TWI242195B - Optical disk recording apparatus and control method thereof - Google Patents

Description

1242195 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） 發明所屬之技術領域 本發明係有關一種光碟記錄裝置，是使用由光學讀寫頭 發出的光束而將資料信號儲存於光碟上，更特別的是，有 關一種在記錄於光碟之記錄上爲可切換記錄速度之光碟記 錄裝置。 (二） 先前技術 廣知有對應於CD-R(可寫入）及CD-RW (可重複寫入）之 CD-R/CD-RW驅動裝置來作爲使用來自光學讀寫頭之光束 而將數位資料記錄於光碟中的光碟記錄裝置。在此種光學 儲存裝置中，以達到使用更高的記錄速度爲目標。 目前爲止，CD-R的最高記錄速度已達到20或24倍速 (以下稱爲”20X”或”24X”），並且CD-RW的最高記錄速度也 達到1 〇倍速。特別關於C D - R的最高記錄速度達到2 0或 2 4 X，於光碟旋轉加速及減速的觀點上，一般採用一種使 用於控制光碟在固定角速度的CAV (Con st ant Angular Velocity)控制方法，或是將一個光碟劃分爲許多區域、且 每個區域爲使用不同區域固定線速度的ZCLV( Zone Constant Linear Velocity)的控制方法。 以光碟記錄裝置寫入資料之光碟，其原料因製造廠及等 級（相對於速度）而不同，並且進一步導致因記錄屬性（如靈 敏度及頻率）等特性，有不同的變異。此外，記錄屬性會因 爲製造廠的變異性、或因在光碟上許多部份中的不一致而 1242195 有所不同。 因此，光碟記錄裝置中爲依據記錄速率來對光碟之記錄 性質進行補償，以便可進行一種較適當之記錄。特別是當 資料信號以指定記錄速度確實寫入光碟後，便以光學讀寫 頭所讀取，且由光學讀寫頭所獲得的HF(high frequency) 訊號被用來偵測光碟的記錄狀態。然後，光學讀寫頭以所 偵測到之記錄狀態爲基準來控制該發射功率（雷射功率）， 因此可依據記錄速率來補償光碟之記錄性質，故光碟記錄 屬性之補償爲與記錄速度一致。 光讀寫頭的發射功率之設定，一般是使用由光碟所讀取 之H F信號之最高及最低値，經由々値（記錄深度）之檢測來 達成。亦可偵測該HF信號中所含有之抖動量以決定該光 碟之發射功率。發射功率設定如下。 具體而言，在記錄動作開始後，測試信號寫入光碟之功 率規定區域（其係提供一種與寫入資料信號之程式區域作 區隔之區域）時，階段性地改變發射功率，且將其寫入結果 以光學讀寫頭讀取而獲得H F信號。此種發射功率之控制 是依據此種HF信號來進行。 然而，即使當光學讀寫頭的發射功率依據記錄速度而被 設定爲光碟記錄的最佳位準時，若光碟無法適應所設定的 記錄速度、或是光碟品質不佳，亦會發生下述問題。HP， 在此種情況下，雖然順利完成記錄，但記錄於光碟的資料 並無法被讀取。 1242195 在此，記錄於光碟的資料信號無法被讀取的主要原因， 便是有許多的抖動包含於從光碟讀取的H F信號。 因此，藉由減少H F信號之抖動量，便可大幅減低因無 法記錄在光碟中之資料信號所產生的記錄失敗。 然而，僅控制讀寫頭之發射功率無法降低HF信號之抖 動量，因此期望有其他解決方案。 另外，在光碟寫入的過程中，光學讀寫頭的功率控制就 是執行0 p C ( 0 p t i m u m Ρ 〇 w e r C ο n t r ο 1)來進行控制。就執行 〇 P C而言，在光碟記錄動作中，需偵測記錄在光碟中之資 料信號的記錄狀態。已知，資料的寫入狀態是經由用來寫 入的光束反射而偵測（亦即記錄位準之光束）。 有關上述習知方法，記錄狀態的偵測並非基於從光碟上 實際讀取已寫入的資料。然而，此種方式係無法抽出讀取 H F信號之抖動成分。基於這些原因，藉著此種習知方法中 係具有無法將光學讀寫頭的發射功率設定在最佳記錄等級 。在此種情況下，爲無法進行依照光碟記錄屬性的記錄動 作、且會失敗。 所以，當採用CAV或ZCLV的方法來增加記錄速度時， 光碟記錄裝置有以下的問題。具體來說，該等方式因必須 依據光碟直徑決定的記錄速度來改變在裝置內光碟讀寫頭 發射功率的設定，並無法取得執行〇 P C所需要的資料。 (三）發明內容 根據本發明，一光碟記錄裝置的光學系統係繞射來自光 1242195 源之光束，且形成用來將資料信號寫入光碟的主光束、以 及接著主光束的後續次光束，並使用主光束和後續次光束 照射光碟。主光束和次光束的相對位置係爲，當資料信號 寫入光碟時，以主光束將已寫入資料信號之光碟上的位置 定義呈於之後照射前述後續次光束。另外，光碟記錄裝置 包含有：一光偵測器，爲偵測以光碟所反射之後續次光束 反射光的後續光接收次區域；第1光源控制電路，爲因應 寫入前述光碟之資料信號，將光源之發射功率在將記錄標 記形成於光碟上之記錄位準、以及未將記錄標記形成於光 碟上之記錄停止位準間進行切換控制；取樣電路，於光偵 測器之後續光接收次區域輸出的偵測信號中，將光源發射 功率在記錄位準及記錄停止位準中所定一方之位準所在期 間的信號進行取樣；記錄狀態偵測電路，依據取樣電路之 輸出信號，偵測出以主光束寫入光碟之資料信號的記錄狀 態。在此種構造中，當使用主光束將資料信號記錄於光碟 時，後續次光樹脂光碟亦隨光源之發光功率之位準變化而 產生變化。不過在本發明中，爲僅依據光源之發光功率爲 相同位準之期間的信號來偵測記錄狀態，因此，不致影響 發光輸出位準，而可正確偵測出記錄在光碟中之資料信號 的記錄狀態。 另外，依據本發明另一方面，記錄狀態偵測電路包含了 抖動偵測電路，而速度控制電路依據從抖動偵測電路所偵 測到的抖動量來控制將資料信號記錄於光碟的記錄速度。 -10- 1242195 在一態樣中，當正在依據最大記錄速度來控制光碟旋轉速 度的光碟旋轉方法來執行光碟記錄時，若以抖動量偵測電 路所偵測之抖動量，在偵測出有超出預設容許範圍時，將 光碟旋轉速度控制方式切換成對應更低速之記錄範圍速度 的其他光碟旋轉方式。 (四）實施方式

第1圖之方塊圖爲顯示有關本發明之光碟記錄裝置之光 學讀寫頭的發射功率控制方法的具體c D - R驅動裝置。 _ 關於第1圖，一個光學讀寫頭1發射出一個集中雷射光 的光束（一雷射光束），以在光碟上寫入且讀取資料而檢查 單一軌道。

第2圖是爲了解釋光學讀寫頭1之例。在第2圖槪要圖 中，各自元件的大小及位置上的關係並不表示實際裝置之 正確的尺寸關係。另外，第3圖顯示第1圖中裝置一部分 的電路構造，即信號讀取電路之構造，是產生變動控制必 須要的信號，也是從光學讀寫頭1之光偵測器2 1 0所偵測® 到的信號來的。第2圖中所顯示的設定，是用追踪控制一 種獨特的差動推挽式方法的範例。 關於第2圖，從光學讀寫頭1的半導體雷射2 0 0發射出 的雷射光束3 0 0，是被繞射格柵2 02所繞射，因此形成主光 束3 0 2是0次的繞射光束、先行次光束3 0 4是+ 1次的繞射 光束、後續次光束3 0 6是-1次的繞射光束。主光束3 0 2被 用於將要寫入的資料寫入光碟，並且用於讀取已寫入光碟 -11- 1242195 的資料。先行次光束3 Ο 4和後續次光束3 Ο 6是用於追踪控 制。另外，後續次光束3 0 6也被用於偵測使用主光束3 0 2 寫入光碟之資料的寫入狀態。 於本說明書中，當使用π此光束在主光束之後”或”後續次 光束’’的描述時，係意味次光束在位置上的關係爲對於主光 束，設定成當對於光碟記錄或再生時，已照射主光束之位 置、或將點（spot)以之後的次光束照射。

各光束302、304、306經過光束分歧器204和物鏡206_ ，從光碟信號面1 1 〇取得信號。 在第2圖及第3圖中，光點S1是被主光束302在信號面 1 1 〇所產生的照射點。同樣的，光點S 2是被先行次光束3 0 4 在光碟信號面1 1 〇所產生的照射點，並且光點S 3是被後續 次光束3 0 6在光碟信號面1 1 0所產生的照射點。

第2圖和第3圖顯示出由主光束302產生之光點S1的狀 態被正確地定位，換言之，光點S 1的中心是在光碟上信號 面1 1 0的第η軌道1 0 0的中心線上（此種狀態稱爲”位於軌® 道狀態。在此例中，光碟的信號軌道1 〇 〇和鄰近軌道間 的間隔1 0 2大體上有著相同的寬度。在第2圖及第3圖的 構造中，光點S 2和S 3被定在和光點S 1相關的對稱位置 。有關光點S 2和S 3，光點S 2被定在和第（η + 1 )信號軌道 上和光點S 1所相距鄰近的一半區域上，在靠近外面的另一 方向，就是第（η - 1 )信號軌道，另一半就是定在第η和第（η + 1 ) 信號軌道中的間隔1 〇 2上。換句話說，光點S 3就是定在第 1242195 (η - 1 )信號軌道上和光點S 1所相距鄰近的一半區域上，在 靠近裡面的另一方向，就是第η軌道，另一半就是定在第 η和第（η - 1 )信號軌道中的間隔1 0 2上。光學讀寫頭1的光 學系統是設定讓光點S 2和S 3有如此在位置上和光點S 1 的相對關係，如第2圖和第3圖。 從光碟上信號面1 1 0反射之光點S 1、S 2和S 3的反射光 是透過物鏡206回傳到光束分歧器204，並且更由光束分 歧器2 0 4反射到光偵測器2 1 0。光偵測器2 1 0包含光接收 主區域Α及光接收次區域Β及C。光接收主區域Α接收到 由主光束3 0 2所反射的光。光接收次區域B及C各自地接 收到由先行次光束3 0 4及後續次光束3 0 6所反射的光。 如第3圖，光接收主區域A及一對光接收次區域B及C 被在光碟上信號面1 〇 〇的延伸方向的分隔線5 0 a、5 0 b或 5 0 c分爲最少兩個部分。在光接收主區域A及一對光接收 次區域B及C的每一個部分51a、52a、51b、52b、51c和 5 2 c產生和接收相關的輸出。 回到第1圖，讀寫頭放大器2使用由前述讀寫頭1中光 偵測器所預定之光接收區域的輸出，來產生放大和二元化一個 HF( high frequency)信號，相當於寫入光碟之資料信號。讀寫 頭放大器2也產生一聚焦誤差信號，表示光碟上信號軌道 1 〇 〇相關之主光束3 0 2的追踪誤差。讀寫頭伺服電路3表 示集中控制，要依據聚焦誤差信號來集中主光束到光碟的 信號面，並追踪控制，要依據追踪誤差信號觸發主光束去 -13- 1242195 檢查光碟上信號軌道。讀寫頭伺服電路3也產生光束投入 控制來移動光學讀寫頭1到光碟放射方向。 解碼器4使用一位元同步解調經過數位化從讀寫頭放大 器輸出的H F信號的資料。更詳細的說，解碼器4解調在 CD 標準下調變方法 EFM(Eight to Fourteen Modulation)產 生之H F信號所輸出的數位資料，也解調變使用E F M解調 變結果之資料結構的變動資料。

介面5係控制經由連接終端器6所接續之個人電腦等上 位裝置與資料之間的傳送和接收。編碼器7爲將經由介面 5所輸入的資料編碼處理呈記錄在光碟中之資料構造，同 時，將解碼結果解調成對應於C D規格之解調碼的E F Μ信 號。

緩衝RAM 8爲快取以介面5所輸入之資料，在藉由編碼 器7而記錄在光碟上之記錄資料中進行解調處理時所使用 ，並且快取由光碟讀取的資料，使用在藉由解碼器4而將 該資料進行解調處理時。 1 讀寫頭輸出控制電路9產生一個控制輸出，是基於從編 碼器7輸出之E F Μ信號，來控制光學讀寫頭1發射出的雷 射光束。雷射驅動電路1 〇要依據從讀寫頭輸出控制電路9 所產生的控制輸出，傳送光學讀寫頭1的雷射光源將資料 寫入光碟。 取樣維持電路1 1取樣並且保留包含於後續次光束的H F 信號（以下會有詳細的描述）。選擇電路1 2選擇性的輸出被 -14- 1242195 取樣、保留且透過取樣維持電路1 1提供的H F信號，或是 包含於主光束的H F信號，並且從讀寫頭放大器2給提供 至後段電路使用。Θ値偵測電路1 3偵測從選擇電路1 2選 擇出來之HF信號的最大値Vmax和最小値Vmin，並且從 這些値中偵測出yS値。/3値偵測電路1 3基於偵測出的/3値 控制讀寫頭輸出控制電路9，爲了設定記錄資料時光學讀 寫頭1的發射功率。 取樣維持電路1 1的取樣期間和保留期間都是依據由讀 寫頭輸出控制電路9輸出的E F Μ記錄信號來設定的。 切換控制電路1 4依據再生模式的設定切換選擇電路1 2 ，爲了要試寫一測試資料到光碟上的刻度區域，就是在開 始記錄或爲了實際將資料寫入光碟上程式區域的寫入模式 。特別是，當裝置的操作模式爲再生模式時，切換控制電 路1 4觸發選擇電路1 2去選擇光接收主區域Α的輸出信號 ，就是由讀寫頭放大器所放大的，並且在操作模式爲寫入 模式時，選擇從取樣維持電路1 1來的信號。 有關第3圖，先行敘述有關本發明主旨之追踪誤差信號 和H F信號的產生。至少當散光方法作爲集中控制的方法 時，應注意光偵測器之光接收主區域Α被交叉地劃分爲四 個部分，因省略有關聚焦誤差信號之產生，爲簡單說明係 如第3圖所示。 在光偵測器光接收主區域A之分割區域5 1 a和5 2 a中， 分別產生輸出a 1和a2。在光接收次區域B之分割區域5 1 b -15- 1242195 和5 2 b中，分別產生輸出b 1和b 2，並且在光接收次區域C 之分割區域5 1 c和5 2 c中，分別產生輸出c 1和c 2。 差動放大器2 2在光接收主區域A所產生輸出的分割區 域a 1和a 2之間產生差動輸出。差動放大器2 3在光接收次 區域B所產生輸出的分割區域b 1和b 2之間產生差動輸出 。差動放大器2 4在光接收次區域C所產生輸出的分割區 域c 1和c 2。

包含於差動放大器2 3中輸出b 1和b 2之間的差動輸出，0 和包含於差動放大器2 4中輸出c 1和c 2之間的差動輸出， 就在從差動放大器24依照放大器2 5調整輸出位準之後都 被一起加入，就是要符合差動放大器2 3和2 4的輸出位準 。這個加入的結果就爲位準調整的條件，就是包含於差動 放大器22中輸出al和a2之間的差動輸出的位準符合，且 提供給差動放大器2 7。

差動放大器2 7使用放大器2 6的輸出和差動放大器2 2 的輸出（a 1 - a2)產生一個差動信號。差動放大器27的輸出® 信號是相當於追踪誤差的追踪誤差信號（TE signal)，其輸 出位準和相反的變化是依據從光學讀寫頭發射出之主光束 和光碟上信號軌道位移量及位移方向相關。 藉由加法放大器2 8而獲得光接收主區域A之各分割區 域的輸出a 1及a2的加法輸出，由加法放大器2 8來獲得以 主光束所讀取之光碟的H F信號。H F信號爲對應於記錄在 光碟之信號，且藉由H F放大器2 9所增幅、供給到後段的 -16- 1242195 編碼器4。 如上所述，離光點S 1較遠的一半的光點S 3，被發射到 鄰近第（η - 1 )信號軌道，在靠近內部的一邊，到主光束產生 之光點S 1的第η軌道。因此，光接收次區域C 一方之分 割區域5 1 c所產生的輸出c 1就是H F信號，爲對應於以主 光束記錄在光碟上的資料。H F信號就接著被H F放大器3 0 所增幅。 如之前描述，主光束3 0 2之光點S1於位於軌道（on-trcak) 狀態下被準確地定位在光碟的第η信號軌道，次光束3 0 6 之光點S 3的一半，離光點S 1比較遠，被定位在緊鄰的第 (η-1)信號軌道，在靠近裡面的第η信號軌道。爲了完成這 樣的設定，在光接收次區域C之一部分區域5 1 c中的輸出 c 1振幅，就是光碟上H F信號的振幅，是從後續次光束所 得到的，並且光學讀寫頭的光學系統是因爲最大化H F信 號的振幅而被控制的。在第3圖中，雖然距離光點S 1較遠 之光點S3的一半被定位在緊鄰之第（η-1)信號軌道，相對 第η軌道較裡面的部分，但也可能改變每個次光束的角度 ，如此在比較靠近被定位在鄰近之第（η - 1 )軌道的光點S 3 的一半。在此情況下，光碟的H F信號會被光接收次區域C 之分割區域5 2 c的輸出c 2所讀取，就是相當於較靠近光點 S 1之光點S 3的一半，並且一擁有最大振幅之高品質H F 信號可以使用輸出c 2被獲得。 在將各光點配置成如第3圖所示，追踪誤差信號係形成 -1 7- 1242195 下述情況所獲 情況即爲，將 之間隔1 0 2中 信號振幅形成 第1圖中光 要記錄的資 被傳送，從介 當儲存在緩 便觸發編碼器 讀出資料並將 單元記錄至光 讀寫頭輸出 輸出的EFM信 電路1 3偵測· 錄信號是由在 和記錄暫停位 所構成。雷射 讀寫頭1的雷 軌道，以完成 另外，由光 出控制電路9 些設定根據/3 用/3値偵測 得之追踪誤差信號最大位準的一半程度，該 光點S 2、S 3配置在分別對應於信號軌道間 央；不過，可將以後續次光束所讀取之H F 最大。 碟記錄裝置的記錄動作詳如後述。 料，從連接到連接終端器6連接到第1裝置 面5接收，並接著寫入緩衝記憶體8。 衝記憶體8的一些資料中達到一定數量時，< 7進行編碼動作，編碼器7從緩衝記憶體8 資料調變爲E F Μ信號，亦即應以E F Μ框格 碟的信號。 控制電路9產生E F Μ信號，就是從編碼器7 號轉換而來的信號，爲了要在根據/3値偵測 J之/3値來最佳化的光碟寫入速度。EFM記 光碟上產生記錄標記之記錄位準的” Η信號” 準（例如，光碟再生時的再生位準）的’’ L ”信號< 驅動電路1 〇根據E F Μ記錄信號來驅動光學 射信號，藉此將記錄標記形成在光碟之信號 在光碟上的記錄動作。 學讀寫頭1所射出之發射功率爲以讀寫頭輸 而設定成在光碟記錄中的最佳記錄位準。這 値偵測電路1 3所偵測到之/3値來設定。 電路1 3所做的/3値偵測是使用從主光束讀 -18- 1242195 取的H F信號或後續次光束所讀取的H F信號，並被選擇電 路1 2所選擇。 細言之，當再生以光碟記錄開始時而試寫於光碟之測定 區域所記錄的測試信號時，選擇電路1 2選擇從主光束讀取 的HF信號，/3値偵測電路1 3係使用該HF信號而偵測出 /3値。 另一方面，當實際將資料寫入光碟的程式區域時，選擇 電路1 2由後續次光束讀取的HF信號，且^値偵測電路1 使用H F信號偵測/3値。 不過，在實際記錄中，光學讀寫頭1的發射功率依照寫 入光碟的E F Μ記錄信號所改變，次光束的雷射量也依照 EFM記錄信號所改變。因此無法單僅將後續次光束之反射 光量由對應於該次光束之光接收區域、而由光碟內側之相 鄰軌道獲得正確地H F信號。 爲了在此狀態從光碟靠近內部緊鄰的軌道獲得適當的 H F信號，是使用後續次光束得到的信號，根據本發明，使1 用後續次光束所讀取的H F信號在光學讀寫頭1發射功率 的位準被取樣，就是預定的記錄位準或再生位準。 此種H F信號爲進行取樣，在第1圖中爲設有取樣維持 電路11，此種取樣維持電路1 1的取樣位準和維持位準是 依據從讀寫頭輸出控制電路9所產生的E F Μ記錄信號來設 定的。當E F Μ記錄信號在記錄位準時，取樣維持電路1 1 將H F信號取樣，或當E F Μ記錄信號在再生位準時，保留 1242195 在取樣時間被取樣後的H F信號。 如第4圖所示，當從相當於距離光點S 1較遠之光點S 3 一半的光接收次區域c之分割區域來的輸出c 1 (亦即從後 續次光束讀取的HF信號），擁有如第4圖（a)中的波形，並 且由讀寫頭輸出控制電路9所產生的E F Μ記錄信號擁有在 第4圖（b )中的脈衝波形，H F信號由取樣維持電路1 1之平 均値轉換成在第4圖（c)中的波形。雖然在保留位準中這樣 轉換後的H F信號的波形資訊並沒有被獲得，因爲在相當 於第η軌道之EFM信號和在鄰近第（η-1)軌道的記錄標記之 間，可偵測到HF信號的最大値Vmax和最小値Vmin。/3 値必然就會被/3値偵測電路1 3偵測到，是使用實際寫入光 碟的EFM記錄信號所反射的HF信號來偵測的。 如上所述，根據本發明的裝置在光碟之資料記錄程式區 域時，光學讀寫頭1之發射功率就會被讀寫頭輸出控制電 路9依照實際被記錄光碟前一軌的E F Μ信號所獲得的値 所設定。 此外，因爲H F信號在E F Μ記錄信號在記錄位準時被取 樣，因此次光束的光量可能大約是主光束的十分之一，增 加取樣期間中之後續次光束的光量。如此，讀取的H F信 號有較好的S/N比率。 雖然在上述實施例中，雖使用繞射光之± 1次光束來作爲 讀取記錄在光碟之信號的次光束，然而，亦可減低光束光 量，而使用繞射光±2次以下的光束來取代。在此情況下，

-20- 1242195 可將± 1次光束優先配置追踪控制，而可獲得極佳之追踪誤 差信號。 本發明之另一變形例將會在相關之第5圖到第7圖中被 描述。在第5圖和第6圖中，和第1圖和第3圖使用相同 號碼之相同或相似的元件將不會再描述。

此外，在此變形例所採用之光學讀寫頭1之光學系統， 其基本設定和第2圖中所顯示的相似，0次光束和± 1次繞 射光束的位置關係是和第2圖.中不同。具體而言，如第6 圖所示之變形例，光點s 1被準確的定位（位於軌道狀態）1 在光碟上第η信號軌道，光碟外側之光點S 2係配置呈投影 在內側一半爲第η信號軌道上、外側一半則配置呈投影在 外側一半之第η信號軌道與外側相鄰之第（η+ 1 )信號軌道 之間的間隔1 0 2中，光碟內側之光點S 2爲配置呈投影在： 外側一半爲第η信號軌道上、內側一半則配置呈投影在第 η信號與內側相鄰第（η- 1 )信號軌道之間。

第5圖中顯示的構造中，抖動量偵測電路1 5從由選擇電 路1 2中選出之HF信號中取得抖動元件，並偵測抖動元件 之時間長度，因而偵測到抖動量。更具體的說，抖動量偵 測電路1 5取出抖動量的値，是使用在H F信號再生時脈和 P L L電路相關時脈之間的位準差異輸出，並且使用位準差 異輸出的振動長度來偵測抖動量。 一個震顚的解碼器1 6解調一個由讀寫頭放大器2產生的 推挽式信號，使用推挽式方法獲得包含在光碟之前凹槽之 2 2.0 5 kHz震顫的信號，並且解調震顫的信號來取得之時間 -2 1- 1242195 資訊位址 ATIP(Absolute Time In Pre-groove)位址。 第5圖顯示一個用來驅動光碟旋轉的軸心馬達1 7、用來 驅動軸心馬達的馬達驅動電路1 8、用來控制驅動馬達電路 1 8的馬達控制電路1 9。馬達控制電路1 9可以使用C L V方 法利用一個同步信號，並使用從寫在光碟上之資料取出的 再生時脈或從震顫解碼器1 6解調的震顫信號來控制光碟 轉動。馬達控制電路1 9也可以利用CAV方法利用從頻率 產生器（FG)20依照軸心馬達1 7之旋轉所產生的脈衝信號0 來控制光碟轉動。 速度設定電路2 1是基於連接於連接終端器6之第1裝置 要求的記錄速度和再生速度來控制馬達控制電路1 9，並設 定光碟的旋轉速度。 當光碟的旋轉速度在寫入的時候被速度控制電路設定， 編碼器7和讀寫頭輸出控制電路9的操作都依照旋轉速度 來切換。 光點S 3中之光碟外側一半爲照射至由主光束之光點S 1 ® 所照射之第η信號軌道，光點S 3在時間性上爲將照射位置 位於光點S 1之更後方，因此，由光接收次區域之一分割區 域所產生之輸出c2，爲以主光束之光點S1來讀取寫入光 碟之資料信號的HF信號。此種HF信號爲以HF放大器30 所增幅。 如上所述，光點S 1被正確的定位（位於軌道狀態）在光碟 上第η信號軌道之狀態下，後續次光束的光點S 3設定成分 -22- 1242195 別應配置呈投影在外側一半爲第η信號軌道上、內側一半 爲第η信號軌道與內側相鄰第（η-1)信號軌道之間。 光碟內側投射到第η信號軌道和（η- 1 )信號軌道間的間隔 1 0 2中。在此設定中，使光接收次區域C 一方的分割之輸 出c 2的振幅（亦即光碟中由後續次光束讀取之H F信號的振 幅）受到監控，並且光學系統被設定爲將振幅最大化。 在光點S 1的位於軌道狀態也可能改變每一個次光束的 角度，因此將光點S3之內側部分定位在第（Π-1)鄰近信號 軌道，在內側部分的第η軌道，如此第（η-1)軌道的HF信 號會被光接收次區域C之部分區域的輸出所讀出。 在第5圖中光碟記錄裝置的記錄動作將描述於下。在以 下的描述中，將不描述和第1圖中相同或相似的元件。 當以連接於連接終端器6的上位裝置要求進行光碟記錄 時，每一個電路都依照要求來進行記錄動作之控制。在此 時，馬達控制電路1 9控制馬達裝置電路1 8，用來驅動光 碟依照速度設定電路2 1要求的記錄速度旋轉。 在開始記錄到光碟之前，依設定記錄速度，光學讀寫頭 1的發射功率被設定於最佳的記錄位準，以將在再生時誤 差率最小的記錄資料記錄至光碟中。當階段性的改變發射 功率時，最佳記錄位準是由將測試資料寫入光碟最靠近內 側之校準區域所設定的。 第5圖之構造係如第1圖之構造，爲了要從鄰近信號軌 道中取得適當的HF信號，在光碟靠近內部的區域（第η信 -23- 1242195 號軌道）使用次光束讀取的H F信號在此時被取樣，亦即當 光學讀寫頭1的發射功率被設定在光碟記錄和再生之預設 値的時候。 爲了要達到H F信號取樣，在第5圖中設有取樣維持電 路1 1。取樣維持電路1 1的取樣時期和保留時期是依照由 讀寫頭輸出控制電路9產生之E F Μ記錄信號所設定，取樣 維持電路1 1操作當E F Μ信號在記錄位準時的H F信號的取 樣動作、且當E F Μ信號在再生位準時的已取樣H F信號的 保留動作。 第7圖中，當在光點S 3中和光碟外側對應之光接收次區 域C的輸出c 2、亦即由後續次光束讀取的H F信號，擁有 在第7圖（a)中的波形，由讀寫頭輸出控制電路9產生之 EFM記錄信號擁有在第7圖（b)中的脈衝波形，並且HF信 號由取樣維持電路1 1轉換成在第7圖（c)中波形的信號。 雖然並沒有獲得在保留期間已轉換H F信號資訊，但在取 樣期間被取出的HF信號可以用來偵測最大値Vm ax和最小 値V m i η，所以藉由/3値偵測電路1 3而實際記錄在光碟之 E F Μ記錄信號可使用該信號所反應之H F信號來進行/3値 之偵測。 由選擇電路1 2選擇的H F信號是提供給抖動量偵測電路 1 5，就是當將資料實際記錄至光碟的程式區域時，偵測從 後續次光束讀取之H F信號的抖動量。 雖然H F信號曾被取樣維持電路1 1所轉換，但抖動量偵 -24- 1242195 測電路1 5可以偵測到和實際寫入光碟之E F Μ記錄信號相 當的H F信號的抖動量，因爲實際記錄至光碟之E F Μ記錄 信號被反射到在取樣時期被取出的H F信號，並且E F Μ記 錄信號的邊緣部分可以在取樣時期被正確的取出來。

在這個論點上，若由抖動量偵測電路偵測之抖動量並沒 有落在預定的容許範圍內，速度設定電路2 1會降低光碟的 旋轉速度以減低記錄速度。這樣的決定能完成的是因爲讓 光碟讀取正確已寫入之E F Μ記錄信號的狀況並不會讓記 錄的結果失敗。所以，光碟的旋轉速度可能可以連續地降 低（線性），或可依照預定旋轉速度的範圍內階段性地降低。 當記錄速度依照這樣的管理來降低抖動量的比率就會如 光碟旋轉速度的降低而減少。所以，當記錄速度達到在由 抖動量偵測電路1 5偵測到的抖動量等落在容許範圍內時 ，會繼續在這個記錄速度下記錄。

在這個變形例中，在最高記錄速度使用C A V控制光碟旋 轉，在最低速度使用C LV控制光碟旋轉。 C L V是個具體的光碟旋轉方法，所以當C L V被使用的時 候，並不會增加記錄動作執行的負擔。當使用Z C L V控制 光碟旋轉的時候也是如此。 因此，在這變形例的裝置中，當抖動量被偵測到超過預 先設定可接受的範圍並且使用C A V方法時，記錄資料時的 光碟旋轉方法將會被由C A V切換到C L V。由於記錄操作狀 態改變的結合、且記錄速度的降低，記錄光碟之資料信號 -25- 1242195 的抖動量將會減少。 另外，當偵測到的抖動量超過預先設定可接受的範圍並 使用C L V方法記錄時，光碟旋轉方法將不會被切換並且在 較低記錄速度下繼續使用C L V方法。如此，光碟上記錄的 資料信號之抖動量也會減少。 在第5圖之構造中，雖然± 1次的繞射光束如用來讀取記 錄光碟資料的次光束被使用，亦可爲光量降低、但卻爲± 2 次的繞射光束。在此例中，可將± 1次光束優先配置追踪控 制以獲得良好的追踪誤差信號。 如上述，本發明係當在光碟上程式區域記錄資料信號時 ，資料信號的記錄狀態在偵測到之前便已立即實際記錄至 光碟。因此，有可能設定光學讀寫頭在光碟記錄中最佳位 準的發射功率。 另外根據本發明，爲了要偵測到實際記錄至光碟的記錄 狀態，使用位在記錄時間序列中位於主光束之後的次光束 ，並且當光學讀寫頭的發射功率在記錄位準時從光碟讀取 資料。所以，便使從光碟上讀取之資料的S/N値呈現良好。 如此，採用差動推挽式方法的光學讀寫頭光偵測器，對 應於繞射光之± 1次光束之光接收次區域係於信號軌道方 向上被區分爲二，然而根據本發明，和主光束相對應之光 點於位於軌道上（on-Uack)狀態下，後續次光束之光點的部 分被定位在鄰近信號軌道上，如此好的資料信號可以從光 接收次區域之部分區域所獲得。

-26- 1242195 此外根據本發明，因爲一用來偵測已記錄光碟之資料的 記錄狀態的偵測電路，是被使用於再生資料於校準區域和 將資料記錄光碟，合理的電路設定就因此完成。 根據本發明，當在光碟上程式區域記錄資料時，在偵測 之前也真正記錄光碟之資料信號的抖動量，並且基於真正 所偵測到的抖動量切換記錄速度。如此，當設定高速記錄 在抖動量太高並且已記錄資料無法再生時，記錄速度會自 動切換到讓抖動量落在可接受範圍內的記錄速度，好讓記 錄動作可以繼續。 因爲光碟旋轉方法會在再生或記錄速度爲了改變記錄操 作狀態而切換，所以產生改變記錄操作狀態的組合，並且 降低記錄速度，希望在已記錄資料之抖動量可以明顯的減 少 〇 另外，根據本發明，因爲跟著主光束後續次光束是用來 偵測實際記錄光碟之資料，要偵測光碟上資料信號的抖動 量，而可靠地執行抖動量的偵測。 此外，根據本發明，當光學讀寫頭之發射功率在記錄位 準時從光碟讀出的資料信號，其從光碟讀出之資料信號的 s / N値會更好。 此較好的發明在以上的說明中描述後，這樣的描述僅用 來舉出目的而已，不違反此精神或後述申請專利範圍的改 變或變形都可以被接受。 1242195 (五）圖式簡單說明 第1圖之區塊圖爲顯示有關本發明之光碟記錄裝置主要 部分的構造。 第2圖之示意圖爲顯示第1圖之光碟記錄裝置的讀寫頭 之構造。 第3圖顯示在第1圖之光碟記錄裝置中，由光偵測器之 各接收光區域的輸出信號取出各種信號之電路構成示意圖。 第4圖是爲了解釋在第1圖之裝置中，取樣維持電路1 所輸出的訊號之說明圖。 第5圖之區塊圖爲顯示有關本發明之光碟記錄裝置之變 化例的主要部分的構造。 第6圖顯示在第5圖之光碟記錄裝置中，由光偵測器之 各接收光區域的輸出信號取出各種信號之電路構成示意圖。 第7圖是爲了解釋在第5圖之裝置中，取樣維持電路1 1 所輸出的訊號之說明圖。 主要部分之代表符號說明 ® 1 光學讀寫頭 2 讀寫頭放大器 3 讀寫頭伺服電路 4 解碼器 5 介面 6 連接終端器 7 編碼器 -28- 緩衝記憶體

讀寫頭輸出控制電路 雷射驅動電路 取樣維持電路 選擇電路 /3値偵測電路 切換控制電路 抖動量偵測電路 震顫解碼器 軸心馬達 馬達驅動電路 馬達控制電路 FG

速度設定電路 光碟信號面 半導體雷射 繞射格柵 光束繞射器 物鏡 光偵測器 雷射光束 主光束 先前次光束 後續次光束 -29-

Claims (1)

1242195 [ϋΙΓ^ Η G 、應趣專利範_ 第91123050號「光碟記錄裝置及其控制方法」專利案 (2005年7月15日修正) 1. 一種光碟記錄裝置，包含： 一光學系統，係繞射從光源發射出之光束，且形成用 來將資料信號寫入光碟之主光束以及接著主光束的後續 次光束’使用主光束和後續次光束照射光碟，其特徵在 於’在主光束和次光束之相對位置係爲，當資料信號寫 入光碟時’以主光束將已寫入資料信號之光碟上的位置 定義呈於之後照射前述後續次光束； +光偵測器’爲偵測以光碟所反射之後續次光束反射 光的後續光接收次區域； 一第1光源控制電路，爲因應寫入前述光碟之資料信 號’將光源之發射功率在將記錄標記形成於光碟上之記 錄位準、以及未將記錄標記形成於光碟上之記錄停止位 準間進行切換控制； 一取樣電路，於光偵測器之後續光接收次區域輸出的 偵測信號中，將光源發射功率在記錄位準及記錄停止位 準中所定一方之位準所在期間的信號進行取樣； 一寫入狀態偵測電路，基於取樣電路的輸出信號，偵 測出以主光束寫入光碟之資料信號的寫入狀態。 2 ·如申請專利範圍第1項之光碟記錄裝置，其中更包含： 1242195 ' 一第2光源控制電路，用來在第2光源控制電路處於 寫入階段時發射功率，其係基於寫入狀態偵測電路之偵 測結果。 3 .如申請專利範圍第2項之光碟記錄裝置，其中取樣電路 在光源之發射光率處於記錄位準時對信號取樣。 4 .如申請專利範圍第1項之光碟記錄裝置，其中 光學系統分解光束已形成在主光束之前的先行次光束； 主光束係由繞射光柵所產生之0次繞射光，先行次光 束和後續次光束是由繞射格柵產生+ 1次繞射光和-1次 繞射光； 光偵測器更包含先行光接收次區域，用來接收先行由 光碟反射之光的次光束，每一個後續光接收次區域和先 行光接收次區域以區分線延伸方向區分成2個區域部分 ，區分線之延伸方向和光碟上的信號軌跡之延伸方向相 當； 光碟記錄裝置更包含一讀寫頭伺服電路，爲要執行差 動式推挽式方法的軌道控制，其是基於每一個後續光接 收次區域和先行光接收次區域之每一區域的輸出；取樣 電路從後續光接收次區域之兩分割區域之一的輸出信號 進行取樣。 5 .如申請專利範圍第1項之光碟記錄裝置，其中更包含： 在光學的寫入階段中設定發射功率用之設定裝置，其 是基於光碟所提供之校準區域的測試信號寫入狀態的偵 -2-

L l|421^5 ，ju工+‘……ή ..一一 測結果，從偵測到之測試信號的寫入狀態中可以獲得Β 寫入到校準區域之測試信號的寫入結果； 在設定裝置偵測該測試信號之記錄狀態，就如一輸入 一樣，其提供一指出讀取寫入測試信號之結果之信號到 寫入狀態偵測電路。 6 ·如申請專利範圍第1項之光碟記錄裝置，其中記錄狀態 偵測電路包含一 Θ値偵測電路，用來從所輸入之信號中 偵測/3値。 7 ·如申請專利範圍第1項之光碟記錄裝置，其中 寫入狀態偵測電路包含一抖動量偵測電路，爲由以輸 入之信號來偵測出記錄於光碟之資料信號的抖動量； 光碟記錄裝置更包含一速度控制電路，基於抖動量偵 測電路所偵測到的抖動量，來控制對於光碟之資料信號 的記錄速度。 8 ·如申請專利範圍第7項之光碟記錄裝置，其中取樣電路 在光源的發射光率處於記錄位準時對信號取樣。 9 ·如申請專利範圍第7項之光碟記錄裝置，其中 提供作爲光碟旋轉速度控制方法之第1與第2光碟旋 轉方法，於2種種類之光碟旋轉方法中之第丨光碟旋轉 方法，係設定成於當記錄速度作爲可選擇範圍之最高速 度時所採用的方式， 速度控制電路係爲，在以第1光碟旋轉方法控制光碟 旋轉速度、且進行記錄至光碟時，以抖動量偵測電路所 lM2\m 偵測之抖動量在偵測出超過預定容許範圍時，將光碟之 第1光碟轉方式切換成第2光碟旋轉方式。 1 0 ·如申專利範圍第9項之光碟記錄裝置，其中第2光 碟旋轉方法係固定線速度方法。 1 1 ·如申專利範圍第丨0項之光碟記錄裝置，其中第1光 碟旋轉方法係固定角速度方法。 12.如申請專利範圍第1 0項之光碟記錄裝置，其中第1光 碟旋轉方法係區域固定線速度方法。 1 3 ·如申§靑專利範圍第9項之光碟記錄裝置，其中速度控 制電路係爲，在以第2光碟旋轉方法控制光碟旋轉速度 、且進行記錄至光碟時，以抖動量偵測電路所偵測之抖 動量在偵測出超過預定容許範圍時，使在藉由第2光碟 旋轉方式下的旋轉控制中之光碟旋轉速度降低。 14. 一種光碟記錄裝置之控制方法，其特徵在於， 光碟記錄裝置係含有： 一光學系統，係繞射從光源發射出之光束，且形成 來將資料信號寫入光碟的主光束、以及接著主光束的後 續次光束，在將主光束和次光束照射至光碟的光學系統 中，在將資料信號寫入光碟之處理時，以主光束將已寫 入資料信號之光碟上的位置定義呈於之後照射前述後，續 次光束； 一光偵測器，包含一爲偵測以光碟所反射之次光束反 射光的光接收次區域； -4- IM2觸&誠”嚷_ -KM»' I ........III. -I-* .-^r·· --------- .产...,.-Γ·-· .·〇··^—-.j 一第1光源控制電路，爲因應寫入前述光碟之資料信 號，將光源之發射功率在將記錄標記形成於光碟上之記 錄位準、以及未將記錄標記形成於光碟上之記錄停止位 準間進行切換控制； 本控制方法包含下列步^驟： 取樣步驟’在光偵測器之後續光接收次區域所輸出的 偵測信號中’將當光源之發射功率處於記錄位準或記錄 暫停位準中之預定位準的期間之信號進行取樣； 記錄狀態偵測步驟’依據以取樣步驟所取樣的信號， 偵測以主光束將資料寫入光碟的記錄狀態； 控制步驟’依據已記錄偵測步驟所偵測到的記錄狀態 ，執行預定的控制動作。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之控制方法，其中在取樣步驟 中，當光源發射光率在記錄位準時，對信號取樣。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之控制方法，其中控制步驟包 含控制第1光源控制電路之記錄位準之發射功率的步驟 〇 1 7 ·如申請專利範圍第1 4項之控制方法，其中光碟記錄裝 置係構成爲在光碟所提供之校準區域寫入測試資料信號 :以及 將實施記錄狀態偵測步驟的偵測電路，偵測當將資料 信號寫入光碟時之記錄狀態和寫入校準區域之測試資料 信號的記錄狀態所共用。 1242 娜 1 8 .如申請專利範圍第1 4項之控制方法，其中寫入狀態偵 測步驟包含偵測光碟上在取樣步驟中所取樣的資料信號 之抖動量的步驟； 控制步驟包含控制將資料信號寫入光碟的記錄速度， 基於抖動數量偵測電路所偵測到已寫入光碟之資料的抖 動量的步驟。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之控制方法，其中

第1和第2光碟旋轉方法係提供一個控制光碟旋轉速 度的控制方法，在兩種光碟速動控制方法中，在記錄速 度爲可選擇範圍內最大値時，採用第1光碟速度方法； 控制將資料寫入光碟之記錄速度的步驟包含，當光碟 寫入方法以預設之第1光碟旋轉方法來控制光碟旋轉速 度時，在由抖動量偵測電路所偵測到之抖動量超過預定 容許範圍時，將光碟旋轉方法從第1光碟旋轉方法切換 到第2光碟旋轉方法。

2 0 .如申請專利範圍第1 9項之控制方法，其中 控制將資料信號寫入光碟之記錄速度的步驟更包含， 當光碟寫入方法以預設之第2光碟旋轉方法來控制光碟 旋轉速度時，在由抖動量偵測電路所偵測到之抖動量超 過預定容許範圍時，繼續使用第2光碟旋轉控制方法、 且降低光碟旋轉的速度。 -6-