CN1608287A - 在光学数据载体盘上保存附加数据 - Google Patents

Abstract

一种光学数据载体盘读取器，其适用于检测一光盘的数据轨道中的壁的斜度。一种光盘，在其数据轨道中具有凹坑(811，812)，所述凹坑具有至少两种不同陡度的壁。该陡度表示写入到所述光盘上的信息。还描述了一种用于制造光盘压模(8)的方法，所述方法包括用电磁辐射对一部分感光层进行曝光的步骤。通过控制在曝光过程中的焦点变化，则可控制在所述凸起(811，812)或凹坑形成部分与光盘压模(8)的表面的“平台”形成部分之间的壁的斜度。

Description

在光学数据载体盘上保存附加数据

技术领域

本发明涉及一种光盘读取设备、一种用于制作光盘压模的方法、一种光盘、一种控制设备、一种计算机程序以及一种数据存储设备。

背景技术

通常，光盘读取设备从类似致密盘(CD)或数字通用盘(DVD)的光盘上读取数据。

发明内容

本发明的目的是在光学数字数据载体盘上存储更多数据并且能够从这种盘上读取更多数据。

为了存储更多数据，根据本发明的一个方面，提供了一种根据权利要求1所述的光盘。为了对这种盘进行读取，提供了一种根据权利要求5所述的光盘读取器、一种根据权利要求7所述的方法和一种根据权利要求11所述的计算机程序。为了制造能够制造这种盘的压模，本发明提供了一种根据权利要求8所述的方法。

本发明的特定实施例在从属权利要求中进行了说明。

下面将参照附图对本发明的进一步的细节、方面和实施例进行说明。

图1概略地示出沿根据本发明的光盘的一个例子的数据轨道的剖面图；

图2概略地示出根据本发明的光盘读取器装置的例子；

图3概略地示出图2的光盘读取器中使用的读取设备；

图4示出在根据本发明的光盘上的激光辐射的模拟反射的、作为时间的函数的曲线图；

图5示出作为从图4的反射获得的函数的、在根据本发明的光盘上的切向推挽信号的曲线图；

图6-10示出用于制造根据本发明的光盘压模的方法的例子的几个阶段的分解、透视图。

图1示出的根据本发明的光盘7的一个例子包括一基层71、一带有反射界面68的反射层72和一保护层73。从所述盘的读取侧观看，反射层72具有凸起75。当然，从另一侧现看，所述凸起为凹坑。所述凸起从一基准面77突出到一突出面69。在该平面上的反射层区域为“凹坑”78。凸起75代表写入到光盘上的数据并且构成一螺旋数据轨道，该轨道在图2中用79表示。

在使用中，从读取侧76通过将激光辐射束投射到盘上并在一检测器处检测反射的辐射量来读取光盘7。在所示的例子中，凸起75从平台78突出的高度h大约为投射的辐射的波长的四分之一左右。当盘旋转时，从平台上反射到检测器上的辐射比从凸起75反射的辐射多行进了1/4+1/4＝1/2波长。因此从平台上反射的辐射相对于从凸起反射的光(可见的或不可见的)偏移1/2波长，并且因此与从凸起反射的辐射异相。因此，如果凸起75被光束照射，则从凸起反射的光与从平台上反射的光相抵消，从而没有或基本上只有很少的辐射反射到检测器上。如果辐射束只到达平台上，则没有干涉发生。

在本文中，基准面77和凸起面的平面表示为水平面，而与其垂直的面表示为垂面。

凸起75具有以不同斜度(在本文中，垂直壁也被看作具有一个斜度)的壁74、74’。例如，一些壁74是基本垂直的，而其它的一些壁74’不是垂直的。因此，在所述盘上存在有若干类型的壁，可通过壁的陡度来彼此区分这些壁。该区别可用于在盘上存储数据。从而提供了额外的数据通道。该数据通道例如可用于增加盘的数据密度或用于版权保护。该额外数据通道不受由所述凸起表示的信息的限制，并且不会影响传统的光盘读取器中的盘的性能，传统的光盘读取器不能彼此区分不同陡度的壁。因此，额外数据通道是完全后向兼容的。

此外，由于两个原因，存储在壁的斜度或陡度中的额外信息不能容易地从所述光盘拷贝到其它的光盘上，所述壁在数据轨道的方向上倾斜。首先，已知的光学数据读取器不会输出额外的通道上的信息，所以要在额外数据通道上获得数据将需要对光盘读取器的硬件进行修改。其次，可写光盘，例如可重写CD不具有凸起结构，所以不可能在这种类型的盘的凸起的壁上存储信息。

图2概略地示出根据本发明的光盘读取器1的例子。所示出的读取器1例如可以是致密盘(CD)读取器或数字通用盘(DVD)读取器。读取器1包括一读取器单元2，用于将光束2’引到光盘7上和用于检测从盘7反射的光，以及一数据载体支架3。所述读取器单元2和数据载体支架3可以相对彼此以传统的方式发生移动，如由箭头A’、A”、A所示。数据载体支架3将光盘7保持在与读取器单元2相对的位置上。

数据载体支架3和由此支撑的盘7可通过一马达32绕假想轴31旋转，如图2的箭头A所示。读取器单元2安装在滑板4上并且可相对于它在由箭头A”表示的方向上移动。通过在滑轨5上滑动滑板4，滑板4可在由箭头A’表示的方向(垂直于由箭头A”和A表示的方向)上移动。读取器2和滑板4的移动是通过一个或多个合适的致动器驱动的，例如电动马达，其在附图中未示出并且其在现有技术中是公知的。读取器2和光盘7之间的距离也是可调节的，因为读取器单元2也可相对于光盘7在由箭头A表示的方向上移动。

读取器单元2、滑板4、马达32和致动器都被连接到一控制电路6，该控制电路可通过一控制端子63连接到数据读取设备的内部或外部的其它设备。控制电路6可执行各种功能。这些功能之一是处理来自或到达读取器2的信号。其他功能可以是控制马达32和光盘7的旋转速度、控制移动滑板或读取器单元2的致动器。在图2中，控制电路是以单一单元进行说明的，然而，该装置在物理上可分成分离的单元。

使用读取器单元2可从数据轨道79上的比特位置读取数据。通过旋转支架3，光盘7可相对于读取器单元2旋转。通过相对于滑板4移动读取器单元2和/或沿滑轨5移动滑板4，读取器装置2可关于假想轴31在径向上移动。因此，读取器单元2可从光盘7的轨道79读取数据。

在所示出的例子中，读取器单元2将在图2中由虚线2’表示的激光束引到盘7上。激光束2’通过一激光源产生并通过一物镜聚焦到光盘7上。所述激光源和透镜是读取器单元2的一部分并且在图2中未示出。激光束2’由光盘7反射并由读取器单元2检测。

读取器单元2提供有用于检测光盘7上的壁的斜度的装置。然后该确定的斜度可转换成一数据信号。例如，如果确定斜度低于某一确定阈值，则所述斜度可看作二进制零，和如果所述壁的斜度在所述阈值之上，则所述斜度可看作为二进制一。

读取器装置2被如图3所示的实现。在图3中，一激光源29，例如一激光二极管，与光学系统28同轴定位，该光学系统在使用中将来自激光源的激光辐射投射到光盘7上并将反射的辐射引导到一组检测器21-24上。

检测器21-24输出该读取的数据以及一个或多个表示读取器单元2关于光盘7的数据轨道79的位置的信号。该信号还可响应由读取器单元2发送给数据载体装置3的信号形成一反馈信号。

所述光学系统28包括一衍射光栅281，其将辐射通过一分束器282和一准直透镜283投射到四分之一波长板284上。板284将辐射传送到物镜285上，物镜285将辐射聚焦到光盘7上。

在使用中，光栅281将辐射变换成中心峰加侧峰。这三束光束通过偏振分束器282。所述分束器平行于附图的平面传送偏振光。然后，平行于附图平面的偏振的新形成的辐射通过准直透镜283校直。

准直辐射通过1/4波板284。板284将准直辐射转换成圆偏振辐射。然后圆偏振辐射进一步通过物镜285聚焦到盘7上。如果辐射到达“平台”，则它返回到物镜中。如果辐射的一部分到达凸起，则由于干涉，该部分将抵消来自于“平台”的反射，如上面参照图1所述的。

反射之后，辐射再次通过1/4波板284。由于它是以相反方向通过的，所以它垂直于原始辐射束(也就是，垂直于附图平面)被偏振。当偏振的返回辐射到达偏振分束器282时，它被反射到透镜系统27并且不会通过分束器282传送，然后辐射通过透镜系统27的一聚焦透镜271和一圆柱透镜272反射并且在检测器装置21-24上成像。

简单地通过反射辐射在任何检测器上出现与否由检测器阵列中的检测器来检测光盘7上凸起的存在。可使用各检测器之间的差来检测壁的斜度。例如，壁的倾斜对切向推挽(TPP)信号产生影响，该切向推挽信号为表示入射到检测器21-24上的反射光的前半部和后半部(前和后是在盘关于辐射束的入射点前进的方向上定义的)之间的辐射量之差的信号。因此，TPP信号是对光盘有影响的切向速度，也就是数据轨道79的速度的量度。

当辐射束通过凸起75时，最初只有光束的前半部定位在所述凸起75上，并且最后只有所述光束的后面部分入射到凸起75上。因此，反射的辐射的强度分布随着光束跨越凸起的进程变化。因此，获得了用于形成切向推挽信号的脉冲型信号，该信号表示辐射束到达凸起或离开凸起的时刻的所述差，也就是如果所述壁是垂直的，则所述信号表示在凸起的边缘处的所述差。如果所述壁的斜度不是垂直的，则TPP信号的形状将不同。所述差如图5所示。

因此，TPP为光盘上的凸起的壁的斜度的量度。在图3中，检测器21-24连接到第一和第二运算放大器61、62。所述各检测器彼此成对连接，所述检测器例如可以是光电二极管。由所述各检测器形成各对21，23；22，24，所述各检测器相对于箭头B并排布置，其中箭头B对应于凸起相对于读取器单元2移动的方向。第一运算放大器61输出TPP信号，而第二运算放大器62输出如所指的涉及凸起的存在情况的数据信号。第一运算放大器61将在+输入端处的信号和-输入端处的信号进行比较并且输出涉及该二信号之间的差的信号，因此确定入射到各检测器对上的激光辐射的强度差。

通过检查TPP信号在普通HF信号(也就是反射的激光辐射)的零交叉处的高频含量可进行信息的检测。由于TPP信号实际上在所有光盘读取器中已经是可用的，所以现存的光盘读取器的电子设计需要很少的修改就能读出包含在所述凸起的壁的陡度差中的额外信息。

在图4-5的曲线图中，描述了一模拟结果，该模拟结果示出了所述和信号和TPP信号。在该模拟中，产生了两种操作，一种情况是所有壁都具有相同的斜度，而另一种情况是产生信号部分47和49的凸起被模拟具有50度角，而所有其它凸起仍然具有55度斜度的壁。

在图4的曲线图中，从两种操作产生的两个全反射辐射信号都被划分成小块。如所看到的，在两种操作之间实际上对所述信号没有影响。

在图5中，示出了相应的TPP信号。实线表示所有凸起的壁都具有55度角的情况，虚线为这样一种情况：产生由47和49表示的脉冲的凸起的壁的斜度从55度变为50度。在信号的零交叉处，也就是反射信号与线Z交叉的时刻，两种情况的TPP信号之间的差是最明显的。该模拟示出了凹坑的斜度角度的变化不会改变反射的辐射信号的质量并且对抖动只产生了轻微的增加。

在图6-8中，以用于制造压膜的方法的连续阶段示出了用于制造根据本发明的光学数据载体盘的压模8。图6示出带有感光层81的玻璃板80，所述感光层对激光辐射曝光。在必须产生凹坑(用于在盘上形成凸起)的位置，投射激光辐射。在必须形成平台的地方，不将激光辐射投射到感光层上。通过改变所述辐射的焦点，所述激光辐射的深度轮廓被调节。随着激光沿所述表面在由箭头C表示的方向上移动，焦点发生变化。焦点在感光层中的深度确定了形成的凹坑壁的倾斜度，如图6中在点N和O所示的。

如图7所示，在曝光之后，所述感光层具有曝光部分811、812，该二部分具有不同斜度的前界面和后界面。曝光之后，对所述感光层81进行显影。从而，除去在曝光部分的感光层，由此在层81中产生缺口，如图8所示。下面，所述显影层被覆盖一压膜层82。在多数压模制造处理中，压模层82为金属层。接着，将玻璃板80和层81从压模层82分离并且使用压模层82就获得了所述压模。如图10所示，压模82具有凸起811、812，其具有斜度不同的壁。

本发明不局限于实现所公开的设备的例子，而是本发明可以应用于其它设备。尤其是，本发明并不局限于物理设备，而是还可以应用于更加抽象的逻辑设备或者是应用于一计算机程序中，其中当在计算机上运行该程序时，其能够使计算机执行根据本发明的光盘读取器或根据本发明的方法的功能。此外，前壁和后壁从所述基准面到所述凸起或凹坑面不需要是直的，而例如可以是阶梯状的、凹入的或凸起的。通过区分不同形状的壁而不是壁的陡度可在不同形状的壁之间进行识别。

Claims (12)

1.一种光学数据载体盘(7)，具有用于确定基准面(77)的光反射界面(68)并且包括可通过光盘读取器进行读取的数据轨道(79)，所述数据轨道(79)至少包括位于所述界面(68)中的连续的凹坑或凸起(75)，所述凹坑或凸起中的每一个分别具有位于凹坑上的界面部分或者位于不同于所述基准面的凸起面(69)上的界面部分以及用于形成前壁和后壁(74、74′)以及形成各个凹坑或凸起(75)的各个前端或后端的界面部分，所述前壁和后壁用于连接所述凹坑或各个凸起面的界面部分与所述基准面(77)上的界面部分，所述壁中的每个都具有一个陡度并且每个都属于至少两种壁类型中的一种，所述壁类型中的第一种类型的壁(74)具有第一斜度，而所述壁类型中的第二种类型的壁(74′)具有不同于所述第一斜度的第二斜度。

2.根据权利要求1所述的光盘(7)，其中在从基准面(77)到凹坑面或凸起面(69)的平均陡度方面所述第一斜度与所述第二斜度不同。

3.根据权利要求2所述的光盘(7)，其中所述第一斜度和所述第二斜度具有基本相同的形状。

4.根据前述任何一个权利要求所述的光盘(7)，其中所述第一和第二类型的所述壁(74、74′)每个都具有基本上恒定的、从基准面(77)到凹坑面或凸起面(69)的陡度。

5.一种用于从光学数据载体盘(7)读取数据的光盘读取器(1)，所述光盘读取器具有盘支架(3)和读取组件(2)，所述读取组件包括：用于将光束引导到位于所述读取组件(2)所经过的所述盘(7)的反射界面(68)上的数据轨道(79)的连续部分上的装置；用于检测从所述界面(68)反射的光的变化的检测器，所述反射光的变化至少是由所述数据轨道(79)中的连续的凹坑或凸起(75)引起的；并且包括用于根据所述光变化产生一信号并输出所述信号的装置，所述信号至少对应于所述数据轨道(79)中的所述连续的凹坑或凸起；还包括用于检测和区别由具有第一斜度的第一壁类型的所述凹坑或凸起的前壁和后壁(74、74′)引起的反射光的变化和由具有第二斜度的第二壁类型的所述凹坑或凸起的前壁和后壁(74′)引起的所述反射光的变化的装置，所述第二斜度不同于所述第一斜度，用于根据所述光变化产生一信号的所述装置适于根据所检测和区别的所述数据轨道(79)中的所述第一和第二壁类型的壁(74、74′)来产生和输出所述信号或另一信号。

6.根据权利要求5所述的光盘读取器(1)，其中所述读取组件(2)包括：

至少两个光电检测器(21，23和22，24)，每个所述光电检测器用于响应入射到其上的电磁辐射产生一信号；

所述光电检测器中的第一个被定位以接收所述光束在沿所述数据轨道(79)前进的方向上的前面部分的反射光，而所述光电检测器中的第二个被定位以接收所述光束在沿所述数据轨道(79)前进的方向上的后面部分的反射光，和

连接到第一和第二光电检测器(21，23和22，24)的减法装置(61)，用于产生表示在由所述第一光电检测器(21，23或22，24)检测到的光和由所述第二光电检测器(22，24或21，23)检测到的光之间的强度差的信号。

7.一种用于从光学数据载体盘(7)读取数据的方法，包括：

使光学数据载体盘(7)的光反射界面(68)的数据轨道(79)的连续部分通过一光束(2’)，所述数据轨道(79)至少包括连续的凹坑或凸起(75)；

检测从所述数据轨道(79)的所述界面(68)反射的光的强度，所述界面(68)至少包括所述连续的凹坑或凸起(75)；和

根据所述光的变化产生一信号并输出所述信号，所述信号至少对应于所述数据轨道(79)中的所述连续的凹坑或凸起(75)，其中由所述凹坑或凸起的前壁和后壁(74、74′)引起的反射光的强度被检测；和

其中通过具有第一斜度的第一壁类型的前壁和后壁(74、74′)所引起的所述强度的一部分与通过具有不同于所述第一斜度的第二斜度的第二壁类型的前壁和后壁(74′)所引起的所述强度的另一部分区别开；和

根据所检测和区别的所述数据轨道(79)中的所述第一和第二壁类型的壁(74、74′)，产生并输出所述信号或另一信号。

8.一种用于制造压膜的方法，所述压膜用于制造光学数据载体盘，所述方法包括：

使用电磁辐射束和粒子束之一对感光层(81)中的数据轨道的连续部分(811，812)进行曝光，所述束的焦点(N，O)位于所述感光层(81)中；

随着所述数据轨道的前进改变所述焦点(N，O)的深度；

对所述感光层(81)进行显影；

用压膜层(82)覆盖所述显影的感光层(81)；

将所述显影的感光层(81)从所述压模层(82)分离。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述束有选择地进行开关，同时随着所述数据轨道的前进改变和不改变所述焦点(N，O)的深度，从而使所述感光层(81)的曝光部分(811；812)的壁具有不同的斜度。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，随着所述数据轨道的前进有选择地改变每个单元的焦点深度，从而使获得的所述感光层(81)的曝光部分(811；812)的壁具有不同的斜度。

11.一种用于控制数据处理器的计算机程序，所述数据处理器用于解释来自读取组件的、与从光学数据载体盘反射的光的光强度变化相对应的信号，所述程序包括：

用于读取表示从所述界面(68)反射的光的强度的信号的指令，所述界面(68)至少包括位于所述数据轨道(79)中的连续的凹坑或凸起(75)；

用于根据所述光强度产生信号并输出所述信号的指令，所述信号至少对应于所述数据轨道(79)中的所述连续的凹坑或凸起；

用于读取所检测的反射光的强度的指令，所述反射光是由所述凹坑或凸起的前壁和后壁(74、74′)引起的；

用于将由具有第一斜度的第一壁类型的前壁和后壁(74、74′)引起的检测强度与由具有不同于所述第一斜度的第二斜度的第二壁类型的前壁和后壁(74′)引起的检测强度区别开来的指令；和

用于根据所检测和区分的所述数据轨道(79)中的所述第一和第二壁类型的壁(74、74′)来产生并输出信号或另一信号的指令。

12.一种数字数据载体，包括表示如权利要求11所述的计算机程序的数据。

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