一種可錄式光碟片及相容cdr可錄式光碟片的製造方法

2023-11-03 21:20:57

專利名稱：一種可錄式光碟片及相容cdr可錄式光碟片的製造方法
技術領域：
本發明涉及光碟片領域，特別是指ー種使用雙螺旋軌道格式的高密度可錄式光碟片及其製造方法。
背景技術：
光碟片可以儲存多種格式的資料，是新一代光儲存市場中最便利的儲存媒介，可應用的範圍相當的廣泛，諸如當作圖書館藏、數據備份、電子出版、影像數據儲存、個人醫療
紀錄管理等。可記錄式光碟片在記錄吾人所欲儲存的主要數據時，需要有適當的控制數據，以 控制整個記錄過程。此控制數據可以大概分為兩類，一為參數數據，另ー個為地址信息。參數數據其功能為在記錄之前，先讀取參數數據，以將記錄設備的記錄參數調整成適當的數值，再進行記錄，藉以確保記錄過程不會發生錯誤而能夠順利完成，並確保記錄後的光碟片相容於讀取設備。所謂參數，例如記錄時的雷射功率、記錄數據種類、標稱線速度、開始及最大結束地址等。市售光碟片多將該等參數數據記錄在位於光碟片內側通常稱為導入區(lead inarea)的區域。然而即便是在主要數據記錄區，也可以記錄該等參數數據。地址信息的功能為在記錄過程中，能夠隨時讀取所記錄的地址信息，以確定並控制記錄地址，也方便將不同數據記錄至適當的地址，因此除導入區外，也同時記錄在光碟片的其他區域中。可記錄式光碟片記錄參數數據以及地址信息的方式，可以概分為三種型式第一種，例如現有的⑶R光碟片，其參數數據以及地址信息(絕對時間碼)，均經過通道編碼規劃成為長短相同的數據區塊，之後一個區塊接著一個區塊依序將各數據區塊中的數字數據以22.05KHZ的載波進行頻率調變，最後將調頻信號以軌道左右搖擺(wobble)方式記錄於軌道12中(圖1A)，故一般稱之為軌道預置絕對時間碼，ATIP(AbsoluteTime-code In Pre-groove),其中該搖擺軌道12即為將來使用者信息記錄之處。其他例如⑶RW或是MD(mini disc)也都是使用這種格式。DVD+R/RW碟片則是以載波相位調變方式調變這兩種數據信號(圖1B)。第二種，如早期的MO碟片，其參數數據以類似條形碼的方式記錄於內圈的環狀區域，而地址信息則以將部分軌道中斷形成為坑洞的方式記錄於表頭(Header)區15 (圖1C)。第三種，如DVD-R光碟，是以ー種稱之為LPP (land pre pits，岸臺預置凹坑)的方式(參見美國專利US 6075761)進行記錄(圖1D)。此種LPP方式，是將不連續且很短的小坑洞16，對應記錄軌道搖擺信號的特定相位，刻錄於兩相鄰記錄軌道12中間的平面區(land)。此坑洞數據必須參考軌道搖擺信號相位才可以讀取並解碼。所得到的搖擺信號如圖10所示的，其中位準(level)特別高的三個脈衝即為小坑洞16的所在之處。在內圈導入區中有一區域稱之為控制數據區(control data zone)，在此以LPP方式記錄了參數數據以及地址信息，但其餘區域則僅記錄有地址信息。製造完成的DVD-R在出廠之前，還必須要另行以刻錄機將參數數據以一般正常燒寫方式寫入於控制數據區中。上述第一種記錄方式，如前所述的⑶R、⑶RW、DVD+R/RW或MD等格式，其記錄軌道12本身經過軌道調變，該調變是以左右搖擺變化的方式將控制數據記錄於調變信號中的方法。然而，像CDR及MD這種軌道搖擺以頻率調變記錄的格式，實施於高密度光碟時會發生困難。因為高密度光碟的相鄰軌道之間的距離大幅減少，此種軌道搖擺的方式會因為相鄰軌道太過接近，使得搖擺信號讀取時受到相鄰軌道信號串擾的影響，導致信號的訊噪比(S/N比)降低，故實施時有必要提高搖擺的振幅。然而，提高振幅的方式，雖可略為提高訊躁比，但同時也會提高相鄰軌道信號的串擾。另外，DVD+R/RW的格式為了避免上述問題，而使用相位調變的方式，這樣雖然使用較大的軌道搖擺時，仍不至於因為相鄰軌道信號的串擾而影響到讀取解碼。然而，此種格式最大的缺點如圖IB所示，在相位變換的部份會有軌道方向瞬間改變的情況，此情況在最後讀取數據時，會出現類似軌道中斷的信號變化，因此，此格式不利於記錄數據信號讀取，且會增加讀取時數據的錯誤率。 更甚者，前述的幾種方法都因為軌道搖擺幅度太大，記錄數據時，記錄光點並不是保持在軌道的特定(中心)位置上，換句話說，如圖IlA所示，雷射記錄光點14與軌道中心的偏離度較大，有時會記錄在軌道的靠內側(光碟圓心側)的部位，有時會記錄在軌道的靠外側(光碟邊緣側)的部位。因此所記錄的數據在讀取時，便會有較高的抖動率(jitter)，以及較低的訊噪比。另ー個缺點是軌道的搖擺頻率必須配合將來記錄的數據以及控制數據所必須使用的頻帶範圍，因此使用的頻帶受到限制，而無法使用較高的頻率。而通常此搖擺頻率是作為旋轉速度控制伺服回授信號之用，因此較低的頻率不利於高密度光碟片在高精度控制上的要求。上述第二種記錄方式，是將軌道分為許多段落，在每個段落之前設置表頭區15，並以斷續的坑洞(Pits)記錄控制數據，如前述的早期可錄式光碟，或MO光碟片，以及近期的DVD-RAM等格式。這種記錄方式所記錄的控制數據可以直接讀取光學讀寫頭偵測器的中心孔徑(central aperture ；CA)的電子信號而獲得。然而，這種記錄方式有兩種缺點，ー為軌道被表頭區15中斷，因此不利於需要連續記錄數據的光碟記錄格式，例如CD音樂或是DVD影片等格式。另ー個缺點是為了避免記錄於記錄區的數據因為旋轉速度控制上的不穩定而發生重疊記錄的情形，這種光碟格式必須準備緩衝區(gap)以避免上述情況發生，故記錄密度會減少。而且該緩衝區不能太小，以免無法吸收上述控制不穩定的變化。因為以上的原因，這種格式目前已經很少被採用，當前記錄媒體的主流，多是以連續軌道進行數據記錄的方式。上述第三種LPP的記錄方式，由於LPP必需配合軌道搖擺的相位才能解碼，因此記錄數據的軌道仍需要形成相當位準的左右搖擺，雖說此搖擺可以使用較低的位準，然而，如前所述，相鄰軌道搖擺信號之間的串擾問題，以及因為軌道搖擺而產生記錄數據無法保持於軌道中心進而增加抖動率及錯誤率的問題，僅能減少而無法完全排除。更有甚者，由於該LPP的信號長度相當於最小記錄信號的長度，故記錄信號在讀取時容易被LPP信號串擾影響而誤判。像這樣，如果LPP信號位準太高，則會因為前述串擾等因素，影響讀取信號的正確性，如果太低，又容易因為誤判信號而導致解碼錯誤，而影響記錄程序。因此生產製程的控制變得非常困難，如此會增加許多生產成本。近期雖有以軌道快速偏離中心的方式，使刻錄機可以讀取相同的控制數據，但仍並未解決前述相同問題。另外，DVD-R的控制數據尚需另外以刻錄機燒寫記錄，在出廠之前的預燒(preirite)動作，會増加生產エ序，並大幅堤高生產成本，不利於光碟片的生產效率。

發明內容
[發明所欲解決的問題]有鑑於上述問題，本發明希望能夠提供一種光碟片及其製造方法，其用來記錄數據的軌道以及預定記錄的數據在型態與格式上有較大的選擇自由度，可因應記錄需求選擇適當的軌道型態與記錄格式，進而提供出較適當的軌道記錄模式，讓光學讀寫頭在讀取所記錄的數據時能夠獲得質量較佳的讀取信號。亦即，本發明希望能夠提供一種光碟片及其製造方法，其使用簡單、獨立的格式記錄控制數據，在光學讀寫頭讀取主要數據的同時，所記錄的控制數據無須依賴另外提供的 參考信號便能夠直接讀取並加以獨立解碼，藉此將參數數據以及地址信息從該控制數據抽離出來，以進行刻錄控制。另外，本發明希望所提供的光碟片的製造方法，可以製造出符合現有光碟規格的光碟片，能夠相容於現有的讀取裝置，不需要重新設計讀取裝置的電路或是另外開發新的讀取裝置，且可以改善目前規格所遭遇的上述種種問題。再者，本發明希望所提供之光碟片及其製造方法可兼顧高倍速與高密度規格的相容性，符合高倍速、高密度的光碟發展趨勢。[解決問題的技術手段]為了達成上述目的，本發明提供一種可錄式光碟片，其中在數據記錄區域設有螺旋狀的軌道，該螺旋狀軌道由主軌道與副軌道所構成，該主軌道為連續溝槽，用來記錄所欲儲存的主要數據，該副軌道用來記錄包含參數數據與地址信息在內的控制數據，以控制記錄程序，該副軌道所記錄的控制數據內含時鐘信號，無須該主軌道提供任何信號即可以獨立解碼，該副軌道的半高寬度與深度比該主軌道的半高寬度與深度更窄更淺，該主軌道與該副軌道之間的距離為相鄰2條主軌道之間的距離的一半以下。換句話說，該副軌道較接近相鄰兩條主軌道其中之一，即掃描該主軌道吋，同時可由相鄰近的副軌道取得該段主軌道的地址信息。在上述可錄式光碟片中，該主軌道宜未施加任何搖擺。該副軌道的半高寬度與深度宜在該主軌道的半高寬度與深度的1/2以下。該副軌道的體積與該主軌道的體積的比值宜小於1/4。該主軌道與該副軌道之間的距離宜為相鄰2條主軌道之間的距離的1/3以上。該副軌道宜為寬度經過調變的連續溝槽或由長短寬窄或間隔疏密經過調變的不連續的多個坑洞排列所構成。該調變宜為雙相調變(Bi-phase Modulation)或雙相碼調變(Bi-phaseMark Modulation)。或者，該調變宜為頻率調變(FM)、脈寬碼調變(PWM)或脈衝位置碼調變(PPM)。另外，本發明更提供一種相容⑶R可錄式光碟片的製造方法，其中在數據記錄區域設置螺旋狀的軌道，該螺旋狀軌道由主軌道與副軌道所構成，該主軌道為連續溝槽，用來記錄所欲儲存的主要數據，該副軌道記錄有CDR的絕對時間碼(ATIP)數據，以控制記錄程序，該副軌道的半高寬度與深度比該主軌道的半高寬度與深度更窄更淺，該主軌道與該副軌道之間的距離為相鄰2條主軌道之間的距離的一半以下。在上述相容⑶R可錄式光碟片的製造方法中，宜未對該主軌道施加任何搖擺。宜將該副軌道的半高寬度與深度設在該主軌道的半高寬度與深度的1/2以下。宜使該副軌道的體積與該主軌道的體積的比值小於1/4。宜將該主軌道與該副軌道之間的距離設為相鄰2條主軌道之間的距離的1/3以上。宜將該副軌道設為寬度經過調變的連續溝槽，該寬度的變化相當於CDR的絕對時間碼信號。宜使該副軌道由長短寬窄或間隔疏密經過調變的不連續的多個坑洞排列所構成，坑洞的長短寬窄或間隔疏密變化顯示相當於CDR絕對時間碼數據的頻率調變。[對照先前技術的功效]若利用本發明，由於是在主軌道記錄主要數據並在副軌道記錄控制數據，而將主 要數據與控制數據分開記錄，故用來記錄數據的軌道以及預定記錄的數據在型態與格式上有較大的選擇自由度，可因應記錄需求選擇適當的軌道型態與記錄格式，進而提供出較適當的軌道記錄模式，讓光學讀寫頭在讀取所記錄的數據時能夠獲得質量較佳的讀取信號。亦即，由於本發明是在主軌道記錄主要數據並在副軌道記錄控制數據而將主要數據與控制數據分開記錄，故主、副軌道可選用互相獨立的格式，藉此，副軌道所記錄的控制數據無須主軌道另外提供參考信號便能夠直接讀取並加以獨立解碼，而無須像現有DVD-R光碟片那樣，必須參考軌道搖擺信號相位才能夠讀取控制數據並加以解碼。再者，由於本發明是在主軌道記錄主要數據並在副軌道記錄控制數據而將主要數據與控制數據分開記錄，故主、副軌道可以使用簡單的格式，例如未施加搖擺的格式，便能夠輕易地記錄、讀取、解碼主要數據與控制數據，而無須像現有CDR等格式的光碟那樣，為了在一條軌道上同時記錄主要數據與控制數據，而必須讓用來記錄所欲記錄的主要數據的軌道利用左右搖擺的方式記錄控制數據，導致主要數據與控制數據必須符合特殊而複雜的記錄規則與格式才能記錄，並會因為軌道搖擺而影響到讀取數據的正確性，且數據在讀取之後，必須透過複雜的解碼規則，才能加以解碼。在本發明中，若主軌道未像現有⑶R等格式的光碟片那樣有左右搖擺的情況，則即使是應用在高密度光碟上，也不會因為高密度光碟相鄰軌道之間太過接近，而使得光學讀寫頭在讀取搖擺信號時受到相鄰軌道信號的串擾，進而導致信號的訊噪比降低。同樣的，在本發明中，若主軌道未像現有CDR/RW、DVD-R/RW與DVD+R/RW等格式的光碟片那樣有左右搖擺的情況，則在記錄數據時，記錄光點便能夠保持在軌道的中心位置上，換句話說，記錄光點與軌道中心的偏離度較小，不易發生有時記錄在軌道靠內側部位而有時記錄在軌道靠外側部位的情況，故在讀取所記錄的數據時，可以有較低的抖動率以及較高的訊噪比。再者，在本發明中，若主軌道未像現有DVD+R/RW等格式的光碟片那樣有左右搖擺的情況，則當然不會有如圖IB所示的軌道方向瞬間改變的情況，故能夠避免像現有DVD+R/RW光碟片那樣在讀取數據時出現類似軌道中斷的信號變化，進而提高讀取數據時的錯誤率。若利用本發明，由於主軌道未像現有⑶R等格式的光碟片那樣有左右搖擺的情況，且在主軌道記錄主要數據並在副軌道記錄控制數據而將主要數據與控制數據分開記錄，故副軌道所記錄的控制數據的頻率可以使用較高的頻率，而不會有像現有CDR等格式的光碟片那樣作為旋轉速度控制伺服回授信號之用的軌道搖擺頻率必須配合規避所欲記錄的主要數據與控制數據的頻帶，而無法使用較高的頻率，進而無法滿足高密度光碟片在高精度控制上的需求的問題。而且此較高的頻率高於循軌伺服系統的頻率響應範圍，是故記錄時，光學讀寫頭與主軌道間相對位置不會受其影響，而會沿著主軌道中心位置移動，使記錄光點保持在主軌道中央位置。若利用本發明，由於副軌道的半高寬度與深度在主軌道的半高寬度與深度的1/2以下，故主軌道所記錄的主要數據與副軌道所記錄的控制數據在讀取時能夠很清楚的分辨識別，不會像現有DVD-R光碟片那樣，容易因為LPP信號與最小記錄信號長度相當，而在讀取時誤判LPP信號與最小記錄信號。同樣的，在本發明中，由於副軌道的半高寬度與深度在主軌道的半高寬度與深度的1/2以下，故副軌道所記錄的控制數據的信號位準遠低於主軌道所記錄的主要數據的信號位準，因此，在讀取數據時，副軌道所記錄的控制數據的信號不會對主軌道所記錄的主要 數據的信號造成不良的幹擾或影響。現有光碟片在建立生產製程吋，必須通過複雜的參數調整過程，相對於此，若利用本發明，當主軌道沒有搖擺且主、副軌道格式簡單而互相獨立時，在光碟片的生產製程控制上會變得比較簡單，能夠大幅降低生產成本，進而提高光碟片的生產效率。而且，光碟在實際使用時，記錄、讀取、解碼等步驟上也會變得比較簡單，能夠大幅降低數據讀寫的錯誤率，進而提高數據讀寫的速度。另外，由於本發明在軌道型態與記錄數據格式上有較大的選擇自由度，故本發明所提供的光碟片及其製造方法可以符合現有光碟規格，相容於現有的讀取裝置，不需要重新設計讀取裝置的電路或是另外開發新的讀取裝置，且可兼顧高倍速與高密度規格的相容性，符合高倍速、高密度的光碟發展趨勢。


圖I是表示現有光碟片的軌道構造的示意圖；圖IA為現有⑶R光碟片的軌道構造示意圖；圖IB為現有DVD+R/RW光碟片的軌道構造示意圖；圖IC為現有MO碟片的軌道構造示意圖；圖ID為現有DVD-R光碟片的軌道構造示意圖；圖2是表示本發明的光碟片的軌道構造的示意圖；其中圖2A是俯視圖；圖28是沿圖2A的A-A』線段的剖面圖；圖3是表示本發明的光碟片的副軌道的調變方式的示意圖；圖3ム是表示對副軌道實施雙相(碼)調變的示意圖；圖3B是表示對副軌道實施頻率調變的示意圖；圖4是表不現有⑶R光碟片的頻率調變方式的不意圖；圖5是表不現有⑶R光碟片的搖擺信號的波形；圖6是表示應用本發明的光碟製造方法製造出相容於CDR格式的光碟片的示意圖；圖7是表示本發明相容於⑶R格式的光碟片的構造示意圖；圖8是表示本發明相容於CDR格式的光碟片其循軌推挽信號的波形；圖8A是表示未經過帶通濾波的原始推挽信號的波形，圖SB是表示經過帶通濾波的推挽信號的波形；
圖9是表示本發明的副軌道的各種態樣；圖9A的副軌道為逐漸變深變寬然後再逐漸變窄變淺的不連續溝槽；圖9B的副軌道為寬窄不斷變化的連續溝槽；圖9C的副軌道為長短不斷變化的多個小坑洞；圖10是表示現有DVD-R光碟片的搖擺信號圖；圖11是表示現有搖擺軌道記錄光點的狀況與本發明差別的示意圖，圖IlA表示現有搖擺軌道所記錄光點與軌道間的位置關係，圖IlB是表示本發明所記錄的光點與主軌道間的位置關係。元件符號說明11光碟基板12主軌道 13副軌道14雷射記錄光點15表頭區16小坑洞22數據串23 載波24FM 調變器25搖擺信號26 軌道27方波信號31玻璃基板32比較器33音光調變器34雷射光束35雷射光束36鏡片組A-A』 剖面線
具體實施例方式為使本發明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。圖2是表示本發明的光碟片的軌道構造的示意圖，其中圖2A是俯視圖，圖2B是沿圖2A的A-A』線段的剖面圖。光碟基板11上塗覆以感光材料，可以利用光學的方式記錄數據，之後也可以利用光學的方式讀取所記錄的數據。如圖2所示的，在光碟基板11上設有螺旋狀的軌道，該軌道是以雙螺旋線的方式配置，包含主軌道12以及副軌道13。該主軌道12可用來記錄吾人所欲記錄的主要數據，該副軌道13可用來記錄包含參數數據以及地址信息在內的控制數據。其中，該主軌道12是一條徑向剖面呈U型的螺旋狀連續溝槽，其深度(或稱為高度)比該副軌道13來得深，半高寬度也比該副軌道13的半高寬度更寬。該副軌道13也是一條螺旋狀配置的溝槽，其軌道深度在該主軌道12的1/2以下，半高寬度也在該主軌道12的1/2以下(參見圖2B)。該副軌道13所記錄的控制數據可獨立讀出或是由主軌道12的循軌推挽信號讀出並加以解碼，以作為記錄時控制之用。如圖2A與圖2B所示的，該光碟基板11的主、副軌道12、13之間的位置關係如下副軌道13的軌道中心並非位於相鄰2條主軌道12的中央位置，實際上，該副軌道13較接近於其中ー邊的主軌道12。當記錄或是讀取時，雷射光點會聚焦在主軌道12上，同時讀出較靠近該主軌道12的副軌道13的信號。主軌道12可用來記錄吾人所欲記錄的主要數據，其軌道可以完全沒有周期性的搖擺，或是僅施加極為微小的搖擺量。副軌道13記錄有光碟記錄主要數據時所需要的控制數據，例如記錄功率、記錄容量、標稱掃描速度以及地址信息等等。由於是在主軌道12記 錄主要數據並在副軌道13記錄控制數據而將主要數據與控制數據分開記錄，故該副軌道13所記錄的控制數據可選擇適當的獨立格式，在格式上的選擇自由度較高。在製造光碟基板11時，會先在一平面玻璃基板的表面上塗布感光材料(光阻層)，然後用雙光束的雷射刻版機對旋轉中的玻璃基板從接近中心位置向外圈位置或是從外圈位置向中心位置以妥善控制的方式移動，以對玻璃基板上的光阻層循螺旋狀的軌跡進行曝光。該等雷射刻版機具有兩道雷射光束，可分別聚焦於玻璃基板之上。當聚焦於玻璃基板之上時，兩道光束聚焦點之間的距離相差不到相鄰2條主軌道12之間的距離的1/2，以使刻錄出的副軌道13較為接近其中ー邊的主軌道12。刻錄主軌道12的雷射光束被控制以較大的輸出功率進行曝光，而刻錄副軌道13雷射光束則使用較小的輸出功率。然後，在曝光之後會實施顯影處理，於顯影處理時，可以控制顯影的程度，使主軌道12部分被顯影到玻璃表面，以形成較深較寬且徑向剖面呈U型的連續溝槽，而使副軌道13僅局部顯影形成較窄且較淺的連續溝槽。顯影完成的玻璃基板進行後續母模電鑄、分離、衝孔與塑料射出等現有的光碟製程，以製作出光碟基板U。其中，吾人可對刻錄主軌道12的雷射光束施加固定頻率的搖擺信號，使所刻錄出來的主軌道12具有很小的搖擺，其在後續的記錄步驟時可作為控制旋轉的伺服回授信號之用。然而通常主軌道12不需要加入這種搖擺信號，因為該等信號可由副軌道13獨立提供，主軌道12隻需要提供具備穩定幾何形狀的溝軌即可，以便吾人所欲記錄的主要數據能夠穩定地記錄於其上。由於本發明的光碟基板11的主、副軌道12、13互相之間具備較高的各自獨立性，因此主、副軌道12、13可以自由地採用不同的頻率，例如副軌道13的旋轉伺服信號可為主軌道12的搖擺頻率的整數倍，因此當以該光碟基板11製造而成的光碟片以不同的掃描倍速進行記錄時，光碟機可以依據比較適當的控制頻率，選擇要鎖定主軌道12的信號還是副軌道13的信號，因此只需要使用某頻帶進行旋轉伺服控制，故可以得到較高的穩定度。如上所述的副軌道數據可以用FM調變方式調變較高倍頻的載波或是以其他調變方式例如FSK、PSK等方式來達到這個目的。亦即，在圖2中，該副軌道13雖然是一條連續溝槽，惟該副軌道13也可以是一條由經過上述該等調變的不連續坑洞排列所構成的軌道。以下，就副軌道的調變方式進行說明。圖3是表示本發明的光碟片的副軌道的調變方式的示意圖，圖3A是表示對副軌道實施雙相(碼)調變的示意圖，圖3B是表示對副軌道實施頻率調變的示意圖。刻錄副軌道13的雷射光束,通過音光調變器(acoustic optical modulator)進行雷射光束的開關或是輸出功率強度的調變控制，將控制信號記錄於副軌道13之上。記錄到副軌道13上的數據，可以使用有別主軌道12的各種記錄格式，且可由光學讀寫頭的推挽信號或是中心孔徑信號直接讀取並獨立解碼。由於副軌道13並非是用來記錄主要數據的記錄位置，且其軌道較淺較窄，在光碟機進行記錄的過程中，只要足夠清楚的讀出記錄信號即可，而在寫入數據之後，其信號的位準遠低於所記錄的主要數據的信號的位準，對於所記錄的主要數據的讀取不會造成不良的影響，因此該副軌道13的數據記錄方式可以有很大的自由度。為了避免此數據信號含有較高的直流成分以及考慮到是否要內含時序信號的要求，或是考慮到希望以較低信號位準仍可以正確解碼，可以將該等信號先加以適當編碼，例如施加以雙相調變(Bi-phase Modulation)或雙相碼調變(bi-phase mark modulation),然後直接以可代表高低變化的光學記號格式記錄到副軌道13上(參照圖3A)，因為雙相調變或是雙相碼調變本身即內含有時鐘信號，故可以獨立解碼。或是再進一歩加入其他調變方式調變之後再記錄到副軌道13上，例如以FM、PWM或是FSK、QPSK等方式調變之後再記錄到副軌道上(參照圖3B)的方式。只要該記錄數據信號的頻帶位於循軌伺服機構的控制頻帶(通常在IOKHz以下)以及記錄數據(通常在數百KHz以上)之外以避免可能的幹擾即可。亦即，只要副軌道13所記錄的控制數據的頻率、循軌伺服機構所能夠鎖定的控制頻率範圍，以及主軌道12所記錄的主要數據的頻率三者，不在相同等級(order)的頻帶上，就能夠避免三者因為頻率太靠近所造成的幹擾，而不必如以前的方式須有很大的頻寬區隔。為了避免循軌時，光點過度偏離主軌道12的中心，主軌道12與副軌道13之間的距離不需要太大，換句話說，主軌道12與副軌道13之間的距離宜小於相鄰2條主軌道之間的距離的1/2。通常此距離的決定與任意ー種光碟片在建立生產製程時ー樣，是ー套複雜的參數調整過程。這個調整的主要目的是希望在記錄時，光學讀寫頭讀出的控制數據，其電子信號的位準在設定的規格範圍內。另外也需要數據在記錄之後，符合讀取記錄數據時的電子特性要求。此調整可以由兩種參數配合調整來達到要求，ー為主、副軌道12、13之間的距離，ー為主、副軌道12、13之間的體積比。主、副軌道12、13之間的距離是刻版時硬體所設定，此設定可以通過光學鏡片的調整或是副軌道13的偏折器控制信號進行調整。主、副軌道12、13之間的體積比是刻版製程中雷射功率比以及顯影參數的函數，可以通過控制主、副軌道12、13的雷射功率比，配合顯影的參數來進行控制。如圖3所示的，除了最外圈的副軌道13之外，副軌道13是設置在相鄰2條主軌道12之間，且比較靠近其中I條主軌道12。根據經驗，當相鄰2條主軌道12之間的距離 設為d，而副軌道13與相鄰2條主軌道12之中比較靠近的那I條主軌道12之間的距離設為d』時，優化的條件為l/3d < d』 < l/2d，此時可以得到最佳的效果。而主軌道12與副軌道13之間的體積比宜約在1/4以下為較佳的態樣。事實上，只要讀取的控制信號足以解碼，此體積比應該是越小越好，如此可以減少循軌光點偏移軌道的影響，也可以降低數據記錄後於讀取時可能受到的幹擾。另外，考慮到雷射光束的功率分布特性以及顯影控制等因素，該主軌道12的徑向剖面宜呈U型為佳，而該副軌道13的徑向剖面宜呈V型為佳。該等光碟基板11所製成的光碟片在記錄時，可由副軌道13的控制數據所提供的時鐘信號鎖定掃瞄速度，並可以利用推挽信號或中心孔徑信號從副軌道13擷取控制數據的電子信號。如前所述，控制數據信號可以先施以通道編碼，再以載波調變，然後記錄到副軌道13上。因為該副軌道13並非是用來記錄主要數據的軌道，故無論是通道編碼的方法還是載波調變的方式都可以，在格式選擇上有比較高的自由度，不需要像現有光碟片那樣，必須考慮注意到許多幹擾以及頻寬分配的問題。[本發明的實施例]以下列舉高密度以及⑶R光碟片為例，說明如何將本發明運用於該等光碟片的生產製造過程。[實施例I:高密度光碟片]使用本發明，可以開發高密度光碟片，其中證明可行的方法如下在雷射刻版製程中，以兩道雷射光束對塗布有光阻的玻璃基板31曝光。其中用來刻錄主軌道12的雷射光束具有較高的功率，且不需要加上搖擺信號。而用來刻錄副軌道13的雷射光束使用較低的功率，其功率與用來刻錄主軌道12的雷射光束的功率的比值，必須根據顯影后所欲形成的 軌道的深淺來決定。考慮到雷射光束的功率分布特性以及顯影控制等因素，最佳的態樣為主軌道12形成比較深比較寬的U型溝槽，而副軌道13形成半高寬度與深度均在主軌道12的1/2以下的V型溝槽，且2條軌道配置成雙螺旋狀。用來刻錄副軌道13的雷射光束通過音光調變器，將控制信號直接刻錄於副軌道13上。此控制信號頻帶範圍比欲錄製到光碟上的最終信號頻帶範圍更低，例如當所欲錄製的信號頻帶範圍在1.5MHz以上時，副軌道13的控制信號僅需IOOKHz即為足夠，而此IOOKHz的10倍頻信號也僅為1MHz，因此不會與所欲記錄的數據頻帶重疊而產生互相干擾。另外為了避免副軌道13的控制信號具有直流成分，進而影響循軌系統的控制，可以對所欲記錄的控制信號先使用例如雙相調變或雙相碼調變的方法進行通道編碼，再記錄到副軌道13上。顯影之後將玻璃基板進行後續母模電鑄、分離、衝孔與塑料射出等現有的光碟製程，以製作出光碟基板11。將具有較深U型溝槽的主軌道12以及較淺V型溝槽的副軌道13的光碟基板11製作成為光碟片之後，置入記錄設備進行記錄，記錄時，由光學讀寫頭的循軌推挽信號經低通濾波器抽取出循軌信號，以控制循軌伺服系統，並經高通或帶通濾波器濾出控制信號，以控制旋轉伺服系統，然後送入解碼單元進行控制信號的解碼程序，藉以控制記錄過程。[實施例2:相容於⑶R格式的光碟片]圖4是表示現有CDR光碟片的頻率調變方式的示意圖。圖5是表示現有CDR光碟片的搖擺信號的波形。如前所述，CDR光碟片是利用FM調變方式將控制數據(絕對時間碼數據，ATIP數據)調變於軌道的搖擺中，其軌道型態以及所讀取的控制信號如圖4所示。控制數據先經過通道編碼(雙相碼調變)，變成2進位碼的數據串22。以22050Hz的頻率作為載波23，將經過通道編碼的2進位碼的數據串22，以FM調變器24進行調頻調變(FM)，形成經過調變的搖擺信號25，再以此搖擺信號25驅動光學元件，製造出搖擺的軌道26。⑶R軌道本身具有周期性的左右搖擺，該周期性搖擺的頻率在標稱掃描速度掃描時為22050Hz。FM調變器24設定調變的偏移量為lKHz，因此21050Hz的頻率代表2進位碼的低位準，而23050Hz代表高位準，由於數據串22的高位準數目與低位準數目相同，因此其平均讀取頻率仍維持為22050Hz。當光學讀寫頭讀取軌道數據時，即可從軌道調變的變化頻率中，鎖定此22050Hz的中心頻率，以調整適當的掃描速度。由光學讀寫頭所取得的循軌信號，需將22050Hz附近的頻率，以帶通濾波器濾出，以得到適當的推挽信號，亦即搖擺信號25，該搖擺信號25由示波器所顯示出來的波形如圖5所示。該搖擺信號25再經過FM解調成為2進位通道碼，最後解出控制碼。圖6是表示應用本發明的光碟製造方法製造出相容於CDR格式的光碟片的示意圖。圖7是表示本發明相容於CDR格式的光碟片的構造示意圖。如圖6所示，以本發明的方法，可以建立一種等效的CDR循軌信號，使光碟機的循軌系統也ー樣可以獲得該等搖擺信號。方法如下將原本要記錄在CDR軌道中的經過調頻調變的正弦波信號，亦即搖擺信號25，經由比較器32改為方波信號27，該方波信號27的調變周期(duty cycle)可由改變參考位準信號自由調整，通常設定為50%。將該方波信號27輸入到用來刻錄副軌道13的雷射功率控制元件中，例如音光調變器33，在刻錄副軌道13時控制雷射功率，讓用來刻錄副軌道13的雷射光34開啟(ON)或與關閉(OFF)，然後對塗有光阻且正在旋轉的玻璃基板31進行曝光。此時主軌道12使用固定功率的雷射光束35，其功率大於副軌道13甚多且未加入搖擺控制。兩道光束經過鏡片組36聚焦到玻璃基板31的表面上，沿著預先設定好的螺旋狀軌跡前進，對該表面上所塗布的光阻層進行曝光。調整兩個軌道曝光光點相對於旋轉 中心的距離，使其相差在相鄰2條主軌道之間的距離的1/3到1/2的範圍內。曝光之後由後續的顯影步驟洗去經過曝光的部份，如圖7所示的，產生兩條螺旋狀的軌道，其中，主軌道12為一條連續的U型溝槽，而副軌道13則為不連續的V型凹坑。副軌道13的V型凹坑的半高寬度與深度比主軌道12的U型溝槽的半高寬度與深度更窄更淺。且副軌道13比較接近相鄰2條主軌道12其中的I條，而副軌道13距離相鄰2條主軌道12之中比較靠近的那I條主軌道12的距離，在相鄰2條主軌道12之間的距離的1/3到1/2的範圍內。該曝光顯影后的玻璃基板接著會按照一般CDR的製作程序，製作成CDR光碟片。當上述所製得的⑶R光碟片進行記錄時，會以推挽法循軌，因為副軌道13甚為淺窄，故此時循軌光點幾乎位在主軌道12的中心處。然而循軌光點也會同時照射到副軌道13，因為副軌道13的不連續V型凹坑即為原始CDR的頻率調變信號，故光學讀寫頭會讀取到相等於CDR搖擺信號的調變波形(參見圖8)，圖8A是表示未經過帶通濾波的原始推挽信號的波形，圖8B是表示經過帶通濾波的推挽信號的波形，該信號波形近似於圖5的一般⑶R的搖擺信號的波形。該信號可以用一般CDR讀取與解碼的方式讀出控制信號，以進ー步控制刻錄程序。實際上，此製程所生產的光碟片格式與一般CDR光碟片格式完全相客。由於現有CDR光碟片的軌道有左右搖擺的情況，循軌時，光學讀寫頭並不是完全依循著搖擺軌道的中心行進，所以在記錄數據時，用來記錄數據的雷射記錄光點14不時地會偏離軌道，進而使雷射記錄光點14所刻錄的坑洞偏離軌道而並非完全位於軌道的相同位置(如圖IlA所示)，這樣的話在讀取數據時便容易產生讀取錯誤，且會提高軌道的抖動率。相對於此，應用本發明所製得的相容於⑶R格式的光碟片其記錄主要數據的主軌道12並未像現有⑶R光碟片那樣有左右搖擺的情況，故在記錄數據時，用來記錄數據的雷射記錄光點14幾乎一直維持在軌道的中心位置，進而雷射記錄光點14所刻錄的坑洞也不易偏離軌道而能夠完全位於軌道的固定位置上(如圖IlB所示)，這樣的話在讀取數據時便不易產生讀取錯誤，而且軌道會有較低(佳)的抖動率。然而上述本發明實施於⑶R光碟片的方式並非為唯一的方法。事實上，副軌道13的雷射光強度也可以進行調變，如圖9所示的，各種態樣的副軌道13經證實均可以製造出相容於⑶R格式的光碟片。圖9A是以ー種逐漸變深變寬然後再逐漸變窄變淺的不連續坑洞來記錄副軌道13的數據，這樣的格式可以得到更近似於正弦波的搖擺信號波形。圖9B是以副軌道13的寬窄變化來達到相同的目的。而圖9C則是以多個小坑洞的長短變化使光學讀取信號得到類似於CDR的搖擺信號。以上系列舉若干軌道態樣，說明副軌道13記錄控制信號在軌道態樣上有較大的自由度，所列舉的各種軌道態樣均可相容於CDR規格。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種可錄式光碟片，其特徵在於 在數據記錄區域設有螺旋狀的軌道，該螺旋狀軌道由主軌道與副軌道所構成，該主軌道為連續溝槽，用來記錄所欲儲存的主要數據，該副軌道用來記錄包含參數數據與地址信息在內的控制數據，以控制記錄程序，該副軌道所記錄的控制數據內含時鐘信號，無須該主軌道提供任何信號即可以獨立解碼，該副軌道的半高寬度與深度比該主軌道的半高寬度與深度更窄更淺，該主軌道與該副軌道之間的距離為相鄰2條主軌道之間的距離的一半以下。
2.如權利要求I所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該主軌道未施加任何搖擺。
3.如權利要求2所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該副軌道的半高寬度與深度在該主軌道的半高寬度與深度的1/2以下。
4.如權利要求3所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該副軌道的體積與該主軌道的體積的比值小於1/4。
5.如權利要求4所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該主軌道與該副軌道之間的距離為相鄰2條主軌道之間的距離的1/3以上。
6.如權利要求5所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該副軌道為寬度經過調變的連續溝槽。
7.如權利要求5所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該副軌道是由長短寬窄或間隔疏密經過調變的不連續的多個坑洞排列所構成。
8.如權利要求7所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該調變為雙相調變或雙相碼調變。
9.如權利要求7所述的可錄式光碟片，其特徵在於， 該調變為頻率調變。
10.一種相容⑶R可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於 在數據記錄區域設置螺旋狀的軌道，該螺旋狀軌道由主軌道與副軌道所構成，該主軌道為連續溝槽，用來記錄所欲儲存的主要數據，該副軌道記錄有CDR的絕對時間碼數據，以控制記錄程序，該副軌道的半高寬度與深度比該主軌道的半高寬度與深度更窄更淺，該主軌道與該副軌道之間的距離為相鄰2條主軌道之間的距離的一半以下。
11.如權利要求10所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 未對該主軌道施加任何搖擺。
12.如權利要求11所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 將該副軌道的半高寬度與深度設在該主軌道的半高寬度與深度的1/2以下。
13.如權利要求12所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 使該副軌道的體積與該主軌道的體積的比值小於1/4。
14.如權利要求13所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 將該主軌道與該副軌道之間的距離設為相鄰2條主軌道之間的距離的1/3以上。
15.如權利要求14所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 將該副軌道設為寬度經過調變的連續溝槽，該寬度的變化相當於CDR的絕對時間碼信號。
16.如權利要求14所述的相容CDR可錄式光碟片的製造方法，其特徵在於， 使該副軌道由長短寬窄或間隔疏密經過調變的不連續的多個坑洞排列所構成，坑洞的長短寬窄或間隔疏密變化顯示相當於CDR絕對時間碼數據的頻率調變。
全文摘要
本發明的光碟片由光碟基板塗覆以感光材料製造而成，其中在數據記錄區域設有螺旋狀的軌道，該螺旋狀軌道由主軌道與副軌道所構成，該主軌道為連續溝槽，用來記錄所欲儲存的主要數據，該副軌道用來記錄包含參數數據與地址信息在內的控制數據，以控制記錄程序，該副軌道所記錄的信息本身即含有時鐘信號，無須由該主軌道提供，該副軌道的半高寬度與深度比該主軌道的半高寬度與深度更窄更淺，該主軌道與該副軌道之間的距離，為相鄰兩條主軌道間距離的一半以下。主軌道與副軌道成雙螺旋軌道格式，信息記錄時，光點以幾近主軌道中心的方式循軌，由循軌推挽訊號，讀取副軌道的控制信息。同時提供如何依本發明，生產製造相容於現有CDR格式的光碟片的方法。
文檔編號G11B7/007GK102760457SQ20111041807
公開日2012年10月31日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年4月26日
發明者邱丕良 申請人:巨擘科技股份有限公司