NL7909217A

NL7909217A - Inrichting voor optische gegevensregistratie.

Info

Publication number: NL7909217A
Application number: NL7909217A
Authority: NL
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1980-07-01
Also published as: GB2040539A; DE2951215A1; US4308612A; FR2445580A1; CA1145845A; DE2951215C2; FR2445580B1; GB2040539B

Description

ft -1-.

793551/Ti/AA/vL

Aanvraagster: Hitachi, Ltd., Tokyo, Japan

Korte aanduiding: Inrichting voor optische gegevensregistratie

De uitvinding heeft betrekking op een registratie-inrichting die door middel van een lichtbundel in een registratiemiddel gegevens op een schijf registreert en in het bijzonder op een inrichting voor gegevensregistratie waarin, indien de gegevens correct zijn geregistreerd, tegelijk 5 met de registratie gecontroleerd kan worden.

Tot nu toe werden de inrichtingen voor.de registratie van digitale gegevens met hoge dichtheid, bij. voorbeeld, in een systeem met een. magne-' tische schijf, de foutcontrole ter inspectie van onvolmaaktheden in een : registratiemiddel voor de registratie uitgevoerd, werd gelijktijdige lees-10 en schrijfbewerking voor het uitlezen van de gegevens onmiddellijk na de registratie en de controle van de geregistreerde toestand tijdens de regi-| stratie uitgevoerd, en werd verder een foutcorrectiecode (ECC) aan een ! signaal toegevoegd voor een sterke verbetering van de bitfoütsnelheden van . de geregistreerde gegevens.

15 In een optische schijfgeheugeneenheid voor de optische registratie van digitale gegevens was .het eveneens noodzakelijk de bewerking ter verbetering van de bitfoütsnelheden uit.te voeren.

De uitvinding beoogt een optisch gegevensregistratie-inrichting te verschaffen met een gelijktijdige lees·^ en schrijfbewerking, waarin een 20 gereflecteerde bundel vanaf een registratiemiddel tijdens.registratie wordt gedetecteerd en een geregistreerde toestand op basis van de gereflecteerde bundel tijdens registratie van de gegevens wordt gecontroleerd.

Daartoe wordt volgens de uitvinding gereflecteerd licht, afkomstig van de reflectie van een lichtbundel vanaf een optische.schijf door middel 25 van een lichtdetector gedetecteerd en wordt de geregistreerde toestand van de gegevens op de optische schijf gecontroleerd op basis van een variatie in de hoeveelheid gereflecteerd licht.

De uitvinding wordt.toegelicht aan de hand van de.tekening:

Fig. 1 is een blokdiagram van een uitvoering volgens.de uitvinding; 30 fig. 2(a) - 2(h) zijn signaalvormdiagrammen ter toelichting van de uitvinding; fig. 3 is een blokdiagram van noodzakelijke gedeelten van een uitvoering volgens de uitvinding; 7909217 i -2- fig. 4(a) - 4(g) zijn signaalvormdiagrammen ter toelichting van de werking van de uitvoering volgens fig. 3; fig. 5 is een blokdiagram van noodzakelijke delen in een andere uitvoeringsvorm; en 5 fig. 6 is een diagram ter toelichting van de geregistreerde gegevens- toestand.

Fig. 1 is een schema van een uitvoering volgens de uitvinding. Volgens de figuur worden vanaf een gegevensbron 1 afkomstige gegevens door middel van een signaalmodulator 2 in seriële gegevens omgezet, die naar 10 een stuurtrap 3 voor een diodelaser, die een lichtbron vormt, gestuurd worden. Een direkt door de stuurtrap 3 aan pulsmodulatie onderworpen laserbundel vanaf de diodelaser 4 gaat door een lens 5, een halfdoorlatende spiegel of bundelsplitser 6, een spiegel 7 en een focuseringslens 8 en wordt tot een vlekgrootte van ongeveer 1 yam. - 2 yum op een registratie-15 middel 10 van een optische schijf 9 gefocuseerd. De optische schijf 9 wordt dus zodanig uitgevoerd, dat een metaal (Bi,,Al of dergelijke) of chalcogeen glas (As, Ge, Te, Se of dergelijke) voor gebruik als het registratiemiddel 10 als een dunne film met een dikte van ongeveer 10 nm - 100 nm op een vlakke schijf 14 van. glas, kunststof. of dergelijke 20 . opgedampt wordt. Het registratiemiddel 10.registreert .de gegevens in de "aan" of "uit" toestand (de aanwezigheid.of afwezigheid van een gat) met behulp van de gefocuseerde lichtvlek. Tijdens de registratie doorloopt een. vanaf de schijf gereflecteerde bundel dezelfde optische weg als die voor de registratie door de reflectie, wordt door de halfdoorlatende spiegel 6 25 gesplitst en naar een lichtdetector 11 gevoerd.

Op dit moment wordt de relatie tussen het modulerend signaal van de diodelaser en een van de lichtdetector 11 afkomstig reflectiesignaal als getoond in de fig. 2(a) en 2(b).

Zoals getoond in fig. 2(a) heeft het modulerend signaal van de 30 diodelaser 4 een vorm, waarin de pulscomponenten PL en,een gelijkstroom-component DC gesuperponeerd zijn. Indien de door een dergelijk modulerend ; signaal gemoduleerde laserbundel op de schijf 9 wordt, geprojecteerd wordt de^anaf de schijf 9 gereflecteerde bundel door de detector 11 gedetecteerd en wordt het reflectiesignaal volgens fig. 2(b) verkregen. Het reflectie-35 signaal heeft een maximum piekwaarde gedurende T seconden, hetgeen vereist is voor de temperatuurverhoging van het registratiemiddel 10. Bij de aanvang van het vormen van een gat in het registratiemiddel neemt het reflectiesignaal af en verdwijnt zelfs na de pulscomponent, waarbij de gelijkstroom- 79 0 92 1 7 -3- : component van het reflectiesignaal afneemt. De redenen daarvoor zijn, dat : daar het gereflecteerde licht na de start van perforatie van het registratiemiddel afneemt het reflectiesignaal overeenkomstig afneemt en dat zelfs nadat de laserbundel verdwenen is tengevolge van de Gaussische |5 bundel de gelijkstroomcomponent afneemt alsof het gat thermisch verkregen ; werd.

Het is gebleken, dat, zoals getoond in fig. 2(b), het reflectiesignaal de maximum piekwaarde heeft gedurende de periode van T seconden voor de tonperatuurstijging op het registratiemiddel 10, waarna de gere-j 10 flecteerde bundel tot ongeveer 1/3 van de maximum piekwaarde afneemt indien het gat na T seconden gevormd gaat worden. Dienovereenkomstig moet, indien het ingangsvermogen van de bundel constant.is, de duur T van de maximum piek constant zijn. Bij aanwezigheid, van onregelmatigheden (stof, * krassen, gaatjes etc.) van het registratiemiddel zelf treedt echter de 15 toestand op, waarin de duur T langer wordt (in geval waar geen gat wordt verkregen) of de toestand waarbij de maximum piekwaarde niet optreedt (in geval waar reeds een gat verkregen is). Indien,er in de periode waarin ; niet geregistreerd wordt reeds een gat aanwezig is, zal de minimum piek-duur met de gelijkstroomcomponent van de lasermodulatiesignaal optreden.

i ' 20 Van deze toestanden treden in het geval waarbij, in.de.registratieperiode geen gat wordt verkregen en in het geval waarbij in de niet-registratie-periode reeds een gat aanwezig is gegevensfouten op.

Dientengevolge is het feit of de geregistreerde toestand goed of slecht is kenbaar te maken door de detectie van de maximum piekduur T van 25 het reflectiesignaal en de detectie van de minimum piekduur daarvan. Dit zal worden beschreven aan de hand van.fig. 3 en fig. k(a) - Mg)·

De fig. U(a) en Mb) tonen signaaldiagrammen overeenkomend met de figuren 2(a) resp. 2(b). Fig. Ma) toont een voorbeeld, van het lichtmodu-lerend signaal, terwijl fig. Mb) het reflectiesignaal in fig. 2(b) sche-30 . matisch toont.

De in fig. 1 getekende gereflecteerde bundel, die door de lichtdetector 11 is ontvangen, wordt door een versterker 12 versterkt en het versterkte signaal wordt naar een controleketen 13 gevoerd. De uitvoering : van deze controleketen is in fig. 3 getoond. Volgens fig. 3 wordt het 35 reflectiesignaal (fig. Mb)) naar een vergelijker 131 gevoerd, worden pulsen met de maximum piekduur T gedetecteerd (fig. Mc)) en wordt de detectie van de mi m'mum piekduur in een vergelijker 132 uitgevoérd 7909217 -4- : (fig. 4(d)). .In fig. Mb) geven de aanduidingen i en ii buitengewone gevallen aan, waarbij het eerste geval betrekking heeft op het geval waar ; geen gat in de registratieperiode wordt verkregen en het laatste geval waar een gat reeds in de niet-registratieperiode bestaat. , Met behulp van ;5 monostabiele multivibrators 133 en 134 worden pulsen met elke gewenste . breedte na T seconden na de stijgende delen van de pulsen in fig. 4(c) ; opgewekt (fig. Me)).. Het logische produkt van deze signalen met het signaal in fig. Mc) wordt door middel van een EN-poort 135 verkregen. Dan wordt een foutcontrolesignaal (getoond in fig. 4(f).) verkregen van een bit 10 waar geen gat tijdens de registratieperiode verkregen was. De logische soa van het signaal in fig. 4(d) en het signaal in fig. 4(f) wordt door middel van een OR-poort 136 gevormd. Vervolgens kan de foutcontrole van de geregistreerde gegevens uitgevoerd worden. Het foutsignaal (getoond in fig. 4(g)) wordt naar de signaalmodulator 2 gevoerd en er wordt beslist, 15 ... .

' dat de nu geregistreerde, gegevens.foutief zijn en dezelfde gegevens m de volgende sector op de schijf opnieuw geregistreerd worden. Fig. 6 toont de geregistreerde toestand van de schijf. Op de schijf wórdt de registratie in iedere sector uitgevoerd. Indien bij ;,wijze van,voorbeeld wordt ge-: steld, dat in een sector A reeds gegevens zijn geregistreerd en dat een 20 .

, fout is gedetecteerd, wordt een foutaanduiding 101 in.het achterste gedeelte van de sector geregistreerd ter indicatie, dat de gegevens in de sector. A foutief, zijn. Vervolgens wordt .het adres.vernieuwd en worden dezelfde gegevens in een sector B geregistreerd.., Indien, de gegevens normaal geregistreerd zijn geworden,'wordt de foutaanduiding.niet geregistreerd. x In het voorgaande is het geval toegelicht.waar de geregistreerde toestand van gegevens wordt gecontroleerd door de detectie van.de maximum piekduur en de minimum piekduur. De.uitvinding is daartoe echter niet beperkt daar de geregistreerde toestand van gegevens eveneens gecontroleerd kan worden door detectie van de afname van de gelijkstroomccmponent.

30 .

Het,is gebleken, dat het afgenomen gedeelte van de gelijkstrocm-component gedurende enkele honderden nanoseconden.bestaat. De detectie van een dergelijke afname van een gelijkstroamcomponent van heet modulerings-signaal is van nut voor de controleVan de aanwezigheid of afwezigheid van een gat vooral bij.registratie met een vlek. De "vlekregistratie" betreft ΟΓ een registratiewijze, waarbij een .putje(gat) met dezelfde vorm:als die van de vlek van de lichtbundel in het registratiemiddel wordt gevormd en waarbij de registratie van gegevens afhankelijk van de aanwezigheid of afwezig- 7909217 j.....'T".......... -5- heid van het putje wordt uitgevoerd. Een dergelijke registratie kamt overeen met een geval waarbij de afstand waarmee de lichtvlek over het regi-: stratiemiddel wordt bewogen binnen het tijdinterval van belichting van het registratiemiddel door de lichtbundel kleiner is dan de vlekdiameter.

5 Wordt, in dit verband gesteld dat d de vlekdiameter aangeeft,, D de diameter . . van de schijf, N de rotatiefrequentie van de schijf,, en ΔΤ de belichtings- | tijd van de bundel, dan wordt voldaan aan de volgende relatie:

d£> TT DN. AT

, Indien als voorbeeld wordt genomen, dat cL 2. yum bedraagt, wordt Έ 1+ omwen-10 telingen per seconde en &T 250 ns.

Bij deze vlekregistratie wordt het, indien de vlek kleiner wordt, moeilijker om de afname van het reflectiesignaal in de vorm van de afname, van de pulscamponent PL te detecterën, d.w.z. om de maximum piekduur T te detecteren. De afname van het reflectiesignaal of de aanwezigheid van een 15 gat kan daarom met een grotere betrouwbaarheid worden gecontroleerd door detectie van de afname van de gelijkstroamcamponent DC.

Hierna zal aan de hand van de figuren een geval beschreven worden, waar de aanwezigheid of afwezigheid van een gat in het registratiemiddel zodanig wordt gecontroleerd dat het afgenomen deel van de gelijkstroam-20 component na de belichting met de lichtbundel wordt gedetecteerd door vergelijkingen met een vooraf bepaalde drempelwaarde.

Fig. 5 toont een keten volgens een uitvoeringsvorm in het bovengenoemde geval, terwijl de figuren 2(c) - 2(h) signaaldiagrammen zijn ter 1 toelichting van de werking van de uitvoeringsvorm.

25 Als fouten tijdens de registratie zijn er (1) een geval waar geen gat is verkregen en (2) een geval waar ondanks de afwezigheid van een re-gistratiepuls een gat aanwezig is (een fout in het registratiemiddel, etc.). In fig. 2(b) is het geval (1)' aangegeven met de aanduiding * en het geval (2) met de aanduidingen **. De gereflecteerde bundel die door de licht-30 detector 11 is ontvangen, wordt versterkt door de versterker 12 en het resulterend.signaal wordt naar de foutcontroleketen 13 gevoerd. De uitvoering van deze foutcontroleketen 13 is in fig. 5 getoond. Indien volgens fig. 5 het reflectiesignaal (zie fig. 2(b)) met een.vergelijkingsniveau ,. welke kenmerkend is voor de voorafbepaalde drempelwaarde, in een vergelij-35 ker 1515 worden vergeleken, wordt een signaal A als in fig. 2(c) verkregen. Vervolgens wordt een signaal B met een pulsbreedte t (bij voorbeeld 150 ns - 500 ns) bij het afnemende deel van het de bundel modulerende sig- 7909217 : ...................-6- naai door een monostabiele multivibrator 151 gegenereerd (zie fig. 2(d)). Voor de detectie van de fout aangegeven met wordt het logisch produkt tussen het signaal A en een signaal verkregen door omkering van het sig-; naai B door middel van een invertor 158 verkregen door middel van een 5 EN-poort 153 (signaal C getoond in fig. 2(g)). Voor de detectie van de fout aangegeven met * wordt het logische produkt tussen het signaal A en het signaal B verkregen door middel van een EN-poort 15U (signaal D getoond in fig. 2(e)). Daarna wordt dit signaal naar de D aansluiting van een D-flip-flop 156 gevoerd. Een signaal, dat wordt verkregen door omke-10 ring van het de bundel modulerend signaal door middel, van een invertor 159, wordt door middel van een vetragingsketen 155 met Δΐ (bij voorbeeld ongeveer 50 ns) vertraagd en naar een aansluiting voor een kloksignaal (CK) van de D-flip-flop 156 gevoerd. Bij het stijgende deel van het signaal van de aansluiting CK wordt dan een niveau aan de aansluiting D naar de uit-15 gangsaansluiting (Q) van de flip-flop gevoerd en wordt aldus een signaal E (getoond in fig. 2(f)) aan de uitgangsklem Q verkregen.

Een signaal F (getoond in fig. 2(h)) gevormd door de som van het signaal E, dat kenmerkend is voor het optreden van de fout met de aanduiding *, en van.het signaal C, dat kenmerkend is voor het optreden van 20 de fout met de aanduiding **, van welke signalen de logische scm door middel van een OF-poort 157 wordt genomen, stelt het controle-signaal van de tijdens de registratie opgetreden fouten voor.

Indien het foutcontrolesignaal opgewekt wordt,, wordt beslist, dat er een fout in de nu geregistreerde gegevens opgetreden is en worden 25 dezelfde gegevens in een andere locatie als toegelicht aan de hand van fig. 6 opnieuw geregistreerd. Er wordt dus steeds foutloze registratie van gegevens verkregen.

De genoemde uitvoeringsvormen zijn toegelicht bij gebruik van de diodelaser voor de registrerende lichtbron. Het is gebleken, dat echter 30 gelijke resultaten worden verkregen indien gaslasers (bij voorbeeld He-Ue laser en Ar laser) worden gebruikt.

Zoals hierboven uiteengezet, kan volgens de uitvinding de registra-tie-inrichting van gegevens, die foutcontrole kan uitoefenen met betrekking of een signaal al dan niet goed is geregistreerd, bedreven worden in 35 de vlekregistratiewijze, waarbij de gegevens afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van het gat geregistreerd worden.

7909217

Claims

1. Registratie-inriehting voor gegevens met een signaalbron voor de opwekking van digitale gegevens, lichtbundelopwekkingsmiddelen voor de opwekking van een door de digitale gegevens gemoduleerde bundel en optische middelen voor de focusering van de van de lichtbundelopwekkings-5 middelen afkcmstige lichtbundel op een voorafbepaald registratiemiddel gekenmerkt door eerste detectiemiddelen voor de detectie van een gereflecteerde lichtbundel vanaf het registratiemiddel en tweede detectiemiddelen voor de detectie van een verandering in de lichthoeveelheid van de gereflecteerde lichtbundel vanaf een uitgang van de eerste detectiemiddelen, 10 waarbij een geregistreerde toestand van de gegevens wordt gecontroleerd op basis van een uitgangssignaal van de tweede detectiemiddelen·. i

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk,: dat de tweede ' detectiemiddelen middelen zijn voor de detectie van een maximum piekwaarde | en een minimum piekwaarde in het uitgangssignaal van de eerste detectie-15 middelen als verandering van de.lichthoeveelheid van de gereflecteerde | lichtbundel,.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede detectiemiddelen middelen zijn voor de detectie.van een verandering in een gelijkstroomcomponent in het uitgangssignaal van de eerste detectie-20 middelen als verandering van de lichthoeveelheid van de gereflecteerde lichtbundel. 7909217