專利名稱：光學存儲介質及用于記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的相應設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用超分辨率近場結構效應(super resolution near field structureeffect)在只讀區(qū)域中以高數(shù)據(jù)密度來存儲數(shù)據(jù)的光學存儲設備，特 別是光盤，且還涉及用于對該存儲介質記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的設備。
背景技術：
光學存儲介質是以光學可讀取方式例如借助激光束來存儲數(shù)據(jù)的介質， 以及在讀取數(shù)據(jù)時與激光器集成在拾取器內的光電探測器用于探測該激光 束的反射光。與此同時大量種類的光學存儲介質是已知的，其用不同的激光 波長來工作，且其具有不同尺寸用于提供從低于1千兆字節(jié)直到50千兆字 節(jié)(GB)的存儲容量。例如，格式包括只讀格式，例如音頻CD和視頻DVD; 一次寫入光學介質，例如CD-R和DVD"R、 DVD+R;以及可再寫格式，例 如CD-RW、 DVD-RW、 DVD+RW和DVD-RAM。數(shù)字lt據(jù)在介質的一層或 者多層內沿著軌道存儲在這些介質上。
具有最高數(shù)據(jù)容量的存儲介質目前是藍光盤(BD),其允許存儲50GB在 雙層盤上。目前可以得到的格式為只讀BD-ROM、可再寫B(tài)D-RE以及一次 寫入BD-R盤。使用405nm激光波長的光學拾取器用于藍光盤的讀寫。在藍 光盤上使用320nm的軌道節(jié)距和從2T到8T+9T的標記長度，這里T是溝道 位長度，且其對應于138 ~ 160nm的最小標記長度?？稍賹態(tài)D-RE盤基于包 含相變層的相變技術，該相變層使用例如AglnSbTe或者GeSbTe的化合物。 例如通過互聯(lián)網(wǎng)www.blu-raydisc.com從藍光組可以得到關于藍光盤系統(tǒng)進 一步信息。
具有超分多爭率近i易纟吉4勾(super resolution near-field structure, Super函RENS)
的新光學存儲介質提供這樣的可能性，即，在一個尺度內使光學存儲介質的 數(shù)據(jù)密度與藍光盤相比增加四倍。這通過所謂的Super-RENS結構或層是可 行的，其置于該光學存儲介質的數(shù)據(jù)層之上，且其顯著地減少了用于對光學 存儲介質讀或寫的光點的有效尺寸。該超分辨率層也稱為掩模層，因為其布置在數(shù)據(jù)層之上且只有激光束的高強度中心部分可以穿透該掩模層。
該Super-RENS效應允許記錄和讀取存儲在光盤的標記中的數(shù)據(jù)，該標記具有低于用于在盤上讀或寫數(shù)據(jù)的激光束的分辨率極限的尺寸。已知，激光束的分辨率衍射極限約為lambda/(2xNA)，其lambda是波長且NA是光學拾取器的物鏡的數(shù)值孔徑。
從WO 2005/081242和US 2004/0257968已知這樣的Super-RENS光盤，其包含由金屬氧化物或聚合物化合物形成的超分辨率近場結構，以及由GeSbTe或AglnSbTe基相變材料形成的用于記錄數(shù)據(jù)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的相變層。超分辨率光學介質的另外示例描述于WO 2004/032123以及Tominaga et al.，Appl. Phys. Lett. Vol. 73， No. 15， 12 October 1998。
對于復制的DVD,已知在內部導入?yún)^(qū)域的定義區(qū)域內寫入單獨代碼，該導入?yún)^(qū)域已知為燒錄區(qū)(burst cutting area, BCA)，如DVD物理規(guī)格的附錄K所描述。BCA通過非常強的激光器，例如通過ND:YAG或C02激光器來產生，該激光器灼燒并變暗預記錄DVD的相應內部區(qū)域中的鋁或其它反射性金屬層。由該方法產生的標記為大約IO微米寬乘以1200微米長的條形，且提供條形碼形式的代碼，該代碼包含多達188個字節(jié)。
DVD播放器可以這樣讀取BCA代碼，即，以恒定角速度(1440 rpm)旋轉，將光學拾取器移動到BCA區(qū)域，聚焦在數(shù)據(jù)表面上，以及使用特殊解碼電路來解碼與普通DVD HF數(shù)據(jù)信號相比頻率低得多的條形碼信號。燒錄區(qū)內的特定代碼可以用于拷貝保護或序列化系統(tǒng)。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明光學存儲介質包含只讀區(qū)域和可記錄區(qū)域。該只讀區(qū)域至少包含基板層、數(shù)據(jù)層以及形成用于提供超分辨率近場效應的掩i^層，這些層布置為層的堆疊。該可記錄區(qū)域至少包含具有用于提供循跡信息給拾取器的循跡結構的層，以及提供給該只讀區(qū)域的掩模層，且該掩模層覆蓋具有循跡結構的層以使用該掩模層作為可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層。該可記錄區(qū)域的循跡結構設計為用于使用比該只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)密度低的數(shù)據(jù)密度來寫數(shù)據(jù)。在優(yōu)選實施例中該掩模層包含用于提供超分辨率近場效應的相變材料。
光學存儲介質特別是光盤，且在優(yōu)選實施例中，可記錄區(qū)域為該光盤的內部區(qū)域，例如保留區(qū)域(reservedarea),其不包含任何只讀數(shù)據(jù)。因此這種
5光盤給用戶提供這樣的可能性將任何用戶特定數(shù)據(jù)寫到包含只讀數(shù)據(jù)的光
盤(ROM disc)上。
用于從光盤記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的設備包含拾取器單元，該拾取器單元提
且使用這一激光束在該可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層上記錄和/或讀取數(shù)據(jù)。該拾取器單元具體地包含依據(jù)藍光盤系統(tǒng)的具有405nm波長的藍光盤型拾取器，且其具有通過提供超分辨率近場效應(Super-RENS)足以從ROM數(shù)據(jù)層讀取數(shù)據(jù)的功率。
在優(yōu)選實施例中，該光學存儲介質是Super-RENSROM盤，該盤包含可記錄區(qū)域中的循跡結構，該循跡結構具有用于提供循跡信息的槽/臺結構或者壓制坑結構，且該循跡結構的軌道節(jié)距等于藍光盤系統(tǒng)的軌道節(jié)距。只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)層的軌道節(jié)距也有利地依據(jù)藍光盤系統(tǒng)，用于通過利用Super-RENS效應使用藍光系統(tǒng)拾取器來讀取數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)。


下文參考示意圖示例性地更詳細解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該示意圖示
出
附圖 以斷面圖示出包含ROM數(shù)據(jù)層和超分辨率掩模層的光學存儲介質的一部分。
具體實施例方式
在圖中示出的存儲介質l，即本實施例中的光盤，包含第一區(qū)域即只讀區(qū)域，該只讀區(qū)域具有例如聚碳酸酯層的基板層2,該基板層代表基層，數(shù)據(jù)層3布置在該基板層上。數(shù)據(jù)層3即壓制數(shù)據(jù)層包含只讀(ROM)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)層布置為例如具有反射性金屬涂層的壓花(embossed)坑結構。在數(shù)據(jù)層3上方布置掩模層4，該掩模層包含例如用于提供超分辨率近場效應的相變材料。其它材料也可以用于提供超分辨率近場效應?？梢允褂美鏏glnSbTe或者GeSbTe的化合物作為相變材料。該圖以第一區(qū)域的斷面圖示出光盤1。
有利地在掩模層4的上方和下方布置保護層5,該保護層包含例如硫化鋅和二氧化硅材料ZnS-Si02。這些層2~5布置為堆疊并被用于保護光盤1
6的覆蓋層6覆蓋。為了讀取數(shù)據(jù)層3的數(shù)據(jù)，從該圖的頂部應用激光束，穿透覆蓋層6。
光盤1另外包含第二區(qū)域、可記錄區(qū)域以及具有用于為光學拾取器提供循跡信息的循跡結構的層，圖中未示出。具有循跡結構的層也被掩模層4覆蓋。因為掩模層4包含相變材料，這一層應用并使用到第二區(qū)域中作為可記錄數(shù)據(jù)層。可再寫區(qū)域有利地為光盤1的保留區(qū)域，例如內部區(qū)域。循跡結
體地也可包含如用于可記錄藍光盤(BD-RE盤)的層結構。
光盤1的只讀區(qū)域為例如Super-RENS ROM型盤，其設計為使用用于ROM數(shù)據(jù)的讀取的藍光型拾取器來讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)層3的數(shù)據(jù)密度因此可以用至少為高于當前藍光盤三或者四倍的數(shù)據(jù)密度來布置。
為了提供當前相變材料例如AglnSbTe或者GeSbTe的超分辨率近場效應，在使用405nm的藍色激光二極管時，取決于光盤的旋轉速度，約1毫瓦(mW)特別是0.1 ~5mW范圍的激光功率是足夠的。因此，相同的相變層可用于該光學存儲介質，該相變層應用在只讀區(qū)域內作為用于數(shù)據(jù)層的掩模層，用于在該光學存儲介質的可記錄區(qū)域內應用作為數(shù)據(jù)層。對于這兩個區(qū)域，可以有利地使用這樣的拾取器，其使用相同光波長，特別是具有405nm波長的藍光。
已知，上文提到的這種相變材料在使用用于提供超分辨率近場效應所需的激光功率來照射時的位置保持在結晶相。因此，使用稍微更高的激光功率，例如1 ~5mW，數(shù)據(jù)軌道也可以被寫在以非晶標記的形式布置在該光學存儲介質的可記錄區(qū)域內的相變材料上。
該光學存儲介質的只讀區(qū)域可以具有例如提供該數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)信息的特定壓制坑，該數(shù)據(jù)層具有軌道節(jié)距，其也被用為可記錄區(qū)域的循跡結構。具體而言，依據(jù)藍光盤系統(tǒng)的320nm的軌道節(jié)距可以兼用于只讀區(qū)域和可記錄區(qū)域?？捎涗泤^(qū)域的循跡信息必須足夠大，從而是可讀的和可寫的而不使用超分辨率近場效應。
對于只讀區(qū)域，例如具有320nm的軌道節(jié)距的槽/臺結構備選地用于提供用于拾取器的循跡。該槽/臺結構于是也可以用于可記錄區(qū)域作為循跡結構。可寫在該可記錄區(qū)域中的數(shù)據(jù)的標記長度當然大于該只讀區(qū)域中存在的數(shù)據(jù)的標記長度，因為超分辨率近場效應未應用到該可記錄區(qū)域內。例如可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)的標記長度與藍光盤系統(tǒng)的2T標準標記長度一致，或者可
以更大。
為了讀取可記錄區(qū)域中的數(shù)據(jù)，必須使用低激光功率從而不破壞包含在
相變層中的數(shù)據(jù)，取決于光盤的旋轉速度，特別是低于lmW的激光功率。用于讀取可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)的激光功率可對應于例如用于當前BD-RE盤的激光功率。具體而言，拾取器單元可以使用范圍在0.5 5mW的激光功率來讀取只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)，范圍在l~5mW的激光功率來在可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)，以及低于lmW的激光功率來讀取可記錄區(qū)域中的數(shù)據(jù)，均針對單速盤旋轉(single speed disc rotation)而言。拾取器單元可以4吏用相同的激光功率來讀取只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)及在可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另 一方面，只讀區(qū)域的相變材料可以用于在掩模層4上寫附加數(shù)據(jù)。只讀數(shù)據(jù)層的軌道節(jié)距于是必須在320nm的范圍內，或者更大。這里，當具有與BD-RE —致的標記長度的標記可用于寫數(shù)據(jù)時，藍光拾取器單元也可以用于寫數(shù)據(jù)。當然當拾取器單元讀取數(shù)據(jù)層的只讀數(shù)據(jù)時該信息丟失，但是對于為只讀區(qū)域的特殊部分提供獨立標簽而言，在掩模層4上寫附加數(shù)據(jù)可以成為用戶感興趣的特征。例如，用戶可以使用這樣標簽用于電影的最后瀏覽順序，，該標簽在盤改變時保留，且該標簽允許用戶快速找到他想繼續(xù)瀏覽電影的地方。
用于對光學存儲盤1記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的設備包含拾取器單元，該拾取器單元提供光束，該光束具有足夠強的以通過使用超分辨率近場效應從只讀區(qū)域讀取數(shù)據(jù)的強度，以及足夠強的以在可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層上記錄數(shù)據(jù)的強度。例如，拾取器可以使用范圍在0.5 5mW的激光功率來讀取只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)，范圍在l~5mW的激光功率來在可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)，以及低于lmW的激光功率來讀取可記錄區(qū)域中的數(shù)據(jù)，均針對單速盤旋轉而言。為了這一目的，具體而言可以使用包含依據(jù)藍光盤系統(tǒng)的藍光盤拾取器的拾取器單元。該拾取器具體使用相同的激光波長用于只讀區(qū)域以及用于可記錄區(qū)域。
該設備另外包含用于識別光盤上的只讀區(qū)域的裝置，對于利用超分辨率近場效應而言足夠的激光強度提供到該裝置；以及用于識別光盤上可記錄區(qū)域的裝置，用于以比只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)密度低的數(shù)據(jù)密度在該可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)。因此，控制和信息位可以被包含在只讀區(qū)域以及可記錄區(qū)域的開始，
8或者對于這兩個區(qū)域都位于光盤的內部軌道上。
本發(fā)明的在只讀區(qū)域內包含數(shù)據(jù)的該光學存儲介質因此給用戶或者制造商提供了在存儲介質上存儲用于各種應用的附加數(shù)據(jù)的可能性。本發(fā)明的其它實施例也可以由本領域技術人員實施而不背離本發(fā)明的精神和范圍。本
在此處所附的權利要求中。
權利要求
1.光學存儲介質，包含只讀區(qū)域，具有布置成層(2～4)的堆疊的基板層(2)、數(shù)據(jù)層(3)以及用于提供超分辨率近場效應的掩模層(4)，以及可記錄區(qū)域，包含具有用于提供循跡信息的循跡結構的層，所述循跡結構被所述掩模層(4)覆蓋，以使用所述掩模層(4)作為所述可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層，所述循跡結構設計為使用比所述只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)密度低的數(shù)據(jù)密度來寫數(shù)據(jù)。
2. 如權利要求1所述的光學存儲介質，其中所述只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)密度 低于相應光學拾取器的光學分辨率極限，以及其中所述可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)密度高于所述光學拾取器的光學分辨率極限。
3. 如權利要求1或2所述的光學存儲介質，其中所述光學存儲介質為 光盤(l)，以及其中所述可記錄區(qū)域為所述光盤(l)的保留區(qū)域，特別是所述 光盤(l)的內部區(qū)域。
4. 如權利要求l、 2或3其中一項所述的光學存儲介質，其中所述可記及其中所述循跡結構的軌道節(jié)距等于藍光盤系統(tǒng)的軌道節(jié)距。
5. 如權利要求4所述的光學存儲介質，其中所述循跡結構包含壓制坑 結構，以及所述壓制坑結構的坑長度等于或者大于藍光盤系統(tǒng)的2T標準標 記長度。
6. 如權利要求3至5其中一項所述的光學存儲介質，其中所述只讀區(qū) 域的數(shù)據(jù)層(3)的軌道節(jié)距是依據(jù)藍光盤系統(tǒng)，用于通過利用超分辨率近場效 應使用藍光拾取器來讀取所述數(shù)據(jù)層(3)的數(shù)據(jù)。
7. 如權利要求1至6其中一項所述的光學存儲介質，其中所述只讀區(qū) 域的掩模層(4)和所述可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層由相同材料組成，例如由諸如 AglnSbTe或者GeSbTe的相變材料組成。
8. 用于對如權利要求3至7其中一項所述的光盤記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的 設備，其中所述設備包含拾取器單元，所述拾取器單元提供激光束用于從所 述光學存儲介質的具有超分辨率近場層的只讀區(qū)域讀取數(shù)據(jù)，以及使用所述 激光束在所述可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層上記錄和/或讀取數(shù)據(jù)。
9. 如權利要求8所述的設備，其中所述拾取器單元使用足以從所述只 讀區(qū)域讀取數(shù)據(jù)的激光強度通過利用超分辨率近場效應來讀取所述只讀區(qū) 域的數(shù)據(jù)，以及使用足以在所述可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層上記錄數(shù)據(jù)的強度。
10. 如權利要求8或9所述的設備，其中所述拾取器單元使用0.5 ~ 5mW 范圍內的激光功率來讀取所述只讀區(qū)域的數(shù)據(jù)，使用1 ~ 5mW范圍內的激光 功率在所述可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)，以及使用低于lmW的激光功率來讀取所 述可記錄區(qū)域中的數(shù)據(jù)，均針對單速盤旋轉而言。
11. 如權利要求8、 9或10所述的設備，其中所述拾取器單元包含依據(jù) 藍光盤系統(tǒng)的藍光盤型拾取器，以及其中所述拾取器對兩個區(qū)域使用相同的 激光波長。
12. 如權利要求8至11其中一項所述的設備，包含用于識別所述光 盤上的只讀區(qū)域的裝置，對于利用超分辨率近場效應而言足夠的激光強度提 供到所述裝置；以及用于識別所述光盤上的可記錄區(qū)域的裝置，所述可記錄 區(qū)域包含具有用于提供循跡信息的循跡結構的層，用于以比所述只讀區(qū)域的 數(shù)據(jù)密度低的數(shù)據(jù)密度在所述可記錄區(qū)域上寫數(shù)據(jù)。
全文摘要
光學存儲介質(1)包含只讀區(qū)域，具有基板層(2)、數(shù)據(jù)層(3)以及具有用于提供超分辨率近場效應的相變材料的掩模層(4)，這些層布置為層的堆疊；以及可記錄區(qū)域，包含具有用于提供循跡信息的循跡結構的層。該循跡結構被掩模層(4)覆蓋，用于使用該掩模層作為可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層。該光學存儲介質具體地為光盤，該可記錄區(qū)域為該光盤的保留區(qū)域和/或內部區(qū)域。用于從光盤記錄和/或讀取數(shù)據(jù)的設備包含拾取器單元，該拾取器單元提供激光束用于從光學存儲介質的具有超分辨率近場層的只讀區(qū)域讀取數(shù)據(jù)，且使用這一激光束在該可記錄區(qū)域的數(shù)據(jù)層上記錄和/或讀取數(shù)據(jù)。該拾取器單元具體地包含依據(jù)藍光盤系統(tǒng)的藍光盤型拾取器。
文檔編號G11B7/007GK101558447SQ200780046265
公開日2009年10月14日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權日2006年12月15日
發(fā)明者蓋爾·皮拉德 申請人:湯姆森特許公司