CN102782757B - 光记录盘和用于在光记录盘上记录或读出数据的方法 - Google Patents
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Abstract
一种光记录盘,所述光记录盘包括:至少十个光记录层;多个中间层,所述多个中间层各自插入在相邻的光记录层之间;基膜,所述基膜配置为支持所述光记录层和所述中间层;覆盖层,所述覆盖层与所述基膜相对地设置,并且所述光记录层和所述中间层插入在它们之间。所述光记录盘整体上是盘的形状。所述光记录盘的总厚度不大于300微米,并且所述光记录盘提供柔韧性。
Description
技术领域
本发明涉及光记录盘和用于在光记录盘上记录或读出数据的方法。
背景技术
近年来,对于用于使用激光束等记录或读出信息的光记录介质进行了研究,其中每盘的存储容量可以通过将记录层层压成多层结构中而增加。参见专利文献1-3和非专利文献1-3。
同时,进行了研究以实现高容量磁带,其中将大数量的极薄的软盘(参见,例如,专利文献4-6和非专利文献4)储存在磁带盒中,并且使用转换器逐一取出并使用。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本已公开专利申请,公开号2009-134784
专利文献2:日本已公开专利申请,公开号2009-252340
专利文献3:国际申请号2008/007564
专利文献4:日本专利号4140823
专利文献5:日本已公开专利申请,公开号2005-011412
专利文献6:日本已公开专利申请,公开号2009-116985
非专利文献
非专利文献1:H.Mitsumori等,Jpn.J.Appl.Phys.,第48卷,第3期(2009)03A055
非专利文献2:Mishima等,“用于蓝光光盘系统的150GB,6层一次性写入光盘(150GB,6-layerwriteoncediscforBlu-rayDiscsystem)”,Proc.ofSPIE6282(2006)62820I
非专利文献3:IsaoIchimura等,Proc.SPIE,第6282卷,628212(2007)
非专利文献4:Onagi等,RicohTechnicalReport,第30期,第37页
发明概述
技术问题
根据具有多层记录层的传统光记录介质,记录层和中间层的层压结构体具有相当的厚度,结果是整个介质的厚度变得更大并且因此介质不提供柔韧性。因此,如果将介质以高速(例如,10000rpm以上)旋转,介质可能归因于介质的共振而不利地损坏。因此,不管如何努力增加数据传输速率,传统的光记录介质在介质的最大旋转速度上受到限制。
考虑到以上方面,需要的是提供一种可以高速旋转的高容量光记录盘和一种用于在该光记录盘上记录或读出数据的方法。
问题的解决方案
根据本发明,提供一种光记录盘,所述光记录盘包括:至少十个光记录层;多个中间层,所述多个中间层各自插入在相邻的光记录层之间;基膜,所述基膜配置为支持所述光记录层和所述中间层;覆盖层,所述覆盖层与所述基膜相对地设置,并且所述光记录层和所述中间层插入在它们之间,其中所述光记录盘整体上是盘的形状,并且其中所述光记录盘的总厚度不大于300微米,并且所述光记录盘提供柔韧性。
以具有不大于300微米的总厚度并且提供柔韧性的光记录盘的这种构型,如果盘的厚度大于300微米可能出现的共振几乎不出现,并且因此盘可以高速旋转。这使得可以获得高数据传输速率。此外,因为将至少十个记录层层压在300微米的厚度之内,可以获得高容量光记录盘。
在以上光记录盘中,覆盖层可以具有10-50微米的范围内的厚度。
在以上光记录盘中,可以在覆盖层和基膜的至少一个的内表面上形成用于循迹(tracking)的螺旋状槽。此外,中间层的至少一个可以具有用于循迹的螺旋状槽。
根据本发明,还提供一种用于在上述光记录盘上记录或读出数据的方法,所述方法包括以下步骤:将所述光记录盘安置在记录装置或读出装置中;和以这样的方式在所述光记录层上记录或读出数据:如果从光记录层至所述基膜的外表面的距离小于从所述光记录层至所述覆盖层的外表面的距离,则用穿过所述覆盖层入射至所述光记录层上的光照射所述光记录层,而如果从所述光记录层至所述基膜的外表面的距离大于从所述光记录层至所述覆盖层的外表面的距离,则用穿过所述基膜入射至所述光记录层上的光照射所述光记录层。
因此,以这样的方式从光记录盘的两侧进行数据的记录或读出:将数据记录在或读出自从用于记录或读出的光入射至目标光记录层上的光照射侧看位于远侧的目标光记录层。这可以确保目标光记录层与用于数据的记录或读出的光从其入射的光记录盘的表面之间的相对大的距离。因此,即使光记录盘的表面具有擦伤或附着至光记录盘的表面的灰尘,这种擦伤或灰尘也不易影响记录或读出性能,因为与其中用来自近侧的光照射目标记录层的情况比较,目标记录层上的焦点可以更加远离擦伤或灰尘。传统技术是使用具有较大厚度的光记录介质用于确保这种距离以使得盘表面上的擦伤或灰尘几乎不影响记录或读出性能。相反,根据本发明,即使使用薄软盘,擦伤或灰尘也不会在光学上倾向于影响记录或读出性能,因为对于目标光记录层从光记录盘的从目标光记录层的距离更大的一侧适当地进行数据的记录或读出。
根据本发明的光记录盘不仅可以获得高容量,而且还实现了高数据传输速率。此外,根据本发明的用于光记录盘的记录或读出方法,光记录盘比较不易受到盘表面上的擦伤或灰尘影响。
附图简述
[图1]图1是根据本发明的一个示例实施方案的光记录盘的透视图。
[图2]图2是该光记录盘的截面图。
[图3]图3是说明光记录盘的层状结构的示意图。
[图4]图4是显示光记录盘的修改的实施方案的截面图,其中将用于循迹的槽形成在中间层上。
[图5]图5是光盘驱动器的示意图。
[图6]图6显示了设置在光记录盘中的相应的层的组合变化。
实施方案详述
下面将描述本发明的一个示例实施方案。如在图1中看出,根据本发明的一个实施方案使得光记录盘1整体上形状类似圆盘,并且柔性盘部分10由芯19支持。为了防止归因于弯折的损坏,当操作时优选将光记录盘1存储在磁带盒2中。
芯19是由后面描述的盘驱动器支持的部分。如在图1和2中看出的,芯19是类似圆盘形状,并且通孔19A形成在芯19的中心部分中用于允许轴的插入。将凸缘19B设置在芯19的外周,并且将盘部分10通过粘合固定至凸缘19B。将凸缘19B安置在芯19的厚度的大致中点,以使得盘部分10由凸缘19B在芯19的厚度的中点(即,在要由轴32支持的表面19C、19D之间的中点(与它们距离相等))支持。
如在图3中最好地看出的,盘部分10包括基膜11,数个层压的光记录层12和设置在基膜11上的中间层13,以及与基膜11相对地设置的覆盖层14。此外,间隔层15、16分别位于基膜11和覆盖层14的内侧。更详细地,将多个光记录层12设置在两个间隔层15、16之间,并且将每个中间层13设置在两个相邻的光记录层12之间。盘部分10的总厚度T不大于300微米。盘部分10提供柔韧性以构成通常所说的软盘。
基膜11具有圆形构造并且起盘部分10的支持部件的作用。为提供具有预定的柔韧性的盘部分10,优选的是基膜11的厚度在10-100微米的范围内,并且更优选在10-50微米的范围内。基膜11由例如聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚酯、脂环烃树脂、环氧树脂和缩醛的材料制成。
光记录层12是由在其上可使用光(包括紫外光和红外光)如激光束记录信息的记录材料制成的层。如同传统的光记录盘,用于光记录层12的记录材料可以是任何已知的材料,条件是当将其用光照射时其光性质如折射率、吸光度或荧光性质发生改变。作为一个实例,用于光记录层12的材料可以包括:有机染料材料如花青染料、酞菁染料、偶氮染料;相变材料如Ge-Sb-Te,并且Ag-In-Sb-Te;和金属材料如Te和Se。
根据记录材料的灵敏度确定光记录层12的厚度,以使得可以获得足够的信号噪音比。例如,光记录层12具有在0.01-2微米的范围内的厚度。如果光记录层12的厚度等于或大于0.01微米,则可以观察到大的信号强度以获得所需的信号噪音比。如果光记录层12的厚度等于或小于2微米,则可以设置十个以上光记录层12以实现大存储容量,同时防止跨层串扰(即,来自相邻的光记录层12的信号混合在一起),因为可以对中间层13提供足够的厚度。
为获得整体上的光记录盘1的大存储容量,光记录盘1包括至少十个光记录层12。只要可以确保中间层13足够的厚度,更大数量的光记录层12,如20层或40层,是优选的。
中间层13是用于防止跨越相邻的光记录层12的串扰的层,并且具有例如3-20微米的范围内的厚度。中间层13可以由任意已知材料制成,条件是它令人满意地允许光的透射(即,用于在光记录盘1上记录或读出数据的光;在下文中称为“记录/读出光”)。用于在中间层13中使用的材料的优选实例可以包括:通过将高分子化合物如丙烯酸类化合物、甲基丙烯酸类化合物、聚氯乙烯化合物、聚乙烯醇化合物、聚乙酸乙烯酯化合物、聚苯乙烯化合物或纤维素溶解在溶剂中制备的粘合剂;主要含有丙烯酸酯化合物、环氧化合物或氧杂环丁烷化合物的光固化粘合剂;主要含有乙烯-乙酸乙烯酯化合物、烯烃化合物或氨基甲酸乙酯化合物的热熔粘合剂;和包含丙烯酸类化合物、氨基甲酸乙酯化合物、硅氧烷化合物等的压敏粘合剂。
设置覆盖层14用于覆盖与基膜11相对的表面。覆盖层14可以以类似于基膜11的方式形成,并且其厚度和材料可以与基膜11的那些相同。虽然在该说明书中为了方便的原因通过不同的名字指代基膜11和覆盖层14,但是它们在构造上可以是完全相同的。当然,覆盖层14和基膜11在构造上也可以不同。例如,基膜11可以更厚以增加支持能力,而比基膜11薄的覆盖层14可以仅为了保护与基膜11相对的表面的目的而设置。
基膜11具有其上设置有用于循迹的螺旋状槽21的内表面。类似地,覆盖层14具有其上设置有用于循迹的螺旋状槽24的内表面。螺旋槽21例如通过以下方式形成:在基膜11的内表面上涂布紫外可固化树脂并且其后压制具有凸出周线的压模以对紫外可固化树脂形成槽21的反转图案,之后用紫外光进行曝光固化。覆盖层14上的螺旋槽24可以以类似的方式形成。在基膜11和覆盖层14内侧设置间隔层15、16,通过它们将具有槽21、24的内表面与光记录层12间隔开。为了检测基膜11的槽21的目的,间隔层15由具有与相邻的基膜11的折射率不同的折射率的材料制成。因为类似的原因,间隔层16由具有与相邻的覆盖层14的折射率不同的折射率的材料制成。
配置基膜11和覆盖层14以使得它们的至少一个允许记录/读出光充分地从其中通过,而它们中的另一个可以不具有光透射性。然而,对于如后面所述的从光记录盘1(即,盘部分10)的两侧进行数据的记录或读出,优选的是基膜11和覆盖层14都可以充分地透射记录/读出光。对于间隔物15、16也是如此,并且如果相邻的基膜11或相邻的覆盖层14具有光透射性,则将对应的间隔物15、16也配置为充分地透射记录/读出光。根据该实施方案,因为间隔层15、16与用于循迹的槽21、24相邻,优选的是间隔层15、16透射用于循迹伺服使用的光至使得光可以从其通过用于检测槽21、24的位置的程度。间隔层15、16的厚度大约在1-20微米的范围内,并且间隔层15、16可以由与用于中间层13使用的材料相同的材料制成。
可以将用于循迹的槽形成在中间层13上,而不是形成在基膜11或覆盖层14上。例如,如在图4中最好地看出的,中间层13中的一个可以包括具有彼此不同的折射率的第一中间层13A和第二中间层13B,并且可以将螺旋状槽23形成在第一中间层13A上。
接下来,将给出对用于在光记录盘1上记录和读出数据的光盘驱动器的实例的描述。
如图5中所示,光盘驱动器30主要包括稳定器31、轴32、电动机34、光盘检取头35,以及用于控制电动机34和光盘检取头35的运转的控制器41。
稳定器31是板状部件,其具有高精度平面的平面表面部分31A,并且中心孔31B形成在稳定器31中,轴32通过所述中心孔穿透稳定器31。光记录盘1的盘部分10放置在并且面对稳定器31的平面表面部分31A。因为该原因,平面表面部分31A在尺寸上比盘部分10大。稳定器31通过稳定器保持器31C固定到足够稳定的基座(未示出)。稳定器31关于旋转的盘部分10保持非常薄的空气层,以使得盘部分10可以在光记录盘1的高速旋转(例如,大约在15000-20000rpm的范围内)过程中稳定。
轴32被配置为在支持光记录盘1的同时高速旋转。轴32具有远端,所述远端具有与通孔19A的形状对应的形状,以使得当将帽33与轴32的远端接合时,芯19牢固地保持在轴32上。
电动机34是用于旋转轴32驱动源,并且电动机34的转子连接至轴32。电动机34的旋转由控制器41控制。
光盘检取头35可以以与包括激光束源、透镜和光接收元件的传统已知的检取器件类似的方式形成。光盘检取头35沿在光记录盘1的径向方向延伸的导轨35A移动,以便进行循迹。循迹通过调节光盘检取头35的位置以使得来自槽21或槽24的反射光成为预定的光强度而进行。因为槽21、24的位置和每个光记录层12在光记录盘1的深度方向(即,厚度的方向)上是不同的,优选的是光盘检取头35包括用于数据的记录或读出使用的一组光源和光接收元件,以及用于伺服循迹使用的一组光源和光接收元件。
将在数据的读出过程中在光盘检取头35接收的信号和用于循迹的在光盘检取头35接受的信号输入至信号处理单元42。
控制器41连接至信号处理单元42。
信号处理单元42起将记录信号输出至控制器41的功能;在数据的记录过程中通过将外部输入数据编码为光盘检取头35的输出图案而在信号处理单元42处生成记录信号。信号处理单元42还起到将从光盘检取头35输入的信号解码并将其输出至外部器件的功能。此外,信号处理单元42基于接收到的用于循迹的信号计算循迹错误的量,并且为了实现光盘检取头35的位置的反馈控制的目的,信号处理单元42将指示用于定位光盘检取头35所需的控制量的信号输出至控制器41。
控制器41将控制信号输出至电动机34以使得引起电动机34以预定的旋转速度旋转。控制器41在数据的记录和读出过程中还进行光盘检取头35的循迹控制,以使得光盘检取头35跟随预定的记录位置。此外,在记录数据时控制器41将从信号处理单元42接收的记录信号输出至光盘检取头35,而在读出数据时控制器41使得光盘检取头35的光源以预定功率输出发射光。
除了以上功能以外,控制器41具有将记录/读出光聚焦在多个光记录层12中预定的光记录层12上的功能。例如,首先使焦点落在离光照射侧最远的光记录层12(即,图3中最下面的光记录层12)上,并且其后使焦点逐渐地移向近侧(即,在图3中向上移),在该过程中数出层的数目,以使得可以将记录/读出光聚焦在预定层上。
优选地,从光记录盘1的两侧以这样的方式进行数据的记录或读出:用基于从目标光记录层12至基膜11的距离和从目标光记录层12至覆盖层14的距离的从远侧入射的光将数据记录在或者读出于一个光记录层12。更详细地,如果目标光记录层12更接近基膜11的外表面,如在图3中最好地看出的,数据的记录或读出从覆盖层侧进行,而如果目标光记录层12更接近覆盖层14的外表面,将光记录盘1反转并通过轴32支持,并且之后将目标光记录层12用从基膜侧入射的光照射用于数据的记录或读出。因此,因为将目标光记录层12用来自距目标光记录层12较远的远侧表面的光照射,因此可以确保目标光记录层12与光可以通过的光记录盘1的远侧表面之间相对大的距离。因此,即使光记录盘1的远侧表面具有擦伤或附着至其上的灰尘,这种擦伤或灰尘也较不易影响数据的记录或读出。
根据传统的非柔性厚光记录盘,光穿过厚基板照射用于进行数据的记录或读出,并且因此基板上的擦伤或灰尘几乎不影响记录或读出性能。相反,根据该实施方案的光记录盘1具有薄至300微米以下的厚度以提供柔韧性,并且将大于十个光记录层12设置在盘部分10中,从而使得基膜11和覆盖层14与传统的非柔性光记录盘比较显著地更薄。因为该原因,如上所述,将目标光记录层12用从根据目标光记录层12的位置的远侧表面入射的光照射。这可以避免在盘部分10的表面上的擦伤或灰尘的有害影响。可以用来自光记录盘1的任一侧(即,来自基膜侧或覆盖层侧)的记录/读出光照射位于基膜11的外表面和覆盖层14的外表面之间的中心的光记录层12以进行数据的记录或读出。
操作光盘驱动器30的用户可以在需要的情况下将关于其上进行数据的记录或读出的目标光记录层12的位置的指令输入至光盘驱动器30中。备选地,记录/读出光可以通过控制器41以使得聚焦仅在位于盘部分10的厚度中间之下的光记录层12(即,远侧光记录层12)上进行的方式聚焦。此外,连接至光盘驱动器30的外部器件可以给出指令使得数据的记录或读出仅对于远侧光记录层12进行。
接下来,将给出光记录盘1的实例的描述,其中检查每个层的厚度等的不同变化。图6显示含有根据本发明的实施例1-6和不被包括在本发明中的比较例1-2(即,比较例1-2)的表格,其中示例了以下变化:如每个层的厚度、用于循迹的槽的位置等。关于实施例1-6,如果基膜11和覆盖层14的厚度在10-50微米的范围内并且总厚度不大于300微米,则整体上的盘部分10可以提供柔韧性。然而,关于比较例1-2,如果总厚度大于300微米,则盘部分10不提供柔韧性并且难以高速旋转光记录盘。
实施例1-6和比较例1-2在以下条件下进行:使用具有405nm的波长的激光束作为记录/读出光,使用具有0.85的数值孔径(NA)的物镜,所述数值孔径是目前广泛地使用的物镜中最大的数值孔径,并且将激光束聚焦在从覆盖层14数的第一个光记录层12上。对于实施例1-6和比较例1-2的每一个,激光束在光记录盘1面对物镜的表面处的点尺寸在图6中给出。分别对于在从覆盖层侧照射激光束的情况下的覆盖层14的表面以及在从基膜侧照射激光束的情况下的基膜11的表面计算激光束的点尺寸。图6中的表显示在实施例1-6中,如果从覆盖层侧照射记录/读出光,则覆盖层14的表面处的点尺寸小于70微米,以使得仅允许不大于约50微米的擦伤或灰尘。然而,如果从基膜侧照射记录/读出光,则允许等于或大于100微米的擦伤或灰尘。因此,优选的是,如果从目标光记录层12至基膜11的外表面的距离大于从光记录层12至覆盖层14的外表面的距离,则数据的记录或读出在目标光记录层12上通过用穿过基膜11的光照射目标光记录层12而进行。
为了提供足够耐擦伤等的光记录盘1,需要的是不少于50微米的擦伤的尺寸应该是可以接受的。为此,记录/读出光在光照射侧的表面的点尺寸应该不少于70微米。因此优选的是光记录盘的厚度等于或大于100微米(即,实施例3中基膜的两倍厚度(50微米))。在耐擦伤方面,更厚的光记录盘1是优选的,并且更优选地,光记录盘1的厚度等于或大于150微米,并且再优选等于或大于200微米。
根据本发明的该实施方案的以上光记录盘1具有不大于300微米的总厚度并具有柔韧性。因此,光记录盘1比较不易归因于共振而损坏,并且与传统的非柔性光记录盘比较,它可以以更高的速度旋转并且从而可以以更高的数据传输速率传输数据。此外,虽然根据该实施方案的光记录盘1具有不大于300微米的总厚度,但提供了多于十个光记录层12。这可以实现以紧凑设计形式的高容量光记录盘。
此外,因为光记录盘1支持处于芯19的厚度中间(即,在要由轴32支持的表面19C、19D之间的中点处(与其距离相等))的盘部分10,当将光记录盘1以基膜11向下放在光盘驱动器30上时和当将光记录盘1以覆盖层14向下放在光盘驱动器30上时可以以类似的方式保持光记录盘1与光盘驱动器30的相应部件如光盘检取头35和稳定器31之间的位置关系。因此,即使将光记录盘1反转以改变光通过其入射至目标光记录层12上的表面,光盘驱动器30也可以相对于光记录盘1的目标光记录层12以类似的方式记录或读出数据。
根据以上实施方案,光记录盘1分别具有形成在基膜11、覆盖层14和中间层13上的螺旋状槽21、23、24。这可以促进循迹控制。
如上所述,根据用于光记录盘1的记录或读出方法,在光记录层12上以这样的方式进行数据的记录或读出:如果从目标光记录层12至基膜11的外表面的距离小于从目标光记录层12至覆盖层14的外表面的距离,则将目标光记录层12用穿过覆盖层14入射至目标光记录层12上的光照射,而如果从目标光记录层12至基膜11的外表面的距离大于从目标光记录层12至覆盖层14的外表面的距离,则将目标光记录层12用穿过基膜11入射至目标光记录层12上的光照射。这可以确保其上可以进行数据的记录或读出的目标光记录层12与光穿过其入射的盘部分10的表面之间相对大的距离。因此,即使光穿过其入射至目标光记录层12上的盘部分10的表面具有附着至其上的擦伤或灰尘,这种擦伤或灰尘也较不容易显著地影响记录或读出性能。
虽然参考以上示例实施方案描述了本发明,但本发明不限于该具体实施方案,并且在需要的情况下可以做出多种变更或修改。例如,可以将用于循迹的槽形成在基膜11和覆盖层14的内表面上,以及中间层13上。
Claims (6)
1.一种光记录盘,所述光记录盘包括:
至少十个单独的光记录层,所述单独的光记录层各自具有在0.01-2微米的范围内的厚度;
多个单独的中间层,所述多个单独的中间层各自插入在相邻的光记录层之间,并且每一个中间层在不存在空气间隙的情况下安置在两个相邻的光记录层之间;
基膜,所述基膜配置为支持所述光记录层和所述中间层;
覆盖层,所述覆盖层与所述基膜相对地设置,并且所述光记录层和所述中间层插入在它们之间,
其中所述光记录盘整体上是盘的形状,并且其中所述光记录盘的总厚度不大于300微米,并且所述光记录盘提供柔韧性。
2.根据权利要求1所述的光记录盘,其中所述覆盖层具有在10-50微米的范围内的厚度。
3.根据权利要求1所述的光记录盘,其中在所述覆盖层和所述基膜的至少一个的内表面上形成有用于循迹的螺旋状槽。
4.根据权利要求1所述的光记录盘,其中所述中间层的至少一个具有用于循迹的螺旋状槽。
5.一种用于在权利要求1所述的光记录盘上记录或读出数据的方法,所述方法包括以下步骤:
将所述光记录盘安置在记录装置或读出装置中;和
以这样的方式在所述光记录层上记录或读出数据:如果从光记录层至所述基膜的外表面的距离小于从所述光记录层至所述覆盖层的外表面的距离,则用穿过所述覆盖层入射至所述光记录层上的光照射所述光记录层,而如果从所述光记录层至所述基膜的外表面的距离大于从所述光记录层至所述覆盖层的外表面的距离,则用穿过所述基膜入射至所述光记录层上的光照射所述光记录层。
6.根据权利要求5所述的方法,所述方法还包括反转所述光记录盘。
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