專利名稱：具有區(qū)域恒定角速度擺動(dòng)的光盤的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，更具體地說(shuō)，涉及定時(shí)和地址信息印在擺動(dòng)凹槽中的光盤。
“讀/寫”光盤包括只允許一次寫入數(shù)據(jù)的光盤和允許多次寫入數(shù)據(jù)的光盤。DVD+RW光盤是允許多次寫入數(shù)據(jù)的讀/寫類型盤。
往讀/寫盤上寫入數(shù)據(jù)時(shí)，不希望在正被寫入的數(shù)據(jù)(“新”數(shù)據(jù))和先前寫入的數(shù)據(jù)(“舊”數(shù)據(jù))之間產(chǎn)生頻率或相位中斷。讀/寫驅(qū)動(dòng)器在舊數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)回讀過(guò)程中不能忍受這種中斷。在回讀時(shí)，該中斷會(huì)引起讀取時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的問題。因此，該中斷使讀/寫驅(qū)動(dòng)器不能有效地讀取讀/寫盤的部分?jǐn)?shù)據(jù)。
某些類型的驅(qū)動(dòng)器通過(guò)使用“編輯間隙”(也被稱為“連接區(qū)域”和“緩沖區(qū)域”)來(lái)克服上述問題。編輯間隙是分隔數(shù)據(jù)塊的間隙。編輯間隙提供了誤差容限，因而鄰近的新數(shù)據(jù)不會(huì)覆蓋舊數(shù)據(jù)。但是，使用編輯間隙也有缺點(diǎn)。因?yàn)閿?shù)據(jù)不能存儲(chǔ)在編輯間隙內(nèi)，所以減小了讀/寫盤的存儲(chǔ)容量。
其它類型的驅(qū)動(dòng)器通過(guò)執(zhí)行比特精確(bit-accurate)或無(wú)連(linkless)接編輯克服相位/頻率中斷問題，由此，新數(shù)據(jù)塊相對(duì)于鄰近舊數(shù)據(jù)塊以可忽略的頻率或相位中斷寫入。通過(guò)使用印在讀/寫盤上高頻擺動(dòng)凹槽內(nèi)精確的定時(shí)信息來(lái)完成比特精確編輯。有了比特精確編輯，便不需要編輯間隙。
往讀/寫盤上寫入新數(shù)據(jù)時(shí)，比特精確讀/寫驅(qū)動(dòng)器調(diào)制凹槽的擺動(dòng)形狀以生成原始的擺動(dòng)信號(hào)。鎖定到原始擺動(dòng)信號(hào)諧波的鎖相環(huán)(PLL)可以產(chǎn)生擺動(dòng)時(shí)鐘。擺動(dòng)時(shí)鐘提供了非常精確的時(shí)基，它對(duì)未校準(zhǔn)是不敏感的。數(shù)據(jù)標(biāo)記的邊緣高度精確地與擺動(dòng)時(shí)鐘的邊緣對(duì)準(zhǔn)。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，以示例說(shuō)明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
圖2是盤上多個(gè)區(qū)域中多個(gè)擺動(dòng)循環(huán)(wobble cycle)的示意圖。
圖3是利用由擺動(dòng)循環(huán)傳輸?shù)男畔⒌谋忍鼐_驅(qū)動(dòng)器的示意圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明如用于說(shuō)明的附圖所示，結(jié)合用于比特精確讀/寫驅(qū)動(dòng)器的光盤來(lái)描述本發(fā)明。該光盤包括可記錄媒體和媒體上的擺動(dòng)凹槽。比特精確驅(qū)動(dòng)器可以從擺動(dòng)凹槽產(chǎn)生高度精確的定時(shí)信號(hào)。為對(duì)地址信息進(jìn)行編碼，凹槽的擺動(dòng)被BPSK調(diào)制。選擇凹槽的擺動(dòng)循環(huán)的周期和空間關(guān)系以減少對(duì)盤上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回讀期間的抖動(dòng)。減少抖動(dòng)增加了信噪比，還減輕誤碼糾錯(cuò)的負(fù)擔(dān)。結(jié)果增大了對(duì)回讀通道的其它干擾(如機(jī)械干擾，媒體缺陷產(chǎn)生的干擾等)的處理能力。
參照

圖1，相變光盤10包括涂敷有可記錄媒體的硬襯底?？捎涗浢襟w可以由諸如相變材料的讀/寫材料構(gòu)成。光盤10中有螺旋狀凹槽12。可以用激光束迅速加熱并冷卻可記錄媒體以形成具有非晶態(tài)的標(biāo)記。激光束還可用來(lái)把標(biāo)記從可記錄媒體上擦除，其方式是把標(biāo)記韌化為結(jié)晶狀。數(shù)據(jù)在光盤10上表示為標(biāo)記的形式。
螺旋狀凹槽12具有提供定時(shí)信息的高頻擺動(dòng)。凹槽12沿著它的中心線呈正弦曲線狀彎曲(搖擺)。低頻的地址信息通過(guò)擺動(dòng)的二相相移鍵控(BPSK)調(diào)制加在擺動(dòng)上。每組連續(xù)周期擺動(dòng)的相位要么正常(normal)，要么相移(例如，相移180度)。通過(guò)在正常和相移之間改變相位來(lái)傳送地址信息。高頻定時(shí)信號(hào)和地址信息的組合允許比特精確驅(qū)動(dòng)器確定從光盤10上讀出的數(shù)據(jù)塊的地址。凹槽12有恒定的記錄紋間距(track pitch)。
凹槽12的擺動(dòng)是恒定角速度(CAV)擺動(dòng)。在光盤10的回放期間，這種擺動(dòng)減小抖動(dòng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖2示出凹槽12的多個(gè)擺動(dòng)循環(huán)13。擺動(dòng)循環(huán)13形成多個(gè)同心區(qū)，每個(gè)區(qū)包括至少一個(gè)擺動(dòng)循環(huán)13的記錄紋。區(qū)的邊界用虛線表示(ZB)。標(biāo)準(zhǔn)DVD盤可有500個(gè)區(qū)。
每個(gè)擺動(dòng)循環(huán)13用一個(gè)完整的正弦波表示。相同區(qū)內(nèi)的所有擺動(dòng)循環(huán)13對(duì)向相同的角度(θ1，θ2，...，θn)。盡管相同區(qū)內(nèi)的擺動(dòng)循環(huán)13對(duì)向相同的角度，然而不同區(qū)內(nèi)的擺動(dòng)循環(huán)13對(duì)向不同的角度(例如，θ1≠θ2≠θn)。例如， 如果在θ1在內(nèi)徑而θn在外徑，則θ1＞θ2＞θn。擺動(dòng)循環(huán)13是空間相關(guān)的。
選擇區(qū)內(nèi)的擺動(dòng)角度(如θ1)，以便該區(qū)內(nèi)擺動(dòng)循環(huán)13的平均空間周期是通道比特長(zhǎng)度的整數(shù)倍。區(qū)內(nèi)空間周期的最大偏差是該區(qū)內(nèi)平均空間周期的百分比(如±1％)。總計(jì)，具有CAV擺動(dòng)凹槽的盤的一個(gè)區(qū)具有與恒定線性速度(CLV)擺動(dòng)凹槽的盤的一個(gè)區(qū)相同的擺動(dòng)循環(huán)數(shù)(至一階)。這樣做是為了與現(xiàn)有ROM播放器兼容。
而且，整個(gè)光盤10的平均擺動(dòng)空間周期是恒定的。因而，具有CAV擺動(dòng)的凹槽和具有CLV擺動(dòng)的凹槽有著相同數(shù)目的擺動(dòng)循環(huán)。這也是為了與現(xiàn)有ROM播放器相兼容的原因。
例如，遵循DVD規(guī)格的比特精確驅(qū)動(dòng)器有0.133微米標(biāo)準(zhǔn)通道比特長(zhǎng)度。這種驅(qū)動(dòng)器的DVD-ROM盤有n＝500個(gè)區(qū)。選擇擺動(dòng)角度(θ1，θ2，...，θn)，以便每個(gè)區(qū)內(nèi)的擺動(dòng)循環(huán)13的平均空間周期是p(0.133)微米，整個(gè)盤的平均空間周期是p(0.133)微米，其中8≤p≤32。當(dāng)p＝32時(shí)，區(qū)內(nèi)空間周期的最大偏差是4.256微米的±1％。任何兩個(gè)區(qū)間的擺動(dòng)空間周期的最大差為±2％。這種盤與具有CLV擺動(dòng)的DVD-ROM盤有著相同的擺動(dòng)循環(huán)數(shù)。
因?yàn)楸P10的母片制作(master)方式，擺動(dòng)被稱為恒定角速度擺動(dòng)。在盤的母片制作(mastering)期間，光滑的玻璃盤被涂敷光阻材料，并在伺服控制下與精確主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸以恒定角速度旋轉(zhuǎn)。光阻材料受聚焦激光束照射而不斷被轉(zhuǎn)換以形成螺旋狀凹槽。在照射光阻材料時(shí)，通過(guò)用電光調(diào)制器偏轉(zhuǎn)激光束來(lái)形成凹槽的擺動(dòng)。在照射光阻材料時(shí)，通過(guò)調(diào)制激光束的能量來(lái)對(duì)凹槽進(jìn)行BPSK調(diào)制，因而可以形成180度異相的擺動(dòng)循環(huán)。
凹槽形成以后，對(duì)盤進(jìn)一步處理，清除被照射的光阻材料并硬化沒有照射的光阻材料。用金屬(通常是鎳)填充所產(chǎn)生的凹槽。將金屬層與盤分開并裝在金屬支撐板上以形成次母片(submaster)或壓模。
使用次母片在聚碳酸脂塑料襯底上壓制BPSK調(diào)制擺動(dòng)凹槽。襯底被壓制后，可以涂上可記錄媒體。然后在可記錄媒體上涂保護(hù)漆薄膜。通過(guò)襯底聚焦用于讀寫數(shù)據(jù)的激光。
圖1和圖2只是提供方便理解盤10的示意圖。除了說(shuō)明擺動(dòng)循環(huán)的空間相關(guān)外，這些圖沒有按真正的比例示出盤10。例如，螺旋間距、凹槽12的厚度、擺動(dòng)的頻率等都沒有按比例示出。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，圖3示出比特精確讀/寫驅(qū)動(dòng)器14。驅(qū)動(dòng)器14包括控制器16、主軸馬達(dá)18和旋轉(zhuǎn)盤10的馬達(dá)控制器20。驅(qū)動(dòng)器14還包括光學(xué)傳感器(OPU)22，它一般包括產(chǎn)生激光束B1的激光器；驅(qū)動(dòng)器14還包括檢測(cè)調(diào)制光束B2的裝置(例如，光學(xué)裝置和光檢測(cè)器陣列)。光學(xué)傳感器22可能還包括光推挽傳感器，該傳感器具有分成四個(gè)象限的檢測(cè)器。每個(gè)象限產(chǎn)生一個(gè)基本上與入射在該象限的光功率成比例的輸出信號(hào)?？梢越M合來(lái)自四個(gè)象限的信號(hào)以產(chǎn)生攜帶數(shù)據(jù)和定時(shí)/地址信息的回讀信號(hào)(RBK)。
激光驅(qū)動(dòng)器26驅(qū)動(dòng)光學(xué)傳感器22的激光器。處理器23接收來(lái)自光學(xué)傳感器22的回讀信號(hào)。
跟蹤伺服和擺動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)24接收來(lái)自處理器23的回讀信號(hào)RBK。跟蹤伺服和擺動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)24處理回讀信號(hào)，以獲得地址信息并產(chǎn)生精確的高頻定時(shí)信號(hào)。在控制器16的指令下，跟蹤伺服和擺動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)24還能夠沿盤10移動(dòng)光學(xué)傳感器22。跟蹤伺服和擺動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)24包括擺動(dòng)檢測(cè)器24a和擺動(dòng)地址解碼器24b。擺動(dòng)檢測(cè)器24a包括用于產(chǎn)生擺動(dòng)數(shù)據(jù)和擺動(dòng)時(shí)鐘的高頻時(shí)鐘擺動(dòng)PLL。擺動(dòng)PLL可使用諸如Costas環(huán)的定向判決算法，它被鎖定到原始擺動(dòng)信號(hào)的諧波的擺動(dòng)時(shí)鐘。擺動(dòng)地址解碼器24b把擺動(dòng)時(shí)鐘和擺動(dòng)數(shù)據(jù)譯成地址。在給受讓人的美國(guó)專利No.6046968中公開擺動(dòng)時(shí)鐘的產(chǎn)生，通過(guò)引用將其描述結(jié)合在此。
數(shù)據(jù)恢復(fù)電路28也接收來(lái)自處理器23的回讀信號(hào)并從回讀信號(hào)(RBK)中恢復(fù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)恢復(fù)電路28包括捕獲回讀信號(hào)(RBK)的時(shí)間片(slice)的時(shí)間片發(fā)生器28a以及將原始時(shí)鐘(clean clock)鎖定到時(shí)間片發(fā)生器28a輸出信號(hào)的讀取時(shí)鐘發(fā)生器28b。讀取時(shí)鐘發(fā)生器28b可以包括讀取PLL。讀取時(shí)鐘發(fā)生器28b的輸出提供了讀取時(shí)鐘。
解碼器30對(duì)由數(shù)據(jù)恢復(fù)電路28恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)(例如，已恢復(fù)的數(shù)據(jù)從16比特符號(hào)轉(zhuǎn)換為8比特?cái)?shù)據(jù)字)，把解調(diào)的數(shù)據(jù)安排到RAM 32的糾錯(cuò)碼(ECC)塊中，并在ECC塊中進(jìn)行糾錯(cuò)。經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)的數(shù)據(jù)送入主機(jī)8。在替代方案中，解調(diào)的數(shù)據(jù)可直接送到主機(jī)8中，由主機(jī)8進(jìn)行糾錯(cuò)。
在寫操作期間，光推挽傳感器檢測(cè)擺動(dòng)凹槽，為跟蹤伺服系統(tǒng)提供跟蹤錯(cuò)誤信號(hào)。跟蹤錯(cuò)誤信號(hào)使檢測(cè)器位于被檢測(cè)記錄紋的中心(中心記錄紋)。
原始擺動(dòng)信號(hào)不僅受激光束所聚焦的記錄紋的影響，而且受徑向鄰近記錄紋的影響。結(jié)果的相位調(diào)制具有(2πtp/W)的拍頻，其中W是擺動(dòng)循環(huán)的空間周期，tp是記錄紋間距。因此，擺動(dòng)時(shí)鐘用于同步盤上的數(shù)據(jù)。
例如，比特精確DVD驅(qū)動(dòng)器把調(diào)制編碼RS-PC塊寫到盤10上。當(dāng)該塊寫到盤10上時(shí)，線或行通常連續(xù)布置在螺旋狀凹槽12中。線或行通常從盤10的中心開始。表示數(shù)據(jù)的標(biāo)記以高度準(zhǔn)確度與擺動(dòng)時(shí)鐘空間上對(duì)齊。因而，數(shù)據(jù)周期保持在標(biāo)準(zhǔn)通道比特長(zhǎng)度的±1％范圍內(nèi)。
讀取PLL和擺動(dòng)PLL具有不同的特征。擺動(dòng)PLL一般具有低帶寬特征，用于以抑制由記錄紋相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的離心而產(chǎn)生的噪聲。相反，為了增強(qiáng)存取性能，讀取PLL具有高帶寬特征。(如果盤上預(yù)先存在標(biāo)記所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)和擺動(dòng)時(shí)鐘一起出現(xiàn)，但是通過(guò)中心孔徑檢測(cè)到讀取信號(hào)而沒有在光推挽傳感器中檢測(cè)到讀取信號(hào)，則所述數(shù)據(jù)信號(hào)就是多余的噪聲源)。
如果CLV擺動(dòng)凹槽被BPSK調(diào)制，則徑向鄰近記錄紋會(huì)對(duì)被檢測(cè)的記錄紋產(chǎn)生相位干擾。此相位干擾的頻率取決于地址數(shù)據(jù)和地址比特長(zhǎng)度。讀取PLL和擺動(dòng)PLL的特征將確定擺動(dòng)相位調(diào)制對(duì)回放數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響。(該干擾來(lái)自于中心和鄰近記錄紋信號(hào)之間的重疊。盡管相位和幅度都被調(diào)制，但只有相位調(diào)制有關(guān)系。寫時(shí)鐘大多跟蹤這個(gè)干擾并把這個(gè)干擾寫入到數(shù)據(jù)中。讀時(shí)鐘主要但不完全受寫入干擾影響。因而，產(chǎn)生了相位錯(cuò)誤或“抖動(dòng)”)。
但是，因?yàn)镃AV擺動(dòng)循環(huán)是空間相關(guān)的，CAV擺動(dòng)消除來(lái)自近記錄紋的相位干擾(幅度干擾仍然存在)。鄰近記錄紋也在同一個(gè)區(qū)的情況下，干擾的大小可以忽略。在鄰近記錄紋在不同區(qū)的情況下，干擾大小限制為不同區(qū)的記錄紋的擺動(dòng)周期間的差額(如2％差額)。但是，可以增大擺動(dòng)PLL的帶寬來(lái)以較小的錯(cuò)誤跟蹤產(chǎn)生的干擾。作為替代，區(qū)之間的過(guò)渡可以做得平的而不是不連貫。平滑過(guò)渡會(huì)減小擺動(dòng)PLL的干擾。
因而公開的是一種盤格式，它可以減少帶有BPSK調(diào)制擺動(dòng)的盤的抖動(dòng)。減少抖動(dòng)實(shí)際上增加除區(qū)邊界外的用戶數(shù)據(jù)信噪比。因?yàn)猷徑涗浖y的地址信息導(dǎo)致缺乏相位調(diào)制，所以增加了用戶數(shù)據(jù)的信噪比(一旦相位干擾只是部分跟有擺動(dòng)PLL，且未被讀取PLL完全跟蹤，一些相位調(diào)制便會(huì)加在寫入的數(shù)據(jù)上，因此產(chǎn)生了抖動(dòng))。因?yàn)樵黾覤PSK符號(hào)的長(zhǎng)度和頻率，所以增加了地址信息的信噪比。
實(shí)際上增加地址信息的信噪比還允許使用不昂貴的檢測(cè)電路；或?qū)Φ刂窋?shù)據(jù)中更多信息進(jìn)行編碼能力(如盤制造數(shù)據(jù)、最佳寫入的激光功率參數(shù)，盤拷貝保護(hù)的密鑰信息以及隨機(jī)寫入操作期間較短等待時(shí)間內(nèi)地址信息的較高重復(fù)率)；或減輕誤碼糾錯(cuò)的負(fù)擔(dān)。減輕誤碼糾錯(cuò)的負(fù)擔(dān)允許比特精確驅(qū)動(dòng)器處理其回讀通道的其它干擾。
盤10允許修改擺動(dòng)PLL的特性。因?yàn)榈刂沸畔⒉桓蓴_擺動(dòng)PLL，所以擺動(dòng)PLL可以具有比CLV擺動(dòng)PLL更高的帶寬。
盡管圖2示出空間相關(guān)的擺動(dòng)循環(huán)，但盤的格式不限制于此。如果擺動(dòng)循環(huán)完全異相，則可以消除相位干擾。
可以用除BPSK調(diào)制外的其它方式把地址信息編碼到擺動(dòng)中。例如，可以用通斷鍵控對(duì)地址信息進(jìn)行編碼(a.k.a.丟失擺動(dòng)(missingWobble))。
本發(fā)明不局限于以上所述和舉例的特定實(shí)施例，而應(yīng)根據(jù)后附權(quán)利要求書來(lái)解釋本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光存儲(chǔ)媒體(10)包括可記錄媒體；和所述可記錄媒體中的凹槽(12)，所述凹槽有恒定角速度擺動(dòng)。
2.權(quán)利要求1的媒體，其特征在于所述凹槽的擺動(dòng)被BPSK調(diào)制，用以提供地址信息。
3.權(quán)利要求1的媒體，其特征在于所述凹槽的擺動(dòng)循環(huán)(wobblecycle)(13)形成多個(gè)同心區(qū)。
4.權(quán)利要求3的媒體，其特征在于在同一區(qū)中的所述擺動(dòng)循環(huán)(13)對(duì)向相同的角度(θ)；而不同區(qū)中的所述擺動(dòng)循環(huán)(13)對(duì)向不同的角度(θ)。
5.權(quán)利要求4的媒體，其特征在于一個(gè)區(qū)中的擺動(dòng)循環(huán)(13)的平均空間周期是通道比特長(zhǎng)度的整數(shù)倍。
6.權(quán)利要求5的媒體，其特征在于每個(gè)區(qū)中的所述擺動(dòng)空間周期的最大偏差是相同的固定百分比。
7.權(quán)利要求4的媒體，其特征在于從區(qū)到區(qū)地分段安排擺動(dòng)循環(huán)周期。
8.權(quán)利要求3的媒體，其特征在于所述凹槽(12)與具有CLV擺動(dòng)的凹槽有著相同數(shù)目的擺動(dòng)循環(huán)(13)。
9.權(quán)利要求3的媒體，其特征在于同一個(gè)區(qū)中的擺動(dòng)循環(huán)(13)是空間相關(guān)的。
10.權(quán)利要求3的媒體，其特征在于同一個(gè)區(qū)中的擺動(dòng)循環(huán)(13)是完全異相的。
全文摘要
光盤(10)的可記錄媒體上有凹槽(12)。凹槽(12)具有被BPSK調(diào)制的恒定角速度擺動(dòng)。這種擺動(dòng)(12)可以提供定時(shí)和地址信息。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1354465SQ0114085
公開日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2001年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月18日
發(fā)明者C·P·陶斯格 申請(qǐng)人:惠普公司