CN1213416C - 激光二极管驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种自动控制激光功率的激光二极管驱动器，包括：多路器，响应施加到多路器的选择信号输出对应于激光信号的功率电平的驱动电势，驱动电势至少包括峰值功率驱动电势、偏置功率驱动电势、读出功率驱动电势；脉冲产生器，产生施加到多路器的选择信号；差分放大器，计算从用于监视激光二极管输出的激光信号的监视二极管提供的监视信号和由多路器选择的驱动电势之间的差；加法器，将差分放大器的输出和多路器的n输出相加并输出驱动激光二极管的信号；寄存器，存储施加到多路器的驱动电势；及控制适合于盘片的功率电平并设置对应于寄存器中的功率电平的驱动电势的接口和控制器。激光二极管驱动器其自身执行APC功能，从而可以防止由电磁干扰导致的故障。

Description

激光二极管驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于在光学记录/重现装置中驱动激光二极管的激光二极管驱动器，尤其涉及一种具有自动激光功率控制(APC)功能的激光二极管驱动器、使用该激光二极管驱动器的光学拾取设备及光学记录/重现装置。
背景技术
在现代社会中，也称为“信息时代或多介质时代”，非常需要具有诸如磁-光盘驱动器(MODD)、DVD-RW、或DVD-RAM的高容量的记录介质。光学记录/重现装置使用激光二极管(LD)产生用于从光学记录介质读取/写入信息和在光学记录介质上读取/写入信息的激光信号。激光二极管具有根据其工作温度而敏感变化的输入/输出特性。
换句话说，对于根据激光二极管的工作温度来输出具有相同功率电平的激光信号，必需有不同的输入(通常表示为电流值)。因此，需要用于将激光二极管控制到最佳状态的自动激光二极管功率(APC)控制技术并且其决定了光学记录/重现装置的整体性能。
进一步地说，光学记录装置使用具有大容量和高密度的存储介质并且以高传输速率执行记录/重现操作。从而，APC设备必须防止噪声和干扰。
图1为当前在大多数光学记录/重现装置中使用的激光二极管驱动器的方框图。激光二极管驱动器100包括开关10a至10c、多路器(multiplexer)12，用于多路复用开关10a至10c的功率、放大器14，用于以预定的放大增益放大多路器12的输出功率、加法器16、以及高频调制器18(以下称为“HFM”)。
将对应于激光二极管功率电平(峰值功率电平、偏置1或删除功率电平、及读出功率电平)的电流、峰值电流、偏置电流、以及读出电流或电压，下文中称为“驱动电势”分别施加于开关10a至10c。驱动电势分别由峰值功率控制信号、偏置功率控制信号、及读出功率控制信号打开/关闭。例如，产生峰值功率电平所需的峰值驱动电势由峰值功率控制信号打开/关闭。
开关10a至10c的功率由多路器12进行多路复用。多路器12的功率最终变成具有由第一脉冲、记录脉冲、多脉冲、和最后一个脉冲组成的波形的激光二极管驱动信号LD DRIVER_OUT。激光二极管由激光二极管驱动信号LD DRIVER_OUT驱动产生记录脉冲。
但是，激光二极管不能仅由多路器12的输出功率完全驱动。因此，多路器12的功率须由放大器14进行放大。
HFM 18产生用于从光学检测器将光干扰噪声移除的高频调制信号(未示出)。高频调制信号由加法器16相加到放大器14的输出功率。然后加法器16的输出功率驱动激光二极管。这里，将高频调制信号设置为在移除光干扰噪声时具有最有效的频率和放大，并且多数使用在读模式。
如图1中所示，根据使用频道的数目即，根据在记录脉冲中使用的功率数目为2至5个频道，激光二极管驱动器可以包括2至5个开关。
图2A为CD-RW记录脉冲的示图(使用3个频道的示例)，并且图2B为DVD-RAM记录脉冲的示图(使用5个频道的示例)。参考图2A和2B，(a)表示输入NRZI(倒转不归零)数据，(b)表示用于形成预定记录标记的记录脉冲，及其它表示控制信号。控制信号控制驱动电势以获得具有与(b)中所示的记录脉冲相同的波形的激光二极管驱动信号LD DRIVER_OUT。激光二极管驱动信号LD DRIVER_OUT施加于从其中获得在(b)中所示的记录脉冲的激光二极管。
图3为说明激光二极管特性的图，即由TOSHIBA制造的TOLD9452MB的输入/输出特性的图。在图3中，可以看出激光二极管具有随温度变化的输入/输出特性。当激光二极管被驱动时，在特定的时间段之后，激光二极管的工作温度会增加。然后，与输入电流对应的光学输出功率下降。例如，在工作温度25℃，当前向电流为110mA时，光学输出功率为40mW。然而在工作温度为70℃时光学输出功率减小到大约20mW。因此，对激光二极管随工作温度变化的控制的失败会导致记录/读取期间的故障或甚至使记录/读取变得不可能。
解决该问题的一种方法是使用APC功能。APC装置将激光二极管输出功率的变化反馈到激光二极管以一致地保持激光二极管的输出功率。
但是，在现有技术中，APC功能不是在激光二极管驱动器中而是在附加的电路或IC中实现。通常是将APC装置安装在主PCB板上并且将激光二极管驱动器放置在光学拾取器中，从而主PCB板通过柔性印制电路板(flexibleprinted circuit board，FPCB)连接到拾取器。
从通过FPCB连接到激光二极管的监视光电二极管(PD)为APC设备提供监视信号mon-PD。也必须通过FPCB为激光二极管驱动器提供控制信号。
由于监视信号mon-PD非常小大约几μA，故它对噪声高度敏感。控制信号的频率非常高，从而导致了外围设备中的电磁干扰(EMI)。对于高记录密度，激光信号的波长实际上缩短到了780nm(在高密度盘CD的情况下)、635nm、650hm(在数字多用盘DVD的情况下)、以及410nm(在使用蓝激光的HD DVD的情况下)。记录/重现传输速率通常使用到52X。结果，增加了控制信号的频率。从而，由于EMI，记录性能将恶化并且使通过FPBC的精确接口成为不可能。
当记录/重现装置包括多个激光二极管以保持记录介质间的兼容性时，记录/重现装置必须包括对应于各个激光二极管的附加电路和部件，比如APC装置、激光二极管驱动器等。因此，很难减小记录/重现装置的尺寸、重量和价格。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有改进结构的激光二极管驱动器，通过该结构具有APC功能使噪声和干扰的影响最小化并且可以驱动多个二极管。
本发明的另一个目的是提供一种改进的光学拾取设备。
本发明的另一个目的是提供一种改进的光学记录/重现装置。
从而，为实现上述目的，提供一种激光二极管驱动器，包括：多路器、脉冲产生器、差分放大器、加法器、寄存器以及接口和控制器。所述多路器响应施加到该多路器的选择信号选择性地输出对应于激光信号的功率电平的驱动电势，其中所述驱动电势至少包括峰值功率驱动电势、偏置功率驱动电势、读出功率驱动电势。所述脉冲产生器产生施加到所述多路器的所述选择信号。所述差分放大器计算从用于监视从所述激光二极管输出的激光信号的监视二极管提供的监视信号和由所述多路器选择的驱动电势之间的差。所述加法器将所述差分放大器的输出和所述多路器的n个输出相加并且输出用于驱动所述激光二极管的信号。所述寄存器存储施加到所述多路器的驱动电势。所述接口和控制器控制适合于盘片的功率电平并且设置对应于所述寄存器中的功率电平的驱动电势。
为实现另一个目的，提供一种移动穿过数据存储介质的光学拾取设备。该设备包括激光二极管和激光二极管驱动器。所述激光二极管产生用于将数据记录/重现在所述数据存储介质上和从所述数据存储介质记录/重现数据的激光信号。所述激光二极管驱动器驱动所述激光二极管并根据温度变化控制所述激光二极管的功率。
为实现另一个目的，提供一种光学记录/重现装置，包括：光学拾取器、第一印制电路板、第二印制电路板、以及柔性印制电路板。所述光学拾取器中安装有产生用于将数据记录/重现在数据存储介质上和从数据存储介质记录/重现数据的激光信号的激光二极管，并且移动穿过所述数据存储介质。所述第一印制电路板包括安装在所述光学拾取器中并且根据温度变化控制所述激光二极管的功率的激光二极管驱动器。所述第二印制电路板包括用于控制所述激光二极管驱动器的控制器。所述柔性印制电路板为所述第一和第二印制电路板间的信号提供接口。
附图说明
通过参考附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，其中：
图1是传统的激光二极管驱动器的方框图；
图2A和2B分别为CD-RW记录脉冲和DVD-RAM记录脉冲的示图；
图3为说明激光二极管的特性的图；
图4为本发明的激光二极管驱动器的方框图；
图5为光学记录装置的记录脉冲的示图；
图6为说明图4中所示的激光二极管驱动器的操作的流程图；
图7A和7B分别为具有根据本发明的一个实施例的激光二极管驱动器的光学拾取设备和FPCB的前视图；以及
图8A和8B分别为具有根据本发明的另一个实施例的激光二极管驱动器的光学拾取器和FPCB的前视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的激光二极管、光学拾取器、和光学记录/重现装置的结构和操作。
图4为本发明的激光二极管驱动器的方框图。图4中所示的激光二极管驱动器包括：接口(IF)和控制器402、脉冲产生器404、寄存器406、多路器408、数模转换器(DAC)410、放大器412、加法器414、可变增益放大器(VGA)416、第一采样和保持(S&H)单元418、第二采样和保持(S&H)单元420、差分放大器422、高频调制器(HFM)424、激光驱动器选择开关426、以及模数转换器(ADC)428。
接口和控制器402控制与主板的微处理器(未示出)的接口用于初始化图4中所示的激光二极管驱动器和图4中所示的每个组件。主板的微处理器在初始操作时读取记录在盘片的导入/导出部分的数据并且将其提供给接口和控制器402。数据由盘片制造商提供并具有适合于该盘的功率电平的信息。
脉冲产生器404根据操作模式产生频道控制信号并产生用于控制第一S&H单元418的第一采样&保持控制信号、用于控制第二S&H单元420的第二采样&保持控制信号、以及用于控制多路器408的选择信号。
将写门(WG)信号、倒转不归零(NRZI)信号、时钟信号等输入到脉冲产生器404。WG信号控制读/写操作、并且NRZI信号由NRZI调制数据获得以被记录在光盘上。
脉冲产生器404的操作依赖于操作模式(读/写等)或APC模式(峰值、平均等)并且由接口和控制器402控制。
寄存器406存储对应于激光信号的功率电平的驱动电势(峰值功率驱动电势、偏置功率驱动电势、读出功率驱动电势等)，并且将驱动电势的值提供给接口和控制器402。在初始操作中，接口和控制器402参考由主板的微处理器提供的表设置将存储在寄存器406中的驱动电势。
激光二极管的功率电平和实际功率电平间的差，即激光功率的变化值由差分放大器422获得。用于补偿激光功率变化的补偿值从差分放大器422输出并且通过加法器414施加到激光二极管上。结果，执行用于控制激光二极管的功率的APC操作。这里，激光功率的变化值和补偿值之间的关系由差分放大器422的增益确定。
多路器408从存储在寄存器406中的驱动电势中选择一个，并且多路器408的选择操作由从脉冲产生器404提供的选择信号控制。
存储在寄存器406中的每个驱动电势分别由对应于这些驱动电势的每个控制信号选择，并且选择操作由多路器408执行。将驱动电势施加到多路器408并将作为选择控制信号的控制信号施加到多路器408。在最简单的实施例中，多路器408以与图1中所示的开关10a至10c相同的方式进行操作。
脉冲产生器404通过频道控制信号(峰值控制信号、偏置控制信号、和读出控制信号)确定操作模式。
记录/重现装置的模式可以由从主板来的附加模式信号提供。但是，在这种情况下，激光二极管还必须进一步包括用于输入模式信号的输入脚。为解决该问题，从频道控制信号来确定操作模式。
例如，仅在记录模式产生峰值控制信号，从而可以依据是否产生了峰值控制信号而确认记录/重现模式是否存在。
将从多路器408选中的驱动电势通过放大器412施加到加法器414。放大器412执行对应于图1中所示的放大器的操作的操作。
从监视二极管输出的监视信号mon-PD由电流/电压(I/V)放大器(未示出)以预定的放大倍数进行放大并且施加到VGA 416。在下文中，输入到VGA 416的信号称为监视信号“mon-PD”。VGA 416的增益随操作模式和正在重现或记录的磁道类型(平面/凹坑)而变化。VGA 416的增益由接口和控制器402控制。如一般公知的，DVD具有两种磁道，即平面磁道和凹坑磁道。由于平面和凹坑磁道具有不同的反射率，需要根据磁道的类型改变VGA 416的增益。或者二者择其一地，可以配置和设置VGA 416以使用相同的增益。
第一S&H单元418采样和保持从VGA416输出的信号。第一S&H单元418的采样和保持操作由从脉冲产生器404提供的第一采样和保持控制信号控制。
监视信号mon-PD为从激光二极管输出的激光信号，因此具有与激光信号相同的波形。激光信号具有与多路器408的输出，即记录脉冲相同的波形。因此，由于HFM 424监视信号mon-PD具有与多路器408的输出几乎相同的波形，除了监视信号mon-PD比多路器408的输出延迟较多外。并且，由于监视信号mon-PD为从激光二极管输出的激光信号，监视信号mon-PD可以具有与激光信号相同的波形，但与激光信号可能不同相。
从多路器408输出的记录脉冲对应于控制信号的组合。从而，用于控制第一S&H单元418的第一采样和保持信号可以通过组合和延迟控制信号产生。
换句话说，用于确定采样功率电平所需的采样间隔的第一采样和保持信号可以通过组合控制信号产生。
第二S&H单元420采样和保持DAC 410的输出。第二S&H单元420的采样和保持操作由从脉冲产生器404提供的第二S&H控制信号控制。第二S&H单元420采样的内容为多路器408的输出，即驱动电势。
将从第一和第二S&H单元418和420输出的第一和第二S&H信号施加到差分放大器422。差分放大器422检测第一和第二S&H信号间的差，即激光输出的变化，并且对其以预定的放大增益进行放大。差分放大器422的增益由激光信号的变化和对应于该变化的补偿值间的关系确定。
图5(d)、5(e)、和5(f)中S&H信号的延迟时间和脉冲宽度可以随监视信号mon-PD的特性，即延迟时间和衰减而变化。
将用于补偿差分放大器422的输出，即激光二极管的输出的变化值的补偿值施加到加法器414。加法器414将施加到放大器412的输出激光二极管的驱动电势和差分放大器422的输出，即补偿值相加，并将其输出。
将加法器414的输出施加到激光二极管从而输出具有期望功率电平的激光信号。
激光二极管选择开关426选择性地将加法器414的输出提供给第一激光二极管(例如，用于产生具有适合于CD的780nm波长的激光信号的激光二极管)或第二激光二极管(例如，用于产生具有适合于DVD的650nm波长的激光信号的激光二极管)。激光二极管选择开关426的选择操作由从接口和控制器402提供的激光二极管选择信号sel-LD控制。
对应于图1中所示的HFM 18的HFM 424产生用于将光干扰噪声从光检测器(未示出)中移除的高频调制信号。将高频调制信号施加到加法器414。
现在将详细说明图4中所示的第一和第二S&H单元418和420的操作。
寄存器406存储对应于与激光二极管驱动器一起使用的激光二极管的功率电平(峰值功率电平、偏置(或擦除)功率电平、和读出功率电平)的电流值(峰值电流、偏置电流、和读出电流)。
主板的微处理器(未示出)在初始化操作时读取记录在盘片的导入/导出区中的表(存储每个记录介质所需的功率电平)，并将读出的数据提供给接口和控制器402。然后，接口和控制器402设置适合于寄存器406中功率电平的电流值。
在图3中，可以看出激光二极管具有依赖于温度的输入/输出特性。换句话说，由于激光二极管自身温度或外部温度的增加，激光信号的输出电平随激光二极管工作温度的增加而降低。根据温度变化的光输出的变化在闭环环路内进行补偿，该闭环环路由监视二极管(未示出)、VGA 416、第一和第二S&H单元418和420、差分放大器422、加法器414、以及激光二极管组成。
换句话说，激光二极管的输出电平通过监视二极管检测。从监视二极管输出的监视信号mon-PD由VGA 416可变地进行放大并且由第一S&H单元418进行采样和保持。这里，VGA 416的放大增益基于工作模式进行确定。
第一S&H单元418采样和保持峰值功率电平、读出功率电平、或擦除功率电平。
第二S&H单元420基于工作模式采样和保持偏置或读出电流。差分放大器422获得第一和第二S&H单元418和420的输出间的差。
脉冲产生器404基于工作模式产生频道控制信号并且提供用于控制第一S&H 418的第一S&H控制信号、用于控制第二S&H 420的第二S&H控制信号、以及用于控制多路器408的选择信号。
在1999年6月4日以本申请人的名字申请的韩国专利申请号为99-20485的申请(发明人：Jin-kyo Seo，发明名称：产生适合于各种类型记录介质的记录脉冲的方法和适合于相同功能的记录装置)中详细公开了在脉冲产生器404中产生控制信号的操作。根据韩国专利申请号为99-20485的申请，控制信号按照如下步骤产生：(a)基于记录标记的上升和下降沿建立根据光学记录介质的种类，组成记录脉冲的第一脉冲、多脉冲串、最后一个脉冲、以及冷却脉冲的开始和结束部分的系数；(b)存储在步骤(a)获得的系数；以及(c)参考每个光学记录介质的系数产生与输入NRZI信号同步的读出功率控制信号、峰值功率控制信号、偏置功率控制信号。这里引入韩国专利申请号为99-20485的申请公开的内容以供参考。
在由本申请人于2001年2月14日申请的韩国专利申请号为01-6979的申请(发明人：Jin-kyo Seo，发明名称：初始化激光二极管驱动器的方法和适用于相同功能的记录/重现装置、及驱动激光二极管驱动器的方法)中公开了使用控制信号产生采样和保持控制信号的方法。根据韩国专利申请号为01-6979的申请，记录脉冲可通过组合控制信号产生。而且，用于采样峰值功率电平、读出功率电平、擦除功率电平等的的采样和保持控制信号也可以通过组合控制信号产生。进一步地说，可以使用控制信号识别工作模式。这里引入韩国专利申请号为01-6979的申请公开的内容以供参考。
表1说明脉冲产生器404中识别模式的操作。
[表1]
读出控制  擦除控制  峰值控制 模式 注释
    0     X     X 禁止 LD驱动器禁止
    1     0     0 重现 HFM打开
    1     1     0 擦除 HFM打开/关闭
    1     0     q 记录 HFM打开/关闭
    1     1     q 记录 HFM打开
如表1中所示，如果擦除控制信号和记录控制信号中任何一个为激活的(如果在表1中为“1”)则脉冲产生器404识别为记录和擦除模式，并且在相反的情况识别为重现模式。
如果读出控制信号不为激活的，则脉冲产生器404识别出其中必须不驱动激光二极管的禁止模式。
如表1中所示，在脉冲产生器404中识别出工作模式，并且VGA 416、第一和第二S&H单元418和420、以及多路器408的操作根据工作模式进行控制。
在读出模式下，读出增益在VGA 416中设置，第一S&H单元418采样和保持VGA 416的输出的读出功率电平，并且第二S&H单元420采样和保持读出电流。
在写入和擦除模式下，在VGA 416中设置写入增益，第一S&H单元418采样和保持VGA 416的输出的峰值功率电平，并且第二S&H单元420采样和保持偏置电流(或擦除电流)。
表2说明了第一S&H单元418的采样操作。
[表2]
    采样电平或区   注释
    采样类型1     具有峰值电平的脉冲   峰值＝第一+最后+多个
    采样类型2     第一脉冲   具有峰值电平和最宽的区
    采样类型3     最后一个脉冲
    采样类型4     多个非多脉冲(non-multi pulse)   CD-R为非多类型
    采样类型5     擦除(偏置1)电平   擦除等同于偏置1
    采样类型6     冷却(偏置2)电平   冷却等同于偏置2
    采样类型7     底部(偏置3)电平   底部等同于偏置3
    采样类型8     平均   使用LPF的平均电平
    采样类型9     标记区的一部分   峰值或多个的一部分
    采样类型10     上述电平或区的组合   使用上述9个电平或区的组合
图5为用于控制第一S&H单元418的第一采样和保持控制信号的波形的示图。参考图5，基于倒转不归零(NRZI)信号形成记录脉冲。在适应性记录方法中，每个构成记录脉冲的脉冲的开始/结束部分、脉冲宽度、功率电平等根据当前标记(其中由激光信号在磁道内形成域)前后空间之间(标记之间)的关系而变化。
当产生记录脉冲时，脉冲产生器404首先产生用于控制功率电平的打开/关闭的控制信号，即，读出功率控制信号、峰值功率控制信号、擦除(或偏置1)功率控制信号、冷却(或偏置2)功率控制信号、以及底部(或偏置3)功率控制信号。然后，脉冲产生器404通过延迟和逻辑地组合控制信号而产生第一和第二采样&保持控制信号及选择信号。这里，所产生的功率电平控制信号的类型依赖于介质的类型。
选择信号控制多路器408从而将产生记录脉冲所需的驱动电势顺序地从寄存器406输出(或得到)。
基于记录介质和标记的长度将记录脉冲的读出功率电平、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功率电平以预定的次序顺序地排列在时间轴上。读出功率电平、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功率电平的区域分别由读出功率控制信号、峰值功率控制信号、偏置1功率控制信号、偏置2控制信号、以及偏置3控制信号表示。
因此，可以通过组合控制信号识别应用或控制功率电平的间隔。脉冲产生器404产生用于表示从激光二极管的输出采样功率电平时的时间点的第一采样控制信号、和用于表示将要对与由第一S&H单元418采样的信号相比较的参考功率电平进行采样的时刻的第二采样和保持信号。
接口和控制器402根据工作模式和APC模式控制图4中所示的方块。图4中所示的装置的APC模式为平均APC模式、直接APC模式等。
平均APC模式使用激光二极管的前一个和当前输出值的平均值执行APC控制。直接APC模式使用激光二极管的当前输出值执行APC控制。
图4中所示的装置可以构造为单个集成电路，从而可以安装在光学拾取器中。也可以防止在完成组件的接口时引入的外部干扰以便实现稳定控制激光功率的操作。尤其是，在大容量和高速的光学记录/重现装置中，在组件之间发送和接收的信号可以具有很高的频率。有鉴于此，光学记录/重现装置对外部干扰很敏感，并从而可能产生故障。该故障可以通过将光学记录/重现介质构造为单个集成电路而得以避免。
下面将详细说明图4中所示的装置在每种模式下的操作。
1)初始化模式
主板的微处理器检测插入盘的类型。
执行初始化操作以适合于所检测的介质。换句话说，通过sel_LD选择在记录/读取期间使用的激光二极管，并且读取在插入盘的导入/导出区记录的表并且将数据提供给接口和控制器402。接口和控制器402参考表值设置将存储在寄存器406中的驱动电势。
功率电平随盘类型不同而不同。盘的制造商将具有适合于该盘的功率电平的表记录在导入/导出区。
将移动到最内边沿或最外边沿或中心的光学拾取器移动到最大的上/下范围。这些操作用于测试激光二极管。
当执行激光二极管测试模式时，在初始化操作中，激光二极管测试模式在预定时间间隔输出读取、擦除、和峰值功率，监视它们以补偿驱动电势，并且测试激光二极管是否有故障。即使在初始化操作中使用了激光二极管测试模式测试激光二极管，激光也可以选择性地执行。
对激光二极管的测试可能影响记录在记录介质中的数据。因此，为保护记录的数据，激光二极管通过该激光二极管中的聚焦伺服机构将光学拾取器移动到介质的最内边沿或最外边沿或将物镜上下移动到其最大范围。通过将物镜上下移动到其最大范围而不是将光学拾取器移动到最内/外边沿可以最小化测试激光二极管所需的时间。
2)读取模式
读取驱动电势由接口和控制器402的初始化操作存储在寄存器406中。激光二极管的读出功率电平由存储在寄存器406中的读取驱动电势确定。
第一S&H单元418从监视信号mon-PD采样和保持读出功率电平。具有读出功率的区对应于其中读出控制信号为激活的区。
将由第一S&H单元418采样和保持的读出功率电平提供给差分放大器422的反相输入端。
第二S&H单元420采样和保持施加到激光二极管的读取驱动电势。将由第二S&H单元420采样和保持的读取驱动电势提供给差分放大器422的同相输入端。
差分放大器422检测从监视信号mon-PD采样的读出功率电平和施加到激光二极管的读取驱动电势间的差值。该差值从激光二极管的工作温度的变化获得。
由差分放大器422的增益将差值转换为补偿值，并将该补偿值提供给加法器414。已补偿由寄存器406设置的读取驱动电势的补偿值，即已根据激光二极管的工作温度的变化补偿了误差分量的驱动电势从加法器414输出。
3)擦除模式
擦除驱动电势由接口和控制器402的初始化操作存储在寄存器406中。激光二极管的擦除功率电平由存储在寄存器406中的擦除驱动电势确定。
第一S&H单元418从监视信号mon-PD采样和保持擦除功率电平。具有擦除功率的区对应于其中擦除控制信号为激活的区。
将由第一S&H单元418采样和保持的擦除功率电平提供给差分放大器422的反相输入端。
第二S&H单元420采样和保持施加到激光二极管的擦除驱动电势。将由第二S&H单元420采样和保持的擦除驱动电势提供给差分放大器422的同相输入端。
差分放大器422检测从监视信号mon-PD采样的擦除功率电平和施加到激光二极管的擦除驱动电势间的差值。该差值从激光二极管的工作温度的变化获得。
由差分放大器422的增益将差值转换为补偿值，并将该补偿值提供给加法器414。从而，加法器414输出已补偿由寄存器406设置的擦除驱动电势的补偿值，即已根据激光二极管的工作温度的变化补偿了误差分量的驱动电势。
4)记录模式
峰值功率电平由接口和控制器402的初始化操作存储在寄存器406中。激光二极管的第一峰值功率电平由存储在寄存器406中的峰值驱动电势确定。
第一S&H单元418从监视信号mon-PD采样和保持峰值功率电平。峰值功率区对应于其中峰值控制信号为激活的区。
将由第一S&H单元418采样和保持的峰值功率电平提供给差分放大器422的反相输入端。
第二S&H单元420采样和保持施加到激光二极管的峰值驱动电势。将由第二S&H单元420采样和保持的峰值驱动电势提供给差分放大器422的同相输入端。
差分放大器422检测从监视信号mon-PD采样的峰值功率电平和施加到激光二极管的峰值驱动电势间的差值。该差值从激光二极管的工作温度的变化获得。
由差分放大器422的增益将差值转换为补偿值，并将该补偿值提供给加法器414。从而，已补偿由寄存器406设置的峰值驱动电势的补偿值，即已根据激光二极管的工作温度的变化补偿了误差分量的驱动电势从加法器414输出。
激光二极管选择开关426基于激光二极管选择信号sel-LD选择要使用的激光二极管。例如，激光二极管选择开关426可以选择具有780nm波长的基于CD的激光二极管或具有波长650nm的基于DVD的激光二极管。对激光二极管的选择在初始化记录/重现装置时执行。
HFM 424根据要使用的激光二极管的类型产生具有不同频率和大小的高频调制信号。
5)固件APC操作
与差分放大器422的硬件APC操作相反，固件APC操作不使用差分放大器422而执行软件APC操作。要控制的功率电平由第一S&H单元418进行采样并且与存储在寄存器406中的对应驱动电势相比较。存储在寄存器406中的对应驱动电势根据比较结果而变化。
比较操作可以直接在接口和控制器402中执行或可以通过使用外部微处理器或数字信号处理器(DSP)执行。
为固件APC操作提供ADC 428。ADC 428将由第一S&H单元418采样和保持的值转换为数字值。
图6为说明图4中所示的装置的操作的流程图。
在步骤602执行初始化操作。在初始化操作中，识别出插入盘的类型。从而基于识别结果设置要使用的激光二极管和适合的驱动电势。
在步骤604确定是否执行了硬件APC操作。硬件APC操作通过使用差分放大器422执行。
如果确定执行了硬件APC操作，在步骤606确定是否应该使用直接APC模式或平均APC模式。直接APC模式使用由第一S&H单元418采样和保持的值。平均APC模式使用在第一S&H单元418后所平均的值。
如果确定使用了直接APC模式，在步骤608产生用于控制第一和第二S&H单元418和420的采样和保持控制信号。
然后在步骤610执行采样和保持操作。
但是，如果确定使用了平均APC模式，在步骤612对采样和保持的值进行平均。由于执行了硬件APC操作，在步骤614由对所采样和保持的值进行低通滤波的低通滤波器获得平均后的值。
在步骤616对激光二极管功率电平进行补偿。这里，在激光二极管功率电平的补偿中涉及到差分放大器422和加法器414。
如果确定了没有执行硬件APC操作，在步骤618确定是否应该执行固件APC操作。
如果确定执行了固件APC操作，在步骤620确定是否应该执行内部固件APC模式或外部固件APC模式。这里，内部固件APC模式表示接口和控制器402的软件APC操作，并且外部固件APC模式表示使用外部微处理器或DSP的软件APC操作。
如果确定使用了内部固件APC模式，由接口和控制器402执行APC操作。换句话说，对由第一S&H单元418控制的功率电平进行采样，功率电平由ADC 428进行设置，计算激光功率的变化值和补偿值，并且基于步骤622至630中的变化值和补偿值改变存储在寄存器406中的驱动电势。
在步骤640由改变的驱动电势驱动激光二极管。
详细而言，在步骤622中将由第一S&H单元418采样的功率电平与存储在寄存器406中的驱动电势在接口和控制器402中进行比较以计算出一个变化值。在步骤624参考该变化值获得新的驱动电势。在步骤626使用所补偿的驱动电势修改存储在寄存器406中的驱动电势。存储在寄存器406中的驱动电势通过多路器408的多路复用操作和DAC 410的DAC操作驱动激光二极管。在步骤642多路操作所需的选择信号在脉冲产生器404中产生。
如果确定使用了外部固件APC模式，在步骤632通过接口操作将采样的功率电平发送到外部微处理器。在步骤634将采样的功率电平与当前驱动电势，即存储在寄存器406中的驱动电势在外部微处理器中进行比较以计算出一个变化值。在步骤636通过接口操作发送比较结果。也可以使用DSP，而不使用外部微处理器。
如在内部固件APC操作中步骤622至630那样改变存储在寄存器406中的驱动电势。
在步骤640由改变的驱动电势驱动激光二极管。
如果确定了没有执行固件APC操作，在步骤644确定是否应该使用激光二极管测试模式，并且如果是，然后执行激光二极管测试模式。
在图4中所示的装置中硬件APC和固件APC操作可以相互补充。当仅执行了硬件APC操作时，补偿值可以太大而不能由差分放大器422进行处理。换句话说，激光功率的变化值偏离了差分放大器422的工作范围，从而不能对激光二极管进行合理的控制。在高传输率的情况下，最好通过使补偿值尽可能地小而增加跟踪目标值的能力内的控制环的数目。为此，需要周期地修改存储在寄存器406中的驱动电势。因此，周期地执行固件APC操作以减小硬件APC中的负载和增加控制环的数目。
图7A和7B分别为本发明的一个实施例的具有激光二极管驱动器的光学拾取设备和FPCB的前视图。如图7A中所示，光学拾取器700由几个部分组成，比如物镜702、激光二极管(未示出)、激光二极管驱动器(未示出)、以及倾斜传感器(未示出)等。激光二极管驱动器安装在第一印制电路板(PCB)704上。
光学拾取器700移动以穿过光盘，并且激光二极管产生用于记录/重现盘上数据的激光信号。
提供将构成光学拾取器700的部件连接到第一PCB 704的FPCB 706。FPCB 706的一端放置在光学拾取器700的模子上并且通过螺杆固定在光学拾取器上。
可以使用具有1至4个级的柔性可折的PCB。
图8A和8B分别为本发明的另一个实施例的具有激光二极管驱动器的光学拾取设备和FPCB的前视图。如图8A中所示，光学拾取器800由几个部分组成，比如物镜802、激光二极管(未示出)、激光二极管驱动器(未示出)、以及倾斜传感器(未示出)等。激光二极管驱动器安装在第一PCB上。
FPCB 806固定在光学拾取器的模子上，因此FPCB的形状通常随光学拾取器模子而不同。
FPCB 806的另一端连接到对应于第二PCB的主板(未示出)上。对于到主板的连接，FPCB 806和主板都具有连接器或仅有主板具有连接器。
在现有技术中，APC装置放置在主PCB上，激光二极管放置在光学拾取器上，并且主PCB连接到FPCB。
换句话说，在传统的光学记录介质中，APC装置安装在与光学拾取设备分离的主PCB上，并且从通过FPCB连接到激光二极管的监视光电二极管(PD)为其提供监视信号mon-PD。还必须通过FPCB为激光二极管驱动器提供控制信号。
监视信号mon-PD很小为大约几μA，因此对噪声很敏感。而且控制信号的频率也很高，从而导致外围设备中的电磁干扰(EMI)。控制信号的频率随记录重现速度的增加而增加。
结果，在传统的光学记录/重现介质中，通过FPCB对监视信号mon-PD或控制信号进行接口操作是不可能的。
在本发明的光学记录/重现介质中，激光二极管执行APC功能并且安装在光学拾取器中。因此，能够解决传统光学记录/重现介质中出现的问题。
如上所述，本发明的激光二极管驱动器其自身执行APC功能，并且因此能够防止由电磁干扰导致的故障。
而且，由于一个激光二极管驱动器可以驱动多个激光驱动器，可以向下兼容和共享介质。
激光二极管驱动器分别或互补地执行硬件和软件APC操作，因此可以正确地配合高传输率的记录/重现。
在本发明的光学记录/重现装置中，通过将APC装置安装在光学拾取器中可以容易地完成与监视PD信号、控制信号等的接口。从而可以通过简化产品的结构降低制造成本。

Claims (5)

1.一种激光二极管驱动器，包括：
多路器，用于响应施加到该多路器的选择信号选择性地输出对应于激光信号的功率电平的驱动电势，其中所述驱动电势至少包括峰值功率驱动电势、偏置功率驱动电势、读出功率驱动电势；
脉冲产生器，用于产生施加到所述多路器的所述选择信号；
差分放大器，用于计算从用于监视从所述激光二极管输出的激光信号的监视二极管提供的监视信号和由所述多路器选择的驱动电势之间的差；
加法器，用于将所述差分放大器的输出和所述多路器的n输出相加并且输出用于驱动所述激光二极管的信号；
寄存器，存储施加到所述多路器的驱动电势；以及
控制适合于盘片的功率电平并且设置对应于所述寄存器中的功率电平的驱动电势的接口和控制器。
2.如权利要求1所述的激光二极管驱动器，还包括从所述监视信号采样和保持所述监视信号的功率电平的第一采样和保持单元，
其中所述脉冲产生器产生第一采样和保持控制信号，用于使用该控制信号控制所述第一采样和保持单元。
3.如权利要求1所述的激光二极管驱动器，其中所述接口和控制器比较由所述监视信号表示的激光信号的功率电平和由存储在所述寄存器中的驱动电势表示的功率电平，计算激光功率的变化值，计算用于补偿该变化值的驱动电势，并且用该补偿的驱动电势修改存储在所述寄存器中的驱动电势。
4.如权利要求3所述的激光二极管驱动器，其中所述接口和控制器对所述寄存器的修改周期地执行。
5.如权利要求3所述的激光二极管驱动器，还包括将所述监视信号转换为数字信号的模数转换器。
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