TWI401678B - 光學資料儲存媒體及用以掃描此媒體之裝置及方法 - Google Patents

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Description

光學資料儲存媒體及用以掃描此媒體之裝置及方法
本發明有關於一種光學資料儲存媒體，其包括一基於染料的記錄層且具有用於以光學可偵測標記的圖案記錄使用者資訊的實質上平行軌，該等軌具有一導引凹槽，該導引凹槽存在於一使用者資料區中及一資訊區中並可藉由一已聚焦輻射束以推挽方法而循軌。
本發明亦有關於一種用以掃描此光學資料儲存媒體之裝置及方法。
在一光學資料儲存媒體上的已記錄資訊係排列於若干軌中。通常，一軌係接在一掃描器件後之記錄載體上的一線，且其具有該記錄載體之特徵尺度等級的一長度。在一矩形記錄載體上的一軌具有一長度，實質上等於該光學資料儲存媒體的長度或寬度。在一碟型光學資料儲存媒體上的一軌係碟片上一圈360度的連續螺旋線或圓形線。
一軌可包括一凹槽(groove)及/或凹槽之間的一平台(land)部分。一凹槽係在記錄層中的一類溝渠特徵，藉由記錄層的平台部分與相鄰凹槽分離，溝渠的底部最接近或最遠離於記錄載體於輻射照射以掃描其之面上。使用者資訊可記錄於記錄層中以光學可偵測區為形式的平台上及/或凹槽中，如具有特徵反射或磁性的區域。
關於光學記錄市場，迄今最重要且最成功的格式很明顯為一次寫入格式。接著為可記錄式光碟(CD－R)及可重寫式數位多功能光碟(DVD＋R及DVD－R)，近來發展新的可記錄式藍光光碟(BD－R)，其可提供一更高的資料密度。
雷射寫入點相對於凹槽的徑向位置以所謂的「推挽」或差動法來偵測。此方法使用至少兩個輻射感應偵測器段，置於光學資料儲存媒體所反射之光束路徑中，以便偵測器段接收反射光束呈放射狀的不同部分。兩偵測器段之輸出信號間的差異包含有關雷射點相對於凹槽之徑向位置的資訊。若輸出信號相同，則雷射點中心與凹槽中心或兩相鄰凹槽之中心一致。
該推挽信號可藉「光碟系統的原理」，作者G.Bouwhuis，J.Braat，A.Huijser，J.Pasman，G.van Rosmalen，和K.Schouhamer Immink，Adam Hilger Ltd，Bristol，1985年出版一書所記純量繞射計算法算出。通常推挽信號係從一分離偵測器之左右的偵測器段中減去信號I1和I2而得出，偵測器位於輻射(如雷射)光束於掃描導引凹槽時的反射光路徑中。在光碟標準規範中推挽信號通常定義為一正規化參數PPN=<I1－I2>/[I1＋I2]，其中當雷射點徑向朝外移動穿過導引凹槽時，公式<I1－I2>表示I1－I2的最大差，而[I1＋I2]表示I1＋I2之平均值。
頃發現指定之染料非常適合用作一具有預製凹槽的光學資料儲存媒體基板上的記錄層。此染料例如可能係花青素化合物，其可藉由旋塗此化合物之一溶液於基板表面而沉積。一反射層通常存在於基板及染料層之間。
在一有機的基於染料之記錄堆疊中，記錄過程最佳係記錄資料中之染料量限於基板表面的凹槽內。在一正常記錄堆疊中，即一CD－R或DVD＋R光碟，限制染料之凹槽區段指向光碟之雷射進入表面。在一反向堆疊中，凹槽從雷射進入表面指向別處，此時凹槽間之平台區段指向雷射進入表面。此一反向堆疊結構係用於一新的BD－R光碟。此意謂者該BD－R系統用於有機R－媒體的徑向循軌應自凹槽上(on－groove)切換至凹槽內(in－groove)。
BD最初由BD Founders於2002年六月標準化，導致版本1.0的BD－RE標準。BD－RE媒體係相變可記錄媒體，具有低反射率及相對較低的推挽(SL或DL任一)。在那之後，可記錄式BD著手盡可能與BD－RE達到通用性的標準化。由於低反射率，無機記錄材料如相變型或合金型(Cu/Si)材料對於BD－R變得可行。以這些無機型BD－R媒體，亦可獲得相同的正規化推挽(PPN)位準，如BD－RE(0.21－0.45)。
儘管CD－R及DVD±R在市場上的成功性，亦已發展出針對BD－R的旋塗染料媒體。最初其稱為具有高至低標記極性的凹槽上型(參見上文)。然而，此類碟片從未達到所要求的記錄特徵。近來，已發展出所謂的凹槽內型染料BD－R光碟，其具有低至高標記極性及高PPN位準。反之，在凹槽上型媒體中注意到這些問題，傑出的記錄特性已被證實用於最新型的媒體中。此種媒體的可顯前途觸發，版本1.0的BD－R標準已適用於反轉標記極性的碟片資訊(DI)位元組，因而致動了未來的低至高染料媒體。
由於低至高染料媒體的最新可用性，其不與第一代的BD驅動器相容，其亦以心中所想的傳統無機型BD－R媒體設計。接下來存在於低至高染料媒體中的問題皆相關於PPN信號：1)PPN信號極高，如0.8，高於版本1.0的BD－R規格，高至無機BD－R媒體位準的三倍。以傳統(8段光二極體)像散聚焦方法操作的驅動器會遭遇到高光學饋通的難題。由於聚焦伺服在軌道跳躍期間將會遭遇到不可接受的大聚焦誤差信號。其會危及聚焦系統的穩固性，及將會導致聚焦致動器中的消耗，可能會到燒毀聚焦線圈的可能性。
2)在以2或更高倍數記錄之後，PPN信號會減少。BD－R規格僅允許PPN比率(記錄之後/記錄之前)在0.75至1.25之間，致動了以一固定徑向伺服增益循軌寫入以及空白區(blank region)。一較低的PPN比率需要一不同的伺服設計，其中根據碟片的空白或寫入條件切換徑向伺服增益。
3)在某些最新的樣本媒體上看見一更動態的問題，其中空白碟片的PPN信號會減少，以及因此在以一特定寫入功率寫入之後的PPN信號會減少到PPN信號完全消失不見的情況。
近來，與第一代驅動器(以像散聚焦方法操作)達到相容性的機會變得渺茫已清晰可見。若放棄PPN要求1)，則問題2)及3)可被解決，且允許一相對較高的空白碟片PPN信號。
現期望染料型BD－R光碟的發展著重於有更多進階的方式來處理光學饋通之第二代驅動器。此會導致新一代的媒體缺乏與第一代驅動器的相容性，不只用於寫入方面而且讀取方面亦然。後者須認真地考慮：其不只會在使用者端產生困惑，而且會導致驅動器(由於光學饋通而燒毀聚焦線圈)損壞。
本發明的目的係提供一種開口段落所述之光學資料儲存媒體，其可由一光學資料驅動器讀取而不會對驅動器造成損壞。
本發明的另一目的係提供一種對應之裝置及方法。
根據本發明藉由開頭段落所述之一光學資料儲存媒體可達成第一目的，其特徵在於正規化的推挽信號PPN在未記錄資訊區中的值係PPN－i，及PPN在未記錄使用者資料區中的值係PPN－u，PPN－i低於PPN－u。
已建議的解決方法係，修改低至高BD－R光碟之資訊區的凹槽結構，在BD中亦稱為HFM區或PIC帶，以此方式，PPN信號的值僅在HFM區中減少至一甚至第一代驅動器可接受的位準。此因為HFM區本質上為非記錄的(non－recordable)而為可行。此等驅動器將可以僅藉存取HFM區且遠離導入區及資料區之其他部分而擷取碟片資訊(DI)。藉由讀取PIC帶啟動一BD碟片的方式會避免當讀出與讀取不相容的碟片時驅動器之損壞。在根據本發明之光學資訊媒體的具體實施例中，資訊區中的凹槽包括指示媒體類型的已調變資訊。例如，出現的資訊係儲存於標記極性位元組中。例如，如上述的一染料型BD－R光碟具有之標記極性位元組設定為低至高。
至少必須達成的係，第一代驅動器讀取碟片資訊(標記極性位元組、版本及類別位元組)的能力，以正確地識別出媒體類型、退出碟片及傳達一適當訊息給使用者(記錄器)或主機(PC驅動器)。因為新型的染料光碟可能會損壞舊式驅動器，此為尤其重要。較佳地係，在資訊區中，0.21<PPN－i<0.52，更佳地係0.26<PPN－i<0.52。該等值實質上對應於針對根據版本1.0之BD－R標準的現存標準值。
根據本發明的光學資料儲存媒體之具體實施例中，與使用者資料區中的凹槽剖面相比，資訊區中的凹槽於寬度、深度或兩者中具有一減少的剖面。此可以顯示出一減少的凹槽剖面給定一減少的PPN信號。在控制光碟中有些許方式可改變關於使用者資料凹槽區之資訊區(HFM區)的凹槽特性。應注意，BD中的HFM區與凹槽區相比已具有一不同的軌距。一般的構想係減少預製凹槽在寬度或深度或兩者中的「量」。此可藉由以下方式達成：1)在光碟控制時改變NA。此相對較困難，因為NA在控制傳統的凹槽時係極高的。
2)藉由在光碟控制期間改變光密度而改變凹槽深度及寬度。減少密度通常將導致一具有低正規化推挽信號之較淺(例如V型)的凹槽。其亦可能在製造期間藉由以虛擬資料(如一短脈衝序列)預錄HFM區而改變PPN。此亦降低PPN信號的值。
在一典型的BD範例中，基板係碟狀的且具有一120 mm的直徑及一1.0至1.2 mm的厚度。存在於基板上的一記錄堆疊包括一染料層及一反射層。該堆疊的反射層係相鄰於基板。這也稱為一反向堆疊。輻射，即雷射光束經由與基板面相對的該面進入透過一透明覆蓋層，遮蔽環境對記錄堆疊的作用。
此導引凹槽通常由一螺旋狀的凹槽所構成，並在射出成型或衝壓期間由一模具形成在該基板或透明層中。或者，此等凹槽可在複製處理中形成在間隔層的合成樹脂(例如，一紫外光可固化之丙烯酸脂)內。
該覆蓋層係由，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、非晶性聚烯或玻璃，或一例如紫外光可固化的聚(甲基)丙烯酸脂之較厚的層製成。此保護層必須具備良好的光學品質，即實質上無光學像差及實質上厚度一致。對BD而言，此覆蓋層具有一0.1 mm的厚度。
該金屬反射層可由蒸鍍或濺鍍提供。該染料層通常係由旋塗提供。
本發明亦可應用於BD－R光碟中，及BD－R標準的未來版本中。可使用本發明以達到「舊」BD驅動器與未來染料型BD－R光碟的讀取相容性。
根據本發明藉由用以掃描如上述之一光學資料儲存媒體的一裝置可達成第二目的，該裝置包括一用以掃描若干軌的光學系統，該等軌藉由一已聚焦輻射束以推挽方法而為可循軌的；一偵測器，其具有一用於自反射輻射束偵測一第一信號的第一段，及一用於自反射輻射束偵測一第二信號的第二段；其特徵在於該裝置包括決策構件，基於資訊區中讀取的媒體資訊來接受相容媒體或拒絕不相容的媒體。
根據本發明藉由以如上述的一裝置掃描如上述的一光學資料儲存媒體之方法可達成第三目的，該媒體包括一基於染料的記錄層及具有用於以光學可偵測標記之圖案記錄使用者資訊之實質上平行軌，該等軌具有其中儲存資訊的凹槽，該凹槽係存在於一使用者區中及一資訊區中且為可循軌的，該裝置包括一光學系統，用於藉由一已聚焦輻射束以推挽方法掃描若干軌；一偵測器，其具有一用於自反射輻射束偵測一第一信號(I1 )的第一段，及一用於自反射輻射束偵測一第二信號(I2 )的第二段；其特徵在於，基於資訊區中讀取的資訊，該方法決定接受相容的媒體或拒絕不相容的媒體。
在本發明方法的具體實施例中，一相容性狀態訊息會傳達給裝置的終端使用者。
圖1顯示一光學資料儲存媒體(1)。其包括一基於染料的記錄層，且具有用於以光學可偵測標記的圖案(未顯示)記錄使用者資訊之實質上平行的軌。該等軌可具有一導引凹槽，其存在於使用者資料區(3)中及資訊區(2)中，且藉由一已聚焦輻射束以具有正規化推挽信號(PPN)之推挽方法而為可循軌的。PPN在未記錄資訊區中的值為PPN－i，PPN在未記錄使用者資料區中的值為PPN－u，且PPN－i實質上低於PPN－u。PPN－i值約為0.4。PPN－u值約為0.6。當由一「第一代」或「舊有」BD驅動器讀取時，此最後的值可能導致損壞。資訊區中的凹槽包括指示媒體類型的已調變資訊。出現的資訊儲存於標記極性位元組中。
與使用者資料區中的凹槽剖面相比，資訊區中的凹槽在寬度、深度或兩者中具有一減少的剖面。在控制光碟中有些許方式會有關於使用者資料凹槽區改變資訊區(HFM區)凹槽特性。應注意，BD中的HFM區與凹槽區相比已具有一不同的軌距。一般的構想係減少預製凹槽在寬度或深度或兩者中的「量」。此可藉由以下方式達成：1)在光碟控制時改變NA。此相對較困難，因為NA在控制傳統的凹槽時係極高的。
2)藉由在光碟控制期間改變光密度而改變凹槽深度及寬度。減少密度通常將導致一具有低正規化推挽信號之較淺，例如V型的凹槽。其亦可能在製造期間藉由以虛擬資料，如一短脈衝序列預錄HFM區而改變PPN。此亦降低PPN信號的值。
圖2顯示用於掃描圖1之光學資料儲存媒體(1)之一裝置(11)。該裝置包括一用於掃描若干軌之光學系統(4)，該等軌藉由一已聚焦輻射束(7)以推挽方法而為可循軌的；一偵測器(5)，其具有一用於自反射輻射束(8)偵測一第一信號(I1 )之第一段，及一用於自反射輻射束(8)偵測一第二信號(I2 )的第二段。該PPN信號係從上述引言部分的此等信號導出。該裝置包括決策構件，基於資訊區中讀取的媒體資訊，來接受相容的媒體或拒絕不相容的媒體。
圖3顯示根據本發明使用圖2之裝置掃描圖1之光學資料儲存媒體的方法流程圖。基於資訊區中讀取的資訊，該方法決定接受相容的媒體或拒絕不相容的媒體。視需要，一相容性狀態訊息會傳達給該裝置的終端使用者。
應注意，上述具體實施例係用以解說而非限制本發明，且熟習技術人士可設計出很多替代具體實施例，而不致脫離隨附的申請專利範圍之範疇。在申請專利範圍中，括號中的任何參考符號不應解釋為限制申請專利範圍。用語「包含」並不排除在申請專利範圍中所列之外的元件或步驟之存在。在一元件之前的用語「一」或「一種」並不排除存在複數個此種元件。在互不相同的相關請求項中對特定度量加以陳述之僅有事實，並不指示不能有利地使用該些度量之組合。
1．．．光學資料儲存媒體
2．．．資訊區
3．．．使用者資料區
4．．．光學系統
5．．．偵測器
7．．．已聚焦輻射束
8．．．反射輻射束
11．．．裝置
I1 ．．．第一信號
I2 ．．．第二信號
上文已參考附圖對本發明作出更詳細說明，其中：圖1說明根據本發明的一光學資料儲存媒體；圖2說明用於讀出圖1之光學資料儲存媒體的一裝置；圖3說明用於以圖2的裝置讀出圖1之媒體的方法步驟。
1．．．光學資料儲存媒體
2．．．資訊區
3．．．使用者資料區
4．．．光學系統
5．．．偵測器
7．．．已聚焦輻射束
8．．．反射輻射束
11．．．裝置
I1 ．．．第一信號
I2 ．．．第二信號

Claims (4)

  1. 一種光學資料儲存媒體(1)，其包括一基於染料的記錄層且具有用於以光學可偵測標記之圖案記錄使用者資訊之實質上平行的軌，該等軌係提供有一導引凹槽，該凹槽係存在於一使用者資料區(3)中及一資訊區(2)中，其中在該資訊區中的該凹槽包含指示媒體類型的已調變資訊，且該凹槽可藉由一已聚焦輻射束(7)以推挽方法而循軌(tracking)，且正規化推挽信號PPN在未記錄之資訊區中的值係PPN-i，及PPN在未記錄之使用者資料區中的值係PPN-u，其特徵在於PPN-i係低於PPN-u。
  2. 如請求項1之光學資料儲存媒體，其中存在的該資訊係儲存於一標記極性位元組中。
  3. 如請求項1或2之光學資料儲存媒體，其中0.21<PPN-i<0.52，較佳地係0.26<PPN-i<0.52。
  4. 如請求項1或2之光學資料儲存媒體，其中與該使用者資料區中的該凹槽之剖面相比，在該資訊區中的該凹槽在寬度、深度或兩者中具有一減少的剖面。
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