PL204556B1 - Dysk optyczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest dysk optyczny, a zwłaszcza dysk optyczny mający faliste rowki.

Ze stanu techniki znane są rozmaite zapisywane przez użytkownika dyski optyczne, w tym DVD-RAM, CD-RW i mini dyski. Zapisywalne dyski optyczne mają rowki utworzone wzdłuż wielu spiralnych albo koncentrycznych ścieżek, przy czym powierzchnia rowków jest wykonana z materiału zmieniającego fazę albo materiału magneto-optycznego. Adresy identyfikujące określone położenia na dysku są także wstępnie zapisywane na ścieżce przy wykorzystaniu jednokrotnie zapisywanych znaków. Gdy gęstość zapisu dysku zwiększa się, zwiększa się także potrzeba dodatkowych informacji adresowych, i dlatego jest sprawą zasadniczą dostarczanie informacji adresowych tak sprawnie jak tylko możliwe.

Z publikacji japońskiego zgłoszenia patentowego 8-315426 znany jest sposób realizacji tego zadania przez utworzenie wzorów odpowiadających sygnałom adresowym w obszarach nieciągłych w rowkach. Wzór odpowiadający sygnał owi adresowemu odnosi się do sygnał u binarnego, który odwraca się w każdym obszarze nieciągłym. Te obszary nieciągłe są używane jako sygnały wskazujące, czy znajduje się tam informacja czy nie (tak albo nie), i dlatego nie mogą być użyte dla skutecznego dostarczania informacji adresowej.

Z publikacji zgł oszenia mię dzynarodowego WO 01/52250 znana jest technologia realizacji podobnego do fali rowka w dysku optycznym i selektywnego zmieniania wzoru falowego. Przez kodowanie dwóch lub więcej znaczeń, to znaczy, różnych informacji, przy wykorzystaniu tych zmian falowych, informacja adresowa może być dostarczona bardziej efektywnie.

Te zmiany wzoru falowego są uzyskane w drugim przykładzie przez nagłą zmianę niecek (lub szczytów) rowka w szczyty (lub niecki). Im większa różnica nachylenia pomiędzy miejscem, gdzie jest nagła zmiana i gdzie jest stopniowa zmiana we wzorze falowym, tym większa składowa informacji i łatwiejsze wykrycie podczas odtwarzania danych. Jednakż e, do wytwarzania dysków optycznych mających rowki o tak nagłych zmianach wzoru falowego jest wymagany polaryzator laserowy o stosunkowo szerokim paśmie częstotliwości.

Z polskiego zgł oszenia patentowego P-364 807 znany jest dysk optyczny zawieraj ą cy ś cież kowy rowek, wzdłuż którego jest zapisana zasadnicza informacja. Ścieżkowy rowek jest podzielony na zbiór bloków. Każdy z bloków zawiera zbiór podbloków. Każdy ze zbioru podbloków zawiera informację adresową. Informacja adresowa jest reprezentowana przez ciąg przynajmniej jednej części subinformacji reprezentowanej przez kształt pofałdowań przynajmniej jednego ze zbioru podbloków.

Dysk optyczny, wykorzystujący wzory falowe do zapisywania informacji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kształt pofalowania ścieżki dla wzoru falowego piłokształtnego na długości jednego okresu pofałdowania odpowiadającemu zarówno symbolowi logicznemu „1 jak i symbolowi logicznemu „0 jest opisany w przestrzeni funkcją okresową, która ma pierwszy i drugi współczynnik Fouriera różny od 0.

W alternatywnym przykł adzie wykonania funkcja okresowa ma trzeci i czwarty współ czynnik Fouriera różny od zera, zaś w kolejnym przykładzie wykonania wynalazku funkcja okresowa może mieć n-ty współczynnik Fouriera różny od zera, przy czym „n jest skończoną liczbą parzystą.

W dysku optycznym według wynalazku funkcja okresowa moż e także posiadać stosunek drugiego współczynnika Fouriera do pierwszego współczynnika Fouriera wynoszący od -13,5 dB do -10 dB.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku stosunek drugiego współczynnika Fouriera do pierwszego współczynnika Fouriera wynosi od -13,5 dB do -12 dB.

Dysk optyczny według kolejnego alternatywnego przykładu wykonania zawiera także podbloki danych, które są częściami fizycznymi pofalowanej ścieżki wynikającymi z podziału logicznego, przy czym dysk optyczny może także zawierać przynajmniej jeden podblok danych z podbloków danych, który jest blokiem odniesienia.

Korzystne skutki rozwiązania według wynalazku polegają na opracowaniu dysku optycznego o poprawionym stosunku sygnału do szumu tak, aby moż liwie duż o informacji mogł o być zapisane przy najniższym możliwym paśmie częstotliwości podczas zapisywania danych na dysk optyczny.

Korzystne skutki rozwiązania według wynalazku wynikają z tego, że dysk optyczny wykorzystujący wzory falowe dla zapisywania różnych informacji, który według wynalazku ma pierwszy rowek z pierwszym wzorem falowym, w którym jeden okres fali ma strome zbocze rosnące i stopniowe zbocze opadające, i drugi rowek mający drugi wzór falowy, w którym jeden okres fali ma stopniowe zbocze rosnące i strome zbocze opadające. Pierwszy wzór falowy jest reprezentowany przez pierwszą

PL 204 556 B1 podstawową i drugą harmoniczną, a drugi wzór falowy jest reprezentowany przez pierwszą podstawową i drugą harmoniczną, gdzie biegunowość tej drugiej harmonicznej, która jest parzystą harmoniczną, jest przeciwna do biegunowości drugiej harmonicznej pierwszego wzoru falowego, osiągając w ten sposób cel wynalazku.

Według wynalazku, kształt fali zawiera pierwszą harmoniczną podstawową i harmoniczne do n-tej harmonicznej, gdzie n jest skończoną liczbą całkowitą 2 albo więcej, jest tworzony podczas zapisywania informacji według wzorów falowych w rowkach dysku optycznego. Wynalazek może dlatego łatwo tworzyć wzór falowy w skończonym, stosunkowo niskim paśmie częstotliwości podczas zapisywania wielu informacji, i dlatego także poprawia stosunek sygnału do szumu.

Korzystnie, pierwszy wzór falowy jest ponadto reprezentowany przez trzecią harmoniczną i czwartą harmoniczną szeregu Fouriera, a drugi wzór falowy jest ponadto reprezentowany przez trzecią harmoniczną i czwartą harmoniczną szeregu Fouriera, gdzie biegunowość drugiej i czwartej harmonicznej, które są obie harmonicznymi parzystymi, są przeciwne do biegunowości drugiej i czwartej harmonicznych pierwszego wzoru falowego.

Zgodnie z wynalazkiem, pierwszy wzór falowy jest ponadto reprezentowany przez użycie harmonicznych do n-tej harmonicznej, gdzie n jest skończoną liczbą parzystą, szeregu Fouriera, a drugi wzór falowy jest ponadto reprezentowany przez użycie harmonicznych do n-tej harmonicznej, gdzie n jest skończoną liczbą parzystą, szeregu Fouriera, gdzie biegunowości parzystych harmonicznych drugiego wzoru falowego są przeciwne do biegunowości parzystych harmonicznych pierwszego wzoru falowego.

Ponadto szczególne zalety wykazuje rozwiązanie, w którym stosunek drugiego współczynnika drugiej harmonicznej do pierwszego współczynnika pierwszej harmonicznej podstawowej jest w zakresie od -13.5 dB do -10 dB. Jeszcze korzystniej, stosunek ten jest w zakresie od -13.5 dB do -12 dB.

Dysk optyczny w korzystnym przykładzie wykonania zawiera podbloki danych, które zawierają dane adresu fizycznych adresów dysku optycznego jako różne informacje; i podblok odniesienia, który zawiera jeden z pierwszych wzorów falowych i drugi wzór falowy, który ma być używany jako odniesienie dla przebiegów demodulujących danych adresu w podblokach danych.

Korzystne skutki wynalazku wynikają również ze sposobu wytwarzania dysku optycznego zawierający wzory falowe dla zapisywania różnych informacji, który obejmuje etap tworzenia pierwszego rowka mającego pierwszy wzór falowy, w którym jeden okres fali ma strome zbocze rosnące i stopniowe zbocze opadające tworząc pierwszą podstawową i drugą harmoniczną szeregu Fouriera; i etap tworzenia drugiego rowka mającego drugi wzór falowy, w którym jeden okres fali ma stopniowe zbocze rosnące i strome zbocze opadające tworząc pierwszą podstawową i drugą harmoniczną szeregu Fouriera tak, że biegunowość tej drugiej harmonicznej, która jest harmoniczną parzystą, jest przeciwna do biegunowości drugiej harmonicznej pierwszego wzoru falowego.

Korzystnie, etap tworzenia pierwszego rowka ponadto obejmuje zastosowanie pierwszego wzoru falowego wykorzystując trzecią harmoniczną i czwartą harmoniczną szeregu Fouriera, a w etapie tworzenia drugiego rowka ponadto stosuje się drugi wzór falowy wykorzystujący trzecią harmoniczną i czwartą harmoniczną szeregu Fouriera tak, że biegunowość tej drugiej harmonicznej i biegunowość czwartej harmonicznej, które obie są harmonicznymi parzystymi, są przeciwne do biegunowości drugiej harmonicznej i czwartej harmonicznej pierwszego wzoru falowego.

W kolejnym korzystnym przykładzie wykonania, etap tworzenia pierwszego rowka ponadto obejmuje zastosowanie pierwszego wzoru falowego wykorzystując harmoniczne do n-tej harmonicznej, gdzie n jest skończoną liczbą parzystą, szeregu Fouriera i w etapie tworzenia drugiego rowka ponadto stosuje się drugi wzór falowy wykorzystujący harmoniczne do n-tej harmonicznej, gdzie n jest skończoną liczbą parzystą, szeregu Fouriera tak, że biegunowość parzystych harmonicznych drugiego wzoru falowego są przeciwne do biegunowości parzystych harmonicznych pierwszego wzoru falowego.

W kolejnym przykładzie wykonania wynalazku, stosunek drugiego współczynnika drugiej harmonicznej do pierwszego współczynnika harmonicznej podstawowej jest w zakresie od -13.5 dB do -10 dB. Jeszcze korzystniej, stosunek ten jest w zakresie od -13.5 dB do -12 dB.

Powyższe i inne właściwości i zalety wynalazku ujawnią się podczas lektury poniższego opisu korzystnego przykładu wykonania w powiązaniu z załączonymi rysunkami, w którym podobne części są oznaczone przez podobne oznaczenia odsyłające.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia uproszczony widok dysku optycznego według wynalazku; fig. 2 przedstawia w większej skali widok obszaru zawierającego wzór falowy; fig. 3A przedstawia wykres wzoru falowego dla wzoru 1;

PL 204 556 B1 fig. 3B przedstawia wykres wzoru falowego dla wzoru 0; fig. 4 przedstawia wykres przebiegu, w którym współczynnik H2 wynosi -15 dB; fig. 5 przedstawia wykres przebiegu, w którym współczynnik H2 wynosi -13.5 dB; fig. 6 przedstawia wykres przebiegu, w którym współczynnik H2 wynosi -12 dB; fig. 7 przedstawia wykres przebiegu, w którym współczynnik H2 wynosi -10 dB; fig. 8 przedstawia wykres przebiegu, w którym współczynnik H2 wynosi -6 dB; fig. 9 przedstawia wykres pierwszego przebiegu generowanego przy wykorzystaniu pierwszej podstawowej i harmonicznych 2-giej do 4-tej; fig. 10 przedstawia wykres drugiego przebiegu generowanego przy wykorzystaniu pierwszej podstawowej i harmonicznych 2-giej do 4-tej; fig. 11 przedstawia schemat blokowy urządzenia wytwarzającego dyski optyczne dla wytwarzania dysków optycznych z rowkiem falowym; fig. 12 przedstawia przykładowe zestawienie formatów adresowych; i fig. 13 jest wykresem pokazującym wykorzystanie modulacji MSK.

Korzystny przykład wykonania dysku optycznego według wynalazku jest opisany poniżej w odniesieniu do załączonych figur.

Fig. 1 przedstawia uproszczony widok dysku optycznego 10 według wynalazku. Dysk optyczny 10 ma wiele spiral albo ścieżek 2 które są koncentryczne. Na fig. 1, jest pokazany dysk optyczny 10 ze ścieżkami spiralnymi. Należy zauważyć, że chociaż ścieżki 2 są pokazane z niezwykle dużym odstępem ścieżek na fig. 1, rzeczywisty odstęp ścieżek wynosi, na przykład, 0.32 μm. Każda ścieżka 2 jest podzielona na wiele sektorów części ścieżki, które są używane jako jednostki zapisywania danych i jednostki odtwarzania.

Ścieżki 2 są określone jako rowki utworzone na powierzchni dysku optycznego 10. Przestrzeń pomiędzy dwoma sąsiednimi ścieżkami 2 jest zwana polem międzyrowkowym. Jak pokazano na fig. 1, każdy utworzony rowek ma przebieg falowy określany jako wzór falowy. Wynalazek wykorzystuje różne wzory falowe dla zapisywania adresów sektorowych, które fizycznie są adresami użytymi oznaczania określonego położenia na dysku optycznym 10.

Te wzory falowe są opisane dokładniej poniżej w odniesieniu do jednej części ścieżki 2 pokazanej w obszarze 20 na fig. 1. Fig. 2 przedstawia w większej skali widok obszaru 20 zawierającego wzory falowe 22 i 24. Jak pokazano na fig. 2, pole międzyrowkowe 4 oddziela ścieżkę 2-1 i ścieżkę 2-2. Jak wynika z figury, wzory falowe 22, 24 są wzorami piłokształtnymi w tej samej fazie i zasadniczo tej samej szerokości rowka na obu stronach ścieżki, to jest rowków stanowiących części ścieżki 2-1 i 2-2. Innymi słowy, doliny i szczyty wzoru na jednej stronie rowka są utworzone na przeciw szczytów i dolin wzoru na drugiej stronie rowka. Wzory falowe 22, 24 są utworzone przez oddziaływanie wiązką laserową drgającą prostopadle do ścieżki 2 i wzory z synchronizowanymi dolinami i szczytami mogą dlatego być łatwo utworzone na obu stronach rowków. Należy zauważyć, że wzór falowy 22, 24 może być utworzony tylko na jednej stronie rowka zamiast na obu stronach.

Czytając od lewej do prawej jak pokazano na fig. 2, piłokształtne wzory falowe zawierają wzór falowy 22 (wzór A) mający stosunkowo strome zbocze rosnące i stosunkowo łagodne zbocze opadające i wzór falowy 24 (wzór B) mający stosunkowo łagodne zbocze narastające i stosunkowo strome zbocze opadające. Według wynalazku wzór A jest odczytywany jako wartość 1 a wzór B jako wartość 0. Wartość bitowa 1 może być zapisana przez utworzenie 37 kolejnych wzorów, a wartość bitowa 0 może być zapisana, na przykład przez utworzenie 37 kolejnych wzorów B. Wzory są utworzone kolejno dla poprawy współczynnika stosunku sygnału do szumu podczas odczytywania. Adresy zawierające tuziny bitów, na przykład 60 bitów, mogą być zapisane przez utworzenie wielu zestawów kolejnych wzorów A albo B rozdzielonych przez określony element rozdzielający. Tym określonym elementem rozdzielającym może być, na przykład wzór falowy (nie pokazany na figurze) utworzony przez lokalne odwrócenie fazy. Jest więc możliwe adresowanie dysku optycznego przez wykorzystanie fizycznie pofalowanej struktury utworzonej wstępnie na dysku dla zapisywania dyskowej informacji adresowej.

Właściwością wynalazku jest tworzenie wzorów falowych wzorów A i B w małym paśmie częstotliwości na dysku optycznym.

Wzór A reprezentuje wartość 1, określany poniżej jako wzór 1, i wzór B reprezentujący wartość 0, określany poniżej jako wzór 0, są ponadto opisane poniżej w odniesieniu do fig. 3. Fig. 3A pokazuje wzór falowy dla „wzoru 1, a Fig. 3B pokazuje wzór falowy dla „wzoru 0.

Wzory falowe dla „wzorów 1 i „0 mogą być wyrażone matematycznie. Jak pokazano na fig. 3A, wzór falowy 1 może być określony jako funkcja czasu f1 (t), gdzie:

PL 204 556 B1 (1)

n=2 = H₁ sin(ιω₀ί) + Σ H_n sin(^₀Z) przy czym H1 = 1,137, H2 = 0,212, H3 = 0,212, H4 = 0,170 gdzie kierunek obrotu dysku jest kierunkiem podstawy czasu. Jak pokazano na Fig. 3, kąt nachylenia zbocza narastającego funkcji czasu f1 (t) jest zasadniczo 90 stopni ale nachylenie zbocza opadającego jest bardziej stopniowe. Ta funkcja czasu f1 (t) może być zapisana jako szereg Fouriera przy wykorzystaniu funkcji trygonometrycznych. Określone równanie tego szeregu Fouriera jest pokazane na fig. 3A, gdzie sin(wot) jest pierwszą harmoniczną podstawową a sin(nwot) jest n-tą harmoniczną. Współczynnik sin (nwot) jest określany jako współczynnik szeregu Fouriera Hn. Fig. 3A pokazuje określone przykłady pierwszej podstawowej, drugiej, trzeciej i czwartej harmonicznych i współczynniki szeregu Fouriera H1 do H4.

Wzór falowy 0 może być podobnie określony jako funkcja czasu f2 (t), gdzie:

n=2 (2) = H₁ sin(ω₀1) + ΣH_n sin(^t) przy czym: H1 = 1,137, H2 = -0,212 , H3 = 0,212 , H4 = -0,170 gdzie kierunek obrotu dysku jest kierunkiem podstawy czasu jak pokazano na fig. 3B. W tym przypadku kąt nachylenia zbocza opadającego funkcji czasu f2 (t), jest zasadniczo 90 stopni ale nachylenie zbocza narastającego jest stosunkowo łagodne. Ta funkcja czasu f2 (t) może także być zapisana jako szereg Fouriera przy wykorzystaniu funkcji trygonometrycznych. Określone równanie tego szeregu Fouriera jest pokazane na Fig. 3B, gdzie pierwsza podstawowa i n-te harmoniczne są określone tak jak powyżej. Fig. 3A pokazuje określone przykłady pierwszej podstawowej, drugiej, trzeciej i czwartej harmonicznych i współczynniki szeregu Fouriera H1 do H4.

Jest istotne, że harmoniczne nieparzyste szeregu Fouriera funkcji czasu f1 (t) i f2 (t) są równe, ale harmoniczne parzyste szeregu Fouriera mają przeciwny znak. Jest to oczywiste na podstawie współczynników szeregu Fouriera Hn i Hn pokazanych na fig. 3A i 3B. Jeżeli współczynniki fal nieparzystych są takie same jak współczynniki fal parzystych ale współczynniki fal parzystych są przeciwnego znaku, położenia składowych stromej i łagodnej fal będą przemienne. Jeżeli współczynnik szeregu Fouriera Hn funkcji czasu f1 (t) dla wzoru 1 jest określony, to współczynnik szeregu Fouriera Hn wzoru 0 może także być określony, i funkcja czasu f2 (t) może także być wykryta.

Jeżeli wzory falowe są określone przez określone funkcje czasu f1 (t) i f2 (t), to wzory falowe mogą być użyte do kodowania informacji. Jednakże, polaryzator laserowy o szerokim paśmie częstotliwości jest potrzebny dla wykonywania i wykrywania tych wzorów na rzeczywistym dysku optycznym, szereg Fouriera musi być sprawdzany dla bardzo wysokich harmonicznych podczas procesu wytwarzania dysku optycznego, te wzory falowe są dlatego nieprzydatne.

Dla określenia funkcji odwzorowującej przebiegi utworzone na dysku optycznym, jest dlatego konieczne określenie, którego stopnia harmoniczne muszą być użyte. Rozważając efekty składowych harmonicznych, które nie są użyte (to jest zaokrąglone), jeden albo więcej użytych współczynników wartości harmonicznych może być różny od współczynników szeregu Fouriera. Jest także konieczne określenie jak duży współczynnik jest potrzebny dla wygenerowania przebiegu przydatnego do kodowania informacji. Jest także oczywiste, że rozważając stopień użytych harmonicznych należy uwzględnić, że układy i mechanizmy użyte do generowania harmonicznych powinny być tak małe jak tylko możliwe. Dlatego także nie jest praktyczne rozważanie wielu harmonicznych.

Wynalazek jest dlatego opisany w odniesieniu do przykładu, w którym pierwsza podstawowa i druga harmoniczna są użyte, a ponadto do przykładu wykorzystują cego pierwszą podstawową i har6

PL 204 556 B1 moniczne drugą do czwartej. Następnie zostanie opisany zakres współczynników harmonicznych potrzebny do kodowania informacji w przebiegu falowym. Należy zauważyć, że jest możliwe użycie do szóstej harmonicznej albo nawet ósmej harmonicznej albo harmonicznej wyższego stopnia. Wykorzystując więcej harmonicznych staje się możliwe uzyskanie przebiegu z jeszcze bardziej nagłymi zmianami, i korzystnie wybrana liczba wykorzystanych harmonicznych pozwala uzyskać pożądane charakterystyki przebiegu. Szereg Fouriera jest ogólnie zapisany przy użyciu funkcji trygonometrycznych, stosowane są funkcje sinus albo cosinus. W poniższym opisie pierwsza podstawowa jest oznaczona jako cos (wt) a n-ta harmoniczna jako sin (nwt). Gdy jest użyty współczynnik inny niż współczynnik szeregu Fouriera, współczynnik n-tej harmonicznej jest oznaczony jako Hn. Ogólnie f = H1cos (wt) +Σ Hn sin (nwt)

To znaczy, funkcja f jest sumą pierwszej podstawowej i wszystkich harmonicznych do n-tej harmonicznej (gdzie n jest skończoną liczbą całkowitą 2 albo więcej).

Fig. 4 do 8 pokazują przykłady przebiegów generowanych przy wykorzystaniu pierwszej podstawowej i drugiej harmonicznej. Każda figura pokazuje trzy okresy każdej fali. Oś pozioma pokazuje fazę. Fale mają okres 2π. Współczynnik H2 drugiej harmonicznej jest wyrażony w decybelach jako stosunek do współczynnika H1 pierwszej podstawowej. Jak wynika z porównania dwóch funkcji w pierwszym i drugim rzę dzie na Fig. 4, znak współ czynnika H2 drugiej harmonicznej jest przeciwny w dwóch funkcjach. Jeż eli znak współczynnika H2 drugiej harmonicznej jest przeciwny, narastanie i opadanie dwóch przebiegów także będzie różne. Urządzenie według wynalazku przydziela wartość 1 fali, w której współczynnik H2 jest dodatni, a wartość 0 fali, w której współczynnik H2 jest ujemny.

Fig. 4 pokazuje przebieg, gdzie współczynnik H2 wynosi -15 dB, przy czym wartość w dB jest wyliczana za pomocą wyrażenia 20log10 (H2/H1). To samo wyrażenie jest używane do wyznaczenia wartości w dB wyjaśnionych poniżej w odniesieniu do figur 5-8. Ponieważ współczynnik H2 jest mały w stosunku do współ czynnika H1, wzór pierwszej harmonicznej podstawowej jest gł ównie widoczny. Przebiegi f41 f42 reprezentujące różne informacje nie są znacząco różne ale mogą być rozróżnione, zaś różnica wykryta. Chociaż informacja zakodowana w fali może być wykryta, większy współczynnik (wartość w dB) jest korzystny dla łatwiejszego wykrycia.

Fig. 5 pokazuje przebieg, gdzie współczynnik H2 wynosi -13.5 dB, przy czym wartość w dB jest wyliczana za pomocą wyrażenia 20log10 (H2/H1). Ponieważ poziom decybelowy zwiększa się, współczynnik H2 staje się bliższy współczynnikowi H1. Wpływ drugiej harmonicznej pojawia się więc w przebiegu pierwszej harmonicznej podstawowej. Przebieg drugiej harmonicznej przy stopniowym nachyleniu zaczyna się pojawiać w przebiegu pierwszej harmonicznej podstawowej. Ponieważ amplituda drugiej harmonicznej zwiększa się, amplituda połączonej fali także zwiększa się, i łatwiejsze będzie wykrycie fali utworzonej na dysku optycznym. Jednocześnie, jednakże, przebieg zakłóceń także się zwiększa i wykrycie staje się trudniejsze. W przykładzie pokazanym na fig. 5 jest nieco większa amplituda i zasadniczo nie ma zakłóceń przebiegu. Różnice w przebiegach dla kodowania różnych informacji mogą także być wystarczająco rozpoznane. Informacja może dlatego być przekazywana do przebiegów.

Fig. 6 pokazuje przebieg przy współczynniku H2 = -12 dB, przy czym wartość w dB jest wyliczana za pomocą wyrażenia 20log10 (H2/H1), a fig. 7 pokazuje przykład, gdzie współczynnik H2 = -10 dB, przy czym wartość w dB jest wyliczana za pomocą wyrażenia 20log10 (H2/H1). W każdym z tych przypadków przebieg zakłócenia nie jest problemem, rozróżnianie stromego zbocza i łagodnego zbocza w każ dej fali jest ł atwe, a przebiegi są wystarczają co róż ne dla kodowania róż nych informacji. Fale mogą dlatego być użyte do kodowania informacji.

Fig. 8 pokazuje przebieg przy współczynniku H2 = -6 dB, przy czym wartość w dB jest wyliczana za pomocą wyrażenia 20log10 (H2/H1). Zakłócenie jest wyraźne ale wykrycie jest jeszcze możliwe. Należy zauważyć, że jeżeli współczynnik H2 = 0 dB, to znaczy, jeżeli H1 = H2, przebieg zakłóceń jest również wyraźniejszy ale wykrycie jest jeszcze możliwe.

Te przykłady pokazują, że współczynnik H2 = -6 dB albo mniej, to jest, H2/H1 <1/2, jest korzystny w odniesieniu do wykrycia przebiegu. Ponadto korzystnie, współczynnik H2 wynosi od -13.5 dB do -10 dB. Jeszcze korzystniej, współczynnik H2 wynosi od -13.5 dB do -12 dB. W tym zakresie amplituda przebiegu jest wystarczająco duża, zakłócenie jest wystarczająco małe i różnice przebiegu są wystarczająco wykrywalne. Informacja adresowa może dlatego być kodowana przy użyciu wzoru falowego na dysku optycznym.

Przebieg pierwszego rodzaju generowany z pierwszej podstawowej i drugiej do czwartej harmonicznych jest pokazany następnie na fig. 9, a przebieg drugiego rodzaju generowany z pierwszej

PL 204 556 B1 podstawowej i drugiej do czwartej harmonicznych jest pokazany następnie na fig. 10. Pierwszy rodzaj wykorzystuje czwartą harmoniczną dla uwydatnienia wygładzenia przebiegu. Drugi rodzaj wykorzystuje czwartą harmoniczną dla uwydatnienia stromości zbocza rosnącego i zbocza opadającego. Pożądany wzór może być uzyskany przez dopasowanie współczynnika Hn n-tej harmonicznej.

Fig. 11 przedstawia schemat blokowy urządzenia 110 wytwarzającego dyski optyczne dla wytwarzania dysków optycznych z rowkiem falowym. Urządzenie 110 wytwarzające dyski optyczne ma generator przebiegu, korzystnie zespół generujący, 112, przełączniki 113, zespoły 114 odwracające biegunowość, sumator 116, filtr dolnoprzepustowy 118, i głowicę optyczną 120.

Generator przebiegu czyli zespół generujący 112 ma pierwszy zespół generujący 112-1, który generuje pierwszą falę podstawową, i drugi zespół generujący 112-n, który generuje drugą do n-tej harmoniczne, gdzie n jest liczbą całkowitą równą 2 albo większą. W przykładzie pokazanym na Fig. 8, n = 8. Każdy zespół 112-n wytwarza n-tą wielokrotną częstotliwości przyłożonej do niego. Na przykład, zespół generujący 112-1 pierwszą falę podstawową generuje i wytwarza pierwszą podstawową, o postaci, H₁cos (wt), i zespół generujący 112-n n-tą harmoniczna generuje Hnsin (nwt).

Przełączniki 113 są połączone z zespołem generującym 112-n n-tą harmoniczną, gdzie n jest liczbą parzystą. Przełączniki 113 przełączają tory sygnałowe zależnie od wartości bitu, 0 albo 1, zapisywanych danych, to znaczy wartości adresu. W tym przykładzie wykonania wynalazku przełączniki 113 wybierają drogę sygnału przez zespół 114 odwracający biegunowość dla bitu 0, i wybierają drogę sygnału łączącą bezpośrednio z sumatorem 116 dla bitu 1. Wybór toru sygnału jest zawsze synchronizowany.

Zespoły 114 odwracające biegunowość są wprowadzone do każdego zespołu generującego 112-n n-tą harmoniczną, gdzie n jest parzyste, i każdy zespół 114 odwracający biegunowość jest połączony z odpowiadającym przełącznikiem 113. Fig. 11 pokazuje cztery zespoły 114-2, 114-4, 114-6, i 114-8 odwracające biegunowość. Zespoły 114-2 do 114-8 odwracające biegunowość są odpowiednio połączone z wyjściami odpowiadających generatorów, to jest zespołów generujących 112-2 do 112-8 parzystych harmonicznych przez przełączniki 113, i odwracają biegunowość wyjścia fal harmonicznych. Odwracanie biegunowości jak jest użyte tutaj oznacza zmianę dodatniego i ujemnego znaku sygnałów. Ten proces jest równoważny tworzeniu ujemnego współczynnika parzystych harmonicznych. Biegunowość może być odwrócona przez odwrócenie dodatnie i ujemne rzeczywistego przebiegu, przez przesunięcie fazy o pół okresu, albo innym sposobem.

Wyjścia zespołów generujących nieparzyste harmoniczne, to jest, zespołów generujących 112-1 pierwszą falę podstawową, i zespołów generujących 112-3, 112-5, i 112-7 trzecią, piątą i siódmą harmoniczną, wyjścia zespołów generujących parzyste harmoniczne, i wyjścia zespołów 114 odwracających biegunowość parzystych harmonicznych, są wprowadzane do sumatora 116. Sumator 116 dodaje następnie sygnały wejściowe. Ten proces jest także nazywany syntezowaniem sygnałów. Wyjście sumatora 116 jest wejściem do filtru dolnoprzepustowy 118 połączonych torem sygnałowym L. Sygnał f w torze sygnałowym L jest wyrażany jako f =H₁Cos (wt) + Hnsin (nwt). Dokładniej, jeżeli n = 2, to f =H₁cos (wt) +H₂sin (2wt).

Filtr dolnoprzepustowy 118 obcina uboczne składowe częstotliwości, to jest szum, przy częstotliwościach powyżej n-tej harmonicznej, i przepuszcza falę o małej częstotliwości zawierającą częstotliwości do n-tej harmonicznej. Wyjście z filtru dolnoprzepustowego 118, to jest sygnał f, jest podane do głowicy optycznej 120 emitującej wiązkę laserową na dysk optyczny 10. Powierzchnia dysku optycznego 10 jest wypolerowanym zwierciadłem i pokryta warstwą fotorezystywną. Falisty rowek jest utworzony na dysku optycznym 10 przez poruszanie głowicy optycznej 120 ortogonalnie do ścieżki i emitowanie wiązki laserowej podczas wirowania dysku optycznego 10. Falisty rowek utworzony w przykładzie pokazanym na fig. 11 ma stosunkowo małą częstotliwość falowania zawierającą pierwszą falę podstawową i drugą do ósmej harmoniczne.

Dysk optyczny 10 według wynalazku jest w ten sposób wytwarzany. Należy zauważyć, że to urządzenie 110 wytwarzające dysk optyczny 10 jest opisane przy wykorzystaniu do ósmej harmonicznej. Jest oczywiste, że jeżeli tylko pierwsza podstawowa i druga harmoniczna są użyte, to generatory harmonicznych, to jest zespoły generujące 112-2 do 112-8 i zespół 114-4, 114-6, i 114-8 odwracający biegunowość mogą być pominięte. Harmoniczne, którego stopnia są użyte, i harmoniczne, którego stopnia nie są użyte, może być określone zgodnie z życzeniem.

Należy ponadto zauważyć, że procesy przed sumatorem 116 mogą być realizowane przy użyciu rzeczywistych układów, albo sygnał f wyjściowy z sumatora może być obliczany przez komputer, tak, że układ jest użyty tylko do generowania sygnału f. Istotne jest to, że sygnał f = H1cos (wt) + Hnsin (nwt) przechodzi przez tor sygnałowy L.

PL 204 556 B1

Następnie, sposób w jaki informacja adresowa może być kodowana przy użyciu różnych wzorów falowych jest specjalnie opisany poniżej. Fig. 12 pokazuje przykładowy format adresu, gdzie adresowalne obszary są oznaczone 60-bitowymi liczbami adresowymi takimi jak 101010...1010. Obszary adresowe są utworzone wzdłuż spiralnej ścieżki na dysku optycznym.

Na fig. 12 symbole „a, „b i „c przedstawiają odpowiednio wartości logiczne cos(1,5io), -cos(1.0<o) oraz -cos(1,5ai), i każdy z tych symboli wskazuje wzór falowy modulowany przy zastosowaniu modulacji MSK, opisujący kształt pofałdowania części ścieżki 2 na długości równej jednemu okresowi pofałdowania.

Ponadto, na fig. 12 symbole „1 i „0 przedstawiają, odpowiednio wartości logiczne 1 oraz 0 i każdy z tych symboli wskazuje piłokształtny wzór falowy, opisujący kształt pofałdowania części ścieżki 2 na długości równej okresowi pofałdowania.

Numery 0 do 82 pokazane od góry do dołu po lewej stronie tablicy są numerami podbloków (na przykład oznaczony poniżej jako podblok Nr 10,) gdy obszar adresowy oznaczony przez jeden adres jest podzielony na 83 podbloki. Podbloki są zapisane sekwencyjnie na dysku przy użyciu sposobu zapisywania CLV (stałej prędkości liniowej). Numery 0 to 55 wzdłuż góry tablicy określają numer okresów (na przykład oznaczony poniżej jako fala No. 10,) gdzie jeden okres jest jednym okresem wzoru falowego opisanego powyżej. Należy zauważyć, że część tablicy jest pominięta dla uniknięcia powtórzeń.

Jeden podblok zawiera 56 fal, to jest, fale Nr 0 to 55. Fale Nr 1 do 3 każdego podbloku zapisują określony wzór falowy oznaczony przez symbole a, b, c, gdzie a oznacza wzór cos(1. 5w), b oznacza wzór -cos(1. 0w) i c oznacza wzór -cos(1. 5w). Są to wzory modulowane przy zastosowaniu modulacji MSK, to jest modulacji z minimalnym przesunięciem fazy. Ponieważ określony wzór pojawia się w każdym z 56 okresów, czytnik dysku może określić bieżące położenie odczytu (numer fali) na dysku. Należy zauważyć, że określony wzór identyfikowany przez znak modulacji MSK jest użyty dla synchronizacji bitów i jest dlatego także nazywany wzorem synchronizacji bitów. Należy zauważyć, że puste pola w tablicy na Fig. 12 oznaczają sygnał nośny wzoru falowego cos(1. 0w).

Określona funkcja jest wstępnie przydzielona do każdego podbloku. Funkcja każdego podbloku jest oznaczona w kolumnie na prawo od numeru każdego podbloku na Fig. 12. Mono oznacza podblok monotoniczny, gdzie nie ma danych albo znajduje się synchroniczny sygnał adresowy. Synchr oznacza podblok synchroniczny użyty dla wykrywania sygnału synchronizacji adresu. 1 oznacza podblok zawierający wartość danych 1, a 0 oznacza wartość 0. Ref oznacza podblok odniesienia używany jako odniesienie dla demodulowania określonego przebiegu danych adresu w następnie utworzonych podblokach danych.

Jak pokazano na figurze, podbloki monotoniczne i podbloki synchroniczne występują przemiennie w pierwszych siedmiu podblokach, a podblok odniesienie występuje tylko w ósmym podbloku. Ponadto podblok monotoniczny jest wprowadzony po każdych czterech podblokach danych.

Podbloki synchroniczne są ponadto opisane poniżej. Oprócz wzorów z modulacją MSK zapisanych w falach Nr 1 do 3, podbloki synchroniczne zawierają także wzory z modulacją MSK zapisane w różnych numerach fal zależnie od numeru podbloku, tak, że każdy wzór podbloku synchronicznego jest unikalny. Na przykład, w podbloku synchronicznym Nr 1 określone wzory falowe oznaczone symbolami a, b, i c są zapisane dla fal Nr 16 do 18 i 26 do 28. Te same wzory falowe są zapisane do fal Nr 18 do 20 i 28 do 30 w podbloku synchronicznym Nr 3; do fal Nr 20 do 22 i 30 do 32 w podbloku synchronicznym Nr 5 (nie pokazanym na figurze); i do fal Nr 22 do 24 i 32 do 34 w podbloku synchronicznym Nr 7. Wykrycie tych sygnałów synchronizacji adresów umożliwia synchronizację adresu. Czytnik dysku optycznego może określić bieżące położenie odczytu na dysku, to jest numer podbloku, przez rozpoznanie położenia, gdzie znajduje się określony wzór. Dane bitowe mogą być wykryte i dekodowanie adresu jest możliwe przy wykorzystaniu sygnału synchronizacji adresu i sygnał falowy oparty na wzorze zapisanym w podbloku odniesienia jak to opisano dokładniej poniżej.

Podbloki danych, 0 albo 1, są opisane poniżej. Wartość 0 albo 1 jest zapisana w każdym podbloku danych przy wykorzystaniu wzoru falowego z modulacją MSK i piłokształtnego wzoru falowego określonego przez f = H, cos (wt) +Σ Hn sin (nwt), gdzie n jest skończoną liczbą całkowitą 2 albo więcej. Jak opisano powyżej, ten piłokształtny wzór falowy jest utworzony przy wykorzystaniu współczynnika Hn w zakresie umożliwiającym wystarczające wyrażenie informacji adresowej.

Podbloki danych są opisane dokładniej poniżej. Wzory z modulacją MSK identyfikują wartość 0 albo 1 zależnie od Nr fali, gdzie wzory są utworzone. Kształty wzorów piłokształtnych określają 0 albo 1. Dokładniej, wzory z modulacją MSK a, b, c są utworzone w falach o Nr 12 do 14, a wzór piłokształtny 1 (fig. 3A) jest utworzony w falach Nr 18 do 54, w podbloku danych 1. W podbloku danych 0, Wzory

PL 204 556 B1 z modulacją MSK a, b, c są utworzone w falach Nr 14 do 16, a wzór piłokształtny 0 (fig. 3B) jest utworzony w falach Nr 18 do 54. Czytnik dysku optycznego może dlatego wykrywać dane bitowe zapisane w podbloku danych przy wykorzystaniu wzoru z modulacją MSK albo piłokształtnego wzoru falowego. Przez wyrażenie tej samej informacji w dwa podane powyżej różne sposoby, informacja może być odczytana przy wykorzystaniu jednego sposobu jeżeli drugi sposób zawiedzie i odczytywanie jest bardziej niezawodne. Jest wówczas mało błędów odczytu, i dokładność odczytu może być poprawiona.

Podblok odniesienia (Ref) jest opisany poniżej. Podblok odniesienia, dokładniej, użyty dla korygowania przesunięcia fazowego parzystej nośnej we wzorze falowym utworzonym w fali Nr 18 do 54 w podblokach danych. W tym korzystnym przykładzie wykonania wzór falowy 0 jest zapisany w fali Nr 14 do 54 w podbloku odniesienia, ale wzór falowy 1 może być użyty. Powód, dla którego jest używany podblok odniesienia jest opisany poniżej.

Jak przedstawiono powyżej podbloki są zapisane w systemie zapisywania CLV, dlatego relacja przebiegów falowych na dwóch sąsiednich ścieżkach, gdzie podbloki danych są utworzone jest stałą. Falujące fale podlegają dlatego stałym zakłóceniom zmieniającym fazę w wyniku przesłuchu pomiędzy sąsiednimi ścieżkami. Pierwsza fala podstawowa, to jest składowa nośna, i parzyste harmoniczne, to jest parzyste składowe nośne, fali piłokształtnej mające parzyste harmoniczne nałożone na falę nośną są w różny sposób dotknięte zakłóceniami fazowymi, a przesunięcie fazowe występuje pomiędzy pierwszą falą podstawową i parzystymi harmonicznymi. Urządzenie według wynalazku wykrywa informacje adresowe synchronizowane sygnałem zegara generowanym ze składowej nośnej. Czytnik dysku optycznego określa informację adresową przez wykrycie odwrócenia fazy sygnałów parzystych harmonicznych zawartych w informacji adresowej przy wykorzystaniu wykrycie fali o zwielokrotnionej częstotliwości sygnału nośnych parzystych harmonicznych generowanych z sygnału zegara. Jeżeli faza sygnału parzystej harmonicznej jest przesunięta w wyniku przesłuchu pomiędzy sąsiednimi ścieżkami, może nie być możliwe dokładne wykrycie odwrócenia fazy.

Urządzenie według wynalazku dlatego wprowadza podblok odniesienia (Ref), i wykorzystuje ten podblok odniesienia (Ref) do wstępnego wykrycia przesunięcia fazowego spowodowanego przesłuchem. Wykryte przesunięcie fazowe jest użyte dla kompensacji podczas wykrycia odwrócenia fazy parzystych składowych harmonicznych. Dokładniej, różnica faz pomiędzy parzystą harmoniczną wydzielona z określonego wzoru, takiego jak wzór mający parzystą harmoniczną dodaną do zależności fazowej równoważnej bitowi 0, i parzysty sygnał nośny tej samej częstotliwości synchronizowany z falą nośną jest wykryty przy użyciu komparatora fazy takiego jak w pętli synchronizacji fazowej PLL. Faza parzystego sygnału nośnego jest następnie korygowana zależnie od tej wykrytej różnicy faza. Przesunięcie fazowe spowodowanego przesłuchem z sąsiedniej ścieżki może być w ten sposób zlikwidowane.

Modulacja MSK jest opisana poniżej. Fig. 13 jest wykorzystana do opisu modulacji MSK. Fala danych na fig. 13 określa wartość 1 w okresie wysokiego poziomu równym dwóm okresom fali. Ta wartość danych jest następnie kodowana różnicowo i przekształcana w dane kodowane wstępnie. Dane kodowane wstępnie wyrażają 1 pomiędzy zboczem narastającym i zboczem opadającym jednego okresu fali. Dane kodowane wstępnie są następnie modulowane MSK dla wytworzenia strumienia MSK. Strumień MSK zawiera sygnał nośny cos1.0w (lub -cos1.0w), to jest wzór b na fig. 12, gdy dane kodowane wstępnie są 0, i sygnał 1.5 krotnej częstotliwości sygnału nośnego (cos1.5w (albo -cos1.5w)), to jest wzór a, i c na fig. 12, gdy dane kodowane wstępnie wynoszą 1. Jeżeli długość kanału odczytu/zapisu jest 1 ch, okres sygnału nośnego jest 69 ch jako pokazano na fig. 13. Wynikowy strumień MSK jest zapisany w położeniu fali o określonym numerze, i wykryty zależnie od położenia jako sygnał synchronizujący albo 0 albo 1.

Należy zauważyć, że fale są opisane powyżej w odniesieniu do sygnału piłokształtnego, ale jest oczywiste, że wynalazek nie jest ograniczony do tego. Dowolny przebieg, którym można kodować informacje może być użyty.

Wynalazek został opisany dla tworzenia sygnału falowego w wycinanych rowkach dysku, ale jest oczywiste, że wynalazek może być także stosowany dla typów dysków, w którym rowki nie są wycinane, i zapewni takie same korzyści jak opisane powyżej.

Claims (7)

1. Dysk optyczny, wykorzystujący wzory falowe do zapisywania informacji, znamienny tym, że kształt pofalowania ścieżki (12, 24) dla wzoru falowego piłokształtnego na długości jednego okresu

PL 204 556 B1 pofałdowania odpowiadającemu zarówno symbolowi logicznemu „1 jak i symbolowi logicznemu „0 jest opisany w przestrzeni funkcją okresową, która ma pierwszy i drugi współczynnik Fouriera (H1, H2) różny od 0.

2. Dysk według zastrz. 1, znamienny tym, że funkcja okresowa ma trzeci i czwarty współczynnik Fouriera (H3, H4) różny od zera.

3. Dysk według zastrz. 1, znamienny tym, że funkcja okresowa ma n-ty współczynnik Fouriera (Hn) różny od zera, przy czym „n jest skończoną liczbą parzystą.

4. Dysk według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek drugiego współczynnika Fouriera (H2) do pierwszego współczynnika Fouriera (H1) wynosi od -13,5 dB do -10 dB.

5. Dysk według zastrz. 4, znamienny tym, że stosunek drugiego współczynnika Fouriera (H2) do pierwszego współczynnika Fouriera (H1) wynosi od -13,5 dB do -12 dB.

6. Dysk według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera podbloki danych (0,...,82), które są częściami fizycznymi pofalowanej ścieżki wynikającymi z podziału logicznego.

7. Dysk według zastrz. 6, znamienny tym, że przynajmniej jeden podblok danych (8) z podbloków danych (0,....,82) jest blokiem odniesienia.