CN1090415A

CN1090415A - 在记录载体上记录信号的方法及记录装置

Info

Publication number: CN1090415A
Application number: CN93120542A
Authority: CN
Inventors: J·L·巴克斯; J·H·M·施普卢伊特; H·费尔德休斯
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2013-11-17
Also published as: ATE172053T1; JPH0773469A; TW234182B; US5471457A; KR100281370B1; CN1069431C; SG44881A1; HK1013364A1; DE69321441D1; DE69321441T2; JP3565886B2

Abstract

本发明公开了用以借助辐射束(15)在记录载体 (1)上记录信号的装置及方法。信号是以光可检测痕迹(30、31)的形式记录在互相平行间隔不变的轨迹(4) 中的。辐射束(15)的记录强度是以这样的方式设定的，即用“最小”记录强度，以低的所要求的错误率 “(数据块)错误率”记录信息样本。此外，还描述了可用以确定辐射束(15)的“最小”记录强度的方法和装置。

Description

本发明涉及在能够被重写类型的记录载体上记录信号的方法，光可检测痕迹（mark）的信息样本以基本上平行的轨迹记录在记录载体上，为了记录各种痕迹而由辐射束扫描这些轨迹，光可检测痕迹借助于辐射束通过局部加热适当的记录载体记录层而获得，相应于对用辐射束记录的测试信息样本中不合乎要求信号的检测来设定辐射束所含的能量。

本发明还涉及用于在能够被重写类型的记录载体上以基本平行的轨迹形式记录信号的记录装置，该记录装置包括扫描装置，用于为了将相应于信号样本的光可检测痕迹信息样本引入轨迹而用辐射束扫描这些轨迹;该装置包括设定装置，用以借助于加至设定装置的设定信号来设定记录强度，该设定信号依赖于对用辐射束记录的测试信息样本中不合乎要求信号的检测。

一个相类似的用于在记录载体上记录信号的方法和装置可从公开的欧洲专利申请0400726中获知。在该欧洲专利申请中描述的方法及记录装置给出了记录强度被介质校正法确定的过程以便于信息样本由辐射束引入载体的记录层中。所述的介质校正法包括以下过程步骤：

a、一个具有第一频率的信息样本由辐射束的最大记录强度记录在轨迹中;

b、然后，具有第二频率的第二信息样本由辐射束的低的、最小记录强度记录在同一轨迹中;

c、在读信号加至调谐到第一信号频率的检测机构后，记录在轨迹中的信息被读出;

d、若仍检测到有具有第一频率的第一信息样本的信号剩余部分，则重复步骤b到d，对每一次重复，记录强度增加特殊要求的任选步长。

一旦具有第一频率的第一信息样本的剩余部分不再在过程步骤d中被检测到，则辐射束的强度设定被确立在保证被记录的信息样本的最小错误率处，并随后读出。

以上内容在所述申请的参考附图7和8中示出，其中图8表示错误率特性曲线作为用于记录所用的辐射束强度的函数。正如该申请中已解释的，其中所述的方法和装置提供了基本位于错误率特性曲线平坦范围中部的辐射强度设定，其中错误率是低的。

尽管如在欧洲专利申请0400726中限定的所述方法及记录装置提供了高可靠性的信息样本记录，并有很低的错误率，但仍存在几个内在缺点，例如：

-为了产生具有第一及第二频率的信息样本并检测具有第一频率的第一信息的剩余部分必需特殊设计的硬件;

-另一个缺点在于具有第一频率的第一信息样本是由产生辐射束的激光二极管的全功率记录的。使激光二极管以全功率工作的缺点在于这缩短了其使用寿命。

本发明的目的之一是为了提供记录装置和方法，以便在用以确定激光束最佳记录强度的设定的记录装置中不需附加的硬件，而此时由其所记录的信息样本又具有合乎要求的低错误率。

本发明的另一个目的是提供根据本发明的方法及记录装置，其中具有最小错误率的信息样本能够以最小的记录强度来记录。

根据本发明的方法，其特征在于给定测试信息样本任选的数据样本，借助错误检测和校正算法对其编码，其中测试信息样本用所选定的辐射束记录强度来记录;随后，读出测试信息样本并借助错误检测和校正算法来确定数据样本中的错误率;然后，相应于该错误率，为信息样本记录选择辐射束记录强度的设定。

根据本发明的方法在记录信号时采用已公用的错误检测和校正算法。若记录的信息样本被读出并错助于错误检测和校正算法进行了处理，则在从随机或任意选择的数据样本中分离出的测试信息样本已被记录之后，已知数据样本中的错误率量级就能够被确定。借助于所确定的错误率，辐射束的设定能够以所要求的强度范围进行调整。

根据本发明的记录装置的特征在于，记录装置还包括用以读出由辐射束记录的信息样本的读出装置以及编程的数据处理装置，用于借助于错误检测和校正算法对数据样本进行编码，用于确定属于读出的信息样本的信号样本的错误率，并用于根据所检测到的错误率确定一个调整信号。

根据本发明的记录装置采用了在记录装置中已公用的编程的数据处理装置，以便借助于错误检测和校正算法对数据样本进行编码并借助于错误检测和校正算法对已记录的数据样本进行解码。当对读出的信息样本进行解码时，以所确立的设定信号为基础确定错误率，该设定信号用于设定装置设定辐射源的束强度。

具有自动优选束强度设定的实施例特别适用于记录装置，其中痕迹的记录主要依赖于象在诸如磁光记录装置中的记录强度。但是本发明并不限于磁光记录，也可有选择地应用于其它记录原理，例如，在相变型记录载体上可重写的记录形式;对于所采用的这种记录载体，当用辐射束扫描时，其结构能够依赖辐射方法由非晶态变换到晶态，反之亦然。

本发明的其它实施例和优点将参考附图1至5作详细描述，其中：

图1a和1b示出记录载体;

图2示出根据本发明的磁光装置;

图3示出记录信号和与之相关的信息样本;

图4示出作为记录强度的函数的读可靠性;

图5示出根据本发明设定记录强度的方法的优选实施例的流程图;

图6示出关于错误率特性曲线中记录窗的起始记录强度的第一位置;

图7示出相应于记录窗的起始记录强度的另一位置。

图1示出能被重写型式的记录载体1的实施例，其中图1a示出顶视图而图1b示出沿线b-b的一小部分截面。记录载体1包括代表相互之间位置基本上同心的信息区域的轨迹样式，这些区域用作记录光可检测痕迹信息样本形式的信息。轨迹样式例如可由指示信息区域中心的螺旋伺服轨迹4构成。但是，这些同心信息区域也可由已在荷兰专利申请NL-A8702905（PHN12.339）中描述过的、通常称作伺服样式的结构来表示。为了记录，记录载体1包括沉积在透明基底5上并由保护涂层7覆盖的记录层6。记录层6是适于磁光记录的材料。但是应该注意到，信息层6也可由诸如通常称作相变材料的其它不同材料构成，所述相变材料的结构可通过适当的辐射方法从非晶态变为晶态，反之亦然。

图2示出根据本发明用于在记录载体1上记录信息的磁光记录装置10的实施例。该记录装置10包括用于使记录载体1围绕轴13转动的转盘11和驱动电机12。与转动的记录载体1相对而设置的是适用于磁光式记录和读出的通常类型的光读/写头14，它的辐射束15聚焦在记录层6上。记录装置10包括用于保持辐射束15聚焦在伺服轨迹4上的通用伺服寻迹装置（未示出）、用于保持辐射束15聚焦在记录层6上的通用聚焦装置和例如已在EP-A0265904和NL-A8800151（PHN12.063和PHN12.398）中描述过的、经由特定地址进行检索的通用寻址装置。在读/写头14对面，在记录载体1的另一侧，设有一磁场调制器16用以产生基本垂直于记录层6中被辐射束15辐射的区域中的记录层6的磁场H。磁场调制器16与读/写头14通过支架17刚性地相连。读/写头14和磁场调制器16均可借助于位移系统18而相对于记录载体径向移动，支架17保证磁场调制器16相对读/写头连续地定位。磁场调制器16是这样一种类型，即其产生的磁场方向能够根据双记录信号Vm而调整。这样一种磁场调制器已在例如荷兰专利申请No.8702451（PHN12.294）中详细描述，该申请被引入本申请作为参考。

装置10还包括用于控制读/写头14和位移系统18的控制电路19a，并且用它来产生记录信号Vm。当记录信息时，伺服轨迹4被辐射束15扫描，辐射束15的强度被设定在足够高的记录强度以用于将由辐射束15扫描的记录载体6的部分加热到接近记录层6材料的居里温度。与此同时，根据要被记录的信息调整记录信号Vm及由此而产生的磁场H，其结果是磁畴形式的记录样本出现在其样本相应于记录信号Vm的伺服轨迹4的被扫描部分中。正如在以下将详细描述的，这样获得的磁畴是可光检测的。

对根据本发明的记录装置10必不可少的是经由双向数据总线19c连至控制电路19a的信号处理装置19b。数据总线19c可以是串行（1比特宽）也可以是并行（多比特宽）的数据总线。信号处理装置19b经由双向（输入和输出）总线19d接收在编程的处理装置19b中借助于错误检测和校正算法（CIRC或Reed-Solomon码）而编码的数据样本。这样获得的信息样本经由总线19c加至控制装置19a，并因此而设定了辐射束15的记录强度，利用该辐射束将信息样本记录在记录载体1的记录层6中。

用读/写头读出并具有信号波形V1的信息样本由控制电路19a在总线19c上传送到处理装置19b，处理装置19b力图借助于错误检测和校正算法从信息样本出发来对数据样本进行编码。处理装置19b确定出现在数据样本中的错误率，并以该错误率为基础确定用于设定辐射束15记录强度的设定信号。控制电路19a又通过总线19c接收到设定信号。

图3示出记录信号Vm、与之相关的磁场H以及随之而来的具有不同磁化取向的磁畴样式的时间变化。具有不同磁化取向的磁畴标以不同的参考标号，亦即30和31。用于记录模式的伺服轨迹4的中央用线4'大致示出。磁畴30、31的样式可由读/写头14读出，该读/写头14利用线偏振光扫描束来扫描该样式。根据辐射束的反射，辐射束的极化方向被调节到由记录层6的被扫描部分的磁化方向所确定的方向。在这种方式中，获得了极化方向改变的调整模式，该模式相应于磁畴30、31被扫描的模式。这种调整在读/写头14中是以常用的方式借助于例如渥拉斯顿棱镜、光电转换器和放大电路而检测的，所述放大电路将光电转换器的输出信号转变为代表了例如已在荷兰专利申请NL-A8602304（PHQ86.017）中描述过的读出模式的读信号V1。

对于记录来说最重要的方面之一是已被记录的信息能够被再读出的可靠性。能够表示已记录的CD-A或CD-ROM信号的读可靠性的公知尺度是所谓“（数据块）错误率”（简记为（BL）ER）。尺度（BL）ER代表每单位时间（EFM）数据块的数目，其中借助错误检测和校正算法发现了一个或多个不可校正的错误。

图4示出作为记录强度P函数的BLER值的状态。它表明在从Pmin至Pmax的范围内，BLER值基本取得不变的最小值，而在此范围之外，BLER值快速上升。在值Pmin和Pmax之间，读可靠性基本不受强度变化影响，这种强度变化作为记录系统中容差变化的结果是不可避免的。

图4示出在记录期间，错误率BLER作为对于轨迹4的特定扫描速度的记录强度P的函数。因而最佳记录强度并不位于Pmin和Pmax之间，而是只要大于Pmin就行了。对于特定的记录载体，记录强度的最佳值可预先确定，在该记录载体上记录信息之前，记录装置的记录强度可基本上设定在该值。

但是会出现以下问题：

1）即使记录层是由相同的磁光材料制成的，记录层对辐射的敏感性也有很大差别。这是由于沉积记录层所通常采用的方法引起的，例如溅射。

2）记录速度对最佳记录强度有很大影响。若对于不同的记录装置记录速度变化很大，这个问题就尤其突出，事实上例如对CD信号所用的记录装置，其中容许的记录速度在1.2米/秒和1.4米/秒之间。

3）在实际中精确确定确切的辐射功率是个大问题。功率表相互之间的误差在10%量级。此外，不同的调节环境引起附加的偏差出现。

4）最后，辐射束在记录层6上形成的扫描点的形状和辐射波长同样影响最佳记录强度。

所有这些表明，最佳记录强度的变化是如此之大，以致于不能保证对于记录强度的固定设定仍位于BLER是低的记录载体的记录窗口之内。

在以下将要描述的方法中可以可靠且简单地设定最佳记录强度。首先，根据本发明方法的优选实施例将参考图5进行描述，图5示出该优选实施例的流程图。

图5示出代表根据本发明方法的优选实施例的流程图，借此可以确定图2所示记录装置中辐射束15的最佳记录强度设定。在第一步S1中设定所建议方法的起始记录强度E_I和表示记录强度E变化的步长△E。所述步长△E为（Emax-Emin）/2。这里Emax和Emin分别是辐射束15的强度E设定范围的上限和下限。在该方法下一步骤S2中步长△E减半。利用这两步可得到如下所述结果。起始记录强度E_I被选定在写头14设定范围的中部。通过设定步长△E，在步骤S2中获得记录强度E的下一个设定，后者既可以是最小强度Emin加上总设定范围的四分之一，也可以是最大强度Emax减去总设定范围的四分之一。在步骤S3利用设定的记录强度E在记录载体上记录信息。在本方法的下一步S4，从记录载体上读出信息并根据读出的信息确定错误率ER。在下一步S5确定错误率ER是否位于可接受的水平ACC之下。在下一步S6进行判断，如果错误率ER位于所要求的水平ACC之下，则步长△E小于最小步长△Emin;如果不是这种情况，则在下一步S7中用步长△E调节记录强度E，然后重复步骤S2、S3、S4和S5。如果在步骤S5中表明错误率ER小于可接受的水平ACC，则在步骤S6又判断步长△E是否低于最小步长△Emin。如果是这种情况，则在步骤S14之后的下一步骤S8中设定所要求的记录强度E_W，在步骤S14中判断错误率ER是否低于可接受的水平ACC，S8中的记录强度等于常数R乘以在那个时刻设定的记录强度E。常数R是个大于1.1小于2.2的因子。在磁光记录中，这个因子最好位于边界值1.5和1.7之间。一旦这个所要求的记录强度E_W已经设定，则程序在步骤S9停止。由于已经假定起始记录强度E_I的设定位于Pmin和Pmax之间的窗中某处，根据本发明和前述方法的这部分确定了图4中表示的记录窗的下边值Pmin。

图6示出在这种情况下起始记录强度E_I相对于Pmin和Pmax之间的记录窗的位置。显然由于在步骤S7中设定的记录强度不变地减少步长△E，一旦达到特定的步长，那时的记录强度E就可低于记录窗的阈值Pmin。这将在步骤S4的错误率下一次计算和步骤S5的判断中来得到，其中错误率ER相对于可接受的错误水平ACC而判断。在这种情况下步骤S5后接步骤10，在其中判断是否计数器被置位且具有整数值。这将在后面进一步解释。若这个计数器还未置位，则在步聚S11判断记录强度的步长△E是否小于或等于要达到的最小步长△Emin。若不是这种情况，在随后的步骤S12记录强度E增加步长△E。利用这个新设定的记录强度E，在在步骤S2中已调节了强度步长值△E后，在步骤S3对信息移位，然后在步骤S4读出信息，再次确定错误率ER，然后在步骤S5判断是否错误率ER低于可接受的水平ACC。在此前描述的方式中，很快确立错误率特性曲线的拐点值Pmin和与之相关的记录强度E。因而利用所确立的记录强度E为基础以便确定所要求的记录强度E_W，该记录强度E通过记录强度E乘以常数R而确立。其结果是记录载体6上的信息利用超过最小记录强度Pmin的强度而记录，并且信息仍可以可接受的错误率ACC来读出。

只要起始记录强度E_I位于记录窗之内或低于最小记录强度Pmin，上述方法就正确地发生作用。起始记录强度E_I高于Pmax，亦即拐点值位于记录窗和错误率特性曲线升高部分之间的情况将导致对出现在前述方法的写头14的设定，其中给定辐射束15更高的记录强度。这意味着设定控制以错误方式工作。因此，在进行了若干次迭代步骤后，其中强度步长△E以常量减少，一旦在步骤S11对步长△E进行了判断，这时步长△E确信为小于最小步长△Emin，在步骤S13中步长△E再次取与起始步长相等的值，这时步骤S1用作基础。此外，在步骤S13取计数C等于1。由此环路返回到前述程序中的步骤S7。在步骤S7调整记录强度E的设定，以便降低记录强度。不必再说明随后执行的已知步骤S2、S3、S4和S5。可再次出现两种情况。确立的错误率ER实际上低于可接受的水平ACC，其结果是对下一次判断，记录强度经由步骤S6和S7而降低。但是，若错误率ER仍高于可接受的水平ACC，在步骤S10判断是否计数C实际上等于1。若是这种情况，该方法循环返回步骤S6和S7，以便不管错误率ER超出可接受的水平ACC的事实，而在下一测试判断循环中使记录强度E低于在前测试判断循环的在前记录强度。从点E_I开始，前几个循环获得大于起始记录强度E_I的记录强度E然后循环返回，使记录强度E小于E_I，用计数1置位计数器保证了用总是减小的记录强度E来完成测试判断循环，该循环导致的结果是在Pmax和Pmin间的平坦记录窗附近，错误率特性曲线的分布向左移。在已经到达平坦记录窗的时刻，对记录强度E的每下一次设定都要低些，直到或是取得最小可调节的记录强度Emin（参见图7），或是取得最小记录强度Pmin。在此情况下，最小记录强度曲线的拐点值通过在该拐点值附近执行几次迭代步骤而能足够精确地确立。因此，在步骤S5中在已确认错误率ER低于可接受的水平ACC后，必需将计数器的计数复位为零。当循环路径从步骤S10回到S6时，这将发生在步骤S5和S6之间。

通过从根据优选实施例方法的记录强度设定范围的中部开始并通过在每次迭代后减半步长，经过四或五步后，错误率特性曲线中的拐点值Pmin通常可以精确确立。因而在根据本发明方法的优选实施例中很快确立了写头14的最佳记录强度设定。

不需再说明各种其他寻找辐射束15最佳记录强度的方法。一个类似的方法以例子的形式描述如下。

在一种方法中，这种介质校正法是在记录载体1的内边和/或外边上所限定的区域内完成的。自然，头一个将要用于记录的测试区首先用足够高的擦除功率擦除，以便可以从一个干净的测试区开始。然后，从记录强度的最小设定开始，例如512用户字节的几个扇区的每个都被记录，以便对每一记录强度设定足够可靠地考查信息，这时每次取1/10mW步长。然后读出这样记录的扇区并且对每一记录强度值确定与之相关的错误率。对特定的记录强度，可以采用的判据是允许若干个记录的扇区的不超过一个有差错，就是说这是难以纠正的。最小记录强度现可从记录的扇区族导出，该扇区族使所记录的信息仍具有足够的可靠性。以此前所描述的方法，采用记录窗的下限记录强度用以确定写头14的最佳记录强度。其值为最佳记录强度与最小记录强度比率的被乘数被选定在1.6左右。

很明显参考图5描述的方法可以以很多方式进行修改。例如，记录强度步长△E在后续迭代中可维持常量直至确立错误率的拐点值。然后，可以减小步长值，并且已确立的错误率特性曲线的拐点值位于其中的辐射强度的范围可以被该较小的步长所覆盖，以便更精确地确定属于曲线拐点值的记录强度并确定拐点值位于其中的更小范围。随后可以再减小步长△E，如此类推，直至获得所要的最小步长△E。显然，这种修改将需要更多步骤，这意味着在那时对于记录载体所采用的记录装置的调节将占用更长时间。

此外，将上述方法和参考图5所描述的方法相结合是可能的。首先用合理的大步长△E遍历辐射源的设定范围，以便在经历了几步后，就已知道错误率特性曲线的拐点值和由步长确定的相关的径迹。然后，从那个时刻的记录强度设定开始，接下来就是已参考图5描述过的方法。在这种情况下图5所示流程图中的方法步骤S10、S13、S14和S15可被省略。

前述方法可用于多种介质，例如MO为相变材料。但是，这类介质的限制是它们在错误率特性曲线中有相对窄的记录窗。在这种情况下，人们不应该仅确定记录窗的下限，还应以同样方式确定记录窗的上限，然后可取上限和下限的平均值作为最佳功率。

Claims

1、在能够被重写类型的记录载体上记录信号的方法，光可检测痕迹的信息样本以基本上平行的轨迹记录在记录载体上，为了记录各种痕迹由辐射束扫描这些轨迹，光可检测痕迹借助于辐射束通过局部加热适当的记录载体记录层而获得，相应于对用辐射束记录的测试信息样本中不合乎要求信号的检测来设定辐射束所含的能量，其特征在于，给定测试信息样本任选的数据样本，借助错误检测和校正算法对其编码，其中测试信息样本用所选定的辐射束记录强度来记录；随后，读出测试信息样本并借助错误检测和校正算法来确定数据样本中的错误率；然后，相应于该错误率，为信息样本记录选择辐射束记录强度的设定。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于各种信息样本每个以增加的记录强度连续记录在记录层中，然后，读出每一信息样本并确定每一信息样本的错误率，利用位于可接受下限的错误率而从连续的错误率确定最小记录强度，然后，通过将所确立的最小记录强度乘以一个固定的数而设定最佳记录强度。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于辐射源具有一强度设定范围，辐射源起始设定在其设定范围的中部，用相关的记录强度记录信息样本之后该信息样本被读出并确定其错误率，记录强度利用根据错误率的特定步长而改变，然后连续完成信息样本的写和读，并确定这样记录和读出的信息样本错误率，而且根据所确立的错误率，利用由错误率确定的步长来校正辐射源的设定，然后重复前面的步骤直至确立错误率强度特性曲线中的拐点值，然后，通过将由错误率强度特性曲线中拐点值确定的最小记录强度与固定因子相乘而完成记录强度的最佳强度设定。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于所选定记录强度修改的步长值在每次确定错误率时减小。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于减小量为二分之一。

6、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于常数因子位于值1.1和2.2之间。

7、如权利要求4所述的方法，其特征在于因子位于值1.6左右。

8、用于在能够重写类型的记录载体上以基本平行的轨迹记录信号样本的记录装置，该记录装置包括扫描装置，用于为了将相应于信号样本的光可检测痕迹信息样本引入轨迹而用辐射束扫描这些轨迹，该装置包括设定装置，用以借助于加至设定装置的设定信号来设定记录强度，该设定信号依赖于对用辐射束记录的测试信息样本中不合乎要求信号的检测，其特征在于记录装置还包括用以读出由辐射束记录的信息样本的读出装置以及编程的数据处理装置：

-用于借助于错误检测和校正算法对数据样本进行编码，

-用于确定属于读出的信息样本的信号样本的错误率，

-用于确定作为错误率函数的设定信号。

9、如前述权利要求8中的记录装置，其特征在于编程的数据处理装置在开始时为设定装置产生设定信号，所述设定装置将辐射束的记录强度大致设定在其设定范围的中部。

10、如前述权利要求8或9中的记录装置，其特征在于编程的数据处理装置是为产生设定信号而编程的，利用所述设定信号，辐射束记录强度的设定范围被各种步长连续地遍历。

11、如权利要求10所述的记录装置，其特征在于起始步长基本等于设定范围的1/4。

12、如权利要求10或11所述的记录装置，其特征在于在信息样本用设定的记录强度记录在轨迹中的每个循环之后，记录的信息样本被读出并对每一读出的信息样本确定错误率，而且新的设定信号依据该错误率而产生，记录强度设定的步长值被减小。

13、如权利要求12中所述的记录装置，其特征在于减小量为二分之一。

14、如权利要求8至13中任一个所述的记录装置，其特征在于属于具有可接受的错误率的最小记录强度的错误率特性曲线中的拐点值是迭代确立的，并且有效的记录强度是通过将确立的最小记录强度乘以常数因子而设定的。

15、如权利要求14所述的记录装置，其特征在于该因子的值在1.1和2.2之间。

16、如权利要求15所述的记录装置，其特征在于常数因子约为1.6。

17、如权利要求8至16中任一个所述的记录装置，其特征在于测试信息样本包括各种信息数据块，数据块数目至少为三个，且可接受的错误率为最大有一个差错和不可纠正的信息数据块。