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発明の名称 光ディスク及び光学的記録再生装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−78418
公開日 平成7年(1995)3月20日
出願番号 特願平5−225496
出願日 平成5年(1993)9月10日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 具島 豊治 / 小林 良治
要約 目的
容易な構成で光ディスクの内周側と外周側の記録再生における特性差に影響されることなく音声信号及び映像信号を記録再生することが可能で、しかも音声信号のみを後追い記録(アフターレコーディング)もしくは先行記録(プリレコーディング)する機能を具備した光ディスク及び光学的記録再生装置を提供する。

構成
光ディスク1を内周部5と外周部6に区分し、各トラックもしくは各セクター毎に番地情報領域2と同期信号を付加した音声信号記録領域及び映像信号記録領域を配置し、複数の光ヘッドにより一定時間長の音声信号及び映像信号を内周部と外周部に分散して記録する。再生時には複数の光ヘッドより読み出された音声信号及び映像信号を結合して一連の時系列として再生し得るように構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】円盤の片面もしくは両面を内周部及び外周部に区分し、前記内周部と前記外周部にスパイラル状もしくは同心円状のトラックを設け、前記各トラックもしくは前記各トラックを一定角度間隔毎に分割した各セクターに、情報を記録する場所を識別するための番地情報領域と、同期信号を付加した音声信号記録領域と、同期信号を付加した映像信号記録領域とを配置し、一定時間長の音声信号と映像信号をそれぞれ複数個の音声ブロックと複数個の映像ブロックに分割し、前記複数個の音声ブロックと複数個の映像ブロックをさらに第1群と第2群に区分し、前記第1群に属する音声ブロックと映像ブロックを内周部に存在する少なくとも1つの前記トラックもしくは前記セクターのそれぞれ音声信号記録領域と映像信号記録領域に記録し、前記第2群に属する音声ブロックと映像ブロックを外周部に存在する少なくとも1つの前記トラックもしくは前記セクターのそれぞれ音声信号記録領域と映像信号記録領域に記録することにより、前記音声ブロックと映像ブロックを内周部と外周部に分散配置した光ディスク。
【請求項2】各トラックもしくは各セクターに複数個の音声信号記録領域を設け、複数の音声チャンネルの一定時間長の音声信号を前記音声信号記録領域にそれぞれ対応させ、且つ前記各音声チャンネルの音声信号を各々複数個の音声ブロックに分割し、各音声チャンネルの音声ブロックをそれぞれ第1群と第2群に区分した請求項1記載の光ディスク。
【請求項3】一定時間長を1フレーム分もしくは1フィールド分の時間長としたことを特徴とする請求項1または2に記載の光ディスク。
【請求項4】各トラックもしくは各セクターに設けた複数個の音声信号記録領域のうち、全音声チャンネルもしくはある特定の音声チャンネルに対応した音声信号記録領域では、映像信号記録領域に映像信号を記録した後もしくは前記以外の音声信号記録領域に音声信号を記録した後に、前記音声信号記録領域に音声信号の記録を行うアフターレコーディング領域とした請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ディスク。
【請求項5】各トラックもしくは各セクターに設けた複数個の音声信号記録領域のうち、全音声チャンネルもしくはある特定の音声チャンネルに対応した音声信号記録領域では、映像信号記録領域に映像信号を記録する前もしくは前記以外の音声信号記録領域に音声信号を記録する前に、前記音声信号記録領域に音声信号の記録を行うプリレコーディング領域とした請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ディスク。
【請求項6】片面もしくは両面を内周部及び外周部に区分した光ディスクの各トラックもしくは各セクター毎に設けた番地情報領域の番地情報を読み出すところの番地情報再生手段と、前記番地情報を識別する識別手段と、前記光ディスクを一定角速度で回転させる回転手段と、前記内周部のトラックにアクセスする第1の光ヘッドまたは第1の光ヘッド群と、前記外周部のトラックにアクセスする第2の光ヘッドまたは第2の光ヘッド群と、前記第1の光ヘッドまたは第1の光ヘッド群及び前記第2の光ヘッドまたは第2の光ヘッド群を構成する各光ヘッドに接続され前記各トラックもしくは前記各セクターに設けた音声信号記録領域に音声信号を書き込みもしくは読み出す少なくとも2つの音声信号記録再生手段と、前記第1の光ヘッドまたは第1の光ヘッド群及び前記第2の光ヘッドまたは第2の光ヘッド群を構成する各光ヘッドに接続され前記各トラックもしくは前記各セクターに設けた映像信号記録領域に映像信号を書き込みもしくは読み出す少なくとも2つの映像信号記録再生手段と、前記音声信号と前記映像信号とを分割して複数個の前記音声信号記録再生手段と前記映像信号記録再生手段とに供給する手段と、複数の前記音声信号記録再生手段と前記映像信号記録再生手段から読み出された音声信号と映像信号を結合し各々一連の時系列として出力する手段とを具備した光学的記録再生装置。
【請求項7】複数チャンネルの音声信号に対応した複数の音声信号記録領域を各トラックもしくは各セクターに設けた光ディスクに対し、全音声チャンネルもしくはある特定の音声チャンネルの音声信号に対応した音声信号記録領域では、映像信号記録領域に映像信号を記録した後もしくは前記以外の音声信号記録領域に音声信号を記録した後に音声信号の記録を行うアフターレコーディング機能と、前記音声記録領域に記録された複数チャンネルの音声信号のうち、任意の少なくとも1つの音声チャンネルの音声信号のみを選択して再生する機能とを有する音声信号記録再生手段を具備した請求項6記載の光学的記録再生装置。
【請求項8】複数チャンネルの音声信号に対応した複数の音声信号記録領域を各トラックもしくは各セクターに設けた光ディスクに対し、全音声チャンネルもしくはある特定の音声チャンネルの音声信号に対応した音声信号記録領域では、映像信号記録領域に映像信号を記録する前もしくは前記以外の音声信号記録領域に音声信号を記録する前に音声信号の記録を行うプリレコーディング機能と、前記音声信号記録領域に記録された複数チャンネルの音声信号のうち、任意の少なくとも1つの音声チャンネルの音声信号のみを選択して再生する機能とを有する音声信号記録再生手段を具備した請求項6記載の光学的記録再生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号と音声信号とを記録再生する光ディスクと、この光ディスクに信号を記録再生するための光学的記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスクは記憶容量が大きくしかもアクセス速度が速い情報記録媒体として注目されている。光ディスクの記録方式として従来より、ディスクの回転数をトラック半径に反比例するように変化させ記録再生するトラックの線速がディスク上のどこでも一定になるようにしたCLV(Constant Linear Velocity)方式、ディスクの回転数を常に一定にしたCAV(Constant Angular Velocity)方式、CLV方式を改良したMCLV(Modified CLV)方式、CAV方式を改良したMCAV(Modified CAV)方式が提案されている。
【0003】その中で、MCAV方式はディスクの回転数を一定に保ち、記憶領域をディスクの半径方向にゾーンと呼ばれる複数のブロックに分割し、記録するためのクロック周波数をゾーン毎に変化させ、外周に向かうにつれ高くすることにより外周側と内周側の記録マーク長をほぼ同じになるようにした記録方式である。MCAV方式はCAV方式と同様にディスクの回転数が一定であるためディスクモータの回転制御が容易であり、セクター位置をディスクの中心から放射状に指定する事が可能なためランダムアクセス性に優れている。また、内周側と外周側の記録マーク長がほぼ同じであることにより記憶容量を大きくできるため、記憶容量が小さいというCAV方式の欠点が改良されている。
【0004】一方、オーディオ・ビデオ分野において、光ディスクの優れたランダムアクセス性を活かし、音声信号もしくは映像信号のみ、あるいは複数チャンネル中で特定のチャンネルのみを後追い記録(アフターレコーディング)することや先行記録(プリレコーディング)することが容易に行える編集機として応用する試みがなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したMCAV方式は内周側より外周側の方が線速度が大きく、かつ記録周波数が高いため、内周側に比べて外周側ではジッタが悪化して記録再生特性に差が生じるという問題点があった。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、MCAV方式において内周側と外周側における記録再生特性の差に影響されることなく音声信号及び映像信号を記録再生することが可能で、しかもプログラム編集時に必要な音声信号もしくは映像信号のみを、後追い記録(アフターレコーディング)することや先行記録(プリレコーディング)することが容易な構成で可能な光ディスク及び光学的記録再生装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明の光ディスク及び光学的記録再生装置は、円盤の片面もしくは両面に設けたトラックを内周部と外周部に区分し、前記各トラックもしくは前記各トラックを一定角度間隔毎に分割した各セクターに、番地情報領域と、同期信号を付加した音声信号記録領域と、同期信号を付加した映像信号記録領域とを配置したフォーマットを具備した光ディスクと、前記光ディスクを記録再生するために番地情報領域の番地情報を読み出す番地情報再生手段と、読み出した番地情報を識別する番地情報識別手段と、前記光ディスクを一定角速度で回転させる回転手段と、前記内周部のトラックにアクセスする第1の光ヘッドまたは第1の光ヘッド群と、前記外周部のトラックにアクセスする第2の光ヘッドまたは第2の光ヘッド群と、前記第1の光ヘッドまたは第1の光ヘッド群及び前記第2の光ヘッドまたは第2の光ヘッド群を構成する各ヘッドに接続され前記音声信号記録領域に音声信号を記録再生する少なくとも2つの音声信号記録再生手段と、前記第1の光ヘッド群と前記第2の光ヘッド群を構成する各ヘッドに接続され前記映像信号記録領域に映像信号を記録再生する少なくとも2つの映像信号記録再生手段と、記録時に前記音声信号と映像信号とをそれぞれ複数個のブロックに分割して複数個の前記音声信号記録再生手段と前記映像信号記録再生手段とに供給する手段と、再生時に読み出された音声信号と映像信号をそれぞれ結合し各々一連の時系列として出力する手段とを具備した光学的記録再生装置とからなる構成を備えたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した光ディスクと、それを用いた光学的記録再生装置の構成によって、一定時間長の音声信号及び映像信号をそれぞれ内周部と外周部に分散して配置し記録することができる。従って、MCAV方式でありながら、光ディスクの内周と外周の記録再生特性の差による記録再生結果を平均化し、誤り訂正量を平均化するように作用する。
【0009】また、本発明は上記構成によって、音声信号記録領域と映像信号記録領域を時間軸上で分離して時分割に記録再生することにより、音声信号と映像信号とを独立に記録または再生することができることとなり、音声信号と映像信号をそれぞれ時間差を設けて記録または再生できるように作用する。
【0010】従って、音声信号のみを後追い記録するようなアフターレコーディングや、音声信号のみを先行記録するようなプリレコーディングを、容易な構成で実現することができることとなる。また、複数チャンネル用意された音声信号を各チャンネル毎に対応した別々の音声信号記録領域に記録した場合、任意の音声チャンネルのみを選択して記録再生することが可能になるため、複数チャンネルの音声信号のうち任意のチャンネルの音声信号のみをアフターレコーディングすることや、任意のチャンネルの音声信号のみをプリレコーディングすることも、容易に実現できることとなる。
【0011】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例における光ディスク1のディスクフォーマットを示す。図1(a)は光ディスク1を回転軸方向から見た平面図で、図1(b)は光ディスク1を半径方向に切った断面図である。光ディスク1の両面にスパイラル状もしくは同心円状のトラックを設け、各トラックの全周区間を均等に6分割したそれぞれの区間をセクターと呼ぶ。セクターの長さはディスクの形状から明らかなようにトラック毎に異なり外周側に行くほど長くなる。各セクターの先頭には固定長の番地情報領域2を設けており、トラック番号やセクター番号等の番地情報が予め溝の凹凸等でプリフォーマットされている。光ディスク1は半径方向にも分割されている。
【0013】3は管理情報領域であり、最内周から特定の領域及び最外周から特定の領域に設け、音声信号及び映像信号の記録再生は行わずディスクボリュームやタイムコード等の管理情報を記録再生する。管理情報領域3に挟まれたユーザー領域4は、音声信号及び映像信号の記録再生を行う領域である。ユーザー領域4はさらに内周部5と外周部6に区分され、内周部5及び外周部6はさらに複数トラック単位に分割される。この半径方向に分割した複数トラック単位の領域をゾーンと呼ぶ。MCAV方式では、ディスクの回転数は一定で、ゾーン毎にレーザ光の記録周波数を変化(外周側のゾーンほど高く)させる。従って、前述したように外周側ほどセクター長が長いため、記録容量は外周側のゾーンほど大きくなる。
【0014】図2は本発明の一実施例における光ヘッドの構成及びトラックアクセスを示す。図2(a)は光ディスク1と光ディスク1にアクセスする光ヘッドをディスクの回転軸方向から見た図であり、図2(b)は光ディスク1と光ヘッドと光ディスク1を一定角速度で回転させるディスクモーター7をディスクの水平面から見た図である。ここで光ディスク1の4つに分割したユーザー領域を各々上面外周部8、下面内周部9、下面外周部10、上面内周部11と呼ぶ。
【0015】4つある光ヘッドは各々分割した4つのユーザー領域にアクセスし、上面外周部8にアクセスするヘッド12をUoヘッド、下面内周部9にアクセスするヘッド13をLiヘッド、下面外周部10にアクセスするヘッド14をLoヘッド、上面内周部11にアクセスするヘッド15をUiヘッドと呼び、図2(a)のように90度毎に配置する。音声信号及び映像信号を記録する際には、一定時間長の音声信号及び映像信号をディジタルデータに変換し各々4つのブロックに分割し、4つのヘッドに別々のブロックを供給して記録する。従って、一定時間長の音声信号及び映像信号を前述した4つのユーザー領域に分散して記録することが可能となる。
【0016】データの分割方法は任意であるが、時間軸あるいは再生時の映像信号の画面上の位置に無関係に分割するほど、内外周の記録再生特性差による影響を少なくできる。例えば、本実施例では時系列に従った一定時間長の音声信号及び映像信号を一度メモリに書き込み、一定の規則に従って順序を入れ換えてメモリより読みだし、読み出される順番に従って各ブロックのデータを構成する。この処理を一定の規則に従ってデータの順序を入れ換えるインターリーブ処理と呼ぶ。
【0017】再生時には、再生されたデータをメモリに書き込み、元に戻す順序でメモリから読みだすことにより、元の時系列に従った音声信号及び映像信号を得る。この処理をリインターリーブ処理と呼ぶ。インターリーブ処理を施すことによって、最初に定めた一定時間長の範囲では時間軸あるいは映像信号の画面上の位置に無関係に記録フォーマット上にデータを配置することができる。またメモリ上に誤り訂正用の冗長データを書き込む領域を設け、ある生成規則に従って生成した誤り訂正符号を付加し、インターリーブ処理を施せば、記録フォーマット上に連続したエラーが発生しても、再生時にリインターリーブ処理によってエラーを分散させることができるため、バーストエラーに対する影響を最小限にとどめることができる。
【0018】図3は本発明の一実施例における光ディスク1のセクター上における信号フォーマットを示す。図3(a)は上面外周部、図3(b)は下面内周部、図3(c)は下面外周部、図3(d)は上面内周部のそれぞれのセクター上における信号フォーマットを示す。
【0019】各々のセクター上では先頭から順番に番地情報領域2(ID)と、2つの音声信号記録領域18a(A1)、18b(A2)、18c(A3)、18d(A4)と、映像信号記録領域17a(Va)、17b(Vb)、17c(Vc)、17d(Vd)をそれぞれギャップ領域16(G)を挟んで配置する。17aから17dは各セクターの映像信号記録領域であり、一定時間長の映像信号をディジタルデータに変換し4つのブロックに分割し、それぞれ別々のブロックを記録する。18aから18dは音声チャンネル1から音声チャンネル4の記録領域であり、一定時間長の音声信号4チャンネルをディジタルデータに変換し各々2つのブロックに分割し、上面外周部と上面内周部にはチャンネル1及び2のそれぞれ別々のブロックを、下面内周部と下面外周部にはチャンネル3及び4のそれぞれ別々のブロックを記録する。
【0020】こうすることにより、映像信号及び4チャンネルの音声信号をそれぞれ内周部と外周部に分散して記録することが可能となる。また、このように映像信号及び4チャンネルの音声信号をそれぞれ別々の領域に時分割記録することにより、アフターレコーディングもしくはプリレコーディングが可能となる。また、再生時には映像信号もしくは任意のチャンネルの音声信号もしくは前記複数の組み合わせを選択して再生することも容易に行える。
【0021】ここで、アフターレコーディングとは映像信号もしくは音声信号、音声信号が複数チャンネル記録できる場合は任意のチャンネルの音声信号、もしくは前記複数の組み合わせを、所定の記録領域にあらかじめ記録しておいた後、別の領域に音声信号あるいは映像信号の記録を行うことであり、その機能をアフターレコーディング機能と呼び、後に音声信号あるいは映像信号を記録する領域をアフターレコーディング領域と呼ぶ。
【0022】プリレコーディングとは映像信号もしくは任意のチャンネルの音声信号もしくは前記複数の組み合わせを所定の記録領域に記録する前に、別の領域に音声信号あるいは映像信号をあらかじめ記録しておくことであり、その機能をプリレコーディング機能と呼び、あらかじめ音声信号あるいは映像信号を記録しておく領域をプリレコーディング領域と呼ぶ。
【0023】図3より分かるように、映像信号記録領域は内周部より外周部の方が長い。また、同じ内周部もしくは外周部においてもゾーン毎に映像信号記録領域の長さは異なり外周側ほど長くなる。この理由は、前述したようにMCAV方式においてディスクの回転数は一定で外周側ほどセクター長が長いためである。それ以外の領域すなわち番地情報領域、音声信号記録領域、ギャップ領域の長さは内周部、外周部及びゾーンの違いによって変化せず、常に一定の長さである。従って、音声信号は内周も外周もそれぞれ同じ時間分のデータを記録するが、映像信号は外周ほど長時間分のデータを記録するようにデータを分割する。
【0024】番地情報領域2は前述したようにトラック番号やセクター番号等の番地情報がプリフォーマットされている。ギャップ領域16は音声信号または映像信号のアフターレコーディングもしくはプリレコーディング時に、光ディスク1の偏芯やディスクモーター7の回転変動により前後の記録データが二重記録になるのを防ぐために設けてある。
【0025】映像信号記録領域17aから17d及び音声信号領域18aから18dのいずれにも、先頭にはプリ・アンブル19(P0)が末尾にはポスト・アンブル20(P1)が付加されており、記録した音声信号及び映像信号を正しく再生するための同期信号が記録される。
【0026】図4は本発明の一実施例における光学的記録再生装置の構成図である。以下、信号の流れに沿って構成を説明する。
【0027】信号の記録時であるが、入力音声信号21及び入力映像信号22はそれぞれA/D変換回路23a、23bによりディジタルデータに変換され、データの誤り訂正のために、音声用ECCインタリーブ回路24a,映像用ECCインタリーブ回路24bでデータの配列順序を入れ換えるインタリーブ処理が施され、誤り訂正符号(ECC = Error Correction Code)が付加される。インターリーブ処理及び誤り訂正符号の付加を行う理由は2つあり、1つは前述したように一定時間長の映像信号及び音声信号を時系列に無関係に内周部と外周部に効果的に分散させるためであり、もう1つはディスクの記録フォーマット上に発生したバーストエラー及びランダムエラーを再生時に訂正可能にするためである。
【0028】このようにディジタル処理された音声データ、映像データは記録データ分配回路25により、図3に示した記録フォーマットに従い、番地情報に基づいて時間をカウントして生成した制御信号によって時分割され、4個の記録再生回路26aから26dに供給される。記録再生回路ではこの音声データ、映像データは光ディスク1上に記録されるディジタル変調符号に変換され、それぞれに接続されている光ヘッド15、12、13、14に供給される。4個の光ヘッドは光ヘッド駆動制御回路27からの制御信号に従い、光ディスク1に音声データ及び映像データを記録する。
【0029】信号の再生時であるが、光ディスク1から前述の4個の光ヘッド15、12、13、14がそれぞれ再生した再生信号は各々接続されている記録再生回路26aから26dに入力される。各記録再生回路26aから26dは入力された信号を増幅した後音声データ及び映像データに復調し再生データ結合回路28に送る。再生データ結合回路28は4個の記録再生回路より送られてきた音声データ及び映像データをそれぞれ結合し、ECCリインタリーブ回路29a、29bに送る。
【0030】ECCリインターリーブ回路29aは音声データに、同じくECCリインターリーブ回路29bは映像データにそれぞれ誤り訂正処理を施し、配列順序を記録時とは逆に元に戻す。元に戻された音声データ及び映像データはD/A変換回路30a、30bによりD/A変換され、音声信号31及び映像信号32が再生される。
【0031】なお、本実施例において光ヘッドの数は4個としたが2個以上あれば何個でも差し支えない。また、両面にトラックを設けたが片面でも差し支えない。また、各トラックを60度毎に6分割したセクターを設けたが、何分割しても差し支えないし分割しなくても良い。また、本実施例では音声信号を4チャンネル記録する場合について述べたが、何チャンネルあっても各チャンネルとも内周部と外周部に分散して配置しておれば、得られる効果は同じである。
【0032】また、セクター内における各記録領域の配置であるが、複数の音声信号記録領域、映像信号記録領域の順番である必要はない。番地領域をセクターまたはトラックの先頭に設けておれば、如何なる順番でも得られる効果は同じである。また、音声信号記録領域及び映像信号記録領域に同期信号を付加するため、各領域の先頭にプリ・アンブルと末尾にポスト・アンブルを設けているが、同期信号の付加方法はこれに限定されるものではない。例えば、各領域を複数ブロックに分割し、各ブロックの先頭に同期信号を付加する方法でも得られる効果は同じである。
【0033】また、各トラックもしくは各セクターに記録される映像信号及び音声信号の時間長であるが、編集に都合の良いように自由に設定して差し支えない。例えば、映像信号が1秒間30フレーム(60フィールド)からなるテレビジョン信号である場合、1トラックに記録される映像信号の時間長を1フレームもしくは1フィールドに設定すれば、フレームもしくはフィールド毎の編集作業を容易に行うことができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、MCAV方式の光ディスクを内周部と外周部とに区分し、各セクター毎に同期信号を付加した音声信号記録領域と同期信号を付加した映像信号記録領域を別々に設けることにより、音声信号と映像信号を時分割に記録することが可能であり、一定時間長の音声信号及び映像信号をそれぞれ内周部と外周部に分散して記録することが可能である。
【0035】従って、容易な構成で光ディスクの内周側と外周側の記録再生における特性差に影響されることなく誤り訂正量を少なくして音声信号及び映像信号を記録再生することが可能で、しかも音声信号のみを後追い記録(アフターレコーディング)もしくは先行記録(プリレコーディング)する機能を具備した光ディスク及び光学的記録再生装置を提供することができる。
【0036】また、複数チャンネルの音声信号を各チャンネル毎に対応した別々の音声信号記録領域に記録し、任意の音声チャンネルの音声信号のみを選択して記録再生することも可能であり、複数チャンネルの音声信号のうち任意の音声チャンネルの音声信号のみをアフターレコーディングまたはプリレコーディングする機能も容易な構成で実現できる。




 

 


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