CZ20003555A3 - Nosič záznamu, způsob záznamenávání informace na nosič a přehrávací zařízení - Google Patents

Abstract

Nosič (1) záznamu obsahuje v podstatě souběžné stopy, vykazující první výchylky prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž první výchylky reprezentují informaci zaznamenanou na nosiči (1) záznamu, kteráje regenerovatelná prostřednictvím řiditelného typu zpracování, a dále druhé výchylky druhého fyzikálního parametru stopy. Modulační kombinace uvedených druhých výchylek reprezentuje kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat. Ve vztahu ke kódové stopě (42), která obsahuje modulační kombinaci, je modulační kombinace levé sousední stopy (41) vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě (43). Tímje snížen přeslech vyplývající z druhých výchylek a nejméně dvě stopy mají stejnou modulační kombinaci. Přehrávací zařízení má demodulátor a řídicí jednotku (56) pro znovuzískávání kódu z nejméně dvou stop.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nosiče záznamu, obsahujícího v podstatě souběžné stopy, vykazující první výchylky prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž první výchylky reprezentují informaci zaznamenanou na nosiči záznamu, která je regenerovatelná (znovuzískatelná) prostřednictvím zpracování dat řiditelného typu, a dále druhé výchylky druhého fyzikálního parametru stopy, přičemž modulační kombinace uvedených druhých výchylek reprezentuje kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat.

Vynález se dále týká způsobu zaznamenávání informace na nosiči záznamu, při kterém je nosič opatřen v podstatě souběžnými stopami, a informace se kóduje v prvních výchylkách prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž tato informace je regenerovatelná (znovuzískatelná) prostřednictvím zpracování dat řiditelného typu, a přičemž se kóduje v modulační kombinaci druhých výchylek druhého fyzikálního parametru stopy kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat.

Dále se vynález týká přehrávacího zařízení pro znovuzískávání informace z nosiče záznamu, které obsahuje čtecí prostředek pro generování čteného signálu v závislosti na prvních výchylkách, a demodulační prostředek pro získávání kódu z modulační kombinace druhých výchylek, a zpracovávací prostředky dat pro zpracovávání čteného signálu pro znovuzískáni (regeneraci) informace v závislosti na kódu.

Dosavadní stav techniky

Z patentového spisu US 5 724 327 je znám systém pro záznam ·

-2informace na nosič záznamu, způsob zaznamenávání a přehrávací zařízení. Nosič záznamu obsahuje stopy, v nichž je informace reprezentována předem určeným způsobem opticky snímatelnými značkami s prvními výchylkami prvního fyzikálního parametru, jako je odrazivost skenovaného povrchu. Stopa dále obsahuje druhé výchylky druhého fyzikálního parametru, jako je periodická výchylka stopy v příčném směru, dále označovaná jako vychylování (wobble), výchylky hloubky, tvaru nebo šířky značek. Druhé výchylky jsou modulovány a modulační kombinace reprezentuje kód, který je použit pro znovuzískání informace, například deskramblovacího kód pro znovuzískání informace uloženou jako skramblovaná informace. Takový kód může tvořit značku média, použitelnou v systému pro ochranu proti kopírování, protože vychylování stopy nemůže být kopírováno na zapisovatelný disk na standardním záznamovém zařízení.

Přehrávací zařízení obsahuje čtecí prostředek pro čtení optických značek a demodulační prostředek pro získávání kódu z modulace druhých výchylek. Přehrávač a nosič informace tvoří systém pro reprodukci informace v závislosti na získávaném kódu. Je-li informace kopírována na zapisovatelný nosič informace, nebude informace tímto přehrávačem reprodukována, protože během kopírovacího procesu jsou na zapisovatelný nosič informace zapisovány pouze první výchylky. Kopírovaný nosič informace neobsahuje kód, protože druhé výchylky nemohou být kopírovány standardními záznamovými zařízeními. Známý systém však nemůže být použit pro stávající nosič s vysokou hustotou záznamu jako DVD, protože takové systémy s vysokou hustotou záznamu mají úzké tolerance parametrů stopy a požadovaná modulace druhého fy-

-3zikálního parametru by rušila čtení značek a vyvolávala by chyby v získávané informaci.

Vynález si klade za úkol vytvořit nosič s vysokou hustotou záznamu a se značkou média a záznamový a přehrávací prostředek pro takový nosič.

Podstata vynálezu

Vynález navrhuje nosič záznamu, obsahující v podstatě souběžné stopy, vykazující první výchylky prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž první výchylky reprezentují informaci zaznamenanou na nosiči záznamu, která je znovuzískatelná prostřednictvím zpracování dat řiditelného typu, a dále druhé výchylky druhého fyzikálního parametru stopy, přičemž modulační kombinace uvedených druhých výchylek reprezentuje kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat, přičemž nosič se vyznačuje tím, že ve vztahu ke kódové stopě, která obsahuje modulační kombinaci, je modulační kombinace v levé sousední stopě vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě. Kódová stopa je stopa, která nese ve své modulační kombinaci kód pro řízení zpracování dat, když se znovuzískává zaznamenaná informace. Jedna nebo více stop nebo všechny stopy na nosiči záznamu mohou být kódové stopy. Vzájemné vyřízení modulačních kombinací ve stopách, sousedících s kódovou stopou, má ten účinek, že druhé výchylky v levé sousední stopě jsou doplňkové k druhým výchylkám v pravé sousední stopě, protože nepravidelnosti ve druhých výchylkách, vyplývajících z modulace, jsou přítomné v obou sousedních stopách. Jakýkoli vzrůst poruchy vyvolávaný druhou výchylkou v levé sousední stopě je tak kompenzován poklesem poruchy doplňkovou

-4výchylkou v pravé sousední stopě. Mohou tak být účinně udržovány úzké tolerance parametrů stopy a přeslech zůstává omezený na přijatelných hodnotách.

Vynález je založen na následujícím poznatku. Amplituda druhých výchylek musí být dostatečně silná, aby se mohla detekovat modulační kombinace. V případě nosiče s vysokou hustotou záznamu však působí modulace druhých výchylek v sousedních stopách přeslech, a působí proto šum, který degraduje detekci zaznamenané informace a detekci samotné modulační kombinace. Amplituda druhých výchylek tedy musí být co možná nejnižší. Vynálezci zjistili, že použije-li se vzájemně vyřízená modulace v sousedních stopách, neshoduje se maximální příspěvek k šumu v levé stopě s maximálním příspěvkem k šumu v pravé stopě. Relativně nízká amplituda druhých výchylek je tedy dostatečná pro spolehlivou detekci modulační kombinace. Vzhledem k nízké amplitudě je minimalizováno rušení čtení značek a chyby v získávané informaci.

Provedení nosiče záznamu podle vynálezu se vyznačuje tím, že druhé výchylky jsou vytvořeny jako posuny stopy ve směru příčném k podélnému směru stopy a posuny levé sousední stopy se shodují s posuny pravé sousední stopy ve stejném směru. To má výhodu v tom, že přeslech prvních výchylek v přilehlých stopách je snížen, protože jestliže je vychýlení v jedné stopě orientováno směrem k poloze čtecího bodu (skvrny) na kódové stopě a působí tedy přídavný přeslech, je vychýlení druhé přilehlé stopy orientováno směrem od čtecího bodu a působí tedy menší přeslech.

Provedení nosiče záznamu podle vynálezu se vyznačuje tím, že modulační kombinace v kódové stopě a sousedních stopách reprezentují stejný kód. To má výhodu v tom, že detekční signál kódové stopy bude silnější, protože sousední stopy mají stejnou modulaci. Jestliže je dále druhý parametr vychylování v příčném směru, zůstává vzdálenost mezi stopami v modulovaných částech stopy, také nazývaná rozteč stop, stále stejná, protože obě stopy mají stejnou příčnou výchylku. Alternativně je modulační kombinace v kódové stopě v podstatě inverzní k modulační kombinaci v levé sousední stopě. To má výhodu u některých typů modulace, například vychylování v předdrážce, že detekční signál kódové stopy je silnější.

Provedení nosiče záznamu podle vynálezu se vyznačuje tím, že druhé výchylky jsou periodické a modulační kombinace obsahuje fázovou modulaci, a fázové rozdíly mezi modulačními kombinacemi v přilehlých stopách jsou omezeny na předem určenou velikost. Taková předem určená velikost je zvolena tak, aby byla menší, než fázové rozdíly, k nimž dochází v této fázové modulaci. To má výhodu v tom, že jakákoli porucha sousedních stop je v podstatě ve fázi s čteným signálem, který se čte z modulační kombinace v kódové stopě.

Vynález dále přináší způsob zaznamenávání informace na nosiči záznamu, při kterém je nosič opatřen v podstatě souběžnými stopami, a informace se kóduje v prvních výchylkách prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž tato informace je znovuzískatelná prostřednictvím řiditelného typu zpracování dat, a přičemž v modulační kombinaci druhých

• 9

-6výchylek druhého fyzikálního parametru stopy je zakódován kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat, přičemž podle vynálezu je ve vztahu ke stopě, která obsahuje modulační kombinaci, modulační kombinace v levé sousední stopě vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě. Účinky a výhody způsobu byly vysvětleny v souvislosti s nosičem záznamu.

Vynález dále navrhuje přehrávací zařízení pro znovuzískáni informace z nosiče záznamu, které obsahuje čtecí prostředek pro generování čteného signálu v závislosti na prvních výchylkách, a demodulační prostředek pro získávání kódu z modulační kombinace druhých výchylek, a zpracovávací prostředky dat pro zpracovávání čteného signálu pro znovuzískání informace v závislosti na kódu, přičemž zařízení se vyznačuje tím, že obsahuje prostředky pro získávání kódu z nejméně dvou stop. Na nosiči záznamu mají vzájemně vyřízené kombinace v nejméně dvou stopách za následek nejméně dvě stopy, mající stejnou modulační kombinaci a reprezentují proto stejný kód. V přehrávacím zařízení se kód, získávaný z první stopy, ověřuje čtením další stopy, která obsahuje stejný kód. To má výhodu v tom, že získávání kódu je spolehlivější. Další výhodná provedení způsobu, zařízení a nosiče informace podle vynálezu jsou uvedena v závislých patentových nárocích.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schéma nosiče záznamu, obr.2 schematickou mapu oblasti se záznamem s amplitudou vychylování, obr.3 • φ ·· Φ· φφφ φφφ φφφ

-Ίprůběh částí modulační kombinace, obr.4 schéma uspořádání nosiče záznamu, obr.5 blokové schéma přehrávacího zařízení a obr.6 blokové schéma záznamového zařízení. Shodné prvky na různých obrázcích mají stejné vztahové značky.

Příklady provedení vynálezu

Obr.la znázorňuje diskovitý nosič 1 záznamu, mající stopu 9 a centrální otvor 10. Stopa 9 je uspořádána do spirálovitého obrazce v podstatě souběžných závitů na informační vrstvě. Nosič záznamu může být optický disk, mající informační vrstvu zapisovatelného typu (t.j. způsobilou přijmout záznam) nebo předem nahraného typu. Příklady disků způsobilých přijmout záznam jsou CD-R a CD-RW a DVD+RW, zatímco příklady předem nahraných disků jsou CD audio nebo DVD video. Předem nahraný disk může být vyroben dobře známým způsobem tím, že se nejprve provede záznam na master-disk a prostřednictvím následujících kroků se lisují disky pro spotřebitele. Stopa 9 na předem nahraném nosiči záznamu je vyznačena předem vylisovanou stopovou strukturou, vytvořenou během výroby výchozího nenahraného nosiče, například jako předdrážka. Informace je reprezentována na informační vrstvě opticky detekovatelnými značkami, zaznamenanými podél stopy. Značky jsou tvořeny výchylkami prvního fyzikálního parametru a mají přitom odlišné optické vlastnosti nebo magnetické vlastnosti od jejich okolí, například odchylky výšky, nazývané na kompaktním disku prohlubně a plošky (bezprohlubňové úseky).

Obr.lb znázorňuje řez rovinou b-b nosičem JL záznamu zapisovatelného typu, který má transparentní substrát 5 opatřený záznamovou vrstvou 6 a ochrannou vrstvou 7. Stopo-

-8vá struktura je tvořena například předdrážkovou stopou 4, která umožňuje čtecí/záznamové hlavě sledovat stopu 9 během skenování. Předdrážková stopa 4 může být realizována na drážka nebo žebro, nebo může sestávat z materiálu majícího odlišnou optickou vlastnost než okolní materiál. Předdrážková stopa umožňuje čtecí/záznamové hlavě sledovat stopu 9 během skenování. Stopová struktura může být také tvořena pravidelně rozmístěnými servoznačkami, které působí, že se periodicky objevují servosignály. Nosič záznamu může nést informaci v reálném čase, jako videoinformaci nebo audioinformaci, nebo jinou informaci, jako počítačová data.

Obr.lc a ld znázorňují dva příklady výchylek stopy. Obr.lc znázorňuje periodickou výchylku boční polohy stopy 4, také nazývanou kolísání (wobble). Obr.ld znázorňuje výchylku šířky stopy 4. Výchylky působí, že v čtecí hlavě vzniká přídavný signál, například v servosledovacím detektoru rekodéru. Vychylování je například frekvenčně modulované a v modulaci je zakódována disková informace. Srozumitelný popis zápisovátelného CD systému, obsahující diskovou informaci kódovanou tímto způsobem, je možné najít v patentových spisech US 4 901 300 (PHN 12 398) a US 5 187 699 (PHQ 88 022). Pro optické nosiče záznamu typu pouze pro čtení je stopa 4, jak je schematicky znázorněná na obr.3, tvořena řadou prohlubní, a vychylování stopy je v tomto případě tvořeno periodickou výchylkou boční polohy prohlubní .

Vychylování obsahuje podle vynálezu kód, který je identifikátor pro podporu kontroly kopírování, pro ochranu proti pirátství a/nebo pro jiné mechanismy. Je třeba pozná• t · · · · · · *

9 9 9 · ···♦♦· • · 9 9 9 9 9 9 9

999 999 999 99 99

-9nenat, že na zapisovatelném disku je vychylovaná předdrážka nebo stopová struktura, zatímco na předem nahraném disku jsou vychylované uvedené detekovatelné značky, například ve formě vychylování prohlubní. Během výroby master-disku se vychylování zapisuje rekordérem, pracujícím s laserovým svazkem, a to zaváděním malého bočního posunu středu prohlubní. Vychylování je detekovatelné optickým snímačem, používajícím servořídicí signály.

Obr.2 znázorňuje schematickou mapu oblasti se záznamem s amplitudou vychylování. Schematická mapa 21 znázorňuje první část oblasti se záznamem a udává amplitudu A vychylování. Vedle je znázorněna odpovídající adresová mapa 22. Vychylování je umístěno pouze v omezené oblasti celkové oblasti se záznamem, například v zaváděcí oblasti disku, jak je znázorněná na obr. 2, od Sl do S4. S výhodou tato omezená plocha neobsahuje podstatnou informaci, například nuly nebo redundantní data. Na disku typu DVD je vychylování umístěno na konkrétních adresách na konci počáteční oblasti zaváděcí oblasti mezi sektorem Sl, který je větší nebo rovný 0x02E15C a sektorem S4, který je menší nebo rovný 0X02FF7C.

Je třeba poznamenat, že jestliže amplituda vychylování je jmenovitá v jedné stopě a nulová v sousední stopě, není na takových hraničních stopách kompenzován přeslech, jak bylo uvedeno v úvodu. V takových stopách je tak shledávána zvýšená hladina šumů. V provedení nosiče záznamu tak bude výchylka amplitudy v hraničních oblastech (na obr.2: Sl až S2 a S3 až S4) záviset na radiální poloze, pokud jde o postupný vzrůst z nuly na jmenovitou amplitudu a naopak.

• 4 4 4 4 4**4

4 44 44 44 4 **4

444 4 4 4444

44 4 44444·

444 4 4 4444

444 444 444 44 44

-10Střední oblast s jmenovitou amplitudou (od S2 do S3) může být použita pro detekci a znovuzískání kódu, zatímco v hraničních oblastech klesá porucha, vyvolávaná vychylováním, na nulu, ale podstatně nepřesahuje hladinu v omezené oblasti .

V praktickém provedení závisí výchylka amplitudy na adrese sektorového čísla, jak je uvedeno níže. Maximální amplitida je A = 30 nm. Měla by nabýt hodnoty plné amplitudy A (pouze) mezi sektorem S2, s Sl x 0x100 < S2 < 0x02f000 a S3 s 0X02FE00 < S3 < S4-0xl00. To má za následek, že rozsah, kde je plná amplituda (S3-S2), alespoň pokryje pásmo referenčního kódu, oddělovací pásmo 1 a pásmo řídicích dat. Vzestupné a sestupné čelo amplitudy vychylování zahrnuje nejméně 256 sektorů (přibližně 16 ovinů). Amplituda bude nulová pro čísla sektorů pod Sl a nad S4. Lineárně vzrůstá s číslem sektoru od nuly do A mezi Sl a S2. Mezi sektorem S2 a S3 bude mít konstantní hodnotu A. Lineárně klesá z hodnoty A na nulu mezi r3 a r4. V praktických provedeních je přípustné, aby amplituda vychylování vzrůstala krokově po číslech sektoru, po číslech ovinů nebo kontinuálně.

S výhodou by skoky v amplitudě vychylování neměly přesahovat 3 nm, a v žádném bodě na dvou po sobě následujících ovinech by rozdíl amplitudy neměl přesáhnout 3 nm. V praxi při použití disků typu CD odpovídá poloha vychylování poloměrům 23 až 24 nm. V jednom provedení má vychylování tvar sinusovitého ofsetu (vzhledem ke středu stopy) polohy prohlubní, které kódují informaci. Vychylování je zaznamenáváno s konstantní úhlovou rychlostí (CAV) a každá fefefe · · · · · · • fe fefefe fefefe fefefe fefe fefe

-11stopa je modulována stejným kódem a přídavnými řídicími bity. Každý závit nebo ovin disku tak obsahuje stejný tvarový průběh vychylováni, až na případný malý rozdíl amplitudy nebo fázovou chybu (rozdíl). V praktickém provedení je počet sinusoid vychylování (zvlnění) na stopu 1152. Fázový ofset mezi dvěma sousedními stopami je co možná nejmenší. V praxi by pro dostatečně kvalitní čtený signál neměl fázový rozdíl přesáhnout 30°, přičemž 360° odpovídá jedné plné sinusoidě vychylování (zvlnění) o velikosti 1/1152 závitu nebo ovinu disku.

Kód, který je zakódován ve vychylované čáře (zvlnění) může být značka disku. Nastavení masteringu při výrobě disku by mělo v tomto případě schopné přijmout zdrojovou značku disku (například 64 bitové číslo), z něhož vytvoří kód zvlnění, s výhodou při použití kryptografické funkce. Z důvodů bezpečnosti neexistují zařízení, která by vkládala přímo kód zvlnění. Může být použit kryptografický vztah mezi kódem zvlnění a informací zaznamenanou na nosiči záznamu, například jednocestná funkce mezi značkou disku a vodoznakem, t.j. řídicí informací, vloženou do zvukové a/nebo obrazové informace (audio- nebo videoinformace). Další podrobnosti a vytváření značky disku, a její použití vzhledem k přídavné řídicí informaci (např. tak zvaný řídicí tiket) pomocí zpracování dat řiditelného typu, je možné najít ve spisu W098/33176 a WO 98/33325.

V jednom provedení obsahuje nosič záznamu více prstencových oblastí se zvlněnými stopami, oddělovanými přechodovými oblastmi. Každá oblast může obsahovat odlišnou modulační kombinaci, zatímco modulační kombinace obsažená

-12··· ··· ·· ·· • · · · • · · · • · · · • · · · ·· ♦ · v každé jednotlivé oblasti je stejná. V druhých výchylkách tak může být zakódováno více kódů. Přechodové oblasti nemusí být opatřeny žádným vychylováním, nebo mohou obsahovat přechodovou kombinaci, postupně měnící modulační kombinaci z první prstencové oblasti do modulační kombinace druhé prstencové oblasti.

V provedení vynálezu je kód opatřen opravným symbolem pro opravu chyb čtení. Pro opravu chyb může být použit Reed-Solomonův kód [8,4,5] vůči F₂ s chybovostí (rate) R = 1/2. 64 bitů kryptografické funkce je seskupeno do současně 4x4 symbolů. Čtyři uživatelské symboly Xj, x₂, x₃, x₄ jsou expandovány do x₄, x₃, x₂, x_lf 0, o, o, o, o, 0, 0 (délky 11). Čtyři ECC symboly x₁₂, ^x13' ^x14 ^{a x}15 ^{se z}^^skají při použití polynomu x⁴ + x + 1. Výstup protichybového kodéru je 8 symbolů Xj, x₂, x₃ , x₄, x₁₂, ^x13' ^x14 ^{a x}15*

Obr.3 znázorňuje modulační kombinaci. Kód je reprezentován datovými bity, které jsou převedeny do tvarového průběhu a jsou zakódovány ve vychylování a jsou opatřeny synchronizačními slovy pro vyznačení začátku kódu.

Obr.3a znázorňuje příklad modulace datových bitů na kanálové bity, a odpovídající tvarový průběh 31. Datové bity jsou kódovány modulací typu biphase-mark (bifázovou modulací typu Μ). V bifázovém kódu typu M představují dva kanálové bity jeden datový bit. Kód má přechod vždy 0nal nebo lna0 na začátku datového bitu. K druhému přechodu dojde uprostřed datového bitu v případě, že má hodnotu 1. K datovým bitům jsou přidána synchronizační slova kódu pro detekci začátku kódu. Před každou skupinou čtyř dato-13·♦ · · · ·· ·« • t · · · · · · ···« ··· · * ♦ ♦ · · • · · · 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9

999 999 999 99 99 vých symbolů předchází specifické osmibitové (kanálové) slovo.

Obr.3b znázorňuje modulované vychylování ve formě zvlnění. Modulace je nazývána binární klíčování s fázovým posuvem (PSK). Kanálový bit obsahuje 4 periody sinusovitého zvlnění. K bitovým přechodům 36 dochází pouze v průchodech sinusoidy zvlnění nulou. První kanálový bit 32 má hodnotu 0, druhý kanálový bit má také hodnotu 0, třetí kanálový bit 34 má hodnotu 1 a čtvrtý kanálový bit 35 má hodnotu 0. Vzhledem k bifázové modulaci typu M má datový bit délku osmi period nosné a obr.3b znázorňuje dva datové bity. Vzhledem k opravě chyb R=l/2 je efektivní bitová perioda 16 vínkových period nosné. Pro detekci je přípustné, aby čtený signál modulovaného zvlnění byl filtrován pásmovou propustí nebo horní propustí, pokud charakteristika pásmové propusti zůstává v podstatě plochá, např. v rámci 3 dB.

Obr.3c udává čtyři různá synchronizační slova. Synchronizační slova porušují výše uvedené pravidlo bifázového kódu typu M, takže mohou být snadno rozpoznána. Synchronizační slovo vždy začíná s obracením fáze. Synchronizační slovo má dva možné tvary, které jsou vzájemně inverzní z hlediska kanálových bitů. Který tvar se požije, závisí na posledním bitu předchozích kanálových bitů.

Obr.3d a 3c znázorňují vzájemně vyřízené modulační kombinace. Obrázky poskytují podrobnosti několika sousedních stop a modulační kombinaci příčné výchylky, která není vykreslena v měřítku (ve skutečnosti je výchylka 3% až 10% rozteče stop). Podle vynálezu jsou modulační kombinace vzá«· « · « ·«·· ···· ·· · · «··· * « · · * ♦ · · · ·· · * * ·····» • · ft · · ··«· ·« »·· «·· *♦· ·· 11

-14jemně vůči sobě vyřízeny od jedné stopy ke druhé, t.j. uspořádány při tomto typu modulace tak, že průchody nulou jsou v odpovídající podélné poloze. Na obrázcích je střední stopa 42, 45 kódová stopa, obsahující modulovanou kombinaci reprezentující kód, který má být čten odleva doprava, jak je vyznačeno šipkou 40. Na obr.3d má levá sousední stopa 41 a pravá sousední stopa 43 stejnou modulační kombinaci jako kódová stopa 42.

V provedení z obr.3e je modulační kombinace v levé sousední stopě 44 inverzní k modulační kombinaci v kódové

I stopě 45. Pravá sousední stopa 46 má opět polaritu levé sousední stopy 44· Modulace je tak od stopy ke stopě obrácená. V dalším provedení, používajícím modulaci šířky stopy, znázorněnou na obr.ld, je modulace levé sousední stopy inverzní k modulaci pravé sousední stopy pro dosažení optimální kompenzace přeslechu. V tomto případě je maximální šířka levé sousední plochy vyřízena s minimální šířkou pravé sousední stopy. Je tak vytvořena kombinace z pokaždé dvou stejných modulovaných stop, následovaných dvěma inverzně modulovanými stopami.

Obr.4 znázorňuje uspořádání nosiče záznamu. Jedna otočka stopy je kódována se čtyřmi segmenty kódových slov, prostřídanými sychronizačními slovy. Otočka začíná slovem Syne 0, následovaným 64 kanálovými bity, po nichž následuje slovo Syne 1, dále 64 bitů, slovo Syne 2, potom 64 kanálových bitů, slovo Syne 63, a 64 kanálových bitů. Příští otočka obsahuje přesně stejný kód. Nepřítomnost obrácení fáze vychylování (zvlnění) mezi datovými bity je přípustná mezi koncem jakékoli otočky a začátkem příští otočky, v

• 9 »

• 9 i když toto porušuje pravidla bifázové modulace typu M.

V každé vychylované stopě (otočce stopy) je tak stejná modulační kombinace.

V jednom provedení nosiče záznamu je polarita modulace od stopy ke stopě opačná, jak je znázorněno na obr.3e. To zlepšuje sílu čteného signálu pro detekci vychylování v určitých stopových uspořádáních, například detekci servosignálů pomocí detektorů typu postrk-tah (push-pull) v systémech CD-Recordable. V praktickém provedení nosiče záznamu obsahují stopy 64 kódových bitů na klíč zvlnění plus 64 bitů na kód ECC, a (4x8)/2 synchronizačních bitů.

V jedné celé otočce obsahuje stopa přesně 4x[2x(64+64)+4x8]=1152 period vychylování (zvlnění). Když se disk otáčí přibližně při frekvenci 25 Hz pro čtení zaváděcí oblasti, je kmitočet vychylování f_w=1152 x 25 Hz = 28,8 kHz. Taková frekvence vychylování okolo 30 kHz má výhodu v tom, že informace zakódovaná ve stopě prvními výchylkami nemá v této oblasti prakticky žádné kmitočtové složky a je také vně kmitočtového pásma sledovacího servosystému. Prvními výchylkami tedy není rušena detekce modulační kombinace.

Obr.5 a 6 znázorňují zařízení podle vynálezu pro skenování nosiče 1. Zařízení z obr.5 je uzpůsobeno pro čtení nosiče 1 záznamu, která je shodný s nosičem záznamu znázorněným na obr.l. Zařízení je opatřeno čtecím prostředkem, obsahujícím čtecí hlavu 52 pro skenování stop na nosiči záznamu, hnací jednotkou 55 pro otáčení nosičem 1 záznamu, a systémovou řídicí jednotkou 56. Čtecí hlava obsahuje optický systém známého typu pro generování ozařovacího místa * » · »« ·* »· ·· ·· · « * · • · · '· · t · • « · « · ······ • 9 · 9 · · · 9 · ·· ··« ··· ·· ··

-16(ozařovacího bodu nebo skvrny) 66, zaostřeného na stopu záznamové vrstvy nosiče záznamu prostřednictvím svazku 65 záření, vedeného skrz optické prvky. Svazek 65 záření je generován zdrojem záření, například laserovou diodou.

Čtecí hlava dále obsahuje ovladač zaostřování pro zaostřování svazku 65 záření na záznamovou vrstvu, a ovladač 59 sledování pro jemné polohování ozařovacího bodu 66 v radiálním směru vůči středu stopy. Ovladač 59 sledování může obsahovat cívky pro radiální pohybování optickým prvkem, nebo může být uspořádán tak, že mění úhel odrazivého prvku uloženého na pohyblivé části čtecí hlavy nebo pevně v případě, že část optického systému je osazena v pevné poloze. Záření, odrážené záznamovou vrstvou, je detekováno detektorem obvyklého typu, například čtyřkvadrantovou diodou, pro generování detekčních signálů 57, obsahujících čtený signál, signál chyby sledování a signál chyby zaostřování. Zařízení je opatřeno sledovací jednotkou 51, připojenou ke čtecí hlavě, pro přijímání signálu chyby sledování z čtecí hlavy a pro řízení ovladače 59 sledování.

Sledovací jednotka může být například typu s diferenciální detekcí fáze (DPD), v níž se výchylka čtecí hlavy ve vztahu ke střednici stopy detekuje z fázových rozdílů, vyskytujících se mezi signály subdetektorů, když se skenuje značka (například prohlubeň) ve stopě. Alternativně může být sledovací jednotka dobře známého typu postrk-tah (push-pull), v níž se uvedená výchylka detekuje na základě detekčních signálů z levé a z pravé strany stopy.

Během čtení se čtený signál převádí v čtecí jednotce • ·

-1753 na výstupní informaci, udávanou šipkou 64.. Pro tento účel provádí čtecí jednotka 53 zpracovávání dat řiditelného typu, které má být ovládáno na základě kódu z nosiče záznamu.

Zařízení má polohovací prostředky 54 pro hrubé polohování čtecí hlavy 52 v radiálním směru na stopě, přičemž jemné polohování se provádí ovladačem 59 sledování. Zařízení je opatřeno detektorem 50 kódu pro detekování a demodulování kódu u detekčních signálů 57, když se skenuje kódová stopa, obsahující modulační kombinaci. Například může být modulována stopa periodickými výchylkami, příčnými k podélnému směru stopy, jak je popsáno výše s odvoláním na obr.3. Taková modulace může být detekována z radiálně sledovacích servosignálů.

Zařízení je dále opatřeno řídicí jednotkou 56 pro přijímání povelů ze řídicího počítačového systému nebo od uživatele a pro řízení zařízení přes řídicí vedení 58, například systémovou sběrnici připojenou k hnací jednotce 55, polohovací prostředek 54, detektor 50 kódu, sledovací jednotku 51 a čtecí jednotku 53.. K tomuto účelu obsahuje řídicí jednotka ovládací obvody, například mikroprocesor, programovou pamět a řídicí hradla, pro vykonávání níže popsaných postupů. Řídicí jednotka 56 může být také realizována jako stavové zařízení v logických obvodech. Řídicí jednotka 56 je určena pro získávání kódu ze stopy prostřednictvím detektoru 50 kódu, a pro kontrolu typu zpracovávání dat v čtecí jednotce 53. Kód může být například deskramblovací klíč, který je použit pro dešifrování videoinformace chráněné proti kopírování.

« φ φ φ φ

-18Pro spolehlivou detekci kódu je řídicí jednotka 56 uzpůsobena pro detekci kódu z nejméně dvou stop. První kódová stopa se najde (lokalizuje) polohováním čtecí hlavy na předem určené radiální Po té je detekován kód ověřování detekovaného například příští ovin předem určenou stopu, například v poloze nebo na předem určené adrese, z uvedené první kódové stopy. Pro kódu se skenuje druhá kódová stopa, stopy. Druhý detekovaný kód se porovnává s prvním kódem, a je-li stejný, kód se předá do jednotky na zpracování dat. V provedení systému může být kód opatřen symboly pro detekci chyby a řídicí jednotka může rozhodnout, že bude číst kód z odlišné kódové stopy pouze jestliže jsou uvedenými symboly udávány chyby. Alternativně může být řídicí jednotka uzpůsobena pro čtení dvou stop, které jsou v odlišných radiálních polohách a porovnává získané kódy. V případě, že získané kódy nejsou stejné, čtou se další stopy a získané kódy (nebo čtené signály) se podrží v paměti, až může být kód určen s dostatečnou jistotou, například nejméně 4 z 5 stop mají stejný kód.

V provedení zařízení obsahuje čtecí zařízení prostředek pro nalezení modulované oblasti, t.j. omezené oblasti nosiče záznamu, která obsahuje modulované stopy, jak je popsáno výše s odvoláním na obr.2. Zařízení může mít pamět, obsahující adresu předem určené modulované oblasti pro její nalezení. Alternativně může být taková adresová informace na nosiči záznamu, například v oblasti systémové informace. Řídicí jednotka 56 je uzpůsobena pro řízení polohovacího prostředku 54 a ovladače 59 sledování, pro přístup na kódovou stopu v modulované oblasti nosiče záznamu, jak je udá♦ ·

-19vána adresovou informací modulované oblasti.

Obr.6 znázorňuje zařízení pro záznam (zápis) informace na nosič záznamu podle vynálezu typu, který je zápisová telný nebo přepisovátelný, například magnetooptickým nebo optickým způsobem (prostřednictvím změny fáze nebo prostřednictvím barvy) pomocí svazku 65 elektromagnetického záření. Zařízení je obvykle také vybaveno pro čtení a obsahuje stejné prvky, jako zařízení pro čtení, popsané výše s odvoláním na obr.5, a to až na to, že obsahuje záznamovou/čtecí hlavu 62 a zpracovávací jednotku 60 záznamového signálu, která obsahuje například formátovač, chybový kodér a kanálový kodér. Záznamová/čtecí hlava 62 má stejnou funkci jako čtecí hlava 52 spolu se zápisovou funkcí, a je připojená ke zpracovávací jednotce 60 záznamového signálu.

Informace, předkládaná na vstup zpracovávací jednotky 60 záznamového signálu (vyznačené šipkou 63.), je rozdělována na logické a fyzické sektory podle formátovacích a kódovacích pravidel a je převáděna na zápisový (záznamový) signál 61 pro záznamovou/čtecí hlavu 62. Systémová řídicí jednotka 56 je uspořádána pro řízení zpracovávací jednotky 60 záznamového signálu a pro provádění regenerace informace o poloze a polohovacího postupu, jak je popsán výše pro čtecí zařízení. Během zaznamenávání (zápisu) se vytvářejí na nosiči záznamu značky, reprezentující informaci. Zaznamenávání a čtení informace pro záznam na optické disky a použitelná formátovací pravidla, pravidla pro opravu chyb a pravidla kanálového kódování, jsou v oboru dobře známá, například ze systému kompaktního disku CD. Zejména detekční • ·

-20prostředky 50 kódu jsou uzpůsobeny pro získávání kódu z modulovaných stop, jak je popsáno výše pro čtecí zařízení. Pro řízení zpracovávací jednotky 60 záznamového signálu a/nebo čtecí jednotky 53 je použito datové taktování (hodiny) . Prostředky pro generování datového taktování mohou být řízeny systémovou řídicí jednotkou 56, založenou na radiální poloze, například oblasti disku v radiálním směru a rychlosti jeho otáčení, a/nebo mohou být zachycovány závěsem na vychylování (vlnkách).

Způsob záznamu pro opatřování nenahraného nosiče záznamu modulovanými stopami zahrnuje následující kroky. Při způsobu se nosič záznamu opatřuje v podstatě souběžnými stopami a v prvních výchylkách prvního fyzikálního parametru stopy se kóduje informace, která je znovuzískatelná pomocí řiditelného typu zpracování dat. V modulační kombinaci druhých výchylek druhého fyzikálního parametru stopy je zakódován kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat. Ve vztahu ke kódové stopě, která obsahuje modulační kombinaci, je modulační kombinace levé sousední stopy vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě. Toho může být dosaženo přesným řízením modulace druhých výchylek, například radiálním polohováním stopy ve vztahu k poloze diskovitého nosiče záznamu při otáčení. Alternativně může být použita druhá čtecí hlava pro čtení modulační kombinace v poloze dvě stopy před stopou, která se zapisuje. V provedení nosiče záznamu se nosič záznamu otáčí a modulace se řídí v závislosti na poloze při otáčení. Takové řízení se dosahuje použitím tachopulzů z motoru, který otáčí nosičem záznamu, a zachycením generátoru tvarového průběhu vychylování za tachopulzy. Generátor tvarového průběhu dále obsa-21-

huje kód pro modulování druhých výchylek během záznamu (zapisování ).

I když vynález byl byl popsán na příkladě provedení používajícím modulaci vychylováním (proměnlivě modulovanou příčnou výchylkou), může být modulován jakýkoli jiný vhodný parametr stopy, například šířka stopy. Pokud jde o nosič záznamu, byl popsán optický disk, ale mohou být použita jiná média, jako magnetický disk nebo pásek. Vynález dále spočívá k každém jednotlivém znaku i kombinaci takových nových znaků, popsaných výše.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Nosič záznamu, obsahující v podstatě souběžné stopy, vykazující první výchylky prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž první výchylky reprezentují informaci zaznamenanou na nosiči záznamu, která je znovuzískatelná prostřednictvím zpracování dat řiditelného typu, a dále druhé výchylky druhého fyzikálního parametru stopy, přičemž modulační kombinace uvedených druhých výchylek reprezentuje kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat, vyznačený tím, že ve vztahu ke kódové stopě (42), která obsahuje modulační kombinaci, je modulační kombinace v levé sousední stopě (41) vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě (43).
2. 2. Nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený tím, že druhé výchylky jsou posuny stopy ve směru příčném k podélnému směru stopy a posuny levé sousední stopy se shodují s posuny pravé sousední stopy ve stejném směru.
3. 3. Nosič záznamu podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že modulační kombinace v kódové stopě a sousedních stopách reprezentují stejný kód.
4. 4. Nosič záznamu podle nároku 3, vyznačený tím, že modulační kombinace v kódové stopě (45) je v podstatě inverzní vůči modulační kombinaci v levé informační stopě (44) .
5. 5. Nosič záznamu podle nároku 3, vyznačený tím, že • fe ·· • · · · • · · · • · fe · • fefe · • fe ··

   -23druhé výchylky jsou periodické a modulační kombinace obsahuje fázovou modulaci, a fázové rozdíly mezi modulačními kombinacemi v přilehlých stopách jsou omezeny na předem určenou velikost.
6. 6. Nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený tím, že stopy tvoří spirálovitý obrazec nebo obrazec ze soustředných stop a přilehlé stopy ve stopovém obrazci vykazují stejný počet druhých výchylek.
7. 7. Nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený tím, že pouze stopy v omezené oblasti (Sl, S4) vykazují uvedené druhé výchylky.
8. 8. Nosič záznamu podle nároku 7, vyznačený tím, že uvedená omezená oblast obsahuje hraniční pásmo (Sl, S2) mezi oblastí nevykazující druhé výchylky a střední oblast (S2, S3) vykazující druhé výchylky při předem určené amplitudě, přičemž v této hraniční oblasti se amplituda druhých výchylek zvyšuje od nuly k předem určené amplitudě.
9. 9. Způsob zaznamenávání informace na nosiči záznamu, při kterém je nosič opatřen v podstatě souběžnými stopami, a informace se kóduje v prvních výchylkách prvního fyzikálního parametru stopy, přičemž tato informace je znovuzískatelná prostřednictvím zpracování dat řiditelného typu, a přičemž v modulační kombinaci druhých výchylek druhého fyzikálního parametru stopy je zakódován kód pro řízení uvedeného typu zpracování dat, vyznačený tím, že ve vztahu ke kódové stopě, která obsahuje modulační kombinaci, je modulační kombinace levé sousední • ·

   -24• · • · • · stopy vzájemně vyřízena s modulační kombinací v pravé sousední stopě.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že nosičem záznamu se otáčí a modulační kombinace se generuje v závislosti na tomto otáčení.
11. 11. Přehrávací zařízení pro znovuzískávání informace z nosiče záznamu podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, obsahující čtecí prostředky (52, 53) pro generování čteného signálu v závislosti na prvních výchylkách, a demodulační prostředek (50) pro získávání kódu z modulační kombinace druhých výchylek, a zpracovávací prostředek (53) dat pro zpracovávání čteného signálu pro znovuzískání informace v závislosti na kódu, vyznačené tím, že obsahuje prostředky (56) pro získávání kódu z nejméně dvou stop.
12. 12. Přehrávací zařízení podle nároku 11 pro znovuzískávání informace z nosiče záznamu podle nároku 7, vyznačené tím, že zařízení obsahuje prostředky (54, 59) pro nalezení uvedené omezené oblasti.