CN1324070A - 光盘记录装置及其方法 - Google Patents

Abstract

披露了光盘记录装置及其方法,当在按恒定转数旋转的光盘上记录信息时,可以维持恒定的记录质量。记录按转数恒定旋转的光盘的装置用于记录信息,该装置包括:线速度检测器,用于检测线速度,该线速度是在光盘的圆周切线方向上将信息记录在光盘的表面上所照射的光点的相对速度;和光功率控制器,用于根据线速度检测器检测的线速度来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

Description

光盘记录装置及其方法

本发明涉及光盘记录装置，特别涉及光盘记录装置及其方法，控制所照射的光功率以记录必要信息。

如可记录CD等使用染料聚合物记录材料的光盘按恒定线性速度(CLV)来运转以记录必要的信息。即使在光盘的任何位置执行记录处理，由于记录所照射的时间也是恒定的，所以光盘具有恒定维持记录质量的优点。

但是，缺点在于，用于旋转光盘的电路或主轴电机受热冲击，并且消耗功率增加，因为光盘的转数差按照光盘径向方向的位置最大可达2.5倍故光盘的转数急剧增加或降低。进一步来说，此缺点成为高速执行处理的障碍。

为了解决该缺点，有考虑用恒定角速度(CAV)来控制转数的方法。

但是，这种方法仍有一个缺点在于，由于恒定线速度因光盘的径向方向位置而不同，所以根据记录位置来改变照射时间不能维持记录质量。

因此，本发明的目的在于提供光盘记录装置及其方法，在将信息记录到恒定转数的光盘上时，可以恒定维持记录的质量。

为了实现上述目的，提供一种光盘记录装置，按一定转数恒定旋转该光盘来记录信息，该装置包括：线速度检测器，用于检测线速度，该线速度是在光盘的圆周切线方向上将信息记录在光盘的表面上所照射的光点的相对速度；和光功率控制器，用于根据线速度检测器检测的线速度来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

期望线速度检测器包括：光盘时钟检测器，用于检测恒定光盘时钟，不管预先记录的光道的单位长度的频率在表面上的光道的何处位置，与光道一起在光盘的表面形成的该光盘恒定时钟都是恒定；和频率-电压变换器，用于将从光盘时钟检测器输出的光盘时钟信号的频率变换成与该频率对应的电压；其中，光功率控制器根据由频率-电压变换器变换的电压来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

期望线速度检测器包括平方根计算器，用于计算由频率-电压变换器变换的电压的平方根，其中，光功率控制器根据由平方根计算器计算的平方根来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

为了实现上述目的，提供一种光盘记录方法，通过按一定的转数恒定旋转该光盘来记录信息，该方法包括以下步骤：检测线速度，该线速度是在光盘的圆周切线方向上为在光盘表面上记录信息所照射的光点的相对速度；和根据从检测步骤检测出的线速度来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

参照附图，从以下的详细说明中，本发明的上述目的、特性和优点将变得更明显，其中：

图1表示本发明优选实施例的记录光盘的记录装置上安装的一部分电路的方框图。

下面，参照附图来说明本发明的优选实施例。在以下说明中，即使在不同的附图中，仍将相同的参考序号用于相同的元件。本说明书中定义的内容，例如电路的详细结构和元件只用于帮助充分理解本发明。因此，非常明显，本发明在没有那些定义的内容时也能够实现。同样，由于在不必要的细节上使本发明变得模糊，所以不详细说明众所周知的功能和结构。

图1是说明本发明优选实施例的记录光盘的记录装置上装配的部分电路的方框图。

下面参照图1来说明光盘记录装置的结构。

序号1表示自动功率控制(APC)电路，该电路恒定地维持将信息记录或写入在光盘上所照射的激光光功率，而与记录装置内温度变化等无关。

序号2表示由APC电路1提供驱动电流来驱动的激光二极管，该二极管产生将光导向光盘的激光束。通过由激光二极管2提供的激光束，将信息记录或写入在光盘上。

序号3表示线速度检测电路，检测光盘的线速度，并根据检测出的线速度对APC电路1提供控制基准电压Vrefp。这里，将光盘的线速度定义为在光盘的圆周切线方向上激光二极管2发射的激光束点的相对速度，使得将信息记录在旋转光盘的表面上。就是说，线速度是扫描由激光束的点在光盘表面上形成的光道的速度。

APC电路1包括：前置监视二极管4，检测由激光二极管2产生的激光束的功率；光功率控制电路5，按照由前置监视二极管4检测出的激光束的功率来输出控制电压；和激光二极管(LD)驱动器6，根据从光功率控制电路5输出的控制电压将驱动电流提供到激光二极管2。

前置二极管4接收激光二极管2产生的一部分激光束，检测激光束的功率，然后根据检测出的功率来输出检测的电压。

光功率控制电路5有输入端5a、控制基准电压输入端5b和输出端5c。从前置监视二极管4输出的检测电压被输入到输入端5a，从线速度检测电路3提供的控制基准电压Vrefp被输入到控制基准电压输入端5b，而控制电压通过输出端5c来输出。光功率控制电路5将控制基准电压输入端5b输入的控制基准电压Vrefp与输入端5a输入的检测出的电压进行比较。如果检测出的电压小于控制基准电压Vrefp，则光功率控制电路5提高通过输出端5c输出的控制电压，而如果检测出的电压大于控制基准电压Vrefp，则光功率控制电路5降低控制电压。因此，激光二极管2产生的激光束的功率根据控制基准电压Vrefp的值来维持，而与温度变化等无关。

LD驱动器6接收从光功率控制电路5的输出端5c输出的控制电压，根据输入的控制电压将驱动电流提供到激光二极管2。

线速度检测电路3包括：光盘时钟检测器7，用于检测来自光盘的光盘时钟信号；频率-电压(F/V)变换器8，用于将光盘时钟信号的频率变换为电压；第一开关9，用于将F/V变换器8的输出有选择地转给后面说明的加法器11；数字-模拟变换器(DAC)10，用于将模拟信号变换成数字信号，并根据光盘的种类来使用；加法器11，用于将F/V变换器8的输出和DAC10的输出相加；平方根计算12，用于计算加法器11的输出的平方根；第二开关13，用于有选择地旁路平方根计算12的输出；和可变增益放大器14，用于改变第二开关13的输出信号的增益。

光盘时钟检测器7检测与光盘的光道一起记录的光盘时钟信号，按照线速度输出带有频率的光盘时钟信号。光盘时钟一般在光盘的制造过程中与光盘的光道一起形成。由于在光盘上记录或写入信息的步骤之前就在光盘的表面上预先形成光盘时钟信号，所以将光盘时钟信号用作确定信息被记录或写入位置的基准。光盘时钟信号总有光道单位长度的恒定频率。

光盘时钟是用光盘时钟检测器7通过扫描与光盘的光道一起记录的光盘信号获得的信号。因此，由于用恒定的速度来扫描光盘的光道，通过恒定的线速度也就是在光盘的圆周切向方向上光盘和光盘时钟检测器7之间的相对速度来控制光盘的旋转，所以光盘时钟检测器7可以获得具有恒定频率的光盘时钟信号。如果控制光盘的旋转以维持恒定的转数，那么由于根据扫描光道的径向方向上的位置通过光盘时钟检测器7来改变扫描光盘的光道的速度，所以光盘时钟信号的频率也是变化的。

在本发明中摆动用作光盘时钟的一个实例。摆动是光道凹槽的S形状的曲线，光道每个单位长度上的弯曲数目是恒定的，与光道的位置无关。光盘时钟检测器7在摆动输入时输出摆动信号。摆动信号的频率是与通过光盘时钟检测器7来扫描摆动的速度也就是与线速度成正比的值。

F/V变换器8将从光盘时钟检测器7输出的光盘时钟信号的频率变换成与频率成正比的电压，并进行输出。

第一开关9将从F/V变换器8输出的电压有选择地转到加法器11。如果第一开关9闭合，则F/V变换器8的电压被输入到加法器11，然后光盘时钟信号的频率被反映在激光束的功率上。即，用于记录或写入信息的扫描光盘的激光束的功率与线速度一起改变。而如果第一开关9断开，则F/V变换器8的电压未被输入到加法器11，光盘时钟信号的频率不被反映激光束的功率上。

配置第一开关9的理由在于，根据光盘的记录材料，应对记录中激光束的最佳功率不依赖于线速度的情况。

例如，在使用相变化记录材料的光盘中，存在使记录中激光束的最佳功率不依赖于线速度的情况。在该情况下，通过断开第一开关9，光盘时钟信号的频率不被反映在激光束的功率上。

但是，在使用染料系列记录材料的光盘中，由于激光束的功率依赖于线速度，所以通过闭合第一开关9使光盘时钟信号的频率被反映在激光束的功率上。

DAC10用于使用相变记录材料的光盘和用于进行CLV记录的情况。即，在上述情况下，通过改变DAC10的输出电压来确定控制基准电压Vrefp。但是，DAC10在其它情况下输出恒定电压。

加法器11将F/V变换器8的输出和DAC10的输出相加，输出相加后的结果。但是，如果第一开关9被断开，由于F/V变换器8的输出未输入到加法器11，所以加法器11输出DAC10的输出作为相加后的结果。

平方根计算器12计算从加法器11输出的相加结果的平方根，并输出计算结果。获得平方根的理由在于，当用于记录的激光束的功率在使用染料系列记录材料的光盘、例如CD-R的情况下变得正比于线速度的平方根的值时，提高记录质量。

第二开关13选择是否获得对加法器11输出的相加结果的平方根。下面说明第二开关13的详细操作。第二开关13有三个终端13a、13b和13c。从平方根计算器12输出的计算结果被输入到第一终端13a，而从加法器11输出的相加结果被输入到第二终端13b。

这样，当作为基准点的第二开关13的第三终端13c转接到第一终端13a时，平方根计算器12的计算出的结果被传送到下一级，通过开关操作来选择加法器11输出的相加结果的平方根。而在第二开关13的第二终端13b和第三终端13c被连接时，平方根计算器12的输出被旁路到下一级，未获得加法器11输出的相加结果的平方根。

配有第二开关的理由在于，应对根据光盘使用的记录材料不能获得速度的平方根的情况。例如，如上所述，存在这样的情况，记录中的激光束的最佳功率在使用相变记录材料的光盘中不依赖于线速度。在这样的情况下，通过断开第一开关9，光盘时钟信号的频率不被反映在激光束的功率上，通过将第二开关13的第三终端13c转接到第二终端13b来旁路平方根计算器12的输出。

但是，在使用染料系列记录材料的光盘中，由于激光束的功率正比于线速度的平方根，所以通过闭合开关9，并且通过使用平方根计算器12来计算从加法器11输出的计算结果的平方根，将第二开关13的第三终端13c转接到第一终端13a，使光盘时钟信号的频率被反映在激光束的功率上。

因此，由于在本发明中设有第一开关9和第二开关13，所以光盘记录装置可以在其用于记录的功率和线速度的关系彼此不同的各种光盘上进行记录。

可变增益放大器14通过第二开关13的第三终端13c接收从平方根计算器12输出的计算结果或从加法器11输出的相加过的结果，并以预定的增益来放大输入的信号和输出放大的结果，作为控制基准电压Vrefp。通过进行多次在增益可变和在光盘上进行称为最佳功率控制(OPC)的试验记录的条件下改变增益试验记录来获得最佳增益。于是，在记录信息时使用OPC中获得的最大增益。从可变增益放大器14输出的控制基准电压Vrefp被输入到光功率控制电路5的输入终端5b，在激光束的功率被控制时成为基准值。

按照光盘时钟信号的频率，如果确定激光束功率的光功率控制电路5的控制基准电压Vrefp可能会改变，则根据光盘时钟信号的频率容易附加本发明的改变激光光功率的电路，而不过多改变现有技术的APC电路1。

下面，说明本发明优选实施例的光盘记录装置的操作。

首先，在本发明的优选实施例中，假设光盘以恒定的角速度(CAV)旋转。再有，光盘使用染料系记录材料的CD-R(可记录CD)，作为说明本发明优选实施例的实例。在CD-R中，由于激光束的最适当功率在各光盘中有所不同，激光束的最佳功率通过进行称为OPC(最佳功率控制)试验记录来确定，所以一般使用处于光盘的数据区的内侧部分的区。

在OPC中，通过改变输入到光功率控制电路5的输入终端5b的控制基准电压Vrefp，来进行用于试验的许多输入操作，从试验结果中获得最佳的控制基准电压Vrefp。

OPC在第一开关9闭合和第二开关13的第三终端13c转接到第一终端13a的条件下被执行。即，光盘OPC区的光盘时钟(摆动)被光盘时钟检测器7检测，而从光盘时钟检测器7输出的光盘时钟信号的频率被变换成电压。加法器11将变换过的电压和DAC10的输出相加，平方根计算器12计算相加后结果的平方根。于是，从平方根计算器12输出的计算过的结果被输入到可变增益放大器14，从而改变可变增益放大器14的增益。即，随着在转数中恒定地改变控制基准电压Vrefp，通过进行用于试验的输入来确定最佳增益。

在可变增益放大器14中确定最佳增益后，在光盘的数据区进行记录。在这种情况下，光盘时钟检测器7检测在部分执行的数据记录中的光盘时钟，F/V变换器8根据线速度将光盘时钟信号的频率变换成电压。然后，平方根计算器12计算从F/V变换器8输出的电压的平方根，而可变增益放大器14接收从平方根计算器12输出的计算结果，放大接收到的信号，以获得最佳增益，从而输出控制基准电压Vrefp。光功率控制电路5根据作为目标值的控制基准电压Vrefp来控制激光束。因此，可以根据线速度通过改变激光束的功率自动地获得最佳增益。

再有，在使用相变记录材料的CD-RW(可重写CD)等的情况下，记录中激光束的最佳功率不依赖于线速度。在这种情况下，光盘时钟信号的频率通过断开第一开关9暂时不被反映在控制基准电压Vrefp上，平方根计算器12的输出通过将第二开关13的第三终端13c转换到第二终端13b而被旁路。于是，由于DAC10的输出被直接输入到可变增益放大器14，所以控制基准电压Vrefp通过改变DAC10的输出来控制。

再有，在用于记录的最佳功率正比于线速度的光盘中，光盘时钟信号的频率被反映在控制基准电压Vrefp上，通过闭合第一开关9不能获得平方根，第二开关13的第三终端13c被转接到第二终端13a。

如上所述，由于本发明优选实施例的光盘记录装置构成独有的硬件来控制激光束的功率，所以功率的变化可连续地进行和记录也可按高速度来进行。

此外，在记录装置中一般安装的微处理器单元(MPU)可以完成上述操作。例如，MPU监视包括光盘时钟(摆动)的地址，根据监视的地址来改变激光束的功率。此时，随着激光束的功率被变换成数字信号，在MPU的负载过大时，MPU通过降低改变激光束功率的频率数来适应MPU的大负载。

根据本发明的优选实施例的光盘记录装置，可产生以下效果。

由于光功率控制器根据线速度检测器检测出的线速度来控制用于记录信息的照射在光盘的表面上的光功率，所以可以根据线速度来改变记录的光功率，可以获得最佳的光功率，从而在转数恒定旋转的光盘上记录信息时维持恒定的记录质量。

再有，如果光盘时钟检测器检测光盘时钟，输出具有按照线速度的频率的光盘时钟信号，F/V变换器将光盘时钟信号的频率变换成电压，光功率控制器根据基于F/V变换器变换的电压的光盘时钟信号的频率来控制用于记录的照射在光盘的表面上的光功率，则可以改变记录的光功率，可以根据光盘时钟信号的频率来获得最佳光功率，因而维持记录质量恒定。

此外，如果平方根计算器计算F/V变换器变换的电压的平方根，光功率控制器根据平方根计算器计算出的平方根控制用于记录的照射在光盘表面的光功率，则可以改变记录的光功率，可以根据光盘时钟信号的频率的平方根来获得最佳光功率，因而维持记录质量恒定。

参照特定的其优选实施例已经说明了本发明，但本领域技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种变更。

Claims (4)

1、一种光盘记录装置，按一定转数恒定旋转该光盘来记录信息，该装置包括：

线速度检测器，用于检测线速度，该线速度是在光盘的圆周切线方向上将信息记录在光盘的表面上所照射的光点的相对速度；和

光功率控制器，用于根据线速度检测器检测的线速度来控制将信息记录在光盘表面上所照射的功率。

2、如权利要求1的装置，其中，线速度检测器包括：

光盘时钟检测器，用于检测恒定光盘时钟，不管预先记录的光道的单位长度的频率在表面上的光道的何处位置，与光道一起在光盘的表面形成的该光盘恒定时钟都是恒定的；和

频率-电压变换器，用于将从光盘时钟检测器输出的光盘时钟信号的频率变换成与该频率对应的电压；

其中，光功率控制器根据由频率-电压变换器变换的电压来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

3、如权利要求2的装置，其中，线速度检测器包括平方根计算，用于计算由频率-电压变换器变换的电压的平方根，

其中，光功率控制器根据由平方根计算器计算的平方根来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。

4、一种光盘记录方法，通过按一定的转数恒定旋转该光盘来记录信息，该方法包括以下步骤：

检测线速度，该线速度是在光盘的圆周切线方向上为在光盘表面上记录信息所照射的光点的相对速度；和

根据从检测步骤检测出的线速度来控制将信息记录在光盘表面上所照射的光功率。