用于记录和再现光学信息的方法和设备的制作方法
专利名称：用于记录和再现光学信息的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在光学信息记录介质上记录并从其上读取光学信息的方法和设备，它通过相对于该介质移动一个向该介质投射记录和再现光束的光度头(optical head)来实现。更具体地说，本发明涉及一种光学信息记录/再现方法和设备，它使用一种具有多个形成于其上的平行记录磁轨的卡式记录介质，并通过使记录介质和光度头被此相对做往复运动来记录和再现光学信息。
当前，大多数通过使光度头相对于记录介质往复移动来记录和再现光学信息的光学信息记录和再现设备中，使用了一种通常称为光学卡片的可移动卡式记录介质。图2B概略表示了这种已知的光学卡片1的信息记录区的典型形式。如图中平行的水平线所示，信息记录区2B上平行地设有多条记录磁轨。更准确地说，如本技术领域中所熟知的，在相邻记录磁轨之间插有导轨。当在光学卡片1上记录或从其上再现信息时，使光度头定位以向所需的记录磁轨投射一个记录光束或再现光束，而且光度头和光学卡片1沿那条记录磁轨互相相对地线性移动。在这种情况下，传统所知的记录/再现控制方法，如在日本专利公布号HEI5-3662中所典型公开的，在光度头位于信息记录区2b中时把光度头和光学卡片间的相对移动速度控制为恒定，从而允许数据坑(data pits)以均匀间隔被形成或记录，且简化如此形成的数据坑的再现。当光度头位于超出信息记录区2b的外围区3b时，该控制方法加速或减速相对运动并调转相对运动的方向。即，如
图1B中所示，距离与光度头和光学卡片1之间相对移动速度的关系，显示出一具有加速区A、恒速区C和减速区D的速度特征曲线，而且恒速区C占有相应于信息记录区2b的最大的部分。
在使用这种光学卡片的光学信息记录和再现设备中，形成于光学卡片上的数据坑的大小与间隔(记录间距)符合一般标准例如，每一坑的标准直径在2.5μm的量级内而坑之间的标准间隔(记录间距)在5μm的量级内。在这样一种光学信息记录和再现设备中，希望尽可能提高数据传送速度(每一单位时间可记录或再现的数据量)。不过，为了在记录处于均匀间隔(记录间距)的数据坑或再现如此形成的数据坑时提高数据传送速度，需要提高在记录或再现期间的光学卡片和光度头之间的相对移动速度并且使相对移动方向反转所需的时间最少。为此，在先有技术中需要提高恒速区C(信息记录区2b)中的相对移动速度，并减少在加速和减速区A和D中所花的时间。这便需要在外围区3b中对相对移动快速的加速和减速。
但是，由于相对移动的快速加速和减速将需要一种功率更大从而尺寸更大的驱动系统并消耗更多的电力，所以先有技术设备有很多缺陷。另外，由于外围区必须具有相当的大小以既允许方向的反转又允许加速和减速，并因此必须违背需要地将信息记录区减至相当的程度，所以先有技术设备在这方面同样是不利的。
因此本发明的目的之一是提供一种用于记录和现现光学信息的方法和设备，它可消除对光度头和光学卡片之间相对移动的快速加速和减速的需要，从而使驱动系统尺寸和所需电力消耗最小，它还可提高光学卡片的信息记录区的大小，并可显著提高数据传送速度。
为了完成上述目标，本发明提供了一种记录和再现光学信息的方法，其中光学记录介质和光度头沿形成于光学介质上的记录磁轨方向互相相对地做往复移动，从而通过光度头在记录磁轨上完成信息记录和从记录磁轨上完成信息再现。而且其特征在于它包括以下步骤在相对移动过程中用先加速相对移动后减速相对移动的方法，改变信息记录介质和光度头之间的相对移动速度；检测信息记录介质和光度头之间的相对移动速度；为了在包含变速步骤实现的加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上，根据相对移动速度的变化，控制由光度头对应于所要记录信息而产生的光束的生成时间和强度；和为了在涉及由变速步骤实现的加速和减速的相对移动过程中从记录磁轨再现信息，与相对移动的速度变化同步地设置由光度头读取的数据的再现时间控制。
本发明可作为仅完成信息记录和再现之一的方法或设备实施。
即，根据本发明的一种记录光学信息的方法特征在于，根据相对移动速度的变化，控制由光度头对应于所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制，并从而使形成于记录磁轨中的数据坑间距均匀的步骤。
另外，根据本发明的一种记录光学信息的方法特征在于，与相对移动速度的变化同步地设置光度头读取的数据的再现时间控制的步骤。
本发明还提供包含以下部分的用于记录和再现光学信息的设备一个其上具有多个记录磁轨的可移动的光学信息记录介质，一个用于至少完成记录磁轨上的信息记录和从记录磁轨再现信息这二者之一的光度头，一个用于沿记录磁轨方向互相相对地移动记录介质和光度头的移动部件，一个用于检查信息记录介质和光度头之间相对移动速度的检查部件，和一个为了在涉及由移动部件完成的加速和减速的相对移动过程中由记录介质再现信息，而用于与相对运动速度的变化同步地设置光度头所读数据的再现时间控制的再现控制部件。
另外，根据本发明用于记录和再现光学信息的一种设备特征在于，为了在涉及由移动部件完成加速和减速的相对移动过程中记录信息于记录磁轨上，提供了一个用于根据相对移动的速度变化来控制由光度头对应所要记录信息而产生的光束的生成时间控制和强度的记录控制部件。
另外，本发明提供了一种用以记录和再现光学信息的设备，它包含一个光学信息记录介质、一个光度头和一个用于沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向互相相对地移动记录介质和光度头的移动部件，该光度头至少完成在记录磁轨上记录信息和由记录磁轨再现信息这二者之一，且该设备特征在于提供了用于按以下方法控制移动部件的移动控制部件当光度头位于记录介质的记录或再现区内时，信息记录介质和光度头之间的相对移动表现出一种涉及加速和减速的可选的变速特征，而光度头在记录或再现区之外时，反转相对移动的方向。
在涉及加速和减速的相对移动过程中记录信息于记录介质上时，如果如先有技术那样按恒定的时间向光度头提供记录数据，则由于记录介质对于光度头的相对移动的速度在变化，故记录于记录介质中的信息数据坑的间距变得不均匀了，并且用于形成上述数据坑的投射光能强度也变得不均匀了。即，当相对速度增加时数据坑间距变粗，而当相对移动速度下降时数据坑间距变细。记录的数据坑的大小依赖于和记录介质上的光束投射持续时间成正比的总能量值，即，该尺寸在相对移动速度增加时减小，且在相对移动速度减小时变大。由于不能获得标准化的记录，这样的数据坑间距和大小的不均匀是不受欢迎的。这也正是为什么在先有技术中必须只能在恒定速度区完成记录和再现的原因。
相反，本发明通过根据记录介质对于光度头的相对移动的速度来控制由光度头对应于所要记录信息而产生的光束的生成时间控制和强度(功率)的方案，避免了先有技术的这一不便之处。即，通过根据相对移动变化来控制光束的生成时间控制，有可能使形成于记录磁轨上的数据坑的间距均匀化。那就是说，随相对移动速度的加快而增加光束的产生速度(即记录数据的产生速度)，并随相对移动速度的变慢而减低光束的产生速度，这就可以使数据坑按标准化的均匀间距形成。另外，通过根据相对移动速度的变化来控制光束的强度(功率)，在记录磁轨中形成的数据坑的大小可以变均匀。即，通过根据光束投射的持续时间，按强度随相对移动速度变慢而降低的方法调整光束强度，可以使用于形成每一单个数据坑的总光能足够恒定，这就允许形成具备标准化大小的数据坑。
通过所述的相对移动速度的变化来进行恰当控制，甚至在记录介质相对光度头的相对移动的速度变化时，本发明的记录方法和设备也能按标准化的均匀间距和大小记录数据坑。因此，允许在加速和减速区完成信息记录。例如，如图1A所示，记录介质和光度头之间的相对移动的速度特征可设置成，该移动被加速直至到达一个移动行程的虚拟中点并在该点后减速(这可以称为“人字形速度变化”)。作为比较参考，图1B所示的先有技术中的速度特征曲线以虚线加于该图中。由实线特征曲线(根据本发明的一实例特征)和虚线特征曲线(先有技术)间的比较可明显看出，在每一行程中具有实线特征(根据本发明的一实例)的加速和减速区可以相对较长，而具有虚线特征(先有技术)的这样的区域相对较短，这样可以使具有实线特征的加速和减速曲线比有虚线特征的加速和减速曲线平滑。这表明可在本发明中使用小尺寸的驱动系统，这将有利于电力消耗和设备的大小和成本的明显降低。另外，由于在本发明中加速和减速区也可用作记录区的一部分，所以记录区2a，如图2A所示可以做得远比先有技术例子(如图2B中所示)中的大。在这种情况下，只有移动方向的反转必须在超出记录区2a的外围区3a内进行，故外围区3a可以有狭小的尺寸，且反转所需的时间可以降低。另外，由于相对移动的最大速度可以比先有技术中的高，故本发明可有利地降低相对移动一个单独行程所需的总时间，结果是数据传送速度提高到了相当大的程度。
根据本发明的记录方法和设备而记录的信息，属于一种标准化的形式，因此仅供先有技术中恒定速度区用的再现技术可以用于再现所记录的信息。另外，由本发明的记录方法和设备所记录的信息不是必须处于一种标准化形式，相反，可施加记录控制使信息按所需以任何特殊形式记录。
本发明还提供了一种甚至在涉及加速和减速的相对移动过程中也能精确地再现所记录信息的方法或设备。即，本发明的再现方法的特征在于，和相对移动速度的变化同步地设定对再现由光度头所读的数据的时间控制。在记录于记录介质上的数据坑以标准化形式存在的情况中，如果它们在涉及加速和减速的相对移动过程中被再现，则由于相对移动速度在变化，所要再现的数据序列中的内部数据时间间隔会变得不均匀。一串如此不均匀再现的数据实际上是不可用的。不过，本发明通过与相对移动速度变化同步地设置数据再现时间控制，甚至当所要再现的数据序列中内部数据时间间隔不均匀时，也有可能获得免除非均匀性的再现数据，原因是每一当前速度都与该不均匀性相适应。
可以通过，例如，给光度头读取的存储数据提供一存储器，并根据相对移动速度的变化来可变地控制存储器的写入时钟速度或读出时钟速度中的至少一个，可以实现这样的再现时间控制的设定。例如，使用对应于相对移动速度变化的可变写入时钟速度，可以按精确的、随速度变化而变化的时间控制，将读出数据存入存储器，即使其中要再现的数据由于速度变化而在时间间隔上是不均匀的。因此，精确再现的数据可以存储在存储器中，这样存于存储器中的再现数据可根据常规读出时钟脉冲来读出，以便按照数据坑的间隔来输出其中内部数据时间间隔是均匀的再现数据串，或在必要时读出作为参考。
另外，可以按以下方法设置与相对移动速度同步的数据再现时间控制与所要再现的数据序列同时输出一串速度检测脉冲作为同步脉冲串。在这样的情况中，利用再现数据序列的设备可以通过恰当的方案，例如，根据同步脉冲锁存或缓冲再现数据来利用再现数据。
如所述，甚至当记录介质对于光度头的相对移动速度改变时，本发明的再现方法和设备也能通过与速度变化同步地设置数据再现时间控制，来获得可被正确利用而不产生不便的再现数据。这样，正如记录一样，必然允许在加速和减速区完成信息再现，而且，记录介质和光度头之间的相对移动还能表现出如图1A实线所示的特征曲线。因此，在再现方面，本发明获得了与记录时相似的有利结果。
从前述可明显看出，本发明可仅在光学信息记录和再现中之一项上实施而光学信息记录和再现中的另一项可按照传统技术完成。即，通过传统技术记录于记录介质(光学卡片)上的光学信息，可以通过使用本发明的方法和设备再现；或反之亦然(即，用本发明的方法和设备记录于光学介质上的光学信息，可通过使用传统技术再现)。这样，可维持本发明和传统技术在记录和再现记录介质(光学卡片)上的兼容性。在考虑了与传统技术的兼容性而实施本发明的光学信息记录的情况中，当然需要设备一个如传统技术所需的(见图2B中的2b)较窄的信息记录区。当然，通过本发明的方法或设备记录于记录介质的(光学卡片)上的光学信息，可以通过使用本发明方法或设备再现。在这样的情况下，如图2A中的2a所示将设置更宽的信息记录区，而且数据坑的间距和大小可以不必标准化。另外，可调整本发明以容许在以标准化间距记录的数据坑中存在一定程度的数据坑的直径上的变化。
下面将对照附图详细描述本发明优选的实施例，以更好地理解本发明的各特点。
在图中图1A为表示根据本发明的光学卡片对光度头的相对移动的速度特征的一个实例的曲线图。
图1B为表示根据传统已知技术的光学卡片对光度头的相对移动的速度特征的一实例的曲线图；图2A为表示根据本发明的光学卡片的信息记录区的一实例的概略平面图；图2B为表示根据传统已知技术的光学卡片的信息记录区的一实例的概略平面图；图3为根据本发明一实施例的光学信息记录和再现设备的有局部剖视的视图；图4为表示图3中所示的记录控制部件的示范性具体结构的方框图；图5为表示图3中所示的再现控制部件的示范性具体结构的方框图；图6为表示图4中记录控制部件示范性操作的时间图。
图7为表示图5中再现控制部件示范性操作的时间图。
图8A和8B分别为改进的光学卡片转换台的正面侧视图与反面侧视图。
图3为根据本发明一实施例的光学信息记录和再现设备的有局部剖视的视图。把作为可移动记录介质的光学卡片1通过一预定进入开口(未示)插入以置于转换台4上。通过一对动圈式左右直线马达5a和5b驱动转换台4，以便在X方向(即，沿置于转换台4上的光学卡片1的记录磁轨方向)上往复运动。在用于光学卡片1的这一X方向传送装置上方提供光度头7。固定该光度头7以不发生X方向上的移动，当在X方向上驱动其上置有卡片1的转换台4时，使光学卡片1在沿记录磁轨的方向上相对于光度头7往复移动。另外，通过一个Y方向驱动装置，使光度头在Y方向(即，横切转换台4上的光学卡片1的记录磁轨的方向)上移动。固定转换台4以不发生Y方向上的移动，而且使光度头7在横切磁轨的方向上相对光学卡片1移动。
光度头7包括一个用于产生激光的激光发生器8；一个用于处理激光发生器8产生的激光的光学系统9；一个物镜10，用于将经过光学系统9处理的激光投射到置于转换台4上的光学卡片1的记录表面上，并且还用于会聚由投射激光的记录表面反射的光；和一个用于接收由物镜10会聚的反射光以将其转换为电信号的光接收设备11。
可按这些图中所示以外的任何已知和未知的方法，构造用于使光学卡片1相对于光度头在X方向往复运动的装置和光度头7。
提供一个包含线性刻度6a和传感器6b的线性编码器6，用以测量转换台4的移动位置和速度。如切去了光学卡片1和转换台4中间部分的图3所示，此实施例具有安装于转换台4下侧的编码器。例如，将编码器的线性刻度6a固定于转换台4的下侧，以便随转换台4在X方向上移动，而传感器6b则固定于底座上。举例来说，此线性编码器可以是一个包含光学传感器6b和线性刻度6a的光学线性编码器，此光学线性编码器具有一排多个按预定微小间隔形成的光学狭缝，它们按一定方法形成，以使得转换台4每移动一预定微小距离，便输出一增量脉冲信号。众所周知，增量脉冲的数目对应于转换台移动或位移的距离，而脉冲间隔则对应于转换后台移动的速度(具体地说，它正比于速度的倒数)。可以使用，例如运用了迈克尔孙干涉仪原理的光学线性编码器。可以使用磁型或感应型的线性编码器代替光学型，或者当然也可使用绝对位置测量型(数字式或模拟式)编码器代替增量脉冲发生线性编码器。在此实施例中，因为增量脉冲的产生时间间隔直接对应于转换台移动的速度，故可以直接或按其余任何方式对由编码器输出的增量脉冲进行分频，以用作速度测量脉冲SDP。实践中，由于增量脉冲具有很高的分辨力，所以在稍后所述的记录/再现控制中，使用了按恰当分配比例对编码器输出的增量脉冲进行分频所获得的速度测量脉冲SDP，虽然实际上对于记录/再现控制并不需要这样高的分辨力。不过，此应用中并未示出用于该目的的分频线路，而且不论速度测量脉冲是否分频，都用同一个参考字符SDP代表速度测量脉冲。
移动控制部件12控制直线马达5a和5b的运行，使光学卡片1置于其上的转换台4在X方向上往复运动。即，移动控制部件12，按照如图1A中实线所示的涉及任选加速和减速区的可变速度特征曲线来控制转换台4在X方向上的某一行程(前进或返回行程)；实现转换台4移动方向的反转；并随后按照可变速度特征，控制转换台4在X方向上的另一行程(返回或前进行程)。当然，可变速度特征曲线可与图1A中所示的不同，并可部分包括一恒定速度区。即，本发明的一根本特点在于，它甚至在加速区或减速区都有完成记录或再现的能力，而且因此，可变速度特征曲线可部分包括这样的恒定速度区。在这样的情况中，当然可能如先有技术中那样在恒定速度区完成记录或再现。
记录控制部件13，接收由线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP，并因此，根据X方向上相对移动速度的变化，控制由光度头7按照所记录的信息所产生的光束的生成时间控制和强度(功率)。作为这样控制的结果，记录控制部件13向光度头7的激光发生器8，输出一个激光产生控制信号LGC和激光强度控制信号LPC。
另外，再现控制部件14接收线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP，和光度头7的光接收设备11输出的光接受信号LRS，并因此，与X方向上相对移动速度变化同步地设置光度头7所读取的数据的再现时间控制。
图4表示记录控制部件13的示范性详细结构。由所要记录的信息的产生部分(未示)给出的记录数据RD以一系列一位数的形式，提供了要记录于记录磁轨之一上的信息。更具体地说，如图6所示，在对应于具有恒定周期的时钟脉冲的每一预定时间间隔中，该记录数据RD代表一为“1”或“0”的逻辑值。在传统已知的记录技术中，直接将在每一预定时间间隔内具有值“1”或“0”的连续记录数据RD作为开/关指示信号用于激光发生器。相反，本发明的实施例将记录数据RD存于存储器15中，而不是直接将它们作为开/关指示信号用于激光发生器。通过将上述时钟脉冲CLK作为写控制时钟脉冲用于存储器15，可以可靠地接收并存储所需的连续记录数据RD。然后，使用上述由线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP作为读控制时钟脉冲，顺序地读出写在存储器中的记录数据(RD)。将由存储器15输出的读出数据作为激光产生控制信号LGC，提供给光度头7的激光发生器8。这样，根据所提供的激光产生控制信号中脉冲的存在或不存在(“1”或“0”的值)，激光发生器8打开或关闭激光的产生。
例如，在加速过程中，如图6所示，速度测量脉冲SDP的脉冲产生时间间隔逐渐变短，而相应地，来自存储器15的记录数据的读出时间控制(读出速度)逐渐变高，使激光产生控制信号LGC按对应于变化速度的数据产生时间控制进行输出。同样在减速过程中，虽然信号的变化按相反形式发生，但激光产生控制信号LGC还是按与上述相似的方式按对应于变化速度的数据产生时间控制进行输出。因此，光束产生时间控制(记录数据产生速度)，随光学卡片1对于光度头7的X方向上的相对移动速度增加而变快，而光束产生时间控制(记录数据产生速度)，随光学卡片1对于光度头的X方向上的相对移动速度降低而变慢。在这种方式中，可以按标准化的均匀间距在光卡片1上形成数据坑。
可以按平行的方式同时向存储器15写入记录数据RD和从存储器15读出记录数据RD。换句话说，当光学卡片1静止时首先将用于一个或更多磁轨的数据写入存储器15，然后在相对运动启动后可以执行由存储器15读出数据。在另一可选方案中，可按随相对速度而变的读出速度读出预存于存储器15的记录数据。在按平行的方式同时读和写记录数据RD的情况中，可以使用先进先出型缓冲存储器或寄存器作为存储器15。在任一情况中均显而易见，启动从存储器15读出一磁轨数据的控制是和光度头7与光学卡片7之间的相对位置到达沿上述磁轨的一预定记录起始点的时间同步完成的。
在图4中，频率/电压转换部件16，接收来自线性编码器6a、6b的速度测量脉冲SDP，以输出对应于脉冲产生频率(对应于速度)的模拟电压信号。将该对应于速度的模拟电压信号作为激光功率控制信号LPC，提供给一个附于光度头7的激光发生器8的激光电源线路8a。激光电源线路8根据激光功率控制信号LPC的模拟值，向激光发生器8提供电力，并可变地控制功率，以此来可变地控制激光发生器8产生的激光的强度(功率)。
例如，随着光学卡片1对光度头7的相对移动速度增加，速度测量脉冲SDP的产生频率(速率)也增加，并因此使激光功率控制信号LPC的电压值变大，从而由激光发生器8产生的激光的强度也提高。相反，随着相对移动速度的降低，速度测量脉冲的产生频率(速率)也降低，并因此使激光功率控制信号LPC变小，从而由激光发生器8产生的激光的强度也降低。相对移动速度增加时，光束点在光学卡片1上一具体点的投射时间(持续)变短，因此形成于具体点上的坑的直径不良地减小了。相反，相对移动速度减小时，光束点在光学卡片1上一具体点的投射时间变长，因此形成于具体点的坑的直径不良地变大。
通过如上所述的随相对移动速度增加而提高激光束强度，此实施例可以避免形成于具体点的坑直径变小。另外，通过随相对移动速度减小而降低激光束强度，此实施例可以防止形成于具体点的坑直径变大。这样，用本发明，允许形成具有事实上均匀、标准化大小的坑。
尽管频率/电压转换部件16已被描述成，输出一个对应于速度测量脉冲SDP的产生频率的模拟电压，但该部件16也可以输出一个对应于速度测量脉冲SDP的产生频率的数字信号。此外，根据变化相对移动速度的光束强度变化特征，可以或是根据某一恰当设定的比例常数的线性函数特征，或是非线性函数特征。例如，可以仅在对移动速度超出一预定界限时才可变地控制光束强度，而不是在相对移动速度处于一定范围时总是不断控制光束强度。在这样的情况中，可以使用基于恰当变换函数的数据转换台，以替代或附加于频率/电压转换部件16。另外，根据变化相对移动速度的光束强度的可变控制，可在多步中完成，而不是按连续方式完成。另外，在可以容许数据直径有所不同的应用中，可以完全省去根据变化相对移动速度的光束强度的可变控制。
图5表示再现控制部件14的示范性详细结构。再现控制部件14包括一个可读/可写存储器17，在再现过程中把来自光度头7的光接收设备11的光接受信号LRS提供给该存储器。当对存储器17使用了写控制时钟脉中信号时，速度测量脉冲SDP由线性编码器6a、6b(通过对脉冲DSP恰当分频获得的信号)输出。如图7中所示，光接受信号LRS包含一根据是否存在记录于光学卡片1的记录磁轨上的数据坑而指示逻辑值“1”或“0”的数据脉冲串，光接受信号LRS的数据脉冲串代表根据相对移动速度变化而变化的脉冲时间间隔。这样，如图7中所示，通过与测量相对移动速度时产生的速度测量脉冲SDP同步地完成数据的存储，可以可靠地将由光学卡片1的各个数据坑位置读出的光接受信号LRS的数据(即，其中每个数据都根据数据坑是否存在而指示逻辑值“1”或“0”的数据)顺序地存入存储器17中。在此情况下，还可可靠地消除不稳定成份。
在上述方法中，尽管光学卡片1对光度头7的相对移动速度在变化，还是将由预定数据坑位置读出的精确再现数据存入了存储器17中。可在存储器17中存入多个记录磁轨的再现数据，使得需要时可随机地从存储器17中读出任何所需记录磁轨的再现数据。在这样的情况中，存储器17可以为随机存取存储器。换句话说，存储器17可按照以下方法仅作为缓冲器使用每当将一条或多条磁轨的再现数据存入缓冲器17时，这些存储数据根据如图7中所示的恒定周期时钟脉冲CLK有规律地读出，并因此从存储器17中顺序地输出按均匀数据再现时间控制(数据再现速度)布配的再现数据。另外，可按平行的方式同时执行与速度测量脉冲SDP同步的把数据存入存储器17的操作，和与恒定时钟脉冲CLK同步的数据读出操作。在这样的情况中，存储器17可以通过先进先出型存储器或多级移位寄存器实现。在最简单的形式中，存储器17可用完成与速度测量脉冲SDP同步的数据存储和与恒定时钟脉冲CLK同步的数据读出的二级自锁电路实现。另外，通过成对输出光接受信号LRS的数据脉冲串和速度测量脉冲SDP，并通过在后级应用设备(未示)中借助速度测量脉冲SDP，还有可能无需在再现控制部件14中提供上述的存储器17，就能设置用于再现包含于光接受信号LRS中的数据的正确时间控制。另外，作为一种未如此推荐的迂回调整(detour modification)也有可能与恒定时钟脉冲CLK同步地执行数据存储，并和速度测量脉冲SDP同步地执行数据读出。
在另一调整中，可用普通存储器或寄存器来实现记录控制部件13中的存储器15和再现控制部件14中的存储器17。另外，可通过一个使用微机的普通线路来实现上述控制部件12至14。
尽管图3的实施例采用了左右一对直线马达5a和5b来移动光学卡片1，不过也可以如图8A和8B中实施例的方法所示，只采用一个直线马达。图8A表示转换台40的正面，而图8B表示其反面。如图8B所示，单个直线马达的可动线圈51，按使其沿线性马达的一固定部分往复运动的方法，被安于转换台40的反面。这样，转换台40在导向杆41和42的支持下往复运动。也可以在图3的实施例中提供这样的用于转换台40的导向杆，虽然图中并未具体示出。
在上述实施例中，在其上完成再现过程的光学卡片1可以和根据本发明的记录方法所处理的(即，具有扩展(宽)信息记录区2a的光学卡片)不同，例如是一个根据传统记录技术处理的光学卡片(即，具有非扩展(窄)信息记录区的光学卡片)。如果用传统的再现技术再现这样的根据本发明记录方法处理的光学卡片1，则尽管其中记录是根据本发明的记录方法完成的，但光学卡片1的信息记录区也足够设置成象传统技术一样的狭窄区2b。即，作为实施例的可能形式，本发明不但包括了记录和再现过程是同时进行的情况，而且包括了在一个时刻只完成记录和再现过程之一的情况。
虽然本发明优选实施例的描述，都涉及一种光学卡片1置于其上的转换台4或40是在X方向上移动的情况，但显然可以在X方向上移动光度头7，而固定转换台4或40以防止它在X方向上移动。
此外，虽然本发明的描述与光学卡片1相联系，但它对于通过使记录/再现光度头和使光学卡片以外的另一类型的信息记录介质，作相对往复运动而完成记录/再现的所有其它方法或设备来说，都是适用的。另外，本发明对于其中光度头和信息记录介质之间相对运动不是往复运动的其它情况也适用。
正如上文已描述的那样，通过根据相对移动速度的变化完成恰当的控制，本发明可以按标准化的均匀间距和大小来记录数据坑，并从而在加速和减速区完成恰当的信息记录和再现。作为结果，本发明获得了使加速和减速区相对变长，从而获得相对平缓的加速和减速特征曲线的优点，而且还能减小驱动系统的大小，并使所需电力消耗最小。另外，因为还能将加速和减速区用作信息记录区，故本发明中的可用的总信息记录区可比先有技术中的大。另外，由于可使用相对移动的最大速度高于先有技术中所能达到的最高速度，并且还可把反转相对移动方向所需要的时间大大减少，所以本发明可以削减用于往复移动的总时间，从而提高数据传送速度。
权利要求
1.一种记录和再现光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对做往复运动，从而通过光度头完成记录磁轨上的信息记录和从记录磁轨上再现信息，所述方法包含以下步骤按照在相对移动过程中使相对移动先加速后减速的方法改变所述信息记录介质和光度头之间相对移动的速度；测量上述信息记录介质和光度头之间相对移动的速度；为了在由所述变速步骤实现的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上，根据相对移动速度的变化控制由所述光度头按照所要记录的信息产生的光束的生成时间控制和强度，和为了在由所述变速步骤实现的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息从记录磁轨上再现，与相对移动速度的变化同步地设置由所述光度头读出的数据的再现时间控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变速步骤按以下方法改变相对移动速度使相对移动加速直至到达该移动的某一行程的近似中点部分为止，并随后使它在所述近似中点部分之后减速。
3.一种记录光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对地往复移动，以通过所述光度头完成记录磁轨上的信息记录，所述方法包含以下步骤测量所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度，和根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制，并从而使形成于记录磁轨中的数据坑(Pits)的间距均匀。
4.根据权利要求3所述的方法，其中根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的强度，从而使记录磁轨中的数据坑可以具有大体上相同的大小，尽管相对移动速度不同。
5.根据以上任何一项权利要求所述的方法，其中在所述控制生成时间控制的步骤中，根据所述测量步骤连续测得的相对移动速度来连续改变按照所要记录的信息而连续产生的记录数据的时间间隔，以便根据以变化时间间隔产生的记录数据来控制光束的产生。
6.一种再现光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对往复移动，从而通过光度头完成记录磁轨上的信息记息，所述方法包含以下步骤检查所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度，和与相对移动速度变化同步地设置由所述光度头所读取的数据的再现时间控制。
7.根据权利要求1、2或6中任何一项所述的方法，其中在所述设置再现时间控制的步骤中，使用一个存储器存储由所述光度头读取的数据，而且根据相对移动速度的变化至少控制用于所述存储器的写入时钟速度和读出时钟速度两者之中任何一项。
8.根据如以上任何一项权利要求所述的方法，其中在测量所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度的所述测量步骤中，使用用于以对应于相对移动速度的时间间隔而产生脉冲信号的测量设备来测得该速度。
9.根据如以上任何一项权利要求所述的方法，其中当投射到所述记录介质上的光束离开所述记录介质上的预定信息记录区时，所述信息记录介质和光度头之间的相对移动方向反转。
10.一种用于记录和再现光学信息的设备，它包括一个其上具有多条记录磁轨的可移动光学信息记录介质；一个用于至少完成在任一记录磁轨上记录信息和从任一记录磁轨再现信息两者之中任何一项的光度头；一个用于使上述记录介质和光度头在沿记录磁轨的方向上互相相对移动的转换设备；一个用于测量所述信息记录介质和光度头之头相对运动速度的测量设备；和一个为了在由所述转换设备实现的涉及加速和减速的相对移动过程中从记录磁轨上再现信息，而用于和相对移动速度变化同步地设置由所述光度头读取的数据的再现时间控制的再现控制设备。
11.根据如权利要求10所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包括一个记录控制设备，用来根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的数据而产生的光束的生成时间控制和强度，以便在由所述转换设备完成的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上。
12.一种用来记录和再现光学信息的设备，它包括一个光学信息记录介质、一个光度头和一个用于使记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨方向上互相相对移动的转换设备，所述光度头至少完成在磁轨上记录信息和从磁轨上再现信息两者之中任何一项，所述设备包含一个用于按以下方法控制所述转换设备的转换控制设备当所述光度头位于所述记录介质的记录或再现区之内时，所述信息记录介质和光度头之间的相对运动表现出一种涉及加速和减速的任选的变速特征；而当所述光度头位于所述记录或再现区之外时，则相对移动的方向反转。
13.根据如权利要求12中所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包含一个用于和相对移动速度变化同步地设置由所述光度来读出的数据的再现时间控制的再现控制设备。
14.如权利要求12或13所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包括一个用于，根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制和强度的记录控制设备。
15.根据如权利要求11或14所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中为了响应相对移动的速度，所述记录控制设备改变按照所要记录的信息产生的记录数据的时间间隔，从而根据用变化时间间隔产生的记录数据来控制光束的产生。
16.根据权利要求15所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中所述记录控制设备包括一个用于存储所述记录数据的存储器和一个用于按随相对移动速度变化的读速度从所述存储器读出所述记录数据，并用于按照读出的记录数据完成光束产生的设备。
17.根据权利要求10或13所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中所述再现控制设备包括一个用于存储由所述光度头读出的数据的存储器，和一个用于根据相对移动的速度变化来至少控制用于所述存储器的写入时钟速度和读出时钟速度两者之中任何一项的设备。
全文摘要
在光学信息记录和再现设备中，通过使记录介质相对光度头移动来记录或再现信息。为了在相对移动过程中完成信息记录，根据相对移动的变化速度来控制光束的生成时间控制和强度，这样可使形成于记录介质中的数据坑在间距和大小上标准化。另外，与相对移动速度变化同步地设置光度头读取的数据的再现时间控制，以便不论相对移动速度怎样，都可按恰当的时间控制再现数据。
文档编号G11B7/0045GK1132900SQ9512086
公开日1996年10月9日 申请日期1995年12月18日 优先权日1994年12月19日
发明者野田和男, 山崎纲市, 吉田裕昭 申请人:株式会社日本功勒克斯
技术领域：
本发明涉及一种用于在光学信息记录介质上记录并从其上读取光学信息的方法和设备，它通过相对于该介质移动一个向该介质投射记录和再现光束的光度头(optical head)来实现。更具体地说，本发明涉及一种光学信息记录/再现方法和设备，它使用一种具有多个形成于其上的平行记录磁轨的卡式记录介质，并通过使记录介质和光度头被此相对做往复运动来记录和再现光学信息。
当前，大多数通过使光度头相对于记录介质往复移动来记录和再现光学信息的光学信息记录和再现设备中，使用了一种通常称为光学卡片的可移动卡式记录介质。图2B概略表示了这种已知的光学卡片1的信息记录区的典型形式。如图中平行的水平线所示，信息记录区2B上平行地设有多条记录磁轨。更准确地说，如本技术领域中所熟知的，在相邻记录磁轨之间插有导轨。当在光学卡片1上记录或从其上再现信息时，使光度头定位以向所需的记录磁轨投射一个记录光束或再现光束，而且光度头和光学卡片1沿那条记录磁轨互相相对地线性移动。在这种情况下，传统所知的记录/再现控制方法，如在日本专利公布号HEI5-3662中所典型公开的，在光度头位于信息记录区2b中时把光度头和光学卡片间的相对移动速度控制为恒定，从而允许数据坑(data pits)以均匀间隔被形成或记录，且简化如此形成的数据坑的再现。当光度头位于超出信息记录区2b的外围区3b时，该控制方法加速或减速相对运动并调转相对运动的方向。即，如
图1B中所示，距离与光度头和光学卡片1之间相对移动速度的关系，显示出一具有加速区A、恒速区C和减速区D的速度特征曲线，而且恒速区C占有相应于信息记录区2b的最大的部分。
在使用这种光学卡片的光学信息记录和再现设备中，形成于光学卡片上的数据坑的大小与间隔(记录间距)符合一般标准例如，每一坑的标准直径在2.5μm的量级内而坑之间的标准间隔(记录间距)在5μm的量级内。在这样一种光学信息记录和再现设备中，希望尽可能提高数据传送速度(每一单位时间可记录或再现的数据量)。不过，为了在记录处于均匀间隔(记录间距)的数据坑或再现如此形成的数据坑时提高数据传送速度，需要提高在记录或再现期间的光学卡片和光度头之间的相对移动速度并且使相对移动方向反转所需的时间最少。为此，在先有技术中需要提高恒速区C(信息记录区2b)中的相对移动速度，并减少在加速和减速区A和D中所花的时间。这便需要在外围区3b中对相对移动快速的加速和减速。
但是，由于相对移动的快速加速和减速将需要一种功率更大从而尺寸更大的驱动系统并消耗更多的电力，所以先有技术设备有很多缺陷。另外，由于外围区必须具有相当的大小以既允许方向的反转又允许加速和减速，并因此必须违背需要地将信息记录区减至相当的程度，所以先有技术设备在这方面同样是不利的。
因此本发明的目的之一是提供一种用于记录和现现光学信息的方法和设备，它可消除对光度头和光学卡片之间相对移动的快速加速和减速的需要，从而使驱动系统尺寸和所需电力消耗最小，它还可提高光学卡片的信息记录区的大小，并可显著提高数据传送速度。
为了完成上述目标，本发明提供了一种记录和再现光学信息的方法，其中光学记录介质和光度头沿形成于光学介质上的记录磁轨方向互相相对地做往复移动，从而通过光度头在记录磁轨上完成信息记录和从记录磁轨上完成信息再现。而且其特征在于它包括以下步骤在相对移动过程中用先加速相对移动后减速相对移动的方法，改变信息记录介质和光度头之间的相对移动速度；检测信息记录介质和光度头之间的相对移动速度；为了在包含变速步骤实现的加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上，根据相对移动速度的变化，控制由光度头对应于所要记录信息而产生的光束的生成时间和强度；和为了在涉及由变速步骤实现的加速和减速的相对移动过程中从记录磁轨再现信息，与相对移动的速度变化同步地设置由光度头读取的数据的再现时间控制。
本发明可作为仅完成信息记录和再现之一的方法或设备实施。
即，根据本发明的一种记录光学信息的方法特征在于，根据相对移动速度的变化，控制由光度头对应于所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制，并从而使形成于记录磁轨中的数据坑间距均匀的步骤。
另外，根据本发明的一种记录光学信息的方法特征在于，与相对移动速度的变化同步地设置光度头读取的数据的再现时间控制的步骤。
本发明还提供包含以下部分的用于记录和再现光学信息的设备一个其上具有多个记录磁轨的可移动的光学信息记录介质，一个用于至少完成记录磁轨上的信息记录和从记录磁轨再现信息这二者之一的光度头，一个用于沿记录磁轨方向互相相对地移动记录介质和光度头的移动部件，一个用于检查信息记录介质和光度头之间相对移动速度的检查部件，和一个为了在涉及由移动部件完成的加速和减速的相对移动过程中由记录介质再现信息，而用于与相对运动速度的变化同步地设置光度头所读数据的再现时间控制的再现控制部件。
另外，根据本发明用于记录和再现光学信息的一种设备特征在于，为了在涉及由移动部件完成加速和减速的相对移动过程中记录信息于记录磁轨上，提供了一个用于根据相对移动的速度变化来控制由光度头对应所要记录信息而产生的光束的生成时间控制和强度的记录控制部件。
另外，本发明提供了一种用以记录和再现光学信息的设备，它包含一个光学信息记录介质、一个光度头和一个用于沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向互相相对地移动记录介质和光度头的移动部件，该光度头至少完成在记录磁轨上记录信息和由记录磁轨再现信息这二者之一，且该设备特征在于提供了用于按以下方法控制移动部件的移动控制部件当光度头位于记录介质的记录或再现区内时，信息记录介质和光度头之间的相对移动表现出一种涉及加速和减速的可选的变速特征，而光度头在记录或再现区之外时，反转相对移动的方向。
在涉及加速和减速的相对移动过程中记录信息于记录介质上时，如果如先有技术那样按恒定的时间向光度头提供记录数据，则由于记录介质对于光度头的相对移动的速度在变化，故记录于记录介质中的信息数据坑的间距变得不均匀了，并且用于形成上述数据坑的投射光能强度也变得不均匀了。即，当相对速度增加时数据坑间距变粗，而当相对移动速度下降时数据坑间距变细。记录的数据坑的大小依赖于和记录介质上的光束投射持续时间成正比的总能量值，即，该尺寸在相对移动速度增加时减小，且在相对移动速度减小时变大。由于不能获得标准化的记录，这样的数据坑间距和大小的不均匀是不受欢迎的。这也正是为什么在先有技术中必须只能在恒定速度区完成记录和再现的原因。
相反，本发明通过根据记录介质对于光度头的相对移动的速度来控制由光度头对应于所要记录信息而产生的光束的生成时间控制和强度(功率)的方案，避免了先有技术的这一不便之处。即，通过根据相对移动变化来控制光束的生成时间控制，有可能使形成于记录磁轨上的数据坑的间距均匀化。那就是说，随相对移动速度的加快而增加光束的产生速度(即记录数据的产生速度)，并随相对移动速度的变慢而减低光束的产生速度，这就可以使数据坑按标准化的均匀间距形成。另外，通过根据相对移动速度的变化来控制光束的强度(功率)，在记录磁轨中形成的数据坑的大小可以变均匀。即，通过根据光束投射的持续时间，按强度随相对移动速度变慢而降低的方法调整光束强度，可以使用于形成每一单个数据坑的总光能足够恒定，这就允许形成具备标准化大小的数据坑。
通过所述的相对移动速度的变化来进行恰当控制，甚至在记录介质相对光度头的相对移动的速度变化时，本发明的记录方法和设备也能按标准化的均匀间距和大小记录数据坑。因此，允许在加速和减速区完成信息记录。例如，如图1A所示，记录介质和光度头之间的相对移动的速度特征可设置成，该移动被加速直至到达一个移动行程的虚拟中点并在该点后减速(这可以称为“人字形速度变化”)。作为比较参考，图1B所示的先有技术中的速度特征曲线以虚线加于该图中。由实线特征曲线(根据本发明的一实例特征)和虚线特征曲线(先有技术)间的比较可明显看出，在每一行程中具有实线特征(根据本发明的一实例)的加速和减速区可以相对较长，而具有虚线特征(先有技术)的这样的区域相对较短，这样可以使具有实线特征的加速和减速曲线比有虚线特征的加速和减速曲线平滑。这表明可在本发明中使用小尺寸的驱动系统，这将有利于电力消耗和设备的大小和成本的明显降低。另外，由于在本发明中加速和减速区也可用作记录区的一部分，所以记录区2a，如图2A所示可以做得远比先有技术例子(如图2B中所示)中的大。在这种情况下，只有移动方向的反转必须在超出记录区2a的外围区3a内进行，故外围区3a可以有狭小的尺寸，且反转所需的时间可以降低。另外，由于相对移动的最大速度可以比先有技术中的高，故本发明可有利地降低相对移动一个单独行程所需的总时间，结果是数据传送速度提高到了相当大的程度。
根据本发明的记录方法和设备而记录的信息，属于一种标准化的形式，因此仅供先有技术中恒定速度区用的再现技术可以用于再现所记录的信息。另外，由本发明的记录方法和设备所记录的信息不是必须处于一种标准化形式，相反，可施加记录控制使信息按所需以任何特殊形式记录。
本发明还提供了一种甚至在涉及加速和减速的相对移动过程中也能精确地再现所记录信息的方法或设备。即，本发明的再现方法的特征在于，和相对移动速度的变化同步地设定对再现由光度头所读的数据的时间控制。在记录于记录介质上的数据坑以标准化形式存在的情况中，如果它们在涉及加速和减速的相对移动过程中被再现，则由于相对移动速度在变化，所要再现的数据序列中的内部数据时间间隔会变得不均匀。一串如此不均匀再现的数据实际上是不可用的。不过，本发明通过与相对移动速度变化同步地设置数据再现时间控制，甚至当所要再现的数据序列中内部数据时间间隔不均匀时，也有可能获得免除非均匀性的再现数据，原因是每一当前速度都与该不均匀性相适应。
可以通过，例如，给光度头读取的存储数据提供一存储器，并根据相对移动速度的变化来可变地控制存储器的写入时钟速度或读出时钟速度中的至少一个，可以实现这样的再现时间控制的设定。例如，使用对应于相对移动速度变化的可变写入时钟速度，可以按精确的、随速度变化而变化的时间控制，将读出数据存入存储器，即使其中要再现的数据由于速度变化而在时间间隔上是不均匀的。因此，精确再现的数据可以存储在存储器中，这样存于存储器中的再现数据可根据常规读出时钟脉冲来读出，以便按照数据坑的间隔来输出其中内部数据时间间隔是均匀的再现数据串，或在必要时读出作为参考。
另外，可以按以下方法设置与相对移动速度同步的数据再现时间控制与所要再现的数据序列同时输出一串速度检测脉冲作为同步脉冲串。在这样的情况中，利用再现数据序列的设备可以通过恰当的方案，例如，根据同步脉冲锁存或缓冲再现数据来利用再现数据。
如所述，甚至当记录介质对于光度头的相对移动速度改变时，本发明的再现方法和设备也能通过与速度变化同步地设置数据再现时间控制，来获得可被正确利用而不产生不便的再现数据。这样，正如记录一样，必然允许在加速和减速区完成信息再现，而且，记录介质和光度头之间的相对移动还能表现出如图1A实线所示的特征曲线。因此，在再现方面，本发明获得了与记录时相似的有利结果。
从前述可明显看出，本发明可仅在光学信息记录和再现中之一项上实施而光学信息记录和再现中的另一项可按照传统技术完成。即，通过传统技术记录于记录介质(光学卡片)上的光学信息，可以通过使用本发明的方法和设备再现；或反之亦然(即，用本发明的方法和设备记录于光学介质上的光学信息，可通过使用传统技术再现)。这样，可维持本发明和传统技术在记录和再现记录介质(光学卡片)上的兼容性。在考虑了与传统技术的兼容性而实施本发明的光学信息记录的情况中，当然需要设备一个如传统技术所需的(见图2B中的2b)较窄的信息记录区。当然，通过本发明的方法或设备记录于记录介质的(光学卡片)上的光学信息，可以通过使用本发明方法或设备再现。在这样的情况下，如图2A中的2a所示将设置更宽的信息记录区，而且数据坑的间距和大小可以不必标准化。另外，可调整本发明以容许在以标准化间距记录的数据坑中存在一定程度的数据坑的直径上的变化。
下面将对照附图详细描述本发明优选的实施例，以更好地理解本发明的各特点。
在图中图1A为表示根据本发明的光学卡片对光度头的相对移动的速度特征的一个实例的曲线图。
图1B为表示根据传统已知技术的光学卡片对光度头的相对移动的速度特征的一实例的曲线图；图2A为表示根据本发明的光学卡片的信息记录区的一实例的概略平面图；图2B为表示根据传统已知技术的光学卡片的信息记录区的一实例的概略平面图；图3为根据本发明一实施例的光学信息记录和再现设备的有局部剖视的视图；图4为表示图3中所示的记录控制部件的示范性具体结构的方框图；图5为表示图3中所示的再现控制部件的示范性具体结构的方框图；图6为表示图4中记录控制部件示范性操作的时间图。
图7为表示图5中再现控制部件示范性操作的时间图。
图8A和8B分别为改进的光学卡片转换台的正面侧视图与反面侧视图。
图3为根据本发明一实施例的光学信息记录和再现设备的有局部剖视的视图。把作为可移动记录介质的光学卡片1通过一预定进入开口(未示)插入以置于转换台4上。通过一对动圈式左右直线马达5a和5b驱动转换台4，以便在X方向(即，沿置于转换台4上的光学卡片1的记录磁轨方向)上往复运动。在用于光学卡片1的这一X方向传送装置上方提供光度头7。固定该光度头7以不发生X方向上的移动，当在X方向上驱动其上置有卡片1的转换台4时，使光学卡片1在沿记录磁轨的方向上相对于光度头7往复移动。另外，通过一个Y方向驱动装置，使光度头在Y方向(即，横切转换台4上的光学卡片1的记录磁轨的方向)上移动。固定转换台4以不发生Y方向上的移动，而且使光度头7在横切磁轨的方向上相对光学卡片1移动。
光度头7包括一个用于产生激光的激光发生器8；一个用于处理激光发生器8产生的激光的光学系统9；一个物镜10，用于将经过光学系统9处理的激光投射到置于转换台4上的光学卡片1的记录表面上，并且还用于会聚由投射激光的记录表面反射的光；和一个用于接收由物镜10会聚的反射光以将其转换为电信号的光接收设备11。
可按这些图中所示以外的任何已知和未知的方法，构造用于使光学卡片1相对于光度头在X方向往复运动的装置和光度头7。
提供一个包含线性刻度6a和传感器6b的线性编码器6，用以测量转换台4的移动位置和速度。如切去了光学卡片1和转换台4中间部分的图3所示，此实施例具有安装于转换台4下侧的编码器。例如，将编码器的线性刻度6a固定于转换台4的下侧，以便随转换台4在X方向上移动，而传感器6b则固定于底座上。举例来说，此线性编码器可以是一个包含光学传感器6b和线性刻度6a的光学线性编码器，此光学线性编码器具有一排多个按预定微小间隔形成的光学狭缝，它们按一定方法形成，以使得转换台4每移动一预定微小距离，便输出一增量脉冲信号。众所周知，增量脉冲的数目对应于转换台移动或位移的距离，而脉冲间隔则对应于转换后台移动的速度(具体地说，它正比于速度的倒数)。可以使用，例如运用了迈克尔孙干涉仪原理的光学线性编码器。可以使用磁型或感应型的线性编码器代替光学型，或者当然也可使用绝对位置测量型(数字式或模拟式)编码器代替增量脉冲发生线性编码器。在此实施例中，因为增量脉冲的产生时间间隔直接对应于转换台移动的速度，故可以直接或按其余任何方式对由编码器输出的增量脉冲进行分频，以用作速度测量脉冲SDP。实践中，由于增量脉冲具有很高的分辨力，所以在稍后所述的记录/再现控制中，使用了按恰当分配比例对编码器输出的增量脉冲进行分频所获得的速度测量脉冲SDP，虽然实际上对于记录/再现控制并不需要这样高的分辨力。不过，此应用中并未示出用于该目的的分频线路，而且不论速度测量脉冲是否分频，都用同一个参考字符SDP代表速度测量脉冲。
移动控制部件12控制直线马达5a和5b的运行，使光学卡片1置于其上的转换台4在X方向上往复运动。即，移动控制部件12，按照如图1A中实线所示的涉及任选加速和减速区的可变速度特征曲线来控制转换台4在X方向上的某一行程(前进或返回行程)；实现转换台4移动方向的反转；并随后按照可变速度特征，控制转换台4在X方向上的另一行程(返回或前进行程)。当然，可变速度特征曲线可与图1A中所示的不同，并可部分包括一恒定速度区。即，本发明的一根本特点在于，它甚至在加速区或减速区都有完成记录或再现的能力，而且因此，可变速度特征曲线可部分包括这样的恒定速度区。在这样的情况中，当然可能如先有技术中那样在恒定速度区完成记录或再现。
记录控制部件13，接收由线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP，并因此，根据X方向上相对移动速度的变化，控制由光度头7按照所记录的信息所产生的光束的生成时间控制和强度(功率)。作为这样控制的结果，记录控制部件13向光度头7的激光发生器8，输出一个激光产生控制信号LGC和激光强度控制信号LPC。
另外，再现控制部件14接收线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP，和光度头7的光接收设备11输出的光接受信号LRS，并因此，与X方向上相对移动速度变化同步地设置光度头7所读取的数据的再现时间控制。
图4表示记录控制部件13的示范性详细结构。由所要记录的信息的产生部分(未示)给出的记录数据RD以一系列一位数的形式，提供了要记录于记录磁轨之一上的信息。更具体地说，如图6所示，在对应于具有恒定周期的时钟脉冲的每一预定时间间隔中，该记录数据RD代表一为“1”或“0”的逻辑值。在传统已知的记录技术中，直接将在每一预定时间间隔内具有值“1”或“0”的连续记录数据RD作为开/关指示信号用于激光发生器。相反，本发明的实施例将记录数据RD存于存储器15中，而不是直接将它们作为开/关指示信号用于激光发生器。通过将上述时钟脉冲CLK作为写控制时钟脉冲用于存储器15，可以可靠地接收并存储所需的连续记录数据RD。然后，使用上述由线性编码器6a、6b输出的速度测量脉冲SDP作为读控制时钟脉冲，顺序地读出写在存储器中的记录数据(RD)。将由存储器15输出的读出数据作为激光产生控制信号LGC，提供给光度头7的激光发生器8。这样，根据所提供的激光产生控制信号中脉冲的存在或不存在(“1”或“0”的值)，激光发生器8打开或关闭激光的产生。
例如，在加速过程中，如图6所示，速度测量脉冲SDP的脉冲产生时间间隔逐渐变短，而相应地，来自存储器15的记录数据的读出时间控制(读出速度)逐渐变高，使激光产生控制信号LGC按对应于变化速度的数据产生时间控制进行输出。同样在减速过程中，虽然信号的变化按相反形式发生，但激光产生控制信号LGC还是按与上述相似的方式按对应于变化速度的数据产生时间控制进行输出。因此，光束产生时间控制(记录数据产生速度)，随光学卡片1对于光度头7的X方向上的相对移动速度增加而变快，而光束产生时间控制(记录数据产生速度)，随光学卡片1对于光度头的X方向上的相对移动速度降低而变慢。在这种方式中，可以按标准化的均匀间距在光卡片1上形成数据坑。
可以按平行的方式同时向存储器15写入记录数据RD和从存储器15读出记录数据RD。换句话说，当光学卡片1静止时首先将用于一个或更多磁轨的数据写入存储器15，然后在相对运动启动后可以执行由存储器15读出数据。在另一可选方案中，可按随相对速度而变的读出速度读出预存于存储器15的记录数据。在按平行的方式同时读和写记录数据RD的情况中，可以使用先进先出型缓冲存储器或寄存器作为存储器15。在任一情况中均显而易见，启动从存储器15读出一磁轨数据的控制是和光度头7与光学卡片7之间的相对位置到达沿上述磁轨的一预定记录起始点的时间同步完成的。
在图4中，频率/电压转换部件16，接收来自线性编码器6a、6b的速度测量脉冲SDP，以输出对应于脉冲产生频率(对应于速度)的模拟电压信号。将该对应于速度的模拟电压信号作为激光功率控制信号LPC，提供给一个附于光度头7的激光发生器8的激光电源线路8a。激光电源线路8根据激光功率控制信号LPC的模拟值，向激光发生器8提供电力，并可变地控制功率，以此来可变地控制激光发生器8产生的激光的强度(功率)。
例如，随着光学卡片1对光度头7的相对移动速度增加，速度测量脉冲SDP的产生频率(速率)也增加，并因此使激光功率控制信号LPC的电压值变大，从而由激光发生器8产生的激光的强度也提高。相反，随着相对移动速度的降低，速度测量脉冲的产生频率(速率)也降低，并因此使激光功率控制信号LPC变小，从而由激光发生器8产生的激光的强度也降低。相对移动速度增加时，光束点在光学卡片1上一具体点的投射时间(持续)变短，因此形成于具体点上的坑的直径不良地减小了。相反，相对移动速度减小时，光束点在光学卡片1上一具体点的投射时间变长，因此形成于具体点的坑的直径不良地变大。
通过如上所述的随相对移动速度增加而提高激光束强度，此实施例可以避免形成于具体点的坑直径变小。另外，通过随相对移动速度减小而降低激光束强度，此实施例可以防止形成于具体点的坑直径变大。这样，用本发明，允许形成具有事实上均匀、标准化大小的坑。
尽管频率/电压转换部件16已被描述成，输出一个对应于速度测量脉冲SDP的产生频率的模拟电压，但该部件16也可以输出一个对应于速度测量脉冲SDP的产生频率的数字信号。此外，根据变化相对移动速度的光束强度变化特征，可以或是根据某一恰当设定的比例常数的线性函数特征，或是非线性函数特征。例如，可以仅在对移动速度超出一预定界限时才可变地控制光束强度，而不是在相对移动速度处于一定范围时总是不断控制光束强度。在这样的情况中，可以使用基于恰当变换函数的数据转换台，以替代或附加于频率/电压转换部件16。另外，根据变化相对移动速度的光束强度的可变控制，可在多步中完成，而不是按连续方式完成。另外，在可以容许数据直径有所不同的应用中，可以完全省去根据变化相对移动速度的光束强度的可变控制。
图5表示再现控制部件14的示范性详细结构。再现控制部件14包括一个可读/可写存储器17，在再现过程中把来自光度头7的光接收设备11的光接受信号LRS提供给该存储器。当对存储器17使用了写控制时钟脉中信号时，速度测量脉冲SDP由线性编码器6a、6b(通过对脉冲DSP恰当分频获得的信号)输出。如图7中所示，光接受信号LRS包含一根据是否存在记录于光学卡片1的记录磁轨上的数据坑而指示逻辑值“1”或“0”的数据脉冲串，光接受信号LRS的数据脉冲串代表根据相对移动速度变化而变化的脉冲时间间隔。这样，如图7中所示，通过与测量相对移动速度时产生的速度测量脉冲SDP同步地完成数据的存储，可以可靠地将由光学卡片1的各个数据坑位置读出的光接受信号LRS的数据(即，其中每个数据都根据数据坑是否存在而指示逻辑值“1”或“0”的数据)顺序地存入存储器17中。在此情况下，还可可靠地消除不稳定成份。
在上述方法中，尽管光学卡片1对光度头7的相对移动速度在变化，还是将由预定数据坑位置读出的精确再现数据存入了存储器17中。可在存储器17中存入多个记录磁轨的再现数据，使得需要时可随机地从存储器17中读出任何所需记录磁轨的再现数据。在这样的情况中，存储器17可以为随机存取存储器。换句话说，存储器17可按照以下方法仅作为缓冲器使用每当将一条或多条磁轨的再现数据存入缓冲器17时，这些存储数据根据如图7中所示的恒定周期时钟脉冲CLK有规律地读出，并因此从存储器17中顺序地输出按均匀数据再现时间控制(数据再现速度)布配的再现数据。另外，可按平行的方式同时执行与速度测量脉冲SDP同步的把数据存入存储器17的操作，和与恒定时钟脉冲CLK同步的数据读出操作。在这样的情况中，存储器17可以通过先进先出型存储器或多级移位寄存器实现。在最简单的形式中，存储器17可用完成与速度测量脉冲SDP同步的数据存储和与恒定时钟脉冲CLK同步的数据读出的二级自锁电路实现。另外，通过成对输出光接受信号LRS的数据脉冲串和速度测量脉冲SDP，并通过在后级应用设备(未示)中借助速度测量脉冲SDP，还有可能无需在再现控制部件14中提供上述的存储器17，就能设置用于再现包含于光接受信号LRS中的数据的正确时间控制。另外，作为一种未如此推荐的迂回调整(detour modification)也有可能与恒定时钟脉冲CLK同步地执行数据存储，并和速度测量脉冲SDP同步地执行数据读出。
在另一调整中，可用普通存储器或寄存器来实现记录控制部件13中的存储器15和再现控制部件14中的存储器17。另外，可通过一个使用微机的普通线路来实现上述控制部件12至14。
尽管图3的实施例采用了左右一对直线马达5a和5b来移动光学卡片1，不过也可以如图8A和8B中实施例的方法所示，只采用一个直线马达。图8A表示转换台40的正面，而图8B表示其反面。如图8B所示，单个直线马达的可动线圈51，按使其沿线性马达的一固定部分往复运动的方法，被安于转换台40的反面。这样，转换台40在导向杆41和42的支持下往复运动。也可以在图3的实施例中提供这样的用于转换台40的导向杆，虽然图中并未具体示出。
在上述实施例中，在其上完成再现过程的光学卡片1可以和根据本发明的记录方法所处理的(即，具有扩展(宽)信息记录区2a的光学卡片)不同，例如是一个根据传统记录技术处理的光学卡片(即，具有非扩展(窄)信息记录区的光学卡片)。如果用传统的再现技术再现这样的根据本发明记录方法处理的光学卡片1，则尽管其中记录是根据本发明的记录方法完成的，但光学卡片1的信息记录区也足够设置成象传统技术一样的狭窄区2b。即，作为实施例的可能形式，本发明不但包括了记录和再现过程是同时进行的情况，而且包括了在一个时刻只完成记录和再现过程之一的情况。
虽然本发明优选实施例的描述，都涉及一种光学卡片1置于其上的转换台4或40是在X方向上移动的情况，但显然可以在X方向上移动光度头7，而固定转换台4或40以防止它在X方向上移动。
此外，虽然本发明的描述与光学卡片1相联系，但它对于通过使记录/再现光度头和使光学卡片以外的另一类型的信息记录介质，作相对往复运动而完成记录/再现的所有其它方法或设备来说，都是适用的。另外，本发明对于其中光度头和信息记录介质之间相对运动不是往复运动的其它情况也适用。
正如上文已描述的那样，通过根据相对移动速度的变化完成恰当的控制，本发明可以按标准化的均匀间距和大小来记录数据坑，并从而在加速和减速区完成恰当的信息记录和再现。作为结果，本发明获得了使加速和减速区相对变长，从而获得相对平缓的加速和减速特征曲线的优点，而且还能减小驱动系统的大小，并使所需电力消耗最小。另外，因为还能将加速和减速区用作信息记录区，故本发明中的可用的总信息记录区可比先有技术中的大。另外，由于可使用相对移动的最大速度高于先有技术中所能达到的最高速度，并且还可把反转相对移动方向所需要的时间大大减少，所以本发明可以削减用于往复移动的总时间，从而提高数据传送速度。
权利要求
1.一种记录和再现光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对做往复运动，从而通过光度头完成记录磁轨上的信息记录和从记录磁轨上再现信息，所述方法包含以下步骤按照在相对移动过程中使相对移动先加速后减速的方法改变所述信息记录介质和光度头之间相对移动的速度；测量上述信息记录介质和光度头之间相对移动的速度；为了在由所述变速步骤实现的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上，根据相对移动速度的变化控制由所述光度头按照所要记录的信息产生的光束的生成时间控制和强度，和为了在由所述变速步骤实现的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息从记录磁轨上再现，与相对移动速度的变化同步地设置由所述光度头读出的数据的再现时间控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变速步骤按以下方法改变相对移动速度使相对移动加速直至到达该移动的某一行程的近似中点部分为止，并随后使它在所述近似中点部分之后减速。
3.一种记录光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对地往复移动，以通过所述光度头完成记录磁轨上的信息记录，所述方法包含以下步骤测量所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度，和根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制，并从而使形成于记录磁轨中的数据坑(Pits)的间距均匀。
4.根据权利要求3所述的方法，其中根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的强度，从而使记录磁轨中的数据坑可以具有大体上相同的大小，尽管相对移动速度不同。
5.根据以上任何一项权利要求所述的方法，其中在所述控制生成时间控制的步骤中，根据所述测量步骤连续测得的相对移动速度来连续改变按照所要记录的信息而连续产生的记录数据的时间间隔，以便根据以变化时间间隔产生的记录数据来控制光束的产生。
6.一种再现光学信息的方法，其中光学信息记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨的方向上互相相对往复移动，从而通过光度头完成记录磁轨上的信息记息，所述方法包含以下步骤检查所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度，和与相对移动速度变化同步地设置由所述光度头所读取的数据的再现时间控制。
7.根据权利要求1、2或6中任何一项所述的方法，其中在所述设置再现时间控制的步骤中，使用一个存储器存储由所述光度头读取的数据，而且根据相对移动速度的变化至少控制用于所述存储器的写入时钟速度和读出时钟速度两者之中任何一项。
8.根据如以上任何一项权利要求所述的方法，其中在测量所述信息记录介质和光度头之间的相对移动速度的所述测量步骤中，使用用于以对应于相对移动速度的时间间隔而产生脉冲信号的测量设备来测得该速度。
9.根据如以上任何一项权利要求所述的方法，其中当投射到所述记录介质上的光束离开所述记录介质上的预定信息记录区时，所述信息记录介质和光度头之间的相对移动方向反转。
10.一种用于记录和再现光学信息的设备，它包括一个其上具有多条记录磁轨的可移动光学信息记录介质；一个用于至少完成在任一记录磁轨上记录信息和从任一记录磁轨再现信息两者之中任何一项的光度头；一个用于使上述记录介质和光度头在沿记录磁轨的方向上互相相对移动的转换设备；一个用于测量所述信息记录介质和光度头之头相对运动速度的测量设备；和一个为了在由所述转换设备实现的涉及加速和减速的相对移动过程中从记录磁轨上再现信息，而用于和相对移动速度变化同步地设置由所述光度头读取的数据的再现时间控制的再现控制设备。
11.根据如权利要求10所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包括一个记录控制设备，用来根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的数据而产生的光束的生成时间控制和强度，以便在由所述转换设备完成的涉及加速和减速的相对移动过程中将信息记录于记录磁轨上。
12.一种用来记录和再现光学信息的设备，它包括一个光学信息记录介质、一个光度头和一个用于使记录介质和光度头在沿形成于记录介质上的记录磁轨方向上互相相对移动的转换设备，所述光度头至少完成在磁轨上记录信息和从磁轨上再现信息两者之中任何一项，所述设备包含一个用于按以下方法控制所述转换设备的转换控制设备当所述光度头位于所述记录介质的记录或再现区之内时，所述信息记录介质和光度头之间的相对运动表现出一种涉及加速和减速的任选的变速特征；而当所述光度头位于所述记录或再现区之外时，则相对移动的方向反转。
13.根据如权利要求12中所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包含一个用于和相对移动速度变化同步地设置由所述光度来读出的数据的再现时间控制的再现控制设备。
14.如权利要求12或13所述的用于记录和再现光学信息的设备，它还包括一个用于，根据相对移动速度的变化，控制由所述光度头按照所要记录的信息而产生的光束的生成时间控制和强度的记录控制设备。
15.根据如权利要求11或14所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中为了响应相对移动的速度，所述记录控制设备改变按照所要记录的信息产生的记录数据的时间间隔，从而根据用变化时间间隔产生的记录数据来控制光束的产生。
16.根据权利要求15所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中所述记录控制设备包括一个用于存储所述记录数据的存储器和一个用于按随相对移动速度变化的读速度从所述存储器读出所述记录数据，并用于按照读出的记录数据完成光束产生的设备。
17.根据权利要求10或13所述的用于记录和再现光学信息的设备，其中所述再现控制设备包括一个用于存储由所述光度头读出的数据的存储器，和一个用于根据相对移动的速度变化来至少控制用于所述存储器的写入时钟速度和读出时钟速度两者之中任何一项的设备。
全文摘要
在光学信息记录和再现设备中，通过使记录介质相对光度头移动来记录或再现信息。为了在相对移动过程中完成信息记录，根据相对移动的变化速度来控制光束的生成时间控制和强度，这样可使形成于记录介质中的数据坑在间距和大小上标准化。另外，与相对移动速度变化同步地设置光度头读取的数据的再现时间控制，以便不论相对移动速度怎样，都可按恰当的时间控制再现数据。
文档编号G11B7/0045GK1132900SQ9512086
公开日1996年10月9日 申请日期1995年12月18日 优先权日1994年12月19日
发明者野田和男, 山崎纲市, 吉田裕昭 申请人:株式会社日本功勒克斯
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