SE447768B - Uppteckningsberare innefattande ett skivformat substrat med ett stralningskensligt informationsskikt, samt apparat for inskrivning, avlesning och tillverkning av denna berare - Google Patents

Description

_överensstämmer med bitfrekvensen. 447 768 faslåsta slingan måste inlåsas upprepat vid början av varje synkroniseringsom- råde och att synkroniseringen av uppteckningsbärarens rörelse vid datainskriv- ningen i infonmationsområdena ej är tillförlitlig, vilket innebär att inte var- je informationsområde utnyttjas fram till sitt slut eftersom utrymme måste spa- ras för att tillåta inverkan av förekommande hastighetsvariationer hos uppteck- ningsbäraren och i informationsinskrivningsförloppet till följd av drift i klockgeneratorfrekvensen. I nämnda patentansökning föreslås därför ett införan- de av extra synkroniseringsomrâden i i nformationsområdena, vilka motverkar nämnda problem men ej eliminerar desamma och vilka minskar uppteckningsbärarens informationslagringskapacitet. Vid uppteckningsbärare som ej innehåller några synkroniseringsomrâden mellan informationsomrâdena, såsom exempelvis uppteck- ningsbärare för registrering av digitalt kodade audiosignaler, innebär klock- signalalstringen ett ännu större problem.

Uppfinningsändamålet är att åstadkomma en uppteckningsbärare av inled- ningsvis nämnt slag som ej uppvisar nämnda problem. Uppfinningen kommer till uttryck i uppteckningsbäraren, apparaten för tillverkning av uppteckningsbära- ren, apparaten för inskrivning av information på uppteckningsbäraren och appa- raten för återgivning av information som registrerats i informationsområdena på en sådan uppteckningsbärare.

Uppteckningsbäraren enligt uppfinningen är kännetecknad av att informati- onsområdena uppvisar en periodisk spårmodulation vars period motsvarar en fre- kvens vid vilken effektspektrumet för den digitalt kodade informationen, som skall eller är registrerad, väsentligen uppvisar ett nollställe, för alstring av en bitfrekvent klocksignal för synkronisering av den digitalt kodade infor- mationen under inskrivning och/eller återgivning.

Uppfinningen grundar sig på insikten om att det i fallet med digital in- skrivning är möjligt att förinskriva en frekvens som är synkron med bitfrekven- sen i datasignalen som skall registreras på uppteckningsbäraren, vilken fre- kvens kan detekteras under såväl informationsavläsning som informationsinskriv- ning, och detta utan någon signifikant interferens med datasignalen och utan förlust av lagringskapacitet, varigenom en korrekt synkroniserad och tillför- litiig kiocksignai aiitia är ti11gäng1ig.' Ett föredraget utföringsexempel på en uppteckningsbärare enligt uppfin- ningen kan vara kännetecknat av att den digitalt kodade information som skall registreras är kodad genom en modulation vars effektspektrum uppvisar ett noll- ställe vid bitfrekvensen och att perioden för den periodiska spârmodulationen I detta utföringsexempel överensstämmer spârmodulationens period med den W verkliga bitfrekvensen utan förekomst av interferens. 447 768 Företrädesvis utnyttjas spârmodulationen enligt uppfinningen även för av- läsning av synkroniseringsområdena.

För detta ändamål är en uppteckningsbärare enligt uppfinningen känneteck- nad av att informationsområdena är åtskilda genom synkroniseringsområden, var- vid båda typerna av områden uppvisar den periodiska spårmodulationen, och att perioden för den periodiska spårmodulationen motsvarar en frekvens för vilken den i synkroniseringsomrâdena innehållna digitala informationen väsentligen uppvisar ett spektrumnollställe. .

Detta_utföringsexempel är lämpligtvis dessutom kännetecknat av att syn- kroníseringsområdesinformationen är registrerad genom en digital modulation vars effektspektrum uppvisar ett nollställe vid bitfrekvensen och att frekven- sen motsvarande den periodiska spårmodulationens period är lika med frekvensen för nämnda modulation. _ ' Vad gäller de periodiska spârmodulationernas egenskaper kan en uppteck- ningsbärare enligt uppfinningen, där informationsområdena innehåller ett kon- ' tinuerligt servospår, dessutom vara kännetecknat av att spârmodulationen bildas av en spårbreddsmodulation av servospåret. _ Ett alternativt utföringsexempel på en sådan uppteckningsbärare kan vara kännetecknat av att spårmodulationen bildas av en periodisk, radiellt riktad vågform hos servospåret.

Vad gäller den periodiska spårmodulationens egenskaper kan ett ytterligare utföringsexempel på en uppteckningsbärare enligt uppfinningen vara kännetecknat av att spârmodulationen utgöres av en optiskt detekterbar spårdjupsmodulation.

Detta utföringsexempel kan vidare vara kännetecknat av att spårdjupsmodu- lationen har utsträckning mellan uppteckningsbärarens yta och en nivå nedanför denna yta.

I kombination med ett förfarande för att åstadkomma en radiell spårfölj- ningssignal kan uppteckningsbäraren enligt uppfinningen dessutom vara känne- tecknad av att spârmodulationen är överlagrad på en radiell vâgform med lång våglängd i förhållande till modulationens period.

En apparat för tillverkning av en uppteckningsbärare enligt uppfinningen kan vara kännetecknad av att en modulationsanordning för modulering av strål- knippet för alstring av nämnda periodiska spârmodulation.

Ett första utföringsexempel på denna apparat är, med hänsyn till module- ringens inverkan på strâlknippet, kännetecknat av att modulationsanordningen innefattar en intensitetsmodulator. I detta avseende är ett andra utförings- exempel dessutom kännetecknat av att modulationsanordningen innefattar en fo- kuseringsmodulator för modulering av strålknippets diameter på uppteckningsbä- rarens yta. ' " 447 vas 4 I detta avseende är ett tredje utföringsexempel dessutom kännetecknat av att moduleringsanordningen är utförd att bringa strålknippet att svänga i ra- diell riktning på uppteckningsbärarens yta.

En apparat för inskrivning av information på en uppteckningsbärare enligt uppfinningen, vilken apparat innefattar en ljuskälla, ett optiskt system för att rikta ett ljusknippe mot informationsområdena på uppteckningsbäraren, en inskrivningskrets för modulering av ljusknippet i beroende av digitalsignalen Jgsom skall inskrivas, samt ett optiskt system med en detektor för att detektera strålningen som reflekteras eller transmitteras av uppteckningsbäraren, kan vara kännetecknad av ett bandpassfilter för utfiltrering av en signal vars fre- kvens är bestämd av den periodiska spårmodulationens period_från den detektera- de strålningen, vilken signal tillföres inskrivningskretsen som klocksignal för synkronisering av informationssignalen som skall inskrivas med den periodiska spârmodulationen, varigenom informationen som skall registreras blir registre- rad med ett fast fasförhâllande till den periodiska spårmodulationen.' Ett föredraget utföringsexempel på denna apparat innefattande optiska me- - del för att rikta ett ljusknippe som modulerats med information som skall in- skrivas mot informationsområdena och för att rikta ett hjälpstrâlknippe mot informationsområdena bakom det modulerade strålknippet för avläsning av infor- mationen som registrerats genom det modulerade ljusknippet, kan dessutom vara kännetecknat av att ljusstrålknippet för avläsning av den periodiska spårmodu- lationen användes för alstring av klocksignalen i syfte att synkronisera infor- mationsinskrivningsförloppet med det andra strålknippet.

En apparat för avläsning av en uppteckningsbärare enligt uppfinningen, vars informationsomrâden innehåller digital infonmation, vilken apparat inne- fattar ett optiskt system för att avsöka informationsomrâdena med ett ljusknip- pe, en detektor för att detektera den genom informationsomrâdena reflekterade eller transmitterade strålningen, samt en avläsningskrets föratt utvinna den registrerade informationssignalen ur den detekterade strålningen, är känne- nad av ett bandpassfilter för utfiltrering av en signal vars frekvens är be- stämd av den periodiska spårmodulationen från den detekterade strålningen, vil- ~ken signal tillföres avläsningskretsen som klocksignal för synkronisering av avläsningen av den registrerade, digitala informationen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till ritningen där: jjg_1 visar ett utföringsexempel på en uppteckningsbärare vid vilken uppfinningen är tillämpbar;-fig_la_visar en planvy av uppteck- ningsbäraren i fig 1; jïg_1b visar en del av ett spår 4 på uppteckningsbära- ren i förstorad skala; jjg_1g visar ett synkroniseringsomrâde inom nämnda del i förstorad skala; jjg_§ visar en mindre del av ett tvärsnitt längs linjen 447 768 II-II' i fig la; fig 3,3a-3d schematiskt visar ett tvärsnitt i längdrikt- ningen genom en del av spåret 4, varvid fig 3a visar ett sådant tvärsnitt för en oinspelad, preparerad skiva enligt känd teknik, jjg_§§ visar tvärsnittet i fig 3a efter inskrivning av information i informationsområdet 9, fig¿§¿ visar ett sådant tvärsnitt av en oinspelad, preparerad skiva enligt uppfinningen; fig_§d visar tvärsnittet i fig 3c efter inskrivning av digitalinformation, fig_ še schematiskt visar signalen som erhålles vid avläsning av den del av spåret 4 som är visad i tvärsnittet i fig 3d, och varvid fig_§f schematiskt visar en planvy av en del av spåret 4 efter det att digitalinformation registrerats på annat sätt än i fig 3b och 3d; fj¿L1¶ visar slumpmässiga effektspektrun för modulationer av tre digitala informationssignaler;_fjg_§ schematiskt visar nämnda modulationer; fig_§a_schematiskt visar en apparat för tillverkning av en uppteckningsbärare enligt uppfinningen enligt fig 3c; jj§L§§ schematiskt visar en apparat för inskrivning av information på uppteckningsbäraren i fig 3c; jjg_§§ visar en apparat för avläsning av en uppteckningsbärare efter in- skrivning; fjg_Z visar exempel på en periodisk spårmodulation enligt uppfin- ningen; jjg_§a visar principen för en avläsningsdel av en apparat för avläs- ning och/eller inskrivning av en digital signal på en uppteckningsbärare enligt uppfinningen; fig_§ö visar frekvensspektrumet för signalen som detekterats av detektorn 27; fig_2a visar en apparat enligt fig 8a som även lämpar sig för alstring av en radiell spårföljningssignal; jjg_2§ visar frekvensspektrumet för den genom detektorn 27 detekterade signalen; _fi_g_}_0_ visar ett modifierat utföringsexempel på apparaten enligt fig 9a; fig lla visar en apparat enligt fig 9a anpassad till en uppteckningsbärare med en radiell spårmodulation med väsentligen samma period som den periodiska spårmodulationen; fig llb visar frekvensspektrumet för den genom detektorn 27 detekterade signalen; fig_l§ visar en apparat för en uppteckningsbärare med en radiell spårmodulation av samma period som den periodiska spårmodulationen; fig_l§ visar en del av en apparat för inskrivning av en informationssignal på en uppteckningsbärare en- ligt uppfinningen och alstring av en klocksignal under inskrivning under an- vändning av ett laserhjälpstrålknippe.

Fig 1 visar ett utföringsexempel på en uppteckningsbärare i vilken upp- finningen är tillämpbar, varvid fig la visar en planvy av uppteckningsbäraren, fig lb visar en del av ett spår 4 på uppteckningsbäraren i förstorad skala och fig lc visar ett synkroniseringsområde inom nämnda del i förstorad skala. Upp- teckningsbärarämnet 1 är försett med ett spiralspår 4. Detta spår 4 är uppdelat i ett antal sektorer 7, exempelvis 128 sektorer per varv. Varje sektor 7 inne- fattar ett informationsområde 9, som är avsett för inskrivning av digitalt kodad information, och ett synkroniseringsområde 8. 447 768 För att tillse att den digitala informationen inskrives i ett noggrant definierat spår så utnyttjas spåret 4 som servospår. För detta ändamål uppvisar informationsómrådena 9 inom_sektorerna 7 en amplitudstruktur, vilket är visat i fig 2. Fig 2 visar en mindre del av tvärsnittet längs linjen II-II' i fig la och sålunda ett antal intilliggande spåravsnitt, som speciellt kan utgöra in- formationsområden, av servospåret 4. Servospårens 4 riktning är vinkelrätt mot ritningens plan. Servospåren 4 och speciellt informationsområdena 9, har formen av spår i substratet 5. Härigenom är det möjligt att bringa ett strålknippe, som riktas mot uppteckningsbäraren för att inskriva digital information, till att noggrant sammanfalla med servospåret 4, eller uttryckt på annat sätt, att styra strålknippets läge i radiell riktning genom ett servosystem som utnyttjar från uppteckningsbäraren reflekterat ljus. Uppmätningen av strålfläckens radi- ella läge på uppteckningsbäraren kan ske med användning av anordningar liknande de som användes vid optiska uppteckningsbärare innehållande en videosignal och som bl.a. är beskrivna i "IEEE Transactions on consumer elektronics" november 1976, sidan 307.

För inskrivning av digital information är uppteckningsbärarämnet försett ' med ett skikt av ett material 6, vilket, då det utsättes för lämplig strålning, undergår en optiskt detekterbar förändring. Principiellt sett behöver endast informationsavsnitten 7 av sektorerna förses med ett sådant skikt. Av tillverk- ningsmässiga skäl är det emellertid enklare att förse hela uppteckningsbärary- tan med ett sådant skikt. Detta skikt 6 kan exempelvis innefatta ett tunt me- tallskikt, t.ex. av tellur. Detta metallskikt kan smältas lokalt genom laser- strålning av tillräcklig intensitet, varigenom informationsskiktet 6 lokalt ges annan reflexionskoefficient, vilket medför att det reflekterade strålknippet amplitudmoduleras i överensstämmelse med den registrerade informationen då ett sålunda inskrivet informationsspår avsökes genom ett strålknippe.

Alternativt kan_skiktet 6 ha formen av ett dubbelskikt av material t.ex. aluminium på järn, vilket reagerar kemiskt för infallande strålning. På ställen där ett högeffektstrålknippe infaller på skivan bildas FeAl6, som har låg reflexionsförmåga. En liknande effekt uppnås med ett dubbelskikt av vismut på tellur, varvid Bi2Te3 bildas. Det är även möjligt att använda ett enkelt l skikt av tellur. _ Éftersom man med hjälp av servospåret i form av en skåra i substratet 5 bri ngar inskrivni ngsstrålfläcken att noggrant sammanfalla med servospåret och detta i synnerhet vid avsökning av ett informationsområde, så blir den digitala information som modulerar skrivstrålknippet exakt registrerad i informationsom- rådet som sammanfaller med servospåret.

Som framgått av ovanstående uppvisar för användarbruk avsedda uppteck- 7 447 768 ningsbärare, vars infonmationsområden ej innehåller någon information, en skår- liknande struktur i informationsområdena inom sektorerna. Inom varje sektor uppvisar en sådan uppteckningsbärare dessutom ett synkroniseringsområde 8 i form av en optiskt detekterbar reliefstruktur. Fig lb visar i förstorad skala en del av ett spår 4, som klart visar följden av ett antal informationsområden 9 och synkroniseringsområden 8. I detta fall innehåller synkroniseringsområdena 8 en reliefstruktur som bildas av en följd av gropar omväxlande med mellanområ- den.

Groparnas djup i denna struktur hos synkroniseringsområdet är större än djupet av servospåret i informationsområdet 9. Groparnas djup väljes i enlighet med generella optiska villkor och i beroende av groparnas form och det valda avläsningssystemet på sådant sätt att optimal avläsning av den genom strukturen representerade informationen uppnås. I fallet med ett avläsningssystem där det genom uppteckningsbäraren reflekterade strålknippet detekteras av en enkel ljusdetektor kan man välja ett djup 0,25_Å för groparna, varvid Å betecknar den använda strålningens våglängd. Om man för servospåret inom informationsom- rådet 9 väljer djupet 0,125 Å eller mindre, så kommer servospåret i stort sett ej att inverka på den av detektorn avkända ljusmängden.

För att ytterligare illustrera synkroniseringsområdets struktur visar även fig lc ett sådant synkroniseringsområde i förstorad skala, varvid informations- skiktet 6 utelämnats för enkelhetens skull. Ett sådant synkroniseringsområde 8 består av två delar, nämligen en indikeringsdel 10 och en adressdel 11. Adress- delen 11 innehåller all nödvändig information för styrning av inskrivningsför- loppet. Vid inskrivning av digital information omvandlas denna information till s.k. ordorganiserade bitserier. Denna adressdel innehåller information om ord- organisationen, varigenom bitordens läge definieras under inskrivning och bit- orden avkodas på ändamålsenligt sätt under avläsning. Adressdelen 11 innehåller dessutom information om det aktuella spårnumret. Denna information har formen av en reliefstruktur i enlighet med en för registreringsmediumet lämplig nn- dulationsteknik. Eftersom uppteckningsbäraren, förutom servospåret i form av en skära i informationsavsnitten 9, sålunda i synkroniseringsområdet redan inne- håller all nödvändig information för lägesinställning i fonn av bitordorganise- rade bitserier i informationsområdena, så blir de krav som måste ställas på inskrivnings- och avläsningsapparaten för användarbruk mindre stränga. Eftersom _dessutom denna helt förhandsinskrivna information på uppteckningsbäraren har formen av en reliefstruktur så lämpar sig uppteckningsbäraren väl för mass- produktion och gör det möjligt att använda vanlig pressteknik.

I fig 3 visar figurerna 3a~3b schematiskt en del av ett sådant servospår 4 1 tvärsnitt i servospårens 4 längdriktning med en del av synkroniseringsområ- __ 1 447 vas 8 det 8 och en del av informationsområdet 9, varvid fig 3a visar ett sådant tvär- snitt av en oinspelad, enligt känd teknik preparerad skiva, fig 3b visar ett sådant tvärsnitt efter inskrivning av digital infonnation 14 i informationsom- rådet 9, fig 3c visar ett sådant tvärsnitt av en oinspelad skiva med klocksig- nalinformation enligt uppfinningen och fig šd visar tvärsnittet av skivan i fig 3c efter inskrivning av informationen 14 i informationsområdet 9. Fig 3e visar schematiskt den signal som erhålles vid avläsning av den del av spåret 4 som är visat i tvärsnitt i fi g 3d och fig 3f visar schematiskt en planvy av en del_av spåret 4 efter inskrivning av informationen på annat sätt än det i fig. 3b och 3d visade.

Den preparerade skivan är försedd med ett servospår 4, som är utformat i substratet 5. Exempelvis med hjälp av ett laserstrålknippe. Genom att modulera laserstrålknippets intensitet är det då möjligt att bilda en reliefstruktur av "gropar" 13 innehållande information i synkroniseringsområdet 8. Därefter kan hela skivan, vari för enkelhetens skull inbegripes den del av uppteckningsbära- ren 1 som ligger utanför spåren 4, täckas med det reflekterande skiktet 6. I den sålunda preparerade uppteckningsbäraren kan information registreras i in- formationsområdet 9 genom att bilda hål 14 i det reflekterande skiktet 6, vil- ket exempelvis kan ske med hjälp av ett laserstrâlknippe. En sådan inskriven uppteckningsbärare är visad i fig 3b. Då information inskrives, d.v.s. hålen 14 bildats, och då informationen avläses genom exempelvis ett laserstrålknippe är det väsentligt att informationsinskrivnings- eller informationsavläsningsför- loppet är synkroniserat med hjälp av en klocksignal om vilken synkroniserings- området 8 kan innehålla information; För att säkerställa att en lämplig synkron klocksignal är kontinuerligt tillgänglig under inskrivning och avläsning, d.v.s. även under inskrivning eller avläsning i informationsområdena 9, så är servospåret 4 enligt uppfinningen försett med en struktur som alstrar en modu- lation av det genom informationsbäraren reflekterade ljuset då servospåret 4 h följes under avläsning eller inskrivning.

Emellertid skall denna struktur vara sådan att den ej stör den avlästa informationen. Att detta är möjligt förklaras med hänvisning till fig 4 och 5, varvid fig 4 visar det slumpmässiga effektspektrumet för tre tänkbara binärin- formationssignalinformationer och fig 5 visar nämnda modulationer i diagram- form.

Hänvisningen a i fig 5 betecknar en modulation som är känd under namnet tvåfasmodulation (“biphase modulation"). Den tillförda digitalsignalen omvand- las då till en binärsignal vilken vid en uppträdande logisk "1" i den tillförda digitalsignalen är positiv under tidsintervallet T/2 och negativ under nästa tidsintervall T/2, varvid T betecknar bitlängden i den tillförda digitalsig- _ ..-_ _ ............_-....,...-........_ 447 768 naien. En iogisk "0" ger exakt den motsatta binärsignaien, d.v.s. en signai som är negativ under tidsintervaiiet T/2 och positiv under nästa tidsintervaiï T/2.

Detta moduiationsförfarande ger en binärsignai vars effektspektrum är visat genom kurvformen a i fig 4. Frekvensen f0 är då lika med 1/1.

Hänvisningen b i fig 5 representerar en moduïation som är känd under nam- net “Mi11er moduiation". Binärsignaien som aistras genom denna moduiation upp- visar en övergång efter hälften av en iogisk "1" i den tiiiförda digitaïsigna- ien och vid övergången me11an två efterföïjande ïogiska "O". Frekvensspektrumet för binärsignaïen som erhäïies genom denna moduïationsmetod visas av kurvformen b i fig 4.

Beteckningen c i fig 5, siutiigen, representerar en moduiation som är känd under namnet "fyrfasmoduïation" (“quadphase modu1ation"), varvid den tiïiförda bitföïjden i digitaisignaien först indeias i konsekutiva grupper om tvâ bitar.

Från varje 2-bitsgrupp med en varaktighet av 2T häriedes en binärsignaï som i ett första tidsintervaii T har samma varaktighet som de ursprungiiga två bitarna och under nästa tidsintervaii T ett omvänt föriopp. Bitkombinationerna 1l,00,01 och 10 som är tänkbara, omvandias sâïunda ti11 bitkombinationerna 1100, 0011, 0110 respektive 1001. Binärsignaien som åstadkommas genom detta moduiationsförfarande har ett frekvensspektrum eniigt kurvformen c i fig 4.

Av fig 4 framgår att dessa moduïationsmetoder har den gemensama egenska- pen att den resuïterande binärsignaien ej uppvisar några kraftiga frekvenskom- ponenter vid jämföreisevis iâga frekvenser, t.ex. frekvenser under 0,2 f0. Det- ta är mycket användbart då en optisk uppteckningsbärare användes med ti11höran~ de inskrivnings-avïäsningssystem. Som tidigare nämnts utnyttjar sådana servo- . system både en servostyrning för att håïia avsökningsfiäcken noggrant fokuserad på uppteckningsbäraren och en servostyrning som regierar avsökningsfïäckens radielia läge och ti11ser att avsökningsfiäcken aiitid noggrant sammanfaiier med informationsspâret. Eftersom de nödvändiga styrsignaierna för dessa två servostyrningar häriedes från stråïknippet som refïekteras av uppteckningsbära- ren, viiket även är moduierat genom reïiefstrukturen i synkroniseringsomrâdet, är det väsentiigt att frekvensspektrumet för binärsignaien, som är ïagrad i adressdeien, ej innehåiier några kraftiga frekvenskomponenter inom frekvensban- det som är avsett för styrsignaierna. Såïunda visar fig 4 att frekvensbandet nedanför ungefär 0,2 f0 1ämpar sig för sådana styrsignaier. Styrsignaierna för nämnda servosystem kan exempeivis sträcka sig upp ti11 en maximifrekvens ïika med 15 kHz. Om man för frekvensen f0 = 1/T exempeivis väijer värdet 500 kHz så visar fig 5 att binärsignaierna a,b e11er c endast uppvisar mycket svaga frekvenskomponenter vid frekvenser ïika med 15 kHz och iägre. Dessutom framgår av fig 4 att frekvensen 2 f0 och vid moduiationsmetoden enïigt c, spektrumet 447 768 dessutom uppvisar nollställen vid frekvensen f0. Sålunda är det möjligt att förse uppteckningsbäraren med en klocksignalstruktur med frekvensen 2f0 utan störning av informationssignalen. Nollställen vid frekvensen 2f0 förekommer också vid de andra modulationsmetoderna.

Vid fyrfasmodulation (modulation enligt kurvfonnen c) liksom vid de andra - modulationsmetoderna är frekvensen f0 väl lämpad för detta ändamål, vilken fre- kvens svarar mot bitfrekvensen 1/T, vilket innebär att fyrfasmodulationen blir mycket fördelaktig. Även i fallet med modulationsmetoden enligt b kan en struk- tur med frekvensen f0 användas i vissa fall eftersom komponenterna i spektrumet vid modulering enligt b är jämförelsevis små vid nämnda frekvens. Dessutom är det teoretiskt möjligt att ge strukturen en modulation motsvarande en frekvens' som är större än 2f0 men i praktiken är detta vanligtvis olämpligt. Med hänsyn till maximal infonmationstäthet väljes dimensionerna för groparna 13 och 14, som vid en viss bestämd rotationshastighet för skivan 1 åtminstone svarar mot en bitlängd lika med 1/2T, så nära inskrivnings-avläsningssystemets upplösning som möjligt, varigenom ytstrukturen svarande mot frekvenser som är större än 2f0 knappast är detekterbar. Genom speciella modulationsmetoder kan man också åstadkomma nollställen i effektspektrumet vid andra frekvenser än f0 eller 2f0, exempelvis 0,5 f0. .

Fig 3c visar ett tvärsnitt av en upptäckningsbärare enligt uppfinningen motsvarande tvärsnittet i fig 3a, på vars yta och i varje fall på de ställen där spåret 4 är beläget man har anordnat en reliefstruktur med höjden d. En tänkbar möjlighet att realisera denna struktur är att modulera lasern genom vilken synkroniseringsområdet 8 och skåran 4 i informationsområdet 9 bildas. I föreliggande utföringsexempel har så skett endast i synkroniseringsområdet 8 mellan groparna 13 genom begränsning av laserstrålknippets intensitet. Emellerf tid är det också möjligt att förse groparnas bottnar med en reliefstruktur.

Som framgår av fig 3d kan skivan enligt uppfinningen också förses med in- formation genom att hål-14 bildas i det reflekterande skiktet 6, vilket täcker reliefstrukturen. _' Fig 3e visar ett exempel på en signal som erhålles vid avläsning av en reliefstruktur enligt fig 3d.

Denna signal uppvisar minimipunkter vid groparna 13 eller hålen 14 och en amplitudmodulation (d i fig 3c) som motsvarar modulationsstrukturen med fre- kvensen f0 vid maximipunkterna. Modulationsstrukturen hos bottnarna av hålen 14 ger knappast något bidrag till signalen eftersom de i stort sett ej reflekterar något ljus till följd av att det reflekterande skiktet 6 avlägsnats. I detta sammanhang framhålles att det exempelvis också är tänkbart att anordna ett icke-reflekterande skikt 6 på ett reflekterande substrat 5, varvid nämnda H 447 768 ”skikt avlägsnas lokalt. Detta leder till att modulationen med frekvensen f0 kommer att avläsas på ett tillfredsställande sätt vid själva ställena 14 där det icke-reflekterande skiktet avlägsnats. _ I fig. 3a-3d är groparna 13 eller hålen 14 visade som kontinuerliga hål eller gropar, d.v.s. i fallet med mer än en bit som en avlång slits vars längd överensstämmer med antalet konsekutiva bitar. Emellertid är det alternativt möjligt att anordna en särskild grop eller ett särskilt hål för varje bit. Fig 3f illustrerar detta och visar ett spår 4 där klockmodulationsstrukturen re- presenteras genom olika slags schattering. I synkroniseringsområdet 8 kan exempelvis groparna 13 bildas i centrum av maximipunkterna eller minimipunkter- na i strukturen och även övertäckas med ett reflekterande skikt 6,_vilket är antytt av schatteringen genom groparna 13. I informationsdelen 9 kan informa- tionshålen 14 vara utformade i det reflekterande skiktet 6 vid maximi- och mi- nimipunkterna för klockinformationsstrukturen. Som är visat genom informations- området 9 i fig-3f kan hålen 14' alternativt vara utformade vid nollställena i informationsstrukturen. I detta sammanhang saknar läget av groparna 13 eller hålen 14 betydelse under förutsättning att fasförhållandet till klockinforma- tionsstrukturen är fast och känd. Inte heller har informationsstrukturens form någon större betydelse. Istället för den i fig 3 visade rektangulära fonmen kan denna likaväl vara sinusformad, vilket är mycket tänkbart i fallet med till- verkning under användning av ett modulerat laserstrålknippe. Av betydelse är endast att klocksynkroniseringsstrukturen uppvisar en frekvenskomponent som enkelt kan detekteras vid frekvensen fÖ eller 2f0 och ej uppvisar några kraf- tiga komponenter inom spektrumet för den synkroniseringssignal eller digitala informationssignal som är eller skall registreras, vilket vanligtvis är fallet då klockinformationsstrukturen d har en grundfrekvens f0 eller 2f0 med enbart övertoner av högre ordning. De närmast följande övertonerna är då 2f0 eller 4f0, vilka enligt fig 4 faller utanför den intressanta delen av informations- spektrumet.

För att visa hur strukturerna enligt fig 3c kan realiseras visar fig 6 i nämnd ordning i fig 6a en apparat för tillverkning av en uppteckningsbärare enligt fig 3c, i 6b en apparat för inskrivning av information i upptecknings- bäraren enligt fig 3c, och i fig 6c en apparat för avläsning av en på detta sätt inskriven uppteckningsbärare.

I apparaten enligt fig 6a projiceras strålknippet 16 från en laser 15 mot en roterande skiva 1 via exempelvis en intensitetsmodulator 57, en spegel 17 och en fokuseringsoptik 18, för att bilda spiralspåret 4 (fig 1). Lasern 15 styrs genom en krets 20 för pulsning av lasern 15 så att groparna 13 (se fig 3) bildas inom synkroniseringsomrâdet. Modulatorn 57 styrs genom en källa 19 12 447 768 med frekvensen f0 (eller 2 f0) för att bilda en klocksignalmodulationsstruktur i spåret 4. Som alternativ är det möjligt att modulera själva lasern 15. Skivan 1 drivs genom en motor 22, vilken för hastighetsreglering är försedd med en servosstyrning, som exempelvis kan innefatta en tachogeneratór 21, en hastig- hetsreferenskälla 24 och en servoförstärkare 23. För att tillse att registre- ringsområdena 8 blir belägna på rätt ställen på skivan i spåret 4 och i före- kommande fall för att uppnå korrekt tangentiell utbredning av modulatipnen f0 på skivan, så kan kretsen 20 och i förekommande fall källan 19 med frekvensen f0 vara styrda från servostyrningen¿ ' ' ' Kretsen 20 erhåller dessutom styrning från källan 19 för att säkerställa korrekt fassamband mellan synkroniseringsgroparna 30 och klockmodulationsstruk- turen. Efter detta tillverkningssteg kan skivan 1 förses med skiktet 6.

Fig 6b visar schematiskt en apparat för att förse den förberedda skivan 6 med information och samtidigt avläsa klockmodulationsstrukturen. Denna apparat innefattar en roterande skiva 1 och en laser 15, vars strålknippe 16 via en halvgenomskinlig spegel 17 och en fokuseringsoptik 18 projiceras mot skivan 1.

Ett reflekterat strålknippe 30 detekteras genom en cell 27, exempelvis en foto- diod, och omvandlas till en elektrisk signal ur vilken man med hjälp av band- passfiltret 28 utvinner frekvenskomponenten f0 (eller 2f0), vilken komponent huvudsakligen alstras av klockmodulationsstrukturen i spåret 4. I förekommande fall kan denna signal också tillföras en faslåst slinga 29, vilken förbättrar' filtreringen, förbättrar konstanthållningen av klocksignalen och i förekommande fall kompenserar för kortvariga signalbortfall. Klocksignalen blir då tillgäng- lig på utgången 31. Data kan inskrivas genom pulsmodulation av laserstrålknip- pet 16, antingen direkt genom att en modulator införes i strålknippet eller på det sätt som är visat i fig Gb genom modulation av själva lasern 15_under an- vändning av en inskrivningsmodulatorkrets 25, vilken tillföres modulationen via en ingång 26 samt synkroniseras med klocksignalen på utgången 31.

Via det ljuskänsliga elementet 27 och en avläsningskrets 30 utvinnes in- formationsinnehållet i synkroniseringsdelarna ur det reflekterade strålknippet 60, vilken information uppträder på utgången 32. Avläsningskretsen 30 kan också synkroniseras genom klocksignalen på utgången 31. Informationen kan utnyttjas till att synkronisera kretsen 25 och till att lokalisera läget på skivan. Denna information användes också i en servostyrning, som ej är visad i fig Gb, för radiell inställning av optiken 18 och spegeln 17, i och för inskrivning av det önskade avsnittet av spåret 4 och styrning av skivans 1 vridning, vilket är visat symboliskt i fig 6b genom den streckade linjen 62.

Apparaten kan dessutom innefatta en spårföljningskrets 33, vilken härleder en spårföljningssignal ur signalen från detektorn 27 för att hålla strålknip- 13 447 768 pet 16 på spåret 4 genom att styra vinkeln mellan strålknippet 16 och spegeln 17, vilket är visat symboliskt genom den streckade linjen 61 i fig 6b.

Fig 6c visar en apparat för avläsning av en inskriven skiva 1, vilken ap- parat vanligtvis är kombinerad med den i fig Gb visade. Även denna apparat in- nefattar en laser 15, vars strålknippe 16 projiceras på skivan 1 via en spegel 17 och optiken 18. Det reflekterade strålknippet 60 detekteras genom en foto- diod 27 och den resulterande elektriska signalen överföres genom ett bandpass- filter 28, som har passfrekvensen f0, och en faslåst slinga 29, som är avstämd till frekvensen f0, varigenom klocksignalen med frekvensen f0 (eller 2f0) blir tillgänglig på utgången 31. Den på skivan inskrivna informationen avkodas från den elektriska signalen från fotodioden 27 genom avläsningskretsen 30, varige- nom man på en utgång 32 hos avläsningskretsen erhåller den digitala informa- tionen och infonnationen i synkroniseringsområdena 8. Avläsningskretsen syn- kroniseras genmn klocksignalen på utgången 31. Dessutom kan en spårföljnings- signal härledas ur det detekterade strålknippet genom en fotodiod 27 med hjälp av en spårföljningskrets 33 för att styra spegeln 17 på sådant sätt att strål- knippet 16 exakt följer spåret 4. Skivdrivmotorn 21 kan ingå i en servostyr- ning, som exempelvis kan innefatta en tachogenerator 22, en referenskälla 24 och en servoförstärkare 23 för reglering av hastigheten, vilken reglering kan vara låst till avläsningskretsen 30. Dessutom innefattar apparaten en styrme- kanism 35 för att förflytta optiken 18 tillsammans med spegeln 17 och detektorn 27, varvid mekanismen som helhet är betecknad 36 i fig 6c, i radiell riktning, varigenom vid behov en viss speciell del av skivan kan avläsas under styrning från information som tillföres en ingång 37 hos styrmekanismen 35 och genom informationen som alstras av synkroniseringsområdena och erhålles på utgången 32 hos kretsen 30.

Klockinformationsstrukturen, som inskrives eller har inskrivits i spåret 4, kan ha olika form. Fig 7 visar några exempel därpå. Fig 7a visar schematiskt ett spår 4 i vilket klockinformationen bildas av en höjdvariation, som symbo- liskt är representerad genom den avbrutna skuggningen, vilket exempelvis kan ske genom modulering av intensiteten för laserstrålknippet som utnyttjas för inskrivning av spåret 4, fig 7b visar spåret 4 där klockinformationen utgöres av en breddvariation i spåret 4, vilket exempelvis kan ske genom modulering av laserstrålknippets fokusering, varvid exempelvis objektivet 18 (fig Ga) kan styras med hjälp av anordningen 59 (fig 6a), medan även en kombination av bredd-och djupvariationer är tänkbar, vilket i praktiken ofta blir fallet då laserstrålknippets intensitet eller fokusering nnduleras. Fig 7c visar spåret 4 där klockinformationen har formen av en radiell variation av spårets 4 läge, vilket exempelvis kan uppnås genom att vinkeln mellan spegeln 17 (fig 6c) och 14 4-47 768 strålknippet 16 kan moduleras med hjälp av anordningen 58. Alla visade varia- tioner har då periodlängden LO, varvid gäller att L0=V/f, där V betecknar ski- vans 1 tangentialhastighet vid det aktuella stället och f den önskade klocksig- nalens frekvens, vilken frekvens f motsvarar ett nollställe i det slumpmässiga frekvensspektrumet för de data som skall inskrivas, exempelvis frekvensen f0 (fig.4c och 5c) i fallet med fyrfasmodulation.

En av de till buds stående möjligheterna att åstadkomma en spårföljnings- signal är att åstadkomma en radiell "vobbling“ i det skårformade spåret, vilket exempelvis kan ske genom att styra spegeln 17 (fig 6a), d.v.s. exempelvis en sinusformat varierande radiell utbuktning med en våglängd på skivan som under avspelning vid nonnal hastighet alstrar en ljusintensitetsvariation som avkän- nes av detektorn 27 (fig 6), vilken har en frekvens som är belägen utanför da- tainformationens spektrum, d.v.s. exempelvis nedanför frekvensen 0,2 f0 (fig 4). .

Genom exempelvis synkrondetektering kan ett mått på avvikelsen mellan de- tektorns centrum och spârets 4 centrum härledas ur nämnda signalkomponent. En sådan radiell vobbling kan kombineras med en klockmodulationsstruktur, exempel- vis den i fig 7a visade klockmodulationsstrukturen, vilken kombination är visad i fig 7d. En speciell kombination uppnås då vobblingen på skivan har samma våg- längd som klockmodulationsstrukturen och en fast fasrelation, vilket innebär att synkrondetektering ej behövs.

Fig 7e visar en sådan struktur, varvid en djupmodulationsstruktur (som är visad genom växelvis streckade och ej streckade områden) i spåret 4 är kombine- rad med en radiell lägesvariation med 900 förskjutning relativt förstnämnda (d.v.s. en kvarts period av nämnda struktur), vilken struktur kan åstadkommas genom apparaten i fig 6a genom modulation av spegelns 17 vinkel relativt strål- knippet 16 med hjälp av anordningen 58. Om djupmodulationsstrukturen då'väljes på sådant sätt att de "grunda" delarna av dessa modulationer sammanfaller med den skivformade uppteckningsbärarens 1 yta, så kommer servospâret 4 att erhålla formen av en följd av radiellt osymmetriska gropar, som är tangentiellt åtskil- da genom_sträckor lika med nämnda avstånd L0. Fig 7f visar exempel på ett så- dant spår 4. - ' _ Fig 8a illustrerar principen för avläsningsdelen i en apparat för inskriv- ning av data eller avläsning av data från en uppteckningsbärare enligt uppfin- ningen, varvid frekvensspektrumet för signalen I, som detekteras genom detek- torn 27, är visat i fig 8b. _ _ Apparaten innefattar en fotodetektor 27 längs vilken spåret 4 passerar.

Signalen från detektorn 27 har det i fi g 8b visade spektrumet, som i förelig- gande exempel visar spektrumet för en fyrfasmodulerad signal Sd och en klock- ' m. 447 768 signal Sc. Klocksignalen Sc utvinnes med hjälp av ett bandpassfilter 28, som företrädesvis åtföljes av en faslâst slinga 29. Klocksignalen Sc är tillgänglig på utgången 31. Den digitala signalen Sd, d.v.s. signalen som inskriv i syn- kroniseringsomrâdet 8 och under avläsning signalen som inskrivits i synkronise- ringsområdet 8 och i infonnationsomrâdet 9, detekteras genom avläsningskretsen , vilken krets 30 är synkroniserad med klocksignalen Sc. Den avlästa datasig-_ nalen är tillgänglig på utgången 32. Dessutom kan en signal för radiell spår- följning härledas ur signalen från detektorn 27. Då information inskrives i informationsområdena 8 detekterar kretsen 30 endast informationen i synkronise- ringsområdena 8, som då tillsammans med klocksignalen Sc tillföres inskriv- ningskretsen 25 för att modulera strålknippet från en inskrivningslaser 15.

Vid användning av en lågfrekvent radiell vobbling för att åstadkomma en radialspårföljningssignal kan apparaten enligt fig 9a användas, varvid fig 9b visar frekvensspektrumet för signalen från detektorn 27. Då ett spår 4 med en radiell vobbling avläses är det lämpligt att utnyttja en fotodetektor 27 som är uppdelad i två sektioner a och b längs en tangentiellt riktad_linje. En dif- ferentialförstärkare 40 eller därmed ekvivalenta medel alstrar differensen mel- lan signalerna från sektionerna a och b och en sumerande förstärkare 41 eller därmed ekvivalenta medel alstrar summan av nämnda signaler.

Frekvensspektrumet (fig 9b) innehåller även i detta fall spektrumet för den fyrfasmodulerade signalen Sd, klocksignalen Sc och den lågfrekventa signa- len Sw härrörande från vobblingen. I summasignalen uppträder vobblingen som en amplitudmodulation med klocksignalen Sc som bärvåg, vilken i fig 9b är repre- senterad som sidbanden Sc-w och Sc+w, vilka sidband har amplituden noll då de- tektorn 27 exakt följer centrum 45 av spåret 4. Filtrering av summasignalen med bandpassfiltret 28 ger klocksignalen Sc och i fall filtret ej är alltför smal- bandigt även sidbanden. Utsignalen från bandpassfiltret 28 tillföres den fas- låsta slingan 29 och på en utgång 31 hos filtret erhålles klocksignalen Sc.

Utsignalen från bandpassfiltret 28 tillföres även en_synkrondemodulator 42 tillsammans med klocksignalen Sc. Denna demodulator alstrar då modulationen Sw.

Den radiella vobblingens frekvens utvinnes från differenssignalen från förstärkaren 40 med hjälp av bandpassfiltret 38 och den faslåsta slingan 39,' vilken frekvens, tillsammans med utsignalen från synkrondetektorn 42, tillföres en synkrondetektor 43. På dess utgång 44 blir då vobblingssignalens Sw modula- tion tillgänglig, vilken kan utnyttjas som radialspårföljningssignal och är ' angivande för avvikelsen mellan detektorn 27 och spårets 4 centrum, som i fig 9a är visat genom den streckade linjen 45. Radialspårföljningssignalen kan då styra spegeln 17 såsom är symboliskt visat i fig 6b och 6c.

Datainformationen i spåret 4 utvinnes då ur summasignalen på utgången av 447 768 W förstärkaren 41 på liknande sätt som i apparaten i fig Ba.

Beträffande informationsinskrivning kan åtgärder liknande de i apparaten i fig 8a utnyttjas, vilket även gäller för apparaten i figurerna 10, fig 11a och fig 12. ' Fig 10 visar en modifierad utföringsform av apparaten enligt fig 9, som ger bättre signalseparation. Ûetektorn 27 är uppdelad längs en tangentiell lin- je och en radiell linje, varigenom fyra kvadranter a,b,c och d bildas, varvid de respektive sektionerna a,b och c,d är belägna på ömse sidor om den tangen- tiella linjen medan de respektive sektionerna a,c och b,d är belägna på ömse sidor om den radiella linjen. En förstärkare 41 eller därmed ekvivalenta medel bestämmer summan av signalerna som alstras av sektionerna a,b,c och d, vilket innebär att denna förstärkare är särskilt känslig för intensitetsvariationer i strâlknippet som reflekteras av spåret 4, d.v.s. för datasignalen Sd, medan en förstärkare 421 fastställer skillnaden mellan signalerna a+b och c+d, som är belägna på ömse sidor om den tangentiella linjen, vilket innebär att förstärka- ren 421 är särskilt känslig för radiella variationer i spåret 4, d.v.s. för vobblingsreferensfrekvensen, och varvid en förstärkare 46 fastställer skillna- den mellan sektionerna a+c och b+d, vilka är belägna på ömse sidor om den ra- diella linjen, vilket innebär att denna förstärkare är särskilt känslig för tangentiella variationer i spåret 4, d.v.s. klocksignalen Sc.

På ett sätt liknande det i apparaten enligt fig 9a ätervinnes klocksigna- len Sc ur utsignalen från förstärkaren 46 med hjälp av ett bandpassfilter 28 och en faslåst slinga 29 medan vobblingssignalens Sw frekvens utvinnes med hjälp av bandpassfiltret 38 och den faslåsta slingan 39.

Utsignalen från bandpassfiltret 28, som innehåller vobblingssignalen Sw' som en amplitudmodulation av klocksignalen Sc, detekteras synkront med klock- signalen genom synkrondetektorn 42 och ger vobblingssignalen Sw, vars amplitud- variation representerar detektorns 27 avvikelse från spârets 4 centrum 45. Sig- nalen Sw detekteras synkront med utsignalen från den faslåsta slingan 39, d.v.s. vobblingsfrekvenserna, med hjälp av synkrondetektorn 43, varigenom ra- dialspårföljningssignalen uppträder på utgången 44. Datasignalen utvinnes ur utsignalen från förstärkaren 41 synkront med klocksignalen Sc med hjälp av av- läsningskretsen 30. i Matematiskt kan funktionssättet för apparaten i figurerna 9a och 10 vad gäller återvinningen av radialspårföljningssignalen beskrivas såsom följer.

Signalen I, som detekteras av detektorn 27, är en produkt av klockmodulationen, vobblingsmodulationen och det radiella spärföljningsfelet, vilket, vid försum- melse av datasignalen, kan uttryckas enligt följande: U 447 768 I = Ar sin (wwt) sin (wct) där Ar betecknar en funktion av spårföljningssignalen, ww betecknar vobb- lingssignalens Sw vinkelfrekvens, wc betecknar pilotsignalens Sc vinkelfre- kvens och t betecknar tiden.

Synkrondetektering med pilotsignalen Sc ger termen Ar sin(wwt) och ef- terföljande synkrondetektering med vobblingsfrekvensen ww ger signalen Ar.

Uppdelningen av detektorn längs enbart en radiell linje för att öka käns- ligheten för klocksignalen Sc kan också tillämpas på ett sätt motsvarande det i apparaten enligt fig 8a använda.

Fig 11a visar avläsningsdelen i en apparat för avläsning av data från ett spår 4 med en klockmodulationsstruktur och en vobbling för härledning av en radialspårföljningssignal, varvid vobblingssignalens Sw frekvens väsentligen överensstämmer med klocksignalens Sc frekvens, medan fig llb visar frekvens- spektrumet där signalen Sd representerar datasignalen och Sc-w representerar termen vars frekvens är lika med skillnadsfrekvensen mellan klocksignalen Sc och vobblingssignalen Sw, vilken skillnad exempelvis kan vara lika med 30 kHz, varvid nämnda tenn erhålles genom att fotodioden 27 mottager produkten av vobb- lingsmodulationen och klockmodulationen. Detta medför att nämnda term uppträder i den lågfrekventa delen av spektrumet och i stort sett ej störs av den digita- la informationen. Termens amplitud bildar radialspårföljningssignalen. Amplitu- den är lika med noll om spårets centrumlinje 45 följes exakt. Vobblingen ger då en term med dubbla skillnadsfrekvensen, som ej utnyttjas, och en term med själ- va vobblingsfrekvensen.

Apparaten innefattar i likhet med apparaten enligt fig 10 en förstärkare 41 för att tillföra summan av signalerna från sektionerna a,b,c och d i fotodi- oden 27, från vilken summa termen med nämnda skillnadsfrekvens utvinnes med hjälp av bandpassfiltret 48. Med hjälp av en synkrondetektorn 43, som tillföres nämnda skillnadsfrekvens, demoduleras denna term och i förekommande fall via ett lågpassfilter 49 uppträder radialspârföljningssignalen på utgången 44.

Klocksignalen Sc åstadkommes på liknande sätt som i apparaten enligt fig genom bestämhing av skillnaden mellan signalerna, som avges av de två radi- ella hälfterna a+c och b+d av fotodioden 27, genom förstärkaren 46 och genom att tillföra nämnda skillnad till en faslåst slinga 29 efter filtrering genom bandpassfiltret 28.

På liknande sätt som i apparaten i fig 10 härledes vobblingssignalen Sw genom bestämning av skillnaden mellan signalerna från de två axiella hälfterna a+b och c+d av fotodioden 27 med hjälp av förstärkaren 421 och genom att till- föra skillnadssignalen till en faslåst slinga 39 via ett bandpassfilter 38.

Skillnadsfrekvensen som tillföres avläsningskretsdetektorn 43 erhålles 18 447 768 genom att den så erhållna klocksignalen Sc och vobblingssignalen Sw tillföras en synkrondetektor 42 och genom att därefter tillföra den resulterande, skill- nadsfrekventa signalen till synkrondetektorn 43 via bandpassfiltret 47. 4 Med hjälp av avläsningskretsen 30, som är synkroniserad med klocksignalen Sc, kan datasignalen utvinnas ur förstärkarens 41 utsignal.

Om vobblingssignalens Sw frekvens väljes lika med klocksignalens frekvens så framgår av fig llb att den skillnadsfrekventa termen direkt ger spårfölj- ningssignalen. Denna spårföljningssignal kan då uppnås*utan synkrondetektering.

Fasskillnaden mellan de två spårmodulationerna skall vara skild från noll eftersom endast en modulation kan särskiljas då de två modulationerna har samma fas. Man har funnit att 900 är en optimal fasdifferens.

Figurerna 7e och 7d visar en sådan struktur,°vilken kan avläsas med hjälp av den enkla avläsningskretsen enligt fig 12.

I apparaten enligt fig 12 är fotodioden 27 uppdelad i två radiella hälfter a och b för optimal detektering av klocksignalen Sc, vilken erhålles pâ utgång- en 31 genom bestämning av skillnaden mellan signalerna från de två hälfterna a och b med hjälp av förstärkaren 46, genom filtrering av nämnda signal med hjälp av bandpassfiltret 28 och genom att signalen tillföres den faslåsta slingan 27.

Genom filtrering av utsignalen från förstärkaren 46 medelst ett lågpassfilter 49 blir radialspårföljningssignalen direkt tillgänglig på utgången 44. Den di- gitala signalen utvinnes från differenssignalen med hjälp av avläsningskretsen , som är synkroniserad genom klocksignalen Sc. Alternativt är det möjligt att utvinna datasignalen och den lågfrekventa spårföljningssignalen ur summasigna- få len från de två hälfterna.

Vad gäller spårföljningen under inskrivning av datasignaler kan apparaten enligt fi g 8a-l2 kompletteras med en anordning som modulerar ett laserstrål- knippe 16, vilken anordning är synkroniserad genom klocksignalen Sc och signa- len som avläses från synkroniseringsomrädena i enlighet med vad som beskrivits under hänvisning till fig 6b.

I det föregående har antagandet varit att en detektor 27 användes för att detektera det reflekterade strâlknippet 16 (fig 6). I synnerhet vid höga bit- frekvenser kan det vid inskrivning av data i informationsområdena 9 med hjälp av ett laserstrålknippe som i jämförelse med strålknippet som användes för av- läsning ha jämförelsevis hög effekt, innebära ett problem att återvinna klock- informationen ur strålknippet som reflekteras mellan varje par av inskrivnings- pulser.

I många fall utnyttjas ett följarlaserstrålknippe för att möjliggöra de- tektering av den inskrivna datasignalen, varvid apparaten enligt fig 13 är användbar. Därvid avsökes spåret 4, som relativt detektorn 27 förflyttar sig 19 447 768 i pilens 63 riktning, genom ett informationsinskrivande strålknippe 16a och ett följarstrålknippe 16b, vilka strålknippen exempelvis kan erhållas med hjälp av en strålknippesuppdelare 68, speglar l7a och 17b och optiska system 18a och 18b. För att modulera strålknippet 16a kan en modulator anordnas i strålknippet l6a. Apparaten innefattar en fotodiod 27, vilken vad beträffar avläsning av datasignalerna och spårföljningssignalerna helt överensstämmer med apparaten enligt något av figurerna 8a,9a,l0,1la eller 12af Apparaten innehåller dessutom en fotodiod 50 för att detektera det reflekterade följarstrålknippet 16b, vil- ket projiceras mot spåret på något avstånd bakom strålknippet 16a. Under avläs- ningsförloppet och även då synkroniseringsområdena 8 avläses erhålles klocksig- nalen Sc genom att den genom fotodioden 27 detekterade signalen tillföres den faslåsta slingan 29 och därvid via en förstärkare som för enkelhetens skull ej är visad i denna figur (exempelvis 46 i fig lla) och ett bandpassfilter (exem- pelvis 28 i fig lla). Speciellt under inskrivningsförloppet återvinnes dessutom klocksignalen på liknade sätt ur den genom fotodioden 50 detekterade signalen och därvid i förekommande fall via ett bandpassfilter (ej visat) och en faslâst slinga 501, men denna signal är fördröjd relativt klocksignalen som erhålles via fotodioden 27. Via en fördröjningsanordning 51 tillföres utsignalen till utgången 31. Fasläget för den fördröjda klocksignalen jämföres då med fasläget för klocksignalen som erhålles med hjälp av fotodioden 27 i en fasjämförare 52 och via omkopplaren 53 inställes fördröjningsanordningen 51 på sådant sätt att klocksignalen från fotodioden 50, vilken fördröjts genom fördröjningsanordning- en 51, ligger i fas med klocksignalen från fotodioden 27. Under avläsningen av synkroniseringsområdena 8 slutes omkopplaren 53 och fördröjningsanordningen 51 inställes så att klocksignalen från fotodioden 50, vilken fördröjts genom för- dröjningsanordningen 51, ligger i fas med klocksignalen från fotodioden 27.

Under inskrivningen av data i informationsområdena 9 öppnas omkopplaren 53 och klocksignalen återvinnes ur det reflekterade hjälpstrålknippet 16b via fotodio- den 50 och fördröjes genom fördröjningsanordningen 51 med den tid som inställts under avläsningen av synkroniseringsområdena 8. Omkopplaren 53 manövreras i beroende av synkroniseringssignalerna som avläses från synkroniseringsområdena genom avläsningskretsen 30.

I detta sammanhang framhålles att inskrivning av information med använd-' ning avflenhetsgropaöí d.v.s. informationen inskrives med användning av separat detekterbara förändringar i uppteckningsbärarens ytstruktur såsom är visat i fig 3f, ger en frekvenskomponent vid frekvensen 2f0 i spektrumet (fig 4) för den avlästa signalen. Detta behöver ej innebära något problem för den som an- vänder klockmodulationsstrukturen eftersom denna klockmodulation - i fall den har en frekvens lika med 2f0 - kan utnyttjas vid informationsinskrivning och 447 768 om man under inskrivning upprätthåiier korrekt fasreiation ti11 kïocksignaïen, kommer att sammanfaïïa med komponenten 2f0 till föijd av att enhetsgropar an- vändes. Vid fyrfasmoduïation (fig 4c och 5c) kommer kïocksignaïen att ha fre- kvensen f0 och i så fa11 medför komponenten med frekvensen 2fO inga störningar, Uppfinningen är på intet sätt begränsad tiil de visade utföringsexempïen som avser ett dataiagringsmedium med sektorsindeïning. Uppfinningen är även tiiiämpbar vid preparerade uppteckningsbärare för Iagring av digitaït kodade audiosignaïer, videosignaïer e11er annan information i mer eiier mindre konti- _ nueriiga informationsområden.

Uppfinningen är inte heïler begränsad ti11 uppteckningsbärare där den in- skrivna informationen detekteras med hjäïp av ett reflekterat ïaserstrâïknippe utan är också tiiïämpbar vid uppteckningsbärare där deg_inskrivna informationen detekteras genom avkänning av strâïning som transmitterats genom upptecknings- bäraren. _ _ ' Även om figurbeskrivningen grundar sig på användning av ïaserstrâïknippen är det som aïternativ möjïigt - och i synnerhet vid avïäsning - att använda fokuserade stråïknippen av icke-koherent ljus.

Claims (16)

21 447 768 Patentkrav

1. Uppteckningsbärare (1) innefattande ett skivformat substrat (5) med ett strålningskänsligt informationsskikt (6) och innehållande informationsområ- den (9) anordnade enligt ett spiralformat eller koncentriskt spårmönster, vilken uppteckningsbärare är avsedd för inskrivning och/eller återgivning via ett strålknippe av digitalt kodad information med fast bitfrekvens i in- formationsområdena, k ä n n e t e c k n a d av att informationsområdena (9) uppvisar en periodisk spårmodulation, vars period överensstämmer med en fre- kvens vid vilken effektspektrumet för den digitalt kodade informationen, som skall registreras eller är registrerad, i varje fall väsentligen uppvisar ett nollställe, varvid den periodiska spårmodulationen är avsedd för alstring av en bitfrekvent klocksignal för synkronisering av den digitalt kodade informa- tionen under inskrivning och/eller återgivning.

2. Uppteckningsbärare enligt patentkravet 1, k ä n_n e t e c k n a d av att den för inskrivning avsedda, kodade informationen är kodad genom en mod ~ lation vars effektspektrum uppvisar ett nollställc vid bitfrekvensen, och t den periodiska spårmodulationens period motsvarar bitfrekvensen.

3. Uppteckningsbärare enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att informationsområdena är åtskilda genom synkroniseringsområden (8), var; vid båda typerna av områden uppvisar nämnda periodiska spårmodulation, och att den periodiska spårmodulationens period motsvarar en frekvens vid vilken den i synkroniseringsområdena innehållna, digitala informationen väsentligen upp- visar ett nollställe i spektrumet. Å.

Uppteckningsbärare enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att informationen i synkroniseringsområdena (3) är registrerad enligt en di- gital nmdulation vars effoktspektrum uppvisar ett nollställe vid bitfrekven- sen, och att frekvensen motsvarande den periodiska spårmodulationens period är lika med modulationens bitfrekvens.

5. Uppteckningsbärare enligt något av de föregående patentkraven, varvid informationsområdena (9) innehåller ett optiskt detekterbart, kontinuerligt servospår (Å), k ä n n e t e c k n a d av att spårmodulationen bildas av en spårbreddsmodulation av servospåret (Å). 447 768 22

6. Uppteckningsbärare enligt något av patentkraven 1-A, k ä n n e t e c k- n a d av att spårmodulationen bildas av en periodisk, radiell vågform hos servospåret (4).

7. Uppteckningsbärare enligt något av patentkraven 1-Ä, k ä n n e t e c k- n a d av att spårmodulationen bildas av en optiskt detekterbar spårdjups- modulation.

8. Uppteckningsbärare enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att spårdjupsmodulationen har utsträckning mellan uppteckningsbärarens (1) yta och en nivå nedanför ytan.

9. Uppteckningsbärare enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e- t e c k n a d av att spårmodulationen är överlagrad på en radiell vågform med lång våglängd i förhållande till modulationens period.

10. Apparat för tillverkning av en uppteckningsbärare (1) enligt något av de föregående patentkraven, i vilken spårmönstret inskrives med hjälp av ett strålknippe (16) innan informationsskiktet anbringas, k ä n n e t e c k n a d av en modulationsanordníng för modulering av strålknippd i syfte att åstad- komma nämnda periodiska spårmodulation.

11. Apparat enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d av att modu- lationsanordningen innefattar en intensitetsmodulator (57).

12. Apparat enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d av att modu- lationsanordnïngen innefattar en fokuseringsmodulator (18,59) som modulerar diametern av strålknippe vid uppteckningsbärarens (1) yta.

13. Apparat enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d av att modula- tíonsanordningen är anordnad att bringa ett strålknippe att svänga i radiell riktning vid uppteckningsbärarens (1) yta. lå.

Apparat för inskrivning av information på en uppteckningsbärare (1) en- ligt något av patentkraven 1-9, vilken innefattar en ljuskälla (15), ett op- tískt system (17) för att rikta ett ljusstrålknippe (16) mot ïnformationsom~ 23 447 768 rådena (9) på uppteckningsbäraren (1), en inskrlvningskrets (25) för module- ring av ljusstrålknippet (16) i beroende av digltalsignalen som skall inskri- vas, och ett optiskt system (17,18) med en detektor (27) för att detektera strålningen som reflekteras eller transmitteras av uppteckningsbäraren, k ä n n e t e c k n a d av att bandpassfilter (28) för att utfiltrera en signal med en frekvens som är bestämd av den periodiska spârmodulationens period från den detekterade strålningen, vilken signal tillföres inskrivnings- kretsen (25) som klocksignal för att synkronisera informationssignalen som skall inskrivas med den periodiska spårmodulationen på sådant sätt att den för inskrivning avsedda informationen inskrives med en fast fasrelation till den periodiska spårmodulationen.

15. Apparat enligt patentkravet ih, vilken innefattar optiska medel (l7,18) för att rikta ett ljusstrålknippe (16), som modulerats med informationen som skall inskrivas, mot informationsområdena (9) och för att rikta ett hjâlpstrål- knippe mot ínformationsomrâdena bakom det modulerade strålknippet för avläs- ning av den genom det modulerade ljusstrålkníppet inskrivna informationen, k ä n n e L e c k n a d av att hjälpstrålkn ppet för avläsning av den perio- diska spårmodulatíonen användes för att alstra klocksignalen för synkronise- ring av inskrivningsförloppet medelst det andra strålknippet.

16. Apparat för avläsning av en uppteckningsbärare (1) enligt något av pa- tentkraven 1-9, i vars informationsområden (9) digital information är inskri- ven, vilken apparat innefattar ett optiskt system (17,18) för att avsöka in- formationsområdena (9) med hjälp av ett ljusstrålknippe (15), en detektor (27) för att detektera den av informationsomrâdena reflekterade eller transmitte- rade strålningen och en avläsningskrets (30) för att utvinna den registrera- de informationssignalen ur den detekterade strålningen, k ä n n e t e c k n a d av ett bandpassfilter (28) för att utfiltrera en signal med en frekvens som är bestämd av den periodiska spårmodulationen från den detekterade strålningen, vilken signal tillföres avläsningskretsen (30) som klocksignal för synkroni- sering under avläsning av den registrerade digitala informationen.