專利名稱：在可寫光學記錄載體上用橢圓光點記錄信息的設備和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種設備，該設備通過沿著信息記錄的方向上將光束輻射到所述記錄載體上以形成表示所述信息的標記和脊來在可記錄光學記錄載體上記錄信息。本發(fā)明還涉及相應的記錄方法、光學記錄載體以及用于執(zhí)行所述方法的計算機程序。
光盤的全部數(shù)據(jù)存儲量由徑向和切向的數(shù)據(jù)密度來決定。徑向密度由數(shù)據(jù)軌跡間距來決定，切向數(shù)據(jù)容量由能夠?qū)懭氲淖疃虡擞泚頉Q定。對于可重寫的相變盤而言，在寫入下一個標記的過程中，在標記的軌跡邊緣處使用再結(jié)晶來獲得長度比光點尺寸更小的標記。典型地，清除半個標記以形成月牙形的標記。對于最近引入的藍光盤(BD)，可以將25G字節(jié)的總數(shù)據(jù)容量記錄在12cm盤的單記錄層上。最短的長度是150nm(d＝1代碼)而光點的寬度是300nm(光點的l/e半徑是150nm)。
除了RW(可重寫)格式外還需要可記錄(一次寫入)BD格式。這種所謂的BD-R系統(tǒng)還可以實現(xiàn)高數(shù)據(jù)容量(即25GB)的BD-RW系統(tǒng)，以允許一對一的復制。當超過閾值溫度時在可記錄媒質(zhì)中形成標記。在信息層中對應于不可逆變化的標記形成以及可與重寫媒質(zhì)中再結(jié)晶相當?shù)挠绊懺谠瓌t上不會發(fā)生。因此，已經(jīng)記錄在可記錄媒質(zhì)中的標記實際上反映了記錄過程中所呈現(xiàn)的光學/熱輪廓。為了減小標記的長度，由此增加切向密度，可以使用更少的激光能量來寫入更小的標記。結(jié)果，對這些更小標記的調(diào)制下降，因此信噪比也將會下降。還可以相似地對基于相變材料作為記錄材料的一次寫入媒質(zhì)進行討論。將所沉積的非晶材料再結(jié)晶以形成圓形的結(jié)晶標記。由于后加熱造成標記長度的減小是不可能的。
US5,673,246公開了一種光學拾取裝置，其使得物鏡在光盤徑向上的數(shù)值孔徑小于在光盤上軌道切向上的數(shù)值孔徑。因此，在讀出的過程中光點在軌道切向上的直徑變得比徑向上的直徑小。由此，可能阻止MTF(調(diào)制傳遞功能)的退化并準確地讀取記錄在該盤上的數(shù)據(jù)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于在可記錄光學記錄載體上記錄信息的記錄設備以及相應的記錄方法，由此可獲得與相應的可重寫光學記錄載體的數(shù)據(jù)容量相似的數(shù)據(jù)容量。
根據(jù)本發(fā)明通過如權(quán)利要求1所述的記錄設備可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其包括-用于產(chǎn)生光束的光源，-用于在所述記錄載體上輻射所述光束的光學裝置，其中所述光學裝置包括在信息的記錄過程中減小所述光學裝置在垂直于所述信息記錄方向的方向上的數(shù)值孔徑的裝置，以便獲得具有基本上是橢圓形光點輪廓的光束，該橢圓形光點輪廓在信息記錄方向上具有比在垂直于該方向的方向上更短的軸。
根據(jù)本發(fā)明所述目的還可以通過如權(quán)利要求7所述的相應的記錄方法來實現(xiàn)。
本發(fā)明的思想基礎是在記錄過程中使用非圓形的光點輪廓。如果該光點的輪廓在徑向上被拉長，在記錄層上就獲得了橢圓形的熱輪廓，以便能夠?qū)懭霕擞?，由此增加了分辨率，其中該標記在切向上與其徑向范圍相比要狹窄。根據(jù)本發(fā)明通過在記錄過程中減小徑向上的(有效)數(shù)值孔徑獲得了所述的橢圓形光點輪廓，該徑向即在光學記錄載體上垂直于信息記錄方向的方向，其中該信息是在盤上沿著螺旋軌道來記錄的。
所提議的光點修正同樣也對高速一次寫入記錄有利。在高速記錄時，熱軌道內(nèi)干擾會妨礙坑的形成過程。為了減少熱軌道內(nèi)干擾，橢圓光點使得以前寫入的坑的直接加熱減小，該光點例如是由所提議的修正獲得的。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中進行了限定。切向上數(shù)值孔徑的增加在記錄過程中也是有利的，切向即信息記錄方向，但是由于還需要重新設計透鏡使得在實際中很難得以實現(xiàn)。
在權(quán)利要求3到5中請求保護了本發(fā)明的不同優(yōu)選實施例，其限定不同的方法和裝置以便實現(xiàn)所提出的數(shù)值孔徑減小方案。根據(jù)所述實施例，例如，可以使用光瞳填充，不要求光束整形器，以及對激光各向異性光強、光路中的橢圓光瞳或掩模/光闌的適當定向來減小數(shù)值孔徑。
此外，如權(quán)利要求6中所限定的，提供合適的控制裝置來打開或關(guān)閉用于減小數(shù)值孔徑的所述可切換裝置或者所述可切換液晶裝置，或者在記錄的過程中使所述裝置位于光路中及在該過程后移去該裝置，特別是在不希望光點變形的讀出或者RW-記錄過程中。
根據(jù)本發(fā)明的光學記錄載體限定于權(quán)利要求8中，其帶有標記，該標記具有基本上橢圓形的輪廓，該橢圓形輪廓在信息記錄方向上與垂直于該方向的方向上相比具有更短的軸。而且，當所述計算機程序包括在權(quán)利要求9中限定的計算機上運行時使計算機執(zhí)行權(quán)利要求8中所述的方法步驟的計算機程序手段。
參照附圖將會更加詳細地明了本發(fā)明，其中

圖1a，1b示出了記錄在可重寫和可記錄記錄載體上、具有圓形光點輪廓的長標記和短標記，圖2a，2b示出了記錄在可記錄記錄載體上具有圓形和橢圓形光點輪廓的長標記和短標記，圖3a，3b示出了根據(jù)本發(fā)明的光盤，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的記錄設備的第一實施例，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明所使用的光闌的不同實施例，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的記錄設備的第二實施例，圖7示出了用于讀出數(shù)據(jù)的光點輪廓，圖8示出了用于記錄數(shù)據(jù)的光點輪廓，和圖9示出了橢圓形光點在徑向和切向上的光強度分布。
為了在一次性寫入系統(tǒng)中實現(xiàn)與相應的可重寫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量相似的數(shù)據(jù)容量，在短的游程長度上需要寫入非常窄的標記(在切向方向t上)，同時在可重寫媒質(zhì)中，該短標記與長標記一樣寬(在切向方向r上)。在可記錄媒質(zhì)中，最短的標記與其長度一樣寬，即具有圓形的形狀。因此，最短標記的寬度減小使得讀出過程中的調(diào)制更低。所述在圖1中已經(jīng)示出，圖1示出了以高密度在可重寫(RW)媒質(zhì)(圖1a)和可記錄(R)媒質(zhì)(圖1b)中記錄的長標記(8T)和短標記(2T)的示意圖。應該注意到的是，所述最短的標記可與所述光點的輪廓相當或者比該光點的輪廓小。結(jié)論就是在讀出的過程中，可記錄媒質(zhì)中最短標記的光學調(diào)制變?yōu)榱恪?br> 還可以通過比較23GB密度的BD-RW和BD-R的2T標記的分辨率(＝2TPP/8TPP)來說明所述問題。根據(jù)BD-RW的規(guī)格，2T的分辨率應該大于10％，且所述與實際相符。然而，目前為止即使是在最好的BD-R媒質(zhì)中，23GB的分辨率最多也就是5％。所述的不良分辨率主要會使圖象跳動惡化。本發(fā)明提供了一種解決方法來寫入小而寬的標記，即具有高切向密度，由此可以保持高的調(diào)制。
圖2示出了都記錄在可記錄媒質(zhì)上的長標記(8T)和短標記(2T)的示意圖。使用右側(cè)示出的圓光點記錄圖2a中所示的標記，而使用右側(cè)示出的橢圓形光點記錄圖2b中所示的標記，所述的橢圓形光點在切向t上具有比徑向r上更短的軸。如所看到的，圖2b中所示的標記在切向t上比其徑向范圍以及比圖2a中所示的標記狹窄。因此，可以獲得需要的分辨率的增加。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的可記錄光盤的頂視圖(圖3a)和剖面圖(圖3b)。該盤2包括大量的導光凹槽13，該凹槽表示的方向是在盤2上記錄信息的方向，即沿著所述螺旋凹槽13來記錄信息。在圖3中進一步示出的是切向方向t和徑向方向r。
圖3b示出了盤2的不同層的橫截面圖，其中通常包括基底層2a、記錄層或記錄疊層2b和覆蓋層2c。
圖4中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明記錄設備的第一實施例。在記錄或讀出的過程中，通過旋轉(zhuǎn)裝置1來旋轉(zhuǎn)盤2。由光源，具體為激光二極管8所產(chǎn)生的光束在穿過準直透鏡7、偏振分束器6、1/4波片5和光闌4以后由物鏡3聚焦到該盤上。在讀出的過程中，該偏振分束器6將從盤2反射的光通過透鏡9反射到光電檢測器(陣列)10上，該檢測器用于分析反射光。所述記錄設備的一般功能是公知的，因此這里就不再進一步解釋了。特別是可以通過電吸收材料或其它方法來機械地或者通過電學手段進行孔徑形狀的切換。所述由相應的控制裝置15來表示。
圖5示出了圖4中所示的記錄設備中所使用的光闌的不同實施例。圖5示出了用于讀取數(shù)據(jù)的圓形光闌4a。圖5示出了光闌4b，基本上具有圓形的形狀，但是具有兩個平行的直邊，即在這些邊上圓形的部分已經(jīng)被切除。圖5示出了具有橢圓形狀的光闌4c的另一個實施例。在數(shù)據(jù)的記錄過程中，使用光闌4b和4c。由此，通過使用非圓形的孔徑實現(xiàn)了徑向數(shù)值孔徑的減小，其中光闌4b，4c的徑向?qū)挾葂是切向?qū)挾葃的一部分，具體為0.7y＜x＜y。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的記錄設備的另一個實施例。其中在準直透鏡7和PBS 6之間的光路上提供可切換的光束整形器14。在本實施例中，使用了本質(zhì)上是橢圓激光輸出和可切換光束整形器14的結(jié)合，該可切換光束整形器14能夠使該橢圓光束或多或少變圓。在記錄的情況下，可以通過適當?shù)目刂蒲b置16，例如通過電學手段或者機械手段(部分)使該光束整形器14無效，由此使得徑向邊緣強度相對于切向邊緣強度更低，其也就相當于減小了徑向的數(shù)值孔徑。
用于輻射盤2的激光二極管8通常不具有均勻的光強分布，而是具有高斯分布。因此，物鏡3邊緣處的光強度通常比物鏡3中心處的光強度小。相對于中心處的相對邊緣強度量也表示為“光瞳填充”，即表示有多少光填入到透鏡3的孔徑中。由此，高的邊緣強度意味著高的填充。此外，典型的半導體激光器在正交方向上具有不同的高斯分布寬度。為了在圓形孔徑處獲得幾乎相等的邊緣強度，可以使用所謂的光束整形器。
根據(jù)本發(fā)明由該記錄方法所獲得的聚焦光點輪廓和標記/坑在圖7中示出，其中該光點輪廓和標記/坑位于由脊區(qū)域L彼此分開的凹槽G(13)中。在沿著信息記錄方向t(＝切向方向)記錄的過程中，使用圓形的光點輪廓11a。所示也是具有橢圓形輪廓的記錄標記12。
圖8示出了用于記錄數(shù)據(jù)的光點輪廓11b。如所看到的，使用橢圓形點輪廓11b來實現(xiàn)橢圓形標記12。圖9中示出了由半導體激光器8產(chǎn)生的用于記錄的所述橢圓形光點11b的光強度。如所看到的，在徑向和切向兩個方向上光強度表現(xiàn)出高斯分布。
本發(fā)明提供了一種解決方法，以便尤其當在可記錄光學記錄載體上記錄時可獲得更高的數(shù)據(jù)容量。根據(jù)本發(fā)明在記錄過程中減小了將光束引導到光學記錄載體上的光學裝置的數(shù)值孔徑，由此在記錄過程中獲得了具有基本上是橢圓形光點輪廓的光束，特別是該橢圓形點輪廓在切向方向上具有比在徑向方向上更小的寬度。
權(quán)利要求
1.一種記錄設備，通過沿著信息記錄的方向?qū)⒐馐椛涞剿鲇涗涊d體上以形成表示所述信息的標記和脊來在可記錄光學記錄載體上記錄信息，包括用于產(chǎn)生光束的光源，用于將所述光束輻射到所述記錄載體上的光學裝置，其中所述光學裝置包括在信息記錄的過程中減小所述光學裝置在垂直于信息記錄方向的方向上的數(shù)值孔徑的裝置，由此獲得具有基本上是橢圓形光點輪廓的光束，該橢圓形光點輪廓具有在信息記錄方向上比在垂直于信息記錄方向的方向上更短的軸。
2.如權(quán)利要求1中所述的記錄設備，其中在信息記錄的過程中所述光學裝置適合于增加所述光學裝置在信息記錄方向上的數(shù)值孔徑。
3.如權(quán)利要求1中所述的記錄設備，其中所述用于減小數(shù)值孔徑的裝置包括可切換的非圓形孔徑，特別是橢圓形的孔徑，該孔徑在記錄的過程中處于從光源到所述記錄載體的光路中。
4.如權(quán)利要求3中所述的記錄設備，其中所述孔徑的短軸為長軸的0.7到0.99倍。
5.如權(quán)利要求1中所述的記錄設備，其中所述用于減小數(shù)值孔徑的裝置包括可切換光束整形器，該可切換光束整形器在記錄過程中位于所述光源到所述記錄載體的光路中，用于在垂直于該信息記錄方向的方向上使光束的邊緣強度降低。
6.如權(quán)利要求3到5中任一項所述的記錄設備，還包括用于控制所述可切換裝置的控制裝置，其在記錄過程中使所述可切換裝置位于光路中，并打開或關(guān)閉所述可切換裝置。
7.一種通過將光束輻射穿過光學裝置到所述記錄載體上以沿著信息記錄方向形成表示所述信息的標記和脊從而將信息記錄在可記錄光學記錄載體上的方法，其中在信息的記錄過程中在垂直于信息記錄方向的方向上減小所述光學裝置的數(shù)值孔徑以獲得具有基本上是橢圓形光點輪廓的光束，該橢圓形光點輪廓具有在信息記錄方向上比在垂直于該信息記錄方向的方向上更短的軸。
8.一種承載信息的光學記錄載體，所承載的信息是通過將光束穿過光學裝置輻射到所述記錄載體上以形成表示所述信息的標記和脊而記錄的，所述標記具有基本上橢圓形的輪廓，該橢圓形的輪廓具有在信息記錄方向上比在垂直于該信息記錄方向的方向上更短的軸。
9.計算機程序，其包含當所述計算機程序在計算機上運行時使計算機執(zhí)行如權(quán)利要求8所述方法的步驟的計算機程序手段。
全文摘要
為了獲得更高的記錄密度，并由此獲得更高的數(shù)據(jù)容量，根據(jù)本發(fā)明提出了在記錄信息的過程中減小光學裝置(3，4)在垂直于信息記錄方向的方向上即光盤徑向方向上的數(shù)值孔徑，以便獲得具有基本上是橢圓形光點輪廓的光束，該橢圓形光點輪廓在信息記錄方向即光盤切向上的軸比垂直于切向的方向即徑向上更短。獲得具有相應橢圓形輪廓的記錄標記。
文檔編號G11B7/135GK1720573SQ200380104978
公開日2006年1月11日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者H·C·F·馬坦斯, E·R·梅德斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司