СОВМЕСТИМЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ Российский патент 2011 года по МПК G11B7/24 

Настоящее изобретение относится к формату оптического носителя записи с однократной записью, который сконструирован таким образом, что запись может считываться любым стандартным плеером или рекордером, и к блоку оптической головки, подходящему для записи данных на оптический носитель записи с однократной записью.

Распространение цифровых данных, таких как фильмы или компьютерные программы, на оптических носителях записи сегодня является главным каналом распространения. Однако это означает, что магазины должны иметь в наличии большое количество наименований для того, чтобы иметь возможность обеспечить наиболее востребованными наименованиями клиентов незамедлительно, без необходимости их заказывать.

Для того чтобы сократить необходимость иметь в наличии большое количество наименований, было предложено несколько решений: изготовление по требованию или распространение через компьютерные сети. Оптический носитель записи, обычно DVD (цифровой универсальный диск), записывается, как только данное наименование запрашивается клиентом. Запись делается с помощью специального записывающего устройства, находящегося в магазине, с помощью записывающего терминала типа киоска или с помощью специального записывающего устройства клиента, подсоединенного к сети. Эти специальные записывающие устройства позволяют записывать данные на DVD с однократной записью таким образом, что DVD имеет вид CSS-зашифрованного DVD-видео (ROM) диска, хотя он представляет собой специально финализированный DVD с однократной записью. Для реализации записи оптический носитель записи имеет структуру с канавками для направления блока оптической головки относительно оптического носителя записи.

Для того чтобы реализовать описанные выше решения как дополнительные каналы распространения, записанный оптический носитель записи должен быть совместим с наибольшим возможным количеством стандартных плееров и рекордеров. В то время как это не является проблемой для плееров, для рекордеров ситуация отличается. Поскольку механизм защиты копирования некоторых блоков оптических головок, используемых в рекордерах, не позволяет извлекать данные с оптического носителя записи, обозначенного как носитель «только для чтения», когда обнаруживается двухтактный сигнал, исходящий от структуры с канавками, что является обозначением оптического носителя записи с однократной записью. Такой несовместимости нужно избегать.

Цель изобретения состоит в том, чтобы предложить формат для оптического носителя записи с однократной записью, который имеет вид оптического носителя записи «только для чтения», для большинства плееров и рекордеров.

В соответствии с изобретением, эта цель достигается с помощью оптического носителя записи с записывающим слоем, который доступен для записи на первой длине волны и доступен для чтения на второй длине волны, причем записывающий слой имеет структуру с канавками, в которой на первой длине волны структура с канавками имеет достаточно большую эффективность дифракции в первом порядке дифракции для того, чтобы генерировать двухтактный сигнал, и на второй длине волны она имеет эффективность дифракции в первом порядке дифракции, близкую к нулю.

В изобретении предлагается формат оптического носителя записи, на который наносится запись с помощью лазерной системы на первой длине волны, например 405 нм, и предполагается считывание на второй длине волны, например 650 нм. Материал записывающего слоя оптического носителя записи восприимчив к первой длине волны для записи. В то же время, он выбирается таким образом, что записанные данные могут быть считаны с помощью второй длины волны. Оптический носитель записи конструируется таким образом, чтобы он мог быть считан любым стандартным плеером или рекордером. С этой целью двухтактный сигнал, генерированный оптическим носителем записи, имеет следующие свойства:

- на первой длине волны двухтактный сигнал является сильным, поскольку это необходимо для трекинга;

- на второй длине волны двухтактный сигнал близок к нулю для того, чтобы избежать несовместимости со считывающими устройствами рекордера. Трекинг осуществляется с помощью DPD (дифференциального фазового детектирования) или другого способа трекинга, который не требует наличия структуры с канавками. Разница между первой длиной волны и второй длиной волны предпочтительно составляет, по меньшей мере, 50 нм для того, чтобы обеспечить переход от большой эффективности дифракции на первой длине волны к эффективности дифракции, близкой к нулю, на второй длине волны. Формат в соответствии с изобретением имеет преимущество, состоящее в том, что записываемые носители записи являются аналогичными носителям записи «только для чтения» и совместимыми с большинством плееров и рекордеров.

Когда для записи используется длина волны 405 нм, а для чтения используется длина волны 650 нм, структура с канавками предпочтительно имеет ширину канавки менее чем 120 нм и глубину канавки приблизительно 40 нм. На длине волны 405 нм такая структура с канавками имеет существенно большую эффективность дифракции в первом порядке дифракции для генерации двухтактного сигнала, в то время как на длине волны 650 нм, эффективность дифракции в первом порядке дифракции близка к нулю.

Преимущественно, блок оптической головки для записывающего устройства для записи на оптический носитель записи, предназначенный для считывания с помощью второй длины волны и второй числовой апертуры, с помощью источника света для генерации светового пучка на первой длине волны, имеет числовую апертуру, задаваемую размером второй числовой апертуры, умноженным на отношение первой длины волны и второй длины волны.

Таким образом, размер лазерного пятна на оптическом носителе записи является по существу таким же, как размер лазерного пятна блока оптической головки для считывания записи с оптического носителя записи на второй длине волны с помощью второй числовой апертуры. Например, при длине волны для записи 405 нм, длине волны для чтения 650 нм и числовой апертуре для считывания размером 0,6 числовая апертура для записи оказывается равной 0,6×405 нм/650 нм=0,374. Благодаря небольшой числовой апертуре блок оптической головки может быть легко изготовлен, поскольку небольшая числовая апертура дает возможность иметь большие механические допуски оптических устройств. С другой стороны, размер лазерного пятна подбирается за счет уменьшения фактора качества пучка М² или за счет использования фокуса.

Для лучшего понимания изобретение теперь будет объяснено более детально в следующем описании со ссылкой на чертежи. Понятно, что изобретение не ограничивается этим примерным вариантом осуществления и что конкретные особенности могут также быть надлежащим образом объединены и/или модифицированы без выхода за рамки настоящего изобретения. На чертежах:

фиг.1 иллюстрирует структуру оптического носителя записи в соответствии с изобретением;

фиг.2 показывает результат моделирования эффективности дифракции для оптического носителя записи в соответствии с изобретением на длине волны 650 нм, и

фиг.3 показывает результат моделирования эффективности дифракции для оптического носителя записи на длине волны 405 нм.

Далее изобретение объясняется со ссылкой на оптический носитель записи, подобный DVD, запись с которого считывается на длине волны приблизительно 650 нм. Конечно, главная идея изобретения также применима к другим типам оптических носителей записи.

Структура оптического носителя записи в соответствии с изобретением показана схематично на фиг.1. Поликарбонатный слой покрытия 1 защищает записывающий слой 2. Записывающий слой 2 состоит из красителя, неорганического материала или изменяющего фазу материала, который восприимчив к записи на длине волны приблизительно 405 нм и который позволяет считывать запись на длине волны приблизительно 650 нм. Примером такого материала является AgSb, как описано Fang и др. в работе «Optical properties of inorganic AgSb recording thin film», Appl. Phys. Lett. 88, 261917 (2006). Коэффициент отражения этого материала изменяется немного для диапазона длин волн от 400 нм до 800 нм. Под записывающим слоем 2 находится отражающий слой 3 из алюминия со структурой с канавками 4. Метки записи 5, которые генерируются лазерным пучком 6 на длине волны 405 нм, сфокусированным с помощью линзы объектива 7, располагаются между канавками 4. Канавки 4 имеют очень маленькую ширину для DVD, например, 100 нм, и малую глубину, например, 40 нм. Это обеспечивает тот факт, что двухтактный сигнал, получаемый с помощью блока оптической головки, является сильным на длине волны 405 нм и слабым на длине волны 650 нм.

Для записи на оптический носитель записи используется блок оптической головки, работающий на длине волны 405 нм. Блок оптической головки сконструирован так, что числовая апертура составляет 0,374. Это означает, что размер лазерного пятна на оптическом носителе записи аналогичен размеру лазерного пятна стандартного DVD-рекордера с длиной волны 650 нм и числовой апертурой 0,6, поскольку 0,374=0,6×405 нм/650 нм. Благодаря малой числовой апертуре специальный блок оптической головки может быть изготовлен достаточно легко, поскольку малая числовая апертура позволяет иметь большие механические допуски оптического устройства.

Фиг.2 показывает результат моделирования эффективности дифракции для оптического носителя записи в соответствии с изобретением на длине волны 650 нм. Моделирование основано на предположении о том, что при нормальном падении волны являются плоскими, имеющими либо ТЕ, либо ТМ-поляризацию. Оптический носитель записи имеет шаг канавки 740 нм и глубину канавки 40 нм. Оптический носитель записи аналогичен тому, который показан на фиг.1, за исключением того, что на нем нет слоя для записи 2. Сила двухтактного сигнала зависит, в основном, от мощности излучения, дифрагировавшего на 1-м и -1-м порядках дифракции, в предположении, что 0-й порядок имеет большую мощность, чем 1-й порядок. Моделирование показывает, что для ширины канавки 100 нм эффективность дифракции в первом порядке дифракции на длине волны 650 нм ниже 2% для волн ТЕ и ТМ-поляризаций. Это означает, что двухтактный сигнал является очень слабым.

Фиг. 3 показывает результат моделирования эффективности дифракции для оптического носителя записи на длине волны 405 нм. Моделирование основано на тех же предположениях, что и моделирование фиг.2. Как можно видеть, в противоположность результатам на длине волны 650 нм, эффективность дифракции в первом порядке дифракции на длине волны 405 нм составляет 16% для волн ТМ-поляризации, что означает, что двухтактный сигнал является сильным. Сила сигнала, кроме того, может быть увеличена за счет использования поляризационного фильтра перед детектором, используемым для генерации двухтактного сигнала, который блокирует часть с ТЕ-поляризацией излучения.

Оптический носитель записи имеет записывающий слой, доступный для записи на первой длине волны и доступный для чтения на второй длине волны. Записывающий слой имеет структуру с канавками. На первой длине волны структура с канавками имеет существенно большую эффективность дифракции в первом порядке дифракции для генерации двухтактного сигнала. На второй длине волны она имеет эффективность дифракции в первом порядке дифракции, близкую к нулю. Техническим результатом является повышение совместимости носителя с однократной записью с плеерами и рекордерами. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Оптический носитель записи с записывающим слоем (2), имеющим структуру (4) с канавками, отличающийся тем, что записывающий слой (2) является чувствительным для записи на первой длине волны и чувствительным для чтения на второй длине волны, при этом на первой длине волны структура (4) с канавками имеет достаточно большую эффективность дифракции в первом порядке дифракции для генерации двухтактного сигнала, и на второй длине волны она имеет эффективность дифракции в первом порядке дифракции, близкую к нулю.

2. Оптический носитель записи по п.1, в котором разница между первой длиной волны и второй длиной волны больше 50 нм.

3. Оптический носитель записи по п.1 или 2, в котором первая длина волны приблизительно равна 405 нм, и вторая длина волны приблизительно равна 650 нм.

4. Оптический носитель записи по п.1 или 2, в котором структура (4) с канавками имеет ширину канавки менее 120 нм и глубину канавки приблизительно 40 нм.

5. Оптический носитель записи по п.1 или 2, в котором он представляет собой носитель, подобный DVD.

6. Система, включающая в себя оптический носитель записи по п.1 или 2 и блок оптической головки для записи на оптический носитель записи, причем оптический носитель записи предназначен для считывания с помощью второй числовой апертуры на второй длине волны, и при этом блок оптической головки имеет источник света для генерации светового пучка (6) записи на первой длине волны, отличающаяся тем, что числовую апертуру светового пучка (6) записи определяют второй числовой апертурой, умноженной на отношение первой длины волны ко второй длине волны.

7. Система по п.6, в которой разница между первой длиной волны и второй длиной волны больше 50 нм.

8. Система по п.6 или 7, в которой первая длина волны приблизительно равна 405 нм, вторая длина волны приблизительно равна 650 нм и числовая апертура приблизительно равна 0,374.

9. Система по п.6 или 7, в которой блок оптической головки дополнительно имеет поляризационный фильтр перед детектором для генерации двухтактного сигнала, который блокирует часть с ТЕ-поляризацией светового пучка (6).