CN100547661C - 光拾取系统中用于控制监控光电二极管的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制光拾取系统的监控光电二极管(PD)的装置，该装置监控所输出的用于在盘上写数据或者从盘读取数据的光功率信号。该装置包含：比较器，比较与LD所输出的光功率信号相对应的电压信号与预定参考电压信号；和增益选择器，根据LD所输出的光功率信号类型，有选择地发布从比较器输出的增益。

Description

光拾取系统中用于控制监控光电二极管的装置

本申请要求于2002年10月24日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.2002-65182的权益，其全部的公开内容以引用方式包含在本文的内容中。

技术领域

本发明涉及一种光拾取系统的监控光电二极管(PD，photo diode)，更具体地说，涉及一种用于控制监控PD的装置和方法，该装置和方法能够通过控制监控PD的动态范围来增强监控PD的性能。

背景技术

光拾取系统通常用来在光盘上写数据或者从光盘读取数据。具体地说，这种光拾取系统使用激光二极管(LD)所发射的并且具有预定功率的光在光盘上写数据、从光盘读取数据或者擦除数据。监控光电二极管(PD)或者前PD(FPD，front PD)监控由LD发射的光功率，并且将监控结果反馈给光功率控制器。光功率控制器基于根据监控PD所反馈的监控结果而产生的光功率信息来调整LD的功率。

图1是光拾取系统的方框图。参考图1，该光拾取系统包含LD 100、光学器件110、监控PD 120和控制器130。为了在光盘140上写数据或者从光盘140读取数据，控制器130向LD 100发送电信号。LD 100输出与所接收的电信号的功率相应的光信号。大部分的输出光信号，例如90％，被通过光学器件110射向光盘140。其余部分的输出光信号，例如10％，被输入给监控PD 120。监控PD 120将通过光学器件110接收的光信号转变成电信号，并且将该电信号反馈给控制器130。控制器130基于监控PD 120所反馈的电信号，调整发送给LD的电信号的功率。该过程称为自动功率控制(APC，automatic power control)。

图2A和2B是说明当进行数据写过程时发送给LD 100的光功率信号和监控PD 120响应于该光功率信号而输出的信号。当在光盘140上写数据时，用最高水平的功率给LD 100施加过功率以便预热。此后，给LD 100提供比预热功率低的写功率，然后提供比写功率低的读功率。在任何给定的时间，监控PD 120输出具有预定增益并且与施加给LD 100的功率相应的信号。

然而，当LD 100的温度增加时，输出光的效率通常会降低。因此，即使光拾取器控制器130命令LD 100发射具有恒定强度的光信号，由于LD 100温度的增加，从LD 100输出的光信号也会比期望的强度低。这就是为什么光功率控制器130通过使监控PD 120持续监控输出给LD 100的光功率并且反馈监控结果从而执行上述APC过程的原因。

图3是说明监控PD 120的动态范围的坐标图。当施加给LD 100的功率达到最大时，期望监控PD 120的输出最小。另一方面，当施加给LD 100的功率达到最小时，期望监控PD 120的输出最大。监控PD 120的最大功率是预定的参考电压Vref，监控PD 120的最小功率是预定的截止电压。通常根据施加给LD 100的最大功率(通常是过功率)的情况，来设置监控PD 120的截止电压(通常是1V)。因此，当参考电压Vref和截止电压保持在预定电平时，图3所示的坐标图的斜率根据光盘140的类型而改变。例如，该斜率受光盘140的密度、数据读写速度的影响，这些因素直接影响施加给LD 100的最大功率。换句话说，当利用被施加固定参考电压的光拾取系统从具有不同的数据读/写速度和不同的记录密度的光盘140读取数据时，光拾取系统的监控PD120的动态范围就会改变。

例如，在光盘140需要较高光功率的情况下，监控PD 120的输出随光功率的改变相当小。在这种情况下，缩小了监控PD 120响应于输出给LD 100的功率变化的动态范围，从而降低了光拾取系统所执行的APC精度。

发明内容

本发明提供了一种根据输出给激光二极管(LD)的光功率强度来控制监控光电二极管(PD)动态范围的装置和方法，该装置和方法能够增强光拾取系统的自动功率控制(APC)精度。

本发明的其他方面和/或优点，部分将在下面的描述中阐述，部分将通过下面的描述而更加显而易见，或者通过实施本发明得以理解。

根据本发明的一个方面，输出和控制驱动激光二极管(LD)的功率的光拾取系统包含监控光电二极管(PD)，监控光电二极管(PD)根据驱动LD的功率类型来选择输出增益。

根据另一个方面，当发布给LD输出预热过功率的命令和当发布给LD输出写或者读功率的命令时，监控PD具有不同的增益。

根据另一个方面，设置监控PD具有增益，并且当发布给LD输出预热过功率的命令时，实质上输出对于预热过功率的预定截止电压。

根据另一个方面，设置监控PD具有增益，并且当发布给LD输出写或者读功率的命令时，实质上输出对于写功率的预定截止电压。

根据另一个方面，当发布给LD输出写或者读功率的命令时，监控PD具有比发布给LD输出预热过功率的命令时更大的增益。

根据另一个方面，利用从光拾取器控制器发送的功率启动信号(powerenable signal)来选择增益，用于驱动LD。

根据另一个方面，利用过功率启动信号来选择增益。

根据本发明的另一个方面，用于控制监控PD的装置包含：比较器，比较与LD所输出的光功率信号相应的电压信号与预定参考电压信号；和增益选择器，根据LD所输出的光功率信号的类型，有选择地发布从比较器输出的增益，其中监控PD监控用于在盘上写数据或者从盘读取数据所输出的光功率信号。

根据另一个方面，该装置进一步包含输出单元，该输出单元调整从比较器输出的信号电平，使其与输入给光拾取器控制器的信号电平兼容，并且输出经过电平调整的信号。

根据另一个方面，增益选择器区分发布给LD输出预热过功率的命令时的情况和发布给LD输出写或者读功率的命令时的情况，并且为所发布的每个命令发布不同的增益。

根据另一个方面，增益选择器发布增益，使得当发布给LD输出过功率的命令时，输出对于过功率的预定截止电压。

根据另一个方面，增益选择器发布增益，使得当发布给LD输出写或者读功率的命令时，输出对于写或者读功率的截止电压。

根据另一个方面，增益选择器工作，使得当发布给LD输出写或者读功率的命令时，发布比发布给LD输出预热过功率的命令时更大的增益。

根据另一个方面，如果将用于驱动LD的功率启动信号从光拾取器控制器输入给LD，那么增益选择器发布用于过功率的增益，否则，增益选择器发布用于写或者读功率的增益。

根据另一个方面，该功率启动信号是从光拾取器控制器输入到LD中的过功率启动信号。

根据本发明的另一个方面，光拾取系统输出并且控制用于驱动LD的光功率，该光拾取系统包含监控PD，该监控PD根据响应于输入信号而驱动的盘的类型来选择第一增益，并且根据用于驱动LD的光功率选择第二增益，第二增益不同于第一增益。

根据另一个方面，该监控PD所选择的第一增益根据该盘是CD还是DVD而改变，监控PD所选择的第二增益根据是发布给LD输出预热过功率的命令还是发布给LD输出写或者读功率的命令而改变。

根据另一个方面，该监控PD确定第二增益，使得当发布给LD输出过功率的命令时，输出对于过功率的预定截止电压。

根据另一个方面，该监控PD确定第二增益，使得当发布给LD输出读或者写功率的命令时，输出对于读或者写功率的截止电压。

根据另一个方面，当发布给LD输出写或者读功率的命令时，该监控PD选择比发布给LD输出过功率的命令时更大的第二增益。

根据另一个方面，利用从光拾取器控制器发送的功率启动信号来选择第二增益，用于驱动LD。

根据另一个方面，利用从控制器发送的过功率启动信号来选择第二增益。

根据本发明的另一个方面，用于控制监控PD的装置包含：比较器，用于比较与LD所输出的光功率信号相应的电压信号与预定的参考电压信号；介质增益选择器，用于根据盘的类型有选择地给比较器发布增益；和操作增益选择器，用于根据从LD输出的光信号类型有选择地给比较器发布输出增益，输出增益被乘以介质增益选择器的输出，其中监控PD监控用于在盘上写数据或者从盘读取数据所输出的光功率信号。

根据另一个方面，该介质增益选择器根据该盘是CD还是DVD而发布适当的增益。

根据另一个方面，当发布给LD输出预热过功率的命令时以及当发布给LD输出写或者读功率的命令时，该操作增益选择器发布不同的增益。

根据另一个方面，该操作增益选择器发布增益，使得当发布给LD输出过功率的命令时，输出对于过功率的预定截止电压。

根据另一个方面，该操作增益选择器发布增益，使得当发布给LD输出写或者读功率的命令时，输出对于写或者读功率的截止电压。

根据另一个方面，该操作增益选择器以下列方式工作：当发布给LD输出写或者读功率的命令时，提供比发布给LD输出预热过功率的命令时更大的增益。

根据另一个方面，如果将用于驱动LD的功率启动信号从光拾取器控制器输入给LD，该操作增益选择器就提供用于过功率的增益，并且如果功率启动信号没有被输入给LD，该操作增益选择器就提供用于写或者读功率的增益。

根据另一个方面，该功率启动信号是从光拾取器控制器输入给LD的过功率启动信号。

附图说明

通过下面参考附图对本发明的示例性实施例进行等待详细描述，本发明的这些和/或其他特征和优点将会变得更加清楚并且更容易理解，其中：

图1是典型的光拾取系统的方框图；

图2是说明当在光盘上写数据时输出给激光二极管(LD)的光功率信号和监控光电二极管(PD)响应于该光功率信号而输出的信号的示意图；

图3是说明监控PD的动态范围的坐标图；

图4是说明根据本发明实施例的用于控制光拾取系统的监控PD的装置的方框图；

图5是说明当LD驱动信号是写信号(A)和当LD驱动信号是读信号(B)时监控PD操作的坐标图；

图6是根据本发明实施例的用于控制监控PD增益的装置的电路图；

图7是根据本发明另一个实施例的用于控制监控PD增益的装置的电路图；和

图8是根据本发明一个方面的光拾取系统的方框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，附图中描述了其示例，其中相同的参考标号始终表示相同的部件。下面将参考附图描述实施例，以便说明本发明。

图4是用于控制监控光电二极管(PD)的装置820的实施例方框图，所述监控光电二极管(PD)用于如图8所示的光拾取系统。装置820包含比较器400，比较器400比较与激光二极管(LD)光功率输出信号相应的功率信号与预定的参考电压信号。增益选择器410根据LD光功率输出信号的类型，给比较器400选择性地提供输出增益。此外，该装置还包含输出单元420，输出单元420根据光拾取器控制器输入信号的电平来调整从比较器400输出的信号的电平，然后输出经过电平调整的信号。然而，应理解，并不是本发明的所有方面都需要输出单元420。

比较器400接收与LD光功率输出信号成比例的监控PD输出信号和预定的参考信号。此后，比较器400比较两个输入信号，用增益选择器410输出的增益乘以比较结果，并且输出相乘的结果。

增益选择器410识别输出给LD的光功率信号是写信号、读信号还是用于预热LD(未示出)的过功率信号。增益选择器410为每个不同的光功率信号选择不同的增益，并且将为每个不同的光功率信号而选择的增益提供给比较器400。

根据本发明的一个方面，增益选择器410根据输入给光拾取系统的LD驱动器(未示出)的过功率启动信号，来为比较器400提供增益。换句话说，如果图8所示的光拾取器控制器800产生过功率启动信号，该信号也被输入给LD驱动器(未示出)，那么增益选择器410选择适合于过功率信号的比较器400的第一增益。否则，如果不产生过功率启动信号，那么增益选择器410给比较器400提供一个或者多个适合于其他光功率信号的其他增益。这种其他光功率信号的示例包含写信号和读信号。

当从LD驱动器输出用于写信号或者读信号的LD驱动信号时，该LD驱动信号的强度比过功率信号的强度低。因此，如图5所示，与使用过功率信号时相比较，使用写或者读信号时，与监控PD的操作相关的最大光功率值会较低。

图5是说明当LD驱动信号用于写或读信号(A)时以及当LD驱动信号用于过功率信号(B)时监控PD操作的坐标图。参考图5，在假设使用LD输出光功率信号以便在光盘上写数据或者从光盘读取数据时，应将用于写功率的电压视为从监控PD输出的最小电压。当LD没有输出光功率时，从监控PD输出的最大电压保持在参考电压Vref上。当LD输出写功率时，利用信号(A)控制监控PD，并且电压至少保持在与写功率相应的截止电压上。相反地，当LD输出光功率是过功率时，利用信号(B)控制监控PD，使得监控PD的电压可以保持在与过功率相应的截止电压上。

如此，因为即使LD 100输出过功率也不需要将光功率反馈给图8所示的光拾取器控制器800，所以即使当输入电压(即与LD可驱动光功率相应的电压)具有相对于截止电压和参考电压之间的输出电压可能范围的宽变化范围时，该装置用于控制的输出对光拾取系统的控制方面也没有任何负面影响。然而，当LD 100输出写功率或者读功率时，该装置的输出电压被反馈给图8所示的光拾取器控制器800。在这种情况下，与最小电压或者截止电压相应的光功率范围的范围越窄，反映到写功率变化中的监控PD的输出越好。

图6是根据本发明实施例的用于控制监控PD增益的装置820的电路图。参考图6，用于控制监控PD增益的装置可以实施为一个芯片60。芯片60包含监控PD 600、第一比较器610、增益选择器620和第二比较器630。监控PD 600接收与图8所示的LD 100所输出的光功率成比例的预定百分比的光。换句话说，在监控PD 600的阴极部分产生与输出光功率相应的电压信号。

第一比较器610接收在监控PD 600的阴极部分产生的电压信号和预定的参考电压Vref，分别作为第一和第二输入信号。第一比较器610输出第一和第二输入信号之间的差。当LD 100不输出光功率时，第一比较器610输出参考电压Vref。另一方面，当LD输出最大光功率时，第一比较器610输出最小电压或者截止电压。

增益选择器620包含选择电路。在所示实施例中，选择电路利用不同情况的开关分别选择增益，例如LD 100输出过功率的情况和LD输出写功率或者读功率的另一种情况。选择电路影响输出给第一比较器610的增益G1、G2。当LD 100输出过功率时，调整增益G2使得第一比较器610输出最小截止电压，例如1V。当LD给监控PD 600输出写或者读功率时，调整增益G1使得第一比较器610输出最小截止电压，例如1V。图5明显示出了第一比较器610的输出增益与增益选择器620转换选择电路的相关性。

可以将从增益选择器620输出的增益选择信号作为光功率信号，从光拾取器控制器800提供给LD驱动器640。将表明输入给LD驱动器640的光功率是写功率、读功率还是预热功率的信号输入给LD驱动器640。当预热功率信号被输入给LD驱动器640时，它还可作为增益选择器620的增益选择信号。在大多数情况下，增益选择器620准备产生写或者读增益。然而，当产生预热功率信号时，增益选择器620转换选择电路，以便能够产生过功率增益。

第二比较器630放大第一比较器610的输出，并且将第一比较器610的放大输出反馈给光拾取器控制器70。第二比较器630的输出与LD所输出的光功率成比例。

图7是根据本发明另一个实施例的用于控制监控PD的装置的电路图。该装置包含监控PD 700、第一比较器710、介质增益选择器720、第二比较器730和操作增益选择器740。图7所示的用于控制监控PD的装置与图6所示的对应装置的区别在于进一步根据记录介质的类型来确定监控PD 700的增益。在所示的实施例中，该增益取决于记录介质是CD还是DVD。然而，应理解，该增益能够基于其他光学特性或者其他记录介质。

监控PD 700接收与LD(未示出)所输出的光功率成比例的预定百分比的光。换句话说，在监控PD 700的阴极部分产生与输出光功率相应的电压信号。第一比较器710接收在监控PD 700的阴极部分产生的电压信号和预定的参考电压Vref，分别作为第一和第二输入信号，并且输出第一和第二输入信号之间的差。当LD 100不输出光功率时，第一比较器710输出参考电压Vref。当LD 100输出最大光功率时，第一比较器710输出最小电压或者截止电压。

介质增益选择器720根据光盘140的类型，为第一比较器710选择输出增益值，其中从该光盘读取数据或者将数据写在该光盘上。在所示的实施例中，介质增益选择器720根据记录介质是CD还是DVD来选择输出增益。当设计拾取器件时，用于CD的增益值VR1和用于DVD的增益值VR2每个都被设置成预定的最佳值。

第二比较器730比较第一比较器710的输出与参考电压Vref，并且输出之间的差，其中第一比较器710的输出是根据介质增益选择器720所选择的增益值而确定的。操作增益选择器740包含选择电路。该选择电路每个都选择用于两种不同情况的转换方向。在所示的实施例中，该选择电路针对LD 100输出过功率的情况和LD 100输出写功率或者读功率的情况来进行选择。该选择电路影响从第二比较器720输出的增益。当LD 100输出过功率时，调整增益使得第二比较器720输出最小截止电压，例如1V。当LD 100给监控PD 700输出写或者读功率时，调整增益使得第二比较器720输出1V的最小截止电压。图5明显示出了第二比较器720的操作增益与操作增益选择器740转换选择电路的相关性。

在所示的实施例中，可以将从操作增益选择器740输出的增益选择信号作为光功率信号，从图8所示的光拾取器控制器800提供给LD驱动器750。简言之，根据从其读取数据或者将数据写于其上的光盘140的类型(即根据光盘140是CD还是DVD)，并且根据是否将写或者读功率或者过功率施加给光盘140，来确定监控PD 700的输出增益。

由于不同的最大光功率被提供给不同的写介质，即CD和DVD，因此最好是根据最大光功率来确定监控PD 700的输出增益。此外，由于用于预热(LD)的过功率不受光拾取器控制器的监控，因此需要区分用于过功率的增益和用于写或者读功率的增益，其中预热用于在CD或者DVD上写数据或者从CD或者DVD上读数据。通过这样处理，可以提高被监控的拾取光的精度，从而实现更精确的APC。

在图3所示的相关技术中，基于过功率确定监控PD 120的动态工作范围，该过功率是从LD 110输出的最大光功率。然后在监控PD 110的动态范围内监控写和读功率。这样，监控PD 120的输出电压几乎不随光功率改变，因此，几乎不可能根据光功率的改变来精细、精确地控制光拾取控制操作。但是，在本发明中，监控PD 820针对不同的情况而具有不同的动态范围，例如LD100输出过功率的情况以及LD 100输出写或者读功率的情况，并且对于反馈给光拾取器控制器800的写和读功率来说，监控PD 820输出具有较大绝对增益的值。因此，能够更精确地控制APC。

图8示出了根据本发明实施例的光拾取系统。该光拾取系统包含LD 100、光学器件110、监控PD 820和控制器800。为了在光盘140上写数据或者从光盘140读取数据，控制器800给LD 100发送电信号。LD 100输出与所接收的电信号的功率相应的光信号。大部分的输出光信号，例如90％，被通过光学器件110向光盘140发射。剩余部分的输出光信号被输入到监控PD 820。监控PD 820接收发送给LD 100的电信号，并且将通过光学器件110接收的光信号转换成其他电信号，并且将该其他电信号反馈给控制器800。控制器800基于监控PD 820所反馈的其他电信号，来调整发送给LD 100的电信号的功率。

尽管未示出，应理解，根据本发明的一个方面，光检测器接收来自光盘140的反射光，控制器800根据所接收的光来检测数据、执行控制功能以便调整透镜单元使LD 100所输出的光信号聚焦到光盘140上、以及控制马达旋转光盘140以便记录和/或再现。此外，应理解，控制器800可以是控制该装置操作的多个控制器之一。

根据本发明，通过针对不同的情况而获得不同的操作增益，例如针对输出用于预热的光功率的情况以及针对输出用于在记录介质上写数据或者从记录介质读取数据的光功率的情况，能够防止光拾取系统的输出由于LD的温度改变而减小，并且能够更精确地控制从LD输出的光功率。

此外，通过根据盘的类型和对盘所执行的操作类型，来调整监控PD的增益，还能够更有效地执行LD功率控制。

尽管已经示出和描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的原理和实质的情况下可以对实施例作出修改，其范围被限定在权利要求及其等效方案中。

Claims (15)

1.一种输出并且控制驱动激光二极管的功率的光拾取系统，包括：

监控光电二极管，检测由激光二极管输出的光功率，并且根据驱动激光二极管的功率类型给所检测的光功率选择并且施加输出增益，以便输出所述光拾取系统在控制激光二极管时所使用的光功率监控信号，

其中所述监控光电二极管包括用于当发布给激光二极管输出预热过功率的命令时的第一增益和用于当发布给激光二极管输出写或者读功率的命令时的不同于所述第一增益的第二增益。

2.根据权利要求1的光拾取系统，其中设置所述第一增益，以便对于实质上是预热过功率的所检测光功率而输出一个预定截止电压。

3.根据权利要求1的光拾取系统，其中设置所述第二增益，以便当所检测光功率实质上是写功率或者读功率时输出一个预定截止电压。

4.根据权利要求1的光拾取系统，其中当发布给激光二极管输出写或者读功率的命令时，所述监控光电二极管选择比发布给激光二极管输出预热过功率的命令时的增益更大的增益。

5.根据权利要求1的光拾取系统，其中根据从光拾取器控制器发送的用于驱动激光二极管的功率启动信号的类型，来选择所述第一增益和所述第二增益之一。

6.根据权利要求5的光拾取系统，其中当所述功率启动信号是过功率启动信号时，选择所述第一增益。

7.一种用于控制监控光电二极管的装置，所述监控光电二极管监控用于在盘上写数据或者从盘上读取数据的激光二极管所输出的光信号，所述装置包括：

比较器，比较与从激光二极管输出的光功率相应的电压信号与预定参考电压信号，并且输出差信号；和

增益选择器，选择性地发布从所述比较器输出的增益，以便提供用于控制从激光二极管输出的光功率的增益控制信号，所述输出的增益是从多个增益中选择出的与激光二极管所输出的光信号类型相应的增益，

其中所述增益选择器区分当发布给激光二极管输出预热过功率的第一命令时的情况以及当发布给激光二极管输出写或者读功率的第二命令时的情况，并且当发布所述第一命令时发布第一增益以及当发布所述第二命令时发布第二增益。

8.根据权利要求7的装置，进一步包括：光拾取器控制器和输出单元，所述输出单元调整从所述比较器输出的增益控制信号的电平，使其与输入给所述光拾取器控制器的信号电平兼容，并且输出所述光拾取器控制器使用的经过电平调整的信号。

9.根据权利要求7的装置，其中设置所述第一增益，以便当所检测光功率实质上是过功率时输出一个预定截止电压。

10.根据权利要求7的装置，其中设置所述第二增益，以便当所检测光功率实质上是写或者读功率时输出一个预定截止电压。

11.根据权利要求7的装置，其中所述第二增益大于所述第一增益。

12.根据权利要求7的装置，进一步包括输出用于驱动激光二极管的功率启动信号的光拾取器控制器，其中如果所述光拾取器控制器输出将被输入给激光二极管的所述功率启动信号，那么所述增益选择器发布所述第一增益，并且如果所述功率启动信号没有被输入给激光二极管，那么所述增益选择器发布所述第二增益。

13.根据权利要求12的装置，其中所述功率启动信号是从所述光拾取器控制器输入到激光二极管中的过功率启动信号。

14.一种光记录和/或再现系统，包含根据权利要求1的光拾取系统，并且进一步包括控制器，所述控制器控制所述光拾取系统以便相对于盘传输数据，并且根据所述监控信号驱动激光二极管。

15.一种光记录和/或再现系统，包含根据权利要求7的用于控制监控光电二极管的装置，并且进一步包括包含激光二极管的光拾取器和控制器，所述控制器控制所述光拾取器相对于盘传输数据，并且根据所述增益控制信号驱动激光二极管。

Images