CZ20023800A3 - Vícevrstvý záznamový nosič, způsob záznamu informace na nosič, způsob výroby záznamového nosiče a zařízení pro záznam na nosič - Google Patents

Description

Vícevrstvý vícevrstvý záznamový nosič, způsob záznamu informace na nosič, způsob výroby záznamového nosiče a zařízení pro záznam na nosič

Oblast techniky

Vynález se týká vícevrstvého záznamového nosiče obsahujícího nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a vzájemně vůči sobě vyřízené informační vrstvy, vhodného pro zaznamenávání ozařováním svazkem záření. Příkladem takového záznamového nosiče je zapisovatelný (recordable) optický disk. Vynález se také týká výroby takového vícevrstvého záznamového nosiče. Vynález se rovněž týká záznamového zařízení a způsobu zaznamenávání na takový vícevrstvý záznamový nosič.

Dosavadní stav techniky

Optické záznamové systémy pro ukládání dat, jako optické diskové jednotky, dovolují ukládat na optickém médiu velká množství dat. K datům je přístup zaostřením svazku záření (například laserového svazku) na záznamovou vrstvu média a po té detekováním odraženého svazku záření. V reverzibilních systémech neboli přepisovatelných systémech se změnou fáze se používají optická média se dvěma stabilními fázemi. Datový bit se ukládá na médiu přeměnou malé lokální plošky do jedné stabilní fáze. Datový bit může být vymazán navrácením zapsané oblasti zpět do výchozí fáze. Výchozí fáze je v typickém případě krystalická fáze a laserový svazek zapisuje data lokálním převáděním materiálu v datové vrstvě do

-2stabilní amorfní fáze. Toho je možné dosáhnout zahřátím krystalické oblasti nad její teplotu tavení a po té jejím rychlým ochlazením tak, že se neuspořádaná struktura zafixuje, což bude mít za následek amorfní strukturu. Datový bit může být později vymazán převedením amorfní fáze zpět do výchozí krystalické fáze. To se děje, když je amorfní fáze zahřívána a udržována na teplotě krystalizace nebo touto teplotou, nebo alternativně roztavením a pomalým ochlazováním, až oblast krystalizuje. Data se v tomto typu změny fáze čtou detekcí změn v odrazivosti mezi krystalickou oblastí a amorfní oblastí na nosiči záznamu.

Pro zvýšení ukládací kapacity optického disku byly navrženy systémy s více záznamovými vrstvami. Na optický disk, mající dvě nebo více záznamových vrstev, je možný přístup v různých prostorově oddělených záznamových vrstvách měněním ohniskové polohy čočky. Laserový svazek prochází skrz bližší záznamovou vrstvu pro čtení zápisových dat na další záznamové vrstvě nebo vrstvách. Pro disky s více záznamovými vrstvami je zapotřebí, aby mezilehlé záznamové vrstvy mezi povrchem disku, na který dopadá laserové záření, a poslední nebo nejvzdálenější záznamovou vrstvou od tohoto povrchu, byly světelně propustné.

V (přepisovatelném) optickém zaznamenávání s libovolným přístupem (random access) jsou data obvykle zapisována v jednotkách ECC bloků (například v CLV systémech bez záhlaví), v pevných záznamových blocích pevné části ECC bloku, jako například dvoukilobajtová nebo čtyřkilobajtová uživatelská data (například zónovaných systémech s konstantní úhlovou rychlostí neboli systémech Zoned Constant Angular Ve-3-

locity se záhlavími, kde vzdálenost mezi dvěma záhlavími je celým násobkem těchto záznamových jednotkových bloků), nebo v úsecích proměnlivé délky ECC bloku (například v digitálních video-záznamových systémech neboli systémech Digital Video Recording, kde velikost ECC bloku není celý násobek vzdálenosti mezi dvěma záhlavími a zápis se jednoduše zastaví před záhlavím a znovu se spustí po záhlaví se zahrnutím nějakého zaváděcího a nějakého výstupního segmentu pro zajištění náležitého chování elektroniky). Takové úseky ECC bloků se nazývají v systémech DVR záznamové rámce (Recording Frames) a v DVD systémech synchronizační rámce (SYNC Frames). V optických nosičích se záhlavími je záznamový nosič rozdělen do sektorů, přičemž každý sektor obsahuje záhlaví s adresou jedinečně identifikující sektor a záznamový jednotkový blok, v němž se zaznamenávají uživatelská data, s výhodou chráněná kódem pro detekci a opravu chyby (ECC).

V DVR systémech se používá zónovaný systém s konstantní úhlovou rychlostí (ZCAV, Zoned Constant Angular Velocity). V takových systémech není kapacita sektoru po disku konstantní. Lineární hustota je přibližně konstantní a počet stop na zónu je konstantní, ale délka stopy se zvětšuje od vnitřního poloměru k vnějšímu poloměru disku na 2,4 násobek, zatímco počet záhlaví na otočku je konstantní. Počet bitů mezi dvěma záhlavími se tak zvětšuje. DVR systém a formát jsou popsány v T.Narahara a kol., Optical Disc systém for Digital Video Recording, Tech. Digest ISOM/ODS (MD1) July

11-15, 1999, Kauai Hawai, SPIE Vol.3864 (1999), a Jpn.J.Appl.Phys.39 Pt.l No.2B (2000), 912-919, a v K.Schep a kol., Formát description and evaluation of the 22,5 GB DVR disc, Techn. Digest ISOM 2000 (September

2000).

Když se v takových systémech zapisují data, musí být v oblastech záhlaví umístěny mezery. Právě po (zaváděcí segment) a právě před (výstupní segment) oblastí záhlaví drážka ještě není popsána daty se změnou fáze. V DVR systému začíná zaváděcí segment mezerou před tím, než jsou zapisována data, a výstupní segment končí mezerou právě před záhlavím. V systémech DVR mohou mít mezery délky typicky okolo 150 μιη, zatímco průměr svazku v horní vrstvě je okolo 40 μιη, když se provádí zápis do dolní vrstvy. Mezery v horních vrstvách tak překáží zapisování na dolní vrstvu. Vliv mezer se zvyšuje, když jsou mezery v sousedních stopách ve stejné úhlové poloze, například v CLV nebo ZCAV systémech, když téměř přesně připadá celočíselný počet ECC bloků na jeden nebo více celých počtů obvodů.

Rozdíl v propustnosti mezi oblastmi záhlaví a (krystalickými) nepopsanými oblastmi drážky nebo mezerami je obecně pouze okrajový vzhledem ke skutečnosti, že indexy lomu krycí vrstvy (nebo substrátu) na jedné straně horní vrstvy a distanční vrstvy na druhé straně je jen malý (typicky menší nebo rovný 0,1, například krycí vrstva má n=l,6 a distanční vrstva má n=l,5). Důležitějším výsledkem je však rozdíl mezi popsanými a nepopsanými oblastmi, kde oblasti záhlaví působí problémy. Oblasti záhlaví se chovají z hlediska jejich propustnosti jako mezery. Tvoří tak podstatný problém vzhledem k jejich častému výskytu, například osmkrát na obvod v systémech DVR a dokonce ještě častěji například v systémech DVD-RAM se záhlavími.

Oblasti záhlaví a mezery mají zmenšenou propustnost ve srovnání z popsanými záznamovými částmi. Vzhledem k nahodilé orientaci horní informační vrstvy mohou ležet oblasti záhlaví horní informační vrstvy nad záznamovým neboli zapisovaným sektorem dolní informační vrstvy, takže vlastnost horní informační vrstvy z hlediska propustnosti se liší v oblastech záhlaví a mezerách. Dále mohou vznikat posuny horní informační vrstvy vzhledem k dolní informační vrstvě, excentricitě (posunu středu spirálové stopy vzhledem ke střednímu otvoru) a úhlovým rozdílům. Posun středu spirálové stopy vzhledem ke střednímu otvoru bývá vnesen hlavně při lisování disku při masteringu a replikování disků z masteru.

V systémech se dvěma nebo více vrstvami se provádí popisování nebo nahrávání na dolní vrstvu, když významná část laserového svazku prochází mezerami nebo oblastmi záhlaví horní vrstvy nebo vrstev. Když byla informace nebo data zaznamenána na horní informační vrstvu, liší se tak vlastnosti nebo parametry z hlediska propustnosti horní vrstvy v závislosti na tom, zda laserový svazek prochází nebo neprochází popsanými oblastmi, mezerami nebo oblastmi záhlaví.

V K.Kurokawa a kol., Tech. Digest ISOM/ODS'99 (SPIE Vol.3864), 197-199, je navržen disk se dvěma vrstvami, který má následující parametry pro horní vrstvu:

Propustnost v nepopsaném stavu: T(nepopsaná) = 45%

Propustnost v popsaném stavu: T(popsaná) = 55%

Propustnost neboli prostup T v nepopsaném stavu je tak nižší než v popsaném stavu. Když se provádí zapisování

-6na dolní informační vrstvu, průchod nepopsanou oblastí (například mezerou nebo částí se záhlavím) na horní informační vrstvě vyžaduje, aby na disk dopadal větší výkon P· než jaký prochází popsanou oblastí pro dosažení stejného záznamového výkonu P_rec na dolní informační vrstvě. To je vyjádřeno následující rovnicí:

^prec ^{= P}i_nc-T(horní vrstvy)

Když je například požadován dopadající výkon P-^_nc = 14 mW během zaznamenávání přes popsanou horní vrstvu, dosáhne výkon dopadající během zaznamenávání skrz nepopsanou horní vrstvu hodnoty Pi_nc =17,1 mW, jak se odvodí z výše uvedeného vzorce při použití parametrových hodnot zjištěných Kurokawou a kol.:

^prec ~ ^pinc,popsana*^T(P°P^saná) ^{= p}inc,nepopsaná·^τ(nepopsaná) ^pinc, nepopsaná = P_inc/Popsana.T(popsaná)/T(nepopsaná) ^pinc, nepopsaná = ^{14 mW} · (0,55/0,45) = 17,1 mW.

Ve výše uvedeném příkladě dosahuje požadovaný záznamový výkon při zaznamenávání skrz popsanou horní vrstvu pouze 82% záznamového výkonu, požadovaného pro zaznamenávání skrz nepopsanou horní vrstvu. Použití záznamového výkonu 14 mW by tak mělo za následek, při zaznamenávání skrz popsanou vrstvu, snížený výkon o 18%, a záznamový výkon 17,1 mW by měl za následek zvýšený výkon o 18%. Tyto hodnoty obecně však nejsou v rámci povoleného rozmezí, specifikovaného pro optické záznamové systémy. Typicky je tento povolený rozsah výkonu od -10% do +15%. Vyšší rozmezí by vyžadovala ovládání výkonu v hnací jednotce laserové diody s velkou šířkou pásma, aby se korigovaly rozdíly v propustnosti, když se provádí zápis pod nepopsanými částmi nebo pod částmi se záhlavími.

Je proto dávána přednost tomu, aby se zajistilo tangenciální nebo úhlové vyřízení mezi částmi se záhlavími (dále pro krátkost: oblastmi záhlaví) tak, aby oblasti záhlaví a spojovací mezery horní vrstvy neovlivňovaly zapisování do dolní vrstvy nebo čtení z horní vrstvy. Nicméně i v případě takového vyřízení se stále dosahuje při záznamu do dolní informační vrstvy nebo čtení z dolní informační vrstvy nerovnoměrné propustnosti. To je vysvětleno s odvoláním na obr.4.

Obr.4 znázorňuje řez strukturou dvouvrstvého disku podél záznamové nebo čtecí stopy. 0br.4B je zvětšený detail oblasti vyznačené čárkovaným obdélníkem na obr.4A. Dvouvrstvá struktura obsahuje horní informační vrstvu a dolní informační vrstvu, které obě obsahují oblasti záhlaví (header portions - záhlavové části) H a záznamové sektory R. Jak je možné odvodit z obr.4A, rovní a dolní informační vrstva 6, 8 mohou být v podstatě vzájemně vyřízeny v úhlovém nebo tangenciálním směru. To znamená, že odpovídající z oblastí záhlaví H jsou uspořádány ve stejných úhlových nebo tangenciálních polohách v horní informační vrstvě 6 a v dolní informační vrstvě 8. V praxi je takové vzájemné vyřízení možné v rozsahu přibližně ±10 μπι, například optické vzájemné vyřízení při spojovacím pochodu při výrobě disku.

Na obr.4B je vyznačen laserový svazek zaostřený na dolní informační vrstvu 8 ve dvou úhlových polohách A a B. Dále je vyznačen průměr BD svazku, jak se získá v horní informační vrstvě 6. V úhlové poloze A kryje průměr BD v horní

informační vrstvě 6 rovnoměrně popsanou nebo záznamem opatřenou plošku s rovnoměrnou propustností. V úhlové poloze B však obsahuje ploška krytá průměrem svazku popsanou část a část záhlaví (zejména mezerovou část, která je obvykle přítomná na začátku každé oblasti záhlaví H). Propustnost v kryté oblasti tak není rovnoměrná, takže se pro čtení nebo zápis v úhlové poloze B použije nesprávný výkon laseru.

Vynález si klade za úkol vytvořit vícevrstvý záznamový nosič, způsob výroby takového nosiče, a způsob a zařízení pro záznam na takový vícevrstvý nosič záznamu, jehož prostřednictvím by bylo možné snížit zbytkové efekty rozdílů v propustných vlastnostech při zápisové nebo čtecí operaci.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo nosičem záznamu podle nároku 1 a 2, způsobem výroby podle nároku 13, způsobem záznamu podle nároku 8 a záznamovým zařízením podle nároku 16.

Polohy zahajování a zastavení pro záznam nebo zápis po a před oblastí záhlaví jsou tak posunuty tak, že přechod mezi oblastmi záhlaví a oblastmi zápisu v horní vrstvě neovlivňuje zápis do dolní vrstvy a čtení z této dolní vrstvy. Posun může být dosažen odpovídajícím řízením během zápisové operace tak, že se vytvoří v dolní vrstvě v oblastech záhlaví zvětšené mezerové části. Jako alternativa mohou být oblasti záhlaví v dolní části zvětšeny, například během výroby disku. To má také za následek posun poloh zahajování a zastavení pro záznamové sektory. Rozšíření oblastí záhlaví nebo mezerových částí může být dosaženo tím, že se v oblastech záhlaví vytvoří přídavná zrcadlová oblast nebo struktura

-9• * ··

pitů s fiktivním obsahem.

Vzhledem ke zvětšeným oblastem záhlaví nebo mezerových částí může být oblast horní vrstvy, která je kryta laserovým svazkem, když je zaostřen do polohy zahajování nebo do polohy zastavení v dolní vrstvě, posunuta do oblasti s rovnoměrnou propustností, takže se v záznamových sektorech dosáhne správného výkonu laseru.

V provedení způsobu a zařízení podle vynálezu je mezerová část, která je uložená mezi uvedenou polohou zahajování a koncem oblasti záhlaví (H) a mezi uvedenou polohou zastavení a začátkem uvedené oblasti záhlaví v horní vrstvě, také rozšířena o uvedenou předem určenou vzdálenost, takže odpovídající mezerová část v dolní vrstvě je rozšířena o dvojnásobek uvedené předem určené vzdálenosti v důsledku přídavného posunu během zaznamenávání na dolní informační vrstvu.

Také čtení záhlaví je tak chráněno proti proměnlivým čtecích výkonům. Když jsou délky mezery v horní informační vrstvě přídavně rozšířeny o stejné vzdálenosti jako je relativní posun v dolní informační vrstvě, není ani zápis ani čtení v dolní vrstvě ovlivněn přítomností oblasti záhlaví. Čtení záhlaví v dolní vrstvě není ovlivňováno stavem horní vrstvy, jelikož je záhlaví stále čteno přes nepopsanou oblast.

S výhodou může být předem určená vzdálenost nastavena jako větší nebo rovná přibližně součtu poloviny průměru uvedeného svazku záření v horní vrstvě, když je zaostřen na ·

-10• 4 « • ♦ ··

444« • 4 4 • 4 · · ·

dolní vrstvu, a maximální výchylky dovoleného vzájemného vyřízení mezi horní vrstvou a dolní vrstvou. I v případě, že jsou informační vrstvy vzájemně nevyřízené podle maximální dovolené výchylky vzájemného vyřízení, je stále zajištěno, že je použito správného čtecího nebo zápisového výkonu, jelikož průměr laserového svazku v horní vrstvě kryje oblast s rovnoměrnou propustností během celé záznamové nebo čtecí operace dolní vrstvy. Předem určená vzdálenost může být zvolena tak, že bude odpovídat délce poloviny záznamového rámce nebo celého záznamového rámce, t.j. tří nebo šest vínkových period (wobble period, period jednotkového kolísavého vychylování) formátu DVR. To umožňuje maximální výchylku vzájemného vyřízení přibližně 60 μπι, což je proveditelné pro výrobní proces. Kromě toho volba tří nebo šesti vínkových period (wobble period) spadá dobře do formátu DVR, který je založen na šesti vínkových jednotkách (jedna délka záznamového rámce). To znamená, že kanálová elektronika nemusí být pozměňována, když se přepíná mezi horní vrstvou a dolní vrstvou. Pouze poloha zahajování a poloha zastavení musí být přestaveny relativně vůči konci a začátku oblastí záhlaví.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech výhodného provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l řez dvouvrstvým záznamovým nosičem a blokové schéma záznamové jednotky podle přednostního provedení vynálezu, obr.2 řez dvouvrstvým záznamovým nosičem podle přednostního provedení, znázorňujícího jeho vrstvovou strukturu, obr.3 řez dvouvrstvým záznamovým nosičem s vzájemně nevyřízenými vrstvami a volitelným přídavným rozšířením mezery v horní vrstvě podle přednostního provedení,

a obr.4 řez vrstvovou strukturou v dvouvrstvém optickém disku.

Příklady provedení vynálezu

Přednostní provedení vynálezu bude nyní popsáno na základě systému optického disku se dvěma vrstvami, jehož formát je založen na formátu jednovrstvého disku, jak je popsán v T.Narahara a kol., Optical Disc systém for Digital Video Recording, Tech. Digest ISOM/ODS (MDI) July 11-15, 1999, Kauai Hawai, SPIE Vol.3864 (1999), a Jpn.J.Appl.Phys.39 Pt.l NO.2B (2000), 912-919.

Obr.l znázorňuje řez dvouvrstvým optickým diskem 1 a záznamovou jednotkou 10 pro provádění optické skenovací operace za účelem zapisování informace na optický disk 1. Optický disk 1 má transparentní substrát 5, opatřený první informační vrstvou 6 a druhou informační vrstvou 8, uspořádanými v podstatě vzájemně spolu rovnoběžně a s vzájemným vyřízením a oddělovanými transparentní distanční vrstvou Ί_. I když jsou v tomto provedení znázorněny na záznamovém nosiči 1 pouze dvě informační vrstvy, může být počet informačních vrstev více než dvě. Záznamová jednotka 10 obsahuje zdroj 11 záření, například diodový laser, který generuje svazek 12 záření s předem určeným záznamovým nebo zápisovým výkonem. Svazek záření je tvarován do zaostřovacího místa 15 (bodu) prostřednictvím děliče 13 svazku, například polotransparentní desky, a čočkového systému 14, například objektivu. Zaostřovací místo 15 může být umístěno na jakoukoli požadovanou informační vrstvu 6, 8 pohybováním objektivu 14 podél jeho optické osy, jak je vyznačeno šipkou 16.

·· ····

Jelikož je první informační vrstva 6 částečně propustná, může být svazek záření zaostřen skrz tuto vrstvu na druhou informační vrstvu 8. Otáčení optického disku 1 okolo jeho středu a posouvání zaostřovacího místa ve směru kolmém ke stopám v rovině informační vrstvy umožňuje, aby celá informační oblast informační vrstvy byla skenována zaostřovacím místem během zapisovací nebo čtecí operace. Záření, odražené informační vrstvou, je modulováno uloženou informací do například polarizace intenzity nebo směru. Odražené záření je vedeno objektivem 14 a děličem 13 svazku směrem k detekčnímu systému 17, který převádí dopadající záření na jeden nebo více elektrických signálů.

Jeden ze signálů, t.j. informační signál, má modulaci která má vztah k modulaci odraženého záření, takže tento signál reprezentuje informaci, která byla čtena. Další elektrické signály udávají polohu zaostřovacího místa 15 vzhledem ke čtené stopě a polohu (t.j. úhlovou a radiální polohu) zaostřovacího místa 15 na záznamovém nosiči. Posledně jmenované signály jsou vedeny do servosystému 18, který řídí polohu objektivu 14 a tedy polohu zaostřovacího místa 15 v rovině informačních vrstev a kolmo k nim tak, že zaostřovací místo 15 sleduje požadovanou stopu v rovině skenované informační vrstvy.

Pro řízení servosystému 18 a zápisového výkonu přiváděného do zdroje 11 záření na základě úrovně odraženého světelného signálu (signálu záření) detekovaného detekčním systémem 17 slouží řídicí jednotka 36. Řízení zápisového výkonu může být prováděno zpětnou vazbou přes hnací jednotku 19 do zdroje 11 záření. Řídicí jednotka 36 pracuje v souladu ·· ·9·9 s řídicím programem, který řídí záznamovou jednotku 10 za účelem dosažení správného zaznamenávání na informačních vrstvách 6, 8. Zejména mohou být zajištěny postup kalibrace zápisového výkonu, jako je postup počáteční kalibrace zápisového výkonu pro nastavení počáteční optimální hodnoty pro zápisový výkon, a postup kalibrace zápisového výkonu, jako je postup běžící kalibrace zápisového výkonu pro korekci ztrát výkonu vyplývajících například z otisků prstů a poškrábání na povrchu disku. Záznam se řídí řídicí jednotkou 20 záznamu, používající například neznázorněný počítač jednotkových kolísavých vychylování (wobble, vlnek - dále zkráceně: jednotkových vychylování) pro odvozování záznamové polohy ze signálu kolísavého vychylování (wobble signál - dále zkráceně: signálu vychylování), poskytovaného na nosiči 1 záznamu.

Je třeba poznamenat, že vynález je také použitelný na jiné diskové struktury jako je například struktura, kde substrát slouží jako tuhý nosič nesoucí vytlačenou (vylisovanou) informaci, zatímco čtení se provádí skrz tenkou krycí vrstvu. Dále může být použit dvoučočkový objektiv místo jednočočkového objektivu 14, znázorněného na obr.l.

Obr.2 znázorňuje uspořádání záhlaví na dvouvrstvém optickém disku 1. Podobně jako na obr.4 je v dolní části obr.2 znázorněna zvětšená přechodová sekce, vyznačená čárkovaným obdélníkem. V takovém nosiči záznamu typu se změnou fáze (t.j. nosiči záznamu, kde jsou zaznamenávány amorfní značky v krystalickém okolí) tvoří předem zaznamenané oblasti záhlaví H, obsahující vytlačené prohlubně, významnou část nepopsané části záznamového nosiče. Pro ovládání posunutí

• 9 9 999999 • · ·· 9 9 9 • · · 9 9# • 9 9 9 9 9 9 ·· 9 9 9 9 9 ·· 999 99 99 a pro korekci servosignálů může být použita zrcadlová značka na začátku oblasti záhlaví H. Konkrétně není část drážkových úseků ležících právě před a právě po oblasti záhlaví H popsána. Tyto části se nazývají zaváděcí segment nebo zaváděcí úsek a výstupní segment nebo výstupní úsek.

Poloha zahajování a poloha zastavení pro záznam do záznamových sektorů R nebo pro čtení ze záznamových sektorů horní a dolní vrstvy 6, 8 jsou odvozovány řídicí jednotkou 20 čtení z počítače jednotkových vychylování (wobble, vlnek ). V zaváděcím segmentu a výstupním segmentu záhlaví H není drážka popisována daty se změnou fáze. V DVR systému zaváděcí segment (nebo výstupní segment) začíná (nebo končí) mezerovou částí, než se zapisují data. Tato mezera je použita například pro náhodný posun polohy zahajování (v zaváděcím segmentu), který se používá pro zvýšení počtu přepisovácích cyklů v záznamovém nosiči 1 a jako vyhrazený prostor (ve výstupním segmentu), jestliže se například používá bitová délka o něco větší než jmenovitá délka vzhledem k například nepřesnostem, vyskytujícím se když záznamová jednotka 20 odvozuje zápisové taktování ze signálu vychylování (wobble signál) nebo když se provádí zápis při použití nesynchronizovaných krystalových hodin. Po (nebo před) těmito mezerovými částmi se do oblasti záhlaví H zapisuje ochranný prostředek, čímž se přepisují synchronizační slova z předchozích zápisů a elektronice se umožní se nastavit.

Jak je patrné z obr.2, jsou poloha zahajování a poloha zastavení pro záznam nebo zápis u oblastí záhlaví H v dolní vrstvě posunuty vůči horní vrstvě 6 o předem určenou vzdálenost Δ.. Když je svazek záření zaostřen na dolní • β»

-15vrstvu 8, má oblast, kterou svazek prochází v první vrstvě v průměru BD svazku, rovnoměrnou propustnost. Toho je možné dosáhnout zvýšením délky mezerových částí v dolní vrstvě 8, jak je naznačeno šrafovanou částí v dolní vrstvě 8.

Obr.3 znázorňuje podobný řez, kde je znázorněna maximální umožňovaná úhlová nebo tangenciální výchylka MA od vzájemného vyřízení mezi dolní vrstvou 8 a horní vrstvou 6 pro její uvažování při určování předem určené vzdálenosti Δ. Když se uvažuje tato maximální dovolená výchylka od vzájemného vyřízení, je minimální délka (MG) mezerových částí v oblasti záhlaví H v dolní vrstvě 8 větší nebo rovná součtu: 1) poloviny průměru BD svazku v horní vrstvě 6, když je zaostřen na dolní vrstvu 8 (nebo nejhlubší vrstvu v případě struktury s více než dvěma vrstvami), a 2) maximální povolené výchylce od vzájemného vyřízení mezi dvěma vrstvami (tolerance vzájemného vyřízení T(PP)). To je možné vyjádřit následujícími rovnicemi:

MG > BD/2 + T(PP)

BD = 2.SP.tan (asin (NA/n)), kde NA značí numerickou aperturu laserového svazku a SP značí tloušřku distanční vrstvy 7.

V systému DVR-blue, používající modré laserové světlo a numerickou aperturu NA=0,85, je průměr svazku v horní vrstvě 6, když je zaostřen na nejhlubší vrstvu, přibližně BD=40 μπι, když je použita tloušřka SP distanční vrstvy 30 μπι. To vyžaduje zpoždění polohy zahajování v dolní vrstvě 8 o BD/2=20 μπι ve srovnání s polohou zahajování v horní vrstvě (a zastavení dříve ve stejné vzdálenosti), když by obě vrstvy měly být dokonale vzájemně vyřízené (T(PP)=0). Při • · • · • · • ·

-16• ·· ·· « • ··· • · · « • · · ··» ·· ·» * « » a 0 • · ··· '* ·*·<τ • · • · • · • · · • 44 délce kanálového bitu 86,7 nm a periodě vychylování (wobble, vlnky) 322 kanálových bitů to odpovídá vzdálenosti přibližně 0,7 periody vychylování (wobble). Když je zvolena vzdálenost dosahující 3 period vychylování (t.j. přídavná délka mezery), dovoluje to mezivrcholovou toleranci vzájemného vyřízení mezi dvěma vrstvami 6, £3 T(PP)=60 μπι, což je proveditelná hodnota pro výrobní proces. Kromě se toho volba použití tří jednotkových vychylování (wobble, vlnek) v zaváděcím segmentu a tří jednotkových vychylování (wobble, vlnek) ve výstupním segmentu dobře hodí pro DVR-formát, jelikož je založen na 6 jednotkových vychylováních nebo periodách (délka záznamového rámce). To znamená, že kanálová elektronika řídicí jednotky 20 záznamu nemusí být pozměňována, když se přepíná z jedné vrstvy do druhé. Pouze poloha zahajování a poloha zastavení musí být seřízena vzhledem ke konci a začátku oblasti záhlaví H. Jako alternativa by mohla být zvolena vzdálenost šesti jednotkových vychylování (wobble, vlnek). Obecně může být předem určená vzdálenosti zvolena tak, aby odpovídala délce jednoho nebo jedné poloviny záznamového rámce použitého formátu záznamového nosiče.

Alternativně by se místo rozšíření délky mezery mohly také rozšiřovat oblasti záhlaví H v dolní vrstvě 8, například o přídavnou (zrcadlovou) oblast, jak je uvedeno výše. V posledním případě začíná/končí fyzická drážková struktura ve stejných vzdálenostech jako výše. Jako ještě další volba mohou být oblasti záhlaví H rozšířeny o strukturu nebo sekvenci pitů s fiktivním (dummy) obsahem, například VFO sekvenci (jako sekvenci použitou v záhlaví) nebo jinou sekvenci fiktivních dat, jako například náhodných dat nebo střídavou pravidelnou kombinaci (pattern). To může být prospěšné pro

kanálovou elektroniku, jelikož to může pomoci zastavit samočinné řízení zisku, AC-vázání a obvody PLL (oboustranný oddělovač impulzů; slicer) na správnou hodnotu, když se mění část se změnou fáze (záznamový sektor R) na oblast záhlaví H. Dále to může být prospěšné pro sledovací servosystém, protože to poskytuje chybový signál (řídicí signál) pro radiální sledování (tracking), který není k dispozici ze zrcadlové oblasti. V těchto případech je vyšrafováná část znázorněná v dolní vrstvě 8 z obr.2 a obr.3 částí následující oblasti záhlaví H. Toto rozšíření oblastí záhlaví H dolní vrstvy 8. může být dosaženo vytvořením odpovídajících oblastí záhlaví při výrobě záznamového nosiče.

Ve výše uvedených řešeních není ještě čtení (vytlačených) oblastí záhlaví H chráněno proti použití nesprávného zápisového výkonu vyplývajícímu z nerovnoměrné propustnosti horní vrstvy 8. Když se čte záhlaví v dolní vrstvě, detekovaný HF signál může vykazovat výchylku úrovně vyplývající z čtení přes konec nebo začátek zapsaných stop v záznamových sektorech R v oblastech záhlaví H horní vrstvy 6. To nepůsobí problémy, když šířka pásma AGC (Automatic Gain Control, automatické řízéní zisku) hnací jednotky 19 a oboustranného oddělovače¹ impulzů pro záhlaví PLL v záznamové sekci 10 jsou zvoleny tak, že jsou dostatečně vysoké. S výhodou je však možné zvolit ochranu čtení záhlaví z této změny úrovně rozšířením délek ¹ mezery v horní vrstvě 6 o stejné vzdálenosti A>jako výše> a Současně rozšířit délku mezer v dolní vrstvě o jinou vzdálenost A, takže se v dolní vrstvě 8 dosáhne celkový posun dvojnásobku vzdálenosti Tento volitelný posun se také řídí nebo iniciuje záznamovou jednotkou 20 a je vyznačen čárkovanou šipkou a rozšíření GE mezery na obr.3.

-18V systému DVR by potom byly přednostní volby použití rozšíření GE délky mezery tří jednotkových vychylování (wobble, vlnek) v horní vrstvě a celkové rozšíření délky 3+3=6 jednotkových vychylování (wobble, vlnek) v dolní vrstvě 8. Při těchto volbách není zápis (a čtení) dat v dolní vrstvě 8 ovlivňován přítomností oblasti záhlaví H a odpovídajícími rozdíly prostupu v důsledku přechodu mezi popsanou a nepopsanou částí v horní vrstvě 6 (jelikož svazek prochází rovnoměrným záznamovým stavem horní vrstvy 6), a také čtení záhlaví v dolní vrstvě 8. není ovlivňováno záznamovým stavem horní vrstvy 6 (jelikož je stále čtena skrz nepopsanou plochu). Toto přídavné rozšíření mezery může být samozřejmě alternativně kombinováno s volbou zvětšení oblastí záhlaví H v dolní vrstvě při výrobě disku, přičemž rozšíření mezery v horní a dolní vrstvě 6, 8 je stejné.

Je třeba poznamenat, že vynález není omezen na výše uvedená provedení, ale může být použit v jakémkoli způsobu zaznamenávání pro záznam na vícevrstvý nosič záznamu, kde záznamová operace na jedné z informačních vrstev je ovlivňována rozdíly ve vlastnosti jiné nebo jiných z informačních vrstev z hlediska prostupu. Zejména existují četné alternativy pro optické řešení informačních vrstev. Obvykle se vyrábějí informační vrstvy, které mají vyšší počáteční (výchozí) odraz a nižší odraz v popsaném stavu. Je však také možné používat informačních vrstev s opačným kontrastem, t.j. tak zvaných bíle popisovaných vrstev. Podobně může být vzhledem k alternativnímu řešení vrstev propustnost popsaného stavu nižší než v nepopsaném stavu. Přednostní provedení se tak může obměňovat v rámci připojených nároků. Dále slovo • · · ·

obsahují a jeho odvozené slovní tvary nevylučují přítomnost jiných kroků nebo prvků než těch, které jsou uvedené v nárocích. V nárocích není jakákoli vztahová značka v závorkách uvažována jako omezující nároky.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vícevrstvý záznamový nosič, obsahující nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a vzájemně vůči sobě vyřízené informační vrstvy (6, 8), vhodné pro to, aby na nich byl prováděn ozářením svazkem záření záznam, přičemž uvedený vícevrstvý nosič záznamu obsahuje předem určené záznamové segmenty (R) uspořádané na nosiči záznamu v uvedených nejméně dvou informačních vrstvách (6, 8), přičemž segmenty jsou oddělovány oblastmi záhlaví (H), přičemž příslušná záznamová oblast končí v předem určené poloze zastavení u začátku oblasti záhlaví a začíná v předem určené poloze zahajování u konce oblasti záhlaví, vyznačený tím, že v dolní vrstvě (8) je uvedená poloha zahajování posunutá vzhledem k horní vrstvě (6) do pozdější polohy o předem určenou vzdálenost (A), a uvedená poloha zastavení je posunutá vzhledem k horní vrstvě (6) do dřívější polohy o předem určenou vzdálenost (A), přičemž uvedená předem určená vzdálenost (A) je zvolená tak, že oblast, jíž uvedený svazek záření prochází v uvedené horní vrstvě (6), má rovnoměrnou propustnost v průměru svazku (BD), když je svazek záření zaostřen do polohy zahajování nebo do polohy zastavení v uvedené dolní vrstvě (8).
2. 2. Záznamový nosič podle nároku 1, vyznačený tím, že v horní vrstvě (6) je mezi polohou zahajování a koncem uvedené oblasti záhlaví (H) nebo polohou zastavení a začátkem uvedené oblasti záhlaví (H) vytvořena mezerová část, přičemž

   -21tato mezerová část je rozšířena o uvedenou předem určenou vzdálenost (Δ), takže odpovídající mezerová část v uvedené dolní vrstvě (8) je rozšířena o dvojnásobek uvedené předem určené vzdálenosti (Δ) .
3. 3. Vícevrstvý záznamový nosič, obsahující nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a vzájemně vůči sobě vyřízené informační vrstvy (6, 8), vhodné pro to, aby na nich byl prováděn ozářením svazkem záření záznam, přičemž uvedený vícevrstvý nosič záznamu obsahuje předem určené záznamové segmenty (R) uspořádané na nosiči záznamu v uvedených nejméně dvou informačních vrstvách (6, 8), přičemž segmenty jsou oddělovány oblastmi záhlaví (H), přičemž příslušná záznamová oblast končí v předem určené poloze zastavení u začátku oblasti záhlaví a začíná v předem určené poloze zahajování u konce oblasti záhlaví, vyznačený tím, že v dolní vrstvě (8) je začátek oblasti záhlaví posunutý vzhledem k dolní vrstvě (8) do dřívější polohy o předem určenou vzdálenost (Δ.), a konec oblasti záhlaví je posunutý vzhledem k dolní vrstvě (8) do pozdější polohy o předem určenou vzdálenost (Δ), přičemž uvedená předem určená vzdálenost (Δ) je zvolená tak, že oblast, jíž uvedený svazek záření prochází v uvedené horní vrstvě (6), má rovnoměrnou propustnost v průměru svazku (BD), když je svazek záření zaostřen do polohy zahajování nebo do polohy zastavení v uvedené dolní vrstvě (8).
4. 4. Záznamový nosič podle nároku 3, vyznačený tím, že posunutí polohy začátku a konce oblastí záhlaví (H) je dosaženo včleněním zrcadlové oblasti nebo struktury pitů s fiktivním obsahem do uvedených oblastí záhlaví.
5. 5. Záznamový nosič podle kteréhokoli z nároků 1 až

   4, vyznačený tím, že uvedená předem určená vzdálenost (-Δ.) je nastavena tak, aby byla větší nebo rovná přibližně součtu poloviny průměru uvedeného svazku záření v uvedené horní vrstvě (6), když je zaostřen na uvedenou dolní vrstvu (8) a maximální dovolené výchylky vzájemného vyřízení (MA) mezi uvedenou horní vrstvou a uvedenou dolní vrstvou (8).
6. 6. Záznamový nosič podle kteréhokoli z nároků 1 až

   5, vyznačený tím, že uvedená předem určená vzdálenost (Zs,) odpovídá jednomu záznamovému rámci nebo jedné polovině záznamového rámce.
7. 7. Způsob záznamu informace na vícevrstvý záznamový nosič (1) ozařováním záznamového nosiče svazkem záření, přičemž uvedený vícevrstvý záznamový nosič obsahuje nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a v podstatě vůči sobě vyřízené informační vrstvy (6, 8), přičemž při způsobu senzaznamenává uvedená informace do předem určených segmentů (R) uvedených nejméně dvou informačních vrstev (6, 8), přičemž tyto segmenty jsou oddělovány oblastmi záhlaví (H), a zaznamenávání uvedené informace se zastaví v předem určené poloze zastavení u začátku uvedených oblastí záhlaví a uvedené zaznamenávání se zahajuje v předem určené poloze zahajování u konce uvedených oblastí záhlaví,

   -23vyznačený tím, že se v uvedené dolní vrstvě (8) posouvá vůči uvedené horní vrstvě (6) poloha zahajování do pozdější polohy a uvedená poloha zastavení do dřívější polohy o předem určenou vzdálenost (A), přičemž uvedená předem určená vzdálenost (A) se nastavuje tak, že oblast, jíž uvedený svazek záření prochází v uvedené horní vrstvě (6), má uvnitř uvedeného průměru svazku (BD), když je svazek záření zaostřen do polohy zahajování nebo polohy zastavení v uvedené dolní vrstvě (8), rovnoměrnou povahu z hlediska propustnosti.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím, že se v uvedené horní vrstvě (6) rozšíří mezerová část mezi polohou zahajování a koncem uvedené oblasti záhlaví nebo mezi uvedenou polohou zastavení a začátkem uvedené oblasti záhlaví o uvedenou předem určenou vzdálenost (A), takže odpovídající mezerová část v uvedené dolní vrstvě (8) je rozšířena o dvojnásobek uvedené předem určené vzdálenosti (A).
9. 9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačený tím, že uvedená předem určená vzdálenost (A) se nastavuje tak, že je větší nebo rovná přibližně součtu poloviny průměru uvedeného svazku záření v uvedené horní vrstvě (6), když je zaostřen na uvedenou dolní vrstvu (8), a maximální dovolené výchylky (MA) vzájemného vyřízení mezi uvedenou horní vrstvou (6) a uvedenou dolní vrstvou (8).
10. 10. Způsob podle kteréhokoli z nároků 7 až 9, vyznačený tím, že uvedená předem určená vzdálenost odpovídá jed« ·

    Μ·

    -24nomu záznamovému rámci nebo polovině záznamového rámce.
11. 11. Způsob výroby vícevrstvého záznamového nosiče (1), obsahující nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a v podstatě vzájemně vůči sobě vyřízené informační vrstvy (6, 8), při kterém se vytvoří v nejméně dvou informačních vrstvách (6, 8) předem určené oblasti záhlaví (Η), přičemž oblasti záhlaví jsou uspořádány pro oddělování záznamových segmentů (R), vyznačený tím, že se při způsobu také vytvářejí oblasti záhlaví tak, že v dolní vrstvě (8) z uvedených nejméně dvou informačních vrstev (6, 8) jsou konce oblastí záhlaví posunuté vzhledem k horní vrstvě (8) uvedené nejméně jedné ze dvou informačních vrstev (6, 8) do pozdější polohy o předem určenou vzdálenost (A), a začátky uvedených oblastí záhlaví jsou posunuté vzhledem k horní vrstvě (8) z uvedených nejméně dvou informačních vrstev (6, 8) do dřívější polohy o předem určenou vzdálenost (A), přičemž uvedená předem určená vzdálenost (A) se nastavuje tak, že oblast, jíž svazek záření použitý pro zaznamenávání prochází v uvedené horní vrstvě (6), má uvnitř uvedeného průměru svazku (BD), když je svazek záření zaostřen do polohy začátku nebo do polohy konce záznamových segmentů v uvedené dolní vrstvě (8), rovnoměrnou povahu z hlediska propustnosti .
12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačený tím, že uvedený posun začátku a konce uvedených oblastí záhlaví (H) se dosa-25- huje vytvořením zrcadlové oblasti nebo struktury pitů s fiktivním obsahem v uvedených oblastech záhlaví.
13. 13. Záznamové zařízení pro záznam informace na vícevrstvý záznamový nosič (1), obsahující nejméně dvě v podstatě rovnoběžné a v podstatě vůči sobě vyřízené informační vrstvy (6, 8) , přičemž zařízení obsahuje zdroj záření pro vytváření svazku záření, záznamový prostředek (11) pro zaznamenávání uvedené informace v předem určených segmentech (R) uvedených nejméně dvou informačních vrstev (6, 8) ozařováním záznamového nosiče (1) svazkem záření, přičemž uvedené segmenty jsou oddělovány oblastmi záhlaví (H), a řídicí prostředky (20) pro zastavování zaznamenávání informace v předem určené poloze zastavení u polohy začátku uvedených oblastí záhlaví a zahajování uvedeného zaznamenávání v předem určené poloze zahajování u konce uvedené oblasti záhlaví, vyznačené tím, že uvedené řídicí prostředky (20) jsou uspořádány tak, že v uvedené dolní vrstvě (8) posouvají uvedenou polohu zahajování do pozdější polohy a uvedenou polohu zastavení do dřívější polohy o uvedenou předem určenou vzdálenost (A) vzhledem k uvedené horní vrstvě (6), přičemž uvedená předem určená vzdálenost (A) je nastavena tak, že oblast, jíž uvedený svazek záření prochází v uvedené horní vrstvě (6) má uvnitř uvedeného průměru svazku (BD), • · ·

    -26když je svazek záření zaostřen do polohy zahajování a polohy zastavení v uvedené dolní vrstvě (8), rovnoměrnou povahu z hlediska propustnosti.
14. 14. Zařízení podle nároku 13, vyznačené tím, že uvedené řídicí prostředky (20) jsou uspořádány tak, že se v uvedené horní vrstvě (6) rozšíří mezerová část mezi polohou zahajování a koncem uvedené oblasti záhlaví nebo mezi uvedenou polohou zastavení a začátkem uvedené oblasti záhlaví o uvedenou předem určenou vzdálenost (A), takže odpovídající mezerová část v uvedené dolní vrstvě (8) je rozšířena o dvojnásobek uvedené předem určené vzdálenosti (Δ).