CN1633685A - 用于域扩展记录介质的读出控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制从磁－光记录介质读出操作的方法和设备，所说记录介质包括一个存储层和一个读出层，其中通过用辐射功率加热时和借助于外部磁场从所说存储层向所说读出层复制标记区，在所说的读出层中产生可导致读出脉冲的一个扩展域。从所说的读出脉冲导出所说的外部磁场的切换时间，并且根据在所说的切换时间和所说的读出脉冲之间的时间延迟确定空间行程长度。延迟时间不必有固定的周期，因此对于空间行程长度编码可以使用小于信道比特长度的空间增量。这将导致分辨率的明显改进。

Description

用于域扩展记录介质的读出控制

技术领域

本发明涉及用于控制从磁-光记录介质的读出的方法、设备、和记录载体，所说的磁-光记录介质如MAMMOS(磁放大磁-光系统)盘，包括一个记录或存储层以及扩展或读出层。

背景技术

在磁-光存储系统中，记录的标记的最小宽度是由衍射极限确定的，即由聚焦透镜的数字孔径(NA)和激光波长确定的。若减小这个宽度，在一般情况下是依靠波长较短的激光器和较大数字孔径的聚焦光路。在磁-光记录期间，可以减小最小的比特长度到低于通过激光脉冲磁场调制(LLP-MFM)的光学衍射极限。在激光脉冲磁场调制中，通过切换磁场确定比特转移，并且通过切换激光器减小温度梯度。为了读出以此方式记录的小型的新月形的标记，已经提出了磁超分辨率(Magnetic Super Resolution)(MSR)或域扩展(Domain Expansion)(DomEx)方法。这些技术的基础就是具有几个磁静态的或交换耦合的RE-TM层。按照MSR，安排一个位于磁光盘上的读出层，以便在读出期间屏蔽附近的比特，同时，按照域扩展，扩展光点中心的域。域扩展技术与MSR相比的优点是可以检测到长度小于衍射极限的比特，检测的信号噪声比(SNR)与其大小可与衍射极限光点相比拟的比特类似。MAMMOS是基于磁静态耦合的存储和读出层的域扩展方法，其中使用磁场调制在读出层中扩展和压缩(collapse)已扩展的域。

在上述的域扩展技术中，像MAMMOS一样，从存储层写入的标记在激光器加热时借助于外部磁场复制到读出层。由于这个读出层的矫顽力低，所以复制的标记将要扩展以填充光点，并且可以利用与标记的大小无关的饱和信号电平来检测这个复制的标记。反向外部磁场可使扩展的域压缩。另一方面，在存储层中的空间不复制，并且没有任何扩展发生。因此，在这种情况下，检测不到任何信号。

在读出过程中使用的激光功率应该足够地高，以使复制操作能够实行。另一方面，较高的激光功率也增加了温度引发的矫顽力分布和比特图形的杂散场分布的重叠程度。随着温度的增加，矫顽力Hc减小并且杂散场增加。当这种重叠变得太大的时候，由于附近的标记产生的虚假信号，不再可能进行正确的空间读出。在最大和最小激光功率之间的差确定了功率余量(power margin)。它随着位长度的减小剧烈地减小。实验表明，利用当前的方法，能够正确检测的位长度是0.10微米，但这是在实际上什么也没有的功率余量检测的(一个16位的DAC中的一位)。这样，对于最高的密度，功率余量依然十分小，因此在读出期间的光功率控制是很重要的。

在常规的MAMMOS读出中，对于外部磁场进行调制，调制的周期对应于信道比特的大小。这样，对于每个信道比特(标记或空白间隔，即向上或向下的磁化)进行位确定。然而，外部的磁场调制与盘上的位图形的同步是极其重要的。例如，当复制窗口对于它的最大的大小是关闭的以便进行正确的读出时，小的相位误差就将引入一个虚假的峰。对于这种同步，可以使用定时的场和/或轨道的摆动。以此方式，相当合理的频率控制是可能的，但要避免相位误差是极其困难的。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于域扩展读出控制的方法、设备和记录载体，其中的同步、分辨率、或存储密度都得到了改善。

这个目的是通过根据权利要求1或14所述的方法、通过根据权利要求6或15所述的设备、以及通过根据权利要求12所述的记录载体实现的。

因此，所确定的延迟时间没有固定的周期，以致于对于空间行程长度码(space run length coding)可以使用小于信道比特长度的空间增量(space increment)。这将明显改善分辨率，同时又不会对磁头的励磁线圈和它的驱动器额外增加要求。

优选地，在磁场向扩展方向翻转和所说的读出脉冲的上升沿之间测量时间延迟。

必须根据所说的读出脉冲用标记的行程长度检测进行脉冲校正。这样，就可以防止由于在依赖数据的场切换的过程中产生的附加虚假峰值引起的解码误差。

可以设置导出装置，以便可从检测的所说读出脉冲的上升沿导出所说的切换时间。然后，可以设置该导出装置来按照所说标记区的信道比特周期设定检测时间和切换时间之间的时间周期。

确定装置可以包括一个定时器装置，用于计数时间延迟。此外，可以设置确定装置以确定切换时间的移动。

在从属权利要求中限定了其它有益的进一步研制结果。

附图说明

下面根据本发明的优选实施例并且参照附图详细描述本发明，其中：

图1表示按照本发明的一个优选实施例的磁光盘播放器的示意图；

图2表示复制窗口大小等于信道比特长度一半时的读出波形；

图3表示复制窗口大小在信道比特长度一半和整个信道比特长度之间时的读出波形；

图4表示空间行程长度(space run length)的部分增加时的读出波形；

图5A和5B表示在不同复制窗口大小对于50％写策略的读出波形；

图6所示的示意图表示MAMMOS峰延迟随空间行程长度的变化关系。

具体实施方式

现在根据如图1所示的一个MAMMOS盘播放器描述本发明的优选实施例。

图1示意地表示按照本发明的实施例的盘播放器的结构。这个盘播放器包括光学拾取单元30，光学拾取单元30具有激光辐射部分和磁场施加部分；所说的激光辐射部分利用在记录期间已经转换成脉冲并且脉冲的周期与代码数据同步的光去照射磁-光记录介质或记录载体10，如磁光盘；所说的磁场施加部分包括磁头12，用于在磁光盘10上记录和回放时以可控的方式提供磁场。在光学拾取单元30中，激光器与激光驱动电路相连，激光驱动电路从一个记录/读出脉冲调节单元32接收记录和读出脉冲，由此可以在记录和读出操作期间控制光学拾取单元30的激光器的脉冲幅度和定时。记录/读出脉冲调节电路32从时钟发生器26接收时钟信号，时钟发生器26可以包括PLL(锁相环)电路。

应当说明的是，为简单起见，如图所示的磁头12和光学拾取单元30在图1中的盘10的相对的两侧。然而，按照本发明的优选实施例，它们应该安排在盘10的同一侧。

磁头12连接到磁头驱动单元14，磁头12在记录时从调制器24经相位调制电路18接收代码转换数据。调制器24转换输入记录数据为规定的代码。

在回放时，磁头驱动器14经回放调节电路20从定时电路34接收定时信号，回放调节电路20产生同步信号，用于调节加到磁头12的脉冲的定时和幅度。定时电路34如以下所述从数据读出操作导出它的定时信号。这样，就可以实现依赖数据的场切换。提供一个记录/回放开关16，以便切换或选择。

在记录时以及在回放时要加到磁头驱动器14的对应的信号。

进而，光学拾取单元30还包括一个检测器，用于检测从盘10反射的激光，并且用于产生要加到解码器28的相应的读出信号，对于解码器28进行安排，以便解码读出信号，产生输出数据。进而，将光学拾取单元30产生的读出信号加到时钟发生器26上，从中提取出从盘10的凸起的时钟标记获得的时钟信号，并且施加这个时钟信号以便与记录脉冲调节电路32和调制器24同步。具体来说，在时钟发生器26的PLL电路中可以产生数据信道时钟。应当说明的是，从时钟发生器26获得的时钟信号还可以加到回放调节电路20，借此可以提供基准或反馈同步，所说的基准或反馈同步支持由定时电路34控制的依赖数据的切换或同步。

在数据记录的情况下，利用与数据信道时钟的周期相对应的固定频率调制光学拾取单元30的激光器，并且以相等的距离局部加热正在转动的盘10的数据记录区或光点。此外，时钟发生器26输出的数据信道时钟控制着调制器24，以产生具有标准时钟周期的数据信号。调制记录的数据，并且通过调制器24对于记录的数据进行代码转换，获得与记录数据的信息对应的二进制行程长度(run length)信息。

磁光记录介质10的结构例如可以对应于在JP-A-2000-260079中描述的结构。

在如图1所示的优选实施例中，提供的定时电路34用于向回放调节电路20提供依赖数据的定时信号。作为一种替换例，外部磁场的依赖数据的切换还可以通过向磁头驱动器14施加定时信号以便调节外部磁场的定时或相位来很好地实现。

按照优选实施例，定时信息可以从盘10上的(用户)数据获得。为了实现这一点，回放调节电路20或者磁头驱动器14要适于提供通常沿扩展方向延伸的外部磁场。当输入线路连接到光学拾取单元30的输出端并通过定时电路34观察MAMMOS峰的上升信号缘时，定时信号就加到了回放调节电路20上，从而可以控制磁头驱动器14，以便在一个短暂的时间以后反向所说的磁场，使读出层中的扩展的域压缩，并且在此之后马上复位磁场到扩展方向。通过定时电路34将在峰值检测和场复位的之间的总时间设置为对应在盘10上的一个信道位长度(线性盘速度的倍数)。

对于上述的依赖数据的场切换方法，在读出期间不再需要同步，因为切换时间是从数据中直接导出来的。而且，可以使用导出的切换时间，以便作为时钟发生器26的PLL电路的输入进一步利用，从而可以得到准确的数据时钟。于是可以基于时间延迟中的空间行程长度信息获得更加精确的数据恢复。

图2-5B这些示意图中的每一个都从上到下分别表示一个存储层，一个重叠信号的波形，交替的外部磁场和MAMMOS读出信号号。所说的存储层具有它的标记和空间区(分别用向上和向下的箭头表示之)，存储层具有一个复制窗口大小w，复制窗口大小表示复制操作的空间宽度。重叠信号表示在矫顽力分布和杂散场之间的时间相关值，当施加外部磁场时，重叠信号将导致一个MAMMOS信号或峰值。具体来说，MAMMOS峰值将在正的外部磁场的时间周期产生。由于重叠信号可以扩展，一直扩展到相邻的(前一个或下一个)外部磁场正的周期，所以在MAMMOS信号中可以产生附加的峰。

在图2中，每个标记的行程长度(用向上的箭头表示)将产生大于通过信道比特长度b分割的长度的一个MAMMOS峰(阴影线)，信道比特长度b对应于示意表示的存储层的一个部分)。这样，I1标记行程长度(长度b)将产生2个峰而不是1个，I2标记行程长度(长度2b)将产生3个峰而不是2个，等等。图3表示对应的波形的复制窗口尺寸较大，与图3相比可以看出，对于0＜w＜b，这种情况依然成立。这样，在解码器28中必须应用相应的校正算法才能获得标记行程长度，并且因此获得校正的输出数据DO。

在这个方案中的空间行程长度是从下一个MAMMOS峰出现之前磁场沿扩展方向(正值)延伸的时间导出的。在图2-5B中表示出这些时间d、d1、d2。当例如由定时电路34根据磁头驱动器14的输出信号观察到磁场的上升信号沿的时候，启动在定时电路34中提供的定时器电路或定时器功能，开始计数时间直到在光学拾取电路30的输出端检测下一个MAMMOS峰的上升信号沿。

显然，等于信道比特长度b的空间行程长度没有任何延迟(无粗实线)，因此不可能检测到延迟。在图2中，表示出一个延迟d，它对应于-I2空间行程长度(长度2b，“-”表示一个空间间隔(space))。

在图3中，分别表示出对于较大的复制窗口尺寸w的对应于-I2和-I3空间行程长度的延迟d1和d2。进而，在图4中，表示出对于在图3中使用的相同的复制窗口尺寸的按分数增加的-I1.5空间行程长度和-I3空间行程长度的延迟d1和d2。

图6的示意图表示峰值延迟d随空间行程长度SRL的变化而变的特性曲线。汇总图3和图4可以看出，在定时电路34中确定的延迟是空间行程长度的平滑曲线。因此，没有任何理由像在标记行程长度情况下所作的那样，使空间行程长度再增加b(在图6中用虚网格线表示)。如果在读出信号中的跳动足够地小，在例如调制器24中可以使用比b小的(或者小得多的)增量(在图6中用虚网格线表示)，这样就可明显地增加存储密度。从定时电路34到解码器28都可应用所确定的这个延迟d，因此可以实现对于空间行程长度的校正的或者精确的解码功能。

进而，为了避免在长的标记行程长度中丢失峰值，一种改进的写入策略可能是必要的；增加存储密度和/或功率余量也是有益的。具体来说，每个标记信道比特(长度为b)可能包括小的标记和小的空间间隔(总长度为b，标记部分尽可能小)，如图5所示。这就有效地减小了重叠，因此可允许复制窗口尺寸w有较大的值。对于50％的写入策略(在所包括的标记区内，标记部分的长度等于空间间隔部分的长度)，如图5A和5B所示，最大的复制窗口尺寸w是1.5b而不是b(为了在每个标记行程长度中保持一个附加的峰值，最小复制窗口尺寸w变为b/2)。复制窗口较大是极其有利的，因为这样将减小对于激光功率控制的要求(或者说允许较高的密度)。

本发明还提供一个在记录系统中可获得的功率控制不够大并且需要较大的复制窗口的条件下的解决方案。在这种情况下，必须增加最小的空间行程长度。例如，大于2b的空间行程长度对于常规的写入允许的最大窗口是2b，对于50％的写入策略的窗口是2.5b。由于减小了代码速率，所以存储密度现在可以减小。最小的标记行程长度可以保持在b，即，可以使用I1标记行程长度。

本发明可以应用到域扩展磁光盘存储系统的任何读出系统。在分析过程中可以使用读出信号的任何波形特性，波形特性表示读出信号的变化。通过分立的硬件单元，或者按照另一种方式，通过控制更加通用的处理单元的相应的控制程序，可以提供定时电路34的功能。于是，优选实施例可以在所附的权利要求书的范围内进行变化。

Claims (15)

1.一种控制从磁-光记录介质(10)读出操作的方法，所说记录介质包括一个存储层和一个读出层，其中通过用辐射功率加热时并借助于外部磁场从所说存储层向所说读出层复制标记区，在所说的读出层中产生可导致读出脉冲的一个扩展域，所说的方法包括：

从所说的读出脉冲导出所说的外部磁场的切换时间的步骤；

根据在所说的切换时间和所说的读出脉冲之间的延迟时间确定空间行程长度的确定步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所说的时间延迟是在磁场翻转到扩展方向和所说的读出脉冲的上升沿之间的时间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对于从所说的读出脉冲到所说的外部磁场复位的时间周期进行设置，使其对应于一个信道比特长度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据所说的读出脉冲在标记行程长度的检测中完成脉冲校正。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所说的确定步骤中检测小于信道比特长度的空间增量。

6.一种控制从磁-光记录介质(10)读出操作的读出设备，所说记录介质包括一个存储层和一个读出层，其中通过用辐射功率加热时并借助于外部磁场从所说存储层向所说读出层复制标记区，在所说的读出层中产生可导致读出脉冲的一个扩展域，所说的设备包括：

从所说的读出脉冲导出所说的外部磁场的切换时间的导出装置(34、20)；

根据在所说的切换时间和所说的读出脉冲之间的时间延迟确定空间行程长度的确定装置(34)。

7.根据权利要求6所述的设备，其中对于所说的导出装置(34、20)进行安排，以便从所说的读出脉冲的检测到的上升沿导出所说的切换时间。

8.根据权利要求6所述的设备，其中设置所说的导出装置(34、20)，以便按照所说的标记区的信道比特长度设置在所说的检测和所说的切换时间之间的时间周期。

9.根据权利要求6所述的设备，其中所说的确定装置(34)包括定时器装置，用于计数所说的时间延迟。

10.根据权利要求6所述的设备，其中对于所说的确定装置(34)进行安排，以便确定所说切换时间的移动，并且将所说确定的结果加到复制窗口控制装置(30)上。

11.根据权利要求6-10之一所述的设备，其中所说的读出设备是用于MAMMOS盘的盘播放器。

12.一种包括存储层和读出层的磁-光记录介质，其中通过在辐射加热时和借助于外部磁场从所说存储层向所说读出层复制标记区，在所说的读出层中产生可导致读出脉冲的一个扩展域，所说的记录介质(10)包括小于所说标记区的信道比特长度的空间增量。

13.根据权利要求12所述的记录介质，其中所说的记录介质是MAMMOS盘(10)。

14.一种在磁-光记录介质(10)上记录信息的记录方法，所说记录介质包括一个存储层和一个读出层，所说方法包括如下步骤：

通过在所说存储层中调制标记和空间区的行程长度记录所说的信息；

通过使用小于所说标记区的信道比特长度的增量完成空间区的所说行程长度调制。

15.一种在磁-光记录介质(10)上记录信息的记录设备，所说记录介质包括一个存储层和一个读出层，所说设备包括：

通过在所说存储层中调制标记和空间区的行程长度来记录所说信息的记录装置(12.30)；

通过使用小于所说标记区的信道比特长度的增量完成空间区的所说行程长度调制的装置(24)。

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