Устройство для считывания носителя информации, включающее дискриминирующее средство для определения типа носителя информации

Устройство для считывания носителя информации, включающее дискриминирующее средство для определения типа носителя информации

Реферат

 

Изобретение относится к устройству для считывания носителя информации, на котором рисунок информации записан в форме, по существу, параллельных рабочих дорожек, содержащему считывающую головку для генерирования сигнала считывания посредством сканирования носителя информации в сканирующей позиции на дорожке и дискриминирующее средство для определения типа носителя информации, при этом рисунок информации имеет, по меньшей мере, один отличительный физический параметр для каждого типа носителя информации. Обработка сигнала считывания с целью воспроизведения информации и сервомеханизмы, например приводной мотор и сервослежение, должны регулироваться с учетом конкретного типа носителя информации. Технический результат - быстрое и легкое различение типов носителей информации достигается за счет того, что определение типа носителя информации дискриминирующим средством происходит без включения в работу сервоследящего механизма. При этом носитель информации вращается с заданной скоростью и позиционирование сканирующей позиции производится на заданном радиальном расстоянии от точки вращения. В результате достигается заданная продольная скорость. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству для считывания носителя информации, на котором информация записана в форме параллельных рабочих дорожек, сделанных из считываемых объектов, причем упомянутое устройство содержит считывающую головку для генерирования сигнала считывания посредством сканирования носителя информации в сканирующей позиции, средство сервослежения для удерживания сканирующей позиции на дорожке и дискриминирующее средство для определения типа носителя информации, при этом рисунок информации имеет по меньшей мере один отличительный физический параметр для каждого типа носителя информации.

Подобное устройство описано в патенте США No 4724492. Упомянутое устройство предназначено для воспроизведения аудио (звукового) компакт-диска (CD), видео лазерного диска с модулированным по частоте (FM) аудиосигналом (LD) и видео лазерного диска с цифровым аудиосигналом (LDD). В процессе воспроизведения записанный сигнал информации восстанавливается из рисунка информации, при этом обработка сигнала и регулировки сервосредства, среди которых блок управления приводным двигателем и сервоследящее средство будут адаптироваться к соответствующему типу носителя информации. С этой целью устройство включает в себя дискриминирующее средство для определения типа носителя информации. Компакт-диск (CD) различают на основе диаметра, который считывается датчиком. В присутствии цифрового аудиосигнала диска LD и LDD отличают друг от друга по записанному рисунку информации. Чтобы отличить LD от LDD, соответствующим образом регулируется сервосредство, диску сообщается нужная скорость и с помощью сервоследящего средства считывающая головка устанавливается над дорожкой. Затем сканируется какая-то часть рисунка информации, причем в течение этой операции сигнал считывания демодулируется для восстановления сигнала информации. В конечном итоге схема дискриминации обнаруживает присутствие цифрового аудиосигнала потому, что в сигнале информации происходит синхронизация кадра.

Основным недостатком уже известных устройств подобного типа является то, что для распознания типов носителей информации, у которых различным является только рисунок информации, требуется довольно сложная процедура, связанная с большой тратой времени на определение типа носителя информации.

Задачей изобретения является создание устройства, которое содержит средство, с помощью которого можно было бы легко и быстро различить различные типы носителей информации.

Данная задача согласно изобретению решается за счет того, что дискриминирующее средство упомянутого устройства предназначено для определения типа носителя информации на основе свойств сигнала считывания, связанных о физическим параметром, в момент, когда средство сервослежения выключено из работы. Это имеет, например, то преимущество, что не нужно будет тратить время на блокировку средства сервослежения на дорожке. Еще более предпочтительным является тот факт, что в данном случае возможные типы носителей информации можно будет оптимально считывать при какой-то одной регулировке сервосредства. Прежде чем найти регулировки, которые будут соответствовать определенному типу присутствующего носителя информации, необходимо будет последовательно выполнить ряд попыток по сканированию какой-то части рисунка информации. Изобретение основывается также на признании того факта, что сигнал считывания сканирующей позиции, которая не удерживается на дорожке, имеет свойства, связанные с физическими параметрами рисунка информации, и что дискриминация на этой основе делает ненужной воспроизведение информационного содержания рисунка информации.

Один из примеров выполнения устройства согласно изобретению характеризуется тем, что дискриминирующее средство предназначено для определения свойств частотного спектра сигнала считывания, когда сканирующая позиция перемещается в направлении, по существу параллельном дорожкам. В случае именно такого перемещения в продольном направлении дорожек сканирующая позиция будет поочередно рассматривать части параллельных дорожек или интервалы между дорожками, а затем будет частично перекрывать две смежные дорожки. В данном случае сигнал считывания будет непригодным для демодуляции и для воспроизведения сигнала информации, однако частотный спектр сигнала считывания будет определяться по существу на основе физических параметров эффектов в продольном направлении. Это является полезным в том плане, что тип носителя информации можно будет легко и просто вывести на основе частотного спектра при какой-то специфической продольной скорости.

Другой пример выполнения устройства согласно изобретению характеризуется тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения типа носителя информации, хотя для каждого типа носителя информации имеются только объекты определенной длины, которые различаются на фиксированный размер шага, и для обнаружения в сигнале считывания одной или более частотных составляющих, связанных с протяженностями или размером этапа. Это является преимуществом в том плане, что в сигнале считывания преобладают связанные частотные составляющие и их можно обнаружить простым способом. Еще более предпочтительным является то, что обнаружение обычно становится возможным с помощью средства, которое уже имеется и используется для воспроизведения сигнала информации.

Следующий пример выполнения устройства согласно изобретению, в котором носитель информации имеет форму диска, характеризуется тем, что движение включает в себя процесс (этап) вращения носителя информации с заданной скоростью вращения и позиционирование сканирующей позиции на заданном радиальном расстоянии от точки вращения. В результате создается преимущество в том плане, что достигается заданная продольная скорость, а само движение может быть реализовано простым способом с помощью уже имеющегося здесь сервосредства.

Еще один пример выполнения устройства по изобретению характеризуется тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения минимального и максимального уровня сигнала считывания. Это полезно, например, в том плане, что глубину модуляции сигнала считывания, которая может быть различной у каждого типа носителя информации, можно легко и просто определять на основе различных эффектов.

Следующий пример выполнения устройства согласно изобретению отличается тем, что дискриминирующее средство предназначено для обнаружения ряда пересечений сканирующей позиции с дорожкой в момент, когда сканирующая позиция перемещается в направлении, поперечном направлению дорожек. Это имеет то преимущество, что при поперечном перемещении на известное расстояние можно легко определять шаг дорожки, который означает взаимное расстояние между дорожками и который может быть различным для каждого типа носителя информации.

Эти и другие аспекты изобретения станут более очевидными из описания с ссылками на примеры выполнения, которые раскрываются ниже.

На чертежах показано; Фиг. 1 - устройство для считывания носителя информации, Фиг. 2 - схема процесса дискриминации, Фиг. 3 - часть рисунка информации.

На фиг. 1 показано устройство согласно изобретению для считывания носителя информации 1, содержащее дискриминирующее средство 9 для определения типа носителя информации. Носитель информации представлен оптически считываемым в форме диска типом, например, аудио CD иди CD с высокой плотностью (расположения информации), например, мультимедийным CD (MMCD). Однако, изобретение в равной степени можно использовать в комбинации с носителями информации магнитного типа или носителями информации ленточного типа. Подробное описание считывания CD можно найти в книге под названием "Принципы оптических дисковых систем" Баухьюиса и др., ISBNO-85274-785-3 (международный стандартный номер книги). MMCD отличается от CD, например, большей плотностью расположения информации, тогда как рисунок информации образуется меньшими эффектами, а расстояние между дорожками - шаг дорожки - будет меньше, чем у CD. Устройство содержит считывающую головку 3 для сканирования дорожки 2 с помощью оптического луча в сканирующей позиции 13, чтобы считывать носитель информации 1. Сигнал считывания 10 поступает в средство демодуляции и исправления ошибок 4. Восстановленный таким образом сигнал информации 11 содержит не только записанную информацию, но и также всю другую зависимую от носителя информацию, например адреса, информацию об органе управления и синхронизации. Отсюда сигнал информации 11 поступает в деформаттер 5, где извлекается зависимая от носителя информация, а затем он подается в контроллер системы 8. Восстановленная пользователем информация образуется через выпускное отверстие 12, например, в форме цифрового битового потока. Согласно другому примеру выполнения устройство может дополнительно включать декодер (не показан) для декодирования цифровой информации пользователя в аналоговый сигнал, например, закодированный цифровой видеосигнал MPEG-2 в аналоговый видеосигнал, или конвертер для преобразования цифрового аудиосигнала в аналоговый аудиосигнал. С помощью приводного средства 6 носителю информации 1 придается желаемая скорость вращения. Считывающая головка 3 устанавливается над сканирующей позицией носителя информации 1 с помощью блока установки, например с помощью скользящего иди поворачивающегося рычага (не показан), который приводится в действие контроллером системы 8. Сервоследящее средство 7 выводит из сигнала считывания 10 сервоинформацию, которая будет указывать на место расположения сканирующей позиции 13 относительно центра дорожки 2. С помощью сервоследящего средства сканирующая позиция 13 адаптируется для удерживания сканирующей позиции 13 на дорожке 2.

Для оптимального считывания этих типов носителей информации может оказаться желательным, чтобы серворегулировки и обработка сигнала были адаптированы к конкретному типу носителя информации. Для адекватной адаптации необходимо знать тип носителя информации. Для определения типа носителя информации устройство согласно изобретению содержит дискриминирующее средство 9, которое соединено с контроллером системы 8 пропускания сигнала дискриминации, который указывает на тип носителя информации. Дискриминирующее средство 9 соединяется с сигналом считывания и обнаруживает свойства этого сигнала, которые связаны с одним или более физическими параметрами рисунка информации. Для этого в течение процедуры дискриминации и после того, как уже был введен носитель информации, осуществляется анализ сигнала считывания. Для различных типов носителей информации используется одиночная процедура дискриминации, в течение которой происходит генерирование сигнала считывания в момент, когда сервоследящее средство 7 выключено из работы, а сканирующая позиция 13 не удерживается на какой-то специфической дорожке. Несколько дополнительных серворегулирующих средств, в частности орган регулирования фокусировки, устанавливаются заданным способом, чтобы сигнал считывания имел свойства сигнала, связанные с физическими параметрами. Несколько примеров физических параметров и связанных с ними свойств сигнала будут описываться со ссылками на фиг. 2 и 3.

Согласно другим примерам выполнения изобретения устройство выполнено с возможностью воспроизведения различных типов носителей информации, например, магнитного диска или оптической либо магнитной ленты, когда на носителях информации имеется рисунок информации по существу параллельных дорожек. Подобное устройство обычно имеет приводное средство, позиционирующее средство и сервоследящее средство, приемлемые для соответствующего типа носителя информации. Проведение различий между типами носителей информации осуществляется сопоставимым способом, основанным на свойствах сигнала, по существу сигнала считывания в момент, когда выключено из работы сервоследящее средство.

На фиг. 3 схематически представлена процедура дискриминации по изобретению, например, процедура дискриминации между CD и MMCD. Эта процедура реализуется под управлением контроллера системы 8 и дискриминирующего средства 9. На этапе SI происходит включение устройства и введение в устройство носителя информации. На этапе S2 все регулировки устройства, которые зависят от типа носителя информации, доводятся до конкретного значения. С этой целью подходящее значение выбирается из диапазона значений, свойственных типам носителей информации, например среднее или наименьшее значение для скорости вращения носителя информации. На этапе S3 срабатывает приводное средство, чтобы заставить носитель информации вращаться с фиксированной заданной скоростью вращения. На этапе S4 считывающая головка устанавливается на заданном радиальном расстоянии от точки вращения. Если позиционное средство имеет датчик, который указывает радиальное расстояние, тогда возможен произвольный выбор упомянутого расстояния. В устройстве без такого датчика можно использовать, например, известную фиксированную точку упора позиционного средства, например точку упора на максимальном радиальном расстоянии. После этого можно покрыть небольшое фиксированное расстояние до внешней части, чтобы сканирующая позиция 13 точно находилась на рисунке информации на известном радиальном расстоянии с ограниченным допуском. Этого можно добиться, например, посредством приложения небольшого фиксированного управлявшего напряжения на позиционный сервомеханизм. Этапы S3 и S4 будут заставлять рисунок информации перемещаться вдоль сканирующей позиции с известной продольной скоростью в направлении, по существу параллельном дорожкам. На этапе S5 приводится в действие лазер в считывающей головке и фокусирующий сервомеханизм. В результате образуется сигнал считывания 10. Сервоследящее средство 7 не включается. Тип носителя информации все еще не известен, а оптимальное сервослежение обычно требует адаптации регулировки сервоследящего средства 7 к типу носителя информации. Кроме того, блокировка блока управления сервослежением требует дополнительное время. На этапе S6 определяются свойства сигнала считывания 10, которые связаны с одним или более физическими параметрами рисунка информации, которые являются отличительными признаками типов носителей информации, которые подлежат распознаванию. С этой целью с помощью средства выведения, которое хорошо известно специалистам в данной области, выводятся сигналы, указывающие на одно или более свойств, например, на амплитудную вариацию или на частотное содержание сигнала считывания 10. На основе выведенных сигналов определяется и передается в контроллер системы 8 тип носителя информации. В зависимости от обнаруженного типа носителя информации происходит переход к исполнению этапов S7, S8 или S9. Если используется CD, тогда осуществляется переход к исполнению этапа S7, в течение исполнения которого регулировки устройства адаптируются к CD. В случае использования MMCD осуществляется переход к исполнению этапа S8, в течение исполнения которого регулировки устройства адаптируются к MMCD. Переход к исполнению этапа S9 осуществляется в том случае, если невозможно воспроизвести тип носителя информации и носитель информации, например, выдается автоматически. После этапа S7 или этапа S8 следует этап S10, в процессе исполнения которого воспроизводится носитель информации и естественно срабатывает сервоследящее средство 7.

Согласно одному из примеров процедуры дискриминации свойства частотного спектра, например, сравнивание количества энергии в низкочастотном диапазоне и в высокочастотном диапазоне, что можно сделать с помощью простого фильтрующего средства, определяются на этапе S6, когда определяются свойства сигнала. Эти энергетические содержания могут быть различными для различных типов носителей информации, которые имеют различные плотности и различные размеры эффекта. За счет оптимального выбора частот фильтра можно просто определить тип носителя информации.

Согласно другому примеру процедуры дискриминации сканирующая позиция перемещается на заданное расстояние в направлении, поперечном дорожкам на этапе S6 в момент определения свойств сигнала. В результате этого происходит образование в сигнале считывания компонентов сигнала известным способом, а сами компоненты согласовываются с пересечением дорожки. Эти компоненты сигнала подсчитываются и таким образом отражают количество пересечений. Затем количество пересечений на протяжении известного расстояния или количество пересечений на единицу времени при известной поперечной скорости связывают с плотностью дорожки и тем самым с шагом дорожки. Шаг дорожки является одним из физических параметров, которые будут четко различными для CD (около 1.6 мкм) и MMCD (около 0.8 мкм). В данном случае нет необходимости осуществлять на этапе S3 точную скорость вращения, а на этапе S4 - точную радиальную позицию. Однако в случае слишком низкой скорости вращения существует риск не обнаружения пересечения, поскольку в данном случае имеется слишком небольшое количество обнаруживаемых эффектов.

На фиг. 2 показано схематическое изображение части рисунка информации, на которой показаны четыре параллельные дорожки 20. Дорожки формируются объектами 21 и 22, которые можно считывать, например, оптическим или магнитным образом. Эти объекты демонстрируют образование бинарного сигнала, для которого контактные площадки или микроуглубления 21 имеют одну полярность, а интервалы 22 - другую полярность. Объекты (как контактные площадки 21, так и интервалы 22) имеют лишь определенные длины, которые постоянно изменяются на фиксированный размер шага и создают в сигнале считывания одну или более частотных составляющих, связанных с длинами или размером шага.

Для CD, например, длины колеблются от 3Т до 11Т. Это вызывает появление в сигнале считывания сильного частотного компонента, связанного с Т, что также называют синхронизацией битов. Для восстановления цифровой информации необходимо повторно генерировать синхронизацию битов. Именно для этого демодулирующее средство 4 содержит средство для повторного генерирования синхронизации битов, например, так называемую систему фазовой подстройки частоты (PLL). PLL можно реализовать уже известным аналоговым или цифровым способом. Можно использовать уже присутствующую PLL для обнаружения частоты синхронизации битов. С этой целью PLL необходимо приспособить для определения частоты, на которой будет блокироваться PLL. Эта информация передается в дискриминирующее средство 9. Затем дискриминирующее средство 9 устанавливает, находится ли обнаруженная частота в одном из двух неперекрывающихся диапазонах значений, так называемые окна. В результате этого узнаем простым способом размер этапа Т, который для CD будет равен примерно 0.28 мкм, а для MMCD равен примерно 0.15 мкм.

Согласно другому примеру с помощью детектора рабочей длины в дискриминирующем средстве 9 отфильтровывается и выявляется компонент сигнала, соответствующий одной из длин эффектов. Подобный детектор определяет время, в течение которого не изменяется полярность сигнала считывания. Приемлемым выбором для обнаружения является компонент, соответствующий наиболее короткой рабочей длине (например, 3Т для CD). С помощью дискриминирующего средства 9 сравнивается среднее значение самых коротких рабочих длин со значениями, которые ожидаются для различных типов носителей информации.

Согласно другим примерам выполнения необходимо будет провести различие между типами носителей информации, которые отличаются друг от друга и другими физическими параметрами. Примером этого является различие в глубине модуляции сигнала считывания между различными типами носителей информации. Для этого дискриминирующее средство может определять минимальный и максимальный уровни сигнала считывания 10. Затем это различие мажет указывать на глубину модуляции.

Формула изобретения

1. Устройство для считывания носителя информации, на котором информация записана в форме параллельных дорожек, сделанных из считываемых объектов, причем устройство содержит считывающую головку для генерирования сигнала считывания посредством сканирования носителя информации в сканирующей позиции, сервоследящее средство для удерживания сканирующей позиции на дорожке и дискриминирующее средство для определения типа носителя информации, причем рисунок информации имеет, по меньшей мере, один отличительный физический параметр для каждого типа носителя информации, отличающееся тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью позиционирования считывающей головки на заданном радиальном расстоянии и определения типа носителя информации на основе свойств сигнала считывания, связанных с физическим параметром, тогда, когда сервоследящее средство выключено.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения свойств частотного спектра сигнала считывания после перемещения сканирующей позиции в направлении, параллельном дорожкам.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения типа носителя информации, в то время как каждый тип носителя информации имеет только объекты определенной длины, которая отличается на фиксированный размер шага, и обнаружения в сигнале считывания одной или более частотных составляющих, связанных с длинами или размером шага.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что в случае носителя информации в форме диска устройство выполнено с обеспечением движения с принудительным вращением носителя информации с заданной скоростью вращения и позиционирования сканирующей позиции на заданном радиальном расстоянии от точки вращения.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения минимального и максимального уровней сигнала считывания.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения количества пересечений сканирующей позиции с дорожкой после перемещения сканирующей позиции в направлении, поперечном направлению дорожек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3