信息記錄介質，評估其的方法和設備，及其製造方法
2023-05-16 06:15:06
專利名稱：信息記錄介質，評估其的方法和設備，及其製造方法
技術領域：
本發明涉及諸如光碟之類的信息記錄介質，用於評估信息記錄介質的方法和設備，以及信息記錄介質製造方法。
背景技術：
如通常所知道的，其單面單層具有4.7GB的容量的光碟已經作為能夠進行高密度信息記錄的光碟被投入實際應用。其中一種這樣的光碟是可重寫+RW(ECMA-337)。
在這些光碟中，信息記錄層是在透明襯底上形成的。雷射束被聚集到記錄層上，從而記錄和再現信息。光碟的信息記錄層具有導向槽，作為記錄和再現信息的裝置。信息是沿著導向槽記錄或再現的。此外，為指定記錄或再現信息的特殊位置，形成物理地址。
具體來說，在+RW中，使用在徑向中輕微地振動導向槽的凹槽擺頻調製(下面簡稱為「擺頻調製)」作為用於形成物理地址的裝置。這是以這樣的方式改變擺動的相位的方法，以便相位對應於待記錄的信息。擺頻調製中的物理地址具有下列優點，因為記錄軌不被切斷，其中記錄了用戶信息的區域寬，即，格式效率高，與只再現介質的互換性更容易。
此外，用於評估以光學方式從凹槽擺動再現的擺動信號的質量的指示符是擺動信號的窄頻帶信噪比(NBSNR)。該指示符用於評估噪聲的振幅(或噪聲電平)與攜帶擺動信號的載波的振幅(或載波電平)的比率。NBSNR越高，從擺動信號讀取的信息的解調速率就越高。NBSNR可以簡稱為SNR或載波噪聲比(CNR)。
通常，通過將擺動信號輸入到諸如頻譜分析儀之類的頻率分量分析器，並發現載波頻率的峰值和載波頻率附近的噪聲電平之間的差，從而測量擺動信號的NBSNR。如果擺動信號具有已調製的分量，則載波頻率的峰值小於實際值。此外，取決於已調製的分量的頻率，載波頻率附近的電平上升。因此，當擺動信號具有已調製的分量時，不能準確地測量擺動信號的NBSNR。
另一方面，由於在+RW中，有兩種類型的擺動信號，一種來自未調製的區域，另一種來自已調製的區域。大多數擺動信號屬於未調製的區域，可以測量擺動信號的NBSRN，幾乎忽略已調製的分量。
然而，隨著已調製的區域的縮小，可記錄的信息的容量縮小。因此，當擺頻調製中的信息的記錄容量增大時，不能使用該方法。
相比之下，在本發明的發明人提出的較早的日本專利申請公開No.2004-280878中，對擺動信號進行平方，從而去除已調製的分量，這樣便可以更準確地測量NBSNR。
發明內容
然而，在使用CVL(恆定線速度)格式的光碟中(其中，在此說明中使用的擺動的物理長度在一部分或所有光碟上是穩定的)，由於來自相鄰軌的擺動串擾，在平方擺動信號之後已調製的分量仍保留，這會導致不能準確地測量NBSNR的問題。此外，由於從擺動信號讀取的信息的解調速率不僅隨著NBSNR而且隨著擺動串擾的量變化，這會導致另一個問題只評估NBSNR使得估計從擺動信號讀取的信息的解調速率無法進行。
本發明的一個目的是提供使用用於評估已調製擺動信號的準確性能的指示符來評估信息記錄介質的方法和設備，使用該方法和設備優化的高度可靠的信息記錄介質，用於製造使用該方法和設備優化的信息記錄介質的方法和設備。
根據本發明的一個方面，提供一種評估信息記錄介質的信息記錄介質評估方法，其中，通過調製導向槽的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽的地址，該信息記錄介質評估方法包括根據擺動信號的振幅的波動量和信噪比(SNR)，估計地址再現錯誤率；設置具有低錯誤率的特定範圍，以及確定錯誤率是否在特定範圍之內。
在隨後的描述中將闡述本發明的其他目的和優點，經過描述，這些目的和優點將變清楚，也可以通過本發明的實踐來了解。本發明的目的和優點可以通過下文中特別指出的手段和它們的組合來實現和獲得。
本說明書收入的並構成本說明書的一部分的
了本發明的實施例，與上文給出的一般說明，下面給出的實施例的詳細說明一起，用於說明本發明的原理。
圖1A是顯示根據本發明的一個實施例的光碟設備的配置的方框圖；圖1B是顯示作為本發明的一個實施例的評估單元的配置的方框圖；圖2顯示了與本發明有關的4象限光檢測器；圖3是幫助說明與本發明有關的光碟的軌的圖；圖4是根據本發明的光碟上的軌的放大圖；圖5A到5D是從上面查看的軌的說明圖以及當光碟在光碟設備上播放時獲取的再現信號的說明圖；圖6顯示擺動相位調製的示例；圖7是幫助說明一個符號由4波擺動構成的圖；圖8顯示每一圈軌的擺動相位之間的關係；圖9A到9C顯示各種再現的擺動信號；圖10顯示擺動信號振幅測量單元的配置的示例；圖11顯示頻率特徵分析器的輸出的示例；圖12是圖11的信號波形的一部分的放大圖；圖13是幫助說明4-軌-周期門信號(gate signal)、頻率特徵分析器的輸出、以及檢測到的最大值和最小值相對於時間軸的關係的圖表；圖14是幫助說明擺動信號振幅評估方法的示例的流程圖；圖15是幫助說明當頻率特徵分析器的解析度帶寬(RBW)改變時測量Wppmax/Wppmin的結果的圖；圖16A到16C顯示當視頻帶寬(VBW)，即，頻率特徵分析器的vide濾波器的截止頻率，改變時，頻率特徵分析器的輸出的示例；圖17是顯示作為本發明的一個實施例的平方後的擺動信號NBSNR評估單元的配置的示例；圖18A和18B是幫助說明沒有串擾和具有串擾的平方後的擺動頻率特徵的圖表；圖19是幫助說明根據本發明的一個實施例的測量平方後的擺動信號的NBSNR的方法的流程圖；圖20是幫助說明與本發明有關的噪聲電平測量範圍的圖；圖21A和21B是幫助說明用評估平方後的擺動信號的NSBNR的單元測量載波電平的結果的圖；圖22是幫助說明根據本發明的光碟的地址格式的圖；圖23概要顯示地址解調電路的配置；圖24是幫助說明當通過本發明的評估方法評估光碟時測量平方後的擺動信號的NBSNR(橫軸)和地址信息讀取誤差率(或地址錯誤率)(縱軸)的結果的圖；圖25是通過從圖24的測量結果中提取當地址錯誤率為1.0×10-3時Wppmax/Wppmin和NBSNR的值並繪製所提取的值所獲取的圖；圖26顯示用於製造盤的母版製作設備；以及圖27是幫助說明盤製造步驟的流程圖。
具體實施例方式
下面，將參考
本發明的實施例。
對光碟設備的說明圖1A和1B顯示了根據本發明的一個實施例的光碟設備的配置的示例和光碟評估單元的配置示例。本發明的光碟設備將從拾取頭(下面，簡稱為PUH)111發出的雷射束聚焦或聚光到光碟100的信息記錄層上，從而記錄或再現信息。光碟100反射的光再次通過PUH 111的光學系統，並在光檢測器(下面簡稱為PD)112處作為電信號被檢測到。
PD 112被分成兩個或更多元件。通過將單個元件的輸出相加所獲得的信號叫做「和信號」。通過將單個元件的輸出相減所獲得的信號叫做「差信號」。其中包含高頻信息(包括用戶信息)的和信號叫做「RF信號」。此外，通過減去在光碟100的徑向中以光學方式排列的元件的輸出所獲得的信號叫做「徑向推挽信號」。
圖1B概要顯示了稍後將詳細說明的信息記錄介質(光碟)的評估單元的配置。此單元可以獨立地配置，或者與地址信號處理電路116和控制器121集成在一起。該評估單元由振幅波動測量單元150、SNR測量單元160，以及評估決策單元170構成。
圖2顯示了4象限PD 112的示例。通過將四個元件A、B、C和D的輸出全部相加所獲得的信號是「和信號」。通過將兩個元件的輸出相加然後再從彼此減去這些和信號所獲得的信號是「差信號」。在圖2中，元件A和B的輸出在加法器112a中相加，元件C和D的輸出在加法器112b中相加。加法器112a、112b的輸出被輸入到加法器112c，該加法器112c產生和信號(I1+I2)。加法器112a、112b的輸出被輸入到減法器112d，該減法器112d產生差信號(I1-I2)。
檢測到的電信號被圖1所示的前置放大器113放大，該前置放大器113將放大的信號輸出到伺服電路114、RF信號處理電路115以及地址信號處理電路116。
伺服電路114產生伺服信號，包括焦距、跟蹤以及傾斜，並將這些伺服信號分別輸出到PUH 111的聚焦致動器、跟蹤致動器和傾斜致動器。
RF信號處理電路115主要處理檢測到的信號之中的和信號，從而再現諸如記錄的用戶信息之類的信息。在此情況下，解調方法包括薄片(slice)法和PRML(部分響應最大似然率)方法。
地址信號處理電路116處理檢測到的信號，讀取表示光碟100上的記錄位置的物理地址信息，並將該物理地址信息輸出到控制器121。根據地址信息，控制器121控制單個塊體以在所希望的位置讀取有關用戶信息的信息或在所希望的位置中記錄諸如用戶信息之類的信息。
此時，記錄信號處理電路117將用戶信息調製為適合於進行光碟記錄的信號。例如，應用諸如(1，10)RLL或2(2，10)RLL之類的調製規則。來自記錄信號處理電路117的調製信號控制雷射盤單元(下面簡稱為LDD)111。這會導致來自PUP 111的雷射束輸出根據重新編碼信號而被控制。
光碟在根據本發明的光碟中，信息記錄層是在透明襯底上設置的。信息記錄層被分成多個區域，其中一個區域是信息記錄區域。在信息記錄區域，製作簡稱為「凹槽」的導向槽。導向槽被稱為「軌」。信息沿著軌記錄或再現。
圖3顯示了軌。有螺旋型的軌，它從內邊緣到外邊緣是連續的，如圖3所示，還有由多個同心圓構成的同心型的軌。
凹槽形狀圖4顯示了軌的放大圖。軌由信息記錄層的凹進和凸出構成，一個叫做凹槽，另一個叫做脊。信息可以記錄在凹槽或者脊上。下面將假設信息記錄在凹槽上來進行說明。凹槽具有擺動結構，該結構在徑向稍微曲折前進。在本發明的光碟中，對擺動進行進一步的相位調製等等，從而記錄表示信息記錄區域中的物理位置的物理地址信息和光碟唯一信息。
推挽信號(跟蹤誤差信號/擺動信號)圖5A到5D顯示了從上面查看的軌，以及當在光碟設備上播放光碟時獲得的再現信號。當在將雷射束照射到光碟上時接通焦距控制時，雷射束被聚焦於光碟的信息記錄面上。當不執行跟蹤控制時，跨凹槽G掃描如圖5A所示的聚集的射束點，以便反映凹槽結構的光回到PD 112。此時，徑向推挽信號呈如圖5B所示的正弦波的形狀。凹槽寬度的中心位於0V。例如，在跟蹤控制中使用此信號。當在跟蹤控制中使用該信號時，由於高頻頻帶信號分量變成噪聲，高頻必須被切斷。例如，使信號通過截止頻率為30kHz的第1階低通濾波器。這樣的信號叫做跟蹤通道信號或跟蹤誤差信號。跟蹤誤差信號的振幅隨著光碟中的凹槽的深度、軌間距、再現設備的聚焦的光束的形狀等等而變化。這裡，假設跟蹤誤差信號的振幅為(I1-I2)PP。
可以通過下列步驟準確地測量(I1-I2)pp的峰到峰振幅。在第一步驟中，通過截止頻率為30kHz的第1階低通濾波器來過濾徑向推挽信號。在第二步驟中，從每個軌的低通濾波器測量輸出信號的峰到峰振幅。累積等於或多個30樣本。在第三步驟中，通過對樣本進行取平均，獲取(I1-I2)pp。在每一個軌中，(I1-I2)PP的振幅變化，該變化由於軌間距或深度變化、介質不均勻性等等所引起。對30個以上的測量值進行取平均，會導致準確的結果，因為所有變化周期中的大多數在多個軌範圍之內。
接下來，當使用跟蹤誤差信號接通跟蹤控制時，跟蹤控制電路對致動器進行控制，以便跟蹤誤差信號可以經常地處於0。結果，聚焦的光束跟隨凹槽或脊軌，並且在理想情況下掃描軌的中心。此時，由於凹槽擺頻比跟蹤控制的控制波段高得多，射束點直接進入如圖5C所示的軌的中心，而不管擺動如何。這裡，由於反映凹槽結構的光束回到PD 112，差信號根據凹槽的擺動而變化，從而產生如圖5D所示的信號。此信號叫做「擺動信號」。
擺動信號用於調整主軸的旋轉頻率、參考記錄時鐘、存儲(或記錄)物理地址信息，等等。由於擺動信號作為對應於凹槽的擺動形狀的信號而輸出，如果使擺動具有正弦波結構，則擺動信號呈現正弦波的形狀。如果使擺動具有鋸齒結構，則擺動信號也呈現鋸齒波的形狀。此外，如果擺動是相位修改的，則相位調製分量出現在信號中。
圖6顯示了作為本發明的一個實施例的擺動相位調製的示例。圖6中的擺動的一部分是相位調製的。其餘部分是未經過調製的區域。經過調製的區域被分成四個符號。
如圖7所示，一個符號由四波擺動構成。準備了兩種符號，它們之間有180°的相移。其中一個叫做NPW(正常相位擺動)，另一個叫做IPW(反相擺動)。在已調製區域，開始符號被作為同步信號(SYNC)固定到IPW上。在未調製的區域中，所有擺動都是NPW。從數據1到數據3，根據數據選擇IPW或NPW。
光碟的具體配置接下來，將說明根據本發明的一個實施例的光碟的具體結構。在根據本發明的光碟中，例如，軌間距為0.4μm，數據通道坑長度為0.102μm，擺動周期為93×通道位長度。此外，用於播放光碟的光碟設備的光學系統的物鏡的NA為0.65，雷射波長為405nm，主軸馬達的旋轉線性速度為6.61m/s。因此，擺頻為6.61/(0.102/1000×93)＝697000Hz＝697kHz。如圖6所示，為84個擺動中的16個擺動提供了擺動調製的區域。對應於記錄在擺動信號中的信息的一位的符號由4個擺動構成。雖然擺動的形狀不一定限於此，將使用此值給出說明，除非另作說明。
擺動信號的振幅中的波動接下來，將詳細說明根據本發明的光碟的擺動形狀和再現信號。在本發明的光碟中，一個擺動(曲徑)的周期在整個信息記錄區域或在特定範圍內是相同的。此外，正弦波結構的擺動已經被根據表示信息記錄區域中的物理位置的物理地址信息或光碟唯一信息而進行了相位調製。如此，當以恆定線速度(CLV)再現該範圍時，獲得其相位以特定頻率變化的擺動再現信號。
圖8顯示了每一圈軌的擺動相位之間的關係。在具有圓形軌結構的光碟100中，隨著軌越靠近外邊緣，一圈的長度變得越長。其量取決於軌間距。當軌向外移動一個軌時，一圈的長度的增大為(2×π×軌間距)。由於一個擺動的周期是恆定的，因此，隨著軌向前移動，相鄰軌的擺動的相位逐漸地彼此偏移。
此外，由於光碟的一圈的相移的量為(2×π×軌間距)，因此，相鄰軌的相位條件在(擺動周期/(2×π×軌間距))軌的周期中應用一次。如果擺動周期為93×0.102μm，軌間距為0.4μm，則相位條件在3.77圈軌的周期應用一次。
另一方面，當聚焦的射束點不充分小於軌時，光束的邊緣與相鄰軌重疊。結果，不僅正在再現的軌的擺動信號，而且來自相鄰軌的串擾分量被添加到再現信號中。如果相鄰軌的擺動相位接近於再現的軌的相位，再現的擺動信號的外視振幅變得較大。如果相鄰軌的擺動相位與再現的軌相反(或與再現的軌的相位有180度的相位差)，則再現的擺動信號的振幅變得較小。
圖9A、9B和9C顯示了再現的擺動信號。圖9A顯示了觀察到的擺動信號的包絡線。圖9B顯示了在如區域A中的NPW信號的最小位置處的擺動信號。圖9C顯示了在如區域B中的NPW信號的最大位置處的擺動信號。這裡，假設最小的擺動信號振幅為Wppmin，假設最大的擺動信號振幅為Wppmax。如圖9A所示，NPW信號的振幅在(擺動周期/(2×π×軌間距))圈軌的周期中波動。當串擾越大時，波動的幅度變得越大，當串擾越小時，波動的幅度越小。由於當波動大時串擾大，因此，再現的軌的地址易於被錯誤地解調。由於當波動小時串擾小，因此，再現的軌的地址易於被錯誤地解調的可能性較小。因此，通過測量波動的幅度，可以評估諸如地址信息之類的擺動調製信號的記錄和再現質量。具體來說，通過測量由表達式(1)代表的值來進行評估。
表達式1Wpp(max)Wpp(min)----(1)]]>
擺動信號振幅(評估單元/評估方法)圖10顯示了擺動信號振幅測量單元的配置。根據本發明的一個實施例的擺動信號振幅測量單元包括光碟再現設備301、用於分析擺動信號的頻率特徵的頻率特徵分析器302，以及從分析的頻率特徵中測量Wppmax和Wppmin的Wpp測量單元303。頻譜分析儀可以被用作頻率特徵分析器。光碟設備301不僅輸出擺動信號，而且還輸出與光碟的一個循環(revolution)同步的脈衝信號，每次光碟進行一個循環時產生該脈衝信號。一般來說，使用頻譜分析儀作為頻率特徵分析器302。表1列出了頻譜分析儀的參數設置值。
表1
用於測量的中心頻率被設置為擺動信號的平均頻率。頻率範圍(跨度)被設置為0Hz。解析度頻帶被設置為擺頻的大約0.5％到2％的範圍中的頻率。如果解析度頻帶太窄，當設置的中心頻率由於循環中的波動等等而不同於實際擺頻時，擺動信號偏離頻率特徵分析器的濾波器。如果解析度頻帶太寬，與擺動信號不相關的噪聲分量被累積，所產生的信號被視為擺動信號。因此，擺頻的大約0.5％到2％的範圍內的頻率是所希望的。
用於去除測量結果中的噪聲分量的視頻帶寬被設置為是待測量的振幅波動分量的兩到十倍的頻率。由於調製分量導致測量中的錯誤，因此，最好視頻帶寬應該被設置為比調製分量的頻帶充分低(或(擺頻/一個符號中的擺動數量)＝174kHz)以及高於待測量的波動分量的頻率(或(光碟的旋轉頻率)/3.7710Hz)的頻帶。Wpp測量單元302產生門信號(gate signal)，測量擺動振幅波動的每一個波的最小值和最大值，並通過對單個波的最小值和最大值的測量值取平均來計算擺動振幅波動的最大值和最小值。由於擺動信號的振幅中的波動在(擺動周期/(2×π×軌間距))＝3.77圈軌的周期內變化，因此，必須使門信號的間隔比該周期更長。為簡化過程，最好應該將門間隔(gate interval)與每次進行一個循環時產生的脈衝信號同步。此外，當門信號的間隔被四捨五入到軌的一個循環周期的整數倍時，可以簡化門的創建，同時保證測量的精度。例如，當擺動信號振幅的波動周期是3.77圈軌，門間隔被設置為軌的4個繞轉周期。如果門間隔比波動周期短，一個波動波不能調整到門內，這使得無法確定最小值和最大值。如果門間隔比波動周期長，多個波調整到門內，這使得通過稍後說明的檢測峰值和底值的測量方法來確定每一個波的最大值和最小值無法進行。
圖11顯示了頻率特徵分析器302的輸出。由於頻率特徵分析器302將頻率範圍設置為0Hz，它用作為單個窄帶濾波器，其輸入信號通過解析度頻帶和中心頻率來指定。因此，分析器的輸出顯示了關於由中心頻率指定的信號的振幅信息，即，關於擺動信號的振幅信息。如果頻率特徵分析器302的輸出為Cw[dBm]，通過下列公式(2)給出實際擺動信號振幅Wpp[V]公式2Wpp(max or min)={8R10(Cw(maxormin)10-3)}12(V)----(2)]]>其中，R是頻率特徵分析器的輸入級的終端電阻。R一般為50Ω。
此外，由於使輸出穿過由視頻帶寬指定的相對寬的頻帶的視頻濾波器，因此，去除在調製等等時產生的在時間上短的振幅波動分量。從圖11可以看出，擺動信號的振幅幾乎以穩定的周期波動。
圖12是圖11的放大圖。垂直虛線顯示了一圈軌的間隔。可以看出，擺動信號的振幅在大約4圈軌的周期內波動。本發明的評估方法的特徵在於，測量振幅波動中的每一個波的呈現最大值和最小值的形式的峰值和底值，對結果求平均值，以確定整個振幅波動的最大值和最小值，以及對光碟的平均振幅中的波動量進行評估。由于振幅在由擺動周期和軌間距確定的特定周期內波動，測量門與波動同步地打開，檢測每一個門中的峰值。峰值被用作最大值。同樣，在每一個門中檢測底值。底值被用作最小值。結果，如果提供了門生成機構、峰值檢測機構、底值檢測機構以及輸出平均機構，則可以配置Wpp測量單元303。
圖13顯示了4軌周期門信號，頻率特徵分析器302的輸出，以及檢測到的最大值和最小值。每一個檢測到的最大值被表示為Cwmax(i)，每一個檢測到的最小值被表示為Cwmin(i)。
圖14是幫助說明擺動信號振幅評估方法的流程圖。在第一個步驟中，從光碟設備301中輸出的擺動信號被輸入到頻率特徵分析器302。此時，當從光碟設備301輸出多個差信號時，對於隨後的校準可以證實單個電路的增益是相等的。通過確保從同一個光碟再現的信號的振幅相同來實現這一點(步驟1)。
在第二個步驟中，頻率特徵分析器302的參數被設置為表1中列出的值(步驟2)。
在第三個步驟中，光碟馬達的旋轉線性速度或頻率特徵分析器302的設置的中心頻率經過精細調整，以便擺動平均頻率可以與頻率特徵分析器302的設置的中心頻率一致(步驟3)。如果平均頻率和設置的中心頻率彼此不一致，則擺動信號的中心偏離頻率特徵分析器302的窄帶濾波器，這導致一個問題所測量的擺動信號振幅小於實際振幅。
在第四個步驟中，Wpp測量單元303在4圈軌的間隔產生門信號。此外，在每一個門中，從頻率特徵分析器輸出的峰值和底值被作為Cwmax(i)和CWmin(i)來測量(步驟4)。
在第五個步驟中，對30個點的測量的Cwmax(i)和CWmin(i)求平均值。假設結果分別是Cwmax和Cwmin(步驟5)。由於局部缺陷或待去除的噪音求平均值在Cwmax(i)和CWmin(i)中產生很大的變化，這樣便可以評估光碟的平均特徵。
在第六個步驟中，測量的Cwmax(i)被代入公式(2)中的Cw，從而計算出Wpp。假設此值為Wppmax。同樣，測量的Cwmin(i)被代入公式(2)中的Cw，從而計算出Wpp。假設此值為Wppmin(步驟6)。
在最後一個步驟中，計算出的Wppmax和Wppmin被代入表達式(1)，從而獲取評估擺動振幅波動的結果(步驟7)。
擺動信號振幅評估單元的設置值的有效性接下來，將說明表1列出的設置值的有效性。圖15顯示了當頻率特徵分析器的解析度帶寬(RBW)變化時測量Wppmax/Wppmin的結果。輸入到頻率特徵分析器的信號是其Wppmax/Wppmin在2時變得穩定的擺動信號。從測量的結果可以看出，當RBW比697kHz的擺頻的0.5％窄1kHz時，測量的結果比2大得多，表示不能正確地進行測量。當RBW超過大於697kHz的擺頻的2％30kHz時，測量的結果小於2。原因是，由於噪聲分量被添加到測量頻率特徵的結果，當測量Cwmin時，測量的Cwmin大於實際結果。
圖16A到16C顯示了當視頻帶寬(VBW)，即，頻率特徵分析器的視頻濾波器的截止頻率變化時頻率特徵分析器的輸出。當WBW是比大約10Hz的波動頻率的兩倍小10Hz時，高頻分量被抑制，結果，測量的擺動振幅中的波動小於實際值。相反，當VBW被設置為比10Hz的波動頻率的十倍高300Hz時，噪聲被不充分地去除，允許輸入具有部分大的振幅的噪音，這樣就難以通過檢測峰值和底值來測量振幅波動的最大值和最小值。
這些結果顯示，表1中的設置值是用於測量擺動信號的振幅中的波動的最佳值。
擺動信號S/N(說明/評估單元/評估方法)圖17顯示了作為本發明的一個實施例的平方後的擺動信號NBSNR評估單元的配置。通過低噪聲放大器501和帶通濾波器502將擺動信號輸入到平方電路503。對擺動信號進行平方，將所產生的信號輸入到頻率測量電路(或頻率特徵分析器)502。此時，頻率特徵分析器502的參數被設置為表2列出的值。此外，NBSNR測量單元505從頻率特徵測量載波電平和噪聲電平，並使用公式(3)確定NBSNR。在對擺動信號進行平方之前，以擺動信號的中心頻率的兩倍的頻率測量載波電平。
NBSNR[dB]＝載波電平[dBm]-噪聲電平[dBm](3)表2
一般而言，通過將擺動信號直接輸入到頻率特徵分析器並測量頻率特徵，評估代表擺動信號的質量NBSNR(或CNR)。如日本專利申請公開No.2004-280878中所說明的，當對擺動信號用180度的相位差進行二進位調相，需要在平方擺動信號以去除調製分量之後評估頻率特徵。
然而，在本發明的光碟中，由於相鄰軌的擺動相位不同於再現的軌的擺動相位，並且來自相鄰軌的擺動信號之間發生串擾，所以在平方擺動信號之後，已調製的分量仍保留在中心頻率附近。
圖18A顯示了沒有串擾的平方後的擺動信號的頻率特徵。圖18B顯示了有串擾的平方後的擺動信號的頻率特徵。一般而言，當對於如圖18A所示的頻率特徵曲線測量NBSNR時，作為噪聲電平測量中心頻率附近的頻率分量。在本發明的光碟中，由於已調製的分量仍如圖18B所示，因此，不能使用這樣的方法。
根據本發明的評估方法的特徵在於，在已調製的分量的殘餘充分減小的、離開中心頻率的頻帶中來評估噪聲電平。如圖18B和20所示，測量多個光碟的結果顯示，在離開中心頻率大約150kHz的頻帶中，已調製的分量的殘餘達到幾乎可以忽略的電平。據此，通過在離開中心頻率150kHz或更加遠的頻帶中評估噪聲電平，可以準確地評估光碟的噪聲電平，而不管已調製的分量的殘餘如何。
圖19是根據本發明的一個實施例的測量平方後的擺動信號的NBSNR的流程圖。
在第一個步驟中，從光碟設備中輸出的擺動信號被輸入到BPF和平方電路。所獲得的平方後的擺動信號被輸入到頻率特徵分析器。由於平方電路容易飽和，所以檢查平方電路的輸出，並調整輸入信號的增益，以便輸出不會飽和(步驟1)。
在第二個步驟中，頻率特徵分析器的參數被設置為表2中列出的值(步驟2)。
在第三個步驟中，測試數據被記錄到光碟上。此時，測試數據被記錄以便在物理上是連續的，並被進一步記錄到400或更多個軌中。如果信號已經記錄在光碟上，當評估未記錄的部分中的擺動時，跳過此步驟，並且控制進入第四個步驟(步驟3)。
在第四個步驟中，連續地再現光碟的軌，並測量頻率特徵(步驟4)。假設連續地再現軌，並假設中途不進行諸如軌跳轉(track jump)之類的掃描，直到測量頻率特徵的結果的平均的次數達到128。
在第五個步驟中，作為載波電平測量頻率特徵的中心頻率附近的峰值電平(步驟5)。
在第六個步驟中，作為噪聲電平，測量在離開中心頻率-250kHz到-200kHz的區域A中和離開中心頻率+200kHz到+250kHz的區域B中的測量結果的平均值(步驟6)。
在此示例中，1.14MHz到1.19MHz被設置為區域A，1.59MHz到1.64MHz被設置為區域B。這些區域中的測量值的平均值被確定為噪聲電平。圖20顯示了噪聲電平測量範圍。
在第七個步驟中，測量的載波電平和噪聲電平被代入公式(3)，從而確定平方後的擺動信號的NBSNR(步驟7)。
平方後的擺動信號NSBNR評估單元的設置值的有效性接下來，圖21A和21B顯示了當改變平均的次數8、16、32和128時在每一個會話(session)中測量10次載波電平時的測量結果。如圖19的步驟(步驟4)所示，可以看出，對載波電平的測量進行求平均128次，將提供穩定的測量結果。因此，希望載波電平應該以振幅變化周期或稍小的間隔更新，以使平均的次數等於或大於128。
具體來說，圖21A和21B顯示了當在每一個會話中測量載波電平10次，並改變平均的次數時的測量結果。在測量中，使用同一個光碟和同一個評估單元。測量的結果顯示，當平均的次數小時，單個測量的結果大大地變化。10次測量的結果的最大值和最小值是比1dB大的1.6dB，即使平均的次數被設置為32，這表示在測量中發生了大的變化。
變化是由擺動振幅中的波動產生的。由於在振幅波動小的情況下進行測量的結果不同於在振幅波動大的情況下進行測量的結果，因此，需要對振幅中的波動進行求平均，以便進行精確的測量。由於擺動振幅的波動周期大約為4圈軌，如果半徑例如為58mm，則波動頻率大約為5Hz，波動周期大約為220毫秒。可以考慮在測量頻率特徵時對波動分量進行求平均的兩種方法一種是降低視頻濾波器的頻帶，即，通過低通濾波器進行求平均，另一種是用高頻帶視頻濾波器進行測量，然後用數字方式對測量結果進行求平均。當考慮通過低通濾波器進行求平均時，必須使濾波器的頻帶等於或低於5Hz。在此情況下，需要花220毫秒或更多來測量頻率分量中的一個點。例如，測量500kHz的頻率範圍中的1000個點需要200秒或更多。此外，從測量第一個點直到計算最後一個點時經過200秒或更多，這會導致一個問題光碟上的測量點按頻率分量來說彼此相隔比較遠。
另一方面，在以數字方式進行求平均的方法中，在比波動周期更短的周期內測量一個點，並對測量結果進行求平均。在此情況下，視頻濾波器的頻帶必須被設置為比5Hz高得多的值。必須使得作為測量500kHz範圍內的頻率特徵一次所需要的時間的掃描時間比波動周期充分短。例如，如果半徑為24.0mm，則必須使掃描時間短於(24×2×π)/線性速度×4[軌]＝91毫秒。由於高速測量對測量單元施加了重負，使掃描時間太短而會導致問題。例如，如果掃描時間被設置為比波動周期短50毫秒，則可以在波動波的一個周期測量一次或兩次頻率特徵。在本發明的測量方法中，對測量進行足夠多次數的求平均，這樣便可以獲得不受擺動振幅中的波動影響的平均頻率特徵。此外，實驗的結果顯示，128次或更多求平均的次數是足夠的。在此情況下，測量所需的時間為50毫秒×128次＝6.4秒，這會導致與通過視頻濾波器進行求平均相比，測量的時間顯著降低。
此外，由於6.4秒是再現24mm的半徑附近的大約300個軌所需的時間，測試數據必須記錄在300個或更多軌中。實際上，希望在400或更多個軌中記錄測試數據，並將測量餘量等等考慮在內。
如上所述，在本發明中，當測量擺動信號的SNR(信噪比)時，掃描時間被設置為比振幅波動的周期更短，並充分地對測量的結果進行進一步的求平均，這樣便可以提高測量精度，並使測量時間更短。
地址格式下面將參考圖22說明根據本發明的一個實施例的光碟的地址格式。在本發明的光碟中，軌被分成物理段塊。通過訪問物理段塊中的信息來記錄和再現諸如用戶數據之類的信息。一個物理段塊由七個物理段構成(圖22中的a和b)。一個物理段由17個擺動數據單元(WDU)構成(圖22中的c)。
由84個擺動構成的WDU能夠通過相位調製將3位信息存儲在數據1、數據2以及數據3中(圖22中的d)。收集一個物理段中的17WDU中的每一個WDU中包括的3位信息，從而形成了圖22中的e所顯示的信息。
以物理段組織的此信息由段信息、物理段塊地址、物理段順序以及CRC(糾錯碼)構成。因此，在一個物理段塊中，記錄7次對應於物理段上的地址信息的物理段塊地址。
地址解調電路圖23是地址調製電路的方框圖。地址解調電路主要包括帶通濾波器401、鎖相環路電路(PLL)402、相位檢測器102、限制電平控制器403以及地址解碼器404。PLL電路402從輸入的擺動信號產生參考相位信號和參考時鐘。相位檢測器102將參考相位信號和擺動信號復聯在一起，並按參考時鐘的間隔將結果集成在一起，從而提取呈現電壓信息的形式的相位信息。此時，如果參考相位信號的相位與擺動信號的相位一致，則電壓信息位於從參考相位信號觀察的正的一側。如果相位被顛倒180度，則電壓信息位於負的一側。如果參考相位信號的相位與NPW的相位一致(參見圖7)，則正的一側上的信號是NPW，負的一側上的信號是IPW(參見圖7)。
限制電平控制器控制限幅電平，以便它可以取正電壓電平和負電壓電平之間的中點值，並確定位於相對於限幅電平的正的一側的信號為NPW，位於負的一側的信號為IPW。如果參考相位信號的相位與IPW的相位一致，則該判斷結果顛倒。根據確定的NPW和IPW的結果，地址解碼器404讀取地址信息，檢查CRC及其他。
地址錯誤率和評估信號圖24是幫助說明當通過本發明的評估方法評估光碟時測量擺動信號的振幅中的波動以及平方後的擺動信號的NBSNR的值(橫軸)和地址信息讀取錯誤率(或地址錯誤率)(縱軸)的結果。地址測量的結果顯示了擺動信號的振幅中的波動(或擺動信號質量評估指示符)、平方後的擺動信號的NBSNR的值，以及地址錯誤率(或最後獲取的值)之間的關係。如果振幅中的波動相同，即，如果每一個相鄰軌中的擺動串擾的量相同，則地址錯誤率隨著NBSNR變壞而提高。另一方面，甚至在NBSNR相同的情況下，如果振幅中的波動提高，則地址錯誤率提高。
在根據本發明的光碟中，由於一個記錄單元中包括了多個地址信息片段，並且添加了CRC的地址信息使得可以進行錯誤判斷，所以對系統可以接受的地址錯誤率，即，可以在所希望的地址，幾乎無錯誤地，通過多數決定法、連續互補等等來記錄和再現信號的地址錯誤率，可以被視為大約是1.0×10-3。
圖25是通過從圖24的結果中提取當地址錯誤率為1.0×10-3時Wppmax/Wppmin和NBSNR的值並繪製這些值所獲取的圖表。
圖24中的測量結果顯示，當地址錯誤率為1.0×10-3時Wppmax/Wppmin(Yw)和NBSNR(Xn)的值保持由Yw＝0.07×Xn+0.5所近似表達的關係。由於在滿足表達式Yw＞0.07×Xn+0.5的範圍中，地址錯誤率降低到1.0×10-3之下，因此，信息難以記錄到這樣的光碟中，也難以從這樣的光碟中再現。另一方面，如果在判斷所生產的光碟是好還是壞時在滿足表達式Yw＜＜0.07×Xn+0.5的範圍中設置閾值，則光碟的產量減小，會產生問題光碟的製造成本上升。因此，對於判斷在由直線Yw＝0.07×Xn+(0.5+0.1)和Yw＝0.07×Xn+(0.5-0.15)所包圍的範圍內生產的光碟是好還是壞，最好設置閾值。如果閾值在此範圍內，則可以以最高產量製造能夠允許穩定地讀取地址的光碟。圖25顯示了對應於最佳產量範圍中的閾值的直線。
光碟的製造圖26顯示了用於製造光碟的母版製作設備。圖27是製造光碟的流程圖。本發明的光碟介質是按生產母版(ST1)、生產壓模(ST2)、成形(ST3)、形成介質薄膜(ST4)以及層疊(ST5)的步驟來製造的。層疊步驟後面跟著測試產品的步驟(ST6)。
在生產母版的步驟中，向平面母版施加抗蝕劑，在圖26的母版製作設備中對母版上的抗蝕劑進行曝光，並在顯影時去除曝光的抗蝕劑，從而生產具有與最後的光碟介質的信息記錄層中的凹進和凸出相同凹進和凸出的母版。在生產壓模的過程中，用Ni等等鍍在母版上，以形成充分厚的金屬板，母版與板分離，從而生產壓模。此時，以這樣的方式在壓模中成形母版中所形成的凹進和凸出，即，使它們相反。接下來，在成形步驟中，壓模被用作模型，這樣的樹脂聚碳酸酯被注入壓模，從而形成襯底。此時，形成的襯底的表面中的凹進和凸出是從壓模中的凹進和凸出轉換的，即，與母版中的凹進和凸出幾乎相同。接下來，在凹凸部分，通過濺射、旋塗等等形成反射膜、記錄材料薄膜以及其他。為保護形成薄膜的部分，層疊另一個襯底，這就完成了光碟介質。具體來說，在圖26所示的母版設備中記錄了導向槽、擺動軌，以及其他。
具有控制器601的圖26的母版製作設備控制每一個功能塊的序列。根據從格式器602輸出到雷射器驅動器(LDD)603的信號，控制來自光學系統604的雷射束的量。雷射束通過光學系統604中包括的AO調製器、物鏡及其他裝置，並被投射到母版605上。照射的光的焦距及其他特徵通過伺服電路606來進行控制。伺服電路606從光檢測器(PD)接受感測信號，用於感測從母版605通過光學系統反射的光。然後，伺服電路606通過諸如主軸馬達之類的控制部分608來控制母版605的循環的數量等等。類似地，光碟的旋轉和光碟的在徑向的位置受到控制。
由於母版的由光照射的部分被曝光，該部分變成導向槽等等。根據要記錄到光碟上的物理地址信息等等，格式器602將信號輸出到擺動控制電路611。擺動控制電路611能夠通過控制光學系統中的AO調製器等等來在徑向精細地移動照射在母版605上的射束點。
控制雷射束的量和主軸馬達的循環數量，從而控制凹槽的寬度和形狀，這樣便可以調整擺動串擾的量。這裡，調整母版製作設備的單個被控制的量，以便擺動信號的振幅中的波動量，Yw，和平方之後的NBSNR，Xn，可以滿足表達式Yw＞0.07×Xn+(0.5+0.1)，這可以製造具有高產量和極好的再現穩定性的光碟介質。
上文所描述的實施例包括評估方法、裝置和設備，以及製造方法、裝置和設備，並進一步包括通過這些方法、裝置和設備製造的信息記錄介質。
在一種評估信息記錄介質的方法和設備中(其中，通過調製導向槽中的擺動來記錄以特定頻率記錄擺動的導向槽的地址)，和製造信息記錄介質的設備中，使用根據擺動信號的振幅的波動量和信噪比(SNR)來估計地址再現錯誤率，並設置具有較低錯誤率的範圍以作出決策的方法、裝置或設備。
此外，確定用於評估信息記錄介質的閾值，以便擺動信號的振幅中的波動量Y，以及信噪比(SNR)，X，可以滿足下列公式(A)Y＝A×X+B(A和B是常量) (A)其中，如果A為0.07，B為0.35，則錯誤率落入0.6的範圍內。
此外，使用下列方法、裝置和設備當獲取擺動信號的振幅中的波動量時，在擺動信號的振幅的波動的周期內，測量擺動信號的振幅的波動的峰值和底值。峰值的平均值和底值的平均值分別被確定為擺動的振幅的波動的最大值和最小值。根據該最大和最小值，確定擺動的振幅的波動量。
此外，使用把用於測量峰值和底值的門間隔設置為[擺動周期/2×π×軌間距)]軌或更多的方法、裝置和設備。此外，可以使用用於使測量峰值和底值的門間隔與一圈軌同步的方法、裝置和設備。此外，當測量噪聲電平以獲取信噪比時，使用在離開信號的中心頻率150kHz或更遠的頻率處測量噪聲電平的方法、裝置和設備。以振幅波動周期或稍小的間隔更新測量擺動信號的頻率特徵的結果，平均的次數被設置為128或更多。
如上所述，本發明提供了下列優點。由於地址讀取電路非常複雜，因此，這會導致在從地址讀取速率評估地址信息的記錄質量的成本問題。相比之下，通過使用兩種評估指示符振幅波動和平方後的擺動信號的NBSNR，可使用相對簡單的評估系統和評估電路來準確地評估地址信息的記錄質量。
當單獨地評估振幅波動和NBSNR時，不能準確地評估地址信息的記錄質量。在此說明書中已經闡明振幅波動和NBSNR之間的使得地址讀取速率恆定的關係。這樣，便可以以這樣的方式在製造光碟時進行調整，以便當不能改善NBSNR時，可以改善振幅波動。通過這些調整可以改善光碟的生產量。對地址信息的記錄質量的準確的評估可以產生改善光碟之間的可互換性的有益效果。
當測量振幅中的波動時，對波動的周期的最大值和最小值進行求平均可以去除比較大的局部波動。在確定峰值的方法中，當即使整個振幅沒有問題而在振幅的一部分中有局部變化時，則判斷無法進行再現。因此，實際上，可以使用地址的連續性來校正局部誤差。由於在現有技術中被判斷為不可再現的可再現光碟可以被準確地判斷為可再現的光碟，這就提高了光碟的生產量。
由于振幅的波動大部分在擺動串擾的拍頻周期中發生，因此，按比拍頻周期(＝擺動周期/(2×π×軌間距)軌)更長的周期的門間隔測量最小值和最大值。
平方後的擺動信號的頻率特徵根據在(擺動周期/(2×π×軌間距))軌的周期中擺動串擾的變化而大大地波動。因此，通過對局部值進行求平均可以對光碟的平均質量進行評估。
本發明不僅限於上面的實施例，可以在不偏離本發明的精神或基本特徵的情況下通過修改組成元件來實現。此外，通過適當地組合實施例中所說明的多個組成元件來形成各種發明。例如，可以從構成各實施例的所有組成元件中刪除某些組件。此外，可以適當地組合兩個或更多實施例中所使用的組成元件。
通過使用兩種評估指示符振幅波動和平方後的擺動信號的NBSNR，可使用相對簡單的評估系統和評估電路準確地評估地址信息的記錄質量。
在此說明書中已經闡明振幅波動和NBSNR之間的使得地址讀取速率恆定的關係。這樣，便可以以這樣的方式在製造光碟時進行調整，以便當不能改善NBSNR時，可以改善振幅波動。通過這些調整，可以改善光碟的生產量。對地址信息的記錄質量的準確評估可以使得光碟之間的可互換性得到改善。
由於在現有技術中被判斷為不可再現的可再現光碟可以被準確地判斷為可再現的光碟，這就提高了光碟的生產量。
由于振幅的波動大部分在擺動串擾的拍頻周期中發生，因此，按比拍頻周期(＝擺動周期/(2×π×軌間距))軌)更長的周期的門間隔測量最小值和最大值。
平方後的擺動信號的頻率特徵根據在(擺動周期/(2×π×軌間距))軌的周期中擺動串擾的變化而大大地波動。因此，通過對局部值進行求平均，可以對光碟的平均質量進行評估。
那些精通本技術的人可以輕鬆地實現其他優點，並進行各種修改。因此，本發明在更廣的方面不僅局限於這裡顯示和描述的具體細節和代表性的實施例。相應地，在不偏離所附權利要求和它們的等同物所定義的一般發明概念的精神或範圍的情況下，可以進行各種修改。
權利要求
1.一種評估信息記錄介質的信息記錄介質評估方法，其中，通過調製導向槽的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽的地址，該信息記錄介質評估方法的特徵在於包括根據擺動信號的振幅中的波動量和信噪比(SNR)來估計地址再現錯誤率；設置具有低錯誤率的特定範圍；以及確定錯誤率是否在該特定範圍內。
2.根據權利要求1所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於，確定該特定範圍內的閾值以評估信息記錄介質，以便擺動信號的振幅中的波動量Y，以及信噪比(SNR)[dB]，X滿足下列公式(A)Y＝A×X+B(A和B是常量) (A)其中，A為0.07，B在0.35到0.6範圍之內。
3.根據權利要求2所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於當獲取擺動信號的振幅中的波動量時，測量擺動的振幅中波動時間周期內該擺動的振幅中的波動的峰值或底值，分別將該峰值的平均值或該底值的平均值設置為擺動的振幅中的波動的最大值或最小值，以及，根據該最大和最小值判斷該擺動的振幅中的波動量。
4.根據權利要求3所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於，用於測量峰值或底值的門間隔被設置為(擺動周期/(2×π×軌間距))軌或更多。
5.根據權利要求4所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於，用於測量峰值或底值的門間隔與一圈軌同步。
6.根據權利要求1所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於，當測量噪聲電平以獲取信噪比(SNR)[dB]時，在離開信號的中心頻率150kHz或更遠的頻率處測量噪聲電平。
7.根據權利要求6所述的信息記錄介質評估方法，其特徵在於，以等於或小于振幅中的波動的周期的周期的間隔來更新測量擺動信號的頻率特徵的結果，以及，平均的次數被設置為128。
8.一種用於信息記錄介質的信息記錄介質評估設備，其中，通過調製導向槽的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽的地址，該信息記錄介質評估設備的特徵在於包括用於獲取擺動信號的振幅中的波動量的裝置；用於從擺動信號中獲取信噪比(SNR)的裝置；以及用於根據振幅中的波動量和信噪比(SNR)來估計地址再現錯誤率、設置具有低錯誤率的特定範圍、以及確定錯誤率是否在該特定範圍內的裝置。
9.一種用於信息記錄介質的信息記錄介質製造方法，其中，通過調製導向槽的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽的地址，該信息記錄介質製造方法的特徵在於包括根據擺動信號的振幅中的波動量和信噪比(SNR)來估計地址再現錯誤率，以及設置具有低錯誤率的特定範圍；以這樣的方式確定用於設置具有低錯誤率的特定範圍的閾值，以便確定用於評估信息記錄介質的閾值，從而擺動信號的振幅的波動量Y，以及信噪比(SNR)[dB]，X滿足下列公式(1)Y＝A×X+B(A和B是常量) (1)其中，A為0.07，B在0.35到0.6範圍之內；以及確定地址再現錯誤率是否在該特定範圍內。
10.一種信息記錄介質，其特徵在於，通過調製導向槽的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽的地址，該信息記錄介質是通過下列步驟準備的根據擺動信號的振幅中的波動量和信噪比(SNR)[dB]來估計地址再現錯誤率，以及設置具有低錯誤率的特定範圍；以這樣的方式確定用於設置具有低錯誤率的特定範圍的閾值，以便確定用於評估信息記錄介質的閾值，從而擺動信號的振幅中的波動量Y，以及信噪比(SNR)[dB]，X滿足下列公式(1)Y＝A×X+B(A和B是常量) (1)其中，A為0.07，B在0.35到0.6範圍之內；以及確定地址再現錯誤率是否在該特定範圍內。
全文摘要
一種評估信息記錄介質的信息記錄介質評估方法，其中，通過調製導向槽(G)的擺動來記錄以特定頻率擺動的導向槽(G)的地址，根據擺動信號的振幅中的波動量和信噪比(SNR)來估計地址再現錯誤率，設置具有低錯誤率的特定範圍，以及判斷錯誤率是否在該特定範圍之內。
文檔編號G11B7/00GK1790530SQ200510119408
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月11日 優先權日2004年11月11日
發明者小川昭人, 長井裕士 申請人:株式會社東芝