CN100458927C - 光盘驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种光学系统(30),它包括至少两个光学检测器单元(60;70),每个光学检测器单元(60;70)包括检测器段(62a-d;72a-d)的阵列(61;71)和限定相应光学检测器单元(60;70)的电流输出的相应输出端(63a-d;73a-d)。第一光学检测器单元(60)的至少一个电流输出(63a)与第二光学检测器单元(70)的相应电流输出(73a)在输出节点(80a)处直接相连。光学系统(30)还包括其输入端(91a-d)通过相应线路(81a-d)与光学检测器系统(35)的相应输出节点(80a-d)相连的信号处理电路(90)。相应的终端负载电阻器(82a-d)与每个所述线路(81a-d)相连。

Description

光盘驱动器
技术领域
本发明通常涉及光盘驱动装置,用来将信息写入存储光盘以及从存储光盘读取信息;下文中把这样一种光盘驱动装置称为“光盘驱动器”。
背景技术
为了对旋转光盘进行光学扫描,光盘驱动器包括一光束发生器装置(通常为一激光二极管),将光束聚焦到光盘上的焦点上的物镜,以及用来接收从光盘反射的反射光并产生电检测器输出信号的光学检测器。光学检测器通常包括多个检测器段,每个段提供各个段输出信号。这些各个段输出信号被转发到数据处理电路,用来获取数据信息和误差信号。
通常,光盘被设计成采用具有一种预定波长的激光束进行扫描。另一方面,不同类型的光盘设计成采用相互不同波长的激光束进行扫描。例如,人们研发了红光(650nm)和紫外光(780nm)的光盘,并且最近人们还研发了蓝光光盘。人们希望,光盘驱动器应当能够处理不同类型的光盘。因此,多种类型的光盘驱动器的光学拾取单元(OPU)应当能够产生不同颜色的激光束,并且应当能够处理具有不同波长的光的光学系统。
原则上,可以采用单个的光学检测器,该光学检测器对很宽的光谱范围都很敏感。但是,这将预示应当把光学元件(如透镜、分光镜等)设计成在不同的波长下工作,而这是很困难的。因此,多种光盘驱动器的光学系统通常包括用于各个激光束的不同光程,所述不同光程包括用于所述各个激光束的独立的光学检测器。每个这样一种独立的光学检测器对很宽的光谱范围敏感,但所述独立的光学检测器还可以仅对较窄的光谱范围敏感,该光谱范围对应于所述各个激光束的颜色。
OPU还可以包括两种同样颜色的光学检测器,其中一种光学检测器用于写入时的情形,而另一种光学检测器用于读取时的情形。
在具有多个光学检测器的OPU中经常出现的一个问题涉及对另一信号处理电路中光学检测器的输出信号的进一步处理,它通常发生在远离OPU的安装在PCB(主电路板)上的IC中。更具体地说,该问题涉及经济地把多个光学检测器的多个输出耦合到信号处理电路的单个输入。因此,应当注意,每个检测器输出实际上涉及一个含有一组输出的输出端口,每个这样的输出与相应的检测器段相关。
在一种方法中,每个光学检测器的每组输出通过相应的(软)电缆与主印刷电路板(PCB)相连。信号处理电路可以作为具有两个(或多个)输入端口的专用IC或者采用两个(或多个)标准单输入IC来实现。
在另一种方法中,如所描述的那样,例如在EP-A-0.939.397中,多组检测器输出通过一条公共电缆与主PCB相连,其中有选择地把每个检测器输出通过可控开关与相应的电缆线耦合。
本发明的重要目的是提供一种解决所述问题的更经济有效的解决方法。
发明内容
按照本发明的一个重要方面,采用两个(或多个)具有电流输出的光学检测器。简单地把不同光学检测器的各输出端连接在一起,并与耦合电缆线的一端相连。所述电缆线的另一端与信号处理电路的相应输入端相连,该信号处理电路可以作为标准的单输入端口IC来实现。为了把电流信号转换成(标准的)电压信号,可以通过相应的终端负载电阻器把每个耦合线与地耦合,而该终端负载电阻器可以是集成在信号处理IC中也可以是作为外部电阻器来实施。
附图说明
下面参照附图,详细描述本发明的各个方面及其优点,图中同样的标号表示相同或类似的部件,其中:
图1示意描绘了光盘驱动装置的某些相关的元件;
图2示意绘出一个光学检测器;
图3示意绘出按照本发明的光盘驱动装置;
图4是示意绘出按照本发明的光学检测器系统的方框图。
具体实施方式
图1示意示出将信息存储到存储光盘2(通常是DVD或CD)上或者从存储光盘上读取信息的光盘存储装置1。光盘2包括至少一个轨道(为简便起见未示出),存储空间的形式为连续螺旋形或者是同心圆的形式,存储空间上所存储的信息可以是数据模式的形式。光盘可以是只读形式的,其上的信息是在制造期间记录的,该信息可以是只由用户读取。由于通常的光盘技术中,可以把信息存储在光盘上的方式以及可以从光盘读取光学数据的方式已为公众所知,因此本文中将不再详述该技术。
为了使光盘2旋转,光盘驱动装置1包括固定在支架(为简便起见图中未示出)的电动机4,而该支架限定了一个旋主轴5。为了容纳和保持光盘2,光盘驱动装置1可以包括一个可旋或箝位毂6,在主轴电动机4的情况下是安装在电动机4的主轴7上的。
光盘驱动装置1还包括采用光束对光盘2的轨道进行扫描的光学系统30。光学系统30包括产生光束的光束发生装置31、41,以及接收反射光并且产生代表检测光的数量的电输出信号的光学检测器系统35。
更具体地说,在图1中所示的典型结构中,光盘驱动装置1是一个多类型驱动器,用来处理至少两种类型的光盘,即例如CD和DVD。光学系统30包括第一光束产生装置31和第两个光束产生装置41,二者通常是一种激光元件,如激光二极管,分别用来产生第一光束32和第两个光束42。下文中,光束32、42的光程的不同段用标号32、42加上字母a、b、c等来表示。
第一光束32穿过第一分光镜43、第二分光镜33、准直透镜37和物镜34到达(光束32b)光盘2。第一光束32b从光盘2反射(反射的第一光束32c),并穿过物镜34、准直透镜37和第二分光镜33(光束32d),到达光学检测器系统35的第一光学检测器60。
第两个光束42由反射镜44反射,透过第一分光镜43,并接着按照与第一光束32的光程可比较的用标号42b、42c表示的光程行进。在透过第二分光镜33以后,两个光束32和42分开,例如由第三分光镜45分开。第两个光束42d到达光学检测器系统35的第二光学检测器70,例如通过第二反射镜46,其中第二光学检测器70位于距第一光学检测器60为几厘米数量级的距离处。
物镜34将两个光束32b、42b中的一束光聚焦到光盘2的信息层(为简便起见图中未示出)的焦点F上。
在工作时,应当保持把光束聚焦在某一轨道上。为此,将物镜34设置成可以沿轴向和径向移动,并且光盘驱动装置1包括能够相对于光盘2而使物镜34发生位移的致动器系统52。由于致动器系统本质上已为公众所知,而这样一种致动器系统的设计和工作并非是本发明的主题,因此本文中将不详细讨论这种致动器系统的设计和工作。
应当指出,相对于装置支架而支撑物镜的装置以及使物镜移动的装置本质上已为公众所知。因为,这种支撑、位移装置的设计和工作并非是本发明的主题,因此本文中将不作详细讨论。
光盘驱动装置1还包括信号处理电路90,它具有读信号输入91和91’,用来分别从光学检测器系统35接收读信号SR,1或SR,2。信号处理电路90设计成用来对读信号SR,1或SR,2进行处理,以便导出数据信号SD,并在数据输出92提供该数据信号SD。信号处理电路90还设计成用来对读信号SR,1或SR,2进行处理,以便产生用于致动器系统52的控制信号SC,并在控制输出94提供这些控制信号SC
图2示出光学检测器X,它通常包括多个检测器段。在所示的例子中,光学检测器X包括四个检测器段Xa、Xb、Xc和Xd,它们能够提供各检测器信号A、B、C、D,这些检测器信号分别表示四个检测器象限(quadrant)中每个检测器象限上入射光的数量。由于这样一种四象限检测器本质上已为公众所知,所以本文中将不再详细描述其设计和功能。
应当注意,可以采用不同设计的光学检测器X。具体说来,应当注意的是,光学检测器可以有中央小孔段和卫星段(satellite segment),这对于本领域普通技术人员来说是清楚的。同样应当注意的是,光盘驱动装置可以是单斑点光束检测系统的一部分,也可以是三斑点光束检测系统的一部分,这对本领域中的普通技术人员来说是很清楚的。
图2还示出信号处理电路90的读信号输入91实际上包括多个用于接收所有各个检测器信号的输入。因此,在所描述的四象限检测器的情况下,信号处理电路90的读信号输入91实际上包括分别接收所述各个检测器信号A、B、C、D的四个输入91a、91b、91c和91d。信号处理电路90用来对各检测器信号A、B、C和D进行处理,以便从中导出数据和控制信息,这将是本领域普通技术人员所清楚的。
如果光盘驱动装置1仅包括一个单个的光学检测器X,那么如图2中所示,检测器段可以简单地以直接的方式与信号处理电路90的相应输入91a、91b、91c和91d相连。但是,在适合不同波长的光学检测器系统35的情况下,会产生一个问题。在图1所示的装置中,信号处理电路90有两个分别从光学检测器60和70接收读信号SR,1或SR,2的分开的读信号输入91和91’。每个光学检测器60、70通过各个缆线64、74与相应的读信号输入91、91’相连(每个缆线包括多根线,这对于本领域中的普通技术人员来讲是清楚的)。
图3是与图1比较的图,绘出按照本发明的光盘驱动装置101,除了下述情况之外与上面讨论的装置1相同:信号处理电路90只有一个读信号输入91,两个光学检测器60、70通过一公共缆线81(它包括多根公共线81a-d)与信号输入91相连,这将在下文中参照图4作更详细的说明。
图4示意示出按照本发明的光学检测器系统35的方框图。该光学检测器系统35包括多个光学检测器单元,本例中是两个光学检测器单元60和70,每个光学检测器单元分别包括多个检测器段62a、62b、62c、62d以及72a、72b、72c、72d的阵列61,71。图3仅示出每个检测器阵列61、71中的四个检测器段,但应当清楚,这仅是为了进行描述而非对本发明的限制。
每个光学检测器单元60、70分别具有多个输出端63a、63b、63c、63d和73a、73b、73c、73d,每个端与相应的检测器段相关。第一光学检测器单元60的输出端63a(63b/63c/63d)与第二光学检测器单元70的相应的输出端73a(73b/73c/73d)在节点80a(80b/80c/80d)相连,形成光学检测器系统35的输出节点,输出节点80a(80b/80c/80d)通过公共缆线81的一根线路81a(81b/81c/81d)与信号输出电路90的相应的输入端91a(91b/91c/91d)相连。
按照本发明的一个重要方面,光学检测器单元60和70是一种具有电流输出的类型,即,在各输出端63a-d以及73a-d处提供的输出信号是电流信号。在光盘驱动装置2的工作期间,只有一个光学检测器单元60和70是工作的,正如使用中的激光器31、41的标示所确定的那样。而其它的非工作的检测器单元按照它们没有接收光的事实则处于“断电模式”,其中其输出是浮动的,或者不管是在哪一种情况下都处于高输入阻抗状态。这样,非工作检测器单元的存在不会影响工作检测器单元所产生的输出信号。
信号处理单元90可以是一个具有电流输入的电路,即,用来对电流信号进行处理。但是,信号处理电路90也可以是一个具有电压输入的标准电路,即,用来对电压信号进行处理。这时,如所示出的那样,每个线路81a(81b/81c/81d)通过相应的终端负载电阻器82a(82b/82c/82d)与地耦合。这样一种终端负载电阻器可以位于光学检测器系统35上,但是这样一种终端负载电阻器最好位于靠近信号处理电路90的地方。甚至可以把它们集成在信号处理IC的电路板上。
可以方便地选择每个终端负载电阻器82a(82b/82c/82d)的阻值,使之匹配相应线路81a(81b/81c/81d)的特征阻抗,以便在较高的带宽下提高信号传输的鲁棒性。
要注意的是,在图1和图3所描述的例子中,两个光束32和42的光程是很相似的,而两个光束32和42则是采用相同的透镜37和34来聚焦的,从而两个光束的聚焦点F大致重合。另外,不同的光学元件可以用于两个光束,从而光学系统30含有两条用于两个光束32和42的分开的光程,并且两个光束的聚焦点F是不重合的。因此,可以省略类似第三分光镜45的分光元件。
在光束完全分开的实施例中,可以提供分开的光学单元130,每个单元包括一个如31的激光单元、如34的光学透镜和如60的光学检测器。这些单元可以安装在光盘驱动装置101中,其中如上所述,可以把各光学检测器的电流输出连接在一起。
本领域中的普通技术人员知道,本发明并非仅限于上面讨论的典型实施例,在如权利要求书所限定的本发明的范围内,可以有多种变化和修改形式。
例如,尽管光学检测器单元60和70最好在设计上是相同的,除了它们的波长敏感范围以外,但最好把光学检测器单元60和70的所有相应输出端连接在一起,如所示的,如果仅把第一检测器单元60的一个电流输出与第二检测器单元70的一个相应电流输出相连,就已经得到了本发明的优点。
另外,尽管本发明是针对具有两个光束的示例来描述,但应当知道,本发明也可以同样用于具有三个或多个光束的装置中。
上文中,本发明是参照方框图来描述的,这些方框图描述了按照本发明装置的功能块。但应当理解,这些功能块中的一个或多个可以是以硬件来实现的,其中功能块的功能是采用单独的硬件元件来执行的,但这些功能块中的一个或多个也可以采用软件来实现,从而由计算机程序的一行或多行程序或者由可编程装置如微处理器、微控制器、数字信号处理器等来执行这样一种功能块的功能。

Claims (18)

1.一种光学检测器系统(35),包括:
第一光学检测器单元(60),包括用于接收第一光束(32a)的反射部分的检测器段(62a-d)阵列(61);
第二光学检测器单元(70),包括用于接收第二光束(42a)的反射部分的检测器段(72a-d)阵列(71),所述第二光束不同于所述第一光束;
所述第一光学检测器单元(60)包括至少一个限定电流输出的输出端(63a-d);
所述第二光学检测器单元(70)包括至少一个限定电流输出的输出端(73a-d);
其中所述第一光学检测器单元(60)的至少一个电流输出(63a)与所述第二光学检测器单元(70)的相应电流输出(73a)在输出节点(80a)处直接相连。
2.如权利要求1所述的光学检测器系统,其特征在于,所述第一光学检测器单元(60)和第二光学检测器单元(70)的设计相同。
3.如权利要求1所述的光学检测器系统,其特征在于,所述第一光学检测器单元(60)和第二光学检测器单元(70)具有互不相同的波长灵敏度范围。
4.如权利要求2所述的光学检测器系统,其特征在于,第一光学检测器单元(60)的每个电流输出(63a;63b;63c;63d)与第二光学检测器单元(70)的相应电流输出(73a;73b;73c;73d)在相应输出节点(80a;80b;80c;80d)直接相连。
5.如权利要求1所述的光学检测器系统,其特征在于,第一光学检测器单元(60)和第二光学检测器单元(70)中的每一个具有一非工作状态,在所述非工作状态下,所述第一光学检测器单元(60)和第二光学检测器单元(70)中每一个的输出(63a-d;73a-d)是浮动的和/或呈现高输入阻抗。
6.如权利要求5所述的光学检测器系统,其特征在于,第一光学检测器单元(60)和第二光学检测器单元(70)中的每一个在没有接收到任何合适的光情况下处于非工作状态。
7.一种用于光盘驱动装置(1)的光学系统(30),包括:
如权利要求1所述的光学检测器系统;
具有通过线路(81a-d)而与光学检测器系统(35)的相应输出节点(80a-d)相连的至少一个输入端(91a-d)的信号处理电路(90)。
8.如权利要求7所述的光学系统,其特征在于,所述至少一个输入端(91a-d)包括一个电流输入。
9.如权利要求7所述的光学系统,其特征在于,所述至少一个输入端(91a-d)包括电压输入,以及所述线路(81a-d)与终端负载电阻器(82a-d)相连。
10.如权利要求9所述的光学系统,其特征在于,所述终端负载电阻器(82a-d)布置成靠近所述信号处理电路(90)。
11.如权利要求9所述的光学系统,其特征在于,所述终端负载电阻器(82a-d)集成在实现所述信号处理电路(90)的集成电路内。
12.一种用于光盘驱动装置(1)的光学系统,包括:
产生至少两个光束(32,42)的光束生成装置(31,41);
将光束(32b,42b)投射并聚焦到光盘(2)上的焦点(F)的光学元件(43,44,37,34);
如权利要求1所述的光学检测器系统(35);
把反射光束(32c,42c;32d,42d)投射到光学检测器系统(35)的各个光学检测器单元(60;70)的光学元件(34,37,33,45,46)。
13.如权利要求12所述的光学系统,其特征在于,所述将光束投射并聚焦到光盘上的焦点的光学元件和所述把反射光束投射到光学检测器系统的各个光学检测器单元的光学元件(43,44,37,34;34,37,33,45,46)布置成使得所述两个光束(32,42)具有至少部分共同的光程。
14.如权利要求12所述的光学系统,其特征在于,所述将光束投射并聚焦到光盘上的焦点的光学元件和所述把反射光束投射到光学检测器系统的各个光学检测器单元的光学元件(43,44,37,34;34,37,33,45,46)布置成使得所述两个光束(32,42)具有完全分开的光程。
15.一种光学单元(130),包括:
产生光束(32)的光束生成装置(31);
将光束投射并聚焦到光盘(2)上的焦点(F)的光学元件(43,44,37,34);
光学检测器单元(60);
将反射光束(32c;32d)投射到光学检测器单元(60)的光学元件(34,37,33);
所述光学检测器单元(60)包括检测器段(62a-d)的阵列(61)和至少一个限定所述光学检测器单元(60)的电流输出的输出端(63a-d)。
16.一种光盘驱动装置(101),它包括如权利要求7或12所述的光学系统(30),或如权利要求1所述的光学检测器系统(35)。
17.一种光盘驱动装置(101),包括至少一个如权利要求15所述的光学单元(130)。
18.一种光盘驱动装置(101),包括至少两个如权利要求15所述的光学单元(130),其中第一光学单元(130)的第一光学检测器单元(60)的至少一个电流输出(63a)与第二光学单元(130)的第二光学检测器单元(70)的相应电流输出(73a)在输出节点(80a)处直接相连。
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