专利名称：记录和/或再生信息的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过具有功率的电磁辐射光束在记录载体上记录和/或再生信息的设备，该光束经过记录载体进行反射，该设备具有根据表示该光束在反射前后功率之比的反射系数来控制功率的控制装置。
本发明也涉及在记录载体上记录和/或再生信息的方法。
该记录信息的设备在US5,184,343中是已知的。该已知设备具有用来在光记录载体中通过激光光束写入信息图样的激光器，和用来控制激光器功率的控制装置。该设备还具有用来测量经过记录载体反射的功率的感应电路。如果记录载体表面的污垢，例如尘埃，使写入过程中的反射功率减小到平均值以下，那么控制装置将增加与测量的衰减成正比数量的功率。
本发明的一个目的是提供在其中具有尽可能一致的信息图样质量的设备。
为此，依照本发明的设备其特征在于，该控制装置适合于以基本上小于与反射系数成正比的量来控制功率。这样的优点是，在有表面污垢时，在信息层上点的光束的功率变化较小，因此该信息图样具有更加统一的质量。
本发明还基于认识到所测量的反射系数，与经过传输路径从辐射源到记录载体的入射光和反射光的功率损失成正比。这样，记录载体表面的污垢就被经过了两次。当光束和记录层间传输路径中的传输系数T减少时，例如由于尘埃颗粒T-ΔT，被信息层吸收的功率也将减少ΔT。然而，该反射功率是在光束再次覆盖了该传输路径之后测量的，因此该减少值ΔR比ΔT大，其基本上满足R-ΔR=(T-ΔT)*(T-ΔT)该控制的目的是应保持被信息层吸收的功率恒定，因为那样信息图样才具有恒定的质量。当依照已知的控制方法，使该激光器功率的增加与反射系数成正比时，该反射功率是恒定的，但在信息层上点的功率是不恒定的，因为该信息层被玷污时，将吸收大于正常值的功率。依照本发明，该功率因而应该调整为小于与所测量的反射系数成正比的量，最好与√R成正比，其中P*√R是恒定的。
依照本发明的设备的一种实施例，其特征在于该控制装置适合于保持P*Rx恒定，其中P代表功率，R代表反射系数，x为0.2到0.9间的数。这样的优点是通过减小反射系数R，该功率P将增加小于成正比的量，因而该功率可以通过恒定值容易地进行调整。在一种实施例中，该控制与反射系数的平方根成反比，对应于x=0.5。这样的优点是，信息层所吸收的功率在有均匀的污垢时保持恒定。该设备的进一步的实施例，其特征在于x取值为0.5到0.8间的数。这样的优点是，在光束中央的具有较强吸收力的污垢可以得到较好地补偿，因为入射光和反射光都至少部分通过该相同区域，因此该反射光束的功率以及所测量的反射系数不会进一步减小。另外，其优点是补偿了记录载体的信息层上的光束形成点的衰减的影响，因此该功率的增加大于与反射系数的平方根成反比的量。
该设备的进一步的实施例，其中信息记录在记录载体的记录道中，其特征在于该控制装置适合于基于在距记录道中央预定距离处形成点的辅助光束的反射功率来测量反射系数。这样的优点是，该反射功率受到记录道中的信息图样的不存在或存在，以及这些信息图样质量的影响最小。
本发明的这些和其它特性将参照下面描述的实施例阐述得更加清晰，明了。
在图中
图1显示了可再写型的记录载体。
图2显示了光束形成的记录道和点。
图3显示了记录和/或再生信息的设备。
图4显示了激光器的控制电路。
在该图中，相应的已经描述过的器件间具有相同的参考数字。
图1a显示了具有用来记录的记录道9和中心孔10的盘型记录载体1。该记录道9依照螺旋形圆圈3排列。该记录载体上的记录道9用在空白记录载体制作过程中提供的记录道结构来表示。例如，该记录道结构由使写入头在扫描过程中沿记录道9扫描的沟槽4组成。图1b是记录载体沿着线b-b的横断面图，其中透明衬底层5具有记录层6和保护层7。该沟槽4可以通过凹陷或突起，或者材料特性与其周围不同等来实现。该记录道结构可以替代性地由凹陷的圆圈来替代突起的圆圈，相应为突起或沟槽类型，每圈从突起到沟槽进行转变，反之亦然。图1c显示了周期性调制(波动)的沟槽的例子。该波动沟槽在记录道伺服器中生成额外的信号。例如，该波动为频率调制，并且诸如地址和时间码的位置信息在调制中编码。记录道结构可以由规则分布的周期性地生成记录道信号的子-图样来替代组成。记录道结构的另一个例子是由表示地址和表示记录信息段开始区域的光可读标记组成的头符号。本发明可以相应地应用于其它记录道模式，其中该圆圈可以是同心的，而不是螺旋的，或者不同类型的记录载体，例如光盘。该记录层6可以是通过写入信息设备的装置，例如已知的可再记录光盘，光或磁光(MO)可写的。在写入过程中，该记录层通过诸如激光等电磁辐射束来局部加热。例如，该可再写的记录载体中的记录层由当加热到一定程度后可获得非晶态或晶态的相变材料组成。该可再写光盘可以在新型高密度光盘，及称为DVD-RAM的数字通用光盘(DVD)系统中提供。
图2图解显示了用来记录信息的，在记录载体上排列的记录道的三个平行部分21,22,23。该第一部分21写有表示为光可读信息图样24的信息，该信息图样24为连续的交替反射辐射光的区域，例如在CD或MO中的极化旋转区域中连续的不同长度的沟槽。该第二部分没有写入信息图样，并且通过写或读过程中记录道扫描所提供的辐射光束，在该记录道的中央形成了中央点26。为了保持中央点26在记录道的中央，该光束的位置通过伺服系统来控制。该记录道伺服系统在CD中是已知的。该伺服系统的一种可能的实现方案，使用额外的侧面点25,27，该点是由一个或多个与下一个记录道有一定距离的辅助光束形成的，例如该距离为记录道间距的四分之一或二分之一。该辅助光束可以用传统的方式在光系统33中由中央光束分离出来。
图3显示了在记录载体1上记录和/或再生信息的设备。该设备具有用来生成电磁辐射光束32的辐射源31，例如激光器，和用来控制辐射源31功率的控制装置，该控制装置包括检测单元35和控制电路30。该辐射源具有用来通过控制信号15投射到信息层6上，在该层形成用来读或写信息图样的点34。经过反射后，该光束32经过光系统33传送到检测单元35。在检测单元中，该反射光束32以传统的方式，例如经过光电二极管，转换为反射信号39，例如与反射后的光束功率成正比的电流。另外，用来读信息和记录道伺服的信号，如在CD中(未画出)通常进行的，在检测单元35中生成。该反射信号39与通过控制信号36，依照本发明，以下面描述的方式控制辐射源31功率的控制电路30相连。该控制电路30具有用来提供记录信息的调制输入口37，和用来调整辐射源平均功率的设置输入口38。
依照本发明，如下所述，该控制电路30适合于通过控制信号36以小于正比于反射信号39的量控制激光器的功率。该控制电路可以在模拟电路中实现，例如在相应于下面所述的参照于图4的集成电路中实现。该控制电路可以由计算单元来替代实现，其中该反射信号39首先进行模拟/数字变换，该控制信号36最后再进行数字/模拟变换。
在记录层6上，在写入的过程中提供尽可能准确的信息图样，以使在读的过程中出现最小数量的误差是重要的。当面向信息层6的衬底5的表面11被玷污时，例如尘埃或指印，辐射光束的一部分功率将被损耗。该损耗可以参照反射信号的减少了测量。本发明人发现那样该信息图样就不具有恒定的质量。该质量取决于由点34提供给信息层6的功率。该提供的功率通过控制写入过程中辐射源的功率来使其尽可能的恒定。在已知的控制方法中，该反射系数是在光束通过污垢一个来回之后测量的。如前所述，在光束到记录层的传输路径中的传输系数为T，反射系数为R，该功率P要调整为小于与所测量的减小值成正比的量，一般与√R成正比，其中P*√R恒定。则提供给信息层的功率保持恒定。在控制电路30中的计算单元中，P*√R可以很容易地设定为恒定的调整值，例如通过设置输入口38。在进一步的实施例中，P*Rx保持恒定，其中x在0.2到0.9之间。在已知的正比控制中(x=1)，在存在污垢的情况下，提供给信息层太多的功率，因此信息图样的质量下降，同时在信息层还可能发生额外的损耗。例如，对于相变材料，已知如果功率过大到10％，将引起直接写入功率(DOW)的下降。一些污垢将导致反射系数下降20％到50％。当x=1时，信息层上的功率就过高10％到23％。实践证明，当x小于0.9时，对于该污垢，DOW基本上通过较好的信息图样而得到改善。相比较而言，当x的取值小于0.5时，该控制补偿的程度较小，例如对于信息层吸收变化的情况很重要。当x=0(没有控制)时，该功率在有污垢的情况下就太低了。已经发现当误差率为百分之几和提供的功率升高时，对于通常的写入材料，例如相变材料，信息图样的质量将变坏。实践证明，要获得对信息图样质量的基本上正面的影响，x至少应为0.2。进一步值得注意的是，表面11上光束横断面的中央部分中的尘埃遮盖了一部分入射光，也将遮盖反射光的相同部分。在扫描过程中，该尘埃可以暂时引起经过遮盖部分的衰减，该衰减与遮盖的比例成正比。此时，校正就应该与反射系数成正比，但在这之前或之后，该校正还是应该与反射系数R的平方根成正比。在该控制电路的一种实现方案中，x的取值为比0.5高的平均值。在这方面，值得注意的是，在有尘埃的位置上没有写入或写得不充分的小区域造成的在信息图样上的短的中断可以通过普通误差校正系统基本上得到恢复。相对较大的指印应该较好地进行补偿，因为该误差扩展到较大的区域，因而更加难以校正。一般地，该控制可以用公式P*Rx=常数来表示。使功率的控制与反射系数的平方根成反比，即x=0.5，对于指印来说是最优化的，当计及尘埃的影响时，该控制需要x的取值在x=0.5到x=0.8之间，并依赖于所使用的误码矫正系统和光系统构造。在实践中，对于指印的影响，x取值为x=0.5或稍高一些将获得最好的效果。x取比0.5稍高一些的值，可以补偿污垢引起的干扰对点的负面影响。在读的过程中，不要增加中央点的功率，或在表面污垢的情况下通过控制其功率使其比成正比小一些来只增加一定限度的功率，是重要的。这样的优点在于激光器功率只在一定的限制范围内调节，因此就限制了由于热效应和激光器损耗造成的光束偏差。
在该设备的进一步的实施例中，该反射信号39来自侧面点25，27(如图2)。为此，该检测器35对侧面点具有各自单独的检测器。本发明人发现侧面点的信号比中央点的信号受信息图样存在和/或不存在的影响程度小。该侧面点主要位于紧靠在信息层自身具有适当的恒定反射系数的信息层部分的记录道处。因此，侧面点的信号对反射系数R的表示更准确。而且，侧面点的信号较少地依靠记录载体的类型。该反射信号39的的高频(HF)变化在控制中进行进一步处理之前被过滤掉。在进一步的实施例中，该过滤取决于记录道中信息图样存在或不存在，考虑到具有和不具有信息图样的记录道的反射系数的平均差异。在进一步的实施例中，每个侧面点的信号分别进行过滤，考虑到中央点26的前侧点的信号要比中央点或后侧点的信号受到写入过程中形成的信息图样的影响程度要小。最后，值得注意的是辅助光束和中央光束当它们在表面11相交时基本上完全重合，因此受到污垢的影响程度相同。
图4显示了依照本发明的激光器的控制电路。该反射信号39经过输入单元41转换为适合于进一步处理的具有值P*R的信号，例如通过放大和附加的偏置电流。该信号P*R提供给乘法器42并在其中与具有值P的信号相乘形成乘积P*P*R。一积分器43，在负输入口接收乘积P*P*R，从正输入口的设置输入口38接收恒定的调整值，并对负输入和正输入的差值进行积分。由于反馈控制，该乘积P*P*R保持恒定。积分器43的输出用来控制功率值为P的信号，该信号在激光器驱动单元44中被转换为控制信号36。在这方面，值得注意的是乘积P*P*R控制为恒定值，当然结果是√P*R*R和P*√R也是恒定的。在另一种实施例中，通过形成其它的乘积，例如P*P*P*R*R，可以实现另一种关系，其中x为2/3。在进一步的实施例中，该控制电路30具有限制器45与功率信号P和积分器43的负输入口相连。该限制器具有用来调整最大功率的输入口46和/或用来调整最小功率的输入口47。当达到调整功率限制时，该限制器45生成以避免超过限制的方式控制积分器43的输出信号。该下限Pmin可以，比如说从记录载体的类型得出和/或者由写入测试图样的校准过程的方法来决定。既然这样，该最小写入功率边界可以增加，例如10％，该值即被调整为下限Pmin。在控制电路的一种实施例中，该设置输入口38处的恒定值被控制为该恒定值缓慢地减小直至限制器45检测到最低限制信号。例如发生在每圈的反射的最高值的点。该功率将不会低于该下限但总是保持接近在该限制之上，因此该写入功率总是至少为所要求的最小功率并且尽可能小地超出该最小功率。该上限Pmax当然要比激光器的最大容许功率小，但它还进一步地依赖于考虑到在一定的情况下，反射的测量并不能可靠地表示该反射系数，并且信息层的功率过高，将带来上述的DOW的有害的影响。这可能发生在，例如由于双折射(例如，在记录载体的边界之外)，所测量的反射功率的减小量比与传输成正比的值多。在实践中，该上限值Pmax比下限Pmin多15％到50％，优选值大约比Pmin高20％是非常合适的。
权利要求
1．通过具有功率的电磁辐射光束在记录载体上记录和/或再生信息的设备，该光束经过记录载体进行反射，该设备具有根据表示该光束在反射前后功率之比的反射系数来控制功率的控制装置，其特征在于该控制装置适合于以基本上小于与反射系数成正比的量来控制功率。
2．在权利要求1中所要求的设备，其特征在于该控制装置适合于保持P*Rx恒定，其中P代表功率，R代表反射系数，x为0.2到0.9间的数。
3．在权利要求2中所要求的设备，其特征在于x至少基本上为0.5。
4．在权利要求2中所要求的设备，其特征在于x取值为0.5到0.8间的数。
5．在权利要求1,2,3或4中所要求的设备，其特征在于该控制装置具有用来限制最大和/或最小功率值的限制装置。
6．在权利要求1,2,3,4或5中所要求的设备，其中该信息记录在记录载体的记录道中，其特征在于该控制装置适合于基于在距记录道中央预定距离处形成点的辅助光束的反射功率来测量反射系数。
7．通过具有功率的电磁辐射光束在记录载体上记录和/或再生信息的方法，该光束经过记录载体进行反射，其中该功率根据表示该光束在反射前后功率之比的反射系数来控制，其特征在于该功率以基本小于与反射系数成正比的量来控制。
全文摘要
在对诸如可再写型光盘CD－RW等光可读型记录载体写入时,写入的信息图样的质量受到由于尘埃和指印引起的表面污垢的影响。本发明人发现写入功率P的控制应该与测量的反射系数R成反比,但应小于与其成正比的量。当P*
文档编号G11B7/125GK1220758SQ98800321
公开日1999年6月23日 申请日期1998年1月15日 优先权日1997年1月29日
发明者P·C·J·霍伊文 申请人:皇家菲利浦电子有限公司