Область техники
Настоящее изобретение относится к оптическому носителю записи, пригодному для применения с оптическим диском, таким как компакт-диск, к устройству и способу записи для оптического носителя записи и к устройству и способу воспроизведения для оптического носителя записи.
Уровень техники
Компакт-диск (далее сокращенно обозначается КД (CD)) получил широкое распространение как оптический диск. В КД звуковые данные последовательно разделяются на блоки, которые подвергаются кодированию с использованием кода, исправляющего ошибки, и после этого они подвергаются EFM модуляции (модуляция типа восемь к четырнадцати (преобразование первичного 8-разрядного кода в 14-разрядный код для снижения плотности выемок на оптическом диске и повышения уровня помехоустойчивости)), и результат модуляции записывается с помощью NRZI модуляции (модуляция без возвращения к нулю с инверсией).
В результате EFM модуляции, в течение базисного периода Т, который служит в качестве такта канала, звуковые данные записываются на диск путем повторения выемок и площадок, которые имеют девять величин длины от 3Т до 11Т, при этом в качестве единицы используется базисный период Т. В случае КД каждая выемка имеет длину приблизительно от 0,87 до 3,18 [мкм], что соответствует диапазону от 3Т до 11Т, при этом ширина выемки составляет приблизительно 0,5 [мкм] и глубина приблизительно 0,1 [мкм].
Звуковые данные, записанные на КД, представляют собой двухканальные данные, в которых частота дискретизации равна 44,1 [кГц], и количество разрядов квантования равно 16. Однако требуется также реализовать более высокое качество звука и многоканальность. В этом случае необходимо обеспечить совместимость воспроизведения, благодаря которой звуковые данные могут воспроизводиться существующим проигрывателем КД. При этом желательно, чтобы время продолжительности звуковой программы, которая может быть записана на одном КД, не стало бы короче из-за реализации более высокого качества звука и многоканальности. Кроме того, поскольку в настоящее время в КД не используется технология предотвращения копирования для защиты авторского права, данные могут быть незаконно скопированы.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение было выполнено с учетом этой ситуации и направлено на оптический носитель записи, в котором время продолжительности записанной программы не становится короче, обеспечивается совместимость воспроизведения, может быть реализовано более высокое качество звука, может быть обеспечена защита авторского права и, кроме того, может быть расширен диапазон использования оптического носителя типа КД или подобного носителя. Настоящее изобретение также направлено на устройство и способ записи для такого оптического носителя записи и устройство и способ воспроизведения для такого оптического носителя.
Изобретение по п.1 направлено на оптический носитель записи, имеющий дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, которые сформированы на основе первых данных, подлежащих записи, и промежутков между выемками, в котором множество выемок отклоняется от центра дорожки на основе вторых данных, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.9 направлено на устройство записи для оптического носителя записи, включающее: источник света, предназначенный для формирования луча записывающего лазера; модулятор света, предназначенный для модуляции луча записывающего лазера, поступающего из источника света на основе подаваемых первых данных; световой дефлектор, предназначенный для отклонения модулированного луча записывающего лазера, который поступает из модулятора света, на основе подаваемых вторых данных в направлении, которое практически перпендикулярно пересекает направление сканирования модулированного луча записывающего лазера оптического носителя записи; и объектив, предназначенный для фокусировки модулированного луча записывающего лазера, который поступает из светового дефлектора, на оптический носитель записи, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.14 направлено на устройство воспроизведения, предназначенное для оптического носителя записи, имеющего дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, которые формируются на основе первых данных, предназначенных для записи, и площадок между выемками, включающее: оптическую головку считывания первых данных и вторых данных с оптического носителя записи, на котором множество выемок было нанесено со смещением от центра дорожки на основе вторых данных; первый демодулирующий блок, предназначенный для демодуляции первых данных на оптическом носителе записи на основе выходного сигнала оптической головки считывания; и второй демодулирующий блок, предназначенный для демодуляции вторых данных на оптическом носителе записи на основе выходного сигнала оптической головки считывания, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.21 направлено на устройство воспроизведения, предназначенное для оптического носителя записи, имеющего дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, которые сформированы на основе первых данных, предназначенных для записи, и площадок между выемками, включающее: оптическую головку считывания, предназначенную для считывания первых данных и вторых данных с оптического носителя записи, на котором множество выемок было нанесено с отклонением от центра дорожки на основе вторых данных; первый демодулирующий блок, предназначенный для демодуляции первых данных на оптическом носителе записи на основе выходного сигнала оптической головки считывания; второй демодулирующий блок, предназначенный для демодуляции вторых данных на оптическом носителе записи на основе выходного сигнала оптической головки считывания; и блок управления, предназначенный для управления работой второго демодулирующего блока на основе идентифицирующих данных, считываемых с оптического носителя записи оптической головки считывания, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.31 направлено на оптический носитель записи, включающий: область записи данных, имеющую спиральную дорожку, составленную из множества выемок, которые сформированы на основе первых данных, которые подвергаются заранее заданной модуляции и записываются, и площадок между выемками; и область данных управления, в которой записываются данные управления первых данных, которые записываются в области записи данных, в котором множество выемок наносятся с отклонением от центра дорожки на основе вторых данных, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.42 направлено на способ записи, предназначенный для оптического носителя записи, включающий следующие этапы: модуляции луча записывающего лазера, поступающего из источника света, на основе подаваемых первых данных; отклонения модулированного записывающего лазерного луча на основе подаваемых вторых данных в направлении, которое практически перпендикулярно пересекает направление сканирования модулированного луча записывающего лазера оптического носителя записи; и фокусировки модулированного и отклоненного луча записывающего лазера на оптический носитель записи с помощью объектива, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.45 направлено на способ воспроизведения для оптического носителя записи, имеющего дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, которые сформированы на основе первых данных, предназначенных для записи, и площадок между выемками, содержащий следующие этапы: считывания первых данных и вторых данных с оптического носителя записи, на котором множество выемок было нанесено с отклонением от центра дорожки на основе вторых данных; демодуляции первых данных на основе данных, считанных с оптического носителя записи; и демодуляции вторых данных на основе данных, считанных с оптического носителя записи, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Изобретение по п.51 направлено на способ воспроизведения для оптического носителя записи, который содержит дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, которые сформированы на основе первых данных, предназначенных для записи, и площадок между выемками, и в котором множество выемок нанесено с отклонением от центра дорожки на основе вторых данных, и на который были записаны идентифицирующие данные, содержащий следующие этапы: демодуляции первых данных на основе данных, считанных с оптического носителя записи; и демодуляции вторых данных на основе данных, считанных с оптического носителя записи в соответствии с результатом идентификации идентифицирующих данных, считанных с оптического носителя записи, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает блок-схему варианта осуществления устройства записи в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2А - 2D - схемы, предназначенные для пояснения способа записи данных в этом варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - блок-схему варианта осуществления устройства воспроизведения в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 - схему, предназначенную для пояснения примера считывания в устройстве воспроизведения;
Фиг.5 - схему, предназначенную для пояснения состава данных компакт-диска, с которым может применяться настоящее изобретение;
Фиг.6 - схему, предназначенную для пояснения примера смещения выемки в данном варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7А и 7В - схемы, предназначенные для пояснения примера процесса модуляции вторых данных, который может использоваться в настоящем изобретении;
Фиг.8 - схему, предназначенную для пояснения многозначного способа записи, который может использоваться в настоящем изобретении.
Лучший вариант осуществления изобретения
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения будет описан ниже со ссылками на чертежи. Этот вариант осуществления относится к примеру, в котором настоящее изобретение применяется с оптическим диском, таким как КД. На Фиг.1 показано устройство записи на оптический диск, которое используется при производстве оптических дисков. В данном варианте осуществления после обработки материнский диск 2, экспонированный с помощью устройства записи на оптический диск, подвергается процессу гальванопластики, так что формируется материнский диск, а именно матрица. В дальнейшем процессе оптические диски производятся с использованием этой матрицы.
Материнский диск 2, который был подвергнут экспонированию, формируется, например, с помощью нанесения покрытия из чувствительного материала (фоторезиста) на плоскую стеклянную подложку. Электродвигатель 3 вращает материнский диск 2 под управлением схемы 4 сервопривода. Генератор частотного сигнала, изображенный в нижней части, генерирует частотный сигнал FG, уровень которого увеличивается пропорционально заранее определенному углу поворота электродвигателя 3. Схема 4 сервопривода управляет электродвигателем 3 так, что сигнал FG устанавливается на заранее определенной частоте, благодаря чему материнский диск 2 вращается с постоянной линейной скоростью (ПЛС (CLV)).
Материнский диск 2, который был подвергнут экспонированию, как было указано выше, формируется путем нанесения покрытия из, например, чувствительного материала (фоторезиста) на плоскую стеклянную подложку. Электродвигатель 3 вращает материнский диск 2 под управлением схемы 4 сервопривода. При этом генератор сигнала FG, обозначенный в нижней части, генерирует частотный сигнал FG, уровень которого повышается пропорционально заранее определенному углу поворота электродвигателя 3. Схема 4 сервопривода управляет электродвигателем 3 так, что частотный сигнал FG устанавливается на заранее определенную частоту, благодаря чему материнский диск 2 вращается в условиях постоянной линейной скорости.
Лазер 5, предназначенный для записи, выполнен на основе газового или аналогичного лазера и излучает лазерный луч с заранее определенным уровнем мощности света. Модулятор света 6 выполнен на основе электроакустического оптического устройства или подобного устройства, и лазерный луч L, испускаемый из записывающего лазера 5, управляется путем его включения/выключения в соответствии с управляющим сигналом S3. Лазерный луч из модулятора света 6 поступает на зеркало 8.
Зеркало 8 отклоняет оптический путь лазерного луча L, например, на 90° так, что лазерный луч направляется на материнский диск 2. Объектив 9 фокусирует свет, отраженный от зеркала 8 на записывающую поверхность материнского диска 2, а именно, на чувствительный материал, нанесенный в виде покрытия на записывающую поверхность. Смещение зеркала 8, то есть смещение в направлении, которое пересекает направление дорожки, а именно, в радиальном направлении материнского диска 2, управляется управляющим сигналом S4, который подается из управляющей схемы 7. То есть выемка, которая формируется на материнском диске 2, смещается от направления записи данных, а именно, вправо или влево в радиальном направлении материнского диска 2. Величина смещения выемки устанавливается в диапазоне, в котором лазерный луч, предназначенный для воспроизведения, не выходит в положение отклонения от дорожки при воспроизведении, другими словами, в заранее заданном диапазоне, в котором выемка, нанесенная с отклонением, может считываться.
Зеркало 8 и объектив 9 последовательно перемещаются с помощью винтового механизма (не показан) в радиальном направлении материнского диска 2 синхронно с вращением материнского диска 2. Таким образом, устройство записи на оптический диск последовательно смещает положение фокусировки лазерного луча L по направлению к внешней окружности материнского диска 2, формируя таким образом спиральную дорожку на материнском диске 2. На дорожке формируется последовательность выемок, соответствующих модулирующему сигналу S3, а именно, последовательность выемок, смещение которых от центра дорожки было промодулировано модулирующим сигналом S4, поступающим из управляющей схемы 7.
Кроме зеркала 8 для смещения выемки вправо или влево от направления записи, может использоваться световой дефлектор. Например, луч записывающего лазера может отклоняться с помощью АОД (AOD) (акустооптического дефлектора) или ЭОД (EOD) (электрооптического дефлектора).
Сигнал звуковой частоты SA, который поступает из заранее определенного музыкального источника, а именно, аналоговый сигнал звуковой частоты, подается здесь на схему 10 аналого-цифрового (А/Ц) (A/D) преобразователя. Схема 10 А/Ц преобразователя преобразует сигнал звуковой частоты SA из аналоговой в цифровую форму и вырабатывает звуковые данные DA с частотой дискретизации 44,1 [кГц] в виде параллельного 20-битового кода.
Блок 11 битовой обработки разделяет 20-битовые параллельные звуковые данные DA на звуковые данные D2U, которые содержат 16 старших битов, и звуковые данные D2L, которые содержат 4 младших бита, и выводит их. Таким образом, блок 11 битовой обработки отделяет звуковые данные D2U, качество звука которых эквивалентно качеству стандартного компакт-диска, от звуковых данных DA, и производит данные D2L, предназначенные для улучшения качества, которые могут улучшить качество звучания звуковых данных D2U путем добавления данных D2L к отделенным звуковым данным D2U.
Схема 12 обработки данных вводит данные ТО (ТОС (таблицы оглавления), которые записываются на нулевой дорожке аналогично существующим компакт-дискам, и обрабатывает данные ТО в соответствии с форматом, определенным для компакт-дисков. При этом схема 12 обработки данных формирует данные канала, соответствующие последовательности выемок, и выводит их.
Данные ИД (ID) идентификации диска, указывающие, что были записаны данные D2L, предназначенные для улучшения качества, и данные ИК (IC) идентификации копии, которые указывают на оригинальный компакт-диск, который был сформирован с матрицы, помещаются в данные ТО, которые записываются как было указано выше. Таким образом, в соответствии с настоящим вариантом осуществления настоящего изобретения при воспроизведении звуковые данные DA, которые были разделены на старшие 16 битов и младшие 4 бита и обработаны, могут воспроизводиться на основе результата обнаружения данных ИД идентификации диска. При этом можно определить является ли диск оригинальным оптическим диском, или скопированным оптическим диском на основе данных ИК идентификации копии.
Схема 12 обработки данных аналогичным образом обрабатывает звуковые данные D2U старших 16 битов, которые поступают из блока 11 обработки битов в соответствии с таким же форматом, как и в существующих компакт-дисках, формирует данные D3 канала, соответствующие последовательности выемок, и выводит их.
То есть схема 12 обработки данных добавляет код исправления ошибок или аналогичный ему к звуковым данным D2U и после этого выполняет процесс чередования и EFM модуляции результата обработки. При EFM модуляции схема 12 обработки данных формирует 14 битов канала из каждого байта звуковых данных D2U в течение периода, который в 14 раз длиннее базисного периода Т, и соединяет данные 14 битов канала с 3 битами соединения битов канала.
На фиг.2А изображена часть данных EFM модуляции. Схема 12 обработки данных производит NRZI модуляцию последовательности данных, формируя, таким образом, данные D3 канала (фиг.2В). В случае обычного компакт-диска, как показано на фиг.2С, лазерный луч L управляется путем его включения/выключения в соответствии с данными D3 канала, и при этом формируется последовательность выемок, имеющих ширину выемки 0,5 [мкм]. Как было указано выше, в настоящем варианте осуществления лазерный луч отклоняется зеркалом 8, и каждая выемка смещается вправо или влево от центра дорожки.
С помощью процесса, соответствующего блоку обработки звуковых данных D2U старших 16 битов, схема 12 обработки данных добавляет код исправления ошибок к звуковым данным D2L младших 4 битов и выполняет процесс чередования, и после этого преобразует их в последовательность данных. В этом случае схема 12 обработки данных добавляет код исправления ошибок путем выделения двух последовательностей поблочного контроля по четности в 8-битовых модулях. То есть в соответствии с обработкой звуковых данных D2U старших битов схема 12 обработки данных формирует блоки по шесть элементов данных (48 бит) путем группировки звуковых данных D2L на 8-битовые модули и добавляет один признак четности величиной 4 бита в каждый блок. Далее, схема 12 обработки данных производит чередование одного блока, включающего эти шесть элементов данных (48 бит) и один признак четности (8 бит), и затем добавляет признак контроля четности из 8 бит.
Схема 12 обработки данных преобразует последовательность битов, сформированную, как указано выше, в последовательность данных. Схема 12 обработки данных далее формирует данные D4 управления смещением, которые получаются путем последовательного сравнения каждого бита последовательных данных с логическим уровнем, причем логический уровень данных D3 канала соответствует выемке, и выводит данные D4. То есть логический "0" или "1" каждого бита данных, полученного при обработке данных младших 4 битов, определяет смещение вправо или влево каждой выемки, как показано на фиг.2D.
Управляющая схема 13 принимает данные D3 канала, которые поступают со схемы 12 обработки данных, как указано выше, и формирует управляющий сигнал S3, предназначенный для включения/выключения лазерного луча в соответствии с логическим уровнем данных D3 канала. Следовательно, старшие 16 битов данных из 20 битов, составляющих звуковые данные DA, записываются на материнский диск 2 так, что они могут правильно воспроизводиться обычным проигрывателем оптических дисков, а именно устройством, называемым плеером компакт-дисков.
Управляющая схема 7 формирует управляющий сигнал S4 так, что каждая выемка сформированная на диске получает смещение в направлении вправо/влево от центра дорожки в соответствии с данными D4 управления смещением. Следовательно, как показано на фиг.2D, выемка, соответствующая данным старших 16 битов, смещенная в соответствии с данными D4 управления смещением, формируется на диске аналогично обычному компакт-диску. Данные D4 управления смещением соответствуют данным младших 4 битов. Как указано выше, в настоящем варианте осуществления изобретения данные D2L, предназначенные для улучшения качества, записываются как логические "0" или "1" путем смещения выемки от центра дорожки.
Когда данные D4 управления смещением записываются путем смещения выемок от центра дорожки, сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой изменяется в соответствии с данными D4 управления смещением, как будет описано ниже. Следовательно, данные D4 управления смещением могут быть извлечены из сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой. В данном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.2D, ширина смещения выбрана равной ±50 [нм] так, чтобы звуковые данные старших 16 битов могли воспроизводиться стандартным проигрывателем компакт-дисков.
В настоящем варианте осуществления изобретения 20 битов, составляющих одну выборку, разделены на старшие 16 битов и младшие 4 бита, причем старшие 16 битов записываются как выемки и площадки, а младшие 4 бита записываются как смещение выемок. Так как системы записи отличаются, как указано выше, необходимо поддерживать синхронизирующую взаимосвязь между обеими группами данных.
Например, в соответствии с форматом сигнала компакт-диска, поскольку число слов (число символов) данных, включенных в один кадр, фиксировано, 4-разрядные данные, соответствующие 16-разрядным данным, включенным в один кадр, записываются в том же кадре. Кроме этого описанного способа, может использоваться и другой способ реализации синхронизирующей взаимосвязи. Более того, синхронизирующая взаимосвязь не всегда является необходимой в зависимости от вида данных, записываемых путем смещения выемок, как будет пояснено ниже.
Оптический диск, полученный с помощью устройства записи на оптический диск по фиг.1, ниже, при необходимости указания его отличия от существующего компакт диска, называется диск ExCD. Диск ExCD выполнен аналогично существующему компакт-диску в том, что он имеет начальную дорожку на самой внутренней окружности и конечную зону на наиболее удаленной от центра окружности.
На фиг.3 изображена блок-схема проигрывателя оптического диска. На фиг.3 позицией 20 обозначен проигрыватель оптического диска в целом. Проигрыватель 20 оптического диска может воспроизводить существующий оптический диск и диск ExCD. Оптический диск 21 типа компакт-диска, диск ExCD или подобный ему диск вращается с линейной скоростью с помощью электродвигателя 22.
Оптический диск 21 считывается с помощью оптической головки 23 считывания. Выходной сигнал оптической головки 23 считывания поступает в высокочастотную схему 24. Оптическая головка 23 считывания облучает лазерным лучом оптический диск 21 с помощью встроенного полупроводникового лазера и принимает возвращающийся свет с помощью специально предназначенного для этой цели светочувствительного устройства. Высокочастотная схема 24 производит усиление и арифметическую операцию над выходным сигналом светочувствительного устройства оптической головки 23 считывания и генерирует сигнал RF воспроизведения, сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой и сигнал ошибки фокусирования (не показан). На основе сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой и сигнала ошибки фокусирования схема сервопривода (не показана) формирует сигналы сервопривода, предназначенные для осуществления слежения за дорожкой и фокусирования объектива оптической головки 23 считывания и подает эти сигналы на оптическую головку 23 считывания.
Оптическая головка 23 считывания и высокочастотная схема 24 могут быть выполнены, например, как показано на фиг.4. На фиг.4 разделенный на 4 части детектор 82 имеет четыре светочувствительных устройства от А до D, разделенных в направлении дорожки диска и в направлении, которое перпендикулярно пересекает направление дорожки. Сигналы детектора SA - SD вычисляются с помощью арифметической операционной цепи высокочастотной схемы 24. Сигнал RF воспроизведения формируется путем сложения сигналов детектора светочувствительных устройств с помощью схемы 83 сложения, а именно, с помощью выполнения арифметической операции (SA+SB+SC+SD). Арифметическая операция {(SA+SB)-(SC+SD)} вычисляется путем сложения сигналов в цепях 84 и 85 и вычитания сигнала в цепи 86.
Таким образом формируется сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой. Уровень сигнала RF воспроизведения изменяется в соответствии с выемками и площадками, сформированными на оптическом диске 21. Кроме того, высокочастотный компонент сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой изменяется в соответствии с направлением смещения выемки, сформированной на оптическом диске 21.
Кроме устройства обнаружения ошибки слежения за дорожкой, изображенного на фиг.4, могут использоваться другие различные конструкции. Например, можно использовать способ, который называется способ с 3 лучами, в котором используются пятна трех лучей, способ, который называется двухтактным способом, в котором используется детектор, разделенный на 2 части, способ, который называется гетеродинным способом измерения разности между выходными сигналами светочувствительных датчиков в диагональном направлении детектора, разделенного на 4 части, по срезу высокочастотного сигнала, или аналогичный способ.
Сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой подается на схему слежения за дорожкой (не показана), благодаря чему обеспечивается то, что пятно считывающего лазерного луча на оптическом диске 21 проходит через центр дорожки. Предположим, что оптический диск 21 представляет собой диск ExCD, в котором выемки смещены от центра дорожки и уровень сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой изменяется в соответствии с величиной смещения. Изменение уровня сигнала ошибки слежения за дорожкой относится к компоненту высокой частоты и соответствует частотному компоненту, на который блок схемы слежения за дорожкой в предшествующей цепи слежения практически не реагирует. Блок схемы слежения за дорожкой имеет функцию исправления "отклонения от дорожки", возникающего из-за проявления эксцентричности, получающейся при производстве диска, или когда диск загружается, так что эта функция исправляет ошибки слежения за дорожкой относительно низкочастотного компонента. Даже в случае использования диска ExCD вместо оптического диска 21, в связи с этим на сигнал воспроизведения смещение выемок не повлияет, и пятно считывающего лазерного луча будет проходить через центр дорожки. В этом случае, так как величина смещения выемок от центра дорожки ограничена значением ±0,05 [мкм], выемка со смещением может считываться.
Дальнейшие пояснения будут приведены при повторном рассмотрении фиг.3. Сигнал RF воспроизведения из высокочастотной схемы 24 поступает на схему 26 EFM демодуляции (модуляция восемь на четырнадцать). Сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой поступает на схему 30 двоичной демодуляции через схему 25 выбора и фильтр 28 верхних частот. Фильтр 28 верхних частот установлен для отделения компонентов высокой частоты, которые являются показателями величины смещения выемок в сигнале RFD ошибки слежения за дорожкой. Когда с помощью блока 27 определения типа диска определяется, что используемый оптический диск 21 является диском ExCD, на основе данных ТО, которые будут описаны ниже, схема 25 выбора передает сигнал RFD ошибки слежения за дорожкой из высокочастотной цепи 24 на фильтр 28 верхних частот под управлением блока 27 определения типа диска.
Как указано выше, в случае диска ExCD в данные ТО записаны идентифицирующие данные ИД и данные идентификации копии ИК, показывающие, что данный диск является оригинальным оптическим диском, который сформирован с материнского диска. После загрузки оптического диска 21 декодер 29 CIRC (перекрестно чередуемый код Рида-Соломона) производит обработку сигнала RF воспроизведения, таким образом воспроизводя данные ТО, записанные в нулевой дорожке оптического диска 21, и выводит их на системный контроллер (блок 27 определения типа диска). Когда блок 27 определения типа диска соответственно на основе результата обнаружения идентифицирующих данных диска ИД определяет, что оптический диск 21 является диском ExCD, включается схема 25 выбора.
Схема 26 EFM демодуляции производит EFM демодуляцию сигнала RF воспроизведения, который поступает из высокочастотной схемы 24. Декодер 29 CIRC производит дешифрацию данных, поступающих со схемы 26 EFM демодуляции, и выполняет процесс исправления ошибок с помощью кода исправления ошибок, который был добавлен при записи, восстанавливая, таким образом, звуковые данные D6U, которые подаются на выход. Как указано выше, даже если оптический диск 21 представляет собой существующий компакт-диск или диск ExCD, звуковые данные D6U, состоящие из 16 битов/выборки, выделяются из сигнала RF воспроизведения, соответствующего наличию или отсутствию выемки, аналогично
способу обработки сигнала в существующем проигрывателе компакт-дисков.
Когда схема 25 выбора включается в ответ на сигнал, поступающий с блока 27 определения типа диска, компонент высокой частоты сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой подается на двоичную схему 30 демодуляции. Двоичная схема 30 демодуляции определяет изменение уровня компонента высокой частоты сигнала RFD ошибки слежения за дорожкой, сравнивая входной сигнал с пороговым значением, при этом вырабатываются двоичные данные воспроизведения, относящиеся к данным улучшения качества.
Декодер 31 кода с исправлением ошибок производит обработку с исправлением ошибок данных воспроизведения, которые поступают из двоичной схемы 30 демодуляции, и производит его обращенное чередование, и таким образом воспроизводит и выводит 4-х битовые данные D6L улучшения качества. Когда оптический диск 21 представляет собой существующий диск, декодер 31 кода с исправлением ошибок выводит 4-х битовые данные (0000) вместо 4-х битовых данных D6L улучшения качества в случае, когда звуковые данные D6U обрабатываются функцией "исключающее ИЛИ" в смесителе 35, что будет пояснено ниже. В случае обработки звуковых данных D6U функцией перемножения в смесителе 35, последовательно выводится последовательность 4-х битовых данных, согласно заранее определенным данным случайного числа.
Мультиплексор (MUX) 33 добавляет 4-х битовые параллельные данные D6L улучшения качества, которые поступают из декодера 31 кода с исправлением ошибок в младшие разряды 16-ти битовых параллельных звуковых данных, которые поступают из CIRC декодера 29, и генерирует 20-ти битовые параллельные звуковые данные DAEx. Следовательно, когда оптический диск 21 является диском ExCD, мультиплексор 33 генерирует звуковые данные DAEx высокого звукового качества, а именно, данные, имеющие 20 бит/на выборку.
С другой стороны, смеситель 35 (MIX) добавляет каждый бит данных D6L улучшения качества, который поступает из декодера кода 31 с исправлением ошибок, к младшим 4 битам 16-ти битовых параллельных звуковых данных D6U, которые поступают из CIRC декодера 29, на основе выполнения функции "исключающее ИЛИ". Таким образом, смеситель 35 выводит звуковые данные DB, которые формируются путем ухудшения звукового качества звуковых данных, поступающих из CIRC декодера 29. В случае вывода данных в соответствии со случайными числами из декодера 31 кода с исправлением ошибок, указанного выше, смеситель 35 перемножает младшие 4 бита звуковых данных на данные случайного числа, таким образом генерируя звуковые данные DB, сформированные путем ухудшения звукового качества.
Блок 27 определения типа диска управляется системным контроллером (не показан). Когда загружается оптический диск 21, системный контроллер производит поиск с помощью оптической головки 23 считывания, получает информацию, такую как количество музыкальных произведений, записанных на оптическом диске 21, время воспроизведения и т.п. из данных ТО, записанных на нулевой дорожке оптического диска 21, и отображает ее с помощью дисплея. В этом случае системный контроллер также получает данные идентификации диска ИД оптического диска 21, различая таким образом, является ли загруженный оптический диск 21 существующим компакт-диском или диском ExCD путем проверки данных идентификации диска ИД. Блок 27 определения типа диска переключает схемы 25 и 36 выбора на основе результата определения.
Таким образом когда оптический диск 21 представляет собой диск ExCD, включается схема 25 выбора и схема 36 выбора выбирает выходной сигнал мультиплексора 33. Следовательно звуковые данные DAEx высокого звукового качества поступают из схемы 36 выбора. Когда оптический диск 21 является существующим компакт диском, схема 36 выбора избирательно выводит звуковые данные D6U, которые поступают из CIRC декодера 29 на схему 37 цифроаналогового (Ц/А) преобразователя.
Схема 37 Ц/А преобразователя производит цифроаналоговое преобразование звуковых данных, которые поступают из цепи 36 выбора, и генерирует аналоговый сигнал звуковой частоты SA. Следовательно, что касается звукового качества воспроизведения аналогового сигнала в проигрывателе 20 оптического диска в случае существующего компакт-диска, обрабатываются звуковые данные D6U, поступающие из CIRC декодера 29, и могут воспроизводиться данные с качеством звука (равным качеству звука компакт-диска), соответствующим 16 битам, аналогично существующему компакт-диску. В случае диска ExCD звуковые данные DAEx, которые поступают из мультиплексора 33, обрабатываются выборочно и могут воспроизводиться данные с высоким качеством звука (качество звука ExCD), соответствующее 20 битам.
На фиг.3 интерфейс 38 представляет собой цепь ввода/вывода для передачи или приема различных данных на/из внешнего устройства или подобного устройства. Например, интерфейс 38 подает звуковые данные на записывающее устройство и передает или принимает различные данные, относящиеся к звуковым данным. Блок 39 разделителя внешних устройств подключается через интерфейс 38. Блок 39 разделителя внешних устройств распознает внешние устройства и, таким образом, решает, является ли присоединенное внешнее устройство допустимым устройством (устройством, в котором разрешается операция копирования или перемещения данных) или нет.
Схема 40 выбора управляется в соответствии с результатом распознавания блока 39 разделителя внешних устройств. Когда в результате проверки определяется, что подключено допустимое устройство, цифровые данные звукозаписи из схемы 36 выбора поступают на внешнее устройство через интерфейс 38. Когда определяется, что внешнее устройство не является допустимым устройством, схема выбора 40 выводит из смесителя 35 на внешнее устройство данные цифровой звукозаписи низкого звукового качества. Этим способом обеспечивается защита авторских прав.
Возможно также выполнить устройство таким образом, что когда блок 27 определения типа диска определяет, что данные не являются оригинальными данными, а именно, что данные представляют собой данные, скопированные с диска ExCD, путем проверки данных идентификации копии ИК, записанных как данные ТО диска ExCD, производится управление схемами 25 и 36 выбора, и выводятся данные размером 16 бит/на выборку, аналогично существующему компакт-диску.
Также возможно воспроизводить данные, записанные с помощью смещения выемки, и выводить их с оптического диска независимо от данных воспроизведения.
В предшествующем варианте осуществления, как описано в отношении фиг.2, выемка отклоняется влево и право от направления записи (направления дорожки) в соответствии с логическим "0" и логической "1" каждого бита данных D4 управления смещением соответственно. То есть принимая, что 16-ти битовые звуковые данные, которые записаны путем повторения выемок и площадок, указываются как первые данные, и данные D4 управления смещением (данные младших 4-х бит) указываются как вторые данные, каждый бит вторых данных записан путем смещения каждой выемки.
Смысл того, что данные записываются путем смещения выемок, будет более определенно пояснен ниже и далее будет описан пример, отличающийся от описанного выше. На фиг.5 показан формат данных существующего компакт-диска. В компакт-диске участки сравнимости на четность Q и Р, каждый из которых состоит из 4 символов, формируются из общего количества 12 выборок (24 символа) данных цифровой звукозаписи двух каналов. 33 символа (264 информационных бита), которые получаются путем добавления одного символа подкода к этому общему количеству 32 символов, обрабатываются как один пакет. То есть 33 символа, включающие подкод, данные от D1 до D24, символы сравнимости на четность от Q1 до Q4 и символы сравнимости на четность от Р1 до Р4, могут быть включены в один кадр после EFM модуляции.
При EFM модуляции каждый символ (8 информационных битов) преобразуется в 14 битов канала. Биты соединения в количестве 3 бит размещены между 14 битами канала и 14 битами канала. Кроме того, к заголовку кадра добавляется синхронизирующая комбинация кадра. Если период битов канала обозначить как Т, синхронизирующая комбинация кадра будет установлена в виде комбинации, которая непрерывно занимает периоды 11Т, 11Т и 2Т. Такая комбинация не возникает в соответствии с правилом EFM модуляции, что позволяет установить кадровую синхронизацию с помощью специального кода.
При EFM модуляции длительность, в течение которой непрерывно следуют "0" или "1", определена значениями, которые являются произведением целого числа на величину Т в пределах диапазона от 3Т до 11Т. Это сделано для предотвращения ситуации, когда воспроизведение тактовых импульсов окажется затрудненным, потому что "0" или "1" будут непрерывно следовать в течение длительного периода времени. Настоящее изобретение не ограничивается применением EFM модуляции, но предназначено для достижения этой же цели даже при другой цифровой модуляции типа модуляции 8-16, которая предназначена для преобразования 8 битов в комбинацию из 16 битов канала. Другими словами, при цифровой модуляции данные преобразуются с тем, чтобы увеличить минимальный интервал инвертирования данных записи/воспроизведения, насколько это возможно, и уменьшить максимальный интервал инвертирования в максимально возможной степени. Следовательно, когда вторые данные записываются как смещение выемки, возможное для записи количество данных, в среднем, определяется в соответствии с системой цифровой модуляции. Например, в случае EFM модуляции, приблизительно три бита вставляются в среднем на два байта (34Т, включая биты соединения) данных. В случае непосредственной записи вторых данных в виде двоичной величины три бита, следовательно, могут быть записаны на два байта данных.
Если выполняется троичная запись, которая будет описана ниже, могут быть записаны 4, 5 бита.
Поскольку максимальный интервал инвертирования (максимальная длина выемки) установлен как 11Т, как указано выше, случай, когда положение считывания пятна воспроизводящего луча отклоняется от центра дорожки, в определенной степени может быть предотвращен. Однако в зависимости от комбинации битов вторых данных существует опасность того, что смещение центра дорожки будет происходить в одном направлении, так что при этом возникает проблема, связанная с тем, что будет смещаться отслеживание дорожки при воспроизведении. Для предотвращения этой проблемы в одном кадре сознательно помещаются выемки, расположенные в центре дорожки.
В примере, изображенном на фиг.6, как показано заштрихованными участками, выемки, которые расположены в области заголовка (синхронизирующая комбинация кадра и подкод) одного кадра, и в области, которая расположена почти в середине (данные Q4 и D13) одного кадра, сформированы в центре дорожки. Ситуация, когда возникает смещение отслеживания дорожки при воспроизведении, может быть предотвращена с использованием выемок, расположенных в центре дорожки. Выемки в центре дорожки могут быть также размещены только в области заголовка или в средней части одного кадра. Вместо множества выемок в центре дорожки может быть также размещена одна выемка.
Эффективное предотвращение смещения отслеживания дорожки может быть получено путем модулирования вторых данных и записи их в таком виде вместо их непосредственной записи. В качестве системы модулирования могут использоваться различные системы типа преобразования 8-9, при котором 8 битов преобразуются в 9 битов, 8-10, при котором 8 битов преобразуются в 10 битов, и т.п. С помощью модуляции может быть также предотвращена необходимость размещения выемок в центре дорожки, как указано выше.
На фиг.7А и 7В показан пример преобразования 4-5. Как показано на фиг.7А, "0" или "1" определяется в соответствии с направлением смещения выемки. В соответствии с таблицей правила преобразования, изображенной на фиг.7В, 4 бита информационного слова (символы данных) преобразуются в 5 битов кодового слова (кодовые символы). В каждое кодовое слово включены 2 бита со значением "0" (или "1") и 3 бита со значением "1" (или "0"). Ситуация, при которой непрерывно продолжаются четыре или большее количество "0" или "1", предотвращена для каждого кодового слова.
Далее, согласно преобразованию 4-5, которое показано на фиг.7В, в граничной части кодового слова, количество "0" или "1" установлено равным 2 или меньше, и количество "0" или "1", которые непрерывно продолжаются в месте соединения двух кодовых слов, установлено равным 4 или меньше. С помощью модуляции смещения выемки вторыми данными, преобразованными по правилу 4-5, предотвращается ситуация, при которой происходит смещение отслеживания дорожки. Кроме того, в соответствии с преобразованием 4-5, показанным на фиг.7В, формируется комбинация битов, в которой реализуется проверка на нечетность, если применять арифметическую операцию "исключающее ИЛИ" по отношению к 5 битам кодового слова, благодаря чему формируется система, имеющая способность обнаружения ошибок.
Далее при рассмотрении фиг.8 будет описана многозначная запись с использованием нулевого смещения (а именно, при котором выемка расположена в центре дорожки) в дополнение к смещению выемок вправо и влево от направления записи (воспроизведения). Три бита вторых данных записаны путем смещения двух выемок (длины выемок не всегда равны), которые располагаются непрерывно в направлении записи. Если принять, что направление записи на чертеже установлено слева направо, то, например, три бита "010" записываются с помощью двух выемок, включая выемку, имеющую смещение вправо от центра дорожки, и выемку, имеющую смещение влево.
Две выемки, расположенные в центре дорожки, как показано в нижней части фиг.8, используются как специальное расположение выемок. То есть этим двум выемкам соответствуют три бита "000 или "111", и они соответственно используются вместо двух выемок (обе имеют смещение вправо), которые обычно обозначают "000", или двух выемок (обе имеют смещение влево), которые обычно обозначают "111". Когда во вторых данных непрерывно продолжаются "000" или "111", так как в этом случае происходит смещение слежения за дорожкой, используются специальные две выемки. Соответствие этих двух специальных выемок "000" или "111" определяется тремя битами, которые записываются двумя выемками перед ними и после них. Путем выполнения многозначной записи, как показано на фиг.8, количество информации вторых данных, которое может быть записано, может быть установлено большим, чем количество информации первых данных, которые имеют заранее определенное количество информации.
Далее будут описаны виды вторых данных, которые записываются с помощью смещения выемок. В вышеприведенном примере вторые данные соответствуют данным младших 4 битов, и при этом количество битов выборки звуковых данных расширяется до 20 битов, с помощью чего улучшается качество звука. Другой пример вторых данных, предназначенных для улучшения качества звука, представляет звуковые данные, предназначенные для реализации многоканальности. В то время как данные существующих компакт-дисков обычно представляют собой данные двух каналов, многоканальные данные дополнительно записываются как вторые данные. Например, могут быть записаны данные низкочастотного компонента среднего канала и данные правого и левого задних каналов. В этом случае, так как количество информации, которая может быть записана как вторые данные, мало, звуковые данные могут также записываться после того, как они будут подвергнуты процессу сжатия (МР3 (MPEG1, звуковой уровень 3), ATRAC (акустическое кодирование адаптивной передачи) и т.д.). В зависимости от процесса сжатия звуковые данные, такие же как первые данные, могут быть записаны как вторые данные, и вторые данные, воспроизводимые независимо от устройства воспроизведения, могут быть также записаны на другой носитель записи данных, например на запоминающее устройство в виде карты.
Данные в виде символов, связанные с первыми данными, могут быть записаны как вторые данные. Например, могут быть записаны заголовки музыкальных программ, запись действий певца, слова, и т.п. Может быть также записана информация о компании звукозаписи и URL (унифицированный указатель информационного ресурса (стандартизированная строка символов, указывающая местонахождение документа в сети Интернет)), такой как адрес домашней страницы певца и т.п. Данные неподвижного изображения, например фотография обложки диска, фотография артиста или подобные изображения, могут также быть записаны как вторые данные. Количество данных изображения также желательно уменьшить с помощью процесса сжатия. Данные караоке (а именно, аккомпанемент музыкальных программ, записанных как первые данные) также могут быть записаны как вторые данные.
Кроме того, данные, предназначенные для преобразования и/или управления первыми данными, могут также быть записаны как вторые данные. Например, также могут быть записаны данные, относящиеся к авторскому праву, предназначенные для защиты авторского права в отношении первых данных. То есть в случае, когда для защиты авторского права звуковые данные были зашифрованы и записаны как первые данные, данные ключа, предназначенного для декодирования зашифрованных данных, могут быть записаны как вторые данные. Информация управления копированием, которая называется SCMS (Система управления последовательным копированием) может быть также записана как вторые данные. SCMS представляет собой информацию, относящуюся к запрещению/разрешению операции копирования, генерации копии и т.п.
Кроме того, в качестве технологии, предназначенной для предотвращения нелегального копирования цифровых работ, защищенных авторским правом (изображение, музыка и т.д.), был предложен цифровой водяной знак. Эта техника представляет собой способ внедрения идентификационной информации (идентификационный номер владельца авторского права, идентификационный номер компании звукозаписи, идентификационный номер пользователя музыкального программного обеспечения и т.д.), информации, предназначенной для управления копированием, ключ, предназначенный для декодирования зашифрованной информации
и т.п., в виде информации водяного знака в цифровые работы, защищенные авторским правом. Внедренная идентификационная информация, информация, предназначенная для управления копированием, ключ и т.п. не будут потеряны, даже если будет выполнен процесс типа сжатия данных или ему подобный. Следовательно, может быть организовано распознавание незаконной копии, может быть организована операция управления копированием, может быть осуществлено декодирование зашифрованных данных и т.п. с использованием информации, внедренной в виде информации водяного знака.
Вторые данные в описанном выше изобретении могут использоваться как данные ключа, предназначенного для обнаружения или управления внедренной идентификационной информацией или аналогичными данными. То есть данные ключа указывают на положение, в котором была внедрена идентификационная информация или аналогичные данные, способ ее внедрения и т.п. Сами данные ключа могут быть также зашифрованы и защищены. Часть информации водяного знака может быть также сформирована вторыми данными.
Описанный выше вариант осуществления относится к случаю применения настоящего изобретения к оптическому диску и музыкальным данным, записанным на нем. Однако настоящее изобретение может также применяться по отношению к оптическому диску, который не является компакт-диском. Например, настоящее изобретение может также применяться по отношению к CD-ROM, DVD (универсальный цифровой диск или цифровой видеодиск). В случае диска DVD вместо EFM модуляции используется модуляция 8-16. Настоящее изобретение не ограничивается оптическим диском, оно может также применяться к оптической карте. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено музыкальными данными, оно может также применяться для защиты авторского права программной игры, навигационного программного обеспечения, компьютерного программного обеспечения или им подобного, записанного на CD-ROM и т.п.
В соответствии с настоящим изобретением первые данные могут быть записаны с помощью выемок и площадок, а вторые данные могут быть также записаны с помощью смещения выемок. Следовательно, качество музыкальных данных, записанных как первые данные может быть улучшено, используя вторые данные. Вторые данные могут также использоваться для защиты авторского права в отношении первых данных. При этом не возникает ситуация, когда количество информации первых данных, которые могут быть записаны на одном носителе, уменьшается при записи вторых данных. Кроме того, так как величина смещения выемок установлена в пределах заранее определенной величины в диапазоне, в котором не происходит смещение отслеживания дорожки, первые данные могут воспроизводиться с помощью существующих проигрывателей, так что обеспечивается совместимость воспроизведения.
Изобретение относится к оптическому носителю записи, устройству и способу записи для оптического носителя записи, устройству и способу воспроизведения для оптического носителя записи. Оптический носитель записи имеет дорожки, каждая из которых составлена из множества выемок, сформированных на основе первых данных, предназначенных для записи, и площадок между выемками. Множество выемок смещено от центра дорожки на основе вторых данных, при этом выемки пересекают центральное положение дорожки с заданной периодичностью. Первые данные могут записываться аналогично данным компакт-диска. Вторые данные могут быть выделены из сигнала ошибки слежения за дорожкой. Вторые данные могут использоваться для защиты авторского права в отношении первых данных, при этом количество первых данных, которые могут быть записаны на носителе, не уменьшается при записи вторых данных, а вследствие того, что величина смещения выемок устанавливается в пределах заранее определенной величины в диапазоне, в котором не происходит смещения отслеживания дорожки, первые данные могут воспроизводиться с помощью существующих проигрывателей, что обеспечивает совместимость воспроизведения. 8 с. и 49 з.п. ф-лы, 8 ил.
данных, и когда идентифицирующие данные указывают на то, что вторые данные были записаны на оптический носитель записи, блок определения типа диска управляет операцией переключения переключательного блока так, чтобы подключить подачу сигнала ошибки слежения за дорожкой ко второму демодулирующему блоку.
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| Способ обработки расплава в литейной форме | 1976 |
|
SU703576A1 |
| US 4996682 A, 26.02.1991 | |||
| RU 94046167 A1, 27.09.1996. | |||
