DE69723931T2

DE69723931T2 - Verfahren und vorrichtung zur aufzeichnung auf einen optischen informationsträger

Info

Publication number: DE69723931T2
Application number: DE69723931T
Authority: DE
Inventors: Hendrik Johannes SPRUIT
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-02-15
Also published as: KR19990007785A; JP4027422B2; ATE246837T1; KR100428983B1; US6205102B1; DE69723931D1; EP0830675A2; WO1997030440A2; AU1614797A; EP0830675B1; US5802032A; WO1997030440A3; JPH11506248A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufzeichnung von Daten darstellenden Marken mit einer vorher festgelegten Schreibgeschwindigkeit oder mit verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten in einer Informationsschicht eines optischen Informationsträgers durch Bestrahlen der Informationsschicht mit einem gepulsten Strahlenbündel, wobei jede Marke durch eine Folge von einem oder mehreren Impulsen geschrieben wird, wobei der letzte Impuls in der Folge einen ersten Leistungspegel aufweist, der in der Lage ist, eine Marke zu schreiben, und dem ein zweiter Leistungspegel folgt, der geringer als der erste Leistungspegel während einer Kühlperiode ist, und dem ein dritter Leistungspegel folgt, der höher als der zweite Leistungspegel und in der Lage ist, vorher geschriebene Marken in den Zwischenräumen zwischen den gerade geschriebenen Marken zu löschen. Das Verfahren ist dafür geeignet, einen Informationsträger direkt zu überschreiben, d. h. indem aufzuzeichnende Informationen in die Informationsschicht des Trägers geschrieben und gleichzeitig vorher in die Informationsschicht geschriebene Informationen gelöscht werden. Das Verfahren kann für das direkte Überschreiben in Informationsschichten eingesetzt werden, die aus einem Material mit Phasenumwandlung bestehen.
Die Schreibgeschwindigkeit ist die Größe der Geschwindigkeit zwischen der Informationsschicht des Informationsträgers und einem Fleck, der durch das Strahlenbündel auf dieser Schicht geformt wird. Wenn Daten auf einen Informationsträger geschrieben werden, kann sich die Schreibgeschwindigkeit als Funktion der Position des Strahlenbündels auf der Informationsschicht ändern. Änderungen der Schreibgeschwindigkeit treten auf, wenn auf einen scheibenförmigen Informationsträger geschrieben wird, der sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht. Dies gilt für das Schreiben sowohl mit einer vom Radius unabhängigen Datenrate als auch mit einer radial zunehmenden Datenrate.
Ein Aufzeichnungsverfahren ist aus der japanischen Patentanmeldung Nr. JP-A 3-283021 bekannt. Das bekannte Verfahren ist geeignet für das Schreiben von Marken in eine Informationsschicht bei verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten. Ein Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass es sich nicht für das direkte Überschreiben eignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufzeichnungsverfahren zu schaffen, das eine zuverlässige Aufzeichnung mit direktem Überschreiben bei verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst, wenn das Verfahren gemäß der Einleitung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Marken in der Informationsschicht mit verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten aufgezeichnet werden, wobei sich die Schreibgeschwindigkeit als Funktion der Position des Strahlenbündels auf der Informationsschicht ändert, und die Dauer der Kühlperiode von der Schreibgeschwindigkeit abhängt. Das Schreiben von Marken erfolgt durch Impulse mit dem ersten Leistungspegel. Das Löschen von vorher geschriebenen Marken in den Zwischenräumen zwischen den aktuell geschriebenen Marken erfolgt durch Bestrahlung mit dem dritten Leistungspegel. Die auf den letzten Impuls der Folge folgenden und dem Beginn des Löschvorgangs vorausgehende Kühlperiode kühlt die Informationsschicht am Ende der Folge. Wenn die Kühlperiode zu kurz ist, beginnt der Löschvorgang zu früh und löscht zu viel der gerade geschriebenen Marke. Wenn andererseits die Kühlperiode zu lang ist, beginnt der Löschvorgang zu spät, und vorher geschriebene Marken, die direkt auf die gerade geschriebene Marke folgen, werden nicht gelöscht. Es existiert eine optimale Dauer der Kühlperiode, wenn mit einer bestimmten Geschwindigkeit geschrieben wird. Ändert sich die Schreibgeschwindigkeit, so stellt sich heraus, dass die Dauer der Kühlperiode in Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit verändert werden muss, um einen korrekten Übergang vom Schreib- zum Löschvorgang zu erzielen.
Es ist anzumerken, dass in den US-amerikanischen Patentschriften Nr. 5.109.373 und 5.412.626, die die Einleitung der unabhängigen Ansprüche widerspiegeln, eine Impulsfolge zum Schreiben einer Marke in eine Informationsschicht beschrieben wird, wobei auf den letzten Impuls der Folge ein niedriger Leistungspegel während einer bestimmten Zeitspanne und nachfolgend ein höherer Leistungspegel für den Löschvorgang folgt. Diese Patente beziehen sich jedoch auf die Aufzeichnung von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit einer feststehenden Schreibgeschwindigkeit und beschreiben daher nicht, wie die Folge verändert werden muss, wenn sich die Schreibgeschwindigkeit ändert. Im Besonderen beschreiben diese Patente nicht, wie die Periode nach dem letzten Impuls in der Folge, während der sich die Leistung auf einem niedrigen Pegel befindet, verändert werden sollte, um eine sich ändernde Schreibgeschwindigkeit auszugleichen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens steht die Dauer der Kühlperiode in linearem Zusammenhang mit dem Kehrwert der Schreibgeschwindigkeit. Vorzugsweise hat die der Kühlperiode entsprechende Länge auf der Informationsschicht einen konstanten Wert, unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit und der An des Informationsträgers.
Kleine Schwankungen in der Anzahl der Impulse pro Längeneinheit einer Marke sind bei Ausführungsbeispielen möglich, bei denen ein sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehender, scheibenförmiger Träger in mehrere Zonen unterteilt ist, von denen jede mit einer konstanten Winkeldichte beschrieben wird, und in die mit zunehmendem Radius mit zunehmender Winkeldichte geschrieben wird.
Die der Kühlperiode entsprechende Länge auf der Informationsschicht hängt von der Überlappung der Bereiche ab, die durch den letzten Bestrahlungsimpuls der Folge und den Beginn des nachfolgenden Löschvorgangs erwärmt wurden. Die Größe eines erwärmten Bereichs ist proportional zu der Größe des von dem Strahlenbündel auf der Informationsschicht geformten beugungsbegrenzten Flecks. Die Länge der Kühlperiode ist daher vorzugsweise proportional zu λ/NA und liegt im Bereich von 0,09 bis 0,27 mal λ/NA, wobei λ die Wellenlänge der Bestrahlung und NA die numerische Apertur des Strahlenbündels ist. Dies bedeutet, dass die Kühlperiode vorzugsweise eine Dauer zwischen 0,09 und 0,27 mal λ(NA v) hat, wobei v die Schreibgeschwindigkeit ist. In Kanalbitperioden ausgedrückt liegt die Dauer der Kühlperiode vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 2,85 10⁶ bis 8,54 10⁶ mal λ(NA v).
Die Impulse in einer Folge zum Schreiben einer Marke weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Impulsbreite auf, und eine Marke wird durch eine im Wesentlichen konstante Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit der Marke unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit geschrieben. Die Steuereinheit der Aufzeichnungsvorrichtung kann einfach sein, da die Anzahl von Schreibimpulsen zum Bilden einer Marke mit einer bestimmten Länge nicht verändert zu werden braucht, wenn sich die Schreibgeschwindigkeit ändert. Die Kombination einer im Wesentlichen konstanten Impulsbreite und einer gleichen Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit der Marke schafft eine gleiche pro Längeneinheit aufgebrachte Menge an Strahlungsenergie, wodurch Marken gebildet werden, deren Breite unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit ist. Das Verfahren ist sehr gut dazu geeignet, Marken zu schreiben, die nur eine diskrete Anzahl von Längen, beispielsweise eine Länge gleich einer ganzen Zahl mal einer so genannten Kanalbitlänge, haben können. Die Anzahl der Schreibimpulse für eine derartige Marke entspricht dann vorzugsweise der Anzahl von Kanalbitlängen minus Eins oder Zwei.
Die konstante Anzahl von Schreibimpulsen pro Längeneinheit und die gleiche Breite der Impulse gilt nicht für die ansteigende und die abfallende Flanke einer Marke. Diese Flanken, die zusammen ungefähr eine oder zwei Kanalbitlängen umfassen, bilden vorübergehende Phänomene, die in speziellen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden.
Die Impulse werden vorzugsweise mit einem Datentaktsignal synchronisiert, dessen Frequenz von der Schreibgeschwindigkeit abhängt. Ist die Frequenz des Datentaktsignals proportional zur Schreibgeschwindigkeit, kann eine im Wesentlichen konstante lineare Informationsdichte auf der Informationsschicht erzielt werden. Eine Kopplung der Zeitsteuerung der Impulse mit dem Datentaktsignal ermöglicht die geeignete Bildung von Marken bei allen Schreibgeschwindigkeiten. Die Kopplung kann in der Steuereinheit durch einfache elektronische Mittel erzielt werden.
Eine Vereinfachung der Steuereinheit einer Aufzeichnungsvorrichtung, die das Verfahren anwendet, kann erzielt werden, indem die Leistung der Impulse unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit und der Länge der Marken im Wesentlichen auf einem vorher festgelegten Schreibpegel gehalten wird.
Bei relativ großen Geschwindigkeitsunterschieden steigt die Schreibleistung vorzugsweise bei abnehmender Schreibgeschwindigkeit. Die Schreibleistung weist vorzugsweise eine lineare Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit auf. Der Vorteil dieser Abhängigkeit macht sich bereits bei Geschwindigkeitsänderungen von einem Faktor 1,5 bemerkbar. Eine Abnahme der Schreibgeschwindigkeit um einen Faktor 2,5 und eine zugehörige Zunahme der Schreibleistung im Bereich von 5% bis 25% verbessert das Schreibvermögen. Die höhere Leistung gleicht die zunehmende Kühlung bei niedrigen Geschwindigkeiten aufgrund des niedrigen Tastverhältnisses aus.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufzeichnen von Daten darstellenden Marken mit einer Schreibgeschwindigkeit in eine Informationsschicht eines optischen Informationsträgers durch Bestrahlen der Informationsschicht mit einem gepulsten Strahlenbündel, wobei jede Marke durch eine Folge von einem oder mehr Impulsen geschrieben wird. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der letzte Impuls in der Folge einen ersten Leistungspegel aufweist, der in der Lage ist, eine Marke zu schreiben, und auf den ein zweiter Leistungspegel, der niedriger als der erste Leistungspegel während einer Kühlperiode ist, und nachfolgend ein dritter Leistungspegel folgt, der höher als der zweite Leistungspegel und der in der Lage ist, vorher geschriebene Marken in den Zwischenräumen zwischen den gerade mit einer Schreibgeschwindigkeit v geschriebenen Marken zu löschen, wobei die Dauer der Kühlperiode zwischen 0,09 und 0,27 mal λ/(NA v) liegt, wobei λ die Wellenlänge des Strahlenbündels und NA die numerische Apertur des auf die Informationsschicht auftreffenden Strahlenbündels ist.
Die der Kühlperiode entsprechende Länge auf der Informationsschicht hängt von der Überlappung der Bereiche ab, die durch den letzten Bestrahlungsimpuls der Folge und den Beginn des nachfolgenden Löschvorgangs erwärmt wurden. Die Größe eines erwärmten Bereichs ist proportional zur Größe des durch das Strahlenbündel auf der Informationsschicht gebildeten beugungsbegrenzten Flecks. Wenn die Dauer der Kühlperiode innerhalb des angegebenen Bereichs gewählt wird, schafft die entsprechende Länge eine derartige Überlappung der erwärmten Bereiche, dass der hintere Rand der geschriebenen Marke in geeigneter Weise definiert wird. Infolgedessen wird der Jitter beim Lesen der Marken reduziert.
Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine optische Aufzeichnungsvorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie das Aufzeichnungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung anwendet. Die Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Daten in Form von Marken in einer Informationsschicht eines Informationsträgers durch Bestrahlen der Informationsschicht mit einem Strahlenbündel umfasst Folgendes: eine Strahlungsquelle, die ein Strahlenbündel zum Bestrahlen der Informationsschicht liefert, und eine Steuereinheit zum Steuern der Leistung des Strahlenbündels, wobei die Steuereinheit so funktioniert, dass sie eine Folge von einem oder mehr Impulsen liefert, die einen ersten Leistungspegel zum Schreiben einer Marke aufweisen, wobei auf den letzten Impuls in der Folge ein zweiter Leistungspegel während einer Kühlperiode und nachfolgend ein dritter Leistungspegel folgt, der in der Lage ist, geschriebene Marken zu löschen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner so funktioniert, dass sie die Dauer der Kühlperiode in Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit einstellt.
Ein vierter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine optische Aufzeichnungsvorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie das Aufzeichnungsverfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung anwendet. Die optische Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Daten in Form von Marken auf einer Informationsschicht eines Informationsträgers mit einer Schreibgeschwindigkeit v durch Bestrahlen der Informationsschicht mit einem Strahlenbündel, das eine numerische Apertur NA und eine Wellenlänge λ aufweist, umfasst eine Strahlungsquelle, die das Strahlenbündel liefert, und eine Steuereinheit zum Steuern der Leistung des Strahlbündels, wobei die Steuereinheit so funktioniert, dass sie eine Folge von einem oder mehr Impulsen liefert, die einen ersten Leistungspegel zum Schreiben einer Marke aufweisen, wobei auf den letzten Impuls in der Folge ein zweiter Leistungspegel während einer Kühlperiode und nachfolgend ein dritter Leistungspegel folgt, der in der Lage ist, geschriebene Marken zu löschen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Kühlperiode zwischen 0,09 und 0,27 mal λ/(NA v) beträgt.
Die Erfindung wird nun in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ein Diagramm, das die Zeitabhängigkeit des Datensignals und des Steuersignals darstellt;
2 den Zusammenhang zwischen der Kanalbitperiode und der Schreibgeschwindigkeit;
3 ein Diagramm, das die Zeitabhängigkeit von verschiedenen Signalen bei einer niedrigen Schreibgeschwindigkeit darstellt;
4 ein Diagramm, das die Zeitabhängigkeit von verschiedenen Signalen bei einer niedrigen Schreibgeschwindigkeit darstellt;
5 eine erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung und
die 6a und 6b Diagramme mit Messungen zu Informationen, die erfindungsgemäß bei einer hohen bzw. einer niedrigen Schreibgeschwindigkeit geschrieben wurden.
1 zeigt ein Diagramm, das zwei Signale darstellt, wie sie in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren verwendet werden. Der obere Linienzug(a) gibt den Wert eines digitalen Datensignals als eine Funktion der Zeit wieder, wobei der Wert des Signals aufzuzeichnende Informationen darstellt. Die senkrechten, gestrichelten Linien geben Übergänge in einem Datentaktsignal an, das zu dem Datensignal gehört. Die Periode T_w des Datentaktsignals, auch Kanalbitperiode genannt, wird durch T₁ angegeben. Das Datensignal ändert seinen Wert an den Übergängen des Datentaktsignals von „hoch" zu „niedrig" und von „niedrig" zu „hoch". Das Datensignal kann ein so genanntes codiertes EFM-Signal sein, dass in den Zeitintervallen von 3T₁ bis 11T₁, „niedrig" und auch in den Zeitin tervallen von 3T₁ bis 11T₁ „hoch" sein kann. Bei der Aufzeichnung des Datensignals wird eine Periode „hoch" als Marke mit einer Länge aufgezeichnet, die der Dauer oder Breite der Periode „hoch" entspricht, und eine Periode „niedrig" wird als unbeschriebener Bereich zwischen Marken aufgezeichnet und hat eine Länge, die der Dauer oder Breite der Periode „niedrig" entspricht.
Die Daten werden auf einen optischen Informationsträger mit einer Informationsschicht geschrieben. Die die Daten darstellenden Marken werden durch ein Strahlenbündel entlang einer Spur in der Informationsschicht geschrieben. Die Marken sind Bereiche der Informationsschicht, die andere optische Eigenschaften als ihre Umgebung aufweisen, wodurch das optische Lesen der Marken ermöglicht wird. Die Länge einer in die Informationsschicht geschriebenen Marke entspricht im Wesentlichen der Anzahl von Kanalbitperioden des Datensignals mal der Schreibgeschwindigkeit. Die Länge einer Marke kann in Kanalbitlängen ausgedrückt werden, wobei eine Kanalbitlänge einer Kanalbitperiode mal der Schreibgeschwindigkeit entspricht.
Der Linienzug (b) in 1 zeigt das dem Datensignal entsprechende Steuersignal, das für die Modulation der Leistung eines Strahlenbündels verwendet wird, mit dem die Marken auf die Informationsschicht geschrieben werden. Der Linienzug zeigt zwei Folgen von Schreibimpulsen für das Schreiben von zwei Marken. Die Impulse haben eine gleiche Breite T_p und eine Impulsperiode T₁. Die Schwerpunkte der Impulse in der Figur befinden sich an den Übergängen des Datentaktsignals. Die Genauigkeit der Zentrierung der Impulse auf die Taktübergänge liegt vorzugsweise im Bereich von +/- T_p/5. Als Alternative kann die hintere Flanke der Impulse mit den Taktübergängen zusammenfallen. Eine „hohe" Periode von N Kanalbits im Datensignal, eine so genannte NT-Marke, wird bei dem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsverfahrens aus 1 aufgezeichnet, indem N-1 Schreibimpulse verwendet werden. Es ist ebenso möglich, N oder N-2 Schreibimpulse zum Aufzeichnen einer NT-Marke einzusetzen. Die Höhe der Impulse entspricht einem Schreibleistungspegel des Strahlenbündels. Die Leistung zwischen den Impulsen liegt bei einem Vorpegel.
Die Leistung des einer Schreibfolge vorausgehenden und folgenden Strahlenbündels liegt bei einem Löschpegel, so dass vorher geschriebene Marken zwischen zu schreibenden Marken gelöscht werden. Vor den Schreibimpulsen wird die Leistung bis zu der ansteigenden Flanke des ersten Schreibimpulses auf dem Löschpegel gehalten. Nach den Schreibimpulsen steigt die Leistung von dem Vorpegel auf den Löschpegel an. Wenn die hinteren Flanken der Impulse mit den Taktübergängen zusammenfallen, steigt die Leistung auch bei einem Taktübergang auf den Löschpegel an. Die Figur zeigt einen ständig „hohen" Löschpegel für eine Dauer von mehreren Kanalbitperioden. Der Löschvorgang kann jedoch auch durch eine Folge kurzer Impulse während dieser Perioden erfolgen.
Die direkt auf den letzten Impuls einer Schreibfolge folgende Zeitspanne, bei der sich die Bestrahlungsleistung auf dem Vorpegel befindet, wird als Kühlperiode bezeichnet. Die Dauer der Periode entspricht im Wesentlichen einer Kanalbitperiode T₁.
Der Einfluss von Änderungen der Schreibgeschwindigkeit auf den Schreibvorgang wird nun mit Bezug auf 2 für einen scheibenförmigen Informationsträger beschrieben, der sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht und eine im Wesentlichen konstante lineare Informationsdichte aufweist. In 2 ist grafisch der Zusammenhang zwischen der Schreibgeschwindigkeit V und dem Kehrwert der Kanalbitperiode T_W dargestellt. Tastet das Strahlenbündel eine Spur nahe dem äußeren Radius des beschreibbaren Bereichs der Platte ab, ist die Geschwindigkeit zwischen der Informationsschicht der Platte und dem Strahlenbündel relativ hoch. Diese Geschwindigkeit wird als Schreibgeschwindigkeit bezeichnet und ist in 2 durch V₁ angegeben. Die Kanalbitperiode T_W, die zu dieser Schreibgeschwindigkeit gehört, entspricht dann T₁ und ist relativ kurz, wie es in der Figur dargestellt ist. Wenn das Strahlenbündel eine Spur nahe dem inneren Radius des beschreibbaren Bereichs der Platte abtastet, ist die Schreibgeschwindigkeit V₂ geringer als nahe dem äußeren Rand. Damit die gleiche lineare Dichte von Marken entlang einer Spur erzielt wird, wird die Kanalbitperiode T_W gleich T₂ gewählt, die länger als T₁ ist. Dieser Zusammenhang ist in der Figur durch eine gerade Linie dargestellt, die die Proportionalität zwischen der Schreibgeschwindigkeit V und dem Kehrwert der Kanalbitperiode T_W oder der Impulsperiode angibt. Nimmt die Schreibgeschwindigkeit von äußeren zum inneren Radius der Platte beispielsweise um einen Faktor Zwei ab, nimmt infolgedessen die Kanalbitperiode im Wesentlichen um den gleichen Faktor Zwei zu. Mit anderen Worten: Die Frequenz des Datentaktsignals nimmt mit zunehmendem Radius der gerade geschriebenen Spur zu.
Ein Taktgeber, der ständig seine Frequenz an einen externen Parameter, in diesem Fall den Radius der gerade geschriebenen Spur, anpassen muss, ist ziemlich kompliziert. Aus diesem Grund wird bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Frequenz des Taktsignals in Schritten mit zunehmendem Radius erhöht, so dass der Taktgeber bei jedem Schritt ein stabiles Taktsignal liefern kann. Diese schrittweise Erhöhung wird durch die treppenförmige Linie in 2 dargestellt. In der Figur wird der Bereich einer Platte zwischen dem inneren und dem äußeren Radius in zehn Zonen untergeteilt. Innerhalb jeder Zone ist die Frequenz des Datentaktsignals konstant. Eine dergestalt in Zonen unterteilte Platte wird als ZVAC-Platte (zoned constant angular velocity disc, in Zonen unterteilte Platte mit konstanter Winkelgeschwindigkeit) bezeichnet. Im Allgemeinen liegt die Anzahl der Zonen bei einem Radiusverhältnis von Zwei zwischen fünf und dreißig, in Abhängigkeit von dem Kompromiss zwischen der höchsten Informationsdichte des Informationsträgers und der geringsten Anzahl von Frequenzänderungen des Datentaktsignals. Diese Anzahl von Zonen stellt sicher, dass die Datentaktfrequenz und die Schreibgeschwindigkeit an jeder Stelle auf der Platte nahe dem optimalen Verhältnis liegen, das durch die gerade Linie in 2 angegeben ist. Innerhalb einer Zone nimmt die Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit mit zunehmendem Radius leicht ab. Die Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit gemittelt über eine Zone ist unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit. Die Schwankung der Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit hängt von den Geschwindigkeitsschwankungen und der Anzahl der Zonen ab. Die Schwankung beträgt 18% bei fünf Zonen mit einer niedrigsten Geschwindigkeit von 5 m/s und einer höchsten Geschwindigkeit von 12 m/s.
1(b) zeigt ein Steuersignal am äußeren Radius eines Informationsträgers, wobei T₁ die zu der Schreibgeschwindigkeit V₁ am äußeren Radius der Platte gehörende Kanalbitperiode ist. 3 zeigt das Steuersignal für den inneren Radius der Platte. Die 1 und 3 sind im gleichen Maßstab gezeichnet. Die Frequenz des Datentaktsignals am inneren Radius ist ungefähr um einen Faktor Zwei geringer als diejenige am äußeren Radius. Somit ist die Kanalbitperiode T₂ am inneren Radius ungefähr doppelt so lang wie die Kanalbitperiode T₁ am äußeren Radius. Der Linienzug (a) in 3 stellt das Datensignal für eine 6T-Marke dar. Das dazu gehörende Steuersignal für die Schreibfolge bei der Geschwindigkeit V₂ wird durch den Linienzug (b) in 3 wiedergegeben. Die 6-Kanalbitmarke wird durch fünf Impulse geschrieben, wobei ihre Schwerpunkte an den durch die senkrechten gestrichelten Linien dargestellten Übergängen des Datentaktsignals liegen. Die Breite der Impulse entspricht T_p, d. h. die gleiche Breite wie bei den nahe dem äußeren Radius verwendeten Schreibimpulsen. Die Kanaltaktperiode entspricht T₂. Die Zeitsteuerung des Ein- und Ausschaltens der Löschleistung ist ebenfalls die gleiche wie nahe dem äußeren Radius. Das Temperaturverhalten des Informationsträgers ist derart, dass eine am äußeren Radius geschriebene N-Kanalbitmarke im Wesentlichen die gleiche Länge und Breite wie eine nahe dem inneren Radius geschriebene N-Kanalbitmarke aufweist. Die Anzahl der Schreibimpulse pro Längeneinheit der geschriebenen Marke ist somit unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit. Diese Schreibstrategie ermöglicht es, Marken bei unterschiedlichen Schreibgeschwindigkeiten zu schreiben, indem lediglich die Frequenz des Datentaktsignals verändert wird. Daher kann die elektronische Implementierung der Steuereinheit relativ einfach sein.
Wenn eine Impulsfolge einen ersten und einen letzten Impuls enthält, deren Breiten nicht gleich T_p sind, werden diese Breiten nicht verändert, wenn die Schreibgeschwindigkeit geändert wird. Der Abstand zwischen dem ersten und dem nächsten Impuls, und der Abstand zwischen dem vorletzten und dem letzten Impuls weisen die gleiche Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit auf wie der Abstand zwischen den Impulsen mit einer Breite T_p.
Die Kühlperiode nach dem letzten Impuls in der Folge in 3b hat die gleiche Dauer wie die Kanaltaktperiode T₂. Die Dauer der Kühlperiode ist in diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens proportional zum Kehrwert der Schreibgeschwindigkeit V.
Die Anpassung der Dauer der Kühlperiode an die Schreibgeschwindigkeit kann auf viele Arten von Impulsfolgen angewendet werden. Eine Folge zum Schreiben einer Marke kann durch die Schreibweise K-L(M) dargestellt werden, wobei K und L Zahlen sind, die die Breite des ersten bzw. des letzten Impulses in der Folge in Einheiten von Kanalbitperioden angeben, und M eine ganze Zahl ist, die die Anzahl von Impulsen in einer Folge zum Schreiben einer NT-Marke angibt. Die Dauer der Impulse bezieht sich auf das Schreiben bei hoher Geschwindigkeit, d. h. mit der Geschwindigkeit V₁ in dem obigen Beispiel. Eine Folge umfasst eine Anzahl von Schreibimpulsen mit einer Breite T_p zwischen dem ersten und dem letzten Impuls; die Anzahl hängt von der Länge des ersten und des letzten Impulses und von der Länge der zu schreibenden Marke ab. Die beiden Impulsfolgen im Linienzug (b) in 1, die 10 und 2 Impulse mit einer Breite T_p umfassen, können durch 0,5–0,5(N-1) dargestellt werden. Die durch derartige Folgen geschriebenen Marken weisen beim Lesen einen niedrigen Jitterwert auf.
Dem ersten Schreibimpuls für eine Marke im Linienzug (b) geht kein anderer Schreibimpuls voraus, wie dies bei Schreibimpulsen in der Mitte einer Folge der Fall ist. Somit wird die Informationsschicht nicht durch einen vorausgehenden Impuls vorgewärmt, wenn der erste Schreibimpuls auf die Informationsschicht auftrifft. Dies kann eine niedrige re Temperatur der Schicht und eine geringere Breite der Marke nahe der vorderen Flanke bewirken. Dieses vorübergehende Phänomen wird in dem in 1 dargestellten Aufzeichnungsverfahren beseitigt, indem der Löschpegel bis zum Beginn des ersten Schreibimpulses aufrechterhalten wird, wodurch die Informationsschicht durch den Löschimpuls vorgewärmt wird. Ist eine stärkere Vorwärmung erforderlich, kann der Pegel des ersten Impulses einer Schreibfolge erhöht werden. Als Alternative kann die Breite des ersten Impulses erhöht werden. Durch eine doppelt so große Breite wie diejenige der folgenden Impulse kann eine zuverlässige Aufzeichnung erzielt werden. Die Impulsfolge lautet dann 1– 0,5(N-1). Die größere Breite des ersten Impulses wird vorzugsweise mit dem Aufrechterhalten des Löschpegels bis zum Beginn des ersten Impulses kombiniert.
Eine Schreibimpulsfolge, die eine relativ geringe Schreibleistung erfordert, ist 1,5–0,5(N-2). Diese Folge umfasst 9 Impulse zum Schreiben einer 11T-Marke.
Die Qualität der geschriebenen Marken kann verbessert werden, indem die Breite des letzten Impulses einer Folge vergrößert wird. Die am hinteren Rand der Marke aufgebrachte zusätzliche Energie verbessert den Löschvorgang von vorher an dieser Stelle geschriebenen Marken. Die Breite des letzten Impulses liegt dann vorzugsweise zwischen 0,6 und 1,5 Kanalbitperioden. Bei der Verwendung für das Schreiben von Informationen auf eine Informationsschicht mit Phasenumwandlung liegt die Breite des letzten Impulses vorzugsweise zwischen 0,6 und 0,75 für Kristallin-Amorph-Schichten, die eine relativ kurze Kristallisationszeit, d. h. kürzer als 40 ns, aufweisen, und vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 bei Kristallin-Amorph-Schichten, die eine relativ lange Kristallisationszeit, d. h. länger als 100 ns, aufweisen. Ein Beispiel für eine Folge mit einem längeren letzten Impuls ist 0,5– X(N-1), wobei X zwischen 0,6 und 1,5 Kanalbitperioden liegt. Eine symmetrischere Folge ist 1,0–1,0(N-2).
Die Qualität der durch die oben genannten Folgen erzielten Aufzeichnungen wird verbessert, wenn ihnen eine Kühlperiode mit der erfindungsgemäßen Dauer folgt.
Der Vorpegel in den obigen Impulsfolgen entspricht einer relativ geringen Leistung des Strahlbündels zwischen den Schreibimpulsen, wodurch eine schnelle Kühlung der Informationsschicht nach der Bestrahlung durch einen Schreibimpuls ermöglicht wird. Der Vorpegel kann dem Löschpegel entsprechen. Er ist jedoch vorzugsweise niedriger als 70% des Löschpegels. Bei diesem Pegel wird eine ausreichende Kühlung der Informationsschicht nach einem Impuls sichergestellt. Bei höheren Vorpegeln kann sich der gerade durch den Impuls geschriebene Effekt aufgrund der unzureichenden Kühlung in der Zeit spanne zwischen den Impulsen und der Erwärmung durch den nachfolgenden Impuls verschlechtern. Der tatsächliche Wert der innerhalb eines Bereiches von 0 bis 70% des Löschpegels zu wählenden Vorleistung hängt von der Zusammensetzung eines speziellen Informationsträgers ab und kann aus dem Minimalwert einer Jitter-Vorleistungs-Kurve gemessen auf dem Informationsträger oder aus auf dem Informationsträger aufgezeichneten Informationen, die sich auf Aufzeichnungsparameter beziehen, bestimmt werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Reihe von Informationsträgern von einem bestimmten Hersteller einen Löschpegel von 4 mW und einen Vorpegel von 1,6 bis 1,9 mW, d. h. niedriger als 50% des Löschpegels, erforderte. Eine Reihe von Informationsträgern von einem anderen Hersteller wies optimale Überschreibeigenschaften bei einem Vorpegel von 0 mW auf. Bei einigen Informationsträgern kann der optimale Vorpegel dem Lesepegel entsprechen. Wenn die Vorleistung größer als Null ist, bewirkt sie auch eine gewisse Vorwärmung für den nächsten Schreibimpuls, wodurch die in der Schreibimpulsfolge erforderliche Schreibleistung verringert wird.
Der Löschpegel ist eine vorher festgelegte Leistung, mit der vorher auf einen Informationsträger geschriebene Informationen gelöscht werden können. Eine optische Aufzeichnungsvorrichtung kann den Leistungspegel zum Löschen durch das Lesen eines auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Wertes für die Löschleistung oder durch das Durchführen einer oder mehrerer Testaufzeichnungen auf dem Informationsträger ermitteln.
Der erste Impuls in der durch den Linienzug (b) in 1 dargestellten Folge beginnt bei dem Löschpegel. Die Folge und auch die anderen erwähnten Folgen können jedoch auch bei dem Vorpegel beginnen. Die dem ersten Impuls vorausgehende Vorpegelperiode ist vorzugsweise kürzer als eine Kanalbitperiode, damit vorher geschriebene, der zu schreibenden Marke unmittelbar vorausgehende Marken korrekt gelöscht werden.
Der Pegel der Bestrahlungsleistung in der Kühlperiode, d. h. der Kühlpegel, kann dem Vorpegel entsprechen, wie es durch den Linienzug (d) in 1 dargestellt ist. Der Löschvorgang unmittelbar nach dem letzten Impuls einer Folge kann verbessert und gleichzeitig die richtige Definition des hinteren Randes der gerade geschriebenen Marke aufrechterhalten werden, indem die Bestrahlungsleistung während der Kühlperiode auf einen Wert zwischen dem Vorpegel und dem Löschpegel eingestellt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kühlpegel auf einen Wert in dem Bereich von 25% bis 75% des Löschpegels eingestellt. Eine Kühlleistung über 75% des Löschpegels kann eine zu starke Erwärmung nach dem letzten Impuls einer Schreibfolge verursachen und bewirken, dass der auf die Folge von Impulsen zum Schreiben einer Marke folgende Löschvorgang zu früh beginnt und den letzten Teil der gerade geschriebenen Marke fälschlicherweise löscht. Dadurch wird der Jitter beim Lesen der Marken erhöht. Ein Kühlpegel unterhalb des optimalen Wertes bewirkt eine Zunahme des Jitters durch den hinteren Rand der Marken, wahrscheinlich aufgrund der Tatsache, dass vorher geschriebene Marken, die direkt auf die gerade geschriebene Marke folgen, dann nicht korrekt gelöscht werden. Der Lesepegel wird vorzugsweise auf ungefähr 25% des Löschpegels eingestellt, und der Vorpegel wird auf einen Wert in einem Bereich von 0 bis 25% der Löschleistung eingestellt.
4 zeigt Steuersignale gemäß zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens. Sie zeigt im Linienzug (a) das Datensignal und im Linienzug (b) das entsprechende Steuersignal zum Schreiben einer 6-Kanalbitmarke für die Folge 1,0–0,5(N-1) bei einer niedrigen Schreibgeschwindigkeit, vergleichbar mit dem Linienzug (b) aus 3. Die Löschleistung wird jedoch bei der ansteigenden Flanke des Datensignals, d. h. eine Datentaktperiode plus eine halbe Impulsbreite vor dem Ende des ersten Schreibimpulses, abgeschaltet. Außerdem wird die Breite des ersten Schreibimpulses vergrößert, indem die Schreibleistung früher eingeschaltet wird, als es für einen Schreibimpuls mit der Breite T_p erforderlich wäre, d. h. früher als T_p vor dem Ende des Impulses, wobei sich das Ende bei T_p/2 nach dem Taktübergang des ersten Impulses befindet. Die zusätzliche Breite erhöht die in der Informationsschicht am vorderen Rand der geschriebenen Marke aufgebrachte Energie, wodurch die fehlende Vorwärmung durch einen diesem ersten Schreibimpuls vorausgehenden Impuls ausgeglichen wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsverfahrens wird nur die Schreibleistung in dem ersten Schreibimpuls anstelle der Breite des ersten Schreibimpulses erhöht. Die Dauer der nachfolgenden Kühlperiode entspricht einer Kanalbitperiode T_W.
Der Linienzug (c) in 4 zeigt eine Impulsfolge 1,0–0,5(N-1) zum Schreiben einer 6T-Marke mit einer Kanalbitperiode von T₂ gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. Der erste Impuls ist doppelt so breit wie die vier nachfolgenden Impulse. Die Breite jedes der nachfolgenden Impulse entspricht einer halben Kanalbitperiode T₁. Die nachfolgenden Impulse beginnen bei einem Übergang des Datentaktsignals. Die Breite der Perioden zwischen aufeinander folgenden Impulsen ist im Wesentlichen gleich. Die auf den letzten Impuls folgende Kühlperiode weist eine Breite von einer halben Kanalbitperiode T_W auf.
Es ist offensichtlich, dass die verschiedenen Ausführungsbeispiele für Impulsfolgen zum Schreiben einer Marke, wie sie oben beschrieben sind, in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden können. Das aus Impulsbreiten und Impulsperioden bestehende Impulsmuster wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit optimiert und nachfolgend an eine andere Schreibgeschwindigkeit angepasst, indem die Impulsperioden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verändert und die Impulsbreiten bei denselben Werten belassen werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsverfahrens beginnt die Aufzeichnungsvorrichtung einen Schreibvorgang auf einem Informationsträger, beispielsweise in Form einer Platte, indem sie zuerst die auf der Platte gespeicherten Schreibparameter liest. Einer dieser Parameter ist die für diesen speziellen Plattentyp erforderliche Schreibleistung. Anstelle am inneren Radius der Platte mit dem Schreiben zu beginnen, wie dies normalerweise bei optischen Platten der Fall ist, führt die Vorrichtung vorzugsweise zuerst einen Testlauf durch, indem sie Marken nahe dem äußeren Radius schreibt, da die Werte der Schreibparameter nahe dem äußeren Radius kritischer sind als nahe dem inneren Radius. Durch den Testlauf wird die Schreibleistung der Vorrichtung kalibriert und der Wert der Impulsbreite T_p zum korrekten Schreiben am äußeren Radius bestimmt. Die Qualität der Testmarken kann ermittelt werden, indem z. B. der Jitter des Lesesignals aus den Marken gelesen wird. Die Ermittlung kann auch durch Zählen der Fehler erfolgen, die von der Fehlerkorrekturschaltung, die normalerweise in jeder optischen Aufzeichnungsvorrichtung vorhanden ist, erfasst werden. Eine Optimierung der Schreibgeschwindigkeit bei einer gegebenen maximalen Leistung der Strahlungsquelle führt im Allgemeinen zu einer Schreibimpulsbreite T_p, die ungefähr einer halben Kanalbitperiode T_W am äußeren Radius, d. h. T₁, entspricht. 1 zeigt die Schreibimpulsfolge nahe dem äußeren Radius, die ein Steuersignal mit einem Tastverhältnis von im Wesentlichen 50% aufweist, wenn ein Marke geschrieben wird. Der Schreibimpuls mit einem Tastverhältnis von 50% nahe dem äußeren Radius ist ein bevorzugter Wert; die Tastverhältnisse können in einem Bereich von 40% bis 60% liegen. Wenn bei einem anderen Radius der Platte geschrieben wird, muss lediglich die Kanalbitperiode T_W an den Radius oder entsprechend an die Abtastgeschwindigkeit gemäß der geraden Linie oder der stufenförmigen Linie in 2 angepasst und gleichzeitig die Impulsbreite und die Impulsleistung im Wesentlichen konstant gehalten werden.
In speziellen Fällen kann eine Verbesserung des Aufzeichnungsverfahrens erzielt werden, indem die Schreibleistung bei abnehmender Schreibgeschwindigkeit leicht erhöht wird. Bei Versuchen wurde für einen speziellen Informationsträger herausgefunden, dass eine Abnahme der Schreibgeschwindigkeit von 7,6 m/s auf 3 m/s eine Erhöhung der Schreibleistung von 10,5 auf 13 mW erfordert. Somit erfordert eine Abnahme der Schreibgeschwindigkeit um einen Faktor von 2,5 eine 25%ige Zunahme der Schreibleistung. Bei anderen Informationsträgern wurde eine 10%ige Zunahme für die gleiche Abnahme der Schreibgeschwindigkeit gemessen. Auf dem Informationsträger können mehrere Schreibleistungswerte für unterschiedliche Radien auf der Platte entweder von dem Hersteller des Datenträgers oder von einem ersten Benutzer gespeichert worden sein, der Testläufe mit dem Informationsträger vorgenommen hat. Die Aufzeichnungsvorrichtung kann dann zwischen diesen Werten interpolieren, um die optimale Schreibleistung für jeden Radius auf der Platte zu erhalten. Die Interpolation kann linear sein oder von einer Ordnung größer Eins sein. Die Aufzeichnungsvorrichtung kann auch vor jedem Schreibvorgang Testaufzeichnungen bei verschiedenen Radien durchführen und die geeigneten Werte der Parameter bei jedem Radius aus diesen Tests ermitteln.
5 zeigt eine erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung. Ein Datensignal S_D, das die aufzuzeichnenden Informationen enthält, wird einer Steuereinheit 1 zugeführt. Die Steuereinheit bildet aus dem Datensignal gemäß einem der oben genannten Verfahren ein Steuersignal. Das Steuersignal S_C, das am Ausgang der Steuereinheit 1 vorliegt, wird einer Strahlungsquelle 2 zugeführt. Das Steuersignal steuert die Leistung eines von der Quelle erzeugten Strahlenbündels 3. Der Wert des Steuersignals kann zwischen Werten umschalten, die den Schreibpegel, den Löschpegel, den Vorpegel und gegebenenfalls den Kühlpegel darstellen. Das Strahlenbündel wird durch eine Linse 4 auf einer Informationsschicht 5 eines Informationsträgers 6 in Form einer Platte fokussiert. Der Informationsträger dreht sich durch einen Motor 7 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um seinen Mittelpunkt. Wenn die Strahlungsquelle 2 in radialer Richtung in Bezug auf die Platte verschoben wird, wie es durch den Pfeil 8 dargestellt wird, kann der Bereich der Informationsschicht 5 durch das Strahlenbündel 3 bestrahlt werden. Ein Lagesensor 9 erfasst die radiale Position des Strahlenbündels, indem er beispielsweise die radiale Bewegung der Strahlungsquelle 2 ermittelt oder die Position von Signalen ableitet, die aus der Informationsschicht ausgelesen werden. Die Position wird einem Taktgenerator 10 zugeführt, der ein Datentaktsignal S_K erzeugt, dessen Frequenz mit dem radialen Abstand des Strahlenbündels 3 vom Mittelpunkt der Platte 6 zunimmt. Im Allgemeinen wird das Taktsignal von einem Quarztakt abgeleitet, indem beispielsweise das Quarztaktsignal durch eine Zahl dividiert wird, die von dem radialen Abstand abhängt. Die Steuereinheit 1 kombiniert das Datensignal So mit dem Taktsignal S_K zum Steuersignal S_C, beispielsweise mit Hilfe eines UND-Gatters, so dass das Steuersignal Schreibimpulse mit im Wesentlichen gleicher Impulsbreite und gleicher Leistung, synchronisiert mit dem Taktsignal, enthält. Die Steuereinheit kann die Impulse mit gleicher Breite mit Hilfe einer monostabilen Kippstufe erzeugen, die durch das Datensignal und das Taktsignal getriggert wird. Die monostabile Kippstufe hat vorzugsweise eine einstellbare Impulsbreite, um unterschiedliche Längen des ersten und des letzten Impulses einer Folge zum Schreiben einer Marke zuzulassen. Die Anzahl der Schreibimpulse ist für eine Längeneinheit einer geschriebenen Marke konstant. Die Steuereinheit erzeugt unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit die gleiche Folge von Schreibimpulsen zum Schreiben einer bestimmten Marke, nur die Geschwindigkeit, mit der die Impulse erzeugt werden, variiert mit der Schreibgeschwindigkeit, d. h. mit der radialen Position des Strahlenbündels. Die hintere Flanke des letzten Impulses in einer Schreibfolge triggert die Schaltung 11, die eine Datentaktperiode später einen Triggerimpuls erzeugt. Dieser Triggerimpuls wird der Steuerschaltung 1 zugeführt. Die Steuerschaltung stellt das Steuersignal So in der Zeitspanne zwischen der hinteren Flanke des letzten Impulses einer Folge und dem Triggerimpuls auf den Kühlpegel ein. Auf diese Weise entspricht die Dauer der Kühlperiode einer Datentaktperiode und verändert sich umgekehrt proportional zu dem Radius auf der Platte oder in gleicher Weise zu der Schreibgeschwindigkeit.
Wird die Aufzeichnungsvorrichtung zum Schreiben mit einer einzigen Geschwindigkeit verwendet, so wird der Taktgenerator 10 auf eine feste Frequenz eingestellt, möglicherweise mit Korrekturen für Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Informationsträgers 6. Der Lagesensor 9 braucht den Taktgenerator 10 nicht zu steuern und kann weggelassen werden. Die Schaltung 11 kann mit der Steuereinheit 1 kombiniert werden. Die Steuereinheit stellt dann die Dauer der Kühlperiode in Abhängigkeit von dem Datentaktsignal und den Werten der Schreibgeschwindigkeit, der numerischen Apertur und der Wellenlänge des Strahlenbündels ein.
6 zeigt die Ergebnisse von Aufzeichnungsversuchen mit Informationsträgern mit Phasenumwandlung, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wurde. Während der Versuche wurden Marken in den Informationsträger geschrieben, die Marken wurden nachfolgend gelesen und der Jitter des resultierenden Lesesignals ermittelt.
Sowohl bei 6a als auch bei 6b umfasst die Folge von Impulsen zum Schreiben der Marken drei Impulse mit gleicher Breite und einen Löschpegel wie in 1b gezeigt. Bei der höchsten Schreibgeschwindigkeit von 6,0 m/s hatten die Impulse ein Tastverhältnis von 50%. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten wurde die Impulsbreite konstant gehalten und die Impulsperiode umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit erhöht. Die Dauer der auf den letzten Impuls der Folge folgenden Kühlperiode wurde während eines Testlaufs auf einen festen Wert unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit eingestellt. Bei mehreren Testläufen wurde die Dauer der Kühlperiode von 0,5 bis 1,5 mal einer Kanalbitperiode (Tch) variiert. Die Kanalbitperiode bei einer Schreibgeschwindigkeit von 6,0 m/s entspricht 32 ns, was einer Distanz auf der Informationsschicht von 0,19 μm entspricht. Die Kanalbitperiode bei einer Schreibgeschwindigkeit von 2,4 m/s entspricht 80 ns, was wiederum einer Distanz von 0,19 μm entspricht.
6a zeigt den Jitter des Lesesignals von mit einer Geschwindigkeit von 6,0 m/s geschriebenen Marken als Funktion der Dauer der Kühlperiode und 6b von mit 2,4 m/s geschriebenen Marken. Der Jitter wird als Prozentzahl der Kanalbitperiode ausgedrückt. Die drei Arten von Symbolen in den Figuren, d. h. Quadrate, Dreiecke und Rauten, stellen Messungen auf den Informationsträgern von drei verschiedenen Herstellern dar. Die ausgefüllten Symbole stehen für Messungen, die nach 8 Überschreibzyklen durchgeführt wurden. Die nicht ausgefüllten Symbole stehen für Messungen, die nach 1024 Überschreibzyklen durchgeführt wurden.
Beide Figuren zeigen, dass unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit, der Anzahl von Überschreibzyklen und dem Hersteller des Informationsträgers eine Kühlperiode zwischen einer halben Kanalbitperiode und ein und einer halben Kanalbitperiode ein gutes Jittervermögen ergeben. Der geringste Jitter wird erzielt, wenn die Kühlperiode eine Dauer von einer Kanalbitperiode hat. Die der Kühlperiode entsprechende Länge auf der Informationsschicht entspricht der Dauer der Kühlperiode mal der Schreibgeschwindigkeit. Die Kanalbitperiode in 6a entspricht 32 ns, und die Schreibgeschwindigkeit beträgt 6 m/s, woraus sich eine Länge von 0,19 μm ergibt. Die Versuche zeigen, dass ein gutes Jittervermögen erzielt wird, wenn die der Kühlperiode entsprechende Länge unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit ist und in einem Bereich von 0,1 bis 0,3 μm liegt. Bei Hochleistungsanwendungen, die einen geringeren Jitterwert erfordern, liegt die Länge vorzugsweise im Bereich von 0,17 bis 0,21 μm mit einem optimalen Wert im Wesentlichen bei 0,19 μm, immer mit den obigen Werten für λ und NA. Der geringere Jitter in diesem klei neren Bereich ist auf eine vorteilhafte Kombination einer schnellen Kühlung der Informationsschicht nach dem letzten Impuls, wodurch sich eine gute Definition des hinteren Randes der geschriebenen Marke ergibt, und einer ausreichenden Löschung der vorher geschriebenen Marken zurückzuführen. Bei dem optimalen Wert kann die Kühlperiode der Taktperiode entsprechen und ermöglicht eine einfache elektronische Implementierung.
Die Kanalbitperiode wurde in den Versuchen so gewählt, dass eine hohe Informationsdichte bei einem geringen Jitterwert erzielt wurde. Wird eine geringere Dichte verwendet, so muss die Dauer der in Kanalbits ausgedrückten Kühlperiode entsprechend reduziert werden. Die erforderliche Länge der Kühlperiode steht in Bezug zur Überlappung des Bereiches auf der Informationsschicht, der durch den letzten Schreibimpuls erwärmt wird, und dem Bereich, der beim Beginn des nachfolgenden Löschvorgangs erwärmt wird. Die Größe des erwärmten Bereichs steht ihrerseits in Bezug zu der Größe des beugungsbegrenzten Flecks, der von dem Strahlenbündel auf der Informationsschicht gebildet wird. Die Größe des Flecks ist proportional zu λ/NA, wobei λ die Wellenlänge der Strahlung und NA die numerische Apertur des auf die Informationsschicht auftreffenden Strahlenbündels ist. Die Versuche aus 6 wurden mit einer Wellenlänge von 660 nm und einer numerischen Apertur von 0,6 durchgeführt. Wenn zu einer anderen Wellenlänge oder numerischen Apertur gewechselt wird, ändert sich die der Kühlperiode entsprechende Länge maßstäblich mit λ/NA.
Werden die oben genannten Längen der Kühlperiode in Fleckgrößen ausgedrückt, liegt die Länge vorzugsweise im Bereich von 0,09 bis 0,27 λ/NA und bei Hochleistungsanwendungen im Bereich von 0,15 bis 0,19 λ/NA bei einem optimalen Wert von im Wesentlichen 0,17 λ/NA.
Die oben erwähnten Vorteile der angegebenen Bereiche für die Kühlperiodendauer werden nicht nur bei Verfahren zum Aufzeichnen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, sondern auch bei Verfahren zum Aufzeichnen auf einem Informationsträger mit einer einzigen Geschwindigkeit erzielt.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren ist besonders geeignet für das Aufzeichnen von Marken auf einer Informationsschicht mit Phasenumwandlung, insbesondere zum Schreiben von amorphen Marken in eine kristalline Informationsschicht. Die kurzen Schreibimpulse insbesondere am inneren Radius einer Platte ermöglichen eine genaue Steuerung des Schreibvorgangs hinsichtlich der Umwandlung in den amorphen Zustand und Rekristallisation des Materials mit Phasenumwandlung.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren kann auch für die Aufzeichnung von Daten auf unterschiedlichen Informationsträgern eingesetzt werden, die für unterschiedliche Schreibgeschwindigkeiten ausgelegt sind, beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Arten von Informationsschichten in den Platten. Die Impulsbreite wird für die Kanalbitperiode des Informationsträgers mit der höchsten Schreibgeschwindigkeit bestimmt. Wenn auf eine Platte mit einer niedrigeren Schreibgeschwindigkeit aufgezeichnet wird, wird die Impulsbreite nicht verändert und nur die Kanalbitperiode in Übereinstimmung mit der Spezifikation des Informationsträgers erhöht. Somit kann mit einer Aufzeichnungsvorrichtung auf verschiedene Arten von Informationsträgern aufgezeichnet werden, indem lediglich die Kanalbitperiode und gegebenenfalls die Schreibleistung verändert werden.

Text in der Zeichnung

1

space: Zwischenraum
mark: Marke
overwrite pulse sequence: Überschreibimpulsfolge
write power: Schreibleistung
erase power: Löschleistung
bias power: Vorleistung

6a und 6b

cooling period: Kühlperiode

Claims

Verfahren zur Aufzeichnung von Daten darstellenden Marken in einer Informationsschicht (5) eines optischen Informationsträgers (6) durch Bestrahlen der Informationsschicht durch ein gepulstes Strahlenbündel (3), wobei jede Marke durch eine Folge von einem oder mehreren Impulsen geschrieben wird, von denen der letzte Impuls in der Folge einen ersten Leistungspegel (Schreibleistung) aufweist, der in der Lage ist, eine Marke zu schreiben, und dem ein zweiter Leistungspegel (Vorleistung) folgt, der geringer als der erste Leistungspegel während einer Kühlperiode ist, und dem ein dritter Leistungspegel (Löschleistung) folgt, der höher als der zweite Leistungspegel und in der Lage ist, vorher geschriebene Marken in den Zwischenräumen zwischen den gerade geschriebenen Marken zu löschen, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken in der Informationsschicht mit unterschiedlichen Schreibgeschwindigkeiten aufgezeichnet werden, wobei sich die Schreibgeschwindigkeit als Funktion der Position des Strahlenbündels auf der Informationsschicht ändert und die Dauer der Kühlperiode von der Schreibgeschwindigkeit abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dauer der Kühlperiode linear mit dem Kehrwert der Schreibgeschwindigkeit zusammenhängt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Dauer der Kühlperiode zwischen 0,09 und 0,27 mal λ/(NA v) liegt, wobei λ die Wellenlänge der Strahlung, NA die numerische Apertur des auf die Informationsschicht treffenden Strahlenbündels und v die Schreibgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Impulse mit einem Datentaktsignal synchronisiert sind, das Impulse liefert, die eine Datentaktperiode definieren, wobei die Dauer der Periode umgekehrt proportional zur Schreibgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Dauer der Kühlperiode in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 mal der Dauer einer Datentaktperiode liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Dauer der Kühlperiode im Wesentlichen der Dauer einer Datentaktperiode entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Impulse in einer Folge eine im Wesentlichen gleiche Impulsbreite aufweisen und eine Marke durch eine im Wesentlichen konstante Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit der Marke, unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit, geschrieben wird.
Verfahren zum Aufzeichnen von Daten darstellenden Marken in einer Informationsschicht (5) eines optischen Informationsträgers (6) durch Bestrahlen der Informationsschicht durch ein gepulstes Strahlenbündel (3), wobei jede Marke durch eine Folge von einem oder mehreren Impulsen geschrieben wird, von denen der letzte Impuls in der Folge einen ersten Leistungspegel (Schreibleistung) aufweist, der in der Lage ist, eine Marke zu schreiben, und dem ein zweiter Leistungspegel (Vorleistung) folgt, der geringer als der erste Leistungspegel während einer Kühlperiode ist, und dem ein dritter Leistungspegel (Löschleistung) folgt, der höher als der zweite Leistungspegel und in der Lage ist, vorher geschriebene Marken in den Zwischenräumen zwischen den gerade geschriebenen Marken zu löschen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Kühlperiode bei einer Schreibgeschwindigkeit v zwischen 0,09 und 0,27 mal λ/(NA v) liegt, wobei λ die Wellenlänge der Strahlung und NA die numerische Apertur des auf die Informationsschicht auftreffenden Strahlenbündels ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dauer der Kühlperiode in einem Bereich von 0,15 bis 0,19 mal λ/(NA v) liegt.
Optische Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Daten in Form von Marken in einer Informationsschicht (5) eines Informationsträgers (6) mit unterschiedlichen Schreibgeschwindigkeiten, die Folgendes umfasst: eine Strahlungsquelle (2), die ein Strahlenbündel (3) zum Bestrahlen der Informationsschicht liefert, und eine Steuereinheit (1) zum Steuern der Leistung des Strahlenbündels, wobei die Steuereinheit so funktioniert, dass sie eine Folge von einem oder mehr Impulsen liefert, die einen ersten Leistungspegel (Schreibleistung) zum Schreiben einer Marke aufweisen, wobei auf den letzten Impuls in der Folge ein zweiter Leistungspegel (Vorleistung) während einer Kühlperiode und nachfolgend ein dritter Leistungspegel (Löschleistung) folgt, der in der Lage ist, geschriebene Marken zu löschen, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinheit ferner so funktioniert, dass sie die Dauer der Kühlperiode in Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit (v) einstellt.
Optische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Dauer der Kühlperiode linear mit dem Kehrwert der Schreibgeschwindigkeit zusammenhängt.
Optische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung einen Taktgenerator umfasst, der an einem Ausgang ein Datentaktsignal liefert, das die Schreibgeschwindigkeit der Marken bestimmt, wobei der Ausgang des Taktgenerators mit der Steuereinheit verbunden ist, um die Dauer der Kühlperiode in Übereinstimmung mit dem Datentaktsignal zu steuern.
Optische Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Daten in Form von Marken in einer Informationsschicht (5) eines Informationsträgers (6) mit einer Schreibgeschwindigkeit v durch Bestrahlen der Informationsschicht durch ein Strahlenbündel (3) mit einer numerischen Apertur NA und einer Wellenlänge λ, die Folgendes umfasst: eine Strahlungsquelle (2), die ein Strahlenbündel (3) liefert, und eine Steuereinheit (1) zum Steuern der Leistung des Strahlenbündels, wobei die Steuereinheit so funktioniert, dass sie eine Folge von einem oder mehr Impulsen liefert, die einen ersten Leistungspegel (Schreibleistung) zum Schreiben einer Marke aufweisen, wobei auf den letzten Impuls in der Folge ein zweiter Leistungspegel (Vorleistung) während einer Kühlperiode und nachfolgend ein dritter Leistungspegel (Löschleistung) folgt, der in der Lage ist, geschriebene Marken zu löschen, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dauer der Kühlperiode zwischen 0,09 und 0,27 mal λ/(NA v) liegt.