DE2944163A1

DE2944163A1 - Scheibenfoermiger optisch auslesbarer aufzeichnungstraeger, zur anwendung als speichermedium fuer dateninformationen

Info

Publication number: DE2944163A1
Application number: DE19792944163
Authority: DE
Inventors: Marino Giuseppe Carasso; Maarten Rutger De Haan; Johannes Jacobus Verboom
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DK150763B; BR7907156A; FR2441236A1; JPS623468A; CA1143474A; AU525287B2; AT365811B; DK465279A; ATA713679A; SE437198B; ES487278A0; ES8102396A1; US4238843A; JPS5567948A; SE7909092L; DK150763C; JPS6321256B2; FR2441236B1; JPS6217291B2; DE2944163C2

Description

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26.6.1979 J PHN 9283

Scheibenförmiger optisch, auslesbarer Aufzeichnungsträger, zur Anwendung als Speichermedium für Dateninformation

Die Erfindung bezieht sich auf einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, der mit nahezu konzentrischen Informationsspuren versehen ist, die pro Spurumfang in eine Anzahl von Sektoren unterteilt sind, wobei jeder Sektor in einen Datenteil, in den mit Hilfe eines Strahlungsbündels optisch detektierbare Information eingeschrieben werden kann, und einen Synchronisationsteil zum Festlegen der Sektorgrenzen unterteilt ist.

Optisch auslesbare Aufzeichnungsträger erregen zur

Ό Zeit ein grosses Interesse, wobei dieses Interesse bisher in erster Linie auf die Anwendung dieser Aufzeichnungsträger als Speichermedium für Video- und Audioprogramme gerichtet war.

Wegen der grossen Speicherkapazität sind derartige

^ Aufzeichnungsträger auch besonders gut zur Anwendung als Speichermedium für Dateninformation geeignet, wobei diese Dateninformation in digitalisierter Form in den Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Um die Anforderungen, die bei der Speicherung von Dateninformation gestellt werden, erfüllen zu können, wird der Aufzeichnungsträger in bezug auf die Organisation in der Informationsspur stark von der beim Aufzeichnen von Video— und/oder Audioinformation üblichen Organisation abweichen müssen. Bei den letzteren Informationsarten wird ja das vollständige aufzuzeichnende Programm völlig als ein Informationsstrom dargeboten und in die Inforinationsspur aufgezeichnet.

Bei der Speicherung von Dateninformation soll dagegen die Möglichkeit bestehen, gesonderte Einheiten von Dateninformation an gewünschten beliebigen Stellen in die Informationsspur aufzuzeichnen.

Ein Aufzeichnungsträger der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zum Einschreiben in und zum Auslesen aus diesem Aufzfiichnungsiräger von Dateninformation sind

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z.B. aus der US-PS 3 89I 79h bekannt. In dieser Patentschrift wird ein System beschrieben, bei dem in jeden Spurumfang der Informationsspur eine Vielzahl binär kodierter Wörter aufgezeichnet werden. Jedes Wort beansprucht c also nur einen kleinen Teil eines Spurumfangs. Aufeinanderfolgende Wörter sind durch eindeutig detektierbare optische Synchronisationszeichen voneinander getrennt, die dazu dienen, beim Auslesen die aufgezeichnete Dateninformation wortweise zu detektieren und zu dekodieren. Durch Anderunjg gen in der Form dieses optischen Synchronisationszeichens kann dabei noch ein gewisser Unterschied zwischen den aufgezeichneten Wörtern erhalten werden.

Dem in dieser US-PS beschriebenen System haften eine Anzahl von Nachteilen an, die es für die Speicherung von Dateninformation mit den daran zur Zeit gestellten Anforderungen weniger geeignet machen. So werden bei diesem bekannten System die Synchronisationszeichen zugleich mit der Dateninformation in die Inforinationsspur aufgezeichnet. Dies bedeutet, dass die Genauigkeit der Sektoreinteilung der Informationsspur völlig durch die vom Benutzer verwendete Schreibvorrichtung bestimmt wird. Da dieser Sektoreinteilung hohe Anforderungen gestellt werden, bedeutet dies, dass auch der von dem Benutzer verwendeten Schreibvorrichtung hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Weiter soll jedes Informationswort gesondert ausgelesen werden können, wozu es erforderlich ist, dass jedes Informationswort gesondert erkennbar ist. Die im bekannten System verwendeten optischen Synchronisationszeichen sind dazu bestimmt nicht geeignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Aufzeichnungsträger vorgenannter Art zu schaffen, der auf besonders zweckmässige Weise für die Speicherung von Dateninformation verwendet werden kann. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Synchronisationsteil aus einer optisch detektierbaren Reliefstruktur mit nacheinander einem Anzeigeteil und einem Adressenteil aufgebaut ist, wobei in dem Adressenteil in digital kodierter Form die Adresse des betreffenden Sektor gespeichert ist und der

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Anzeigeteil eine derartige Reliefstruktur aufweist, dass das sich nach Zusammenarbeit mit einem Auslesestrahlungsbündel daraus ergebende Anzeigesignal in einem Frequenzbereich liegt, in dem wenigstens nur sehr schwache Frequenzkomponenten des sich nach Zusammenarbeit des Auslesestrahlungsbündels mit dem Adressenteil daraus ergebenden digitalen Signals vorhanden sind.

Dadurch, dass nach der Erfindung der Synchronisationsteil aus einer Reliefstruktur aufgebaut ist, wird zunächst sichergestellt, dass es auf einfache und billige Weise möglich ist, die für den Benutzer bestimmten Aufzeichnungsträger herzustellen. Bekanntlich können derartige mit einer Reliefstruktur versehene scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit Hilfe einer sogenannten Mutterplatte, von dieser abgeleiteter Matrizen und für Audioplatten bekannten Presstechniken in grosser) Anzahlen hergestellt werden.

Weiter enthält nun der Synchronisationsteil einen Adressenteil, in dem in digital kodierter Form Adresseninformation gespeichert ist. Dies bedeutet, dass jeder Sektor mit einzelner Adresseninformation versehen ist, so dass jeder Sektor, somit auch jeder zugehörige Datenteil, einzeln sowohl beim Einschreiben als auch beim Auslesen von Dateninformation ausgewählt werden kann. Es wird ohne weiteres klar sein, dass dies für die Anwendungsmöglichkeiten und einen zweckmässigen Gebrauch des Aufzeichnungsträgers sehr wesentlich ist.

Um sicherzustellen, dass die im Adressenteil gespeicherte Adresseninformation eindeutig detektiert wird, ist nach der Erfindung der Synchronisationsteil weiter mit einem dem Adressenteil vorgeordneten Anzeigeteil versehen. Dieser Anzeigeteil dient dazu, den Anfang eines Synchronisationsteiles auf eindeutig detektierbare Weise festzulegen, was für eine störingsfreie Detektion der Adresseninformation von besonderer Bedeutung ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine besonders einfache und sichere Detektion dieses Anzeigeteiles möglich ist, wenn dieser Anzeigeteil eine derartige Reliefstruktur aufweist, dass die sich nach Zusammenarbeit mit einem Auslese-

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Strahlungsbündel daraus ergebende Signalkomponente in bezug auf ihre Frequenzlage von den sich aus dem Adressenteil ergebenden Signalkomponenten abweicht. Dies ergibt nämlich die Möglichkeit, mit Hilfe eines schmalbandigen Bandpass-.5 filters das Vorhandensein dieser genannten Signalkomponente zu detektieren, was eine besonders zuverlässige Detektion ist. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass beim Aufzeichnen der Adresseninformation auf den Aufzeichnungsträger digitale Modulationstechniken verwendet werden, die u.a. den Zweck haben, das Frequenzspektrum des aufgezeichneten Signals zu beschränken.

Eine der wichtigsten dabei gestellten Anforderungen ist, dass das aufgezeichnete Adressensignal ein Frequenzspektrum besitzt, das nicht mit dem Frequenzspektrum der Servosignale zusammenfällt, die u.a. die radiale Lage des Strahlungsbündels und die Fokussierung dieses Strahlungsbündels auf den Aufzeichnungsträger regeln. Da diese Servosignale verhältnismässig niederfrequente Signale sind, wird für die digitale Modulation vorzugsweise ein System gewählt, das ein Frequenzspektruni ergibt, das keine oder nahezu keine niederfrequente Komponenten enthält. Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung benutzt diese Tatsache dadurch, dass der Anzeigeteil aus einer einzigen Niedrig-Hoch-Struktur besteht, deren Länge gross in bezug auf die Periodenlänge der Reliefstruktur im Adressenteil ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeteil eine Anzahl aufeinanderfolgender Niedrig-Hoch-Strukturen einer derartigen Länge enthält, dass das sich daraus ergebende Anzeigesignal eine Frequenz gleich der Bitfrequenz des Adressensignals aufweist, und dass zum Einschreiben des Adressensignals eine Modulation gewählt ist, deren Frequenzspektrum bei dieser Bitfrequenz nahezu Null ist. Dieser bevorzugten Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, digitale Modulationstechniken anzuwenden, die die Eigenschaft aufweisen, dass das sich daraus er—

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gebende Signal ein Frequenzspektrum besitzt, das bei der Bitfrequenz Null ist. Dadurch, dass die Struktur des Anzeigeteiles derart gewählt wird, dass das sich daraus ergebende Anzeigesignal gerade diese Bitfrequenz aufweist, wird eine eindeutige von dem Adressensignal unterscheidbare Detektion des Anzeigesignals erhalten. Da ausserdem diese Bitfrequenz eine verhältnismässig hohe Frequenz ist, wird eine gegebenenfalls mögliche Wechselwirkung zwischen diesem Anzeigesignal und den Servosignalen mit Gewissheit vermieden.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisch einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger,

Fig. 3 die Unterteilung eines Sektors, Fig. k eine mögliche Ausführungsform des Synchronisationsteiles nach der Erfindung , Γ.. Fig. 5 das Frequenzspektrum des binären Signals, das durch drei mögliche Modulationstechniken erhalten ist,

Fig. 6 die durch diese Modulationstechniken erhaltenen binären Signale,

Fig. 7 eine zweite Ausführungsform des Synchronisationsteiles nach der Erfindung,

Fig. 8 Signale zum Aufzeichnen bei einem Verfahren zum Einschreiben der Information auf den Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer der Modulationstechniken nach den Fig. 5 und 6, und

Fig. 9 schematisch die elektronischen Schaltungen zum Detektieren des Anzeigesignals.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausftihrungsforra des Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung. Der Aufzeichnungsträgerkörper 1 ist mit einer spiralförmigen Spur k versehen. Diese Spur h ist in eine grosse Anzahl von Sektoren 7, z.B. 128 pro Umdrehung, unterteilt. Jeder Sektor 7 enthält einen Datenteil 9i der zur Aufnahme von Dateninformation bestimmt ist, und einen Synchronisationsteil 8.

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Um dafür zu sorgen, dass die Dateninformation in einer genau definierten Bahn eingeschrieben wird, wirkt die Spur h gleichzeitig als Servospur. Dazu weisen die Datenteile 9 der Sektoren 7 eine Amplitudenstruktur nach Fig. 2 auf. Diese Fig. 2 zeigt einen kleinen Teil des Schnittes längs der Linie 2-2' in Fig. 1 und also eine Anzahl nebeneinander liegender Spurteile, insbesondere Datenteile, der Servospur h. Die Richtung der Servospuren k steht also senkrecht auf der Zeichnungsebene. Diese Servospuren h, insbesondere die Datenteile 9» sind somit als Nuten im Substrat k angebracht. Dadurch ist es möglich, ein zum Einschreiben von Dateninformation auf den Aufzeichnungsträger gerichtetes Strahlungsbündel genau mit dieser Servospur h zusammenfallen zu lassen, mit anderen Worten, die Lage des Strahlungsbündels in radialer Richtung über ein Servosystem zu regeln, das das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Licht benutzt. Die Messung der radialen Lage des Strahlungsflecks auf dem Aufzeichnungsträger entspricht den Systemen, wie sie auch bei den optischen mit einem Videosignal versehenen Aufzeichnungsträgern verwendet werden und wie sie u.a. in I.E.E.E. Transactions on consumer electronics", November 1976, S. 307 beschrieben sind.

Um Dateninformation aufzeichnen zu können, ist der Aufzeichnungsträgerkorper mit einer Materialschicht 6 versehen, die bei Belichtung mit geeigneter Strahlung eine optisch detektierbare Änderung erfährt. Grundsätzlich würden nur die Datenteile 9 der Sektoren mit einer derartigen Schicht versehen zu sein brauchen. Herstellungs— technisch ist es aber einfacher, die ganze Aufzeichnungsträgeroberfläche mit einer derartigen Schicht zu versehen. Diese Schicht 6 kann z.B. aus einer dünnen Metallschicht, wie Tellur, bestehen. Durch Laserstrahlung genügend hoher Intensität kann örtlich diese Metallschicht geschmolzen werden, so dass örtlich diese Informationsschicht 6 einen anderen Reflexioiiskoeffizienten erhält, wodurch beim Abtasten einer auf eine derartige Weise eingeschriebenen Informationsspur durch ein Auslesestrahlungsbündel eine

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der aufgezeichneten Information entsprechende Amplitudenmodulation des reflektierten Strahlungsbündels erhalten wird.

Die Schicht 6 kann auch die Form einer Doppelschicht

g aus unter der Einwirkung auffallender Strahlung chemisch reagierenden Werkstoffen, wie Aluminium auf Eisen, aufweisen. An der Stelle, an der ein energiereiches Strahlungsbündel die Platte trifft, wird FeAl^ gebildet, das schlecht reflektiert. Ein gleicher Effekt ergibt sich bei einer Doppel-

jQ schicht aus Vismut auf Tellur, wobei Bi₂Te„ gebildet wird. Es ist auch möglich, dass die Schicht 6 aus einer Antireflexionsschicht besteht. Durch die Laserstrahlung können dann örtlich reflektierende Gebiete erzeugt werden.

Dadurch, dass mit Hilfe der als Nut in dem Substrat gebildeten Servospur der Einschreibstrahlungsfleck genau mit dieser Servospur, insbesondere beim Abtasten eines Datenteils, zusammenfällt, wird die das Einschreibstrahlungsbündel modulierende Dateninformation genau in den mit dieser Servospur zusammenfallenden Datenteil eingeschrieben.

Wie aus Obenstellendem hervorgeht, enthalten die für den Benutzer bestimmten Aufzeichnungsträger, in denen also noch keine Dateninformation in die Datenteile eingeschrie-

■ ben ist, eine Nutenstruktur in diesen Datenteilen innerhalb der Sektoren. Ausserdem enthält ein derartiger Aufzeichnungsträger innerhalb jedes Sektors einen in einer optisch detektierbaren Reliefstruktur ausgeführten Synchronisationsteil 8. Fig. 3 zeigt vergrössert einen Teil einer Spur 4, und daraus geht die Reihenfolge einer Anzahl von Datenteilen 9 und Synchronisationsteilen 8 hervor. Dabei be-

■ stehen die Synchronisations teile 8 aus Reliefstruktur, die aus einer Reihenfolge von Senkungen in Abivechslung mit Zwischengebieten aufgebaut ist. Dabei ist die Tiefe der Senkungen in dieser Struktur des Synchronisationsteiles grosser als die Tiefe der Servospur in dem Datenteil 9· Diese Tiefe der Senkungen wird nach allgemeinen optischen Regeln in Abhängigkeit von der Form dieser Senkungen iirn ausgewählten Auslesesystem derart gewählt, dass

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eine optimale Auslesung der durch die Struktur dargestellten Information erhalten wird. Wenn von einem Auslesesystem ausgegangen wird, bei dem das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Strahlungsbündel von einem einzigen Photodetektor detektiert wird, kann als Tiefe für die Senkungen 1/^ 7\ gewählt werden, wobei A die Wellenlänge des verwendeten Strahlungsbündels ist. Wenn dabei für die Tiefe der Servospur in dem Datenteil 9 der Wert 1/8Λ oder weniger gewählt wird, beeinflusst diese Servospur nahezu nicht die von dem Detektor detektierte Lichtmenge.

Um den Aufbau des Synchronisationsteiles näher anzugeben, ist in Fig. k ein derartiger Synchroxiisationsteil nochmals vergrössert dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Informationsschicht 6 weggelassen ist. Ein derartiger Synchronisationsteil 8 enthält zwei Teile, und zwar einen Anzeigeteil 10 und einen Adressenteil 11. Im Adressenteil 11 ist alle zum Kontrollieren des Einschreibverfahrens benötigte Information gespeichert. Beim Einschreiben von Dateninformation wird diese Dateninformation in eine in sogenannten Wörtern angeordnete Bitreihe umgewandelt. Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung ist der Datenteil z.B. dazu bestimmt, 17^ Wörter von je 8 Bits aufzunehmen. Um eine möglichst zweckmässige Benutzung des verfügbaren Informationsraums auf dem Aufzeichnungsträger, somit der Länge der Datenteile, zu sichern, ist es von grosser Bedeutung, dass die Frequenz der zur Speicherung dargebotenen Bitreihe sehr genau definiert ist. Um dies zu erreichen, enthält der Adressenteil 11 des Synchronisationsteiles 8 eine Anzahl (z.B. vierzehn) Wörter 12 mit einem symmetrischen Muster, und daraus kann die gewünschte Bitfrequenz detektiert werden. Damit wird dann die Bitfrequenz, mit der die Dateninforrnation dargeboten wird, auf den gewünschten Wert nachgeregelt. Ebenfalls enthält dieser Adressenteil Information über die Wortverteilung, wodurch beim Schreiben die Positionierung der Bitwörter definiert und beim Lesen die geeignete Dekodierung der Bitwörter bewirkt wird.

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Veiter enthält dieser Adressenteil 11 Information über die Spurnummer des Spurumfangs, in dem der entsprechende Sektor 8 liegt, und über die Nummer dieses Sektors in diesem Spurumfang. Diese Information ist nach einer für das Speichermedium geeigneten digitalen Modulationstechnik als Reliefstruktur angebracht. Dadurch, dass der Aufzeichnungsträger demzufolge neben der als Nut in den Datenteilen 9 angebrachten Servospur auch bereits alle für die Positionierung der Dateninformation als eine in Bitwörter aufgeteilte Bitreihe in diesen Datenteilen benötigte Information im Synchronisationsteil enthält, brauchen die Anforderungen, die der vom Benutzer verwendeten Schreib- und Lesevorrichtung gestellt werden, weniger streng zu sein. Dadurch, dass weiter diese völlig vorher angebrachte Information als Reliefstruktur in dem Aufzeichnungsträger angebracht ist, ist dieser Aufzeichnungsträger für Massenherstellung besonders geeignet, wobei die üblichen Presstechniken benutzt werden können.

Für eine eindeutige und optimale Detektion der im Adressenteil 11 gespeicherten Information ist es von besonders grosser Bedeutung, dass der Anfang dieses Adressenteiles eindeutig definiert ist. Dazu enthält nach der Erfindung der Synchronisationsteil 8 einen dem Adressenteil 11 vorangehenden Anzeigeteil 10. Dieser Anzeigeteil weist eine derartige Reliefstruktur auf, dass beim Abtasten desselben durch ein Strahlungsbündel ein Signal erhalten wird, das sich deutlich von allen anderen Signalkomponenten unterscheiden lässt, die sich aus dem Adressenteil oder aus der in die Datenteile eingeschriebenen Dateninformation ergeben. Der in Fig. h gezeigte Anzeigeteil 10 enthält dazu eine einzige symmetrische Niedrig-Hoch-Struktur mit einer Länge, die viel grosser als die maximale Länge einer Niedrig-Hoch-Struktur im Adressenteil 11 ist. Dies bedeutet, dass, das.sich, aus diesem Anzeigeteil 10 ergebende Signal eine Frequenz aufweist, die niedrig in bezug auf die Frequenzkomponenten der im Adressenteil 11 gespeicherten Information ist. Dabei spielt naturgeniäss die zur Aufzeichnung der Adresseninformation

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verwendete Modulation eine wichtige Rolle. Um die gegenseitige Lage der unterschiedlichen Frequenzkoinponenten anzugeben, sei auf die in Fig. 5 dargestellten Frequenzspektren dreier möglicher Modulationen und auf die in Fig. 6 beispielsweise dargestellten zugehörigen binären Signale verwiesen.

Mit a ist in Fig. 6 eine Modulation bezeichnet, die unter der Bezeichnung "Zweiphasenmodulation" bekannt ist. Dabei wird das dargebotene digitale Signal in ein binäres Signal umgewandelt, das für eine logische "Eins" des dargebotenen digitalen Signals während einer Zeit T/2 positiv und während der darauffolgenden Zeit T/2 negativ ist, wobei T die Bitzeit des dargebotenen digitalen Signals ist. Eine logische "Null" ergibt gerade das entgegengesetzte binäre Signal, d.h. negativ während einer Zeit T/2 und positiv während der darauffolgenden Zeit T/2. Diese Modulationstechnik ergibt ein binäres Signal, das ein Frequenzspektrum der Energieverteilung aufweist, wie es in Fig. 5 mit a angegeben ist. Dabei entspricht die Frequenz fo dem Kehrwert 1/T der Zeitdauer T.

Mit b ist in Fig. 6 eine Modulation bezeichnet, die unter der Bezeichnung "Miller-Modulation" bekannt ist. Das mit dieser Modulation erzeugte binäre Signal weist einen Übergang halbwegs einer logischen "Eins" des dargebotenen digitalen Signals und am Übergang zweier aufeinanderfolgender logischer "Nullen" auf. Das Frequenzspektrum dos mit Hilfe dieser Modulationstechnik erhaltenen binären Signals ist in Fig. 5 mit _b bezeichnet.

Mit _c_ ist schliesslich eine Modulation bezeichnet, bei der die dargebotene Bitreihe des digitalen Signals zunächst in aufeinanderfolgenden Gruppen von zwei Bits unterteilt wird. Aus jeder Gruppe von zwei Bits mit einer Zeitdauer 2T wird ein binäres Signal abgeleitet, das in einem ersten Zeitintervall T einen gleichen Verlauf wie die ursprünglichen zwei Bits und im darauffolgenden Zeitintervall T einen umgekehrten Verlauf aufweist. Das durch diese Modulationstechnik erhaltene binäre Signal weist ein Frequenzspektrum auf, wie es in Fig. 5 mit _£ angegeben

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ist.

Aus Fig. 5 lässt sich einfach erkennen, dass diese Modulationstechniken die gemeinsame Eigenschaft aufweisen, dass das damit erhaltene binäre Signal keine starken Frequenzkomponenten bei verhältnismässig niedrigen Frequenzen, z.B. Frequenzen von weniger als 0,2 fo, besitzt. Diese Tatsache kann bei Anwendung eines optischen Aufzeichnungsträgers und der dabei verwendeten Schreib- und Lesesysteme ausgenutzt werden. Wie bereits angegeben ist, werden bei derartigen Systemen sowohl eine Servoregelung, mit deren Hilfe der Abtastfleck genau auf dem Aufzeichnungsträger fokussiert gehalten wird, als auch eine Servoregelung verwendet, die die radiale Lage des Abtastflecks regelt und diesen Abtastfleck genau mit der Informationsspur zusammenfallen lässt. Da die für diese Servoregelungen benötigten Regelsignale aus dem von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strählungsbündel abgeleitet., werden, das ebenfalls von der Reliefstruktur des Synchronisationsteiles moduliert ist, ist es von grosser Bedeutung, dass das Frequenzspektrum des im Adressenteil gespeicherten binären Signals keine starken Frequenzkomponenten innerhalb des für die Regelsignale bestimmten Frequenzbandes enthält. Da diese Regelsignale nur ein verhältnismässig niederfrequentes Band einnehmen, wird durch die Wahl einer der angegebenen Modulationstechniken diese Bedingung gut erfüllt. Die Regelsignale für die genannten Servosysteme erstrecken sich z.B. bis zu einem maximalen Frequenzwert von 15 kHz. Wenn für die Frequenz fo = 1/T z.B. der Wert von 500 kHz gewählt wird, geht aus Fig. 5 ohne weiteres hervor, dass die binären Signale _a, b oder _c bei der Frequenz von 15 kHz und niedriger nui' sehr schwache Frequenzkomponenten besitzen.

Die Erfindung benutzt diese Tatsache dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass der Anzeigeteil 10 des Synchronisationsteiles 8 eine derartige ReIiefstruktur aufweist, dass das sich daraus ergebende Signal eine verhältnismässig niedrige Frequenz besitzt. Wenn die in Fig. h dax"-gestellte Niedrig-Hocli-Struktur eine Periodenzeit von 16T

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aufweist, weist die sich daraus ergebende Signalkomponente eine Frequenz fo/i6 auf. Für eine Wahl von fo = 500 kHz ergibt dies eine Signalkomponente R, in Fig. 5 angegeben, mit einer Frequenz von etwa 31 kHz. Es ist klar, dass diese Signalkomponente mit Hilfe eines Filters besonders eindeutig und lei,cht von sowohl den binären Signalen a, b_ und _c als auch von den Servosignalen unterschieden werden kann. Dies bedeutet, dass auf diese Weise eine besonders eindeutige und betriebssicher Anzeige für den Anfang des IQ Synchronisationsteiles 8 erhalten ist, wodurch die Dekodierung der im Adressenteil 11 gespeicherten Information auf zuverlässige Weise verwirklicht werden kann.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform des Synchronisationsteiles 8, insbesondere des Anzeigeteiles 10. Bei der in dieser Figur gezeigten Ausführungsform enthält der Anzeigeteil 10 eine symmetrische Niedrig-Hoch-Struktur mit einer Periode T. Dies bedeutet, dass die sich aus diesem Muster ergebende Signalkomponente eine Frequenz f = 1/T = fo aufweist. Aus Fig. 5 geht hervor, dass bei den Modulationssystemen b und c_ der Signalinhalt bei der Frequenz fo sehr gering, für das Modulationssystem c_ sogar Null, ist, wenn für das binäre Signal im Adressenteil ebenfalls eine Periode T gilt. Dies bedeutet, dass bei Anwendung eines dieser Modulationssysteme b und d die sich aus dem Anzeigeteil 10 ergebende Signalkomponente S bei dieser Frequenz fo sehr einfach mit Hilfe eines schmalbandigen Bandpassfilters detektiert werden kann. Da diese Signalkomponente S ausserdem einen grossen Frequenzabstand von den Servosignalen aufweist, ist die Möglichkeit einer störenden Wechselwirkung zwischen diesen Komponenten sehr gei'ing.

Wie bereits angegeben ist, dient sowohl beim Einschreiben von Dateninformation als auch beim Auslesen derselben der Anzeigeteil 10 dazu, die Detektion der Adresseninformation im Adressenteil 11 einzuleiten. Diese Detektion der Adresseninformation erfolgt auf übliche Weise, wobei mit Hilfe der Synchroniscitionsbits 12 zunächst Bi tsyrichronisation bewirkt wird, wonach Wortsynchronisation

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und schliesslich Detektion der gespeicherten Adresseninformation stattfindet. Die dabei erhaltene Bit- und Wortsynchronisation wird zugleich zum Synchronisieren der dargebotenen Dateninformation beim Einschreiben derselben in die Datenteile 9 verwendet, wodurch der verfügbare Speicherraum optimal ausgenutzt wird.

Um den Vorteil der gewählten Struktur des Anzeigeteiles 10 völlig beizubehalten, auch nachdem Dateninformation in die Datenteile eingeschrieben ist, ist es naturgemäss erwünscht, zum Aufzeichnen dieser Dateninformation ebenfalls eine Modulationstechnik zu verwenden, die ein binäres Signal ergibt, das keinen starken Signalinhalt bei der Frequenz des vom Anzeigeteil 10 gelieferten Anzeigesignals enthält. Dabei liegt es naturgemäss auf der Hand, für die Dateninformation dieselbe Modulationstechnik wie für die Adresseninformation zu verwenden.

Das durch eine solche Modulationstechnik erhaltene binäre Signal kann selbstverständlich direkt zum Modulieren eines Laserstrahls verwendet werden. Von diesem Laserstrahl wird dann die Metallschicht in der Datenspur örtlich geschmolzen, wodurch die Dateninformation festgelegt wird. Dabei wird also die Länge der geschmolzenen Gebiete variieren und die binäre "Eins" oder die binäre "Null" des binären Signals darstellen. Es hat sich aber herausgestellt, dass es günstiger ist, beim Schreiben den Laser stets nur kurzzeitig auf einen zum Schmelzen der Metallschicht genügend hohen Pegel zu schalten. In diesem Zusammenhang ergeben die angegebenen Modulationstechniken einen zusätzlichen Vorteil. Z.B. bei Betrachtung der Modulationstechnik _c_ zeigt sich, dass in dem sich daraus ergebenden binären Signal die Zeitdauer jedes der möglichen binären Zustände nur eine sehr beschränkte Anzahl diskreter Werte annehmen kann, und zwar T/2, T, 3/2T, 2T. Dies ergibt die Möglichkeit, dieses binäre Signal auf eine in Fig. 8 scheniatisch dargestellte Weise aufzuzeichnen, wobei Fig. 8a einen Teil des binären Signals zeigt. Dieses binäre Signal wird auf den Aufzeichnungsträger gemäss einem Muster von Schrnelzflecken 13 (Fig. 8b)

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konstanter Abmessungen aufgezeichnet. Dazu kann z.B. jeweils halbwegs einer Bitlänge T der logische Pegel des binären Signals detektiert werden und, wenn dieser logische Pegel "1" ist, der Laser kurzzeitig auf eine hohe Schreibintensi-.5 tilt geschaltet werden. Aus Fig. 8b ist dann ersichtlich, dass die Anzahl innerhalb einer Gruppe von in einem gegenseitigen Abstand gleich der Bitlänge T/2 liegenden Schmelzflecken die diskrete Länge der binären "Eins" darstellt. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise ein sehr ig zuverlässiges Einschreibverfahren erhalten wird. Beim Auslesen dieser Information wird durch den Tiefpassfrequenzgang des Auslesesystems, der durch die optischen Elemente und/oder die elektronischen Kreise herbeigeführt wird, wieder das ursprüngliche binäre Signal erhalten. Auf gleiche Veise wir beim Einschreiben von Dateninformation in den Datenteil Schmelzflecke mit konstanter Länge erhalten werden können, ist es auch möglich, beim Anbringen von Adresseninformation im Adressenteil 11 Senkungen mit einer konstanten Länge zu bilden, wie in Fig. 8c angegeben ist. Die Erfindung ist keineswegs auf die beispielsweise angegebene Organisation des Aufzeichnungsträgers, wie das Ausmass der Unterteilung in Sektoren, die Ausführung der Datentile als Servospur für die radiale Verfolgung usw., beschränkt. Für andere Ausführungen dieser Servospur und der zugehörigen Erzeugung eines Regelsignals für die radiale Servoregelung sei auf die deutsche Patentanmeldung P 29 09 877·9 der Anmelderin verwiesen. In dieser älteren Patentanmeldung wird auch ausführlich auf die bei Anwendung eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers der in der vorliegenden Anmeldung, erwähnten Art verwendeten optischen Systeme eingegangen. Da die besondere Ausführungs form der optischen Systeme für die vorliegende Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist, genügt es hier, auf die vorgenannte ältere Patentanmeldung zu verweisen. 35

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Um die Funktion des detektierten Anzeigesignals in der Schreib- und/oder Lesevorrichtung anzugeben, sind schli.esslich in Fig. 9 schematisch die dabei wesentlichen elektronischen Schaltungen dargestellt. Mit 15 ist der Auslesedetektor bezeichnet, mit dem der Informationsinhalt des von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlungsbündels detektiert wird. Von dem dadurch erhaltenen Signal wird mit Hilfe eines Filters 16 das Anzeigesignal abgetrennt. Bei Anwendung eines Anzeigesignals S bei der Frequenz fo (Fig. 5) wird dies jedenfalls ein schmalbandiges Bandpassfilter sein, während bei Anwendung eines Anzeigesignals R dies ein Bandpassfilter oder ein Tiefpassfilter sein kann. Der Ausgang dieses Filters 16 ist mit einem Schwellendetektor 17 verbunden, der ein Ausgangssignal liefert, sobald das Signal an seinem Eingang einen gegebenen Schwellwert überschreitet. Von diesem Schwellendetektor 17 wird der Einfluss etwaiger störender Signalkomponenten in der Nähe des Anzeigesignals unterdrückt. Der Ausgang dieses Schwellendetektors 17 ist mit einem Steuereingang einer Dekodierschaltung 18 verbunden, deren Signaleingang mit dem Detektor I5 verbunden ist. Diese Dekodierschaltung dekodiert auf übliche Weise die ausgelesene Adresseninformation, mit der Massgabe, dass die Dekodierung nun von dem detektierten Anzeigesignal eingeleitet wird, wodurch einerseits die Adresseninformation eindeutig von der ausgelesenen Dateninformation getrennt und andererseits die Dekodierung dieser Adresseninformation sowie die Wortsynchronisation auf zweckmässige Weise bewirkt werden. Das von dieser Dekodierschaltung 18 gelieferte Signal steht dann an einer Ausgangsklerame 19 zur Verfügung.

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1.) Scheibenförmiger Aufzeichnungsträger, der mit nahezu konzentrischen Informationsspuren versehen ist, die pro Spurumfang in eine Anzahl von Sektoren unterteilt sind, wobei jeder Sektor in einen Datenteil, in den mit Hilfe eines Strahlungsbündels optisch detektierbare Information eingeschrieben werden kann, und einen Synchronisationsteil zum Festlegen der Sektorgrenzen unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisationsteil (8) aus einer optisch detektierbaren Reliefstruktur mit nacheinander einem Anzeigeteil (1O) und einem Adressenteil (ii) aufgebaut ist, wobei in dem Adressenteil (11) in digital kodierter Form die Adresse des betreffenden Sektors (7) gespeichert ist und der Anzeigeteil (io) eine derartige Reliefstruktur aufweist, dass das sich nach Zusammenarbeit mit einem Auslesestrahlungsbündel daraus ergebende Anzeigesignal in einem Frequenzbereich liegt, in dem wenigstens nur sehr schwache Frequenzkomponenten des sich nach Zusammenarbeit des Auslesestrahlungsbündels mit dem Adressenteil (11) daraus ergebenden digitalen Signals vorhanden sind (Fig. 4).

2. Scheibenförmiger Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeteil (1O) aus einer einzigen Niedrig-Hoch-Struktur besteht, deren Länge gross in bezug auf die Periodenlänge der Reliefstruktur im Adressenteil (ii) ist (Fig. k).

3. Scheibenförmiger Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeteil (1O) eine Anzahl aufeinanderfolgender Niedrig-Hoch-Strukturen einer derartigen Länge enthält, dass das sich daraus ergebende Anzeigesignal eine Frequenz gleich der Bitfrequenz des Adressensieiials aufweist, und dass zum Einschreiben des Adressensignals eine Modulation gewählt ist, deren Frequenzspektrum bei dieser Bi tf req\ienz nahezu Null ist.

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ORIGINAL INSPECTED

26.6.1979 2 PHN 9283

k. Scheibenförmiger Aufzeichnungsträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adressenteil (11) des Synchronisationsteiles (8) eine Reliefstruktur aufweist, die aus aufeinanderfolgenden

.5 Senkungen und Zwischengebieten aufgebaut ist, wobei die Senkungen in der Spurrichtung eine konstante Länge aufweisen und die Struktur eine Anzahl von Informationsblöcken enthält, wobei diese Informationsblöcke einen der beiden binären Werte des Adressensignals darstellen und die Anzahl von Senkungen innerhalb eines Informations— blockes die Zeitdauer, während deren dieser binäre Wert angenommen ist, darstellt.

5. Scheibenförmiger Aufzeichnungsträger nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateninformation in den Datenteil (9) in einer Struktur aufgezeichnet ist, die aus einer Reihenfolge optisch unterscheidbarer Gebiete und Zwischengebiete besteht, wobei die Gebiete in der Spurrichtung eine konstante Länge aufweisen und diese Struktur eine Anzahl von Informationsblöcken enthält, wobei diese Informationsblöcke einen der beiden binären Werte der Dateninformation darstellen und die Anzahl von Gebieten innerhalb eines Informationsblocks die Zeitdauer, während deren dieser binäre Wert angenommen ist, darstellt.

6. Vorrichtung zum Einschreiben und/oder Auslesen von Dateninforrnation unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Dekodiervorrichtung (18) zum Dekodieren der ausgelesenen Adresseninforraation und einer Detektionsschaltung (16, I7) versehen ist, mit deren Hilfe das ausgelesene Anzeigesignal abgetrennt und beim Auslesen dieses Anzeigesignals ein Detektionssignal der Dekodiervorrichtung (18) zugeführt wird, um die Adressendekodierung einzuleiten (Fig. 9)

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsschaltung mit einem Filter (16) zum Abtrennen des Anzeigesignals und einem Schwellendetektor (17), zur Lieferung des Detektionssignals versehen ist (Fig. 9).

030019/0917