説明

光駆動器における記録パワーの制御方法及び装置

【課題】 光駆動器の記録環境が変わっても最上の記録特性を得られる方法及び装置を提供する。
【解決手段】 光媒体の記録パワーの調整領域に含まれているテスト領域にランダムデータを記録しつつ、光駆動器でハードウェア的に補償し難いモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲を考慮して設定された所定の条件値を適用して、記録パワーに対して線形特性を有する第1正規化した記録信号を検出して基準信号と設定する段階と、光媒体の使用者領域にデータを記録しつつ、前述した所定の条件値を適用して記録パワーに対して線形特性を有する第2正規化した記録信号を検出する段階と、第2正規化した記録信号が基準信号の第1正規化した記録信号と近似したかを判断した結果によって光源の記録パワーを調整する段階とを含む。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光駆動器において記録パワーの制御方法及び装置に係り、特に、記録モードを行う時にレーザーダイオード(LD)を駆動させるためのパワーを制御して記録環境が変わっても最適の記録特性を得るための記録パワーの制御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在に提案されている光駆動器は、CD-R(Recordable)やCD-RW(ReWritable)のように追加記録や再記録が可能な光媒体に対する記録モードを行う時、光媒体上の記録パワーの調整領域(Power Calibration Area、PCA)を通じて該当する光媒体にデータを記録するのに必要なレーザーパワー(または記録パワー)レベルを制御する。この制御を最適パワー制御(Optimum Power Control、以下OPCという)という。
【0003】たとえ、OPCにより最適の記録パワーを得たとしても実際の記録時に記録環境が変化すれば満足すべき記録特性が得られない。例えば、光媒体上の位置別にパワー感度差が生じたり、あるいは高温でLDの波長がシフトされたり、あるいはディスクスキュー、ディスクの厚さ及びフォーカスの欠陥のためにビームスポットに偏差が生じたり、あるいはOPCを行った後、ある程度の時間が経過した時に実質的な記録が行われてディスク及び/または光学条件が変更されるなどの理由で、前述したOPCにより決定された最適の記録パワーが変更されて記録された信号のベータ(ベータまたは非対称性)が変わって満足すべき記録特性が得られなくなる。
【0004】これを解決するために、既存には実際のデータを記録する途中に記録環境が変わっても最適の記録特性が得られるように、LDの記録パワーを制御するランニングOPCが提案された。
【0005】すなわち、既存に提案されたランニングOPCは、記録パワーに対する記録媒体に入射される記録パルスが図1Aに示したように生じた場合に、光媒体にピットが形成され始まれば、光媒体のデータ記録面で光媒体から反射される記録パルスのレベルは図1Bに示したように減少する。言い換えれば、図1Aのように入射される記録パルスのピックレベルは、入射される記録パワーが1レベルから6レベルに増加する時に増加する。図1Bに示したように入射される記録パワーがレベル1からレベル3まで増加する時に反射された記録パルスも増加する。しかし記録面にピットの形成で反射率が減少して、入射される記録パワーの4レベルから6レベルでは反射される記録パワーのレベルが急減して一定のレベルを維持する非線形的な特性を有する。反射された記録パルスに対するサンプリング時点は、図1Bで示したように、記録パルスのピックレベルが一定に維持されている地点になる。
【0006】前述した入射される記録パルスと反射される記録パルスとの関係によって、光媒体から反射された光量に対するサンプリング及びホールドされたRF信号(以下、WRF_SHという)は記録パワーに対して実質的に図2R>2に△で表示されたように非線形特性を有する。したがって既存のランニングOPCは、下記式(1)のように、WRF_SHをモニターフォトダイオードの出力信号をサンプリング及びホールドした信号(以下、MPDO_SHという)に分けて、図2に□で表示されたように、記録パワーに対して線形特性を有する正規化した記録RF信号(以下、WRF_Normという)を得てレーザーダイオードの記録パワーを制御するように具現されている。
【0007】
WRF_Norm=WRF_SH/MPDO_SH (1)
しかし、WRFとMPDOがハードウェア的に充分の動的範囲を確保できないため、WRF_SHとMPDO_SHを用いて得られたWRF_Normが図2に示したような非線形特性を有するので、光媒体またはデッキメカニズムによるスキューが存在したり、高温によりレーザーダイオードの波長が変わったり、光媒体の偏向が存在する場合に、レーザーダイオードの記録パワーを最適の状態で制御できなくなる。これにより光媒体の内周で記録された信号のベータと外周で記録された信号のベータとの差が増加し、内周と外周のピット長さの偏差も増加し、内周と外周のランドジッタの差が激しくなって満足すべき記録特性を期待し難い問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題を解決するために案出したものであって、光駆動器が記録モードを行う時、ハードウェア的に補償し難いモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲をファームウェア(ソフトウェア)的に補償して常に線形特性を有する正規化した記録RF信号を得て、レーザーダイオードの記録パワーを制御するランニングOPCを行うことによって、光駆動器の記録環境が変わっても最適の記録特性を得るようにレーザーダイオードの記録パワーを制御できる記録パワーの制御方法及び装置を提供することにその目的がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために本発明に係る方法は、光駆動器で光媒体にデータを記録するために光を放射する光源の最適の記録パワーを制御する方法において、光媒体の記録パワーの調整領域に含まれているテスト領域にランダムデータを記録しつつ、光駆動器でハードウェア的に補償されないモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲を考慮して設定された所定の条件値を適用して、記録パワーに対して線形特性を有する第1正規化した記録信号を検出して基準信号と設定する段階と、光媒体の使用者領域にデータを記録しつつ、所定の条件値を適用して記録パワーに対して線形特性を有する第2正規化した記録信号を検出する段階と、第2正規化した記録信号が基準信号の第1記録信号と近似したかを判断した結果によって光源の記録パワーを調整する段階とを含むことが望ましい。
【0010】前記目的を達成するために本発明に係る装置は、光駆動器で光媒体にデータを記録するために光を放射する光源の記録パワーを制御する装置において、光媒体から反射される光量をサンプリング及びホールドする第1サンプリング及びホールド部と、光源から放射される光量をモニタリングした信号をサンプリング及びホールドする第2サンプリング及びホールド部と、光媒体に対する記録モード時、光駆動器でハードウェア的に補償されないモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲を考慮して設定された所定の条件値と、第1サンプリング及びホールド部と第2サンプリング及びホールド部とから各々出力される信号とを演算して、記録パワーに対して線形特性を有する正規化した記録信号を検出して光源の記録パワーを制御する制御部とを含むことが望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【0012】図3は、本発明に係る記録パワーの制御装置を具備した光駆動器の機能ブロック図であって、制御部301、自動パワー制御部(Automatic Power Control、以下APCという)302、レーザーダイオード(LD)駆動部303、レーザーダイオード(LD)304、ビームスプリッタ305、対物レンズ306、CD-R/RWのような光媒体307、フォトダイオード308、モニターフォトダイオード309、サンプリング及びホールド部310、311、電圧利得増幅器312、SRAM(Static RAM)313を含む。
【0013】使用者命令によって光媒体307に対する記録モードを行う時、制御部301は、本発明によってレーザーダイオード304に対する記録パワーを最適の状態で制御できるように、記録パワーに対して線形特性を有するWRF_Normを検出してレーザーダイオード304の記録パワーを制御するための基本電圧レベル及び追加的にランニングOPCから補償される補償電圧レベルをAPC302に出力できるように構成される。特に、前記WRF_Normを検出するために、電圧利得増幅器312から伝送されるWRF_SHと、サンプリング及びホールド部311から伝送されるMPDO_SHとに事前に設定されている動的範囲をファームウェア的に拡張するために考慮された所定の条件値を各々演算する。演算式は下記の式(2)の通りである。
【0014】
WRF_Norm=(WRF_SH×N-J)/(MPDO_SH×M-I) (2)
式(2)でWRF_Normは、モニタリングされた記録パワーで正規化した記録RF信号である。WRF_SHは、フォトダイオード308を通じて検出された光媒体307から反射された光量から得られるサンプリング及びホールドされた記録RF信号である。N及びJは、ファームウェア的にWRF_SHの動的範囲が拡張されるようにシミュレーション及び実験した結果により得られたWRF_SHの傾斜(または利得)及びオフセットである。MPDO_SHは、光源のレーザーダイオード304から放射されるビームをモニタリングした信号をサンプリング及びホールドした信号である。I及びMは、WRF_Normが記録パワーに対して線形特性を有するようにMPDO_SHを増幅させるためのオフセット及び利得である。ただし、I、Jは整数である。
【0015】APC302は、制御部301から提供される基本電圧レベル及び補償電圧レベルをサンプリング及びホールド部311から提供されるMPDO_SHにより調整してLD駆動部303に一定の記録パワーが提供されるようにする。
【0016】LD駆動部303は、APC302から提供されるパワー制御信号によって光源のレーザーダイオード304を駆動させて光媒体307側にビームを放射させる。ビームスプリッタ305は、レーザーダイオード304から放射されるビームを対物レンズ306とモニターフォトダイオード309とに各々放射されるように分離し、対物レンズ306を通じて光媒体307から反射される光量がフォトダイオード308に提供されるようにビームを分離する作業を行う。対物レンズ306はビームスプリッタ305を通じて放射されるビームを光媒体307に集光させ、光媒体307から反射される光量をビームスプリッタ305に提供する。
【0017】フォトダイオード308は、ビームスプリッタ305と対物レンズ306とを通じて受信される前記反射される光量によって駆動されて記録RF信号(以下、WRFという)を出力する。サンプリング及びホールド部310は、フォトダイオード308から出力されるWRFを所定時点でサンプリングし、ホールドしたWRF_SHを出力する。この時、所定時点は、例えば11Tに設定できる。Tは1/fであるので、11Tは11個のクロックパルス分に該当する。したがって所定時点が11Tである場合に、サンプリング及びホールド部310は、記録モード時に光媒体307上に11T大きさのピットが形成される時ごとにフォトダイオード308から伝送されるWRF信号のうちでサンプリングするということを意味する。
【0018】電圧利得増幅器312は、サンプリング及びホールド部310から出力されるWRF_SHの電圧を所定値に増幅して制御部301に伝送する。
【0019】一方、モニターフォトダイオード309は、ビームスプリッタ305を通じてレーザーダイオード304から放射されるビーム量によって駆動されてモニタリングされたフォトダイオードの出力信号(以下MPDOという)を出力する。サンプリング及びホールド部311は、モニターフォトダイオード309から伝送されるMPDOを所定時点でサンプリング及びホールドしてMPDO_SHを出力する。MPDO_SHは、APC302と制御部301とに各々伝送される。
【0020】SRAM313は、記録モード初期のOPC遂行によって検出されたレーザーダイオード304の記録パワーを制御するための基本電圧レベル及びWRF_Normを基準信号として貯蔵する。
【0021】図4は、本発明に係る方法の動作フローチャートである。図3と図4とを参照して本発明に係る方法を説明する。
【0022】まず、使用者命令によって記録モードが設定されれば、制御部301は段階401でOPC過程の遂行を開始する。これにより段階402で制御部301は、APC302とLD駆動部303とを通じてレーザーダイオード304の記録パワーを制御して光媒体307上のPCAにランダムデータを記録させつつ、ピット単位でフォトダイオード308とサンプリング及びホールド部310及び電圧利得増幅器312とを通じてWRF_SHを、モニターフォトダイオード309、サンプリング及びホールド部311を通じてサンプリング及びホールドされたモニターフォトダイオード309の出力信号のMPDO-SHを各々抽出する。
【0023】段階403で制御部301は、事前に設定されたN、J、M、Iの変数とWRF_SH及びMPDO_SHとを用いた演算を前記式(2)のように行って記録パワーに対して正規化した記録RF信号のWRF_Normを算出する。
【0024】段階404で、PCA領域でピット単位で検出されたWRF_Normを用いて基本電圧レベルを決定する。前記基本電圧レベルは最適のパワーによる電圧レベルである。決定された基本電圧レベルはSRAM313に貯蔵する。基本電圧レベルの決定方式は既存の方式を使用する。すなわち、PCAにランダムデータを記録し、記録パワー別再生RF信号を検出してトップとボトムとの和及び差を用いる既存の方式を用いる。このような決定方式により最適のパワーが決定されれば、決定された最適のパワーに対応するWRF_NormをWRF_Normの基準信号と設定してSRAM313に貯蔵させる。
【0025】その後、段階405でランニングOPC遂行を開始する。これにより制御部301は、段階406で光媒体307上の使用者領域に実際のデータを記録しつつピット単位のMPDO_SH及びWRF_SHを抽出する。段階407で制御部301は、前述した段階403のように事前に設定されているN、J、M、Iの変数を使用してWRF_Norm値を算出する。すなわち、前述したN、J、M、Iの変数とMPDO_SH及びWRF_SHとを式(2)のように演算してWRF_Normを算出する。
【0026】そして、段階408で基準WRF_Normと段階407で算出されたWRF_Normとを比較する。比較結果、二つの値が近似した値を有しなければ、段階410で基準WRF_Normと算出されたWRF_Normとの差異値に基づいてレーザーダイオード304の記録パワーを調整する。すなわち、基準WRF_Normが算出されたWRF_Normより大きければレーザーダイオード304の記録パワーが減るように制御し、基準WRF_Normが算出されたWRF_Normより大きくなければレーザーダイオード304の記録パワーを高めるように制御する。
【0027】その後、段階411で記録モードが終了したかどうかを判断し、記録モードが終了したならば作業を終了する。しかし、記録モードが終了していなければ段階406に戻って前述した過程を反復して行う。
【0028】基準WRF_Normと算出されたWRF_Normとが近似値を有すれば、段階411に直ちに進んで前述したような過程を行う。
【0029】このような方法で記録パワーを制御する場合に、WRF_SHに対するWRF_Normは図5に示したような関係を有する。すなわち、既存のようにWRF信号が記録パワーに対して図5に△で表示されたように非線形特性を有する時、図5に□で表示されたように記録パワーに対して線形特性を有するWRF_Normを得てレーザーダイオードの記録パワーを制御する。
【0030】図6Aは、光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に既存のランニングOPCを行った時、図3に示したフォトダイオード308の出力信号WRF、フォトダイオード308に連結されたサンプリング及びホールド部310の出力信号WRF_SH、モニターフォトダイオード309に連結されたサンプリング及びホールド部311の出力信号MPDO_SH、APC302からLD駆動部303に提供されるレーザーダイオード304駆動用電圧に該当する。前記レーザーダイオード304駆動電圧は記録パワーに該当する。
【0031】図6Bは、デッキメカニズムによるスキューが存在する場合に本発明に係るランニングOPCを行った時、図3に示したフォトダイオード308の出力信号のWRF、フォトダイオード308に連結されたサンプリング及びホールド部310の出力信号のWRF_SH、モニターフォトダイオード309に連結されたサンプリング及びホールド部311の出力信号のMPDO_SH、APC302からLD駆動部303に提供されるレーザーダイオード304駆動用電圧に該当する。前記レーザーダイオード304駆動電圧は記録パワーに該当する。
【0032】図6A及び図6Bに示した波形図から分かるように、本発明に係るランニングOPCを行った結果、光媒体307の内周でのLD駆動用電圧レベルと光媒体307の外周でのLD駆動用電圧レベルとの差を大きくしてスキューによる記録パワーの変化を補償する。
【0033】図7Aは、光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に既存のランニングOPCを行った時のRFシンメトリーについての結果例示図であり、図7Bは、光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に本発明に係るランニングOPCを行った時のRFシンメトリーについての結果例示図である。図7A及び図7Bに示したように、既存の方式でランニングOPCを行ってレーザーダイオード304の記録パワーを制御した結果、光媒体307の内周と外周とでのRFシンメトリーの差が激しいのに対し、本願発明によってランニングOPCを行った結果、光媒体307の内周と外周とでのRFシンメトリーの差はほとんど一定の状態を維持することが分かる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、光駆動器についての充分の動的範囲と記録パワーについての線形特性とを有するWRF_Normを得てランニングOPCを行って、光駆動器の記録環境が変わっても最適の記録特性を得られるようにレーザーダイオードの記録パワーを制御することによって、ディスクまたはデッキメカニズムによるスキューが存在しても内外周間の記録特性差を顕著に減られ、さらに前述したスキューが存在する条件で光媒体の中周または外周トラックで直ちに記録しても数十ms以内にレーザーダイオードの記録パワーの変化を補償できる。また、ディスク上の±0.5mmの偏向でも記録特性が劣化しないように記録パワーの変化を補償でき、高温によりレーザーダイオードの波長が変わってもWRF_Normのピークレベルにほとんど影響を及ぼさないので満足すべき記録特性を得られる効果がある。
【0035】本発明は前述した実施例に限定されず、本発明の思想内で当業者による変形が可能である。したがって、本発明で権利を請求する範囲は詳細な説明の範囲内に決まることではなく特許請求の範囲に限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1A】光媒体にデータを記録する時、1ピットに対する記録パルスと反射される記録パルスとの関係図である。
【図1B】光媒体にデータを記録する時、1ピットに対する記録パルスと反射される記録パルスとの関係図である。
【図2】既存方式による反射された光量のサンプリング及びホールドしたRF信号と記録パワーとの関係図である。
【図3】本発明に係る記録パワーの制御装置を具備した光駆動器の機能ブロック図である。
【図4】本発明に係る方法の動作フローチャートである。
【図5】本発明に係る方法により反射された光量のサンプリング及びホールドされたRF信号と記録パワーとの関係図である。
【図6A】光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に、既存のランニングOPCを行った時に図3に示した主要部分の出力波形の例示図である。
【図6B】光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に、本発明に係るランニングOPCを行った時に図3に示した主要部分の出力波形の例示図である。
【図7A】光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に、既存のランニングOPCを行った時にRFシンメトリーについての結果の例示図である。
【図7B】光駆動器にデッキメカニズムによるスキューが存在する場合に、本発明に係るランニングOPCを行った時にRFシンメトリーについての結果の例示図である。
【符号の説明】
301 制御部
302 APC(Automatic Power Control)
303 レーザーダイオード駆動部(LD駆動部)
304 レーザーダイオード(LD)
305 ビームスプリッタ
306 対物レンズ
307 光媒体
308 フォトダイオード
309 モニターフォトダイオード
310、311 サンプリング及びホールド部
312 電圧利得増幅部
313 SRAM(Static RAM)

【特許請求の範囲】
【請求項1】 光駆動器で光媒体にデータを記録するためにビームを放射する光源の最適の記録パワーを制御する方法において、前記光媒体の記録パワーの調整領域に含まれているテスト領域にランダムデータを記録しつつ、前記光駆動器でハードウェア的に補償されないモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲を考慮して設定された所定の条件値を使用して、記録パワーに対して線形特性を有する第1正規化した記録信号を検出し、前記第1正規化した記録信号を基準信号と設定する段階と、前記光媒体の使用者領域にデータを記録しつつ、前記所定の条件値を使用して記録パワーに対して線形特性を有する第2正規化した記録信号を検出する段階と、前記第2正規化した記録信号が前記第1正規化した記録信号と近似したかを判断した結果によって前記光源の記録パワーを調整する段階とを含む光駆動器における記録パワーの制御方法。
【請求項2】 前記所定の条件値は、前記光媒体から反射された光量に対応する信号をサンプリング及びホールドして得た信号のレベルを調整するための傾斜(利得)及び、オフセット及び光源により前記光媒体に放射される光量をモニタリングした信号をサンプリング及びホールドした信号のレベルを調整するためのオフセット及び利得を含むことを特徴とする請求項1に記載の光駆動器における記録パワーの制御方法。
【請求項3】 前記第1正規化した記録信号と前記第2正規化した記録信号とは下記式のように演算して検出することを特徴とし、WRF_Norm=(WRF_SH×N-J)/(MPDO_SH×M-I)前記式でWRF_Normは、前記第1正規化した記録信号または第2正規化した記録信号であり、前記式でWRF_SHは、前記光媒体から反射された光量に対するサンプリング及びホールドされた記録信号であり、前記式でN及びJは、前記光媒体から反射された光量に対してサンプリング及びホールドされた信号のレベルを調整するための傾斜及びオフセットであって、前記Jは整数であり、前記式でMPDO_SHは、前記光源から放射される光量をモニタリングして得た信号のサンプリング及びホールドにより得られた信号であり、前記式でI及びMは、前記光源から前記光媒体に放射されるビームをモニタリングした信号をサンプリング及びホールドした信号のレベルを調整するためのオフセット及び利得であって、前記Iは整数であることを特徴とする請求項1に記載の光駆動器における記録パワーの制御方法。
【請求項4】 前記光源の記録パワーを調整する段階は、前記第2正規化した記録信号が前記基準信号と近似しなければ、前記第2正規化した記録信号と前記基準信号との差異値に基づいて前記光源の記録パワーを調整することを特徴とする請求項1に記載の光駆動器における記録パワーの制御方法。
【請求項5】 光駆動器で光媒体にデータを記録するためにビームを放射する光源の記録パワーを制御する装置において、前記光媒体から反射される光量をサンプリング及びホールドする第1サンプリング及びホールド部と、前記光源から放射される光量をモニタリングした信号をサンプリング及びホールドする第2サンプリング及びホールド部と、前記光媒体に対する記録モード時、前記光駆動器でハードウェア的に補償されないモニタリングされた記録パワー及び記録RF信号の動的範囲を考慮して設定された所定の条件値と、前記第1サンプリング及びホールド部と前記第2サンプリング及びホールド部とから各々出力される信号とを演算して、前記光源の前記記録パワーに対して線形特性を有する正規化した記録信号を検出して前記光源の記録パワーを制御する制御部とを含む光駆動器における記録パワーの制御装置。
【請求項6】 前記所定の条件値は、前記第1サンプリング及びホールド部から出力される信号のレベルを調整するための傾斜(利得)及びオフセットと、前記第2サンプリング及びホールド部から出力される信号のレベルを調整するためのオフセット及び利得とを含むことを特徴とする請求項5に記載の光駆動器における記録パワーの制御装置。
【請求項7】 前記制御部は、前記第1サンプリング及びホールド部の出力信号WRF_SHと前記第2サンプリング及びホールド部の出力信号MPDO_SHとを下記式のように演算して前記正規化した記録信号WRF_Normを検出することを特徴とし、WRF_Norm=(WRF_SH×N-J)/(MPDO_SH×M-I)前記式でN及びJは、前記第1サンプリング及びホールド部の出力信号のレベルを調整するための傾斜及びオフセットであって、前記Jは整数であり、前記式でI及びMは、前記第2サンプリング及びホールド部の出力信号のレベルを調整するためのオフセット及び利得であって、前記Iは整数であることを特徴とする請求項5に記載の光駆動器における記録パワーの制御装置。
【請求項8】 前記制御部は、前記光媒体の記録パワーの調整領域に含まれているテスト領域にランダムデータを記録しつつ、前記所定の条件値を使用して検出した第1正規化した記録信号を基準信号と設定し、前記光媒体の使用者領域にデータを記録しつつ、前記所定の条件値を使用して検出した第2正規化した記録信号が前記基準信号と近似したかを判断した結果によって前記光源の記録パワーを制御することを特徴とする請求項5に記載の光駆動器における記録パワーの制御装置。

【図1A】
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【図5】
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【図1B】
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【図2】
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【図3】
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【図6A】
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【図6B】
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【図7A】
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【図4】
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【図7B】
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【公開番号】特開2002−269745(P2002−269745A)
【公開日】平成14年9月20日(2002.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2001−315902(P2001−315902)
【出願日】平成13年10月12日(2001.10.12)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【Fターム(参考)】