CN101171628B - 光数据存储介质 - Google Patents
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Abstract
描述了一种包括基于染料记录层的光数据存储介质(1)。其具有基本平行的轨道用于使用光学可测标记模式来记录用户信息，所述轨道具有导向凹槽，所述凹槽存在于用户数据区域(3)和信息区域(2)中，并可利用推挽方法由聚焦辐射束(7)进行寻轨。归一化推挽信号(PPN)在未记录信息区域中的值为PPN-i，PPN在未记录用户数据区域中的值为PPN-u，且PPN-i小于PPN-u。实现了这样的光数据存储的信息区域可以由传统光数据驱动器读取而不导致对驱动器的毁坏。进一步描述了用于读取的设备和相应的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种光数据存储介质，其包括基于染料的记录层，并具有基本平行的轨道用于以光学可检测标记的模式来记录用户信息，所述轨道具有导向凹槽，该凹槽存在于用户数据区域和信息区域中，其中在信息区域中的凹槽包含指示介质类型的调制信息，该凹槽可利用推挽法由聚焦辐射束进行寻轨，而且归一化推挽信号PPN在未记录信息区域中的值为PPN-I，且PPN在未记录用户数据区域中的值为PPN-u。
背景技术
在光数据存储介质上的记录信息以轨道形式排列。通常，轨道为要由扫描设备跟随的、在记录载体上的线，其具有量级为记录载体的特征尺度的长度。矩形记录载体上的轨道长度基本等于光数据存储介质的长度或宽度。盘形光数据存储介质上的轨道为盘上连续螺旋线或圆形线的360度圈。
轨道可以包括凹槽和/或凹槽之间的岸台部分。凹槽为记录层中类似沟槽的特征，其通过记录层的岸台部分与邻近凹槽隔开，沟槽底部更靠近或更远离辐射照射其上以便对其进行扫描的记录载体侧。用户信息可以记录层中光学可测区域(例如，作为具有特征反射或磁化的区域)的形式记录在岸台上和/或凹槽中。
关于光记录的市场，显然，迄今为止最重要和成功的格式是一次写入格式。继可记录紧致盘(CD-R)和可重写数字多用盘(DVD+R和DVD-R)之后，最近研发出了新的可记录蓝光盘(BD-R)标准，其可提供甚至更大的数据密度。
借助于所谓的推挽或微分方法来对激光写光点相对于凹槽的径向位置进行检测。这种方法采用布置在已经从光数据存储介质反射回来的光束路径中的至少两个对辐射敏感的检测器段，以便这些检测器段接收反射束径向不同的部分。两个检测器段的输出信号之间的差值包含有关激光点相对于凹槽的径向位置的信息。若输出信号相等，则激光点的中心与凹槽中心或两相邻凹槽之间的中点相一致。
可利用1985年G.Bouwhuis，J.Braat，A.Huijser，J.Pasman，G.van Rosmalen，和K.Schouhamer所著的Principles of Optical DiscSystems(Adam Hilger Ltd，Bristol)中发表的标量衍射计算来计算推挽信号。通常，在扫描导向凹槽期间，通过对来自分离检测器的右和左检测器段的信号I1和I2进行相减来导出推挽信号，其中该分离检测器存在于辐射(如激光)束的反射光路中。在光盘标准规范中，当激光点跨越导向凹槽径向向外移动时，推挽信号正式定义为归一化参数PPN＝<I1-I2>/[I1+I2]，其中公式<I1-I2>表示I1-I2的最大差值，而[I1+I2]表示I1+I2的平均值。
已经发现有特定染料非常适合用作预刻凹槽的光数据存储介质衬底上的记录层。例如，这样的染料可以是花菁化合物，其可通过在衬底表面上旋镀这类化合物的溶液而沉积得到。通常在衬底与染料层之间存在反射层。
在基于有机染料的记录叠层中，当数据记录其中的染料体积限定于衬底表面上存在的凹槽内时，记录处理更优。在标准记录叠层(即CD-R或DVD+R盘)的情况下，限定染料的凹槽部分指向盘的激光进入表面。在反向叠层的情况下，凹槽指向远离激光进入表面；在这种情况下，凹槽之间的岸台部分指向激光进入表面。这样的反向叠层结构用于新的BD-R盘。这意指对于BD-R系统，对有机R-介质的径向寻轨应由凹槽上切换为凹槽内。
BD最初由BD创始者进行标准化，并在2002年1月创建BD-REV1.0标准。BD-RE介质为对于SL或DL都具有低反射率和相对低的推挽率的相变可记录介质。此后，开始了BD-可记录的标准化，其最大可能地保持了与BD-RE的共通性。由于低反射率，诸如相变类型或合金类型(Cu/Si)材料之类的无机记录材料用于BD-R变得可行。使用这些无机类型的BD-RE介质，可以获得与BD-RE(0.21-0.45)相同的归一化推挽(PPN)水平。
受CD-R和DVD±R在市场方面成功的激励，还研发出了用于BD-R的旋镀染料介质。最初，它们为所谓的凹槽上(见上述)类型，具有高到低的标记极性(mark polarity)。但是，这些类型的盘从来不会达到所要求的记录特征。近来，已经研发出了所谓的凹槽内类型染料BD-R盘，其示出了低到高的标记极性，并具有较高的PPN水平。与凹槽上类型介质中所观察到的问题相比，已经在这种最新型介质上证实了其优异的记录性能。受这些介质显而易见前景的触发，BD-R V1.0标准已采用了保留用于标记极性的盘信息(DI)字节，由此允许将来应用低到高染料介质。
由于低到高染料介质的最新可用性，它们可能与第一代BD驱动器不兼容，因为第一代BD驱动器的设计思路适用于传统的无机类型BD-R介质。在低到高染料介质中，存在以下问题(它们全部都与PPN信号相关)：
1)PPN信号非常高(例如为0.8，高于V1.0BD-R规范)，高达无机BD-R介质水平的3倍。利用传统(8段光电二极管)散光聚焦方法进行操作的驱动器经受高光馈送通过。因此，聚焦伺服在轨道跳跃期间将经受大到不可接受的聚焦误差信号。这将危害聚焦系统的鲁棒性，并将导致聚焦致动器的损耗，并有可能达到烧毁聚焦线圈的程度。
2)在记录之后PPN信号以2或更高的系数降低。BD-R规范仅允许0.75-1.25的PPN比率(记录前/后)，以允许以在固定径向增益在以写入和空白区域上寻轨。较低PPN比率需要不同的伺服设计，其中取决于盘的空白或写入情况来切换径向伺服增益。
3)更具戏剧性的问题在某些最新介质样本上看出，其中降低空白盘PPN信号，并因此，在以一定写功率下进行写操作之后，PPN信号减少至PPN信号完全消失的程度。
近来已经变得清楚的是，实现与第一代驱动器(其运作散光聚焦方法)的兼容性的机会极小。如果PPN要求1)降低，则问题2)和3)可得到解决，并可允许相对较高的空白盘PPN信号。
现在所期望的是BD-R染料盘的研发将着重于第二代驱动器，其具有更加先进的方法来处理光穿通。这将导致新一代的介质，该介质不仅对于写操作而且对于读操作都缺乏与第一代驱动器的兼容性。读操作不兼容被认为是非常严重的问题：这不仅会在用户方产生困扰，而且会导致毁坏驱动器(由于高的光穿通而烧毁聚焦光圈)。
在美国专利申请出版物US-A-2003223339中，公开了一种用于扫描具有基于染料的记录层和信息区域的光数据存储介质的设备。该设备包含装置用于基于在信息区域中读取的信息来确定是因为兼容而接受介质还是因为不兼容而拒绝介质。
在国际专利申请出版物WO-A-03/083845中，公开了一种光数据存储介质，其包括基于染料的记录层，并具有可利用推挽方法由聚焦辐射束寻轨的导向凹槽。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在开始段落中描述类型的光数据存储介质，其可以由光数据驱动器读取而在不导致对驱动器的损坏。
根据本发明，由开始段落中描述的光数据存储介质来实现该目的，其特征在于，PPN-i低于PPN-u。
所提出的方案为以这样的方式对低到高BD-R盘中的信息区域(在BD中也称为HFM区或PIC带)的凹槽结构进行修改，以便仅在HFM区中将PPN信号值减少到甚至第一代驱动器也可接受的水平。由于HFM区实质上是不可记录的，所以此方案可行。驱动器可以通过访问HFM区并远离导入区的其他部分和数据区停留来简单地获得盘信息(DI)。通过读取PIC带来启动BD盘是一种在读出读-不兼容盘时避免驱动器毁坏的方法。在根据本发明的光信息介质中，信息区域中的凹槽包含指示介质类型的调制信息。例如，该信息存储在标记极性字节中而存在。例如，上述染料BD-R盘具有设置为低到高的标记极性字节。
至少必需实现的是，第一代驱动器能够读取盘信息(标记极性字节，版本和类型字节)，以便正确地识别介质类型，弹出盘并向用户(刻录者)或主机(PC驱动器)传递恰当的消息。由于新染料盘可能能够毁坏老的驱动器，所以上述功能尤为重要。优选为，在信息区域中，0.21＜PPN-i＜0.52，更优选为，0.26＜PPN-i＜0.52。这些值基本上对应于根据BD-RV1.0标准的当前标准值。
在根据本发明的光数据存储介质的实施方式中，与用户数据区域中的凹槽的横截面相比，信息区域中的凹槽的具有宽度、深度或二者均缩小的横截面。可以示出，缩小的凹槽横截面给出了缩小的PPN信号。在光盘母盘刻录方面存在有几种方法来改变信息区域(HFM区)凹槽相对于用户数据凹槽区域的特性。要注意的是，BD中的HFM区早已具有与凹槽区域相比不同的轨道间距。常用方法是在宽度或深度或宽深度二者方面缩小前凹槽的“体积”。这可通过下述来实现：
1)在光盘母盘刻录期间改变NA。由于用于母盘刻录传统凹槽的NA早已非常高，所以这种方法相对难以实现。
2)在光盘母盘刻录期间，通过改变光强来改变凹槽的宽度和深度。减少光强通常将会导致具有较低归一化推挽信号的较浅(如V-型)凹槽。在制造期间，也有可能通过使用哑数据(如一系列短脉冲)预记录HFM区来改变PPN。这也降低了PPN信号值。
在典型的BD示例中，衬底为盘状并具有120毫米的半径和1.0-1.2毫米的厚度。记录叠层存在于衬底上，其包括染料层和反射层。叠层中的反射层与衬底毗邻。这也被称为反向叠层。辐射(即激光)束通过透明的覆盖层、经由与衬底侧相对的一侧进入，其中该透明覆盖层将记录叠层与外界隔开。
导向凹槽通常由螺旋状凹槽构成，并且在注模或者压制期间借助于模具在衬底或透明层中形成。作为选择，这些凹槽也可在复制处理中在间隔层的合成树脂(例如，紫外线固化丙烯酸酯)中形成。
覆盖层例如由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、非晶聚烯烃或玻璃材料、或相对较厚的层(例如，紫外线固化的聚(甲基)丙烯酸酯)构成。这个保护层必须具有良好的光学性能，即基本上无光学像差并且厚度基本均匀。对于BD，这个覆盖层具有0.1毫米的厚度。
金属反射层可通过蒸镀或溅射来提供。染料层通常由旋镀来提供。
本发明可用于BD-R盘以及BD-R标准的将来版本中。可以使用本发明来实现“老”的BD-R驱动器与将来染料型BD-R盘之间的读兼容性。
在用于扫描上述光数据存储介质的设备中，所述设备包括用于扫描轨道的光学系统，可利用推挽方法由聚焦辐射束对该轨道进行寻轨；检测器，具有用于从反射辐射束中检测第一信号的第一分段和用于从反射辐射束中检测第二信号的第二分段，该设备包括用于基于在信息区域中读取的介质信息来确定是因为兼容而接受该介质还是因为不兼容而拒绝该介质的装置。
在使用上述设备对上述光数据存储介质进行扫描的方法中，所述介质包括基于染料的记录层，并具有基本平行的轨道用于以光学可测标记模式来记录用户信息，所述轨道具有其中存储了信息的凹槽，所述凹槽存在于用户数据区域和信息区域中并且可被寻轨；所述设备包括用于利用推挽方法由聚焦辐射束来扫描轨道的光学系统，以及检测器，具有用于从反射辐射束中检测第一信号(I1)的第一分段和用于从反射辐射束中检测第二信号(I2)的第二分段；基于在信息区域中读取的信息来确定是因为兼容而接受该介质还是因为不兼容而拒绝该介质。
在该方法的实施方式中，将兼容状态消息传递给使用该设备的最终用户。
附图说明
将参考附图对本发明进行更详细的阐述。在附图中：
图1示出了根据本发明的光数据存储介质；
图2示出了用于读出图1中的光数据存储介质的设备；
图3示出了用于利用图2设备来读出图1中的介质的方法中的步骤。
优选实施方式
图1中示出了光数据存储介质(1)。它包括基于染料的记录层，并且具有基本平行的轨道用于以光学可测标记模式(未示出)来记录用户信息。轨道具有导向凹槽，其存在于用户数据区域(3)和信息区域(2)中，并可用利用归一化推挽信号(PPN)的推挽方法、由聚焦辐射束进行寻轨。PPN在未记录信息区域中的值为PPN-i，PPN在未记录用户数据区域中的值为PPN-u，且PPN-I明显小于PPN-u。PPN-i的值约为0.4。PPN-u的值约为0.6。后一个值在当由“第一代”或“传统”BD驱动器读取时可能导致毁坏。信息区域中的凹槽包含指示介质类型的调制信息。该调制信息通过存储在标记极性字节中而存在。
与用户数据区域中的凹槽的横截面相比，信息区域中的凹槽具有宽度、深度或宽深度二者均缩小的横截面。在光盘的母盘刻录中存在有几种方法来改变信息区域(HFM区)凹槽相对于用户数据凹槽区域的特征。要注意的是，BD中的HFM区早已具有与凹槽区域相比不同的轨道间距。常用方法是在宽度或深度或宽深度二者方面缩小前凹槽的“体积”。这可通过下列来完成：
1)在光盘母盘刻录期间改变NA。由于用于母盘刻录传统凹槽的NA早已非常高，所以这相对难以实现。
2)在光盘母盘刻录期间，通过改变光强来改变凹槽宽度和深度。减少光强通常将会导致具有较低归一化推挽信号的较浅(如V-型)凹槽。在制造期间，也有可能通过利用哑数据(如一系列短脉冲)对HFM区进行预记录来改变PPN。这也可降低PPN信号值。
图2中示出了用于读取图1中的光数据存储介质(1)的设备(11)。该设备包括：用于扫描轨道的光学系统(4)，可利用推挽方法由聚焦辐射束(7)对轨道进行寻轨；检测器，具有用于从反射辐射束(8)中检测第一信号(I1)的第一分段，和用于从反射辐射束(8)中检测第二信号(I2)的第二分段。如上文介绍性部分所述，PPN信号可从这些信号中导出。所述设备包括装置，用于根据在信息区域中读取的介质信息，确定是因为兼容而接受介质还是因为不兼容而拒绝该介质。
图3中示出了根据本发明、使用图2的设备来扫描图1中的光数据存储介质的方法的流程图。基于在信息区域中读取的信息，确定是因为兼容而接受介质还是因为不兼容而拒绝该介质。可选地，将兼容状态消息传递给该设备的最终用户。
需要指出的是，上述实施方式用于说明而不是限制本发明；而且本领域的技术人员将能够设计出许多其他实施方式而不偏离所附权利要求的范围。在权利要求书中，括号中的任何参考符号不应认为限定权利要求。词“包括”不排斥不同于权利要求中列出的单元或步骤的单元或步骤的存在。单元前的词“一”或“一个”不排斥多个这样的单元的存在。在互相不同的从属权利要求中阐述某些措施的简单事实不表明不能有利地使用这些措施的组合。
Claims (5)
1.一种光数据存储介质(1)，包括基于染料的记录层，并具有平行的轨道用于以光学可测标记的模式来记录用户信息，所述轨道有导向凹槽，所述导向凹槽存在于用户数据区域(3)和信息区域(2)中，其中所述信息区域中的导向凹槽包含指示介质类型的调制信息，所述存在于用户数据区域(3)和信息区域(2)中的导向凹槽可利用推挽方法由聚焦辐射束(7)进行寻轨，而且归一化推挽信号PPN在未记录信息区域(2)中的值为PPN-i，PPN在未记录用户数据区域(3)的值为PPN-u，其特征在于，PPN-i小于PPN-u。
2.如权利要求1所述的光数据存储介质(1)，其中所述调制信息存储在标记极性字节中而存在。
3.如权利要求1-2中任一项所述的光数据存储介质(1)，其中0.21＜PPN-i＜0.52。
4.如权利要求1-2中任一项所述的光数据存储介质(1)，其中0.26＜PPN-i＜0.52。
5.如权利要求1-2中任一项所述的光数据存储介质(1)，其中，与所述用户数据区域(3)中的导向凹槽的横截面相比，所述信息区域(2)中的导向凹槽具有宽度、深度或宽度深度二者均缩小的横截面。
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