專利名稱：多層記錄載體以及用于掃描所述載體的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及適合于通過單個掃描頭被掃描的以及至少裝有兩個基本上平行的信息層的記錄載體。每個信息層可包括和其它信息層的信息內容無關的信息。信息層可以互相相連或由一個隔離層互相分隔開。本發明還涉及用于掃描這樣的記錄載體的掃描裝置。在掃描期間，信息可被寫入、讀出或清除。
上述類型的記錄載體可從美國專利No.3,855,426中獲知。該已知記錄載體包括兩個或多個由隔離層互相分隔開的信息層。裝有單個掃描頭的光學掃描裝置可藉助于通過掃描頭的聚焦輻射波束掃描信息層的方法讀出一個信息層。放在其下面的或放在其上面的信息層可通過同一個輻射波束藉移動沿垂直于信息層的方向的輻射波束的焦點并把它設置在所想要的該層上而被讀出。由于這種串行讀取模式，記錄載體中的信息層的采集可被看作為單個非中斷的信息區。這就和每個信息層都有一個掃描頭的多層記錄載體大不相同。那時，信息層的信息區被串行地讀出，它們應當被看作為分開的區。
對于多層記錄體，要它適合于通過單個掃描頭被進行掃描，以及裝有控制信息，即可被用來在記錄載體上讀出和/或寫入用戶信息的信息。控制信息可包括關于用戶信息的通用數據，諸如記錄載體的制造商名稱，所存儲的用戶信息的作者，關于密碼的數據，在寫、讀和/或清除期間的最大輻射功率，和重新分配表。控制信息也包括目錄表，表明信息的已知部分被存儲在信息區中的位置。
本發明的一個目的是提供裝有控制信息的多層記錄載體。
按照本發明的第一方面，按照本發明的記錄載體的特點為每一層包括具有用于掃描該層的信息的控制信息塊。
從對于單層記錄載體CD盤的標準文件IEC908獲知，把控制信息塊放置在信息區的起始端。當控制信息塊以同樣方式被放置在多層記錄載體上時，這將導致一個控制信息塊在信息區的起始端。因此，包括有關所有信息層的數據的相當大的控制信息塊出現在第一信息層的起始端。由于信息塊的大小取決于所存儲的信息的數量，因而取決于信息層的數量，信息塊的大小也將隨著信息層數量的增加而增加。因此，在第一信息層上為用戶信息提供的空間將減少。當信息被寫進記錄載體時，這樣，不再能假定，具有已知的最小尺寸的每個信息層的一個區域是可供用戶信息所使用的。當計劃把要寫入的信息分布在不同的信息層的方法時這是一個缺點。
按照本發明的記錄載體可藉提供每個信息層帶有關于所述信息層的數據的控制信息塊來消除該缺點。對于數量較大的信息層，每層的可供用戶信息使用的區域可保持為相等。
按照本發明的記錄載體的具體實施例的特點為，信息塊在不同層的平面中基本上具有相同的物理位置。各信息層的接連的信息塊可藉把掃描頭沿垂直于信息層的方向移動一個相當小的距離到下一個信息層的方法很快地一個接一個地被讀出，而不必在信息層平面上把掃描頭移動很大的距離。
為了能快速地一個接一個地掃描在接連的層中的用戶信息，按照本發明的記錄載體的特定實施例的特點為，在一層中的用戶信息沿該層中的給定方向順序地排列，而在另一層中的用戶信息以相反的方向順序地排列。在圓盤狀的記錄載體中，在給定的第一信息層中的用戶信息。例如，從內邊緣向外邊緣地被記錄，而在下一行，即第二信息層中，就從外邊緣向內邊緣地被記錄。在第一層的信息被讀出后，掃描頭只需要移動相當小的距離到第二信息層，以便讀出在該層中的信息。如果第二層的控制信息塊放置在通常的位置，即在信息起始端處，那么信息塊將被放置在第二信息層的外邊緣，所以就不靠近第一層的信息塊。為了一個接一個地讀出這兩個信息塊，那么就需要在層平面上的相當大的位移。按照本發明，第二信息層的信息塊寧可是在信息層的內邊緣，在第一信息層的信息塊的下面或上面。這樣，快速存取不同信息層的控制信息就可以實現。
至少一個用戶信息塊優選地具有關于記錄載體的信息層號碼的指示。有了這個和特定信息層無關的信息，掃描裝置可決定把聚焦點對準在哪一個信息層上。
在按照本發明的記錄載體的特定實施例中，至少一個信息塊包括具有關于存儲在該層中的用戶信息的全部指示的一個子信息塊。有了該信息，可以決定，要被讀出的信息是存儲在哪一個信息層中，隨后，在該層上的控制信息塊可被讀出，以決定在所指示的層上的信息的位置。
本發明也涉及用于掃描按照本發明的載體的掃描裝置。按照本發明，該裝置裝有用于在讀出用戶信息以前順序讀出控制信息塊的裝置。在信息塊被讀出之后，可提供用來掃描記錄載體的所有信息層的信息。例如，存儲在記錄載體上的全部信息的位置將從內容表獲知，要讀的用戶信息不用進一步讀信息塊中的控制信息即可被找出。
本發明的第二方面涉及在不同信息層上用戶信息的分布。按照這一方面，記錄載體裝有至少兩個基本上平行的信息層，其中第一信息層包括第一格式的用戶信息，而第二信息層包括第二格式的同樣的用戶信息。第一格式可以是低密度結構，而第二格式可以是高密度結構。這就提供了通過不同類型的重放裝置讀同樣的用戶信息的可能性，每個重放裝置適合于重放一種格式。在按照本發明的記錄載體的一個實施例中，用戶信息的這種分布和按照本發明的第一方面的信息層的用戶信息的分布相結合。藉此可以避免，具有低密度結構的信息層的相當大的部分被關于其它信息層的控制信息所占用。
本發明的這些和其它方面將參照以后所描述的實施例加以闡述，并成為顯而易見。
在附圖中
圖1顯示了按照本發明的具有兩個信息層的記錄載體，圖2顯示了記錄載體和掃描裝置，圖3顯示了兩個上部接連的信息層的信息區，圖4顯示了控制信息塊的劃分，以及圖5顯示了用于讀記錄載體的流程圖。
圖1顯示了圓盤狀記錄載體1。正視圖顯示了記錄載體的一個信息層，其信息區2由圓周形內邊緣3和圓周形外邊緣4圍成。信息可以例如，以信息層中的圓周的或螺旋形軌道被存儲，其中信息從信息區的內邊緣往外邊緣順序地排列，或相反。信息可被分成，例如，扇形區，其中扇形區的順序號從內邊緣到外邊緣逐漸增加。
圖2是記錄載體和用于光學掃描存儲在記錄載體中的信息的掃描裝置10的掃描頭的截面圖。記錄載體1具有透明基片5，裝有第一信息層6和與之平行的第二信息層8，其間由透明的隔離層7分隔開。雖然在記錄載體的本實施例中只顯示了兩個信息層，但是信息層數目可以大于2。隔離層可以被省略，這樣第一和第二信息層相重合。藉助于在這種情況下以不同方式把信息存儲在第一和第二層中。在第一和第二層中的信息在讀取時可被區分開。在第一層中的信息可以，例如，以相位結構被存儲，而在第二信息層中的信息以磁化強度結構被存儲。也可能在區域內存儲兩種類型的信息，它們必須以不同的波長被讀出。
掃描裝置10包括輻射源11，例如，產生輻射波束12的二極管激光器。輻射波束通過波束分路器13，例如一塊半透明板，和一個透鏡系14，例如一個物鏡，被形成為一個聚焦點15。藉助于沿物鏡的光軸移動該物鏡14，如以箭頭16所表示的，可使聚焦點位于任何的想要的信息層。由于第一信息層6是部分透過式的，輻射波束可通過該層而被聚焦在第二信息層8上。藉助于繞其中心旋轉記錄載體，以及在信息層面上沿垂直于軌道的方向移動聚焦點，信息層的全部信息區2可被聚焦點掃描。被信息層反射的輻射由存儲的信息調制成，例如強度或極化方向。所反射的輻射被物鏡14和波束分路器13引導到檢測系統17，它把入射的輻射變換成一個或多個電信號。其中的一個信號，信息信號，具有與所反射的輻射的調制有關的調制，因此，該信號代表了已被讀出的信息。其它的電信號表示對于被讀的軌道的聚焦點15的位置。這后面的信號被加到伺服系統18，它控制物鏡14的位置，因此就控制了在信息層平面上的聚焦點15的位置，且以這樣的方式垂直于以使聚焦點跟隨著要被掃描的信息層平面上的想要的軌道。
圖3以圖形顯示了具有直線20形式的信息層6的信息區2，它從內邊緣3擴展到外邊緣4。所顯示的在其上面的線21代表了信息層8的信息區2’，它從內邊緣3’擴展到外邊緣4’。線20和21的上面的部分也是在記錄載體1的上面。在信息區2的起始端，也就是在線20的內邊緣3的邊側處，保留了控制區22，用來存儲控制信息。用戶信息被存儲在位于控制區22和外邊緣4之間的地區。用戶信息被存儲的方向以箭頭23表示。按照本發明，位于控制區22上面的控制區24也被保留在信息區2’中。用戶信息被存儲在外邊緣4’和控制區24之間的地區，信息是沿著以箭頭25表示的與以箭頭23表示的方向相反的方向順序地排列。相反的排列方向可藉助于提供以向外擴展的螺旋線軌道的信息層6以及提供以向內擴展的螺旋線軌道的信息層8來實現。這樣用戶信息可藉從內邊緣3到外邊緣4地掃描信息層6的信息區2，把聚焦點從信息層6移位到信息層8，以及從外邊緣4’到內邊緣3’掃描信息區2’等來被讀出。在信息層6和8中以相反方向排序的信息可很快地一個接一個地被讀出，因為比起聚焦點從一個信息層的外邊緣移動到另一個信息層的內邊緣來說，聚焦點可相當快地從一個信息層移動到另一個信息層。在原先的情況下，如果該記錄載體是恒定的線性速度類型的話，還應當考慮為改變記錄載體的旋轉速度所需要的時間。
控制區22包括各個不同的帶有控制信息的信息塊，也被稱為控制塊，每個具有相同的內容。三個這樣的控制塊26、27、28示于圖3的實施例。該控制塊被存儲三次，以便如果一個控制塊的內容由于它包含的錯誤比起通過可能存在的糾錯電路和存儲在記錄載體上的糾錯碼可被恢復的錯誤更多而不能被讀出，就能讀另兩個控制信息塊之一的內容。按照本發明位于控制區22的上面的控制區24也包括三個控制信息塊29、30和31。帶有用于信息層8的控制信息，在一個信息塊中的信息沿著箭頭25的方向被順序地排列。
圖4以圖形顯示了用于第一信息層6的控制信息塊26的劃分。該信息塊26包括帶有關于記錄載體作為一個整體的信息的第一子信息塊32。信息可包括記錄載體的類型指示，記錄載體中信息層的數目和用戶信息的信息塊的數目的指示，用于寫和讀的輻射波束的參數，關于所存儲的信息的密碼的信息，存儲在每一層中的用戶信息的總的指示的目錄表，有關一組記錄載體的數據，其中的一部分就是該載體，以及出版者和制造商的指示。
控制信息塊26的第二子信息塊33包括有關該信息塊被寫入的那個信息層的信息。除了層的順序號的指示外，它還有該信息層上用戶信息的信息塊數目和用戶信息的類型的指示。
控制信息塊26的第三子信息塊34包括控制信息塊被寫入的那個信息層的目錄表。目錄表表示了有關的用戶信息的每個信息塊的起始的和最終的地址，在每個信息塊中用戶信息的簡短指示或具有這樣的指示的地址。
控制信息塊26的第四子信息塊35包括重新分配表，其中參考地址是為信息層的不能寫入的和不能讀出的扇形區而提及的。第四子信息塊只是在能寫入的媒體中才是需要的。在第一信息層6上的控制信息塊26包括所有的所述子信息塊，而在其它信息層上的控制信息塊包括第二、第三和可能的第四子信息塊。其它的信息層也可包括第一子信息塊。
圖2所示的掃描裝置10適合于在讀出用戶信息之前順序地讀出控制信息的信息塊。為此，掃描裝置包括用于使聚焦點，例如以上面提到的伺服系統的形式跟蹤軌道，以及把聚焦點從一個信息層移到另一個信息層的裝置。以上提到的聚焦點的位移可通過伺服系統來實現，它保持聚焦點在信息層上。
該裝置也包括控制單元36，特別是控制伺服系統18。控制單元按照控制程序進行工作，它以這樣的方式控制掃描裝置，即在正確讀出信息層6中的控制信息塊以后該層中的用戶信息先不被讀出，而是把聚焦點移向信息層8，在其上讀出用于該層的控制信息塊。這樣一個控制程序的流程圖示于圖4，用于讀出按照本發明的記錄載體上的用戶信息的信息塊。在第一步驟37中，通過伺服系統18，把聚焦點15對準在第一信息層6上。第二步驟38，讀出在該層上的控制信息塊26的信息。信息包括信息層總數N和即刻的被讀信息層的序號i。如果i≠N，即還沒有讀過所有的信息層，則在步驟39把聚焦點對準下一個信息層。且有關的控制信息塊被讀出。如果i＝N，即所有控制信息已被讀過。對于已被讀過的所有控制信息塊中的信息，在步驟40確定哪個信息層包括要被讀出的用戶信息的第一信息塊。在步驟41，聚焦點被放置到適當的信息層上，在步驟42，聚焦點被放在該信息層的用戶信息的信息塊位置上，此后信息塊中的信息被讀出。如果帶有用戶信息的更多信息塊必須被讀出時，則控制程序返回到步驟40，以便從已被讀過的控制信息確定下一個信息塊的位置。
控制程序也可被用來寫入和消除記錄載體中的信息。在寫入期間，在步驟40確定用戶信息的信息塊可被寫的地方和哪一個信息層上。當在寫入所述區期間由于記錄載體中的缺陷，必須重新分配以后的扇形區時，可以把適當的地址記在所寫的信息層的控制信息塊的重新分配表中。在消除期間，在步驟40確定在適當的區被消除后，被消除的信息可被寫入的地方和哪一個信息層上。
在許多掃描裝置中，聚焦點是通過構成伺服系統18的一部分的兩級移位系統沿記錄載體的半徑方向進行移動的。第一級是滑動的比較慢和大的位移，而第二級是物鏡14沿徑向的比較小和快的位移。對快速讀出控制信息塊，信息塊以及寧可是控制區的徑向尺寸小于由物鏡造成的聚焦點15的最大徑向位移。此最大位移通常是100μm的數量級。以控制區的給定半徑。軌道間的距離以及記錄載體1的軌道上的信息密度，這就產生大約每個控制信息1兆字節的容量。如果所有信息層的控制信息被存儲在信息層6的1兆字節的單個信息塊中，則很明顯，當使用很多層時就會產生容納空間問題。本發明通過把和信息層有關的控制信息放置在該信息層本身的信息塊而解決了這個問題。其它信息層的劃分，因而也就是用于用戶信息的區域尺寸可以和信息層的數目無關。
圖2所示的記錄載體適合于存儲兩種不同格式的信息。術語“格式”包括信息的組織結構，信息編碼以及存儲器的物理模式。用戶信息，例如以按照16比特的CD數字音頻標準編碼的一段音樂的形式，可被存儲在第一信息層6。然而，例如根據24位代碼編碼的更高音質的相同一段音樂可以存儲在第二信息層8。在第二信息層中的信息可以，例如，以比在第一信息層中的信息更高的密度的凹槽的結構被存儲，這樣兩段音樂物理上占用等量的空間。這樣就有可能通過掃描第一信息層的CD播放機和通過掃描第二信息層的高密度播放機來讀記錄載體，然后產生比CD播放機更高質量的音樂。因此記錄載體對于CD播放機和高密度播放機是兼容的。如果在第二信息層中的空間足夠大，則用戶信息可以以該信息層中的不同格式，例如以24位代碼和以在電影領域中熟知的多信道音頻格式被存儲。取決于現有的和可供使用的播放裝置，可以在存儲信息的不同格式之間進行選擇。另一個可能性是把具有一個或多個聲道的膠片存儲在第二信息層和另外的信息層，如果有的話，以及把一個聲道，例如連同膠片的音樂，存儲在第一信息層。這樣將可能在放像機上重放影片，以及在放音機上重放該影片的音樂。
顯然，所述的存儲信息的模式并不限于以前面所述的方式提供的控制信息塊的記錄載體，也不限于只適合于通過單個掃描頭進行讀數的記錄載體。
也很顯然，本發明的使用并不限于圓盤狀的記錄載體，它也適合于例如矩形的記錄載體如存儲卡。雖然本發明是參照光學記錄載體加以說明的，但很顯然，本發明可替換地被使用于可通過單個掃描頭讀取的任何類型的多層記錄載體。
權利要求
1.一種適合于通過單個掃描頭被掃描的以及至少裝有兩個基本上平行的信息層的記錄載體，其特點為每個信息層包括具有用于掃描所述的層的信息的控制信息塊。
2.權利要求1中所要求的記錄載體，其特點為，信息塊在不同層的平面中基本上具有相同的物理位置。
3.權利要求1中所要求的記錄載體，其特點為，在一層中的用戶信息沿該層中的給定方向順序地排列，以及在另一層中的用戶信息以相反的方向順序地排列。
4.權利要求1、2或3中所要求的記錄載體，其特點為，其中的一個信息塊具有關于記錄載體的信息層號碼的指示。
5.權利要求1、2或3中所要求的記錄載體，其特點為，至少一個信息塊包括具有關于存儲在該層中的用戶信息的全部指示的一個子信息塊。
6.前述的權利要求的任一項中所要求的記錄載體，其特點為所述載體是圓盤形的。
7.前述的權利要求的任一項中所要求的記錄載體，其特點為所述載體是光學記錄載體。
8.用于掃描前述權利要求的任一項中所要的記錄載體的掃描裝置，其特點為該裝置裝有用于在讀出用戶信息以前順序讀出控制信息塊的裝置。
9.至少裝有兩個基本上平行的信息層的記錄載體，其特點為第一信息層包括第一格式的用戶信息，以及第二信息層包括第二格式的同樣的用戶信息。
10.權利要求9中所要求的記錄載體，其特點為第二信息層也包括第三格式的用戶信息。
11.權利要求9中所要求的記錄載體，其特點為除了所述用戶信息外，第二信息層包括進一步的用戶信息。
全文摘要
本文描述了至少裝有兩個平行的信息層(20、21)的適合于通過單個掃描頭被掃描的記錄載體。每個信息層上有存儲信息的控制信息塊(26、31)，以用來讀出存儲在該信息層中的用戶信息。控制信息塊以這樣的方式被設置在記錄載體上，以使它們可通過掃描裝置以掃描頭的最小位移被順序讀出。用戶信息可以以第一格式存儲在第一信息層中，和相同的用戶信息可以以第二格式存儲在第二信息層中。第一格式可以是低密度結構，和第二格式可以是高密度結構。
文檔編號G11B7/24GK1144011SQ95192103
公開日1997年2月26日 申請日期1995年12月6日 優先權日1994年12月19日
發明者J·J·蒙斯, H·波特 申請人:菲利浦電子有限公司