专利名称：数据记录介质、记录装置、重放装置和重放方法
技术领域：
本发明涉及一种容许显示与高密度结构相对应的地址的数据记录介质、记录装置、重放装置和重放方法。
由于记录介质是声频数据数字化处理和光学记录的地方，而光盘(CD)是人所公知的一种记录介质。一张CD的直径为12cm。信道间距为1.6μm，线速度为1.2m/s。在一张CD上，能够记录长达74.7分钟的数字声频数据。如果CD的信道间距和其标准中所规定的最窄间距1.5μm相同时，它就能记录大约为80分钟的数字声频数据。
此外，作为只读记录介质，CD以数字数据而不是数字声频数据预先记录在CD的声频记录区域中的方式用于ROM(只读存储器)上的CD-ROM已经变得很普通了。在与CD相同的标准中，与74.7分钟数字声频数据等效的650M字节或更多的数字数据可记录在CD-ROM上。
每个CD和CD-ROM具有由八个通道(P,Q,R,S,T,U,V和W通道)组成的子码。所记录的数字数据的时间信息放置在72位的Q通道中。时间信息可分成称之为绝对时间和相对时间的两种类型的重放经过时间。绝对时间表示从记录区域开始的一个时间周期。而相对时间表示从每个音乐节目或每个目录开始的一个时间周期。这两种类型的每个经过时间用分钟(MIN)、秒(SEC)和帧(FRAME)表示为时间单位。在CD中，时间信息表示数字数据的地址信息。
每个时间单位“MIN”、“SEC”和“FRAME”表示八位的指定数据，并用二位BCD(二进制编码的十进制)数表示。因此，在CD和CD-ROM中，“SEC”表示BCD码字中从“00”到“59”；由于一秒与75帧等效，“FRAME”表示从“00”到“74”；由于与CD标准相对应的数字数据的可记录时间周期小于80分钟，“MIN”表示从“00”到“79”(换句话说，在非CD标准中，“MIN”在BCD码字中表示从“00”到“99”)。
在CD-ROM中，时间信息(地址信息)已记录到主数据的首标部及Q通道中。由于具有Q通道，每个“MIN”、“SEC”和“FRAME”是用二位BCD码表示的八位指定数据。
在一张空白的写一次读多次型的CD-R(CD-可记录)光盘和可重写型CD-RW(CD-可重写)光盘中，称之为ATIP(预设沟道中的绝对时间)的记录地址信息是经过FM调制并用BCD码字的“MIN”、“SEC”和“FRAME”的格式记录到以22.05kHz正弦波形式在径向摆动的导槽(预设沟道)中。
由于凹坑形成技术和记录和/或重放技术的发展以及激光短波长所取得的成就，对于DVD(数字化通用光盘或数字化视频光盘)来说，记录介质的存储容量在趋于增加。因此，对常用高密度结构的CD和CD-ROM的需求就变得十分强烈了。
如果常用的CD和CD-ROM的记录密度被双加倍，它就能记录大约150分钟的数字数据。如果它们的记录密度被加大四倍，它就能记录大约300分钟的数字数据。
然而，在常用的CD和CD-ROM中，如上所述，每个为时间信息的“MIN”、“SEC”和“FRAME”要用二位BCD码表示。因此，常用的CD和CD-ROM的时间信息就不能表示超过100分钟的时间。因而，这种系统就不能工作。
本发明就是针对上述观点而提出的。本发明的一个目的是用于解决常用的CD和CD-ROM中存在的问题，而提供一种容许与高密度结构相对应的时间信息被显示的记录介质，同时保持其兼容性。此外，还容许本发明适当地用于计算机中，CD-ROM的地址信息、CD-R和CD-RW的ATIP用二进制码字表示。本发明的另一个目的是提供一种将这样的时间信息记录到记录介质上的记录装置。本发明的再一个目的是提供一种重放记录介质上的这样的时间信息的重放装置。
为了解决上述存在的问题，本发明的第一个方案是提供一种数据记录介质，用于记录由主数据和子码组成的数字信号，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，其中表示包含在子码中的重放经过时间的时间信息具有一用二进制编码的十进制数表示的子码区、一为主数据的一部分并与时间信息同步的地址信息的首标区、和一从外部接收作为主数据一部分的用户数据的数据区，该地址信息用二进制数表示。
本发明的第二个方案是提供一种数据记录介质，作为数据引导的记录地址信息已用二进制数记录在该数据记录介质上，其中该数据记录介质具有一主数据和与记录地址信息相对应的子码的记录区，该子码具有与主数据相结合用二进制编码的十进制码字表示重放经过时间的时间信息。
本发明的第三个方案是提供一种记录装置，用于将主数据和子码记录到数据记录介质上，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，子码与主数据相结合而被记录，该装置包括形成器，用于产生用二进制编码的十进制数表示的时间信息；转换器，用于将二进制编码的十进制数转换为十进制数；记录器，用于使上述转换器将包含在主数据并与时间信息同步的地址信息转换为一二进制数，将所得的数据与时间信息一道记录在数据记录介质上。
本发明的第四个方案是提供一种数据记录装置，用于将主数据和子码记录到数据记录介质上，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，子码与主数据结合被记录，该装置包括形成器，用于产生包含在主数据中与时间信息同步并用二进制数表示的地址信息；转换器，用于将二进制数转换成二进制编码的十进制数；记录器，用于形成具有通过上述转换器转换成二进制编码的十进制数的时间信息的子码，将该子码与主数据一起记录在数据记录介质上。
本发明的第五个方案是提供一种数据记录装置，用于将数据记录到数据记录介质上，记录数据的记录地址信息已经用二进制数形成在该数据记录介质上，并且该记录地址信息已经以预定间隔摆动的导槽被分配，该装置包括重放器，用于重放数据记录介质上的记录地址信息；第一记录器，用于记录表示主数据重放经过时间的时间信息，该时间信息与通过上述重放器重放的用二进制编码的十进制数表示的记录地址信息同步，该时间信息与主数据相结合；和第二记录器，用于记录主数据。
本发明的第六个方案是提供一种重放装置，用于重放数据记录介质上的主数据和子码，该子码具有用二进制编码的十进制数表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，该装置包括重放器，用于重放数据记录介质上的主数据和子码；第一提取器，用于从通过上述重放器重放的子码中提取时间信息；第二提取器，用于从由上述重放器重放的主数据中提取用二进制数表示的地址信息。
本发明的第七个方案是提供一种重放方法，用于重放数据记录介质上的主数据和子码，该子码具有用二进制编码的十进制数表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，该方法包括下列步骤重放数据记录介质上的主数据和子码；从在重放步骤重放的子码中提取时间信息；和从在重放步骤重放的主数据中提取用二进制数表示的地址信息。
根据本发明，对于如高密度CD的数据记录介质来说，考虑其与常用介质的兼容性，必要时，包括小时信息(HOUR)的时间信息也用BCD码字表示。对于如CD-ROM的数据记录介质来说，考虑到其与个人电脑的兼容性，“分钟、秒和帧”的码字被转换为用24位(或23位)二进制数表示的“帧”的码字。对于如CD-R和CR-RW的介质来说，考虑到其与个人电脑的兼容性，ATIP用24位(或23位)二进制数表示。
本发明的这些和其它目的、特征和效果通过下面结合附图举例的最佳模式实施例的详细描述将会变得更清楚。
图1是根据本发明实施例的主导装置结构的方框图；图2是根据本发明实施例的CD的帧格式举例的简示图；图3是根据本发明实施例的CD的子码帧格式举例的简示图；图4是根据本发明实施例的CD的子码部格式举例的简示图；图5是根据本发明实施例的CD的Q通道格式举例的简示图；图6是根据本发明实施例的CD的数据位块格式举例的简示图；图7是根据本发明实施例的记录介质的TOC数据位块格式举例的简示图；图8是根据本发明实施例的记录介质的时间信息格式举例的简示图；图9A,9B和9C是根据本发明实施例的CD-ROM的数据格式举例的简示图；图10A和10B是常用的CD-ROM和高密度CD-ROM的首标部的格式举例的简示图；图11是用于解释将用BCD码字表示的地址转换为用二进制码字表示的地址的方法的简示图；图12是根据本发明实施例的重放装置的结构方框图；图13是根据本发明实施例的记录介质的预设沟道的主要部分的放大透视图；图14是根据本发明实施例的记录介质的预设沟道的简示图；图15A和15B是常用的CD-R和CD-RW的ATIP格式和高密度CD-R和CD-RW的ATIP的格式举例的简示图16是根据本发明实施例的记录装置的结构方框图。
下面，参考附图，将描述本发明的实施例。
本发明的一个实施例是一种主导装置和重放装置。该主导装置是一种能够产生作为记录介质的光盘(CD)的微波激射器的记录装置，该记录介质已记录了作为主数据的数字声频数据。该重放装置重放数字声频数据已记录在作为记录介质的声频光盘(光盘－数字声频CD-DA)上的数字声频数据。
在图1中，参考标号10表示主导装置的整体结构。如图1所示，主导装置10包括一激光器11，一调光器12和一光检拾器13。例如激光器11是-种气体激光器(如氩离子激光器，氦-镉激光器，或氪离子激光器)或半导体激光器。调光器12是一种声光效应型的。调光器12调节(接通和断开)与CD信号发生器15(将在后面作描述)输出的信号相对应的激光器11发射出的激光。光检拾器13是一个具有物镜等的记录器。光检拾器13聚焦穿过调光器12的激光，将聚焦的激光发射到圆盘型玻璃微波激射器盘19的光阻材料(光敏物质)的表面上。
主导装置10还包括一伺服电路14，一CD信号发生器15，一CD-ROM数据发生器16，一子码发生器17，和一主轴电动机(spindle motor)18。该伺服电路14执行跟踪操作以保持光检拾器13和玻璃微波激射器盘19之间恒定的距离，并控制主轴电动机18(将在后面作描述)的转动和驱动操作。该CD信号发生器15产生一记录在将在后面作描述上的CD信号，并接通和断开调光器12以对应于从CD-ROM数据发生器16接收到的CD-ROM数据(主数据)和从子码发生器17接收到的子码(将在后面作描述)。CD-ROM数据发生器16产生CD-ROM数据。子码发生器17产生子码(将在后面作描述)。主轴电动机18转动和驱动玻璃微波激射器盘19。
主导装置10对应于CD信号发生器15产生的信号调节激光器11发射出的激光。主导装置10将调节过的激光发射到玻璃微波激射器盘19上，因此而产生一已记录了CD-ROM数据的微波激射器。
通过主导装置10记录在玻璃微波激射器盘19上的信号是由CD信号发生器15产生的。该CD信号发生器15将CD-ROM数据发生器16产生的CD-ROM数据和子码发生器17产生的子码转换为与CD格式相对应的数据。该CD信号发生器15将16位的一个采样或一个字分为高位八位和低位八位。每个高位八位和低位八位作为一个码字进行处理。对每个码字执行例如用CIRC(交叉交织里德-所罗门码)增加错误校正奇偶校验数据的错误校正码的编码程序和量化程序。合成的数据用有关EFM(8-14调制)方法进行调制。
图2是经过调制的一帧的数据结构图。在CD中，对于总数为12个采样(24个码字)的两个通道的数字声频数据来说，形成了四个码字的奇偶校验(parity)Q和四个码字的奇偶校验(parity)P。将子码的一个码字加到这32个码字中。合成的33个码字(264数据位)被看成是一个数据块。换句话说，经过EFM调制的一帧包含由子码，24个码字的数据，四个码字的Q奇偶校验(parity)和四个码字的P奇偶校验(parity)组成的32个码字。
在EFM方法中，每个码字(八位数据)被转换为14位通道码。三个连接位位于两个14位通道数据块之间。此外，帧同步模型(pattern)放置在每帧的开头。帧同步模型是一个11T,11T和2T(这里T表示一个通道位的周期)的模型。这样的模型是一种在EFM规则中不会发生的特有模型。换句话说，由于具有这样的特有模型，就要检测帧同步，每帧由总数为588的通道位组成。
98帧的数据块称之为子码帧。如图3所示，98帧在垂直方向连续分布的子码帧由帧同步区，子码区和数据奇偶校验(parity)区组成。每个子码帧等效于常用的CD重放时间的1/75秒。
由子码发生器17产生的子码放置在子码区中。如图4所示，子码区由98帧F01至F98组成。子码区的帧F01和F02用作子码帧的同步模型。此外，帧F01和F02还分别用作EFM方法外的S0和S1模式。子码区的帧F01至F98的每位由P,Q,R,S,T,U,V,和W通道组成。例如，P通道S0和S1及P01至P98部分组成。
R通道至W通道常用于特定的用途如所谓的卡拉OK(Karaoke)静止图像和子标题。P通道和Q通道在重放记录在CD-ROM上的数字数据时用于控制检拾器的信道位置。
P通道用于记录光盘内周缘部的所谓导入区中的信号“0”和记录光盘内周缘部的所谓导出区中以预先设定的间隔重复“0”和“1”的信号。此外，P通道还用于记录光盘导入区和导出区之间形成的节目区中音乐节目之间的信号“1”，和记录其它区的信号“0”。P通道在重复记录在CD上的数字声频数据时还用于检测每个音乐节目的开头部。
Q通道在重复CD上的数字声频数据时用于精确地控制检拾器。如图5所示，Q通道的每个子码帧由同步位区21，控制位区22，地址位区23，数据位区24和CRC位区25组成。
同步位区21由表示数个声频通道，识别重点，数字数据等的四位数据组成。控制位区22的四位数据是“0000”时，它表示没有预设重点的两通道声频。控制位区22的四位数据是“1000”时，它表示没有预设重点的四通道声频。控制位区22的四位数据是“0001”时，它表示具有预设重点的两通道声频。控制位区22的四位数据是“1001”时，它表示具有预设重点的四通道声频。控制位区22的四位数据是“0100”时，它表示所谓的CD-ROM(CD-只读存储器)等的数据信道而不是声频数据。
地址位区23由表示包含在数据位区24(将在后面作描述)内的数据格式和形式的四位数据组成。
CRC位区25由包含检测CRC(循环冗余检验码)错误数据的16位数据组成。
数据位区24由72位数据组成。如图6所示，地址位区23的四位数据是“0001”时，数据位区24由信道号区(TNO)31、变址区(INDEX)32、经过时间分钟分量区(MIN)33、经过时间秒分量区(SEC)34、经过时间帧区(FRAME)35、零区(ZERO)36、绝对时间分钟分量区(AMIN)37、绝对时间秒分量区(ASEC)38和绝对时间帧区(AFRAME)39组成。每个区由八位数据组成。
信道号区(TNO)31用两个数位的二进制编码的十进制(BCD)码表示。信道号区(TNO)31是“00”时，它表示读取数据的信道的导入信道号。信道号区(TNO)31是“01”至“99”的其中之一时，它表示音乐节目，移动等的信道号。信道号区(TNO)31是十六进制码的“AA”时，它表示读取数据完成的信道的导出信道号。
变址区(INDEX)32是用两个数位的BCD码表示的“00”时，它表示暂停。变址区(INDEX)32是“01”至“99”的其中之一时，它表示音乐节目，移动等的子信道。
每个经过时间分钟分量区(MIN)33，经过时间秒分量区(SEC)34和经过时间帧区(FRAME)35用两个数位的BCD码表示。因此，每个音乐或每个移动的经过时间(TIME)用总数为六个数位表示。
零区(ZERO)36的八位全部都是“0s”。
每个绝对时间分钟分量区(AMIN)37，绝对时间秒分量区(ASEC)38和绝对时间帧区(AFRAME)39用两个数位的BCD码表示。这些区用总数为六个数位的第一音乐节目的经过时间(ATIME)表示。
如图7所示，光盘导入区中的TOC(目录表)的数据位区24由信道号区(TNO)41，指向区(POINT)42，经过时间分钟分量区(MIN)43，经过时间秒分量区(SEC)44，经过时间帧区(FRAME)45，零区(ZERO)46，绝对时间分钟分量区(PMIN)47，绝对时间秒分量区(PSEC)48和绝对时间帧区(PFRAME)49组成。每个区由八位数据组成。
每个信道号区(TNO)41，经过时间分钟分量区(MIN)43，经过时间秒分量区(SEC)44和经过时间帧区(FRAME)45固定为十六进制码的“00”。因为和零区(ZERO)36一样，零区(ZERO)46的八位全部都是“0s”。
指向区(POINT)42是十六进制码的“A0”时，绝对时间分钟分量区(PMIN)47就表示第一音乐节目号或第一移动号。指向区(POINT)42是十六进制码的“A1”时，绝对时间分钟分量区(PMIN)47就表示最后的音乐节目号或第一移动号。指向区(POINT)42是十六进制码的“A2”时，绝对时间分钟分量区(PMIN)47，绝对时间秒分量区(PSEC)48和绝对时间帧区(PFRAME)49就表示导出区开始的绝对时间(PTIME)。指向区(POINT)42用两个数位的BCD码表示时，绝对时间分钟分量区(PMIN)47，绝对时间秒分量区(PSEC)48和绝对时间帧区(PFRAME)49就表示音乐节目或移动在绝对时间(PTIME)内开始的地址。
因此，虽然光盘的节目区的格式略微不同于导入区的格式，但是Q通道包含了用24位表示的时间信息。
下面，将实际地描述时间信息的表示格式。在下面的描述中，所有经过时间分钟分量区(MIN)33，绝对时间分钟分量区(AMIN)37，经过时间分钟分量区(MIN)43和绝对时间分钟分量区(PMIN)47被称之为“MIN”。同样，所有的经过时间秒分量区(SEC)34，绝对时间秒分量区(ASEC)38，经过时间秒分量区(SEC)44和绝对时间秒分量区(PSEC)48被称之为“SEC”。此外，所有经过时间帧区(FRAME)35，绝对时间帧区(AFRAME)39，经过时间帧区(FRAME)45，和绝对时间帧区(PFRAME)49称之为“FRAME”。
换句话说，在下面的描述中，“MIN”至少表示其中之一的经过时间分钟分量区(MIN)33，绝对时间分钟分量区(AMIN)37，经过时间分钟分量区(MIN)43和绝对时间分钟分量区(PMIN)47。同样，“SEC”至少表示其中之一的经过时间秒分量区(SEC)34，绝对时间秒分量区(ASEC)38，经过时间秒分量区(SEC)44和绝对时间秒分量区(PSEC)48。此外，“FRAME”至少表示其中之一的经过时间帧区(FRAME)35，绝对时间帧区(AFRAME)39，经过时间帧区(FRAME)45，和绝对时间帧区(PFRAME)49。在下面的描述中，用“MIN”，“SEC”，和“FRAME”结合表示的信息称之为时间信息。
如图8所示，在时间信息中，指定给每个“MIN”，“SEC”，和“FRAME”的八位被分为高位四位和低位四位以表示两个数位十进制数。现在，表示“10分钟，10秒，10帧”的这种情况被看作为一个实例。在此情况下，在“MIN”中，用M1至M4表示的高位四位代表十进制数“1”，而用M5至M8表示的低位四位代表十进制数“0”。因此，M1至M8表示“00010000”。同样，在“SEC”和“FRAME”中，S1至S8和F1至F8分另表示“00010000”和“00010000”。
上面的描述主要集中在CD-DA上。然而，应该注意本发明基本上能够用于记录在CD-ROM上的数字数据的绝对地址和指定给CD-R(CD-可记录)和CD-RW(CD-可重写)预设凹坑(pre-grooves)绝对地址的表示法。换句话说，本发明能够用于各种型号的CD。此外，本发明能够用于如可记录光盘的相变型光盘，磁光可记录光盘等。
下面，将描述本发明用于如CD-ROM的情况。在CD-ROM中，访问单元是包含在一个子码周期的98帧中的2,352字节。该访问单元也称之为数据块或扇区。一帧的长度与上述CD的子码帧的长度相同。因此，一帧的长度是1/75秒。CD-ROM具有模式0，模式1和模式2的三种模式。如图9A,9B和9C所示，CD-ROM的数据格式对应于每种模式略作变化。
换句话说，如图9A,9B和9C所示，在模式0的数据格式中，具有12个字节的同步区，四个字节的首标区和2336个字节的数据区。同步区包含限定一帧的信号。后面将描述首标区。数据区全部都是“0”。模式0在导入区和导出区与CD-ROM结构的那些相同的情况下用于虚拟数据块。
如图9B所示，在模式1的数据格式中，具有12个字节的同步区，四个字节的首标区，2048个字节的用户数据区和288个字节的辅助数据区。同步区包含限定一帧的信号。后面将描述首标区。用户数据区是目标信息。辅助数据区包含错误检测/检验码。在模式1中，由于具有辅助数据区，错误纠正能力就被提高了。模式1适用于具有高可靠性的记录数据如字符码和计算机数据。
如图9C所示，在模式2的数据格式中，具有12个字节的同步区，四个字节的首标区和2336个字节的用户数据区。同步区包含限定一帧的信号。后面将描述首标区。用户数据区是目标信息。在模式2中，在首标区之前的所有区用作用户数据区而不是附加错误纠正码。模式2适用于记录和声频数据及视频数据一样用插入法进行错误纠正的数据。
常用的CD-ROM的首标区具有如图10A所示与模式0,1或2无关的结构。换句话说，首标区由一24位的绝对地址区(ADDRESS)和八位的模式区(MODE)组成。绝对地址区表示具有分钟(MIN)，秒(SEC)和帧(FRAME)时间信息的一帧的绝对地址。模式区(MODE)表示其中之一的上述模式。
绝对地址区(ADDRESS)由绝对地址分钟分量区(MIN)，绝对地址秒分量区(SEC)和绝对地址帧区(FRAME)组成。每个区由八位组成。绝对地址区(ADDRESS)与上述CD-DA的子码Q通道的时间信息等效(即，它们是一一对应的关系)。每个绝对地址分钟分量区(MIN)，绝对地址秒分量区(SEC)和绝对地址帧区(FRAME)用两个数字的BCD数表示。
上面CD-ROM已描述了子码区(未图示)。Q通道包含用上述“MIN”，“SEC”和“FRAME”表示的绝对地址。
在根据本发明改进的CD-ROM中(此下文这种CD-ROM被称之为高密CD-ROM)，为了能够容许表示超过80分钟或100分钟的数字数据的时间信息，如图10B，所有首标区的“MIN”,“SEC”和“FRAME”的区域用24位二进制码表示。这些地址用24位二进制码表示时，就有224=16777216种结合。因此，假定一帧的数据量是2kb，就能表示大约33Gbd数据。因此，能够表示对应于高密CD-ROM的数字数据的时间信息。
此外，由于具有一预先设定的位或24位的数个预先设定位，用BCD码表示的地址信息能够区分于用二进制码表示的地址信息。例如，使用24位的最有效位以便它们能够被区分。在二进制码表示的地址情况下，“1”被指定为最有效位。在常用的CD-ROM处理99分钟的数字数据时，时间信息(minutes)的最有效位可变为“1”。然而，实际上，根本没有包含超过80分钟数字数据的光盘。因此，最有效位不会变为“1”。换句话说，最有效位总是为“0”。因而，对于24位(八个字节)的最有效位的值来说，表示为时间信息(用BCD码表示)的地址能够区分于二进制码表示的地址。它们用一预先设定的一位或数个预先设定的位代替最有效位被区分。此外，由于表示为时间信息的地址以不同的方式区分于十进制码表示的地址，所以它们也能够被区分。对应于这些差别，就能够确定光盘类型。
如上所述，CD-ROM重放数据的子码的Q通道的时间信息的格式与CD-DA(见图6和7)的相同。然而，子码的时间信息被部分修改时，就能表示比常用时间信息更长的时间信息。换句话说，子码的时间信息包含全部八位都是“0s”的零区(ZERO)36,46。对于零区36,46来说，时间信息能被扩展。换句话说，使用零区36,46的全部八位或低位四位，就能记录小时信息(HOUR)。相反，零区36,46的全部八位或低位四位用于表示分钟的“100”的数位。因此，就能够表示对应于高密CD-ROM的子码的时间信息。
图10C表示小时信息记录在零区的子码格式图。零区36的八位被分为两个四位区。第一个四位区40a被指定为相对时间的“小时”数位(HOUR)。第二个四位区40b被指定为绝对时间的“小时”数位(AHOUR)。由于相对时间信息不重要，在高密光盘情况下，小时信息实际上没有被记录。相反，这些区域包含“FF FF FF Fh”。绝对时间的“小时”数位(AHOUR)用BCD码(0-9)表示。在高密光盘中，例如，导入区的起始位置是绝对时间的0小时，09分钟和50帧，而节目区的起始位置是绝对时间的0小时，12分钟和00帧。
现在有地址的两种表示方法即BCD码(与时间信息一样)和二进制码。然而，它们却是一一对应的关系。下面，参考图11，将描述两种地址表示方法之间的关系。BCD码表示的地址信息转换为二进制码表示的地址信息时，就执行下面的操作。
总和(“小时”数位×60×60×75的值+“分钟”数位×60×75的值+“秒”数位×75的值+“帧”数位的值)用24位(或23位)二进制码表示。
相反，二进制码表示的地址信息转换为BCD码表示的时间信息(HMSF)时，就执行下面的操作。
假定24位(或23位)的二进制码的值是a，就计算下面的除法算式a/(60×60×75)=H(作为商)…b(作为余数)b/(60×75)=M(作为商)…c(作为余数)c/75=S(作为商)…F(作为余数)下面，将描述能够通过主导装置10重放从微波激射器复制的CD-ROM数据的重放装置，该微波激射器包含了BCD码表示的时间信息的信号和二进制码表示的地址信息的信号。该重放装置能够重放CD-DA的数据。
如图12所示，一种重放装置50包括主轴电动机51，光检拾器52，和波形成形部53。主轴电动机51转动和驱动光盘67。光检拾器52是一个具有激光器，光系统等的重放器。例如激光器是一种气体激光器(如氦-氖激光器)或半导体激光器。光系统将激光器产生的激光发射给光盘67。波形成形部53从光盘67输入光检拾器52读取的RF信号并使其形成波形。
该重放装置50还包括伺服电路54，EFM解调部55，子码解调部56和系统控制器57。该伺服电路54对应于从波形成形部53接收到的RF信号的重放时钟脉冲控制主轴电动机51的转动/驱动操作，对应于系统控制器57输入的信息控制光检拾器52的操作。EFM解调部55解调经过EFM调制的信号并输出数字数据和奇偶校验数据。子码解调部56解调上述子码。系统控制器57输入经过子码解调部56解调的子码，对应于P通道和Q通道的信息和操作部62(将在后面描述)输入的信息控制伺服电路54，对应于子码信息产生在显示部61(将在后面描述)上显示的信息。
该重放装置50还包括CIRC错误纠正部58，存储器59，数据插入部66和D/A(数字/模拟)转换部60。CIRC错误纠正部58输入经过EFM解调部55解调的八位数据，用CIRC方法纠正解调过数据的错误。存储器59缓冲寄存错误经过CIRC错误纠正部58纠正的数据。数据插入部66对错误未能经过CIRC错误纠正部58纠正的数据执行插入法程序操作。D/A转换部60将其错误已被纠正的数字声频数据转换为模拟信号。
CIRC错误纠正部58包括C1错误纠正部63，去交织部64和C2错误纠正部65。C1错误纠正部63执行经过EFM解调部55解调的八位数据的C1顺序错误纠正程序操作。去交织部64去交织错误已经过C1错误纠正部63纠正的数据。C2错误纠正部65执行经过去交织数据的C2顺序错误纠正程序操作。
光盘67是CD-ROM时，就不执行内掺入程序操作。CIRC错误纠正部58的输出信号提供给CD-ROM信号处理部71。CD-ROM信号处理部71对对应于CD-ROM格式的信号进行信号处理。CD-ROM信号处理部71输出的数据通过接口(未图示)提供给外部主机。从CD-ROM信号处理部71中读取的数据包含二进制码表示的地址。
该重放装置50还包括上述的显示部61和操作部62。显示部61对应于Q通道的时间信息显示系统控制器57产生的信息。操作部62具有如播放按钮和暂停按钮的操作按钮。
与CD-ROM信号处理部71连接的地址信息重放部72提取数据首标的地址信息。光盘67是常用的CD-ROM时，地址信息就表示为时间信息。光盘67是高密光盘时，地址信息就用二进制码表示。被提取的地址信息提供给系统控制器57。地址信息用于寻找CD-ROM的预先设定的位置。此外，地址信息还用于辨别地址信息是用BCD码表示还是用二进制码表示。对应于该辨别结果，它能被确定光盘67是常用的CD-DA(CD-ROM)还是高密光盘。对应于该确定结果，伺服系统能被调节，RF补偿器的增益能被调节或被光盘选择。
下面，将描述本发明用于CD-R和CD-RW的情况。CD-RW是一种用激光记录数据和通过检测光量差重放数据的相变型光盘。涂有记录薄膜的盘基材料是聚碳酸酯。信道导槽通过注塑成形工艺形成在盘基材料上。它们也称之为预设凹坑。一平台在相邻的凹坑之间形成。凹坑从内周缘向外周缘连续地螺旋地形成。另一方面，CD-R是一种记录材料为有机颜料的读一次写多次型的记录介质。
如图13所示，在CD-R和CD-RW上，摆动(wobbled)导槽预先形成(称之为预设凹坑)。预设凹坑通过频率调制一具有地址信息的22.05kHz载波信号和径向摆动具有合成频率调制信号的激光束而形成。在CD-R和CD-ROM上，参考对应于摆动信息而获得的地址，光检拾器被移动至所需的写位置，数据就被写在此。用预设凹坑记录和/或重放数字数据时，就能获得控制主轴电动机的旋转同步信号。如图14所示，预设凹坑在整个光盘上形成，地址信息是预先指定的。地址信息被称之为表示光盘上绝对地址的ATIP(预设凹坑中的绝对时间)。
在CD-R和CD-RW上，凹坑对应于FM(FSK)用22.05kHZ的载波以±1kHz频率摆动。FM信号被解调时，就能获得6.3kHz时钟脉冲的双相信号。双相信号被解调时，就能获得3150b/s的数据。由于一秒等效于75帧，一帧ATIP数据由42位组成。
图15A是常用CD-R和CDRW的一帧ATIP的数据结构图。一帧ATIP由四位的同步区，24位的绝对地址区(ADDRESS)和14位的CRC(循环冗余检验码)区组成。同步区用于识别ATIP的开头。将在后面描述绝对地址区(ADDRESS)。同步区是是一种作为双相标记不会发生的特有模式。24位的三个八位区代表用BCD码表示的地址(时间信息)的分钟，秒和帧。由于具有24位，它能够表示长达99分钟，59秒和74帧的地址。假定一帧的数据量为2k字节，就能表示大约900M字节的地址。
在绝对地址区(ADDRESS)中，一帧的绝对地址用由分钟(MIN)，秒(SEC)和帧(FRAME)组成的时间信息表示。绝对地址区(ADDRESS)由绝对地址分钟分量区(MIN)，绝对地址秒分量区(SEC)和绝对地址帧分量区(FRAME)组成。每个区由八位组成。绝对地址区(ADDRESS)等效于放置在上述CD-DA子码区的Q通道中的时间信息。每个绝对地址分钟分量区(MIN)，绝对地址秒分量区(SEC)和绝对地址帧分量区(FRAME)用两个数位的BCD码表示。
根据本发明的实施例，如图15B所示，在高密光盘中，24位的地址表示区用二进制码表示。24位用二进制码表示时，就能表示224=16777216个地址。因此，假定一帧的数据量是2k字节，大约33G字节数据就能被寻址。因此，能够表示对应于高密光盘的数据。换句话说，高密CD-R和CD-RW上的预设凹坑区的数据超过80分钟或100分钟时，绝对地址能用24位或23位二进制码表示ATIP的所有区“MIN”，“SEC”和“FRAME”。
在常用的CD-R和CD-RW的格式中，最有效位实际上不被使用。换句话说，最有效位总是为“0”。因此，最有效位是“1”时，它表示二进制码的地址。在此情况下，虽然所表示的时间信息或地址被对分，但是能够表示比常用光盘更多的地址。此外，取代地址信息，附加信息能用最有效位加以区分。
由于将绝对地址指定给预设凹坑的程序与主导装置10将时间信息记录到光盘上的程序是相同的，该程序的描述就被省略了。
作为将数据记录到凹坑已形成在上面和绝对地址已指定给凹坑的光盘上的记录装置的例子，CD记录装置是众所周知的。通过CD记录装置记录在光盘上的数据格式与上述CD-ROM的数据格式相同。这里，与数据结合记录的Q通道和用数据首标区表示的绝对地址以它们与用ATIP表示的绝对地址同步的方式被记录为时间信息。
参考图16，将描述CD记录装置结构的例子。在图16中，参考标号18表示如CD-RW的光盘。光盘81由主轴电动机82转动和驱动。光检拾器83被放置成能将数据记录到光盘81上和重放光盘上的数据。光检拾器83通过给进电动机84在光盘81的径向移动。
数据由外部主机90通过接口88提供给驱动器。编码/解码块85与接口88连接。缓冲存储器86与编码/解码块85相连接。缓冲存储器86存储写数据或读数据。写数据由接口88提供给编码/解码块85。编码/解码块85将写数据转换为扇区结构的数据。此外，编码/解码块85用错误纠正码编码写数据。而且，编码/解码块85执行EFM调制程序和帧同步信号增加程序。
除了ATIP之外，编码/解码块85还将作为子码的地址增加给写数据和数据的首标。
帧结构数据由编码/解码块85提供给激光驱动器87。激光驱动器87产生具有设定电位的驱动波形以使数据记录在光盘81上。激光驱动器87的输出信号提供给光检拾器83。光检拾器83将数据记录在光盘81上。激光驱动器87的激光输出由RF信号处理块91的APC(自动电源控制)进行正确的控制。
光检拾器83重放光盘81上的数据。由四分光电检测器检测过的信号提供给RF信号处理块91。在RF信号处理块91中，矩阵放大器计算从光电检测器接收到的检测信号，并产生重放(RF)信号，摆动信号，跟踪误差信号TE和聚焦误差信号FE。RF信号提供给编码/解码块85。摆动信号是由于推挽信号提供给ATIP解调器92而获得的。跟踪误差信号和聚焦误差信号提供给伺服块94。
编码/解码块85执行EFM解调程序，误差纠正码解码程序(即，错误纠正程序)和去扇形扫描程序(用于将扇区结构数据转换为重放数据)。在编码/解码块85中，重放数据存储在缓冲存储器86中。编码/解码块85接收到主机90读取的指令时，编码/解码块85将读取数据通过接口98发送给主机90。
ATIP解调器92通过仅传输具有载波频率(22.05kHz)信号的带通滤波器将摆动信号提供给FM解调器。FM解调器输出一双相信号。此外，时钟信号用于控制主轴电动机82。由于具有时钟信号，地址数据能从双相信号中提取。地址数据从ATIP解调器92提供给控制微机93。控制微机93使用该地址控制查询操作。控制微机93控制接口88，编码/解码块85，RF信号处理块91和伺服块94。
RF信号处理块91接收到的帧同步信号，跟踪误差信号和聚焦误差信号及ATIP解调器92接收到的时钟信号提供给伺服块94。伺服块94对光检拾器83执行跟踪伺服操作和聚焦伺服操作。此外，伺服块94对主轴电动机82执行主轴伺服操作和对给进电动机84执行螺进伺服操作。
下面，将描述根据本发明的CD记录装置的记录操作。主机90接收到的记录数据通过接口88存储在缓冲存储器86中。控制微机93控制伺服块94以便数据被记录在光盘81的所期望的位置上。伺服块94驱动主轴电动机82和给进电动机84以控制靠在光盘81上的光检拾器83的位置。形成在光盘81上的ATIP信息经过光检拾器83用ATIP解调器92进行解调。解调过的ATIP信息由ATIP解调器92提供给控制微机93。负载光盘81是高密光盘时，ATIP信息作为二进制数据输入给控制微机93。控制微机93确定光盘81是一种对应于ATIP解调器92接收到的ATIP信息内容的高密光盘。此外，控制微机93还用获得的二进制数据确定靠在光盘81上的光检拾器83的位置。编码/解码块85将误差纠正码增加给存储在缓冲存储器86中的记录数据。此外，编码/解码块85将记录数据转换为如图9所示的扇区。包含在首标区中的绝对地址通过控制微机93与ATIP同步加在光盘81的记录位置上。光盘81是高密光盘时，由于ATIP信息(见图15B)和加在首标区的绝对地址(见图10B)由二进制数据组成，控制微机93能够直接使用记录位置的ATIP信息作为首标区的地址。此外，编码/解码块85将误差纠正奇偶校验数据和子码加给已转换为CD-ROM格式数据的记录数据。因此，编码/解码块85形成如图3所示的子码帧。光盘81是高密光盘时，放置在子码Q通道中的绝对时间信息，(这里时间信息包括如图10C所示的“小时”数位(AHOUR))，用BCD码记录。因此，如参考图11所述，控制微机93将记录位置上的ATIP信息转换为BCD码。放置在Q通道中的绝对时间信息加给对应于所转换ATIP信息的记录数据。此外，编码/解码块85对作为子码帧的记录数据进行EFM调制。合成的数据提供给激光驱动器87。激光驱动器87与输入记录数据同步驱动光检拾器83，用设定的记录电源将激光发射到光盘81的指定位置上以使该记录数据记录在光盘81上。
在上述的实例中，ATIP信息已作为二进制数据记录在光盘81上。ATIP信息作为由“小时”、“分钟”、“秒”和“帧”数位组成的BCD码被记录时，控制微机93将ATIP信息转换为二进制数据以便ATIP信息与记录在首标区所地址信息相对应。
因此，在根据本发明的CD记录装置中，数据能够在许多不同地址表示格式中进行处理。
如上所述，CD记录装置记录数据时，CD记录装置执行ATIP解调程序以重放二进制码的ATIP的地址。此外，CD记录装置记录超过80分钟或100分钟的数据时，CD记录装置读取ATIP的地址和与上述重放装置50一样精确地重放它。对应于二进制码表示的ATIP地址，CD记录装置将二进制码表示的地址记录与此一同记录在记录数据的首标区。此外，CD记录装置记录作为时间信息Q通道的“HOUR”、“MIN”、“SEC”和“FRAME”，并表示记录数据的绝对地址。CD记录装置用上述方式将二进制码表示的地址转换为时间信息。子码可以与常用的CD-DA的相同。相反，“小时”数位可以记录在零区。此外，“分钟”数位可以扩展到零区。
正如上面描述可明白，根据本发明，由于磁光记录介质如高密型的CD-ROM、CD-R和CD-RW正变得很常用了，即使需要超过99分钟，99秒，74帧的地址，也能够提供对应于这样地址的数据记录介质。
考虑到时间表示如重放时间的问题，由于作为子码记录的时间信息与常用的光盘一样用BCD码表示，就能实现和常用光盘具有高兼容性的高密光盘。
此外，由于每个CD-ROM首标区的地址信息和ATIP的记录信息用24位二进制数表示，它们就能与电脑环境高度和谐一致，被方便地使用，还适用于高达33G字节的存储容量。
此外，除了是24位的地址表示区之外，CD-ROM,CD-R和CD-RW的格式与常用光盘的格式一样。因此，所需的电路和软件就能避免产生较大的变化。从而，它就易于与常用光盘相兼容。
此外，由于光盘类型对应于CD-ROM首标区的地址信息和ATIP记录地址信息的表示方法能被区分，伺服和RF均值器对应于光盘能被正确地设定。
虽然本发明根据一最佳模式的实施例已被图示和描述，但是应该明白对于本领域的熟练技术人员来说都可以对其在形式和细节上作出上述和各种其它变化，省略和增加而没有脱离本发明的精神和保护范围。
权利要求
1．一种数据记录介质，用于记录由主数据和子码组成的数字信号，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，它包括一记录用二进制编码的十进制数表示的时间信息的子码区、一为主数据的一部分并与时间信息同步的地址信息的首标区、和一从外部接收作为主数据一部分的用户数据的数据区，该地址信息用二进制数表示。
2．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于该时间信息由表示分钟分量的分钟信息、表示秒分量的秒信息和表示帧分量的帧信息组成。
3．如权利要求2所述的数据记录介质，其特征在于时间信息还包括表示小时分量的小时信息。
4．如权利要求2所述的数据记录介质，其特征在于每个分钟信息、秒信息和帧信息用一个字节的二进制编码的十进制数表示。
5．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于地址信息由至多三个字节组成。
6．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于地址信息的单位是一帧。
7．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于地址信息和时间信息有一一对应的关系。
8．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于主数据用相应于EFM的方法进行调制。
9．一种数据记录介质，作为数据引导的记录地址信息已用二进制数记录在该数据记录介质上，其特征在于该数据记录介质具有一主数据和与记录地址信息相对应的子码的记录区，该子码具有与主数据相结合的用二进制编码的十进制数字表示重放经过时间的时间信息。
10．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于在预定周期内摆动的导槽已形成，在该预定周期内调制的记录地址信息已分配给各导槽。
11．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于该时间信息由表示分钟分量的分钟信息、表示秒分量的秒信息和表示帧分量的帧信息组成。
12．如权利要求11所述的数据记录介质，其特征在于时间信息还包括表示小时分量的小时信息。
13．如权利要求11所述的数据记录介质，其特征在于每个分钟信息、秒信息和帧信息用一个字节的二进制编码的十进制数表示。
14．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于地址信息由至多三个字节组成。
15．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于地址信息的单位是一帧。
16．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于地址信息和时间信息有一一对应的关系。
17．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于主数据具有用二进制数表示的与时间信息同步的地址信息。
18．如权利要求17所述的数据记录介质，其特征在于记录地址信息的数据结构几乎与地址信息的数据结构相同。
19．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于主数据用相应于EFM的方法进行调制。
20．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于数据记录介质由有机颜料组成。
21．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于数据记录介质是一种相变型记录介质。
22．如权利要求9所述的数据记录介质，其特征在于数据记录介质是磁光型记录介质。
23．如权利要求1所述的数据记录介质，其特征在于数据记录介质以相应于凹坑-和-平台的物理变化形成。
24．如权利要求1或9所述的数据记录介质，其特征在于数据记录介质具有表示不符合CD标准的高密结构的标识符。
25．一种记录装置，用于将主数据和子码记录到数据记录介质上，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，该装置包括形成器，用于产生用二进制编码的十进制数表示的时间信息；转换器，用于将二进制编码的十进制数转换为十进制数；记录器，用于使所述转换器将包含在主数据中并与时间信息同步的地址信息转换为一二进制数，将所得到的数据与时间信息一起记录在数据记录介质上。
26．一种数据记录装置，用于将主数据和子码记录到数据记录介质上，该子码具有表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，所述装置包括形成器，用于产生包含在主数据中与时间信息同步并用二进制数表示的地址信息；转换器，用于将二进制数转换为二进制编码的十进制数；记录器，用于形成具有通过所述转换器转换成二进制编码的十进制数的时间信息的子码，将该子码与主数据一起记录在数据记录介质上。
27．一种数据记录装置，用于将数据记录到数据记录介质上，记录数据的记录地址信息已经用二进制数形成在该数据记录介质上，该记录地址信息已经以预定间隔摆动的导槽被分配，该装置包括重放器，用于重放数据记录介质上的记录地址信息；第一记录器，用于记录表示主数据重放经过时间的时间信息，该时间信息与通过所述重放器重放的用二进制编码的十进制数表示的记录地址信息同步，该时间信息与主数据相结合；和第二记录器，用于记录主数据。
28．一种重放装置，用于重放数据记录介质上的主数据和子码，该子码具有用二进制编码的十进制数表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，该装置包括重放器，用于重放数据记录介质上的主数据和子码；第一提取器，用于从通过所述重放器重放的子码中提取时间信息；第二提取器，用于从由所述重放器重放的主数据中提取用二进制数表示的地址信息。
29．一种重放方法，用于重放数据记录介质上的主数据和子码，该子码具有用二进制编码的十进制数表示重放经过时间的时间信息，该子码与主数据相结合而被记录，该方法包括下列步骤重放数据记录介质上的主数据和子码；从在重放步骤重放的子码中提取时间信息；从在重放步骤重放的主数据中提取用二进制数表示的地址信息。
全文摘要
本发明揭示了一种已记录了数字信号的数据记录介质,该数字信号由主数据和子码组成,该子码具有表示重放经过时间的时间信息,子码与主数据相结合而被记录,其中表示子码重放经过时间的信息用二进制编码的十进制数表示,与主数据的时间信息同步的地址信息用二进制数表示,地址信息包含在主数据中。
文档编号G11B20/12GK1305186SQ0013099
公开日2001年7月25日 申请日期2000年9月29日 优先权日1999年9月29日
发明者佐古曜一郎, 川嶌哲司, 宍户由纪夫, 塚谷茂树, 外山胜望, 猪口达也 申请人:索尼公司