CN1440031A - 光能级控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种在可重写型光盘记录时使激光二极管的振荡稳定化的光能级控制装置。其解决方法是,该装置具有对记录时的偏置能级以规定比例的反馈控制和固定值控制的混合控制进行、和对记录时的擦去能级与偏置能级的差以固定值控制进行的控制单元S52,藉此,在记录时因返回光干扰使激光二极管的振荡变得不稳定时,通过偏置能级的反馈控制能使将激光二极管的振荡引回到稳定的方向。
Description
技术领域
本发明涉及光能级控制装置,特别是涉及对CD-RW等可重写型光盘进行数据记录的光盘装置的光能级控制装置。
背景技术
在可以记录数据的记录型光盘中,有CD-R等追记型光盘和CD-RW等可重写型光盘。其中,在CD-RW的记录中,激光的光强度如图1所示,将偏置能级作为基准,以写入能级和擦去能级2个值变化。此时,因写入能级使光盘记录膜的状态由结晶态转变成非晶态而形成记录标记,另外,由擦去能级,使非晶态转变成结晶态而消除已记录的记录际记。
另外,在CD-RW再生时,如图2所示,使激光作取与偏置能级同一能级的读出能级,在其上重叠例如频率300MHz的高频率,使激光的光强度改变为脉冲状(多模式化)。这样作是为了防止激光二极管发射的激光被光盘反射返回到激光二极管,产生返回光干扰,使激光二极管的振荡不稳定而停止振荡。通过上述多模式化,可以使激光二极管的振荡稳定化。
然而,在CD-RW的记录时,例如在重叠频率300MHz的高频率,使激光的光强度改变为脉冲状时,虽然记录激光在偏置能级(读出能级)或擦去能级的计时中没有问题,但在写入能级的计时中,重叠的高频率使过电流流过激光二极管,担心会使激光二极管的寿命变短。另外,在图5中示出的激光二极管的输入电流·输出光强度特性中,B表示偏置能级,E表示擦去能级,W表示写入能级,重叠高频率时,上述各点B、E、W左右振动。
因而,在CD-RW的记录时不将高频率进行重叠,而以固定值指示图1中用DW表示的擦去能级和与偏置能级的差,同样,以固定值指示图1中用DP表示的擦去能级与写入能级的差。因此在记录时,存在返回光杂波而使激光二极管的振荡变得不稳定的问题。
鉴于上述各点,本发明的目的在于,提供一种光能级控制装置,该装置能使可重写型光盘在记录时激光二极管的振荡稳定化。
发明内容
本发明的第1个发明要点是一种光能级控制装置,该装置使激光光强度以比擦去能级低的偏置能级的激光和比上述擦去能级高的写入能级的激光交互切换对光盘进行记录,分别对上述擦去能级、和上述擦去能级与偏置能级的差进行固定值控制及反馈控制,其特征在于,具有:
控制单元,对记录时的上述偏置能级以规定比例的反馈控制和固定值控制的混合控制进行、对记录时的上述擦去能级与偏置能级的差以固定值控制进行(S52),
藉此,记录时因返回光干扰使激光二极管的振荡变得不稳定时,通过偏置能级的反馈控制将激光二极管的振荡引回到稳定的方向。
本发明的第2个发明要点是,在第1个发明要点所述的光能级控制装置中,具有:
前后处理单元,作为上述记录时的前处理及后处理,以将高频率重叠于上述偏置能级的多模式进行再生(S50、S54),
藉此,由前处理使激光二极管的振荡从稳定的状态过渡至记录,因此使记录时的激光二极管的振荡稳定,记录后因后处理也可以继续稳定的振荡。
另外,上述括弧内的参照符号是为容易理解而附加的,不过是一个例子,对图示的方式不作限定。
附图说明
图1是表示可重写型光盘记录时的光强度波形的图。
图2是表示CD-RW再生时进行高频率重叠的光强度波形的图。
图3是本发明的光能级控制装置的一个实施例的方块图。
图4是激光二极管激励器的输入电压·输出电流特性图。
图5是激光二极管的输入电流·输出光强度特性图。
图6是MPU实行的写入能级设定处理的一个实施例的程序框图。
图7是表示激光二极管激励器的端子b的电压变化的图。
图8是MPU实行的OPC时的能级设定处理的程序框图。
图9是MPU实行的记录时的能级设定处理的程序框图。
图10是表示历来以偏置能级作为固定值控制时缺陷部分中的激光二极管的激励波形的图。
图11是表示在以本发明的偏置能级作为固定值控制时缺陷部分中激光二极管的激励波形的图。
图12是为说明OPC时和记录时的控制方法的图。
图中:
10 MPU
12 非易失性存储器
14、18、20 D/A变换器
15、21 D/A变换器
16 激光二极管激励器
22、23 端子
24 激光二极管
26 前置监测器
28、30、38、40 开关
32、42 可变电流源
34、44 运算放大器
35、45 电容器
36、46 pnp晶体管
Q1~Q3 npn晶体管
具体实施方式
图3表示本发明的光能级控制装置的一个实施例的方块图。该图中,MPU10用非易失性存储器12及内装的存储器进行装置整体的控制。MPU10输出的偏置能级指示数据在D/A变换器14中被模拟化,供给激光二极管激励器16的端子a,同样,MPU10输出的擦去能级指示数据(相当于图1的擦去能级与偏置能级的差DW)在D/A变换器18中被模拟化,供给激光二极管激励器16的端子b。
另外,MPU10输出的写入能级指示数据(相当于图1的写入能级与擦去能级的差DP)在DD/A变换器20中被模拟化,供给激光二极管激励器16的端子c。这里,在激光二极管激励器16的端子a、b上的电压分别在A/D变换器15、21中被数字化,供给MPU10。
此外由端子22将记录用的调制信号供给激光二极管激励器16,由端子23供给多模式化的例如频率300MHz的高频率,激光二极管激励器16根据记录用的调制信号及高频率,将为分别得到偏置能级或擦去能级或写入能级的电流供给激光二极管24而使激光二极管24发光,该激光照射到光盘上进行记录。
前置监测器26检测激光二极管24输出的激光的光强度,由光电二极管构成,使相应于光强度的检测电流流入npn晶体管Q1的集电极。晶体管Q1与npn晶体管Q2、Q3构成电流镜电路,与上述检测电流同一值的电流流入晶体管Q2、Q3的集电极。
晶体管Q2的集电极通过互相联动的开关28、30,与可变电流源32连接。开关28、30根据来自MPU10的指示仅以偏置能级的计时进行接通,可变电流源32使根据来自MPU10指示的值的一定电流流入开关28、30。开关28、30的连接点与运算放大器34的反向输入端子连接。
将基准电压Vref供给运算放大器34的非反向输入端子,运算放大器34与电容器35一同构成密勒积分电路。该密勒积分电路的输出电压在pnp晶体管36中反向后,与D/A变换器14的输出重叠,供给激光二极管激励器16的端子a。
这里,通过D/A变换器14,将来自MPU10的偏置能级指示信号供给激光二极管激励器16,激光二极管激励器16使为得到偏置能级的电流流入激光二极管24,同时将相应于来自MPU10的上述偏置能级的指示信号供给可变电流源32,可变电流源32的输出电流值例如取为i1。
激光二极管24输出的激光的光强度比指示的读出能级低时,前置监测器26的检测电流值比上述电流值i1小,因此电流值i1与检测电流值的差电流流向使电容器35充电的方向,运算放大器34的输出电压降低,由pnp晶体管36供给激光二极管激励器16的端子a的电压上升,藉此,激光二极管激励器16使流至激光二极管24的电流增大,激光二极管24输出的激光的光强度增大。激光二极管24输出的激光的光强度比指示的偏置能级高时,因相反的动作,激光二极管激励器16使流至激光二极管24的电流减少,激光二极管24输出的激光的光强度减少,从而进行反馈控制。
晶体管Q3的集电极通过互相联动的开关38、40,与可变电流源42连接。开关38、40根据来自MPU10的指示仅以擦去能级的计时进行接通,可变电流源42使根据来自MPU10指示的值的一定电流流入开关38、40。开关38、40的连接点与运算放大器44的反向输入端子连接。
将基准电压Vref供给运算放大器44的非反向输入端子,运算放大器44与电容器45一同构成密勒积分电路。该密勒积分电路的输出电压由pnp晶体管46反向后,与D/A变换器14的输出重叠,供给激光二极管激励器16的端子a。
这里,通过D/A变换器18,将来自MPU10的擦去能级指示信号供给激光二极管激励器16,激光二极管激励器16使用于得到擦去能级的电流流入激光二极管24,同时将相应于来自MPU10的上述擦去能级的指示信号供给可变电流源42,可变电流源42的输出电流值例如取为i2。
激光二极管24输出的激光的光强度比指示的擦去能级低时,前置监测器26的检测电流值比上述电流值i2小,因此电流值i2与检测电流值的差电流流向使电容器45充电的方向,运算放大器44的输出电压降低,由pnp晶体管46供给激光二极管激励器16的端子a的电压上升,藉此,激光二极管激励器16使流至激光二极管24的电流增大,激光二极管24输出激光的光强度增大。激光二极管24输出的激光的光强度比指示的擦去能级高时,因相反的动作,激光二极管激励器16使流至激光二极管24的电流减少,激光二极管24输出激光的光强度减少,从而进行反馈控制。
其中,图4示出了激光二极管激励器16的端子b的输入电压·输出电流特性的一个实施例,图5用实线示出了激光二极管24的输入电流·输出光强度特性的一个实施例。
图6表示本发明装置的MPU10实行的写入能级设定处理的一个实施例的程序框图。该处理例如是在将光盘装在光盘装置中时,以及在其后每经过规定时间实行。
同图中,MPU10在步骤S2根据写入能级指示数据将D/A变换器20的输出设定为0V,对可变电流源32设定规定值,接通开关28、30,进行偏置能级的反馈控制(必须超过图5中的输入电流能级B),由A/D变换器15取得此时的激光二极管激励器16的端子a的电压,将该值作为步骤S4的固定值而使用。在步骤S4中,根据偏置能级指示数据将D/A变换器14的输出设定为上述固定值(必须超过图5中的输入电流能级B),接通开关28、30。在步骤S6中,根据擦去能级指示数据将可变电流源42设定为第2值(例如相当于激光二极管的输出光强度10mW)。其后,在步骤S8中,由A/D变换器21读取此时的激光二极管激励器16的端子b的电压,作为电压W1保持。
然后,在步骤S10中,根据擦去能级指示数据将可变电流源42设定为第2值(例如相当于激光二极管的输出光强度20mW)。另外,无论10mW设定时还是20mW设定时都取为第2值,设定不同的功率被认为是不合适的,但将在激光二极管激励器16的端子b的通道中所控制的功率考虑为第2值的情况适应于实际。
其后,在步骤S12中,由A/D变换器21读取此时激光二极管激励器16的端子b的电压,取为电压W2保持,求出相应于输出光强度的增量10mW的差电压(W2-W1)。
然后,在步骤S14中,使供给D/A变换器20的写入能级指示数据由最低值向最大值方向顺次增加,由A/D变换器21读取相对于写出能级指示数据各值的激光二极管激励器16的端子b的电压并保持。当如上述那样使写入能级指示数据由最低值向最大值方向顺次增加时,因施加反馈控制,端子b的电压缓缓下降。图7示出了在上述步骤S2~S14中的端子b的电压的变化。藉此,可以知道对应于写入能级指示数据的各值的端子b的电压的变化,即输出光强度的变化是多少mW。
然后,在步骤S16中,根据上述差电压(W2-W1)和对应于写入能级指示数据的各值的输出光强度的变化是多少mW的关系,例如由10mW至20mW阶段地设定实测擦去能级,对全部每一个实测擦去能级,求出对应的擦去能级指示数据(相当于DW),再对全部每一个实测擦去能级,在例如10~15%间阶段地变化设定写入能级与擦去能级的差DP相对于擦去能级与偏置能级的差DW的比率DW/DP,求出与全部每一个比率DW/DP对应的写入能级指示数据(相当于DP),将它们制成写入表,保存在MPU10的内装存储器(易失性存储器)中。
然后,MPU10由步骤S18中装入的光盘读出该光盘的制品信息(制造者ID等)。而在非易失性存储器12中,预先设定了对应光盘制品信息的最佳擦去能级和最佳比率DW/DP的对应的表,在步骤S20中MPU10用光盘的制品信息参照对应的表,就得到最佳擦去能级和最佳比率DW/DP,用该最佳写擦去能级和最佳比率DW/DP参照写入表,就得到用于实际记录的擦去能级指示数据和写入能级指示数据。
藉此,即使在记录速度快时因写入能级期间比前置监测器的应答短,必须将写入能级与擦去能级的差相对于擦去能级与偏置能级的差的比率设定为最佳值时,也可以设定与装入的光盘(CD-RW)的记录特性相应的最佳擦去能级和对其的最佳写入能级,进行该光盘的记录,能够防止再生图象抖动的恶化。
另外,对全部每一个实测擦去能级,求出对应的擦去能级指示数据(相当于DW),再对全部每一个实测擦去能级,在例如10~15%间阶段地变化设定写入能级与擦去能级的差DP相对于擦去能级与偏置能级的差DW的比率DW/DP,求出与全部每一个比率DW/DP对应的写入能级指示数据(相当于DP),由于作成写入表,所以即使存在环境温度的变化和激光二极管24、前置监测器26等的老化,也可以高精度地取得用于得到各实测擦去能级及实际的各写入能级的擦去能级指示数据及写入能级指示数据,从而能够进行高精度的光能级控制。
而在光盘装置中装入光盘时,在光盘中心部的PCA(Power Calibration Area,功率校准区域)内使激光光强度阶段地例如分15级变化记录测试信号后,再生该部分,进行设定最佳写入能级的OPC(Optimum Power Control,最佳功率控制)。
在本发明中,用固定值指示激光的例如70%等规定比例,用反馈控制指示其余30%,用固定值和反馈控制的混合控制模式进行记录。对此进行以下说明。
图8表示本发明装置的MPU10实行的OPC时的能级设定处理的程序框图。例如在光盘装置中装入光盘时进行该处理。
该图中,在步骤S30中,接通开关28、30,对可变电流源32发出使0.7j(j是相当于例如1mW等的读出能级的电流)的电流流动的指示,进行反馈控制,而且,由端子23将高频率供给激光二极管激励器16,取多模式的再生状态。然后,在步骤S32中一边进行反馈控制,一边停止高频率的供给,取单模式的再生状态,由A/D变换器15取得此时的激光二极管激励器16的端子a的电压V1,保存在MPU内的存储器中。
然后,在步骤34中,对可变电流源32发出使j的电流流动的指示,进行反馈控制,停止高频率供给,取单模式的再生状态。接着,在步骤S36中,根据偏置能级指示数据将D/A变换器(DAC)14的输出设定为先取得的电压V1(相当于电流0.7j),对可变电流源32发出使j电流流动的指示(设定在1.0mV下,必须使与其相当的电流流入激光二极管,D/A变换器14供给其中的7成),进行3成反馈控制,停止高频率供给,取混合控制模式的再生状态。
其后,在步骤S38中实行OPC,求出记录时的最佳写入能级,与此同时,由A/D变换器15取得在最佳擦去能级时的激光二极管激励器16的端子a的电压V2,保存在MPU10内的存储器中。另外,在OPC时,接通开关38、40,对可变电流源42发出使k(相当于图1中所示的擦去能级与偏置能级的差DW)的电流流动的指示,进行擦去能级的反馈控制。图12(A)示出了该状态。
然后,在步骤S40中,根据偏置能级指示数据将D/A变换器(DAC)14的输出设定为先取得的电压V1(相当于电流0.7j),可变电流源32发出使j电流流动的指示,进行3成的反馈控制,停止高频率供给,取混合控制模式的再生状态后,结束该处理。
图9表示本发明装置的MPU10实行的数据记录时的能级设定处理的程序框图。该图中,在步骤S52中,接通开关38、40,根据擦去能级指示数据将与OPC时在步骤S38中求出的电压V2相当的电压设定为D/A变换器(DAC)18的输出,根据写入能级指示数据将在图6的写入能级设定处理中求出的值设定为D/A变换器(DAC)20的输出,取单模式的记录状态进行数据记录。
这里,用D/A变换器18固定偏置能级和擦去能级的间隔,一边查看擦去能级一边反馈控制偏置能级。图12(B)示出了该状态。这是由于,温度上升时,图5中用实线表示的特性按照点划线所示那样变化,高速记录时不能进行脉冲调制的控制,所以用上述的偏置能级的反馈控制进行相应处理。
结束记录时,在作为后处理的步骤S54中,接通开关28、30,对可变电流源32发出使0.7j的电流流动的指示,进行反馈控制,而且,由端子23将高频率供给激光二极管激励器16,取多模式的再生状态后,结束该处理。
如上所述,记录时由于用固定值控制和反馈控制的混合控制模式控制偏置能级,在此固定值控制的擦去能级和写入能级被相加,因此在记录时返回光干扰使激光二极管的振荡变得不稳定时,通过偏置能级的反馈控制就能够使激光二极管的振荡引向稳定的方向。
图10表示在历来不进行高频率重叠的单模式下,使偏置能级作为固定值控制的记录时,光盘的缺陷部分中的激光二极管的激励波形(上侧)和聚焦激励波形(下侧)。这里,激光二极管的激励波形的振幅在相应于缺陷部分的期间T1内大体为0,在此期间T1内激光二极管的振荡停止。
与此相对,图11表示本发明在不进行高频率重叠的单模式下,将偏置能级取固定值控制和反馈控制的混合控制模式的记录时,光盘的缺陷部分的激光二极管的激励波形(上侧)和聚焦激励波形(下侧)。这里,虽然在相应于缺陷部分的期间T2内激光二极管的激励波形变小,但是不为0,因而可以防止在此期间T2内激光二极管的振荡停止。
如上所述,本发明的第1个发明要点,在记录时因返回光干扰使激光二极管的振荡变得不稳定时,通过偏置能级的反馈控制就能够将激光二极管的振荡引回到稳定的方向。
另外,本发明的第2个发明要点,通过前处理使激光二极管的振荡从稳定的状态过渡至记录,因此使记录时激光二极管的振荡稳定,记录后也因后处理可以使稳定的振荡继续。
Claims (2)
1.一种光能级控制装置,该装置使激光光强度以比擦去能级低的偏置能级的激光和比上述擦去能级高的写入能级的激光交互切换对光盘进行记录,分别对上述擦去能级、和上述擦去能级与偏置能级的差进行固定值控制及反馈控制,其特征在于,具有:
控制单元,对记录时的上述偏置能级以规定比例的反馈控制和固定值控制的混合控制进行、对记录时的上述擦去能级与偏置能级的差以固定值控制进行。
2.根据权利要求1所述的光能级控制装置,其特征在于,具有:
前后处理单元,作为上述记录时的前处理及后处理,以将高频率重叠于上述偏置能级的多模式进行再生。
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