專利名稱：多層記錄載體及其記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多層記錄載體，例如一次性寫入型或可重寫型可錄制光盤、適合于用單個掃描裝置掃描并且配備有至少兩個基本上平行的信息層，其中，數(shù)據(jù)以塊為單位寫入至少兩個信息層的紋跡。此外，本發(fā)明涉及在此載體上記錄數(shù)據(jù)的方法和裝置以及制造此記錄載體的方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，例如光盤驅(qū)動器，可以在光學(xué)介質(zhì)上存儲大量的數(shù)據(jù)。通過將激光束聚焦到介質(zhì)的記錄層上并檢測反射的光束來存取數(shù)據(jù)。在可逆或可重寫的相變系統(tǒng)中，用的是有兩個穩(wěn)定物相的光學(xué)介質(zhì)。通過將介質(zhì)上的一個小局部區(qū)域改變成一種穩(wěn)定物相，將數(shù)據(jù)位存儲在介質(zhì)上。把寫入?yún)^(qū)改回到起始物相，數(shù)據(jù)位就被擦除。起始物相通常是結(jié)晶相，激光束寫入數(shù)據(jù)是靠把數(shù)據(jù)層的材料轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的非晶相的方法。作法是把結(jié)晶區(qū)加熱到高于其熔點(diǎn)然后迅速冷卻，使紊亂的固定下來，產(chǎn)生非晶結(jié)構(gòu)。以后把非晶相改回到起始的結(jié)晶相，數(shù)據(jù)位就可被擦除。做法是把非晶區(qū)加熱并維持在或高于其結(jié)晶溫度，或者，將其融化然后慢慢冷卻直至該區(qū)域結(jié)晶。這類相變系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是以光學(xué)介質(zhì)上結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)之間反射率的改變來讀出或檢測的。
為了增大光盤的存儲容量，已提出了多記錄層系統(tǒng)。具有兩個或多個記錄層的光盤可以用改變透鏡焦點(diǎn)的方法在不同的空間分離的記錄層上存取數(shù)據(jù)。將激光束穿透較近的記錄層在較遠(yuǎn)的一個幾個記錄層上讀寫數(shù)據(jù)。多記錄層光盤要求在激光入射的光盤表面和最后的或距該表面最遠(yuǎn)的記錄層之間的中間記錄層都是透光的。為了使此類光盤的存儲容量最大，在整個光盤表面的記錄密度基本上應(yīng)是恒定的。
在隨機(jī)存取的(可重寫)光學(xué)記錄中，數(shù)據(jù)通常以ECC塊為單位寫入(例如無標(biāo)頭CLV系統(tǒng))，以ECC塊的固定部分的固定記錄單元塊寫入例如2K字節(jié)或4K字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)(例如在有標(biāo)頭的分區(qū)恒定角速度系統(tǒng)中，其中兩個標(biāo)頭間的距離是這些記錄單元塊的整數(shù)倍)，或以ECC塊的變長部分寫入(例如在數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)中，其中ECC塊的大小不是兩個標(biāo)頭間距離的整數(shù)倍，寫入“簡單地”在標(biāo)頭前停止并在標(biāo)頭后重新開始，同時，包含一些段引入和段引出數(shù)據(jù)、以保證電子線路的恰當(dāng)動作)。ECC塊的這些部分在DVR系統(tǒng)中稱作“記錄幀”，在DVD系統(tǒng)中稱作“同步幀”。在有標(biāo)頭的光學(xué)記錄載體中，記錄載體又分為扇區(qū)，每個扇區(qū)包括標(biāo)頭，它含有唯一識別此扇區(qū)的地址；以及記錄單元塊，在其上可記錄最好由檢錯和糾錯碼(ECC)保護(hù)的用戶數(shù)據(jù)。
在DVR系統(tǒng)中使用分區(qū)恒定角速度(ZCAV)系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，一個扇區(qū)的容量在光盤上不是恒定不變的。線性密度大致恒定且每個區(qū)的紋跡數(shù)也是恒定的，但紋跡的長度(即光盤的一周)從光盤內(nèi)徑到外徑以2.4的系數(shù)增加，而每一轉(zhuǎn)的標(biāo)頭數(shù)恒定不變。于是，兩個標(biāo)頭間的位數(shù)就增加。DVR系統(tǒng)及其格式在以下文章中有說明T.Narahara等，“數(shù)字視頻記錄的光盤系統(tǒng)”，Techn.Digest ISOM/ODS(MD1)，July 11-15，1999；KauaiHawaii，SPIE，Vol.3864(1999)，50-52；和Jpn.J.Appl.Phys.39 Pt.1 No.2B(2000)，912-919；以及K.Schep等，“22.5GB DVR盤的格式說明和評價”，Techn.Digest ISOM 2000(2000年9月)。
當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，新寫入的數(shù)據(jù)必須以一種受控方式與已有數(shù)據(jù)相鏈接，以保證原已存在的數(shù)據(jù)和新寫入的數(shù)據(jù)都有效。例如，在已寫入的塊后寫入新塊時，可以采取兩種措施。第一，新塊不得寫在已寫入塊的用戶數(shù)據(jù)上。在已有數(shù)據(jù)塊的末尾和新數(shù)據(jù)塊的開始之間引入一個間隙就可保證這一點(diǎn)。第二，新塊應(yīng)能正確讀出，即，讀出電子線路應(yīng)有能力重新固定如幅度(用增益控制功能)、頻率和相位(用鎖相環(huán)作數(shù)據(jù)檢測)。在新數(shù)據(jù)前設(shè)置含有重復(fù)結(jié)構(gòu)的前同步碼字段，其長度足以使電路在讀出第一個用戶數(shù)據(jù)之前穩(wěn)定下來和固定好，就可保證這點(diǎn)。
圖6示出這種通用方法的原理記錄結(jié)構(gòu)，其中記錄單元塊(即物理叢集)總以以下部分結(jié)束后同步信號(PoA)，即特殊的結(jié)構(gòu)、用以表明用戶數(shù)據(jù)結(jié)束(一種同步結(jié)構(gòu))；保護(hù)字段，即，包含的數(shù)據(jù)的字段，用以蓋寫可能混淆新寫入數(shù)據(jù)(例如先前記錄的PoA)讀出的可能存在的老數(shù)據(jù)；以及間隙或間隙部分，以保證可能已有的下一叢集不被重寫。下一記錄單元塊(即下一個物理叢集)以以下部分開始間隙，也是為了不被重寫；保護(hù)字段G1；以及前同步碼PrA。含有后同步碼PoA，保護(hù)字段G1和G2，間隙和前同步碼PrA的區(qū)域稱作數(shù)據(jù)鏈接區(qū)，用來鏈接隨后的記錄單元塊(即隨后的物理叢集)。
圖6所示的正弦波形表示記錄在光盤上的擺動信號，用作導(dǎo)出寫入塊的定時基準(zhǔn)和表示寫入位置的位置基準(zhǔn)。相對于后同步碼PoA的開始處，保護(hù)字段G1和G2的開始和結(jié)束處，分別允許有預(yù)定的最大容差Δ1、Δ2和Δ3。
在雙層和多層系統(tǒng)中，上述鏈接方法有一個問題，即在讀出下層時很大面積的激光束通過上一層或幾層的間隙。這樣，上層的透射特性或透射率因間隙而有不同，因為上層的透射率在寫入態(tài)和非寫入態(tài)是不同的。當(dāng)間隙很大時，例如在DVR系統(tǒng)中，間隙的長度通常為大約150μm，而在讀出下層時上層中激光束的直徑約為40μm，以及當(dāng)間隙在相鄰紋跡中處于同樣的角位置，例如，在CLV或ZCAV系統(tǒng)的徑向區(qū)域中，整數(shù)的ECC塊幾乎精確地與一個或數(shù)個周長的整數(shù)倍相配合，這個問題就更嚴(yán)重了。
此外，雙層或多層相變盤中，最深(第二)層的有效功率也因上(第一)層的物理結(jié)構(gòu)而有不同。例如，相變盤的標(biāo)頭區(qū)和可寫入的紋間表面/溝槽區(qū)的透射特性或透射率是不同的。上層標(biāo)頭區(qū)對最深層的影響是兩種影響之和。第一，標(biāo)頭具有的透射特性可能與紋間表面/溝槽區(qū)的透射特性不同。在沒有數(shù)據(jù)寫入表面/溝槽區(qū)時，這種差別一般較小。但當(dāng)數(shù)據(jù)記錄到紋間表面/溝槽區(qū)后，這種差別就會很顯著。第二，緊靠標(biāo)頭區(qū)之前和之后的間隙尚未寫入相變數(shù)據(jù)，這是因為在DVR系統(tǒng)中實際寫入數(shù)據(jù)之前，段引入開始和段引出結(jié)束時都有一個間隙。這個間隙是用作，例如，用來增加相變盤中的重寫周期數(shù)的隨機(jī)開始位移(在段入時)，或當(dāng)例如由于從擺動信號導(dǎo)出寫入時鐘不準(zhǔn)確或用(非鎖定)晶體時鐘寫入時所用位長稍長于正常長度時，用作備用空間(在段出時)。另外，在這些間隙之前和之后，要寫入保護(hù)字段和前同步碼字段PrA，來使電子線路穩(wěn)定。
于是，在數(shù)據(jù)叢集之間和數(shù)據(jù)叢集和標(biāo)頭區(qū)之間就出現(xiàn)了由于上層的間隙部分而產(chǎn)生的透射問題。
如果上下信息層的標(biāo)頭輪輻之間(隨機(jī))錯位，由于間隙部分而產(chǎn)生的透射問題就大大增加。標(biāo)頭對準(zhǔn)或?qū)?yīng)需要這兩層之間的嚴(yán)密對中和角對準(zhǔn)。例如，在DVR系統(tǒng)中，小于大約一個擺動、即小于30μm正負(fù)峰之間的值，是兩信息或記錄層的標(biāo)頭之間位移的優(yōu)選范圍。此位移可能因不圓度(假設(shè)很小、即、小于幾μm)、偏心度(螺線紋跡中心相對于中心孔的偏離)以及角度差而產(chǎn)生。螺線紋跡中心相對于中心孔的偏心主要是在光盤作母盤和復(fù)制過程的模壓工序中產(chǎn)生的。上述優(yōu)選的標(biāo)頭間允許位移對應(yīng)于15μm正負(fù)峰之間的允許偏心度和0.015度的允許角錯位。
文件US5,715,225公開了一種多層光學(xué)記錄載體和數(shù)據(jù)存儲裝置，其中使用了兩個光學(xué)頭來改善不同信息層的對準(zhǔn)。每個光學(xué)頭有其自己的動臂機(jī)構(gòu)。使用兩個單獨(dú)機(jī)械和電子連接的動臂機(jī)構(gòu)，就可從已記錄或格式化的光學(xué)存儲裝置的適當(dāng)記錄層獲得紋跡和扇區(qū)的信息。這樣，一個光學(xué)頭持續(xù)聚焦到含有紋跡和扇區(qū)信息的記錄層上。該記錄層不一定是正在記錄或讀出用戶數(shù)據(jù)的記錄層。
此外，US5,764,620公開了一種多層光學(xué)記錄載體，其中記錄層具有不同波長的靈敏度峰值，同時還允許其他波長的光透射。記錄層上的每個紋跡分為多個扇區(qū)，每個扇區(qū)有一個標(biāo)識部分。標(biāo)識部分在紋跡方向互相位移，避免光束同時照到鄰近的識別部分。這樣就可減少鄰近識別部分之間的串音和影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是要提供一種多層記錄載體，在這種多層記錄載體上記錄的方法和裝置，以及制造這種多層記錄載體的方法，利用本發(fā)明的方法，可減少上信息層或記錄層的透射差別但不會顯著增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
上述目的可通過以下定義的多層記錄載體、記錄方法以及記錄裝置來達(dá)到。相應(yīng)地，將第一和第二保護(hù)字段的長度沒定為大于或等于在聚焦到最下層時讀出激光束在上信息層的直徑的一半加上兩層間的允許錯位。這樣就可保證上信息層的保護(hù)字段的長度足以提供具有均勻透射特性或性質(zhì)的區(qū)域，當(dāng)光束聚焦到最深層時光束在上層其直徑范圍內(nèi)通過這個區(qū)域。因而在上層中由讀出光束直徑覆蓋的整個區(qū)域包括寫入數(shù)據(jù)，而沒有標(biāo)頭或未寫入?yún)^(qū)。
按照本發(fā)明的一種用于記錄數(shù)據(jù)的方法的多層記錄載體，配備有至少兩個基本上平行的信息層并且適合于用掃描裝置產(chǎn)生的單一輻射束進(jìn)行掃描，其中，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫到所述至少兩個信息層的線跡上，一個第一保護(hù)字段寫入到數(shù)據(jù)塊的開始處，并且一個第二保護(hù)字段寫入到所述數(shù)據(jù)塊的結(jié)束處，所述第一和第二保護(hù)字段分別由一個標(biāo)記圖案表示，其特征在于所述第一和第二保護(hù)字段具有一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層的最下一層時在所述至少兩個信息層的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
按照本發(fā)明的一種用于通過用單一輻射束對多層記錄載體進(jìn)行掃描而將數(shù)據(jù)記錄在該記錄載體上的方法，所述多層記錄載體配備有至少兩個基本上平行的信息層，所述方法包括a)第一寫入步驟，用于將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫入所述至少兩個信息層的紋跡；b)第二寫入步驟，用于在數(shù)據(jù)塊開始處寫入第一保護(hù)字段并在所述數(shù)據(jù)塊結(jié)束處寫入第二保護(hù)字段，其特征在于所述方法還包括c)設(shè)定步驟，用于將所述第一和第二保護(hù)字段的長度設(shè)置為大于或等于一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層的最下一層時在所述至少兩個信息層的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
按照本發(fā)明的一種記錄裝置，用于將數(shù)據(jù)記錄在配備有至少兩個基本上平行的信息層的多層記錄載體上，所述裝置包括a)輻射源，用于產(chǎn)生輻射束；b)記錄單元，用于將所述數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫到所述多層記錄載體上，其中在數(shù)據(jù)塊開始處寫入第一保護(hù)字段并在該數(shù)據(jù)塊結(jié)束處寫入第二保護(hù)字段；和，c)控制裝置，用于控制所述記錄單元以便將所述數(shù)據(jù)塊和所述第一和第二保護(hù)字段寫到所述至少兩個信息層的紋跡上，其特征在于所述記錄單元被驅(qū)動為使得所述第一和第二保護(hù)字段的長度具有大于或等于一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層的最下一層時在所述至少兩個信息層的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
均勻的透射特性可通過將偽數(shù)據(jù)寫入第一和第二保護(hù)字段的方法來獲得。
最好，在第二保護(hù)字段和標(biāo)頭區(qū)之間或在標(biāo)頭區(qū)和第一字段之間的間隙部分長度等于或大于第一和第二保護(hù)字段預(yù)定的最小長度。具體地說，間隙部分的長度可以等于第一和第二保護(hù)字段的長度。由此，這樣選擇上層間隙的長度使得讀出光束在讀出最深層的標(biāo)頭區(qū)時不再“看得見”上層的相變數(shù)據(jù)。在至少兩信息層中使用同樣的間隙和保護(hù)字段的長度，就可達(dá)到信息層之間的對稱。另外，以上目的是通過權(quán)利要求22定義的多層記錄載體的制造方法來達(dá)到的。
兩信息層的光學(xué)對準(zhǔn)保證了兩層的標(biāo)頭準(zhǔn)確地相互對準(zhǔn)，這樣上層的標(biāo)頭對下層的記錄性能就沒有任何影響，因為它們總是面對另一標(biāo)頭。用以上建議的增加保護(hù)字段長度的方法，可以確保光束在最深層記錄或讀出數(shù)據(jù)時通過的是均勻的、即完全寫入的區(qū)域。
光學(xué)測量和對準(zhǔn)可以用攝像裝置，例如CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)，進(jìn)行。
對準(zhǔn)標(biāo)記最好是標(biāo)頭區(qū)，例如，設(shè)置在至少兩信息層上的標(biāo)頭輪輻。在此情況下，測量點(diǎn)可以包括兩點(diǎn)，分別位于一個輪輻的內(nèi)徑和外徑上，或在兩個相對的輪輻的外徑上，并且一點(diǎn)位于相對于所述一個輪輻或所述兩個相對的輪輻成90°角的輪輻上。這樣，兩個相互垂直的標(biāo)頭輪輻就可對準(zhǔn)，對準(zhǔn)就可全部確定。這樣，在一個步驟中就能將兩層完全對準(zhǔn)。


現(xiàn)根據(jù)一個優(yōu)選實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作更為詳細(xì)的說明，附圖中圖1示出按本發(fā)明的優(yōu)選實施例的雙層記錄載體和光盤重放機(jī)用的掃描裝置的示意圖；圖2示出按該實施例的上下記錄層的記錄結(jié)構(gòu)；圖3示出兩記錄層的間距和當(dāng)讀出光束聚焦到下層時上層讀出光束的直徑之間的關(guān)系；圖4示出兩記錄層之間不同類型的錯位；圖5示出按本發(fā)明優(yōu)選實施例的對準(zhǔn)步驟的不同測量位置和對準(zhǔn)的光盤；圖6示出按現(xiàn)有技術(shù)的有數(shù)據(jù)鏈接區(qū)的記錄方案；圖7示出按觀有技術(shù)和按本發(fā)明優(yōu)選實施例的有數(shù)據(jù)鏈接區(qū)的記錄方案。
具體實施例方式
現(xiàn)根據(jù)在雙層光盤上記錄和重放的光盤重放機(jī)說明該優(yōu)選實施例。
圖1示出雙層記錄載體1的截面圖和對存儲在記錄載體1中的信息進(jìn)行光學(xué)掃描的掃描裝置10的掃描頭。記錄載體1有一透明襯底5，上有第一信息層6和第二信息層8，二層基本平行，由透明隔離層7分隔開。雖然在此記錄載體的實施例中只示出了兩個信息層，但信息層的數(shù)量可以大于二。
掃描裝置10包括射線源11，例如二極管激光器，產(chǎn)生射線束12，如激光束。射線束通過分束器13(例如半透明板)和透鏡系統(tǒng)14(例如物鏡)形成聚焦光點(diǎn)15。沿光軸移動物鏡14，如圖中箭頭16所示，可將聚焦光點(diǎn)放置在任何所需信息層上。由于第一信息層6是部分透射的，射線束可以穿透該層聚焦到第二信息層8上。圍繞記錄載體1中心轉(zhuǎn)動，并使聚焦光點(diǎn)在與信息層平面的紋跡相垂直的方向移位，信息層的整個信息區(qū)就可由聚焦光點(diǎn)掃描。由信息層反射的光由存儲的信息進(jìn)行例如強(qiáng)度或極化方向調(diào)制。反射光由物鏡14和分束器13引導(dǎo)至檢測系統(tǒng)17，它將入射的光轉(zhuǎn)換成一個或多個電信號。信號之一(即信息信號)的調(diào)制與反射光的調(diào)制有關(guān)，因而該信號代表了已被讀出的信息。其它電信號表示聚焦光點(diǎn)15相對于讀出紋跡的位置。這些信號加在伺服系統(tǒng)18上，后者以這樣的方式控制物鏡14的位置、并因此控制信息層平面上并與之垂直的聚焦光點(diǎn)15的位置、即使得聚焦光點(diǎn)跟蹤待掃描信息層的平面中的所需紋跡。
此外，掃描裝置包括使聚焦光點(diǎn)(例如以上述伺服系統(tǒng)的形式)跟蹤紋跡的裝置；和使聚焦光點(diǎn)從一信息層移位到另一層的裝置。聚焦光點(diǎn)的這種移位可以通過將聚焦光點(diǎn)維持在信息層的伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)。伺服系統(tǒng)18由按照控制程序運(yùn)作的控制單元36控制，以確保正確讀出信息層6，8的記錄紋跡?？刂瞥绦蛞部捎脕韺懭牒筒脸涗涊d體中的信息。此外，寫入時鐘可以從根據(jù)預(yù)記錄的擺動信號產(chǎn)生的擺動PLL時鐘導(dǎo)出，寫入位置可由擺動計數(shù)器(未示出)導(dǎo)出。擺動PLL時鐘或頻率還可用來控制寫入時光盤的旋轉(zhuǎn)速度。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明也適用于其他光盤結(jié)構(gòu)。例如DVR結(jié)構(gòu)，其中襯底作為剛性載體(載有壓紋信息)，而讀出是通過薄的(100μm)覆蓋層進(jìn)行的。另外，可以用雙透鏡物鏡(例如在DVR系統(tǒng)中)來代替圖1所示的單物鏡透鏡14。
按照該優(yōu)選實施例，在最深層、即低信息層6中聚焦光點(diǎn)15的功率可用以下措施保持在其最佳值。在段入和段出區(qū)設(shè)置偽數(shù)據(jù)保護(hù)字段，其長度可防止最深層的記錄受到上層空寫入透射區(qū)的影響。保護(hù)字段的長度可以等于或大于預(yù)定的最小長度，此最小長度相當(dāng)于在聚焦到最深層或低信息層6時光束在上信息層8的大小的一半和允許錯位的和。另一種方法是，可以用這樣的方式選擇沒有用標(biāo)頭區(qū)分隔的連續(xù)數(shù)據(jù)單元之間的保護(hù)字段的長度、即使得保護(hù)字段重疊而避免有間隙。另外，可以將可(重)寫光盤的兩個或多個信息層的標(biāo)頭對準(zhǔn)到一定距離范圍內(nèi)、所述距離相當(dāng)于聚焦到最深層時光束在上層的大小。這一點(diǎn)可以在制造光盤時通過光學(xué)對準(zhǔn)步驟實現(xiàn)。
圖2示出，按照例如DVR格式，下信息層6和上信息層8的記錄方案，包括可寫入用戶數(shù)據(jù)區(qū)、引出保護(hù)字段、引出間隙、標(biāo)頭區(qū)、引入間隙和引入保護(hù)。應(yīng)當(dāng)指出，為簡單起見在圖2中前同步碼PrA和后同步碼PoA都未示出。由圖2可知，在上信息層8和下信息層6的標(biāo)頭區(qū)之間規(guī)定了一個最小允許錯位。另外，在圖的左邊示有讀出或?qū)懭牍馐墓馐螤?，其中上信息?上方的箭頭表示掃描方向。這樣設(shè)定或選擇引入保護(hù)字段和引出保護(hù)字段的長度、使得當(dāng)聚焦到最深層或下信息層6時，光束通過上信息層8的區(qū)域(在光束直徑范圍內(nèi))具有均勻的性質(zhì)(即全部寫入數(shù)據(jù)，沒有標(biāo)頭也沒有未寫入?yún)^(qū))。最好這樣選擇上信息層8的引入保護(hù)間隙和引出保護(hù)間隙的長度、使得讀出光束在讀出第二信息層6的標(biāo)頭時不再“看得見”上信息層8的相變數(shù)據(jù)。但這個有關(guān)間隙長度的要求不是嚴(yán)格的要求，因為標(biāo)頭區(qū)設(shè)計得非常健壯，當(dāng)信號電平(光強(qiáng)度)緩慢變化時標(biāo)頭檢測不至于變差。
為使兩層對稱，最好對兩層的間隙和保護(hù)字段使用同樣的長度，雖然下信息層6的間隙和保護(hù)字段對于雙層記錄系統(tǒng)來說不起特別的保護(hù)作用。
上述有關(guān)間隙和保護(hù)字段長度的要求引出了一個保護(hù)字段(以及間隙，如果實現(xiàn)標(biāo)頭區(qū)的全保護(hù)的話)的預(yù)定最小長度，大約是在聚焦到下信息層6時光束在上信息層8的直徑的一半加上兩層間的最大允許錯位。
圖3是一個示意圖，據(jù)此可以導(dǎo)出層間隔S(下層6和上層8之間)與上信息層8中光束直徑D之間的關(guān)系。根據(jù)圖3，此關(guān)系可以表示如下D＝2·S·tan(a sin(NA/n))式中D表示上信息層8中光束的直徑，NA表示數(shù)值孔徑(NA＝n·sinα，式中α表示掃描光束的孔徑角或收集角的一半)，S表示上信息層8和下信息層6之間的間隔或距離，n表示層材料的折射率。假定距離S＝30μm，半收集角α＝32-34.5°，折射率n＝1.5-1.6，則可得上信息層8中的光束直徑D＝38-41μm。加上允許錯位，例如30μm，可得保護(hù)字段的總最小長度為68-71μm。
上述比較嚴(yán)格的標(biāo)頭區(qū)對準(zhǔn)要求可以在制造光記錄載體時用下述光對準(zhǔn)操作實現(xiàn)。
圖4示出不同類型的錯位以及它們對上下信息層8，6的記錄扇區(qū)之間標(biāo)頭區(qū)輪輻的影響。圖4左邊的圖形示出螺線記錄紋跡的中心在水平方向上相對光盤中心孔的偏移。同樣的錯位也可發(fā)生在圖4的垂直方向上。圖4中間的圖形示出角錯位，其中上下信息層8，6的標(biāo)頭輪輻的角度不同。上述兩種錯位類型的結(jié)合示于圖4右邊的圖形。
在兩個信息層之間進(jìn)行光學(xué)對準(zhǔn)時，可以作到在很小的所需容限之內(nèi)的對準(zhǔn)。利用光學(xué)攝像器件，例如CCD攝像機(jī)，可以達(dá)到小至10μm或更好的精度。最好是對相互垂直放置(即相對角為0°和90°)的標(biāo)頭的兩個輪輻進(jìn)行對準(zhǔn)。測量并對準(zhǔn)三個測量點(diǎn)，如圖5所示，就可作到這一點(diǎn)。按照圖5左邊的圖形，測量點(diǎn)M1和M2位于沿一個標(biāo)頭輪輻的內(nèi)徑和外徑處，另一測量點(diǎn)M3位于與一個標(biāo)頭該輪輻基本上成90°相對角的另一輪輻處。或者，如圖5中間的圖形所示，兩個測量點(diǎn)M4和M6可以位于兩個相對的標(biāo)頭輪輻各自的外徑處，第三附加測量點(diǎn)M5可以位于與其他兩個輪輻基本上成90°相對角的第三輪輻處。利用這兩種不同的測量點(diǎn)位置，對準(zhǔn)就可充分確定。這樣，在一個對齊步驟里就可解決偏心以及角錯位問題，將兩信息層充分對準(zhǔn)。此方法有效地將對中和角對準(zhǔn)這兩個嚴(yán)格的要求減輕為一個基于該兩要求之和的較為寬松的要求。
圖5右邊的圖形表示已對準(zhǔn)的光盤，其中下信息層6和上信息層8的標(biāo)頭輪輻之間的位移小于30μm。
應(yīng)當(dāng)指出，，上述制造光記錄載體時的光學(xué)對準(zhǔn)過程并不限于將段、或標(biāo)頭輪輻、或區(qū)域的相互對準(zhǔn)。對準(zhǔn)操作也可利用例如光盤內(nèi)部區(qū)域或其外緣上任何顯微鏡可見的或機(jī)械對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行。然后，也可用攝像裝置檢測對準(zhǔn)標(biāo)記，與上述過程類似。
以下說明為圖6所示的記錄結(jié)構(gòu)提供均勻透射特性的措施。如上所述，數(shù)據(jù)叢集或數(shù)據(jù)單元之間的間隙導(dǎo)致上信息層8的透射特性的變化。
圖7示出兩種記錄方案，其中上面一個對應(yīng)于圖6所示的記錄方案，下面一個對應(yīng)于本優(yōu)選實施例的記錄方案，其中這樣選擇保護(hù)部分G1和G2的長度、使得它們相互重疊、或至少相互連接，從而避免了二者之間的間隙部分。
具體地說，將保護(hù)字段G1和G2的偽數(shù)據(jù)提供給掃描裝置10的時間增加到使保護(hù)字段G1和G2的長度能使一個保護(hù)字段延伸到下一個或后續(xù)的保護(hù)字段，即塊結(jié)束處的保護(hù)字段延續(xù)到后續(xù)塊開始處的保護(hù)字段。于是，保護(hù)字段G1和G2的長度使得它們的結(jié)束/開始位置是在下一個/前一個保護(hù)字段之中。最好，保護(hù)字段G1和G2的那些絕不會受到重疊影響的部分的長度要足以蓋寫該位置上可能的舊數(shù)據(jù)，并足以使電子線路穩(wěn)定下來。但是，如果有前同步碼PrA、該前同步碼PrA的長度可能已足夠。物理記錄叢集或數(shù)據(jù)叢集開始處的保護(hù)字段G1的開始位置可以有意改變，以增加可循環(huán)性，即最大直接蓋寫循環(huán)的數(shù)量，通常為+/-64到+/-1024信道比特，根據(jù)所用的格式，例如，DVR中，可允許+/-128信道比特的變化。
這樣，本發(fā)明優(yōu)選實施例中采用的上述技術(shù)，無論單獨(dú)使用或結(jié)合使用，都可在下信息層6中得到更為均勻有效的讀出或?qū)懭牍β?。這樣，在聚焦光點(diǎn)15的功率可維持在其最佳值。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例，而是可用于在記錄載體上作記錄的任何記錄裝置，其中至少有兩個基本平行的信息層，例如磁或電記錄層，且一個信息層上記錄的記錄數(shù)據(jù)影響另一信息層的讀出或?qū)懭?。因而，?yōu)選實施例可在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)有所變化。
權(quán)利要求
1.一種用于記錄數(shù)據(jù)的方法的多層記錄載體，配備有至少兩個基本上平行的信息層(6，8)并且適合于用掃描裝置(10)產(chǎn)生的單一輻射束進(jìn)行掃描，其中，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫到所述至少兩個信息層的線跡上，一個第一保護(hù)字段寫入到數(shù)據(jù)塊的開始處，并且一個第二保護(hù)字段寫入到所述數(shù)據(jù)塊的結(jié)束處，所述第一和第二保護(hù)字段分別由一個標(biāo)記圖案表示，其特征在于所述第一和第二保護(hù)字段具有一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層(6，8)的最下一層時在所述至少兩個信息層(6，8)的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
2.如權(quán)利要求1所述的記錄載體，其中，所述第一和第二保護(hù)字段包括蓋寫先前記錄的數(shù)據(jù)的偽數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的記錄載體，其中，在所述至少兩個信息層(6，8)中，所述第一和所述第二保護(hù)字段的所述長度相等。
4.如權(quán)利要求1所述的記錄載體，其中，在所述第二保護(hù)字段和所述第二保護(hù)字段后的標(biāo)頭區(qū)之間和/或在所述第一保護(hù)字段和所述第一保護(hù)字段前的標(biāo)頭區(qū)之間設(shè)置間隙部分，其中所述間隙部分的長度大于或等于所述預(yù)定的最小長度。
5.如權(quán)利要求4所述的記錄載體，其中，在所述至少兩個信息層(6，8)中，所述間隙部分的所述長度相等。
6.一種用于通過用單一輻射束對多層記錄載體進(jìn)行掃描而將數(shù)據(jù)記錄在該記錄載體(1)上的方法，所述多層記錄載體配備有至少兩個基本上平行的信息層(6，8)，所述方法包括a)第一寫入步驟，用于將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫入所述至少兩個信息層(6，8)的紋跡；b)第二寫入步驟，用于在數(shù)據(jù)塊開始處寫入第一保護(hù)字段并在所述數(shù)據(jù)塊結(jié)束處寫入第二保護(hù)字段，其特征在于所述方法還包括c)設(shè)定步驟，用于將所述第一和第二保護(hù)字段的長度設(shè)置為大于或等于一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層(6，8)的最下一層時在所述至少兩個信息層(6，8)的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，還包括將偽數(shù)據(jù)寫入所述第一和第二保護(hù)字段的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，還包括在所述至少兩個信息層(6，8)中將所述第一和所述第二保護(hù)字段的所述長度設(shè)置得相等的步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述記錄載體包括在所述第二保護(hù)字段和所述第二保護(hù)字段后的標(biāo)頭區(qū)之間和/或在所述第一保護(hù)字段和所述第一保護(hù)字段前的標(biāo)頭區(qū)之間設(shè)置的間隙部分，所述方法還包括將所述間隙部分的長度設(shè)置為大于或等于所述預(yù)定的最小長度的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的記錄載體，其中，還包括在所述至少兩個信息層(6，8)中將所述間隙部分的所述長度設(shè)置得相等的步驟。
11.一種記錄裝置，用于將數(shù)據(jù)記錄在配備有至少兩個基本上平行的信息層(6，8)的多層記錄載體(1)上，所述裝置包括a)輻射源(11)，用于產(chǎn)生輻射束；b)記錄單元(10)，用于將所述數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位寫到所述多層記錄載體(1)上，其中在數(shù)據(jù)塊開始處寫入第一保護(hù)字段并在該數(shù)據(jù)塊結(jié)束處寫入第二保護(hù)字段；和c)控制裝置(36)，用于控制所述記錄單元(10)以便將所述數(shù)據(jù)塊和所述第一和第二保護(hù)字段寫到所述至少兩個信息層(6，8)的紋跡上，其特征在于所述記錄單元(10)被驅(qū)動為使得所述第一和第二保護(hù)字段的長度具有大于或等于一個預(yù)定的最小長度，該最小長度大約等于當(dāng)所述輻射束聚焦在所述至少兩個信息層(6，8)的最下一層時在所述至少兩個信息層(6，8)的最上一層的直徑的一半與所述兩個信息層之間的最大允許錯位之和。
全文摘要
本發(fā)明涉及多層記錄載體及其制造和記錄方法，其中數(shù)據(jù)以塊為單位寫到至少兩個信息層的紋跡上。在數(shù)據(jù)塊的開始處寫入第一保護(hù)字段并在數(shù)據(jù)塊的結(jié)束處寫入第二保護(hù)字段。在所述至少兩個信息層的最深層的聚焦光點(diǎn)處，功率基本上維持在最佳值，方法是這樣設(shè)定第一和第二保護(hù)字段的長度、使得前一個數(shù)據(jù)塊的第二保護(hù)字段的結(jié)束位置位于后一數(shù)據(jù)塊的第一保護(hù)字段的區(qū)域之內(nèi)，這樣就可避免第一和第二保護(hù)字段之間的間隙部分。或者，將第一和第二保護(hù)字段的長度設(shè)定為大致等于當(dāng)記錄光束聚焦在所述至少兩個信息層的最下層時記錄光束在該至少兩個信息層的上層的直徑的一半與所述兩層之間的最大允許錯位之和。這樣當(dāng)用戶數(shù)據(jù)被讀出或?qū)懭霑r，光束在信息層通過的區(qū)域具有均勻的性質(zhì)。通過在預(yù)定的測量點(diǎn)進(jìn)行光學(xué)測量并將一些對準(zhǔn)標(biāo)記(例如標(biāo)頭輪輻)對準(zhǔn)，將所述至少兩個信息層對準(zhǔn)。
文檔編號G11B7/24038GK1664934SQ20051005633
公開日2005年9月7日 申請日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者R·范伍登伯格 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司