为在未知可记录光盘上高速写入而进行Β预测的方法、装置.pdf

本发明公开了一种为了在未知的可记录光盘上高速写入而进行β预测的方法。在未知的可记录光盘的内部测试区域(20)和外部测试区域(40)中进行所述测试记录，产生表示为测得的β目标值的结果。在未知的可记录光盘的数据区域(30)中计算至少一个β目标值。为了在所述未知光盘上高速写入，通过利用测得的目标值和至少一个计算出的β目标值构造β对速度或对盘半径的分段线性内插来预测β(功率)，所述β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布的速度的函数，或者等效地作为用于CAV写入的盘半径的函数。

1.  一种用于为了在光盘上写入电子数据而预测β的方法，所述β作为CAV分布的线速度的函数，或者作为用于CAV写入的盘半径的函数，所述方法包括如下步骤：
(a)以多个预定记录速度在所述光盘的外部测试区域(40)中进行多个信号测试记录，其中以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的外部测试区域测得β目标值来表示所述测试记录；
(b)计算预定记录速度时光盘的数据区域(30)中的至少一个β目标值；以及
(c)对于不同于预定记录速度的其他线速度，为了在所述光盘上高速写入而预测β(功率)，所述β作为连续角速度(CAV)的速度分布的线速度的函数，或者等效地作为用于进行CAV写入的盘半径的函数，所述预测取决于至少一个计算出的β目标值和测试记录，所述测试记录包括以至少两个不同的预定记录速度所进行的测试记录。

2.  如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(c)进一步包括依照下面的方程式来计算在所述数据区(30)内部的至少一个β目标值：

其中R_{opc_out}和R_{opc_in}分别代表所述光盘的外部测试区域和内部测试区域的半径，以及
其中Δβ代表以一个特定速度时在盘的内径和外径之间的β之差。

3.  如权利要求2所述的方法，其中依照下面的方程式来计算Δβ：
Δβ＝βi_{in_opc}-βt_{out_opc}

4.  如权利要求2所述的方法，其中项取决于所述光盘的特定机械特点。

5.  如权利要求2所述的方法，其中项βt_{out_x}取决于所述光盘的记录速度。

6.  如权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤(b)进一步包括将至少一个计算出的β目标值和至少两个外部测试区域测得β目标值用作为了在所述光盘上高速写入而预测β(功率)的曲线拟合法的输入，所述β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布的线速度的函数，或者等效地作为用于CAV写入的盘半径的函数。

7.  如权利要求6所述的方法，其中该曲线拟合法是分段线性内插。

8.  如权利要求1所述的方法，其中所述光盘包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-R__DL、DVD-RW__DL、DVD+R、DVD+RW、DVD+R__DL、DVD+RW__DL、DVD-RAM或蓝光盘中之一。

9.  一种用于为了在所述光盘上写入电子数据而预测光盘的β的设备，所述β作为CAV分布的线速度的函数，或者作为用于CAV写入的盘半径的函数，所述设备包括：
用于以多个预定记录速度在所述光盘的外部测试区域(40)中进行多个信号测试记录的装置，其中以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的外部测试区域测得β目标值来表示所述测试记录；
用于计算在预定记录速度时所述光盘的数据区域(30)中的至少一个β目标值的装置；以及
用于针对不同于预定记录速度的其他线速度，为了在所述光盘上高速写入而预测β(功率)的装置，所述β作为连续角速度(CAV)的速度分布的线速度的函数，或者等效地作为用于进行CAV写入的盘半径的函数，所述预测取决于至少一个计算出的β目标值和测试记录，所述测试记录包括以至少两个不同的预定记录速度所进行的测试记录。

10.  如权利要求8所述的装置，其中所述用于利用至少一个计算出的β目标值和在不同预定记录速度时的至少两个测试记录来预测所述数据区(30)内部的β目标值的范围的装置进一步包括用于利用至少一个计算出的β目标值和在不同预定记录速度时的至少两个测试记录来进行曲线拟合以预测β目标值的范围的装置。

11.  如权利要求10所述的装置，其中该曲线拟合是分段线性内插。

12.  一种当加载在计算机中时使计算机执行的计算机程序产品，其包括：
用于以多个预定记录速度在所述光盘的外部测试区域(40)中进行多个信号测试记录的装置，其中以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的外部测试区域测得β目标值来表示所述测试记录；
用于计算以预定记录速度时所述光盘的数据区域(30)中的至少一个β目标值的装置；以及
用于针对不同于预定记录速度的其他线速度，为了在所述光盘上高速写入而预测β(功率)的装置，所述β作为连续角速度(CAV)的速度分布的线速度的函数，或者等效地作为用于进行CAV写入的盘半径的函数，所述预测取决于至少一个计算出的β目标值和测试记录，所述测试记录包括以至少两个不同的预定记录速度所进行的测试记录。

13.  如权利要求1所述的方法，包括以预定记录速度在所述光盘的内部测试区域(20)中进行信号测试记录，其中以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的内部测试区域测得β目标值来表示所述测试记录，所述预测取决于内部测试区域测得β目标值。

为在未知可记录光盘上高速写入而进行β预测的方法、装置
发明领域
本发明总体涉及光学存储系统，更具体地涉及一种用于为了在未知的可记录光盘上高速写入而预测β(功率)的方法和装置，所述β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布的速度的函数，或者等效地作为用于CAV写入的盘半径的函数。
背景技术
在光学介质上的数据存储已经是一项迅速发展的技术，其部分受限于向该介质以高速度精确地写入波形信息的能力。为了使可以在光学介质上存储的数据量达到最大，必须以精确选定的激光功率以及位置信息来形成由激光器生成的脉冲。
光学介质记录所需的激光功率的正确量是可变的，且其取决于各个记录器、介质，有时甚至取决于介质上的特定位置。此外，在光学介质中所用的各种类型的材料因其物理组成而具有不同尺寸的功率窗口(即，在介质上适当形成正确尺寸的脉冲的激光能量的范围)，因此对于适当的记录需要不同数量的激光功率。功率窗口不仅能够在所使用的介质的类型之间发生变化，而且可以基于对数据进行记录的速度而发生变化。这一点是很重要的，因为功率太高将会产生尺寸过大的脉冲，而功率太低将会产生尺寸过小的标记。
就记录器而言，其用于写入的激光器的尺寸和光学性能因个体单元的不同而不同，如其波长一样，其能够根据温度和其他环境条件而改变。大多数激光器的发射频率是对温度敏感的，因此在容许的工作温度范围极限处进行的写入会导致明显的波长展开。因此，许多记录器进行初始最佳功率校准(OPC)程序以确定对于每张盘和记录器的组合的最佳写入激光功率设置。另外，已经采用自动功率控制(APC)回路来克服由于老化和热变形而产生的非常缓慢的变化。
CD、DVD和蓝光盘的标准为恒定线速度(CLV)操作模式指定了标准线速度(所谓的1X速度)，并建议将激光写入功率变量写在盘上或者通过测试确定。但是，使记录器在CAV模式中以高于1X的速度工作已经是很普遍的。CAV模式所要求的速度是盘的外沿处的标准速度的倍数。因此，以16X工作的记录器实际上在盘的内边缘以6.3X的线速度工作，而在盘的外沿以16X工作。
作为用于依照记录速度放大率而控制写入激光功率成为最佳的方法，已经提出了实现最佳功率控制的OPC方法，该方法包括：在进行正规记录之前，在光盘的预定区域中用多个写入激光功率值来进行测试记录；根据该测试记录区域的再现结果获得写入激光功率值。
在常规的OPC中，根据来自测试记录区域的再现信号来获得写入激光功率值/β值特性，该写入激光功率值/β值特性表明写入激光功率值与β值之间的关系且将其称为最佳写入激光功率值，还采用与预定最佳β值相对应的写入激光功率值，有时将其称为β目标值。另外，β值是与再现信号电平或振幅有关的参数，并且由(a+b)/(a-b)而获得，其中字符a表示作为光学拾取的返回光接收信号的8-14调制(EFM)信号波形的峰值电平(符号为+)，b(符号为-)表示该返回信号的波谷电平。
在常规的OPC中进行这种“β目标”测量的公知程序包括以下步骤：(1)执行OPC以得到最佳激光写入功率，Pw_opt，(2)利用得到的最佳激光写入功率Pw_opt来写入单轨道(即，1次盘旋转)，(3)在1次盘旋转时(以读取激光功率Pr)测量写入轨道的N个振幅A1₀...A1_N-1和A2_o...A2_N-1，计算在i为0到N-1时的不同β值 β j = A 1 i - A 2 j A 1 i + A 2 j , ]]>(4)计算平均β目标估计值 β t arg et = Σ i = 0 N - 1 β i N . ]]>
另外，在常规的OPC中，确定与预定最佳β值相对应的写入激光功率值。也就是说，只考虑β值来确定该写入激光功率值。但是，当光盘的特性随类型的不同而不同时，记录状态的质量水平在利用只考虑β值而简单确定的写入激光功率值进行记录的过程中会发生退化。例如，写入激光功率值和β值之间的关系通常基本上是呈线性的，但是有时会由于光盘的畸变、染料不均匀等问题而变成图1中所示的非线性关系。如图1中所示，在光盘中，β值与写入激光功率值之间的关系具有基本上呈非线性的特性。特别是，作为速度的函数的β的关系是非线性的。因此，对于未知的盘(即，不包括有关指示性功率电平的信息的盘，OPC程序从该功率电平开始)来说，由于线性内插5而基于错误的β目标值产生了写入误差。
目前使用的用于对写入激光功率和β值之间的盘非线性关系进行校正的OPC方法基于所使用的在盘上预先存储的信息(例如参见DVD+R、基本格式说明、系统描述，或可记录的紧致盘系统，部分II：CD-R，系统描述)。可以将信息预先存储到盘上，这向记录器例如提供了指示性功率电平，OPC程序从该功率电平开始。但是，该信息对于大量高速可记录盘来说可能未必总是可用的。特别是，该信息对于在介质表中未提到的那些盘是不可用的。
发明内容
因此，本领域需要一种在光盘装置不包括关于指示性功率电平的信息的情况下为了在光盘装置上写入电子数据而进行功率调节的程序，其中OPC程序从所述指示性功率电平开始。
本发明涉及预测光盘装置的β(功率)，该β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布中速度的函数，或者等效地作为用于CAV写入的盘半径的函数，这可以在盘的内部测试区域和外部测试区域执行，且其克服了与常规的OPC程序相关联的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种用于为了在光盘上写入电子数据而预测β的方法，所述β作为CAV分布的线速度的函数或者作为CAV写入的盘半径的函数，所述方法包括如下步骤：(a)以多个预定记录速度在光盘的外部测试区域进行多个信号测试记录，其中以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的外部测试区域测得β目标值来表示该测试记录；(b)计算在预定记录速度时光盘的数据区域中的至少一个β目标值；以及(c)对于不同于预定记录速度的其他线速度，为了在所述光盘上高速写入而预测β(功率)，所述β作为连续角速度(CAV)的速度分布的线速度的函数，或者等效地作为用于进行CAV写入的盘半径的函数，该预测取决于至少一个计算出的β目标值和测试记录，所述测试记录包括以至少两个不同的预定记录速度所进行的测试记录。
附图说明
现在参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1是根据现有技术代表通常的光盘的写入激光功率值和β值之间的关系的图表；
图2代表通常的光盘的侧视图；
图3是本发明的方法的流程图；以及
图4是显示出本发明示范性实施例的β(功率)对记录速度的相互关系的图表。
具体实施方式
图2示出了标准盘的简化侧视图。盘内部测试区20和盘外部测试区40分别代表盘的最里面和最外面的区。只有这些测试区能够被驱动器用于进行盘测试和OPC算法。数据区30构成可记录区域，利用不可逆的效果在该可记录区域中记录信息。
根据例如在16X的CAV模式中进行写入的本发明示范性实施例，以预定的记录速度(例如在该实施例中是6.3x)在光盘的盘内部测试区20中进行单个信号测试记录，并且以预定的记录速度(例如在本实施例中是6.3x、8x、12x，和16x)在光盘的盘外部测试区40中进行四个额外的信号测试记录。
优选用以从写入激光束的功率反射回来的读取激光束所获得的β目标值50(即，功率)来表示这5个测试记录，如图2中所示，这5个测试记录即在内部测试区中进行的1个测试记录和在外部测试区中进行的4个测试记录。这种测试记录测量是公知的，并且按照常规是在光盘的测试区中进行的。
在进行这5个测试记录并获得5个测得的β目标值之后，计算在内部记录速度时的至少一个β目标值。在本实施例中，计算在8x和12x的记录速度时的2个β目标值。一般来说，可以依照下面的方程式来计算β目标值：
βt x = βt out _ x + Δβ · Ropc _ out - R X Ropc _ out - Ropc _ in - - - ( 1 ) ]]>
从方程式(1)中可以观察到，如上所述，用于计算在记录速度x时的β目标值的第一项βt_x是通过以记录速度x在盘的外部测试区中进行测试记录而获得的测得的β目标值βt_{out_x}。测得的β目标值βt_{out_x}被认为是方程式(1)的取决于速度的分量，如下面所描述的。
方程式(1)可被认为是由两个分量组成，即取决于速度的分量βt_{out_x}，和取决于盘的分量。取决于速度的分量βt_{out_x}是以特定记录速度x在盘外部测试区40处测得的β目标值。取决于盘的分量由方程式(1)的第二项来表示：
Δβ · Ropc _ out - R X Ropc _ out - Ropc _ in - - - ( 2 ) ]]>
其中R_{opc_out}和R_{opc_in}分别代表光盘的外部测试区域和内部测试区域的半径。对于DVD+R单层型的盘来说，R_{opc_out}和R_{opc_in}的通常值是R_{opc_in}为22.6mm，R_{opc_out}为58.1mm。R_x代表在特定时刻进行记录的盘半径。
Δβ代表一个特定速度(例如6.3x)时在盘的内径和外径之间的β(功率)之差，计算如下：
Δβ＝β_in...6.3-βt_{out_6.3}   (3)
如下面将要描述的，根据一个实施例，将至少一个计算出的β目标值与至少两个测得的β目标值结合以构成用于为了在未知的可记录光盘上高速写入而预测β目标值的范围的分段线性图，所述β目标值作为连续角速度(CAV)的速度分布中速度的函数，或者等效地作为CAV写入的盘半径的函数。应当指出的是，在特定实施例中，可以利用所有计算出的β目标值来构成该分段线性图。但是，可以观察到这是不必要的，因为在测试区中测得的特定β目标值等于其计算值，如下面将要描述的。因此，仅仅需要计算那些不等于其测得值的β目标值。
在当前的示范性实施例中，测量5个β目标值，即在光盘的内部测试区中测量1个β目标值βt_in＿6.3x，并在该光盘的外部测试区测量4个β目标值，βt_out＿6.3x、βt_out＿8x、βt_out＿12x和βt_out＿16x(参见图2)。除了这5个测得值之外，还计算2个β目标值βt_8x和β_12x。
在本实施例中，应该理解，这5个测得的β目标值中的2个，即βt_in＿6.3x和βt_out＿16x，其计算值或预测值等于其测得值。因此，可以不进行计算而使用这2个测得值。
测得的β目标值与计算出的β目标值的这种等价关系可以例如参考方程式(4)来证明。方程式(4)是依照方程式(1)针对边界记录速度为6.3x而计算β目标值的结果。如所示的，计算结果(LHS)等于内部测试区的测得结果(RHS)。

本发明的方法可以利用这一等价关系，从而减少用于构造预测的分段线性图所需要的计算的数量。
现在参考图3以及图2的元件来介绍用于预测作为光盘的速度(或盘半径)的函数的β(功率)的方法的流程图。
根据本发明的优选实施例，用于为了在未知的可记录光盘上高速写入而预测β(功率)的方法包括下面的步骤，所述β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布中速度的函数，或者等效地作为CAV写入的盘半径的函数。
在步骤302，以预定的记录速度(在该实施例中例如是6.3x)在盘的内部测试区20(参见图2)中进行单个测试记录，以获得第一测得的β目标值βt_in＿6.3x。在当前的示范性实施例中，以6.3x的记录速度在盘的内部测试区20中进行单个测试记录以获得单个测得的β目标值βt_in＿6.3x。
在步骤304，以预定的记录速度在盘的外部测试区40(参见图2)中进行至少2次额外的测试记录以获得至少2个相应的测得的β目标值。在当前的示范性实施例中，以6.3x、8x、12x和16x的记录速度在盘的外部测试区40(参见图2)中进行4次额外的测试记录以获得4个测得的β目标值：βt_out＿6.3x、βt_out＿8x、βt_out＿12x和βt_out＿16x。在当前的示范性实施例中，测得值βt_out＿6.3x和βt_out＿16x等于其计算值或预测值，如通过方程式(1)计算出的。这些值在这里称为下边界值和上边界值。
在步骤306，针对不等于其计算值或预测值的那些测得的β目标值进行预测的或计算出的β目标值的计算。在当前的示范性实施例中，2个β目标值被认为是非边界(内部)记录速度，即8x和12x，根据方程式(1)对这2个β目标值执行下面的计算。
βt 8 x = βt out _ 8 x + Δβ · Ropc _ out - R 8 x Ropc _ out - Ropc _ in - - - ( 5 ) ]]>
βt 12 x = βt out _ 12 x + Δβ · Ropc _ out - R 12 x Ropc _ out - Ropc _ in - - - ( 6 ) ]]>
在步骤308，在光盘的控制单元已经分别计算出在8x和12x的内部记录速度时的β目标值β_8x和β_12x之后，利用计算出的β目标值连同测得的边界β目标值来构造用于为了在未知的可记录光盘上高速写入而预测β(功率)的分段线性图，所述β(功率)作为连续角速度(CAV)的速度分布中速度的函数，或者等效地作为CAV写入的盘半径的函数。
图4是表示为β[％]的功率对记录速度R[m]的图表。通过比较，该图表由2条曲线组成，第一条曲线标为“A1”，其说明现有技术的预测β目标值对记录速度R[m]的线性内插值，第二条曲线是依照本发明的原理而生成的，其是预测β目标值对记录速度R[m]的分段线性内插值，第二条曲线由3段组成，分别标为B1、B2和B3，并且在下文称为本发明的曲线“B”。
现在参考现有技术的曲线“A1”，该线性内插值基于2个测得的β目标端点值，这2个端点值可在光盘的测试区部分20、40(如图1中所示)测得。这2个β目标端点值是βt_6.3x和βt_16x。现有技术的曲线“A1”预测在光盘的数据区30中的β目标值相对于范围6.3x-16x的记录速度R[m]是呈线性分布的。
本发明人已经用实验方法确定，光盘的数据区40中真实的β目标值或实际的β目标值包括非线性分布，如由用实验方法分别在8x和12x的记录速度时测得的2个点M1和M2所示。应当指出的是，现有技术的预测曲线是对真实的β目标值或实际的β目标值的不太精确的近似。例如，该曲线显示，对于用实验方法测得的数据点M1，该数据点是在速度R8x时的真实的β目标值或实际的β目标值，如在该曲线上观察的，其测得值近似为-4.2。利用现有技术的方法，该预测值近似为-1，产生-3.2的相当大的增量β。与现有技术的预测值成鲜明对比的是，根据本发明的预测值BT1近似为-4.1，产生-0.1的β。因此，如通过图4中的例子所证明的，本发明提供了优于现有技术的对预测精度的显著改进。
如图4中所示，本发明的曲线“B”比只利用单段“A1”的现有技术的曲线“A”明显地更能预测实际的β目标值。
提供表1来进一步说明图4的本发明的图表“B”由原始数据点的集合而构成，从而构成各种分段线性段，所述原始数据点的集合包括测得的β目标值和计算出的β目标值。
表1