专利名称：记录载体和记录图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种记录载体和一种在记录载体上写入图像的方法。更具体的说，本发明致力于使用作为光学记录器的一部分的激光器在光学记录器内的记录载体上记录图像。
背景技术：
在许多应用中，最好在光学记录载体上写入标签。在现有技术中，已经建议了多种方法。例如，可以借助于笔或标记器以手写的方式在光盘上简单的进行标记。另一种可行方式是采用可固定到盘上的粘胶标签。也已提出了更为精巧的技术利用光学记录器中的同一光学单元写入和/读取数据。现已提出的几种可行方式是通过冗余数据块的结构化写入将标签写入到数据的同一侧(例如盘的剩余未写入部分)，从而形成可见图案。这种技术的缺点在于可见光学对比度很差，并且这种写入过程只能产生单色图像US2003/0161224A1中公开了另一种技术。有色区域设置在图案中，热敏层设置在图案上方。可以有选择的燃烧热敏层区域以暴露或隐藏特定的有色区域。由于采用室温下稳定的热敏层效果理想，因此，大量的热堆积在分层系统中，以在热敏层中获得期望的透明度改变。由于有色像素图案(例如由有色染料制成)因热能而降解，因此上述方式有可能导致问题的产生。
本发明的目的在于提供一种记录载体和一种使用激光束记录高质量图像的方法，以避免产生随施加激光束带来过多的热而引起的问题。
发明内容
上述目的是通过独立权利要求的特征实现的。本发明的其它改进和优选实施方式记载于从属权利要求中。
根据本发明，提供了一种记录载体，所述记录载体具有多个叠层，所述叠层包括至少一个有色像素图案层和至少一个在有色像素图案层的至少一个区域之上的掩模层，掩模层区域内的光学透明度通过激光束加热掩模层区域发生改变，其特征在于，至少一个热障层设置在有色像素图案层与掩模层之间。有色像素图案层可通过如喷墨打印、微触打印或任何其它可以获得需要的空间分辨率的沉积技术而提供。在初始状态，掩模层是例如白色不透明的。通过施加激光脉冲产生的激光诱导热形成透明区域的信息。这样，有色区域在掩模层下变为可见。例如，有色像素图案层包括红、绿和蓝色的图案。最后作为记录图像中的像素出现的是红、绿和蓝色子像素的组合。每个可见像素的每个颜色的暴露量(实际上是每个子像素的区域)决定了可见像素的最终颜色。因此，在先确定的子像素的的面积比决定了强度变化和色感。当将热施加到掩模层时，热障层保护有色像素图案层。掩模层的透明度变化不必是递增的透明度(如上所述)；也可以通过施加激光脉冲时降低透明度将图像写入在透明掩模层上。
在优选实施方式中，多个叠层包括基底，基底上设置有有色像素图案层、热障层和掩模层，其中，所述基底包括用于跟踪目的的凹槽。为了进行跟踪，可以使用只有凹槽的基底，如同那些用作光学一次写入数据载体的基底。
有色像素最好至少部分地与凹槽对准。例如，记录载体包括(a)500个红色凹槽、(b)500个蓝色凹槽和(c)500个绿色凹槽，等等。将执行记录凹槽的相对位置相对于像素位置的原地校准。
在本文中，校准孔径最好设置在掩模层中。在校准孔径的区域内，可以测量足以区分的子像素的反射。之后，通过凹槽中的地址将子像素指向凹槽。另一种可行方式是将像素作为校准参考写入到曲线坐标系中。
根据优选实施方式，层的顺序是(a)基底、(b)有色像素图案层、(c)热障层和(d)掩模层。在这种情况下，记录叠层应具有足够的反射率以确保激光光点的聚焦和跟踪。也可以在掩模层上设置透明保护层，其厚度最好与光学系统相协调，即，在如DVD的情况下，达到0.6mm。
另一种可行方式是提供一种记录载体，其中，层的顺序是(a)基底、(b)掩模层、(c)热障层和(d)有色像素图案层。在这种情况下，预置凹槽基底的厚度最好为例如0.6mm。这样，基底与DVD记录器的系统光学元件相协调。在采用本发明的不同实施方式的情况下，基底的厚度可以进行适当选择，例如，在CD记录器的情况下，为1.2mm。对于以上述层序为基础的本实施例，最好在基底和掩模层之间提供热保护层，以保护基底不受到过热的损害。
根据优选实施方式，热障层包括选自ZnS-SiO2、SiC、Si3N4、Al2O3的组的材料。这些材料能够保护有色像素层不受到记录温度的侵害。
掩模层最好包括热-铬材料。例如，掩模层包括选自AgO和聚乙烯(3，4-乙烯二氧噻吩(ethylenedioxythiophene))的组的材料。后者(也被称为PEDOT)是共轭聚合物，具有良好的热稳定性和化学稳定性。聚合物在水中可分散，可以将其旋涂在盘上。
另一实施例是掩模层包括有机染料。这种有机染料能够随温度诱导的降解而漂白，即，颜色最好变为透明状态。
另一可行方式是掩模层包括加热时经历相变的材料。这种激光热诱导相变是例如从不透明的非晶相到透明的晶相的转变。
再一种可行方式是掩模层包括一旦加热即混合由此改变透明度的双层系统。例如，Bi-Si系就是一种可行的双层系统。在初始未混合状态下，两个层是不透明的，但是由于激光加热而发生混合之后，合金是透明的。
根据本发明，还提供了一种将图像记录到记录载体上的方法，所述记录载体具有多个叠层，所述叠层包括至少一个有色像素图案层和至少一个在有色像素图案层的至少一个区域之上的掩模层，掩模层区域内的光学透明度通过激光束加热掩模层区域发生改变，其特征在于，至少一个热障层设置在有色像素图案层与掩模层之间。这样，根据本发明的记录载体所实现的优点和特性也与方法相关。记录载体的优选实施方式也可转化为根据本发明的方法的优选实施方式。
根据本发明的优选实施方式，使用了在光学记录器中提供的散焦激光束。光点与有色像素图案的对准是很重要的。要求的图像分辨率远远低于普通光学系统的衍射激光光点的分辨率。像素尺寸为例如20μm×20μm＝400μm2。对于CD类光学系统，激光光点面积约为1μm2，对于DVD类光学系统，光点面积约为0.25μm2。因此，使用聚焦的激光束，写入孔径大小的图像像素需要至少400-2000次写入操作。通过减小像素尺寸减少了写入操作的次数。根据当前讨论的优选实施方式，可以通过散焦或采用不同的保护层厚度增大激光光点。在这种情况下，采用较少的写入操作就足够了。然而，在给定特定掩模层材料的情况下，需要较高激光功率。
根据本发明，还提供了一种用于将图像记录在根据本发明的记录载体上的光学记录器。因此，根据本发明的记录载体所实现的优点和特性也与光学记录器相关。记录载体的优选实施方式也可转化为根据本发明的光学记录器的优选实施方式。
本发明的这些和其他方面参考下文中所描述的具体实施方式
将更加明显和易于阐明。
图1示出了根据本发明的光学记录器的示意图；图2示出了根据本发明的记录载体的示意图；图3示出了有色像素图案的示意图；图4示出了写在根据本发明的记录载体上的单色图像的实施例；图5示出了根据本发明的方法的优选实施方式的流程图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的光学记录器的示意图。在本示意图中仅示出了与本发明直接相关的元件。光盘20放置在光学记录器的电机26上。将激光器28设置为使来自激光器28的激光束可以到达光盘20。提供控制器30以定位激光器28，使激光束可以达到光盘20的特定位置。所述操作可以通过例如激光器28的平移运动和借助于电机26的盘20的旋转运动实现。激光器28的定位得到跟踪系统的支持，所述跟踪系统与现有技术中用于相对光学存储介质读/写的跟踪系统相同。控制器30还包括存储器32，所述存储器中存储有数据，基于所述数据将图像记录在光盘20上。
来自激光器28的激光束被指引到光盘20的背面。在这一点上，激光器28可以是专用于将图像记录到光盘20上的特定激光器。另一种可行方式是提供翻转机构以将盘从数据记录/读取位置(图1中未示出)翻转到图像记录位置(图1中示出)。另一种可行方式是手动翻转盘以实践本发明。
包含图像数据的存储器32没必要作为控制器30的一部分。例如，存储器可以是外存储器。另一种可行方式是来自光盘20的数据包含图像信息，以便读取这些数据之后可将图像记录在盘20的背面。
图2示出了根据本发明的记录载体的示意图。记录载体10包括四个叠层12、14、16、18。例如，这些层形成在图1所示的光盘20的背面，覆盖至少一部分其表面。下层是凹槽基底12，其中出于跟踪的目的而设置了凹槽。下一层14是有色像素图案层。例如，区域32形成红色像素，区域34形成绿色像素，区域36形成蓝色像素。在有色像素图案层14上，提供了热障层16。在热障层16上，设置了掩模层18。激光束入射到所述掩模层18上，以改变掩模层18的透明度。例如，掩模层18是初始不透明的，之后，激光束24在掩模层18中制造出孔径22。附图中示出了几个孔径22、22’、22”、22。适当选择孔径22、22’、22”、22的尺寸，可以确定用作反射显示的记录载体上的每个像素的每种颜色的暴露量。由此选定像素的最终颜色。上述叠层最好覆盖有保护涂层(图中未示出)。保护涂层可关于用于在掩模层中写入孔径的最佳光点而被最优化。保护涂层的厚度最好在1到100μm之间。
根据图2的实施例可以通过在掩模层18的上方提供凹槽基底进行改变。在这种情况下，最好根据系统的光学器件选择凹槽基底12的厚度，具体的说，当使用具有给定光学特性的光学记录器时需要选择凹槽基底的厚度。
图3示出了有色像素图案的示意图。在该实施例中，不同颜色的像素以行设置。例如，行38表现红色像素，行40表现绿色像素，行42表现蓝色像素。
图4示出了写在根据本发明的记录载体上的单色图像的实施例。在该实施例中，采用了白色掩模层18，所述掩模层覆盖了有色像素图案层14的大部分像素。可以对掩模层18中的孔径进行选择，以使有色像素图案层14中只有绿色像素是可见的。这样，创制了单色图像。通过适当选择孔径，可以创制有色图像。
图5示出了根据本发明的方法的优选实施方式的流程图。在步骤S01中开始记录过程之后，在步骤S02中，从存储器读出像素数据(即要施加的孔径的位置)。随后，在步骤S03中，激光束和/或电机移动到位置，以使激光束可实现对记录载体的期望定位。在步骤S04，施加激光脉冲。由此，在掩模层上产生孔径。在步骤S05中，判断是否需要处理更多的像素数据。如果不需要，则在步骤S06结束记录过程。如果需要，则在步骤S02读出下一像素数据。
应当注意，根据本发明的系统和方法可与附图以及上文中所述的实施例不同。例如，可以在系统中提供一个以上的激光器，以便将读写数据和记录图像到记录载体上的不同要求可相对于激光器的特性最优化。此外，本发明并不局限于CD、DVD等方面与光学记录有关的应用。根据本发明的记录载体可以是任何记录有图像的适当对象。因此，本发明一方面提供通过提供理想的标签策略改进了光学记录，另一方面提供了基本印刷概念。
在不背离附加的权利要求所定义的本发明的保护范围的条件下，也可以采用上文中未描述的等价方式和改进方式。
权利要求
1.一种记录载体(10)，所述记录载体具有多个叠层(12，14，16，18)，所述叠层包括至少一个有色像素图案层(14)和至少一个在有色像素图案层的至少一个区域之上的掩模层(18)，掩模层区域内的光学透明度通过激光束(24)加热掩模层区域发生改变，其特征在于，至少一个热障层(16)设置在有色像素图案层与掩模层之间。
2.根据权利要求1所述的记录载体，其中，多个叠层(12，14，16，18)包括基底(12)，基底上设置有有色像素图案层(14)、热障层(16)和掩模层(18)，其中，所述基底(12)包括用于跟踪目的的凹槽。
3.根据权利要求1所述的记录载体，其中，有色像素最好至少部分地与凹槽对准。
4.根据权利要求1所述的记录载体，其中，校准孔径设置在掩模层内。
5.根据权利要求1所述的记录载体，其中，层的顺序是(a)基底、(b)有色像素图案层、(c)热障层和(d)掩模层。
6.根据权利要求1所述的记录载体，其中，层的顺序是(a)基底、(b)掩模层、(c)热障层和(d)有色像素图案层。
7.根据权利要求1所述的记录载体，其中，热障层(16)包括选自ZnS-SiO2、SiC、Si3N4、Al2O3的组的材料。
8.根据权利要求1所述的记录载体，其中，掩模层(18)包括热-铬材料。
9.根据权利要求8所述的记录载体，其中，掩模层(18)包括选自AgO和聚乙烯(3，4-乙烯二氧噻吩)的组的材料。
10.根据权利要求1所述的记录载体，其中，掩模层(18)包括有机染料。
11.根据权利要求1所述的记录载体，其中，掩模层(18)包括加热时经历相变的材料。
12.根据权利要求1所述的记录载体，其中，掩模层(18)包括一旦加热即混合由此改变透明度的双层系统。
13.一种将图像记录到记录载体(10)上的方法，所述记录载体具有多个叠层(12，14，16，18)，所述叠层包括至少一个有色像素图案层(14)和至少一个在有色像素图案层的至少一个区域之上的掩模层(18)，掩模层区域内的光学透明度通过激光束加热掩模层区域发生改变，其特征在于，至少一个热障层(16)设置在有色像素图案层与掩模层之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，使用了光学记录器中提供的散焦激光束。
15.一种用于将图像记录在根据权利要求1到12任意其中之一所述的记录载体上的光学记录器。
全文摘要
本发明提供了一种记录载体(10)和一种用于将图像记录在记录载体(10)上的方法。有色像素图案层(14)上设置有掩模层(18)，其光学透明度可通过激光束(24)加热而改变。为了保护有色像素图案层(14)不受到激光束(24)施加的热的损害，有色像素图案层(14)与掩模层之间提供有热障层(16)。
文档编号G11B7/24GK1946562SQ200580012422
公开日2007年4月11日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月20日
发明者E·R·梅恩德斯, A·米杰里特斯基 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司