式中，用户数据容量为512字节的情况下一个标准的用户数据格式表示于
图14。图中示出的数字表示分配在每个信号中的字节(B)的数目为参考。在512B的用户字节中，加入了纠错码、再同步字节和控制字节，数据字段有650B的容量。在数据字段用来记录信号的扇区中，必须增加一个指示扇区开头部分的扇区标记(SM)，一个用来与时钟脉冲再现同步的VFO字段，一个表示扇区地址的ID字段，一个预记录的地址字段如表示ID字段开头部分的一个地址标记(AM)，一个用来重写数据并包含用于激光输出的检查的ALPC的偏移检测字段(ODF)，一个用于预防与随后的扇区重叠的15B缓冲字段，和必要时的其它的字段。因此，总的扇区容量是746B，对于512B的用户数据容量而言，缓冲字段是15B，并且有大约2.9％的冗余度。对于更大的容量，需要尽可能缩小冗余度。
在这种传统的可重写光盘中，当在无摆动-不受约束的引导光道上记录信息时，通常是通过使用与光盘装置相连的固定时钟来处理。但是，由于记录和重放光盘上的信息时的旋转波动或离心效应，事实上的扇区长度实际偏离了理想的扇区长度，因此引起固定时钟计数的时钟脉冲的数目增加或降低。例如，如果时钟脉冲数目降低了，信息不能完全记录在这一扇区内而可能溢出到下一个扇区。因此，通过预先考虑了时钟脉冲的减少来提供缓冲字段，以便扩展扇区长度。从而通过相应部分使冗余度增加，而牺牲了用户数据容量。
另外，在传统的记录方法中一旦确定了扇区的地址后，按时间连续记录数据如视频数据和音频数据时，若扇区地址不能确认，将再次花费时间确认该地址来记录，并且不能记录连续的数据。在另一记录数据的方法中，其中扇区地址不需要经再次确认而将其从原来的地址中推算得出，当通过固定时钟计算扇时区扇区长度错误积累下来，而且计算的偏差增加。
尤其，在具有可能产生地址检测精度下降的凸区-凹槽记录系统中的中间地址方法中，上述的连续记录视频数据和音频数据时出现的问题可能会更加严重。
而且，将来如果出现在可重写字段具有几个不同的数据容量的带有更窄光道间距的光盘，光盘的格式必须是其全部互相兼容。
本发明正是根据上面提到的问题作出的，因此本发明的一个目的是提供具有一种能容易地获得寻道控制的高可靠度或稳定地产生时钟脉冲的记录和重放装置的格式的一种光盘，和用来稳定地制造这种光盘的装置。
而且，在包含一个ROM字段(包括写入区)和一个可重写字段的光盘中，本发明的一个目的是提供一种能产生用来处理可重写字段的起始处的信息数据的稳定的时钟脉冲并能准确记录信息数据的光盘格式。还有一个目的是提出一种能够容易地使各自的数据容量不同的几种类型的光盘能达到兼容的格式。
为达到这些和其它的目标，本发明的光盘的第一方面涉及一种具有形成在组成一个引导光道的大量扇区的每一个上的一个ID字段、一个信息记录字段和位于ID字段与信息记录字段之间的一个信息未记录字段的光盘，其中ID字段包括大量地址信息，并以凸形和凹形信号形式被记录，由两个各自沿与引导光道相邻的内部或外部圆周光道方向偏移了1/2光道间距的置位组成；信息记录字段由在径向上在单一的频率下摆动(轻微振动)的凹槽和凸区(凹槽之间)形成，凹槽和凸区在引导光道的每周中互换。
本发明的光盘的第二方面涉及一种光盘，其中当包含在摆动的一个周期中的信息为w位时，位于ID字段与信息记录字段之间的信息未记录字段的长度为w/10位或更多和/或w位或更少。
本发明的光盘的第三方面涉及一种光盘，其中要被记录在信息记录字段的信息以摆动频率的特定相位开始。
本发明的光盘的第四方面涉及一种光盘，其中扇区的长度为摆动频率的整数倍，并且引导光道每一周包含整数个扇区。
本发明的光盘的第五方面涉及一种具有形成在组成引导光道的大量扇区的每一个上的ID字段和信息记录字段的光盘，其中ID字段包括大量地址信息，并以凸形和凹形信号形式被记录，信息记录字段由在径向上以单一的频率摆动的(轻微振动)凹槽和凸区(凹槽之间)组成，凹槽和凸区在引导光道的每个转弯处交替变化，扇区的长度为摆动周期的整数倍，并且引导光道每旋转一周包含整数个扇区，摆动的引导光道的每个转弯处的初始相位在信息的位数±n范围内，最终的相位在±m的范围内，二者的关系为n＜＝m(n，m为自然数)。
本发明的光盘制造装置的第一方面包括用来产生ID字段的信号的ID信号产生装置，用来在非ID字段的部分产生信号的指定信号产生装置，用来在单一频率产生摆动信号的摆动信号产生装置，用来提供特定时序的门信号的时序信号产生装置，用来选择或是ID信号或是指定信号的第一信号选择装置，使用偏移信号把ID字段相对于两个置位的内部和外部圆周一侧分别偏移大约1/2光道间距的偏移信号产生装置，用来选择或是摆动信号或是偏移信号的第二信号产生装置，用来接收第二信号产生装置的输出和偏移光斑的偏移装置，和用来在光盘旋转一周时对摆动信号的相位进行复位的复位装置。
本发明的光盘制造装置的第二方面包括用来形成有效的或是ID信号或是指定信号的第一信号选择装置，用来通过接收时序信号改变光斑尺寸的光斑直径调节装置，用来通过时序信号确定摆动信号为有效/无效的开/关控制装置，用来接收开/关控制装置的输出和偏移光斑的偏移装置，和用来在光盘旋转一周时对摆动信号的相位进行复位的复位装置。
本发明的光盘的第六方面涉及由共存的具有以凸形和凹形点行形成的长度至少为一个光道的信息的一个ROM字段，和长度至少为一个光道的一个可重写字段组成的一种光盘，其中长度至少为一个光道的一个信息未记录字段被记录形成在ROM字段和可重写字段之间，可重写字段在径向上有一个螺旋的或同心的引导光道摆动，ROM字段由螺旋的或同心的凸形和凹形点行形成，并且在信息未记录字段的可重写字段一侧的一部分或整个的字段有一个具有螺旋或同心的在径向上连续或间歇摆动的引导光道的过渡字段。
本发明的光盘的第七方面涉及一种光盘，其中ROM字段是一个写入字段，ROM字段的光道间距To和可重写字段的光道间距Tw有如下关系To＞＝Tw。
图1是表示本发明第一实施例的光盘上的凹槽和凸区互换的格式的结构图。
图2是本发明第一实施例的光盘上的一个扇区格式的详细图示。
图3是表示信息数据和引导光道摆动的构形图。
图4是本发明第一实施例的光盘的简图。
图5是在本发明第一实施例的光盘上记录信息的光盘装置的方块图。
图6(a)是在本发明第二实施例的光盘上被偏离1/2光道间距的一个ID字段的结构图。
图6(b)是用来说明在本发明第二实施例的光盘上摆动的相位偏离的图示。
图7是本发明第二实施例的光盘上的一个扇区格式的详细图示。
图8(a)是本发明第三实施例的光盘上凸区和凹槽有独立的地址的一个ID字段的结构图。
图8(b)是用来说明本发明第三实施例的光盘上摆动的相位偏离的图示。
图9是根据本发明第四实施例的光盘制造装置的结构图。
图10是本发明第五实施例的光盘制造装置的结构图。
图11是表示本发明第六实施例的光盘上一个只读ROM字段、一个可重写字段和一个信息未记录字段之间的关系图。
图12是ROM字段与可重写字段之间的一个过渡字段的放大图。
图13是表示本发明第七实施例的光盘上一个只读区的写入字段、一个信息未记录字段、一个可重写字段和一个读出字段之间的关系图。
图14是表示传统光盘的格式的示例图。
本发明的实施例如下描述。
实施例1图4是根据本发明第一实施例的光盘的简图。
如图4所示，安排光盘的引导光道使得光学头在记录和重放信息时能进行同样的跟踪，设计光盘使其每旋转一周凹槽(实线)和凸区(点线)互换一次。在一次旋转中有大量的扇区，扇区的组成为一个ID字段，信息记录字段和信息未记录字段。图示的引导光道是螺旋型的，但也可是同心的，或是反向的螺旋的。每旋转一周的扇区数目也是任意的。
图1表示出了本发明第一实施例的光盘上凹槽和凸区互换的部分。ID字段由4个部分组成，ID1，ID2，ID3，ID4，每个都包括地址信息，并且ID1，ID2，ID3和ID4各自成对，从引导光道的内部圆周侧或外部圆周侧被偏离大约1/2的光道间距的距离。引导光道也在与光学头的跟踪方向成正交的方向上摆动。
从内部圆周侧到外部圆周侧的移动及连续地记录或重放的光学头操作下面将进行描述，其中光盘每旋转一周的扇区数目为k(k＞1)。当光斑在信息记录字段的凸区#n-1时，在ID字段连续跟踪ID1和ID2(#n+k)和ID3和ID3(#n)后，其移向信息记录字段的凹槽#n来记录和重放。因此，当光盘旋转一周返回时，光斑从信息记录字段的凹槽#n+k-1经过ID字段，并移向信息记录字段的凸区#n+k部分，从而记录或重放。
图2详细示出了本发明第一实施例的光盘上的扇区格式。一个扇区的容量是2697B，包括ID字段，信息未记录字段和信息记录字段。实际上，信息记录在信息记录字段，其由保护信息1字段(20B)，VFO字段(35B)，PS字段(3B)，数据字段(2418B)，PA字段(1B)和保护信息2字段(55B)组成。其中尤其是2418B的数据字段由SY字段(2B)和26组数据1，数据2…数据26(每个91B)组成。数据字段包括纠错编码，实际的用户容量是2048B。ID字段的组成为ID1(46B)，ID2(18B)，ID3(46B)和ID4(18B)。信息未记录字段包括映射字段(2B)，间隙字段(10B)和缓冲字段(25B)。
ID1到ID4提供来识别扇区的地址，也能识别下一个到来的引导光道是一个凹槽还是一个凸区。未记录字段中，映射字段和间隙字段是用来调整记录时的激光能量的。缓冲字段提供用来调整由于光盘旋转波动或光盘的离心带来的时间轴方向上的信息数据的偏离。缓冲字段有25B，对于2048B的用户数据，冗余度大约为1.2％。保护信息1字段和保护信息2字段用来防止在数据起始或完成端由于信息数据的反复记录带来的记录介质的破坏。VFO字段提供用来辅助PLL电路的操作以在重放时产生一个重放时钟脉冲。PS字段表示信息数据的开始，PA字段根据基于数字调制的规则，尤其在进行解调时，来确定要被记录的信息的最终的数据。
图3示出了本发明第一实施例的光盘上信息数据和引导光道的配置。图3中，当摆动相位为0时，记录起始于位1，它是在信息数据位行的第一位。在图示的例子中，相位为0，但其可是任意的相位。
图5是在本发明第一实施例的光盘上记录信息的光盘装置的方块图。参考图5的光盘装置，下面将叙述信息数据记录到一张实际的光盘的操作。
在图5中，参考数字50是一张光盘，51是一个输入I/F，52是一个纠错编码器，53是一个数字调制器，54是一个附加的信号产生器，55是一个多路复用器，56是一个半导体激光调制器，57是一个光学头，58是一个光学头放大器，59是一个TE(跟踪误差信号)检测器，5a是一个光学头驱动器，5b是一个ID检测器，5c是一个时序产生器，5d是一个摆动信号检测器，5e是一个写入时钟脉冲产生器。
经输入I/F51，数字化的音频数据、视频数据、计算机数据和其它基本的信息输入进来。输入数据馈送纠错编码产生器52，计算出一个纠错编码并加到输入数据上。
另一方面，光学头57决定光盘50上的记录信息的目标扇区，光斑随后在光盘50的ID字段、信息未记录字段和信息记录字段上被追踪。即光学头57用几乎不变能量的激光照射光盘50。反射光有一个强度变化，并通过光学头上的光电检测器被光电性地覆盖，一个重放的信号(RF信号)被检测到。因为重放的信号是低强度的信号，所以它被光学头放大器58放大，然后传送到TE检测器59、ID检测器5b和摆动信号检测器5d。传送到TE检测器的信号用作跟踪是否光盘的一个凹槽或凸区正被跟踪的基础，检测到的TE信号和相位TE信号及凸区/凹槽的相位信息被输送到光学头驱动器5a。光学头驱动器5a从这些信号中向光学头57发送驱动信号用以跟随射向光盘50的光斑。结果光斑可准确地跟踪光盘50的引导光道。
在这一寻道激活状态，进入ID检测器5b的信号转变为一个数字化的由0或1组成的二进制值。从二进制的数字信号行，首先，搜索目标扇区的地址。另外，从获得的四个地址值，凸区向凹槽的转变方式或凹槽向的凸区转变方式是已知的，因此在寻道过程中可能使用凸区或凹槽的相位信号。
上面操作的结果，当被ID检测器5b用来检测地址的时序发送给时序产生器5c时，时序产生器5c产生并发送各种时序信号来在特定的时间操作纠错编码器52、数字调制器53、附加的信号产生器54和多路复用器55。
通常，时序产生器5c通过应用固定的时钟产生各种信号，在本发明的光盘50上，从光道引导中检测到一个摆动信号，并且这特定频率的信号被取出，因此从这一信号可产生与光盘50的旋转的同步化的时钟脉冲。即，摆动信号检测器5d接收从图5中的头放大器58的输出信号，从这个信号提取特定频率的摆动信号，例如一个带通滤波器，提取特定频率的摆动信号。提取的信号传送到写入时钟脉冲产生器5e。在写入时钟脉冲产生器5e，在PLL电路中产生与旋转同步的时钟脉冲信号。
与光盘50的旋转同步的写入时钟脉冲产生器5e中产生的时钟脉冲提馈送数字信号产生器53、附加的信号产生器54、多路复用器55和时序信号产生器5c。
数字调制器53接收纠错编码器52的输出信号，即，信息数据和纠错编码数据根据特定模式自动取代原来的0和1连续数据成为其它0和1连续数据。数字调制器53的输出传送到多路复用器55。另一方面，附加的信号产生器54产生用于除图2所示的数据字段之外的还用于保护信息1字段、VFO字段，PS字段、保护信息2字段和其它字段的信号。用于PA字段的信号通常是基于特定的数字调制的方法，并在数字调制器53中产生。在数据字段的SY信号的产生可能在附加的信号产生器54和数字调制器53。附加的信号产生器54的输出提馈送多路复用器55。提馈送多路复用器55的两个信号按时序来调整，并被传送给半导体激光调制器56。在半导体激光调制器56，产生用于调制安装在光学头57上的半导体激光器的输出的驱动信号，并被发送到光学头57。
有特定输出值的光束从光学头57发射到光盘50上，信息数据记录在光盘50。
传统上，信息数据由固定时钟脉冲来处理和记录，并且，与光盘的旋转不同步，可能在最糟的情况下，信息数据不能记录在确定的扇区长度内。但是，通过使用本发明的光盘，其中引导光道是摆动或振动的，就可利用上面提到的与旋转同步的时钟脉冲。因此，信息数据可在指定的扇区可靠地被记录。
同时，从摆动信号产生的时钟脉冲实际上由于用来产生时钟脉冲信号的PLL电路的执行会带来摆动相位的偏离。扇区的信息未记录字段的长度在考虑摆动的相位偏离后按如下的描述来确定。
因为在摆动信号中包含噪音，摆动信号中产生的时钟脉冲会发生一个相位偏离。假设摆动信号的C/N比为15dB并且用来从摆动信号产生时钟脉冲的PLL电路的带宽为1kHz，如果包含在摆动信号的噪音成分是正态分布的，进一步假设噪音电平是在摆动信号不被固定的程序片转换成二进制值的可能性是1/100000时的状态下，而且还假设进入摆动的一个周期的信息位是w位，最小的相位偏离计算为0.15w位。另一方面，最大的偏离可容易地设定在大约±w/2位的范围内。因此，用来吸收扇区的记录时钟脉冲的偏离的信息未记录字段的长度可控制在0.1w位或更多且在w位范围内。
通过假设包含在摆动的一个周期的信息数据量为93位情况下进行的计算，因为可能在+或-向偏离，信息未记录字段的长度可以是w/10＝9.3位或更多且w＝93位之内。
在实施例中，但是，为了进一步增加可靠性，未记录字段的数据容量，即缓冲字段设置为接近于2倍的适当值，即，25B＝200位。甚至在适当值25B的将近两倍的数据容量时，大约占用户数据容量2048B的1.2％，其被视为与现有技术的2.9％相比更低的值。
此时，在图2所示的扇区格式中，整个扇区是2697B，有232个各个都是93位的摆动周期。而且，一个光道由整数倍的扇区组成。相应地，因为摆动相位在每个扇区和每个光道是完整的，简化了记录和重放装置的设计。它也解决了在每个光道上摆动相位的变化问题。
作为要被记录的信息，在音频数据或(动画)视频数据的情况下，连续产生的信息必须被处理和记录。但是，如果记录时确定了每个扇区中的ID字段的地址，如果没有检测到地址，连续进入的数据不能被完全记录下来。或者，在没有检测到地址情况下，可能通过从前面的扇区的地址来推算该地址来记录。但因为这种推算是基于固定时钟脉冲的计数值的，由于光盘的旋转波动错误将积累在计数值中。因此，要记录在扇区的数据可能溢出到下一个扇区。
但是，在本发明的第一实施例的光盘格式中，因为利用摆动信号作参考，上面的问题可容易地解决。如图3所示通过基于摆动信号的相位0确定每个扇区的记录起始点，只要在摆动信号检测时没有错误，如果地址没有被检测到，也可以进行连续地记录。另外，不会发生在每个扇区的时钟脉冲的计数值的积累。
在每个字段，指定的数据分布是任意的。图2中的扇区格式的数据量和数据分布只是作为例证而并非用来限制。
如这里所述，根据本发明的第一实施例的光盘，记录连续信息数据如音频数据和(动画)视频数据时，如果在每个扇区提供的ID字段的地址没有检测到，可能通过从摆动信号可靠地产生时钟脉冲来实现连续记录，并且能给出与原有技术相比实现更大的容量的一种格式。
实施例2图6(a)表示本发明的第二实施例的光盘上一个L/G(凸区和凹槽信息记录和重放)系统中光盘的地址字段。在图6(a)中的光盘上，ID字段的地址信息有两个置位组成，相对于内部圆周侧或外部圆周侧偏离了1/2的光道间距的距离。凸形和凹形的信号的宽度基本等于信息记录字段的凹槽和凸区的宽度。凹槽和凸区在光道的每个转弯处改变。ID字段由两部分组成，IDa和IDb，每个都包含地址信息，并从引导光道向内部圆周侧或外部圆周侧偏离大约1/2的光道间距的距离。即，一个地址由相邻的凹槽和凸区共享。引导光道(信息记录字段)在与光学头的跟踪方向正交的方向上(径向)摆动。
图6(b)解释了本发明的第二实施例的光盘的每个光道上在凹槽和凸区的转换点的摆动的相位偏离。摆动在每个扇区有整数倍的周期，并且光道每旋转一周有整数倍的扇区。因此，在光盘旋转一周时，摆动相位必须是连续的，但由于制造效应如光盘的旋转波动，会产生光盘旋转一周与作为数据处理参考的时钟脉冲之间的偏离，而且摆动相位可能不完全匹配。相应地，在摆动相位内，一开始摆动的起始相位和光道转动一周后的最终相位必须被设定在指定值。
假设引导光道旋转一周的摆动起始相位为信息位的±n位，最终的相位为信息位的±m位，起始相位是精确稳定的而没有旋转波动的效应，最终相位则承受大部分的旋转波动效应，因此确立了n＜＝m的关系。
考虑起始相位，通过在光道的每次转弯时进行复位，相位偏离的积累就避免了。因此，通常起始相位在信息位±1位的范围内调整。
最终相位m的情况在下面描述。
当光斑跟踪一个完成的光盘上位于一个凹槽和相邻的凹槽之间的中间的凸区(凸区没有切断)时，假设摆动频率是ω，切割凹槽时的偏离是θ，相邻的凹槽的相位偏离是-θ。假设没有相位偏离的理想状态下得到的摆动信号是A·COSωt，实际带有相位偏离的摆动信号是A·COS(ωt+θ)+A·COS(ωt-θ)＝2A·COSθ·COSωt。即，摆动信号是一个经相位偏离部分(COSθ)调制过的信号。因此，导致电路操作的可能不方便。相应地，只要可能，需要降低这一相位偏离以使相位偏离不会积累。如果相位偏离θ在周期的1/10的范围内，我们得到(COSθ)＜＝(COS(2π/10)＝0.81初始的信号电平保持着，相位偏离处于可以充分允许的范围内。即假设摆动的一个周期是信息位的w位，只要摆动信号的相位量与最终的相位m之间的关系满足m＜＝w/10。
这里摆动信号的起始相位在ID字段的前部和信息记录字段之间的边界调整为0，而其可限定在另一地方，例如在ID字段的后部和信息记录字段之间的边界。
本发明第二实施例的光盘的扇区格式具体示于图7。基本与图2表示的上述的第一实施例的光盘的格式相同。不同之处是保护信息1字段(20+IB)，保护信息2字段(55-IB)，间隙字段(10+j/16B)和缓冲字段(25-j/16B)。这里I是从0到7的整数，j是从0到16的整数，I和j随机的选择，保护信息1字段、保护信息2字段、间隙字段和缓冲字段的长度在每次记录时均改变。因此，由于反复记录带来的记录介质的损坏就被防止了，记录的次数增加了。
根据这里描述的本发明的第二实施例的光盘，在引导光道旋转一周中包含整数个扇区，扇区的长度设定为摆动周期的整数倍，摆动的起始相位和最终相位在记录和重放时互相匹配，所以光盘装置的寻道控制和时钟脉冲的产生可被稳定下来。
实施例3图8(a)表示了本发明第三实施例中光盘上L/G(凸区和凹槽记录和重放)系统中光盘的地址字段。在图8(a)的光盘中，ID字段的地址信息独立地在凸区和凹槽提供，定位于凸区和凹槽的中间。为抑制来自相邻光道的干扰，ID字段的凸形和凹形信号的坑宽度小于凹槽或凸区的宽度。
图8(b)解释了本发明的第三实施例的光盘的每个光道上在凹槽和凸区的转换点的摆动的相位偏离。摆动在每个扇区有整数倍的周期，并且光道在每旋转一周时有整数倍的扇区。因此，在光盘旋转一周时，摆动相位是连续的，但由于制造效应如光盘的旋转波动，会产生光盘旋转一周与作为数据处理参考的时钟脉冲之间的一个偏离，因此摆动相位可能不完全匹配。相应地，在摆动相位内，一开始摆动的起始相位和光道转动一周时的最终相位必须被设定在指定值。
假设引导光道旋转一周的摆动起始相位为信息位±n位，最终的相位为信息位±m位，起始相位是精确稳定的而没有旋转波动的效应，最终相位则承受大部分的旋转波动效应，因此确立了n＜＝m的关系。
考虑起始相位，通过在光道的每次转弯时进行复位，相位偏离的积累就避免了。因此，通常起始相位在信息位±1位的范围内调整。
与第二实施例的光盘一样，假设摆动的一个周期是w位的信息位，与最终的相位的关系为m＜＝w/10。
根据这里描述的本发明的第三实施例的光盘，ID字段的地址信息独立地在凸区和凹槽提供，在引导光道旋转一周中包含整数个扇区，扇区的长度设定为摆动周期的整数倍，摆动的起始相位和最终相位是达到规定的精确程度的，因此摆动相位在记录和重放时互相匹配，所以光盘装置的寻道控制和时钟脉冲的产生可被稳定下来。
实施例4图9示出了根据本发明的第四实施例的光盘制造装置。该光盘制造装置设计制造的光盘在ID字段具有两套相对于内部圆周侧和外部圆周侧偏离1/2光道间距的距离的地址信息，如图6(a)和6(b)所示。
应用这一光盘制造装置，光盘的实际的切割操作如下描述。在图9中，参考标号150是一个光盘母板，151是一个光学头，152是一个主轴电机，153是一个单一旋转信号检测器，154是一个主轴电机旋转控制器，155是一个复位信号产生器，156是一个参考时钟脉冲产生器，157是一个激光输出调制器，158是一个馈送控制器，159是一个摆动信号产生器，160是一个第一信号选择器，161是一个时序信号产生器，162是一个指定信号产生器，163是一个ID信号产生器，164是一个第二信号选择器，165是一个偏离信号产生器，166是一个偏移器。
为了在光盘母板150上形成引导光道的ID字段和凹槽(凸区)，连接在主轴电机152上的光盘母板150被旋转，当沿径向使用馈送控制时，光学头151发射出调制的激光的一个输出来照射光盘母板150。
尤其，为控制主轴电机152的旋转，主轴电机旋转控制器154从主轴电机152接收伴随旋转而来的一个信号(如频率产生器信号)，把这一信号与来自参考时钟脉冲产生器156的时钟脉冲作比较，并调整主轴电机的旋转速度和相位。但是，由于主轴电机152的响应特性、光盘母板150的离心等效应，它一般很难与参考时钟脉冲在位单元上达到准确地匹配。
另一方面，光学头151发出的激光输出的调制按如下来执行。ID字段的信号从ID信号产生器163产生。在ID信号产生器163产生的信号作为由0和1组成的数字数据被发出，基于参考时钟脉冲产生器156发出的时钟脉冲与时钟脉冲同步。ID信号产生器163接收来自复位信号产生器155的与旋转一周后的相位同步的复位信号，并在每旋转一周都同步。ID信号产生器163的输出提馈送第一信号选择器160。
当形成凹槽时，指定的数据从指定信号选择器162获得。通常，当形成凹槽时发射激光，而且激光的发射不在凸区。因此，每旋转一周输出信号都被改变，每旋转一周激光反复照射和熄灭(输出大/小)。
来自指定信号选择器162的信号也被提馈送第一信号选择器160。第一信号选择器160的输出信号根据时序信号产生器161的输出选择发出两种输入信号之一。在ID1到ID4的地址字段，ID信号产生器163的信号被选择，在其它字段，指定信号选择器162的信号被选择。时序信号产生器161接收参考时钟脉冲产生器156发出的参考时钟脉冲和复位信号产生器155发出的复位信号，并产生发出一个时序信号来选择不同信号。接收第一信号选择器160的输出信号后，激光输出调制器157发送出一个信号到光学头151使得指定强度的激光可从光学头151发出。因此，光学头151发射出指定输出值的激光，照射光盘母板150。
产生对于引导光道的摆动，可以使用来自摆动信号产生器159的摆动信号。在ID字段，通过使用偏离信号产生器165产生的偏离信号，地址被偏离1/2的光道间距。摆动信号和偏离信号经来自时序信号产生器161的信号被第二信号选择器164选择。第二信号选择器164的输出连接到偏移器166。偏移器166在ID字段把光斑偏离1/2的光道间距，在径向非ID字段振动光束或光斑，从而摆动(振动)凹槽。光学头151每旋转一周被馈送控制器158在径向上移动相应于光道间距部分的距离。
这样，光盘母板150被切割，主轴电机152的旋转相位和摆动信号产生器159的输出信号由于光盘母板150的旋转波动或离心效应而被偏离。这里，为调整每旋转一周的摆动信号的起始相位，基于单一旋转信号检测器153的输出信号，复位信号产生器155对摆动信号产生器159在每旋转一周进行复位。因此，根据光盘母板150的实际旋转，摆动信号的相位在指定位置处进行每周一次地可靠地调整，从而排除了相位偏离积累的可能。
实施例5图10表示了根据本发明第五实施例的光盘制造装置。该光盘制造装置设计制造的光盘在凸区和凹槽的中间独立地具有ID字段的地址信息，如对图8(a)和8(b)所作的解释。
在图10中，与表示了本发明第四实施例的光盘制造装置的构成的图9的唯一不同之处将在下面叙述。
与图9不同的是一个开/关控制器200和一个光斑直径控制器201。开/关控制器200控制摆动信号产生器159的信号，并向外摆动ID字段的引导光道。光斑直径控制器201，应用液晶或类似物，改变光学常数数值孔径NA，并改变光斑的有效直径。
参考图10，光盘的实际切割操作的要点如下解释。与第四实施例的光盘制造装置相同的操作的解释将被省略。
来自ID信号产生器163的ID字段的信号提馈送第一信号选择器160。
用来形成凹槽的来自指定信号产生器162的指定数据传送给第一信号选择器160。第一信号选择器160的输出信号依据时序信号产生器161的输出被选择。在ID1到ID4的地址字段，来自ID信号产生器163的信号被选择，而在其它字段，来自指定信号产生器162的信号被选择。
从第一信号选择器160接收到输出信号后，激光输出调制器157发送出一个信号到光学头151使得指定强度的激光从光学头151发射出来。因此，光学头151发射指定输出值的激光，照射光盘母板150。
为在引导光道产生摆动，使用摆动信号产生器159的摆动信号。摆动信号提馈送开/关控制器200，摆动信号被来自时序信号产生器161的信号在非ID字段开启。开/关控制器200的输出连接到偏移器166。偏移器166径向地在非ID字段振动光斑，摆动凹槽。而且，通过来自时序信号产生器161的信号，光斑直径控制器201控制来减小ID字段的光斑。光学头151每旋转一周被馈送控制器158在径向上移动相应于光道间距部分的距离。
这样，光盘母板150被切割，而主轴电机152的旋转相位和摆动信号产生器159的输出信号由于光盘母板150的旋转波动或离心效应而被偏离。这里，为调整每旋转一周的摆动信号的起始相位，基于单一旋转信号检测器153的输出信号，复位信号产生器155对摆动信号产生器159在每旋转一周进行复位。因此，根据光盘母板150的实际旋转，摆动信号的相位在指定位置处进行每周一次地可靠地调整，从而排除了相位偏离积累的可能。
实施例6图11表示了本发明第六实施例的光盘上一个只读ROM字段、一个能再次写入信息的可重写字段和一个信息未记录字段之间的关系。
如图11所示，光盘上一个只读ROM字段、一个能再次写入信息的可重写字段和设置在ROM字段与可重写字段之间的一个信息未记录字段是可利用的，一个过渡字段提供在信息未记录字段的可重写字段一侧的部分或整个字段中。在ROM字段与可重写字段之间的过渡字段的放大图在图12表示出来。过渡字段的组成被认为有两种类型。一种如图12中过渡字段所示，不包含地址字段即ID，由包含摆动信号的连续的引导光道组成。另一种类型，与可重写字段一样，由地址字段即ID组成。在任一种情况下，都能产生用来记录处理的处理时钟脉冲。
例如，当在0#扇区记录信息时，在信息未记录字段的过渡字段(凹槽)跟踪光斑后，能够基于从RF信号获得的摆动信号得到用来记录处理(processing)的时钟脉冲。这里。光斑的移动方向假设为箭头方向(图中从左到右)。为了把光斑吸引到过渡字段，过渡字段要求至少等于一个光道，因为光盘旋转过程中入射角不能指定。
在图12中，过渡字段为3个光道长，每旋转一周凹槽和凸区都互换。在过渡字段凹槽和凸区的转变点是延伸到内部圆周侧的ID字段的起始字段，或是延伸到内部圆周侧的ID字段的结束部分的字段。换句话说，凹槽和凸区不能互换。
0#扇区并不总是开始于凸区光道，而可开始于凹槽光道。
根据实施例的光盘通过在信息未记录区的可重写字段一侧的部分或整个字段上配置过渡字段将在这里作出解释，一个记录时钟脉冲可稳定地在可重写字段的起始处从0#扇区的凹槽产生。
实施例7图13表示了本发明的第七实施例的光盘上一个只读的写入字段、一个包含过渡字段的信息未记录字段、一个可重写字段和一个读出字段之间的关系。
这里作为只读的一个ROM字段的写入字段的光道间距To和可重写字段的光道间距Tw设置为有To＞＝Tw的关系。即，在数据容量不同的几个光盘上，写入字段的光道间距是常数，而可重写字段的光道间距为了改变数据容量是可以变化的。因此，当可重写字段的数据容量是最小值时，To＝Tw，当可重写字段的数据容量增加时，可重写字段的光道间距Tw变窄。
在这里叙述的实施例的光盘中，通过设置写入字段的光道间距To和可重写字段的光道间距Tw之间满足关系To＞＝Tw，在可重写字段数据容量不同的光盘可容易地被重放，因为第一位置处要被重放的在写入字段中光道间距是相同的。另外，根据被重放的控制信息可知道可重写字段的光道的特性，根据光道的特性就能实现寻道控制，并且能容易地使兼容性得到保证。
本发明尤其用在增加其中的数据存储容量的光数据记录盘。相应地，除了语音和视频数据之外可增加存贮在一张光盘上一定数量的一般计算机数据。另外，因为没有利用固定的时钟脉冲来决定扇区地址，所以可根据本发明把连续的视频和音频数据记录在一张光盘上。
权利要求
1.一种光盘，包括在引导光道上的许多扇区，所述每个扇区都具有ID字段、信息记录字段和位于所述ID字段和所述信息记录字段之间的信息未记录字段，所述ID字段包括许多以凸形和凹形信号记录并配置成二组的地址信息，每一组均被沿相邻于所述引导光道的内部和外部圆周光道之一方向偏移大约1/2的光道间距，所述信息记录字段包括在单一频率下相对于所述引导光道沿径向振动的凹槽和凸区，并且所述凹槽和凸区在所述引导光道的每圈中交换一次，其中，当记录在所述振动凹槽和凸区的一个周期上的信息为w位时，位于所述ID字段和所述信息记录字段之间的所述信息未记录字段具有至少w/10位的长度。
2.一种光盘，包括在引导光道上的许多扇区，所述每个扇区都具有ID字段、信息记录字段和位于所述ID字段和所述信息记录字段之间的信息未记录字段，所述ID字段包括许多以凸形和凹形信号记录并配置成二组的地址信息，每一组均被沿相邻于所述引导光道的内部和外部圆周光道之一方向偏移大约1/2的光道间距，所述信息记录字段包括在单一频率下相对于所述引导光道沿径向振动的凹槽和凸区，并且所述凹槽和凸区在所述引导光道的每圈中交换一次，其中，所述记录字段的信息以所述振动频率的一个特定相位开始。
3.一种光盘，包括在引导光道上的许多扇区，所述每个扇区都具有ID字段、信息记录字段和位于所述ID字段和所述信息记录字段之间的信息未记录字段，所述ID字段包括许多以凸形和凹形信号记录并配置成二组的地址信息，每一组均被沿相邻于所述引导光道的内部和外部圆周光道之一方向偏移大约1/2的光道间距，所述信息记录字段包括在单一频率下相对于所述引导光道沿径向振动的凹槽和凸区，并且所述凹槽和凸区在所述引导光道的每圈中交换一次，其中，每个扇区具有相应于所述振动频率一个周期的整数倍的长度，并且在引导光道的每一周中包含整数数目的所述扇区。
全文摘要
在光盘上,ID字段包含大量地址信息,以凸形和凹形信号被记录,并由其中的每一个置位均被朝向相邻于所述光道的内部和外部圆周光道方向之一偏移大约1/2的光道间距的两个置位组成,信息记录字段由在单一频率下沿径向振动的凹槽和凸区组成,凹槽和凸区在引导光道的每圈中交换一次。当w位信息包括在一个振动周期时,位于ID字段和信息记录字段之间的信息未记录字段设置成具有w/10位或更多和/或w位或更少位的长度。
文档编号G11B7/007GK1258906SQ99123648
公开日2000年7月5日 申请日期1999年11月2日 优先权日1996年10月25日
发明者石田隆, 田中伸一, 武藤朗, 竹村佳也, 大原俊次, 佐藤勋 申请人:松下电器产业株式会社