CN1591637A - 光盘装置和光盘装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可实现保护激光二极管和提高记录品质的光盘装置及其控制方法，特别适合于超薄型的光盘装置，可对付激光二极管性能衰退等，该光盘装置通过主轴马达(207)旋转驱动光盘，使激光二极管LD发出的激光照射到其记录面上而记录信息，设置有用于监控从LD来的激光的前置监控二极管FMD，控制部(205)在装置记录动作时通过对由FMD检测到的激光输出与其以前检测到的激光输出加以比较，尤其是在检测出包含起因于高温下驱动的驱动特性的线性破坏的扭曲特性现象的激光二极管性能衰退的同时，通过控制降低光盘的转动速度，实现保护激光二极管和提高记录品质。

Description

光盘装置和光盘装置的控制方法

技术领域

本发明涉及利用半导体激光二极管，在例如CD-R或CD-RW等的可记录型的光盘上记录信息的光盘装置及其控制方法。

背景技术

历来，在光盘装置上用激光二极管作为发光源，对CD-R(CD-Recordable：CD-可录)或CD-RW(CD-Rewritable：CD-可重写)，DVD-RAW(Digital Versatile Disc-Random Access Memory：通用数字盘一随机存取存储器)等可记录型光盘的信息进行记录。

在传统的光盘装置，对再现时的线速度(将它取作1倍的线速度)，例如，2倍的线速度、4倍的线速度、8倍的线速度……等更高的线速度是可设定作为用于记录的线速度，通过以该设定的高速线速度进行信息记录，谋求记录时间的缩短化。

历来，关于信息记录时的光盘的转动速度控制方式有激光照射位置即记录位置的线速度为一定的控制光盘的转动速度的CLV(恒定线速度：Constant Linear Velocity)控制方式，和使记录时保持光盘旋转角速度一定的CAV(恒定角速度：Constant Angular Velocity)控制方式，和合适地切换CLV方式和CAV方式的控制方式。例如，在CLV控制方式，记录时的线速度是设定线速度，在CAV控制方式，控制光盘的转动速度，以便在光盘径向记录位置的线速度不超越设定线速度，从而进行信息的记录。

可是，在任一转动速度控制方式，由于用于信息记录必需的激光输出值随线速度一起增大，所以在设定高线速度情况下作为激光器光源的LD(激光二极管)的工作变得不稳定，存在所谓信息记录失败的情况。

因此，例如根据以下的专利文献1，即使在设定高线速度情况下也可以使LD稳定地工作，并且已提出公开了针对可记录型光盘的防止信息记录失败的光盘记录装置。

专利文献1：特开2002-324318号公报，图1和图2。

此外，从以下的专利文献2及3可知，例如在作为激光打印机等、激光扫描装置内适用的半导体激光装置或激光二极管输出控制装置，通过内部光电二极管或外部光电二极管接受由半导体激光器发出的激光，根据该接受光的输出，反馈控制激光二极管的发光强度的装置，防止供给激光二极管内的电流变得过大，而且防止其激光二极管的性能衰退。

专利文献2：特开2000-206435号公报，图2以及图3。

专利文献3：特开2002-16315号公报，图3。

然而，在上述的传统技术，尤其是根据前者的专利文献1所述的光盘记录装置以及光盘记录装置控制程序，是包含以下的装置，即：预先储存使激光二极管稳定工作的最大输出值，算出与设定的线速度对应的最佳的激光输出值，以此值与预先储存的最大输出值加以比较，在最大输出值以上时，将设定的线速度计算指定到上述设定值以下，不能依靠它检测出信息记录时将光束照射到光盘上的激光二极管的性能衰退，无法保护激光二极管或对付与此相伴的记录品质衰退。

另一方面，在上述传统技术中后者的专利文献2以及3所述的激光扫描装置中使用的半导体激光装置或激光二极管输出控制装置中，在激光二极管的输出异常时，应当停止该激光二极管输出，将其用在光盘装置中时，不能继续记录动作，因此存在所谓与记录品质衰退有关联的问题。

发明内容

因此，在本发明，鉴于上述传统技术中的问题，其目的是提供可应付光盘装置的激光二极管性能衰退，而且在保护激光二极管的同时，可实现提高其记录品质的光盘装置及其控制方法。

即：作为半导体元件的激光二极管通常示出其激光器输出强度与其驱动电流(或电压)呈比例增减的特性。可是，激光二极管的性能衰退，或者，尤其是在高温的使用环境下，或者在某一输出以上，在驱动电流和激光输出之间偏离线性，产生所谓的称作扭曲(kink)的现象。这种现象尤其伴随着薄型化而内部的空气循环变得不充分的超薄型光盘装置中更加显著。

因此，在本发明为了对付光盘装置中的激光二极管的性能衰退，所以在其记录动作中，通过检测出上述称作扭曲现象的产生，可适当地执行光盘装置的激光功率控制或者记录速度控制，而且，提供在保护激光二极管的同时，也可实现其记录品质上升的光盘装置及其控制方法。

更具体讲，根据本发明，为了达到了上述目的，提供具有如下特征的光盘装置，即，通过旋转驱动装置边旋转驱动光盘，边使从激光二极管来的激光照射到光盘的记录面从而记录信息，接近前述激光二极管而设置有用于监控从前述激光二极管发出的激光的监控装置，还包含控制装置，通过按照时间序列比较前述监控装置检测到的、装置在记录动作时的由前述激光二极管发出的激光强度，检测前述激光二极管的异常状态，根据检测出的前述异常状态，控制由前述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

此外，根据本发明，为了达到上述目的，提供具有如下特征的光盘装置的控制方法，即：该光盘装置是，通过旋转驱动装置旋转驱动光盘，使从激光二极管来的激光照射到光盘的记录面上而记录信息，接近前述激光二极管而设置有用于监控从前述激光二极管发出的激光的监控装置，通过按照时间序列比较前述监控装置检测到的、装置在记录动作时的从前述激光二极管发出的激光强度，检测前述激光二极管的异常状态，根据前述异常状态的检测，控制由前述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

此外，根据本发明，在前述记载的光盘装置或光盘装置的控制方法，前述控制装置也可以是利用前述激光二极管内的驱动电流或驱动电压与发光输出之间的线性特性而检测前述二极管的异常状态，或者，在检测出前述异常状态时，也可以降低由前述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

此外，根据本发明，在前述中还至少包含储存记录动作时从前述激光二极管发出的激光强度的装置，而且，前述控制装置优选通过对由前述监控装置检测到的现在的激光强度和在前述存储装置内储存的以前的激光强度加以比较，检测前述激光二极管的异常状态，或者，前述控制装置优选进一步检测出由前述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度，判定是否可能降低该转动速度而控制前述转动速度。而且，根据本发明，前述控制装置在判定为是的情况下，降低转动速度，相反，在判定为不可降低前述转动速度的情况下，停止由前述旋转驱动装置产生的光盘旋转。而且，前述光盘装置是其厚度尺寸为12.7mm～9.5mm的薄型的。

附图说明

图1是在中心示出本发明的光盘装置构成中成为其特征的光拾取器的图。

图2是示出上述本发明的光盘装置控制动作的流程图。

图3是为了说明上述本发明的光盘装置内的“异常”，示出激光二极管输出特性一例的图。

图4是示出本发明一实施方式的光盘装置整体构成的方框图。

具体实施方式

以下用附图，详细说明本发明的实施方式。

图4是示出本发明一实施方式的光盘装置整体构成的图。在图中从光拾取器102来的激光束照射在作为可重写的记录媒体的光盘101上。从光盘101反射的反射光通过光拾取器102的光电探测器检测出，通过I-V放大器104将从光电探测器的输出变换为电压。在本例，光拾取器102由半导体激光器(激光二极管)、物镜等的光学系统、聚焦驱动器、跟踪驱动器、光电探测器以及透镜位置传感器构成。

I-V放大器104的输出输入到模拟信号处理电路108内，在这里，I-V放大器104的输出进行运算，产生聚焦误差信号、跟踪误差信号、摆动信号，输入到聚焦以及跟踪处理部107，根据聚焦误差信号、跟踪误差信号，进行聚焦驱动器、跟踪驱动器的控制。从模拟信号处理电路108得到的RF信号通过均衡器113进行RF信号的波形均值化，通过二值化电路117进行二值化，输入到PLL电路116。通过PLL电路116从二值化信号产生信道时钟脉冲，输入解码器118。在解码器118通过由PLL电路116作成的信道时钟脉冲对二值化信号解码，对数据进行解调。因此，在解码器118的输出端子上得到再现数据。

图中的符号109是在光盘101的试写区域(PCA)上试写之际，对与从光盘101得到的反射光相当的二值化的数据加以处理的反射光处理部，反射光处理部109的输出输入到MPU119，通过MPU119的输出对激光驱动器105上设定的参量加以微调。因此，用反射光处理部109的输出，可以进行线性OPC(OPC：Optimum Power Calibration最佳功率校准)。112是不对称性处理部，从模拟信号处理电路108输出的RF信号作成每个记录功率的β值。因此，通过将该数据输入到MPU119，能以β值作基础，决定最佳功率水平。通过MPU119进行供给各电路的时钟脉冲或控制信号、或中断信号的处理、稳定器(F/W软硬件结合)控制等。114是摆动处理部，从通过模拟信号处理电路108生成的摆动信号作成摆动周期。该数据输入到MPU119以及主轴控制电路111。摆动周期在时钟脉冲生成或主轴控制中使用。此外，也可以在摆动周期作成扇区(sector)内的同步帧定时。

记录数据通过编码器115进行8/16调制，输入到记录脉冲发生器110。通过记录脉冲发生器110，从编码器115输入的调制数据生成NRZI，输出到激光控制控制器105。通过激光控制控制器105，将输入的NRZI信号变换为发光波形，进行半导体激光器(激光二极管：未图示)的功率电平、发光脉冲宽度的控制。

主轴控制电路111通过从摆动处理部114输入的摆动信号以及从MPU119的固定周期发生器输入的信号生成用于驱动器驱动的频率。主轴控制驱动器106将与在CAV控制时从主轴控制电路111输入的倍速对应的一定频率变换为电压，驱动主轴马达103。此外，对在CLV控制时，将根据从主轴控制电路111输入的摆动信号周期生成的可变频率进行电压变换，供给主轴马达103。

通过解码器118，在由PLL电路116作成的信道时钟对二值信号进行解码，对数据解调的同时，解码器118对每个扇区地址提供解码完了的报告的同时，将在该解码数据是否有订正错误报告给MPU119。MPU119通过从解码器118来的报告，对每个扇区地址，将表示有无数据订正错误和用它计算的错误发生频度、读重新执行次数，以及表示预先制作的错误发生频度和读重新执行次数之间关系的表储存到存储器121内。

通过解码器118解调的正常数据以及包含订正错误的数据可以附地址信息输入到存储控制器122内，根据该存储控制器122的控制输入到缓冲存储器123。MPU119通过对存储控制器122输入废弃命令，可以废弃包含储存在缓冲存储器123内的订正错误的数据。因此，在缓冲存储器123内，存储有：正常的数据；利用读重新执行得到的与包含订正错误的数据进行置换的正常数据；以及即使读重新执行也未得到正常数据的、包含订正错误的数据。MPU119可以选择在缓冲存储器123内储存的数据输出方法。根据从MPU119发行到存储器控制器122的命令，存储控制器122将储存在缓冲存储器123内的数据输入到主接口电路124、声频DAC125。其结果，通过主接口电路124输出数字数据信号，通过声频DAC125输出模拟声频信号。

其次，在附图1，在上述说明其全体构成的光盘装置中只示出与本发明有关联的部分，尤其以其光拾取器102为中心示出。即：在光拾取器内设置有作为输出对光盘进行记录再现的激光的半导体元件的所谓激光二极管LD的同时，还设置有与其邻接配置的、作为用于检测该二极管的输出(光强度)的检测元件的所谓前置监控二极管(フロントモニタダイオ一ド)FMD。

通过该前置监控二极管FMD检测到的检测信号，如图所示，输入到比较器201的负的输入端子，与预定的电压设定值加以比较，经激光驱动器202，反馈控制对激光二极管LD的驱动电压(或电流)。同时，从该前置监控二极管FMD来的检测信号与上述比较器201的输出一起输入到A/D变换器203，变换为数字信号。据此，与在对光盘记录时的激光驱动器202的驱动电压一起，监控对前置监控二极管FMD的光反馈水平(即，从激光二极管LD来的实际的光输出强度)。正如以后也要说明的，该A/D变换器203在经历过上述处理后，将进行过数字变换的对激光二极管DC的驱动电压(或电流)值和前置监控二极管FMD的电压(检测信号)值储存到超高速缓冲存储器204内。

另一方面，控制部205对从上述A/D变换器203来的激光二极管LD的驱动电压和前置监控二极管FMD的电压与在上述超高速缓冲存储器204内储存的前次LD驱动电压和FMD电压加以比较，据此，判定是否产生了激光二极管性能衰退，尤其是，产生驱动电流和激光输出之间的线性偏离的所谓称作扭曲(kink)的现象。其结果，在控制部205判定产生称为扭曲现象时，变更(降低)该驱动电压，以便经上述激光驱动器202，在可更加安全地驱动的功率范围内驱动激光二极管LD，同时，对存储器206内预先储存的可记录的速度信息与现在的记录速度加以比较，即使在伴随驱动电压的变更(降低)而被变更(降低)的激光二极管LD的输出功率(低功率)下，也判定可记录的最佳转动速度，将与此对应的转动速度控制信号输出到主轴马达207。

边参照添加的图2流程图，边更加详细地说明在以上说明概略的上述图1所示电路中的控制动作细节。通过该流程图示出的处理通过图3所示的MPU119在例如1秒左右的周期而重复执行。

在图2所示的处理中，首先，确认光盘装置是在记录动作中(步骤S21)。即：该处理如上述所示，取决于装置在对光盘记录情况下产生的问题的处理。其后，通过从上述A/D变换器203的输出检测出前置监控二极管FMD电压(FMD电压)和激光二极管LD的驱动电压(激光器驱动电压)两个值(步骤S22)。

其次，对上述检测到的两个现在取得值和先前检测的两个先前取得值加以比较。即：将现在检测到的FMD电压和激光器驱动电压值相对在上述图1的超高速缓冲存储器204内储存的前次FMD电压和激光器驱动电压值加以比较(步骤S23)。这时，例如该处理如最初执行的情况那样，在对FMD电压和激光器驱动电压不存在前次取得值的情况下，判定为“无异常”，将该现在取得值保存在上述超高速缓冲存储器204内(步骤S24)。其后，确认光盘装置继续记录动作(步骤S25)，再返回到上述的步骤S21。

在这里，说明上述步骤S23中有、无“异常”的判定。通常，如附图3的实线A所示，在设定的驱动区域内，示出激光二极管与激光器驱动电压(或电流)呈比例地增加其光输出的所谓线性输出特性。

可是，由于激光二极管的性能衰退或高温下使用等原因，如图4的虚线B或C所示，产生称为该激光器驱动电压(或电流)和光输出之间线性不成立的扭曲现象(虚线B)。即：也如上述所示，在监控激光二极管LD的驱动电压和前置监控二极管FMD的电压时，例如，不管增加激光器驱动电压，往往存在FMD电压减少的情况。这样的现象尤其是在其厚度尺寸为12.7mm或9.5mm那样的超薄型光盘装置显著，作为其原因推测为由于在装置薄型化的同时，在装置内部的空气流受限制，尤其是，也作为发热源的激光二极管的周边容易成为高温。

在本实施例，在产生这样的现象的情况下，判定在激光二极管存在“异常”，通过下调其驱动区域尤其是高输出区域的上限，可以保护激光二极管。与此同时，通过伴随着从激光二极管的光输出的降低，也降低记录动作中光盘的转动速度(记录速度)，即使激光二极管在低功率下，也能可靠地执行对光盘的记录动作，从而可提高记录品质。

因此，更详细地说，在上述步骤S23，通过使现在检测的FMD电压和激光器驱动电压值对前次的FMD电压和激光器驱动电压值加以比较，判定在记录动作中的激光二极管中是否没有产生激光器驱动电压和光输出之间线性不成立的扭曲现象或因在高温下使用造成的输出特性衰退。

在上述步骤S23中进行判定之际，例如通过以下公式算出激光器驱动电压Vdr的变化和光输出Pout的变化之比R，通过该比是否处于规定范围内，也可以判定有无“异常”。

R＝(Pn-Pn-1)/(Vn-Vn-1)    (式1)

Rlow≤R≤Rup              (式2)

在这里，Rlow示出上述规定范围的下限值，而且Rup示出其上限值。可是，在本实施例，不限于上述方法，例如，不仅储存现在的检测值和前次的检测值，而且储存前次以前检测到的值，通过与其比较，也可以检测出上述的扭曲现象或由于在高温下使用产生的输出特性衰退。或者在激光器驱动电压Vdr不变化的情况下，只对光输出Pout变化与以前的值加以比较，通过判定其变化是否处于规定范围内，而可判断有无“异常”。此外，这时，检测装置内(尤其是光拾取器内部)的温度，可通过该检测温度使上述规定范围的上下限值或上述范围可变。

而且，在上述步骤S23，判定“有异常”时，判定其时的记录速度(S26)。据此，对存储器内储存的可记录速度(例如通过驱动器内的F/W定义)和现在设定的记录速度加以比较，判定是否可进行记录速度的减速。更具体讲，在现在设定的速度与可记录速度之中最低的记录速度一致的情况下，由于再不能进行记录速度的降低，所以判定“减速不可能”，另一方面，其他的情况下可判定“可减速”。

其后，在上述的步骤S26，判定“不可能减速”的情况下，通过设定从上述控制部输出的控制信号为断开(OFF)，使激光二极管熄灭，中止记录动作(S27)，终止其处理。在这里，所谓控制信号指的是用于选择向上述激光驱动器输入的有效/无效的信号。即：即使设定了用于从激光驱动器来的激光二极管的激光发光的电压，通过将该控制信号设定在断开(OFF)，据此无效化，也可以使激光二极管不发光。

另一方面，在上述步骤S26，判定“可减速”的情况下，控制部控制主轴马达，将记录速度降低到更低一级的速度(S28)，其后，再返回上述步骤S22。据此，通过激光驱动器，从降低记录速度出发，可降低其光输出。即：通过在不产生上述扭曲现象或输出特性衰退的区域的驱动电压，安全地使激光二极管发光的同时，可进行高品质的记录动作。

在上述，对降低记录速度到低一级速度加以说明，然而，本发明并非只限于此，当然例如在合适地转换CLV方式和CAV方式的控制方式的情况下，也可以进行从CAV(恒定角速度)切换到CLV(恒定线速度)控制等的记录速度降低。

根据本发明的光盘装置以及光盘装置的控制方法，例如，可对应其厚度尺寸为12.7mm或9.5mm那样的超薄型光盘装置等的激光二极管性能衰退，而且在保护激光二极管的同时，发挥所谓可实现其记录品质上升的优良效果。

Claims (12)

1、一种光盘装置，利用旋转驱动装置旋转驱动光盘，同时将来自激光二极管的激光照射到光盘的记录面从而记录信息，邻近所述激光二极管而设置有用于监控由所述激光二二极管所发出的激光的监控装置，其特征为，还包括控制装置，通过按时间序列比较所述监控装置检测到的、装置在记录动作时由所述激光二极管发出的激光的强度，检测所述激光二极管的异常状态，根据所述异常状态的检测，控制由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

2、根据权利要求1所述的光盘装置，其特征为，所述控制装置利用所述激光二极管的驱动电流或驱动电压与发光输出之间的线性特性，检测出所述激光二极管的异常状态。

3、根据权利要求1所述的光盘装置，其特征为，所述控制装置在检测到所述异常状态时，降低由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

4、根据权利要求1所述的光盘装置，其特征为，至少还包含储存记录动作时从所述激光二极管发出的激光强度的装置，而且，所述控制装置通过对由所述监控装置检测到的现在的激光强度和在所述存储装置内储存的以前的激光强度加以比较，检测所述激光二极管的异常状态。

5、根据权利要求1所述的光盘装置，其特征为，所述控制装置还检测由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度，判别是否可降低该转动速度，控制所述转动速度。

6、根据权利要求5所述的光盘装置，其特征为，所述控制装置判定为不可降低所述转动速度时，停止由所述旋转驱动装置产生的光盘旋转。

7、根据权利要求1所述的光盘装置，其特征为，所述光盘装置是其厚度尺寸为12.7mm～9.5mm的薄型。

8、一种光盘装置的控制方法，该光盘装置利用旋转驱动装置旋转驱动光盘，将来自激光二极管的激光照射到光盘的记录面而记录信息，同时，临近所述激光二极管而设置有用于监控从所述激光二极管发出的激光的监控装置，其特征为，通过按时间序列比较所述监控装置检测到的、装置在记录动作时由所述激光二极管发出的激光的强度，检测出所述激光二极管的异常状态，根据所述异常状态的检测，控制由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

9、根据权利要求8所述的光盘装置的控制方法，其特征为，利用所述激光二极管的驱动电流或驱动电压与发光输出之间的线性特性，检测出所述激光二极管的异常状态。

10、根据权利要求8所述的光盘装置的控制方法，其特征为，在检测出所述异常状态时，降低由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度。

11、根据权利要求8所述的光盘装置的控制方法，其特征为，通过对由所述监控装置检测到的现在的激光强度和以前的激光强度加以比较，检测出激光二极管的异常状态。

12、根据权利要求8所述的光盘装置的控制方法，其特征为，检测出由所述旋转驱动装置产生的光盘的转动速度，判定是否可降低该转动速度，在判定为可时降低转动速度，另一方面，在判定为不可时停止由所述旋转驱动装置产生的光盘的旋转。

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