CN1080917C - 信息记录和再现装置 - Google Patents

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Abstract

一种信息记录和再现装置，包括：光学设备，使光束照射到具有螺旋形导槽的盘上；光束调制设备，根据一信号调制入射光束的强度，使该信号间歇性存入光盘；光检测设备，检测扫描螺旋形导槽的光束；读信号处理设备，根据光检测设备输出的强弱产生读输出信号和总量信号；可变增益控制设备，根据总量信号对读输出信号进行增益控制；信号再现设备，根据增益控制后的读输出信号强度再现已存入螺旋形导槽的预定控制信号的输出信号。

Description

信息记录和再现装置
本发明涉及信息记录和再现装置，特别是关于这种装置的改进，这种装置能使一个或多个光束照射到一圆盘形载体上，在盘上绕着盘中心形成有螺旋形导槽，以在其上记录或再现信息。
人们已提出采用一种所谓可写光盘，利用光束在盘上的记录轨迹内重复写入信息信号。这种可写光盘一般具有一中心孔，并且在制造时围绕该中心孔在基板上形成螺旋形导槽。这个螺旋形导槽用于获得循迹误差信号，当可写光盘绕一穿过盘中心孔的假设的旋转轴旋转，并且光束照射到盘上以记录或再现信息时，对于在盘上写入信息信号或再现信息信号，这个循迹误差信号是循迹伺服控制部分用于控制光束准确地射到一记录轨迹上所必需的。利用螺旋形导槽也可得到代表该记录轨迹上的地址的地址数据信息。记录轨迹形成在螺旋形导槽的底部或螺旋导槽每二个弯曲部之间。
可写光盘的中心孔周围形成的螺旋形导槽用于产生地址数据信息和循迹误差信号。相互对立的螺旋形导槽的侧壁响应一控制信号沿着该螺旋形导槽的宽度方向位置稍稍偏离，这个控制信号例如是一地址数据信号，它不同于要记录在记录轨迹上的信息信号，因此该控制信号基本沿着螺旋形导槽记录。也就是说，螺旋形导槽的每一圈相应于这个控制信号弯曲。螺旋形导槽的弯曲程度沿该螺旋形导槽的宽度方向所具有的最大幅值，例如可相当于每两圈螺旋形导槽之间的间距的5-20％。
光盘的螺旋形导槽相应于一地址数据控制信号是弯曲的，当光盘转动且光束照射到光盘上，以在盘上记录信息信号或从盘上重放信息信号时，通过照射在盘上的光束可读出该螺旋形导槽的弯曲程度。例如，在将信息记录在光盘上时，该盘上的螺旋形导槽的弯曲情况由记录光束读出，读该导槽弯曲程度的记录光束通过一光检测部分测出，接着根据光检测部分的输出信号强度得到一循迹误差信号和一地址数据控制信号。所得到的循迹误差信号和控制信号用于控制信号记录操作。在重放已记录到光盘上的信息信号时，记录在光盘上的信息信号和螺旋形导槽的弯曲情况均由读取光束读出，读出该螺旋形导槽的弯曲度的读取光束经光检测部分检测，根据其输出的检测信号的强度得到循迹误差信号和控制信号。所得到的循迹误差信号和控制信号用于控制信息再现的操作。
光盘上的螺旋形导槽相应于地址数据控制信号而弯曲，其优点在于：当信息信号记录在光盘上或已存入光盘的信息信号重放时，上述如地址数据信号等控制信号能容易地从该盘的记录轨迹区的任一部分上再现出来，该光盘上除形成有螺旋形导槽外，还形成有一记录轨迹。
如上所述，当如寻址数据信号等控制信号从光盘上再现，而该光盘上的螺旋形导槽响应该控制信号弯曲时，这个控制信号根据由光电检测部分输出的检测信号强度而易于获得，该光电检测部分检测读取光盘上螺旋形导槽的弯曲程度的读出光束。如果这个读出光束保持为一恒定的光强度，则上述控制信号易于获得，但如果这个读出光束的光强度是变化的，则根据从检测读出光束的光检测部分输出的检测信号的强度难于获得所需控制信号。
这就是说，当读取螺旋形导槽的弯曲度的光束具有与通常的具有恒定光强度的读取光束一样的不变的光强度时，与光盘上螺旋形导槽的弯曲度相应的控制信号的再现可顺利实现，但是，当读取螺旋形导槽的弯曲度的光束的光强度是变化的，如光强度被调制的记录光束，则光束的光强度变化产生的寄生信号(spurious signal)分量混杂于检测读出盘上螺旋形导槽弯曲度的读出光束的光检测部分的检测输出信号中，而这是不希望产生的。
尽管如果这些寄生信号分量驻留在不同于控制信号频带的频带中，利用一滤波器从由光电检测部分输出的混合了由于光束的光强度变化而产生的寄生信号分量的检测信号中分离出如地址数据信号等控制信号是不困难的，但如果这些寄生信号分量驻留在与上述控制信号的频带相重叠的频带中，则通过滤波器不能从由光检测部分输出的混合了由于光束的光强度变化而产生的寄生信号分量的检测信号中分离出该控制信号。
当螺旋形导槽的弯曲度由记录光束读出，而且这个记录光束被要记录到光盘上的信息信号对其光强度进行了调制时，则根据光盘上所记录的信息信号产生了光检测部分的检测输出信号中混杂的不希望的寄生信号分量，因此，寄生信号的频段与如地址数据信号等控制信号的频段相互重叠。
因此本发明的目的是提供一种信息记录和再现装置，其中旋转的圆盘形记录载体上形成有螺旋形导槽，其弯曲情况与控制信号(如地址数据信号)相应，使该控制信号沿着螺旋形导槽录入，并使光束照射到圆盘形记录载体上，在其上实现信息录入或再现盘上的信息，并且消除和避免了上述已有技术存在的问题。
本发明的另一目的是提供一种信息记录和再现装置，其中旋转的盘形记录载体上形成有螺旋形导槽，其弯曲程度与如地址数据信号等控制信号相应，使该控制信号沿着螺旋形导槽录入，并且使光束照射到圆盘形记录载体上，在其上实现信息录入或再现盘上的信息。本发明的装置具有相当简单的结构，能容易地正确再现，如地址数据信号等控制信号，即使在照射到圆盘形记录载体上的光束的光强度是受调制的情况下，仍能够用光束准确读取形成在圆盘形记录载体上的螺旋形导槽的弯曲情况，并通过光电检测部分检测这一读取光束后输出一检测信号，该装置能根据这一输出信号的强度再现上述控制信号。
本发明的又一目的是提供一种信息记录和再现装置，其中所旋转的圆盘形记录载体上形成有螺旋形导槽，其弯曲程度与如地址数据信号等控制信号相应，使该控制信号沿着螺旋形导槽录入，并且使光束照射到圆盘式记录载体上，在其上实现信息录入或再现盘上的信息。本发明的装置具有相当简单的结构，能易于再现所述地址数据信号等控制信号，即使在照射到圆盘形记录载体上的光束的光强度是受调制的情况下，仍能够用光束准确读取形成在圆盘形记录载体上的螺旋形导槽的弯曲情况，并通过光电检测部分检测这一读取光束后输出一检测信号，该装置能根据这一输出信号的强度再现上述控制信号，该装置还应用这一再现的控制信号完成控制，将信息记录到该圆盘形记录载体上，或从该圆盘形记录载体上实现信息再现的操作。
本发明提供一种信息记录和再现装置，包括：光学设备，将光束照射到一盘形记录载体上，围绕着该盘形载体的中心部分形成螺旋形导槽，所述导槽的侧壁相互对立，并且相应于一预定的控制信号呈波纹状弯曲，使该预定的控制信号基本上沿该螺旋形导槽记录，以便光束连续扫描该螺旋形导槽；光束调制设备，与所述光学装置相连接，根据一信息信号对照射到所述盘形记录载体上扫描该螺旋形导槽的光束的强度加以调制，使该信息信号间歇性地记录在盘形记录载体上，并且在信息信号的记录暂时中断时使光束保持较小的光强度；光检测设备，用于检测从盘形记录载体反射的光束，该光束扫描该载体上的螺旋形导槽，并输出一检测输出信号；读信号处理设备，从所述光检测设备接收所述检测输出信号，并根据由所述光检测设备得到的检测输出信号的强度产生一读输出信号和一总量信号，所述读输出信号包括沿该螺旋形导槽记录的预定控制信号的读输出，所述总量信号与由所述光检测设备接收的来自盘形记录载体的光束的瞬间总光量相应；可变增益控制设备，与所述读信号处理装置相连接，根据当来自盘形记录载体的光束由所述光检测设备检测时由所述读信号处理设备输出的总量信号对从所述读信号处理设备产生的读输出信号执行增益控制；以及信号再现设备，接收已由所述可变增益控制设备进行增益控制后的读输出信号，并根据由所述可变增益控制设备进行增益控制后的读输出信号的强度获得沿所述螺旋形导槽记录的预定控制信号的再现输出信号。
在采用本发明结构的信息记录和再现装置中，当照射到该圆盘形记录载体上的记录光束已由光束调制部分响应于信息信号进行了光强度调制时，这个信息信号间歇地记录在该圆盘形记录载体上，由该记录光束读出沿该螺旋形导槽以侧壁的弯曲的形式记录的预定的控制信号，并且由读信号处理部分根据光检测部分的检测输出信号的强度产生读输出信号，该信号包括该预定控制信号的读输出和与来自圆盘形记录载体的光束的瞬态总光量相应的总量信号。
接着，在可变增益控制部分中，根据总量信号对该读输出信号进行增益控制，因此由于记录光束的光强度变化而产生并且混杂在读输出信号中的寄生信号成分在可变增益控制过程中受到抑制，经过可变增益控制部分增益控制的读输出信号基本上只包含沿螺旋形导槽记录的预定的控制信号的读输出信号。因此，在根据由可变增益控制部分增益控制的读输出信号强度产生预定控制信号再现输出的信号再现部分中，再现该预定的控制信号，这一再现过程即使在下述条件下也能实现：即预定的控制信号是以螺旋导槽侧壁的弯曲的形式记录在螺旋形导槽上，且读取此信号的记录光束相应于信息信号经过了强度调制，光强度具有变化。
因此根据本发明的信息记录和再现装置，沿圆盘形记录载体上的螺旋形导槽记录的预定的控制信号可以采用相当简单的结构予以再现，甚至在照射到圆盘形记录载体上的光束根据已提供的要录入的信息信号经过强度调制的情况下，同样能够实现信息记录的再现操作，从而将信息信号记录到圆盘形记录载体上，或从该载体上再现该控制信号，并且再现的控制信号可用于信息记录控制操作。
下面的结合附图的详细说明，将更有助于理解本发明的上述和其他的目的、特点和优越性。
图1是本发明的信息记录和再现装置的一个实施例的主要部分的方框图；
图2是本发明的信息记录和再现装置的一个实施例中的光盘的示意图；
图3是用于解释图2所示的光盘上所形成的螺旋形导槽的局部透视示意图；
图4是用于解释图3所示的螺旋形导槽的局部平面示意图；
图5是图3所示的光盘的局部横截面示意图；
图6是图1所示的信息记录和再现装置的基本部分中光学头的一个实施例的示意图；
图7是图1所示的信息记录和再现装置的基本部分中读信号处理部分的一个实施例和光学头的一个实施例的一部分的示意图；
图8是用于说明图1所示的信息记录和再现装置的基本部分的操作的波形示意图；
图9是用于说明图1所示的信息记录和再现装置的基本部分的可变增益部分的工作情况的特性曲线图；
图10是表示包括图1所示的信息记录和再现装置的基本部分中的读信号处理部分的局部和可变增益控制部分的一个实施例的电路图；
图11是图10所示的实施例中一差动可变增益控制控制电路的电路图。
图1简要表示了本发明的信息记录和再现装置的一个实施例。在这个实施例中，一个可写光盘D由一个盘驱动台21所支承，这个驱动台能以预定速度旋转。
如图2所示，光盘D具有一个中心孔1，围绕中心孔1具有信息记录区3，在中心孔1和信息记录区3之间是一个标志区5。在信息记录区3上最靠内侧的环7围绕标志区5形成，最靠外侧的环9形成在光盘D的外缘区上，一个记录轨迹区11形成在最内环区7和最外环区9之间，光束照射到记录轨迹区11上，用于形成在其上记录信息信号的记录轨迹，或用于扫描该记录轨迹，以便读出记录在其上的信息信号。
在记录轨迹区11上，围绕着最内环7预先制成具有固定间距(两相邻圈的中心之间距离)的多圈的螺旋形导槽13。螺旋形导槽13具有固定的宽度和深度，并且在其底部区域上形成螺旋形记录轨迹，因此当信息信号要记录在螺旋形记录轨迹上时，或要从该记录轨迹上读出已记录在该螺旋形记录轨迹上的信息信号时，用激光束照射到光盘D上对该螺旋形导槽13进行扫描。
如图3所示，螺旋形导槽13形成在光盘D的基底14的表面部分上，具有相互对立的侧壁且有很小幅度的弯曲。在图3和4中，螺旋形导槽13的间距、深度、宽度和弯曲的最大幅度分别用P、t、w和Q表示。间距P大于宽度w，螺旋形导槽13的最大弯曲度Q限定为间距P的5％到20％。因而记录在螺旋形记录轨迹上的信息信号或从该螺旋形记录轨迹上读出的信息信号不会由于螺旋形导槽13的弯曲而受到不利的影响。例如，选择螺旋形导槽13的深度t对应于照射到光盘D上光束的波长的1/8。
例如，螺旋形导槽13弯曲程度具有一个最大幅度Q，它与一个代表在光盘D的记录轨迹11上的地址的地址数据信号有关，该地址数据信号是一种控制信号，因此，这个地址数据信号基本上沿螺旋形导槽13记录。例如，通过对按一个预定编码系统编码的地址数据和预定频率的载波信号进行频率调制得到基本上沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号。这个载波信号的频率选为一个驻留在某频率带中的一个固定频率，这个频率带高于循迹伺服控制系统的伺服控制频率带，当光束扫描螺旋形导槽13从而记录信息信号或读出信息信号时，该循迹伺服控制系统的伺服控制频带即已形成。
在基底14上形成有如图4所示的螺旋形导槽13的光盘D带有一个薄的磁记录材料层15，如图5所示，该磁记录材料层15覆盖在基底14的表层上，其上加有一个保护层17。这个磁记录层15同时覆盖在螺旋形导槽13和在每两相邻圈的螺旋形导槽13之间的基底14上，用于记录信息信号。因而磁记录材料层15沿着螺旋形导槽13也形成一个螺旋状槽，信息信号记录在由磁记录材料层15所形成的螺旋形槽的底部。
保护层17用来填平由磁记录材料层15所形成的螺旋形槽，提供一个平坦的外表面。磁记录材料层15应能实现磁光学记录，例如选为垂直磁化层。在对具有垂直磁化层的盘进行磁光学记录中，当光束(如激光束)照射到这个垂直磁化的层上时，该垂直磁化层受到一个预定的磁场的作用，使受到光束照射的这部分垂直磁化层由于温度的上升而导致磁化反转，所照射光束的光强大于预定的数值。
在这种构成的光盘D中，记录信息信号的记录光束或读取信息信号的读出光束通过基底14从光盘D外入射到磁记录材料层15上，扫描该螺旋形导槽13。扫描螺旋形导槽13的记录光束或读出光束被螺旋形槽13的底部上的磁记录材料层15反射，通过基底14反回到光盘D的外面。
由光盘驱动台21支承的光盘D与光盘驱动台21一起旋转，后者由光盘驱动电机22驱动以预定速度转动。光学头23设置在面对光盘D基底14的一侧，磁场产生部分24设置在面对光盘保护层17的一侧。
光学头23使记录光束或读出光束(如激光束)照射到光盘D的记录轨迹区11上，用于扫描螺旋形导槽23，它包含一个光学系统，用于检测记录光束或由光盘D反射的读出光束。另外，光学头驱动机构25，例如是一个线性电机机构，与光学头23相结合使光学头23沿光盘D的径向运动，亦即沿着横穿光盘D的记录轨迹区11上的螺旋形记录轨迹每圈的横向方向运动。
如图6所示，在包含光学头23的光学系统中，由激光源30发射的激光束通过准直透镜31和一个半反射镜32射到物镜33上，并且由物镜33聚焦。这个由物镜33聚焦的激光束照射到光盘D上，扫描光盘D记录轨迹区11上的螺旋形导槽13。
物镜33由一个聚焦伺服控制驱动线圈34控制实现定位，使其远离光盘D或靠近光盘D，它还由一个循迹伺服控制驱动线圈35控制定位，使照射到光盘D上的激光束沿着横穿光盘D螺旋形导槽13的横向方向移动，于是使照射到光盘D上的激光束合理地聚焦形成一个准确定位于螺旋形导槽13上的光点。聚焦伺服控制驱动线圈34通过端子36接受一个聚焦控制信号SFD，循迹伺服控制驱动线圈35通过端子37接受一个循迹控制信号STD。
激光控制部分38用于光源30，它通过端子39接受一个功率控制信号CP，一个记录信息信号SR通过端子40可选择地提供到激光控制部分38。激光控制部分38根据功率控制信号CP和选择性地根据记录信息信号SR产生一个激光控制信号CLS，并将其输出到激光光源30。因此在功率上根据电源控制信号CP控制该光源30发射的激光光束，并且选择性地根据记录信息信号SR进行光强度调制。
当光学头23进行一次信息信号记录操作时，通过端子39、40向激光控制部分38分别提供功率控制信号CP和记录信息信号SR，而当光学头23进行信息信号读操作时，只有功率控制信号CP通过端子39提供给激光控制部分38。
通过端子39提供给激光控制部分38的功率控制信号CP作用到由激光源30发射的激光束上，当光学头23进行信息信号记录操作时，使该激光束具有大于较大预定值的平均光强度，当光学头23进行信息信号读操作时，使激光源30发射的激光束具有较小的固定的光强度。因此，当光学头23进行信息信号记录操作时，由激光源30发出的激光束变成具有较大光强度的记录光束，并且其光强度根据记录信息信号SR进行强度调制，当光学头23进行信息信号读操作时，所发出的读光束具有较小的固定的光强度。
在光学头23进行信息信号记录操作时，来自激光源30的记录光束通过物镜33照射到光盘D上，由磁场产生部分24产生的一个磁场作用在光盘D上(这将在后面说明)，从而根据记录信息信号SR，在光盘D记录轨迹区11上形成的螺旋形导槽13的底部磁记录材料层15上进行信息信号的记录。于是在螺旋导槽13底部的磁记录材料层15上记录该记录信息信号SR。同时照射到盘D上的记录光束根据螺旋形导槽13的循迹条件和弯曲程度进行光强度调制，螺旋形导槽13的弯曲程度与地址数据信号相关。然后该光束由光盘D反射回到物镜33。这就是说，基本沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号由记录光束读出。
记录光束由光盘D反射返回，通过物镜33进入半反射镜32。一部分由半反射镜32反射的记录光束穿过另一个半反射镜41和半波片42射到偏振分光镜43。由半反射镜32反射的另一部分记录光束由半反射镜41反射然后由反射镜44进一步反射，通过柱面透镜45照射到光检测部分46上。光检测部分46包括，例如四个光检测器，其中每一个都接收透过柱面透镜45的记录光束，并且产生相应于在光检测器上的入射位置和所接受的记录光束的光强度变化的一个电信号。这个光检测部分46中的光检测器产生的电信号转变成检测输出信号Ra、Rb、Rc和Rd，分别由端子47、48、49和50输出。
在光学头23执行信息信号读操作时，来自激光光源30的读光束穿过物镜33射到光盘D上，该读光束在光盘D上相应于螺旋形导槽13的循迹条件、与地址数据信号有关的螺旋形导槽13的弯曲程度以及形成在盘D的记录轨迹区11上的螺旋形导槽13底部处的磁记录材料层15的磁化反转条件进行光强度调制。换句话说，所述磁化反转条件是指在磁记录材料层15上信息信号的记录条件。接着受调制的光束由光盘D反射回物镜33。这表示通过读光束读出了沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号和记录在位于螺旋形导槽13底部上的磁记录材料层15上的信息信号。
由光盘D反射的读光束透过物镜33射到半反射镜32上。由半反射镜32反射的一部分光束透过半反射镜41和半波片42射到偏振分光器43上。入射到偏振分光器43上的读光束具有第一和第二偏振面分量，第一偏振面分量的偏振平面相应于磁记录材料层15的每个记录区发生偏振平面旋转，第二偏振面分量的偏振面也相应于磁记录材料层15的每个记录区发生偏振平面旋转，然而它们的旋转是不同的。因此入射到偏振分光器43上的读光束被该分光器43分离成读光束的第一和第二偏振面分量。由偏振分光器43得到的读光束的第一偏振面分量通过一透镜51投射到一光检测部分52上，而由偏振分光器43得到的读光束的第二偏振面分量通过透镜53投射到光检测部分54上。
光检测部分52包括一接收穿过透镜51的读光束的第一偏振面分量的单个光检测器，它相应于这个读光束的第一偏振面分量产生第一电信号。同样地，光检测部分54包括一接收穿过透镜53的读光束的第二偏振面分量的单个光检测器，它相应于这个读光束的第二偏振面分量产生第二电信号。由光检测部分52中的光检测器产生的第一电信号和由光检测部分54中的光检测器产生的第二电信号作为检测输出信号Rp和Rs分别由端子55和56输出。
由半反射镜32反射的另一部分读光束由半反射镜41反射后进一步被反射镜44反射，然后经柱面透镜45射到光检测部分46上。光检测部分46内的四个光检测器分别接受通过透镜45入射的读光束并产生一个电信号，这个电信号根据在光检测器上的入射位置和所接受的读光束的光强度而变化。由光检测部分46中的光检测器所产生的电信号作为检测输出信号Ra、Rb、Rc和Rd分别由端子47、48、49和50输出。
当光盘D与光盘驱动台21共同旋转时，光学头23由光学头驱动机构25驱动，沿光盘D的径向移动，使激光束通过物镜33入射到旋转中的光盘D上，对光盘D上的螺旋形导槽13进行扫描。
由光检测部分46输出的检测输出信号Ra、Rb、Rc和Rd，由光学检测部分52输出的检测输出信号Rp以及由光检测部分54输出的检测输出信号Rs均提供给读信号处理部分60。在如图7所示的读信号处理部分60中，分别由四个光检测器61a、61b、61c和61d(包括在光检测区46中)中的两个光检测器61a和61c所获得的检测输出信号Ra和Rc提供给加法电路63，产生加和信号Ra+Rc。类似地，分别由四个光检测器61a、61b、61c和61d中的另两个光检测器61b和61d所获得的检测输出信号Rb和Rd提供到加法电路64，产生一加和信号Rb+Rd，将加和信号Ra+Rc和Rb+Rd送到减法电路65，由减法电路65得到加和信号Ra+Rc和Rb+Rd之间的差信号(等于Ra+Rc-Rb-Rd)，输出到端子66作为聚焦误差信号SF，该信号相应于照到光盘D的螺旋形导槽13的底部上的激光束的聚焦条件而变化。
分别由光检测器61a和61b获得的检测输出信号Ra和Rb提供到加法电路67，产生一加和信号Ra+Rb。类似地，分别由光检测器61c和61d获得的检测输出信号Rc和Rd提供到加法电路68，产生一个加和信号Rc+Rd。加和信号Ra+Rb和Rc+Rd送到减法电路69，由减法电路69算出相应于加和信号Ra+Rb和Rc+Rd之间差的差信号(等于Ra+Rb-Rc-Rd)，作为输出信号SX从端子70输出。该信号包括循迹误差信号ST和地址数据信号的读输出SAC，前者代表与光盘D的螺旋形导体槽13有关的入射到光盘D上的激光束的循迹条件，后者基本沿光盘D上的螺旋形导槽13记录在光盘D上。
如前所述，由于沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号的载波频率是选择驻留在高于循迹伺服控制系统的伺服控制频带的频带内，因此由减法电路69输出的输出信号SX中包括的地址数据信号读输出SAC驻留在高于该输出信号SX内所含的循迹误差信号ST的频带的频带内。
加和信号Ra+Rb和Rc+Rd还提供到加法电路71，产生一个总量信号SA(等于Ra+Rb+Rc+Rd)，该信号与由光检测部分46中的光检测器61a-61d所接受的激光束的瞬时总光量有关。这个总量信号SA从端子72输出。
此外，由光检测部分52中的光检测器75获得的检测输出信号Rp和由光检测部分54中的光检测器76所获得的检测输出信号Rs分别通过放大器77和78送到一差分电路79，由差分电路79得到读输出信号ST，该信号根据记录在光盘D记录轨迹区11上的螺旋形导槽底部处的磁记录材料层上的信息信号求出。这个读输出信号ST通过端子80输出。
如上所述，聚焦误差信号SF、包括循迹误差信号ST和地址数据信号读输出SAC的输出信号SX、总量信号SA以及读输出信号ST分别由读信号处理部分60的端子66、70、72和80输出，当光学头23进行信息信号记录操作时，得到聚焦误差信号SF、输出信号SX和总量信号SA。当光学头执行信息信号读操作时，得到聚焦误差信号SF、输出信号SX、总量信号SA和读输出信号SI。
在图1所示的实施例中，包括如上所述的光学头23和读信号处理部分60，还包括一个操作控制器81。当光学头23执行信息信号记录操作时，要记录的信息数据DR通过端子82提供给编码部分83，由操作控制器81向光学头23提供功率控制信号CP，使从光学头中的激光源30发射的激光束具有较大的光强度，并且从操作控制器81向编码部分83发出一控制信号CE，用于控制编码部分83正确地工作。
在编码部分83中，信息数据DR根据预定的编码系统编码，形成编码信息数据，编码过程与控制信号CE有关。信息数据信号SDR代表以信息数据DR为基础的编码信息数据，信息数据信号SDR以例如具有高低电平的脉冲串形式生成，如图8A所示。由编码部分83得到的信息数据信号SDR送到记录信号发生部分84，在该发生部分84中，所产生的记录信息信号SR如图8B所示，具有对应于信息数据信号SDR的电平变化的高电平区VH和低电平区VL。记录信息信号SR的低电平VL不选为0，而是略高于0，因此记录信号发生部分84得到的记录信息信号SR提供给光学头23，从而使光学头23内激光光源30发射的激光束的强度是经过调制的。
光学头23接收来自操作控制器81的功率控制信号CP和来自记录信号发生部分84的记录信息信号SR，并在激光控制部分38中响应运两个信号CP和SR产生激光控制信号CSL，供给激光光源30，使由光源30发出的激光束的光强度受到功率控制信号CP的控制，并由记录信息信号进行强度调制，从而产生记录光束。所得到的记录光束具有不同的光强度，相应于记录信息信号SR的高电平区VH，它具有大于预定值的较大的光强度，相应于记录信息信号SR的低电平区VL，它具有较小的光强度。
而且，当光学头23执行信息信号记录操作时，一控制信号CG由操作控制器81供给磁场控制部分85。在磁场控制部分85中，根据该控制信号CG产生一磁场控制信号SG，并提供给磁场产生部分24，于是由磁场产生部分24响应磁场控制信号SG产生一所需磁场，作用到光盘D上。
当由磁场产生部分24产生的磁场作用到光盘D上时，根据记录信息信号SR调节强度的记录光束由光学头23照射到光盘D上，于是在光盘D的记录轨迹区11上的螺旋形导槽13底部形成的磁记录材料层15上实现信息信号记录。在这种信息信号记录中，当相应于记录信息信号SR的每个高电平区VH使记录光束具有较大光强度时，在磁记录材料层15上进行磁化反转，于是在磁记录材料层15上实现记录过程。当相应于记录信号SR的每个低电平VL使写入光束具有较小光强度时，在磁记录材料层15上不发生任何磁化反转，于是没有记录操作发生在磁记录材料层15上。因此，在磁记录材料层15上的信息信号记录是间断完成的。
当入射到光盘D小的记录光束具有大于某预定值的较大的光强度时，由该记录光束执行沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号的读出，该光束受控扫描该螺旋形导槽13，同时在磁记录材料层15上执行信息信号的记录，而当入射到光盘D上的记录光束具有较小的光强度时，由该记录光束只读出沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号，该光束受控扫描该螺旋形导槽13，没有信息信号记录到磁记录材料层15上。结果，如同前面所述，由读信号处理部分60获得聚焦误差信号SF、输出信号SX和总量信号SA。
由读信号处理部分60产生的聚焦误差信号SF输出到伺服控制部分86，由读信号处理部分60产生的输出信号SX和总量信号SA分别提供给可变增益控制部分87的输入端和控制端。
输出信号SX是在光学头23执行信号记录操作时产生的，它是由记录光束扫描螺旋形导槽13所获得的，这个记录光束具有大于预定值的较大的光强度。因此，它包括一个地址数据信号分量(SXC)和一个记录信息信号分量。前者反映与螺旋形导槽13有关的记录光束循迹条件，后者叠加到地址信号分量(SXC)上，如图8C所示。在光学头23执行信号记录操作时所得到的总量信号SA对应于根据记录信息信号SR进行了强度调制的记录光束光强度，因此具有与记录信息信号SR的电平变化相一致的电平变化，如图8D所示。
在可变增益控制部分87中，输出信号SX相应于总量信号SA受到增益控制，对输出信号SX的增益控制应满足如图9所示的增益控制特性曲线，即输出信号SX的值Asx的下降正比于总量信号SA的电平Lsa的增加。因此，当总量信号SA的电平Lsa响应于记录信号SR的电平变化而增加时，响应于记录信号分量(SR)的电平变化趋于增加的输出信号SX的幅值Asx却减小。结果，在输出信号SX中所含的记录信息信号分量(SR)基本被抑制，并且响应于总量信号SA已经过增益控制的输出信号SX转换为与地址数据信号分量(SXC)目应，这个信号分量反映与螺旋形导槽有关的记录光束的循迹条件。也就是说，作为通过具有可变光强度的记录光束所完成的对沿螺旋形导槽13所记录的地址数据信号进行读取的结果，在输出信号SX中包含的作为一个寄生信号分量的记录信息信号分量(SR)基本上被消除掉，所以可以得到与螺旋形导槽13有关的记录光束的循迹条件的地址数据信号分量(SXC)。
输出信号SX在可变增益控制部分87内响应于总量信号SA进行增益控制后作为地址数据信号SXC从可变增益控制部分87输出，这个信号反映与螺旋形导槽有关的记录光束的循迹条件。由OT变增益控制部分87输出的地址数据信号SXC相应于从输出信号SX中去掉了记录信息信号分量(SR)而得到的信号，如图8E所示。然后，这个地址数据信号SXC供给低通滤波器(LPF)88，从该地址数据信号SXC中抽取循迹误差信号ST，这个信号ST表示了记录光束相关于螺旋形导槽13的循迹条件，同时信号SXC供给用于获得地址数据信号载波信号分量SC的带通滤波器(BPF)89，以及用于获得地址数据信号SW的带通滤波器BPF 90。
从LPF 88输出的循迹误差信号ST和从BPF 89输出的地址数据信号的载波信号分量SC提供给伺服控制部分86。由BPF 90输出的地址数据信号SW提供到解调部分91中，这个信号SW是通过用代表编码地址数据的信号对预定载波信号进行频率调制而获得的。
由操作控制器81输出的操作控制信号CW也送到解调部分91中。在解调部分91中，地址数据信号SW根据操作控制信号CW实现频率解调，产生代表编码地址数据的信号SWD，继而输出到地址译码部分92。
在地址译码部分92中，对代表编码的地址数据的信号SWD实行译码过程，再现地址数据DAD。由地址译码部分92输出的地址数据DAD送入操作控制器81。
在接收由地址译码部分92再现的地址数据DAD的操作控制器81中，产生一控制光学头23沿光盘D的径向准确定位的光学头控制信号CH，该信号输送到伺服控制部分86。
在伺服控制部分86中，从读信号处理部分60接收聚焦误差信号SF，从LPF 88接收循迹误差信号ST，从BPF 89接收地址数据信号的载波信号分量SC，从操作控制器81接收光学头控制信号CH，该控制部分根据聚焦误差信号SF产生聚焦控制信号SFD，根据循迹误差信号ST产生循迹误差信号STD，根据地址数据信号的载波信号分量SC产生一电机驱动信号SMD，以及根据光学头控制信号CH产生光学头驱动信号SHD。聚焦控制信号SFD和循迹控制信号STD输出到光学头23，电机驱动信号SMD输送到光盘驱动电机22，光学头驱动信号SHD输出到光学头驱动机构25。
电机驱动信号SMD用于根据地址数据信号的载波信号分量SC的频率变化情况抑制光盘驱动电机22转速的变化，由于转速变化，会使频率变化。光学头驱动信号SHD用于驱动光学头驱动机构25，使光学头23以预定速度沿光盘D的径向移动。
另一方面，当光学头23执行信息信号读操作时，信息数据DR没有经端子82提供给编码部分83，因此不会有记录信息信号SR从记录信号发生部分84提供给光学头23。而且，没有控制信号CG从操作控制器81提供给磁场控制部分85，因此磁场产生部分24不会产生任何磁场。由操作控制器81向光学头23提供的功率控制信号CP，使在光学头23内的激光源30发射出具有较小的恒定光强度的激光束。
在这种条件下，由激光源30发出的具有较小的不变的光强度的激光束作为读光束照射到光盘D的记录轨迹区11上，通过控制读光束对螺旋形导槽13的扫描，将信息信号从位于螺旋形导槽13底部的磁性记录材料层15上读出，同时通过控制读光束对螺旋形导槽13的扫描，可读取沿螺旋形导槽13记录的地址数据信号。结果，读输出信号SI、聚焦误差信号SF、输出信号SX和总量信号SA均以如前所述的同样的方式由读信号处理部分60中得到。
由读信号处理部分60得到的读输出信号SI提供给译码部分93。由操作控制区81得到的操作控制信号CD也输送到译码部分93。在译码部分93中，读输出信号SI相应于操作控制信号CD进行解码，并得到一再现信息信号SID。由译码部分93输出的这个再现信息信号SID送入信息信号处理部分94，并且在该区内经过各种处理后根据再现信息信号SID产生一输出信息信号SOI，该信号经端子95输出。
来自读信号处理部分60的聚焦误差信号SF、输出信号SX和总量信号SA被以与光学头23执行信息信号记录操作几乎完全相同的方式处理。可是，在光学头23执行信息信号读操作的情况下，由于从位于螺旋形导槽13底部的磁记录材料层15上读取信号和读出沿螺旋形导槽13存入的地址数据信号均是通过具有较小的恒定的光强度的读光束实现的，因此输出信号SX只包含地址数据信号分量SXC和总量信号SA。信号SXC反映记录光束与螺旋形导槽13有关的循迹条件，并且，总量信号SA具有大致不变的电平。因此，在接收输出信号SX的可变增益控制区87中，可得到地址数据信号SXC，该信号幅度上的变化与输出信号SX的幅度变化相类似。
根据手动控制块96上的按钮或类似器件的操作可发出一输入到操作控制器81的控制信号CC，根据这个控制信号，选择设置光学头23执行信息信号读操作或信息信号记录操作的条件。
包括部分构成读信号处理部分60用于产生输出信号SX的减法电路69以及接收减法电路69输出信号SX的可变增益控制区87的电路部分可用包括可变增益差分电路100的电路结构来形成，如图10所示。
在图10的电路结构中，由加法电路67输出的加和信号Ra+Rb和由加法电路68输出的加和信号Rc+Rd分别提供至可变增益差分电路100的一对输入端子101和102上，由加法电路71输出的总量信号SA送入可变增益差分电路100的控制端103上。在该电路100中，相应于总量信号SA电平的增大其增益成正比地下降，从而根据总量信号SA得到加和信号Ra+Rb和Rc+Rd之间的差。结果，从可变增益差分电路100的输出端104上输出一地址数据信号SXC，它与由可变增益控制部分87产生的地址数据信号SXC相应。
图11表示图10所示的可变增益差分电路100的一个实施例。在图11的实施例中，来自输入端101的加和信号Ra+Rb和由端子102输入的加和信号Rc+Rd分别提供到晶体管105和106的基极上。晶体管105、106和107共同构成一个差动放大器，晶体管105的集电极通过一由晶体管108和109及电阻110和111构成的差动电路级连接到电压源正端VCC。同样地，晶体管106的集电极通过一由晶体管112和113及电阻110和111构成的差动电路级连接到电压源正端VCC。晶体管107的集电极与两个晶体管105和106的发射极相连接，而它的发射极通过电阻114与电压源负端VEE相连，它的基极通过电阻115接地。
分压电阻116连接在电压源正端VCC和地之间，在其上所获得的偏压用于偏置晶体管108、109、112和113的基极。来自控制端子103的总量信号SA经过一分压电阻117送入晶体管108和113的基极。输出端子104位于晶体管108和112的集电极和电阻110之间的节点上，从该端子上可输出地址数据信号SXC。
图11所示的可变增益差分电路100结构较简单，适于设计成集成电路形式。
本发明的信息记录和再现装置的实施例中所述的光盘D上具有螺旋形导槽13，地址数据信号基本上是沿该导槽记录的，而且是从该信息记录和再现装置的实施例中的带通滤波器BPF 90产生该地址数据信号SW的，但本发明的信息记录和再现装置中的光盘并不限于能记录该地址数据信号，在其螺旋形导槽上可以沿该槽记录一个或多个控制信号。

Claims (5)

1.一种信息记录和再现装置，包括：
光学设备，将光束照射到一盘形记录载体上，围绕着该盘形载体的中心部分形成螺旋形导槽，所述导槽的侧壁相互对立，并且相应于一预定的控制信号呈波纹状弯曲，使该预定的控制信号基本上沿该螺旋形导槽记录，以便光束连续扫描该螺旋形导槽，
光束调制设备，与所述光学装置相连接，根据一信息信号对照射到所述盘形记录载体上扫描该螺旋形导槽的光束的强度加以调制，使该信息信号间歇性地记录在盘形记录载体上，并且在信息信号的记录暂时中断时使光束保持较小的光强度，
光检测设备，用于检测从盘形记录载体反射的光束，该光束扫描该载体上的螺旋形导槽，并输出一检测输出信号，
读信号处理设备，从所述光检测设备接收所述检测输出信号，并根据由所述光检测设备得到的检测输出信号的强度产生一读输出信号和一总量信号，所述读输出信号包括沿该螺旋形导槽记录的预定控制信号的读输出，所述总量信号与由所述光检测设备接收的来自盘形记录载体的光束的瞬间总光量相应；
可变增益控制设备，与所述读信号处理装置相连接，根据当来自盘形记录载体的光束由所述光检测设备检测时由所述读信号处理设备输出的总量信号对从所述读信号处理设备产生的读输出信号执行增益控制；以及
信号再现设备，接收已由所述可变增益控制设备进行增益控制后的读输出信号，并根据由所述可变增益控制设备进行增益控制后的读输出信号的强度获得沿所述螺旋形导槽记录的预定控制信号的再现输出信号。
2.根据权利要求1所述的信息记录和再现装置，其中采用由所述光束调制设备进行光强度调制后的光束将信息信号间断地记录在该盘形记录载体上形成的螺旋形导槽的底部。
3.根据权利要求1所述的信息记录和再现装置，其中所述可变增益控制设备用于控制由所述读信号处理设备产生的读输出信号的增益，使该增益按来自所述读信号处理设备的总量信号的电平增加程度成正比地下降。
4.根据权利要求1所述的信息记录和再现装置，其中所述光学设备使光束照射到具有螺旋形导槽的盘形记录载体上，沿该螺旋形导槽有一代表所述盘形记录载体的记录轨迹区上地址的地址数据信号，并且所述信号再现设备根据已由所述可变增益控制设备进行增益控制后的读输出信号的强度获得沿该螺旋形导槽记录的地址数据信号的再现输出。
5.根据权利要求4所述的信息记录和再现装置，还包括操作控制电路，它相应于由所述信号再现设备输出的地址数据信号的再现输出控制所述光学设备相对于盘形记录载体的位置。
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