CN102576551A - 光学记录介质及记录方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于基于多个标记的位置向记录介质记录信息或从记录介质读取信息的技术。多个标记的每一个均可具有相同的长度。可基于连续的标记之间的标记间隔来记录信息。同时，还公开了适于通过这些技术来使用的设备和记录介质。

Description

光学记录介质及记录方法
技术领域
本发明涉及一种在其中利用空腔标记(void mark)记录信息的光学记录介质及其记录方法。
引用列表
非专利文献
非专利文献1：Y.Kasami，Y.Kuroda，K.Seo，O.Kawakubo，S.Takagawa，M.Ono，and M.Yamada，Jpn.J.Appl.Phys.，39，756(2000)
非专利文献2：I.Ichimura et.al.，Technical Digest of ISOM′04，pp52，Oct.11-15，2005，Jeju Korea
非专利文献3：M.Watanabe et.al.，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.6763-6767
非专利文献4：T.Mizuno et.al.，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.45(2006)pp.1640-1647
非专利文献5：K.Saito and S.Kobayashi：Proc.SPIE 6282(2006)628213
在诸如CD、DVD和蓝光光盘(注册商标)等的光盘系统中，以类似显微镜的物镜的非接触方式读取在光盘的一侧面中形成的光斑的反射率的微小变化。
众所周知，光盘上的光斑的尺寸由大约λ/NA(其中，λ为照明光的波长以及NA为数值孔径)给出，并且分辨率也与λ/NA的值成比例。
例如，非专利文献1详细描述了一种蓝光光盘，其中，具有12cm直径的光盘相当于约25GB。
背景技术
如非专利文献2、3和4所述的，一种用于在光盘深度方向上形成多数个记录层的方法以及一种用于通过在大容量(bulk)型(体积型)记录介质中以多层化方式进行记录来增大每一张光盘的容量的方法也是众所周知的。
当在大容量型记录介质中进行记录时，用高密度光照射具有约1.5的折射率的塑料，并且使用充满具有约1.0的折射率的气体的空腔作为标记来进行记录和再现。
另一方面，如非专利文献2和5所述的，在多层记录中，各层之间的间隔被设定为约10μm以上，即，12.4n·λ/NA以上(其中，n为介质折射率，λ为波长以及NA为物镜数值孔径)。
当增加层数以增大容量时，需要通过系统来校正由从光盘表面到记录和再现层的介质(折射率n)产生的球面像差，并且由设计极限来确定容量极限。
发明内容
技术问题
本发明的目的是为了在一种方法中在球面像差校正极限内实现更大的光盘容量，在该方法中，在通过大容量型记录介质中的空腔标记来进行记录的同时通过多层化记录来增大光盘容量。
问题解决方案
一些实施方式涉及一种在记录介质上记录信息的方法。该方法包括：在记录介质的多个记录层中形成多个标记。多个标记中的每一个均具有基本相同的长度。该信息基于多个标记的位置来记录。一些实施方式涉及一种具有在其上记录指令的非暂时性计算机可读存储介质，该指令在被执行时实施在记录介质上记录信息的方法。一些实施方式涉及一种用于在记录介质上记录信息的设备。该设备包括控制激光器以在记录介质的多个记录层中形成多个标记的控制器。多个标记的每一个均具有基本相同的长度。该信息基于多个标记的位置来记录。
一些实施方式涉及一种从记录介质中读取信息的方法。该方法包括：基于从在记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光来产生检测信号。多个标记的每一个均具有基本相同的长度。该信息基于多个标记的位置来读取。一些实施方式涉及一种在其上记录指令的非暂时性计算机可读存储介质，该指令在被执行时实施从记录介质中读取信息的方法。一些实施方式涉及一种用于从记录介质中读取信息的设备。该设备包括处理单元，其接收基于从记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光而生成的检测信号。多个标记的每一个均具有基本相同的长度。处理单元基于多个标记的位置来读取信息。
一些实施方式涉及一种记录介质，包括：在记录介质的多个记录层中的多个标记。多个标记中的每一个均具有基本相同的长度。基于多个标记的位置来编码信息。
发明的有益效果
根据本发明，在改变具有一种类型的标记长度的标记之间的间隔的同时来记录空腔标记线(void mark string)，使得在记录介质的深度方向上的夹层厚度能够变窄，并且能够在球面像差校正极限内实现更大的光盘容量。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的记录介质的说明性示图。
图2是用于该实施方式的记录介质的伺服控制的说明性示图。
图3是用于该实施方式的记录介质的记录和再现光学系统的说明性示图。
图4是该实施方式的标记位置记录的说明性示图。
图5A是在该实施方式的标记位置记录中的眼图(eye pattern)的说明性示图。
图5B是在该实施方式的标记位置记录中的抖动(jitter)的说明性示图。
图6是根据比较例的标记边缘记录的说明性示图。
图7A是在比较例的标记边缘记录中的眼图的说明性示图。
图7B是在该比较例的标记边缘记录中的抖动的说明性示图。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。注意，在本说明书及附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件由相同的参考标号来表示，并且会省略对这些结构元件的重复说明。
接下来，将按照以下顺序对本发明的实施方式进行描述。
<1.实施方式的光学记录介质的结构>
<2.记录和再现期间的伺服控制>
<3.记录和再现光学系统>
<4.标记位置记录>
<1.实施方式的光学记录介质的结构>
图1示出了根据本发明实施方式的光学记录介质(记录介质1)的截面结构图。
圆盘形光学记录介质被用作图1所示的记录介质1，并且通过用激光束照射旋转的记录介质1来进行标记记录(信息记录)。还通过用激光束照射旋转的记录介质1来进行记录信息的再现。
如本文所用的，光学记录介质涉及一种在其中通过光照射来进行记录介质的再现的记录介质。
在本实施方式中，所谓的空腔被形成为记录标记。
空腔记录法是一种通过用激光束以相对较高的功率照射由诸如光聚合作用的光敏聚合物等记录材料制成的容量层(bulk layer)而在容量层中记录空腔的技术。由空腔记录法形成的空腔部构成其折射率不同于容量层中的另一部分的一个部分，而且反射率在两侧面之间的边界部分中被增强。因此，空腔部充当了记录标记，从而实现了通过形成空腔标记而进行的信息记录。
参照图1，记录介质1就是所谓的大容量型光学记录介质，并从顶层侧顺序地形成覆盖层2、选择性反射膜3、中间层4以及容量层5。
如本文所用的，在本说明书中，“顶层侧”指的是当激光束从后文提及的再现设备侧入射至表面时的顶层侧。
在本说明书中使用了术语“深度方向”，并且“深度方向”指的是沿着由“顶层侧”的定义所遵循的垂直方向配向的方向(即，与激光束从再现设备侧入射的方向平行的方向)。
在记录介质1中，覆盖层2由诸如聚碳酸酯和丙烯酸等的树脂制成，并且如图1所示，与形成引导记录/再现位置的导槽相关联，而在覆盖层2的下表面侧提供不规则的截面形状。当从圆盘平面方向观看时，导槽被形成为螺旋形状。
导槽由连续的凹槽或凹坑线(pit string)形成。例如，当导槽由凹槽形成时，凹槽以周期性地蜿蜒的方式形成，这允许利用关于蜿蜒的周期信息来记录位置信息(诸如关于旋转角的信号和半径位置的信息等的绝对位置信息)。
覆盖层2通过使用其中(不规则地)形成导槽的压模(stamper)进行注射成型来生成。
选择性反射膜3被置于其中形成了导槽的覆盖层2的下表面侧上。
在容量记录法中，假设为了获得基于导槽的跟踪误差信号和聚焦误差信号，独立于用于进行标记记录的记录光(下文也被称为第一激光束)，通过伺服光(也被称为第二激光束)照射作为记录层的容量层5。
在这一点上，当伺服光到达容量层5时，伺服光对容量层5中的标记记录产生不利影响。因此，具有对在透过记录光的同时反射伺服光的具有选择性的反射膜的需求。
在现有技术的容量记录法中，具有不同波长的激光束分别被用作记录光和伺服光，而且具有选择性的相应的选择性反射膜(反射与伺服光具有相同波长带的光同时透射具有另一波长的光)被用作选择性反射膜3。
作为记录层的容量层5形成在选择性反射膜3的下层侧面上，同时由诸如UV固化树脂等的粘合材料制成的中间层4介于其间。
适于空腔记录法的材料可被用作形成容量层5的材料(记录材料)。例如，塑性材料被用作容量层5。
激光束相继聚焦在容量层5的深度方向上的预定位置，并且空腔标记被形成为对容量层5执行信息记录。
因此，在已记录过的记录介质1中，在容量层5中形成多数个标记形成层(信息记录层)L。在图1中，许多个(n+1)信息记录层被形成为如信息记录层L0至L(n)所示的那样。
容量层5的厚度是不确定的。然而，例如，假设用穿过具有0.85的NA的光学系统的蓝光激光束(波长405nm)照射容量层5，信息记录层在深度方向上距光盘表面(覆盖层2的表面)50mm至300mm的位置处被适当地形成。考虑到球面像差校正来获得合适的范围。
图1示出了在与光盘表面相距70mm至260mm的位置处形成信息记录层的实例。
显然，信息记录层的层数(n+1)随着层间厚度变窄而增大。在一些实施方式中，容量记录介质可包括其中形成了用于存储信息的标记的二十层以上。
在各信息记录层中，使用形成在覆盖层2中的导槽来控制跟踪伺服的同时，通过空腔标记进行记录。因此，当从光盘平面方向观看时，形成在信息记录层中的空腔标记线被形成为螺旋形状。
<2.记录和再现期间的伺服控制>
将参照图2描述针对作为大容量型光学记录介质的记录介质1的记录/再现期间的伺服控制。
如上所述，不仅利用被用于形成记录标记并从记录标记中再现信息的激光束(图2的“第一激光束”)，而且利用作为伺服光(具有与激光束不同的波长)的激光束(图2的“第二激光束”)来照射记录介质1。
尽管后文将参照图3进行描述，记录介质1经由共用物镜(图3中的物镜21)被第一激光束和第二激光束照射。
在这一点上，如图1所示，与作为现有光盘(诸如DVD(数字多功能光盘)和蓝光光盘(注册商标)等)的多层光盘不同，在各层(作为记录介质1的容量层5中的记录目标)的位置处，不再形成具有诸如凹坑和凹槽等的导槽的反射表面。即，在还没有形成标记的记录期间，不能使用第一激光束的反射光来进行利用第一激光束的聚焦伺服和跟踪伺服。因此，在对记录介质1进行的记录期间，使用作为伺服光的第二激光束的反射光来对第一激光束进行跟踪伺服和聚焦伺服。
具体地，针对记录期间的第一激光束的聚焦伺服，第一激光束聚焦机制(图3中的透镜17和18以及透镜驱动单元19)被设置为使得仅第一激光束的焦点位置独立变化。利用基于如图2所示的选择性反射膜3(导槽形成表面)的偏移量来控制第一激光束聚焦机制，从而进行聚焦伺服。
在这一点上，如上所述，利用第一激光束和第二激光束经由共用物镜来照射记录介质1。通过利用从选择性反射膜3反射的第二激光束控制物镜来进行第二激光束的聚焦伺服。利用第一激光束和第二激光束经由共用物镜照射记录介质1，并且通过基于从选择性反射膜3反射的第二激光束控制物镜来进行第二激光束的聚焦伺服，由此，第一激光束的焦点位置基本上取决于选择性反射膜3。换句话说，通过物镜基于从选择性反射膜3反射的第二激光束的聚焦伺服来提供取决于记录介质1相对于第一激光束的焦点位置的表面起伏的功能。
此外，通过使用第一激光束聚焦机制的偏移值来偏移第一激光束的焦点位置。因此，第一激光束的焦点位置可以取决于容量层5中必需的深度位置。
图2示出了在容量层5中设定与信息记录层L0至L(n)对应的偏移量的实例。即，图2示出了设定与信息记录层L0的层位置对应的L0的偏移量、与信息记录层L1的层位置对应的L1的偏移量、……、以及与信息记录层L(n)的层位置对应的L(n)的偏移量的情况。
在深度方向上的标记形成位置(记录位置)可通过使用这些偏移值驱动第一激光聚焦机制而在信息记录层L0的层位置到信息记录层L(n)的层位置之间适当地选择。
针对记录期间的第一激光束的跟踪伺服，通过使用如上所述的利用第一激光束和第二激光束经由共用物镜来照射记录介质1这一点，利用从选择性反射膜3反射的第二激光束执行物镜的跟踪伺服，来实现第一激光束的跟踪伺服。
另一方面，在再现期间，如图1所示，在容量层5中形成信息记录层L，从而能获得从信息记录层L反射的第一激光束。因此，在再现期间，通过利用第一激光束的反射光来进行第一激光束的聚焦伺服。
具体地，在再现期间，通过基于第一激光束的反射光控制第一激光束聚焦机制，来进行第一激光束的聚焦伺服。
即使在再现期间，也要通过基于第二激光束的反射光进行物镜的跟踪，来实现第一激光束的跟踪伺服。
在这一点上，即使在再现过程中，为了读取记录在作为选择性反射膜3的导槽形成表面中的绝对位置信息，也要针对导槽形成表面(导槽)进行第二激光束的聚焦伺服和跟踪伺服。
即，在再现过程中，类似于记录过程，物镜的位置被控制为使得针对导槽形成表面(导槽)基于第二激光束的反射光来实现第二激光束的聚焦伺服和跟踪伺服。
在本实施方式中，如下进行伺服控制。
第一激光束方面
记录期间：使用第二激光束的反射光驱动共用物镜，并且使用第一激光束聚焦机制提供偏移量，从而进行聚焦伺服(通过用第二激光束的反射光驱动物镜，而自动地进行跟踪伺服)。
再现期间：通过使用第一激光束的反射光驱动第一激光束聚焦机制，来进行聚焦伺服(在再现期间，还通过用第二激光束的反射光驱动物镜，来自动地进行第一激光束的跟踪伺服)。
第二激光束方面
在记录和再现期间，通过使用第二激光束的反射光驱动物镜，来进行聚焦伺服和跟踪伺服。
<3.记录和再现光学系统>
图3示出了对图1的记录介质1进行记录和再现的记录和再现设备10的构造。
首先，加载在记录和再现设备10中的记录介质1被图3的主轴电动机(SPM)39旋转。
为了用第一激光束和第二激光束照射旋转的记录介质1，在记录和再现设备10中设置有光学拾取装置OP。
作为第一激光束的光源的第一激光器11和作为用作伺服光的第二激光束的光源的第二激光器25被设置在光学拾取装置OP中。第一激光器11被用于通过形成空腔标记来记录信息并再现由空腔标记记录的信息。
如上所述，第一激光束在波长上不同于第二激光束。在本实施方式中，第一激光束具有约405nm的波长(所谓的蓝紫激光束)，而第二激光束具有约660nm的波长(红色激光束)。
构成第一激光束和第二激光束相对于记录介质1的输出端的物镜21被设置在光学拾取装置OP中。物镜21具有0.85的NA。
在光学拾取装置OP中还设置有接收从记录介质1反射的第一激光束的第一光检测器(图3中的PD-1)24和接收从记录介质1反射的第二激光束的第二光检测器(图3中的PD-2)30。
此外，光学系统被设置在光学拾取装置OP中。光学系统将从第一激光器11发射的第一激光束引导至物镜21，并且光学系统还将从记录介质1向物镜21入射的第一激光束的反射光引导至第一光检测器24。
具体地，在从第一激光器11发射的第一激光束经由准直透镜12而被成形为平行光之后，第一激光束的光轴被反射镜13弯曲了90度，并且第一激光束入射至偏振分束器14。偏振分束器14被构造为透射从第一激光器11发射且经由反射镜13入射至偏振分束器14的第一激光束。
穿过偏振分束器14透射的第一激光束通过液晶元件15和四分之一波板16。
在这一点上，设置液晶元件15是为了校正诸如慧差和散光等的离轴像差。
通过四分之一波板16的第一激光束入射至包括透镜17和透镜18的扩束器(expander)。在该扩束器中，位于靠近作为光源的第一激光器11一侧的透镜17构成固定透镜，而位于距离第一激光器11较远一侧的透镜18构成可动透镜。透镜18在平行于第一激光束的光轴的方向上被图3中的透镜驱动单元19驱动，从而对第一激光束单独进行聚焦控制。
在记录期间，扩束器(透镜驱动单元19)基于控制器38的指令来偏移第一激光束的焦点位置。在再现期间，扩束器基于从第一激光器聚焦伺服电路37输出的信号来进行第一激光束的聚焦控制。
第一激光束经由扩束器入射至分色镜20。分色镜20被构造为使得透射与第一激光束相同的波长带的光同时反射具有另一波长带的光。因此，以上述方式入射的第一激光束穿过分色镜20被透射。
利用穿过分色镜20被透射的第一激光束经由物镜21来照射记录介质1。
双轴机制22针对物镜21而设置。双轴机制22保持物镜21，同时可以使物镜21可以在聚焦方向(物镜21靠近和远离记录介质1所移动的方向)和跟踪方向(与聚焦方向正交的方向：记录介质1的径向)上移动。
在双轴机制22中，第二激光器聚焦伺服电路36和跟踪伺服电路35分别向聚焦线圈和跟踪线圈提供驱动电流，从而在聚焦方向和跟踪方向上移动物镜21。
在再现期间，用如上所述的第一激光束照射记录介质1，由此获得从记录介质1(具体地，容量层5中的再现目标的信息记录层L)反射的第一激光束。所获得的第一激光束的反射光经由物镜21被引导至分色镜20并穿过分色镜20被透射。
在穿过分色镜20而透射的第一激光束的反射光通过组成扩束器的透镜18和17以后，反射光经由四分之一波板16和液晶元件15入射至偏振分束器14。
入射至偏振分束器14的第一激光束的反射光(返回光)的偏振方向由于四分之一波板16的作用以及记录介质1处的反射作用，而与从第一激光束11侧入射至偏振分束器14的第一激光束(到来光，approach light)的偏振方向相差90度。结果，第一激光束的反射光被如上所述的偏振分束器14反射。
由偏振分束器14反射的第一激光束的反射光被引导至图3中的聚光透镜23的一侧上。聚光透镜23将第一激光束的反射光聚集到第一光检测器24的检测表面上。
另外，在光学拾取装置OP中设置有光学系统。该光学系统将从第二激光器25发射的第二激光束引导至物镜21，并且该光学系统还将从记录介质1入射至物镜21的第二激光束的反射光引导至第二光检测器30。
如图3所示，从第二激光器25发射的第二激光束在经由准直透镜26被成形为平行光之后，而入射至偏振分束器27。偏振分束器27被构造为透射经由第二激光器25和准直透镜26入射至偏振分束器27的第二激光束(到来光)。
穿过偏振分束器27而透射的第二激光束经由四分之一波板28入射至分色镜20。
如上所述，分色镜20被构造为使得透射具有与第一激光束相同的波长带的光同时反射具有另一波长带的光。因此，第二激光束被分色镜20反射，并且利用第二激光束经由物镜21来照射记录介质1。
通过用第二激光束照射记录介质1而获得的第二激光束的反射光(由选择性反射膜3反射的光)经由物镜21被分色镜20反射之后又经由四分之一波板28入射至偏振分束器27。
与第一激光束类似，从记录介质1的一侧入射的第二激光束的反射光(返回光)的偏振方向由于四分之一波板28的作用以及记录介质1处的反射作用，而与到来光的偏振方向相差90度。因此，作为返回光的第二激光束的反射光被偏振分束器27反射。
由偏振分束器27反射的第二激光束的反射光经由聚光透镜而被聚集到第二光检测器30的检测表面。
尽管未示出，但实际上在记录和再现设备10中还设置有使整个光学拾取装置OP在跟踪方向上滑动的滑动驱动单元，并且该滑动驱动单元驱动光学拾取装置OP使得激光束照射位置能大范围地移动。
在记录和再现设备10中，除了光学拾取装置OP和主轴电动机39之外，还设置有记录处理单元31、第一激光器矩阵电路32、再现处理单元33、第二激光器矩阵电路34、跟踪伺服电路35、第二激光器聚焦伺服电路36、第一激光器聚焦伺服电路37以及控制器38。
首先，应被记录在记录介质1中的数据(记录数据)被输入至记录处理单元31。记录处理单元31对输入的记录数据执行误差校正码的添加、预定记录调制的编码等，从而获得记录调制数据串，其作为实际记录在记录介质1中的“0”和“1”二进制数据串。
响应于控制器38的指令，记录处理单元31驱动第一激光器11，使得第一激光器11基于所生成的记录调制数据串而发光。
第一激光器矩阵电路32包括根据由作为第一光检测器24的多数个光接收元件输出的电流的电流电压转换电路和矩阵计算/放大电路，并且第一激光器矩阵电路32通过矩阵计算处理来生成所需信号。
具体地，第一激光器矩阵电路32生成与通过再现记录调制数据串而获得的再现信号对应的高频信号(下文被称为再现信号RF)和用于聚焦伺服控制的聚焦误差信号FE。
在本实施方式中，有两种类型的聚焦误差信号FE，即，基于第一激光束的反射光和第二激光束的反射光的聚焦误差信号FE。为了将这两种类型的聚焦误差信号FE互相区分开，由第一激光器矩阵电路32生成的聚焦误差信号FE被称为聚焦误差信号FE-1。
由第一激光器矩阵电路32生成的再现信号RF被提供给再现处理单元33。
聚焦误差信号FE-1被提供给第一激光器聚焦伺服电路37。
再现处理单元33对由第一激光器矩阵电路32生成的再现信号RF执行诸如记录调制码的二进制化处理和解码/误差校正处理等的再现处理，以恢复记录数据，从而获得其中再现记录数据的再现数据。
第一激光器聚焦伺服电路37基于聚焦误差信号FE-1生成聚焦伺服信号，并且第一激光器聚焦伺服电路37基于聚焦伺服信号来控制透镜驱动单元19的驱动，从而执行对第一激光束的聚焦伺服控制。
从以上描述可以看出，在再现期间，通过基于第一激光束的反射光驱动透镜驱动单元19，来执行第一激光束的聚焦伺服控制。
在再现期间，响应于由控制器38提供的相应指令，第一激光器聚焦伺服电路37在执行形成于记录介质1中的信息记录层L之间的层间跳跃操作和将所需信息记录表面L引至聚焦伺服的同时，控制透镜驱动单元19的驱动。
在第二激光束方面，第二激光器矩阵电路34包括根据由作为第二光检测器30的多数个光接收元件输出的电流的电流电压转换电路和矩阵计算/放大电路，并且第二激光器矩阵电路34通过矩阵计算处理来生成所需信号。
具体地，第二激光器矩阵电路34生成用于伺服控制的聚焦误差信号FE-2和跟踪误差信号TE。
聚焦误差信号FE-2被提供给第二激光器聚焦伺服电路36，并且跟踪误差信号TE被提供给跟踪伺服电路35。
第二激光器聚焦伺服电路36基于聚焦误差信号FE-2生成聚焦伺服信号，并基于聚焦伺服信号驱动双轴机制22的聚焦线圈，从而对物镜21进行聚焦伺服控制。如上所述，在记录和再现两种过程中，基于第二激光束的反射光来进行物镜21的聚焦伺服控制。
响应于来自控制器38的指令，第二激光器聚焦伺服电路36在将形成在记录介质1中的选择性反射膜3(导槽形成表面)引至聚焦伺服的同时，驱动聚焦线圈。
跟踪伺服电路35基于来自第二激光器矩阵电路34的跟踪误差信号TE生成跟踪伺服信号，并基于跟踪伺服信号来驱动双轴机制22的跟踪线圈。如上所述，在记录和再现两种过程中，基于第二激光束的反射光来进行物镜21的跟踪伺服控制。
例如，控制器38由包括CPU(中央处理单元)和诸如ROM(只读存储器)等的存储器(存储装置)的微型计算机构成，并且控制器38根据存储在ROM中的程序来执行控制和处理，以整体控制记录和再现设备10。
在记录期间，控制器38基于根据如图2所述的各层位置而设定的偏移值来控制(在深度方向上选择记录位置)第一激光束的焦点位置。即，控制器38基于根据记录目标的层位置而设定的偏移值来驱动透镜驱动单元19，从而在深度方向上选择记录位置。
偏移值被存储在控制器38的ROM、闪存等中。通过设定L0至L(n)的偏移值来设定信息记录层L0至L(n)的位置。换句话说，信息记录层L0至L(n)的层间厚度也被确定。
如上所述，在记录期间，基于第二激光束的反射光来进行跟踪伺服控制。因此，在记录期间，控制器38基于跟踪误差信号TE向跟踪伺服电路35提供指令，以进行跟踪伺服控制。
在记录期间，控制器38基于聚焦误差信号FE-2向第二器激光聚焦伺服电路36提供指令，以进行聚焦伺服控制(关于物镜21的聚焦伺服控制)。
另一方面，在再现期间，控制器38向第一激光器聚焦伺服电路37提供指令，以将第一激光束聚焦到其中记录有应被再现的数据的信息记录层L上。即，为信息记录层L执行第一激光束的聚焦伺服控制。
即使在再现期间，控制器38也基于跟踪误差信号TE而使跟踪伺服电路35执行跟踪伺服控制。
在再现过程中，控制器38基于聚焦误差信号FE-2而使第二激光器聚焦伺服电路36执行聚焦伺服控制(关于物镜21的聚焦伺服控制)。
尽管省略了带有附图的描述，但记录在选择性反射膜3(导槽形成表面)中的绝对位置信息是基于第二激光束的反射光被读取的。因此，实际上，第二激光器矩阵电路34针对在导槽形成表面中记录的信号而生成再现信号。例如，当信息被凹坑线记录时生成RF信号的和信号(sum signal)，并且当信息被起伏凹槽记录时生成推挽式信号(push-pull signal)。关于记录信号而设置了基于再现信号来检测绝对位置信息的位置信息检测单元。
<4.标记位置记录>
如上所述，参照图1，在本实施方式的记录介质1中，在深度方向上形成有将空腔标记线记录成螺旋形状的许多个信息记录层L。在该实施方式中，通过改变一种类型的标记长度的标记间隔来记录空腔标记线。即，该实施方式为所谓的标记位置记录，其中，在将记录标记的长度设定为该一种类型的同时通过改变每一记录标记间隔来记录信息。
导槽在覆盖层2中被形成为螺旋形状。当通过导槽执行跟踪的同时进行记录时，在容量层5中以二维平面状态记录信息，以形成信息记录层L。即，空腔标记线被形成为螺旋形状。
在记录了一个信息记录层之后，基于其偏移值来驱动扩束器(透镜18)以控制第一激光器的焦点位置，从而在另一信息记录层中进行记录。
在本实施方式中，通过标记位置记录来记录空腔标记。
信息记录方法大致被分为用于改变标记长度和标记间隔的方法(标记边缘记录)以及在本实施方式中采用的用于改变该一种类型的标记的间隔的方法(标记位置记录)。
为了比较，将参照图6和图7描述进行标记边缘记录的情况。可以引用在蓝光光盘中使用的(1，7)RLL调制标记边缘记录作为标记边缘记录的实例。
图6示意性示出了在记录介质1(容量层5)的两个信息记录层L(M-1)和L(M)中进行记录的情况。图6的右图示出了当从激光入射一侧观看时位于背侧的信息记录层L(M)的xz截面和xy截面。在图6左侧的示意图中，各截面中的椭圆体和黑色长孔部分为空腔标记MK。空腔标记MK具有79mm的宽度和120mm的高度。
由于所进行的记录为标记边缘记录，所以标记长度取决于记录数据。例如，假设一个信道比特长度(channel bit length)为84nm，空腔标记MK的长度被2T(两个时钟)至8T长度的标记和空腔长度调制。轨道间距为0.32mm。
图7A示出了信息记录层L(M)的再现期间的眼图。由于所进行的记录为标记边缘记录，所以振幅根据标记长度(2T至8T)来获得。
图7B示出了在改变信息记录层L(M)与信息记录层L(M-1)之间的层间厚度时信息记录层L(M)的抖动的计算结果。在图7B中绘制出了抖动值，其为在将再现信号数字化时阈值水平处的信号的暂时性波动(由信道比特长度标准化)。
从图7B的结果可以看出，抖动从约8μm以下的层间厚度开始迅速下降。当去除上面的信息记录层L(M-1)时，抖动与10μm的层间厚度的抖动基本一致。
实际上，抖动优选地小于大约5.7％至大约5.8％。从抖动值的角度来看，认为12.4nλ/NA为多层记录中的层间厚度的下限。其中，n为介质折射率，λ为第一激光束的波长，而且NA为物镜21的数值孔径。
当波长λ被设为405nm、NA被设为0.85以及介质折射率被设为1.6时，得到12.4nλ/NA＝9.45μm。
即，当如图1所示形成了信息记录层L0至L(n)时，各信息记录层的层间厚度优选地为9.45μm以上。
另一方面，图4和图5示出了该实施方式的标记位置记录方法。图4和图5示出了通过VFM(五变量调制，variable five modulation)调制进行标记位置记录的情况。
与图6类似，图4示意性地示出了在记录介质1(容量层5)的两个信息记录层L(M-1)和L(M)中记录空腔标记MK的情况。图4的右图示出了当从激光入射侧观看时，位于背侧的信息记录层L(M)的xz截面和xy截面。
空腔标记MK具有120mm的宽度、120mm的长度和168mm的高度。
信道比特长度相似地被设定为84nm。在VFM调制中，标记形状是相同的，并且标记之间的距离在5至16个信道比特长度之间变化。轨道间距为0.32mm。
图5A示出了在信息记录层L(M)的再现期间的眼图。振幅根据单个标记长度来获得。
与图7B类似，图5B示出了在改变信息记录层L(M)与信息记录层L(M-1)之间的层间厚度时的、信息记录层L(M)的抖动的计算结果。在这一点上，通过绘制再现信号的峰值时间的波动来获得抖动。
抖动从约5mm以下的层间厚度开始迅速下降。
当去除上面的信息记录层L(M-1)时，抖动与10mm的层间厚度的抖动基本一致。
从图5B的结果可以看出，抖动存在于可容许值范围内，直到层间厚度约为4μm。
如上所述，对于标记边缘记录，认为层间厚度的下限为12.4nλ/NA。对于标记位置记录，与标记边缘记录的抖动相同的抖动(抖动约为5.7％至5.8％)下的层间厚度的下限可被设定为5.2nλ/NA。
在波长λ被设定为405nm、NA被设定为0.85、并且介质折射率被设定为1.6的相同条件下，得到5.2nλ/NA＝4μm。
即，在进行标记位置记录时，当如图1所示地形成信息记录层L0至L(n)时，各信息记录层的层间厚度可被较窄地设定为9.45μm以下，例如约在4μm的最小值处。
即，一些或所有的记录层间隔可被设定在5.2nλ/NA至12.4nλ/NA的范围内。
假设与图1的实例类似，信息记录层形成在距表面70mm至260mm的范围内。
当采用标记边缘记录将所有层间厚度设定为10mm时，在距表面70mm至260mm的范围内可以形成15个信息记录层。
另一方面，当类似于本实施方式采用标记位置记录将所有的层间厚度设定为5mm时，在距表面70mm至260mm的范围内可以形成39个信息记录层。
在本实施方式中，仅通过实例的方式，可以理解的是，光学记录介质被设置为能够相当大地扩大记录容量，在该光学记录介质中，在深度方向上形成了其中将空腔标记记录为螺旋形状的许多个记录层，并且在改变一种类型的记录长度的间隔时记录空腔标记。例如，当采用距表面50mm至300mm的范围将所有的层间厚度设定为4mm时，可以形成更多信息记录层以获得更大容量。
因此，可实现具有许多个信息记录层的低成本、大容量记录和再现光盘系统。
不需要所有的层间厚度都是相同的，但某些层间厚度可被设定在5.2nλ/NA至12.4nλ/NA范围内。
具体地，为消除层间杂散光(在不是记录和再现目标的信息记录层中的反射光成分)的影响，有效地改变层间厚度，并且可考虑整个容量(层数)或层间杂散光的影响的消除来设定各层间厚度。
在图3所示的记录和再现设备10中，记录处理单元31例如通过VFM调制方法使第一激光器11进行激光调制以实现标记位置记录。控制器38根据所设定的层间厚度将对应于信息记录层L0至L(n)的L0至L(n)的偏移量存入其内，以对各信息记录层L0至L(n)进行记录。为了进行目标信息记录层的记录，控制器38控制扩束器的透镜18(透镜驱动单元19)。因此，进行聚焦控制来形成目标信息记录层，并可以通过由此产生的层间厚度形成各信息记录层L0至L(n)。
在进行记录介质1的再现时，控制器38根据在L0至L(n)的偏移量中的目标信息记录层的偏移量来控制扩束器的透镜18(透镜驱动单元19)。从而，进行聚焦控制来使目标信息记录层再现，可从信息记录层中读取通过标记位置记录记录的空腔标记线的信息。
在本发明中，空腔标记是通过使用最小行程(run)为4以上的可变长度码而基于调制信号来适当地形成的。VFM是相应的调制方法之一。
通常，存在一种众所周知的作为适于传送或记录的数据调制方法之一的分组码(block code)。在分组码中，数据串以m*i个位为单位(下文中被称为数据字)被分组，而且数据字根据适当的编码规则而被转换成包括n*i个位的码字。在i＝1的情况下获得定长码，并且当选择i的多个值时，即，当由作为i的最大值的imax＝r来进行转换时，获得可变长度码。分组编码的代码被称作可变长度码(d，k；m，n；r)。其中，i被称作约束长度，并且约束长度imax为r(下文中被称为最大约束长度r)。d表示相同符号的最小连续数，即，诸如零的所谓的最小行程，并且k表示相同符号的最大连续数，即，诸如零的所谓的最大行程。VFM是可变长度码(4，22；2，5；5)。本发明不限于VFM，但优选地使用最小行程为4以上的可变长度码。
本领域技术人员应当理解，根据设计需求和其他因素，可进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们均在所附权利要求或其等价物的范围内。
本发明包含于2009年10月7日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2009-233194所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
[参考标号列表]
1 记录介质
2 覆盖层
3 选择性反射膜
4 中间层
5 容量层
L0至L(n) 信息记录层
MK 空腔标记
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种在记录介质上记录信息的方法，所述方法包括：
在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记中的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来记录信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个标记被形成为螺旋图样。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述多个标记包括使用激光器在所述记录介质中形成多个空腔。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在5.2nλ/NA和12.4nλ/NA之间，其中，n为形成所述记录介质的材料的折射率，λ为由形成所述多个标记的激光器发射的光的波长，并且NA为所述激光器记录所述信息时所穿过的光学系统的数值孔径。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在4μm与9.45μm之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个记录层距离所述记录介质的上表面50μm与300μm之间而形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述记录介质包括光盘。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来记录所述信息。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录所述信息。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。
12.一种记录有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时实施一种在记录介质上记录信息的方法，所述方法包括：
在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记中的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来记录所述信息。
13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来记录。
14.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述信息基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录。
15.一种用于在记录介质上记录信息的设备，所述设备包括：
控制器，控制激光器以在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，所述信息基于所述多个标记的位置来记录。
16.根据权利要求15所述的设备，还包括：
形成所述多个标记的激光器。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述激光器在记录介质中形成多个空腔。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在5.2nλ/NA与12.4nλ/NA之间，其中，n为形成所述记录介质的材料的折射率，λ为由所述激光器发射的光的波长，并且NA为所述激光器记录所述信息时所穿过的光学系统的数值孔径。
19.根据权利要求15所述的设备，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
20.根据权利要求15所述的设备，其中，所述记录介质包括光盘。
21.根据权利要求15所述的设备，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来记录。
22.根据权利要求15所述的设备，其中，所述信息基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录。
23.一种用于从记录介质中读取信息的设备，所述设备包括：
处理单元，接收基于从所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光所生成的检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，所述处理单元基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
24.根据权利要求23所述的设备，还包括向所述多个标记发射光的激光器。
25.根据权利要求23所述的设备，其中，所述记录介质包括光盘。
26.根据权利要求23所述的设备，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来读取。
27.一种从记录介质中读取信息的方法，所述方法包括：
基于从在所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光来生成检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来读取所述信息。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。
30.一种记录有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时实施一种从记录介质中读取信息的方法，所述方法包括：
基于从所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光来生成检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
31.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来读取所述信息。
32.一种记录介质，包括：
位于所述记录介质的多个记录层中的多个标记，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来编码信息。
33.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记被形成为螺旋图样。
34.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记包括在所述记录介质中的多个空腔。
35.根据权利要求32所述的记录介质，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在4μm与9.45μm之间。
36.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个记录层距离所述记录介质的上表面50μm与300μm之间而形成。
37.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述记录介质包括光盘。
38.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
39.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。

Claims (39)

1.一种在记录介质上记录信息的方法，所述方法包括：
在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记中的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来记录信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个标记被形成为螺旋图样。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述多个标记包括使用激光器在所述记录介质中形成多个空腔。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在5.2nλ/NA和12.4nλ/NA之间，其中，n为形成所述记录介质的材料的折射率，λ为由形成所述多个标记的激光器发射的光的波长，并且NA为所述激光器记录所述信息时所穿过的光学系统的数值孔径。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在4mm与9.45mm之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个记录层距离所述记录介质的上表面50mm与300mm之间而形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述记录介质包括光盘。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来记录所述信息。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录所述信息。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。
12.一种记录有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时实施一种在记录介质上记录信息的方法，所述方法包括：
在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记中的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来记录所述信息。
13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来记录。
14.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述信息基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录。
15.一种用于在记录介质上记录信息的设备，所述设备包括：
控制器，控制激光器以在所述记录介质的多个记录层中形成多个标记，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，所述信息基于所述多个标记的位置来记录。
16.根据权利要求15所述的设备，还包括：
形成所述多个标记的激光器。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述激光器在记录介质中形成多个空腔。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在5.2nλ/NA与12.4nλ/NA之间，其中，n为形成所述记录介质的材料的折射率，λ为由所述激光器发射的光的波长，并且NA为所述激光器记录所述信息时所穿过的光学系统的数值孔径。
19.根据权利要求15所述的设备，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
20.根据权利要求15所述的设备，其中，所述记录介质包括光盘。
21.根据权利要求15所述的设备，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来记录。
22.根据权利要求15所述的设备，其中，所述信息基于由具有4以上的最小行程的可变长度码产生的调制信号来记录。
23.一种用于从记录介质中读取信息的设备，所述设备包括：
处理单元，接收基于从所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光所生成的检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，所述处理单元基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
24.根据权利要求23所述的设备，还包括向所述多个标记发射光的激光器。
25.根据权利要求23所述的设备，其中，所述记录介质包括光盘。
26.根据权利要求23所述的设备，其中，所述信息基于连续的标记之间的标记间隔来读取。
27.一种从记录介质中读取信息的方法，所述方法包括：
基于从在所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光来生成检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来读取所述信息。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。
30.一种记录有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时实施一种从记录介质中读取信息的方法，所述方法包括：
基于从所述记录介质的多个记录层中的多个标记接收到的光来生成检测信号，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来读取所述信息。
31.根据权利要求30所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，基于连续的标记之间的标记间隔来读取所述信息。
32.一种记录介质，包括：
位于所述记录介质的多个记录层中的多个标记，其中，所述多个标记的每一个均具有基本相同的长度，其中，基于所述多个标记的位置来编码信息。
33.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记被形成为螺旋图样。
34.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记包括在所述记录介质中的多个空腔。
35.根据权利要求32所述的记录介质，其中，连续的记录层之间的距离的至少一个在4mm与9.45mm之间。
36.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个记录层距离所述记录介质的上表面50mm与300mm之间而形成。
37.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述记录介质包括光盘。
38.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述多个标记被形成在所述记录介质的二十个以上的层中。
39.根据权利要求32所述的记录介质，其中，所述记录介质包括大容量记录介质。
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