45 584 3 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（I ) 發明範圍 本發明係關於-種光學記錄媒體，以具有一預定波長之 輻射光束來寫入及讀取資料，包含-記錄層，#受到-輻 射光束知、射時孩記綠層會於一第一及—第二狀態間改變， 且以1¾第-狀態中某—區域之第二狀態的寫人記號來代 表琢記錄資料，該等記號係設置於包含一導向凹槽（guide groove)之記綠軌道上’該導向凹槽則具有某一深度以及因 光反射自記錄軌道上苛笛 „ k上忑罘一狀態 < 某一區域與記錄軌道上 該第^狀態之某-區域間而產生之第—光相位差，該第一 光相It差係以增強該第—狀態中介於記錄軌道間某一區域 與該第-狀態中^記綠軌道上某—區域之光相位差。 發明.背景 資料可以具有—料寫頭之掃描裝置於記錄媒體中加以 儲存起fm寫頭將一輕射A束聚焦在該媒體之資料層 上，並猎由來自軌道上凹槽之軌道資料將資料記錄至一未 寫入之軌道’當该媒體係圓磁碟形，該凹槽則爲圓形或 螺旋:，而該軌道資料則以—徑向軌道誤差信號之形式表 現^來n目對較高功率之輕射光束以代表欲寫入資料 乙一信號加以調變時’肖資料則以光學上可偵測之記號的 :1被寫入執道中，在讀取資，時該#射光束則相對有一 較低，功率’當該光束自該層反射回來時，同時也已 被以等5己號加以調變完a:在f取時’該軌道資料則可自 該凹槽或原寫入之資料中加以取得。 依據則段所述之光學記錄媒體實已見於日本專利申請案 -4*- 本紙張尺細中國 —：--.·------t------’玎 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 455843第86118670號專利申請案 Α7 ϋ 中文說明書修正頁(88年6月） Β7 ζ lf;:£a實質内， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 一-——- JP-A 5 174380號’該媒體包含埋置有記錄層的光學性薄層 之堆疊區，調整與該記錄層相鄰之堆疊區中透明層的厚 度，使得介於軌道中未曾記錄和已記錄區域之第一光相位 差，得以增強該第一狀態中介於記錄軌道間某一區域與該 第一狀態中於記錄軌道上某一區域之光相位差，相位差間 之關係則增加來自被掃描記號的資料信號。此種已知記錄 媒體之缺點在於；當掃描裝置使用所謂的相位偵測方法自 寫入該資料層的記號來取得一軌道信號時，常常不能正確 地找到軌道。使用高頻相位偵測來取得軌道資料的方法也 已見於其他如美國專利第4 785 441號中。 發明概述 本發明的目的’在於提供一種光學記錄媒體，以便於根 據相位偵測方法與該凹槽可以自該寫入之記號中得到軌道 資料。 當上述之記錄媒體具有下列兩個特性時即可達成本發明 之目的：該導向凹槽之深度係於波長1/24至1/7倍範圍 内’以及該第一光相位差係於0.4至2.0徑度量（radian)之 範圍。相位偵測方法所要求的是一相對較淺的凹槽，最小 的凹槽深度係由一條件所限制一掃描裝置必須能由其中可 獲得到軌道資料。凹槽深度係給定為在該記錄媒體内以波 長為單元的機械性深度。該凹槽深度及該第一光相位差之 相互組合形成一參數範圍，依據相位偵測方法可以自其中 正確地得到軌道資料。 該第一光相位差最好係於〇4至1.1徑度量之範圍中，當 一媒體之相位差小於此數值時，利用相位偵測方法所得到 -5- 本紙張尺度適财ϋϋ家標準（CNS)赠21()><297公着^ ~~ (請先閩讀背面之注意事項再填寫本页) 策- 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 的軌道信號就會呈現出不對稱性。當輻射光束聚焦低於或 高於該記錄層時，此一不對稱性就會造成軌道信號的振幅 不相同，可利用公式（X-Y)/(2Z)來量度此一不對稱性，其 中X係爲當該輻射光束聚焦於該資料層上方i um處，利 用相位偵測方法所得的軌道誤差信號之最大値；γ係爲當 該II射光束聚焦於該資料層下方1 u m處，利用相位偵測 方法所得的軌道誤差信號之最大値；Z係爲當該輕射光束 正好聚焦於該資料層時’利用相位偵測方法所得的軌道誤 差信號之最大値。 相位偵測軌道信號之品質可準一步加以改善，即控制— 光強度反射在記錄軌道之第二狀態某一區域與反射在記錄 軌道之第一狀態某一區域的比値大於〇· 15，這樣的媒體稱 爲弱光寫入（dark-writing)媒體；對所謂強光寫入（whhe-writing) 媒 體而言 ，其 光強度 反射在 記綠軌 道之第 —狀能 某一區域與反射在έ己綠軌道之弟一狀態某一區域的比値則 最好係大於0.15 ’當對於弱光寫入及強光寫入媒體而言， 當此比値都在0.3至0_5的範圍内時，利用相位偵測法所獲 得軌道信號的對稱性就比較好。 對於一弱光窝入媒體而言，該光強度反射在記綠軌道之 第一狀態某一區域最好係大於—0.15，以使得自該資料層反 射回來的輕射光東中能獲得^圭之資料信號；對於—強光 窝入媒體而言，該光強度反射在記綠軌道之第二狀够某一 區域最好係大於0.15。 在該資料層中之凹槽可用來儲存例如用以觸及該資料的 -6 - 本紙掁尺度適用中國國家標準（CNS) Α4规格（2!〇Χ297公釐） ---；------裝------訂------泉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5 584 3 A7 ---—____ B7 五、發明説明（4 ) 一~~ 位址資料，這種資料可以以暫時的形式儲存於該凹槽處， 孩凹槽深度最好係於該輻射光束波長丨/丨2至i / 7範圍間。 琢媒體之光相位差可利用將記錄層埋置於一層層的光學 薄層之堆螢區中並碉整這些薄層的厚度來造成，當該記錄 層的材吳於第一狀態中折射係數之虛部大於3 4時，這種 堆置區之設計爲很容易做到的。 孩死綠層的材質最好是屬於相位可變式（phase_change type)的材免’ $於一結晶層（crysta丨Hne iayer)上寫入非結 晶態的記號（amorphous mark)則可大大提昇資料寫入速 度，而這種情形下該第一狀態係一結晶態而該第二狀態則 係一非結晶態。 — 由以下將介紹之實施例中，可將本發明之各種利用方式 充份顯示及闡明出來。 圖示説明 圖1顯示本發明記錄媒體之橫截面圖； 圖2顯示該媒體記錄層之平面圖： 圖3顯示本發明作爲掃描媒介之掃描裝置； 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 — ：------ΐ衣------1Τ (請先閔讀背面之注意事項再填寫太頁) 圖4A顯示用以形成一推挽式徑向軌道誤差信號之裝置 電路圖；以及 圖，4B顯示用以形成一赴角時間差（diag〇nal iiine_ difference，DTD)式徑向軌道舉差信號之裝置電路圖。 .—m 發明之詳細説明 如圖1所示’本發明之資料記錄媒體1係以具有預定設計 波長之聚焦輻射光束來寫入及讀取資料，媒體1包含一透 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210 X 297公楚） 455843 A7 B7 五、發明説明（5 ) 明基座（substrate) 2與一記錄層（recording layer) 3，該記 錄層可由一輻射光束以透過基座2的方式加以掃描，記綠 層3則被埋置於基座2上一層層光學薄層所構成之堆疊區 (stack) 4中’堆疊區包含由靠近基座側之一透明干涉層 (interference layer) 5、記錄層3 '另一干涉層6以及一反 射層（reflective layer) 7，並由一保護層（protective layer). 8將堆疊區4與週遭環境隔絕起來以免受其影響β 基座2包含蝕有刻痕之凹槽·圖案於安置有堆疊區4之侧， 對於圓磁碟形的媒體而言，該凹槽圖案係圓形或螺旋形之 凹槽。從堆疊區所在側來看，窣凹槽圖案於基座中所形成 之凹陷部份稱爲凹槽（groove) 9，從同方向來看，該凹槽 圖案所形成之凸起部份稱爲隆凸（land) H 〇，堆疊區4中各 層厚度是如此的薄以致於基座2中凹槽圖案也顯現於記錄 層3之中。
實施例I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -- If .^1 4^1 I— -I - i— n - - 1 - T 09 、v9 (請先閏讀背面之注$項界填寫本頁) *己綠媒體之基座是由聚合碳（P〇lycarb〇naj;e，ρ〇所構 成’折射係數爲1.58，設計使用之波長爲670 nm ;干涉 層5厚度爲90 nm ’由80%之硫化鋅（ZnS)和20 %之二氧 化矽（Si〇2)所構成’折射係數爲2 1 3 ;記錄層3厚度爲3 〇 nm’由鍺銻碲化合物（GeSb2Te4)之相位可變式材質所構 成’折射係數於非結晶態^4.26-i 1.69，於結晶態爲 4_44-i j.〇8 ;干涉層6厚度爲30 nm，其與干涉層5之材 裔相同；反射層7厚度爲1〇〇 ttm ’由鋁合金構成，折射 係數爲1.98-i 7.81。凹槽9的厚度爲40 nm，寬度爲5〇〇 -8 - 本紙張尺度適用中ϊϊί"標皁（CNS)六4齡（训乂別公楚）- -----
Ui 4 5 534 3 8^6. 2 8修正 補充 第86118670號專利申請案 A7 中文說明書修正頁(88年6月)_B7 克、發明説明（6 ) nm，而凹槽間距也就是記錄軌道間距為9〇〇 nm。 I n^— m t—^1 ·11 nn I'^i/x. ^^^1 ^^^1 n^i I 3.-¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2顯示出具有凹槽9和隆凸1〇之記錄層3的一部份，資 料係寫入於凹槽中’記錄層3最初係為結晶態，在寫入的 過程中記錄層上即產生一非結晶態的區域1丨（稱為記 號），該等記號的長度和位置則代表了記錄於媒體上的資 料，堆疊區4中記錄層之非結晶態區域的光強度反射為 0.07 ’堆疊區4之結晶態區域的光強度反射為〇.丨8，非結 晶態反射比上結晶態反射之比值因而為0.39，兩種光強度 反射係由聚焦之輻射光束於沒有凹槽的區域中量測而得。 於軌道内之結晶態區域所得光反射（圖2中標示為，a，者） 比起於軌道之間亦為結晶態4) ’之區域，在相位上提前了 1.2控度I，於軌道内之非結晶態區域所得光反射（圖2中 標示為1 c 1者）比起於軌道上亦為結晶態之區域，在相位上 提前了 〇‘6徑度量’因此隆a和凹槽之間的相位差則為記 號與記號之間區域的相位差所相對增強加大，若不如此擺 置，則凹槽的有效深度將於有記號之位置所增強加大。 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚
推挽式軌道誤差信號之最大量測值，相當於具有為求得 最大推挽式信號而將深度作最加化考量的媒體中所得數值 之9 0 %，右以下面將介紹之知描裝置來量測，則相位憤測 轨道誤差信號之最大值為0.24 ’軌道誤差信號的數值係以 記錄媒體中用來窝入資料之頻道時脈周期（channel cl〇ck period)^基礎作正規化（normalize)後之時間差β 實施例I I 記錄媒體之基座在此也是由聚合碳（PC)所構成，折射 -9 - 本紙張尺度適用令國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 455843 A7 B7 年 第86118670號專利申請案 中文說明書修正頁(88年6月） 五、發明说明（7 ) β ^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^—^1« HH I - -1 ^—>1 ^^^^1 (請先閲讀背面之注意事項再填窩本頁) 係數為1.5 8 ’设計使用之波長為6 7 0 n m ;堆疊區之各層 構造如同圖1所示，干涉層5厚度為95 nm，由80%之硫 化鋅（ZnS)和2 0 %之二氧化沙（Si〇2)所構成，折射係數為 2.13，圮錄層3厚度為25 nm，由緒鋒碑化合物（Gesb2Te4) 之相位可變式材質所構成，折射係數於非結晶態為4 26“ 1.69 ’於結晶態為4_44-i 3.08 ;干涉層6厚度為35 nm，其 與干涉層5之材質相同；反射層7厚度為1〇〇 nm，由銘合 金構成，折射係數為1.98-i 7.81。凹槽9的厚度為5 5 n m，寬度為400 n m，凹槽間距為900 n m。 資料係以非結晶έ己號的形式寫入於凹槽之結晶態環境 中，堆疊區4中之非結晶態區域的光強度反射為〇 〇5，堆 叠區4之結晶態區域的光強度反射為〇. 16，非結晶態反射 比上結晶態反射之比值因而為0.3 1，此兩個數值皆於沒有 凹槽的區域中量測而得。 於軌道内之結晶態區域所得光反射（圖2中標示為，a，者） 比起於軌道之間亦為結晶％之區域，在相位上提前了 1 6 徑度量，於軌道内之非結晶態區域所得光反射（圖2中標示 為’ c '者）比起於軌道之間亦為結晶態之區域（圖2中標示為 者），在相位上提前了 0.7徑度量。 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 推挽式軌道誤差信號之最大量測值，相當於具有為求得 最大推挽式信號而將深度作最加化考量的媒體中所得數值 之9 5 %，而相位偵測軌道誤差信號之最大值為〇 24。
實施例III 記綠媒體之基座在此也是由聚合碳（PC)所構成，折射 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 4 5 5 8 4 3 A7 B7 年ί!日 ____ V. 第86118670號專利申請案 中文說明書修正頁(88年6月） 五、發明説明（8 ) I I In n^i I— I 1^1 ^^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 係數為1.58，設计使用之波長為67〇 nm ;堆疊區之各層 構造如同圖1所示，干涉層5厚度為7〇 nm，由8〇%之硫 化鋅（ZnS)和20%之二氧化矽（Si〇2)所構成’折射係數為 2.13 ,記綠層3厚度為25 nm，由鍺銻碲化合物（GeSb2Te4) 之相位可變式材質所構成，折射係數於非結晶態為4 4〇^ 1.96，於結晶態為4‘65-i 3.81 ;干涉層6厚度為25 nm，其 與干涉層5之材質相同；反射層7厚度為1〇〇 nm，由鋁合 金構成’折射係數為1.98-i 7.81 凹槽9的厚度為51 nm ’寬度為500 nm ’凹槽間距為87〇 。 Η料係以非結晶態記號的形式寫入於凹槽之結晶態環境 中，堆疊區4中之非結晶態區域的光強度反射為〇 〇43，堆 疊區4之結晶態區域的光強度反射為〇. 17，非結晶態反射 比上結晶反射之比值因而為〇 25，此兩個數值皆於沒有 凹槽的區域中量測而得。 於軌道内之結晶態區域所得光反射（圖2中標示為，a _者） 比起於軌道之間亦為結晶態之區域，在相位上提前了 15 徑度量，於軌道内之非結晶態區域所得光反射（圖2中標示 為_ c 1者）比起於軌道上為結晶態之區域，在相位上提前了 0.8徑度量。 經濟部中央標準局負工消费合作社印笨 推谠式軌道誤差信號之最大量測值，相當於具有為求得 最大推挽式信號而將深度作最佳化考量的媒體中所得數值 足9 5 %，而相位偵測軌道誤差信號之最大值為〇3。 雖然上述本發明三個實施例之記錄媒體係以非結晶態之 记號寫入結晶態的周遭環境中，本發明同樣可適用於以結 -11 本紙張从通财nil緖準（CNS ) M規格⑼㈤97公幻 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 45 584 3 A7 B7 五、發明説明（9 ) 晶態之記號寫入非結晶態周遭環境中之記錄媒體；衣發明 亦不只限於將記錄訊息寫入凹槽之記錄媒體，其同樣可適 用於將記綠訊息寫入凹槽間之隆凸之記錄媒體。堆疊區4 可以有各種不同形式，也可以於圖1之基座2與堆疊區4中 干涉層5之間再加入一反射層，同樣也可於堆疊區與基座 間再加入干涉層與反射層，堆憂區也可僅包含3、4、5 層，如此之堆疊設計很適合用於僅窝入一次之記錄媒體， 記錄層的材質可爲相位可變式材質、染料（dye)或適合以 光學方式窝入資料的其他材質。 掃瞒裝置 _ 圖3顯示適合於本發明中用來於該媒體中寫入及讀取資 料之一光學掃瞄裝置，圖上顯示了記錄載體1之一部份， 其包含了在凹凸形狀中以凸起之部份所代表的資料，該資 料層經由基座2而被掃瞄，而該記錄載體也可包含不止一 層之資料層而排列成一層層之堆疊結構。 掃瞄裝置包含可發出輻射光束13之一輻射光源〗2，舉 例而言，可爲一種半導體型雷射，該輻射光束經由一接物 鏡系統1 4而聚焦於資料層3，圖中爲簡化起見僅以單—透 鏡來表示，由資料層反射回之輕射光束經由一分光儀被導 向至一偵、測系統1 5，該分光儀可爲一半穿透式平台，— 繞射光栅（diffraction gratjng)或者具極化依賴性 (polarization-dependent)，該偵測系統將入射光束轉化成一 個或多個電子信號及控制信號，而該電子信號則饋入一電 子式電路16中以得出代表自該記錄載體讀出資料之一資 -12- 本紙張尺度適用t囡國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I n I— I— I n n n l J— u .^1 n T n 1 n . I ! --- 0¾ ,1'y (請先閱讀背面之注意事項再填寫本肓) 455843 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) - 料信號Si。該徑向軌道誤差信號1爲控制信號之―，代表 該卷射光束於該資料平面所形&光點《中心至,!被掃睹軌道 之中心線之間的距離；聚焦誤差信號Sf爲另—控制信號， 代表該輻射光束之焦點與該資料平面之距離，此兩個誤差 L號則被積入用以控制該輻射光束的焦點位置之一伺服電 路（servo circuit) 1 7。由圖中可知焦距的控制是根據該焦 距誤差信號，將接物鏡系統1 4依其光學軸方向移動，·而 极向軌逍調整是根據該徑向軌道誤差信號，將接物鏡系統 依垂直於軌道的方向移動，在寫入時，該輻射光源的強度 則由記錄資料來加以調變。 圖4顯示出·ί貞測系統1 5之電路結構’以及由侦測信號如 何取得一徑向軌道誤差信號之相關電子式電路16之部份 圖示。圖4Α顯示依據該推挽式方法來取得一徑向軌道誤 差信號之電路設計，該偵測系統1 5包含一具有四個輕射 光感應偵測元件A、Β、C和D之四相偵測器（quadrant detector) ’由偵測元件A和B所得的偵測信號於放大器i 8 中相加並放大，相同地，由偵測元件C和D所得的偵測信 號於放大器1 9中相加並放大，放大器1 8和1 9的輸出則連 至一差動放大器20中以形成兩個輸入信號的差値，差動 放大器20的輸出信號即爲該_推挽式徑向軌道誤差信號
Sr(PP)，此一誤差信號非常噢合用來控制徑向軌道伺服電 — ~~ ^ _ 路中具有未被窝入記號之軌道的記錄媒體。 圖4 B顯示依據高頻相位偵測方法來取得一徑向軌道誤 差信號之電路設計，由偵測系統1 5之偵測元件A和C所得 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I--.^------ΐτ------Λ (請先閏讀背面之注意事項再填寫本ί ) 455843 A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（11 的偵測信號於放大器21中相加並放大，放大器2〇之輸出 則饋入切波裝置（slicer) 2 2中，該切波裝置則以一偵測位 準來偵測輸入仏號之位準重疊（level cr〇ssingS)以將輸入信 號數位化。由偵測系統2 0之偵測元件B和D所得的偵測信 號於放大器23中相加並放大，其輸出則連至切波装置24 足輸入端，放大器2 1和2 3的輸出信號可以在分別餚入切 波裝置2 2和2 4之前被等化器依偵測信號波形加以修整， 以便補償掃描裝置光學系統之響應的影響。切波裝置2 2 和2 4之數位輸出信號則饋入相位比較器2 5 ,以便產生和 比較器兩個輸入脈衝間相位有所關聯之輸出信號，比較器 2 5之輸出信號則由濾波器2 6再加以進行低通濾波，濾波 器26之輸出信號Sr即爲依據對角時間差方法（DTD)所得出 之把向軌道誤差信號，此爲相位偵測方法中之一特殊實施 例，此一誤差信號非常適合用來控制徑向軌道伺服電路中 包含寫入記號之記錄媒體。 本發明記錄媒體之記錄軌道也可依其他高頻相位偵測方 法所得到之徑向軌道誤差信號來加以追蹤，例如圖4 B所 示之方法而改以類比方式，或者特別是見於美國專利案序 號4 785 441之類比或數位式之相位偵測方法。 14- &紙張尺度適用中國國家標準（〇\5)六4規格（210乂297公釐 I^、1τ-------'·Λ (請先閲讀背面之注意事項再填茛本頁)