專利名稱:用于在記錄載體上以連續的凹坑標記的形式記錄信息的記錄裝置和方法
技術領域:
本發明涉及一種用于在記錄載體上記錄通道(channel)數據流的通道符號的記錄裝置,所述裝置適于將所述通道符號記錄為為至少兩個符號行的通道帶,符號行沿第一方向一維展開并且沿第二方向彼此對準,所述兩個方向構成符號單元的二維網格(lattice),每個符號單元與該記錄載體的一個符號區域相關。本發明還涉及一種相應的記錄方法和信息可以被記錄在其上的記錄載體。
背景技術:
在用于數據存儲的光學系統中,可以使用以位,或者更加通常的以堆疊在二維網格上的符號進行的多軌跡讀出。例如,這可應用在稱作TwoDOS的項目中開發的二維光學存儲系統中,所述TwoDOS對于記錄載體上的信息基本具有二維特征的二維光學存儲是一個新的概念。該目的將實現增大的數據密度和增加的數據率。例如,已經在歐洲專利申請02076665.5(PHNL020368)中描述了這種二維光學存儲系統。
通過相應于所述光記錄介質的記錄表面上的所述信息的預定狀態形成標記區域,例如凹坑(pit)區域,而將信息寫入一光記錄介質的寫入方案已經被描述在歐洲專利申請02076255.5(PHNL020279)中。該寫入方案適于以預定的方式調制所述標記區域的形狀以便獲得不完整的標記區域,該標記區域未完全覆蓋分配給將要寫入的通道位(或符號)的位(或符號)單元的大小。因此,由于不完整的標記區域(例如凹坑效應)沒有形成大的連續的鏡面,當與相鄰凹坑組相結合時,其將等于大的連續的非標記區域這一事實可以防止或減輕在寫入或控制處理期間的信號重疊的問題。可以通過以任何適于減少該反射表面和/或增加用于物理檢測的中心孔徑外部的衍射的方式調制它們的形狀而獲得該不完整的標記區域。此外,可以通過根據多級編碼信息的級別分別控制不完整標記區域的形狀或數量來實現多級調制或二進制調制。
小的圓形凹坑-孔標記可以采用用于生產母盤(在只讀介質的情況下,即ROM介質)的電子束記錄裝置(EBR)成功寫入。但是,在半徑方向上具有最好在其中寫入非常窄的凹坑標記的物理寫入-通道。例如,在(TwoDOS)多軌道格式的可重寫版本中,如在基于相變記錄的版本中,當對半徑方向上非常靠近的軌道進行寫入時這種窄的凹坑-標記對于減少交叉寫入(cross-write)效應可能是很有優勢的。對于半徑方向上非常靠近的軌道的寫入需要基于二維緊湊網格(如六邊形二維網格)的二維格式。
(小的)凹坑-孔控制的另一個方面是當凹坑-孔被分別獨立寫入作為介質上分離的寫操作時介質噪聲是非常大的。由于EBR控制結構中的電子束的消隱,凹坑-標記的前沿和尾沿可能抖動很厲害。因此該方案有利于限制前沿和尾沿的出現。還有在采用相變記錄的可重寫應用中,標記邊沿的抖動對于應當被最小化的介質噪聲有重要貢獻。
發明內容
因此本發明的一個目的是提供一種通過其可以減少凹坑-標記的前沿和尾沿的出現以便相對給定的寫入/記錄技術增加存儲容量的記錄載體,記錄方法和記錄裝置。
根據本發明,這一目的可以通過如權利要求1中所要求的記錄裝置來實現,該裝置適于以標記區域的形式記錄通道符號,該標記區域具有在所述第一方向上的長度基本等于所述第一方向上的符號區域的長度和在所述第二方向上的寬度小于所述第二方向上的符號區域的寬度的縱向形狀。
在權利要求9和10中定義了一種相應的記錄方法和適當的記錄載體。在從屬權利要求中定義了本發明的優選實施例。
本發明是基于通過寫入縱向形狀的凹坑-標記(也稱為標記區域)來限制尾沿和前沿的數目的想法做出的,該凹坑-標記在半徑方向(第二方向)上具有較小的尺寸并且覆蓋全部的符號區域,其也指寫入操作沿著其進行的方向的寬螺旋線的切線方向(第一方向)內的位單元。如果必須沿寬螺旋線的給出符號行寫入幾個“1”-位的話,那么會得到只有一個前沿和一個尾沿的單個長的連續的凹坑-標記。這樣可以減少標記邊沿的抖動對介質噪聲所做出的貢獻。
根據一優選實施例,該標記區域具有長方形或正方形的形狀,其中,優選地,半徑方向(該寬螺旋線的第二方向)內的標記范圍是幾乎不變的。這種選擇使得在給定區域內的不同位位置處會得到良好控制的位置不變的符號間干擾。
根據另一個實施例,該標記區域覆蓋少于75%的相關符號區域,特別是在該相關符號區域的45%到55%之間。如上述歐洲專利申請02076255.5(PHNL020279)中所描述的,這具有可以避免信號重疊的優點。優選的覆蓋范圍值是大約50%。
標記區域可以通過不同的方式來表示。特別地,對于ROM盤,優選方式是包括一支柱(pillar)部分或一圓形的或長方形的孔的凹坑區域。優選地,在本發明的一個實施例中,該凹坑區域是一長方形的支柱部分或長方形的孔。特別地,對于可重寫相變盤或可記錄盤,優選方式是包括一多晶環境中的長方形非晶區域的凹坑區域或包括一非晶環境中的長方形多晶區域的凹坑區域。
本發明通常應用于多維編碼中,即二維或更多維編碼,特別是用在如TwoDOS方案中建議的二維編碼中。該符號單元可以被設置在任何類型網格,如準六邊形,準長方形或準正方形網格的格點上,并且可以分別具有不同的形狀,如六邊形,長方形或正方形。優選地,六邊形被用在該TwoDOS系統中,并且該符號單元被設置在準六邊形網格的格點上。
現在將參考附圖更詳細地描述本發明,其中圖1表示通常布局的編碼系統的方框圖,圖2表示具有使用六邊形網格的二維寬螺旋線的一部分的示意格式,圖3表示使用覆蓋完整符號-單元的凹坑-標記的已知二維編碼系統中的大的脊區域和大的凹坑區域,圖4表示使用僅覆蓋完整符號-單元的一部分的凹坑-標記的已知二維編碼系統中的圓形凹坑-幾何形狀,圖5表示已知圓形凹坑標記和新的長方形凹坑標記之間的比較,圖6表示使用僅覆蓋完整符號-單元的一部分的凹坑-標記的已知二維編碼系統中使用的二維寬螺旋線的示意圖,圖7表示根據本發明的二維寬螺旋線的示意圖,圖8表示已知的和新的凹坑-標記的點剖面的幾何圖形。
具體實施例方式
圖1表示一數據存儲系統的典型編碼和信號處理元件。從輸入DI到輸出DO的用戶數據的循環可以包括交錯10,糾錯碼(ECC)和調制編碼20,30,信號預處理40,記錄介質50上的數據存儲,信號后處理60,二進制檢測70,以及調制碼和交錯ECC的解碼80,90。ECC編碼器20將冗余添加至該數據以便保護該數據抵抗來自各種噪聲源的錯誤。ECC編碼數據隨后被傳送至使該數據適于該通道的調制編碼器30,即該解碼器使所述數據處理成不太可能被通道錯誤所破壞和更容易在通道輸出處被檢測的形式。調制數據隨后被輸入到記錄裝置,如空間光調制器或類似裝置,并且被存儲在記錄介質50中。在重現側,讀取裝置(如光電檢測器裝置或電荷耦合裝置(CDD))返回必須要變換回數字數據的偽-模擬數據值(對于二進制調制方案來說為每像素一位)。這一處理中的第一步驟是后處理步驟60,稱為均值化(equalization),其試圖消除在記錄處理中還有在偽-模擬域中產生的失真。隨后通過位檢測器70將該偽-模擬值陣列轉換為二進制數字數據陣列。隨后該數字數據陣列首先被傳送至調制解碼器80,其執行與調制編碼相反的操作,并且隨后被傳送至ECC解碼器90。
如圖2所示,在已知的二維(TwoDOS)編碼系統中,通道符號被組織在一寬螺旋線中。這種螺旋線由多個在半徑方向上具有固定相位關系的彼此相互堆疊的符號行組成,因此符號被設置在二維網格上。符號的二維緊湊六邊形排序是優選的,因為其具有高出正方形網格15%的堆積部分。如圖2所示,該寬螺旋線的連續旋轉被由一個空白符號行組成的保護帶所分開。提供一種用于平行讀出的多點光路,其中每個光點具有BD(藍光盤)特征。以二維方式,即共同在該寬螺旋線內的所有符號行上執行具有均值化、定時恢復和符號檢測的信號處理。
信號重疊問題是位檢測問題,對于作為在二維編碼中使用的相干信號生成而言位檢測問題是典型的。首先,應當注意的是來自大的脊部分(零-級(level)處鏡面)和大的連續凹坑部分(零-級以下鏡面,在λ’/4深度處,λ’是盤的信息層上的覆蓋層內使用的光的波長)的反射信號被完全識別。圖3表示兩種情況的示意圖。在傳統的一維游程長度受限(RLL)編碼中,一連串的連續凹坑-位被寫入作為一個大的連續凹坑(或標記)。標記的徑向寬度總是連續軌道之間的距離(軌道間距)的一小部分(fraction)。由于光點直徑總大于凹坑的徑向寬度這導致在半徑方向上的衍射,因此信號重疊問題不會出現在一維-RLL編碼中,所以該反射光束損失了一些強度(通過用于物理檢測的中心孔徑(CA)外部的衍射)。另一方面,在二維編碼中,由于可能出現由多個相鄰位(所有(或幾乎所有的)都是凹坑類型的)組成的大的連續凹坑區域,因此會出現信號重疊問題。應當注意的是對于入射在大的凹坑區域(使用對于每一個符號覆蓋完整符號單元的凹坑-標記)上的或大的脊區域上的聚焦激光點而言根本沒有衍射,因為二者都表現為理想的鏡面。
避免信號重疊的一個主要原因是來源于在2D編碼中使用的信號處理和位檢測。一個非常希望的特性是該HF信號值顯示出系統衰減(roll-off),其意味著當相鄰“1”-位(凹坑類型的位)的數量增加時該信號波形值降低對于中心位的兩種可能的位值必須保持該特性。在信號重疊的情況下,伴隨相鄰凹坑-位數目的增加(當中心位是凹坑類型時,即,“1”位時),(部分)HF信號值也增加(而不是降低)即使在適度(介質)噪聲的情況下這一效應也可能防礙穩定的位檢測。
當該凹坑位被物理寫入時(如ROM盤中的控制)通常會發生信號重疊,使得位區域覆蓋符號單元的大部分或者甚至符號單元的全部區域,符號單元優選的是六邊形,其二維六邊形網格的基礎單元。根據上述歐洲專利申請02076255.5(PHNL020279),通過寫入比最可能的凹坑-孔(相對更)小的凹坑-孔來實現信號重疊的消除對于所謂的50%的占空因數可以實現非常方便的信號值衰減(roll-off),即,凹坑-孔覆蓋大約一半的可用六邊形符號區域。以上認知產生針對TwoDOS中的寫入通道的下述策略每個凹坑-符號被記錄為分開的(最好是圓形的)凹坑-孔,其尺寸小于六邊形符號單元的尺寸。凹坑-符號的幾何形狀被表示在圖4中。按照這種方式,避免了大的連續的凹坑-標記區域,因此消除了信號重疊問題。
但是,如上所述,由于使用這種窄的凹坑-標記可以減少交叉寫入效應,因此特別是在具有包括相變材料的記錄層的可重寫記錄載體上最好寫入窄的凹坑-標記。再者,最好限制凹坑-標記的前沿和尾沿的數目以便減少從中產生的抖動,其中前沿和尾沿是指沿著寬螺旋線的第一方向的寫入處理的切線方向。
圖5表示與采用圓形凹坑標記cpm的原始寫入策略相比較的采用長方形凹坑標記的新的寫入策略,兩種凹坑標記都充滿該相關符號單元sc的大約50%的標記區域。圖6和7表示兩種寫入策略下的TwoDOS螺旋線的一部分的示意圖。
在如TwoDOS方案建議的一個實施例中,建議采用總計a=165nm的六邊形網格參數(符號單元的中心之間的距離)的六邊形網格。對于圓形凹坑-標記,如上所述由可用于每個符號的六邊形符號-單元的50%的填充標準得出該最佳凹坑-孔的尺寸。這導致由b50%=a(3/π)給出凹坑-孔直徑b。這里給出b50%=122nm,因此該凹坑-孔區域等于S=11789nm2。對于長方形的凹坑標記,這導致w=71.5nm的徑向寬度(凹坑標記的長度等于l=a=165nm)。
在涉及獲得較高容量(如BD的兩倍)的另一個實施例中,該六邊形網格參數總計a=138nm。圓形凹坑-孔的直徑總計b50%=102.5nm,因此該凹坑-孔區域等于S=8246nm2。對于長方形凹坑-標記,這導致w=60nm的徑向寬度(凹坑標記的長度等于l=a=138nm)。
圖8表示關于網格參數等于a=165nm(對于藍光盤參數,λ=405nm,NA=0.85)的情況下的位-網格的光點形狀。在圓形凹坑-孔的情況下,很明顯符號間干擾(ISI)將是旋轉對稱的。在長方形凹坑-標記的情況下,ISI失去這一特性在沿著穿過光點的中心(圖8中的情形(b))的水平軸h的給定位置處的凹坑-標記將產生比在相對光點中心(圖8中的情形(a))也具有徑向偏移的位置處的凹坑-標記更大的符號間干擾。旋轉對稱ISI特性可以通過二維網格的適當的失真,通過壓縮獲得原始傾斜網格的網格的徑向尺寸和拉伸該網格的切線尺寸(同時將該網格的容量維持在其初始值)而被恢復。
本發明可以被應用在基于二維編碼,但是也可以基于三維或多維編碼的光學記錄系統中。例如如TwoDOS方案中所建議的,位被設置在二維六邊形網格上的二維光學存儲必須處理由于嚴重的通道非線性所引起的“信號重疊”問題。根據已知的處理方式,其是建議通過為每個凹坑-位指定一個覆蓋不超過該位-單元的50%的圓形凹坑-標記面使整個通道線性化至一令人滿意的水平。例如,對于一些物理寫入通道,由于特別是在寫入方向上抖動的標記邊緣所引起的介質噪聲,寫入分隔開的圓形凹坑-標記是不具有優點的。本發明建議針對每個凹坑-位寫入一長方形的凹坑-標記,該凹坑-標記覆蓋該位-單元的全部切線范圍,并因此其在該螺旋線的徑向方向內較窄,所以寫入一連串連續凹坑-位作為一個帶有一個前沿和一個尾沿的凹坑-標記。為了避免信號重疊,該凹坑-標記的總的尺寸最好不超過50%。與傳統的一維情況的區別在于,對于二維情況,二維寬螺旋線內的連續位行上的凹坑-標記彼此對準。對于六邊形網格而言,優選使用長方形凹坑-標記的結果將是與符號間干擾(ISI)旋轉對稱的一個小的偏差,其可以通過位網格的輕微變形而被補償。
權利要求
1.用于在記錄載體(50)上記錄通道數據流的通道符號的記錄裝置,所述裝置適于將所述通道符號記錄為至少兩個符號行(sr)的通道帶(cb),符號行沿第一方向(t)一維展開并且沿第二方向(r)彼此對準,所述兩個方向構成符號單元(sc)的二維網格,每個符號單元與該記錄載體(50)的一個符號區域(sa)相關聯,其中以標記區域(rpm)的形式記錄通道符號,該標記區域具有在所述第一方向(t)上的長度基本等于所述第一方向(t)上的符號區域(sa)的長度和在所述第二方向(r)上的寬度小于所述第二方向(r)上的符號區域(sa)的寬度的縱向形狀。
2.如權利要求1中所述的記錄裝置,其中所述標記區域(rpm)具有長方形或正方形形狀。
3.如權利要求2中所述的記錄裝置,其中所述標記區域(rpm)是包括一長方形支柱部分或一長方形孔的凹坑區域。
4.如權利要求1中所述的記錄裝置,其中所述標記區域(rpm)覆蓋少于75%的相關符號區域(sa),特別是相關符號區域(sa)的45%和55%之間。
5.如權利要求1中所述的記錄裝置,其中所述標記區域(rpm)是包括一具有多晶環境的長方形非晶區域的凹坑區域。
6.如權利要求1中所述的記錄裝置,其中所述標記區域(rpm)是包括一具有非晶環境的長方形多晶區域的凹坑區域。
7.如權利要求1中所述的記錄裝置,其中所述裝置適于在準-六邊形,準-長方形或準-正方形網格的格點上設置所述符號單元(sc)并且被設置采用分別具有六邊形,長方形或正方形的符號區域。
8.在一記錄載體(50)上記錄通道數據流的通道符號的方法,所述通道符號被記錄為至少兩個符號行(sr)的通道帶(cb),該符號行沿第一方向(t)一維展開并且沿第二方向(r)彼此對準,所述兩個方向構成符號單元(sc)的二維網格,每個符號單元與該記錄載體(50)的一個符號區域(sa)相關聯,其中以標記區域(rpm)的形式記錄通道符號,該標記區域具有在所述第一方向(t)上的長度基本等于所述第一方向(t)上的符號區域(sa)的長度和在所述第二方向(r)上的寬度小于所述第二方向(r)上的符號區域(sa)的寬度的縱向形狀。
9.通道數據流的通道符號被記錄在其上的記錄載體,該通道符號被記錄為至少兩個符號行(sr)的通道帶(cb),該符號行沿第一方向(t)一維展開并且沿第二方向(r)彼此對準,所述兩個方向構成符號單元(sc)的二維網格,每個符號單元與該記錄載體(50)的一個符號區域(sa)相關聯,其中以標記區域(rmp)的形式記錄通道符號,該標記區域具有在所述第一方向(t)上的長度基本等于所述第一方向(t)內的符號區域(sa)的長度和在所述第二方向(r)上的寬度小于所述第二方向(r)上的符號區域(sa)的寬度的縱向形狀。
10.如權利要求9中所述的記錄載體,其中所述記錄載體(50)是可記錄的或可重寫的記錄載體,特別具有一相變記錄層。
全文摘要
一種用于在記錄載體(50)上記錄通道數據流的通道符號的記錄裝置,所述裝置適于將所述通道符號記錄為至少兩個符號行(sr)的通道帶(cb),符號行沿第一方向(t)一維展開并且沿第二方向(r)彼此對準,所述兩個方向構成符號單元(sc)的二維網格,每個符號單元與該記錄載體(50)的一個符號區域(sa)相關聯。為了減少記錄的通道帶內的凹坑-標記的前沿和尾沿的出現,并且考慮到限制交叉寫入效應為了能夠在所述第二方向上寫入一個小的半徑范圍,建議以標記區域(rpm)的形式記錄通道符號,該標記區域具有在所述第一方向(t)上的長度基本等于所述第一方向(t)上的符號區域(sa)的長度和在第二方向(r)上的寬度小于所述第二方向(r)上的符號區域(sa)的寬度的縱向形狀。
文檔編號G11B7/24085GK1875406SQ200480032037
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月20日 優先權日2003年10月29日
發明者A·H·J·伊明克, A·M·范德李, D·M·布魯爾斯, W·M·J·M·科內 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司