RU2353982C2 - Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания - Google Patents

Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания Download PDF

Info

Publication number
RU2353982C2
RU2353982C2 RU2006136889/28A RU2006136889A RU2353982C2 RU 2353982 C2 RU2353982 C2 RU 2353982C2 RU 2006136889/28 A RU2006136889/28 A RU 2006136889/28A RU 2006136889 A RU2006136889 A RU 2006136889A RU 2353982 C2 RU2353982 C2 RU 2353982C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information
fluorescent
reflective
tracks
reading
Prior art date
Application number
RU2006136889/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006136889A (ru
Inventor
Алексей Васильевич Лежнев (RU)
Алексей Васильевич Лежнев
Галина Николаевна Дорожкина (RU)
Галина Николаевна Дорожкина
Михаил Юрьевич Кваша (RU)
Михаил Юрьевич Кваша
Original Assignee
ЗАО "Констеллейшн 3 Ди Восток"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЗАО "Констеллейшн 3 Ди Восток" filed Critical ЗАО "Констеллейшн 3 Ди Восток"
Priority to RU2006136889/28A priority Critical patent/RU2353982C2/ru
Priority to US11/873,954 priority patent/US20080094990A1/en
Priority to PCT/US2007/081626 priority patent/WO2008048997A2/en
Publication of RU2006136889A publication Critical patent/RU2006136889A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2353982C2 publication Critical patent/RU2353982C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24085—Pits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005—Reproducing
    • G11B7/0052—Reproducing involving reflectivity, absorption or colour changes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00718—Groove and land recording, i.e. user data recorded both in the grooves and on the lands
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/14—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam specially adapted to record on, or to reproduce from, more than one track simultaneously
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24073—Tracks
    • G11B7/24079—Width or depth
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области создания носителей информации, в частности к многослойным оптическим носителям информации. Технический результат - повышение плотности и объема записанной информации. Предложен многослойный носитель оптической информации ROM-, WORM- и RW-типа, обеспечивающий возможность одновременного совмещения флуоресцентного и отражательного принципов записи и (или) считывания информации на одном слое. Информация в таком носителе записывается в виде пит различной глубины в двух рядом расположенных чередующихся спиралевидных дорожках (треках) или в одном и том же треке. Считывание информации осуществляется последовательно, то есть, например, сначала считывается только флуоресцентный сигнал, а затем только отражательный, либо одновременно двумя оптическими головками: отражательной и флуоресцентной. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к области создания носителей информации, более узко к области создания оптических носителей информации и еще более узко к области многослойных оптических носителей информации.
Уровень техники
Оптические носители информации, работающие на отражательном принципе считывания, хорошо известны. К ним прежде всего относятся оптические диски.
В случае носителей CD-ROM-типа (аббревиатура "Compact Disc Read-Only Memory" - «Компакт диск только для чтения» информация записывается на поверхность диска в виде массива углублений (питов) определенного размера, расположенных на спиральных дорожках (треках). Такие носители устроены так, что пользователь не может записывать на них свою информацию. Она записывается и тиражируется производителем оптического диска и не может быть стерта пользователем для повторной записи.
Однократно записываемые диски WORM-типа (аббревиатура "Write Once Read Many" - "однократная запись - многократное считывание") и RW-типа (аббревиатура "Rewritable" - "перезаписываемый") содержат на своей поверхности спиральные дорожки, заполненные фоточувствительным материалом, способным осуществлять и хранить одно- или многократную запись информации.
В качестве примера на фиг.1 дано схематическое представление структуры информационного слоя традиционного оптического диска ROM-типа. Он выполнен в виде металлизированного диска 10 с цифровой информацией, закодированной в виде ряда информационно-несущих углублений (пит) 11, расположенных вдоль спиральных дорожек 12, распространяющихся от центра 13 к периферии.
В настоящее время основные усилия разработчиков средств оптической памяти направлены на:
- увеличение плотности и объема записываемой (хранимой) информации;
- повышение скорости ее записи (для носителей WORM- и RW-типов) и считывания и
- повышение временной устойчивости записанной информации в процессе длительного хранения носителей.
Стабильность носителей в процессе длительного хранения в основном зависит только от конструкции и компонентного состава отдельных их элементов.
Первые две задачи до настоящего времени решались прежде всего уменьшением геометрических размеров элементарного носителя информации (пита) 11 и расстояний 14 между соседними дорожками (треками) 12 на информационно-несущем слое 10. Это возможно как с уменьшением длины волны источников излучений, используемых для записи и считывания информации, так и (или) с увеличением числовой апертуры NA оптической системы. Кроме того, повышение емкости без увеличения плотности на поверхности информационного слоя возможно при использовании многослойной или трехмерной структуры носителя.
Технологии, позволяющие увеличить плотность регистрации и скорости передачи информации оптических носителей, постоянно совершенствуются. Это наглядно видно из таблицы, в которой приведены основные сравнительные характеристики наиболее продвинутых в настоящее время стандартов оптических дисков ROM-типа: DVD-ROM (аббревиатура для «Digital Video Disc» - «цифровой видеодиск» или «Digital Versatile Disc» - «цифровой универсальный диск»), HD-DVD (аббревиатура «High Density-DVD» - «высокоплотный DVD» и BD (Blue-Disk) соответственно. Как видно из таблицы, все эти стандарты объединяет только единство геометрического размера самих дисков (120 см).
Вместе с тем хорошо известно, что в соответствии с критерием Рэлея минимально допустимый размер Dmin сфокусированного пятна ограничивается дифракционным пределом, определяемым соотношением между длиной волны λ записывающего (считывающего) оптического излучения и числовой апертурой NA используемой оптической системы:
Figure 00000001
Следовательно, площадь сфокусированного светового пятна пропорциональна (λ/NA)2. Таким образом, при традиционных оптических устройствах записи (считывания) информации для повышения информационной плотности и, соответственно, емкости оптических дисков стандартных размеров (диаметром 12 см) необходимо уменьшать длину волны считывающего излучения и/или повышать величину числовой апертуры, как это сделано в стандартах HD-DVD и BD.
Однако использование высокоапертурных объективов повышает аберрационные искажения (пропорционально (NA)4), снижающие надежность работы записывающей (считывающей) аппаратуры. Для устранения отрицательного влияния этих искажений в системах однослойной оптической памяти с однолинзовыми объективами вводятся специальные статические или динамические (например, на основе жидкокристаллических пространственных модуляторов света) корректоры [US 2004125734].
Таким образом, поскольку вышеописанные типы оптических дисков регистрируют информацию на поверхности, предельная плотность записываемой информации ограничивается физическим дифракционным пределом и составляет приблизительно 1 Гигабит/см2.
№ Характеристика CD DVD HD-DVD BD
1 Емкость однослойного диска 0.68 4.7 15 23.3/25
2 Длина волны лазера, нм 780 650 405 405
3 Числовая апертура (NA) 0.45 0.6 0.65 0.85
4 Мощность луча при чтении, мВт - - 0.5 0.35
5 Минимальная длина пита (~2 бита), нм 833-972 400-440 204 (15 Гбайт) 160 (23.3 Гбайт)
149 (25 Гбайт)
138 (27 Гбайт)
6 Расстояние между дорожками, нм 1600 740 400 320
7 Скорость передачи данных, Мбит/с 1.47 11.08 36.5 (1X) 36 (1X)
72 (2Х)
54 (video BD-ROM)
Как видно из таблицы, информационная емкость дисков типа DVD, работающих с красным полупроводниковым лазером (λ=650 нм), при стандартном расстоянии между треками 0.74 мкм и диаметре диска 120 мм составляет 4.7 GB. Для дисков типа BD, работающих с голубым лазером (λ=405 нм) при стандартном расстоянии между треками 0.32 мкм емкость достигает 25 GB при таком же размере диска. Из приведенных данных видно, что информационная емкость однослойного диска зависит от длины волны лазера, расстояния между треками и размеров пит. Переход от лазера с рабочей длиной волны 650 нм к лазеру с длиной волны 405 нм позволяет увеличить емкость диска (информационного слоя) в 5 раз.
Однако такой переход требует существенного изменения числовой апертуры NA фокусирующей линзы с 0.6 до 0.85 и, следовательно, необходимости располагать линзу непосредственно над информационной поверхностью, что влечет за собой усложнения технологии изготовления дисков, например применения специальных твердых покрытий, и предъявляет повышенные требования к планарности диска и его балансировке. Эти факторы обусловливают поиск других технических решений, позволяющих увеличить информационную емкость оптических носителей информации.
Емкость дисков может быть повышена за счет увеличения числа информационных слоев, частично отражающих свет. Особенно эффективен такой подход в случае применения лазеров с рабочей длиной волны 650 нм. Такие технические решения предлагаются, например, в патентах [US 5449590; ЕР 1419503]. Однако, в частности, из-за повышенных межслойных оптических шумов (кросс-токов) в этом случае количество информационных слоев будет существенно ограниченно. В особенности это касается дисков, предназначенных для использования с лазерами, излучающими в коротковолновой (380-410 нм) области спектра.
Альтернативой дискам, работающим на принципе отражения, являются оптические флуоресцентные многослойные диски, предложенные в C3D Inc. [White paper. Technical report, Constellation 3D, June 2000; H.Coufal, G.W.Burr, Optical data storage", International Trends in Optics, 2000]. В этом случае углубления (питы для носителей ROM-типа или дорожки (треки) для носителей WORM- и RW-типа) на поверхности информационных слоев заполнены флуоресцентным составом, который при возбуждении считывающим лазером излучает некогерентный свет с другой длиной волны. Так как в этом случае межслойные оптические шумы оказываются существенно ниже, чем в случае отражательных дисков, число слоев может быть существенно больше, чем в случае отражательных дисков. Это, в свою очередь, позволяет повысить информационную емкость диска.
Наиболее близким по технической сущности настоящего изобретения являются оптические флуоресцентные многослойные диски ROM- и WORM-типа, предложенные в [US 6039898; US 6309729] и [US 6721257] соответственно. Однако информационная емкость одного слоя таких флуоресцентных дисков несколько ниже, чем у диска DVD (порядка 3.8 GB) и высокая информационная емкость диска достигается за счет его многослойной структуры.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является повышение плотности и объема информации, записанной и хранимой в предлагаемом, в общем случае многослойном, оптическом носителе в виде оптического диска, карты, ленты или ином виде.
Указанная цель достигается с использованием предлагаемого в настоящем изобретении многослойного комбинированного оптического носителя, в котором информация, хранящаяся и воспроизводимая с его слоев, выполнена путем совмещения на нем флуоресцентного и отражательного принципов записи и (или) считывания.
Другой целью изобретения является разработка оптического устройства для таких многослойных флуоресцентно-отражательных носителей информации.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка конструкции считывающего устройства, способного также считывать традиционные оптические диски, основанные на флуоресцентном или отражательном принципах считывания информации.
Краткое описание чертежей
Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется на приведенных ниже примерах его конкретных, но не ограничивающих заявляемые технические решения вариантах с использованием следующих фигур, где:
фиг.1 - схематическое представление структуры информационного слоя традиционного оптического диска;
фиг.2 - схематическое представление поперечного сечения одного варианта комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя информации;
фиг.3 - схематическое представление продольного сечения другого варианта комбинированного носителя информации, где флуоресцентные и отражательные данные хранятся в одном и том же спиральном треке;
фиг.4 - схематическое представление одного из возможных вариантов считывающего устройства с комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя информации;
фиг.5а и 5b - микроизображение поверхности комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя информации (а) и изображение его поперечных сечений (b), полученное с помощью атомно-силового микроскопа.
Осуществление изобретения
В настоящее время существуют оптические дисковые носители, в которых информация, хранящаяся в информационно-несущем слое, например, оптического диска, выполняется, например, или только путем отражательного [G.Bouwhuis et al. "Principles of Optical Disc Systems", Philips Research Laboratories, Eindhoven, Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston] или только флуоресцентного [White paper. Technical report. Constellation 3D, June 2000; H.Coufal, G.W.Burr, Optical data storage", International Trends in Optics, 2000] принципов записи и (или) считывания.
В данном изобретении предлагается многослойный оптический носитель, где информация на некоторых, или на всех его слоях, выполнена путем комбинированного совмещения на них как флуоресцентного, так и отражательного принципов записи и (или) считывания.
На фиг.2 приведено схематическое изображение поперечного сечения информационного слоя одного из вариантов предлагаемой конструкции такого комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя в виде оптического диска. Информация в таком ROM-, WORM- или RW-диске может быть записана в виде пит разной глубины в двух рядом расположенных чередующихся спиралевидных дорожках, причем в одной из дорожек, например (1) с более глубокими питами, заполненными флуоресцирующим составом, считывание информации осуществляется по флуоресцентному принципу, в то время как в другой (2) с более мелкими питами - по отражательному. Расстояние между двумя дорожками одинакового типа (1 или 2) равно или чуть больше стандартной величины расстояния между треками, принятому для данного типа диска (CD, DVD, HD DVD, BD и т.д.).
Возможен другой вариант носителя ROM-типа, когда флуоресцентные и отражательные питы расположены на одной и той же спиралевидной дорожке (треке). На фиг.3 приведено схематическое изображение продольного сечения информационно-несущего трека такого варианта комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя. Информация в таком диске записана в виде пит разной глубины в одной спиралевидной дорожке, причем с более глубоких пит (1), заполненных флуоресцирующим составом, считывание информации осуществляется по флуоресцентному принципу, в то время как с других более мелких пит (2) - по отражательному.
При этом в обоих случаях для уменьшения взаимного влияния (кросс-токов) информационно несущих пит при считывании глубина флуоресцентных информационных элементов 1 выбирается существенно больше глубины отражательных элементов 2, например, в 3-4 раза, причем глубина флуоресцентных элементов d1 определяется выражениями:
условие аддитивности вкладов от лэнда и пита 1 при отражении:
Figure 00000002
условие вычитания вкладов от лэнда и пита 2 при отражении:
Figure 00000003
где:
d1 и d2 - глубины флуоресцентного и отражательного питов соответственно;
λ - длина волны излучения считывающего лазера;
n1 и n3 - показатели преломления флуоресцентной среды в питах (или треках) 1 и разделительных слоев 3, прозрачных для записывающего (для оптических носителей WORM- и RW-типов), считывающего и считываемого (флуоресцентного) излучений
Ni - целые числа.
Из формул (2) и (3) видно, что разность между оптической толщиной флуоресцентных информационных пит или флуоресцентных информационных дорожек (треков) и оптической толщиной отражательных информационных пит или отражательных информационных дорожек (треков) должна составлять нечетное число 1/4 части длины волны считывающего излучения.
Информационные элементы (питы для носителей ROM-типа или канавки (грувы) для носителей WORM- или RW-типов) глубокой спирали заполняются полимерной композицией с флуоресцентным красителем по методам, описанным, например, в патентах [US 6338935; US 6835431; EP 1419047].
В качестве светочувствительной среды для отражательных носителей WORM- или RW-типа могут использоваться известные ранее композиции [G.Bouwhuis et al. "Principles of Optical Disc Systems", Philips Research Laboratories, Eindhoven, Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston].
Для получения нужной интенсивности считываемого излучения в отражательном режиме показатель преломления флуоресцентной композиции n1 выбирается отличным от показателя преломления n3 разделительных слоев 3. При этом компонентный состав флуоресцентной среды (и, соответственно, показатель преломления флуоресцентной композиции n1) остается неизменным во всех информационно несущих слоях, а компонентный состав разделительного слоя 3 (и, соответственно, коэффициент преломления n3) изменяется от одного информационно несущего слоя к другому для поддержания одинаковой интенсивности считываемого излучения в отражательном режиме с любого информационного слоя.
Возможно применение и стандартного метода создания отражения от поверхности информационно несущего слоя, а именно создание металлических, диэлектрических или полупроводниковых слоев, частично отражающих свет, как это описано в патентах [US 5449590; EP 1419503]. При этом показатель преломления флуоресцентной композиции n1 и показатель преломления n3 разделительных слоев 3 могут быть одинаковыми.
Возможны два варианта считывания информации.
В первом варианте считывание осуществляется последовательно, т.е., например, сначала считывается только флуоресцентный сигнал, а затем только отражательный.
Во втором варианте считывание осуществляется одновременно двумя оптическими каналами: отражательным и флуоресцентным.
При считывании флуоресцентного сигнала слежение по фокусу может осуществляться как по флуоресцентному, так и по отражательному сигналам. При этом считываемый флуоресцентный сигнал формируется аналогично описанному в патентах [US 6039898; US 6309729].
Аналогично при считывании отражательного сигнала слежение по фокусу может осуществляться как по флуоресцентному, так и по отражательному сигналам. Отражательный сигнал формируется аналогично описанному в патентах [US 5449590] за счет отражения сигнала от границы раздела информационного и разделительного слоев, имеющих различные показатели преломления n1 и n3.
Уменьшение кросс-токов между флуоресцентной и отражательными треками обеспечивается сильным отличием глубины флуоресцентного и отражательного треков, подбором глубины флуоресцентного информационного элемента по формулам (2) и (3), описанным выше, а также за счет увеличения расстояния между треками.
На фиг.4 дано схематическое представление одного из возможных вариантов устройства считывания информации с комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя 400, размещенного на шпинделе 401.
Оно включает источник считывающего излучения (лазер) 402, излучение 403 которого проходит через дихроичный элемент 404 и полупрозрачным зеркалом 405 направляется на актюатор с микрообъективом 406, который формирует считывающий пучок излучения 407, сфокусированного на заданный i-тый информационный слой носителя информации 400.
Специальный статический или динамический корректор 408 (например, на основе жидкокристаллических пространственных модуляторов) служит для компенсации аберрационных искажений, вносимых высокоапертурными объективами (пропорционально величине NA объектива в четвертой степени), и повышения надежности работы считывающей аппаратуры.
Считываемая с такого комбинированного носителя информация в виде отраженного 409 и флуоресцентного 410 оптических информационных сигналов, а так же сигналов слежения по фокусу и треку (411 и 412 соответственно) подаются в соответствующие каналы регистрации интенсивности отраженного 413 и флуоресцентного 414 пучков.
Эти каналы регистрации содержат в своем составе оптические светофильты 415 и 416, отсекающие флуоресцентное излучение и излучение считывающего лазера соответственно; расщепители пучков 417 и 418, которые, в свою очередь, с помощью объективов 419, 420, 421 и 422 направляют отраженное и флуоресцентное излучения на соответствующие фотоприемники 423 и 424 и серводетекторы 425 и 426. Элементы 414 и 417 (и 416 и 418 соответственно) могут быть функционально объединены.
Далее электрические сигналы от соответствующих фотодетекторов направляются в блоки обработки данных 427 и 428 и блоки слежения за фокусом и дорожками 429 и 430.
В случае считывания информации с комбинированных носителей, в которых флуоресцентные и отражательные питы располагаются на одной дорожке, такое устройство обеспечивает последовательное (попеременное во времени) считывание при одновременной работе каналов регистрации 413 и 414.
В случае считывания информации с комбинированных носителей, в которых флуоресцентные и отражательные питы располагаются на разных дорожках, такое устройство обеспечивает последовательное во времени считывание, т.е. сначала считывается только информация, хранящаяся в виде флуоресцентных сигналов, а затем информация, хранящаяся в виде отражательных сигналов или, наоборот, при последовательной во времени работе каналов регистрации 413 и 414.
Рассмотренная конструкция устройства считывания не исчерпывает всех возможностей, а служит только для иллюстрации предлагаемого технического решения.
В частности, конструкцию считывающего устройства, описанного на фиг.4, можно дополнить вторым комплектом корректора аберрационных искажений и актюатора с микрообъективом, что позволяет осуществлять одновременное считывание информации, представляемой как в отражательном, так и флуоресцентном виде. При этом для использования только одного комплекта каналов регистрации интенсивности отраженного и флуоресцентного пучков конструкция такого устройства может содержать оптические элементы, совмещающие оптические отражательные и флуоресцентные информационные пучки, формируемые двумя микрообъективами, в единый оптический канал.
Такая конструкция позволяет увеличить скорость считывания в два раза по сравнению с традиционными методами.
Возможен другой вариант, когда в лазерный пучок 407 вносится дополнительный оптический элемент 431, например дифракционный расщепитель, осуществляющий расщепление сфокусированного на заданный i-й информационный слой считывающего пучка на два и совмещение считанных отражательных и флуоресцентных оптических сигналов в единые по направлению пучки, которые далее подаются в соответствующие каналы регистрации интенсивности отраженного 413 и флуоресцентного 414 пучков.
Подобная конструкция также позволяет осуществлять одновременное считывание информации как по отражательному, так и по флуоресцентному принципам и увеличить скорость считывания в два раза по сравнению с традиционными методами.
Еще одним достоинством данной конструкции предлагаемого устройства является возможность считывания традиционных оптических флуоресцентных или отражательных дисков.
Примеры осуществление изобретения
Пример 1
Комбинированный флуоресцентно-отражательный ROM-диск.
В этом случае изготавливается стампер, содержащий два спиралевидных трека с питами разной глубины, длины и ширины.
Затем по молдинговой, фотополимеризационной или иной технологии изготавливается подложка, имеющая показатель преломления n3. Для придания слоям отражающей способности могут применяться и стандартные методы создания отражения от поверхности подложки, а именно создание металлических, диэлектрических или полупроводниковых отражающих слоев. Далее аналогично описанному в патентах [US 6039898; US 6309729] изготавливается однослойный или многослойный диск. Причем показатели преломления и глубины пит должны удовлетворять требованиям, сформулированным в предыдущем разделе.
На фиг.5а, b - показаны микроизображение поверхности такого комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя информации (а) и изображения его поперечных сечений (b), полученных с помощью атомно-силового микроскопа. Указанные сечения выполнены по разрезу «А-А» для более глубоких и более широких флуоресцентных информационных дорожек и по разрезу «В-В» для более мелких и менее широких отражательных информационных дорожек, как показано на фиг.5а. Треугольные значки на фиг.5в показывают глубину флуоресцентных и отражательных пит в соответствующих дорожках.
Пример 2
Комбинированный флуоресцентно-отражательный WORM-диск.
В WORM-диске информационные элементы формируются в грувах разной глубины способами, которые применяются при записи в отражательных и флуоресцентных WORM-дисках.
В этом случае изготавливается стампер, содержащий два спиралевидных трека с углублениями (грувами) разной глубины. Затем по молдинговой, фотополимеризационной или иной технологии изготавливается подложка с грувами. Причем глубины канавок определяются выражениями (2) и (3).
Далее аналогично, например, методу, описанному в [US 5370970; US 6383596], производится заполнение грувов красителем и напыление металлического слоя, в результате чего изготавливается отражательный WORM в мелких грувах, а глубокие грувы остаются почти пустыми. Затем по способу, описанному в [US 6721257; RU 2271043] проводится окончательное заполнение глубоких грувов полимерной композицией с флуоресцентным красителем и нанесение слоя тушителя флуоресценции сверху.
Запись информации производится методом, описанным в патентах [US 6721257; RU 2271043] для флуоресцентных треков и для отражательных треков по методам, описанным, например, в [US 6246656; US 20050243693], причем при записи в мелких грувах слежение проводится по отражению, а в глубоких по флуоресценции.
Считывание информации происходит аналогично описанному выше для ROM-диска.

Claims (33)

1. Оптический носитель информации, включающий прозрачные для записывающего, считывающего и считываемого (флуоресцентного) излучений подложку и защитный слой и расположенный между ними как минимум один информационно несущий слой, отличающийся тем, что последний выполнен в виде комбинированной структуры, представляющей собой как флуоресцентные, так и отражательные информационно несущие микрообласти (питы) или непрерывные микроканавки (треки), распространяющиеся по спирали от центра к периферии.
2. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что он имеет несколько информационно несущих слоев.
3. Оптический носитель по п.2, отличающийся тем, что информационно несущие слои объеденены между собой прозрачными для записывающего, считывающего и считываемого (флуоресцентного) излучений разделительными слоями.
4. Оптический носитель по п.4, отличающийся тем, что в качестве разделительных слоев используются полимерные слои.
5. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что показатели преломления оптической среды флуоресцентных и отражательных информационных пит или информационных флуоресцентных и отражательных дорожек (треков) отличны от показателя преломления разделительного слоя.
6. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что на поверхность информационно несущего слоя наносится частично отражающее металлическое, полупроводниковое или диэлектрическое покрытие.
7. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что флуоресцентные и отражательные информационные питы расположены в одной и той же спиральной дорожке (треке), распространяющихся от центра к периферии.
8. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что флуоресцентные и отражательные информационные питы находятся в соответствующих раздельных последовательно расположенных, чередующихся флуоресцентных и отражательных спиральных дорожках (треках), распространяющихся от центра к периферии.
9. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что расстояния между двумя соседними дорожками (треками) одинакового (флуоресцентного или отражательного) типа равны или чуть больше стандартных величин расстояний между дорожками (треками), принятых для CD, DVD, HD DVD, BD и т.д. стандартов.
10. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что ширина флуоресцентных информационных пит превышает ширину отражательных информационных пит.
11. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что глубина флуоресцентных информационных пит превышает глубину отражательных информационных пит.
12. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что глубина флуоресцентных информационных пит в 3-4 раза превышает глубину отражательных информационных пит.
13. Оптический носитель по п.12, где разность между оптической толщиной флуоресцентных информационных пит или флуоресцентных информационных дорожек (треков) и оптической толщиной отражательных информационных пит или отражательных информационных дорожек (треков) составляет нечетное число 1/4 части длины волны считывающего излучения.
14. Оптический носитель по п.1, отличающийся тем, что флуоресцентные и отражательные информационные питы, расположенные в спиральных дорожках (треках), выполнены в виде ROM-типа.
15. Оптический носитель по п.1 или 9, отличающийся тем, что последовательно расположенные, чередующиеся информационные дорожки (треки) выполнены в виде флуоресцентных пит ROM-типа, а отражательные информационные дорожки в виде WORM- или RW-типа.
16. Оптический носитель по п.1 или 8, отличающийся тем, что последовательно расположенные, чередующиеся информационные дорожки (треки) выполнены в виде отражательных пит ROM-типа, а флуоресцентные информационные дорожки (треки) в виде WORM- или RW-типа.
17. Устройство считывания информации с комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя, включающее источник считывающего излучения (лазер); оптический элемент с дихроичным покрытием и полупрозрачное зеркало; корректор аберрационных искажений; актюатор с микрообъективом, фокусирующим через считывающий пучок на заданный информационный слой носителя информации и блок регистрации считываемых информационных оптических сигналов, отличающееся тем, что последний выполнен в виде двух независимых каналов, регистрирующих раздельно флуоресцентные и отраженные оптические информационные сигналы и сигналы слежения по фокусу и треку и раздельно формирующих электрические информационные сигналы и сигналы управления считывающим устройством по поддержанию оптической головки на нужном информационном слое и месторасположения на нем.
18. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что каналы регистрации содержат в своем составе оптические светофильтры, отсекающие флуоресцентное излучение и излучение считывающего лазера соответственно.
19. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что каналы регистрации содержат в своем составе расщепители пучков отраженного и флуоресцентного излучений, которые, в свою очередь, с помощью объективов направляют их на соответствующие фотоприемники и серводетекторы.
20. Устройство считывания по п.18 или 19, отличающееся тем, что оптические светофильтры и расщепители пучков, расположенные в флуоресцентном и отражательном каналах регистрации, могут быть попарно функционально объединены.
21. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что каждый из каналов регистрации содержит в своем составе блоки обработки данных и блоки слежения за фокусом и дорожками.
22. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй комплект корректора аберрационных искажений и актюатора с микрообъективом, а также оптические элементы, совмещающие оптические отражательные и флуоресцентные информационные пучки, формируемые двумя микрообъективами, в единый оптический канал.
23. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит дополнительный оптический элемент, осуществляющий расщепление сфокусированного на заданный i-тый информационный слой считывающего пучок на два и совмещение считанных отражательных и флуоресцентных оптических сигналов в единые по направлению пучки, которые далее подаются в соответствующие каналы регистрации интенсивности отраженного и флуоресцентного пучков.
24. Устройство считывания по п.17, отличающееся тем, что оно способно считывать традиционные флуоресцентные или отражательные диски.
25. Способ считывания информации с комбинированного флуоресцентно-отражательного носителя, заключающийся в формировании пучка считывающего излучения, его фокусировании в плоскость расположения информационно несущего слоя и регистрации в блоке регистрации считываемых информационных оптических сигналов и сигналов управления по фокусу и треку, отличающийся тем, что оптические сигналы представляют собой как сигналы отражательного, так и флуоресцентного типов, которые раздельно регистрируются в двух раздельно разнесенных отражательных и флуоресцентных блоках.
26. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что с носителей, в которых флуоресцентные и отражательные питы располагаются на разных информационных дорожках, считывание осуществляется различными каналами регистрации последовательно во времени сначала только с флуоресцентных, а затем с отражательных дорожек или наоборот.
27. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что с носителей, в которых флуоресцентные и отражательные питы располагаются на разных информационных дорожках, считывание осуществляется различными каналами регистрации одновременно.
28. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что с носителей, в которых флуоресцентные и отражательные питы располагаются на одной информационной дорожке, считывание осуществляется попеременно при параллельной (одновременной) работе каналов регистрации.
29. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что считывание информации производится одновременно с флуоресцентных и отражательных дорожек (треков) двумя оптическими головками: отражательной и флуоресцентной.
30. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что при считывании флуоресцентных дорожек (треков) слежение по фокусу осуществляется по флуоресцентному сигналу.
31. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что при считывании флуоресцентных дорожек (треков) слежение по фокусу осуществляется по отражательному сигналу.
32. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что при считывании отражательных дорожек (треков) слежение по фокусу осуществляется по отражательному сигналу.
33. Способ считывания информации по п.25, отличающийся тем, что при считывании отражательных дорожек (треков) слежение по фокусу осуществляется по флуоресцентному сигналу.
RU2006136889/28A 2006-10-18 2006-10-18 Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания RU2353982C2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136889/28A RU2353982C2 (ru) 2006-10-18 2006-10-18 Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания
US11/873,954 US20080094990A1 (en) 2006-10-18 2007-10-17 Combined fluorescent-reflective media and media reading device
PCT/US2007/081626 WO2008048997A2 (en) 2006-10-18 2007-10-17 Combined fluorescent-reflective media and media reading device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136889/28A RU2353982C2 (ru) 2006-10-18 2006-10-18 Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006136889A RU2006136889A (ru) 2008-04-27
RU2353982C2 true RU2353982C2 (ru) 2009-04-27

Family

ID=39223013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006136889/28A RU2353982C2 (ru) 2006-10-18 2006-10-18 Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20080094990A1 (ru)
RU (1) RU2353982C2 (ru)
WO (1) WO2008048997A2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8182966B2 (en) * 2008-12-23 2012-05-22 General Electric Company Data storage devices and methods
JP4883376B2 (ja) * 2009-06-30 2012-02-22 カシオ計算機株式会社 蛍光体基板及び光源装置、プロジェクタ

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7803517A (nl) * 1978-04-03 1979-10-05 Philips Nv Registratiedrager met een optisch uitleesbare fase- struktuur en inrichting voor het uitlezen.
JPS6076028A (ja) * 1983-09-30 1985-04-30 Toshiba Corp 光学的情報記録再生装置
JPH02292744A (ja) * 1989-05-02 1990-12-04 Teac Corp 光ディスク及び光ディスク装置
US5449590A (en) * 1991-06-04 1995-09-12 International Business Machines Corporation Multiple data surface optical data storage system
JPH04360037A (ja) * 1991-06-06 1992-12-14 Pioneer Electron Corp 追記型光ディスク
JP3221100B2 (ja) * 1992-10-30 2001-10-22 ソニー株式会社 光ディスク
US5602824A (en) * 1994-08-12 1997-02-11 Nikon Corporation Optical disk capable of recording information on both land and groove tracks
DE4444988A1 (de) * 1994-12-16 1996-06-20 Wendt Ulrich Dr Rer Nat Habil Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2788022B2 (ja) * 1995-02-14 1998-08-20 株式会社日立製作所 光記録媒体
JPH10302310A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Sony Corp 光学記録媒体及び光学ディスク装置
US6039898A (en) * 1997-05-08 2000-03-21 O.M.D. Optical Memory Devices, Ltd. Optical memory device and a method for manufacturing thereof
US6835431B1 (en) * 1997-11-07 2004-12-28 D Data Inc. Fluorescent composition for the manufacture of CD-ROM type optical memory disks
JP3611438B2 (ja) * 1997-12-24 2005-01-19 Ｔｄｋ株式会社 光記録媒体及びその製造方法
IL129011A0 (en) * 1999-03-16 2000-02-17 Omd Devices L L C Multi-layered optical information carriers with fluorescent reading and methods of their production
JP3490356B2 (ja) * 1999-09-29 2004-01-26 シャープ株式会社 光記録媒体、並びに、光記録媒体用原盤およびその製造方法
JP2001291244A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Sharp Corp 光記録媒体、光記録情報の再生方法並びに再生装置
DE60131491T2 (de) * 2000-05-10 2008-10-02 Sony Corp. Optisches Aufzeichnungsmedium, Matrizenplatte zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums, und optisches Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät
US6721257B2 (en) * 2000-06-02 2004-04-13 Mark Alperovich Multilayer recordable optical medium with fluorescent reading
TWI238406B (en) * 2002-03-20 2005-08-21 Hitachi Maxell Optical information recording medium and method for producing the same
JP2004192719A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Pioneer Electronic Corp 収差補正用液晶素子及び光ピックアップ装置
JP3714331B2 (ja) * 2003-02-14 2005-11-09 ソニー株式会社 光記録媒体、光記録媒体製造用原盤、記録再生装置および記録再生方法
JP2004342216A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Sony Corp 光記録媒体、光記録媒体製造用原盤、記録再生装置および記録再生方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008048997A3 (en) 2008-06-26
US20080094990A1 (en) 2008-04-24
WO2008048997A2 (en) 2008-04-24
RU2006136889A (ru) 2008-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100776850B1 (ko) 광 기록 매체 및 광 기록 재생 장치
US7848205B2 (en) Information-recording medium and optical information-recording/reproducing device
JPH03209642A (ja) 光情報媒体、その製造方法、及びそのカセットケース
US20070253302A1 (en) Optical disc and optical disc device
JP2001517351A (ja) アモルファスセレンを含有する部分反射層を有する２層光学記憶媒体
RU2353982C2 (ru) Комбинированный флуоресцентно-отражательный оптический носитель информации и устройство для его считывания
KR20060051131A (ko) 광디스크 및 광디스크 장치
WO2003085658A1 (fr) Support d'enregistrement d'information optique, et procede et dispositif d'enregistrement/reproduction d'information optique utilisant ce support d'enregistrement
US10650855B2 (en) Optical disc and optical disc device
KR20060128025A (ko) 광학주사장치 및 방법
JP4498056B2 (ja) 光情報記録媒体及び光情報記録再生方法
KR20010010565A (ko) 2층 광디스크
JPWO2003025918A1 (ja) 記録媒体の記録方法及び記録媒体
JP2006302478A (ja) 光ディスク
JP2009070445A (ja) 光ディスク
JP2004103101A (ja) 光情報記録媒体
JPH0235637A (ja) 光情報記録媒体
JPWO2003067579A1 (ja) 光記録再生方法及び光記録媒体
WO2007125872A1 (ja) 光記録ディスク及びそれを用いた光記録システム
JP2009116984A (ja) 薄型光記録媒体及び記録再生装置
JP2007207298A (ja) 多層光記録媒体
JP2006040445A (ja) 光ディスク及び情報再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091019