CN1922669A - 具有与介质和温度相关的功率控制方案的记录设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种记录设备，一种记录载体，以及一种方法，控制用于将数据记录在记录载体特别是染料介质上的辐射功率，其中在与温度和盘相关的参数的基础上执行写入功率控制，以便解决写入性能问题。为此，将指示由于记录载体的不均匀性的辐射功率的变化的第一控制参数作为记录位置的函数预测，并且基于测量的温度预测指示辐射功率的温度相关性的第二控制参数。由此，可以提高写入功率控制的准确度，特别是在任意记录位置之间跳转的情况下。

Description

具有与介质和温度相关的功率控制方案的记录设备

技术领域

本发明涉及一种记录设备，和一种将数据记录在记录载体上时控制使用的辐射功率的功率控制方法，以及一种可以使用所述记录设备和功率控制方法写入信息的记录载体。

背景技术

按照惯例，将记录光盘分成两种一般的类型：一次写入盘和可擦/可重写盘。而且，具有两种将信息记录到一次写入光盘上的方法。根据第一种记录方法，将激光束投射到记录表面上以熔化该表面，由此在其上形成凹坑。根据第二种记录方法，将有机染料薄膜用作信号记录表面，其中通过将激光束投射到所述表面改变反射系数，由此在其上形成可光学检测的标记。

一次写入盘如CD-R和DVD+R盘具有称作预刻沟槽的导轨。这些预刻沟槽在中心频率周围沿盘的径向方向轻微地摆动。在预刻沟槽的摆动中，通过FSK(频移键控)调制记录信息。这种信息包括例如称作ATIP(预刻沟槽中的绝对时间)的记录时间地址的信息，或者称作ADIP(预刻沟槽中的地址)的记录地址的信息。

通过这种一次写入盘，进行被称作最佳功率控制(OPC)的记录功率校准过程，以便将记录装置的激光束设置在最佳记录功率。光盘的记录表面包括用于记录多种数据的数据区，和用于测试记录的功率校准区(PCA)，以便将激光束设置到其最佳记录功率。通常在盘的最内圈轨道提供PCA，并且该PCA又由测试区和计数区组成。记录时的最佳记录功率的设置需要为每个盘单独地设置最佳记录功率。这是因为盘的记录特性从一个制造者到下一个制造者是不同的。由此可见，不能获得盘的最佳记录功率会导致后期记录误差率和抖动的急剧增加。

除了最佳功率控制(OPC)，还可以在信息记录期间实施运行OPC(ROPC)机制，该运行OPC机制是具有高带宽的硬件特征，或步行(walking)OPC(WOPC)机制，该步行OPC机制是具有低带宽的软件特征。ROPC是必要时连续监视和调整记录功率的过程，通过将在OPC过程期间当设置最佳记录功率时从凹坑(或标记)反射的光的强度与在信息记录期间从凹坑(或标记)反射的光的强度比较，并且基于该比较结果适当地校正记录功率。结果，该ROPC机制可以连续地调整激光记录功率，即使从盘的内圆周向着外圆周径向移动在盘上记录信息以及在该最佳记录功率不同于在OPC过程期间设置的最佳记录功率也是如此。

在WOPC中，监视参数β(表示记录凹坑或标记的不对称性)，以实现连续的最佳写入功率。通过该与功率线性的参数，可以确定调节方向。这在监视抖动或比特误差率(或BLER)时是不可能的，由于相对于功率的二次关系。因此当(暂时)停止写入过程时，在特定时刻在已经写入的部分测量参数β。将这些值与β的特定目标值比较，将该特定目标值作为OPC程序期间确定的参考值。将两个值之间的差异转换成确定功率。该WOPC程序是软件程序，并且能够实现对径向方向上变化的补偿。

然而，不连续的记录程序如在盘的外侧写入之后在盘的内侧写入会导致下面的问题。假设写入完整的DVD+R盘。在记录的结尾，必须升级位于盘内侧的文件***区。由于通过WOPC机制升级功率，以便补偿例如记录过程期间的温度和盘变化，盘内侧的最佳功率是未知的。这会在盘的内侧在升级的文件***区的写入期间导致坏的写入性能。按照惯例，该问题通过在文件***区的升级之前开始OPC程序解决。然而，在多区段(session)盘的情况下，具有许多填充在不同位置的预留轨道，这也会造成问题，特别是由于功率校准区具有限制的尺寸，由此限制了OPC程序的数量。如果打算在盘的外侧写入，特别是在染料盘的情况下，在盘内侧的OPC之后，面临进一步的问题。则功率由于不均匀的盘可能是错误的。在视频记录之后在盘的外侧暂时写入一些部分的编辑阶段会出现相同的问题。按照惯例，该问题可以通过在记录的中断期间执行额外的倾斜校准解决，以便尽可能地提高容限(margins)。然而，这会导致增加在盘上记录的记录时间的缺点。

文献US2002/0001270A1描述了一种用于将信息记录到一次写入或可擦光盘上的光盘记录设备的功率控制方案，其中提供预记录校正曲线表，该预记录校正曲线由对应于多种不同光盘中每一类型的径向位置的记录功率校正值构成。在记录区段的开始，参考该校正值表，以便可以自始至终以最佳记录功率在多区段记录过程期间在盘的任意径向位置进行信息的写入，而没有受到任何光盘翘曲(warpage)的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的功率控制方案，借此即使在不需要额外的空间和记录时间的不连续记录的情况下也可以提高功率设置。该目的通过提供如权利要求1所述的记录设备，如权利要求10所述的功率控制方法，以及如权利要求11所述的记录载体实现。

因此，可以通过基于预测的第一和第二控制参数校正记录或写入功率提供记录功率的准确度。第一控制参数涉及相对于记录位置的记录载体的不均匀性，而第二控制参数涉及与温度相关的波长改变。由此，可以补偿盘相关性和***相关性。这对DVD+R盘或者其它对波长改变非常敏感的染料介质是特别有利的。

可以将第一预测装置设置成基于学习机制预测控制参数。为此，可以提供存储器装置，以便存储作为记录位置的函数的功率值表。通过这种学习机制，可以在早期记录期间，或者在最初的学习过程期间基于经验确定盘对记录功率的影响。

另外，第一预测装置可以包括近似装置，该近似装置基于从学习机制获得的值执行回归操作。然后，可以将从该回归操作获得系数用于预测第一控制参数。这样，可以仅存储描述近似函数的系数，并且可以基于下面的近似函数计算第一控制参数。

将第二预测装置设置成基于从温度传感器提供的测量激光温度以及指示相对于辐射波长的标准辐射功率相关性的预定控制信息计算第二控制参数。这提供了下面的优点：可以基于使用预定的控制信息和测量的温度值的简单计算操作容易地确定或预测与温度相关的第二控制参数。术语标准表示辐射功率相关性的值涉及预定的值，如例如其最大值、其最小值，或者其平均值。

在特定的例子中，可以将预定的控制信息存储在记录载体上，并且可以由相应的读取装置读取。由此，可以将预定的控制信息直接提供在记录载体上，以便在该记录设备中不必为不同的盘类型存储相应的控制信息表。可以将功率控制信息作为新的或额外的ADIP信息写入该记录载体。

附图说明

现在，参照附图在优选实施方式的基础上描述本发明，其中：

附图1是表示根据优选实施方式的记录设备的示意性方框图；以及

附图2是表示根据优选实施方式的功率控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

下文中将相对于DVD+R盘的光盘记录器描述优选的实施方式。DVD+R/+RW格式对于数字视频记录以及所有PC(个人计算机)数据存储应用来说变得日益普及。DVD+R/+RW格式在竞争格式之上的主要优点在于其与DVD只读***向后兼容，并且允许在现有的DVD播放器中再现。

附图1表示根据本发明优选实施方式的光盘播放器的示意性方框图。在附图1中，将输入数据DI提供到光学单元10，以便将其记录或写入光盘。在光盘上，提供薄的有机染料膜作为数据存储层。记录原则基于不可逆地修改染料的物理和化学结构，并且通过由光学单元10产生的聚焦辐射束加热该染料感应。记录标记(即修改染料的区域)具有不同于它们未修改的环境的光学性质，并且给出可与当读取只读盘时获得的信号比较的读出信号。将数字信息包含在记录标记的长度以及它们之间未修改的空间中。

可以注意到，附图1的方框图仅表示了记录设备涉及根据本发明的功率控制程序的部件，而为了简明省略了其它执行记录操作需要的组件。

根据优选实施方式，在相应的预测单元中预测影响功率设置的参数，其中基于预测的参数校正光学单元10使用的写入功率。特别地，建议预测两个参数，该两个参数描述造成与温度相关的波长变化的***相关性，和由于盘的不均匀性相对于其半径的盘相关性。由此，可以提高写入功率准确度，特别是在波长敏感染料介质的情况下。这种基于预测的控制程序在进行从盘外径到内径的记录跳转的情况下是特别有利的，在这种情况下，另外需要占用额外的盘空间和记录时间的新OPC程序。通常，可以改进连续任意位置上的任何记录，这是由于可以将激光功率相关性作为激光温度和盘性质的模型。

如图1所示，设置光学单元10，以便将作为记录位置即盘半径的函数的功率变化值(Δα)_Δβ提供到存储器，如例如通过数据学习机制使用的先进先出存储器(FIFO)。FIFO表中的存储可以以从位置传感器获得的位置值Ns_x为基础。而且，可以将回归(regression)单元24用于执行使用存储的功率变化值的回归操作，以便确定描述近似函数的系数a，b和c。基于该近似函数，将功率控制参数[(Δα)_Δβ]_Nsx计算成功率变化的盘相关性的预测结果。

光学单元10将指示相对于激光波长的标准激光功率相关性的控制参数K_λ和指示位于指示功率P_ind的指示波长的波长参数λ_ind提供到计算单元30。例如，将两个参数存储在ADIP信息中的光学盘上，并且可以由光学单元10读取。将该信息预存储(通过盘制造者)在盘的预刻沟槽中。而且，提供温度传感器32，以便感应光学单元10的激光温度，并且将测量的温度T_n提供到计算单元30。在与盘相关的控制参数|(Δα)_Δβ]_Nsx、控制参数K_λ和λ_ind以及测量温度T_n的基础上，计算单元30首先计算预测的与温度相关的控制参数(α)_Δλ，该控制参数指示由于波长改变的功率变化，然后计算最终功率控制参数(α)_Nsx，该最终功率控制参数对应于或正比于由光学单元10应用的最佳记录功率。

因此，将盘上的功率变化分成两部分，即由于波长改变的功率变化，和由于不均匀的盘性质的功率变化。可以预测温度对最佳写入功率的影响，这是因为功率和温度(波长改变)之间的关系是已知的函数。至于由于盘的不均匀性的功率变化，将染料盘的敏感参数称作β。这是与盘相关的参数，可以通过观察功率变化预测该参数，将功率变化作为盘半径或记录位置的函数，即(Δα)_Δβ＝f(Ns)，其中Ns表示盘半径。这种观察通过FIFO存储器20的学习机制实现。这样，将作为半径的函数的相对于盘的不均匀特性的功率变化分开并且对于特定介质的身份作为盘半径的函数存储。

另外，以间接方式即考虑吸收与波长的关系在计算单元30执行对波长与写入功率的关系的确定。为此，假设记录功率与记录层的吸收成反比。然后，可以进行从吸收与波长的关系到记录功率与波长关系的变换。因此总预测是基于在FIFO存储器20的有效学习机制和在温度传感器32的测量温度的。

对于染料盘上的恒定线性速度(CLV)写入来说，可以对半径位置Ns_x并且在特定温度Tn基于下面的等式(1)计算与记录功率直接相关的实际α值：

${\left(\mathrm{\α}\right)}_{{\mathrm{Ns}}_x}={\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{OPC}}\right)}_{\mathrm{Topc}}+{\left(\mathrm{\Δ\α}\right)}_{\mathrm{WOPC}}---\left(1\right)$

其中，(α)_Nsx表示实际α值，(α_OPC)Topc表示在温度T_OPC的最后OPC程序记录功率的α值，以及(Δα)_WOPC表示在WOPC程序α值的变化和因此的功率变化。

对特定温度来说，可以将(Δα)_WOPC分成两部分，如在等式(2)中定义：

(Δα)_WOPC＝(Δα)_Δβ+(Δα)_Δλ                     (2)

其中(Δα)_WOPC是已知的，(Δα)_Δλ表示由于温度改变的α值的变化，以及因此的功率变化，可以对于特定温度T_n的盘基于下面的等式(3)计算(Δα)_Δλ：

${\left(\mathrm{\Δ\α}\right)}_{\mathrm{\Δ\λ}}=[K_t\·(T_n-T_{\mathrm{opc}})\·\frac{K_{\mathrm{\λ}\left(\mathrm{Nx}\right)}}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ind}}}]\·{\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{OPC}}\right)}_{\mathrm{Topc}}---\left(3\right)$

其中K_t表示作为温度函数的波长漂移(例如0.22m/℃)，Topc表示OPC程序期间的激光温度，以及K_λ(Nx)表示相对于波长的标准激光功率相关性。在特定记录位置由于不均匀盘的功率变化可以使用下面的等式(4)计算：

(Δα)_Δβ＝(Δα)_WOPC-(Δα)_Δλ                     (4)

最后，在特定位置和温度所需的写入功率可以基于下面的等式(5)计算，其基于等式(1)至(3)的组合：

$P_W~{\left(\mathrm{\α}\right)}_{{\mathrm{Ns}}_x}=[{1+K}_t\·(T_n-T_{\mathrm{opc}})\·\frac{K_{\mathrm{\λ}\left(\mathrm{Nx}\right)}}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ind}}}]\·{\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{OPC}}\right)}_{\mathrm{Topc}}+[{\left(\mathrm{\Δ\α}\right)}_{\mathrm{\Δ\β}}{]}_{{\mathrm{Ns}}_x}---\left(5\right)$

在数据学习机制期间，将由于不均匀的盘特性的功率变化(Δα)_Δβ作为盘半径Ns的函数存储。当在FIFO存储器20收集了足够的信息时，通过使用回归单元24减少这种信息。通过回归单元24执行的回归例如是二阶多项式回归。然而，也可以使用任何其它适当类型的回归。然后将获得的系数a、b和c存储到FIFO存储器20。现在，可以确定与盘相关的控制参数[(Δα)_Δβ]_Nsx。在本发明的可选实施方式中，省去通过回归单元24的近似，并且与盘相关的控制参数的预测可以同样基于从学习程序获得的值。

可以注意到，可以在计算单元30执行在上面的等式(1)至(5)中定义的计算，然而基于等式(5)的结果确定的记录或写入功率参数控制光学单元10。

附图2表示根据优选实施方式的功率控制程序的流程图。当记录设备开始新的记录时，在步骤S101中开始学习过程，借此将FIFO存储器20加载相应的功率变化值。其次，在步骤S102中，在回归单元24中执行(可选的)近似，以便获得系数近似曲线或函数。基于该近似的曲线或函数，使用系数a、b和c在FIFO存储器20中获得或计算与盘相关的控制参数。

在其次的步骤S103中，通过光学单元10读取参数K_λ和λ_ind，并且将其提供到计算单元30。然后，在步骤S104中，将温度传感器32感应或测量的温度值输入计算单元30，并且计算单元30使用从盘读取的输入参数、感应的温度值和从FIFO存储器20提供预测的与盘相关的控制参数(步骤S105)执行最佳写入或记录功率的预测。最后，在步骤S106中检查是否出现记录位置的任意改变。如果这样的话，该程序跳回步骤S104，以便将可能改变的传感器输入和与盘相关的预测值提供到计算单元30。否则，如果没有出现记录位置的任意改变，则该程序保持等待循环，直至出现记录位置的任意改变。

可以注意到，本发明不仅仅限于上面描述的实施方式，而是用在任何记录设备中，以便实现影响写入功率的与盘相关的以及与温度相关的参数的组合补偿。特别地，本发明不限于光盘介质，而是可以用于任何具有上面性质的记录介质。而且，其还适于CAV(恒定角速度)写入程序。

而且，可以将任何类型的适于预测由于温度改变所需的功率变化的控制参数存储在记录介质上或记录设备中。另外，与盘相关的控制参数的预测可以同样基于从学习程序获得的值，并且可以省去通过回归单元24的近似。因此，实施方式可以在附加的权利要求的范围内变化。

Claims (13)

1、通过具有辐射功率的聚焦辐射束照射记录载体将数据记录在所述记录载体上的记录设备，所述设备包括：

-产生所述聚焦辐射束的装置(10)；

-预测作为记录位置的函数的第一控制参数的第一预测装置(20，24)，所述第一控制参数指示补偿所述记录载体的不均匀性所需的辐射功率变化；

-预测第二控制参数的第二预测装置(30)，所述第二控制参数指示所述辐射功率的温度相关性；以及

-依靠所述第一和第二控制参数控制所述辐射功率的功率控制装置(10)。

2、根据权利要求1所述的设备，其中所述第一预测装置(20，24)设置成基于学习机制预测所述控制参数。

3、根据权利要求2所述的设备，其中所述第一预测装置(20，24)包括将辐射功率值表存储为所述记录位置的函数的存储器装置(20)。

4、根据权利要求2或3所述的设备，其中所述第一预测装置(20，24)包括基于从所述学习机制获得的值执行回归操作的近似装置(24)。

5、根据权利要求4所述的设备，其中所述第一预测装置(20，24)设置成使用从所述回归操作获得的系数预测所述第一控制参数。

6、根据前面任一权利要求所述的设备，其中所述第二预测装置(30)设置成基于从温度传感器(32)提供的测量激光温度和指示相对于辐射波长的标准辐射功率相关性的预定控制信息来计算所述第二控制参数。

7、根据权利要求6所述的设备，进一步包括从所述记录载体读取所述预定的控制信息的读取装置(10)。

8、根据前面任一权利要求所述的设备，进一步包括基于下面的等式计算激光功率控制值的计算装置(30)：

${\left(\mathrm{\α}\right)}_{{\mathrm{Ns}}_x}=[1+K_t\·(T_n-T_{\mathrm{opc}})\·\frac{K_{\mathrm{\λ}\left(\mathrm{Nx}\right)}}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ind}}}]\·{\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{OPC}}\right)}_{\mathrm{Topc}}+{\left[{\left(\mathrm{\Δ\α}\right)}_{\mathrm{\Δ\β}}\right]}_{{\mathrm{Ns}}_x}$

9、根据前面任一权利要求所述的设备，其中所述记录设备是光盘记录器。

10、一种控制用于将数据记录在记录载体上的辐射束的辐射功率的功率控制方法，所述方法包括以下步骤：

-预测作为记录位置的函数的第一控制参数，所述第一控制参数指示补偿所述记录载体的不均匀性所需的辐射功率变化；

-预测第二控制参数，所述第二控制参数指示所述辐射功率的温度相关性；以及

-依靠所述第一和第二控制参数控制所述辐射功率。

11、一种具有记录层的记录载体，用于通过具有辐射功率的聚焦辐射束照射所述记录层来记录数据，所述记录载体包括存储控制参数的控制区域，所述控制参数指示所述辐射功率所需的温度相关性。

12、根据权利要求11所述的记录载体，其中所述控制参数指示相对于波长的标准激光功率相关性。

13、根据权利要求11或12所述的记录载体，其中所述控制区域包括所述记录载体的预刻沟槽。

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