CN1816852A - 用于在可重写记录载体上读取和记录信息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束照射信息层以标记的形式记录数据和擦除记录的标记的方法和相应的装置，记录的标记通过一系列擦除脉冲(31，32)来擦除，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相。为了实现功耗的极大降低，功耗降低至少对于便携式光驱例如SFFO驱动器是重要的，根据本发明提出所述擦除脉冲序列(31，32)中的至少一个擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。本发明还涉及一种用于从记录载体读取信息的方法和装置。

Description

用于在可重写记录载体上读取和记录信息的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束照射信息层以标记的形式记录数据和擦除记录的标记的方法和相应的装置，记录的标记通过一系列擦除脉冲来擦除，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相。本发明还涉及一种用于在记录载体的信息层中通过借助一系列脉冲辐射束的读取脉冲照射信息层来读取以标记和间隔的形式记录的数据的方法和相应的装置。
背景技术
便携式装置中的功耗是一个主要问题。虽然目前电池的寿命已经得到了长足长进，但延长便携式装置的操作时间总是人们追求的。较小形状因数的光盘(SFFO)是适用于所有种类的手持装置的可重写驱动器。SFFO系统基于蓝光盘(BD)技术并使用蓝色激光，例如蓝色激光二极管，用于在记录介质中写入数据。典型的BD激光功率策略由写入功率、具有较低激光功率(偏压电平)的冷却间隙、擦除功率和读取功率组成。在所有情况中激光二极管都是开启的，激光输出是从非常小的(典型的对于偏压电平为0.1mW)一直到非常高(对于写入约为10mW)。这些数量仅仅构成总共消耗的激光二极管功率的10％，因为涉及有巨大的阈值电流。为了减小激光功率消耗，过去提出了先进的写入策略，其中激光二极管完全被关闭，并且不被保持在偏压电平。然而，激光电流的完全关闭导致较不陡峭的脉冲响应。
发明内容
本发明的目的是提供一种记录方法和装置以及一种读取方法和装置，尤其是当应用在便携式光学装置例如SFFO驱动器中时，通过这些方法和装置可获得减小的激光功率消耗。
该目的根据本发明是通过如权利要求1所述的方法实现的，根据该方法所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。在权利要求9中定义了一种包括辐射源和控制单元的相应装置。
典型的在相变记录的情况下，在写入脉冲的脉冲串之间施加擦除脉冲以擦除旧的标记。在大多数应用中，擦除功率是DC型信号，并且电平是恒定的。已知脉冲擦除策略使至相邻轨道的温度漏损率(temperature leakage)最小(至相邻轨道的热量漏损率是蓝光脊/槽记录(蓝光盘的早期技术)发展中遇到的问题)。本发明涉及这种脉冲擦除策略的改进以便使尤其是便携式装置(SFFO)中的功耗最小。
块形脉冲典型的导致稳定的温升，这正是脉冲响应的特性(虽然现在涉及的是线记录速度)。向上的阶梯导致略微延迟的温升，从而导致更加陡峭的温升。向下的阶梯导致相反的和想要的性质，即随时间或多或少恒定的和较低的温度。该性质可通过这样的认识来理解：当介质的温度低时施加较高的激光功率。在激光功率开启的第一次增加之后，记录叠层热了起来，并且激光功率被相应降低以补偿升高温度。
在从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。一种可能性是使用具有向下阶梯形状的擦除脉冲，即其中所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲由n个部分组成，n是大于1的整数，第i个部分具有第i个擦除功率电平，i是在1和n之间的范围中的整数，所述第i个部分位于第(i+1)个部分之前，并且其中所述第i个擦除功率电平高于第(i+1)个擦除功率电平。优选的，所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲由n个基本相同持续时间的部分组成。类似于台阶数量、台阶尺寸、持续时间等的参数很大程度上取决于记录载体，尤其是信息层的数量、所使用的材料及其厚度，和记录速度。通常，阶梯的数量可在2和N之间，N至少是20。阶梯尺寸可在最高擦除功率电平的2％和99％之间，优选的在5％和10％之间。
根据另一个实施例，所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲具有一随时间连续降低的擦除功率电平。这种降低因此具有斜坡形的形式，其中该降低是线性的。然而，也可使用其它降低形状，例如随时间抛物线式的降低。
一般，斜坡形后沿优于楼梯形边缘，但是阶梯是有限的时间分辨率(resolution)的逻辑结果。因为分散电平的数量在光记录装置中被限制，所以在动态分辨率(功率电平数量)和时间增量的数量之间追求一个折衷。在一些光记录装置中，在时间域中进行写入策略最佳化，通过时移进行写入性能的精确调节，在其它装置中，通过精确调节功率电平来进行精确调节。因此，在一些情况中，代替斜坡，时间分辨率强制定义阶梯性能。然而，偏离的分布，例如以指数方式降低的功率也可有益的用在一些情况中，例如在超高速记录中。
进一步优选的是所述擦除脉冲序列中的所有擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。然而，也可能是只有单个或若干个单一擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平，而在同一擦除脉冲序列中的其它擦除脉冲具有恒定的擦除功率电平。此外，为了尽可能容易的产生控制，一个擦除脉冲序列中的所有脉冲可设置成相同的。
还可能是一个擦除脉冲序列中的前面部分的擦除脉冲具有不同的擦除功率电平，即一个序列中的擦除脉冲以不同的高度开始。此外，所有擦除脉冲可具有不同的台阶持续时间和步长，或不同形状的降低。
也可根据记录载体的属性和擦除速度来控制擦除功率电平以便对各个记录载体和擦除速度应用最可行的擦除策略。
本发明的目的还可通过如权利要求9中所述的光记录装置实现，所述装置包括用于提供辐射束的辐射源和可操作的用于控制辐射束的功率并用于提供一系列用于记录标记的写入脉冲和一系列用于擦除记录的标记的擦除脉冲的控制单元。所述控制单元可进一步操作用于控制用于擦除记录的标记的辐射束的功率使得所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。所述控制单元可通过众所周知的模拟或数字装置来实现。另外，所述控制单元也可通过由适当的计算机程序编程的可编程信号处理单元来实现。
向下阶梯脉冲形状也可用于改进盘的重复读取性能。在那样的情况中，总的读取功率可被降低，而不会损害从记录载体接收的信号的信噪比。公知的为：降低的读取功率能够改进读取周期的数量，这意味着写入标记的恶化被剧烈推迟。在权利要求10中定义了一种根据本发明的用于从记录载体读取信息的适当方法。一种相应的装置定义在权利要求18中。其优选实施例定义在从属权利要求中。
附图说明
现在将参照附图详细说明本发明，其中：
图1表示对脉冲激光功率策略的典型温度-时间响应；
图2表示图1中所示的温度-时间响应的放大图；
图3表示作为所计算的引起完全擦除的最小擦除功率作为擦除脉冲的叠加占空度的函数；
图4表示三种不同的脉冲形状；
图5表示对于图4中所示的三种不同脉冲形状的脉冲擦除策略的温度-时间响应；
图6表示对于另外的脉冲形状的脉冲擦除策略的温度-时间响应；
图7为表示数据信号的时间相关性(图7a)和根据本发明的用于控制记录期间的辐射束的功率电平的控制信号的不同实施例(图7b-7f)的示图；
图8为表示根据本发明的用于控制读取期间的辐射束的功率电平的控制信号的实施例的示图。
具体实施方式
在蓝光盘系统的初始阶段中(在早期的DVR脊/槽系统中)已经提出了脉冲形的擦除电平，即所谓的脉冲擦除。脉冲擦除策略对于快速生长材料(例如掺杂的SbTe合成物)显示出工作良好的特性。脉冲擦除导致或多或少的DC种类的温升，其具有由擦除脉冲引起的叠加温度峰值。其被表示在图1中，其中示出了对于具有恒定的能含量但具有变化的占空度的5个不同脉冲长度(以ns表示)的脉冲激光策略的温度响应。2.5ns的脉冲长度导致100％的DC(恒定DC功率)。
在图2中示出了图1的局部放大图以阐释脉冲响应中的差别。相变材料的结晶速度依赖于温度。长久恒定但中等的温升可导致完整的擦除(非结晶标记被完全擦除)，但温度峰值足够高和长的脉冲策略也可导致完全擦除。
对SFFO型系统执行标记形成和擦除模拟以研究脉冲擦除的效果。在第一周期中，用一种脉冲策略写入标记。在第二周期中，使用一脉冲擦除策略擦除标记。脉冲占空度在12.5％和100％(100％的占空度相当于恒定的擦除功率，即DC擦除)之间变化，脉冲频率在39和156MHz之间变化。在图3中，用于获得盘中存在的非结晶标记的完整擦除所需的最小擦除脉冲功率被显示为所施加的占空度的函数。能够看出，为了促使完整的擦除，较高的脉冲频率，即较短的脉冲导致较高的擦除功率。在那样的情况下，脉冲温度较高，但经受高温的时间相应较短。
为了进一步降低占空度，根据本发明提出使用擦除功率电平随时间例如以向下阶梯的方式逐渐减小的擦除脉冲。这种脉冲形状连同两个其它脉冲形状示例(即，具有向上阶梯的脉冲形状(图4a)和块形脉冲(图4b))一同在图4c中示出了。对于SFFO条件(线速度LV＝2.09m/s，数值孔径NA＝0.85，激光波长λ＝405nm)，在图5中示出了相应的温度-时间响应。块形脉冲典型的导致稳定的温升，这正是脉冲响应的真正特性(虽然现在涉及的是线记录速度)。向上的阶梯导致略微延迟的温升，从而导致更加陡峭的温升。向下的阶梯导致相反的和想要的性质，即随时间或多或少恒定的和较低的温度。该性质可通过这样的认识来理解：当介质的温度较低时施加较高的激光功率。在激光功率开启的第一次增加之后，叠层热了起来，并且激光功率被相应降低以补偿升高温度。这就导致根据本发明提议的向下阶梯脉冲形状。
在图6中示出了更多的模拟结果。在该情况中，向下阶梯中的功率电平是变化的，在一种情况中甚至导致几乎平坦的温度-时间分布。在擦除期间这种恒定温度电平的一个极大优点是关于所使用的相变材料的最大结晶速度可使结晶时间(擦除脉冲的持续时间)最佳化。应该清楚这种最佳化导致擦除脉冲长度的进一步降低，并且因此导致系统功耗进一步降低，而不会损失盘的可擦度。
最后，这种向下阶梯脉冲形状，或更加一般的，具有逐渐减小的功率电平的擦除脉冲也可用于改进盘的重复读取性能。在那样的情况下，可减小总的读取功率，而不会牺牲从盘接收的信号的信噪比。众所周知，减小的读取功率改进了读取循环的数量，这意味着剧烈推迟了写入标记的恶化。
图7表示在根据本发明的方法中使用的数字数据信号10和控制信号20、30、40、50、60的不同实施例的示图。图7a给出了作为时间函数的数字数据信号10的值，即表示将要记录的信息的信号的值。在所示的例子中，数据信号10连续包括3T间隔、4T标记、6T间隔和7T标记，T代表参考/数据时钟的周期，也称作通道位周期。
数据被写在具有信息层的光可重写记录载体中，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间可逆变化的位相。为了写入标记通过用脉冲辐射束照射信息层中的轨道而沿所述轨道写入代表数据的标记。为了擦除标记通过用脉冲辐射束照射信息层中的轨道而沿所述轨道擦除代表数据的标记。在重写期间，施加介于写入脉冲之间的擦除脉冲以擦除旧的标记。
在图7b中示出了根据现有技术的控制信号20的一个实施例。其中，所述控制信号使用N-1写入策略，即用于写入时间长度为NT的标记的写入脉冲的数量为N-1，即施加三个写入脉冲21用于写入4T标记，施加6个写入脉冲22用于写入7T标记。在写入间隔的过程中通过施加具有恒定擦除功率电平的块形擦除脉冲23、24来擦除先前写入的标记。
根据本发明，为了擦除写入的标记，使用了擦除脉冲序列而非单个的块形的擦除脉冲，如图7b所示。类似于写入脉冲序列中写入脉冲的数量，所述序列中的擦除脉冲的数量可以是用于写入时间长度为NT的间隔的(N-1)T。然而，擦除脉冲的数量也可以不同，例如为N。另外，擦除脉冲序列中的擦除脉冲的至少一个具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。根据本发明的显示这种擦除脉冲的控制信号的不同实施例在图7c至7f中示出。
在图7c中，控制信号30包括分别为2或5个擦除脉冲的序列31、32，每个擦除脉冲都具有向下阶梯形状的相同形状。图7d表示控制信号40的一个实施例，其中序列42中的擦除脉冲具有不同高度，即步长以及每个擦除脉冲的各个部分的功率电平可具有不同的等级。然而，还是如图7d中所示的，不必将其应用于所有擦除脉冲序列，因为擦除脉冲序列41显示出相同的擦除脉冲。
另外，如图7e的控制信号50所示，不是所有的擦除脉冲都必须具有向下阶梯形状。也可能是一擦除脉冲序列52的单一擦除脉冲521具有恒定的擦除功率电平，并且具有块形的形状，而其它擦除脉冲522具有向下阶梯的形式。甚至另外，如图7f中的控制信号60所示，也可能是擦除脉冲序列62中的擦除脉冲具有不同的增量甚或是缺少单一擦除脉冲。
图7c中所示的实施例是在不牺牲盘的可擦度的情况下使功耗最小的方法。减小功率幅度(从擦除脉冲1到4)的优点可以是对加热记录叠层的部分补偿。通过叠层散热将在激光点的前面加热盘的一部分。在那样的情况下，需要较少的功率来获得最佳再结晶温度(对于标记擦除来说)。然后例如施加具有较高幅度的最后擦除脉冲以预加热叠层，以便能够写入下一个标记。在那样的情况下，需要较少的写入功率。这种策略对于高速记录是有益的。
图7e中所示的实施例是块形擦除脉冲和阶梯形擦除脉冲之间的组合。在该情况下，节省了较少的电功率，但很可能改进可擦度。这种脉冲策略可有利的用于公司间的(inter-company)的重写。例如如果在一不同的装置中写入的数据在当前的驱动器中被进行重写，则可通过额外的功率补偿标记大小的可能差别(可用较高的功率写入旧数据，从而导致较大的标记宽度)。
图7f中所示的实施例可被解释为热平衡策略，其考虑在擦除脉冲串之前和之后施加的写入脉冲。
图8为表示根据本发明的用于在读取期间控制辐射束的功率电平的控制信号70的一个实施例的示图，借助所述辐射束可读取所述信息信号10(图7a)。如图所示，控制信号70包括一系列的相同读取脉冲71，其具有阶梯形式的随时间逐渐降低的读取功率电平。然而，也可能是读取脉冲具有其它和/或不同的形状，类似如在上面所解释的和在图7中所示的。这样，在没有牺牲从记录载体接收的信号的信噪比的情况下而能够减小总的读取功率。
应该注意本发明并不局限于图7和8中所示的实施例，而是可进行各种变化。通过分别在擦除脉冲序列或读取脉冲序列中使用擦除脉冲/读取脉冲，所述擦除脉冲/读取脉冲中的至少一个分别具有随时间逐渐降低的擦除功率电平或读取功率电平，那么就可实现功耗的极大减小，其至少对于便携式光学装置例如SFFO驱动器是重要的。

Claims (18)

1.一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束照射信息层以标记的形式记录数据和擦除记录的标记的方法，记录的标记通过一系列擦除脉冲(31，32)来擦除，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相，其特征在于所述擦除脉冲序列(31，32)中的至少一个擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述擦除脉冲序列(31，32)中的至少一个擦除脉冲由n个部分组成，n是大于1的整数，第i个部分具有第i个擦除功率电平，i是在1和n之间的范围中的整数，所述第i个部分位于第(i+1)个部分之前，并且其中所述第i个擦除功率电平高于第(i+1)个擦除功率电平。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述擦除脉冲序列(31，32)中的至少一个擦除脉冲由n个基本相同持续时间的部分组成。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述擦除脉冲序列中的至少一个擦除脉冲具有一随时间连续降低的擦除功率电平。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述擦除脉冲序列(31，32)中的所有擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。
6.如权利要求1所述的方法，其中一个擦除脉冲序列(31，32)中的所有擦除脉冲是相同的。
7.如权利要求1所述的方法，其中一个擦除脉冲序列中的前面部分的擦除脉冲(42)具有不同的擦除功率电平。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个擦除脉冲的擦除功率电平的时间相关性取决于记录载体的属性和擦除速度。
9.一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束照射信息层以标记的形式记录数据和擦除记录的标记的光记录装置，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相，所述装置包括用于提供辐射束的辐射源和可操作的用于控制辐射束的功率并用于提供一系列用于记录标记的写入脉冲(21，22)和一系列用于擦除记录的标记的擦除脉冲(31，32)的控制单元，其特征在于所述控制单元可操作为用于控制用于擦除记录的标记的辐射束的功率使得所述擦除脉冲序列(31，32)中的至少一个擦除脉冲具有随时间逐渐降低的擦除功率电平。
10.一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束的读取脉冲序列(71)照射信息层读取以标记和间隔的形式记录的数据的方法，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相，其特征在于所述读取脉冲序列(71)中的至少一个读取脉冲具有随时间逐渐降低的读取功率电平。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述读取脉冲序列(71)中的至少一个读取脉冲由n个部分组成，n是大于1的整数，第i个部分具有第i个读取功率电平，i是在1和n之间的范围中的整数，所述第i个部分位于第(i+1)个部分之前，并且其中所述第i个读取功率电平高于第(i+1)个读取功率电平。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述读取脉冲序列(71)中的至少一个读取脉冲由n个基本相同持续时间的部分组成。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述读取脉冲序列(71)中的至少一个读取脉冲具有一随时间连续降低的读取功率电平。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述读取脉冲序列(71)中的所有读取脉冲具有随时间逐渐降低的读取功率电平。
15.如权利要求10所述的方法，其中一个读取脉冲序列(71)中的所有读取脉冲是相同的。
16.如权利要求10所述的方法，其中一个读取脉冲序列中的前面部分的读取脉冲具有不同的读取功率电平。
17.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个读取脉冲的读取功率电平的时间相关性取决于记录载体的属性和读取速度。
18.一种用于在记录载体的信息层中通过借助于脉冲辐射束的一系列读取脉冲(71)照射信息层读取以标记和间隔的形式记录的数据的光记录装置，所述信息层具有可在结晶相和非结晶相之间进行可逆变化的相，所述装置包括用于提供辐射束的辐射源和可操作的用于控制辐射束的功率并用于提供一系列用于读取信息的读取脉冲的控制单元，其特征在于所述控制单元可操作为用于控制用于读取信息用的辐射束的功率使得所述读取脉冲序列(71)中的至少一个读取脉冲具有随时间逐渐降低的读取功率电平。
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