TW200818171A - Spherical aberration compensation adjustment - Google Patents

Description

200818171 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於補償光碟上之光點品質中的偏差，且更特 定言之，係關於補償因使用低於最佳值之數值孔經而引起 之球面像差。 【先前技術】 光碟使用來自雷射二極體之具預定波長的光，以自光碟 讀取資訊並將資訊寫入至光碟。自光碟反射之光用以控制 聚焦、追縱及雷射功率特性。可發生在聚焦於碟片上之光 束中的問題為光點之球面像差量對於最佳記錄而言太大。 球面像差可由各種原因引起，該等原因包括：接物鏡設計 與碟片之實際覆蓋層厚度之間的失配。該失配可藉由調適 光予為件的性能而被去除，從而產生用於記錄之最佳光 點。藍光光學系統包括球面像差（SA)補償伺服系統以修正 球面像差。SA伺服系統可藉由準直光學器件、或lc單 =、或望遠鏡光學器件而實施。& 了以最佳品質寫入於藍 光茱片（BD)上，重要的是在BD碟機中調諧球面像差（sa) 補償伺服系統。 球面像差更突出地發生在具有較短之焦距及較高之數值 孔仏的光碟系統中。球面像差亦可由光碟中之多個層引 起舉例而言’光碟巾的新標準係藍光標準，該藍光標準 =用大數值孔徑、短焦距及多個記錄層。藍光標準提供非 2 口忍的特徵，諸如極高之密度記錄。亦很合意的是藍光 言買取器及寫入器能夠使用舊標準（諸如cd及dvd)。 123188.doc 200818171 當前’光碟機利用使用耸夕 、 序夕波長以容納不同類型之光碟 的技術，該等光碟將盥弁雜 ^ /、尤碟機一起使用。此等不同波長中 的每一者通常將利用不闾夕 +门之數值孔徑（NA)。通常實踐是具 有不同之雷射波長，每一 φ E V 寄射波長分別使用不同數值孔徑 以共用/、同組之光學器彳，該等光學器件組合至一單一光 路中。此等寫入器之實例係可對CD、DVD、BD及HD-DVD相容碟片之各種組合操作之雙寫人器、三寫入器及四

寫入器。㈣雙寫入器、三寫入器及四寫入器通常對具有 最低之NA的彩色雷射做出讓步以獲得足夠之射束功率。 具有最低NA之彩色雷射通常係被使用之最長之波長雷 射’其-般係用於CD之雷射。所產生之用於所使用之最 長波長雷射（通常係用於0〇之78〇 nm紅外線）之有效1^八使 得光路自原始值上移至較高值（例如，接近例如DVD值）。 在使用CD時之此較高有效NA的直接結果為（特別）在寫入 期間（其中重要的是絕對射束功率而非僅僅信號雜訊比 (SNR))對球面像差（SA)缺陷之較高敏感度。因此，在較高 之有效NA光路發生的情況下，sa修正將為CD產生效能增 益。又，在較高之有效NA光路發生並未產生結果（諸如，，正 常”之CD或雙CD/DVD寫入器）的情況下，SA修正將不為 CD產生效能增益。 對於CD之特定情況，已知在市售碟片中之基板厚度中 可發生顯著之變化。如在此上下文中所使用之顯著係指碟 機中之CD之SA修正產生較好之寫入效能的彼事實。在 DVD情況下，NA改變可能較有限但系統對Sa之敏感度已 123188.doc 200818171 較高，且此外雙層碟片以允許之SA誤差而建置（在正常之 DVD系統中）。因此，裕度損失可藉由將SA修正應用至 DVD碟片而重新獲得。 因此，在先前技術系統中存在一問題，其中CD/DVD寫 入因上文所述之原因（諸如使用BD三寫入器）而對SA誤差 高度敏感。此等先前技術系統不能以用於健壯性之足夠裕 度正確地寫入至CD或DVD。在速度（亦即，功率）較高以及 碟片在所有範圍上傾斜及發生厚度變化時，此問題尤其係 真實的。此係一影響基本產品效能之嚴重缺點。 【發明内容】 本文中所提供之實施例藉由提供球面像差（SA)調整而解 決上文所討論之先前技術中的缺點。所提供之S A調整對於 寫入至CD尤其有用，但此等實施例對於DVD亦有用。提 供一在SA修正的情況下讀取及寫入之CD/DVD系統。根據 在讀取期間所量測之抖動而採用用於S A修正之量測。在寫 入期間做出並使用S A修正。諸如三寫入器、四寫入器之寫 入系統藉由為BD而存在之系統電子儀器而執行SA修正。 在此等三寫入器、四寫入器中CD及DVD對S A修正之敏感 度足夠高以允許使用抖動作為適當之品質功能的可靠最佳 化。此外，寫入之敏感度使得最佳化SA產生具有較高裕度 之改良寫入效能。 【實施方式】 提供用於在雙寫入器（CD+DVD)、三寫入器 (CD+DVD+BD)、或四寫入器（CD+DVD+BD + HD-DVD)中 123188.doc 200818171 之CD寫入的球面像差（sa)修正，對於CD及DVD該等寫入 使用相同之光路。 圖1係在BD碟機中使用之類型之光學系統1〇的示意圖， 該光學系統10利用移動準直儀透鏡（準直儀）14。圖丨說明在 碟機中所利用之用以讀取並記錄藍光碟片12之光學系統1〇 之類型。應理解，圖1所示之系統1〇說明一實施例但亦預 見其他實施例。舉例而言，圖i中未說明HD_DVD雷射， 但清晰預見使用HD-DVD之實施例。 在如圖la所說明之藍光系統中，一45〇 nm之光自藍光雷 射16發出，藍光雷射16使相當大的部分自射束分離器％反 射穿過準直儀透鏡14。準直儀透鏡14獲得自射束分離器％ 入射之光並形成入射於鏡面24上之平行光。鏡面24向接物 鏡18反射平行光’接物鏡18將光束聚焦在碟片12上。自碟 片12反射之光精由接物鏡18而形成平行光。接物鏡a之焦 點位置由焦點偏移伺服系統19控制。自碟片反射之光穿過 接物鏡18，並由鏡面24反射穿過準直儀透鏡14。穿過準直 儀透鏡14之被反射之光束向射束分離器26聚集，該射束分 離器將相當大的部分傳遞至伺服透鏡22並至偵測器22上。 仍參看圖1 ’額外之雷射15、17發出與藍光雷射ι6不同 波長之光，且亦使相當大的部分自射束分離器25、27反 射，分別穿過準直儀透鏡14。額外之雷射15、17發出具有 分別用於C D及D V D之紅外線及紅線之波長的光。如圖1戶斤 示之額外雷射15、17之置放僅係一實例。圖}中之組態為 讨論本文所揭不之實施例而用作一實例。準直儀透鏡14與 123188.doc 200818171 得自射束分離器25、27入射之光並形成入射於鏡面24上之 平行光。鏡面24向接物鏡18反射平行光；接物鏡18將光束 聚焦在碟片12上。自碟片12反射之光由接物鏡18形成平行 光。接物鏡1 8之焦點位置由焦點偏移伺服系統19控制。自 碟片反射之光穿過接物鏡18,並由鏡面24反射穿過準直儀 透鏡14。穿過準直儀透鏡14之被反射之光束向射束分離器 25、27聚集，該等射束分離器將相當大的部分傳遞至伺服 透鏡22並至偵測器22上。 可藉由致動焦點偏移伺服系統丨9而使碟片上之光點散 焦，该焦點偏移伺服系統以箭頭丨9所指示之方向相對於該 碟片移動接物鏡18。由準直儀伺服系統15改變準直儀透鏡 14之位置可使得光束發散或聚集（如所要之），而產生至少 口 I5刀非平行之光束。此非平行之光束在接物鏡中產生額外 之球面像差。此增加由接物鏡18與碟片之覆蓋層厚度之間 的失配而產生之球面像差。 圖1所不之BD碟機利用通常用於焦點誤差及徑向追蹤誤 差佗號產生之習知之4區段光二極體偵測器元件。量測球 面像差之更複雜之光二極體偵測器元件將導致系統之成本 增加。儘管預見可使用其他光二極體偵測器元件，但本文 之此纣娜利用習知之4區段偵測器元件，而不使用額外之 偵測器。 在自ROM碟片讀取之光碟系統中，可使用所讀取之Η]ρ #號之抖動而將焦點偏移及8入伺服系統最佳化。然而，在 工白之可纪錄之碟片（如BD-R、可重寫之或DVD+R) 123188.doc 200818171 ’，、，、法自其獲得資料來產生抑信號。因此，工廠預定值 或使用類似類型之碟片（CD或卿）而確定之值用於在空白 之可記錄及可重寫之光碟中之啟動期間焦點偏移及SA饲服 糸統之初始最佳值。 二習知之藍光碟片寫入系統不保證存在Ηρ信號。此等當 則可獲得之藍光寫入系統通常利用用於从伺服系統最佳化 之推挽方法論。一通常實踐係在啟動期間藉由量測推挽振 幅或推挽功率而將SA伺服系統最佳化。推挽最佳化產生一 足夠精確以致能進一步之最佳化之設定。 在具有組合至一光路中之使用不同數值孔徑（NA)之多個 雷射波長的光碟機（例如，雙寫入器、三寫入器、四寫入 為等）中，通常，必須對最低]^入之彩色雷射做出讓步以獲 得足夠之射束功率。具有最低NA2彩色雷射一般係發出 最長波長之雷射，幾乎總是CD。繼而可發生的是，CD光 路之有效NA自原始值上移至較高值（例如，接近例如dvd 值）。此較咼有效ΝΑ之直接效應係對SA(球面像差）缺陷之 車父南敏感度’且特別是在寫入時敏感度較高（其中重要的 是絕對射束功率而非僅信號SNr)。此意謂，在此種高ΝΑ 光路中，SA修正為CD產生效能增益，此並非”正常”cd或 雙（CD/DVD)寫入器中的情況。對於CD之特定情況，已知 顯著之基板厚度變化可發生在市售碟片中。此上下文中之 顯著意謂，碟機中每碟片之SA修正將產生較好之寫入效 能。在DVD情況下，NA改變可能較有限但系統對SA之敏 感度已較高，且具體而言，雙層碟片以允許之S Α誤差而建 123188.doc 200818171 置（在正常之DVD系統中）。此裕度損失可藉由將sa修正應 用至此等碟片而重新獲得。 習知地’不存在在CD及DVD之寫入期間執行的8入調 整’因CD正常情況下不具有嚴重的對sa之敏感度問題， 且DVD經設計以容許DVD規袼内之sa誤差。因此，在習 知之CD/DVD讀取及寫入系統中，不存在8八修正機制。因 此，不存在對SA之量測，且不發生sA修正。當前存在之 此系統中最接近SA量測的機制將為抖動確定，且所產生之 敏感度將較低使得無可靠之修正可得以實行。然而在某些 此等光學寫入目標系統（例如，三寫入器、四寫入器）中， SA修正系統確實存在（諸如用於BD)，&CD及dvd對§八修 正之敏感度足夠高以允許經由作為適當之品質功能之抖動 之可靠最佳化。此外’已看到寫入之敏感度使得最佳化sa 產生具有較高裕度之改良寫入效能。 在一實施例中，最佳SA修正調整藉由在工廠中讀回測 試寫入期間量測抖動而發現。已發現，用於讀取之最佳值 對應於用於寫入之最佳值（如吾人所預期 回最佳化產生用於寫人之最佳从。因此，此過程提供^ 本之最佳值’該最佳值可用於給定類型之所有碟片㈤ 如，用於CD-R/RW之CD值）。 圖2及圖3說明量測抖動與球面像差量之關係的實例。在 θ中在具有圖1中所說明之系統之系統或類似於圖1中 所說明之系統之系統中’在平均速度下，抖動經提供為球 面像差之函數。在圖2中，在具有圖1中所說明之系統之系 123188.doc -12- 200818171 統或類似於圖1中所說明之系統之系統中，在高速度下， 抖動經提供為球面像差之函數。 在另-實施例中，最佳SA修正調整係藉由在碟機自身 在啟動及/或最佳功率計算（0PC)時在讀回期間量測抖動而 發現。此為與給定碟機匹配之碟片提供精確修正。 該系統利用諸如使用已知方法論之習知从修正致動器 的機制。 Ο 該系統與CD/DVD R/RW類型之光碟相容。此等cd/dvd R/勝類型之光碟具有不同之基板厚度。基板厚度中的此 等變化有效地產生影響有效寫入功率的不同从像差。呈有 在碟片上最大厚度變化之碟片產生SA像差中之變化中的最 大量。碟片之讀取效能且（詳言之）抖動得以確^。SA修正 致動器經調整使得抖動在讀取期間處於預定範圍中。此範 圍將在最低抖動附近。使用在从修正之各種值下的反覆讀 ^，圖2及圖3所示之結果可使用現有系統電子儀器及光學 器件而獲得。SA修正之最佳值係具有最低f之抖動的彼等 值。在寫入至此等碟片期間，該系統調整SA修正致動器至 相同之預定範圍，在碩取期間為最低量之抖動確定該預定 範圍。在讀取期間藉由觀測抖動而確定之相同从修正用於 寫入。 SA修正致動器之驅動信號在寫入之前或寫入期間將具 有改夂致動器设定之信㉟。信號在啟動或〇pc程序期間 一般在SA致動器上呈一形式。 在一實施例中，CD/DVD碟片置放在碟機中，且速度已 123188.doc -13 - 200818171 被設定。最初，針斜彳彳 °破寫入之資料而檢查碟片。此發 生在碟片啟動中。 右資料已被寫入至碟Η 系片’則彼資料可被讀取。在讀取資 料期間，使用若干不同 J之SA修正值，且使用8八修正值為 被讀取之彼資料量測料翻 。為健壯性起見，此在兩個階段 完成··（ 1)以一方向，太、告 ^ 、 在退離軚稱調整位置（如在工廠所確 定或先月J所確定之位置）的步驟中調整；及繼而⑺以另 -方向’在遠離標稱調整位置的步驟中調整。 此订為產生原始抖動值，該抖動值可用以產生圖2及圖3 斤丁之一 p白曲線。此曲線之最小值（最接近球面像差轴之 點）可用以識別彼碟片之最佳SA修正值，亦及最佳之讀取/ 寫入速度。值仔注意的是，歸因於除對讀取及寫入有效之 光點像差效應之外的自最佳值之主射束功率損失的效應， 讀取SA修正曲線一般比用於寫入之修正曲線更寬。 若碟片完全未被寫入，則應用工廠SA修正值。若希望 找到更精確之SA值用於實際寫入（例如，在未被寫入之碟 片的上述情況中），則最佳功率控制（〇pc)可使用在啟動後 發現或使用之設定而得以執行。繼而8人修正量測過程在 OPC之邛为上重複，其中以最佳功率寫入測試資料。此將 產生可用於彼碟機上之彼碟片之S A修正的最佳值。 藉由在校正管理中斷期間應用不同SA修正值，另一實 施例可提供在碟片上之改良寫入。在等角速度（cav)之週 期期間，不同之SA修正值將產生很好之最佳化結果。因 CD中之杈正管理意味著無縫連接，該無縫連接不如 123188.doc -14· 200818171 連接健壯（部分標準），所以此策略可不同地用於(31：>與 類型碟片°此外，DVD敏感度較高，特別是具有間隔片變 化之DL(雙層）；因此，存在足夠之原因對DVD應用該策 略。 最後，可能的是，系統存在於讀取及寫入8八修正最佳 值不一致的情況中。圍繞此問題之方法係總是利用額外之 OPC量測步驟（如上文所描述）。 前文之實施例可用纟光學寫入系統&高速度寫人系統。 對於使用CD、DVD、BD&HD_DVD寫入系統的光學寫入 系統，可分別或組合使用前文之實施例。cd使用的顏色 係紅外色’ DVD使用紅色，藍光碟片bd使用藍色且脈 DVD亦使用紅色。 對於光學寫入系統，前文之實施例可單獨或組合使用， 忒等光學寫入系統包括但不限於：使用藍色或紅色以及紅 卜色之又寫人器，|用t色、紅色及紅外色之三寫入器； 或使用監色、紅色（對於£)¥£)及Hd_dvd)及紅外色之四寫 入器。 則文之描述詳述了發明者優選之實施例。此等實施例之 變化對於熟習此項技術者係很明顯的，因此本發明之範疇 應由所附申請專利範圍量測。 【圖式簡單說明】 圖1係夕光學頊取器/寫入器系統的示意圖； 圖2係在平均速度下抖動與球面像差之關係的說明； 圖3係在呵速度下抖動與球面像差之關係的說明。 123188.doc •15- 200818171 【主要元件符號說明】 10 光學系統 12 藍光碟片/碟片 14 準直儀透鏡/準直儀 15 雷射/準直儀伺服系統 16 藍光雷射 17 雷射 18 接物鏡 19 焦點偏移伺服系統/箭頭 22 伺服透鏡續測器 24 鏡面 25 、 26 > 27 射束分離器

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Claims (1)

1. 200818171 十、申請專利範圍·· 一種用於修正光學寫 系統利用具有穿過— 該方法包含·· 入系統中之球面像差 相同光路之不同波長 的方法，該等 之多個光源， 同時反覆改變用於球面像差之修 自一光碟讀取資料 正設定； 針對每一反覆量測抖動； $擇-用於球面像差修正之最佳設定；及 實施該最佳設定以用於寫入。 2·如請求们之方法’其中該讀取步驟以—職方式改變 用於球面像差之修正設定。 3·如凊求項2之方法，其中該讀取步驟進一步包含以該光 碟之一平均速度讀取。 4.如凊求項2之方法，其中該讀取步驟進一步包含以該光 碟之一高速度讀取。 5·如請求項2之方法，其中該量測步驟進一步包含以該預 定方式量測抖動，該預定方式用於在一一對一基礎上讀 取區塊，並將ECC修正之平均數目儲存於光學媒體上。 6·如請求項2之方法，其中該讀取步驟藉由以一預定量之 球面修正啟動讀取而以該預定方式改變用於球面像差之 修正設定，且在於一預定範圍内改變球面修正的同時反 覆進行讀取。 7·如請求項6之方法，其中該讀取步驟藉由以該預定量之 球面修正啟動讀取而以該預定方式改變用於球面像差之 123188.doc 200818171 修正設定，並在於該預定範圍 覆進行讀取，且繼而在於該預定二面 二：=範圍内改變球面修正的同時以該預定 修正反覆進行讀取。 w 8· • 9. 10. 11. υ 12. 如：ί項1之方法，其中選擇用於球面像差修正之該最 佳没疋包括一最小量之所量測抖動。 :請求項丨之方法，其中選擇用於球面像差修正之該最 佳设定包括選擇一小量之所量測抖動之範圍。 如請求们之方法’其中選擇用於球面像差修正之該最 佳設定包括選擇用於待用於修正具有一紅外波長之光之 球面像差修正的該最佳設定。 :種修正球面像差之系統，該球面像差發生在光學寫入 系統中，該光學寫人系統具有—由不同波長穿過之光 路，該系統包括： 一光學系統，其具有發出穿過該光路之光之具不同波 長的複數個光源； "貝取系統，其經組態以執行自一光碟之對資料之多 次讀取，同時反覆改變用於球面像差修正的設定； 處理裝置，其經程式化以量測球面像差並自反覆讀 取貢料之該等反覆確定一最佳球面像差修正設定；及 一寫入系統，其使用該最佳之球面修正設定而將資料 寫入至該光碟。 如睛求項11之系統，其中該讀取系統經組態而以一預定 方式改變用於球面像差之修正設定。 123188.doc 200818171 13.如請求項n之系統，其中該讀取系統經組態而以 之一平均速度讀取。 〃 14·如請求们之系統’其中該讀取系統經組態而以該 之一高速度讀取。 ” 5· 士口月求項12之系統，其中該處理裝置經程式化而藉由以 /預疋方式；g；測抖動而量測球面像差。 16. 如明求項12之系統，其中該讀取系統藉由以一預定量之 球面修正啟動讀取而以該預定方式改變用於球面像差之 修正設定，並在於一預定範圍内改變球面修正的同時 覆進行讀取。 ^ 17. 如睛求項16之系統’其中該讀取系統藉由以該預定量之 ^面修正啟動讀取而以該預定方式改變用於球面像差之 2正設定，並在於該預定範圍内改變球面修正的同時反 ㈣行讀取，且繼而在於該預㈣H反方向上的 另-預定範圍内改變球面修正的同日寺，以該預定量之球 面修正反覆進行讀取。 18. 如請求項10之系統，其中該處理裝置自反覆讀取資料之 該等反覆^該最佳球δ像差修正設定，且選擇用於球 面像差修正之該最佳設定包括選擇一最小量之所量測抖 動。 19·=凊求項1〇之系統’其中該處理裝置藉由選擇—小量之所 量測抖動之範圍而確定用於球面像差修正之該最 2°.:::!10之系統，其中該處理裝置為具有-紅外波長 疋用於球面像差修正之該最佳設定。 123188.doc