组合激光源和检测系统技术方案

激光以一种精确的方式聚焦在多层光盘记录系统中的选定层上，借助于从颤动光源上输出电信号的分析，导致产生一电信号，该信号与系统部件相对运动的数量成正比，该运动在某一层上实现所需的聚焦。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及一种系统，用于在多层光盘信息存储系统中，将激光聚焦在选定的层上。更具体地，本专利技术针对一种系统，用于提供一种电信号，该信号与激光源为实现聚焦而相对于旋转光盘的移动数量成正比。甚至更具体地，本专利技术针对一种系统，其中，一种透镜或光源作机电高频振动以产生一种电信号，该信号突出地表现为有能力为被读或写的光学层提供指示。最重要的和与本专利技术最相关的是，它针对一种半导体激光器，它既可用做光源，又可用做检测器。采用光学盘用于信息存储，已变得很流行了。这些盘能存储数字化数据，并通常称为CD ROM。已证明，这些器件能存储成百上千个兆比特的信息。甚至最近，已经证明，用光盘存储技术可以在多个层上读写信息。这些新光盘可在每个附加层上存储不同的信息。这种光学存储的多层方法显著地增加了每个盘的存储容量。然而，采用这些盘需要高密度驱动器。这些新的驱动器包括一台激光器和装在一种伺服电动机控制的机构上的透镜。通过移动透镜趋近和远离光盘，激光聚焦在盘中的不同层上。可是，在盘中用于数据存储的层数越多，提供正确的激光聚焦就越困难。尤其是，作为聚焦困难的结果，这些盘在每个数据层之间典型地要求具有厚度为100微米或更多的“缓存器”。因此，需要能在光盘上精确地聚焦激光，并伴随地能从该特定层上读出反射光。由此可见，采用使用伺服电动机和已经存在于这种驱动器中的反馈环路的一种定位准直技术是很可取的。此外，对于便携式或移动式应用中，甚至对单层光盘，能改进跟踪以便使它们更能耐冲击和振动，通常是可取的。同样，通过简单地改变已经使用的盘驱动器以便提高其跟踪精度，能对这些问题提供一种解决方案也是很可取的。用一种系统，其中激光光源也用做反射光的检测器，尤其能很好地满足这些要求。根据本专利技术的一种实施方案，一种光学信息存储系统包括一种包含存储信息的可旋转光盘。提供一种激光源，以便从可旋转的盘上产生调制反射。在光盘附近，提供一种透镜系统装置或机构，用于聚焦激光。提供一种高频振动装置或机构，它能引起激光源的振动，及/或使透镜移向或远离可旋转的盘。这将引起检测信号的调制，它可用于产生一种显著的优点。进而，本系统采用激光源作为独立的光源和检测器，它在光从盘上反射后接收光；该光源/检测器将光变换为电信号。而且，关于本专利技术的特殊相关性，具有一种装置或机构，用于分析来自光检测器的电信号，及用于从此产生一种为达理想聚焦使光源相对于盘移动量成正比的电信号。在本专利技术的另一种实施方案中，分析来自光检测器的电信号的装置可简单地用于指示激光聚焦在多层CD-ROM盘中哪个平面上。在这里，专利技术者们了解到，信号检测过程可能是以发生在某些固态激光器件中的、在此以前没有描述过的物理现象为基础的。特别是，本申请人了解到，当激光二极管的调制光反射回来照入二极管自身时，其电流强度发生变化。特别是，本申请人了解到，可以利用激光二极管既当作光源，又当做检测器，用于CD-ROM驱动电路。特别是，本专利技术人了解到，这种现象允许不用单独的光检测器来构成电路。因此，这就导致较轻的重量，较容易移动，并较容易聚焦激光/检测器机构。而且，结果是可能增大光学存储密度。进一步注意到，本专利技术的一种重要情况是，利用特定的输出波形，用来辨别激光源的定位。特别是，通过与两台计数器耦合的阈值电路的简单的便利，可能通过适当的计算机逻辑，提供一种指明聚焦平面的电信号。而且，作为能够知道聚焦平面定位在哪里的自然结果，相应地比较容易将焦平面控制在人们需要的地方。于是，本专利技术的目的之一是，提供一种在多层光盘上提供读写信息的机构。此外，本专利技术的目的之一是，在光盘存储系统中，提供一种更精确和严格地校准激光读写系统的数字电信号和电路。本专利技术还有另一个目的是，在CD-ROM系统中更容易控制聚焦和对准。本专利技术还有另一目的是，增大光学信息盘的存储容量。本专利技术仍有另一目的是，扩大对多层光盘和多层光盘系统性能的应用。本专利技术还有另一目的是，使激光读写系统的重量更轻。本专利技术还有一个目的是，增大光盘驱动器的存储，速度和容量。本专利技术仍有进一步的目的是，利用Z轴方向聚焦原理，也在X和Y轴方向提供精确的跟踪。本专利技术的又一个目的是提供一种简单的数字电路以确定聚焦定位。最后，但不限于此，本系统的目的之一是，提供一种既可当做激光源，又当做反射激光检测系统的机构。在说明书的结论部分中，特别地指明本专利技术的主题并突出地提出权利要求。但是，既做为组织又做为实施方法的本专利技术，和进一步目的和优点一起，可由结合附图参照下列说明得到最佳的理解，其中附图说明图1是部分示意框图，用于说明本专利技术的系统；图2是原理框图，示出一种信号处理机构，用于产生一种与提供正确聚焦所需的距离成正比的信号；图3示出根据本专利技术产生的各种信号波形的波形作为焦平面的CD位置相对于透镜光束腰平面的函数；图4是图3示出的信号经过阈值检测电路处理后的波形的说明；及图5示出用于确定焦平面位置的数字电路的一种实施方案；图6示出确定焦平面位置的数字电路另一种实施方案；及图7示出由反射和检测(激)光产生的各种信号，该信号是当高频振动用于跟踪在X-Y平面中，不同反射率区域边界时产生的。作为企图逐步移动透镜改变位置而又保持聚焦的替代办法，根据本专利技术，宁愿将透镜前后移动，或在中心位置附近“颤动”。颤动频率可以低到几百赫，以便不影响盘驱动器其它方面的运行。颤动的光从光盘上反射，并用光检测器取样。根据本专利技术的其它方面，这些方面将在下面更详细地讨论，做为另一方案，激光器或光二极管本身可交替地用做光检测器。当要读的光盘表面在焦点内时，反射光信号相对于颤动频率被倍频。在下面更详细地讨论的图3和4中，倍频将更做专门说明。这种倍频可用阈值处理电路检测，该电路将倍频转换成数字信号。当移动透镜在光盘不同的层上聚焦时，反射光信号仅部分倍频。用这种方法可以精确地测定什么时候光聚焦在盘的几个不同平面上。盘上相继的平面间的间隔等于颤动信号的四分之一。例如，若采用2.5千赫的颤动，可区分两个相距100微米的平面的聚焦。采用5千赫的稍高的颤动频率，使人们可分辨仅相距50微米的平面。以这种方法，人们可将光聚焦在更多的，彼此更接近的平面上。本专利技术仅限于透镜的实际颤动频率。透镜的标称位置(颤动的中心点)由一种检测器电路的反馈环路有效地控制。以这种方法，盘的所需平面总保持在焦点上。由于在盘上保持更精确的聚焦，在单个的盘上本方法允许使用更多的层，并可使存储密度增大3或4或更多的因数。作为一种替代办法，本专利技术可以高精度地检测单层盘是否在焦点上。相应地，本专利技术的方法还可用于制造和利用单层盘驱动器，因此，该驱动器更为健全并能抗冲击和振动，正如在移动及/或便携式计算机的环境所遇到的情况。而且，本专利技术的执行是极为实际的，因为现有的光盘驱动器已包括可用于执行本专利技术的必要的伺服电动机和透镜定位系统。进而指出，本专利技术适用于存储有计算机数据、声频信息及/或视频信息的光盘驱动器的读和写。此外，值得注意的是，本专利技术提供的颤动还可由透镜本身的机械振动变形产生，而不是用机械装置将透镜单纯地前后移动。不过，这不是本专利技术的优选实施方案。为了更完整地理解本专利技术，将注意力针对图1，其中用示意图的形式表示一种可用于说明本专利技术操作的装置。特别是，在图1中，其中，二极管注入型激光器10将激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合的激光源和检测系统包括： 一个半导体激光源，它能通过改变加到所述半导体光源上的驱动电流，使其光输出被调制；及 用于检测流过所述半导体激光源的电流变化的装置，所述变化取决于从所述半导体光源上发出并返回的调制激光。

【技术特征摘要】
US 1996-4-1 6263021.一种组合的激光源和检测系统包括一个半导体激光源，它能通过改变加到所述半导体光源上的驱动电流，使其光输出被调制；及用于检测流过所述半导体激光源的电流变化的装置，所述变化取决于从所述半导体光源上发出并返回的调制激光。2.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述检测装置包括一所述电流经...

【专利技术属性】
技术研发人员：L雅各布威策，CM德库萨蒂斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]