專利名稱：從域擴展記錄媒體上讀出的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到從磁-光記錄媒體上讀出信息的方法和裝置，例如是由一個記錄或存儲層和一個擴展或讀出層構成的一種MAMMOS(磁放大磁-光系統(tǒng)(Magnetic Amplifying Magneto-Optical System))盤。
在磁-光存儲系統(tǒng)中，記錄標記的最小寬度是由衍射極限即聚焦透鏡的數(shù)值孔徑(NA)和激光器波長所確定的。寬度的縮小通常是基于短波長激光器和提高光學聚焦的NA。在磁-光記錄期間內，通過采用Laser Pulsed Magnetic Field Modulation(激光脈沖磁場調制(LP-MFM))可以將最小位長縮短到光學衍射極限以下。按照LP-MFM，位過渡是由磁場的切換和激光器切換所致的溫度梯度確定的。為了讀出按這種方式記錄的小月牙形狀標記，必須采用磁超級分辨率(Magnetic Super Resolution(MSR))或域擴展(Domain Expansion(DomEx))方法。這些技術是基于一種具有若干個磁-靜態(tài)(magneto-static)或交換-耦合的RE-TM層的記錄媒體。按照MSR，磁-光盤上的讀出層在讀出過程中要遮住相鄰的位，而按照域擴展是擴展光點中心的域。由于域擴展技術比MSR優(yōu)越，所以能夠以與尺寸能夠與衍射極限光點相比的位相同的信噪比(SNR)、來檢測長度小于衍射極限的位。MAMMOS是一種基于磁-靜態(tài)耦合存儲和讀出層的域擴展方法，采用磁場調制來擴展和瓦解讀出層中已擴展的域。
按照諸如MAMMOS這樣的上述域擴展技術，借助于外部磁場通過激光器加熱將來自存儲層的寫入標記復制到讀出層。由于讀出層的矯頑力低，故復制的標記會擴展到充滿光點，并能用一種與標記大小無關的飽和信號電平來檢測。外部磁場的反轉會瓦解擴展域。另一方面，存儲層的間隔不會被復制，且不會發(fā)生擴展。
MAMMOS讀出過程的分辨率也就是沒有來自相鄰位的干擾所能再生的最小位尺寸會受限于復制過程的間隔范圍，也就是所謂的復制或檢測窗口。這一復制窗口隨讀出激光器功率的降低而縮小。另一方面，為了允許復制過程，需要最小的激光器功率。這就表明復制窗口應該盡可能小，以實現(xiàn)高存儲密度。例如，這可以通過采用嚴格局限的尖銳溫度分布，高NA(數(shù)值孔徑)光學部件和短波長激光來實現(xiàn)。
一般來說，成功的MAMMOS讀出需要的激光器功率要大于最小激光器功率，同時應避免相鄰位的干擾，以免導致附加的虛假的MAMMOS信號即所謂的“雙峰”。由于長連續(xù)標記區(qū)會因為雜散磁場降低而丟失標記區(qū)中心附近的MAMMOS峰，按照文獻JP-A-2000-260079所提出的建議，在標記區(qū)內已經引入了具有相反磁化(非標記或間隔區(qū))的小區(qū)。
在文獻EP0913818A1和EP0915462A1中建議改變外部磁場的占空度以確保能夠完全消除擴展域。特別是，可以把擴展或朝上方向的持續(xù)時間選擇得小于瓦解或朝下方向的持續(xù)時間。
然而，在MAMMOS記錄媒體的讀出過程中出現(xiàn)的標記是一種強而短的信號，在方形磁場的情況下，其持續(xù)時間通常小于整個位周期的50％。這就意味著需要一種快速檢測步驟，并且必須增大檢測電子設備的帶寬，這樣會導致信噪比(SNR)惡化。換句話說，高密度是以數(shù)據速率為代價而獲得的。
本發(fā)明的目的是提供一種從能夠改善其SNR的域擴展記錄媒體上讀出的方法和裝置。
這一目的是用權利要求1的方法和權利要求12的裝置來實現(xiàn)的。
增加擴展方向上的持續(xù)時間會增加檢測的有效時間而增大SNR。如果對應著擴展速度的域瓦解速度有足夠快，擴展方向上或擴展部分的持續(xù)時間的增大是有可能的，這已經被近來的模擬和試驗所證實了。另外，對磁場線圈有更加嚴格的要求，要能夠利用例如薄膜技術在玻璃或硅片上制作的線圈快速切換磁場。
按照有益的進一步開發(fā)，外部磁場在擴展方向上的等級可以在預定時間周期之后從復制等級變成降低的穩(wěn)定等級，該穩(wěn)定等級被設置在復制閾值以下。甚至可以將穩(wěn)定等級設置在零等級或稍小。另外，預定時間周期可以被設置在小于穩(wěn)定等級和/或消除方向上的持續(xù)時間時間，最好是短到讀出系統(tǒng)按照其上限頻率所允許的。同樣保持瓦解周期，以使用于檢測的時間和SNR最佳化。這樣，在復制和擴展脈沖之后就能將外部磁場的量值降低到復制閾值以下，但是仍然沒有反轉或是完全反轉到為瓦解該擴展域所需的相反極性。在擴展期間內，域壁被移入具有較低溫度的區(qū)并且提高了壁的矯頑力。當外部磁場值下降到復制閾值以下或是甚至被切斷或稍微反轉時，這一區(qū)內較高的壁矯頑力連同傾向于擴展該域的去磁能量會穩(wěn)定域的大小并允許延長檢測周期。這樣就能縮小檢測系統(tǒng)的帶寬以便獲得較高的SNR。
小復制和擴展周期帶來的優(yōu)點是能夠改善記錄密度或是擴大復制窗口，因為相鄰域或位的影響被減少了。
還可以施加一個疊加在擴展方向外部磁場上的附加脈沖形狀的磁場，用來啟動復制步驟。這一獨立疊加脈沖的磁化方向可以按照復制操作來優(yōu)化。特別是最好讓磁場方向沿著軌跡方向傾斜?？梢杂秒p線圈配置中的額外線圈產生這一獨立脈沖。讀出裝置的讀出設備可以包括這一雙線圈配置來產生外部磁場和附加脈沖形狀的傾斜磁場。
若將外部磁場從復制等級連續(xù)改變到穩(wěn)定等級也能實現(xiàn)外部磁場等級的降低。在這種情況下，連續(xù)降低可能是一種指數(shù)型衰減?；蛘呤强梢岳猛獠看艌鲈谇袚Q后的過沖來執(zhí)行復制步驟。這樣就能以簡單的形式實現(xiàn)雙等級復制/擴展和穩(wěn)定磁化。
可以用讀出裝置的設置裝置來執(zhí)行對外部磁場等級的上述改變。
參照以下描述的實施例就能了解本發(fā)明的這些及其它方面。
在附圖中

圖1表示按照優(yōu)選實施例的一種磁-光盤播放器的示意圖；圖2A表示外部磁場具有50％占空度的一種常規(guī)讀出對策的信號圖；圖2B表示按照第一優(yōu)選實施例外部磁場在擴展方向上具有＞50％的占空度的一種讀出對策的信號圖；圖3表示按照第二優(yōu)選實施例外部磁場具有三個不同等級的一種讀出對策；圖4表示按照第二優(yōu)選實施例的一種讀出對策，在其中使用縮小了的、后接引入的間隔區(qū)的那些標記區(qū)；以及圖5表示按照第三優(yōu)選實施例的一種讀出對策，在其中采用了一個附加磁場復制脈沖。
以下，在圖1所示MAMMOS盤播放器的基礎上來描述優(yōu)選實施例。
圖1概略表示盤播放器的結構。盤播放器包括光檢測單元30，它具有一個激光輻射部，用記錄期間內已經被變換成具有與代碼數(shù)據同步的周期的脈沖的光照射一個磁-光記錄媒體10例如磁-光盤；還包括一個帶磁頭12的磁場供給部，它對磁-光記錄媒體10在記錄和再生時以可控方式供給一個磁場。在光檢測單元30中有一個激光器被連接到激光器驅動電路，后者從一個記錄脈沖調節(jié)單元32接收記錄脈沖去控制光檢測單元30的激光器的脈沖振幅和相位。記錄脈沖調節(jié)電路32從一個包括PLL(鎖相環(huán))電路的時鐘發(fā)生器26接收時鐘脈沖。
應該注意到在圖1中為了簡化將磁頭12和光檢測單元30表示在盤10的相對兩側。然而按照優(yōu)選實施例應該將它們布置在盤10的同一側。
磁頭12被連接到磁頭驅動單元14并且在記錄時通過相位調節(jié)電路18從一個調制器24接收已代碼變換的數(shù)據。調制器24將輸入的記錄數(shù)據變換成一種規(guī)定代碼。
在重放時，磁頭驅動器14通過一個重放調節(jié)電路20從時鐘發(fā)生器26接收一個時鐘信號，由重放調節(jié)電路20產生一個同步信號來調節(jié)供給磁頭12的相位和脈沖振幅。提供一個記錄/重放開關16來切換或選擇在記錄時或重放時要提供給磁頭驅動器14的各個信號。
另外，光檢測單元30包括一檢測器用來檢測被磁-光記錄媒體10反射的激光，并且用來產生對應的讀出信號、將其提供給一個解碼器28、28用來對讀出信號進行解碼而產生輸出數(shù)據。另外，由光檢測單元30產生的讀出信號被提供給時鐘發(fā)生器26，在26中從磁-光記錄媒體10的壓紋時鐘標記中提取一個時鐘信號并且為了同步之用，26把該時鐘信號加到記錄脈沖調節(jié)電路32、重放調節(jié)電路20和調制器24。特別是可以在時鐘發(fā)生器26的PLL電路中產生數(shù)據通道時鐘。
在數(shù)據記錄的情況下，用對應著數(shù)據通道時鐘周期的一個固定頻率調制光檢測單元30的激光，并且按等距離局部加熱旋轉中的磁-光記錄媒體10的數(shù)據記錄區(qū)或光點。另外，由時鐘發(fā)生器26輸出的數(shù)據通道時鐘控制調制器24產生一個具有標準時鐘周期的數(shù)據信號。用調制器24調制記錄的數(shù)據并且執(zhí)行代碼變換，從而獲得對應著記錄數(shù)據信息的二進制游程信息。
磁-光記錄媒體10的結構可以相應于JP-A-2000-260079中所述的結構。
按照第一優(yōu)選實施例，重放調節(jié)電路20被用來設置通過磁頭驅動器14提供給磁頭12線圈的讀出信號的占空度，從而提供外部磁場擴展方向上增大的持續(xù)時間。這樣就能增大擴展的時間片斷，從而增加檢測步驟的有效時間。隨之還能提高SNR。
圖2A表示外部磁場具有50％占空度的一種常規(guī)讀出對策。這樣，外部磁場在擴展方向上的持續(xù)時間就等于外部磁場在瓦解或消除方向上的持續(xù)時間。在這種情況下，可供正確讀出的復制窗口w的最大允許尺寸等于b/2，而檢測的有效時間相當于b/2(除以盤的線速度)。
圖2B表示外部磁場在復制和擴展方向上的持續(xù)時間增大的一種示意圖，這樣能增加檢測的有效時間。磁頭驅動器單元14所需的較高調制頻率可以用經過試驗可達到數(shù)百MHz工作頻率的薄膜線圈來獲得。占空度的設置可以有對應的模擬或數(shù)字開關來執(zhí)行，或是利用設在重放調節(jié)電路20內的定時器電路。
圖3表示按照第二優(yōu)選實施例的一種讀出對策，在其中采用了具有三個不同等級的外部磁場。在復制等級上的一個比較短的復制和擴展周期exp之后，外部磁場的量值被降低到第二級也就是一個穩(wěn)定級，這一級低于復制閾值，但是仍沒有反轉到為瓦解該已擴展域所需的相反極性。應該注意到這一穩(wěn)定磁場甚至可以降低到零級或是稍稍低于零級也就是甚至可以切斷或稍微反轉，因為在較低溫度區(qū)內的較高壁矯頑力具有去磁能量，能夠穩(wěn)定域的大小并允許檢測較長的時間周期。在穩(wěn)定級上經過一穩(wěn)定周期后，提供一個具有相反極性或相反磁化方向的足夠等級的持續(xù)時間為COLL的短瓦解脈沖，用來起動下一個標記的MAMMOS檢測。這樣就能保持盡可能短的擴展和瓦解脈沖以獲得最高分辨率和SNR，因為相鄰域的影響可被減小。然而，擴展和瓦解的持續(xù)時間應該足夠長，才能使讀出層中的域充分擴展和瓦解。
圖3表示具有已記錄的標記和指示的復制窗口w的存儲層，w的尺寸足夠小以防止相鄰域的任何影響。這是由重疊信號MO(移動復制窗口的卷積和存儲層中的位的寄生磁場)指示的，它表示在MAMMOS信號中沒有重疊區(qū)也沒有額外的不利擴展。在這種情況下，與圖2A和2B的示意圖中相比，檢測的有效時間被增大了，并具有最大允許尺寸的復制窗口w。
圖4表示與圖3相同的讀出對策下的另一個示意圖，標記是按照短標記部分b↑后接一個長間隔或子間隔部分b↓的一個序列記錄在存儲層中的。按照這種寫入對策，由于增大了長標記區(qū)域中心的寄生磁場并且有可能獲得更大的復制窗口w，即使是由多位構成的長標記區(qū)也能檢測。這是由于通過三級外部磁場結合著寫入對策所獲得的短擴展持續(xù)時間和瓦解持續(xù)時間而能夠實現(xiàn)的，長度b的各標記通道位是由一個小標記部分b↑和一個長間隔部分b↓構成的。
一般來說可以用以下的規(guī)律計算對復制窗口的改善(直接涉及到功率余量)、分辨率和檢測的有效時間Wmax＝b+b↓-exp＝2b-b↑-exp，其中的wmax是復制窗口的最大長度，而exp表示擴展時間(乘以盤的速度v就能獲得對應的長度)，其間的外部磁場足夠大，以便成核并將存儲層中的一位擴展到讀出層中?？梢杂嬎愠鲎钚⊥ǖ牢婚L如下bmin＝[w+b↑+exp]/2。
由此得到檢測時間檢測＝[b-coll]/v＝[exp+stab]/v，其中coll是瓦解時間(乘以盤的速度v就能獲得對應的長度)，而stab是穩(wěn)定磁場的持續(xù)時間(乘以盤的速度v就能獲得對應的長度)。
圖5表示按照第三優(yōu)選實施例的讀出對策的發(fā)信號示意圖，在其中采用了一個附加脈沖形狀的外部磁場來起動或執(zhí)行從存儲層到讀出層復制標記的操作。例如對于讀出層內的域的擴展、穩(wěn)定和瓦解，最好采用方向與記錄媒體10垂直的外部磁場。然而從圖中可以看出，對于復制最好是采用方向沿記錄媒體10的軌跡方向傾斜的磁場。這樣，就能按雙線圈構造布置磁頭12來產生獨立的“核化”脈沖，以便將一個域復制到讀出層。這一附加磁場脈沖的產生可以由磁頭驅動器單元14來控制，在重放調節(jié)電路20中執(zhí)行附加穩(wěn)定等級的引入，也就是利用對應的等級切換電路，它可以由模擬或數(shù)字定時器功能來控制。
如圖5所示，采用脈沖形狀并最好是傾斜的復制磁場Hext，1將標記復制到讀出層，同時可優(yōu)選地使用垂直磁場Hext，2來擴展、穩(wěn)定和瓦解讀出層中的域。
應該注意到在第二和第三實施例中所述的外部磁場的獨立的復制/擴展和穩(wěn)定功能也可以用其他信號波形來實現(xiàn)。在實踐中，脈沖的斜率不會象圖中所示那樣無限陡峭，而是因磁頭12線圈的自感具有有限的上升時間。實現(xiàn)擴展/穩(wěn)定組合的一種方式可以是采用具有連續(xù)下降振幅的脈沖形狀，例如是或多或少從復制/擴展等級下降到穩(wěn)定等級的指數(shù)型下降振幅。另一種實現(xiàn)方式可以是采用在切換之后具有過沖的擴展/穩(wěn)定脈沖，根據該切換來滿足復制和擴展。
另外還應該注意到優(yōu)選實施例的實現(xiàn)還需要修改磁頭12的線圈和磁頭驅動器單元14的硬件來產生適當?shù)拇艌雒}沖，這樣能改善由完美的光學、層疊設計等中獲得的結果。
本發(fā)明具有的優(yōu)點是能夠通過延長檢測時間并使用較小的檢測帶寬來改善信噪比。這樣就能降低對檢測電子設備的要求，從而降低成本。
本發(fā)明可以應用于適合域擴展記錄媒體的任何讀出系統(tǒng)，在該媒體中施加一個交替的外部磁場來擴展和瓦解讀出層內的一個域。優(yōu)選實施例可以在附帶的權利要求書范圍內改變。
權利要求
1.從包括存儲層和讀出層的磁-光記錄媒體(10)上讀出信息的一種方法，所述方法包括以下步驟在借助外部磁場用激光器加熱時將寫入的標記從上述存儲層復制到上述讀出層，從而在上述讀出層內形成一個擴展域；通過顛倒上述外部磁場的方向從上述讀出層中消除上述擴展域，并且設置上述外部磁場的占空度，使讀出層內擴展域的持續(xù)時間長于消除方向上的持續(xù)時間。
2.按照權利要求1的方法，其特征是該方法還包括以下步驟，在預定的時間周期后將上述外部磁場的等級從復制或擴展等級改變成一個降低的穩(wěn)定等級，上述穩(wěn)定等級被設置成低于復制閾值。
3.按照權利要求2的方法，其特征是上述穩(wěn)定等級被設置在零級或是零級以下。
4.按照權利要求2或3的方法，其特征是上述預定時間周期是按照讀出系統(tǒng)的上限率來設置的。
5.按照權利要求2到4之一的方法，其特征是上述消除方向的上述持續(xù)時間是按照讀出系統(tǒng)的上限率來設置的。
6.按照權利要求1到5之一的方法，其特征是與位長和消除方向上的持續(xù)時間有關的有效檢測時間是按照以下公式確定的det＝[b-coll]/v，其中det代表上述有效檢測時間，b代表上述位長，而coll代表消除方向上的持續(xù)時間(乘以盤的速度v就能獲得對應的長度)。
7.按照權利要求2到6之一的方法，其特征是上述預定周期是按照以下公式設置的expmax＝2bmin-b↑-wmax，其中的expmax代表上述預定周期的最大值，bmin代表上述磁-光記錄媒體(10)上的最小位長，wmax代表復制窗口的最大間隔尺寸，而b↑代表上述寫入標記的長度。
8.按照前述任何一項權利要求的方法，其特征是該方法還包括以下步驟，施加有關附加脈沖形狀的磁場，將其疊加在上述擴展方向上的上述外部磁場上，用來起動上述復制步驟。
9.按照權利要求1或2的方法，其特征是該方法還包括以下步驟，改變上述外部磁場的等級，從復制等級連續(xù)下降到一個降低的穩(wěn)定等級，上述穩(wěn)定等級被設置在低于復制閾值。
10.按照權利要求9的方法，其特征是上述連續(xù)下降是一種指數(shù)型衰減。
11.按照權利要求1或2的方法，其特征是該方法還包括以下步驟，采用在上述外部磁場切換后采用過沖來執(zhí)行上述復制步驟。
12.從包括一個存儲層和一個讀出層的磁-光記錄媒體(10)上讀出信息的一種讀出裝置，所述裝置包括讀出裝置(12、30)，在用激光器加熱時借助外部磁場將寫入的標記從上述存儲層復制到上述讀出層，從而在上述讀出層內形成一個擴展域，并且通過顛倒上述外部磁場的方向從上述讀出層中消除上述擴展域；以及設置裝置(20)，用來設置上述外部磁場的占空度，使讀出層內擴展域的持續(xù)時間長于消除方向上的持續(xù)時間。
13.按照權利要求12的讀出裝置，其特征是在預定時間周期之后用上述設置裝置(20)把上述外部磁場的等級從復制等級改變到一個降低的穩(wěn)定等級，上述穩(wěn)定等級被設置在低于復制閾值。
14.按照權利要求12或13的讀出裝置，其特征是上述讀出裝置包括一雙線圈構造(12)，用來產生上述外部磁場和用來起動上述復制步驟的一個附加脈沖形狀的磁場。
15.按照權利要求14的讀出裝置，其特征是上述附加脈沖形狀的磁場相對于上述記錄媒體上的法線是傾斜的。
16.按照權利要求10到15之一的裝置，其特征是上述讀出裝置是一種用于MAMMOS盤的盤播放器。
全文摘要
本發(fā)明涉及到從一種域擴展磁－光記錄媒體上讀出信息的方法和裝置，其中，設置外部磁場的占空度使得讀出層內擴展域的持續(xù)時間長于域瓦解方向上的持續(xù)時間。這樣能允許檢測系統(tǒng)采用比較小的帶寬并且改善信噪比。進而可以在擴展方向與瓦解方向之間為外部磁場引入一個附加等級，以便獲得盡量短的擴展和瓦解脈沖。這樣就能改善分辨率和SNR。
文檔編號G11B11/105GK1516875SQ02812155
公開日2004年7月28日 申請日期2002年6月18日 優(yōu)先權日2001年6月19日
發(fā)明者C·A·維爾舒?zhèn)? H·W·范克斯特倫, C A 維爾舒?zhèn)? 范克斯特倫 申請人:皇家菲利浦電子有限公司