CN1771543A - 光电二极管集成电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于双波长激光二极管的光电二极管。根据本发明，提供了一种12划分光电二极管以用于分别检测DVD激光束和CD激光束，结果，使双波长激光二极管很好地适应于光学拾取器中。

Description

光电二极管集成电路

                         技术领域

本发明涉及一种光电检测器，更具体地讲，涉及一种光学拾取器的光电检测器，所述光学拾取器的光电检测器用于检测由双波长激光二极管(LD)发射的随光盘的类型而变化的激光束，并且将检测到的激光束转换为电信号。

                         背景技术

光学记录和再现设备将数据记录在光盘中并将记录的数据再现为可被用户识别的信号。光学拾取器是用于记录和再现数据所需的。当记录数据时，光学拾取器将激光束发射到光盘的表面上以形成凹坑。此外，当再现记录的数据时，光学拾取器光学地读取关于形成在光盘上的凹坑上的信息以输出电信号。为了执行这样的操作，光学拾取器包括多个光学元件，诸如用于发射激光二极管的激光二极管(LD)、衍射光栅、用于控制激光束的偏转的分光器、用于形成光路的多个透镜和用于检测信号的传感器。

另一方面，用于记录和再现数据的光盘分为压缩盘(CD)和数字视频盘(DVD)。因此，最近，通常使用具有将数据记录在CD与DVD中和/或从CD与DVD再现数据的功能的光学记录和再现设备。为了将数据记录在这种光学记录和再现装置中和/或从这种光学记录和再现装置再现数据，发射具有随CD或DVD而变化的波长的激光束。为了执行这样的操作，传统的光学记录和再现设备分别包括CD LD和DVD LD，相应地，CD光学部分和DVD光学部分。

上述传统的光学拾取器包括两种LD，使得光学系统具有复杂的结构。即，构成光学拾取器的光学元件的数量增加，从而光学系统的结构变得复杂。具体地讲，根据传统的光学拾取器，当为了使由两种LD发射的激光束的光轴彼此一致，具有两个LD所共有的光路的诸如分光器和光电二极管的光学元件被装配成所述光轴彼此重合时，必须执行复杂的装配过程。因此，根据传统的光学拾取器，由于复杂的装配过程，生产率下降，加工产量下降，并且光学元件的数量增加，使得增加制造成本。

                         发明内容

本发明的一目的在于提供一种包括在能检测由双波长激光二极管(LD)发射的激光束的光学拾取器中的光电检测器，该光电检测器可适当地用于使光学拾取器简单化和小型化，并减少光学拾取器的制造成本。

为了实现本发明的这个目的，根据本发明，可容易地使用12划分光电检测器检测从双波长激光二极管发射的光分量。

这里，双波长LD发射DVD激光束和CD激光束。所述光电检测器从由DVD或CD反射的激光束产生循道误差(TE)信号和聚焦误差(FE)信号。为了执行这样的操作，所述光电检测器分为检测由DVD反射的激光束的8划分光电检测器和检测由CD反射的激光束的4划分光电检测器。

当DVD-R或DVD±RW安装在光学记录和再现设备中时，所述光电检测器通过像散方法产生DVD FE信号，通过微分推挽(DPP)方法产生TE信号。当DVD-ROM安装在光学记录和再现设备中时，所述光电检测器通过像散方法产生DVD FE信号，通过微分相位检测(DPP)方法产生TE信号。当CD安装在光学记录和再现设备中时，所述光电检测器通过像散方法产生CD FE信号，通过DPD方法产生TE信号。因此，当双波长LD被包括时，可简化光学拾取器的光学系统的结构。

                         附图说明

图1示意性地示出根据本发明的优选实施例的光学拾取器；

图2示意性地示出构成图1中所示的光电检测器的传感器之间的布置关系；

图3A到3C是图2中所示的光电检测器的详细电路图；和

图4是图3A到3C中所示的光电检测器的示意性电路图。

                         具体实施方式

通过对照附图来详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更清楚。

图1示意性地示出根据本发明的优选实施例的光学拾取器。

参考图1，根据本发明的光学拾取器100包括：双波长激光二极管(LD)110、衍射光栅120、分光器130、聚光透镜140、物镜150和光电检测器160。

根据本发明的光学拾取器100被包括在光学记录和再现设备(未显示)中，并且光学地读取记录在光盘100a中的数据并将该数据转换为电信号以输出该电信号。这里，诸如压缩盘播放器(CDP)、数字视频盘播放器(DVDP)和数字视频盘记录器(DVDR)的光学记录和再现设备将数据记录在光盘100a中和/或从光盘100a再现数据。作为其中记录有数据的光学记录介质的光盘100a分为诸如DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM和DVD-ROM的DVD以及诸如CD-R、CD-RW和CD-ROM的CD，并且不限于上述介质。这里，R是指数据可被记录一次，±RW和RAM是指数据可被记录多次。

在双波长LD 110中，发射具有不同波长的光分量的DVD光源112和CD光源114被包括在容器(诸如罐)中。在图1中，一点连线、两点连线和点划线分别表示由DVD光源112发射的光的路径、由CD光源114发射的光的路径、和各光分量的中间光的路径。

当DVD安装在光学记录和再现设备(未显示)中时，DVD光源112发射具有大约650nm的波长的可见光。当CD安装在光学记录和再现设备中时，CD光源114发射具有大约780nm波长的红外光。DVD光源112和CD光源114被用于将预定信号记录在光盘100a中或者从光盘100a读取记录的信号，并且彼此分离预定距离d。

衍射光栅120将由双波长LD 110发射的具有预定波长的激光束划分为至少三个光束。即，穿过衍射光栅120的预定波长的激光束被划分为笔直传播通过形成在光栅上的衍射沟槽的0阶光束和以预定衍射角度传播的±1阶光束。如稍后所述的，划分的激光束被使用以最小化在物镜150的运动期间产生的TE信号的CD偏移。这里，0阶光束是衍射光分量中的中间光，+1阶光束是第一外围光分量，-1阶光束是第二外围光分量。

如随后所描述的，分光器130使由衍射光栅120划分的三个光束照射到光盘100a上，并使由光盘100a反射的激光束入射到光电检测器160上。

作为一种准直透镜的聚光透镜140将由分光器130导致的具有预定衍射角的激光束转换为平行光以输出该平行光。

物镜150使通过聚光透镜140输出的激光束聚焦到光盘100a上。物镜150通过激励器(未显示)执行聚焦伺服和循道(tracking)伺服。

从光盘100a的表面反射的激光束通过物镜150、聚光透镜140和分光器130入射到光电检测器160的预定位置上。光电检测器160是一种用于检测由光盘100a反射的光以将该光转换为电信号的光电二极管集成电路(IC)。由于它是一种公知的技术，所以省略其描述。

根据本发明，图2中示出了光电检测器160。

参考图2，根据本发明的光电检测器160是12划分检测器，并且具有DVD传感器162和CD传感器164。从DVD传感器162的中心到CD传感器164的中心，DVD传感器162和CD传感器164彼此分离预定距离d’。考虑光学元件的特性，诸如DVD光源112和CD光源114之间的距离d以及分光器130的厚度、位置和角度来计算预定距离d’。例如，预定距离d’与分光器130的厚度成比例。

用作第一检测器的DVD传感器162接收并检测由DVD反射的激光束。为了执行这样的操作，DVD传感器162包括被划分为四个区域A、B、C和D的第一中间传感器162a以及每个被分为两个区域E和F以及G和H的第一外围传感器162b和第二外围传感器162c。在由衍射光栅120划分的光束之中，0阶光束被入射到第一中间传感器162a上，+1阶光束被入射到第一外围传感器162b上，-1阶光束被入射到第二外围传感器162c上。

以下，为方便起见，从各划分的区域检测到的信号以与检测到这些信号的区域的标号相同的标号表示。

由DVD传感器162检测到的信号A到H产生第一聚焦误差(FE)信号以及第一和第二循道误差(TE)信号。

具体地讲，第一FE信号通过由第一中间传感器162a检测到并划分的信号A、B、C和D使用像散方法来产生。这是因为，当光盘100a是DVD时，由DVD反射的激光束在穿过分光器130的时候具有预定的像散。由于对于本领域的技术人员来说稍后描述的像散方法和微分推挽(DPP)方法、微分相位检测(DPD)方法和三光束方法是公知的，所以省略它们的详细描述。

第一和第二TE信号通过由DVD传感器162检测到的信号A到H使用DPP方法、DPD方法和三光束方法来产生。根据本发明，当光盘100a是DVD-R和DVD±RW时，DVD传感器162通过DPP方法产生第一TE信号，当光盘是DVD-ROM时，通过DPD方法产生第二TE信号。

另一方面，用作第二检测器的CD传感器164接收并检测由CD反射的激光束以产生第二FE信号和第三TE信号。为了执行这样的操作，CD传感器164被划分为四个区域I、J、K和L。即，第二FE信号通过由CD传感器164检测到并划分的信号I、J、K和L使用像散方法产生。第三TE信号通过由CD传感器164检测到并划分的信号I、J、K和L使用DPD方法或三光束方法来产生。根据本发明，CD传感器164通过DPD方法来产生第三TE信号。

这是因为，由于由衍射光栅120导致的衍射角随每个激光束的波长而变化，并且彼此不同的DVD的轨道间距和CD的轨道间距是0.74μm和1.6μm，所以难以使用三光束方法来控制具有不同衍射角的激光束的相位。即，为了解决由于通过衍射光栅120而聚焦在DVD和CD上的激光束的相位彼此不同而导致难以控制这些相位的问题，在CD的情况下TE信号通过DPD方法产生。

将根据光盘100a的类型来详细描述产生FE信号和TE信号的方法。

图3A到3C是图2中所示的光电检测器的详细电路图。

图3A是示出图3中所示的光电检测器的一部分的电路图，以描述当图1的光盘是DVD-R或DVD±RW时检测第一TE信号的方法。

参考图3A，光电检测器160还包括用于产生第一TE信号的第一计算部分166。第一计算部分166通过DPP方法产生第一TE信号。当光盘100a是DVD-R或DVD±RW时，产生的第一TE信号用于光学拾取器100的循道伺服。

为了执行这样的操作，第一计算部分166包括第一加法器166a、第二加法器166b、第三加法器166c、第一减法器166d、第二减法器166e、第三减法器166f、放大器166g和第四减法器166h。

第一加法器166a将B加到0阶光束的各个信号A、B、C和D之中的C得到(B+C)。第二加法器166b将A加到D得到(A+D)。第一减法器166d从(B+C)减去(A+D)得到((B+C)-(A+D))。这是因为，(B+C)的相位与(A+D)的相位不同。

第二减法器166e适应性地从+1阶光束的信号F减去+1阶光束的信号E得到(F-E)。第三减法器166f适应性地从-1阶光束的信号H减去-1阶光束的信号G得到(H-G)。第三加法器166c将(F-E)加到(H-G)得到((H-G+(F-E))。这是因为，(F-E)的相位等于(H-G)的相位。

放大器166g将从第三加法器166c输出的信号放大预定倍数K得到(K{(H-G)+(F-E)})。这里，K是与0阶光束的量对±1阶光束的量的比率相应的增益值，所述比率以预定查找表(未显示)的形式设置。

第四减法器166h从(B+C)-(A+D)减去K{(H-G+(F-E))以输出第一TE信号(B+C)-(A+D)-K{(H-G+(F-E)}。因此，光盘100a的第一TE信号通过DPP方法计算。

图3B是示出图3中所示的光电检测器的一部分的电路图，以描述当图1的光盘是DVD-R或DVD±RW时检测第一FE信号的方法以及当图1的光盘是DVD-ROM时检测第二TE信号的方法。

参考图3B，光电检测器160还包括第二计算部分167。第二计算部分167通过像散方法产生光盘100a的第一FE信号，通过DPD方法产生光盘100a的第二TE信号。这里，当光盘100a是DVD-R、DVD±RW和DVD-ROM之一时，产生的第一FE信号用于光学拾取器100的聚焦伺服。当光盘100a是DVD-ROM时，第二TE信号用于光学拾取器100的循道伺服。

为了执行这样的操作，第二计算部分167包括第四加法器167a、第五加法器167b和第五减法器167c。第四加法器167a将B加到0阶光束的各个信号A、B、C和D之中的D得到(B+D)。第五加法器167b将A加到C得到(A+C)。第五减法器167c从(A+C)减去(B+D)得到((A+C)-(B+D))。即，根据光盘100a的类型，最终的输出(A+C)-(B+D)被用作第一FE信号和第二TE信号。

图3C是示出图3中所示的光电检测器的一部分的电路图，以描述当图1的光盘是CD时检测第二FE信号和第三TE信号的方法。

参考图3C，光电检测器160还包括第三计算部分168。第三计算部分168通过像散方法来产生第二FE信号，通过DPD方法来产生第三TE信号。当光盘100a是CD时，产生的第二FE信号和第三TE信号被用于聚焦伺服和循道伺服。

为了执行这样的操作，第三计算部分168包括第六加法器168a、第七加法器168b和第六减法器168c。第六加法器168a将J加到由CD传感器164检测到的信号I、J、K和L之中的L得到(J+L)。第七加法器168b将I加到K得到(I+K)。第六减法器168c从(I+K)减去(J+L)得到((I+K)-(J+L))。最终的输出(I+K)-(J+L)是第二FE信号和第三TE信号。

将在【表1】中简单地描述根据上述光盘100a的类型产生FE信号和TE信号的方法。

【表1】

光盘的类型	方法	信号	TE信号
					DVD-R/±RW/RAM	像散	(A+C)-(B+D)	方法	信号
DVD-ROM	像散	(A+C)-(B+D)	DPP	{(B+C)-(A+D)}-K{(H-G)+(F-E)}
					CD	像散	(I+K)-(J+L)	DPD	(A+C)-(B+D)
			DPD	(I+K)-(J+L)

参考【表1】，当使用双波长激光LD 110时，为了将数据记录在光盘100a中或从光盘100a再现数据而执行的操作通过根据光盘100a的类型而设置的方法来计算。

另一方面，图4是图3A到3C中所示的光电检测器的示意性电路图。

参考图4，光电检测器160还包括开关部分170。开关部分170根据光盘100a的类型适应性地和选择性地输出通过DPP方法产生的第一TE信号或通过DPD方法产生的第二TE信号。例如，当光盘100a是DVD-R、DVD±RW和DVD-RW之一时，开关部分170适应性地输出通过第一计算部分166计算的第一TE信号。此时，第一FE信号被输出。

当光盘100a是DVD-ROM时，开关部分170选择性地输出通过第二计算部分167计算的第二TE信号。此时，第一FE信号被输出。这里，开关部分170的选择通过控制用于控制光学拾取器100的全部操作的控制部分(未显示)来被控制。

另一方面，通过第三计算部分168计算的第三TE信号可通过三光束方法和DPD方法来计算。三光束方法可通过控制衍射角来被使用，从而三个光束聚焦到DVD和CD的轨道间距的最少公共的多个轨道上。这是因为DVD的轨道间距与CD的轨道间距不同。

另一方面，当根据上述的本发明的光电检测器160被用于发射双波长激光束的光学拾取器100时，可使用如图1中所示的简单的光学系统来检测FE信号和TE信号。

如上所述，根据本发明的光电检测器，可将该光电检测器应用于发射双波长激光束的光学拾取器。具体地讲，由于可通过根据本发明的光电检测器减少必需的光学元件的数量，所以可使光学拾取器小型化和简单化，改进光学拾取器的装配，减少光学拾取器的制造成本，并最小化部件的数量。因此，可提高可靠性，从而提高生产率。

尽管已参考本发明的优选实施例具体地显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节的各种改变。

                         产业的可利用性

本发明涉及一种光学拾取器的12划分光电检测器，该12划分光电检测器用于检测由双波长激光二极管发射的随光盘的类型而变化的激光束，以将该激光束转换为电信号。

Claims (6)

1、一种当从双波长光源发射的光被划分为将被光学记录介质反射的至少三个光分量时用于检测所述反射的光分量的光电检测器，该光电检测器包括：

第一检测器，被划分为用于检测由光学记录介质反射的三个光分量的8个区域，以将这些光分量转换为电信号；

第一计算部分，用于通过微分推挽方法从由第一检测器转换的电信号计算第一循道误差信号；

第二计算部分，用于从由第一检测器转换的电信号，通过像散方法计算第一聚焦误差，通过微分相位检测方法计算第二循道误差信号；

第二检测器，被划分为用于检测由光学记录介质反射的三个光分量的四个区域，以将这些光分量转换为电信号；和

第三计算部分，用于从由第二检测器转换的电信号，通过像散方法计算第二聚焦误差信号，通过微分相位检测方法计算第三循道误差信号。

2、如权利要求1所述的光电检测器，其中，所述第一检测器包括：

第一中间传感器，具有被垂直和水平划分为四个子区域的区域，用于检测由光学记录介质反射的至少三个光分量之中的中间光分量，以将中间光分量转换为电信号；

第一外围传感器，具有被垂直或水平划分为两个子区域的区域，用于检测由光学记录介质反射的至少三个光分量之中的第一外围光分量，以将第一外围光分量转换为电信号；和

第二外围传感器，具有被垂直或水平划分为两个子区域的区域，用于检测由光学记录介质检测到的至少三个光分量之中的第二外围光分量，以将第二外围光分量转换为电信号。

3、如权利要求1所述的光电检测器，其中，所述光学记录介质是DVD-R、DVD+RW、DVD-RW和CD中的一个。

4、如权利要求3所述的光电检测器，还包括：开关部分，用于根据光学记录介质的类型选择性地输出第一循道误差信号或第二循道误差信号。

5、如权利要求4所述的光电检测器，

其中，当光学记录介质是DVD-R、DVD+RW和DVD-RW中的一个时，开关部分选择性地输出由第一计算部分计算的第一循道误差信号，和

其中，当光学记录介质是DVD-ROM时，开关部分选择性地输出由第二计算部分计算的第二循道误差信号。

6、如权利要求3所述的光电检测器，其中，当光学记录介质是CD时，第三计算部分计算第二聚焦误差信号和第三循道误差信号。

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