DE2951215C2

DE2951215C2 - Vorrichtung zur Prüfung einer Informationsaufzeichnung

Info

Publication number: DE2951215C2
Application number: DE2951215A
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Hachioji Tokyo Miyauchi; Yoshito Mitaka Tokyo Tsunoda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1983-12-15
Also published as: FR2445580A1; CA1145845A; NL7909217A; US4308612A; GB2040539B; GB2040539A; FR2445580B1; DE2951215A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung einer Informationsaufzeichnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 14 62 791 bekannt. Dort wird die Information mittels des ersten Lichtstrahls aufgezeichnet, der mit dem Informationssignal moduliert wird. Zur Prüfung der aufgezeichneten Information dient ein zweiter Lichtstrahl, der sich vom Aufzeichnungsstrahl in seiner Frequenz unterscheidet und auch einen anderen Strahlengang durchläuft. Die Abweichung im Strahlengang ist dabei so gewählt, daß der Lesevorgang erst dann erfolgt, wenn sichergestellt ist, daß die beim Schreibvorgang bewirkte Veränderung des Aufzeichnungsmediums abgeschlossen ist. Auf Grund dieser Verzögerung zwischen Aufzeichnung und anschließender Prüfung sowie auf Grund der für die Aufzeichnung und die Prüfung verwendeten unterschiedlichen Frequenzen benötigt die bekannte Vorrichtung zwei getrennte optische Systeme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfung einer Informationsaufzeichnung mit geringem Schaltungsaufwand und gleichzeitig verringerter Verzögerung zu ermöglichen. .

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach erfolgt die Prüfung durch einen Lesevorgang währsnd der Aufzeichnung, indem der vom Aufzeichnungsmedium reflektierte Aufzeichnungsstrahl selbst verwendet und

ίο in der Auswertschaltung auf zeitliche Abweichungen von einem normalen Verlauf untersucht wird. Die Prüfung erfolgt dabei mit einem Minimum an zeitlicher. Verzögerung, wobei das 1*rüfungsergebnis praktisch gleichzeitig mit der Aufzeichnung vorliegt und es daher möglich wird, als fehlerhaft erkannte Aufzeichnungsabschnitte unmittelbar während der Aufzeichnung noch in ihrem letzten Abschnitt entsprechend zu marfcieren. Wegen der doppelten Verwendung des Aufzeichnungsstrahis kommt die Vorrichtung ferner mit einem verhältnismäßig geringer. Schalttsngsaufwand aus.

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

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform der Erfindung; F i g. 2a bis 2h Wellenform-Diagramme zur Erläute-

rung'der Erfindung;

Fig.3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des

μ Aufbaus der wesentlichen Teile einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.4a 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

Fi g. 6 ein Diagramm zur Erläuterut^'des aufgezeichneten Zustands der Information.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 1 werden parallele Daten, die von einer Informationsquelle 1 geliefert werden, mit einem Signalmodulator 2 in serielle Daten umgewandelt, die einem Treiber 3 für einen Diodenlaser 4 als Lichtquelle zugeführt werden. Der Laserstrahl vom Diodenlaser 4, 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 μιη 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 Films mit einer Dicke von ungefähr 10 bis 100 nm auf eine plattenförmige Scheibe 14 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 dem Modulationssignal des Diodenlasers und einem vom Lichtdetektor 11 gelieferten Reflexionssignals ist in den F i g. 2a und 2b

dargestellt

Wie aus F i g. 2a ersichtlich, hat das Modulationssignal des Diodenlasers 4 eine Wellenform, bei der Impulskomponenten PL und eine Gleichspannungs-Komponente DCeinander überlagert sind. Wenn der von einem derartigen Modulationssignai 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 F i {,. 2b dargestellte ReflexionssigriaL Das Reflexionssignal hat einen maximalen Spitzenwert für T w 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 nachdem die Itnpulskomponente verschwunden ist, nimmt die Gleicbspannungskomponente des Reflexionssignals ab. Der Grund hierfür besteht darin: Weil das reflektierte Licht bei Beginn der Perforation des Aufzeichnungsmediums abnimmt nimmt auch das Reflexionssignal entsprechend ab; sogar nachdem der Laserstrahl aufgrund der Gaußschen Verteilung nicht mehr existiert, nimmt die Gleichspannungskomponente noch ab, als ob das Loch thermisch gebildet wird.

Versuche der Anmelderin haben gezeigt, wie es in F i g. 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 '/3 des maximalen Spitzenwertes abnimmt wenn sich das Loch nach T m Sekunden zu bilden beginnt Wenn dementsprechend die Eingangsstrahlleistung konstant ist, sollte auch die Dauer Γ des maximalen Spitzenwertes konstant sein. Bei Anwesenheit von Fehlern und Mangeln 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 gebildet wird oder aber der Zustand, bei dem der maximale Spitzenwert nicht auftritt wenn also bereits ein Loch gebildet worden ist. Wenn ein Loch bereits in einer Periode existiert, in der keine Aufzeichnung durchgeführt wird, tritt der minimale Spitzenwert infolge der Gleichspannungskomponente des Laser-Modulationssignals auf. Unter diesen Zuständen werden in dem Falle, wo kein Loch in der Aufzeichnungsperiode gebildet wird, und in dem Falle, wo bereits ein Loch in der Nicht-Aufzeichnungsperiode existiert, Informationsfehler 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 wi?d nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 3 und F i g. 4a bis 4g näher erläutert.

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

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird der vom Lichtdetektor 11 erhaltene reflektierte Strahl von einem Verstärker 12 verstärkt, und das verstärkte Signal wird einer Auswertschaltung 13 zugeführt. Die Anordnung dieser Auswertschaltung ist in F i g. 3 wiedergegeben. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird das in Fig. 4b dargestellte Reflexionssifmal einem Komparator 131 zugeführt, der die Impulse des Zeitintervalls T des maximalen Spitzenwertes (vgl. F i g. 4c) abtastet, 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 wc bereits ein Loch in der Nicht-Aufzeichnungsperiode existiert Unter Verwendung von monostabilen Multivibratoren 133 und 134 werden- Impulse mit gewünschter Breite nach Γ Sekunden von der Anstiegsflanke der in F i g. 4c dargestellten Impuls gebildet (vgL F i g. 4e). Aus diesen wird logisches Produkt mit dem Signal in F i g. 4c mittels eines UND-Gliedes 135 gebildet Dann wird ein Fehlerprüfsi_enal, wie es in Fig.4f dargestellt ist von dem Bit erhalten, wo kein Loch in der Aufzeichnungsperiode gebildet wurde. Ferner wird die logische Summe aus dem in Fig.4d dargestellten Signal und dem in F i g. 4f dargestellten Signal mittels eines ODER-Gliedes 136 gebildet Das in Fig.4g dargestellte Fehlersignal wird dem Signalmodulator ' zugeführt und festgestellt, daß die gerade aufgezeichneten Daten 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 Platte 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 letzten Bereich des Sektors ausgezeichnet 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 minifialen Spitzenwertes abtastet Der aufgezeichnete Zustand der Information kann auch dadurch überprüft werden, daß man Jas Abnehmen der Gleichspannungs-Komponente abtastet

Untersuchungen 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 Anwesenheit 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 Lichts:;-ihis 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 dann, wenn dden Fleckdurchmesser. D den Durchmesser der Platte, N die Rotationsfrequenz der Platte und Δ T die Beieuchtungs?eit des Strahles bezeichnen, die folgende Relation erfüllt ist:

d> πΩΝ-ΔΤ.
Nehmen wir beispielsweise an, daß d den Wert 2 μίτι

hat, so hat Nden Wert 4 s-' und Twird 250 ns.

Bei einer derartigen Fleck- oder Punktaufzeichnung wird es dann, wenn der Fleck kleiner wird, schwieriger, 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 DCabtaslet.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Fall beschrieben, bei dem die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Loches im Aufzeichnungsmedium in der Weise überprüft wird, daß der abnehmende Teil der Gleichspannungs-Komponente nach der Beleuchtung mit dem Lichtstrahl dadurch abgetastet wird, daß ein Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellenwert erfoigt.

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer Ausführungsform für den obigen Fall, während F i g. 2c bis 2h Wellenform-Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Ausführungsform darstellen.

Als Fehler während der Aufzeichnung gelten die Fälle

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1. wenn kein Loch gebildet wird und

2. wenn ein Loch trotz Abwesenheit eines Aufzeichnungsimpulses vorhanden ist (z. B. ein Defekt im Aufzeichnungsmedium oder dergl.).

JO

In F i g. 2b ist der Fall 1. durch die Markierung * und der Fall 2. durch die Markierung " bezeichnet. Der vom Lichtdetektor Jl empfangene, reflektierte Strahl wird vom Verstärker 12 verstärkt, und das resultierende Signal der Fehler-Auswertschaltung 13 zugeführt. Die Anordnung dieser Schaltung !3 ist in F · g. 5 dargestellt Wie man aus F i g. 5 entnehmen kann, wird dann, wenn ein Reflexionssignal, wie es in Fig.2b dargestellt ist, und ein Vergleichspegel £_t zur Angabe eines vorgegebenen Schwellenwertpegels in einem Komparator 151 verglichen werden, eine in F i g. 2c dargestellte Wellenform A erhalten. Anschließend wird eine Wellenform B mit einer Impulsbreite ί (beispielsweise 150 bis 500 ns) von einem monostabilen Multivibrator 152 zur Zeit der abfallenden Flanke des Strahlmodulationssignales (vgl.

F i g. 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 UND-Gliedes 153 gebildet werden, was die Wellenform C in Fig.2g ergibt. Bei der Abtastung eines Fehlers gemäß der Markierung * wird das logische Produkt zwischen der Wellenform A und der Wellenform B mittels eines UND-Gliedes 154 gebildet, was die Wellenform D nach F i g. 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 Δι, beispielsweise ungefähr 50 ns, mittels einer Verzögerungsschaltung 155 verzögert und an den Anschluß CK für ein Taktsignal des Ö-Püp-Flcps !56 angelegt. Dann wird im Anstiegsbereich des Signals am Anschluß CK ein Pegel an den Anschluß Dangelegt, so daß ein Ausgangssignal am Ausgang Q des Flip-Flops 156 erzeugt wird, wie es mit der Wellenform E in F i g. 2f dargestellt ist.

Eine in F i g. 2h dargestellte Wellenform F, die in der Weise erhalten wird, daß die Wellenform £ welche das Vorhandensein eines Fehlers gemäß der Markierung * repräsentiert, und die Wellenform C, welche das Vorhandensein eines Fehlers gemäß der Markierung " repräsentiert, unter Verwendung eines ODER-Gliedes 157 zu einer logischen Summe zusammengefügt werden, wird das Prüfsignal für Fehler, die während der Aufzeichnung vorhanden sind.

Wenn das Fehlerprüfsignal gebildet worden ist. steht fest, daß ein Fehler in den jetzt aufgezeichneten Daien vorhanden ist, und dieselben Daten werden in einem anderen Bereich aufgezeichnet, wie es im Zusammenhang mit F i g; 6 erläutert worden ist Somit kann stets eine Datenaufzeichnung erfolgen, die frei von Fehlern ist.

Die obigen Ausführungsformen sind in der Weise erläutert worden, daß ein Diodentaser 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

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Prüfung einer Informationsaufzeichnung bei der ein mit einem digitalen, binär codierten Signal modulierter lichtstrahl in einem Aufzeichnungsmedium (10) entsprechende Änderungen des ReflexioiQsvermögens hervorruft wobei der modulierte Lichtstrahl in dem einen binären Zustand jeweils eine bestimmte Minimalintensität besitzt und in dem anderen binären Zustand einen Impuls mit fester zeitlicher Impulsbreite und mit fester Maximalintensität darstellt, mit

einem Detektor (11), der einen von dem Aufzeichnungsmedium (10) reflektierten Lichtstrahl erfaßt, und

einer Auswertschaltung (13) zur Bestimmung, ob die aufgezeichnete Information dem Signal entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Öetektor (11) erfaßte Lichtstrahl der vom - Aüizeichnüngämedrüm (S) reflektierte Aafzeichnungsstrahl selbst ist, und daß die Auswertschaltung (13) Diskriminatoren (131 ... 135; 151 ... 156) zur Ermittlung zeitlicher Abweichungen der Maximal- und Minimalintensitäten des reflektierten Strahls vorigem bei fehlerloser Aufzeichnung sich ergebenden Verlauf aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Auswertschaltung (13) enthaltenen Diskriminatoren (131,132) einen Komparator (131) ZQp Erfassen der Maximalintensitäten des reflektierten Strahls, eine da^n angeschlossene Schaltung (133 ... 135), die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine Maximalmtensi??.t länger als eine vorgegebene, normale Zeitspanne andauert, sowie einen weiteren Komparator (132) umfassen, der ein Signal erzeugt, wenn die Intensität des reflektierten Strahls unter einen vorgegebenen, normalen Minimalwert fällt (F i g. 3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn* zeichnet, daß die in der Auswertschaltung (13) enthaltenen Diskriminatoren einen Komparator (151) umfassen, der ein Signal erzeugt, wenn sich die im Ausgangssignal des Detektors (11) enthaltene Gleichspannungskomponente ändert (F i g. 5).