CN1816863A - 光学记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于将信息写入光存储介质(例如，光盘)的光学记录装置(101；201)，该装置包括激光器二极管(30)、编码器装置(10；210)以及激光驱动器电路(120；220)；该激光驱动器电路(120；220)包括触发器装置(25)、写策略发生器和激光电流驱动器(26)。通过一条共用的传送路径(14)将包含数据信息和时钟信息的单个编码信号(S_EFM数据；S_MUX)从编码器(10；210)传送到驱动器电路(120；220)，该光学记录装置还包括信号生成器装置(130；230)，其被设计成从编码器所接收的单个编码信号中生成数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)。

Description

光学记录装置

技术领域

本发明通常涉及一种用于将信息写入光存储介质的光学记录装置，更加具体而言但不必专门涉及一种光存储光盘。下文，就光存储光盘而言来说明本发明，并且该装置也将表示为“光盘驱动器”。

背景技术

正如通常所知的，光存储盘包括以存储空间的连续螺旋形式或以存储空间的多个同心圆形式的至少一个轨道，其中以数据图形形式存储信息。光盘可以是只读类型，其中在制造期间记录信息，该信息仅仅可以由用户读取。光存储盘也可以是可写类型，其中由用户存储信息。为了将信息写入可写光存储盘的存储空间中，光盘驱动器一方面包括旋转装置，用于接收和旋转光盘，另一方面包括光学装置，用于生成光束，通常是激光束并且利用该激光束扫描存储轨道。由于通常光盘技术和将信息存储到光盘的方法是通常已知的，所以在此没有必要详细地描述这个技术。为了理解本发明，提及调制激光束以便使得位置图形所在的盘材料的特性已经改变是足够的，这种图形对应编码的信息。

更具体而言，激光器驱动信号是假定为两个值之一的数字信号，其分别表示高和低或“1”和“0”。如果激光器驱动器信号是低，则激光器输出功率引起盘材料上的所谓“脊”。如果激光驱动器信号是高，则激光器输出功率引起盘材料上的所谓“坑”。编码器信号到激光束控制信号的转换通常称为写策略并且通常由写策略生成器(WSG)执行。

所述光扫描装置包括光拾取单元，该光拾取单元包括激光器二极管和激光器二极管驱动器。激光器二极管驱动器包括触发器装置、写策略生成器以及确定激光器二极管驱动信号的激光器电流驱动器。正如将更详细解释的，触发器装置具有分别用于接收数据信号和时钟信号的两个输入端。简要地说，时钟信号是确定触发器输出信号中定时变化的数字信号，而数据信号确定触发器输出信号在由时钟信号所确定的时刻所采用的值。

为了可靠地将触发器装置设置为期望状态(即，高/低)，这种触发器装置需要在有效时钟信号沿附近的某一时间窗期间(建立和保持需求)输入信号是稳定的。如果不满足这些需求，则出现数据错误。

在这一点上，一些单个触发器装置比其它触发器装置具有更加严格的建立和保持需求。事实上，这些需求是批与批之间是不同的并且甚至装置与装置之间也不同。另一方面，由编码器装置提供时钟信号和数据信号并且对于不同的编码器装置来说时钟信号和数据信号之间的相位关系是不同的，甚至对于一个编码器装置来说该相位关系随时间变化，例如由温度或电源的变化所引起的。上述问题严重影响写入速度(数据速度)的增加。

因此，本发明的一个重要目的是通过在所述触发器所确定的时间窗期间增加时钟信号和数据信号的稳定性而减少出现数据错误的机会。

在现有技术中，编码器在两个单独的输出端上提供时钟信号和数据信号，并且通过两条物理上独立的传送路径(即独立线)将这两个信号传送到光拾取单元。由于编码器位于距光拾取单元相对远的距离处，所以这两条物理上独立的传送路径不可避免地影响时钟信号和数据信号之间的相位差。这个影响几乎是不可预测的或不可控制的，并且随时间和温度而变化；该影响以致于减少了或者甚至消除了定时容差。

发明内容

本发明的一般目的是克服上述问题。

更加具体而言，本发明的一个目的是提供一种具有高比特率的光学记录装置，其中比较容易满足激光驱动器单元中的建立和保持需求。

根据本发明的一个重要方面，所述目的是通过共用的传送路径以固定相位关系来传送数据信号和与时钟信号相关的信息来获得的。

在一个实施例中，基于这样一个理解：数据信号本身包含与时钟信号相关的信息，则仅仅传送数据信号并且光拾取单元具有时钟信号再生装置，用于从数据信号中再生时钟信号。

在另一个实施例中，从数据信号和时钟信号中生成组合信号并且传送这个组合信号，然而光拾取单元具有多路分解装置，用于从组合信号中再生时钟信号和数据信号。

除了消除或者至少减少关于数据信号和时钟信号的相位关系的问题之外，通过一个传送路径仅仅传送一个信号的唯一事实提供了额外的优点。编码器的一个输出端是自由的，并且可以用于其它目的或者被省略。在电缆到光拾取单元中，可以除去一个高频信号，并且甚至可以从除光拾取单元之外的整个系统中除去这个信号(时钟信号)。

附图说明

参考附图并通过本发明的下面描述将进一步说明本发明的这些和其它方面、特征和优点，其中相同参考数字表示相同或类似部件，其中：

图1是说明根据现有技术的光学写入系统的框图；

图2是说明数据信号、时钟信号和重定时数据信号之间对准时序关系的图表；

图3A-B类似于图2是说明可能不对准的时序关系图表；

图4是示意性地说明根据本发明光学写入系统的第一实施例的框图；

图5是示意性地说明根据本发明光学写入系统的第二实施例的框图。

具体实施方式

图1示意性地示出根据现有技术光盘写入装置1的光学写入系统2。该光学写入系统2包括编码器装置10，该编码器装置10具有一个用于从数据源(为了简化起见没有示出)接收数据信号S_D的输入端11。编码器10执行编码操作，通常是已知的8-14调制编码(EFM)，并且在数据输出端12上提供EFM数据信号S_EFM数据以及在时钟输出端13上提供EFM时钟信号S_CLK。由于8-14调制编码本身是已知的，所以在此没有必要详细说明这个编码方案。

该光学写入系统2还包括激光器二极管30和用于驱动激光器二级管30的驱动器电路20。驱动器电路20具有与编码器10的数据输出端12耦合的数据输入端22，用于接收数据信号S_EFM数据，以及具有与编码器10的时钟输出端13耦合的时钟输入端23，用于接收时钟信号S_CLK。驱动器电路20还具有与激光器二极管30耦合的驱动输出端24，该驱动输出端24提供一个激光器二极管驱动信号S_L。

如图1所示，驱动器电路20包括激光器电流驱动单元26，该激光器电流驱动单元具有输入端27和与驱动器电路20的驱动输出端24连接的输出端28。激光器电流驱动器单元26在这个实例中包括写策略生成器，该写策略生成器没有被单独示出。

如图1所示的，驱动器电路20还包括D型触发器驱动装置25，其具有与驱动器电路20的数据输入端22耦合的数据输入端D以及与驱动器电路20的时钟输入端23耦合的时钟输入端CLK并且具有与激光器电流驱动器单元26的输入端27耦合的输出端Q。

图2示意性地说明驱动器电路20的操作。编码的数据信号S_EFM数据是采用两个值的数字信号，这两个值分别被表示为高和低或者“1”和“0”；在这两个值之间的转换被表示为信号沿。同样，时钟信号S_CLK是采用两个值的数字信号，这两个值分别被表示为高和低或者“1”和“0”；在这两个值之间的转换同样被表示为信号沿。在这两种情况下，从“0”到“1”的转换将表示为上升沿，而从“1”到“0”的转换将表示为下降沿。

每次在时钟输入端CLK上接收时钟信号S_CLK的下降沿，D型触发器装置25使在其输出端Q上的输出信号值等于其数据输入端D上的数据信号S_EFM数据的瞬时值，并且这个输出信号被保持直到时钟信号S_CLK的下一个下降沿的到来。因此，在图2中的时间t1上，触发器输出信号S_Q变为高。在时间t2和t3上，因为触发器数据输入端D上的数据信号S_EFM数据仍然为高，所以触发器输出信号S_Q保持为高，但是在时间t4上因为现在触发器数据输入端D上的数据信号S_EFM数据为低，所以触发器输出信号S_Q变为低。触发器输出信号S_Q被认为建立了与数据信号S_EFM数据类似的数据信号，但是具有不同的时序，为此原因触发器输出信号S_Q也被表示为重定时数据信号。

在图2所示的情况中，因为触发器装置25响应时钟信号的下降沿，所以时钟信号的下降沿表示为有效沿而时钟信号的上升沿表示为无效沿。

下面，将定义两个时序参数。第一个时序参数是数据信号S_EFM数据的一个沿与时钟信号S_CLK的下一个有效沿之间的时间差，被表示为建立时间T建立。这个时序参数表示在下一个时钟信号S_CLK的有效沿出现之前数据信号的变化是稳定的时间。

第二个时序参数是数据信号S_EFM数据的一个沿与时钟信号S_CLK的前一个有效沿之间的时间差，被表示为保持时间T_保持。这个时序参数表示在前一个时钟信号S_CLK的有效沿出现之后数据信号保持稳定的时间。

在图2所示的情况中，数据信号S_EFM数据的沿与时钟信号S_CLK的无效沿对齐。在该情况下，T_建立和T_保持等于时钟周期τ_CLK的一半。

图3A说明了一种情况，其中数据信号S_EFM数据的沿稍微晚于时钟信号S_CLK的无效沿而到来；在这种情况下T_建立＜0.5·τ_CLK以及T_保持＞0.5·τ_CLK。

图3B说明了一种情况，其中数据信号S_EFM数据的沿稍微早于时钟信号S_CLK的无效沿而到来；在这种情况下T_建立＞0.5·τ_CLK以及T_保持＜0.5·τ_CLK。

关于触发器25的建立和保持时间需求，图2的情况是理想的，因为最小的T_建立和T_保持是最大的。

在数据和时钟之间的静态延迟情况下，T_建立和T_保持彼此不相等。应该指出的是，在该情况下根据延迟的幅度最好将上升沿作为有效沿，这可以通过反相时钟信号来实现。

建立时间和保持时间在装置与装置之间是变化的，然而对于一个装置来说建立时间和保持时间是随时间变化的。这可以通过编码器10的输出端12和13上的内部延迟41和42以及驱动器20的输入端22和23上的内部延迟43和44来表示。内部延迟41和42表示在编码器10内部发生的时序差，而内部延迟43和44表示由编码器10和触发器25之间的信号传送引起的时序差。

关于这一点，应该指出的是，在现有技术中通过两条物理上独立的传送路径14和15(即相对长的独立线)将数据信号S_EFM数据和时钟信号S_CLK从编码器10(输出端12和13)传送到驱动器20(输入端22和23)。结果，与这两条独立信号线14和15相关联的内部延迟43和44适当变化，从而引起时钟信号和数据信号之间相位差的变化，这限制了数据信号的最大比特速率。

通常期望在触发器25的D和CLK输入端上测量的每个建立时间T_建立和保持时间T_保持尽可能大。这种需求意味着，期望确保数据信号S_{EFM 数据}的沿基本上与时钟信号S_CLK的无效沿对齐。另一方面，取决于系统的设计，可以期望在时钟信号S_CLK的无效沿之间存在某一预定的时间差。在任何情况下，期望在触发器25的D和CLK输入端上测量的建立时间T建立和保持时间T保持尽可能恒定。

为此，本发明提供了一种光学写入系统，其中编码器10内的内部延迟41和42基本上被消除，并且基本上减少了编码器10和驱动器20之间内部延迟43和44的效应。根据本发明，仅仅一个信号被从编码器传送到驱动器，这个信号包含数据信号和时钟信号的信息。

图4是示意性地说明根据本发明具有光学写入系统102的光盘写入装置101的第一实施例的框图。在该第一实施例中，所述的一个信号是数据信号S_EFM数据本身，并且光学写入系统102的驱动器120被提供有时钟信号再生装置130，用于从数据信号中再生时钟信号。

更加特别地，光学写入系统102包括一个与参考图1所讨论的现有技术的编码器10相同的编码器10，该编码器10在其数据输出端12上提供EFM数据信号S_EFM数据。不使用在其时钟输出端13上提供的时钟信号，并且时钟输出端13不与驱动器120的任何端连接。因此，也可以使用不具有时钟输出端的编码器。

驱动器120包括一个时钟信号再生器130，该时钟信号再生器130具有一个与驱动器120的数据输入端22连接的输入端131以接收数据信号S_EFM数据，并且具有数据输出端132和时钟输出端133。该时钟信号再生器130被设计成基于所接收的数据信号再产生一个时钟信号。因为这种时钟再生器装置本身是已知的，它们通常用于光盘读取器装置的读取通道中，并且因为可以使用这种现有的时钟再生器装置来执行本发明，所以在此没有必要更详细地描述时钟再生装置的设计和操作。

触发器25的数据输入端D与时钟信号再生器130的数据输出端132耦合并且触发器25的时钟输入端CLK与时钟信号再生器130的时钟输出端133耦合。因此，触发器25接收数据信号和时钟信号，并且触发器25的操作与参考图1所说明的操作相同。

由于仅仅一个信号被从编码器10传送到驱动器120，所以编码器10内的或传送路径14中的内部延迟41对于数据信号和时钟信号之间的相位关系不再起作用。由于从再生器130到触发器25的传送路径很短，所以驱动器120内出现的内部延迟43和44很小并且如果完全存在的话，则随时间或者作为温度的函数的可能变化将很小。

图5是示意性地说明根据本发明具有光学写入系统202的光盘写入装置201的第二实施例的框图。在该第二实施例中，所述一个信号是从数据信号和时钟信号中产生的组合信号，并且光学写入系统202的驱动器220被提供有多路分解器230，用于从该组合信号中再生时钟信号和数据信号。

更特别地，光学写入系统202包括编码器210，该编码器210具有一个组合的信号输出端212，用于提供基于如上参考图1所讨论的EFM数据信号S_EFM数据和时钟信号S_CLK的组合的组合信号S_MUX。应该指出的是，类似第一实施例102的编码器10，在本发明中编码器210需要仅仅一个输出用于执行。

应该指出的是，在本领域中存在若干用于将两个数字信号多路复用为一个信号以及将这一个信号多路分解为两个原始数据信号的解决方案，并且当执行本发明时许多现有的解决方案是可适用的。因此，在此省略了可能多路复用装置和相应多路分解装置的详细描述。叙述一些实例就足够了。

在一个简单的实施例中，根据下面表格，该组合信号S_MUX是从EFM数据信号S_EFM数据和时钟信号S_CLK产生的4级信号。

SBFM数据	SCLK	SMUX
			0	0	0
0	1	1
			1	0	2
1	1	3

在另一个简单的实施例中，根据下面表格，该组合信号S_MUX是从EFM数据信号S_EFM数据和时钟信号S_CLK产生的3级信号。

SEFM数据	SCLK	SMUX
			0	0	0
0	1	1
			1	0	0
1	1	2

在这两种情况下，仅仅利用一些相对简单的元件设计编码器210，当参考上述表格时这对于本发明的技术人员是显而易见的。

组合信号S_MUX可以被认为是一个多路复用信号。驱动器220包括多路分解器230，该多路分解器230具有一个与驱动器220的信号输入端222连接的输入端231以接收组合信号S_MUX，并且具有一个数据输出端232和时钟输出端233。多路分解器230被设计成以基于所接收的组合信号再生数据信号S_EFM数据和时钟信号S_CLK。仅仅利用一些相对简单的元件来简单设计多路分解器230，当参考上述表格时这对于本发明的技术人员是显而易见的。因此，没有必要更加详细地描述多路分解器的设计和操作。

触发器25的数据输入端D与多路分解器230的数据输出端232耦合并且触发器25的时钟输入端CLK与多路分解器230的时钟输出端233耦合。因此，触发器25接收数据信号和时钟信号，触发器25的操作与参考图1所说明的操作相同。

由于仅仅一个组合信号被从编码器10传送到驱动器220，所以在传送到驱动器220期间由编码器210确定的时钟信号和数据信号之间的相位关系是固定的。编码器210内的或传送路径14中的任何内部延迟41对于数据信号和时钟信号之间的相位关系不再起作用。由于从多路分解器230到触发器25的传送路径很短，所以驱动器220内出现的内部延迟43和44很小并且如果完全存在的话，则随时间或者作为温度的函数的可能变化将很小。

相比于图4的第一实施例，图5的第二实施例的优点在于，多路分解器230的设计比再生器130的设计简单。另一方面，第二实施例的编码器210相比第一实施例的编码器10来说稍微增加了复杂性。

因此，本发明提供光学记录装置101，201，用于将信息写入到光存储介质(例如，光盘)，该装置包括激光器二极管30、编码器装置10；210，以及激光器驱动器电路120；220，该激光器驱动器电路包括触发器装置25、写策略生成器和激光器电路驱动器26。

包含数据信息和时钟信息的单个编码信号S_EFM数据，S_MUX通过一条共用的传送路径14从编码器10；210被传送到驱动器电路120；220，该驱动器电路120；220还包括信号生成器装置130；230，其被设计成从编码器接收的单个编码信号中生成数字数据信号S_EFM数据和数字时钟信号S_CLK。

本领域的技术人员都明白，本发明不限于上述的典型实施例，而是在所附属的权利要求所限定的本发明的保护范围内可以做各种变化和修改。

例如，触发器25可以分别被集成在再生器130或者多路分解器230中。

另外，在图4的第一实施例中，原则上，再生器130自身输出数据信号S_EFM数据是可行的，而触发器25的数据输入端D连接驱动器输入端22。

另外，应该指出的是驱动器电路20的输出信号可以相对于EFM数据信号被反相。

同样，触发器装置25可以响应时钟信号的上升沿，在这种情况下相位差零与数据信号沿与时钟信号的下降沿的对齐是相对应的。

另外，光学写入系统2包括在信号生成器130；230的时钟信号输出端133；233和触发器25的时钟信号输入端CLK之间设置的反相器，以便实现当时钟信号S4出现在触发器25的时钟信号输入端CLK时，时钟信号S_CLK的上升沿变为下降沿，反之亦然。这种反相器优选地是可控反相器，例如该反相器可以由异或门来执行，在一个输入端接收时钟信号S_CLK以及在第二输入端接收选择信号，正如本领域的技术人员显而易见的那样。利用这种可控反相器，取决于数据信号沿是否靠近编码器输出时钟信号S_CLK的下降沿或上升沿，可以选择编码器输出时钟信号S_CLK的下降沿或上升沿为有效沿。

另外，应该指出的是，本发明适用于一次性写记录材料以及可重写记录材料的光学记录装置。

另外，应该指出的是，本发明不限于以旋转盘形式的记录材料。

在上文中，已经参考框图说明了本发明，这些框图说明了根据本发明的设备的功能块。应该理解的是，可以用软件实现这些功能块的一个或多个，其中由单独的硬件元件执行这种功能块的功能，但是也可能用软件执行这些功能块的一个或多个，所以可以通过计算机程序的一行程序或多行程序或者通过可编程设备(例如，微处理器、微控制器等等)来执行这种功能块的功能。

Claims (10)

1.一种用于光盘写入装置(101；201)的光学写入系统(102；202)，包括：

编码器装置(10；210)，其具有一个接收数据信号(S_D)的输入端(11)以及提供包含数据信息和时钟信息的单个编码信号(S_EFM数据，S_MUX)的输出端(12；212)；

激光驱动器电路(120；220)，其具有单一一个接收来自编码器装置(10；210)的编码信号(S_EFM数据，S_MUX)的信号输入端(22；222)，并且其包括触发器装置(25)，该触发器装置具有用于接收数字数据信号(S_EFM数据)的数据输入端(D)和用于接收数字时钟信号(S_CLK)的时钟输入端(CLK)；

其中该激光驱动器电路(120；220)还包括信号生成器装置(130；230)，该信号生成器装置具有与驱动器电路(20；220)的信号输入端(22；222)耦合的信号输入端(131；231)、与触发器(25)的数据输入端(D)耦合的数据输出端(132；232)以及与触发器(25)的时钟输入端(CLK)耦合的时钟输出端(133；233)；

该信号生成器装置(130；230)被设计成根据在其信号输入端接收的编码信号，在其数据和时钟输出端上分别生成数字数据信号和数字时钟信号。

2.根据权利要求1的光学写入系统(102)，其中该编码器装置(10)被设计成在其输出端(12)上生成数字数据信号(S_EFM数据)并且其中信号生成器装置(130)包括时钟信号再生器装置(130)，该时钟信号再生器装置被设计成从数字数据信号(S_EFM数据)中导出数字时钟信号(S_CLK)。

3.根据权利要求2的光学写入系统(102)，其中触发器(25)和再生器装置(130)被集成在一个单元。

4.根据权利要求1的光学写入系统(202)，其中编码器装置(210)被设计成在其输出端(212)上生成基于数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)的组合的一个组合信号(S_MUX)，并且其中信号生成器装置(230)包括多路分解装置(230)，该多路分解装置被设计成从由编码器(210)编码的组合信号(S_MUX)中再生成数据信号(S_EFM数据)和时钟信号(S_CLK)。

5.根据权利要求4的光学写入系统(202)，其中触发器(25)和多路分解装置(230)被集成在一个单元。

6.根据权利要求1的光学写入系统，其中在触发器装置(25)之前立即设置信号生成器装置(130；230)。

7.一种用于将信息写入到光存储介质的光学记录装置(101；201)，其包括根据权利要求1-6任一项所述的光学写入系统。

8.一种将数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)应用到激光驱动器电路(120；220)的触发器装置(25)的方法，该方法包括：

提供包含数据信息和时钟信息的单个编码信号(S_EFM数据；S_MUX)；

将所述单个编码信号(S_EFM数据；S_MUX)传送到激光驱动器电路(120；220)；

从所述单个编码信号(S_EFM数据；S_MUX)中导出数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)；

将导出的数字数据信号(S_EFM数据)和导出的数字时钟信号(S_CLK)应用到所述触发器装置(25)。

9.根据权利要求8的方法，其中所述单个编码信号(S_EFM数据；S_MUX)是数字数据信号(S_EFM数据)。

10.根据权利要求8的方法，该方法包括以下步骤：

生成数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)；

将这两个信号多路复用为单个编码信号(S_MUX)；

将所述单个编码信号(S_MUX)传送到激光驱动器电路(120；220)；

多路分解所述单个编码信号(S_MUX)以再生成数字数据信号(S_EFM数据)和数字时钟信号(S_CLK)；

将再生成的数字数据信号(S_EFM数据)和再生成的数字时钟信号(S_CLK)应用到所述触发器装置(25)。

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