TW512329B - Laser diode output control apparatus - Google Patents

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512329 A7 B7 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8723pif.doc/008 發明説明（丨） 發明領域 本發明是有關於一種光記錄/再生裝置（optical recording/reproducing apparatus )，且特別是有關於一種用 來控制雷射二極體的輸出以達到最佳水準之雷射二極體輸 出控制裝置。 習知敘述 今曰的資訊時代，我們需要如光記錄裝置這種具備 大容量的紀錄媒體（recording media )，像是可燒錄式光碟 機（CD-R )，可抹寫式光碟機（CD-RW )，磁光碟機 (MODD )，可讀寫數位影音光碟機（DVD-RAM )，可抹寫 式數位影音光碟機（DVD-RW、DVD+RW )。這些光記錄裝 置使用雷射二極體，因此光記錄裝置的效能取決於雷射二 極體的輸出控制是否得當。因爲寫入脈衝（write pulse )的 波形會因應不同型態的光記錄裝置而有所不同，故寫入脈 衝的波形必須謹慎的考慮，以控制雷射二極體的輸出並使 其維持在最佳水準。 第1圖繪示爲習知雷射二極體輸出控制裝置的方塊 圖。請參照第1圖，標號12〇爲一用來產生寫入脈衝的記 錄波形產生器（recording waveform generator )，其所產生 的寫入脈衝會在光碟180上形成對應於記錄資料的空間 (space )或標記（mark )。標號14〇爲一控制雷射二極體160 輸出的雷射二極體驅動單元，其係根據記錄波形產生器120 所產生之寫入脈衝來控制雷射二極體160的輸出。以可讀 寫數位影音光碟機（DVD-RAM )爲例，輸入至記錄波形產 4 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 512329 8723pif.doc/008 B7___ 五、發明説明（V) 生器120的資料爲一不回到零的反向（Non Return-to-Zero Inverted，NRZI )信號，而由雷射二極體區端原輸出的寫 入脈衝則是由第一脈衝（the first pulse )、最後脈衝（the last pulse )、冷卻脈衝（cooling pulse )以及多串脈衝（multi-train pulse )組合而成。 自動雷射電源控制器（Auto laser Power Controller， APC )200包括一光二極體（photodiode )202，一可變增益 放大器（Variable Gain Amplifier，VGA )204，一 比較器 (comparator )206，一上數 / 下數計數器（up/down counter )208 以及一數位/類比轉換器（Digital-to-Analog Converter，DAC )210 〇 雷射二極體202接收由光碟180所反射的雷射光， 並產生一與此雷射光增益之後相對應的電氣信號 (electrical signal )。可變增益放大器204將光二極體202 所產生之電氣信號放大至預定的增益倍率，並且將放大後 的電器信號轉換爲電壓信號（voltage signal )。比較器2〇6 對可變增益放大器204的輸出以及參考電壓値Vw進行比 較，並且輸出一特定信號以指出二者之中的較大者。 上數/下數計數器208根據比較器206所輸出之特定 信號而向上/向下計數。當比較器206所輸出之特定信號 指出可變增益放大器204的輸出大於參考電壓値Vyf時， 上數/下數計數器208會向下計數；例如，特定信號爲低 準位輸出（low level )時。相反的，當比較器206所輸出之 特定信號指出可變增益放大器204的輸出小於參考電壓値 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） --------、tr (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（）7 )

Vref時，上數/下數計數器208會向上計數；例如，特定信 號爲咼準位輸出（high level )時。上數/下數計數器208的 計數會藉由數位/類比轉換器210提供至雷射二極體驅動 單元140。雷射二極體驅動單元140根據提供到數位/類比 轉換器210的信號大小來控制雷射二極體16〇的輸出。 第1圖中的自動雷射電源控制器200能夠偵測由光 —*極體202所測得雷射二極體160中的本電源値（present power value )與參考電壓値Vref2間的差（difference )，並 根據所偵測的偏差（deviation )來控制雷射二極體160的輸 出。 第1圖中的傳統雷射二極體輸出控制裝置使用上數/ 下數計數器208來比較參考電壓値\^f與本電源値，並且 控制雷射二極體的輸出。然而，當媒體的再生與紀錄速度 日益增進時，雷射二極體輸出控制的速度與範圍會受限於 上數/下數計數器208的執行速度。此外，若媒體的紀錄 速度增進時，則寫入脈衝的寬度會被縮減。 爲了解決上述問題，本發明的目的在提出一種雷射 二極體輸出控制裝置，其具有較佳的控制速度與範圍。 因此，爲了達到上述目的而提供一種雷射二極體輸 出控制裝置， (NOT YET, Page 3) 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨〇><297公釐） --.------------、tr------φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 A7 B7 8723pif.d〇c/〇〇8 五、發明説明（c) 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 圖式之簡單說明： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖繪示爲習知雷射二極體輸出控制裝置的方塊 圖； 第2圖繪示爲本發明雷射二極體輸出控制裝置的方 塊圖； 第3圖繪示爲本發明雷射二極體輸出控制裝置之細 部結構方塊圖； 第4圖繪不爲第3圖中前處理器（preprocessor )的方 塊圖；以及 第5圖繪不爲第3圖中運算單元（arithmetic unit )的 方塊圖。 圖式之標示說明： 120 :波形產生器 140 :雷射二極體驅動單元 160 :雷射二極體 180 :光碟 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 200 :自動雷射電源控制器 202 :光二極體 204 :可變增益放大器 206 :比較器 208 :上數/下數計數器 210 :數位/類比轉換器 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 8723pif.doc/008 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（t ) 302 :光二極體&電流/電壓放大器 302a :電流/電壓放大器 302b :監控光二極體 304 :類比/數位轉換器 306 :運算單元 308 :數位/類比轉換器 310 :雷射二極體 312 :控制器 402 :前處理器 404 :寫入脈衝產生器 406 :延遲器 408 :抽樣&維持控制器 410 :自動雷射電源控制器 412 :界面 504 :讀取/寫‘入增益控制器 506 :增益控制選擇器 508 :低通濾波器 510 :波峰維持器 512 :波谷維持器 514 :模式選擇開關 602 :平均單元 604 :參考記錄器 606 :第一多功器 608 :減法器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 723pif.d〇c/008 五、發明説明（6) 610 :除法器 612 :加法器 614 :第二多功器 616 :解多功器 618 :控制記錄器 620 :第三多功器 622 :第四多功器 較佳實施例 圖式中相同的標號即代表相同的元件’因此有關於 這些前述元件的敘述將予以省略。 第i圖中所繪示之雷射二極體輸出控制裝置使用上 數/下數計數器來對參考電源値（reference Power value )以 及回授（fed back )之本電源値（present power value )進行 比較，並根據比較的結果來控制雷射二極體的輸出。基於 這個理由1雷射二極體在控制輸出的速度與範圍上會受到 限制。此外，當媒體的紀錄速度日益增進時’記錄脈衝會 變得長度較短且複雜。因此，藉由上數/下數計數器難以 應付現今記錄媒體在記錄速度上日益增進的趨勢。 爲了解決這些問題，本發明提供一種改良型雷射二 極體輸出控制裝置，其能夠在預定位置與預定時間抽樣及 維持雷射二極體的輸出，並將雷射二極體的輸出與一參考 電源値進行比較，進而控制雷射二極體的輸出。 第2圖繪示爲本發明雷射二極體輸出控制裝置的方 塊圖。請參照第2圖，雷射二極體輸出控制裝置包括一光 II-------豐------tT------· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（q) 二極體&電流/電壓放大器302、一類比/數位轉換器304、 一運算單元306、一數位/類比轉換器308、一雷射二極體 310以及一控制器312。 雷射二極體310的輸出是由數位/類比轉換器308的 輸出來決定。光二極體&電流/電壓放大器302偵測雷射二 極體310的輸出，並將其轉換爲一電壓信號。 光二極體&電流/電壓放大器302通常製作於不同晶 片上，但是將光二極體與電流/電壓放大器整合在同一晶 片上是可能的。光二極體&電流/電壓放大器302的輸出代 表雷射二極體310產生雷射的本電源値，並且包含了雷射 二極體310輸出時延遲寫入脈衝的波形。在此，延遲的量 (amount of delay )會隨著雷射二極體310以及光二極體& 電流/電壓放大器302的操作特性而改變，但是一旦雷射 二極體輸出控制裝置製作完成之後，其延遲幾乎爲一定 値。 類比/數位轉換器304在特定時間點抽樣光二極體& 電流/電壓放大器302的輸出以獲得本電源値，並將本電 源値傳送到運算單元306中。雖然在第2圖中並未繪示， 但在數位/類比轉換器304與光二極體&電流/電壓放大器 302之間可以配置一轉換器。由於光二極體&電流/電壓放 大器302的操作特性可以隨著雷射強度的增加而增加或減 少。因此，需要一轉換器以使得光二極體&電流/電壓放大 器302的操作特性與數位/類比轉換器304的操作特性匹 配。 10 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） — -：------•裝------、訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（$ ) 數位/類比轉換器304的前端（front end )可包括一準 位移位器（level shifter )及/或增益調整器（gain adjustor )， 以使得數位/類比轉換器304的動態範圍與光二極體&電流 /電壓放大器302的輸出特性匹配。 運算單元306對參考電源値以及由數位/類比轉換器 3〇4抽樣而得到的本電源値進行比較，並根據參考電源値 與本電源値之間的差（difference )來控制雷射二極體310 的輸出。在此，參考電源値可隨著媒體型態、突起/訊坑 (land/groove )、電源控制訊號的種類等而變動。如上述， 運算單元306對參考電源値以及由數位/類比轉換器304 抽樣而得到的本電源値進行比較，並且藉由二者之間的差 値來調整控制電壓値（control power value )，因此控制雷 射二極體310輸出的速度能夠比傳統使用上數/下數技術 器的雷射二極體輸出控制裝置快。 數位/類比轉換器308將由運算單元308所得到的控 制電源値傳送到雷射二極體310。 控制器312根據欲記錄的紀錄資料產生控制類比/數 位轉換器304與運算單元306操作的控制訊號，此外，並 根據一種操作模式（operational mode )來控制運算單元306 的操作。 第3圖繪示爲本發明雷射二極體輸出控制裝置之細 部結構方塊圖。請參照第3圖，雷射二極體輸出控制裝置 包括一由監控光二極體302a及電流/電壓放大器302b所組 成之光二極體&電流/電壓放大器302、一類比/數位轉換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —*------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（q) 器、一運算單兀306、一數位/類比轉換器308、一雷射二 極體310、一前處理器402、一寫入脈衝產生器404、一延 遲器（delayer )406、一抽樣&維持控制器408、一自動雷 射電源控制器410以及一界面412。 由雷射二極體310輸出的寫入脈衝是一種由一第一 脈衝、一多串脈衝、一最後脈衝以及一冷卻脈衝等組成的 脈衝。組成寫入脈衝的每一個脈衝爲特定的電源準位 (specific power level )，諸如讀取（read )電源準位、波峰 (peak )電源準位、第一偏壓（或抹除）電源準位、第二偏 壓（或冷卻）電源準位，或是第三偏壓（或波谷（bottom)) 電源準位。寫入脈衝的電源準位會隨著時間變化而變成另 一種特定的電源準位。 寫入脈衝是依據一不回到零的反向（]^011化61：111'11-1：0-Zero Inverted，NRZI )信號合成而來。在適當的紀錄方法 中，每一個脈衝的起始/終端位置、寬度以及電源準位都 會根據形成在標記（mark )前的空間及形成在標記後的空 間（space )之間的關係而改變。 寫入脈衝產生器404會藉由產生的電源控制訊號 (power control signal )，意即讀取電源準位、波峰電源準 位、第一偏壓電源準位、第二偏壓電源準位或是第三偏壓 電源準位來產生一寫入脈衝，以開啓或是關閉每一寫入脈 衝的電源準位，之後再將電源控制訊號延遲並與其邏輯 (logics )結合，以產生一寫入控制訊號（writing control signal )。這種由寫入脈衝產生器404所產生的電源控制訊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --*--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 A7 B7 8723pif.doc/〇08 五、發明説明（（c、） 號會隨著記錄媒體的型態而改變。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 運算單元306會輸出諸如讀取電源準位、波峰電源 準位、第一偏壓電源準位、第二偏壓電源準位或是第三偏 壓電源準位等的電源準位。運算單元306所輸出的電源準 位’在寫入脈衝產生器404所產生之寫入控制訊號的控制 下，可以連續地提供（applied )到類比/數位轉換器308。 一般的雷射二極體，其上都貼附有一雷射二極體驅 動器（driver )。讀取電源、波峰電源、第一偏壓電源至第 三偏壓電源以及控制這些電源的電源控制訊號會提供至雷 射二極體驅動器上。藉由對應的電源控制訊號可將每一個 電源設定爲開啓或是關閉，藉由設定每一個電源的開啓/ 關閉會得到多種結果（result )，而雷射二極體310則是依 據這些結果的組合來進行驅動。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 寫入脈衝產生器404例如具有針腳（pins )，每一根 針腳皆輸出電源控制信號的其中之一到雷射二極體驅動 器。透過寫入脈衝產生器404，由運算單元306及類比/數 位轉換器308輸出的讀取電源準位、波峰電源準位、第一 偏壓（或抹除）電源準位、第二偏壓（或冷卻）電源準位 或是第三偏壓（或波谷）電源準位會被提供到雷射二極體 驅動器。 類比/數位轉換器304在特定的時間點對光二極體& 電流/電壓放大器302進行抽樣以獲得本電源値，並將抽 樣的結果傳送至運算單元306。 運算單元306對參考電源値與由類比/數位轉換器304 13 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNs ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（Μ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 抽樣得到之本電源値進行比較，並將電源控制値（power control value )提供到雷射二極體310，意即，根據參考電 源値與本電源値之間的差（difference )所設定之讀取電 源、波峰電源以及第一偏壓至第三偏壓電源。在此，當第 3圖中的雷射二極體輸出控制裝置在操作時，參考電源値 是由自動雷射電源控制器410所提供，且參考電源値會隨 著媒體的型態而改變。運算單元306具有儲存參考電源値 的參考記錄器（reference registers )、儲存提供至雷射二極 體310的控制電源（control power )的控制記錄器（control registers )，以及減法器（subtracter )和加法器（adder )，其 係利用儲存在參考記錄器及控制記錄器中的數値計算出一 個新的控制値（new control value )。 寫入脈衝產生器404根據媒體的型態、不回到零的 反向訊號（NRZI signal )以及標記（mark )與空間（spaces ) 之間的關係來產生一寫入脈衝控制訊號，意即讀取電源控 制訊號、波峰電源控制訊號以及第一至第三偏壓電源控制 訊號。此外，寫入脈衝產生器404包括多個延遲器（delayers ) 以及多個閘極（gates )。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在此，寫入控制訊號會選擇儲存在運算單元306控 制紀錄器（未繪示）中的其中一個控制電源値（control power value ) ° 在寫入脈衝中，讀取電源、波峰電源、第一偏壓電 源、第二偏壓電源以及第三偏壓電源會沿著時間軸（axis of time )連續地出現，且寫入脈衝的各個區域是分別藉由讀 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（ρ/) 取電源控制訊號、波峰電源控制訊號、第一偏壓電源控制 訊號、第二偏壓電源控制訊號以及第三偏壓電源控制訊號 來表示。因此，我們可以量測每一個提供到雷射二極體之 電源的週期，或者是量測每一個由上述電源控制訊號彼此 結合來控制之電源的週期。寫入脈衝產生器404將電源控 制訊號彼此結合，並產生一提供到雷射二極體310之寫入 控制訊號。 延遲器406延遲由寫入脈衝產生器404所產生的寫 入控制訊號。光二極體&電流/電壓放大器302的輸出包含 有延遲寫入脈衝的波形。在此，延遲的量（amount of delay ) 會隨著雷射二極體310以及光二極體&電流/電壓放大器 302的操作特性而改變，且雷射二極體輸出控制裝置製作 完成之後，其延遲幾乎爲一定値。延遲器406會延遲類比 /數位轉換器304的抽樣操作，以補償光二極體&電流/電 壓放大器302所產生的延遲。 抽樣&維持控制器408會藉由經過延遲器4〇6延遲後 的寫入控制訊號306來產生一控制類比/數位轉換器304 抽樣操作的抽樣控制訊號，且抽樣&維持控制器408會產 生一用來控制運算單元306中多功器（multiplexer )及解多 功器（demultiplexer )操作的選擇訊號（selection signal )。 選擇訊號會指出寫入脈衝在時間軸上的其中一個劃分區間 (sections )，而這些區間是表示提供到雷射二極體驅動器 之讀取電源、波峰電源、第一偏壓電源、第二偏壓電源以 及第三偏壓電源的週期。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------— (绩先閲績背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 8723pif*doc/008 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（Ο ) 抽樣控制訊號變成一個控制類比/數位轉換器304抽 樣操作的訊號’而抽樣的時間則是分別由提供至雷射二極 體驅動器之讀取電源、波峰電源、第一偏壓電源至第三偏 壓電源的區間（sections )來決定。舉例來說，讀取電源的 抽樣時間可以交替地選擇讀取電源的不同區間，意即起始 部份（beginning part )、中間部份（middle part )以及末端 部份（end part )。此外，抽樣時間是藉由延遲寫入控制訊 號或其與邏輯準位（1〇gic levels )的結合來決定。 在此，抽樣&維持控制器408會將寫入脈衝產生器404 所產生的寫入脈衝訊號減爲一半、四分之一以及八分之一 以調整迴路時間（loop time )。 自動雷射電源控制器410從界面412接收資訊，並 根據媒體型態、突起/訊坑（land/gr〇ove )以及選定的控制 模式來控制抽樣&維持控制器408與寫入脈衝產生器404。 界面412會輸入一時脈訊號（clock signal )CLK、一 讀取/寫入控制訊號WG、一不回到零的反向訊號NRZI以 及一突起/訊坑決定訊號L/G至自動雷射電源控制器410， 並且由外界的微處理器（micro processor )接收有關媒體型 態以及多種控制資訊。 自動雷射電源控制器410藉由已選定控制模式之類 比/數位轉換器304來處理抽樣的値（sampled value )，並 控制抽樣&維持控制器408將處理過的値（processed value ) 提供到運算單元306。本發明中，APC的模式建議使用平 均式APC模式（average APC mode )、直接式APC模式 16 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) , 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（γ) (direct APC mode )、波峰式 APC 模式（peak apc mode ) 以及波合式APC模式（bottom APC mode )。 在平均式APC模式下，APC是藉由先前雷射二極體 的輸出値與此次（present )雷射二極體的輸出値之平均値 (average )來控制，而在直接式APC模式下，APC則是藉 由此次（present )雷射二極體的輸出値來控制。在波峰式 APC模式與波谷式APC模式下，APC是藉由此次雷射二 極體的輸出値以及一特定區間中的波峰或波谷値來控制。 第3圖中繪示的雷射二極體輸出控制裝置中，寫入 脈衝產生器404、延遲器406、以及抽樣&維持控制器408 例如可整合於同一積體電路上。此外，前處理器402、類 比/數位轉換器304、運算單元306、數位/類比轉換器308、 自動雷射電源控制器410以及界面例如可形成於同一積體 電路上。 由於將上述元件（device)形成在同一積體電路上，以 致於雷射二極體輸出控制裝置可以貼附於一檢波器 (pickup )(未繪示）上。此外，藉由將上述元件配置於同 一積體電路上，可以避免元件之間發生干擾，因此雷射二 極體在輸出控制上的操作十分穩定。特別是在高容量及高 速的光記錄/再生裝置中，元件之間的訊號交換（exchange) 具有很高的頻率。這類裝置對於外界的干擾很敏感且容易 容易故障，而將組成裝置的各元件配置於同一積體電路上 則可避免故障的問題。 第4圖繪示爲第3圖中前處理器的方塊圖。請參照 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） —'------------tr------φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 512329 A7 B7 8723pif〇doc/008 五、發明説明（β) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖，前處理器402例如係由一讀取/寫入增益控制器 (read/write gain controller )504、一增益控制選擇器（gain control selector )506、一低通爐波器（l〇w-pass filter )508、 一波峰維持器（peak holder )510、一波谷維持器（bottom holder )512 以及一模式選擇開關（mode select switch )514 所組成。 電流/電壓放大器302b以及讀取/寫入增益控制器504 會根據給定的增益値（given gain )來放大由光二極體&電 流/電壓放大器302所輸出的訊號。此外，電流/電壓放大 器302b以及讀取/寫入增益控制器504會根據一讀取模式 或一寫入模式來調整監控雷射二極體302a輸出的放大增 益。 增益控制選擇器506是一種根據自動雷射電源控制 器410所提供之增益選擇訊號，而選擇電流/電壓放大器 302b與讀取/寫入增益控制器504其中之一的開關。 模式選擇開關514根據自動雷射電源控制器410所 提供之模式選擇訊號，而從低通濾波器508、增益控制選 擇器506、波峰維持器510以及波谷維持器512所提供的 訊號中選出一個訊號。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當模式選擇訊號表示平均式APC模式時，模式選擇 開關514會選擇由低通濾波器508所提供的訊號，並且輸 出相同的訊號。低通濾波器508會將先前雷射二極體的輸 出値與此次雷射二極體的輸出値平均，並輸出一平均値。 當模式選擇訊號表示直接式APC模式時，模式選擇開關514 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（（u (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 會選擇由增益選擇開關506所提供的訊號，並且將其輸出。 當模式選擇訊號表示波峰式APC模式時，模式選擇開關514 會選擇由波峰維持器510所提供的訊號，並且將其輸出。 此時5波峰維持器510會以給定區間（given section )中的 最大値輸出。此外，當模式選擇訊號表示波谷式APC模 式時，模式選擇開關514會選擇由波谷維持器512所提供 的訊號，並且將其輸出。波谷維持器5 12以給定區間（given section )中的最小値輸出。 第4圖中所繪示的前處理器402可以形成一積體電 路。 第5圖繪示爲第3圖中運算單元的方塊圖。請參照 第5圖，運算單元306例如係由一平均單元（average unit)602、參考記錄器（reference registers )604、一第一多 功器（first multiplexer )606、一減法器（subtracter )608、 一除法器（divider )610、一加法器（adder )612、一第一多 功器614、一解多功器（demultiplexer )616、一控制記錄器 (control register )618、一第二多功器620以及一第四多功 器622所構成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 平均單元602可將抽樣雜訊移除，並執行低通濾波 (low-pass filtering )。 平均單元602的輸出會被傳送到減法器608或是外 界，以使得外界的微處理器在雷射二極體測試時能夠偵測 到雷射二極體31〇的輸出。 本發明中，在參考記錄器604中記錄器（registers )的 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512329 A7 B7 8723pif.doc/〇〇8 五、發明説明（D ) (清先閲漬背面之注意事項再填寫本頁) 總數爲九個。參考記錄器604中儲存讀取電源、突起的波 峰電源、突起的第一至第三偏壓電源、訊坑的波峰電源， 以及訊坑的第一至第三偏壓電源。在此，參考記錄器604 中記錄器的數目可隨著媒體型態以及電源準位（ power level )的數目而改變。 此外，第5圖中的裝置例如更包括一指派（ assigning ) 參考電源値到參考記錄器604之多功器（未繪示）。自動 雷射電源控制器410由界面412接收參考電源値，並藉由 多功器的幫助將其儲存於參考記錄器604中。此外，可藉 由外界的微處理器直接將多功器所產之聲參考電源値提供 到參考記錄器604。 第一多功器606會選擇其中一個參考記錄器604。 減法器608會量測由參考記錄器604輸出的參考電 源値以及由平均單元602輸出的本電源値之間的差値，並 將此差値輸出。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 除法器610會輸出由減法器608量測之差値，接著 逐漸減少輸出的差値，例如。二分之一、四分之一、八分 之一等等。因此，由減法器608所得到參考電源値與本電 源値之間的差値會逐漸減小，藉以控制達到一目標値的速 度（the speed of tracking a target value ) 〇 加法器612會將雷射二極體310所提供的本電源値 以及除法器608所得到的差値相加，並將相加的結果輸出。 加法器612的輸出爲一 APC經過修正的値，其經過控制 記錄器618、第三多功器622的修正之後，會變成一提供 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐〉 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（0) 至數位/類比轉換器308之控制電源値。 當雷射二極體控制裝置初始化（initialized )時，第二 多功器614係用以將參考記錄器304中的參考電源値儲存 到控制記錄器618中。意即，第二多功器614會將參考記 錄器6〇4 (由第一多功器606所選擇）輸出的參考電源値 儲存到解多功器616所選擇的控制記錄器中。第二多功器 614的選擇係藉由自動雷射電源控制器410來控制。 解多功器616選擇控制記錄器618，以儲存由加法器 612得到的控制値（control value )。 控制記錄器618儲存由雷射二極體310所提供參考 電源値，控制記錄器618包括九個分別用以儲存讀取電源、 突起波峰電源、突起的第一偏壓至第三偏壓電源、訊坑的 波峰電源以及訊坑的第一偏壓至第三偏壓電源的紀錄器。 在此，控制記錄器618中紀錄器的數目會隨著記錄媒體的 型態以及所要控制電源準位的數目有關。 雖然於圖中未繪示，但第5圖的裝置例如包括一資 料輸入/輸出端子，以將儲存於控制記錄器618中的控制 電源準位提供到外界的微處理器，或是從外界的微處理器 接收儲存到控制記錄器618中的控制電源準位。也就是， 外界的微處理器例如可藉由資料輸入端子來偵測控制記錄 器618中的本控制電流，並且藉由資料輸出端子儲存一預 定控制電源値到控制記錄器618中。總而言之，雷射二極 體輸出控制裝置可以藉由韌體（firm ware )達成。 第二多功器620會選擇控制的電源値（power value to 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） II：------曹.------tT------·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（ be controlled ) 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 當寫入脈衝產生器404產生的寫入控制訊號輸入到 弟四多功益622時’第四多功器622會選擇一^個提供到雷 射二極體310之電源値。 第一多功器604、解多功器616以及第三多功器62〇 的選擇動作必須同步進行，且其選擇動作是藉由抽樣&維 持控制器408所產生的選擇訊號來決定。舉例來說，讀取 電源可以藉由選擇參考記錄器604以及控制記錄器618中 儲存讀取電源的紀錄器來控制。 控制第一多功器604、解多功器616以及第三多功器 620選擇動作的選擇訊號係藉由抽樣&維持控制器408所 產生。 本發明之雷射二極體輸出控制裝置將搭配第3圖至 第5圖詳細說明如後。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 雷射二極體輸出的測試過程中，雷射二極體的輸出 特性會隨著其工作溫度而改變。因此，雷射二極體的輸出 特性必須比雷射二極體的控制優先考慮。爲了分析雷射二 極體的輸出特性5將預定的控制値（contr〇l value )提供至 雷射二極體，並量測雷射二極體對應於各預定控制値的輸 出。因此，雷射二極體的輸出特性曲線（curve )可以由控 制値以及輸出値而獲得。 在上述分析的過程中’平均單兀602的輸出訊號必 須對外界輸出，以使得雷射二極體310的輸出能夠輸入到 外界的微處理器中。由雷射二極體310所輸出雷射的本電 22

ΐ紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐T 512329 A7 B7 8723pif.doc/008 五、發明説明（7〇 ) 源値係藉由外界處理器提供一^預定値（predetermined value ) 到類比/數位轉換器304進而偵測平均單元602的輸出來 進行量測。 有關於光碟記錄控制裝置的初始化設定方面，儲存 控制値並控制雷射二極體310輸出的控制記錄器在雷射二 極體3 10操作前必須被初始化成具有預定値（predetermined value )。此時，自動雷射電源控制器410會控制第二多功 器614接收第一多功器606的輸出。 第一多功器606以及解多功器616的操作係藉由抽 樣&維持控制器408產生的選擇訊號來控制。舉例而言， 當選擇訊號表示一讀取電源時，第一多功器606會選取參 考記錄器604中儲存讀去電源之記錄器，而解多功器616 則會選取控制記錄器618中儲存讀去電源之記錄器。意即， 當每一次選擇訊號表示爲讀取電源、突起的波峰電源、突 起的第一至第三偏壓電源、訊坑的波峰電源，以及訊坑的 第一至第三偏壓電源其中之一時，對應的控制値會由參考 記錄器604載入控制記錄器618中。 在設定APC模式方面，本發明的雷射輸出控制裝置 可以在平均式APC模式、直接式APC模式、波峰式APC 模式以及波谷式APC模式下操作。這些操作模式係藉由 自動雷射電源控制器410來選擇。 自動雷射電源控制器410控制第4圖中模式選擇開 關514的選取，並設定裝置的操作模式。舉例而言，當提 供至模式選擇開關514之選擇訊號表示一平均示APC模 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ——；------------tr------·1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 512329 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 8723pif.doc/008 A7 B7 五、發明説明（Μ ) 式時，模式選擇開關514會選擇低通濾波器508的輸出。 在調整電源準位方面，所選取的訊號係藉由第一多 功益606以及弟二多功器620來設定。而第一多功器606 及第三多功器620係藉由自動雷射電源控制器410所產生 的選擇訊號來控制。 減法器608對平均單元602的輸出（即雷射二極體310 的輸出値）與第一多功器606選取的參考記錄器所提供之 參考電源値進行比較，並量測二者之間的差。 由減法器608所量測出的差値會藉由除法器610的 運算而減小並提供到加法器612。 加法器612將除法器610所得到的差値與第三多功 器620的控制電源値相加，並將相加後的結果提供至解多 功器616。解多功器616會選取控制記錄器618中的紀錄 器，以將加法器612所提供的値儲存起來。 如上所述5本發明之雷射二極體輸出控制裝置增進 了光記錄/再生裝置在高速與大容量上的表現。 此外，藉由將形成在同一積體電路上之雷射二極體 輸出控制裝置整合到一檢波器（pickup )上，可以縮小光記 錄/再生裝置的體積。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------— ί清先閲漬背面之?i意事項再填寫本頁) 、tT'

Claims (1)

1. 512329 8723pif〇doc/008 A8 R8 C3 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 1·一種雷射二極體輸出控制裝置，其比較一雷射二極 體所輸出一光訊號的一本電源値，並根據比較結果來控制 該雷射二極體的一輸出，該裝置包括： 複數個抽樣裝置，該抽樣裝置係用以抽樣該雷射二 極體輸出之該本電源値； 一運算單元，該運算單元係根據該抽樣裝置所輸出 之該本電源値以及一參考電源値來輸出一控制電源値，且 該控制電源値係提供到該雷射二極體；以及 一控制器，該控制器係根據欲記錄的資料來產生複 數個控制訊號，以控制該抽樣裝置及該運算單元的操作。 2·如申請專利範圍第1項所述之雷射二極體輸出控制 ‘裝置，其中該抽樣裝置包括： 一監控二極體，該監控二極體係用以間空該雷射二 極體的一輸出準位； 一電流/電壓轉換器，該電流/電壓轉換器係用以將該 雷射二極體的一輸出轉換爲一電壓訊號；以及 一類比/數位轉換器，該類比/數位轉換器係用以將該 電流/電壓轉換器的一輸出進行抽樣。 3·如申請專利範圍第2項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，更包括一前處理器，該前處理器配置於該電流/電 壓轉換器與該類比/數位轉換器之間，且該前處理器係用 以控制該電流/電壓轉換器的一輸出的增益。 4·如申請專利範圍第3項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，其中該前處理器包括： 25 .·---- 訂---------線----- I n I - n n n n · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公坌） 512329 ABCC 六、申請專利範圍 一讀取/寫入增益控制器，在讀取/寫入的操作模式 下，該讀取/寫入增益控制器係用以控制該電流/電壓轉換 器的一輸出的增益；以及 一增益選擇開關，該增益選擇開關根據該控制器的 操作來選取該電流/電壓轉換器或讀取/寫入增益控制器的 一輸出，且該增益選擇開關係將選取的該輸出提供至該類 比/數位轉換器。 5. 如申請專利範圍第4項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，其中該前處理器更包括： 一低通濾波器，該低通爐波器係用以過爐該增益選 擇開關的一輸出； * 一波峰維持器，該波峰維持器係用以維持該增益選 擇開關的一輸出波峰値； 一波谷維持器，該波谷維持器係用以維持該增益選 擇開關的一輸出波谷値；以及 一模式選擇開關，該模式選擇開關係根據該控制器 的操作來選取增益選擇開關、該低通濾波器、該波峰維持 器及該波谷維持器其中之一的輸出，並蔣其提供至一類比 /數位轉換器。 6。 如申請專利範圍第1項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，其中該控制器包括： 一寫入脈衝產生器，該寫入脈衝產生器根據一不回 到零的反向來產生複數個電源控制訊號，且該寫入脈衝產 生器根據每一該些電源控制訊號產生一寫入控制訊號，而 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公t ) ί清先閱璜背面W注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 賴 β--------^---------線—Φ----------- 512329 8723pif.doc/008 A8 R8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 該寫入控制訊號表示提供到該雷射二極體之電源； 一抽樣控制器，該抽樣控制器根據該寫入脈衝產生 器所產生的該些寫入控制訊號來產生一選擇訊號，該選擇 訊號係用以控制該抽樣裝置與該運算單元的選擇操作；以 及 一自動雷射電源控制器，該自動雷射電源控制器係 用以控制該雷射二極體輸出控制裝置的操作模式° 7.如申請專利範圍第6項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，更包括一延遲器，該延遲器係用以延遲一寫入控制 訊號，並將其提供至該抽樣控制器，因此該延遲器可以補 償該抽樣控制器的延遲特性。 * 8.如申請專利範圍第6項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，更包括一界面，該界面係用以接收一時脈訊號、一 讀取/寫入控制訊號、一不回到零的反向訊號以及一突起/ 訊坑決定訊號，並將其提供到該自動雷射電源控制器。 9.如申請專利範圍第1項所述之雷射二極體輸出控制 裝置，其中該運算單元包括： 複數個參考記錄器，該些參考記錄器係用以儲存複 數個參考電源値，以控制該雷射二極體輸出的一電源値； 複數個控制記錄器，該些控制記錄器係用以儲存提 供到該雷射二極體之一電源値； 一減法器，該減法器係用以量測該些參考記錄器中 的參考電源値以及該抽樣裝置所提供的該本電源値之間的 差値； 27__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ 297公餐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· 11 訂---------線—馨----------- 512329 8723pif.doc/008 A8 R8 C8 D8 六、申請專利範圍 一加法器，該加法器係用以將該減法器的輸出値與 儲存於該控制記錄器中的電源値相加；以及 一解多功器，該解多功器係用以選擇其中一該些控 制記錄器，以儲存該加法器的輸出。 10·如申請專利範圍第9項所述之雷射二極體輸出控 制裝置，更包括一除法器配置於該減法器與該加法器之 間，該除法器係用以減小該加法器的輸出，並將減小後的 結果提供至該加法器。 11.如申請專利範圍第9項所述之雷射二極體輸出控 制裝置5更包括平均單元，該平均單元係用以將該抽樣裝 置的輸出平均，並將平均後的結果提供到該減法器。 * 12·如申請專利範圍第11項所述之雷射二極體輸出控 制裝置，其中該平均單元的輸出係藉由一外界微處理器來 偵測。 13·如申請專利範圍第9項所述之雷射二極體輸出控 制裝置，更包括： 一第一多功器，該第一多功器係用以選取其中一該 些參考記錄器；以及 / 一第二多功器，該第二多功器係用以選取其中一該 些控制記錄器，並將儲存於一選取控制記錄器中的一電源 値提供到該加法器， 其中，該第一多功器、該第二多功器以及該解多功 器係根據該控制器所產生之一選擇訊號而同步運作。 14.如申請專利範圍第13項所述之雷射二極體輸出控 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 、青潰穿swi意事頃&瞋寫本頁) • Aw---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂---------線— ·---------- 512329 A8 R8 C8 8723pif.doc/008 六、申請專利範圍 制裝置9更包括： 一第四多功器，該第四多功器係根據該控制器所產 生的一寫入控制訊號來選取其中一該些控制記錄器；以及 一數位/類比轉換器，該數位/類比轉換器係用以將該 第四多功器所輸出的一數位訊號轉換成一類比訊號，並將 其提供至該雷射二極體。 15。如申請專利範圍第13項所述之雷射二極體輸出控 制裝置5更包括一資料輸出端子，該資料輸出端子係將儲 存於該選取控制記錄器中的一控制電源値對外輸出。 16·如申請專利範圍第13項所述之雷射二極體輸出控 制裝置，更包括一資料輸入端子，該資料輸入端子係由外 ‘界接收一儲存於該選取控制記錄器中的一控制電源値。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 2 訂---------線— ----------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t )