ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ Российский патент 2004 года по МПК G11B7/09 G11B20/12 

Настоящее изобретение относится к оптическому носителю записи, содержащему записывающий слой, имеющий по существу параллельные дорожки для записи пользовательской информации в виде комбинации оптически обнаружимых меток, причем дорожки содержат управляющую информацию.

Изобретение также относится к устройству для сканирования такого носителя записи.

При записи пользовательской информации на носитель записи с помощью сканирующего пятна излучения обычно требуется знать положение пятна излучения на носителе записи. Так как на чистом записываемом носителе записи нет пользовательской информации, это положение можно определить посредством считывания управляющей информации, которая содержит информацию о положении и записана на носителе записи, например, в форме тисненных колеблющихся канавок или тисненных питов (микроуглублений) в носителе записи. Управляющая информация может также содержать информацию о записи, такую как мощность записи или стирания, которая может быть дана в зависимости от длины волны пятна излучения и/или скорости записи.

Дорожка обычно представляет собой линию на носителе записи, по которой должно следовать сканирующее устройство и которая имеет длину порядка характеристического размера носителя записи. Дорожка на прямоугольном носителе записи имеет длину, по существу, равную длине или ширине носителя записи. Дорожка на дисковом носителе записи представляет собой виток 360° непрерывной спиральной линии или кольцевую линию на диске.

Дорожка может представлять собой ряд меток, расположенных по какой-то линии. Дорожка может быть также канавкой и/или плоской частью между канавками. Канавка представляет собой углубление в плоской части записывающего слоя, причем дно этого углубления может находить ближе или дальше со стороны носителя записи, на которую падает свет. Пользовательская информация может записываться на плоских частях или в канавках. Тисненные питы могут находиться на плоских частях или в канавках.

Из патента США №5023856 известен носитель записи, описанный во вступительной части, который имеет дорожки, снабженные канавками. Положение центра канавок модулировано в направлении, поперечном направлению длины канавки. Такое колебание канавки представляет управляющую информацию в форме адресов, указывающих положение на носителе записи. Недостаток этой известной схемы модуляции заключается в том, что при уменьшении шага дорожек возрастают перекрестные искажения управляющей информации между соседними дорожками.

Задачей настоящего изобретения является создание носителя записи, обладающего меньшими перекрестными искажениями управляющей информации между соседними дорожками.

Эта задача решается за счет того, что согласно изобретению дорожки на носителе записи сгруппированы в пары соседних дорожек, и управляющая информация в обеих дорожках пары идентичная, а в дорожках разных пар разная. При сканировании дорожки на носителе записи на считывание управляющей информации сканируемой дорожки будут влиять перекрестные искажения только одной соседней дорожки, т.е. той дорожки, которая содержит другую управляющую информацию. Перекрестные искажения другой соседней дорожки, имеющей идентичную управляющую информацию, предпочтительно по всей ее длине, вряд ли повлияют или даже улучшат считывание управляющей информации дорожки, сканируемой в данный момент. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 90% пар на носителе записи имело идентичную управляющую информацию в двух дорожках. Также предпочтительно, чтобы самое большее 10% дорожек на носителе записи содержало идентичную информацию.

Уменьшение перекрестных искажений повышает качество считываемого сигнала, который можно получить из управляющих данных на носителе записи. Это позволяет уменьшить количество вспомогательных данных обнаружения и исправления ошибок на предложенном носителе записи. Изобретение также позволяет уменьшить промежуток между дорожками, что увеличивает емкость памяти для пользовательской информации на носителе записи.

Дорожки носителя записи предпочтительно имеют колеблющиеся продольные канавки, причем в колебании канавок закодирована управляющая информация. Это позволяет разделить считывание пользовательской информации и управляющей информации.

Колебание предпочтительно представляет собой поперечное смещение центральной линии канавки. Это позволяет выбирать пользовательскую информацию из так называемого центрального апертурного сигнала, а управляющую информацию из так называемого противофазного сигнала. Спаривание дорожек согласно изобретению снижает перекрестные искажения соседних дорожек на противофазном сигнале.

Колебания обеих дорожек пары предпочтительно находятся в противофазе. Амплитуда противофазного сигнала, полученного при считывании дорожки, усиливается противофазой модуляции канавки соседней дорожки.

Управляющая информация по существу каждой дорожки предпочтительно содержит комбинацию маркеров, которая позволяет определять положение пятна излучения на дорожке. Вместе с противофазным колебанием канавок маркер можно использовать для определения, какая из двух дорожек пары сканируется в данный момент.

Другой задачей изобретения является создание устройства для сканирования оптического носителя записи согласно изобретению. Устройство содержит оптическую систему для сканирования дорожек лучом излучения, детектор для обнаружения луча излучения, приходящего от носителя записи, первую схему для выборки пользовательской информации из выходного сигнала детектора и вторую схему для выборки управляющей информации из выходного сигнала детектора и отличается тем, что содержит третью схему для идентификации сканируемой в данный момент дорожки пары из управляющей информации. Так как управляющая информация в двух дорожках пары идентичная, то определение адреса из управляющей информации недостаточно для идентификации сканируемой в данный момент дорожки. В предложенном устройстве, в соответствии с изобретением, для идентификации правильной дорожки из пары дорожек используется управляющая информация.

В предпочтительном примере воплощения изобретения устройство выполнено с возможностью идентификации дорожки с помощью колебания дорожки, фаза которого пригодна для целей идентификации, или из сравнения управляющей информации, хранимой в дорожке, сканируемой в данный момент, и в соседней дорожке.

В дальнейшем задачи, преимущества и существенные признаки изобретения поясняются конкретным описанием предпочтительных примеров его воплощения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг.1 и 1b изображают вид сверху и поперечное сечение одного из примеров выполнения предложенного носителя записи,

фиг.2а и 2b изображают в увеличенном масштабе части четырех соседних дорожек на носителе записи,

фиг.3 изображает четыре дорожки на другом примере выполнения носителя записи и

фиг.4 изображает сканирующее устройство согласно изобретению.

На фиг.1 показан пример выполнения дискового носителя 1 записи согласно изобретению, причем на фиг.1а показан его вид сверху, а на фиг.1b - небольшая часть поперечного сечения в разрезе по линии b-b. Носитель 1 записи содержит последовательность дорожек, каждая из которых образует виток 360° спиральной линии, восемь из которых представлено на фигуре. Дорожка образована, например, заранее сформированной канавкой 4, или выступом 5, или комбинацией канавки и выступа. Дорожки предназначены для позиционирования луча излучения на дорожках. Для записи пользовательской информации носитель 1 записи содержит записывающий слой 6, который нанесен на прозрачную подложку 7 и покрыт защитным покрытием 8. Дорожки сканируются лучом излучения, который входит в носитель записи через подложку 7. Записывающий слой выполнен из чувствительного к излучению материала, в котором под действием соответствующего излучения происходит оптически обнаружимое изменение. Этим слоем может быть, например, тонкий слой материала, такого, как теллур или краситель, изменяющий отражение при нагревании лучом излучения. Альтернативно этот слой может состоять из магнитооптического или изменяющего фазу материала, который при нагревании изменяет, соответственно, направление магнетизации или кристаллическую структуру. Примерами изменяющих фазу материалов могут быть такие соединения, содержащие теллур, как AgInSbTe или GeSbTe. При сканировании дорожек лучом излучения, интенсивность которого модулируется в соответствии с записываемой пользовательской информацией, формируется информационная комбинация оптически обнаружимых меток, представляющая данную информацию. На неперезаписываемом носителе записи слой 6 может быть отражательным, например, выполнен из такого металла, как алюминий или серебро. Пользовательская информация на таком носителе записи заранее записывается на носитель записи во время его изготовления, например, в форме тисненных питов.

Промежуток между канавками в радиальном направлении носителя записи, показанного на фиг.1а и 1b, составляет 0,74 мкм, а ширина плоской части 5 приблизительно равна ширине канавки 4. Глубина канавки составляет 50 нм. Данный носитель записи пригоден для сканирования лучом излучения, имеющим длину волны от 635 до 650 нм.

На фиг.2а и 2b изображены в увеличенном масштабе горизонтальные проекции двух частей четырех соседних дорожек на носителе записи, показанном на фиг.1. Дисковый носитель записи в этом варианте разделен на 16 сегментов, так что каждая дорожка разделена на 16 последовательных сегментов с равным угловым фактором. Каждый сегмент дорожки разделен на 16 последовательностей. На фиг.2а показана первая последовательность из четырех соседних дорожек 10, 11, 12 и 13, образующая пару 10, 11 и пару 12, 13. На фиг.2b изображена схема размещения каждой от второй до шестнадцатой последовательностей дорожек 10, 11, 12 и 13. Каждая последовательность содержит четыре последовательных битовых элемента 14, 15, 16, 17.

Канавка дорожки обозначена жирной волнистой линией, а область между двумя соседними линиями является плоской частью между канавками. Для большей ясности ширина плоских частей на фиг.2а и 2b показана преувеличенной относительно ширины канавок. Пользовательская информация записывается в канавках лучом излучения, который направляется по существу вдоль центральной линии канавки. Центральная линия канавок имеет радиальное колебание с отклонением 20-30 нм между пиками. Глубина канавок в этом варианте составляет около 50 нм. Битовый элемент содержит четыре периода колебаний по 360°.

Дорожка в сегменте содержит 16 последовательностей, каждая из четырех битовых элементов, что в общем составляет 64 битовых элемента на сегмент. Первый битовый элемент 22 сегмента содержит бит синхронизации. Каждый из 63 последующих битовых элементов представляет какое-то логическое значение бита данных. Информация, представленная битами данных, закодирована в фазе колебания канавки. Колебание канавки битового элемента 14 представляет логическую "1" для всех четырех дорожек 10, 11, 12 и 13. Колебание канавки битового элемента 16 представляет логический "0" для всех четырех дорожек. Последовательность из 63 значений в битовых элементах представляет управляющую информацию, такую как номер слоя в многослойном носителе записи, номер дорожки, номер сегмента и данные исправления ошибок. Колебание канавки 10 и колебание канавки 11 содержит идентичную управляющую информацию по всей длине дорожки. То же самое относится к колебаниям канавок 12 и 13. Колебание канавки 10 находится в противофазе с колебанием канавки 11. Колебания канавок 12 и 13 находятся в противофазе аналогичным образом.

Каждая дорожка содержит, по меньшей мере, одну комбинацию маркеров в форме так называемой тактовой метки 23, т.е. относительно быстрой модуляции канавки в начале последовательности. Тактовая метка в четной дорожке 10 изменяется от нулевого отклонения к минимальному отклонению, затем к максимальному отклонению и обратно к нулевому отклонению. Под отклонением подразумевается расстояние от центральной линии канавки до центральной линии плоской части между двумя дорожками пары. Тактовая метка в нечетных дорожках 11 изменяется от нулевого отклонения к минимальному отклонению, затем к максимальному отклонению и обратно к нулевому отклонению. Тактовые метки можно использовать в целях синхронизации. Полярность тактовой метки можно использовать для определения, является ли сканируемая дорожка четной или нечетной дорожкой.

В одном специальном примере выполнения носителя записи каждый битовый элемент содержит заранее определенные положения, в которых может присутствовать пит. Эти заранее определенные положения находятся на плоских частях между дорожками пары и показаны кружками 18. Заранее определенное положение, содержащее пит, показано пустым кружком 19, а заранее определенное положение, не содержащее пита, показано перечеркнутым кружком 20. Питы на рассматриваемом чертеже находятся только на плоской части 10' между дорожками 10 и 11 и плоской части 12' между дорожками 12 и 13, что является спецификой данного специального варианта реализации носителя записи. Глубина питов по существу равна глубине канавок, т.е. 50 нм в данном варианте. Ширина питов может быть меньше ширины плоской части в положении пита. Однако эта ширина может быть также равна ширине плоской части, чтобы образовать тем самым соединение между двумя канавками с обеих сторон плоской части. Данные положения сгруппированы в дуплеты 21 из двух соседних положений. Заранее определенные положения в дуплете в проиллюстрированном варианте находятся в положении 90°±10° и 270°±10° второго периода колебания в битовом элементе.

Фаза колебания канавки в специальном примере выполнения носителя записи такова, что отклонение канавки имеет максимальное значение в заранее определенном положении 20, не содержащем пита, и минимальное значение в заранее определенном положении 19, содержащем пит. В варианте, изображенном на фиг.2, это относится к канавкам с обеих сторон заранее определенных положений, т.е. канавкам пары. Следовательно, колебание четных канавок 10, 12 находится в противофазе с колебанием нечетных канавок 11, 13. Колебание в этом варианте не имеет скачков фазы в битовых элементах, содержащих бит данных. Колебание имеет несколько скачков фазы на 180° в битовом элементе, содержащем бит синхронизации. Фаза колебания зависит от логического значения, представленного битовым элементом. Это позволяет сканирующему устройству считывать информацию, хранимую в битовых элементах, не только из образованной питами модуляции луча излучения от носителя записи, но также из модуляции, образованной фазой колебания. Когда луч излучения следует по канавке 10, информацию, хранимую в питах на плоской части 10', можно выбрать из так называемого противофазного сигнала. Такую же информацию можно получить при сканировании канавки 11. Сканирующее устройство может определить, сканирует ли оно четную канавку 11 или нечетную канавку 10, по фазе тактовых меток 23 или по фазе колебания канавки в первом сегменте 22. Информация, хранимая в питах на плоской части, одинакова для двух дорожек с обеих сторон плоской части.

Битовые элементы в описанных выше вариантах носителя записи имеют одинаковый угловой фактор на носителе записи. Альтернативно носитель записи можно разделить на несколько радиальных зон, чтобы битовые элементы в зоне имели равный угловой фактор и битовые элементы внутренней дорожки всех зон имели по существу равную линейную протяженность. Границы зоны предпочтительно располагаются между парами дорожек. Зона должна содержать, по меньшей мере, одну пару, т.е. две дорожки.

Изобретение не ограничивается комбинациями колебания, показанными на чертежах. Комбинация битового элемента может содержать больше или меньше полных синусоид вместо четырех синусоид, показанных на фиг.2а и 2b. Среднее значение отклонения каждой комбинации или ряда комбинаций предпочтительно равно нулю, чтобы исключить сдвиги в радиальном слежении луча излучения. Эта комбинация может содержать части с нулевым отклонением, чтобы исключить резкие переходы в отклонении.

Вместо синусоидальной комбинации можно использовать другие комбинации, например треугольную комбинацию или комбинацию с синхрофункцией. Управляющую информацию можно также закодировать в частотной модуляции колебания канавки.

На фиг.3 показано четыре соседние дорожки другого примера выполнения носителя записи согласно изобретению. Дорожки 25, 26, 27, 28 могут быть канавками, разделенными плоскими частями, или плоскими частями, разделенными канавками. Дорожки разделены на последовательные секторы 29, один из которых показан на чертеже для каждой дорожки. В начале каждого сектора находится заголовок 30, содержащий ряд тисненных питов, представляющих управляющую информацию. Часть 31 дорожки в секторе, следующем за заголовком, предназначена для записи пользовательской информации. Заголовок 30 содержит идентификатор 32 сектора, адрес 33 сектора и так называемое VFO-поле 34 для захвата ФАПЧ сканирующего устройства. Управляющая информация, содержащаяся в идентификаторе сектора и VFO-поле, идентична во всех секторах. Управляющая информация в адресе 33 сектора, представляющая адрес сектора, идентична для двух соседних секторов в дорожках 25 и 26, а также для двух соседних секторов в дорожках 27 и 28. Адреса в дорожках 25 и 26 отличаются от адресов в дорожках 27 и 28. Эти адреса могут быть порядковыми числами с возрастанием на единицу для каждой пары дорожек. Альтернативно адрес может быть порядковым номером четной или нечетной дорожки каждой пары.

На фиг.4 показано устройство для сканирования носителя записи, изображенного на фиг.1. Данное устройство содержит оптическую систему 41 для оптического сканирования дорожек на носителе записи. Оптическая система 41 содержит источник 42 излучения, например полупроводниковый лазер. Источник 42 излучения излучает луч 43 излучения, который отражается светоделителем 44 и сводится объективом 45 в пятно 46 излучения на дорожках информационного слоя носителя 40 записи. Излучение, отраженное от носителя записи, направляется через объектив 45 и светоделитель 44 в детектор 47. Детектор представляет собой раздельный детектор, имеющий разделяющую линию между двумя половинками детектора, проходящую параллельно направлению сканируемых дорожек. Первая электронная схема 48 формирует из двух половин суммарный сигнал, обычно именуемый центральным апертурным сигналом. Центральный апертурный сигнал представляет пользовательскую информацию, записанную в дорожках, и выводится как сигнал S_i. Вторая электронная схема 49 формирует из двух половин разностный сигнал, обычно именуемый как противофазный сигнал. Противофазный сигнал представляет управляющую информацию и сервоинформацию, записанную в дорожках, и выводится как сигнал S_p. Низкочастотная составляющая сигнала S_р представляет сервоинформацию, указывающую положение пятна 46 излучения относительно центральной линии сканируемой дорожки. Сигнал S_р используется как входной сигнал для сервосхемы 50, возможно после фильтра нижних частот, который передает сервоинформацию, но блокирует управляющую информацию. Сервосхема управляет положением пятна излучения в направлении, перпендикулярном направлению дорожки, посредством управления положением оптической системы 41 и/или положением объектива 45 в составе оптической системы.

Сигнал S_p также подается в процессор 51 сигналов, который выбирает управляющую информацию из сигнала Sp. Сигнал управляющей информации с выхода процессора 51 сигналов подается в микропроцессор 52. Микропроцессор может выбрать из сигнала управляющей информации, например, текущее положение пятна 46 излучения на носителе 40 записи. Во время считывания, стирания или записи микропроцессор может сравнить текущее положение с требуемым положением и определить параметры для перехода оптической системы в требуемое положение. Параметры для перехода подаются в сервосхему 48.

Третья электронная схема 53 выбирает тактовые метки 23 из сигнала S_p и определяет фазу тактовой метки. Сигнал, представляющий фазу тактовой метки, подается в микропроцессор 52. Если, например, пятно 46 излучения должно сканировать дорожку 10, как показано на фиг.2а, это пятно будет помещено в правильное радиальное положение, и сканирующее устройство будет считывать управляющую информацию с этой дорожки для того, чтобы определить адрес сектора для проверки правильности позиционирования. Устройство будет считывать один и тот же адрес при сканировании дорожки 10 или дорожки 11. Выходной сигнал схемы 53 используется, чтобы различить эти две дорожки, так как тактовые метки 10 и 11 имеют противоположеные фазы. Следовательно, комбинация адреса и фазы тактовых меток, полученных из управляющего сигнала, позволяют правильно определить дорожки на носителе записи. В альтернативном варианте для идентификации дорожки используется фаза бита 22 синхронизации. Дорожку можно также идентифицировать посредством считывания информации из двух соседних дорожек и сравнения этой информации. Если информация идентичная, то две сканируемые дорожки относятся к одной и той же паре дорожек, если же информация разная, то эти две дорожки относятся к двум соседним парам.

Информационный сигнал S_i подается в микропроцессор, позволяя ему выбирать из сигнала, например, справочную информацию, которую можно использовать для управления положением пятна излучения. Информационный сигнал выдается как выходной сигнал 54 микропроцессора 52.

При записи пользовательской информации на носитель записи, имеющий заранее записанные серводорожки, содержащие информацию о положении, подлежащая записи пользовательская информация подается в микропроцессор 52 на сигнале 55. Сканирующее устройство считывает информацию о положении из серводорожек. Микропроцессор 52 синхронизирует записываемую информацию с информацией о положении и формирует управляющий сигнал, который подается в блок 56 управления источника. Блок 56 управления источника управляет оптической мощностью луча излучения, излучаемого источником 42 излучения, тем самым управляя образованием меток на носителе 40 записи. Синхронизация может включать введение фиксированной связи между синхронизирующими комбинациями в управляющей информации и синхронизирующими комбинациями, присутствующими в записываемом пользовательском информационном сигнале.

Оптический носитель записи имеет параллельные дорожки для записи пользовательской информации в виде комбинации оптически обнаружимых меток, при этом дорожки снабжены управляющей информацией. Дорожки сгруппированы в пары соседних дорожек. Управляющая информация в обеих дорожках пары идентичная, а управляющая информация в дорожках разных пар разная. Технический результат - уменьшение влияния перекрестных искажений на соседние дорожки. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Оптический носитель записи, содержащий записывающий слой, имеющий, по существу, параллельные дорожки для записи пользовательской информации в виде комбинации оптически обнаружимых меток, причем дорожки снабжены управляющей информацией, отличающийся тем, что дорожки сгруппированы в пары соседних дорожек, при этом управляющая информация в обеих дорожках пары идентичная, а управляющая информация в дорожках разных пар разная.2. Оптический носитель записи по п.1, отличающийся тем, что дорожки снабжены колеблющимися продольными канавками, при этом управляющая информация закодирована в колебаниях канавок.3. Оптический носитель записи по п.2, отличающийся тем, что колебание представляет собой поперечное смещение центральной линии канавки.4. Оптический носитель записи по п.3, отличающийся тем, что колебания обеих дорожек пары находятся в противофазе.5. Оптический носитель записи по п.1, отличающийся тем, что управляющая информация, по существу, каждой дорожки содержит комбинацию маркеров.6. Оптический носитель записи по п.1, отличающийся тем, что управляющая информация содержит адресную информацию.7. Устройство для сканирования оптического носителя записи, содержащего записывающий слой, имеющий, по существу, параллельные дорожки для записи пользовательской информации в виде комбинации оптически обнаружимых меток, причем дорожки снабжены управляющей информацией и сгруппированы в пары соседних дорожек, управляющая информация в обеих дорожках пары идентичная, а управляющая информация в дорожках разных пар разная, при этом устройство содержит оптическую систему для сканирования дорожек лучом излучения, детектор для обнаружения луча излучения, приходящего от носителя записи, первую схему для выборки пользовательской информации из выходного сигнала детектора и вторую схему для выборки управляющей информации из выходного сигнала детектора, отличающееся тем, что данное устройство содержит третью схему для идентификации сканируемой в данный момент дорожки пары из управляющей информации.8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что управляющая информация, по существу, каждой дорожки содержит комбинацию маркеров, третья схема выполнена с возможностью обнаружения комбинации маркеров и для идентификации сканируемой дорожки из комбинации маркеров и из адресной информации, содержащейся в управляющей информации.9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что третья схема выполнена с возможностью идентификации сканируемой дорожки из адресной информации, содержащейся в управляющей информации сканируемой дорожки, и из сравнения управляющей информации сканируемой дорожки и управляющей информации соседней дорожки.