CN86104490A - 记录和重现信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

当记录域被局部形成在一个记录介质上并且使用记录域中得到的一个重现波形的上升和下降作为数据对信息进行记录和重现时，分别对应于记录域中的前沿和后沿记录指示解调起始的定时图形；检测从重现波形中的前沿和后沿检测到的解调起始定时信号之间的时间间隔；使用上面测得的时间间隔来校正由紧随解调起始定时图形后的记录域前沿和后沿检测得的信号的时间偏移；从而信息被稳定地无跳动地以时间顺序数据的形式而得以检测。

Description

本发明涉及记录和重现信息的方法和装置，更具体地说是涉及适宜在光盘（optical    disk）装置中使用的重现信息的方法和装置，上述的光盘装置用重现信号脉冲中的上升和下降作为数据来解调记录信息。

通过检测重现信号波形中的上升和下降来解调数据的方法可应用在DAD（数字声盘digital    audio    disk）中。这种数据解调的原理在Iwamura所著的“Introoluction    to    Video    Disk    and    DAD（视频盘与DAD导论一书Corona出版公司，日本）中第212～215页中已被加以描述。为得到重现数据，这种解调是通过检测重现信号（已调波）波形中的变化点（也就是波形的前沿和后沿），和从那里产生一个重现窗来完成的。在用于DAD的方法中。能正确解调的条件是重现窗的宽度为T/2（这里T是数据间隙）和表示变化点的脉冲应位于一个±0.25T的区域内。因此，当一个过零点因噪声、失真或跳动等因素发生变化而漂移出重现窗外时，就会出现误差。虽然对一次写入型光盘而言使用前沿和后沿来一次形成数据的方法是可以考虑的，但对于一次写入型而言，由于目标盘是由激光脉冲直接照射的，其热能使记录介质发生局部变化从而将数据记录在介质中，又由于所形成的记录域（凹域和磁域）中前沿和后沿的位置受记录介质特性及其晃动的很大影响，因此它们很容易被无规律地移位。因此，在记录期间使用某种方法对前沿和后沿的移位进行校正是非常重要的。

本发明的目的是提出记录和重现信息的一种方法和一种设备，它们使用记录凹坑的前沿和后沿来形成数据，而抑制重现期间限幅电平的变化造成的影响，而且能通过用电子方式自动校正两沿之间与正确位置的偏移量而以无跳动的连续数据的形式来稳定地检测数据。

为了实现上面所述的目标，按照本发明，一个指示解调信息起始点（定时）的起始点定时标记（一般称为同步（SYNC）标记）。以重现波形上升和下降的双重图形形式加以配置。也就是说，对记录凹坑的每个前沿的后沿都记录一个相同的图形。本发明特别适用于一次写入型光盘，这种光盘通过使用激光的热能在记录介质上形成凹坑的办法来记录信息，同时也可用于相位变换型光盘及磁光盘、磁盘等中作信息记录/重现。

在记录数据时配置在上述记录介质上数据系列之前的起始点定时标记由每个不同通道的检测装置作为脉冲检测信号检测出来。为什么要以双重图样事先构成起始点定时标记的原因是：通过分别获得来自前沿的检测信号脉冲和来自后沿的检测信号脉冲，来求得它们之间的时间差。如果记录介质是完全理想的，就能得到与记录期间所用的光脉冲的形式相似的一个重现波形。但实际上光脉冲照射终止之后，记录一般地都要多少留下一条拖尾，这是由于记录介质中热扩散的不一致性、温度上升和下降的梯度差以及写入灵敏度的波动所造成的。结果，重现波形中前沿的梯度与后沿的梯度不一致，也就是说造成了边缘的偏移。但实验证实前沿本身的梯度与后沿的梯度相互间的一致性是比较好的。

因此，一旦从起始点定时标记的检测信号时间差开始对边沿偏移进行校正时，同样的校正值也加到紧随边沿之后的数据上。特别是当记录介质是段控制的时候，如对每一段都进行上面所述的校正就能提高可靠性。下面简要介绍其校正方法：

从前沿检测到的起始点定时标记在时间上位于从后沿检测到的起始点定时标记之前。因此，把从前沿检测到的起始点定时标记输入一延迟线中，并从这个延迟线的输出端输出的经延时的脉冲中选出那些与未经延迟的后沿检测脉冲在时间上相一致的脉冲。通过这个操作可获得两个原始检测脉冲之间的时间差与由边缘偏移引起的误差之和。紧随定时标记之后的数据系列的时间上的误差，可以通过在不同的延迟线的输出端获得的不同的时间差中选出由边缘偏移引起的时间上的误差的办法来校正。

参看以下说明及附图将使本发明的这些目的和其他目的变得更明确。

图1.是表示实现本发明的一个光学装置的基本结构的示意图。

图2.是用来检测前沿和后沿的电路图。

图3（a）、3（b）、3（c）是表示数据格式范例的示意图。

图4是表示用来校正偏离前沿和后沿检测信号正确位置的边缘偏移的电路结构示意图。

图5（a）、（b）和（c）中的示意图表示了从前沿和后沿开始解调时图样检测信号之间的边缘偏移。

图6是一用来解释校正操作的示意图。

图7是表示记录凹坑和数据信号间关系的一示意图。

图8是表示双重解调起始图样的一个例子的示意图。

图9表示了识别图8所示的图样的电路的一个例子。

下面将参照附图解释本发明的最佳实施例。图1表示了实现本发明的装置结构的例子。激光源200（例如，一半导体激光器）发出的光束经透镜201准直并穿过光束分裂器202之后，被电镜（galvano-mirror）203反射，并且通过聚焦透镜204以一个小光点的形式聚焦在旋转光盘205的记录膜的表面上。记录信息时，激光200被待记录的信息所调制，记录膜的被照射部分即被局部加热，从而在那形成凹坑。重现记录信息时，用一束相对弱一些的激光束投射到盘205上，由盘205反射出来的光通过光束分裂器被从投射光中分离出来并被取出。这个光的强度变化由光电检测器207检测出来。这里参照数字206表示的是一光束分裂器，它用来把来自光盘的反射充分裂成一个用来重现信息的光束和一个用来检测聚焦偏差或跟踪偏差的光束这样二个光束。由于检测聚焦偏差的光学系统和检测跟踪误差的光学系统都是众所周知的，它们和本发明又没有直接的联系，因此对它们的解释在此就省略了。光源、透镜、光束分裂器，电镜和光电检测器等都装在一个盒子中，构成了光头。该光头具有这样的结构，即它能够在光盘的径向上移动。虽然这个结构范例说明的是一次写入型光盘装置，但本发明还可应用在相位变换型盘及磁一光盘中，如只考虑信号检测之后的信息处理系统，还可以用于磁盘中。

现在，通过使光束分裂器202反射由盘205反射並通过聚焦透镜204和电镜203的光和使光电检测器207接收穿过光束分裂器206的光线的办法，可实现信息的重现。这些信号在被转变成电信号后，由放大器208将它们放大至一个预期的电平。根据本发明，这些信号是以其长度随待记录信息而变的细长小坑的形式记录在盘上的，这些细长小坑的前沿和后沿都被作为数据对待。参考数字209代表一个用来检测前沿和后沿的电路。图2是检测前沿和后沿的电路209的电路结构的一个范例。来自放大器208的信号由一差分比较器300变换成一种双值表示。双值表示的切割电平12赋予比较器的反相输入端。两路差分输出的每一路又都分成两路，一路直接输入与门303和304，另一路在通过延迟线301和302之后并经反相器305和306反相之后输入与门303和304中。因此，与门303的输出给出前沿检测脉冲13而与门304的输出给出后沿检测脉冲14。虽然在图2的范例中使用的是差分输出型比较器，但它也可能是单一输出型比较器。在这种情况下若使用反相器插在逻辑电路中，则该电路可以同样的形式来构成。

现在，为了产生自身时钟和同步，把前沿检测脉冲13和后沿检测脉冲14分别输入变频振荡器（VFO）210和217中。这两个VFO的输出被分别导至数据解调起始图形检测电路（一般称为SYNC检测电路）212和213中。在对图9的解释中将对检测电路的一例具体结构加以描述。检测电路212和213检测到的图形相符信号20和21、前沿检测信号13和后沿检测信号14一起输入对前沿和后沿进行时间校正的校正电路214中。在对图4的解释中将描述校正电路214的一个具体结构的例子。校正电路214的输出被送入一个进行数据解调的解调电路中。解调电路和方法是和先有技术完全一样的。

现在解释可用在本发明中的数据解调起始图样的一个例子。数据可以通过许多方式来编码、调制和解调，但在每种情况下都必须正确给出数据解调的起始定时。为了实现这个目标，解调起始图样必须满足正交条件。一般说来，对上述图样的检测是这样进行的;利用VFO产生的时钟使它在移位寄存器中移位，并对每个小字组（例如4位）的移位寄存器输出执行“与”运算，根据这些“与”门中大多数的输出情况作出决定。执行这些操作的电路的具体结构的例子将在下面对图9的说明中加以描述。

上面的正交条件是指小字组一致门的所有输出在某一时间点上是完全相同的。另外作为一个附加条件还希望每小字组的一致门的输出除了完全相同的那个时间点之外是不一致的。举个例子来说，在SYNC图形由6个小字组组成的情况下，由于决定是根据大多数逻辑认别图形作出的，因此如果有四个以上的“与”门输出为“高”，除了在它们完全相同的时间点之外，就不产生指示“有4个以上小字组相一致”的信号。

接下来解释实现本发明的盘格式的实例。图3（a）、3（b）和3（c）是表示这些格式中的一个例子的示意图。盘205具有这样的结构，即每根轨道均被划分许多段，数据的输入和输出是以这些段为单位进行的（这就叫段控制）。每个段起始处的起始信号500-502是预先形成的。虽然图3（a）中仅画出了几个段起始处，实际上有许多段起始处以相等的间隔分布在整个盘上。图3（b）是预先形成的起始部分的结构示意图，图3（c）是起始部分之后的数据部分的结构示意图。在图3（b）中段标记是一个指示每个段开始的图形。为与通常的数据区别，该段标记一般用一个其频率低于数据频谱分布中最低频率的信号来形成，实际上它是非常简单地用一个由许多凹坑组合而成的图形构成的。这些凹坑比数据部分中的凹坑要长。用于产生自时钟的SYNC图形是一个用于牵引VFO的振荡的图形，通常用具有一个间隔的图形构成，这一间隔或是在最接近的凹坑之间的间隔或是在所使用的调制系统的不同图形中最相近的边沿之间的间隔。SYNC图案是用来指定解调它后面的轨道号和段号的开始的，满足上面的正交条件。除了这个图形之外，差错校正码（ECC）等也常被加入预先形成的数据部分中去。另一方面，图3中的数据部分是紧随起始部分的一个区域，这是用户在记录时写入数据的地方。在记录用户数据时，一个用来指示数据解调开始的SYNC图形和用户数据一起也被记录下来。这个SYNC图形是一个与用户数据无关的固定图形，因此它事先被写入一个ROM（只读存储器）内，在写入用户数据时，先读出並记录这个固定图形（SYNC图形），然后再记录用户数据。SYNC图形的具体结构的一个例子在图8中已被示出，以后将加以解释。在图3（b）和3（c）中，由于对每个数据字组的字节数没有什么特别的限制，因此对它们的解释就省略了。

接下来简要解释把重现波形中的前沿和后沿用作为数据的记录/重现形式。参照图7，从10表示的椭圆形凹坑或记录区域中得到由11表示的重现波形，使用12所示的切割电平把重现波形11变换成一种双值表示，从而得到前沿检测信号13和后沿检测信号14。把这两个信号进行逻辑相加即可得到77所示的数据系列。如数据图形18所示，上面提到的数据信号17对应着双值信号中的“1”和“0”。

在记录信息信号的情况下，通常先将它们以某种方式编码之后才将这些信号记录在记录媒质上。如果采用RLL（run-length-limited）（限定运行长度）的方法进行编码时，指示数据解调起始点的一个定时标记是必须要有的。对于凹坑的中心位置对应于“1”的方法，实际上就是所谓的凹坑位置方法，定时标记的图形可以是单重的。但对于每个前沿和后沿都具有适当的作为数据意义的记录方法（如图7所示的凹坑边沿法）中，这种定时标记图形所以是双重的。

前面的单重图形在未经审查的日本专利公开文件第169341/83中已得到了描述。

图8表示一个双重定时标记图形，在数据部分中记录的SYNC图形）的例证。使用切割电平12将重现波形10转化为一种双值表示，可得到前沿信号13和后沿信号14。当这两个检测信号分别输入两个不同图形判别电路中时，在图5所示的位置上分别产生来自前沿的一致信号20和来自后沿的一致信号21。一致信号13和14可以用以下的方法来产生，即把检测信号13和14输入到一个移位寄位器，並用来自VFO的重现时钟使之移位;把移位寄存器的输出图形逐个字组地加以判断，最后判断它是否是起点的定时图形。上述的判断是用多数判断法来作出判定的。一旦得知一致图形的数目大于某个预定值时，即可判定该图形是起始定时图形。图9给出与图8中的标记图形相对应的一致信号产生电路的具体结构的一个例子。图9也是表明图1中的SYNC检测电路结构的例子。后沿检测信号14输入移位寄存器311，参照数字311至316均表示移位寄存器，它们互相串接，在图9中组成一个总位数为48位的移位寄存器。信号14的移位是由重现时钟30来进行的。重现时钟30是一个由一系列调制数据产生的自时钟。这个自时钟可以通过把前沿检测信号14输入一个VFO（变频振荡器）中来产生。移位寄存器311至316的输出分别输入“与”门321至326中，对每4位进行一致判别。以与门321为例，当正确给出图8所示的后沿数据图形的最后4位“1000”时，移位寄存器321的输出即为“高”。如果所有与门的输出均为“高”，则图形完全一致。但使用多数判断电路331时，即使所有的字组图形并非完全一致，即在6个字组中有4个以上一致，就可输出一致信号21。多数判断电路331可以只用门电路来构成。多数判断还可以用下列方法来实现，使用一个ROM（只读存贮器），把与门321至326的输出送到一地址中，当“1”的数目在地址中大于4时预先写“1”作为地址的数据，虽然图9中表示了检测来自后沿的一致信号的情况，但还可能用同样的方法来产生来自前沿的一致信号20。

也有可能使用大长度的凹坑作为定时图形，此时它不出现在数据部分中，正如CD（Compact    disk）（密集盘）中采用的那样。

上面对本发明工作模式的解释建立在这样一个假设上：即重现波形的前沿和后沿都理想地正确重现了记录期间“1”的位置。但实际上，记录期间“1”的位置常常不能正确地重现，鉴别信号的窗口的宽度又很小。因此，如果就这样进行解调，产生差错的概率很高。在下面作为一个实施例介绍一种方法，正如前面所述，该方法有效地使用了起始解调的双重定时图形来自动校正定时图形之后数据系列的边沿位置的漂移。

图4示出校正电路电路结构实例，具体地说是图1中的校正电路214的具情结构。来自前沿的图形一致信号20送入一延迟线40，该延迟线40具有许多延迟输出。延迟输出401至404分别输入“与”门41至44中。另一方面，来自后沿的图形一致输出信号21输入缓冲器51（缓冲器的延迟时间等于与门41与44中的一个门的相应的时间）和与门41至44中。然后，与门的输出61至64分别输入触发器71至74的D（数据）端。在触发器71至74的触发端送入缓冲器51的输出65。下面将参考图5（a）、5（b）、5（c）和图6解释图4中该电路的工作模式。图5（a）、5（b）和5（c）表示了来自前沿的图形一致信号20和来自后沿的图形一致信号21的产生时刻。图5（a）示出以下述延迟产生一致信号21的情况：其中这个延时比正常延迟4τ（即对应于四个时钟的延迟量）要短α。图5（b）示出以正常延迟产生一致信号21的情况。图5（c）示出了以一个比正常延迟还长β的延迟产生一致信号21的情况。如图总是按图5（b）所示产生上述信号，那么检测数据将是前沿检测信号13和后沿检测信号14的逻辑和，因为它们无需任何校正。然而在图5（a）和5（c）所示的情况下，则必须在分别进行α和β的时间校正之后形成逻辑和而得到串行数据。图6示出图5（c）情况下图4中所示电路的工作模式。延迟输出401至404是以一固定时间间隔来延时的。因此对图6所示的情况而言，延迟输出403是以来自后沿的一致信号21来满足“与”条件的延迟输出，因此，在一致时，只有与门43的输出63为“高”且只有触发器73的“Q”输出83为“高”。也就是说，在图4中，触发器后面相连接的与门91至94中只有与门93是打开的。另一方面，前沿检测信号13被送入一延迟线100，在它的延迟输出101至104中，只有输出103通过与门93。在图4中，后沿检测信号14通过一固定延迟线110，这是为了在来自后沿的图形一致信号21相对于来自前沿的图形一致信号20的延迟小于或者大于正常延迟4τ两种情况下都能进行校正。图6示出了图5（a）表示的情况，如果假设电路的设置使与门42的输出62在正常延迟的情况下处于“高”状态，则可置触发器72的Q输出82也为“高”，此时只有前沿检测信号的延迟输出102通过与门，因此，如果后沿检测信号14的延迟线110的延迟量等于延迟线100的输出102的延迟量，则前沿检测信号13和后沿检测信号14之间的时间差将被无变化地输出。假如固定延迟线110的延迟量为γ，延迟线100的输出102的延迟量也为γ，输出103的延迟量为γ-α输出101的延迟量为γ+β，那么，图5（a）和5（b）所示的那两种校正都是可能实现的。在进行这样的校正之后，通过或门120形成前沿检测信号和后沿检测信号的逻辑和就能得到数据系列。

不用上面的或门120而把前沿和后沿检测信号输入分离的数据解调电路中，也能对它们进行处理。

此外，在图5（c）所示的情况下也能用同样的方法来进行校正。如果使用的延迟线在不同的延迟时间之间间隙较小时，还能进行更精细的校正。

在前沿检测信号和后沿检测信号的误差超过数据解调用的鉴别窗的宽度的场合，本发明的方法特别有效。另外，如果上面说到的误差总是肯定地对应着大于数据解调时钟的一个时钟的移位时，使用事先在时钟单元中已作相对移位的前沿和后沿检测信号，还是有可能进行校正的。

涉及到的记录和重现信息的方法，可把重现波形的前沿和后沿用作为数据，这是因为它有可能利用解调起始的定时标记的双重检测信号来校正两边沿之间的间隔与正常间隔之间的偏移，因而，有可能得到信息的再现与记录介质等特性的起伏无关的效果以及数据的再现可能仅有很小边沿移位的效果。

本发明涉及一个名为“光学记录方法”、流水号为（    ）的美国专利申请，该申请基于1986年2月26日提交的日本专利申请第55832/85号和54438/85号，已转让给本受让人。

Claims (5)

1、在一记录介质上局部形成记录域而且可把从上述记录域得到的重现波形的上升和下降用作数据的这样一种记录和重现信息方法中，所作的改进特征在于：对应于上述记录域的前沿和后沿，均记录有解调起始的定时指示；并使用上述重现波形中的上述上升和下降独立地检测指示解调起始的定时信号。

2、根据权项1用于记录和重现信息的方法，其特征在于，表示解调起始的上述被记录的定时由许多分割的字组图形构成。

3、根据权项1的记录和重现信息的方法，其特征在于检测从上述波形的上述上升检测到的起始定时检测信号和从上述波形的上述下降检测到的起始定时检测信号之间的时间差，校正上述检测信号之后的数据系列中的上升沿和下降沿相对于其正确位置的偏移。

4、根据权项1的记录和重现信息的方法，其特征在于上述记录介质被一聚焦的激光束所照射，上述记录域由上述激光束的热能所形成，上述重现波形可用由上述记录介质反射光来获得。

5、记录和重现信息的装置，其特征在于：

一个头，根据待记录的信息在一记录介质上局部形成记录域，并根据上述的记录域从上述记录介质上得到一个重现波形;

一个与上述头相连接的前沿和后沿检测电路，该检测电路使用上述重现波形检测上述记录域中的前沿和后沿，形成一个指示前沿的信号和一个指示后沿的信号;

一个与上述前沿和后沿检测电路相连接的解调起始定时信号检测电路，该电路分别用指示前沿的上述信号和指示后沿的上述信号独立地检测为上述记录域的前沿和后沿而记录的解调起始定时信号;並分别获得上述记录域的前沿和后沿的解调起始定时信号;

一个既与上述前沿和后沿检测电路又与上述解调起始定时信号检测电路相连的校正电路，该电路检测上述解调起始定时信号之间的时间间隔来校正上述指示前沿的信号和上述指示后沿的信号之间的时间间隔。

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