DE2951215A1

DE2951215A1 - Vorrichtung zur informationsaufzeichnung

Info

Publication number: DE2951215A1
Application number: DE19792951215
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Miyauchi; Yoshito Tsunoda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2445580B1; FR2445580A1; NL7909217A; CA1145845A; DE2951215C2; US4308612A; GB2040539A; GB2040539B

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung, die Information in einem Aufzeichnungsmedium auf einer Scheibe unter Verwendung eines Lichtstrahls aufzeichnet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Information, bei der dann, wenn die Information richtig aufgezeichnet wird, dies gleichzeitig mit der Aufzeichnung überprüft werden kann.

Bislang war es bei Vorrichtungen zur Aufzeichnung von Digitalinformation bei hoher Dichte, beispielsweise bei einem Magnetplattensystem so, daß die Fehlerprüfung zum Auffinden von Fehlern und Mängeln in einem Aufzeichnungsmedium vor dem Aufzeichnen erfolgte, daß die Leseoperation während des Schreibens zum Auslesen der Information unmittelbar nach dem Aufzeichnen und Überprüfen des aufgezeichneten Zustande während des Aufzeichnens erfolgte und daß ein Fehlerkorrekturcode einem Signal hinzugefügt wurde, um auf diese Weise die Schrittfehlerquote der aufgezeichneten Information stark zu steigern.

Auch bei einer optischen Plattenspeicheranordnung zum optischen Aufzeichnen von Digitalinformation war es erforderlich, die Operation durchzuführen, um die Schrittfehlerquote zu steigern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von optischer Information anzugeben, bei der eine Leseoperation während der Aufzeichnung erfolgt, wobei ein von einem Aufzeichnungsmedium reflektierter Strahl während der Aufzeichnung abgetastet und ein aufgezeichneter Zustand auf der Basis des reflektierten Strahles überprüft wird, während die Aufzeichnung der Information erfolgt.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das durch die Reflexion eines Lichtstrahles

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an einer optischen Platte erzeugte reflektierte Licht von einem Lichtdetektor abgetastet und der aufgezeichnete Zustand der Information auf der optischen Platte auf der Basis einer Änderung der Menge an reflektiertem Licht iiberprüft wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 2a bis 2h We11enform-Diagramme zur Erläuterung der

Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus der wesentlichen Teile einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. ka bis 4g Wellenform-Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des

Aufbaus der wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und in

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des aufgezeichneten Zustande der Information.

Im folgenden soll zunächst einmal die Ausführungsform gemäß Fig. 1 näher erläutert werden, in der ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform dargestellt ist. Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 werden parallele Daten, die von einer Informationsquelle 1 geliefert

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werden, mit einem Signalmodulator 2 in serielle Daten umgewandelt, die einem Treiber 3 für einen Diodenlaser als Lichtquelle zugeführt werden. Ein Laserstrahl vom Diodenlaser k, der einer direkten Impulsmodulation durch den Treiber 3 unterworfen ist, geht durch eine Linse 5» einen halbdurchlässigen Spiegel oder Strahlteiler 6, einen Spiegel 7 und eine Fokussierlinse 8 hindurch und wird auf eine Punktgröße von ungefähr 1 bis 2 um auf einem Aufzeichnungsmedium 10 einer optischen Platte 9 fokussiert. Die optische Platte 9 ist so aufgebaut, daß ein Metall wie Bi, Al oder dergl., oder ein Chalkogen-Glasmaterial, wie As, Ge, Te, Se oder dergl., die als Aufzeichnungsmedium 10 zu verwenden sind, in Form eines dünnen Filmes mit einer Dicke von ungefähr 100 bis 1000 X auf eine plattenförmige Scheibe l4 aus Glas, Kunststoff oder dergl. aufgedampft werden.

Das Aufzeichnungsmedium 10 zeichnet die Daten mit dem Zustand "Ein" oder "Aus", d.h. durch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Loches, in Abhängigkeit vom fokussierten Lichtfleck auf. Während der Aufzeichnung durchläuft ein von der optischen Platte 9 reflektierter Strahl den gleichen optischen Weg wie der zum Aufzeichnen durch die Reflexion, wird vom Strahlteiler 6 abgelenkt und einem Lichtdetektor 11 zugeführt.

Die zeitliche Relation zwischen de« Modulationssignal des Diodenlasers und einem vom Lichtdetektor 11 gelieferten Reflexionssignals ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt.

Wie aus Fig. 2a ersichtlich, hat das Modulationssignal des Diodenlasers k eine Wellenform, bei der Impulskomponenten PL und eine Wechselspannungs-Komponente DC einander überlagert sind. Wenn der von einem derartigen Modulationssignal modulierte Laserstrahl auf die Platte 9 projiziert wird, wird der von der Platte 9 reflektierte Strahl vom Detektor 11 abgetastet, und man erhält das in Fig. 2b dargestellte Reflexionssignal. Das Reflexions-

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signal hat einen maximalen Spitzenwert für T Sekunden, die für den Temperaturanstieg des Aufzeichnungsmediums 10 erforderlich sind. Wenn ein Loch sich im Aufzeichnungsmedium zu bilden beginnt, nimmt das Reflexionssignal ab, und auch dann, wenn die Impulskomponente nicht existent wird, nimmt die Gleichspannungskomponente des Reflexionssignals ab. Der Grund hierfür besteht darin, daß deswegen, weil das reflektierte Licht bei Beginn der Perforation des Aufzeichnungsmediums abnimmt, das Reflexionssignal dementsprechend abnimmt, und daß sogar nachdem der Laserstrahl aufgrund der Gauss'sehen Verteilung nicht existent wird, die Gleichspannungskomponente abnimmt, als ob das Loch thermisch gebildet wird.

Versuche der Anmelderin haben gezeigt, wie es in Fig. 2b dargestellt ist, daß das Reflexionssignal seinen maximalen Spitzenwert für eine Zeitspanne von T Sekunden hat, welche für den Temperaturanstieg des Aufzeichnungsmediums 10 benötigt wird, woraufhin der reflektierte Strahl auf ungefähr l/3 des maximalen Spitzenwertes abnimmt, wenn sich das Loch nach T Sekunden zu bilden beginnt. Wenn dementsprechend die Eingangsstrahlleistung konstant ist, sollte auch die Dauer T des maximalen Spitzenwertes konstant sein. Bei Anwesenheit von Fehlern und Mangeln jedoch, wie Staub, Kratzern, feinen Löchern oder dergl. im Aufzeichnungsmedium selbst, tritt jedoch der Zustand ein, bei dem das Zeitintervall T langer wird, wenn also kein Loch vorhanden ist, oder aber der Zustand, bei dem der maximale Spitzenwert nicht auftritt, wenn also bereits ein Loch gebildet worden ist. Wenn ein Loch bereits in der Periode existiert, in der die Aufzeichnung nicht durchgeführt wird, wird dafür gesorgt, daß die minimale Spitzendauer durch die Gleichspannungskomponente des Laser-Modulationssignals auftritt. Unter diesen Zuständen werden in dem Falle, wo kein Loch in der Aufzeichnungsperiode gebildet wird, und in dem Falle, wo bereits ein Loch in

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der Nicht-Aufzeichnungsperiode existiert, Inforraationsfehler geliefert.

Dementsprechend kann festgestellt werden, ob der Aufzeichnungszustand gut oder schlecht ist, indem man eine Abtastung des Zeitintervalls T des maximalen Spitzenwertes des Reflexionssignals sowie eine Abtastung des Zeitintervalls des minimalen Spitzenwertes vornimmt. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und Fig. 4a bis 4g näher erläutert.

Die Fig. 4a und 4b stellen Diagramme dar, die den Fig. 2a bzw. 2b entsprechen. Fig. 4a zeigt ein Beispiel des Lichtmodulationssignals, während Fig. 4b das Reflexionssignal in Fig. 2b modellartig wiedergibt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird der vom Lichtdetektor 11 erhaltene reflektierte Strahl von einem Verstärker 12 verstärkt, während das verstärkte Signal einer Prüfschaltung 13 zugeführt wird. Die Anordnung dieser Prüfschaltung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird das in Fig. 4b dargestellte Reflexionssignal einem Komparator 131 zugeführt, die Impulse des Zeitintervalls T des maximalen Spitzenwertes (vgl. Fig. 4c) abgetastet und die Abtastung des Zeitintervalls des minimalen Spitzenwertes in einem Komparator 132 vorgenommen (vgl. Fig. 4d). In Fig. 4b sind mit den Zeichen * und ** anomale Fälle bezeichnet, wobei der erstere dem Fall entspricht, wo kein Loch in der Aufzeichnungsperiode gebildet wird, während letzterer dem Fall entspricht, wo bereits ein Loch in der Nicht-Aufzeichnungsperiode existiert. Unter Verwendung von monostabilen Multivibratoren 133 und 134 werden Impulse mit gewünschter Breite nach T Sekunden von der Anstiegsflanke der in Fig. 4c dargestellten Impulse gebildet (vgl. Fig. 4e). Es wird ihr logisches Produkt (AND) mit dem Signal in Fig. 4c mittels eines AND-

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Gatters 135 gebildet. Dann wird ein Fehlerprüfsignal, wie es in Fig. 4f dargestellt ist, aus einem Bit erhalten, wenn kein Loch in der Aufzeichnungsperiode gebildet wurde. Ferner wird die logische Summe (OR) von dem in Fig. 4d dargee stellten Signal und dem in Fig. 4f dargestellten Signal mittels eines OR-Gatters 136 gebildet. Dann kann die Fehlerprüfung der aufgezeichneten Daten erfolgen. Das in Fig. 4g dargestellte Fehlersignal wird dem Signalmodulator 2 zugeführt und festgestellt, daß die gerade aufgezeichneten Da-

IQ ten fehlerhaft sind, und die gleichen Daten werden im nächsten Sektor auf der Platte wieder aufgezeichnet. Fig. 6 zeigt den aufgezeichneten Zustand der Platte. Auf der Scheibe erfolgt die Aufzeichnung in jedem Sektor. Nehmen wir beispielsweise an, daß die Daten in einem Sektor A aufgezeichnet worden sind und daß ein Fehler abgetastet worden ist, so wird eine Fehlermarkierung 101 im rückseitigen Bereich des Sektors aufgezeichnet, um anzuzeigen, daß die Daten im Sektor A fehlerbehaftet sind. Anschließend wird die Adresse erneuert und dieselben Daten in einem Sektor B aufgezeichnet. Wenn die Daten normal aufgezeichnet worden sind, wird keine Fehlermarkierung mit aufgezeichnet.

In den obigen Ausführungen wurde der Fall erläutert, wo der aufgezeichnete Zustand der Information dadurch überprüft wurde, daß man die Dauer des maximalen Spitzenwertes und die Dauer des minimalen Spitzenwertes abtastet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern der aufgezeichnete Zustand der Information kann auch dadurch überprüft werden, daß man das Abnehmen der Gleichspannungs-Komponente abtastet.

Experimente der Anmelderin haben gezeigt, daß der abfallende Bereich der Gleichspannungs-Komponente für beispielsweise einige Hundert Nanosekunden vorhanden ist. Die Abtastung eines derartigen Abfalls der Gleichspannungs-Komponente des Modulationssignals ist wirksam, um die Anwesen-

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heit oder Abwesenheit eines Loches insbesondere im Falle der Punktaufzeichnung zu überprüfen. Hierbei ist die "Punktaufzeichnung" eine Aufzeichnung, bei der eine Vertiefung oder ein Loch mit derselben Form wie der des Flecks des Lichtstrahls im Aufzeichnungsmedium ausgebildet wird und bei der die Informationsaufzeichnung in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit der Vertiefung vorgenommen wird. Eine derartige Aufzeichnung entspricht einem Falle, wo der Abstand, um den sich der Lichtfleck auf dem Aufzeichnungsmedium innerhalb des Zeitintervalls der Beleuchtung des Aufzeichnungsmediums durch den Lichtstrahl bewegt, kleiner als der Fleckdurchmesser ist» Genauer gesagt ist es so, daß dann, wenn <i den Fleckdurchmesser, D den Durchmesser der Platte, N die Rotationsfrequenz der Platte und &T die Beleuchtungszeit des Strahles bezeichnen, die folgende Relation erfüllt ist:

d >. TD N χ ΔΤ.

Nehmen wir beispielsweise an, daß d_ den Wert 2 um hat,

— 1 """

so hat N den Wert k min und T wird 250 ns.

Bei einer derartigen Fleck- oder Punktaufzeichnung ist es so, daß dann, wenn der Fleck kleiner wird, es schwieriger wird, die Abnahme des Reflexionssignals in Form einer Abnahme der Impulskomponente PL abzutasten, d.h. die Dauer T des maximalen Spitzenwertes abzutasten. Aus diesem Grunde kann die Abnahme des Reflexionssignals oder die Anwesenheit eines Loches zuverlässiger überprüft werden, indem man die Abnahme der Gleichspannungs-Komponente DC abtastet.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Fall beschrieben, bei dem die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Loches im Aufzeichnungsmedium in der Weise

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überprüft wird, daß der abnehmende Teil der Gleichspannungs-Komponente nach der Beleuchtung mit dem Lichtstrahl dadurch abgetastet wird, daß ein Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellwert erfolgt.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer Ausführungsform für den obigen Fall« während Fig. 2c bis 2h Wellenform-Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Ausführungsform darstellen. 10

Als Fehler während der Aufzeichnung gelten die Fälle (l), wo kein Loch gebildet worden ist und (2) wo ein Loch trotz der Abwesenheit eines Aufzeichnungsimpulses vorhanden ist (z.B. ein Defekt im Aufzeichnungsmedium oder dergl.). In Fig. 2b ist der Fall (l) durch die Markierung * und der Fall (2) durch die Markierung ** bezeichnet. Der vom Lichtdetektor 11 empfangene, reflektierte Strahl wird vom Verstärker 12 verstärkt, und das resultierende Signal der Fehler-Prüfschaltung 13 zugeführt. Die Anordnung dieser Fehler-Prüfschaltung 13 ist in Fig. 5 dargestellt. Wie man aus Fig. 5 entnehmen kann, ist es so, daß dann, wenn ein Reflexionssignal, wie es in Fig. 2b dargestellt ist, und ein Vergleichspegel E zur Angabe eines vorgegebenen Schwellwertpegels in einem Komparator 151 verglichen werden, eine in Fig. 2c dargestellte Wellenform A erhalten wird. Anschließend wird eine Wellenform B mit einer Impulsbreite Jt (beispielsweise 150 bis 500 ns) von einem monostabilen Multivibrator 152 zur Zeit der abfallenden Flanke des Strahlmodulationssignales (vgl. Fig. 2d) erzeugt. Um den Fehler der Marke ** abzutasten, kann das logische Produkt zwischen der Wellenform A und einem Signal, das durch Invertieren der Wellenform B mittels eines Inverters 158 erhalten wird, unter Verwendung eines AND-Gatters 153 genommen werden, was die Wellenform C in Fig. 2g ergibt. Bei der Abtastung eines Fehlers gemäß der Markierung *

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wird das logische Produkt zwischen der Wellenform A und der Wellenform B mittels eines AND-Gatters 154 genommen, das die Wellenform D nach Fig. 2e liefert. Anschließend wird diese Wellenform an den Anschluß D eines D-Flip-Flops 156 angelegt. Ein Signal, das dadurch erhalten wird, daß man das Strahlmodulationssignal mittels eines Inverters 159 invertiert, wird um ein Zeitintervall &t, beispielsweise ungefähr 50 ns, mittels einer Verzögerungsschaltung 155 verzögert und an den Anschluß CK für ein Taktsignal des D-Flip-Flops 156 angelegt. Dann wird im Anstiegsbereich des Signals am Anschluß CK ein Pegel an den Anschluß D angelegt, so daß ein Ausgangssignal am Ausgang Q des Flip-Flops 156 erzeugt wird, wie es mit der Wellenform £ in Fig. 2f dargestellt ist.

Eine in Fig. 2h dargestellte Wellenform F, die in der Weise erhalten wird, daß die Wellenform E, welche das Vorhandensein eines Fehlers gemäß der Markierung * repräsentiert, und die Wellenform C, welche das Vorhandensein eines Fehlers gemäß der Markierung ** repräsentiert, unter Verwendung des OR-Gatters 157 zu einer logischen Summe zusammengefügt werden, wird das Prüfsignal für Fehler« die während der Aufzeichnung vorhanden sind*

Wenn das Fehlerprüfsignal gebildet worden ist, wird festgestellt, daß ein Fehler in den Jetzt aufgezeichneten Daten vorhanden ist, und dieselben Daten werden in einem anderen Bereich aufgezeichnet, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert worden ist. Somit kann stets eine Datenaufzeichnung erfolgen, die frei von Fehlern ist.

Die obigen Aueführungsformen sind in der Weise erläutert worden, daß ein Diodenlaser als Aufzeichnungs-Lichtquelle verwendet wird* Selbstverständlich können jedoch entsprechende Ergebnisse auch dann erhalten werden, wenn man Gaslaser, z.B. He-Ne-Laser und Ar-Laser verwendet.

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Vie oben erläutert, kann die erfindungsgeraäße Vorrichtung zur Informationsaufzeichnung« die in der Lage ist, eine Fehlerprüfung dahingehend vorzunehmen, ob ein Signal richtig aufgezeichnet worden ist, bei der Punktaufzeichnung verwendet werden, bei der die Daten in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Löchern aufgezeichnet werden.

Zusammenfassend wird somit eine Vorrichtung geschaffen, bei der ein vorgegebenes Informationssignal auf einer optischen Platte unter Verwendung eines Lichtstrahls aufgezeichnet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Informationsaufzeichnung weist eine Lichtabtasteinrichtung zur Abtastung von reflektiertem Licht, das durch die Reflexion eines Lichtstrahls von der optischen Platte erzeugt wird, sowie eine Abtastvorrichtung zum Abtasten einer Zeitspanne auf, während der ein maximaler Wert des Ausgangssignals von der Lichtabtasteinrichtung vorhanden ist, wobei ein aufgezeichneter Zustand der Information auf der optischen Platte auf der Basis des Ausgangssignals von der Abtasteinrichtung abgetastet wird.

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L e e r s e i t

Claims

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN ΘΟ POSTADRESSE: POSTFACH Θ3Ο16Ο. D-8OOO MÜNCHEN 95

HITACHI, LTD. 19. Dezember 1979

DEA-25 077

Vorrichtung zur Informationsaufzeichnung

Patentansprüche

(ly Vorrichtung zur Informationsaufzeichnung, mit einer Signalquelle zur Erzeugung von Digitalinformation, mit einem Lichtstrahlgenerator zur Erzeugung eines durch die Digitalinformation modulierten Lichtstrahls und mit einer optischen Einrichtung zur Fokussierung des Lichtstrahls vom Lichtstrahlgenerator auf ein vorgegebenes Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch eine erste Abtasteinrichtung zum Abtasten eines reflektierten Lichtstrahls vom Aufzeichnungsmedium und durch eine zweite Abtasteinrichtung zum Abtasten einer Änderung bei der Lichtmenge des reflektierten Lichtstrahls aus dem Ausgangssignal der ersten Abtasteinrichtung, wobei ein aufgezeichneter Zustand der Information auf der Basis eines Ausgangs-

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signals der zeiten Abtasteinrichtung überprüft wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abtasteinrichtung eine Einrichtung zum Abtasten eines maximalen Spitzenwertes und eines minimalen Spitzenwertes beim Ausgangssignal der ersten Abtasteinrichtung ist, wenn eine Änderung der Lichtmenge des reflektierten Lichtstrahles erfolgt.

3* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Abtasteinrichtung eine Einrichtung zum Abtasten einer Änderung der Gleichspannungskomponente beim Ausgangssignal der ersten Abtasteinrichtung ist, wenn eine Änderung der Lichtmenge des reflektierten Lichtstrahls erfolgt.

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