專利名稱：激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤領(lǐng)域激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置和方法，特別涉及其中輸出功率隨溫度變化而改變的激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置和方法。
當(dāng)從激光二極管穩(wěn)定地發(fā)光時(shí)，從光盤中可讀出無差錯(cuò)的信息。這是由控制隨光盤領(lǐng)域窄波長(zhǎng)激光二極管的溫度變化而變化的發(fā)光效率來實(shí)現(xiàn)的。因此，可以提高光記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性。


圖1是激光二極管的常規(guī)溫度補(bǔ)償裝置方框圖。圖1中。用光敏二極管12把激光二極管11的輸出轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。放大器13把光敏二極管12輸出的極低的電壓放大成信號(hào)電平。電壓比較器14比較經(jīng)放大器13放大的電壓與參考電壓15。并產(chǎn)生一個(gè)誤差。這里用參考電壓發(fā)生器產(chǎn)生參考電壓15。并且其預(yù)先可被設(shè)置。
正/反計(jì)數(shù)器16通過校正的誤差產(chǎn)生誤差電壓。D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器17把校正后的誤差電壓轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。電流放大器18把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)激光二極管11的電流信號(hào)，并把電流信號(hào)加到激光二極管11。通過連續(xù)進(jìn)行這一操作控制激光二極管11的輸出功率。
但是，由于只用正/反計(jì)數(shù)器16，難以控制因溫度而造成的激光二極管的光輸出變化。因?yàn)椋ㄩL(zhǎng)激光二極管中的溫度變化很大。因此，用圖1所示常規(guī)裝置不可能補(bǔ)償光輸出變化。
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是，提供一種激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置，其中，用擴(kuò)大激光二極管的控制電壓范圍，可減小控制誤差，減少因溫度變化而造成的明顯損壞。
本發(fā)明的另一目的是，提供激光二極管的溫度補(bǔ)償方法，通過擴(kuò)大激光二極管的控制電壓范圍來穩(wěn)定發(fā)光效率，減小因溫度變化而引起的明顯損壞。
相應(yīng)地，為達(dá)到第一目的，提供了一種激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置，用于按溫度變化控制激光二極管的輸出功率，它包括第一發(fā)生器，用于產(chǎn)生相當(dāng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓之間的誤差電壓，和第二發(fā)生器，用于通過接收誤差電壓而在該輸出功率基礎(chǔ)上產(chǎn)生校正過的控制電壓，當(dāng)誤差電壓溢出(overflow)和下溢時(shí)(underflow)向激光二極管輸出校正過的控制電壓達(dá)一預(yù)定的時(shí)間周期。
為達(dá)到第二目的，提供一種激光二極管的補(bǔ)償方法，按照溫度變化控制激光二極管的輸出功率。包括以下步驟(a)產(chǎn)生相當(dāng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓之間的誤差電壓，(b)通過按照輸出功率校正后的誤差電壓來產(chǎn)生控制電壓，當(dāng)誤差電壓電平溢出或下溢時(shí)，向激光二極管輸出校正后的控制電壓達(dá)一預(yù)定周期時(shí)間使控制電壓范圍擴(kuò)大。
通過結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。
圖1是激光二極管的常規(guī)溫度補(bǔ)償裝置方框圖；圖2是按照本發(fā)明實(shí)施例的激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置方框圖；圖3A至3C是當(dāng)激光二極管的發(fā)光效率上升時(shí)圖2所示裝置的工作狀態(tài)圖；圖4A至4C是激光二極管的發(fā)光效率下降時(shí)圖2所示裝置的工作狀態(tài)圖。
參見圖2，本發(fā)明結(jié)構(gòu)中采用了兩個(gè)正/反計(jì)數(shù)器106和109和兩個(gè)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器107和110，而一個(gè)正/反計(jì)數(shù)器和一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)有技術(shù)中所用的。另一個(gè)新元件是加法器111，用于把第一D/A轉(zhuǎn)換器107的輸出加到第二D/A轉(zhuǎn)換器110的輸出，和一個(gè)下溢和溢出(“00”和“FF”)檢測(cè)器(以后稱為“檢測(cè)器”108)，在第一正/反計(jì)數(shù)器106下溢和溢出時(shí)用于檢測(cè)。
現(xiàn)在說明圖2所示裝置的工作。
在激光二極管101發(fā)光時(shí)，用放大器103把相應(yīng)于光敏二極管102收到的光信號(hào)的極小電壓放大到一信號(hào)電平。電壓比較器104比較放大器103的輸出電壓與參考電壓105，并把誤差電壓加到第一正/反計(jì)數(shù)器106。第一正/反計(jì)數(shù)器106把校正過的誤差電壓加到第一D/A轉(zhuǎn)換器107和檢測(cè)器108。
正常工作時(shí)，其中第一正/反計(jì)數(shù)器不下溢或溢出，第二正/反計(jì)數(shù)器109經(jīng)第二D/A轉(zhuǎn)換器110把預(yù)定的均勻值(初始值是“80”)加到加法器111。當(dāng)下溢或溢出產(chǎn)生時(shí)均勻值被復(fù)原。
加法器111把第一正/反計(jì)數(shù)器106經(jīng)第一D/A轉(zhuǎn)換器107供給的校正后的誤差電壓加到相應(yīng)于由第二正/反計(jì)數(shù)器109經(jīng)第二D/A轉(zhuǎn)換器110供給的均勻值電壓上。電流放大器112應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電流以控制激光二極管101的輸出功率，該驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)于加到激光二極管101上的總電壓。
同時(shí)，當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106因溫度變化而下溢(“00”)或溢出(“FF”)時(shí)，檢測(cè)器108產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志(flag)，并將其加到第一和第二正/反計(jì)數(shù)器106和109。此時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)算器109按照由檢測(cè)器108供給的標(biāo)志起動(dòng)。第一正/反計(jì)數(shù)器106開始計(jì)數(shù)操作，按照檢測(cè)器108供給的標(biāo)志執(zhí)行與常規(guī)模式不同的校正模式。標(biāo)志可以被稱為檢測(cè)信號(hào)。
而且，按照常規(guī)方法，當(dāng)正/反計(jì)數(shù)器因激光二極管的溫度變化而下溢或溢出時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作并斷開系統(tǒng)。
當(dāng)發(fā)生下溢時(shí)，第一正/反計(jì)數(shù)器106的計(jì)數(shù)值(以下叫做“第一計(jì)數(shù)值”)變成“00”，第一正/反計(jì)數(shù)器106算出預(yù)定的偏移值，(這里是“80”)。同時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器109從預(yù)定值(初始值是“80”)開始逆計(jì)數(shù)，連續(xù)逆計(jì)數(shù)(down count)直到第一計(jì)數(shù)值變成偏移值(“80”)為止。一旦第一計(jì)數(shù)值變成偏移值(“80”)時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器109保持其計(jì)數(shù)值直到再次出現(xiàn)下溢或溢出為止。
通常，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值下溢時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器從預(yù)定值(初始值是“80”)開始逆計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值變成偏移值(“80”)時(shí)，停止逆計(jì)數(shù)，保持在計(jì)數(shù)停止時(shí)的該值，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值再次下溢或溢出時(shí)從保持值執(zhí)行逆計(jì)數(shù)或正計(jì)數(shù)。
當(dāng)出現(xiàn)溢出時(shí)，其中，第一計(jì)數(shù)值變成“FF”，第一正/反計(jì)數(shù)器106執(zhí)行逆計(jì)數(shù)到預(yù)定值(初始值是“80”)。同時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器109自偏移值(“80”)開始正計(jì)數(shù)，并連續(xù)正計(jì)數(shù)直到第一計(jì)數(shù)值變成偏移值(“80”)，一旦第一計(jì)數(shù)值變?yōu)樵撈浦?“80”)第二正/反計(jì)數(shù)器109保持其值直到再次出現(xiàn)溢出或下溢為止。
第二D/A轉(zhuǎn)換器110把第二正/反計(jì)數(shù)器109的輸出轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。加法器111把第一D/A轉(zhuǎn)換器107的輸出加到第二D/A轉(zhuǎn)換器110的輸出上。電流放大器112把總電壓轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)激光二極管101。同時(shí)，由于第一正/反計(jì)數(shù)器106的溢出或下溢使第二正/反計(jì)數(shù)器109工作時(shí)，加法器111的輸出總是具有均勻的電壓。用均勻控制電壓驅(qū)動(dòng)激光二極管101。此時(shí)，第一正/反計(jì)數(shù)器106執(zhí)行正計(jì)數(shù)或逆計(jì)數(shù)至第一計(jì)數(shù)值變成偏移值(“80”)為止。
為便于說明本發(fā)明的操作，下文說明與圖4有關(guān)的圖3的操作。
圖3說明當(dāng)激光二極管101的發(fā)光效率升高時(shí)，第一和第二正/反計(jì)數(shù)器106和109的操作，和加到電流放大器112上用于驅(qū)動(dòng)激光二極管的控制電壓。
如圖3A所示，當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106下溢(“00”)時(shí)，即，當(dāng)激光二極管101的溫度下降而發(fā)光效率升高時(shí)，如圖3B所示，第二正/反計(jì)數(shù)器109從偏移值(“80”)執(zhí)行逆計(jì)數(shù)如“7F、7E、7D……”。此時(shí)，如圖3A所示，第一正/反計(jì)數(shù)器106執(zhí)行正計(jì)數(shù)如“01,02,03,-”。當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106的計(jì)數(shù)值達(dá)到“80”時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器停止逆計(jì)數(shù)。只有第一正/反計(jì)數(shù)器106連續(xù)操作以穩(wěn)定激光二極管1O1的發(fā)光效率。
當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106下溢時(shí)，用加法器111把第一正/反計(jì)數(shù)器106的輸出加到第二正/反計(jì)數(shù)器109的輸出上。如圖3C所示，以便得到被加到電流放大器112上的均勻的校正后的控制電壓。
圖4說明當(dāng)激光二極管101的發(fā)光效率下降時(shí)，第一和第二正/反計(jì)數(shù)器106和109的工作和被加到電流放大器112上用于驅(qū)動(dòng)激光二極管101的控制電壓。
當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106溢出(“FF”)，即，當(dāng)激光二極管101的溫度升高而發(fā)光效率下降時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器109從偏移值“80”執(zhí)行正計(jì)數(shù)如“81,82,83,-”，如圖4B所示。同時(shí)，如圖4A所示，第一正/反計(jì)數(shù)器106執(zhí)行逆計(jì)數(shù)如“FE,FD,FC”。當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106的計(jì)數(shù)值達(dá)到“80”時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器停止正計(jì)數(shù)。只有第一正/反計(jì)數(shù)器106連續(xù)工作以穩(wěn)定激光二極管101的發(fā)光效率。
當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器106溢出時(shí)，用加法器111把第一正/反計(jì)數(shù)器106的輸出加到第二正/反計(jì)數(shù)器109的輸出上，如圖4C所示，以便獲得加到電流放大器112的均勻的校正后的控制電壓。
因此，本發(fā)明中，因?yàn)榧尤氲诙?反計(jì)數(shù)器109，檢測(cè)器108和第二D/A轉(zhuǎn)換器110，擴(kuò)大了控制電壓范圍、減小了控制誤差。
本發(fā)明還能用各種位(bit)分辨率構(gòu)成之。但是，可優(yōu)選8位結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐紤]制造成本。
按照本發(fā)明，可以使在激光二極管的發(fā)光效率的基礎(chǔ)產(chǎn)生控制電壓，因此，具有穩(wěn)定的發(fā)光效率并減小了控制誤差。
權(quán)利要求
1．一種激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置，用于控制激光二極管的輸出功率隨溫度的變化，包括第一電壓發(fā)生器，產(chǎn)生相應(yīng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓之間的誤差電壓；和第二電壓發(fā)生器，在輸出功率基礎(chǔ)上，通過接收誤差電壓而產(chǎn)生校正后的控制電壓，和用于當(dāng)誤差電壓溢出和下溢時(shí)把校正后的控制電壓輸出到激光二極管達(dá)一預(yù)定時(shí)間周期。
2．按照權(quán)利要求1的裝置，其中，當(dāng)誤差電壓電平變成預(yù)定的偏移值時(shí)該預(yù)定的時(shí)間周期結(jié)束。
3．一種激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置，通過隨溫度變化改變控制電壓來控制激光二極管的輸出功率，包括比較器，用于比較相應(yīng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓，并產(chǎn)生誤差電壓；第一計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)誤差電壓，在輸出功率基礎(chǔ)上產(chǎn)生校正過的誤差電壓作為第一計(jì)數(shù)值，并執(zhí)行正和逆計(jì)數(shù)，以響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)改變校正過的誤差電壓；檢測(cè)器，用于檢測(cè)第一計(jì)數(shù)值是否溢出和下溢，并產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；第二計(jì)數(shù)器，按照與第一計(jì)數(shù)器順序相反的順序響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行逆計(jì)數(shù)和正計(jì)數(shù)，和控制電壓發(fā)生器，用于在校正過的誤差電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生控制電壓，并當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出和下溢時(shí)，用于產(chǎn)生通過把第一計(jì)數(shù)器的輸出加到第二計(jì)數(shù)器的輸出獲得的均勻控制電壓。
4．按照權(quán)利要求3的裝置，其中，響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值下溢時(shí)第一計(jì)數(shù)器執(zhí)行正計(jì)數(shù)到預(yù)定的偏移值，和當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)執(zhí)行逆計(jì)數(shù)到偏移值。
5．按照權(quán)利要求4的裝置，其中，在第一計(jì)算值下溢時(shí)，第二計(jì)數(shù)器從第一計(jì)數(shù)值執(zhí)行逆計(jì)數(shù)直到第一計(jì)數(shù)器的輸出變成偏移值為止，然后，把第二計(jì)數(shù)器的逆計(jì)數(shù)值復(fù)原到第一計(jì)數(shù)值，和當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)，第二計(jì)數(shù)器從第二計(jì)數(shù)值執(zhí)行正計(jì)數(shù)至第一計(jì)數(shù)器的輸出變?yōu)槠浦禐橹?，之后，把第一?jì)數(shù)器的正計(jì)數(shù)值復(fù)原到第二計(jì)數(shù)值。
6．按照權(quán)利要求5的裝置，其中，將第一計(jì)數(shù)值和第二計(jì)數(shù)值的初始值設(shè)定為偏移值。
7．一種激光二極管的溫度補(bǔ)償裝置，具有電壓比較器，用于比較相應(yīng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓，并產(chǎn)生誤差電壓；第一正/反計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)誤差電壓，并在輸出功率基礎(chǔ)上產(chǎn)生校正過的誤差電壓；和電流轉(zhuǎn)換器，把校正過的誤差電壓轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，并把電流信號(hào)供給激光二極管，包括檢測(cè)器，用于在第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值(第一計(jì)數(shù)值)溢出或下溢時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，并產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；第二正/反計(jì)數(shù)器，用于按照與第一正/反計(jì)數(shù)器順序相反的順序根據(jù)檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行正計(jì)數(shù)和逆計(jì)數(shù)，加法器，在校正過的誤差電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生控制電壓，并當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出和下溢時(shí)，用于把第一正/反計(jì)數(shù)器的輸出加到第二正/反計(jì)數(shù)器的輸出上獲得的均勻控制電壓供給電流轉(zhuǎn)換器。
8．按照權(quán)利要求7的裝置，其中，第一正/反計(jì)數(shù)器在第一計(jì)數(shù)值下溢時(shí)執(zhí)行正計(jì)數(shù)到預(yù)定偏移值，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)執(zhí)行逆計(jì)數(shù)到預(yù)定偏移值。
9．按照權(quán)利要求8的裝置，其中，在第一計(jì)數(shù)值下溢時(shí)，第二正/反計(jì)數(shù)器從第一計(jì)數(shù)值開始執(zhí)行逆計(jì)數(shù)直到第一正/反計(jì)數(shù)器的輸出變成偏移值為止，之后，把第二正/反計(jì)數(shù)器的逆計(jì)數(shù)值按檢測(cè)信號(hào)復(fù)原到第一計(jì)數(shù)值，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)，從第二計(jì)數(shù)值開始執(zhí)行正計(jì)數(shù)直到第一正/反計(jì)數(shù)器的輸出變成偏移值為止，之后，把第一正/反計(jì)數(shù)器的正計(jì)數(shù)值回復(fù)到第二計(jì)數(shù)值。
10．按照權(quán)利要求9的裝置，其中，第一和第二計(jì)數(shù)值的初始值均設(shè)定為偏移值。
11．一種激光二極管的溫度補(bǔ)償方法，用于控制激光二極管的輸出功率隨溫度的變化，包括以下步驟(a)產(chǎn)生相當(dāng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓之間的誤差電壓；和(b)由校正基于輸出功率的誤差電壓來產(chǎn)生控制電壓，并當(dāng)誤差電壓電平溢出或下溢時(shí)，向激光二極管輸出校正過的控制電壓達(dá)一預(yù)定周期時(shí)間來擴(kuò)大控制電壓范圍。
12．按照權(quán)利要求11的方法，其中，步驟(b)還包括以下子步驟(b1)，計(jì)數(shù)誤差電壓，產(chǎn)生相當(dāng)于在該輸出功率基礎(chǔ)上校正過的誤差電壓的第一計(jì)數(shù)值，并按檢測(cè)信號(hào)，正計(jì)數(shù)和逆計(jì)數(shù)第一計(jì)數(shù)值，以改變校正過的誤差電壓；(b2)，檢測(cè)第一計(jì)數(shù)值是否溢出或下溢，并產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；(b3)，按照與步驟(b1)中的第一計(jì)數(shù)值順序相反的順序，依據(jù)檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行逆計(jì)數(shù)和正計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生第二計(jì)數(shù)值，和(b4)，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出或下溢時(shí)，在校正過的誤差電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生控制電壓，并產(chǎn)生通過把第一計(jì)數(shù)值加到第二計(jì)數(shù)值獲得的均勻控制電壓。
13．按照權(quán)利要求12的方法，其中，按照步驟(b1)當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值下溢時(shí)，按照檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行正計(jì)數(shù)到預(yù)定的偏移值，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)，執(zhí)行逆計(jì)數(shù)到偏移值。
14．按照權(quán)利要求13的方法，其中，按照檢測(cè)信號(hào)，依據(jù)步驟(b3)，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值下溢時(shí)，從第一計(jì)數(shù)值開始執(zhí)行逆計(jì)數(shù)直到第一計(jì)數(shù)值變成偏移值為止，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值溢出時(shí)，從第二預(yù)定值開始執(zhí)行正計(jì)數(shù)直到第一計(jì)數(shù)值變成偏移值為止，之后，正計(jì)數(shù)值回復(fù)到第二計(jì)數(shù)值。
全文摘要
用于控制激光二極管的輸出功率隨溫度變化的溫度補(bǔ)償裝置和方法,包括產(chǎn)生相應(yīng)于激光二極管輸出功率的電壓與參考電壓之間的誤差電壓;將誤差電壓作為以輸出功率為基礎(chǔ)校正后的控制電壓輸出,并將其加到激光二極管上,當(dāng)?shù)谝徽?反計(jì)數(shù)器中的誤差電壓電平溢出或下溢時(shí),用第二正/反計(jì)數(shù)器閉鎖第一正/反計(jì)數(shù)器,給激光二極管加校正后的控制電壓以便輸出基于激光二極管發(fā)光效率的控制電壓。因此,能穩(wěn)定發(fā)光效率并減小控制誤差。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1219738SQ9811480
公開日1999年6月16日 申請(qǐng)日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月12日
發(fā)明者大冢達(dá)宏 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社