CN101110239A - 信息记录介质和信息记录介质的检验方法 - Google Patents

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中居司
高泽孝次
安东秀夫
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Toshiba Corp
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Abstract

根据一个实施例,公开了一种信息记录介质(20),该介质包括形成在具有同心圆或螺旋形状轨道的透明基片(21)上的第一信息层(22)、和形成在第一信息层(22)上的第二信息层(23),并且该介质允许从一个表面进行光学记录和重放,并且该介质中信息层(22,23)的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。

Description

信息记录介质和信息记录介质的检验方法
技术领域
本发明的一个实施例涉及一种允许使用各种激光束进行信息记录和重放处理的信息记录介质,以及一种实现该记录和重放处理的盘设备。
背景技术
作为能够重放和记录大容量的视频信息的信息存储介质,DVD(数字多功能光盘)已经盛行。在DVD上记录有大约两个小时的影像或视频内容,并使用播放器重放所记录的信息,则用户可以在家中自由地享受比如影像等的视频内容。
近年来提出了电视广播的数字化,并且计划进行一种称作高清晰度电视(HDTV)系统的高分辨率电视系统的实际应用。为此,提出了下一代DVD的标准,其通过缩短激光波长、增大数值孔径NA等等来减小射束点的尺寸,以提高记录容量。
如日本专利申请公开2004-206849所公开的,提高记录容量的方法除了减小射束点尺寸的方法之外,还包括使用单面可记录/可重放型多层信息存储介质的方法,其中该介质通过在光盘上提供多个记录层、在光轴方向上移动物镜、以及从一面把光束聚焦在各个层上而实现各个记录层的记录和重放。
在这样的多层信息存储介质上,当把激光束聚焦在预定的记录层时,由于一些光分量照射在预定记录层以外的记录层上而容易发生层间串扰(层间XT)。该层间XT不仅影响记录和重放信号,还影响寻轨信号等等。在实际的记录/重放设备中,由于设备内的温度升高,存储重放介质趋于轻微的变形。在这种情况下会发生所谓的光盘倾斜,并且在记录或重放信息时产生比如误码率增加等不利的影响。该光盘倾斜不仅影响记录和重放信号,还影响寻轨信号等等。
在此单面可记录/可再现型多层信息存储介质上,各个记录层的轨道由于粘合基片的重合不良、压模的偏心、以及生产中的类似原因而易于发生偏心。偏心意味着偏离精确的圆形以及偏离其它层的对应轨道。如果偏离信息记录介质的旋转中心的偏心情况恶化,则信息记录介质的记录/重放特性中会出现问题,在最坏的情况下会导致无法寻轨。
为了解决此问题,例如日本专利申请公开2003-263789中所公开的,提出一种通过测量盘形信息记录介质的内圆周边缘来检验光盘的偏心量等以判定缺陷的方法。
发明内容
根据本发明的信息记录介质包括形成在具有同心圆或螺旋形状轨道的透明基片上的第一信息层,以及形成在第一信息层上的第二信息层,并且该信息记录介质允许使用预定波长的光从一面进行光学记录和重放,该信息记录介质的特征在于:信息层的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
根据本发明的信息记录/重放设备是用于在多层信息记录介质上执行记录和重放的设备。
根据本发明的信息记录介质的检验方法的特征在于包括以下步骤:使用激光束照射装置来用激光束照射多层信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的光从一个表面进行重放,并且测量第一和第二信息层轨道的至少一周的反射光的反射分布;以及通过由图像处理单元对所得的反射分布进行处理来提取轨道的路径,并且由运算和控制单元基于所提取的信息来计算轨道的偏心量。
根据本发明的信息记录介质的检验设备的特征在于包括:
照射系统,其被配置来使用不包含620nm或更小波长的光分量的光源(illumination)来照射多层信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的光从一个表面进行重放;
图像感测机构,其被配置来感测第一信息层和第二信息层的轨道的图像;
图像处理单元,其被配置来通过处理由图像感测机构获得的图像信息来提取轨道路径;以及
运算和控制单元,其被配置来基于所提取的信息计算轨道的偏心量。
根据本发明,能够提供一种具有极好的寻轨、记录、和重放稳定性的信息记录介质。
本发明的附加目的和优点将在后续说明中阐述,并且部分地在说明中显见,或者可以在本发明的实现中得出。通过后文中特别指出的方法及组合,本发明的目的和优点将得以实现和获得。
附图说明
并入说明书并构成其一部分的附图对本发明的实施例进行说明,并且同前面给出的一般说明和后面给出的对实施例的详细说明一起,用于阐述本发明的原理。
图1是用于说明根据本发明的信息记录介质的基本结构的示意剖视图;
图2是用于说明根据本发明的第一方面的信息记录介质的结构的示意剖视图;
图3是用于说明根据本发明的第二方面的信息记录介质的结构的示意剖视图;
图4是用于说明根据本发明的第三方面的信息记录介质的结构的示意剖视图;
图5是示出用于根据第九方面的信息记录介质的检验设备示例的示意图;
图6是示出用于根据第十方面的信息记录介质的检验设备示例的示意图;
图7是示出根据本发明的一次写入型信息存储介质的层结构的另一个示例的剖视图;
图8是示出根据本发明的可重写型信息存储介质的层结构示例的剖视图;
图9是本发明中所使用的处理室的框图;
图10是示出形成层的处理过程的流程图;
图11A和11B是根据本发明的检验方法的示意图;
图12是根据本发明的另一种检验方法的示意图;
图13是示出线速度、偏心量和寻轨之间的关系的曲线图;
图14是用于说明可用于本发明的信息记录/重放设备的实施例的布置的框图;
图15是示出使用PRML检测方法的信号处理电路的框图;
图16是示出Viterbi解码器156中的布置的框图;
图17是示出PR(1,2,2,2,1)类中的状态转换的示图;
18是示出根据本发明的一个实施例的信息存储介质的结构和尺寸的示图;
图19是示出在具有单层结构的一次写入型信息存储介质或只读型信息存储介质上设置物理扇区号的方法的示图;
图20A和20B是示出在具有双层结构的只读型信息存储介质上设置物理扇区号的方法的示图;
图21是示出在可写入型信息存储介质上设置物理扇区号的方法的表;
图22是示出可写入型信息存储介质上的通用参数值的表;
图23A、23B、23C、23D、23E和23F是示出各种类型的信息存储介质在数据区DTA和数据导出区DTLDO的数据结构上的比较的示图;
图24是示出用于在驱动测试带上进行试写的记录脉冲的波形(写策略)的示图;
图25是示出记录脉冲形状的定义的示图;
图26是示出控制数据带CDZ和R物理信息带RIZ中的数据结构的示图;
图27是示出物理格式信息PFI和R物理格式信息R_PFI中的详细信息内容的表;
图28是示出到物理扇区结构形成为止的转换顺序的总览的示图;
图29是示出数据帧中的结构的示图;
图30是ECC块结构的说明图;
图31是加扰帧阵列的说明图;
图32是PO的交叉方法的说明图;
图33A和33B是物理扇区中的结构的说明图;
图34是同步码图案内容的说明图;
图35是示出调制块的布置的框图;
图36是示出用于各类信息记录介质的数据记录格式的比较的示图;
图37A和37B是现有技术的各类信息记录介质中数据结构的对比说明图;
图38是现有技术的各类信息记录介质中数据结构的对比说明图;
图39是示出要被记录在可重写型信息存储介质上的可重写数据的数据记录方法的示图;
图40是要被记录在可重写型信息存储介质上的可重写数据的数据随机移位的说明图;
图41是要被记录在一次写入型信息存储介质上的一次写入型数据的一次写入方法的说明图;
图42是示出在图32中所示的PO交叉之后ECC块的详细结构的示图;
图43A、43B、和43C是示出以标记长度/前一个间隔的长度的函数形式表达的记录状态参数的表;
图44是与要被记录在一次写入型信息存储介质上的一次写入型数据的一次写入方法相关的另一个实施例的说明图;
图45是示出包括图14中所示的同步码位置提取单元145的外围单元的详细布置的框图;
图46是示出信息存储介质中的结构和尺寸示例的示图;
图47是摆动形状与地址位区中的地址位之间的关系的说明图;
图48A、48B、48C、和48D是摆动同步图案与摆动数据单元中的分配之间的位置关系的对比说明图;
图49A、49B、49C、和49D是与一次写入型信息存储介质上的摆动地址信息中的数据结构相关的说明图;
图50示出在光盘的特定层的记录或重放期间另一个层上的光束;
图51是用于说明用于防止其它层影响的余隙的示图;
图52示出层0上的PSN和层1上对应的可记录物理扇区;
图53是示出导入区和导出区的配置的示图;
图54是示出初始化中间区的配置的示图;
图55是示出轨道路径的示图;
图56是示出物理扇区布局和物理扇区号的示图;
图57是示出中间区在扩展前后的配置的示图;
图58是示出中间区在扩展前的配置的示图;
图59是示出中间区在小尺寸扩展后的配置的示图;
图60是示出中间区在大尺寸扩展后的配置的示图;
图61是示出两个相邻轨道的总览以说明物理段类型的选择顺序的示图;
图62是示出在层1最终完成时记录的结束符示例的示图;
图63是示出在层1最终完成时记录的结束符的其它示例的示图;
图64是示出记录序列的修改示例的流程图;以及
图65是示出记录序列的另一个修改示例的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图对根据本发明的各种实施例进行说明。大体上,根据本发明的一个实施例,披露了一种信息记录介质,其包括形成在具有同心圆或螺旋形状轨道的透明基片上的第一信息层,以及形成在第一信息层上的第二信息层,并且该介质允许使用预定波长的光从一个表面进行光学记录和重放,在该信息记录介质中信息层的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
图1是用于说明根据本发明的信息记录介质的基本结构的示意剖视图。
如图1所示,本发明的一种信息记录介质20基本上是可以从一面进行光学记录/重放的信息记录介质,其包括形成在具有同心圆或螺旋形状(未示出)轨道的透明基片21上的第一信息层22,以及形成在第一信息层22上的第二信息层23,并且其特征在于:信息层的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
根据本发明,由于偏心量是70μm或更低,从而即使在易于发生层间串扰的状态下也能够稳定地获得记录和重放信号以及寻轨信号。
依据第一和第二信息层的配置、及其记录/重放光的波长,把根据本发明的信息记录介质大致分成如下的七个方面。
图2是用于说明根据本发明的第一方面的信息记录介质的结构的示意剖视图。
根据本发明的第一方面的信息记录介质30能够接受使用波长在180nm到620nm范围内的光进行的记录和重放。介质30的第一信息层22形成在透明基片21上,并且包括第一有机染料层24和形成在第一有机染料层24上的第一反射层25。介质30的第二信息层23形成在第一反射层25上,并且具有第二有机染料层26和形成在第二有机染料层26上的第二反射层27。
根据第一方面的信息记录介质能够接受使用620nm或更小的短波长的光例如405nm的蓝紫激光之类进行的记录和重放,并且由于其记录层包括有机染料层从而能够用作一次写入型光学记录介质(例如DVD-R之类)。
用于光学分离第一和第二信息层的作为夹层电介质层的中间层可以形成在第一反射层和第二有机染料层之间。
应注意,在本发明中,偏心量包括从盘状基片的中心的偏离以及从基片的旋转中心的偏离,它们分别指示从第一和第二信息层上的轨道偏离的最大值。
在本发明中,假设反射层包括全反射层和半透明反射层。
在本发明中,多层信息记录介质具有两个或更多信息层,而可以任意提供更多的信息层比如第三信息层、第四信息层之类。
图3是用于说明根据本发明的第二方面的信息记录介质的结构的示意剖视图。
根据本发明的第二方面的信息记录介质40能够接受使用波长在180nm到620nm范围内的光进行的记录和重放。介质40的第一信息层22形成在透明基片21上,并且包括第一电介质层31、第一相变记录层34、第二电介质层38、以及第一反射层35。介质40的第二信息层23经由中间层33形成在第一信息层22上,并且具有第三电介质层32、第二相变记录层36、第四电介质层39、以及第二反射层37。
根据第二方面的信息记录介质能够接受使用620nm或更小的短波长的光例如405nm的蓝紫激光之类进行的记录和重放,并且由于其记录层包括相变记录层从而能够用作可重写型光学记录介质(例如DVD-RW、DVD-RAM之类)
电介质层可以任意包括保护层、界面层等。
界面层可以与第一和第二相变记录层的主面中的一个或两个形成接触。整个电介质层可以作为界面层。
第一和第二反射层可以形成来与各个信息层的对应电介质层接触。另一个电介质层可以形成在反射层之上以获得光学增强、热扩散、SN比提高等等。
图4是用于说明根据本发明的第三方面的信息记录介质的结构的示意剖视图。
根据本发明的第三方面的信息记录介质能够接受使用波长在180nm到620nm范围内的光进行的记录和重放。介质50的第一信息层22包括模压在透明树脂基片21的表面上的第一信息图案44,和形成在该第一信息图案上的第一反射层45。介质50的第二信息层23形成在第一反射层上,并且具有透明树脂层46或者模压了第二信息图案47的透明树脂基片、以及形成在第二信息图案47上的第二反射层48。
根据第三方面的信息记录介质能够接受使用620nm或更小的短波长的光例如405nm的蓝紫激光之类进行的重放,并且由于其记录层包括模压的信息图案从而能够用作只读型光学记录介质(例如DVD-ROM之类)。
根据第四方面的信息记录介质除开其记录和重放是以30(m/sec)或更高的线速度完成,以及使用波长在620nm(不含)到830nm(含)范围内的光以外,其结构与根据第一方面的介质相同。
根据第五方面的信息记录介质除开其记录和重放是以30(m/sec)或更高的线速度完成,以及使用波长在620nm(不含)到830nm(含)范围内的光以外,其结构与根据第二方面的介质相同。
根据第六方面的信息记录介质除开其重放能够使用两种或更多种不同波长的光来实现以外,其结构与根据第一方面的介质相同。
根据第七方面的信息记录介质除开其重放能够使用两种或更多种不同波长的光来实现以外,其结构与根据第二方面的介质相同。
根据本发明的第八方面的信息记录/重放设备是记录和重放根据第一至第七方面的信息记录介质之一的设备。
根据本发明的用于信息记录介质的检验设备大致分成两个方面,即第九和第十方面。
图5是示出根据第九方面的用于信息记录介质的检验设备示例的示意图。
如图5所示,根据本发明的用于信息记录介质的检验设备70具有:机构74,该机构74夹持多层信息记录介质71,该介质71包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且允许使用波长在180nm到620nm范围内的激光从一个表面进行重放;照射系统73,其使用不包含620nm或更小波长的光分量的光源照射多层信息记录介质71;图像感测机构72,比如CCD摄像机等,其感测第一信息层和第二信息层的轨道的图像;图像处理单元75,其通过处理由图像感测机构72获得的图像信息来提取轨道路径;以及运算和控制单元76,其基于所提取的信息计算轨道的偏心量。该单元是个人计算机或类似设备。
图6是示出根据第十方面的用于信息记录介质的检验设备示例的示意图。
如图6所示,用于信息记录介质的检验设备90具有与图5所示相同的布置,不同处在于,代替了图像感测机构72,其包括比如LD、LED之类的光源79、使来自光源79的光按照预定的方向衍射的镜78、用于聚焦被镜78衍射的光并且使用聚焦的光照射期望记录层的轨道的透镜91、以及接收被记录层反射的光的反射测量装置77(例如光检测器)。
根据本发明的信息记录介质的检验方法大致分成两个方面,即第11和第12方面。
根据第11方面的信息记录介质的检验方法是使用根据第九方面的检验设备的方法,其包括以下步骤:以不包含620nm或更小的波长分量的光源照射多层的信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的激光束从一个表面进行重放;使用图像感测机构通过把光点聚焦在第一和第二信息层的轨道上来感测至少一周轨道的图像;由图像处理单元对所得的图像信息进行处理以提取轨道的路径;以及由运算和控制单元基于所提取的信息来计算轨道的偏心量。
此外,根据第12方面的信息记录介质的检验方法是使用根据第十方面的检验设备的方法,并且该方法与根据第11方面的方法相同,不同处在于该方法包括以下步骤:在使用激光束照射装置用激光束照射多层信息记录介质的同时,使用反射分布测量机构测量第一和第二信息层至少一周轨道的反射光的反射分布,以该步骤代替使用不包含620nm或更小波长的光分量的光源照射多层信息记录介质、并且使用图像感测机构通过把光点聚焦在第一和第二信息层的轨道上来感测至少一周轨道的图像的步骤;以及通过对用来代替所获得的图像信息的反射分布进行图像处理来提取轨道路径。
根据本发明的光学记录介质的操作将在下文中详细说明。
图7示出与第一、第四、和第六方面相关的一次写入型信息存储介质的层结构的另一个示例。
信息存储介质具有如下结构,从光入射侧开始,通过在透明基片2-3上依次层叠有机染料记录层3-3和反射层4-3而制备出L0信息层,通过在L0层上依次层叠作为粘合层的夹层电介质层7、有机染料记录层3-4、和反射层4-4而制备L1信息层,而另一个透明基片8粘合在所得结构之上。注意信息存储介质可以具有这样一种结构,即反射层4-4和有机染料记录层3-4依次层叠在用于L1信息层的透明基片8上,所得的结构可以使用夹层电介质层7作为粘合层而被粘合到L0信息层上。
注意根据本方面的实施例的有机染料记录介质的结构不限于图7中所示。例如,可以在有机染料记录层3-3和反射层4-3之间形成这样的层,其用于防止由于反射层或半透明反射层与有机染料的接触而造成的反射层或半透明反射层与有机染料之间发生的任何反应,或者防止反射层或半透明反射层的任何变化或劣变。反射层可以由多个金属层构成。更多的电介质层可以形成在有机染料记录层和反射层之间、有机染料和夹层电介质层之间、半透明反射层和夹层电介质层之间、反射层和透明基片之间等等的接触位置处。
在双层介质的情况下,具有上述结构的更靠近光入射面的第一信息层和距离光入射面较远的第二信息层被制备,并且这两个信息层可以通过粘合层粘合以实现夹层分离。同样的方法基本可以用于具有三个或更多层的多层介质。
此外,本发明也适用于经由粘合在形成有各种层的基片上的薄约0.1mm的透明薄片来接收光的介质(假设这种介质使用高达0.85的NA的物镜)。这是因为所用有机染料记录薄膜层和反射层材料所需的特性在以下两种情况中的差别并不大,即在光入射面上使用薄约0.1mm的透明覆盖层的情况,以及使用主要应用于本发明的0.6mm厚透明基片的情况。
图8示出与第二和第五方面相关的可重写型信息记录介质的层结构的示例。
信息记录介质具有如下结构,从光入射面开始,通过在透明基片80上依次层叠第一干涉层81(也称为包含层或电介质层;同样应用在以下说明中)、下界面层82、记录层83、上界面层84、第二干涉层85、反射层86、以及第三干涉层87来制备L0信息层,通过在透明基片80上按照与L0层相反的顺序依次层叠反射层86、第二干涉层85、上界面层84、记录层83、下界面层82、以及第一干涉层81来制备L1信息层,并且两个信息层通过夹层电介质层88粘合在一起。
注意根据本发明的实施例的相变记录介质的结构不限于图8中所示。例如,可以在第二干涉层85和反射层86之间形成另一个电介质层。干涉层可以被界面层的材料取代或者忽略。反射层也可以忽略。每个反射层可以由多个金属层构成。在反射层上可以形成另一个电介质层。
本实施例中使用的基片大致分为两种。
(a)  一种基片具有约为0.6到0.8μm的沟槽间距,并且使用既在槽岸也在沟槽上进行记录的所谓槽岸沟槽记录方法。在后面的描述中,使用此类型基片的介质将被称为可重写型(1)信息记录介质。
(b)  另一种基片具有约为0.3到0.4μm的沟槽间距,并且使用仅在槽岸或仅沟槽上进行记录的所谓沟槽记录方法(仅在槽岸上记录的方法也称为沟槽记录方法)。在后面的描述中,使用此方法的可重写型介质也将被称为可重写型(2)信息记录介质。此外,使用有机染料记录层并且仅允许记录一次的介质将被称为一次写入型介质(一次写入型信息存储介质(一次写入型介质))。在写入之后,该介质被设计为使得已写凹坑在轨道方向上的间距变成与只读型存储介质相同的0.3到0.4μm。在只读型介质上不形成沟槽,使用凹坑阵列来记录数据。
与光学拾取器的物镜的NA值一致,光入射面上的基片厚度可以处在约为0.1mm的很小厚度到0.6mm的厚度的范围内。
下文将要描述的示例使用这些信息记录/重放设备和光盘(信息记录介质)。
对上述方面进行仔细考虑的结果是,本发明人得出结论:下文将要描述的要点很重要。在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个受到使用波长在620nm(含)到180nm(含)范围内的光进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且包括透明基片、夹层电介质层、有机染料材料、以及反射层或半透明反射层,或者其中在反射层或半透明反射层与有机染料记录层之间形成了一个层,其用来防止由于反射层或半透明反射层与有机染料的接触而造成的反射层或半透明反射层与有机染料之间发生任何反应,或者防止反射层或半透明反射层的任何变化或劣变。
由于建立了下文将要描述的精确评定方法,使得轨道的偏心量可以精确地呈现。因此,建立下列评定方法是本发明的重要前提之一。本发明的信息存储介质的特性很大程度上取决于数据结构、系统信息的记录、以及记录方法,如前文所述。通常,由于未建立精确评定方法、在信息存储介质的生产过程中存在各种变化因素等等的影响,数据结构等以及信息存储介质的记录和重放特性的改善和稳定性无法得到检查。本发明人致力于探索信息存储介质的物理结构,以及介质中所使用的数据结构、记录方法等等,并且对以往尚未探索的要点进行研究,从而得出了本发明。
不仅描述了本发明的测量每个轨道偏心量的方法的测量原理,并且应用此方法的设备可以用作工业批量生产该存储介质时的检验设备。传统使用的方法不具备足够的测量精度,并且需要非常复杂的测量。使用本发明的评定方法,可以以几秒钟一个介质的速率来检验存储介质,即相当于制造一个存储介质所需的时间段。因此,本发明的评定方法非常适合于工业生产。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各个信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个使用波长在620nm(含)到180nm(含)范围内的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且包括透明基片、夹层电介质层、相变记录材料、保护层、干涉层、以及反射层或半透明反射层,和形成在半透明反射层上的另一个保护层。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各个信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个以波长为620nm(含)到180nm(含)范围内的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且包括模压有信息的透明基片、夹层电介质层、以及反射层或半透明反射层。
一种测量各信息层的各个轨道的偏心量的评定方法是优选的,其通过使用一种图像处理设备和运算和控制设备来把射束点聚焦在各信息层从而评定轨道的偏心量,其中该图像处理设备包括不包含波长为620nm或更短波长的光分量的照射系统、CCD摄像机、以及轨道提取机构。特别是,由于使用有机染料的介质的材料被照射光改变,因此本发明的检验方法选择所用照射系统的光的波长。另一方面,在照射系统中使用的光源的波长范围很大程度上影响检测系统CCD摄像机的敏感度、测量精度、和测量时间。为了提高检测精确度,所用光源的波长范围优选地是较短。反过来,考虑到有机染料的敏感度,如果使用620nm或更短波长的光,则有机染料会在评定时发生不期望的变化。
一种作为测量各信息层的各轨道偏心量的方法的评定方法是优选的,其通过使用图像处理设备和运算和控制设备聚焦在各信息层上以评定轨道的偏心量,其中该图像处理设备包括激光照射装置、反射分布测量机构、以及轨道提取机构。特别是,由于使用有机染料的介质的材料被照射光改变,因此本发明的检验方法可以选择所用照射系统的光的波长。另一方面,在照射系统中使用的光源的波长范围很大程度上影响检测系统CCD摄像机的敏感度、测量精度、和测量时间。为了提高检测精确度,所用光源的波长范围优选地是较短。反过来,考虑到有机染料的敏感度,如果使用620nm或更短波长的光,则有机染料会在评定时发生不期望的变化。
一种作为测量各信息层的各轨道偏心量的方法的评定方法是优选的,其评定轨道偏心量的特征在于使用波长超过620nm的激光照射装置。
一种作为测量上述各信息层的各轨道偏心量的方法是优选的,其使用为了对写策略的学习、优化等目的而进行了试记录的轨道来进行轨道偏心量测量。
使用前述评定方法测量各信息层的各轨道偏心量的测量设备是优选的。
包括前述评定方法的信息记录/重放设备是优选的。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个使用超过620nm的波长的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且以30m/sec或更高、更优选地是以40m/sec或更高的线速度驱动,并且包括透明基片、夹层电介质层、有机染料材料、以及反射层或半透明反射层,或者其中在反射层或半透明反射层与有机染料记录层之间形成一个层,其用于防止由于反射层或半透明反射层与有机染料材料的接触而造成的反射层或半透明反射层与有机染料之间发生的任何反应,或者防止反射层或半透明反射层的任何变化或劣变。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个使用波长在620nm(含)到180nm(含)范围内的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且以30m/s ec或更高、更优选地是以40m/sec或更高的线速度驱动,并且包括透明基片、夹层电介质层、相变记录材料、保护层、干涉层、以及反射层或半透明反射层和另一个保护层。
本发明是一种单面多层介质,其具有多个使用620nm或更短波长的光来进行记录或重放的信息层,并且能够从一面访问各个层,并且该介质已经被检查过。发现即使在波长是620nm或更长时这些技术也是适用的。还发现,在以很高的线速度进行记录和重放时这些效果更加明显,并且这些技术优选地适用于以40m/sec或更高的线速度驱动的信息存储介质。此外,当把上述技术应用到以50m/sec或更高的线速度驱动的信息存储介质时,与现有技术的不同是显著的。在应用于620nm或更短波长的情况下以高线速度获得的相同效果,并且当本发明应用在以30m/sec或更高的线速度驱动、优选地以40m/sec或更高的线速度驱动、以及尤其优选地以50m/sec或更高的线速度驱动的信息存储介质时,与现有技术的不同十分显著。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是其中各信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个以多种波长的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且包括透明基片、夹层电介质层、有机染料材料、以及反射层或半透明反射层,或者其中在反射层或半透明反射层与有机染料记录层之间形成一个层,其用于防止由于反射层或半透明反射层与有机染料材料的接触而造成的反射层或半透明反射层与有机染料材料之间发生任何反应,或者防止反射层或半透明反射层的任何变化或劣变。
在作为单面多层介质的信息记录/重放介质中,优选的是各个信息层的轨道偏心量是例如70μm或更小、并且更优选地是40μm或更小的信息记录/重放介质,所述信息记录/重放介质具有多个以多种波长的光来进行记录或重放的信息层并且能够从一面访问各个层,并且包括模压有信息的透明基片、夹层电介质层、以及反射层或半透明反射层。
优选的是这样一种信息记录/重放介质,其是前述信息记录/重放介质并具有以下特征,即形成有每个信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同的摆动形状的径向位置中的任意一个依据信息层的不同而不同。
优选的是这样一种信息记录/重放介质,其是前述信息记录/重放介质并具有以下特征,即形成有每个信息层的径向位置、结晶位置、和初始化位置的任一个依据信息层的不同而不同。
在后续的说明中将描述单面双层介质的示例。此外,作为以试验方式制造的光盘的测量数据,L0和L1的槽岸(L)和沟槽(G)在每个实验中的最差值被指示为代表值。
用于评定可重写型信息存储介质的光盘特性的实验大致分成以下三个实验。
(1)  位误码率(SbER:仿真位误码率)的测量
一个实验是用以测量数据误码率的位误码率(SbER:仿真位误码率)以及PRSNR的测量。另一个实验是用于确定读出信号质量的模拟测量。在SbER和PRSNR的测量中,包括从2T到13T的随机图案的标记串被覆写10次。然后,相同的随机图案在前一轨道两侧的相邻轨道上覆写10次。然后测量该中间轨道的SbER和PRSNR。
(2)  模拟测量
模拟测量如下进行。首先,包括从2T到13T的随机图案的标记串被覆写10次。然后,一个9T的单个图案在此标记串上覆写一次,并使用光谱分析仪测量该9T标记的信号频率的载噪比(CNR)。此后,发射具有擦除功率等级的激光束并持续光盘一转的周期,以擦除记录的标记。在这种状态下,该9T标记的载波强度的减少被测量,并被定义为擦除率(ER)。然后光头移动到足够远的轨道以测量交叉擦除(E-X)。
(3)  覆写(OW)测试
作为第三种测量,进行关于覆写(OW)特性的实验。在此实验中,测量CNR,同时在同一轨道上覆写(OW)随机信号,从而在CNR从初始值减少了2dB或更多时,检查覆写的计数是否达到2000或以上。此实验不用于检查OW的计数极限。对视频记录来说,OW的计数极限要求大约为1000。对PC的数据记录来说,OW的计数极限要求大约为10,000或更高。然而,由于视频记录的市场远大于数据记录的市场,所以该评定是针对视频记录而进行。
SbER的评定标准是5.0×10-5或更低,PRSNR的评定标准是15.0或更高。注意,对单面双层光盘的读功率的选择考虑到介质的光学特性(L0的反射率和透射率,L1的反射率)和敏感度、以及重放信号的信号幅度和SN比,因此L0和L1重放信号的SN比以及信号幅度几乎是彼此相等的。当全部特性符合目标值时,记录介质被判定为“良好”,而当至少一项特性不符合目标值时,其被判定为“拒绝”。
另一方面,在一次写入型信息存储介质(一次写入型介质)情况下,进行以下四个实验:
(a),(b)(1)对可重写型介质进行的位误码率的测量;
(c)调制;以及
(d)数据部分的反射率和重放(读)稳定性。
SbER的评定标准是5.0×10-5或更低,PRSNR的评定标准是15.0或更高,调制的评定标准是0.4或更高,单面双层介质情况下的L0和L1中每层的反射率的评定标准是4%或更高,而读稳定性的评定标准是在单面双层介质情况下使用0.4到0.8mW中适当的功率进行连续读取时,即使在读取一百万次或更多次以后,特性(a)到特性(d)仍然符合目标值。注意,对单面双层光盘的读功率的选择考虑到介质的光学特性(L0的反射率和透射率,L1的反射率)和敏感度、以及重放信号的信号幅度和SN比,因此L0和L1重放信号的SN比以及信号幅度几乎是彼此相等的。当全部特性符合目标值时,记录介质被判定为“良好”,而当至少一项特性不符合目标值时,其被判定为“拒绝”。
在可重写型介质的情况下,通过使用初始化设备把每层的整个介质表面上的记录薄膜结晶化。初始化之后,各层通过UV树脂粘合,因此其上形成有薄膜的表面彼此相对,从而形成夹层电介质层。一次写入型介质经由用旋涂形成有机染料记录薄膜、形成反射层、以及粘合或胶合的处理制成。只读型信息存储介质通过在以凹坑记录信息的每个基片上形成反射层、并且使用UV树脂粘合基片而制成。夹层电介质层的厚度处于20μm到30μm的范围内。
使用可以从Pulstec公司购买的ODU-1000光盘评定设备来执行评定。此设备包括具有405nm波长的蓝紫半导体激光,以及具有NA=0.65的物镜。记录/重放实验在线速度为5.6m/sec或6.6m/sec的状态下进行以评定可重写型介质,在线速度为6.6m/sec的状态下进行以评定一次写入型介质。
注意,本发明也适用于经由在形成有各层的基片上粘合薄约0.1mm的透明薄片来接收光的介质(假设这种介质使用高达0.85的NA的物镜)。这是因为所用的相变记录层、界面层、保护层、有机染料记录层、和反射层材料所需的特性在以下两种情况中的差别并不大,即在光入射面上使用薄约0.1mm的透明覆盖层的情况,以及使用主要应用于本发明的0.6mm厚透明基片的情况。
下列示例将主要例示图7和图8中示出的单面双层介质,以帮助理解本发明的效果。
示例1
使用通过注塑成型制造的0.6mm厚聚碳酸酯(PC)基片作为基片。在基片上以0.4μm的轨道间距形成沟槽。通过这样的方式来制成单层介质:把染料用旋涂敷涂在基片上、采用溅射在染料薄膜上形成反射层、用UV-固化树脂把0.6mm厚的PC基片粘合到所得的结构上。
另一方面,单面双层介质可以使用两种不同的方法。在第一种方法中,通过这样的方式来制成介质:用旋涂把染料敷涂在L0基片上、采用溅射在染料薄膜上形成半透明反射层、使用2P方法在反射层上形成夹层电介质层、在夹层电介质层中形成L1的沟槽、采用旋涂把染料敷涂在夹层电介质层上、采用溅射在染料薄膜上形成反射层、以及最后用UV-固化树脂把0.6mm厚的PC基片粘合到所得的结构上。按照这种方法,在形成L0层的半透明反射层之后,可以为了调节光学特性的目的而在反射层上形成另一个层。在第二种方法中,通过在基片上旋涂敷涂染料、并且在染料薄膜上形成半透明反射层而制备L0基片,并且通过在基片上用溅射首先形成反射薄膜、通过旋涂在反射层上敷涂染料而制备L1基片。制成的L0和L1层使用UV-固化树脂粘合,因此它们的半透明层表面和有机染料表面彼此相对。按照此方法,为了作为L 1记录层材料的有机染料的稳定性或光学特性的调节,可以在作为L1记录层的有机染料层和UV-固化树脂之间插入另一个层。本发明所进行的实验使用由这两种方法制成的介质。
所用的有机染料材料(下文中也简称为“染料”)大致分成三种类型,即,(1)阴阳离子基,(2)有机金属络合物(偶氮基),以及(3)阴阳离子基和有机金属络合物(偶氮基)的染料混合物。反射层使用从AgAu、AgBi、AgCa、AgCe、AgCo、AgGa、AgLa、AgMg、AgN、AgNi、AgNd、AgPd、AgY、AgW、和AgZr组成的组中选出的二元银合金,以及从AgAlMg、AgAuBi、AgBiGa、AgAuCo、AgAuCe、AgAuNi、AgAuMg、AgBiMg、AgBiN、AgBiPd、和AgBiZr组成的组中选出的三元银合金,并且同时添加第一和第二组以及N(氮)的附加元素的效果是确认的。薄膜形成方法使用前述的各银合金目标溅射,以及溅射状态已调整为可以获得期望合成物的多目标溅射,等等。使用Ar和N(氮)的混合气体代替通常的单独Ar作为溅射气体,来进行与氮的反应。染料和反射层的合成薄膜厚度以及基片形状被分别调节以获得满意的信号特性。
在示例中使用的银合金反射层的附加元素的附加量包括四个等级,即,0.05at.%、1at.%、2at.%、和5at.%,而作为记录层的有机染料材料使用三个等级,即,(1)、(2)、和(3)。因此,示例中准备的示例总数是12。
下面的表1和表2示出示例中所用银合金反射层的附加元素名称。介质被制成具有70μm或更低的信息层轨道偏心量。注意,带有较小偏心量的介质是从压模级制成,并且选择使用压模成型并且具有较小偏心量的基片。对胶合处理进行调节以减小偏心量。注意,较小的偏心量的条件是在考虑到温度管理之类的情况下通过形成压模以提高偏心量的可再现性来考察的。
示例(二元)
表1示例(二元)
示例      反射薄膜 有机染料材料
附加元素      附加元素量at.%
     1      Au      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     2      Bi      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     3      Ga      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     4      Mg      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     5      N      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     6      Nd      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     7      Pd      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     8      Zr      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
示例  (三元)
表2示例  (三元)
示例      反射薄膜 有机染料材料
附加元素      附加元素量at.%
     9      AgAuBi      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     10      AgBiGa      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     11      AgAuMg      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     12      AgBiMg      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     13      AgBiN      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
     14      AgBiZr      0.05,  1,  2,  5      ①,②,③
铜被用作银合金反射层的附加元素,附加量使用四个等级,即,0.05at.%、1at.%、2at.%、和5at.%,而记录层的有机染料材料使用三个等级,即,(1)、(2)、和(3)。为了覆盖附加元素量和染料材料的全部组合,制成了全部组合即12种记录介质,并对其记录/重放特性进行了评定。下面的表3列出反射层的合成物的组合和实际使用的记录层的有机染料材料。
反射层材料(二元)和合成物的组合,以及记录层的有机染料材料
表3反射薄膜材料(二元)和合成物的组合,以及示例1的记录薄膜的有机染料材料
    示例     反射薄膜材料及合成物     记录薄膜的有机染料材料
    1-1     Ag99.95Au0.05     ①
    1-2     Ag99.95Au0.05     ②
    1-3     Ag99.95Au0.05     ③
    1-4     Ag99.0Au1.0     ①
    1-5     Ag99.0Au1.0     ②
    1-6     Ag99.0Au1.0     ③
    1-7     Ag98.0Au2.0     ①
    1-8     Ag98.0Au2.0     ②
    1-9     Ag98.0Au2.0     ③
    1-10     Ag95.0Au5.0     ①
    1-11     Ag95.0Au5.0     ②
    1-12     Ag95.0Au5.0     ③
在评定制成的记录介质的特性(a)至(d)时,获得如表4所示的结果。
示例1的评定结果(二元)
表4示例1的评定结果(二元)
   示例    SbER    PRSNR    Mod    R[%]    RS    偏心量[μm]
   1-1    2.0×10-6    21.4    0.5    5.8    百万次或更多    40-70
   1-2    1.0×10-6    24.2    0.5    5.7    百万次或更多    15-35
   1-3    1.3×10-6    23.6    0.5    5.4    百万次或更多    10-30
   1-4    1.1×10-6    25.2    0.5    5.5    百万次或更多    20-40
   1-5    1.1×10-6    24.2    0.5    5.4    百万次或更多    15-35
   1-6    1.2×10-6    24.4    0.5    5.2    百万次或更多    15-45
   1-7    1.9×10-6    22.9    0.49    5.8    百万次或更多    15-55
   1-8    1.9×10-6    23.9    0.49    5.5    百万次或更多    15-30
   1-9    2.1×10-6    24.4    0.49    5.4    百万次或更多    15-35
   1-10    2.3×10-6    22.1    0.48    5.4    百万次或更多    10-55
   1-11    2.2×10-6    23.5    0.48    5.5    百万次或更多    10-35
   1-12    2.4×10-6    22.7    0.48    5.7    百万次或更多    10-45
*Mod.:调制,RS.:读稳定性,以及R:反射率
从这些结果中可以看出,各个记录介质获得5.0×10-5或更低的SbER、15.0或更高的PRSNR、0.4或更高的调制、4%或更高的反射率、以及一百万次或更多的读稳定性作为目标值。因此,各记录介质都获得了“良好”的特性。
Bi用作银合金反射层的附加元素,附加量使用四个等级,即,0.05at.%、1at.%、2at.%、和5at.%,而记录层的有机染料材料使用三个等级,即,(1)、(2)、和(3)。如示例1所示,制造了全部组合即12种记录介质,并对它们的记录/重放特性进行了评定。具有0.05at.%、1at.%、2at.%、和5at.%的Bi附加量的介质被制造并且被评定。下面的表5列出了反射层合成物的组合和实际使用的记录层的有机染料材料。
表5  示例中反射薄膜材料和合成物的组合、以及记录薄膜的有机染料材料(二元)
     示例      反射薄膜材料及合成物      记录薄膜的有机染料材料
     2-1      Ag99.95Bi0.05      ①
     2-2      Ag99.95Bi0.05      ②
     2-3      Ag99.95Bi0.05      ③
     2-4      Ag99.0Bi 1.0      ①
     2-5      Ag99.0Bi1.0      ②
     2-6      Ag99.0Bi1.0      ③
     2-7      Ag98.0Bi2.0      ①
    2-8      Ag98.0Bi2.0      ②
     2-9      Ag98.0Bi2.0      ③
     2-10      Ag95.0Bi5.0      ①
     2-11      Ag95.0Bi5.0      ②
     2-12      Ag95.0Bi5.0      ③
在评定制成的记录介质的特性(a)至(d)时,获得如表6所示的结果。
示例的评定结果(二元)
表6  示例的评定结果(二元)
    示例     SbER    PRSNR       Mod      R[%]         RS     偏心量[μm]
    2-1     7.4×10-8     28.2       0.5       5.6     百万次或更多     15-55
    2-2     1.6×10-7     27.6       0.5       5.7     百万次或更多     15-30
    2-3     8.0×10-8     25.4       0.5       5.8     百万次或更多     15-35
    2-4     1.2×10-7     20.9       0.48       5.7     百万次或更多     10-55
    2-5     3.2×10-7     24.7       0.48       5.8     百万次或更多     15-35
    2-6     1.6×10-7     31.4       0.5       5.5     百万次或更多     10-30
    2-7     1.6×10-7     29.9       0.49       5.4     百万次或更多     20-40
    2-8     1.8×10-6     29.2       0.49       5.2     百万次或更多     15-35
    2-9     3.9×10-9     28.2       0.49       5.4     百万次或更多     10-55
    2-10     2.2×10-6     24.1       0.48       5.4     百万次或更多     10-35
    2-11     2.1×10-6     26.5       0.48       5.3     百万次或更多     10-45
从这些结果中可以看出,各个记录介质获得5.0×10-5或更低的SbER、15.0或更高的PRSNR、0.4或更高的调制、单面双层介质的L0和L1两个面都具有的4%或更高的反射率、以及一百万次或更高的读稳定性作为目标值。各记录介质都获得了“良好”的特性。
对于其它附加元素,也获得了符合目标值的特性,各记录介质都获得了“良好”的特性。
通过把所制介质的各信息层的轨道偏心量设定为70μm或更低,可以改善特性。通过把所制介质的各信息层的轨道偏心量设定为40μm或更低,可以进一步改善特性。各介质展示出令人满意的特性。改善的寻轨稳定性对这些提高的贡献很大。这也影响实验中寻轨失败(out of tracking)的出现频率。当轨道的偏心量是70μm或更高时,仅10次测量左右就会出现几次或更多次寻轨失败,从而难以实现稳定的测量。降低轨道的偏心量可以减少此类失误的可能性。当轨道偏心量是40μm或更低时,绝大多数介质能够在更高的线速度下稳定地进行实验。此一事实会在实际的记录和重放设备中起到很大的作用。
示例2
图8示出根据本发明的一个实施例的光盘记录介质。下面将详细说明此介质。这些兼容前述的方法(a)和方法(b)即槽岸沟槽记录方法和沟槽记录方法的基片被用作基片。也即,在方法(a)中,使用通过注塑成型形成的0.59mm厚聚碳酸酯(PC)基片。由于使用了其上形成有沟槽间距为0.68μm的沟槽的基片,因此这对应于同时在槽岸(L)和沟槽(G)上记录时的沟槽间距=0.34μm。在方法(b)中,也使用通过注塑成型形成的0.59mm厚聚碳酸酯(PC)基片,并且沟槽间距被设定为0.4μm。信息层L0,其被形成在距离光入射面较近的面上的每个PC基片的形成有沟槽的表面上,该信息层L0通过依次形成ZnS:SiO2、界面层、记录层、界面层、ZnS:SiO2、银合金、以及ZnS:SiO2而制成。另一方面,使用溅射设备形成在远离光入射面的面上的信息层L1,是通过在PC基片的表面上依次形成银合金、ZnS:SiO2、界面层、记录薄膜层、界面层、以及ZnS:SiO2而制成。所用的溅射设备是所谓的集束型(cluster chamber)溅射薄膜形成设备,其通过在不同的薄膜形成腔室中溅射而形成各个层。该集束型溅射薄膜形成设备包括加载基片的加载闸室、传送室、以及形成各个层的处理室。
图9是示出一个处理室的布置的框图。处理室60包括用于抽空腔室的装置61、真空计64、压力传感器57、薄膜式测量计53、溅射目标66(即将要形成薄膜的材料)、已加载的基片59等等。稀有气体Ar等等主要用作溅射气体,根据需要也使用氧气或氮气等等。溅射时的放电模式根据待形成薄膜的材料、将获得的薄膜厚度等使用RF电源、直流电源等。形成薄膜的处理过程如图10所示。
当记录薄膜层由Ge、Sb、和Te构成,并且其成分由GexSbyTez(x+y+z=100)表示,则记录薄膜层使用GeSbTe三元相图中由x=55且z=45,x=45且z=55,x=10、y=28且z=42,以及x=10、y=36且z=54限定的合成物。当记录薄膜由Ge、Sb、Te、和Bi或Sn构成,并且通过用Bi和/或In和/或Sn部分取代GeSbTe合成物所得的合成物由(Ge(1-w)Snw)x(Sb(1-v)(Bi(1-u)Inu)v)yTez(其中x+y+z=100)给出时,记录薄膜层使用从GeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、和GeSnSbTeBiIn中选出的合成物,其中w、v、和u满足0≤w≤0.5、0≤v≤0.7、以及0≤u≤1.0。此外,当记录薄膜层由Ge、Bi、和Te及其合成物GexSbyTez(x+y+z=100)构成时,记录薄膜层使用GeBiTe三元相图中由x=55且z=45,x=45且z=55,x=10、y=28且z=42,以及x=10、y=36且z=54限定的合成物。检验了很多合成物,表8示出这些合成物的示例。注意,记录层的薄膜厚度被设为等于或小于10nm。
界面层材料和记录层的合成物从表7和表8中选择。
表7  所用的界面层
     No.     界面层
    1     GeN
    2     GeCrN
    3     ZrO2+Y2O3
    4     ZrO2+Y2O3+Cr2O3
    5     ZrO2+Y2O3+SiO2+Cr2O3
    6     ZrSiO4+Cr2O3
    7     HfO2
    8     (ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)y
    9     HfO2-xNx(0.1≤x≤0.2)
    10     Cr2O3
    11     ZnO+Ta2O5
    12     ZnO+Ta2O3+In2O3
    13     SnO2+Sb2O3
    14     SnO2+Ta2O5
    15     SnO2+Nb2O5
表8  记录层的合成物
    No.     记录薄膜的合成物
    1     Ge10Sb2Te13
    2     Ge4Sb2Te7
    3     Ge8Sb2Te13Bi2
    4     Ge3Sb2Te7Bi
    5     Ge6Sb2Te13Sn4
    6     Ge3Sb2Te7Sn
    7     Ge10Bi2Te13
    8     Ge2.9BiTe4.4
    9     Ge11.25BiTe12.75
    10     Ge10Sb1.5In0.5Te13
    11     Ge10Bi1.5In0.5Te13
    12     Ge4Sb1.5In0.5Te7
    13     Ge2.9Bi0.75In0.25Te4.4
(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)y优选地具有由0<x≤0.2、0<y≤0.1、和0<z≤1限定的合成物范围,并且HfO2-xNx优选地具有由0.1≤x≤0.2限定的范围。
在两面皆使用GeN的介质中,更优选的是使用如表9所示的不同合成比的组合物:例如Ge54N46和Ge47N53等等。
表9  示例中所用的GeN的合成比[at.%]
 NO.  Ge  N
 1  54  46
 2  52  48
 3  50  50
 4  48  52
 5  47  53
界面层把GeN用在两面,即光入射面和反射层面上。使用把SiO2混合在ZnS中所制备的目标来形成ZnS:SiO2层。所用的溅射设备是通过在不同的薄膜形成腔室中溅射来形成各个层的所谓集束型溅射薄膜形成设备。制成各个介质之后,使用分光光度计来测量它们的反射率和透射率。所制成的介质具有70μm或更低的信息层轨道偏心量。
表10  示例(盘特性测量)
  示例     CNR[dB]   ER[dB]   SbER   PRSNR     偏心量[μm]
  示例1     52.9   33.8   1.8×10-6   21.4     15-30
  示例2     52.6   33.1   1.5×10-6   25.2     15-35
  示例3     52.8   33.1   1.6×10-6   24.2     10-55
  示例4     53.7   34.8   1.9×10-6   25.2     20-40
  示例5     53.6   34.9   2.2×10-6   24.2     15-35
  示例6     53.7   34.8   1.8×10-6   24.4     10-55
  示例7     52.0   30.9   2.6×10-6   22.9     15-55
  示例8     53.2   34.6   1.9×10-6   23.9     10-30
  示例9     53.6   34.7   2.2×10-6   22.9     20-40
  示例10     51.9   31.3   2.6×10-6   23.9     15-35
  示例11     53.8   34.8   2.0×10-6   23.5     15-45
  示例12     53.7   34.9   1.9×10-6   22.7     15-35
  示例13     53.1   34.9   1.4×10-6   23.6     10-55
  示例14     51.9   34.6   1.5×10-6   25.2     15-55
从这些结果中可以看出,各个记录介质获得5.0×10-5或更低的SbER、15.0或更高的PRSNR作为目标值。因此,各记录介质都获得了“良好”的特性。
通过把所制介质的各信息层的轨道偏心量设定为70μm或更低,可以改善特性。通过把所制介质的各信息层的轨道偏心量设定为40μm或更低,可以进一步改善特性。各介质展示出令人满意的特性。改善的寻轨稳定性对这些提高的贡献很大。
示例3
对于只读型介质,反射层被形成在模压有信息的透明基片上,并且该结构通过UV-固化树脂而被粘合到另一个基片上,从而制成单面双层、三层、和四层的介质。该介质被制成具有70μm或更低的轨道偏心量。只读型介质最初具有令人满意的基本特性。因此,为了评定,通过在光入射侧的基片表面上增加很多指纹和划痕来产生易于导致错误的情况,并且除了评定SbER和PRSNR之外,还对能否稳定地重放信息进行确认。
表11在光入射侧的基片表面上增加有很多指纹和划痕的易于导致错误的情况下测量得到的特性
     示例     SbER   PRSNR   偏心量[μm]
  单面双层介质   1.1×10-10   44.4     15-70
  单面三层介质   1.2×10-10   42.2     10-30
  单面四层介质   1.2×10-10   41.6     15-30
各介质展示出令人满意的重放特性,并且其稳定性在易于导致错误的情况下相比现有技术有了提高。改善的寻轨稳定性对这些提高的贡献很大。
示例4
下面对示例1至3或后述示例中信息层的轨道偏心量的测量方法进行说明。图5是一种测量系统的框图。一种测量系统包括:不包含波长为620nm或更短波长的任何光分量的照射系统、CCD摄像机、包括轨道提取机构的图像处理设备、以及运算和控制设备。使用此测量系统,各轨道的偏心量可以在几秒内即在每个存储介质的制造时间期间测量到。带有轨道提取机构的图像处理设备、运算和控制设备等等可以在所谓的个人计算机等执行预定的程序时实现。比如CCD摄像机之类的图像感测装置的性能取决于介质,也取决于透镜系统和夹具的精度、分级移动的精度等等。可以对不使用对620nm或更短的波长敏感的有机染料的介质进行测量,而不用限制照射系统的波长。然而,考虑到CCD和图像处理设备的敏感度,照射系统的波长优选地是处在550nm(含)到780nm(含)的范围内。为了实现对各种类型的介质独立进行检验的设备,优选使用不包含波长为620nm或更短波长的任何光分量的照射系统。
示例5
下面对示例1至3或后述示例中信息层的轨道偏心量的测量方法进行说明。图6是一种测量系统的框图。测量系统包括:激光照射装置、反射分布测量机构、带有轨道提取机构的图像处理设备、以及运算和控制设备。激光照射装置主要使用LD,但也可以使用LED等来代替。反射分布测量机构包括光度计、电压/电流测量装置等等。带有轨道提取机构的图像处理设备、运算和控制设备等等可以在所谓的个人计算机(PC)等执行预定的程序时实现。通过把激光束聚焦在信息层上以使摄像机感测到图像,来测量和评定轨道的偏心量。使用此测量系统,各轨道的偏心量可以在几秒内测量即在每个存储介质的制造时间期间内测量到。由于使用机构照射装置的评定系统能够把射束点的尺寸缩减为很小的尺寸,所以能够实现更高精度的测量。可以获得亚微米级的精度,尽管其取决于测量时间。
示例6
作为测量示例1和示例2中所述信息层的轨道偏心量的方法,一种使用为了学习、优化等写策略的目的而进行了试记录的轨道来进行轨道偏心量测量的方法是优选的。由于根据介质需要在介质上写信息所需的不同写策略,因此它们必须根据实际的试记录的学习而进行优化。在单面双层介质的情况下,各信息层需要进行试记录以学习和优化写策略。图11A和11B是示出测量的概念的示图。
图11A示出第一和第二信息层。
图11B是彼此重叠的第一和第二信息层的上视图。
注意,即使在其信息层具有不同的试记录位置半径的介质中,也能够估计特定径向位置处的偏心量(图12)。
示例7
使用注塑成型制成的0.6mm厚聚碳酸酯(PC)基片作为基片。同现行DVD中一样,在基片上以0.74μm的轨道间距形成沟槽。通过旋涂把染料敷涂在基片上,通过溅射在染料薄膜上形成反射层,并且使用UV固化树脂把0.6mm厚的PC基片粘合到所得的结构上,来制造介质。也即,与一次写入型DVD中相同的基片等被用于形成使用有机染料和反射层的介质,并且被粘合以制成能够使用与DVD中相同的红光波长(λ=650nm)的光来在各个信息层上进行信息记录和重放的介质重放。介质被制成具有70μm或更小的信息层轨道偏心量。评定中对抖动进行测量。评定在30、40、70、100、和110m/sec的线速度下进行。
如图13所示,当线速度低于30m/s ec时,即使当轨道偏心量是70μm或更高时,也很少发生寻轨失败。而当线速度超过30m/sec时,这种现象开始出现。当线速度超过40m/sec时,寻轨失败的出现频率明显提高,而在40m/sec或更高的线速度下无法稳定地寻轨。另一方面,当偏心量被设为70μm或更高时,寻轨失败的出现频率明显提高,并且无论在何种线速度下都无法稳定地寻轨。当偏心量被设为70μm或更低时,可以与线速度无关地进行稳定的寻轨,并且可以在高达110m/sec的线速度下进行稳定的评定。注意,大约110m/sec的线速度近似对应于机械主轴的最大旋转速度。
各介质获得8%或更低的抖动值作为目标值。各介质获得“良好”的特性。改善的寻轨稳定性对此结果贡献很大。即使当介质以30m/sec或更高的线速度旋转时也能够达到稳定的记录和重放。
示例8
使用注塑成型制成的0.6mm厚聚碳酸酯(PC)基片作为基片。同现行DVD中一样,在基片上以0.74μm的轨道间距形成沟槽。通过溅射在基片上形成相变记录层材料、保护层、界面层、和反射层,并且使用UV固化树脂把0.6mm厚的PC基片粘合到所得的结构上,来制造介质。也即,与一次写入型DVD相同的基片等被用于形成使用相变记录层材料、保护层、界面层和反射层的介质,并且被粘合以制成能够使用与DVD中相同的红光波长的光来在各个信息层上进行信息记录和重放的介质重放。介质被制成具有70μm或更小的信息层轨道偏心量。评定中对抖动进行测量。评定在30、40、70、100、和110m/sec的线速度下进行。
如示例7的图13所示,当线速度低于30m/sec时,即使当轨道偏心量是70μm或更高时,也很少发生寻轨失败。而当线速度超过30m/sec时,这种现象开始出现。当线速度超过40m/sec时,寻轨失败的出现频率明显提高,而在40m/sec或更高的线速度下无法稳定地寻轨。另一方面,当偏心量被设为70μm或更低时,可以与线速度无关地进行稳定的寻轨,并且可以在高达110m/sec的线速度下进行稳定的评定。尤其是,由于可重写型介质具有比只读型和一次写入型介质更低的反射率,因此本发明的效果在其中更为突出。
各介质获得8%或更低的抖动值作为目标值。各介质获得“良好”的特性。改善的寻轨稳定性对此结果贡献很大。即使当介质以30m/sec或更高的线速度旋转时也能够达到稳定的记录和重放。尤其是,由于可重写型介质具有比只读型和一次写入型介质更低的反射率,因此本发明的效果在其中更为突出。
示例9
对于只读型介质,反射层被形成在模压有信息的透明基片上,并且该结构通过UV固化树脂而被粘合到另一个基片上,从而制成所谓的单面双层的孪生格式光盘(使用蓝紫波长的介质和使用红光波长的介质(DVD))。介质被制成具有70μm或更小以及40μm或更小的信息层轨道偏心量。评定中对使用蓝紫波长的介质的SbER和PRSNR进行测量,并且对DVD的抖动进行测量。介质被制成具有40μm或更小的信息层轨道偏心量。
各个介质获得5.0×10-5或更低的SbER、15.0或更高的PRSNR、以及8%或更低的抖动值作为目标值。各介质获得“良好”的特性。
示例10
制造与示例1相同的介质,不同之处在于:一种使用与一次写入型DVD相同的基片、有机染料、和反射层的结构,并且该结构被粘合到另一个基片上,以制成能够使用多种波长的激光束在各个信息层上进行信息记录和重放的介质。介质被制成具有70μm或更小以及40μm或更小的信息层轨道偏心量。评定中对使用蓝紫波长的介质的SbER和PRSNR进行测量,并且对DVD的抖动进行测量。介质被制成具有40μm或更小的信息层轨道偏心量。
各个介质获得5.0×10-5或更低的SbER、15.0或更高的PRSNR、以及8%或更低的抖动值作为目标值。各介质获得“良好”的特性。
示例11
作为对示例1至3和7至10中所述的信息记录/重放介质的轨道偏心量进行测量的方法,如果使用了如图12所示的具有在形成各信息层处的不同径向位置之特征的信息记录/重放介质,则测量精度会提高,并且测量时间会缩短。评定可以以几秒钟一个盘的速度进行。
示例12
作为对示例1至3和7至10中所述的信息记录/重放介质的轨道偏心量进行测量的方法,如果使用了如图13所示的具有在形成各信息层处的不同径向位置之特征的信息记录/重放介质,则测量精度会提高,并且测量时间会缩短。评定可以几秒钟一个盘的速度进行。
对比示例1
同示例1中相同的介质被制出,并且所制介质的信息层的轨道偏心量未被控制设为71μm或更高,更具体地说,是71、72、和80μm。所制介质与示例1中的介质相同,然而除了偏心量不同,这些已进行评定的介质是与示例1-1、1-2、1-3等等相同的介质。
当偏心量是71μm或更高时,寻轨变得不稳定,从而妨碍稳定的测量。当偏心量是71m或更高时,在测量中寻轨失败的可能性会升高。在上述示例的测量中,很少发生寻轨失败。然而,当偏心量是71μm或更高时,在某一实验的10次测量中出现了4次寻轨失败。当偏心量是72μm或更高时,在10次测量中出现了7次寻轨失败。当偏心量是80μm时,测量中无法正常寻轨。对于具有71μm和72μm的偏心量的光盘的评定结果,SbER、PRSNR等等无法获得令人满意的特性。因此,无法获得良好的介质。
下面将对信息记录/重放设备和在本实施例中使用各方法时所用的光盘(信息记录介质)的具体布置进行说明。对把槽岸沟槽记录方法用作方法(a)的情形进行描述。
图14是用于说明信息记录/重放设备的实施例的布置的框图。参考图14,控制器143上方的方框主要代表信息存储介质上的信息记录控制系统。信息重放设备的实施例对应于图14中除了信息记录控制系统以外的方框。在图14中,粗实线箭头指明表示重放信号或记录信号的主信息的流动,细实线箭头指明信息的流动,点划线箭头指明基准时钟线,而细虚线箭头指明指令的方向。
图14中示出的信息记录/重放单元141包括光头(未示出)。此实施例在信息重放中使用PRML(部分响应最大似然)方法来获得高密度信息存储介质。作为各种实验的结果,当采用PR(1,2,2,2,1)作为所用的PR类时,发现可以提高线密度,并且可以改善重放信号的可靠性(在出现伺服修正错误比如聚焦失败、寻轨失败等等情况下的解调可靠性)。因此,此实施例采用PR(1,2,2,2,1)。在此实施例中,在调制之后,信道位串依据(d,k;m,n)调制规则(前述说明方法意味着m/n调制的RLL(d,k))记录在信息存储介质上。具体而言,用于把8位数据转换成1 2信道位(m=8,n=12)的ETM(8到12调制)用作调制系统,并且设置了这样的RLL(1,10)的条件:其中连续″0″的最小值被定义为d=1,并且最大值被定义为k=10来作为限定了扫描长度的RLL限制,该RLL限制对调制之后的信道位串中连续″0″的长度加以限制。在本实施例中,为了实现高密度的信息存储介质,信道位间隙被减小到最小。结果是,例如在属于是d=1的模式的重复的模式″101010101010101010101010″已被记录在信息存储介质上并且由信息记录/重放单元141再现所记录数据时,由于该数据接近重放光学系统的MTF特性的截止频率,因此重放原始信号的信号幅度几乎被噪声淹没。因此,把PRML(部分响应最大似然)技术用作来重放记录标记或凹坑的一种方法,该记录标记或凹坑的密度已经达到MTF特性的极限(截止频率)附近。
也即,由信息记录/重放单元141重放的信号受到由PR均衡器电路130进行的重放波形校正。模数转换器169通过与从基准时钟产生电路160送出的基准时钟198的定时相同步对经过PR均衡器电路130的信号进行采样来把它转换为数字量,并且维特比解码器156对此数字数据执行维特比解码处理。经维特比解码处理后的数据被处理成与以限幅电平进行二进制化的传统数据相同的数据。在使用该PRML方法的技术的情况中,如果模数转换器169的采样时间变化,则将增加维特比解码之后的数据误码率。因此,为了提高取样定时的精度,根据本实施例的信息重放装置或信息记录/重放装置具有特别的独立采样定时提取电路(施密特(Schmidt)触发器二进制化电路155和PLL电路174的组合)。
此施密特触发器二进制化电路155的特征在于为二进制化的限制基准电平提供一个具体范围(现实中二极管的正向电压值),并且仅当信号电平超过该具体范围时才进行二进制化。因此,如上所述,当输入模式″101010101010101010101010″时,信号幅度很小,因此不发生进行二进制化的切换。例如在输入比上述的模式粗糙的″1001001001001001001001″等模式时,由于重放原始信号的幅度增加,因此与施密特触发器二进制化电路155的″1″定时同步地发生二进制信号的极性切换。在本实施例中,使用NRZI(不归零反向)技术,并且上述模式的每个″1″的位置与记录标记或凹坑的边缘部分(边界部分)相符合。
PLL电路174检测在属于是施密特触发器二进制化电路155的输出的一个二进制信号和从基准时钟产生电路160发送基准时钟198的一个信号之间的频率和相位中的偏移,以便改变PLL电路174的输出时钟的频率和相位。通过使用PLL电路174的输出信号和在维特比解码器156上的解码特性信息(具体地说,在维特比解码器156中的路径度量存储器(未示出)中的会聚长度信息(到会聚的距离)),基准时钟产生电路160对基准时钟198(的频率和相位)施加反馈控制,以便获得在维特比解码之后的低误码率。由基准时钟产生电路160产生的基准时钟198被用作重放信号处理之时的基准定时。
同步码位置提取单元145通过检测维特比解码器156的输出数据串中混合的同步码的位置来取样输出数据的开始位置。参考这个开始位置,解调电路152对于暂存在移位寄存电路170中的数据执行解调。在本实施例中,解调电路152参考记录在解调转换表记录装置154中的转换表、以每12个信道位的速率解调原始位串。然后,ECC解码电路162对该信号执行纠错处理,随后由去扰电路159执行去扰。预先通过摆频调制把地址信息记录在根据本实施例的可记录型或可重写型或一次写入型的信息存储介质中。摆动信号检测单元135重放这一地址信息(即判断摆动信号的内容),并把访问期望位置所需要的信息提供到控制器143。
下面将给出在控制器143之上的信息记录控制系统的描述。在数据ID产生单元165根据在信息存储介质上的记录位置产生数据ID信息并且CPR_MAI数据产生单元167产生复制控制信息时,数据ID、IED、CPR_MAI、和EDC添加单元168把各种信息,即数据ID、I ED、CPR_MAI以及EDC,添加到待记录的信息中。在由加扰电路157对该信息加扰之后,ECC编码电路161形成ECC块,并由调制电路151把ECC块转换成信道位串。同步码产生/添加单元146把同步码添加到信道位串,并且信息记录/重放单元141将数据记录在信息存储介质中。在调制之时,由DSV(数字和值)计算器148顺序地计算调制之后的DSV值,并且将它们反馈来在调制时作代码转换。
图15示出在数据区、数据导入区、和数据导出区中使用PRML检测方法的信号处理电路。图15中的四分(4-split)光检测器302被固定到图14的信息记录/重放单元141中包括的光头中。在下文中,作为从四分光检测器302的各个光检测单元获得的检测信号的总和的信号将被称为读取信道1信号。图14中的PR均衡器电路130的详细结构包括图15中的从前置放大器电路304到抽头控制器332、均衡器330和偏移消除器336的电路。图15中的PLL电路334是图15中PR均衡器电路130中的一部分,并且表示与图14中的施密特触发器二进制化电路155不同的电路。图15中的高通滤波电路306的基本截止频率被设置在1KHz。前置均衡器电路308使用一个7抽头均衡器(因为使用该7抽头均衡器将电路规模最小化,并能精确检测重放信号)。模数转换电路324的采样时钟频率被设置为72 MHz,并且其数字输出是8位输出。在PRML检测技术中,如果在维特比解调时受到整个重放信号的电平变化(DC偏移)的影响,则可能出现误差。为了消除此影响,偏移消除器336使用从均衡器330输出的信号来消除偏移。在图15所示的实施例中,图14中的PR均衡器电路130执行自适应均衡处理。因此,使用了在使用维特比解码器156的输出信号的均衡器中自动校正抽头系数的抽头控制器332。
图16示出图14或图15所示维特比解码器的结构。支路度量计算器340计算关于输入信号的所有可预测支路的支路度量,并将计算值送到ACS 342。ACS 342是添加-比较-选择(Add Compare Select)的缩写。ACS 342计算通过对应于各个可预测路径来添加支路度量而获得的路径度量,并将计算结果转送到路径度量存储器350。此时,在ACS 342中,参考在路径度量存储器350中的信息来执行一个计算处理。路径存储器346暂存对应于这些路径的可预测路径(转移)状态数据和由ACS 342计算的路径度量值。输出切换单元348比较对应于每个路径的路径度量值,并选择带有最小路径度量值的路径。
图17示出在本实施例中的PR(1,2,2,2,1)类别中的状态改变。由于PR(1,2,2,2,1)类别中可能的状态的改变仅允许按照如图17中所示的来进行,因此维特比解码器156在解码时根据图17中的转换图表来判定可能的(可预测的)路径。
图18示出了本实施例中的信息存储介质的结构和尺寸。作为实施例,这三种类型的信息存储介质被明确说明,即:
·只读而不能记录的“只读型信息存储介质”;
·允许进行一次记录(一次写入记录)的“一次写入型信息存储介质”;以及
·能够任意次重写记录的“可重写型信息存储介质”。如图18所示,所述三种信息存储介质在大多数结构和尺寸上彼此通用。全部三种信息存储介质具有这样的结构:从内圆周侧依次分配烧录区BCA、系统导入区SYLDI、连接区CNA、数据导入区DTLSI、和数据区DTA。除OPT型只读介质之外的全部介质的外圆周部分分配了数据导出区DTLDO。如稍后所述,在OPT型只读介质的外圆周部分分配了中间区MDA。在一次写入型和可重写型介质两者中,信息以凸纹(预制凹坑)的形式记录在系统导入区SYLDI中,并且该区域用于只读(禁用一次写入型记录)。
在只读型信息存储介质中,以凸纹(预制凹坑)的形式在数据导入区DTLDI中记录信息。而在一次写入型和可重写型介质中,数据导入区DTLDI允许以记录标记的形式一次写入地记录新信息(在可重写型中是重写)。如后面所述,在一次写入型和可重写型信息存储介质中,数据导出区DTLDO既包括可一次写入记录(在可重写介质上是重写记录)新信息的区域,也包括以凸纹(预制凹坑)的形式记录信息的只读区域。如前所述,由于使用PRML方法来重放在图1 8所示的数据区DTA、数据导入区DTLDI、数据导出区DTLDO、和中间区MDA中记录的信号,因此可实现信息存储介质密度的提高(尤其是线密度的提高)。另外,由于使用限幅电平检测方法来重放在系统导入区SYLDI和系统导出区SYLDO中记录的信号,因此可以确保与当前DVD的兼容性和重放的稳定性。
不同于当前DVD规范,在图18所示的实施例中,烧录区BCA和系统导入区位置上彼此分开,而不会彼此重叠。这些区域物理上彼此分开,从而能够防止在信息重放时记录在系统导入区SYLDI中的信息和记录在烧录区BCA中的信息相互干扰,并且能够确保高精确度地重放信息。
可以把采用“L→H”型记录介质的在烧录区BCA的分配位置预先形成良好的三维图案的方法作为另一个实施例。在关于图27中的第192字节中的记录标记的极性(“H→L”或“L-→H”的识别符)的信息的说明部分中,将说明该规范不仅包括传统的“H→L”记录薄膜也包括“L→H”记录薄膜,以加宽记录薄膜的选择范围,从而可以提供高速记录和低成本的介质。如稍后所述,本实施例考虑使用“L→H”记录薄膜。通过对记录薄膜进行局部地激光照射,来形成烧录区BCA(条码数据)中记录的数据。
图22示出了可重写型信息存储介质中根据本实施例的参数值。通过减小轨道间距和增加线密度(数据位长度),可重写型信息存储介质具有比只读型或一次写入型信息存储介质更大的记录容量。如稍后所述,由于可重写型信息存储介质采用槽岸-沟槽记录,因此通过降低相邻轨道之间的串扰影响来减小轨道间距。只读型、一次写入型、和可重写型信息存储介质都具有如下特征,即,系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO的数据位长度和轨道间距(对应于记录密度)设置来大于数据导入区DTLDI/数据导出区DTLDO的数据位长度和轨道间距(以降低记录密度)。
通过把系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO的数据位长度和轨道间距设置为接近当前DVD导入区的值,来确保与当前DVD的兼容。在本实施例中,一次写入型信息存储介质的系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO中的凸纹台阶设置来与当前DVD-R的一样浅。这样得到这种效果,即,设置了一次写入型信息存储介质的预制沟槽的较浅的深度,并且提高了来自通过一次记录形成在预制沟槽上的记录标记的重放信号的调制等级。然而,作为反作用,出现了这样的问题,即,来自系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO的重放信号的调制等级降低。为了解决该问题,由于通过使得系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO的数据位长度(和轨道间距)变得粗糙而把最密集位置的凹坑和间隔的重复频率从重放物镜的MTF(调制传递函数)的光关断频率隔绝(从而显著下降),因此能够增加来自系统导入区SYLDI/系统导出区SYLDO的重放信号幅度以确保重放稳定性。
图23A至23F示出了各种信息存储介质中的数据区DTA和数据导出区DTLDO的数据结构之间的比较。图23A示出了只读型信息存储介质的数据结构,图23B和23C示出了可重写型信息存储介质的数据结构,并且图23D至23F示出了一次写入型信息存储介质的数据结构。尤其是,图23B和23D示出了初始状态时(记录前)的数据结构,而图23C、23E和23F示出了记录(一次写入记录或重写记录)进行到某一程度的状态下的数据结构。
如图23A所示,记录在数据导出区DTLDO和系统导出区SYLDO中的数据具有一种数据帧结构(稍后将述),并且这些区中的全部主数据的值被设置为“00h”。在只读型信息存储介质中,整个数据区DTA可以用作用户数据的预记录区201。然而,如稍后所述,在一次写入型信息存储介质和可重写型信息存储介质的实施例中,用户重写/一次写入的可记录范围202至205比数据区DTA窄。
在一次写入型或可重写型信息存储介质中,在数据区DTA的最内侧圆周上设置有SPA。在数据区DTA中产生缺陷时,使用备用区SPA进行备用处理。在可重写型信息存储介质的情况下,备用处理的备用历史信息(缺损管理信息)被记录在图23B和23C中的第三缺损管理区DMA3和第四缺损管理区DMA4中。在一次写入型信息存储介质的情况下,在执行备用处理时的备用历史信息(缺损管理信息)被记录在边界带中包括的记录管理带中记录的内容的复制信息C_RMZ中。在当前DVD-R盘中未进行缺损管理。但是,随着DVD-R盘的制造量的提高,一些具有缺陷位置的DVD-R盘会出现,并且对于改善在一次写入型信息存储介质中记录的信息的可靠性的需要增加。在本实施例中,如图23D至23F所示,在一次写入型信息存储介质上也设置备用区SPA,从而允许通过备用处理进行缺损管理。由于对部分具有缺陷位置的一次写入型信息存储介质进行缺损管理处理,因此能够改善要记录信息的可靠性。
在可重写型或一次写入型信息存储介质中,在出现许多缺损时,如图23C、23D、和23F所示,信息记录/重放设备从用户的角度出发进行判断来自动地把扩展备用区ESPA、ESPA1、和ESPA2设置成如图23B和23D所示的刚刚出售给用户之后的状态,从而扩宽备用位置。这样,通过设置扩展备用区ESPA、ESPA1、和ESPA2,从而可能销售具有由于制造原因而出现的大量缺损的介质。结果,改善了介质的制造成品率来达到介质价格下降。
如图23C、23E、或23F所示,当在数据区DTA中另外确保扩展备用区ESPA、ESPA1、和ESPA2时,用户数据重写或一次写入的可记录范围203和205减小,从而必须管理其相关的位置信息。如稍后所述,在可重写型信息存储介质的情况下,位置信息被记录在从第一缺损管理区DMA1至第四缺损管理区DMA4中和控制数据带CDZ中。在一次写入型信息存储介质的情况下,位置信息被记录在数据导入区DTLDI和出边界BRDO中包括的记录管理带RMZ中。如稍后所述,位置信息被记录在包含在记录管理带RMZ中的记录管理数据RMD中。每当更新管理数据的内容时,就在记录管理带RMZ中添加写入记录管理数据RMD作为更新数据。因此,即使多次重设扩展备用区,也可进行及时的更新和管理。(图23E中所示的实施例表示这样的状态,其中,扩展备用区1 ESPA1先被设置,并且在扩展备用区1ESPA1已被完全使用之后,由于有一些缺陷导致需要设置另一个备用区域,所以另一个扩展备用区2 ESPA2已被及时地设置。)
图23B和23C中示出的第三保护轨道带GTZ3被排列在第四缺损管理区DMA 4和驱动测试带DRTS之间以使其彼此分开,并且保护轨道带4 GTZ4被排列在盘测试带DKTZ和伺服器校准带SCZ之间以使其彼此分开。第三保护轨道带GTZ3和第四保护轨道带GTZ4指定为禁止通过形成记录标记进行记录的区域。由于第三保护轨道带GTZ3和第四保护轨道带GTZ4存在于数据导出区DTLDO中,因此,在这些区域中预先形成了预制沟槽区域(一次写入型信息存储介质)或沟槽区域和槽岸区域(可重写型信息存储介质)。如图22所示,在预制沟槽区域或沟槽区域和槽岸区域中预先记录了摆动地址,从而通过使用该摆动地址来判断信息存储介质中的当前位置。
驱动测试带DRTZ被确定为用于在信息记录/重放装置在信息存储介质中记录信息之前进行试写入的区域。信息记录/重放装置在该区域中预先进行试写入来确定最佳记录条件(写入策略),其后,该装置可在最佳记录条件下在数据区DTA中记录信息。
盘测试带DKTZ是提供给信息存储介质的制造商进行质量测试(评定)的区域。
在SCZ(伺服器校准带)以外的整个数据导出区DTLDO中,预先形成预制沟槽区(一次写入型信息存储介质)或者沟槽区域和槽岸区域(可重写型信息存储介质),从而允许记录(一次写入或重写)记录标记。如图23C和23E所示,在伺服器校准带SCZ中确保有凸凹区211。该区形成了具有凸凹的连续轨道来与数据导出区DTLDO的其它带相连续。这些轨道以螺旋方式连续地沿着信息存储介质的圆周形成了360度的凸凹。确保该区使用DPD(差分相位检测)方法来检测信息存储介质的倾斜量。如果信息存储介质倾斜,则使用DPD方法以循轨误差检测信号幅度产生偏移,从而能够精确地基于偏移量来检测倾斜量并且基于偏移方向来检测倾斜方向。利用该原理,通过在信息存储介质的最外侧圆周部分(数据导出区DTLDO的外侧圆周部分)形成允许进行DPD检测的凸凹,从而能够进行精确的倾斜检测,而不用为图14所示的信息记录/重放单元141中包括的光头添加特殊部件(用于倾斜检测)。而且,通过检测外侧圆周部分的倾斜量,即使在数据区DTA也可(基于倾斜量校正)实现稳定的伺服器控制。
在本实施例中,伺服器校准带SCZ中的轨道间距符合数据导出区DTLD中的其它带的轨道间距,从而能够改善信息存储介质的制造性能,并且通过提高成品率而降低介质的价格。也即,在一次写入型信息存储介质中的数据导出区DTLDO中的其它带中形成了预制沟槽。在制造一次写入型信息存储介质的母盘时,通过设置母盘记录装置的照射部分的进给电动机速度保持恒定来形成预制沟槽。此时,由于伺服器校准带SCZ中的轨道间距符合数据导出区DTLDO中的其它带的轨道间距,从而能够在伺服器校准带SCZ中保持恒定的电动机速度,因此几乎不会出现间距不均匀,从而改善了信息存储介质的制造性能。
作为另一实施例,可以使用调整伺服器校准带SCZ中的轨道间距和数据位长度中的至少一个,以使其符合系统导入区SYLDI中的轨道间距和数据位长度的方法。如前所述,使用DPD方法测量伺服器校准带SCZ中的倾斜量及其倾斜方向,并且还在数据区DTA中利用测量结果来使得数据区DTA中的伺服器控制稳定。作为预测数据区DTA中的倾斜量的方法,通过使用DPD方法来预先测量系统导入区SYLDI中的倾斜量及其方向,并且利用与伺服器校准带SCZ中的测量结果的关系来预测倾斜量和倾斜方向。在使用DPD方法时,与信息存储介质的倾斜相关的检测信号幅度的偏移量和偏移出现的方向根据轨道间距和凸凹的数据位长度而改变。因此,通过伺服器校准带SCZ中的轨道间距和数据位长度中的至少一个被调整以符合系统导入区SYLDI中的轨道间距和数据位长度,在伺服器校准带SCZ和系统导入区SYLDI中与检测信号幅度的偏移量和偏移出现的方向相关的检测特性彼此一致,从而有利于预测数据区DTA中的倾斜量和方向。
如图23D所示,在一次写入型信息存储介质的两个位置,即内圆周侧和外圆周侧设置驱动测试带DRTZ。当驱动测试带DRTZ中进行的试写入操作次数增加时,可通过精确地改变参数来详细地搜索最佳记录条件,从而改善数据区DTA上的记录精确度。可重写型信息存储介质允许通过覆写重复使用该驱动测试带DRTZ。然而,如果通过增加在一次写入型信息存储介质中进行试写入的次数来提高记录精确度,则会出现驱动测试带DRTZ被很快用尽的问题。为了解决该问题,本实施例的特征在于,可从外圆周向内圆周方向设置扩展驱动测试带EDRTZ,从而扩展驱动测试带。本实施例具有如下典型特征,其与设置扩展驱动测试带的方法和在扩展驱动测试带中试写入的方法相关。
1)从外圆周方向向内圆周侧顺序地一起设置(构造)扩展驱动测试带EDRTZ
…在23E中,扩展驱动测试带1 EDRTZ1被设置为从数据区中最靠近外圆周(最靠近数据导出区DTLDO)的位置的相当大的区。在扩展驱动测试带1 EDRTZ1被用尽之后,能够接下来把扩展驱动测试带2 EDRTZ2设置为存在于带1 EDRTZ1的内圆周侧的相当大的区。
2)从一个扩展驱动测试带EDRTZ中的内圆周侧顺序地进行试写入。
…在扩展驱动测试带EDRTZ中进行试写入时,沿着从内圆周侧向外圆周侧以螺旋型排列的沟槽区域进行这种试写入,并且对紧接在先前试写入(已记录)的位置之后的未记录位置进行当前试写入。
数据区具有这样的结构:其中沿着从内圆周侧向外圆周侧以螺旋型排列的沟槽区域214进行一次写入记录。由于可以使用用于对先前试写入位置之后的位置顺序进行添加记录试写入信息的方法进行从“确认紧靠在前的试写入的位置”到“执行当前试写入”的处理,因此不仅使试写入处理得以简化,并且使得对扩展驱动测试带EDRTZ中已经进行了测试写入的位置的管理变得简单。
3)数据导出区DTLDO可以预设置来包括扩展驱动测试带
…图23E示出了这样的示例,其中,数据区DTA中的扩展备用区ESPA1和扩展备用区ESPA2被设置在两个位置处,并且扩展驱动测试带EDRTZ1和扩展驱动测试带EDRTZ2被设置在两处。在该情况下,如图23F所示,本实施例的特征在于,可把包括直到扩展驱动测试带EDRTZ2的区重设为数据导出区DTLDO。在重设数据区DTA的范围的同时与此区域的重设一起进行范围缩窄,则数据区DTA中的用户数据的一次写入可记录范围205的管理变得容易。如图23F所示,重设范围时,如图23E所示的扩展备用区1 ESPA1的设置位置被认为是“已经用尽的扩展备用区”,并且对其进行管理,使得未记录区(可进行一次写入记录的试写入的区)仅存在于扩展驱动测试带EDRTZ中的扩展备用区ESPA2中。在此情况下,记录在扩展备用区ESPA1中的并作为备用信息的无损信息被整体传送到扩展备用区ESPA2中非备用区的位置,从而重写缺损管理信息。
图24示出用于在驱动测试带进行试写的记录脉冲的波形(写策略),图25示出记录脉冲形状的定义。
使用带有峰值功率、第一偏置功率、第二偏置功率、和第三偏置功率的照射脉冲而在光盘上覆写标记和间隔。使用在峰值功率和第三偏置功率之间进行调制的照射脉冲而在光盘上覆写标记。通过第一偏置功率的照射脉冲而在光盘上覆写间隔。
SbER是用于评定随机误差的工具,其对应于由随机误差导致的误码率。
在测量PRSNR和SbER之前,使用最小方差(MSE)算法来计算均衡器系数。
如图24所示,记录脉冲是光学脉冲串。
2T标记的记录脉冲包括单脉冲和后续的第二偏置功率脉冲。3T标记的记录脉冲包括第一脉冲、末脉冲、以及后续的第二偏置功率脉冲。超过3T的标记的记录脉冲包括第一脉冲、多脉冲串、末脉冲、以及后续的第二偏置脉冲。T是信道时钟周期。
2T标记的记录脉冲结构
在TSFP持续期之后,单脉冲从NRZI信号的导引边沿开始产生,并且在NRZI信号的后续边沿之前1T-TELP处结束。单脉冲的周期是1T-TELP+TSFP。TELP和TSFP记录在控制数据带中。单脉冲之后的第二偏置功率的周期是TLC。TLC记录在控制数据带中。
超过2T的标记的记录脉冲结构
在TSFP持续期之后,第一脉冲从NRZI信号的导引边沿开始产生,并且在NRZI信号的后续边沿之后持续TEFP以后结束。TELP和TSFP记录在控制数据带中。对应于4T到13T的记录脉冲形成多脉冲串。多脉冲串包括每一个具有一个周期T的脉宽TMP的脉冲的重复。多脉冲串的产生从NRZI信号的导引边沿之后2T处开始,而多脉冲串的末脉冲的产生在NRZI信号的后续边沿之前2T处结束。TMP记录在控制数据带中。
末脉冲在NRZI信号的导引边沿之前1T-TSLP处开始产生,并且在NRZI信号的后续边沿之前1T-TELP处结束。
TELP和TSLP记录在控制数据带中。
末脉冲后面的第二偏置功率的脉冲宽度是TLC。TLC记录在控制数据带中。
TEFP-TSFP、TMP、TELP-TSLP、和TLC是全脉宽和半脉宽的最大周期。图25定义了全脉宽和半脉宽的最大周期。导引周期Tr和后续周期Tf是1.5ns或更少。导引周期Tr和后续周期Tf之差是0.5ns或更少。
TSFP、TEFP、TSLP、TELP、TMP、和TLC各以(1/32)T的长度记录在控制数据带中,并且取下列值。
TSFP处在0.25T(含)到1.50T(含)的范围内。
TELP处在0.00T(含)到1.00T(含)的范围内。
TEFP处在1.00T(含)到1.75T(含)的范围内。
TSLP处在-0.10T(含)到1.00T(含)的范围内。
TLC处在0.00T(含)到1.00T(含)的范围内。
TMP处在0.15T(含)到0.75T(含)的范围内。
适当的控制参数TSFP、TELP、和TLC具有下列限制。
TSFP的最大值和最小值之间的差值是0.50T或更小。
TELP的最大值和最小值之间的差值是0.50T或更小。
TLC的最大值和最小值之间的差值是1.00T或更小。
单脉冲的宽度1T-TSFP+TELP处在0.25T(含)到1.50T(含)的范围内。
这些参数的精度控制在±0.2ns。
如果第一脉冲和多脉冲串的峰值功率周期彼此重叠,则其组合峰值功率周期是这些峰值功率周期的连续周期的总和。如果第一脉冲和末脉冲的峰值功率周期彼此重叠,则其组合峰值功率周期是这些峰值功率周期的连续周期的总和。如果多脉冲串的最后一个脉冲与末脉冲的峰值功率周期彼此重合,则其组合峰值功率周期是这些峰值功率周期的连续周期的总和。
记录功率具有四个等级:峰值功率、第一偏置功率、第二偏置功率、和第三偏置功率。它们是用于在光盘的读表面上进行照射以记录标记和间隔的光功率。
峰值功率、第一偏置功率、第二偏置功率、和第三偏置功率记录在控制数据带中。峰值功率的最大值不超过例如10.0mW。第一偏置功率、第二偏置功率、和第三偏置功率的最大值不超过例如4.0mW。
单脉冲、第一脉冲、和末脉冲的平均峰值功率满足下列要求。
|(平均峰值功率)-(峰值功率)|≤峰值功率的5%
平均第一偏置功率和平均第二偏置功率满足下列要求。
|(平均第一偏置功率)-(第一偏置功率)|≤第一偏置功率的5%
|(平均第二偏置功率)-(第二偏置功率)|≤第二偏置功率的5%
多脉冲串的平均功率是测量周期内功率的瞬态值。
测量周期包括多脉冲串的全部脉冲,并且是T的整数倍。多脉冲串的平均功率满足下列要求。
|(多脉冲串的平均功率)-(峰值功率+第三偏置功率)/2|≤(峰值功率+第二偏置功率)/2的5%
所述功率的瞬态值是实际功率的瞬态值。
所述平均功率是处在预定的功率范围内的功率瞬态值的平均值。
所述功率平均值的功率范围满足下列要求。
峰值功率的平均值:|(实际功率)-(峰值功率)|≤峰值功率的10%
第一偏置功率的平均值:
|(实际功率)-(第一偏置功率)|≤第一偏置功率的10%
第二偏置功率的平均值:
|(实际功率)-(第二偏置功率)|≤第二偏置功率的10%
第三偏置功率的平均值:
|(实际功率)-(第三偏置功率)|≤第三偏置功率的10%
平均功率的测量周期不超过每个脉冲脉宽的周期。
功率的瞬态值满足下列要求。
|(峰值功率的瞬态值)-(峰值功率)|≤峰值功率的10%
|(第一偏置功率的瞬态值)-(第一偏置功率)|≤第一偏置功率的10%
|(第二偏置功率的瞬态值)-(第二偏置功率)|≤第二偏置功率的10%
|(第三偏置功率的瞬态值)-(第三偏置功率)|≤第三偏置功率的10%
为了精确地控制标记边缘的位置,对第一脉冲、末脉冲、和单脉冲的定时进行调制。
NRZI的标记长度分为M2、M3、和M4。标记长度M2、M3、和M4表示2T、3T、和3T或更长。
紧靠在标记之前的NRZI间隔长度分为LS2、LS3、和LS4。间隔长度LS2、LS3、和LS4表示2T、3T、和3T或更长。
紧靠在标记之后的NRZI间隔长度分为TS2、TS3、和TS4。间隔长度TS2、TS3、和TS4表示2T、3T、和3T或更长。
把TLC作为NRZI标记长度的类别的函数来进行调制。因此,TLC取下面的三个值。
TLC(M2)、TLC(M3)、TLC(M4)
TLC(M)表示当NRZI信号的标记长度的类别为M时TMC的值。
这三个TLC值记录在控制数据带中。
把TSFP作为NRZI的标记长度以及紧靠在标记之前的NRZI间隔长度的类别的函数来进行调制。因此,TSFP取下面的9个值:
TSFP(M2,LS2),TSFP(M3,LS2),TSFP(M4,LS2),
TSFP(M2,LS3),TSFP(M3,LS3),TSFP(M4,LS3),
TSFP(M2,LS4),TSFP(M3,LS4),TSFP(M4,LS4)。
TSFP(M,LS)表示当NRZI信号的标记长度的类别为M并且紧靠在标记之前的NRZI间隔长度的类别为LS时的值。这9个TSFP值记录在控制数据带中。
把TELP作为NRZI的标记长度以及紧靠在标记之后的NRZI间隔长度的类别的函数来进行调制。因此,TELP取下面的9个值:
TELP(M2,TS2),TELP(M3,TS2),TELP(M4,TS2),
TELP(M2,TS3),TELP(M3,TS3),TELP(M4,TS3),
TELP(M2,TS4),TELP(M3,TS4),TELP(M4,TS4)。
TELP(M,TS)表示当NRZI信号的标记长度的类别为M并且紧靠在标记之后的NRZI间隔长度的类别为TS时的值。这9个TELP值记录在控制数据带中。
TSFP的值由标记长度和导引间隔长度的函数a到i表示(见图43A),TELP的值由标记长度和后续间隔长度的函数j到r表示(见图43B),而TLC的值由标记长度的函数s到u表示(见图43C)。
图26示出了控制数据带CDZ和R物理信息带RIZ的数据结构。如图26所示,控制数据带CDZ包含物理格式信息PFI和盘制造信息DMI,并且R物理信息带RIZ包含相同的盘制造信息DMI和R物理格式信息R_PFI。
盘制造信息DMI记录了与盘制造国家名称相关的信息251和盘制造商的国家信息252。当售出的信息存储介质侵犯了专利权时,侵权警告通常被发送到制造地点所在的国家或者消费(使用)该信息存储介质的国家。由于每个信息存储介质中都要求记录前述信息,所以可以通过判定制造地点(国家名称)来简化专利侵权警告的发送,从而保护知识产权并促进技术进步。而且,盘制造信息DMI也记录其它盘制造信息253。
本实施例的特征在于,根据物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI中的记录位置(相对于头的字节位置),指定要被记录的信息的类型。具体来说,作为物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI中的记录位置,在从字节0到字节31的32字节区中记录DVD系列中的公共信息261;把作为本实施例的主题HD_DVD系列中的公共信息262记录在从字节32到字节127的96个字节中。把与规范类型或部分版本相关的独有信息(具体信息)记录在从字节128到字节511的384个字节中;并且把对应于每一修订的信息记录在从字节512到字节2047的1536个字节中。这样,通过根据信息的内容公共使用物理格式信息中的信息分配位置,从而可部考虑介质类型公共使用记录信息的位置。因而能够公共进行或简化信息重放设备或者信息记录/重放设备的重放处理。如图26所示,记录在字节0到字节31中的DVD系列中的公共信息261进一步分为:公共记录在全部只读型信息存储介质、可重写型信息存储介质、和一次写入型信息存储介质的字节0到字节16中的信息267;和信息268,其公共记录在可重写型信息存储介质中和一次写入型信息存储介质中,从字节17到字节31,但是不记录在只读型介质中。
图27是示出包含在物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI中的具体信息内容、和根据如图26所示的物理格式信息PFI中的信息的介质类型(只读型、可重写型,或一次写入型)所进行的比较的表。记录在DVD家族中的公共信息261中对于全部只读型、可重写型,或一次写入型介质通用的信息267,从字节位置0至16顺序记录:规范类型(只读型/可重写型/一次写入型)信息和版本号信息;介质大小(直径)和最大数据传输速率信息;介质结构(单层或双层、是否存在凸凹/一次写入区/可重写区);记录密度(线密度和轨道密度)信息;数据区DTA的分配位置信息;以及是否存在烧录区BCA的信息(存在于本实施例的全部介质中)。
在DVD家族的公共信息261中对重写型和一次写入型介质通用记录的信息268,记录有:从字节28至字节31顺序记录规定了最大记录速度的修订号信息、用于规定最小记录速度的修订号信息、修订号表(应用修订号)、等级状态信息、和扩展(部分)版本信息。本实施例的特征在于,从字节28至31所提供的信息用来根据物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI的记录区中的记录速度来提供修订信息。传统上,随着记录速度提高到诸如2倍速或4倍速等等的介质的发展,需要根据个案重新制定新规范,这是相当麻烦的。
如后续实施例所述,本发明致力于得出这些设备装置、数据结构、和介质配置的优选组合。这些组合对于获得更稳定的记录/重放是非常重要的。
由于ECC块等的结构到物理扇区的结构已经在转换序列示例图中给出了配置,数据帧的结构示例图、ECC块结构的示例图、已加扰的帧序列的示例图、PO交织方法的示例图、物理扇区的结构示例图、同步码的图案内容的示例图等等和数据结构等一起在误差校正处理中起到很重要的作用,因此它们是使得能够在信息重放设备和信息存储介质中获得高密度和高稳定性的重要部分。如下文所述,在已经写入有信息(数据)的介质上进行信息的一次写入记录时,记录是从已记录信息的末尾部分之后开始进行,从而无损地在信息存储介质上记录信息。在这种情况下,尽管信息会被部分地重写,本发明的信息存储介质的配置由于具有高OW擦除率而特别适用于此情况。
图28示出直到形成待记录在信息存储介质上的物理扇区结构为止的转换过程的示意图,其中通过从记录用户数据的数据帧结构中以2048字节的大小配置ECC块、并且附加同步码来形成该物理扇区结构。此转换过程为只读型、一次写入型、和可重写型信息存储介质所共用。根据每一转换阶段,定义数据帧、加扰帧、记录帧、和记录数据字段。数据帧是记录用户数据的位置,该数据帧包括:2048字节的主数据;四字节的数据ID;两字节的ID检错码(IED)字段;保留字节(六字节)RSV;和四字节检错码(EDC)。首先,在IED(ID检错码)被添加到数据ID(下文所述)后,把六个保留字节和2048字节的主数据加入数据帧,并且把检错码(EDC)加入数据帧。然后,对主数据加扰。交叉式里德-所罗门纠错码被用在这些加扰的32个数据帧中(加扰帧),进行ECC编码处理操作。通过这样的处理来形成记录帧。该记录帧的每一个包括外部码奇偶校验位PO和内部码奇偶校验位PI。该奇偶校验码PO和PI是为各自包括32个加扰帧的ECC块而产生的纠错码。如上所述,该记录帧受ETM(8到12调制)将8数据位转换为12信道位。在每91字节中添加同步码SYNC以形成32个物理扇区。如图28所示较低的右侧帧所述,本实施例的特征在于32个扇区形成误差校正单元(ECC块)。如下所述,图30或图31所示每帧中数字“0”到“31”表示物理扇区号,并且这32个物理扇区“0”到“31”的总和构成大的ECC块。
下一代DVD在即使程度和现在一代DVD的一样的划痕附着在信息存储介质表面的情况下也需要能够通过误差校正处理进行精确信息的重放。本实施例中,记录密度已被改善从而提高了容量。结果,在传统DVD的一个ECC块=16扇区的情况下,可经误差校正纠正物理划痕的长度比传统DVD的小。而在本实施例中,由于ECC块由32个扇区组成,从而可以增加信息存储介质表面经误差校正允许的划痕长度,并保证当前DVD中ECC块结构的兼容性和格式的连续性。
图29示出数据帧的结构图。一个数据帧由172字节×2×6行,即2064字节组成,并包括2048字节的主数据。IED是ID检错码的缩写,表示用于在重放数据ID信息时进行误差检测的附加码。REV是“保留”的缩写,表示今后进行信息设置的保留区。EDC为检错码的的缩写,表示用于整个数据帧误差检测的附加码。
图30示出本实施例的ECC块结构。ECC块由连续的32个加扰帧构成。垂直方向排列了192行+16行,水平方向排列了(172+10)×2列。B0,0,B1,0…分别是一字节。PO和PI为纠错码,分别是外部奇偶校验位和内部奇偶校验位。本实施例形成使用乘积码的ECC块结构。也就是说,本实施例形成一种把待记录于信息存储介质上的数据二维排列的结构,并且作为误差校正附加位,PI(奇偶校验输入)和PO(奇偶校验输出)分别被加入“行”向和“列”向中。通过形成采用乘积码的ECC块结构,能保证通过擦除校正和垂直、水平方向上的重复校正处理实现的高效误差校正能力。
与传统DVD中ECC块结构不同,图30所示的ECC块结构的特征在于,两个PI码被置于同一“行”。也就是说,图30中间描述的10字节大小的PI码被添加到排列在其左侧的172字节中。具体来说,从B0,172到B0,181的10字节的PI码被添加到从B0,0到B0,171的172字节数据中;从B1,172到B1,181的10字节PI码被添加到从B1,0到B1,171的172字节数据中。
图30右侧最后所述的10字节大小的PI码被添加到图30左侧和中间位置排列的172字节的数据中。具体来说,例如,从B0,354到B0,363的10字节PI码被添加到B0,182到B0,353的172字节数据中。
图31是加扰后的帧阵列的示意图。(6行×172字节)单元被处理为一个已加扰帧。也就是说,一个ECC块由32个连续的已加扰帧构成。此外,该系统运用一对块(182字节×208字节)。L被指定为左边ECC块的已加扰帧的帧号,R被指定为右边ECC块的已加扰帧的帧号。结果,已加扰帧的排列如图31所示。也就是说,右侧和左侧的已加扰帧在左边的块中交替出现,也在右边的块中同样交替出现。
也就是说,一个ECC块由连续的32个已加扰帧构成。每一奇数扇区的左半行与右半行交换。172×2字节×192行与172字节×12行×32加扰帧等价,并形成一个数据区。16字节的PO码被添加在每一172×2列中构成外部码RS(208,192,17)。10字节PI码(RS(182,172,11))被添加到左右块每一个的208×2行中。PI码也被添加到PO行中。每个帧中的数字表示了加扰的帧号,后缀R与L表示加扰帧的右边和左边。
本实施的典型特征在于,一个数据帧的内容分散在多个小ECC块中。具体来说,本实施例中,一个大ECC块由两个小ECC块组成,而一个数据帧的内容交替分配在两个小ECC块中。如上所述,在图30的中间描述的10字节大小的PI码被添加到排列在其左侧的172字节中,右边末尾所描述的10字节大小的PI码被添加到排列在其左侧和中间位置的172字节中。也就是说,左边的小ECC块由从图30左边最后的172字节和172字节之后的10字节PI码组成,右边的小ECC块由中间的172字节和右边末尾处的10字节PI码组成。每一帧的标记在图31中对应于这些结构来确定。例如,图31中的“2-R”等表示数据帧号以及其内容属于左右小ECC块中的哪一个(例如,第二数据帧的内容属于右边小ECC块)。如下所述,一个物理扇区中的数据也被交替分配到右侧和左侧的小ECC块中以最终形成各个物理扇区(图32中左边的列的数据包括在左侧小ECC块中(图42所示左边的小ECC块A),右边的列包括在右侧小ECC块中(图42所示右边的小ECC块B))。
通过把数据帧的内容分配到多数个小ECC块中,可以改善物理扇区(图33A和图33B)中数据的误差校正能力,并提高记录数据的可靠性。例如,考虑一种情况,其中在记录另一组数据以覆写已记录的数据、从而破坏一个物理扇区的数据期间,发生寻轨失败。由于本实施例对使用两个小ECC块的扇区中的被损数据进行误差校正,因此一个ECC块上的误差校正的负担减小,从而确保了高性能的误差校正。在本实施例中,由于即使在形成ECC块之后,数据ID也被分配在每个扇区的开始位置,因此可以确保对数据位置的高速访问。
图32是PO交织方法的示例图。如图32所示,16个奇偶校验行按行分配。也就是说,对每两个记录分配16个奇偶校验行的每一个。因此,由12行形成的记录帧变成12行+1行。进行行交织之后,13行×182字节称为一个数据帧。因此,行交织之后的ECC块由32个记录帧构成。如上图31所述,在一个记录帧中,左块和右块各有6行。PO字节被分配在左块(182×208字节)和右块(182×208字节)之间的不同行。图32示出一个已经完成的ECC块。然而,在实际的数据重放时,这些ECC块连续访问误差校正处理单元。为了改善误差校正的校正性能,采用了如图32所示的交织方法。
下面使用图42详细描述从图29所示数据帧结构到图32所示的PO交织方法之间的关系。图42允许通过图32中所示PO交织后的ECC块结构的上部分的放大示例图来观察从图29到图32的转化关系,并且清楚地指明了放大图的图29中所示的数据ID,IED,RSV和EDC的分配位置。“0-L”,“0-R”,“1-R”和“1-L”分别与图3 1所示的“0-L”,“0-R”,“1-R”和“1-L”一致。“0-L”和“1-L”表示图29所示的左边的主数据,即中间线左侧的172字节×6行的块,被加扰后得到的数据。同样的,“0-R”和“1-R”表示图29所示的右边的主数据,即中间线右侧的172字节×6行的块,被加扰后得到的数据。因此,从图29可以明显看出,数据ID,IED,RSV从“0-L”或“1-L”的首个行(第0行)开始依次排列到第12字节。
如图33A和33B示出物理扇区结构。图33A显示了偶数物理扇区结构,图33B显示了奇数数据结构。在图33A和图33B中,图32所示的外部奇偶校验PO信息被插入每个偶数和奇数记录数据字段的最后2个同步帧(即,包括最后同步码SY3和后续同步数据的帧,以及包括同步码SY1和后续同步数据的帧)的同步数据字段中。
图31所示的左边PO的字节被插入偶数记录数据字段的最后2个同步帧,图31所示的右边PO的字节被插入奇数记录数据字段的最后2个同步帧。如图31所示,ECC块分别由左右小ECC块组成,不同PO组的数据根据不同扇区被交替的插入(属于左边小ECC块的PO数据或属于右边小ECC块的PO)。图33A所示偶数物理扇区结构和图33B所示奇数数据结构被中线分成两部分。左边“24+1092+24+1092信道位”包括在图30或图31所示的左边小ECC块中,右边“24+1092+24+1092信道位”包括在图30或图31所示的右边小ECC块中。
当图33A和图33B所示的物理扇区结构被记录于信息存储介质时,该结构被连续一列接一列的记录。因此,例如,在图33A所示的偶数物理扇区结构的信道位数据被记录在信息存储介质的情况下,第一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中,下一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中。此外,下一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中。相反,在图33B所示奇数数据结构的信道位数据被记录在信息存储介质的情况下,第一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中,下一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中。此外,下一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中。
如上所述,本实施例特征在于,相同物理扇区中的数据每2232个信道位交替分配到2个小ECC块中。换句话说,物理扇区形成这种形式,右边小ECC块中和左边小ECC块中的数据可交替的按每2232个信道位进行分配,然后被记录在信息存储介质中。结果,可提供了一种强于对付突发错误的结构。例如,考虑如下的状况,即在信息存储介质圆周方向上形成纵向划痕,发生不能读取超过172字节数据的突发误差。这样,由于超过172字节的突发误差被分配在2个小ECC块中,从而减小ECC块中误差校正的负担,保证了误差校正的很好性能。
如图33A和图33B所示,本实施例特征在于,根据判断形成有ECC块的物理扇区的物理扇区编号是偶数或奇数,物理扇区的数据结构互不相同。也即,采用下列结构:
(1)物理扇区中第一个2232信道位数据属于不同的小ECC块(右边或左边)。
(2)针对各个扇区交替插入互不相同的PO组数据。
结果,即使形成ECC块之后,由于保证了在所有物理扇区的头位置设置数据ID的结构,因此访问数据位置时可确保很高的速度。通过把属于不同小ECC块的PO数据一起插入到相同物理扇区中,简化了图32所示利用PO插入法的方法和结构,从而在信息重放装置误差校正处理之后,使得对各个扇区进行信息提取变得更容易,因此简化了信息记录/重放装置中ECC块数据的组合过程。
作为实际的完成上面内容的方法,一种具有不同的PO交织和左右侧插入位置的结构被采用。图32中用窄双线表示的部分或窄双线加阴影表示的部分表示PO交织和插入位置。PO被插入偶数物理扇区号的左边最后的位置,并被插入奇数物理扇区号的右边最后的位置。利用这种结构,由于数据ID被配置在物理扇区的开始位置,因此即使形成ECC块之后也能够确保对数据位置的高速访问。
图35示出调制块的排列。
代码表352按照下式根据数据字B(t)和状态S(t)计算代码字X(t)和后续状态S(t+1):
X(t)=H{B(t),S(t)}
S(t+1)=G{B(t),S(t)}
其中H是代码字输出函数,而G是后续状态输出函数。
状态寄存器358从代码表352接收后续状态S(t+1),并把(当前)状态S(t)输出到代码表352。
代码转换表中的1 2信道位包括以“0b”和“1b”表示的星号位“*”和井号(sharp)位“#”。
代码转换表中的星号位“*”表示该位是合并位。转换表中的一些代码字在其LSB位置处具有合并位。由代码连接器354根据合并位后面的信道位来把该合并位设为“0b”或“1b”。如果后面的信道位是“0b”,则合并位被设为“1b”。如果后面的信道位是“1b”,则合并位被设为“0b”。
转换表中的井号位“#”表示该位是DSV控制位。DSV控制位在DSV控制器356执行直流分量抑制控制时被确定。
参考图36,对本实施例中多种信息存储介质的数据记录格式的比较进行说明。图36(a)示出传统只读型信息存储介质DVD-ROM、传统一次写入型信息存储介质DVD-R、和传统可重写型信息存储介质DVD-RW中的数据记录格式。图36(b)示出本实施例的只读型信息存储介质的数据记录格式。图36(c)示出本实施例的一次写入型信息存储介质的数据记录格式。图36(d)示出本实施例的可重写型信息存储介质的数据记录格式。如图36(a)所示的传统只读型信息存储介质DVD-ROM、传统一次写入型信息存储介质DVD-R、和传统可重写型信息存储介质DVD-RW中,ECC块由16个物理扇区组成。不同于传统介质,在本实施例中如图36(b)到图36(d)和图32所示,ECC块由32个物理扇区组成。本实施例特征在于,有与同步帧长度433同样长度的保护字段442到448被确保提供于相邻的ECC块#1 411到#8 418之间。
在传统只读型信息存储介质DVD-ROM中,如图36所示,ECC块#1 411到#8 418被连续记录。当为了保持与传统的只读型信息存储介质DVD-ROM兼容的数据记录格式、而在传统的一次写入型信息存储介质DVD-R和传统的可重写型信息存储介质DVD-RW上执行称为受限的覆写的一次写入或重写处理时,ECC块上的一些数据会被覆写破坏,从而产生了重放时数据可靠性严重劣化的问题。相反,与在本实施例中类似,如果保护字段442到448被分配在相邻的数据字段(ECC块)之间,则重写位置被限制在保护字段442到448,从而避免对数据字段(ECC块)的数据破坏。
本实施例次要特征在于:保护字段442到448每一个的长度都符合一个同步帧大小的同步帧长度433。如图33A到图31所示,同步码以同步帧长度433的恒定间隔(1116信道位)分配,图14所示的同步码位置提取单元145按照此固定周期间隔来抽取同步码位置。在本实施例中,由于即使在重放访问扩展到保护字段442到448时同步帧间隔也保持不变,,因此重放时易于进行同步码位置检测。
此外,为了:
(1)通过匹配在即使延伸到保护字段442到448的位置上的同步码产生频率,来提高对同步码位置的检测精度;以及
(2)易于对包括保护字段442到448的物理扇区的位置进行判断;同步码(同步数据)被分配在保护字段。特别的,如图38所示,后同步码字段481被置于保护字段442到448开始位置,带有同步码号“1”的同步码“SY1”被分配在该后同步码字段481中。从图33A和33B中可以看出,物理扇区中三个连续同步码的同步码号组合在所有位置中互不相同。因此,根据任意区三个连续同步码的同步码号的组合,不仅对物理扇区的位置信息,还可对保护字段以及物理扇区中的位置进行判定。
图38示出图36所示的保护字段441到448的详细结构图。物理扇区中的结构包括同步码431和同步数据432的组合。本实施例特征在于:保护字段441到448的每一个都包括同步码433和同步数据434的组合,并且按照与扇区中的同步数据432相同的调制规则进行了调制的数据被分配在保护字段#3 443中的同步数据字段434中。
在本发明中,由图30所示32个物理扇区组成的ECC块#2 412中的字段称为数据字段470。
数据字段470被重放时,图38中VFO(变频振荡器)字段471和472被用于获得信息重放装置或信息记录/重放装置的同步基准时钟。进行如后所述的一般调制之前的数据,即记录在VFO字段471和472中的数据内容,是“7Eh”的重复,并且调制之后实际记录的信道位模式为“010001000100”的重复(连续重复三个“0”的模式)。为得到这种模式,需要在调整中将VFO字段471和472的首字节设置为状态2。
预同步字段477和478表示VFO字段471和472与数据字段470之间的分界线位置,调制后记录信道位模式是“100000 100000”的重复(连续5个“0”被重复的模式)。该信息重放装置或信息记录/重放装置在预同步字段477和478检测“100000 100000”重复模式的模式变化位置来识别数据字段470的附近。
后同步码字段481表示数据字段470的结束位置以及保护字段443的开始位置。后同步码字段481的模式与同步码中“SY1”的模式一致。
附加字段482用来进行复制控制或非法复制保护。如果该字段不用于进行复制控制或非法复制保护,该字段如信道位一样被置为全“0”  。
在缓冲字段474和475中,调制前的数据与VFO字段471和472的数据相同,即“7Eh”的重复,调制之后实际记录的信道位模式为“010001 000100”的重复模式(连续3个“0”被重复的模式)。为获得此模式,需要在调制中将VFO字段471和472的开始字节设置在状态2。
如图38所示,记录“SY1”模式的后同步码字段481与该同步码字段433一致;从紧接在后同步码字段481到预同步字段478的附加字段与该同步数据字段434一致。从VFO字段471到缓冲字段475(即,包括数据字段470的字段及其前后的保护字段)的字段称为数据段490并且表示与后述的“物理段”不同的内容。图38中所示的每项数据的数据容量由调制前的数据字节数表示。
本实施例不限于图38所示的结构,并可以采用下面方法作为另一实施例。也就是说,该预同步字段477被设置在VFO字段471和472中间,而不是将预同步字段477分配在在VFO字段471和数据字段470之间的分界线部分。在另一实施例中,通过延长位于数据字段470的头位置的同步码“SYO”和预同步字段477之间的距离作为临时同步位置来得到较大的距离相关性,其中该预同步字段477用作实际同步位置的距离相关信息(尽管与另一同步位置的距离不同)。如果检测同步位置失败,则同步被插入到由临时同步位置产生的实际位置会被检测出的位置。另一实施例的特征在于:该预同步字段477与实际同步(“SYO”)之间间隔很小。如果预同步字段477被设置在VFO字段471和472之间,则由于读时钟PLL未被锁定而使得预同步作用变弱。因此,希望该预同步字段477被设置在VFO字段471和472中间位置。
如上所述,当在已经写有一定信息(数据)的介质上进行信息的一次写入记录时,为了无损地在信息存储介质上记录数据,必须在已有的记录信息的末端之后进行记录。在这种情况下,尽管信息会被部分地重写,下面实施例中描述的信息存储介质的配置由于具有高OW擦除率而特别适用于此情况。在使用下一代大容量介质的时代,由于所处理的信息量很大,可重写型介质的数据一次写入特性也非常重要。使用本发明的光学记录介质,可以获得更高密度和更高可靠性的介质,并且可以更加稳定地进行记录/重放。
图39示出用于在可重写型信息存储介质中记录可重写数据的数据记录方法。本实施例的一次写入型信息存储介质中记录簇的布局将以图39中所示布局为示例加以说明。然而本发明不限于此具体布置,并且可重写型信息存储介质可以采用图39中所示的布局。图39(a)示出与上述图36(d)相同的内容。在本实施例中,与可重写数据相关的重写处理可在图39(b)和39(e)中所示的各记录簇540和541中实现。如下所述,一个记录簇包括一个或多个数据段529到531以及设置在记录簇末尾的扩展保护字段528。也就是说,记录簇541的开始位置与数据段531的开始位置一致,该簇从VFO字段522开始。
在连续记录多个数据段529和530的情况下,由于多个数据段529和530被连续分配在一个记录簇540中,并且分配在数据段529末尾处的缓冲字段547和下一个数据段开始处的VFO字段532相连接,因此它们的相位(记录时的记录基准时钟的相位)彼此一致,如图39B和图39C所示。当连续记录终止时,扩展保护字段528被设置在记录簇540的末尾位置。扩展保护字段528的数据容量与调制前作为数据的24数据字节容量一样。
从图39A和图39C之间的相关性明显看出,可重写型保护字段461和462包括:后同步字段546和536;附加字段544和534;缓冲字段547和537;VFO字段532和522;以及预同步字段533和523。扩展保护字段528仅被设置在连续记录终止的位置。
为了比较重写单元的物理范围,图39(c)示出记录簇540的一些作为信息重写单元的字段;图39(d)示出记录簇541的一些作为后续重写单元的字段。本实施例的特征在于,进行重写以便扩展保护字段528和随后的VFO字段522在重写时部分地相互重叠在复制位置541(K3点)。通过对字段部分重叠地重写信息,可以避免在记录簇540和541之间产生间隔(未形成记录标记的区域),以消除单面、双记录层可记录型信息存储介质中的层间串扰,从而对平稳重放信号进行检测。
本实施例的一个数据段中可重写数据的容量为:
67+4+77376+2+4+16=77469数据字节。    (2)
从图48A和图48B可以看出,摆动数据单元560为:
6+4+6+68=84次摆动。    (3)
一个物理段550由17个摆动数据单元组成,7个物理段550到556的长度与一个数据段531的长度一致。这样,在一个数据段531长度中,分配有
84×17×7=9996次摆动。    (4)
因此,根据公式(2)到(4),一次摆动对应于
77496÷9996=7.75数据字节数/摆动    (5)
如图40所示,随后的VFO字段522和扩展保护字段528的重叠部分位于一个物理段开始位置之后24次摆动后面的位置。从物理段550头位置开始的16次摆动的字段对应于一个摆动同步字段,但是随后的68次摆动字段被配置在非调制字段590中。因此,后续VFO字段522和扩展保护字段528的重叠部分位于非调制字段590中。这样,通过把数据段头位置置于物理段头位置之后24次摆动以后的位置,不仅使重叠部分位于非调制字段590中,并且能够保证适当的检测摆动同步字段580的检测时间和记录处理的准备时间,从而确保平稳和精确的记录处理
相变记录薄膜被用于本实施例的可重写型信息存储介质的记录薄膜。在相变记录薄膜中,由于记录薄膜的劣变开始于重写的开始/结束位置,因此,如果记录开始/记录结束在相同位置被重复,由于记录薄膜的劣变,会限制重写的次数。本实施例中,为了缩略上述问题,在重写时如图40所示,以(Jm+1/12)数据字节为单位随机地改变记录开始位置。
在图39中,为了解释基本概念,扩展保护字段528的头位置与VFO字段522的开始位置一致。然而在本实施例中,严格的讲,如图40所示,VFO字段522的头位置是随机改变的。
相变记录薄膜被用作当前可重写型信息存储介质DVD-RAM盘中的记录薄膜,并且为了提高重写量而随机地改变记录的开始/结束位置。当在当前DVD RAM盘中随机改变时,最大改变量范围被设置为8数据字节。当前DVD-RAM盘中的平均信道位长度(如调制后的数据,要被记录在盘中)被设为0.143μm。如图22所示,在本实施例的可重写型信息存储介质中,信道位的平均长度被取为:
(0.087+0.093)÷2=0.090μm    (6)
在物理变化范围长度符合当前的DVD-RAM盘的情况下,使用上面的值,本实施例中作为随机改变范围所需的最小长度被取为:
8字节×(0.143μm÷0.090μm)=12.7字节。    (7)
本实施例中,为了保证易于进行重放信号检测处理,随机改变量单元被调整符合调制后的“信道位”。本实施例中,采用ETM调制(8到12调制)把8位转换成12位,参考数据字节,随机变化量被数学表达为:
Jm/12数据字节    (8)
利用公式(7)中的值,由于Jm可取的值为:
12.7×12=152.4    (9)
因此Jm的范围从0到152。由于上述原因,只要满足公式(9),随机变化量的长度就与当前DVD-RAM盘一致,从而能够确保与当前DVD-RAM盘相似的重写次数。本实施例中,为了保证比当前光盘更多的重写次数,对公式(7)的值提供了很小的余量,使得:
随机变化范围的长度=14数据字节    (10)
由于把公式(10)的值代入公式(8)可得出14×12=168,可以设定:
Jm可取的值=0到167(11)
如上所述,随机变化量被定义在比Jm/12(0≤Jm≤154)宽的范围内,由此,满足公式(9)并且对应于随机变化量的物理范围的长度与当前DVD-RAM光盘一致。这样,可以保证与当前DVD-RAM相同的重复记录次数。
在图39中,记录簇540的缓冲字段547和VFO字段532的长度为常量。相同记录簇540中所有数据段529和530的随机变化量Jm在任何地方都取相同的值。在连续记录包括大量数据段的记录簇540的情况下,记录位置由摆动被检测出。这时,由于错误的摆动计数或者使信息存储介质旋转的旋转电动机(如图14中的电动机)的非均匀旋转,很少发生摆动滑移(在一个摆动周期内,记录在变化的位置上),并且信息存储介质上的记录位置发生变化。本实施例的信息存储介质特征在于:如此产生的记录位置变化被检测的情况下,在图39所示的保护字段461中、或者图36C所示的一次写入保护字段452中进行调节以校正记录时间。在图39中,不允许发生位丢失或位复制的重要信息被记录在后同步字段546、附加字段544、和预同步字段533中。然而,由于缓冲区547和VFO字段532记录重复的特殊模式,因此只要能够确保该重复交界线位置,可以允许仅一个模式的丢失或复制。因此,在本实施例中,在保护字段461并且尤其是在保护区中的缓冲字段547或VFO字段532中进行调节,以校正记录时间。
如图40所示,在本实施例中,作为设置位置基准的实际开始点位置被设置来与摆动幅度“0”(摆动中心)位置匹配。然而,由于摆动位置的检测精度较低,如同所述的“±1最大值”,因此本实施例允许实际开始点位置的最大值为:
上至“±1数据字节”的变化量最大值    (12)
把Jm定义为图39和图40中的数据段中随机变化量(如上所述,记录簇540中所有数据段529随机变化量彼此一致);并且把Jm+1定义为稍后要附加写入的数据段531随机变化量。如公式(11)所示的Jm和Jm+1可取的值,取其中间值,即Jm=Jm+1=84。在实际开始点的位置精度足够高的情况下,扩展保护字段528的开始位置与VFO522中的开始位置一致,如图39所示。
相反,在数据段530被记录在最后面的位置后,要被附加写入或稍后重写的数据段531已被记录在最前面的位置的情况下,根据公式(10)中明确指定的值以及表达式(12)的值,VFO字段522的头位置可以进入缓冲区537最多15个数据字节。特别重要的信息被记录在紧靠缓冲字段537之前的附加字段534中。因此,本实施例中:
缓冲字段537的长度需要15数据字节或者更多    (13)
在如图39所示的实施例中,添加了一数据字节的余量,并且把缓冲字段537的数据容量设为16数据字节。
作为随机变化的结果,如果扩展保护字段528和VFO字段522之间出现了间隔,在采用单面双记录层结构的情况下,该间隔会导致在重放时产生层间串扰。这样,即使产生随机变化,扩展保护字段528和VFO字段522也会相互部分地重叠使得不会形成任何间隔。因此,根据与表达式(13)中相同的理由,在本实施例中,扩展保护字段528的长度必须设为等于或大于15数据字节。由于后续的VFO字段522足够容纳71数据字节的长度,因此即使扩展保护字段528和VFO字段522的重叠区发生微小的展宽,信号重放时也不会有障碍(因为确保了足够长的在无重叠VFO字段522中同步重放基准时钟的时间)。因此,可以将扩展保护字段528的值设置大于15数据字节。如已描述的,在连续记录时很少发生摆动滑移,记录位置可在一个摆动周期内变化。由于一个摆动周期对应于7.75(≈8)数据字节,因此本实施例根据表达式(13)和此值进行设置:
扩展保护字段528长度为等于或大于(15+8=)23数据字节(14)
在图39A到39F所示的实施例中,像缓冲区537一样添加了1数据字节的余量,并把扩展保护字段528的长度设为24数据字节。
在图39中,需要准确的设置记录簇541的记录开始位置。利用事先记录在可重写型或一次写入型信息存储介质中的摆动信号,本实施例的信息记录/重放设备检测该记录开始位置。在除了摆动同步字段580以外的所有字段中,每四次摆动,模式就从NPW变化到IPW。相比之下,在该摆动同步字段580中,由于摆动变换单元在四次摆动中被部分改变,因此该摆动同步字段580的位置可非常容易地被检测出。这样,在对摆动同步字段580的位置进行检测之后,本实施例的信息记录/重放设备进行记录处理的准备工作,并开始记录。为此,需要在紧靠该摆动同步字段580之后的非调制字段590中设置记录簇541的开始位置。图40示出分配的内容。该摆动同步字段580被设置在紧接着物理段转换位置之后。该摆动同步字段580的长度总计为16次摆动周期。检测完该摆动同步字段580之后,考虑到余量,需要8个摆动周期用于准备记录过程。因此,即使考虑到随机变化,位于记录簇541头位置处的VFO字段522的头位置必须分配在物理段变化位置24或更多次摆动之后的位置。
如图39所示,在重写处理时,记录处理在重叠位置541处重复多次。当重写处理被重复时,摆动沟槽或摆动槽岸的物理形状会改变(劣变),该摆动重放信号的质量会降低。如图39所示,本实施例中,在重写或一次写入记录处理时,重叠位置541不被记录在摆动同步字段580或摆动地址字段586中而被记录在非调制字段590中。由于给定的摆动模式(NPW)仅在非调制字段590中重复,故即使当摆动重放信号的质量部分劣变,也可利用相邻的摆动重放信号对已经劣变的摆动重放信号进行插值。由于在重写或一次写入记录处理时重叠位置541被置于非调制字段590中,因此可以避免由摆动同步字段580或摆动地址字段586中的形状劣变导致的摆动重放信号质量的劣变,并且可以确保来自摆动地址信息610的稳定的摆动检测信号。
图41示出要记录在一次写入信息存储介质上的一次写入型数据的一次写入记录方法的实施例。由于只进行一次记录,该一次写入型信息存储介质不要求上述的任何随机移位。在一次写入型信息存储介质上,数据段的头位置被设置在物理段头位置之后24次摆动处,如图40所示,从而使覆写位置处于摆动非调制字段中。
参照图42详细说明从图29所示数据帧结构到图32所示的PO交织方法的关系。图42允许通过查看图32中所示PO交织后的ECC块结构上部分的放大示例图,其中清楚规定了图29中所示的数据ID,IED,RSV和EDV的分配位置,来观察图29到图32的转换的关系。图42所示的“0-L”,“0-R”,“1-R”和“1-L”与图3 1所示的“0-L”,“0-R”,“1-R”和“1-L”一致。“0-L”和“1-L”的每一个表示图29的左边只有主数据(即,中线左侧172字节×6行的块)被加扰后得到的数据。同样的,“0-R”和“1-R”表示图29的右边只有主数据(即,中线右侧172字节×6行的块)被加扰后得到的数据。因此,从图29中可明显看出,数据ID,IED,RSV被依次排列,上至“0-L”或“1-L”的首行(第0行)中的第12字节。
在图42中,中线以左形成有左边小ECC块A,中线以右形成有右边小ECC块B。因此,从图42中可明显看出,“0-L”和“2-L”中的数据ID#1,数据ID#2,IED#0,IED#2,RSV#0和RSV#2包含在左边小ECC块A中。图31中,“0-L”和“2 L”配置于左边,“0-R”和“2-R”配置于右边,同时“1-R”和“1-L”的分配被颠倒:“1-L”分配在右边,而“1-R”分配在左边。由于数据ID#1,IED#1,和RSV#1从“1-L”第一行的开头开始排列到第12字节,并且其左右排列是颠倒的,因此“1-L”中的数据ID#1,IED#;1,和RSV#1被记录在右侧小ECC块B中。
在本实施例中,图42中“0-L”和“0-R”的组合称为“第0个记录帧”,“1-L”和“1-R”的组合称为“第1个记录帧”。相邻记录帧的分界线由图42中的粗线表示。从图42中可明显看出,数据ID配置在每一记录帧的头,PO和PI-L配置在每一记录帧的末尾。如图42所示,本实施例特点在于,奇数和偶数记录帧包括带有数据ID的不同的小ECC块,并且当记录帧连续时数据ID,IED和RSV交替地配置于左侧和右侧的小ECC块。小ECC块的误差校正能力受到限制,不能对超过特定数量的随机误差或超过特定长度的突发误差进行误差校正。如上所述,通过把数据ID,IED和RSV交替地配置在左侧和右侧小ECC块A和B中,来提高数据ID的重放可靠性。也就是说,即使信息存储介质上发生很多缺损,无法对左侧和右侧的任一小ECC块进行误差校正,并且无法对属于失效小ECC块的数据ID进行解码,但由于数据ID,IED和RSV被交替配置在左侧和右侧小ECC块中,因此其它的小ECC块也进行误差校正,并对保留的数据ID进行解码。因为数据ID的地址信息具有连续性,无法解码的数据ID的信息可以利用可解码数据ID的信息来插值获得。因此,如图42所示的实施例能够提高读取的可靠性。图42中左边加括号的数字表示PO交织后ECC块的行号。在信息存储介质上进行记录时,记录是以行号的顺序从左到右连续地进行的。在图42中,各个记录帧的数据ID以常数间隔来分配,从而使数据ID的位置检索能力得到改善。
如图33A和33B示出物理扇区结构。图33A显示了偶数物理扇区结构,图33B显示了奇数的数据结构。在图33A和图33B中,,图32所示的外部奇偶校验PO信息被插入每个偶数记录数据字段和奇数记录数据字段中最后2个同步帧(即,包括最后同步码SY3和后续同步数据的帧,以及包括同步码SY1和后续同步数据的帧)中的同步数据字段。
图31所示的左边PO一些字节被插入偶数记录数据字段的最后2个同步帧,图31所示的右边PO一些字节被插入奇数记录数据字段的最后2个同步帧。如图31所示,ECC块分别由左右小ECC块组成,不同的PO组(属于左边小ECC块的PO数据或属于右边小ECC块的PO数据)交替插入各个扇区。图33A所示偶数物理扇区结构和图33B所示奇数数据结构在中线位置被分成两部分。左边“24+1092+24+1092信道位”包括在图30或图3 1所示的左边小ECC块中,右边“24+1092+24+1092信道位”包括在图30或图31所示的右边小ECC块中。
当图33A和图33B所示的物理扇区结构被记录于信息存储介质时,该结构被连续一列接一列的记录。因此,例如,在图33A所示的偶数物理扇区结构的信道位数据被记录在信息存储介质的情况下,第一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中,下一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中。此外,下一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中。相反,在图33B所示奇数数据结构的信道位数据被记录在信息存储介质的情况下,第一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中,下一次记录的2232个信道位数据包括在左边小ECC块中。此外,下一次记录的2232个信道位数据包括在右边小ECC块中。
如上所述,本实施例特征在于,一个物理扇区中的数据以2232信道位为单位交替分配到2个小ECC块中。换句话说,右边小ECC块中和左边小ECC块中的数据可交替的以2232信道位为基础进行分配来形成物理扇区,并随后记录在信息存储介质中。结果,可提供了一种强于对付突发错误的结构。例如,考虑如下的状况,即在信息存储介质圆周方向上形成周向长划痕,发生不能读取超过172字节数据的突发误差。这样,由于超过172字节的突发误差被分配在2个小ECC块中,从而减小一个ECC块中误差校正的负担,保证了误差校正的很好性能。
如图33A和图33B所示,其特征在于,物理扇区的数据结构根据形成有ECC块的物理扇区的物理扇区编号是偶数或奇数而不相同。也即,采用下列结构:
(1)物理扇区中第一个2232信道位数据属于不同的小ECC块(右边或左边)。
(2)针对各个扇区交替插入互不相同的PO组数据。
结果,即使在形成ECC块之后,由于保证了在所有物理扇区的头位置设置数据ID的结构,因此访问数据位置时也可确保很高的速度。通过把属于不同小ECC块的PO一起插入到相同物理扇区中,简化了图32所示利用PO插入法的方法和结构,从而在信息重放装置误差校正处理之后,使得对各个扇区进行信息提取变得更容易,因此简化了信息记录/重放装置中ECC块数据的组合处理。
作为特定的完成上面内容的方法,一种具有不同的PO交织和左右侧插入位置的结构被采用。图32中用窄双线表示的部分或窄双线加阴影表示的部分表示PO交织和插入位置。PO被插入偶数物理扇区号的左边最后的位置或者奇数物理扇区号的右边最后的位置。利用这种结构,即使配置完ECC块,但由于采用了数据ID被配置在物理扇区的头位置的结构,因此也能够确保对数据位置的高速访问。
图44示出另一种与图41所示的一次写入型信息存储介质上的一次写入记录方法相关的实施例。
物理段块交界线位置后24次摆动后面的位置是写入开始点。对于将于此处一次写入记录的新数据,在形成71数据字节的VFO字段之后,ECC块中的数据字段被记录。该写入开始点与紧靠在前的记录数据的缓冲字段537结束位置一致,并且在形成8数据字节长度的扩展保护字段528后面的位置成为一次写入数据的记录结束位置(写入结束点)。因此,在一次写入记录数据时,紧靠在前记录的扩展保护字段529和将要一次写入的新VFO字段将彼此重叠8数据字节。
下面对把沟槽记录方法用作方法(b)的情况进行说明。对于这些方法多余的描述被忽略。
表12是记录定时参数的设置表。
在本实施例中,上述参数设置范围被定义如下:
0.25T≤TSFP≤1.50T    (30)
0.00T≤TELP≤1.00T    (31)
1.00T≤TEFP≤1.75T    (32)
-0.10T TSLP≤1.00T    (33)
0.00T≤TLC≤1.00T     (34)
0.15T≤TMP≤0.75T     (35)
而且在本实施例中,上述参数的值可以根据记录标记的标记长度及其导引、后续间隔长度发生变化,如表12所示。
基于如上所述进行确定的参数值等,可以确定“某驱动器的给定存储介质(已在其驱动测试带DRTZ中进行了试写)的最优记录条件(写策略信息)”。
表13、14、15、和16分别示出只读型信息存储介质、一次写入型信息存储介质、和可重写型信息存储介质中的通用参数设置示例。
表13示出只读型信息存储介质中本实施例的参数值。表14示出一次写入型信息存储介质中本实施例的参数值。表15示出可重写型信息存储介质中的参数值。从表13或14与表15的对比(尤其是(B)部分的对比)中可以看出,通过减小轨道间距并提高线密度(数据位长度),可重写型信息存储介质具有比只读型或一次写入型信息存储介质更大的记录容量。如下文所述,由于可重写型信息存储介质使用槽岸/沟槽记录,通过减少相邻轨道间串扰的影响来减小轨道间距。只读型、一次写入型、和可重写型信息存储介质都具有如下特征,即系统导入/导出区SYLDI/SYLDO的数据位长度和轨道间距(对应于记录密度)都被设为大于数据导入/导出区DTLDI/DTLDO的数据位长度和轨道间距(以降低记录密度)。
表16示出包含在物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI中的具体信息内容、和根据记录在物理格式信息PFI中的信息的介质类型(只读型、可重写型,或一次写入型)所进行的比较。记录在DVD家族中的公共信息261中对于全部只读型、可重写型,或一次写入型介质通用的信息267,从字节位置0至16顺序记录:规范类型(只读型/可重写型/一次写入型)信息和版本号信息;介质大小(直径)和最大数据传输速率信息;介质结构(单层或双层、是否存在凸凹/一次写入区/可重写区);记录密度(线密度和轨道密度)信息;数据区DTA上的分配位置信息;以及是否存在烧录区BCA的信息(存在于本实施例的全部介质中)。
在DVD家族的公共信息261中对重写型和一次写入型通用地记录的信息268,记录有:从字节28至字节31顺序记录了规定最大记录速度的修订号信息、规定最小记录速度的修订号信息、修订号表(应用修订号)、等级状态信息、和扩展(部分)版本信息。本实施例的特征在于,从字节28至31所提供的信息包括根据物理格式信息PFI或R物理格式信息R_PFI的记录区中的记录速度的修订信息。
表17和表18是用于说明与物理格式信息和R物理格式信息相关的另一个实施例、并且示出一次写入型信息存储介质的通用参数设置示例的列表。
表17示出与物理格式信息和R物理格式信息的数据结构相关的另一个实施例。为了比较起见,表17还描述了“更新的物理格式信息”。在表17中,从第0字节到第31字节的字段用作DVD家族中公用信息269的记录字段,并且一个从第32字节开始的字段被设置用于各个规范。
注意,就HD_DVD-R的物理格式信息(表17中的R物理格式信息)而言,表17中从256到263的字节位置(BP)配置来描述边界带的起始位置的PSN(对应于当前出边界的起始物理段号)以及如表16中字节位置197到511所示的更新后的起始位置的PSN(对应于后续出边界的起始物理段号)。
尽管未示出,表17的字节位置(BP)32描述了所关心光盘上能够确保的实际最大读取速度。例如在BP32处,“0001010b”对应于1×,这表示64.8Mbps的信道比特率。实际最大读取速度通过该值×(1/10)来计算。
尽管未示出,字节位置(BP)33能够描述与HD_DVD-R(具有层0和层1的双层光盘)的物理格式相关的“层格式表”。该表具有8位的结构,其中3位表示层0的格式(当此3位是000b时表示HD_DVD-R格式),另外3位表示层1的格式(当此3位是000b时表示HD_DVD-R格式)。在单面单层R光盘的情况下,BP33处的层格式表不起作用。
此外,尽管未示出,表17的字节位置(BP)133到151能够描述下列信息。即,BP133到148描述第i(i=1,2,…,16)记录速度的实际值。注意,“第i”表示所关心光盘上可用速度中的第i最小速度。因此,BP 133即i=1描述最低的记录速度。在BP 133到148处,第一到第16字段是为“i”准备的,并且可能没有输入。例如,如果某字段为“00000000b”(没有可用的第i记录速度),这意味着第i字段的字节被保留。注意,第i记录速度以该值×(1/10)来计算。
BP 149描述数据区的反射率。如果BP 149为例如“00101000b”,这表示反射率是20%。实际反射率以该值×(1/2)(%)来计算。
BP 150描述包括轨道形状的一位的推挽信号的信息。如果轨道形状是“0b”,这表示所关心的轨道是呈现在沟槽上。如果此位是“1b”,则表示所关心的轨道是呈现在槽岸上。当代表推挽信号的7位是“0101000b”时,推挽信号的值是例如“0.40”。推挽信号的实际幅值(如后所述的(I1-I2)PP/(I1+I2)DC)以该值×(1/100)来计算。
BP 151描述“轨道上信号”的幅度。如果BP 151为“01000110b”,则表示轨道上信号的幅度是“0.70”。轨道上信号的实际幅值以该值×(1/10)来计算。
表12记录脉冲定时参数的设置表
(a)
    TLC      标记长度
2T  3T  34T
 a  b  c
(b)
      TSFP         标记长度
 2T  3T  34T
      导引间隔长度 2T  d  e  f
3T g h i
34T  j  k  l
(c)
TELP 标记长度
 2T  3T  34T
后续间隔长度  2T  m  n  o
 3T  p  q  r
 34T  s  t  u
表13只读型信息存储介质中的通用参数设置示例
参数 单层结构 双层结构
用户可用的记录容量所用波长物镜的NA(数值孔径)值 15G字节/面 30G字节/面
405nm0.65
数据位长度 (A) 0.306μm
(B) 0.153μm
信道位长度 (A) 0.204μm
(B) 0.102μm
最小凹坑长度(2T) (A) 0.408μm
(B) 0.204μm
最大凹坑长度(13T) (A) 2.652μm
(B) 1.326μm
轨道间距 (A) 0.68μm
(B) 0.40μm
信息存储介质的外径信息存储介质的总厚度中心孔的外径数据区DTA的内半径数据区DTA的外半径 120mm0.60×2mm15.0mm24.1mm58.0mm
每扇区的用户数据容量ECC(误差校正码)ECC块的大小调制方法 2048字节里德-所罗门乘积码RS(208,192,17)×(182,172,11)32物理扇区ETM,RLL(1,10)
可纠错的误差长度 7.1mm
线速度 6.61m/s
信道位传输速率 (A) 32.40Mbps
(B) 64.80Mbps
用户数据传输速率 (A) 18.28Mbps
(B) 36.55Mbps
(A)表示系统导入区SYLDI和系统导出区SYLDO中的数值,而
(B)表示数据导入区DTLDI、数据区DTA、数据导出区DTLDO、和中间区MDA中的数值
表14一次写入型信息存储介质中的通用参数设置示例
参数   单层结构
用户可用的记录容量所用波长物镜的NA值   15G字节/面
  405nm0.65
数据位长度 (A)   0.306μm
(B)   0.153μm
信道位长度 (A)   0.204μm
(B)   0.102μm
最小标记/凹坑长度(2T) (A)   0.408μm
(B)   0.204μm
最大标记/凹坑长度(13T) (A)   2.652μm
(B)   1.326μm
轨道间距 (A)   0.68μm
(B)   0.40μm
物理地址设置方法 (B)   摆动地址
信息存储介质的外径信息存储介质的总厚度中心孔的外径数据区DTA的内半径数据区DTA的外半径   120mm1.20mm15.0mm24.1mm58.0mm
扇区容量ECC(误差校正码)ECC块的大小调制方法   2048字节里德一所罗门乘积码RS(208,192,17)×(182,172,11)32物理扇区ETM,RLL(1,10)
可纠错的误差长度   7.1mm
线速度   6.61m/s
信道位传输速率 (A)   32.40Mbps
(B)   64.80Mbps
用户数据传输速率 (A)   18.28Mbps
(B)   36.55Mbps
(A)表示系统导入区SYLDI中的数值,而
(B)表示数据导入区DTLDI、数据区DTA、和数据导出区DTLDO中的数值
表15可重写型信息存储介质中的通用参数设置示例
参数   单层结构
用户可用的记录容量所用波长物镜的NA值   20G字节/面
  405nm0.65
数据位长度 (A)   0.306μm
(B)   0.130到0.140μm
信道位长度 (A)   0.204μm
(B)   0.087到0.093μm
最小标记/凹坑长度(2T) (A)   0.408μm
(B)   0.173到0.187μm
最大标记/凹坑长度(13T) (A)   2.652μm
(B)   1.126到1.213μm
轨道间距 (A)   0.68μm
(B)   0.34μm
物理地址设置方法 (B)   摆动地址
信息存储介质的外径信息存储介质的总厚度中心孔的外径数据区DTA的内半径数据区DTA的外半径   120mm0.60×2mm15.0mm24.1mm57.89mm
扇区容量ECC(误差校正码)ECC块的大小调制方法   2048字节里德一所罗门乘积码RS(208,192,17)×(182,172,11)32物理扇区ETM,RLL(1,10)
可纠错的误差长度 (A)   7.1mm
(B)   6.0mm
线速度 (A)   6.61m/s
(B)   5.64到6.03mm
信道位传输速率 (A)   32.40Mbps
(B)   64.80Mbps
用户数据传输速率 (A)   18.28Mbps
(B)   36.55Mbps
(A)表示系统导入区SYLDI中的数值,而
(B)表示数据导入区DTLDI、数据区DTA、和数据导出区DTLDO中的数值
表16物理格式信息和R物理格式信息中信息内容的对比示例图
记录信息的类型   字节位置     物理格式信息PFI R物理格式信息*
只读型介质中 可重写型介质中 一次写入型介质中
只  读型、可重  写型、和一次写入型介质公用的信息     0 规范类型(只读/可重写/一次写入型)信息版本号信息
    1 介质尺寸(直径)最大数据传输速率信息
    2 介质结构(单层或双层;凸纹/凹坑/一次写入区/可重写区的存在与否)
    3 记录密度(线密度和轨道密度)信息
    4-15 数据区DTA的分配位置信息
    16 烧录区BCA存在与否的信息(在本实施例的所有介质中都存在)
DVD家族中可重写型和一次写入型介质的公用信息     17 保留字段 指明最高记录速度的修订号信息
    18 指明最低记录速度的修订号信息
    19-25 修订号表(所用的修订号)
    26 类状态信息
    27 扩展(部分)版本信息
    28-31 保留字段
HD_DVD     31-127 保留字段
与版本规范和部分规范相关的独有信息     128-175 介质制造商名称信息
    176-191 来自介质制造商的附加信息
    192 记录标记的极性(H→L或L→H的识别)信息
    193 记录或重放时的线速度信息
    194 光学系统沿圆周方向的边缘强度值
    195 光学系统沿径向的边缘强度值
    196 重放时的推荐激光功率(记录表面上的光量值)
    197-511 保留字段 当前出边界和后续出边界的起始PSN*
表16物理格式信息和R物理格式信息中信息内容的对比示例图(续)
记录信息的类型     字节位置     物理格式信息PFI R物理格式信息*
只读型介质中 可重写型介质中 一次写入型介质中
可以为每个修订单独设置的信息内容     512 保留字段 槽岸区上的峰值功率 峰值功率
    513 槽岸区上的偏置功率1 偏置功率1
    514 槽岸区上的偏置功率2 偏置功率2
    515 槽岸区上的偏置功率3 偏置功率3
    516 沟槽区上的峰值功率 第一脉冲的结束时间(图24B中的TEFP)
    517 沟槽区上的偏置功率1 多脉冲间隔(图24B中的TMP)
    518 沟槽区上的偏置功率2 末脉冲的开始时间(图24B中的TSLP)
    519 沟槽区上的偏置功率3 2T标记的偏置功率2的周期(图24B中的TLC)
    520-196 …… ……
    197-204 保留字段 边界带的开始位置信息
    204-2047     保留字段
表17与物理格式信息和R物理格式信息相关的另一实施例的说明
记录信息的类型   字节位置     物理格式信息PFI R物理格式信息 更新物理格式信息
只读型介质中 可重写型介质中 一次写入型介质中
只读型、可重写型、和一次写入型介质公用的信息     0 规范类型(只读/可重写/一次写入型)信息版本号信息
    1 介质尺寸(直径)最大数据传输速率信息
    2 介质结构(单层或双层;凸纹/凹坑/一次写入区/可重写区的存在与否)
    3 记录密度(线密度和轨道密度)信息
    4-15 数据区DTA的分配位置信息
    16 烧录区BCA存在与否的信息(存在于本实施例的所有介质中)
DVD家族中可重写型和一次写入型介质的公用信息     17 保留字段 指明最高记录速度的修订号信息
    18 指明最低记录速度的修订号信息
    19-25 修订号表(所用的修订号)
    26 类状态信息
    27 扩展(部分)版本信息
    28-31 保留字段
与版本规范和部分规范相关的独有信息     31-127 保留字段
    128 记录标记的极性(H→L或L→H的识别)信息
    129 记录或重放时的线速度信息
    130 光学系统沿圆周方向的边缘强度值
    131 光学系统沿径向的边缘强度值
    132 重放时的推荐激光功率(记录表面上的光量值)
    133-151 保留字段 边界带的起始位置(PSN)* 更新后的起始位置(PSN)*
    256-263 保留字段
*:R物理格式信息中的BP256至263
表17与物理格式信息和R物理格式信息相关的另一实施例的说明(续)
记录信息的类型   字节位置 物理格式信息PFI R物理格式信息 更新物理格式信息
只读型介质中 可重写型介质中 一次写入型介质中
可以为每个修订单独设置的信息内容   512 保留字段 槽岸区上的峰值功率 峰值功率
  513 槽岸区上的偏置功率1 偏置功率1
  514 槽岸区上的偏置功率2 偏置功率2
  515 槽岸区上的偏置功率3 偏置功率3
  516 沟槽区上的峰值功率 第一脉冲的结束时间(图16中的TEFP)
  517 沟槽区上的偏置功率1 多脉冲间隔(图16中的TMP)
  518 沟槽区上的偏置功率2 末脉冲的开始时间(图16中的TSLP)
  519 沟槽区上的偏置功率3 2T标记的偏置功率2的周期(图16中的TLC)
  520-2047 …… ……
本发明是找出这些设备装置、数据结构、和介质配置的优选组合的发明。使用本发明的光学记录介质能够获得更高密度和更高可靠性的介质,并实现更加稳定的记录/重放。
表18示出一次写入型单面双层光盘的通用参数。
表18  一次写入型信息存储介质中的通用参数设置示例
参数 双层结构
用户可用的记录容量所用波长物镜的NA值 30G字节/面
405nm0.65
数据位长度 (A) 0.306μm
(B) 0.153μm
信道位长度 (A) 0.204μm
(B) 0.102μm
最小标记/凹坑长度(2T) (A) 0.408μm
(B) 0.204μm
最大标记/凹坑长度(13T) (A) 2.652μm
(B) 1.326μm
轨道间距 (A) 0.68μm
(B) 0.40μm
物理地址设置方法 (B) 摆动地址
信息存储介质的外径信息存储介质的总厚度中心孔的外径数据区DTA的内半径数据区DTA的内半径数据区DTA的外半径 120mm1.20mm15.0mm24.6mm(层0)24.7mm(层1)58.1mm
扇区容量ECC(误差校正码)ECC块的大小调制方法 2048字节里德-所罗门乘积码RS(208,192,17)×(182,172,11)32物理扇区ETM,RLL(1,10)
可纠错的误差长度 7.1mm
线速度 6.61m/s
信道位传输速率 (A) 32.40Mbps
(B) 64.80Mbps
用户数据传输速率 (A) 18.28Mbps
(B) 36.55Mbps
(A)表示系统导入区SYLDI和系统导出区SYLDO中的数值,而
(B)表示数据导入区DTLDI、数据区DTA、中间区、和数据导出区DTLDO中的数值
表18示出与表14中所示一次写入型单面双层光盘几乎相同的通用参数,除了以下方面。用户可用的记录容量是30GB,层0的数据区的内径是24.6,层1的内径是24.7mm,并且数据区的外径是58.1mm(层0和层1皆然)。
下面给出特别涉及一次写入型信息存储介质(一次写入型介质)的说明。
《WAP布局》
物理段必须与一个周期性位置中的摆动地址(WAP)信息相对应。每个WAP信息以17个摆动数据单元WDU表示。物理段的长度等于17个WDU的长度。图35示出WAP地址字段的布局。图3 5对应于单面单层介质情况下的图49C和49D。WAP布局字段中的数值指示在物理段中的WDU号。在物理段中第一WDU必须是“0”。
WAP的位b0到b8描述CRC,b9到b11描述物理段次序,b12到b30描述PS块地址,并且b31到b32描述段信息。在段信息之中,b31描述保留字段,而b32描述类型。类型表示物理段的类型(0b为类型1(图22B),1b为类型2(图22C)或类型3(图22D)。PS块地址被分配给各个PS块。对于物理段次序,“000b”设置在PS块中的第一物理段,并且类似地把各个值分配给其它六种类型的物理段。
摆动数据单元WDU由84个摆动组成。摆动的周期等于93T(T代表沟道时钟周期)。图19示出在SYNC字段中的主要WDU。
表19  SYNC字段的主要WDU
  IPW NPW IPW NPW
  6次摆动 4次摆动 6次摆动 68次摆动
表20示出地址字段中的主要WDU。该地址字段记录3个位(0b作为正相摆动(NPW),而1b作为反相摆动(IPW))。
表20地址字段的主要WDU
  IPW 位2 位1 位0 NPW
  4次摆动 4次摆动 4次摆动 4次摆动 68次摆动
表21示出SYNC字段中的次要WDU。
表21 SYNC字段的次要WDU
    NPW     IPW     NPW     IPW     NPW
 42次摆动 6次摆动 4次摆动 6次摆动 26次摆动
表22示出地址字段中的次要WDU。该地址字段记录了3位(0b作为正相摆动(NPW),而1b作为反相摆动(IPW))。
表22地址字段中的次要WDU
  NPW IPW 位2 位1 位0 NPW
  42次摆动 4次摆动 4次摆动 4次摆动 4次摆动 26次摆动
表23示出统一字段中的WDU。统一字段中的WDU未被调制。
表23统一字段的WDU
  NPW
  84次摆动
NPW和IPW以图47所示的波形记录在轨道上。物理段的开始位置与SYNC字段的开始位置相一致。
如图19到22所示,有两个调制过的摆动位置,即主要WDU和次要WDU。通常选择主要WDU。不过,在控制过程中有可能在相邻轨道里已经有已调制的摆动。在此情况下,选择次要WDU来避免使已调制的摆动相邻,如图21所示。如图22所示,按已调制的摆动位置把物理段分成类型1、类型2和类型3。
根据下列规则选择物理段的类型。
1)类型1或类型2的物理段被连续重复等于或大于10次。
2)类型2的物理段被连续重复不超过28次。
3)类型3的物理段在从类型1物理段到类型2物理段的转换位置上可被选择一次。
4)已调制的摆动位置与临近轨道之一隔开大于等于2个摆动的长度。
表24示出驱动测试带中从BP 52到99的排列。
表24驱动测试带的分配
字节位置(BP)     内容
    52-55     层0的内圆周驱动测试带的起始PSN(038100h)
    56-59     层0的内圆周驱动测试带的大小(4B00h)
    60-63     层1的内圆周驱动测试带的起始PSN(FC E600h)
    64-67     层1的内圆周驱动测试带的大小(4B00h)
    68-71     层0的外圆周驱动测试带的起始PSN(751000h)
    72-75     层0的外圆周驱动测试带的大小(3C00h)
    76-79     层1的外圆周驱动测试带的起始PSN(8B 6F00h)
    80-83     层1的外圆周驱动测试带的大小(3C00h)
    84-87     层0的附加驱动测试带的起始PSN
    88-91     层0的附加驱动测试带的大小(3C00h)
    92-95     层1的附加驱动测试带的起始PSN
    96-99     层1的附加驱动测试带的大小(3C00h)
图45示出包括如图14所示的同步码位置提取单元145的外围单元的详细结构。同步码包括具有固定模式的同步位置检测码部分和可变码部分。从维特比解码器156输出的信道位串中,同步码位置检测码检测器182检测具有固定模式的同步位置检测码部分的位置。可变码转移单位183和184提取位于同步位置检测码部分前后的可变码数据。然后,同步帧位置辨识码内容标识符185判断所检测的同步码位于扇区中的哪个同步帧(下文所述)中。记录在信息存储介质上的用户信息被顺次转移到移位寄存器电路170、解调电路152中的解调处理器188、和ECC解码电路162中。
在本实施例中,通过在数据区、数据导入区和数据导出区的重放中使用PRML方法,实现了信息存储介质的高密度的H格式(尤其提高了线密度),并且通过使用在系统导入区和系统导出区中进行重放的限幅电平检测方法而确保了与目前DVD的兼容性以及重放稳定性。
图46示出了本实施例中的信息存储介质的结构和尺寸。作为实施例,这三种类型的信息存储介质被明确说明,即:
·只读且不允许记录的“只读型信息存储介质”;
·仅允许进行一次添加记录(一次写入记录)的“一次写入型信息存储介质”;以及
·能够任意次重写记录的“可重写型信息存储介质”。
如图46所示,所述三种信息存储介质在大多数结构和尺寸上彼此通用。全部三种信息存储介质的结构是,从内圆周侧依次排列有烧录区BCA、系统导入区SYLDI、连接区CNA、数据导入区DTLDI、和数据区DTA。数据导出区DTLDO排列在除OPT型只读介质之外的全部类型的介质的外圆周部分。如稍后所述,中间区MDA排列在OPT型只读介质的外圆周部分。在一次写入型和可重写型介质中,信息以凸纹(预制凹坑)的形式记录在系统导入区SYLDI中,并且该区域用于只读(禁用一次写入型记录)。在只读型信息存储介质中,信息以凸纹(预制凹坑)的形式记录在数据导入区DTLDI中。而在一次写入型和可重写型介质中,数据导入区DTLDI允许以记录标记的形式一次写入地记录新信息(在可重写型介质中是重写记录)。
如后面所述,在一次写入型和可重写型信息存储介质中,数据导出区DTLDO既包括允许一次写入记录(在可重写型介质中是重写记录)的区域也包括其上信息以凸纹(预制凹坑)的形式被记录的只读区。如前所述,由于使用PRML方法来重放记录在图46所示的数据区DTA、数据导入区DTLDI、数据导出区DTLDO、和中间区MDA中的信号重放记录,因此可实现信息存储介质密度增加(尤其是线密度增加)。另外,由于使用限幅电平检测方法来重放记录在系统导入区SYLDI和系统导出区SYLDO中的信号,,因此可以确保与当前DVD的兼容和重放的稳定性。
不同于当前DVD规范,在图46所示的实施例中,烧录区BCA和系统导入区SYLDI位置上彼此分开,而不会彼此重叠。这些区域物理上彼此分开,从而能够防止在信息重放时记录在系统导入区SYLDI中的信息和记录在烧录区BCA中的信息相互干扰,并且能够确保高精确度地重放信息。
现在,对图46所示的烧录区BCA的数据结构进行说明。在测量BCA信号时,从光头发出的激光束焦点必须聚焦在记录层上。从烧录区BCA中获得的重放信号被截止频率为550kHz的二次低通贝塞尔滤波器过滤。烧录区BCA的跟随信号特性被指定在信息存储介质中心和22.4mm到23.0mm的半径之间。在来自该烧录区BCA的重放信号中,当BCA码信道位=“0”时,最大和最小电平分别被定义为IBHmax和IBHmin;当BCA码信道位=“1”时,最大末端电平被定义为IBLmax,中间电平被定义为(IBHmin+IBLmax)/2。
在本实施例中,各检测信号特性包括满足(IBLmax/IBHmin)≤0.8的状态和(IBHmax/IBHmin)≤1.4的状态。参考IBL和IBH的平均电平,把BCA信号在基准位置交叉的位置作为边沿位置。当旋转速度为2760rpm(46.0Hz)时,BCA信号的周期被指定。导引边沿(后续位置)之间的周期被设定为4.63×n±1.00μs,光量下降处的脉冲位置的宽度(从给定后续位置到下一个导引位置之间的间隔)被设定为1.56±0.75μs。
在很多情况下,BCA码在信息存储介质完全制成之后进行记录。然而,BCA码也可事先记录为预制凹坑。该BCA码沿该信息存储介质圆周方向记录,这样,脉宽较窄的方向与光反射率较低的方向一致。在记录时使用RZ调制方法对BCA码进行调制。带有窄脉宽(=低反射率)的脉冲必须窄于已调制BCA码的信道时钟宽度的一半。
图47示出本实施例位分配的方法。如图47的左边所示,从摆动开始位置初始地向外圆周侧摆动的摆动模式称为NPW(正相摆动),其被指派为数据“0”。如右边所示,从摆动开始位置初始地向内圆周侧摆动的摆动模式称为IPW(反相摆动),其被指派为数据“1”。
图48A到48D对各个摆动数据单元中调制字段和非调制字段的出现率进行说明。在图48A到48D所示的全部摆动单元中,调制字段598由16次摆动组成,而非调制字段593由68次摆动组成。此实施例的特征在于非调制字段593比调制字段598更宽。通过设置较宽的非调制字段593,摆动检测信号、写时钟、或重放时钟可以在使用非调制字段593的PLL电路中获得稳定的同步。为了获得稳定的同步,非调制字段593期望比调制字段598宽2倍以上。
下面对本发明的一次写入型信息存储介质H格式中使用摆频调制的地址信息记录格式将进行描述。本实施例中使用摆频调制的地址信息设置方法的最典型特征在于,“以同步帧长度433为单元进行分配”。一个扇区由26个同步帧组成,一个ECC块由32个物理扇区构成。这样,一个ECC块包括832(=26×32)个同步帧。
每个物理段分成17个摆动数据单元(WDU)。7个同步帧被指派到一个摆动数据单元的长度中。
摆动数据单元#0 560到#11 571的每一个包含:16次摆动的调制字段598,68次摆动的非调制字段592和593,如图48A到48D所示。本实施例最典型的特征在于,非调制字段592和593对调制字段的占有比非常大。由于在非调制字段592和593中,沟槽区或槽岸区总是以固定的频率摆动,这样,利用非调制字段592和593来运用PLL(锁相环),能够稳定地提取(生成)对记录在信息存储介质上的记录标记进行重放时所用的基准时钟或者记录新的记录标记时所用的基准时钟。
由于在本实施例中,非调制字段592和593对调制字段598的占有比很大,因此提取(生成)重放基准时钟和记录基准时钟的精度和提取(生成)稳定性能够显著地提高。也即,在基于摆动而执行相位调制时,当为了波形整形而使重放信号通过带通滤波器时,出现一种现象,其中整形后的检测信号波形幅度在相位变化位置的前后减小。因此提出了以下问题。即当由于相位调制度而使相位变化点的出现频率增加时,波形幅度变化增加,并且时钟提取精度降低。相反,如果调制字段中相位变化点的出现频率低,则易于在摆动地址信息检测时发生位移动。为解决此问题,本实施例通过相位调制形成调制字段和非调制字段、并且为非调制字段设置高占有比来提高时钟提取的精度。
在本实施例中,由于调制字段和非调制字段之间的切换位置可事先预测,因此为了提取时钟,非调整字段被选通以检测仅来自非调制字段的信号,可以从检测到的信号中提取时钟。此外,如果记录层3-2由使用根据本实施例的记录原理的有机染料记录材料构成,则相对难以在使用“3-2)对本实施例中有机染料薄膜的基本特性的公用说明”中“3-2-D]在本实施例中有关预制沟槽形状/宽度的基本特性”所描述的预制沟槽形状/宽度的情况下,提取摆动信号。为了解决此问题,由于非调制字段592和593相对调制字段的占有比被设定得很大,因此摆动信号检测的可靠性能够得到提高。
在从非调制字段592或593向调制字段598转换之处,设使用4或6次摆动设置IPW字段作为调制开始标记,并且在如图48C和48D所示的摆动数据部分,摆频调制后的摆动地址字段(字段位#2到#0)作为调制开始标记紧随IPW字段的检测之后。图48A和图48B示出与图49C中所示摆动同步字段580相对应的摆动数据单元#0 560中的内容;图48C和48D示出与图49C中所示段信息727到CRC码726的摆动数据部分相对应的摆动数据单元的内容。图48A和48C示出与下述调制字段的主要位置701相对应的摆动数据单元内容;图48B和48D示出与摆动字段的次要位置702相对应的摆动数据单元的内容。如图48A和48B所示,在摆动同步字段580中,每个IPW字段配置了6次摆动,IPW字段包围的NPW字段配置了4次摆动。如图48C和图48D所示,在摆动数据部分,4次摆动分别配置到IPW字段和所有地址位字段#2到#0。
图49A到49D示出与一次写入型信息存储介质中摆动地址信息的数据结构相关的实施例。为了对比起见,图49A示出可重写型信息存储介质中摆动地址信息的数据结构。图49B和49C示出与一次写入型信息存储介质中摆动地址信息的数据结构相关的两个不同的实施例。
在摆动地址信息610中,3个地址位设置使用12次摆动。也就是说,每一地址位由四个连续摆动组成。这样,本实施例采用了地址信息位置以每3个地址位为单位进行分配的结构。当摆动地址信息610的所有部分被集中记录在信息存储介质的一个位置时,若介质表面附有灰尘或划痕则所有信息都无法检测。在本实施例中,摆动地址信息610的位置以摆动数据单元560到576中之一所包括的3个地址位(12次摆动)为基础进行分配,以针对3地址位整数倍的各个地址位进行信息组的记录。即使由于灰尘或划痕的影响而难以检测某给定位置的信息时,也可以检测另外的信息。
由于摆动地址信息610的位置被分配,并且该摆动地址信息610针对每个物理段进行完全配置,从而可以在每个物理段中检测地址信息。因此,在信息记录/重放装置进行访问时,能够检测出每个物理段的当前位置。
由于本实施例采用NRZ方法,因此在摆动地址信息610中的4个连续摆动中,相位不发生变化。利用此特性来设置摆动同步码580。也即,由于为摆动同步字段580设置了摆动地址信息610中不会产生的摆动模式,因此易于辨别摆动同步字段580的分配位置。本实施例的特征在于:相对于一个地址位由4次连续摆动组成的摆动地址字段586和587,摆动同步字段580处的地址位被设置为不同于4次摆动长度的地址位长度。具体来说,在摆动同步字段580中,设置了不会在摆动数据部分发生的摆动模式变化(图48C和48D),其类似于把摆动位=“1”处的字段(IPW字段)设置为不同于四次摆动,即图48A和48B所示的“六次摆动→四次摆动→六次摆动”。当如上所述改变摆动周期的方法被用作设置摆动模式的实际方法,其中该摆动模式在摆动同步字段580的摆动数据部分不会产生,则可以获得如下的效果:
(1)摆动检测(摆动信号判断)能稳定的持续进行,不会破坏与摆动的开槽位置512相关的PLL,其中该摆动检测在摆动信号检测器中进行。
(2)通过在摆动信号检测器中改变地址位的边界位置,可以容易地检测出摆动同步字段580和调制开始标记581和582。
如图48A到48D所示,本实施例的特征在于:摆动同步字段580具有12个摆动周期,并且该摆动同步字段580的长度与三个地址位长度一致。这样,把摆动数据单元#0 560中整个调制字段(16次摆动)配置在摆动同步字段580中,使得摆动地址信息610的开始位置(摆动同步字段580的分配位置)更易于检测。该摆动同步字段580被分配在物理段的第一摆动单元中。把摆动同步字段580分配在物理段的开始位置,这样,仅通过检测摆动同步字段580位置,就可以提取出物理段的边界位置。
如图48C和48D所示,作为调制开始标记的IPW字段(见图47)被分配在摆动数据单元#1 561到#1 571中的地址位#2到#0之前的头位置。由于分配在前面位置的非调制字段592和593具有连续的NPW波形,因此摆动信号检测器135通过检测到从NPW到IPW的切换位置来提取调制开始标记的位置。
作为参考,图49A所示的可重写型信息存储介质中摆动地址信息610的内容如下:
(1)物理段地址601
…表示轨道中物理段号的信息(在信息存储介质221的一周之内)。
(2)带地址602
…表示信息存储介质221中的带编号。
(3)奇偶校验信息605
…该信息设置来在从摆动地址信息610中进行重放时用于误差检测,并且表示通过把14个地址位从保留信息604中单独添加到地址位单元的带地址602中所得到的和是偶数还是奇数。奇偶校验信息605的值被设置,使得对包括此地址奇偶信息605的一个地址位的总共15个地址位进行异或处理所得的结果变为“1”。
(4)统一字段608
…如前所述,每一摆动数据单元被设置为包括16次摆动的调制字段598、68次摆动的非调制字段592和593,使得非调制字段592和593相对调制字段598的占有比被设为很大。此外,通过增加非调制字段592和593的占有比,可以提高重放基准时钟或记录基准时钟的提取(生成)精度和稳定性。在统一字段608中,全部的NPW字段以一致的相位连续形成非调制字段。
图49A示出分配到这些信息项中的地址位编号。如上所述,摆动地址信息610的内容以3地址位为单位分开并分配在各个摆动数据单元中。即使由于信息存储介质表面上的灰尘或划痕导致发生突发误差,误差在不同摆动数据单元中扩散的可能性很低。因此,相同信息的记录位置跨越不同摆动数据单元的次数减少到最低,从而使各信息的分界位置与每个摆动数据单元的边界位置相匹配。这样,即使由于信息存储介质表面的灰尘或划痕导致发生突发误差,并且无法读取特定信息,也可以读取记录在其它摆动数据单元中的另一信息,从而提高了摆动地址信息的重放可靠性。
如图49A到图49C所示,本实施例最典型的特征在于:统一字段608和609被配置在该摆动地址信息610的末尾。如上所述,由于统一字段608和609中的摆动波形由NPW定义,这样,NPW实际上保持在三个连续的摆动数据单元中。利用此特点,通过搜索NPW保持三个摆动数据单元576长度的位置,如图14所示的摆动信号检测器135可以容易地提取分配在摆动地址信息610末尾处的统一字段608的位置。利用此位置信息,摆动信号检测器135能够检测摆动地址信息610的开始位置。
在图49A所示的多种信息中,物理段地址601和带地址602表示相邻轨道之间的相同值,同时沟槽轨道地址606和槽岸轨道地址607在相邻轨道之间改变它们的值。因此,不确定位字段504出现在记录有沟槽轨道地址606和槽岸轨道地址607的字段中。为减小这种不确定位的频率,本实施例用格雷码表示沟槽轨道地址606和槽岸轨道地址607的地址(号)。格雷码表示这样一个码,该码在原始值改变“1”之后只变化“1位”。这样,不确定位的频率降低,并且不仅可以从记录标记中稳定地检测摆动检测信号,还可以稳定地检测重放信号。
如图49B和49C所示,在一次写入型信息存储介质中,摆动同步字段680被分配在物理段的头位置,从而易于检测物理段头位置或相邻物理段之间的边界位置。由于如图49D所示的物理段中类型识别信息721表示按照与上述摆动同步字段580中的摆动同步模式相同的模式进行的物理段中调制字段的分配位置,因此可以事先预测同一物理段中另一个调制字段598的分配位置,并提前准备对后来的调制字段进行的检测,从而使调制字段的信号检测(判别)精度得到提高。图49B所示的一次写入型信息存储介质中的层号信息722表示单面单记录层或单面双记录层中的一个记录层,并且表明:
·当设置为“0”时,表示单面单记录层介质或单面双记录层介质情况下的“L0层”  (位于激光束入射面的前面的层);以及
·当设置为“1”时,表示单面双记录层中的“L1层”(激光束入射面的后面的层)。
物理段顺序信息724表示单物理段块中物理段的相关分配顺序。与图49A比较可看出,摆动地址信息610中物理段顺序信息724的头位置与可重写型信息存储介质中物理段地址601的头位置一致。根据可重写型介质中的位置来判定物理段顺序信息的位置,可以提高不同介质类型之间的兼容性,使用摆动信号的公用地址检测控制程序可以用在能够使用可重写型信息存储介质和一次写入型信息存储介质两者的信息记录/重放设备中,从而使其结构简化。
图49B所示的数据段地址725用数字描述数据段的地址信息。如已经描述的,本实施例中,一个ECC块由32个扇区组成。因此,分配在某ECC块头部的扇区的物理扇区号中的低5位与分配在相邻ECC块头部的扇区的扇区号中的低5位一致。当分配在ECC块头部的扇区的物理扇区号的低5位被设置为“00000”时,同一ECC块中包括的所有扇区的物理扇区号的第6低位或更高位的值相一致。因此,通过移除同一ECC块中各扇区的物理扇区号的低5位数据、并且仅提取第6低位或更高位的数据所获得的地址信息被设为ECC块地址(或ECC块地址号)。预先通过摆动调制记录的数据段地址725(或物理段块号信息)与ECC块地址一致。于是,如果每个摆动调制后的物理段块的位置信息表示为数据段地址,则其数据大小比用物理扇区号表示时减少了5位,从而简化了访问时的当前位置检测。
图49B和49C中的CRC码726是24个地址位的从物理段的类型识别信息721到数据段地址725的CRC码(纠错码)或者24个地址位的从段信息727到物理段顺序信息724的CRC码(纠错码),并且即使摆频调制信号被部分地误读,该信号也可以通过此CRC码726获得部分的纠正。
在一次写入型信息存储介质中,与剩余15个地址位相对应的字段被指派给统一字段609,并且从第12到第16摆动数据单元共5个单元的内容全部由NPW定义(不包括调制字段598)。
图49C中的物理段块地址728是每个由7个物理段形成一个单元的物理段块的地址,并且数据导入区DTRDI中第一物理段块的物理段地址被设为“1358h”。该物理段块地址的数值从数据导入区DTLDI的第一物理段块顺次地加1直到数据导出区DTLDO和数据区DTA的末物理段块。
该物理段顺序信息724表示一个物理段块中物理段的顺序:第一物理段设为“0”,最后一个物理段设为“6”。
图49C所示实施例的特征在于:物理段块地址728被分配在物理段顺序信息724的头位置。例如,与RMD字段1类似,地址信息通常受物理段块地址控制。在根据这些管理信息访问预定的物理段块地址的情况下,首先,摆动信号检测器检测图49C所示的摆动同步字段580的位置,然后,对紧接着摆动同步字段580记录的信息依次进行连续的解码。在物理段块地址被分配在物理段顺序信息724的头位置的情况下,首先由摆动信号检测器解码物理段块地址,然后可以检查预定的物理块信息,或者不解码物理段顺序信息724,以提高使用摆动地址的访问能力。
本实施例的特征还在于:类型识别信息721被分配在紧随图49C所示摆动同步字段580之后。如上所述,首先,摆动信号检测器135检测图49C所示的摆动同步字段580的位置,然后,对记录在紧随摆动同步字段580之后的信息依次进行连续解码。因此,通过把类型识别信息721分配在紧随摆动同步字段580之后,由于能够立即确定物理段中调制字段的分配位置,因此使用摆动地址的访问处理的速度能够得到提高。
由于此实施例使用H格式,因此把摆动信号频率的预定值设为697kHz。
《余隙的定义》
在单面多层盘中,如果聚焦到盘的给定层上的光束扩散到其它层上,则光在其它层或者在光线所聚焦的层上反射(见图50)。因此,给定层的读/写访问受到被盘的其它层反射的光束的影响。为避免此影响,该盘其它层的状态根据被记录标记的存在应该是恒定的。在以焦点为基准的盘的其它层上需要明确地定义影响该层的读/写访问质量的区。这样,通过把该盘其它层上的该区状态保持恒定来适当地进行层上给定位置处的读/写访问。此区的径向距离被称作“余隙”(见图51)。
考虑三个要素来计算余隙:聚焦在指定层上的光束在其它层上的的半径、在层0和层1之间半径的相对偏差最大值、以及在层0和层1之间最大相对径向跳动值。这些值被定义如下;
在层0和层1之间半径的相对偏差最大值:
Rdmax=40μm
在层0和层1之间相对径向跳动的最大值:
Rrmax=(40+60)/2=50μm
层0上轨道形状偏离理想圆形的偏差(径向跳动)是40μm(峰峰值),而层1上的偏差是60μm(峰峰值)。因此所得的平均值是50μm。
其它层上的、聚焦在给定层上的光束的半径理论值由下式给出:
Rc_theoretical=Tsl×tan(sin-1(NA/n))=14μm
Tsl(间隔层的最大厚度)=30μm
NA(数值孔径)=0.65
n(间隔层的折射率)=1.5。
因为该光束的强度在中心部分最高而在边缘最低,所以对于实际半径Rc_practical可把有效半径设为大约10μm。
该盘的余隙Cl由下式来计算:
Cl
=Rdmax+Rrmax+Rc_practical
=100μm
考虑在信息区各区边沿上的余隙来建立信息区格式。
注意,图51仅示出位置偏差的示例。因此,层1中的相对半径跳动不会一直向外偏移,并且层0中的相对半径跳动不会一直向内偏移。
《余隙(物理扇区号)的实例》
从兼容性的观点出发以物理扇区号来简化表达余隙是有用的。
图52示出了层0的给定物理扇区号PSN和层1上相应的可记录物理扇区。层0和层1的物理扇区号具有位取反关系。
图53示出导入区和导出区的示意图。图54示出层0和层1上的初始状态中间区的示意图。所述中间区的布局可通过再分配来改变,图54示出改变前的布局。在导入区、导出区和中间区中的每个带和每个区的边界必须与数据段的边界相一致。
从层0的内圆周侧最内侧圆周起依次形成有系统导入区、连接区、数据导入区和数据区。从在层1的内圆周侧最内侧圆周起依次形成有系统导出区、连接区、数据导出区和数据区。这样,因为包括管理区的数据导入区仅提供给层0,所以在最终完成层1时层1上的信息也被写入层0的数据导入区中。因此,可通过在启动时仅仅读取层0而获得所有的管理信息,并且无需读取层0和层1的每一个。为了在层1上记录数据,整个层0必须写满。所述管理区将在最终完成该盘时被填满。
层0的系统导入区从内圆周侧开始依次包括初始带、缓冲带、控制数据带和缓冲带。层0的数据导入区由空白带、保护轨道带、驱动测试带、盘测试带、空白带、RZD(RMD复制带)、L-RMD(记录位置管理数据)、R物理格式信息带和基准码带从内圆周侧依次组成。层0的数据区的开始地址(内圆周侧)和层1的数据区的结束地址(内圆周侧)由于余隙的存在而不同,并且层1的数据区的结束地址(内圆周侧)处于比层0的数据区的开始地址(内圆周侧)更靠外的一侧。
层1的数据导出区由空白带、盘测试带、驱动测试带和保护轨道带从内圆周侧依次组成。
所述空白带是具有沟槽的带,但是其上没有记录数据。所述保护轨道带记录了用于测试的特殊图案,即未调制的数据″00″。层0的保护轨道带被形成来在层1的盘测试带和驱动测试带上记录。因此,层0的保护轨道带对应于由向层1的盘测试带和驱动测试带至少添加一个余隙所获得的范围。层1的保护轨道带被形成来在层0的驱动测试带、盘测试带、空白带、RZD(RMD复制带)、L-RMD、R物理格式信息带和基准码带上进行记录。因此,层1的保护轨道带对应于由向层0的驱动测试带、盘测试带、空白带、RZD(RMD复制带)、L-RMD、R物理格式信息带和基准码带至少添加一个余隙所获得的范围。
如图54所示,层0和层1的中间区的每一个都从内圆周侧起依次包括保护轨道带、驱动测试带、盘测试带和空白带。层0的保护轨道带被形成来在层1的驱动测试带和盘测试带上进行记录。因此,层0的保护轨道带的结束位置位于距层1的盘测试带的开始位置至少一个余隙宽度的外圆周侧。层1的空白带被形成来在层0的驱动测试带和盘测试带上进行记录。因此,层1的空白带的结束位置位于距层0的驱动测试带的开始位置至少一个余隙宽度的内圆周侧。
《轨道路径》
本实施例采用如图55所示的相反轨道路径来保持从层0到层1记录的连续性。在顺序记录中,只有当层0上的记录完成时,层1上的记录才会开始。
《物理扇区布局和物理扇区号》
每个PS块均包含32个物理扇区。用于单面双层盘的HD DVD-R中层0的物理扇区号(PSN)在系统导入区中从数据导入区的开始到中间区的结束连续地增加,如图56所示。然而,层1的PSN采用层0的PSN的各位反转值,并且从中间区的开始(外侧)到数据导出区的结束(内侧)、以及从系统导出区的外侧到系统导出区的内侧连续地增加。计算位反转的数字值以使得位值“1”成为位值“0”(反之亦然)。具有位反转PSN的各层中的物理扇区与该盘的中心有几乎相同的距离。
其PSN为X的物理扇区被包含在PS块中,其中通过X除以32并舍去小数部分来计算所述PS块的PS块地址。
通过使处在系统导入区末端的物理扇区的PSN为″131071″(01FFFFh)来计算在系统导入区中的PSN。
通过使处在数据导入区之后的数据区开始处的物理扇区的PSN为″262144″(04 0000h)来计算在层0中的除系统导入区之外的PSN。通过使处在中间区之后的数据区开始处的物理扇区的PSN为″9184256″(BC 2400h)来计算在层1中的除系统导出区之外的PSN。
《中间区》
中间区的结构由中间区扩展而改变。如果用户记录的数据量较小,则可以通过扩展中间区来减小最终完成所需的哑元数据大小,从而能够缩短最终完成的时间。
图57示出中间区扩展的示意图。扩展的细节如下文所述。图58、图59、和图60示出扩展前和扩展后的中间区的结构。图58是用于说明扩展前的中间区结构的示图。图59和图60是用于说明扩展后的中间区结构的示图。有两种扩展模式,并且图59和图60之一是根据中间区的扩展量来执行的。根据扩展量是否小于17000h扇区来判定尺寸的大小。图59示出扩展量较小的扩展后结构,图60示出扩展量较大的扩展后结构。保护轨道带的大小、层0的附加保护轨道带的大小、以及扩展之后驱动测试带的形成取决于层0的数据区的结束PSN。
在层1上记录之前必须用“00h”填充层0上的保护轨道带的每个数据段。在最终完成该盘之前必须用“00h”填充层1的保护轨道带的每个数据段。
驱动测试带用于由驱动器执行的测试。这些带从外PS块向内PS块记录。在层1上记录之前必须用“00h”填充层0上的驱动测试带的所有数据段。
盘测试带用于由盘制造商执行的质量测试。
空白带的各数据段不包含任何数据。层0的最外空白带的大小必须等于或大于968个PS块。层1的最外空白带的大小必须等于或大于2464个PS块。
类型选择的目的是为了避免已调制的摆动相互对准。图61示出2个相邻轨道的示意图。轨道#i的起始点与物理段#n的起始点相同(这里i和n是自然数)。轨道#i包含j个物理段、k个WDU和m个摆动(这里j代表自然数而k和m代表非负整数)。如果k和m两者都不为零,那么物理段#n+j被分配在轨道#i和#i+1处。
最终完成:
当数据区最终完成时,在数据区的未记录部分记录结束符。结束符的主数据设置成00h,并且它的区类型是数据导出属性。在用户数据被记录在层1上的情况下,结束符被记录在数据区中所有未记录的部分,如图62所示。
在用户数据没有被记录在层1上的情况下,结束符被记录在层0和层1上,如图63所示。必须把层0的结束符记录在接触数据区的位置。如果在数据区与中间区之间有充足的未被记录数据段,那么没有必要在所有未被记录数据段上记录结束符,并且允许在层1上产生新的结束符测试带(见图63)。该新结束符测试带用于驱动测试,并且要求具有480 PS块的大小。
在记录了结束符之后,层1的分配在数据导出区和中间区中的保护轨道带、以及层1的附加保护轨道带如果未被记录则必须以“00h”填充。在填充分配于数据导出区的保护轨道带之前,必须记录驱动测试带、RMD复制带的未记录部分、L-RMZ、R物理格式信息带和基准码带。
如图63所示,如果结束符未接触中间区,则不需要记录被分配在层0和层1的中间区的保护轨道带、以及分配在层0的中间区的附加保护轨道带。
作为另一种修改,为了能够尽快地开始在层0的数据区上记录数据,应该在RMD复制带的RDZ导入记录之后立即在层0的数据区上执行数据记录,如图64所示。同样如图64所示,填充层0的中间区的驱动测试带的操作可以省略。然而,如果记录数据的量大于层0的数据区的记录容量,并且该数据的记录会扩展到层0和层1,则会产生一些麻烦。在这种情况下,可以在RMD复制层的RDZ导入记录之后填充层0的中间区的保护轨道带,并且在层0的数据区以及层1的数据区上记录数据,如图65所示。如果层0的中间区的保护轨道带已被填充,则可以开始在层1上进行记录。
其它的优点和修改对本领域的技术人员来说显而易见。因此,本发明在广义上不限于文中示出和描述的具体细节和代表性实施例。于是,在不偏离由权利要求及其等同物限定的一般发明概念的精神或范围的前提下,可以对其进行各种修改。

Claims (35)

1.一种多层信息记录介质,其包括:
透明基片,其具有同心圆或螺旋形状的轨道;
第一信息层,其具有形成在透明基片上的第一有机染料层和形成在所述第一有机染料层上的第一反射层;以及
第二信息层,其具有形成在所述第一反射层上的中间层、形成在所述中间层上的第二有机染料层、以及形成在所述第二有机染料层上的第二反射层,并且
所述介质允许使用波长范围为180nm到620nm的光从一个表面进行记录和重放,
所述介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
2.如权利要求1所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
3.如权利要求1所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
4.一种用于在如权利要求1所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
5.一种信息记录介质,其包括:透明基片,其具有同心圆或螺旋形状的轨道;第一信息层,其形成在所述透明基片上并且具有相变记录层、电介质层、和反射层;和第二信息层,其具有形成在所述第一信息层上的中间层、以及相变记录层、电介质层、和反射层,并且该介质允许使用波长范围为180nm到620nm的光从一个表面进行记录和重放,
该信息记录介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
6.如权利要求5所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
7.如权利要求5所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
8.一种用于在如权利要求5所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
9.一种多层信息记录介质,其包括:
第一信息层,其具有透明树脂基片,所述基片具有同心圆或螺旋形状的轨道并且模压有第一信息,并且该第一信息层具有第一反射层,其形成在所述透明树脂基片上;以及
第二信息层,其具有透明树脂层,所述透明树脂层形成在所述第一反射层上并且模压有第二信息,并且该第二信息层具有第二反射层,其形成在所述透明树脂层上;并且
所述多层信息记录介质允许使用波长范围为180nm到620nm的光从一个表面进行重放,
所述多层信息记录介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
10.如权利要求9所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
11.如权利要求9所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
12.一种用于在如权利要求9所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
13.一种多层信息记录介质,其包括:
透明基片,其具有同心圆或螺旋形状的轨道;
第一信息层,其具有形成在所述透明基片上的第一有机染料层和形成在所述第一有机染料层上的第一反射层;以及
第二信息层,其具有形成在所述第一反射层上的中间层、形成在所述中间层上的第二有机染料层、以及形成在所述第二有机染料层上的第二反射层,
所述介质以不低于30m/sec的线速度执行记录和重放,并且
所述介质允许使用波长为大于620nm且不大于830nm的光从一个表面进行记录和重放,
所述介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
14.如权利要求13所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
15.如权利要求13所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
16.一种用于在如权利要求13所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
17.一种信息记录介质,其包括:透明基片,其具有同心圆或螺旋形状的轨道;第一信息层,其形成在所述透明基片上并且具有相变记录层、电介质层、和反射层;和第二信息层,其具有形成在所述第一信息层上的中间层、以及相变记录层、电介质层、和反射层,该介质以不低于30m/sec的线速度执行记录和重放,并且允许使用波长为大于620nm且不大于830nm的光从一个表面进行记录和重放,
该信息记录介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
18.如权利要求17所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
19.如权利要求17所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
20.一种用于在如权利要求17所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
21.一种多层信息记录介质,其包括:
透明基片,其具有同心圆或螺旋形状的轨道;
第一信息层,其具有形成在所述透明基片上的第一有机染料层和形成在所述第一有机染料层上的第一反射层;以及
第二信息层,其具有形成在所述第一反射层上的中间层、形成在所述中间层上的第二有机染料层、以及形成在所述第二有机染料层上的第二反射层,并且
所述介质允许使用具有不少于两种不同波长的光束从一个表面进行记录和重放,
所述介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
22.如权利要求21所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置。
23.如权利要求21所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
24.一种用于在如权利要求21所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
25.一种多层信息记录介质,其包括:
第一信息层,其具有透明树脂基片,所述基片具有同心圆或螺旋形状的轨道并且模压有第一信息,并且该第一信息层具有第一反射层,其形成在透明树脂基片上;以及
第二信息层,其具有透明树脂层,所述透明树脂层形成在所述第一反射层上并且模压有第二信息,并且该第二信息层具有第二反射层,其形成在所述透明树脂层上,并且
所述多层信息记录介质允许使用具有不少于两种不同波长的光束从一个表面进行记录和重放,
所述多层信息记录介质的特征在于:所述第一信息层和所述第二信息层上的轨道的偏心量处在0至70μm的范围内。
26.如权利要求25所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、和具有不同摆动形状的径向位置,上述位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的径向位置、凹坑形成部分和沟槽形成部分的径向位置、镜面部分和沟槽形成部分的径向位置、带的边界的径向位置、以及具有不同摆动形状的径向位置不同。
27.如权利要求25所述的介质,其特征在于:形成有所述第一信息层的结晶位置和初始化位置中的至少一个不同于形成有所述第二信息层的结晶位置和初始化位置。
28.一种用于在如权利要求25所述的多层信息记录介质上执行记录和重放的信息记录/重放设备。
29.一种信息记录介质的检验方法,其特征在于包括步骤:
以不包括波长不大于620nm的光分量的光源来照射多层信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的光从一个表面进行重放,并且使用图像感测机构通过把光点聚焦在所述第一信息层和所述第二信息层的轨道上来感测至少一周轨道的图像;以及
通过由图像处理单元对所得的图像信息进行处理来提取轨道的路径,并且由运算和控制单元基于所提取的信息来计算轨道的偏心量。
30.如权利要求29所述的方法,其特征在于:所述图像感测机构包括CCD摄像机。
31.一种信息存储介质的检验方法,其特征在于包括步骤:
使用激光束照射装置用激光束来照射多层信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的光从一个表面进行重放,并且使用反射分布测量机构来测量所述第一和第二信息层的至少一周轨道的反射分布;以及
通过由图像处理单元对所得的反射分布进行处理来提取轨道的路径,并且由运算和控制单元基于所提取的信息来计算轨道的偏心量。
32.如权利要求31所述的方法,其特征在于:所述激光束具有超过620nm的波长。
33.如权利要求31所述的方法,其特征在于:为了对写策略的学习、优化等而进行了试记录的轨道被用作第一信息层和第二信息层的轨道。
34.一种信息记录介质的检验设备,其特征在于包括:
照射系统,其被配置来使用不包含620nm或更小波长的光分量的光源来照射一种多层信息记录介质,其中该介质包括具有同心圆或者螺旋形状轨道的第一信息层和第二信息层,并且该介质允许使用波长在180nm到620nm范围内的光从一个表面进行重放;
图像感测机构,其被配置来感测所述第一信息层和所述第二信息层的轨道的图像;
图像处理单元,其被配置来通过处理由所述图像感测机构获得的图像信息来提取轨道路径;以及
运算和控制单元,其被配置来基于所提取的信息计算轨道的偏心量。
35.如权利要求34所述的设备,其特征在于:所述图像感测机构包括CCD摄像机。
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