CN1316479C - 确定用于光载体记录的一组记录脉冲串参数的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于确定在光记录载体上记录信息的一组记录脉冲串参数的方法。首先，利用参数的值在记录载体上写入一系列测试图案。在读测试图案的基础上，确定每个读信号的抖动值。参数的优化值根据该组记录脉冲串参数值和相对抖动值之间的线性相关性导出。本发明还涉及用于执行该方法的设备。本发明进一步涉及一种光记录载体，包括利用根据本发明的方法确定的优化记录功率。

Description

确定用于光载体记录的一组记录脉 冲串参数的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种确定用于光载体记录的一组记录脉冲串参数的值的方法，其中这些记录脉冲串被施加到光记录载体的记录表面，以便在记录载体上写入光可读标记的图案，利用一个记录脉冲串形成标记，所述方法包括：写入写测试，每个写测试包括数量为N个测试图案，并且每个测试图案具有该组记录脉冲串参数的预定值，所述值对于每个测试图案是不同的；和读该测试图案并形成读信号；以及测量对应于每个测试图案的读信号的抖动值。

本发明还涉及一种确定用于光载体记录的一组记录脉冲串参数的值的设备，包括：记录装置，用于通过利用记录脉冲串照射记录载体的记录表面，在该记录载体上写入光可读标记的图案，利用一个记录脉冲串形成标记；测试信号发生器，用于生成包括测试图案的测试信号并且把该测试信号提供到记录装置的输入；读装置，用于读记录载体上的标记并且提供读信号；抖动检测器，用于测量对应于测试图案的读信号的抖动值并将该抖动信号提供给控制装置；控制装置，用于优化该组记录脉冲串参数的值并且提供代表优化的记录脉冲串参数组的控制信号；处理装置，用于把待记录的输入信息转换成提供给记录装置的输出信号，该输出信号对应于辐射的脉冲串并且代表输入信息，其中该组记录脉冲串参数的优化值利用控制信号来提供。

本发明还涉及一种利用辐射束可刻录的光记录载体，包括基片和包括控制信息的基片上的装置。

背景技术

日本专利申请号No 11005244公开了这样的利用优化记录脉冲参数写光记录载体的方法。根据该已知方法，执行利用写入脉冲参数的标准值的写测试。随后，通过评价参数(例如，抖动)来评价写测试，并确定评价参数的近似公式的特性。最后，利用近似公式计算记录脉冲参数的优化值。然而，该已知方法需要对每个具体的写测试标准值组进行复杂的计算，并且采用了不是可伸缩和通用的近似公式。

EP 0865035A2(对应于CN1205506A)公开了一种信号记录方法、相位差检测电路和信息存储设备。为了在相变型记录盘上应用非对称试验写入，想要准确地确定记录功率的最佳电平。记录单个图案或随机图案信号，并且使用再生的信号检测PLL时钟边缘和数据边缘之间的相位差，以确定其中出现相位差的预定百分比的记录功率的阈值。随后，将该阈值与一个常数相乘，以提供记录功率的最佳电平。而且，公开了一种设备，用于在其中错误计数(抖动)被最小化的点上确定最佳功率条件，并且确定最佳功率条件为存在于低功率条件与高功率条件之间的平均功率电平。

WO 99/30316A2描述了一种方法，用于优化在光记录载体上写信息的记录条件。以光可检测标记的形式在记录载体上写入信息，每个标记利用辐射脉冲串来写入。在记录载体上写入一系列测试图案，用于优化。抖动检测器测量读信号的前沿和后沿抖动。前沿抖动用于优化仅仅影响脉冲串的前导部分的参数值。后沿抖动用于优化仅仅影响脉冲串的尾部分的参数。

WO 02/47072A1公开了一种方法和光记录设备，用于在OPC程序中确定最佳写功率。该方法包括擦除测试区域、在测试区域中记录测试图案、读记录的测试图案和根据读信号的信号部分确定最佳的写功率。甚至在其中没有记录信号时，也擦除测试区域，这产生可靠的和明确的最佳写功率的值。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种通用的方法和设备，用于为光载体记录确定记录脉冲参数的值。本发明的另一个目的是提供一种可用于执行这样的方法的设备。

利用根据本发明的用于为光载体记录确定记录脉冲串参数组的优化值的方法，实现第一目的，其中记录脉冲串被施加到光记录载体的记录表面，以便在记录载体上写入光可读标记的图案，利用一个记录脉冲串形成标记，所述方法包括：-写入写测试，每个写测试包括数量为N的测试图案，每个测试图案包括该记录脉冲串参数组的预定值，所述值对于每个测试图案是不同的；-读测试图案，并且形成读信号；-测量对应于每个测试图案的读信号的抖动值；和确定导致最低抖动的该记录脉冲串参数组的优化值，其特征在于，利用记录脉冲串参数组的值与测量的抖动值之间的线性相关性来确定所述优化值，其中测量的抖动值是利用限定抖动为该记录脉冲串参数组与优化值的函数的等式的微分来获得的，其中测试图案的最小数量N_min根据如下等式依赖于记录脉冲串参数的数量P：N_min＝2*P+1。本发明的另一个特点是：测试图案的最小数量N_min根据等式N_min＝2*P+1取决于记录脉冲串参数的数量P。光可读标记的图案例如可对应于游程长度受限码序列。此外，该组记录脉冲串参数的优化值可被记录在光记录载体上。本发明在其实施例中的特征在于，测试图案包括随机游程长度受限码序列。在另一个实施例中，该参数代表记录脉冲串中的一个记录脉冲的辐射功率或记录脉冲串中的一个记录脉冲的宽度。在优选实施例中，用于3T标记的参数不同于用于更长标记的参数，并且其中T代表在数据信号中基准时钟的一个周期的时间长度。

利用根据本发明的用于为光载体记录确定记录脉冲串参数组的优化值的设备，实现本发明的第二目的，该设备包括：-记录装置，用于通过利用记录脉冲串照射记录载体的记录表面，在记录载体上写入光可读标记的图案，其中利用一个记录脉冲串形成标记，并且该记录装置用于写入写测试，每个写测试包括数量为N的测试图案，每个测试图案包括该记录脉冲串参数组的预定值，所述值对于每个测试图案是不同的；-读装置，用于读测试信号和形成读信号；-抖动检测器，用于测量对应于测试图案的读信号的抖动值并且将抖动信号提供给控制装置；-控制装置，用于确定导致最低抖动的该记录脉冲串参数组的优化值，其特征在于，所述控制装置适用于使用记录脉冲串参数组的值与测量的抖动值之间的线性相关性，其中测量的抖动值是利用限定抖动为该记录脉冲串参数组与优化值的函数的等式的微分来获得的，其中测试图案的最小数量N_min根据如下等式依赖于记录脉冲串参数的数量P：N_min＝2*P+1。此外，该设备可包括存储装置，用于存储一组记录脉冲串参数的值与相对抖动值之间的线性相关性的系数。

存储装置也可用于存储该组记录脉冲串参数的优化值组。

附图说明

本发明的目的、特征和优点从下面如附图中所示的本发明实施例的更具体的描述中将是显而易见的，其中：

图1示出了根据本发明的一种光记录设备的示意图。

图2示出了依赖于与非线性曲线拟合的激光照射的记录功率电平(记录脉冲参数)的抖动值。

图3示出了根据本发明的一种光记录载体。

图4示出包括标记图案的轨迹的一个强放大部分，其中对控制信息编码。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一种设备和一种光记录记录载体1。盘形记录载体1具有透明基片3和安排在基片上的记录层5。记录层5包含适于利用辐射束写入信息的材料。该记录材料可以是相变的染料或任何其它的适于光记录的材料。信息可以以记录载体上的光可检测标记和脊(land)的形式记录在记录载体1上。

该设备包括辐射源，例如，用于发射辐射束的半导体激光器11。当记录记录载体1的记录层5暴露于辐射的单一记录脉冲时，形成标记，其特征在于，记录脉冲参数，在这个实施例中这是记录功率电平。标记也可以利用一串具有相同或不同长度和一个或多个记录功率电平的辐射脉冲来写入。辐射束经分束器13、物镜15和基片3会聚在记录层5上。记录载体1还可以是空中入射记录载体，其中辐射束直接会聚在记录层5上而不通过基片3。半导体激光器11、分束器13和物镜15一起形成记录单元17。

该设备还包括处理单元21，其包括例如处理单元23的处理器，其中该处理器被解释成表示适于执行计算的任何装置，例如，微处理器或数字信号处理器。代表将被写在记录载体1上的信息的信号S(例如，信息信号或测试信号)被馈入处理单元21的处理器中。处理单元21确定用于在记录载体1上记录信息的记录脉冲串参数组。在具体实施例中，该组记录脉冲串参数包括记录脉冲的记录功率电平。考虑由控制单元61计算出的最优记录功率电平P_opt，执行记录功率电平的确定。控制单元61的控制信号S_C被提供给处理单元21。一旦计算出用于特定记录载体1的最优记录功率电平P_opt就可以将之从记录在记录载体1上的信息中向处理单元21提供。处理单元21的输出与半导体激光器11和控制单元61连接。

该设备还包括测试信号发生器31。测试信号发生器31可包括测试信号发生器的处理器，其适用于生成测试信号S_T。测试信号S_T应最好代表一个测试图案，当在所谓的eighth-to-fourteen modulation(第八-十四调制)(EFM)中被编码时，该测试图案包括所有长度的标记。测试信号S_T可以是一种随机信号。测试信号S_T被提供给处理单元21的输入。

该设备还包括读单元41，其由半导体激光器11、分束器13、物镜15、检测系统43和读单元的电路(在图上未示出)组成。被记录的记录载体1受到从半导体激光器11发射的在读功率电平P_read上的辐射束的作用。从记录载体1反射的辐射利用物镜15被会聚，并且在经过分束器13之后落在检测系统43上，该检测系统将该入射辐射转换成电检测器信号。这些检测器信号被输入到读单元的电路，该电路从这些检测器信号中导出若干信号，比如代表从记录载体1读出的信息的读信号S_R。读信号S_R还被馈入抖动检测器51。抖动检测器51测量读信号S_R的抖动值。抖动被定义为某一定时误差的方差。这可以是数据-时钟或者数据-数据定时误差。从该观点出发，容易理解，数据-数据抖动比数据-时钟抖动大倍，因为数据-数据抖动是两个不相关抖动数据-时钟边缘的结果。尽管存在这样的差别，但在下面的论述中所有类型的抖动都可以被类似处理。

抖动值被提供到控制单元61，该控制单元包括可以是简单微处理器的控制单元的处理器。控制单元61还被提供来自处理单元61的信号S_p，包含用于记录测试图案的记录功率电平P的值。控制单元61的任务是导出用于记录载体1的记录功率电平的最优值P_opt并且提供一个控制信号S_C给处理单元21。

在记录载体上记录信息之前，该设备通过执行下面的过程将其记录功率电平P设置为最优值。首先，一系列测试图案被记录到记录载体1上，每个测试图案具有不同的预定记录功率电平P。

可以根据从记录载体1上的控制信息中导出的指示功率电平，选择预定功率的范围。可以利用逐步增加的功率写入后续图案。这些图案可被写在记录载体1上的任何地方，也可被写在特别提供的测试区域中。

在从记录载体1中读出测试图案之后，对于由抖动检测器51提供的每个图案的读信号S_R的抖动J以及已由处理单元21用于记录-提供该图案的预定记录功率电平，控制单元61的处理器形成一系列值对。

图2示出了一系列N＝15个点，每个点表示测试图案的抖动J和预定记录功率电平的一对值。这些点形成抖动J值相对于预定记录功率电平的相关性81。从图2中可明显看出，该相关性呈现非线性(浴缸)特征。

记录脉冲参数的优化基于以下。某一记录脉冲参数(写策略中的参数)中的参数x可以是时钟细分期间的幅度或者是时间边缘的位置。考虑其中该参数线性造成高频信号的特定边缘中移位的范围x±δx。通常，以参数x影响游程长度之间的特定边缘的方式定义热平衡写策略。对于在随机EFM上测量的数据-时钟抖动，作为参数x函数的抖动可以被写为：

$J\left(x\right)=J_{\mathrm{bottom}}+{\mathrm{\α}}_x{(x-\hat{x})}^2---\left(1\right)$

其中：J_bottom-底部抖动

α_x-变化时抖动的灵敏度

在国际专利申请PCT/EP01/04566中描述了一种热平衡写策略。在本实施例中进一步描述的热串扰参数是在该申请中定义的参数。用于3T标记(脊)的参数(c，u)不同于用于更长标记(d和v)的参数。参数c和d表示记录脉冲的中间功率电平，而参数u和v表示记录脉冲的升功率电平。

抛物线利用三个测量点来定义。因此，如果我们测量某一参数x的至少三个设置的抖动，我们能够计算出导致最低抖动的单一参数的最佳设置

等式1在用于单一写入策略参数的线性化区域中是有效的。此外，考虑由于所有写入策略参数而引起的抖动变化是不相关的假设。该假设的实际效果是一个参数相对于抖动的的最优设置与其他参数的设置无关。打算是从多个J(x)测量中求出矢量 。请注意，如果 矢量的大小为P(这意味着写策略具有P个参数)，则最小测量数目等于N＝2P+1。在这种假设下，我们得出：

$J_n=J_{\mathrm{bottom}}+\underset{p}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_p{(x_{n,p}-{\hat{x}}_p)}^2---\left(2\right)$

其中：

P＝0，...，P-1    写策略参数的数目；

x                 具有P个写策略参数的值的矢量；

                具有待确定的最优参数的矢量；

α         具有每个参数的灵敏度的矢量；

J_bottom    当 $x=\hat{x}$ 时最低可实现的抖动；

J(x)              对于参数x测量的抖动；

n＝0，...，N-1    测量的数量。

等式2可以被转换成矩阵表示式，从中我们能看到现在已经隐含地定义了所关注的矢量

。然而，底部抖动J_bottom在第一例子中并不感兴趣，并因此可以通过用J_N-1减去测量J₀至J_N-2来消除。

这个运算的优点是等式(4.5)现在与最优参数矢量

是线性的，这可以从矩阵表示式中看出：

ΔJ＝Δx·αx

其中

$\mathrm{\ΔJ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{J}_0\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{\Δ}{J}_{N-2}\end{array}\right]$ 和 $\mathrm{\αx}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_0\\ {\mathrm{\α}}_0{\hat{x}}_0\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\α}}_{P-1}\\ {\mathrm{\α}}_{P-1}{\hat{x}}_{P-1}\end{array}\right]---\left(3\right)$

每个矢量或矩阵具有它自己的信息。差动测量矢量ΔJ具有长度N-1(N是测量的数量)并因此是已知的。差动输入矢量Δx由操作者提供给系统，并因此也是已知的。因为通常Δx不是正方形(由此不具有逆矩阵Δx^-1)和线性最小均方参数估算法，所以待确定的矢量是灵敏和最优参数矢量αx，这可以利用下式找到：

αx＝(ΔX^TΔX)^-1ΔX^TΔJ             (4)

等式4也能用于N＞2P+1的情况。根据得到的矢量αx，灵敏度可以在偶表目项上得到，而最优参数随后能够在将奇表目项标准化到这些灵敏度之后被找到。灵敏度的相对值将利用多个因数(例如，在EFM序列中相应游程长度的出现频率，在策略中利用该参数调制的时间宽度，在振幅参数等于参数值乘其中它是有效的时隙的情况中的写功率变化。参数c和d在TBWS中仅持续T/4，而u和v是9T/4长，这将影响α_c，α_d，α_u和α_v等)来确定。

在具体实施例中，使用热平衡写策略(TBWS)，利用以下热串扰补偿参数：

c，用于脊I3，

d，用于脊I4，

u，用于坑(pit)I3，和

v，用于坑I4，

执行一系列参数变化测量。盘是Mitsui(内部标号CDR01-001)酞花青盘，其对于25mW上的16X(盘上主要点)具有它自己的最优写功率。在30次迭代之后，自动迭代优化程序给出：

价值	RMS-标准	最大-标准
			cduv引导抖动尾部抖动	0.7221.0001.1101.0237.0％6.4％	0.5420.9591.0961.0376.1％6.3％

其中所有参数被表示为写入功率的放大因数。

首先，仅仅优化脊效果(参数数量P＝2)。在三步中改变参数c：0.25，0.50和0.75，在每个c值，在三步中改变d：0.50，0.75和1.00。选择这些范围是因为：依据TBWS的实施，我们获知对c的补偿必须大于对d的补偿。c和d都应该低于1。五次测量对于这种P＝2的情形就足够了，但是九次测量将给出更可靠的拟合。参数u和v分别被选择为1.10和1.04，因为这些是对于几乎在ROS-DOS-TOS测量序列中观测到的所有盘是通用的值。在2X上读出抖动。

利用MathCad 6.0工作表脱机应用该拟合算法。所找到的最优参数是：

c＝0.496，具有灵敏度8.6和

d＝0.842，具有灵敏度5.2。

灵敏度之间的差异可以归因于比值3T/4T，因为这些分别受参数c和d的影响。在找到这些参数之后，J_bottom的期望(最低要实现的)值能用等式2来计算，并等于6.8％。

当用u＝1.05、1.10、1.15，v＝1.00、1.05、1.10的测量数据来扩展在以前分区的测量数据(c＝0.25，0.50，0.75，以及d＝0.50，0.75，1.00)时，TBWS中的四个热串扰补偿参数能同时被拟合。在附加测量中u和v被改变时，c和d分别被设置为0.65和0.85，因为这些是最通用的设置。注意c和d不一定为其用于拟合u和v的最佳值。对于具有P＝4参数的测量，至少需要九次测量。为了更好的拟合精确度，使用十八次测量。

该算法获得：

c＝0.464，具有灵敏度9.2，

d＝0.792，具有灵敏度5.1，

u＝1.105，具有灵敏度1249，

v＝1.039，具有灵敏度300，

底部抖动6.9。

用于c、d和u、v的灵敏度之间的比值是u和v电平的宽度的结果，其中u和v电平比c和d电平大9/4倍。

在另一个实施例中，在3T脊之后的ΔT和在4T脊之后的ΔT在四步中被改变。所记录的抖动(以％来表示)在下表中。用于ΔP的值：

以％表示的抖动		在4T脊之后的ΔT
						3T/16	T/8	T/16	0T
		在3T脊之后的ΔT	3T/16	8.37	7.40					7.17	7.84
T/8	8.64					7.29	6.61	6.94
			T/16	9.80	8.28				7.48	7.37
0T	11.49					10.03	9.10	8.78

已拟合的结果以及已测量的数据：

在3T之后的ΔT：最佳设置0.126T，灵敏度8.6；

在4T之后的ΔT：最佳设置0.040T，灵敏度5.3。

利用这个例子，可以为DVD+R确认依赖于热平衡参数的抖动的优选抛物线特性。因此，完整的优化算法能应用于一次写入DVD平台。

图3示出根据本发明的盘形光记录载体1。利用记录设备可光或磁-光刻录该记录载体的记录层。该记录载体上的信息利用标记的图案来表示。信息通过记录处理被记录在轨迹中，其中每个标记通过具有恒定或不断变化的记录功率电平P的一个或多个记录脉冲来形成。记录处理的记录参数诸如记录功率电平P、脉冲数量特别地由于其材料特性而被调谐用于记录载体。可刻录的记录载体的一个例子是众所周知的一次写入CD。记录载体具有要用来记录的连续轨迹101。轨迹101可以是螺旋形的并且形式为模压的槽或脊。记录载体的区域被划分成用于记录用户信息的信息记录区域103，和用于存储与记录用户信息相关的信息的控制区域105。控制区域105由图中利用虚线轨迹来表示。用于记录该记录载体的最优记录功率电平值P_opt可以作为控制信息的图案被存储在控制区域105中。当控制区域被模压时，记录载体1的制造商必须记录这个值。或者，该值可以由用户例如在记录载体1的初始化期间进行记录，允许记录载体特定的值。

图4示出了包括标记109的图案的轨迹的一个特别放大部分107，其中对控制信息进行编码。

尽管已经利用将记录功率电平用作记录参数的一个实施例说明了本发明，但是显然在本发明中还可以使用其他的记录参数(例如，用于记录标记的记录脉冲图案的特定定时)。

对于本领域技术人员来说，本发明可以应用于其它的诸如DVD、Blue-Ray等光记录系统，这是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于为光载体记录确定记录脉冲串参数组的优化值的方法，其中记录脉冲串被施加到光记录载体的记录表面，以便在记录载体上写入光可读标记的图案，利用一个记录脉冲串形成标记，所述方法包括：

-写入写测试，每个写测试包括数量为N的测试图案，每个测试图案包括该记录脉冲串参数组的预定值，所述值对于每个测试图案是不同的；

-读测试图案，并且形成读信号；

-测量对应于每个测试图案的读信号的抖动值；和

-确定导致最低抖动的该记录脉冲串参数组的优化值，

其特征在于，利用记录脉冲串参数组的值与测量的抖动值之间的线性相关性来确定所述优化值，其中测量的抖动值是利用限定抖动为该记录脉冲串参数组与优化值的函数的等式的微分来获得的，其中测试图案的最小数量N_min根据如下等式依赖于记录脉冲串参数的数量P：N_min＝2*P+1。

2.权利要求1的方法，其中光可读标记的图案对应于游程长度受限码序列。

3.权利要求1的方法，其中测试图案包括随机游程长度受限码序列。

4.权利要求1的方法，其中参数表示记录脉冲串中的一个记录脉冲的辐射功率。

5.权利要求1的方法，其中参数表示记录脉冲串中的一个记录脉冲的宽度。

6.权利要求1的方法，其中该组记录脉冲串参数的优化值被记录在光记录载体上。

7.权利要求4或5的方法，其中用于3T标记的参数不同于用于更长标记的参数，并且其中T表示在数据信号中基准时钟的一个周期的时间长度。

8.一种用于为光载体记录确定记录脉冲串参数组的优化值的设备，包括：

-记录装置(17)，用于通过利用记录脉冲串照射记录载体(1)的记录表面(5)，在记录载体上写入光可读标记的图案，其中利用一个记录脉冲串形成标记，并且该记录装置用于写入写测试，每个写测试包括数量为N的测试图案，每个测试图案包括该记录脉冲串参数组的预定值，所述值对于每个测试图案是不同的；

-读装置(41)，用于读测试信号和形成读信号；

-抖动检测器(51)，用于测量对应于每个测试图案的读信号的抖动值并且将抖动信号提供给控制装置；

-控制装置(61)，用于确定导致最低抖动的该记录脉冲串参数组的优化值，

其特征在于，所述控制装置(61)适用于使用记录脉冲串参数组的值与测量的抖动值之间的线性相关性，其中测量的抖动值是利用限定抖动为该记录脉冲串参数组与优化值的函数的等式的微分来获得的，其中测试图案的最小数量N_min根据如下等式依赖于记录脉冲串参数的数量P：N_min＝2*P+1。

9.权利要求8的设备，包括存储装置，用于存储记录脉冲串参数组的值与测量的抖动值之间的线性相关性的系数。

10.权利要求8或9的设备，包括存储装置，用于存储记录脉冲串参数组的优化值组。

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