DE3431810C2 - Optisch auslesbare Platte - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine optisch aus lesbare Platte mit
einer Aufzeichnungsspur, in der Rahmen mit digitalen
Hauptdaten und digitalen Unterdaten aufgezeichnet sind,
von denen jeweils eine Anzahl von Rahmen mit über diese
Rahmen verteilten zusammenhängenden Unterdaten einen Block
bilden.
Eine Anordnung zum Abspielen einer derartigen optischen
digitalen Audioplatte (mit der Bezeichnung Compact Disc)
dient zum Wiedergeben stereophonischer Musik hoher Quali
tät. Wenn digitale Daten, wie z. B. Zeichen darstellende
Daten, Anzeigedaten, Programmdaten, usw. anstatt stereo
phonischer Musik von einer solchen Platte ohne wesentliche
Änderung des Aufbaus des Abspielgerätes wiedergegeben
werden können, ist es möglich, durch Zufügen einer Dar
stellungseinrichtung ein Wiedergabegerät zum Wiedergeben
visueller Informationen, wie z. B. Diagramme und Maßzahlen
durch graphische Darstellungen, bildliche Veranschau
lichungen durch Standbilder und ein Videospielgerät zu
verwirklichen, wodurch ein großer Anwendungsbereich für
ein Compact Disc-System geschaffen wird. Die Daten
speicherkapazität der üblichen Compact Discs beträgt etwa
500 Mbytes, und daher ist der Vorteil einer Compact Disc
sehr viel größer im Vergleich zur Speicherkapazität einer
normalen flexiblen Platte.
Andererseits werden Compact Discs hauptsächlich für die
Wiedergabe von Audiosignalen benutzt. Deshalb wird der
Anfang der Daten auf der Platte auf der Basis einer
verhältnismäßig großen Einheit aufgesucht, wie z. B. als
Musikprogrammeinheit oder Satzeinheit. Dagegen müssen die
Daten bei der Verwendung als Speicherplatte auf der Basis
einer viel kleineren Einheit in der Größenordnung von
128 Bytes bis 10 kBytes gelesen werden.
Aus der prioritätsälteren Patentanmeldung gemäß
EP 0 133 790 A1 ist ein Abspielgerät für die eingangs
genannten optisch auslesbaren Platten sowie die Anordnung
der Daten auf dieser Platte angegeben. Dabei werden
jeweils eine Mehrzahl von Gruppen von Rahmen, die
getrennte unterschiedliche Unterdaten aufweisen, zusammen
gefaßt, um jeweils einen Block von digitalen Daten
aufzunehmen.
Dagegen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
optisch aus lesbare Platte mit der Datenstruktur einer
Audio-Compact-Disc anzugeben, von der Daten in kleineren
Einheiten als für Audiodaten vorgesehen auf einfache Weise
und zuverlässig adressierbar ausgelesen werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer optisch auslesbaren Platte
eingangs erwähnter Art dadurch gelöst, daß die Hauptdaten
eines jeweiligen Blocks ein Adreß-Signal enthalten, das
die Hauptdaten diesem Blocks adressiert.
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Platte mit erheblich
größerer Speicherkapazität als eine herkömmliche, flexible
Platte zu verwirklichen und das digitale Signal auf der
Basis einer derartigen Einheit zu lesen, wie für die
Verarbeitung der Signale erforderlich ist.
Damit ist es möglich, auf eine Platte zum Abspielen
stereophonischer Musik, wie z. B. eine bereits im Handel
erhältliche Compact Disc, andere digitale Daten als die
stereophonischen Musiksignale unter Beibehaltung der
Verträglichkeit mit dem Signalformat und der Signal
verarbeitung, wie z. B. dem Fehlerkorrekturverfahren und
dem Datenaufzeichnungsformat u. dgl., aufzuzeichnen.
Dadurch ist es beim Einsatz einer Datenverarbeitungsein
heit, wie z. B. eines Mikrocomputers, einer Farbfernseh
röhre und eines Lautsprechers als Zusatzgerät zum normalen
Plattenspieler möglich, die verschiedenen Bildinforma
tionen und Audioinformationen abzuspielen und so das
Anwendungsgebiet der Platte zu erweitern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 die Anordnung der Aufzeichnungsdaten einer
Compact Disc, auf die sich die Erfindung bezieht,
Fig. 3 die Anordnung eines Blocks beim Aufzeichnen der
digitalen Daten in einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild mit der Gesamtanordnung zum
Lesen einer Compact Disc nach der Erfindung, und
Fig. 5 das Wortformat der Seriendaten in einer
Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist der auf einer Compact Disc aufge
zeichnete Datenfluß dargestellt. Ein Rahmen Fn besteht
aus 588 Bits von Aufzeichnungsdaten, und jeder Rahmen
beginnt mit einem Rahmensynchronisationszeichen FS mit
einem spezifischen Bitmuster. Dem Rahmensynchroni
sationszeichen FS folgt ein 3-Bit Gleichspannungsbegrenzungs
zeichen RB, und danach werden abwechselnd die 0. bis 32.
Datenwörter DB mit je 14 Bits und die 3-Bit Gleichspannungs
begrenzungszeichen RB aufgezeichnet. Die 0. Wörter unter
diesen Datenwörtern DB werden als digitale Unterdaten oder
Benutzerwörter bezeichnet und dienen zum Steuern des Ab
spielens einer Platte und zum Wiedergeben der damit zusammen
hängenden Information oder dgl. Die 1. bis 12. und 17. bis
28. Datenwörter DB sind im Hauptkanal den Audiodaten zuge
ordnet. Die übrigen 13. bis 16. und 29. bis 32. Datenwörter
DB sind Paritätsdaten des Fehlerkorrekturcodes im Haupt
kanal zugeordnet. Ein jedes der Datenwörter DB besteht aus
14 Bits, in die 8-Bitdaten durch eine 8-zu-14-Umsetzung
bei der Aufzeichnung umgesetzt wurden.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Blocks (98 Rahmen),
in dem 98 Rahmen sequentiell untereinander angeordnet sind,
in denen ein jedes der Datenwörter DB durch 8 Bits darge
stellt ist und die Gleichspannungsbegrenzungszeichen ausge
schlossen sind. Die digitalen Unterdaten P bis W in den
0. und 1. Rahmen F₀ und F₁ bilden die Synchronisations
muster SNC, die vorgegebene Bitmuster sind. Für den Q-Kanal
werden die CRC-Codes für die Fehlerdetektion in die letzten
16 Rahmen der 98 Rahmen aufgenommen.
Das P-Kanal-Signal ist ein Kennzeichenbit zum
Anzeigen eines Musikprogramms und einer Pause, hat einen
niedrigen Pegel während der ganzen Dauer eines Musikprogramms
und einen höheren Pegel während der ganzen Dauer einer Pause,
und es hat Impulse mit 2-Hz-Periodendauer im Auslaufteil.
Es ist möglich, das spezifizierte Musikprogramm durch
Detektion und Zählung dieses Signals im P-Kanal zu wählen
und abzuspielen. Der Q-Kanal ermöglicht die kompliziertere
Steuerung dieser Art. Wenn z.B. die Q-Kanal-Information
in einem im Plattenspieler angeordneten Mikrocomputer ge
speichert ist, ist es möglich, während des Abspielens eines
Musikprogramms schnell von einem Musikprogramm zum anderen
umzuschalten. Also können die jeweiligen aufgezeichneten
Musikprogramme stichprobenweise gewählt werden. Die anderen
R- bis W-Kanäle können zum Angeben oder zum Erläutern eines
Urhebers, eines Komponisten, einer Beschreibung, einer
poetischen Umschreibung u. dgl. der Musikprogramme auf der
Platte mit menschlicher Stimme verwendet werden.
Von den 98 Bits im Q-Kanal werden die ersten zwei
Bits für ein Synchronisationsmuster, die folgenden vier Bits
für Steuerbits, die weiteren folgenden vier Bits für Adreß
bits und die folgenden 72 Bits für Datenbits benutzt, und
schließlich wird ein CRC-Code für die Fehlerdetektion
hinzugefügt. Ein Spurnummercode TNR und ein Index-Code X
sind in den 72 Bits enthalten, die die Datenbits darstellen.
Der Spurnummercode TNR kann von 00 bis 99 und auch der
Indexcode X kann von 00 bis 99 geändert werden. Weiter ent
halten die Daten im Q-Kanal einen Zeitanzeigecode zur Dar
stellung der Zeitdauer von Musikprogrammen und Pausen sowie
einen Zeitanzeigecode, der eine absolute Zeitdauer angibt,
die vom Anfang bis zum Ende an der äußersten Randseite
im Programmbereich der Compact Disc läuft. Diese Zeit
anzeigecodes enthalten die Codes zum Anzeigen von. Minuten,
Sekunden und Blöcke, die aus je zwei Ziffern bestehen.
Eine Sekunde ist in 75 Blöcke unterteilt. Für den Zugriff
zum Compact Disc, z. B. für Digitaldaten, auf einer kürzeren
Einheitsbasis als einer Musikbasis wird der Zeitanzeigecode
in bezug auf die genannte absolute Zeitdauer benutzt.
Nach obiger Beschreibung beträgt eine Mindest
einheit zur Änderung der digitalen Unterdaten für eine
Compact Disc 98 Rahmen. In dieser Ausführungsform wird im
Falle aufgezeichneter digitaler Signale anders als bei
stereophonischen Musiksignalen, wobei die digitalen Signale
in Fig. 3 dargestellt sind, ein Block durch die Länge von
98 Rahmen entsprechend den 0. bis 97. Rahmen gebildet. Wie
bereits erwähnt, enthält ein Rahmen die digitalen Audio
daten, die aus 12 Wörtern bestehen, so daß in einen Rahmen
24 Byte Digitaldaten eingegeben werden können. Gemäß Fig. 3
enthält eine Zeile insgesamt 32 Bits eines Musters der
Audiodaten im L-Kanal und eines Musters der Audiodaten im
R-Kanal, und jeder Rahmen besteht aus sechs derartigen
Zeilen.
Jedes Synchronisationsbit ist an der Spitze der
32-Bitzeile angebracht. Jedes Synchronisationsbit an der
jeweiligen Spitze der ersten 32 Bits im 0. Rahmen F₀ und
der folgenden 32 Bits ist Null. Die Synchronisationsbits
an der Spitze der jeweiligen ersten 32 Bits in den Rahmen
mit geradzahliger Numerierung mit Ausnahme der 0. Rahmen
sind Null, während die Synchronisationsbits an der Spitze
der jeweiligen ersten 32 Bits in den Rahmen mit ungerad
zahligen Nummern eins sind. Diese Synchronisationsbits
ermöglichen die Detektion der Lage des Blocks auf Basis
einer 98-Rahmen-Einheit.
Der Block besteht aus 24 Bytes × 98 = 2352-
Bytes. Die Daten von 2 kBytes (2048 Bytes) werden in einen
Block aufgenommen, und es bleiben 304 Bytes (2432 Bits)
übrig. 6 × 98 = 588 Bits werden als Synchronisationsbits
verwendet. Ein 7-Bit-Betriebsartsignal und ein 24-Bit-
Adreß-Signal werden in die ersten 32 Bits im 0. Rahmen F₀
aufgenommen, so daß in einem Block noch 1813 Bits zurück
bleiben. Diese 1813 Bits können redundanten Bits zugeordnet
werden, wenn für die Daten eines Blocks der Fehlerkorrektur
codierungsvorgang durchgeführt wird.
Das Betriebsartsignal dient zum Angeben der Art
der Daten in diesem Block. Z.B. wird das Betriebsartsignal
zum Unterscheiden von Zeichendaten, Standbilddaten und von
einem Programmcode benutzt. Das Adreß-Signal dient zum
Spezifizieren der Daten im Block. Weiter ist der Grund,
daß die Synchronisationsbits der Rahmen mit geraden Nummern
Null sind, daß die Erfindung eine Anordnung eines Daten
blocks auf Basis einer Zweirahmen-Einheit berücksichtigt.
Für einen minimalen Block mit einer Abmessung von zwei Rahmen werden
jedem Block ein Betriebsartsignal und ein Adreß-Signal
zugegeben. Wenn der Block eine Länge von 98 Rahmen wie in
der Ausführungsform der Erfindung hat, sind die Codes zum
Anzeigen der absoluten Zeitdauer der P-Daten und der Q-Daten
der digitalen Unterdaten im gleichen Block identisch.
In Fig. 4 ist eine Anordnung zum Lesen einer Compact Disc
dargestellt. Darin ist mit 1 eine Compact Disc bezeichnet,
auf der ein digitales Signal mit dem obengenannten Format
spiralig aufgezeichnet ist. Die Compact Disc 1 wird von
einem Motor 2 angetrieben. In diesem Fall wird der Motor 2
von einer Drehgeschwindigkeitsservoschaltung 3 derart ge
steuert, daß sich die Compact Disc 1 mit einer konstanten
Geschwindigkeit dreht.
Die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen optischen Kopf
mit einer Laserquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls für
die Signalabnahme, einem Strahlverteiler, einem optischen
System in Form eines Objektivs oder dgl., einem Fotoempfänger
zum Empfangen des von der Compact Disc 1 reflektierten
Laserstrahls, usw. Der optische Kopf 4 kann von einem
Gewindeantriebsmotor 5 in der radialen Richtung der Compact
Disc 1 angetrieben werden. Der Gewindeantriebsmotor 5
wird von einer Gewindeantriebsschaltung 6 betrieben. Der
optische Kopf 4 kann sowohl in der Richtung senkrecht zur
Signaloberfläche der Compact Disc 1 und in der Richtung
parallel zu dieser Fläche abgelenkt werden, und er wird
so gesteuert, daß die Fokussierung und Spurführung des
Laserstrahls beim Abspielen immer auf geeignete Weise er
folgt. Zu diesem Zweck ist eine Fokussierungs- und Spur
führungsschaltung 7 vorgesehen.
Ein Wiedergabesignal des optischen Kopfs 4 gelangt
an einen Hf-Verstärker 8. Der optische Kopf 4 ist mit einem
Fokusfehlerdetektionsabschnitt, der aus einer Kombination
zum Beispiel einer Zylinderlinse und eines Vierteiler-
Detektors besteht, und mit einem Spurführungsfehlerdetektor
abschnitt mit drei Laserflecken ausgerüstet. Dieses Servo
fehlersignal gelangt an die Fokussierungs- und Spurführungs
schaltung 7. Ein Ausgangssignal des Hf-Verstärkers 8
gelangt an einen digitalen Demodulator 9 und ein weiteres an einen Bit
taktgeber 10. Das auf der Compact Disc 1 aufgezeichnete
digitale Signal war EFM-moduliert. Die EFM-Modulation ist
ein Verfahren zum Umsetzen von 8-Bit-Daten in bevorzugte
14-Bit-Daten (d. h. 14 Bits zum Erzeugen einer langen, mini
malen Inversionszeit des modulierten Signals und zur Ver
ringerung seiner Niederfrequenzkomponente). Der digitale
Demodulator 9 ist derart aufgebaut, daß er die Demodu
lation der EFM durchführt. Der Bittakt aus einem Bittakt
geber 10 gelangt an den digitalen Demodulator 9 und an die
Drehgeschwindigkeitsservoschaltung 3.
Die digitalen Unterdaten werden vom digitalen
Demodulator 9 abgetrennt und erreichen eine Systemsteuer
anordnung 11. Die Systemsteueranordnung 11 verfügt über
einen Microprozessor, und der Rotationsantrieb der Compact
Disc 1, der Gewindeantrieb, der Auslesevorgang vom opti
schen Kopf 4 u. dgl. werden von der Systemsteueranordnung 11
gesteuert. Steuerbefehle gelangen über eine weiter unten
zu beschreibende Schnittstelle 17 an die Systemsteuer
anordnung. Insbesondere der Lesevorgang bei einem gewünsch
ten digitalen Signal von der Compact Disc 1 unter Verwendung
der digitalen Unterdaten wird von der Systemsteueranordnung
11 gesteuert.
Die digitalen Hauptdaten aus dem digitalen Demodu
lator 9 gelangen über eine Speicher-Steuereinrichtung 12
an einen Speicher 13 und an eine Fehlerkorrektureinrichtung
14. Die Vorgänge hinsichtlich der Beseitigung von Variationen
in der Zeitbasis, in der Fehlerkorrektur und in der Fehler
interpolation werden von dieser Speicher-Steuereinrichtung
12, vom Speicher 13 und von der Fehlerkorrekturschaltung 14
durchgeführt, so daß die digitalen Hauptdaten an die
Anschlüsse 15L und 15R gelangen. Beim Abspielen einer Com
pact Disc, auf der Audio-Daten aufgezeichnet sind, werden
Digital/Analog-Wandler an diese Anschlüsse 15L bzw. 15R
angeschlossen. In Fig. 4 ist kein D/A-Wandler zum Aufnehmen
der digitalen Daten aus den Ausgängen vorgesehen, und die
erzeugten digitalen Daten erreichen einen Datenwandler 16.
Die erzeugten Unterdaten gelangen auch an diesen Daten
wandler 16, und die erzeugten Daten werden in die Form
eines Seriensignals umgewandelt.
Dieses Seriensignal wird der Schnittstelle 17 zu
geführt, und die Daten für die Systemsteueranordnung 11
erreichen diese aus einem Mikrocomputersystem 18 über die
Schnittstelle 17. Das Mikrocomputersystem 18 spezifiziert
eine Leseadresse und führt neben dieser Leseadresse der
Schnittstelle 17 und der Systemsteueranordnung 11 Steuersignale
wie z. B. Startsignale zu. Ein Verzeichnis einer Anzahl von
Aufzeichnungsbereichen ist in der Einführungsspur im
innersten Randabschnitt auf der Compact Disc 1 unter Ver
wendung der digitalen Unterdaten als Adressen aufgezeichnet.
Dieses Verzeichnis wird im Anfangszustand zum Starten des
Lesevorgangs der Compact Disc 1 wiedergegeben und vom
Mikrocomputersystem 18 gelesen.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel des Wortformats des
Serienausgangssignals aus dem Datenwandler 16. Für dieses
Seriensignal besteht ein Wort aus 32 Bits: Die ersten vier
Bits dienen zur Einleitung, die folgenden vier Bits dienen
als Hilfsbits der Audiodaten, und die folgenden 20 Bits
bilden das digitale Audiomuster. Wenn das digitale Audio
muster aus 16 Bits besteht, werden 16 Bits vom unbedeut
samsten Bit (LSB) an eingefügt. Hinter dem digitalen
Audiomuster werden vier Bits zugefügt. Von diesen vier Bits
ist das erste, mit V bezeichnete Bit ein Kennzeichenbit,
das angibt, ob das digitale Audiomuster dieses Worts wirksam
ist oder nicht. Das Bit U ist jeweils ein Bit der Unterdaten,
das Bit C ist ein Kanalidentifikationsbit, und das Bit P
ist ein Paritätsbit. Dieses Bit U der Unterdaten wird in
jedes Wortformat Bit für Bit eingefügt, und diese einge
fügten Bits werden sequentiell übertragen.
Ein Lesebefehl für eine vorgegebene Adresse wird zunächst vom Mikro
computersystem 18 durchgeführt. Diese Adresse ist selbst
ein Code zum Angeben einer absoluten Zeitdauer im Q-Kanal
und gelangt über eine Schnittstelle 17 in die Systemsteuer
anordnung 11. Die Systemsteueranordnung 11 steuert die
Gewindeantriebsschaltung 6 zum Verschieben des optischen
Kopfes 4 in die Stelle nahe bei einer gewünschten Aufnahme
stelle unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Unterdaten
aus dem optischen Kopf 4. In diesem Beispiel wird daher die
Wiedergabe von einer Stelle gestartet, die um einige Blöcke
entfernt liegt, wodurch ein Fehlbetrieb verhindert wird,
bei dem der Zugriff nicht beendet wird, wenn ein Fehler
in den erzeugten Unterdaten enthalten ist und die einge
setzten Unterdaten nicht erzeugt werden. Der gewünschte
Block wird durch die Detektion des Zusammenfallens der
erzeugten Unterdaten mit der bezeichneten Adresse oder durch
den Start der Wiedergabe von der Stelle nahe bei den rich
tigen Unterdaten und das anschließende Zählen der Rahmen
synchronisationssignale eingefangen.
Es ist eine Anordnung möglich, bei der ein Tasten
feld für den D/A-Wandler und für die Systemsteueranordnung 11
der Anordnung einer oben beschriebenen Ausführungsform
zugeordnet und die Wiedergabe der Compact Disc möglich ge
macht wird, auf der stereophonische Musik aufgezeichnet ist.
Weiter kann es möglich sein, die Zugriffscode
signale, für die die Codierungsbehandlung des Fehlerkorrektur
codes durchgeführt ist, in andere R- bis W-Kanäle in den
Unterdaten einzufügen.
Claims (1)
- Optisch auslesbare Platte mit einer Aufzeichnungsspur, in der Rahmen (Fn) mit digitalen Hauptdaten (DB(1∼32)) und digitalen Unterdaten (DB(0)) aufgezeichnet sind, von denen jeweils eine Anzahl von Rahmen (z. B. 98) mit über diese Rahmen verteilten zusammenhängenden Unterdaten (DB(0)) einen Block (Fig. 2) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdaten (DB(1∼32)) eines jeweiligen Blocks ein Adreß-Signal enthalten, das die Hauptdaten (DB(1∼32)) dieses Blocks adressiert.
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DE3431810C2 true DE3431810C2 (de) | 1995-06-14 |
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Family Applications (1)
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