Способ оптической записи информационного сигнала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области накопления информации, в частности к способу и устройству оптической записи информационного сигнала, в частности EFM сигнала. Сущность изобретения: информационный сигнал содержит сигналы кода времени, чередующиеся с первыми сигналами синхронизации. Носитель записи имеет предварительно выполненную серводорожку, которая обеспечивает периодическую дорожечную модуляцию с частотой, модулированной в соответствии с позиционно-информационным сигналом. Последний содержит сигналы кода позиции, которые чередуются с сигналами синхронизации позиции. В процессе записи поддерживается фиксированная фазовая зависимость между сигналами синхронизации времени и сигналами синхронизации позиции таким образом, что участок серводорожки, на котором записываются сигналы синхронизации времени, располагается в фиксированных положениях относительно частей серводорожки, которые представляют сигналы синхронизации позиции. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области накопления информации, в частности к способу записи информационного сигнала и устройству для его осуществления.

Известен способ оптической записи информационного сигнала, включающий формирование модулированного сигнала, сигналы с временным кодированием которого показывают временное расположение частей информации и чередуются с сигналами синхронизации во времени, и запись полученного сигнала при помощи оптической головки на носителе, имеющем подложку с осажденным на ней записываемым слоем и серводорожкой, образованной предварительным формированием канавки или ребра и имеющей периодическую волнистость [1] Головка сканирует серводорожку, а детектор регистрирует отраженный от серводорожки пучок излучения, характеризующий измененные оптически обнаруживаемые участки носителя.

Известное устройство оптической записи для осуществления такого способа содержит универсальную оптическую головку, блок ЕГМ модуляции, блок формирования синхросигналов, блок управления, блок формирования сигналов кода времени [1] Однако известные технические решения не совсем приемлемы для записи EFM сигналов в соответствии со стандартом CD-Audio или CD-ROM, поскольку для записи таких сигналов требуется непрерываемая зона записи информации.

Задачей изобретения является создание способа и устройства, которые более пригодны для записи EFM-сигналов и позволяют точно обнаруживать участки дорожки, которые более пригодны для записи EFM-сигналов и позволяют точно обнаруживать участки дорожки, которые еще не содержат информационный сигнал.

В отношении способа эта задача решается за счет того, что носитель записи относится к тому типу, в котором частота модуляции дорожки модулируется в соответствии с позиционным-информационным сигналом, который содержит сигналы кода позиции, показывающие положения соответствующих частей дорожки относительно начала серводорожки, при этом сигналы кода позиции чередуются с сигналами синхронизации позиции, а во время записи информационных сигналов поддерживается фиксированная фазовая зависимость между сигналами синхронизации времени и сигналами синхронизации позиции, представленными дорожечной модуляцией сканируемых участков дорожки.

В отношении устройства эта задача решается за счет того, что устройство содержит средства для регулирования скорости сканирования и/или записи с целью поддержания фиксированной фазовой зависимости между сигналами синхронизации времени информационного сигнала и сигналами синхронизации позиции, представленными сканируемыми частями серводорожки.

Следовательно, при сканировании предварительно выполненной дорожки всегда можно определить положение сканируемой части дорожки.

Более того, преимущество сохранения фиксированной фазовой зависимости между первыми и вторыми сигналами синхронизации заключается в том, что после записи первые и вторые сигналы синхронизации остаются синхронными со всем записанным информационным сигналом. Следовательно, для определения частей дорожки, на которых записана определенная часть информационного сигнала, можно использовать оба сигнала кода времени, включенных в информационный сигнал, и сигналы кода позиции, представленные дорожечной модуляцией, что позволяет получить очень гибкую систему нахождения нужной части записанного сигнала.

Вариант осуществления способа отличается тем, что носитель записи относится к тому типу, в котором средняя частота дорожечной модуляции представляет собой заранее установленный целый множитель частоты повторения сигналов синхронизации позиции, и тем, что скорость сканирования регулируется с помощью системы управления с замкнутым контуром, при этом периодический измерительный сигнал, частота которого определяется скоростью сканирования, получается путем обнаружения дорожечной модуляции для целей управления, а фаза измерительного сигнала сравнивается с фазой периодического опорного сигнала, отношение между частотой опорного сигнала и сигналами синхронизации времени равно указанному ранее определенному множителю и скорость сканирования регулируется в зависимости от разницы фаз между измерительным сигналом и опорным сигналом до величины, при которой средняя разница фаз является по существу постоянной.

В этом варианте осуществления фиксированная фазовая зависимость между двумя сигналами синхронизации поддерживается благодаря тому, что отношение между средней частотой или дорожечной модуляцией и частотой повторения вторых сигналов синхронизации равно отношению между частотой опорного сигнала и первыми сигналами синхронизации.

На практике установлено, что при использовании носителя записи с дефектами, например, царапинами, фазовая зависимость между двумя сигналами синхронизации изменяется медленно в результате возмущений, вызываемых царапинами. Вариант осуществления изобретения, который частично устраняет этот недостаток, отличается тем, что во время записи обнаруживается предварительно выполненная дорожечная модуляция, выделяются сигналы синхронизации позиции, определяется фазовое различие между сигналами синхронизации времени и сигналами синхронизации позиции и обнаруженное фазовое различие сохраняется по существу постоянным за счет регулирования скорости записи и/или скорости сканирования.

Если на носителе записывается множество различных соседних информационных сигналов, следует всегда обеспечивать фиксированную зависимость между сигналами кода времени и сигналами кода позиции для выявления частей специальных информационных сигналов с помощью обоих кодовых сигналов.

Вариант осуществления способа, который отвечает этому требованию, отличается тем, что сигнал кода позиции, представленный дорожечной частью, на которой начинается запись информационного сигнала, определяется путем выявления дорожечной модуляции, при этом сигналы кода времени адаптированы к сигналу кода позиции, который определен таким образом.

Далее подробно описаны варианты осуществления изобретения и его другие преимущества.

Фиг. 1 вариант осуществления устройства записи и/или считывания настоящего изобретения; фиг. 2 пример выполнения демодулирующей схемы для использования в устройстве записи и/или воспроизведения; фиг. 3 пример выполнения устройства для получения носителя записи с помощью способа согласно изобретению; фиг. 4 пример выполнения модулирующей схемы для использования в устройстве по фиг. 3.

Сигнал EFM содержит субкодовые фреймы (кодовые группы) из 98 фреймов каждый. Каждый фрейм содержит 588 канальных битов. Первые 24 бита из этих 588 канальных битов используются для кода синхронизации фрейма, имеющего комбинацию, которая может отделяться от остальной части сигнала EFM, при этом другие 564 канальных бита расположены в виде 14 битовых символов. Код синхронизации и символы EFM всегда отделяются друг от друга 3 соединительными битами. Имеющиеся символы EFM разделяются на 24 символа данных, каждый из которых представляет 8 бит некодированного сигнала, 8 сигналов четности для исправления погрешностей и один управляющий символ, представляющий 8 управляющих битов. 16 битов символов управления в первых двух фреймах каждого субкодового фрейма образуют сигнал синхронизации субкода, показывающий начало субкодового фрейма. Остальные 96 битов Q из 96 канальных фреймов EFM образуют субкодовый Q канал. Из этих битов 24 бита используются для обозначения кода абсолютного времени. Этот код абсолютного времени показывает время, которое прошло с момента начала сигнала EFM. Это время выражается с минутах (8 битов), секундах (8 битов) и субкодовых фреймах (8 битов).

Код сигнала EFM не содержит постоянной составляющей, то есть частотный спектр фактически не включает частотные компоненты в диапазоне менее 100 кГц.

Носитель информации содержит серводорожку, которая образована, например, предварительно выполненной канавкой или выступом. Серводорожка предназначена для записи информационного сигнала. Для целей записи носитель содержит записывающий слой, который нанесен на прозрачную основу и покрыт защитным слоем. Записывающий слой выполнен из материала, который под воздействием соответствующего излучения претерпевает оптически обнаруживаемые изменения. Такой слой, например, может быть тонким слоем металла типа теллура. Под воздействием лазерного излучения достаточной интенсивности этот металлический слой может локально расплавляться таким образом, что в этом месте слой дает другой коэффициент отражения. При сканировании серводорожки лучом излучения, интенсивность которого модулируется в соответствии с записываемой информацией, получается информационная комбинация оптически обнаруживаемых записывающих меток, которая представляет эту информацию.

Записывающий слой может поочередно состоять из различных чувствительных к излучению материалов, например, магнито-оптических материалов или материалов, которые при нагревании претерпевают структурные изменения, например, переходят из аморфного в кристаллическое состояние или наоборот.

С помощью серводорожки луч излучения, направленный носитель для записи информации, может точно совмещаться с серводорожкой, т.е. положение луча излучения в радиальном направлении может регулироваться с помощью сервосистемы с использованием излучения, отраженного от носителя записи.

Для определения положений сканируемой части дорожки относительно начала серводорожки позиционный-информационный сигнал записывается с помощью предварительно выполненной дорожечной модуляции, предпочтительно в виде синусоидальной дорожечной модуляции, например, модуляции по ширине дорожки, однако дорожечная модуляция реализуется очень просто при изготовлении носителя записи и является предпочтительной.

На практике установлено, что модуляция с амплитудой примерно 30 · 10^-9 м при ширине дорожки примерно 10^-6 м пригодна для надежного детектирования модуляции сканирующего луча. Преимуществом небольшой амплитуды модуляции является то, что расстояние между соседними серводорожками может быть небольшим.

Привлекательной дорожечной модуляцией является такая модуляция, в которой частота дорожечной модуляции модулируется в соответствии с позиционным информационным сигналом.

Позиционно-информационный сигнал содержит сигналы кода позиции, которые чередуются с сигналами синхронизации позиции. Каждый сигнал кода позиции может содержать модулированный сигнал двухфазной метки длиной 76 канальных битов, который представляет позиционно-информационный код из 38 кодовых битов. В модулированном сигнале двухфазной метки каждый кодовый бит представлен двумя последовательными канальными битами. Каждый код первой логической величины, в настоящем примере "0", представлен двумя битами той же логической величины. Другая логическая величина "1" представлена двумя канальными битами различной логической величины. Более того, логическая величина модулированного сигнала двухфазной метки меняется после каждой пары канальных битов таким образом, что максимальное число последовательных битов той же логической величины равно максимум двум. Сигналы синхронизации позиции выбираются таким образом, что они могут выделяться из сигналов кода позиции. Это осуществляется путем выбора максимального числа последовательных битов одного логического значения в сигналах синхронизации позиции, равным трем. Позиционный-информационный сигнал имеет частотный спектр, который не включает низкочастотные компоненты. Преимущество этого объясняется ниже.

Как указано выше, позиционный-информационный сигнал представляет 38- битовый позиционный-информационный код. 38-битовый позиционный-информационный код может содержать временной код, показывающий время, необходимое для покрытия расстояния от начала пути до позиции, в которой позиционный информационный сигнал располагается во время сканирования при номинальной скорости сканирования. Например, такой позиционный информационный код может содержать ряд последовательных битов, которые, например, используются при записи EFM модулированной информации на диски CD Audio и CD ROM.

При использовании носителя записи, предназначенного для записи EFM модулированных сигналов в соответствии со стандартом CD Audio или CD ROM, предпочтительно, чтобы при обычной скорости сканирования (1,2 1,4 м/с) средняя частота модуляции интенсивности, создаваемой сканирующим лучом с помощью дорожечной модуляции, составляла 22,05 кГц. Это означает, что средний период дорожечной модуляции должен составлять 54·10^-8 - 64·10^-6 м. В этом случае скорость носителя записи может регулироваться очень простым способом путем сравнения фазы обнаруженной дорожечной модуляции с фазой опорного сигнала с частотой, которая получается путем выделения частоты от частоты 4.3218 МГц (битовой частоты сигнала EFM), которая в любом случае требуется для записи сигнала EFM. Более того, частота дорожечной модуляции располагается за пределами частотного диапазона, необходимого для записи сигнала EFM, в силу чего сигнал EFM и позиционный информационный сигнал практически не взаимодействуют друг с другом во время считывания. Кроме этого, указанная частота располагается за пределами частотной полосы системы слежения, так что дорожечная модуляция фактически не оказывает влияния на слежение.

Если канальная битовая частота позиционного информационного сигнала устанавливается на 6300 Гц, число позиционных-информационных кодов, которое может считываться, составляет 75 в секунду, что точно соответствует числу кодов абсолютного времени в секунду записываемого сигнала EFM. Если во время записи фаза сигнала синхронизации субкода, который показывает начало кода абсолютного времени, фиксируется на фазе сигналов синхронизации позиции, представленных дорожечной модуляцией, абсолютное время, показываемое позиционным-информационным кодом, остается синхронным с кодами абсолютного времени в записанном сигнале EFM.

Во время считывания сигнала EFM канальный тактовый сигнал получается из считываемого сигнала. При считывании записанного сигнала EFM тактовый канальный сигнал должен получаться тогда, когда считывается первый субкодовый фрейм с полезной информацией. Это, например, достигается путем добавления одного или нескольких блоков EFM с холостой информацией в начале сигнала. Этот способ особенно пригоден для записи сигнала EFM на полностью пустой серводорожке.

Однако, если сигнал EFM должен записываться рядом с предварительно записанным сигналом, рекомендуется выбирать позицию на серводорожке, где запись нового сигнала должна начинать совпадать с позицией, в которой закончилась запись предшествующего записанного сигнала. Так как на практике точность расположения начала и конца составляет несколько фреймов, оставляется небольшой пустой участок дорожки между участками дорожки, на которых записан сигнал, или первый и второй сигнал будут перекрывать друг друга.

Такое перекрытие или чистый участок дорожки приводят к нарушению процесса выделения тактового канального сигнала.

Помимо разрушения записанной информации такое перекрытие может привести к снижению надежности считывания кода абсолютного времени, относящегося к последнему субкодовому фрейму, и конца сигнала синхронизации субкодового фрейма. Так как код абсолютного времени и сигналы синхронизации субкода используются для регулирования процесса считывания, желательно, чтобы число несчитываемых сигналов синхронизации субкода и сигналов кода абсолютного времени было минимальным.

На фиг. 1 показано устройство записи и считывания, с помощью которого сигналы EFM записываются таким образом, что сигналы синхронизации позиции, представленные дорожечной модуляцией, остаются синхронными с сигналами синхронизации субкода в записанных EFM модулированных сигналах.

Устройство содержит приводной электродвигатель 1 для вращения носителя 2 записи на оси 3. Оптическая считывающая/записывающая головка 4 обычного типа располагается напротив вращающегося носителя 2 записи. Головка 4 содержит лазер для генерирования луча излучения 5, который фокусируется для получения небольшого сканирующего пятна на носителе.

Головка 4 может работать в двух режимах: первом режиме (режим считывания), в котором лазер генерирует луч излучения постоянной интенсивности, недостаточной для создания оптически обнаруживаемых изменений в записывающем слое, и втором режиме (записывающий режим), в котором луч излучения модулируется в зависимости от записываемого информационного сигнала, для получения комбинации записывающих знаков с измененными оптическими свойствами, которые соответствуют информационному сигналу V_i на записывающем слое в месте расположения серводорожки 6.

Устройство содержит следящие средства обычного типа, которые поддерживают сканирующее пятно, образованное лучом 5 излучения, в центре серводорожки 6. По мере сканирования серводорожки отраженный луч 5 модулируется с помощью дорожечной модуляции. С помощью соответствующего оптического детектора головка обнаруживает модуляцию отраженного луча и формирует сигнал обнаружения.

С помощью полосового фильтра 7 со средней частотой 22,05 кГц частотная компонента, модулированная в соответствии с позиционным-информационным сигналом и полученная с помощью дорожечной модуляции, выделяется из сигнала обнаружения. С помощью схемы 8 восстановления кромки, например, моновибратора, управляемого по уровню, выходной сигнал фильтра преобразуется в двоичный сигнал, который подается на делитель 9 частоты через элемент Исключающее ИЛИ 10. Выход делителя 9 частоты соединен с одним из входов фазового детектора 11. Опорный сигнал 22,05 кГц, формируемый тактовой схемой 12, подается на делитель 13 частоты через элемент Исключающее ИЛИ 14. Выход делителя 13 соединен с другим входом фазового детектора 11. Сигнал, который показывает фазовую разницу, определенную фазовым детектором 11 между сигналами на двух входах, подается на запускающую схему 15 для формирования запускающего сигнала для электродвигателя 1. Полученная таким образом схема управления обратной связью представляет собой систему регулирования скорости, имеющую контур фазовой автоподстройки блокировкой, что сводит к минимуму обнаруживаемое фазовое различие, которое является мерой изменения скорости.

Ширина полосы системы регулирования скорости с таким контуром небольшая (обычно порядка 100 Гц) по сравнению с битовой скоростью (6300 Гц) позиционного информационного сигнала. Более того, позиционный информационный сигнал, с помощью которого модулируется частота дорожечной модуляции, не содержит какие-либо низкочастотные компоненты, так что эта модуляция не оказывает влияние на регулирование скорости, при этом скорость сканирования поддерживается таким образом постоянной на уровне, для которого средняя частота частотных компонентов, образующихся в детектируемом сигнале с помощью дорожечной модуляции, поддерживается на уровне 22,05 кГц, в силу чего скорость сканирования поддерживается на постоянной величине в диапазоне 1,2 1,4 м/с.

Для выполнения записи устройство содержит блок 16 модуляции EFM обычного типа, которая преобразует поданную информацию в сигнал V_i, модулированный в соответствии со стандартом CD-ROM или Audio. Сигнал V_i подается на головку через соответствующую схему модуляции 17, которая преобразует сигнал EFM в последовательность импульсов таким образом, что на серводорожке записывается комбинация записывающих отметок, соответствующих сигналу V_i. Модулятор управляется сигналом с частотой, равной битовой скорости 4,3218 МГц. Сигнал управления формируется тактовой схемой 12. Опорный сигнал частотой 22,05 кГц, который также формируется схемой 11, получается из сигнала 4,3218 МГц путем деления частоты таким образом, что устанавливается фиксированная фазовая зависимость между сигналом управления модулятора 16 и опорным сигналом 22,05 кГц. Так как сигнал управления для модулятора является блокированным по фазе для опорного сигнала 22,05 кГц, детектированный сигнал также является блокированным по фазе для указанного опорного сигнала 22,05 кГц, в силу чего коды абсолютного времени, формируемые модулятором EFM, остаются синхронными с позиционными-информационными кодами, представленными дорожечной модуляцией серводорожки, подвергаемой сканированию. Однако если носитель записи имеет дефекты, например, царапины, выпадения и т.д. то это, как установлено, может привести к увеличению фазовой разницы между сигналами кода позиции и кодами абсолютного времени.

Для предотвращения этого определяется фазовая разница между сигналами синхронизации субкода, формируемыми модулятором 16, и считываемыми сигналами синхронизации позиции и скорость сканирования корректируется в зависимости от определенной таким образом фазовой разницы. С этой целью используется схема 18 демодулирования, которая вычитает сигналы синхронизации позиции и сигналы кода позиции из выходного сигнала фильтра 7 и выделяет позиционные информационные из сигналов кода позиции.

Подробно описанная ниже демодулирующая схема подает позиционные-информационные коды в микрокомпьютер 19 известного типа через шину 20. Более того, демодулирующая схема 18 подает детектирующий импульс через сигнальную линию 21, показывающий момент, в который обнаруживается сигнал синхронизации позиции. Модулятор 16 содержит обычные средства формирования субкодовых сигналов и комбинирования субкодовых сигналов с другой информацией EFM. Коды абсолютного времени могут формироваться с помощью счетчика 22 и подаваться в модулятор 16 через шину 23. Счет счетчика увеличивается в ответ на управляющие импульсы с частотой 75 Гц. Управляющие импульсы для счетчика получаются из управляющего сигнала частотой 4,3218 МГц путем деления частоты с помощью модулятора и подаются на счетный вход счетчика 22.

Кроме этого, модулятор 16 генерирует сигнал, который показывает момент, в который генерируется сигнал синхронизации субкода. Этот сигнал подается в микрокомпьютер 19 через сигнальную линию 24. Счетчик 22 имеет входы для установки счета на величину, подаваемую через эти входы. Входы для установки счета соединены с микрокомпьютером 19 через шину 25. Можно также включить счетчик 22 в микрокомпьютер 19.

Микрокомпьютер загружается программой для установки головки 4 напротив нужной дорожки перед записью. Установка головки относительно нужной дорожки определяется с помощью позиционных-информационных кодов, формируемых демодулирующей схемой 18, и головка 4 перемещается в радиальном направлении, которое зависит от определенной таким образом позиции, до тех пор, пока не достигнет нужного положения. Для перемещения головки устройство содержит обычные средства, например, электродвигатель 26, управляемый микрокомпьютером 19, и шпиндель 2. После достижения нужной части дорожки начальный счет счетчика 22 регулируется для установки исходной величины для кода абсолютного времени на величину, соответствующую позиционному-информационному коду сканируемой части дорожки. Следовательно, головка устанавливается в режим записи с помощью микрокомпьютера 19, и модулятор 16 активизируется для начала записи, при этом запись кодов абсолютного времени в сигнале EFM поддерживается синхронно (указанным выше образом) с сигналом кода позиции, представленным дорожечной модуляцией в позиции записи. Преимуществом этого является то, что записанные коды абсолютного времени всегда соответствуют сигналам кода позиции, представленным дорожечной модуляцией на участке дорожки, на котором записываются коды абсолютного времени. Это имеет особое преимущество в тех случаях, когда различные информационные сигналы записаны друг после друга, поскольку сигналы кода абсолютного времени не дают резких изменений на переходе между двумя последовательно записанными сигналами EFM. Таким образом, для определения конкретных участков записанных информационных сигналов можно использовать как коды абсолютного времени, записанные вместе с информационным сигналом, так и сигналом кода позиции, представленные дорожечной модуляцией, что дает очень гибкую поисковую систему.

Следует еще раз отметить, что ширина полосы управления слежения значительно меньше частоты модуляции сканирующего луча, вызываемой дорожечной модуляцией (в этом случае в виде дорожечной вобуляции), так что управление слежения не реагирует на погрешности слежения, вызываемые дорожечной модуляцией. Следовательно, сканирующий луч будет не точно следовать по дорожке, а перемещаться по прямой траектории, которая представлена средней позицией центра серводорожки. 0однако амплитуда вобуляции незначительна, порядка 30·10^-9 м, по сравнению с шириной дорожки, которая составляет около 10^-6м, так что комбинация записывающих отметок по существу всегда сцентрирована относительно серводорожки. Следует отметить, что на практике предпочтительно используется синусоидальная дорожечная вобуляция, так как это сводит к минимуму число высокочастотных компонентов в модуляции сканирующего луча 5, создаваемой дорожечной модуляцией, так что на считываемый сигнал EFM оказывается минимальное воздействие.

Во время записи микрокомпьютер 19 выполняет программы для получения из сигналов синхронизации позиции и синхронизации интервала между моментом, в который сигнал синхронизации обнаруживается на сканируемой части дорожки, и моментом, в который формируется сигнал синхронизации субкода. Так как сигнал синхронизации позиции опережает формирование сигнала синхронизации субкода на величину, большую заданного порогового значения, микрокомпьютер 19 подает один или несколько дополнительных импульсов на делитель 9 и логический элемент Исключающее ИЛИ 10 после обнаружения каждого сигнала синхронизации, что вызывает увеличение фазовой разницы, обнаруживаемой с помощью фазового детектора 11, и уменьшение скорости электродвигателя 4 с помощью запускающей схемы 14, в результате чего фазовая разность между сигналами синхронизации положения и формируемым сигналом синхронизации субкода уменьшается.

Так как обнаруженный сигнал синхронизации запаздывает относительно сигнала синхронизации субкода на величину, большую заданного порогового значения, микрокомпьютер 19 подает дополнительные импульсы на делитель 13 и логический элемент Исключающее ИЛИ 14. Это вызывает уменьшение фазовой разности, обнаруживаемой фазовым детектором, в результате чего скорость электродвигателя 14 увеличивается и фазовая разность между обнаруживаемыми сигналами синхронизации позиции и формируемыми сигналами синхронизации субкода уменьшается. Таким образом обеспечивается постоянная синхронизация между двумя синхронизирующими сигналами. Следует отметить, что в принципе можно регулировать скорость записи вместо скорости сканирования для поддержания нужной фазовой зависимости. Например, это осуществляется путем регулирования частоты управляющего сигнала модулятора 16 в зависимости от обнаруженной фазовой разности.

В указанном способе определения положений дорожки, показывающих начало и конец записи, используются предварительно записанные позиционные-информационные коды. Однако следует отметить, что требуется обязательное определение позиционных-информационных кодов для определения начальных и конечных положений. Например, путем подсчета предварительно записанных сигналов синхронизации позиции с начала серводорожки можно определить положение сканируемой части дорожки.

На фиг. 2 показан вариант осуществления демодулирующего блока 18. Он содержит демодулятор ЧМ 28, который выделяет позиционный-информационный сигнал из выходного сигнала фильтра 7. Канальная тактовая восстанавливающая схема 29 восстанавливает канальный тактовый импульс из выделенного позиционно-информационного сигнала.

Далее позиционный-информационный сигнал подается на компаратор 30, формирующий двоичный сигнал, который подается на 8- битовый сдвиговый регистр 31, управляемый канальным тактовым импульсом. Параллельные выходные сигналы сдвигового регистра 31 подаются в детектор 32 синхронизации сигнала, который определяет соответствие битовой комбинации, хранимой в сдвиговом регистре, сигналу синхронизации позиции. Последовательный выход сдвигового регистра соединен с демодулятором 33 двухфазной метки для выделения кодового бита позиционного-информационного кода, представляемого модулированным сигналом кода позиции двухфазной метки. Выделенные кодовые биты подаются на сдвиговый регистр 34, который управляется тактовой частотой, равной половине канальной тактовой частоты, и длина которой равна числу битов (38) сигнала кода позиции.

Сдвиговый регистр 34 содержит первую секцию 34а длиной 14 бит и вторую секцию 34b длиной 24 бита, которая следует за первой секцией.

Параллельные выходы первой и второй секций соединены со схемой 35 обнаружения погрешностей. Параллельные выходы второй секции 34b соединены с регистром 36 сдвига с параллельным вводом и последовательным выводом.

Позиционный-информационный код выделяется следующим образом. Когда детектор 32 обнаруживает присутствие битовой комбинации, соответствующей сигналу синхронизации позиции, в сдвиговом регистре 32 формируется импульс обнаружения, который подается на схему 37 задержки импульса. Схема 37 задерживает импульс обнаружения на определенное время, соответствующее времени обработки модулятора двухфазной метки, так что после этого момента, в который импульс обнаружения появляется на выходе схемы 37, полный позиционный-информационный код присутствует в сдвиговом регистре 34. Задержанный импульс обнаружения на выходе схемы 37 также подается на выход загрузки регистра 36, в силу чего 24 бита, представляющих позиционный-информационный код, загружаются в регистр в ответ на задержанный импульс обнаружения. Позиционный-информационный код, загруженный в регистр 36, представлен на выходе этого регистра, при этом выходы соединены с микрокомпьютером 19 через шину 20. Схема обнаружения погрешностей 35 также включается задержанными импульсами обнаружения на выходе схемы 37, после чего схема 35 определяет надежность полученного позиционно-информационного кода в соответствии с обычными критериями. Выходной сигнал, который показывает надежность позиционной информации, подается в микрокомпьютер 19.

На фиг. 3 показан вариант осуществления устройства для получения носителя записи в соответствии с изобретением. Устройство содержит поворотный стол 38, который вращается приводными средствами 39. Поворотный стол приспособлен для установки дискового носителя 40, например, плоского стеклянного диска, снабженного чувствительным к излучению слоем 41, например, в виде фоторезиста.

Лазер 42 создает световой луч, который направляется на чувствительный к свету слой 41. Световой луч вначале проходит через отклоняющее устройство, с помощью которого луч может очень точно отклоняться в узком диапазоне. В этом примере это устройство представляет собой акустический оптический модулятор 43. Кроме этого, отклоняющее устройство может быть выполнено с помощью других устройств, например, зеркала, которое может поворачиваться на небольшой угол, или электрооптического отклоняющего устройства. Пределы диапазона отклонения показаны пунктиром на фиг.2. Световой луч, отклоняемый с помощью акустического оптического модулятора, пропускается через оптическую головку 44. Оптическая головка содержит зеркало 45 и объектив 46 для фокусировки светового луча на светочувствительном слое 41. Оптическая головка может перемещаться радиально относительно вращающегося носителя с помощью приводного устройства 47.

С помощью описанной выше оптической системы световой луч фокусируется для получения сканирующего пятна 48 на чувствительном к излучению слое 41, при этом позиция сканирующего пятна зависит от отклонения светового луча с помощью оптического акустического модулятора и от радиального положения записывающей головки относительно носителя. В показанном положении оптической головки сканирующее пятно может перемещаться в диапазоне B1 с помощью отклоняющего устройства. С помощью оптической головки сканирующее пятно может перемещаться в диапазоне B2 для указанного отклонения.

Устройство содержит управляющий блок 49, с помощью которого скорость приводных средств 39 и радиальная скорость приводного устройства 47 регулируются таким образом, что светочувствительный слой 41 сканируется с постоянной скоростью сканирования по спиральной траектории с помощью луча излучения. Устройство далее содержит модулирующую схему 50 для формирования периодического возбуждения сигнала, частота которого модулируется в соответствии с позиционным-информационным сигналом. Ниже подробно описана модулирующая схема 50. Возбуждающий сигнал, формируемый схемой 50, подается на генератор, управляемый напряжением 51, который формирует периодический возбуждающий сигнал для акустического оптического модулятора, частота которого пропорциональна уровню возбуждающего сигнала. Отклонение, создаваемое модулятором 43, пропорционально частоте возбуждающего сигнала таким образом, что смещение сканирующего пятна 48 пропорционально уровню возбуждающего сигнала. Модулирующая схема 50, генератор 51 и модулятор 43 согласованы друг с другом таким образом, что амплитуда периодического радиального перемещения сканирующего пятна составляет примерно 30·10^-9м. Более того, модулирующая схема 50 и управляющая схема 49 согласованы друг с другом таким образом, что отношение между средней частотой возбуждающего сигнала и скоростью сканирования чувствительного к излучению слоя 41 располагается между 22050·1·2 м^-1 и 22050/1·4 м^-1, что означает, что в каждом периоде возбуждающего сигнала смещение чувствительного к излучению слоя относительно сканирующего пятна составляет 54·10^-6 - 64·10^-6 м.

После сканирования слоя 41 по описанному выше способу он подвергается процессу травления для удаления частей слоя, которые подвергались воздействию луча излучения для получения оригинала диска, в котором образуется канавка, дающая периодическую радиальную вобуляцию, частота которой модулирована в соответствии с позиционным-информационным сигналом. С этого оригинала диска делаются копии, на которые наносится записывающий слой. На носителях записи записывающего типа, полученных таким образом, часть, соответствующая части оригинала диска, с которого удален чувствительный к излучению слой, используется в качестве серводорожки (которая может быть либо канавкой, либо выступом). Преимуществом этого способа получения носителя записи, в котором серводорожка соответствует той части оригинала диска, с которой удален чувствительный к излучению слой, является то, что обеспечивается очень хорошее отражение серводорожки и, следовательно, удовлетворительное отношение сигнал/шум при считывании с носителя записи. Действительно, в этом случае серводорожка соответствует очень гладкой поверхности носителя 40, который обычно изготавливается из стекла.

На фиг.4 показан пример выполнения модулирующей схемы 50. Схема содержит трехкаскадные 8-битовые счетчики 52 54. Счетчик 52 представляет 8- битовый счетчик с диапазоном счета 75. После достижения максимального счета счетчик 52 подает тактовый импульс на счетный вход счетчика 53, который используется в качестве счетчика секунд. После достижения его максимального счета 59 счетчик 53 подает тактовый импульс на счетный вход счетчика 54, который используется в качестве счетчика минут. Счеты счетчиков подаются в схему 55 для выделения четырнадцати битов четности с целью определения погрешности известным образом.

Далее модулирующая схема содержит 43- битовый сдвиговый регистр 56, разделенный на пять последовательных секций. Битовая комбинация "1001" подается на четыре параллельных входа 4 битовых секций 56a и преобразуется в сигнал синхронизации позиции II указанным ниже способом во время модуляции двухфазных меток. Каждая из секций 56b, 56c, 56d имеет длину 8 битов, а секция 56e имеет длину 14 битов. Счет счетчика 54 подается на параллельные входы секции 56b, счет счетчика 53 на параллельные входы секции 56c, счет счетчика 52 на параллельные входы секции 56d. Четырнадцать битов четности, сформированных с помощью схемы 55, подаются на параллельные входы секции 56b.

Последовательный выходной сигнал сдвигового регистра подается на модулятор 57 двухфазной метки. Выходной сигнал модулятора 57 подается на модулятор ЧМ 58. Далее схема 50 содержит тактовую схему 59 для формирования управляющих сигналов счетчика 57, сдвигового регистра 56, модулятора 57 двухфазной метки и модулятора 58.

В настоящем примере чувствительный к излучению слой 41 сканируется со скоростью, соответствующей номинальной скорости сканирования модулированных EFM сигналов (1,2 1,4 м/с) при изготовлении оригинала диска. Тактовая схема 59 затем генерирует 75 Гц тактовый сигнал 60 для счетчика 52 таким образом, что счеты счетчиков 52 54 постоянной показывают время, использованное во время сканирования слоя 41.

Сразу после адаптирования счетчиков тактовая схема подает управляющий сигнал на параллельный вход загрузки сдвигового регистра 56, обуславливая загрузку сдвигового регистра в соответствии с сигналами, поданными на параллельные входы, т.е. битовая комбинация "1001", счеты счетчиков 52 54 и биты четности.

Битовая комбинация, загруженная в сдвиговый регистр 56, подается на модулятор 57 двухфазной метки через последовательный выход синхронно с тактовым сигналом схемы 59. Частота этого тактового сигнала составляет 3150 Гц, так что весь сдвиговый регистр опорожняется в тот самый момент, когда он повторно загружается через параллельные входы.

Модулятор 57 двухфазной метки преобразует 42 бита из сдвигового регистра в 84 канальных бита сигнала кода позиции. С этой целью модулятор 57 содержит тактируемый триггер 61, выходной логический уровень которого изменяется в соответствии с тактовым импульсом на тактовом входе. С помощью стробируемой схемы тактовые сигналы выделяются из сигналов схемы 59 и из последовательного выходного сигнала сдвигового регистра 56. Выходной сигнал 62 подается на вход элемента И 62, выходной сигнал которого подается на тактовый вход триггера 61 через элемент ИЛИ 64. Элемент ИЛИ 65 выходом соединен с одним из входов элемента И 66. Выходной сигнал элемента И 66 также подается на тактовый вход триггера 61 через элемент ИЛИ 64.

Сигнал 67 и 68 содержат два импульсных сигнала, сдвинутых по фазе на 180^o, с частотой, равной битовой скорости сигнала 62 (=3150 Гц) из сдвигового регистра 56. Сигналы 69 и 70 содержат отрицательные импульсы с частотой повторения 75 Гц.

Фаза сигнала 69 такова, что отрицательный импульс совпадает со вторым импульсом сигнала 68 после повторной загрузки сдвигового регистра 56. Отрицательный импульс сигнала 70 совпадает с четвертым импульсом сигнала 68 после повторной загрузки сдвигового регистра 56.

Модулированный сигнал кода позиции двухфазной метки на выходе триггера 61 формируется следующим образом. Импульсы сигнала 68 передаются на тактовый вход формируется следующим образом. Импульсы сигнала 68 передаются на тактовый вход триггера 61 через элемент И 66 и элемент ИЛИ 64 таким образом, что логическая величина сигнала кода положения изменяется в ответ на каждый импульс сигнала 68. Если логическая величина сигнала 62 равна "1", импульс сигнала 63 передается на тактовый вход триггера 61 через элементы 63 и 64 таким образом, что для каждого бита "1" получается дополнительное изменение величины логического сигнала. В принципе сигналы синхронизации формируются аналогичным образом. Однако подача отрицательных импульсов сигналов 69 и 70 предотвращает передачу второго и четвертого импульса сигнала 68 после повторной загрузки сдвигового регистра в триггер 61 с получением сигнала синхронизации позиции, который может выделяться из модулированного сигнала двухфазной метки. Следует отметить, что этот способ модулирования может привести к получению двух различных сигналов синхронизации, которые инвертируются относительно друг друга.

Полученный таким образом позиционный информационный сигнал на выходе триггера 61 подается на модулятор ЧМ 58, который имеет фиксированную зависимость между частотами, генерируемыми на выходе модулятора ЧМ, и битовой скоростью позиционного-информационного сигнала. Если управление скоростью сканирования не нарушается, сигналы синхронизации субкода в сигнале ЕГМ остаются синхронными с сигналами синхронизации позиции на дорожке во время записи сигнала. Нарушения управления скоростью вследствие дефектов носителя записи можно компенсировать с помощью небольших исправлений, как показано со ссылкой на фиг. 1.

В модуляторе 58, фиг. 4, формируется предпочтительная зависимость между выходными частотами и битовыми скоростями позиционно-информационного сигнала. Модулятор ЧМ 58 содержит делитель 71 частоты с коэффициентом "8". В зависимости от логической величины позиционно-информационного сигнала тактовый сигнал 72 с частотой (27) (6300) Гц или тактовый сигнал 73 с частотой (29) (6300) Гц подается на делитель 71 частоты С этой целью модулятор 58 содержит обычную мультиплексорную схему 74. В зависимости от логической величины позиционно-информационного сигнала частота выходного сигнала модулятора ЧМ составляет Гц или Так как частота сигнала 72 и 73 представляет целые множители канальной битовой скорости позиционно-информационного сигнала, длина одного канального бита соответствует целому числу периодов тактовых сигналов, в результате чего фазовые ступени в модуляции ЧМ являются минимальными.

Следует отметить, что по постоянной составляющей позиционно-информационного сигнала средняя частота модулированного сигнала ЧМ равна 22,05 кГц, в силу чего модулирование ЧМ не оказывает почти никакого влияния на регулирование скорости.

В качестве модулятора ЧМ помимо модулятора 58, фиг. 4, могут быть использованы модулятора ЧМ, например, обычный модулятор с частотной манипуляцией без разрыва фазы.

Более того, рекомендуется использовать модулятор ЧМ с синусоидальным выходным сигналом. При использовании модулятора 58, фиг. 4, это, например, достигается путем установки полосового фильтра между выходом делителя 56 и выходом модулятора 59. Далее следует отметить, что полоса качания частоты составляет порядка 1 кГц.

Наконец следует отметить, что объем изобретения не ограничивается описанными вариантами осуществления. Например, в описанных вариантах осуществления частотный спектр позиционно-информационного сигнала почти не перекрывается с частотным спектром записываемого сигнала. Однако в этом случае позиционный-информационный сигнал, записанный с помощью предварительно выполненной модуляции, может всегда отделяться от последовательно записанного информационного сигнала. В случае магнитооптической записи частотный спектр предварительно записанного позиционно-информационного сигнала и записанный впоследствии информационный сигнал могут перекрывать друг друга. Действительно, во время сканирования лучом излучения дорожечная модуляция дает модуляцию интенсивности луча излучения, а информационная комбинация, сформированная магнитными доменами, модулирует направление поляризации (эффект Керра) отраженного луча независимо от интенсивности модуляции. В описанных вариантах осуществления сканирующий луч модулируется независимо от записываемой информации. При записи на магнито-оптическом носителе записи можно модулировать магнитное поле вместо записывающего луча.

Формула изобретения

1. Способ оптической записи информационного сигнала, заключающийся в формировании модулированного сигнала, состоящего из сигналов с временным кодированием, показывающих временное расположение частей информации и перемежающих сигналы синхронизации во времени, и в записи полученного сигнала при помощи оптической головки на носителе оптической записи, имеющем подложку с осажденным на ней записываемым слоем и серводорожкой, образованной предварительным формированием канавки или ребра и имеющей периодическую волнистость, при этом с помощью оптической головки по ходу записи сканируют серводорожку пишущим пучком излучения, обнаруживают пучок излучения, отраженный от серводорожки, при помощи чувствительного к излучению детектора, формирующего сигнал обнаружения, соответствующий по своей модуляции периодической волнообразности отраженного пучка излучения, характеризующего измененные оптически обнаруживаемые участки носителя, перемеженные с участками, не претерпевшими изменений, отличающийся тем, что позиционно-кодовые сигналы, характеризуемые частотной модуляцией пространственной частоты волнообразных изгибов серводорожки и указывающие позиции соответствующих частей серводорожки от ее начала, перемежают сигналами синхронизации позиции, которые выделяют из сигналов обнаружения пучка излучения, полученных в процессе записи информационного сигнала, и при регулировании скорости сканирования и/или скорости передачи информационного сигнала устанавливают фиксированное фазовое соотношение между представленными в информационном сигнале сигналами синхронизации во времени и сигналами синхронизации позиции, выделяемыми из сигнала обнаружения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что средняя величина частоты модуляции дорожки носителя представляет заранее установленный целый множитель частоты повторения сигналов синхронизации позиции, а скорость сканирования регулируют с помощью блока управления с замкнутым контуром, при этом периодический измерительный сигнал с частотой, определяемой скоростью сканирования, формируют при обнаружении модуляции дорожки, сравнивают фазу измерительного сигнала с фазой периодического опорного сигнала, отношение между частотой которого и сигналами синхронизации во времени соответствует упомянутому целому множителю, а скорость сканирования регулируют в зависимости от разности фаз между измерительным и опорным сигналами до получения постоянной фазовой разности.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что во время записи обнаруживают модуляцию дорожки, из которой выделяют сигналы синхронизации позиции, определяют фазовую разность между сигналами синхронизации во времени и сигналами синхронизации позиции, а при изменении скорости записи и/или сканирования фазовую разность поддерживают постоянной.

4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что сигнал кода позиции, представленный частью дорожки, на которой начата запись информационного сигнала, формируют при обнаружении модуляции дорожки, при этом сигналы кода времени приводят в соответствие с определенным таким образом сигналом кода позиции.

5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что сигналы кода позиции соответствуют типу сигналов кода абсолютного времени в сигнале EFM, модулированном в соответствии с стандартом CD.

6. Устройство оптической записи информационного сигнала, содержащее универсальную оптическую головку, расположенную против носителя записи, кинематически связанного с электродвигателем вращения, блок модуляции с EFM-модулятором, включенный между входной шиной данных и первым входом универсальной оптической головки, блок формирования синхросигналов, блок привода электродвигателя вращения, блок управления, выходом связанный с приводом универсальной оптической головки, блок формирования сигналов кода времени, подключенный между выходом блока управления и дополнительным входом блока модуляции, отличающееся тем, что введен фазовый компаратор, первым входом связанный с выходом универсальной оптической головки, вторым входом с выходом блока формирования синхросигналов, а выходом с входом блока привода электродвигателя вращения носителя записи.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что введен блок обнаружения модуляции дорожки, входом связанный с выходом универсальной оптической головки, блок управления выполнен с замкнутым контуром при регулировании скорости сканирования в зависимости от обнаруженной модуляции дорожки, содержащим блок выделения из обнаруженной модуляции серводорожки периодического измерительного сигнала, частота которого показывает скорость сканирования, входом связанный с выходом блока обнаружения модуляции дорожки, а выходом с входом блока управления, блок формирования синхросигналов выполнен с возможностью генерирования периодического опорного сигнала, при этом отношение между частотой периодического измерительного сигнала и частотой сигналов синхронизации во времени равно отношению между средней частотой модуляции дорожки и частотой сигналов синхронизации позиции, а фазовый компаратор выполнен с возможностью формирования разности фаз между периодическими измерительным и опорным сигналами при регулировании скорости сканирования серводорожки в зависимости от установленной фазовой разности до величины, при которой средняя величина фазовой разности постоянна.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что блок выделения из обнаруженной модуляции дорожки периодического измерительного сигнала выполнен с возможностью формирования сигналов синхронизации позиции, а фазовый компаратор с возможностью формирований фазовой разности между сигналами синхронизации во времени и выделенными сигналами синхронизации позиции при регулировании скорости записи и/или скорости сканирования серводорожки.

9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что блок выделения из обнаруженной модуляции дорожки периодического измерительного сигнала выполнен с возможностью формирования сигналов кода позиции, а блок управления с возможностью управления блоком формирования сигналов кода времени в начале записи в соответствии с выделенными сигналами кода позиции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4