DE69723440T2 - Optisches aufzeichnungsverfahren und -gerät - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das Schreiben von Informationen auf ein optisches Aufzeichnungsmedium durch ein Strahlungsbündel. Das Verfahren wird angewendet, um einen optimalen Wert eines Schreibparameters zu einzustellen, und beinhaltet einen ersten Schritt des Schreibens einer Reihe von Prüfmustern auf das Aufzeichnungsmedium, jedes Muster mit einem unterschiedlichen Wert des Schreibparameters, einen zweiten Schritt des Lesens der Muster zur Bildung entsprechender Lesesignalabschnitte, einen dritten Schritt des Ableitens eines Wertes eines Leseparameters von jedem Lesesignal, wobei die Werte eine Funktion des Leseparameters gegenüber dem Schreibparameter bilden, und
    einen vierten Schritt des Auswählens des optimalen Wertes des Schreibparameters in Abhängigkeit von einem voreingestellten Wert einer Ableitung der Funktion. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Gerät zum Schreiben von Informationen auf ein optisches Aufzeichnungsmedium, mit einer Strahlungsquelle zum Aussenden eines Strahlungsbündels in Abhängigkeit von einem steuerbaren Wert eines Schreibparameters zum Schreiben von Informationen auf das Medium, einer Steuereinheit zum Schreiben einer Reihe von Prüfmustern, jedes Muster mit einem unterschiedlichen Wert des Schreibparameters, einer Leseeinheit zum Lesen der Muster und Bilden entsprechender Lesesignale, einem ersten Prozessor zum Ableiten eines Wertes eines Leseparameters von jedem Lesesignal, wobei die Werte eine Funktion des Leseparameters gegenüber dem Schreibparameter bilden, einem zweiten Prozessor, wirksam angeschlossen zum Ableiten eines optimalen Wertes des Schreibparameters in Abhängigkeit von einem voreingestellten Wert einer Ableitung der Funktion.
  • Ein Verfahren und Gerät entsprechend dem ersten Absatz sind aus der europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A 0 737 962 bekannt. Das Gerät verwendet ein Verfahren zur Einstellung der optimalen Schreibleistung des Strahlungsbündels anhand der folgenden Schritte. Zuerst zeichnet das Gerät eine Reihe von Prüfmustern auf das Medium auf, jedes Muster mit erhöhter Schreibleistung. Danach leitet es die Modulation jedes Musters von einem Lesesignal ab, das dem Muster entspricht. Es berechnet die Ableitung der Modulation als Funktion der Schreibleistung und normalisiert die Ableitung, indem sie mit der Schreibleistung über die Modulation multipliziert wird. Der Schnittpunkt der normalisierten Ableitung mit einem voreingestellten Wert bestimmt einen Schreibleistungspegel, der für die Aufzeichnung auf diesem Medium geeignet ist. Dieser Vorgang der Einstellung der optimalen Schreibleistung berücksichtigt die unterschiedlichen Merkmale der Medien, indem die Modulation der auf die Medien geschriebenen Prüfmuster gemessen wird. Das Verfahren ist aufgrund der bei dem Vorgang verwendeten normalisierten Ableitung unabhängig vom speziellen verwendeten Aufzeichnungsgerät. Die Ableitung ist unempfindlich für Geräteparameter wie zum Beispiel die numerische Apertur der Objektivlinse zur Fokussierung des Strahlungsbündels auf das Medium, die Intensitätsverteilung über das Strahlungsbündel und die Größe des von dem Strahlungsbündel gebildeten Fleckes. Diese Merkmale des Verfahrens dienen dazu, eine richtige Einstellung der Schreibleistung für jede Kombination aus Aufzeichnungsgerät und -medium zu liefern. Experimente haben allerdings gezeigt, dass das bekannte Verfahren keinen korrekten Schreibleistungspegel für alle Kombinationen aus Geräten und Medien ergibt.
  • Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu verschaffen, welches einen korrekte Schreibleistungspegel, unabhängig vom verwendeten Gerät und Medium, ergibt. Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, ein optisches Aufzeichnungsgerät zu liefern, welches zur Anwendung dieses Verfahrens angepasst ist.
  • Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches Aufzeichnungsverfahren gelöst, wie es eingangs beschrieben wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der vierte Schritt das Auslesen des voreingestellten Wertes aus dem Medium enthält. Die inkorrekten Schreibleistungspegel in den vorgenannten Experimenten gingen auf eine nicht erwartete Abhängigkeit des voreingestellten Pegels von den Eigenschaften des aufzuzeichnenden Mediums zurück. Obgleich angenommen wurde, dass sämtliche Medieneigenschaften durch die Lesesignale aus den Prüfmustern charakterisiert wurden, stellte sich die Ableitung, welche verwendet wurde, um von Geräteeigenschaften unabhängig zu sein, als von Medieneigenschaften abhängig heraus. Es wurde festgestellt, dass die Kompatibilität zwischen Geräten und Medien in Bezug auf die Einstellung eines optimalen Schreibparameterpegels durch das vorstehende Ableitungsverfahren nur erreicht werden kann, wenn der voreingestellte Wert der Ableitung auf das Medium aufgezeichnet wird. Der voreingestellte Wert wird vorzugsweise vom Hersteller des Mediums aufgezeichnet.
  • Ein Anwender des Mediums kann den voreingestellten Wert ebenfalls aufzeichnen, nachdem er hinreichende Tests an dem Medium ausgeführt hat.
  • Der aufgezeichnete voreingestellte Wert ist vorzugsweise der voreingestellte Wert der normalisierten Ableitung. Die Ableitung wird normalisiert, indem sie mit dem Verhältnis des Aufzeichnungsparameters zum Leseparameter multipliziert wird. Während die Anwendung der Ableitung das Verfahren unempfindlich gegen in dem Aufzeichnungsgerät vorliegende Abweichungen macht, macht die Normalisierung das Verfahren auch unempfindlich gegen unterschiedliche Skalierungsfaktoren in unterschiedlichen Geräten. Derartige Skalierungsfaktoren können durch die Effizienz beeinflusst werden, mit der das optische System in dem Gerät aus einer Reihe aufgezeichneter Marken auf dem Medium und der tatsächlichen Verstärkung des Lesesignals ein Lesesignal erzeugen kann.
  • Die Ableitung und die normalisierte Ableitung der Funktion können auf unterschiedliche Weise bestimmt werden. Es ist möglich, die Ableitung durch bekannte numerische Verfahren zu bestimmen, z. B. durch Bilden von Unterschieden zwischen den Leseparameterwerten und den Schreibparameterwerten und der Berechnung ihrer Verhältnisse oder durch die sogenannte Lagrangesche Formel oder n-Punkt-Verfahren. Da die numerischen Verfahren das in den gemessenen Werten vorliegende Rauschen vergrößern, wird die Ableitung vorzugsweise aus einer Funktion, die durch Kurvenanpassung der Leseparameterwerte und Schreibparameterwerte erhalten wird, analytisch bestimmt. Wenn die Funktion in analytischer Form vorliegt, braucht die Ableitung nicht weiter berechnet werden, vielmehr kann der optimale Wert des Schreibparameters direkt aus der Funktion und dem voreingestellten Wert ermittelt werden.
  • In einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Aufzeichnungsparameter ein Wert eines Schreibleistungspegels des Strahlungsbündels. Die genaue Einstellung des Schreibleistungspegels ist von großer Wichtigkeit für die Qualität der sich daraus ergebenden geschriebenen Marken. Andere Aufzeichnungsparameter können ebenfalls auf einen optimalen Wert eingestellt werden, indem auf einen voreingestellten Wert einer Ableitung Bezug genommen wird, die auf dem Medium gespeichert ist, z. B. eine Löschleistung, Vormagnetisierungsleistung, die Dauer eines ersten, eines dazwischen liegenden und eines letzten Impulses einer Reihe von Impulsen, die verwendet werden, um eine Marke auf das Medium zu schreiben, und Tastgrade dieser Impulse. Wenn beispielsweise eine Reihe von Prüfmustern mit unterschiedlichem Tastgrad der Schreibimpulse angefertigt wird, erlaubt das Verfahren das Einstellen eines optimalen Tastgrades.
  • In einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens ist der Leseparameter eine Modulation der Amplitude eines Lesesignals, abgeleitet von auf dem Medium gespeicherten Informationen. Die Modulation lässt sich leicht von einem Lesesignal ableiten und ist ein geeigneter Parameter zur Optimierung von Schreibparametern. Andere geeignete Leseparameter sind die Reflexion des Mediums in beschriebenen und nicht beschriebenen Teilen und die Anzahl der Fehler in Informationen, welche aus einer Reihe bestimmter Prüfmuster oder aus einer Reihe von Prüfmustern erhalten worden sind, die zufällige Informationen umfassen, wobei die Fehler als Bitfehler oder als Bytefehler bestimmt werden können.
  • Die zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches Aufzeichnungsgerät der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät eine Leseeinheit zum Auslesen des voreingestellten Wertes aus dem Medium enthält, und dass ein Ausgang der Leseeinheit zur Übermittlung des voreingestellten Wertes mit dem zweiten Prozessor verbunden ist.
  • Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher beschrieben.
  • 1 ist ein Schema eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsgerätes,
  • 2 veranschaulicht zwei Lesesignalabschnitte aus zwei Prüfmustern,
  • 3 ist eine graphische Darstellung der gemessenen Modulation als Funktion der Schreibleistung und ihre Ableitung,
  • 4 zeigt ein Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung,
  • 5 ist eine Draufsicht eines Aufzeichnungsmediums, und
  • 6 ist eine Draufsicht eines Musters von Marken in dem Medium.
  • 1 zeigt ein Gerät und ein optisches Aufzeichnungsmedium 1 gemäß der Erfindung. Medium 1 hat ein transparentes Trägermaterial 2 und eine Aufzeichnungsschicht 3, die darauf angeordnet ist. Die Aufzeichnungsschicht umfasst ein Material, das geeignet ist, um darauf Informationen mittels eines Strahlungsbündels zu schreiben. Das Aufzeichnungsmaterial kann beispielsweise ein magnetooptisches, ein Phasenänderungs- ein Farbstoff- oder ein anderes geeignetes Material sein. Informationen können in Form optisch detektierbarer Bereiche, auch Marken genannt, auf Aufzeichnungsschicht 3 gespeichert werden. Das Gerät umfasst eine Strahlungsquelle 4, z. B. einen Halbleiterlaser, um ein Strahlungsbündel 5 auszusenden. Das Strahlungsbündel konvergiert auf Aufzeichnungsschicht 3 über einen Strahlteiler 6, eine Objektivlinse 7 und Trägermaterial 2. Das Medium kann auch lufteinfallend sein, wobei das Strahlungsbündel direkt auf die Aufzeichnungsschicht 3 fällt, ohne ein Trägermaterial zu durchlaufen. Vom Medium 1 reflektierte Strahlung wird durch Objektivlinse 7 konvergiert und fällt – nach Durchgang durch den Strahlteiler 6 – auf ein Detektionssystem 8, welches die auffallende Strahlung in elektrische Detektorsignale umwandelt. Die Detektorsignale werden in einen Schaltkreis 9 gegeben. Der Schaltkreis leitet verschiedene Signale aus den Detektorsignalen ab, beispielsweise Lesesignal SR, welches die aus dem Medium 1 gelesenen Informationen darstellt. Strahlungsquelle 4, Strahlteiler 6, Objektivlinse 7, Detektionssystem 8 und Schaltkreis 9 bilden zusammen eine Leseeinheit 10'. Das Lesesignal aus Schaltkreis 9 wird in einem ersten Prozessor 10 verarbeitet, um Signale abzuleiten, die einen Leseparameter aus dem Lesesignal darstellen und zur Steuerung des Laserleistungspegels notwendig sind. Die abgeleiteten Signale werden einem zweiten Prozessor 11 zugeführt, welcher eine Reihe der Werte des Leseparameters verarbeitet und auf deren Grundlage einen Wert für ein Schreibleistungssteuersignal ableitet. Das Schreibleistungssteuersignal wird mit einer Steuereinheit 12 verbunden. Ein Informationssignal 13, welches die auf Medium 1 zu schreibenden Informationen darstellt, wird ebenso Steuereinheit 12 zugeführt. Der Ausgang von Steuereinheit 12 ist an Strahlungsquelle 4 angeschlossen. Eine Marke auf Aufzeichnungsschicht 3 kann mit einem einzigen Strahlungsimpuls geschrieben werden, dessen Leistung durch den von Prozessor 11 festgestellten optimalen Schreibleistungspegel bestimmt wird. Eine Marke kann ebenso durch eine Reihe von Strahlungsimpulsen von gleicher oder unterschiedlicher Länge und einem oder mehreren Leistungspegeln, die von dem Schreibleistungssignal bestimmt werden, geschrieben werden. Als ein Prozessor gilt jedes Mittel, das geeignet ist, um Berechnungen durchzuführen, z. B. ein Mikroprozessor, ein Digitalsignalprozessor, ein festverdrahteter Analogschaltkreis oder ein feldprogrammierbarer Schaltkreis.
  • Die tatsächliche von Strahlungsquelle 4 ausgesendete Strahlungsleistung kann mit einem nicht gezeigten Detektor gemessen werden, der in einem anderweitig nicht verwendeten Seitenzipfel des Strahlungsbündels oder in Strahlung angeordnet ist, die von einem Element im Lichtweg des Strahlungsbündels reflektiert wird. Das Signal des Detektors kann direkt mit Prozessor 11 verbunden werden. Alternativ kann das Signal mit Steu ereinheit 12 verbunden werden, wo es mit der Spitzenamplitude des Lesesignals kombiniert werden kann, um ein Maß für die an der Aufzeichnungsschicht 3 erhaltene Strahlungsleistung zu bilden, und im Anschluss daran dem Prozessor 11 zugeführt werden kann.
  • Bevor Informationen auf Medium 1 geschrieben werden, stellt das Gerät seine Schreibleistung auf den optimalen Wert ein, indem der nachstehende Vorgang abläuft. Zunächst schreibt das Gerät eine Reihe von Prüfmustern auf Medium 1. Die Prüfmuster sollten so ausgewählt werden, dass sie ein gewünschtes Lesesignal ergeben. Falls der von dem Lesesignal abzuleitende Leseparameter die maximale Modulation eines Lesesignalabschnitts, der sich auf ein Prüfmuster bezieht, ist, sollte das Prüfmuster Marken enthalten, die lang genug sind, um eine maximale Modulation des Lesesignalabschnitts zu erhalten. Wenn die Informationen entsprechend der sogenannten "eight-to-fourteen"-Modulation (EFM) codiert sind, beinhalten die Prüfmuster vorzugsweise die langen I11-Marken des Modulationsschemas. Die Prüfmuster werden jeweils mit einer unterschiedlichen Schreibleistung aufgezeichnet. Der Bereich der Leistungen kann auf der Grundlage eines indikativen Leistungspegels gewählt werden, der als Steuerinformation auf dem Medium gespeichert ist. Nachfolgende Muster können mit einer stufenweise erhöhten Schreibleistung unter der Steuerung von Prozessor 11 geschrieben werden. Die Muster können an beliebiger Stelle auf das Medium geschrieben werden. Sie können auch in speziell vorgesehenen Prüfbereichen auf das Medium geschrieben werden.
  • 2 zeigt die Lesesignalabschnitte 18 und 19, die aus zwei mit zwei unterschiedlichen Schreibleistungspegeln geschriebenen Mustern erhalten wurden. Die gezeichneten Muster beinhalten sowohl im Lesesignalabschnitt 18 als auch im Lesesignalabschnitt 19 eine kurze Marke, eine lange Marke und eine kurze Marke, wie durch die Signalteile 15, 16 bzw. 17 gezeigt. Ein tatsächliches Muster kann einige Hundert Marken unterschiedlicher oder gleicher Länge beinhalten.
  • Prozessor 10 leitet von dem Lesesignal SR einen Leseparameter ab, der zur Bestimmung der optimalen Schreibleistung zu verwenden ist. Ein möglicher Leseparameter ist das Verhältnis der niedrigsten Amplitude eines Lesesignalabschnitts, für Lesesignalabschnitt 18 in 2 durch 'a' angegeben, und der maximalen Amplitude desselben Lesesignalabschnitts, angegeben durch 'b'. Ein bevorzugter Leseparameter ist die normalisierte Modulation, welche das Verhältnis des maximalen Spitze-zu-Spitze-Wertes eines Lesesigals, angegeben durch 'c', und der maximalen Amplitude 'b' des Lesesignalabschnitts ist.
  • Nach dem Lesen der Prüfmuster auf Medium 1 bildet Prozessor 11 eine Reihe von Wertpaaren für die Modulation eines Musters und die Schreibleistung, mit welcher jenes Muster geschrieben worden ist. Die Schreibkräfte können dem Wert des Schreibleistungssteuersignals während der Aufzeichnung der Prüfmuster oder einer Messung der Strahlungsleistung entnommen werden. 3 zeigt schematisch das Ergebnis des verarbeiteten Lesesignals, das aus den Prüfmustern erhalten wurde; jedes Kreuz stellt ein Wertepaar für die Modulation m und die Schreibleistung P eines Prüfmusters dar, wobei die Kreuze zusammen eine Funktion der Modulation m gegenüber der Schreibleistung P bilden. Prozessor 11 passt anhand der gemessenen Modulationswerte eine Kurve an, um einen analytischen Ausdruck für die Variation der Modulation als Funktion der Schreibleistung zu erhalten. Die Kurve wird in 3 als gestrichelte Kurve angegeben. Die Anpassung kann mit dem wohlbekannten Algorithmus der kleinsten Quadrate erfolgen. Die angepasste Kurve wird durch die Funktion m(P) beschrieben.
  • Als nächsten Schritt berechnet Prozessor 11 analytisch eine normalisierte Ableitung der Funktion m(P) in Bezug auf die Schreibleistung P. Die normalisierte Ableitung g(P) ist gleich der Funktion (dm/dP)P/m. Die Funktion g, abgeleitet aus der angepassten Modulation m in 3, wird durch die ausgezogene Kurve dargestellt.
  • Danach leitet der Prozessor eine Zwischenschreibleistung Pi aus der normalisierten Ableitung ab. Zu diesem Zweck liest er einen voreingestellten Wert g0 aus dem Medium aus und bestimmt den Wert der Schreibleistung P, die zu dem voreingestellten Wert gehört, wie er durch die gestrichelten Linien in der unteren Hälfte der 3 angegeben wird. Der Wert von g0 kann ein vom Hersteller des Aufzeichnungsmediums eingestellter und auf dem Medium gespeicherter Wert sein. Im nächsten Schritt wird der Wert der Zwischenleistung Pi mit einer Konstante h, die größer eins ist, multipliziert, woraus sich der optimale Schreibleistungspegel P0 ergibt.
  • Die Werte des voreingestellten Wertes g0 und der Multiplikationskonstante h werden vom Hersteller des Mediums oder vom Anwender während der Initialisierung des Mediums festgelegt und auf dem Medium gespeichert. Der Wert von g0 wird innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 5,0 festgelegt. Bei Werten, die größer als 5,0 sind, verliert die normalisierte Ableitung ihren Vorhersagewert, da die Nähe einer Asymptote dazu führen kann, dass die Werte von P in Bezug auf g0 eng zusammen auf der Schreibleistungsachse liegen. Der erhöhte Messfehler in der Ableitung ist ein weiterer Grund dafür, Werte von g0 über 5,0 zu vermeiden. Bei Werten von g0 unter 0,2 hat die normalisierte Ableitung eine geringe Steigung, wodurch kleine Fehler im Wert der Ableitung eine große Streuung der Werte von Pi, die mit g0 verbunden sind, ergeben. Experimente an wiederbeschreibbaren Aufzeichnungsmedien in einem CD-Format ergaben Werte von g0 in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 und bei Medien mit einer höheren Dichte in einem Bereich von 2,0 bis 4,0. Die Multiplikationskonstante wird vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1,00 bis 1,35 eingestellt und gleichfalls auf dem Medium aufgezeichnet. Die optimale Schreibleistung P0, gleich (hPi), wird im allgemeinen auf einen Wert nahe der Schreibleistung eingestellt, wo die Modulation m zu saturieren beginnt. Eine optimale Löschleistung kann von der optimalen Schreibleistung abgeleitet werden, indem die optimale Löschleistung Pe gleich (kP0) genommen wird, mit k als Multiplikationskonstante. Die Konstante k kann auf dem Medium gespeichert sein und liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs 0,40 bis 0,66.
  • In einem bevorzugten Verfahren des Einstellens von g0 und h wird die optimale Schreibleistung eines speziellen Mediums bestimmt durch Herausfinden der Schreibleistung, welche das geringste Zittern des Lesesignals von auf dem Medium geschriebenen Informationen ergibt. Die Informationen sind vorzugsweise zufällige Informationen. Danach wird die normalisierte Ableitung dm/dP (P/m) aus einer geschriebenen Reihe von Prüfmustern wie oben beschrieben ermittelt. Ein Wert für g0 wird ausgewählt, welcher innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, d. h. wo die normalisierte Ableitung weder zu flach noch zu steil ist. Der zugehörige Wert von Pi wird durch die normalisierte Ableitung bestimmt. Der Wert von h ist jetzt gleich P0/Pi. Diese Werte von g0 und h können auf alle Medien des gleichen Typs, d. h. mit dem gleichen Produktionsprozess hergestellte Medien, zur Verwendung in allen Aufzeichnungsgeräten aufgezeichnet werden. Im Allgemeinen haben unterschiedliche Arten von Medien, z. B. Medien von unterschiedlichen Herstellern, unterschiedliche aufgezeichnete Werte von g0 und, falls erforderlich, auch unterschiedliche aufgezeichnete Werte von h. Wenn für eine bestimmte Anwendung der Wert von h festgelegt und nicht auf dem Medium aufgezeichnet ist, sollte der aufzuzeichnende Wert von g0 so ausgewählt werden, dass der zugehörige Wert von Pi multipliziert mit dem festgelegten Wert von h die optimale Schreibleistung P0 ergibt.
  • Es stellt sich heraus, dass der Wert der normalisierten Ableitung kaum durch Schwankungen der Parameter des Aufzeichnungsgerätes beeinflusst wird. Wenn der optimale Schreibleistungspegel in Abhängigkeit von der normalisierten Ableitung ausgewählt wird, ist der ausgewählte Pegel für zuverlässiges Aufzeichnen auf einer großen Vielzahl an Aufzeichnungsmedien mittels unterschiedlicher Aufzeichnungsgeräte geeignet. Der Schreibleistungspegel kann ausgewählt werden, indem der Leistungspegel genommen wird, der einem voreingestellten Wert der normalisierten Ableitung entspricht. Die Vorteile der Verwendung der normalisierten Ableitung können auch erhalten werden, wenn keine Kurvenanpassung durchgeführt wird. In jenem Fall kann die Ableitung aus dem Leseparameter im Verhältnis zu Daten des Schreibleistungspegels bestimmt werden, indem beispielsweise Unterschiede zwischen den gemessenen Werten berechnet werden. Das Weglassen der Stufe der Kurvenanpassung wird allerdings das Rauschen in den Werten der Ableitung erhöhen, wodurch die Verwendung der Ableitung zur Einstellung der optimalen Schreibleistung für einige Medien vereitelt wird.
  • Die durch die Wertepaare (m, P) anzupassende Funktion kann ein oder mehrere Polynome sein, welche vorzugsweise orthogonal sind. Die Kurve kann dann wie folgt geschrieben werden: (1) m(P) = iaifi(P)
  • Die normalisierte Ableitung wird in der analytischen Form angegeben
    Figure 00090001
    wobei f (P) die Ableitung der Funktion f in Bezug auf Parameter P ist. Der Wert von Pi kann anhand der Gleichung (3) g(Pi) = g0 gefunden werden.
  • Abhängig von der Auswahl der anzupassenden Kurve kann der Wert Pi in Form eines analytischen Ausdrucks oder als das Ergebnis einer numerischen, sukzessiven Lösungannäherungsmethode wie beispielsweise der "regula falsi" oder Newtons Methode gefunden werden. Die Verwendung eines analytischen Ausdrucks, wenn dies möglich ist, hat den Vorteil, dass er die korrekte Lösung liefert, wohingegen eine sukzessive Annäherung zu einer unerwünschten Lösung der Gleichung führen kann. Wenn eine analytische Form der Gleichung (3) gefunden werden kann, muss die normalisierte Ableitung g nicht mehr bestimmt werden, sondern der voreingestellte Wert g0 kann direkt in die Gleichung (3) eingesetzt werden, um den zugehörigen Wert von Pi zu bestimmen.
  • Ein geeigneter Satz orthogonaler Polynome fi sind die Legendre-Polynome. Die vier niedrigstwertigen Legendre-Polynome werden angegeben durch:
  • Figure 00100001
  • Da diese Polynome auf dem Intervall –1 < p < +1 definiert werden und die Schreibleistungen dem Bereich Pmin bis Pmax entnommen werden, sollten die anzupassenden Schreibleistungswerte skaliert werden, entsprechend
  • Figure 00100002
  • Die skalierten Schreibleistungspegel Ps müssen jetzt in den Formeln der Gleichung (4) verwendet werden. Der Wert von Pi, der anhand Gleichung (3) gefunden wurde, muss in den Bereich Pmin bis Pmax zurück skaliert werden.
  • Bei der Verwendung eines digitalen Prozessors müssen die Eingangswerte von m und P mit einem Analog-Digital-Umsetzer von einem analogen Wert in einen digitalen Wert umgesetzt werden. Es kann dafür gesorgt werden, dass die Anzahl der Bits der digitalen Ausgangswerte dem Rauschen in den gemessenen Werten entspricht. Ist beispielsweise das Rauschen in den Werten eines Parameters 1% des maximalen Wertes des Parameters, sollte der Umsetzer mindestens 8 Bit tief sein, wodurch ein zusätzliches Quantisierungsrauschen von 1/28 = 1/256 eingeführt wird.
  • Wenn Prozessor 11, in welchem die vorstehenden Berechnungen angestellt werden, aus Kostengründen ein kleiner Prozessor ist, werden die Berechnungen vorzugsweise in einem ganzzahligen Format durchgeführt. Die Werte von m und P sollten daher von reellen in ganzzahlige Werte umgesetzt werden. Die Multiplikationskonstante für diese Umsetzung sollte groß genug sein, um nicht zusätzliches Rauschen einzuführen, und klein genug, um nicht zu viel Rechenleistung zu verlangen. Ein guter Anhaltspunkt ist es, die Konstante so auszuwählen, dass das in dem Wert von m oder P vorliegende Rauschen, wie in der ganzzahligen Darstellung des Wertes festgestellt, etwas größer als der Wert ist, der dem am wenigsten signifikanten Bit in der ganzzahligen Darstellung entspricht. Das Rauschen in dem Wert schließt das zuvor genannte Quantisierungsrauschen ein. Wenn beispielsweise das Rauschen in den Werten von m 0,5% des maximalen Wertes von m beträgt, dann ist ein Multiplikationsfaktor von etwa 1000, dividiert durch den maximalen Wert des Parameters, angemessen.
  • Anstelle der Verwendung einer Reihe von Polynomen zur Anpassung der Werte von m und P kann auch eine einzelne Funktion verwendet werden. Die Funktion hat vorzugsweise eine Asymptote für große Werte von P. Sie sollte unterschiedliche Parameter haben, deren Werte durch die Kurvenanpassung zu bestimmen sind. Die Funktion sollte Parameter für den Wert der Funktion bei kleinen Werten von P, für die Ableitung der Funktion bei Zwischenwerten von P und für den Wert der Funktion bei größeren Werten von P haben. Eine geeignete Funktion ist
  • Figure 00110001
  • Die normalisierte Ableitung kann in analytischer Form angegeben werden. Gleichung (4) wird dann zu einer Quadratgleichung reduziert, wodurch die Lösung ohne sukzessive Annäherung gefunden werden kann.
  • Andere geeignete Funktionen sind der Arkustangens und der Hyperbeltangens: (7) f(P) = a0arctan(a1P –a2) (8) f(P) = a0tanh(a1P –a2)
  • Die Werte des Arkustangens und des Hyperbeltangens können in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, um die Berechnungen zu beschleunigen.
  • 4a zeigt das erfindungsgemäße scheibenförmige Aufzeichnungsmedium 1. Das Aufzeichnungsmedium hat eine durchlaufende Spur 109, die der Aufzeichnung dient, welche in einem spiralförmigen Muster aus Windungen angeordnet ist. Die Windungen können auch konzentrisch anstelle von spiralförmig angeordnet werden. Die Position von Spur 109 auf dem Aufzeichnungsmedium wird durch ein Servomuster, beispielsweise in Form von einer Vorrille 104, angegeben, welches einem Schreib-/Lesekopf ermöglicht, Spur 109 während des Scannens zu folgen. Alternativ kann ein Servomuster beispielsweise aus gleichmäßig verteilten Untermustern bestehen, die bewirken, dass Signale sich periodisch in einem Servospurfolgesystem entwickeln. 4b zeigt einen Schnitt entlang Linie b-b des Aufzeichnungsmediums 1, wobei Trägermaterial 2 von Aufzeichnungsschicht 3 und einer Schicht 107 bedeckt ist und der Querschnitt der drei Rillen 104 sichtbar ist. Vorrille 104 kann auch als erhobener Teil des Trägermaterials oder als ein Material mit einer unterschiedlichen Eigenschaft zu seiner Umgebung ausgebildet sein. Die Aufzeichnungsschicht 3 kann optisch oder magnetooptisch mit Hilfe eines Aufzeichnungsgerätes beschrieben werden. Informationen in der Aufzeichnungsschicht werden durch Muster von Marken dargestellt. Informationen werden in Spur 109 in einem Aufzeichnungsvorgang gespeichert, bei welchem jede Marke durch einen oder mehrere Aufzeichnungsimpulse von konstanter oder variabler Schreibleistung in Abhängigkeit von beispielsweise der Länge der Marke gebildet wird. Die Aufzeichnungsparameter des Aufzeichnungsprozesses, wie beispielsweise die Schreibleistung, die Anzahl der Impulse, die Variation und der Tastgrad, sind auf das Aufzeichnungsmedium abzustimmen, insbesondere auf die Materialeigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums. Ein Beispiel für einen beschreibbaren Aufzeichnungsträger ist die bekannte CD Write Once oder CD-MO für Computeranwendungen. Eine ausführliche Beschreibung des beschreibbaren CD Systems, das in ähnlicher Weise Informationen beinhaltet, ist in US-4.901.300 (PHN 12.398) und US 5.187.699 (PHQ 88.002) zu finden. Eine Beschreibung des Lesens einer CD und der Anwendung des Vorrillenabschnitts ist in dem Buch "Principles of optical disc systems" von Bouwhuis et al., ISBN 0-85274-785-3 zu finden.
  • Die 4c und 4d zeigen jeweils einen vergrößerten Ausschnitt 102 von Medium 1, mit einer speziellen Ausführungsform einer Rille, die eine periodische Modulation (Wobbelung) aufweist. Diese Wobbelung verursacht das Auftreten eines zusätzlichen Signals in einem Servospurfolge-Aufnehmer. Die Wobbelung ist beispielsweise mit einem Hilfssignal frequenzmoduliert und in dem Hilfssignal sind Informationen codiert. Eine Be schreibung eines Aufzeichnungsmediums, das derartige Informationen in der Rille gespeichert hat, ist in EP-A 0 397 238 zu finden. Die Vorrille ist bestens geeignet, um für den Aufzeichnungsprozess indikative Kontrollinformationen aufzunehmen. Aufzeichnungsmedien einer anderen Art wie beispielsweise ein optisches Band können auf andere Art und Weise mit Kontrollformationen versehen werden, zum Beispiel durch Anbringen eines Kontrollbereichs zu Beginn des Bandes oder entlang einer Zusatzspur.
  • Wenn das Medium bei der Nenngeschwindigkeit für ein Medium vom CD-Typ gelesen wird, hat das zusätzliche, von der Vorrille kommende Signal eine Frequenz von 22,05 Hz, frequenzmoduliert bei einer Abweichung von 1 kHz. Nach FM-Demodulation und Digitalisierung ergibt sich ein Bitstrom mit einer Bitrate von 3150 bit/s. Der Bitstrom wird in Frames von jeweils 42 Bits unterteilt, wobei jeder Frame aus 4 Synchronisationsbits, 24 Informationsbits und 14 Fehlerkorrekturbits – in dieser Reihenfolge – besteht. Der Inhalt der in einem Frame gespeicherten Informationen ist abhängig von der Position des Frame in dem Bitstrom. In einer Gruppe von zehn Frames beinhalten neun aufeinanderfolgende Frames einen Zeitcode, der ATIP (Absolutzeit in der Vorrille) genannt wird, welcher dazu verwendet wird, auf Anwenderinformationen auf dem Medium zuzugreifen. Der zehnte Frame aus der Gruppe der zehn Frames beinhaltet Kontrollinformationen. Drei aufeinanderfolgende Frames mit Kontrollinformationen, räumlich aufgeteilt durch neun Zeitcodeframes, beinhalten einen indikativen Wert für die Leistung Pi, einen Wert für den Multiplikationsfaktor h, einen Wert für die normalisierte Ableitung g0 und einen Wert für die Multiplikationskonstante k. Die Frames, welche Kontrollinformationen beinhalten, werden vorzugsweise vor einem Bereich angeordnet, welcher zum Aufzeichnen von Anwenderinformationen benutzt wird, beispielsweise im Vorlaufbereich eines Mediums vom CD-Typ.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsmediums 1, versehen mit einer Spur 30. Die Spur kann kreis- oder spiralförmig sein und beispielsweise die Form einer geprägten Rille oder Rippe haben. Die Fläche des Mediums wird aufgeteilt in einen Informationsaufzeichnungsbereich 31 zum Schreiben der Anwenderinformationen und einen im allgemeinen nicht zum Abspeichern von Anwenderinformationen gedachten Steuerbereich 32 zum Speichern der für das Schreiben, Lesen und Löschen von Informationen relevanten Informationen auf dem Medium. Der Steuerbereich 32 wird in der Figur durch eine gestrichelte Spur gekennzeichnet. Der Informationsaufzeichnungsbereich 31 ist von einer Art, bei der sich eine optisch detektierbare Eigenschaft verändert, wenn sie einer Strahlung oberhalb eines bestimmten Schreibleistungspegels hinaus ausgesetzt wird. Der Wert von g0 kann als Kontrollinformationsmuster im Steuerbereich 32 des Mediums gespeichert werden. Wenn der Steuerbereich geprägt wird, muss der Hersteller des Mediums den Wert aufzeichnen. Alternativ kann der Anwender den Wert beispielsweise während der Initialisierung des Mediums aufzeichnen, was das Aufzeichnen eines plattenspezifischen Wertes ermöglicht. Die Werte von h und k können ebenfalls wie der Wert von g0 aufgezeichnet werden. 6 zeigt einen stark vergrößerten Teil der Spur 33 mit einem Muster von Marken 34, in welchem die Kontrollinformationen codiert sind.
  • Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführnngsform erläutert worden ist, welche die Schreibleistung als Aufzeichnungsparameter und die Lesesignalmodulation als Leseparameter verwendet, wird deutlich sein, dass andere Kombinationen der Aufzeichnungs- und Leseparameter in der Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann ein bestimmtes Timing des Impulsmusters, das für die Aufzeichnung einer Marke verwendet wird, als Aufzeichnungsparameter und das Zittern des Lesesignals als Leseparameter verwendet werden.

Claims (11)

  1. In einem optischen Aufzeichnungsgerät zum Schreiben von Informationen auf ein optisches Aufzeichnungsmedium durch ein Strahlungsbündel, ein Verfahren zur Einstellung eines optimalen Wertes eines Schreibparameters, mit einem ersten Schritt des Schreibens einer Reihe von Prüfmustern auf das Aufzeichnungsmedium, jedes Muster mit einem unterschiedlichen Wert des Schreibparameters (P), einem zweiten Schritt des Lesens der Muster zur Bildung entsprechender Lesesignalabschnitte, einem dritten Schritt des Ableitens eines Wertes eines Leseparameters (m) von jedem Lesesignalabschnitt, wobei die Werte eine Funktion des Leseparameters gegenüber dem Schreibparameter bilden, und einem vierten Schritt des Auswählens des optimalen Wertes (Po) des Schreibparameters in Abhängigkeit von einem voreingestellten Wert (g0) einer Ableitung der Funktion, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Schritt das Auslesen des voreingestellten Wertes aus dem Medium enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Ableitung eine normalisierte Ableitung ist, bestimmt durch Multiplikation der Ableitung der Funktion in Bezug auf den Schreibparameter und dann Multiplikation mit einem Verhältnis des Leseparameters und des Schreibparameters.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der vierte Schritt die Unterschritte der Bestimmung einer Ableitung der Funktion und der Bestimmung des Schnittpunktes der Ableitung mit dem voreingestellten Pegel enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin der dritte Schritt den Schritt der Kurvenanpassung der Werte des Leseparameters und des Schreibparameters an die Funktion enthält, wodurch eine Beziehung zwischen dem Leseparameter und dem Schreibparameter definiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Aufzeichnungsparameter ein Wert eines Schreibleistungspegels des Strahlungsbündels ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Leseparameter eine Modulation der Amplitude eines Lesesignals ist, abgeleitet von auf dem Medium aufgezeichneten Informationen.
  7. Gerät zum Schreiben von Informationen auf ein optisches Aufzeichnungsmedium (1), mit einer Strahlungsquelle (4) zum Aussenden eines Strahlungsbündels (5) in Abhängigkeit von einem steuerbaren Wert eines Schreibparameters zum Schreiben von Informationen auf das Medium, einer Steuereinheit (12) zum Schreiben einer Reihe von Prüfmustern, jedes Muster mit einem unterschiedlichen Wert des Schreibparameters, einer Leseeinheit (4, 6, 7, 8, 9) zum Lesen der Muster und Bilden entsprechender Lesesignale, einem ersten Prozessor (1a) zum Ableiten eines Wertes eines Leseparameters von jedem Lesesignal, wobei die Werte eine Funktion des Leseparameters gegenüber dem Schreibparameter bilden, einem zweiten Prozessor (11), wirksam angeschlossen zum Ableiten eines optimalen Wertes des Schreibparameters in Abhängigkeit von einem voreingestellten Wert einer Ableitung der Funktion, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine Leseeinheit zum Auslesen des voreingestellten Wertes aus dem Medium enthält, und dass ein Ausgang der Leseeinheit zur Übermittlung des voreingestellten Wertes mit dem zweiten Prozessor verbunden ist.
  8. Gerät nach Anspruch 7, worin der zweite Prozessor wirksam angeschlossen ist zum Ableiten einer Ableitung der Funktion und zum Bestimmen des Schnittpunktes der Ableitung und des voreingestellten Wertes.
  9. Gerät nach Anspruch 7, worin die Ableitung eine normalisierte Ableitung ist, gebildet durch Multiplikation der Ableitung mit dem Schreibparameter geteilt durch den Leseparameter.
  10. Gerät nach Anspruch 7, worin der Schreibparameter ein Schreibleistungspegel des Strahlungsbündels ist.
  11. Gerät nach Anspruch 7, worin der Leseparameter eine Amplitude eines Lesesignals ist.
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