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TWI302393B - Laser diode driver having controlling auto laser power, optical pickup device, and optical recording/reproducing apparatus using the same - Google Patents

Laser diode driver having controlling auto laser power, optical pickup device, and optical recording/reproducing apparatus using the same Download PDF

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TWI302393B
TWI302393B TW091119484A TW91119484A TWI302393B TW I302393 B TWI302393 B TW I302393B TW 091119484 A TW091119484 A TW 091119484A TW 91119484 A TW91119484 A TW 91119484A TW I302393 B TWI302393 B TW I302393B
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TW
Taiwan
Prior art keywords
laser diode
laser
signal
power
drive
Prior art date
Application number
TW091119484A
Other languages
English (en)
Inventor
Seo Jin-Gyo
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of TWI302393B publication Critical patent/TWI302393B/zh

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Description

1302393 09944pif2.doc 九、發明說明： 發明領域 本發明是有關於一種雷射二極體驅動器，用來驅動在 一個光學錄製/重製裝置中的雷射二極體，且較特別的是， 有關於一種具有自動雷射功率控制(APC)功能的雷射二極 體驅動器，一種光學讀取元件，以及使用其之光學錄製/ 重製裝置。 習知技術 在又被稱為”資訊時代，，或，，多媒體時代，，的現今 社會中’大量需要例如像是磁-光磁碟驅動器 (magnet-optical disk drives, MODD)，DVDs_RW，或 DVDs-RAM的具有高容量的錄製媒體。光學錄製/重製裝 置，使用一個雷射二極體(laser di〇de，LD)，來產生一個雷 射訊號，用來將資訊寫到光學錄製媒體上，或是從光學錄 製媒體上讀取資訊。雷射二極體具有對其工作溫度的改變 相當敏感的輸入/輸出特性。 換句話祝，根據雷射二鋪的玉作溫度，要輸出具有 相同功率位準的雷射訊號，需要使用不同的輸人(一般是用 電流值代表）。因此，f要―種絲㈣#射二極體，使其 達到取佳狀_自動f射二極體功率 且 決定光學_絲裝置的—躲能。 用來 此外光學錄製裝置使用具有s容量和高密度的错存 媒體，在高傳輸率下，執行錄製/重 免APC元倾_㈣他干賴辟。 肩避 不一個目前使用在大部分的光學錄製/重製裝 1302393 09944pif2.doc 置中的雷射二極體驅動器的方塊圖。雷射二極體驅動器 100 ’包括開關（switch)1〇a到1〇c，_個多工器 (multiplexer)〗2，甩來多工(mukiplexing)開關！ 〇a到丨〇c的功 率放大器14，用來將來自多工器12的一個輪出功率，放大 一個預定的放大增益㈣邱如也⑽职叫…個加法器化， 和一個高頻調變器（high frequency modulat〇r)18(以下稱 為，，HFM，，）。 與雷射二極體的各個功率位準（峰值功率位準，偏壓 1，或是刪除功率位準，和讀取功率位準)相對應的電流， 峰值電流，偏壓電流，和讀取電流，或電壓，在以下都被 稱為”驅動電位”，並且被分別提供給開關1〇a到1〇c。該 些驅動電位，是由一個蜂值功率控制訊號，一個偏壓功率 控制訊號，和一個讀取功率控制訊號，分別開啟(turn 〇n) 或關閉(turn off)。舉例來說，產生峰值功率位準所需要的 一個峰值驅動電位，是由峰值功率控制訊號開啟或關閉。 開關10a到10c的功率，是由多工器丨2做多工。多工器 12的功率’最後變成一個雷射二極體驅動訊號ld DRIVER一OUT ’该訊號具有一個由一個第一脈衝，一個錄 製脈衝(recording pulse)，一個多重脈衝(muiti_pulse)，和一 個最後脈衝(last pulse)所組成的波形。雷射二極體是由雷射 二極體驅動訊號LD DRIVER一OUT所驅動，以產生該錄製 脈衝。 然而，只藉由多工12的輸出功率，無法完全驅動雷 射二極體。因此，多工器12的功率必須藉由放大器14放大。 1302393 09944pif2.doc hfmi·生高頻調變喊，用來、;肖除來自光檢測器 圖中未的光干擾雜訊。高賴變訊號藉由加法器 6，與放大器14的輸出功率相加。接下來，加法器^的輸 出功率會驅動雷射二極體。在此，高頻調變訊號，被設定 f具有在讀轉式巾，最常被使絲消除光干擾雜訊的最 有效的頻率和放大率(amplification)。 根據所使用的通道(channel)個數，也就是根據使用在 =製脈衝的功率位準個數’如果是2_5通道，則在幻圖中 繪示的雷射二極體驅動器，可以包括2_5個開關。 第2A圖繪示一個CD_RW錄製脈衝(使用三個通道的聋彳 例）的示意圖，第2B圖繪示一個dvd-ram錄製脈衝(使月 五個通道的範例）的示意圖。請參考第2A圖和第2β圖，〇 代表輸人NRZI資料，(b)代表-個用來成形一個⑮定錄製福 示的錄製脈衝，其他的符號則代表控制訊號。控制訊?^ 制各個驅動電位，以獲得與(b)中所蝽示的錄製脈衝， 相同波形的雷射二極體驅動訊號LD DRIVER 〇υτ。 二極體驅動訊號LD DRIVER—OUT，會被提供給雷射:和 體，而且在該雷射二極體上，可以得到在(b)中所綠示 製脈衝。 ^ 第3圖繪示一個用來說明雷射二極體特性的示咅因， 也就是東芝(TOSHIB A)製造的TOLD9452MB的輸'入"^出 特性。在第3圖中’可以看出f射二極體具有隨著溫^變 化，而改變的輸入/輸出特性。當雷射二極體被驅動時，在 一段特定的時間之後，雷射二極體的工作溫度會上升。接 1302393 09944pif2.doc 下來’相對應於輸入電流的光輸出功率就會下降。舉例來 說’如果輸入電流是110毫安(mA)，則在攝氏25度(。〇的工 作溫度下，光輸出功率是40毫瓦(mw)。然而，在攝氏70 度的工作溫度下，光輸出功率會降低到大約20毫瓦。因此， 無法根據工作溫度的變動而控制雷射二極體，會造成在錄 製/碩取期間的誤動作(malfunctions)，或是根本盔法執行 製/重製。 μ 〜 解決這個問題的一個方法，是使用一種自動功率控制 APC功能。APC元件可以將雷射二極體輸出功率的變化， 回饋到雷射二極體，以均勻地維持雷射二極體的輸出功率。 然而，在習知的技藝中，APC功能只存在於額外的電 路或是積體電路1C中，而並未設計在雷射二極體驅動器 中。APC元件通常是安裝在主印刷電路板(Main peg)上， 而且雷射一極體是被定位在光學讀取器中。主印刷電路板 是藉由一個軔性(flexible)印刷電路板(FPCB)，連接到光學 讀取器。 經由FPCB連接到雷射二極體的一個監視光二極體 (photodiode，PD)，會提供一個監視訊號m〇n-PD給Apc元 件。經由FPCB，同時也會提供控制訊號給雷射二極體驅動 器。 因為監視訊號mon-PD非常微小，大約只有幾個微安 (/zA)，所以對雜訊非常敏感。控制訊號的頻率相當高，因 此容易造成在周邊元件中的電磁波干擾(electr〇rnagnetic interference，EMI)。對高紀錄密度而言，雷射訊號的波長， 1302393 09944pif2.doc 必須精確地被脑㈣0奈米㈣(在光碟的範例 奈米，650奈米(在DVD的範例中），和4
雷射的HD DVD的範例中）。一护姑# V 率，已經可用的錄製/重製傳輪 /、 回 σ，&成控制訊號的頻率上升。因此， 由於電磁波的干擾，有可能造成錄 經由FPCB做到精確界面。 H以及無去 媒體^包括複數個#射二極體，以維持錄製 射二極體驅動器，和其他類:的元:如= 製/重製裝置的尺寸，重量，和價位= 捕卜低錄 發明概述 式結提供—種具有改良 -個可以驅動複數個雷::極可以藉由具有 擾的影響降到最低。 —、c功旎，將雜讯和干 器裝置^㈣#個目的是提供—種改良式的光學讀取 重製ίΓ的再—個目岐提供-種改良式的光學錄製/ 器，目^ ’本發明提供-種雷射：極體驅動 (織咖…邮‘二個脈衝產生11，—個差動放大器 的一個選擇訊梦，夕Γ—加法器。響應供應給多工器 A夕工裔會選擇性地輸出一個雷射訊號相 10 1302393 09944pif2.doc 對應的功率位準，例如像是峰值功率驅動電位，偏壓功率 驅動電位，讀取功率驅動電位，和類似的各種驅動電饭。 脈衝蓋生為產生供應給多工器的選擇訊號。差動放大器計 算一個由監視二極體所提供，用來監視從雷射二極體輸出 的笛射。fl號的監視訊號，和一個多工器所選擇的驅動電位 之間的差異。加法將差動放大器的一個輪出，和多工器 的η個輸出相加，並且輸出一個用來驅動雷射二極體的 號。 ° 巧适战另 ▼ __________ 包括—個雷射二極體和—個f射二極體驅動器的光 錄製到資㈣w ^ #b，絲將資料 雷射-朽，存媒體’或是從資料儲存媒體中重製資料。 射二極體’並且根據温度的變 裝置為二本㈣提供-種光學錄製/錄製 第二印刷電路板，和—個:性：=印刷電路板，-個 資料儲存裂置上移動，其上並。光學讀取器在 訊號的雷射二極體，該π衣有—個可以產生雷射 ，包括一個雷射二極體驅動哭，，：二;斗。弟-印刷電 〜。軔性印刷電 11 1302393 09944pif2.doc 二印刷電路板之間的訊號界面。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能明顯 易懂，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： 第1圖繪示一個習知的雷射二極體驅動器的方塊圖； 第2A圖和第2B圖分別繪示CD-RW的錄製脈衝和 DVD-RAM的錄製脈衝； 第3圖繪示一個用來說明雷射二極體特性的示意圖； 第4圖繪示一個根據本發明的一個雷射二極體驅動器 的方塊圖； 第5圖繪示一個光學錄製裝置的錄製脈衝的示意圖； 第6圖繪示一個流程圖，用來說明第4圖中所繪示的 雷射二極體驅動器的動作； 第7 A圖和第7 B圖分別繪示具有一個根據本發明的一 個實施例的雷射二極體驅動器的一個光學讀取元件和一個 FPCB的前視圖；以及 第8A圖和第8B圖分別繪示具有一個根據本發明的另 一個實施例的雷射二極體驅動器的一個光學讀取元件和一 個FPCB的前視圖。 標示之簡單說明： 10a，10b，10c 開關 12 多工器 14 放大器 12 1302393 09944pif2.doc
16 加法器 18 高頻調變器 402 界面與控制器 404 脈衝產生器 406 暫存器 408 多工器 410 數位類比轉換裔 412 放大器 414 加法器 416 變動增益放大器 418 第一取樣與保持單元 420 第二取樣與保持單元 422 放大！§' 424 高頻調變器 426 雷射驅動器選擇開關 428 類比數位轉換器 700 光學讀取器 702 物鏡 704 第一 PCB 706 FPCB 較佳實施例 在此，將參考所附繪圖，詳細說明本發明的雷射二極 體，光學讀取器，和光學錄製/重製裝置的結構和動作。 第4圖繪示一個根據本發明的一個雷射二極體驅動器 13 1302393 09944pif2.doc 的方塊圖。繪示在第4圖中的雷射二極體驅動器，包括一 個界面(interface，IF)與控制器402，一個脈衝產生器404， 一個暫存器(register)406，一個多工器408，一個數位類比 轉換器(DAC)410，一個放大器412，一個加法器414，一 個 動增盈放大器（variable gain amplifier，VGA)416，一個 第一取樣與保持(sample and hold, S&H)單元418，一個第 二取樣與保持單元420, 一個差動放大器422, 一個高頻調 變器(HFM)424，一個雷射驅動器選擇開關426，和一個類 比數位轉換器(ADC)428。 界面與控制器402，控制與一個主板的微處理器（圖中 未％示）的界面，用來初始化(initializing)繚示在第4圖中的 雷射二極體驅動器，和繪示在第4圖中的每一値元件。在 初始化的動作中，主板的微處理器會讀取錄製在光碟片的 導入/導出磁區(lead in/lead out sector)的資料，並且提供該 資料給界面與控制器402。該資料是由光碟片製造商所提 供’並且具有適用該光碟片的功率位準的資訊。 脈衝產生器404根據工作模式，產生通道控制訊號， 並且產生一個用來控制第一取樣與保持單元418的第一取 樣保持控制訊號，一個用來控制第二取樣與保持單元 的苐一取樣保持控制訊號，和一個用來控制多工器408的 選擇訊號。
一個寫入閘(write gate，WG)訊號，一個倒轉不歸零 (Non Return to Zero Inverted, NRZI)訊號，一個時脈訊號， 和其他頭似的訊5虎’就會被輸入到脈衝產生器404。WG 14 1302393 09944pif2.doc 訊號控制一個讀/寫動作，NRZI訊號是藉由即將被錄製在 光碟片上的NRZI-調變資料所得。 、衣 脈衝產生器404的動作，是根據工作模式(讀/寫，和 其他類似的動作)或是APC模式(峰值，平均值，和其他類 似的數值)所決定，並且是由界面與控制器4〇2所控制。 暫存器406儲存相對應於雷射訊號功率位準的驅動電 =(峰值功率驅動電位，偏壓功率驅動電位，讀取功率驅動 電位，和其他類似的電位），並且將驅動電位的數值，提供 …界面與控制器4〇2。在初始化動作中，界面與控制哭4⑽ 會參考由主板的微處理器所提供的一個表格，設定即將被 儲存到暫存器406的驅動電位。 一差動放大器422可以得到雷射二極體的功率 =功^位準之間的差異，也就是可以得到雷射功率的變 大哭來補償雷射功率變化的補償值，會從差動放 的422輻出，並且會經由加法器414，提供給帝 此° ’可以達成控制雷射二極體功率的作^在 擇從儲存在暫存器406中的壤動電位中，選 ==二且f工器_的選擇動作，是由脈衝 — 的一個選擇訊號所控制。 相對二4°6二的驅動電位，都是分別由 而且選擇的動作制訊號所選擇， 如408所兀成。驅動電位會被提 15 1302393 09944pif2.doc 供給多工器408,而且被選來當成選擇控制訊號的控制訊 號，也會被提供給多工器4〇8。在最簡單的實施例中，多 工器408是以與繪示在第1圖中的開關1加到i〇c相同的 方法運作。 脈衝產生器404藉由通道控制訊號(峰值控制訊號，偏 壓控制訊號，和讀取控制訊號)決定工作模式。 錄重製I置的模式，可以被提供一個來自主板的額 外的模式訊號。然而，在這種範例中，雷射二極體必須更 加包括一個用來輸入模式訊號的輸入腳。為解決這個問 鲁 題，工作模式是由通道控制訊號所決定。 ~ ‘ 舉例來說，峰值控制訊號只有在錄製模式中才會被產 -· 生，因此可以根據峰值控制訊號是否被產生，而確認錄製/ 重製模式是否存在。 由多工器408所選擇的驅動電位，會經由放大器412， f應給加法器414。放大器414執行-個相對應於繪示在 第1圖中的放大器14動作的動作。 從一個監視二極體所輸出的監視訊號mon-PD，會藉 由一個電流/電墨(current/v〇ltage，I/v)放大器（圖中未繪響 不）’放大到-個預定的放大率程度，並且被提供給vga 416。在此，輪入到VGA 416的訊號，被參考當成一個” 監視訊號m〇n-PD，，。似416的增益是由操作模式和將. 被f製或錄製的各種磁軌(紋間表面(㈣/凹槽设蒙⑼所 决疋VGA 416的增益是由界面與控制器4〇2所控制。眾 所周知的，DVD具有兩種磁執，也就是一種紋間表面磁軌 16 1302393 09944pif2.doc (land track)和種凹槽磁執(聊〇1^加洗)。因為紋間表面磁 執和凹槽磁執，具有不_光反料(light Rfleetivity)，所 以對於不同的磁軌，必須改變VGA 416的增益。另一方 f ’當然也可能將VGA416 _以及設定成使用相同的增 益。 第一取樣與保持單元418，取樣及保持VGA4i6所輸 ，的訊號。第—取樣與保持單元418的取樣及保持動作， 疋由脈衝產生$ 4〇4所提供的__個第—取樣保持控制訊號 所控制。 [視㈣mon_PD是-個從雷射二極體輸出的雷射訊 ^。口此具有與雷射訊號相同的波形。雷射訊號具有與多 工器棚的輸出，也就是_個錄製脈衝，相同的波形了因 此’ |£視喊嶋孔)除了由於ΗρΜ424，具有比多工哭 408 ^輸出有較多的延遲以外，監視訊號 mon-PD且有斑 夕工的輪出幾乎相同的波形。同時，因為監視訊號 mo::，雷射二極體輪出的雷射訊號，監視訊號 =”討此會具有與雷射訊號相_波形，但是也有 可月匕超出雷射訊號的相位。 的— = 彻輸出的錄製脈衝，是相對胁控制訊號 斗、' 口 —因此，可以糟由組合和延遲該控制訊號，產 生用來控制第一取樣盘保持置 號。 」请早7^ 418的第—取樣與保持訊 換句話說，可以藉由組合該些控制喊，產 為決定取樣功雜準所需的取樣週躺第—取樣與 17 1302393 09944pif2.doc 訊號。 出。二單元4420，取樣與保持⑽41〇的輸 制。第二取樣與保持單= = =， 些驅動電位，就是多工器的輸出。…情，也就是該 樣：二一S’持單元418，和第二取樣與保持單元 Γ „一取樣與保持訊號，和第二取樣與保持訊 =第動放大器422 °差動放大器422會檢測 Jr:巧保持訊號和第二取樣與保持訊號之間的一個 至兴，也就疋雷射輸出的變冑，並且將其以—個 3大if大。差動放大器422的增益，是由雷射訊號白； 受動，和相對應於該變動的一個補償值，兩者之間的關係 所決定。 在第5圖中的(d) ’（e)，和⑴的延遲時間和脈衝寬度， 可以根據監視訊號mon-PD的特性，也就是延遲時間^衰 減而相對改變。 用來補僅一個差動放大裔422輸出的變動值的補償 值，也就是雷射二極體的輸出，會被提供給加法器414。 加法器414將提供給放大器412的輸出雷射二極體的一個 驅動電位，與差動放大器422的輸出，也就是該補償值相 加，並且將其輸出。 加法器414的輸出，會被供應給雷射二極體，以輸出 一個具有想要的功率位準的雷射訊號。 18 1302393 09944pif2.doc 雷射二極 的輸出，給-個第一擇 =關426 ’選擇性地提供加法器4M 個波長是780夺米極體(例如像是用來產生具有一 二雷射二極體(例如CD的雷射二極體），或是一個第 米，適合來產生具有—做長是㈣奈 的選擇動作，是1=極體）。雷射二極體選擇開關426 se,L； ^；；：J" 402 相對應到繪示# M i θ , 產生-個高頻調變用圖Λ的HFM18的hfm 424 ’會 4，光干擾雜訊，=== 單；第=舆 的雷=:==t於即將用在雷射二極體驅動器 功率位準== 峰值功率位準，(或是刪除) 流，和讀取電』)取力羊位準)的電流值(峰值電流，偏墨電 取一===== 中未:r示），在勒始化動作中，讀 錄製媒_ f要# 魏的表格⑽存每一種 給界面與控制器下nzr1取的資料，提供 合於暫存議中的功^準的界=值控制器術，設定適 化’ =1’。:= 二;=具有隨著溫度變 k著Μ射二極體的工作溫 19 1302393 09944pif2.doc Ϊ二極體本身的溫度上升，或是外界的溫度上 射訊號的輸出位準就會下降。根據溫度的改 =先:的改變，可以藉由—個封閉迴路(dQsed 10叩) 補仏，该封閉迴路是由一個監視二極體(圖中未緣示），一 =似416,第-和第二取樣與保持單元418和· 動放大器422,加法器414，和雷射二極體所組成。 車!矣臣句話，’ I視一極體可以檢測雷射二極體的輸出位 準。^視二極體所輸出的監視訊號動n_ro 地㈣_放大’並且由第-取樣與麟單 第-取樣與保持單元418，取樣與保持一辦值 位準二-個讀取功率位準，或—個删除功率位準。 ，二取樣與保持單元携，根據一種工作模式， 到差動放大器422 ,得 的差異 持單元418和420的輪出之間 並且ΓΓ產生器4G4根據工作模式，產生通道控制訊號， 伴持用來控制第—取樣與保持單元418的第—取樣食 制訊號，用來控制第二取樣與保持單元420的第= ’、爾ΐ持控制訊號’和用來控制多工器4 0 8的選擇訊號。 註έ姐“產生在脈衝產生器404中的控制訊號的動作，被 、=露主在韓國專利標準申請案編號"_20485 為1999年6月4日㈣請案中(發明fyoSeo,發 20 1302393 09944pif2.doc 明標題：Method of Generating Recording Pulse Suitable for
Various Types of Recording Media and Recording Apparatus Suitable for the same)，該申請案由本發明申請案歸檔。根 據韓國專利標準申請案編號99-20485，控制訊號是經由不 列步驟所產生：（a)根據錄製標示的上升和下降邊緣，建立 一個組成根據各種光學錄製媒體的錄製脈衝的第一脈衝， 多重脈衝串（string)，最後脈衝，和冷卻脈衝的啟始和結束 部分的係數；（b)儲存在步驟(a)中所得到的係數；以及(c) 與一個輸入NRZI訊號同步，參考每一個光學錄製媒體的 係數，產生一個峰值功率控制訊號，一個偏壓功率控制訊 號，和一個讀取功率控制訊號。韓國專利標準申請案編號 99-20485所揭露的内容，在此將併入以為參考。 使用控制訊號，產生取樣與保持控制訊號的方法，被 揭露在韓國專利標準申請案編號〇1_6979，編檔日期為 2001年2月14曰的申請案中(發明者·· Jin-ky〇 Se〇，發明 標題：Method of Initializing Laser Diode Driver and Recording/Reproducing Apparatus Suitable for the same, and Method of Driving Laser Diode Driver)，該申請案由本發明 申請案歸檔。根據韓國專利標準申請案編號〇1-6979，錄 製脈衝可以藉由結合該些控制訊號而產生。同時，藉由結 合該些控制訊號，也可以產生用來取樣峰值功率位準，讀 取功率位準，刪除功率位準，和其他類似的功率位準，所 需的取樣與保持控制訊號。再者，藉由使用該些控制訊號， 也可以確認工作模式。韓國專利標準申請案編號〇1_6979 21 1302393 09944pif2.doc 所揭露的内容，在此將併入以為參考。 第1表繪示確認在脈衝產生器404中的模式的動作 取控制 刪除控制 峰值控制 模式 備註 0 X X 停用 雷射二極體驅 動器停用 1 0 0 重製 HFM開啟 1 1 0 —— 刪除 HFM開啟/關 閉 1 0 q •—-— 錄製 HFM開啟/關 閉 1 1 q 錄製 HFM關閉 二 —< π 丨、、、日，丨、，P小Μ丨尔促咧計L篪和錄裂控制 訊號，其中有任一個訊號被啟動（在第丨表中以”丨，，代 表）脈衝產生杰404就會確認目前是錄製和刪除模式，否 則，就會確認目前是重製模式。 如果瀆取控制訊號並未被啟動，脈衝產生器404就會 確認目前^_個停賴式，雷射二極體不能被驅動。曰 在第1表中所緣示，工作模式是在脈衝產生器404 二二Γ’而且!GA 416 ’第一和第二取樣與保持單元418 口 μ和多卫1 的動作，是根據工作模式所控制。 敗样ώ Γ取核式中，VGA 418會設定一個讀取增益，第一 取單樣與保持從VGA416輸出的讀 而且弟一取樣與保持單元420，會取樣與保 22 1302393 09944pif2.doc 持該讀取電流。 益，=::=4’：:418會設定-個寫人增 輪出與保持從VGA 416 取樣與保持該偏壓電流(或^保持單元-’會 [第^表緣示第-取樣舆保持單元418的取樣動作。 —------ 區 取樣形態 取樣形態2 玉塵形態土 形態4 形態 形態6 多！形態7 形態8 形態9 取樣形態10 具有峰值電壓的脈 衝 最後脈衝 偏壓 iljjK 偏壓 (偏壓準 平均值 ————- 區的部分 上述位準或磁區的 組合 備註 每值=第一 +最後 多重 具有峰值 磁區 lpf 的平 上述所用的九個位準或 磁區的組合 23 1302393 09944pii2.doc
InVerted，NRZI)訊號所成形。在適應錄製(adaptive recording) ^法中，組成錄製脈衝的每個脈衝的啟始/結束位置，脈衝 見度，功率位準，和其他參數，都會根據目前標記(藉由一 個雷射訊號，在-個磁執上，成形一個領域(d〇main))之前 和之後的空隙(在標記之間）之間的相互關係而改變。
> σ當產生錄製脈衝時，脈衝產生器404首先會產生控制 吼號，用來控制功率位準的開啟和關閉，該些功率位準包 括靖取功率控制訊號，峰值功率控制訊號，刪除（或偏壓 1)功率控制訊號，冷卻(或偏壓2)功率控制訊號，和底部（或 偏壓3)功率控制訊號。接下來，脈衝產生器4〇4藉由延遲 和邏輯地結合該些控制訊號，產生第一和第二取樣與保持 控制訊號和選擇訊號。在此，所產生的功率位準控 的類別，是由雜_所決定。 #U 選擇訊號控制多工器408，以使得產生錄製脈衝所需 的驅動電位，可以從暫存器4〇6循序地輸出（或是被取出）。 根據錄製媒體的長度和標記，錄製脈衝的讀取功率位 準，峰值功率位準，偏壓1功率位準，偏壓2功率位準， 以及偏壓3功率位準，會以一個預定的次序，循序地被安 置在時間軸上。讀取功率位準，峰值功率位準，偏壓^功 率位準，偏壓2功率位準，以及偏壓3功率位準的區域範 圍(region)，分別由讀取功率控制訊號，峰值功率控制訊 號，偏壓1功率控制訊號，偏壓2功率控制訊號，以及偏 壓3功率控制訊號所代表。 因此，可以由結合該些控制訊號，來確認應用或控制 24 1302393 09944pif2.doc :ί位::Ϊ期、。，脈衝產生器404產生-個第-取樣控制 門二、功率位準從雷射二極體的輪出’被取樣的時 二二Ϊ第二取樣與保持訊號，代表當即將與由第-取 盡’、二早元418中所取樣的訊號相比較的參考功率位 率，被取樣的時間點。 汾_ ^面與控制器402，根據工作模式和Apc模式，控制 二不j 4 ®巾的方塊。㈣在第4 _裝置的Apc模 種平均APC模式，直接APC模式，及其他類似 平句APC模式使用雷射二極體前一個輪出值和目 j值的—個平均值，執行APC控制。直接APC模式使 用每射,極體目前的輸出值，執行APC控制。 :示=4圖中的裝置，可以被架構成—個單一的積 一包路而且可以被安裝在光學讀取器中。同時，可以避 fl::面連接％，可能介人的外界干擾，以實現穩定地控 制讀射功率_作°特_是，在高容量和高速度的光學 錄製/重製裝置中，在元件之間傳送和接收的訊號，都且有 •的頻率。因為這個，光學錄製/絲裝置對外界干 擾相當敏感，而且目此會造成誤動作。這個誤動作可以 由將光予錄u重製制，架構成—個單—的積體電路 免。 以下將詳細說明，緣示在第4圖中的裝 模式下的動作。 1)啟始化模式(Initialization mode) 25 1302393 09944pii2.doc 主板的微處理哭，合从 針對所檢“媒:===型。 換句話說，會經άςΙτη曰執仃適&其之啟始化動作£ 所用的雷射取在雜重製期間， 區中的-個表格，並5 導入/導出培 面與控制器402表考二界 條中的驅動電位 的數值，設找被儲存在暫存器 製造ΐ據’會有不㈣功率辦。光碟片的 在導入磁區巾魅光別功率位準的表格，錄製 或最外圈，或是以最大的 這些動作都是用來測試雷
光學讀取器會移動到最内圈 %度，該聚焦的位置上下移動。 射二極體。
當執行一個雷射二極體測試模式時，在啟始化的 ’雷射二極體測試模式，會以預定的時間週期，輸出許 取刪除，和蜂值功率，監視這些功率，以補償驅動電位， =測試雷射二極體是否有誤動作。即使雷射二極體測試 核式’被絲測試在啟始化動作巾的#射二極體 可能被選擇性地執行。 〜測試雷射二極體，有可能會影響錄製在錄製媒體中的 貧料。因此，為保護所錄製㈣料，雷射二極體會藉由使 ^ 一，在雷射二極體中的聚焦伺服器(f〇cus serv〇)，將光學 項^移動到媒體的最内圈或最外目，或是將物鏡以最大 的私度上下移動。可以藉纽最大的程度，將物鏡上下移 26 1302393 09944pif2.doc 動^不是將光學讀取器移動到媒體的最内圈或最外圈， 而將測試雷射二極體所需的時間降到最低。 2)讀取模式 讀取驅動電位，可以藉由界面與控制器備的啟始化 ，作，儲存在暫存區概中。雷射二極體的讀取功率位準， 是由儲存在暫存器406中的讀取驅動電位所決定。 第-取樣與保持單元训，取樣與保持來自監視訊號 mon-PD的讀取功率位準。具有讀取功率的磁區，會相對 應於ό貝取控制訊號是啟動的磁區。 .由第一取樣與保持單元418所取樣與保持的讀取功率 位準，會被提供給差動放大器422的一個轉換輸入埠 (converting input port)。 第二取樣與保持單元420，取樣與保持提供給雷射二 極體的讀取驅動電位。由第二取樣與保持單元42〇所取樣 與保持的讀取驅動電位，會被提供給差動放大器422的一 個非轉換輸入埠(non-converting input port)。 差動放大态422，會檢測一個由監視訊號m〇n_pD所 取樣的讀取功率位準，和提供給雷射二極體的讀取驅動電 位，兩者之間的差異。這個差異值，是來自雷射二極體的 工作溫度變化。 該差異值會藉由差動放大器422的增益，被轉換成_ 個補償值，並且將該補償值，提供給加法器414。加法器 414會輸出一個補償值，該補償值可以用來補償由暫存器 408所設定的讀取驅動電位，也就是可以用來補償根據雷 27 1302393 09944pif2.doc 射二化，所產生的誤差部分的驅動電位。 刪除驅動電位，可以藉由界 動作，儲存在暫存區406中。雷;^制裔402的啟始化 中的刪除驅動電位所決定。 罘取奴與保持單元418，取揭盥仅杜十Α _-ro的刪除功率位準。呈有^=持來自監視訊號 應於刪除控制訊號是啟動的磁區/功率的磁區，會相對 第2的—個轉換輸入埠。 取樣與保持單元物，取 :=刪除驅動電位。由第二取樣與保持車?=二 個非轉換輸入埠。 致U動放大裔422的- 取样大器422 ’會檢測—個由監視訊號贿-pD所 位^兩位準’和提供給雷射二極體的刪除驅動電 工作溫度=的差異。這個差異值，是來自雷射二極體的 該差異值會藉由差動放Α|| 4 ，，並且將該補償值，提供給觸 414會輸出—個補償值，該補償值可以用來補償由 才：ΓΓΪΓ刪除驅動電位，也就是可以用來補償 除,二:的工作溫度變化，所產生的誤差物 28 1302393 09944pif2.doc 4)錄製模式 峰值驅動電位，可以藉由界面與 動作，儲存在暫存區4G6中。雷射Γ二☆的啟始化 位準，是由儲存在暫存器4〇6中值功率 楚L 〕蜂值驅動電位所決定。 弟一取樣與保持單元418，取樣與 =D _率位準。具有峰值功率的磁區二見:: 應於峰值控制訊號是啟動的磁區。 、 由^-取樣與保持單元418所取樣與保持的輕功率 位準^被提供給差動放大器422的—個轉換輸入璋。 極持單元42G，取樣與保持提供給雷射二 *2:驅動電位。由第二取樣與保持單元420所取樣 個非轉換輸入埠。 職大™ 422的- 差動放大器422， 取樣的峰值功率位準， 位，兩者之間的差異。 工作溫度變化。 會檢測一個由監視訊號 mon-PD戶斤 和k供給雷射二極體的♦值驅動電 這個差異值，是來自雷射二極體的 個異值會藉由差動放大器422的增益，被轉換成— ，補償值，並且賴補償值，提供給加㈣414。因此， 414會輸出—個補償值，該補償值可以用來補償由 408所設定的峰值驅動電位，也就是可以用來補償 ^據雷射二極體的卫作温度變化，所產生的誤差部分的峰 值.驅動電位。 雷射二極體選擇開關426， 根據雷射二極體選擇訊號 29 1302393 09944pii2.doc
sel-LD %取將被使用的雷射二極體。舉例來說 極體選擇開關426 ’可以選取一個具有 j- 严專】的雷射二極體，或是一個具有波長：65。；米： VD專用的雷射二極體。雷射二極體的選擇，是在錄制 重製裝置被啟始化時所執行。 、彔衣 HFM 424會根據所使用的雷射二極體的類別，產生且 有不同頻率和大小的高頻調變訊號。 /、 5)初體(flrmware)APC 動作 與差動放大器422的硬體(hanhwe)Ape _細 勅體APC動作，不必使用差動放大器422，就可以執行一 ，軟體_職)APC動作。即將被控制的功率位準， 弟-取樣與保鮮元418先取樣，紐再與儲存在暫^器 4〇6中’相對應的驅動電位相比較。儲存在暫存器概中 的相對應的驅動電位’會根據比較的結果而改變。 比較動作可以直接在界面與控制器4〇2中執行，或是 使用-個外部的微處理器或數位訊號處理器㈣制啦以 processor，DSP)來執行。 ADC 428疋被提供來執行軔體Apc動作。we 428 1!:個取樣與保持單元418，所取樣與保持訊號的 數值，轉換成一個數位值。 第6圖緣示一個流程圖，用來說明緣示在第4圖中的 裝置的動作。 在步驟602中’在啟始化動作中，首先會確認插入光 碟片的種類。然後根_ 30 1302393 09944pii2.doc 極體，和適用的驅動電位。 在乂驟604中，決定是否執行硬體動 體APC動作是葬由栋 動作’该硬 疋猎由使用差動放大器422所執行。 如果決定應該執行硬體APC動作 會決定應該使用直中， %式或是平均APC模式。直接 吴式使用由第一取樣與保持單元418， 的-個數值。平均Ap 與保持 训的數值，加以平均之後&=將弟一取樣與保持單元 合產ΠΓί應ί執行直接APC模式，在步驟_中， 取樣與保持控制訊號。取沾保持早凡418和的 ^驟J^lG中’接下來會執行—個取樣與保持動作。 中，奋將㈣m士 筒十❸APC极式，在步驟612 曰、本保持的數值加以平均。因為所勃夂A曰 體APC動作，所以尤半獅i 為所執仃的疋硬 所以在步驟614中，平均值是由_ 波器（low_pass fllter)戶斤;^ 低慮 )所侍到，该低通濾波器將取樣盥伴# 的數值，做低通濾波處理。 保持 至#A ; Υ ^ Μ中，會補償雷射二極體功率位準。在此， 差動放大器422和加法哭414 ^ χ +在此 率位準的補償之中。 都被包含在雷射二極體功 ρ 執行硬體APC動作，在步驟⑽中，奋 決疋疋否應該執行軔體Apc動作。 如果決定應該執行勅體Apc動作，在步驟Μ 运決定應該使用内部_“ f_a_pe動作或 . --—— ….—— 31 1302393 09944pif2.doc 部軔體(outer flrmware)APC動作。其中，内部勒體Apc動 作，代表界面與控制器、402的軟體Apc動作，而外部物體 APC動作，則絲使料部微纽_數位訊號處理器 DSP的一個軟體APC動作。 如果決定應該使用内部軔體APC動作，界面鱼柃制 器402，就會執行APC動作。換句話說，在步驟622到s"63〇 I，會取樣由第一取樣與保持單元418，所控制的功率位 >，率位準是由ADC 428所設定，並且計算出雷射_ 白、又動值和補償值，而且根據該變動值和該補償值，改纖 儲存在暫存器406中的驅動電位。 在步驟640中，雷射二極體會由該變動過的驅 所驅動。 詳細的說，在步驟622中，由第一取樣與保持單元418 所取樣的功率位準，會在界面與控制器他中，盘儲存在 暫存器條中的驅動電位相比較，以計算出_個變動值。 624 t 5 5 〇 ^步驟626中，儲存在暫存器傷中的驅動電位，藉由使 用遠補償驅動電位而更新。經由多工器侧的多工動作， =DAC410的DAC動作，儲存在暫存器4〇6的驅動電位， ^驅動雷射二極體。在步驟628中，會在脈衝產生器中， 產生多工動作所需的選擇訊號。 如果決定應該使用外部軔體APC動作，在步驟632 作，所取樣的功率位準，會被傳送到 卜邛U處理态。在步驟634中，所取樣的功率位準，會在 32 1302393 09944pif2.doc 外部微處理H巾，與—個目前的驅動電位，也就是儲存在 暫存器406中的驅動電位相比較，以計算出—個變動值。 在y驟636中，比較的結果會經由界面動作傳送出去。除 了可以使射卜部微處理II之外，也可以使賴I訊號處理 器 DSP。 儲存在暫存裔406中的驅動電位，會如在步驟622到 630中的内部軔體Apc動作一般被改變。 在步驟640中，雷射二極體會由該變動過的驅動電位 所驅動。 如果決疋不執行軔體APC動作，在步驟644中，會 決定是否應該使用雷射二極體測試模式，如果答案為真， 則接下來就會執行雷射二極體測試模式。 硬體APC和！猶APC動作，在第4圖崎示的裝置 中，可以互相互補。當只有硬體APC動作被執行時，補償 值f可能會太大，以使得差動放大器422無法處理。換句 話說，雷射二極體的變動值，會偏離差動放大器的工 作範圍，目此使得f射三極體，無法被適#地控制。在高 傳輸率的範射，最好是將補償紐的愈小愈好，以使得 控，迴路的次數增加，可以被㈣在可以追蹤目標值的能 力，圍之内。為達此目的，需要週期性地更新，儲藏在暫 存器406中的驅動電位。因此，會週期性地執行軔體 動作’以降低在硬體APC中的負载，以及增加控制迴路的 次數。 第—7A圖和第7B圖分別繪示具有一個根據本發明的一 33 1302393 09944pif2.doc 個實施例的雷射 贼B的前_一個光學讀取元件和一個 包括複數個零件，例二θ圖中所綠示，光學讀取器700 體（圖中未綸 j 疋一個物鏡702，一個雷射二極 -個傾斜雷射二極體驅動器(圖中未繪示)’和 在一個第H⑽雷射二極體驅動器，是安裝 任個乐—印刷電路板PCB 704上。 體，3tf7。。會在光碟片上移動，而且雷射二極 號。 固用來在光碟片上錄製/重製資料的雷射訊 哭700 Π月也提供一個FPCB 7〇6，用來將組成光學讀取 制第一 ρ_4。™706的末端， 在先予躀取器7〇〇的鑄模(111〇1(1)上，並且使用螺絲， 口疋在光學讀取器700上。 也可以使用具有四個步驟的其中一步驟的一個勒性 的堆積印刷電路板(flexible stacked pCB)。 _ f认圖和第8B圖分別繪示具有一個根據本發明的另 個只靶例的雷射二極體驅動器的一個光學讀取元 一 個FPCB的前視圖。 如在第8A圖中所繪示，光學讀取器8〇〇包括複數個 ，件，例如像是一個物鏡8〇2，一個雷射二極體(圖中未繪 示）個雷射一極體驅動器（圖中未緣示），和一個傾斜感 測器(tilt sensor)。雷射二極體驅動器，是安裝在一個第一 印刷電路板PCB上。 34 1302393 09944pifZ.doc 光學讀取器的型號(model)，一般來說FpcB外型會有不同。 FPCB 806的另外一端連接到相對應於一個第二pCB 的主板(圖中未緣示）。為了與主板相連接，fpcb 和主 板兩者都有連接器，或是只有主板有連接器。 在習知的技藝中，APC裝置是定位在一個主pCB上， 雷射二極體是定位在一個光學讀取器中，而且主會連 接到一個FPCB。 換句话說，在習知的光學錄製媒體中，Ape裝置是安 裂在一個主PCB上，與光學讀取元件相隔離，並且經由 FPCB，由連接到一個雷射二極體的監視光二極體，提 供一個監視訊號mon-PD。控制訊號同時也會透過1?1>(：^， 誕供給雷射二極體驅動器。 監視訊號mon-PD相當微小，大約只有幾個微安，因 此對雜訊相當敏感。因為控制訊號的頻率相當高，所以會 造成在週邊裝置中的電磁波干擾EMI。控制訊號的頻率， 會隨著錄製/重製速度增加而增加。 結果造成，在習知的光學錄製/重製媒體中，很難藉由 FPCB達到聯繫(interface)監視訊號mon-PD或控制訊號的 目的。 在根據本發明的光學錄製/重製媒體中，雷射二極體被 安裝在一個光學讀取器中，並且執行APC功能。因此，可 以避免發生在習知的光學錄製/重製媒體中的問題。 如上所述，根據本發明的雷射二極體驅動器本身，會 執行APC功能’因此可以避免由電磁干擾所產生的誤動 35 1302393 09944pif2.doc 作。 同％，因為一個雷射二極妒 _ _ _ ^ 瑕馬£動态，可以驅動複數個 雷射驅動器，因此可以達到下恭4 帝射一碰囉動哭^载 分享媒體的功能。 辦: 分別或是互相補充地執行硬 因此可以適當地克服高傳輸率錄製/ 重製的困難。 在根據本發明的光學錄製/重製襞置中， 學讀取器中安裝APC裝置，料地達成聯繫監日視 mon-PD，控制訊號，和其他類似訊號的目的。 、： 由簡化產品的架構，降低製造成本。 此可以藉 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，妙 八、、/、与一用义 限定本發明，任何熟習此技藝者’在錢離本發 ^ 與範圍内，當可作少許之變動與潤飾，因品士 ^ Μ此本發明之租含雈
範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 … I
36

Claims (1)

1302393 09944pif2.doc 十、申請專利範圍： 1· 一種雷射二極體驅動器，包括： 一多工器，響應該多工器所提供的一選擇訊號，選擇 性地輸出相對應於一雷射訊號的功率位準的複數個驅動電 位； 一脈衝產生器，用來產生提供給該多工器的該選1 號； 、口 一差動放大器，用來計算由一監視二極體所提供，用 來監視该雷射二極體所輸出的該雷射訊號的一監視訊號， 和該多工器所選取的一驅動電位，兩者之間的一差里「以 及 训広裔，胂孩是動放大器的一輸出，與該多工器 η輸出相加’並且輸出—用來驅動該雷射二極體的訊 =申請專利範圍第i項所述之雷射二極體驅動二 Ϊ : 第一取樣與保持單元，用來取樣與保縣㈣ 第一取樣與保持二二:控以產生用來控制該 更加包括一暫存器，用 電位。 ^捉仏、，、口 5亥夕工态的該些驅動 4·如申請專利範圍第3 更加包括-界面與控制„貞所述之雷射二極體驅動器， 些功率位準，並且‘據二控制適用於-光碟片的該 財卿存器切挪應的該些功率 37 1302393 09944pif2.doc 位準，設定該些驅動電位。 5.如申請專利範圍第4項所述之雷射二極 其中該界面與控制器，將由該監視訊號所代表苛♦二“ 號的一功率位準’與由儲存在該暫存器中的一驅‘：U 代表的-功率鱗互減較，計算該雷射功率自^位所 值，計算用來補償該變動值的一驅動電位，並且^ 的驅動電位’更新儲存在該暫存器中的該 _仏 対St圍第5項所述之雷射二極體：^ 性IS1面與控制器，更新該暫存器的動作，“ 7·如t請專機群5項所叙 更力/包括Γ舰數位轉換器1來將該監視t=i、 一數位訊號。 & 轉換成 8·種光予頃取元件，在一資 光學讀取元件包括： 予辉植上移動，該 次Γ雷射—極體’產生—雷射訊號，用來胳次粗減 ==存媒體’或是將資料從該資料儲存媒 μ射一極體驅動器，用來驅叙兮帝 根據溫度變化5，控制該些雷射二極體極體，並且 9·-種光學錄製/重製裝置 一光學讀取器，在一資料 雷射二極細在其上，用來:二=並且有- 38 1302393 09944pif2.doc 中重製出來； 一第一印刷電路板，具有安裝在該光學讀取器中的一 雷射二極體驅動器，並且根據溫度變化，控制該雷射二極 體的功率； 一第二印刷電路板，在其上具有一控制器，用來控制 該雷射二極體驅動器；以及 一軔性印刷電路板，用來聯繫該第一和該第二印刷電 路板之間的訊號。 10.如申請專利範圍第1項所述之雷射二極體驅動 器，其中該些驅動電位包括一峰值功率驅動定位，一偏壓 功率驅動電位，以及一讀取功率驅動電位。
39 1302393 09944pif2.doc 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：
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