DE69839415T2 - Optische Platte - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine optische Platte, beispielsweise eine optische Platte mit Servospuren, die eine Taktreferenzstruktur zum Erzeugen eines Taktreferenzsignals zur genauen Steuerung der Platzierung von Datenmarkierungen (Datenkennzeichen) entlang der Servospuren beim Schreiben von Informationen auf eine Aufnahmeschicht der optischen Platte umfasst.
  • Die EP-A-0,397,238 , von der Patentanspruch 1 abgegrenzt ist, offenbart ein System, bei dem mittels einer vorgeformten Spurmodulation ein Hilfssignal auf einem Aufzeichnungsträger eines beschriftbaren Typs in einer zur Informationsaufzeichnung vorgesehenen Servospur aufgezeichnet wird. Das Hilfssignal weist Synchronisierungssignale, Adresscodes und Hilfscodes auf, die voneinander unterschieden werden können. Die Synchronisierungssignale werden erfasst und als eine Eingabe in eine Phasenregelschleife (PLL; PLL = phase-locked loop) zum Demodulieren der Adresscodes und Hilfscodes verwendet. Die Synchronisierungssignale werden auch zur Synchronisation bezüglich eines Codeworts verwendet. Die Adresscodes spezifizieren die Adresse des Spurabschnitts, in dem die Codes aufgezeichnet sind, und die Hilfscodes liefern zusätzlich Informationen über den Aufzeichnungsträger wie beispielsweise Referenzen auf einen Spurabschnitt mit einem spezifischen Adresscode. Ein Aufzeichnungsgerät weist eine Einrichtung zum Lesen des mittels der Spurmodulation aufgezeichneten Hilfssignals und eine Einrichtung zum getrennten Erfassen des Vorliegens von Adresscodes und des Vorliegens von Hilfscodes in dem Hilfssignal auf.
  • Die EP-A-0,265,984 offenbart einen Aufzeichnungsträger, der eine strahlungsempfindliche Schicht auf einem scheibenförmigen Substrat aufweist und mit einem Informationsaufzeichnungsbereich versehen ist, der gemäß einem spiralförmigen oder konzentrischen Muster vorgeformter Spuren angeordnet ist. Die Spur weist eine Spurmodulation in der Form eines radialen Wobbelns auf, dessen Frequenz mit einem Positionsinformationssignal (Ip) moduliert wird. Ferner ist eine Vorrichtung zum Bilden des Spurmusters während der Herstellung des Aufzeichnungsträgers offenbart. Wenn ein Informationssignal (Vi) auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird und das aufgezeichnete Signal gelesen wird, gewinnt ein FM-Demodulationsgerät das Positionsinformationssignal Ip aus den durch die Spurmodulation erzeugten Abweichungen in dem Abtaststrahl wieder. Darüber hinaus wird ein Taktsignal zur Abtastgeschwindigkeitssteuerung aus diesen Abweichungen in dem Abtaststrahl wiedergewonnen.
  • Borg, H. J. und Duchateau, J. P. W. B. offenbaren in „High Density Phase-Change Recording beyond 2.6 GByte" Proceedings of SPIE – Optical Data Storage 1997, Bd. 3109, April 1997 (1997-04), S. 20–25, XP000884155, dass unter Verwendung einer Innenrillenaufzeichnung und eines einfachen und zuverlässigen-gewobbelten Rillenformats eine Nutzerbitkapazität von 3,0 GByte auf einer wiederbeschreibbaren Platte von 120 mm realisiert wurde.
  • Die EP-A-0,825,591 , die unter Artikel 54(3) EPÜ zitiert wurde, offenbart ein System, in dem eine optische Platte eine wiederbeschreibbare Datenschicht und eine gesonderte Taktreferenzschicht aufweist. Ein von der Taktreferenzschicht abgeleiteter Takt kann zum Bestimmen der Frequenz eines Taktsignals, das zum Schreiben von Daten auf die beschreibbare Datenschicht verwendet wird, verwendet werden.
  • In der Regel werden Daten auf einer Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte gespeichert, indem entweder Datenlöcher oder Datenmarkierungen auf der Aufzeichnungsschicht der Platte gebildet werden. Die Datenlöcher oder -markierungen werden entlang von Servospuren auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte gebildet. Eine Servospur ist ein dauerhaftes physisches Merkmal auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte, das eine Spurverfolgungsreferenz schafft und den Weg, entlang dem Daten geschrieben werden, definiert. Servospuren können spiralförmig oder konzentrisch sein. Eine Rille ist ein Beispiel einer Servospur. Bei manchen Typen von voraufgezeichneten optischen Platten wie beispielsweise Nur-Lese-Speicher-Platten (ROM-Platten) fungieren die auf der Aufzeichnungsschicht gebildeten Datenlöcher auch als eine Servospur.
  • In der Regel wird ein optischer Wandler, der einen fokussierten Laserstrahl umfasst, mit einer Servospur auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte gekoppelt. Beim Lesen der optischen Platte gehen die entlang der Servospur gebildeten Datenlöcher oder -markierungen an dem optischen Wandler vorüber, während sich die optische Platte dreht, was bewirkt, dass der optische Wandler ein Datensignal erzeugt, das die auf der Aufzeichnungsschicht der Platte gespeicherten Daten darstellt. Der optische Wandler umfasst einen Fokuspositionierer und einen Spureinstellungspositionierer zum Aufrechterhalten einer Ausrichtung des fokussierten Laserstrahls bezüglich der Servospur in der Fokusrichtung und der Querspurrichtung, während sich die optische Platte dreht. Der Fokus- und der Spureinstellungspositionierer umfassen Servosteuersysteme, die auf Fokus- und Spureinstellungsfehlersignale ansprechen, die durch den optischen Wandler erzeugt werden.
  • 1a, 1b, 1c zeigen eine typische optische ROM-Platte aus der Massenproduktion, bei der voraufgezeichnete Daten auf einer optischen Platte 10 gespeichert werden, indem eine vorbestimmten Reihe von Datenlöchern 12 entlang einer Spur 14 der optischen Platte 10 gebildet wird. 1a zeigt eine Draufsicht der optischen Platte 10. 1b zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 1a gezeigten Spur 14. 1c zeigt eine Querschnittsansicht der in 1b gezeigten Spur 14. Die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 10 wird während der Herstellung dauerhaft dahingehend gebildet, die Datenlöcher 12 zu erzeugen.
  • Folglich können Daten auf einer optischen Platte 10, die durch Bilden von Datenlöchern 12 auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 10 gespeichert werden, nicht gelöscht oder neu geschrieben werden.
  • Bei einer wiederbeschreibbaren optischen Platte, wie beispielsweise einer optischen Platte mit Phasenänderung, werden Daten in der Form von Datenmarkierungen durch Steuern der optischen Charakteristiken der Aufzeichnungsschicht der Platte auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte gespeichert. Datenmarkierungen werden durch Erwärmen der Aufzeichnungsschicht der Platte mit einem fokussierten Laserstrahl an den Stellen, an denen Datenmarkierungen zu schreiben sind, auf der Aufzeichnungsschicht gebildet. Bei einer Phasenänderungsaufzeichnung wird das optische Reflexionsvermögen der Datenmarkierung durch den kristallinen Zustand der Aufzeichnungsschicht bestimmt. Der kristalline Zustand der Aufzeichnungsschicht wird durch Steuern der optischen Leistung in dem fokussierten Laserstrahl bestimmt. Die optische Leistung des Laserstrahls, der zum Erwärmen der Aufzeichnungsschicht verwendet wird, bestimmt die Rate, mit der die Temperatur der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte sich an der Stelle abkühlt, an der sich die Datenmarkierung befindet. Die Rate, mit der sich die Datenmarkierungsstelle der Aufzeichnungsschicht abkühlt, bestimmt, ob sich die Stelle in einen amorphen oder einen kristallinen Zustand abkühlt. In der Regel ist die aufgezeichnete Datenmarkierung amorph und der sie umgebende Bereich ist kristallin.
  • 2a, 2b, 2c zeigen eine wiederbeschreibbare optische Platte 20, bei der Daten auf der optischen Platte 20 gespeichert werden, indem eine Reihe von Datenmarkierungen 22 entlang einer Spur 24 der optischen Platte 20 gebildet wird. 2a zeigt eine Draufsicht der optischen Platte 20. 2b zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 2a gezeigten Spur 24. 2c zeigt eine Querschnittsansicht der in 2b gezeigten Spur 24.
  • In dem Stand der Technik wird die Platzierung von auf eine Aufzeichnungsschicht einer wiederbeschreibbaren optischen Platte zu schreibenden Daten in der Regel durch Einbeziehen von Synchronisationsinformationen zwischen Datenfeldern mit fester Länge bestimmt. Ein Sektor ist eine sich wiederholende Einheit einer vorbestimmten Länge. 3a zeigt eine Draufsicht einer optischen Platte 30 des Stands der Technik, bei der Daten, die entlang einer Servospur 32 gespeichert sind, in Sektoren 34 unterteilt sind. 3b zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Sektors 34 der in 3a gezeigten optischen Platte. Der Sektor 34 umfasst einen Anfangsblock 36, ein Datenfeld 38 mit einer vorbestimmten Länge und einen Editierzwischenraum 40. 3c zeigt eine vergrößerte Ansicht des in 3b gezeigten Anfangsblocks 36. Der Anfangsblock 36 umfasst eine Synchronisationsinformation 42 und eine Spuradressinformation 44. Die Synchronisationsinformation 42 wird auch als das Sync-Feld bezeichnet. Die Synchronisationsinformation 42 ist innerhalb der Sektoren 34 dauerhaft auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 30 codiert. Auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 30 geschriebene Daten sind mit einem Schreibtakt synchronisiert. Der Schreibtakt ist mit einem Taktreferenzsignal synchronisiert, das periodisch erzeugt wird, während sich die Synchronisationsinformation 42 an dem optischen Wandler vorbei bewegt, während sich die optische Platte 30 dreht. Das Taktreferenzsignal liefert Positionsinformationen des optischen Wandlers in Bezug auf die Synchronisationsinformation 42 auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 30, wenn sich die Synchronisationsinformation 42 an dem optischen Wandler vorbei bewegt. Während durch den optischen Wandler Daten in den Datenfeldern 38 geschrieben werden, driftet jedoch das Taktreferenzsignal in Frequenz und Phase. Das heißt, wenn sich der optische Wandler zwischen Punkten befindet, an denen eine Synchronisationsinformation 42 besteht, kann die Frequenz und die Phase des Schreibtakts bezüglich der sich in Sektoren 34 befindenden Synchronisationsinformation 42 driften.
  • Eine Drift des Schreibtakts bezüglich der Synchronisationsinformation 42 kann durch Geschwindigkeitsabweichungen bei der Scheibendrehung, eine Exzentrizität der Servospur und die Gesamtwirkung anderer Abweichungen bei einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät, wie beispielsweise Taktfrequenzdrift, verursacht werden. Im Allgemeinen gilt, dass, je größer die Entfernung zwischen Sync-Feldern ist, umso größer die Drift des Schreibtakts ist.
  • Der in 3b gezeigte Editierzwischenraum 40 ist in Sektor 34 enthalten. Ein Datenfeld, das eine feste Anzahl von Datenbits umfasst, wird in der Regel in den Sektor 34 der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 30 geschrieben. Der Editierzwischenraum 40 nimmt Abweichungen bei der Platzierung des letzten Datenbits des Datenfelds, das in den Sektor 34 geschrieben wird, auf. Das heißt, auch wenn alle Datenfelder im Regelfall die selbe Anzahl von Datenbits enthalten, lässt der Editierzwischenraum 40 zu, dass sich die Platzierung des letzten Datenbits des Datenfelds jedes Mal, wenn das Datenfeld neu geschrieben wird, unterscheidet. Folglich ist es nicht erforderlich, dass die Platzierung von Bits, die auf die Aufzeichnungsschicht geschrieben werden, genau so präzise ist wie es erforderlich wäre, wenn der Editierzwischenraum 40 nicht bestünde. Editierzwischenräume sind erforderlich, um eine Drift des Schreibtakts bei wiederbeschreibbaren optischen Platten des Stands der Technik aufzunehmen.
  • Derzeit existierende DVD-Nur-Lese-Speicher-Formate (DVD-ROM-Formate) enthalten keine physische Sektoreinteilung von Daten, die auf der Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte gespeichert sind. Folglich sind keine Synchronisationsfelder und Editierzwischenräume bereitgestellt. Beim Lesen einer optischen ROM-Platte wird ein Lesetakt aus den auf der optischen Platte gespeicherten Daten erzeugt. Folglich ist keine Synchronisationsinformation erforderlich.
  • Die DVD-Nur-Lese-Speicher-Format-Spezifikation (DVD-ROM-Format-Spezifikation) ordnet zu Fehlerkorrekturcodezwecken (ECC-Zwecken; ECC = error correction code) Daten in Datenfelder mit einer festen Länge. Jedes Datenfeld weist einen zugeordneten Anfangsblock auf, der zur Erleichterung der Datenauslesung eine Synchronisations- und Adressinformation enthält. Diese Synchronisations- und Adressinformation ist in der Form von Datenlöchern, die sich von den zum Codieren von Daten verwendeten Datenlöchern nicht unterscheiden lassen, auf der Platte gespeichert. Auch wenn ein DVD-ROM-Datenfeld zusammen mit seiner zugeordneten Anfangsblockinformation einen „physischen Sektor" für die Zwecke eines Nur-Lese-Speichers bildet, erfüllt es nicht die Anforderungen eines physischen Sektors für die Zwecke eines Speichers mit wiederbeschreibbarer optischer Platte. Aus diesem Grund wird die gesamte Sektoreinteilung des DVD-Formats als eine „logische Sektoreinteilung" behandelt. Ein logischer Sektor ist in den Daten enthalten, wohingegen ein physischer Sektor die Daten enthält. Folglich werden sämtliche Synchronisationsinformationen, sämtliches Adressieren sowie die weitere DVD-Formatierung wie Daten behandelt und zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem die Daten geschrieben werden, in der Form von Datenmarkierungen auf die Platte geschrieben.
  • Ein Schreiben von Daten auf die Aufzeichnungsschicht einer wiederbeschreibbaren optischen Platte, die mit DVD-ROM-Formaten kompatibel ist, macht es daher erforderlich, dass die Daten auf eine Platte geschrieben werden müssen, die keine physischen Sektoren auf der unbeschriebenen Platte und somit keine Adress- oder Synchronisationsinformationen in zugeordneten Bereichen innerhalb der physischen Sektoren aufweist. Ferner können keine Editierzwischenräume aufgenommen werden. Ohne Editierzwischenräume müssen die Datenmarkierungen während eines Neuschreibens vorher bestehender Daten mit Teilbitgenauigkeit beschrieben werden.
  • Die U.S.-Patente 4,238,843 , 4,363,116 , 4,366,564 , 4,375,088 , 4,972,401 lehren Verfahren zum dauerhaften Bereitstellen zusätzlicher Synchronisationsinformationen entlang der Spuren einer optischen Platte innerhalb von Datenfeldern. Die Lehren dieser Patente umfassen auch Synchronisationsinformationen innerhalb von Sync-Feldern zwischen den Datenfeldern. Ferner muss die Raumfrequenz (räumliche Frequenz) der Synchronisationsinformation, die sich innerhalb der Datenfelder befindet, mit Nullen in der Raumfrequenz der Daten übereinstimmen. Dies macht es erforderlich, dass die Daten unter Verwendung spezieller Codes codiert werden müssen, so dass Nullen in der Raumfrequenz der Daten der Raumfrequenz der Synchronisationsinformation entsprechen.
  • Es ist erwünscht, über eine wiederbeschreibbare optische Platte und ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät zu verfügen, das in der Lage ist, Daten auf die optische Platte aufzuzeichnen, wobei die aufgezeichnete Platte mit DVD-ROM-Standardformaten kompatibel ist und durch ein DVD-Standardlesegerät lesbar ist, und wobei bereits bestehende Daten auf der optischen Platte mit Teilbitgenauigkeit mit neuen Daten neu geschrieben werden können (also, wie es manchmal ausgedrückt wird, überschrieben werden können). Die optische Platte und das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät sollten in der Lage sein, einen Schreibtakt zu erzeugen, der mit Teilbitgenauigkeit mit einer absoluten Position entlang den Servospuren der optischen Platte synchronisiert ist. Ferner ist es bevorzugt, in der Lage zu sein, unter Verwendung von Standard-DVD-Datenformaten zu schreiben.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte optische Platte bereitzustellen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine optische Platte wie in Patentanspruch 1 spezifiziert bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät wie in Patentanspruch 7 spezifiziert bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren wie in Patentanspruch 12 spezifiziert bereitgestellt.
  • Das bevorzugte Ausführungsbeispiel sieht eine wiederbeschreibbare optische Platte mit einer Aufzeichnungsschicht vor, die eine dauerhafte Taktreferenzstruktur umfasst, die kontinuierlich entlang von Servospuren auf der Aufzeichnungsschicht gebildet ist. Die Taktreferenzstruktur liefert ein Taktreferenzsignal, das von einem optischen Wandler erzeugt wird, während sich die Taktreferenzstruktur an dem optischen Wandler vorbei bewegt, während sich die optische Platte dreht. Ein Schreibtakt ist mit dem Taktreferenzsignal phasenverriegelt. Der Schreibtakt ermöglicht es, dass neue Daten mit Teilbitgenauigkeit auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte geschrieben werden können. Ferner beseitigt der Schreibtakt die Notwendigkeit von Sync-Feldern und Editierzwischenräumen und sieht eine Einrichtung zum Schreiben und Neuschreiben von Daten in Datenfeldern einer Zwischenlänge vor.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine optische Platte. Die optische Platte umfasst eine Aufzeichnungsschicht mit Servospuren. Entlang den Servospuren ist eine Taktreferenzstruktur gebildet. Die Taktreferenzstruktur ermöglicht es, dass Daten in Datenfeldern einer unbestimmten Länge auf die Aufzeichnungsschicht geschrieben werden können. Die Taktreferenzstruktur weist eine Referenzraumfrequenz auf, die größer als eine vorbestimmte Raumfrequenz ist. Eine Erweiterung dieses Ausführungsbeispiels beinhaltet, dass die vorbestimmte Raumfrequenz größer als die durch ein DVD-ROM-Standardlesegerät erfassbare maximale Raumfrequenz ist.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät, bei dem eine optische Platte drehbar an dem Aufzeichnungsgerät angebracht ist. Die optische Platte umfasst eine Aufzeichnungsschicht, die Servospuren enthält. Ein optischer Wandler ist optisch mit der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte gekoppelt. Der optische Wandler folgt radial einer Servospur, während sich die optische Platte dreht. Eine Taktreferenzstruktur existiert bereits entlang den Servospuren und sieht Datenfelder einer unbestimmten Länge vor. Die Taktreferenzstruktur bewirkt, dass der optische Wandler ein Taktreferenzsignal erzeugt, während sich die optische Platte dreht. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät umfasst ferner eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Datenmarkierungen auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte. Die Datenmarkierungen werden so aufgezeichnet, dass ein DVD-ROM-Standardlesegerät die Datenmarkierungen lesen kann, wobei die optische Platte jedoch so aufgebaut ist, dass das Lesegerät die Taktreferenzstruktur nicht erfassen kann. Ein Schreibtakt bestimmt die physische Platzierung von Datenmarkierungen, die auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte geschrieben werden. Der Schreibtakt ist mit dem Taktreferenzsignal phasenverriegelt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät zum Aufnehmen einer optischen Platte. Die optische Platte ist drehbar an dem Aufzeichnungsgerät anbringbar. Die optische Platte umfasst eine Aufzeichnungsschicht mit Servospuren und einer Taktreferenzstruktur mit einer Raumfrequenz, die zu hoch ist, um von einem DVD-ROM-Standardlesegerät erfasst werden zu können. Die Taktreferenzstruktur ist entlang den Servospuren gebildet und sieht Datenfelder von unbestimmter Länge vor. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät umfasst einen optischen Wandler, der mit der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte optisch gekoppelt ist. Der optische Wandler folgt den Servospuren der optischen Platte, während sich die optische Platte dreht. Die entlang der Servospuren der optischen Platte gebildete Taktreferenzstruktur bewirkt, dass der optische Wandler ein Taktreferenzsignal erzeugt, während sich die optische Platte dreht. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät umfasst ferner eine Einrichtung zum Schreiben von Datenmarkierungen auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte. Ein Schreibtakt bestimmt die physische Platzierung von Datenmarkierungen, die auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte geschrieben werden. Der Schreibtakt ist mit dem Taktreferenzsignal phasenverriegelt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend lediglich exemplarisch mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1a eine Draufsicht einer optischen ROM-Platte des Stands der Technik.
  • 1b eine vergrößerte Ansicht einer in 1a gezeigten Spur.
  • 1c eine Querschnittsansicht der in 1b gezeigten Spur.
  • 2a eine Draufsicht einer wiederbeschreibbaren optischen Platte des Stands der Technik.
  • 2b eine vergrößerte Ansicht einer in 2a gezeigten Spur.
  • 2c eine Querschnittsansicht der in 2b gezeigten Spur.
  • 3a eine Draufsicht einer optischen Platte 30 des Stands der Technik, bei der Daten, die entlang einer Servospur 32 gespeichert sind, in Sektoren 34 unterteilt sind.
  • 3b eine vergrößerte Ansicht eines Sektors 34 der in 3a gezeigten optischen Platte.
  • 3c eine vergrößerte Ansicht des in 3b gezeigten Anfangsblocks 36.
  • 4a, 4b, 4c die Komponenten von verschiedenen Typen von Sektoren auf einer optischen Platte.
  • 5a ein Ausführungsbeispiel des Stands der Technik einer Niederfrequenzreferenzstruktur zum Codieren einer Adressinformation.
  • 5b eine Hochfrequenztaktreferenzstruktur.
  • 5c eine durch Kombinieren der Strukturen der 5a und der 5b erhaltene Struktur.
  • 6a eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • 6b eine vergrößerte Ansicht der Servospuren der in
  • 6a gezeigten optischen Platte einschließlich Datenmarkierungen.
  • 7 eine Querschnittsansicht der Servospuren der in 6a gezeigten optischen Platte.
  • 8 eine Beziehung zwischen den Kanten von Datenlöchern und einer Kanalbitlänge.
  • 9a eine entlang einer Servospur gebildete Taktreferenzstruktur.
  • 9b ein von der Taktreferenzstruktur der 9a erzeugtes Taktreferenzsignal.
  • 9c ein Rechteckwellentaktreferenzsignal, das durch elektronisches Verarbeiten des Taktreferenzsignals der 9b gebildet wird.
  • 9d einen Schreibtakt, der durch elektronisches Verarbeiten des Signals der 9c gebildet wird.
  • 10 ein Ausführungsbeispiel einer optischen Platte und eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts.
  • 11 die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) eines optischen Wandlers eines bevorzugten Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts und die MTF eines Standard-Optische-Platte-DVD-Lesegeräts.
  • 12 ein Ausführungsbeispiel der zum Erzeugen des Schreibtakts aus dem Taktreferenzsignal verwendeten elektronischen Steuerschaltungsanordnung.
  • 13 das Frequenzspektrum einer Optische-Platte-Struktur des Stands der Technik, bei der die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, bei der die Raumfrequenz der Daten speziell mit Nullen aufgefüllt worden ist.
  • 14 das Frequenzspektrum eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, die größer als das Raumfrequenzspektrum der Daten ist.
  • 15 das Frequenzspektrum eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, die das Raumfrequenzspektrum der Daten überlappt.
  • 16 eine Taktreferenzstruktur, die aus entlang einer Servospur gebildeten Löchern besteht.
  • 17 einen Quadrantendetektor, der zum Erzeugen von Taktreferenzsignalen verwendet wird.
  • 18 MTF-Kurven für eine getrennte Erfassung und Gegentakterfassung.
  • 19 Servospuren mit einer Taktreferenzstruktur, die aus Rillenkanten besteht, die um im Wesentlichen 180 Grad phasenverschoben schwingen.
  • 20 Servospuren mit einer Taktreferenzstruktur, die aus Rillenkanten besteht, die phasengleich schwingen.
  • 21 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem zweiten optischen Wandler zum Lesen von Daten.
  • 22 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer weiteren Konfiguration eines zweiten optischen Wandlers, der eine Kombinationsobjektivlinse mit einem ersten optischen Wandler gemeinschaftlich verwendet.
  • Wie es in den Zeichnungen zu Illustrationszwecken gezeigt ist, sieht das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Optische-Platte-Struktur und ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät vor, das es ermöglicht, dass Daten auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte geschrieben oder neu geschrieben werden können. Die Daten können mit Teilbitgenauigkeit geschrieben oder neu geschrieben werden, ohne dass eine Aufteilung der unbeschriebenen optischen Platte in physische Sektoren erforderlich ist. Ferner sind keine Synchronisationsfelder und Editierzwischenräume auf einer optischen Platte, auf die Daten geschrieben werden sollen, erforderlich. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät umfasst einen optischen Wandler, der eine Taktreferenzstruktur mit hoher Raumfrequenz, die sich auf der optischen Platte befindet, auflösen und erfassen kann. DVD-ROM-Platten-Standardlesegeräte sind nicht in der Lage, die Taktreferenzstruktur aufzulösen und zu erfassen. Folglich ermöglichen die Optische-Platte-Struktur und das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät dieser Erfindung die Erzeugung von wiederbeschreibbaren optischen Platten, die von DVD-ROM-Platten-Standardlesegeräten gelesen werden können. Zusätzlich kann das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät optische Platten lesen.
  • Eine Taktreferenzstruktur ist dauerhaft entlang von Servospuren der optischen Platte gebildet. Ein optischer Wandler ist mit der Taktreferenzstruktur gekoppelt und erzeugt gleichzeitig mit einem Schreiben von neuen Daten auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte ein Taktreferenzsignal. Die Daten werden als Datenmarkierungen entlang der Servospuren geschrieben. Jede der Datenmarkierungen umfasst eine erste und eine zweite Kante. Während des Aufzeichnens werden die Kanten der Datenmarkierungen in Synchronisation mit einem Schreibtakt gebildet. Folglich hat jedes Mal, wenn die Kante einer Datenmarkierung gebildet wird, der Schreibtakt denselben Bruchteil eines Zyklus fertiggestellt. Der Schreibtakt ist mit dem Taktreferenzsignal phasenverriegelt. Folglich werden die Kanten der Datenmarkierungen mit Teilbitgenauigkeit in Synchronisation mit dem Taktreferenzsignal gebildet. Folglich sind die Kanten der Datenmarkierungen exakt an der Taktreferenzstruktur ausgerichtet. Die Kante der Datenmarkierung wird nur aufgezeichnet, wenn dies durch die geschriebenen Daten und das Datencodierschema erforderlich ist. Viele Zyklen der Taktreferenzstruktur weisen keine entsprechende Datenmarkierungskante auf.
  • 4a, 4b, 4c veranschaulichen einen Vergleich der Informationsfelder entlang den Spuren von zwei optischen Platten des Stands der Technik und die bevorzugten Datenfelder. 4a zeigt einen Sektor des Stands der Technik, der ein Sync-Feld 42, ein Servofeld 46, ein Adressfeld 44, ein Datenfeld 38 und einen Editierzwischenraum 40 umfasst. 4b zeigt einen Sektor des Stands der Technik, der ein Sync-Feld 42, ein Adressfeld 44, ein Datenfeld 38 und einen Editierzwischenraum 40 umfasst. 4c zeigt ein Datenfeld 50 der Erfindung. Die vorliegende Erfindung erfordert kein Sync-Feld, Adressfeld, Servofeld oder einen Editierzwischenraum. Ferner weist das bevorzugte Datenfeld 50 eine beliebige Länge auf. Die Taktreferenzstruktur sieht eine Synchronisationsinformation vor, die so präzise ist, dass eine Beseitigung von Editierzwischenräumen zugelassen werden kann. Die Spuradressinformation ist in der Taktreferenzstruktur enthalten.
  • Wie es in 4c gezeigt ist, ist die Länge der bevorzugten Datenfelder unbestimmt. Ein Datenfeld von unbestimmter Länge ist ein Datenfeld, bei dem die Datenfeldlänge und entsprechende Datenkapazität nicht durch eine auf der optischen Platte gebildete dauerhafte Struktur bestimmt werden. Folglich können die Längen von Datenblöcken einzig durch die Anforderungen des Formats und des zum Aufzeichnen der Daten verwendeten Codes bestimmt werden. Viele Datenformate, einschließlich des DVD-Formats, legen einheitliche Datenfeldlängen fest und umfassen Adressen und Synchronisationsinformationen, die während einer Datenauslesung verwendet werden. Diese Informationen werden in Form von Datenmarkierungen aufgezeichnet. Ein Datenfeld von unbestimmter Länge kann ein beliebiges Muster von Datenmarkierungen in einem beliebigen Code oder Format aufnehmen, egal ob es nun Synchronisationsinformationen, Adressinformationen, Daten oder andere Informationen darstellt. Jegliche Information, die in Form von Datenmarkierungen geschrieben werden kann, kann überall auf der Platte geschrieben werden. Im Falle von spiralförmigen Servospuren kann ein Datenfeld unbestimmter Länge so groß wie die gesamte Platte sein. Im Falle von kreisförmigen Servospuren kann ein Datenfeld unbestimmter Länge so groß wie eine gesamte Spur sein.
  • Die Spuradressinformation kann in Form einer niedrigeren Raumfrequenzmodulation enthalten sein, die der höheren Taktreferenzstrukturraumfrequenz überlagert ist. 5a zeigt eine Spuradressstruktur 52 mit niedriger Raumfrequenz, die die Spuradressinformation umfasst. 5b zeigt eine Taktreferenzstruktur 54 mit hoher Raumfrequenz. 5c zeigt die Struktur der 5a und der 5b in Kombination. Die Struktur der 5c sieht sowohl eine Taktreferenzstruktur zum Erzeugen eines Taktreferenzsignals als auch eine Spuradressstruktur zum Erzeugen eines Spuradresssignals vor. Alternativ kann die Spuradressinformation die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur modulieren.
  • Ein Zweck des bevorzugten Ausführungsbeispiels umfasst die Beseitigung der Physischer-Sektor-Information von optischen Platten, auf die nicht aufgezeichnet worden ist. Für die Zwecke der Beschreibung bezieht sich der Begriff „physische Sektoren" auf dauerhaft geprägte Strukturen zwischen den in 4a und 4b gezeigten Datenfeldern. Eine Synchronisationsinformation kann nach wie vor in Datenfeldern enthalten sein. Diese Synchronisationsinformation kann zum Synchronisieren eines Takts in einem Optische-Platte-Lesegeräts verwendet werden, um Daten in einem Datenfeld ui lesen. Eine derartige Synchronisationsinformation ist nicht vorhanden, bevor Daten auf die optische Platte geschrieben worden sind. Ferner ist eine derartige Synchronisationsinformation durch ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät der Erfindung zum Erzeugen eines Referenztaktsignals nicht erforderlich. Die DVD-ROM-Spezifikation bezieht sich auf das Segmentieren von Daten und die Aufnahme von Synchronisationsinformationen in die Daten in Form von „physischer Sektoreinteilung". Für diese Beschreibung wird dies als „logische Sektoreinteilung" bezeichnet, zur Unterscheidung derselben von einer sich zwischen Datenfeldern befindenden dauerhaft eingeprägten Synchronisationsinformation, die während einer Herstellung einer wiederbeschreibbaren optischen Platte gebildet wird.
  • 6a, 6b zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6a zeigt eine Draufsicht einer optischen Platte 50 dieses. Ausführungsbeispiels. Dieses Ausführungsbeispiel umfasst die optische Platte 50 mit Servospuren 52, 54, 56. 6b zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 6a gezeigten Servospuren 52, 54, 56. Jede der Servospuren 52, 54, 56 umfasst Datenmarkierungen 58, die auf eine Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 50 geschrieben sind. Jede der Servospuren 52, 54, 56 ist als Rillen gebildet, die eine erste Kante 60 und eine zweite Kante 62 umfassen. 7 zeigt eine Querschnittsansicht der Servospuren 52, 54, 56. Die erste Kante 60 und die zweite Kante 62 sind so gebildet, dass sie mit einer vorbestimmten Raumfrequenz und Phase schwingen. Bei diesem Ausführungsbeispiel schwingen die erste Kante 60 und die zweite Kante 62 phasengleich. Die Datenmarkierungen 58 sind in den Rillen der Servospuren 52, 54, 56 gebildet.
  • Es bestehen alternative Konfigurationen des in 6a, 6b gezeigten Ausführungsbeispiels. Beispielsweise können die Datenmarkierungen 58 in den Rillen oder zwischen den Rillen auf die Aufzeichnungsschicht geschrieben sind. Die Datenmarkierungen 58 können dauerhaft (Einmalschreiben) oder neu schreibbar sein. Die Datenmarkierungen 58 können sich auf die Amplitude, die Phase oder die Polarisierung von von einem optischen Wandler emittiertem Licht auswirken. Die Servospuren 52, 54, 56 können konzentrisch oder spiralförmig sein.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Datenmarkierungen 58, die auf der Aufzeichnungsschicht gebildet werden, indem die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 50 an den Orten, an denen die Datenmarkierungen 58 geschrieben werden, mit einem fokussierten Laserstrahl erwärmt wird. Bei einer Phasenänderungsaufzeichnung wird das optische Reflexionsvermögen der Datenmarkierungen 58 durch Steuern der Rate, mit der sich die Temperatur der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 50 dort, wo sich die Datenmarkierungen 58 befinden, abkühlt, bestimmt.
  • Die Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte ist durch eine Aufzeichnungsschwelle gekennzeichnet. Die Aufzeichnungsschwelle ist hierbei die minimale Bestrahlungsstärke (optische Leistung pro Flächeneinheit) an der Aufzeichnungsschicht, die erforderlich ist, um die Aufzeichnungsschicht auf eine optisch erfassbare Art und Weise zu ändern; beispielsweise durch Schreiben von Datenmarkierungen. Bestrahlungsstärkepegel unterhalb der Aufzeichnungsschwelle ändern die Aufzeichnungsschicht nicht und werden zur Herstellung der Fokus- und Spureinstellungsfehlersignale verwendet, die zum Aufrechterhalten der Ausrichtung des optischen Wandlers an der Servospur verwendet werden. Bestrahlungsstärkepegel unterhalb der Aufzeichnungsschwelle werden auch in einem Optische-Platte-Lesegerät zum Lesen von aufgezeichneten Daten verwendet.
  • Wie es in dem Fachbereich weithin bekannt ist, kann die von einer Laserdiode emittierte optische Leistung mit sehr hohen Frequenzen moduliert werden, indem der elektrische Strom, der zum Betreiben der Laserdiode verwendet wird, moduliert wird. Eine Datenaufzeichnung wird durch Modulieren des Laserdiodensteuerstroms erzielt, wodurch die durch den Laser emittierte optische Leistung und folglich Strahlungsstärke an der Aufzeichnungsschicht moduliert wird. Wann immer die Bestrahlungsstärke an der Aufzeichnungsschicht oberhalb der Aufzeichnungsschwelle moduliert wird, wird die Aufzeichnungsschicht geändert, und es wird eine Datenmarkierung geschrieben. Die Positionen der Kanten der Datenmarkierungen entlang der Servospur entsprechen den Zeitpunkten von Lesesignalübergängen, wenn die Datenmarkierungen durch ein Optische-Platte-Lesegerät gelesen werden.
  • Verfahren zum Herstellen von gerillten optischen Platten sind in der Technik hinreichend bekannt und werden derzeit bei der Herstellung der meisten wiederbeschreibbaren opti schen Platten eingesetzt. In der Regel wird eine glatte Glasplatte mit Photolack beschichtet und mit einem fokussierten Laserstrahl belichtet, während die Platte mit Servosteuerung auf einer Präzisionsspindel gedreht wird. Für eine spiralförmige Rille wird der fokussierte Laserstrahl kontinuierlich in der Radialrichtung versetzt, während sich die Platte dreht. Die belichtete Platte wird entwickelt, um belichteten Photolack zu entfernen und nicht belichteten Photolack zu härten; die belichtete Glasplatte wird dann als Master bezeichnet. Der Master wird anschließend stark mit einem Metall (in der Regel Nickel) plattiert, das die Rillen, in denen der Photolack durch den Laser belichtet worden war, füllt. Die Metallauflage wird von dem Master getrennt und zur Bildung eines Untermasters oder Sohnes an eine Metallträgerplatte angebracht. Der Untermaster wird als eine Oberfläche einer zum Herstellen von gerillten Plattensubstraten verwendeten Form verwendet. Substrate werden normalerweise aus transparentem Polycarbonatkunststoff spritzgegossen und anschließend zur Bildung von wiederbeschreibbaren optischen Platten mit der Aufzeichnungsschicht beschichtet. Die Aufzeichnungsschicht wird anschließend mit einem Schutzlackfilm beschichtet. Zum Lesen und Schreiben von Daten verwendetes Laserlicht wird durch das Substrat hindurch fokussiert. Diese Gestaltung schützt die Aufzeichnungsschicht vor Beschädigung und Verschmutzung.
  • Durch radiales Ablenken des Laserstrahls, während der Photolack bei dem Masterherstellungsprozess belichtet wird, können die Kanten der Rillen dahingehend gebildet werden, gleichphasig zu schwingen. Wie es auf dem Gebiet der Optik hinreichend bekannt ist, können unter Verwendung eines Galvanometerspiegels, eines elektrooptisches Ablenkers oder eines akustooptischen Ablenkers in dem Weg des Laserstrahls zwischen dem Laser und der Objektivlinse Hochfrequenzablenkungen praktisch implementiert werden.
  • Durch Modulieren der Leistung des Laserstrahls während des Belichtens des Photolacks in dem Masterherstellungsprozess können die Kanten der Rillen dahingehend gebildet werden, im Wesentlichen um 180 Grad phasenverschoben zu schwingen. Es besteht eine Vielzahl von praktischen Verfahren zum Modulieren der Leistung eines Laserstrahls mit einer hohen Frequenz. Manche Laser können direkt durch Steuern einer mit dem Laser verbundenen Strom- oder Spannungsquelle moduliert werden. Andernfalls kann ein elektrooptischer oder akustooptischer Modulator in dem Laserstrahlweg verwendet werden. Ebenso ist eine Vielfalt von Modulationsverfahren, die in dem Hohlraum eines Gaslasers wirksam sind, verfügbar, wie es auf dem Gebiet der Optik hinreichend bekannt ist. Andere Verfahren zum Bilden von Rillen einschließlich eines Verfahrens, das eine aus einer Rille mit nur einer schwingenden Kante bestehende Taktreferenzstruktur bildet, können verwendet werden.
  • Vor einem Schreiben von Daten auf eine optische Platte werden die Daten codiert. Ein Hauptzweck eines Codierens von Daten ist eine Maximierung der Datenspeicherungskapazität der Platte. Unter Verwendung beispielsweise des DVD-Formats veranschaulicht 8 einige der Elemente eines Datencodierschemas. Datenlöcher 31 sind entlang einer Servospurmittellinie 35 gebildet. Das kürzeste Loch 311 , das zuverlässig von einem DVD-Lesegerät gelesen werden kann, weist eine Länge 39 gleich 0,40 μm auf. Diese Abmessung entspricht in etwa der Breite aller Löcher, und das kürzeste Loch 311 ist somit fast kreisförmig. Die kürzeste lesbare Entfernung 41 zwischen benachbarten Löchern beträgt ebenfalls 0,40 μm. Der Code erfordert es, dass die Längen von Löchern und die Längen von Räumen zwischen Löchern ganzzahlige Vielfache einer Kanalbitlänge 43 sind. Die Entfernung zwischen beliebigen zwei Lochkanten ist somit ein ganzzahliges Vielfaches der Kanalbitlänge. Die Kanalbitlänge für den DVD-Code beträgt 0,133 μm. Die Lochlängen und Raumlängen, die der DVD-Code zulässt, betragen 0,400, 0,533, 0,666, ... 1866 μm. Das kürzeste Loch ist drei Kanalbits lang (0,400 μm) und das längste Loch ist 14 Kanalbits lang (1866 μm).
  • 9a, 9b, 9c, 9d zeigen, wie ein Schreibtakt erzeugt wird. Eine Servospur weist eine Rille 3 auf der Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte auf. Eine Taktreferenzstruktur weist Rillenkanten 5 und 7 auf, die im Wesentlichen um 180 Grad phasenverschoben schwingen. Wenn sich die Taktreferenzstruktur an dem optischen Wandler (nicht gezeigt) eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts (nicht gezeigt) vorbei bewegt, erzeugt der optische Wandler ein in 9b gezeigtes Taktreferenzsignal 9. Während sich die optische Platte dreht, bewegt sich die Taktreferenzstruktur an dem optischen Wandler vorbei. In 9a bewirkt ein Inkrement einer Plattenbewegung gleich einer räumlichen Periode 11 der Taktreferenzstruktur, dass das Taktreferenzsignal 9 der 9b eine zeitliche Periode 13 einer Modulation durchläuft. Wie es in 9a, 9b, 9c, 9d gezeigt ist, weist eine räumliche Periode 11 der Taktreferenzstruktur eine Länge gleich vier Kanalbits auf. Eine zeitliche Periode 13 einer Modulation des Taktreferenzsignals 9 weist eine Zeitdauer gleich vier Zyklen des Schreibtakts auf. Somit entspricht ein Zyklus des Schreibtakts einer Kanalbitlänge auf der Platte. Zu Veranschaulichungszwecken ist die räumliche Periode 11 der Taktreferenzstruktur der 9a im selben Zeichenmaßstab wie ein entsprechendes Zeitinkrement gezeigt. Und zwar ist die zeitliche Periode 13 des in 9b gezeigten Taktreferenzsignals gezeigt. Das Verhältnis von einem Inkrement einer Plattenbewegung zu dem entsprechenden Zeitinkrement ist die lineare Geschwindigkeit der Platte.
  • Das in 9b gezeigte Taktreferenzsignal wird elektronisch verarbeitet, um ein Rechteckwellentaktreferenzsignals 15, das in 9c gezeigt ist, zu erzeugen. Jeder Zyklus des Rechteckwellentaktreferenzsignals 15 wird durch vier geteilt, um einen Schreibtakts 17, wie er in 9d gezeigt ist, zu erzeugen. Der Schreibtakt 17 ist ein zeitli ches Signal, das mit der Frequenz des Taktreferenzsignals multipliziert mit vier erzeugt wird, und ist mit dem Taktreferenzsignal phasenverriegelt. Der Schreibtakt 17 bleibt ungeachtet der Drehgeschwindigkeit der Platte mit dem Taktreferenzsignal phasensynchronisiert.
  • In 9a sind Kanten von Datenmarkierungen 19 räumlich nach der Taktreferenzstruktur ausgerichtet und somit zeitlich nach dem Taktreferenzsignal ausgerichtet. Datenmarkierungen 19, die bereits auf der Platte bestehen, wirken sich nicht auf den Prozess eines Erzeugens des Schreibtakts aus und werden mit neuen Daten überschrieben.
  • Beim Aufzeichnen von neu schreibbaren Daten auf einer DVD-Format-Platte wird ein Schreibtakt benötigt, der eine zeitliche Periode aufweist, die einer Kanalbitlänge von 0,133 μm entspricht. Somit bewegt sich während jeder Periode des Schreibtakts eine Kanalbitlänge an dem optischen Wandler vorbei. Da eine Taktreferenzstruktur mit einer räumlichen Periode von 0,133 μm von derzeit verfügbaren optischen Wandlern nicht aufgelöst werden kann, wird die räumliche Periode der Taktreferenzstruktur so gewählt, dass sie ein Vielfaches der Kanalbitlänge ist. Bei diesem Beispiel weist eine Periode der Taktreferenzstruktur eine Länge von vier Kanalbits gleich 0,533 μm auf. Die Frequenz des Taktreferenzsignals beträgt dann ein Viertel der Kanalbitfrequenz, und das Taktreferenzsignal wird frequenzmäßig um einen Faktor von vier erhöht, so dass der Schreibtakt erzeugt wird.
  • 10 zeigt eine optische Platte 80 und ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 dieser Erfindung. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 nimmt die optische Platte 80 auf. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 umfasst einen Drehmotor 84 zum Drehen der optischen Platte 80. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 umfasst auch einen optischen Wandler 82, der ein Taktreferenzsignal erzeugt, wenn sich eine Taktreferenzstruktur der optischen Platte 80 an dem optischen Wandler 82 vorbei bewegt, während sich die optische Platte 80 dreht. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur größer als die Raumfrequenzen, die durch DVD-ROM-Standardlesegeräte erfassbar sind. Eine elektronische Steuerschaltungsanordnung 83 in dem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 synchronisiert einen Schreibtakt mit dem von dem optischen Wandler 82 erzeugten Taktreferenzsignal. Ein mit dem Schreibtakt synchronisiertes Schreibsignal steuert, wann der optische Wandler 82 Kanten von Datenmarkierungen auf eine Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 schreibt.
  • Der Drehmotor 84 ist in der Regel der gleiche wie die bei Optische-Platte-Treibern in dem Stand der Technik verwendeten Drehmotoren.
  • 10 zeigt, dass der optische Wandler 82 des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts 81 mehrere optische Bauelemente umfasst. Eine Laserdiode 90 emittiert einen linear polarisierten Strahl von Licht 92, der durch eine Kollimatorlinse 94 kollimiert wird. Der Lichtstrahl 92 wird durch einen Polarisationsstrahlteiler 96 geleitet. Der Lichtstrahl 92 wird durch ein Viertelwellenretardierungsplättchen 98 von einer linearen Polarisation in eine kreisförmige Polarisation umgesetzt. Der Lichtstrahl 92 durchläuft dann eine Aperturblende 99 und wird durch eine Objektivlinse 100 auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 fokussiert, auf die Daten aufgezeichnet werden. Ein Teil des Lichtstrahls 92 wird von der optischen Platte 80 reflektiert und kehrt durch die Objektivlinse 100 und das Viertelwellenretardierungsplättchen 98 zurück. Auf ein Zurückgehen durch das Viertelwellenretardierungsplättchen 98 hin ist der Lichtstrahl 92 wieder linear polarisiert. Die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls 92 ist jedoch bezüglich seiner ursprünglichen Orientierung um 90 Grad gedreht. Folglich reflektiert der Polarisationsstrahlteiler 96 im Wesentlichen den gesamten Lichtstrahl 92 auf einen Strahlteiler 102. Der Strahlteiler 102 teilt den Strahl 92 in einen ersten Lichtstrahl 104 und einen zweiten Lichtstrahl 106. Der erste Lichtstrahl 104 wird von einer ersten Linse 108 auf einen ersten Detektor 110 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Fokusfehlersignal zu erzeugen. Der zweite Lichtstrahl 106 wird von einer zweiten Linse 112 auf einen zweiten Detektor 114 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Spureinstellungsfehlersignals, das von dem Spureinstellungspositionierer verwendet wird, und ein Taktreferenzsignal zu erzeugen. Die Detektoren 110 und 114 umfassen in der Regel mehrere Erfassungsbereiche und erzeugen mehrere Signale, wie es in der Technik allgemein bekannt ist. Es sind viele alternative Anordnungen der optischen Komponenten und Detektoren möglich, einschließlich Anordnungen, die in 10 gezeigte Komponenten kombinieren oder ausschließen.
  • Die durch die Laserdiode 90 emittierte optische Leistung kann durch Modulieren des zum Ansteuern der Laserdiode 90 verwendeten elektrischen Stroms mit sehr hohen Frequenzen moduliert werden. Eine Datenaufzeichnung wird durch Modulieren des Steuerstroms der Laserdiode 90 erzielt, wodurch die von der Laserdiode 90 emittierte optische Leistung und folglich die Bestrahlungsstärke an der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 moduliert wird. Der zum Ansteuern der Laserdiode 90 verwendete elektrische Strom wird durch ein Schreibsignal gesteuert.
  • Die Fähigkeit eines optischen Systems zum Auflösen feiner Strukturen wie der bevorzugten Taktreferenzstruktur ist durch die Modulationsübertragungsfunktion (MTF; MTF = modulation transfer function) des optischen Systems beschrieben. Unter Verwendung von Verfahren wie beispielsweise Fourier-Transformationen kann die räumliche Verteilung eines ein Objekt verlassenden Lichts als eine Raumfrequenzverteilung dargestellt werden, in der jede Raumfrequenzkomponente eine bestimmte Amplitude und Phase aufweist. Ein ähnlicher Ansatz wird üblicherweise verwendet, um ein elektrisches Signal vermittels der Zeitteilfrequenzen des elektrischen Signals darzustellen. Ein optisches System, wie beispielsweise eine Linse, fungiert als ein optisches Filter, das selektiv jede Raumfrequenzkomponente in einem durch die Linse gebildeten Bild unterdrückt. Für jede Raumfrequenzkomponente weist die Linse einen Übertragungsfaktor auf, der das Verhältnis von Bildmodulation (Linsenausgabe) zu Objektmodulation (Linseneingabe) bestimmt. Die MTF der Linse gibt den Übertragungsfaktor in Abhängigkeit von der Raumfrequenz an.
  • Eine abbildungsfehlerfreie Linse wie beispielsweise die Objektivlinse in dem optischen Wandler eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts oder -Lesegeräts weist eine MTF auf, die im Fachbereich der Optik weitgehend in der Richtung bekannt ist, die geeignet skalierte Autokorrelation der Pupillenfunktion zu sein. 11 ist ein Graph der MTF für zwei abbildungsfehlerfreie optische Wandler mit einheitlich gefüllten kreisförmigen Pupillen. Die Funktionsform der MTF ist für alle abbildungsfehlerfreien optischen Wandler ähnlich. Jedoch hängt die Raumfrequenz, mit der die MTF gegen Null geht, was auch als die Grenzfrequenz bezeichnet wird, von der numerischen Apertur (NA) der Objektivlinse und der Wellenlänge (λ) des das Bild formenden Lichts ab. Die Grenzfrequenz wird durch 2·NA/λ bestimmt und ist die höchste Raumfrequenz, die von dem Wandler erfasst werden kann. Jegliche Raumfrequenzkomponente, die höher als die Grenzfrequenz ist, besteht in der Ausgabe des optischen Wandlers nicht. Bei einem Optische-Platte-Lesegerät oder -Aufzeichnungsgerät wird die Grenzfrequenz durch die Wellenlänge der Lichtquelle und die numerische Apertur der Objektivlinse, die zum Fokussieren eines Lichtstrahls auf die Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte verwendet wird, bestimmt. Eine Kurve 116 der 11 veranschaulicht die MTF eines optischen Wandlers mit einer numerischen Apertur von 0,60 und einer Betriebswellenlänge von 650 nm. Die Grenzfrequenz 117 für diesen optischen Wandler beträgt 1,85 Zyklen/μm.
  • Hersteller von optischen Platten und Optische-Platte-Lesegeräten entwickeln optische Datenspeicherungsindustriestandards und einigen sich auf dieselben. Diese Standards gewährleisten, dass eine beliebige optische Platte von einem beliebigen Optische-Platte-Lesegerät gelesen werden kann, wenn die optische Platte und das Lesegerät denselben Industriestandards entsprechen. DVD ist ein Beispiel eines Industriestandards. Die technischen Daten für DVD definieren zahlreiche Parameter sowohl von DVD-Platten als auch von DVD-Lesegeräten. Die Spezifikationen umfassen gewisse Parameter des optischen Wandlers in dem Optische-Platte-Lesegerät. Diese Parameter umfassen die Wellenlänge (650 nm) und die numerische Apertur (0,60) des auf die optische Platte fokussierten Lichtstrahls. Die Kurve 116 stellt die MTF für den optischen Wandler eines Optische-Platte-DVD-Lesegeräts des Industriestandards dar. Wie es durch Kurve 116 veranschaulicht ist und im Vorhergehenden berechnet ist, beträgt die Grenzfrequenz für ein DVD-Lesegerät des Industriestandards 1,85 Zyklen/μm.
  • Der DVD-Standard gilt lediglich für einen Nur-Lese-Speicher (ROM). Der DVD-Standard spezifiziert nicht den Entwurf und die Herstellung von wiederbeschreibbaren optischen Platten, die von Optische-Platte-DVD-Lesegeräten des Industriestandards gelesen werden können. Auf dem Markt besteht eine Nachfrage nach wiederbeschreibbaren DVD-Platten und nach Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräten zum Schreiben von Daten auf die wiederbeschreibbaren DVD-Platten. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele können eine kontinuierliche und dauerhafte Taktreferenzstruktur zur Verwendung bei einer Aufzeichnung auf wiederbeschreibbare DVD-Platten bereitstellen, wobei die Taktreferenzstruktur nicht durch DVD-Lesegeräte des Industriestandards erfasst werden kann.
  • Die Kurve 118 der 11 stellt die MTF eines optischen Wandlers eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts dar. Wie es durch Kurve 118 veranschaulicht ist, ist die MTF dieses optischen Wandlers bei allen Raumfrequenzen größer als die MTF des optischen Wandlers eines Optische-Platte-DVD-Lesegeräts, wie es durch Kurve 116 veranschaulicht ist. Zudem ist die Grenzfrequenz 119 für das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (2,46 Zyklen/μm) größer als die Grenzfrequenz 117 eines DVD-Lesegeräts des Industriestandards (185 Zyklen/μm).
  • Die Kurve 118 stellt die MTF eines optischen Wandlers mit einer numerischen Apertur von 0,8 und einer Lichtstrahlwellenlänge von 650 nm dar. Die Kurve 118 kann jedoch alternativ die MTF eines optischen Wandlers darstellen, bei dem die numerische Apertur 0,6 und die Lichtstrahlwellenlänge 488 nm beträgt. Bei beiden diesen beispielhaften Fällen beträgt die Grenzfrequenz 119 2,46 Zyklen/μm und die Form der MTF-Kurve ist wie durch Kurve 118 dargestellt.
  • 11 zeigt auch die Raumfrequenz 121 der Taktreferenzstruktur von 1875 Zyklen/μm. Die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur ist zu hoch, um von einem DVD-Lesegerät erfasst werden zu können. Das heißt, die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur ist höher als die Grenzfrequenz von 1,85 Zyklen/μm eines DVD-Lesegeräts des Industriestandards. Jedoch weist die MTF des optischen Wandlers des gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Plattenaufzeichnungsgeräts eine Grenzfrequenz 119 auf, die größer als die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur ist. Folglich kann das Plattenlesegerät, im Gegensatz zu dem DVD-Lesegerät, die Taktreferenzstruktur erfassen. Die hier dargestellten Zahlenwerte sind lediglich beispielhaft. Die Prinzipien sind bei Optische-Platte-Lesegeräten, die eine höhere oder eine niedrigere Grenzfrequenz aufweisen, die gleichen.
  • 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der elektronischen Steuerschaltungsanordnung 83, die das Taktreferenzsignal mit dem Schreibtakt synchronisiert. Das Schreibsignal, das mit dem Schriebtakt synchronisiert ist, steuert, wann der optische Wandler 82 eine ersten und zweite Übergangskante der Datenmarkierungen auf die Oberfläche der optischen Platte 80 schreibt. Im Allgemeinen arbeitet der Schreibtakt mit einer Frequenz, die größer als die Frequenz des Taktreferenzsignals ist, das durch den optischen Wandler 82 von der optischen Platte 80 wiedergewonnen wird.
  • Der Schreibtakt wird unter Verwendung einer harmonischen Verriegelungsphasenregelschleife, die in 12 gezeigt und ausführlich in F. M. Gardner (S. 201–204, Phaselock Techniques, John Wiley & Sons, 2. Ausgabe, New York, NY, 1979) beschrieben ist, mit dem wiedergewonnenen Taktreferenzsignal synchronisiert.
  • Das Taktreferenzsignal mit einer Taktreferenzfrequenz (fr) ist durch einen Nulldurchgangsdetektor 1012 mit der Phasenregelschleife gekoppelt. Der Nulldurchgangsdetektor 1012 setzt das Taktreferenzsignal in eine Rechteckwelle um. Die Rechteckwelle ist mit einem Phasendetektor 1014 gekoppelt. Der Schreibtakt wird durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 1016 mit einer Frequenz (N·fr) erzeugt. Ein Ausgangssignal (Schreibtakt) des VCO 1016 wird durch einen Frequenzteiler 1018 frequenzmäßig geteilt. Der Ausgang des Frequenzteilers 1018 ist mit dem Phasendetektor 1014 gekoppelt. Der Phasendetektor 1014 erzeugt ein Phasenerfassungssignal, in dem die Amplitude des Erfassungssignals proportional zu der Phasendifferenz zwischen dem frequenzmäßig geteilten VCO-Signal und dem Rechteckwellentaktreferenzsignal ist. Es bestehen verschiedene Ausführungsbeispiele des Phasendetektors, von denen einige eine Ladungspumpschaltanordnung umfassen. Das Phasenerfassungssignal wird durch ein Schleifen-Verstärker/Filter 1020 verstärkt und gefiltert. Der Ausgang des Verstärkers/Filters 1020 ist mit dem VCO gekoppelt und schiebt die Phase des VCO-Ausgangssignals vor oder verzögert dieselbe.
  • Die harmonische Verriegelungsphasenregelschleife erfüllt zwei Aufgaben. Die erste Aufgabe ist es, einen Schreibtakt zu erzeugen, der N mal die Frequenz (fr) des erfassten Taktreferenzsignals ist. Die zweite Aufgabe ist es, die Phasendifferenz zwischen dem Taktreferenzsignal und dem geteilten VCO-Signal zu minimieren.
  • Es besteht zwar eine Entwurfsflexibilität bei der Wahl des Referenzmultiplikators N, diese ist jedoch nicht willkürlich. Wie bei Gardner auf S. 202 zu lesen ist: „Das Phasenzittern an dem Ausgang umfasst eine Komponente gleich N mal diesem Anteil des Referenzzitterns, der durch die Schleifenübertragungsfunktion hindurchgeht. Ebenso beträgt, wenn ein Regelkreisbasisbandrauschen vn an dem Phasendetektorausgang besteht, das entsprechende VCO-Zittern dann N(vn/Kd) (wobei Kd der Verstärkungsfaktor des VCO ist), wobei davon ausgegangen wird, dass das Spektrum von vn innerhalb der Schleifenbandbreite liegt. Wenn N groß ist, ist das Ausgangszittern unter Umständen inakzeptabel, selbst bei vorsichtig kleinen Werten von Referenzzittern oder vn. Unter Umständen sind extreme Maßnahmen erforderlich, um ein Schaltungsstreurauschen zu unterdrücken, das normalerweise vernachlässigbar ist."
  • Im Wesentlichen besteht aufgrund der Verstärkung von Zittern und Rauschen in der Schleife eine praktische Begrenzung der Größe von N. Aus diesem Grund ist es, wenn eine größere Schreibtaktfrequenz als die Taktreferenzfrequenz erforderlich ist, von großem Vorteil, die Taktreferenzfrequenz zu maximieren. Folglich wird N minimiert, was das Zittern (Jitter) minimiert.
  • Dies sorgt für eine Unterscheidung zwischen Taktreferenzstrukturen mit Grundfrequenzen, die beträchtlich niedriger als die Maximaldatenraumfrequenz sind, und der Taktreferenzstruktur dieser Erfindung. Das heißt, das Zittern, das durch Taktreferenzstrukturen mit Grundraumfrequenzen, die beträchtlich niedriger als die Maximaldatenfrequenz sind, erzeugt wird, ist wahrscheinlich zu groß um bei einem Schreiben auf eine optische Platte brauchbar zu sein, außer die Daten werden in Sektoren aufgeteilt, die innerhalb derselben Editierzwischenräume umfassen. Die bevorzugte Taktreferenzstruktur, die Raumfrequenzen aufweist, die mit der Maximaldatengrundraumfrequenz vergleichbar oder größer als dieselbe sind, wird jedoch weniger Zittern und Rauschverstärkung in der harmonischen Verriegelungsphasenregelschleife aufweisen als eine Taktreferenzstruktur mit einer Raumfrequenz, die geringer als die Maximaldatengrundraumfrequenz ist. Folglich ermöglicht die bevorzugte Taktreferenzstruktur die Erzeugung eines besseren Schreibtakts.
  • Sowohl das Datensignal als auch das Taktreferenzsignal sind sowohl bei Optische-Platte-Lesegeräten als auch bei Optische-Platte-Schreibgeräten mit dem optischen Wandler gekoppelt. Deshalb müssen das Datensignal und das Taktreferenzsignal getrennt werden. Um den Prozess eines Trennens des Datensignals von dem Taktreferenzsignal zu verstehen, ist es wichtig, sich zu vergegenwärtigen, dass, während sich die optische Platte mit einer bestimmten Geschwindigkeit rotatorisch unter dem optischen Wandler hindurch bewegt, Raumfrequenzen von Strukturen auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte in Zeitfrequenzen umgewandelt werden. Für eine gegebene Raumfrequenz (υ) auf der optischen Platte und eine gegebene lineare Geschwindigkeit (v) der sich unter dem Wandler hindurch bewegenden Platte besteht eine spezifische Zeitfrequenz (f), derart, dass f gleich υ·v ist. Folglich wird die Raumfrequenzbeziehung zwischen den Datenmarkierungen und der Taktreferenzstruktur als eine Zeitfrequenzbeziehung zwischen dem Datensignal und dem Taktreferenzsignal bewahrt.
  • Bei Takterzeugungsschemas des Stands der Technik, in denen Synchronisationsfelder in Sektoranfangsblöcken eingesetzt werden, wird die Trennung des Datensignals von dem Taktsignal durch ein räumliches Abwechseln des Daten- und Taktsignals realisiert. Die Trennung wird durch Resynchronisieren des Schreibtakts lediglich während der Sektoranfangsblöcke und Ausführen der Schreibtaktsteuerkette erzielt, während der optische Wandler mit Datenfeldern der optischen Platte gekoppelt ist. Das räumliche Multiplexen wird zu einem Zeitbereichsmultiplexen, wenn sich Sektoranfangsblöcke und Datenfelder abwechselnd an dem optischen Wandler eines Optische-Platte-Lesegeräts oder eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts vorbei bewegen.
  • Räumliches Multiplexen, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, kann zum Erhalten einer Taktreferenzstruktur, die mit der Datenstruktur zusammenfällt, nicht verwendet werden. Vielmehr ist es erforderlich, dass das Taktreferenzsignal von dem Datensignal trennbar ist, während Daten gelesen oder geschrieben werden. Im Allgemeinen gibt es drei optische Speicherungskonfigurationen, die zum Erzielen der erforderlichen Trennung von Taktreferenzsignal und Datensignal zur Verfügung stehen.
  • Die erste Konfiguration beinhaltet, dass die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, bei der die Raumfrequenzen der Daten spezifisch so codiert worden sind, dass sie mit Nullen aufgefüllt sind. 13 zeigt das Frequenzspektrum der ersten Konfiguration. Das heißt, die auf der optischen Platte gespeicherten Daten sind so codiert, dass das Datenraumfrequenzspektrum 1110 keine nennenswerte Signalleistung mit der Taktreferenzstrukturraumfrequenz 1112 umfasst. Dies ähnelt den durch die U.S.-Patente 4,238,843 , 4,363,116 , 4,366,564 , 4,375,088 , 4,972,401 beschriebenen Konfigurationen. Bei dieser Konfiguration ist die Datendecodierung dahingehend entworfen, Datenfrequenzkomponenten zu ignorieren, die bei der Taktreferenzfrequenz liegen. Der hauptsächliche Nachteil dieser Konfiguration ist, dass eine spezielle Codierung der Daten erforderlich ist. Die für diese Konfiguration erforderliche Datencodierung ist mit mehreren bestehenden Codierstandards einschließlich des DVD-ROM-Standards nicht kompatibel.
  • Eine zweite Konfiguration beinhaltet, dass die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, die größer als die Raumfrequenz der Daten ist. 14 zeigt das Frequenzspektrum der zweiten Konfiguration. Die Daten sind derart auf der optischen Platte gespeichert, dass das Datenraumfrequenzspektrum 1210 geringer als die Taktreferenzstrukturraumfrequenz 1212 ist. Bei dieser Konfiguration kann ein optisches Lesegerät wie beispielsweise ein optisches DVD-ROM-Lesegerät die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur nicht erfassen. Das heißt, die optische Auflösung des Optische-Platte-Schreibgeräts ist größer als die optische Auflösung des Optische-Platte-Lesegeräts. Das Optische-Platte-Schreibgerät kann das Taktreferenzsignal gewinnen und isolieren, während es unter Verwendung allgemein bekannter Signalverarbeitungsmethoden das Datensignal aufgrund bereits existierender Daten ausschließt.
  • Eine dritte Konfiguration beinhaltet, dass die Taktreferenzstruktur eine Raumfrequenz aufweist, die das Raumfrequenzspektrum der Daten überlappt. 13 zeigt das Frequenzspektrum der dritten Konfiguration. Die Daten sind derart auf der optischen Platte gespeichert, dass das Datenraumfrequenzspektrum 1310 die Taktreferenzstrukturraumfrequenz 1312 überlappt.
  • Die erste Konfiguration beschränkt die Codierung von auf der optischen Platte gespeicherten Daten in einem derartigen Ausmaß, dass diese Konfiguration nicht zum Schreiben von Daten auf optische Platten verwendet werden kann, die von einem DVD-ROM-Lesegerät gelesen werden sollen.
  • Die zweite und dritte Konfiguration sind der Gegenstand der Erfindung. Die zweite Konfiguration bietet den Vorteil, dass die Taktreferenzfrequenz größer als die Taktreferenzfrequenz der dritten Konfiguration ist. Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist, je größer die Frequenz des Taktreferenzsignals ist, der Betrag von Zittern, der dem Schreibtakt hinzugefügt wird, umso geringer.
  • Die bevorzugte optische Platte umfasst einen Aufbau zum Erzeugen eines Datensignals mit einem hohen Signal/Rauschverhältnis (SNR; SNR = signal to noise ratio), wenn es von einem Optische-Platte-Lesegerät gelesen wird. Ein Taktreferenzsignal ist eine unerwünschte Rauschquelle, wenn es innerhalb des Datensignals des Lesegeräts erscheint. Die optischen und elektronischen technischen Daten des optischen Wandlers eines Standard-Optische-Platte-DVD-Lesegeräts sind durch eine DVD-Formatspezifikation definiert und allgemein bekannt. Des Weiteren werden DVD-Lesegeräte öffentlich verkauft. Es ist möglich, das Ausmaß, in dem eine auf einer wiederbeschreibbaren optischen DVD-Platte gebildete Taktreferenzstruktur Rauschen in dem Datensignal eines Standard-Optische-Platte-DVD-Lesegeräts erzeugt, zu bestimmen. Die optische Platte der vorliegenden Erfindung umfasst einen Aufbau zum Minimieren derartigen Rauschens.
  • Die bevorzugte optische Platte kann auch einen Aufbau zum Erzeugen eines hohen SNR-Taktreferenzsignals bei Aufzeichnung durch ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät umfassen.
  • Ein durch bereits bestehende Datenmarkierungen auf der Platte erzeugtes Datensignal ist eine unerwünschte Rauschquelle, wenn das Datensignal innerhalb des Taktreferenzsignals des Aufzeichnungsgeräts erscheint. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät der Erfindung umfasst einen Aufbau zum Maximieren des Taktreferenzsignals bei gleichzeitigem Minimieren des Rauschens aufgrund bereits bestehender Datenmarkierungen.
  • Die Taktreferenzstruktur der wiederbeschreibbaren optischen Platte ist mittels drei Ausführungsbeispielen beschrieben. Jedes Ausführungsbeispiel beseitigt im Wesentlichen ein Taktreferenzsignal als eine potentielle Rauschquelle in dem von einem Standard-Optische-Platte-Lesegerät erzeugten Datensignal und erzeugt ein hohes SNR-Taktreferenzsignal in einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät der Erfindung.
  • Jedes der Ausführungsbeispiele ermöglicht es, dass die optische Platte in einem DVD-Format aufgezeichnet und nachfolgend teilweise oder ganz derart neu beschrieben werden kann, dass die Platte durch ein Standard-DVD-Lesegerät lesbar ist.
  • 16 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Taktreferenzstruktur dar, die eine Reihe von Taktlöchern (Taktvertiefungen) 33 aufweist, die zur Bildung einer Servospur mit einer Mittellinie 37 auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte angeordnet sind. Die Taktreferenzstruktur weist eine Grundraumfrequenz auf, die als der Kehrwert der Raumperiode 45, die zwischen den Zentren benachbarter Taktlöcher gemessen ist, definiert ist. Die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur ist höher als die Grenzfrequenz des optischen Wandlers eines Standard-Optische-Platte-Lesegeräts. Folglich erscheint das Taktreferenzsignal nicht in dem von dem Optische-Platte-Lesegerät erzeugten Datensignal. Bei diesem Ausführungsbeispiel führen die Taktlöcher, die die Taktreferenzstruktur aufweisen, auch die Aufgaben einer Servospur durch. Es werden Datenmarkierungen 19 entlang der Servospur aufgezeichnet.
  • Bei einem bevorzugten Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät kann das unerwünschte Datensignal elektronisch von dem Taktreferenzsignal getrennt werden. Die Frequenz des Taktreferenzsignals übersteigt die höchste Grundfrequenz des Datensignals, was es erlaubt, dass das Datensignal durch elektronisches Hochpassfiltern im Wesentlichen entfernt werden kann. Eine elektronische Signaltrennung wird aufgrund der hohen Spektralleistung und der schmalen Spektralbandbreite des Taktreferenzsignals verbessert.
  • Bei einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät wird durch Erfassen des Taktreferenzsignals unter Verwendung einer getrennten Erfassung (die manchmal auch als tangentiale Gegentakterfassung bezeichnet wird), was ein in der Technik allgemein bekanntes Erfassungsverfahren ist, eine beträcht liche zusätzliche Sperrung des Datensignals erhalten. In 10 befindet sich ein optischer Detektor 114 im Wesentlichen an einer Pupille des optischen Wandlers (eine optische Stelle, die manchmal als „in dem Fernfeld der Platte" bezeichnet wird). Die Linse 94 bildet durch Bilden eines Bilds einer Aperturblende 99 auf dem Detektor 114 eine Pupille an dem Detektor 114. 17 zeigt eine vergrößerte Draufsicht des optischen Detektors 114. Der Kreisumfang 31 zeigt die Außengrenze des Bereichs des Detektors 114, der durch einen Strahl 106 der 10 beleuchtet wird. Eine Linie 29 zeigt die Tangentialrichtung bezüglich der Platte an (Servospuren sind parallel zu der Tangentialrichtung). Der Detektor 114 ist symmetrisch in vier Erfassungsbereiche unterteilt, die als Quadranten bezeichnet werden. Jeder Quadrant erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, das im Wesentlichen proportional zu der optischen Leistung ist, die auf diesen Quadranten auftrifft, wie es in der Technik allgemein bekannt ist. Wie es in 17 gezeigt ist, erzeugen Detektorquadranten 21, 23, 25 und 27 jeweils elektrische Ausgangssignale A, B, C und D. Ein Signal einer getrennten Erfassung wird durch Kombinieren der Signale von den Detektorquadranten gemäß der Formel ((A + D) – (B + C)) erzeugt, was manchmal durch Teilen durch (A + B + C + D) normiert wird. Die Theorie eines Optische-Platte-Auslesens ist bereits ausführlich studiert worden, und die Charakteristiken von unter Verwendung einer getrennten Erfassung erzeugten Signalen sind für eine Vielfalt von Strukturen auf der Aufzeichnungsschicht allgemein bekannt.
  • Eine getrennte Erfassung erzeugt im Wesentlichen kein Signal von den durch eine Phasenänderungsaufzeichnung erzeugten Datenmarkierungen, wobei die Datenmarkierungen sich hauptsächlich auf die Amplitude des reflektierten Lichts jedoch nicht seine Phase auswirken. (Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Phasenänderung" sich auf die kristalline oder amorphe Phase der Aufzeichnungsschicht bezieht, und nicht darauf, ob die aufgezeichneten Markierungen sich auf die Amplitude oder Phase des einfallenden Lichts auswirken.) Die Taktlöcher, die die Taktreferenzstruktur bilden, erzeugen bei Erfassung unter Verwendung der getrennten Erfassung bei dem optischen Wandler des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts ein gut moduliertes Taktreferenzsignal. Für das beste SNR des Taktreferenzsignals beträgt die bevorzugte optische Umlauftiefe für die Löcher λ/4, wobei λ die Wellenlänge des in dem optischen Wandler des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts verwendeten Lichts ist. Die optische Tiefe von Strukturen auf der Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte ist als physikalische Tiefe multipliziert mit dem Brechungsindex des Plattensubstratmaterials, das in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht ist, definiert.
  • Bezug nehmend auf 18 zeigt eine Kurve 123 die MTF für einen optischen Wandler, der ein Taktreferenzsignal unter Verwendung einer getrennten Erfassung erzeugt. Eine getrennte Erfassung bewirkt eine Reduzierung bei einer MTF bei niedrigen Raumfrequenzen, reduziert jedoch nicht die Grenzfrequenz oder die MTF des optischen Wandlers des Aufzeichnungsgeräts bei der Taktreferenzstrukturraumfrequenz 121. Eine getrennte Erfassung schafft somit eine Einrichtung zum Erzeugen eines gut modulierten hoch aufgelösten Taktreferenzsignals in dem Aufzeichnungsgerät während Daten auf eine optische Platte des hierin beschriebenen Typs geschrieben oder neu geschrieben werden.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Taktreferenzstruktur, wie sie in 19 dargestellt ist, weisen Servospuren Rillen 3 in der Aufzeichnungsschicht auf, und die Taktreferenzstruktur weist Kanten von Rillen 5, 7 auf, die um im Wesentlichen 180 Grad phasenverschoben schwingen. Für die beste Taktreferenzsignal-SNR beträgt die bevorzugte optische Umlauftiefe der Rillen λ/4, wobei λ die Wellenlänge des in dem optischen Wandler des Aufzeichnungsgeräts verwendeten Lichts ist. Es werden Datenmarkierungen 19 entlang den Servospuren aufgezeichnet.
  • Ein Standard-Optische-Platte-Lesegerät des Stands der Technik erzeugt ein Datensignal unter Verwendung einer CAP-Erfassung (CAP = central aperture = Zentralapertur). Die CAP-Erfassung ist ein in der Technik allgemein bekanntes Verfahren, das ein Signal durch Aufsummieren der vier Quadrantensignale bildet, die durch einen Quadrantendetektor erzeugt werden, der dem optischen Detektor 114 der 17 ähnelt. Das CAP-Erfassungssignal ist somit (A + B + C + D), wobei A, B, C, D die Signale von den Detektorquadranten darstellen. Alternativ ist ein Detektor mit einem einzigen Erfassungsbereich, der groß genug ist, um den gesamten Strahldurchmesser zu erfassen, gleichwertig und kann verwendet werden. Von der CAP-Erfassung ist in der Technik allgemein bekannt, dass sie eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Strukturen auf der Aufzeichnungsschicht aufweist, die eine optische Umlauftiefe von λ/4 aufweisen, wobei λ die Wellenlänge des in dem optischen Wandler des Lesegeräts verwendeten Lichts ist. Diese Signalsperrungscharakteristik der CAP-Erfassung erlaubt die Verwendung von Taktreferenzstrukturen wie denjenigen, die in 19 gezeigt sind und Raumfrequenzen unterhalb der Grenzfrequenz des optischen Wandlers eines Standard-Optische-Platte-Lesegeräts aufweisen.
  • Bei einer bevorzugten Konfiguration übersteigt jedoch die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur die Grenzfrequenz des optischen Wandlers des Standard-Optische-Platte-Lesegeräts. In diesem Fall wird das Taktreferenzsignal vollständig aus dem von dem Standard-Optische-Platte-Lesegerät erzeugten Datensignal beseitigt.
  • Bei einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät, das dahingehend aufgebaut ist, Daten auf Platten aufzuzeichnen, die eine Referenzstruktur aufweisen, die Rillenkanten aufweist, die um im Wesentlichen 180 Grad phasenverschoben schwingen, ist das bevorzugte Verfahren zum Erfassen des Taktreferenzsignals die getrennte Erfassung, wie sie hierin im Vorhergehenden beschrieben ist. Wie es im Vorhergehenden be schrieben ist, erzeugt die getrennte Erfassung im Wesentlichen kein Signal von Datenmarkierungen, wie beispielsweise Phasenänderungsmarkierungen, die sich hauptsächlich auf die Amplitude des reflektierten Lichts auswirken. Wie es im Vorhergehenden erwähnt ist und wie es die Kurve 123 in 18 zeigt, erhält die getrennte Erfassung die vollständige MTF und Grenzfrequenz des optischen Wandlers des Aufzeichnungsgeräts auf der Taktreferenzsignalraumfrequenz 121 aufrecht, was es ermöglicht, dass ein gut moduliertes Taktreferenzsignal erzeugt werden kann.
  • Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer Taktreferenzstruktur, wie sie in 20 dargestellt ist, weisen Servospuren Rillen 3 in der Aufzeichnungsschicht auf, wobei die Taktreferenzstruktur Kanten 5, 7 von Rillen aufweist, die phasengleich schwingen. Die bevorzugte optische Umlauftiefe der Rillen beträgt λ/4. Es werden Datenmarkierungen 19 entlang der Servospuren aufgezeichnet. Wie es bereits im Vorhergehenden erörtert wurde, verwendet ein Standardoptische-Platte-Lesegerät eine Zentralaperturerfassung (CAP-Erfassung) zum Erzeugen eines Datensignals. Im Fachbereich der optischen Datenspeicherung ist es allgemein bekannt, dass die CAP-Erfassung ein Signal, das durch Rillenkanten erzeugt wird, die gleichphasig schwingen, im Wesentlichen nicht erfasst. Ebenso ist allgemein bekannt, dass die CAP-Erfassung eine sehr niedrige Empfindlichkeit gegenüber Strukturen mit einer optischen Umlauftiefe von λ/4 aufweist. Diese zwei Modi von Signalsperrung kooperieren, um es zu ermöglichen, dass die Raumfrequenz der Taktreferenzstruktur unterhalb der Grenzfrequenz des optischen Wandlers eines Standard-DVD-Lesegeräts liegt, ohne dass unakzeptable Rauschpegel in einem von dem Lesegerät erzeugten Datensignal erzeugt werden.
  • Bei einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät, das dahingehend aufgebaut ist, Daten auf Platten aufzuzeichnen, die eine Referenzstruktur aufweisen, die Rillenkanten aufweist, die gleichphasig schwingen, ist das bevorzugte Verfahren zum Erfassen des Taktreferenzsignals eine Radialgegentakterfassung, ein in dem Fachbereich der optischen Datenspeicherung allgemein bekanntes optisches Verfahren. Die Radialgegentakterfassung bildet ein Signal gemäß der Formel ((A + B) – (C + D)), die manchmal durch Teilen durch (A + B + C + D) normiert wird. Wie es im Vorhergehenden erörtert wurde, sind A, B, C und D elektrische Ausgaben aus Quadranten 21, 23, 25 und 27 Detektors 114 in 17. Die Radialgegentakterfassung erzeugt im Wesentlichen kein Signal von Datenmarkierungen. Datenmarkierungen werden nicht erfasst, und zwar zum einen, weil sie sich hauptsächlich auf die Amplitude des reflektierten Lichts auswirken, und zum anderen, weil sie um die Mitte der Spur herum nominal symmetrisch sind. Wie es in dem Fachgebiet allgemein bekannt ist, ist die Radialgegentakterfassung empfindlich gegenüber Strukturen, die sich auf die Phase des reflektierten Lichts auswirken und die um die Spurmitte herum asymmetrisch sind. Die Radialgegentakterfassung erzeugt ein gut moduliertes Signal von Rillenkanten, die gleichphasig schwingen, besonders, wenn die optische Umlauftiefe der Rille λ/4 beträgt. Die Radialgegentakterfassung schafft eine ausreichende Sperrung des unerwünschten Datensignals, um so eine Wiedergewinnung eines Taktreferenzsignals zu erlauben, das eine Frequenz innerhalb des Frequenzbereichs der Daten aufweist. Es ist erwünscht, die Möglichkeit zu schaffen, eine Taktreferenzstruktur mit einer Raumfrequenz unterhalb der Grenzfrequenz eines Standard-Optische-Platte-Lesegeräts zu verwenden, da das Radialgegentaktsignalerfassungsverfahren die Grenzfrequenz des optischen Wandlers des Aufzeichnungsgeräts beim Wiedergewinnen eines Taktreferenzsignals reduziert. Eine Kurve 125 der 18 veranschaulicht die MTF für einen optischen Wandler in einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät während der Erfassung einer Taktreferenzstruktur unter Verwendung der Radialgegentakterfassung. Die Grenzfrequenz (fc) 127 des optischen Wandlers des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts ist zum Zweck einer Erfassung einer Taktreferenzstruktur von einem Wert von 2NA/λ auf einen Wert von:
    Figure 00410001
    reduziert,
    wobei der Spurabstand P die radiale Entfernung zwischen Spurmitten ist. Die MTF-Kurven der 18 wurden für dieselben optischen Wandler abgeleitet, die durch die MTF-Kurven 116 und 118 der 11 dargestellt sind. Die Kurven 116 und 118 sind in 18 als gepunktete Kurven erneut gezeigt. In 18 wird die MTF des optischen Wandlers in einem Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät durch die Kurve 118 dargestellt. Wenn ein Taktreferenzsignal unter Verwendung der Radialgegentakterfassung erfasst wird, wird die MTF des optischen Wandlers reduziert. Die Kurve 125 zeigt die reduzierte MTF. Auch die Grenzfrequenz wurde reduziert, und zwar von 2,46 Zyklen/μm für die Kurve 118 auf 2,06 Zyklen/μm für die Kure 125. Diese mit der Radialgegentakterfassung einhergehende MTF-Abnahme verringert die Modulation eines Taktreferenzsignals mit einer Raumfrequenz oberhalb der Grenzfrequenz eines Standard-Optische-Platte-Lesegeräts beträchtlich. Aus diesem Grund wird bei der bevorzugten Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels eine Taktreferenzstruktur mit einer Raumfrequenz unterhalb der Grenzfrequenz eines Standard-Optische-Platte-Lesegeräts verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass die MTF-Reduzierung, die mit Bezug auf 18 veranschaulicht ist, lediglich auf die Erfassung der Taktreferenzstruktur zutrifft und sich nicht auf die Auflösung des optischen Wandlers zum Zweck eines Aufzeichnens von Daten auswirkt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Radialgegentaktsignal eine Spureinstellungsfehlerinformation bei Frequenzen enthält, die beträchtlich unterhalb der Taktreferenzsignalfrequenz liegen, und auch zur Erzeugung eines Spureinstellungsfehlersignals zur Verwendung durch einen Spureinstellungspositionierer verwendet werden kann.
  • Das System kann andere Taktreferenzstrukturen umfassen, wie beispielsweise eine Taktreferenzstruktur, die aus einer Rille besteht, die eine einzige Kante aufweist, die schwingt. Die hier beschriebenen drei Taktreferenzstrukturen sind exemplarisch.
  • 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts, das einen zweiten optischen Wandler 182 zum Lesen von auf einer optischen Platte 80 gespeicherten Daten umfasst. Das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81 weist einen ersten optischen Wandler 82 und einen zweiten optischen Wandler 182 auf, die mit der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 optisch gekoppelt sind. Der erste optische Wandler 82 wird zum Aufzeichnen von Daten verwendet und arbeitet wie im Vorhergehenden mit Bezug auf 10 beschrieben. Der zweite optische Wandler 182 folgt einer Servospur, während sich die optische Platte 80 dreht. Die Datenmarkierungen bewirken, dass der zweite optische Wandler 182 ein Datensignal erzeugt, während sich die optische Platte 80 dreht. Der zweite optische Wandler 182 umfasst mehrere optische Bauelemente und weist viele Ähnlichkeiten zu dem optischen Wandler 82 auf. Ein Laser 190 emittiert einen linear polarisierten Lichtstrahl 192, der durch eine Kollimatorlinse 194 parallel ausgerichtet wird. Der Lichtstrahl 192 durchläuft einen Polarisationsstrahlteiler 196. Der Lichtstrahl 192 wird durch eine Viertelwellenretardierungsplättchen 198 von einer linearen Polarisation in eine kreisförmige Polarisation umgesetzt. Der Lichtstrahl 192 wird durch eine Objektivlinse 200 auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80, die aufgezeichnete Datenmarkierungen enthält, fokussiert. Ein Teil des Lichtstrahls 192 wird von der optischen Platte 80 reflektiert und kehrt durch die Objektivlinse 200 und das Viertelwellenplättchen 198 zurück. Auf ein Zurückgehen durch das Viertelwellenretardierungsplättchen 198 hin ist der Lichtstrahl 192 wieder linear polarisiert. Jedoch ist die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls 192 bezüglich seiner ursprünglichen Orientierung um 90 Grad gedreht. Folglich reflektiert der Polarisationsstrahlteiler 196 im Wesentlichen den gesamten Lichtstrahl 192 auf den Strahlteiler 202. Der Strahlteiler 202 teilt den Strahl 192 in einen ersten Lichtstrahl 204 und einen zweiten Lichtstrahl 206. Der erste Lichtstrahl 204 wird von einer ersten Linse 208 auf einen ersten Detektor 210 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Fokusfehlersignal zu erzeugen. Der zweite Lichtstrahl 206 wird von einer zweiten Linse 212 auf einen zweiten Detektor 214 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Datensignal zu erzeugen. Der zweite Detektor 214 erzeugt auch ein von einem Spureinstellungspositionierer verwendetes Spureinstellungsfehlersignal. Die Detektoren 210 und 214 umfassen in der Regel mehrere Erfassungsbereiche und erzeugen mehrere Erfassungssignale, wie es auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist. Viele alternative Anordnungen der optischen Komponenten und Detektoren sind möglich, einschließlich von Anordnungen, bei denen in 21 gezeigte optische Komponenten kombiniert oder entfernt werden.
  • 22 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts.
  • Dieses Ausführungsbeispiel umfasst eine weitere Konfiguration eines zweiten optischen Wandlers 282 zum Lesen von auf einer optischen Platte 80 gespeicherten Daten und verwendet dieselbe Objektivlinse 100 wie der optische Wandler 82, der zum Aufzeichnen von Daten verwendet wird. Die gemeinschaftlich verwendete Objektivlinse wird als eine Kombinationsobjektivlinse 100 bezeichnet. 22 zeigt das Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät 81, in dem der zweite optische Wandler 282 mit Datenmarkierungen auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 optisch gekoppelt ist. Der zweite optische Wandler folgt einer Servospur, während sich die optische Platte dreht. Die Datenmarkierungen bewirken, dass der zweite optische Wandler ein Datensignal erzeugt, während sich die optische Platte dreht. Wie es in 22 veranschaulicht ist, umfasst der zweite optische Wandler 282 mehrere optische Bauelemente und weist viele Ähnlichkeiten zu dem optischen Wandler 82 auf. Ein Laser 290 emittiert einen linear polarisierten Lichtstrahl 292, der von einer Kollimatorlinse 294 parallel ausgerichtet wird. Der Lichtstrahl 292 durchläuft einen Polarisationsstrahlteller 296. Der Lichtstrahl 292 wird durch ein Viertelwellenretardierungsplättchen 298 von einer linearen Polarisation in eine kreisförmige Polarisation umgesetzt. Der Lichtstrahl 292 durchläuft dann eine Aperturblende 99 und wird von einer Objektivlinse 100 auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80, die aufgezeichnete Datenmarkierungen enthält, fokussiert. Ein Teil des Lichtstrahls 292 wird von der optischen Platte 80 reflektiert und kehrt durch die Objektivlinse 100 und das Viertelwellenplättchen 298 zurück. Auf ein Zurückgehen durch das Viertelwellenretardierungsplättchen 298 hin ist der Lichtstrahl 292 wieder linear polarisiert. Jedoch ist die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls 292 bezüglich seiner ursprünglichen Orientierung um 90 Grad gedreht. Folglich reflektiert der Polarisationsstrahlteiler 292 im Wesentlichen den ganzen Lichtstrahl 292 auf einen Strahlteiler 302. Der Strahlteiler 302 teilt den Strahl 292 in einen ersten Lichtstrahl 304 und einen zweiten Lichtstrahl 306. Der erste Lichtstrahl 304 wird von einer ersten Linse 308 auf einen ersten Detektor 310 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Fokusfehlersignal zu erzeugen. Der zweite Lichtstrahl 306 wird von einer zweiten Linse 312 auf einen zweiten Detektor 314 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein von dem Spureinstellungspositionierer verwendetes Spureinstellungsfehlersignal und ein Datensignal zu erzeugen, das eine in Datenmarkierungen auf der optischen Platte 80 codierte Information enthält. Die Detektoren 310 und 314 umfassen in der Regel mehrere Erfassungsbereiche und erzeugen mehrere Erfassungssignale, wie es auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist. Viele alternative Anordnungen der optischen Komponenten und Detektoren sind möglich, einschließlich von Anordnungen, bei denen in 22 gezeigte optische Komponenten kombiniert oder entfernt werden. Der Laser 290 emittiert Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Laser 90. Der Strahlteiler 296 ist ein wellenlängenempfindlicher Strahlteiler (und wird manchmal als dichroitischer Strahlteiler bezeichnet), der Licht einer ersten Wellenlänge durchlässt und Licht einer zweiten Wellenlänge reflektiert. Der Laser 90 einer kürzeren Wellenlänge des optischen Wandlers 82 liefert einen kleineren fokussierten Lichtpunkt und eine entsprechend höhere MTF und Grenzfrequenz zum Aufzeichnen von Datenmarkierungen und Erzeugen eines Taktreferenzsignals. Der Laser 292 längerer Wellenlänge des zweiten optischen Wandlers 282 liefert einen größeren fokussierten Punkt und eine entsprechend niedrigere MTF und Grenzfrequenz zum Lesen von Datenmarkierungen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet eine Variation der in 10 gezeigten und im Vorhergehenden beschriebenen Komponenten. Wie es in 10 gezeigt ist, führt ein optischer Wandler 82 die Funktion sowohl eines Optische-Platte-Aufzeichnungsgeräts als auch eines Optische-Platte-Lesegeräts durch. Wenn sie als ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät verwendet werden, arbeiten die Komponenten des optischen Wandlers 82 wie im Vorhergehenden mit Bezug auf 10 beschrieben. Wenn er als ein Optische-Platte-Lesegerät verwendet wird, ist der optische Wandler 82 mit Datenmarkierungen auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 optisch gekoppelt. Der optische Wandler 82 folgt einer Servospur, während sich die optische Platte 80 dreht. Die Datenmarkierungen bewirken, dass der optische Wandler 82 ein Datensignal erzeugt, während sich die optische Platte 80 dreht. Der Laser 90 emittiert einen linear polarisierten Lichtstrahl 92, der von einer Kollimatorlinse 94 parallel ausgerichtet wird. Der Lichtstrahl 92 durchläuft einen Polarisationsstrahlteiler 96. Der Lichtstrahl 92 wird durch ein Viertelwellenretardierungsplättchen 98 von einer linearen Polarisation in eine kreisförmige Polarisation umgesetzt. Der Lichtstrahl 92 durchläuft dann eine Aperturbiende 99. Die Aperturblende 99 wird dahingehend dynamisch gesteuert, dass sie kleiner ist, wenn der optische Wandler 82 als ein Optische-Platte-Lesegerät verwendet wird, und größer ist, wenn der optische Wandler 82 als ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät verwendet wird. Wenn der Durchmesser der Aperturblende 99 reduziert wird, wird die effektive numerische Apertur der Objektivlinse 100 reduziert. Der Lichtstrahl 92 geht durch die Objektivlinse 100 und auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80, die aufgezeichnete Datenmarkierungen enthält. Die MTF und die Grenzfrequenz des optischen Wandlers 82 werden reduziert, wenn der Durchmesser der Aperturblende 99 reduziert wird, und es wird ein Datensignal erzeugt, das kein von der auf der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 gebildeten Taktreferenzstruktur erzeugtes unerwünschtes Rauschen enthält. Ein Teil des Lichtstrahls 92 wird von der optischen Platte 80 reflektiert und kehrt durch die Objektivlinse 100 und das Viertelwellenplättchen 98 zurück. Auf ein Zurückgehen durch das Viertelwellenretardierungsplättchen 98 hin ist der Lichtstrahl 92 wieder linear polarisiert. Jedoch ist die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls 92 bezüglich seiner ursprünglichen Orientierung um 90 Grad gedreht. Folglich reflektiert der Polarisationsstrahlteiler 96 im Wesentlichen den gesamten Lichtstrahl 92 auf den Strahlteiler 102. Der Strahlteiler 102 teilt den Strahl 92 in einen ersten Lichtstrahl 104 und einen zweiten Lichtstrahl 106. Der erste Lichtstrahl 104 wird von einer ersten Linse 108 auf einen ersten Detektor 110 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein Fokusfehlersignal zu erzeugen. Der zweite Lichtstrahl 106 wird von einer zweiten Linse 112 auf einen zweiten Detektor 114 gesammelt, der dahingehend angeordnet ist, ein von dem Spureinstellungspositionierer verwendetes Spureinstellungsfehlersignal zu erzeugen. Während der Datenerfassung ist der Detektor 114 auch dahingehend angeordnet, ein Datensignal zu erzeugen, das eine in die Datenmarkierungen auf der optischen Platte 80 codierte Information enthält. Die Detektoren 110 und 114 umfassen in der Regel mehrere Erfassungsbereiche und erzeugen mehrere Erfassungssignale, wie es auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist. Viele alterna tive Anordnungen der optischen Komponenten und Detektoren sind möglich, einschließlich von Anordnungen, die in 10 gezeigte optische Komponenten kombinieren oder beseitigen. Wenn er zum Aufzeichnen von Daten auf eine höhere effektive numerische Apertur eingestellt ist, liefert der optische Wandler 82 einen kleineren fokussierten Lichtpunkt und eine entsprechend höhere MTF und Grenzfrequenz, die zum Aufzeichnen von Datenmarkierungen und Erzeugen eines Taktreferenzsignals erforderlich sind. Wenn er auf eine niedrigere effektive numerische Apertur eingestellt ist, liefert der optische Wandler 82 einen größeren fokussierten Punkt und eine entsprechend niedrigere MTF und Grenzfrequenz, die zum Lesen von Datenmarkierungen erforderlich sind.

Claims (17)

  1. Eine optische Platte (50, 80), die folgende Merkmale aufweist: eine Aufzeichnungsschicht mit einer Servospur (52, 54, 56); und eine Taktreferenzstruktur (5, 7; 33; 54; 60, 62), die entlang der Servospur gebildet ist, gekennzeichnet dadurch, dass die Taktreferenzstruktur in derselben Schicht wie die Aufzeichnungsschicht gebildet ist, und dass die Taktreferenzstruktur eine hohe räumliche Frequenz aufweist, die eine Erzeugung eines Taktreferenzsignals (9) ermöglicht, derart, dass Datenkennzeichen (19) mit einer Teilbitgenauigkeit bezüglich der hohen räumlichen Frequenz der Taktreferenzstruktur (5, 7; 33; 54; 60, 62) auf die Aufzeichnungsschicht geschrieben werden können.
  2. Eine optische Platte (50, 80) gemäß Anspruch 1, bei der eine räumliche Frequenz der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz innerhalb eines räumlichen Frequenzspektrums von Datenkennzeichen (19) liegt.
  3. Eine optische Platte (50, 80) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz Kanten (60, 62) oder Rillen (52, 54, 56) der Servospur aufweist, die mit einer räumlichen Schwingungsfrequenz schwingen, wobei die räumliche Schwin gungsfrequenz erfassbar ist, wodurch sie eine Erzeugung des Taktreferenzsignals ermöglicht.
  4. Eine optische Platte (50, 80) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz eine Mehrzahl von Vertiefungen (33) aufweist, die sich in der Servospur (37) befinden, derart, dass eine räumliche Frequenz einer Entfernung (45) zwischen Zentren der Vertiefungen entspricht, wobei die Entfernung zwischen Zentren der Vertiefungen erfassbar ist, wodurch sie eine Erzeugung des Taktreferenzsignals ermöglicht.
  5. Eine optische Platte (50, 80) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Aufzeichnungsschicht ferner ein Neuschreiben von Daten erlaubt.
  6. Eine optische Platte (50, 80) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die Datenkennzeichen (19) aufweist, die auf die Aufzeichnungsschicht geschrieben sind.
  7. Ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81), das aufgebaut ist, um eine optische Platte (50, 80) aufzunehmen, die drehbar an das Aufzeichnungsgerät (81) anbringbar ist, wobei die optische Platte (50, 80) eine Aufzeichnungsschicht mit einer Servospur (52, 54, 56) und eine Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz (5, 7; 33; 54; 60, 62), die entlang der Servospur gebildet ist und in derselben Schicht wie die Servospur gebildet ist und eine Erzeugung eines Taktreferenzsignals (9) mit einer Teilbitgenauigkeit bezüglich der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz ermöglicht, aufweist, wobei das qptische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81) folgende Merkmale aufweist: einen ersten optischen Wandler (82), der betreibbar ist, um sich optisch an die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte (50, 80) zu koppeln, wobei der erste optische Wandler (82) betreibbar ist, um der Servospur zu folgen, wenn sich die optische Platte (50, 80) dreht, und wobei der erste optische Wandler (82) betreibbar ist, um das Taktreferenzsignal (9) zu erzeugen, wenn sich die optische Platte (50, 80) dreht; eine Einrichtung zum Schreiben von Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte (50, 80); eine Einrichtung zum Erzeugen eines Schreibtakts (17), der eine physische Platzierung von ersten und zweiten Übergangskanten von Datenkennzeichen (19) bestimmt, die durch die Einrichtung zum Schreiben von Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht der optischen Platte (50, 80) geschrieben sind, gekennzeichnet dadurch, dass der erste optische Wandler betreibbar ist, um ein Taktreferenzsignal (9) aus derselben Schicht einer optischen Platte (50, 80) wie die Servospur (52, 54, 56) zu erzeugen, und dass die Einrichtung zum Erzeugen des Schreibtakts (17) betreibbar ist, um den Schreibtakt (17) mit der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz (5, 7; 33; 54; 60, 62) mit Teilbitgenauigkeit phasenzuverriegeln.
  8. Ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81) gemäß Anspruch 7, bei dem die Einrichtung zum Schreiben von Datenkennzeichen (19) betreibbar ist, um Datenkennzeichen ohne Editierzwischenräume zu schreiben.
  9. Ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81) gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem die Einrichtung zum Schrei ben von Datenkennzeichen (19) betreibbar ist, um Datenkennzeichen (19) derart zu schreiben, dass die räumliche Frequenz der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz (5, 7; 33; 54; 60, 62) innerhalb des räumlichen Frequenzspektrums der Datenkennzeichen (19) liegt.
  10. Ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81) gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, das einen zweiten optischen Wandler (182, 282) aufweist, der sich optisch an Datenkennzeichen (19) auf der Aufzeichnungsschicht koppeln kann, wobei der zweite optische Wandler (182, 282) der Servospur folgt, wenn sich die optische Platte (50, 80) dreht, wobei die Datenkennzeichen (19) bewirken, dass der zweite optische Wandler (182, 282) ein Datensignal erzeugt, wenn sich die optische Platte (50, 80) dreht.
  11. Ein Optische-Platte-Aufzeichnungsgerät (81) gemäß Anspruch 7, 8, 9 oder 10, bei dem die Einrichtung zum Schreiben von Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht betreibbar ist, um Datenkennzeichen (19) als ein Neuschreiben von neuen Datenkennzeichen (19) über bestehende Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht zu schreiben.
  12. Ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist: Erfassen einer Taktreferenzstruktur (5, 7; 33; 54; 60, 62), die entlang der Servospur (52, 54, 56) einer optischen Platte (50, 80) gebildet ist, wobei die Servospur in einer Aufzeichnungsschicht der optischen Platte gebildet ist, gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren den Schritt eines Erfassens einer Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz (5, 7; 33; 54; 60, 62), die in derselben Schicht wie die Servospur (52, 54, 56) ge bildet ist, aufweist, und dass das Verfahren Folgendes aufweist: den Schritt eines Erzeugens eines Taktreferenzsignals (9) mit einer Teilbitgenauigkeit bezüglich der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz (5, 7; 33; 54; 60, 62).
  13. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem der Erfassungsschritt ein Erfassen einer Schwingung von Kanten (60, 62) von Rillen der Servospur, die mit einer räumlichen Schwingungsfrequenz schwingen, aufweist, wobei die räumliche Schwingungsfrequenz erfassbar ist, wodurch sie eine Erzeugung des Taktreferenzsignals ermöglicht.
  14. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, das ferner den Schritt eines Schreibens von Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht mit einer Teilbitgenauigkeit bezüglich der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz aufweist.
  15. Ein Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Schreiben von Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht ferner ein Schreiben von Datenkennzeichen (19) als ein Neuschreiben neuer Datenkennzeichen (19) über bestehende Datenkennzeichen (19) auf die Aufzeichnungsschicht aufweist.
  16. Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem Editierzwischenräume (40) weggelassen sind.
  17. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, 13, 14, 15 oder 16, bei dem die räumliche Frequenz der Taktreferenzstruktur mit hoher räumlicher Frequenz innerhalb eines räumlichen Frequenzspektrums der Datenkennzeichen (19) liegt.
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