CN1813290A - 以低速可擦除且以高速可记录的相位改变介质以及用于这种介质的驱动设备 - Google Patents

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R·范登奥特拉亚尔
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Abstract

提出了一种相位改变介质，一种用于驱动相位改变介质的设备和方法，它们允许以高速写入并且以低速擦除。所提出的低速擦除选项必须被视为一种可以被应用到整个介质(或该介质的部分)的格式化选项从而使得该介质(或该介质的部分)恢复到原始状态。借助本发明，数据的直接覆盖是不可能的：在新数据可被高速写入介质之前，数据首先必须被低速擦除。根据本发明，该介质以一种线速度被旋转，该线速度取决于所选择的操作模式，应用于写入模式的线速度远高于所述的最大结晶速度，而应用于所述的擦除模式的线速度等于或低于所述的最大结晶速度。应用：DVD+R高速。

Description

以低速可擦除且以高速可记录的相位改变介质以及 用于这种介质的驱动设备
发明领域
本发明涉及一种相位改变光存储介质，一种用于驱动相位改变光存储介质的设备，以及一种用于驱动相位改变光存储介质的方法。
相位改变光存储介质具有一个由某种材料制成的层，该材料在初始时处于非结晶状态且在制造过程期间改变为结晶状态。通过局部地将一个相位改变介质加热到某个温度，数据被写入该介质，在该温度它从结晶状态改变为非结晶状态，从而创建了具有与周围结晶区域不同的反射系数的非结晶标记。
可以高速实现从结晶状态到非结晶状态的改变，这使得这种介质受到那些需要高存储密度和高记录速度的应用的青睐。
典型地，一种符合DVD+R标准的相位改变介质可以一种高达16x的速度被写入，这里x是介质被读取的速度，该速度被称为参考速度(DVD+R是数字通用盘+R的缩写，这里R代表可记录的)。
技术背景
如在EP专利0286406B1中所提到的，相位改变介质在物理上是可重写的，因为通过适当的加热可以实现非结晶标记的再结晶。然而，如在EP专利0286406 B1中进一步陈述的，使用常规的相位改变介质不能以高速实现从非结晶状态回到结晶状态的改变。EP专利0286406 B1提出了一种相位改变介质，其记录层由一种新材料制成。借助这种新材料，既可以以高速实现记录又可以以高速实现擦除。
EP专利0286406中所述类型的高速可重写相位改变介质针对需要高速擦除能力的应用。
本发明的一个目的是为那些需要高速记录能力但不需要真正的可重写能力的应用提出一种效能成本划算的解决方案。
发明概要
这是借助权利要求1到6中的任何一条所要求的一种设备，权利要求7中要求的介质，以及权利要求8中所要求的方法实现的。
根据本发明的设备和方法用于驱动一种相位改变介质，该介质具有一个由某种材料制成的层，该材料能够局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变，所述材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态到所述结晶状态的改变。
根据本发明的设备包括：
-一个用户接口，通过该接口用户可以在多种操作模式中选择一种操作模式，所述的多种操作模式包括一种写模式，该模式用于通过局部地将所述的材料从所述的结晶状态改变到所述的非结晶状态来将数据写入所述的介质，以及一种擦除模式，该模式用于通过局部地将所述的材料从所述的非结晶状态改变回所述的结晶状态来擦除写在所述介质上的数据，
-用于产生扫描所述介质的激光束的装置，
-用于根据选择的操作模式而控制所述激光束的功率的装置，以及
-用于以某种线速度对所述的介质进行旋转的装置，该线速度取决于选择的操作模式，应用于所述的写模式的线速度远高于所述的最大结晶速度，并且应用于所述的擦除模式的线速度等于或低于所述的最大结晶速度。
根据本发明的方法包括步骤：
-读取在多种可用的操作模式中的用户选择，所述的多种操作模式包括一种写模式，该模式用于通过局部地将所述的材料从所述的结晶状态改变到所述的非结晶状态来将数据写入所述的介质，以及一种擦除模式，该模式用于通过局部地将所述的材料从所述的非结晶状态改变回所述的结晶状态来擦除写在所述介质上的数据，
-产生一种用于扫描所述的介质的激光束，
-根据选择的操作模式来控制所述激光束的功率，以及
-以某种线速度对所述的介质进行旋转，该线速度取决于选择的操作模式，应用于所述的写模式的线速度远高于所述的最大结晶速度，并且应用于所述的擦除模式的线速度等于或低于所述的最大结晶速度。
根据本发明的相位改变的一次写入、多次读取的介质具有：
a)一个由某种材料制成的层，当被一个具有适当功率的激光加热、同时所述的介质以一个适当的线速度旋转时，该材料能够局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变，所述材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态到所述结晶状态的改变，
b)一个摆动轨道，该摆动携带介质相关信息，所述的介质相关信息包括下列值：
-功率和线速度，被称为写入功率和写入线速度，被用于局部地将所述的材料从所述的结晶状态改变到所述的非结晶状态，
-功率和线速度，被称为擦除功率和擦除线速度，被用于局部地将所述的材料从所述的非结晶状态改变到所述的结晶状态，
-其中所述的写入速度远高于所述的最大结晶速度并且所述的擦除速度不高于所述的最大结晶速度。
本专利申请的发明者已经认识到常规的相位改变技术除了对于那些不需要真正的可重写能力的应用是适当的解决方案以外，对于那些需要高速写入能力的应用也是一种适当的解决方案。这种应用的一个例子是从一个被成功试验的短剧复制视频内容。
发明者还认识到一次写入、多次读取(WORM)介质具有如下缺点：当写在介质上的数据变得陈旧或当写操作失败时，该介质不能被重新使用。
因此提出了一种相位改变介质，一种用于驱动相位改变介质的设备和方法，它们允许以高速写入且以低速擦除。所提出的低速擦除选项必须被视为一种可以被应用到整个介质(或该介质的部分)的格式化选项从而使得该介质(或该介质的部分)恢复到原始状态。借助所提出的相位改变介质，驱动设备和驱动方法，数据的直接覆盖是不可能的。在新数据可被高速写入介质之前，数据首先必须被低速擦除。因而所提出的介质不是真正可重写的。
所提出的发明对于终端用户来说非常令人感兴趣的，因为它为他/她提供了一种相对便宜且具有高速记录能力的介质，非常适用于大多数消费类应用，同时在需要的时候给他/她格式化介质的选项。例如，所提出的发明将被有利地用于DVD+R高速应用。
附图简述
本发明的这些以及其它方面将进一步参考下面的附图进行描述：
-图1是根据本发明的介质的一个例子的示意性表示；
-图2是根据本发明的设备的一个例子的示意框图；
-图3是根据本发明的驱动可记录介质的方法的框图。
优选实施例描述
图1显示了一种介质1，图1A是一个平面视图，图1B显示了在线b-b上所取的截面图的一小部分，并且图1B以较大的比例显示了介质1的一部分2。介质1是一个具有轨道的盘，每个轨道由螺旋线3的360度旋转构成。每个轨道包括一个凹槽4和一个凸区(land)5。为了记录数据，介质1有一个记录层6，该记录层被沉积在一个透明底层7上并且被一个保护涂层8覆盖。数据被记录在凹槽4上。轨道被一个通过底层7进入介质1的激光束扫描。轨道与其平均中心线具有一个连续的正弦偏差。这个正弦偏差被称为摆动。在某些标准中，所述的摆动被调制来携带信息。例如在DVD+R中，所述的摆动是相位调制的。
所述的介质是一种相位改变介质，这意味着记录层6由一种能够局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变的材料制成。数据是这样写入的：通过局部地将该介质加热到一个温度，介质在该温度处从结晶状态改变为非结晶状态，从而创建与周围结晶区域具有不同反射系数的非结晶标记。相反地，数据是这样被擦除的：通过局部地将该介质加热到一个温度，介质在该温度处从非结晶状态改变回结晶状态。
记录层6的材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态变到所述的结晶状态。
图2显示了根据本发明的用于驱动介质1的设备10的一个例子。设备10尤其包括光学单元20、总线22、微处理器组件24、用户接口26、源编码器/解码器28、信道解码器30、信道编码器32、伺服块34、发动机控制单元35以及摆动处理块36。源编码器/解码器28被耦合到一个主机系统37(作为示例，主机系统37可以是PC、音频播放器、视频播放器...)。微处理器组件24、用户接口26、源编码器/解码器28、信道解码器30、信道编码器32、伺服块34、发动机控制单元35以及摆动处理块36被连接到总线22。
用户接口26被设计以便允许用户在多个操作模式中选择一个操作模式，所述的多种操作模式包括：
-一种写模式，在该模式中，通过局部地将记录层的材料从结晶状态改变为非结晶状态，而将由主机系统37提供的数据写入到介质1上，以及
-一种擦除模式，在该模式中，通过局部地将记录层的材料从非结晶状态改变回结晶状态，而擦除写入到介质1上的数据。
有利地，还有一种读模式可用，在该模式中，写入到介质1上的数据被读取并且被递送给主机系统37。
光学单元20包括一个辐射源38，例如一个半导体激光器，以产生一个激光束41，该激光束通过一个光学系统被被定向到介质1的一个轨道，该光学系统尤其包括一个聚焦物镜42。辐射源38被一个辐射源控制单元40所控制。辐射源控制单元40被连接到总线22并且根据所选择的操作模式来控制激光束41的功率。
典型地，辐射源控制单元40驱动辐射源38，从而使得产生的激光束41具有：
-低功率，当所选择的模式是读模式时，
-中等功率，当所选择的模式是擦除模式时，
-高功率，当所选择的模式是写模式时。
作为示例，读功率被设置为0.7mW±0.1mW，对于一个等于16x的写线速度，写功率被设置在35mW之间(写功率取决于写线速度)，并且擦除功率被包括在5mV和10mW之间。
激光束41在介质1上产生一个小点43。为了让小点43扫描轨道，介质1由发动机45沿着轴44旋转。发动机45被一个发动机控制单元35所控制。发动机控制电路35根据所选择的操作模式来调整发动机的线速度。常规地，用于读模式的线速度被称为参考速度并且被记为x。作为示例，在DVD+R标准中，读速度是x＝3.49m.s-1。根据本发明：
-当写模式被选择时所使用的线速度高(它可以高达16x)；
-当擦除模式被选择时所使用的线速度低；它低于最大结晶速度，该最大结晶速度取决于用于记录层6的材料；典型地，它被包括在1x和2.4x之间。
激光束41被介质1反射。入射光束和反射光束被一个光束分离器46(例如一个半透镜)彼此分离。反射的辐射光束47被传递给一个光检测器50。光检测器50具有一个辐射敏感表面，该表面被切分成多个象限从而产生多个光电流。在图2中，作为例子表示了一个4象限的光检测器。这不是限制性的。光检测器50的4个象限分别携带参考号QA，QB，QC和QD。它们产生4个光电流A，B，C和D。
4个光电流A，B，C和D被送到预处理块60，该块负责生成：
-被输入到伺服块34的几个差分信号，
-被输入到摆动处理块36的一个摆动信号，以及
-被输入到信道解码器30的一个数据信号。
伺服块34负责控制光学单元20(包括定位光学单元20，聚焦激光束41，跟踪螺旋线3)。
摆动处理块36负责处理摆动信号从而恢复摆动信号携带的信息。
信道解码器30负责从光学单元20读取的数据信号中恢复出源编码的数据。为了进行解码，源编码的数据被送到源编码器/解码器28。最终，解码后的数据被递送给主机系统37。
主机系统37还可以提供要被写入介质1的数据。这些数据被源编码器/解码器28编码。源编码的数据接着被信道编码器32处理。信道编码的数据被施加到辐射源控制单元40。
如参考图1所解释的那样，摆动信号被调制以便于携带信息(通常是物理格式信息)。在DVD+R标准中，这个信息被称为“预凹槽寻址”(或ADIP)。ADIP特别地包括关于读和写功率以及读和写线速度的数据。当前，与在该标准中定义的ADIP相比，还有用于传输额外的多条信息的容量。在本发明的一个优选实施例中，擦除功率和擦除线速度作为ADIP的部分被传输。这是有利的，因为ADIP信息在制造阶段期间被包括在介质本身中。它不必在后来阶段被写入到盘上，并且它也不能被删除或修改。
可替换地，擦除功率和擦除线速度可被写入介质的信息区(它位于该介质的可记录区)或它可被存储在设备10中。
为了允许介质的部分记录以及随后向一个部分记录的介质追加数据，在许多标准中引入了多会话的概念。例如，一个符合DVD+R标准的介质可以包含单个会话或多个会话。在信息区的开始处存储了一个称为内容表的表，并且该表包含关于在盘上记录的必要信息(特别是会话的位置)。
在一个有利的实施例中设计了一个用户接口26以允许用户选择要被擦除的介质区域。例如，要被擦除的区域可以是一个会话，多个会话或整个信息区。
当用户选择一个或多个会话时，微处理器组件24的微处理器在内容表中恢复所选择会话的位置并且相应地驱动伺服块34。结果，激光束41的位置被控制以便仅仅扫描所选择会话的位置。在一个或多个会话被擦除后，必须更新内容表以便删除对已擦除会话的引用。
在另一个实施例中，当要擦除整个介质时(或者因为这是用户选择的选项，或者因为没有其它可用的擦除选项)，微处理器组件24的微处理器在内容表中检查被记录的介质区域的位置。这个信息被用于在擦除过程期间跳过未被记录的部分介质(微处理器相应地向伺服块34发出指令)。这个实施例是有利的，因为它导致减少了整个擦除过程所需的时间量(由于擦除是以低速进行的，所以它是一个相当长的过程；典型地，它可能要花1到2个小时)。
图3的框图是根据本发明的驱动介质1的方法的优选实施例的示意性表示。
-在框100中，介质1被置入设备10，
-接着，在框101中，从介质1中恢复了所需的信息，特别地，包括了用于介质1的擦除功率和擦除线速度的ADIP信息；
-接着，在框102中，用户被提示在多种操作模式中选择一种操作模式，所述的多种操作模式包括一种写模式W，一种擦除模式E以及可选地一种读模式R；
-接着，在框103中，根据所选择的操作模式，通过在内容表中进行查询来确定要被扫描的位置；
-接着，在框104中，根据所选择的操作模式，设置功率P和线速度S；
-接着，在框105中，当介质以适当的线速度旋转时，在适当的位置用一个具有适当功率的激光束扫描介质，从而对介质进行读或写或擦除；
-接着，在框106中，当可应用时，内容表被更新。
关于所描述的相位改变存储介质、驱动设备和驱动方法，在不背离本发明范围的情况下，可以提出修改或改进。因而本发明不受限于所提供的例子，特别地，它不受限于DVD+R标准。
在参考图2所描述的实施例中，摆动是一个用于携带位置信息而不是用于跟踪的调制信号。这不是限制性的。摆动信号也可被用于跟踪，作为已知的“单点推拉”或“3点推拉”方法的替代方案。本发明可不依赖于摆动信号的类型(纯周期的或调制的摆动信号)并且不依赖于摆动信号被使用的方式(用于跟踪和/或携带信息)来应用。当摆动未被调制时，那么关于要使用的功率和线速度的信息必须被放在介质的信息区。
图2的实施例使用一种4象限的光检测器。这不是限制性的。例如可以使用一个具有与要被扫描的轨道方向相平行的分割线的两段式先检测器而不是4象限的光检测器。
单词“包括”的使用并不排除权利要求或说明书中所列举的那些元素或步骤之外的其它元素或步骤的存在。

Claims (8)

1.一种用于驱动相位改变介质(1)的设备(10)，该相位改变介质具有一个由一种能够局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变的材料制成的层(6)，所述材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态到所述的结晶状态的改变，所述的设备包括：
-一个用户接口(26)，通过该接口用户能够从多个操作模式中选择一个操作模式，该多个操作模式包括一写模式，该写模式用于通过局部地将所述材料从所述的结晶状态改变为所述的非结晶状态来在所述的介质上写入数据，以及一擦除模式，该擦除模式用于通过局部地将所述材料从所述的非结晶状态改变回所述的结晶状态而擦除在所述介质上写入的数据，
-产生一个用于扫描所述介质的激光束的装置，
-用于根据所选择的操作模式来控制所述激光束的功率的装置(40)，以及
-用于以一线速度旋转所述介质的装置(72)，该线速度取决于所选择的操作模式，在所述的写模式中应用的线速度远高于所述的最大结晶速度，并且在所述的擦除模式中应用的线速度等于或低于所述的最大结晶速度。
2.根据权利要求1中要求的设备，其中所述的用户接口进一步被设计以允许选择一读模式，用于读取写入到所述介质上的数据。
3.根据权利要求1中要求的设备，包括用于在所述的介质上读取要在所述擦除模式中使用的功率和线速度的值的装置。
4.根据权利要求1中要求的设备，其中所述的用户接口被设计以允许用户在所述的介质上选择要被擦除的数据区域，所述的设备包括用于控制所述激光束的位置以在所述擦除模式中仅仅扫描所述数据区域的装置(34)。
5.根据权利要求4中要求的设备，包括通过在存储于所述介质上的记录区域列表中查找所述的位置来确定所述数据区域在所述介质上的位置的装置，以及用于在所述的数据区域被擦除后，从所述的记录区域列表删除所述数据区域的装置。
6.根据权利要求1中要求的设备，包括用于确定数据被写入的介质区域的装置，以及用于控制所述激光束的位置以在所述的擦除模式中仅仅扫描所述数据区域的装置。
7.一种相位改变介质，具有
a)一个由一种材料制成的层，该材料能够在所述介质以某一适当的线速度被旋转的同时由一个具有适当功率的激光加热时，局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变，所述材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态改变为所述的结晶状态，
b)一个摆动轨道，该摆动携带介质相关的信息，所述的介质相关的信息包括下列值：
-称为写入功率和写入线速度的功率和线速度，被用于局部地将所述的材料从所述的结晶状态改变为所述非结晶状态，
-称为擦除功率和擦除线速度的功率和线速度，被用于局部地将所述的材料从所述非结晶状态改变为所述结晶状态，
-其中所述的写入线速度远高于所述最大结晶速度，而所述的擦除线速度不高于所述的最大结晶速度。
8.一种用于驱动相位改变介质的方法，该相位改变介质具有一个由一种能够局部地在非结晶状态和结晶状态之间改变的材料制成的层，所述材料的特征在于一个最大结晶速度，在该速度之上不能实现从所述的非结晶状态到所述的结晶状态的改变，所述的方法包括步骤：
-读取从多个可用的操作模式中的一个用户选择，所述的多个操作模式包括一写模式，该写模式用于通过局部地将所述材料从所述的结晶状态改变为所述的非结晶状态来在所述介质上写入数据，以及一擦除模式，该擦除模式用于通过局部地将所述材料从所述非结晶状态改变回所述的结晶状态来擦除在所述介质上写入的数据，
-产生一个用于扫描所述介质的激光束，
-根据所选择的操作模式来控制所述激光束的功率，以及
-以一线速度旋转所述介质，该线速度取决于所选择的操作模式，在所述的写模式中应用的线速度远高于所述的最大结晶速度，而在所述的擦除模式中应用的线速度等于或低于所述的最大结晶速度。
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