从域扩展记录媒体上读出的方法和装置

摘要

本发明涉及到从一种域扩展磁－光记录媒体上读出信息的方法和装置，其中，设置外部磁场的占空度使得读出层内扩展域的持续时间长于域瓦解方向上的持续时间。这样能允许检测系统采用比较小的带宽并且改善信噪比。进而可以在扩展方向与瓦解方向之间为外部磁场引入一个附加等级，以便获得尽量短的扩展和瓦解脉冲。这样就能改善分辨率和SNR。

说明书

本发明涉及到从磁-光记录媒体上读出信息的方法和装置，例如是由一个记录或存储层和一个扩展或读出层构成的一种MAMMOS(磁放大磁-光系统(Magnetic Amplifying Magneto-Optical System))盘。

在磁-光存储系统中，记录标记的最小宽度是由衍射极限即聚焦透镜的数值孔径(NA)和激光器波长所确定的。宽度的缩小通常是基于短波长激光器和提高光学聚焦的NA。在磁-光记录期间内，通过采用Laser Pulsed Magnetic Field Modulation(激光脉冲磁场调制(LP-MFM))可以将最小位长缩短到光学衍射极限以下。按照LP-MFM，位过渡是由磁场的切换和激光器切换所致的温度梯度确定的。为了读出按这种方式记录的小月牙形状标记，必须采用磁超级分辨率(Magnetic Super Resolution(MSR))或域扩展(Domain Expansion(DomEx))方法。这些技术是基于一种具有若干个磁-静态(magneto-static)或交换-耦合的RE-TM层的记录媒体。按照MSR，磁-光盘上的读出层在读出过程中要遮住相邻的位，而按照域扩展是扩展光点中心的域。由于域扩展技术比MSR优越，所以能够以与尺寸能够与衍射极限光点相比的位相同的信噪比(SNR)、来检测长度小于衍射极限的位。MAMMOS是一种基于磁-静态耦合存储和读出层的域扩展方法，采用磁场调制来扩展和瓦解读出层中已扩展的域。

按照诸如MAMMOS这样的上述域扩展技术，借助于外部磁场通过激光器加热将来自存储层的写入标记复制到读出层。由于读出层的矫顽力低，故复制的标记会扩展到充满光点，并能用一种与标记大小无关的饱和信号电平来检测。外部磁场的反转会瓦解扩展域。另一方面，存储层的间隔不会被复制，且不会发生扩展。

MAMMOS读出过程的分辨率也就是没有来自相邻位的干扰所能再生的最小位尺寸会受限于复制过程的间隔范围，也就是所谓的复制或检测窗口。这一复制窗口随读出激光器功率的降低而缩小。另一方面，为了允许复制过程，需要最小的激光器功率。这就表明复制窗口应该尽可能小，以实现高存储密度。例如，这可以通过采用严格局限的尖锐温度分布，高NA(数值孔径)光学部件和短波长激光来实现。

一般来说，成功的MAMMOS读出需要的激光器功率要大于最小激光器功率，同时应避免相邻位的干扰，以免导致附加的虚假的MAMMOS信号即所谓的“双峰”。由于长连续标记区会因为杂散磁场降低而丢失标记区中心附近的MAMMOS峰，按照文献JP-A-2000-260079所提出的建议，在标记区内已经引入了具有相反磁化(非标记或间隔区)的小区。

在文献EP0913818A1和EP0915462A1中建议改变外部磁场的占空度以确保能够完全消除扩展域。特别是，可以把扩展或朝上方向的持续时间选择得小于瓦解或朝下方向的持续时间。

然而，在MAMMOS记录媒体的读出过程中出现的标记是一种强而短的信号，在方形磁场的情况下，其持续时间通常小于整个位周期的50％。这就意味着需要一种快速检测步骤，并且必须增大检测电子设备的带宽，这样会导致信噪比(SNR)恶化。换句话说，高密度是以数据速率为代价而获得的。

本发明的目的是提供一种从能够改善其SNR的域扩展记录媒体上读出的方法和装置。

这一目的是用权利要求1的方法和权利要求12的装置来实现的。

增加扩展方向上的持续时间会增加检测的有效时间而增大SNR。如果对应着扩展速度的域瓦解速度有足够快，扩展方向上或扩展部分的持续时间的增大是有可能的，这已经被近来的模拟和试验所证实了。另外，对磁场线圈有更加严格的要求，要能够利用例如薄膜技术在玻璃或硅片上制作的线圈快速切换磁场。

按照有益的进一步开发，外部磁场在扩展方向上的等级可以在预定时间周期之后从复制等级变成降低的稳定等级，该稳定等级被设置在复制阈值以下。甚至可以将稳定等级设置在零等级或稍小。另外，预定时间周期可以被设置在小于稳定等级和/或消除方向上的持续时间时间，最好是短到读出系统按照其上限频率所允许的。同样保持瓦解周期，以使用于检测的时间和SNR最佳化。这样，在复制和扩展脉冲之后就能将外部磁场的量值降低到复制阈值以下，但是仍然没有反转或是完全反转到为瓦解该扩展域所需的相反极性。在扩展期间内，域壁被移入具有较低温度的区并且提高了壁的矫顽力。当外部磁场值下降到复制阈值以下或是甚至被切断或稍微反转时，这一区内较高的壁矫顽力连同倾向于扩展该域的去磁能量会稳定域的大小并允许延长检测周期。这样就能缩小检测系统的带宽以便获得较高的SNR。

小复制和扩展周期带来的优点是能够改善记录密度或是扩大复制窗口，因为相邻域或位的影响被减少了。

还可以施加一个叠加在扩展方向外部磁场上的附加脉冲形状的磁场，用来启动复制步骤。这一独立叠加脉冲的磁化方向可以按照复制操作来优化。特别是最好让磁场方向沿着轨迹方向倾斜。可以用双线圈配置中的额外线圈产生这一独立脉冲。读出装置的读出设备可以包括这一双线圈配置来产生外部磁场和附加脉冲形状的倾斜磁场。

若将外部磁场从复制等级连续改变到稳定等级也能实现外部磁场等级的降低。在这种情况下，连续降低可能是一种指数型衰减。或者是可以利用外部磁场在切换后的过冲来执行复制步骤。这样就能以简单的形式实现双等级复制/扩展和稳定磁化。

可以用读出装置的设置装置来执行对外部磁场等级的上述改变。

参照以下描述的实施例就能了解本发明的这些及其它方面。

在附图中：

图1表示按照优选实施例的一种磁-光盘播放器的示意图；

图2A表示外部磁场具有50％占空度的一种常规读出对策的信号图；

图2B表示按照第一优选实施例外部磁场在扩展方向上具有＞50％的占空度的一种读出对策的信号图；

图3表示按照第二优选实施例外部磁场具有三个不同等级的一种读出对策；

图4表示按照第二优选实施例的一种读出对策，在其中使用缩小了的、后接引入的间隔区的那些标记区；以及

图5表示按照第三优选实施例的一种读出对策，在其中采用了一个附加磁场复制脉冲。

以下，在图1所示MAMMOS盘播放器的基础上来描述优选实施例。

图1概略表示盘播放器的结构。盘播放器包括光检测单元30，它具有一个激光辐射部，用记录期间内已经被变换成具有与代码数据同步的周期的脉冲的光照射一个磁-光记录媒体10例如磁-光盘；还包括一个带磁头12的磁场供给部，它对磁-光记录媒体10在记录和再生时以可控方式供给一个磁场。在光检测单元30中有一个激光器被连接到激光器驱动电路，后者从一个记录脉冲调节单元32接收记录脉冲去控制光检测单元30的激光器的脉冲振幅和相位。记录脉冲调节电路32从一个包括PLL(锁相环)电路的时钟发生器26接收时钟脉冲。

应该注意到在图1中为了简化将磁头12和光检测单元30表示在盘10的相对两侧。然而按照优选实施例应该将它们布置在盘10的同一侧。

磁头12被连接到磁头驱动单元14并且在记录时通过相位调节电路18从一个调制器24接收已代码变换的数据。调制器24将输入的记录数据变换成一种规定代码。

在重放时，磁头驱动器14通过一个重放调节电路20从时钟发生器26接收一个时钟信号，由重放调节电路20产生一个同步信号来调节供给磁头12的相位和脉冲振幅。提供一个记录/重放开关16来切换或选择在记录时或重放时要提供给磁头驱动器14的各个信号。

另外，光检测单元30包括一检测器用来检测被磁-光记录媒体10反射的激光，并且用来产生对应的读出信号、将其提供给一个解码器28、28用来对读出信号进行解码而产生输出数据。另外，由光检测单元30产生的读出信号被提供给时钟发生器26，在26中从磁-光记录媒体10的压纹时钟标记中提取一个时钟信号并且为了同步之用，26把该时钟信号加到记录脉冲调节电路32、重放调节电路20和调制器24。特别是可以在时钟发生器26的PLL电路中产生数据通道时钟。

在数据记录的情况下，用对应着数据通道时钟周期的一个固定频率调制光检测单元30的激光，并且按等距离局部加热旋转中的磁-光记录媒体10的数据记录区或光点。另外，由时钟发生器26输出的数据通道时钟控制调制器24产生一个具有标准时钟周期的数据信号。用调制器24调制记录的数据并且执行代码变换，从而获得对应着记录数据信息的二进制游程信息。

磁-光记录媒体10的结构可以相应于JP-A-2000-260079中所述的结构。

按照第一优选实施例，重放调节电路20被用来设置通过磁头驱动器14提供给磁头12线圈的读出信号的占空度，从而提供外部磁场扩展方向上增大的持续时间。这样就能增大扩展的时间片断，从而增加检测步骤的有效时间。随之还能提高SNR。

图2A表示外部磁场具有50％占空度的一种常规读出对策。这样，外部磁场在扩展方向上的持续时间就等于外部磁场在瓦解或消除方向上的持续时间。在这种情况下，可供正确读出的复制窗口w的最大允许尺寸等于b/2，而检测的有效时间相当于b/2(除以盘的线速度)。

图2B表示外部磁场在复制和扩展方向上的持续时间增大的一种示意图，这样能增加检测的有效时间。磁头驱动器单元14所需的较高调制频率可以用经过试验可达到数百MHz工作频率的薄膜线圈来获得。占空度的设置可以有对应的模拟或数字开关来执行，或是利用设在重放调节电路20内的定时器电路。

图3表示按照第二优选实施例的一种读出对策，在其中采用了具有三个不同等级的外部磁场。在复制等级上的一个比较短的复制和扩展周期exp之后，外部磁场的量值被降低到第二级也就是一个稳定级，这一级低于复制阈值，但是仍没有反转到为瓦解该已扩展域所需的相反极性。应该注意到这一稳定磁场甚至可以降低到零级或是稍稍低于零级也就是甚至可以切断或稍微反转，因为在较低温度区内的较高壁矫顽力具有去磁能量，能够稳定域的大小并允许检测较长的时间周期。在稳定级上经过一稳定周期后，提供一个具有相反极性或相反磁化方向的足够等级的持续时间为COLL的短瓦解脉冲，用来起动下一个标记的MAMMOS检测。这样就能保持尽可能短的扩展和瓦解脉冲以获得最高分辨率和SNR，因为相邻域的影响可被减小。然而，扩展和瓦解的持续时间应该足够长，才能使读出层中的域充分扩展和瓦解。

图3表示具有已记录的标记和指示的复制窗口w的存储层，w的尺寸足够小以防止相邻域的任何影响。这是由重叠信号MO(移动复制窗口的卷积和存储层中的位的寄生磁场)指示的，它表示在MAMMOS信号中没有重叠区也没有额外的不利扩展。在这种情况下，与图2A和2B的示意图中相比，检测的有效时间被增大了，并具有最大允许尺寸的复制窗口w。

图4表示与图3相同的读出对策下的另一个示意图，标记是按照短标记部分b↑后接一个长间隔或子间隔部分b↓的一个序列记录在存储层中的。按照这种写入对策，由于增大了长标记区域中心的寄生磁场并且有可能获得更大的复制窗口w，即使是由多位构成的长标记区也能检测。这是由于通过三级外部磁场结合着写入对策所获得的短扩展持续时间和瓦解持续时间而能够实现的，长度b的各标记通道位是由一个小标记部分b↑和一个长间隔部分b↓构成的。

一般来说可以用以下的规律计算对复制窗口的改善(直接涉及到功率余量)、分辨率和检测的有效时间：

W_max＝b+b↓-exp＝2b-b↑-exp，

其中的w_max是复制窗口的最大长度，而exp表示扩展时间(乘以盘的速度v就能获得对应的长度)，其间的外部磁场足够大，以便成核并将存储层中的一位扩展到读出层中。可以计算出最小通道位长如下：

b_min＝[w+b↑+exp]/2。

由此得到检测时间：

检测＝[b-coll]/v＝[exp+stab]/v，

其中coll是瓦解时间(乘以盘的速度v就能获得对应的长度)，而stab是稳定磁场的持续时间(乘以盘的速度v就能获得对应的长度)。

图5表示按照第三优选实施例的读出对策的发信号示意图，在其中采用了一个附加脉冲形状的外部磁场来起动或执行从存储层到读出层复制标记的操作。例如对于读出层内的域的扩展、稳定和瓦解，最好采用方向与记录媒体10垂直的外部磁场。然而从图中可以看出，对于复制最好是采用方向沿记录媒体10的轨迹方向倾斜的磁场。这样，就能按双线圈构造布置磁头12来产生独立的“核化”脉冲，以便将一个域复制到读出层。这一附加磁场脉冲的产生可以由磁头驱动器单元14来控制，在重放调节电路20中执行附加稳定等级的引入，也就是利用对应的等级切换电路，它可以由模拟或数字定时器功能来控制。

如图5所示，采用脉冲形状并最好是倾斜的复制磁场H_ext，1将标记复制到读出层，同时可优选地使用垂直磁场H_ext，2来扩展、稳定和瓦解读出层中的域。

应该注意到在第二和第三实施例中所述的外部磁场的独立的复制/扩展和稳定功能也可以用其他信号波形来实现。在实践中，脉冲的斜率不会象图中所示那样无限陡峭，而是因磁头12线圈的自感具有有限的上升时间。实现扩展/稳定组合的一种方式可以是采用具有连续下降振幅的脉冲形状，例如是或多或少从复制/扩展等级下降到稳定等级的指数型下降振幅。另一种实现方式可以是采用在切换之后具有过冲的扩展/稳定脉冲，根据该切换来满足复制和扩展。

另外还应该注意到优选实施例的实现还需要修改磁头12的线圈和磁头驱动器单元14的硬件来产生适当的磁场脉冲，这样能改善由完美的光学、层叠设计等中获得的结果。

本发明具有的优点是能够通过延长检测时间并使用较小的检测带宽来改善信噪比。这样就能降低对检测电子设备的要求，从而降低成本。

本发明可以应用于适合域扩展记录媒体的任何读出系统，在该媒体中施加一个交替的外部磁场来扩展和瓦解读出层内的一个域。优选实施例可以在附带的权利要求书范围内改变。