CN101479793A - 用于以不同读出速度从光学记录载体检索信息的方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从光学记录载体(10)检索信息的方法和读出设备(1)，其中根据读出速度设置用于扫描该光学记录载体的辐射束(3)的读出功率水平。本发明还涉及与这种方法和读出设备一起使用的记录载体。

Description

用于以不同读出速度从光学记录载体检索信息的方法与设备

技术领域

本发明涉及一种从光学记录载体检索信息的方法，包括步骤：将辐射束的功率水平设置为预定读出功率水平，利用辐射束扫描记录载体，检测从记录载体反射的反射辐射束，以及从反射辐射束检索信息。

本发明更进一步地涉及用于执行这种方法的读出设备，包括：用于产生辐射束的辐射源，用于将辐射束功率水平设置为预定读出功率水平的设置装置，用于利用辐射束扫描记录载体的扫描装置，用于将反射辐射束转换为电信号的检测器，所述反射辐射束从记录载体反射，以及用于从所述电信号检索信息的解码装置。

背景技术

在光学记录载体中，信息以光学可检测标记的图案与标记间间隔的图案被编码在光学记录载体的信息层中。这些标记可以是压印(embossed)的凹坑的形式(比如只读型记录载体)、改变的染色层的光学特性的形式(比如可记录型记录载体)，或者晶体层中的无定形区的形式(比如可重写型记录介质)。通常这些标记沿着圆盘状光学记录载体的信息层上的螺旋形或同心形轨迹存储。光学记录载体可以包含单个信息层或由间隔层隔开的多个信息层(比如由两个信息层组成的双层光盘)。

在读出设备中，利用辐射束(比如激光光束)照射光学记录载体的信息层，然后检测从光学记录载体反射的辐射束，从而从这种光学记录载体检索信息。当辐射束沿着轨迹扫描信息层时，反射辐射束根据在信息层上存储的标记和间隔的图案被调制。这种调制的反射辐射束通过检测器转化成调制的电信号。通过解码这种调制的电信号，检索出光学记录载体上存储的信息。

调制的电信号表示从光学记录载体读出的信息，其信噪比(SNR)取决于读出设备的光学器件和电子器件。通常调制的电信号的信噪比随着读出速度增加而减少。这是因为在增加读出速度时，需要增加读出设备中检测电子器件的带宽，因此增加了各种各样的噪声成分，比如辐射源噪声、电子噪声、散粒噪声(shot noise)等等。

当读光学记录载体时，在高辐射水平的情况下获得了更优化的信噪比。调制的反射辐射束的信号电平，由此调制的电信号的信号电平与

Pr·M·R成比例，

其中Pr是辐射束的功率(经常称为读出功率)，M是标记和间隔的调制，而R是信息层的反射率。

存在的问题是，对于现有的光学系统而言，特别是在采用具有低反射率的光学记录载体时(比如双层DVD可重写系统以及可记录且可重写蓝光光盘系统)，在使用常规读出功率时在更高的读出速度的情况下，表示从光学记录载体读出的信息的调制的电信号(经常称为读出信号)的信噪比变得太低，因而造成在检索的信息中出现错误。这在低成本系统的情况下尤为明显，通常在这种系统中，从记录载体到检测器的光路效率很低。

在未来的光学系统中，光学记录载体中的信息层数目增至3层或更多，由于单个信息层的反射率随着在记录载体中的堆叠的信息层数目的增加而减少，所以读出信号的信噪比甚至可以更进一步地减少。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和读出设备，其在更高读出速度下提供具有足够高信噪比的调制电信号，由此即使在这些高读出速度下也允许信息被可靠地检索。

该发明目的通过提供一种根据开头段落的方法来实现，该方法其特征在于，根据读出速度将辐射束的功率水平设置为

$(1-\mathrm{\α})+\mathrm{\α}\sqrt{n})\·\mathrm{PN}$

的读出功率水平，其中α是预定参数，0.2<α<0.8，P_N是在额定读出速度(经常称为参考读出速度)下的读出功率水平，而n是实际读出速度除以额定读出速度。P_N通常用mW表示。该发明目的还通过提供一种根据开头段落的读出设备实现，该设备其特征在于，设置装置被安排成根据读出速度将辐射束的功率水平设置为

$(1-\mathrm{\&alpha;})+\mathrm{\&alpha;}\sqrt{n})\&CenterDot;\mathrm{PN}$

的读出功率水平，其中α是预定参数，0.2<α<0.8，P_N是在额定读出速度下的读出功率水平，而n是实际读出速度除以额定读出速度。

根据本发明，其目的是增加作为读出速度的函数的辐射束的读出功率水平，由此，弥补了电子器件的带宽和/或信息层反射率减少对信噪比的消极影响。通常增加辐射束的读出功率水平将在某个功率水平上导致读出稳定性(即，在不显著损坏记录载体的情况下记录载体可以被重复读取的次数)的降低。因此，对各种光学系统指定了最大读出功率水平。然而，发明者已经洞察到这种最大读出功率水平随着读出速度的增加而增加，由此允许更高的读出功率水平在更高的读出速度下被使用，而不会降低读出稳定性。

注意到的是，从理论角度将会表明读出功率水平与

成比例增加。然而，发明人已经更进一步地洞察到读出功率水平和读出速度之间的这种相关性可能导致在高读出速度下的破坏性的读出功率水平，造成正在读出的记录载体上的信息永久丢失。根据本发明，读出功率水平增加小于与

成比例，即α具有小于1的值。这样允许在全部读出速度下足够高的读出功率水平，而不会破坏记录载体上的信息。

注意到的是，无需昂贵的和/或复杂的电子器件或光学元件即可达到本发明的目的。

参数α和P_N的值通常取决于记录载体的性质。注意到的是，当读取多层记录载体的不同信息层时，每个单独的信息层可以具有与其相关的自己的参数值。更进一步地注意到，额定读出速度(在该额定读出速度，指定了读出功率水平P_N)通常被选定为所谓的对应于n＝1的1X读出速度。这种1X速度是光学系统中指定的最低读出速度。

光盘制造者可以在制造过程中确定这些参数值。随后这些值必须传递到读出设备中。这可以通过将这些值提供到记录载体本身上用于保持记录载体相关信息的区域中(例如在所谓的ADIP中)来实现，该区域可由读出设备读取。可选地，参数α和P_N的值在光学系统的规范中指定。现在，光盘制造者在记录载体的制造过程中遵循这些规范。

在本发明的优选实施例中，α的值处于0.33和0.5的范围中。

在本发明与双层DVD可重写光学记录载体(DVD+RWDL)一起使用的实施例中，对于参数α和PN特别好的值是α＝0.462和P_N＝1.3mW，产生

的读出功率水平，或者可选地，α＝0.385，产生 $0.8+0.5\&CenterDot;\sqrt{n}\mathrm{mW}$ 的读出功率水平。

应该注意到的读出功率水平实际上是读出功率水平的最佳值，是在通过增加读出功率水平来增加信噪比和通过防止破坏性的高读出功率水平来保持读出稳定性之间的最佳折衷。因此，

的读出功率水平还可以被认为是读出速度依赖于读出功率水平的保存操作区的上限；固定值的下限是用于最低读出速度的读出功率水平。现在可以从这个保存操作区中选出在该上限以下且在该下限以上的任何读出功率水平，产生改进的但不一这是最佳的读出性能。

附图说明

参考下面说明书中以举例方式描述的实施例，并且参考附图，本发明的这些目的和其他目的将更进一步地得到明确阐明，其中

图1中显示了根据本发明的读出设备的实施例，

图2是显示辐射束的读出功率水平与读出速度相关性的图表，以及

图3是实验数据图表，具有根据本发明的公式的拟合曲线。

具体实施方式

图1显示根据本发明实施例的用于从光学记录载体10检索信息的读出设备1。在这个实例中，所示光学记录载体10是包含两个信息层(L0，L1)的双层记录载体。然而，注意到的是，本发明同样适用于与单层信息载体和包含多于两个信息层的多层信息载体工作。

读出设备1包含辐射源2(例如二极管激光器)，用于产生辐射束3(例如激光光束)。该辐射束3通过众所周知的扫描装置扫描光学记录载体10。比如这些扫描装置包括用于将记录载体绕其中心旋转的电动机(未显示)以及包含分束器51和物镜52的透镜系统5，用于将辐射束形成为记录载体信息层上的焦斑15。在图1中，显示辐射束3聚焦在位置最接近于辐射束的入射表面的记录载体的第一信息层上，该层通常称为L0层。然而，在聚焦和循轨装置7(它们也被认为是扫描装置的一部分)的控制下，辐射束还可以聚焦在另一个信息层上，该层经常称为L1层。

当记录载体旋转时，聚焦和循轨装置7保证焦斑15扫描信息层上的轨迹，待检索的信息沿着该轨迹被保存。由信息层L0反射的反射辐射束9由透镜系统5导向检测器4。该反射辐射束9根据标记和标记间间隔的图案、沿着正在扫描的轨迹进行调制。检测器4将入射的反射辐射束9转换成为一个或多个电信号。这些电信号中的至少一个，即调制的电信号13，具有与正被读出的信息相关的调制。该调制电信号13被施加于解码装置8，用于检索实际信息本身。

读出设备1更进一步地包含连接到辐射源2的设置装置6，用于控制辐射源产生的辐射束3的功率水平。在现有技术的读出设备中，当从光学记录载体10检索信息时，这些设置装置6将辐射束的功率水平设置为预定读出功率水平。

应当注意，当读出设备与用于将信息写入可记录光学记录载体的记录装置合并时，辐射源2还可以用于产生将信息写入可记录记录载体的辐射束。在这种合并设备中，设置装置6通常还被用来将辐射束的功率水平设置成(通常更高的)写入功率水平或设置成写入功率水平的图案。

在根据本发明的读出设备中，设置装置6被安排成根据读出速度(也称为线速度)设置辐射束的读出功率水平。应当注意，设置装置6可以通过若干不同的硬件元件和/或借助于适当的程序控制器得来实施。

通常，更快的读出速度允许更快地从光学记录载体中检索信息。在恒定角速度(CAV)设备中，盘状记录载体的角速度保持恒定，而读出速度(也就是说，线速度)从光盘内径到光盘外径的不同。

根据本发明，设置装置6将辐射束3的功率水平设置为的读出功率水平，其中α是预定参数，0.2<α<0.8，PN是在额定(nominal)读出速度下的读出功率水平，而n是实际读出速度除以额定读出速度。额定读出速度通常被选定为所谓的1X，或者基准(reference)，速度，对应于n＝1。

在本发明与双层DVD可重写光学记录载体(DVD+RWDL)一直使用的实施例中，对于参数α和P_N的优选值是α＝0.462并且PN＝1.3mW，或者可选地α＝0.385并且P_N＝1.3mW。这在图2的曲线图中显示出来，其中纵轴表示读出功率水平(以mW为单位)，而横轴表示n，是实际读出速度除以额定读出速度。虚线曲线21表示α＝0.462，其产生

的读出功率水平曲线，而所画的曲线22表示α＝0.385，其产生 $0.8+0.5\&CenterDot;\sqrt{n}\mathrm{mW}$ 的读出功率水平曲线。

点划线24表示1.2mW的固定读出功率水平，其在现有技术中定义为用于测试目的的额定读出功率水平。该点划线24可以被认为是读出功率水平的保存操作区(save operating area)的下限。读出功率水平的该保存操作区的上限是曲线22，或者可选地，是虚线21。现在可以从该保存操作区中选出任何读出功率水平，使得，一方面改善读出性能，另一方面保持了读出稳定性。

在本发明的替换实施例中，光盘10的制造者在制造过程期间确定参数值，并将这些值提供在记录载体10本身上的用于保持记录载体有关信息的区域中。这种用于保持记录载体有关信息的区域比如是已知的ADIP和ATIP。现在图1所示的读出设备1比如以1X的读出速度(即基准速度)读取，和/或采用为测试目的限定的额定读出功率读取，将来自记录载体本身的参数值通过信号11传递到设置装置6。设置装置6随后使用这些读出的参数值设置在更高读出速度下的读出功率水平。

图3显示实验数据的图表，其具有根据本发明的公式的拟合曲线。全部测量数据使用该公式可以被很好地拟合，显示出这是描述最大读出功率的良好的表达式。

用于重复读取的一般要求是光盘可以被读取一百万次，同时保持在(例如标记抖动水平的)规范之内。在对DVD可重写光盘进行的试验中，为不同的读出功率和读出速度确定读出周期数目。通常光盘可被读取一百万次的读出功率由在对应于更低读出周期数的更高读出功率下获得的实验数据点的外插(extrapolation)确定。在图3中的测量值给出了可精确实现一百万读出周期的读出功率。在实际应用中，选择更低的最大读出功率来获得如下的余量(margin)：

-设置读出功率的精确度

-更高的光盘温度

-更低的激光器的调制频率(调制频率越低，峰值功率越高)

-驱器与驱动(drive to drive)的差异(光斑尺寸、波长等等)。

在实践中获得余量的两个极端情况是：使用乘数因数或者通过使用偏移量获得余量。也可以发生处于中间的情况。当作为速度n的函数的附加余量由因子(factor)给出时，在实践中Pn值将被选得更低。当作为速度的函数的附加余量由以mW为单位的偏移量给出时，在实践中Pn值将被选得更低，而α值将被选得更高。

Claims (9)

1、一种从光学记录载体(10)检索信息的方法，包含步骤：

将辐射束的功率水平设置为预定读出功率水平，

通过辐射束(3)扫描记录载体，

检测从记录载体反射的反射辐射束，以及

从反射辐射束(9)检索信息，

其特征在于，

根据读出速度将辐射束的功率水平设置为

$((1-\mathrm{\&alpha;})+\mathrm{\&alpha;}\sqrt{n})\&CenterDot;P_N$

的读出功率水平，其中α是预定参数，0.2<α<0.8，P_N是在额定读出速度下的读出功率水平，n是实际读出速度除以额定读出速度。

2、权利要求1的方法，其中α的值处于0.33到0.50之间的范围。

3、权利要求1的方法，其中所述方法更进一步包含从光学记录载体检索参数α的值的步骤，且其中根据检索到的参数α的值来设置辐射束的功率水平。

4、权利要求1的方法，用于从多层光学记录载体检索信息，其中为每个信息层单独地设置辐射束的功率水平，每个信息层具有对于它的预定参数α。

5、一种用于从光学记录载体(10)检索信息的读出设备(1)，包含

用于产生辐射束(3)的辐射源(2)，

用于将辐射束功率水平设置为预定读出功率水平的设置装置(6)，

用于通过辐射束扫描记录载体的扫描装置(5，7)，

用于将反射辐射束(9)转换为电信号(13)的检测器(4)，所述反射辐射束从记录载体反射，以及

用于从所述电信号检索信息的解码装置(8)，

其特征在于，

设置装置被安排用于根据读出速度将辐射束的功率水平设置为

的读出功率水平，其中α是预定参数，0.2<α<0.8，P_N是在额定读出速度下的读出功率水平，n是实际读出速度除以额定读出速度。

6、权利要求5的读出设备，其中α的值处于0.33到0.50之间的范围。

7、权利要求5的读出设备，其中所述读出设备更进一步包含用于从光学记录载体检索α值的检索装置(8，11)，且其中设置装置(6)被安排用于根据检索到的参数α的值设置读出功率水平。

8、光学记录载体(10)，包含由光学可检测标记的图案及标记间间隔的图案组成的区域，该图案表示表明记录载体性质的参数值，

其特征在于，

所述区域包含光学可检测标记的图案及标记间间隔的图案，所述图案表示用于权利要求3的方法或者用于权利要求7的读出设备中的α的值。

9、权利要求8的光学记录载体，包含多个信息层，其中所述区域包含光学可检测标记的图案及标记间间隔的图案，所述图案表示用于每个信息层的参数α的值。

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