專利名稱：光盤設(shè)備和記錄功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在諸如CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM、HDDVD-R、HDDVD-RAM、或HDDVD-RW之類的可記錄光盤上記錄信息的技術(shù)，尤其涉及對記錄功率的控制。
背景技術(shù)：
近年來，DVD記錄器之類的高記錄密度光盤設(shè)備已經(jīng)很常見。隨著光盤記錄密度的提高，要求光盤自身的記錄質(zhì)量具有很高的可靠性。
例如，在可重寫光盤中，溝槽和/或槽岸軌道形成在盤表面上，記錄層形成在軌道上，并且使得激光的射束點隨軌道行進從而形成或擦除記錄標記。已知的是用于光盤的激光二極管的驅(qū)動電流對發(fā)射功率關(guān)系的特性會隨溫度變化或時間變化而發(fā)生波動。為了改善記錄性能，重要的是控制發(fā)射功率以使功率恒定。
在傳統(tǒng)的功率控制方法中，首先，標記部分中記錄功率(峰值功率)的值、空白部分中記錄功率(擦除功率)的值、以及多脈沖中底值功率的值被保持。隨后，根據(jù)所保持的值以及擦除功率對預(yù)設(shè)峰值功率和底值功率的比來計算擦除功率?？刂朴涗浢}沖以使得峰值功率、底值功率、和擦除功率的實際強度級與各目標值相一致(日本專利申請，公開號2000-30276)。
通常，在使用通過模擬或數(shù)字反饋控制的峰值(底值)保持電路和采樣保持電路來用多個峰值功率脈沖記錄單個記錄標記的多脈沖方法中，保持激光二極管(LD)的發(fā)射功率恒定的控制(自動功率控制，以下稱作APC)是對峰值功率、擦除功率、和底值功率這三個功率電平來執(zhí)行的。然而，傳統(tǒng)的方法具有以下問題(1)需要快速響應(yīng)/高精度的峰值保持電路或采樣保持電路。
(2)當(dāng)比其它部分的脈沖高的脈沖(提升脈沖)僅被用作對應(yīng)于標記部分起始和結(jié)束的脈沖時，不清楚峰值保持電路保持了多個峰值電平中的哪一個。
(3)作為一個用于測量峰值電平的光監(jiān)視器元件，例如前監(jiān)視器，需要一個寬帶監(jiān)視器。
隨著光盤記錄密度和速度的增加，會明顯出現(xiàn)這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供控制，從而即使由于溫度變化使LD特性發(fā)生波動，也能在無需使用高價的快速響應(yīng)/高精度峰值保持電路或?qū)拵ПO(jiān)視器的情況下使得LD總是以所需功率來發(fā)光。
為了解決傳統(tǒng)方法中存在的問題，提供了一種方法使用可通過窄帶峰值保持電路而無需使用寬帶峰值保持電路就可測量的記錄中的平均功率和擦除功率來評估LD的電流對發(fā)射功率關(guān)系的特性(以下稱為I-L特性)，并且確定一個電流設(shè)置值來獲得任意功率電平。
由于I-L特性隨溫度變化或時間減少而發(fā)生波動，必須確定一個引起了將要恒定生成的理想功率的驅(qū)動電流值。此時，如果已知了最新的I-L特性，則不僅可以保持一個恒定的發(fā)射電平，而且即使在了解或測試寫特性的過程中目標電平發(fā)生改變時，也可以立即得知一個獲得新目標電平所需的電流值。因此，可以瞬時地控制發(fā)射功率電平，而無需進行傳統(tǒng)發(fā)射功率反饋控制中對瞬態(tài)的遍查。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以提供控制，從而即使由于溫度變化使LD的特性發(fā)生波動，也能在無需使用高價的快速響應(yīng)/高精度峰值保持電路或?qū)拵ПO(jiān)視器的情況下使得LD總是以所需功率來發(fā)光。


圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的光盤設(shè)備的構(gòu)造示例的框圖；圖2是有助于說明在數(shù)據(jù)讀取操作和數(shù)據(jù)寫入操作中激光發(fā)射功率示例的示圖；
圖3是示出激光控制電路的實施例構(gòu)造的框圖；圖4示出了用于LD發(fā)射功率控制中的發(fā)射功率與LD驅(qū)動電流之間的關(guān)系；圖5是用來說明平均功率的示圖；圖6是用來說明單脈沖記錄波形占空率的示圖；圖7是用來說明多脈沖記錄波形占空率的示圖；圖8是激光二極管的電流對發(fā)射功率關(guān)系為非線性時的曲線圖；圖9是用來說明本發(fā)明中用來補償電流對發(fā)射功率的非線性關(guān)系特性的方法的曲線圖；圖10是用來說明激光發(fā)射功率控制中LD驅(qū)動電流值設(shè)置過程的流程圖；以及圖11是用來說明激光發(fā)射功率控制中LD驅(qū)動電流值設(shè)置過程的第二實施例的流程圖。
具體實施例方式
下面將參考

本發(fā)明的實施例。
圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的光盤設(shè)備的構(gòu)造示例的框圖。
光盤設(shè)備將信息記錄在信息存儲介質(zhì)或如DVD(數(shù)字多功能盤)之類的光盤100上，并從中再現(xiàn)信息。在光盤100中，以同心圓方式或螺旋方式刻溝槽。凸出部分稱為槽岸，凹入部分稱為溝槽。一圈溝槽或槽岸稱為軌道。沿軌道(或者只沿溝槽，或者沿溝槽和槽岸)施加經(jīng)強度調(diào)制的激光以形成記錄標記，從而記錄用戶數(shù)據(jù)。通過施加讀取功率激光來再現(xiàn)數(shù)據(jù)，該讀取功率激光比記錄到軌道上并檢測由軌道上的記錄標記引起的反射光強度變化的激光弱。通過施加擦除功率激光來擦除所記錄數(shù)據(jù)，該擦除功率激光比施加到軌道上以使記錄層結(jié)晶的記錄功率高。
由主軸電動機63旋轉(zhuǎn)光盤100。提供在主軸電動機63上的旋轉(zhuǎn)檢測器63a用來提供FG脈沖。當(dāng)主軸電動機63作出一周旋轉(zhuǎn)時，例如生成了5個FG脈沖?？捎稍揊G脈沖來確定主軸電動機63的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)數(shù)。
由光學(xué)拾取器65來將信息記錄到光盤100上以及從光盤100再現(xiàn)信息。通過齒輪將光學(xué)拾取器65與步進電動機66耦合。通過步進電動機控制電路68來控制步進電動機66。
將速度檢測電路69連接到步進電動機控制電路68。由速度檢測電路69檢測到的光學(xué)拾取器65的速度信號被發(fā)送到步進電動機控制電路68。永磁鐵(未示出)被提供在步進電動機66的固定部分。步進電動機控制電路68激勵驅(qū)動線圈67，從而使光學(xué)拾取器65沿光盤100的半徑上方移動。
由線簧或片簧(未示出)支持的物鏡70提供給光學(xué)拾取器65。可以通過驅(qū)動線圈71的驅(qū)動來使物鏡70在聚焦方向上(或在透鏡的光軸方向上)移動。還可通過驅(qū)動線圈72的驅(qū)動來使其在軌道方向上(或在垂直于透鏡光軸的方向上)移動。
在記錄信息過程中，調(diào)制電路73對從主機單元94經(jīng)接口電路93提供的用戶數(shù)據(jù)進行例如8-14調(diào)制(EFM)，從而提供EFM數(shù)據(jù)。當(dāng)記錄信息時(或者當(dāng)形成標記時)，激光控制電路75根據(jù)調(diào)制電路73提供的EFM數(shù)據(jù)來把寫入信號提供給激光二極管(或激光發(fā)射元件)79。當(dāng)讀取信息時，激光控制電路75把小于寫入信號的讀取信號提供給激光二極管79。下面將詳細描述激光控制電路75的構(gòu)造。
由光電二極管組成的前監(jiān)視器FM檢測由激光二極管79產(chǎn)生的激光光量或發(fā)射功率，并向激光控制電路75提供檢測到的電流。根據(jù)來自前監(jiān)視器FM的檢測到的電流，激光控制電路75控制激光二極管79以使二極管79以CPU90設(shè)定的再現(xiàn)激光功率、記錄激光功率、或擦除激光功率來發(fā)光。
激光二極管79根據(jù)激光控制電路75所提供的信號來產(chǎn)生激光。從激光二極管79發(fā)射的激光通過準直透鏡80、半棱鏡81、和物鏡70并落在光盤100上。從光盤100反射的光通過物鏡70、半棱鏡81、聚光透鏡82、和柱面透鏡83并被導(dǎo)入光電檢測器84。
光電檢測器84例如由象限光檢測單元組成。這些光檢測單元檢測到的信號被輸出到RF放大器85。RF放大器85對來自光檢測單元的信號進行處理，并生成指示了對正確焦點的偏離的聚焦誤差信號FE、指示了激光射束點中心與軌道中心間誤差的循軌誤差信號TE、以及作為光檢測單元信號的總計信號的RF信號。
聚焦誤差信號FE被提供到聚焦控制電路87。聚焦控制電路87根據(jù)聚焦誤差信號FE生成聚焦驅(qū)動信號。將聚焦驅(qū)動信號提供到聚焦方向上的驅(qū)動線圈71。這就實現(xiàn)了聚焦伺服以使得激光總是聚焦在光盤100的記錄膜上。
循軌誤差信號TE被提供到循軌控制電路88。循軌控制電路88根據(jù)循軌誤差信號TE生成循軌驅(qū)動信號。將循軌控制電路88輸出的循軌驅(qū)動信號提供到循軌方向上的驅(qū)動線圈72。這就實現(xiàn)了循軌伺服以使得激光總是對形成在光盤100的軌道循軌。
聚焦伺服和循軌伺服的使用使得從在光盤100的軌道中根據(jù)記錄信息所形成的凹坑反射來的光的變化被反映在光電檢測器84的各個光檢測單元輸出信號的總計信號RF中。將該信號提供給數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路78。數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路78根據(jù)來自PLL控制電路76的再現(xiàn)時鐘信號來再現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)。
當(dāng)通過循軌控制電路88控制物鏡70時，步進電動機控制電路68以這樣的方式來控制步進電動機66或PUH65，即物鏡70靠近PUH65中的特定位置。
電動機控制電路64、步進電動機控制電路68、激光控制電路75、PLL控制電路76、數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路78、聚焦控制電路87、循軌控制電路88、糾錯電路62、以及其它電路都由CPU90通過總線89來控制。根據(jù)從主機單元94通過接口電路93提供的操作命令，CPU90以綜合的方式來控制記錄和再現(xiàn)設(shè)備。CPU90使用RAM91作為工作區(qū)并根據(jù)包括了記錄在ROM92中的本發(fā)明程序的控制程序來執(zhí)行特定操作。
圖2示出了在數(shù)據(jù)讀取操作和數(shù)據(jù)寫入操作中激光發(fā)射功率的示例。
在數(shù)據(jù)寫入操作中，如圖2所示，激光二極管79重復(fù)峰值功率和底值功率，從而在軌道上形成記錄標記。激光二極管79產(chǎn)生擦除功率，從而使盤100的記錄層結(jié)晶，以形成空白(或擦除該標記)。
在數(shù)據(jù)讀取操作中，激光二極管連續(xù)產(chǎn)生讀取功率。讀取功率比擦除功率低很多，因此記錄層的相態(tài)不會被讀取功率改變。
圖3是示出激光控制電路75的實施例構(gòu)造的框圖。
峰值DAC11對CPU90設(shè)置的峰值基準數(shù)據(jù)DPref進行DA轉(zhuǎn)換并輸出峰值基準電流IPref。峰值基準電流IPref對應(yīng)于LD79的目標峰值功率。電流放大器23將峰值基準電流IPref放大并輸出峰值電流IP。此時，電流放大器23的輸入電壓對應(yīng)于峰值電流值，并通過開關(guān)SW5輸入到對電壓進行AD轉(zhuǎn)換的ADC18。由CPU90讀取所得信號。在圖2所示的寫入操作中記錄信號波形的峰值處開關(guān)SW1閉合。結(jié)果，被電流放大器23放大的峰值電流IP經(jīng)過加法器27流入LD。
擦除DAC13對CPU90設(shè)置的擦除基準數(shù)據(jù)DEref進行DA轉(zhuǎn)換并輸出擦除基準電流IEref。擦除基準電流IEref指示了目標擦除功率。采樣保持電路12以在圖2所示生成擦除功率中的時間te的定時來對擦除功率進行采樣，并將擦除采樣電壓VEsh輸出到擦除自動功率控制器(APC)19。將擦除采樣電壓VEsh通過開關(guān)SW5輸入到對電壓進行AD轉(zhuǎn)換的ADC18。由CPU90讀取所得信號。擦除采樣電壓VEsh指示了擦除操作中的發(fā)射功率。
擦除APC19將擦除基準電流IEref轉(zhuǎn)換為擦除基準電壓VEref并將該電壓與擦除采樣電壓VEsh進行比較。擦除APC19輸出一個經(jīng)APC控制的擦除電流IEa，從而VEref和VEsh可能彼此相等。例如，如果擦除采樣電壓VEsh低于擦除基準電壓VEref，則增加輸出的擦除電流IEa。相反，如果擦除采樣電壓VEsh高于擦除基準電壓VEref，則減小輸出的擦除電流IEa。
電流放大器24將擦除電流IEa放大并輸出擦除電流IE。電流放大器24的輸入電壓指示了擦除電流IEa的大小。而且，通過開關(guān)SW5將電流放大器24的輸入電壓輸入到對電壓進行AD轉(zhuǎn)換的ADC18。由CPU90讀取所得信號。在圖2所示的寫入操作中記錄信號波形的擦除時段期間開關(guān)SW2閉合。結(jié)果，被電流放大器24放大的擦除電流IE經(jīng)過加法器28和加法器27流入LD。
讀取DAC16對CPU90設(shè)置的讀取基準數(shù)據(jù)DRref進行DA轉(zhuǎn)換并輸出讀取基準電流IRref。讀取基準電流IRref指示了目標讀取功率。低通濾波器14對前監(jiān)視器FM的輸出電流Ifm所產(chǎn)生的電壓進行濾波。采樣保持電路15以在圖2所示生成讀取功率中的時間tr的定時來對LFP14的輸出值進行采樣，并將讀取采樣電壓VRsh輸出到讀取APC21。讀取采樣電壓VRsh指示了讀取操作中的發(fā)射功率。
讀取APC21將讀取基準電流IRref轉(zhuǎn)換為讀取基準電壓VRref并將該電壓與讀取采樣電壓VRsh進行比較。讀取APC21輸出一個經(jīng)APC控制的讀取電流IRa，從而讀取基準電壓VRref和讀取采樣電壓VRsh可能彼此相等。例如，如果讀取采樣電壓VRsh低于讀取基準電壓VRref，則增加讀取電流IRa。相反，如果讀取采樣電壓VRsh高于讀取基準電壓VRref，則減小讀取電流IRa。
電流放大器25將讀取電流IRa放大并輸出讀取電流IR。在圖2所示的讀取操作中開關(guān)SW3閉合。結(jié)果，被電流放大器25放大的讀取電流IR經(jīng)過加法器29和加法器28、27流入LD。
低通濾波器14和采樣保持電路15輸出一個與圖5所示寫入操作中的平均功率PAVG相對應(yīng)的平均值VAsh。通過開關(guān)SW5將平均值VAsh輸入到對平均值進行AD轉(zhuǎn)換的ADC18。由CPU90讀取所得信號。在寫入操作中開關(guān)SW3保持斷開。
底值DAC17對CPU90設(shè)置的底值基準數(shù)據(jù)DBref進行DA轉(zhuǎn)換并輸出底值基準電流IBref。底值基準電流IBref對應(yīng)于目標底值功率。電流放大器26將底值基準電流IBref放大并輸出底值電流IB。在圖2所示寫入操作中記錄信號波形的底值電平上開關(guān)SW4閉合。結(jié)果，被電流放大器26放大的底值電流IB經(jīng)過加法器29、28、27流入LD。
接下來將描述用來評估I-L特性的具體方法。
圖4示出了用于LD發(fā)射功率控制中的發(fā)射功率與LD驅(qū)動電流之間的關(guān)系。形成在光盤記錄層中的記錄標記的質(zhì)量(或再現(xiàn)信號質(zhì)量)很大程度上取決于LD峰值功率的精度。因此，必須精確控制峰值功率從而與目標值一致。
從前，在用于生成峰值功率的峰值電流的大小正發(fā)生變化的時候，用諸如前監(jiān)視器之類的光接收元件來測量LD的發(fā)射功率，并確定用于生成目標功率的峰值電流。此時，當(dāng)測量發(fā)射功率時，在生成峰值功率過程中的光接收元件的輸出電流或輸出電壓被保持在峰值保持電路。所保持的值是被AD轉(zhuǎn)換過的。由CPU來讀取所得信號。隨著記錄在光盤上的數(shù)據(jù)變密以及記錄時光盤轉(zhuǎn)數(shù)的增加，需要更快響應(yīng)和更高精度的峰值保持電路。使用這樣的峰值保持電路會導(dǎo)致光盤設(shè)備生產(chǎn)成本的增加。這種情況同樣適用于底值功率。
為了解決這個問題，在本發(fā)明的一個實施例中，評估LD的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性，并且根據(jù)該電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來確定例如理想峰值電流(或峰值基準數(shù)據(jù)DPref)。
在圖4中，例如，如果已知了穿過峰值電流驅(qū)動中的峰值功率(圖4中的點B)和擦除電流驅(qū)動中的擦除功率(圖4中的點A)的一條直線，則可以評估出LD的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性。在本發(fā)明的實施例中，在寫入操作中使用平均功率測量值和擦除功率測量值作為參數(shù)來評估LD的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性。從圖2和稍后要描述的圖5可以看出，對平均功率和擦除功率的測量既不需要快速響應(yīng)采樣保持電路，也不需要前監(jiān)視器。
首先，擦除APC19對由采樣保持電路12在空間間隔中采樣到的功率執(zhí)行反饋控制以使采樣功率等于目標擦除功率，從而控制擦除功率。以此方式，通過AD轉(zhuǎn)換器18獲得了以目標擦除功率發(fā)射光的LD的電流值。
可以由依據(jù)平均發(fā)射功率、擦除功率、和脈沖波形得到的I-L特性來幾乎唯一地確定峰值功率。如果平均功率接近擦除功率，則臨時改變多脈沖的波形、平均功率、或擦除功率，并評估I-L特性。圖5示出了平均功率的概念圖。由低通濾波器14將高頻成分從前監(jiān)視器FM的輸出中移除，并由采樣保持電路15對所得信號進行采樣。通過AD轉(zhuǎn)換器18從采樣信號中獲得平均功率。
下面將描述具體計算示例。
如果功率為P并且電流為I，則LD的I-L特性表示為等式(1)
P＝α·I+β(1)使用平均功率測量值PAVG，擦除功率測量值PE，峰值脈沖、擦除脈沖、和底值脈沖各自的占空率dP、dE、和dB(dP+dE+dB＝1)以及各自的電流值IP、IE、和IB，可以用等式(2)和等式(3)來表示系數(shù)α和βα=PAVG-PEdP·IP-(1-dE)·IE+dB·IB---(2)]]>β=PE-PAVG-PEdP·IP-(1-dE)·IE+dB·IB·IE---(3)]]>這里，占空率dP、dE、和dB(dP+dE+dB＝1)是由波形決定的常量。圖6示出了單脈沖的波形。圖7示出了多脈沖的波形。
在如圖6所示的NT空白/NT標記連續(xù)模式的情況下，如果數(shù)據(jù)周期為A，一個數(shù)據(jù)周期內(nèi)的擦除寬度為K，峰值脈沖寬度為M，并且底值寬度為L(其中NT中的N例如是2到13范圍內(nèi)的整數(shù)，并且T是基準時鐘周期)，則占空率可由下面的等式來表示dP=MA---(4)]]>dE=KA---(5)]]>dB=LA---(6)]]>當(dāng)用寫策略中的Tsfp和Telp表示它們時，獲得了以下等式。寫策略是一種激光調(diào)制方法或一種將標記記錄在光盤上的記錄波形。在寫標準等中，其針對每個長度的記錄標記，諸如3T或4T都做了定義。例如，Tsfp是從寫入脈沖信號(寫入脈沖)的上升部分到當(dāng)數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù))處在高(H)電平時基準時鐘信號(時鐘)的第一上升部分的時間。
dP=(Tsfp+Telp40+N-2)/2N---(7)]]>dE=((N+1)-Tsfp40+(1-Tlc40))/2N---(8)]]>
dB=(Tlc-Telp40)/2N---(9)]]>在如圖7所示的2T個多脈沖NT空白/NT標記連續(xù)模式的情況下，如果數(shù)據(jù)周期為A，則一個數(shù)據(jù)周期內(nèi)的峰值脈沖寬度為B、C、和D，擦除寬度為E，并且底值寬度為H，則占空率可由下面的等式來表示dP=B+C+DA---(10)]]>dE=EA---(11)]]>dB=HA---(12)]]>當(dāng)用寫策略中的Tsfp、Telp、Tefp、Tsmp、Temp、Tslp、和Tlc表示它們時，獲得了以下等式當(dāng)N＝2時，dP=(Tsfp+Telp40+N-2)/2N---(13)]]>dE=((N+1)-Tsfp40+(1-Tlc40))/2N---(14)]]>dB=(Tlc-Telp40)/2N---(15)]]>當(dāng)N≥3時，dP=(Tsfp+Tefp40+Temp-Tsmp40·(N-3)+Telp-Tslp40)/2N---(16)]]>dE=((N+1)-Tsfp40+(1-Tlc40))/2N---(17)]]>dB(N)=((1-Tefp40)+(1-Temp-Tsmp40)·(N-3)+Tslp+Tlc-TelP40)/2N---(18)]]>在實際數(shù)據(jù)中，假設(shè)每個標記長度和每個空白長度均勻出現(xiàn)。如果最短標記長度是Tmin[T]并且最長標記長度是Tmax[T]，使得
dP′=1Tmax-Tmin+1ΣN=TminTmaxdP---(19)]]>dE′=1Tmax-Tmin+1ΣN=TminTmaxdE---(20)]]>dB′=1Tmax-Tmin+1ΣN=TminTmaxdB---(21)]]>隨后，通過將dP’、dE’、和dB’帶入等式(2)和等式(3)中的dP、dE、和dB來計算α和β。如果已知要被寫入的用戶數(shù)據(jù)中每個標記長度和每個空白長度的出現(xiàn)頻率，則在計算平均占空率時可以進行加權(quán)。
使用等式(1)來得到如下的對應(yīng)于目標峰值功率PP和底值功率PB的峰值電流IP和底值電流IBIP=PP-βα---(22)]]>IB=PB-βα---(23)]]>在恒定頻率下重復(fù)以上評估處理可以總是獲得最新的I-L特性，并且即使在將用戶數(shù)據(jù)記錄到光盤上的過程中也可以控制功率電平。
已知如圖8所示在高溫和高輸出狀態(tài)下LD的I-L特性是非線性的。在這樣的高溫和高輸出狀態(tài)下，可以用下述方法來對I-L特性的非線性進行補償。
圖9是用來說明本發(fā)明的實施例中用來補償電流對發(fā)射功率的非線性關(guān)系的方法的曲線圖。狀態(tài)1示出先前采樣中的I-L特性，狀態(tài)2示出當(dāng)前采樣中的I-L特性，并且狀態(tài)2’示出未從直線偏離的I-L特性。
如果在計算先前采樣間隔的峰值電流和底值電流中使用的系數(shù)是α’和β’，并且當(dāng)前采樣間隔中的系數(shù)是α和β，則直線區(qū)域中的I-L特性由以下等式表示P＝α′×I+β′(24)P＝α×I+β(25)
由于α和β表不當(dāng)前狀態(tài)，所以保持以下等式PE＝α×IE+β(26)這里，由于即使在溫度改變的情況下α也很難改變，所以α可以被如下近似為α≈α′(27)因此，可使用以下等式得到ββ＝PE-α×IE(28)而且，峰值功率中距直線的偏移量ΔPP可被確定。
如果在先前采樣間隔中峰值電流為IP’、底值電流為IB’并且考慮ΔPP，則用以下等式表示峰值功率PP和底值功率PBPP＝α×I′P+β-ΔPP(29)PB＝α×I′B+β (30)使用占空率dP、dE、和dB，可由以下等式表示從AD轉(zhuǎn)換器獲得的平均功率PAVGPAVG＝PPdP+PEdE+PBdB(31)將等式(29)和(30)帶入等式(31)得到ΔPP=(α×I′P+β)×dP+PE×dE+(α×I′B+β)×dB-PAVGdP--(32)]]>以此方式，確定了距直線的ΔPP。
最后，計算在當(dāng)前采樣間隔中使用的峰值電流IP和底值電流IB。
如果記錄所必須的峰值功率和底值功率分別為PPref和PBref，則峰值電流IP和底值電流IB可被確定如下IP=PPref-β+ΔPPα---(33)]]>IB=PBref-βα---(34)]]>即使I-L特性為非線性，使用上述方法也可以補償這種非線性。
接下來將詳細說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的記錄功率控制操作。圖10是用來說明激光發(fā)射功率控制中LD驅(qū)動電流值設(shè)置過程的流程圖。每個流程框都在CPU90的控制下執(zhí)行。
首先，CPU90設(shè)置預(yù)定初始功率(圖3中峰值基準數(shù)據(jù)DPref、擦除基準數(shù)據(jù)DEref、和底值基準數(shù)據(jù)DBref的各自的初始值)，或設(shè)置DAC11、DAC13、和DAC17中先前啟動的功率(001)。
由當(dāng)前的寫策略，可使用等式(13)到等式(21)來計算底值功率、擦除功率、和峰值功率每一個的脈沖占空率(002)。等待記錄開始觸發(fā)(指令)(003)。如果記錄開始，則擦除功率(圖3中采樣保持電路12的輸出電壓VEsh)和擦除電流(擦除APC19的輸出端電壓)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器18被帶入來作為數(shù)字信號(004)。這里，可能執(zhí)行平滑處理，如取位移平均數(shù)。通過經(jīng)循環(huán)處理重復(fù)測量擦除功率和擦除電流并算出最新擦除功率和擦除電流的平均數(shù)來獲得位移平均數(shù)。此時，擦除APC19執(zhí)行控制以使得擦除功率保持在目標值。
采樣保持電路15在記錄中的輸出電壓(圖3中的VAsh)被從ADC18中獲取來作為平均功率PAVG(005)。將平均功率PAVG與在程序框004中獲得的擦除功率進行比較。如果平均功率與擦除功率間的差小于或等于一個特定值(或者如果平均功率接近擦除功率)(006中為是)，則在時間方向或振幅方向上波形臨時發(fā)生改變，即，改變策略(012)。這里，此差的特定值是峰值功率和底值功率之間差的百分之幾(例如2％)。這里，平均功率和擦除功率之間的差等于或小于特定值的情況實際上非常少見。
根據(jù)改變了的策略，再次使用等式(13)到等式(21)計算底值功率、擦除功率、和峰值功率每一個的脈沖占空率(002)。隨后，判定擦除功率是否幾乎等于平均功率(004到006)。重復(fù)以上處理直到擦除功率和平均功率之間的差超過特定值。
把在程序框004和005中獲得的擦除功率、擦除電流、和平均功率、在程序框001中設(shè)定的峰值電流和底值電流、以及在程序框002中計算出的每個脈沖占空率都帶入等式(2)和等式(3)，從而評估出激光二極管的電流對輸出關(guān)系特性(α和β)。作為峰值電流和底值電流，圖3中的IPref和IBref可經(jīng)ADC18獲得。由于這些值與在程序框001中設(shè)置的那些值幾乎相等，所以使用在程序框001中設(shè)置的值。
根據(jù)評估出的電流對輸出關(guān)系特性，使用等式(22)和等式(23)來計算用于使LD以期望的峰值功率和底值功率發(fā)光的峰值電流值和底值電流值(007)。之后，計算出的電流值被設(shè)置在峰值DAC11和底值DAC17中作為電流命令值(圖3中的峰值基準數(shù)據(jù)DPref和底值基準數(shù)據(jù)DBref)(009)。其后，控制返回到程序框004來周期性地執(zhí)行循環(huán)處理，使得發(fā)射功率受控。
下面將說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的記錄功率控制操作。圖11是用來說明激光發(fā)射功率控制中LD驅(qū)動電流值設(shè)置過程的第二實施例的流程圖。每個程序框都在CPU90的控制下執(zhí)行。
例如，如果如上所述在高溫和高輸出狀態(tài)下紅LD的I-L特性是非線性的，則可通過執(zhí)行圖11所示的控制來補償這種非線性。從初始設(shè)置(101)到獲取平均功率(104)的處理過程與上述處理過程(001到004)相同。
在程序框105中，由擦除功率設(shè)置值(圖3中的擦除基準值DEref)和擦除電流(圖3中的電流IEa)來評估環(huán)境溫度。當(dāng)以高發(fā)射功率發(fā)射光并且環(huán)境溫度變高時，LD的發(fā)光效率降低。因此，為了在高溫下也以同正常溫度一樣的功率發(fā)光，必須增大電流值。擦除APC19執(zhí)行這個控制。根據(jù)此時的電流增量來評估環(huán)境溫度。在程序框105中對環(huán)境溫度的評估是為了確定第二實施例中開始補償?shù)亩〞r并因此無需總是執(zhí)行包括補償在內(nèi)的控制(107到109)。
在程序框106中，判定環(huán)境溫度是否高于T1℃(在用于DVD的LD的情況下大約為50℃)。如果環(huán)境溫度高于T1℃(是的情況)，則使用等式(27)和(28)來計算直線區(qū)內(nèi)的I-L特性(α，β)(107)。在程序框108中，使用等式(32)來得出在峰值功率處距直線的偏移量ΔPP。最后，在程序框109，使用等式(33)和(34)來計算在當(dāng)前采樣間隔中使用的峰值電流和底值電流，并分別將它們設(shè)置在峰值DAC11和底值DAC17中。
在程序框106中，如果環(huán)境溫度等于或低于T1℃(否的情況)，則通過上述圖10的流程圖中從程序框007到程序框010的方法來計算I-L特性(α，β)。之后分別將所得的值設(shè)置在峰值DAC11和底值DAC17中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的該實施例，可以提供控制從而即使由于溫度變化使LD特性發(fā)生波動，也能在無需使用高價的快速響應(yīng)/高精度峰值保持電路或?qū)拵ПO(jiān)視器的情況下使得LD總是以所需功率來發(fā)光。
權(quán)利要求
1.一種光盤設(shè)備，其特征在于包括激光發(fā)射元件；檢測單元(FM)，其用來檢測所述激光發(fā)射元件的發(fā)射功率；平均功率測量單元(14，15)，其用來在寫入操作中測量由所述檢測單元檢測到的發(fā)射功率的平均值，其中在所述寫入操作中以記錄脈沖來驅(qū)動所述激光發(fā)射元件并將標記形成在光盤的軌道上；擦除功率測量單元(12，18)，其用來在所述寫入操作中對通過反饋控制所控來與目標值保持一致的擦除功率進行測量；擦除電流測量單元(19，18)，在所述激光發(fā)射元件以擦除功率發(fā)光的同時，所述擦除電流測量單元對驅(qū)動該激光發(fā)射元件的擦除電流進行測量；評估單元(80，007)，其根據(jù)所述平均功率、所述擦除功率、所述擦除電流、和所述記錄脈沖的波形來評估所述激光發(fā)射元件的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性；以及控制單元(90，008到010)，其根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在所述寫入操作中所述激光發(fā)射元件的峰值功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)備，其特征在于所述評估單元評估出所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性為直線，并且進一步評估出實際產(chǎn)生的峰值功率距在所述寫入操作中根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性計算出的目標峰值功率的偏移量(108)，并且所述控制單元根據(jù)所述偏移量來校正所述實際產(chǎn)生的峰值功率(107)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光盤設(shè)備，其特征在于進一步包括一個單元(012)，所述單元在所述平均功率與所述擦除功率之間的差等于或小于一個特定值時改變所述記錄脈沖的波形的寫策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3的任意一個所述的光盤設(shè)備，其特征在于所述控制單元根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在所述寫入操作中所述激光發(fā)射元件的底值功率(17，18)。
5.一種記錄功率控制方法，其特征在于包括步驟檢測激光發(fā)射元件的發(fā)射功率(FM)，并在寫入操作中測量所述檢測到的發(fā)射功率的平均值(005，15)，其中在所述寫入操作中以記錄脈沖來驅(qū)動所述激光發(fā)射元件并將標記形成在光盤的軌道上；在所述寫入操作中，對由反饋控制所控來與目標值保持一致的擦除功率進行測量(004，12)；在所述激光發(fā)射元件以擦除功率發(fā)光的同時，對驅(qū)動該激光發(fā)射元件的擦除電流進行測量(004，12)；根據(jù)所述平均功率、擦除功率、擦除電流、和所述記錄脈沖的波形來評估所述激光發(fā)射元件的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性(007)；以及根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在所述寫入操作中所述激光發(fā)射元件的峰值功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄功率控制方法，其特征在于所述評估電流對發(fā)射功率關(guān)系特性的步驟包括步驟評估出所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性為直線，并且進一步評估出實際產(chǎn)生的峰值功率距在所述寫入操作中根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性計算出的目標峰值功率的偏移量ΔPP(108)，并且所述控制峰值功率的步驟包括步驟根據(jù)所述偏移量ΔPP來校正所述實際產(chǎn)生的峰值功率(109)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄功率控制方法，其特征在于進一步包括步驟在所述平均功率與所述擦除功率之間的差等于或小于一個特定值時改變所述記錄脈沖的波形的寫策略。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄功率控制方法，其特征在于進一步包括步驟在所述平均功率與所述擦除功率之間的差等于或小于一個特定值時改變所述記錄脈沖的波形的寫策略。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄功率控制方法，其特征在于所述控制峰值功率的步驟包括步驟根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在所述寫入操作中所述激光發(fā)射元件的底值功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄功率控制方法，其特征在于所述控制峰值功率的步驟包括步驟根據(jù)所述電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在所述寫入操作中所述激光發(fā)射元件的底值功率。
全文摘要
一種光盤設(shè)備和記錄功率控制方法，在數(shù)據(jù)寫入操作中，經(jīng)低通濾波器(14)和采樣保持電路(15)獲得了由前監(jiān)視器(FM)檢測到的發(fā)射功率的平均值。在該寫入操作中，經(jīng)采樣保持電路(12)獲得了由擦除APC(19)控制的擦除功率。在LD(79)以擦除功率發(fā)光的同時，根據(jù)所述擦除APC(19)的輸出電壓來確定擦除電流。根據(jù)平均功率、擦除功率、擦除電流、和記錄脈沖的波形來評估LD(79)的電流對發(fā)射功率關(guān)系特性(007)。另外，根據(jù)電流對發(fā)射功率關(guān)系特性來控制在寫入操作中LD(79)的峰值功率(008到010)。
文檔編號G11B7/125GK101083094SQ20071010591
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者碓井隆, 黑田和人, 上野雅史 申請人:株式會社東芝