CN87107071A - 可用光读出的记录载体 - Google Patents

Abstract

记录载体40包括在盘形基片42上并设置有安排成按照螺旋形或同心的预制轨道图样41的信息记录区的辐射感光层。该轨道表现出径向摆动形式的轨道调制，其频率用位置信息信号Ip调制。此外，公开了用以在生产记录载体时形成轨道图样的设备1。当在记录载体上记录信息信号Vi并读出被记录的信号时，FM解调器60从由轨道调制产生的扫描光束54.54a的变化复原位置信息信号Ip。此外，从扫描光束中的这些变化复原用于扫描速度控制的时钟信号。

Description

本发明涉及一可用光读出的记录载体，该记录载体包括一在一盘状基片上的辐射/感光层，并在该辐射/感光层上设置有安排成按照一螺旋形或同心的轨道图样的信息记录区，该记录载体用于通过利用一辐射光束在信息记录区中记录和/或重放该信息，而该信息记录区表现出一周期性轨道调制。

本发明还涉及生产一记录载体的一种方法和涉及一用于生产该记录载体的设备，该设备包括一用以通过一辐射光束写出轨道图样的写出器件;和一控制器，用以为该写出器件产生一周期性控制信号，以便获得其频率对应于该周期性控制信号的频率的一轨道调制。

本发明进一步涉及一用以在一记录载体上记录信息的设备，该设备包括用以通过利用一辐射光束来扫描该信息记录区的装置;一调制器件用以根据一信息信号调制该辐射光束;一带有一探测器的光学系统用以探测在扫描过程中由该记录载体所反射或传输的辐射光束。

本发明也涉及一用以阅读记录载体的设备，在该记录载体上的该信息记录区中记录了一信息信号，该设备包括一用以通过利用一辐射光束以一基本上恒定的扫描速度来扫描该信息记录区的扫描器件;一带有一探测器的光学系统用以探测在扫描过程中由该记录载体反射或传输的辐射光束;一个用以从被探测器探测到的辐射光束中导出一代表被记录的信息的信息信号的器件。

这种记录载体和这种设备均已在本申请人的德国公开说明书第3，100，421号中为已知。

该已知的记录载体具有一螺旋形轨道，该轨道显示出一恒定频率的轨道调制。在读出或记录期间，当通过利用该辐射光束对该螺旋形轨道进行扫描时，这轨道调制产生一辐射光束的调制。这调制被探测出，并由如此探测出的调制，导出一时钟信号，该时钟信号被利用来控制该记录和/或读出过程。

此外，该螺旋形轨道被提供以信息记录区，在信息记录区之间插入着同步区。该信息记录区用以记录信息。该同步区包含相邻信息记录区的地址的形式的位置信息。在同步区中的该位置信息使在扫描过程中从反射光束来确定该记录载体的哪一个部分是被扫描成为可能。这使光盘的某一特定部分能迅速地和精确地被定位。

然而，该已知的记录载体具有信息记录区不断地被同步区所中断的一个缺点。特别是当EFM-编码的信息待被记录在该记录载体上时这是一个不利因素。这是因为这种记录方法需要一个不中断的信息记录区。

本发明的目的在于提供使记录EFM编码信号成为可能，并在扫描过程中使从被该记录载反射的光束来确定该记录载体的哪一部分是正在被扫描成为可能的装置。

按照本发明的第一方面，在本文开头所定义的那一种记录载体，其特征在于，该轨道调制的频率是用一数字位置信息信号来调制的。按照本发明的第二方面，用于生产该记录载体的一种设备的特征在于，该设备包括频率调制装置，用以利用一数字位置信息信号来频率调制该控制信号。按照本发明的第三方面，如前述所定义的，用以记录信息的一设备，其特征在于，该记录设备包括一调频解调器，用以复原从时钟信号来的位置信息信号。按照本发明的第四方面，如前述所定义的那一种用以读出信息的设备，其特征在于，该读出设备包括一调频解调器，用以复原从时钟信号来的该位置信息信号。在读出和/或记录过程中能使时钟信号被产生、被扫描的光盘的那部分的位置被确定，而该信号能同时地被记录和/或被读出。

在该记录载体的一个实施例中，时钟信号被利用来控制在记录和/或重放过程中辐射光束扫描述该信息记录区的扫描速度，该记录载体的特征在于，在该信息记录区的额定描述速度下，由该数字位置信息信号在时钟信号中所产生的频率分量被设置在至少基本上在用于速率控制的频率的外面。由于被轨道调制所引起的频率分量是被设置在用于速度控制的频率的外面，这些频率分量的存在就不干扰速度控制。

在该记录载体的另一个引人注目的实施例中该信息记录区包含由一周期性的轨道的径向摆动所构成的一轨道调制，其特征在于，该径向摆动显示出该频率调制。另一个记录载体的实施例的特征在于该轨道由基本上螺旋形或同心的基本上恒定宽度的脊形构成，该脊形呈现出径向摆动。

该记录载体的另一个实施例的特征在于，脊形的宽度大于其中间槽纹的平均宽度。当在脊形上形成的信息结构被读出时，该脊形的任何不规则形状的边缘的影响于是被减到最低程度，而该脊形的边缘的不规则性可导致产生附加的噪声。

这种具有恒定宽度的脊形状的轨道的记录载体可以用这样一种方法制造，在此方法中头版是通过用一辐射光束沿呈现出一径向摆动的基本上同心的或螺旋形的路径，对设置有一辐射感光层的基片进行扫描，并通过其后对基片的辐射感光层进行显影而把该辐射感光层的被扫描部分清除后而获得的，该方法的特征在于，该信息层是沿要被生产的记录载体上的轨道的所需路径的一条互补的路径进行扫描的，具有一轨道图样为该头版上的轨道图样的互补的记录载体是由该头版开始生产的。

在上述生产一具有恒定宽度的脊形的轨道图样的记录载体的方法中，该脊形的上部边对应于在该头版上的槽纹的底部。而该槽纹的底部是由该基片的极为平滑的表面所构成的，使得制成的记录载体上的脊形的对应上部边也是非常平滑的，产生一个令人满意的反射效果。因此，在读出在脊形的上部边上形成的一信息结构时，获得一高的信号电平，并从而获得一令人满意的信噪比。

这种记录载体可用另一种可供选择的方法进行生产，在这种方法中，具有一轨道图样的头版是通过利用一辐射光束，沿着一条与在该记录载体上所需要的具有径向摆动的螺旋形或同心的轨道的路径所对应的路径，对设置有辐射感光层的基片进行扫描，接着通过将该辐射感光层显影而局部清除该辐射感光层而获得的，之后通过复制头版上的该轨道图样而获得该记录载体，该方法的特征在于，该辐射感光层是由一种只有其未曝光的部分可通过显影而清除的辐射感光材料所组成的。

现将通过举例对本发明的实施例及其优点，参照附图1至8详细地进行叙述，其中

图1示出一按照本发明用以生产一记录载体的设备;

图2示出在图1中所示的设备产生的一信号Ip;

图3示出在图2中的信号Ip的频谱;

图4示出一按照本发明的记录载体;

图5示出一按照本发明用以记录信息信号的设备;

图6示出一按照本发明用以读出信息信号的设备;及

图7a、7b和8示出按照本发明的记录载体的另一个实施例。

图1示出一按照本发明用以生产一记录载体的设备。该设备1包括一转台2，该转台由一驱动装置3驱动而转动。一例如具有一光致抗馈剂形成的感光层5的平坦玻璃板构成的盘状基片4可被放置在转台2上。

一激光器6产生一光束7，该光束被投射到该感光层5上。该光束7首先透过一偏转器件10。该偏转器件10是一种通过利用该器件可将光束在一狭窄范围内极其精确地加以偏转的偏转器件。此处叙述的设备适宜采用一种声光偏转器件。然而，也可采用供选择的其它种类的偏转器件，例如可在一小的角度范围内绕枢轴转动的一平面镜或一电光偏转器件。在图1中虚线表示该偏转范围的界限。由该偏转器件偏转的光束7被指向一光学记录头16。该光学记录头包括一平面镜17及一用以将光束聚焦于感光层5上的物镜18。该光学记录头可通过利用一激励器19而相对于转动的基片4作径向地移动。

通过利用上述光学系统，光束7被聚焦在感光层5上的一扫描点20上，这扫描点20的位置由偏转器件10造成的光束7的偏转的程度和光学记录头16相对于该基片4的径向位置所确定。在该光学记录头的所示位置中，该偏转器件10能将扫描点20偏转在由B1所示的一个范围之内对于这样一个偏转范围，则该扫描点20可以通过利用该光学记录头16而在由B2所示的一个范围内移动。

此外，该设备1还包括一电压控制振荡器30，该振荡器产生一用于声调制器10的一控制信号。该声调制器10为一种常用类型的声调制器，该声调制器将光束偏转过一个角度，该角度是由电压控制振荡器30供应的控制信号的频率所确定的。一个例如是一个电压控制制振荡器的频率调制器32产生一信号，该信号的频率fc′用由控制器21所产生的位置信息信号Ip来调制。该控制器21进一步以这样的方式控制驱动装置3的速度和激励器件19的速度，使得该辐射光束7沿一螺旋形轨道以恒定的速度扫描该感光层。这控制系统超出了本发明的范围，因此不在此详细叙述。

该位置信息信号Ip由一具有一逻辑值“1”或“0”的比特单元的序列组成的二进制信号形成的，该信号表示一数字时间信息码的序列。这些时间信息字永远表示自扫描操作开始起时间的经过。这一种信号Ip的一个实例示于图2b中，而由信号Ip表示的时间信息字的一部分在图2a中示出。该位置信息信号Ip呈现了一“二相”调制。被所施加的数字信号于是被转换成一二进制信号，在为该被施加数字信号的逻辑“1”的时间间隔T/2期间，该二进制信号为正，而在下一个时间间隔T/2期间内则为负，T为该被施加的数字信号的比特周期。逻辑“零”结果产生的相反的二进制信号，即在时间间隔T/2期间为负的，而在下一个时间间隔T/2期间为正的那样一个二进制信号。这种调制技术产生具有如图3中所示的一功率分布频谱的二进制信号。此处频率fo对应于1/T。

由图3可见，这一种“二相”调制信号在低频范围内不呈现强的频率分量。这优点将在下文中全面地进行叙述。

通过利用示于图1中的设备，沿一螺旋形路径对该感光层5进行扫描。并且，在范围B1之内一小段距离上往复移动该扫描点20，其往复移动频率相当于频率调制器32的输出信号的频率fc′。其结果，在感光层5上由扫描点20描绘的螺旋形路径表现出一径向偏移，该径向漂移的频率用时间信息信号Ip调制。该感光层是由光致抗蚀剂组成，经如此扫描的感光层接着被显影以清除该辐射感光层中被光束b扫描过的部分，获得其中形成有一带有一径向频率调制偏移（摆动）的螺旋形槽纹的头版。

随后，由此头版制造复制件，这些复制件设置有一辐射感光信息层。图4示出按照本发明的一记录载体40，该记录载体是用前述的方法生产的。

图4a为该记录载体40的一顶视图。该记录载体40呈现一轨道图样，该轨道图样包括一具有径向摆动的恒定宽度的螺旋形槽纹41。为清楚起见，该螺旋形的间距和径向摆动被夸张地描绘出来。在实际上，螺旋形路径的相邻的圈的间距通常是在1至2微米的数量级大小。在实践中，该周期是适应于使在读出记录在记录载体上的一信息信号的过程中由径向摆动而在阅读信号中产生的频率分量基本上处在被记录载体和/或读出的信息信号的频谱的外面。如果一符合通常的“激光唱盘”标准的EFM编码信号被记录时，一径向摆动导致产生在阅读信号中接近22千赫兹且频率偏移为1.5千赫兹的频率分量是足够的。这样被记录的EFM编码信号与径向摆动之间彼此就难以相互影响。

图4b为该记录载体的-Ⅰ-Ⅰ剖视图。该记录载体包括一基片42，一辐射感光信息层43，及一透明复盖层44。

图4中所示的记录载体显示出一轨道图样，该图形由一具有恒定宽度的螺旋形槽纹组成。在这种信息载体中，待记录的信息是提供在槽纹中。然而，在实践中发现，当使用一具有这样一种轨道图样的记录载体，即该轨道图样是由螺旋形或同心的恒定宽度的脊形所组成的，信息是记录在该脊形上时，可以获得一比较好的信噪比。这样一种记录载体80示于图7a和7b中。以脊形81的形式表示的信息轨道，在图7a中只图示一区域82，该区域则以高比例放大后示于图7b中。图8是记录载体80在区域82中沿线Ⅷ-Ⅷ截取的剖面图。该记录载体80包括一基片83，一辐射感光层84，及一透明复盖层85。

由于在记录载体80中，插入在脊形81之间的槽纹86的直径不是恒定的，这是由于该脊形81的频率调制径向偏移的结果所造成的，因此生产这种记录载体的方法与生产参照图1所叙述的具有包括恒定宽度的槽纹的轨道图样的记录载体的方法是不同的。

这样一种具有恒定宽度的脊形的轨道图样可使用与参照图1所叙述的方法极为相似的方法而获取的。然而，在本发明的情况下，该感光层5必须由一负的光致抗蚀剂而不是正的光致抗蚀剂组成的。当由这种负的光致抗蚀剂组成的一感光层被显影后，光致抗蚀剂中被清除的是未曝光部分而不是如用通常正的光致抗蚀剂那种情况时那样清除已曝光部分，这之后，获得呈现所需脊形的轨道图样的头版，从这头版可用通常的方式生产其复制品。

然而，当采用具有由通常的正的光致抗蚀剂组成的感光层5的基片4时，也可以获得具有恒定宽度的脊形的轨道图样的记录载体，在此记录载体中，在显影时清除了感光层的已曝光部分。在那种情况下，基片4设置有恒定宽度的槽纹的轨道图样，而这恒定宽度的槽纹的轨道图样是所需要的恒定宽度的脊形的轨道图样的互补。这种互补槽纹的轨道图形的绕转方向与所需要的轨道图样的绕转方向是相反的。因此为了获得具有互补轨道图样的基片，只需要在扫描基片4时，选择其转动方向使其与读出记录载体80的过程中的转动方向相反。于是扫描基片4的过程可用如参照图1叙述的相同方法进行控制。

经扫描后，在该感光层5的显影过程中，该感光层的被扫描部分也被清除掉，产生一具有互补轨道图样的头版。如此获得的头版及任何由此头版复制的复制品，可被用作生产具有包含恒定宽度的脊形的轨道图形的记录载体80的负片。

在最后提及的生产具有脊形的轨道图样的记录载体的方法中，这样生产出的记录载体上的脊形的上部边对应于头版中槽纹的底部。槽纹的底部由基片4的十分平滑的表面所组成的，该基片通常由玻璃组成的。其结果，制成的记录载体的对应上部边也是非常平滑，结果造成一非常高的反射性，在读出过程中产生一高的信号电平并因此获得令人满意的信噪比。

当记录载体上的恒定宽度的脊形相对于其中间槽纹为宽时，可获得甚至更好信噪比。该脊形所形成的任何不正规的边缘的影响可被减少到最低程度，该不正规的边缘在读出过程中会导致产生附加的噪声。

图5示出按照本发明用以在记录载体40上记录信息信号Vi的一设备50。该设备50包括一驱动装置52，用以转动放置在转台51上的记录载体40。

一辐射源53产生一辐射光束54，用以扫描槽纹41。然后，使辐射光束54经过一调制器件55和一半透明平面镜56指向记录载体40。通过利用调制器件55，该光束54的强度可根据待记录的一信息信号Vi而进行调制，以这样的方法，在信息层43中的槽纹41处形成可光学探测的信息图样。该已调制光束54于是被该信息层43部分地反射。该反射光束通过利用一探测电路57进探测。该探测电路57产生包含由径向摆动所产生的频率分量的一输出信号。该输出信号被一带通滤波器58滤波，该滤波器主要传输由径向摆动所造成的频率分量。这个输出信号的瞬时频率fs用作为速度的一测量信号，而该记录载体是以该速度被光束54所扫描的（扫描速度）。该带通滤波器58的输出信号被施加到一控制电路59，以产生一用于驱动装置52的控制信号。控制电路59通过该驱动装置52控制记录载体40的转动速度，以便保持该瞬时频率fs基本上等于一基准频率fref。用以控制该记录载体的扫描速度的如此形成的控制回路具有一有限的带宽，使得具有频率分量在此有限的带宽的外部的该瞬时频率fs的迅速频率变化不会影响该控制过程。如已于前叙述过的，在用以生产该记录载体的设备1中，该径向摆动的频率是用一位置信息信号Ip进行调制的，该信号Ip在低频范围内没有显示出任何强的频率分量。如果用以扫描速度控制的频带和该位置信息信号的频谱以这样一种方式彼此相互适配，使这频谱几乎没有任何频率分量是处在这频带之中，则该径向摆动的所用的FM调制便不会影响该受控的扫描速度。

当记录与小型激光唱盘相符合的EFM编码信号时，对于一约为22千赫兹的基准频率fref，一位置信息信号的比特频率约为3000比特/秒，及一速度控制带宽约为100赫兹，已获得令人满意的结果。

该位置信息信号Ip是通过利用一FM解调电路60从滤波器58的输出信号中复原的。这位置信息信号Ip表示用放音时间表达的槽纹42的被扫描部分相对于槽纹的开始部分的位置。这位置信息信号Ip特别可用于确定这样一个轨道部分的位置，该轨道部分的位置为贮存一待记录的信息信号的位置。确定这轨道部分的位置超出了本发明限定的范围，因此，不在此进一步叙述。

图6示出一按照本发明用以读出记录在记录载体40上的信息信号Vi的设备70，与示于图5中的设备50中的元件对应的部件用相同的参照数字表示。在设备70中，在其上记录信息信号Vi的记录载体40通过利用由一辐射源53a产生的一辐射光束54a进行扫描。该辐射光束54a的强度须很低以致不可能使该信息层43产生光学性质方面的变化而使得已形成的信息图样不可能被重写。在具有径向摆动的螺旋形槽纹中的信息图样调制并接着反射该辐射光束54a。被反射和调制的辐射光束54a被一探测器件57a所探测。该探测器件57a包括对由径向摆动所产生的光束的调制具有一提高的灵敏度的第一部分，和对由信息图样所产生的光束的调制具有一提高的灵敏度的第二部分。这种探测器件在前述德国公开说明书第3100421号中详细叙述过。由探测器件57a的第一部分所产生信号被施加到一滤波器上，用以除去由径向摆动和由速度控制所产生频率分量，使得信息信号Vi在滤波器71的输出端上变为可利用。如参照图5所叙述的相同方法，扫描速度是通过利用一控制电路59进行控制的，而位置信息信号Ip则通过利用FM解调电路71复原。之后，该信号Ip例如在读出被记录的信息的过程中可被用于确定记录载体的特定部分的位置或可被用于显示放音时间。

在前述中，用以记录信息的设备和用于读出已被记录的信息的设备作为两独立的设备进行叙述的。对于本领域中的普通技术人员来说很明显可以轻易地将这两设备组合起来以形成一用于记录和读出的单一设备。

前述中，为了该读出和记录设备中的扫描速度控制的目的提供了一径向摆动形式的轨道调制。显然，其它轨道调制也适用于此目的，例如那些在德国公开专利申请第3100278号（PHN9667）和第3100421号（PHN9666）中所描述的轨道调制。为获得一适当的轨道调制须谨慎从事，使得只有由该轨道调制所产生的扫描光束调制可从由信息信号Vi所造成的扫描光束调制鉴别开来，以及这些扫描光束调制的频率分量是基本上处在用于扫描速度控制频率的外面。

Claims (12)

1、一可光学可读出的记录载体包括一在一盘状基片上的、并设置有一安排成按照螺旋形或同心的轨道图样的信息记录区的辐射感光层，该记录载体用于通过利用一辐射光束在信息记录区记录和/或读出信息，该信息记录区表现出一周期性轨道调制，其特征在于，该轨道调制的频率是用一数字位置信息信号调制的。

2、按照权利要求1所述的记录载体，在该记录载体中时钟信号被用来控制在记录和/或重放过程中该辐射光束扫描信息记录区的扫描速度，其特征在于，在该信息记录区的额定扫描速度下，由该数字位置信息信号在时钟信号中所产生的频率分量处在至少基本上在用于速度控制的频带的外面。

3、按照上述权利要求中的任意一项所述的记录载体，其特征在于，该位置信息信号表示当扫描是用额定速度来完成时，从轨道图样的开头到出现该位置信息的地方这样一段距离所需的时间。

4、按照上述权利要求中的任意一项所述的记录载体，其信息区设置有以该轨道的一周期性径向摆动形式的轨道调制，其特征在于，该周期性径向摆动表现出该频率调制。

5、按照权利要求4所述的记录载体，其特征在于，该轨道基本上是由螺旋形或同心的基本上恒定宽度的脊形组成的，该脊形表现出该径向摆动。

6、按照权利要求5所述的记录载体，其特征在于，该脊形的宽度比中间槽纹的平均宽度为大。

7、一种生产按照权利要求5所述的记录载体的方法，一设置有一轨道图样的头板，该轨道图样是通过利用一辐射光束沿基本上同心的或螺旋形的路径扫描一设置有一辐射感光层的基片而获得的，该同心的或螺旋形的路径表现出一径向摆动，通过随后将基片的辐射感光层显影而将该辐射感光层的已扫描部分清除，其特征在于，该信息层是沿这样一条路径被扫描的，该路径是一条与待生产的记录载体上的轨道所需要的路径的互补路径，具有轨道图样与头版上的轨道图样为互补的记录载体，是由该头版开始来进行生产的。

8、一种生产按照权利要求5所述的记录载体的方法，通过利用一辐射光束扫描一设置有辐射感光层的基片而获得头版，该辐射感光层是沿一对应于待生产的记录载体上所需要的轨道的螺旋形或同心的路径被扫描的，该轨道设置有一径向摆动，随后通过将所述辐射感光层显影而局部清除该辐射感光层，这之后通过复制头版上的轨道图样而获得该记录载体，其特征在于，该辐射感光层是由辐射感材料组成的，仅仅该感光材料的未暴光部分可通过显影而清除掉。

9、一种用于生产按照权利要求1至6中任意一项所述记录载体的设备，包括一写器件，用以通过利用一辐射光束来写该轨道图样;和一控制器件，用以为该写器件产生一周期性控制信号，以便获得这样一轨道调制，该轨道调制的频率对应于该周期性控制信号的频率，其特征在于，该设备还包括频率调制装置，用以利用一数字位置信息信号来频率调制该控制信号。

10、按照权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备包括用以产生一数字位置信息信号的装置，该数字位置信息信号指示当扫描是用额定速度来完成时，从轨道的开头到记录该数字位置信息的地方这样一段距离所需的时间。

11、一种用以在按照权利要求1至6中任意一项所述的记录载体上记录信息的设备，它包括用以通过利用一辐射光束来扫描该信息记录区的装置;一调制装置，用以依赖于一信息信号调制该辐射光束;一具有一探测器的光学系统，用以在扫描过程中探测被该记录载体反射和传输的辐射光束，其特征在于，该记录设备包含一FM解调器件，用以复原从时钟信号中来的位置信息信号。

12、一种用以阅读按照权利要求1至6中任意一项所述的记录载体的设备，在该记录载体上的信息记录区内已记录了信息信号，该阅读设备包括：一扫描器件，用以通过利用一辐射光束以一基本上恒定的速度扫描该信息记录区;一具有一探测器的光学系统，用以在扫描过程中探测由该记录载体反射或传输的辐射光束;通过利用一器件，从被该探测器探测到的辐射光束导出代表被记录信息的一信息信号，其特征在于，该阅读设备包括一FM解调器件，用以复原从时钟信号来的位置信息信号。

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