专利名称：在用来从光记录介质读出或写入的装置中调整扫描光束的光功率的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用来从光记录介质读出或写入的装置中调整扫描光束的光功率的方法和装置背景技术为了将信息写入或记录在例如DVD的光记录介质上，光记录介质由例如激光二极管产生的扫描光束照射。在这种情况下，该光记录介质具有用于存储想要信息的记录层，该记录层的反射程度或偏振方向是由扫描光束的照射来改变的。为了确保想要的信息通过扫描光束的激光强度，以预定的长度和宽度精确地写入光记录介质，扫描光束的写入信号或激光必须以这样一种方式产生，即在预定时间范围内提供具有预定激光强度或光功率电平的激光。扫描光束或相应激光的这种调制被称作写入策略，各个光记录介质的制造商通常以记录于记录介质上的数据形式，在所谓的导入区中指定该写入策略(Writing Strategy)。
为了将信息记录在例如DVD-RAM之类的光记录介质，必须提供多个不同的光功率电平，该光功率电平也可以根据记录介质而变化，其对应于装置使用期限的时间范围内具有高精度性。将要写入记录介质的信息包括很小量的有关盘的物理信息，如果切换到不同的光功率电平发生，需要非常高的速度，而且随写入速度增加而增加。这需要大量的调整电路，尤其要补偿所用组件的老化现象。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在用来从光记录介质读出和/或写入的装置中调整扫描光束的光功率的方法和装置，该方法和装置能以低费用在长时间范围内提供具有高精度性和高速度的不同光功率电平。
该目的通过在独立的权利要求中指定的特征来获得。在从属权利要求中指明了有利的实施例。
本发明的一个方面是使用少量的调整电路，提供多个具有高精度的不同的光功率电平，和本发明的另一个方面是确保在一长时间范围内该精度性不会出现公差和老化现象。
本发明提供一种对第一预定光功率电平的校准，该校准建立在功率被馈送到光源或激光二极管电流被馈送到激光二极管的情况下，为了确定第二预定光功率电平所需的功率或所需的激光二极管电流，并且使用已测量的值，一起设置高精度的预定光功率电平，以根据被馈送的功率或被馈送的激光二极管的电流，来补偿在光功率上的变化。
为了基于该校准而执行扫描光束的光功率的调整，本装置用来执行对至少一个光源例如激光二极管或由各个光源产生的扫描光束的光功率电平的校准。
为了该目的而确定特征曲线的上升沿，该特征曲线表示被馈送的功率上的光功率或激光二极管电流上的光功率的相关性。这能够设置每个期望的光功率电平的高精度性和老化(aging)现象的补偿，例如，在可比较的情况下，减小的光功率给定相同的激光二极管电流。
由监控二极管组成的调整电路的使用意味着仅需要一个对于光功率电平的校准。这可能有利于这样的事实已校准的监控二极管信号对应于第一预定光功率电平，和直到相应的监控二极管信号建立，对应于第二预定光功率电平的调整偏差才能补偿。维持设置的校准因子，并且监控二极管信号与光功率电平成正比。换句话说，这意味着例如，若监控二极管信号加倍，则将光功率电平也设置为加倍，并且调整偏差已被补偿。之后，对于单个光功率电平的校准已经能够设置每个预期的具有高精度的光功率电平。
由于将要写入光记录介质的信息是以小量的有关盘的物理信息形式记录，所以需要不同光功率电平之间的快速转换。强加于转换速度上的需要随着记录或写入速度的增加进一步增加。因此，在仅设置需要的光功率电平改变的情况下本装置形成由光功率电平的调整或控制组成。尽管速度仍然很高，在当前可采用的技术情况下，必须提供并联光功率电平所需的预期值。转换是不可能的。另一方面，由于调整电路需要设置预定光功率电平，因此最初看来对于每个所需的光功率电平，需要提供调整电路，这将需要很高的费用。
因此，本发明用来测量提供第一和第二光功率电平所需的激光二极管电流，和用来计算从光功率电平的比率到激光二极管电流的比率，该激光二极管电流需要用来设置其他光功率电平。这样就减少了设置不同光功率电平所需的调整电路的数量，因此，例如，当写入需要五个不同光功率电平的DVD-RAM时，至少节省了三个调整电路。基于的原则是表示光功率电平和激光二极管电流之间的比的特征曲线的上升沿是使用两个光功率电平和已测量的激光二极管电流来确定的。考虑到光功率电平和激光二极管电流之间的通常线性关系，该特征曲线是一条直线，这使得，以简单方式，根据记录介质指定的写入策略，直接设置每个预期光功率电平。
本发明的另一个优点是可以检测出由老化而引起的在特征曲线斜率上的变化，并且在随后的扫描光束的光强调整期间，也考虑该变化。该优点是这样完成的在预定的时间间隔测量通过调整电路所设置的对于光功率电平的激光二极管电流的结果，并且，结果，在不同光功率电平的设置期间，考虑特征曲线的上升沿上的变化，该特征曲线表示光功率电平和激光二极管电流之间的关系。
为了实现电路图，在下文详细说明需要低费用的示例实施例。
本发明的应用与光记录介质的记录格式无关，并且在原则上，本发明也可被用来以预定光功率电平从光记录介质中读取。
在下面示例实施例中，将结合附图详细解释本发明的实质，其中图1示出了激光功率与激光二极管电流的函数示意图；图2示出了在用于从光记录介质读出或写入的装置中调整扫描光束的光功率的示意图；图3示出了用于阐明DVD情况中写入策略的激光强度相对于时间轴的示意图；图4示出了温度变化和老化情况中光功率的变化与激光二极管电流的函数示意图；图5示出了为了写入DVD-RAM用于调整和控制不同光功率电平的电路结构图；和图6示出了烧熔(burning)CD的电路结构图。
具体实施例方式
首先，下面参考图1，来解释本发明的原理，假定，在用于从例如DVD-RAM之类的光记录介质读出或写入的装置中，使用激光二极管来产生扫描或写入光束。
激光二极管提供光功率LP，该光功率LP在激光二极管的操作范围内，基本上与被馈送到激光二极管的激光二极管电流ILD成比例，因此，举例来说，由激光二极管电流ILD2产生光功率电平LP2，和由激光二极管电流ILD5产生光功率电平LP5。因此，在原理上，对于预定的时间期间t，按如图3所示设置不同的激光强度LLI是可能的。从而，例如，对于DVD，为了写入WR记录介质、擦除ER记录介质、冷却CO记录介质、从记录介质中读取RE，或为了将激光二极管偏置OFS在辐射开始之前(below the radiation onset)，提供五个不同的激光强度LLI。激光强度LLI的值被称作所谓的写入策略，其通常作为有关记录介质的信息被记录，并将在后面指定。
为了写入WR、擦除ER、冷却CO或读取RE，提供预定光强LLI，该光强可通过预定时间期间激光二极管的相应的光功率电平LP来实现。然而，由激光二极管产生的光功率LP，和因此提供的光强LLI，不仅受如图4所示的激光二极管电流ILD(图1中所示)影响，而且受温度T和老化AG影响。
通常，调整电路用来将扫描光束的激光功率LP或激光光强LLI调整到预定电平，由激光二极管发射的激光被监控二极管检测，并被转换成与激光二极管的激光强度LLI成比例的监控二极管电流。对该监控二极管电流进行评估，以便以与其相关的方式设置被馈送到激光二极管的激光二极管电流，用来根据在激光二极管的操作范围内线性的特征曲线，来控制或调整激光强度LLI、激光二极管电流ILD随后的激光强度LLI。激光二极管电流ILD取决于激光二极管和监控二极管结构的容差取决于温度T和老化效应AG。激光二极管电流ILD的激光强度LLI的比例关系通常保持不变。如图4所示，尽管温度波动将光强LLI的特征曲线从a变换到b，但在操作范围内表示激光二极管电流ILD和光强LLI之间比例关系的特征曲线的上升沿并没有受到影响。然而，调查显示，老化AG使特征曲线的斜率或上升沿产生变化，图4中使用特征曲线c图示。上升沿的这种变化也称作削波。
在激光二极管的光功率LP或光强LLI调整到不同光功率电平LP之前，执行对至少一个激光二极管的光功率电平LP2的校准。为了这个目的，在第一调整电路中，由监控二极管产生的监控二极管电流以一种方式乘以校准因子KAL，该方式是被乘的监控二极管电流对应于依次对应于预定第一激光功率电平LP2的期望值。
由于监控二极管-也称作监控器二极管-提供与光功率电平LP成正比的监视器二极管电流MD，所以这种简单的校准已经使设置每个期望的光功率电平LP成为可能。这与根据在调整电路所需的光功率LP建立的激光二极管电流ILD或提供对应于光功率LP的监控器二极管电流MD无关。接着，例如，对应于光功率电平LP2的校准点，满足用于设置不同光功率电平LP或用于调整到不同光功率电平LP的需要。因此，不必知道激光二极管电流ILD的光功率LP的相关性。激光二极管电流ILD5通过调整自动设置为带监控器二极管电流MD的光功率电平LP5。
然而，根据本发明的另一方面，由于这使使用激光二极管电流ILD直接设置光功率电平LP成为可能，所以若合适的话，有利于测量和存储激光二极管电流ILD2和ILD5。依靠两个激光二极管电流ILD2和ILD5的测量的事实，使得描述特征曲线或在操作范围内激光二极管的特征曲线的上升沿成为可能。然后从用于确定相应的激光二极管电流ILD2和ILD5的光功率电平LP2和LP5的比率到激光二极管电流ILD2和ILD5，计算设置光功率电平LP所需的激光二极管电流ILD。由于给定无需调整电路而直接设置光功率电平的可能性，所以可以节省相应的调整电路。只要在图4中所示的关于激光二极管电流ILD的光强LLI没有发生变化，就可能具有高精度。
尽管在图4中所示的激光二极管的光强LLI有变化，为了使预定光功率强度LLI或光功率电平LP即使在没有附加调整电路的情况下能够精确设置，由调整电路确定的激光二极管电流ILD2和ILD5的上述测量在预定的时间期间内重复。结果在预定时间期间内的激光二极管电流的测量或在光功率电平LP2和LP5的供给情况下，确保检测到光功率强度LLI上的变化，和即使在没有调整电路光功率电平LP的直接设置或设置期间也考虑老化现象AG和温度变化。结果，即使在一个长时间期间范围内也能保证光功率电平LP的高精度而与周围环境影响无关。
需要再次指出的是为了检测相应的激光二极管电流值ILD5，对于第二激光功率电平LP5，用相同的校准因子KAL重复该测量操作。然后从上述描述的由光功率变化和激光二极管电流变化之间的比率形成的两个测量点，来确定描述在激光二极管电流的激光功率相关性的特征曲线的上升沿。
最好在调整激光二极管的光功率和光强之前执行光功率电平LP2的校准。为此，在第一调整电路中，由监控二极管产生的监控二极管电流以所乘监控二极管电流对应于预定DAC编码值的光功率期望值的方式，乘以校准因子， 该预定DAC编码值依次对应于预定第一激光功率电平LP2。测量由于该操作而建立的激光二极管电流ILD2，并且随后保持该校准因子不变。
理论上，由光记录介质的制造商制定的两个激光功率电平对应于用作确定特征曲线斜率的测量点，因此，在操作期间可以测量特征曲线的上升沿。
考虑关于从已经设置的激光功率电平LP2中进行的特征曲线斜率的现在有用的信息，可以随后计算和设置图1所示的示例中所有的其他激光功率电平、激光功率电平LP1、LP3和LP4。
上述描述的方法总是检测特征曲线的瞬时有效斜率，例如由于老化或削波，并考虑随后的调整，为了补偿削波效果，因此检测在特征曲线斜率上的变化。这仅仅预示了激光二极管电流上的激光功率的相关性是线性的，然而，在激光二极管的正常操作范围内总是这样的。
图2示出了上述具有五个通道的根据本发明的方法实现的示例实施例。激光二极管1连接到终端LD，而光电二极管2连接到终端MD，该光点二极管被用作监控二极管并检测当前值，即由激光二极管1产生激光强度或激光功率的实际值并且因此当作监控二极管使用。当在例如DVD-RAM的光记录介质上记录信息时，微处理器3用以执行上述的写入策略并用以调整由激光二极管1产生的激光强度或激光功率。
提供调整电路，以执行上述根据本发明的方法，该调整电路具有带可调校准因子KAL的公用校准放大器4。而且，第一调整电路包括数字/模拟转换器5、比较器6、误差放大器7、采用/保持元件8和跨导放大器19。第二调整电路相应地由数字/模拟转换器12、比较器13、误差放大器14、采用/保持元件15和跨导放大器16组成。
为了校准或为了确定瞬时特征曲线斜率，校准放大器4的校准因子KAL由微处理器3以监控二极管2的监控二极管电流对应于图1所示的激光功率LP2和经数字/模拟转换器由微处理器3来预定的这样一种方式设置，该监控二极管电流乘以校准因子KAL并对应于激光二极管1的激光功率的实际值。为此，校准放大器4和数字/模拟转换器5的输出信号由比较器6互相比较，并且得到的差或误差信号由误差放大器7放大，且该放大的差别或误差值保存在采样/保持元件8中。采样/保持元件8之后的跨导放大器9把误差信号附加到被送到激光二极管的激光二极管电流上。
第二调整电路的功能类似于第一调整电路的功能，并用来确定对应于图1所示的激光功率电平LP5的激光二极管电流ILD5。在这种情况下使用了已经设置的校准因子KAL。
分别存储在采样/保持元件8和15中和分别对应于激光二极管电流ILD2和ILD5的值，例如分别借助于分别与下行放大器11和18结合的比较器10和17，可由微处理器3读取由比较器10和17将跨导放大器9和16的输出值分别与由数字/模拟转换器22指定的值进行比较所得到的值，并且将各自得到的差值经放大器11和18被分别送到微处理器3。数字/模拟转换器22的输出经在输出侧的可控开关，连接到两个调整电路的每一个，因此可以测量由两个调整电路的采样/保持元件8和15分别保存的值。在每种情况中，为了获得期望的功能，图2所示的可控开关由微处理器3驱动。通过分别监控放大器11和18的输出信号，微处理器3确定经数字/模拟转换器22指定的值是否对应于分别存储在采样/保持元件8和15上的值。直到达到一致性才改变由数字/模拟转换器22指定的值。若放大器11和18的输出信号分别表示符号的变化，则经数字/模拟转换器22指定的值分别对应于在采样/保持元件8和15中存储的值。
由于不同的激光功率电平只在指定的时间窗内有效，所以必须使用采样/保持元件8、15。借助于图2中所示的采样开关并且其连接到采样/保持元件8、15的上行，对于对应的激光功率电平有效的时间间隔的持续时间，必须激活采样/保持元件8或15。因此，校准放大器4、比较器6、13和下行误差信号放大器7、14的带宽由于这些时间窗通常位于毫微秒的范围内则必须很高。
借助于两个激光功率电平LP2和LP5各自的信息和由于校准的原因微处理器3所熟知的对应激光二极管电流ILD2和ILD5各自的信息，为了考虑在激光功率调整到期望的激光功率电平LP期间，特征曲线斜率上的变化，微处理器3确定当前斜率或特征曲线的上升沿，该特征曲线在图1中示出并且描述了在激光二极管1的激光二极管电流ILD上的激光二极管1的激光功率LP的相关性。为此，特征曲线斜率的确定可在预定间隔处，以类似间隔方式重复。
之后，其他通道的光电平通过数字/模拟转换器19-21，以相关这样获得的有关特征曲线斜率的信息的方式和相关在各自记录介质上由制造商鉴于将要执行的写入策略而制定的信息的方式，并且分别在两个被校正的操作点LP2/ILD2和LP5/ILD5上计算和设置。
根据图2，为了实现DVD的写入策略或为了将信息存储在DVD，这也被称作烧熔，六个数字/模拟转换器5、22、12、19、20、21连接到微处理器3，数字/模拟转换器22提供用作确定激光二极管电流ILD2、ILD5，和其他数字/模拟转换器5、12、19、20、21提供用作设置预定的光功率电平LP。
数字/模拟转换器5和12的输出经转换开关，分别连接到比较器6、13，在比较器中，预定光功率电平LP2、LP5与表示当前光功率电平的已校准的监控二极管信号MD进行比较。仅提供经过转换开关将比较器6、13与数字/模拟转换器5、12连接的转换开关，是为了如果适当的话也能够直接驱动激光二极管1，但是这对本发明的实质不重要。
由监控二极管2产生的监控信号经校准器4被送到比较器6、13，并且误差放大器7、14连接到比较器6、13，该放大器经由微处理器3控制的开关连接到具有下行放大器9、16的采样/保持元件8、15。然后该放大器9、16经另一个转换开关，驱动激光二极管1。而且，被用作确定激光二极管电流的比较器10、17连接到放大器9、16的输出。为此，比较器10、17经转换开关可选地连接到数字/模拟转换器22的输出，直到对应的当前激光二极管电流由带连接到比较器10、17的放大器11、18的微处理器3确定，数字/模拟转换器22的输出值才能改变。为此，放大器11、18的输出连接到微处理器3。以这种方式形成的调整电路的输出和为了设置未需调整的光功率电平而提供的数字/模拟转换器19、20、21的输出也连接到另一端，并在终端LD提供用于提供预定光功率LP所需的激光二极管1的激光二极管电流ILD。
图5和图6进一步说明了示例性的本发明实施例，已经很明显的是在不背离本发明的精神情况下，本发明可以用不同方式来体现。
需要提到的是图2示出的实施例也包括一系列的修改可能性，其包括事实例如，假定数字/模拟转换器的转换足够快，通过由一个调整电路提供的两个已调整光功率电平LP2、LP5，可进一步减少调整电路的数量，或者仅由一个数字/模拟转换器的转换，将激光二极管1直接驱动到不同的光功率电平。此外，由于并不背离本发明基于的原理，调制电路或使用数字电路图的电路的实施例也包括在内。
根据图5，包括数字/模拟转换器DAC1和DAC2的装置，用于设置已调整的光功率电平LP2、LP5，并且由数字/模拟转换器DAC1…DAC5经根据写入策略WS驱动的开关S1…S5，提供设置预定光功率电平LP所需的激光二极管电流。根据图5所示的实施例，在数字/模拟转换器DAC3…DAC5的输出端提供用于提供相应的激光二极管电流ILD的电流变压器II1、II2、II3。图2的跨导放大器9、16由图5中具有电流输出的放大器GM1、GM2组成。也提供采样/保持元件T&H1、T&H2，但是在这种示例性实施例中，它们被提供在一比较器的上行，在该比较器中，执行与对应于现在的光功率电平的监视二极管信号MD或T10的比较。为了确保例如激光的有效的激励，对于与激光二极管电流ILD的附加叠加，在激光二极管输入LD处提供可经开关连接的RF信号RF。根据图5，将微处理器μP再分为提供写入策略WS的部分和承受光功率控制LPC的部分，因此写入策略WS在不受微处理器μP的其他动作影响的方式下实现。
对于正在烧熔的CD，图6中示出的实施例仅提供三个必须提供的光功率电平，其可通过开关S1…S2来实现。为了提供带一个输出的激光二极管电流ILD和带其他输出的已测量的激光二极管电流ILD2、ILD5，图6示出的原理在带两个电流输出的跨导放大器GM1、GM2的差分输入中，提供预期/实际值比较VLP2、VLP5。
这里所述的本发明实施例只是作为示例来说明。在根据本发明的示教基础上，本领域的技术人员可以在本发明的范围之内实现其他的实施例。
权利要求
1.一种在用于从光记录介质读出和/或写入的装置中调整扫描光束的光功率的方法，为了从光记录介质读出和/或写入光记录介质，由光源(1)产生导入光记录介质的扫描光束；和调整扫描光束的光功率；该方法特征在于执行对光源(1)的预定光功率电平(LP2)的校准；和以根据校准结果的方式，随后设置扫描光束的预定光功率电平。
2.如权利要求1的方法，其特征在于使用描述被送到光源(1)的电能和由光源(1)产生的光功率之间关系的特征曲线，来调整扫描光束的光功率；和为了以相关它的一种方式随后执行扫描光束的光功率的调整，已执行的该校准确定特征曲线的轮廓。
3.如权利要求2的方法，其特征在于为了以相关它的一种方式随后执行光功率的调整，该校准确定特征曲线的斜率。
4.如权利要求2或3的方法，其特征在于由光源(1)瞬时产生的光功率电平被检测，并以一种方式乘以校准因子(KAL)，该方式是得到的相乘的光源(1)的瞬时光功率电平对应于预定第一期望光功率电平(LP2)，为此检测被送到光源(1)的电能(ILD2)；之后，根据相同的校准因子(KAL)，将光源(1)的光功率电平设置为第二期望光功率电平(LP5)，和为此检测被馈送到光源(1)的电能(ILD5)；和光源(1)的当前特征曲线确定为第一期望光功率电平(LP2)、第二期望光功率电平(LP5)的函数，并且分别对应的能量值(ILD2，ILD5)也被送到光源(1)。
5.用于从光记录介质读出和/或写入光记录介质的装置，包括光源(1)，用于产生将要导入光记录介质的扫描光束；和调整装置，用于调整光源(1)的扫描光束的光功率(LP)；其特征在于该装置由校准装置(4-18)组成，用于执行对光源(1)的光功率电平(LP2)的校准；和调整装置以这样一种方式配置调整装置以根据由校准装置(4-18)执行的校准的方式，执行光源(1)的扫描光束的光功率(LP)的调整。
6.如权利要求5的装置，其特征在于校准装置包括至少一个第一调整电路(4-9)和第二调整电路(4，12-16)；第一调整电路(4-9)，通过校准因子(KAL)的设置，被提供用来将光源(1)的扫描光束的光功率调整到第一光功率电平(LP2)，和第二调整电路(4，12-16)，使用相同的校准因子(KAL)，被提供用来将光源(1)的扫描光束的光功率调整到第二光功率电平(LP5)；和校准装置包括测量装置(10、11、17、18、22)，用于测量在对第一光功率电平(LP2)的调整期间被送到光源(1)的电流(ILD2)，和在对第二光功率电平(LP5)的调整期间被送到光源(1)的电流(ILD5)，该测量装置(10、11、17、18、22)连接到调整装置；和调整装置以这样一种方式配置作为由测量装置(10、11、17、18、22)提供的测量信号的函数，调整装置确定描述被送到光源(1)的电流和由光源(1)产生的光功率之间的关系的特征曲线，并随后在光源(1)的扫描光束的光功率的调整期间，考虑该特征曲线。
7.如权利要求6的装置，其特征在于第一和第二调整电路(4-9；4，12-16)，在每种情况下耦合到装置(2)，用于检测由光源(1)瞬时产生的光功率。
8.如权利要求6或7的装置，其特征在于在每种情况下的第一和第二调整电路(4-9；4，12-16)具有采样/保持元件(8，15)，用于存储描述被送到到光源(1)并分别对应于第一和第二光功率电平(LP2，LP5)的电流的值。
9.如权利要求5-8中任一个权利要求的装置，其特征在于光源(1)是激光二极管(1)；和校准装置(4-22)为校准激光二极管(1)的光强(LLI)而配置和调整装置为调整光二极管(1)的光强(LLI)而配置。
全文摘要
为了补偿所谓的削波效应，提出在用于从光记录介质读出和/或写入的装置中，将激光二级管(1)的光功率设置为多个光功率电平，以在光功率的实际调整之前执行到指定光功率电平(LP2)的校准。由于校准，可以推断出描述激光二极管电流激光功率的相关性的特征曲线的瞬时斜率，为了在由激光二极管(1)产生的扫描光束的光功率的随后的调整期间，在这种信息的基础上，考虑例如在特征曲线的变化率中由老化或削波效应引起的变化。
文档编号G11B7/125GK1484829SQ01820873
公开日2004年3月24日 申请日期2001年12月10日 优先权日2000年12月22日
发明者斯蒂芬·莱尔, 迪特马·布雷厄尔, 沃尔克·尼斯, 尼斯, 布雷厄尔, 斯蒂芬 莱尔 申请人:汤姆森特许公司