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Die
Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger eines beschreibbaren Typs
zum Aufzeichnen von Informationen durch Schreiben von Markierungen
in einer Spur.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers und
ein Verfahren zum Bereitstellen von Informationen durch den Aufzeichnungsträger.
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Ein
Aufzeichnungsträger
zum Aufzeichnen von Informationen ist aus
US 5,210,738 bekannt. Die Aufzeichnungsträger weist
eine Führungsrille,
gewöhnlich
Pregroove (Vorspur) genannt, zum Angeben der Position von Spuren
auf, in welchen die Informationen in einer vordefinierten Art und
Weise durch Aufzeichnen optisch lesbarer Markierungen dargestellt
werden sollen. Die Pregroove hat einen schlangenlinienförmigen Verlauf
durch eine periodische Abweichung der Spur in einer Querrichtung
(im Weiteren als Wobble bezeichnet). Der Wobble wird in der Periode
entsprechend ersten zusätzlichen
Informationen abgeändert
und in der Amplitude entsprechend zweiten zusätzlichen Informationen abgeändert. Eine Abtasteinrichtung
ist mit einem Kopf zum Erzeugen eines Strahls zum Abtasten der Spur
versehen. Die Markierungen werden während dieses Abtastens anhand
von Änderungen
des Reflexionsvermögens
der abgetasteten Oberfläche
erkannt. Die Schwankungen der Intensität der reflektierten Strahlung
werden von einem Hauptdetektorsystem erkannt. Ferner weist die Abtasteinrichtung
Hilfsdetektoren zum Erzeugen von Tracking-(Spurverfolgungs-)Servosignalen,
die auf dem Wobble beruhen, zum Erzeugen einer räumlichen Abweichung des Kopfes
bezüglich der
Spur auf. Die Tracking-Servosignale werden verwendet, um Aktoren
so anzusteuern, dass sie den Kopf gegenüber der Spur positionieren.
Die Änderungen
der Periode des Wobbles werden zum Wiedergewinnen der ersten Hilfsinformationen,
z.B. Adressinformationen, erkannt. Die Änderungen der Amplitude des
Wobbles sind über
die Hilfsdetektoren zum Wiedergewinnen der zweiten Hilfsinformationen
erkennbar. Ein Problem bei dem bekannten Aufzeichnungsträger ist,
dass der Umfang der zweiten Hilfsinformationen begrenzt ist. Sowohl
die Änderungen
der Periode als auch die Änderungen
der Amplitude beeinflussen den schlangenlinienförmigen Verlauf, da die Position
der Pregroove in Querrichtung sowohl hinsichtlich der Periode als
auch hinsichtlich der Amplitude moduliert ist. Beide Änderungen
müssen trennbar
sein, beruhend auf Signalen von den Hilfsdetektoren.
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Das
Dokument
EP 0 786 767 beschreibt
eine optische Platte mit einer Spur, wobei eine der Seitenwände einer
Nut mit einem Wobbelsignal wellig gemacht ("gewobbelt") wird, und die mit einer Einkerbung
in der Spur versehen ist, die eine andere Frequenz als das Wobbelsignal
aufweist. Die absolute Position in der Spur wird durch die Einkerbung
erkannt, und Informationsmarkierungen werden mit einem Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Takt
gespeichert, der mit dieser Position synchronisiert ist. Die Informationsmarkierungen
und die Einkerbung können
anhand der reflektierten Energie erkannt werden. Die Länge der
Einkerbung liegt in derselben Größenordnung
wie die Aufzeichnungsmarkierung. Die Aufzeichnungsmarkierung sollte
nicht der Einkerbung benachbart aufgezeichnet werden.
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Daher
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Aufzeichnungsträger, eine
Abtasteinrichtung und ein Verfahren zum Liefern von Informationen
an einen Benutzer über
einen zusätzlichen
Datenkanal auf eine bequemere Art und Weise bereitzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einem Aufzeichnungsträger eines
beschreibbaren Typs, wie in Anspruch 1 definiert, gelöst.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einer Einrichtung
zum Abtasten einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger mittels eines Strahls,
wie in Anspruch 7 definiert, gelöst.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einem Verfahren
zum Liefern von Informationen an einen Benutzer mittels eines Aufzeichnungsträgers, wie
in Anspruch 9 definiert, gelöst.
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Die
Wirkung der Maßnahmen
ist, dass die Pregroove eine sich ändernde Form, z.B. Tiefe oder Breite,
aufweist, wobei diese Formänderung
zum Codieren von sekundären
Informationen moduliert wird. Die sich ändernde Form hat Änderungen
der reflektierten Strahlung infolge der Pregroove-Modulation zur
Folge, welche auf dieselbe Weise erkennbar sind wie Änderungen
infolge der aufgezeichneten Markierungen. Dies hat den Vorteil,
dass die Pregroove-Modulation auch auf Einrichtungen erkennbar ist,
die nicht mit Hilfsdetektoren zum Wiedergewinnen von Informationen
aus dem Wobble ausgestattet sind, wie etwa Einrichtungen, die nur
zum Abtasten von (vor-) aufgezeichneten optischen Platten bestimmt sind.
Ferner kann ein Benutzer in die Lage versetzt werden, Informationen,
z.B. spezifischen Inhalt, aufgrund von Hilfsinformationen zu speichern,
die auf dem beschreibbaren Aufzeichnungsträger durch die Pregroove-Modulation
verfügbar
sind. Außerdem
ist anzumerken, dass die Hauptinformationen auf dem Aufzeichnungsträger von
existierenden Abtasteinrichtungen ohne Pregroove-Modulation gelesen
werden können
(offensichtlich ohne den Vorteil zusätzlicher Daten aus der Pregroove-Modulation),
was eine Rückwärtskompatibilität gewährleistet.
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Die
Erfindung beruht außerdem
auf der folgenden Erkenntnis. Der erste Typ von Änderungen infolge der Markierungen
erzeugt ein Lesesignal bei einem hohen Frequenzbereich, da die Datenkapazität der Markierungen
der Hauptkonstruktionszweck eines Datenspeichersystems ist. Die
Erfinder haben erkannt, dass wenigstens die niedrigere Frequenzen aufweisenden
Teile des Spektrums des Lesesignals verfügbar sind, um durch Änderungen
der Pregroove moduliert zu werden. Durch Anwendung einer anspruchsvollen
Signalverarbeitung können Änderungen
des ersten Typs in dem Lesesignal von anderen Änderungen des Lesesignals getrennt
werden. Dagegen ist ein weiteres Modulieren der Amplitude des Wobbles,
wie in
US 5,210,738 ,
durch die in dem Wobble bereits vorhandene Modulation der Periode begrenzt,
wobei diese Periode einen wesentlich niedrigeren Frequenzbereich
aufweist als das Lesesignal. Ferner weisen die Detektorsysteme und
die Signalverarbeitung, die für
die Handhabung des zweiten Typs von Änderungen zum Erzeugen von
Servo-Tracking-Signalen verfügbar
sind, gewöhnlich
einen begrenzten Frequenzbereich auf. Daher wird durch die Pregroove-Modulation
gemäß der Erfindung
ein zusätzlicher
Datenkanal mit einer größeren Datenkapazität zur Verfügung gestellt.
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Bei
einer Ausführungsform
des Aufzeichnungsträgers
befinden sich die Änderungen
des ersten Typs, die auf die Markierungen zurückzuführen sind, im Wesentlichen
in einem ersten Frequenzbereich, während sich die Änderungen
des ersten Typs, die auf die Pregroove-Modulation zurückzuführen sind,
im Wesentlichen in einem anderen Frequenzbereich befinden. Dies
hat den Vorteil, dass die Änderungen,
die auf die Pregroove-Modulation zurückzuführen sind, leicht aus einem
Lesesignal herausgefiltert werden können, das die Änderungen
des ersten Typs erkennt.
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Bei
einer Ausführungsform
des Aufzeichnungsträgers
befinden sich die Änderungen
des zweiten Typs, die auf den Wobble zurückzuführen sind, im Wesentlichen
in einem Wobbelfrequenzbereich, während sich die Änderungen
des ersten Typs, die auf die Pregroove-Modulation zurückzuführen sind,
im Wesentlichen in einem anderen Frequenzbereich befinden. Dies
hat den Vorteil, dass Interferenz oder Nebensprechen zwischen der
Wobble-Modulation und der Pregroove-Modulation verringert wird.
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Bei
einer Ausführungsform
des Aufzeichnungsträgers
stellt die Pregroove-Modulation
Programminformationen dar, insbesondere Zugriffsinformationen zum
Zugreifen auf Informationen, die durch die Markierungen aufgezeichnet
werden sollen, Audio- oder Video-Verarbeitungssoftware, oder Inhaltsinformationen,
die wenigstens einen Teil eines Audio- oder Videoprogramms repräsentieren.
Dies hat den Vorteil, dass ein Benutzer Benutzerinformationen aufgrund
der Programminformationen, oder während er die Programminformationen
anwendet, speichern oder abrufen kann.
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Bei
einer Ausführungsform
der Einrichtung umfasst das Hauptdetektormittel eine Filtereinheit zum
Herausfiltern eines Frequenzbereiches aus einem Lesesignal, das
von einem Hauptdetektor erkannt wird, wobei dieser Frequenzbereich
zum Filtern des ersten Typs von Änderungen,
die auf die Pregroove-Modulation zurückzuführen sind, eingestellt ist.
Dies hat den Vorteil, dass Änderungen,
die auf die Pregroove-Modulation zurückzuführen sind, leicht von dem Lesesignal
isoliert und/oder aus ihm entfernt werden können.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
der Einrichtung gemäß der Erfindung
sind in den weiteren Ansprüchen
angegeben.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der Ausführungsformen
ersichtlich und näher
erläutert,
die in der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen als Beispiele beschrieben werden. Es zeigen:
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1a einen
scheibenförmigen
Aufzeichnungsträger,
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1b einen
Querschnitt des Aufzeichnungsträgers,
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1c ein
Beispiel eines Wobbles der Spur,
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1d einen
Wobble mit einer Pregroove-Modulation,
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2 eine
Abtasteinrichtung, die eine Pregroove-Modulations-Erkennung aufweist,
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3 schematisch
eine unbeschriebene und eine beschriebene Spur, und
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4 ein
Reflexionsprofil in der Richtung quer zur Spur.
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In
den Figuren sind Elemente, welche bereits beschriebenen Elementen
entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1a zeigt
einen plattenförmigen
Aufzeichnungsträger 11 mit
einer Spur 9 und einer zentralen Bohrung 10. Die
Spur 9 ist in einem spiralförmigen Muster von Windungen
angeordnet, das im Wesentlichen parallele Spuren auf einer Informationsschicht bildet.
Der Aufzeichnungsträger
kann eine optische Platte mit einer Informationsschicht von einem
beschreibbaren Typ sein. Beispiele für beschreibbare Platten sind
die CD-R und CD-RW sowie die DVD+RW. Die Spur 9 auf dem
Aufzeichnungsträger vom
beschreibbaren Typ ist durch eine vorgeprägte Spurstruktur bezeichnet,
die während
der Herstellung des unbeschriebenen Aufzeichnungsträgers bereitgestellt
wird, zum Beispiel eine Pregroove (Vorspur). Die aufgezeichneten
Informationen werden auf der Informationsschicht durch optisch erkennbare Markierungen
dargestellt, die entlang der Spur aufgezeichnet werden. Die Markierung
wird durch Änderungen
eines ersten physikalischen Parameters gebildet und weist dadurch
andere optische Eigenschaften als ihre Umgebung auf, z.B. Änderungen des
Reflexionsvermögens.
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1b ist
ein Querschnitt entlang der Linie b-b des Aufzeichnungsträgers 11 vom
beschreibbaren Typ, bei welchem ein durchsichtiges Substrat 15 mit
einer Aufzeichnungsschicht 16 und einer Schutzschicht 17 vorgesehen
ist. Die Spurstruktur wird zum Beispiel von einer Pregroove 14 gebildet,
welche einem Lese-/Schreibkopf ermöglicht, der Spur 9 während des
Abtastens zu erfolgen. Die Pregroove 14 kann als eine Vertiefung
oder als eine Erhöhung
implementiert sein, oder sie kann aus einem Material bestehen, das
eine andere optische Eigenschaft aufweist als das Material der Pregroove.
Die Pregroove ermöglicht
einem Lese-/Schreibkopf, der Spur 9 während des Abtastens zu erfolgen.
Eine Spurstruktur kann auch durch regelmäßig verteilte Sub-Spuren gebildet
werden, welche periodisch das Erscheinen von Servosignalen bewirken.
Der Aufzeichnungsträger
kann dazu bestimmt sein, Echtzeitinformationen zu tragen, zum Beispiel
Video- oder Audio-Information,
oder andere Informationen, wie etwa Computerdaten.
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1c zeigt
ein Beispiel eines Wobbles (Welligkeit) der Spur, der in
1a als
eine Einzelheit
12 dargestellt ist. Die Figur zeigt eine
periodische Änderung
der seitlichen Position der Spur, auch Wobble genannt. Die Änderungen
bewirken, dass ein zusätzliches
Signal in Hilfsdetektoren entsteht, z.B. in einem Nebenfleck-Detektor
in einem Kopf einer Abtasteinrichtung. Der Wobble ist zum Beispiel
frequenzmoduliert, und Positionsinformationen sind in der Modulation
codiert. Eine umfassende Beschreibung des Wobbles nach dem Stand
der Technik, wie in
1c dargestellt, in einem beschreibbaren CD-System,
das Platteninformationen umfasst, die auf eine solche Weise codiert
sind, sind in
US 4,901,300 (PHN
12.398) und
US 5,187,699 (PHQ 88.002)
zu finden. Gemäß der Erfindung
ist die Pregroove mit einer Pregroove-Modulation versehen, die durch Änderungen
eines physikalischen Parameters gebildet wird, der mit der Form
der Pregroove zusammenhängt,
wie weiter unten erläutert
wird.
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1d zeigt
einen Wobble, der eine Pregroove-Modulation aufweist. Die Figur
zeigt die wellige Pregroove 14 mit einer Pregroove-Modulation 13. Die
Form der Pregroove, was die lokale Querschnittsform anbelangt, wird
entsprechend einem zu codierenden, zusätzliche Informationen beinhaltenden
Signal geändert.
Diese Änderung
der Form beeinflusst die Strahlung, die während des Abtastens von der
Spur reflektiert wird, und kann dadurch erkannt werden. Wie die
Figur zeigt, wird die Breite der Pregroove entsprechend einem digitalen
Modulationsmuster moduliert.
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Eine
Modulation der Rillenform (Breite, Tiefe) entlang der Spur kann
verwendet werden, um einen zusätzlichen
Datenkanal zu erzeugen. Die unbeschriebene Platte (vom Typ R oder
RW) enthält
dann einen durch Mastering hergestellten Datenkanal. Es ist anzumerken,
dass ein beliebiges Modulationsmuster verwendet werden kann, z.B.
eine analoge, sich langsam ändernde
Breite oder ein Modulationsmuster, das "Impulse von konstanter Länge" mit sich ändernder
Breite aufweist, welches die zusätzlichen Daten
durch die Position der Impulse codiert. Der zusätzliche Datenkanal kann hinsichtlich
der Lauflänge moduliert,
frequenzmoduliert, amplitudenmoduliert, phasenmoduliert oder nach
irgendeinem anderen Schema moduliert sein, je nachdem, was am besten geeignet
ist, um den Hochfrequenzdaten überlagert zu
werden. Um die Trennung des Haupt- und des zusätzlichen Datenkanals zu ermöglichen,
weist der zusätzliche
Datenkanal eine wesentlich größere Bitlänge auf
(d.h. verwendet eine niedrigere räumliche Frequenz) als der Hauptkanal
(Hochfrequenzkanal), und er verwendet vorzugsweise eine kleinere
Amplitudenänderung
als der Hochfrequenzkanal. Es kann ein Bandpass-Frequenzfilter verwendet
werden, um das Niederfrequenz- und das Hochfrequenz-Datenmuster
voneinander zu trennen. Es ist anzumerken, dass ein Frequenzunterschied,
der einem Faktor 10 entspricht, leicht zu einem zusätzlichen
Datenkanal mit 10% der Datenkapazität des Hauptkanals führt. Durch
Anwendung anspruchsvoller Algorithmen der Signalverarbeitung kann
die Datenkapazität
weiter erhöht
werden. Die vorgeschlagene Lösung
beinhaltet eine zusätzliche
Modulation der Amplitude des HF-Signals. Dies kann erfolgen, ohne
den Inhalt oder die Qualität
der HF-Daten wesentlich zu beeinflussen. Daher können Platten, die einen solchen zusätzlichen
Datenstrom enthalten, nach wie vor auf existierenden Systemen gelesen
werden, natürlich
ohne dass die zusätzlichen
Daten wiedergewonnen werden.
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Bei
einer Ausführungsform
des Aufzeichnungsträgers
wird die Tiefe der Pregroove entsprechend dem Modulationsmuster
geändert.
Weitere Ausführungsformen
weisen eine Kombination von Breite und Tiefe auf, oder eine beliebige
andere geeignete Änderung
der Form, welche die von der Spur reflektierte Strahlung beeinflusst.
Es ist anzumerken, dass die resultierende Änderung der Reflexion von einem ähnlichen
Typ sein sollte wie die Änderung
der Reflexion, die auf die Markierungen zurückzuführen ist, mit welchen die aufgezeichneten
Hauptinformationen codiert sind, d.h. sie sollte wenigstens getrennt von
dem Typ von Reflexionsänderungen
erkennbar sein, die auf den Wobble zurückzuführen sind. Das Vorliegen desselben
Typs von Änderungen
der reflektierten Strahlung ermöglicht
ein einziges Detektorsystem und eine einzige Vorverarbeitungsschaltung
zum Erzeugen eines Abtastsignals, das für das Wiedergewinnen sowohl
der Haupt- als auch der Hilfsinformationen geeignet ist.
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Zur
Herstellung eines solchen Aufzeichnungsträgers wird eine Masterplatte
angefertigt. Während
des Mastering-Prozesses wird der Wobble von einem Laserstrahl-Aufzeichnungsgerät geschrieben,
indem ein kleiner seitlicher Versatz bezüglich der Nenn-Mittelposition der
Spur erzeugt wird, und die Höhe
der Laserleistung des für
das Mastering verwendeten Laserstrahls wird zusätzlich moduliert, um für die Modulation
der Form der Pregroove zu sorgen.
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Während des
Auslesens der Daten durch Abtasten ist der Wobble über einen
zweiten Typ von Änderungen
der Strahlung erkennbar, wie etwa eine Änderung der Intensität im Querschnitt
des reflektierten Strahls, die durch Detektorsegmente oder zusätzliche
Detektoren zum Erzeugen von Tracking-Servosignalen erkennbar ist.
Das Erkennen des Wobbles für
ein Tracking-Servosystem ist von dem oben erwähnten CD-R- und CD-RW-System her wohlbekannt.
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Es
ist anzumerken, dass die Hilfsinformationen für Steuerungsinformationen verwendet
werden können,
welche in der Abtastvorrichtung oder in einem Hostcomputer verarbeitet
werden, z.B. für
einen Code zum Zugreifen auf aufgezeichnete Informationen, eine
Kennung zur Unterstützung
von Kopierschutz, Informationen zur Pirateriebekämpfung und andere Zugriffsmechanismen.
Die Steuerungsinformationen in dem zusätzlichen Datenkanal können einen
eindeutigen Identifikationscode zum Schutz vor illegalem Kopieren
darstellen, oder ein Wasserzeichen. Bei einer Ausführungsform
werden zu sätzliche Informationen
für den
Benutzer verfügbar
gemacht. Die zusätzlichen
Informationen können
ein Softwareprogramm sein, z.B. zum Verarbeiten, Dekomprimieren
oder Bearbeiten von Audio- oder Videomaterial, oder eine Version
eines Softwareprogramms vom Typ "Freeware" für den Benutzer,
damit er die Funktionen dieser Software ausprobieren kann. Bei einer Ausführungsform
sind die zusätzlichen
Informationen einen Audio- oder
Video-Inhalt betreffende Informationen, wie etwa ein Trailer eines
Films oder eine MP3-Version eines bestimmten Audioinhalts. Der Benutzer
kann sich für
eine Vollversion des Films oder Audioinhalts interessieren. Ein
Anbieter kann solche Vollversionen verfügbar machen, z.B. über das
Internet, wobei diese Versionen dann auf den Aufzeichnungsträger heruntergeladen
und auf ihm aufgezeichnet werden können. Tatsächlich wird das Wiederabrufen
der Vollversionen und das Zugreifen auf sie über Zugriffscodes gesteuert,
die ebenfalls in der Pregroove-Modulation enthalten sind. Zum Beispiel kann
der Anbieter dem Benutzer den Trailer von einigen Filmen oder Softwareprogrammen,
z.B. 5, anbieten und dem Benutzer gestatten, nur einen bzw. eines
von ihnen aufzuzeichnen. Der Benutzer bezahlt dann für einen
Film, wenn er die beschreibbare Platte kauft. Daher verkauft ein
Inhalteanbieter den Aufzeichnungsträger mit einer oder mehreren
Kostproben von Inhaltsinformationen und macht Vollversionen dieser
Kostproben für
einen Benutzer verfügbar, insbesondere über ein
Netz wie das Internet.
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2 zeigt
eine Abtasteinrichtung, welche die Erkennung von Pregroove-Modulation ermöglicht.
Die Einrichtung ist mit Mitteln zum Abtasten der Spur auf einem
Aufzeichnungsträger 11 versehen, wobei
diese Mittel eine Antriebseinheit 21, um den Aufzeichnungsträger 11 in
Rotation zu versetzen, einen Kopf 22, eine Servoeinheit 25 zum
Positionieren des Kopfes 22 gegenüber der Spur und eine Steuereinheit 20 beinhalten.
Der Kopf 22 umfasst ein optisches System von einem bekannten
Typ zum Erzeugen eines Strahls 24, welcher durch optische
Elemente hindurch geführt
und auf einen Strahlungsfleck 23 auf einer Spur der Informationsschicht
des Aufzeichnungsträgers
fokussiert wird. Der Strahl 24 wird von einer Strahlungsquelle,
z.B. einer Laserdiode erzeugt. Der Kopf umfasst ferner (nicht dargestellt)
einen Fokussierungs-Aktor zum Bewegen des Fokus des Strahls 24 entlang
der optischen Achse des besagten Strahls und einen Tracking-Aktor
zur Feinpositionierung des Fleckes 23 in einer radialen Richtung
auf der Mitte der Spur. Der Tracking-Aktor kann Spulen umfassen,
um ein optisches Element radial zu bewegen, oder kann stattdessen
so gestaltet sein, dass er den Winkel eines reflektierenden Elements
verändert.
Der Fokussierungs- und der Tracking-Aktor werden durch Aktorsignale
von der Servoeinheit 25 angesteuert. Zum Lesen wird die
von der Informationsschicht reflektierte Strahlung von einem Detektor
eines gebräuchlichen
Typs, z.B. einer Vier-Quadranten-Diode,
im Kopf 22 erkannt, um Detektorsignale zu erzeugen, die
mit einer Frontend-Einheit (Vorverarbeitungseinheit) 31 zum
Erzeugen verschiedener Abtastsignale gekoppelt sind, darunter eines
Hauptabtastsignals 33 und von Fehlersignalen 35 zum
Tracking (Spurverfolgung) und Fokussieren. Die Fehlersignale 35 sind
mit der Servoeinheit 25 zum Steuern des Tracking- und des
Fokussierungs-Aktors gekoppelt. Das Hauptabtastsignal 33 wird
von einer Leseverarbeitungseinheit 30 eines gebräuchlichen
Typs verarbeitet, die einen Demodulator, einen Deformatierer und
eine Ausgabeeinheit zum Wiedergewinnen der Informationen enthält.
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Die
Steuereinheit 20 steuert das Aufzeichnen und Wiedergewinnen
von Informationen und kann so gestaltet sein, dass sie Befehle von
einem Benutzer oder von einem Host-Computer empfängt. Die Steuereinheit 20 ist über Steuerleitungen 26,
z.B. einen Systembus, mit den anderen Einheiten in der Einrichtung
verbunden. Die Steuereinheit 20 umfasst Steuerschaltungen,
zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen Programmspeicher und Schnittstellen
zum Ausführen
der Prozeduren und Funktionen, die unten beschrieben sind. Die Steuereinheit 20 kann
auch als eine Zustandsmaschine in logischen Schaltungen implementiert
sein. Bei einer Ausführungsform
fuhrt die Steuereinheit die Funktionen einer Verarbeitung der zusätzlichen
Informationen zum Zugreifen auf die Hauptinformationen, wie oben
angegeben, aus.
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Die
Einrichtung umfasst eine Pregroove-Demodulationseinheit 32 zum
Erkennen von Pregroove-Modulation im Abtastsignal, was wie folgt
vor sich geht. Das Hauptabtastsignal 33 wird von der Frontend-Einheit 31 empfangen.
Komponenten im Signal 33, die auf die Markierungen der
Hauptinformationen zurückzuführen sind,
werden entfernt, und Komponenten, die auf die Pregroove-Modulation
zurückzuführen sind,
werden isoliert, z.B. durch eine Filtereinheit 34, welche
eine Tiefpass- oder Bandpassfunktion hat. Die Taktrückgewinnung
zum Rekonstruieren eines Datentaktes des Hilfssignals kann auf der
Wobbelfrequenz oder auf der Pregoove-Modulation selbst beruhen.
Bei einer Ausführungsform
beruht die Taktrückgewinnung
auf dem für
die Hauptdaten zurückgewonnenen
Datentakt. Zum Erkennen der Datenbits der Hilfsdaten kann eine synchrone
Erkennung angewendet werden. Bei einer Ausführungsform ist die Pregroove-Modulation mit einem
Kanalcode und/oder Fehlerkorrekturcodes vorgesehen, und die Erkennungseinheit
ist mit einem Kanalcode-Demodulator und einer Fehlerkorrektureinheit
ausgestattet.
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Die
Leseverarbeitungseinheit weist eine Demodulatorschaltung wie etwa
einen Slicer zum Demodulieren des Lesesignals in digitale Bitwerte
auf. Es ist anzumerken, dass ein schneller Slicer den durch die
sekundären
Markierungen verursachten Änderungen
ohne eine weitere Modifikation Rechnung tragen kann, insbesondere
wenn die sekundären
Markierungen eine relativ kleine Amplitudendifferenz verursachen
(z.B. 15%). Bei einer Ausführungsform
ist die Leseverarbeitungseinheit 30 dazu vorgesehen, die
Markierungen aus dem Hauptabtastsignal in Gegenwart von Pregroove-Signalkomponenten
zu erkennen, die durch die Pregroove-Modulation verursacht werden.
Zum Beispiel kann die Einheit eine Filtereinheit enthalten, um den
Frequenzbereich der Pregroove-Signalkomponenten im Wesentlichen
zu blockieren. Bei einer Ausführungsform
ist die Leseverarbeitungseinheit mit der Pregroove-Modulationseinheit
gekoppelt, um ein Pregroove-Signal zu empfangen, aus dem auf die
erkannte Pregroove-Modulation geschlossen werden kann. Das Pregroove-Signal wird mit dem
Hauptabtastsignal kombiniert, z.B. subtrahiert, um die Pregroove-Signalkomponenten im
Wesentlichen zu eliminieren. Stattdessen kann auch die Slicer-Ebene einer Bitdetektoreinheit
an den erkannten mittleren Reflexionsgrad angepasst werden, der
von der Pregroove-Modulation betroffen ist.
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Bei
einer Ausführungsform
weist die Frontend-Einheit 31 eine Kombinationsschaltung
auf, welche Signale von verschiedenen Detektoren addiert, um als
das Abtastsignal ein Spiegelsignal zu erzeugen, das auf die Menge
an Strahlung von einem durch die Spur reflektierten Strahl schließen lässt. Bei
einer Ausführungsform
kombiniert die Kombinationsschaltung Signale von allen verfügbaren Detektorsegmenten.
Ein solches Signal, das auf die Gesamtreflexion schließen lässt, kann
separat mit der Pregroove-Demodulationseinheit 32 gekoppelt
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die Einrichtung mit Mitteln zum Aufzeichnen von Informationen auf
einem Aufzeichnungsträger
eines Typs ausgestattet, welcher beschreibbar oder wiederbeschreibbar
ist, zum Beispiel CD-R oder CD-RW, oder DVD+RW oder BD. Die Einrichtung
umfasst Schreibverarbeitungsmittel zum Verarbeiten der Eingangsinformationen,
um ein Schreibsignal zum Ansteuern des Kopfes 22 zu erzeugen,
wobei diese Mittel eine Eingangseinheit 27 und Modulatormittel,
die aus einem Formatierer 28 und einem Modulator 29 bestehen,
umfassen. Zum Schreiben von Informationen wird die Strahlung so
gesteuert, dass optisch erkennbare Markierungen in der Aufzeichnungsschicht
erzeugt werden. Die Markierungen können in einer beliebigen optisch
lesbaren Form vorliegen, z.B. in der Form von Bereichen mit einem
Reflexionskoeffizienten, der sich von ihrer Umgebung unterscheidet
und die erhalten werden, wenn in Materialien wie etwa Farbstoff,
Legierung oder Phasenumwandlungsmaterial aufgezeichnet wird, oder
in der Form von Bereichen mit einer Polarisierungsrichtung, die
von der ihrer Umgebung verschieden ist und die erhalten werden,
wenn in magnetooptischem Material aufgezeichnet wird.
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Das
Schreiben und Lesen von Informationen zum Aufzeichnen auf optischen
Platten und die Regeln für
das Formatieren, die Fehlerkorrektur und die Kanalcodierung sind
in der Technik wohlbekannt, z.B. vom CD- oder DVD-System. Bei einer
Ausführungsform
umfasst die Eingangseinheit 27 Kompressionsmittel für Eingangssignale
wie etwa analoges Audio und/oder Video oder digitales unkomprimiertes Audio/Video.
Geeignete Kompressionsmittel sind für Video in den MPEG-Standards
beschrieben, MPEG-1 ist in ISO/IEC 11172 definiert und MPEG-2 ist
in ISO/IEC 13818 definiert. Das Eingangssignal kann stattdessen
auch bereits gemäß solchen
Standards codiert worden sein.
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3 zeigt
schematisch eine unbeschriebene und eine beschriebene Spur. Eine
unbeschriebene Spur (Draufsicht) 41 weist einen ersten
Teil 45 auf, welcher infolge der Pregroove-Modulation eine
größere Tiefe
hat, und einen zweiten Teil 46, welcher die normale Tiefe
hat. Die resultierende Reflexion wird durch eine Kurve 42 angegeben.
Der tiefere Teil 45 hat eine verminderte Reflexion zur
Folge. Derselbe Abschnitt der Spur nach dem Schreiben von Hauptdaten-Markierungen
ist als beschriebene Spur (Draufsicht) 43 dargestellt.
Die Kurve 44 gibt die resultierende Reflexion an. Der tiefere
Teil 47 der Spur hat ein anderes Reflexionsmuster 48 zur
Folge. Tatsächlich
hat die Tiefe der Pregroove eine Interferenz von Lichtstrahlen von
der Pregroove und von erhöhten
Bereichen neben der Spur zur Folge. Die Interferenz hat eine Amplitudenänderung
der erkannten Strahlung zur Folge. Wenn zwei Rillentiefen angetroffen
werden, werden im Grunde genommen zwei Reflexionsgrade erzeugt,
wenn ein Abtastfleck in der Mitte der Spur positioniert ist.
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Der
Benutzer zeichnet die Hochfrequenzdaten sowohl über den flachen als auch über den
tiefen Teil der Pregroove hinweg auf. Nach dem Aufzeichnen von Benutzerdaten
ist der zusätzliche
Datenkanal als eine Reflexionsmodulation vorhanden, wie in Kurve 44 angegeben.
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4 zeigt
ein Reflexionsprofil in der Richtung quer zur Spur. In der horizontalen
Richtung ist eine radiale Position angegeben, d.h. eine räumliche Abweichung eines
Lesefleckes in einer Richtung quer zur Spur, wobei 0 einem auf der
Pregroove zentrierten Strahlungsfleck entspricht und –0,5 und
0,5 einem Fleck auf dem erhöhten
Bereich genau zwischen zwei Pregrooves entsprechen. Das obere Diagramm
zeigt das Ergebnis einer Tiefenmodulation der Pregroove als Funktion
der radialen Position bei Verwendung eines Groove Duty Cycle ("Rillen-Arbeitszyklus") (Verhältnis von
Breite zu Spurabstand) von 40%. Die Kurve 51 gibt den Reflexionsgrad
für eine
Pregroove mit einer Tiefe von 25 nm an (bei Verwendung eines blauen
Lasers), und die Kurve 52 für eine Pregroove mit einer
Tiefe von 35 nm. Der Pfeil 53 bezeichnet die Differenz
zwischen den Reflexionsgraden, welche zum Erkennen der Pregroove-Tiefenmodulation
bei Verwendung eines zentrierten Fleckes verfügbar ist. Das untere Diagramm
zeigt die Wirkung einer Breitenmodulation der Pregroove bei Verwendung
einer Rillentiefe von 30 nm für
zwei verschiedene Rillenbreiten. Die Kurve 54 entspricht einem
Groove Duty Cycle von 30%, während
ein Groove Duty Cycle von 50% im Wesentlichen eine flache Kurve 56 zur
Folge hat. Es ist anzumerken, dass unter praktischen Umständen die
mittlere Reflexion keine flache Kurve sein sollte, da die Pregroove nach
wie vor die grundlegende Funktion hat, Spurfehlersignale zu erzeugen,
wenn sich der Fleck nicht in der Mitte befindet. Der Pfeil 55 bezeichnet
die Differenz zwischen den Reflexionsgraden, welche zum Erkennen
der Pregroove-Breitenmodulation bei Verwendung eines zentrierten
Fleckes verfügbar
ist. Die Figur zeigt, dass beide Verfahren zu einer erkennbaren Änderung
der Reflexion (auf der Rille) führen, welche
die Erkennung eines Niederfrequenz-Datenkanals ermöglicht.
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Obwohl
die Erfindung hauptsächlich
anhand von Ausführungsformen
erläutert
wurde, bei denen optische Platten verwendet werden, die auf einer Änderung
der Reflexion beruhen, ist die Erfindung auch für andere Aufzeichnungsträger geeignet,
wie etwa rechteckige optische Karten, magnetooptische Platten oder
einen beliebigen anderen Typ von Informationsspeichersystem, welches
ein zuvor angebrachtes Muster auf einem beschreibbaren Aufzeichnungsträger aufweist.
Es ist anzumerken, dass in diesem Dokument das Wort "umfasst" oder "umfassend" nicht das Vorhandensein
anderer Elemente oder Schritte neben den aufgezählten ausschließt und das
Wort "ein" oder "eine", das einem Element
vorangestellt ist, nicht das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente
ausschließt,
dass beliebige Bezugszeichen den Schutzbereich der Ansprüche nicht
einschränken,
dass die Erfindung sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßig implementiert
werden kann und dass verschiedene "Mittel" oder "Einheiten" durch dasselbe Hardware- oder Softwareelement
repräsentiert
werden können.
Ferner ist der Schutzbereich der Erfindung nicht auf die Ausführungsformen
beschränkt,
und die Erfindung besteht in jedem neuen Merkmal oder jeder Kombination
von Merkmalen, die oben beschrieben wurden.