組合激光源和檢測系統技術方案

激光以一種精確的方式聚焦在多層光盤記錄系統中的選定層上，借助于從顫動光源上輸出電信號的分析，導致產生一電信號，該信號與系統部件相對運動的數量成正比，該運動在某一層上實現所需的聚焦。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地涉及一種系統，用于在多層光盤信息存儲系統中，將激光聚焦在選定的層上。更具體地，本專利技術針對一種系統，用于提供一種電信號，該信號與激光源為實現聚焦而相對于旋轉光盤的移動數量成正比。甚至更具體地，本專利技術針對一種系統，其中，一種透鏡或光源作機電高頻振動以產生一種電信號，該信號突出地表現為有能力為被讀或寫的光學層提供指示。最重要的和與本專利技術最相關的是，它針對一種半導體激光器，它既可用做光源，又可用做檢測器。采用光學盤用于信息存儲，已變得很流行了。這些盤能存儲數字化數據，并通常稱為CD ROM。已證明，這些器件能存儲成百上千個兆比特的信息。甚至最近，已經證明，用光盤存儲技術可以在多個層上讀寫信息。這些新光盤可在每個附加層上存儲不同的信息。這種光學存儲的多層方法顯著地增加了每個盤的存儲容量。然而，采用這些盤需要高密度驅動器。這些新的驅動器包括一臺激光器和裝在一種伺服電動機控制的機構上的透鏡。通過移動透鏡趨近和遠離光盤，激光聚焦在盤中的不同層上。可是，在盤中用于數據存儲的層數越多，提供正確的激光聚焦就越困難。尤其是，作為聚焦困難的結果，這些盤在每個數據層之間典型地要求具有厚度為100微米或更多的“緩存器”。因此，需要能在光盤上精確地聚焦激光，并伴隨地能從該特定層上讀出反射光。由此可見，采用使用伺服電動機和已經存在于這種驅動器中的反饋環路的一種定位準直技術是很可取的。此外，對于便攜式或移動式應用中，甚至對單層光盤，能改進跟蹤以便使它們更能耐沖擊和振動，通常是可取的。同樣，通過簡單地改變已經使用的盤驅動器以便提高其跟蹤精度，能對這些問題提供一種解決方案也是很可取的。用一種系統，其中激光光源也用做反射光的檢測器，尤其能很好地滿足這些要求。根據本專利技術的一種實施方案，一種光學信息存儲系統包括一種包含存儲信息的可旋轉光盤。提供一種激光源，以便從可旋轉的盤上產生調制反射。在光盤附近，提供一種透鏡系統裝置或機構，用于聚焦激光。提供一種高頻振動裝置或機構，它能引起激光源的振動，及/或使透鏡移向或遠離可旋轉的盤。這將引起檢測信號的調制，它可用于產生一種顯著的優點。進而，本系統采用激光源作為獨立的光源和檢測器，它在光從盤上反射后接收光；該光源/檢測器將光變換為電信號。而且，關于本專利技術的特殊相關性，具有一種裝置或機構，用于分析來自光檢測器的電信號，及用于從此產生一種為達理想聚焦使光源相對于盤移動量成正比的電信號。在本專利技術的另一種實施方案中，分析來自光檢測器的電信號的裝置可簡單地用于指示激光聚焦在多層CD-ROM盤中哪個平面上。在這里，專利技術者們了解到，信號檢測過程可能是以發生在某些固態激光器件中的、在此以前沒有描述過的物理現象為基礎的。特別是，本申請人了解到，當激光二極管的調制光反射回來照入二極管自身時，其電流強度發生變化。特別是，本申請人了解到，可以利用激光二極管既當作光源，又當做檢測器，用于CD-ROM驅動電路。特別是，本專利技術人了解到，這種現象允許不用單獨的光檢測器來構成電路。因此，這就導致較輕的重量，較容易移動，并較容易聚焦激光/檢測器機構。而且，結果是可能增大光學存儲密度。進一步注意到，本專利技術的一種重要情況是，利用特定的輸出波形，用來辨別激光源的定位。特別是，通過與兩臺計數器耦合的閾值電路的簡單的便利，可能通過適當的計算機邏輯，提供一種指明聚焦平面的電信號。而且，作為能夠知道聚焦平面定位在哪里的自然結果，相應地比較容易將焦平面控制在人們需要的地方。于是，本專利技術的目的之一是，提供一種在多層光盤上提供讀寫信息的機構。此外，本專利技術的目的之一是，在光盤存儲系統中，提供一種更精確和嚴格地校準激光讀寫系統的數字電信號和電路。本專利技術還有另一個目的是，在CD-ROM系統中更容易控制聚焦和對準。本專利技術還有另一目的是，增大光學信息盤的存儲容量。本專利技術仍有另一目的是，擴大對多層光盤和多層光盤系統性能的應用。本專利技術還有另一目的是，使激光讀寫系統的重量更輕。本專利技術還有一個目的是，增大光盤驅動器的存儲，速度和容量。本專利技術仍有進一步的目的是，利用Z軸方向聚焦原理，也在X和Y軸方向提供精確的跟蹤。本專利技術的又一個目的是提供一種簡單的數字電路以確定聚焦定位。最后，但不限于此，本系統的目的之一是，提供一種既可當做激光源，又當做反射激光檢測系統的機構。在說明書的結論部分中，特別地指明本專利技術的主題并突出地提出權利要求。但是，既做為組織又做為實施方法的本專利技術，和進一步目的和優點一起，可由結合附圖參照下列說明得到最佳的理解，其中附圖說明圖1是部分示意框圖，用于說明本專利技術的系統；圖2是原理框圖，示出一種信號處理機構，用于產生一種與提供正確聚焦所需的距離成正比的信號；圖3示出根據本專利技術產生的各種信號波形的波形作為焦平面的CD位置相對于透鏡光束腰平面的函數；圖4是圖3示出的信號經過閾值檢測電路處理后的波形的說明；及圖5示出用于確定焦平面位置的數字電路的一種實施方案；圖6示出確定焦平面位置的數字電路另一種實施方案；及圖7示出由反射和檢測(激)光產生的各種信號，該信號是當高頻振動用于跟蹤在X-Y平面中，不同反射率區域邊界時產生的。作為企圖逐步移動透鏡改變位置而又保持聚焦的替代辦法，根據本專利技術，寧愿將透鏡前后移動，或在中心位置附近“顫動”。顫動頻率可以低到幾百赫，以便不影響盤驅動器其它方面的運行。顫動的光從光盤上反射，并用光檢測器取樣。根據本專利技術的其它方面，這些方面將在下面更詳細地討論，做為另一方案，激光器或光二極管本身可交替地用做光檢測器。當要讀的光盤表面在焦點內時，反射光信號相對于顫動頻率被倍頻。在下面更詳細地討論的圖3和4中，倍頻將更做專門說明。這種倍頻可用閾值處理電路檢測，該電路將倍頻轉換成數字信號。當移動透鏡在光盤不同的層上聚焦時，反射光信號僅部分倍頻。用這種方法可以精確地測定什么時候光聚焦在盤的幾個不同平面上。盤上相繼的平面間的間隔等于顫動信號的四分之一。例如，若采用2.5千赫的顫動，可區分兩個相距100微米的平面的聚焦。采用5千赫的稍高的顫動頻率，使人們可分辨僅相距50微米的平面。以這種方法，人們可將光聚焦在更多的，彼此更接近的平面上。本專利技術僅限于透鏡的實際顫動頻率。透鏡的標稱位置(顫動的中心點)由一種檢測器電路的反饋環路有效地控制。以這種方法，盤的所需平面總保持在焦點上。由于在盤上保持更精確的聚焦，在單個的盤上本方法允許使用更多的層，并可使存儲密度增大3或4或更多的因數。作為一種替代辦法，本專利技術可以高精度地檢測單層盤是否在焦點上。相應地，本專利技術的方法還可用于制造和利用單層盤驅動器，因此，該驅動器更為健全并能抗沖擊和振動，正如在移動及/或便攜式計算機的環境所遇到的情況。而且，本專利技術的執行是極為實際的，因為現有的光盤驅動器已包括可用于執行本專利技術的必要的伺服電動機和透鏡定位系統。進而指出，本專利技術適用于存儲有計算機數據、聲頻信息及/或視頻信息的光盤驅動器的讀和寫。此外，值得注意的是，本專利技術提供的顫動還可由透鏡本身的機械振動變形產生，而不是用機械裝置將透鏡單純地前后移動。不過，這不是本專利技術的優選實施方案。為了更完整地理解本專利技術，將注意力針對圖1，其中用示意圖的形式表示一種可用于說明本專利技術操作的裝置。特別是，在圖1中，其中，二極管注入型激光器10將激光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合的激光源和檢測系統包括： 一個半導體激光源，它能通過改變加到所述半導體光源上的驅動電流，使其光輸出被調制；及 用于檢測流過所述半導體激光源的電流變化的裝置，所述變化取決于從所述半導體光源上發出并返回的調制激光。

【技術特征摘要】
US 1996-4-1 6263021.一種組合的激光源和檢測系統包括一個半導體激光源，它能通過改變加到所述半導體光源上的驅動電流，使其光輸出被調制；及用于檢測流過所述半導體激光源的電流變化的裝置，所述變化取決于從所述半導體光源上發出并返回的調制激光。2.根據權利要求1的系統，其特征在于，所述檢測裝置包括一所述電流經...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L雅各布威策，CM德庫薩蒂斯，
申請(專利權)人：國際商業機器公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]