专利名称：自动校正发光装置的方法与相关装置的制作方法
技术领域：
本发明是相关于光学装置，尤指一种可自动校正一发光装置的输出功率的方法与相关装置。
背景技术：
随着科技的进步，对于高容量储存装置的需求变得益发重要，光盘片(例如CD与DVD)的重要性也随之与日俱增。光盘片记录装置(optical discrecorder)是透过光学读写单元(optical pickup unit，OPU)将光束投射于光盘片上，以于该光盘片上产生“凹陷区”(pit)。至于在未受到光束照射时，光盘片上则会形成“平坦区”(land)。一般而言，凹陷区的反射率(reflectivity)会低于平坦区的反射率，每一个凹陷区与每一个平坦区是分别用来代表位“0”与位“1”的信息。
然而，不同的光盘片记录装置在不同的输出功率位准所产生的激光束，常常会刻画出具有不同形状的凹陷区，这会在重制(reproduce)记录于光盘片上的信息的过程中，增加信息重制的困难度。之所以会输出不同的功率位准，主要是肇因于在组装光学读写单元时的偏差(variation)，以及光二极管在特性上的不一致。因此，光盘片记录装置必须在出厂之前，对其激光功率进行适当地校正，以让其光学读写单元可以提供具有正确功率的激光束。
图1为Liu等人在申请号为2003/0208332A1的美国已公开专利中，所提出的一功率校正系统的示意图。图1所示的功率校正系统100是用来校正一光学记录装置104中的一激光二极管102。光学记录装置104包含有一光盘片拖盘106，其可移入或移出光学记录装置104。一第一模块108是设置于激光二极管102上，用来自激光二极管102接收激光束。一第二模块110是耦接于第一模块108以及一计算机112，计算机112则是耦接于第一模块108以及光学记录装置104。
除了需要使用到额外的计算机112来执行所需的控制工作之外，功率校正系统100还需要配合一标准的光二极管(未显示于图1中)所提供的应用来进行运作。这些需求会大幅地增加整体系统的制造成本。此外，为了要指示(command)光学记录装置104的激光二极管102渐进地(progressively)发出具有渐增功率位准的激光束，光学记录装置104还必须要具备某些型式的数字端口，以自计算机112接收相关的指令。在个人计算机的相关应用之中(例如CD-R/RW驱动装置、DVD-R/RW驱动装置、DVD+R/RW驱动装置等等…)，即会因为上述目的而使用到一ATAPI接口。然而，为了要降低成本，在消费性电子应用中的光盘片记录装置(例如CD-R/RW记录装置、DVD记录装置等等…)一般都不会具备上述的ATAPI接口(因为在正常的运作中并不会使用到这类的接口)。为了提供更优良的光学记录品质以及读取品质，工程界势必要发展出更新颖的发光装置校正方法，以及各种相关的装置。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种不需要使用到外部测试仪器或是外部计算机的自动发光装置校正方法以及相关装置，以解决上述公知技术所面临的问题。
依据以下所述之实施例，本发明揭露了一种发光装置自动校正方法。该方法包含有以下步骤提供一光学装置中，该光学装置包含有一发光装置以及一光监测器；改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率；使用该光监测器感测该发光装置所射出的光并产生一监测信号，该监测信号的值是对应于该发光装置所射出的光；以及依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将该些接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，来决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。
依据以下所述的实施例，本发明还揭露了一种可自动校正的光学装置，其包含有一发光装置，用来接受校正；一光监测器，用来感测该发光装置所射出的光并产生一监测信号，该监测信号的值是对应于该发光装置所射出的光；以及一微处理器，耦接于该发光装置以及该光监测器，用来改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率；以及，于一校正模式下，依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将该些接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。
图1为公知技术中一功率校正系统的示意图。
图2为本发明的自动校正光学装置的第一实施例功能方块图。
图3为监视信号值依据图2的微处理器所输出的驱动信号值变化的示意图。
图4为图2的微处理器将监测信号值转变为功率值的预设规则的示意图。
图5为图2的微处理器所决定出的初始功率关系的示意图。
图6为图2的微处理器修正初始功率关系以得出最终功率关系的示意图。
图7为本发明的自动发光装置校正方法的一实施例流程图。
符号说明100功率校正系统102激光二极管104光学记录装置106光盘片拖盘108第一模块110第二模块112计算机200光学装置202微处理器204电子可抹除可编程只读存储器206前置放大器集成电路208读取模块210激光二极管212前端监测二极管
500第一区段502第二区段602第二区段具体实施方式
图2为本发明的自动校正光学装置的第一实施例功能方块图。于本实施例中，光学装置200包含有一微处理器202、一电子可抹除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)204、一前置放大器(pre-amplifier)集成电路(integrated circuit，IC)206、以及一读取模块208。读取模块208包含有一激光二极管(LD)210以及一前端监测二极管(FMD)212。在一校正模式下，激光二极管210为接受光学装置200自动校正的发光装置。微处理器202是透过前置放大器集成电路206耦接于激光二极管210以及前端监测二极管212。在本实施例中，除了负责放大的工作之外，前置放大器集成电路206还可将微处理器202所输出的一数字驱动信号DS转变为一模拟控制电压VDAC，并将一模拟前端监测信号VFMD转变为一数字监测信号MS，以传送至微处理器202。微处理器202是藉由改变传送至前置放大器集成电路206的驱动信号值的方式，来控制激光二极管210的功率，模拟控制电压VDAC的值会随着改变，激光二极管210也会随之射出具有不同功率的激光光。前端监测二极管212是用来感测激光二极管210所射出的光，以产生出前述的前端监测信号VFMD，其值是对应于激光二极管210所射出的光的光强度。此外，前端监测二极管212为常见于公知技术的光驱中的组件，可于一般操作中执行自动功率控制(automatic power control，APC)的工作。
在制造商进行完组装的工作之后，光学装置200即可对激光二极管210的激光功率执行自动校正。此时会将运作所需的电源提供至光学装置200，而微处理器202则进入一校正模式。举例来说，可以使用设置于光学装置200中的一跳线装置(jumper)，或是使用其它的方法(例如暂时将对应于校正模式的程序代码加载至电子可抹除可编程只读存储器204中，以供微处理器202于电源激活时执行)，来控制微处理器202进入校正模式。进入校正模式之后，微处理器202即透过改变供应至读取模块208的驱动信号值的方式，来控制激光二极管210的输出功率。换句话说，微处理器202所输出的驱动信号DS会具有多个不同的值。前置放大器集成电路206是驱动读取模块208将激光二极管210控制在不同的驱动信号值所对应的输出功率位准。前端监测二极管212是感测激光二极管210所输出的光，以产生出前端监测信号VFMD，前端监测信号VFMD所对应的监测信号MS则会被传送至微处理器202。接下来，微处理器202则使用一预设转换规则(predetermined conversion rule)来将所接收到的监测信号值转换成激光二极管210相对应的功率，并据以决定出一初始功率关系(preliminary power relationship)，以将相的驱动信号值转变为激光二极管210所射出的光的功率。
图3是显示了监视信号值依据微处理器202所输出的驱动信号值变化的示意图。前端监测信号VFMD与激光二极管210所输出的激光的功率之间是具有一反向的关系。如图3所示，肇因于激光二极管210的发光特性，当驱动信号DS具有较小的值时，激光二极管210并不会射出光束，此时不论驱动信号DS如何变化，监测信号MS都会有一固定值A。当驱动信号DS开始大于一特定的偏移(offset)值时(例如图3所示的驱动信号值DS0)，驱动信号值即足够激活激光二极管210，前端监测二极管212会感测由激光二极管210所射出的光，并产生出监测信号MS，当驱动信号DS的值越大，监测信号MS的值就会越小。
图4为图2的微处理器202将监测信号值转变为功率值的预设规则(predetermined rule)的示意图。当监测信号值等于A时，激光二极管210的功率等于0。依据该预设规则，当监测信号值越小，激光二极管210的功率就越大。微处理器202是使用图4所示的预设规则，来将大于偏移值DS0的驱动信号值所对应的监测信号值转变为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
图5为图2的微处理器202所决定出的初始功率关系的一示意图。当驱动信号值低于一偏移值(offset)时，激光二极管210并不会射出光束。此一低的偏移值如该功率关系的一第一区段500所示，此时的激光功率等于0。经过驱动信号值DS0之后，激光二极管210即开始发出激光，于图5所示的一第二区段502上，功率关系即变成当驱动信号MS的值越大，激光功率的值就越大。
在此一实施例中，微处理器202会渐进地(progressively)加大驱动信号MS的值(然而，本发明并不以此为限)。举例来说，若功率曲线的第二区段502是线性的，则仅需使用驱动信号DS的两个值(例如DS1与DS2)，即可以对激光二极管210执行适当的校正。更明确地说，微处理器202可以使用一第一驱动信号值DS1以及一第二驱动信号值DS2来控制激光二极管210的功率。对应于第一驱动信号值DS1，微处理器202是接收到相对应的第一监测信号值，对应于第二驱动信号值DS2，微处理器202是接收到相对应的第二监测信号值。微处理器202接下来则外插出位于由所接收到的第一、第二监测信号值所构成的联机上其它的监测信号值。为了要决定出驱动信号DS的偏移值DS0，微处理器202决定出当该联机上外插出的监测信号值跨越过默认值A时，驱动信号DS的一跨越值(crossing value)，(此时激光二极管210并未射出光束)并使用所决定出的该跨越值来作为偏移值DS0。最后，微处理器202是依据该预设转换规则，将该联机上，高于偏移值DS0的驱动信号值所对应的外插监测信号值转变为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
此时，使用由微处理器202所决定出的该初始功率关系，已经足够精确地控制激光二极管210的读取功率。然而，对于不同的光学装置200而言，不同的前端监测二极管212所产生的前端监测信号VFMD还是会有些许的不确定性存在(举例来说，其值可能有大约10％的偏差)。而在对光盘片执行写入工作时，为了要确保能够产生出精确的凹陷区，必须对于激光二极管210的写入功率进行相当精准的控制。在本发明较佳的实施例中，会更进一步透过一功率关是校正操作(power relationship correction operation)来修正该初始功率关系。一般而言，可由制造商在自动校正程序中执行该功率关系校正操作。于该功率关系校正操作中，微处理器202是使用对应一预设功率值的驱动信号值来控制光学装置200，以将一测试资料写入至光学装置200的一光盘片中。微处理器202是使用该初始功率关系(如图5所示)来决定出对应于该驱动信号值的功率值。之后，微处理器202则自该光盘片中读取对应于该测试资料的一读取信号。接下来，微处理器202则分析该读取信号，以判断该测试资料是否确实透过该特定功率写入至该光盘片中。再依据分析所得出的结果，来调整该初始功率关系，以使得该测试资料可以确实地透过该预设功率值写入至该光盘片中。当然，可以将前述的功率关系校正操作反复地执行一次或多次，以决定出一最终功率关系(final power relationship)，该最终功率关系即可精确地表示出对于特定的前端监测二极管212而言，驱动信号DS的值与激光二极管210的功率之间的关系。
而前述的功率关系校正操作可以有数种不同的实施方式。公知技术在将信息记录至光盘片之前，所使用的“最佳功率控制”(Optimum Power Control，OPC)程序即是一个例子。由于不同的光盘片对于最佳激光写入功率常常会有不同的需求，透过最佳功率控制程序，公知技术的光学装置可以依据特定光盘片的最佳功率需求，来将激光二极管的写入功率最佳化(optimize)。因为OPC程序会牵涉到将测试资料写入至光盘片的操作，因此，通常公知技术的作法是在光盘片的OPC区段上执行OPC程序，以防止写入的测试资料影响到储存于光盘片中的使用者资料(user data)。由于OPC程序为公知技术者所熟知的，在此将不多作赘述。然而，请注意，因为在此一实施例中，是于光学装置出厂之前，由制造商负责使用OPC程序来作为前述的功率关系校正操作，故不会有测试资料与使用者资料之间相互干扰的问题。因此，前述的功率关系校正操作可以是在光盘片的任意区段上执行的OPC程序(当然，所执行的可以是修改过的OPC程序)。
图6显示了微处理器202依据前述的功率关系校正操作来修正该初始功率关系的示意图。首先，微处理器202是使用该初始功率关系(其对应于使用于自动校正过程中的光盘片)，决定出驱动信号DS对应于一最佳功率POPT的一起始值DSSTART。接下来，则从起始值DSSTART开始，执行该功率关系校正操作，以判定起始值DSSTART是否可以让激光功率正确地等于最佳功率POPT。在图6所示的例子中，由于前端监测信号VFMD在不同的装置中，可能具会有大约10％的误差，因此，此一起始值DSSTART可能会让真正的激光功率大于最佳功率POPT。使用该功率关系校正操作(例如图6的例子所示的OPC程序)，可以决定出驱动信号DS的一最终值DSFINAL。最终值DSFINAL可以让激光二极管210的功率正确地等于最佳功率POPT。由于此时偏移值DS0为已知的，且可以假设最终功率关系曲线上的第二区段602是线性的，此时，可以调整初始功率关系上的第二区段502的斜率，以产生出最终功率关系的第二区段602。如此一来，微处理器202即会将该初始功率关系调整成可以让功率关系校正操作中的测试资料透过预设的功率POPT写至光盘片中，并据以产生该最终功率关系。
接下来，该最终功率关系是储存于电子可抹除可编程只读存储器204之中，而结束了自动校正的工作。在一般操作之中，即可使用储存于电子可抹除可编程只读存储器204中的最终功率关系，来依据所需的激光功率产生出正确的驱动信号DS。举例来说，可以使用该最终功率关系，来提供针对不同种类的光盘片进行写入工作时所执行的OPC程序的起始值。由于该最终功率关系是针对光学装置200中特定的前端监测二极管212得出的最佳结果，因此，将可更快速地完成在一般使用者模式下的记录操作中所执行的OPC程序。
图7为本发明的自动发光装置校正方法的一实施例流程图。该方法不仅可用来校正激光二极管，亦可以用来校正其它种类的发光装置。此外，以下所述的光监测器并不限于前端监测二极管，其它种类的光监测器亦可配合本发明一起使用。
图7所示的流程图包含有以下步骤步骤700提供一光学装置，该光学装置包含有一发光装置以及一光监测器。
步骤702改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率。
步骤704使用该光监测器感测该发光装置所射出的光以产生一监测信号，该监测信号的值系对应于该发光装置所射出的光。
步骤706依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将该些接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，来决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。虽然使用该初始功率关系已足够精确地控制该发光装置的读取功率，然而，为了要更准确地控制该发光装置的写入功率，以确保记录过程的精确性，在本发明较佳的实施例中，还会于步骤708中，更进一步地透过一功率关系校正操作来修正该初始功率关系。
步骤708对该光学装置的一光学媒体执行一功率关系校正操作以产生一最终功率关系。该功率关系校正操作包含有子步骤710至714。该功率关系校正操作(亦即步骤708)可以反复执行一次或多次，以产生出一最终功率关系。该最终功率关系可精确地表示出对于特定的光监测器而言，该驱动信号的值与该发光装置的功率之间的关系。
步骤710依据该初始功率关系，使用对应于一预设功率值的一特定驱动信号值来将测试资料写入至该光学装置的该光学媒体中。
步骤712自该光学媒体读取对应于该测试资料的一读取信号。
步骤714分析该读取信号以判定该测试资料是否确实地透过特定的功率写入至该光学媒体，并据以调整该初始功率关系，以使得该测试资料可以确实地透过该预设功率值写入至该光学媒体中，以产生该最终功率关系。
步骤716将该最终功率关系储存于该光学装置的一非挥发性存储器中，而完成该自动发光装置校正方法。于执行正常操作时，即可依据储存于该非挥发性存储器中的该最终功率关系，来控制该驱动信号的值，以控制该发光装置的功率。
本发明提供了不需要经由外部计算机控制，亦不需使用到昂贵的功率计(power meter)或其它外部测试装置，即可对于发光装置进行自动校正的方法以及相关的自动校正光学装置，因此，可以大幅减少制造成本。此外，由于本发明的自动校正光学装置可使用内建的微处理器来控制校正程序，因此，校正程序会较为简化，并更方便于自动化执行。且由于本发明的光学装置在执行自动校正的过程中，并不需从外部接收其它的信号，因此，并不需要设置额外的接口端口(interface port)。所以，本发明的概念非常适用于个人计算机相关的光盘片驱动装置(例如CD-R/RW驱动装置、DVD-R/RW驱动装置、DVD+R/RW驱动装置等等…)或是不具有外部接口端口的消费性电子光学装置(例如CD-R/RW记录装置、DVD记录装置等等…)之中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种发光装置自动校正方法，用于一光学装置中，该光学装置包含有一发光装置以及一光监测器，该方法包含有改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率；使用该光监测器感测该发光装置所射出的光以产生一监测信号，该监测信号的值是对应于该发光装置所射出的光；以及依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将所述的接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的该初始功率关系的步骤包含有依据所接收到的监测信号值决定出一偏移值，该偏移值为当该发光装置处于未发光状态下该驱动信号的一最大值；以及依据该预设转换规则，将高于该偏移值的驱动信号值所对应的接收监测信号值转换为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其中决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的该初始功率关系的步骤另包含有使用一第一驱动信号值以及一第二驱动信号值来控制该发光装置的功率；外插出由一第一接收值与一第二接收值所形成的联机上的监测信号值，其中该第一接收值与第二接收值分别为该监测信号对应于该第一驱动信号值与该第二驱动信号的值；将该驱动信号的该偏移值决定为当该发光装置处于未发光状态下，该线上的外插监测信号值越过该监测信号的一默认值时所对应该驱动信号的一跨越值；以及依据该预设转换规则，将该线上高于该偏移值的驱动信号值所对应的外插监测信号值转变为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其另包含有对该光学装置的一光学媒体执行一功率关系校正操作以产生一最终功率关系，该功率关系校正操作包含有以下步骤依据该初始功率关系，使用对应于一预设功率值的一特定驱动信号值来将测试资料写入至该光学装置的该光学媒体中；自该光学媒体读取对应于该测试资料的一读取信号；以及分析该读取信号以判定该测试资料是否确实地透过特定的功率写入至该光学媒体，并据以调整该初始功率关系，以使得该测试资料可以确实地透过该预设功率值写入至该光学媒体中，以产生该最终功率关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其中该功率关系校正操作包含有对该光学装置的该光学媒体执行一最佳功率控制程序。
6.根据权利要求5所述的方法，其另包含有使用该光学媒体上的一非最佳功率控制区来执行该最佳功率控制程序。
7.根据权利要求4所述的方法，其另包含有将该最终功率关系储存于该光学装置的一非挥发性存储器中；以及于执行正常操作时，依据储存于该非挥发性存储器中的该最终功率关系来控制该驱动信号的值，以控制该发光装置的功率。
8.根据权利要求1所述的方法，其中该光学装置为一光盘片驱动装置或一光盘片记录装置，该光监测器为一前端监测二极管，该发光装置为一激光二极管。
9.根据权利要求8所述的方法，其是用来配置该激光二极管的写入功率或读取功率。
10.一种可自动校正的光学装置，其包含有一发光装置，用来接受校正；一光监测器，用来感测该发光装置所射出的光以产生一监测信号，该监测信号的值是对应于该发光装置所射出的光；以及一微处理器，耦接于该发光装置以及该光监测器，用来改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率；以及于一校正模式下，依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将所述的接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。
11.根据权利要求10所述的光学装置，其中为了决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的该初始功率关系，该微处理器是依据所接收到的监测信号值决定出一偏移值，该偏移值为当该发光装置处于未发光状态下该驱动信号的一最大值；该微处理器并依据该预设转换规则，将高于该偏移值的驱动信号值所对应的接收监测信号值转换为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其中为了决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的该初始功率关系，该微处理器另使用一第一驱动信号值以及一第二驱动信号值来控制该发光装置的功率；外插出由一第一接收值与一第二接收值所形成的联机上的监测信号值，其中该第一接收值与第二接收值分别为该监测信号对应于该第一驱动信号值与该第二驱动信号的值；将该驱动信号的该偏移值决定为当该发光装置处于未发光状态下，该线上的外插监测信号值越过该监测信号的一默认值时所对应该驱动信号的一跨越值；以及依据该预设转换规则，将该线上高于该偏移值的驱动信号值所对应的外插监测信号值转变为相对应的功率值，以产生该初始功率关系。
13.根据权利要求10所述的光学装置，其中该微处理器另对该光学装置的一光学媒体执行一功率关系校正操作以产生一最终功率关系，该功率关系校正操作包含有该微处理器依据该初始功率关系，使用对应于一预设功率值的一特定驱动信号值来将测试资料写入至该光学装置的该光学媒体中；自该光学媒体读取对应于该测试资料的一读取信号；以及分析该读取信号以判定该测试资料是否确实地透过特定的功率写入至该光学媒体，并据以调整该初始功率关系，以使得该测试资料可以确实地透过该预设功率值写入至该光学媒体中，以产生该最终功率关系。
14.根据权利要求13所述的光学装置，其中该功率关系校正操作包含有该微处理器对该光学装置的该光学媒体执行一最佳功率控制程序。
15.根据权利要求14所述的光学装置，其中该微处理器是使用该光学媒体上的一非最佳功率控制区来执行该最佳功率控制程序。
16.根据权利要求13所述的光学装置，另包含有一非挥发性存储器，用来储存该微处理器于该校正模式下所决定出的该最终功率关系；该微处理器于执行正常操作时，是使用该最终功率关系，依据该发光装置所需的功率来控制该驱动信号的值。
17.根据权利要求10所述的光学装置，其中该光学装置为一光盘片驱动装置或一光盘片记录装置，该光监测器为一前端监测二极管，该发光装置为一激光二极管。
18.根据权利要求17所述的光学装置，其是可校正该激光二极管的写入功率或读取功率。
全文摘要
一种发光装置自动校正方法，该方法包含有提供一光学装置，该光学装置包含有一发光装置以及一光监测器；改变该发光装置的一驱动信号的值以控制该发光装置的功率；使用该光监测器感测该发光装置所射出的光并产生一监测信号，该监测信号的值是对应于该发光装置所射出的光；以及，依据对应于多个驱动信号值所接收到的监测信号值，以及用来将该些接收到的监测信号值转换成该发光装置相对应的功率的一预设转换规则，来决定出用以将该驱动信号的值对应至该发光装置的功率的一初始功率关系。
文档编号G11B7/00GK1779842SQ200510108088
公开日2006年5月31日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年10月8日
发明者孙上斌, 詹昆益 申请人:联发科技股份有限公司