記錄和重現信息的方法和裝置的制作方法

專利名稱:記錄和重現信息的方法和裝置的制作方法
本發明涉及記錄和重現信息的方法和裝置，更具體地說是涉及適宜在光盤(optical disk)裝置中使用的重現信息的方法和裝置，上述的光盤裝置用重現信號脈沖中的上升和下降作為數據來解調記錄信息。
通過檢測重現信號波形中的上升和下降來解調數據的方法可應用在DAD(數字聲盤digital audio disk)中。這種數據解調的原理在Iwamura所著的“Introoluction to Video Disk and DAD(視頻盤與DAD導論一書Corona出版公司，日本)中第212～215頁中已被加以描述。為得到重現數據，這種解調是通過檢測重現信號(已調波)波形中的變化點(也就是波形的前沿和后沿)，和從那里產生一個重現窗來完成的。在用于DAD的方法中。能正確解調的條件是重現窗的寬度為T/2(這里T是數據間隙)和表示變化點的脈沖應位于一個±0.25T的區域內。因此，當一個過零點因噪聲、失真或跳動等因素發生變化而漂移出重現窗外時，就會出現誤差。雖然對一次寫入型光盤而言使用前沿和后沿來一次形成數據的方法是可以考慮的，但對于一次寫入型而言，由于目標盤是由激光脈沖直接照射的，其熱能使記錄介質發生局部變化從而將數據記錄在介質中，又由于所形成的記錄域(凹域和磁域)中前沿和后沿的位置受記錄介質特性及其晃動的很大影響，因此它們很容易被無規律地移位。因此，在記錄期間使用某種方法對前沿和后沿的移位進行校正是非常重要的。
本發明的目的是提出記錄和重現信息的一種方法和一種設備，它們使用記錄凹坑的前沿和后沿來形成數據，而抑制重現期間限幅電平的變化造成的影響，而且能通過用電子方式自動校正兩沿之間與正確位置的偏移量而以無跳動的連續數據的形式來穩定地檢測數據。
為了實現上面所述的目標，按照本發明，一個指示解調信息起始點(定時)的起始點定時標記(一般稱為同步(SYNC)標記)。以重現波形上升和下降的雙重圖形形式加以配置。也就是說，對記錄凹坑的每個前沿的后沿都記錄一個相同的圖形。本發明特別適用于一次寫入型光盤，這種光盤通過使用激光的熱能在記錄介質上形成凹坑的辦法來記錄信息，同時也可用于相位變換型光盤及磁光盤、磁盤等中作信息記錄/重現。
在記錄數據時配置在上述記錄介質上數據系列之前的起始點定時標記由每個不同通道的檢測裝置作為脈沖檢測信號檢測出來。為什么要以雙重圖樣事先構成起始點定時標記的原因是通過分別獲得來自前沿的檢測信號脈沖和來自后沿的檢測信號脈沖，來求得它們之間的時間差。如果記錄介質是完全理想的，就能得到與記錄期間所用的光脈沖的形式相似的一個重現波形。但實際上光脈沖照射終止之后，記錄一般地都要多少留下一條拖尾，這是由于記錄介質中熱擴散的不一致性、溫度上升和下降的梯度差以及寫入靈敏度的波動所造成的。結果，重現波形中前沿的梯度與后沿的梯度不一致，也就是說造成了邊緣的偏移。但實驗證實前沿本身的梯度與后沿的梯度相互間的一致性是比較好的。
因此，一旦從起始點定時標記的檢測信號時間差開始對邊沿偏移進行校正時，同樣的校正值也加到緊隨邊沿之后的數據上。特別是當記錄介質是段控制的時候，如對每一段都進行上面所述的校正就能提高可靠性。下面簡要介紹其校正方法從前沿檢測到的起始點定時標記在時間上位于從后沿檢測到的起始點定時標記之前。因此，把從前沿檢測到的起始點定時標記輸入一延遲線中，并從這個延遲線的輸出端輸出的經延時的脈沖中選出那些與未經延遲的后沿檢測脈沖在時間上相一致的脈沖。通過這個操作可獲得兩個原始檢測脈沖之間的時間差與由邊緣偏移引起的誤差之和。緊隨定時標記之后的數據系列的時間上的誤差，可以通過在不同的延遲線的輸出端獲得的不同的時間差中選出由邊緣偏移引起的時間上的誤差的辦法來校正。
參看以下說明及附圖將使本發明的這些目的和其他目的變得更明確。
圖1.是表示實現本發明的一個光學裝置的基本結構的示意圖。
圖2.是用來檢測前沿和后沿的電路圖。
圖3(a)、3(b)、3(c)是表示數據格式范例的示意圖。
圖4是表示用來校正偏離前沿和后沿檢測信號正確位置的邊緣偏移的電路結構示意圖。
圖5(a)、(b)和(c)中的示意圖表示了從前沿和后沿開始解調時圖樣檢測信號之間的邊緣偏移。
圖6是一用來解釋校正操作的示意圖。
圖7是表示記錄凹坑和數據信號間關系的一示意圖。
圖8是表示雙重解調起始圖樣的一個例子的示意圖。
圖9表示了識別圖8所示的圖樣的電路的一個例子。
下面將參照附圖解釋本發明的最佳實施例。圖1表示了實現本發明的裝置結構的例子。激光源200(例如，一半導體激光器)發出的光束經透鏡201準直并穿過光束分裂器202之后，被電鏡(galvano-mirror)203反射，并且通過聚焦透鏡204以一個小光點的形式聚焦在旋轉光盤205的記錄膜的表面上。記錄信息時，激光200被待記錄的信息所調制，記錄膜的被照射部分即被局部加熱，從而在那形成凹坑。重現記錄信息時，用一束相對弱一些的激光束投射到盤205上，由盤205反射出來的光通過光束分裂器被從投射光中分離出來并被取出。這個光的強度變化由光電檢測器207檢測出來。這里參照數字206表示的是一光束分裂器，它用來把來自光盤的反射充分裂成一個用來重現信息的光束和一個用來檢測聚焦偏差或跟蹤偏差的光束這樣二個光束。由于檢測聚焦偏差的光學系統和檢測跟蹤誤差的光學系統都是眾所周知的，它們和本發明又沒有直接的聯系，因此對它們的解釋在此就省略了。光源、透鏡、光束分裂器，電鏡和光電檢測器等都裝在一個盒子中，構成了光頭。該光頭具有這樣的結構，即它能夠在光盤的徑向上移動。雖然這個結構范例說明的是一次寫入型光盤裝置，但本發明還可應用在相位變換型盤及磁一光盤中，如只考慮信號檢測之后的信息處理系統，還可以用于磁盤中。
現在，通過使光束分裂器202反射由盤205反射並通過聚焦透鏡204和電鏡203的光和使光電檢測器207接收穿過光束分裂器206的光線的辦法，可實現信息的重現。這些信號在被轉變成電信號后，由放大器208將它們放大至一個預期的電平。根據本發明，這些信號是以其長度隨待記錄信息而變的細長小坑的形式記錄在盤上的，這些細長小坑的前沿和后沿都被作為數據對待。參考數字209代表一個用來檢測前沿和后沿的電路。圖2是檢測前沿和后沿的電路209的電路結構的一個范例。來自放大器208的信號由一差分比較器300變換成一種雙值表示。雙值表示的切割電平12賦予比較器的反相輸入端。兩路差分輸出的每一路又都分成兩路，一路直接輸入與門303和304，另一路在通過延遲線301和302之后并經反相器305和306反相之后輸入與門303和304中。因此，與門303的輸出給出前沿檢測脈沖13而與門304的輸出給出后沿檢測脈沖14。雖然在圖2的范例中使用的是差分輸出型比較器，但它也可能是單一輸出型比較器。在這種情況下若使用反相器插在邏輯電路中，則該電路可以同樣的形式來構成。
現在，為了產生自身時鐘和同步，把前沿檢測脈沖13和后沿檢測脈沖14分別輸入變頻振蕩器(VFO)210和217中。這兩個VFO的輸出被分別導至數據解調起始圖形檢測電路(一般稱為SYNC檢測電路)212和213中。在對圖9的解釋中將對檢測電路的一例具體結構加以描述。檢測電路212和213檢測到的圖形相符信號20和21、前沿檢測信號13和后沿檢測信號14一起輸入對前沿和后沿進行時間校正的校正電路214中。在對圖4的解釋中將描述校正電路214的一個具體結構的例子。校正電路214的輸出被送入一個進行數據解調的解調電路中。解調電路和方法是和先有技術完全一樣的。
現在解釋可用在本發明中的數據解調起始圖樣的一個例子。數據可以通過許多方式來編碼、調制和解調，但在每種情況下都必須正確給出數據解調的起始定時。為了實現這個目標，解調起始圖樣必須滿足正交條件。一般說來，對上述圖樣的檢測是這樣進行的;利用VFO產生的時鐘使它在移位寄存器中移位，并對每個小字組(例如4位)的移位寄存器輸出執行“與”運算，根據這些“與”門中大多數的輸出情況作出決定。執行這些操作的電路的具體結構的例子將在下面對圖9的說明中加以描述。
上面的正交條件是指小字組一致門的所有輸出在某一時間點上是完全相同的。另外作為一個附加條件還希望每小字組的一致門的輸出除了完全相同的那個時間點之外是不一致的。舉個例子來說，在SYNC圖形由6個小字組組成的情況下，由于決定是根據大多數邏輯認別圖形作出的，因此如果有四個以上的“與”門輸出為“高”，除了在它們完全相同的時間點之外，就不產生指示“有4個以上小字組相一致”的信號。
接下來解釋實現本發明的盤格式的實例。圖3(a)、3(b)和3(c)是表示這些格式中的一個例子的示意圖。盤205具有這樣的結構，即每根軌道均被劃分許多段，數據的輸入和輸出是以這些段為單位進行的(這就叫段控制)。每個段起始處的起始信號500-502是預先形成的。雖然圖3(a)中僅畫出了幾個段起始處，實際上有許多段起始處以相等的間隔分布在整個盤上。圖3(b)是預先形成的起始部分的結構示意圖，圖3(c)是起始部分之后的數據部分的結構示意圖。在圖3(b)中段標記是一個指示每個段開始的圖形。為與通常的數據區別，該段標記一般用一個其頻率低于數據頻譜分布中最低頻率的信號來形成，實際上它是非常簡單地用一個由許多凹坑組合而成的圖形構成的。這些凹坑比數據部分中的凹坑要長。用于產生自時鐘的SYNC圖形是一個用于牽引VFO的振蕩的圖形，通常用具有一個間隔的圖形構成，這一間隔或是在最接近的凹坑之間的間隔或是在所使用的調制系統的不同圖形中最相近的邊沿之間的間隔。SYNC圖案是用來指定解調它后面的軌道號和段號的開始的，滿足上面的正交條件。除了這個圖形之外，差錯校正碼(ECC)等也常被加入預先形成的數據部分中去。另一方面，圖3中的數據部分是緊隨起始部分的一個區域，這是用戶在記錄時寫入數據的地方。在記錄用戶數據時，一個用來指示數據解調開始的SYNC圖形和用戶數據一起也被記錄下來。這個SYNC圖形是一個與用戶數據無關的固定圖形，因此它事先被寫入一個ROM(只讀存儲器)內，在寫入用戶數據時，先讀出並記錄這個固定圖形(SYNC圖形)，然后再記錄用戶數據。SYNC圖形的具體結構的一個例子在圖8中已被示出，以后將加以解釋。在圖3(b)和3(c)中，由于對每個數據字組的字節數沒有什么特別的限制，因此對它們的解釋就省略了。
接下來簡要解釋把重現波形中的前沿和后沿用作為數據的記錄/重現形式。參照圖7，從10表示的橢圓形凹坑或記錄區域中得到由11表示的重現波形，使用12所示的切割電平把重現波形11變換成一種雙值表示，從而得到前沿檢測信號13和后沿檢測信號14。把這兩個信號進行邏輯相加即可得到77所示的數據系列。如數據圖形18所示，上面提到的數據信號17對應著雙值信號中的“1”和“0”。
在記錄信息信號的情況下，通常先將它們以某種方式編碼之后才將這些信號記錄在記錄媒質上。如果采用RLL(run-length-limited)(限定運行長度)的方法進行編碼時，指示數據解調起始點的一個定時標記是必須要有的。對于凹坑的中心位置對應于“1”的方法，實際上就是所謂的凹坑位置方法，定時標記的圖形可以是單重的。但對于每個前沿和后沿都具有適當的作為數據意義的記錄方法(如圖7所示的凹坑邊沿法)中，這種定時標記圖形所以是雙重的。
前面的單重圖形在未經審查的日本專利公開文件第169341/83中已得到了描述。
圖8表示一個雙重定時標記圖形，在數據部分中記錄的SYNC圖形)的例證。使用切割電平12將重現波形10轉化為一種雙值表示，可得到前沿信號13和后沿信號14。當這兩個檢測信號分別輸入兩個不同圖形判別電路中時，在圖5所示的位置上分別產生來自前沿的一致信號20和來自后沿的一致信號21。一致信號13和14可以用以下的方法來產生，即把檢測信號13和14輸入到一個移位寄位器，並用來自VFO的重現時鐘使之移位;把移位寄存器的輸出圖形逐個字組地加以判斷，最后判斷它是否是起點的定時圖形。上述的判斷是用多數判斷法來作出判定的。一旦得知一致圖形的數目大于某個預定值時，即可判定該圖形是起始定時圖形。圖9給出與圖8中的標記圖形相對應的一致信號產生電路的具體結構的一個例子。圖9也是表明圖1中的SYNC檢測電路結構的例子。后沿檢測信號14輸入移位寄存器311，參照數字311至316均表示移位寄存器，它們互相串接，在圖9中組成一個總位數為48位的移位寄存器。信號14的移位是由重現時鐘30來進行的。重現時鐘30是一個由一系列調制數據產生的自時鐘。這個自時鐘可以通過把前沿檢測信號14輸入一個VFO(變頻振蕩器)中來產生。移位寄存器311至316的輸出分別輸入“與”門321至326中，對每4位進行一致判別。以與門321為例，當正確給出圖8所示的后沿數據圖形的最后4位“1000”時，移位寄存器321的輸出即為“高”。如果所有與門的輸出均為“高”，則圖形完全一致。但使用多數判斷電路331時，即使所有的字組圖形并非完全一致，即在6個字組中有4個以上一致，就可輸出一致信號21。多數判斷電路331可以只用門電路來構成。多數判斷還可以用下列方法來實現，使用一個ROM(只讀存貯器)，把與門321至326的輸出送到一地址中，當“1”的數目在地址中大于4時預先寫“1”作為地址的數據，雖然圖9中表示了檢測來自后沿的一致信號的情況，但還可能用同樣的方法來產生來自前沿的一致信號20。
也有可能使用大長度的凹坑作為定時圖形，此時它不出現在數據部分中，正如CD(Compact disk)(密集盤)中采用的那樣。
上面對本發明工作模式的解釋建立在這樣一個假設上即重現波形的前沿和后沿都理想地正確重現了記錄期間“1”的位置。但實際上，記錄期間“1”的位置常常不能正確地重現，鑒別信號的窗口的寬度又很小。因此，如果就這樣進行解調，產生差錯的概率很高。在下面作為一個實施例介紹一種方法，正如前面所述，該方法有效地使用了起始解調的雙重定時圖形來自動校正定時圖形之后數據系列的邊沿位置的漂移。
圖4示出校正電路電路結構實例，具體地說是圖1中的校正電路214的具情結構。來自前沿的圖形一致信號20送入一延遲線40，該延遲線40具有許多延遲輸出。延遲輸出401至404分別輸入“與”門41至44中。另一方面，來自后沿的圖形一致輸出信號21輸入緩沖器51(緩沖器的延遲時間等于與門41與44中的一個門的相應的時間)和與門41至44中。然后，與門的輸出61至64分別輸入觸發器71至74的D(數據)端。在觸發器71至74的觸發端送入緩沖器51的輸出65。下面將參考圖5(a)、5(b)、5(c)和圖6解釋圖4中該電路的工作模式。圖5(a)、5(b)和5(c)表示了來自前沿的圖形一致信號20和來自后沿的圖形一致信號21的產生時刻。圖5(a)示出以下述延遲產生一致信號21的情況其中這個延時比正常延遲4τ(即對應于四個時鐘的延遲量)要短α。圖5(b)示出以正常延遲產生一致信號21的情況。圖5(c)示出了以一個比正常延遲還長β的延遲產生一致信號21的情況。如圖總是按圖5(b)所示產生上述信號，那么檢測數據將是前沿檢測信號13和后沿檢測信號14的邏輯和，因為它們無需任何校正。然而在圖5(a)和5(c)所示的情況下，則必須在分別進行α和β的時間校正之后形成邏輯和而得到串行數據。圖6示出圖5(c)情況下圖4中所示電路的工作模式。延遲輸出401至404是以一固定時間間隔來延時的。因此對圖6所示的情況而言，延遲輸出403是以來自后沿的一致信號21來滿足“與”條件的延遲輸出，因此，在一致時，只有與門43的輸出63為“高”且只有觸發器73的“Q”輸出83為“高”。也就是說，在圖4中，觸發器后面相連接的與門91至94中只有與門93是打開的。另一方面，前沿檢測信號13被送入一延遲線100，在它的延遲輸出101至104中，只有輸出103通過與門93。在圖4中，后沿檢測信號14通過一固定延遲線110，這是為了在來自后沿的圖形一致信號21相對于來自前沿的圖形一致信號20的延遲小于或者大于正常延遲4τ兩種情況下都能進行校正。圖6示出了圖5(a)表示的情況，如果假設電路的設置使與門42的輸出62在正常延遲的情況下處于“高”狀態，則可置觸發器72的Q輸出82也為“高”，此時只有前沿檢測信號的延遲輸出102通過與門，因此，如果后沿檢測信號14的延遲線110的延遲量等于延遲線100的輸出102的延遲量，則前沿檢測信號13和后沿檢測信號14之間的時間差將被無變化地輸出。假如固定延遲線110的延遲量為γ，延遲線100的輸出102的延遲量也為γ，輸出103的延遲量為γ-α輸出101的延遲量為γ+β，那么，圖5(a)和5(b)所示的那兩種校正都是可能實現的。在進行這樣的校正之后，通過或門120形成前沿檢測信號和后沿檢測信號的邏輯和就能得到數據系列。
不用上面的或門120而把前沿和后沿檢測信號輸入分離的數據解調電路中，也能對它們進行處理。
此外，在圖5(c)所示的情況下也能用同樣的方法來進行校正。如果使用的延遲線在不同的延遲時間之間間隙較小時，還能進行更精細的校正。
在前沿檢測信號和后沿檢測信號的誤差超過數據解調用的鑒別窗的寬度的場合，本發明的方法特別有效。另外，如果上面說到的誤差總是肯定地對應著大于數據解調時鐘的一個時鐘的移位時，使用事先在時鐘單元中已作相對移位的前沿和后沿檢測信號，還是有可能進行校正的。
涉及到的記錄和重現信息的方法，可把重現波形的前沿和后沿用作為數據，這是因為它有可能利用解調起始的定時標記的雙重檢測信號來校正兩邊沿之間的間隔與正常間隔之間的偏移，因而，有可能得到信息的再現與記錄介質等特性的起伏無關的效果以及數據的再現可能僅有很小邊沿移位的效果。
本發明涉及一個名為“光學記錄方法”、流水號為( )的美國專利申請，該申請基于1986年2月26日提交的日本專利申請第55832/85號和54438/85號，已轉讓給本受讓人。
權利要求
1.在一記錄介質上局部形成記錄域而且可把從上述記錄域得到的重現波形的上升和下降用作數據的這樣一種記錄和重現信息方法中，所作的改進特征在于對應于上述記錄域的前沿和后沿，均記錄有解調起始的定時指示；并使用上述重現波形中的上述上升和下降獨立地檢測指示解調起始的定時信號。
2.根據權項1用于記錄和重現信息的方法，其特征在于，表示解調起始的上述被記錄的定時由許多分割的字組圖形構成。
3.根據權項1的記錄和重現信息的方法，其特征在于檢測從上述波形的上述上升檢測到的起始定時檢測信號和從上述波形的上述下降檢測到的起始定時檢測信號之間的時間差，校正上述檢測信號之后的數據系列中的上升沿和下降沿相對于其正確位置的偏移。
4.根據權項1的記錄和重現信息的方法，其特征在于上述記錄介質被一聚焦的激光束所照射，上述記錄域由上述激光束的熱能所形成，上述重現波形可用由上述記錄介質反射光來獲得。
5.記錄和重現信息的裝置，其特征在于一個頭，根據待記錄的信息在一記錄介質上局部形成記錄域，并根據上述的記錄域從上述記錄介質上得到一個重現波形;一個與上述頭相連接的前沿和后沿檢測電路，該檢測電路使用上述重現波形檢測上述記錄域中的前沿和后沿，形成一個指示前沿的信號和一個指示后沿的信號;一個與上述前沿和后沿檢測電路相連接的解調起始定時信號檢測電路，該電路分別用指示前沿的上述信號和指示后沿的上述信號獨立地檢測為上述記錄域的前沿和后沿而記錄的解調起始定時信號;並分別獲得上述記錄域的前沿和后沿的解調起始定時信號;一個既與上述前沿和后沿檢測電路又與上述解調起始定時信號檢測電路相連的校正電路，該電路檢測上述解調起始定時信號之間的時間間隔來校正上述指示前沿的信號和上述指示后沿的信號之間的時間間隔。
專利摘要
當記錄域被局部形成在一個記錄介質上并且使用記錄域中得到的一個重現波形的上升和下降作為數據對信息進行記錄和重現時，分別對應于記錄域中的前沿和后沿記錄指示解調起始的定時圖形；檢測從重現波形中的前沿和后沿檢測到的解調起始定時信號之間的時間間隔；使用上面測得的時間間隔來校正由緊隨解調起始定時圖形后的記錄域前沿和后沿檢測得的信號的時間偏移；從而信息被穩定地無跳動地以時間順序數據的形式而得以檢測。
文檔編號G11B7/00GK86104490SQ86104490
公開日1987年1月21日 申請日期1986年7月3日
發明者齊藤溫, 前田武志, 杉山久貴, 重松和男, 高杉和夫 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan