多层记录载体以及用于 扫描所述载体的装置 本发明涉及适合于通过单个扫描头被扫描的以及至少装有两个基本上平行的信息层的记录载体。每个信息层可包括和其它信息层的信息内容无关的信息。信息层可以互相相连或由一个隔离层互相分隔开。本发明还涉及用于扫描这样的记录载体的扫描装置。在扫描期间，信息可被写入、读出或清除。
上述类型的记录载体可从美国专利No.3,855,426中获知。该已知记录载体包括两个或多个由隔离层互相分隔开的信息层。装有单个扫描头的光学扫描装置可藉助于通过扫描头的聚焦辐射波束扫描信息层的方法读出一个信息层。放在其下面的或放在其上面的信息层可通过同一个辐射波束藉移动沿垂直于信息层的方向的辐射波束的焦点并把它设置在所想要的该层上而被读出。由于这种串行读取模式，记录载体中的信息层地采集可被看作为单个非中断的信息区。这就和每个信息层都有一个扫描头的多层记录载体大不相同。那时，信息层的信息区被串行地读出，它们应当被看作为分开的区。
对于多层记录体，要它适合于通过单个扫描头被进行扫描，以及装有控制信息，即可被用来在记录载体上读出和/或写入用户信息的信息。控制信息可包括关于用户信息的通用数据，诸如记录载体的制造商名称，所存储的用户信息的作者，关于密码的数据，在写、读和/或清除期间的最大辐射功率，和重新分配表。控制信息也包括目录表，表明信息的已知部分被存储在信息区中的位置。
本发明的一个目的是提供装有控制信息的多层记录载体。
按照本发明的第一方面，按照本发明的记录载体的特点为每一层包括具有用于扫描该层的信息的控制信息块。
从对于单层记录载体CD盘的标准文件IEC908获知，把控制信息块放置在信息区的起始端。当控制信息块以同样方式被放置在多层记录载体上时，这将导致一个控制信息块在信息区的起始端。因此，包括有关所有信息层的数据的相当大的控制信息块出现在第一信息层的起始端。由于信息块的大小取决于所存储的信息的数量，因而取决于信息层的数量，信息块的大小也将随着信息层数量的增加而增加。因此，在第一信息层上为用户信息提供的空间将减少。当信息被写进记录载体时，这样，不再能假定，具有已知的最小尺寸的每个信息层的一个区域是可供用户信息所使用的。当计划把要写入的信息分布在不同的信息层的方法时这是一个缺点。
按照本发明的记录载体可藉提供每个信息层带有关于所述信息层的数据的控制信息块来消除该缺点。对于数量较大的信息层，每层的可供用户信息使用的区域可保持为相等。
按照本发明的记录载体的具体实施例的特点为，信息块在不同层的平面中基本上具有相同的物理位置。各信息层的接连的信息块可藉把扫描头沿垂直于信息层的方向移动一个相当小的距离到下一个信息层的方法很快地一个接一个地被读出，而不必在信息层平面上把扫描头移动很大的距离。
为了能快速地一个接一个地扫描在接连的层中的用户信息，按照本发明的记录载体的特定实施例的特点为，在一层中的用户信息沿该层中的给定方向顺序地排列，而在另一层中的用户信息以相反的方向顺序地排列。在圆盘状的记录载体中，在给定的第一信息层中的用户信息。例如，从内边缘向外边缘地被记录，而在下一行，即第二信息层中，就从外边缘向内边缘地被记录。在第一层的信息被读出后，扫描头只需要移动相当小的距离到第二信息层，以便读出在该层中的信息。如果第二层的控制信息块放置在通常的位置，即在信息起始端处，那么信息块将被放置在第二信息层的外边缘，所以就不靠近第一层的信息块。为了一个接一个地读出这两个信息块，那么就需要在层平面上的相当大的位移。按照本发明，第二信息层的信息块宁可是在信息层的内边缘，在第一信息层的信息块的下面或上面。这样，快速存取不同信息层的控制信息就可以实现。
至少一个用户信息块优选地具有关于记录载体的信息层号码的指示。有了这个和特定信息层无关的信息，扫描装置可决定把聚焦点对准在哪一个信息层上。
在按照本发明的记录载体的特定实施例中，至少一个信息块包括具有关于存储在该层中的用户信息的全部指示的一个子信息块。有了该信息，可以决定，要被读出的信息是存储在哪一个信息层中，随后，在该层上的控制信息块可被读出，以决定在所指示的层上的信息的位置。
本发明也涉及用于扫描按照本发明的载体的扫描装置。按照本发明，该装置装有用于在读出用户信息以前顺序读出控制信息块的装置。在信息块被读出之后，可提供用来扫描记录载体的所有信息层的信息。例如，存储在记录载体上的全部信息的位置将从内容表获知，要读的用户信息不用进一步读信息块中的控制信息即可被找出。
本发明的第二方面涉及在不同信息层上用户信息的分布。按照这一方面，记录载体装有至少两个基本上平行的信息层，其中第一信息层包括第一格式的用户信息，而第二信息层包括第二格式的同样的用户信息。第一格式可以是低密度结构，而第二格式可以是高密度结构。这就提供了通过不同类型的重放装置读同样的用户信息的可能性，每个重放装置适合于重放一种格式。在按照本发明的记录载体的一个实施例中，用户信息的这种分布和按照本发明的第一方面的信息层的用户信息的分布相结合。藉此可以避免，具有低密度结构的信息层的相当大的部分被关于其它信息层的控制信息所占用。
本发明的这些和其它方面将参照以后所描述的实施例加以阐述，并成为显而易见。
在附图中：
图1显示了按照本发明的具有两个信息层的记录载体，
图2显示了记录载体和扫描装置，
图3显示了两个上部接连的信息层的信息区，
图4显示了控制信息块的划分，以及
图5显示了用于读记录载体的流程图。
图1显示了圆盘状记录载体1。正视图显示了记录载体的一个信息层，其信息区2由圆周形内边缘3和圆周形外边缘4围成。信息可以例如，以信息层中的圆周的或螺旋形轨道被存储，其中信息从信息区的内边缘往外边缘顺序地排列，或相反。信息可被分成，例如，扇形区，其中扇形区的顺序号从内边缘到外边缘逐渐增加。
图2是记录载体和用于光学扫描存储在记录载体中的信息的扫描装置10的扫描头的截面图。记录载体1具有透明基片5，装有第一信息层6和与之平行的第二信息层8，其间由透明的隔离层7分隔开。虽然在记录载体的本实施例中只显示了两个信息层，但是信息层数目可以大于2。隔离层可以被省略，这样第一和第二信息层相重合。藉助于在这种情况下以不同方式把信息存储在第一和第二层中。在第一和第二层中的信息在读取时可被区分开。在第一层中的信息可以，例如，以相位结构被存储，而在第二信息层中的信息以磁化强度结构被存储。也可能在区域内存储两种类型的信息，它们必须以不同的波长被读出。
扫描装置10包括辐射源11，例如，产生辐射波束12的二极管激光器。辐射波束通过波束分路器13，例如一块半透明板，和一个透镜系14，例如一个物镜，被形成为一个聚焦点15。藉助于沿物镜的光轴移动该物镜14，如以箭头16所表示的，可使聚焦点位于任何的想要的信息层。由于第一信息层6是部分透过式的，辐射波束可通过该层而被聚焦在第二信息层8上。藉助于绕其中心旋转记录载体，以及在信息层面上沿垂直于轨道的方向移动聚焦点，信息层的全部信息区2可被聚焦点扫描。被信息层反射的辐射由存储的信息调制成，例如强度或极化方向。所反射的辐射被物镜14和波束分路器13引导到检测系统17，它把入射的辐射变换成一个或多个电信号。其中的一个信号，信息信号，具有与所反射的辐射的调制有关的调制，因此，该信号代表了已被读出的信息。其它的电信号表示对于被读的轨道的聚焦点15的位置。这后面的信号被加到伺服系统18，它控制物镜14的位置，因此就控制了在信息层平面上的聚焦点15的位置，且以这样的方式垂直于以使聚焦点跟随着要被扫描的信息层平面上的想要的轨道。
图3以图形显示了具有直线20形式的信息层6的信息区2，它从内边缘3扩展到外边缘4。所显示的在其上面的线21代表了信息层8的信息区2’，它从内边缘3’扩展到外边缘4’。线20和21的上面的部分也是在记录载体1的上面。在信息区2的起始端，也就是在线20的内边缘3的边侧处，保留了控制区22，用来存储控制信息。用户信息被存储在位于控制区22和外边缘4之间的地区。用户信息被存储的方向以箭头23表示。按照本发明，位于控制区22上面的控制区24也被保留在信息区2’中。用户信息被存储在外边缘4’和控制区24之间的地区，信息是沿着以箭头25表示的与以箭头23表示的方向相反的方向顺序地排列。相反的排列方向可藉助于提供以向外扩展的螺旋线轨道的信息层6以及提供以向内扩展的螺旋线轨道的信息层8来实现。这样用户信息可藉从内边缘3到外边缘4地扫描信息层6的信息区2，把聚焦点从信息层6移位到信息层8，以及从外边缘4’到内边缘3’扫描信息区2’等来被读出。在信息层6和8中以相反方向排序的信息可很快地一个接一个地被读出，因为比起聚焦点从一个信息层的外边缘移动到另一个信息层的内边缘来说，聚焦点可相当快地从一个信息层移动到另一个信息层。在原先的情况下，如果该记录载体是恒定的线性速度类型的话，还应当考虑为改变记录载体的旋转速度所需要的时间。
控制区22包括各个不同的带有控制信息的信息块，也被称为控制块，每个具有相同的内容。三个这样的控制块26、27、28示于图3的实施例。该控制块被存储三次，以便如果一个控制块的内容由于它包含的错误比起通过可能存在的纠错电路和存储在记录载体上的纠错码可被恢复的错误更多而不能被读出，就能读另两个控制信息块之一的内容。按照本发明位于控制区22的上面的控制区24也包括三个控制信息块29、30和31。带有用于信息层8的控制信息，在一个信息块中的信息沿着箭头25的方向被顺序地排列。
图4以图形显示了用于第一信息层6的控制信息块26的划分。该信息块26包括带有关于记录载体作为一个整体的信息的第一子信息块32。信息可包括记录载体的类型指示，记录载体中信息层的数目和用户信息的信息块的数目的指示，用于写和读的辐射波束的参数，关于所存储的信息的密码的信息，存储在每一层中的用户信息的总的指示的目录表，有关一组记录载体的数据，其中的一部分就是该载体，以及出版者和制造商的指示。
控制信息块26的第二子信息块33包括有关该信息块被写入的那个信息层的信息。除了层的顺序号的指示外，它还有该信息层上用户信息的信息块数目和用户信息的类型的指示。
控制信息块26的第三子信息块34包括控制信息块被写入的那个信息层的目录表。目录表表示了有关的用户信息的每个信息块的起始的和最终的地址，在每个信息块中用户信息的简短指示或具有这样的指示的地址。
控制信息块26的第四子信息块35包括重新分配表，其中参考地址是为信息层的不能写入的和不能读出的扇形区而提及的。第四子信息块只是在能写入的媒体中才是需要的。在第一信息层6上的控制信息块26包括所有的所述子信息块，而在其它信息层上的控制信息块包括第二、第三和可能的第四子信息块。其它的信息层也可包括第一子信息块。
图2所示的扫描装置10适合于在读出用户信息之前顺序地读出控制信息的信息块。为此，扫描装置包括用于使聚焦点，例如以上面提到的伺服系统的形式跟踪轨道，以及把聚焦点从一个信息层移到另一个信息层的装置。以上提到的聚焦点的位移可通过伺服系统来实现，它保持聚焦点在信息层上。
该装置也包括控制单元36，特别是控制伺服系统18。控制单元按照控制程序进行工作，它以这样的方式控制扫描装置，即在正确读出信息层6中的控制信息块以后该层中的用户信息先不被读出，而是把聚焦点移向信息层8，在其上读出用于该层的控制信息块。这样一个控制程序的流程图示于图4，用于读出按照本发明的记录载体上的用户信息的信息块。在第一步骤37中，通过伺服系统18，把聚焦点15对准在第一信息层6上。第二步骤38，读出在该层上的控制信息块26的信息。信息包括信息层总数N和即刻的被读信息层的序号i。如果i≠N，即还没有读过所有的信息层，则在步骤39把聚焦点对准下一个信息层。且有关的控制信息块被读出。如果i＝N，即所有控制信息已被读过。对于已被读过的所有控制信息块中的信息，在步骤40确定哪个信息层包括要被读出的用户信息的第一信息块。在步骤41，聚焦点被放置到适当的信息层上，在步骤42，聚焦点被放在该信息层的用户信息的信息块位置上，此后信息块中的信息被读出。如果带有用户信息的更多信息块必须被读出时，则控制程序返回到步骤40，以便从已被读过的控制信息确定下一个信息块的位置。
控制程序也可被用来写入和消除记录载体中的信息。在写入期间，在步骤40确定用户信息的信息块可被写的地方和哪一个信息层上。当在写入所述区期间由于记录载体中的缺陷，必须重新分配以后的扇形区时，可以把适当的地址记在所写的信息层的控制信息块的重新分配表中。在消除期间，在步骤40确定在适当的区被消除后，被消除的信息可被写入的地方和哪一个信息层上。
在许多扫描装置中，聚焦点是通过构成伺服系统18的一部分的两级移位系统沿记录载体的半径方向进行移动的。第一级是滑动的比较慢和大的位移，而第二级是物镜14沿径向的比较小和快的位移。对快速读出控制信息块，信息块以及宁可是控制区的径向尺寸小于由物镜造成的聚焦点15的最大径向位移。此最大位移通常是100μm的数量级。以控制区的给定半径。轨道间的距离以及记录载体1的轨道上的信息密度，这就产生大约每个控制信息1兆字节的容量。如果所有信息层的控制信息被存储在信息层6的1兆字节的单个信息块中，则很明显，当使用很多层时就会产生容纳空间问题。本发明通过把和信息层有关的控制信息放置在该信息层本身的信息块而解决了这个问题。其它信息层的划分，因而也就是用于用户信息的区域尺寸可以和信息层的数目无关。
图2所示的记录载体适合于存储两种不同格式的信息。术语“格式”包括信息的组织结构，信息编码以及存储器的物理模式。用户信息，例如以按照16比特的CD数字音频标准编码的一段音乐的形式，可被存储在第一信息层6。然而，例如根据24位代码编码的更高音质的相同一段音乐可以存储在第二信息层8。在第二信息层中的信息可以，例如，以比在第一信息层中的信息更高的密度的凹槽的结构被存储，这样两段音乐物理上占用等量的空间。这样就有可能通过扫描第一信息层的CD播放机和通过扫描第二信息层的高密度播放机来读记录载体，然后产生比CD播放机更高质量的音乐。因此记录载体对于CD播放机和高密度播放机是兼容的。如果在第二信息层中的空间足够大，则用户信息可以以该信息层中的不同格式，例如以24位代码和以在电影领域中熟知的多信道音频格式被存储。取决于现有的和可供使用的播放装置，可以在存储信息的不同格式之间进行选择。另一个可能性是把具有一个或多个声道的胶片存储在第二信息层和另外的信息层，如果有的话，以及把一个声道，例如连同胶片的音乐，存储在第一信息层。这样将可能在放像机上重放影片，以及在放音机上重放该影片的音乐。
显然，所述的存储信息的模式并不限于以前面所述的方式提供的控制信息块的记录载体，也不限于只适合于通过单个扫描头进行读数的记录载体。
也很显然，本发明的使用并不限于圆盘状的记录载体，它也适合于例如矩形的记录载体如存储卡。虽然本发明是参照光学记录载体加以说明的，但很显然，本发明可替换地被使用于可通过单个扫描头读取的任何类型的多层记录载体。