CN1757063A - 确定在光学介质上写入/擦除信息的功率参数的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种确定用于借助辐射束在光学记录介质上写入/擦除信息的写入/擦除功率参数(P_target)的值的设备和方法。所述方法是基于通过一组参数a－b－c的函数的曲线拟合作出的，所述函数在辐射束的功率电平(P)和已记录信号的调制因数(M)的乘积与功率电平(P)之间建立了一种关系。因此所述参数组用于对在伽马曲线和功率电平(P)之间建立一种关系的等式进行求解，所述等式的解被看作是写入/擦除功率参数(P_target)的最佳值。因此能够从写入/擦除功率参数(P_target)获得最佳功率电平(P_opt)。应用：光学记录介质的写入/擦除。

Description

确定在光学介质上写入/擦除信息的功率参数的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种确定在光学记录设备中使用的用于借助辐射束在光学记录介质上写入/擦除信息的写入/擦除功率参数的值的方法。

本发明还涉及一种光学记录设备，其包括用于确定在光学记录介质上写入/擦除信息的辐射束的写入/擦除功率参数的值的装置。

本发明可以用在光学记录领域。

背景技术

欧洲专利申请EP0737962披露了一种包括用于设置辐射束的最佳写入功率电平的装置的光学记录设备。该设备使用一种具有下列步骤的设置辐射束的最佳写入功率电平的方法。首先，所述设备在记录介质上记录一系列的渐增写入功率的测试图案。接着，它从与所述图案相应的读取信号获得每个图案的调制。它计算作为写入功率的函数的调制导数，并通过将它与调制上面的写入功率相乘来对所述导数进行标准化。已知所获得的曲线是标准化的伽马曲线，或γ曲线。标准化的伽马曲线与预定值γ_target之间的交叉点确定一目标写入功率参数。最后，将所述目标写入功率参数与参数ρ相乘以获得适于在记录介质上进行记录的最佳写入功率电平。参数ρ的值是从记录介质本身读取的。通过以在一个给定值周围的范围应用写入功率值而将测试图案记录在记录介质上，所述给定值也是从记录介质本身读取的。

在光学记录设备中使用正确功率的激光束在光学记录介质上记录信息是重要的。类似的，用于擦除记录介质上的信息的激光束的功率也必须是正确的。介质制造商不能以绝对的方式(例如，预记录在盘上)给出该正确功率，因为对于每个记录介质和记录设备组合来说，环境和设备之间都是变化的。所述设置最佳写入功率电平的已知方法通过测量写在记录介质上的测试图案的调制考虑了记录介质的不同特性。该方法被设计为用于对记录设备和记录介质的每个组合提供写入功率的设置。

然而，所述已知方法存在有局限，因为它不总是能够确定目标写入功率参数的精确且明确的值，并因此确定最佳写入功率电平的精确且明确的值。这是因为在测量每个图案的调制的值期间引入了测量噪音，导数操作放大了噪音效应。该测量噪音随着测试图案的写入功率的降低而增加。很明显即使当测量的调制值被平均以便减小测量噪音时，有时在γ曲线中也会出现一种平稳段(plateau)，从而妨碍了确定目标写入功率参数的明确值。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定写入/擦除功率参数的精确和明确值的方法。

所述目的是通过下列递归步骤实现的：

-第一步401，在记录介质上写入一系列的测试图案，每个测试图案是用不同功率电平P值的辐射束写入的，所述功率电平P具有在最小功率电平P_min和最大功率电平P_max之间变化的变化范围，

-第二步402，读取记录介质上的测试图案以获得读取信号部分，

-第三步403，从每个读取信号部分获得读取参数M的值，用于确定一组包含最小读取参数M_min的读取参数，

-第四步404，用于对定义了读取参数M和功率电平P的组合与功率电平P之间的关系的函数(f)进行曲线拟合，所述函数由一组参数a-b-c来表征，

-第五步405，根据所述参数组a-b-c检查将由最大功率电平P_max、最小功率电平P_min和最小读取参数M_min满足的条件，

-第六步406，如果所述条件不满足，则修改功率电平P的变化范围，然后返回至第一步401，

-第七步407，如果满足所述条件，则从一个具有功率电平P作为变量的等式提取所述写入/擦除功率参数P_target的值。

代替在确定γ曲线的已知方法中所进行的获得调制参数的直接导数，在此，所述γ曲线是通过由所述参数组表征的一般等式模拟的。因此，噪音的出现在计算中被降低，这改进了写入/擦除功率电平的确定精度。所述写入/擦除功率参数是从与由一组参数表示的模拟γ曲线相应的等式提取的。

优选的，该方法包括将写入/擦除功率参数与倍增常数相乘以获得辐射束的最佳写入/擦除功率电平的附加步骤。

所述倍增常数是从记录介质上的包含指示记录过程的控制信息的区域读取的，通过所述记录过程能够将信息记录到所述记录介质上。因此能够精确设定辐射束的功率，从而导致最佳写入和擦除操作。

优选的，所述读取参数是读取信号部分的幅度调制。

实际上调制计算是成本高效的以用于指示所述读取信号部分的幅度。

优选的，所述曲线拟合函数是下列形式的二次曲线：

P*M＝f(P)＝c+b·P+a·P²

二次曲线的使用是建模处理复杂性与理论曲线和实际曲线之间的残留误差之间的良好折衷。此外，可例如通过容易实现的最小二乘法来确定参数a-b-c。

所述写入/擦除功率参数是从与由参数a-b-c表示的模拟γ曲线相应的二次等式提取的。所述条件通过一个递归过程得到满足，并且如果满足所述条件，则它们允许通过去掉负值和/或复值得到写入/擦除功率参数的可靠单一值。

本发明还涉及一种包括用于确定在光学记录介质上写入/擦除信息的辐射束的写入/擦除功率参数的值的装置的光学记录设备。该光学记录设备包括用于执行根据本发明的方法的不同步骤的处理装置。

激光束的写入/擦除功率优选的与光学介质的特性相匹配，这直接导致抖动最小化。

本发明还涉及一种包括用于执行根据本发明的方法的步骤的代码指令的计算机程序。

下面将给出本发明的详细说明和其它方面。

附图说明

现在将参照此后所述的并结合附图考虑的实施例来解释本发明的特定方面，其中相同的部分或子步骤以相同的方式指定：

图1为根据本发明的光学记录设备的一个实施例的视图；

图2为表示测量调制和写入功率的乘积作为写入功率的函数，以及作为相应的曲线拟合函数的曲线图的一个实例；

图3表示从测试图案获得的读取信号部分；

图4为表示根据本发明的方法的不同步骤的流程图。

具体实施方式

所述标准化的伽马γ曲线可由两项的乘法运算来表示：

-第一项对应于M对P的导数，

-第二项对应于M和P之间的比，

P为写入/擦除激光束的功率，

M为表示写在光学记录介质上的信号的幅度的读取参数。

因此所述伽马曲线可被写成如下：

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dP}}*\frac{M}{P}---\left(1\right)$

读取参数M被有利的定义为在光学记录介质上读取的信息的调制因数。

根据本发明的方法是基于对变量P*M和P之间的关系进行建模做出的。实际上，假定P*M和P之间的关系可有利的通过由如下的一组参数a-b-c表征的二次曲线来模拟：

P*M＝c+b·P+a·P²                              (2)

因此

$M=\frac{c+b\·P+a\·P^2}{P}---\left(3\right)$

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dP}}=\frac{a\·P^2-c}{P^2}---\left(4\right)$

$\frac{M}{P}=\frac{P^2}{c+b\·P+a\·P^2}---\left(5\right)$

在等式(1)的取代式(4)和(5)中，伽马曲线的表达式可被表示如下：

$\mathrm{\γ}=\frac{a\·P^2-c}{c+b\·P+a\·P^2}---\left(6\right)$

其中，系数a、b和c将从本领域技术人员已知的最佳功率校准(OPC)过程中的测量数据来确定。

写入/擦除功率参数P_target为校验等式(6)的P的特定值，假定γ＝γ_target，使得：

${\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}=\frac{a\·{P_{t\arg \mathrm{et}}}^2-c}{c+b\·P_{t\arg \mathrm{et}}+a{\·P_{t\arg \mathrm{et}}}^2}$

c·(1+γ_target)+b·γ_targer·P_target+a·(γ_tatget-1)·P_target ²＝0   (7)

因此，激光束的最佳写入/擦除功率电平P_opt被计算如下：

P_opt＝ρ×P_target                                                 (8)

其中ρ和γ_target是能够从盘的ATIP信息(CDR/CDRW光学记录介质的预制凹槽中的绝对时间)或ADIP信息(DVD+R/RW光学记录介质的预制凹槽中的地址)读取的已知参数。

图1表示根据本发明的光学记录设备和光学记录介质101。记录介质101具有透明的基底102和布置在其上的记录层103。记录层103包括适于借助辐射束105记录信息的材料。所述记录材料可以是例如磁光型的、相变型的、染料型的、或任何其它适当的材料。可以按照光学可检测区域，也称作标记的形式在记录层103上记录信息。所述设备包括用于发射辐射束105的辐射源104，例如半导体激光器。所述辐射束通过分束器106、物镜107和基底102被会聚在记录层103上。可选择的，所述记录介质可以是空气入射型的(air-incident)，其中辐射束直接入射在记录层103上，而不通过基底。从介质101反射的射线被物镜107会聚，并且在通过分束器106之后，落在检测系统108上，其将入射的射线转换成电检测器信号。所述检测器信号被输入给电路109。该电路109从所述检测器信号导出若干个信号，例如代表从记录介质101读取的信息的读取信号S_R。辐射源104、分束器106、物镜107、检测系统108和电路109一起形成读取单元190。

从电路109产生的读取信号在第一处理器110中被处理以便获得表示读取参数的信号。所获得的信号被馈送到第二处理器114中，随后馈送到第三处理器102中，所述两个处理器处理读取参数的一系列值并基于此获得控制激光功率电平所需的写入功率控制信号的值。

所述写入/擦除功率控制信号被连接至控制单元112。表示将被记录在记录介质101上的信息的信息信号111也被馈送到控制单元112中。控制单元112的输出被连通至辐射源104。记录层103上的标记可通过单个辐射脉冲记录/擦除，所述单个辐射脉冲的功率是通过由处理器102确定的最佳写入/擦除功率电平P_opt确定的。可选择的，通过一系列的相等或不同长度的辐射脉冲和由写入功率信号确定的一个或多个功率电平也可记录标记。

应将处理器理解为适于执行计算的任何装置，例如微处理器、数字信号处理器、硬连线模拟电路或场可编程电路。另外，第一处理器110、第二处理器114和第三处理器102可以是分立的器件，或者可选择的，可以结合到执行所有三项处理的单个器件中。处理器110-114-102与存储计算机程序形式的代码指令的存储器113相连。该存储器例如是快闪ROM型的存储器。

在介质101上写入/擦除信息之前，所述设备通过执行根据本发明的方法将其写入功率P设置为最佳功率电平P_opt。

图4为表示根据本发明的方法的不同步骤的流程图。

在第一步401，所述设备在介质101上写入一系列的测试图案。该测试图案应被选择以给出期望的读取信号部分。如果将从所述读取信号部分获得的读取参数是所述读取信号部分的调制M，则测试图案应该包括具有足够长度的标记以获得读取信号部分的最大调制。然而，除测试图案必须呈现一些时间变化以便确定调制参数这样的事实之外，关于这种测试信号的形状没有特殊限制。因此可使用具有时间变化的随机测试图案。如果根据所谓的八到十四调制(EFM)对信息进行编码，则测试图案优选的包括调制方案的长I11标记。如果根据八到十四加调制(EFM+)对信息进行编码，则测试图案应包括该调制方案的长I14标记。

使用不同值的功率电平P的辐射束写入每个测试图案，功率电平P的值在最小功率电平P_min和最大功率电平P_max之间变化，并具有递增步距ΔP。

测试图案优选的被写在记录介质上的特定提供的测试区中。尤其是，第一测试区由三组七个ADIP/ATIP帧构成。在那样的情况下，测试区覆盖了盘的一转，并且能够确定一组21个不同值的功率电平P。那么，对于i＝0到20，与秩(i)的测试图案相关的功率电平P_i就被表示为P_t＝P_min+i*ΔP。

在第二步402，通过读取单元190读取记录的测试图案以形成读取信号部分S_R。图3表示从测试图案获得的读取信号部分。

在第三步403，处理器110获得每个读取信号部分S_R的读取参数M的值。根据图3，一个优选的读取参数是定义为两项之比的调制M：

-第一项对应于读取信号部分的最大峰峰值(B_i-A_i)，

-第二项对应于读取信号部分的最大幅度B_i。

那么与秩(i)的测试图案相关联的调制因数M_i就被表示如下：

M_i＝(B_i-A_i)/B_i

所述读取参数组M_t中的最小读取参数被称作为M_min。

在第四步404，处理器114形成一系列的图案调制M乘写入功率P与写入功率P的值对(P*M，P)，其中所述图案就是用写入功率P写入的。该一系列的值对定义了检验将由曲线拟合步骤模拟的关系式P*M＝f(P)的函数(f)，所述函数由一组如(2)表示的参数a-b-c来表征。图2示意的表示从测试图案获得的经处理的读取信号的结果的非限制性实例。定义函数f的每个数据点表示调制M乘以写入功率P与测试图案的写入功率P的一对值。处理器114拟合用于定义关系式(2)的分析表达式(即参数a-b-c的值)的二次曲线。该拟合曲线在图2中由实线表示。该拟合可通过众所周知的最小二乘拟合算法来实现。

在第五步405，处理器102检查将由最大功率电平P_max、最小功率电平P_min和最小读取参数M_min满足的条件。这些条件有助于在等式(7)的解中去掉写入/擦除功率参数P_target的不正确解，尤其是去掉负解、复数解或双实数解。将被满足的条件对于P_target产生一个单值，其是实数且是正的。所述将被满足的条件被表示如下：

-将由最大功率电平P_max满足的条件表示为关系式

$\frac{a\·{P_{\max }}^2-c}{c+b\·P_{\max }+a\·{P_{\max }}^2}\≤{\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}---\left(9\right)$

-将由最小功率电平P_min满足的条件表示为关系式

$\frac{a\·{P_{\min }}^2-c}{c+b\·P_{\min }+a\·{P_{\min }}^2}\≥{\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}---\left(10\right)$

-将由最小读取参数M_min满足的条件表示为关系式

M_min≥M₀                                    (11)

其中γ_target是在记录介质上读取的伽马曲线的目标参数，而M₀是从读取信号部分的测量噪音电平导出的固定参数。例如，将M₀设置为15/100。

如果上述条件未得到满足，则所述方法通过第六步406返回至第一步401，所述第六步对用于写入测试图案的功率电平P的变化范围进行修改。例如，所述变化范围可通过增加或减少最小功率电平P_min的值来进行修改。所述变化范围的修改可通过从存储器113装载新值来实现。然后，所述方法继续重复下列步骤：写入测试图案、读取测试图案、获得参数M、曲线拟合，直到满足所述条件为止。如果不满足所述条件，则所述方法继续第七步407。

在第七步407，处理器102提取写入/擦除功率参数P_target，其是具有功率电平P作为变量的等式的解。该等式由等式(7)给出，其中参数a-b-c由其从曲线拟合获得的值来代替。

等式(7)的求解可通过用于求解二次方程的典型算法来执行。

可选择的，等式(7)的求解可通过成本高效和快速递归的算法来执行。在那样的情况下，引入了两个中间变量Q₁和Q₂：

Q₁＝γ_target·(c+b·P+a·P²)                (12)

和

Q₂＝a·P²-c                                 (13)

使用这两个中间变量，写入/擦除功率参数P_target是在写入具有秩i的测试图案期间所使用的功率电平P_i的值，其使Q₁和Q₂之间的距离最小化，例如使函数|Q₁-Q₂|最小化。

可选择的，写入/擦除功率参数P_target可由下列等式导出：

$P_{t\arg \mathrm{et}}=P_{i0}-\frac{\mathrm{\ΔP}-({\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}-{\mathrm{\γ}}_{i0})}{({\mathrm{\γ}}_{i0-1}-{\mathrm{\γ}}_{i0})}---\left(14\right)$

其中i0是从集合(0......20)选取的下标i的特定值，其用于校验关系式γ_i-1＞γ_target≥γ_i，其中γ_i是假定P＝P_i从等式(6)计算的。

在附加步骤408，根据等式(8)，写入/擦除功率参数P_target与常数ρ相乘以获得辐射束105的最佳写入/擦除功率电平P_opt。

优选的，上述写入和读取测试图案的过程是在三个附加测试区中连续进行的，其中所述三个附加测试区每个都是由三组七个ADIP/ATIP帧构成的。这些测试区彼此相对旋转120度以便使切线方向上的非均匀性效应最小化。在每个区域中，用在不同范围内变化的写入功率电平P写入测试图案，这些范围的极值也满足由关系式(9)、(10)和(11)表示的条件。然后，获得P_target的三个不同中间值，所述不同的中间值因此被平均以获得用于导出最佳写入/擦除功率电平P_opt的写入/擦除功率参数P_target的最终值，如下所述。

该方法可有利的用在用于借助具有功率电平P的辐射束105在光学记录介质101上写入/擦除信息的光学记录设备中，辐射束的功率P的最佳写入/擦除功率电平P_opt通过从根据本发明的方法首先确定写入/擦除功率参数P_target的值来设定。因此所述设备包括下列递归应用的装置：

-控制单元112，用于在记录介质上写入一系列的测试图案，每个测试图案具有辐射束的功率电平P的不同值，所述功率电平P的值具有在最小功率电平P_min和最大功率电平P_max之间变化的变化范围，

-读取单元190，用于读取记录介质上的测试图案以获得读取信号部分，

-第一装置110，用于从每个读取信号部分获得读取参数M的值，以便定义一组包含最小读取参数M_min的读取参数，

-第二装置114，用于对定义了读取参数M和功率电平P的组合与功率电平P之间的关系的函数(f)进行曲线拟合，所述函数由一组参数a-b-c来表征，

-第三装置102，用于：

a)根据所述参数组a-b-c检查将由最大功率电平P_max、最小功率电平P_min和最小读取参数M_min满足的条件，

b)如果所述条件不满足，则修改功率电平P的变化范围，然后所述处理返回到由控制单元112执行的处理，

c)如果满足所述条件，则从具有功率电平P作为变量的等式提取所述写入/擦除功率参数P_target的值。

该设备进一步包括装置102，用于将写入/擦除功率参数P_target与倍增常数ρ相乘以获得辐射束105的最佳写入/擦除功率电平P_opt。

该倍增常数ρ是由读取单元190从记录介质上包含指示记录过程的控制信息的区域读取的，通过所述记录过程能够将信息记录到所述记录介质上，如等式(8)中所表示的。

所述方法的步骤可借助硬件单元(例如连线电子电路、存储器、信号处理器......)来实现，或者可选择的，借助例如计算机程序的软件单元来实现，所述计算机程序包括存储在存储装置(例如，ROM存储器)中的代码指令，所述代码指令由一个或多个信号处理器来执行。这种计算机程序可存储在图1的存储器113中。

虽然已经基于使用读取信号调制M作为读取参数给出了说明，但本领域技术人员应该清楚在本发明中也可以使用表示信号幅度的其它读取参数。

词“包括”和“包含”并不排除出现权利要求中所列举之外的其它元件。

Claims (8)

1.一种确定在光学记录设备中使用的用于借助辐射束(105)在光学记录介质(101)上写入/擦除信息的写入/擦除功率参数(P_target)的值的方法，所述方法包括下列递归步骤：

-第一步(401)，在记录介质上写入一系列的测试图案，每个测试图案是用不同功率电平(P)值的辐射束写入的，所述功率电平(P)具有在最小功率电平(P_min)和最大功率电平(P_max)之间变化的变化范围，

-第二步(402)，读取记录介质上的测试图案以获得读取信号部分，

-第三步(403)，从每个读取信号部分获得读取参数(M)的值，用于确定一组包含最小读取参数(M_min)的读取参数，

-第四步(404)，用于对定义了读取参数(M)和功率电平(P)的组合与功率电平(P)之间的关系的函数(f)进行曲线拟合，所述函数由一组参数(a，b，c)来表征，

-第五步(405)，根据所述参数组(a，b，c)检查将由最大功率电平(P_max)、最小功率电平(P_min)和最小读取参数(M_min)满足的条件，

-第六步(406)，如果所述条件不满足，则修改功率电平(P)的变化范围，然后返回至第一步(401)，

-第七步(407)，如果满足所述条件，则从一个具有功率电平(P)作为变量的等式提取所述写入/擦除功率参数(P_target)的值。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述读取参数(M)是读取信号部分的幅度调制。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述曲线拟合函数(f)是P*M＝f(p)＝c+b·P+a·P²形式的二次曲线。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中：

-将由最大功率电平(P_max)满足的条件表示为关系式

$\frac{a\·{P_{\max }}^2-c}{c+b\·P_{\max }+a\·{P_{\max }}^2}\≤{\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}$

-将由最小功率电平(P_min)满足的条件表示为关系式

$\frac{a\·{P_{\min }}^2-c}{c+b\·P_{\min }+a\·{P_{\min }}^2}\≥{\mathrm{\γ}}_{t\arg \mathrm{et}}$

-将由最小读取参数(M_min)满足的条件表示为关系式

M_min≥M₀

其中γ_target是在记录介质上读取的参数，而M₀是从读取信号部分的测量噪音电平导出的参数。

5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，还包括将写入/擦除功率参数(P_target)与倍增常数(ρ)相乘以获得辐射束(105)的最佳写入/擦除功率电平(P_opt)的附加步骤(408)。

6.一种用于确定在光学记录介质上(101)上写入/擦除信息的辐射束(105)的写入/擦除功率参数的值的光学记录设备，所述光学记录设备还包括下列递归应用的装置：

-控制单元(112)，用于在记录介质上写入一系列的测试图案，每个测试图案具有辐射束的功率电平(P)的不同值，所述功率电平(P)的值具有在最小功率电平(P_min)和最大功率电平(P_max)之间变化的变化范围，

-读取单元(190)，用于读取记录介质上的测试图案以获得读取信号部分，

-第一装置(110)，用于从每个读取信号部分获得读取参数(M)的值，以便定义一组包含最小读取参数(M_min)的读取参数，

-第二装置(114)，用于对定义了读取参数(M)和功率电平(P)的组合与功率电平(P)之间的关系的函数(f)进行曲线拟合，所述函数由一组参数(a，b，c)来表征，

-第三装置(102)，用于：

a)根据所述参数组(a，b，c)检查将由最大功率电平(P_max)、最小功率电平(P_min)和最小读取参数(M_min)满足的条件，

b)如果所述条件不满足，则修改功率电平(P)的变化范围，然后所述处理返回到由控制单元(112)执行的处理，

c)如果满足所述条件，则从一个具有功率电平(P)作为变量的等式提取所述写入/擦除功率参数(P_target)的值。

7.如权利要求6所述的光学记录设备，进一步包括装置(102)，用于将写入/擦除功率参数(P_target)与倍增常数(ρ)相乘以获得辐射束(105)的最佳写入/擦除功率电平(P_opt)。

8.一种包括用于执行如权利要求1、2、3、4或5所述的方法的步骤的代码指令的计算机程序。

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