專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光可寫(xiě)的記錄空白體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地面向采用可旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)設(shè)備的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的制造和使用，這些可旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)設(shè)備包含一條基準(zhǔn)道，該基準(zhǔn)道使得有可能執(zhí)行多種存儲(chǔ)和檢索操作，其中包括識(shí)別可記錄盤(pán)上的各個(gè)位單元的操作。更具體地，本發(fā)明面向一種具有多條帶著邊緣的基準(zhǔn)道的激光可寫(xiě)記錄介質(zhì)，對(duì)于精確地控制相鄰的基準(zhǔn)道部分之間的多條平行的信息道的定位目的，可從這些邊緣更準(zhǔn)確地確定距離。
本發(fā)明的中心方面涉及對(duì)倍頻現(xiàn)象的識(shí)別，當(dāng)實(shí)質(zhì)上具有高斯亮度分布的光源在呈現(xiàn)出急劇的反射不連續(xù)性或者其它的光特性不連續(xù)性的表面上高頻抖動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種倍頻現(xiàn)象。本發(fā)明把倍頻及倒相用作一種精確定位激光源的機(jī)理，該激光源用于把信息寫(xiě)入到各種系統(tǒng)里的可記錄的可旋轉(zhuǎn)空白體中，這些系統(tǒng)可作出是和現(xiàn)有的只能令人遺憾地進(jìn)行讀操作的CD-ROM設(shè)備相容的。雖然確實(shí)存在著執(zhí)行盤(pán)寫(xiě)入操作的設(shè)備，但是這些設(shè)備是昂貴的并且不可能提供通過(guò)采用本發(fā)明所述的此類(lèi)伺服跟蹤系統(tǒng)所能達(dá)到的信息密度。
很清楚，提高可記錄介質(zhì)上的信息密度的商業(yè)需求已成為當(dāng)今的信息處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。此外，商業(yè)壓力以及市場(chǎng)壓力大大增加了需要在可移動(dòng)設(shè)備上存儲(chǔ)及訪問(wèn)的原始數(shù)據(jù)量。這些壓力還增大能夠快速和準(zhǔn)確地得到信息的要求。另外，還增大了能使最終用戶(hù)把信息寫(xiě)到這些盤(pán)上的要求。
該技術(shù)中另一些相關(guān)的發(fā)展包括設(shè)計(jì)并且建造能夠在單個(gè)緊湊的可旋轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)備中對(duì)幾個(gè)疊加的層寫(xiě)入信息的部件。此外，需要在這些設(shè)備上存儲(chǔ)圖形、電影圖象以及聲音還導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)在處處可見(jiàn)的計(jì)算機(jī)和音頻CD-ROM設(shè)備的衍生物，并且現(xiàn)在該市場(chǎng)還把規(guī)模擴(kuò)大到制造DVD(數(shù)字視盤(pán))碟。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是為該正顯露出來(lái)的技術(shù)中所出現(xiàn)的問(wèn)題提供解決辦法。
對(duì)于數(shù)字信息存儲(chǔ)技術(shù)中產(chǎn)生的問(wèn)題及挑戰(zhàn)，本發(fā)明提供一種全面的解決辦法。本發(fā)明對(duì)工業(yè)界存在的許多問(wèn)題提供一種綜合的及詳盡的解決辦法。從本發(fā)明可看出發(fā)明者們從一種和伺服定位有關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)著手，擴(kuò)充其能力，并且利用它提供一種廣泛的和綜合的解決辦法，以解決上述的與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸速度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有關(guān)的所有問(wèn)題。本文對(duì)上述問(wèn)題提供一種完整的首尾相連的解決辦法。從而可以看出本發(fā)明系統(tǒng)從產(chǎn)生信息存儲(chǔ)空白體著手，在申請(qǐng)者們的發(fā)明系統(tǒng)中應(yīng)用了這些空白體。與這些空白體相關(guān)，還包括一種用于對(duì)盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)的設(shè)備。一種從本成果產(chǎn)生的額外的有益機(jī)制是一種立即執(zhí)行寫(xiě)入后讀出操作的系統(tǒng)。由于通過(guò)本發(fā)明的伺服跟蹤機(jī)制產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)于極其精確的位置控制是特別有用的，從而上述額外的機(jī)制是可能的。此外，為控制多層盤(pán)讀寫(xiě)的對(duì)準(zhǔn)，采用了慎密的抖動(dòng)以及其信號(hào)序列。通過(guò)采用簡(jiǎn)單的并且相對(duì)不昂貴的光束分裂器，對(duì)盤(pán)二面寫(xiě)信息而采用的激光光束分裂還產(chǎn)生其它的改善。在所有這些變異中，申請(qǐng)者們能夠利用從專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的檢測(cè)器電路生成的信號(hào)執(zhí)行各種不同的功能。尤其，當(dāng)在本文申請(qǐng)的系統(tǒng)范圍內(nèi)執(zhí)行時(shí)，和糾錯(cuò)相關(guān)的概念和問(wèn)題具有全新的意義和遠(yuǎn)景。
后面的詳盡說(shuō)明包括形成和使用本文所申請(qǐng)的特殊系統(tǒng)或方法的各個(gè)方面的完整特征表述。在下述各概要標(biāo)題下可以找到本說(shuō)明書(shū)中所說(shuō)明的各個(gè)方面；也就是說(shuō)，詳細(xì)說(shuō)明書(shū)被分成在其中討論下述具體的各個(gè)方面的幾節(jié)(Ⅰ)記錄空白體；(Ⅱ)基本寫(xiě)操作；(Ⅲ)信號(hào)檢測(cè)；(Ⅳ)寫(xiě)后的讀；(Ⅴ)錯(cuò)誤處理；(Ⅵ)多層處理；以及(Ⅶ)讀/寫(xiě)頭設(shè)計(jì)。
為了全面地理解本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該首先了解當(dāng)前在CD-ROM寫(xiě)技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。該領(lǐng)域中的一個(gè)重大問(wèn)題在于這樣的事實(shí)，即，用于寫(xiě)的盤(pán)是昂貴的。此外，采用激光對(duì)CD-ROM類(lèi)的部件寫(xiě)的一個(gè)基本問(wèn)題是必須對(duì)數(shù)據(jù)格式化。在目前的各種CD-ROM寫(xiě)技術(shù)中，所有的數(shù)據(jù)介質(zhì)看起來(lái)是相同的。其自身不存在參照點(diǎn)。以在盤(pán)中設(shè)置模壓槽作為出發(fā)點(diǎn)來(lái)解決該問(wèn)題的嘗試的缺點(diǎn)在于，這些槽是大的，會(huì)在盤(pán)上消耗掉大量的空間。試圖解決這種問(wèn)題的其它方法是采用主盤(pán)。但是這些主盤(pán)需要昂貴的母系統(tǒng)而且各道仍然太大或者至少要比所需要的更大。從而，看來(lái)CD-ROM寫(xiě)技術(shù)中的一種重要需求是一種提供便宜的可寫(xiě)介質(zhì)的機(jī)制。
在該領(lǐng)域中還存在其它問(wèn)題。尤其，已經(jīng)知道事實(shí)上采用幾種不同的數(shù)據(jù)格式。例如，音頻CD-ROM可能采用一種數(shù)據(jù)格式，存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)的CD-ROM可能采用另一種格式。而例如在最近宣布的DVD技術(shù)(DVD可不同地代表數(shù)字視盤(pán)或者數(shù)字視頻數(shù)據(jù))中看到的實(shí)時(shí)視頻表示可能采用又一種數(shù)據(jù)格式。
此外，在開(kāi)發(fā)和CD-ROM類(lèi)部件相關(guān)的技術(shù)中，還提出了多層盤(pán)的各種實(shí)現(xiàn)方法。
任何先進(jìn)的CD-ROM寫(xiě)技術(shù)的另一個(gè)問(wèn)題是它是否和現(xiàn)有的CD-ROM讀技術(shù)相容。另外，還存在例如由本發(fā)明提供的未來(lái)技術(shù)是否和磁光(MO)記錄技術(shù)兼容的又一個(gè)問(wèn)題。幸運(yùn)的是，本發(fā)明提供的系統(tǒng)是和許多現(xiàn)有技術(shù)相容的，并且還提供最終可對(duì)CD-ROM上的每個(gè)位尋址及定位的突破性方法。從而，和盤(pán)格式化相關(guān)的問(wèn)題不復(fù)存在。這些問(wèn)題被有效地委托給軟件，使硬件能以各種格式自由方便地表達(dá)信息。
本發(fā)明的基本原理是在考慮到急劇差異的各光盤(pán)區(qū)段的情況下采用光抖動(dòng)。這些光學(xué)上差異的區(qū)段構(gòu)成提供可跟蹤的螺旋(或同心)伺服道的基礎(chǔ)，伺服道的邊緣定義用來(lái)控制激光讀寫(xiě)的路徑。此外，在采用多層盤(pán)的情況下，以帶有Z向(朝向和離開(kāi)盤(pán))的抖動(dòng)補(bǔ)充穿過(guò)伺服道的一個(gè)邊緣的抖動(dòng)。Z向上的抖動(dòng)同時(shí)還提供一種選擇盤(pán)中要在其中寫(xiě)入信息和從其中讀出信息的層的能力。對(duì)于這一方面，請(qǐng)?zhí)貏e注意到，這不僅使得有可能選擇層，并且通過(guò)采用和徑向或r向伺服跟蹤中使用的相同光抖動(dòng)原理還可以把控制集中在所需的層上。
本發(fā)明中使用的光抖動(dòng)原理是有特殊意義的，因?yàn)樗a(chǎn)生了一種用于寫(xiě)和讀雙重目的的跟蹤方法，該方法中有可能不僅確定“位于道上”，并且還能準(zhǔn)確地確定相對(duì)于某埋置伺服道的某邊緣跟離有多遠(yuǎn)。這和只能提供偏離道的出錯(cuò)指示的其它系統(tǒng)是形成對(duì)比的。本系統(tǒng)提供連續(xù)的正反饋控制，其精確地確定并控制用于寫(xiě)目的或讀目的的激光光點(diǎn)位置。正是這種精度允許對(duì)位于埋置伺服道之間的可記錄介質(zhì)進(jìn)行多信息道的讀出和寫(xiě)入。
定位精度加上和伺服道側(cè)的一邊或另一邊上的抖動(dòng)相關(guān)的輸出相位使得可進(jìn)行道計(jì)數(shù)，從而可精確確定可記錄介質(zhì)上任何點(diǎn)的徑向位置。把這個(gè)事實(shí)和一個(gè)或多個(gè)定位標(biāo)記結(jié)合起來(lái)使用可精確確定一個(gè)位在角度上或θ方向上的位置，其中θ是極坐標(biāo)方位角。
從這種能力得到的一系列好處包括為系統(tǒng)提供診斷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能力以及在監(jiān)視所使用的激光源的性能的同時(shí)進(jìn)行其它監(jiān)視的能力。另外，采用本發(fā)明得到的精度使得有可能以其它系統(tǒng)不可能的方式糾錯(cuò)。當(dāng)在構(gòu)造寫(xiě)后讀的配置中采用本發(fā)明的原理時(shí)，這一點(diǎn)是尤為真實(shí)的。而且，由于本文所提供的跟蹤機(jī)制的特有性質(zhì)，這些寫(xiě)后讀的配置變得是可能的。請(qǐng)進(jìn)一步注意到，在可記錄的CD-ROM類(lèi)媒介上精準(zhǔn)地知道信息位于何處的能力意味著這樣的盤(pán)可以很象隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或磁盤(pán)地被檢索。這意味著根據(jù)本發(fā)明制造并使用的盤(pán)上的信息可以被迅速地找到并且可以被密集地及有效地存儲(chǔ)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種綜合系統(tǒng)，用于把信息寫(xiě)到類(lèi)似于當(dāng)前CD-ROM技術(shù)中的便宜可旋轉(zhuǎn)媒介上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造空白記錄盤(pán)的方法，這種記錄盤(pán)含有用于為讀寫(xiě)操作定位而準(zhǔn)確控制信息的嵌入伺服道。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備，用于把信息寫(xiě)入到嵌入伺服道之間的多個(gè)信息道中。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于以高密度和以高信息傳輸率讀寫(xiě)信息。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法和系統(tǒng)，用于在可旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)上準(zhǔn)確地定位各個(gè)信息位或位組。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供伺服和反饋控制機(jī)制，這些機(jī)制能補(bǔ)償系統(tǒng)的差異，例如盤(pán)平直度、軸承容限和馬達(dá)速度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，在其中可以立即讀出剛寫(xiě)到旋轉(zhuǎn)CD-ROM類(lèi)介質(zhì)上的信息，從而能夠確定信息的準(zhǔn)確性并能夠立即施以糾錯(cuò)或錯(cuò)誤補(bǔ)償。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)伺服反饋跟蹤設(shè)備，它能夠從旋轉(zhuǎn)CD-ROM類(lèi)的介質(zhì)上的多個(gè)層讀寫(xiě)信息。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備，用于可旋轉(zhuǎn)信息盤(pán)的多層寫(xiě)以及多層讀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種機(jī)制，其能判定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的改變，尤其是和馬達(dá)壽命的盡頭相關(guān)的改變。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)方法和系統(tǒng)，用于判定半導(dǎo)體激光光源是否處于或接近其壽命的盡頭。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是采用利用激光功率調(diào)制的寫(xiě)后讀能力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，用于從單盤(pán)上的多個(gè)層進(jìn)行寫(xiě)和讀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種讀/寫(xiě)頭，其特別適用于在其相同盤(pán)的相對(duì)側(cè)上采用不同層的多層的分道系統(tǒng)中。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，用于精確地跟蹤激光光束的位置，從而能夠以可靠、密集、緊湊方式在低存取時(shí)間和高傳輸率下從可旋轉(zhuǎn)盤(pán)讀出信息和把信息寫(xiě)入其中。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用可旋轉(zhuǎn)介質(zhì)并和各種不同的數(shù)據(jù)格式相容的可寫(xiě)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種信息存儲(chǔ)介質(zhì)，和僅在單個(gè)平面中存儲(chǔ)信息不同，在其中把信息存儲(chǔ)在容積里。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種空白記錄盤(pán)，其包括用于讀寫(xiě)操作的一個(gè)層或多個(gè)層。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種包含多條伺服道的可寫(xiě)空白信息介質(zhì)，以便在可旋轉(zhuǎn)盤(pán)的相對(duì)側(cè)上精確地定位信息存儲(chǔ)位。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用從光相異材料的邊緣上抖動(dòng)的光束產(chǎn)生的反射跟蹤信號(hào)的倍頻和相位特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在信息盤(pán)上設(shè)置一個(gè)區(qū)域，其中包含描述存在著錯(cuò)誤的單元的信息。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供幾乎同時(shí)的寫(xiě)和回讀能力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供信號(hào)處理電路，用于確定激光光束位置并且還用于確定讀寫(xiě)操作中所使用的可旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)中的某個(gè)層。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種尤其適用于只寫(xiě)一次的應(yīng)用的便宜記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于連續(xù)的螺旋道邊緣跟蹤的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是建立一個(gè)記錄介質(zhì)上的信息的三維位圖，從而改進(jìn)存取時(shí)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是把涉及到轉(zhuǎn)動(dòng)的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的糾錯(cuò)能力和存儲(chǔ)單元的準(zhǔn)確位圖集成起來(lái)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在沿邊緣的伺服跟蹤的同時(shí)提供多層盤(pán)中某給定層內(nèi)的激光焦點(diǎn)的伺服跟蹤。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠提供對(duì)可記錄盤(pán)介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的改進(jìn)測(cè)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠創(chuàng)造一種記錄盤(pán)信息存儲(chǔ)介質(zhì)，在其上面具有實(shí)際記錄參數(shù)，例如物理速度、間距、格式和角速度，的指示。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)更準(zhǔn)確地確定徑向位置而更準(zhǔn)確地確定轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠隨著時(shí)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)速度信息，從而提供驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行評(píng)估，尤其關(guān)于老化和/或壽命盡頭預(yù)測(cè)以及報(bào)警的評(píng)估。
最后，但不限止于此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一些系統(tǒng)、方法和設(shè)備，用于利用激光寫(xiě)和位置控制把信息經(jīng)濟(jì)地寫(xiě)到可旋轉(zhuǎn)盤(pán)上。
在本說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾部分具體地指出和明確地宣布被看作是本發(fā)明的要點(diǎn)。然而，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及實(shí)施方法和本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)參考結(jié)合附圖的下述說(shuō)明得到最好的理解，附圖是

圖1是一個(gè)部分立方的功能方塊圖，表示相對(duì)于某光盤(pán)類(lèi)部件的激光抖動(dòng)的幕后的基本部件和操作原理；圖2A-2G表示某工藝過(guò)程中采用的各個(gè)步驟，該工藝過(guò)程制造空白記錄盤(pán)，以在本發(fā)明中和激光寫(xiě)系統(tǒng)一起使用；圖3是CD-ROM類(lèi)記錄盤(pán)的一部分的剖面圖，特地示出在其上可記錄信息的多個(gè)層；圖4是CD-ROM類(lèi)記錄盤(pán)的一部分的側(cè)視剖面圖，其類(lèi)似于圖3中示出的圖，但本圖更具體地示出包括多伺服道層；圖5A是一個(gè)頂視圖(未按比例)，表示存在著記錄標(biāo)記和螺旋道圖案，伺服道最好設(shè)置在該圖案中；圖5B類(lèi)似于圖5A，但更具體地示出沿盤(pán)的整個(gè)徑向長(zhǎng)度延伸的徑向參照(記錄)標(biāo)記；圖6是一個(gè)頂視圖，表示伺服道寬度和用來(lái)存儲(chǔ)信息的介質(zhì)部分的寬度之間的關(guān)系；圖7是一個(gè)頂剖面圖，表示沿伺服帶跟蹤所使用的激光光點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的激光點(diǎn)之間的關(guān)系，在把信息讀入和寫(xiě)入到伺服道部分之間的可記錄材料中時(shí)使用這些對(duì)應(yīng)的激光點(diǎn)。
圖8類(lèi)似于圖7，但是更具體地表示把信息寫(xiě)入到跟蹤點(diǎn)的右側(cè)的情況，這和圖7中所示的左側(cè)情況相反；圖9A是一條曲線，表示激光跟蹤點(diǎn)位置和產(chǎn)生的反射信號(hào)的強(qiáng)度之間的關(guān)系；圖9B是一條類(lèi)似于圖9A的曲線，但更具體地表示當(dāng)把激光跟蹤點(diǎn)導(dǎo)向嵌入伺服道的相對(duì)邊緣時(shí)結(jié)果信號(hào)的相位關(guān)系；圖10是一個(gè)功能框圖，表示采用本發(fā)明的伺服跟蹤系統(tǒng)的激光生成及激光位置控制系統(tǒng)；圖11是一個(gè)側(cè)視圖，表示透鏡的定位，以使它的焦點(diǎn)位于適當(dāng)?shù)钠矫嬷?；圖12類(lèi)似于圖11，表示激光光束輸出的對(duì)準(zhǔn)。
圖13是一個(gè)功能框圖，表示一個(gè)用于提供徑向位置指示的信號(hào)處理電路；圖14是一個(gè)功能框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一種替代實(shí)施例；圖15是一個(gè)功能框圖，表示一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，在其中激光功率被調(diào)制，以便產(chǎn)生所需的寫(xiě)操作和寫(xiě)后讀操作；圖16是作為半導(dǎo)體激光驅(qū)動(dòng)電流的函數(shù)的激光功率曲線；圖17是一個(gè)功能框圖，表示本發(fā)明的采用多頻抖動(dòng)的一種實(shí)施例；圖18是一個(gè)功能圖，表示一種光學(xué)布局，該布局可充當(dāng)一種向旋轉(zhuǎn)信息存儲(chǔ)介質(zhì)空白區(qū)的二側(cè)讀寫(xiě)信息的機(jī)制；圖19是一個(gè)光路徑圖，以更具體地說(shuō)明整個(gè)用于對(duì)信息存儲(chǔ)空白區(qū)的二側(cè)讀寫(xiě)信息的光學(xué)系統(tǒng)；
圖20是讀/寫(xiě)頭的側(cè)視圖，可以和本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用該讀/寫(xiě)頭；圖21部分是立方框圖部分是功能框圖，表示一種根據(jù)本發(fā)明的在其中執(zhí)行立即的寫(xiě)后讀操作的系統(tǒng)。
圖22是一個(gè)功能框圖，表示一種根據(jù)本發(fā)明的類(lèi)似于圖10中所示的系統(tǒng)的系統(tǒng)，但更具體地顯示監(jiān)視功能，該功能可以和激光老化過(guò)程相關(guān)地提供；圖23A-23C表示另一種可通過(guò)采用本發(fā)明得到控制的位置參數(shù)；圖24A一24C分別表示在圖23A-23C中所示的不同配置狀態(tài)下產(chǎn)生的輸出信號(hào)波形；圖25表示一種根據(jù)本發(fā)明的類(lèi)似于圖15的系統(tǒng)，但更具體地表示一種可用來(lái)產(chǎn)生圖23A-23C中所示的變異的機(jī)制。
圖26是一條曲線，代表作為時(shí)間的函數(shù)的半導(dǎo)體激光部件調(diào)制指數(shù)；圖27A是一個(gè)側(cè)視圖，表示一種邊緣發(fā)射激光二極管部件的運(yùn)行，并特別示出該部件尾端處的光輸出監(jiān)視部件；圖27B是按陣列排列的三個(gè)垂直通道的半導(dǎo)體發(fā)射激光器的側(cè)視圖；圖28類(lèi)似于圖15，但更具體地示出用于確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度，尤其是角速度，的設(shè)備部件，并且用于在其上創(chuàng)造一種具有信息的記錄機(jī)，這些信息表示物理速度、格式、定時(shí)和間距參數(shù)；圖29是一個(gè)流程圖，表示一個(gè)確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度尤其是角速度的方法中的各步驟，從而隨時(shí)間的推移判定驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的老化特性；圖30是一個(gè)流程圖，其詳細(xì)地示出圖29中有關(guān)測(cè)量線速度的步驟；以及圖31是一條曲線，表示典型的作為時(shí)間的函數(shù)的角速度測(cè)量結(jié)果，以供對(duì)照，從而給出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的性能及老化指示。
在1996年4月1日歸檔的序列號(hào)為08/626，302的已有歸檔申請(qǐng)中(其在1997年12月4日發(fā)布為專(zhuān)利號(hào)5,684,782，該專(zhuān)利是本文的參考資料)，示范了信號(hào)SXI的生成和使用。具體地，在該文中發(fā)明者們斷定，如果在呈現(xiàn)出不同的光特性例如反射率的光邊界上來(lái)回抖動(dòng)(dither)激光光源，有可能利用被調(diào)制的回光確定并且控制激光位置。在本申請(qǐng)中，該申請(qǐng)的發(fā)明者們把他們的成果擴(kuò)充到覆蓋著這樣的場(chǎng)所，其中的主要目的是把信息寫(xiě)入到激光盤(pán)上。具體地，申請(qǐng)者們?cè)诒疚闹姓f(shuō)明一種基于各種信號(hào)處理技術(shù)的寫(xiě)系統(tǒng)，這些信號(hào)處理技術(shù)是由相同的發(fā)明者在已經(jīng)提出過(guò)的幾份有關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)中示范的。
為了更完整地理解本發(fā)明，請(qǐng)把注意轉(zhuǎn)向圖1，圖中以示意圖的形式示出一種可用來(lái)表示本發(fā)明的運(yùn)行的一種布局。具體地，在圖1中示出二極管注入激光器10使激光射向優(yōu)先交叉的光纖80，光纖80把激光的不均勻發(fā)散校正到透鏡100中。交叉的光纖80用于使激光環(huán)行，從而二個(gè)方向上的發(fā)射是相等的。透鏡100的物理定位由音圈20控制，音圈20帶有來(lái)自函數(shù)發(fā)生器60的適當(dāng)抖動(dòng)信號(hào)。該信號(hào)還包括適當(dāng)?shù)腄C(直流)偏置控制電平。離開(kāi)透鏡100的光朝向光盤(pán)或CD目標(biāo)30，光從CD目標(biāo)30向回反射，通過(guò)透鏡100和二極管注入激光器到達(dá)光測(cè)器40?？梢灾苯永脕?lái)自光測(cè)器40的電信號(hào)。備擇地，本發(fā)明者們已經(jīng)觀察到，通過(guò)二極管注入激光器10的驅(qū)動(dòng)電流事實(shí)上由從目標(biāo)返回的光調(diào)制。從而，通過(guò)在電源70的電流路徑中設(shè)置一個(gè)電阻器R(參照數(shù)字90)，有可能經(jīng)過(guò)把該電阻器的另一端和提供交變輸出信號(hào)的差分放大器50連接起來(lái)，把該相同的信號(hào)提取成電阻器R上的電壓降。通過(guò)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期τ(毫秒量級(jí))內(nèi)積分該信號(hào)，有可能產(chǎn)生一個(gè)在本文稱(chēng)為R(不要和電阻R相混淆)的輸出合成信號(hào)，該信號(hào)正比于為了達(dá)到對(duì)某層的光聚焦而應(yīng)重定位透鏡的量。
出于理解本發(fā)明的運(yùn)行的目的，應(yīng)該把圖1理解成一種對(duì)為在透鏡或其它光元件(經(jīng)過(guò)它來(lái)自激光光源的光線傳播)執(zhí)行抖動(dòng)操作而做出的概括示意說(shuō)明。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，激光光源包括一個(gè)半導(dǎo)體激光二極管。此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，可以把抖動(dòng)操作想象成以下述二種方式中的一種以振蕩方式造成激光往返移動(dòng)(1)朝向并且離開(kāi)信息介質(zhì)目標(biāo)；(2)往返于大體上(局部地)平行的參照道之間，往返方向?qū)嶋H上相對(duì)于圖1的目標(biāo)30是徑向的。這種振蕩運(yùn)動(dòng)或抖動(dòng)產(chǎn)生一種特殊信號(hào)SXI，可以用上述提及的先有申請(qǐng)中講授的各種方式分析該特殊信號(hào)。請(qǐng)?zhí)貏e注意到，對(duì)信號(hào)SXI的分析可以產(chǎn)生關(guān)于激光光源的定位和控制的非常重要的信息。
這種精確的位置控制使得本發(fā)明在許多不同方面上是有用的，尤其對(duì)于激光寫(xiě)操作是有用的。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，往返于目標(biāo)介質(zhì)的激光光源的抖動(dòng)可在介質(zhì)內(nèi)各種深度上，即可選擇的各層中，提供一種激光的準(zhǔn)確聚集控制的機(jī)制。對(duì)于多層的介質(zhì)，由于其聚焦控制的精確度，本發(fā)明提供一種用于準(zhǔn)確地確定盤(pán)的各層內(nèi)的激光點(diǎn)的焦點(diǎn)的機(jī)制。這使得有可能進(jìn)行多層盤(pán)的讀寫(xiě)操作。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確的信號(hào)分析特性為徑向方向上的位置控制提供有關(guān)的信息。這對(duì)于在其中把盤(pán)上或其它媒介上存儲(chǔ)的信息排列在多個(gè)實(shí)質(zhì)上平行道中的情況是特別有用的(對(duì)于本發(fā)明的目的，即使道是螺旋曲線或者排列成同心圓周線，仍把各道看作是平行的；平行性是一種當(dāng)?shù)噩F(xiàn)象)。根據(jù)本發(fā)明的一種最佳實(shí)施例，這些道排列成一條單根的同心螺旋線。盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的一種替代排列采用在各選定矢徑處的同心圓周道上設(shè)置的信息道和參照道。事實(shí)上，圖型實(shí)質(zhì)上是任意的。也可以采用多條螺旋道。本發(fā)明還允許在介質(zhì)的不同層上采納不同的道圖型某一層可排列為一條螺旋線而在另一層卻配置為同心圓。在需要時(shí)，介質(zhì)中的每一層也可設(shè)置自己的參照數(shù)據(jù)標(biāo)記，從而可經(jīng)過(guò)對(duì)其表面的完整變換(徑向和角向上)更方便地訪問(wèn)盤(pán)(或者其它形狀)存儲(chǔ)介質(zhì)的任何部分。參照數(shù)據(jù)被定位成可同步地訪問(wèn)盤(pán)上彼此不同層上的信息。
如下面所示范的那樣，本發(fā)明的信號(hào)處理特性使得有可能精確地控制激光，從而可把激光定位到適當(dāng)?shù)木劢蛊矫?若需要或必須)或者類(lèi)似地定位到某已知的徑向位置上。對(duì)于以所需的高密度寫(xiě)信息的目的，這種精確性是最重要的。
在上面提及到的先有技術(shù)主要目的是從盤(pán)上讀出信息的情況下，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，向盤(pán)寫(xiě)入信息需要精度高得多的控制機(jī)制。此外，熟練的技術(shù)人員完全理解，所采用的寫(xiě)入和讀出機(jī)制應(yīng)該能在信息存儲(chǔ)介質(zhì)上達(dá)到足夠的位模式密度構(gòu)形。在本發(fā)明中，基于信號(hào)處理特性的控制精度為整個(gè)系統(tǒng)提供了必要的控制度，從而允許在易刻介質(zhì)上特別密集地寫(xiě)信息。
如果一個(gè)人涉及到設(shè)計(jì)對(duì)盤(pán)寫(xiě)信息的系統(tǒng)，他會(huì)很快認(rèn)識(shí)到，簡(jiǎn)單地把信息寫(xiě)到盤(pán)上是不夠的，相反，特別重要的是把信息寫(xiě)到從其中可以檢索數(shù)據(jù)的那些位置上。同樣，和本文中所說(shuō)明的信息處理方法相關(guān)的控制精度提供了所需程度的精確寫(xiě)控制，它足以達(dá)到以后能從記錄介質(zhì)上可靠地檢索信息的必需目的。從而，本文中所說(shuō)明的各種方法及設(shè)備還提供一種監(jiān)視激光寫(xiě)入源的性能并且還提供監(jiān)視介質(zhì)本身質(zhì)量的能力。
為了促進(jìn)達(dá)到本發(fā)明的寫(xiě)入讀出目的，采用了一種記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)上已經(jīng)存在反射不同的多個(gè)道以便用于選定的激光反射。(雖然本文中不同的反射率是最佳的方法，但請(qǐng)注意，可以采用任何光特性差異。)這些道充當(dāng)定位激光源的基礎(chǔ)，以便從介質(zhì)讀信息和對(duì)介質(zhì)寫(xiě)信息。從而，作為本申請(qǐng)發(fā)明的第一個(gè)方面，要說(shuō)明一種盤(pán)介質(zhì)并且要說(shuō)明一種使該介質(zhì)具有適用于本發(fā)明的目的的道的構(gòu)造方法。請(qǐng)?zhí)貏e注意，本發(fā)明的設(shè)計(jì)完全發(fā)揮了這種專(zhuān)用盤(pán)的能力。這樣的盤(pán)是在特別考慮到成本及易于制造情況下設(shè)計(jì)的。此外，和本發(fā)明相關(guān)的盤(pán)記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成在最大的可能性情況下使可寫(xiě)到盤(pán)中某特定層中的信息的密度為最大。還要特別注意，本文中所敘述的制造方法不僅適用于構(gòu)造單層的記錄介質(zhì)，而且還可擴(kuò)充到構(gòu)造多層的介質(zhì)。
為了完整地理解構(gòu)造本發(fā)明能使用的可記錄介質(zhì)所涉及到的工藝過(guò)程，請(qǐng)把注意轉(zhuǎn)到圖2A-2G。這些圖表示構(gòu)造本發(fā)明使用的單層型可寫(xiě)介質(zhì)的各個(gè)階段(30a-30g)。
在圖2A-2G所示的工藝過(guò)程的起點(diǎn)，請(qǐng)注意其開(kāi)始于圖2A中的盤(pán)基底30a，盤(pán)基底30a由諸如聚碳酸酯樹(shù)脂的有足夠剛性的聚合材料構(gòu)成。應(yīng)該尤其在心中記住，從其開(kāi)始制造根據(jù)本發(fā)明的可記錄媒介的基底材料不必包括光學(xué)上是平面的材料。用嵌入的道來(lái)補(bǔ)償因原始起始基底不是并且不必是一片光學(xué)上平的材料而帶來(lái)的不足，是有明顯的優(yōu)點(diǎn)的。很清楚，采用本發(fā)明是具有成本上的好處的。
如圖2B中所示，圖2A的基底30a被涂上正感光性樹(shù)脂33。這很容易用任何數(shù)量的眾所周知方法涂上，方法中包括最佳的旋轉(zhuǎn)涂法。
一旦對(duì)初始基底31涂上感光性樹(shù)脂33，通過(guò)一個(gè)掩模曝光感光性樹(shù)脂材料，在最佳實(shí)施例中該掩模包括一種螺旋圖案。雖然本發(fā)明的最佳實(shí)施例采用具有螺旋幾何形狀的道，但包括同心排列的圓周或多條(即，重疊的)螺旋線在內(nèi)的常規(guī)道圖案也是可以采用的。請(qǐng)注意到，在實(shí)踐中為創(chuàng)造圖2C中所見(jiàn)到的圖案而在對(duì)感光性樹(shù)脂33曝光時(shí)使用的掩模最好不是一個(gè)獨(dú)立的掩模，反之它典型的是一個(gè)安裝在一個(gè)單獨(dú)的剛性透明材料如石英上的結(jié)構(gòu)。
圖2C表示通過(guò)所需的掩模曝光感光性樹(shù)脂33并且接著顯影后而產(chǎn)生的合成結(jié)構(gòu)30C。合成感光性樹(shù)脂型板33實(shí)際上是所需的道型式的負(fù)板(在照相意義上)。
請(qǐng)注意金屬層34＇被施加到結(jié)構(gòu)30C上。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，該金屬層由厚度約為150至200埃的鋁組成。尤請(qǐng)注意，雖然具體由于鋁的便宜而有效使鋁成為一種優(yōu)越的金屬，但其它材料包括金或反射式聚合物亦可。在這方面，請(qǐng)注意，層34＇的主要的所希望特性在于，在最終的產(chǎn)品形式下，它提供一個(gè)層，該層反射光的方式不同于基底材料的其余部分的反射方式。因此，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)非常需要采用具有不同反射率的材料。正是這種反射率的不同產(chǎn)生了信號(hào)，從而本發(fā)明可以從這些信號(hào)提取有用的定位信息。層34的另一種必需的特性是，在淀積時(shí)它附著在基底30上，并且它還要在感光性樹(shù)脂除去處理中不會(huì)干擾感光性樹(shù)脂的除去。此外，如上面所述，也可以采用和反射率不同的光特性。
感光性樹(shù)脂的除去的結(jié)果，即圖2E中以基底30e示出的結(jié)構(gòu)，表示感光性樹(shù)脂除去處理中的化學(xué)濕蝕刻的結(jié)果。典型地，通過(guò)在化學(xué)濕蝕刻后再跟著進(jìn)行除去任何殘余物的清除處理把感光性樹(shù)脂材料除掉。在圖2D中已表明作為附著在圖案狀感光性樹(shù)脂層33上的淀積反射層在下述位置中被除去，即隨著底層的感光性樹(shù)脂一并除去。請(qǐng)注意，圖2A-2E示出的步驟是有助于立即成為大規(guī)模光刻法生產(chǎn)技術(shù)的步驟。該方法可同也能在大規(guī)模生產(chǎn)方式下使用的其它方法協(xié)調(diào)地操作，從而在不干擾生產(chǎn)速度下保持生產(chǎn)成本是低的。
現(xiàn)將注意轉(zhuǎn)向圖2F所示的工藝步驟，在該步驟中把半透明層35附著到結(jié)構(gòu)30e(圖2E)上。層35最好由一層例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或等效品組成。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，把該材料旋轉(zhuǎn)噴涂到結(jié)構(gòu)30e上。請(qǐng)注意，在該時(shí)刻可以進(jìn)行光平面化工藝。
重要的是還要注意到，圖2F中示出的結(jié)構(gòu)30f是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)在需要多層結(jié)構(gòu)時(shí)，該結(jié)構(gòu)30f是淀積更多的層的起點(diǎn)。這些相繼的層可以包括或者不包括嵌入道材料30。若在相繼的層中嵌入道，則它們可以是和較低層中不同的材料。具體地，其可具有不同的光透射特性或者采用完全不同的光特性。
還請(qǐng)注意，圖2A一2G中示出的嵌入道建立工藝過(guò)程是完全和在不同的層中提供不同的信息格式相容的。這些格式包括CD-ROM格式和DVD格式。
不論采用單層還是多層結(jié)構(gòu)，最好包括一個(gè)最后的一層36，該層最好由厚度約為50埃的一層鋁構(gòu)成，用于提供不同的反射性、商標(biāo)印制等目的。這最好通過(guò)薄鍍法淀積。從而合成的單層可記錄介質(zhì)如圖2G中的結(jié)構(gòu)30g所示。
要注意到本發(fā)明的層35，即聚甲基丙烯酸甲酯層或等效品，采用該層的目的是提供信息存儲(chǔ)區(qū)。更具體地，這些區(qū)位于各條道34之間。
光刻技術(shù)方面的熟練技術(shù)人員還會(huì)理解，上面所述的工藝過(guò)程僅是一些不同的可以用來(lái)制造圖2G中所示的結(jié)構(gòu)的工藝過(guò)程的示例。具體地，所說(shuō)明的工藝過(guò)程采用了負(fù)照相掩模。其它方法和工藝過(guò)程可方便地采用正(照相意義上)掩模。也可以用基于選擇性淀積的工藝來(lái)替代選擇性除去的工藝。
請(qǐng)注意，對(duì)于圖2A-2G，在各個(gè)階段上分別示出所需可記錄介質(zhì)的剖面。但是在尺寸上，這些圖不是按尺寸繪出的。然而，示出了上面所說(shuō)明的各層的相對(duì)高度。
在具體地論及制造多層盤(pán)的情況下，請(qǐng)把注意力轉(zhuǎn)向圖3。如在圖2F中所示的階段里指出的那樣，可以用例如聚甲基丙烯酸甲酯的可記錄材料層再次涂復(fù)基底，并且按所需的切實(shí)可行的層數(shù)重復(fù)多次。例如，在圖3中示出三層的介質(zhì)。在該剖面圖中示出可記錄層35a、35b和35c。另外，請(qǐng)注意這些層中的每層在邏輯上是參照道34的。正是這些道為圖3中示出的整個(gè)立體結(jié)構(gòu)提供立體基準(zhǔn)。尤其是，請(qǐng)?zhí)貏e注意三層可記錄層的每層是以第一層(層35a)中的各道為基準(zhǔn)的。這樣，為寫(xiě)入和讀出控制面設(shè)置的各道充當(dāng)該盤(pán)整個(gè)體積內(nèi)的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。要注意這種特性對(duì)于在其中連同本發(fā)明一起采用三維立體全息照相的情況是特別重要的；因此，請(qǐng)注意，使用本發(fā)明的精確跟蹤特性是完全和使用全息照相存儲(chǔ)以及全息照相介質(zhì)相容的。所有圖3中示出的三層可以以相同的道集34為基準(zhǔn)的這個(gè)事實(shí)意味著可以使用單個(gè)基準(zhǔn)對(duì)示出的所有層中的信息進(jìn)行寫(xiě)或讀。這具有特別的優(yōu)點(diǎn)，即容易達(dá)到層間和層中的數(shù)據(jù)同步和存儲(chǔ)。因此，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，尤其是圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，很容易保持多層中存在的數(shù)據(jù)的邏輯連接。例如，在不同層中存儲(chǔ)的信息代表著不同語(yǔ)言下該信息的聲音的情況下，很容易看出，由于每一層是以相同的道集為基準(zhǔn)的，故它非常便于保持該信息的不同方式間的同步。
然而，請(qǐng)注意本發(fā)明還可以在多層中采用各反射道34。圖4中示出這種結(jié)構(gòu)，其特別適用于希望從盤(pán)片的相對(duì)二側(cè)寫(xiě)和/或讀的情況。在后面具體參照?qǐng)D18和19時(shí)會(huì)更全面地討論這些考慮。不過(guò)，在此刻，請(qǐng)?zhí)貏e注意到圖4中示出的結(jié)構(gòu)特別適用于希望從盤(pán)的二側(cè)同時(shí)讀或者希望在寫(xiě)一側(cè)的同時(shí)從另一側(cè)讀的情況。在不同側(cè)上的數(shù)據(jù)是不連接的或無(wú)關(guān)的情況下以及/或在給定的時(shí)間內(nèi)規(guī)定最大的數(shù)據(jù)傳送量的情況下這種結(jié)構(gòu)也是特別需要的。以和構(gòu)造圖3中所示的結(jié)構(gòu)相同的方式構(gòu)造圖4中所示的結(jié)構(gòu)，不同之處僅在于，在淀積第二信息承載層之前，涂上、曝光和顯影一層感光性樹(shù)脂，并且在涂上一層適當(dāng)?shù)姆瓷洳牧虾笤俪ィ摲瓷洳牧侠缡卿X，用來(lái)充當(dāng)圖4中的各道34a以及(分離的)各道34b。
現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)向圖5A中示出的本發(fā)明的一些特性。具體地，圖5A表示一種和本發(fā)明相一致地構(gòu)造出的記錄介質(zhì)的頂視圖。但是請(qǐng)注意，所采用的螺旋道的數(shù)量(示為一條)以及螺旋道之間的距離僅是示意目的的。事實(shí)上，徑向每英寸上存在數(shù)千條道，并且各道要比所示出的靠近得多的排列在一起。然而在這一方面，圖5A僅用于示范性的目的。
首先討論圖5A的最重要的特性。尤其是，請(qǐng)注意可記錄介質(zhì)盤(pán)30具有在其中嵌入(最好是螺旋)的各道34。激光在這些道的邊緣間以周期性的振蕩方式移動(dòng)，以便提供本發(fā)明中所需的一種跟蹤形式。為了使讀寫(xiě)操作達(dá)到所需的激光束位置控制度，采用了倍頻特性以及相關(guān)的信號(hào)處理特性，其中特別包括專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理特性。不過(guò)請(qǐng)注意，本發(fā)明應(yīng)用的主要興趣(盡管不是唯一的)在于寫(xiě)操作。
從圖5A理解到一個(gè)重要特性是其中示出多個(gè)沿著道34的外邊緣配置的典型激光點(diǎn)聚焦位置38。請(qǐng)注意，采用旋道圖案可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的邊緣跟蹤。該邊緣跟蹤最初可開(kāi)始于外記錄標(biāo)記37，然后一路繼續(xù)進(jìn)入盤(pán)的中央?yún)^(qū)，典型地離盤(pán)30中的主軸開(kāi)口41有一定的距離。如圖5B中所示，記錄標(biāo)記可以沿著幾條道延伸并且事實(shí)上可以穿過(guò)所有的道，以便提供用于角向或θ方向的位置確定的一條基準(zhǔn)。
在全面地理解本發(fā)明和其它能采用道跟蹤方法的某些示范系統(tǒng)的差別上，重要的是在于(本發(fā)明)沿道的外邊緣跟蹤激光光點(diǎn)。這些其它方法的一些中，通過(guò)確保激光點(diǎn)保持在當(dāng)?shù)仄叫械牡馈爸g的某處”的位置上實(shí)現(xiàn)跟蹤。這樣，在其它系統(tǒng)中，光點(diǎn)本身可能存在于道間的多個(gè)位置中的任何位置上。
然而，本發(fā)明的一個(gè)重要特征在于以特殊方式采用道邊緣跟蹤。本發(fā)明不僅出于對(duì)激光點(diǎn)位置提供極好的精度和控制的目的采用道邊緣跟蹤，還可以看出它是以連續(xù)方式進(jìn)行的。從而，在本發(fā)明中，在對(duì)盤(pán)寫(xiě)信息時(shí)，可以以一種連續(xù)的形式按照確保存儲(chǔ)信息的極準(zhǔn)確定位方式從頭到尾地寫(xiě)信息。
從下面的討論中還可看到，本發(fā)明采用的邊緣跟蹤技術(shù)不僅產(chǎn)生優(yōu)良的結(jié)果，事實(shí)上它還和一種數(shù)字信號(hào)處理方法結(jié)合，這種方法實(shí)際上能實(shí)現(xiàn)對(duì)多條信息道的寫(xiě)并且對(duì)多條與各道34平行的螺旋信息道實(shí)現(xiàn)寫(xiě)。尤其是，從本發(fā)明看出，在道的邊緣之間至少可設(shè)置四條獨(dú)立的信息道。本發(fā)明仍能提供辨別用于讀或?qū)懙募す恻c(diǎn)的精準(zhǔn)手段，從而能把信息寫(xiě)到本發(fā)明設(shè)置在基準(zhǔn)道34之間的任何合理數(shù)量的信息道上。本發(fā)明的這種特性允許提高信息存儲(chǔ)密度等級(jí)，并且進(jìn)一步產(chǎn)生更精準(zhǔn)的寫(xiě)入以及對(duì)存儲(chǔ)信息的更精準(zhǔn)檢索。
請(qǐng)注意，由于本專(zhuān)利的申請(qǐng)者們開(kāi)發(fā)某些和沿著基準(zhǔn)道的邊緣抖動(dòng)激光信號(hào)相關(guān)的信號(hào)處理屬性而造成本發(fā)明的大量?jī)?yōu)點(diǎn)。具體地，本專(zhuān)利的發(fā)明者們對(duì)合成輸出信號(hào)的分析提供出一種不僅用于判定何時(shí)激光點(diǎn)聚焦在某特定道邊緣的機(jī)制，他們還利用相同的主要信號(hào)處理方法確定光點(diǎn)相對(duì)于道邊緣的實(shí)際距離。此外，對(duì)本發(fā)明中使用的方法所產(chǎn)生的信號(hào)的分析可產(chǎn)生專(zhuān)用信息，該專(zhuān)用信息允許用戶(hù)(和/或與本發(fā)明一起使用的系統(tǒng))判定激光點(diǎn)聚焦在道的哪一側(cè)上。也就是說(shuō)，本發(fā)明的系統(tǒng)能夠不費(fèi)力地判定激光點(diǎn)聚焦在任何給定道的內(nèi)邊緣上或外邊緣上。此外，通過(guò)利用本發(fā)明、其電路、其設(shè)備或其方法，還有可能確定聚焦的激光離某邊緣確切地有多遠(yuǎn)。這為激光焦點(diǎn)定位提供了前所未有的控制度。此外，如上面所指出的那樣，這和那些以所謂的開(kāi)關(guān)控制方式允許激光點(diǎn)從一條道漂移到下一條道上的其它系統(tǒng)是完全不同的。這些其它系統(tǒng)只能保證激光點(diǎn)位于道之間的某處。這樣的方法在提供最佳信息存儲(chǔ)密度上很清楚是不足的，尤其是因?yàn)槿魏蔚篱g間隙只能在每層中包括一條信息道。
出于上面指出的原因，重要的是要觀察到激光在盤(pán)30的聚焦出現(xiàn)在各個(gè)點(diǎn)38處，這些點(diǎn)示出在道34的外側(cè)上。也就是說(shuō)，出于表示連續(xù)邊緣跟蹤的目的，把激光點(diǎn)示成定位在道34的邊緣的外側(cè)上。請(qǐng)注意圖5A中存在的主軸開(kāi)口41未在圖2、3或4中示出，其簡(jiǎn)單原因在于這些圖只示出通過(guò)盤(pán)30的典型剖面，它不包括和/或不應(yīng)包括主軸開(kāi)口41。(請(qǐng)注意圖5A中示出的“各光點(diǎn)”僅是示意性的，并不意味著建議激光必須是脈沖式的，也不意味光點(diǎn)尺寸是按標(biāo)度繪出的。)還可以從圖6中示出的考慮進(jìn)一步理解本發(fā)明的比例和操作。圖6表示圖5A中宏觀比例下示出的情況的放大圖。具體地，圖6表示本發(fā)明的一些間距特性，以便示出本發(fā)明中增大的信息存儲(chǔ)能力。圖6表示盤(pán)30的一個(gè)區(qū)域，它包括一部分的二條相鄰螺旋道34。雖然這些螺旋道部分以曲線形式繞盤(pán)30延伸，但從局部上的微觀角度來(lái)看，這些道部分34即使是曲線也實(shí)質(zhì)上是平行的。在本發(fā)明中，道的實(shí)際寬度、道間的間隔、以及光點(diǎn)38的大小是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)限制、折衷選擇以及所需的盤(pán)格式(CD-ROM、DVD等)變化的。
具體地，請(qǐng)注意，在圖6中若把道34的寬度規(guī)定為X，則有可能把道間間距的寬度采用為2X至4X。這種間距允許在可記錄介質(zhì)的相鄰的道之間擁有2條至4條寫(xiě)入信息的道。這和其它系統(tǒng)中只采用單條信息道是完全不相同的。
明顯地，從我們的作為本文參考資料的先有專(zhuān)利申請(qǐng)中結(jié)合進(jìn)來(lái)的多條事項(xiàng)中的一條事項(xiàng)是，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不僅能夠跟隨所需道的邊緣，而且能夠把激光光點(diǎn)定位在相對(duì)于某道的各種位置上。在圖7、8和9中具體地示出這些特性。具體地，后面的圖9示出和本發(fā)明相關(guān)的一些信號(hào)處理特性。而圖7和圖8則更具體地表示本發(fā)明的道跟蹤方法如何可用于寫(xiě)道34之間的四條獨(dú)立的信息道。
例如，在圖7中，可看出跟蹤點(diǎn)38a跟蹤道34″的“左邊緣”。該跟蹤允許把信息寫(xiě)入或讀出點(diǎn)39a定位在跟蹤點(diǎn)38a的左邊約3.5X處。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔中激光光點(diǎn)39a可用于讀或者用于寫(xiě)。通過(guò)在物理上耦合激光點(diǎn)38a和39a之間的間距，可以看出能在離道34′右邊緣約為X/2的距離處寫(xiě)一條信息道。通過(guò)輕微地向右移動(dòng)跟蹤點(diǎn)38a，以使它跟蹤道34″的左邊緣的內(nèi)側(cè)，可看出可以用激光點(diǎn)39b寫(xiě)一條信息道。在這方面，特別重要的是意識(shí)到本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供一種判定激光點(diǎn)38正在跟蹤道34″的哪一側(cè)的機(jī)制。通過(guò)用類(lèi)似的方式把激光點(diǎn)38b移動(dòng)到用激光點(diǎn)38c示出的位置，有可能對(duì)點(diǎn)39c下面的一條信息道進(jìn)行寫(xiě)。同樣請(qǐng)注意，通過(guò)沿著道34″的左右邊緣中的一條邊緣的跟蹤，有可能在每一對(duì)基準(zhǔn)道34之間寫(xiě)高達(dá)四條的信息道。
盡管如上面所述，但本發(fā)明并不限于把道寬度和道間間距的比率定為1∶4的情況。然而，圖7仍然示出由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的典型的信息存儲(chǔ)密度的提高。具體地，如上面所述，本發(fā)明不僅對(duì)被跟蹤的特定邊緣提供明確的指示，而且還對(duì)跟蹤點(diǎn)和某邊緣之間的距離提供準(zhǔn)確的指示。從而，信息存儲(chǔ)密度以一種明顯的方式僅受到能被聚焦的激光點(diǎn)的尺寸的限制。然而即使如此，本發(fā)明的往返于可記錄介質(zhì)抖動(dòng)式的聚焦特性，可對(duì)出現(xiàn)在盤(pán)的任何選定層或所需層的激光焦點(diǎn)提供更為嚴(yán)格的控制。因此，可以看出圖7中示出的4X的道間距離僅是示范性的，對(duì)于本發(fā)明5X、6X和更大的間距完全是可能的，從而在每英寸的道數(shù)上或者每平方面積的信息位數(shù)上可提供更大的記錄密度(出于方便和宜于理解的原因，在圖7中把道34′和34″表示成直線。)至于圖8，它示出本發(fā)明的另一種特性，即，和圖7中的跟蹤點(diǎn)位于信息讀寫(xiě)點(diǎn)的右邊的情況不同，圖8中的相反情況也是真實(shí)可行的。具體地，在圖8中，把讀寫(xiě)點(diǎn)39a-39d示為分別位于跟蹤點(diǎn)38a-38d的右邊。另外，請(qǐng)?zhí)貏e注意，事實(shí)上只要通過(guò)參照沿著圖8中所示的內(nèi)邊緣，即基準(zhǔn)道34′的右邊緣和基準(zhǔn)道34″的左邊緣，移動(dòng)的跟蹤點(diǎn)，就可以確定對(duì)信息道的寫(xiě)。在這種情況下，基準(zhǔn)跟蹤點(diǎn)38a和38b應(yīng)該位于沿著道34″的左邊緣的相應(yīng)位置上。在保持本發(fā)明的參數(shù)、范圍和技術(shù)要求的情況下，可以采用跟蹤點(diǎn)和信息點(diǎn)之間的這些關(guān)系中的任何關(guān)系。
從圖9A和9B中示出的例子中可看出本發(fā)明的主要特性。尤其是，這二張圖表示本發(fā)明采用的判明正在跟蹤某道的那條邊緣的機(jī)制。它對(duì)于理解下面在圖13中更具體討論的閾值檢測(cè)器的操作是重要的。請(qǐng)具體參照?qǐng)D9A，請(qǐng)注意所示的光點(diǎn)穿過(guò)某道的邊緣來(lái)回地抖動(dòng)，并且在抖動(dòng)運(yùn)行期間位于三個(gè)位置(1、2、3)中的一個(gè)上。由于相對(duì)于道的邊緣位置1和3是相同的，故這二個(gè)位置的光反射的結(jié)果強(qiáng)度是相同的。通過(guò)在形成圖9A的右半部分的曲線上把檢測(cè)到的回來(lái)信號(hào)的高度當(dāng)作是相同的來(lái)表示這一點(diǎn)。請(qǐng)注意，由于反射率的不同，返回光的強(qiáng)度大致隨所示的形式變化。當(dāng)光點(diǎn)位于圖9A中用虛線2指示的位置上時(shí)，該強(qiáng)度為最小。在本發(fā)明的操作中，從記錄介質(zhì)(或回放介質(zhì))反射回來(lái)的激光跟蹤信號(hào)經(jīng)各種裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。為了易于理解本發(fā)明的基本特性，可以想象把返回的(即反射的)激光跟蹤信號(hào)導(dǎo)向一個(gè)光測(cè)器，光測(cè)器把光轉(zhuǎn)換成一個(gè)變化的電信號(hào)。在圖9A和9B的右半部分示出該信號(hào)。但是，請(qǐng)?zhí)貏e注意到，在圖9A中光點(diǎn)在所示位置間的抖動(dòng)決不造成會(huì)產(chǎn)生圖9B中所示出現(xiàn)的最大反射率，在圖9B中跟蹤點(diǎn)完全超出被跟蹤的道邊緣的邊界。更確切地，在圖9B中所示情況的位置2(用虛線圖表示)上，產(chǎn)生所生成的電信號(hào)的峰值或極大值。根據(jù)本發(fā)明的原理，容易看出圖9A和9B中所示信號(hào)之間的相對(duì)相位差可用來(lái)判定正在跟蹤那條道邊緣，即圖9A中的左邊緣或圖9B中的右邊緣。容易確定常規(guī)的閾值T1，并把它用作判明圖9A的信號(hào)與圖9B中對(duì)應(yīng)信號(hào)不同的一種機(jī)制。重要的是要注意到，在本發(fā)明的實(shí)踐中，非常需要，尤其在一些實(shí)施例中，能判定激光聚焦在道的哪側(cè)上。從而該信息對(duì)于在相對(duì)形式和絕對(duì)形式下確切地確定相對(duì)于盤(pán)上的基準(zhǔn)道以及相對(duì)于盤(pán)上的其它可能固定的基準(zhǔn)點(diǎn)(其中包括記錄標(biāo)記37)的距離是相當(dāng)重要的。
下面研究圖10中示出的本發(fā)明的實(shí)施例。在具體地參閱圖10時(shí)，重要的是要注意在本發(fā)明的某些實(shí)施例里采用具有第二作用的，即信號(hào)檢測(cè)器作用中的，二極管激光源。在具體參閱圖10時(shí)，仍要注意其中的實(shí)施例設(shè)置分離的光測(cè)器。對(duì)于本發(fā)明的那些其中還把激光源用作檢測(cè)器的實(shí)施例的討論，請(qǐng)把注意轉(zhuǎn)向圖17，并且轉(zhuǎn)向后面涉及該圖的討論。然而，由于圖10不具體地包括該特殊性質(zhì)，應(yīng)觀察到在圖10中所示的實(shí)施例中代之以包括分離的光測(cè)器68和69，這二個(gè)光測(cè)器分別充當(dāng)控制所需層中的聚焦和控制相對(duì)基準(zhǔn)道的位置的機(jī)制。
在圖10中所示的實(shí)施例中，通過(guò)位置控制電路64在二個(gè)不同的方向上控制激光光源65。在于1996年4月1日歸檔的前面所述的先有申請(qǐng)序列號(hào)08/626，302中更具體地說(shuō)明了這些控制電路，上面所提及該先有申請(qǐng)是本文的參考資料。具體地，對(duì)于記錄介質(zhì)是具有基準(zhǔn)道的旋轉(zhuǎn)盤(pán)的情況，請(qǐng)注意位置控制電路64用于把激光源65定位到相對(duì)于嵌入基準(zhǔn)道的一條或多條邊緣的徑向上。以類(lèi)似的方式，來(lái)自層檢測(cè)濾波器62的信號(hào)提供位置控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)把激光65聚焦到多層介質(zhì)30的某特定層(35a-35c)中。通過(guò)在一個(gè)方向上前后地移動(dòng)介質(zhì)30(Z方向)或者通過(guò)改變透鏡72的焦點(diǎn)提供聚焦控制。
來(lái)自光源65的激光朝向第一分光鏡67，后者把第一光束經(jīng)透鏡72和分光鏡73導(dǎo)向介質(zhì)30。如上面關(guān)于控制聚焦以使焦點(diǎn)位于某特定層的說(shuō)明，在頻率ωR下提供抖動(dòng)，從而使透鏡72或激光源65中之一相對(duì)介質(zhì)前后移動(dòng)。然而，請(qǐng)注意，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，最好通過(guò)以機(jī)械或機(jī)電方式控制透鏡72的焦距或者最好通過(guò)改變透鏡72相對(duì)于介質(zhì)30的聚焦位置達(dá)到抖動(dòng)調(diào)制。這被認(rèn)為是要比通過(guò)移動(dòng)激光源65達(dá)到抖動(dòng)調(diào)制更為簡(jiǎn)單。
來(lái)自分光鏡67的第二光束朝向反射裝置66，后者在不同頻率ωT下相似地抖動(dòng)調(diào)制(即，振蕩地移動(dòng))。通過(guò)任何常規(guī)裝置提供這種抖動(dòng)調(diào)制，例如通過(guò)使用附著在鏡子上的壓電元件或者通過(guò)機(jī)電部件。和由調(diào)制器61提供抖動(dòng)不同，通過(guò)調(diào)制器74達(dá)到抖動(dòng)，從而為了向該基準(zhǔn)光束提供聚焦控制的目的而使光束穿過(guò)介質(zhì)30內(nèi)的基準(zhǔn)道34的某邊緣來(lái)回地移動(dòng)，該基準(zhǔn)光束最好如圖10中所示通過(guò)透鏡系統(tǒng)71。
圖10中指出的一個(gè)重要特性是這個(gè)事實(shí)，即采用二個(gè)不同頻率ωR和ωT下的抖動(dòng)。采用并運(yùn)行頻率ωR上的抖動(dòng)以提供聚焦的控制，從而事實(shí)上把焦點(diǎn)保持在介質(zhì)30內(nèi)的所需層中(即使只有一層)。以類(lèi)似的方式采用頻率ωT下的抖動(dòng)，從而為旋轉(zhuǎn)的盤(pán)介質(zhì)提供徑向方向的位置控制。頻率ωT下的抖動(dòng)用于控制激光光源65徑向上的定位。
請(qǐng)注意本發(fā)明的最佳實(shí)施例把激光二極管用作激光源。請(qǐng)注意這種特殊的實(shí)施例是合乎需要的，盡管在圖10中示出的系統(tǒng)中這不是必須的。在本發(fā)明的那些把激光源作為光源和檢測(cè)器二者運(yùn)行的系統(tǒng)中，需要采用半導(dǎo)體激光二極管或類(lèi)似的光源。但是，當(dāng)并不特別需要利用激光返回半導(dǎo)體激光器所發(fā)生的驅(qū)動(dòng)電流變化現(xiàn)象時(shí)，可采用分離的光測(cè)器組。在這樣的情況下，光測(cè)器可以是這些環(huán)境下的任何常規(guī)型光測(cè)器。
為了分離所需的反饋控制信號(hào)，圖10中所示的設(shè)備采用濾波器62和63，每個(gè)濾波器可設(shè)計(jì)成是一個(gè)以特定的控制抖動(dòng)頻率(對(duì)于介質(zhì)30中的嵌入基準(zhǔn)道，用于聚焦控制的ωR和用于位置控制的ωT)為中心的帶通濾波器。利用來(lái)自光測(cè)器68和69的信號(hào)，根據(jù)上面的說(shuō)明提供位置檢測(cè)和控制。尤其是，請(qǐng)注意可以在模擬形式下或數(shù)據(jù)形式下達(dá)到位置控制，其中數(shù)字形式為更佳。
圖11示出圖10所示的設(shè)備的一小部分。然而更重要的是，該圖示出能夠調(diào)節(jié)透鏡72的位置或透鏡72的焦距的概念，以用于初始判定以及相繼地控制焦點(diǎn)細(xì)腰平面的位置的目的，該位置是使光束72平行于透鏡72的中心軸行進(jìn)的最窄聚焦點(diǎn)。從而，通過(guò)使用可變形透鏡或使用透鏡定位機(jī)制能夠判定并且實(shí)際上控制層35a或35b內(nèi)的聚焦位置。
圖12表示具體地用于把跟蹤光束引向基準(zhǔn)道34的透鏡系統(tǒng)。在多層盤(pán)中，必須使光束通過(guò)盤(pán)的數(shù)層以讀出跟蹤標(biāo)記。本發(fā)明采用復(fù)式透鏡系統(tǒng)，它在更長(zhǎng)的距離上保持光束是準(zhǔn)直的從而可到達(dá)伺服層，與把光發(fā)送到數(shù)據(jù)層的單透鏡不同。復(fù)式透鏡使跟蹤光束在盤(pán)內(nèi)不會(huì)發(fā)散得太快。
接著研究圖13中所示的專(zhuān)用電路。在這方面，請(qǐng)注意對(duì)圖13中所示電路作用的最佳理解來(lái)自對(duì)圖9A和9B的最佳領(lǐng)悟的研究。事實(shí)上圖13中示出的電路執(zhí)行著二個(gè)主要的功能。第一個(gè)主要的功能是判定跟蹤光束聚焦在某給定基準(zhǔn)道的二側(cè)中的哪一側(cè)上。具體地，對(duì)于盤(pán)上的螺旋道或同心道，光束可能聚焦在內(nèi)邊緣(或圖6中所見(jiàn)的左道邊緣)上或者聚焦在外邊緣(或圖6中所見(jiàn)的右道邊緣)上。在圖9A和9B中分別示出這二種情況(具體地，在圖9A和9B的左半部分示出其不同)。圖1中所示的信號(hào)SXI首先通過(guò)閾值檢測(cè)器81，該檢測(cè)器采用圖9A和9B的右半部分示出的值T1判定光點(diǎn)是否沿內(nèi)或外(左或右)邊緣跟蹤。若只對(duì)基準(zhǔn)道之間設(shè)置的單條信息道讀或?qū)?，則對(duì)于提供基準(zhǔn)信號(hào)，閾值檢測(cè)器是足夠的。然而，如圖7和8中所示，有可能在基準(zhǔn)道之間采用多條信息道。在這樣的情況下，必須知道有關(guān)激光光點(diǎn)位置的更多具體信息。在這樣的情況下，必須知道在圖9A和9B的右半部分標(biāo)出的點(diǎn)1、2、3處的具體信號(hào)值。雖然檢測(cè)器81可以實(shí)質(zhì)上利用閾值T1確定信號(hào)SXI的相位，如圖9A和9B中所見(jiàn)，可以看出為了確定光點(diǎn)位于圖9A和9B中示出的四個(gè)位置中的哪個(gè)位置需要有關(guān)具體的信號(hào)強(qiáng)度等級(jí)的更多信息。在這方面，應(yīng)特別注意到，雖然在本文中把檢測(cè)器81描述為一個(gè)閾值檢測(cè)器，也有可能把檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)為一個(gè)相位差檢測(cè)器，用以判定出圖9A和9B中所示的相位彼此相差180°的事實(shí)。波形檢測(cè)器82的作用是和信號(hào)圖型中的垂直直流偏移無(wú)關(guān)地區(qū)別圖9A和9B中示出的二種波形。來(lái)自波形檢測(cè)器82的輸出信號(hào)提供給遞增-遞減計(jì)數(shù)器83。該計(jì)數(shù)器響應(yīng)由波形檢測(cè)器82和閾值檢測(cè)器81發(fā)現(xiàn)的檢測(cè)出的激光光點(diǎn)位置的變化。這樣，當(dāng)跟蹤光束的中央聚焦點(diǎn)跨越相繼基準(zhǔn)道的邊緣移動(dòng)時(shí)，提供一個(gè)表示某二進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)，該二進(jìn)制數(shù)實(shí)質(zhì)上是信息道的地址。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，把該計(jì)數(shù)值/地址提供給計(jì)數(shù)器邏輯塊84，該邏輯塊包括變換具體的二進(jìn)制計(jì)數(shù)以提供徑向位置指示符信號(hào)的表組。這樣，介質(zhì)上的每條信息道備有參照地址，并可把讀寫(xiě)頭立即導(dǎo)向該參照地址。因此，圖13中示出的電路為采用本發(fā)明的系統(tǒng)提供重要的優(yōu)點(diǎn)。具體地，它提供一種對(duì)例如可旋轉(zhuǎn)盤(pán)的介質(zhì)上的各個(gè)道位置定址的機(jī)制。具體地，它提供徑向方向上的可定址性。本文中說(shuō)明的可定址性的另一個(gè)特性和θ方向的可定址性有關(guān)。后面要更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的這個(gè)特性。此刻，理解這些就足夠了，即，跟蹤點(diǎn)跨越基準(zhǔn)道邊緣的運(yùn)動(dòng)提供電信號(hào)指示，這些電信號(hào)指示不僅指示正位于某道的哪一側(cè)，并且還對(duì)離某基準(zhǔn)道的邊緣的具體距離提供指示，以用于確定位于基準(zhǔn)道之間的多條信息道中某確切的一條。出于本文中的示例目的，請(qǐng)注意所說(shuō)明的系統(tǒng)在基準(zhǔn)道之間示出四條信息道。對(duì)于在二條相鄰的基準(zhǔn)道部分之間只采用單條信息道的其它方式，該示例實(shí)質(zhì)上提供4比1的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)把注意轉(zhuǎn)向圖14中示出的示范系統(tǒng)。此圖所示的系統(tǒng)是為了把信息寫(xiě)入到可記錄介質(zhì)上的目的設(shè)置的。具體地，在所示的實(shí)施例中，激光光源不專(zhuān)用于充當(dāng)檢測(cè)器。所示的該實(shí)施例中的光測(cè)器角色是由接收來(lái)自光束分離器86的光的獨(dú)立光測(cè)器84提供的，光束分離器86把光源輸出的激光分成用于在介質(zhì)30內(nèi)的選定各層上寫(xiě)的第一光束以及提供給可抖動(dòng)反射裝置85的第二光束。如上面所述，反射裝置85最好包括一個(gè)反射鏡，在該鏡上附著一個(gè)諸如壓電部件的可振動(dòng)機(jī)械元件。該元件為跟蹤光束提供抖動(dòng)動(dòng)作，該跟蹤光束在基準(zhǔn)道34的某邊緣上來(lái)回的反射，如前面所述基準(zhǔn)道最好以螺旋線的圖案設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)盤(pán)上，通過(guò)被用于信息存儲(chǔ)目的的沖擊激光的作用，該可旋轉(zhuǎn)盤(pán)是能改變的。
請(qǐng)?zhí)貏e注意，根據(jù)本發(fā)明的原理，這樣的介質(zhì)包括典型的光盤(pán)，并且還包括諸如磁石式光盤(pán)的系統(tǒng)。主要要求是，介質(zhì)包含具有不同反射特性的基準(zhǔn)道，并且介質(zhì)本身可通過(guò)激光沖擊操作存儲(chǔ)信息。
在操作上，圖14中所示的設(shè)備通過(guò)經(jīng)激光功率控制器91調(diào)制激光源83的輸出功率而寫(xiě)入信息，該激光功率控制器確定激光器驅(qū)動(dòng)電流從而進(jìn)行調(diào)制。顯然，需要一種用于寫(xiě)目的的較高強(qiáng)度光束。典型地，在和光盤(pán)信息存儲(chǔ)相關(guān)的常規(guī)操作下，寫(xiě)入的激光功率和讀出的激光功率之間的比率大約為10比1。很清楚，不需要把全部激光功率提供給引向可抖動(dòng)反射器85的跟蹤光束。在這方面，請(qǐng)注意例如束分離器86之類(lèi)的束分離器容易用于把不同的激光功率量指向不同的方向。對(duì)于跟蹤目的，只需要最大激光強(qiáng)度的百分之幾的信號(hào)。然而，由于圖14中所提供的具體布局，非常需要光測(cè)器84和任何用于放大、檢測(cè)、調(diào)節(jié)的相應(yīng)電子電路的組合呈現(xiàn)出適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)范圍，因?yàn)樵趯?xiě)操作期間大于激光功率平均水平的光束經(jīng)光束分離器86而引向光測(cè)器84。由于在具體的和已知的頻率下向反射裝置85提供抖動(dòng)，故只需要研究經(jīng)過(guò)光測(cè)器84分析的信號(hào)在ωT的具體鄰近范圍的信息內(nèi)容，ωT是對(duì)反射裝置85提供的抖動(dòng)調(diào)制頻率。如上面所述，由例如圖13中所看到的抖動(dòng)跟蹤檢測(cè)電路(作為本文參考資料的那份申請(qǐng)中的電路)對(duì)結(jié)果信號(hào)SXI進(jìn)行分析。該信息被提供到激光位置控制器81，以在徑向方向上調(diào)整激光光源83的位置。出于簡(jiǎn)化和易于理解有關(guān)聚焦的主目的，圖14中所示的系統(tǒng)未示出用于代替激光聚焦控制器的反饋回路控制裝置。然而，在上面和下面參照?qǐng)D10和17具體說(shuō)明的方法中示出這樣的反饋回路。
在由圖14中所示的設(shè)備執(zhí)行的寫(xiě)操作期間，提供給激光功率控制器91的數(shù)據(jù)用來(lái)改變諸如半導(dǎo)體激光二極管的部件中的驅(qū)動(dòng)電流。經(jīng)過(guò)束分離器86把來(lái)自光源83的調(diào)制激光提供到介質(zhì)30，該激光沖擊該介質(zhì)以造成寫(xiě)操作。在距離道34上基準(zhǔn)點(diǎn)的D處發(fā)生寫(xiě)操作，該基準(zhǔn)點(diǎn)充當(dāng)精確寫(xiě)入的參照點(diǎn)。值D典型地約位于幾十微米到約1毫米的范圍內(nèi)。
請(qǐng)注意，因?yàn)榭衫霉鉁y(cè)器84和抖動(dòng)跟蹤檢測(cè)電路82只檢測(cè)ωT鄰域中的那些信息信號(hào)，有可能使圖14中所示的設(shè)備適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行，ωT是反射裝置85的抖動(dòng)頻率。這樣，可以從任何落到檢測(cè)器84上的信號(hào)中非常容易地選出跟蹤信息。還要注意到圖14中所示的實(shí)施例就圖14中所示設(shè)備的運(yùn)行而論是特別需要的和特別有用的；尤其請(qǐng)注意到由于本文中所述的以對(duì)圖9A和9B的說(shuō)明為理論基礎(chǔ)的跟蹤方法所提供的精度，使得有可能對(duì)基準(zhǔn)道之間的多條信息道進(jìn)行密集型的寫(xiě)操作。
對(duì)于本文中所說(shuō)明的大部分的實(shí)施例，請(qǐng)?zhí)貏e重要地注意，信息位置控制的精度對(duì)于涉及到寫(xiě)入的操作要比涉及到讀出的操作是更要關(guān)鍵得多的。寫(xiě)操作在記錄介質(zhì)上造成永久性的或半永久性的改變。若隨后要在可靠有效的方式下讀出該信息，則特別重要的是要在寫(xiě)入系統(tǒng)中呈現(xiàn)寫(xiě)入一致性。因此，可以察覺(jué)到該位置精度是本文中所說(shuō)明的系統(tǒng)的品質(zhì)特點(diǎn)。
下面把注意轉(zhuǎn)向圖15中所示的具體實(shí)施例。該實(shí)施例特別瞄向用于信息寫(xiě)入的一種系統(tǒng)和方法。所示的該系統(tǒng)允許把一串輸入到激光功率控制部件91的數(shù)據(jù)位組寫(xiě)入到盤(pán)30的可記錄層中。和本發(fā)明的所有實(shí)施例一樣，盤(pán)30包括用于參照和跟蹤目的的層34。激光器83提供用于讀出和寫(xiě)入目的光信號(hào)。激光功率控制部件91確定來(lái)自激光器83的驅(qū)動(dòng)電流電平，從而判定是從盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)讀出信息還是寫(xiě)入信息。典型地，寫(xiě)入信息所需的激光功率等級(jí)和讀出信息所需的功率等級(jí)相比大約為10比1的比率。因此，光感測(cè)器93和94應(yīng)適應(yīng)激光功率信號(hào)的這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。
來(lái)自激光器83的光首先提供給把光的一部分傳到束分離器92的束分離器86。激光功率的較小部分朝向反射裝置或反射鏡85，以接著把來(lái)自跟蹤光束的激光引導(dǎo)到基準(zhǔn)道34上。該反射鏡以和圖10中為反射鏡示出的相同方式抖動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的跟蹤原理采用抖動(dòng)操作，并且事實(shí)上把來(lái)自盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的反射光回轉(zhuǎn)到反射鏡85以及分離器86和光測(cè)器94，光測(cè)器94把結(jié)果電信號(hào)提供到跟蹤檢測(cè)器95。在圖13中示出跟蹤檢測(cè)器95的適當(dāng)電路。
來(lái)自激光器83的不朝向反射鏡85的部分激光信號(hào)代之以朝向束分離器92。然后把射出的激光從束分離器92引向記錄介質(zhì)中的某特定層上。在由饋送到使能開(kāi)關(guān)96的讀/寫(xiě)控制信號(hào)線控制的讀操作期間，把激光功率設(shè)定到它的較低(讀出)功率等級(jí)，并且開(kāi)關(guān)96允許把反射后的光測(cè)信號(hào)傳到提供輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)器97。光測(cè)器93感測(cè)由先前在記錄介質(zhì)的選定層中寫(xiě)入物理改變所造成的反射率的變化。在寫(xiě)操作期間，讀/寫(xiě)控制信號(hào)線使使能開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，從而數(shù)據(jù)檢測(cè)器97不會(huì)被欺騙成相信在其輸入端存在著數(shù)據(jù)信號(hào)。同時(shí)，讀/寫(xiě)控制信號(hào)線或者如所示地間接地通過(guò)使能開(kāi)關(guān)96或者直接地控制激光功率控制器91把激光功率輸出提高到用于把信息寫(xiě)入到旋轉(zhuǎn)盤(pán)30上的適當(dāng)?shù)燃?jí)。在圖15中所示的實(shí)施例中，讀出操作和寫(xiě)入操作不是同時(shí)進(jìn)行的，相反，在時(shí)間上是隔開(kāi)的。
現(xiàn)在把圖16包括進(jìn)來(lái)并且會(huì)同上述關(guān)于圖15的用于寫(xiě)入系統(tǒng)的討論一并進(jìn)行討論。具體地，圖16表示這樣的事實(shí)，即半導(dǎo)體激光束的功率是半導(dǎo)體器件驅(qū)動(dòng)電源的函數(shù)。實(shí)際上，它表示出這樣的事實(shí)，通常存在著一個(gè)電流閾值Icrit，低于該閾值不啟動(dòng)光激射行為或者其是無(wú)效的。但是，一旦達(dá)到閾值電流電平，激光束的功率大致隨電流電平的增加而線性地增加。雖然未在圖16中具體地示出，請(qǐng)注意，通常隨著半導(dǎo)體激光器件的老化，所示的曲線逐步向右移動(dòng)。這意味著，隨著典型半導(dǎo)體激光器件的老化，激光束中呈現(xiàn)的功率量下降。從而，還應(yīng)理解圖16包括那些隨著激光器器件老化向右偏移的變型，以通過(guò)增大提供給激光器的驅(qū)動(dòng)電流補(bǔ)償激光功率量的減小。半導(dǎo)體激光器運(yùn)行的這個(gè)特性是和認(rèn)識(shí)到在圖15中所示的系統(tǒng)中采用不同的激光功率等級(jí)有關(guān)的，并且還認(rèn)識(shí)到可以結(jié)合利用本發(fā)明的跟蹤特性和精確特性執(zhí)行某些監(jiān)視和補(bǔ)償功能。
圖17表示本發(fā)明的另一種實(shí)施例。具體地，圖17中所示的實(shí)施例采用二種不同頻率ωR和ωT下的抖動(dòng)。更具體地，可看出激光源83向束分離器104提供光束。和前面的實(shí)施例一樣，該光束的一部分用于讀出記錄介質(zhì)的不同層內(nèi)的信息，而另一部分光束，即朝向反射裝置85的光束，被稱(chēng)為跟蹤或基準(zhǔn)光束并且朝向如圖5、6、7、8中示出的記錄介質(zhì)內(nèi)的基準(zhǔn)層34。通過(guò)在頻率ωT下運(yùn)行的抖動(dòng)調(diào)制器74，使跟蹤光束以振蕩方式來(lái)回移動(dòng)。抖動(dòng)調(diào)制器74最好由壓電器件或者音圈激勵(lì)的振動(dòng)器件構(gòu)成。從介質(zhì)反射回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反射信號(hào)提供給束分離器104并且被引導(dǎo)到半導(dǎo)體激光源83。請(qǐng)?zhí)貏e注意，在本實(shí)施例中，激光源83按前面說(shuō)明的方式既充當(dāng)光源又充當(dāng)檢測(cè)器。圖17中示出的實(shí)施例主要用于在旋轉(zhuǎn)盤(pán)介質(zhì)30上寫(xiě)入或建立信息。未對(duì)圖17的用途示出信息讀出電路，因?yàn)橐阎赋鏊举|(zhì)上是面向?qū)懖僮鞯摹?br> 請(qǐng)?zhí)貏e注意到，激光光源83還充當(dāng)返回基準(zhǔn)束的檢測(cè)器并且產(chǎn)生具有多個(gè)以不同頻率為中心的分量的信號(hào)。這些分量中的一個(gè)以頻率ωT的鄰域?yàn)橹行?；另一個(gè)分量以頻率ωR為中心，頻率ωR是通過(guò)聚焦抖動(dòng)裝置101的運(yùn)行引入到系統(tǒng)中的，裝置101典型地用以頻率ωR對(duì)介質(zhì)來(lái)回移動(dòng)的透鏡或者在該相同頻率下設(shè)法改變其聚焦參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些頻率選擇成可以方便地利用ωT濾波器裝置102和ωR濾波器裝置彼此分離。這些濾波器最好是標(biāo)準(zhǔn)的帶通、高通、低通(或它們的組合)，并且可以是有源或無(wú)源電路中的一種。在典型運(yùn)行中，ωT最好約為5至50KHz,ωR最好約為0.5至5KHz?？梢圆捎枚€(gè)帶通濾波器102和103，或者也可以采用一個(gè)高低通濾波器，只要其頻率區(qū)不明顯地重疊。以這種方式，向激光源位置控制部件81提供二個(gè)獨(dú)立的位置信號(hào)。該部件按照ωT濾波器102提供的信號(hào)結(jié)果把光源83定位到徑向方向上。類(lèi)似地，位置控制部件81把激光光源83相對(duì)于介質(zhì)前后移動(dòng)以根據(jù)ωR濾波器103提供的信號(hào)控制所需層中的聚焦。從而，為把激光光源83定位在盤(pán)上的某徑向位置上以及為把該光源定位在離開(kāi)介質(zhì)的適當(dāng)距離處從而穩(wěn)定地使其焦點(diǎn)保持在選定的層內(nèi)，提供嚴(yán)格的控制。很清楚，在圖17中所示的情況下，位置控制部件81包括前面在圖13中示出的跟蹤檢測(cè)電路。還請(qǐng)注意，在圖17中束分離器104在此被示成是一個(gè)棱鏡，以表示利用這種器件代替本文中其它處所示的標(biāo)準(zhǔn)的更簡(jiǎn)單束分離器。
在前面提供的關(guān)于適用于本發(fā)明的可記錄介質(zhì)的制造的說(shuō)明中，很清楚，在所述工藝過(guò)程中未提到禁止在可旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的雙面上存在可記錄表面。因此，看起來(lái)有可能從同一盤(pán)的相對(duì)二面上讀寫(xiě)信息。在圖18中具體地示出實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一種組件。該圖具體地示出在介質(zhì)的第一面上存在層35a和35b，并且在介質(zhì)的反面(第二面)上存在層35c和35d。在這種實(shí)施例中，對(duì)于設(shè)置在介質(zhì)相對(duì)面上的二層同樣地或并行地采用諸如前面所說(shuō)明的系統(tǒng)，從而可以以獨(dú)立的方式對(duì)其二面進(jìn)行讀出或?qū)懭?。然而，?dāng)主要出于經(jīng)濟(jì)目的時(shí)，要求只采用單個(gè)激光光束，例如利用圖18的機(jī)理構(gòu)造的系統(tǒng)。具體地，束分離器85把來(lái)自激光源的光分為二束，一束經(jīng)過(guò)光閘86朝向旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的近側(cè)，另一束經(jīng)過(guò)光閘87朝向介質(zhì)30的遠(yuǎn)側(cè)。通常，打開(kāi)光閘86時(shí)關(guān)上光閘87，并且在打開(kāi)光閘87時(shí)關(guān)上光閘86。這使得對(duì)介質(zhì)讀和對(duì)介質(zhì)寫(xiě)是彼此隔開(kāi)的。然而，需要采用一種機(jī)制以把來(lái)自盤(pán)的一面的光繞過(guò)盤(pán)的邊緣重定向到另一面上。這種機(jī)制是通過(guò)可移動(dòng)框114提供的，如所示框114支承反射鏡111、112和113。(此外，在備擇的實(shí)施例中，可移動(dòng)架上的光纖纜充當(dāng)把來(lái)自介質(zhì)30一面的光重定向到另一面的機(jī)制。)接著把注意力轉(zhuǎn)向圖19。圖19在連同本發(fā)明的其它特性一起采用的信息寫(xiě)入系統(tǒng)的更完整角度下示出圖18的機(jī)理。具體地，可以看出，當(dāng)通過(guò)束分離器85a和85b分離光束時(shí)，必須采用如圖所示那樣定位的光閘86和87。對(duì)于要把寫(xiě)入信息準(zhǔn)確地控制在介質(zhì)30上，特別需要圖19中示出的系統(tǒng)。具體地，可看出光閘86和87不會(huì)妨礙跟蹤信號(hào)返回到光測(cè)器84，如所示該跟蹤信號(hào)被提供給ωT濾波器102。此外，出于簡(jiǎn)單、清晰和便于理解的目的，功能塊117實(shí)質(zhì)上包括位置及強(qiáng)度控制二種功能，這二種功能分別在圖15中作為功能塊81和91已更具體地示出。因此，圖19表示把圖18中示出的機(jī)制結(jié)合到一種主要用于在存儲(chǔ)介質(zhì)30上寫(xiě)入信息的設(shè)備中。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，尤其在類(lèi)似于圖21中所示的情況下，有時(shí)需要產(chǎn)生二條平行的激光光束。圖20中所示的設(shè)備130實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，其通過(guò)如圖20中所示設(shè)置彼此互相相對(duì)的二個(gè)棱鏡131和132提供這種效果。這種機(jī)理提供另一種把輸入光分離成二條獨(dú)立的實(shí)質(zhì)上在平行路徑上行進(jìn)的信號(hào)。
圖21中所示的本發(fā)明的實(shí)施例是具體瞄向一種允許同時(shí)讀寫(xiě)信息的系統(tǒng)和方法。為了恰當(dāng)?shù)乩斫獗景l(fā)明的這個(gè)方面，重要的是要理解，盡管是部分功能的，圖21中所示的示例還是三維立體圖的一部分，應(yīng)該在心中以透視的角度去看它并作出解釋。因此，可看出圖21中的系統(tǒng)包括激光光源83，激光光源83把細(xì)激光光束導(dǎo)向束分離器121，束分離器121定位和定向地把部分光束，即跟蹤或基準(zhǔn)光束導(dǎo)向反射裝置123，反射裝置123接著把跟蹤光束導(dǎo)向到基準(zhǔn)道34的某邊緣上。如上面所述，反射裝置123的移動(dòng)產(chǎn)生抖動(dòng)。該基準(zhǔn)光束反射回到反射裝置123并且通過(guò)束分離器121到達(dá)光測(cè)器125，后者產(chǎn)生適當(dāng)?shù)母櫺盘?hào)。簡(jiǎn)言之，信號(hào)SxI是由光測(cè)器125生成的。
然而，重要的是要注意，除了有用的跟蹤功能之外，圖21所示的系統(tǒng)執(zhí)行寫(xiě)后讀的操作。這是通過(guò)采用第二束分離器122實(shí)現(xiàn)的，第二束分離器122定向和定位為使來(lái)自激光源83的光束直接導(dǎo)入到記錄介質(zhì)30要寫(xiě)入的一個(gè)點(diǎn)上。在圖21中，可看出該光束從束分離器122直接向上延伸。同時(shí)，該光束中的相對(duì)少的部分被引向反射裝置124，反射裝置124提供一個(gè)光束信號(hào)，用于讀出剛剛被寫(xiě)入到盤(pán)上的或者在早些時(shí)候已經(jīng)被寫(xiě)入到盤(pán)上的信息。該信息調(diào)制從盤(pán)反射的光，該反射光被反射裝置124導(dǎo)向回到定向定位束分離器122和光測(cè)器126，從而光測(cè)器126不提供SxI信號(hào)，而替代地提供信息信號(hào)。如前面的各實(shí)施例一樣，出于跟蹤目的在適當(dāng)?shù)念l率ωT下抖動(dòng)反射裝置123。
寫(xiě)后的讀對(duì)系統(tǒng)提供明顯的好處。具體地，當(dāng)已知正把怎樣的位模式寫(xiě)到盤(pán)上時(shí)，這使得有可能立即判定實(shí)際上已真的把該位模式寫(xiě)到盤(pán)上。更具體地，在采用糾錯(cuò)編碼的情況下，使用錯(cuò)誤檢測(cè)電路來(lái)分析來(lái)自光測(cè)器126的電信號(hào)，以便立即判定是否在信息存儲(chǔ)中出現(xiàn)錯(cuò)誤。
在具體地參照本發(fā)明下，若以后了解到盤(pán)上的某特定位置被錯(cuò)誤地寫(xiě)的事實(shí)，可把該事實(shí)用來(lái)建立存儲(chǔ)在盤(pán)本身上(或別處)的信息目錄或子目錄，以便具體地指示壞道和壞的道“區(qū)段”。對(duì)于本發(fā)明這的確是真實(shí)的，因?yàn)槲恢么_定的精度使得有可能存儲(chǔ)盤(pán)上每一個(gè)位的位置，從而實(shí)際上該盤(pán)變?yōu)閹缀踉陔S機(jī)存取存儲(chǔ)器的觀念下是完成可尋址的，盡管不會(huì)那么迅速。
圖22中所示的本發(fā)明的實(shí)施例類(lèi)似于前面討論的圖10和15中示出的系統(tǒng)，但它更特別地包括用于性能監(jiān)視的電路。由于跟蹤光束從跟蹤層34經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)71、反射鏡裝置66、束分離器67以及最終到達(dá)光測(cè)器69的返回反射，這種監(jiān)視是可能的。該信號(hào)的存在提供一種用來(lái)監(jiān)視激光器65的性能的機(jī)制。具體地，請(qǐng)注意圖22中示出的系統(tǒng)特別適用于把信息寫(xiě)到介質(zhì)30上。這種具體的相關(guān)性是由于激光源65的老化問(wèn)題和從盤(pán)讀信息相比，與向盤(pán)寫(xiě)信息關(guān)系更為密切。
人們?cè)敢饽軌蛟谙鄬?duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔上測(cè)量激光源65的性能，以便判定是否應(yīng)更換激光器(或者調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流)。如前面所討論，圖16中所示的功率-電流曲線隨時(shí)間向右偏移。若把相同電平的驅(qū)動(dòng)電流提供給半導(dǎo)體激光源65，則功率輸出遞降，并且對(duì)應(yīng)地，在光測(cè)器69的輸出端上出現(xiàn)電壓下降。從而，至少可以通過(guò)把驅(qū)動(dòng)電流提高到更滿(mǎn)意的值部分地補(bǔ)償激光源65的老化。在光測(cè)器69的輸出端出現(xiàn)的SxI信號(hào)提供一種測(cè)量表示該老化進(jìn)程的信號(hào)的機(jī)會(huì)。存在幾種用以確定、控制和補(bǔ)償該現(xiàn)象的不同方法。例如，如果光測(cè)器69的輸出信號(hào)的最大值下降到預(yù)定閾值之下，則從最大值檢測(cè)器152接收該信號(hào)的微處理器155被編程，以增大電流強(qiáng)度控制電路91所提供的電流電平。若由最小值檢測(cè)器154提供的最小值下落到預(yù)定閾值之下，則實(shí)施類(lèi)似的控制。微處理器155被編程為允許把這二個(gè)準(zhǔn)則中的任一個(gè)(或二個(gè))選擇為增大(或者甚至減小)半導(dǎo)體激光器電流的機(jī)理。
然而，對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的激光器老化過(guò)程的一種更現(xiàn)實(shí)評(píng)價(jià)可用一個(gè)調(diào)制指數(shù)E指示，E定義為(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)。如果這樣定義的E的值下降到低于某預(yù)定的閾值，則可以得出激光器65事實(shí)上老化到應(yīng)更換的程度，或者老化到應(yīng)在相對(duì)短的可預(yù)測(cè)時(shí)間內(nèi)被更換的程度。在圖26中示出典型的用于半導(dǎo)體激光器的隨時(shí)間變化的典型調(diào)制指數(shù)E的曲線。該曲線提示，在E的值下降到低于臨界點(diǎn)Ecrit的時(shí)刻，則應(yīng)更換該激光器器件。在激光源65是由多個(gè)的或陣列的半導(dǎo)體激光二極管器件組成的情況下，則E達(dá)到低于Ecrit的值也可用于提供應(yīng)在該陣列中采用不同激光源的信號(hào)。
圖22中示出實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制和判定的電路。具體地，最大值檢測(cè)器152和最小值檢測(cè)器154在范圍約為幾十微秒至幾百微秒的相對(duì)短的時(shí)間間隔里確定信號(hào)SxI的最大值和最小值。這些檢測(cè)器把該最大值的代表提供到微處理器155，微處理器155把這些值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器158(最好是非易失性的)中。很清楚，非易失性存儲(chǔ)器158是最佳的，因?yàn)樵谝粋€(gè)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔里，比如10萬(wàn)小時(shí)，呈現(xiàn)本發(fā)明的存儲(chǔ)器部件可能接通和斷開(kāi)，從而在整個(gè)時(shí)間上不為存儲(chǔ)器保護(hù)目的一直提供電源。此外，這些值的長(zhǎng)期存儲(chǔ)對(duì)微處理器155提供了為每個(gè)激光源計(jì)算老化史以及與性能有關(guān)的數(shù)據(jù)的能力。從而，微處理器155還可以作為一種，至少初步地，補(bǔ)償下降的激光器性能的手段控制部件91中的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電流的電平。
圖22所示的系統(tǒng)具有一些優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)測(cè)激光器器件(或者在陣列情況下其中的一個(gè))的壽命盡頭即將到達(dá)的系統(tǒng)能力。這出現(xiàn)于E的值沿著圖26中所示曲線的“變曲處”遞減時(shí)。然而，信號(hào)SxI的重要得多的應(yīng)用來(lái)自于以所謂的“VCSEL”器件(垂直通道半導(dǎo)體發(fā)射激光器300＇，圖27B)為形式的激光二極管的情況下。這樣的器件完全不同于圖27A中的邊緣發(fā)射激光二極管300。在圖27A和27B中示出這二種不同類(lèi)型的激光器器件(300和300＇)。在這二張圖中，離開(kāi)部分鍍銀反射鏡306的激光被透鏡355聚焦，形成聚焦后的可用激光光束320。然而，最重要的事是要注意到，在圖27A中示出的邊緣發(fā)射激光二極管300中，由于從器件后端處部分反射的表面逸出一些光，有可能把其提供給某獨(dú)立的監(jiān)視光測(cè)器，例如圖27A中示出的檢測(cè)器350。因?yàn)榇嬖谥鴱暮蠖艘莩龅募词故巧倭康墓?，也使得有可能監(jiān)視激光器隨時(shí)間變化的性能。但是，在如圖27B中所示的垂直通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)下，可以看出，在公共基底上安裝的這些器件阻礙進(jìn)入到這些器件的后端。在這樣的器件中，所有的光從包含在半導(dǎo)體殼體302中的激光通道305發(fā)射并從部分透射的鏡306射出。因此，對(duì)于這種器件，以申請(qǐng)者們?cè)趫D22中示出的方式以及以上述參照?qǐng)D22討論的方式，利用信號(hào)SxI來(lái)監(jiān)視隨時(shí)間變化的性能變?yōu)楦又匾枚唷?br> 使用VCSEL提出了本發(fā)明能解決的挑戰(zhàn)。從而，本發(fā)明使VCSEL是大大更加合乎需要的。具體地，由于和邊緣發(fā)射二極管相比VCSEL是更為溫度敏感的，有可能利用本發(fā)明更嚴(yán)格地控制電流驅(qū)動(dòng)值。實(shí)際上，現(xiàn)在可能更方便地控制電流，從而可在低閾值電流電平上運(yùn)行。對(duì)于VCSEL，該電流電平約為1ma，這與邊緣發(fā)射器件所需的20-30ma電平不同。此外，低閾值VCSEL趨于是溫度敏感的，這意味著這些器件產(chǎn)生的輸出功率量是可變化的。因此，在可監(jiān)視和可測(cè)量的反饋回路下提供恒定功率的機(jī)制實(shí)際上可能為其它情況下潛在不穩(wěn)定的器件產(chǎn)生穩(wěn)定的條件。因此，當(dāng)采用VCSEL激光源時(shí)，在最大以及最小輸出值上的性能監(jiān)視是特別有用和特別合乎需要的。從而，本發(fā)明的反饋機(jī)制，尤其是微處理機(jī)的，被用于控制E的值。這不僅對(duì)VCSEL而且對(duì)目前更普遍的邊緣發(fā)射激光二極管是重要的。
在把激光光源用于讀出或?qū)懭胄畔⒌目尚D(zhuǎn)存儲(chǔ)介質(zhì)中可存在另一種可能的出錯(cuò)和不對(duì)準(zhǔn)源泉。具體地，可以存在激光光源和旋轉(zhuǎn)介質(zhì)表面之間的角度不對(duì)準(zhǔn)。圖23A、23B和23C中示出三種不同的對(duì)準(zhǔn)。請(qǐng)?zhí)貏e注意，圖23B示出一種根據(jù)激光照射到旋轉(zhuǎn)介質(zhì)上的角度的理想對(duì)準(zhǔn)情況。
然而請(qǐng)注意，如果如圖23A中所示(夸大地)角度向“左”偏離，則產(chǎn)生例如圖24A中示出的散焦信號(hào)。類(lèi)似地，若角度不對(duì)準(zhǔn)是向“右”的，如圖23C中所示，則激光源/檢測(cè)器部件83的輸出如圖24C中所示。(此處使用的“左”和“右”是一個(gè)相對(duì)的詞語(yǔ)，其指的是某固定觀察者的視角)。這些信號(hào)類(lèi)似于在前面的圖9A和9B中見(jiàn)到的邊緣跟蹤產(chǎn)生的信號(hào)。如前面一樣，采用相同的電路檢測(cè)這些信號(hào)波形以鑒別角度不對(duì)準(zhǔn)的存在以及程度。這種不對(duì)準(zhǔn)典型地是由馬達(dá)軸承的磨損、透鏡系統(tǒng)中的變形或者盤(pán)自身的翹曲造成的。然而，在理想情況下，對(duì)旋轉(zhuǎn)盤(pán)的訪問(wèn)實(shí)質(zhì)上應(yīng)該平行于為讀出或?qū)懭攵a(chǎn)生照射輻射的激光系統(tǒng)的光訪問(wèn)方向。因此，諸如上述的系統(tǒng)可用于確定這種垂直不對(duì)準(zhǔn)。
為了達(dá)到這個(gè)目的，需要采用一種對(duì)跟蹤目的提供如圖23A-23C中提出的角度對(duì)準(zhǔn)的變化的透鏡系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，通過(guò)把一個(gè)透鏡，例如圖25中的透鏡162，設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)圓柱體161中來(lái)產(chǎn)生該可變性，即，使它相對(duì)于圓柱入口傾斜一個(gè)小角度，該入口還充當(dāng)整個(gè)圓柱/透鏡系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)入口。請(qǐng)注意，雖然圖25示出采用圓柱體，但可采用任何足夠剛性的框體。唯一的要求是它應(yīng)能旋轉(zhuǎn)并且還能在某傾斜位置上持住透鏡162。這種系統(tǒng)會(huì)很好地適用于確定角度不對(duì)準(zhǔn)。
監(jiān)視信號(hào)SxI還對(duì)本文設(shè)想的各種信息存儲(chǔ)系統(tǒng)提供其它可能的優(yōu)點(diǎn)。具體地，利用激光進(jìn)行讀寫(xiě)用途的系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)間的推移而遭受激光器所產(chǎn)生的輸出強(qiáng)度的降低。對(duì)于半導(dǎo)體激光器件這是特別真實(shí)的。
在如圖27A中所示的邊緣發(fā)射激光器件中，有可能采用設(shè)置在末端后面的，具體地即反射表面304之后的，光測(cè)器350。這提供一種直接監(jiān)視光強(qiáng)度信號(hào)的機(jī)制。然而，在如圖27B中所示的較近期開(kāi)發(fā)的垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)中，不可能采用光測(cè)器去監(jiān)視從激光器件的后壁發(fā)射的光。在VCSEL中，這樣的光被基礎(chǔ)半導(dǎo)體殼體308擋著。從而，為了監(jiān)視和作為激光光源的VCSEL相關(guān)的性能及老化特性，需要一種不同的機(jī)制。
幸運(yùn)的是，有可能通過(guò)監(jiān)視所謂的調(diào)制指數(shù)的量近似地判定半導(dǎo)體激光器件的壽命盡頭。在圖26中示出典型半導(dǎo)體激光器件的作為時(shí)間的函數(shù)的調(diào)制指數(shù)曲線。當(dāng)調(diào)制指數(shù)逼近降低值Ecrit時(shí)，可察覺(jué)接近激光器件使用壽命的盡頭。通常，該調(diào)制指數(shù)E被定義為二個(gè)量的比值。該比值的分母是由測(cè)量SxI信號(hào)的光測(cè)器產(chǎn)生的電壓的最大值和最小值之和。確定該比值的調(diào)制指數(shù)的分子是該電壓最大值和該電壓最小值之間的差。從而，若以電壓測(cè)量光測(cè)器的輸出，則調(diào)制指數(shù)為E=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，隨著時(shí)間的推移監(jiān)視調(diào)制指數(shù)E。當(dāng)E的值落到低于某臨界值Ecrit，例如圖26中所示，時(shí)，提出警告，或者替代地或聯(lián)合地，對(duì)激光器件增大供電以修正老化特性。可看出這樣會(huì)延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命。還可以看出可避免所需的更換一個(gè)或多個(gè)被使用的激光器件的需要。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，激光器件典型地是圖27A中所示的邊緣發(fā)射半導(dǎo)體激光器件或者是圖27B中所示的垂直空腔器件。例如，在邊緣發(fā)射半導(dǎo)體激光器件300中，半導(dǎo)體材料殼體302設(shè)有定義著在其中發(fā)生光激射行為的空腔的激光材料涂層305。在每端上設(shè)置部分反射表面304和306。如前面所討論，可在尾端部分鍍銀反射器304的后面的激光源的后面采用監(jiān)視光測(cè)器350。不過(guò)以通過(guò)表面306發(fā)射激光輻射320并由透鏡355對(duì)其聚焦的方式設(shè)定表面304和306的相對(duì)反射率。根據(jù)周知的工業(yè)實(shí)踐完成和激光器的電氣接觸。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，需要采用如圖27B中示出的垂直空腔半導(dǎo)體激光器件。這種器件具有可更容易制造的優(yōu)點(diǎn)，即，具體地，可制造成排列在直線或矩形陣列激光元件中。圖27A中和圖27B中所示結(jié)構(gòu)之間的主要差別是，后一個(gè)激光器件300＇是垂直定向的并且是在不透明基底308上制造的。如上面所說(shuō)明，正是這種基底的存在阻礙了用一個(gè)檢測(cè)器(例如圖27A中示出的檢測(cè)器350)從后面在時(shí)間上監(jiān)視光激射行為。
本發(fā)明的系統(tǒng)還具有從能確定信息道位置的高精度發(fā)展出的其它優(yōu)點(diǎn)和用途。具體地，本發(fā)明提供一種不僅用于監(jiān)視激光器件本身的性能而且還能監(jiān)視用于旋轉(zhuǎn)可記錄介質(zhì)30的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的性能的機(jī)制。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)還能夠創(chuàng)造一種可記錄介質(zhì)，在這種介質(zhì)上記錄對(duì)盤(pán)寫(xiě)入信息時(shí)的準(zhǔn)確速度的指示。
在和前面已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的圖15相類(lèi)似的圖28中示出本發(fā)明的一些其它的特性。為了實(shí)現(xiàn)上面剛剛說(shuō)明過(guò)的目的，在該更先進(jìn)的系統(tǒng)中設(shè)置了一些附加部件。具體地，在讀或?qū)懣刂撇僮髌陂g，起動(dòng)或停止時(shí)鐘151以作為一種向微處理器155提供指示寫(xiě)入時(shí)間或讀出時(shí)間的機(jī)制。此外，還向微處理器155提供徑向上道位置R的非常準(zhǔn)確的值。在從盤(pán)讀出數(shù)據(jù)時(shí)，位計(jì)數(shù)器152向微處理器155提供已讀出的位數(shù)量的計(jì)數(shù)N。在微處理器155的控制下，可根據(jù)需要使該計(jì)數(shù)器復(fù)位。微處理器155還和非易失存儲(chǔ)器153連接，后者用于存儲(chǔ)隨時(shí)間采樣的R、T和N的值。非易失存儲(chǔ)器153還可以包含L的值，L代表寫(xiě)到盤(pán)上的位之間的物理距離。
在圖29中示出實(shí)現(xiàn)這些判定和計(jì)算的過(guò)程。具體地，該過(guò)程開(kāi)始于測(cè)量選定信息道的徑向位置R的值(步驟200)。同時(shí)，還從值N、L和T確定線速度V的值，因?yàn)橹苤€速度實(shí)際上正比于NL/T(步驟210)。接著確定角速度ω的值，它等于線速度V除以矢徑R(步驟220)。把這些值R、V和ω以及時(shí)間指示存儲(chǔ)到非易失存儲(chǔ)器中或者甚至寫(xiě)到盤(pán)30上。接著，把存儲(chǔ)的ω值和一條或多條馬達(dá)壽命特征曲線進(jìn)行比較(步驟240)。若比較結(jié)果是不滿(mǎn)意的，則提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壽命盡頭警告和/或指示故障時(shí)間預(yù)測(cè)。另外，請(qǐng)注意，即使不和存儲(chǔ)的馬達(dá)壽命曲線比較，也可通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的ω值本身的分析判定ω的變化度是否大于具有一定容量和/或數(shù)據(jù)傳送率的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)所要求的變化度。例如，如果ω的值下降到其原始值的某百分比之下，或者它下降到有某一壽命的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)能接受的某值之下，則可發(fā)出壽命盡頭警告，該馬達(dá)的壽命是用和ω的采樣值一起存儲(chǔ)的時(shí)間指數(shù)(時(shí)鐘值)表示的。
很清楚，若把和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壽命有關(guān)的信息寫(xiě)到盤(pán)上而不是寫(xiě)到非易失性存儲(chǔ)部件中，則當(dāng)判定馬達(dá)壽命特性時(shí)，必須在存儲(chǔ)系統(tǒng)中使用該同一個(gè)盤(pán)。從而，這種系統(tǒng)帶有用于保持服務(wù)及維修信息的專(zhuān)用盤(pán)。從而，本發(fā)明包括專(zhuān)用診斷盤(pán)組，它們可和一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器一起使用，以便執(zhí)行維護(hù)監(jiān)視以及診斷操作。
圖30中更具體地示出上面在步驟210中說(shuō)明的線速度的確定。具體地，確定線速度V的過(guò)程開(kāi)始于從介質(zhì)30讀信息位(步驟211)。一旦開(kāi)始讀信息位，就啟動(dòng)一個(gè)時(shí)鐘(例如時(shí)鐘151)(步驟212)。在讀操作期間，產(chǎn)生信息位串(步驟213)。這些位會(huì)例如由位計(jì)數(shù)器152計(jì)數(shù)，以產(chǎn)生一個(gè)表示串中或流中位的數(shù)量的整數(shù)N(步驟214)。在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)，停止對(duì)信息位的讀出(步驟215)，此刻還停止時(shí)鐘以產(chǎn)生一個(gè)讀這N個(gè)位所需的經(jīng)過(guò)時(shí)間(步驟216)。從N和T的值以及先前知道的并存儲(chǔ)的值L，可以至少以正比于NL/T的方式確定線速度V(步驟217)。
如對(duì)于步驟240所指出的那樣，所存儲(chǔ)的隨時(shí)間變化的值ω=V/R可以和一個(gè)或多條事先知道的和/或確定出的馬達(dá)壽命特征曲線進(jìn)行比較。圖31中示出這樣的特征曲線，它表示作為時(shí)間的函數(shù)的角速度的典型變化。和上面所討論的激光輸出一起，一旦角速度的值下降到低于臨界值ωcrit，則提供了一種表示馬達(dá)故障即將來(lái)臨或馬達(dá)已相當(dāng)老化的極佳指示，從而不能更久地再使用它。在把信息寫(xiě)到盤(pán)上以永久性地存儲(chǔ)在其上的情況下，重要的是能夠判定寫(xiě)入系統(tǒng)，即馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及激光器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是按照一種沒(méi)有把無(wú)用的和/或不可檢索信息寫(xiě)到盤(pán)上的方式運(yùn)行的。這會(huì)使盤(pán)介質(zhì)變得不能被它所插入的其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)讀出或?qū)懭搿?br> 本發(fā)明的機(jī)制還可用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)和主軸機(jī)械中的擺動(dòng)。具體地，在任何給定徑向位置上，擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)將造成作為盤(pán)的角位置的函數(shù)的Z向上的焦點(diǎn)改變。很明顯，在介質(zhì)外道處確定擺動(dòng)是更為敏感的。然而，事實(shí)上在任何徑向位置上，激光Z方向上的焦點(diǎn)變化度為發(fā)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)提供了一種指示。具體地對(duì)于本發(fā)明，準(zhǔn)確地確定R的值的能力使得可非常容易地判定焦點(diǎn)的改變程度是否提供了擺動(dòng)超出允許范圍的指示。例如，擺動(dòng)幅度的給定指示應(yīng)根據(jù)在其處進(jìn)行測(cè)量的徑向位置進(jìn)行研究，因?yàn)槎贾涝谕鈴较蛭恢?較大的R值)處焦點(diǎn)改變是更為敏感的。從而，本發(fā)明的系統(tǒng)也可應(yīng)用于擺動(dòng)監(jiān)視。
下面研究在用于確定在潛在擺動(dòng)下的系統(tǒng)性能的方法中以及在用于確定角度(θ)方向上位置的系統(tǒng)和方法中的本發(fā)明的應(yīng)用。如上述，所有的這些操作充分利用了和信號(hào)SxI相關(guān)的特征以及精度改進(jìn)。
通過(guò)測(cè)量小矢徑R值處的焦面高度Z并且在較大的R值再次進(jìn)行測(cè)量，確定擺動(dòng)。這二個(gè)測(cè)出的焦面高度之間的差是擺動(dòng)的一種度量。若它超出預(yù)定值，則表示在產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)機(jī)械中存在問(wèn)題。
雖然根據(jù)某些最佳實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明，但熟練的技術(shù)人員可以對(duì)其實(shí)施許多修改和改變。因此，附屬權(quán)利要求書(shū)用于覆蓋所有那些屬于本發(fā)明的真正精神和范圍之內(nèi)的修改和改變。
權(quán)利要求
1．一種激光可寫(xiě)的信息記錄空白體包括一個(gè)實(shí)質(zhì)上平面的基底，其易于通過(guò)受控的激光輻射在其上記錄二進(jìn)制數(shù)據(jù)；在所述基底上設(shè)置的金屬道圖樣；以及覆蓋所述基底和所述道圖樣的半透明密封層。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的記錄空白體，其特征在于，所述道圖樣是螺旋線。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的記錄空白體，其特征在于，所述道圖樣是一系列同心圓。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的記錄空白體，其特征在于，所述基底是聚合物。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的記錄空白體，其特征在于，所述基底是聚碳酸酯。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的記錄空白體，其特征在于，所述金屬道圖樣是鋁制的。
7．一種激光可寫(xiě)的信息記錄空白體，包括多個(gè)實(shí)質(zhì)上平面的數(shù)據(jù)層，其易于通過(guò)受控的激光輻射在其上記錄二進(jìn)制數(shù)據(jù)；至少一個(gè)含有金屬道圖樣的基準(zhǔn)層，并且分別把任何所述基準(zhǔn)層設(shè)置在所述數(shù)據(jù)層之間；以及一個(gè)覆蓋最上層數(shù)據(jù)層的半透明密封層。
全文摘要
一種激光可寫(xiě)的信息存儲(chǔ)空白體包括一個(gè)實(shí)質(zhì)上平面的用金屬制造的盤(pán),它易于通過(guò)激光輻射的照射得到修改。該空白體介質(zhì)包括一個(gè)金屬道圖樣,最好為螺旋圖案形式。該道圖樣提供二條基準(zhǔn)邊緣,從這些邊緣可以為了寫(xiě)入和讀出存儲(chǔ)在相鄰道部分之間的二進(jìn)制信息而準(zhǔn)確地確定距離。
文檔編號(hào)G11B7/12GK1226057SQ9812599
公開(kāi)日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1998年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月13日
發(fā)明者勞倫斯·雅各博威茲, 卡斯米爾·M·德庫(kù)薩蒂斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司