确定可记录光学存储系统内最佳激光功率的方法和设备.pdf

本发明涉及一种减小光学介质上最佳写入参数控制过程(OPC)所占用的区域的方法和执行这种方法的装置。这种方法使用了一个用一组参考写入参数写入的参考数据图形和一个用一组测量写入参数写入的测量数据图形。

权利要求书
1.  一种为激光器确定一组最佳写入参数以写入光学存储介质的方法，所述方法包括：
定义光学存储介质的一个测试区；
使用一个具有一组操作写入参数的激光器将一个预定数据图形写入测试区；
为预定数据图形测量抖动值；以及
根据测得的抖动值选择激光器的一组最佳操作写入参数来将数据写入光学存储介质，所述最佳写入参数组最小化光学存储介质的抖动值，
其特征在于将预定数据图形写入测试区的步骤包括下列步骤：
使用激光器的一组参考写入参数将一个参考数据图形写入测试区；和
使用激光器的一组测量写入参数将一个测量数据图形写入测试区。

2.  如权利要求1所述的方法，其中每组写入参数包括激光器的功率电平。

3.  如权利要求2所述的方法，其中所述激光器的功率电平在测量数据图形的写入期间改变。

4.  如权利要求3所述的方法，其中所述激光器的功率电平在测量数据图形的写入期间从一个最低电平升高到一个最高电平。

5.  如权利要求4所述的方法，其中所述激光器的功率电平在测量数据图形的写入期间以离散的步级升高。

6.  如权利要求2到5的任何一个所述的方法，其中所述激光器的功率电平在参考数据图形的写入期间是固定的。

7.  如权利要求1或2所述的方法，其中所述测得的抖动值与测量和参考数据图形的抖动值的平均值有关。

8.  如权利要求1或2所述的方法，其中所述光学介质是一个盘，并且所述参考和测量数据图形在盘的单个轨道上形成一个交替的图形。

9.  如权利要求1或2所述的方法，其中所述光学介质是一个盘，而所述参考和测量数据图形写在盘的连续轨道上。

10.  如权利要求1或2所述的方法，其中所述光学介质是一个盘，而所述参考和测量数据图形写在盘的邻近的轨道上。

11.  一种为激光器确定最佳功率电平以写入具有在其上定义的测试区的光学存储介质(1)的装置，这种装置包括：
一个使用一组操作写入参数将一个预定数据图形(2，3)写入光学介质(1)的测试区的光学写入设备(12)；
一个可为光学介质(1)上的一个预定数据图形(2，3)测量抖动值的测量设备(14)；以及
一个可根据测得的抖动值选择激光器(12)的一组最佳操作写入参数以将数据写入光学存储介质(1)的功率控制器(10)，所述最佳写入参数组最小化光学存储介质(1)的抖动值，
其特征在于所述光学写入设备可：
使用一组参考写入参数将一个参考数据图形写入测试区；和
使用一组测量写入参数将一个测量数据图形写入测试区。

12.  如权利要求11所述的装置，其中每组写入参数包括激光器的功率电平。

13.  如权利要求12所述的装置，其中所述光学写入设备(14)可在测量数据图形的写入期间改变激光器的功率电平。

14.  如权利要求13所述的装置，其中所述激光器的功率电平在测量数据图形的写入期间从一个最低电平升高到一个最高电平。

15.  如权利要求14所述的装置，其中所述激光器的功率电平以离散步级升高。

16.  如权利要求12至15的任何一个所述的装置，其中所述激光器功率电平在参考数据图形的写入期间是固定的。

17.  如权利要求11或12所述的装置，其中所述测得的抖动值与测量和参考数据图形的抖动值的平均值有关。

18.  如权利要求11或12所述的装置，其中所述光学介质是一个盘，而所述参考和测量数据图形在盘的单条轨道上形成一个交替的图形。

19.  如权利要求11或12所述的装置，其中所述光学介质是一个盘，而所述参考和测量数据图形被写在盘的连续的轨道上。

20.  如权利要求11或12所述的装置，其中所述光学介质是一个盘，而所述参考和测量数据图形被写在盘的邻近的轨道上。

说明书确定可记录光学存储系统内最佳激光功率的方法和设备
本发明通常涉及可记录光学存储系统，具体地说，涉及确定配合可记录光学存储系统和光学存储盘使用的最佳激光功率。
如所周知，诸如CD和DVD可记录和可重写光盘之类的光学存储介质由光学叠层(optical stack)构成。叠层通常包括聚碳酸酯基片、感光染色层、金或银合金反射层和保护喷涂层。数据通过将诸如激光光束之类的高功率幅射光束聚焦到染色层上加热一个区域使得这个区域的反射率改变而写入光盘。这些区域形成一条由一系列长度可变的标记(mark，低反射区域)和脊(land，标记之间的高反射区域)组成的螺旋形光轨(track)。所得到的这些标记和脊构成的图案(pattern)编码将被存储在光盘上的数据。每个标记区域与脊区域之间的过渡与对数据值“1”的物理编码相应。标记和间隔通常用游程长受限码编码，从而得到一个固定的长度集。例如，对于DVD，长度为3T到14T(其中，T表示数据时钟周期)。
要正确地表示数据，关键性的是标记长度应精确。例如，如果光读出器读一个带有一系列过长的3T标记或脊的光盘，那么这些标记或脊有可能被误读为具有4T的特征。这种误读可以导致数据恢复错误，在极端情况下可以导致读出失败。
由于这个原因，必不可少的是光记录设备要能监视和保持光盘写入质量，以保证被写入的特定光盘上的所有标记和脊长度的精度。
为了达到精确写入，应该使写入功率最佳化。此外，优化写入脉冲的形状也可以减少读出错误。优化写入脉冲形状还可以大大减小记录抖动(recording jitter)。抖动是在读光盘时出现的标记向间隔或间隔向标记过渡的偏差的统计度量。
当前用于可记录(R)和可重写(RW)光学存储盘的有两种不同的最佳功率控制过程(OPC)。对于R-盘，使用“β”和“抖动”(或“σ”)OPC方法，而对于RW-盘，通常用“γ”方法作为OPC过程。
这些当前使用的OPC方法基于在用的信息，这信息预先存储在光盘上。例如，信息可以预先存储在光盘上，为记录设备提供开始一个OPC过程的指示功率电平。然而，这信息可能不是始终正确的，从而可能导致OPC失败。
当前，在DVD+R(W)数据记录设备和视频记录设备中使用了抖动度量。这在所谓的抖动OPC或σ-OPC中执行，以找出使系统(对于抖动的)裕度最大的写入功率。这种传统的σ-OPC包括相继以逐渐增大的写入功率写多个轨道。得到的结果是相对于写入功率曲线通常具有U状的抖动。
然而，所观察到的抖动不只是由所施加的写入功率产生的。由于光盘不均匀而引起的抖动偏差也影响到测量结果。这情况例示于图1。
从使用这样的光盘的经验可知，由于在光盘上的位置引起的抖动在特定范围内取决于切向位置，而不是径向位置。为了消除抖动测量的起伏，消除转动偏差就足够了。
因此，传统上将抖动就光盘回转一周进行平均。这意味着例如要得到十个抖动测量结果需用十周。这占用了光盘可用功率校准区域的一个相当大的部分。
因此需要一种空间效率高的写入脉冲校准方法。
按照本发明的第一方面，提供了一种为激光器确定一组最佳写入参数以用于写入一个光学存储介质的方法，这种方法包括：
定义光学存储介质的一个测试区；
使用一个具有一组操作写入参数的激光器将一个预定数据图形(datapattern)写入测试区；
为预定数据图形测量抖动值；以及
根据测得的抖动值选择激光器的一组最佳操作写入参数来将数据写入光学存储介质，所述最佳写入参数组最小化光学存储介质的抖动值，
这种方法的特征在于将预定数据图形写入测试区的步骤包括下列步骤：
使用激光器的一组参考写入参数将一个参考数据图形写入测试区；以及
使用激光器的一组测量写入参数将一个测量数据图形写入测试区。
按照本发明的另一个方面，提供了一种为激光器确定一组最佳写入参数以写入具有在其上定义的测试区的光学存储介质的装置，这种装置包括：
一个以一组操作写入参数将一个预定数据图形写入一个光学存储介质的测试区的光学写入设备；
一个可为光学存储介质上的一个预定数据图形测量抖动值的测量设备；以及
一个可根据测得的抖动值选择激光器的一组最佳操作写入参数以将数据写入光学存储介质的功率控制器，所述最佳写入参数组最小化光学存储介质地抖动值，
其特征在于所述光学写入设备可：
以一组参考写入参数将一个参考数据图形写入测试区；以及
以一组测量写入参数将一个测量数据图形写入测试区。
从以下结合附图所作的更为具体的说明中可以清楚地看到本发明的这些及其他一些目的、特征和优点，在这些附图中：
图1例示了抖动测量结果；
图2为例示体现本发明的一个方面的装置的方框图；
图3和图4例示了本发明的第一实施例；以及
图5和图6例示了本发明的第二实施例。
附图中的图2示意性地例示了一种体现本发明的装置。光盘1以已知的方式装在已知的光盘驱动装置内并且由该已知的光盘驱动装置旋转，为了清晰起见图中没有示出光盘驱动装置。
控制器10用来控制激光器12读、写光盘1的输出参数。这些可以由控制器10控制的参数包括写功率电平、写脉冲沿和过功率。测量设备14用来测量抖动值，将有关测量结果的数据提供给功率控制器10。下面将较详细地说明图2所示设备的操作。
为了确定一组最佳写入参数，亦即一组能使抖动水平最小的参数，需要找出最小抖动值。由于抖动定义为标记沿的噪声的标准偏差，因此不同原因引起的抖动值可以合并为：
(Jittertotal)2＝(Jittersource1)2+(Jittersource2)2           (1)
其中，Jittertotal为总抖动值，Jittersource1为由于第一抖动源引起的抖动，而Jittersource2为由于第二抖动源引起的抖动。本发明利用这个关系，合并来自参考值和测量值的抖动值。
图3为例示体现本发明的第一方法的流程图，图4例示了用图2所示方法将一个测试数据图形写入光盘1的情况。
第一方法在步骤A初始化后，用一组参考写入参数写入一个参考数据图形2(步骤B)。例如，这组参考参数可以包括固定的激光器写入功率和固定的写入预补偿。参考数据图形2写入盘1的轨道11中的一部分。然后，将一个测量数据图形3写入盘1，写在写有参考数据图形的同一条轨道11内(步骤C)。测量数据图形3用一组与参考图形所用的不同的测量写入参数写入。例如，可以改变激光源的写入功率。
交替地写入参考和测量数据图形2和3，一直继续到光盘1转了一周。在将这组参考和测量数据图形2和3写入了光盘后，所述方法就测量对于各个图形的抖动值(步骤E)，将这些值标准化(步骤F，如下所述)，再根据经标准化的抖动值选择最佳的写入参数组。
由于在两相继的写入序列之间总会有一个小的角度差，因此用式(1)将相继的参考和测量抖动值标准化就足够精确。
这个式子就成为
Jitter norm = ± ( Jitter meas ) 2 - ( Jitte r ref ) 2 - - - ( 2 ) ]]>
其中，Jitternorm为经标准化的所关心的抖动(亦即，来自式1的抖动源)，Jittermeas为测量数据图形的抖动，Jitterref为参考数据图形的抖动(式1的源2)。注意，符号必须明确重建，因为所关心的对于测量图形的抖动可能高于或低于对于参考图形的抖动。符号取决于Jittermeas和Jitterref的相对大小。
然后根据由式(2)确定的最小标准化的抖动值选择最佳功率水平。或者，抖动值也可以用下式标准化：
Jitternorm＝Jittermeas-Jitterref                 (3)
对于观察到的抖动实际处在一个很小的范围内的情况用个式子这就足够精确了。用经简化的标准化式子，可以减小误差传播的机会。
在一个例子中，测量功率电平在测量数据图形的写入期间改变。在图3和4的实施例中，每个测量图形部分具有一个特定的测量功率电平，这些功率电平以步进方式从最低电平升高到最高电平。或者，测量功率电平也可以连续改变。
然而，在图3和4的方法中，在参考图形与测量图形之间总有一个角度差。切向的抖动起伏通常要比从轨道到轨道的径向的抖动起伏大。因此，在体现本发明的第二方法中，将参考图形在光盘的第一周写在光盘的一条轨道上，而将测量图形在光盘的第二周写在一条不同的轨道上。图5和6例示了第二方法。这种方法利用了抖动起伏取决于切向位置而不是径向位置(按比例来说)的实际情况。在第二实施例中，用一组参考写入参数(例如固定的功率电平)写入参考数据图形(步骤B’)，而在测量数据图形的写入期间使用一组测量参数(例如改变的功率电平)(步骤C’)。测量数据图形3和参考数据图形2写入光盘的相邻轨道，如图6所示。
为了使标准化有效，优选的是为测量和参考数据图形使用径向校准的抖动测量结果。在光盘驱动器中，这是用公知为“摆动(wobble)”的定义的定时图形来实现的。在半径R处，在2πR/w(w为摆动长度)的摆动计数后找到相邻的序列。然而，小的失配并不是问题。
除了当前所实现的σ-OPC之外，以上所说明的抖动估计可以用于其他写入参数的优化(见例如本发明的发明者的欧洲专利申请02077527.6-PHNL 020578)。在这种情况下，不只是简单地线性改变(ramp)写功率，也改变其他写入策略参数(例如，写脉冲沿和过功率)。响应是一条二阶曲线，可以通过减去参考测量结果简化为一阶问题。经减去的抖动可以标为“ΔJ”。对于标准化：
ΔJ＝Jittermeas-Jitterref                         (4)
这意味着使用对参考序列的抖动测量的思想可以直接用于所提到的写入策略最优化算法。
可以理解，本发明的实施例提供了用显著减小了的光盘区域测量抖动值从而选择一组最佳写入参数的方法和设备。还可以理解，本发明的原理可以应用于光盘之外的其他光学介质，而激光器包括任何可以产生在或不在可见光谱内的幅射的设备。
可以与本发明结合使用的的盘型光记录介质的例子包括CD、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、双层DVD-R、双层DVD-RW、DVD+R、DVD+RW、双层DVD+R、双层DVD+RW、DYD-RAM和Blu-射线盘之类的光盘。