CN101673557B - 光信息记录方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种光信息记录方法，用来解决因温度、记录功率、长期使用变化等而记录波形变化、记录品质劣化的问题。针对在记录时受激光器的部件等的影响而变化的光波形，用具有波形的上升沿/下降沿时间和过冲量的控制功能的驱动器试写或者根据表格求出波形控制寄存器值，优化波形的上升沿/下降沿时间和过冲量。

Description

光信息记录方法
技术领域
本发明涉及一种驱动和控制光调制波形，在光信息记录介质上进行信息记录的光信息记录方法。
背景技术
光盘装置正进行大容量化，迄今为止，使用了红外激光(波长780nm)的CD、使用了红色激光(波长650nm)的DVD、进而使用了蓝色激光(波长405nm)的蓝光光盘(BD)正产品化。
例如，在DVD-RAM中利用的写策略技术，如图17所示，利用具有3种功率电平的多个激光脉冲。3种功率电平从高到低依次是写功率(Pw)、间隙功率(Pg)和擦除功率(Pe)。如果用上述写功率Pw的激光照射光盘，则光盘的记录膜熔化。然后，如果急冷则光盘成为无定形状态(非晶态)，光的反射率降低。它被用作记录标记。另外，如果用擦除功率Pe的激光照射光盘，则光盘的记录膜成为晶态。激光照射前为非晶态的光盘部分成为晶态，原来为晶态的光盘部分作为晶态原样保留下来。由此可以擦除记录标记。
在写策略中，有CD-R、DVD-R等中采用的矩形形状的单脉冲；CD-RW、DVD-RW、DVD-RAM等中采用的梳形的复脉冲(参照图17)；DVD系光盘的高倍速记录中采用的城堡形(非复型)(参照图18)等。
把图17和图18所示的决定记录波形的边缘定时的值和Pw、Pg、Pe之类的决定记录功率的值称为记录参数。这些记录参数，针对各记录介质预先确定并记录最佳值。例如，在DVD-RAM中，在内周的导入区域上设置的控制数据区内部的物理格式信息(PFI)区域上进行记录。这是因为记录参数组的最佳值因记录介质的组成、材料等而异。
即，记录记录标记时，通过从记录介质读出决定记录波形的边缘定时的值和Pw、Pg之类的决定记录功率的值以及偏移表的各值等的记录参数，并用该读出的记录参数控制激光脉冲，形成最优的记录标记。这样的技术在例如日本特开2003-85753号公报中有记载。
此时，如果没有良好地形成记录标记，则可能不能正确地重放所记录的数据，所以必须良好地形成记录标记。为了形成良好的记录标记，通过使激光器脉冲状地发光，控制照射光盘记录膜时的热蓄积。一般地，通过向发出激光的半导体激光二极管(以下称为LD)供给脉冲状的电流，LD脉冲状地发光。
向LD脉冲状地供给电流的装置是激光驱动器(LDD)。通过使激光驱动器向LD脉冲状地供给电流，LD以基于被供给的电流的脉冲定时的发光模式发光，所以能够使激光器脉冲状地发光。其结果，形成良好的记录标记。以下，在本说明书中，把激光驱动器向LD供给的脉冲状的电流称为电流脉冲，把从激光器输出的波形称为发光脉冲。
近年来，对光盘的记录速度有逐年高速化的倾向。本来，在从激光驱动器向LD供给电流脉冲的过程中，LD与激光驱动器之间的电路的负载存在不小影响，对向LD供给的电流脉冲施加了影响。随着记录速度的高速化的推进，电流脉冲的脉冲宽度变细，LD与激光驱动器之间的电路的负载对电流脉冲的影响相对增大，难以向LD供给所希望的电流脉冲。如果不能向LD供给所希望的电流脉冲，LD发出的光波形也不是所希望的波形，所以该影响对光盘记录面上形成的记录标记的影响显著地显现，与记录品质的劣化相关。以下把LD的电阻负载称为LD的微分电阻(参照图19)。
针对上述问题，在日本特开2006-48885号公报中记载了，着眼于LD与激光驱动器之间的电路的负载与温度对应地变化，获得与使用时的温度或随温度变化的LD的负载有关的信息，在激光驱动器中生成与温度对应的适当的电流脉冲的方法。通过向LD供给与温度对应地生成的电流脉冲，即使在使用时的温度环境变化时也能进行对应，以便良好地发出激光。
<专利文献1>日本特开2003-85753号公报
<专利文献2>日本特开2006-48885号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
经本发明人调查发现，在日本特开2006-48885号公报中虽然记载了LD的微分电阻因温度的影响而变化，但LD的微分电阻还因长期使用劣化或LD发光的功率而变化。而且，可以想到，在上述那样的搭载了具有LD和激光驱动器的半导体激光发生装置的产品的批量生产时，批量生产的LD的微分电阻也会在一定程度的范围内波动。针对该由长期使用变化、发光功率、或产品波动导致的LD的微分电阻的变化，即使监视温度也不能追踪其变化，不能控制光波形。而且，在一般的光盘驱动器的构成中，在光盘驱动器的使用时多数情况下没有测定LD的微分电阻的单元，不能直接测定LD的微分电阻。
本发明正是考虑上述情况而提出的，其目的在于提供即使LD和激光驱动器的温度特性、记录功率、长期使用劣化等影响大的要因有变化，也能稳定地记录的光信息记录方法。
(用来解决问题的手段)
在本发明中，着眼于图2所示的电流脉冲的上升沿时间Tr、下降沿时间Tf和过冲量OS，通过控制它们使其优化，能够从LD一直产生所希望的光波形。为此，必须用具有发光脉冲的上升沿/下降沿时间和过冲的控制功能的激光驱动器，根据搭载的LD的微分电阻的变化调节控制量(图3)。控制量的调节方法大致有两种。
其一为，使控制量实际变化而记录，从把它实际重放得到的结果把最优的控制量进行分度的学习方式。为了补偿温度或LD的微分电阻变化，进行实际的驱动器中的记录发光波形的学习。此时，用至少一个记录图案进行试写。根据该重放信号特性求出最优的上升沿/下降沿时间和过冲的控制量。其二为，预先具有针对各温度、各LD的微分电阻、各LD的功率等条件确定与各条件对应的控制量的表格的方式。
本发明涉及一种光信息记录方法，通过从激光光源照射脉冲状的激光，在记录介质上形成记录标记而记录信息，具有：进行记录功率的优化的工序；改变在驱动激光光源的激光驱动器的波形控制寄存器中设定的值，使驱动激光光源的电流脉冲的形状变化，同时对记录介质进行试写的工序；把通过试写而记录的信息重放的工序；基于波形控制寄存器的设定值与记录品质的关系，求出在波形控制寄存器中设定的值的最佳值的工序；在波形控制寄存器中设定所求出的最佳值的工序；以及用从由激光驱动器驱动的激光光源产生的脉冲状的激光构成策略而记录信息的工序。在此，波形控制寄存器是调整发光脉冲的上升沿时间、下降沿时间和过冲量中的至少一个的寄存器。
另外，本发明的光信息记录方法，包括：获取有关温度、记录介质的推荐记录功率以及搭载的激光光源的微分电阻的信息的工序；参照把温度、记录功率、激光光源的微分电阻的组合与在驱动激光光源的激光驱动器的波形控制寄存器中设定的寄存器值相对应地存储的表格，获取与获取的信息对应的寄存器值的工序；在激光驱动器的波形控制寄存器中设定获取的寄存器值的工序；以及用从由激光驱动器驱动的激光光源产生的脉冲状的激光构成策略而记录信息的工序。
此时，也可以在在激光驱动器的波形控制寄存器中设定获取的寄存器值的工序之后，实施：进行记录功率的优化的工序；改变在驱动激光光源的激光驱动器的波形控制寄存器中设定的值，使驱动激光光源的电流脉冲的形状变化，同时对记录介质进行试写的工序；把通过试写而记录的信息重放的工序；基于波形控制寄存器的设定值与记录品质的关系，求出在波形控制寄存器中设定的值的最佳值的工序；以及在波形控制寄存器中设定求出的最佳值的工序，然后用脉冲状的激光构成策略而记录信息。
本发明在波形的上升沿和下降沿有问题的高速时和在改写型光盘中发挥大的效果，尤其适合传送速度为每秒100M位以上的光盘存储系统。
(发明的效果)
根据本发明，能够正确地补偿因光盘驱动器的激光驱动器的性能波动、长期使用劣化和因温度特性而劣化的光输出波形的形状，形成良好的记录标记。
附图说明
图1是示出根据本发明的控制步骤的例子的图。
图2是发光脉冲的上升沿时间、下降沿时间和过冲的说明图。
图3是示出波形控制合适量的LD的微分电阻相关性的图。
图4是示出到向光盘写入记录信号为止的流程的概略图(激光驱动器中无存储生成功能时)。
图5是示出到向光盘写入记录信号为止的流程的概略图(激光驱动器中有存储生成功能时)。
图6是示出LD驱动电流脉冲与LD发光脉冲的关系的图。
图7是示出波形控制学习的步骤的图。
图8是示出激光驱动器的一例的示意图。
图9是示出发光脉冲的上升沿时间Tr、下降沿时间Tf和过冲OS的各控制寄存器值相关性的图。
图10是示出波形控制寄存器值的优化的方法的图。
图11是示出相对于温度变化的波形控制参数(寄存器)的一例的图。
图12是示出相对于温度、LD功率、微分电阻的波形控制参数(寄存器)的一例的图。
图13是示出相对于温度的发光脉冲的上升沿/下降沿时间、过冲的变化的图。
图14是示出LD的微分电阻的温度相关性、激光功率相关性、动作时间相关性的图。
图15是示出在OPC前后进行根据本发明的波形控制时的步骤的图。
图16是示出随机图案和特殊图案的一例的图。
图17是复脉冲的写策略的一例和用该策略形成的记录标记的说明图。
图18是非复脉冲(别名城堡脉冲，castle pulse)的写策略的一例和用该策略形成的记录标记的说明图。
图19是示出从激光驱动器到激光器的电路模型的图。
(附图标记说明)
LD、激光二极管；
10、光盘；
11、激光二极管；
12、LD驱动器；
13、策略生成电路；
14、编码电路；
15、记录数据；
16、温度传感器
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(实施例1)
首先，说明发光脉冲的学习方法。图4、5是示出到向光盘写入记录信号为止的流程的概略图。在本发明中，如图4所示，激光驱动器可以是仅仅具有接收寄存器指令、输出电流的功能的激光驱动器，也可以如图5所示除了该功能之外还包含策略生成电路的激光驱动器。输入数据被编码电路编码，用策略生成电路把该编码了的信号变换成形成用来在光盘上写入的策略的信号。因此，在图4、5中功率寄存器位于策略生成电路中。该信号被输入激光驱动器。图6是示出激光驱动器产生的驱动电流脉冲与从LD输出的发光脉冲的关系的示意图。如图6所示，来自激光驱动器的电流波形传送到激光二极管，作为激光发光脉冲。
在记录时，必须在记录介质与记录装置之间优化记录参数，例如基于在记录介质上记载的由介质制造者提供的记录参数，在介质上进行记录且重放该记录区域时，必须有优化策略以使作为记录品质的指标的重放波形的跳动或错误数最小等的动作(以下称为“策略学习”)。在本发明中，在该策略学习之前进入波形控制学习。
用图1所示的流程1说明。如果说明此时的控制步骤，则如以下的(1)～(4)那样。
(1)作为记录的准备，通过调整激光功率取得激光驱动器的输出电流与激光发光的关系。
(2)接着进行称为OPC(优化功率控制)的记录功率的优化。
(3)在以往的流程中，接着进行策略优化或者原样地记录，但在本发明中在此进行波形控制。图7示出波形控制学习的步骤。通过使有波形控制功能的激光驱动器的控制寄存器值变化而记录多个图案，然后重放所记录的图案，根据适当的指标抽出控制寄存器值的最佳值来进行波形控制学习。
图8是示出具有控制寄存器的激光驱动器的一例的示意图。图示的激光驱动器具有控制发光脉冲的上升沿时间的Tr控制寄存器、控制下降沿时间的Tf控制寄存器、以及控制过冲量的OS控制寄存器。图9是示出发光脉冲的上升沿时间Tr、下降沿时间Tf和过冲量OS的控制寄存器值相关性的一例的图。如果用有波形控制功能的激光驱动器，则如图9所示，通过改变控制寄存器的寄存器值，能够控制与该控制寄存器对应的波形参数，能够优化。
例如，在把发光脉冲的上升沿时间优化时，改变Tr控制寄存器的设定值而进行多次图案记录。此时，如图9(a)所示，获得具有与Tr控制寄存器值对应而不同的上升沿时间Tr的电流脉冲，利用从被它们驱动的LD产生的光波形形成记录标记。然后把它重放，如图10所示，获得Tr控制寄存器值与记录品质的指标的关系。记录品质的指标可以使用重放波形的跳动或错误率。这样求出Tr控制寄存器值的最佳值后，在Tr控制寄存器中设定该最佳值。这样对发光脉冲的上升沿时间Tr进行最优控制。
然后改变别的控制寄存器(例如Tf控制寄存器)的值，进行多次图案记录，基于把它重放时的记录品质的指标求出Tf控制寄存器的最佳值，在Tf控制寄存器中设定该最佳值。由此，对发光脉冲的下降沿时间Tf进行最优控制。进而，用同样的方法求出控制过冲量OS的OS控制寄存器的最佳值，在OS控制寄存器中设定求出的最佳值。由此，对电流脉冲的过冲量OS进行最优控制。
这样，进行一个以上的寄存器的优化。另外，虽然在本实施例中对上升沿时间Tr、下降沿时间Tf和过冲量OS进行了优化，但波形控制中能利用的控制寄存器的种类和数目与激光驱动器相关。因此，只要通过分别学习求出各激光驱动器具有的波形控制用寄存器的最佳值，在各控制寄存器中设定求出的最佳值即可。
(4)利用通过波形控制学习优化了的波形进行策略的优化或者原样进入记录动作。
如果使用利用该学习方式的波形控制，则能够与针对驱动器内的温度变化的LD和驱动器电路等的部件特性的变化、LD的微分电阻的功率相关性、部件的长期使用变化等对应。
(实施例2)
用图1的流程2的步骤说明实施例2。通常，用半导体制作的激光驱动器和激光器的特性随温度变化。先前所述的上升沿时间/下降沿时间和过冲量因该温度特性而变化。预先测定该温度变化导致的微分电阻变化，还准备存储了与温度对应的最优寄存器值的温度表。图11中示出与因温度不同导致的波形控制有关的表格的例子。作为典型的温度例如0℃、25℃、50℃下的波形控制参数，把上升沿时间Tr、下降沿时间Tf和过冲量OS的最佳值制成表格。
本实施例的控制步骤如下。
(1)与实施例1同样地，通过调整激光功率取得激光驱动器的输出电流与激光发光的关系。
(2)接着，与实施例1不同，在OPC之前进行发光脉冲的控制。此时，由于最优记录功率也未确定，所以不是称为记录并重放的学习方式。于是，此时，在用温度传感器16观测到的温度下参照图11那样的表格，设定针对Tr、Tf、OS的寄存器。另外，不仅是温度，而且激光功率和激光器的微分电阻(Rd)也使波形变化时，根据激光功率的大小的规定和微分电阻的大小制作并参照图12那样的表格。
(3)接着，进行记录功率的优化即OPC。
(4)利用通过波形控制学习优化了的波形进行策略的优化或者原样进入记录动作。
另外，说明此时用的补偿表的写入方法的实施例。首先，在驱动器出厂前，如图13所示，获得因例如温度变化导致的上升沿时间/下降沿时间的变化、过冲量变化的数据。考虑该变化的要因主要是LD的微分电阻。如图14大致示出的那样，微分电阻因温度、激光功率(记录功率)、激光的使用时间(长期使用变化)而变化。针对这些要因，把通过如图13那样调整而改善的参数(寄存器)的值按条件制成表格(参照图11、12)。关于长期使用变化，通过用驱动器管理激光的使用时间，并另行具有预测微分电阻的表格，在图12的Rd的分类中反映即可。这样，从系统设计的观点来看，确定参数数目而制作表格。
(实施例3)
用图15说明实施例3。单独进行实施例1、2时可能会有作为发光脉冲控制精度差的情形。于是，在OPC之前进行实施例2所述的表格方式的发光脉冲控制，在OPC之后进行实施例1所述的学习方式的发光脉冲控制。步骤如下。
(1)与实施例1、2同样地，通过调整激光功率取得激光驱动器的输出电流与激光发光的关系。
(2)接着，与实施例2同样地，在OPC之前进行发光脉冲的控制。与实施例2同样地，参考基于参考了观测到的温度和光盘的推荐记录功率的记录功率或者驱动器上搭载的LD的微分电阻数据所制作的表格，确定修正上升沿时间/下降沿时间和过冲(OS)的寄存器值(参照图12)。
(3)接着，进行记录功率的优化即OPC。
(4)在实施例2中进行策略优化或者原样记录，但在此进行学习方式的波形控制。如参照图7和图10在实施例1中说明了的那样，波形控制学习是，使要控制的寄存器变化而记录，对该记录了的位置重放，用所希望的指标抽出该控制寄存器值的最佳值。针对一个寄存器进行了优化之后，进入下一个要进行优化的寄存器，进行同样的优化处理。这时，进行一个以上的寄存器的优化。
(5)利用通过波形控制学习优化了的波形进行策略的优化或者原样进入记录动作。
如果利用本实施例，则有时还能够提高OPC的精度，与实施例1、2相比提高记录品质。
(实施例4)
在本实施例中说明在记录中也进行发光脉冲控制的例子。在驱动器中，在记录动作中，一直用温度传感器观测LD和驱动器的温度，从进行波形调整的温度开始有一定以上的温度变化时，暂时中断记录，进行波形调整，所以返回到光盘的OPC区域(能尝试记录的区域)。然后，用图1或图15所示的流程进行波形控制。此时，采用表格方式、学习方式、表格方式+学习方式中的任一种，但采用何种方式基于系统容限和时间的制约选择即可。另外，也可以不仅仅是用温度传感器检测的温度，例如也可以构建确认记录中的记录品质的系统，在记录中确认记录品质的劣化后，同样地进行波形调整。
在该OPC区域中进行波形调整后，返回数据记录区域，以调整后的波形再次开始记录。另外，由于成为记录中的动作，所以在系统上有时间的制约时，也可以只采用表格方式，基于检测到的温度，在记录中不中断记录地进行波形调整。
(实施例5)
作为本发明的发光脉冲学习中用的记录图案，使用图16(a)所示那样的随机图案。图16(a)示出2T～8T的标记/间隔的随机图案的一部分。图中，M表示标记，S表示间隔。但是，为了提高波形学习的精度，还考虑记录图16(b)所示那样的特殊图案的情形。在图16(b)中只示出3T和8T的图案。
例如，在图17所示的复脉冲策略的情况下记录随机图案，进行波形学习，在图18所示的城堡策略(castle strategy)的情况下记录特殊图案，进行波形学习。另外，光盘中有一次记录型(BD中为BD-R)和多次记录型(BD-RE)，但对于根据光盘的种类改变记录图案进行波形学习的情况，在提高精度时，用该精度高的记录图案即可。另外，也可以与Tr、Tf、OS的控制分别对应地改变记录图案。而且，有时为了求出一个参数控制的最佳值，还使用两种以上的记录图案。
(实施例6)
在CAV(恒定角速度)记录时，由于是角速度恒定的记录，所以从内周到外周记录速度是变化的。此时，在多个记录速度中，策略和记录功率等的记录参数是必需的。此时的波形学习次数根据策略的数目、尝试记录的次数进行，或者以代表性的记录速度最低进行1次。例如，通过最内周为2.4x最外周为6x的CAV，把策略定为2.4x和6x时，也可以进行2.4x和6x的两次波形学习，也可以只进行6x的一次波形学习。这些是设计的范畴，由设计者选择即可。

Claims (7)

1.一种光信息记录方法，通过从激光光源照射脉冲状的激光，在记录介质上形成记录标记而记录信息，其特征在于具有：
进行记录功率的优化的工序；
改变在驱动上述激光光源的激光驱动器的波形控制寄存器中设定的值，使驱动上述激光光源的电流脉冲的形状变化，使发光脉冲变化，同时对上述记录介质进行试写的工序；
把通过上述试写而记录的信息重放的工序；
基于上述波形控制寄存器的设定值与记录品质的关系，求出在上述波形控制寄存器中设定的值的最佳值的工序；
在上述波形控制寄存器中设定上述最佳值的工序；以及
用从上述激光光源产生的脉冲状的激光构成记录策略而记录信息的工序。
2.如权利要求1所述的光信息记录方法，其特征在于：
上述波形控制寄存器是调整上述发光脉冲的上升沿时间、下降沿时间和过冲量中的至少一个的寄存器。
3.如权利要求1所述的光信息记录方法，其特征在于：
通过上述试写而记录的信息的图案是随机图案。
4.如权利要求2所述的光信息记录方法，其特征在于：
根据由上述波形控制寄存器调整的参数的不同而改变通过上述试写而记录的信息的图案。
5.如权利要求2所述的光信息记录方法，其特征在于：
根据由上述波形控制寄存器调整的参数的不同而使用两种以上的图案。
6.如权利要求1所述的光信息记录方法，其特征在于：
利用记录策略改变通过上述试写而记录的图案。
7.如权利要求1所述的光信息记录方法，其特征在于：
信息的记录方式是恒定角速度方式，针对第一记录速度和第二记录速度，求出在上述波形控制寄存器中设定的值的最佳值并作为第一寄存器值和第二寄存器值而存储，根据上述第一寄存器值和上述第二寄存器值，导出针对在上述第一记录速度与上述第二记录速度的中间的第三记录速度的寄存器值。
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