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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät und ein
entsprechendes Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen in einer
Informationsschicht eines Aufzeichnungsträgers, wobei die Informationsschicht
eine Phase aufweist, die umkehrbar zwischen einer kristallinen Phase
und einer amorphen Phase veränderlich
ist.
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In
optischen Aufzeichnungssystemen wie etwa beschreibbaren CD-, DVD- und BD-Systemen
ist eine Optimierung der Schreibparameter wie etwa Schreibstrategie,
Schreibleistung und Löschleistung
für jedes
Medium und für
jede Schreibgeschwindigkeit sehr wichtig. In wiederbeschreibbaren
Systemen mit Phasenwechsel wie etwa CD-RW ist beobachtet worden,
dass die Eigenschaften des zuvor geschriebenen Signals auch die
Qualität
des überschriebenen
Signals wesentlich beeinflussen können. Es wurden Kompatibilitätsprüfungen durchgeführt, z.
B. die in CDs21 Solutions TWG2 (http://www.cds21solutions.org) durchgeführte Prüfung, wobei
High Speed CD-RW-Medien
zunächst
von einem Laufwerk beschrieben werden und von einem anderen Laufwerk überschrieben
werden. Unter den Ergebnissen waren einige Kombinationen von schreibendem
und überschreibendem
Gerät mit
schlechten Leistungsmerkmalen. Die Ursache für diese schlechten Leistungsmerkmale
sind Unterschiede bei Schreibpunkt-Parametern (Spot-Parametern) sowie Unterschiede
bei Schreibparametern, insbesondere Schreibleistung, Schreibgeschwindigkeit
Löschleistung
und/oder Schreibstrategie, der beiden Aufzeichnungsgeräte.
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Bei
der Entwicklung des Standards für
Ultra Speed CD-RW (Recordable Compact Disc Systems, Orange Book
Part III: CD-RW, vol. 3: Ultra Speed v1.0 and v1.1) wurde ein starker
Zusammenhang mit der Form des Schreibpunktes (z. B. radial oder
diagonal bezüglich
der Spur ausgerichtet) beobachtet: Signale, welche mit einem radial
ausgerichteten Punkt geschrieben werden, neigen dazu, dass sie schwieriger
zu überschreiben
sind. Es ist daher zu erwarten, dass Ultra Speed CD-RW Medien empfindlicher
gegenüber
Inkompatibilitäten
sein werden, welche für
High Speed CD-RW-Medien geprüft
wurden.
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Es
wurde festgestellt, dass Signale, welche schwieriger zu überschreiben
schienen, eine recht hohe Modulation aufwiesen. Tatsächlich weist
die Löschbarkeit
(das verbleibende Trägersignal
nach einem DC-Löschen)
eine starke Abhängigkeit
von der Modulation des früher
geschriebenen Signals auf.
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US 5,541,900 offenbart ein
Gerät und
ein Verfahren zur optischen Informationsaufzeichnung und -wiedergabe
für Medien
mit unterschiedlichem Punktgrößen-Typ.
Es weist eine Punktgrößen-Erkennungsschaltung
zum Erkennen einer Punktgröße auf,
die für
ein zu ladendes Informationsaufzeichnungsmedium geeignet ist, und
führt das
Löschen,
Aufzeichnen und Wiedergeben des Informationsaufzeichnungsmediums
durch Defokussieren oder durch Off-Tracking (Spurabweichung) auf
der Basis der von der Punktgrößen-Erkennungsschaltung
erkannten Punktgröße durch.
Dabei wird eine Punktgröße, die
für das
geladene Informationsaufzeichnungsmedium geeignet ist, an dem Typ
des Tab-Schalters erkannt, der an der Kassette des Informationsaufzeichnungsmediums
angebracht ist, oder aus den Verwaltungsinformationen, die auf der
Steuerspur des Informationsaufzeichnungsmediums aufgezeichnet sind.
Anhand der erkannten Punktgröße wird
entweder ein Betrag der Fokusabweichung berechnet, der eine Differenz
zwischen einer Aufzeichnungsfläche
des Informationsaufzeichnungsmediums und einem Brennpunkt des Aufzeichnungsstrahls
angibt, oder es wird ein Betrag der Spurabweichung berechnet, der
eine Differenz zwischen der Mitte einer Spur, die auf der Aufzeichnungsfläche des
Informationsaufzeichnungsmediums ausgebildet ist, und dem Brennpunkt
des Aufzeichnungsstrahls angibt. Diese Lösung erfordert jedoch einen
separaten Löschzyklus,
um die oben erwähnten
Korrekturmaßnahmen
(Fokusabweichung oder Spurabweichung) durchzuführen. Daher kann sie bei auf
direkter Überschreibung
(Direct OverWrite, DOW) beruhenden Systemen, wie etwa CD-RW, DVD±RW und
BD-RE, nicht implementiert werden.
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JP 03-05982 (siehe die
Oberbegriffe der unabhängigen
Ansprüche)
offenbart eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung,
die einen Fotodetektor und eine Aufzeichnungspitbreiten-Erkennungsschaltung,
welche aus einem Differenzberechnungselement und einem Addierer
besteht, umfasst. Die Pitbreite in der Mitte einer Aufzeichnung
wird erkannt, und die Aufzeichnungsleistung des Kondensationspunktes (Condensing
Spot) wird so gesteuert, dass die Pitbreite immer konstant sein
kann. Daher wird der Fehler eines wiedergebenden Signals verhindert,
und es wird eine optische Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung
erhalten, bei der kein Übersprechen
(Crosstalk) auftritt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung für ein Aufzeichnungsgerät und -verfahren
bereitzustellen, welche das oben beschriebene Inkompatibilitätsproblem
löst und
auch für
auf direkter Überschreibung
(DOW) beruhende Systeme anwendbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung durch ein Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 und ein entsprechendes
Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Wechselwirkung zwischen
den charakteristischen Eigenschaften des früher geschriebenen Signals und
den optimalen Bedingungen des Überschreibens
vorhanden ist. Es wurde festgestellt, dass der entscheidende Faktor
die Markierungsbreite von früher
geschriebenen Markierungen ist. Ein radial ausgerichteter Schreibpunkt
tendiert bei hoher Schreibleistung dazu, breite Markierungen zu
schreiben. Falls der überschreibende
Schreibpunkt eine relativ niedrige Leistung hat, möglicherweise
ein kleinerer Schreibpunkt ist und eine höhere Schreibgeschwindigkeit
hat, ist es dann schwer, solche breiten Markierungen vollständig zu
löschen.
Diese Erscheinungen werden bei höheren
Kristallisationsgeschwindigkeiten sogar noch kritischer. Die allgemeine
Idee der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Eigenschaften
des früher
geschriebenen Signals mittels des überschreibenden Geräts zu analysieren
und die Ergebnisse dieser Analyse mittels dieses überschreibenden
Geräts
zu verwenden, um die Bedingungen des Überschreibens zuoptimieren,
um den Jitter zu minimieren.
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Insbesondere
wird durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen, vor und/oder
während
des Überschreibens
zu detektieren, ob früher
geschriebene Markierungen vorhanden sind, und die Markierungsbreite dieser
früher
geschriebenen Markierungen zu bestimmen. Anhand des Ergebnisses
dieser Detektion und Bestimmung werden die Schreibparameter derart
angepasst, dass früher
geschriebene Markierungen, unabhängig
von ihren Breiten, mit einer hohen Sicherheit vollständig gelöscht werden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
des Aufzeichnungsgerätes,
welche die Steuereinheit detaillierter definieren, sind in den Ansprüchen 2 bis
4 definiert. Eine Möglichkeit,
mit breiten früher
geschriebene Markierungen umzugehen, besteht darin, die Schreibgeschwindigkeit
zu verringern. Dort, wo die Kristallisationsgeschwindigkeit ausschlaggebend
ist, gibt eine niedrigere Schreibgeschwindigkeit (d. h. niedrigere
Löschgeschwindigkeit)
mehr Zeit, um die breite früher
geschriebene Markierung zu löschen.
Ein anderer Weg, um den Überschreibvorgang
im Falle von breiten früher
geschriebene Markierungen zu optimieren, besteht darin, den Löschleistungspegel
zu erhöhen.
Dadurch wird ein breiterer Bereich auf dem Medium auf eine Temperatur über der
Glastemperatur erwärmt,
und ein vollständiges
Löschen
der breiten Markierung ist dann wahrscheinlicher. Stattdessen kann
auch der Schreibleistungspegel und/oder die Schreibstrategie optimiert
werden.
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Die
Verringerung der Schreibgeschwindigkeit und/oder die Erhöhung des
Löschleistungspegels
kann in Abhängigkeit
von der Markierungsbreite einer detektierten früher geschriebenen Markierung
gesteuert werden, vorzugsweise derart, dass sich zum Beispiel mit
zunehmender Markierungsbreite der Löschleistungspegel stetig erhöht und/oder
die Schreibgeschwindigkeit stetig verringert. Stattdessen kann die
Verringerung der Schreibgeschwindigkeit und/oder die Erhöhung des
Löschleistungspegels
auch schrittweise vorgenommen werden, in Abhängigkeit von verschiedenen
Pegeln oder Schwellwerten detektierter Markierungsbreiten. Vorzugsweise
werden die Schreibgeschwindigkeit und/oder der Löschleistungspegel derart gesteuert,
dass eine früher
geschriebene Markierung vollständig
gelöscht
wird, unabhängig
von der Breite der Markierung.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Detektionseinheit sind in den Ansprüchen 5 bis 7 definiert. Eine Möglichkeit,
wie das Aufzeichnungsgerät
das früher
geschriebene Signal analysieren kann, besteht darin, die HF-Modulation
zu messen, welche als ein Maß für die Markierungsbreite
angesehen werden kann. Von einem Leistungspegel-Schwellwert aufwärts erhöht sich die Modulation monoton
mit der Schreibleistung und wird schließlich gesättigt. Der Lesepunkt wird im
Allgemeinen größer als
die geschriebene Markierung sein. Daher wachst das Verhältnis von
amorphem und kristallinem Material mit zunehmender Markierungsbreite,
und die Modulation wird gesättigt,
wenn die Markierungsbreite die Grenzen des tatsächlichen Lesepunktes (Effective Spot)
auf der Informationsschicht erreicht. Daher kann auch aus der gemessenen
HF-Modulation die Markierungsbreite von früher geschriebenen Markierungen
bestimmt werden.
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Ein
anderer Weg besteht darin, das HF-Übersprechen durch eine Signalmessung
zwischen den geschriebenen Spuren zu messen. Da mit zunehmender
Markierungsbreite und Modulation in den geschriebenen Spuren die
detektierte Signalstärke
bei Spurverfolgung auf der Erhebung (Land) zunimmt, ist eine Bestimmung
der Markierungsbreite somit durch Messung des HF-Übersprechens
möglich.
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Noch
ein anderer Weg besteht darin, die Stärke des früher geschriebenen Signals während des
eigentlichen Löschvorgangs
zu messen, was ein Weg sein kann, um die frühere Markierungsbreite in Echtzeit zu überwachen.
Das einfachste Verfahren zur Detektion der Markierungsbreite ist
das Verfahren der Modulationsmessung, da kein Umschalten zwischen
Erhebung und Rille und keine Hochgeschwindigkeits-Abtastung während des
Schreibens erforderlich sind.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 verschiedene
Typen von Punktformen eines zum Schreiben von Markierungen verwendeten Strahls;
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2 verschiedene
Markierungsbreiten, die mit einem Strahl geschrieben wurden, der
eine Punktform wie in 1 dargestellt aufweist;
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3 ein
Blockschaltbild eines Aufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung,
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4a, 4b und 4c ein
Datensignal und Steuersignale gemäß der Erfindung zum Steuern
des Leistungspegels des Strahls während des Aufzeichnens, und
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5 ein
Flussdiagramm einer Anlauf-Schreibsequenz mit Optimierung der Schreibgeschwindigkeit auf
der Basis der charakteristischen Eigenschaften des früher geschriebenen
Signals.
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1 zeigt
verschiedene Punktformen von Aufzeichnungsstrahlen, die zum Aufzeichnen
von Markierungen in der Informationsschicht eines optischen Aufzeichnungsträgers vom
Phasenwechseltyp entlang der Spur Tr verwendet werden, die entlang
der radialen Richtung t und senkrecht zu der radialen Richtung r
eines optischen Aufzeichnungsträgers
ausgerichtet ist. Es sind ein radial ausgerichteter Punkt S1, der
die Form einer Ellipse hat, deren Längsachse senkrecht zur tangentialen
Richtung t ist, ein diagonal ausgerichteter Punkt S2, dessen Längsachse
um 45 Grad bezüglich
der tangentialen Richtung t geneigt ist, und ein tangential ausgerichteter
Punkt S3, dessen Längsachse
parallel zur tangentialen Richtung t ist, dargestellt. Die Formen
aufgezeichneter Markierungen M1, M2, M3 (die eine Länge von
4T haben), die mittels eines Strahls geschrieben wurden, der diese
verschiedenen Typen von Punktformen aufweist, sind in 2 dargestellt.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
des Aufzeichnungsgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Aufzeichnen von Markierungen in einer Informationsschicht 101 eines
plattenförmigen
Aufzeichnungsträgers 10.
Die Informationsschicht 101 ist vom so genannten Phasenwechseltyp,
das heißt,
sie weist eine Phase auf, die umkehrbar zwischen einer Kristallphase
und einer amorphen Phase veränderlich
ist. Der Aufzeichnungsträger
wird durch einen Motor 14 in Rotation um seinen Mittelpunkt
versetzt. Ein Strahl 12 wird von einer Strahlungsquelle
wie zum Beispiel einer Laserlichtquelle erzeugt und mittels einer
Linse 13 auf die Informationsschicht 101 fokussiert.
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Die
Leistung des Strahls 12 wird von einem Steuersignal SC gesteuert, das von einer Steuereinheit 15 geliefert
wird, wobei angenommen wird, dass die Leistung des Strahls 12 proportional
zu dem entsprechenden Pegel des Steuersignals SC ist.
Beispiele eines solchen Steuersignals SC sind
in 4b und 4c dargestellt.
Die Steuereinheit 15 wandelt ein digitales Datensignal
SD, das die Länge einer in der Informationsschicht 101 des
Aufzeichnungsträgers 10 aufzuzeichnenden
Markierung repräsentiert,
in ein entsprechendes Steuersignal SC um.
Diese Umwandlung beruht auf einer so genannten Schreibstrategie.
Ein Beispiel eines solchen digitalen Datensignals SD ist
ebenfalls in 4a dargestellt.
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Die
Muster der Impulse und der Lücken
zwischen den Impulsen in einem Steuersignal SC werden
von der Steuereinheit 15 auf der Basis einer Markierungsbreiten-Information W gesteuert,
die von der Detektionseinheit 16 bestimmt wird. Außerdem wird
das Motorsteuersignal SM, das die Motordrehzahl
einstellt, ebenfalls von der Steuereinheit 15 auf der Basis
einer Markierungsbreiten-Information W gesteuert, die von der Detektionseinheit 16 bestimmt
wird. Die Detektionseinheit 16 detektiert, ob früher geschriebene
Markierungen in der Spur der Informationsschicht vorhanden sind,
in welcher neue Informationen aufgezeichnet werden sollen. Ferner
wird, falls früher
geschriebene Markierungen vorhanden sind, auch die Markierungsbreite
solcher früher
geschriebenen Markierungen detektiert.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Detektionseinheit 16 für das Messen der HF-Modulation,
insbesondere in dem DC-gekoppelten HF-Signal, als (A – B)/A geeignet,
wobei A der obere Pegel eines langen (z. B. I11 in CD; I14 in DVD)
Zwischenraums und B der untere Pegel einer langen Markierung ist.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
ist die Detektionseinheit 16 für das Messen von HF-Übersprechen
zwischen den geschriebenen Spuren geeignet. Das HF-Übersprechen
wird vorzugsweise als das Verhältnis
von HF-Signalamplituden bei Spurverfolgung auf der Erhebung (Land)
und in der Rille der Informationsschicht gemessen.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm einer Anlauf-Schreibsequenz der letztgenannten
zwei Ausführungsformen,
wobei die Schreibgeschwindigkeit auf der Basis der früher geschriebenen
Modulation oder des Übersprechens
optimiert wird. Dies kann jedes Mal erfolgen, wenn ein Schreibvorgang
gestartet wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 3 dargestellt ist, ist die Detektionseinheit 16 für (nahezu)
Echtzeitmessung vorgesehen, indem reflektiertes Licht genutzt wird,
das durch einen Strahlteiler 17 während des Schreibens ausgekoppelt
wird. Dieses ausgekoppelte Signal R, das durch den Schreibimpuls
moduliert ist, enthält
Informationen über
den das Reflexionsvermögen
betreffenden Zustand der Informationsschicht vor und während des Überschreibprozesses.
Es ist daher ein genaues und schnelles Abtasten des reflektierten Lichts
erforderlich, um eine solche Echtzeitmessung der Signalamplitude
während
des Aufzeichnens zu ermöglichen.
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Anhand
der Markierungsbreiten-Information W passt die Steuereinheit 15 das
Steuersignal SC an. Insbesondere werden
die Muster der Impulse und die Lücken
zwischen den Impulsen in dem Steuersignal SC,
die Schreibgeschwindigkeit und die Leistungspegel eingestellt. Vorzugsweise
wird mit zunehmender Markierungsbreite die Überschreibgeschwindigkeit verringert
und/oder der Löschleistungspegel
von Löschimpulsen
erhöht,
um sicherzustellen, dass früher
geschriebene Markierungen vollständig
gelöscht
werden, wenn neue Informationen aufgezeichnet werden.
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Ein
Beispiel eines digitalen Datensignals SD,
das aufzuzeichnen ist, ist in 4a dargestellt.
Beispiele von Steuersignalen SC, die mit
dem digitalen Datensignal SD im Zusammenhang
stehen, sind in 4b und 4c dargestellt. 4b zeigt
ein erstes Steuersignal SC1, das verwendet
wird, wenn keine Markierungen oder Markierungen mit "normaler" Breite zuvor in
der Informationsschicht aufgezeichnet wurden, und 4c zeigt
ein zweites Steuersignal SC2, das verwendet
wird, wenn breite Markierungen früher in der Informationsschicht
aufgezeichnet wurden. Das digitale Datensignal SD ist
als eine Funktion der Zeit dargestellt, wobei der Wert des Signals
aufzuzeichnende Informationen repräsentiert. In dem Beispiel umfasst
das Datensignal nacheinander einen Zwischenraum der Länge 3T,
eine Markierung der Länge
4T, einen Zwischenraum der Länge
6T und eine Markierung der Länge
7T, wobei T die Periode eines Referenz-/Datentaktes darstellt, die auch
als Kanal-Taktperiode bezeichnet wird.
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Die
Daten werden in einem optischen wiederbeschreibbaren Aufzeichnungsträger geschrieben,
der eine Informationsschicht aufweist, wobei diese Informationsschicht
eine Phase hat, die umkehrbar zwischen einer kristallinen Phase
und einer amorphen Phase veränderlich
ist. Die Markierungen, welche die Daten repräsentieren, werden entlang einer
Spur in der Informationsschicht geschrieben, indem diese mit einem
gepulsten Strahl bestrahlt wird, um die Markierungen zu schreiben.
Früher
geschriebene Markierungen, welche die Daten repräsentieren, werden entlang einer
Spur in der Informationsschicht gelöscht, indem diese mit einem
Dauerstrich-(Continuous Wave, CW)Strahl bestrahlt wird. Im Falle
von Systemen mit direkter Überschreibung
(Direct OverWrite) wird während
des Überschreibens
zwischen Schreibimpulsen ein Löschpegel
angelegt, um die früher
geschriebenen Markierungen zu löschen.
Die in 4b und 4c dargestellten
Steuersignale verwenden eine N-1-Schreibstrategie, d. h. die Anzahl
der Schreibimpulse zum Schreiben einer Markierung mit einer zeitlichen
Länge von
NT beträgt
N-1, d. h. es werden drei Schreibimpulse 21 angelegt, um die
4T-Markierung zu schreiben, und es werden sechs Schreibimpulse 22 angelegt,
um die 7T-Markierung zu schreiben, wobei alle Schreibimpulse einen
konstanten Schreibleistungspegel Pw haben.
Früher
geschriebene Markierungen werden während des Schreibens der Zwischenräume gelöscht, indem
konstante Löschpegel 23, 24 Pe1 angelegt werden.
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In 4c ist
ein zweites Steuersignal SC2 dargestellt,
das verwendet wird, wenn Markierungen detektiert worden sind, die
früher
geschrieben wurden und eine große
Breite haben. Wie man sieht, ist bei dieser Ausführungsform der Löschleistungspegel
Pe2 der Löschimpulse 33, 34 erhöht, vergleichen
mit der Leistung Pe1 des ersten Steuersignals
SC1. Gleichzeitig kann die Schreibgeschwindigkeit
verringert werden, so dass die Taktperiode T vergrößert wird.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die früher geschriebenen Markierungen
vollständig
gelöscht
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die
in den Figuren dargestellt und oben beschrieben sind. Insbesondere
können
ebenso gut auch andere Schreibstrategien (z. B. Schreibstrategien
vom 2T-Typ) angewendet werden, z. B. ist die Verwendung eines gepulsten
Strahls nicht unbedingt erforderlich. Ferner existieren verschiedene
Weisen des Auswertens gemessener Markierungsbreiten und des Optimierens
der Schreibstrategie, welche alle von der vorliegenden Erfindung
umfasst werden.
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Schließlich könnte, obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf optische Platten erläutert wurde,
die Erfindung auch auf andere Typen von Informationsträgern angewendet
werden, wie zum Beispiel magnetooptische Platten. Text
in der Zeichnung Fig.
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