CN1152374C - 激光二极管功率自动控制装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种光记录/重现装置及其方法，更具体地说，一种用于控制激光二极管的功率使其处于最佳状态的装置和方法。用于控制激光二极管输出的激光二极管自动控制装置，通过比较由LD输出的光信号的当前功率电平和参考功率电平，按照比较结果控制LD的输出，所述装置包括光检测器(PD)采样器/保持器、采样和保持控制信号发生器、操作装置。因为按照盘的状态和种类使用不同的环合适地控制光输出中的快速变化，所以可以改善记录和重现性能。
Description
技术领域
本发明涉及用于光记录/重现的装置和用于光记录/重现的方法，更具体地说，本发明涉及一种激光二极管功率自动控制装置和控制方法，用于控制激光二极管的功率电平处于最佳状态。
背景技术
现代社会通常被称为面向信息的社会或多媒体社会。在这个社会中，需要大容量的记录介质。作为光记录装置的磁光盘驱动器(MODD)和数字通用盘随机存取存储器(DVD-RAM)被用作记录介质。因为光记录装置使用激光二极管，所以，通过控制应当处于最佳状态的激光二极管确定这些设备的性能。因为由各个光记录装置要求的记录脉冲的类型不同，所以需要对不同类型的记录脉冲执行有效的补偿。
图1是表示用于自动控制激光二极管的功率电平的常规装置的结构方功能块图。
图1所示的装置包括接口部分110，译码器120，地址控制器130，脉冲发生器140，激光二极管功率自动控制(ALPC)功能块150，LD驱动器160，光检测器170，和延迟器180。
接口部分110和外部处理器例如计算机的微处理器通信，并向微处理器发送关于记录/重现数据、控制数据和使用方式的信息，接收来自微处理器的关于记录/重现数据、控制数据和使用方式的信息。
译码器120包括地址译码器121，寄存器122，和用于在包括在寄存器122中的不同寄存器当中选择一个寄存器的多路分配器123。
地址控制器130可以包括不同的寄存器和用于实现各个功能和用于控制整个装置的子功能块。
激光二极管驱动器160是一种可以执行高速开关转换的装置，并且可以包括附加的通用IC或ASIC。
脉冲发生器140产生用于产生和控制各个记录脉冲的信号，该记录脉冲用于在记录介质上形成和需记录数据相对应的区域。
延迟器180用于延迟来自脉冲发生器140的信号。
ALPC功能块150检测由译码器120提供的参考功率电平和由光检测器170提供的当前功率电平之间的差，并按照检测结果控制激光二极管驱动器160。
下面说明图1所示的装置的操作。因为接口部分110按照系统的结构而不同，所以假定接口部分110已形成。
译码器120检测并保持目标功率电平(读功率，擦除功率和作为参考功率电平的峰值功率)。将选择的参考功率电平输入到ALPC功能块150，对该功能块至少输入3个参考功率电平，例如读功率，删除功率和峰值功率。
各个参考功率电平由第一D/A转换器151执行模数转换，并被提供给比较器152。
从光检测器170输出的光检测器信号通过一个缓冲器(未示出)提供给比较器152。
此时，由脉冲发生器140产生可以控制比较器152的操作的信号，并通过延迟器170被提供给比较器152。
增/减计数器153按照比较器152比较的结果执行增计数或减计数。
增/减计数器153的输出由第二多路分配器154选择，通过第二D/A转换器155执行模数转换，并被提供给LD驱动器160。
由ALPC功能块150提供的用于控制各个功率电平的控制信号和由脉冲发生器140提供的各个功率电平输入到LD驱动器160。
图1所示的装置在通过比较参考功率电平和反馈的当前功率电平执行的控制中使用增/减计数器153。不过，随着介质的重现和记录的速度增加，控制速度和控制范围受到增/减计数器153的操作速度的限制。
因为随着介质的记录速度的增加，记录脉冲的宽度更短，并且更加复杂，所以需要用于对此执行补偿的装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于控制激光二极管使其处于最佳状态的激光二极管功率自动控制装置。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于控制激光二极管使其处于最佳状态的激光二极管功率自动控制方法。
因而，具体地，为实现第一目的，提供一种激光二极管功率自动控制装置包括：光检测器，用于监测由激光二极管输出的光信号的当前功率电平；采样器/保持器，用于采样和保持从光检测器输出的当前功率电平；采样和保持控制信号发生器，通过产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号、接收功率电平信号，产生采样和保持控制信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟该功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号；以及操作装置，用于比较由采样器/保持器采样的当前功率信号的平均电平和参考功率电平，并按照它们之间的差值控制激光二极管的输出。
其中采样和保持控制信号发生器包括：用于产生所述延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号的延迟器；用于选择输出所述延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号的多路转换器；以及用于对多路转换器的输出执行逻辑组合的门电路。
所述激光二极管功率自动控制装置还包括：比较器，用于将光检测器信号和参考功率电平进行比较；增/减计数器，用于按照比较器的比较结果执行增计数或减计数；以及多路转换器，用于选择增/减计数器的输出或者选择采样器/保持器的输出，并把选择的输出提供给操作装置。
其中所述多路转换器当由盘重现装置驱动的盘是数字通用盘型时选择增/减计数器的输出，当由盘重现装置驱动的盘是致密盘型时选择采样器/保持器的输出。
还提供一种激光二极管功率自动控制装置，用于控制一用于监测从激光二极管输出的光信号的当前功率电平的光检测器的输出，并控制一用于比较所述当前功率电平和参考功率电平的激光二极管的输出，以及按照比较结果控制激光二极管的输出，所述激光二极管功率自动控制装置包括：第一自动功率控制装置，用于比较光检测器的输出和预定的参考值，执行增计数或减计数，并作为施加于激光二极管的目标值输出计数结果；第二自动功率控制装置，用于采样由光检测器输出的当前功率电平，比较当前功率电平和预定参考值，并按照比较结果输出该施加于激光二极管的目标值；以及选择装置，如果介质属于数字通用盘型，选择第一自动功率控制装置；如果介质属于致密盘型，选择第二自动功率控制装置。
其中第一自动功率控制装置包括：比较装置，用于比较光检测器信号和参考功率电平；以及计数装置，用于根据比较装置的比较结果执行增计数或减计数。
其中在第二自动功率控制装置中包括：采样器/保持器，用于采样和保持从光检测器输出的当前功率电平；采样和保持控制信号产生装置，用于根据非回零反相信号控制采样器/保持器的采样操作；以及操作装置，用于将由采样器/保持器采样的当前功率电平和参考功率电平进行比较比较，并按照所得差值控制激光二极管的输出。
为实现第二个目的，提供一种激光二极管功率自动控制方法，所述方法包括：(a)利用光检测器监测由激光二极管输出的光信号的当前功率电平；(b)通过接收功率电平信号从产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号的结果中，采样和保持从光检测器输出的当前功率信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟该功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平信号；以及(c)将所采样和保持的当前功率信号的平均电平和参考功率电平进行比较，并按照它们之间的差值控制激光二极管的输出。
其中步骤(b)包括：(b-1)接收用于形成记录脉冲的功率电平控制信号，将所述功率电平控制信号延迟不同的延迟量，并产生多个延迟的功率电平控制信号；以及(b-2)接收多个延迟的功率电平控制信号，使所述多个延迟的功率电平控制信号相互组合，并产生用于执行采样和保持的控制信号。
所述的激光二极管功率自动控制方法，还包括：(d)比较光检测器信号和参考功率电平；(e)按照比较器的比较结果执行增计数或减计数；以及(f)选择步骤(e)的输出或者选择步骤(b)的输出，并把选择的输出提供给步(c)。
其中在步骤(f)，当由盘重现装置驱动的盘是数字通用盘型时选择步骤(e)的输出，当由盘重现装置驱动的盘是致密盘型时选择步骤(b)的输出。
还提供一种自动激光二极管功率控制方法，用于控制一用于监测从激光二极管输出的光信号的当前功率电平的光检测器的输出，并控制一用于比较所述当前功率电平和参考功率电平的激光二极管的输出，以及按照比较结果控制激光二极管的输出，所述自动激光二极管功率控制方法包括：(a)如果介质属于数字通用盘型，选择第一自动功率控制步骤，用于比较光检测器的输出和预定的参考值，执行增计数或减计数，并作为施加于激光二极管的目标值输出计数结果；(b)如果介质属于致密盘型，选择第二自动功率控制步骤，用于采样由光检测器输出的当前功率电平，比较当前功率电平和预定参考值，并按照比较结果输出被施加于激光二极管的目标值。
其中第一自动功率控制步骤包括：(a-1)比较光检测器信号和参考功率电平；以及(a-2)按照比较结果执行增计数或减计数。
其中在第二自动功率控制步骤包括：(b-1)根据非回零反相信号采样和保持从光检测器输出的当前功率电平；(b-2)比较采样的当前功率电平和参考功率电平，并按照所得差值控制激光二极管的输出。
附图说明
本发明的上述的目的和优点通过结合附图详细说明本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点会更加清楚，其中：
图1是表示用于自动控制激光二极管的功率的常规装置的结构的方功能决图；
图2是表示按照本发明的用于自动控制激光二极管的功率的装置的结构的方功能块图；
图3是表示按照本发明的用于自动控制激光二极管的功率的装置的优选实施例的结构的方功能块图；
图4是用于示意地表示图3所示的装置的操作的时间关系图；
图5是用于示意地表示利用延迟的控制信号产生采样和保持控制信号的时间关系图；以及
图6示意地表示图3所示的操作装置的操作方式。
具体实施方式
下面参照附图详细说明按照本发明的用于自动控制激光二极管功率的装置的结构操作和控制方法。
如图1所示，因为用于自动控制激光二极管功率的常规的装置在通过比较参考功率电平和反馈当前功率电平执行的控制中使用增/减计数器，所以控制速度和控制范围受到限制。
此外，当介质的记录速度增加时，记录脉冲的形状变得复杂，并且记录脉冲的宽度变小。
提供了一种用于自动控制激光二极管的功率的装置和方法，其中包括用于在所需的时间段内在所需的位置采样和保持输入信号的方法。
图2是表示按照本发明的优选实施例的用于自动控制激光二极管的功率的装置的结构的方功能块图。
图2表示放大器200，采样器/保持器202，操作装置204，激光二极管206，采样和保持控制信号发生器208，脉冲发生器210，控制器212和光检测器214。
由激光二极管驱动器206控制激光二极管(LD)的输出，并且由光检测器(PD)214检测输出值。来自光检测器(PD)214的信号表示从LD输出的光信号的当前功率电平。
光检测器214的信号具有使施加于LD的记录脉冲短暂地延迟的形式。延迟的长度取决于LD、PD 214和放大器200的工作特性，并且在装置制成之后很少改变。
记录脉冲是多个脉冲，包括第一脉冲，多脉冲串，最后脉冲和冷却脉冲。每个脉冲具有读功率电平、峰值功率电平、偏置1功率电平、偏置2功率电平以及偏置3功率电平当中的一个功率电平。即，记录脉冲的值沿时间轴改变，并且成为读功率电平、峰值功率电平、偏置1(或擦除)功率电平、偏置2(或冷却)功率电平以及偏置3(或底部)功率电平当中的一个功率电平。
记录脉冲根据非回零反相信号(NRZI)信号产生。形成记录脉冲的各个脉冲的开始/结束位置，脉冲宽度，和功率电平根据当前标记按照前后间隔的相互关系而改变。
脉冲发生器210产生NRZI信号和功率电平控制信号，该控制信号用于按照标记和间隔之间的相关性起用和停用各对应功率电平。功率电平控制信号包括读控制信号，峰值控制信号，偏置1控制信号，偏置2控制信号和偏置3控制信号，用于分别控制读功率电平、峰值功率电平、偏置1功率电平、偏置2功率电平以及偏置3功率电平。
采样器/保持器202在确定的时间点采样光检测器214的信号的大小，获得当前功率电平，并向操作装置204提供所获得的当前功率电平。
操作装置204比较参考功率电平和采样的当前功率电平，按照比较结果控制LD的输出。具体地说，操作装置204按照比较结果改变提供给LD的驱动功率电平。LD驱动器206按照驱动功率电平改变值改变LD的输出。
相应于各对应功率电平的驱动功率提供给LD驱动器206。按照操作装置204的输出改变驱动功率的值。此外，LD驱动器206通过选择地组合各对应驱动功率电平和由功率电平控制信号选择的驱动功率电平驱动LD。
图3是表示按照本发明的用于自动控制激光二极管的功率的装置的优选实施例的结构的方功能块图。
图3所示的装置包括参考数模转换器(DAC)302，开关放大器304，比较器306，模数转换器(ADC)308到312，增/减计数器314到322，多路转换器324到332，操作装置334到342，DAC344到352，采样和保持器354到358，多路转换器和门电路360，延迟器362，脉冲发生器364，NRZI检测器366，控制器368，串行接口370，和监测器372。
参考ADC 302对由控制器368提供的参考功率电平进行模数转换，并把经过模数转换的值提供给比较器306的反相输入端。
参考功率电平按照盘的格式例如CD(致密盘)，CD-R，DVD(数字通用盘)，DVD-RW，以及DVD+RW，介质的种类和制造公司改变，并通过接口370被提供给控制器368。控制器368以表的形式存储参考功率电平，按照盘的格式、介质的种类、制造公司和操作方式读取在表中存储的内容，并把内容提供给参考DAC 302。
开关放大器304按照预定的增益放大光检测器信号，并把放大的光检测器信号提供给比较器306的同相输入端。开关放大器304的输出表示当前功率电平。在图3中，PD前方的监测器信号表示作为光检测器(PD)的输出的光检测器信号。
开关放大器304是一个可变增益放大器，其增益按非线性方式控制。开关放大器304的增益按照操作方式和盘的记录表面是平台还是凹槽来设置。
比较器306比较由参考DAC 302提供的参考功率电平和由开关放大器304提供的当前功率电平，并按照比较结果输出数值0或1。比较器306的输出被提供给增/减计数器314到322。
增/减计数器314到322按照比较器306的比较结果执行增计数或减计数。由控制器368提供增/减计数器314到322的初始设置值，所述初始设置电平和参考功率电平略有不同。最好初始设置电平和参考功率电平之间的差这样小，使得当前功率电平能够快速地跟踪参考功率电平。不过，初始设置电平和参考功率电平之间的差最好按照所述增益和相关电路的响应速度确定。
多路转换器324到332按照下述在两个反馈环当中选择一个。
操作装置334到342运算采样的当前功率电平的平均值，运算所述平均值和功率电平之间的差值，控制所述的功率电平，并保持所述经过运算的值。
DAC 344到352对操作装置334的输出进行模数转换，并向LD驱动器(未示出)提供经过模数转换的输出。
采样和保持器354到358采样和保持由开关放大器304输出的光检测器信号。采样和保持器354到358的输出通过ADC 308到312执行模数转换，并通过多路转换器324到332提供给操作装置334到352。
多路转换器和门电路360产生采样和保持控制信号，用于控制采样和保持器354到358的采样和保持操作。虽然没有示出，多路转换器和门电路360a，360b以及360c包括多路转换器和逻辑门电路。
多路转换器和门电路360中的多路转换器在由延迟器362提供的延迟的读控制信号、延迟的峰值控制信号、延迟的偏置1控制信号、延迟的偏置2控制信号、和延迟的偏置3控制信号当中选择一个或几个信号。门电路对多路转换器的输出执行逻辑组合，并产生采样和保持控制信号。所述门电路的最简单的形式是与门。
延迟器362包括多个延迟器件，用于延迟并输出由脉冲发生器364产生的读控制信号、延迟的峰值控制信号、延迟的偏置1控制信号、延迟的偏置2控制信号、和延迟的偏置3控制信号。
用于采样的部分可以通过延迟器362和多路转换器与门电路360的操作容易地选择。可以使用所述用于采样的部分采样反馈的光检测器信号的所需的部分。
脉冲发生器364产生读控制信号、延迟的峰值控制信号、延迟的偏置1控制信号、延迟的偏置2控制信号、和延迟的偏置3控制信号。每个信号的开始/结束位置和脉冲宽度由NRZI检测器366确定。
NRZI检测器366接收NRZI信号，并检测当前标记和前后间隔之间的相互关系。检测结果被提供给脉冲发生器364，并确定每个控制信号的开始/结束位置和脉冲宽度。
控制器368把通过接口部分370接收的参考功率电平提供给参考DAC302和操作装置334到342，并设置增/减计数器314到322的初始值。控制器368控制开关放大器304的增益、多路转换器324到332的开关转换位置，并按照操作方式、介质的种类、和盘的格式以及盘的记录表面是平台还是凹槽控制操作装置334到352的操作方式。
监测器372监测当前功率电平，并执行要由当前功率电平产生的中断。
一般地说，图3所示的采样和保持器354到358和ADC 308到312在集成的状态下使用，不过，为了说明方便，图中表示为相互分离的。
下面详细说明图3所示的装置的操作。
激光二极管功率自动控制指的是在光盘的记录/重现期间控制激光器的功率电平。因为激光器的输出按照温度改变，所以需要用于在工作温度改变的情况下使激光器的输出均衡的控制。这种控制叫做激光器输出控制。为了相对于温度变化温度稳定激光器的输出，并为了防止在多串记录方法中由热的积累引起的记录的劣化，执行激光二极管的功率自动控制。
按照本发明的用于自动控制激光二极管的功率的装置包括两个环。第一环用于不需要快的控制电路的响应时间的情况下。第一环包括开关放大器304，参考DAC 302，比较器306，增/减计数器314到322，操作装置334到342，DAC 344到352，LD驱动器(未示出)，LD(未示出)，PD(未示出)，以及电流/电压转换器(I/V)(未示出)。
第二环用于控制电路必须具有快的响应时间的情况下。第二环包括开关放大器304，采样和保持器354到358，操作装置334到342，DAC 344到352，LD驱动器(未示出)，LD(未示出)，PD(未示出)，以及I/V(未示出)。
多路转换器324到332按照介质种类选择第一环或第二环。
1)第一环工作的说明
开关放大器304放大PD的输出信号。由PD输出的光检测器信号表示当前功率电平并具有延迟的记录脉冲的波形。
开关放大器304的增益按照盘驱动器的操作方式，即重现方式，记录方式和擦除方式而改变。由开关放大器304放大的光检测器信号被输入到比较器306的同相输入端(标记+)。此外，当开关放大器304的输入是电流时，开关放大器304执行I/V转换。
由8位DAC实现的参考DAC 302按照介质种类、制造公司从控制器368接收参考功率电平，对所述参考功率电平执行模数转换和输出。从参考DAC302输出的参考功率电平输入到比较器306的反相输入端(标记-)。
第一到第五增/减计数器314到322按照比较器306的输出增加1位或减少1位。
第一到第五增/减计数器314到322分别用于控制读功率、峰值功率、偏置1功率、偏置2功率以及偏置3功率。
虽然没有详细示出，第一到第五增/减计数器314到322包括两个增/减计数器。一个用于平台，另一个用于凹槽。
按照比较器306的比较结果，第一到第五增/减计数器314到322在当前功率电平大于参考功率电平时执行减计数，在当前功率电平小于参考功率电平时执行增计数。
第一到第五增/减计数器314到322的初始设置电平由控制器368提供。最好初始设置电平和参考功率电平之间的差这样小，使得当前功率电平能够快速地跟踪参考功率电平。
第一到第五操作装置334到342按照由控制器368提供的操作方式执行操作。第一到第五操作装置334到342用于操作读功率、峰值功率、偏置1(擦除)功率、偏置2(冷却)功率以及偏置3(底部)功率。由控制器368提供的操作方式是子ALPC方式，平均ALPC方式，和子平均ALPC方式。
第一到第五DAC 344到352的输出信号通过LD驱动器(未示出)驱动LD(未示出)。LD的输出由PD(未示出)监测，并被反馈给开关放大器304，如图3所示。
2)第二环工作的说明
NRZI检测器366使用NRZI数据作为输入检测要记录的数据。NRZI检测器366根据当前标记按照前后间隔的大小检测预定的相互关系，并向脉冲发生器364输出检测结果。按照自适应控制方法，当前标记的长度和前后间隔的组合按照标记和间隔的长度被分成几组。功率电平、开始/结束位置、和形成记录脉冲的各对应脉冲的脉冲宽度在每个划分的组中是变化的。每个脉冲的功率电平按照NRZI信号的能量改变。其中所述能量表示每个单位时间NRZI信号从0转换为1并从1转换为0的次数。
脉冲发生器364产生图4所示的功率电平控制信号(c)-(f)，用于形成图4所示的记录脉冲(b)，其适合于NRZI检测器366的检测结果、激光二极管、介质种类和由控制器368提供的记录速度。
延迟器362延迟并输出由脉冲发生器364输出的功率电平控制信号。
多路转换器和门电路360选择并组合由延迟器362提供的延迟的功率电平控制信号，并输出采样和保持控制信号，用于控制采样和保持器354到358。
采样和保持器354到358对PD信号执行采样，同时采样和保持器354到358由采样和保持控制信号启动。采样和保持器354到358以及ADC 308到312在第二环被启动并且采样和保持信号有效的部分连续地执行采样和数字转换操作。
采样和保持器354到358采样读功率、峰值功率和偏置功率。
由采样和保持器354到358采样的光检测器信号通过ADC 308到312以数字方式执行转换，并被提供给操作装置334到342。
操作装置334到342按照由控制器368提供的操作方式将由采样和保持器354到358采样的功率电平和由控制器368提供的参考功率电平进行比较，并按照比较结果控制LD的功率电平。
监测器372执行激光二极管测试方式(LTM)或中断。
LTM可以选择地执行并用于检查LD，并且在激光二极管的初始化或在LD工作期间检查或正确地校准各个功率电平。因为LD输出具有在执行LTM期间用于记录的功率的光信号，所以前面记录的内容可以受到光信号的影响。因此，当执行LMT时，必须通过把拾取器(未示出)移动到盘的最内侧或最外侧的圆周，或者使用聚焦伺服机构(未示出)通过使物镜上下移动到极点，来保护记录的材料。
在4.7GB DVD-RAM的情况下，因为偏置功率电平的范围相同，即0-10mW，所以可以实现只包括第三ADC 312的ALPC。
第一到第五DAC 344到352的输出信号驱动LD。LD的输出值从PD被反馈到开关放大器304。
在使用第一到第五增/减计数器314到322的第一环的情况下，跟踪速度低，这是因为第一环跟踪参考功率电平，而一次只能移动1位。不过，在使用第一到第三ADC 308到312的第二环的情况下，则跟踪速度高，这是因为一次可以改变所有的位而没有限制。
在DVD-RAM的情况下，使用第一环或第二环，因为其是其中不记录数据的镜像(mirror)或间隙区域。在CD-RW或CD+RW的情况下，其中没有镜像或间隙区域，最好使用第二环。
在图3所示的本发明的实施例中，通过采用具有两个环的控制结构可以更精确地控制激光二极管的输出。容易保持输出控制值为暂时不定的，或者任意地改变输出控制值。
使用第一到第五增/减计数器314到322的反馈环可以阻止例如因为噪声和误差等异常现象而导致的快速功率变化。不过，因为反馈环以步为单位操作，所以响应速度受到限制。利用在未被使用的用户数据区域(DVD-RAM的间隙区域)中的每个功率电平，可以控制LD的输出。在比较器306中包括峰值保持器或底部保持器。
在没有间隙区域的介质的情况下，可以控制聚焦伺服机构使物镜处于最大或最小延伸的位置，使得激光不在盘上聚焦，并且校正每个功率电平，同时因为没有未被使用的区域而输出每个功率电平。此时，因为聚焦伺服机构被控制使物镜位于最大或最小延伸位置，使得激光不在盘上聚焦，具有小于读功率电平的功率的光信号在盘上聚焦。因而，可以保护数据。可以实现这种方法的理由是，PD具有一种结构，使得在LD的输出当中，总有一定数量的光输入，而和盘的位置或种类无关。
使用采样和保持器354到358以及ADC 308到312的反馈环必须利用近似值处理，因为在采样期间可能包括一些噪声。不过，响应速度和变化宽度不受限制。
因为可以选择地使用第一环或第二环，图3所示的装置可以按照介质种类和记录速度有效地控制激光的功率。
包括的反馈环的数量和所需的功率电平的数量相同。在图2所示的例子中，功率电平是峰值功率电平、偏置1功率电平、偏置2功率电平、偏置3功率电平和读功率电平。此时，在ADC和DAC的情况下，当可以使用高速器件时，可以使用每一个ACD和DAC。即可以使用一个高速ADC将各个功率电平的值数字化。此时，因为ADC是高速ADC，根据记录脉冲对各个功率电平的值进行采样，而不使用峰值保持器或底部保持器。当使用高速DAC时，因为能够通过DAC以高速改变输入值，可以使用DAC产生记录脉冲。
图4是示意地表示图3所示的装置的操作的时间关系图。
在图4中，(a)表示输入的NRZI信号。(b)表示从LD输出的记录信号。记录脉冲的形状按照介质种类、记录速度、盘制造公司改变。所示的记录信号用于4.7GByte(千兆字节)DVD-RAM。记录脉冲的形状按照标记和间隔之间的相互关系改变。(c)表示用于控制峰值功率电平的控制信号。(d)是用于控制擦除功率电平的控制信号。(e)是用于控制冷却功率电平的控制信号。(f)是用于控制底部功率电平的控制信号。通过组合在(c)，(d)，(e)和(f)所示的各个控制信号可以产生(b)的记录信号。
(g)是反馈信号，并在从LD输出的一些光信号被输入到PD和从PD输出的电流被转换成电压之时以合适的增益被放大。因此，因为通过监测所述的信号可以检测从LD输出的光的功率电平，所以可以合适地控制ALPC。(h)表示延迟的峰值控制信号。(i)表示延迟的擦除控制信号。(j)表示延迟的冷却控制信号。(k)表示延迟的偏置控制信号。各个信号(h)，(i)，(j)，和(k)具有各一定时间延迟。其值等于(b)和(g)的时间延迟量。
产生时间延迟量，同时将其通过PD和开关放大器304。在各个信号(h)，(i)，(j)，和(k)中，虚线表示可以执行采样和保持的范围。在所述范围内，可以产生具有所需位置和宽度的采样和保持控制信号。因此，所产生的采样和保持控制信号可以在合适位置检测LD的输出。
图5是示意地表示利用延迟的控制信号产生采样和保持控制信号的时间关系图。在图5中，(a)到(i)的Q1到Q8是由延迟器362产生的延迟的控制信号的例子。(j)到(1)是由多路转换器和门电路360产生的采样和保持控制信号，用于控制采样和保持器354到358的采样操作的采样和保持控制信号。延迟的控制信号的延迟量可以被合适地控制。
延迟的控制信号由多路转换器选择，并使用逻辑门产生所需的采样和保持控制信号。
开关放大器304的增益是非线性的。因此，在增益的转换期间由光检测器信号产生过调或欠调。最好在采样光检测器信号期间避免这种过调和欠调时间段。为此，对延迟的功率电平控制信号执行逻辑组合。
由ADC 308到312引起的采样噪声导致功率电平的改变。采样噪声中的微小的改变可以被忽略，或者通过使用在均衡部分中的采样功率电平取平均值来避免。
图6示意地表示图3所示的操作装置334到342的操作。在图6的(a)中，在DVD-RAM的情况下产生镜像(mirror)或间隙部分。其它的部分是未被使用的部分，或者是其中聚焦伺服机构被控制以便使物镜处于最大或最小延伸而使激光不在盘上聚焦的部分。在(b)中，ALPC值被连续地控制。此时，光的功率可以由于采样噪声或干扰而改变。在(c)中，可以减少光功率的改变，因为ALPC值只在(a)的特定的部分(镜像或间隙部分)被控制。并且ALPC值被维持在最后被控制的值(子ALPC方式)。在(d)中，可以减少光功率的变化，因为获得了某个平均值，并反应所述平均值而不反应各个被控制的值(平均ALPC方式)。此时，可以获得和使用低通滤波器获得的效果相同的效果。在情况(e)中，(c)和(d)的功能被同时使用。可以使由于采样噪声或干扰而引起的光功率的变化最小，因为在特定的部分只反应由于平均值的变化而引起的改变量，并且在其余部分保持最后的值。
如上所述，按照本发明，因为按照盘的种类使用不同的环合适地控制光输出中的快速变化，所以可以改善记录和重现性能。
本领域技术人员应当理解，不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围和构思，可以对本说明书所述的实施例执行多种形式和细节上的改变。
Claims (14)
1.一种激光二极管功率自动控制装置，包括：
光检测器，用于监测由激光二极管输出的光信号的当前功率电平；
采样器/保持器，用于采样和保持从光检测器输出的当前功率电平；
其特征在于，所述激光二极管功率自动控制装置还包括：
采样和保持控制信号发生器，通过产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号、接收功率电平控制信号，产生采样和保持控制信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟所述功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号；以及
操作装置，用于比较由采样器/保持器采样的当前功率信号的平均电平和参考功率电平，并按照它们之间的差值控制激光二极管的输出。
2.如权利要求1所述的装置，其中采样和保持控制信号发生器包括：
用于产生所述延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号的延迟器；
用于选择输出所述延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号的多路转换器；以及
用于对多路转换器的输出执行逻辑组合的门电路。
3.如权利要求1所述的装置，还包括：
比较器，用于将光检测器信号和参考功率电平进行比较；
增/减计数器，用于按照比较器的比较结果执行增计数或减计数；以及
多路转换器，用于选择增/减计数器的输出或者选择采样器/保持器的输出，并把选择的输出提供给操作装置。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述多路转换器当由盘重现装置驱动的盘是数字通用盘型时选择增/减计数器的输出，当由盘重现装置驱动的盘是致密盘型时选择采样器/保持器的输出。
5.一种激光二极管功率自动控制方法，所述方法包括：
(a)利用光检测器监测由激光二极管输出的光信号的当前功率电平；
其特征在于，所述方法还包括：
(b)通过接收功率电平控制信号从产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号的结果中，采样和保持从光检测器输出的当前功率信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟该功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号；以及
(c)将所采样和保持的当前功率信号的平均电平和参考功率电平进行比较，并按照它们之间的差值控制激光二极管的输出。
6.如权利要求5所述的方法，其中步骤(b)包括：
(b-1)接收用于形成记录脉冲的功率电平控制信号，将所述功率电平控制信号延迟不同的延迟量，并产生多个延迟的功率电平控制信号；以及
(b-2)接收多个延迟的功率电平控制信号，使所述多个延迟的功率电平控制信号相互组合，并产生用于执行采样和保持的控制信号。
7.如权利要求5所述的方法，还包括：
(d)比较光检测器信号和参考功率电平；
(e)按照比较器的比较结果执行增计数或减计数；以及
(f)选择步骤(e)的输出或者选择步骤(b)的输出，并把选择的输出提供给步(c)。
8.如权利要求7所述的方法，其中在步骤(f)，当由盘重现装置驱动的盘是数字通用盘型时选择步骤(e)的输出，当由盘重现装置驱动的盘是致密盘型时选择步骤(b)的输出。
9.一种激光二极管功率自动控制装置，用于控制一用于监测从激光二极管输出的光信号的当前功率电平的光检测器的输出，并控制一用于比较所述当前功率电平和参考功率电平的激光二极管的输出，以及按照比较结果控制激光二极管的输出，所述装置包括：
第一自动功率控制装置，用于比较光检测器的输出和预定的参考值，执行增计数或减计数，并作为施加于激光二极管的目标值输出计数结果；
第二自动功率控制装置，用于采样由光检测器输出的当前功率电平，比较当前功率电平和预定参考值，并按照比较结果输出该施加于激光二极管的目标值；
选择装置，如果介质属于数字通用盘型，选择第一自动功率控制装置；如果介质属于致密盘型，选择第二自动功率控制装置。
10.如权利要求9所述的装置，其中第一自动功率控制装置包括：
比较装置，用于比较光检测器信号和参考功率电平；以及
计数装置，用于根据比较装置的比较结果执行增计数或减计数。
11.如权利要求9所述的装置，其中在第二自动功率控制装置中包括：
采样器/保持器，用于采样和保持从光检测器输出的当前功率电平；
采样和保持控制信号产生装置，通过产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号、接收功率电平控制信号，产生采样和保持控制信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟所述功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号；以及
操作装置，用于将由采样器/保持器采样的当前功率电平和参考功率电平进行比较，并按照所得差值控制激光二极管的输出。
12.一种自动激光二极管功率控制方法，用于控制一用于监测从激光二极管输出的光信号的当前功率电平的光检测器的输出，并控制一用于比较所述当前功率电平和参考功率电平的激光二极管的输出，以及按照比较结果控制激光二极管的输出，所述方法包括：
(a)如果介质属于数字通用盘型，选择第一自动功率控制步骤，用于比较光检测器的输出和预定的参考值，执行增计数或减计数，并作为施加于激光二极管的目标值输出计数结果；
(b)如果介质属于致密盘型，选择第二自动功率控制步骤，用于采样由光检测器输出的当前功率电平，比较当前功率电平和预定参考值，并按照比较结果输出被施加于激光二极管的目标值。
13.如权利要求12所述的方法，其中第一自动功率控制步骤包括：
(a-1)比较光检测器信号和参考功率电平；以及
(a-2)按照比较结果执行增计数或减计数。
14.如权利要求12所述的方法，其中在第二自动功率控制步骤包括：
(b-1)通过接收功率电平控制信号从产生延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号的结果中，采样和保持从光检测器输出的当前功率信号以形成记录脉冲，并以不同的延迟量延迟该功率电平控制信号，并且选择地组合该延迟的读、峰值、偏置1、偏置2、和偏置3功率电平控制信号；
(b-2)比较采样的当前功率电平和参考功率电平，并按照所得差值控制激光二极管的输出。
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