记录载体、回放装置和包括记录载体和回放装置的信息系统转让专利
申请号 : CN01801940.4
文献号 : CN100592410C
文献日 : 2010-02-24
发明人 : J·C·奥斯特维恩 , W·M·J·M·科恩伊 , J·H·德博尔 , F·L·A·卡佩曼 , A·M·J·M·斯普鲁特 , P·R·J·范鲁斯马伦
申请人 : 皇家菲利浦电子有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种信息系统，包括：记录载体(1)，该记录载体(1)具有 沿着轨迹(11)的信息标记，并且该记录载体具有：由沿着轨迹的信息标记的存在和不存在产生的第一变化和由与信 息标记相关的变化产生的第二变化(W)，所说的第一变化代表记录 在所说的记录载体上的信息信号；该第二变化的相位耦合到第一变化 的相位中，回放装置(20)，该回放装置(20)包括：
扫描所说的记录载体(1)的传感器单元(20A，20B，20C)，所 说的传感器单元适合于检测所说的第一变化和所说的第二变化，第一恢复单元(22)，该第一恢复单元(22)耦合到传感器单元 (20A，20B，20C)以从第一变化恢复时钟信号(CL)，第二恢复单元(23)，该第二恢复单元(23)耦合到传感器单元 (20A，20B，20C)以从第一变化恢复信息信号(Sout)，检测单元(24)，该检测单元(24)基于来自所说的传感器单元 的至少一个信号(SA)检测所说的第二变化是否具有预定的变化模式， 该信号至少指示所说的第二变化，该检测单元(24)使用所说的时钟 信号(CL)进行检测，以及启动单元(25)，当所说的检测单元(24)检测到所说的预定的 变化模式时，该启动单元(25)启动所说的第二恢复单元(23)以恢 复信息信号(Sout)。
2.如在权利要求1所述的信息系统，其中所说的第二变化具有代 表代码的调制模式；以及所说的检测单元包括基于所说的至少一个信 号恢复所说的代码的解调单元，和当恢复所说的代码时激励所说的启 动单元的激励单元。
3.如在权利要求2所述的信息系统，其中记录在记录载体上的信 息信号具有通过预定类型的数据处理可恢复的类型，所说的代码指示 将用于恢复信息信号的预定的类型的数据处理，以及所说的回放装置 进一步包括将所说的恢复单元设定在当信息信号被恢复时执行预定类 型的数据处理的模式中的单元。
4.一种回放装置(20)，该回放装置(20)包括：
扫描记录载体(1)的传感器单元(20A，20B，20C)，该记录载 体(1)具有沿着轨迹的信息标记，所说的传感器单元适合于检测第一 变化和第二变化，所述的第一变化由沿着轨迹的信息标记的存在和不 存在产生，所述第二变化(W)由与信息标记相关的变化产生，所说 的第一变化代表记录在所说的记录载体上的信息信号；该第二变化的 相位耦合到第一变化的相位中，第一恢复单元(22)，该第一恢复单元(22)耦合到传感器单元 (20A，20B，20C)以从第一变化恢复时钟信号(CL)，第二恢复单元(23)，该第二恢复单元(23)耦合到传感器单元 (20A，20B，20C)以从第一变化恢复信息信号(Sout)，检测单元(24)，该检测单元(24)基于来自所说的传感器单元 的至少一个信号(SA)检测所说的第二变化是否具有预定的变化模式， 该信号至少指示所说的第二变化，该检测单元(24)应用所说的时钟 信号(CL)进行检测，以及启动单元(25)，当所说的检测单元(24)检测到所说的预定的 变化模式时该启动单元(25)启动所说的第二恢复单元(23)以恢复 信息信号(Sout)。
说明书 :
在USP5 930 210中描述了一种记录载体、一种回放装置和一种 包括记录载体和回放装置的信息系统。在此所描述的记录载体包括通 过沿着轨迹信息标记存在和不存在所引起的第一变化。所说的第一变 化代表记录在所说的记录载体上的信息信号。例如信息标记是以凹坑 的形式。记录载体进一步包括由与信息标记相关的变化所引起的第二 变化。上文所引用的文献描述了这样的一种实施例，在该实施例中第 二变化是在径向位置上的变化的形式。沿着颤动的轨迹设置信息标 记，颤动的频率超出跟踪伺服系统的额定范围。这样就允许从径向误 差信号中检测第二变化。第二变化代表用于对在信息标记中的信息内 容进行解码所需的解密钥。由于位复制机通常仅复制第一物理参数的 变化(这种参数变化代表所记录的信息)，所以不复制在第二物理参 数中的变化。因此，通过常规类型的位复制机并不能复制专用盘。
还提出了将这种第一和第二变化的组合用于根据CD2标准的记 录载体。这种记录载体必需能够在应用3-束径向跟踪的播放器以及 应用径向推挽法的播放器上再现。然而，在包括三束径向跟踪系统的 播放器中，两个辅助检测器具有相对较大的切向距离。由于径向颤动 具有较高的频率，例如在1X的播放速度的情况下为22.05kHz，这导 致了在辅助检测器的信号之间的相对较大的相移，这种相移妨碍了颤 动信号的可靠检测。可替换的是，如果颤动信号是从辅助检测器的信 号中的一个信号中得出，则它具有相对较大的信号噪声比，这也妨碍 了颤动信号的可靠检测。
本发明的一个目的是提供一种记录载体，这种记录载体能够使回 放装置更可靠地检测第二变化。本发明的进一步目的是提供更可靠地 检测第二变化的回放装置。本发明的进一步目的是提供一种包括记录 载体和在其中可靠地检测第二变化的回放装置的信息系统。
根据本发明该记录载体具有沿着轨迹的信息标记并通过沿着轨 迹的信息标记的存在和不存在产生的第一变化和通过与信息标记相 关的变化所产生的第二变化，所说的第一变化表示记录在所说的记录 载体上的信息信号；第二变化的相位耦合到第一变化的相位。
根据本发明的记录载体特别适合于在根据本发明的回放装置上 播放，该回放装置包括：
传感器单元，用于扫描所说的记录载体，所说的传感器单元适合 于检测所说的第一变化和所说的第二变化，
第一恢复单元，该第一恢复单元耦合到传感器单元以从第一变化 中恢复时钟信号，
第二恢复单元，该第二恢复单元耦合到传感器单元以从第一变化 中恢复信息信号，
检测单元，该检测单元基于所说的传感器单元的至少一个信号检 测所说的第二变化是否具有预定的变化模式，该信号至少指示所说的 第二变化，该检测单元应用所说的时钟信号进行检测，以及
启动单元，用于当所说的检测单元检测到所说的预定的变化模式 时启动所说的第二恢复单元以恢复信息信号。
当第二变化的相位耦合到第一变化的相位中时，检测单元可以可 靠地使用通过第一恢复单元获得的时钟信号以检测第二变化。通过检 测单元应用更可靠的时钟信号还可以更可靠地进行检测。
应该注意的是，EP485 234描述了在记录载体上记录信息的信息 记录装置，该记录载体包括径向颤动的轨迹。径向颤动代表地址。在 数据记录的过程中，从径向颤动中恢复记录时钟。在这种信息系统 中，在从记录载体中已经检索出该信息之后存储在颤动中的信息没有 进一步的意义。
进一步应该注意的是，DE 199 00 653公开了制造主控盘(master disc)的装置，在该盘中使用颤动轨迹以及预凹坑。为防止出现预凹 坑重叠，用于颤动和用于预凹坑的控制信号都彼此同步。在这种情况 下颤动包含控制记录载体的转动速度的信息。
进一步应该注意的是，USP5 930 210示出了的在附图5中的实 施例，其中检测单元接收时钟信号，通过PLL从第一变化中恢复该时 钟信号。在这种情况下时钟信号本身作为表示第二变化的信号。没有 使用会改善检测表示第二变化的信号的可靠性的独立的时钟信号，尽 管由于噪声造成第二变化不可靠。
信息系统的实施例的特征在于第二变化具有表示代码的调制模 式，检测装置包括从检测信号中恢复所说的代码信号的代码恢复装置 和响应所说的代码的恢复启动该启动装置的装置。
应用该变化的调制的优点在于可以更可靠地检测第二物理参数 的变化的出现。
信息系统的进一步实施例的特征在于所记录的信息是具有通过 预定的数据处理可恢复的类型的信息，通过第二变化调制模式表示的 代码指示用于恢复该信息的数据处理的类型，该装置具有将恢复装置 设定为在其中执行通过恢复的代码指示的预定的数据处理的模式的 装置。
本实施例的优点在于：为恢复从记录载体中读取的信息，要求由 调制模式表示的代码是可用的。因此，仅仅通过专用的回放装置才能 够记录信息，而且它能够恢复该代码。在将信息记录在记录载体上之 前对该信息进行加密或扰频的情况下，该代码优选分别表示加密密钥 或扰频的方法。
虽然本发明并不限于在其中应用光学可读取的记录载体的信息 系统，但是该系统尤其适合于这种类型的信息系统。
在光学记录载体中提供轨迹相对较简单，在这种轨迹中应用轨迹 调制已经记录了信息，通过与用于读取信息的相同的径向束可以检测 轨迹调制。
在其中实现这些的信息系统的一种实施例的特征在于伺服控制 装置，该伺服控制装置基于从径向敏感检测器中接收的检测信号控制 扫描以将至少一个扫描参数控制到预定值，通过所说的第二物理参数 影响该伺服控制装置，该伺服控制装置具有预定的频率带宽，所说的 第二物理参数的所说的变化使检测信号变化，该检测信号的变化具有 位于伺服控制装置的带宽之外和由第一物理参数的变化产生的信号 变化的频谱之外的频谱。
第二物理参数的变化可以是在横切于轨迹方向的方向上的轨迹 位置的变化形式。基于记录误差信号可以检测该变化。
第二物理参数的变化可以是光学可读取的标记所位于的平面的 位置的变化形式。在这种情况下基于聚焦误差信号可以检测该变化。
第二物理参数的变化可以以在位于光学可读的标记之间的中间 区和光学可读标记的平均值的变化形式。在这种情况下基于在以恒定 的线性速度扫描轨迹的过程中恢复的数据时钟信号的变化可以检测 第二物理参数的变化。
在信息系统中所使用的记录载体是CD的情况下，优选使用的信 息系统的特征在于，在以每秒1.2到1.4米之间的扫描速度扫描轨迹 的情况下，第二物理参数的变化导致了基本对应于22kHz的频率的检 测信号的变化。
本实施例具有如下的优点，不可能将专用盘复制到常规的可记录 的CD上，这种常规的可记录的CD具有预制的沟槽，当以1.2和1.4 米每秒之间的速度扫描预制沟槽时这种预制的沟槽具有导致基本上 为22kHz的频率的跟踪误差的颤动。甚至在它成功记录了对应于要复 制的记录载体的颤动记录标记的记录标记的颤动模式的情况下，这种 模式将也是仍然不可检测的，因为存在相同的频率范围内的颤动的预 制沟槽。
参考附图下文详细描述本发明这些方面以及其它方面。
附图1a，1b，1c和2所示为根据本发明的信息系统中使用的记 录载体1的可能的实施例，
附图3所示为根据本发明包括根据本发明的记录载体以及回放 装置20的信息系统的示意图，
附图4所示为通过第二变化表示的代码的示意图，
附图5更为详细地示出了附图3的回放装置的第一单元，
附图6更为详细地示出了附图3的回放装置的第二单元，
附图7A至7F所示为在附图3中所示的回放装置中产生的许多信 号。
附图1a，1b，1c，1d所示为在根据本发明的信息系统中使用的 记录载体1的可能的实施例。附图1a为平面视图，附图1b和1c为 记录载体1的第一和第二实施例的部件2的高度放大的平面视图，附 图1d所示为沿记录载体1的第三实施例的b-b线部件2的较小一部 分的剖视图。
在附图1b中所示的记录载体1的实施例中，第一物理参数的变 化具有与中间区域4交替的光学可检测标记3的形式。光学可检测标 记可以是所谓的凹坑的形式。然而，其它类型的光学可检测标记也适 合。光学可检测标记沿参考符号5所指示的中心线轨迹设置。在本实 施例中第二物理参数的变化是与轨迹方向横切的方向的轨迹位置的 变化。这种位置变化具有轨迹波动的形式，也称为径向轨迹颤动。通 过与用于光学可检测标记3的检测中所使用的束扫描单元相同的束 扫描单元能够容易地检测这种轨迹颤动，如将在本说明书的其它本发 明中所描述。将第二变化的相位耦合到如下的第一变化的相位中，其 间颤动的预定数量对应于由第一变化所表示的通道信号位的预定数 量。
在附图1c中所示的实施例中，第二物理参数的变化具有光学可 检测的标记3的宽度的变化形式。标记3的宽度的变化导致了扫描轨 迹的径向束的附加的强度的调制。基于强度调制可以恢复标记3的宽 度和信息的变化，只要由标记模式所产生的分量的频谱不与由标记宽 度变化所产生的分量的频谱相重叠。将第二变化的相位耦合到第一变 化的相位中，期中宽度变化的预定数量对应于由第一变化所表示的通 道信号位的预定数量。
在附图1b中，参考符号6表示透明基片。以反射层7覆盖基片6。 通过保护层8覆盖反射层7。基片具有凹坑形式的光学可检测的标 记。第二物理参数的变化是光学可检测标记3所位于的平面的位置变 化的形式。在附图1d中，通过线9A和9B指示这些平面的不同的位 置。当以聚焦的径向束扫描如在附图1d中所示的构图中时，在标记3 的平面中的变化导致了聚焦误差，但是能够容易地检测这些聚焦误 差。将第二变化的相位耦合到第一变化的相位中，其间所述平面位置 变化的预定数量的对应于由第一变化所表示的通道信号位的预定数 量。
附图3所示为参考附图1A描述的根据本发明的记录载体1以及 根据本发明的回放装置20。所示的轨迹11具有由沿轨迹信息标记的 存在和不存在引起的第一变化。第一变化代表记录在记录载体上的信 息信号。信息信号有时是扫描宽度限制的位的序列。具体地说，根据 EFM码对信息信号进行解码。轨迹还具有由与信息标记相关的变化所 引起的第二变化。在所示的实施例中，第二变化是如参考附图1A所 描述的轨迹的径向颤动的形式。第二变化的相位耦合到第一变化的相 位中。在所示的实施例中第二变化的相位耦合到第一变化的相位中， 其间第一变化中每个EFM帧对应于在轨迹中的颤动的三个周期，并在 径向颤动的零交叉处开始。
在所示的实施例中第二变化具有相对于第一变化的第一或第二 相位。如附图4所示，径向颤动W代表二进制码。对该二进制码例如 1110进行双相调制。例如，每个“1”转换为“10”，而每个“0” 转换为“01”。在这种情况下二进制码1110转换为10101001。将所 得到的二进制序列转换为径向颤动W，并使标记的径向位置以固定的 频率但相对于第一变化具有第一或第二相位进行改变。在通过转换所 获得的二进制序列每次改变极性时，在第一和第二相位之间切换第二 变化的相位。第一和第二相位差相差180度。这样具有的优点在于： 可以以第二变化的频率的两倍的频率采样代表第二变化的信号SA， 以使每个采样最大而与该相位是否等于第一或第二相位无关。
在本实施例中，选择第一和第二相位以使第二变化的零交叉与 EFM-帧的开始一致。这样具有的优点是能够容易地将EFM-帧同步用 于使时钟再同步，该时钟用于第二变化的检测。然而，在第一和第二 变化之间的任何预定义的相位关系都可以使用，只要它是标准化的或 者相位关系记载在记录载体上。在附图3中所示的回放装置20包括 扫描带有轨迹10、11、12的记录载体1的传感器单元。传感器单元 适合于检测第一变化和第二变化。在所示的实施例中传感器单元包括 光学单元和第一、第二和第三检测器20A、20B、20C。光学单元将中 心点B和两个辅助点A、C投影在记录载体上。同样由于三束法上是 一种公知的方法，因此没有示出光学单元。通过第一20A、第二20B 和第三检测器20C检测从所说的点A、B、C反射的反射光。回放装置 进一步包括耦合到传感器单元的第一22和第二恢复单元23。第一22 和第二恢复单元23分别从第一变化中恢复时钟信号CL和信息信号 Sout。回放装置20进一步包括基于至少一个信号SA检测所说的第二变 化是否具有预定的变化模式的检测单元24，该信号SA至少指示所说 的第二变化并来自所说的传感器单元。回放装置进一步包括当所说的 检测单元24检测到所说的预定的变化模式时启动第二恢复单元24以 恢复信息信号Sout的启动单元25。
检测单元24应用由第一恢复单元22所产生的所说的时钟信号CL 进行检测。
附图5更为详细地示出了第一恢复单元22的实例。第一恢复单 元22包括相位检测器22.1以检测在从第二检测器20B中接收的信号 SB和由第一恢复单元22所产生的时钟信号CL之间的相位差。将相 位检测器22.1的输出信号从环路滤波器22.2传输到可控制振荡器 22.3例如压控振荡器。可控制的振荡器的输出构成了由第一恢复单 元所产生的时钟信号CL。
附图6更为详细地示出了检测单元24。检测单元24包括产生在 时钟信号CL之外的第一辅助时钟信号CL1的第一分频器24.1。第一 辅助时钟信号CL1的频率是比时钟信号CL的频率低系数N的频率。 在当前情况下，EFM-帧的持续时间对应于三个颤动周期，N的值等于 98。在所示的实施例中，分频器24.1具有接收信号SYNC的另一个输 入，该信号SYNC指示EFM-帧的开始。分频器24.1的输出信号CLW 具有耦合到从第一变化中得出的时钟信号CL的相位的相位。采样和 保持单元24.2在时钟信号CLW的每个正向过渡时采样信号SA并相应 地产生信号SACL。将信号SACL提供给阈值单元24.3，该阈值单元产生 二进制信号S2。
附图2所示为在使用调制的径向颤动的情况下可以使用的检测 单元的实例。这种检测单元包括调谐到径向颤动频率的带通滤波器 80。滤波器80的输入耦合到检测器20A以便接收信号SA。通过应用 时钟信号CLW，滤波器80的输出输送到解调电路81以恢复由调制颤 动所表示的编码，该时钟信号CLW是通过应用频分器83对EFM时钟 信号CL进行分频所获得的。将通过解调电路81恢复的代码输送到比 较电路82以比较所恢复的代码和预定的代码。比较电路82是在通过 解调电路81所恢复的代码与所说的预定的代码相对应的情况下产生 启动恢复电路22的启动信号的类型的电路。
下文参考附图7进一步描述根据本发明的工作。附图7A示意地 示出了包括EFM编码信号的信号SB。信号SB包括具有24个通道信号 位的同步模式F1和564个通道信号位的数据部分F2的帧F的序列。 由此所产生的时钟信号(也在附图7B中示意地示出)的频率为 4.3218MHz。通过频分器24.1所产生的时钟信号CLW(附图7C)的 频率为44.1kHz。将这个时钟信号CLW同相地耦合到信号SA上作为第 二变化，在这种情况下信息标记的径向颤动W(附图7D)同相地耦合 到第一变化的相位上，即信息标记。在这种情况下时钟信号CLW的正 向跃变与颤动W的最大偏差一致。附图7D还示出了代表第二变化的 信号SA。如在该附图中所示，信号SA具有相对较大的噪声分量。然 而，由于在这些点上能够可靠地实时地采样信号SA，其中在这些点 中颤动W具有最大的偏差，如附图7E和7F所示，可以可靠地确定在 这些点上颤动W的极性。附图7E所示为通过采样和保持单元24.2 所提供的信号SACL，附图7F所示为通过阈值单元24.3所提供的信号 S2。
应该注意的是，通过专用的硬件以及通过适合于编程的通用处理 器可以执行播放器的信号处理操作。
需注意的是，本发明的保护范围并不限于在此所描述的实施例。 在权利要求书中的参考标号并不构成对本发明的保护范围的限制。术 语“包括”并不排除在权利要求中所提供的其它部件。在元件前面的 “一个”的术语并不排除可以有许多这些元件。形成本发明的装置可 以以专用的硬件的形式实施或以编程的通用处理器的形式实施。本发 明在于每个新的特征或特征的组合。