CN100416665C - 信息记录装置和信息记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信息记录装置和信息记录方法，对其上信息通过蓝紫色半导体激光器记录的一次写入型信息记录介质实现最佳的性能。光盘记录/再现装置(10)包括控制写数据时的激光照射功率的LD控制部分(17)。若通道时钟的周期为T，形成长度为n×T(n为不小于2的整数)的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n/2次(如果有小数，就舍去)脉冲光束。形成长度不小于6T且长度为T的偶数倍的记录标记时，照射n/2次脉冲光束，且除引导脉冲光束和尾端光束外，所有中间脉冲光束都与通道时钟的相位同步。当形成长度不小于6T且长度为T的奇数倍的记录标记时，照射脉冲光束，且除引导脉冲光束和尾端光束外，所有中间脉冲光束都从通道时钟的相位延迟T/2。
Description
技术领域
本发明涉及借助激光束在一次写入型光学信息记录介质上记录信息的信息记录装置和信息记录方法。
背景技术
一般包括光盘记录/再现装置的光学信息记录/再现装置适于把激光束会聚到记录介质的记录层上，以便向记录层写信息和从记录层读信息。如果激光束的波长为λ并且物镜的数值孔径为NA，那么，在记录介质上的会聚光点的直径(
)一般就用以下公式(1)表示
从而，激光束的波长越短并且物镜的数值孔径越大，在记录介质上的会聚光点的直径就越小，从而，可以光学记录的信息的密度就越高。在CD(紧凑盘(商标名))播放器的情况下，物镜的数值孔径为0.45，而在DVD(数字多用途盘(商标名))播放器的情况下，物镜的数值孔径为0.6-0.65。近来开发的BD(蓝光光盘(商标名))记录/再现装置使用蓝紫色半导体激光器(波长：405nm)，该装置的物镜的数值孔径提高至0.85。
通常，为了控制写数据时照射激光束的功率，提供两种控制方法。根据接收材料的类型而有选择性地使用这些方法。对于控制激光束照射功率的一种控制方法，连续地照射激光束，以形成记录标记。此方法主要应用于使用有机染料形成的一次写入型记录介质。利用此方法，对图15所示EFM(8-14调制)信号的单个标记(EFM信号中信号为HIGH的部分)照射脉冲光束。利用控制激光束照射功率的其它控制方法照射一次或多次脉冲光束，以形成记录标记(脉冲照射方法)。此方法主要应用于使用相变记录材料形成的可重写型记录介质。例如，对图16所示EFM信号的单个标记(EFM信号中信号为HIGH的部分)照射多次脉冲光束。
在用于CD-RW的记录/再现装置的情况下，采用以照射脉冲光束n-1次或n-2次为写入策略的系统，以便形成长度为n×T的记录标记，换句话说，采用定义脉冲光束宽度为T/2的系统(脉冲照射系统)，其中，CD-RW是用相变记录材料形成的记录介质。应指出，EFM(8-14调制)码用作CD-RW的调制码，并且，在以上描述中，n代表整数并且不小于3且不大于11，而T代表将被记录的二进制信号(EFM信号)的时钟(通道时钟)的周期。
如图16所示，在用于CD-RW的记录/再现装置中采用使脉冲光束发射时间与通道时钟同步的写入策略，以简化用于驱动半导体激光器的脉冲发生电路的配置。另外，对于写操作，采用借助三个电平，即记录峰值电平(Pw)、删除电平(Pe)和冷却电平(Pb)来控制激光束发射功率的写入策略，从而有可能通过用单个光束改写而记录信号。
同时，在用于CD-RW的记录/再现装置中，用于基本记录速率(1×1)的通道时钟低至4.32MHz，并且，与通道时钟周期(1×T)相应的时间长度为约230ns。如果采用上述对将被照射的脉冲光束定义T/2宽度的写入策略，将被照射的脉冲光束的时间长度就为115ns。那么，由于此时间长度对于从半导体激光器发射的激光束的波形的上升时间(tr)和下降时间(tf)(tr和tf通常为2-3ns)而言足够长，因此可实现优秀的记录/再现性能。
然而，对于由CD-DW高速记录规范规定且于近年已投入使用的高速记录速率(24倍)，通道时钟高至约104MHz，并且与通道时钟周期(24×T)相应的时间长度为约10ns。如果采用上述对将被照射的脉冲光束定义T/2宽度的写入策略，将被照射的脉冲光束的时间长度就短至约5ns。从而，难以驱动半导体激光器发射用于此较短时间长度的脉冲光束。考虑到此问题，根据定义高速记录速率为普通记录速率24倍的CD-DW高速记录规范，采用照射单个脉冲形成长度(2×T)的记录标记、或照射n/2次或(n-1)/2次脉冲光束以形成长度n×T的记录标记的系统(2T脉冲记录系统)，作为写入策略。此记录方法和其它方法在日本专利申请特开平出版号2002-288837和2002-237051中公布。
图17A-17D详细示出2T脉冲记录系统。对于2T脉冲记录系统，记录标记根据图17A所示写二进制信号(EFM信号)的脉冲宽度而分为三类：图17B所示的3T标记(最短的标记)、图17C所示的偶数标记(如8×T)和图17D所示的奇数标记(如9T)，当形成记录标记时，在照射的脉冲光束位置和脉冲宽度方面允许有一定的自由度。
在2T脉冲记录系统中，例如，对于图17C所示的偶数标记，所有照射脉冲与通道时钟的相位同步，但是，如图17D所示，照射照射位置、照射持续时间和在用于奇数标记的尾端脉冲的脉冲照射之后的冷却时间的值与用于偶数标记的尾端脉冲的值不同。此布置的设计是为了在相同脉冲照射次数的条件下改变记录标记的长度。另外，对于3T标记类别，可自由地定义单个照射脉冲和冷却时间，以使3T标记与记录介质上的其它记录标记在记录标记长度和边沿位置方面同步。
近年来，已经致力于发展能与BD(蓝光光盘(商标名))系统兼容的一次写入型记录介质，其中，BD系统采用蓝紫色半导体激光器(如，波长405nm)。一次写入型记录介质在其记录层中包含有机染料或金属材料，从而它们实现不可逆的记录(一次写入记录)。
为了跟上一次写入型记录介质的发展，还致力于开发用于BD系统所适用一次写入型记录介质的最佳写入策略。当对用于BD系统所适用一次写入型记录介质的写入策略采用脉冲照射系统时，为了实现最佳的记录/再现性能，假定必需使脉冲照射间隔保持一致是安全的。
虽然以上引用的每一个专利文献都描述应用2T脉冲记录系统的方法，但这些专利文献限制在对记录介质使用可逆相变记录材料，并且，根据这些专利文献，脉冲照射间隔不能保持一致，从而这些专利文献不易找到实际应用。虽然国际专利申请特开平出版号WO03023771提出一种相似的脉冲记录方法，但所提方法适于主要借助照射的尾端脉冲宽度而控制标记长度，从而，如果该方法应用于一次写入型记录介质，就不能实现优秀的记录/再现性能。
发明内容
考虑到以上确定的情况，因此，为了解决上述问题，本发明的目的是提供适于对一次写入型光学记录介质表现最佳性能的信息记录装置和信息记录方法，在所述一次写入型光学记录介质上一般通过蓝紫色半导体激光器记录信息。
在本发明的一个方面中，以上目的通过提供一种用于在一次写入型信息记录介质上通过形成连续行的记录标记和间隔而写二进制数据的信息记录装置，其中，当用不小于预定功率电平的光照射一次写入型信息记录介质时，一次写入型信息记录介质的记录材料的光反射条件发生不可逆变化，所述记录标记是光反射条件已经改变的部分，所述间隔是光反射条件未改变的部分，所述装置包括：调制部分，所述调制部分适于通过对输入的信息进行1-7PP调制而产生将要写到一次写入型信息记录介质上的二进制数据；激光写部分，所述激光写部分适于把蓝紫色激光束照射到一次写入型信息记录介质上，相对一次写入型信息记录介质而移动激光束照射点的位置；以及控制部分，所述控制部分被构造为适于根据二进制数据而控制激光写部分，并且形成一行与二进制数据的代码串相对应的记录标记和间隔；如果二进制数据的通道时钟周期为T，调制部分就适于把输入的信息调制为：二进制数据的等同码长不小于2×T，且不大于9×T；控制部分被构造为适于：当形成长度为n1×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n1/2次脉冲光束，其中n1为不小于2的整数，并且如果n1/2包含小数，则舍去小数部分，并且，当形成长度不小于n2×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n2/2次脉冲光束，其中n2为不小于6的偶数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都与通道时钟的相位同步，反之，当形成长度不小于n3×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射(n3-1)/2次脉冲光束，其中n3为不小于6的奇数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都从通道时钟的相位延迟T/2。
在本发明的另一方面中，提供一种用于在一次写入型信息记录介质上通过形成连续行的记录标记和间隔而写二进制数据的信息记录方法，其中，当用不小于预定功率电平的光照射一次写入型信息记录介质时，一次写入型信息记录介质的记录材料的光反射条件发生不可逆变化，所述记录标记是光反射条件已经改变的部分，所述间隔是光反射条件未改变的部分，所述方法包括：通过对输入的信息进行1-7PP调制而产生将要写到一次写入型信息记录介质上的二进制数据；以及在一次写入型信息记录介质上照射蓝紫色激光束，相对一次写入型信息记录介质而移动激光束照射点的位置，以形成一行与二进制数据的代码串相对应的记录标记和间隔；所述信息记录方法适于：如果二进制数据的通道时钟周期为T，就适于把输入的信息调制为：二进制数据的等同码长不小于2×T，且不长于9×T；以及当形成长度为n1×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n1/2次脉冲光束，其中n1为不小于2的整数，且如果n1/2包含小数，则舍去小数部分，并且，当形成长度不小于n2×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n2/2次脉冲光束，其中n2为不小于6的偶数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都与通道时钟的相位同步，反之，当形成长度不小于n3×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射(n3-1)/2次脉冲光束，其中n3为不小于6的奇数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都从通道时钟的相位延迟T/2。
优选地，在根据本发明的信息记录装置和信息记录方法中，根据就在任何记录标记之前的间隔和就在此记录标记之后的间隔的长度，而改变脉冲光束的发射时间、在发射之后的冷却时间、引导脉冲光束的位置和尾端脉冲光束的位置。
如上所述，根据将要形成的记录标记的长度，本发明的信息记录装置和信息记录方法适于如上所述地照射作为所述长度函数的脉冲光束。利用此布置，对于当用不小于预定功率电平的光照射时其记录材料的光反射条件发生不可逆变化的一次写入型信息记录介质，脉冲照射间隔保持一致，以便提供对一次写入型信息记录介质提供最佳的记录/再现性能。
另外，在根据本发明的信息记录装置和信息记录方法中，根据就在任何记录标记之前的间隔和就在此记录标记之后的间隔的长度，而改变脉冲光束照射的定时和持续时间、以及在照射脉冲光束之后的冷却时间，以形成任何记录标记。利用此布置，有可能准确地控制每个记录标记的边沿的位置，从而，提高脉冲光束的位移允差和脉冲光束的长度误差，以减小激光束的记录功率电平。
附图说明
图1为通过应用本发明而实现的光盘记录/再现装置的示意性框图；
图2为图1装置的光学头的示意图；
图3为图2光学头所包括的2-组物镜的示意图；
图4为可用于图2光学头的信号检测光接收元件的示意图；
图5为图1装置的LD控制部分的示意性框图；
图6为当形成长度为2T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图7为当形成长度为3T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图8为当形成长度为4T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图9为当形成长度为5T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图10为当形成长度为6T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图11为当形成长度为7T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图12为当形成长度为8T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图13为当形成长度为9T的记录标记时作用到半导体激光器的驱动信号的示意图；
图14A和图14B为当在图1光盘记录/再现装置中对一次写入型记录介质应用双速记录时相对于脉冲光束位移的允差以及在(n-1)次脉冲照射方案中相对于脉冲光束位移的允差，其中，所述一次写入型记录介质包含有机染料作为主要成份，(n-1)次脉冲照射方案是常规的脉冲照射方案；
图15为通过连续照射激光束而形成记录标记的写入策略的示意图；
图16为通过一次或多次照射脉冲光束而形成记录标记的写入策略的示意图；以及
图17A-图17D为通过连续照射激光束而形成长度为(2×T)的记录标记的写入策略的示意图。
具体实施方式
现在结合附图更加详细地描述本发明，所述附图示出通过应用本发明而实现的光盘记录/再现装置。
图1为通过应用本发明而实现的光盘记录/再现装置10的示意性框图。
光盘记录/再现装置10是使用一次写入型光盘1的记录/再现装置，其中，一次写入型光盘1具有与BD(蓝光光盘(商标名))的再现兼容性，BD借助波长405nm的蓝紫色半导体激光束源(GaN激光二极管)来记录/再现信息。
一次写入型光盘1具有包含有机染料的信息记录层。当信息记录层被波长405nm且功率不低于预定电平的光照射时，信息记录层的光反射条件发生不可逆的变化。更具体地，当以不低于预定功率电平的电平照射此种光时，有机染料被破坏并且它的反射率从原始水平改变。一次写入型光盘1是利用其光反射条件中的此种变化而记录信息的记录介质。由于有机染料中已被破坏的部分永远恢复不到原始条件，因此，一次写入型光盘1只能不可逆地(只有一次)记录信息。
一次写入型光盘1上具有从盘的中心向盘的外圆周延伸的螺旋轨道。沿着轨道记录信息。更具体地，当激光束以其功率电平受控地照射到盘上并且盘上的激光点沿着轨道以恒定线速度(或恒定角速度)运动时，根据输入的记录信号(二进制信号)而在轨道上形成一行其光反射条件被不低于预定功率电平的激光束的照射而改变的部分(记录标记)和保持原始光反射条件的部分(间隔)。因而，当发射其功率电平低于预定功率电平的激光束并且盘上的激光点沿着轨道运动以便检测轨道反射的光时，检测在轨道上形成的一行记录标记和间隔，并且再现所记录的信息(二进制信号)。
(总体配置)
图1为示出光盘记录/再现装置10的总体配置的示意性框图。参照图1，光盘记录/再现装置10包括：用于驱动一次写入型光盘1旋转的主轴电机11；用于把激光束照射到一次写入型光盘1上并检测从该盘反射的光的光学头12；适于从光学头12检测的反射光的数量产生再现信号以及伺服误差信号等的前置放大器13；以及执行各种伺服控制操作的伺服控制部分14。光盘记录/再现装置10进一步包括：再现处理部分15，再现处理部分15适于通过对从前置放大器13输出的再现信号执行波形均衡和二进制化处理操作而产生数字数据串(二进制信号)的再现数据；调制/解调处理部分16，调制/解调处理部分16适于对从再现处理部分15输出的再现数据执行1-7PP解调处理操作，并对从外部输入的记录信息执行1-7PP调制处理操作以便产生记录数据；以及，LD控制部分17，LD控制部分17适于根据从调制/解调处理部分16输出的记录数据(二进制信号)而控制驱动激光二极管的操作。
图2为光学头12的示意图，图3为光学头12所包括的2-组物镜的示意图。
光学头12具有适于振荡并产生波长405nm的激光束的半导体激光器21、以及2-组物镜22。通过LD控制部分17的驱动控制操作而调节到达半导体激光器21的驱动电流的流量，以此方式，对脉冲光束照射采用以下写入策略：照射单个脉冲光束以形成长度(2×T)的记录标记，或者照射n/2或(n-1)/2次脉冲光束以形成长度n×T的记录标记(2T脉冲记录系统)。以下更加详细地描述LD控制部分17控制半导体激光器21的操作。
如图3所示，2-组物镜22包括：布置在一次写入型光盘1一侧的第一透镜23；布置得使其光轴与透镜23的光轴对准的第二透镜24；用于固定第一透镜23和第二透镜24的透镜固定器25；以及，双轴电磁执行器26，双轴电磁执行器26适于支撑透镜固定器25，并且使它在光轴方向运动并在与一次写入型光盘1的轨道正交的方向运动。当第一透镜23和第二透镜24布置在一起用作单透镜时，它的数值孔径等于0.85。
从半导体激光器21发射的激光束当穿过第一透镜23和第二透镜24的两个透镜时被转换到一次写入型光盘1上。由于2-组物镜22具有高数值孔径0.85，因此，与常规光学拾波器相比，所述物镜的运动距离相对较小，并且，在此实施例中，运动距离大约等于140μm。通常，当数值孔径增加时，在光盘装置中减小盘的倾斜允差。一次写入型光盘1的保护层1a制作得薄至大约0.1mm，以便保证光盘记录/再现装置10对盘的倾斜允差与DVD再现装置的一样大。
如图2所示，从半导体激光器21发射的激光束由准直透镜27校准，并且，激光束在被2-组物镜22会聚到一次写入型光盘1上之前，顺序地穿过1/2波长板28、用于产生侧斑的衍射光栅29、偏振分束器30、液晶元件31和1/4波长板32，其中，所述侧斑用于计算处理轨道控制误差信号，1/4波长板32用于把线性偏振光束变换为圆形偏振光束。从半导体激光器21发射的激光束的部分被偏振分束器30反射，并接着被会聚透镜33引导到发射输出检测光接收元件34。发射输出检测光接收元件34检测入射光的强度。它的检测输出提供给LD控制部分17，从而，通过LD控制部分17控制半导体激光器21的输出，以表现出恒定的电平。
通过1/2波长板28的旋转角而调节到达发射输出检测光接收元件34的光的强度。液晶元件31具有电极同心图案，并且适于产生大致相当于球形象差补偿量的波状表面，其中，所述球形象差是由保护层1a的厚度误差而引起的。作用到各个电极上的电压由伺服控制部分14控制。
从一次写入型光盘1反射的光束在被偏振分束器30反射之前顺序地穿过2-组物镜22、把线性偏振光束变换为圆形偏振光束的1/4波长板32以及液晶元件31。接着，使所述光束穿过会聚透镜35和多透镜36，并接着被引导到用于信号检测的光接收元件37，其中，光接收元件37是光电变换元件。
在此实施例中，分别使用散光方法和差分推挽方法作为聚焦误差信号检测方法和跟踪误差信号检测方法。用于信号检测的光接收元件37是被分为图4所示8个光电检测器A-H的元件。
基于光电检测器A-H的输出，借助以下公式(2)和(3)而分别计算检测聚焦误差信号(FE)和跟踪误差信号(TE)。
FE＝(A+C)-(B+D) ...(2)
TE＝(A+D)-(B+C)-k{(E-F)+(G-H)} ...(3)
公式(3)中的k为系数。再现信号(RF)与和信号(SUM)都是光电检测器A-D的和，并且由以下公式(4)给出。应指出，利用再现信号(RF)的所有频带分量，然而，只利用和信号(SUM)中的低频带分量。
RF＝SUM＝A+B+C+D ...(4)
以上所有引用的算术运算都由前置放大器13执行。伺服控制部分14的伺服控制操作基于这些信号。
伺服控制部分14借助和信号(SUM)而规整聚焦误差信号(FE)和跟踪误差信号(TE)，并且通过对规整信号的增益调节和相位调节操作而产生控制信号。接着，伺服控制部分14根据此控制信号而驱动光学头12中的双轴电磁执行器26，并且控制2-组物镜22，以进行聚焦控制和跟踪控制。伺服控制部分14还控制用于旋转的主轴电机11；并控制半导体激光器21，目的是稳定其输出功率电平；而且还控制光学头12中的液晶元件31，以进行操作。
具有上述配置的光盘记录/再现装置10以下述方式操作，进行信号再现和信号记录。
对于信号再现，从半导体激光器21发射的激光束的功率保持为再现电平，并且伺服控制部分14执行信号再现操作所必需的各种伺服控制操作。从前置放大器13输出的再现信号(RF)提供给再现处理部分15。再现处理部分15对再现信号(RF)执行波形均衡和二进制化的操作，以便再现并输出记录在一次写入型光盘1上的再现数据串(二进制信号)。从再现处理部分15输出的数据串输入到调制/解调处理部分16中。接着，调制/解调处理部分16以与符合BD标准的调制方法(1-7PP调制)相应的方式对输入数据串进行解调，并且向外部装置输出解调数字信息。
对于信号记录，从外部装置向调制/解调处理部分16输入将要记录在一次写入型光盘1上的记录信息。调制/解调处理部分16以与符合BD标准的调制方法(1-7PP调制)相应的方式对输入信号进行调制，并且把获得的写数据串(二进制信号)提供给LD控制部分17。写数据串(二进制信号)与其通道时钟一起输入到LD控制部分17中，并且，为响应写数据串(二进制信号)，根据适于本发明的写入策略而驱动和控制半导体激光器21。此时，伺服控制部分14执行各种伺服控制操作，并控制一次写入型光盘1上的记录位置(寻址控制)，从而，在表示预定地址的位置上在一次写入型光盘1上记录信息。
(LD控制部分)
现在更加详细地描述LD控制部分17的内部配置。
输入到LD控制部分17中的写信号包括根据1-7PP调制方法编码的NRZI(倒转不归零)信号以及写信号的时钟(通道时钟)。根据1-7PP调制方法编码的NRZI信号是具有连续的等同码长的信号，其码长最短等于2×T并且最长等于9×T，其中T为通道时钟的周期。
接着，LD控制部分17形成记录标记和间隔，其中，记录标记的长度与NRZI信号中连续保持为HIGH的每个部分的时间长度相对应，NRZI信号根据1-7PP调制方法而编码(以下简称为1-7PP调制信号)，并且，所述间隔的长度与1-7PP调制信号中连续保持为LOW的每个部分的时间长度相对应。为此，LD控制部分17以下述方式控制半导体激光器21的激光束发射：对于输入的1-7PP调制信号中连续保持为HIGH的每个部分，半导体激光器21照射脉冲激光束；并且，对于输入的1-7PP调制信号中连续保持为LOW的每个部分，半导体激光器21把激光束发射减少为偏压电平。
图5为示出LD控制部分17内部配置的示意性框图。
如图5所示，LD控制部分17包括记录标记/间隔检测部分41、脉冲产生部分42、脉冲图形存储部分43和激光驱动部分44。
1-7PP调制信号和通道时钟输入到记录标记/间隔检测部分41中。记录标记/间隔检测部分41基于通道时钟的定时而检测1-7PP调制信号中每个HIGH部分的时间长度和1-7PP调制信号中每个LOW部分的时间长度，并且计算确定各个部分的记录标记长度和间隔长度。由于1-7PP调制信号是二进制信号，并且无误地交替布置记录标记和间隔，因此，交替地输出计算确定的记录标记长度和间隔长度。
脉冲产生部分42一起接收从记录标记/间隔检测部分41输出的记录标记长度和间隔长度以及通道时钟的定时。接着，脉冲产生部分42从脉冲图形存储部分43读出与每个记录标记的记录标记长度以及就在该记录标记之前和之后布置的间隔的间隔长度相对应的脉冲图形信息，并且产生用于脉冲图形信息所定义脉冲光束的驱动信号。
脉冲图形存储部分43储存脉冲组的波形图案(脉冲图形信息)，其中，脉冲组的波形图案是在对记录标记长度(2T-9T)、就在记录标记之前的间隔长度和就在记录标记之后的间隔长度的所有组合形成记录标记时产生的。脉冲图形信息通常储存在一次写入型光盘1上的预定区域中，并且，当一次写入型光盘1安装在光盘记录/再现装置10中时，读出脉冲图形信息，并储存在脉冲图形存储部分43中。
脉冲产生部分42产生用于半导体激光器21的驱动控制信号，以便在形成记录标记时产生用脉冲图形信息表示的发射图案。它还产生用于半导体激光器21的驱动控制信号，以便在形成间隔时发射偏压功率的光束。在此实施例中，半导体激光器21的驱动功率电平被控制在三个值，包括：用于形成记录标记的且作为记录功率的峰值电平(Pw)、偏压电平(Pb)和冷却电平(Pc)。因而，为表达产生的信号图案，脉冲产生部分42输出表示峰值电平(Pw)的信号Pw、表示偏压电平(Pb)的信号Pb和表示冷却电平(Pc)的信号Pc。
从脉冲产生部分42输出的三个信号(Pw，Pb，Pc)输入到激光驱动部分44中。激光驱动部分44具有开关电路51、电流控制电路52和APC(自动功率控制)电路53，其中，对于流向半导体激光器21的电流的流量，开关电路51根据上述三个信号(Pw，Pb，Pc)而选择三个电平(峰值电平，偏压电平，冷却电平)中的一个，电流控制电路52用于控制在三个电平(峰值电平，偏压电平，冷却电平)中每一个时的电流流量，APC 53根据反馈信号而调节流向半导体激光器21的电流流量，以控制从伺服控制部分14输出的激光功率并使之稳定。具有上述配置的激光驱动部分44适于用与脉冲产生部分42所产生脉冲图形相应的电流流量来驱动半导体激光器21，以便使半导体激光器21照射激光束到一次写入型光盘1上。
(写入策略)
以下详细描述用于控制数据写操作时的激光束照射功率的方法(写入策略)。
图6-图12示意性地示出当形成其长度与各个信号相对应的记录标记时作用到半导体激光器21上的通道时钟、1-7PP调制信号(2T-9T)和驱动信号。图6为用于2T长度记录标记(2T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图，图7为用于3T长度记录标记(3T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图，图8为用于4T长度记录标记(4T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图。图9为用于5T长度记录标记(5T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图，图10为用于6T长度记录标记(6T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图。相似地，图11为用于7T长度记录标记(7T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图，图12为用于8T长度记录标记(8T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图，而图13为用于9T长度记录标记(9T标记)的脉冲图形的驱动信号的示意图。
以下描述用于形成具有上列各个长度的记录标记的规则。
(1)当形成长度为n1×T(n1为不小于2的整数)的记录标记时，在n1×T时间长度内发射n1/2个脉冲(如果有小数，就舍去)的脉冲光束。
更具体地，光盘记录/再现装置10通过单次发射脉冲光束而在一次写入型光盘1上形成2T标记和3T标记，并且通过两次发射脉冲光束而在一次写入型光盘1上形成4T标记和5T标记，而通过三次发射脉冲光束而在一次写入型光盘1上形成6T标记和7T标记，并且，通过四次发射脉冲光束而在一次写入型光盘1上形成8T标记和9T标记。
(2)当用于半导体激光器21的驱动信号保持为预定功率电平(峰值电平(Pw))并随后降低到冷却电平(Pc)时，发射每个脉冲光束。为了重复发射多次脉冲光束，通过重复峰值电平(Pw)和冷却电平(Pc)的循环而驱动半导体激光器21。
应指出，峰值电平(Pw)是用于发射具有破坏一次写入型光盘1上有机染料所需功率的脉冲光束的驱动电平，而冷却电平(Pc)是基于通道时钟而控制记录标记宽度并控制每个记录标记长度的驱动电平。另一方面，对于间隔，激光束的发射功率电平保持为偏压电平(Pb)。换句话说，偏压电平(Pb)是当开始发射峰值电平(Pw)的激光束时用于预加热的驱动电平。发现偏压电平(Pb)在峰值电平(Pw)和冷却电平(Pc)之间。
(3)每个脉冲光束的发射定时和持续时间由驱动信号保持为ON的时间宽度(脉冲光束保持为峰值电平的时间宽度)和当驱动信号为ON时上升边的定时来控制。
更具体地，光盘记录/再现装置10控制每个脉冲光束的上升边的定时，并因而以下述方式控制脉冲光束的位置。
假设发射m次脉冲光束(m为不小于1的自然数)来形成具有一定长度的记录标记，并且假设发现与记录标记相应的1-7PP调制信号的上升边的定时为时间TS。应指出，时间TS为与通道时钟同步的定时。
引导脉冲光束的位置(上升边)由从时间TS开始的延迟时间控制。
尾端脉冲光束(第m个脉冲光束)的位置由从时间(TS+{(M-1)×2×T})开始的延迟时间控制。在2T标记和3T标记的情况下，不存在尾端脉冲光束，因为m＝1。
在6T或更长记录标记的情况下，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，存在一个或多于一个的中间脉冲光束。对于6T或更长的记录标记，中间脉冲光束或每一个中间脉冲光束的位置(上升边的定时)按下述方式控制。
如果记录标记长度为6T或更长并等于通道时钟的偶数倍(如6T、8T)，脉冲光束的发射就被控制为：第二脉冲光束的上升边与时间(TS+(2×T))同步，并且第三脉冲光束的上升边与时间(TS+(4×T))同步，而第n2个脉冲光束(n2为不小于2且不大于(m-1)的整数)的上升边与时间(TS+{(n2-1)×2×T})同步。
另一方面，如果记录标记长度为6T或更长并等于通道时钟的奇数倍(如7T、9T)，脉冲光束的发射就被控制为：第二脉冲光束的上升边与时间(TS+(T/2)+(2×T))同步，并且第三脉冲光束的上升边与时间(TS+(T/2)+(4×T))同步，而第n2个脉冲光束(n2为不小于2且不大于(m-1)的整数)的上升边与时间(TS+(T/2)+{(n2-1)×2×T})同步。
换句话说，如果记录标记长度为6T或更长并等于通道时钟的偶数倍，光盘记录/再现装置10就在与通道时钟的相位同步的定时开始发射中间脉冲光束或每一个中间脉冲光束。另一方面，如果记录标记长度为6T或更长并等于通道时钟的奇数倍，光盘记录/再现装置10就在相对通道时钟的相位延迟1/2周期的定时开始发射中间脉冲光束或每一个中间脉冲光束。
利用此控制技术，用于形成单个记录标记的脉冲光束照射间隔保持一致。另外，可使发射控制电路具有简单的配置，因为在与通道时钟的相位同步的定时或在相对通道时钟的相位延迟1/2周期的定时开始发射中间脉冲光束或每一个中间脉冲光束。
另外，光盘记录/再现装置10单独控制在尾端脉冲光束之后的冷却周期结束时的定时。
更具体地，如果与记录标记相应的1-7PP调制信号的上升边的定时等于时间Te，在尾端脉冲光束之后的冷却周期结束时的定时就由从时间T开始的延迟时间控制。
(4)在光盘记录/再现装置10中，在有关参数被调整的状态下，脉冲图形存储部分43储存引导脉冲上升边的定时、尾端脉冲上升边的定时、每个脉冲的ON时间周期和在尾端脉冲光束之后的冷却时间，作为用于记录标记长度(2T-9T)、就在记录标记之前的间隔长度和就在记录标记之后的间隔长度的所有组合的脉冲图形信息。从而，有可能准确地控制在一次写入型光盘1上形成的记录标记的边沿。因而，有可能提高脉冲光束的位置位移允差和脉冲光束的长度误差，并减小激光束的功率电平。
储存在脉冲图形存储部分43中的参数的特定实例包括引导脉冲的延迟时间(dTtop9T)、引导脉冲的ON时间周期(Ttop9T)、中间脉冲的延迟时间(dTmp9T)、中间脉冲的ON时间周期(Tmp9T)、尾端脉冲的延迟时间(dTlp9T)、尾端脉冲的ON时间周期(Tlp9T)以及在尾端脉冲之后的冷却时间(dTe9T)，所有这些参数都用数字值表示。
在BD(蓝光光盘)系统中，对于标准记录速率，通道时钟频率定义为等于66MHz。此速率与大约36Mbps的数据传输速率相对应。另外，当驱动作为光源的蓝紫色半导体激光器(GaN)时实现的速率(tr，tf)限制在大约2ns。从而，对于标准记录速率，与1T相对应的时间长度为约15.2ns，从而，有可能连续地发射时间宽度为T/2(与7.6ns相对应)的脉冲光束，以形成记录标记。
然而，对于双倍速(2×)记录，通道时钟频率高达132MHz，从而，与T/2相对应的时间长度为约3.8ns，因而，要求高速驱动电路。进而，对于四倍速(4×)记录，与T/2相对应的时间长度为约1.9ns，从而，实际上不可能发射时间宽度为T/2的脉冲光束。
因此，光盘记录/再现装置10对于实现高传输速率记录是有效的，此传输速率是为BD(蓝光光盘)系统定义的一次写入型光盘1的标准记录速率的两到四倍。更具体地，当光盘记录/再现装置10应用于通道时钟周期T小于10ns的记录时是有效的。
另外，在BD系统中，对于直径120mm的光盘，通过使用波长405nm的激光束源和数值孔径0.85的物镜而实现25GB的容量。在BD系统的规范中，在记录介质上与1T相对应的物理记录标记的长度短至约75nm。从而，如果与常规系统的盘如CD和DVD相比，BD系统的盘容易受在形成前一和后一记录标记时发生的热辐射历史的影响。另一方面，光盘记录/再现装置10控制脉冲光束，以便随着两个连续记录标记之间的间隔长度而灵活地改变脉冲光束发射光点。另外，在一次写入型记录介质包含有机染料作为主要成份的情况下，如果与通过使用相变记录材料而形成的可重写记录介质相比，有可能暂时均匀地安排照射脉冲的位置，从而，有可能最佳地控制前沿的位置、尾端边沿的位置和将要形成的记录标记的宽度。
图14A和图14B为当在光盘记录/再现装置10中对一次写入型记录介质应用双速记录时相对于脉冲光束位移的允差以及在(n-1)次脉冲照射方案中相对于脉冲光束位移的允差，其中，所述一次写入型记录介质包含有机染料作为主要成份，(n-1)次脉冲照射方案是常规的脉冲照射方案。
图14A示出在从(n-1)次脉冲照射方案中的最佳值在±方向上均匀地改变中间脉冲或每一个中间脉冲的脉冲宽度和尾端脉冲的脉冲宽度(通过数值表示所述标记边沿位置的统计值(σ)，作为从同步时钟的位移)的同时，在记录信号之后观察的再现信号的抖动。另一方面，图14B示出当使用此实施例的光盘记录/再现装置10的n/2次脉冲照射记录方法而进行相似的记录/再现操作时获得的观察结果。
从图14A和图14B清楚看出，与常规系统相比，此实施例的光盘记录/再现装置10可实现更宽的允差。
进而，利用此实施例的n/2次脉冲照射记录方法，有可能选择比常规(n-1)次脉冲照射方案的峰值功率电平更低的记录峰值功率(Pw)电平。换句话说，在对半导体激光器要求高输出功率电平的高速记录条件下，本发明的记录方法是有效的。
虽然在上述实施例中本发明应用于与一次写入型光盘1一起使用的记录/再现装置，但本发明决不局限于此，而是可以应用于使用蓝紫色半导体激光器作为光源的其它类型记录装置以及使用红色半导体激光器或红外线半导体激光器作为光源的光学信息记录装置，其中，一次写入型光盘1具有与BD(蓝光光盘)的再现兼容性并包含有机染料作为主要成份。本发明还可应用于其记录层包含金属材料作为主要成份的一次写入型记录介质。另外，为了在高传输速率条件下实现优秀的记录/再现性能，根据本发明的记录脉冲照射方法不仅可应用于一次写入型记录介质，而且可应用于可重写型记录介质。因而，有可能提高脉冲光束的位移允差和脉冲光束的长度误差，以便允许减小激光束的记录功率电平。
Claims (10)
1. 一种用于在一次写入型信息记录介质上通过形成连续行的记录标记和间隔而写二进制数据的信息记录装置，其中，当用不小于预定功率电平的光照射一次写入型信息记录介质时，一次写入型信息记录介质的记录材料的光反射条件发生不可逆变化，所述记录标记是光反射条件已经改变的部分，所述间隔是光反射条件未改变的部分，所述装置包括：
调制部分，所述调制部分适于通过对输入的信息进行1-7PP调制而产生将要写到一次写入型信息记录介质上的二进制数据；
激光写部分，所述激光写部分适于把蓝紫色激光束照射到一次写入型信息记录介质上，相对一次写入型信息记录介质而移动激光束照射点的位置；以及
控制部分，所述控制部分被构造为适于根据二进制数据而控制激光写部分，并且形成一行与二进制数据的代码串相对应的记录标记和间隔；
如果二进制数据的通道时钟周期为T，调制部分就适于把输入的信息调制为：二进制数据的等同码长不小于2×T，且不大于9×T；
控制部分被构造为适于：
当形成长度为n1×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n1/2次脉冲光束，其中n1为不小于2的整数，并且如果n1/2包含小数，则舍去小数部分，并且，
当形成长度不小于n2×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n2/2次脉冲光束，其中n2为不小于6的偶数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都与通道时钟的相位同步，反之，
当形成长度不小于n3×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射(n3-1)/2次脉冲光束，其中n3为不小于6的奇数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都从通道时钟的相位延迟T/2。
2. 如权利要求1所述的装置，其中，作为就在任何记录标记之前的间隔和就在此记录标记之后的间隔的长度的函数，控制部分改变脉冲光束的发射时间、在发射之后的冷却时间、引导脉冲光束的位置和尾端脉冲光束的位置。
3. 如权利要求1所述的装置，其中，调制部分产生由1-7PP调制方法编码的NRZI信号。
4. 如权利要求1所述的装置，其中，二进制数据的通道时钟周期T小于10ns。
5. 如权利要求1所述的装置，其中，从激光写部分发射的激光束具有405nm的波长。
6. 一种用于在一次写入型信息记录介质上通过形成连续行的记录标记和间隔而写二进制数据的信息记录方法，其中，当用不小于预定功率电平的光照射一次写入型信息记录介质时，一次写入型信息记录介质的记录材料的光反射条件发生不可逆变化，所述记录标记是光反射条件已经改变的部分，所述间隔是光反射条件未改变的部分，所述方法包括：
通过对输入的信息进行1-7PP调制而产生将要写到一次写入型信息记录介质上的二进制数据；以及
在一次写入型信息记录介质上照射蓝紫色激光束，相对一次写入型信息记录介质而移动激光束照射点的位置，以形成一行与二进制数据的代码串相对应的记录标记和间隔；
所述信息记录方法适于：
如果二进制数据的通道时钟周期为T，就适于把输入的信息调制为：二进制数据的等同码长不小于2×T，且不长于9×T；以及
当形成长度为n1×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n1/2次脉冲光束，其中n1为不小于2的整数，且如果n1/2包含小数，则舍去小数部分，并且，
当形成长度不小于n2×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射n2/2次脉冲光束，其中n2为不小于6的偶数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都与通道时钟的相位同步，反之，
当形成长度不小于n3×T的记录标记时，在一次写入型信息记录介质上照射(n3-1)/2次脉冲光束，其中n3为不小于6的奇数，并且，除了引导脉冲光束和尾端脉冲光束之外，所有的中间脉冲光束都从通道时钟的相位延迟T/2。
7. 如权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤：
作为就在任何记录标记之前的间隔和就在此记录标记之后的间隔的长度的函数，而改变脉冲光束的发射时间、在发射之后的冷却时间、引导脉冲光束的位置和尾端脉冲光束的位置。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，在调制步骤中产生由1-7PP调制方法编码的NRZI信号。
9. 如权利要求6所述的方法，其中，二进制数据的通道时钟周期T小于10ns。
10. 如权利要求6所述的方法，其中，从激光写部分发射的激光束具有405nm的波长。
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