CN102067214A - 光盘驱动器中激光二极管的寿命延长 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复制装置，用于对记录在光记录载体上的数据进行复制，其具有被改善寿命的被用于读取数据的激光光源。该复制装置包括激光驱动器单元，其适用于驱动激光光源的光输出，将读取光盘中记录的用于被读取以进行复制的数据的读取模式改变为所述数据读取操作暂停时的激光寿命延长模式。在激光寿命延长模式下，激光光源被驱动发射脉冲光输出，因此，激光光源非必需的打开时间量被减少，从而延长了激光光源的寿命。

Description

光盘驱动器中激光二极管的寿命延长

技术领域

本发明涉及一种用于复制光记录载体上的数据的复制装置，其具有用于读取记录数据的激光光源，尤其涉及具有寿命延长的激光光源的复制装置。

背景技术

光驱动器以及用于例如CD(高密度磁盘)播放器和DVD播放器的光盘的复制装置作为家用电器、便携设备和标准汽车配置在近年来已经被广泛地传播。因此，具有低功耗和高耐久性组件的低成本效益设备的开发被投入了巨大的努力。

用于从光盘上读取所记录的数据的激光二极管是光驱动器在成本和工作寿命方面最关键的组件之一。尤其是，激光二极管的寿命已知随环境温度和/或激光驱动电流的升高而减少。因此，激光二极管的高效工作是改善其寿命至关紧要的问题。

例如，对于磁-光或光盘的电流光驱动器目前能够以比主系统所要求更快的速率读取数据用于复制。因此，采用了所谓的跟踪缓冲器(track buffer)，从其中输入音频/视频数据被以低于将输入数据写入缓冲器速度的标准速率读出。

第EP-A-465053号欧洲专利申请描述了采用缓冲器且有时为了避免缓冲区溢出而中断输入数据流的复制装置。但是，在数据既不从光盘读出也不被写入缓冲存储器时该激光二极管仍保持接通。

第EP 1619675 A1号欧洲专利申请描述了一种在时间间隔、激光关闭期间，允许通过切断激光二极管来减少激光二极管的总工作时间的方法，其中从光盘读取数据被中断。

在激光关闭期间，为降低功耗和环境温度，聚焦和跟踪伺服的控制环路也被切断。重新开始读取操作前，在接近伺服控制被切断以避免完整聚焦搜索顺序要求的切线位置处打开伺服控制，聚焦搜索顺序的执行归因于在光盘上的不同切线位置处不同焦点的偏移。然而，激光二极管需要在重新开始数据读取之前打开一定的时间使得系统有恢复和再同步的时间。系统恢复和再同步的时间取决于若干因素，例如关联光盘旋转的等待时间，以及使激光重聚焦和跳到记录载体被打断的读取操作的轨道所需要的时间。

例如，用作视频重放参数的系统恢复和再同步时间为0.14s，缓冲区大小为4Mb，输出数据速率为8Mb/s以及输入数据速率为22Mb/s，全部重放时间与缓冲器填充时间差加上系统恢复和再同步的时间导致激光关闭的时间为0.18s。这种激光关闭时间的估算约为全部播放时间的36％，但是仍然与激光二极管打开但不进行读取的系统恢复和再同步时间可比较。

因此，在读取的操作之间可有效地关闭激光二极管的时间量并不是最佳的。

此外，完全停止聚焦和跟踪伺服环路可能成为在车辆或便携设备中被实现的光驱动器的缺点，这在例如摇摆或振动的机械干扰下被暴露出来。如果这样的干扰在聚焦和跟踪伺服被切断时发生，复制头从被切断位置的偏离将不能被迅速纠正。在这种情况下，可能需要完整的聚焦和跟踪搜索顺序，因此，不是用于读取数据的激光二极管接通的时间量增加。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷和不足，目的是提供一种复制装置，其有效地使用用于读取记录在光记录载体中的数据的激光光源，从而其具有延长寿命的激光光源。

这个目的通过独立权利要求的主题来解决。而从属权利要求限定了本发明实施例的优势。

本发明提供了用于复制记录在光记录载体上的数据的复制装置，该装置具有光度头(optical header)，光度头包括用于读取光记录载体上记录的数据的激光光源；激光驱动器单元，用于调制激光光源的光输出并适于在读取所述数据的操作暂停时驱动所述光输出从读取模式改变为激光寿命延长模式，其中所述激光寿命延长模式为脉冲光输出模式。

通过在光度头非用于读取光记录载体中的内容数据期间引起激光束的脉动或接通/切断，本发明能够使激光二极管发出未被使用的激光的总时间量最小化，并同时降低功耗和环境温度。因此，激光二极管的寿命和在不更换激光二极管的情况下的复制设备的总工作时间增加。

依据本发明的进一步开发，激光驱动器单元被用来在恢复所述数据的读取操作时驱动激光光源的光输出从激光寿命延长模式改变为读取模式。

从光记录载体读取数据操作的暂停状态被恢复时，激光寿命延长模式终止。因此，由激光光源发射的激光被驱动从脉冲光输出改变为恒定光输出模式，其中脉冲光输出以脉冲的形式发射激光，恒定光输出模式下激光光源以具有与读取数据所需光功率对应的基本恒定的平均发射功率发出连续激光束。如果光盘中记录的内容的读取数据操作需要被中断并在复制内容时恢复若干次，则激光光源由此被驱动以在脉冲光输出模式和恒定光输出模式之间切换。

在另一个有利的实施例中，所述激光驱动器单元被用于在所述激光寿命延长模式期间以预定时序输出激光驱动信号，引起激光光源在高光线输出电平和低光线输出电平之间以基本的预定时序转换。

因此，可以基于主系统的特性来预先设定驱动激光光源在两个光线输出电平之间转换的时序，并使得激光寿命延长模式期间激光源的占空比(duty cycle)最小。

依据本发明的另一个有利的实施例，复制装置包括适用于生成激光驱动器控制信号输出的采样控制器，该激光驱动器控制信号输出用于控制由激光驱动器单元输出的激光驱动信号的时序，其中该采样控制器适用于在所述激光寿命延长模式期间以预定时序生成的脉冲激光驱动器控制信号输出，并且激光驱动器单元适用于响应所述脉冲驱动器控制信号以预定时序输出激光驱动信号。

在这种方式下，可以使用具有输出通道的任意激光驱动器单元来实施本发明，激光驱动器单元能够迅速响应具有期望的时序的外部控制信号而被脉冲激发或被接通/切断。为了驱动激光光源以基本期望的时序发射激光脉冲，激光驱动器单元的输出必须高度响应于所提供的时序控制信号的时序。

依据本发明的有利开发，采样控制器适用于在读取模式期间生成连续激光驱动器控制信号输出，并在所述读取数据操作暂停时将连续激光驱动器控制信号输出改变为脉冲激光驱动器控制信号输出。这样做允许通过使用由采样控制器改变时序的同一控制信号来控制两个光输出模式之间的转换。

本发明的另一个有利实施例中，复制装置包括适用于接收指示激光光源的光输出的激光监控信号的反馈采样保持电路，来采样和保持激光监控信号并随后输出激光监控信号；以及适用于生成并输出反馈信号的反馈控制电路，该反馈信号用于控制激光驱动器单元基于输入激光监控信号和参考值来调整激光驱动信号值，以使得输入激光监控信号向参考值收敛，其中所述反馈控制电路适用于从反馈采样保持电路接收激光监控信号，并且采样控制器适于在激光寿命延长模式期间以第一预定时序生成并输出反馈采样保持信号，以便当激光光源在高光线输出电平时控制反馈采样保持电路对所接收的激光监控信号进行采样而至少在后来的低光线输出电平期间保持采样激光监控信号。

反馈控制电路为达到将激光光源发射的激光束的光功率调整到期望水平的目的服务。通过在反馈控制电路之前的阶段实现采样保持电路并通过将采样保持电路与激光寿命延长模式期间发射的激光脉冲同步，本发明能够向反馈控制电路提供总是对应于相同光输出电平的输入信号。因此，在脉冲光输出模式期间光功率的反馈控制也能够保持激活，并且基于信号指示的类似光功率来有效地调整激光在连续的、类似的光输出电平期间发射的光功率。

依据本发明的另一个有利的实施例，复制装置包括聚焦伺服系统和聚焦伺服采样保持电路，聚焦伺服系统适于在激光寿命延长模式下基于指示从光记录载体反射的激光束的信号执行对光记录载体上入射的激光束的聚焦控制；聚焦伺服采样保持电路适用于接收指示从光记录载体反射的激光束的所述信号，来对所接收的信号进行采样和保持，然后将信号输出给聚焦伺服系统；其中采样控制器适用于在激光寿命延长模式期间以第二预定时序生成和输出聚焦采样保持信号，以便控制聚焦伺服采样保持电路在激光光源在高光线输出电平时对所接收信号进行采样，并至少在随后低光线输出电平持续期间保持该信号。

在本发明的进一步开发中，复制装置包括跟踪伺服系统和采样控制器，跟踪伺服系统适于基于指示从光记录载体反射的激光束的信号执行光记录载体的记录轨迹上入射的激光束的跟踪控制，其中跟踪伺服系统在所述激光寿命延长模式期间保持工作；采样控制器适用于在所述激光寿命延长模式期间以第三预定时序生成和输出跟踪伺服控制信号，以便控制跟踪伺服系统基于在激光源处于高光线输出电平时获得的、指示从光记录载体反射的激光束信号，执行所述跟踪控制。

因此，通过在脉冲激发光输出模式期间一直保持聚焦和/或跟踪伺服控制，一旦恢复了读取操作，则不需要对光记录载体上入射的激光束执行完整的再聚焦和/或跟踪操作。这样进一步减少了非读取数据时的激光打开的时间，因此增加了激光寿命持续时间。

依据本发明的其它有利开发，在激光寿命延长模式期间，采样控制器用于使反馈采样保持信号、聚焦采样保持信号以及跟踪伺服控制信号中的至少一个与脉冲激光驱动器控制信号同步。

在这种情况下，通过将采样保持信号与例如脉冲激光驱动器控制信号的高电平同步，可控制相应的采样保持电路在激光光源在高光线输出模式中发光时对所接收的信号进行采样，并至少在随后的低光线输出电平期间保持采样信号。跟踪伺服控制信号与脉冲激光驱动器控制信号的高电平同步后，跟踪伺服系统使用高光线输出电平下激光光源发光时检测的信号执行跟踪控制。

反馈采样保持电路、聚焦伺服采样保持电路以及跟踪伺服系统的同步允许基于在相同发光电平期间(也就是当光功率在最高电平处)检测的相同二极管信号执行反馈和伺服控制操作。而且，由于反馈和伺服控制操作能够被协调而被同时地执行，高光线输出模式持续时间可被减少到最小，从而进一步减少激光寿命延长模式期间激光光源的占空比。此外，由于低光线输出电平期间没有使用激光束，低光线输出电平可被设置为零光功率，来进一步提高激光光源的寿命。

依据本发明的另一个有利实施例，复制装置包括缓冲器和系统控制器，缓冲器适用于存储在光记录载体中记录的数据，这些数据由光度头读取并将被复制；系统控制器适用于监控缓冲器的填充水平，并基于缓冲器的填充水平控制激光寿命延长模式和读取模式之间的转换。

这样，激光寿命延长模式的起点和持续时间的调整都可被基于当前缓冲器的填充水平动态地控制。读取模式和激光寿命延长模式之间的转换因此被基于读取和复制的当前条件动态调整，而与复制内容的类型、光度头读取数据的速率与通过复制装置复制所读取数据的速率的差异无关。

附图被结合进来并形成了说明书的一部分，用于解释本发明的原理。附图不应被直译为构成了对本发明的显示，而只是说明和描述了如何制造和使用本发明的例子。

附图说明

从附图说明的本发明下面更多特定描述中，进一步的特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是示出了依据本发明实施例的复制装置组成部件配置的框图；

图2是说明了依据本发明实施例的复制装置的操作在读取模式以及在激光寿命延长模式下生成信号的时序图；

图3是说明了依据本发明实施例的复制装置执行的方法或程序的逻辑步骤顺序的流程图；

图4是示出了依据本发明实施例的复制装置在激光寿命延长模式和顺序读取模式下操作的过程中缓冲区填充程度变化的图解。

具体实施方式

现在将参考附图进一步详细地说明依据本发明制定的复制装置的实施例的优点。

图1是说明了依据本发明的复制装置100的组成部件配置的框图。

如图1所示，复制装置100具有用于读取记录在光盘1的记录轨道上的数据的光拾取器或光度头110，该光盘1为光记录载体。

光记录载体可为任意的适于记录例如音频数据和/或视频数据的压缩或未压缩内容的存储器件，并且其可被光器件读取。

优选地，光记录载体为例如磁-光盘(magneto-optical disc)、CD、DVD、蓝光光盘或HD(高清晰度)光盘的光盘1。复制装置100是适于由本领域熟知的光器件(例如CD播放器、DVD播放器或蓝光播放器)读取光盘1记录轨道上记录数据，并将被读取的数据转换为可复制的音频和/或视频信号进行复制的设备。被记录数据可以是例如图像数据、音频数据、视频数据、以上任意组合以及类似的任意类型的数据。复制装置100可能已经包括了用于复制已被转换的音频和/或视频信号的器件，例如便携式CD播放器。另一方面，例如光驱动器的复制装置100可不包括复制器件，但改为将可复制信号提供给进行复制的外部器件。

光度头110包括例如激光二极管2的激光光源、例如用于将激光二极管2发射的激光束光点聚焦在光盘1上的光学相关组件3(诸如物镜)，以及用于对投影在光盘1上的激光束执行跟踪伺服和聚焦伺服调整的跟踪和聚焦调节器(未示出)。例如跟踪和聚焦线圈的跟踪和聚焦调节器由在跟踪方向(光盘1的径向方向)和聚焦方向(垂直于光盘1表面的方向)上产生光透镜移动的调节器驱动器来控制。

光度头110通过将激光二极管2发射的激光光点投影在光盘1的记录轨道上，以及通过对从光盘1上反射的激光束进行检测来读取在光盘1上记录的数据

在本实施例中，复制装置100采用一个从光盘1上读取数据的激光二极管2来实现。但是，复制装置100可包括多于一个的激光二极管2，例如用于读取不同标准下的光盘(诸如DVD盘(650nm)和CD盘(780nm))中记录的内容，或者用于在不更换光盘1的情况下复制多于一个的光盘1。

复制装置100具有例如CPU(中央处理单元)130的系统控制器，其根据从光盘1读取的信号或在预限定条件下，经由数据/地址总线135控制复制装置100的多个电路块。

复制装置100还包括临时地和/或永久地存储多种类型数据的存储器件，这些数据例如CPU130执行的数据和程序、光度头110读取的数据、以及将被复制的数据。这些存储器件可包括例如RAM(随机存取存储器)、闪存、EEPROM(电子可擦写可编程只读存储器)以及类似的非易失性存储器件和/或易失性存储器件。在所说明的实施例中，这些存储器件包括RAM140和闪存145。

优选地，存储器件还包括用于临时地存储由光度头110读取的数据的数据缓冲器(未示出)。该缓冲器可在RAM140中实现并用于补偿光度头110从光盘1读取数据的速率与处理被复制或被重放数据的速率中的差异。

复制装置100还包括与外围电路接口的接口(IF)150，例如个人电脑内部用于连接光盘驱动器与类似硬盘的存储设备的高级技术附加分组接口(ATAPI)。

如图1所说明的，复制装置100包括激光二极管驱动器160，其是用于使激光二极管2通电的激光驱动器单元。该激光二极管驱动器160优选地在光度头110中实现，但也可作为复制装置100中单独的电路单元实现。

激光二极管驱动器160生成并输出使激光二极管2通电并对从激光二极管2中输出光线的光功率进行调制的激光驱动信号。激光驱动信号的幅度和频率决定了激光二极管2发射激光光线的发射功率和调制时间。在本实施例中，激光驱动信号为激光驱动电流。但是，在引入本领域已知的电路调整后，也可以使用激光驱动电压。

在由多于一个的接地激光二极管2实现复制装置100的情况下，激光二极管驱动器160可被设计成具有针对操作各个激光二极管的多于一个的激光驱动输出。或者，复制装置100可包括用来驱动各个激光二极管2的单独的激光二极管驱动器160。

为了简单，复制装置100将被描述为包括单个的激光二极管2和单个的激光二极管驱动器160。

实现复制装置100以便驱动激光二极管2在两个截然不同的操作模式下发射激光光线，这两个操作模式为：读取模式和激光寿命延长模式。

读取模式涉及复制装置100的操作状态，在读取模式期间光度头110读取光盘1中记录的将被复制的数据。在优选实施例中，在光盘1中记录的内容数据由光度头110读取并被存储在数据缓冲器中。所存储的内容数据以将被处理的FIFO顺序被读出并被转换成可复制或重放信号，例如音频和/或时评信号。优选地，一旦特定量的内容数据被存储在缓冲器中，将内容数据写入缓冲器和从缓冲器中读出将被复制的内容数据的操作基本同时进行。

从光盘1中读取数据的操作期间，只涉及了以下读取操作，激光二极管驱动器160生成并输出连续的激光驱动电流，其驱动激光二极管2发出具有读取操作所需光功率的激光束。在读取操作期间平均光功率基本保持恒定。

激光寿命延长模式涉及操作状态，在激光寿命延长模式期间光度头110不会受到驱动产生指示在光盘1的记录轨道上记录的内容数据的信号，并且/或者在激光寿命延长模式期间为避免缓冲器溢出，进入存储缓冲器的视频和/或音频内容数据流被中断。

在复制装置100具有用于将数据记录或写入到光盘1的器件的情况下，在激光寿命延长期间没有记录操作发生。

由于将内容数据从光盘1读取到缓冲器的操作被中断，不需要激光二极管2以特定的恒定功率发射激光光线。因此，激光二极管驱动器160输出具有预定时序或频率的脉冲信号形式的激光驱动信号，来驱动激光二极管2发出脉冲激光束。因此激光寿命延长模式是脉冲光输出模式。

激光寿命延长模式被保持直到从光盘1读取数据操作中的暂停状态终止并且读取操作恢复。复制装置100变为读取模式操作，并被保持直到内容数据流输入的下一次中断。

在激光寿命延长模式期间，脉冲激光束基本以预定时序在发射功率电平、高光线输出电平(ON状态)和低光线输出电平(OFF状态)中的两个空间分隔之间迅速切换。

选择预定时序使得在脉冲光输出模式期间激光二极管2的占空比最小从而延长其寿命。占空比在激光寿命延长模式期间可被限定为激光二极管以高光线输出电平发射激光光线的总时间与激光寿命延长模式的持续时间的比值。

如将在后面描述的，期望占空比、激光寿命延长模式持续时间和读取模式与激光寿命延长模式之间的改变次数取决于多个参数，例如光盘1中记录的视频和/或音频内容的大小，缓冲器大小以及进出数据速率。因此，在整个内容回放期间，复制装置100可能在读取模式和激光寿命延长模式的操作之间需要切换一次或多次。也可能出现无需转换到激光寿命延长模式的情况。

在激光寿命延长模式期间为了达到期望的占空比，激光驱动器单元160需要输出在对应于ON和OFF状态的期望功率发射的幅度之间迅速切换的激光驱动信号。

在优选的实施例中，激光二极管驱动器160被设计成具有使能输入端，在设为低的使能信号被施加给激光二极管驱动160的使能输入端时允许完全关闭激光驱动电流的输出电流通道。通过将施加的使能信号设为高来启动该输出电流通道。激光二极管驱动器160的使能输入端优选地为数字类型，并且在使能信号的上升边缘变为激活而在使能信号的下降边缘变为去激活。

因此，响应于施加给使能输入端的高时序信号和低时序信号，激光驱动电流输出被控制为以与时序信号基本相同的时序迅速地转换为ON/OFF。

或者，类似于那些被用在记录器上的，激光二极管驱动器160可被采用并被适宜地控制在激光寿命延长模式期间以期望的时序输出激光驱动脉冲。尤其是，激光二极管驱动器160可包括读取通道输出和至少一个写入通道输出，前者输出对应于读取操作所需光功率的激光驱动电流，后者被控制用于在激光寿命延长模式期间以期望时序输出脉冲激光驱动电流。写入通道输出的非常快速的切换速度允许在激光寿命延长模式期间以期望的频率输出脉冲激光驱动电流。

如在图1中说明的，复制装置100具有采样控制器170，采样控制器170的功能是生成和输出用于在时间上控制和调整复制装置100的一个或多个电路块动作的至少一个时序信号。采样控制器170作为独立电路块实现，并可依据电路和/或被控制动作生成不同时序信号。例如，该时序信号可以是用于将两个特定电路的动作进行同步的时钟信号。使用用于同步的时钟信号的电路可在时钟循环的上升边缘或下降边缘被激活，或者在两个边缘上均被激活。

更具体地，采样控制器170生成并输出激光驱动器控制信号，该激光驱动器控制信号是时序信号，其使得激光二极管驱动器160以与激光驱动器控制信号基本相同的时序输出激光驱动电流。

激光驱动器控制信号被施加给激光二极管驱动器160的使能输入端，因此，起到激光驱动器使能信号的作用。激光驱动器使能信号的细节将参考图2描述。

在读取模式期间，采样控制器170生成并输出具有连续、非零振幅的激光驱动器使能信号，其被馈给激光二极管驱动器160的使能输入端。该激光二极管驱动器160的电流输出端从而被保持为使能。

当读取数据的操作被暂停并且激光寿命延长模式开始时，由采样控制器170输出的激光驱动器使能信号从连续激光驱动器控制信号变为脉冲激光驱动器控制信号。优选地，该脉冲激光驱动器控制信号是以对应于激光二极管2期望所的占空比的时序在例如1和0的两个空间分离的电平之间震荡的采样脉冲。

更具体地，在激光寿命延长模式期间，脉冲激光驱动器控制信号在对应于激光二极管2的OFF状态的期望持续时间的时间间隔内被设为低，而在对应于激光二极管2的ON状态的期望持续时间的时间间隔内被设置为高。

响应脉冲激光驱动器控制信号，激光二极管驱动器160的输出电流通道依据脉冲驱动器控制信号的时序间歇地被使能/禁止。因此，由激光二极管驱动器160输出的激光驱动电流具有脉冲信号的形式，该脉冲信号基本以期望占空比在高和低值之间震荡，从而使得激光二极管2以基本期望的时序发射脉冲激光束。

如将在下面描述的，基于被馈给激光二极管驱动器160的激光参考信号，在高光线输出电平期间以及在读取模式期间，激光驱动电流的幅度以及因此的发射光功率被调整。优选地，在低光线输出电平期间，该激光驱动电流被设为零。

当激光寿命延长模式被终止而读取模式操作恢复时，由采样控制器170输出的激光驱动器使能信号从脉冲信号被转换回连续驱动器控制信号。

激光二极管驱动器160基于激光参考信号调整输出激光驱动电流的振幅，并且最终地调整由激光二极管2发射的激光光线的光功率。激光参考信号的量表示期望的光功率。

如图1说明的，激光参考信号通过包括在复制装置100中的激光自动功率控制(APC)电路180被提供给激光二极管驱动器160。

APC电路180是反馈控制电路，其控制激光二极管驱动器160调整激光驱动信号的振幅，以便将光功率保持在期望值以内。该反馈电路还避免激光驱动信号超过最大操作电平而损坏激光二极管2的过冲(overshoot)。

虽然在本实施例中反馈控制电路优选为激光自动功率控制电路180，还可采用自动电流控制结合用于检测环境温度的电路来实现反馈控制电路。

APC电路180将对应于期望光线输出的参考值与表示激光二极管2的光线输出的输入控制信号相比较，并基于比较结果调整提供给激光二极管驱动器160的激光参考信号的幅度，以便使输入控制信号从期望参考值的偏离最小。在所说明的实施例中，激光参考信号为激光参考电压。

参考图1，复制装置100具有前二极管监控器190，该二极管监控器190为激光监控传感器，其用于提供表示激光二极管2当前发射的光功率的控制信号。

前二极管监控器190生成激光监控信号，在所说明的实施例中为监控电压，其与检测的光线输出为成比例的关系。前二极管监控器190可作为光检测器元件实现，例如光电二极管，其基于入射激光辐射生成监控电流，与IV转换器电路一起用于将监控电流转换成监控电压。

在读取模式和激光寿命延长模式期间，APC电路180的闭环状态被保持。因此，为避免APC电路180在激光二极管2的OFF和ON状态期间响应于振荡的激光监控电压都执行功率反馈控制，复制装置100使用反馈采样保持电路实现，该反馈采样保持电路采样并保持前监控二极管190输出的激光监控信号。该反馈采样保持电路将在下面作为APC S/H电路200被参考。

如图1所示，APC S/H电路200作为前二极管监控器190的输出级和APC电路180的输入级之间的独立电路实现。但是，可以想象出的改变是，APC电路180可以内部地实现APC S/H电路200的功能性。

APC S/H电路200从前二极管监控器190接收监控电压，对所接收监控电压进行采样，将被采样值保持一段预定时间并将所保持的监控电压提供给APC电路180。

在读取模式期间，激光二极管2以平均恒定光功率发出激光；因此，由前二极管监控器190产生的激光监控信号为基本恒定的。

然而，激光寿命延长模式期间发出的脉冲激光束使得前二极管监控器190产生以基本相同的时序振荡的激光监控电压。

因此，在激光寿命延长期间，APC S/H电路200被控制在激光二极管2为ON状态时对监控电压进行采样，并在至少随后的OFF状态期间将被采样的值保持一段预定的时间，该段预定的时间至少是激光二极管2处于OFF状态的时间量。

在本实施例中，APC S/H电路200的采样频率被采样控制器170所生成并输出的采样保持信号外部控制。将这种采样保持信号(也称为APC S/H信号)与激光驱动器使能信号同步，以便在激光寿命延长模式期间使监控电压的采样与脉冲光输出的ON状态一致。优选地，APC S/H信号的频率和激光驱动器使能信号的频率基本相同。

如图2中说明的，APC S/H信号与激光驱动器使能信号同步使得采样时间(如向上箭头指出的)与激光驱动器控制信号各自的高电平一致。然而，只要使得采样时间与激光驱动器使能信号的高电平一致，APC S/H信号就可具有不同频率。

这样，在激光二极管2的ON状态期间，被馈给APC电路180的输入控制信号总是指示光线输出。因此，在激光二极管2的OFF状态期间APC电路180不需要执行反馈控制，而是将激光参考电压提供给激光二极管驱动器160，激光参考电压总是根据ON状态期间检测的光功率而被调节。虽然在随后的OFF状态期间APC电路180持续输出基于在先前的ON状态期间被采样的监控电压而被调节的激光参考电压，但是由于激光二极管驱动器160的输出电流通道在OFF状态期间被激光驱动器使能信号中的低压禁止，所以这种激光参考电压对激光二极管驱动器160没有影响。

优选地，在读取模式期间，采样控制器以同样的采样频率生成APC S/H信号。但是，在读取模式期间也可能生成其它采样频率的信号。

另一方面，APC电路180使用的参考值可被存储在装置的存储器件中。优选地，与激光寿命延长模式下的ON状态期间使用的光功率对应的参考值与在读取模式下使用的参考值相同。但是，这些参考值可以有不同的设置，使得在ON状态中发射的光功率与读取模式期间发射的光功率不同。

复制装置100还包括光检测集成电路(PDIC)210，这是一种光检测单元，优选地在光度头110中实施。PDIC210检测由光盘1反射的激光束并基于检测到的激光束，将二极管信号提供给用于从所提供二极管信号中提取不同类型信息的外部处理电路。

这样的电路中的一种是被包括在复制装置100中的读取通道单元220。基于由PDIC210提供的二极管信号，读取通道单元220产生作为复制数据的HF信号。该HF信号被发送给数字信号处理器(DSP)230并由数字信号处理器230进行处理。

如图1中说明的，复制装置100具有产生伺服信号的聚焦伺服系统240，用于执行投影在光盘1的记录轨道上的激光束光点的聚焦控制。

在优选的实施例中，聚焦伺服系统240在读取模式和激光寿命延长模式期间均一直工作(engage)。这样，聚焦伺服系统240在被打开时为执行完整聚焦序列所需要的等待时间可被消除，并且激光二极管2需要被打开的时间量减少，从而改善了激光二极管2的寿命。

聚焦伺服系统240包括伺服矩阵电路250以及相关领域中已知的伺服模拟到数字转换器260(伺服ADC)。

伺服ADC260将输入模拟信号转换为数字信号。伺服矩阵电路250基于从伺服ADC260接收到的数字信号生成了例如聚焦误差信号(FE)、倾斜误差信号(Tilt)和类似的伺服信号。所生成的伺服信号被提供给DSP230，DSP230执行所接收伺服信号的相位补偿处理、增益校正处理和类似处理。所处理的伺服信号被提供给执行聚焦伺服控制的促动驱动器(the actuator driver)(未示出)。

激光二极管2只在APC电路180的模拟输入级在伺服ADC处稳定时被打开。由于伺服将保持运行，提供给伺服电路块的二极管信号需要被采样。

在本实施例中，复制装置100具有聚焦伺服采样保持电路270(此后称为伺服S/H电路)，在先于伺服ADC260的阶段实施保持电路270。伺服S/H电路270服务于对从PDIC210接收的模拟二极管信号进行采样的目的，以及在将模拟二极管信号馈给伺服ADC260之前的预定时间段内使所接收的模拟值保持稳定的目的。

更具体地，在脉冲光输出模式期间，伺服S/H电路270被控制在激光二极管2处于ON状态中发光时对模拟二极管信号进行采样，并至少在随后的激光二极管2为OFF的状态期间保持采样信号。

伺服S/H电路270的采样速率由采样控制器170生成并提供的采样保持信号(此后称为伺服ADC S/H信号)外部控制。

参考图2，采样控制器170以与激光寿命延长模式期间的激光驱动器使能信号的频率基本相同的采样频率生成伺服ADC S/H信号。进一步地，该伺服ADC S/H信号被与激光驱动器使能信号同步，以便引起伺服S/H电路270对在激光二极管2为ON状态时由PDIC210提供的信号进行采样，并且在OFF状态期间进行保持。如在图2中说明的，采样控制器170通过使伺服ADC S/H信号的采样时间与激光驱动器使能信号在高电平的时刻一致，对激光驱动器使能信号和伺服ADC S/H进行同步。或者，当采样时间与激光驱动器使能信号的高电平保持同步时，伺服ADC S/H信号的频率可被不同地设定。

为简单起见，当读取模式重新开始时，可保持伺服S/H电路270的采样速率。或者，在读取模式期间伺服ADC S/H信号的采样频率可被不同地设置。例如，为了在读取模式期间提供更好的伺服控制，采样速率可被增加，只受到伺服ADC260转换所接收模拟信号所需要的最小时间的限制。

采样控制器170还生成其它的时序信号，被提供给伺服ADC260用于同步模拟-数字转换的A/D同步信号。伺服ADC260可以内部实施采样保持电路以用于采样并且在内部模拟到数字转换所需的时间内保持输入信号。

虽然在以上实施例中，伺服S/H电路270和伺服ADC260是分开的电路，但是伺服S/H电路270的功能可在伺服ADC260中实现，于是伺服ADC260被设计为具有施加外部伺服ADC S/H信号的额外控制输入。

在另一个实施例中，复制装置100还包括将激光光线照射在高精度凹坑序列(pit sequence)上的跟踪伺服系统。跟踪伺服系统产生跟踪伺服信号，以执行关于记录轨迹被投影在光盘1上的激光束光点的跟踪控制。

优选地，跟踪伺服系统包括跟踪误差检测电路，该跟踪误差检测电路使用被熟知的差分相位检测方法。这种方法取决于当从盘表面反射的激光光线由分割成许多光接收部的光检测器设备所接收时，从各分割部输出的信号之间产生了相位差。检测到的相位差被用于生成指出跟踪误差量的跟踪误差信号(TE)，然后使用所获得的TE信号执行反馈跟踪控制。

参考图1，复制装置100包括差分相位检测器(DPD)电路280。该DPD电路280从PDIC电路210提供的二极管信号中获得相位差信息，将相位差信息转换为模拟量(例如电压值)，并在随后阶段将所获得的模拟量传送给DSP电路230进行处理。

或者，DPD电路280可基于凹坑边缘的时序信息(二极管的时间差测量)计算跟踪误差。当激光被打开，DPD电路280测量时间差并计算跟踪误差。

在优选的实施例中，跟踪伺服系统在读取模式、激光寿命延长模式和两种模式之间的转换期间被保持占用。因此，当退出激光寿命延长模式并且读取模式被恢复时，在从光盘1有效地开始读取数据之前不需要打开激光二极管2，以便允许整个跟踪序列被执行。这样，激光二极管2被打开而非读取数据的时间被进一步减少，从而提高了寿命。

为了在激光寿命延长模式期间保持跟踪伺服控制被占用，DPD电路280被控制在激光二极管2处于高输出电平上发光时测量并计算跟踪误差。这种跟踪误差检测的同步通过将DPD有效信号以预定时序施加给DSP电路230而达到。

在优选的实施例中，采样控制器170生成并输出DPD有效信号，这是另一种时序控制信号。参考图2，在激光二极管2以大概恒定的光功率发光来读取数据的读取模式期间，DPD有效信号基本上被设为高。当读取操作被暂停并且激光寿命延长模式开始时，采样控制器170将DPD有效信号从连续信号切换为具有期望的时序的脉冲信号或时钟信号。

优选地，DPD有效信号的频率与脉冲激光驱动器使能信号的频率相同。此外，采样控制器170将DPD有效信号与激光驱动器使能信号同步使得DPD电路280响应于DPD有效信号只在激光二极管2以高光线输出状态发光时执行跟踪检测。例如，采样控制器170将DPD有效信号的上升沿与激光驱动器使能信号的上升沿同步，并将两个信号的下降沿同步。

这样，在从光盘1读取数据操作被暂停期间，在激光寿命延长模式期间由脉冲激光束产生的HF信号可被跟踪伺服设备使用。因此，当从光盘1读取数据的操作被暂停时，可以保持一直进行跟踪控制而不需要保持激光二极管2被持续地打开。

基于复制装置100的特征来限定脉冲激光输出的特征，例如高光线输出电平持续时间和脉冲频率。这些还决定了由采样控制器170生成的例如激光驱动控制信号、DPD有效信号、APC S/H信号和/或伺服ADC S/H信号的时序信号的特征。这些信号的特征参数可被预存储在存储器件140中。

如前面所提及的，激光二极管2需要保持被打开直到APC电路180的模拟输入级稳定。

此外，由于在激光寿命延长模式期间一直进行聚焦和/或跟踪伺服控制，因此脉冲宽度，也就是ON状态的持续时间需要足够长，使得聚焦和/或跟踪伺服系统检测伺服误差并将伺服误差保持为最小。

例如，脉冲宽度至少受到伺服ADC260输入级的稳定时间的限制。从记录中可以得知，脉冲宽度可以非常小(几个10ns宽)，换算成激光占空比为1/100或更低。

此外，如果跟踪伺服控制在脉冲光线输出期间被保持一直有效地进行，脉冲激光束的宽度需要足够长来允许光盘1中一些凹坑/槽脊(pit/land)转换的检测，使得跟踪伺服系统可获得有效跟踪信号。

通过将采样控制器170生成的激光驱动器控制信号的脉冲宽度设定为DPD电路280获得有效跟踪信号需要的时间、激光APC180和伺服ADC260稳定时间中的最大值，激光二极管2的寿命被最大化。

基于采样保持电路的最大保持时间和为保持有效功率反馈和伺服控制需要对二极管信号和监控电压进行采样的频率，来决定每个OFF状态的最大持续时间。

在脉冲光输出模式期间，也就是ON和OFF状态持续期间的激光二极管2的占空比和脉冲频率可被提前存储在复制装置100的存储器件140中，以被CPU130和/或采样控制器170用于以期望的时序生成时序信号。

尤其是，采样控制器170可参考所存储的参数生成具有相应的时间特征的脉冲激光驱动器使能信号。

激光寿命延长模式的持续时间以及读取模式与激光寿命延长模式之间的转换是由CPU130来进行协调的，并且依赖于例如复制装置100的特性和要被复制的内容的特性的几个因素。

如前面所提及的，复制装置100优选地使用缓冲器补偿从光盘1上读取数据的速率和复制数据的速率之间的差异。

当数据以高于从缓冲器中读出数据(输出数据流)速率的输入数据速率被写入缓冲器(输入数据流)时，在保存在光盘1中的全部内容被读取之前缓冲器随着时间被填充并最终达到满容量。

为了避免缓冲器溢出，从光盘1将数据读取到缓冲器的操作被中断或暂停一段特定时间量，并且激光二极管2被驱动进入激光寿命延长模式以提高其寿命。

在优选的实施例中，激光寿命延长模式的持续时间以及读取模式和激光寿命延长模式之间的转换由CPU130基于缓冲器填充程度来动态地控制。

图3说明了由复制装置100，尤其是由CPU130执行的方法或程序的逻辑步骤的顺序。

一旦复制装置100在步骤S300中开始复制来自光盘1的内容，程序进行到步骤S302，在这一步有关复制装置100执行的若干操作在以上描述的读取模式中被控制。这些操作包括从光盘1读取内容数据，将读取通道单元240处理的内容数据存储到缓冲器中，并从缓冲器中读出数据进行复制。此外，如上所述，在读取模式中的操作还包括功率反馈控制、聚焦控制和跟踪控制中的至少一个。

程序包括步骤S304，在这一步中监控缓冲器的填充程度，以便可基于被检测的缓冲器填充程度来控制进入缓冲器的数据输入流。缓冲器填充程度指出了在缓冲器中存储的数据量，并且可连续地或以特定时间间隔被监控。

程序还包括步骤S306，在这一步判定了存储在缓冲器中的数据量是否达到了空置程度。如果获得NO的答案，程序进行到步骤S308，在这一步中判定缓冲器填充程度是否已经达到了预定的上限程度。如果获得YES的答案，则程序进行到步骤310，在这一步中CPU130指示了在读取模式中的暂停。输入数据流因此被中断。程序于是进行到步骤S312，在这一步中开始激光寿命延长模式的操作。

如上所述，在激光寿命延长模式操作期间，进入缓冲器的输入数据流被中断，同时存储在缓冲器中的数据继续被读出以进行复制。因此在激光寿命延长模式期间保持复制内容的操作无中断。在复制装置100还被实施为将数据记录到光盘1上的情况中，在激光寿命延长模式期间不执行将数据写入光盘1的操作。

在激光寿命延长模式中的操作还包括指示采样控制器170将激光驱动器使能信号和/或DPD有效信号如前所述从连续的信号改变为脉冲信号。

一旦激光寿命延长模式被启动，程序包括对缓冲器的填充程度进行监控的步骤S314，随后是步骤S316，在这一步中判断存储在缓冲器中的填充数据量是否达到了预定的较低门限值。如果获得NO的答案，则保持激光寿命延长模式中的操作并且重复步骤S314和S316。

当判断为达到了较低门限值时，程序进行到步骤S318，在这一步中该退出激光寿命延长模式的操作。

然后程序进行到步骤S320，在这一步中在读取模式下的操作被恢复，随后，程序返回步骤S302并重复步骤302至318直到所有内容数据从光盘1上被读取并复制。最终，当在步骤S306中判断缓冲器填充程度已经达到空置程度时，程序进行到步骤S322并且结束内容的复制。

图4说明了依据本实施例的在复制装置100的激光寿命延长模式以及随后的读取模式期间缓冲器的各种填充程度。

参考图4，缓冲器的填充程度最初处于预定的上限程度，这在所说明的例子中与缓冲器的满容量(4Mb)一致。

为避免缓冲器溢出，一旦存储在缓冲器中的数据量被判断为达到了特定的上限程度，从光盘1中被读取到缓冲器的输入数据流被中断，并且为延长激光二极管2的寿命，启动激光寿命延长模式。在激光寿命延长模式期间，CPU130继续从缓冲器中读出数据进行复制，缓冲器的填充程度随时间以与数据从缓冲器被读出的相同的速率线性减少。同时，CPU130继续监控缓冲器的填充程度。

当填充程度达到特定的较低门限值时，在所说明的例子中为1.5Mb，CPU130指示激光寿命延长模式结束并切换到正常读取模式，从而恢复了从光盘1读取数据的操作。如上所述，由于在激光寿命延长模式期间一直进行聚焦和跟踪控制，所以跟踪和聚焦操作的执行不需要等待时间。因此，一旦寿命延长模式结束，从光盘1读取数据的操作几乎可立即被重新开始。因此，进入缓冲器的输入数据流被重新开始并且该缓冲器以基本对应于输入数据速率和输出数据速率之间的差异的速率被重新填充。

CPU130保持缓冲器填充程度的监控，并且当最终检测到达到上限程度时，再次中断输入数据流，以避免缓冲器溢出，并且指示转换到激光寿命延长模式以便节省激光二极管2的寿命。

因此在给定内容的复制期间，读取模式和激光寿命延长模式的持续时间不是固定的，而只是基于缓冲器填充程度被动态地设定的。因此，被复制内容不需要缓冲器的满容量和/或输入和输出数据速率近似，全部内容可被复制而无需转换到激光寿命延长模式。在激光寿命延长模式持续期间脉冲激发的激光光线的数量由CPU130使用期望占空比和存储在存储器件140中的参数来确定。

另一方面，激光寿命延长模式和/或读取模式的持续时间可使用预先设定的固定参数来控制，该固定参数基于复制装置100的例如缓冲器容量、输入数据和输出数据的最大速率的特征而被预先设置并被存储到存储器件140中。CPU130于是参考所存储的参数，控制激光寿命延长模式和/或读取模式的持续时间以及这两个操作模式之间的转换。

如本领域技术人员显而易见的是，以上各个实施例和它们的组合可以是复制/记录装置，而非只是复制装置，该装置包括用于复制从光度头读取的数据获得的音频和/或视频信号的复制器件。同样显而易见的是，本发明还可被用于从光盘记录的数据获取音频和/或视频信号并将所获得的音频和/或视频信号提供给外部复制器件进行复制的光驱动器。

参考数字表

参考数字   说明

1          光盘

100        复制装置

110        光度头

120        光盘

2          激光二极管

3          光相关组件

130        CPU

135        数据/地址总线

140        RAM

145        闪存

150        接口IF

160        激光二极管驱动器

170        采样控制器

180        APC电路

190        前二极管监控器

200        APC S/H电路

210        光检测集成电路(PDIC)

220        读取通道单元

230        数字信号处理器(DSP)

240        聚焦伺服系统

250        伺服矩阵电路

260        伺服模拟到数字转换器(伺服ADC)

270        伺服S/H电路

280        差分相位检测器(DPD)

Claims (10)

1.一种复制装置，用于复制在光记录载体上记录的数据，该装置包括：

光度头，其包括用于读取在光记录载体上记录的数据的激光光源；

激光驱动器单元，其用于调节激光光源的光输出，并在读取所述数据的操作暂停时用于驱动所述光输出从读取模式改变为激光寿命延长模式，

其中所述激光寿命延长模式是脉冲光输出模式。

2.如权利要求1所述的复制装置，其中

所述激光驱动器单元用于当读取所述数据的操作被恢复时驱动激光光源的光输出从激光寿命延长模式改变为读取模式。

3.如权利要求1或2所述的复制装置，其中

所述激光驱动器单元用于在所述激光寿命延长模式期间以预定时序输出激光驱动信号，以使激光光源基本以预定时序在高光线输出电平和低光线输出电平之间切换。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的复制装置，所述装置还包括：

采样控制器，用于生成控制由激光驱动器单元输出的激光驱动信号的时序的激光驱动器控制信号输出，其中：

该采样控制器用于在所述激光寿命延长模式期间以预定时序生成脉冲激光驱动器控制信号输出，并且

该激光驱动器单元用于响应于所述脉冲驱动器控制信号，以预定时序输出激光驱动信号。

5.如权利要求4所述的复制装置，其中所述采样控制器被用于在读取模式期间生成连续激光驱动器控制信号输出，并在所述读取数据的操作被暂停时将连续激光驱动器控制信号输出改变为脉冲激光驱动器控制信号输出。

6.如权利要求4至5中的任意一项所述的复制装置，该装置还包括：

反馈采样保持电路，其用于接收指示激光光源的光输出的激光监控信号，采样并保持该激光监控信号，并随后输出该激光监控信号；以及

反馈控制电路，其用于生成并输出用于控制激光驱动器单元基于输入激光监控信号和参考值调整激光驱动信号值的反馈信号，以使输入激光监控信号向参考值收敛，

其中所述反馈控制电路用于从反馈采样保持电路接收激光监控信号，并且

该采样控制器用于在激光寿命延长模式期间以第一预定时序生成并输出反馈采样保持信号，以便控制反馈采样保持电路在激光光源为高光线输出电平时对所接收的激光监控信号进行采样，并至少在随后的低光线输出电平的持续期间保持被采样的激光监控信号。

7.如权利要求4至6中的任意一项所述的复制装置，该装置还包括：

聚焦伺服系统，其用于在所述激光寿命延长模式期间，基于指示从光记录载体反射的激光束的信号，执行对入射到光记录载体上的激光束的聚焦控制；以及

聚焦伺服采样保持电路，其用于接收指示从光记录载体反射的激光束的所述信号，采样并保持所接收的信号并随后将该信号输出给聚焦伺服系统；

其中，采样控制器用于在激光寿命延长模式期间以第二预定时序生成并输出聚焦采样保持信号，以便控制聚焦伺服采样保持电路在激光光源处于高光线输出电平时对所接收的信号进行采样，并且至少在随后的低光线输出电平持续期间保持所述信号。

8.如权利要求4至7中的任意一项所述的复制装置，该装置还包括：

跟踪伺服系统，其用于基于指示从光记录载体反射的激光束的信号，执行对入射到光记录载体的记录轨道上的激光束的跟踪控制，其中

在所述激光寿命延长模式期间，跟踪伺服系统保持工作，并且

采样控制器用于在所述激光寿命延长模式期间以第三预定时序生成并输出跟踪伺服控制信号，以便控制跟踪伺服系统基于当激光光源处于高光线输出电平时获得的、指示从光记录载体反射的激光束的信号，执行所述跟踪控制。

9.如权利要求6至8中的任意一项所述的复制装置，其中在激光寿命延长模式期间，采样控制器被用于将反馈采样保持信号、聚焦采样保持信号和跟踪伺服控制信号中的至少一个与脉冲激光驱动器控制信号同步。

10.如权利要求1至9中的任意一项所述的复制装置，该装置还包括：

缓冲器，用于存储光记录载体中记录的数据，该数据被光度头读取并被复制；以及

系统控制器，用于监控缓冲器的填充程度，并基于缓冲器的填充程度控制激光寿命延长模式和读取模式之间的转换。

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