专利名称：用于在记录载体上以连续的凹坑标记的形式记录信息的记录装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在记录载体上记录通道(channel)数据流的通道符号的记录装置，所述装置适于将所述通道符号记录为为至少两个符号行的通道带，符号行沿第一方向一维展开并且沿第二方向彼此对准，所述两个方向构成符号单元的二维网格(lattice)，每个符号单元与该记录载体的一个符号区域相关。本发明还涉及一种相应的记录方法和信息可以被记录在其上的记录载体。
背景技术：
在用于数据存储的光学系统中，可以使用以位，或者更加通常的以堆叠在二维网格上的符号进行的多轨迹读出。例如，这可应用在称作TwoDOS的项目中开发的二维光学存储系统中，所述TwoDOS对于记录载体上的信息基本具有二维特征的二维光学存储是一个新的概念。该目的将实现增大的数据密度和增加的数据率。例如，已经在欧洲专利申请02076665.5(PHNL020368)中描述了这种二维光学存储系统。
通过相应于所述光记录介质的记录表面上的所述信息的预定状态形成标记区域，例如凹坑(pit)区域，而将信息写入一光记录介质的写入方案已经被描述在欧洲专利申请02076255.5(PHNL020279)中。该写入方案适于以预定的方式调制所述标记区域的形状以便获得不完整的标记区域，该标记区域未完全覆盖分配给将要写入的通道位(或符号)的位(或符号)单元的大小。因此，由于不完整的标记区域(例如凹坑效应)没有形成大的连续的镜面，当与相邻凹坑组相结合时，其将等于大的连续的非标记区域这一事实可以防止或减轻在写入或控制处理期间的信号重叠的问题。可以通过以任何适于减少该反射表面和/或增加用于物理检测的中心孔径外部的衍射的方式调制它们的形状而获得该不完整的标记区域。此外，可以通过根据多级编码信息的级别分别控制不完整标记区域的形状或数量来实现多级调制或二进制调制。
小的圆形凹坑-孔标记可以采用用于生产母盘(在只读介质的情况下，即ROM介质)的电子束记录装置(EBR)成功写入。但是，在半径方向上具有最好在其中写入非常窄的凹坑标记的物理写入-通道。例如，在(TwoDOS)多轨道格式的可重写版本中，如在基于相变记录的版本中，当对半径方向上非常靠近的轨道进行写入时这种窄的凹坑-标记对于减少交叉写入(cross-write)效应可能是很有优势的。对于半径方向上非常靠近的轨道的写入需要基于二维紧凑网格(如六边形二维网格)的二维格式。
(小的)凹坑-孔控制的另一个方面是当凹坑-孔被分别独立写入作为介质上分离的写操作时介质噪声是非常大的。由于EBR控制结构中的电子束的消隐，凹坑-标记的前沿和尾沿可能抖动很厉害。因此该方案有利于限制前沿和尾沿的出现。还有在采用相变记录的可重写应用中，标记边沿的抖动对于应当被最小化的介质噪声有重要贡献。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种通过其可以减少凹坑-标记的前沿和尾沿的出现以便相对给定的写入/记录技术增加存储容量的记录载体，记录方法和记录装置。
根据本发明，这一目的可以通过如权利要求1中所要求的记录装置来实现，该装置适于以标记区域的形式记录通道符号，该标记区域具有在所述第一方向上的长度基本等于所述第一方向上的符号区域的长度和在所述第二方向上的宽度小于所述第二方向上的符号区域的宽度的纵向形状。
在权利要求9和10中定义了一种相应的记录方法和适当的记录载体。在从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。
本发明是基于通过写入纵向形状的凹坑-标记(也称为标记区域)来限制尾沿和前沿的数目的想法做出的，该凹坑-标记在半径方向(第二方向)上具有较小的尺寸并且覆盖全部的符号区域，其也指写入操作沿着其进行的方向的宽螺旋线的切线方向(第一方向)内的位单元。如果必须沿宽螺旋线的给出符号行写入几个“1”-位的话，那么会得到只有一个前沿和一个尾沿的单个长的连续的凹坑-标记。这样可以减少标记边沿的抖动对介质噪声所做出的贡献。
根据一优选实施例，该标记区域具有长方形或正方形的形状，其中，优选地，半径方向(该宽螺旋线的第二方向)内的标记范围是几乎不变的。这种选择使得在给定区域内的不同位位置处会得到良好控制的位置不变的符号间干扰。
根据另一个实施例，该标记区域覆盖少于75％的相关符号区域，特别是在该相关符号区域的45％到55％之间。如上述欧洲专利申请02076255.5(PHNL020279)中所描述的，这具有可以避免信号重叠的优点。优选的覆盖范围值是大约50％。
标记区域可以通过不同的方式来表示。特别地，对于ROM盘，优选方式是包括一支柱(pillar)部分或一圆形的或长方形的孔的凹坑区域。优选地，在本发明的一个实施例中，该凹坑区域是一长方形的支柱部分或长方形的孔。特别地，对于可重写相变盘或可记录盘，优选方式是包括一多晶环境中的长方形非晶区域的凹坑区域或包括一非晶环境中的长方形多晶区域的凹坑区域。
本发明通常应用于多维编码中，即二维或更多维编码，特别是用在如TwoDOS方案中建议的二维编码中。该符号单元可以被设置在任何类型网格，如准六边形，准长方形或准正方形网格的格点上，并且可以分别具有不同的形状，如六边形，长方形或正方形。优选地，六边形被用在该TwoDOS系统中，并且该符号单元被设置在准六边形网格的格点上。
现在将参考附图更详细地描述本发明，其中图1表示通常布局的编码系统的方框图，图2表示具有使用六边形网格的二维宽螺旋线的一部分的示意格式，图3表示使用覆盖完整符号-单元的凹坑-标记的已知二维编码系统中的大的脊区域和大的凹坑区域，图4表示使用仅覆盖完整符号-单元的一部分的凹坑-标记的已知二维编码系统中的圆形凹坑-几何形状，图5表示已知圆形凹坑标记和新的长方形凹坑标记之间的比较，图6表示使用仅覆盖完整符号-单元的一部分的凹坑-标记的已知二维编码系统中使用的二维宽螺旋线的示意图，图7表示根据本发明的二维宽螺旋线的示意图，图8表示已知的和新的凹坑-标记的点剖面的几何图形。
具体实施例方式
图1表示一数据存储系统的典型编码和信号处理元件。从输入DI到输出DO的用户数据的循环可以包括交错10，纠错码(ECC)和调制编码20，30，信号预处理40，记录介质50上的数据存储，信号后处理60，二进制检测70，以及调制码和交错ECC的解码80，90。ECC编码器20将冗余添加至该数据以便保护该数据抵抗来自各种噪声源的错误。ECC编码数据随后被传送至使该数据适于该通道的调制编码器30，即该解码器使所述数据处理成不太可能被通道错误所破坏和更容易在通道输出处被检测的形式。调制数据随后被输入到记录装置，如空间光调制器或类似装置，并且被存储在记录介质50中。在重现侧，读取装置(如光电检测器装置或电荷耦合装置(CDD))返回必须要变换回数字数据的伪-模拟数据值(对于二进制调制方案来说为每像素一位)。这一处理中的第一步骤是后处理步骤60，称为均值化(equalization)，其试图消除在记录处理中还有在伪-模拟域中产生的失真。随后通过位检测器70将该伪-模拟值阵列转换为二进制数字数据阵列。随后该数字数据阵列首先被传送至调制解码器80，其执行与调制编码相反的操作，并且随后被传送至ECC解码器90。
如图2所示，在已知的二维(TwoDOS)编码系统中，通道符号被组织在一宽螺旋线中。这种螺旋线由多个在半径方向上具有固定相位关系的彼此相互堆叠的符号行组成，因此符号被设置在二维网格上。符号的二维紧凑六边形排序是优选的，因为其具有高出正方形网格15％的堆积部分。如图2所示，该宽螺旋线的连续旋转被由一个空白符号行组成的保护带所分开。提供一种用于平行读出的多点光路，其中每个光点具有BD(蓝光盘)特征。以二维方式，即共同在该宽螺旋线内的所有符号行上执行具有均值化、定时恢复和符号检测的信号处理。
信号重叠问题是位检测问题，对于作为在二维编码中使用的相干信号生成而言位检测问题是典型的。首先，应当注意的是来自大的脊部分(零-级(level)处镜面)和大的连续凹坑部分(零-级以下镜面，在λ’/4深度处，λ’是盘的信息层上的覆盖层内使用的光的波长)的反射信号被完全识别。图3表示两种情况的示意图。在传统的一维游程长度受限(RLL)编码中，一连串的连续凹坑-位被写入作为一个大的连续凹坑(或标记)。标记的径向宽度总是连续轨道之间的距离(轨道间距)的一小部分(fraction)。由于光点直径总大于凹坑的径向宽度这导致在半径方向上的衍射，因此信号重叠问题不会出现在一维-RLL编码中，所以该反射光束损失了一些强度(通过用于物理检测的中心孔径(CA)外部的衍射)。另一方面，在二维编码中，由于可能出现由多个相邻位(所有(或几乎所有的)都是凹坑类型的)组成的大的连续凹坑区域，因此会出现信号重叠问题。应当注意的是对于入射在大的凹坑区域(使用对于每一个符号覆盖完整符号单元的凹坑-标记)上的或大的脊区域上的聚焦激光点而言根本没有衍射，因为二者都表现为理想的镜面。
避免信号重叠的一个主要原因是来源于在2D编码中使用的信号处理和位检测。一个非常希望的特性是该HF信号值显示出系统衰减(roll-off)，其意味着当相邻“1”-位(凹坑类型的位)的数量增加时该信号波形值降低对于中心位的两种可能的位值必须保持该特性。在信号重叠的情况下，伴随相邻凹坑-位数目的增加(当中心位是凹坑类型时，即，“1”位时)，(部分)HF信号值也增加(而不是降低)即使在适度(介质)噪声的情况下这一效应也可能防碍稳定的位检测。
当该凹坑位被物理写入时(如ROM盘中的控制)通常会发生信号重叠，使得位区域覆盖符号单元的大部分或者甚至符号单元的全部区域，符号单元优选的是六边形，其二维六边形网格的基础单元。根据上述欧洲专利申请02076255.5(PHNL020279)，通过写入比最可能的凹坑-孔(相对更)小的凹坑-孔来实现信号重叠的消除对于所谓的50％的占空因数可以实现非常方便的信号值衰减(roll-off)，即，凹坑-孔覆盖大约一半的可用六边形符号区域。以上认知产生针对TwoDOS中的写入通道的下述策略每个凹坑-符号被记录为分开的(最好是圆形的)凹坑-孔，其尺寸小于六边形符号单元的尺寸。凹坑-符号的几何形状被表示在图4中。按照这种方式，避免了大的连续的凹坑-标记区域，因此消除了信号重叠问题。
但是，如上所述，由于使用这种窄的凹坑-标记可以减少交叉写入效应，因此特别是在具有包括相变材料的记录层的可重写记录载体上最好写入窄的凹坑-标记。再者，最好限制凹坑-标记的前沿和尾沿的数目以便减少从中产生的抖动，其中前沿和尾沿是指沿着宽螺旋线的第一方向的写入处理的切线方向。
图5表示与采用圆形凹坑标记cpm的原始写入策略相比较的采用长方形凹坑标记的新的写入策略，两种凹坑标记都充满该相关符号单元sc的大约50％的标记区域。图6和7表示两种写入策略下的TwoDOS螺旋线的一部分的示意图。
在如TwoDOS方案建议的一个实施例中，建议采用总计a＝165nm的六边形网格参数(符号单元的中心之间的距离)的六边形网格。对于圆形凹坑-标记，如上所述由可用于每个符号的六边形符号-单元的50％的填充标准得出该最佳凹坑-孔的尺寸。这导致由b50％＝a(3/π)给出凹坑-孔直径b。这里给出b50％＝122nm，因此该凹坑-孔区域等于S＝11789nm2。对于长方形的凹坑标记，这导致w＝71.5nm的径向宽度(凹坑标记的长度等于l＝a＝165nm)。
在涉及获得较高容量(如BD的两倍)的另一个实施例中，该六边形网格参数总计a＝138nm。圆形凹坑-孔的直径总计b50％＝102.5nm，因此该凹坑-孔区域等于S＝8246nm2。对于长方形凹坑-标记，这导致w＝60nm的径向宽度(凹坑标记的长度等于l＝a＝138nm)。
图8表示关于网格参数等于a＝165nm(对于蓝光盘参数，λ＝405nm，NA＝0.85)的情况下的位-网格的光点形状。在圆形凹坑-孔的情况下，很明显符号间干扰(ISI)将是旋转对称的。在长方形凹坑-标记的情况下，ISI失去这一特性在沿着穿过光点的中心(图8中的情形(b))的水平轴h的给定位置处的凹坑-标记将产生比在相对光点中心(图8中的情形(a))也具有径向偏移的位置处的凹坑-标记更大的符号间干扰。旋转对称ISI特性可以通过二维网格的适当的失真，通过压缩获得原始倾斜网格的网格的径向尺寸和拉伸该网格的切线尺寸(同时将该网格的容量维持在其初始值)而被恢复。
本发明可以被应用在基于二维编码，但是也可以基于三维或多维编码的光学记录系统中。例如如TwoDOS方案中所建议的，位被设置在二维六边形网格上的二维光学存储必须处理由于严重的通道非线性所引起的“信号重叠”问题。根据已知的处理方式，其是建议通过为每个凹坑-位指定一个覆盖不超过该位-单元的50％的圆形凹坑-标记面使整个通道线性化至一令人满意的水平。例如，对于一些物理写入通道，由于特别是在写入方向上抖动的标记边缘所引起的介质噪声，写入分隔开的圆形凹坑-标记是不具有优点的。本发明建议针对每个凹坑-位写入一长方形的凹坑-标记，该凹坑-标记覆盖该位-单元的全部切线范围，并因此其在该螺旋线的径向方向内较窄，所以写入一连串连续凹坑-位作为一个带有一个前沿和一个尾沿的凹坑-标记。为了避免信号重叠，该凹坑-标记的总的尺寸最好不超过50％。与传统的一维情况的区别在于，对于二维情况，二维宽螺旋线内的连续位行上的凹坑-标记彼此对准。对于六边形网格而言，优选使用长方形凹坑-标记的结果将是与符号间干扰(ISI)旋转对称的一个小的偏差，其可以通过位网格的轻微变形而被补偿。
权利要求
1.用于在记录载体(50)上记录通道数据流的通道符号的记录装置，所述装置适于将所述通道符号记录为至少两个符号行(sr)的通道带(cb)，符号行沿第一方向(t)一维展开并且沿第二方向(r)彼此对准，所述两个方向构成符号单元(sc)的二维网格，每个符号单元与该记录载体(50)的一个符号区域(sa)相关联，其中以标记区域(rpm)的形式记录通道符号，该标记区域具有在所述第一方向(t)上的长度基本等于所述第一方向(t)上的符号区域(sa)的长度和在所述第二方向(r)上的宽度小于所述第二方向(r)上的符号区域(sa)的宽度的纵向形状。
2.如权利要求1中所述的记录装置，其中所述标记区域(rpm)具有长方形或正方形形状。
3.如权利要求2中所述的记录装置，其中所述标记区域(rpm)是包括一长方形支柱部分或一长方形孔的凹坑区域。
4.如权利要求1中所述的记录装置，其中所述标记区域(rpm)覆盖少于75％的相关符号区域(sa)，特别是相关符号区域(sa)的45％和55％之间。
5.如权利要求1中所述的记录装置，其中所述标记区域(rpm)是包括一具有多晶环境的长方形非晶区域的凹坑区域。
6.如权利要求1中所述的记录装置，其中所述标记区域(rpm)是包括一具有非晶环境的长方形多晶区域的凹坑区域。
7.如权利要求1中所述的记录装置，其中所述装置适于在准-六边形，准-长方形或准-正方形网格的格点上设置所述符号单元(sc)并且被设置采用分别具有六边形，长方形或正方形的符号区域。
8.在一记录载体(50)上记录通道数据流的通道符号的方法，所述通道符号被记录为至少两个符号行(sr)的通道带(cb)，该符号行沿第一方向(t)一维展开并且沿第二方向(r)彼此对准，所述两个方向构成符号单元(sc)的二维网格，每个符号单元与该记录载体(50)的一个符号区域(sa)相关联，其中以标记区域(rpm)的形式记录通道符号，该标记区域具有在所述第一方向(t)上的长度基本等于所述第一方向(t)上的符号区域(sa)的长度和在所述第二方向(r)上的宽度小于所述第二方向(r)上的符号区域(sa)的宽度的纵向形状。
9.通道数据流的通道符号被记录在其上的记录载体，该通道符号被记录为至少两个符号行(sr)的通道带(cb)，该符号行沿第一方向(t)一维展开并且沿第二方向(r)彼此对准，所述两个方向构成符号单元(sc)的二维网格，每个符号单元与该记录载体(50)的一个符号区域(sa)相关联，其中以标记区域(rmp)的形式记录通道符号，该标记区域具有在所述第一方向(t)上的长度基本等于所述第一方向(t)内的符号区域(sa)的长度和在所述第二方向(r)上的宽度小于所述第二方向(r)上的符号区域(sa)的宽度的纵向形状。
10.如权利要求9中所述的记录载体，其中所述记录载体(50)是可记录的或可重写的记录载体，特别具有一相变记录层。
全文摘要
一种用于在记录载体(50)上记录通道数据流的通道符号的记录装置，所述装置适于将所述通道符号记录为至少两个符号行(sr)的通道带(cb)，符号行沿第一方向(t)一维展开并且沿第二方向(r)彼此对准，所述两个方向构成符号单元(sc)的二维网格，每个符号单元与该记录载体(50)的一个符号区域(sa)相关联。为了减少记录的通道带内的凹坑－标记的前沿和尾沿的出现，并且考虑到限制交叉写入效应为了能够在所述第二方向上写入一个小的半径范围，建议以标记区域(rpm)的形式记录通道符号，该标记区域具有在所述第一方向(t)上的长度基本等于所述第一方向(t)上的符号区域(sa)的长度和在第二方向(r)上的宽度小于所述第二方向(r)上的符号区域(sa)的宽度的纵向形状。
文档编号G11B7/24085GK1875406SQ200480032037
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月20日 优先权日2003年10月29日
发明者A·H·J·伊明克, A·M·范德李, D·M·布鲁尔斯, W·M·J·M·科内 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司