CN1375099A - 激光功率控制方法和光盘装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的激光功率控制方法是一种用于控制用以在记录介质1上记录信息的激光器3输出功率的方法。该方法包括如下步骤:由第一检测部分4对激光器的出射光进行检测;根据第一检测部分的输出由第一控制部分8获得激光器的第一驱动电流;由第二检测部分5对来自记录介质的反射光或透射光进行检测;并且根据第二检测部分的输出由第二控制部分12获得激光器的第二驱动电流。根据第一驱动电流或第二驱动电流对激光器进行驱动,同时第一控制部分和第二控制部分交替地工作,使得在第一控制部分工作时第二控制部分不工作并且在第二控制部分工作时第一控制部分不工作。通过这种结构,即使需要多个以高速切换的激光功率用于信息记录,也可以控制各激光功率使之成为记录信息的适宜功率。

Description

激光功率控制方法和光盘装置
                           技术领域
本发明涉及一种激光功率控制方法,用于光学信息记录/再现装置,例如采用激光比如半导体激光等对记录/再现介质(例如光盘、光卡等)记录/再现信息的光盘装置。本发明还涉及这种光盘装置。
                           背景技术
为了将信息记录在光学信息记录介质(一般为光盘)上,必须将激光的发射功率相对于介质的信息记录表面作最佳调整。通常,由于环境温度的改变或激光器本身的退化,使得例如半导体激光器的特性变化较大。因此,需要一种控制装置,能够根据这种特性变化输出适宜的功率用于光学信息记录介质上信息的记录。
以下采用半导体激光器为例简要说明激光器的特性。在下面的讨论中,采用半导体激光器作为这种激光器的例子。
图19表示对于温度T1和T2的I-L特性(注入电流-光强特性)。当以大于阈值电流Ith的电流驱动时,激光谐振开始。在谐振范围内,每单位驱动电流的光输出相对于量子效率η增大。在图19中,画出了对于温度T1的阈值电流Ith0和量子效率η0以及对于温度T2的阈值电流Ith1和量子效率η1。阈值电流Ith和量子效率η根据环境温度的变化而改变。这种改变对于不同的激光器是不同的。有一种激光器其中对于温度T1的阈值电流Ith和量子效率η是温度T2的两倍,如图19中例子所示。从而,待发射的光输出功率随着环境条件而大幅度改变,即使激光器的驱动电流是相同的。因此,通常通过改变驱动电流来实现激光功率控制,以便将光输出功率设定在所需的功率。
下面参照图20说明传统的激光功率控制方法。图20表示用于控制激光器发射的光输出功率的方法,使其功率适于对介质的信息记录表面进行记录同时对由介质反射的光束进行监控。
在图20中,激光器201的光束输出由介质加以反射,然后由光接收元件202加以接收。光接收元件202将所接收的光输出功率转换成电信号,并输出至计算部分203。计算部分203将存储于其中的基准值与光接收元件202的输出加以比较,并且根据其差值计算出校正激光功率变化的驱动电流。计算部分203接着将所计算的驱动电流输出至驱动部分204。驱动部分204根据计算部分203的输出来驱动激光器。随着激光器201的I-L特性的变化,由激光器201发射的光输出功率发生改变。相应地,由介质反射之后被光接收元件202所接收的光束的功率也发生改变。从而,光接收元件202的输出值相对于计算部分203中的基准值发生改变。计算部分203根据光接收元件202的输出值与基准值之差调整驱动部分204的驱动电流。由于是根据经调整驱动电流的受控驱动,使得由激光器201发射光束的输出功率被控制在用于在介质上进行记录的适宜功率。
当介质上存在污垢比如灰尘、指纹等时,在光输出到达介质的信息记录表面之前,由激光器201发出的光输出功率由于该污垢而部分散射或吸收。因此,光输出功率不足以达到在介质的信息记录表面上进行记录的适宜功率。由介质反射的光束功率与没有指纹或污垢存在的情况相比也是不足的。计算部分203将存储在其中的基准值与光接收元件202的输出加以比较,并且根据其差值计算出驱动电流,由之对灰尘或污垢所导致的上述不足进行补偿,然后将所计算驱动电流输出至驱动部分204。其结果是,激光器发出光束的输出功率增大。控制光束的输出功率使得到达信息记录表面的光束功率为用于在介质上进行记录的适宜功率,即使一部分功率被指纹或灰尘等部分散射或吸收。
此技术应用的一个代表性例子为ROPC(Running Optimum PowerControl,运行最佳功率控制),用于信息记录在只写一次型光盘例如CD-R等上时。ROPC的原理和装置在CD-WO系统说明版本2.0(CD-WO System Description Version 2.0)中有详细说明。
上述传统激光功率控制装置,光输出受控为适于在介质上记录信息同时对从介质反射的光束(或透射光束)进行监控的功率,其工作使得校正的进行相对于信息记录表面上的最佳功率考虑了灰尘、指纹等造成的功率损耗,以及由于环境温度变化引起I-L特性改变而导致的发射功率变化。也就是说,在该传统方法中,光接收元件202所检测到的反射光变化分量是由于环境温度变化导致I-L特性改变引起的变化分量,还是由于介质上存在的指纹等产生的变化分量,这一点是不可区分的。因此,根据传统方法,当反射光的功率由于环境温度变化导致I-L特性改变而改变,并且记录信息需要多个功率值的光输出时,则不能以较小的误差正确控制该多个功率值。
下面参照将信息记录在DVD-RAM光盘上的例子来更具体地说明此问题。
在DVD-RAM光盘中,用于形成记录标记的激光器所发出光输出的功率有三个位级。也即,必须在将信息记录在DVD-RAM光盘上的过程中控制这三个功率。这三个功率为峰值功率(Peak Power),偏置功率(Bias Power)1和偏置功率2,在可重写光盘版本1.0(Rewritable Disk Version 1.0)的DVD说明书中有具体说明。在下面的说明中,这三个功率分别缩写为Pk、Pb1和Pb2。
图21表示用于形成记录标记的激光器所发出的三个功率的例子。图21(a)为一个原理图,其中形成记录标记的周期由两个电平HIGH(H)和LOW(L)表示,记录标记在HIGH(H)周期形成于介质上。图21(b)为一个原理图,表示在图21(a)中所示HIGH(H)周期时激光器发出光输出的功率。图21(b)表示一个例子,其中三个功率Pk(=11mW)、Pb1(=5mW)和Pb2(=1mW)以高速切换(Pk和Pb2之间实现切换大约34ns),同时采用虚线所示的基准功率Pbase(=0mW)。尽管必须采用高带(high-band)接收元件以便正确地接收高速变化的介质反射光输出的三个功率,但是这种高带接收元件非常昂贵从而相应地增加了装置的成本。因此,最好采用低带接收元件以便抑制成本。在此情况下,光接收元件所检测功率中包含的介质反射光输出的三个功率不能被分成这三个功率之一。
图22表示温度从T1改变至T2时用于输出三个功率所需驱动电流的变化。在图22中,Ith0表示温度T1的阈值电流,η0表示温度T1的量子效率。Ith1表示温度T2的阈值电流,η1表示温度T2的量子效率。Pk、Pb1和Pb2表示用于将信息记录在DVD-RAM光盘上的三个功率。Ipk0表示温度为T1时输出功率Pk所需的驱动电流,Ibs10表示温度为T1时输出功率Pb1所需的驱动电流,Ibs20表示温度为T1时输出功率Pb2所需的驱动电流。Ipk1表示温度为T2时输出功率Pk所需的驱动电流,Ibs11表示温度为T2时输出功率Pb1所需的驱动电流,Ibs21表示温度为T2时输出功率Pb2所需的驱动电流。ΔIpk、ΔIbs1和ΔIbs2各表示温度从T1变为T2时用于校正各功率值的驱动电流变化值。
从图22中可得如下关系:
ΔIpk=Ipk1-Ipk0=(Pk/η1+Ith1)-(Pk/η0+Ith0)         …式(1)
ΔIbs1=Ibs11-Ibs10=(Pb1/η1+Ith1)-(Pb1/η0+Ith0)    …式(2)
ΔIbs2=Ibs21-Ibs20=(Pb2/η1+Ith1)-(Pb2/η0+Ith0)    …式(3)
在此例中对于温度T1由接收元件所接收的功率值为P0,对于温度T2由接收元件所接收的功率值为P1,P1至P0(P1/P0)的变化率为α,控制装置根据反射光计算出电流ΔIpk、ΔIbs1和ΔIbs2,用于驱动激光器使得根据功率变化值所得的变化率α为1,也即使功率的变化得以消除。
下面的说明基于如下假设,即ΔIpk、ΔIbs1和ΔIbs2都可以采用变化值α获得。首先,对于由Pk变化导致的反射光变化率给出如下定义:
Ipk1/Ipk0=(Pk/η1+Ith1)/(Pk/η0+Ith0)=αpk
基于式(1),ΔIpk可以表示如下:
ΔIpk=αpk×Ipk0-Ipk0                            …式(4)
类似地,基于式(2)和(3),用αbs1(由Pb1变化所致反射光的变化)和αbs2(由Pb2变化所致反射光的变化),可得下式:
ΔIbs1=αbs1×Ibs10-Ibs10                        …式(5)
ΔIbs2=αbs2×Ibs20-Ibs20                        …式(6)
由于pk≠Pb1≠Pb2,所以下式成立:
(Pk/η1+Ith1)/(Pk/η0+Ith0)
≠(Pb1/η1+Ith1)/(Pb1/η0+Ith0)
≠(Pb2/η1+Ith1)/(Pb2/η0+Ith0)
因此,
αpk≠αbs1≠αbs2
≠α(接收元件所接收反射光的变化率)                …式(7)
即使Pk由α值获得,该α值与上述假设也是不一致的,因为从式(4)、(5)、(6)和(7)可得如下关系:
ΔIpk=α×Ipk0-Ipk0
ΔIbs1=α×Ibs10-Ibs10
ΔIbs2=α×Ibs20-Ibs20
也即,ΔIbs1和ΔIbs2不能用变化值α获得。
这意味着控制装置不能用接收元件所检测反射光的变化值根据反射光计算出用于校正多个功率的驱动电流。因此,根据传统方法,存在多个需要控制的功率,当激光器发出的光输出功率被灰尘、指纹等部分散射或吸收并且在环境温度改变的情况下偏离将信息记录在介质上的适宜功率时,不能以较小误差控制该多个功率。
另外,由于在介质制造过程中产生的记录信迹(track)宽度以及边缘的制作不均匀性,使得反射光有时发生改变而与将信息记录在介质上的最佳功率无关。在此情况下,因为传统方法中变化分量由接收元件加以检测,并且根据所检测分量与存储在计算部分中的基准值之差调整驱动电流,所以功率发生改变。相应地,在上述制作不均匀性所产生的反射光变化被检测到之前已经对功率进行控制,所以会造成功率误差。
本发明是考虑到上述情况作出的。本发明的目的在于提供一种激光功率控制方法,用以将记录所需的多个激光功率控制在用于记录的适宜功率,即使当激光器的I-L特性由于环境温度的变化而改变时,以及到达介质记录表面的激光功率由于灰尘、指纹等而偏离适宜功率时,或者甚至当从介质发射的光束与记录适宜功率无关地发生改变时,并且提供一种用于执行该控制的光盘装置。
                        发明公开
本发明的激光功率控制方法是一种用于控制用以在记录介质上记录信息的激光器输出功率的方法,包括如下步骤:
由第一检测部分对激光器的出射光进行检测;
根据第一检测部分的输出由第一控制部分获得激光器的第一驱动电流;
由第二检测部分对来自记录介质的反射光或透射光进行检测;并且
根据第二检测部分的输出由第二控制部分获得激光器的第二驱动电流,
其中根据第一驱动电流或第二驱动电流对激光器进行驱动,同时第一控制部分和第二控制部分交替地工作,使得在第一控制部分工作时第二控制部分不工作并且在第二控制部分工作时第一控制部分不工作。通过此结构,可以实现上述目的。
当再现信息数据不进行记录或再现时第一控制部分工作。
在记录介质中,将待记录数据的区域分成多个扇区;并且当激光照射位置处于扇区中其中不进行数据记录/再现的间隙区时,第一控制部分工作。
第一控制部分进行计算用以获得代表激光器的驱动电流与光输出之间关系的I-L特性;并且根据该I-L特性获得第一驱动电流。
在一个实施例中,该激光功率控制方法进一步包括如下步骤:根据第二检测部分的输出、由第一控制部分获得的I-L特性以及由第二控制部分存储在一个装置中的适宜激光功率获得第二驱动电流。
在一个实施例中,当第二控制部分工作后第一控制部分工作,并且接着第二控制部分再次工作时,第二控制部分根据先前工作的第一控制部分工作即刻前获得的第二检测部分的输出而工作。
在一个实施例中,在预先已知没有缺陷存在的区域停止第二控制部分的工作;并且第二控制部分采用当第一控制部分工作时获得的第二检测部分的输出作为基准,用以根据第二检测部分相对于该基准的输出变化驱动激光器。
在一个实施例中,采用一个用于在记录介质上移动激光照射位置的移动部分;当移动部分移动激光照射位置时停止第二控制部分的工作;再次获得当第一控制部分工作时获得的第二控制部分的输出作为基准;并且在获得该基准之后第二控制部分工作。
在一个实施例中,当再次获得基准时,从在移动部分移动激光照射位置之后并且在激光照射位置到达记录目标位置之前输出的第二检测部分输出中获得的值被获得作为基准。
在一个实施例中,当激光器出射光扫描记录介质的速度改变时改变第一控制部分的输出,并且根据该变化值使基准加以改变。
在一个实施例中,记录介质是一个旋转体;即使在记录介质旋转所需的时间或更多时间经过之后也将第二检测部分输出的变化值保持在相同值;并且如果该值超出了既定值,则改变第一控制部分的输出使得第二检测部分的输出处于由既定值限定的范围内。
本发明的另一种激光功率控制方法是一种激光功率控制方法,包括如下步骤:由一个检测部分对来自记录介质的反射光或透射光进行检测;根据该检测部分的输出由一个控制部分驱动激光器;并且根据该控制部分的输出对检测部分的输出进行校正。
在校正检测部分的输出时,检测部分使校正的开始延迟用以检测来自记录介质的反射光或透射光的时间。
更优选地,通过利用低通滤波器的相位延迟特性来延迟校正的开始。
在一个实施例中,采用包含有控制部分的多个输出值的表格数据,其中所述多个输出值以检测部分的对应输出值作为地址加以识别;控制部分选择由检测部分输出值附近的地址所识别的数据并输出所选择数据;在控制部分工作之前对超过激光器发射限制时输出的检测部分输出进行预先计算作为最大输出值;采用与该最大输出值对应的地址作为可选最大地址;并且当控制部分工作时选择的数据为等于或大于该最大地址时,用该最大地址代表的数据限制控制部分的输出。
在一个实施例中,所述表格数据包含有与控制部分输出对应的第一表格数据以及代表检测部分输出校正的第二表格数据;并且第二表格数据由针对因第一表格数据有限字长而舍入产生的输出误差的校正值构成。
在一个实施例中,当记录介质上的激光照射位置偏离记录位置时,控制部分将激光器的输出改变成等于或小于适于擦除数据的功率;当激光照射位置返回至记录位置时,将激光器的输出改变成先前采用的输出。
当激光照射位置处于间隙区时,与以适于记录数据的高速改变功率时进行的发射相比,激光器进行测试发射同时以低速改变功率。
本发明的光盘装置是一种光盘装置,用于采用激光器在光盘上记录/再现信息,包括:
第一检测部分,用于检测激光器的出射光;
第一控制部分,用于根据第一检测部分的输出获得激光器的第一驱动电流,并且输出所获得的第一驱动电流;
第二检测部分,用于检测来自光盘的反射光或透射光;
第二控制部分,用于根据第二检测部分的输出获得激光器的第二驱动电流,并且输出所获得的第二驱动电流;
选择部分,用于选择第一和第二控制部分的输出之一作为驱动激光器的驱动电流;和
驱动部分,用于根据所选择的驱动电流驱动激光器,
从而可以用适宜的激光功率进行信息记录。通过此结构,可以实现上述目的。
第一控制部分构造成根据第一检测部分的输出获得代表激光器驱动电流和光输出之间关系的I-L特性并且输出所获得的I-L特性。
第二控制部分构造成根据第二检测部分的输出、所述I-L特性以及装置中存储的适宜激光功率获得第二驱动电流。
                      附图的简要说明
图1表示本发明的激光功率控制方法的原理。部分(a)表示光盘上信迹的结构。部分(b)为时序图,表示在光束对部分(a)所示信迹进行扫描的过程中,由光盘装置中接收元件所检测到的光盘反射光束功率的变化。部分(c)为时序图,示意表示根据本发明激光功率控制方法加以控制的激光器激光功率的位级变化。
图2为方框图,表示根据本发明光盘装置一个实施例的结构。
图3表示图2光盘装置的记录信息产生部分的工作。
图4表示图2光盘装置的出射光控制部分的结构。
图5表示图2光盘装置的反射光控制部分的结构。
图6表示图2光盘装置的抖动幅度(wobble amplitude)检测部分的结构。
图7表示图5反射光控制部分的变化检测电路的工作。
图8表示图2光盘装置的切换器的工作。
图9表示图2光盘装置的切换器的切换操作。
图10为流程图,表示图2光盘装置的出射光控制部分的工作。
图11为流程图,表示图2光盘装置的反射光控制部分的工作。
图12为表格数据,用于说明图5反射光控制部分的数字信号处理电路中进行的处理操作。
图13表示在一条信迹的两个扇区上存在缺陷时采用根据本发明的激光功率控制方法的原理。
图14为流程图,表示图2光盘装置开始工作时伺服微机的工作。
图15为流程图,表示图2光盘装置的适宜功率改变时伺服微机的工作。
图16为流程图,表示在伺服微机查找操作后即刻进行的图2光盘装置的记录操作。
图17表示图2光盘装置中查找操作过程中伺服微机的工作。
图18为流程图,表示图2光盘装置中产生偏迹(off-track)时伺服微机的工作。
图19表示激光器的I-L特性。
图20为方框图,表示基于反射光工作的传统控制部分的一例结构。
图21表示在记录标记形成过程中从激光器输出的功率。
图22表示用I-L特性控制多个功率的方法。
                     实施本发明的最佳方式
首先说明本发明的基本原理。
根据本发明的激光功率控制方法是通过将装在光盘装置中的出射光控制装置(第一控制部分)与反射光控制装置(第二控制部分)加以组合而实现的。反射光控制装置通过直接监控用于记录的激光器所发出的光束对激光功率进行控制。反射光控制装置根据光盘所反射的光束对激光功率进行控制。出射光控制装置获得表示一定环境温度下驱动电流与激光器光输出之间关系的I-L特性。根据所获得的I-L特性,调整激光器驱动电流以获得适宜的激光功率(适宜功率),该适宜功率影响记录介质的记录表面以正确地将信息记录在记录介质的记录表面上。反射光控制装置获得激光器驱动电流,由之补偿光盘上存在比如灰尘、指纹等缺陷时造成的激光功率相对于适宜功率的损耗。
在本发明中,出射光控制装置和反射光控制装置不是同时工作而是交替工作。也就是说,它们被构造成使得在出射光控制装置工作时反射光控制装置不工作,而在反射光控制装置工作时出射光控制装置不工作。
更具体地说,当激光束处于其中记录有再现信息数据的光盘信迹上数据区之外的区域中时,出射光控制装置工作。同时,激光器进行测试发射并且以低速切换激光功率。通过检测该测试发射的激光功率,可以获得上述I-L特性以及能够产生记录信息所需适宜功率的经校正激光器驱动电流。如此获得的激光器驱动电流以下称作基本校正激光器驱动电流(第一驱动电流)。
另一方面,当激光束处于其中记录有再现信息数据的光盘信迹上数据区中时,反射光控制装置工作。同时,激光器以适于记录信息的高速度切换功率进行记录发射。通过此记录发射,反射光控制装置获得激光功率驱动电流,使得当由于光盘上存在缺陷根据基本校正激光器驱动电流确定的激光功率中产生光损耗时该损耗可以得到补偿,也即获得的激光功率驱动电流使得用于光盘上信息记录的激光功率达到记录信息所需的充分和适宜的位级。如此获得的激光器驱动电流以下称作次级校正激光器驱动电流(第二驱动电流)。
通过用基本校正激光器驱动电流或次级校正激光器驱动电流来驱动激光器,将用于在光盘上记录信息的多个激光功率都保持在记录信息所需的适宜位级。根据本发明,分别采用不同的控制装置(出射光控制装置和反射光控制装置)来补偿由于环境温度变化所致I-L特性改变以及由于光盘上缺陷所致功率损耗引起的激光功率变化,从而控制激光器的输出功率。通过此结构,与传统的激光功率控制方法相比,可以提高控制多个位级功率高速切换时控制的精度和可靠性。
下面参照图1(a)至1(c)说明根据本发明的激光功率控制方法的原理。
图1(a)简要画出了光盘(未画出)上信迹10的结构以及通过旋转光盘实现的激光光束11沿信迹10的转变。信迹10被均匀地分成多个扇区12单元。扇区12在其头部具有地址区(头部区),其中记录有用于识别该扇区12的地址。扇区12在头部区之后还具有用于记录再现数据的数据区。紧接头部区之后,也即在头部区和数据区之间,设有其中不存在或未记录有再现数据的间隙区。图1(a)表示其中在数据区存在一个缺陷13比如灰尘、指纹等污垢的例子。
图1(b)为时序图,表示在光束11对图1(a)所示信迹进行扫描的过程中,由光盘装置中接收元件所检测到的光盘反射光束功率的变化。如果在数据区存在缺陷13,则当光束11通过缺陷13时,反射光功率从位级Pr0降低至位级Pr1。
图1(c)为时序图,示意表示根据本发明激光功率控制方法加以控制的激光器之发射功率(激光功率)的位级变化。这些图中的垂直虚线表示图1(a)中所示各区域上光束11的位置与图1(b)反射光束时序图和图1(c)激光功率时序图之间的时间同步关系。
如图1(c)中所示,在光束11通过间隙区的期间T1中,激光器进行测试发射同时以低速切换激光功率。在期间T1,出射光控制装置工作。同时,反射光控制装置在期间T1不工作。在该测试发射中(图1(c)所示的例子中),光束以两个功率即功率Pkt和功率Pbt出射。激光器的I-L特性,也即其量子效率η和阈值电流Ith(参见图19)可以由下式获得:
η=(Pkt-Pbt)/(Ipkt-Ipbt)                             式(a)
Ith=Ipbt-Pbt/η                                      式(b)
其中Ipkt表示输出功率为Pkt时激光器的驱动电流,Ipbt表示输出功率为Pbt时激光器的驱动电流。根据所得的量子效率η和阈值电流Ith,可以根据由环境温度变化所致I-L特性的变化由下式计算出与记录信息所需激光功率对应的驱动电流(基本校正激光器驱动电流):
Ipk(基本)=Pk/η+Ith                         式(c)
Ibs1(基本)=Pb1/η+Ith                       式(d)
Ibs2(基本)=Pb2/η+Ith                       式(e)
由于测试发射是在以低速切换激光功率时进行的以获得基本校正激光器驱动电流,而不是在高速进行功率切换时进行的激光发射,所以可以采用以低响应速度工作的光电检测器来直接监控激光器的功率输出。因此,不必采用以高响应速度工作的光电检测器,从而相应地可以避免光盘装置成本的增加。
在图1中,测试发射是在光束通过图1(a)所示间隙区的期间中进行的,但是本发明并不局限于此。当采用不具有间隙区的记录介质时,可以用其中记录有有效数据以外数据(即记录后待再现数据以外的数据)的介质区域进行测试发射。例如,当采用DVD-RAM光盘时,出射光控制装置周期性地工作同时访问一个称作“驱动测试区”的区域。以此方式,本发明可以应用于记录信迹上没有间隙区的介质。
在图1所示的例子中,用两个功率(功率Pkt和功率Pbt)进行测试发射,但是本发明并不局限于此。应当理解,基本校正激光器驱动电流可以通过用三个或更多功率进行测试发射来获得。应当指出,考虑到用于监控激光器输出优选采用较低响应速度的光电检测器,用两个功率进行测试发射是最为经济的。
在测试发射的期间T1过后,光束11进入数据区。在光束11通过该区域的期间T2,停止出射光控制装置的工作,而相反地使反射光控制装置工作。在期间T2,激光器进行发射使得三个功率(Pkt、Pb1和Pb2)如图1(c)所示以高速切换来正确地记录信息。这三个功率根据出射光控制装置所得的基本校正激光器驱动电流加以确定。
如参照图1(a)和1(b)所指出,当光束11通过数据区存在的缺陷例如灰尘、指纹等时,激光器的光输出功率被该缺陷部分散射或吸收,从而偏离用于在光盘上记录信息的适宜功率。其结果是,光盘反射光的功率在Pr0(没有缺陷时所得值)降低至Pr1。另一方面,在本发明中,在光束通过缺陷13的期间T3反射光控制装置检测到由缺陷所致的反射光功率位级的损耗,并且根据期间T1出射光控制装置所得的I-L特性对该损耗进行补偿。以此方式,获得次级校正激光器驱动电流。
从而,通过反射光控制装置实现的激光器驱动电流校正是在由于激光器I-L特性变化(可能源于环境温度的变化)所致激光功率变化的校正已经完成之后进行的。因此,应当理解,反射光控制装置进行的次级校正中反射光功率的变化只是由缺陷例如灰尘、指纹等导致的功率损耗所引起。因此,由缺陷所致功率损耗的比例,也即存在缺陷时所得反射光功率Pr1与不存在缺陷时所得反射光功率Pr0之比(反射光功率变化率(以“α′”表示)),对于三个功率(pkt、Pb1、Pb2)都是相同的。通过用反射光功率变化率α′以及在期间T1出射光控制装置工作时所得量子效率η(式(a))和阈值电流Ith(式(b))进行如下计算,反射光控制装置可以获得与这三个功率(pkt、Pb1、Pb2)相对应的次级校正激光器驱动电流(Ipk(次级)、Ibs1(次级)、Ibs2(次级)):
Ipk(次级)=(Pk/η+Ith)/α′                …式(f)
Ibs1(次级)=(Pb1/η+Ith)/α′              …式(g)
Ibs2(次级)=(Pb2/η+Ith)/α′              …式(h)
根据本发明的方法,这三个次级校正激光器驱动电流与传统方法相比更为精确,具有较小的误差。通过采用这种激光器驱动电流,可以以更精确的方式实现激光功率控制。
本发明的此实施例涉及由之在光盘上进行信息记录的激光功率控制,但是本发明并不局限于此。本发明也可以应用于其他记录介质上信息记录/再现的激光功率控制,在这种记录介质上记录/再现信息是通过采用激光器例如光卡等进行的。
在本发明实施例的说明中,记录介质上缺陷所致激光功率损耗的校正是通过采用利用从记录介质反射的光束的反射光控制装置(第二控制部分)来进行的。然而,易于理解,本发明可以应用于采用透过记录介质的光束进行信息再现的光学信息记录/再现装置。在此情况下,透射光控制装置构成第二控制部分以替代反射光控制装置,尽管第二控制部分的结构和功能是相同的。
下面说明实施上述激光功率控制方法的光盘装置实施例。图2一般地画出了根据本发明的光盘装置200实施例的结构。
光盘装置200用拾取器(pickup)2在光盘1上进行信息的记录/再现。拾取器2包括激光器3;前光电检测器4,用于接收从激光器3输出的光束并且将所接收光束的功率转换成电信号;以及光电检测器5,用于接收从激光器3输出并由光盘1反射的光束并且将所接收光束的功率转换成电信号。拾取器2固定在传送台(运动部分)上,传送台能够根据从伺服微机17(后面说明)输入的控制指令沿光盘1的径向运动。传送台帮助工作将来自激光器3通过物镜(图2中未画出)的光束聚集在光盘1上形成的信迹上。
光盘1具有多个信迹,沿径向方向形成于其上。信迹被分成扇区12,各扇区12为一个单元,用于记录数据(见图1(a))。各扇区在其头部具有地址区(头部区),其中记录有用于识别该扇区的地址。扇区12在头部区之后还具有用于记录再现数据的数据区。紧接头部区之后,也即在头部区和数据区之间,设有其中不存在或未记录有再现数据的间隙区。光盘1由电机6以既定速度旋转。数据根据拾取器2输出光束的功率被记录在光盘1上。
前光电检测器4将从激光器3接收的光束功率转换成电信号并将该电信号输出至A/D转换器7。A/D转换器7将来自前光电检测器4的模拟信号转换成数字信号并将该数字信号输出至出射光控制部分8。出射光控制部分8构成本发明的上述出射光激光功率控制装置(出射光控制装置)。出射光控制部分8根据通过A/D转换器7输入的前光电检测器4输出获得所需的用于驱动激光器3的电流Ipk、Ibs1、Ibs2或Ird(基本校正激光器驱动电流),使得光束的功率等于存储在出射光控制部分8存储器中的用于将信息记录在光盘1上的所述三个功率(Pk、Pb1、Pb2)以及用于再现光盘1上信息的再现功率Pr的对应之一。然后,出射光控制部分8将获得的所需电流输出至切换器9的输入端子9a。出射光控制部分8获得激光器3的阈值电流Ith和量子效率η的值并将所得值输出至反射光控制部分12(后面说明)。存储在出射光控制部分8存储器中的三个功率(Pk、Pb1、Pb2)和再现功率Pr的值可以由伺服微机17设定(后面说明)。
用于接收来自光盘1反射光的光电检测器5具有例如二分结构。两个分部的输出被输入至差动放大器20和加法器21。加法器21将两个输入信号相加并输出相加信号。激光器21的输出作为指示记录在光盘1中信息的RF信号被输入至信号处理部分22和伺服微机17。差动放大器20输出两个输入信号之差。从差动放大器20输出的信号被输入至伺服微机17和抖动幅度检测器10,作为寻迹误差信号用于寻迹控制以使光束跟随信迹。
抖动幅度检测器10从输入的寻迹误差信号中提取出光盘1上信迹抖动所处于一定频率的成分,并且将检测到包络的抖动幅度信号输出至A/D转换器11。A/D转换器11将从抖动幅度检测器10输入的信号由模拟信号转换成数字信号,并将转换后的信号输出至反射光控制部分12。反射光控制部分12构成本发明的上述用于反射光的激光功率控制装置(反射光控制装置)。反射光控制部分12对通过A/D转换器11输入的抖动幅度检测器10输出相对于来自内部放大器(图2中未画出)的输出值的变化值进行检测。反射光控制部分12根据从出射光控制部分8输入的阈值电流Ith和量子效率η的值获得用于激光器3的电流Ipk、Ibs1和Ibs2(次级校正激光器驱动电流),并将所得电流输出至切换器9的输入端子9b。上述放大器的输出被输入至伺服微机17。伺服微机17根据从放大器输入的信息改变放大器的放大系数,并将改变的值输出至反射光控制部分12。
切换器9根据来自控制端子9c的双值输入(高(H)或低(L))选择出射光控制部分8和反射光控制部分12之一,并将选定部分的输出输出至记录波形产生部分13。记录波形产生部分13根据来自记录波形产生部分19的控制信号和从选通发生器15输入的选通信号在通过切换器9输入的四个驱动电流Ipk、Ibs1、Ibs2和Ird之间进行切换,并将切换的驱动电流值输出至驱动部分14。驱动部分14根据输入电流值驱动激光器3。
来自光电检测器5的RF信号也输入至信号处理部分22。信号处理部分22为用于根据RF信号将光盘1上记录的数据加以再现的电路。信号处理部分22再现用于识别光盘1扇区的地址并将再现地址输出至伺服微机17和选通发生器15。选通发生器15通过计算用于记录/再现信息的基准时钟(对于单面容量2.6Gb的DVD-RAM光盘为29.2MHz)的边缘数量来检测扇区内的光束位置,并根据所检测位置以及从信号处理部分22输入的地址输出两种类型的选通信号。后面将参照图8说明这两种类型选通信号的细节。一种选通信号为写选通信号,当光束处于其中记录有数据之扇区的地址区(头部区)以外的区域时为高(H)。另一种选通信号为数据选通信号,当光束处于其中记录有数据之扇区的区域(数据区)中时为高(H)。写选通信号输入至出射光控制部分8、反射光控制部分12、伺服微机17、AND电路16和记录波形产生部分13。数据选通信号输入至反射光控制部分12和AND电路16。AND电路16将写选通信号、数据选通信号和伺服微机17输出信号之逻辑乘积的信号输出至切换器9的控制端子9c。在本说明书中,AND电路16和切换器9构成选择部分,用于选择出射光控制部分8(第一控制部分)和反射光控制部分12(第二控制部分)的输出之一作为驱动激光器的驱动电流。
伺服微机17(图2中未画出)接收来自拾取器2的聚焦误差信号并且进行聚焦控制以控制拾取器2物镜的位置使得光束会聚在光盘1的信息记录表面上。伺服微机17还根据从差动放大器20输入的寻迹误差信号进行寻迹控制以使光束的位置跟随信迹。伺服微机17根据从控制微机18输入的控制信号以及从用于识别光束当前所通过扇区的信号处理电路22输入的地址,进行查找控制以将控制信号输出至拾取器2,使得拾取器2沿光盘1的径向运动以移动光束位置。伺服微机17进行主轴电机控制,其中伺服微机17从电机6接收光盘1的旋转速度信息,并且根据所接收信息驱动电机6从而以既定的速度旋转光盘1。另外,伺服微机17向反射光控制部分12输出一个根据反射光控制部分12中放大器输出所确定的用于切换反射光控制部分12中放大器放大系数的值,从光电检测器5输入的RF信号,以及从选通发生器15输入的H/L电平的写选通信号。伺服微机17监控电机6的旋转速度,寻迹误差信号的电平,和反射光控制部分12中放大器的输出,并且根据伺服微机17内的条件将用于出射光控制部分8中存储器的设定值输出至出射光控制部分8。另外,伺服微机17将一个用于强制地使AND电路16的输出成为L电平的强制停止信号输出至AND电路16。后面将详细说明伺服微机17的工作效果。
控制微机18向伺服微机17输出指令以移动拾取器2,并且将待记录在光盘1上的数据传送至记录信息产生部分19。为了根据从控制微机18传送来的记录数据在光盘1上形成待记录的记录标记,记录信息产生部分19向记录波形产生部分13输出控制信号用于确定在记录波形产生部分13中切换经由切换器9输出的三个驱动电流值Ipk、Ibs1和Ibs2的时序以及需要选择的驱动电流。
图3表示从记录信息产生部分19输出的控制信号与记录波形产生部分13中选定的电流值之间的关系。图3(a)为示意图,其中形成待记录在光盘1上的标记的期间用两个电平H和L表示。记录标记在H电平期间形成在光盘1上。图3(b)为示意图,表示在图3(a)中所示H电平期间从激光器3输出光束的功率。在这些图中,用于再现的功率Pr用虚线1mW表示。当形成记录标记时,输出三个功率Pk=11mW、Pb1=5.5mW和Pb2=1.5mW,图示在1mW的虚线之上。图3(c)表示从记录信息产生部分19传送至记录波形产生部分13的控制信号Cpk、Cbs1和Cbs2,据之确定在记录波形产生部分13切换所述三个驱动电流Ipk、Ibs1和Ibs2的时序以及待选择的驱动电流,使得从激光器3输出光束的功率如图3(b)所示改变。当控制信号Cpk、Cbs1和Cbs2处于H电平时,相应地选择对应电流Ipk、Ibs1和Ibs2。图3(c)中所示各信号Cpk、Cbs1和Cbs2电平的切换非常快速地实现。特别地,信号Cpk和Cbs2以大约34ns的间隔切换至H电平。由于此处所用的前光电检测器4是能够在大约500ns单位内将功率转换成电信号的光接收元件,所以它不可能在记录标记形成期间识别出从激光器3输出光束的三个功率之一。光电检测器5同样不能识别由光盘1反射光束的三个功率,其输出为这三个功率的一般平均值。
下面参照图4说明出射光控制部分8的结构和工作。出射光控制部分8包括一个存储器23和一个数字信号处理电路24。存储器23此处用于进行正确记录的三个激光功率Pk、Pb1和Pb2以及一个适宜再现功率Pr。这些功率的值可以由伺服微机17加以设置。存储在存储器23中的值也可以由反射光控制部分12的数字信号处理电路33读取,后面将参照图5进行说明。激光器3的特性根据环境温度等的改变而变化。由于阈值电流(Ith)和量子效率(η)相应地变化,所以输出光束的功率相对于输入驱动电流偏离存储器23中设定的Pk、Pb1、Pb2和Pr值。
当从选通发生器15输入的选通信号的电平处于H电平时,数字信号处理电路24由A/D转换器7的输出计算出阈值电流Ith和量子效率η,并且将计算值输出至反射光控制部分12。另外,数字信号处理电路24计算Ipk、Ibs1和Ibs2,使得光束的功率等于存储器23中设定的Pk、Pb1和Pb2的值,并将计算值输出至切换器9。在下面的说明中,当光束通过拾取器2中所设物镜等(图2中未画出)透射时可能产生的功率损耗包含在量子效率η中。
下面参照图5说明反射光控制部分12的结构和工作。反射光控制部分12包括低通滤波器31、变化率检测电路32、数字信号处理电路33、放大器34和数字滤波器35。低通滤波器31接收A/D转换器11的输出,低通滤波器31的输出被输入至具有可调放大因子的放大器34。放大器34构造成使得其放大因子由数字信号处理电路33加以设定。放大器34以设定的放大因子将输入信号加以放大并且将放大信号输出至伺服微机17和变化率检测电路32。变化率检测电路32接收A/D转换器11的输出和放大器34的输出,并且采用放大器34的输出作为基准以通过将A/D转换器11的输出除以放大器34的输出获得一个值。所得值被输出至数字信号处理电路33。当从选通发生器15输入的写选通信号和数据选通信号的电平处于H电平时,数字信号处理电路33根据变化率检测电路32的输出计算出Ipk、Ibs1和Ibs2,并且将计算值输出至切换器9。此处,Ipk、Ibs1和Ibs2通过采用由出射光控制部分8输入的η和Ith值以及存储器23中设定的Pk、Pb1和Pb2的值加以计算。另外,数字信号处理电路33从伺服微机17接收用于改变放大器34放大因子的信息并且根据该信息改变放大器34的放大因子。另外,数字信号处理电路33将其内的一部分计算结果输出至具有低通滤波器特性的数字滤波器35。数字滤波器35对应于低通滤波器的延迟特性将所接收值延迟一定时间,并且将延迟值输出返回至数字信号处理电路33。
下面参照图6说明抖动幅度检测器10的结构。图6表示图2的抖动幅度检测器10的结构。从激光器3输出并且由光盘1反射的光束功率由具有二分结构的光电检测器5加以接收,然后输出至差动放大器20。差动放大器20将两个输入信号之差输出至抖动幅度检测器10。图6中所示的带通滤波器41从差动放大器20输入的信号中提取出特定的频率成分并且输出该提取的成分。带通滤波器41的输出被输入至包络检测电路42,输入信号的包络被提取并且输出。
此处,差动放大器20的输出为寻迹误差信号,用于光盘装置中一般进行的寻迹控制时。光盘比如DVD-RAM等制成具有沿半径方向恒定频率的信迹抖动。因此,差动放大器20的输出包括信迹抖动产生的变化。带通滤波器41从差动放大器20的输出中仅提取由于信迹抖动产生的频率成分(对于单面容量2.6Gb的DVD-RAM为157kHz)。从包络检测电路42输出的信号具有与带通滤波器41的输出相同的幅值。也就是说,从包络检测电路42输出信号的幅值与所提取抖动成分的幅值相同。在下面的说明中,包络检测电路42的输出称作抖动幅度。
当光盘1上存在缺陷例如比如灰尘指纹等污垢时,光束在到达光盘1的信息记录表面之前由该缺陷部分吸收或散射。光束的散射部分返回至具有二分结构的光电检测器5,并且在差动放大器20中经过差动处理以去除。因此,只有光束的非散射成分由光盘1反射并且输入至光电检测器5。与附着有缺陷之前的情况相比,检测剩余非散射光束的光电检测器5的输出降低。随着光电检测器5输出的降低,差动放大器20的输出降低。其结果是,抖动幅度检测器10的输出降低。也就是说,在光束通过缺陷其间,抖动幅度信号的电平降低。根据此变化,数字信号处理电路33计算出Ipk、Ibs1和Ibs2,使得到达信息记录表面的功率为用于在介质上形成记录标记的最佳功率,并且将所计算的Ipk、Ibs1和Ibs2输出至切换器9。
图7表示变化率检测电路32检测抖动幅度变化的工作。图7(a)表示由带通滤波器41提取的具有157kHz频率的信号,图中水平轴表示时间而垂直轴表示电平。图7(b)表示当输入具有图7(a)所示波形的信号时从包络检测电路42输出的抖动幅度波形。在时刻t1与时刻t2之间,当光束通过缺陷时抖动幅度降低。另一方面,信迹的宽度以及形成信迹的槽的边缘角在制作光盘1时有所变化。由光盘1上形成信迹的抖动成分产生的抖动幅度随着信迹宽度以及槽边缘角的变化而变化。该抖动幅度的变化是一个因子,与获得用于在光盘1上形成记录标记的适宜功率时导致的抖动幅度变化无关。
下面,在上述各变化中,将光束扫描信迹时产生的变化称作圆周变化,将光束沿光盘1径向移动时检测到的变化称作径向变化。圆周变化产生的频率使得抖动幅度的初始值在光盘1的单转之后得以恢复。也就是说,圆周变化以光盘1的旋转频率产生。用于检测抖动幅度变化的基准值应跟随该频率的变化但是不应跟随由缺陷等导致的变化率。因此,采用通过与光盘1旋转频率相对应的通带的低通滤波器31的输出作为用于检测抖动幅度变化的基准值。在采用低通滤波器31输出作为基准值的情况下,该基准值跟随抖动幅度的平面内变化,但是不跟随由缺陷等导致的变化。因此,只能检测到由缺陷等导致的抖动信号的变化。当光盘1为单面具有2.6Gb容量的DVD-RAM光盘时,光盘1的旋转频率为大约15Hz至38Hz,由缺陷等导致的抖动幅度变化频率为几百赫兹至几十千赫。因此,采用具有大约50Hz至100Hz截止频率的滤波器作为低通滤波器31。
在比如DVD-RAM光盘的可重写光盘中,在记录信息期间,记录操作有时与将光束位置从当前进行记录的信迹移动至另一信迹的查找操作一起进行。当信息记录在查找操作之后即刻进行时,由于抖动幅度的半径变化,在查找操作即刻前的抖动幅度与查找操作即刻后的抖动幅度之间会产生差别。该差别表现为由光电检测器5所检测到的功率差。然而,该差别以比低通滤波器31的通带高得多的频率变化,因而不能与由缺陷所致抖动幅度的变化区别开来。因此,在反射光控制部分12所控制的功率中存在产生错误的可能。
为了避免此问题,数字信号处理电路33工作以根据查找操作即刻前和即刻后从伺服微机17输入的信息改变放大器34的放大系数,使得放大器34的输出保持恒定。
由于抖动幅度随着照射在光盘1上的功率而变化,所以如果在出射光控制部分8和反射光控制部分12工作之后输出光束功率的变化率超出低通滤波器31的通带,则必须在功率变化之前和之后校正放大器34的放大系数,使得放大器34的输出保持恒定。
当出射光控制部分8的存储器23中设定的值变化时,通过根据改变伺服微机17设定值所得的比例来改变放大器34的放大系数以进行上述校正。通过以组合方式运作低通滤波器31和放大器34,可以吸收由与形成记录标记最佳功率无关的因素所导致的抖动幅度的变化成分。因此,变化率检测电路32只能检测到由缺陷等导致的抖动幅度的变化。
下面详细说明采用变化率检测电路32检测图7中所示抖动幅度变化的工作。在图7(c)中,波形1代表当具有图7(b)所示波形的信号被输入时A/D转换器11的输出,波形2代表当具有波形1的信号被输入时放大器34的输出。变化率检测电路32采用放大器34的输出(以波形2表示)作为基准来检测波形1的变化,作为由缺陷等导致的抖动幅度的变化。
下面通过例示值进行补充说明。首先,抖动幅度检测电路10的输出随着激光器3输出光束的功率而变化。也就是说,因为在装置的记录操作和再现操作之间光束功率是不同的,所以抖动幅度检测电路10的输出会发生变化。在再现操作中,输出功率Pr=1mW。在记录操作中,输出通过切换功率Pk=11mW、Pb1=5.5mW以及Pb2=1.5mW所得的一般平均功率。为了简化说明,假定该一般平均值为大约10mW,从而在此情况下,记录操作的输出是再现操作输出的十倍大。
假定当光盘1上没有缺陷时在记录操作期间从抖动幅度检测电路10输出信号的电平为大约1V。另外假定抖动幅度检测电路10的输出由于抖动幅度的圆周变化表现为800mV。在此情况下,从A/D转换器11输出的值为800mV。因此,输入至低通滤波器31的值为800mV。由于该圆周变化小于低通滤波器31的截止频率,所以低通滤波器31的输出为800mV。如果放大器34的放大系数为1,则变化率检测电路32的输出为800/800=1,即没有检测到变化。
替代地,假定抖动幅度检测电路10的输出由于光束通过存在缺陷的区域而成为560mV的情况。由于低通滤波器31不能跟随此变化,所以低通滤波器31输出800mV的值。因此,变化率检测电路32的输出为560/800=0.7。其结果是,可以检测到由缺陷所致抖动幅度30%的降低。
下面参照图8说明选通发生器15的工作。类似于图1(a),图8(a)示意地表示通过旋转光盘1实现的光束沿信迹的通过。信迹10均匀地分成多个扇区(12)的单元。扇区12在其头部具有地址区(头部区),其中记录有用于识别该扇区12的地址。紧接头部区之后有一个区域,其中不存在待再现数据或者未记录有数据,称作间隙区。间隙区之后是用于记录数据的数据区。
图8(b)为时序图,表示在光束处于图8(a)中所示区域时输出的写选通信号。图8(c)为时序图,表示在在光束处于图8(a)中所示区域时输出的数据选通信号。在图8中,垂直画出的虚线表示图8(a)中所示各区域上光束的位置与图8(b)中写选通信号的时序图和图8(c)中数据选通信号的时序图之间的时间同步关系。
选通发生器15通过从信号处理部分22输入的地址将光束当前通过其上的扇区识别作为其中待记录信息的扇区,并且在间隙区开始时输出一个上升至H电平的写选通信号。写选通信号保持在H电平直到光束到达下一扇区的头部区开始位置,并且在该头部区再次降至L电平。选通发生器15输出一个在光束通过数据区时处于H电平否则处于L电平的数据选通信号,而不管信息是否将要记录在当前扇区中。后面将说明图8(d)。
下面说明AND电路16的工作。AND电路16接收从选通发生器15输出的写选通信号和数据选通信号以及从伺服微机17输出的强制停止信号。强制停止信号在具有图2所示部件的光盘装置200开始工作时以及光束离开当前扫描信迹时(偏迹)处于L电平,否则处于H电平。后面将说明使用从伺服微机17输出的强制停止信号的工作。在装置开始工作时以及在偏迹时,伺服微机17的输出处于L电平。因此,从AND电路16输出L电平信号而不管其他输入信号的电平。另一方面,在装置开始工作以及在偏迹之外的时间,伺服微机17的输出处于H电平,并且根据任何其他输入信号的极性决定AND电路16的输出。如上所述,写选通信号对于其中记录有信息的扇区中的间隙区和数据区处于H电平,否则处于L电平。数据选通信号在数据区总是处于H电平,否则处于L电平。因此,当从伺服微机17输出的强制停止信号处于H电平时,AND电路16的输出在其中记录有信息的扇区中的数据区处于H电平,否则处于L电平。
下面参照图9说明根据来自AND电路16的输入而工作的切换器9的工作。首先,当控制端的输入信号处于H电平时,切换器9切换至反射光控制部分12的输出端9b,并且当控制端的输入信号处于L电平时,切换器9切换至出射光控制部分8的输出端9a。因此,只有当未发生偏迹并且当数据记录操作期间光束处于数据区时,切换器9的输入才切换至反射光控制部分12的输出端9b。否则,切换器9的输入切换至出射光控制部分8的输出端9a。图8(d)表示当光束通过图8(a)所示扇区时切换器9对于出射光控制部分8和反射光控制部分12的输出的选择。
写选通信号输入记录波形产生部分13。当写选通信号处于L电平时,记录波形产生部分13中选择值Ird,并且所选定的值Ird被输出至驱动部分14。从激光器3输出光束的功率被控制在值Pr,用于再现光盘1中的数据。
下面更为详细地说明图2中所示各部件的工作和功能。
首先说明当光束处于其中待记录信息的扇区并且光束通过数据区中无缺陷区域时进行的操作以及当光束通过数据区中存在的缺陷时进行的操作。接着说明当缺陷延伸至下一扇区数据区的头部时进行的操作。下面按所述顺序说明当光盘装置开始工作时实现的图2中所示光盘装置的各部件的功能,当形成记录标记的适宜功率在低于低通滤波器31的通带中变化时进行的操作,当信息记录与查找操作一起进行时进行的操作,以及当信息记录期间发生偏迹时进行的操作。
参照图10和11说明当光束处于其中待记录信息的扇区并且光束通过数据区中无缺陷区域时进行的操作以及当光束通过数据区中存在的缺陷时进行的操作。图10为流程图,表示出射光控制部分8中数字信号处理电路24的工作。图11为流程图,表示反射光控制部分12中数字信号处理电路33的工作。
在图10和11的处理之前,电机6以预定的旋转速度转动光盘1。伺服微机17进行聚焦控制使得光束聚焦在光盘1的信息记录表面上,并且进行寻迹控制使得光束跟随光盘1的信迹。
首先,光束处于其中记录有数据的目标扇区中的头部区之前。接着,当光束到达头部区的头部时,从选通发生器15输出的写选通信号和数据选通信号都处于L电平,从伺服微机17输出的强制停止信号处于H电平。AND电路16输出低电平(L)信号至切换器9,切换器9将其输入切换至出射光控制部分8的输出端9a。
记录波形产生部分13接收处于L电平的写选通信号,并且相应地在通过切换器9输入的四个驱动电流值Ipk、Ibs1、Ibs2和Ird之中选择值Ird,并将所选定的值输出至驱动部分14。从激光器3输出光束的功率为值Pr表示的再现功率。
图10中步骤A1为用于检测写选通信号极性的处理步骤。由于写选通信号处于L电平,所以程序进行至步骤A11。步骤A11为用于计算值Ird的处理步骤。该处理的操作普遍用于光盘装置中,因此省略其详细说明。根据A/D转换器7的输出与存储器23中设定的值Pr之差获得值Ird,并且将所得值Ird输出至切换器9。程序接着再次返回步骤A1。
图11中步骤R1为用于检测写选通信号极性的处理步骤。反射光控制部分12检测到写选通信号处于L电平,并再次进行步骤R1的处理,等待直到写选通信号上升至H电平。在再现头部区中的信息期间,信号处理部分22向选通发生器15输出一个用于识别光束所在扇区的地址。选通发生器15将光束当前扫描的扇区识别作为其中待记录信息的扇区,并且在光束到达间隙区的头部时将写选通信号推升至H电平。
在步骤A1,检测到写选通信号处于H电平,从而程序进行至步骤A2。在此例中,输出具有特定值的电流,对于Ipk为I2,对于Ibs1为I1。在检测到写选通信号上升至H电平时,记录波形产生部分13每500ns选择并输出Ibs1和Ipk至驱动部分14,此500ns是前光电检测器4将光束功率转换成电信号所需的时间。此后,三个电流Ipk、Ibs1和Ibs2被切换地输出用于形成记录标记,如上面参照图3所述。
假定当与Ibs1的值I1相对应的电流被输出至驱动部分14时激光器3输出功率P1,当与Ipk的值I2相对应的电流被输出至驱动部分14时激光器3输出功率P2。首先,在步骤A2,输出特定的电流值I1,结果使得Ibs1=I1。在步骤A3,经过500ns之后,此为用于稳定前光电检测器4的输出所需的时间,通过A/D转换器7输入所接收光束的功率P1。在下一步骤,即步骤A4,输出特定的电流值I2,结果使得Ipk=I2。在步骤A5,类似于步骤A3,在500ns之后通过A/D转换器7输入所接收光束的功率P2。下面通过具体的值说明一个例子,其中当I1为38mA时P1为5mW,当I2为47mA时P2为10mW。在下一步骤,即步骤A6,由下式获得激光器3的量子效率η,并将所得量子效率η输出至反射光控制部分12:
η=(P2-P1)/(I2-I1)
  =(10-5)/(47-38)
  =0.55(mW/mA)。
接下来,在步骤A7,由下式获得激光器3的阈值电流Ith,并将所得电流Ith输出至反射光控制部分12.
Ith=I1-P1/η
   =38-5/0.55
   =28.9(mA)。
接着,在步骤A8,读取存储器23中设定的值Pk、Pb1和Pb2。在此例中,Pk=11mW、Pb1=5.5mW、Pb2=1.5mW。
在步骤A9,由下式获得Ipk、Ibs1和Ibs2,并将所得值输出至切换器9:
Ipk=1/η×Pk+Ith
   =1/0.55×11+28.9
   =48.9(mA)
Ibs1=1/η×Pb1+Ith=38.9mA
Ibs2=1/η×Pb2+Ith=31.6mA
即使当环境温度的改变导致激光器3的I-L特性的变化时也可以由上式来确定Ith和η。因此,可以校正用于输出Pk、Pb1和Pb2所需的驱动电流Ipk、Ibs1和Ibs2。
这里,如上所述间隙区是不存在待再现数据并且没有数据待记录的区域。因此,即使当不同于上述形成记录标记所用功率的功率P1和功率P2输出500ns时,待记录于光盘1中的数据以及记录于光盘1中的数据也不会损坏。这样,可以采用具有较低通带的光电检测器作为前光电检测器4。在经过光束通过间隙区时输出上述功率P1和功率P2的总共1μs期间后,记录波形产生部分13根据来自记录波形产生部分19的控制信号以高速切换新近更新的值Ipk、Ibs1和Ibs2,并且将选定值输出至驱动部分14,以便如上所述形成记录标记。接下来说明当光束处于间隙区时进行的反射光控制部分12的操作。
在步骤R1,检测到写选通信号处于H电平,从而程序进行至步骤R2。步骤R2的进行是用于检测数据选通信号的极性。由于光束通过间隙区时数据选通信号处于L电平,所以程序进行至步骤RA1。这里,如上所述,光束通过缺陷时造成的抖动幅度变化频率在几百赫兹至几十千赫。另一方面,一般地说,出射光控制部分8仅需要工作以跟随由于环境温度改变导致的I-L特性变化的频率。由于增益交叉至多为大约1至10kHz,所以数字信号处理电路24以大约100kHz的采样频率工作就足够了。在将本发明功能用于光盘装置中的情况下,为了抑制成本的增加,最好将数字信号处理电路33构造成使得以低速工作并构成用于已有装置中数字信号处理电路24的处理器以时间分割的方式工作。因此,为了采用低速工作的处理器,在数字信号处理电路33进行的各操作之中,将获得光束通过缺陷时所用驱动电流的运算操作数量降至尽可能小,从而减少处理时间。
在步骤RA1,为了缩短光束通过缺陷时所进行操作的处理时间,预先进行了根据上述操作获得并且当光束处于间隙区时由数字信号处理电路24输出的量子效率η的值进行的一些运算。下面具体说明这些运算。假定以下述方法采用变化率检测电路32的输出获得功率的变化值Pup(n)。获得Ipk、Ibs1和Ibs2必需的运算为:
Ipk=Pup(n)×1/η×Pk+Ith
Ibs1=Pup(n)×1/η×Pb1+Ith
Ibs2=Pup(n)×1/η×Pb2+Ith
当η=0.55mW/mA且Pk=10W时,1/η=1.8181,1/η×Pk的运算结果为18.181。因此,1/η=1.8181小数部分的精度决定了运算结果的精度。为了提高该运算结果的精度,必须提高除法运算1/η的结果的精度。然而,除法运算具有长输出字长并且运算时间较短的高性能处理器一般比较昂贵,因此,当采用这种处理器时会增加装置的成本。当采用具有短输出字长并且耗费较长运算时间的处理器时,为了缩短后续处理的处理时间,在步骤RA1之前进行与Pup(n)无关的运算。例如,对于Pk,预先进行1/η×Pk的运算以获得恒定的dIpk。
在下面的说明中,假定在光束通过缺陷时进行的处理中只需通过将dIpk乘以Pup(n)再加上Ith就可以获得所需的驱动电流值Ipk。类似地,对于Pb1和Pb2获得dIpb1和dIpb2。此处所用值Pk、Pb1和Pb2存储在存储器23中并且由设在出射光控制部分8之内的数字信号处理电路33读取。对于特定的Pk=11mW、Pb1=5.5mW、Pb2=1.5mW以及η=0.55mW/mA,dIpk、dIbs1和dIbs2计算如下:
dIpk=1.8181×11=19.9991(mA)
dIpb1=1.8181×5.5=9.9995(mA)
dIpb2=1.8181×1.5=2.7278(mA)
在步骤RA1进行上述运算以计算出dIpk、dIbs1和dIbs2。然后,程序返回至步骤R1。
接下来首先说明当光束位于数据区头部然后移至没有缺陷的数据区之中时进行的操作,接着说明当光束通过缺陷时进行的操作。在这些操作中,选通发生器15输出写选通信号和数据选通信号,它们都处于H电平。从伺服微机17输出的强制停止信号处于H电平。因此,AND电路16输出H信号至切换器9,并且将切换器9的输入切换至反射光控制部分12的输出端9b。首先,说明出射光控制部分8的操作。由于写选通信号保持在H电平,所以程序从步骤A10分支进入步骤A8,接着重复上述处理,从而原样输出上述值Ipk=48.9mA、Ibs1=38.9mA和Ibs2=31.6mA。
接下来说明反射光控制部分12的操作。在步骤R2,检测到数据选通信号处于H电平,从而程序进行至步骤R3。在下面的说明中,简略说明图11中各步骤的操作,接着以具体值说明光束处于数据区中时进行的操作。
在步骤R3,将表示在前面步骤反射光控制部分12操作中导致的光束功率变化的值,即Pup(n-1),乘以在步骤RA1获得的dIpk、dIbs1和dIbs2之一,并且将从出射光控制部分8输入至数字信号处理电路33的Ith加至各乘积上,从而获得Ipk、Ibs1和Ibs2。所得的Ipk、Ibs1和Ibs2被输出至切换器9。此处,标记“Pup(n-1)”用以将图11处理中前一操作期间获得的功率变化值Pup(n)与后一处理中获得的变化值区别开来。当反射光控制部分12没有在前面工作时,采用Pup(n-1)=1作为初始值。
接着,在步骤R4,将值γ乘以值β,其中γ表示出射光控制部分8的存储器23中设定值的变化,β表示在查找操作期间造成的放大器34输出的变化。以上述乘法所得值的因子改变放大器34中设定的放大因子。值γ由伺服微机17的内部处理获得,后面将参照图16加以说明,并且被输出至数字信号处理电路33。值β类似地由伺服微机17的内部处理获得,后面将参照图16加以说明,并且被输出至数字信号处理电路33。
在后一步骤即步骤R5中,将从变化率检测电路32输入至数字信号处理电路33的值乘以从数字滤波器35输入至数字信号处理电路33的值,从而获得值α(n)。根据在步骤R13(后面说明)输入的值INV_Pup改变数字滤波器35的输出。由于抖动幅度根据光束的功率而改变,所以必须通过反射光控制部分12的操作根据输出光束的功率对变化率检测电路32的输出进行校正。
下面详细说明α(n)与INV_Pup之间的关系。首先应当指出,变化率检测电路32的输出并不必然代表用于形成记录标记的最佳功率的变化。当不存在缺陷时,相对于出射功率光电检测器5所接收光束的功率决定于反射率和透射率,而反射率和透射率由形成光盘1的记录材料和保护膜材料的质量确定。当存在缺陷时,光束的一部分功率由缺陷吸收或散射因而丧失,光束的剩余功率到达光盘1的信息记录表面并且由该表面加以反射。接着,当反射光束再次通过缺陷时,反射光束的一部分功率因为吸收和散射而丧失,部分丧失后的光束由光电检测器5加以接收。因此,光电检测器5检测到的功率与到达信息记录表面的功率差别在于经信息记录表面反射后造成的损失。也就是说,由于变化率检测电路32的输出代表光束两次通过同样缺陷后检测到的抖动幅度,所以用于获得信息记录表面上最佳功率所提供功率的增加量是变化率检测电路32输出的平方根。因此,在校正变化率检测电路32输出之后获得的值α(n)与INV_Pup以及在该步骤中获得的表示为获得信息记录表面上最佳功率所作功率改变的值Pup(n)之间的关系为1/α(n)=[Pup(n)]2,也即1/α(n)等于Pup(n)的平方。下面用具体值说明该关系。
首先,假定当光束通过缺陷时抖动幅度减小10%,并且为简化说明,INV_Pup=1。在此例中,反射率检测电路32的输出为0.9,并且由于INV_Pup=1所以数字滤波器35的输出为1。其结果是α(n)=0.90。因此, 。也即,将当前功率提高至1.05倍以获得形成记录标记的最佳功率。
因为反射光功率由于缺陷而引起变化的频率如上所述为几十千赫,所以通过反射光控制部分12的操作改变当前功率的频率也是几十千赫。另一方面,低通滤波器31的通带是100Hz。当功率增大至1.05倍时,抖动幅度也增大至1.05倍。然而,低通滤波器31的输出不能跟随此变化。因此,在数字信号处理电路33开始下一操作时,变化检测电路32的输出等于降低功率(由缺陷而引起)增大至1.05倍。通过将变化检测电路32的输出提高至1/1.05=0.95倍可以消除该影响。在下一操作中采用该校正值0.95作为INV_Pup的值。
当采用低性能处理器时,获得
Figure A0081301300391
的运算结果需要较长的处理时间,因而在α(n)以几十千赫改变时难以获得Pup(n)和INV_Pup。因此,预先获得与多个可能的α(n)值相对应的Pup(n)和INV_Pup值,并且将所得值以包含多个数据的表格形式存储于设在数字信号处理电路33内部的存储器(未画出)中。采用在步骤R5获得的值α(n)作为表格地址,从而可以方便地获得Pup(n)和INV_Pup。
图12表示该表格的一个例子。例如,如果当光束通过缺陷时抖动幅度降低30%,则当INV_PuP=1时α(n)=0.7,与上述类似。因此,选择Pup(n)=1.19以及INV_Pup=0.84。在下一步骤即步骤R6,获得值α(n)的省略值(clip value)使得Pk乘以Pup(n)不超过会导致激光器3击穿的输出限制功率Pmax,并将该省略值存储与存储器MAXLMT中。存储器MAXLMT进行Pmax/Pk运算,并将该运算结果用作上述表格中数据的地址,从而通过沿与上述路径的相反路径选择α(n)的对应值,可以获得Pup(n)和INV_Pup。
下面以具体值说明这些运算。考虑当前设定在存储器23中的Pk值为12mW以及激光器3的额定Pmax为15mW的情况。在此情况下,Pmax/Pk=1.25,即等于Pup(n)的限制。因此,在图12所示表格数据中,选择与等于或小于1.25的Pup(n)值相对应的α(n)值作为MAXLMT。根据图12所示的表格,与等于或小于1.25的Pup(n)值相对应的α(n)值对于Pup(n)=1.25为0.64,选择其作为MAXLMT。在下一步骤即步骤R7,比较α(n)与MAXLMT的值。如果α(n)<MAXLMT,则程序进行至步骤R8。
在步骤R8,用MAXLMT存储的值替换值α(n),然后程序进行至步骤R9。如果在步骤R7中α(n)>MAXLMT,则程序直接进行至步骤R9。当光束通过缺陷时,到达信息记录表面的光束的功率如上所述不足以正确地形成记录标记。在此情况下,没有调制因记录标记而发生,并且相应地降低了RF信号的幅值。另一方面,当反射光控制部分12工作时,输出功率得以提高使得记录标记正确地形成。其结果是,由于正确形成的记录标记而发生调制,从而提高了RF信号的幅值。当反射光控制部分12工作时输出的功率变化较大时,RF信号的幅值急剧改变。
一般地,光盘装置根据通过在信号处理部分22对RF信号进行二进制编码获得的信号对记录于光盘1上的数据进行再现。在此情况下,进行AGC(自动增益控制,Auto Gain Control)操作以使RF信号的幅值恒定。如果反射光控制部分12工作并且当光束通过缺陷时降低的RF信号幅值通过AGC操作被增大时RF信号的幅值急剧增大,则信号处理部分22中的RF信号幅值变得较大。其结果是,不能进行的正确的二进制编码,从而有时难以再现记录在光盘1中的数据。
因此,相对于光束通过缺陷时引起的抖动幅度的变化,应当限制一个步骤中可以改变的功率量。此处,标记α(n-1)用以区别于在图11所示程序前一操作中在步骤R5获得的α(n)。在步骤R9,判断前一操作中输出的α(n-1)与此操作中输出的α(n)之差是否在固定值ΔαMAX与ΔαMIN限定的范围内,它们限制了α(n)的变化。如果该差值在所述范围之外,则程序进行至步骤R10。如果该差值在所述范围之内,则程序进行至步骤R11。在步骤R10,用限制值α(n-1)+ΔαMIN或α(n-1)-ΔαMAX替换α(n),并且程序进行至步骤R11。通过上述处理获得的功率可以防止大幅度地偏离前面获得的功率。
在步骤R11,通过采用值α(n)作为引用表格中数据的地址,用上述表格选择Pup(n)的值。在下一步骤即步骤R12中,与上述类似用上述表格选择INV_Pup的值。此处,可以获得Pup(n)的值仅处于由处理器字长决定的值所限制的范围内,从而不同于光束功率实际所需的变化值。例如,当α(n)为0.7时,Pup(n)的理想值为Pup(n)=1/√0.7=1.19522…。然而,当所用处理器具有仅可以表达二位小数位的字长时,Pup(n)=1.19。在此情况下,与Pup(n)理想值舍入所去除的值相对应的功率为亏损功率。同时,考虑到该亏损对INV_Pup的校正值也进行了校正,并且通过采用该经过校正的校正值减小了在对变化检测电路32的输出校正之后所检测的对抖动幅度变化值的检测误差。具体地说,当α(n)为0.7时,INV_Pup的理想值为INV_Pup=√0.7=0.83666…。当所用处理器与上述类似具有仅可以表达二位小数位的字长时,INV_Pup=0.83。因此,Pup(n)×INV_Pup=1.19×0.83=0.9877…。由于该值不足以用于校正变化检测电路32相对于输出功率的输出,所以对抖动幅度变化值的下一次检测含有增大1/0.9877…=1.012…倍的误差。
采用Pup(n)的倒数作为INV_Pup;INV_Pup=1/1.19=0.84033…。当所用处理器具有仅可以表达二位小数位的字长时,INV_Pup=0.84。在此情况下,Pup(n)×INV_Pup=1.19×0.84=0.9996…。这样,对抖动幅度变化值的下一次检测误差被抑制在1/0.996…=1.0004倍。因此,通过采用考虑到舍入的Pup(n)对应值进行校正的值来确定上述表格中各个INV_Pup值。图12所示表格中的INV_Pup值是已经进行过上述校正后的值。
接着,由于设在抖动幅度检测器10中的带通滤波器41的相位延迟,使得抖动幅度检测器10相对于从差动放大器20输入的信号输出延迟了一定时间的信号。因此,改变了因子Pup(n)的功率以与抖动幅度检测器10中所产生延迟时间相对应的延迟到达数字信号处理电路33。在步骤R5,如果将变化检测电路32的输出乘以前面获得的INV_Pup值而不考虑上述延迟,则该操作中获得的α(n)结果具有误差。
为了解决此问题,在步骤R13,将INV_Pup输入至数字滤波器35,其中数字滤波器35是低通滤波器,与带通滤波器41具有相同的相位延迟。当如上所述在步骤R5实际进行校正时,采用数字滤波器35的输出。在步骤R13完成之后,程序返回至步骤R1,并重复上述过程。
接下来用具体值说明光束处于数据区之中时进行的图11中各上述处理。首先说明光束处于其中没有缺陷的数据区之中时进行的操作。此处,假定存储在存储器23中的值为Pk=11mW、Pb1=5.5mW、Pb2=1mW。通过出射光控制部分8的操作已经获得值Ipk=48.9mA、Ibs1=38.9mA和Ibs2=31.6mA,并将之通过切换器9输出至记录波形产生部分13。另外,给定η=0.55mW/mA以及Ith=28.9mA。当给定α(n-1)=1、Pup(n)=1以及INV_Pup=1时,数字滤波器35输出为1。在步骤R3,Pup(n-1)=1为初始值。从而,通过下述计算获得各输出值并将之通过切换器9输出至记录波形产生部分13。另外,β和γ都为1。
Ipk=Pup(n)×dIpk+Ith
   =1×19.9991+28.9
   =48.9mA
Ibs1=Pup(n)×dIpb1+Ith
    =1×9.9995+28.9
    =38.9mA
Ibs2=Pup(n)×dIpb2+Ith
    =1×2.7278+28.9
    =31.6mA
上述值等于通过出射光控制部分8的操作而输出的值。下面用该值作为初始值,并且在光束通过缺陷时加以改变。此处,由于β×γ=1,所以放大器34中的设定值在步骤R4改变成1。也就是说,结果使得放大因子不变。由于光束的当前位置不在缺陷上,所以从变化检测电路32输出的值为1,并且从数字滤波器35输出的值为1。因此,在步骤R5获得α(n)=1。
在步骤R6,类似于上述例子,存储有MAXLMT=0.64。然后在步骤R7将值α(n)=1与MAXLMT=0.64进行比较。在此情况下,α(n)>MAXLMT,因此程序进行至步骤R9。接着,当ΔαMIN=-0.2并且ΔαMAX=0.2时,ΔαMIN=-0.2<α(n)-α(n-1)=0<ΔαMAX=0.2,因此程序进行至步骤R11。
在步骤R11和步骤R12,分别从表格中选择Pup(n)=1以及INV_Pup=1。因此,当没有缺陷时,与通过出射光控制部分8的操作所输出的值相等的值被输出。下面说明当光束处于缺陷之上同时保持装置的上述工作状态时进行的操作。当光束处于缺陷之上时,抖动幅度检测器10的输出与光束到达缺陷之前该检测器10的输出相比被降低。假定该降低为30%。在此情况下,由于INV_Pup=1,所以数字滤波器35的输出为1。因此,在步骤R5确定α(n)=0.7。由于在步骤R7中α(n)=0.7>0.64=MAXLMT,所以程序进行至步骤R9。
在步骤R9,如果ΔαMIN=-0.2,则α(n)-α(n-1)=0.7-1=-0.3<ΔαMIN=-0.2。因此,程序进行至步骤R10。在步骤R10,获得α(n)=α(n-1)+ΔαMIN=1-0.2=0.8。然后,在步骤R11获得Pup(n)=1.11,在步骤R12获得INV_Pup=0.90。接着,程序经由步骤R13返回至步骤R1。此后,在步骤R3,采用在步骤RA1已经获得的dIpk=19.9991mA、dIpb1=9.9995mA以及dIpb2=2.7278mA用于新近输出下述值:
Ipk=Pup(n)×dIpk+Ith
   =1.11×19.9991+28.9
    =51.099mA
Ibs1=Pup(n)×dIpb1+Ith
    =1.11×9.9995+28.9
    =39.999mA
Ibs2=Pup(n)×dIpb2+Ith
    =1.11×2.7278+28.9
    =31.928mA。
即使在抖动幅度检测器10的输出由于缺陷而降低30%时,由于输出光束的功率增大至1.11倍,即0.7×1.11=0.777,所以也检测到变化检测电路32的输出降低大约28%。当数字滤波器35的输出在经过上述延迟时间稳定之后,在步骤R5,将上述增大的功率乘以数字滤波器35的输出,即(INV_Pup)=0.90,从而再次获得α(n)=0.777×0.90≈0.7。此后重复类似处理。
在上述处理中,计算是通过采用由出射光控制部分8获得的Ith和η实现的。可以根据变化检测电路32输出的变化值以较小的误差控制所述三个功率Pk、Pb1和Pb2,而不管激光器3的I-L特性的变化。
此后,当光束到达头部区的头部时,选通发生器15将写选通信号和数据选通信号拉回L电平,从而出射光控制部分8的操作返回至图10中的步骤A1。在图11中步骤R1检测到写选通信号处于L电平之后,反射光控制部分12的操作再次返回至步骤R1。
此处,假定出射光控制部分8输出Ipk=48.9mA、Ibs1=38.9mA和Ibs2=31.6mA,则结果从激光器3分别输出具有功率Pk=11mW、Pb1=5.5mW和Pb2=1.5mW的光束。另一方面,假定反射光控制部分12输出Ipk=51.09mA、Ibs1=39.99mA和Ibs2=31.93mA,则结果从激光器3分别输出具有功率Pk=12.2mW、Pb1=6.1mW和Pb2=1.66mW的光束。当出射光控制部分8的输出和反射光控制部分12的输出交替地通过切换器9被输出时,在Pk=11mW、Pb1=5.5mW和Pb2=1.5mW的情况与在Pk=12.2mW、Pb1=6.1mW和Pb2=1.66mW的情况之间从激光器3输出的功率是不同的。在此情况下,有可能不能正确地将数据记录在光盘1上。
然而,当采用上面参照图2所述的结构时,出射光控制部分8只在没有待记录数据的间隙区工作。因此,当数据记录在数据区中时,仅通过控制反射光控制部分12的输出,将从激光器3输出光束的功率控制成为在光盘1的信息记录表面上的最佳功率。这样此种控制就不再存在上述问题。
具体地说,在单面具有2.6Gb容量的DVD-RAM光盘中,光束通过间隙区所需的时间为大约5.5μs,光束从间隙区末端移动至下一扇区头部区的头部所需的时间为大约1379μs。因此,光束通过一个扇区大约1.4ms,在该1.4ms中只有5.5μs(正确地说,是4.5μs,即5.5μs减去输出上述P1和P2值的1μs时间)从出射光控制部分8输出Ipk=48.9mA、Ibs1=38.9mA和Ibs2=31.6mA。同时,反射光控制部分12不输出Ipk=51.09mA、Ibs1=39.99mA和Ibs2=31.93mA。另外,由于即使当出射光控制部分8和反射光控制部分12输出不同值时出射光控制部分8在数据区也不工作,,所以数据区只选择反射光控制部分12的输出。由于I-L特性的变化是由环境比如环境温度等的改变而引起,所以与由于介质上存在的污垢比如灰尘、指纹等引起的最佳功率的变化相比,I-L特性的变化是在足够低的通带引起的。因此,出射光控制部分8可以在光束通过间隙区所处的低频工作。
接下来说明当缺陷存在于两个扇区上时进行的操作。与图8(a)中类似,图13(a)示意地画出了通过光盘1旋转实现的光束沿信迹的迁移。图13(a)表示处于包含头部区和间隙区的区域上的缺陷。图13(b)和13(c)分别表示写选通信号和数据选通信号的时序图。图13(d)示意地画出了光束通过图13(a)中所示区域时光束的功率,其中垂直轴表示功率(mW),水平轴表示时间(s)。在图13(d)中的时间区域①,抖动幅度由于缺陷而降低,然后反射光控制部分12工作以提高光束的输出使得获得形成记录标记的适宜功率。然而,当光束处于头部区时,写选通信号处于L电平,因此出射光控制部分8输出具有Pr值的再现功率。在时间区域②,出射光控制部分8工作。
在数据选通信号再次上升至H电平的时间区域③,如果反射光控制部分12工作,采用在出射光控制部分8工作之后获得的驱动电流作为初始值,则通过反射光控制部分12的操作使得光束功率到达适宜功率的时间由于上述带通滤波器41中的检测延迟以及ΔαMIN的限制而延迟。为了避免此问题,构造图11中的处理使得在流程图前面部分的步骤R3将工作结果输出至切换器9。也就是说,可以在变化检测电路32的输出被输入之前将其工作结果输出至切换器9。
下面说明上述结构的效果。首先,如果在图13(d)中的时间区域①没有缺陷,则获得值α(n)=1,并且获得对应值Pup(n)=1。在此情况下,在时间区域③,Pup(n-1)=1。因此,进行与上述在步骤R3及其之后操作相同的操作。替代地,如果在图13(d)中的时间区域①存在缺陷,则不能获得值α(n)=1,并且相应地不能获得Pup(n-1)=1。例如,如上所述,假定α(n)=0.7并且Pup(n)=1.11。当光束在此条件下移动进入时间区域②时,Pup(n-1)=1.11的信息存储在反射光控制部分12之内直到在步骤R2检测到数据选通信号上升至H电平。在时间区域③,在步骤R3,采用Pup(n-1)=1.11的信息可以立即将Ipk=51.09mA、Ibs1=39.99mA和Ibs2=31.93mA作为初始值输出。因此,即使当缺陷存在于两个扇区之上时,也可以更为迅速地获得适宜功率。
下面结合伺服微机17的操作说明图2中光盘装置的各部件在其开始工作时(也即在光盘装置启动时)实现的操作。然后按顺序说明在比低通滤波器31通带低的通带引起形成记录标记的适宜功率改变时实现的操作,当信息记录与查找操作一起进行时实现的操作,以及在信息记录期间引起偏迹时实现的操作。
首先参照图14中流程图说明装置开始其工作(启动)时由伺服微机17进行的操作。在图14中,低通滤波器31既在再现操作也在记录操作中工作,以便获得基准值的初始值用于检测变化检测电路32中抖动幅度的变化。
在图14的处理之前,电机6以既定的转速旋转光盘1。伺服微机17进行聚焦控制使得光束聚焦在光盘1的信息记录表面上,并且进行寻迹控制使得光束跟随光盘1的信迹。
下面假定拾取器2处于光盘的内圆周区域,其中没有待记录的有效数据并且其中为调整光束功率等目的可以进行记录操作(例如DVD-RAM光盘中的“驱动测试区”)。同时,选通发生器15输出L电平的写选通信号,并且切换器9连接至出射光控制部分8的输出端。由于写选通信号处于L电平,记录波形产生部分13将通过切换器9输出的Ird值输出至驱动部分14。从激光器3输出光束的功率为再现功率Pr。
首先,在步骤S101,对是否是开始光盘装置操作的时刻进行检测。如果不是开始光盘装置操作的时刻,则程序返回至步骤S101,并且不进行后续处理,直到开始工作的时刻来到。如果检测到是开始装置操作的时刻,则程序进行至S102。在步骤S102,将来自伺服微机17的值Pk、Pb1、Pb2和Pr设置在存储器23中。在步骤S103,在控制部分对写选通信号的极性进行检测。
下面说明写选通信号处于L电平时进行的处理。当写选通信号处于L电平时,程序进行至步骤S104。在步骤S104,将上述强制停止信号拉至L电平,并输出至AND电路16,使得在获得已经通过放大器34的低通滤波器31初始输出时不会产生误差。以此方式,可以防止通过反射光控制部分12的操作获得的值Ipk、Ibs1和Ibs2被通过切换器9输出。
在下一步骤即步骤S105,来自放大器34的信号输出被输入至伺服微机17。在下面的说明中,将该值称作“X”。在下一步骤即步骤S106,判断值X是否处于由既定值XU和XL限定的范围内,以便判断在光束当前所处的位置是否存在缺陷。
由值XU和XL限定的范围中没有缺陷时允许X改变并且由数值例如±5%表示。当存在缺陷时,抖动幅度发生改变,结果使得变化分量输入至低通滤波器31。由于如上所述低通滤波器31的截止频率为50至100Hz,并且由缺陷引起的变化分量为几千赫至几十千赫的高频,所以低通滤波器31的输出在理想情况下不受缺陷的影响。然而,如果缺陷的存在沿信迹的圆周方向延伸较长时间,则由缺陷引起的整个变化分量不能在低通滤波器31中得到抑制,从而一部分由缺陷引起的变化被输出。
因此,当从低通滤波器31通过放大器34输入至伺服微机17的输出的值X处于XU和XL限定的范围即±5%之外时,很有可能缺陷处于光束照射的位置。这意味着此时放大器34的输出不能用作检测缺陷的基准值。在此情况下,程序进行至步骤S107,计数器A被复位成0。然后重复在步骤S105及其后的处理。如果在步骤S106中X处于由XU和XL限定的范围中,则程序进行至步骤S108,并且将计数器A加1。
在下一步骤即步骤S109,判断计数器A的值是否等于或大于前面设定在TMAX中的值。如果计数器A的值等于或大于TMAX,则判定在伺服微机17对放大器34的输出进行测量期间不存在缺陷,并且程序进行至步骤S110。如果计数器A的值小于TMAX,则重复在步骤S105及其后的处理以测量值X。
现在假定TMAX是确保从放大器34输出的值可以用作检测缺陷的基准值的时刻。如果光束通过几个扇区之上的时间X处于XU和XL限定的范围内,则所测量的X可以用作检测缺陷的基准值。在实际情况中,将光束通过几个扇区之上所经过的时间除以计数器A加1所需的时间,所得值被存储在TMAX中。例如,当光束通过三个扇区之上所经过的时间为4.2ms,计数器A每14μs工作,4200/14=300被存储在TMAX中。如果由TMAX表示的期间X处于±5%的范围内,则至少判定从放大器34输出的值是在光束处于没有缺陷的区域时获得的。在此情况下,从放大器34输出的值可以用作检测抖动幅度变化的基准值。因此,程序进行至步骤S110。
在步骤S110,输入RF信号,则将该RF信号的幅值与表示特定幅值的值RFREF加以比较。进行此处的处理用以判断测量X期间光束所处的区域是前面已经记录有数据的区域还是前面没有记录数据的区域。如果该区域是前面已经记录有数据的区域,则由于此区域的记录标记而发生调制,从而相应地产生RF信号的幅值。然而,如果是前面没有记录数据的区域,则不会发生调制,从而相应地不产生RF信号的幅值。因此,如果RF信号的幅值大于RFREF中的值,则测量X的期间对应于前面记录有数据的区域。如果RF信号的幅值等于或小于RFREF中的值,则测量X的期间对应于前面没有记录数据的区域。当RF信号的幅值大于RFREF时,判定测量上述值X的期间对应于前面记录有数据的区域,然后程序进行至步骤S111。
由于在前面记录有数据的区域中具有记录标记,所以该区域的反射率一般低于没有记录数据的区域的反射率。因此,X的值小于没有记录数据的区域所获得的值。在步骤S111,X的值被存储在存储器WBINI_A中作为在光束处于前面记录有数据的区域中时再现操作期间抖动幅度的初始值。
然后,在步骤S113,判断在WBINI_A和WBINI_B中是否都存储有数值,其中WBINI_B是用于存储光束处于没有记录数据的区域中时所获得的值X的存储器。此时,WBINI_B中没有存储数值,因此,程序进行至步骤S114。在步骤S114,将用于进行寻迹操作的控制信号输出值拾取器2,使得对光束照射在光盘1上的位置进行移位。此后,重复在步骤S105及其后的处理。在步骤S110,当RF信号的幅值等于或小于RFREF时,判定X代表光束处于前面没有记录数据的区域中时获得的抖动幅度。然后,在步骤S112,将X存储在WBINI_B中,程序进行至步骤S113。
在步骤S113,在WBINI_A和WBINI_B中都存储有数值,因此程序进行至步骤S115。在步骤S115,将一个H电平的强制停止信号输出值AND电路16,并且在采用正常工作期间获得的写选通信号和数据选通信号将AND电路16的操作恢复至工作状态之后,使程序结束。通过上述程序,对光束处于前面记录有数据的区域的情况以及光束处于前面没有记录数据的区域的情况,都测量了再现操作期间获得的抖动幅度的初始值。所获得的初始值分别存储在WBINI_A和WBINI_B中。利用存储在WBINI_A和WBINI_B中的值获得值β,值β用于校正当数据记录与查找操作一起进行时放大器34的放大因子,这在后面将参照图16加以说明。
接着,进行处理等待稳定后的低通滤波器31的输出,以便获得基准值的初始值用于检测实际记录操作期间抖动幅度的变化。首先,响应于来自控制微机18的指令(图14中未画出),进行记录操作。此处,假定光束处于可以进行数据记录的区域例如上述“驱动测试区”,并且光束可以用于记录测试数据,其中该测试数据在完成光盘1上的记录操作之后实际上不被再现。
在此条件下,再次开始图14中的处理。在步骤S101,检测到是开始装置操作的时刻。在下一步骤,类似于步骤S102,将Pk、Pb1、Pb2和Pr的具体值设置在出射光控制部分8的存储器23中。在步骤S103,在控制部分对写选通信号的极性进行检测,并且根据所检测的极性对程序进行分支。由于在记录操作期间从选通发生器15输出H电平的写选通信号,所以程序进行至步骤S116。
在步骤S116,类似于在步骤S104,强制停止信号被拉至L电平并被输出至AND电路16。进行从步骤S116至步骤S121的操作用以测量TMAX所指示的期间获得的X值。这些操作与从步骤S104至步骤S109的那些操作相同,因此省略其说明。
在下一步骤即步骤S122,放大器34的测量输出X被存储在存储器REF_INI中作为记录操作期间抖动幅度的基准值。此后,在步骤S123强制停止信号被拉至H电平并被输出值AND电路16,程序结束。
在该记录操作中,不必判断当前进行数据记录的区域是前面已经记录有数据的区域还是前面没有记录数据的区域。在比如DVD-RAM光盘等光盘的情况下,在进行数据记录处采用直接盖写的方法同时以功率Pbs1擦除前面已经记录在光盘1上的数据。因此,由于根据此方法不产生抖动幅度的差别,所以根据当前记录的记录标记确定反射率,而不管在该区域是否已经记录有数据。通过上述操作,可以获得放大器34输出的初始值作为用于检测抖动幅度变化的基准值。
接下来参照图15中所示的流程图说明在低于低通滤波器31通带的频带改变形成记录标记的适宜功率时进行的伺服微机17操作。首先简要说明该操作的目标。
在光盘1的制作中,针对记录材料会产生保护膜厚度的不均匀性,从而相应地使反射率和透射率发生变化。当反射率和透射率改变时,在光盘1上形成记录标记所需的适宜功率发生改变。另外,由接收光盘1所反射光束产生的抖动幅度也会改变。在许多情况下厚度的不均匀沿光盘的半径方向产生。因此,当光束在光盘1进行一次转动所需时间内沿信迹扫描时不能检测到由于厚度不均匀导致的适宜功率的变化。通过光盘的数次转动来检测这种适宜功率的变化。此处所述操作意在检测适宜功率的变化并且改变出射光控制部分8的输出使得从激光器3输出光束的功率成为适宜功率。
在图15的操作之前,进行记录操作。现在假定在该操作中,通过光盘1的转动使光束沿光盘1上的信迹进行扫描。切换器9交替地选择出射光控制部分8的输出(当光束通过间隙区之上时)和反射光控制部分12的输出(当光束通过数据区之上时)。
首先,在步骤S201,放大器34的输出作为用以检测抖动幅度变化的基准值被输入至伺服微机17。这称作值Y。然后,在步骤S202,判断值Y是否处于由既定值YU和YL限定的范围内。由值YU和YL限定的范围是其中在电机6进行一次转动期间允许放大器34的输出改变的范围,由数值例如大约±10%表示。沿圆周方向的上述抖动幅度的变化决定于电机6的旋转频率,并且在电机6一次转动之后还原。当抖动幅度在相对于该频率的较低频带中变化时,抖动幅度表示由于记录材料方面厚度不均匀所导致的上述反射率或透射率的变化。
当反射率或透射率发生变化时,用于在介质上记录信息的适宜功率发生改变。即使当光盘1进行一次转动时,如果抖动幅度的变化在YU和YL所限定的范围之外,也即等于或大于±10%,则适宜功率有可能改变。在此情况下,程序进行至步骤S204,并且计数器B加1。
在下一步骤即步骤S205,判断计数器B的值是否大于代表既定时间的TMAX2。在TMAX2中,通过将电机进行一定次数转动(例如1000转)所用时间除以计数器B加1所需时间获得的值加以存储。例如,如果电机6进行一次转动所用时间为30ms,计数器B每0.5ms工作,则1000×30/0.5=60000存储在TMAX2中。如果计数器B的值等于或小于TMAX2,则程序返回至步骤S201并且重复同样程序。
当适宜功率没有变化时,以等于或小于时间TMAX2的时间重复步骤S202的程序,并且有时最后检测到值Y处于由YU和YL限定的范围内。然后,在步骤S203,计数器B被清除为0,程序返回至步骤S201。这样,就从不会错误地检测适宜功率的变化。替代地,在步骤S205当计数器B的值大于TMAX2时,判定适宜功率发生变化。程序进行至步骤S206,并且改变出射光控制部分8的存储器23的设置。
具体地说,当值Y超出YU时,将当前功率降低1mW,并且当值Y超出YL时,将当前功率增大1mW。例如,在存储器23中设定的值Pk为11mW的情况下,当值Y超出YL时将Pk增大值12mW,并且将该增大值设置在存储器23中。这也适用于Pb1和Pb2。在下一步骤即步骤S207,代表从存储器23中先前设定值至存储器23中改变值之变化的值γ=12mW/11mW=1.09被输出至数字信号处理电路33,并且程序返回至步骤S201。在后面部分中,将更详细地说明输出至数字信号处理电路33的γ。
响应于γ的输入,数字信号处理电路33将放大器34中放大因子改变β和γ的乘积,后面将结合图11中步骤R4加以说明,以便对抖动幅度的基准值进行校正。此时,重复进行步骤S206和S207的操作,直到存储器23中设定的值变为在光盘1上记录信息的适宜功率。当值Y处于由值YU和YL限定的范围中时,判定当前设置在存储器23中的值即为代表将信息记录在光盘1上的适宜功率的值。接着,程序进行至步骤S203,然后重复上述程序。通过上述程序的操作,可以根据不能由反射光控制部分12操作加以校正的适宜功率的变化来改变从激光器3输出光束的功率。
接下来参照图16中的流程图说明当记录操作与将拾取器2移动值信息记录扇区的查找操作一起进行时所实施的伺服微机17操作。当记录操作与查找操作一起进行时所实施的操作在于计算并改变放大器34的放大因子。设置此操作意在防止反射光控制部分12的输出发生错误,而这会因为在查找操作之前和之后所获得的抖动幅度由于上述抖动幅度沿径向的变化而产生差别导致发生。该差别是由于沿径向的变化还是由于缺陷而引起是不能识别的。
首先,假定在图16的操作之前已经进行一次记录操作,当前再现记录在光盘1上的数据,并且从选通发生器15输出L电平的写选通信号。另外,由以值Pr表示的再现功率控制从激光器3输出的光束。控制微机18向伺服微机17提供查找指令和有关拾取器2移动到以记录数据的目标扇区的信息。在步骤S301伺服微机17接收查找指令,程序进行至步骤S302。在步骤S302,为了将拾取器2移动至包含有记录目标扇区的信迹,数字信号处理电路33向拾取器2输出一个控制信号。在步骤S303,根据从数字信号处理电路33输入的地址判断光束当前所处的信迹是否是包含有记录目标扇区的信迹。
如果光束尚未到达包含有记录目标扇区的信迹,则程序返回至步骤S302,再次输出控制信号以移动拾取器2。在步骤S303,确认光束已经到达包含有记录目标扇区的信迹,然后程序返回至步骤S304。在步骤S304,下一程序处于等待,直到扫描信迹的光束到达记录目标扇区之前一个扇区的区域。在步骤S304确认光束已经到达记录目标扇区之前一个扇区的区域之后,程序返回至S305,并且从光电检测器5输入RF信号。
在下一步骤即步骤S306,判断RF信号的幅值是否大于上述RFREF,并且根据该判断结果对流程进行分支。如果所输入RF信号的幅值大于RFREF,则判定光束当前通过的扇区中前面已经记录有数据。在此情况下,在步骤S307,将值WBINI-A存储在存储器WBINI中,用作再现操作中抖动幅度的基准值。如果所输入RF信号的幅值等于或小于RFREF,则判定光束当前通过的扇区中前面没有记录数据。在此情况下,在步骤S308,将值WBINI-B存储在存储器WBINI中。在步骤S307或步骤S308之后,程序进行至步骤S309。在步骤S309,放大器34的输出被输入,并且根据下式获得值β并将其输出值数字信号处理电路33:
β=(放大器34的输出)÷WBINI
例如,当值WBINI为100mV并且当前再现操作期间放大器34的输出为80mV时,β=80/100=0.8。该β值代表在查找操作之前和之后所获得的抖动幅度之差,因而代表用在下一扇区即记录目标扇区的放大器34放大因子的校正值。然后,程序在步骤S310等待,直到光束到达记录目标扇区。
以图8(a)中类似的方式,如17(a)示意地画出了通过光盘1旋转实现的光束沿信迹的迁移。类似地,图17(b)和17(c)分别表示写选通信号和数据选通信号的时序图。在光束处于记录目标扇区之前一个扇区的情况下,当写选通信号如图17(b)所示处于L电平时,数据选通信号如图17(c)所示处于H电平。在该区域即区域A,进行上述操作。由于在区域A写选通信号处于L电平,出射光控制部分8工作,使得从激光器3输出光束的功率处于以值Pr表示的适于再现的功率。
采用其中进行数据再现并且是待记录数据扇区之前一个扇区的扇区中的抖动幅度值来获得值β,并且对记录操作开始时获得的放大器34的输出进行校正。以此方式,可以用较小的误差实现功率控制,如同光束扫描连续信迹时进行的记录操作中那样。接下来说明当光束到达记录目标扇区时进行的操作。
在根据ZCLV方法旋转的光盘比如DVD-RAM光盘中,必须改变光盘的转速使得光束从环带至环带移动的线速度为恒定。因此,当检查从光束当前扫描的环带至环带边界的距离时,必须改变光盘1的转速。
此处,根据拾取器2移动的线速度来改变光盘1记录的适宜功率。当实现既定的线速度时获得存储器23中设定的值Pk、Pb1和Pb2。因此,为了用查找操作后即刻设定的值Pk、Pb1和Pb2进行数据记录,必须使记录操作保持等待直到电机6的操作在转速切换之后稳定下来,并且光盘的转速达到目标速度。然而,这种直到转速达到既定速度所需的等待时间可能会恶化装置的存取性能。因此,为了避免这种可能性,在转速稳定至既定速度之前,在根据变化的转速改变记录数据功率的同时进行记录操作。在下述的处理中,获得作为改变功率的变化值并且是放大器34放大因子的变化值的值γ。在步骤S311,进行检测电机6转速的操作。在下一步骤即步骤S312,进行从转速相对于既定转速的变化获得变化值γ的操作。此处,为了简化说明,考虑如下关系即对于1%的转速变化功率改变1%的情况。在此情况下:
γ=代表电机6的转速变化的值
下面以如下情况为例进行说明,其中在以步进方式以5%为单位降低电机6的转速的同时进行数据记录,并且在记录操作开始时,转速比既定转速大20%。在此例中,γ的初始值为1.2。在下一步骤即步骤S313,将存储器23中当前设定的值乘以γ=1.2所获得的值再次存储在存储器23中。也就是说,当值Pk=11mW用于上述计算时,Pk=11×1.2=13.2mW,设置在存储器23中。(这类似地也适用于Pb1和Pb2,其说明加以省略。)
由于存储器23中设定的值被改变,所以光盘1反射光束的功率被改变,并且相应地,抖动幅度发生变化。因此,在步骤S314,对放大器34的输出进行校正。也就是说,将校正值γ=1.2输出至数字信号处理电路33。数字信号处理电路33接收β=0.8以及γ=1.2,并且以β和γ乘积0.8×1.2=0.96(在图11的步骤R4获得)来改变放大因子,从而对抖动幅度的基准值进行校正。如果在当前记录操作之前进行的记录操作中获得的放大器34输出为1V,则采用1×0.96=960mV作为当前记录操作中的基准值。
在下一步骤即步骤S315,判断记录操作是否继续。如果记录操作将继续,则程序返回至步骤S310,并且再次进行记录数据的处理。然后,将电机6的转速降低5%。结果γ=0.95,并且存储器23中设定值表示的功率Pk=13.2×0.95=12.54mW。此时,连续地进行记录操作,并且β=1。因此,在步骤R4,以β×γ=0.95的因子来改变放大因子。也就是说,采用所获得的值960mV×0.95=912mV作为下一记录操作的基准值。然后类似地以步进方式以5%为单位降低转速。当转速达到既定速度时,γ=1。通过进行上述处理,可以在不损害存取性能的情况下减小由于抖动幅度沿径向变化可能引起的控制误差。
最后,说明在记录操作期间由于缺陷导致偏迹时实施的伺服微机17的操作。如上所述,抖动幅度检测器10利用光电检测器5的输出对抖动幅度进行检测。另一方面,光电检测器5的输出被输入伺服微机17作为寻迹误差信号用以进行寻迹控制。
当光束通过缺陷时,抖动幅度发生变化,但是寻迹误差信号也发生变化。由于此变化,有可能使光束偏离当前正在扫描的信迹(偏迹)。当数据记录期间发生偏迹时,可以错误地擦除或错误地盖写与当前进行数据记录的信迹相邻的信迹中的数据。因此,在下述处理中,当发生偏迹时改变存储器23中设定的值,使得光束功率从记录功率降低至等于或小于擦除功率,从而防止上述问题的发生。此后,当操作从偏迹状态还原时,将功率提高至先前采用的记录功率。
图18的流程图表示检测到偏迹时实施的伺服微机17的操作。下面详细说明该操作的工作。首先,假定在图18的操作之前,当前正在进行记录操作,同时通过光盘1的转动使光束扫描光盘1上的信迹。切换器9交替地选择出射光控制部分8的输出(当光束通过间隙区之上时)和反射光控制部分12的输出(当光束通过数据区之上时)。首先,在步骤S401,判断所输入寻迹误差信号的输出电平是否大于既定值OFTRLVL。如果寻迹误差信号的输出电平大于OFTRLVL,则判定发生偏迹,从而程序进行至步骤S402。
在步骤S402,判断用于指示功率由于偏迹先前已经改变的标志FLG是否为1。当第一次检测到偏迹时,标志FLG为0。因此,程序进行至步骤S403。在步骤S403,以等于或小于Pb1的值替换当前设定在存储器23中的值Pk。相应地,降低Pb1和Pb2的值并再次设定在存储器23中。在下一步骤即步骤S404,为了防止反射光控制部分12的错误工作,这可能是由于从激光器3输出光束的功率而引起,将强制停止信号拉至L电平并输出至AND电路16。通过上述处理,由出射光控制部分8的操作从激光器3输出的光束功率被降低成等于或小于擦除功率。
在下一步骤即步骤S405,FLG设定为1。接着,程序返回至步骤S401,并且进行下一处理。由于在步骤S402中FLG为1,所以程序返回至步骤S401。只要存在偏迹,就重复上述处理。当寻迹控制从偏迹状态还原时,在步骤S401检测到寻迹误差信号的输出电平等于或小于OFTRLVL的值,从而程序进行至步骤S406。
在步骤S406,判断FLG是否为1。此时,在从第一次偏迹还原之后,FLG=1,程序进行至步骤S407。在步骤S407,判断计数器C的值是否为0。计数器C的值指示从偏迹到反射光控制部分12开始工作所经过的时间。因此,计数器C的值表示从偏迹还原之后直到由于功率变化而改变的低通滤波器33输出等于先前采用功率所设的等待时间。
在该等待时间为2ms并且计数器C减1所需时间为14μs的例子中,计数器C的值为20000/14=1429。现在,由于所输入的初始值1429不为0,所以程序进行至步骤S408。设置在存储器23中的值返回至其在步骤S403被改变之前所用的值。此后,在步骤S409将计数器C的值减1,程序返回至步骤S401。重复上述处理直到计数器C在步骤S409被减至0。
在经过2ms,并且在步骤S407检测到计数器C为0之后,在步骤S410将强制停止信号拉至H电平并且输出,从而AND电路16的操作恢复至正常操作。此后,在步骤S412,将计数器C的值初始化为1429,程序返回至步骤S401。通过进行上述处理,可以仅仅在发生偏迹期间改变功率。因此,可以防止对相邻信迹的错误擦除和错误记录。
在上述说明中,数字信号处理电路24、数字信号处理电路33和伺服微机17的操作以单独的部件实现。但是显然这些操作也可以采用一个处理器来实现。另外,由于一般采用带通滤波器41的输出作为控制电机6转动的抖动信号,所以为进行上述操作对已有装置的结构不必进行实质改动。因此,可以在成本不实质增加的情况下实现本发明的装置。
                        工业实用性
根据本发明,采用出射光控制装置对由于环境温度改变导致激光器I-L特性变化所引起的激光功率变化进行校正,采用反射光控制装置对由于光盘上存在缺陷所引起的功率损耗进行校正。这些控制装置不是同时而是交替地工作。通过这种设置,在控制以高速切换的多个位级功率时,与传统的激光功率控制方法相比,可以高精度地获得用以提供记录介质信息记录表面上激光功率的最佳位级的激光驱动电流,并且可以用更可靠的方式控制激光功率。
根据本发明,在反射光控制装置响应于由于介质制作时产生的信迹宽度变化以及边缘不均匀所引起的反射光变化而工作之前,不管用于在介质上记录/再现数据的适宜功率,将由于该变化而可能导致的光接收元件输出的变化值预先加以存储。然后,当反射光控制装置工作时,根据所存储的变化值对用于检测反射光变化的基准值进行校正。通过这种设置,可以防止在记录/再现操作期间由于例如灰尘或指纹等介质反射率变化所造成的适宜功率变化之外因素而触发反射光控制装置的操作。
根据本发明,预先获得用于限制激光器可输出最大值的特定电流值,并且当反射光的变化较大时,用该特定电流值来限制激光器的驱动电流。通过这种设置,可以防止激光器由于过载电流的驱动引起击穿而不停止激光输出。
根据本发明,当在介质上记录信息期间检测到激光输出所照射的位置偏离待记录信息的位置(偏迹)时,将从激光器发出的光输出功率降低为等于或小于数据擦除功率。然后,当检测到激光输出所照射的位置返回至待记录信息的位置时,将从激光器发出的光输出功率改变为功率降低之前已经采用的功率。通过这种设置,即使当光输出所照射的位置由于指纹或灰尘而发生偏移时,在相邻的信息记录区域也不会发生错误记录或错误擦除。

Claims (20)

1.一种用于控制用以在记录介质上记录信息的激光器输出功率的方法,包括如下步骤:
由第一检测部分对激光器的出射光进行检测;
根据第一检测部分的输出由第一控制部分获得激光器的第一驱动电流;
由第二检测部分对来自记录介质的反射光或透射光进行检测;并且
根据第二检测部分的输出由第二控制部分获得激光器的第二驱动电流,
其中根据第一驱动电流或第二驱动电流对激光器进行驱动,同时第一控制部分和第二控制部分交替地工作,使得在第一控制部分工作时第二控制部分不工作并且在第二控制部分工作时第一控制部分不工作。
2.根据权利要求1所述的激光功率控制方法,其中当再现信息数据不进行记录或再现时第一控制部分工作。
3.根据权利要求2所述的激光功率控制方法,其中:在记录介质中,将待记录数据的区域分成多个扇区;并且当激光照射位置处于扇区中其中不进行数据记录/再现的间隙区时,第一控制部分工作。
4.根据权利要求1-3任一所述的激光功率控制方法,其中:第一控制部分进行计算用以获得代表激光器的驱动电流与光输出之间关系的I-L特性;并且根据该I-L特性获得第一驱动电流。
5.根据权利要求4所述的激光功率控制方法,进一步包括如下步骤:根据第二检测部分的输出、由第一控制部分获得的I-L特性以及由第二控制部分存储在一个装置中的适宜激光功率获得第二驱动电流。
6.根据权利要求1所述的激光功率控制方法,其中当第二控制部分工作后第一控制部分工作,并且接着第二控制部分再次工作时,第二控制部分根据先前工作的第一控制部分工作即刻前获得的第二检测部分的输出而工作。
7.根据权利要求1所述的激光功率控制方法,其中:在预先已知没有缺陷存在的区域停止第二控制部分的工作;并且第二控制部分采用当第一控制部分工作时获得的第二检测部分的输出作为基准,用以根据第二检测部分相对于该基准的输出变化驱动激光器。
8.根据权利要求7所述的激光功率控制方法,其中:采用一个用于在记录介质上移动激光照射位置的移动部分;当移动部分移动激光照射位置时停止第二控制部分的工作;再次获得当第一控制部分工作时获得的第二控制部分的输出作为基准;并且在获得该基准之后第二控制部分工作。
9.根据权利要求8所述的激光功率控制方法,其中,当再次获得基准时,从在移动部分移动激光照射位置之后并且在激光照射位置到达记录目标位置之前输出的第二检测部分输出中获得的值被获得作为基准。
10.根据权利要求7所述的激光功率控制方法,其中当激光器出射光扫描记录介质的速度改变时改变第一控制部分的输出,并且根据该变化值使基准加以改变。
11.根据权利要求1所述的激光功率控制方法,其中:记录介质是一个旋转体;即使在记录介质旋转所需的时间或更多时间经过之后也将第二检测部分输出的变化值保持在相同值;并且如果该值超出了既定值,则改变第一控制部分的输出使得第二检测部分的输出处于由既定值限定的范围内。
12.一种激光功率控制方法,包括如下步骤:由一个检测部分对来自记录介质的反射光或透射光进行检测;根据该检测部分的输出由一个控制部分驱动激光器;并且根据该控制部分的输出对检测部分的输出进行校正。
13.根据权利要求12所述的激光功率控制方法,其中,在校正检测部分的输出时,检测部分使校正的开始延迟用以检测来自记录介质的反射光或透射光的时间。
14.根据权利要求13所述的激光功率控制方法,其中通过利用低通滤波器的相位延迟特性来延迟校正的开始。
15.根据权利要求13所述的激光功率控制方法,其中:采用包含有控制部分的多个输出值的表格数据,其中所述多个输出值以检测部分的对应输出值作为地址加以识别;控制部分选择由检测部分输出值附近的地址所识别的数据并输出所选择数据;在控制部分工作之前对超过激光器发射限制时输出的检测部分输出进行预先计算作为最大输出值;采用与该最大输出值对应的地址作为可选最大地址;并且当控制部分工作时选择的数据为等于或大于该最大地址时,用该最大地址代表的数据限制控制部分的输出。
16.根据权利要求15所述的激光功率控制方法,其中:所述表格数据包含有与控制部分输出对应的第一表格数据以及代表检测部分输出校正的第二表格数据;并且第二表格数据由针对因第一表格数据有限字长而舍入产生的输出误差的校正值构成。
17.根据权利要求1或12所述的激光功率控制方法,其中:当记录介质上的激光照射位置偏离记录位置时,控制部分将激光器的输出改变成等于或小于适于擦除数据的功率;当激光照射位置返回至记录位置时,将激光器的输出改变成先前采用的输出。
18.根据权利要求3所述的激光功率控制方法,其中当激光照射位置处于间隙区时,与以适于记录数据的高速改变功率时进行的发射相比,激光器进行测试发射同时以低速改变功率。
19.一种光盘装置,用于采用激光器在光盘上记录/再现信息,包括:
第一检测部分,用于检测激光器的出射光;
第一控制部分,用于根据第一检测部分的输出获得激光器的第一驱动电流,并且输出所获得的第一驱动电流;
第二检测部分,用于检测来自光盘的反射光或透射光;
第二控制部分,用于根据第二检测部分的输出获得激光器的第二驱动电流,并且输出所获得的第二驱动电流;
选择部分,用于选择第一和第二控制部分的输出之一作为驱动激光器的驱动电流;和
驱动部分,用于根据所选择的驱动电流驱动激光器,
从而可以用适宜的激光功率进行信息记录。
20.根据权利要求19所述的光盘装置,其中:
第一控制部分构造成根据第一检测部分的输出获得代表激光器驱动电流和光输出之间关系的I-L特性并且输出所获得的I-L特性;并且
第二控制部分构造成根据第二检测部分的输出、所述I-L特性以及装置中存储的适宜激光功率获得第二驱动电流。
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