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Die
Erfindung betrifft einen optischen Aufzeichnungsträger, der
eine Aufzeichnungsschicht umfasst, die im Wesentlichen parallele
Spuren aufweist, um Benutzerinformationen in einem Muster aus optisch
detektierbaren Zeichen aufzuzeichnen, wobei die Spuren mit Rillen
versehen sind, in denen Positionsinformationen gespeichert sind,
wobei die Rille eine im Wesentlichen monotone Wellung bei einer
ersten räumlichen
Frequenz umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Gerät und ein
Verfahren zur Abtastung eines derartigen Aufzeichnungsträgers.
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Wenn
Benutzerinformationen durch einen Abtastungsstrahlungspunkt auf
einen Aufzeichnungsträger
geschrieben werden, ist es im Allgemeinen erwünscht, die Position des Strahlungspunkts auf
dem Aufzeichnungsträger
zu kennen. Ein Hersteller von Aufzeichnungsträgern kann Positionsinformationen
auf einem jungfräulichen
beschreibbaren Aufzeichnungsträger
bereitstellen, um davon die Position zu bestimmen. Die Positionsinformationen können in
einer geprägten
Wellung oder einer wobbelnden Rille oder in geprägten Grübchen im Aufzeichnungsträger gespeichert
werden.
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Die
aufgezeichneten Informationen auf dem Aufzeichnungsträger sind
in Spuren angeordnet. Im Allgemeinen ist eine Spur eine Linie auf
dem Aufzeichnungsträger,
der durch eine Abtasteinrichtung gefolgt werden soll, und die eine
Länge in
der Größenordnung
einer charakteristischen Abmessung des Aufzeichnungsträgers aufweist.
Eine Spur auf einem rechteckigen Aufzeichnungsträger weist eine Länge auf,
die im Wesentlichen der Länge
oder der Breite des Aufzeichnungsträgers gleich ist. Eine Spur auf
einem scheibenförmigen
Aufzeichnungsträger
ist eine 360-Grad-Umdrehung einer fortlaufenden Spirallinie oder
eine kreisförmige
Linie auf der Scheibe.
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Eine
Spur kann eine Rille und/oder einen Stegabschnitt zwischen Rillen
umfassen. Eine Rille ist ein grabenartiges Merkmal in der Aufzeichnungsschicht,
das durch Stegabschnitte der Aufzeichnungsschicht von benachbarten
Rillen getrennt ist, wobei sich der Boden des Grabens näher an jener Seite
des Aufzeichnungsträgers,
auf die die Strahlung zu dessen Abtastung auftrifft, oder weiter
davon weg befindet. Benutzerinformationen können in der Form von optisch
detektierbaren Bereichen in der Aufzeichnungs schicht, z.B. als Bereiche,
die eine charakteristische Reflexion oder Magnetisierung aufweisen,
auf den Stegen und/oder in den Rillen aufgezeichnet werden. Die
Grübchen
können
sich auf den Stegen oder in den Rillen befinden.
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Ein
Aufzeichnungsträger
nach dem Oberbegriff ist aus der US-Patentschrift Nr. 4,999,825
bekannt, die einen optischen Aufzeichnungsträger offenbart, der eine Rille
aufweist. Die radiale Position der Mitte der Rille ist sinusförmig gewellt.
Positionsinformationen des Aufzeichnungsträgers sind in einer Frequenzmodulation
der Wellung gespeichert. Ein Nachteil dieses bekannten Aufzeichnungsträgers ist, dass
die Verlässlichkeit
der Detektion der Positionsinformationen abnimmt, wenn die Dichte
der Spuren erhöht
wird. In der Europäischen
Patentanmeldung EP-0 786 767-A ist eine optische Scheibe offenbart, die
Rillen mit Wellungen bei einer monotonen Frequenz und ein sich regelmäßig wiederholendes
Muster von Kerben, z.B. lokalen Auslenkungen, aufweist, die Positionsinformationen
darstellen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Aufzeichnungsträger zu schaffen,
in dem die Positionsinformationen auf eine solche Weise gespeichert sind,
dass bei höheren
Spurendichten eine verlässliche
Detektierung möglich
ist.
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Nach
der Erfindung ist der wie eingangs beschriebene Aufzeichnungsträger dadurch
gekennzeichnet, dass ein sich unregelmäßig wiederholendes Muster von
lokalen Auslenkungen bei einer zweiten, höheren, räumlichen Frequenz über die
Wellung gelegt ist, wobei das sich unregelmäßig wiederholende Muster von
lokalen Auslenkungen die Positionsinformationen darstellt. Die vorbestimmten
Positionen sind abwechselnd mit vorbestimmten Positionen ohne Positionsinformationen
in Serie gruppiert. Wenn die vorbestimmten Positionen in Zellen
angeordnet sind, ist die erste vorbestimmte Position vorzugsweise
mit einer lokalen Auslenkung versehen, die zu Synchronisationszwecken
verwendet werden soll und den Beginn der Zelle identifiziert. Wenn
mehrere Zellen in Sektoren gruppiert sind, weist die erste Zelle
eines Sektors zur Synchronisation am Sektor vorzugsweise ein einzigartiges
Muster von Auslenkungen, z.B. eine erste lokale Auslenkung an jeder der
ersten beiden Positionen der ersten Zelle, auf. Die Ausdehnung einer
Zelle kann eine lineare Ausdehnung sein, die entlang einer Spur
gemessen ist und für
einen Aufzeichnungsträger
vom Typ der konstanten linearen Geschwindigkeit (CLV) nützlich ist, oder
kann eine winkelige Ausdehnung sein, die über eine winkelige Verschiebung
eines runden Systems von Spuren gemessen ist und für einen
Aufzeichnungsträger
vom Typ der konstanten Winkelgeschwindigkeit (CAV) nützlich ist.
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Der
Detektierungsspielraum der Positionsinformationen wird durch Codieren
eines logischen Werts in zwei nachfolgende vorbestimmte Positionen entlang
einer Spur erhöht.
Eine Zweiergruppe kann eine erste Auslenkung und eine zweite Auslenkung umfassen.
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In
einem Aufzeichnungsträger,
bei dem zwischen benachbarten Rillen Stegabschnitte angeordnet sind,
ist die Phase der Wellung von nur einer der beiden benachbarten
Rillen für
das Vorhandensein eines Grübchens
geeignet. Diese Anordnung ist für Aufzeichnungsträger vom
CLV-Typ, in denen zwischen Wellungen von benachbarten Rillen keine
feste Phasenbeziehung bewahrt werden kann, sehr geeignet.
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Alternativ
ist die Phase der Wellung von beiden benachbarten Rillen für das Vorhandensein
eines Grübchens
auf dem Steg zwischen den beiden Rillen geeignet, was für Aufzeichnungsträger vom CAV-Typ
sehr geeignet ist.
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Alternativ
befinden sich die Wellungen in Gegenphase, um den Detektierungsspielraum
zu erhöhen.
Die Stegabschnitte sind vorzugsweise abwechselnd mit Grübchen und
ohne Grübchen
versehen. Wenn eine Rille abgetastet wird, gibt es nur an einer Seite
der Rille Grübchen,
wodurch das Quersprechen im Lesesignal zwischen benachbarten Spuren verringert
wird. Es stellt sich heraus, dass die abnehmende Verlässlichkeit
der Detektierung der Positionsinformationen, die im bekannten Aufzeichnungsträger gespeichert
sind, bei zunehmenden Spurendichten durch eine abnehmende Qualität des Taktsignals,
das von der Rille erhalten wird, verursacht wird. Das Taktsignal
wird verwendet, um die Positionsinformationen aus dem Signal zu
extrahieren, das durch Verwenden des Lesesignals von der Rille erzeugt
wird. Die Qualität
des Taktsignals vom Aufzeichnungsträger nach der Erfindung ist
verbessert, da die Rillenwellung eine monotone Wellung und lokale
Auslenkungen aufweist. Eine Wellung ist monoton, wenn sie sich unveränderlich
wiederholt. Die monotone Charakteristik gestattet eine bessere Filterung
des Lesesignals und, folglich, eine bessere Erzeugung des Taktsignals.
Die Wellung der Rille kann eine monotone sinusförmige Abweichung von der Mitte
der Rille in der radialen Richtung von ihrer durchschnittlichen
Position sein. Die Positionsinformationen sind in lokalen Auslenkungen
der Rille gespeichert, die über
die monotone Wellung gelegt sind, wobei "lokal" bedeutet, dass sie eine Länge in der
Spurrichtung aufweisen, die kürzer
als die Periode der monotonen Wellung ist, und vorzugsweise etwa
ein Zehntel der Länge
der Periode beträgt.
Eine lokale Auslenkung ist eine lokale Abänderung der Rille von der monotonen
Wellung. Da sich die Auslenkungen bei einer höheren Frequenz als die Wellung befinden,
können
sie zum Zweck der Erzeugung des Taktsignals leicht ausgefiltert
werden und werden daher das Taktsignal kaum beeinflussen. Es hat
sich gezeigt, dass der Detektierungsspielraum der Positionsinformationen
auf einem Aufzeichnungsträger, auf
dem die Benutzerinformationen zusätzlich zu den Positionsinformationen
aufgezeichnet sind, ausreichend bleibt. Die Wellungsabweichung und
die Auslenkung stehen mit einem geometrischen Parameter der Rille,
wie etwa der Breite, der Position der Mittellinie oder der Tiefe,
in Zusammenhang.
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Die
Positionsinformationen sind vorzugsweise digital codiert, so dass
eine erste lokale Auslenkung der Rille in eine erste Richtung einen
ersten logischen Wert darstellt, und eine zweite lokale Auslenkung
in die entgegengesetzte Richtung einen zweiten logischen Wert darstellt.
Die entgegengesetzten Richtungen der Auslenkungen erhöhen den
Detektierungsspielraum für
die Unterscheidung der Positionsinformationen. Die Richtungen verlaufen
vorzugsweise quer zur Spurrichtung, z.B. in der radialen Richtung
auf einem scheibenförmigen
Aufzeichnungsträger.
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Die
lokalen Auslenkungen der Rille befinden sich vorzugsweise an vorbestimmten
Positionen entlang der Spuren, was die Erstellung einer Beziehung zwischen
den Positionen und dem Taktsignal gestattet. Als ein Beispiel können sich
die vorbestimmten Positionen an der gleichen Position einer jeden
Periode der Wellung befinden. Das Taktsignal kann verwendet werden,
um ein Abtastfenster zur Extrahierung der Signalamplitude an der
Position der lokalen Auslenkungen zu steuern.
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Die
Wellung weist vorzugsweise an einer vorbestimmten Position einen
Extremwert auf. Da die Wellung vorzugsweise Änderungen der Abweichung um
einen Mittelwert zeigt, die kleiner als die Abweichung der über die
Wellung gelegten lokalen Auslenkungen sind, wird die Wellung nur
einen geringen Einfluss auf die Form der lokalen Auslenkung aufweisen,
wodurch die Detektierung der Auslenkungen erleichtert wird. Wenn
eine lokale Auslenkung an einem Extremum der Wellung positioniert
ist, weist sie vorzugsweise eine Abweichung in eine Richtung auf,
die zu jener der Wellung entgegengesetzt ist. Das Lesesignal von
der Rille wird für
ein Extremum der Wellung mit oder ohne eine Auslenkung einen großen Unterschied
in der Amplitude zeigen, wodurch der Detektierungsspielraum erhöht wird.
Diese beiden Gestaltungen der Rillenabweichung können verwendet werden, um unterschiedliche
logische Zustände darzustellen.
Der Detektierungsspielraum kann weiter erhöht werden, wenn ein Extremum
der Wellung eine Auslenkung zeigt, die eine Abweichung in die Richtung
aufweist, die zu jener des Extremums entgegengesetzt ist, und ein
anderes Extremum eine Auslenkung zeigt, die eine Abweichung in die
gleiche Richtung wie jene des Extremums aufweist.
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Das
Lesen der Positionsinformationen auf dem Aufzeichnungsträger kann
durch Speichern der Positionsinformationen sowohl in der Rillenabweichung
als auch in geprägten
Grübchen
auf Stegen zwischen benachbarten Rillen vielseitiger gemacht werden.
Die Grübchen
können
sich an den vorbestimmten Positionen befinden. Die lokale Auslenkung an
einer vorbestimmten Position mit einem Grübchen weist vorzugsweise eine
Abweichung zum Grübchen hin
auf. Die lokale Auslenkung an einer vorbestimmten Position ohne
Grübchen
weist vorzugsweise eine Abweichung in die entgegengesetzte Richtung
auf. Als Ergebnis sind alle vorbestimmten Positionen mit Grübchen von
einer ersten lokalen Auslenkung begleitet, und sind jene ohne Grübchen von
einer zweiten lokalen Auslenkung begleitet. Das Vorhandensein des
Grübchens
erhöht
den Detektierungsspielraum der beiden Arten von lokalen Auslenkungen
und verbessert daher das Signal, das von den lokalen Auslenkungen
erlangt wird. Umgekehrt wird das Signal, das vom Grübchen erlangt
wird, durch das Vorhandensein der lokalen Auslenkung verbessert.
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Die
vorbestimmten Positionen sind vorzugsweise so angeordnet, dass sowohl
die Wellung als auch die lokale Auslenkung an einer vorbestimmten Position
mit Grübchen
eine Ablenkung zum Grübchen
hin aufweist. In diesem Fall kombinieren sich die Wellung, die Auslenkung
und das Grübchen,
um das Signal, das von der Rille oder von den Grübchen erlangt wird, zu verbessern.
Der erhöhte
Detektierungsspielraum gestattet eine Verringerung der Größe der Grübchen, wodurch
ein Quersprechen von den Grübchen
auf das Signal, das in den Spuren aufgezeichnete Benutzerinformationen
darstellt, verringert wird. Der erhöhte Spielraum gestattet auch
eine richtige Detektierung der Positionsinformationen auf einem
Aufzeichnungsträger,
auf dem Benutzerinformationen aufgezeichnet wurden.
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Ein
weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Gerät zur Abtastung
eines optischen Aufzeichnungsträgers,
der im Wesentlichen parallele Spuren aufweist, um Benutzerinformationen
in einem Muster aus optisch detektierbaren Zeichen aufzuzeichnen.
wobei die Spuren mit Rillen versehen sind, in denen Positionsinformationen
gespeichert sind, wobei das Gerät
ein optisches System zur Abtastung von Spuren durch ein Strahlen bündel, einen
Detektor zur Detektierung eines Strahlenbündels, das vom Aufzeichnungsträger kommt,
und einen Signalprozessor zur Erlangung von Positionsinformationen von
einem Ausgangssignal des Detektors umfasst, und dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Signalprozessor mit einem ersten Filter zum Durchgang
von Signalkomponenten bei einer ersten Frequenz einer im Wesentlichen
monotonen Wellung und zur Bildung eines Taktsignals daraus, und
einem zweiten Filter zum Durchgang von Signalkomponenten bei einer
zweiten, höheren
Frequenz eines wie oben beschriebenen, sich unregelmäßig wiederholenden Musters
von lokalen Auslenkungen, das über
die Wellung gelegt ist, und zur Bildung eines die Positionsinformationen
darstellenden Signals daraus versehen ist.
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Ein
weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Abtastung eines optischen Aufzeichnungsträgers, der im Wesentlichen parallele Spuren
aufweist, um Benutzerinformationen in einem Muster aus optisch detektierbaren
Zeichen aufzuzeichnen. wobei die Spuren mit Rillen versehen sind, in
denen Positionsinformationen gespeichert sind, wobei Strahlung vom
Aufzeichnungsträger
in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das Spurabweichungen
darstellt, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Signal gefiltert
wird, um Signalkomponenten bei einer ersten Frequenz einer im Wesentlichen
monotonen Wellung der Rille durchzulassen, und in ein Taktsignal
umgewandelt wird, und dass das Signal gefiltert wird, um Signalkomponenten
bei einer zweiten, höheren
Frequenz eines wie oben beschriebenen, sich unregelmäßig wiederholenden Musters
von lokalen Auslenkungen, das über
die Wellung gelegt ist, durchzulassen, und in ein Signal, das die
Positionsinformationen darstellt, umgewandelt wird.
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Die
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden
ausführlicheren Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht
sind, offensichtlich werden, wobei
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1a und 1b Ausführungsformen
eines Aufzeichnungsträgers
nach der Erfindung zeigen,
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2 vergrößerte Schnitte
von drei Ausführungsformen
einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger zeigt,
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3 vier
benachbarte Spuren zeigt, die gewellte Rillen aufweisen,
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4 drei
benachbarte Spuren zeigt, die gewellte Rillen aufweisen,
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5 eine
Abtasteinrichtung für
den Aufzeichnungsträger
zeigt,
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6 und 7 zwei
Ausführungsformen eines
Signalprozessors zur Erlangung von Positionsinformationen aus den
Rillen zeigen.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers 1 nach
der Erfindung, wobei 1a eine Draufsicht ist und 1b einen
kleinen Teil in einer Schnittansicht entlang der Linie b-b zeigt. Der
Aufzeichnungsträger 1 umfasst
eine Reihe von Spuren, wobei jede eine 360-Grad-Drehung einer Spirallinie
bildet, und wovon in der Figur etwa acht gezeigt sind. Eine Spur
ist zum Beispiel aus einer vorgeformte Rille 4 oder einem
Grat 5 oder einer Kombination aus einer Rille und einem
Grat gebildet. Die Spuren sind zur Führung eines Strahlenbündels entlang
der Spuren bestimmt. Zum Zweck der Aufzeichnung von Informationen
umfasst der Aufzeichnungsträger 1 eine
Aufzeichnungsschicht 6, die auf einem transparenten Substrat 7 abgelagert
ist und durch einen Schutzüberzug 8 bedeckt
ist. Die Spuren werden durch ein Strahlenbündel abgetastet, das den Aufzeichnungsträger durch
das Substrat 1 betritt. Die Aufzeichnungsschicht ist aus
einem strahlungsempfindlichen Material hergestellt, das dann, wenn
es einer geeigneten Strahlung ausgesetzt ist, seine optischen Eigenschaften ändert. Eine
derartige Schicht kann, zum Beispiel, eine dünne Schicht eines Materials
wie etwa Tellur ein, das seine Reflexion bei einer Erhitzung durch
ein Strahlenbündel ändert. Alternativ
kann die Schicht aus magnetooptischen oder Phasenänderungsmaterialien
bestehen, die bei Erhitzung die Richtung der Magnetisierung bzw.
die Kristallstruktur ändern.
Beispiele für
Phasenänderungsmaterialien
sind Verbindungen, die Tellur umfassen, wie etwa AgInSbTe oder GeSbTe.
Wenn die Spuren durch ein Strahlenbündel abgetastet werden, dessen
Stärke
gemäß den Benutzerinformationen, die
aufgezeichnet werden sollen, moduliert wird, wird ein Informationsmuster
aus optisch detektierbaren Zeichen erhalten, welches Muster für die Informationen
stellvertretend ist. In einem nicht beschreibbaren, nur lesbaren
Teil des Aufzeichnungsträgers
kann die Schicht 6 eine reflektierende Schicht sein, die zum
Beispiel aus einem Metall wie etwa Aluminium oder Silber hergestellt
ist. Die Informationen in einem derartigen Teil werden während der
Herstellung des Aufzeichnungsträgers
auf diesem voraufgezeichnet, zum Beispiel in der Form von geprägten Grübchen.
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Die
Rillenperiode in einer radialen Richtung des gezeigten Aufzeichnungsträgers beträgt 0,74 μm, die Breiten
der Stegabschnitte 5 und der Rille 4 können gleich
sein, oder die Breite des Rillenabschnitts kann dem 0,4 fachen der
Spurschrittweite gleich sein. Die Tiefe der Rille beträgt 50 nm.
Der Aufzeichnungsträger
ist zur Abtastung durch ein Strahlenbündel, das eine Wellenlänge zwischen
635 und 650 nm aufweist, geeignet.
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2 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
auf drei Spurabschnitte 10 bis 12 von drei verschiedenen Ausführungsformen
des Aufzeichnungsträgers
nach der Erfindung. Eine Rille 13 des Spurabschnitts 10 ist zur
Klarheit durch eine einzelne gewellte Linie angegeben. Ein Stegabschnitt 14 in
der Figur unmittelbar unter der Rille 13 gehört zu dieser
Rille. Die Rille 13 und der Stegabschnitt 14 bilden
gemeinsam den Spurabschnitt 10. Benutzerinformationen werden durch
ein Strahlenbündel,
das entlang der Mitellinie der Rille geführt wird, in die Rillen geschrieben.
Eine Spur weist entlang ihrer Länge
im Wesentlichen die gleiche Breite auf. Die Mittellinie der Spurwellung wobbelt
in einer Richtung 'y' quer zur Richtung 'z' der Spur. Das Wobbeln umfasst eine
monotone Wellung 15 und lokale Auslenkungen 16,
die auf die Wellung 15 gelegt sind. Die Amplitude 17 von
Spitze zu Spitze der Wellung beträgt 30 nm. Die Periode 18 der
Wellung beträgt
25 Mikrometer. Die Periode kann auch als 186 T ausgedrückt werden,
wobei T die Kanalbitlänge
zum Aufzeichnen von Benutzerinformationen in der Rille ist, und
T eine Länge
von 133 nm aufweist. Die Amplitude der Auslenkung 16 ist
gleich 20 nm, d.h., kleiner als die Amplitude 17 von Spitze
zu Spitze der Wellung, und ihre Breite 20 ist gleich 31
T. Die Verarbeitung der Lesesignale von der Rille kann vereinfacht
werden, wenn die Breite der Auslenkung ein ganzzahliger Teiler der
Periode der Wellung ist.
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Jede
Spur umfasst gleich beabstandete vorbestimmte Positionen. Die Positionen
in 2 befinden sich bei 270 ° ± 10 ° der 360-Grad-Periode der Wellung.
In einer alternativen Ausführungsform
des Aufzeichnungsträgers
befinden sich die Positionen bei 90 ° ± 10 °. Drei derartige Positionen
sind in der Figur durch gestrichelte Linien 21 bis 23 angegeben. Die
vorbestimmten Positionen entlang einer Spur sind in zwei Arten geteilt.
Die Position der ersten Art, die als eine Informationsposition bezeichnet
wird, ist nicht zum Speichern von Positionsinformationen bestimmt
und ist in der Figur nicht markiert. Die Position der zweiten Art,
die als eine Informationsposition bezeichnet wird, ist zum Speichern
von Positionsinformationen bestimmt.
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Die
Informationspositionen sind in Dreiergruppen gruppiert. Die Informationspositionen 21, 22 und 23 sind
ein Beispiel für
eine Dreiergruppe. Die vorbestimmten Positionen entlang einer Spur
sind in aufeinanderfolgende Bitzellen von jeweils sechzehn Positionen
geteilt. Jede Bitzelle beginnt mit einer Dreiergruppe von Informations positionen
gefolgt von dreizehn Positionen, die nicht für die Informationsspeicherung
bestimmt sind.
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Eine
Auslenkung 16 an einer Informationsposition, die eine Amplitude
aufweist, welche vom Stegabschnitt 14 weg zeigt, kann durch
eine "0" dargestellt werden,
während
das Fehlen einer Auslenkung an der Informationsposition durch eine "1" dargestellt werden kann. Das Wobbeln
in der Spur 10 stellt das Muster "110" dar.
Die Bitzelle mit dem Muster "100" stellt eine logische "0" dar. Die Bitzelle mit dem Muster "101" stellt eine logische "1" dar. Die Zellen mit den Mustern "111" und "110" stellen Synchronisierungszeichen
dar. Somit codiert jede Bitzelle für ein einzelnes Bit oder für ein Synchronisierungszeichen.
Wenn den Spuren auf dem Aufzeichnungsträger Ordnungszahlen zugeteilt
sind, kann das Muster "111" ein Synchronisierungszeichen
für gerade
nummerierte Spuren und das Muster "110" ein
Synchronisierungszeichen für
ungerade nummerierte Spuren darstellen. Die beiden Synchronisierungszeichen können auch
verwendet werden, um zwischen zwei unterschiedlichen Positionen
der Dreiergruppe in einer Bitzelle zu unterscheiden. In einer alternativen Zuteilung
stellen die Muster "100", "111", "110", "101" zwei Synchronisierungszeichen,
eine logische "1" bzw. eine logische "0", dar.
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Die
Bitzellen sind in Sektoren von vierundsechzig Zellen gruppiert.
Die erste Zelle eines Sektors enthält ein Synchronisierungszeichen.
Die Abfolge von dreiundsechzig logischen Werten in den nachfolgenden
Bitzellen stellt die Positionsinformationen dar. Die Positionsinformationen,
die in den Sektoren gespeichert sind, können Adressinformationen, z.B.
die Spurnummer und die Sektornummer des Abschnitts der Spur, die
abgetastet wird, die Schichtnummer in einem mehrschichtigen Aufzeichnungsträger, Verzeichnisinformationen,
die den Inhalt des Aufzeichnungsträgers mit einer Adresse in Zusammenhang
bringen, und Informationen, die für den Schreibprozess nützlich sind,
wie etwa eine Kennung der Art des Aufzeichnungsträgers, z.B.
einmal beschreibbar oder wiederbeschreibbar, physikalische Informationen über den
Aufzeichnungsträger,
z.B. die Spurschrittweite, die Bezugsgeschwindigkeit, den Durchmesser
des Aufzeichnungsträgers,
das Reflexionsvermögen,
die Schreibbedingungen, eine Angabe des Herstellers, und Fehlerkorrekturdaten
umfassen.
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Spur 11 in 2 ist
eine alternative Ausführungsform
eines Spurwobbelns Die Spur umfasst eine Rille 25 und einen
Stegabschnitt 26. Die Rille weist die gleiche Wellung wie
die Rille 13 auf. Eine Bitzelle weist zwei aufeinanderfolgende
Informations positionen 27 und 28 auf. Die Informationen
sind durch zwei unterschiedliche Auslenkungen der Rille dargestellt.
Eine "1" ist durch eine Auslenkung 29 in die
Richtung des Stegabschnitts 26 dargestellt, während eine "0" durch eine Auslenkung 30 in
eine Richtung vom Stegabschnitt weg dargestellt ist. Die Amplituden
der Auslenkungen 29 und 30 betragen 10 bzw. 30
nm. Die Amplitude von Spitze zu Spitze der Auslenkung 30 ist
der Amplitude von Spitze zu Spitze der Wellung der Rille 25 gleich.
Die Zweiergruppe von Informationspositionen in Spur 11 stellt
das Muster "10" dar. Eine Bitzelle
mit dem Muster "10" oder "01" stellt eine logische "0" bzw. "1" dar.
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Spur 12 in 2 ist
eine dritte Ausführungsform
eines Spurwobbelns. Die Spur umfasst eine Rille 31 und
einen Stegabschnitt 32. Die Rille weist die gleiche Wellung
wie die Rille 13 auf. Eine Bitzelle weist drei aufeinanderfolgende
Informationspositionen 33, 34 und 35 auf.
Die Informationen sind durch zwei unterschiedliche Auslenkungen
der Rille und durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Grübchens am
Stegabschnitt 32 dargestellt. Das Vorhandensein eines Grübchens ist
durch einen Kreis 37 am Stegabschnitt 32 angegeben,
während
das Fehlen eines Grübchens
durch ein Kreuz 39 am Stegabschnitt angegeben ist. Die
Breite 20 einer Auslenkung beträgt vorzugsweise 5 T oder mehr,
um die Breite der Auslenkung der Breite des Grübchens gleich oder größer als
diese zu machen, wodurch der Detektierungsspielraum erhöht wird.
Eine "1" ist durch eine Auslenkung 36 der
Rille in die Richtung des Stegabschnitts 32 und ein Grübchen 37 im
Stegabschnitt 32 an der gleichen Informationsposition 33 dargestellt.
Eine "0" ist durch eine Auslenkung 38 der
Rille in eine Richtung vom Stegabschnitt weg und das Fehlen eines
Grübchens 39 im
Stegabschnitt 32 an der gleichen Informationsposition 34 dargestellt. Die
Amplituden der Auslenkungen 36 und 38 betragen
30 bzw. 40 nm. Die Rille und das Grübchen können derartige Abmessungen
aufweisen, dass ihre Vertiefungen nicht verbunden, sondern durch
einen dazwischenliegenden Stegabschnitt getrennt sind. In einer
alternativen Ausführungsform
kann die Amplitude 36 so groß sein, dass die Rille 31 und
das Grübchen 37 einen
einzelnen vertieften Bereich der Aufzeichnungsschicht bilden, was
das Detektierungssignal, das von der Rille erhalten wird, erhöht. Die
Amplitude von Spitze zu Spitze der Auslenkung 38 ist größer als
die Amplitude von Spitze zu Spitze der Wellung der Rille 31.
Die Codierung der logischen Werte über Dreiergruppen von Informationspositionen
ist jener von Spur 10 gleich.
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Obwohl
die Informationspositionen 18 bis 20 in der Ausführungsform,
die in 2 gezeigt ist, aufeinanderfolgend sind, können sie
durch eine oder mehrere Positionen ohne Informationen getrennt sein.
Um die Detektierung der Grübchen
an den Informationspositionen zu erleichtern, sollte das Wobbeln,
das zu der Position gehört,
die einer Informationsposition, welche ein Grübchen aufweist, unmittelbar
vorausgeht, die Phase eines Wobbelns aufweisen, das zu einer Informationsposition
ohne ein Grübchen
gehört.
Vorzugsweise sollte das Wobbeln, das zu allen Positionen ohne Informationen
gehört, die
Phase eines Wobbelns aufweisen, das zu einer Informationsposition
ohne ein Grübchen
gehört.
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2 zeigt
Kombinationen aus einer Rille und einem Stegabschnitt. Es gibt mehrere
alternative Weisen, um die Rillen-Land-Kombinationen zu einer Abfolge
von Stegen und Rillen zu kombinieren, die den aufzeichnungsfähigen Bereich
des Aufzeichnungsträgers
abdeckt. 3 zeigt eine erste Weise, um
Rillen und Stege von benachbarten Spuren zu kombinieren. Stegabschnitte 40, 42 und 44 gehören zu Rillen 41, 43 bzw. 45,
wodurch drei Spuren 46, 47 und 48 gebildet
werden. Daher weist jede Rille einen benachbarten Stegabschnitt
auf, der zu ihr gehört, und
einen benachbarten Stegabschnitt auf, der zu einer benachbarten
Spur gehört.
Obwohl die Breite der Stege von ungefähr der gleichen Größe wie die
Breite der Rillen ist, sind die Rillen aus Klarheitsgründen durch
eine einzelne Line angegeben. Wenn das Strahlenbündel der Rille 41 von
Spur 46 folgt. sollte es vorzugsweise die Grübchen am
Steg 40 detektieren, der zur Rille 41 gehört. Die
Positionsinformationen sind auf die gleiche Weise wie in Spur 10 von 2 gespeichert,
doch sind die zugehörigen Landabschnitte
mit Grübchen
versehen. Die Trennung zwischen Bitzellen ist in der Figur durch
senkrechte gestrichelte Linien angegeben. Die Spur zwischen den
gestrichelten Linien 49 und 50 ist eine Bitzelle.
Die Winkelposition des Beginns einer Bitzelle ändert sich auf einer spiralförmigen Bahn
eines Aufzeichnungsträgers
zum Betrieb in der CLV-Betriebsart von einer Spur zu einer anderen
Spur. 3 zeigt als ein Beispiel eine Bitzelle in der
Spur 48, die an der gestrichelten Linie 51 dicht
am Beginn 49 einer Bitzelle in der benachbarten Spur 47 beginnt.
Wenn sich die Informationspositionen der Bitzelle in der Spur 48 unmittelbar
am Beginn der Bitzelle befinden würden, würden die begleitenden Grübchen am
Steg 44 das Lesen der Positionsinformationen der Spur 47 stark stören. Daher
befinden sich die Informationspositionen 53 der Bitzelle
zwischen den gestrichelten Linien 51 und 52 in
der Mitte der Bitzelle. Wenn eine Bitzelle ein Synchronisierungszeichen
enthält,
kann dieses Zeichen für
Informationspositionen am Beginn oder in der Mitte der Bitzelle
unterschiedlich sein; derartige unterschiedliche Synchronisierungszeichen
sind im obigen Absatz, der sich auf 2 bezieht, erklärt. Wenn
sich die Anfangspositionen der Bitzellen in benachbarten Spuren
weiter entlang der Spur oder Spuren nicht länger dicht aneinander befinden,
werden sich die Informationspositionen wieder am Beginn der Bitzellen
befinden.
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4 zeigt
eine zweite Weise, um Rillen und Stege von benachbarten Spuren zu
kombinieren. Ein Stegabschnitt 55, der Grübchen umfasst,
gehört
zu den beiden benachbarten Rillen 56 und 57. Der
Stegabschnitt 58 zwischen der Rille 57 und der
benachbarten Rille 59 enthält keine Grübchen. Die Wellung und die
Auslenkungen in der Rille 56 befinden sich in einer Gegenphase
mit der Wellung und den Auslenkungen in der Rille 57 wodurch
ein Lesesignal von der Rille verbessert wird. Die Positionsinformationen sind
den beiden Rillen an beiden Seiten des Stegabschnitts gemeinsam.
Die Abtasteinrichtung kann aus der Phase zum Beispiel der ersten
Periode des Wobbelns in der Zelle bestimmen, ob sie eine Rille 56 oder
eine Rille 57 abtastet.
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In
einer alternativen Ausführungsform
einer Spur umfasst die Rille am Beginn einer Bitzelle ein oder mehrere
sogenannte Taktzeichen, d.h., eine verhältnismäßig schnelle Modulation der
Rille. Ein Taktzeichen in einer gerade nummerierten Spur verändert sich
von einer Nullabweichung zu einer Mindestabweichung, zu einer Höchstabweichung
und zurück
zu einer Nullabweichung. Die Abweichung ist die Entfernung von der
Mittellinie der Rille zur Mittellinie des Stegabschnitts, auf dem
sich die Informationspositionen befinden. Ein Taktzeichen in einer
ungerade nummerierten Spur verändert
sich von einer Nullabweichung zu einer Mindestabweichung, zu einer
Höchstabweichung
und zurück
zu einer Nullabweichung. Die Taktzeichen können für Synchronisierungszwecke verwendet
werden. Die Polarität
eines Taktzeichens kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob die
Spur, die abgetastet wird, eine gerade nummerierte Spur oder eine
ungerade nummerierte Spur ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Wobbelmuster
von Wellungen und Auslenkungen beschränkt. Der Durchschnittswert
der Abweichung jedes Wobbelns oder einer Wobbelserie ist vorzugsweise
gleich Null, um Versetzungen in der radialen Verfolgung des Strahlenbündels zu
vermeiden. Das Wobbeln kann Abschnitte mit null Abweichung umfassen,
um scharfe Übergänge in der
Abweichung zu vermeiden. Anstelle des sinusförmigen Wobbelns können andere
Wobbelformen verwendet werden, wie etwa ein dreieckiges, ein quadratisches oder
ein Sinusfunktionswobbeln. Die Auslenkungen können eine halbe Periode einer
sinusförmigen
Abweichung der Rillenposition oder eine rechteckigere Form sein.
Die Breite der Auslenkung ist vorzugsweise im Wesentlichen der Breite
der Grübchen
an den Stegabschnitten gleich. Das Wobbeln muss nicht auf eine Querabweichung
der Mittellinie einer Spur von ihrer Durchschnittsposition beschränkt sein,
sondern kann auch eine Abweichung der Rillenbreite oder tiefe von
einem Durchschnittswert oder eine Abweichung eines Rands der Rille
von einem Durchschnittswert sein.
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5 zeigt
ein Gerät
zur Abtastung eines wie in 1 gezeigten
Aufzeichnungsträgers.
Das Gerät
umfasst ein optisches System 71 zum optischen Abtasten
von Spuren im Aufzeichnungsträger 70.
Das optische System 71 umfasst eine Strahlungsquelle 72,
zum Beispiel einen Halbleiterlaser. Die Strahlungsquelle 72 strahlt
ein Strahlenbündel 73 aus,
das durch einen Strahlteiler 34 reflektiert und durch eine
Objektivlinse 75 zu einem Strahlungspunkt 76 auf
den Spuren in einer Informationsschicht des Aufzeichnungsträgers 70 gesammelt
wird. Strahlung, die vom Aufzeichnungsträger reflektiert wird, wird
durch die Objektivlinse 75 und den Strahlteiler 74 zu
einem Detektor 77 geführt.
Der Detektor ist ein geteilter Detektor, der zwischen den beiden
Hälften des
Detektors eine Teilungslinie aufweist, die parallel zur Richtung
der Spuren, die abgetastet werden, verläuft. Das Summensignal der beiden
Hälften,
gewöhnlich
als das Mittelapertursignal bezeichnet, stellt die Informationen,
die in den Spuren aufgezeichnet sind, dar und wird als Signal Si ausgegeben. Das Differenzsignal der beiden
Hälften,
gewöhnlich
als das Gegentaktsignal bezeichnet, stellt Positionsinformationen
und Servoinformationen, die in den Spuren aufgezeichnet sind, dar
und wird als Signal Sp ausgegeben. Der Niederfrequenzinhalt
des Signals Sp stellt die Servoinformationen
dar, die die radiale Position des Strahlungspunkts 76 in
Bezug auf die Mittellinie der Spur, die abgetastet wird, angeben.
Das Signal Sp wird als Eingang für eine Servoschaltung 78,
möglicherweise
nach einem Tiefpassfilter, das die Servoinformationen weitergibt,
aber die Positionsinformationen blockiert, verwendet. Die Servoschaltung
steuert die Position des Strahlungspunkts in einer Richtung senkrecht
zur Richtung der Spur durch Steuern der Position des optischen Systems 71 und/oder
der Position der Objektivlinse 75 im optischen System.
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Das
Signal Sp wird auch in einen Signalprozessor 79 eingegeben,
der aus dem Signal Sp die Positionsinformationen
extrahiert. Der Positionsinformationssignalausgang vom Signalprozessor 79 wird in
einen Mikroprozessor 80 eingegeben. Der Mikroprozessor
kann aus dem Positionsinformationssignal zum Beispiel die gegenwärtige Position
des Strahlungspunkts 76 auf dem Aufzeichnungsträger 70 erlangen.
Während
des Lesens, Löschens
oder Schreibens kann der Mikroprozessor die gegenwärtige Position
mit einer gewünschten
Position vergleichen und die Parameter für einen Sprung des optischen Systems
an die gewünschte
Position bestimmen. Die Parameter für den Sprung werden in die
Servoschaltung 78 eingegeben. Das Informationssignal Si wird in den Mikroprozessor eingegeben,
wodurch diesem ermöglicht
wird, aus dem Signal zum Beispiel Verzeichnisinformationen zu erlangen,
die verwendet werden können,
um die Position des Strahlungspunkts zu steuern. Das Informationssignal
wird als ein Ausgangssignal 81 des Mikroprozessors 80 bereitgestellt.
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Wenn
Benutzerinformationen auf einen Aufzeichnungsträger geschrieben werden, der
voraufgezeichnete Spuren aufweist, die Positionsinformationen umfassen,
werden die Benutzerinformationen, die aufgezeichnet werden sollen,
durch ein Signal 82 in den Mikroprozessor 80 eingegeben.
Die Abtasteinrichtung liest die Positionsinformationen von den Spuren.
Der Mikroprozessor 80 synchronisiert die Informationen,
die geschrieben werden sollen, mit den Positionsinformationen und
erzeugt ein Steuersignal, das an eine Quellensteuereinheit 83 angeschlossen wird.
Die Quellensteuereinheit 83 steuert die optische Leistung
des Strahlenbündels,
das durch die Strahlungsquelle ausgestrahlt wird, wodurch die Bildung
von Zeichen im Aufzeichnungsträger 70 gesteuert
wird. Die Synchronisierung kann die Auferlegung einer festen Beziehung
zwischen den Synchronisierungsmustern in den Positionsinformationen
und Synchronisierungsmustern, die im Benutzerinformationssignal,
das aufgezeichnet werden soll, vorhanden sind, umfassen.
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Die
Positionsinformationen können
durch Filtern des Gegentaktsignals bei der Frequenz der Auslenkungen
oder durch Abtasten aus dem Gegentaktsignal Sp extrahiert
werden. 6 zeigt eine Ausführungsform
des Signalprozessors 79, wobei die Positionsinformationen
durch Filtern extrahiert werden. Das Gegentaktsignal Sp wird
durch ein Hochpassfilter 85 gefiltert, um Störungen,
die eine Frequenz von weniger als 1 kHz aufweisen, zu entfernen.
Das Ausgangssignal des Filters 85 wird anschließend durch ein
Bandpassfilter 86 gefiltert, das eine Mittenfrequenz aufweist,
die der Frequenz der Wellung gleich ist. Ein Phasenregelkreis 87 sperrt
ein digitales Taktsignal Sc an das gefilterte
Wellungssignal. Phasenänderungen
im Wobbelsignal treten an den Aufzeichnungsträgern nach der Erfindung verhältnismäßig selten
auf. Daher kann die Breite des Bandpasses des Filters 86 klein
sein, was zu einem stabilen Taktsignal führt. Das Ausgangssignal des
Filters 85 wird durch ein Filter 88 hochpassgefiltert,
welches Filter nur Frequenzkomponenten hindurchlässt, die zu den Auslenkungen
gehören,
d.h., über
der Frequenz der Wellungen der Rille liegen. Das Ausgangssignal
des Filters 88 wird an eine Verarbeitungsschaltung 89 angeschlossen,
die eine Schwellendetektierung durchführt und das Ergebnis in logische
Werte umwandelt, die die Positionsinformationen, welche in den Auslenkungen
gespeichert sind, darstellen.
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7 zeigt
eine Ausführungsform
des Signalprozessors 79, wobei die Positionsinformationen durch
synchrone Detektierung und Abtastung des Gegentaktsignals erlangt
werden. Das Taktsignal Sc wird auf die gleiche
Weise wie in 6 gezeigt erhalten. Das Taktsignal
Sc wird durch den Wandler 90 verarbeitet,
der das Taktsignal in ein Abtastsignal umwandelt, das entweder an
jeder vorbestimmten Position oder nur an jeder Informationsposition
einen Impuls aufweist. Das Abtastsignal steuert einen Abtaster 91,
der Abtastungen des Ausgangssignals des Filters 85 nimmt.
Die Abtastungen werden in einer Schaltung 92 verarbeitet,
die einen Schwellendetektor und einen Wandler umfasst, welcher das
Muster, das durch den Schwellendetektor erhalten wird, in logische
Werte umwandelt, die die Positionsinformationen darstellen.