CN101346762A - 操作数据记录设备的方法 - Google Patents

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CN101346762A CNA2006800485203A CN200680048520A CN101346762A CN 101346762 A CN101346762 A CN 101346762A CN A2006800485203 A CNA2006800485203 A CN A2006800485203A CN 200680048520 A CN200680048520 A CN 200680048520A CN 101346762 A CN101346762 A CN 101346762A
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Abstract

一种操作数据记录设备DRD的方法，所述数据记录设备包含读取/写入头OH，用于在可插入到所述数据记录设备的数据记录载体OM上读取/写入数据，所述方法包括步骤：－改变至少一个读取/写入头操作参数，直到所述操作参数达到确定值，－确定与所述读取/写入头操作参数相关的至少一个误差，以及－调整读取/写入头操作参数，以保持所述误差低于误差阈值。

Description

操作数据记录设备的方法
技术领域
本发明涉及一种操作数据记录设备的方法和一种实施所述方法的数据记录设备。
本发明的具体应用涉及到在光盘上使用激光读取和写入数据的光学数据记录设备。
背景技术
专利文献WO2005008641描述了一种以写入功率经由辐射束在记录载体上记录信息的方法和设备。该设备具有用于检测实际反射的检测单元和辐射控制单元，用于在记录信息期间根据最优写入功率来控制写入功率至少等于最小值，并且根据实际的反射来控制写入功率，以便当实际反射低于相对于基准反射时增加写入功率。该设备具有控制单元，用于在记录信息前执行功率控制步骤来确定最优写入功率，以及在记录信息期间根据在该轨迹的相邻部分中检测的平均反射来设定基准反射。
对根据现有技术的光学驱动系统进行校准，以获得最大系统容差(即处理诸如偏移的干扰而又不产生读取/写入差错)、最大数据传输速率或者短的访问时间。以最大系统容差来操作光学驱动系统通常会导致该光学驱动系统的功耗增加，并且在光学驱动系统中的功率耗散增加。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种操作数据记录设备的方法，其克服了现有技术的至少一个缺陷，特别是允许最小化数据记录设备中的功率耗散。
根据本发明的一个方面，所述操作数据记录设备的方法包括步骤：
-改变至少一个读取/写入头操作参数，直到所述操作参数达到一个确定值，
-确定与所述读取/写入头操作参数相关的至少一个误差，以及
-调整读取/写入头操作参数，以保持误差低于一个误差阈值。
所述改变步骤可以包括修改参数以便降低与所述参数有关的抖动值。
所述误差确定步骤可以包括确定与所述数据记录载体上的读取/写入操作有关的实际抖动值、实际误差率值以及实际误差率变化值。
所述调整步骤可以包括：当实际抖动值、实际误差率值以及实际误差率变化值分别低于抖动阈值、误差率阈值以及误差率变化阈值时修改读取/写入头操作参数。
读取/写入头操作参数修改可以包括：计算读取/写入头操作参数变化以及对读取/写入头操作参数减去所述变化。
可以根据二进制搜索方法来计算所述读取/写入头操作参数变化。
有益地，由所述读取/写入头操作参数所达到的确定值被设定为0。
可选地，根据确定的频率来计算与所述读取/写入头操作参数有关的误差。
所述读取/写入头操作参数可以是径向倾斜和/或聚焦偏移和/或切向倾斜和/或平行校正(collimation)。
根据另一方面，本发明涉及一种用于数据记录设备的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含一组指令，当被载入到所述数据记录设备中时所述指令使该数据记录设备执行根据本发明的方法。
根据又一方面，本发明涉及一种数据记录设备，其包含用于在可插入到该数据记录设备中的数据记录载体上读取/写入数据的读取/写入头，以及与所述读取/写入头相耦合的电子装置。所述电子装置根据本发明的方法步骤来操作所述读取/写入头。
有益地，所述电子装置可以包括与驱动模块相耦合的处理模块，所述驱动模块产生控制信号，限定读取/写入头操作参数，并且向读取/写入头提供控制信号。
所述数据记录载体可以是包含数据的螺旋轨迹的光盘，并且所述读取/写入头包括向该光盘发射激光束的激光源。
本发明的自适应方法允许对记录设备进行最优功率耗散校准，特别是降低了功率耗散。这样可以最小化在读取和写入操作期间的功率耗散/消耗。
通过参考以下描述的实施例可以清楚并了解本发明的这些和其它方面。
附图说明
借助附图以示例并且非限定的方式来阐述本发明，其中类似的附图标记表示类似的元件：
图1是示意性地并且部分地示例一种数据记录设备的框图，所述记录设备包含执行根据本发明的方法的电子装置；
图2是阐述作为该读取/写入头径向倾斜的函数的抖动的曲线；
图3是阐述作为该读取/写入头聚焦偏移的函数的抖动的曲线；
图4的框图示例了本发明方法的第一实施例的各个步骤；
图5的框图示例了本发明方法的第二实施例的各个步骤；
图6的框图示例了本发明方法的第一应用实例；
图7的框图示例了本发明方法的第二应用示例。
具体实施方式
图1是示意性地并且部分地示例一种数据记录设备DRD的框图。
所述数据记录设备DRD执行与在数据记录载体OM上读取和写入信息有关的各种操作。该数据记录设备包含读取/写入头OH、转盘电机TM(也被称为主轴电机)、滑动电机SM以及电子装置EA。
所示的数据记录载体OM被插入到该记录设备中。该数据记录载体OM可以是光盘。光盘的表面可以包括从盘内部到盘外部的单个螺旋圆圈。可以用光学可检测部分(即标记和间隔)表示记录在轨迹上的二进制信息。由于这些标记和间隔具有不同的光学特性，即对激光束的反射不同，因此它们是可检测的。
该读取/写入头OH包含产生辐射束(例如激光束)的辐射源(例如激光二极管)。通过控制激光束的功率，可以在该数据记录载体OM上读取或者写入信息。该读取/写入头OH还包含各种光学元件，用于导引激光束并且将激光束聚焦到该数据记录载体OM的轨迹上。该读取/写入头OH还包括检测器(例如四象限二极管)，用于检测和测量由该数据记录载体轨迹上的光学可检测部分所反射的激光束。
转盘电机TM根据与旋转频率成比例的角速度来旋转所述数据记录载体OM。所述旋转频率确定了与该数据记录设备DRD相关的读取/写入模式和速度。
滑动电机SM控制半径R，即读取/写入头OH相对于轨迹的位置。该位置R标明了在该数据记录载体OM的中心轴AX与朝该数据记录载体的轨迹发射的激光束的聚焦点FS之间的距离。
该数据记录设备DRD还包括装载单元(未示出)，用于插入或者取出该数据记录载体。
所述电子装置EA包括处理模块PRO和一个驱动模块DRV。
所述处理模块PRO可以包括数据编码模块、控制模块和激光功率控制模块，它们通过总线连接在一起(在附图中为了清楚而省略了这些元件)。数据编码模块功能是根据预定的记录格式对数据进行编码和解码。所述数据编码模块提供被用于在该光学记录载体OM上写入标记的信号，以及定时信号。所述处理模块PRO可以从消费者电子设备(音频设备、视频设备、计算机、电视等)接收命令。为了设置激光源的读取/写入功率，激光功率控制模块向所述读取/写入头OH提供激光功率控制信号。通常，为了控制该激光功率，激光功率控制模块根据3个输入信号来操作。这些输入信号被称为德尔塔信号、阈值信号以及阿尔法信号。所述处理模块PRO还可以被连接到一个接口模块(未示出)。所述接口模块允许将该数据记录设备DRD与消费者电子设备中通常包含的其它电子电路相连接。处理模块的操作需要时钟频率clk和内核电流IC。
所述驱动模块DRV被耦合到处理模块PRO。驱动模块DRV控制该转盘电机和滑动电机以及该数据记录设备DRD的读取/写入头OH的元件。更精确地，所述驱动模块DRV向转盘电机TM提供第一电机信号STM，用于控制光盘OM的旋转频率。所述驱动模块DRV向滑动电机SM提供第二电机信号SSM，用于控制所述读取/写入头OH的位置并且因而扫描光盘OM的轨迹。所述驱动模块DRV向读取/写入头OH提供多个读取/写入头信号，用于控制所述读取/写入头OH的倾斜、聚焦以及平行校正参数。例如，所述读取/写入头信号SOH可以包括径向倾斜信号SRT、聚焦偏移信号SFO、切向倾斜信号STT以及平行校正信号SCO。
图2示例了当把抖动视作所述读取/写入头OH的径向倾斜RT的函数时的曲线。该曲线表示一个反抛物线。所述曲线包含两个特别的点，即最优径向倾斜RTO和零径向倾斜RTZ。最优径向倾斜RTO对应于在该记录设备的容差最大的模式下工作的光学头。零径向倾斜RTZ对应于在功率消耗以及功率耗散被最小化的另一模式下工作的光学头。在图2所示的例子中，从最优径向倾斜RTO到零径向倾斜RTZ来改变径向倾斜RT。因此，一方面，由于抖动增加而导致记录设备的性能恶化，另一方面，功率消耗/耗散得到了降低。作为示例，当径向倾斜RT从6000变化到0时，抖动增加了大约1％，它对应于所述记录设备性能的可接受的恶化，以及对应于最小的功率消耗/耗散。在附图2中，径向倾斜的单位是10-3rad，并且被缩放为每5000单位2.10-3rad。以10为因子对抖动进行缩放。
图3示例了当把抖动视作所述读取/写入头OH的聚焦偏移FO的函数时的曲线。该曲线表示一个反抛物线。所述曲线包含两个特别的点，即最优聚焦偏移FOO和零聚焦偏移FOZ。最优聚焦偏移FOO对应于在该记录设备的容差最大的模式下工作的光学头。零聚焦偏移FOZ对应于在功率消耗以及功率耗散被最小化的另一模式下工作的光学头。在图3所示的例子中，从最优聚焦偏移FOO到零聚焦偏移FOZ来改变聚焦偏移FO。因此，一方面，由于抖动增加而导致记录设备的性能恶化，另一方面，功率消耗/耗散得到了降低。作为示例，当聚焦偏移FO从1600变化到0时，抖动增加了大约1％，它对应于所述记录设备性能的可接受的恶化，以及对应于最小的功率消耗/耗散。在附图3中，聚焦偏移的单位是10-9m，并且被缩放为每500单位100.10-9m。以10为因子对抖动进行缩放。
诸如切向倾斜TT和/或平行校正CO的其它参数也以类似的方式起作用，在此不再赘述。
现在描述本发明的自适应方法。它允许在记录设备容差及相关性能，同记录设备功率消耗/耗散之间进行折衷。本发明的自适应方法的目的是确定最大记录设备容差及相关性能同最小记录设备功率消耗/耗散之间的最优折衷。
图4是用于说明本发明方法的第一实施例OPDC的各个步骤的框图。
在开始该方法之后BGN，根据第一步骤1，测量与读取/写入头操作参数PM的各个值相关的各个抖动值(MES＝f(PM))。所述抖动被确定为读取/写入头操作参数PM的函数。所述读取/写入头操作参数PM可以是径向倾斜RT或者聚焦偏移FO或者切向倾斜TT或者平行校正。
在第二步骤2，基于作为读取/写入头操作参数PM的函数而测量的抖动，确定零操作参数PMZ(DET PMZ)以及最优操作参数PMO(DETPMO)。零操作参数PMZ对应于在功率消耗/耗散最小的模式下工作的光学头。这可以例如对应于被设置为0的读取/写入头操作参数。最优操作参数PMO对应于在记录设备的容差最大的模式下工作的光学头。
在第三步骤3中，计算在零操作参数PMZ和最优操作参数PMO之间的读取/写入头操作参数差PM(CALC PM＝PMZ-PMO)。
在第四步骤4中，计算所述读取/写入头操作参数的实际值PMA(CALC PMA＝PMO-PM)。操作参数的实际值PMA对应于最优操作参数PMO与操作参数差PM之间的差值。在这一阶段，这意味着操作参数的实际值PMA被设定为零操作参数PMZ。将操作参数PMA设定为零可以意味着改变读取/写入头操作参数直到它达到一个确定值。
在第五步骤5中，确定与读取/写入头操作参数的实际值相关的误差PME(DET PME)。
误差PME可以对应于从数据记录载体读取/写入到数据记录载体时的字节误差。当一个字节中的一个或者多个位与它们原始记录的值相比具有错误的值时会产生字节误差。例如，如在数字通用盘DVD标准中所提到的，具有至少一个错误字节的一行ECC数据块会构成一个PI误差。在初始记录之后的回放期间，由误差校正系统所检测到的误差应当满足以下要求：在任意8个连续的ECC数据块中，在进行任何校正之前的PI误差总数不应超过280个。
在第六步骤6中，在误差PME和误差阈值PMETH之间进行比较(IFPME＜PMETH)。如果误差PME不低于误差阈值PMETH(分支N)，则根据第七步骤7调整读取/写入头操作参数(REG PM)。如果误差PME低于误差阈值PMETH(分支Y)，则根据第八步骤8，读取/写入头操作参数被设定为操作参数的实际值PMA(SET PMA)。
在第七步骤7中，计算读取/写入头操作参数差PM的一个新值，并将其提供至第四步骤4以便计算操作参数的一个新的实际值PMA。然后重复第四4、第五5、第六6以及第七步骤7，直到误差PME不低于误差阈值PMETH。
在第五步骤8之后，该方法结束(END)。
图5是示例本发明方法的第二实施例OPDC’的各个步骤的框图。
根据第二实施例的本发明的方法与第一实施例的不同在于：引入了新的第五15、第六16以及第七步骤17来分别代替前面描述的第五5、第六6以及第七步骤7。
根据新的第五步骤15，确定与在数据记录载体上的读取/写入操作有关的多个误差。可以确定实际抖动值(DETA)，实际误差率值(DETERA)以及实际误差率变化值(DET ER)。
根据新的第六步骤16，执行多个比较。在实际的抖动值A与抖动阈值TH之间进行第一比较(IFA＜TH)。在实际误差率值ERA与误差阈值ERTH之间进行第二比较(IF ERA＜ERTH)。
通常，把误差率表示为该参数的函数的曲线包括以下的部分：对应于最优参数范围的低误差率部分以及在该范围之外的高误差率部分。误差率在最优参数范围的两侧都具有十分陡峭的斜率。因而，可以在误差率变化ER与误差率变化阈值ERTH之间进行第三比较(IF ER＜ERTH)。
确定这些阈值，以使得从数据记录载体读取数据/向数据记录载体写入数据都可以在比较少的容差情况下令人满意地执行。
如果实际抖动值、实际误差率值以及误差率变化不低于它们各自的阈值(分支N)，则根据新的第七步骤17调整读取/写入头操作参数(BISEC PM)。如果实际抖动值、实际误差率值以及误差率变化低于它们各自的阈值(分支Y)，则根据步骤8将读取/写入头操作参数设置为操作参数的实际值PMA(SET PMA)。
调整步骤包括当实际抖动值、实际误差率值以及实际误差率变化值分别低于抖动阈值、误差率阈值以及误差率变化阈值时，对读取/写入头操作参数进行修改。
根据新的第七步骤17，计算读取/写入头操作参数变化的一个新值，例如，根据一个用于最优化功率消耗/耗散的二进制搜索方法(例如分半搜索)。然后重复从第四步骤4开始的步骤。
可选地，不时地计算与读取/写入头操作参数有关的多个误差。例如，可以按照确定的频率周期性地计算多个误差。
本发明的自适应方法允许调整不同的读取/写入头操作参数，以便当使用数据记录设备从数据记录载体读取数据或者向其写入数据时实现最小功率消耗/耗散(将不同参数调整到零值)，由此维持令人满意的性能(将抖动和误差率保持在低于可接受的界限)。
本发明OPDC的自适应方法可以被包含在执行校准的数据记录设备算法中。例如，可以在数据记录载体识别期间(在把光盘插入到光学记录设备中之后)、在最优功率校准期间(确定激光源的功率)执行这种校准，或者在对数据记录载体进行读取/写入操作期间进行动态校准。
图6的框图示例了本发明方法的第一应用实例。
在执行数据记录载体识别算法DRA期间可以执行本发明的自适应方法。
在开始数据记录载体识别算法之后(BGN)，第一步骤20包括基于抖动来校准读取/写入头操作参数。例如，校准径向倾斜RT(RT CAL)和校准聚焦偏移(FO CAL)。在第二步骤21，执行根据第一实施例或者第二实施例的本发明方法(OPDC)。在第二步骤21之后，结束所述数据记录载体识别算法DRA(END)。
图7的框图示例了本发明方法的第二应用实例。
可以在执行最优功率校准算法OPCA期间执行本发明的自适应方法。
在开始最优功率校准算法之后(BGN)，第一步骤30包括执行已知的最优功率校准。这种OPCA在本领域是公知的，通常包括在指定区域(通常称为功率校准区域)进行测试轨迹写入，按步骤调整激光源的实际写入功率电平。最优功率校准要求将数据记录设备的某些操作参数设定为最优值。循环允许根据本发明的自适应方法来设定读取/写入头操作参数。该循环包括第二31、第三32以及第四33步骤。
在第二步骤31，多个轨迹被写入(WT)。
在第三步骤32，基于抖动来校准读取/写入头操作参数。例如，校准径向倾斜RT(RT CAL)和校准聚焦偏移FO(FO CAL)。
在第四步骤33，执行根据第一或者第二实施例的本发明的方法(OPDC)。
读取/写入头操作参数被设定为它们各自的实际值并且重复最优功率校准，直到设定好最优参数。
随后，结束最优功率校准算法OPCA(END)。
尽管，图6和7所示的例子只是描述了涉及到径向倾斜RT和聚焦偏移FO的校准操作，但是很显然还可以校准其它参数，例如切向倾斜TT和/或平行校准CO和/或其它可以影响所述读取/写入头OH的操作的参数。
尽管，前面的描述集中在把本发明的方法应用在使用激光的光学数据记录设备中，但是对于本领域技术人员来说，很显然，本发明也可以被用在磁硬盘驱动应用中。
前面描述的附图及其说明只是用于示例，而非限制。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。动词“包括”并不排除除了权利要求中所列出的那些元素之外的其它元素的存在。在任一元素前的冠词“一”或者“一个”也不排除多个此类元件的存在。

Claims (13)

1.一种操作数据记录设备(DRD)的方法，所述数据记录设备包含读取/写入头(OH)，用于在可插入到所述数据记录设备的数据记录载体(OM)上读取/写入数据，其中所述方法包括步骤：
-改变至少一个读取/写入头操作参数，直到所述操作参数达到确定值，
-确定与所述读取/写入头操作参数相关的至少一个误差，
-调整读取/写入头操作参数，以保持所述误差低于误差阈值。
2.根据权利要求1所述的操作数据记录设备的方法，其中所述改变步骤包括修改参数(PM)以便降低与所述参数有关的抖动值()。
3.根据权利要求1所述的操作数据记录设备的方法，其中所述确定步骤包括确定与所述数据记录载体上的读取/写入操作有关的实际抖动值(DETA)、实际误差率值(DET ERA)以及实际误差率变化值(DETER)。
4.根据权利要求1所述的操作数据记录设备的方法，其中所述调整步骤包括：当实际抖动值、实际误差率值以及实际误差率变化值分别低于抖动阈值(A＜TH)、误差率阈值(ERA＜ERTH)以及误差率变化阈值(ER＜ERTH)时修改读取/写入头操作参数。
5.根据权利要求4所述的操作数据记录设备的方法，其中读取/写入头操作参数修改包括：计算读取/写入头操作参数变化(PM)以及对读取/写入头操作参数减去所述变化。
6.根据权利要求5所述的操作数据记录设备的方法，其中根据一个二进制搜索方法来计算所述读取/写入头操作参数变化。
7.根据前述任何一个权利要求所述的操作数据记录设备的方法，其中根据确定的频率来计算与所述读取/写入头操作参数相关的误差。
8.根据前述任何一个权利要求所述的操作数据记录设备的方法，其中由所述读取/写入头操作参数所达到的确定值被设定为0(PMZ)。
9.根据前述任何一个权利要求所述的操作数据记录设备的方法，其中读取/写入头操作参数选自读取/写入头操作参数组，所述组包括径向倾斜(RT)、聚焦偏移(FO)、切向倾斜(TT)和/或平行校正(CO)。
10.一种数据记录设备(DRD)，包括用于在一个可插入到该数据记录设备(DRD)中的数据记录载体(OM)上读取/写入数据的读取/写入头(OH)，以及与所述读取/写入头(OH)相耦合的电子装置(EA)，其中所述电子装置(EA)包括用于进行以下操作的装置：
-改变至少一个读取/写入头操作参数，直到所述操作参数达到确定值，
-确定与所述读取/写入头操作参数相关的至少一个误差，
-调整读取/写入头操作参数，以保持所述误差低于误差阈值。
11.根据权利要求10所述的数据记录设备，其中所述电子装置(EA)包括与驱动模块(DRV)相耦合的处理模块(PRO)，所述驱动模块产生至少一个用于限定所述读取/写入头(OH)的参数的控制信号(SOH)，并且将该控制信号(SOH)提供至所述读取/写入头(OH)。
12.根据权利要求10或者11所述的数据记录设备，其中所述数据记录载体(OM)是光盘，其包括数据的螺旋轨迹，并且所述读取/写入头(OH)包括向光盘发射激光束的激光源。
13.一种用于数据记录设备(DRD)的计算机程序产品，所述数据记录设备包括读取/写入头(OH)，用于在可插入到所述数据记录设备的数据记录载体(OM)上读取/写入数据，所述计算机程序产品包括一组指令，当被加载到所述数据记录设备时，这些指令使该数据记录设备执行以下步骤：
-改变至少一个读取/写入头操作参数直到所述操作参数达到一个确定值，
-确定与所述读取/写入头操作参数相关的至少一个误差，
-调整读取/写入头操作参数，以保持所述误差低于误差阈值。
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