用于改变光可记录介质上的凹坑深度的方法和装置

摘要

用于改善在复制的光盘(1)上的表面效果特性的方法和装置,原版在一个光记录设备上记录,该设备包括一个写光束源(7)和一个光调制器(11),用于响应一个调制器驱动信号(10)在一个相对运动的记录介质的门限电平以上和以下调制写光束的强度以将信息记录到介质上,当写光束在门限以上时,光束能够在相对运动的原版记录介质形成一个表面效果的轨迹或标记,当写光束低于门限时,光束不能够在相对运动的记录介质上形成表面效果。

说明书

本发明涉及信号处理系统领域，尤其涉及在光信息记录系统中波形整形的领域。更准确地说，本发明涉及到在光盘原版制作(mastering)设备中所使用的动态光调制器调节器和波形整形系统，用于改进在复制光盘中标记的特性和分辨率，同时保留被记录信息的适当的占空因数和不对称性。本发明也提供一种方法和装置用于在可记录介质的可记录表面的表面不连续点的深度或高度中记录辅助通道的输入信息。

在光响应介质上进行光记录信息的许多系统是公知的。数字信息以及模拟信息能够记录在包括以盘、鼓和带形式的光致抗蚀剂、光致变色的材料和热响应材料的各种介质上。

实际上由于公知的光记录介质的非线性，所有这些公知的系统使用一些脉冲编码调制(PCM)或调频(FM)的形式。此外，实际上所有这些公知的系统使用一种光系统，该光系统包括一个物镜用于聚焦写光束到介质的光敏表面上的一个小斑点。为了将记录材料的信息密度增至最大，必须聚焦写光束到可能的最小斑点尺寸。由于衍射效应，一个聚焦的相干辐射光束被称为具有一个近似高斯功率分布的艾里斑的同心的有间距的环环绕形成一个中心亮斑点。光的中心斑点的直径由记录光的波长和物镜的数值孔径(NA)定义。

大多数光记录介质表现出一种门限效应，这意味着激光器写光束功率密度的电平在门限以上介质将被改变，而在这个门限以下介质将不能被改变。因为聚焦的写光束的功率密度随着到中心斑点的中心的距离的函数变化，有可能在比聚焦的光的中心斑点的直径还小的介质上形成改变的区域。为了得到一个特定尺寸的改变的区域，现有的技术告诉我们只需要调整调制的光束的峰值强度，使得在特定直径的聚焦斑点的功率密度等于记录介质的门限电平。实验的结果说明当在写斑点和介质之间没有相对运动以及没有热传导效应分散由介质吸收的能量时，这种技术工作得非常好。然而，在所有实际的系统中，介质和记录斑点之间的相对运动是必需的。这种相对运动将由介质的特别区域吸收的能量的量值的计算极大的复杂化。

所有光响应介质表现出在一段时间内接收的能量的量值集合的趋势，这使得材料的门限电平(level)不能确定材料改变的特定的瞬时功率密度，而是确定功率被接收期间的时间内接收功率的集合结果的功率密度。换句话说，用于材料的门限电平实际上是一个曝光电平。曝光电平定义为在曝光时间内每单位面积集合的辐射通量。在一个特定的时间照射在介质上一个特定的点的辐射通量是聚焦斑点内点的位置以及写光束的瞬时调制电平的函数。具体地，在介质上特定点的曝光电平等于作为时间的函数的调制的写光束的瞬时功率和由介质的特定点的路径和速度通过聚焦的斑点定义的功率密度分布函数在曝光时间内计算的卷积积分。因为聚焦斑点的功率分布在两维上变化，在介质上曝光电平定义一个三维图形。具有在相应于介质的门限电平的高度上通过这个图形的一个平面的“切片”的这个图形的交叉点映射出在介质上改变的区域的边界。

在确定记录斑点的有限尺寸的影响中的一个重要的概念是运动的记录介质上信息的空间频率的概念(在这个描述中，应该理解记录介质的运动是相对于光记录设备或重放设备的写或读头的。也就是介质可以是一个由运动的光读写头写上和读出的静止的卡)。这是这里结合参考的美国专利No.4,616,356的主题。

这里还结合参考美国专利No.4,225,873，该专利描述了为获得记录信息的适当的占空因数和使是相关参数并被本发明改进的记录信息的二次谐波失真减至最小的信号处理技术。在这个描述中，记录信息的占空因数将被详细地参考，可以理解二次谐波失真与那里的占空因数是成比例的。即当占空因数被控制为接近50％时，它使记录信息的二次谐波失真减至最小。

如前面说明的，当使用激光在介质上记录时，记录过程的效果可以是或者记录表面的烧蚀，表面的斑迹，光致抗蚀剂涂层表面的光硬化或光软化，隆起的凸出或者气泡形成等等。在所有的情况下，记录介质相对于照射的光束移动，并且光束的能量围绕着门限电平增加和减少，使得分别引起或不引起要求的效果。同样在所有的情况下，当光束第一次打开或者引起超过门限时，在记录表面上能量的整个效果并不是瞬时实现的。而是特别对于热响应介质，记录的效果(即标记)随着时间增加，这主要归因于在施加的能量的影响下随时间增加的介质的温度。也就是当光束第一次打开时，在移动的记录表面中没有任何瞬时改变能够被检测到。如果连续的打开，照射光束的整个影响将引起在记录表面上一个宽条的效果，因此定义了一个随着时间的推移加宽的光束的轨迹。

另一方面，当光束关断或落在门限电平以下时，由光束缺少足够的能量的影响几乎立刻被盘表面识别，因为盘的下游部分是冷的并且没有改变。因此，当光束很快关断时，几乎记录效果的瞬时停止就发生了，并且因为光束在记录表面的照射点大体上是圆形的，所以能够观察到记录标记的后沿上的一个相当钝的端。

因此如果移动的记录表面被具有一个陡的上升前沿和一个陡的下降后沿的光束照射，要注意一个多少有些“梨形”或“泪珠形”表面效果，上升沿被弄尖并加宽到一个恒定宽度直到光束关断，在这个点记录的效果确定一个圆的或钝的后端。光盘记录的这个方面是这里结合参考的美国专利No.5,297,129的主题。

为了便于这个描述中的讨论，当前面提到的记录表面的特征使得不用考虑记录“效果”的选择时，将假定记录光束引起表面的烧蚀，因此产生一个“凹坑”。但是应该理解凸出、脱色、光致抗蚀剂硬化、光致抗蚀软化或其它标记(indicia)能够取代术语“凹坑”而不背离记录效果的技术描述的本质。还应进一步认识到如果选择用于记录表面的光致抗蚀剂开发后这里使用的术语“凹坑”将等同于形成的凸出或凹坑。为了这里讨论的目的，术语“表面不连续点”将被用作为一个通用的术语，它意味着与一个平坦的未记录盘片表面不一致的或者一个凸出或一个凹坑或其他表面干扰。最后，术语“记录表面”指的是对光能量的照射敏感的盘片的那一部分，不管它是在盘片的外表面还是被置于光束照射表面的下面。虽然理论上有可能将本发明的一些概念应用到所有类型的现有技术的原版制作处理，从实际的观点来看仅有创建物理的“凹坑”或“凸出”的记录处理将是有益的，如同只有允许写后直接读出(DRAW)盘片原版制作的原版制作系统是有益的。这样光致抗蚀剂类型的原版制作系统不能利用本发明。这在这个描述的后面将详细介绍。

在小型盘片(CD)原版的记录中，最重要的参数之一是凹坑对坑间表面(pit-to-land)比率的精确控制。从坑间表面到凹坑和凹坑到坑间表面的每次转换标记一个EFM(8到14调制)信号的过零；因此，坑间表面区域的尺寸装载了如相应的凹坑的尺寸那么多的数字信息。凹坑到坑间表面尺寸的比率是记录的“占空因数”。50％的占空因数代表凹坑占据轨迹(track)区域的50％而坑间表面区域占据另外的50％的一个对称的信号。偏离50％占空因数的任何记录将作为一个不对称信号表示在眼图中(结合图2讨论)。由于复制处理的限制，在不同的CD重放设备中光学器件的差别，以及在CD重放设备的电子提升的不同，所有CD记录，甚至是完全的50-50对称的记录的，通过重放的光学器件可以看见轻微的不对称。在CD重放设备内的电路通过移动“零位电平”到一个点来校正这种不对称，该点在平均值上的正和负半周之间没有时间差别。

重放设备的光读头通过聚焦激光束到大约在直径为1微米的一个斑点并沿着盘片上凹坑和坑间表面的螺旋轨迹扫描这个斑点来“读出”盘片上的信息。坑间表面反射大多数光回到读头中的光检测器，但凹坑(实际上从其中凹坑被认为是凸出的盘片的对面通过读激光器读出)反射很少的光返回到读头。光检测器产生与通过斑点照射的盘片的区域反射的光的量成比例的电信号。因为斑点几乎是受衍射限制的并且只在直径上比盘片上的最短长度的凹坑的长度稍大些，所以电信号的上升和下降时间是相当慢的，并且表示最小长度的凹坑的信号的幅度比表示较长凹坑的信号的幅度小一些。因为在光质量中的区别，不同的重放设备在幅度上有差别，并且因为凹坑几何形状的差别使不同的盘片在幅度上有差别。所有重放设备通过提升相对于低频信号的高频信号的幅度的模拟孔径补偿电路部分地补充了在幅度上的差别。然而，为了经济利益，这些提升电路不是相位线性的，所以信号的谐波延迟不同的量，并且除了它的幅度以外波形的形状被改变。

记录在小型盘片上的EFM信号是自计时的运行长度有限的数字编码，并且在转换之间的计时中包含了它的数字信息。在盘片上，这种转换是在凹坑和凹坑之间的坑间表面之间的边界，反过来也是一样。因此，每个凹坑的长度是一个数据量并且凹坑之间的每个坑间表面的长度也是一个数据量。

根据CD标准用于EFM编码的规则要求每次转换发生在最后的转换之后的九个允许的时间之一。更具体地说，任何两次转换之间的周期必须是nT，其中T是一个固定的时间周期(大约231毫微秒)而n是3和11之间的一个整数。为了解码信息，重放设备必须决定在每次转换之间有多少T通过。在重放头下盘片的旋转速率没有稳定到足够简单地计时具有固定时钟的转换。作为一种替换，运行在平均每个T一个周期(4.3218MHz)的通道时钟被锁定到恢复信号的相位。这个PLL(锁相环)通过比较在信号中每次转换的定时与时钟的最靠近的周期端来工作。如果转换恰恰一直发生在时钟的周期末尾之前，则时钟慢慢地加速直到转换正好发生在周期未尾。

然而，来自盘片的模拟信号的上升和下降时间是相当长的并且可能超过T，使得必须选择一个特定的电压以定义转换的时刻。这个电压是重放设备的“判定电平”。借助于EFM编码的另一种规则，重放设备选择了这个电平，该EFM编码规则说明平均来说(并且理想地)EFM信号是“高”的，对于精确地同样的时间量它是低的。了解这些，如果重放设备在电压上选择的判定点太高，EFM信号将通常是低的(比判定点低一些)，而不是高的(比判定点高一些)。在重放设备中的伺服环路慢慢地调整极限电压以找出并保持适当的判定电平电压。

很重要的是要认识到重放设备不能在逐个周期的基础上改变它的判定电平，但在转换之间的期间能够从3T立即改变到11T。在波形形状上任何频率相关的影响可以产生用于信号的高频率段的理想的判定点为与用于信号的低频率段的理想的判定点不同的电压。重放设备将选择这些电压的平均值为一个判定点。如前面提到的，重放设备的提升电路不是相位线性的，因而引起理想的判定点电压随着频率“扩展”。

为了从盘片中读出信号，重放设备必须将光的小斑点保持在盘片上凹坑的移动螺旋轨迹的中心上。各种技术被用于检测相对于轨迹的斑点的位置，并且一些重放设备的跟踪装置(使用单个的光束或推挽式跟踪装置)被沿着轨迹的凹坑的平均占空因数大大地影响。也就是说，如果轨迹包括凹坑区域的一定的百分比大于坑间表面区域(占空因数大于50％)这些重放设备将仅仅可靠地跟随着轨迹的中心。当记录的智能信息被包含在凹坑和坑间表面中时，没有任何的跟踪信息包含在坑间表面，该坑间表面与盘片表面的其他未记录区域是共同的，即凹坑的轨迹之间的盘片的表面。因此，相对于在凹坑之间的坑间表面的凹坑的长度越大，跟踪子系统工作得越好。如所说明的，当任何占空因数小于大约50％，就没有足够的跟踪信息使得允许推挽式跟踪装置保持在轨迹上。所以对于这种困境的一个解决方案是增加凹坑对于坑间表面的占空因数到大于50％，并且依靠重放设备的能力来重新调整它的“判定电平”以补偿用于在记录的占空因数中的增加。然而，为了重放设备的PLL保持一个基于EFM信号的通道时钟，占空因数中的增加必须在整个信号上一致，但这是不可能的因为在九个不同的凹坑尺寸上(3T到11T)在凹坑长度中不是相等比例的增加。3T的凹坑比6T或11T的凹坑从百分比来看将明显地具有一个较大的几何增加。然而，由此偏离50％的占空因数只是调整单个光束跟踪装置牺牲了对称性，并且如果不对称性太大，重放设备的锁相环不能够锁定到恢复的信号。

迄今在记录过程中没有充分提供的另一个考虑是一个事实，即跟踪功能取决于在跟踪误差方向上偏离回到光检测器的光的量的单光束重放设备在记录表面中形成的凹坑上以锥形的(尖的)端工作得最好。理想的凹坑将是在凹坑底部具有一个顶尖的细长的凹槽，类似于被一个颠倒的锥体所做的压痕。面的坡度越大和端越尖则越好。因此，任何改进凹坑限定的尝试有助于创建一个平坦的台阶区域并且消除使得对于这种单光束重放设备跟踪更困难的凹坑的长的狭窄和锥形的前沿。另外，不同的凹坑中凹坑长度变化很大，即从3T到11T，一个3T宽的凹坑或坑间表面能够直接放到相邻于一个11T的凹坑或坑间表面。如果峰值功率电平增加以产生圆的(较小锥形)较高限定的3T的凹坑，当形成一个11T的凹坑时施加的同样峰值功率电平会产生一个非常宽的或钝的下降端部分。在3T和11T的凹坑之间在几何形状的差别会引起不同的对称性，其中3T的凹坑有一种对称性而11T的凹坑具有另一种对称性配置，并且这因此引起了重放设备解码器的问题。理想地，在每一凹坑尺寸上应有相同的对称性。否则这将是在眼图中“在图型中的扩展”(结合图2讨论)。

还有另一种现象影响到降低的光盘复制品，并且将凹坑深度的变化作为半径的函数考虑。已经确定即使有一个“完美的”模子，在复制品中的凹坑深度根据明显地由于在较大的半径上缺乏适当的温度和压力的半径而变化，朝向复制品的外边缘的凹坑变得较浅。

另外一种现象是一种事实，即精确地由于模压处理，3T的凹坑比具有大于5T的凹坑深度的4T的凹坑有较大的深度，等等，独立于半径；并且发现这种情况是真实的甚至当模子上的凸出对于所有的脉冲宽度3T-11T具有一致的高度时，即在模压的复制品中的凹坑并不反映在模子上的凸出的精确的几何形状。因此在前一段中所述的控制过程期间，当还考虑由对于不同长度脉冲的表面温度差引起的公知的凹坑深度变化时，这种现象合成了试图保持一致的凹坑深度的问题。相关于深度差的这个凹坑长度在3T和4T的凹坑之间明显的大，在4T和5T的凹坑之间也明显的大。但是，深度差在5T到11T的凹坑之间较不明显。理想地，所有的凹坑应该是同样的深度。

因此应该理解没有上面讨论的背景知识，一个过分简单的原版记录装置设计在记录的信息中将简单地保持50％的占空因数。在理想的环境下，这似乎是要做的一个明显的事情，因为保持50％占空因数好象是对记录过程的一个基本要求。因而有距离的现有技术的方法和装置只不过提供矩形波形，其中表示nT长度凹坑的部分在长度上等于表示凹坑之间nT长度坑间表面的波形的那个部分。

根据经验，为了在盘片上产生凹坑的最优轨迹必须考虑许多因素已经变得很明显了。例如，因为凹坑的深度和它的宽度沿着轨迹随着光束允许照射在表面上的时间量而变化，凹坑尺寸和几何形状是表面速度的函数--表面速度是用于以恒定角速度格式记录盘片的一个重要因素。已经讨论的要考虑的其他因素是占空因数(＞50％)，在垂直切面中凹坑侧壁的形状(对于单光束跟踪装置很重要)，不对称性和凹坑的分辨率。

能够增加脉冲长度以提高占空因数，但这将增加不对称性。增加调制的光束的功率电平改进了在前沿的分辨率并且增加了占空因数，但产生“梨形”后沿和过多的不对称性。通过使用一个步进的调制器驱动脉冲在前沿增加峰值功率改进了前沿的分辨率，但要求降低脉冲长度以保持占空因数在控制下。这样做对于不同的脉冲长度给出不相等的不对称性并且为了最好的结果要求对于每个表面速度进行调整。门限能够降低以增加占空因数，但这会产生在凹坑的前沿较差的分辨率和表现3T与11T脉冲长度之间几何形状中实质上差别的不定的凹坑宽度。最后，为增加凹坑分辨率的任何尝试固有地减小了单束跟踪装置跟踪的能力。

因此，应该理解当影响定时和凹坑几何形状的参数的许多调整是可获得时，通过进行影响其他参数的任何调整的相互作用是一个可怕的问题，它降低了效率并要求记录操作者长时间的注意。

因此在技术上需要一种用于驱动具有脉冲的光调制器方法和装置，该脉冲允许比迄今可能的更宽范围上独立于几何形状和不对称性的控制。这种方法和装置应该允许脉冲长度和功率的调整以优化(最小化)不对称性并且允许调整在盘片的整个表面上的凹坑的几何形状。当考虑用于制造盘片的任何给定的过程、注意到化学制品的不同、盘片上的表面厚度、模压机器和原版制作机器时，任何特定的系统会要求一种不同的调整以得到优化的凹坑几何形状和不对称性，并且现有技术由于不能独立地控制某些参数而不能提供这种灵活性，对于这些参数的这种相当独立的控制是非常重要的。因而本发明对于方法和装置在技术上满足了长期的需要，该方法和装置不仅能够允许对于一个特定的系统的调制器驱动脉冲进行最佳的调整，而且可调整对于不同的系统引起的调制器驱动脉冲。

本发明引出一种方法和装置用于根据信息信号改变在光可记录介质上记录的表面不连续点的深度或高度。

在本发明的一个实施例中，信息信号是一个斜坡电压作为半径的函数改变记录表面中的凹坑的深度(或凸出的高度)。

在本发明的另一个实施例中，信息信号是一个脉冲波形修改装置，该装置作为在一个输入脉冲串中(例如一个EFM输入脉冲串)自一系列不同的凹坑类型识别的凹坑类型的函数而改变记录表面中凹坑的深度(或凸出的高度)。

在本发明的又一个实施例中，凹坑深度(或凸出高度)根据输入智能信号而改变。这种输入智能信号可以是任何要求的格式并且可以是连续的，在这种情况下凹坑深度(或凸出高度)将与输入信号一致连续地改变，或者它是递增的，在这种情况下，凹坑深度(或凸出高度)将递增地改变。在一种简单的情况下，但不限于这种情况，凹坑的深度会被做得浅以说明在介质的重放设备中一个功能的开关应该在第一个位置，并且较深的凹坑可以说明第二个位置。作为一个例子，在重放装置的音频部分，浅的凹坑能说明一个单声道信号被表示，同时较深的凹坑能说明立体声，或者这种开关打开和关上一个中声道。在视频表示中，相对较深凹坑的浅凹坑能够标识记录的视频节目的图像的高宽比的变化。

如果凹坑深度(或凸出高度)的变化是连续的，由于沿着轨迹改变的凹坑深度由重放设备导出的信息可能是音响效果，一个附加的音频通道，特别的视频屏蔽或增强信号以及诸如此类。事实上，可变的凹坑深度(或凸出高度)被作为另一个信息通道处理，如沿着轨迹的凹坑或凸出长度。但这里整个描述的实施例，仅作为例子，是上面提到的前两个实施例。

本发明通过提供一个波形处理装置接收来自EFM处理器的矩形波，提供一个独特地改变的调制器驱动信号用于一个光记录设备，另外提供排为一个调制器驱动信号以调制光束，并从那里产生调制器驱动信号，该信号根据沿着记录信息轨迹的位置，或者根据预定的记录信息特征，或者两者都有而动态地改变。在本发明的优选实施例中，调制器驱动信号作为光盘上半径的函数，作为沿着信息轨迹形成成比例长度的表面不连续点的脉冲宽度的函数动态地改变，或者作为EFM源信号的凹坑长度(3T-11T)的函数，或者两者都有而动态地改变。

其他的讨论假定，但不是被限定于小型盘片原版制作机器的使用，该机器在盘片的可记录表面中形成凹坑并能够在它被记录后立即读出记录的信息，即原版制作机器是一种DRAM(先写后直接读)类型。也可以假定，但不被如此限制，使用的光调制器是一个声光调制器，或AOM。

在本发明的另一个方面，为了补偿在小型盘片外径的不精确的注射模压，根据本发明以在模压中一种补偿缺少保真度的方式修改凹坑的几何形状。朝向模压盘片的外径，包含数据的凹坑趋向于比盘片的其余部分被模压增加得浅一些。这些较浅的凹坑导致了在重放期间一个较低的信号，并且误码率有一个连带的上升。通过在原版制作期间使凹坑在外径增加得较深，模压的不利的影响会被消除。

包含在小型盘片原版制作机器的机器控制器内的是一个微控制器，和它的相关的硬件，它产生和控制占空因数斜坡函数。这个微控制器连续地监控当前的半径，并因此调整记录占空因数或者连续地或者以一个小步进的更加智能的控制方式。用于步进的值和它们发生的半径被包含在可选择的预编程的查阅表中。影响占空因数变化的实际输出是一个慢的变化的或者是斜坡的来自一个半径电压转换器中的数模转换器的直流电压。这个斜坡电压接着被送到一个波整形电路以改变记录的占空因数。

来自机器控制器的斜坡DC电压在波整形电路中与AOM偏压(在一个高速占空因数伺服回路中产生的)相加。得到的电压设置在定时电容上的充电电流用于单稳多谐振荡器确定输出波形的占空因数。来自波整形电路的输出波形被送到调制记录激光束的AOM，并且它接着记录在例如染料聚合物介质的记录表面中的凹坑。

占空因数伺服装置利用DRAW技术调整记录的激光器功率以保留一组重放不对称性。通过使记录占空因数小一些，激光器功率必须增加以保持恒定的重放不对称性。较高激光器功率的另一个影响是在记录的凹坑深度中的增加。在凹坑深度中的这种增加是占空因数斜坡技术的目的。

在本发明的另一个方面中，为了补偿在逐个凹坑的基础上的凹坑的不精确的注射模压(例如3T的凹坑比11T的凹坑浅一些)，凹坑的几何形状以具有比较长的凹坑有较大的深度记录较短的凹坑的方式修正。根据本发明，波形修改函数改变占空因数伺服装置的影响以产生调制器驱动信号，该信号形成具有沿着表面不连续点的所述轨迹变化的占空因数的表面不连续点，波形修正意味着改变沿着表面不连续点的所述轨迹的单个表面不连续点的物理特性，该表面不连续点取决于相应于单个(3T到11T长度)表面不连续点的脉冲类型(即3T到11T)。

本发明的这些和其他特性及优点可参照附图，从本发明的一个特定的实施例的下列描述中表示出来。其中：

图1是根据本发明使用波形整形电路的记录设备的一般的方框图；

图2是根据CD标准技术条件的一个完全对称的眼图的表示；

图3是比图2的方框图更详细的方框图，此外展示了脉冲鉴别和整形函数；

图4是图3一般描述的脉冲鉴别和整形函数的更详细的方框图；以及

图5说明了一个展示能够被图3和4的脉冲鉴别和整形函数改变的波形的各个部分的模型调制驱动器波形。

图1的记录设备的框图仅仅包括有关本发明新产品的设备的那些现有技术的特点。对于一个完整的光记录设备的描述，参照了前面提到的美国专利No.4,225,873。

在图1和3展示的记录设备被设计用于在旋转盘片形状的介质1上记录信息。由高速控制器5(图3)控制的转轴电机3旋转盘片。自然地，介质可以是对于熟练的技术人员明显的介质移动系统的必要修改的鼓、卡或线性的带的形式。

一个激光器或类似的高强度光源7形成光的特定波长的一个写光束9。写光束通过一个根据线10上的驱动信号改变写光束的强度的光调制器11。作为例子，调制器11可以是一个声光调制器(AOM)。

离开调制器的光束13将具有与驱动信号的幅度成比例的调制的幅度并且将具有被驱动信号的DC偏移量和未调制光束9的强度控制的平均强度。

调制的光束13被引向记录介质1并被合适的光学器件聚焦于一个斑点15。这些光学器件最好包括一个物镜17和一个光束扩展透镜19，该光束扩展透镜19从调制器扩展光束以充满物镜17的孔径。在公开的实施例中，透镜17和19被安装在托架21上以允许相对于盘片1的斑点15的径向运动。自然地，不同的其他布置有可能相对于介质移动斑点15，包括转轴电机的运动。在公开的实施例中，托架由图示23展示的平移驱动系统移动。

用于光调制器11的驱动信号由波形整形电路31形成。波形整形电路包括一个EFM输入33(图1)或一个定义用于接收要被记录的信息的处理的EFM输入26(图3)，并且也可能包括一个输入35用于接收一个驱动信号偏置控制以调整调制的光束13(只在图3)的平均强度。如果相对于聚焦斑点15的信息介质的速度不是恒定的，信号处理系统可能包括一个输入37用于接收瞬时相对速度的信号指示。

记录介质1可能包括一个基片41和一个涂敷在基片上的光响应记录层43。

占空因数伺服装置6从盘片1采样“读”信号并且送校正的信号到波整形电路31和激光功率调节器8，用于保持恒定的不对称性。

图2是一个完美的对称的“眼图”的表示，该图可以容易地被本领域的技术人员理解并且在这里表现仅仅是为了显示在重放设备的恢复信号中控制对称性的必要性。沿着水平中心线的菱形的构成显示了所有波形的最好过零点。产生所示的理想的“眼图”提供对噪声的最大的抗扰度。如果例如I3波形(表示交替的3T的凹坑和3T的坑间表面)是不对称的，即凹坑和坑间表面在长度上是不相等的，在I3波形的半周之一的转换不会发生在过零点。如果其他波形对于某点也是不对称的，在这点不可能沿着图2的图形的水平中心线把一个nT信号与另一个nT信号区别开，不正常的信号将从重放的盘片恢复并且锁相环不能锁住信号，因此丢失自产生时钟并破坏重放信号的完整性，或者这种不对称性会导致检测由时钟产生的错误定时窗口中凹坑的边沿下降，又一次灾难性的结果。尽管在从3T到11T的期间脉冲到脉冲变化，对于在线33上输入的用于CD原版制作的EFM处理器的标准电输出是具有大约50％占空因数平均值的矩形波。

一般来说，本发明涉及分析来自先写后直接读(DRAW)重放读出头的数据流并调整记录功能使得重放信号尽可能的完美。以这种方式，消费者可以实现接近完美的盘片的重放，并且在复制盘片的注射模压中使用的模子还是不完美的。驱动光调制器11的信号同样是不完美的，这种不完美被有目的地放到适当的位置，使得最后的产品模压的复制品或重放的盘片变得完美。远离理论的概念的这种有目的的调整原版制作过程仅仅能从实际的观点出发来进行，借助于能够使用实时的先写后直接读(DRAW)功能的原版制作系统。由于需要完整地制作一个复制盘片，测试复制品，做进一步的调整并且随后再次复制，所以使用光致抗蚀剂的原版制作过程不能取得同样的成功。为了达到用于产生完美的复制品的优化的参数的这种过程的时间和成本是过高的。

另外，本发明仅能采用原版制作系统和记录介质的组合使用，该组合能够以记录表面的物理特性产生连续的分级，例如一个组合可以在介质表面产生不同的凹坑的深度(或凸出的高度)。还有，使用光致抗蚀剂的记录介质不能使用，因为它们不能产生不同的凹坑深度。

如所表示的，本发明的主要目的是产生一个校正信号或补偿信号，用于补偿模压的现象，其中在盘片的外边沿，一般所观察的是模压过程不能模压所有凹坑具有相等的凹坑深度。凹坑在外部边沿做得较浅。没有足够的压力和温度在CD或视盘模子的外边沿做出好的凹坑的复制。

本发明通过迫使单个的理论上固定的脉冲长度为不恒定来解决了这个问题。如本领域所公知的，模压过程的目的是动态地调整激光器记录功率以在盘片的整个表面上保持脉冲长度恒定(用于特定的脉冲类型，例如3T-11T)。然而在本发明中，脉冲长度被对于所有半径有效地插入的或在一定半径被插入的斜坡函数有目的地改变。斜坡函数在所示的包括一个占空因数斜坡发生器4的机器控制器20中产生，该发生器4在它的耦连到波整形电路31的输出端产生斜坡信号。斜坡输出电平由控制机器的写入头的半径确定，并且随写入头变化的半径而连续地变化。斜坡函数可以是线性的、非线性的、或者按照适用于特定的盘片类型、尺寸和用于补偿的确定需要的任何曲线，使在外边沿的表面不连续点深些或浅些。在一种典型的DRAW原版制作机器中，斜坡函数随着增加的半径使凹坑深一些。

因为经过负载占空因数伺服装置6的高速占空因数环路仍然在工作，仍然保持不对称性恒定，当与半径有关的可变电压电平斜坡函数被插入时，出自波整形电路31的脉冲长度变得较短朝向盘片的外径，但在激光器功率调节器8的控制下激光功率上升，并且不对称性仍然保持恒定。这样，当不对称性保持恒定时，但峰值功率现在更大，因为脉冲长度较短，凹坑随记录过程连续被做得较深。重放对称性仍然在整个盘片表面保持恒定。因此函数的这种结合被称为一个双嵌套的伺服环路，斜坡函数有效地定义一个低速伺服环路。由于两个高和低速伺服环路它允许改变凹坑深度并仍然保持恒定的不对称性。也就是，当来自占空因数斜坡发生器的补偿信号被插入伺服环路时，实质上使得脉冲长度变得短一些，激光器功率将增加以弥补变得短一些的脉冲长度，因此产生恒定的不对称。

恒定的不对称是由于高速脉冲宽度伺服环路包含占空因数伺服装置6、波整形电路31、光调制器11以及读出头(未示出)从盘片直接提供读信息到伺服装置6。于是，在实现本发明之前高速脉冲宽度伺服装置连续地做它总是在做的同样的事情，也就是保持不对称性的恒定。但是，根据本发明已经保持脉冲长度恒定的激光器功率有意地不保持恒定，即为了保持不对称性激光器功率必须增加用于较短的脉冲长度。

使用这种方法，即作为半径的函数改变凹坑的深度而不改变不对称性或实质上从光盘检索的任何其他的信号，唯一可能的是采用DRAW原版制作机器。重要的是，这种方法不能使用光致抗蚀剂原版制作过程完成。前面描述的方法是使用本发明的光盘记录技术类型工作的，其原因是本发明所使用的记录介质不能总是被穿入到记录层。相反的，凹坑的深度跟随着峰值激光器功率。

在本发明的第二个主要目的中，如图3和4所示，调制驱动信号根据用于形成相应于盘片上表面不连续点的EFM输入脉冲的长度而动态地改变。基本地，这些工作在包含脉冲宽度鉴别14和脉冲整形处理器32的双功能电路中完成，脉冲整形处理器32通过波整形电路31补充光调制器输出脉冲的整形。脉冲宽度鉴别器14检测对于3T、4T和5T-11T的脉冲在线33上的输入EFM信号，然后将经过延迟电路50延迟的EFM信号，以及凹坑/脉冲类型送到通道选择器57。在EFM信号上的延迟可以保证在实际的凹坑开始形成之前凹坑/脉冲类型信息可用于通道选择器和脉冲整形处理器32。脉冲整形处理器32包括三个相同的处理通道16、18、20。每个通道16、18、20产生一个特定的波形用于形成3T的凹坑、4T的凹坑和5T-11T的凹坑，即它产生具有不同的前和后沿延迟、幅度、偏置、后斜坡、倾斜率和时间常数的波形。功能块59、61…85、87表示完成这些波形改变的电路，通过参照图5中的波形精确地了解线10上的调制器驱动信号的哪些部分被改变，在本领域的普通技术人员选择和布置合适的电子元件以完成要求的功能是没有任何困难的。当然，分开的电路级是不需要的，并且有效布局的好的设计能够使元件复杂性减至最小。例如，幅度设置和偏移量设置可以在相同的放大器级完成。

鉴别器包括三个单元，一个3T的脉冲传感器41，一个4T的传感器47和一个EFM延迟电路50。3T和4T的脉冲传感器41和47使用单稳多谐振荡器来识别信号。缺省的信号被看作检测在范围5T-11T中的一个脉冲。EFM延迟需要计算判定时间，所以凹坑/脉冲类型将预先知道。

边沿整形器单元59、69、79提供不同的延迟，由前和后电位计60和62、70和72、以及80和82分别在前和后边沿按照一个固定的时间量按时修改激光器。三个边沿整形器59、69、79中的一个被来自脉冲宽度鉴别器14线上55的凹坑/脉冲类型控制信号选择。

其余的单元61-67、71-77和81-87分别通过用于3T、4T和5T-11T的脉冲的三个独立的通道产生需要的波形；如此不同类型的凹坑可以使用适用于记录优化的不同的波形形成。每个通道具有它自己的偏置调整63、73、83以设置信号顶端电平，幅度调整61、71、81以定义信号幅度，比率调整67、77、87以设置信号的平坦的底部部分，时间常数调整68、78、88以改变倾斜的RC时间常数和后斜坡调整65、75、85用于设置后边沿的上升斜坡。

加法电路24包含一个输出级，它组合来自三个波整形通道16、18、20的波形并驱动输出同轴电缆26。

重要地，本发明可以使用凹坑补偿函数即与半径有关的函数和EFM脉冲宽度函数。也就是除了这里前面描述的，即具有通过使脉冲短些并用较高的激光器功率记录它们的能力以使作为半径的函数的凹坑深些，本发明可以同时使用一个均衡的方法，它允许改变单个的凹坑的深度。也就是，3T的凹坑能够比4T的凹坑微得深些或浅些，接下来4T的凹坑能够比5T的凹坑做得深些或浅些。接下来5T的凹坑能够比5T到11T的凹坑做得深些或浅些。此外，如果认为需要和合适，其他单个的凹坑长度，例如任何或所有从5T到11T的凹坑长度可以如深度定制。在使用这里描述的优选原版制作系统中，只需要三个相同结构的凹坑深度改变的通道(16、18、20)，每一个通道用于3T、4T和5T-11T的凹坑。在图3虚线部分所示是表示如果需要的附加的通道的通道22。

脉冲宽度鉴别器14被用于确定在EFM输入脉冲串中每个脉冲的脉冲宽度。如果脉冲是一个3T的脉冲，它在通道16中缩短以区别于其他检测的脉冲。分别用于不同的3T-11T的脉冲的脉冲长度的这种改变是除了前面描述的不管长度而缩短所有脉冲的斜坡函数以外的作为一个半径的函数。本发明的最终目标是如果需要，独立地设计从3T到11T的脉冲。也就是，在脉冲期间本发明单独地决定每个脉冲长度改变多少。在本领域的技术人员通过参照图3能够容易地推断如何实现需要的nT通道。

单个的凹坑深度被脉冲整形处理器32即电子处理通道16、18、20改变和控制，电子处理通道16、18、20在识别脉冲长度3T-11T之后缩短或变长脉冲，并且有选择地配置具有最佳波形的脉冲。占空因数伺服装置6同时通过激光器功率调节器8调整激光器峰值功率。例如，当3T的脉冲被鉴别器14检测时，合适的电子电路16、18、20、22在宽度上缩短或变长脉冲并对于脉冲持续期间分别地增加或减少激光器峰值功率。

使用上一段的例子，很重要的是要注意到如果所有需要的是使3T的凹坑做得浅些，则只需要激光器功率调节器8来减少激光器功率用于形成凹坑的脉冲的持续时间。然而，如果这样做了，就会打乱上面讨论的不对称性，该不对称性基本的被保持在适当的对准中。这个潜在的问题可以通过使3T的脉冲变得短一些同时在脉冲期间增加激光器功率来克服，或者反过来也一样。这样处理通道16调整幅度、持续时间和所有3T的脉冲的波形，该3T的脉冲不同于所有4T的脉冲(在处理通道18中)，不同于所有从5T到11T的脉冲(在处理通道20中)。

鉴别器14预先确定输入EFM脉冲有多长，然后选择哪个通道处理那个脉冲(3T、4T或5T-11T的通道)。每个通道具有调整电位计用于设置要求的幅度、持续时间以及在加法电路24中要与其他处理的脉冲相加的出现脉冲的波形，并且通过线26送到光调制器11。加法电路24的处理的脉冲可以有选择地送到下一个波整形电路31，该电路31完成上面结合图1描述的功能。

与现有技术相比，一些现有技术设计方案建议使写脉冲具有一个尖的和高功率前边沿，更加平缓地向后边沿倾斜。由于对于较短脉冲有影响的前沿的脉冲时间的较大的百分比，尽管这种处理的确会比较长的11T的脉冲更多地影响较短的3T的脉冲，这只是一个幅度调整处理。本发明的不同在于它作为EFM信号的写输入脉冲宽度的函数设置写输出脉冲宽度到光调制器。

对于作为半径的函数变化的凹坑深度的补偿和对于作为输入脉冲长度的函数变化的凹坑深度的补偿的这两种处理结合的方式包括在原版盘片的内径首先设置单个的脉冲波形补偿器14、16、18、20、22。然后，随着半径增加，与半径有关的脉冲变化函数可以使用。应该注意与半径有关的补偿从盘片轨迹的开始到结束是能够使用的，或者在规定的半径能够使用。同样，补偿可以是连续的或在规定的半径递增地改变。此外，每个脉冲波形补偿电路通道16、18、20、22具有不仅能调整输出脉冲宽度也能够修改经过特定的通道的脉冲的前沿和后沿的能力。当然，以如此多方式调整写脉冲的这个复杂的设计方案仅仅可能用在DRAW机器上，这里瞬时结果能被检验并且参数设置用于每个处理通道。例如，在这种情况下，眼图是实时可观察的以保证过零相位误差减至最小。在任何情况下，随着写脉冲被记录，通过使用来自盘片的反馈，写脉冲能够被观察为正确的长度、持续时间和波形，或者不正确，合适的校正函数可以在脉冲到脉冲的基础上或在用于每个脉冲/凹坑T-长度的平均值基础上引入。这保证了将在盘片上的重放会尽可能的完美。

关于半径斜坡实施例，电路可能在其中有一个可编程补偿，使得不是完美形成原版，而是原版可能被有目的地但不完美的形成(具有一个内置的预补偿用于模压功能)，使得复制品会是完美的。然而，这个附加的功能必须是开环的，即这样一种预模压偏置功能必须被预置而不是用一个伺服环路实现使得原版完美的功能。

本发明的各个方面涉及到查看输入到原版制作机器的数据流，和使用盘片的重放信息以使数据流具有特征，这种特征应该用于最好的复制品的重放，无论由这种处理产生的原版盘片是完美的或者是用于模压的预补偿。在所有的情况下，本发明只能供DRAW原版制作机器使用，该机器使用不同深度的凹坑或不同高度的凸出记录的记录介质。

前面描述的是本发明的一个实施例，因此参照这里和图1以及图2作为辅助输入38的信息通道能够随可记录的介质表面上凹坑的深度或凸出的高度的变化而被记录。对于前面详细描述的斜坡和凹坑类型函数，不要求外部的“辅助输入”。但是，在实施例中记录信息的附加的通道是要求的，辅助输入38可以被耦连作为或者波整形电路31或者激光器功率调节器8，或者两者都有的输入，用于进行必要的脉冲修改以产生可变的凹坑深度(或凸出高度)。如果被输入到波整形电路31，驱动光调制器11的线10上的脉冲的幅度会改变。另一方面，如果凹坑深度或凸出高度被更直接地受到信息的辅助通道的影响，则辅助输入38被送到激光器功率调节器8，该调节器8根据在辅助输入中包含的信息瞬时控制激光器7的功率。

在两种中的任何一种情况下，输入辅助信息到波整形电路31或激光器功率调节器8，沿着轨迹记录的凹坑或凸出的占空因数被有目的地改变，在该轨迹重放设备通过产生一个重放设备占空因数伺服信号将检测和进行合适的校正。这个校正信号事实上是记录的辅助输入信息，该信息能够随后由重放设备抽取用于任何需要的使用。

代替用于修改调制器驱动信号以影响可变深度的凹坑(或凸出高度)的分开的“辅助输入”信号，输入信号到波整形电路31(在图1和2由EFM输入33举例说明)，凹坑深度(或凸出高度)能够随输入信号33的幅度变化由编码的“辅助信息”改变。

虽然本发明参照当前的优选实施例被详细地说明，在本领域的一个普通技术人员应该理解可以做各种修改而不会背离本发明的精神和范围。因此，这并不意味着本发明受到限制，除了附加的权利要求。