CN100440327C - 在可写光学记录载体上用椭圆光点记录信息的设备和方法 - Google Patents

Abstract

为了获得更高的记录密度，并由此获得更高的数据容量，根据本发明提出了在记录信息的过程中减小光学装置(3，4)在垂直于信息记录方向的方向上即光盘径向方向上的数值孔径，以便获得具有基本上是椭圆形光点轮廓的光束，该椭圆形光点轮廓在信息记录方向即光盘切向上的轴比垂直于切向的方向即径向上更短。获得具有相应椭圆形轮廓的记录标记。

Description

在可写光学记录载体上用椭圆光点记录信息的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种设备，该设备通过沿着信息记录的方向上将光束辐射到所述记录载体上以形成表示所述信息的标记和脊来在可记录光学记录载体上记录信息。本发明还涉及相应的记录方法、光学记录载体以及用于执行所述方法的计算机程序。

背景技术

光盘的全部数据存储量由径向和切向的数据密度来决定。径向密度由数据轨迹间距来决定，切向数据容量由能够写入的最短标记来决定。对于可重写的相变盘而言，在写入下一个标记的过程中，在标记的轨迹边缘处使用再结晶来获得长度比光点尺寸更小的标记。典型地，清除半个标记以形成月牙形的标记。对于最近引入的蓝光盘(BD)，可以将25G字节的总数据容量记录在12cm盘的单记录层上。最短的长度是150nm(d＝1代码)而光点的宽度是300nm(光点的1/e半径是150nm)。

除了RW(可重写)格式外还需要可记录(一次写入)BD格式。这种所谓的BD-R系统还可以实现高数据容量(即25GB)的BD-RW系统，以允许一对一的复制。当超过阈值温度时在可记录媒质中形成标记。在信息层中对应于不可逆变化的标记形成以及可与重写媒质中再结晶相当的影响在原则上不会发生。因此，已经记录在可记录媒质中的标记实际上反映了记录过程中所呈现的光学/热轮廓。为了减小标记的长度，由此增加切向密度，可以使用更少的激光能量来写入更小的标记。结果，对这些更小标记的调制下降，因此信噪比也将会下降。还可以相似地对基于相变材料作为记录材料的一次写入媒质进行讨论。将所沉积的非晶材料再结晶以形成圆形的结晶标记。由于后加热造成标记长度的减小是不可能的。

US5,673,246公开了一种光学拾取装置，其使得物镜在光盘径向上的数值孔径小于在光盘上轨道切向上的数值孔径。因此，在读出的过程中光点在轨道切向上的直径变得比径向上的直径小。由此，可能阻止MTF(调制传递功能)的退化并准确地读取记录在该盘上的数据。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在可记录光学记录载体上记录信息的记录设备以及相应的记录方法，由此可获得与相应的可重写光学记录载体的数据容量相似的数据容量。

根据本发明的记录设备可以实现本发明的目的，其包括：

-用于产生光束的光源，

-用于在所述记录载体上辐射所述光束的光学装置，其中所述光学装置包括在信息的记录过程中减小所述光学装置在垂直于所述信息记录方向的方向上的数值孔径的装置，以便获得具有基本上是椭圆形光点轮廓的光束，该椭圆形光点轮廓在信息记录方向上具有比在垂直于该方向的方向上更短的轴。

根据本发明所述目的还可以通过如本发明所述的相应的记录方法来实现。

本发明的思想基础是：在记录过程中使用非圆形的光点轮廓。如果该光点的轮廓在径向上被拉长，在记录层上就获得了椭圆形的热轮廓，以便能够写入标记，由此增加了分辨率，其中该标记在切向上与其径向范围相比要狭窄。根据本发明通过在记录过程中减小径向上的(有效)数值孔径获得了所述的椭圆形光点轮廓，该径向即在光学记录载体上垂直于信息记录方向的方向，其中该信息是在盘上沿着螺旋轨道来记录的。

所提议的光点修正同样也对高速一次写入记录有利。在高速记录时，热轨道内干扰会妨碍坑的形成过程。为了减少热轨道内干扰，椭圆光点使得以前写入的坑的直接加热减小，该光点例如是由所提议的修正获得的。

本发明的优选实施例在从属权利要求中进行了限定。切向上数值孔径的增加在记录过程中也是有利的，切向即信息记录方向，但是由于还需要重新设计透镜使得在实际中很难得以实现。

在本发明中请求保护了本发明的不同优选实施例，其限定不同的方法和装置以便实现所提出的数值孔径减小方案。根据所述实施例，例如，可以使用光瞳填充，不要求光束整形器，以及对激光各向异性光强、光路中的椭圆光瞳或掩模/光阑的适当定向来减小数值孔径。

此外，如本发明所限定的，提供合适的控制装置来打开或关闭用于减小数值孔径的所述可切换装置或者所述可切换液晶装置，或者在记录的过程中使所述装置位于光路中及在该过程后移去该装置，特别是在不希望光点变形的读出或者RW-记录过程中。

根据本发明的光学记录载体，其带有标记，该标记具有基本上椭圆形的轮廓，该椭圆形轮廓在信息记录方向上与垂直于该方向的方向上相比具有更短的轴。而且，当所述计算机程序包括在本发明中限定的计算机上运行时使计算机执行根据本发明所述的方法步骤的计算机程序手段。

附图说明

参照附图将会更加详细地明了本发明，其中：

图1a，1b示出了记录在可重写和可记录记录载体上、具有圆形光点轮廓的长标记和短标记，

图2a，2b示出了记录在可记录记录载体上具有圆形和椭圆形光点轮廓的长标记和短标记，

图3a，3b示出了根据本发明的光盘，

图4示出了根据本发明的记录设备的第一实施例，

图5示出了根据本发明所使用的光阑的不同实施例，

图6示出了根据本发明的记录设备的第二实施例，

图7示出了用于读出数据的光点轮廓，

图8示出了用于记录数据的光点轮廓，和

图9示出了椭圆形光点在径向和切向上的光强度分布。

具体实施方式

为了在一次性写入系统中实现与相应的可重写系统的数据容量相似的数据容量，在短的游程长度上需要写入非常窄的标记(在切向方向t上)，同时在可重写媒质中，该短标记与长标记一样宽(在切向方向r上)。在可记录媒质中，最短的标记与其长度一样宽，即具有圆形的形状。因此，最短标记的宽度减小使得读出过程中的调制更低。所述在图1中已经示出，图1示出了以高密度在可重写(RW)媒质(图1a)和可记录(R)媒质(图1b)中记录的长标记(8T)和短标记(2T)的示意图。应该注意到的是，所述最短的标记可与所述光点的轮廓相当或者比该光点的轮廓小。结论就是在读出的过程中，可记录媒质中最短标记的光学调制变为零。

还可以通过比较23GB密度的BD-RW和BD-R的2T标记的分辨率(＝2T_PP/8T_PP)来说明所述问题。根据BD-RW的规格，2T的分辨率应该大于10％，且所述与实际相符。然而，目前为止即使是在最好的BD-R媒质中，23GB的分辨率最多也就是5％。所述的不良分辨率主要会使图象跳动恶化。本发明提供了一种解决方法来写入小而宽的标记，即具有高切向密度，由此可以保持高的调制。

图2示出了都记录在可记录媒质上的长标记(8T)和短标记(2T)的示意图。使用右侧示出的圆光点记录图2a中所示的标记，而使用右侧示出的椭圆形光点记录图2b中所示的标记，所述的椭圆形光点在切向t上具有比径向r上更短的轴。如所看到的，图2b中所示的标记在切向t上比其径向范围以及比图2a中所示的标记狭窄。因此，可以获得需要的分辨率的增加。

图3示出了根据本发明的可记录光盘的顶视图(图3a)和剖面图(图3b)。该盘2包括大量的导光凹槽13，该凹槽表示的方向是在盘2上记录信息的方向，即沿着所述螺旋凹槽13来记录信息。在图3中进一步示出的是切向方向t和径向方向r。

图3b示出了盘2的不同层的横截面图，其中通常包括基底层2a、记录层或记录叠层2b和覆盖层2c。

图4中示意性地示出了根据本发明记录设备的第一实施例。在记录或读出的过程中，通过旋转装置1来旋转盘2。由光源，具体为激光二极管8所产生的光束在穿过准直透镜7、偏振分束器6、1/4波片5和光阑4以后由物镜3聚焦到该盘上。在读出的过程中，该偏振分束器6将从盘2反射的光通过透镜9反射到光电检测器(阵列)10上，该检测器用于分析反射光。所述记录设备的一般功能是公知的，因此这里就不再进一步解释了。特别是可以通过电吸收材料或其它方法来机械地或者通过电学手段进行孔径形状的切换。所述由相应的控制装置15来表示。

图5示出了图4中所示的记录设备中所使用的光阑的不同实施例。图5示出了用于读取数据的圆形光阑4a。图5示出了光阑4b，基本上具有圆形的形状，但是具有两个平行的直边，即在这些边上圆形的部分已经被切除。图5示出了具有椭圆形状的光阑4c的另一个实施例。在数据的记录过程中，使用光阑4b和4c。由此，通过使用非圆形的孔径实现了径向数值孔径的减小，其中光阑4b，4c的径向宽度x是切向宽度y的一部分，具体为0.7y＜x＜y。

图6示出了根据本发明的记录设备的另一个实施例。其中在准直透镜7和PBS 6之间的光路上提供可切换的光束整形器14。在本实施例中，使用了本质上是椭圆激光输出和可切换光束整形器14的结合，该可切换光束整形器14能够使该椭圆光束或多或少变圆。在记录的情况下，可以通过适当的控制装置16，例如通过电学手段或者机械手段(部分)使该光束整形器14无效，由此使得径向边缘强度相对于切向边缘强度更低，其也就相当于减小了径向的数值孔径。

用于辐射盘2的激光二极管8通常不具有均匀的光强分布，而是具有高斯分布。因此，物镜3边缘处的光强度通常比物镜3中心处的光强度小。相对于中心处的相对边缘强度量也表示为“光瞳填充”，即表示有多少光填入到透镜3的孔径中。由此，高的边缘强度意味着高的填充。此外，典型的半导体激光器在正交方向上具有不同的高斯分布宽度。为了在圆形孔径处获得几乎相等的边缘强度，可以使用所谓的光束整形器。

根据本发明由该记录方法所获得的聚焦光点轮廓和标记/坑在图7中示出，其中该光点轮廓和标记/坑位于由脊区域L彼此分开的凹槽G(13)中。在沿着信息记录方向t(＝切向方向)记录的过程中，使用圆形的光点轮廓11a。所示也是具有椭圆形轮廓的记录标记12。

图8示出了用于记录数据的光点轮廓11b。如所看到的，使用椭圆形点轮廓11b来实现椭圆形标记12。图9中示出了由半导体激光器8产生的用于记录的所述椭圆形光点11b的光强度。如所看到的，在径向和切向两个方向上光强度表现出高斯分布。

本发明提供了一种解决方法，以便尤其当在可记录光学记录载体上记录时可获得更高的数据容量。根据本发明在记录过程中减小了将光束引导到光学记录载体上的光学装置的数值孔径，由此在记录过程中获得了具有基本上是椭圆形光点轮廓的光束，特别是该椭圆形点轮廓在切向方向上具有比在径向方向上更小的宽度。

Claims (8)

1.一种记录设备，通过沿着信息记录的方向将光束辐射到所述记录载体上以形成表示所述信息的标记和脊来在可记录光学记录载体上记录信息，包括：

用于产生光束的光源，

用于将所述光束辐射到所述记录载体上的光学装置，

其中所述光学装置包括在信息记录的过程中减小所述光学装置在垂直于信息记录方向的方向上的数值孔径的装置，由此获得具有基本上是椭圆形光点轮廓的光束，该椭圆形光点轮廓具有在信息记录方向上比在垂直于信息记录方向的方向上更短的轴，所述用于减小数值孔径的装置包括可切换的非圆形孔径，该孔径在记录的过程中处于从光源到所述记录载体的光路中。

2.如权利要求1中所述的记录设备，其中该可切换的非圆形孔径包括可切换的椭圆形的孔径。

3.如权利要求1中所述的记录设备，其中在信息记录的过程中所述光学装置适合于增加所述光学装置在信息记录方向上的数值孔径。

4.如权利要求1中所述的记录设备，其中所述孔径的短轴为长轴的0.7到0.99倍。

5.如权利要求1中所述的记录设备，其中所述用于减小数值孔径的装置包括可切换光束整形器，该可切换光束整形器在记录过程中位于所述光源到所述记录载体的光路中以获得在垂直于该信息记录方向的方向上的降低的光束的边缘强度。

6.如权利要求1到5中任一项所述的记录设备，还包括用于控制所述用于减小数值孔径的装置的控制装置，其在记录过程中使所述用于减小数值孔径的装置位于光路中，并打开或关闭所述用于减小数值孔径的装置。

7.一种通过将光束辐射穿过光学装置到所述记录载体上以沿着信息记录方向形成表示所述信息的标记和脊从而将信息记录在可记录光学记录载体上的方法，其中在信息的记录过程中在垂直于信息记录方向的方向上减小所述光学装置的数值孔径以获得具有基本上是椭圆形光点轮廓的光束，该椭圆形光点轮廓具有在信息记录方向上比在垂直于该信息记录方向的方向上更短的轴，其中数值孔径由在记录的过程中处于从光源到所述记录载体的光路中的可切换的非圆形孔径来减小。

8.如权利要求7中所述的方法，其中该可切换的非圆形孔径包括可切换的椭圆形的孔径。

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