光盘、光盘记录设备和方法及光盘重放设备和方法 本发明涉及光盘、光盘记录设备、光盘记录方法、光盘重放设备和光盘重放方法，且本发明可应用于例如可由常规的小型光盘(compact disk)播放装置所重放的高音质光盘及与此光盘有关的设备。本发明旨在提供这样的内容，这些内容可由常规的光盘设备重放，且可通过部分改变光学特性(具有不影响通过激光束辐射检测到的第一和第二区域的检测结果的程度)来记录第二信息，从而以更高的质量重放这些内容。
通常，在小型光盘中，对音频数据流进行EFM调制(八到十四调制)，从而依据与就预定基准周期T而言的周期3T到11T相应的长度依次形成凹区(pit)和空白(space)，从而使得可记录音频数据等。
更具体来说，在小型光盘中，通过使音频信号经过模拟-数字转换处理来产生音频数据，并把纠错码(ECC)等添加到此音频数据上。在小型光盘中，对以此方式产生的8位数据流进行交错(interleave)及进行进一步的EFM调制。在小型光盘中，通过此EFM调制把每个8位数据转换成14位的数据，且进一步以3位的耦合数据来连接每个14位的数据以转换成串行数据。
在小型光盘中，通过依据此串行数据进行激光束的开-关控制，依次形成凹区和凸区(land)，从而通过把此串行数据的通道(channel)时钟的周期T用作基准周期，依据与此基准周期T的整数倍的周期相应的长度重复凹区和空白，从而使得可记录音频数据。
对此，在小型光盘播放装置中，接收到通过把激光束辐射到小型光盘上而获得地返回的光并处理光接收结果，从而产生其信号电平依据凹区和空白而变化的重放信号。此外，以二进制值来识别此重放信号以对记录期间产生的串行数据进行解调，依据记录期间的处理来处理此串行数据，从而重放此音频数据。
作为其上记录视频数据和音频数据而不只是音频数据的光盘，有DVD(数字化视频光盘)。类似于小型光盘，在DVD中，也依据与基准周期T相应的长度的整数倍的长度来重复凹区和空白，从而使得可记录视频数据和音频数据。
对用于已在市场上销售的小型光盘播放装置等的光盘，如果可以更高的质量来提供各种内容，则可期望诸如扩大这种光盘的应用范围等优点。
在此情况下，还想要由常规的小型光盘播放装置来重放这种类型的内容。
通过考虑以上各点来实现本发明。本发明的一个目的是提供一种可提供较高质量的内容甚至能由常规的光盘设备重放的光盘及应用于此光盘的一种光盘记录设备、一种光盘记录方法、一种光盘重放设备和一种光盘重放方法。
为了实现上述目的，依据本发明的第一方面，提供了一种光盘，其中通过部分改变第一和第二区域的光学特性来记录第二信息，这种改变具有不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度，第二信息是能提高第一信息所表示的内容的质量的信息。
依据本发明的第二方面，提供了一种光盘记录设备，其中信号叠加装置以这样的方式把第二信息叠加到调制信号上，从而给第一和第二区域提供光学特性的部分改变，这种改变具有不影响通过辐射重放激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度。
依据本发明的第三方面，提供了一种光盘记录方法，它包括以下步骤：把第二信息叠加到调制信号上，从而给第一和第二区域提供第一和第二区域的光学特性的部分改变，这种改变具有不影响通过辐射重放激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度。
依据本发明的第四方面，提供了一种光盘重放设备，它包括：第一信息重放装置，用于重放通过把一时钟用作基准以二进制值识别重放信号来重复表现出不同光学特性的第一区域和第二区域所记录的第一信息；二进制化装置，用于把重放信号二进制化以产生二进制信号；第二信息重放装置，通过根据二进制信号确定预定定时的重放信号的信号电平来检测通过部分改变第一和第二区域中至少一个区域的光学特性所记录的第二信息；以及组合装置，用于组合第一和第二信息。
依据本发明的第五方面，提供了一种光盘重放方法，它包括以下步骤：相对于依据基本上为预定基准长度的整数倍的长度的激光束辐射，重放通过重复表现出不同光学特性的第一区域和第二区域所记录的第一信息；重放通过部分改变第一和第二区域之一的光学特性而记录的第二信息，这种改变具有不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度；以及组合第一和第二信息并输出它。
依据本发明第一方面的光盘，通过部分改变第一区域和第二区域中至少一个区域的光学特性来记录第二信息，这种改变具有不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度，从而的可记录第二信息而不阻碍第一信息的重放。结果，通过使此第二信息表示能提高第一信息所表示的内容的质量的信息，可提供甚至可被常规的光盘设备重放的更高质量的内容。
此外，依据本发明第二方面的光盘记录设备，信号叠加装置把第二信息叠加到调制信号上，从而给第一和第二区域中的至少一个区域提供光学特性的部分改变，这种改变具有不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度。因而，可记录第二信息而不阻碍第一信息的重放并可提供甚至可被常规的光盘设备重放的更高质量的内容。
此外，依据本发明第三方面的光盘记录方法，把第二信息叠加到调制信号上，从而给第一和第二区域中的至少一个区域提供光学特性的部分改变，这种改变具有不影响通过辐射重放激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度。因而，可记录第二信息而不阻碍第一信息的重放并可提供甚至可被常规的光盘设备重放的更高质量的内容。
此外，依据本发明第四方面的光盘重放设备，第一信息重放装置重放通过使用一时钟作为基准以二进制识别重放信号来重复表现出不同光学特性的第一区域和第二区域所记录的第一信息。二进制化装置把重放信号二进制化以产生二进制信号。第二信息重放装置通过根据二进制信号确定预定定时的重放信号的信号电平来检测通过部分改变第一和第二区域中至少一个区域的光学特性所记录的第二信息。组合装置组合第一和第二信息。因而，例如，可通过重放以凹区和空白所记录的第一信息及通过部分改变凹区的宽度等所记录的第二信息来重放高质量的内容。
依据本发明第五方面的光盘重放方法，依据基本上为预定基准长度的整数倍的长度，重放通过重复相对于激光束的辐射表现出不同光学特性的第一区域和第二区域所记录的第一信息。重放通过部分改变第一和第二区域中至少一个区域的光学特性而记录的第二信息，这种改变具有不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果的程度，且组合第一和第二信息。因而，例如，可通过重放以凹区和空白所记录的第一信息及通过部分改变凹区的宽度等所记录的第二信息来重放高质量的内容。
从以下详细描述并结合附图将使本发明的以上和进一步目的、方面和新特征变得更加明显起来。
图1是示出依据本发明一个实施例的光盘记录设备的方框图。
图2是示出图1的光盘记录设备中的位分割电路的方框图。
图3是示出图1的光盘记录设备中的4T模式添加电路的方框图。
图4是示出图1的光盘记录设备中的信号叠加电路的方框图。
图5是示出图1的光盘记录设备中的信号纠正电路的方框图。
图6是示出图1的光盘记录设备的操作的时序图。
图7是示出相对于图6翻转EFM信号的极性的情况的时序图。
图8是示出常规的小型光盘播放装置的整个结构的方框图。
图9是示出专用于图1的光盘记录设备的光盘的光盘重放设备的整个结构的方框图。
图10是示出图9的光盘重放设备中的副信号检测电路的方框图。
图11是示出图9的光盘重放设备中的位组合电路的结构的方框图。
以下参考适当的附图来详细地描述本发明的一个实施例。
(1)本实施例的结果
图1是示出依据本发明一个实施例的光盘记录设备的方框图。光盘记录设备1驱动切割机2，从而在原版盘4上记录从数字音频磁带记录器3输出的高音质的数字音频信号SA。
在光盘制造步骤中，原版盘4在被加工(develop)后，经过电铸(electroforming)工艺而产生母盘，由此母盘来生产压模(stamper)。此外，在光盘制造步骤中，从以此方式生产的压模大量生产盘状基底，在每个盘状基底上形成反射膜和保护膜，从而大量生产光盘。
切割机2依据由数字音频信号SA所产生的调制信号SD依次曝光原版盘4。即，在切割机2中，主轴电动机5旋转地驱动原版盘4，固定在底部的FG信号发生器输出一FG信号FG，其信号电平对每个预定旋转角升高。主轴伺服电路6依据原版盘4的曝光位置而驱动主轴电动机5，从而此FG信号FG的频率成为预定频率，从而驱动原版盘4以预定旋转速度旋转。
由气体激光器等形成的激光器7发出用来曝光原版盘4的激光束L1。由声-光调制器(AOM)构成的光调制器8依据调制信号SD控制激光束L1的光量，从而输出其光量依据调制信号SD的信号电平而变化的激光束L2。
反射镜9使此激光束L2的光路弯曲，从而激光束L2指向原版盘4。物镜10会聚由此反射镜9反射到原版盘4上的激光束L2。利用滑板机构(未示出)使反射镜9和物镜10在原版盘4旋转的同时依次沿原版盘4的外侧区域的方向移动，从而使激光束L2的曝光位置向原版盘4的外侧区域偏移。
其结果时，在切割机2中，通过反射镜9与物镜10在原版4被旋转驱动的状态下的移动而形成螺旋形式的轨道(track)，依据调制信号SD通过辐射激光束L2来曝光此轨道。
数字音频磁带记录器3对每一字节输出18位的数字音频信号SA，每个字节是如此形成的，从而其位数比常规的小型光盘增加两位。
位分割电路15把此18位的音频数据分割成最高阶的8位、随后的8位以及最低阶的2位，以时分方式多路复用最高阶的8位和随后的8位并输出。结果，位分割电路15把18位并行音频数据的高阶16位分割成8位并行数据并以与生产常规小型光盘的情况相类似的方式输出。
在此光盘记录设备1中，把以此方式从18位并行音频数据中分割而来的高阶16位音频数据以类似于常规小型光盘的方式记录在原版盘4上。结果，依据与就基准周期T而言的周期3T到13T相应的凹区长度和空白长度，把高阶16位的音频数据记录在原版盘4上。以下，把以此方式产生的8位并行音频数据叫做主音频信号SB。
此外，位分割电路15把低阶2位的数据分割成一位数据以相应于高阶16位的数据处理，且以时分方式多路复用此一位数据并输出。以下，把以此方式输出的一位音频数据叫做副音频信号SC。
EFM调制电路16处理从位分割电路15输出的主音频信号SB，并以与生产常规小型光盘的情况相类似的方式输出EFM信号EFM。即，EFM调制电路16把子码数据加到主音频信号SB并添加纠错码。此外，EFM调制电路16交错主音频信号SB、子码数据和纠错码，其后EFM调制电路16进行EFM调制。结果，EFM调制电路16把主音频信号SB等转换成8位并行的14位并行数据流。
此外，EFM调制电路16在每个字节之间插入3个耦合位，把此14位并行数据流转换成串行数据流，对此串行数据流进行NRZI(不归零翻转)调制，并输出EFM信号EFM。依据与14位音频数据的模式相应的逻辑电平来插入这3个耦合位，从而此串行数据流的数字总和值(DSV)在值0附近变化，从而在由此光盘记录设备1所生产的光盘中，最短凹区长度、最短空白长度、最长凹区长度和最长空白长度受到限制。以下，通过假设以此方式连接的14位并行数据及随后的3个耦合位是EFM信号的一个字节来给出描述。
此外，在这些处理中，EFM调制电路16在预定的周期处插入一同步模式，以产生EFM信号EFM。
通过处理此EFM信号EFM的耦合位，4T模式添加电路17处理EFM信号EFM，从而把周期4T的至少一个模式分配给EFM信号EFM的一个字节从而完全不影响依据EFM信号EFM重放的音频数据，并输出该模式。这里，这种4T或更大周期的模式指对于4T或更大的周期把逻辑电平保持在固定值的部分。
信号叠加电路18接收4T模式添加电路17的输出信号EFMM，并检测在此输出信号EFMM中出现4T或更大模式的定时。此外，信号叠加电路18在来自此定时检测结果的4T或更大模式的预定定时处，依据副音频信号SC来调制4T模式添加电路17的输出信号EFMM，并输出其中把副音频信号SC叠加到输出信号EFMM上的叠加EFM信号SE。
当常规的小型光盘播放装置将要重放此光盘记录设备1所生产的光盘时，信号纠正电路19纠正叠加EFM信号SE的边缘的定时，从而对依据预定阈值把激光束辐射到此光盘上而获得的重放信号进行二进制化而获得的二进制信号变得几乎等于EFM信号EFM，即从而可以足够的相位容限来重放高阶16位的音频数据，并输出调制信号SD。结果，信号纠正电路19防止因叠加副音频信号SC这一事实而引起的对重放信号的影响。此外，信号纠正电路19纠正边缘定时来纠正码间干扰，从而减少码间干扰所引起的抖动(jitter)。
图2是详细地示出位分割电路15的方框图。在位分割电路15中，把依次输入的数字音频信号SA输入到接口电路(IF)21(它与数字音频磁带记录器3的一部分相接)，并输出并行的18位。还输出数据选择信号DS，它是与此音频数据同步的基准信号。
锁存电路(R)22锁存从接口电路21输出的18位并行音频数据的高阶8位数据D17到D10，并输出。此外，锁存电路(R)23锁存从接口电路21输出的18位并行音频数据的高阶8位后的8位数据D9到D2，并输出。
触发电路(FF)24和25分别锁存接在后面的一位音频数据D1和D0，并输出。其结果是，位分割电路15从高阶一侧把18位数字音频信号SA分割成8位、8位、1位及1位。
以数据选择信号DS作为基准进行操作的选择器26选择性地输出锁存电路22和23的输出数据，从而交替排列数字音频信号SA的高阶8位和随后8位以便以时分方式对它们进行多路复用，且输出该数据作为主音频信号SB。以数据选择信号DS作为基准进行操作的选择器27选择性地输出触发电路24和25的输出数据，从而交替排列数字音频信号SA的第二最低阶位和最低阶位以便以时分方式对它们进行多路复用，且输出这两位作为副音频信号SC。
结果，在此光盘记录设备1中，以与生产常规小型光盘的情况相类似的方式，以8位为单位对数字音频信号SA的高阶16位数据进行划界，其后由EFM调制电路16把它转换成EFM信号EFM，然后把它提供给4T模式添加电路17。还对2个低阶位进行划界以相应于对高阶一侧所进行的划界处理，并输出它们。
图3是详细地示出4T模式添加电路17的方框图。在此4T模式添加电路17中，把EFM信号EFM作为基准进行操作的时序发生器(TG)30输出与EFM信号EFM的位同步的通道时钟CK以及与EFM信号EFM的字节同步的字节时钟BYP。其结果是，以17个通道时钟CK的周期重复字节时钟BYP。
NRZI解码电路31对EFM信号EFM进行NRZI解码，并再生其中把3位耦合位加到14位的EFM调制音频数据上的串行数据流。更具体来说，把时钟CK用作基准，NRZI解码电路31设定其中EFM信号EFM变为逻辑“1”的通道以及其中EFM信号EFM不变为逻辑“0”的通道，并对EFM信号EFM进行解码。
结果，例如，当EFM信号EFM的一个字节为逻辑“00111000111000111”时，NRZI解码电路31从这一字节中再生逻辑为“01001001001001001”的串行数据流。此外，在逻辑为“11000111000111000”从而相对于这一字节翻转每一位的逻辑电平的情况下，以类似的方式再生逻辑为“01001001001001001”的串行数据流，在此情况下解码结果相同。
把字节时钟BYP作为基准进行操作的串行-并行转换电路32依次接受从NRZI解码电路31输出的串行数据流的输入，把它转换成并行数据并输出。结果，串行-并行转换电路32输出由NRZI解码电路31所再生的串行数据流作为17个并行位。
转换表33(它是由ROM(只读存储器)形成的表)访问从串行-并行转换电路32输出的17位并行数据DB所保存的内容，并输出相应的数据DX。转换表33通过此处理把至少一次连续3位为逻辑“0”的模式分配给数据DX的这个字节。
结果，在把此输出数据DX转换成串行数据后，转换表33把至少一个周期为4T或更大的模式分配给EFM信号EFMM(它是通过进行NRZI调制而获得的数据流)中的至少一个字节。
此时，转换表33通过设定耦合位中的逻辑电平来设定连续3位为逻辑“0”的模式，从而对音频数据没有影响。
更具体来说，当输入数据DB为“01001001001001001”时，由于从起始位开始到第十四位的音频数据部分中不存在连续3位为逻辑“0”的部分，所以转换表33在此情况下设定耦合位连续3位为逻辑“0”，并输出逻辑为“01001001001001000”的数据DX。
此外，当输入数据DB为逻辑“01001000100000100”时，由于从起始位开始到第十四位的音频数据部分中存在连续3位为逻辑“0”的部分，所以转换表33输出逻辑为“01001000100000100”的数据DX而不改变逻辑电平。
把字节时钟BYP作为基准进行操作的并行-串行转换电路34接受转换表33的输出数据DX的输入，把它转换成串行数据流并输出。
NRZI调制电路35对此并行-串行转换电路34的输出数据进行NRZI调制，从而输出把至少一个4T模式分配给一个字节而形成的EFM信号EFMM。
其结果是，4T模式添加电路17把至少一个周期为4T或更大的模式分配给EFM信号EFM的一个字节，而不影响从EFM信号EFMM再生的音频数据。
图4是详细地示出信号叠加电路18的方框图。在此信号叠加电路18中，把以EFM信号EFMM作为基准进行操作的时序发生器(TG)40输出与EFM信号EFMM的位同步的通道时钟CK及与EFM信号EFMM的字节同步的字节时钟BYP。
把依次输入的EFM信号EFMM输入到串行-并行转换电路41(它把字节时钟BYP作为基准进行操作)，串行-并行转换电路41把它转换成17位并行数据DC(以字节为单位)并输出。
脉冲产生电路42是把此17位并行数据DC和副音频信号SC用作地址来输出与17位并行数据DC相应的输出数据DY的表，该电路依据副音频信号SC的逻辑电平来设定17位并行数据DC中周期为4T或更大的模式的中间部分的逻辑电平位。
更具体来说，例如，当输入逻辑为“01110001110000011”的输入数据DC且副音频信号SC为逻辑“1”时，由于从输入数据DC的低阶一侧的第七位到低阶一侧的第三位连续五个逻辑“0”，所以在此情况下，脉冲产生电路42把这五个连续的中间位设定为逻辑“1”，并输出输出数据DY为逻辑“00000000000010000”。此外，在此情况下，当副音频信号SC为逻辑“0”时，把输出数据D输出为逻辑“00000000000000000”。
相反，当通过以一个字节为单位以此方式对EFM信号EFMM进行划界来观察时，产生了不出现周期为4T或更大的模式。在此情况下，在EFM信号EFMM中，在进行NRZI调制前的一个步骤时，由于4T模式添加电路17把耦合位处理成为连续3位为逻辑“0”，所以在这些耦合位及随后一字节的起始一侧的位中出现4T或更大的模式。
结果，例如，当输入逻辑为“11000111000111000”的输入数据DX且副音频信号SC为逻辑“1”时，脉冲产生电路42把与耦合位相应的位的第二位设定为逻辑“1”，并把输出数据DY输出为逻辑“00000000000000010”。此外，在此情况下，当副音频信号SC为逻辑“0”时，把输出数据DY输出为逻辑“00000000000000000”。
并行-串行转换电路43把此脉冲产生电路42的输出数据转换成串行数据并输出。延迟电路44把此并行-串行转换电路43的输出数据延迟1/2通道时钟并输出，使得把设定脉冲产生电路42中的逻辑“1”的定时延迟1/2通道时钟。
移位寄存器45(它是用于以通道时钟CK依次锁存EFM信号EFMM的移位寄存器)延迟EFM信号EFMM直到从延迟电路44输出相应的输出数据，并输出该数据。其结果是，在信号叠加电路18中，由于移位寄存器45和延迟电路44的这种延迟，所以，例如当在周期为4T或更大的模式下把输出数据DY的逻辑电平设定为逻辑“1”时，把设定此逻辑“1”的定时分配给基本上为周期为4T或更大的模式的中间部分。
异或电路46计算移位寄存器45的输出信号与延迟电路44的输出信号之间的异或，从而产生叠加EFM信号SE并输出。
图5是详细地示出信号纠正电路19的方框图。在此信号纠正电路19中，由晶体振荡电路等形成的振荡电路(0SC)50产生频率基本上高于通道时钟CK的频率的时钟XCK并输出。
模拟-数字转换电路(AD)51把此时钟XCK作为基准对叠加EFM信号SE进行模拟-数字转换处理并输出。
把模拟-数字转换电路51的输出信号输入到FIR(有限脉冲响应)均衡器52，通过加强此输出信号的高频带而输出该信号。结果，当常规小型光盘播放装置来重放由此光盘记录设备1所生产的光盘时，FIR均衡器52纠正叠加EFM信号SE中的边缘定时，从而以预定的阈值电平对通过把激光束辐射到此光盘上而获得的重放信号进行二进制化而获得的的二进制信号变得几乎等于EFM信号EFM，即从而可以足够的相位容限来重放16高阶位的音频数据，且防止因叠加副音频信号SC这一事实而对重放信号产生的影响，而且可进一步减少码间干扰所引起的抖动。
数字-模拟转换电路(DA)53对此FIR均衡器52的输出信号进行数字-模拟转换处理并输出。低通滤波器(LPF)54限制模拟-数字转换电路53的输出信号的频带，从而除去均衡噪声。二进制化电路55对此输出信号进行二进制化，以产生调制信号SD。
结果，此光盘记录设备1所生产的光盘中，依据调制信号SD的逻辑电平形成凹区和空白。此外，在这些凹区和空白中，当在与主音频信号SB相应的部分中出现周期为4T或更大的模式时，在副音频信号SC的逻辑电平为逻辑“1”的情况下，在与基本上为此周期4T或更大模式的中间部分相应的定时颠倒调制信号SD的极性，从而使得部分减小凹区的凹区宽度并在空白中形成非常小的凹区。
相反，当副音频信号SC的逻辑电平为逻辑“0”时，由于在与基本上为此周期为4T或更大的模式相应的定时不颠倒此调制信号SD的极性，所以形成类似于常规小型光盘的凹区和空白。
相反，在这些凹区和空白中，当在与主音频信号SB相应的部分中不出现周期为4T或更大的模式，则在与耦合位相应的部分中出现周期为4T或更大的模式，且与从此周期为4T或更大的模式的扫描起始一侧的边缘开始基本上为1.5T的周期相应的定时处，依据副音频信号SC的逻辑电平来切换调制信号SD的极性。结果，部分减小凹区的凹区宽度，且在依据副音频信号SC的相应的部分的空白中形成非常小的凹区。
更具体来说，如图6和7所示，例如，当给出值A8作为主音频信号SB(图6的部分(A)和(B)及图7的部分(A)和(B))时，在4T模式添加电路17中通过对EFM信号EFM进行NRZI解调而获得的解调结果中，未获得连续3位为逻辑“0”的模式(图6的部分(C)及图7的部分(C))。在此情况下，如图6的部分(D)和图7的部分(D)所示，作为在4T模式添加电路17中使得耦合位的逻辑电平的设置结果，在这些耦合位部分及随后一个字节的起始部分中形成周期为4T或更大的模式。
此外，在以此方式形成的周期为4T或更大的模式部分中，由信号叠加电路18叠加副音频信号SC(图6的部分(E)和图7的部分(E))，从而在与从扫描起始一侧的边缘开始基本上为1.5T的周期相应的定时处，以周期1T来颠倒极性，纠正此叠加信号SE的定时，并形成调制信号SD(图6的部分(F)和图7的部分(F))。
结果，当把这些耦合位的部分分配给一凹区时(如图6的(G1)所示)，当相应的副音频信号SC为逻辑“1”时，如此形成凹区，从而这些凹区中的凹区宽度部分减小。
此外，对于此凹区前后的边缘，由于由信号纠正电路19来纠正调制信号SD边缘的定时，所以这些定时都向扫描起始一侧和扫描终止一侧偏移预定周期δ，从而此偏移通过减小凹区宽度来纠正变化的重放信号的信号电平。图6的部分(G2)示出副音频信号SC为逻辑“0”的情况。在此情况下，形成类似于普通小型光盘的凹区流。
此外，在把这些耦合位部分分配给一空白的情况下，如图7的部分(G1)所示，当相应的副音频信号为逻辑“1”时，在此空白中形成非常小的凹区。
此外，对于此空白前后的凹区边缘，由于由信号纠正电路19来纠正调制信号SD边缘的定时，所以这些定时分别向扫描终止一侧和扫描起始一侧偏移预定周期δ，从而此偏移通过形成宽度非常小的凹区来纠正变化的重放信号的信号电平。图7的部分(G2)示出副音频信号SC为逻辑“0”的情况。在此情况下，形成类似于普通小型光盘的凹区流。
同时，当通过在短周期内中断激光束L2的辐射来减小凹区宽度时，或者相反当通过在短周期内辐射激光束L2形成非常小的凹区时，由凹区宽度的减小及形成非常小的凹区而引起的重放信号电平的变化变为比重放信号的幅度小得多的电平。
结果，在以此方式形成的光盘中，当以与常规类似的小型光盘播放装置来重放此光盘时，通过对依据基本上为0电平的阈值电平TH1而进行的光拾取获得的重放信号HF(图6的部分(H1)和(H2)及图7的部分(H1)和(H2))进行二进制化，可获得与完全不叠加副音频信号SC的情况相类似的二进制信号。
结果，在此光盘中，通过部分改变凹区和空白的光学特性来记录副音频信号SC，这种改变具有对通过辐射激光束检测到的凹区和空白的检测结果没有影响的程度，使得可由重放小型光盘的常规小型光盘播放装置来重放光盘。
与此相对，在光盘中，重放信号HF的信号电平在凹区宽度部分减小的部分以及在形成非常小的凹区的部分中改变，通过设定阈值电平TH2和TH3来检测这些信号电平的改变，从而使得可重放副音频信号SC。
结果，可由用于重放小型光盘的常规小型光盘播放装置来重放此光盘，此外，可通过重放副音频信号SC来提供高质量的音乐内容。
图8是示出用于重放小型光盘的常规小型光盘播放装置60的方框图。
在此小型光盘播放装置60中，主轴电动机61驱动光盘62以预定旋转速度旋转。这里，光盘62为使用参考图1所述的光盘记录设备1所生产的光盘。
光拾取器63接收通过把一激光束辐射到此光盘62上而获得的返回光，并从此光接收结果中产生其信号电平依据跟踪误差的数量而变化的跟踪误差信号、其信号电平依据聚焦误差的数量而变化的聚焦误差信号以及其信号电平依据光盘的凹区和空白而变化的重放信号HF。在光拾取器63中，由伺服电路(未示出)根据跟踪误差信号和聚焦误差信号来进行跟踪控制和聚焦控制。此外，在小型光盘播放装置60中，如此驱动主轴电动机61，从而从重放信号HF检测到的时钟达到预定频率。
其结果是，在光盘62中，由于以如上所述的方式来纠正凹区的定时从而防止码间干扰和所叠加的副音频信号SC所产生的影响，所以在常规结构的小型光盘播放装置60中，可以抖动减少的足够的相位容限来获得重放信号HF。
二进制化电路64依据图6和7所示的阈值电平TH1对重放信号HF进行二进制化，并输出二进制信号BD。PLL(相位锁定回路)65把此二进制信号BD用作基准而重新产生一通道时钟CK并输出。
EFM解码器66把此通道时钟CK作为基准通过依次锁存此二进制信号BD而再生从光盘记录设备1的4T模式添加电路17中输出的EFM信号EFMM。此外，在EFM解码器66对此EFM信号EFMM进行EFM解码后，EFM解码器66对其进行去交错处理并输出结果信号。
ECC电路67对此EFM解码器66的输出数据进行纠错处理，以再生光盘记录设备1中的主音频信号SB。数字-模拟转换电路(DA)68处理从ECC电路67输出的主音频信号SB，以产生16位并行音频数据。此外，数字-模拟转换电路68对此16位并行音频数据进行数字-模拟转换处理，从而输出数字16位并行音频信号作为模拟信号S1。
其结果是，在光盘62的数字18位音频信号SA中，与常规的小型光盘相类似地处理较高阶的16位。此外，由于已如此叠加和记录副音频信号SC而在重放期间不产生影响，所以即使在常规的小型光盘播放装置60以此方式来重放光盘62时，也可重放其音质与常规情况相同的音频信号。
图9是示出用于光盘62的光盘重放设备70的方框图。在此光盘重放设备70中，通过给出相应的标号来示出与以上参考图8所述的小型光盘播放装置60的元件相同的元件，并省略其重复描述。
在此光盘重放设备70中，从二进制化电路64到数字-模拟转换电路68的部分与常规的小型光盘播放装置相同，从而可通过重放常规的小型光盘来输出音频信号S1。结果，使得光盘重放设备70具有通常所谓的“向下兼容”。
在光盘重放设备70中，副信号检测电路71从重放信号HF中再生副音频信号SC并输出。组合电路72处理从ECC电路67输出的主音频信号SB并产生16位并行音频数据。此外，组合电路72通过处理副音频信号SC而再生2位并行音频数据，把此2位并行音频数据置于16位并行音频数据的低阶一侧，以再生原始的18位并行音频数据SF。
数字-模拟转换电路(DA)73对此18位并行音频数据SF进行数字-模拟转换处理，并输出音频信号S2。结果，在光盘重放设备70中，可通过重放光盘62来输出音质高的音频信号S2。
图10是示出副信号检测电路71的方框图。在此副信号检测电路71中，模拟-数字转换电路(AD)80把通道时钟CK用作基准对重放信号HF进行模拟-数字转换处理，并输出8位并行数字重放信号。
二进制化电路81依据与数字重放信号的DC电平大致匹配的阈值电平对此数字重放信号进行二进制化，并输出二进制化的数据。
4T或更大模式检测电路82把此时钟CK用作基准通过依次传递此二进制化数据来检测同步模式。此外，把此同步模式作为基准而以一个字节为单位(以17个通道时钟为单位)对此二进制化数据进行划界，访问与光盘记录设备1中的脉冲产生电路42(图4)的结构相同的表，从而输出一锁存脉冲LT，其信号电平在叠加副音频信号SC的定时上升。此外，4T或更大模式检测电路82依据此锁存脉冲LT的定时来锁存二进制信号，从而输出切换信号PS，该信号为凹区一侧和空白一侧上的识别信号。
延迟电路83延迟从模拟-数字转换电路80输出的数字重放信号，从而在4T或更大模式检测电路82的输出信号LT和PS之间的调节定时输出数字重放信号。
锁存电路84把锁存脉冲LT作为基准来锁存此数字重放信号并输出。凹区一侧的二进制化电路85依据相应以上参考图6所述的凹区一侧的阈值电平TH2对锁存电路84的输出信号进行二进制化并输出。
空白一侧的二进制化电路86依据相应于以上参考图7所述的空白一侧的阈值电平TH3对锁存电路84的输出信号进行二进制化并输出。
选择器87依据选择信号PS选择性地输出凹区一侧的二进制化电路85的输出信号和空白一侧的二进制化电路86的输出信号。从而副信号检测电路71依据以上参考图6和7所述的检测原理来检测副音频信号SC，并把此副音频信号SC输出到后续的组合电路72。
图11是示出组合电路72的方框图。这里，相互串联的触发电路(FF)91和92依据从系统控制器93输出的锁存信号LT1来依次锁存副音频信号SC并输出。相互串联的锁存电路(R)94和95依据从系统控制器93输出的锁存信号LT2来依次锁存主音频信号SB并输出。
这里，系统控制器93控制光盘重放设备70的整个操作，把从EFM解码器66获得的同步模式作为基准依据再生数据的计数结果来检测主音频信号SB的字节边界(就在耦合位后的定时)，并根据此检测结果来输出锁存信号LT1和LT2。
接口电路96以预定的定时锁存锁存电路94和95的输出信号及触发电路91和92的输出信号，从而再生和输出原始的18位数字音频信号SF。
(2)本实施例的操作
在以上结构中，在本实施例中，在光盘制造步骤中，光盘记录设备1(图1)使原版盘4曝光，从此原版盘4中产生光盘62，由常规的小型光盘播放装置60(图8)或专用光盘重放设备70来重放此光盘62。
在此光盘制作步骤(图1)中，在依次输入的18位音频数据中，由位分割电路15来分离高阶的16位音频数据，以与生产常规小型光盘的情况相类似的方式来处理作为主音频数据SB的如此分离的音频数据，从而产生EFM信号EFM。
此外，对于2个低阶位(图2)，以一个字节为单位的时分方式把它们多路复用并产生副音频信号SC。
在光盘记录设备1中，把此EFM信号EFM输入到4T模式添加电路17，从而在进行NRZI调制(图3)前把该信号转换成串行数据。此外，对于主音频信号SB的每个字节，把此串行数据输入转换表33，从而当不存在连续3位为逻辑“0”的部分时，如此设定这三个耦合位，从而在一个字节中出现至少一次连续3或更多位为逻辑“0”。
在光盘记录设备1中，在把此转换表33的输出数据转换成原始串行数据后，对其进行EFM调制，从而在EFM信号EFMM中的一个字节中分配至少一个周期为4T或更大的模式。
此外，在光盘记录设备1中，把此EFM信号EFMM输入到信号叠加电路18(图4)，从而把该信号转换成串行数据。此外，对于每个字节，把此串行数据输入到脉冲产生电路42，从而产生输出数据DY，其中其它位均为逻辑“0”，而把基本上处于三位连续为逻辑“0”的部分的中间的位(即，基本上处于EFM信号EFMM中周期为4T或更大模式的中间的一位)设定为副音频信号SC的逻辑电平。
在光盘记录设备1中，在此输出数据DY和原始串行数据之间进行了异或计算处理后，把它转换成原始串行数据并进行EFM调制，从而产生一叠加EFM信号SE，从而在EFM信号EFMM中分配至少一个周期为4T或更大的模式的情况下，在基本上为此周期为4T或更大的模式的中间部分叠加副音频信号SC。
在光盘记录设备1中，依据此叠加EFM信号SE产生调制信号SD，依据此调制信号SD对激光束L2进行开/关控制。结果，依次曝光原版盘4，通过重复凹区和空白来记录主音频信号SB，并通过部分改变此凹区和空白来记录副音频信号SC。
在以此方式叠加和记录副音频信号SC时，在光盘记录设备1中，由于在周期为4T或更大的模式下，以一个通道时钟的数量来叠加副音频信号SC，所以可通过部分改变凹区和空白的光学特性来记录副音频信号SC，这种改变具有不影响在重放期间通过辐射激光束而检测到的凹区和空白的检测结果的程度。
更具体来说，在光盘62中，依据基本上为相应于通道时钟CK的一个周期的基准周期T的基准长度的整数倍来重复地形成相对于激光束辐射表现出不同光学特性的凹区和空白，从而记录作为第一信息的主音频信号SB。
在依据此主音频信号SB来重复凹区和空白时，通过处理主音频信号SB来产生EFM信号EFM，该处理与对常规小型光盘的处理相类似，并把副音频信号SC叠加到此EFM信号EFM上，此外，通过操纵(这种操纵完全不影响音频信号的重放)耦合位来把一周期为4T或更大的模式分配给每一位，从而以与常规小型光盘相类似的方式(图6和7)来形成凹区和空白。
此外，在此凹区和空白，在长度为周期4T或更大的凹区的基本上中心处，凹区宽度依据副音频信号SC的逻辑电平而变化，而在长度为周期4T或更大的空白的基本上中心处，依据副音频信号SC的逻辑电平而形成非常小的凹区。
在长度为周期4T或更大的凹区和空白的基本上中心处，由于通过仅在一个通道时钟的周期内切换激光束的辐射来形成凹区宽度的这种变化和非常小的凹区，所以观察到重放信号的电平发生小的变化，这种变化具有完全不影响重放信号的二进制识别的程度。结果，在本实施例中，可依据凹区和空白的光学特性的部分改变来记录副音频信号SC，这种改变具有不影响凹区和空白的检测结果的程度，使得可提供能由常规小型光盘播放装置所播放的高音质内容。
同时，在凹区宽度的这种改变和非常小的凹区中，当凹区长度和空白长度很短时，不仅重放信号电平会改变，而且会发生抖动。此外，在小型光盘中，在凹区长度和空白长度很短的情况下，在凹区宽度完全不改变时，即使不形成非常小的凹区，也会因码间干扰而产生抖动。
为此，在本实施例中，只把叠加EFM信号SE输入到信号纠正电路19(图5)一次，从而通过模拟-数字转换处理把叠加EFM信号SE转换成数字信号。此外，在FIR均衡器52加强数字信号的高频后，通过除去量化噪声把该信号转换成原始二进制信号。
结果，在本实施例中，把此信号纠正电路19的输出信号作为调制信号SD，对激光束L2进行开/关控制，从而减少由凹区宽度的改变和由非常小的凹区所引起的抖动以及由码间干扰所引起的抖动。
因而，在本实施例中，如上所述通过激光束L2曝光原版盘4来生产光盘62。
更具体来说，就此光盘62而言，在常规的小型光盘播放装置(图8)中，作为接收通过发生激光束而获得的返回光的结果，产生其信号电平依据凹区和空白而改变的重放信号HF，对此重放信号HF进行二进制化，产生其逻辑电平依据凹区和空白而切换的重放数据。此外，对此重放数据进行解码，从而重放16位音频数据。这使得可由常规的小型光盘播放装置来重放光盘62。
相反，在专用光盘重放设备70(图9)中，除了此处理以外，在副信号检测电路71中，对此重放信号HF进行二进制化，从而检测周期为4T或更大的模式，从此检测结果来确定叠加副音频信号SC的定时的重放信号电平。结果，在光盘重放设备70中，重放副音频信号SC，且在后续的组合电路72中，把副音频信号SC与主音频信号SB相组合。结果，光盘重放设备70可重放音质比常规的情况更高的18位数字音频信号。
(3)本实施例的操作
依据以上结构，分割18位数字音频信号，对于高阶的16位，以与常规小型光盘相类似的方式以具有不同光学特性的凹区和空间来进行记录，对于低阶的两位，通过部分改变凹区和空白的光学特性来进行记录，这种改变具有不影响这些凹区和空白的检测结果的程度。因而，可提供质量更高的内容，这些内容甚至可被常规的光盘设备重放。
此外，此时，通过在至少预定长度的凹区和空白中记录副音频信号，可以不影响以凹区和空白来记录的主音频信号的重放的方式来记录这些副音频信号。
此外，通过纠正凹区的边缘定时，记录副音频信号可减少由凹区宽度的改变及非常小的凹区所引起的抖动以及由码间干扰引起的抖动。
此时，通过在凹区和空白的中心形成光学特性的这些部分改变，也可以不影响以凹区和空白来记录的主音频信号的重放的方式来记录这些副音频信号。
此外，在重放一侧，重放以此方式以凹区和空白记录的主音频信号，并重放通过改变凹区宽度及通过非常小的凹区所记录的副音频信号，通过组合这些信号，可重放高质量的音频信号。
(4)其它实施例
虽然在上述实施例中，描述了在周期为4T或更大的凹区和空白中记录副音频信号的情况，但本发明不限于本实施例。依据实验结果，通过切换周期不超过凹区和空白长度的1/3的激光束来记录这种类型的信息，从而实际上完全可由常规的光盘设备来重放此信息。
虽然在上述实施例中，描述了在预定长度或更大的凹区和空白中记录副音频信号的情况，但本发明不限于此实施例，可在必要时仅把副音频信号记录在凹区和空白中。
虽然在上述实施例中，描述了记录副音频信号而完全不对其进行处理的情况，但本发明不限于此实施例，可通过分配纠错码来记录副音频信号，此外，可通过对其进行交错处理来记录副音频信号。
虽然在上述实施例中，描述了通过使用时钟进行二进制化和锁存来重放主音频信号的情况，但本发明不限于此实施例，例如，本发明还可广泛地应用于通过最大似然确定以二进制值来识别主音频信号和重放主音频信号的情况。
虽然在上述实施例中，描述了与预定阈值电平相比较来重放主音频信号的情况，但本发明不限于此实施例，可通过最大似然确定来确定重放信号电平。
虽然在上述实施例中，描述了通过改变凹区宽度及通过非常小的凹区来记录副音频信号的情况，但本发明不限于此实施例。例如，通过局部改变光学特性(诸如通过改变凹区深度而不是凹区宽度来进行记录的情况)来记录这些信息，可获得与上述实施例相类似的优点。
虽然在上述实施例中，描述了由凹区和空白来记录主音频信号的情况，但本发明不限于此实施例，例如，本发明可广泛地应用于重复地形成相对于激光束的辐射而表现出不同光学特性的第一和第二区域的情况，依据基本上为预定基准长度(诸如磁-光盘中的长度等)的整数倍的长度来记录这种类型的信息。
虽然在上述实施例中，描述了通过保持与小型光盘的兼容性来记录音频信号的情况，但本发明不限于此实施例，例如，本发明还可广泛地应用于通过保持与DVD(数字视盘)的兼容性来记录视频信号。在保持与DVD的兼容性时，对作为待记录在DVD上的第一信息的视频数据进行八-十六调制。
因而，如上所述，依据本发明，通过部分改变光学特性来记录第二信息(这种改变不影响通过辐射激光束检测到的第一和第二区域的检测结果)，可提供质量更高的内容，这些内容甚至可由常规的光盘设备来重放。
可构成本发明的许多不同的实施例而不背离本发明的精神和范围。应理解，本发明不限于本说明书中所述的特定实施例。相反，本发明将覆盖包含在以下所要求的本发明的精神和范围内的各种修改和等效配置。以下权利要求书的范围与最宽的解释一致，从而包括所有这些修改、等效结构和功能。