TWI239485B

TWI239485B - Intrinsically safe pick-up for reproduction or recording devices for different optical recording media

Info

Publication number: TWI239485B
Application number: TW092115921A
Authority: TW
Inventors: Friedhelm Zucker
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-09-11
Also published as: DE60305318T2; TW200407791A; EP1518232B1; DE60305318D1; DE10229234A1; US20050201252A1; EP1518232A1; CN1292422C; AU2003237949A1; CN1659638A; WO2004003900A1; JP2005531865A

Description

1239485 五、發明說明（ο 發明所屬之技術領域本發明係關於不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置之本質上安全拾波器，具有至少二雷射，設監測二極體，與二個二極體合作使用，監測二極體在双雷射内積體，而該裝置係為諸如DVD和CD記錄媒體等不同記錄媒體所設。先前技術 CD、DVD或藍碟等光學記錄媒體，其儲存密度、結構、層構造及資訊儲存元件大小，均有所不同。在此等不同 -的記錄媒體上記錄和重現資訊，不但需要與各記錄媒體相配之光源，並且需要可調節靈敏度之檢波器，以控制光源 ' 之光功率。已知使用双雷射為光源，接至調變器以提供記 ® 錄或重現不同記錄媒體所需之光。双雷射一般裝設有光二極體，所謂監測二極體，作為双雷射的積合組件，用做光 ^ 檢波器，以便控制雷射之光功率。至少二個不同光源，或 · 在拾波器之不同光功率位階，即必須利用一監測二極體加以控制或調整。 i 因此，必須設有交換機構和交換信號，藉此令光檢波器或下游處理電路之靈敏度配合各光功率位階，並調整雷 ~ 射或雷射二極體之光功率。 . 不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置積體DVD/CD電 „ 路，係基於使用二單獨雷射，各有監測二極體，包含二電 · 流源，以供控制雷射二極體之光功率，視記錄媒體類別而 · 控制。為此目的，電路有碟式識別電路，產生適當控制信號。然而，已知碟式識別有困難，二雷射係同時驅動，造

第7頁 1239485 五、發明說明（2) 成調整電阻體的光功率和適當雷射間關聯不正確，超載並破壞双雷射。另方面，双雷射用調變器電路之資料片，參見具有額外換向開關之電路配置，防止二雷射同時驅動，因而確保與前述拾波器之相容性。然而，其缺點是需要增加換向開關，要以在此未說明的方式控制。所述資料片同樣不含有關光檢波器靈敏度或下游處理電路控制之任何資訊。發明内容，本發明之目的，在於提供一種重現或記錄裝置所用本質上安全拾波器，具有双雷射和少數交換元件及控制線，胃包含監測二極體，以控制二雷射之光功率，同時又確保可拳靠的操作，並防止双雷射之破壞，不需增加任何換向開關。 ' 此項目的是利用申請專利範圍獨立項特定之特點達成，。有益具體例列於申請專利範圍附屬項内。本發明之要旨在於把不同光學記錄媒體所用重現或記 > 錄裝置之拾波器，設計成本質上安全產品，具有双雷射，包含監測二極體，以控制二雷射之光功率，不需增加換向 ' 開關，即可分別驅動雷射二極體、，並且在調整電阻體的光 1 功率和相對應雷射之間確保正確關聯。 _ 按照本發明又一要旨，擬議不同光學記錄媒體所用重 φ 現或記錄裝置，具有本質上安全拾波器，涉及複雜性較低 · ，在本質上安全拾波器和DVD/CD電路間只有少數連接線。由於其一目標，在於僅用一監測二極體來控制二雷射

第8頁 1239485 五、發明說明（3) 二極體之光功率，而另一目標是不用增加換向開關保證双雷射之二雷射二極體分別驅動，具備本質上安全拾波器，以防二雷射二極體同時驅動時双雷射破壞，並確保光功率調節電阻器與適當雷射正確關聯，不增加任何換向開關。為此目的，本質上安全拾波器包括交換機構，由聯鎖開關形成，藉此產生參玫值，以便控制双雷射内之雷射光功率，並藉此產生拾波器之本質上安全性。拾波器之本質上安定性，是在共同使用監測二極體的不同光學記錄媒體之重現或記錄裝置中同時驅動雷射所形成，不會導致雷射的超載或破壞。形成聯鎖開關之交換機構，係為此目的而提供 ~ ，故當一雷射被驅動時，接至監測二極體的唯一光功率調拳節機構，係為形成與此雷射關聯的參玫值所設，而當二雷射都被驅動時，一光功率調節機構即有效防止雷射之超載 · 或破壞。當雷射同時驅動時防止雷射超載或破壞之光功率調節機構，其設備方式是保證光功率調節機構（設有監測二極體以形成雷射用參玖值）關掉。 ‘ 按照一具體例，設有由聯鎖開關形成之交換機構，當二開關同時作動時，在開關控制線上插入邏輯電路，使開 ^ 關開啟。邏輯電路係例如由「和」閘形成，配置在各線内、，並有反相輸入，連接至另一開關之控制線。基本上，此原則亦可延伸到二雷射以上，其不同光功率旨在僅利用一 φ 監測二極體加以控制。在諸如此具體例中，必須設備具有、適量反相輸入之「和」閘，或是使用唯一反相輸入之「和」閘時，必須設有適當解耦合二極體。

第9頁 1239485 五、發明說明（4) 光功率調節機構係電位計或調節調整器，連接至雷射調整器之參致，並經由聯鎖開關連接至監測二極體，產生輸入信號，以便利用雷射調整器調節光功率。雷射調整器之參致，係例如D V D / C D電路中之接地點，形成驅動器板，因為拾波器之大地電位一般與雷射驅動器板不同。原則上，光功率調節機構可安排在開關上游，故可經由開關連接到雷射調整器之參玫。由調變器所產生並提供給一雷射之信號，最好用作開關之控制信號。原則上，交換機構所用開關之控制信號，亦可由連接至雷射之比較器所形成，用作臨限值開關。對双雷射（含二雷射，有共用的監測二極體）而言，在一調變器總成内設有二調變器，因為双雷射的雷射所產生光，均勻性不足以使其中之一用於記錄或重現資訊來往於光學記錄媒體。一調變器連接於各雷射，在該雷射驅動時，即導通。除調變信號的頻率和波幅外，造成交換信號按照本發明一要旨用作交換信號，以控制交換機構。由於交換機構所用開關把不同的光功率調節機構連接至監測二極體，即形成光檢波器，其靈敏度用來控制雷射之光功率。光檢波器的靈敏度用來產生參致值，以資控制雷射或雷射二極體之光功率。光檢波器之靈敏度以及與雷射二極體關聯之參玫值，係利用適當電阻器與監測二極體（產生雷射調整器用控制信號）並聯所產生。由於不同光功率位階和不同參玫值可僅用一監測二極體設定，可提供相對應數電阻器，形成光功率調節電阻器，並以電位計或調節調整

1239485 五、發明說明（5) 器的形式，以資設定預定光功率位階。因為光功率調節電阻器與適當雷射之不正確關聯，或在双雷射情況下同時連接二光功率調節電阻器，會導致超載和破壞，故設有上述交換機構，使得按照本發明一具體例，可與調變器總成一同配置在基材上。調變器總成包含各雷射二極體用之分開調變器，而開關為電子開關的形式。所述配置可得本質上安全拾波器，其雷射即使同時驅動時，也不會超載或破壞，故不需有任何額外換向開關來分別驅動雷射，同時又具 -有與前述拾波器之相容性。再使用DVD/CD電路，有二分開電流源以控制双雷射内之雷射二極體光功率，比較低複雜 _ 性形成不同光學記錄媒體用之重現或記錄裝置，由於使用 · 本質上安全檢波器，而有高度可靠性，在檢波器和DVD/CD 電路之間只需少量連接線。 ~ 拾波器的本質上安全性之達成，是利用監測二極體形成具有最大靈敏度的光檢波器，並同時驅動双雷射之雷射。光檢波器之高靈敏度導致雷射之光功率降低，由此防止 ’ 双雷射的超載或破壞。由監測二極體形成的光檢波器高靈敏度，是利用關掉光功率調節電阻器或光功率調節機構達 ‘ 成，其設置是在一雷射之外又有雷射驅動時，可調節先檢 _ 波器之靈敏度。使用雷射電流驅動適當開關，可確保光功 _ 率調節機構和相對應雷射間之正確關聯。以此方式達成拾 φ 波器本質上安全性，較佳手段是不再需要另外換向開關， — 設在DVD/CD電路和拾波器之間，以保證雷射同時驅動。實施方式

第11頁 1239485 五、發明說明（6) 本發明可參照附圖中之具體例詳細說明如下。圖中所用參玫符號彼此配合。第1圖表示不同光學記錄所用重現或記錄裝置方塊圖 ’具有本質上安全拾波器ΕΡϋ，為圖示清晰起見，減少到本發明之基本το件。不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置’形成積體DVD/CD電路CS，本質上安全拾波器epu僅以少數線連接於此，不用增加換向開關。如第6圖所示，不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置的積體DVD/CD電路CS之開發，是基於使用二雷射二極體 LD1，LD2 ^各有監測二極體PD1，PD2，均形成不同光學記錄媒體所用記錄或重現資訊之光學系統。此舉在標準上會引起積體DVD/CD電路CS具有二雷射調整器lri，LR2，和二電流源Ql，Q2 ’旨在供拾波器Pu (具有二雷射二極體LD1，lD2 ’各有監測二極體PD1，PD2)之用。雷射LD1，LD2的光功率即可利用個別雷射控制迴路，彼此獨立調整。個別雷射控制=路上的光功率用參玫值，形成於各雷射控制迴路，利用分別連接於監測二極體PD1或PD2之個別光功率調節電阻器R1或R2形成。由於使用二分開的雷射控制迴路，各具有監測二極體PD1或PD2，故光功率調節電阻器ri和R2間基本上不可能有彼此干擾或不正確關聯。如此具有二分開光學系統的^波器PU，一般視為可資信賴。然而，此拾波器pu 之缺點是非常複雜，因為需要分開的光學系統。雷射二極體LD1，LD2及其監測二極體pD1，pD2之尺寸，以及雷wLD1， LD2間實體分開’原則上必須有二光學系統以應不同的記

第12頁 1239485 五、發明說明（7) -- 气=體。以所謂双雷射TWL之發展（組合二雷射二極體、w ^ Γ測一極體’在一晶片上彼此隔開短距離），可大為減^光學系統數，因此降低複雜性。第7圖表示一種電路配置’其中有分開監測二極體PD1，PD2之二雷射LD1，LD2 ’改用双雷射TWL。由於双雷射TWL只有一監測二極體PD，藉此可=不同光學記錄媒體控制雷射LD1，LD2之光功率， =必須没有交換機構SW，用來設定個別雷射LD1，LD2之適當參玫值。此交換機構sw可配置在印刷電路板上，另配置有DVD/CD電路CS。然而，其解決方式已如第7圖所示，宜使用一交換信號SW以供交換機構SW之用，此交換信號tSW 係利用調變器MOD。為雷射二極體LD1，LD2所產生。然而，不論交換機構SW之開關Sl，S2是否直接利用交換信號tSW* 調變器MOD，或直接利用碟形識別信號由DVD/CD電路以所驅動，此種拾波器PU既不安全又不可靠。蓋因事實上控制信號ST1，ST2係由碟形識別電路（圖上未示）所產生，旨在用來開啟適當雷射LD1，LD2，供適當碟形DVD或CD，往往共同發生，且造成双雷射TWL内的二雷射LD1和LD2同時驅動。二雷射LD1，LD2同時驅動，或光功率調節電阻器Ri，R2 與雷射LD1或LD2間之不正確關聯，會引起双雷射、TWL之超載或破壞，因為由監測二極體PD形成之光檢波器在光功率調節電阻器R 1，R 2並聯時，靈敏度最低，以致雷射控制迴路過份驅動雷射LD1，LD2，和/或破壞雷射LD1，LD2。此亦適用於例如二雷射L D 1，L D 2均驅動時，發生光功率調節電阻器Rl，R2與雷射LD1，LD2之不正確關聯，只有光功率調節

第13頁 1239485 五、發明說明⑻ ^ f器Rl，R2之一連接到監測二極體PD，而產生 + 射調，器LR1，LR2m提供控制作用。此不\^5利又疋光檢波斋較低靈敏度的光功率調節電阻 ^可利用雷射調整器LR1，LR2輸入間之不同偏差。成。由 ^卩使利用換向開關US代替變換機構之開關s 丈\双^能排除双雷射了^之超載或破壞，如第4圖所示， ΐ ί 射了二用調變器的資料表内已擬議使用另外換向 ί ϊ pil。如第圖所示，在雷WLDlaD2連接線上之另外冰；!二奇zus，可以確保唯有一雷射LDi或ld2被驅動。另續卜ί Ξ 〒属代表增加複雜性，並需要控制信號ST3，必 /頁藉控制#號S T1和S T 2的組合另行產生。雖起初不可能賓略另外換向開關zus(在双雷射的為整益廠商之貧料表内亦提到），本發明之一目的，以双雷射TWL提供本質上安全拾波器Epu，甚至不用另 2換：開關則，仍得以低階複雜性製成不同光學記錄媒體之重現或記錄裝置。第丨圖表示具有 EPu= 5置:具體例。本發明係基於知悉必須同時驅動雷射w ’ D2以排除双雷射TWL的破壞或超載，不然光功率電阻态R，1，R 2會不正確關聯，造成不可靠的碟形識別。為此目的’正如第i圖所示，設有變換機構sw，形成聯鎖開關 c/λα 只為雷射LD1或LD2之一產生唯一參玫值。開關S1，一、％ ’原則上是利用唯一光功率調節電阻器R1或R2，經由Pj關SI，S2連接至監測二極體pD，若雷射LD1，LD2同時驅動％，二光功率調節電阻器Rl，R2係與監測二極體隔離

第14頁 1239485 五、發明說明（9) "" 〜。以光功率调郎電阻器R 1或R 2，監測二極體p 形敏度的光檢波器，用來產生參玫值，以控制相^ 預定靈 LD1，LD2之光功率。由於雷射LD1，LD2同時驅動應雷射調節電阻器R 1，R2係與監測二極體PD隔離，而得’古光功率度之光檢波器，故雷射LD1，LD2之光功率即利用^ ^靈敏器LR1，LR2降低，因而防止双雷射TWL之超載和/或^周整基於此知識，已可製成真值表，如第2圖所示，可3以雷&射° L D1，L D 2的驅動狀態為函數，鑑別交換機構$⑺所用開關s 1， S2之交換狀態，如a至d所示。在第2圖所示表上，0表系相對應雷射LD1，LD2未被驅動，而相當應開關si，S2開啟。1 表示相當應雷射L D1，L D 2被驅動，或相對應開關s 1，$ 2關閉，須知在雷射LD1，LD2無一被驅動情況下’，開關sl，S2開戒關無關緊要。基於上述真值表，即可形成電路配置，其〆具體例如第3圖所示。基於第3圖，設有二比較器Κ1，Κ2，ϋ分別連接至雷射LD1或LD2。比較器Kl，Κ2另方面連接至參玖電座源VC ’用來產生邏輯電路用的變換信號，以便控制交換機構SW所用開關si，S2。邏輯電路包括二「和」閘U1，ϋ2 ’各有反相輪入，在各情況下均接至另一「和」閘U1，U 2之养反相輸入。「'和j閘U1，ϋ 2的輸出再按照第2圖所示真值表 ’為交換機構SW用之開關SI，S2產生控制信號。然而’如第1圖所示，若使用來自調變器總成BM〇D的交換信號isW^， tSW2’來控制上述邏輯電路，即可需要第3圖所示比敉， K1，K2。調變器總成bm〇D含有各雷射LD1，LD2所用調變器

1239485 五、發明說明（10) mod，其基本設計見第5圖内之方塊圖。第5圖所示調變器MOD接至雷射LD的接頭，雷射經由感應器Η接至作為雷射驅動器而設之電流源Q。調變器MOD經由此接至雷射LD而導通，亦可用來對雷射LD供應調變器 Μ 〇 D產生之調變器信號m 〇 d。調變信號m 〇 d是預定波幅之射頻信號，用來產生調變光功率Lp，其特徵已知是均勻性比使用光學記錄媒體記錄或重現資訊所需者為高。使用双雷射TWL時，對雷射LD1或LD2亦必須提供調變，旨在供⑶記錄媒體之用。調變器MOD含有振盪器osci 1和放大器rf，有電阻器Freg和電阻器Amp連接於此，以便設定調變信號mod 之頻率和波幅。設有控制總成contr以便導通調變器MOD，並藉與參玫電壓ref比較，用以產生交換信號tSW，類似第3圖所示比較器ΚΙ，K2。為了可用此交換信號tsw，倡議在調變器MOD 上設連接選擇器，在此產生交換信號tSW，適用作上述邏輯電路用之輸入信號。有二或以上之此類調變器M〇d結合在一起，如第1圖所示，形成調變器總成BM〇D。在此未提示而為邏輯電路所設之其他具體例，積體於調變器總成BM0D内，而交換機構sw與邏輯電路和調變器總成BM0D配置在共同基材MS上。交換機構用、之開關si，S2，則為電子開關Sl，S2的形式。如第1圖所示，由調變器總成BM〇I)，本質上安全拾波器EPU和DVD/CD電路CS所產生之交換信號tSWi，tSW2，用來提供不同光學記錄媒體所用記錄或重現裝置，涉及很少複

1239485 五、發明說明（11) 雜性，在本質上女全拾波器EPU和dvd/cd電路cs間只需少數連接線。不品頟外換向開關2US，因為本質上安全拾波器EPU可以確保双雷射TWL即不超載，也不會破壞，儘管雷射調整器LR1，LR2係由控制信號ST1，ST2 (由碟形識別電路同時產生）同時驅動。使用雷射LD1，LD2所用控制電流，來控制交換機構sw 用之開關S 1，S2 ’可確保光功率調節電阻器r丨，R2和相對應雷射L D 1，L D 2間之正確關聯。圖上所示監測二極體p D係具有共同陰極之監測二極體 P D ’思即監測二極體p d之陰極連接至雷射二極體[d 1和/ 或L D 2。具有共同陰極之監測二極體p D的優點是，對雷射驅動器不需要負供應電壓。如第1圖所示，二雷射二極體LD1，LD2—如双雷射TWL ，與監測二極體PD共同積體於總成内，其中雷射二極體 LD1，LD2和監測二極體pd彼此經由共同接地線連接。與雷射二極體L D1，L D 2的絕對光功率位階分開製造光檢波器信號的構想，是為了使用較簡單放大器或雷射調整器LR1， LR2，即可控制二雷射二極體ldi，LD2之光功率，設有驅動器階段或電流源Ql，Q2，令雷射二極體LD1，LD2經由感應線圈HI，H2連接於此，以便為雷射二極體ld 1，LD2設定不同電流。雷射二極體LD1，LD2之一或另一，即按照記錄媒體之個別需要而驅動。由雷射二極體LD1，LD2產生之光功率位階不同，使監測二極體PD產生之信號亦受到相對應之差異。然而，為產生與雷射二極體L D1，L D 2的絕對光功率位階

第17頁 1239485 ϋ月說明（12) — 二f之光檢波器信號，監測二極體丄一至光功率調節電阻器R1，R2。光功’喟#沃乂、機構SW連 =測二極體PD共同形成光檢波器，且、/即 ''器與 ;=。在此具體例中，與監 ;不^=二，應…達成光檢波器之 Ϊ Γ 之輸出信號即衰減至不同程产，以Γ f 獨立於雷射二極體L D1，L· D 2的絕對光功f彳 I 產生信號。元功率位階之光檢波器關上安/拾波器EPU具有交換機構別，形成聯鎖開關S1，S2，不但可用來產生參玫值， Π)Γ2ί 5 LD2之光功率，而且同時可防止雷射二極體ldild2不會同時驅動，或光功率調節機構之不正確 ”[的^超載或破壞。1不同光學記錄媒體所用本質上安全拾波益製，的重現或C錄裝置，不需另加換向開關zus，否則必須設在DVD/CD電路CS和双雷射TWL拾波器之間。上述引用具體例只是舉例而已，凡精於此道之士亦製成本發明其他具體例’仍屬本發明範圍内。

1239485 圖式簡單說明第1圖為具有本質上安全拾波器的不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置之電路配置方塊圖；第2圖為有關拾波器本質安全性之真值表；第3圖為具有一監測二極體的双雷射之不同光功率所用產生參玫值的交換機構所用產生控制信號之電路配置方塊圖；第4圖為具有已知拾波器的不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置之電路配置方塊圖；第5圖為雷射二極體調整器方塊圖；

第6圖為各雷射分別具有監測二極體的不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置之電路配置方塊圖；第7圖為具有不安全拾波器之不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置的電路配置方塊圖。

第19頁

Claims

@239485 案號 92115921 年月曰修正六、申請專利範圍 1 · 一種不同光學記錄媒體所用重現或記錄裝置之本質上安全拾波器，具有至少二雷射二極體（LD1，LD2)，並具有監測二極體（PD)，以控制雷射二極體（LD1，LD2)之不^ 光功率位階，包括交換機構（SW)，形成聯鎖開關（s丨，S2)，包括邏輯電路，俾發生與雷射二極體（LD1或LD2)關聯之參考值，以便產生與具有監測二極體（PD)的一雷射二極體（LD1或LD2) 關聯之參考值，並形成本質上安全拾波器（ΕΡϋ)，於是，該邏輯電路防止開關（S1，S 2 )同時關閉，以及同時作動開啟開關（Sl，S2)者。 ^ 2·如申請專利範圍第1項之本質上安全拾波器，其中交換機構（SW)包括邏輯電路，由二「和」閘（ui，U2)所形成’各具有反相輸入，且其中各「和」閘（分別為U1或U2) 之反相輸入，連接至其他「和」閘（分別為⑽或^丨）之輸入 ’於此對交換機構（SW)的開關（S1或S2)之一施加交換信號 (tSWi，tSW2)，其控制輸入連接至「和」閘（U1或U2)的輸出於其輪入施加開關（S1或S2)所用交換信號（tSWh tSW2)者。 3·如申請專利範圍第1項之本質上安全拾波器，其中乂換機構之開關（S1，S 2 )係經由邏輯電路控制，把開關（s 1 ，S2)聯鎖，並利用來自與雷射二極體（LM或LD2)的調變器總成（BMOD)之交換信號（tSWi，tSW2)，形成本質上安全拾波器（EPU)者。 4·如申請專利範圍第3項之本質上安全拾波器，其中為各雷射二極體（LD1或LD2)，在調變總成（BMOD)内設有調

第20頁條

5虎 92115921 _^_月日 _修正

六、申讀專利範圍變器（MOD)，並具有控制總成（contr)，當其所接雷射二極體（LD1，LD2)作動時，可導通調變器（M0D)，且其$控&總成（contr)發生交換信號（tSW)，利用邏輯電路控制^關w (S 1，S 2 )者。 5·如申請專利範圍第1項之本質上安全拾波器，其中父換機構（S W )之開關（S1，S 2 )的控制輸入接至比較5| ( κ j κρ’後者經由邏輯電路連接至雷射二極體（LDjL^); 遊輯電路把開關（S1，S2)聯鎖，並形成本質上安全拾波器 (E P U )去。

第21頁