CN1144184C - 光盘及其再生装置 - Google Patents

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Abstract

光盘具有可改写的第一记录区域和只读的第二记录区域。第一记录区域包括由以螺旋形或同心形交替形成在光盘基片上的凹槽轨道和凸面轨道构成。每个第一轨道被分成多个第一扇区，每个第一扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别第一扇区的识别数据，该第一数据区用于通过改变记录表面的光学特性来形成记录标记从而记录用户数据。第二数据记录区域包括形成有物理的凹凸形凹坑排的第二轨道，该凹坑排以螺旋形或同心形排列在光盘基片上。每个第二轨道被分成多个第二扇区，每个第二扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别第二扇区的识别数据，该第二数据区具有被记录为凹坑排的只读数据。第一头标区包括物理的凹凸形第一凹坑排。第一凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度基本上等于凹槽轨道的宽度，并且从凹槽轨道的中心线向外或向内以凹槽轨道的间距的约四分之一摆动。第二头标区包括物理的凹凸形第二凹坑排。第二凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度小于凹槽轨道的宽度，并且基本上沿着第二轨道的中心线形成。

Description

光盘及其再生装置
技术领域
本发明涉及一种光盘及其再生装置，更具体地说涉及具有可改写区域和只读区域的光盘及其再生装置。
背景技术
光盘被分类为只允许被记录数据的再生的只读型和允许用户在其上记录数据的可改写型。只读光盘具有在盘基片上以螺旋形或同心形形成的轨道。凹凸部分(凹坑)的阵列按照要记录的信息沿轨道物理地形成。可改写光盘具有在盘基片上以螺旋形或同心形形成的凹槽和在凹槽上形成的记录膜。凹槽限定轨道。当用户要在盘上记录数据时，用激光束沿轨道对盘进行照射，并按照要记录的数据调制激光束的强度，从而在记录膜上形成具有不同光学特性的区域(记录标记)。
在光盘上，通常，对应于光盘的一圈的一个轨道被分成多个作为记录和再生数据的单位(数据单位)的扇区，以便管理光盘上需要的数据的定位，并实现高速的数据检索。
只读光盘和可改写光盘具有互不相同的数据格式和调制码。为使用户能够在每个扇区上记录数据，要求可改写光盘的数据格式具有例如用于在每个扇区的记录区的头部设定激光功率的区，和用于在记录区的末端缓冲主轴电动机的旋转变化的区。在没有由用户重写的数据的只读光盘的情况下，在光盘的生产时已以高精度在光盘上记录了信息，并且不需要用于由用户进行数据记录的额外的区。
图21展示具有可改写区域和只读区域的常规光盘301。光盘301具有形成在盘基片上的记录膜，使用户可以在光盘上和从光盘记录和再生数据。参看图21，光盘301包括分别位于其外侧和内侧的只读区域302和303，以及位于只读区域302和303之间的可改写区域305。
在只读区域302和303中，已通过形成物理的凹凸形凹坑阵列预先记录了信息和数据。在可改写区域305中，已预先形成了凹槽形导向轨道306，使用户能够通过跟踪轨道的凹槽(凹槽轨道)或相邻凹槽之间的凸面(凸面轨道)来记录和再生信息和数据。
图22是展示常规光盘记录/再生设备300的方框图，用于在图21所示光盘301上/从该光盘记录/再生数据。参看图22，光盘记录/再生设备300包括用于记录或再生数据的光头307，用于处理从可改写区域305提供的再生信号的第一信号处理部分320，用于处理从只读区域302和303提供的再生信号的第二信号处理部分330，用于将来自光头307的再生信号连接到第一信号处理部分320或第二信号处理部分330上的开关308。第一信号处理部分320包括第一数字化电路309，第一PLL(琐相环)310，第一定时产生电路311，和第一解调器312。同样，第二信号处理部分330包括第二数字化电路313，第二PLL 314，第二定时产生电路315，和第二解调器316。
当要再生记录在可改写区域305上的数据时，开关308切换到接线端A，以便与第一信号处理部分320相连。通过第一数字化电路309，再生信号首先被转换成数字信号，并且利用第一PLL 310产生时钟。第一定时产生电路311产生用于读取用户数据的门信号，并且利用第一解调器312，用户数据被解调成二进制数据。解调的数据被从第一输出端317输出。
在常规光盘301中，如上所述在可改写区域305和只读区域302和303中使用不同的数据格式和调制码。因此，当要再生记录在只读区域302或303上的数据时，单独需要用于只读区域的第二信号处理部分330。因此当要再生只读区域302或303上的数据时，开关308切换到接线端B，以便与第二信号处理部分330相连。与在上述第一信号处理部分320中一样，通过第二数字化电路313，再生信号首先被转换成数字信号，并且利用第二PLL 314产生时钟。然后，第二定时产生电路315产生用于读取用户数据的门信号，并且利用第二解调器316，用户数据被解调成二进制数据。解调的数据被从第二输出端318输出。
图23示意地示出常规可改写光盘301上的扇区400的数据格式。
参看图23，扇区400包括在其头部的扇区识别数据区401，之后按下面的顺序跟有间隙区402，VFO区403，信息数据区450，和缓冲区409。扇区识别数据区401存储用于扇区管理的地址信息等。间隙区402缓冲在数据记录的开始的信号干扰，并设定用于记录的激光功率。存储在信息数据区450中的数据被分成具有加在各数据块前面的数据同步系列404a，404b，...的多个数据块405a，405b...。每个数据同步系列404(404a，404b，...)存储通过利用记录码进行调制而获得的在其它区的数据中不出现的特定码图形。VFO区403存储具有单一周期的码的重复图形，以稳定再生时的时钟产生。VFO区403存储具有单一周期的码的重复图形，以稳定再生时的时钟产生。缓冲区409缓冲在记录的末端旋转的变化。
使用具有上述结构的数据格式，以下面的方式进行再生。首先，利用存储在VFO区403中的重复图形来稳定PLL电路的时钟产生。在已充分稳定时钟之后，数据同步系列404a被检测，并被识别为信息数据区450的头部。在识别时，第一数据块405a被再生。随后，检测下一个数据同步系列404b以便再生下一个数据块405b。通过重复这种操作，可以稳定地再生信息数据区450上的数据。
借助加在各数据块405前面的数据同步系列404，即使因诸如漏失信息这样的错误使在一个数据块上的数据再生变得不同步，也能够从下一个数据块恢复同步，使数据再生得以继续。
但是在常规光盘中，如上所述在可改写区域和只读区域中所用的数据格式和调制码互不相同。用于这种光盘的常规记录/再生设备需要具有两个独立的用于可改写区域和只读区域的信号处理电路，这使设备的电路尺寸复杂而且增大。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种具有可改写区域和只读区域的光盘，而且使用该光盘能够减小记录/再生设备的电路尺寸，并提供稳定的再生。
本发明另一目的是提供一种用于再生上述光盘的再生装置。
本例的光盘具有本例的可改写的第一记录区域和只读的第二记录区域，其中第一记录区域包括由凹槽轨道和凸面轨道构成的第一轨道，该凹槽轨道由凹槽构成，该凸面轨道由相邻凹槽之间的空白构成，凹槽轨道和凸面轨道以螺旋形或同心形交替形成在光盘基片上，每个第一轨道被分成多个第一扇区，每个第一扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别第一扇区的识别数据，该第一数据区用于通过改变记录膜的光学特性来形成记录标记从而记录用户数据，第二记录区域包括形成有物理凹坑排的第二轨道，该凹坑排以螺旋形或同心形排列在光盘基片上，每个第二轨道被分成多个第二扇区，每个第二扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别第二扇区的识别数据，该第二数据区具有被记录为凹坑排的只读数据，第一头标区包括物理的第一凹坑排，第一凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度基本上等于凹槽轨道的宽度，并且从凹槽轨道的中心线向外或向内以凹槽轨道的间距的约四分之一摆动，并且第二头标区包括物理的第二凹坑排，第二凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度小于凹槽轨道的宽度，并且基本上沿着第二轨道的中心线形成。
在本发明的一个实施例中，第一头标区的数据序列和第二头标区的数据序列是用同样的调制码调制的，并且第一数据区的数据序列和第二数据区的数据序列是用同样的调制码调制的。
在本发明的另一实施例中，第一头标区的识别数据和第二头标区的识别数据具有带有同样数据序列和同样数据容量的数据格式，并且第一数据区和第二数据区具有带有同样数据序列和同样数据容量的数据格式。
在本发明的再一个实施例中，第一记录区域中的第一头标区和第一数据区之间的数据位间隔基本上等于第二记录区域中的第二头标区和第二数据区之间的数据位间隔。
在本发明的又一个实施例中，在可改写的第一记录区域中，每个第一扇区包括形成在第一头标区和第一数据区之间的镜标记区，间隙区和第一伪数据区，和形成在第一数据区和下一个第一扇区的第一头标区之间的保护数据区和缓冲区，并且在第二记录区域中，每个第二扇区包括形成在第二头标区和第二数据区之间的第二伪数据区，和形成在第二数据区和下一个第二扇区的第二头标区之间的第三伪数据区。
在本发明另一个实施例中，每个第一伪数据区、第二伪数据区和第三伪数据区具有调制码的特定序列图形，该调制码用于要记录的数据的调制。
另一方面，本例的光盘具有可改写的第一记录区域和只读的第二记录区域，其中第一记录区域包括由凹槽轨道和凸面轨道构成的第一轨道，该凹槽轨道由凹槽构成，该凸面轨道由相邻凹槽之间的空白构成，凹槽轨道和凸面轨道以螺旋形或同心形交替形成在光盘基片上，每个第一轨道被分成多个第一扇区，每个第一扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别第一扇区的识别数据，该第一数据区用于通过改变记录膜的光学特性来将用户数据记录为记录标记，第二记录区域包括形成有物理凹坑排的第二轨道，该凹坑排以螺旋形或同心形排列在光盘基片上，每个第二轨道被分成多个第二扇区，每个第二扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别第二扇区的识别数据，该第二数据区具有被记录为凹坑排的只读数据，第一和第二记录区域的数据系列用同样的调制码调制，第一和第二扇区具有同样的数据容量，第一和第二头标区具有同样的数据序列，并且第一和第二数据区具有同样的数据序列和同样的数据容量。
在本发明一个实施例中，每个第一扇区包括形成在第一头标区和第一数据区之间的第一伪数据区，每个第二扇区包括形成在第二头标区和第二数据区之间的第二伪数据区，和形成在第二数据区和下一个第二扇区的第二头标区之间的第三伪数据区，并且每个第二和第三伪数据区至少在其一部分中包括一种数据系列的数据，该数据系列与光盘基片上向内或向外的相邻轨道上的相应伪数据区的数据系列不同。
在本发明另一实施例中，每个第二和第三伪数据区至少在其一部分中包括基本上与在相邻轨道上的相应伪数据区上提供的数据系列不相关的随机数据系列。
在本发明再一个实施例中，随机数据系列是由M系列序列产生的数据系列。
在本发明再一个实施例中，每个第二和第三伪数据区至少在其一部分中包括基本上与在相邻轨道上的相应伪数据区上形成的数据系列不相关的随机数据系列，和在随机数据系列之后提供的在调制码中包括的特定序列图形。
在本发明又一个实施例中，每个第二和第三伪数据区至少在其一部分中包括用于规定第二数据区的开始定时位置的数据同步系列。
在本发明另一个实施例中，提供包括在第二和第三伪数据区中的数据同步系列，以便在多个不同的数据同步图形之间按每个轨道切换数据同步系列的图形。
在本发明又一个实施例中，每个第二和第三伪数据区至少在其一部分中具有一种图形，该图形是通过根据扇区识别数据中的地址信息对预定数据进行加密，和通过用调制码对加密的数据进行调制而产生的。
在本发明又一个实施例中，一个纠错块包括预定数量k(k是整数)的第一或第二扇区，并且数据被记录在数量等于k的倍数的扇区上，伪数据被记录在数量小于k的其余扇区上。
另一方面，本发明的光盘具有可改写的第一记录区域和只读的第二记录区域，其中第一记录区域包括由凹槽轨道和凸面轨道构成的第一轨道，该凹槽轨道由凹槽构成，该凸面轨道由相邻凹槽之间的空白构成，凹槽轨道和凸面轨道以螺旋形或同心形交替形成在光盘基片上，每个第一轨道被分成多个第一扇区，每个第一扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别第一扇区的识别数据，该第一数据区用于通过形成借助于改变记录膜的光学特性获得的记录标记来记录用户数据，第二记录区域包括形成有物理的凹凸形凹坑排的第二轨道，该凹坑排以螺旋形或同心形排列在光盘基片上，每个第二轨道被分成多个第二扇区，每个第二扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别第二扇区的识别数据，该第二数据区具有被记录为凹坑排的只读数据，第一和第二数据区的至少一个包括：在数据区的头部提供的第一数据同步系列，用于规定数据区的开始定时位置；在第一数据同步系列前面的第二数据同步系列，用于规定数据区的开始定时位置；和在第二数据同步系列前面，并具有数据区中调制码的特定重复序列图形的第三数据同步系列。
在本发明一个实施例中，数据区被分成多个数据块，第一数据同步系列在每个数据块的头部提供，第二数据同步系列位于设置在多个数据块中的第一个数据块的头部的第一数据同步系列的前面。
在本发明另一个实施例中，通过将第二数据同步系列中的“1”和“0”分别转换成“1”和“-1”，并将全部的值相加而获得的数字总和值基本上为零。
在本发明另一个实施例中，第二数据同步系列满足作为调制码规则下的数据区的标记长度(“1”或“0”电平)和空白长度(“0”或“1”电平)的极限值的最大长度和最小长度。
在本发明又一个实施例中，第二数据同步系列的标记长度和空白长度的平均值大于第三数据同步系列的标记长度和空白长度。
在本发明又一个实施例中，第二数据同步系列是由多个任意的4位码符号“0100”、“0010”、“1000”、“0001”、“0000”的组合构成的数据系列。
在本发明另一个实施例中，第二数据同步系列是包括码系列“0000 0100 0100 1000 0010 0001 0010 0000 1000 0010 0001 0000”的数据系列。
还一方面，本发明提供一种再生装置，用于再生前面所述的光盘，该再生装置包括：
第一检测部分，用于检测来自第一记录区域的第一头标区的信号；
第二检测部分，用于检测来自第一记录区域的第一数据区的信号，和来自第二记录区域的信号；
切换部分，用于选择性地输出第一检测部分和第二检测部分的输出之一；
再生部分，用于基于切换部分的输出产生一个再生的信号，
其中所述第一检测部分，包括一个2部件光检测器和一个差分放大器，该差分放大器产生一个表示从该2部件光检测器所得到的两个检测信号的差的差信号，及
所述第二检测部分，包括该2部件光检测器和一个加法放大器，该加法放大器产生一个表示从该2部件光检测器所得到的两个检测信号的和的和信号。
这样，这里描述的本发明使提供具有可改写区域和只读区域的光盘的优势成为可能，使用这种光盘能够减小记录/再生设备的电路尺寸，并提供稳定的再生。
在阅读和理解下面参照附图所做的详细描述后，对本领域技术人员来说本发明的这些和其它优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明的光盘的可改写区域和只读区域的典型排列的示意图。
图2A到2H是示出根据本发明一个例子的光盘中所用的数据格式和再生信号的示意图。
图3是示出再生信号处理部分的示意图，该部分用于从根据本发明的光盘再生数据。
图4A到4H是示出根据本发明的另一个光盘中所用的数据格式和再生信号的示意图。
图5是示出利用相位误差检测方法进行跟踪控制的原理的示意图。
图6是示出当相同数据系列被记录在相邻轨道上时获得的跟踪误差信号的波形的示意图。
图7是示出在不同数据系列被记录在相邻轨道上时获得的跟踪误差信号的波形的示意图。
图8A到8D是示出根据本发明一个例子的伪数据区的数据格式的示意图。
图9是示出在根据本发明的一个例子中在其中记录了用于扇区控制的伪数据的光盘的示意图。
图10A和10B是示出在根据本发明的一个例子中可改写区域中的数据格式的示意图。
图11A和11B是示出在根据本发明的一个例子中只读区域中的数据格式的示意图。
图12是示出在根据本发明的一个例子中用于产生加密数据的电路的结构的示意图。
图13是展示调制码的转换表的例子的示意图。
图14A和14B是示出根据本发明一个例子的光盘的可改写区域和只读区域中数据格式的示意图。
图15是示出该例子中第二数据同步系列的图形的特性比较的示意图。
图16是示出用于第二数据同步系列的检测电路的结构的示意图。
图17是示出用于第二数据同步系列的检测方法和检测范围的示意图。
图18A到18C是示出用于转换成二进制码的限制电平的移位的示意图。
图19A和19B是示出当再生信号不包括误差时获得的图形1和图形4的自相关函数的示意图。
图20A和20B是示出当边缘移位出现在同步图形检测窗口内的一个到三个位置时获得的图形1和图形4的自相关函数的示意图。
图20C和20D是示出在限制电平移位时获得的图形1和图形4的自相关函数的示意图。
图21示出常规光盘。
图22是示出用于由常规光盘再生数据的再生信号处理电路的示意图。
图23是示出常规光盘的数据格式的示意图。
具体实施方式
下面参照有关的附图，通过举例的方式描述本发明。
(例1)
本例的光盘具有形成在盘基片上的记录膜，从而使用户能够在光盘上记录数据和从光盘再生数据。参看图1，本例的光盘1包括分别位于其外侧和内侧的只读区域2和3，和位于只读区域2和3之间的可改写区域5。
在只读区域2和3中，以螺旋形或同心形物理地形成的凹凸形凹坑排构成轨道。凹坑排中每个凹坑的长度和位置已按照记录在只读区域2和3上的只读数据确定。在可改写区域5中，导向凹槽(导向轨道)6按螺旋形或同心形形成在盘基片上。信息和数据被沿着作为导向凹槽的凹槽部分的凹槽轨道或相邻凹槽之间的凸面轨道记录。下面将凹槽轨道和凸面轨道统称为信息轨道。在图1中，在两个区域上都示出了螺旋形轨道。
可改写区域5中的每个信息轨道被分成多个扇区。每个扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别扇区的识别数据，该第一数据区用于通过改变记录膜的光学特性来形成记录标记从而存储用户数据，。同样，只读区域2和3中的每个轨道也被分成多个扇区。每个扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别扇区的识别数据，该第二数据区具有在其上以凹坑排的形式记录的只读数据。以这种方式，通过将对应于光盘的一圈的每个轨道分成多个扇区(数据单位)，可实现对光盘上需要的数据定位的管理和高速数据检索。
图2A和2H是示出本例的光盘1的数据格式的示意图。首先描述可改写区域5中的数据格式。图2A展示可改写区域5中每个扇区10的典型数据格式，而图2C展示相应的信息轨道的物理结构。为与图2C进行比较，图2A展示了与两个信息轨道的物理结构相一致的该两个信息轨道的数据格式。如图2A所示，导向轨道6的凹槽部分对应于凹槽轨道7，而凹槽间部分对应于凸面轨道8。因此，凹槽轨道7和凸面轨道8交替地出现在光盘1的可改写区域5中。通过分别跟踪凹槽轨道7和凸面轨道8，用户既可在凹槽轨道7上又可在凸面轨道8上记录所需的信息(用户数据)。
参看图2A，扇区10包括第一头标区11(扇区识别数据PID1和PID2)和信息区20。镜标记12(M)和间隙区13(GAPa和GAPb)形成在第一头标区11和信息区20之间。如后面将要详细说明的那样，信息区20包括第一伪数据区15(VFO区(VFOa和VFOb))，第一数据区17(DATAa和DATAb)，和保护数据区18(GDa和6Db)。缓冲区19(BUFa和BUFb)形成在信息区20和下一个扇区10’的第一头标区11’之间。上述缩写代码的附标a(例如VFOa和DATAa)表示该区形成在凹槽轨道7上，而附标b(例如VFOb和DATAb)表示该区形成在凸面轨道8上。除非另有规定，在下面的说明中也使用这种做法。
参看图2C，第一头标区11包括物理地形成的凹凸形的凹坑排21(21a和21b)。凹坑排21的每个凹坑在光盘径向上的宽度基本上等于导向凹槽6(凹槽轨道7)的宽度。凹坑排21a和21b从导向凹槽6的中心线向外和向内偏移，即以导向凹槽6的节距(即凹槽节距Tp)的大约四分之一摆动。在本例中，第一头标区11被分成前半部11a和后半部11b。对应于前半部11a的凹坑排21a向外朝着光盘1的周边偏移，而对应于后半部11b的凹坑排21b向内偏移。
借助于凹坑排21a和21b从导向凹槽6(凹槽轨道7)的中心线的这种偏移，可将第一头标区11同时用于凹槽轨道7和凸面轨道8的伺服跟踪。因此，对于凹槽轨道7和凸面轨道8不需要独立的专用头标区。
如果对于凹槽轨道7和凸面轨道8需要专用的头标区，则需要形成宽度小于导向凹槽6的宽度的凹坑排的技术，以使在凹槽轨道7和凸面轨道8上的相应凹坑排不互相重叠。可通过使用与用于切割导向凹槽6的光束不同的光束来形成这种窄凹坑。但是难于在两种光束之间保持稳定的定位精度。
在本例中，使用AO调制器等，使用于切割导向凹槽6的光束从导向凹槽6(凹槽轨道7)的中心线向右和向左摆动，从而容易地以高精度在光盘1上形成第一头标区11(凹坑排21)，而不使用另一束用于切割的光束。
跟在头标区11后的镜标记12用于确定正在被跟踪的是哪个轨道，凹槽轨道7还是凸面轨道8。
间隙区13(13a和13b)形成在凹槽轨道(13a)和凸面轨道(13b)上，以便在因光盘1的转动而出现抖动时，避免信息区20的头14与镜标记区12或第一头标区11重叠。
如上所述(见图2A)，信息区20是在其中用户可记录所需数据的区域，包括第一伪数据区15(VFOa和VFOb)，第一数据区17(DATAa和DATAb)，和保护数据区18(GDa和GDb)。通过用激光束照射形成在光盘1上的记录膜，以改变记录膜的光学特性(反射率)，从而在信息区20上记录信息。例如，记录膜被照射的部分可从结晶状态变为非晶态，从而形成反射率不同于其它部分的记录标记。如图2C所示，记录标记阵列22a形成在凹槽轨道7上，而记录标记阵列22b形成在凸面轨道8上。
第一伪数据区15是VFO区，在其中记录了特定图形，以便迅速稳定电路的PLL的时钟产生，所述电路用于处理来自光盘1的再生信号。更具体地说，用于数据调制的调制码的特定图形(特定位长)被顺序记录在伪数据区15上。所需的包括纠错码的用户数据记录在第一数据区17上。保护数据区18形成在第一数据区17的末端，以保证再生信号处理电路的稳定性。
与间隙区13的情况一样，缓冲区19不包括数据，但形成该缓冲区以便在因光盘1的旋转而出现抖动时，避免信息区20的末端与下一个扇区10’的头标区11’重叠。
这样，在可改写区域5中，数据被按照如上所述的数据格式记录在凹槽轨道7和凸面轨道8上。
接下来参照图2B和2D描述只读区域2和3中的数据格式。图2B展示只读区域2和3的每个扇区10的典型数据格式，而图2D示意地示出与凹坑阵列对应的轨道的物理结构。
在只读区域2和3中，轨道9由预记录的凹坑排29(预凹坑排)构成。如图2D中所示，在只读区域2和3中的整个数据区上，按照同样的物理格式形成凹坑排。更具体地说，凹坑排29在光盘1的径向上的宽度(凹坑宽度)小于在可改写区域5中形成的导向凹槽6(凹槽轨道7)的宽度(凹槽宽度)，并且所有凹坑基本上沿着轨道的中心线排成一条线。
象可改写区域5那样，只读区域2和3中的每个轨道被分成用于数据记录的多个扇区30，以便对光盘上需要的信息数据的定位进行管理，并实现高速数据检索。在实际的信息记录/再生中，如果能够以同样的方式管理只读区域2和3以及可改写区域5中的扇区，并且使诸如扇区检索这样处理统一则较好。为实现这种统一的处理，在本例中，使只读区域2和3中每个扇区的长度和每个扇区的头标区和数据区的长度等于可改写区域5中每个扇区的长度和每个扇区的头标区和数据区的长度，以使只读区域中的数据格式与可改写区域中的数据格式匹配。
现将作为例子描述只读区域2和3中的特定数据结构。参看图2B，扇区30包括第二头标区31(扇区识别数据PID1和PID2)和第二数据区37。第二伪数据区35(VFO1)形成在第二头标区31和第二数据区37之间。第三伪数据区38(VFO2)形成在第二数据区37和下一个扇区30’的第二头标区31’之间。
参看图2D，第二头标区31的凹坑排29基本上沿着轨道9的中心线排成一条线，不是象在可改写区域5中的第一头标区11中那样向外或向内偏移。只读区域2或3中的凹坑排29的宽度(光盘1的径向上的凹坑宽度)小于凹槽宽度，不同于与凹槽宽度基本相等的可改写区域5中的凹坑排21的宽度。
在第二数据区37中，同样已按照用于记录的数据在光盘1上基本上沿着轨道9的中心线预先形成了凹凸形的凹坑排。
如从图2A和2B可看出的，可改写区域5中的第一头标区11和只读区域2和3中的第二头标区31在数据容量、数据格式(信号序列)和调制码方面相同。
同样，可改写区域5中的第一数据区17和只读区域2和3中的第二数据区37在数据容量、数据格式(信号序列)和调制码方面相同。
此外，如图2A和2B中所示，可改写区域5中第一数据区17的头部(开始定时)16和只读区域2和3中第二数据区37中的头部(开始定时)36相互匹配。
这样，通过对可改写区域5和只读区域2和3中的第一和第二头标区11和31，以及对可改写区域5和只读区域2和3中的第一和第二数据区17和37使用同样的数据格式，两种类型的区域可共享一个再生信号处理电路，并且可进而减小电路尺寸。
形成第二伪数据区35，以便防止伺服跟踪因跟踪误差信号的中断而变得不稳定，其中，如果在第二头标区31和第二数据区37之间没有形成凹坑排就可能出现跟踪误差信号的中断。第二伪数据区35例如包括调制码的特定数据图形，该调制码与用于可改写区域5中的第一伪数据区(VFO区)15的调制码相同。借助这种排列，有可能迅速、稳定地产生再生信号处理电路的PLL的时钟。也可以使用随机的数据或任何其它的数据来稳定伺服跟踪。
象在第二伪数据区35中一样，形成第三伪数据区38，以便防止伺服跟踪因跟踪误差信号的中断而变得不稳定。
如上所述，在只读区域2和3中，第二头标区31和第二数据区37中的凹坑排都基本上沿着轨道9的中心线排成一条线。此外，第二和第三伪数据区35和38填充了扇区30的第二头标区31和第二数据区37之间空间，以及扇区30的第二数据区37和下一个扇区30’的第二头标区31’之间的空间。结果，在整个只读区域2和3上凹坑排29的物理排列沿着轨道是均匀的。
这样，按照本例的光盘1的数据格式，第一头标区11被通用于凹槽轨道7和凸面轨道8二者的跟踪。这样，不需要用于凹槽轨道7和凸面轨道8的独立的专用头标区。
由于通过使用于切割导向凹槽6(凹槽轨道7)的光束从轨道中心向右和向左摆动，可容易而精确地在光盘上形成第一头标区11，因此不需要用于形成第一头标区的独立的专用光源。这样，通过将单个光源用于切割，可容易地形成本例的光盘1的可改写区域5的预先格式，这减小了用于该光盘1的记录/再生设备的电路尺寸。
图3示意地展示用于在具有上述数据格式的本例的光盘1上记录数据/从所述光盘1再生数据的光盘记录/再生设备100的再生信号处理部分。参看图3，光盘记录/再生设备100的再生信号处理部分包括2-部件光检测器110，加法放大器111，差分放大器112，开关电路113，数字化电路114，PLL(锁相环)115，PID产生电路116，定时产生电路117，解调器118和包络线检测电路120。
设置在光头(未示出)中的2-部件光检测电路110(110a和110b)接收从可改写区域5中的凹槽轨道7和凸面轨道8(记录标记阵列22和凹坑排21)反射的光，以及从只读区域2和3中的轨道9(凹坑排29)反射的光，并将反射的光转换成再生信号。
加法放大器111产生指示由2-部件光检测电路110的两个部件110a和110b获得的两个检测信号之和的和信号S1，以将其提供给开关电路113。差分放大器112产生代表两个检测信号之差的差信号S2，以将其提供给包络线检测电路120。
开关电路113在和信号S1和差信号S2之间进行切换，以向数字化电路114提供两个信号之一。包络线检测电路120检测差信号S2中的包络线。当在差信号S2中观察到超过预定阈值的幅度时，控制信号S3被提供给开关电路113，以使开关电路113进行切换，以将差信号S2作为输出信号S4输出。
在使用图2A到2D中所示数据格式的情况下，如在下面将要详细描述的，只在从可改写区域5中的第一头标区11获得再生信号时获得差信号S2。因此，从包络线检测电路120输出的控制信号S3只在检测到可改写区域5中的第一头标区11时变高(图2E)。因此来自开关电路113的输出信号S4只在第一头标区11中等于差信号S2。来自开关电路113的输出信号S4在可改写区域5中的信息区20中以及在整个只读区域2和3中等于和信号S1。
来自开关电路113的输出信号S4(和信号S1或差信号S2)被数字化电路114数字化成二进制信号。例如，数字化电路114根据为和信号S1和差信号S2的每一个而设定的阈值对信号S4进行数字化，并向PLL115输出数字信号S5。
PLL115从数字信号S5提取再生时钟，并向从头标区再生扇区识别信号的PID产生电路116输出再生时钟。定时产生电路117根据来自PID产生电路116的扇区识别信号，确定用于读取记录在数据区17和37上的用户数据的开始定时图2A所示记录数据的头部16和图2B所示记录数据的头部36，以便通过提供控制信号S6对解调器118进行初始化。解调器118对用户数据进行解调，并输出结果。
下面将描述信号波形，该信号波形是当再生在可改写区域5中的信息轨道上记录的数据(即在信息区20上预记录的用户数据)直到所述数据被转换成二进制信号为止时获得。图2G是从可改写区域5获得的和信号S1的输出波形，以及图2F是差信号S2的输出波形。
如图2G所示，与可改写区域5中的第一头标区11对应的和信号S1的部分没有被数字化电路114检测到，因为其幅度41小于用于数字化的预定阈值40。该幅度小的原因是第一头标区11的凹坑排从凹槽轨道的中心线稍稍向外(11a)或向内(11b)偏移。这使光(来自光头的光束)被凹坑排21a和21b衍射，并从而减小了光检测电路110接收的光量。
相反，与在其中已记录了数据的信息区20对应的和信号S1的幅度42超过了用于数字化的阈值40，因为记录标记22是沿着信息轨道的中心线形成的。因此和信号被数字化电路114检测到，并且获得再生信号。
图2F展示从可改写区域5获得的差信号S2。由于可改写区域5中的第一头标区11的区11a中的凹坑排21a向外偏移，更多的反射光被衍射到2-部件光检测电路110的外部件110a。因此，从2-部件光检测电路110输出的差信号S2具有超过用于数字化的正阈值50a的幅度51a，如图2F所示。因此差信号被数字化电路114检测到，并获得再生信号。
同样，由于第一头标区11的区11b中的凹坑排21b向内偏移，更多的反射光被衍射到2-部件光检测电路110的内部件110b。因此，从2-部件光检测电路110输出的差信号S2具有超过用于数字化的负阈值50b的幅度51b，如图2F所示。因此差信号S2被数字化电路114检测到，并获得再生信号。
相反，在可改写区域5中的信息区20中，由于记录标记阵列22是沿着信息轨道的中心线形成的，因此由2-部件光检测电路110的外部件110a和内部件110b接收的光量基本相同。因此，差信号S2的幅度52太小，以致达不到用于数字化的阈值51a(51b)，如图2F所示。同样，在只读区域2和3中，由于凹坑排29是沿着轨道9的中心线形成的，因此由2-部件光检测电路110的外部件110a和内部件110b接收的光量基本相同。因此差信号S2基本不被输出。所以，在除第一头标区11以外的区域中，差信号S2不被数字化电路检测到，并进而不会获得再生信号。
图2H展示从只读区域2和3获得的和信号S1的输出波形。参看图2H，由于为便于伺服跟踪凹坑排29沿着只读区域2和3中轨道9的中心线形成，因此和信号S1具有足够大的幅度43，以便被数字化电路检测。因此，通过使用和信号S1，来自包括第二头标区31和第二数据区37的只读区域2和3中的所有区的信号可以被转换成二进制信号。因此，没有必要为只读区域2和3而进行开关电路113的切换。
这样，在用于从具有上述数据格式的光盘1再生信息的光盘记录/再生设备100中，与常规设备不同，不需要用于可改写区域和只再生区域的单独的再生信号处理电路，而可使用共同的信号处理部分。这减小了光盘记录/再生设备的电路尺寸，并实现了具有更简单电路结构和更高可靠性的再生信号处理电路。
(例2)
图4A和4H展示根据本发明的例2的光盘的数据格式。本例光盘的基本结构与例1的光盘1的基本结构相同。同样的元件用相同的参考标号表示，并在此省略其说明。在本例中，同样，将对应于光盘的一圈的一个轨道分成多个扇区。每个扇区以包括表示扇区地址信息的扇区识别数据的头标区开始。在本例中，将主要描述只读区域中的数据格式。
图4A是可改写区域5中每个扇区10的典型数据格式，而图4C展示相应的物理结构。如图4C所示，凹槽形导向轨道6的凹槽部分构成凹槽轨道7，而凹槽间部分构成凸面轨道8。这种凹槽轨道7和凸面轨道8交替地出现在光盘1的可改写区域5中。通过分别跟踪凹槽轨道7和凸面轨道8，用户即可在凹槽轨道7上又可在凸面轨道8上记录所需的信息(用户数据)。
在本例中，如图4A所示，将凹槽轨道7和凸面轨道8共同作为信息轨道6’来描述。可改写区域5中的扇区10包括在其头部的第一头标区11。第一头标区11被分成前半部11a(扇区识别数据PID1)和后半部11b(扇区识别数据PID2)。物理的凹凸形的凹坑排21a和21b分别与前半部11a和后半部11b相一致地形成(图4C)。
如图4C所示，凹坑排21a和21b的每个凹坑在盘径向上的宽度基本上等于导向凹槽6(凹槽轨道7)的宽度。凹坑排21从导向凹槽6的中心线向外或向内(即在相反方向上)以导向凹槽6的节距(凹槽节距Tp)的大约四分之一偏移(摆动)。在本例中，凹坑排21a向内偏移，而凹坑排21b向外偏移。
这样，借助于将凹坑排21a和21b从导向凹槽6(凹槽轨道7)的中心线偏移，将第一头标区11同时用于凹槽轨道7和凸面轨道8的任意一个的跟踪。因此，不需要用于凹槽轨道7和凸面轨道8的独立的专用头标区。
参看图4A，镜区12(M)跟在第一头标区11之后。镜区12是平坦的，其上没有形成凹槽或凹坑，被用于确定伺服跟踪的偏差。
间隙区13(GAP)跟在镜区12之后。间隙区13(GAP)形成在信息轨道6’上，以在因光盘1的转动而出现抖动时，避免信息区20的头部24与镜区12或第一头标区11重叠。
存储信息和数据的信息区20包括第一保护数据区23(GD1)，第一伪数据区15(VFO)，第一数据区17(DATA)，和第二保护数据区18(GD2)。缓冲区19(BUF)形成在信息区20和下一个扇区10’的第一头标区11’之间。
形成第一保护数据区23，以便保证再生信号处理电路的稳定性。第一伪数据区15(VFO)是VFO区，在其中顺序记录了用于数据调制的调制码的特定图形(特定位长)，以便迅速和稳定地产生再生信号处理电路的PLL的时钟。所需的包括纠错码的用户数据记录在第一数据区17上。第二保护数据区18在第一数据区17之后形成，以保证再生信号处理电路的稳定性。形成不包括数据的缓冲区19，以便如间隙区13那样，在因光盘1的旋转而出现抖动时，避免信息区20的末端与下一个扇区10’的头标区11’重叠。
通过照射形成在光盘1的盘基片上的记录膜，改变记录膜的光学特性(反射率)，来在信息区20上记录信息。例如，记录膜被照射的部分可从结晶状态变为非晶态，从而形成反射率不同于其它部分的记录标记。如图4C所示，记录标记阵列22a形成在凹槽轨道7上，而记录标记阵列22b形成在凸面轨道8上。
这样，在可改写区域5的各区中，按照如上所述的数据格式形成凹槽轨道7和凸面轨道8，以便在该区域中记录数据。
现在将参照图4B和4D描述只读区域2和3中的数据格式。在本例中，与在例1中一样，只读区域中的数据格式与可改写区域中的数据格式相匹配。
在只读区域2和3中，轨道9由预记录的凹坑排(预凹坑)构成。如图4D中所示，在只读区域2和3中的全部凹坑排如例1中那样按照均匀的物理格式形成。更具体地说，凹坑排29在光盘1的径向上的宽度(凹坑宽度)小于在可改写区域5中形成的导向凹槽6(凹槽轨道7)的宽度(凹槽宽度)，并且所有凹坑基本上沿着轨道的中心线排成一条线以便伺服跟踪。
参看图4B，只读区域2和3中的扇区30包括第二头标区31(扇区识别数据PID1和PID2)和第二数据区37(DATA)。第二伪数据区33(DMY1)形成在第二头标区31和第二数据区37之间。第三伪数据区34(DMY2)形成在第二数据区37和下一个扇区30’的第二头标区31’之间。
按照第一头标区11的扇区识别数据PID1和PID2，第二头标区31的扇区识别数据PID1和PID2分别被重复记录在第二头标区31的前半部和后半部上，从而使第二头标区31的长度变得基本与第一头标区11的长度相同。但是，第二头标区的凹凸形的凹坑排不象第一头标区11的凹坑排21a和21b那样摆动，而是基本上沿着轨道9的中心线排成一条线以便伺服跟踪。
使记录在一个扇区30的第二数据区37上的信息量等于记录在可改写区域5中的一个扇区10上的信息量，并将与可改写区域5中相同的格式用于附加的纠错码等。借助于这种排列，第二数据区的长度基本与第一数据区17的长度相同。
通常，在制造盘时，可以以高精度完成利用凸印(embossing)的只读区域中的数据记录。在只读区域中，只进行数据再生，并且不需要与由用户进行的重写相适应的排列。因此，在只读区域中不需要诸如在可改写区域中形成的间隙区13，第一保护数据区23，第二保护数据区18，和缓冲区19这样的区。如果优先考虑光盘的记录容量，那么可删去这些区。但是，如果删去这些区，只读区域中的数据格式就变得与可改写区域中的不同。这要求为只读区域或可改写区域提供各包括定时产生电路和解调器的两个独立的专用信号处理部分，并适当切换这两个处理部分，如在上述的常规设备中那样。如果在只读区域中形成对应于在可改写区域中5中的间隙区13，第一保护数据区23，第二保护数据区18和缓冲区19的区，以使再生定时同步，并且在这些区中不形成凹坑排，则在这些区跟踪误差信号中断，使在只读区域中伺服跟踪不稳定。
为克服上述问题，在本例中，在每个扇区30的头标区31和数据区37之间形成第二伪数据区33，在数据区37和下一个扇区30’的头标区31’之间形成第三伪区34。
例如可以象在可改写区域5中的第一伪数据区15(VFO)中那样在第二和第三伪数据区33和34上顺序记录用于数据调制的调制码的特定图形(与特定脉宽和脉冲间隔相对应的特定位长的图形)。使用这种特定图形，可实现再生信号处理电路的PLL的迅速而稳定的时钟产生。
可以象在可改写区域中那样，在头标区31和第二伪区33之间形成镜区。
当要再生在本例的光盘上记录的数据时，可借助于图3所示的光盘记录/再生设备100，采用与在例1中所述的相同的步骤。在这种情况下，包络线检测信号的波形，由可改写区域获得的差信号，由可改写区域获得的和信号，和由只读区域获得的和信号分别如图4E到4H所不。
这样，在本例中，使可改写区域和只读区域的扇区长度和数据格式的主要部分基本上相互相等。借助于这种排列，可以以同样的方式管理只读区域和可改写区域中的扇区，并且可以统一诸如扇区检索这样处理。这样，一个再生信号处理电路可以被同时用于可改写区域和只读区域。这减小了电路尺寸。
在本例中，可改写区域中的数据区17和只读区域中的第二数据37被设置为在同一定时开始，如图4A和4B所示那样。根据本发明的统一的扇区管理也可以在这些区域相互偏移的情况下实现，只要它们具有同样的长度即可。
(例3)
下面将描述根据本发明的第三例子。在本例中，将描述在记录在只读区域中的数据的再生时实现稳定的伺服跟踪的数据序列。本例中光盘的数据格式与在例2中描述的光盘的数据格式相同。
通常，可使用各种不同的方法来进行沿着光盘轨道的跟踪控制。例如，对于例如由图4D中所示的凹坑排29构成的轨道，采用相差检测方法作为有效的跟踪方法。
如在例2中所述，如图4B所示的第二和第三伪数据区33和34的每一个包括用于数据调制的调制码的特定重复图形(对应于特定脉宽和脉冲间隔的特定位长的图形)。然而当在相邻轨道上形成这种特定重复图形时，利用相差检测方法进行的伺服跟踪变得不稳定。
下面将详细说明伺服跟踪变得不稳定的原因。
图5是示出用于通过相差检测方法获得跟踪误差信号的原理。束点57跟踪只读区域中构成轨道9的凹凸形的凹坑排29。束点57的光被凹坑排29反射，而被反射的光被4-部件光检测电路58所检测。4-部件光检测电路58将接收的光转换成电信号。4-部件光检测电路58包括四个部件A，B，C和D。对应于部件A+C之和的和信号S11由运放59产生，而对应于部件B+D之和的和信号S12由运放60产生。相位比较器61对两个和信号S11和S12的相位进行比较，以产生跟踪误差信号S13。
当束点57从轨道9的中心线向外偏移时，被反射的光在凹坑排29的边缘处被衍射，从而部件A+C的和信号S11的相位超前(proceed)。相反，当束点57从轨道9的中心线向内偏移时，部件B+D的和信号S11的相位超前(proceed)。和信号S11和S12之间的相差被相位比较器61检测，并被转换成电信号，从而获得代表束点57从轨道9的中心线的偏移的跟踪误差信号S13。
图6和7展示当束点57从轨道的中心线偏移时利用相差检测方法获得的跟踪误差信号。图6展示当已在要跟踪的目标轨道9a(凹坑排29a)和相邻轨道9b(凹坑排29b)上记录了完全相同的数据图形，并且束点57从目标轨道9a偏离时获得的和信号S11和S12的波形。如图6所示，束点57的路径64从目标轨道9a偏移。
在上述情况下，束点57的光被目标轨道9a的凹坑排29a的外边缘朝着4部件光检测电路58的部件A+B衍射。然而在此时，由于相邻轨道9b具有同样图形的凹坑排29b，束点57的光同时被相邻轨道9b的凹坑排29b的内边缘朝着部件C+D衍射。结果，如图6所示，在部件A+C的和信号S11和部件B+D的和信号S12之间不存在相差。这样，尽管束点57实际上从目标轨道9a偏移，但跟踪误差信号S13的输出却为零。
如上所述，当相邻的轨道9a和9b具有完全相同图形的凹坑排时，即使在束点从轨道偏离时也不产生跟踪误差信号S13。这使伺服跟踪不稳定。
图7展示当已在与目标轨道9a相邻的相邻轨道9b上记录了不同于目标轨道9a的数据系列时和信号S11和S12的波形。如在图6中那样，束点57沿着从目标轨道9a偏移的路径64进行跟踪。
在上述情况下，与在图6中所示的情况相同，束点57的光被目标轨道9a的凹坑排29a的外边缘朝着部件A+B衍射。在此时，束点57的光还被相邻轨道9b的凹坑排29b的内边缘朝着部件C和D衍射。然而在这种情况下，目标轨道9a和相邻轨道9b之间凹坑排的图形不同。因此，由于除了在位置65和66外，两个相邻轨道上凹坑的边缘不吻合，因此在和信号S11和S12之间产生了相差，虽然在位置65和66处和信号S11和S12的输出与图6所示的情况下的相同，不产生相差。
当目标轨道9a和相邻轨道9b的凹坑排的图形是互相不相关的随机图形时，象图7中所示位置65和66那样的相邻轨道的凹坑边缘吻合的位置也是随机出现的。因此这种边缘吻合出现的频率足够小。凹坑边缘吻合的这种随机出现几乎不会影响在用于伺服跟踪的频率范围内的跟踪误差信号S13的产生。
然而，例如当如图6所示那样在整个第二或第三伪数据区33或34上没有获得相差时，即使束点从目标轨道偏离，产生的跟踪误差信号S13也太小，使伺服跟踪控制变得不稳定。
下面，将说明对于防止上述伺服跟踪的干扰有作用的第二和第三伪数据区33和34的数据格式。
图8A展示在其中第二和第三伪数据区33和34分别包括M系列随机数据73和74的典型格式。通过对至少相邻的两个轨道设定M系列随机数据的不同初始值，相邻轨道上凹坑排的图形相互不相关，并从而使相邻轨道之间凹坑边缘的吻合是随机的。结果，利用相位误差检测方法进行的伺服跟踪可以相对稳定地控制。
图8B展示在其中第二伪数据区33包括如图8A所示的M系列随机数据73和如用在可改写区域中的VFO区15上那样的(见图4A)用于数据调制的调制码的特定图形的典型格式。
如图8B所示，通过在第二伪数据区33的后部分中包括VFO区75(VFO1)，可以稳定用于随后的数据区37的再生信号处理电路的PLL的时钟产生。跟踪误差信号S13不会从VFO区75产生。但是，由于VFO区75构成伪数据区的一部分，因此伺服跟踪可以在VFO区75之前或之后被稳定下来。因此，不会出现实际问题。
图8C和8D展示在其中第二伪数据区33分别包括数据同步系列76和77的典型格式，该数据同步系列可规定数据区37的开始的定时。图8C和8D分别展示偶轨道和奇轨道的扇区。
如上所述，为利用相差检测方法保证稳定的伺服跟踪，相邻轨道需要具有互不相同的数据系列。因此在偶轨道(图8C)和奇轨道(图8D)中提供不同的数据同步系列76和77。
参看图8C，偶轨道的数据同步系列76向上计数到结束值FF(HEX)。借助于这种排列，由于数据同步系列76的规律性(向上计数)，因此可以实时检测定时，直到第二伪数据区33旁边的数据区37开始为止。这保证了对数据区37的开始的识别。
参看图8D，奇轨道的数据同步系列77向下计数到结束值00(HEX)。借助于这种排列，由于数据同步系列77的规律性(向下计数)，因此与偶轨道的情况相同，可以实时检测定时，直到第二伪数据区33旁边的数据区37开始为止。
这样，在相邻轨道的第二伪数据区33中提供不同数据同步系列的如图8C和8D中所示的典型格式可稳定伺服跟踪，并保证对数据区37的开始的检测。
在本例中，通过对于相邻轨道的第二伪数据区33使用随机的数据系列，可以相对稳定地控制利用相位误差检测方法进行的伺服跟踪。同样，通过对于相邻轨道的第二伪数据区33使用不同的数据同步系列，可以保证对数据区37可开始的检测以及稳定的伺服跟踪。
以与上面对于第二伪数据区33描述的方式类似的方式，还可将适用于伺服跟踪的数据序列用于第三伪数据区34。在本例中，描述了只读区域中的数据再生(伺服跟踪)。可改写区域中的数据再生可以以在例1中参照光盘记录/再生设备100(图3)描述的方式进行。
(例4)
在上面的例3中，在进行数据再生时可以直接产生在伪数据区上记录的数据(码)的图形。在本例中，使用调制码以减小记录在相邻轨道上的伪数据之间的相关。
最初确定一个值，作为要在伪数据区上记录的数据。将该值加密，以产生几乎不相关的数据。例如，十六进制记数法中的(FF)、(00)等由0或1的位构成。根据该值可容易地产生数据。通过首先由给定的初始值产生诸如M系列这样的随机数据，并计算这一随机数据和要记录的数据之间的异OR，来实现加密。产生加密数据的方法将在后面的例子中详细描述。
在使用同样要记录的数据和同样初始值的情况下，加密之后获得的数据是相同的。然而，如果初始值不同，而要记录的数据相同，则加密之后获得的两个数据之间的相关可降低。但是，对所有扇区使用不同的初始值是困难的，因为必须保持相当大量的初始值。但实际上，对于相邻扇区使用不同的初始值就足以降低相邻轨道的伪数据区之间的相关。即，可将相同的初始值用于同一轨道的扇区。在一个轨道所包括的扇区数变化的情况下，具有相同初始值的连续扇区数至少应该是包括在一个轨道中的最小扇区数。假设具有相同初始值的连续扇区数为M，并且初始值数是N。可根据包括在扇区识别数据中的扇区地址信息方便地确定M和N的实际值。
例如，如果3字节数据被用做扇区地址信息，则可覆盖约16,770,000个扇区。如果M和N值是2的幂，则可容易地产生加密数据。在本例中将描述M＝16和N＝16的情况。N个初始值例如可以以下面的方式获得。首先，以二进制记数法表示包括在扇区识别数据中的地址信息，并使用对应于从最低有效位算起的第五到第八位的4位数据。使用这一4位数据，可获得N＝16个初始值。每M＝16个扇区就对初始值进行一次更新，而一个轨道包括256个扇区。
由于16个连续的扇区具有相同的初始值，因而对于每个具有16到256个扇区的轨道，保证了相邻扇区之间用于加密的初始值不同。对要记录的数据使用这些初始值的一个进行加密，用记录码调制，并在伪数据区上进行记录。
以这种方式，通过在相邻轨道(相应扇区)之间使用不同的初始值，可在相邻轨道的相应扇区的伪数据区上记录不同的数据系列。
这样，在本例中，由于对于相邻轨道的伪数据区可有效地获得随机的数据系列，因此可在只读区域中相对稳定地控制利用相位误差检测方法进行的伺服跟踪。
(例5)
下面将描述根据本发明的第三例子。在本例中，将描述用于实现有效的扇区管理的可改写区域或只读区域中的数据系列。
如在前面的例子中参照图4A和4B所描述的，例如，光盘上要记录的数据被分成与每个扇区的数据区17(可改写区域)或数据区37(只读区域)对应的用于预定数据容量的各部分。如上所述将纠错码附加到每个扇区的数据上。可以在每个扇区内完成这种纠错码。另一方面，可以对于多个扇区的组进行纠错编码。这种多个扇区的块被称为ECC块。换句话说，ECC块是纠错编码的单位。当一个ECC块由k个扇区(例如k＝16个扇区的组)构成时，可校正具有约一个扇区的长度的错误。使用这种纠错码，可改写区域中的扇区数和只读区域中的扇区数是一个ECC块的扇区数的倍数。换句话说，作为k的倍数的扇区数被记录。
另一方面，为有效地管理光盘的扇区，可改写区域和只读区域中的扇区最好基于轨道来管理。但是，包括在一个轨道中的扇区数不一定是包括在一个ECC块中的扇区数的倍数。因此，当在多个扇区的ECC块上记录数据时，该数据不一定恰当地在一个轨道的末端结束，而常常在一个轨道的中间结束。在可改写区域中，即使剩余有其上没有记录数据的扇区，也可进行跟踪控制，因为已形成了作为导向轨道的凹槽或凸面轨道。但在只读区域中，凹坑排被其上没有记录数据的扇区中断，并从而使跟踪控制变得不稳定。
为克服上述问题，在本例中，在记录数据完成后，在剩下的没有被记录的扇区上记录伪数据，以便用数据填满整个轨道，从而实现基于轨道的扇区管理。这种伪数据的一个例子是如可改写区域中的VFO区15中那样的调制码的特定重复图形(特定脉冲宽度和脉冲间隔)。使用这种图形作为伪数据，对于没有记录用户数据的扇区，再生信号处理电路的PLL可以被稳定地操作。
在本例中，可以使用如在例3中描述的第二伪数据区中的M系列随机数据和数据同步系列，以及在例4中的加密数据。图9展示本例的光盘1’。如图9所示，伪数据被记录在处于内只读区域3和可改写区域5之间的结合处的只读区域3中的扇区71上。而且，伪数据被记录在处于外只读区域2和可改写区域5之间的结合处的只读区域2中的扇区72上。
这样，在本例中，当按照每个预定记录单位如纠错块(ECC)来记录数据时，剩下的其上没有记录数据的扇区用伪数据填充。借助于这种安排，可改写区域和只读区域总是在轨道的头部开始。这保证了对光盘上的扇区的有效管理。
(例6)
在根据本发明的例6中，将描述可改写区域中的扇区10和只读区域中的扇区30的数据格式的特定例子。
图10A和10B展示可改写区域中的扇区10的布局，而图11A和11B展示只读区域中的扇区30的布局。首先，将描述要记录在扇区10的第一数据区17和扇区30的第二数据区37上的数据的产生。
假设记录在一个扇区上的数据量是2048B(B代表字节)；这也适用于后面对扇区10和30二者的所做的描述。该数据量附加有4B用于表示数据区号(扇区地址)的数据ID，2B用于数据ID的错误检测的IED，6B用于作为备用的RSV，和4B用于整个数据的错误检测的EDC。所有这些数据统称为第一数据单位。这样第一数据单位的数据长度为2048+4+2+6+4＝2064(B)。
然后以下面描述的与例4中用于伪数据区的相同的方式，对该信息数据部分(2048B)进行加密。
首先，建立一个移位寄存器，从而可产生所谓M系列，并确定初始值。将该初始值与信息数据同步地通过移位寄存器顺序移位，以产生虚拟随机(pseudorandom)数据。在虚拟数据和要记录的信息数据之间逐位地进行异或计算，由此实现加密。
由于信息数据是2048B，即2的11次幂，因此要求以具有2的11次幂或更高次幂的本原多项表达式(primitive polynominalexpression)作为M系列。在构成M系列的本原多项表达式中，以三项或五项表达式表示的具有2的11次幂或更高次幂项的下一个更高方次(degree)是15。在下面的描述中，将具有2的15次幂项的本原三项表达式(X15+X4+1)用做例子。图12展示通过移位寄存器150的使用实现的该本原多项表达式。
如图12所示，移位寄存器150的长度是15位(入口r14到r0)。移位寄存器150计算入口r14中的位和入口r10中的位之间的异或，并将结果反馈给入口r0。对移位寄存器150设定预定的15位初始值，并根据位时钟将其顺序移位，从而产生虚拟随机数据。然后，每8个时钟就在移位寄存器的8个最低有效位(入口r7到r0)和信息数据的8位(1B)之间进行一次异或计算，并且这种运算重复2048次。结果，用于一个扇区的信息数据被加密。对于每个扇区，将移位寄存器重置一次，以使初始值被重置，从而使每个扇区的信息数据被独立地加密(基本上相互不相关)。
假设具有相同初始值的连续扇区数是M，并且初始值数是N。M和N的值可从包括在识别数据中的扇区地址信息获得。如果M和N的值是2的幂，则可容易地产生加密数据。在本例中将描述M＝16，且N＝16的情况。例如可以以下面的方式获得N个初始值。首先，包括在扇区识别数据中的地址信息用二进制记数法表示(如果扇区地址是3B，则是24位长)，并使用对应于从最低有效位算起的第5到第8位的4位数据。使用该4位数据，可获得N＝16个初始值。4位值和初始值之间的对应关系预先以对应表等的形式确定。每M＝16个扇区更新一次初始值，并且一个轨道包括256个扇区。
将16个扇区的加密的第一数据单位放在一起，以便利用Reed-Solomon编码构成纠错码。一个扇区的数据单位被排列为172B×12行的阵列，并将16个扇区的这种单位放在一起以形成172B×192行的阵列。将16B外部代码附加到该阵列的每一列上，并将10B内部代码附加到该阵列的每一行上。这样形成被称为ECC块的182B×208行(37856B)的数据块。
然后该ECC块被交织(interleaved)，使16B外部代码被包括在每个扇区中。这样，每个扇区的数据是182B×13行＝2366B。
然后用记录码调制该数据。将调制之后游程长度受到限制的RLL(游程长度受限)码用做记录码。在本例中，用于将8位数据转换成16通道位(channel bit)的8/16转换码被用做记录码。这种转换是按照预定的转换表完成的。这种转换表使8位数据能够与四种类型的16通道位数据对应。这里将类型称为状态。要用于下一个数据的转换的状态也在该转换表中预先限定。
图13展示这种转换表的例子。例如，通过在状态1(St＝1)下对第一数据(Dt)进行转换获得16位码系列(Yt)。在在前面的转换中规定的状态(St+1)下选择下一个数据。通过控制状态的选择，可抑制记录码中所包含的DC分量，虽然在此省略了这种控制方法的细节。
此时，最小和最大位长分别被限制在3通道位和11通道位。同时，为使再生同步，每91B，即182B的一半，就插入2B同步码。作为同步码，预先限定具有在8/16转换码中一般不出现的图形的几种不同的32通道位码。这样，一个扇区的数据量是186B×13行＝2418B。
上述数据结构常用于可改写区域和只读区域中。这样获得的2418B数据被记录在如图10A所示的可改写区域中的扇区10的第一数据区17上，或如图11A所示的只读区域中的扇区30的第二数据区37上。
参看图10A，在可改写区域中，1B后同步码区45(PA)跟在第一数据区17之后。8/16转换码需要在记录码的末端有结束标记，以使在再生时能够正确地解调数据。因此，后同步码区45具有作为结束标记的图形，该图形是通过按照转换规则对预定的码进行解调而获得的。
预同步(presync)区44(PS)位于第一数据区17的前面，为指示第一数据区17的开始并提供字节同步，在预同步区44中记录了预同步数据。预同步数据被预先确定为3B(48通道位)长，并由具有高自相关的图形的码构成。例如，使用在NRZI码中表示为“0000 01000100 1000 0010 0001 0010 0000 1000 0010 0001 0000”的图形。
图10A所示的VFO区15，第一保护数据区23，第二保护数据区18，间隙区13，缓冲区19和镜区12与参照图4A描述的VFO区15(VFO)，第一保护数据区23(GD1)，第二保护数据区18(GD2)，间隙区13(GAP)，缓冲区19(BUF)和镜区12(M)相同。保护数据区23，VFO区15和PS区44构成第一伪数据区15’。在图10A中，每个区下面示出的数字代表该区的字节长度。这也适用于图10B，11A和11B。
如图10A所示，在第一伪数据区15’中，VFO区15位于PS区44之前。VFO区是为迅速、稳定地产生再生信号处理电路的PLL的时钟而在其上记录了特定图形的区。为了PLL的时钟产生，码最好包括更多个反转(即在NRZI码中以更多的“1”表示的)。但是为进行高密度记录，当调制码的最短位长被重复时，再生信号的幅度和C/N二者都减小，使得难于获得稳定的定时。因此，使用具有第二最短位长即4通道位的图形的重复，即在NRZI码中以“...1000 1000...”表示的。为保证稳定的时钟产生所需的转换数和时钟产生时间，VFO区15的长度是35B。
第一保护数据区23位于VFO区15之前，而第二保护数据区18跟在后同步码区45(PA)后面。如在例4中所述，当在可改写光盘中记录和擦除被重复时，因热负载引起的在记录部分的开始和末端的劣化增大。提供保护数据区以防止这种劣化影响从VFO区到PA区的区。
当同样的数据重复记录在同一位置时，记录介质往往更多地变劣。为避免这种问题，通过拉长和缩短分别在数据区17之前和之后的第一和第二保护数据区23和18，使第一数据区17的记录位置移位。但是应该明白第一和第二保护数据区23和18的总长度是不变的。根据实验结果，已发现第一和第二保护数据区23和18的长度最好分别为(15+k)B和(45-k)B，并且移位量为k＝0到7B。两个保护数据区的总长度被固定在60B。例如用于VFO区15的4通道位图形的重复“...1000 1000...”被用做要记录在保护数据区上的数据。
这样，第一保护数据区23，VFO区15，预同步区44，第一数据区17，后同步码区45和第二保护数据区18构成了其中记录有数据长度为2517B的数据的信息记录区。
间隙区13用来设定激光功率，并具有10B的长度以保证设定激光功率所需的时间。在缓冲区19上没有记录数据，以保证一个用于防止因盘电动机的转动变化和盘的偏心引起记录数据的末端与下一个扇区重叠的区(时间宽度)。缓冲区19长度为40B。镜区12有2B的长度，以保证确定伺服跟踪的偏差所需的时间。
参照图11A，将描述只读区域中的扇区30。如图11A所示，扇区30包括头标区90，第二伪数据区33，第二数据区37和第三伪数据区34。如上所述，第二数据区37的数据长度等于第一数据区17的数据长度，即2418B。与在扇区10中一样，1B后同步码区47(PA)，第二填充区85(Pad)和后同步码区86(PA)以这种顺序跟在第二数据区37后面。
在本例中，象在例2中那样，第二伪数据区33形成在头标区90和第二数据区37之间，而第三伪数据区34形成在数据区37和下一个扇区的头部之间。象在可改写区域中的扇区10那样，第二伪数据区33包括35B VFO区84和3B预同步区46，以保证从数据区37再生数据时的可靠性。如图11A所示，第二伪数据区33还包括30B第一填充区82(Pad)和后同步码区83(PA)。第三伪数据区34包括后同步码区47，第二填充区85和后同步码区86。
要记录在VFO区84和预同步区46上的数据的图形和长度与记录在图10A中所示的VFO区15和预同步区44上的相同。作为要记录在第二和第三伪数据区上的数据，如例4中描述的那样，使用通过在相邻扇区之间用不同的初始值对十六进制(FF)数据进行加密，并用8/16转换码对所得结果进行调制而获得的数据系列。加密是以与用于数据区37的方式相同的方式进行的。作为初始值，使用对应于从后面将描述的PID的最低有效位算起的第5到第8位的4位数据。对应于该4位数据的初始值与用于数据区37的初始值相同。
8/16转换编码例如从图13中所示转换表中的状态4开始。将这样产生的数据系列记录在第一和第二填充区82和85上。第一填充区82对应于图10A中所示的间隙区13和第一保护数据区23，而第二填充区85对应于图10A中所示的第二保护数据区18和缓冲区19。
在可改写区域中，第一和第二保护数据区23和18的长度是变化的。在只读区域中，使填充区的长度对应于相应的第一和第二保护数据区23和18的平均长度。这样，第一和第二填充区82和85的长度分别为28B和80B。1B后同步码区83和86分别跟在第一和第二填充区82和85之后，以终止调制码。
下面将描述可改写区域和只读区域中的头标区。如在例2中参照图4A所述的，可改写区域中的头标区11被分成前半部11a(扇区识别数据PID1)和后半部11b(扇区识别数据PID2)。相应的凹坑排21a和21b在径向方向上从凹槽轨道7的中心线以凹槽节距的约四分之一偏移。此外，把凹坑排21a和21b排列成相互在相反的方向上偏移。在本例中，头标区80以同样的方式形成。
图10B展示可改写区域中扇区10的头标区80的数据格式。如图10B所示，头标区80由以按下面的排列顺序PID1，PID2，PID3和PID4表示的四组扇区识别数据(PID)构成。例如构成64B前半部的PID1和PID2向外偏移，而构成64B前半部的PID3和PID4向内偏移。
在每个扇区识别数据PID中，分配4B用于代表扇区地址信息的Pid区，3B用于扇区号，1B用于诸如PID区号这样的各种类型的扇区信息。凹槽轨道7上的扇区的地址信息记录在后半部中的PID3的Pid3区213和PID4的Pid4区218上，头标区从该凹槽轨道7相对于中心线偏离。向外与凹槽轨道7相邻的凸面轨道8上的扇区的地址信息记录在前半部中的PID1的Pid1区203和PID2的Pid2区208上。
相应的2B纠错码附加到Pid区上，并记录在IED区204，209，214和219上。用上述8/16转换码调制Pid区和IED区的数据。使用图13所示的转换表，例如从状态1开始，在每个Pid区的头部开始这种调制。相应的1B后同步码区205，210，215和220跟在对应的IED区后面，以终止调制码。
AM区202，207，212和217位于对应的Pid区203，208，213和218之前，并具有指示Pid区的开始且实现字节同步的地址标记。作为地址标记，选择在8/16转换码中不出现的图形，例如3B(48通道位)长的码。例如，可以使用以NRZI码表示的“0001 0001 00000000 0000 0100 0100 010 0000 0000 0001 0001”的图形。这一图形包括双倍的长于调制码的最长位长即11通道位长的14通道位图形。因此，减小了在正常数据再生时地址标记错误的检测的可能性。
VFO区设置在每个扇区识别数据PID的头部。VFO区具有特定图形的数据，以便迅速而稳定地产生再生信号处理电路的PLL的时钟。例如，可以象在例2中描述的VFO区中那样，使用4通道位图形的重复“...1000 1000...”。如上所述，头标区80的前半部PID1和PID2作为一组及后半部PID3和PID4作为一组向相反的径向偏移。作为头标区80的所述组的头部的第一VFO区201和211需要提供另一个用于位同步的机会，以保证位同步。因此，使第一VFO区长于只用于再同步并因此可以较短的第二VFO区206和216。在本例中，第一VFO区201和211的长度是36B，而第二VFO区206和216的长度是8B。
这样，PID1例如从头部开始按下面的顺序包括VFO区201(VFO1)，AM区202，Pid区203，IED区204和后同步码区205，并具有46B的长度。同样，PID2从头开始按下面的顺序包括VFO区206(VFO2)，AM区207，Pid区208，IED区209和后同步码区210，并具有18B的长度。后半部的PID3和PID4具有与上述类似的结构。
下面将参照图11A和11B描述只读区域中头标区的数据排列。如在例2中(图4A和4B)描述的那样，只读区域中的头标区31的数据排列与可改写区域中的头标区11的数据排列匹配，但头标区31的凹坑排沿轨道9的中心线排成一条线。本例中头标区90以例2中所述的方式形成。即，只读区域中头标区90的数据序列和长度(位长)等于可改写区域(图10A)中的头标区80的数据序列和长度。更具体地说，如图11A所示，具有128B长度的头标区90由四个扇区识别数据PID(PID1到PID4)构成。如图11B所示，PID1例如从头部开始按下面的顺序包括第一VFO区231(VFO1)，AM区232，Pid区233，IED区234和后同步码区235，并具有46B的长度。同样，PID2从头部开始按下面的顺序包括第二VFO区236(VFO2)，AM区237，Pid区238，IED区239和后同步码区240，并具有18B的长度。后半部的PID3和PID4具有与上述类似的结构。
这样，在本例中，可以在只读区域中相邻轨道上的伪数据区33或34上形成不同的数据系列。这可以通过以与对记录在数据区37上的数据所使用的相同的方式对预定的固定数据(例如FF)进行加密，和在相邻扇区之间使用不同的初始值来实现。然后借助用于数据区37上的数据的记录码对所获得的加密的数据进行调制，并将其记录在填充区82或85上。以这种方式，可以在只读区域中相对稳定地控制利用相位误差检测方法进行的伺服跟踪。用于产生要记录在数据区37上的数据的加密电路和记录编码电路也可以用于产生要记录在填充区82和85上的数据。这简化了记录信号处理电路的结构，并可减小电路尺寸。
在本例中，通过增大和缩短可改写区域中的第一和第二保护数据区23和18，数据区17的位置可移位。另一方面，可以增大和缩短间隙区13和缓冲区19。也可以使用这些区域的增大和缩短的组合。
(例7)
在例6中，描述了可改写区域和只读区域中的扇区10和30上的典型数据系列。如图10A和11A所示，在可改写区域中预同步区44在VFO区15之后和数据区17之前形成，而在只读区域中预同步区46在VFO区84之后和数据区37之前形成。
在图23所示的常规光盘中，例如，数据区450直接跟在VFO区403之后。数据区450由多个带有位于相应数据块之前的数据同步系列404a，404b，...的数据块405a，405b，...构成。
在这种常规数据格式中，在再生时，在利用VFO区403稳定PLL电路的时钟产生之后，检测数据同步系列404a。通过数据同步系列404a的检测，识别数据区450的头部以便再生第一数据块405a。
上述常规结构具有如下缺点。如果光盘的记录膜在规定用于第一数据块405a的开始定时的第一数据同步系列404a部分处损坏，例如，在要读取的同步数据中出现错误，则不能规定第一数据块405a的开始位置。
此外，在不能规定第一数据块405a的开始位置时，不仅是第一数据块405a，而且还有随后的数据块405b的块号也不能被规定。因此在整个扇区的数据区450上产生错误，并且数据的读取变得不可能。
但是，按照具有跟在VFO区之后的预同步区的上述例6中的数据格式，即使在数据区的第一数据同步系列中出现错误，也能以高的可靠性检测第一数据块的开始定时。
在例7中，将详细描述预同步区。
图14A展示本例的光盘的可改写区域中一个扇区的数据格式。图14B展示本例的光盘的只读区域中一个扇区的数据格式。在图14A和14B中，与前面例子中相同的部分用相同的参考标号表示。
参看图14A，扇区10包括头标区80(扇区识别数据PID)，镜区12(M)，间隙区13(GAP)，第一保护数据区23(GD1)，VFO区15，预同步区44(PSY)，第一数据区17(DATA)，后同步码区45(PA)，第二保护数据区18(GD2)和缓冲区19(BUF)。第一数据区17被分成带有位于相应数据块之前的第一数据同步系列4a，4b，...的多个数据块5a，5b，...。
镜区12是其上没有形成凹坑或凹槽的平坦部分，并用来获得跟踪的偏差。第一和第二保护数据区23和18存储用来补偿因热负载造成的循环退化(cycle degradation)的预定数据图形。第一保护数据区23位于记录数据的头部，而第二保护数据区18位于记录数据的末端。间隙区13缓冲数据记录的始端的信号干扰，并设定记录激光功率。VFO区15包括第三数据同步系列，在该第三数据同步系列中顺序记录了单个周期的预定码。预同步区44包括用于规定数据再生的开始位置的第二数据同步系列，在本例中将对其进行描述。后同步码区45终止调制码，并使得再生信号处理能够稳定地移位到下一个扇区。
参看图14B，在只读区域中，扇区30包括代替可改写区域中的间隙区13和第一保护数据区23的填充区82(DMY)和后同步码区83(PA)，代替可改写区域中的第二保护数据区18和缓冲区19的填充区85(DMY)和后同步码区86(PA)，以便使跟踪稳定。其它部分与图14A中所示的扇区10的部分相同。下面将详细描述记录在可改写区域中的扇区10的预同步区44上和只读区域中的扇区30的预同步区46上的第二数据同步系列。在下面的描述中，将扇区10的预同步区44作为例子来描述。应该明白也可将同样的数据用于扇区30的预同步区46。
如上所述，本例的数据格式包括在作为数据区的头部的第一数据同步系列4a和第三数据同步系列(VFO区15或84)之间附加有第二数据同步系列(预同步区44或46)的数据序列。有高自相关并且不在其它数据部分中出现的预定图形被用做第二数据同步系列，从而可以在码序列中检测特定的位置。
在信号再生时，首先再生第三数据同步系列(VFO区15)，以便通过检测单个周期重复图形，使得能够产生PLL电路的时钟并稳定PLL电路。在时钟的产生充分稳定后，检测第二数据同步系列(预同步区44)的位置。根据这一检测的位置，可以规定位于数据区头部的第一数据同步系列4a的读取开始位置。通过第一数据同步系列4a的使用，建立与数据区17的数据的同步，并从而可以以更精确的定时对数据进行再生。
在如图14A所示数据区17被分成多个数据块的情况下，在数据区17上形成多个第一数据同步系列4a，4b，...。这增大了冗余度，并因此，为了保证足够的用于用户数据的记录区，应该缩短每个数据同步系列。相反，由于在一个扇区中只存在一个第二数据同步系列(PSY44)，因此可以使第二数据同步系列较长。
这样，在本例中，必定可以检测较长的第二数据同步系列(PSY44)的位置。根据检测的第二数据同步系列(PSY44)的位置，可以识别位于数据区17的头部的第一数据同步系列4a的读取开始位置。这使第一数据同步系列4a能被缩短，而不降低对它的稳定检测。
下面将描述第二数据同步系列的典型码图形。在本例中，作为记录码，使用将8位数据转换成记录码的16通道位的8/16码，所述记录码具有最小为3通道位到最大为11通道位的位长。一个通道位的间隔由T表示。数据以NRZI码表示，在这种码中信号电平在位“1”处反转，而在位“0”处不反转。第二数据同步系列需要满足记录码的标记/空白长度的限制。
因此，最短的记录位长是“100”。为保证稳定的再生，第三数据同步系列(VFO区15)需要具有长于最短记录位的周期，并包括保证PLL的时钟产生的许多边缘信息(电平反转)。因此在本例中，由“1000”的重复构成的码系列被用做要记录在VFO区15上的第三数据同步系列。因此VFO区15的标记/空白的长度是4T。
由于如上所述预同步区44的第二数据同步系列是在利用VFO区15的第三数据同步系列进行时钟同步之后被检测的，因此使用能够对每4T进行同步的码进一步保证了同步再生。因此，使用4通道位图形的组合作为第二数据同步系列是有效的。
在第二数据同步系列的标记/空白长度的平均值接近VFO区的第三数据同步系列的重复图形(以下称为VFO图形)的周期的情况下，以NRZI码表示的符号“1”在两个数据同步系列之间位于类似的位置上。这增加了错误地检测用于第二数据同步系列的VFO图形的可能性。因此在本例中，使第二数据同步系列和VFO区之间的码间距离较长。但是，为了使第二数据同步系列的标记/空白长度的平均值小于VFO图形的周期4T，常需要包含作为最短记录位长的图形3T。这降低了进行数据再生时的稳定性。为克服这一问题，使第二数据同步系列的标记/空白长度的平均值长于VFO区的周期4T。
在本例中第二数据同步系列是4位长，并由包括具有单个电平反转即“0001”，“0010”，“0100”和“1000”的码符号和不具有电平反转即“0000”的码符号的多个码符号的组合。
下面将描述另一个构成第二数据同步系列的码系列的特定例子。在本例中，使用上述8/16转换码。如在下面将描述的，由于2字节码被用做第一数据同步系列，因此将三字节用于第二数据同步系列。当用8/16转换码进行转换时，第二数据同步系列具有作为记录通道位的48位的长度。即，就上述4位长码符号的组合而论，它具有12个符号的长度。下面将描述码系列的四个特定例子。
(1)码系列的第一例(图形1)
“0100 0010 0100 0010 0010 0010 0100 0100 1000 0010 01001000”
图形1与ISO/IEC 10089中标准化的图形相同，并由三种类型的符号“0100”、“0010”、“1000”构成。
(2)码系列的第二例(图形2)
“1000 0100 0100 1000 0010 0001 0000 1000 0010 0100 01000001”
图形2由五种类型的符号“0100”、“0010”、“1000”、“0001”、“0000”构成。
(3)码系列的第三例(图形3)
“0000 0100 0100 1000 0010 0001 0010 0000 1000 0010 00010001”
图形3由与图形2相同的五种类型的符号构成。
(4)码系列的第四例(图形4)
“0000 0100 0100 1000 0010 0001 0010 0000 1000 0010 00010000”
图形4也由与图形2相同的五种类型的符号构成。该图形被本发明的发明人唯一地发现，并且作为插入VFO区15和数据区17之间的PSY区44的数据系列，显示出对错误的抵抗力和极好的检测结果。
图15展示在标记/空白长度的平均值、最大和最小标记/空白长度、构成图形的符号数和数字总和值(DSV的绝对值)方面上述图形1到4的特性比较。
如从图15可看出的，在所有图形中产生的最大和最小标记/空白长度分别为3T和6T，满足对于用8/16调制码进行调制的极限值(最大长度11T，最小长度3T)。
图形1到4的标记/空白长度的平均值最好不同于如上所述的第三数据同步系列的重复周期4T。如从图15可看出的，图形1的标记/空白长度的平均值是较接近4T的3.7T。这是因为构成图形1的码系列的所有三种类型的符号都在四位中包括“1”。由于图形1不包括符号“0000”，因此难于获得大于4T的标记/空白长度的平均值。
相反，由于图形2到4的码系列由包括符号“0000”的五种类型的符号构成，因此可以使标记/空白长度的平均值长于4T。
数字总和值(DSV)可以用做代表记录码的特性的指标。DSV是通过将作为以NRZI码所表示的“1”和“0”分别转换成“1”和“-1”，并将码的所有位相加而获得的。当数字总和值为零时，包括在记录码中的DC分量为零，并因此再生信号中的DC分量不改变。这使得稳定地将再生信号转换成二进制值成为可能。每个图形的数字总和值如图15中所示。图形4的DSV是0。
下面将描述第二数据同步系列(PSY区)的检测。
图16展示用于检测第二数据同步系列的PSY检测电路200。参看图16，PSY检测电路200包括第一移位寄存器91，第二寄存器92，匹配数计数器(match number counter)93，阈值电路94，同步检测允许产生电路95和AND(与)电路96。在本例中，如上所述，假设第二数据同步系列具有48位，并用S0到S11表示构成第二数据同步系列的12个4位符号。因此第二数据同步系列的图形用符号序列S0，S1，S2，...S11表示。
首先，在第二寄存器92中保存第二数据同步系列(符号序列)S0，S1，S2，...S11的图形。然后，在顺序移位的同时将用于PSY检测的再生信号输入到第一移位寄存器91中。然后将保存在第二寄存器92中的第二同步系列S0到S11与再生信号按每四位即每符号进行比较。利用匹配数计数器93对匹配的符号的数进行计数，然后将计数值输出到阈值电路94中。阈值电路94具有用于确定第二数据同步系列是否已被检测的预置的阈值。当从匹配数计数器93输出的计数值超过该阈值时，就从阈值电路94输出检测信号。
例如，假设阈值被预置为8，则当输入再生信号与第二同步系列S0到S11有8个符号或更多个符号匹配时，阈值电路94就输出检测信号。只要在再生信号中不出现错误，则当通过对第一移位寄存器91的每位逐一进行移位来精确地检测第二数据同步系列时，所有12个符号都应与第一移位寄存器91的信号值匹配。同步检测允许产生电路95输出表示在其间应检测到第二数据同步系列的时间段的门信号。当阈值电路94在此检测时间段期间检测到第二数据同步系列时，就从AND电路96向系统控制电路(未示出)输出用于第二数据同步系列的检测信号。
在本例中，图形匹配是按每个4位符号进行的。图形匹配也可以以另一位数进行，例如按每位进行。
下面将描述带有分配给每个区的特定码图形的图14A(或图14B)所示数据格式的特定例子。图17展示从VFO区15到第一数据块5a的数据格式的一部分的例子。
参看图17，VFO区15至少具有64位作为第三数据同步系列的“1000”的重复图形。跟在PSY区44的第二数据同步系列之后的数据区17的第一数据同步系列4a具有“00010010010001000000000000010001”的32位图形4a-1或“00010010000001000000000000010001”的32位图形4a-2。假设跟在第一数据同步系列4a之后的数据块5a的头部分为任意的16位。
下面，将描述使用上述第二数据同步系列的图形1到4(图形1到4)在PSY检测中获得的图形匹配。
如图17所示，使用48位宽的检测窗口97进行第二数据同步系列的检测。基准位置被定义为只要不出现错误就应获得所有12个符号的匹配的位置。在检测时，检测窗口97在从基准位置算起的-64位到+48位的范围内移位。将输入信号的每四位与如上所述的第二数据同步系列的每个符号进行比较，以获得图形匹配数。结果示于图19A和19B中。图19A和19B中所示曲线一般称为自相关函数曲线。图形匹配数的阈值被预置为8个符号，八个符号或更多符号匹配的位置被确定为用于第二数据同步系列的检测位置。
为考虑在第二数据同步系列的检测时第一数据同步系列4a和数据块5a的影响，图19A和19B中所示的结果已被按下面的方式确定。选择第一数据同步系列的图形4a-1和4a-2之一，从而使所选择的图形每次都能给出较大的图形匹配数(即，选择对第二数据同步系列的检测有更多负面影响的图形)。当检测窗口97从基准位置开始向右移位约40位或更多位时，跟在第一数据同步系列4a后面的数据块5a被包括在如图17所示的检测窗口97的范围内。在这种情况下，数据块5a(16位)的图形极大地影响第二数据同步系列的检测。为做最坏的准备，在本例中使用图形匹配数最大的数据块5a(16位)的图形。
结果，如从图19A和19B将可看出的，当检测窗口97从基准位置(即位移位为0的位置)开始向左移位时，最大图形匹配数对于图形1是5，而对于图形4是4。同样，当检测窗口97在从基准位置算起40位的范围内从基准位置开始向右移位时，最大图形匹配数对于图形1是6，而对于图形4是4。希望在检测窗口97从基准位置开始移位时图形匹配数尽可能小，以防止第二数据同步系列被错误地检测。因此，在使用图形4时与位移位有关的自相关特性较好。
已检查了出现边缘移位或限制电平变化时第二数据同步系列的每个图形的自相关性。这里，1位边缘移位例如是指应该为“00100”的再生信号变为“01000”或“00010”的情况。图18A到18C是展示限制电平变化的曲线。限制电平被用做用来将再生信号数字化成二进制值的度量标准。当采样的再生信号的值大于限制电平时，它被设置为“1”。数字化二进制值的结构以NRZI码表示。限制电平一般被设置在再生信号的幅度的中心，如图18A所示。但是限制电平可以如图18B所示升高，或如图18C所示降低，使用于数字化成二进制值的度量标准改变。结果，如图18A所示应该再生为NRZI码的“10001000”的信号系列在限制电平升高(图18B)时被再生为“10010000”或在信号电平降低(图18C)时被再生为“10000100”。
图20A和20B展示在用于检测第二数据同步系列的检测窗口97范围内的任意一个到三个位置上出现1位边缘移位时图形匹配的最坏值的结果。图20C展示在因限制电平升高使VFO区15的图形从原来的“10001000”改变为移位的“10010000”，并且PSY区的第二数据同步系列也受到类似的改变时获得的图形匹配的结果。同样，图形20D展示在限制电平降低时图形匹配的结果。
如图20A和20B所示，随着边缘移位数增加一个，总的来说几乎在所有位的位置上图形匹配数都增加1。结果，如从图20A可看出的，在图形1的情况下，当边缘移位出现在两个位置时，即使在检测窗口97的基准位置之外的位置上，图形匹配数也变为8。这可能引起误检测。但在图形4的情况下，即使当边缘移位出现在两个位置时，在检测窗口97的基准位置之外的位置上，图形匹配数最大也为6。因此误检测的可能性较小。
如从图20C可看出的，在图形1的情况下，当检测窗口97从基准位置开始向左(向图中的负数)移位64到48位以便检测时，即当在限制电平变化的情况下用VFO区15的信号系列进行图形匹配时，存在图形匹配数突然增加(其值是8)的位置。这将被错误地检测为第二数据同步系列。但在图形4的情况下，即使当限制电平改变时，在检测窗口97的基准位置向左的位置上图形匹配数最大也为5。因此误检测的可能性较小。
这样，最好将图形4作为要记录在PSY区的第二同步系列，因为它有作为记录码的良好特性，并且具有较小的因边缘移位或限制电平的改变而引起同步信号的误检测的可能性。
工业实用性
这样，根据本发明的光盘，在凹槽轨道和凸面轨道的任何一个被跟踪时，第一头标区的扇区识别数据被再生。这消除了为凹槽轨道和凸面轨道的每一个提供专用头标区的必要性。
关于可改写区域的预先格式，通过从凹槽轨道的中心线向外和向内摆动用于切割和形成导向凹槽(凹槽轨道)的光束，可以容易地以高精度在光盘上形成第一头标区。这消除了为在可改写区域中形成头标区而提供额外的专用光源的必要性。
这样，根据本发明的光盘，使用用于切割的单一光源，可以容易地以高精度形成可改写区域的预先格式。这使得当在一个光盘上既形成有可改写区域又形成有只读区域时，有可能使用常规切割机器形成预先格式。
根据本发明，使只读区域中的扇区长度、每个扇区中的头标区长度和数据区长度等于可改写区域中的扇区长度、每个扇区中的头标区长度和数据区长度。结果，只读区域的数据格式与可改写区域的数据格式匹配。这使得有可能统一只读区域和可改写区域的扇区管理，从而统一诸如扇区检索这样的处理。
根据本发明，在只读区域中的信息数据区之前和之后提供了伪数据区。借助这种排列，可以使只读区域中的扇区长度、头标区长度和要记录在扇区上的数据长度等于可改写区域中的扇区长度、头标区长度和要记录在扇区上的数据长度。这使得有可能统一只读区域和可改写区域的扇区管理，从而统一诸如扇区检索这样的信号处理。
根据本发明的光盘，当可改写区域和只读区域形成在一个光盘上时，不需要单独的用于可改写区域和只读区域的再生信号处理电路，而是一个再生信号处理电路可以被共享。这使得有可能减小光盘记录/再生设备的电路尺寸。这样，可以实现具有更简单的电路结构和更高可靠性的再生信号处理电路。
根据本发明，即使在将相位误差检测方法用于伺服跟踪时，也能够稳定地检测跟踪误差信号，使得能够有相对稳定的伺服跟踪。同时，通过在相邻轨道上对于第二伪数据区使用不同的数据同步系列，可以稳定伺服跟踪，并且必然可以检测信息数据区的开始。
根据本发明，用伪数据填充只读区域中剩下的在其上没有记录数据的扇区。借助这种填充，可改写区域总是可以从轨道的头部开始，进而实现有效的扇区管理。
根据本发明，将具有高自相关的第二数据同步系列用于预同步区。这使得有可能以高可靠性检测预同步区。结果，可以高精度地规定跟在预同步区后面的数据区的开始位置。这使得有可能稳定地对记录的数据进行再生。
至于第二数据同步系列的构成，使第二数据同步系列的标记/空白长度的平均值长于VFO区的平均值。这使第二数据同步系列难以与用于VFO区的数据同步系列匹配。这即使是在再生信号中不出现错误的情况下或者在出现边缘移位或限制电平改变的情况下也是有效的。因此，用于预同步区的这种第二数据同步系列对错误有抵抗力，并且提供极好的检测结果。
通过将第二数据同步系列的数字总和值设定在基本为零，DC分量不会改变，从而使再生信号的稳定性不会因附加了第二数据同步系列而变坏。
满足调制码规则下的极限值的第二数据同步系列防止了诸如因记录在光盘上的记录标记太小引起的波形干扰这样的问题，和诸如因太大的标记引起信号的反转间隔太长而造成不稳定时钟同步这样的问题。

Claims (2)

1、具有可改写的第一记录区域和只读的第二记录区域的光盘，其中，第一记录区域包括由凹槽轨道和凸面轨道构成的第一轨道，该凹槽轨道由凹槽构成，该凸面轨道由凹槽间部分构成，凹槽轨道和凸面轨道以螺旋形或同心形交替形成在光盘基片上，每个第一轨道被分成多个第一扇区，每个第一扇区包括第一头标区和第一数据区，该第一头标区具有用于识别第一扇区的识别数据，该第一数据区用于通过改变记录表面的光学特性来形成记录标记从而记录用户数据，
第二记录区域包括形成有物理的凹坑排的第二轨道，该凹坑排以螺旋形或同心形排列在光盘基片上，每个第二轨道被分成多个第二扇区，每个第二扇区包括第二头标区和第二数据区，该第二头标区具有用于识别第二扇区的识别数据，该第二数据区具有被记录为凹坑排的只读数据，
第一头标区包括物理的第一凹坑排，第一凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度等于凹槽轨道的宽度，并且从凹槽轨道的中心线向外或向内以凹槽轨道的间距的约四分之一摆动，并且
第二头标区包括物理的第二凹坑排，第二凹坑排的每个凹坑在光盘径向上的宽度小于凹槽轨道的宽度，并且基本上沿着第二轨道的中心线形成。
2、一种再生装置，用于再生根据权利要求1的光盘，该再生装置包括：
第一检测部分，用于检测来自第一记录区域的第一头标区的信号；
第二检测部分，用于检测来自第一记录区域的第一数据区的信号，和来自第二记录区域的信号；
切换部分，用于选择性地输出第一检测部分和第二检测部分的输出之一；
再生部分，用于基于切换部分的输出产生一个再生的信号，
其中所述第一检测部分，包括一个2部件光检测器和一个差分放大器，该差分放大器产生一个表示从该2部件光检测器所得到的两个检测信号的差的差信号，及
所述第二检测部分，包括该2部件光检测器和一个加法放大器，该加法放大器产生一个表示从该2部件光检测器所得到的两个检测信号的和的和信号。
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