專利名稱：讀取多層光盤(pán)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種讀取和/或?qū)懭腚p層或多層光盤(pán)的設(shè)備和方法，也稱為對(duì)這種光學(xué)數(shù)據(jù)載體的掃描。
背景技術(shù)：
使用多層盤(pán)是增大光盤(pán)存儲(chǔ)容量的一種可能的方法。其它方法中，相變雙層記錄被認(rèn)為是記錄光盤(pán)的一種最有希望的技術(shù)。雙層盤(pán)設(shè)置有半透明且部分反射的第一層以及反射性的第二層。第二層用穿過(guò)第一層的光束掃描。在部分寫(xiě)入的第一層情況下或在按照所謂的硬盤(pán)分區(qū)格式的盤(pán)的情況下，第一層由于已寫(xiě)入?yún)^(qū)和還未寫(xiě)入?yún)^(qū)的不同光透射率而導(dǎo)致第二層上的光強(qiáng)度波動(dòng)。這些光波動(dòng)在下文中也被稱為遮擋或遮擋效應(yīng)。按照所述硬盤(pán)分區(qū)格式，例如通過(guò)預(yù)壓印標(biāo)記、即所謂的預(yù)凹坑進(jìn)行分區(qū)。預(yù)凹坑區(qū)是已寫(xiě)入?yún)^(qū)的一個(gè)例子，記錄區(qū)是另一個(gè)例子。硬盤(pán)分區(qū)格式例如是根據(jù)紋間表面/凹槽和預(yù)凹坑結(jié)構(gòu)，如例如用于已知的DVD-RAM標(biāo)準(zhǔn)的。上述在第二層的光波動(dòng)嚴(yán)重降低了讀出性能和記錄信號(hào)的質(zhì)量。尤其在使用的相變記錄層的情況下，這是因?yàn)橄嘧冇涗泴訉?duì)記錄激光功率變化非常敏感。但是，上述問(wèn)題不僅發(fā)生在雙層相變材料中，也出現(xiàn)在各材料組合的多層盤(pán)中，在其中信息依次儲(chǔ)存，這在透射光中造成暗、亮序列。這種暗、亮序列可以有幾個(gè)原因，如一層不同區(qū)域的反射率不同、吸收因數(shù)不同或干涉性能、相消/相長(zhǎng)干涉不同，或其它具有類似效果的特性差異。不同的層可以是同種類型或不同類型，如可記錄的、預(yù)記錄的或未記錄的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種甚至與多層盤(pán)一起使用也具有增強(qiáng)的性能的設(shè)備以及相應(yīng)的方法，其中多層盤(pán)中有一層導(dǎo)致被掃描的層上的光波動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中所述的方案解決。在從屬權(quán)利要求中也闡明了一些有意義的特征。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，用于借助于被數(shù)據(jù)載體反射并由光電探測(cè)器探測(cè)的主掃描光束掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體，數(shù)據(jù)載體具有要被掃描的第一層和第二層，第二層經(jīng)第一層被掃描，穿過(guò)第一層的光根據(jù)第一層局部特性被遮擋，該設(shè)備配置有用于保持光電探測(cè)器的輸出信號(hào)的裝置，以及一個(gè)相伴隨的與遮擋變化無(wú)關(guān)的放大電路(如果提供的話)。這樣有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即位于特定的恒定范圍內(nèi)的輸出信號(hào)易于進(jìn)一步處理，而與遮擋引發(fā)層的質(zhì)量或狀態(tài)無(wú)關(guān)。
本設(shè)備優(yōu)選地包括一個(gè)掃描光束產(chǎn)生裝置，其具有可變的強(qiáng)度控制，強(qiáng)度與遮擋量成正比地變化。也是優(yōu)選地是，它包括一個(gè)具有可變?cè)鲆娴妮敵鲂盘?hào)放大器，增益與遮擋量成正比變化。當(dāng)然，兩種特征的組合具有積極效果。由其引起的半透明層或遮擋的透射變化被設(shè)備的光學(xué)頭中的特殊裝置探測(cè)。在光束產(chǎn)生裝置為激光器的情況下，改變激光功率以補(bǔ)償遮擋。激光功率調(diào)諧成，使得無(wú)論光透過(guò)寫(xiě)入?yún)^(qū)還是非寫(xiě)入?yún)^(qū)，或是穿過(guò)數(shù)據(jù)區(qū)或預(yù)凹坑區(qū)，記錄時(shí)記錄面上都不會(huì)產(chǎn)生光強(qiáng)度起伏，并且在讀取時(shí)在光學(xué)頭探測(cè)器上不會(huì)發(fā)生光強(qiáng)度變化。為了讀取，遮擋的補(bǔ)償優(yōu)選地通過(guò)用于光電探測(cè)器輸出信號(hào)的放大器的增益變化來(lái)補(bǔ)償。由于讀取時(shí)激光功率不應(yīng)超過(guò)一定水平，因?yàn)樵谶@種情況下會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)抹去，所以增益變化更適于讀取。但是，增益變化和激光功率變化的組合也是很有利的，例如，因?yàn)樵诖饲闆r下增益變化的可變范圍較小。
優(yōu)選地是，本設(shè)備還包括一個(gè)用于產(chǎn)生遮擋探測(cè)光束的光束發(fā)生器，一個(gè)用于探測(cè)所述光束的光電探測(cè)器以及用于延遲所述光電探測(cè)器的輸出信號(hào)的延遲裝置。以這種方式，遮擋探測(cè)可以容易并可靠地進(jìn)行。光束發(fā)生器既可以是如激光器一樣的光源、如半透反射鏡的分束器、光柵，也可以是全息光學(xué)元件或其它適當(dāng)?shù)脑膾呙璺较蚩?，遮擋探測(cè)光束布置在掃描光束前面，由此其早于主掃描光束先到達(dá)不同遮擋的區(qū)域。這樣留有足夠的時(shí)間進(jìn)行激光功率的及時(shí)自適應(yīng)或放大器增益或二者。優(yōu)選地是，探測(cè)光束是為其它目的、如用于三束掃描法而產(chǎn)生的前期光束，在三束掃描法中由側(cè)光束產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)，或利用側(cè)光束校正主光束產(chǎn)生的信號(hào)，如同所謂的公知的差分推拉法(differential push pull method)的情形。在掃描層探測(cè)光束和主掃描光束之間的距離優(yōu)選地選成大于切換功率或增益所需的距離。這使得能夠提高掃描速度或在發(fā)生遮擋之前執(zhí)行另外的任務(wù)。優(yōu)選地是，遮擋探測(cè)光束信號(hào)例如通過(guò)一條簡(jiǎn)單的延遲線或通過(guò)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中而延遲，從而在需要觸發(fā)切換的時(shí)候可用。優(yōu)選地，延遲時(shí)間可變，以便可以與例如不同的掃描速度、不同的切換過(guò)程速度、不同的數(shù)據(jù)載體特性或其它可能要及時(shí)或在其他情形下更改或改變的特性相適應(yīng)。也是優(yōu)選地是，將以較大的間距如90°或180°布置在主掃描光束之前的光束用作探測(cè)光束，但掃描相同的或幾乎相同的軌道。本發(fā)明中的一種方案是通過(guò)主光束本身或后繼光束來(lái)確定遮擋效果以及延遲各個(gè)信號(hào)一段時(shí)間，該時(shí)間為盤(pán)完全或近乎完全旋轉(zhuǎn)的時(shí)間。本發(fā)明的另一方案是由規(guī)定的指示位置的地點(diǎn)以及盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度預(yù)測(cè)遮擋區(qū)的始端，從該指示位置到遮光區(qū)的距離是已知的。例如，根據(jù)預(yù)定規(guī)則布置預(yù)凹坑區(qū)，使得可以由通過(guò)前一區(qū)域后消逝的時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)預(yù)凹坑區(qū)的始端。
根據(jù)本發(fā)明掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體的方法包括以下步驟探測(cè)第二層的遮擋變化，并與所探測(cè)到的變化成比例地改變主掃描光束的強(qiáng)度以及光電探測(cè)器輸出信號(hào)的放大率中之一。除了上面已經(jīng)表明的優(yōu)點(diǎn)之外，它還不需要制造雙層盤(pán)的特殊工藝，而且實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
優(yōu)選地是，根據(jù)本發(fā)明的方法通過(guò)探測(cè)掃描數(shù)據(jù)載體的遮擋探測(cè)光束的強(qiáng)度來(lái)提供對(duì)遮擋變化的探測(cè)。優(yōu)選地是，對(duì)探測(cè)到的強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行低通濾波。這樣的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在低通濾波過(guò)的信號(hào)中不會(huì)出現(xiàn)高頻干擾，如由儲(chǔ)存在盤(pán)上的數(shù)據(jù)或激光器功率的高頻變化所導(dǎo)致的高頻干擾。如上面已經(jīng)說(shuō)明的，優(yōu)選地是，依據(jù)于遮擋探測(cè)光束和掃描光束之間的距離、或依據(jù)于第一指示位置和第二指示位置之間的已知距離來(lái)延遲強(qiáng)度信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體的方法，其中數(shù)據(jù)載體具有要被掃描的第一層和第二層，第二層經(jīng)第一層被掃描，穿過(guò)第一層的光根據(jù)第一層的局部特性被遮擋，通過(guò)提供帶遮擋圖案的第一層對(duì)遮光效果的局部差異提供補(bǔ)償。這意味著第一層中具有較低遮擋效果的區(qū)域被有意地設(shè)置一個(gè)遮擋引發(fā)圖案或遮擋增強(qiáng)圖案。該圖案設(shè)計(jì)成對(duì)讀取或?qū)懭氲谝粚記](méi)有影響，但確保足夠的遮擋，以使得在第二層上不存在強(qiáng)度波動(dòng)。本方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在第一次對(duì)第一層寫(xiě)入時(shí)只執(zhí)行一次。然后可以對(duì)所有的非寫(xiě)入?yún)^(qū)設(shè)置一個(gè)遮擋圖案，并且對(duì)所有的預(yù)凹坑區(qū)或類似的區(qū)域也提供充分的遮擋。當(dāng)然，在盤(pán)的制造期間或提供給顧客之前也可以對(duì)盤(pán)預(yù)格式化，使得可以直接存取兩層或所有層，而不會(huì)遭遇波動(dòng)。
雖然根據(jù)本發(fā)明可以對(duì)完整盤(pán)提供遮擋圖案，但尤其有益的是只在具有預(yù)定特性的區(qū)域中設(shè)置遮擋圖案，如預(yù)凹坑區(qū)域或具有壓印圖案的其它區(qū)域。在相變盤(pán)的情形中，在第一次記錄半透明的第一層期間，預(yù)凹坑區(qū)的透射特性改變到與記錄過(guò)的數(shù)據(jù)區(qū)相同的水平。依據(jù)盤(pán)的初始相變狀態(tài)，例如帶有非晶記錄層的未初始化盤(pán)或帶有晶化層的初始化盤(pán)，這可以通過(guò)在預(yù)凹坑區(qū)抹去或?qū)懭胩囟ǖ膱D案來(lái)完成。當(dāng)然，在此情況下意味著選擇遮擋圖案，以便不干擾對(duì)預(yù)凹坑信息的讀取。
根據(jù)本發(fā)明，遮擋圖案或者是灰度圖案，或者是凹坑圖案，其中圖案的凹坑大于最大的數(shù)據(jù)記錄凹坑，也可以是凹坑小于最小的數(shù)據(jù)記錄凹坑的凹坑圖案。特定的記錄和抹去圖案例如是光柵結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，相鄰的軌道是非晶-晶狀-非晶-晶狀-等，帶有亮-暗-亮-暗-等的條紋。注意，存在不同的相變材料和/或?qū)佣询B結(jié)構(gòu)。高-到-低或低-到-高材料/堆疊在此意味著基態(tài)具有很高的反射率或很低的反射率。但是，通常假設(shè)基態(tài)為晶態(tài)。幾個(gè)軌道平均來(lái)看，對(duì)于記錄暗亮數(shù)據(jù)凹坑的地方，反射率或更重要的透射率對(duì)于預(yù)凹坑區(qū)和對(duì)于數(shù)據(jù)區(qū)相同或幾乎相同。根據(jù)本發(fā)明的光柵結(jié)構(gòu)，即，在圖案或是為灰度圖案或是遮擋圖案的凹坑或比數(shù)據(jù)凹坑大很多或小很多的情況下，確保了它不會(huì)惡化預(yù)壓印預(yù)凹坑的讀取。并且，在軌道方向布置而寬度非常小的帶狀光柵結(jié)構(gòu)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
優(yōu)選地是，遮擋圖案也用于儲(chǔ)存附加信息。尤其在遮擋凹坑的情況下，這些凹坑的長(zhǎng)度或距離變化或不同的可分辨灰度等級(jí)可用于儲(chǔ)存信息，如記錄參數(shù)、裝置的指示、記錄的數(shù)據(jù)、版權(quán)信息、加密參數(shù)等。即使這些信息當(dāng)前應(yīng)該不能通過(guò)大批量生產(chǎn)的裝置讀出，也可以用于版權(quán)事項(xiàng)或與能夠探測(cè)較大或較小凹坑的未來(lái)的裝置一起使用。
配置有根據(jù)本發(fā)明的遮擋圖案的數(shù)據(jù)載體以及執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備將處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。沒(méi)有在此特別指明的特征的組合或在本領(lǐng)域技術(shù)人員范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)改型也屬于這種情況。在下面利用附圖描述的優(yōu)選實(shí)施例中還包含本發(fā)明的其它改型和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的具有遮擋圖案的軌道結(jié)構(gòu)；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的具有遮擋圖案的另一種軌道結(jié)構(gòu)；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的不同類型的遮擋圖案；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一類型的遮擋圖案。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的簡(jiǎn)圖。本實(shí)施例中的光學(xué)數(shù)據(jù)載體是一盤(pán)片1，圖中示出的是截面圖。未按比例畫(huà)出尺寸，只為更清楚的展示有關(guān)特征。盤(pán)片1配置有第一記錄層11和第二記錄層12。第一層11是一個(gè)半透明層，而第二層12是一個(gè)反射層。還設(shè)置了透明覆蓋層12和中間層14，但在此不做詳細(xì)描述。在層11的右部指示了一個(gè)疊層15，以代替單層11，同樣，在層2之上可以布置多層。但此處只描述單層11的情形，應(yīng)用到疊層15中是本領(lǐng)域的技術(shù)人員范圍之內(nèi)的任務(wù)。
本設(shè)備包括一個(gè)用作光源的半導(dǎo)體激光器2，產(chǎn)生掃描光束3。設(shè)置的激光器2用不同的功率驅(qū)動(dòng)。這使得設(shè)備能夠執(zhí)行記錄、適應(yīng)不同類型的盤(pán)1并適應(yīng)下述的本發(fā)明。光束3由準(zhǔn)直器4準(zhǔn)直，穿過(guò)分束器5并被物鏡6聚焦到第二層12上。光柵7設(shè)置在光束3的光路上，用于產(chǎn)生除主掃描光束3以外的第二光束3’、3”，這兩束光中的一束用作遮擋探測(cè)光束3’。遮擋探測(cè)光束3’如此布置成在掃描方向上先于主掃描光束到達(dá)光盤(pán)1。光束3’在圖1的下部以放大的方式示為與主光束3以及側(cè)光束3”分開(kāi)。光束3、3’、3”被第二層12反射，由分束器5導(dǎo)向聚焦透鏡8并被透鏡8聚焦到光電探測(cè)器10上。
光電探測(cè)器10包括三個(gè)光束3、3’、3”分別入射其上的探測(cè)區(qū)9、9’、9”。每個(gè)探測(cè)區(qū)9、9’、9”按照已知的方法被再分成兩個(gè)或多個(gè)探測(cè)元，以便產(chǎn)生執(zhí)行控制功能、如聚焦控制和跟蹤控制以及為產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)所需的探測(cè)信號(hào)D。例如，可以將象散法作為聚焦法執(zhí)行，利用探測(cè)區(qū)9，使用所有探測(cè)區(qū)9、9’、9”的差分推拉法DPP可以用作跟蹤法。執(zhí)行這些功能所必須的元件對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，在此省去描述。
探測(cè)區(qū)9’的輸出信號(hào)D’提供給低通濾波器16，低通濾波過(guò)的信號(hào)DL提供給具有可變?cè)鲆鍳’的放大器17’并作為遮擋探測(cè)信號(hào)SD輸出。作為另一種方案，遮擋探測(cè)信號(hào)SD提供給具有可變延遲時(shí)間T的延遲元件18。延遲元件18的輸出信號(hào)是被延遲的遮擋探測(cè)信號(hào)SD’。提供也具有可變?cè)鲆鍳、G”的類似放大器17、17”以便分別放大探測(cè)區(qū)9、9”的輸出信號(hào)。在大多數(shù)情況下，可以對(duì)所有的三種放大器適當(dāng)采用相同的增益，但對(duì)于有些探測(cè)法，不同的增益是優(yōu)選的。
掃描光束3被聚焦到第二層12上成為一個(gè)小掃描光斑22，而其與第一層11的橫截面是一個(gè)擴(kuò)大的光斑21。這種擴(kuò)大的光斑21覆蓋暗亮區(qū)并因而被暗區(qū)遮擋。在完全寫(xiě)入?yún)^(qū)被光斑21覆蓋的情況下暗亮區(qū)的比例恒定。在非寫(xiě)入?yún)^(qū)也落在光斑21內(nèi)的情況下比例不恒定。因此，在這種情況下出現(xiàn)不同的遮擋，隨著遮擋的變化，而形成掃描光斑22的光強(qiáng)度波動(dòng)。
在掃描光盤(pán)1期間，由半透明的第一層11導(dǎo)致的遮擋而引起的將要出現(xiàn)的模糊通過(guò)附加的前引光斑、在此通過(guò)遮擋探測(cè)光束3’的掃描光斑22’探測(cè)。此光斑22’在主光斑22之前。如果出現(xiàn)遮擋，則將主光斑22和前引光斑22’之間的分離距離設(shè)計(jì)成允許及時(shí)改變激光功率或切換放大器增益。因?yàn)檎趽鯇?dǎo)致的探測(cè)信號(hào)是低頻的，所以它被低通濾波并且因而不被高頻的數(shù)據(jù)信號(hào)或rf激光調(diào)制所衰減。在應(yīng)用所謂的差分推拉法的情況下，最好用三束光3、3’、3”的前引光斑22’探測(cè)第一層11導(dǎo)致的遮擋。
這意味著根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備在主讀取光束受影響之前探測(cè)遮擋探測(cè)光束3’的反射強(qiáng)度的變化。這種時(shí)間差足以在主光束強(qiáng)度改變時(shí)在精確的時(shí)刻切換主光束的增益。這意味著雖然存在遮擋，但在主光束的電子讀取信號(hào)中實(shí)際上沒(méi)有變化。
圖2示意性示出多層盤(pán)1的第一層11的小部分軌道結(jié)構(gòu)的俯視圖。平行布置若干軌道19，每個(gè)軌道19的中心20用虛線表示。用圈線表示的是主掃描光束3的放大光斑21。每個(gè)軌道設(shè)置有數(shù)據(jù)標(biāo)記，也稱凹坑23、24，在此由在垂直于軌道方向上具有類似寬度、但在軌道方向上具有不同長(zhǎng)度的橢圓表示。在圖2的左、右側(cè)，示出數(shù)據(jù)區(qū)26，數(shù)據(jù)區(qū)延伸得比在此表示的各邊更長(zhǎng)。在數(shù)據(jù)區(qū)26之間布置一個(gè)導(dǎo)引區(qū)25。在硬盤(pán)分區(qū)的盤(pán)片1的情況下，導(dǎo)引區(qū)25設(shè)置有預(yù)壓印的永久凹坑，即所謂的預(yù)凹坑23。預(yù)凹坑23是永久性的，即，它們不能被記錄裝置寫(xiě)入或刪除。在圖2所示的實(shí)例中，預(yù)凹坑23只分布在一半軌道上，既可以是與在左邊的數(shù)據(jù)區(qū)26相鄰的那個(gè)，也可以是與右邊的數(shù)據(jù)區(qū)相鄰的那個(gè)。假設(shè)層11已經(jīng)被記錄，那么數(shù)據(jù)區(qū)26中的凹坑24分布在每個(gè)軌道上。在所示的實(shí)例中，數(shù)據(jù)區(qū)26由具有預(yù)壓印的紋間表面-和-凹槽結(jié)構(gòu)的軌道19組成。每個(gè)紋間表面27在圖中由白色背景表示，而每個(gè)凹槽28由暗背景表示。雖然暗背景與其中凹坑23、24被著色的區(qū)域類似，但凹槽沒(méi)有遮擋效果，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)防止光以與凹坑24相同的量穿過(guò)它們。凹坑24是可記錄的，這意味著它們不出現(xiàn)在非記錄層，并且可以從記錄層中將它們抹去。在任何情況下，數(shù)據(jù)區(qū)26的凹坑24導(dǎo)致被它們反射的光的差異，通常描述為暗和亮差異，即，它們導(dǎo)致遮擋它們自己以下的層。這對(duì)于不引發(fā)遮擋的預(yù)凹坑是不同的，因?yàn)樗鼈儾痪哂信c凹坑24類似的遮擋效果。根據(jù)本發(fā)明，在數(shù)據(jù)區(qū)25中設(shè)置了一個(gè)遮擋圖案29，該圖案由長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于凹坑23、24的最大長(zhǎng)度的凹坑組成。
在半透明層11的第一次記錄期間，引導(dǎo)區(qū)25設(shè)置有一種暗-亮圖案29，它使得在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)與記錄過(guò)的數(shù)據(jù)區(qū)26有一樣的透射和反射。這意味著在第二層12上具有由引導(dǎo)區(qū)25以及第一層11的數(shù)據(jù)區(qū)25導(dǎo)致的類似的遮擋效果。此處的遮擋圖案29是一種帶有交替的暗/亮條帶的光柵結(jié)構(gòu)，與預(yù)凹坑23平行。但是也可以采用任何其它結(jié)構(gòu)的不干擾預(yù)凹坑信息的讀取的遮擋圖案。
下面描述兩種如上所述在預(yù)凹坑區(qū)中提供一種圖案的情況。
首先，假設(shè)層11是完全無(wú)初始化的，這意味著半透明記錄層11的可記錄材料不處于結(jié)晶基態(tài)。在此情況下，需要在第一次記錄之前對(duì)記錄層初始化。這意味著必須把整個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)26變?yōu)榻Y(jié)晶基態(tài)。它被完全初始化并且給預(yù)凹坑區(qū)設(shè)置如上所述的交替暗-亮圖案。進(jìn)行初始化有幾種可能性，如在利用標(biāo)準(zhǔn)的抹除功率商業(yè)驅(qū)動(dòng)器，如連續(xù)激光功率，或在制造過(guò)程中在特殊的初始化設(shè)備中進(jìn)行。利用恒定激光功率施加的抹除過(guò)程不干擾預(yù)凹坑信息的讀取。在圖2中未說(shuō)明的另一個(gè)方案不寫(xiě)入暗亮圖案29，但具有均勻的灰度等級(jí)，與記錄的數(shù)據(jù)區(qū)有相同的光透射率。這對(duì)于具有各種特性的材料可以利用適中的激光功率、即處于抹除功率和最大激光功率之間的功率水平來(lái)實(shí)現(xiàn)。
其次，假設(shè)層11被完全初始化，這意味著記錄層11處于結(jié)晶基態(tài)。在此情況下，只有引導(dǎo)區(qū)25需要設(shè)置一個(gè)如上所述的暗-亮圖案。這優(yōu)選地通過(guò)施加高寫(xiě)入激光功率在引導(dǎo)區(qū)25中寫(xiě)入非晶圖案來(lái)進(jìn)行。對(duì)于某些材料，保持寫(xiě)入功率恒定，對(duì)于其它材料需要高頻率地調(diào)制寫(xiě)入功率，這依據(jù)各個(gè)材料的特性。激光功率的高頻調(diào)制會(huì)干擾預(yù)凹坑23的讀取。在圖2所示的壓印引導(dǎo)區(qū)的情況下，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)只在不設(shè)置有預(yù)凹坑23的區(qū)域?qū)懭雭?lái)解決。在設(shè)置有預(yù)凹坑23的區(qū)域中，施加激光讀取功率。因?yàn)樵趬河∫龑?dǎo)區(qū)25中沒(méi)有預(yù)凹坑23的區(qū)域和設(shè)置有預(yù)凹坑23的區(qū)域交替分布，所以在遠(yuǎn)場(chǎng)域中，反射率和透射率均勻地變化。
圖3示出如圖2所示的第一層11的類似部分。相同的部分用相同的附圖標(biāo)記表示，只參見(jiàn)與圖2不同的部分。引導(dǎo)區(qū)25中的預(yù)凹坑偏離中心分布，在這個(gè)示例中，精確地位于兩個(gè)相鄰軌道中心20之間的中間位置。例如，根據(jù)DVD-RAM標(biāo)準(zhǔn)，這種偏心的所謂搖擺凹坑(wobble pit)用作預(yù)凹坑23。在此情況下，在每個(gè)偏心的預(yù)凹坑區(qū)重復(fù)Sector ID(扇區(qū)ID)兩次。對(duì)于這種DVD-RAM型壓印引導(dǎo)區(qū)，可以采用如參見(jiàn)圖1所述的相同的遮擋圖案，但系統(tǒng)冗余度降低。因此，優(yōu)選地是，只在引導(dǎo)區(qū)25中的一半軌道上施加寫(xiě)入激光功率，如圖2所示。在此情況下，寫(xiě)入遮光圖案期間50％的預(yù)凹坑23不可讀。但是，這通常仍足以正確讀取扇區(qū)ID。
圖5示出在偏心預(yù)凹坑23的情況下設(shè)置遮光圖案29的另一種方式。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，既沒(méi)有示出預(yù)凹坑23，也沒(méi)有示出凹坑24，只示出了不同類型的軌道19、紋間表面27和凹槽28。與圖2和3不同，示出了幾個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)26和幾個(gè)引導(dǎo)區(qū)25。可以看到，對(duì)于每個(gè)軌道19，在整個(gè)引導(dǎo)區(qū)25中設(shè)置一個(gè)遮擋圖案29，而同一軌道隨后的引導(dǎo)區(qū)25完全沒(méi)有遮擋圖案。這意味著根據(jù)此替代方案，只完全讀出每個(gè)第二引導(dǎo)區(qū)25，并且把遮擋圖案29寫(xiě)入到它們之間的引導(dǎo)區(qū)25。這樣系統(tǒng)的冗余度也略有降低。
圖4示出帶有三個(gè)相鄰軌道19的引導(dǎo)區(qū)25的一小部分，圖中三個(gè)軌道中的兩個(gè)有預(yù)凹坑23。遮擋圖案在此由小凹坑30組成，在軌道19的軸向看，凹坑30比預(yù)凹坑23的軸向長(zhǎng)度小很多。這些非常小的凹坑30不能夠由通常提供的光學(xué)元件的有限分辨率探測(cè)，或通常使用的有限的調(diào)制轉(zhuǎn)印功能(MTF)探測(cè)。在此表示了在這一層11上掃描光束3聚焦光斑32的大小?？梢钥吹?，光斑太大而不能探測(cè)單個(gè)小凹坑30。
注意，本發(fā)明主要針對(duì)遮擋效果。遮擋效果表示第一層的透射特性的低頻變化，其中經(jīng)過(guò)第一層對(duì)第二層掃描。這些透射特性依據(jù)第一層是否被記錄而變化。相反，通過(guò)改變凹坑或第一層其它數(shù)據(jù)標(biāo)記的具體分布導(dǎo)致第二層讀取強(qiáng)度的高頻變化，其中掃描光束在掃描第二層之前和/或之后通過(guò)第一層。這種高頻變化通常稱作層間串?dāng)_。
雖然，根據(jù)本發(fā)明不需要在制造雙層盤(pán)時(shí)有特別的工藝，但當(dāng)然有利的是制造已配置有遮擋圖案的光盤(pán)1。尤其在使用灰度圖案的情形中，這可以在簡(jiǎn)單的附加制造步驟或在稍微變化的初始化過(guò)程中很容易地進(jìn)行。在第一次記錄過(guò)程中改變半透明引導(dǎo)區(qū)25的透射特性的情況下，不需要特別的光學(xué)頭。為了增大光盤(pán)的存儲(chǔ)容量，在相變材料上記錄的多層是一項(xiàng)非常有希望的技術(shù)。如果完全記錄半透明的第一層11，則結(jié)合連續(xù)或軟盤(pán)分區(qū)格式，不會(huì)在較深的第二層12上出現(xiàn)遮擋問(wèn)題。但是，在硬盤(pán)分區(qū)、紋間表面/凹槽格式的情形中，半透明第一層11的壓印引導(dǎo)區(qū)25導(dǎo)致第二層12上光波動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，提出了幾個(gè)避免或補(bǔ)償?shù)诙由嫌砂胪该鞯牡谝粚?1在反射、透射方面的不均勻性導(dǎo)致的光強(qiáng)度波動(dòng)的方法。不均勻性主要出現(xiàn)在非連續(xù)紋間表面/凹槽格式與壓印前區(qū)25的結(jié)合處。按照一種解決方案，在第一記錄階段之前或期間，在記錄設(shè)備中預(yù)處理多層盤(pán)1。在此情況下可以采用標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)制造方法。
權(quán)利要求
1.一種用于掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體(1)的設(shè)備，其借助于被數(shù)據(jù)載體(1)反射并由光電探測(cè)器(10)探測(cè)到的主掃描光束(3)掃描進(jìn)行，數(shù)據(jù)載體(1)具有被掃描的第一層和第二層(11、12)，第二層經(jīng)第一層被掃描，穿過(guò)第一層(11)的光根據(jù)第一層(11)的局部特性被遮擋，其特征在于，本設(shè)備配置有用于保持光電探測(cè)器的輸出信號(hào)與遮擋的變化無(wú)關(guān)的裝置(2、7、17)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括具有可變強(qiáng)度控制的掃描光束產(chǎn)生裝置和具有可變?cè)鲆?G、G’、G”)的輸出信號(hào)放大器(17、17’、17”)中的至少一個(gè)，其中任一個(gè)與遮擋量成正比變化。
3.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括一個(gè)用于產(chǎn)生遮擋探測(cè)光束(3’)的光束發(fā)生器(7)，一個(gè)用于探測(cè)所述光束(3’)的光電探測(cè)器(9’)以及用于延遲光電探測(cè)器(9’)的輸出信號(hào)(D’、DL)的延遲裝置(18)。
4.一種掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體(1)的方法，其借助于被數(shù)據(jù)載體(1)反射并由光電探測(cè)器(10)探測(cè)到的主掃描光束(3)掃描進(jìn)行，數(shù)據(jù)載體(1)具有被掃描的第一層和第二層(11、12)，第二層經(jīng)第一層被掃描，穿過(guò)第一層(11)的光根據(jù)第一層(11)局部特性而被遮擋，其特征在于，包括步驟探測(cè)第二層(12)的遮擋變化；與探測(cè)到的變化成比例地改變主掃描光束的強(qiáng)度以及光電探測(cè)器輸出信號(hào)的放大率其中至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過(guò)執(zhí)行下面一個(gè)或幾個(gè)步驟探測(cè)遮擋的變化探測(cè)掃描數(shù)據(jù)載體的遮擋探測(cè)光束(3’)的強(qiáng)度；對(duì)探測(cè)到的強(qiáng)度信號(hào)(D’)進(jìn)行低通濾波；強(qiáng)度信號(hào)(D’、DL、SD)根據(jù)遮擋探測(cè)光束(3’)和掃描光束(3)之間的距離來(lái)延遲，強(qiáng)度信號(hào)(D’、DL、SD)根據(jù)第一指示位置和第二遮擋位置之間的已知距離被延遲。
6.一種準(zhǔn)備對(duì)光學(xué)數(shù)據(jù)載體(1)掃描的方法，其中光學(xué)數(shù)據(jù)載體具有待掃描的第一和第二層(11、12)，第二層(12)經(jīng)第一層(11)被掃描，穿過(guò)第一層(11)的光根據(jù)第一層(11)局部特性被遮擋，其特征在于，通過(guò)為第一層(11)設(shè)置遮擋圖案(29、30)來(lái)補(bǔ)償遮擋效果中的局部差異。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，僅在具有預(yù)定特征的區(qū)域(25)補(bǔ)償遮擋效果的局部差異。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，遮光圖案(29)是灰度等級(jí)圖案，或其凹坑(29)大于最大的數(shù)據(jù)記錄凹坑(23、24)的凹坑圖案，或其凹坑(30)小于最小的數(shù)據(jù)記錄凹坑(23、24)的凹坑圖案。
9.如權(quán)利要求6到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，遮擋圖案(29、30)用于儲(chǔ)存附加信息。
10.一種配置有如權(quán)利要求6～9中任一項(xiàng)所述的遮擋圖案的數(shù)據(jù)載體。
11.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求4～9中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助于被數(shù)據(jù)載體(1)反射并由光電探測(cè)器(10)探測(cè)到的主掃描光束(3)掃描光學(xué)數(shù)據(jù)載體(1)的設(shè)備和方法，數(shù)據(jù)載體(1)具有被掃描的第一層和第二層(11，12)，第二層(12)經(jīng)第一層(11)被掃描，穿過(guò)第一層(11)的光根據(jù)第一層(11)的局部特性被遮擋。本發(fā)明的目的在于提供一種即使與多層盤(pán)一起使用也具有增強(qiáng)的性能的設(shè)備及相應(yīng)的方法，其中多層盤(pán)具有導(dǎo)致被掃描的盤(pán)上光波動(dòng)的一層(11)。根據(jù)本發(fā)明，這種設(shè)備配置有用于保持光電探測(cè)器(10)的輸出信號(hào)(D)與遮擋變化無(wú)關(guān)的裝置(2，7，17)。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1531725SQ01818535
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2001年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者霍爾格·霍夫曼, 霍爾格 霍夫曼, 哈特穆特·里克特, 特 里克特 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司