Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger vom beschreibbaren Typ zum Aufzeichnen von Information durch Schreiben von Marken in einer Spur.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers und ein Verfahren, um mittels des Aufzeichnungsträgers Information zu verschaffen.

Ein optischer Aufzeichnungsträger ist aus WO00/43996 bekannt. Der Aufzeichnungsträger umfasst eine Führungsrille, gewöhnlich Vorrille genannt, um die Position von Spuren anzugeben, in denen durch Aufzeichnung optisch lesbarer Marken die Information in einer zuvor definierten Weise repräsentiert werden soll. Die Vorrille mäandert durch eine periodische Auslenkung der Spur in einer Richtung quer zur Längsabtastrichtung (im Weiteren als Wobble bezeichnet). Der Wobble umfasst eine Wobblemodulation, beispielsweise durch Phasenumkehr von Wobbleperioden entsprechend zusätzlichen Informationen, wie z.B. physikalische Adressen oder Aufzeichnungssteuerinformation. Eine Abtasteinrichtung ist mit einem Kopf versehen, um ein Strahlungsbündel zum Abtasten der Spur zu erzeugen. Die Marken werden während des genannten Abtastens durch Veränderungen des Reflexionsvermögens der abgetasteten Oberfläche detektiert. Die Veränderungen der Intensität der reflektierten Strahlung werden mit einem Hauptdetektorsystem detektiert. Weiterhin hat die Abtasteinrichtung Hilfsdetektoren zum Generieren von Spurfolgeservosignalen auf Basis der Vorrille, um eine räumliche Abweichung des Kopfes in Bezug auf die Spur zu detektieren. Die Spurfolgeservosignale werden zur Steuerung von Stellgliedern verwendet, um den Kopf auf der Spur zu positionieren. Die Wobblemodulation wird über die Hilfsdetektoren detektiert und zum Rückgewinnen der physikalischen Adressinformation demoduliert. Ein Problem des bekannten Aufzeichnungsträgers und der Einrichtung ist, dass die verfügbare Datenkapazität der Wobblemodulation zum Codieren von Steuerinformation begrenzt ist.

Dokument EP 1291854A, das für die Abgrenzung der zweiteiligen Form verwendet wird, beschreibt ein Aufzeichnungssystem auf einem Mehrschichtaufzeichnungsträger. Es wird gezeigt, dass in einem Datengebiet der Spur ein Wobble vorhanden ist. Adressinformation ist in einem Header-Gebiet in geprägten Vertiefungen (Pits) codiert. Die Pits können mittels Intensitätsänderungen des Abtastbündels detektiert werden, während der Wobble durch einen teilsegmentierten Detektor aus anderen Änderungen des Abtastbündels detektiert werden kann. Daten sind im Datengebiet aufgezeichnet und bewirken Intensitätsänderungen.

Dokument US2003/0007432A1 beschreibt eine optische Platte, die einen Posiotionsinformationsabschnitt und einen Synchronisationsmarkenabschnitt umfasst, die je ein Wobblemuster aufweisen. In einer wobbelnden Vorrille ist Adressinformation codiert. Die Vorrille ist aus einer Vielzahl von Einheitsabschnitten aufgebaut. Jeder dieser Einheitsabschnitte hat Seitenflächen, die periodisch in einer radialen Plattenrichtung verlagert werden. Diese Verlagerung schwingt mit einer einzelnen Periode in einer Spurfolgerichtung. Das Verlagerungsmuster unterscheidet sich jedoch je nach den Bits der Adressinformation, die jedem dieser Einheitsabschnitte zugewiesen ist. Verschiedene Formen von Wobblemodulationen werden beschrieben. Die Wobblemodulation wird verwendet, um Adressinformation und Hilfsinformation zu codieren, und wird in üblicher Weise aus Änderungen in dem Abtastbündel detektiert. Weiterhin werden Hauptdaten in Marken aufgezeichnet, die Intensitätsänderungen bewirken. Zusätzlich wird eine Synchronisationsmarke verwendet, die von einem Abschnitt in einem Header-Gebiet gebildet wird, wo die Vorrille unterbrochen wird. Die Synchronisationsmarke gibt den Beginn der in der Wobblemodulation codierten Adressinformation an.

Daher liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, einen Aufzeichnungsträger und eine Abtasteinrichtung zum Unterbringen zusätzlicher Steuerinformation bei höherer Datenkapazität zu verschaffen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einer Aufzeichnungsträger eines beschreibbaren Typs gelöst, wie in Anspruch 1 definiert.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einer Einrichtung zum Abtasten einer Spur gelöst, wie in Anspruch 9 definiert.

Die Auswirkung der Maßnahmen ist, dass zusätzlich zu der Wobblemodulation eine zweite, andere Modulation der Vorrille zum Unterbringen von Hilfssteuerinformation zur Verfügung steht. Dies hat den Vorteil, dass eine relativ große Kapazität zum Speichern von Hilfssteuerdaten kreiert wird, z.B. etwa 1 bit für jede Wobbleperiode. Es sei bemerkt, dass herkömmliche Wobblemodulation, wie sie beispielsweise in WO00/43996 beschrieben wird, bis zu 100 Wobbleperioden erfordern kann, um ein einziges Bit zusätzlicher Steuerinformation weiterzuleiten. Daher wird die erfindungsgemäße Aufzeichnungseinrichtung die notwendigen Steuerdaten in viel kürzerer Zeit lesen als in der herkömmlichen Wobblemodulation untergebrachte Steuerdaten, was die Geschwindigkeit eines Anlaufvorgangs nach dem Einbringen des Aufzeichnungsträgers erhöht.

Die Erfindung beruht auch auf der folgenden Erkenntnis. Die Wobblemodulation ist für physikalische Adressinformation geeignet, weil eine solche Adressinformation zum Lokalisieren von in der Spur aufgezeichneten oder aufzuzeichnenden Datensektoren verwendet wird, während die Wobbleperiode selbst zur Synchronisation der Umdrehungsgeschwindigkeit und/oder des Aufzeichnungsprozesses verwendet wird. Obwohl herkömmlicherweise einige zusätzliche Daten auch in der Wobblemodulation untergebracht werden können, hat der Bedarf an Hilfssteuerinformation in modernen Aufzeichnungssystemen stark zugenommen, insbesondere für Hochdichte- und Mehrschicht-Aufzeichnungssysteme. Die Erfinder haben erkannt, dass durch Anwenden der Vorrillenmodulation, die über den Hauptdetektor und das Abtastsignal detektierbar ist, die Datenkapazität deutlich erhöht werden kann, insbesondere wenn beide Aufzeichnungsschichten verwendet werden.

Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers umfasst die Vorrillenmodulation Vorrillen-Landgebiete der Tiefe Null, die mit Vorrillen-Pitgebieten einer zuvor definierten Tiefe und Breite abwechseln, um ein Muster aus Vorrillenmarken zu bilden, das die Hilfssteuerinformation repräsentiert. Dies hat den Vorteil, dass das Muster während der Herstellung des Aufzeichnungsträgers erzeugt wird, wobei die gleichen Fertigungsschritte genutzt werden, die bereits zum Erzeugen der Vorrille verwendet werden.

Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers haben die genannten Marken in der Spur Längen, die einer ganzen Zahl von Kanalbitlängen T entsprechen, wobei die kürzesten Marken eine Länge von einer zuvor definierten minimalen Zahl d von Kanalbitlängen T haben, um mittels eines von dem genannten Strahlenbündel auf der Spur gebildeten Abtastflecks, der einen effektiven Durchmesser hat, detektierbar zu sein, und wird die Vorrillenmodulation von einem Trägermuster aus langen Vorrillenmarken gebildet, wobei die langen Vorrillenmarken Längen haben, die zumindest zwei Mal so groß wie die zuvor definierte minimale Zahl d von Kanalbitlängen T sind, um wesentlich länger zu sein als der effektive Durchmesser des Abtastflecks. Die Wirkung der Verwendung der langen Vorrillenmarken ist, dass auf Basis der maximalen Amplitude des Abtastsignals ein Fokusversatz detektierbar ist. Vorteilhafterweise beruhen das Einstellen des Fokus und Rückgewinnen der Hilfsinformation auf dem gleichen Gebiet, das die Vorrillenmodulation hat, was die Anlaufgeschwindigkeit einer Einrichtung nach dem Einbringen eines Aufzeichnungsträgers erhöht. Überraschenderweise entspricht der so detektierte Fokusversatz im Wesentlichen dem optimalen Fokusversatz zum Reduzieren von Fehlern beim Lesen oder Aufzeichnen der Marken. Die langen Vorrillenmarken sind wesentlich länger als der effektive Durchmesser des Abtastflecks, welcher effektive Durchmesser für das Auslesen von Marken aus zumindest einer zuvor definierten minimalen Größe effektiv ist und gewöhnlich als der Durchmesser definiert ist, bei dem die Intensität von Strahlung unter 50% ihres Spitzenwertes ist. Vorteilhafterweise wird nur das Fokusgebiet mit dem Trägermuster aus langen Marken benötigt, um die Amplitude während der Versatzeinstellung zu maximieren.

Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers umfasst jede Aufzeichnungsschicht ein Platteninformationsgebiet, in welchem Gebiet die Vorrille die genannte Vorrillenmodulation aufweist, wobei das Platteninformationsgebiet wesentlich kleiner als das beschreibbare Gebiet der Aufzeichnungsschicht ist und insbesondere die Platteninformationsgebiete der Aufzeichnungsschichten an im Wesentlichen entsprechenden radialen Positionen liegen. Dies hat den Vorteil, dass Platteninformation für jede Aufzeichnungsschicht individuell verfügbar ist. Vorteilhafterweise verringert das Liegen der Informationsgebiete bei entsprechenden Positionen die Auslesezeit der Hilfssteuerinformation, weil der Lesekopf beim Schalten von Schichten nicht radial verspringt.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Aufzeichnungsträgers und der Einrichtung gemäß der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1a einen plattenförmigen Aufzeichnungsträger (Draufsicht),

1b einen Querschnitt des Aufzeichnungsträgers,

1c ein Beispiel für einen Wobble der Spur,

1d einen Wobble mit einer Vorrillenmodulation durch Veränderungen der Breite,

1e einen Wobble mit einer Vorrillenmodulation durch Veränderungen der Tiefe,

2 eine Abtasteinrichtung mit Vorrillendemodulation,

3 eine optische Mehrschichtplatte,

4 die Fokusfehlersignal-S-Kurve,

5 einen modulierten Wobble, eine Vorrillenmodulation und ein Lesesignal,

6 ADIP-Information bei Wobblemodulation und

7 eine Wobbledemodulationseinheit.

In der Zeichnung haben Elemente, die bereits beschriebenen Elementen entsprechen, gleiche Bezugszeichen.

1a zeigt einen plattenförmigen Aufzeichnungsträger 11, der eine Spur 9 und ein zentrales Loch 10 aufweist. Die Spur 9 ist entsprechend einem Spiralmuster aus Windungen, die im Wesentlichen parallele Spuren auf einer Informationsschicht bilden, angeordnet. Der Aufzeichnungsträger kann eine optische Platte sein, die eine Informationsschicht von einem beschreibbaren Typ aufweist. Beispiele für eine beschreibbare Platte sind die CD-R und CD-RW, und die DVD+RW. Die Spur 9 auf dem Aufzeichnungsträger vom beschreibbaren Typ wird durch eine vorgeprägte Spurstruktur angegeben, die bei der Herstellung des leeren Aufzeichnungsträgers angebracht wird, beispielsweise eine Vorrille. Aufgezeichnete Information wird auf der Informationsschicht durch optisch detektierbare Marken repräsentiert, die entlang der Spur aufgezeichnet sind. Die Marken werden durch Veränderungen eines ersten physikalischen Parameters gebildet und haben dadurch andere optische Eigenschaften als ihre Umgebung. Die Marken sind mittels Veränderungen in dem reflektierten Strahlenbündel, z.B. Veränderungen in der Reflexion, detektierbar.

1b ist ein Querschnitt entlang der Linie b-b des Aufzeichnungsträgers 11 des beschreibbaren Typs, in dem ein transparentes Substrat 15 mit einer Aufzeichnungsschicht 16 und einer Schutzschicht 17 versehen ist. Die Spurstruktur besteht beispielsweise aus einer Vorrille 14, die es einem Lese-/Schreibkopf ermöglicht, der Spur 9 beim Abtasten zu folgen. Die Vorrille 14 kann als Delle oder Wölbung ausgeführt sein, oder kann aus einem Material bestehen, das eine andere optische Eigenschaft hat als das Material der Vorrille. Die Vorrille ermöglicht einem Lese/Schreibkopf, der Spur 9 beim Abtasten zu folgen. Eine Spurstruktur kann auch durch regelmäßiges Verteilen von Teilspuren gebildet werden, die periodisches Auftreten von Servosignalen bewirken. Der Aufzeichnungsträger kann dazu bestimmt sein, Echtzeitinformation, beispielsweise Video- oder Audioinformation, oder andere Information, wie z.B. Computerdaten zu tragen.

1c zeigt ein Beispiel für einen Wobble der Spur. Die Figur zeigt eine periodische Veränderung der lateralen Position der Spur, auch Wobble genannt. Die Veränderungen bewirken, dass ein zusätzliches Signal in Hilfsdetektoren auftritt, z.B. in dem von Teildetektoren erzeugten Push-Pull-Kanal in dem zentralen Fleck in einem Kopf einer Abtasteinrichtung. Der Wobble ist beispielsweise frequenzmoduliert und in der Modulation ist Positionsinformation codiert. Eine umfassende Beschreibung des Wobble nach dem Stand der Technik, wie in 1c gezeigt, in einem beschreibbaren CD-System, das auf eine solche Weise codierte Platteninformation umfasst, ist in US 4.901.300 (PHN 12.398) und US 5.187.699 (PHQ 88.002) zu finden.

Beim Auslesen durch Abtasten ist Wobblemodulation über einen zweiten Typ von Veränderungen der Strahlung detektierbar, wie z.B. Veränderung der Intensität im Querschnitt des reflektierten Strahlenbündel, detektierbar durch Detektorsegmente oder zusätzliche Detektoren zum Generieren von Spurfolgeservosignalen. Detektieren des Wobble für ein Spurfolgeservosystem ist aus dem oben erwähnten CD-R- und CD-RW-System bekannt. Die Wobblemodulation wird zum Codieren von physikalischen Adressen verwendet, beispielsweise wie in 6 gezeigt, während Wobbledemodulation in 7 gezeigt wird.

Benutzerdaten können auf dem Aufzeichnungsträger mittels Marken aufgezeichnet werden, die diskrete Längen in Kanalbits genannten Einheiten haben, beispielsweise entsprechend dem CD- oder DVD-Kanalcodierungschema. Die Marken haben Längen, die einer ganzzahligen Anzahl von Kanalbitlängen T entsprechen. Die kürzesten verwendeten Marken haben eine Länge einer zuvor definierten minimalen Zahl d von Kanalbitlängen T, um, über den Abtastfleck auf der Spur, der einen effektiven Durchmesser hat, der gewöhnlich grob gleich der Länge der kürzesten Marke ist, detektierbar zu sein.

Gemäß der Erfindung hat der Aufzeichnungsträger ein Hilfssteuergebiet 12, in dem die Vorrille zum Codieren von Hilfssteuerinformation moduliert ist. In dem Hilfssteuergebiet 12 weist die Vorrille eine Vorrillenmodulation auf, die durch Veränderungen eines physikalischen Parameters gebildet wird, der mit der Form der Vorrille zusammenhängt, zum Repräsentieren von Hilfssteuerinformation. Die Vorrillenmodulation ist während des genannten Abtastens durch Veränderungen des reflektierten Strahlenbündels detektierbar, ähnlich den auf den Marken in der Spur beruhenden Veränderungen, die durch Veränderungen in dem reflektierten Strahlenbündel detektierbar sind, z.B. weitere Veränderungen in der Reflexion.

Bei einer Ausführungsform liegt das Hilfssteuergebiet 12 an einer zuvor definierten Position auf der Aufzeichnungsschicht. Die zuvor definierte Position ist schematisch als Teil der Spur 9 durch das Rechteck 12 in der Figur angedeutet, aber in der Praxis hat das Hilfssteuergebiet 12 eine ausreichende Länge, um ein Codieren der Hilfssteuerinformation zu erlauben, z.B. einige Windungen der Spur. Insbesondere die zuvor definierte Position kann einen zuvor definierten radialen Bereich abdecken, damit eine Einrichtung das auf der radialen Positionierung des optischen Kopfes beruhende Gebiet lokalisieren kann, ohne dass es notwendig ist, die Adressen in der Spur zu lesen.

Bei einer Ausführungsform ist das Hilfssteuergebiet 12 auch als Fokusgebiet angeordnet, das zum Ausfuhren einer wie weiter unten besprochenen Fokusjustierprozedur vorgesehen ist, um einen besten Fokusversatz einzustellen, was zu einem geringen Jitter im Auslesesignal der Benutzerdaten führt. Das Fokusgebiet wird bei der Herstellung des Aufzeichnungsträgers mit einem Trägermuster aus langen Marken versehen. Das Trägermuster ist eine Folge von vorab geschriebenen Marken, die lang sind im Vergleich zur Länge der kürzesten zum Codieren von Benutzerdaten verwendeten Marke, um wesentlich länger zu sein als der effektive Durchmesser des Abtastflecks. Insbesondere die langen Vorrillenmarken haben Längen, die zumindest zwei Mal so groß wie die zuvor definierte minimale Zahl d von Kanalbitlängen T sind. Zum Codieren der Hilfssteuerinformation kann das Trägermuster durch lange Vorrillenmarken gebildet sein, die eine einzelne Länge haben, oder es kann ein zuvor definiertes Muster sein, dass einige wenige Längen verwendet, oder es kann zufallsmäßig variiert oder moduliert sein.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben die kürzesten Marken zum Aufzeichnen der Hauptinformation eine Länge von 3 Kanalbitlängen, gewöhnlich mit d = 3T oder 3I bezeichnet. Bei DVD ist beispielsweise der Kanalcode ein RLL(2, 10)-Code mit einer minimalen Länge von 3T, und einer maximalen Länge von 11T, während Marken von 14T für die Synchronisation verwendet werden. In einem solchen System haben die langen Marken zumindest eine Länge von 6T oder 7T, aber vorzugsweise haben sie Längen von zumindest 8T. Ein praktisches Einzelton-Trägermuster hat lange Marken einer einzigen Größe, z.B. Pits und dazwischen liegende Stege („Lands") mit einer Länge von 11T. Es sei bemerkt, dass für einen Wobble, der einer zuvor definierten Anzahl of Kanalbitlängen entspricht, geeignete Vorrillenmarkenlängen gewählt werden, um ein Muster zu bilden, das zu dieser zuvor definierten Anzahl passt. Für einen Wobble aus 32 Kanalbits wie in DVD+RW ist eine geeignete Länge 8T Vorrillenpits abwechselnd mit 8T Vorrillenlands. Geeignete Bereiche von Längen zum Codieren von Information in den langen Marken sind ein Bereich von 6T bis 14T oder 10T bis 12T.

Erfindungsgemäß ist die Vorrille mit einer Vorrillenmodulation versehen, die von Veränderungen eines physikalischen Parameters gebildet wird, der mit der Form der Vorrille zusammenhängt, wie weiter unten besprochen. Die Vorrillenmodulation codiert Hilfssteuerinformation wie z.B. Hilfssteuerinformation. Es sei bemerkt, dass die Hilfsinformation für Steuerinformation verwendet werden kann, die in dem Abtastgerät oder einem Hostcomputer verarbeitet wird, z.B. einen Code, um auf aufgezeichnete Information zuzugreifen, eine Kennung zur Unterstützung von Kopierkontrolle, Anti-Piraterie-Information und andere Zugriffsmechanismen. Die Steuerinformation in dem zusätzlichen Datenkanal kann einen einmaligen Identifikationscode repräsentieren, um vor illegalem Kopieren zu schützen, oder ein Wasserzeichen. Bei einer Ausführungsform wird dem Benutzer zusätzliche Information zur Verfügung gestellt. Die zusätzliche Information kann ein Softwareprogramm sein, z.B. zum Verarbeiten, Dekomprimieren oder Editieren von Audio- oder Videomaterial, oder eine 'Freeware'-Version eines Softwareprogramm für den Benutzer, um die Funktionen der genannten Software auszuprobieren. Bei einer Ausführungsform ist die zusätzliche Information Audio- oder Videoinhalt-Information, wie z.B. ein Trailer eines Films oder eine MP3-Version eines Audiostücks. Der Benutzer kann an einer vollständigen Version des Films oder Audiostücks interessiert sein. Ein Provider kann solche vollständigen Versionen z.B. über das Internet zur Verfügung stellen, wobei die Versionen auf den Aufzeichnungsträger heruntergeladen und darauf aufgezeichnet werden können. Das tatsächliche Rückgewinnen der und Zugreifen auf die vollständigen Versionen vom Aufzeichnungsträger aus wird über Zugriffscodes kontrolliert, die auch in der Vorrillenmodulation enthalten sind. Der Provider kann beispielsweise dem Benutzer den Trailer einiger Filme oder Softwareprogramme, z.B. 5, anbieten und dem Benutzer zugestehen, nur einen oder eines davon aufzuzeichnen. Der Benutzer bezahlt dann für einen einzigen Film, wenn er die beschreibbare Platte kauft. Somit verkauft ein Inhalte-Anbieter den Aufzeichnungsträger mit einem oder mehrerer Proben von Inhaltsinformation und stellt vollständige Versionen der genannten Proben einem Benutzer zur Verfügung, insbesondere über ein Netz wie das Internet.

1d zeigt einen Wobble mit einer Vorrillenmodulation durch Veränderungen der Breite. Die Figur zeigt die gewobbelte Vorrille 14 mit einer Vorrillenmodulation 13. Die Form der Vorrille, die die lokale Querschnittsform ist, wird entsprechend einem zusätzlichen zu codierenden Informationssignal verändert. Eine derartige Änderung der Form beeinflusst die beim Abtasten an der Spur reflektierte Strahlung und kann dadurch detektiert werden. Wie in der Figur gezeigt, ist die Breite der Vorrille entsprechend einem digitalen Modulationsmuster moduliert.

1e zeigt einen Wobble mit einer Vorrillenmodulation durch Veränderungen der Tiefe. Wie gezeigt wird die Tiefe digital verändert, um Vorrillen-Pitgebiete 18 mit einer zuvor definierten Tiefe und Vorrillen-Landgebiete 19 mit einer Tiefe Null (d.h. es gibt keine Vorrille) zu bilden. Stattdessen können auch andere Veränderungen der Tiefe verwendet werden.

Zur Herstellung eines derartigen Aufzeichnungsträgers wird eine Masterplatte angefertigt. Während des Mastering-Prozesses wird die Vorrille von einem Laserstrahlrecorder geschrieben. Der Wobble wird erzeugt, indem der nominalen Mittenposition der Spur ein kleiner seitlicher Versatz auferlegt wird, und die Intensität der Laserleistung des Mastering-Laserbündels wird weiter moduliert, um für die Modulation der Vorrillenform zu sorgen.

Die Vorrillen(Breiten-, Tiefen-)modulation entlang der Spur wird zum Erzeugen eines zusätzlichen Datenkanals verwendet. Die unbeschriebene Platte (R- oder RW-Typ) enthält dann zusätzliche gemasterte Daten, beispielsweise Aufzeichnungssteuerdaten. Die Hilfsdaten können mit Hilfe eines Kanalcode codiert werden, der ähnlich oder gleich dem zum Codieren der Hauptbenutzerdaten verwendeten Kanalcode ist. Dies hat den Vorteil, dass zum Decodieren der zusätzlichen Daten keine zusätzliche Elektronik erforderlich ist. Bei einer Ausführungsform wird eine andere Modulation verwendet, d.h. ein Kanalmodulationscode, der sich von dem zum Codieren der Hauptbenutzerdaten verwendeten Kanalcode unterscheidet. Dies lässt die Verwendung jeglicher Modulation zum Codieren von Information in der Vorrille zu, die optimiert ist, die anderen Eigenschaften der Vorrille nicht zu stören, z.B. eine Modulation mit „Impulsen konstanter Länge", die die zusätzlichen Daten durch die Position der Impulse codiert. Haupt-Benutzerdaten, auch hochfrequente Daten genannt, können der modulierten Vorrille überlagert werden. Die zusätzlichen Daten in der Vorrille können lauflängenmoduliert, frequenzmoduliert, amplitudenmoduliert, phasenmoduliert sein oder irgendeinem anderen Modulationsschema folgen, je nachdem, wie am besten die Daten von überlagerten hochfrequenten Haupt-Benutzerdaten unterschieden werden können.

Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers vom DVD+R- oder +RW-Typ wird die Vorrillenmodulation in einer Schutz- oder Pufferzone in der Einlaufzone eingesetzt (andere Stellen könnten die Auslaufzone und Mittelzone bei Doppelschicht-DVD+R oder Doppelschicht-DVD+RW sein). Die kontinuierliche Vorrille wird durch Vorrillenpits und -lands von entweder einem einzigen Ton oder Mehrfachtönen ersetzt. Es sei bemerkt, dass die aus der Rille erhaltene ADIP-Information weiterhin vorhanden ist und gelesen werden kann. Als Beispiel wird eine Doppelschicht-"Opposite Track Path"-DVD+R-Platte verwendet. Die Vorrillen-Pits und -Lands sind in der Schutzzone 3 der Einlaufzone der L0-Platte platziert (möglichst dicht beim Laser) und in der Auslaufzone der L1-Schicht (unter der Einlaufzone der L0-Platte).

Bei einer Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers wechseln die Windungen der Spur mit der Vorrillenmodulation mit Windungen der Spur ohne Vorrillenmodulation oder mit einer anderen, zuvor definierten Vorrillenmodulation ab. Mit einem solchen Muster kann der sogenannte „Wobble beat" und/oder Nebensprechen benachbarter Rillen minimiert werden.

2 zeigt eine Abtasteinrichtung mit Vorrillendemodulation. Die Einrichtung ist mit Mitteln zum Abtasten einer Spur auf einem Aufzeichnungsträger 11 versehen, wobei die Mittel eine Antriebseinheit 21 zum Drehen des Aufzeichnungsträgers 11, einen Kopf 22, eine Servoeinheit 25 zum Positionieren des Kopfes 22 auf der Spur und eine Steuereinheit 20 enthalten. Der Kopf 22 umfasst ein optisches System eines bekannten Typs zum Erzeugen eines Strahlungsbündels 24, das durch optische Elemente gelenkt zu einem Strahlungsfleck 23 auf einer Spur der Informationsschicht des Aufzeichnungsträgers fokussiert wird. Das Strahlungsbündel 24 wird von einer Strahlungsquelle, z.B. einer Laserdiode erzeugt. Der Kopf umfasst weiterhin ein (nicht abgebildetes) Fokussierungsstellglied zum Bewegen des Fokus des Strahlungsbündels 24 entlang der optischen Achse des genannten Bündels und ein Spurfolgestellglied zur Feinpositionierung des Flecks 23 in einer radialen Richtung auf der Mitte der Spur. Das Spurfolgestellglied kann Spulen umfassen, um ein optisches Element radial zu bewegen oder kann alternativ zum Ändern des Winkels eines reflektierenden Elementes angeordnet sein. Die Fokussierungs- und Spurfolgestellglieder werden durch Stellgliedsignale aus der Servoeinheit 25 angetrieben. Zum Auslesen wird die an der Informationsschicht reflektierte Strahlung von einem Detektor eines üblichen Typs, z.B. einer Vier-Quadrantendiode, in dem Kopf 22 zum Generieren von Detektorsignalen detektiert, der mit einer Vorfeldeinheit 31 zum Generieren verschiedener Abtastsignale, die ein Hauptabtastsignal 33 und Fehlersignale 35 zur Spurfolge und Fokussierung einschließen, gekoppelt ist. Die Fehlersignale 35 sind mit der Servoeinheit 25 zum Steuern der genannten Fokussierungs- und Spurfolgestellglieder gekoppelt. Die Fehlersignale 35 sind auch mit einer Wobbledemodulationseinheit 36 zum Rückgewinnen der physikalischen Adressen aus der Wobblemodulation gekoppelt. Ein detailliertes Ausführungsbeispiel einer Wobbledetektion wird in 7 gegeben. Das Hauptabtastsignal 33 wird zum Rückgewinnen der Information von der Leseverarbeitungseinheit 30 eines üblichen Typs verarbeitet, die einen Demodulator, Deformatierer und eine Ausgabeeinheit enthält.

Die Steuereinheit 20 steuert das Abtasten und Rückgewinnen von Information und kann angeordnet sein, Kommandos von einem Benutzer oder einem Hostcomputer zu empfangen. Die Steuereinheit 20 ist über Steuerleitungen 26, z.B. einen Systembus, mit den anderen Einheiten in der Einrichtung verbunden. Die Steuereinheit 20 umfasst Steuerelektronik, beispielsweise einen Mikroprozessor, einen Programmspeicher und Schnittstellen, um die weiter unten beschriebenen Prozeduren und Funktionen auszuführen. Die Steuereinheit 20 kann auch als Statusmaschine in Logikschaltungen ausgeführt sein. Bei einer Ausführungsform führt die Steuereinheit die Funktionen des Rückgewinnens der zusätzlichen Information aus der Vorrille über die Leseverarbeitungseinheit 30 aus.

Die Einrichtung hat eine Vorrillendemodulationseinheit 32, um Vorrillenmodulation in dem Abtastsignal folgendermaßen zu detektieren. Das Hauptabtastsignal 33 wird aus der Vorfeldeinheit 31 erhalten. Komponenten in dem Signal 33 aufgrund der Marken der Hauptinformation werden entfernt und Komponenten aufgrund der Marken der Vorrillenmodulation werden isoliert. Bei einer Ausführungsform hat die Demodulationseinheit eine Filtereinheit 34, die eine Tiefpass- oder Bandpassfunktion hat, die speziell auf die langen Marken abgestimmt ist. Hilfssteuerinformation wird von der Vorrillendemodulationseinheit 32 aus der Vorrillenmodulation zurückgewonnen.

Taktrückgewinnung zum Rekonstruieren eines Datentakts des Hilfssignals kann auf der Wobblefrequenz beruhen oder auf der Vorrillenmodulation selbst. Bei einer Ausführungsform beruht Taktrückgewinnung auf dem für die Hauptdaten zurückgewonnenen Datentakt. Synchrone Detektion kann zum Detektieren der Datenbits der Hilfsdaten angewendet werden. Bei einer Ausführungsform ist die Vorrillenmodulation mit einem Kanalcode und/oder Fehlerkorrekturcodes versehen, die sich von den in den Benutzerdaten verwendeten Kanalcodes unterscheiden, und die Demodulationseinheit 34 ist mit einem anwendungsspezifischen Kanalcodedemodulator und/oder Fehlerkorrektureinheit versehen.

Bei einer Ausführungsform ist die Einrichtung mit Aufzeichnungsmitteln zum Aufzeichnen von Information auf einem Aufzeichnungsträger vom beschreibbaren oder mehrfach beschreibbaren Typ, beispielsweise CD-R oder CD-RW, oder DVD+RW oder BD versehen. Die Aufzeichnungsmittel arbeiten mit dem Kopf 22 und der Vorfeldeinheit 31 zusammen, um ein Schreibstrahlungsbündel zu erzeugen, und umfassen Schreibverarbeitungsmittel zum Verarbeiten der Eingabe-Information, um ein Schreibsignal zu generieren, um den Kopf 22 anzusteuern, welche Schreibverarbeitungsmittel eine Eingabeeinheit 27, einen Formatierer 28 und einen Modulator 29 umfassen. Zum Schreiben von Information wird das Strahlungsbündel gesteuert, um optisch detektierbare Marken in der Aufzeichnungsschicht zu kreieren. Die Marken können in irgendeiner optisch lesbaren Form vorliegen, z.B. in Form von Gebieten mit einem von ihrer Umgebung unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten, die beim Aufzeichnen in Materialien wie z.B. Farbstoff, Legierung oder Phasenänderungsmaterial erhalten werden, oder in Form von Gebieten mit einer von ihrer Umgebung unterschiedlichen Polarisationsrichtung, die beim Aufzeichnen in magnetooptischem Material erhalten werden.

Schreiben und Lesen von Information zum Aufzeichnen auf optischen Platten und Formatierungs-, Fehlerkorrektur- und Kanalcodierungsregeln sind in der Technik wohlbekannt, z.B. von einem CD- oder DVD-System. Bei einer Ausführungsform umfasst die Eingabeeinheit 27 Komprimierungsmittel für Eingangssignale wie z.B. analoges Audio und/oder Video oder digitales unkomprimiertes Audio/Video. Geeignete Komprimierungsmittel sind für Video in den MPEG-Normen beschrieben, MPEG-1 ist in ISO/IEC 11172 definiert und MPEG-2 in ISO/IEC 13818. Das Eingangssignal kann entsprechend solchen Normen auch bereits codiert sein.

3 zeigt eine optische Mehrschicht-Platte. L0 ist eine erste Aufzeichnungsschicht 40 und L1 ist eine zweite Aufzeichnungsschicht 41. Eine erste transparente Schicht 43 bedeckt die erste Aufzeichnungsschicht, eine Abstandsschicht 42 trennt beide Aufzeichnungsschichten 40, 41 und unter der zweiten Aufzeichnungsschicht 41 wird eine Substratschicht 44 gezeigt. Die erste Aufzeichnungsschicht 40 liegt näher bei einer Eintrittsfläche 47 des Aufzeichnungsträgers als die zweite Aufzeichnungsschicht 41. Ein Laserbündel wird in einem ersten Zustand 45, fokussiert auf die L0-Schicht, gezeigt und das Laserbündel wird in einem zweiten Zustand 46, fokussiert auf die L1-Schicht, gezeigt. Jede Aufzeichnungsschicht hat das Muster aus Vorrillenmarken, das Hilfssteuerinformation codiert.

Mehrschicht-Platten sind bereits als nur lesbare, vorab beschriebene Platten, wie z.B. DVD-ROM oder DVD-Video, verfügbar. Kürzlich ist eine Doppelschicht-DVD+R-Platte vorgeschlagen worden, welche Platte vorzugsweise mit dem Doppelschicht-DVD-ROM-Standard kompatibel sein sollte. Die Reflexionsgrade beider Schichten betragen > 18%. Die L0-Schicht hat eine Transmission von etwa 50–70%. Eine Abstandsschicht trennt die Schichten mit einer typischen Dicke zwischen 30 und 60 &mgr;m. Die L1-Schicht hat hohe Reflexion und muss sehr empfindlich sein. Auch mehrfach beschreibbare Doppelschicht-Platten sind vorgeschlagen worden. Die L0-Schicht hat eine Transmission von etwa 40–60%. Die effektive Reflexion beider Schichten beträgt typischerweise 7%, obwohl niedrigere und höhere Werte (3%–18%) möglich sind. Beschreibbare und mehrfach beschreibbare optische Speichermedien mit 3 oder mehr Aufzeichnungsschichten werden auch in Betracht gezogen.

4 zeigt die Fokusfehlersignal-S-Kurve. Das Fokusfehlersignal 48 wird für einen Fokus gezeigt, der von unterhalb bis oberhalb einer Aufzeichnungsschicht variiert. Bei Einzelschicht-DVD+RW und -ROM wird beispielsweise der optimale Fokusversatz gefunden, indem der Fokusfehler beim Nulldurchgang 49 der S-Kurve gehalten wird. Zusätzliches Feinabstimmen kann durch Optimieren in Bezug auf vorab aufgezeichnete Daten (im Fall der ROM-Platte) erhalten werden. Bei Doppelschicht-DVD-ROM (DVD-9) wird der optimale Fokusversatz gefunden, indem der Fokusfehler beim Nulldurchgang der S-Kurve gehalten und dann weiter in Bezug auf Jitter optimiert wird. Hierbei leidet der optimale Fokusversatz unter Streulicht aus der anderen fokusfernen Schicht und/oder aus optischen Aberrationen aufgrund der nicht idealen Tiefe der Schicht im Fokus, aber dies kann durch Optimieren in Bezug auf Jitter kompensiert werden. Bei Doppelschicht-DVD+R/+RW stehen keine vorab aufgezeichneten Daten zum Optimieren der Jitterwerte zur Verfügung.

Bei einer Ausführungsform hat die Einrichtung eine in der Fokusservoeinheit 25 enthaltene Fokusjustierfunktion. Zuerst wird ein durch ein Gebiet der Vorrille mit der Vorrillenmodulation gebildetes Fokusgebiet detektiert. Dann wird der beste Fokus durch Abtasten des Trägermusters in dem Fokusgebiet und Überwachen der Amplitude des auf den genannten langen Marken beruhenden Abtastsignals detektiert. Insbesondere wird ein Maximum der Amplitude durch Variieren des Fokusversatzes gefunden. Die Fokusjustiereinheit kann auch als Softwarefunktion in der Steuereinheit 20 ausgeführt sein, unter Verwendung der Lese-Elektronik, die in der Leseeinheit 30 zum Detektieren der Amplitude des auf den langen Vorrillenmarken beruhenden Signals zur Verfügung steht. Bei einer Ausführungsform wird die Fokusjustierfunktion für eine Mehrschichtplatte Für jede der relevanten Schichten separat ausgeführt. Das Fokusgebiet auf der jeweiligen Schicht wird lokalisiert, und die weiteren Schritte werden so, wie oben für die erste Schicht angegeben, ausgeführt. Das Finden des richtigen Fokusversatzes ist zum Beschreiben von beschreibbaren und mehrfach beschreibbaren Platten wichtig. Bei einem nicht optimalen Fokusversatz werden die Daten nicht optimal auf die Platte geschrieben, was zu höherer Schreibleistung und Jitterwerten führt (besonders beim Auslesen).

5 zeigt einen modulierten Wobble, eine Vorrillenmodulation und ein Lesesignal. Die x-Achse zeigt die Zeit und die y-Achse zeigt die Signalwerte. Eine obere Kurve 51 zeigt den Wobble als ein in radialer Richtung von einer nominalen Nullposition abweichendes Signal. Die Phase des Wobble ist zum Codieren physikalischer Adressen, wie durch die Phasenumkehr 52 angegeben, moduliert. Die Wobblemodulation repräsentiert physikalische Adressinformation, die die physikalische Position der jeweiligen physikalischen Adresse in Bezug auf einen Anfangspunkt der Spur angibt. Die Wobblemodulation ist beispielsweise aus DV+RW bekannt und wird in WO00/43996 ausführlich beschrieben. Erfindungsgemäß wird die den Wobble bildende Vorrille durch abwechselnde Vorrillen-Landgebiete 53 und Vorrillen-Pitgebiete 54 moduliert. Die untere Kurve 56 zeigt das resultierende, von einem Detektor in dem Lesekopf generierte Lesesignal, das gewöhnlich CA-Signal (engl.: central aperture signal) genannt wird. Das Signal wird durch den Unterschied der Reflexion von Vorrillenpits (Rillen-Reflexionsgrad) und Vorrillenlands (Spiegeltyp-Reflexionsgrad) verursacht. Das Signal ist mit dem Unterschied der Reflexion zwischen einer Rille und einem Spiegelgebiet auf der Platte (typischerweise 10–15% des Reflexionsgrades) vergleichbar. Alternativ können zum Auslesen andere Verfahren eingesetzt werden, z.B. radialer und tangentialer Push-Pull. Es sei bemerkt, dass die Wobbleperiode oder -modulation aus dem CA-Lesesignal nicht detektiert werden kann, sondern die Vorrillen-Landgebiete 53 ergeben Impulse 55 in dem CA-Signal, während die dazwischen liegende Signalteile 57 als auf Vorrillenpits beruhend interpretiert werden. Demodulieren der auf der Vorrillenmodulation beruhenden Vorrillensignalelemente 55, 57 ist relativ einfach. Bei einer Ausführungsform hängen die Vorrillensignalelemente direkt mit dem Wobble-PLL-Takt zusammen. Einfaches Filtern und Schwellendetektion können eingesetzt werden. Wenn die Pits groß sind (> 8T), ist Intersymbolstörung vernachlässigbar und die Frequenz und die Größe des Signals sind fest. Aus dem Signal demodulierte Kanalbits werden entsprechend einem Kanalcodierungsalgorithmus zu der Hilfsinformation decodiert, beispielsweise der gleichen Kanalcodierung, wie sie für die Hauptdaten in dem CD- oder DVD-System verwendet wird. Bei einer Ausführungsform wird ein anwendungsspezifischer Kanalcodierungsalgorithmus zum Codieren der Hilfsinformation in den Vorrillen-Land- und -Pitgebieten verwendet, wobei der Algorithmus beispielsweise nur Vorrillenmarkenlängen von 10 bis 14 Kanalbits nutzt.

Bei einer Ausführungsform ist die Vorrillenmodulation an die Wobblemodulation angepasst. Wie in 5 gezeigt, sind die Vorrillen-Pit- und -Landgebiete auf die Sinuswellenform des Wobble ausgerichtet. Die Längen der Vorrillenmarken sind so gewählt, dass sie Vorrillenmodulationmuster zulassen, die in die Längen der Wobbleperiode passen. Alternativ ist die Vorrillenmodulation auf Wobbleteile ausgerichtet, die kritische Elemente der Wobblemodulation bilden, wie die Phasenumkehr 52, insbesondere solche kritischen Wobbleteile, die keine Vorrillenmodulation enthalten.

6 zeigt ADIP-Information in Wobblemodulation. Die Wobblemodulation codiert zusätzliche Information, die in dem DVD+RW-System "Adresse in Vorrille" (ADIP: Address In Pregroove) genannt wird. Jedes ADIP-Bit 65 wird von ADIP-Bitsynchronisationen gebildet (1 Wobbleperiode 64, entsprechend 32 Kanalbits), gefolgt von einem ADIP-Wortsynchronisationsfeld (3 Wobbleperioden) und dem ADIP-Datenbitfeld von 4 Wobbleperioden, schließlich gefolgt von 85 monotonen (d.h. nicht modulierten) Wobbleperioden. Die Figur zeigt einen ersten Wobble 61, der als ADIP-Wortsynchronisation codiert ist, in dem das Wortsynchronisationsfeld invertierte Wobbles und das Datenbitfeld nicht modulierte Wobbles hat. Der zweite Wobble 62 codiert einen Datenbitwert 0 und der dritte Wobble 63 codiert ein Datenbit vom Wert 1.

7 zeigt eine Wobbeldemodulationseinheit. Die Eingabeeinheit 71 liefert ein Push-Pull-Signal, das aus dem Kopf abgeleitet wird, der die Spur abtastet. Ein Filter 72 filtert das Signal mit Hochpass- und Tiefpassfiltern zum Isolieren der Wobblefrequenz und Generieren eines Wobblesignals. Eine Phasenregelschleife 73 ist auf die Wobblefrequenz verriegelt und generiert über einen 32x-Multiplizierer 75 den synchronen Schreibtakt zum Aufzeichnen von Marken in Einheiten aus Kanalbits. Eine synchrone Wobbleeinheit 74 liefert eine Wobbletaktperiode an den Multiplizierer 76, der auch das Wobblesignal empfängt. Die Ausgabe des Multiplizierers 76 wird in einer Integrier- und Ausdruckeinheit 77 integriert, deren Ausgabe über einen Abtastschalter zu einem Sync-Schwellendetektor 78 abgetastet wird, der mit einem ADIP-Bit-Synchronisierer gekoppelt ist, der die ADIP-Bitsynchronisationen detektiert. Einem zweiten Multiplizierer 81 wird ein 4-Wobbleperiodensignal zugeführt, das zwei invertierte und zwei nicht invertierte Wobbles hat, und das Wobblesignal auf einem zweiten Eingang für synchrone Detektion über 4 Wobbleperioden. Eine zweite Integrier- und Ausdruckeinheit 82 integriert Ausgangssignale des Multiplizierers 82, während ein Bitwert-Schwellendetektor 83 zum Detektieren der Werte der codierten Bits.

Obwohl die Erfindung hauptsächlich mittels Ausführungsformen erläutert worden ist, die optische Platten nutzen, die auf einer Reflexionsänderung beruhen, ist die Erfindung auch für andere Aufzeichnungsträger geeignet, wie z.B. rechteckige optische Karten, magnetooptische Platten oder jeden anderen Typ von Informationsspeichersystem, das auf einem beschreibbaren Aufzeichnungsträger ein vorab angebrachtes Muster aufweist. Es sei bemerkt, dass in diesem Dokument das Wort „umfassend" (Englisch: "comprising") das Vorhandensein anderer Elemente oder Schritte als derjenigen, die aufgelistet sind, nicht ausschließt und das Wort „ein" oder „eine" (Englisch: "a" or "an") vor einem Element das Vorhandensein einer Vielzahl derartiger Elemente nicht ausschließt, dass Bezugszeichen den Rahmen der Ansprüche nicht einschränken, dass die Erfindung sowohl mittels Hardware als auch mittels Software ausgeführt werden kann und dass mehrere „Mittel" oder „Einheiten" durch das gleiche Hardware- oder Softwareelement repräsentiert werden können.