專利名稱：補償方法、溫度檢測方法以及功率校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種補償方法，特別是有關(guān)于一種方法，其使用激光二極管控制輸入信號來調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，以補償因為周圍環(huán)境變化所造成的效能變動。
背景技術(shù)：
光驅(qū)(optical disc drive)能讀取在光盤上的資料，也可將資料記錄于光盤上，且其可操作在不同的環(huán)境下，或是操作在處于明顯不同于一般狀態(tài)的應(yīng)用環(huán)境。在會影響系統(tǒng)操作的許多環(huán)境因素中，溫度變化對元件特性有著顯著的影響。舉例來說，隨著小型計算機(例如筆記本電腦)的普及化，配置在此計算機上的光驅(qū)也變?yōu)楦??？s小光驅(qū)尺寸的趨勢意味著元件將更密集地配置在光驅(qū)上，其使得確保適當?shù)膬?nèi)部冷卻變?yōu)槔щy。光驅(qū)內(nèi)部元件所產(chǎn)生的熱提高了操作環(huán)境的溫度。相反地，環(huán)境溫度也可能會因為過渡冷卻而降低。在不同的環(huán)境溫度下，光驅(qū)中許多元件及其特性的表現(xiàn)及反應(yīng)有些微的差異。例如，隨著溫度增加，半導(dǎo)體激光芯片所打出的激光光長度通常變?yōu)檩^長，且當溫度增加時，激光二極管的激光功率變?yōu)檩^弱。
一些光驅(qū)的系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)可通過補償因環(huán)境變化所造成的性能誤差或效能降低，而適應(yīng)于各種操作環(huán)境。實做上，可提供傳感器或檢測器給讀寫頭，通過檢測結(jié)果而對系統(tǒng)參數(shù)作補償，例如檢測系統(tǒng)的環(huán)境溫度或濕度，再根據(jù)溫度或濕度調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。然而，由于增加傳感器或檢測器會增加制造成本，大多的光驅(qū)并不具有與讀取頭一起操作的操作環(huán)境檢測器。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種補償方法，包括測量激光二極管(laser diode；LD)的控制輸入信號，且通過比較測量到的控制輸入信號與至少一參考值以調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。此控制輸入信號可以是用來驅(qū)動激光二極管或激光二極管驅(qū)動器的輸入電流或輸入電壓。而參考值是在校正及獲得預(yù)設(shè)讀取功率后，測量于一已知環(huán)境下的比較基準。
在一些實施例中，此參考值是測量于已知溫度、濕度及供應(yīng)電壓下。
溫度檢測方法應(yīng)用于光驅(qū)，例如CD(compact disc)播放器、CD刻錄機、多功能數(shù)字盤片(digital versatile disc，DVD)光驅(qū)、DVD播放器、以及DVD刻錄機。
系統(tǒng)參數(shù)可包括，例如服務(wù)器控制參數(shù)、寫入策略(write strategy)參數(shù)、寫入功率準位、取樣保持(sample and hold)參數(shù)、讀取功率準位、及最大刻錄速度。
溫度是影響電子元件特性的最重要因素之一，因此，通過測量激光二極管的控制輸入信號，并與在已知環(huán)境下測量的參考值做比較，則可推算現(xiàn)在溫度。在一些實施例中，參考值決定了一個高門限值及一個低門限值。假使現(xiàn)在的操作溫度超過高門限值，現(xiàn)在溫度則歸類于高溫；假使低于低門限值，則歸類于低溫。一旦現(xiàn)在溫度判定了，可調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)以補償溫度變化所造成的系統(tǒng)誤差及效能降低。
本發(fā)明也提供適用于光驅(qū)的功率校正方法。一些實施例包括校正在已知環(huán)境下的讀取功率；驅(qū)動激光二極管以打出校正過的讀取功率；測量激光二極管的控制輸入信號以作為參考值；以及儲存參考值于存儲器。參考值對應(yīng)已知環(huán)境，且由存儲器讀出以補償因為溫度、濕度或其它環(huán)境變化而受影響的電子元件特征。


圖1是LD讀取功率相對于LD驅(qū)動器輸出電流I0的示意圖，其表示在讀取功率與輸出電流I0間的關(guān)系隨著溫度變化。
圖2表示在光驅(qū)內(nèi)的APC回路。
圖3表示輸入電壓VRDCO與溫度間的關(guān)系范例。
圖4是功率校正方法的實施例流程圖。
圖5是溫度檢測方法的實施例流程圖。
圖6表示VRDCO_M的值與VRDCO_N的值間的比例對于溫度間的關(guān)系范例。
圖7表示在正常操作溫度及較低溫度下，校準讀取頭位置的控制參考信號所需的不同邊界。
符號說明21～讀寫頭；22～OP放大器；212～LD驅(qū)動器；214～LD；216～FMD。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發(fā)明所提出的補償方法允許光驅(qū)自動地調(diào)整電子元件的參數(shù)及設(shè)定，以減少因為周圍環(huán)境改變所造成的效能降低。周圍環(huán)境改變的檢測可通過測量一控制輸入信號而獲得，其成本比在光驅(qū)中增加一個溫度或濕度傳感器要便宜。本發(fā)明所提出的方法不需使用溫度傳感器，就能檢測現(xiàn)在系統(tǒng)溫度。在不同的周圍環(huán)境下，尤其當溫度有顯著的變化時，激光二極管(laser diode，LD)的性能也有些微變化，因此環(huán)境溫度可根據(jù)LD控制輸入信號的變化而測得。圖1是LD讀取功率相對于LD驅(qū)動器輸出電流I0的示意圖，其表示在讀取功率與輸出電流I0間的關(guān)系隨著溫度變化。在相同的讀取功率下，假使系統(tǒng)處于較高的溫度環(huán)境下，LD驅(qū)動器的輸出電流必須更大。舉例來說，圖1是表示當激光二極管所打出的讀取功率為1mW時，LD驅(qū)動器的輸出電流I0在0℃下大約為25mA，而在55℃下大約為29mA。
圖2是表示在光驅(qū)內(nèi)的自動功率控制(automatic power control，APC)回路，用以控制激光二極管所打出的功率。在此APC回路的讀寫頭(pick-uphead，PUH)21包括激光二極管(LD)驅(qū)動器212、LD 214、以及前端監(jiān)測二極管(front monitor diode，F(xiàn)MD)216。輸入電流IINR透過操作(operational，OP)放大器22而提供至LD驅(qū)動器212，以產(chǎn)生輸出電流I0，且輸出電流I0驅(qū)動LD 214打出激光束以寫入或讀取光盤。OP放大器22的輸入電壓VRDCO、LD驅(qū)動器212的輸入電流IINR、與LD驅(qū)動器212的輸出電流I0之間具有正相關(guān)性。圖1代表實驗顯示讀取功率與輸出電流I0間的關(guān)系與溫度有關(guān)。這是意味著輸入電壓VRDCO及輸入電流IINR與讀取功率之間的關(guān)系也會類似。在相同的讀出功率下，處于高溫度的輸出電流I0大于處于室溫(大約25℃)的輸出電流I0，而處于室溫的輸出電流I0大于處于低溫度的輸出電流I0。同樣地，當讀取功率相同時，在較高溫度下的輸入電壓VRDCO與輸入電流IINR也較大。
在實際應(yīng)用上，與輸入電壓VRDCO比較起來，測量LD驅(qū)動器212的輸出電流I0與輸入電流IINR是較為困難的。因此，在許多實施例是根據(jù)輸入電壓VRDCO的相關(guān)測量來決定環(huán)境溫度，而不是根據(jù)輸出電流I0與輸入電流IINR。圖3為實驗得到的關(guān)系圖，表示輸入電壓VRDCO與溫度之間的關(guān)系。所測量的輸入電壓VRDCO的值隨著溫度提高而增加，由處于0℃時的415mV增加到處于55℃時的610mV。
接下來的說明會以輸入電壓值VRDCO作為判斷溫度的指標，或是作為補償系統(tǒng)參數(shù)的指標。然而，本發(fā)明并不以輸入電壓值VRDCO為限，對應(yīng)LD的其它測量值，例如輸出電流I0與輸入電流IINR，也可以應(yīng)用于溫度檢測或系統(tǒng)補償。
在一些實施例中，系統(tǒng)先測量在一或多個已知環(huán)境下的輸入電壓值VRDCO，并將獲得的測量結(jié)果儲存在存儲器中以作為溫度判斷或系統(tǒng)補償?shù)膮⒖贾?。假使儲存了對?yīng)各種已知環(huán)境的多個測量結(jié)果，則可通過搜尋、或以內(nèi)差算法來計算目前溫度。圖4及圖5表示一簡單應(yīng)用的實施例，單單在一個已知環(huán)境下(例如在正常操作溫度及濕度下)測量輸入電壓值VRDCO當作參考值。
圖4是表示功率校正方法的流程圖。在步驟402及404中，光驅(qū)設(shè)置在一已知環(huán)境下，且校正在此已知環(huán)境下的讀取功率。在步驟406中，于完成功率的校正后，LD打出校正過的讀取功率。在步驟408中，系統(tǒng)測量對應(yīng)此已知環(huán)境的輸入電壓VRDCO的穩(wěn)態(tài)值，此穩(wěn)定值儲存為VRDCO_N，以作為溫度判斷或系統(tǒng)參數(shù)校正的參考值。在一些實施例中，此已知環(huán)境是一正常操作溫度(例如20℃至30℃)、濕度、以及供應(yīng)電壓。在完成步驟410的功率校正程序后，將包括VRDCO_N的校正資料儲存在快閃只讀存儲器(flashread-only memory，F(xiàn)lash ROM)中(步驟412)。
圖5表示溫度檢測方法的流程圖。光驅(qū)開啟并操作在一未知溫度下，韌體根據(jù)目前測量到的輸入電壓值VRDCO以判斷現(xiàn)在溫度。在步驟502中，光驅(qū)開始工作，且通過打出校正過的讀取功率來讀取記錄在光盤上的資料。在步驟504中，系統(tǒng)測量輸入電壓值VRDCO的穩(wěn)態(tài)值，并將此穩(wěn)態(tài)值儲存為VRDCO_M。在步驟506中，自Flash ROM讀取于功率校正期間所儲存的VRDCO_N。在步驟508及510中，將VRDCO_M與于功率校正期間儲存于Flash ROM的VRDCO_N做比較。假使VRDCO_M的值與VRDCO_N的值間的比例大于一高門限值IH時，光驅(qū)的現(xiàn)在溫度則判定為處于高溫度。另一方面，假使VRDCO_M的值與VRDCO_N的值間的比例小于一低門限值IL時，光驅(qū)的現(xiàn)在溫度則判定為處于低溫度。假使VRDCO_M的值相當接近于VRDCO_N的值時，光驅(qū)的現(xiàn)在溫度則判定為處于正常操作溫度。
圖6是表示VRDCO_M的值與VRDCO_N的值間的比例對于溫度間的關(guān)系范例。假使VRDCO_M/VRDCO_N的值大于1，系統(tǒng)則處于高于正常操作溫度(例如室溫)的溫度下。相反地，假使VRDCO_M/VRDCO_N的值小于1，系統(tǒng)則處于低于正常操作溫度的溫度下。為了考慮在測量期間由周遭環(huán)境所引導(dǎo)出的偏壓，稍微大于1的高門限值與稍微低于1的低門限值設(shè)定為溫度判斷的門限值。如圖6所示，高門限值IH與低門限值IL可分別設(shè)定為(1+10％)與(1-10％)。當比例VRDCO_M/VRDCO_N的值超過高門限值IH，環(huán)境溫度則判定為高溫；當比例VRDCO_M/VRDCO_N的值低于下門限值IL，環(huán)境溫度則判定為低溫。溫度判斷結(jié)果可使用來補償被環(huán)境溫度所影響的各種系統(tǒng)特性的改變。
在一些實施例中，補償方法是根據(jù)測量到的激光二極管的控制輸入信號，來調(diào)整光驅(qū)的系統(tǒng)參數(shù)。測量到的控制輸入信號可以是輸入電壓VRDCO，或是可反應(yīng)激光二極管操作特性的任何測量值。當檢測到在激光二極管的控制輸入信號上有較為顯著的改變時，系統(tǒng)可發(fā)布中斷，以補償系統(tǒng)參數(shù)。補償方法的實施例可根據(jù)比較結(jié)果來判斷環(huán)境的型態(tài)，例如，輸入電壓值VRDCO的明顯升高可指示出光驅(qū)的過熱情況。系統(tǒng)參數(shù)可因此而調(diào)整。下面的說明列舉出一些系統(tǒng)參數(shù)，其可根據(jù)本發(fā)明實施例的補償方法而調(diào)整。
當光驅(qū)順著軌道而操作時，追蹤錯誤控制信號輸出(tracking errorcontrol signal output，TRO)或中央錯誤控制信號輸出(center errorcontrol signal output，CSO)皆可作為控制讀取頭移動的參考信號。如圖7的上部分所示，高門限值72與低門限值74設(shè)定為在正常操作溫度下控制讀取頭移動的邊界。為了維持物鏡位于讀取頭的正中央，當參考信號接觸到這兩個門限值所界定的邊界時，對移動讀取頭的馬達施加控制。在低溫的情況下，因為展光電集成電路(Opto Electronic Integrated Circuits，OEIC)特性的改變使得增益(gain)變小，造成物鏡與讀取頭之間的位移量對參考信號的影響也變小。因此在低溫環(huán)境操作時，高門限值與低門限值所設(shè)定的邊界必須較窄，以維持相同的控制作用來校正偏移。也就是說，增益在低溫下較小，如果實施與常溫下相同的電壓量來控制讀寫頭移動，將會得到過大的位移量。如圖7的下部分所示，需要由高門限值76與低門限值78設(shè)定較窄的邊界以達到相同的讀取頭移動控制。因此，用來規(guī)范何時該對馬達施加控制的參考信號邊界的控制，可根據(jù)激光二極管的控制輸入信號來調(diào)整步進驅(qū)動馬達的參數(shù)而達成。
在一些實施例中，激光二極管的控制輸入信號的比較結(jié)果可用來調(diào)整或選擇服務(wù)器控制參數(shù)，例如服務(wù)器等化系數(shù)、服務(wù)器增益、以及控制讀取頭移動的參數(shù)等，這些參數(shù)用作光學(xué)讀取頭的追蹤(tracking)及/或聚焦(focusing)控制。
當激光二極管處于寫入模式下，前置光電二極管輸出(Front Photo DiodeOutput，F(xiàn)PDO)與激光二極管的響應(yīng)在不同的環(huán)境下會有些微的不同。FPDO與激光二極管的響應(yīng)影響了APC回路的表現(xiàn)。對應(yīng)寫入策略與寫入功率的參數(shù)可根據(jù)所測量到的激光二極管的控制輸入信號而調(diào)整。寫入策略與寫入功率控制用來開啟或關(guān)閉功率的脈沖形狀，以在光盤上形成用于資料記錄的記錄標記。調(diào)整這些參數(shù)補償了寫入策略及寫入功率，以在現(xiàn)在操作環(huán)境下漸漸達成最佳寫入品質(zhì)。
取樣保持的設(shè)定也需要溫度補償及其它環(huán)境的補償，以達到光盤記錄的最佳效能。取樣保持參數(shù)可包括讀取功率的取樣保持參數(shù)、擺動信號(wobblesignal)的取樣保持參數(shù)、與服務(wù)器控制相關(guān)的取樣保持參數(shù)、以及寫入功率的取樣保持參數(shù)。這些取樣保持參數(shù)控制了獲得有效取樣的時序，例如，讀取功率的取樣保持參數(shù)定義出在光盤上的一個軌面(land)標記的周期內(nèi)的有效取樣期間為哪一段。系統(tǒng)只允許在有效取樣期間內(nèi)對讀取功率進行取樣。通過控制起始取樣時間與結(jié)束取樣時間，則可定義此有效取樣期間。擺動信號由光盤的溝紋(groove)所取出，其載有編碼信息。例如，可通過將DVD+R/RW光盤片上讀到的溝紋擺動信號譯碼而獲得記錄地址的信息。
根據(jù)激光二極管的控制輸入信號而調(diào)整的系統(tǒng)參數(shù)可包括讀取功率準位、以及用于記錄資料的最大速度的決定。例如，假使環(huán)境溫度判斷為高溫或低溫，可通過降低最大容許的記錄速度來限制寫入速度，以防止在此異常環(huán)境下發(fā)生低品質(zhì)的高速記錄。
本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟習(xí)此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種補償方法，用以調(diào)整一光驅(qū)的一系統(tǒng)參數(shù)，該光驅(qū)包括一激光二極管，且該激光二極管打出一激光束至一光盤，該補償方法包括測量該激光二極管的一控制輸入信號；通過比較測量到的該控制輸入信號與至少一參考值以調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)；其中，該參考值測量于一已知環(huán)境下。
2.如權(quán)利要求1所述的補償方法，其中，該控制輸入信號對應(yīng)該激光二極管的輸入電流或用來驅(qū)動該激光二極管的一激光二極管驅(qū)動器的輸入電流。
3.如權(quán)利要求1所述的補償方法，其中，該控制輸入信號對應(yīng)用來驅(qū)動一激光二極管驅(qū)動器的電壓，且該激光二極管驅(qū)動器是用來驅(qū)動該激光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的補償方法，其中，該參考值反映出在已知溫度、濕度或供應(yīng)電壓的組合下的該控制輸入信號。
5.如權(quán)利要求1所述的補償方法，還包括測量在該已知環(huán)境下的該控制輸入信號以作為該參考值；以及儲存該參考值于一存儲器中。
6.如權(quán)利要求5所述的補償方法，其中，在功率校正期間獲得一預(yù)設(shè)讀取功率后，測量該參考值。
7.如權(quán)利要求1所述的補償方法，其中，測量到的該控制輸入信號與該參考值對應(yīng)由該激光二極管所打出的相同功率準位。
8.如權(quán)利要求1所述的補償方法，其中，該系統(tǒng)參數(shù)包括一服務(wù)器控制參數(shù)、一寫入策略參數(shù)、一寫入功率準位、一取樣保持參數(shù)、一讀取功率準位或一最大記錄速度。
9.如權(quán)利要求8所述的補償方法，其中，該取樣保持參數(shù)是控制在記錄期間內(nèi)對該讀取功率準位、一擺動信號、一服務(wù)器控制信號或該寫入功率準位的取樣時序。
10.一種溫度檢測方法，包括測量一激光二極管的一控制輸入信號；通過比較測量到的該控制輸入信號與一參考值以判斷一現(xiàn)在溫度；其中，每一該參考值測量于一已知環(huán)境下。
11.如權(quán)利要求10所述的溫度檢測方法，其中，該控制輸入信號對應(yīng)用來驅(qū)動該激光二極管的一輸入電流或一輸入電壓。
12.如權(quán)利要求10所述的溫度檢測方法，其中，該參考值反映出在一正常操作溫度下的該控制輸入信號，且該正常操作溫度介于20℃至30℃之間。
13.如權(quán)利要求12所述的溫度檢測方法，其中，假使測量到的該控制輸入信號對該參考值的比例大于一高門限值，該現(xiàn)在溫度歸類于高溫；以及假使測量到的該控制輸入信號對該參考值的比例小于一低門限值，該現(xiàn)在溫度歸類于低溫，其余情況下，該現(xiàn)在溫度歸類于正常操作溫度。
14.如權(quán)利要求10所述的溫度檢測方法，其中，通過比對測量到的該控制輸入信號與對應(yīng)各種已知溫度的多個參考值，來判斷該現(xiàn)在溫度。
15.如權(quán)利要求10所述的溫度檢測方法，還包括根據(jù)判斷出的該現(xiàn)在溫度來調(diào)整一系統(tǒng)參數(shù)，以執(zhí)行溫度補償。
16.如權(quán)利要求15所述的溫度檢測方法，其中，該系統(tǒng)系數(shù)包括一服務(wù)器控制參數(shù)、一寫入策略參數(shù)、一寫入功率準位、一取樣保持參數(shù)、一讀取功率準位或一最大記錄速度。
17.如權(quán)利要求16所述的溫度檢測方法，其中，該取樣保持參數(shù)是控制在記錄期間內(nèi)對該讀取功率準位、一擺動信號、一服務(wù)器控制信號或該寫入功率準位的取樣時序。
18.一種功率校正方法，適用于一光驅(qū)，包括校正在一已知環(huán)境下的一讀取功率；驅(qū)動一激光二極管以打出校正過的該讀取功率；測量該激光二極管的一控制輸入信號以作為一參考值；以及儲存該參考值于一存儲器；其中，該參考值是用來補償因為環(huán)境變化而被影響的電子元件特性。
19.如權(quán)利要求18所述的功率校正方法，其中，該控制輸入信號對應(yīng)用來驅(qū)動該激光二極管的一輸入電流或一輸入電壓。
全文摘要
一種根據(jù)激光二極管的控制輸入信號而執(zhí)行系統(tǒng)參數(shù)補償及溫度檢測的方法。測量激光二極管的控制輸入信號，并比較此控制輸入信號與在已知環(huán)境下所測量的參考值。比較結(jié)果可用來調(diào)整光驅(qū)的系統(tǒng)參數(shù)，以補償因為環(huán)境改變而造成的系統(tǒng)誤差或是效能降低。
文檔編號G11B7/125GK1905018SQ200610094209
公開日2007年1月31日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者張智豪 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司