专利名称：控制光盘播放器及其电路中的激光二极管的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制激光二极管的方法，该激光二极管用于各种光盘播放器以及仅可重放类型的磁光盘驱动器中，这些播放器和驱动器包括激光唱盘(CD)播放器，便携式CD播放器，仅可重放类型的小型激光唱盘(MD)播放器，仅可重放类型的便携式MD播放器，数字视盘(DVD)播放器，以及便携式DVD播放器。本发明还涉及一种用于这种激光二极管的电子电路。尤其是，本发明涉及一种能够在连续发射和间歇发射之间切换这种激光器工作模式的方法和电路。
在现有的用于控制光盘播放器、光盘机或者磁光盘机的激光二极管的方法和电路中，激光二极管被持续地提供电流，以实现数据重放操作中的连续发射。例如，尽管在未经审查的专利公开No.7-262590/1995(美国专利No.5,548,573的相关申请)中公开了各种控制LD的方法，但它们在数据重放操作中都持续地提供电流。
对于现有的激光二极管(LD)控制电路来说，激光二极管需要连续地发射。因此，不可能减少由激光二极管所消耗的电能。
因此，本发明的目的在于提供一种在用于分离数据的锁相环(PLL)根据从光盘读出的数据而被锁定时，通过使激光器间歇地发射，而使激光器所消耗的电流实现最小的方法，其中PLL产生用于数据重放的数据重放时钟信号。
为了实现上述目的，根据本发明的控制用于光盘播放器中的激光二极管的方法包括以这种方式控制该激光二极管发射的光，即光与数据重放时钟信号同步地被断开，其中该数据重放时钟信号根据从光盘读出的数据信号而产生。
在本方法中，激光二极管没有消耗电能，同时停止发射光。于是，电能消耗可以被减少到最小。
根据权利要求2的本发明实施例的特征在于，在数据重放时钟信号稳定之后，激光二极管从连续工作切换到间歇工作。光盘播放器开始良好地工作。于是，电能消耗被减少到最小。
根据权利要求3的本发明实施例的特征在于，激光二极管根据在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，而从连续工作切换到间歇工作。光在激光二极管连续工作期间被引向焦点。于是，工作模式被切换到间歇发射。这样，允许播放器平滑地开始工作。因而，电能消耗减少到最小。
根据权利要求4的本发明实施例的特征在于，激光二极管根据在声音被抑制时得到的静音信号，而从间歇工作切换到连续工作。在声音不再被抑制时，激光二极管快速地切换到间歇工作。因而，电能消耗减少到最小。
根据权利要求5的本发明实施例的特征在于，在上述各种状态中，从激光二极管发射的光与这样的信号同步地被断开，即该信号通过倍增根据数据信号生成的数据重放时钟信号而得到，其中该数据信号从光盘中读出。利用间歇发射激光二极管而重放数据信号的重现性可以被进一步地提高。
根据权利要求6中的本发明实施例的特征在于，在上述各种状态中，激光二极管发射的接通时间与激光二极管没有发射的断开时间之间的比值可以改变为任何任意值。这种接通时间与断开时间的比值可以考虑到重放电路和其他因素的能力而被任意设置。
根据权利要求7的光盘播放器的激光控制电路包括一个频率倍增电路，用于接收根据从光盘读出的数据信号而产生的数据重放时钟信号，以及倍增该数据重放时钟信号；一个脉冲宽度调整电路，用于将来自频率倍增电路的输出信号的接通脉冲宽度与断开脉冲宽度的比值调整为任意值；一个模式切换电路，用于接收来自脉冲宽度调整电路的信号，在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，以及在声音被抑制时得到的静音信号，并且用于将激光二极管的工作模式在连续工作和间歇工作之间切换，其中激光二极管根据来自脉冲宽度调整电路的输出信号而间歇地发射；一个激光二极管驱动电路，用于根据来自模式切换电路的输出而控制激光二极管的发射；以及一个激光二极管，该激光二极管的发射由激光二极管驱动电路控制。该模式切换电路根据在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，而将激光二极管从连续工作切换到间歇工作，并且根据在声音被抑制时得到的静音信号，而将激光二极管从间歇工作切换到连续工作。
由于这种结构，该激光二极管不消耗电能，同时停止发射激光。于是，电能消耗可以被减少到最小。而且，由于激光二极管根据在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，而从连续工作切换到间歇工作，因而在连续工作期间将激光引向焦点之后，通过将二极管切换到间歇工作，从而允许该激光二极管开始平滑地工作。于是，电能消耗可以被减少到最小。
此外，激光二极管根据在声音被抑制时得到的静音信号，而从间歇工作切换到连续工作。因而，当声音不再被抑制时，激光二极管快速地切换到间歇工作。于是，电能消耗被降低到最小。在上述状态中，来自激光二极管的光与这样的信号同步地被断开，即该信号通过将数据重放时钟信号倍增因子n而生成，其中该数据重放时钟信号根据从光盘读出的数据信号而生成。因而，利用连续发射激光二极管重放数据信号的高重现性由间歇发射的激光二极管来实现。
图1是描述根据本发明实施例1的播放器结构的方框图；图2是根据本发明实施例1的激光二极管控制电路的方框图；图3是用于解释重放时钟信号和凹坑图形之间关系的示意图；图4是根据本发明实施例1的激光二极管控制电路的方框图；图5是描述根据本发明实施例1的被断开电流波形的波形图。
下面利用附图所示意的优选实施例来详细描述本发明。
实施例1图1是描述根据本发明实施例1的播放器结构的方框图。图2是根据本发明实施例1的激光二极管控制电路的方框图。图3是用于解释重放时钟信号和凹坑图形之间关系的示意图。图4是根据本发明实施例1的激光二极管控制电路的方框图。图5是描述根据本发明实施例1的被断开电流波形的波形图。
光盘、磁光盘或者其他类似的光盘由轴电机(SPM)2旋转地驱动。光拾取器3包括一个发射激光的激光二极管(LD)，一个光电二极管(PD)，该光电二极管用于检测光是从激光二极管中发射、且由光盘1反射，并且用于将光信号转换为电信号。以及一个前置放大器，用于将电流转换为电压。为了方便起见，图1仅示出了一个LD和一个PD，但本发明并不限于这样。
来自用作光源的激光二极管、且从光盘1反射的光数据信号由光电二极管从光转换为电流，并且接着由前置放大器转换为电压。来自前置放大器的电压信号被送到模拟信号处理电路(ASP)4，在此执行和、差计算。所产生的和信号由数字信号处理电路(DSP)5中的比较器利用微计算机或者类似物来实现二进制。被二进制的信号输入到用于数据分离的PLL(锁相环)电路5b。用于数据分离的PLL电路5b根据从重放数据中产生的二进制信号，生成一个数据重放时钟(PCK)信号，并且将该PCK信号发送到数据重放电路(未示出)和激光二极管(LD)控制电路6。
PCK信号与阅读光盘1上的数据标记，或者所谓的凹坑同步地产生。由于激光二极管与上述的PCK信号同步地间歇发射，即使激光二极管间歇地发射，每个凹坑也可以被可靠地阅读。因此，在本实施例中，可以减少电能消耗，同时确保可靠地读出数据。
业已详细地描述了用于产生PCK信号的结构。如图2所示，PU3带有4个用于检测来自光盘1的服务信号的PD(光电二极管)。这些PD分别通过四个前置放大器3a将电流转换为电压。电压信号由模拟信号处理电路(ASP)4中的加法器电路4a累加，因而产生了一个累加信号。该累加信号的幅度由均衡器电路4b来实现均匀，并且接着发送到DSP5中的比较器，以对该信号实现二进制。用于数据分离的PLL5b利用一个相位比较器，来比较从比较器5a发送的数据信号A和信号B，该信号B通过在相位上，以给定数量n(例如n＝4)对PCH信号分频而得到。该比较器的输出经过低通滤波器5b2，用作电压控制振荡器5b3的控制电压。该振荡器5b3产生PCK信号。用于数据分离的PLL 5b将该信号设置成相位锁定状态。也就是说，PLL使数据信号A和信号B在信号上相位上一致。因而，PCK信号与数据信号A，即凹坑图形同步地产生。
假定光盘1是一个CD。通常，PCK信号在CD播放器系统中具有EFM(8到14调制)的基频4.3128MHz。也就是说，如果假定PCK信号的一个周期是T个通道比特，则光盘1上的数据标记(即归因于凹坑图形的所谓EFM信号)可以假定3T到11T的通道比特，如图3所示。如上所述，EFM数据被记录为光盘1上的凹坑。凹坑长度被设置成3T，4T，…，10T和11T中的任何一个，这取决于数据内容。那些不具有凹坑的部分就数据而言是有意义的。长度为从3T到11T。数据信号A的上升时间和下落时间给定了所读出的凹坑长度的时间间隔。光盘1被这样记录，即给定数量的数据比特的DSV(数字和值)取一个给定值。具有对应于光盘1的旋转速度的给定频率的PCK信号可以在长期的基础上提取。通过将这种PCK信号用作基准信号，LD与光盘1的旋转速度被同步地间歇驱动时的频率可以被修改。因而，数据读取频率和LD被间歇地驱动时的频率之间的关系可以被稳定地保持。这就实现了数据的可靠读取。
当数据信号A的频率在短期的基础上较高时(即当读取凹坑长度为3T的凹坑图形的连续位置时)，累加信号的幅度低于数据信号的频率较低(即凹坑长度为11T的凹坑图形以11T(最粗糙的图形)的间隔排列)时的幅度。为了消除由于数据A的频率造成的累加信号幅度的变化，上述的均衡电路4b根据该频率来调整信号的幅度，以便累加信号与最粗糙图形的幅度相匹配。
在图4的激光二极管控制电路中，频率倍增电路7具有倍增输入的PCK信号的功能。在本实施例中，倍增电路将信号乘以因子2。脉冲宽度调整电路8调整PCK信号的接通周期(Ton)的脉冲宽度，其中该PCK信号已经通过频率倍增电路7乘以因子2，如图5所示。随着脉冲宽度的增加，信号被较高重现性地重放，但是电能消耗的节省可以被实现到一个较小的程度。模式切换电路9接收一个聚焦锁定(FLOCK)信号和一个静音(MUTE)信号，并且将激光二极管的工作模式在连续工作和间歇工作之间切换。激光二极管(LD)驱动电路10驱动该激光二极管，以便其发射。APC电路11具有一个检测器电路，用于检测由光电二极管(PD)所检测到的电流，并且产生输出信号，其中该光电二极管检测从光盘反射的光。LD驱动电路将输出的光馈送回LD驱动电路(即提供负反馈)，以使来自激光二极管的光输出保持稳定。
下面参照附图描述操作。当光盘被加载到光盘播放器、光盘驱动器或磁光盘驱动器时，或者当在光盘加载之后接通电源时，即使PCK信号被提供给激光二极管控制电路6，激光二极管控制电路6并不允许激光二极管间歇工作，而是使它连续地发射，而用于数据分离的锁相环(PLL)被设置成锁定状态，即光盘播放器、光盘驱动器或磁光盘驱动器的工作仍然没有稳定。
当激光聚焦在光盘播放器、光盘驱动器或磁光盘驱动器的光盘表面时(即聚焦锁定完成，用于数据分离的PLL5b已经被成功地锁定，并且工作已经稳定(也就是说，PCK信号已经稳定))，激光二极管控制电路6的模式切换电路9根据FLOCK信号，将工作模式从连续工作切换到间歇工作。从频率倍增电路7倍增输出的脉冲宽度由脉冲宽度调整电路8调整。模式切换电路9使激光二极管驱动电路10产生间歇电流，该间歇电流具有由调整电路8调整后的脉冲宽度。激光二极管的间歇发射工作被启动。
由于激光二极管被驱动以连续地发射，直到PCK信号变得稳定，用于数据分离的PLL 5b被平滑地设置成锁定状态。业已保证光盘播放器良好地开始工作。在PCK信号已经稳定之后，激光二极管被驱动以间歇地发射，因而减少了电能消耗。
通知从DSP电路5输出的声音被停止的静音信号使激光二极管控制电路6中的模式切换电路9将光盘播放器、光盘驱动器或磁光盘驱动器激光二极管的工作模式从间歇工作切换到连续工作。激光二极管驱动电路10将提供给激光二极管的驱动电流从间歇电流切换为恒定电流，从而使激光二极管连续地发射。在重放期间，间歇重放数据由ASP电路4汇集，以重放该重放数据信号。
在数据重放期间，由现有激光二极管所消耗的电能Pd被给定为Pd＝Vdd×ILD在激光二极管间歇地发射时，电能消耗Pd被给定为Pd=TonTon+Toff×Vdd×ILD]]>其中Ton是在激光二极管间歇地工作时，激光二极管接通的时间，Toff是在激光二极管间歇地工作时，激光二极管断开的时间。这样，激光二极管的电能消耗可以通过减少时间Ton与时间Toff的比值来减少。该比值可以考虑到重放电路和其他因素的性能而被任意设置。
这样，在被实施例中，如果光盘被稳定地驱动，并且得到FLOCK信号，同时激光二极管正在被驱动，那么到激光二极管的驱动电流从恒定电流切换为间歇电流。因而，激光二极管首先被驱动以连续地发射。于是，得到平滑启动的操作。在稳定之后，激光二极管电流在数据重放期间由于间歇工作而减少。因而，光盘播放器、光盘驱动器或磁光盘驱动器的电能消耗可以被降低。
在接收到指示没有声音的静音信号时，提供给激光二极管的驱动电流从间歇电流切换为恒定电流。因此，当激光二极管不再处于激光二极管连续发送的静音状态时，工作模式快速地切换为间歇发射。于是，电能消耗被减少到最小。
实施例2在上述实施例1中，提供给激光二极管控制电路的频率倍增电路7的PCK信号倍增因子2。如果该倍增因子被增加为3，4，…，n，那么重放数据信号的重现性可以被进一步提高。
在上述实施例中，电流流过激光二极管驱动电路的方向可以通过操作源电路和接收电路，来对应于阳极接地以及阴极接地的系统。
如迄今所述的，在用于根据本发明的光盘播放器的激光二极管控制方法和电路中，激光二极管与用于数据重放期间重放数据的时钟信号同步地被间歇发射，如权利要求1所述。这保证了数据的可靠读取。同时，电能消耗可以被减少。
如权利要求2所述，在数据重放时钟信号被稳定之后，激光二极管从连续工作切换到间歇工作时，光盘播放器开始良好地工作。于是，电能消耗可以被减少到最小。
如权利要求3所述，在连续工作期间光被导向焦点，接着工作模式切换到间歇发射时，播放器开始平滑地工作。于是，电能消耗可以被减少到最小。
如权利要求4所述，在激光二极管根据声音被抑制时得到的静音信号，从间歇工作切换到连续工作时，在声音不再被抑制时，操作被快速地切换到间歇发射。于是，电能消耗可以被减少到最小。
如权利要求5所述，当来自激光二极管的光与通过将数据重放时钟信号倍增因子n而得到的信号同步地被断开时，根据从光盘读出的数据信号生成数据重放时钟信号，利用激光二极管间歇发射而重放数据信号的重现性可以被进一步提高。
如权利要求6所述，激光二极管发射的接通时间与断开时间的比值可以任意改变，该比值可以考虑到重放电路和其他因素的性能而被任意设置。
权利要求
1.一种控制用于光盘播放器中的激光二极管的方法，该激光二极管从光盘中读取数据信号，所述方法包括步骤根据所述数据信号生成一个数据重放时钟信号；使来自所述激光二极管的光与所述数据重放时钟信号同步地被断开。
2.根据权利要求1的方法，其中在所述数据重放时钟信号稳定之后，所述激光二极管从连续工作切换为间歇工作，
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述激光二极管根据在激光聚焦在光盘表面时产生的聚焦锁定信号，从连续工作切换为间歇工作。
4.根据权利要求1或2的方法，其中所述激光二极管根据在声音被抑制时产生的静音信号，从间歇工作切换为连续工作。
5.根据权利要求1-4中任何一个的方法，其中来自所述激光二极管的光与这样的信号同步地被断开，即该信号通过倍增根据从光盘读出的数据信号生成的所述数据重放时钟信号而得到。
6.根据权利要求1-5中任何一个的方法，其中所述激光二极管发射的时间与所述激光二极管未发射的时间的比值可以任意改变。
7.一种光盘播放器的激光控制电路，包括一个频率倍增电路，用于接收根据从光盘读出的数据信号而产生的数据重放时钟信号，以及倍增该数据重放时钟信号；一个脉冲宽度调整电路，用于将来自频率倍增电路的输出信号的接通脉冲宽度与断开脉冲宽度的比值调整为任意值；一个模式切换电路，用于接收来自脉冲宽度调整电路的信号，在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，以及在声音被抑制时得到的静音信号，并且用于将激光二极管的工作模式在连续工作和间歇工作之间切换，其中激光二极管根据来自脉冲宽度调整电路的输出信号而间歇地发射；一个激光二极管驱动电路，用于根据来自模式切换电路的输出而控制激光二极管的发射；以及一个激光二极管，该激光二极管的发射由激光二极管驱动电路控制；该模式切换电路根据在指向光盘表面的激光被引向焦点时产生的聚焦锁定信号，而将激光二极管从连续工作切换到间歇工作，并且根据在声音被抑制时得到的静音信号，而将激光二极管从间歇工作切换到连续工作。
8.一种用于光盘播放器的激光控制电路，该播放器具有控制阅读光盘的激光二极管发射的驱动电路，所述激光控制电路包括一个频率倍增电路，用于接收根据从光盘读出的数据信号而产生的数据重放时钟信号，以及倍增该数据重放时钟信号；并且所述驱动电路根据来自所述频率倍增电路的输出信号，产生用于驱动所述激光二极管的驱动信号，以使所述激光二极管与所述数据重放时钟信号同步地间歇发射。
全文摘要
当光盘播放器仍然没有稳定,且被设置成相位锁定状态时,即使PCK信号被提供给激光二极管控制电路,激光二极管控制电路也只是使激光二极管连续地,而不是间歇地发射。当焦点被锁定,播放器处于相位锁定状态且工作稳定时,模式切换电路根据FLOCK信号,将工作模式从连续工作切换到间歇工作。PCK信号由频率倍增电路倍增,并且脉冲宽度由脉冲宽度调整电路调整。激光二极管驱动电路产生该调整后脉冲宽度的间歇电流。激光二极管开始间歇地发射。
文档编号G11B7/005GK1335608SQ0111944
公开日2002年2月13日 申请日期2001年6月5日 优先权日2000年6月5日
发明者辻川敏明, 斋藤昌孝 申请人:日本精密电路株式会社, 松下电器产业株式会社