激光功率控制系统.pdf

一种激光功率控制系统(laser power controlsystem)，用以控制一光学读写头所发送激光的功率。该系统包含一温度传感器及一运算单元。该温度传感器是用以感测该光学读写头的温度，并据以产生一温度信号。该运算单元储存有该光学读写头的一控制关系，且用以接收该温度信号，并根据该控制关系，运算出该光学读写头在该温度信号所代表的温度下，输出一设定功率所需接收的一功率控制信号，并传送该功率控制信号至该光学读写头，以控制该光学读写头根据该设定功率发送激光。

1.  一种激光功率控制系统(laser power control system)，用来产生一功率控制信号来控制一光学读写头所要发出激光的功率，该系统包含：
一温度传感器(temperature sensor)，用以感测该光学读写头的温度，并据以产生一温度信号；以及
一运算单元(calculate unit)，用以接收该温度信号，并储存有用来控制该光学读写头的一控制关系，其中该控制关系表示所要产生的该功率控制信号与该光学读写头的温度对于所要发出激光的功率的关系；
其中，该运算单元会根据该控制关系，运算出该光学读写头在该温度信号所代表的温度下，欲输出一设定功率至该光学读写头所需产生的功率控制信号，并传送该功率控制信号至该光学读写头中，以控制该光学读写头依该设定功率发出该激光光。

2.  如权利要求1所述的激光功率控制系统，其中，该温度信号是模拟信号。

3.  如权利要求2所述的激光功率控制系统，进一步包含一模/数转换器，以将该温度信号由模拟信号转换为数字信号。

4.  如权利要求1所述的激光功率控制系统，其中，该功率控制信号是数字信号。

5.  如权利要求4所述的激光功率控制系统，进一步包含一数/模转换器，用以将该功率控制信号由数字信号转为模拟信号。

6.  如权利要求1所述的激光功率控制系统，其中，该运算单元进一步包含一内存，用以记录该控制关系的关系参数。

7.  如权利要求1所述的激光功率控制系统，其中，该控制关系是在不同温度下，量测该光学读写头的发送功率与该功率控制信号的关系而得。

8.  一种激光功率控制方法(laser power control method)，用来产生一功率控制信号来控制一光学读写头所发出激光的功率，该方法包含：
感测该光学读写头的温度，并据以产生一温度信号；
预先储存用来控制该光学读写头的一控制关系，其中，该控制关系表示所要产生的该功率控制信号与该光学读写头的温度对于所要发出激光的功率的关系；
根据该控制关系，运算出该光学读写头在该温度信号所代表的温度下，欲输出一设定功率至该光学读写头所需产生的功率控制信号；以及
传送该功率控制信号至该光学读写头中，以控制该光学读写头依该设定功率发出该激光。

9.  如权利要求8所述的激光功率控制方法，其中，该温度信号是模拟信号。

10.  如权利要求9所述的激光功率控制方法，进一步包含下列步骤：
将该温度信号由模拟信号转换为数字信号。

11.  如权利要求10所述的激光功率控制方法，其中，该功率控制信号是数字信号。

12.  如权利要求11所述的激光功率控制方法，进一步包含下列步骤：
将该功率控制信号由数字信号转为模拟信号。

13.  如权利要求8所述的激光功率控制方法，进一步包含下列步骤：
在该温度信号所代表的温度下，利用该控制关系，计算出一设定功率所需接收的一功率控制信号，并传送至该光学读写头进而获得该设定功率的激光功率输出。

14.  如权利要求13所述的激光功率控制方法，其中，该控制关系是由该光学读写头在不同温度下，量测该光学读写头的发送功率与该功率控制信号的关系而得。

激光功率控制系统
技术领域
本发明涉及一种激光功率控制系统，特别涉及控制光学读写头所发送激光的功率的激光功率控制系统。
技术背景
已知的CD-RW及DVD烧录系统，通常是利用自动功率控制(AUTO POWERCONTROL，APC)电路来控制其光学读写头上的激光二极管的功率。
自动功率控制电路是用来补偿激光二极管因温度效应(THERMAL EFFECT)所产生的输出功率误差。当光学读写头在读取或写入时，光学读写头上的激光二极管所发出的功率是经由前端监测二极管(FRONT MONITOR DIODE，FMD)感测以产生一激光功率反馈信号，并且APC电路利用取样保持方法(SAMPLEAND HOLD METHOD，S/H METHOD)来接收反馈信号，以维持激光二极管的功率。对于较高记录速率(RECORDING SPEED)或较高储存量(RECORDING CAPACITY)的光盘纪录系统来说，FMD感测的响应速度以及S/H的频率需要增加，否则会因不正确的反馈信号导致不正确的读取或写入激光功率。
发明内容
本发明的主要目的是提供一激光功率控制系统，以控制一光学头所发送激光的功率。
在一实施例中，本发明是一激光功率控制系统，用以控制一光学读写头所发送激光的功率。该激光功率控制系统包含一温度传感器及一运算单元。该温度传感器是用以感测该光学读写头的温度，并据以产生一温度信号。该运算单元储存有该光学读写头的一控制关系。该运算单元是用以接收该温度信号，并根据该功率与温度对功率控制信号关系，运算出该光学读写头在该温度信号所代表的温度下，输出一设定功率所需接收的一功率控制信号值。将该功率控制信号值经数/模转换后传送至该光学读写头以控制该光学读写头以该设定功率发送激光。
本发明是利用温度传感器、运算单元、数/模转换器控制光学读取头所发送激光功率，可简化结构，并提高成本效率。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图简述
图1为本发明激光功率控制系统的示意图。
图2为图1所示的激光功率控制系统在固定功率控制信号输入下的温度传感器的输出电压与激光功率的控制关系图。
图3为图1所示的激光功率控制系统在固定温度下激光功率控制电压与光学读写头31所发送的激光功率两者的相对应关系图。
图4为本发明产生功率修正曲线的流程图。
图5为图4所示的流程所产生的修正曲线的示意图。
图6为本发明激光功率控制方法的流程图。
图7为本发明另一实施例激光功率控制方法的流程图。
附图符号说明：
29：激光二极管，         30：激光功率控制系统
31：光学读写头           32：温度传感器
34：模/数转换器          35：运算单元
36：数/模转换器          38：内存
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明激光功率控制系统30的示意图。本发明的激光功率控制系统30是用以在一光学读写头31读取或写入时，控制光学读写头31所发送激光的功率。光学读写头31包含一激光二极管29。
本发明的激光功率控制系统30包含一激光二极管29、一温度传感器(temperature sensor)32、一模/数转换器34、一运算单元35(calculateunit)、以及一数/模转换器36。温度传感器32是用以感测光学读写头31的温度，并据以产生一温度信号。运算单元35储存有光学读写头31的一控制关系。运算单元35是用以接收该温度信号，并根据该控制关系，运算出光学读写头31在该温度信号所代表之下，输出一设定功率所需接收的一功率控制信号至光学读写头31，以控制光学读写头31以该设定功率发送激光。
温度传感器32所产生的温度信号为模拟信号，该温度信号经由模/数转换器34转换为数字信号，而转换为数字信号的温度信号则由运算单元35所接收。运算单元35所输出的功率控制信号为数字信号，该功率控制信号由数/模转换器36转换为模拟信号。
如图1所示，运算单元35包含一内存38，用以储存光学读写头31的控制关系。内存38记录在多个不同温度之下的光学读写头31的激光功率对功率控制信号的曲线参数。
本发明的激光功率控制系统30中，控制关系是指在光学读写头31在不同的温度下，光学读写头31的一激光功率对功率控制信号的变化曲线(powerto control signal input curve)。该变化曲线是用来在多个温度信号中的一温度信号限定下，利用该激光功率对功率控制信号曲线比对该设定功率，进而获得相对应的该功率控制信号。并且该控制关系在系统运做之前已储存于内存38。至于该激光功率对功率控制曲线的产生方法，是将光学读写头31固定在一限定温度下，量测数/模转换器36的输出电压与光学读写头31所发射的激光功率二者的相对应关系后而产生。在此实施例中，量测数/模转换器36的输出电压与在限定温度之下激光二极管29所发送激光的功率两者的相对应关系。
请参阅图2及图3。图2为图1所示的激光功率控制系统30在限定功率控制信号输入下的温度传感器的输出电压与激光功率的关系图。图2所示的温度与激光功率关系系在限定功率控制信号下，由多个不同温度间的激光功率的关系参数所构成。图2为图1所示地激光功率控制系统30在限定温度下激光功率控制电压与光学读写头31所发送的激光功率两者的相对应关系图，图3是用以获得激光功率对功率控制信号的变化曲线。由图2及图3可获得光学读写头31的激光功率、光学读写头31的温度与数/模转换器36的输出功率等三者间的参数关系。本发明激光功率控制系统30会利用事先求得的光学读写头31的温度与激光功率关系，以及激光功率对数/模转换器36的输出变化关系。
请参阅图4及图5，图4为本发明产生功率修正曲线的流程图，图5为图4所示的流程所产生的修正曲线的示意图。由于激光功率与激光功率控制电压，在不同的温度下因温度效应会有一定相对的比例关系，因此须以一功率修正曲线(power calibration curve)加以修正，产生该修正曲线的方法则包含以下步骤：
步骤S40：开始(i＝1)。
步骤S41：选择第i个激光功率频道。
步骤S42：在温度T1下，以两个不同的激光功率控制电压D1、D2，量测相对应的激光功率P2、P1。
步骤S43：在另一温度T2下，以两个不同的激光功率控制电压D1、D2，量测相对应的激光功率P3、P4。
步骤S44：算出以上近似曲线，求得激光功率与温度对功率控制信号的关系参数，并将这些参数记录至内存中。
步骤S45：将i+1
步骤S46：判断i是否小于功率频道数，若是，则重新进行步骤S41，若否，则进行步骤S47。
步骤47：结束。
以上步骤的参数结果皆记录于内存38，并预先在该控制系统运行前完成。
如图5所示，T1及T2各为光学读写头31的温度。将光学读写头31的温度固定为T1，并输入两个不同的激光功率控制电压D2及D1，则可获得相对应的激光功率P1及P2。再将光学读写头31的温度固定为T2，并输入两个不同的激光功率控制电压D2及D1，则可获得相对应的激光功率P4及P3。由以上D1、D2(功率控制信号)分别在T1及T2(温度)的对应值P2、P1及P4、P3(激光功率)，可在卡式坐标系中构成一关系，并将该关系参数储存于内存38中。
请参阅图6及图1，图6为本发明激光功率控制方法的流程图。本发明激光功率控制方法包含下列步骤：
步骤60：感测光学读写头31的温度，并据以产生一温度信号，并将该温度信号转换为数字信号；
步骤62：传送该数字的温度控制信号至运算单元35；
步骤64：在该温度信号所代表的温度下，利用该控制关系比对一设定功率，进而获得一相对应的功率控制信号，并将该功率控制信号转换为模拟信号；
步骤66：传送该模拟的功率控制信号至光学读写头31，以控制光学读写头31以该设定功率发送激光。
请参阅图7，图7为本发明另一实施例激光功率控制方法的流程图。在另一实施例中，本发明激光功率控制方法包含下列步骤：
步骤50：检测光学读写头的温度传感器的输出电压。
步骤51：判断该输出电压是否与上一次检测到的温度传感器输出电压相同。若是相同，则回到步骤50；若不相同，则进行步骤52。
步骤52：根据一预先储存的控制关系，运算出光学读写头于该设定功率与该温度传感器的输出电压所需接收的一控制电压。
步骤53：输出该控制电压至光学读写头。
如图7所示，简单的说，检测光学读写头的温度传感器的输出电压以获得前文所说明的温度信号。判断该输出电压是否与上一次检测到的温度传感器输出电压相同。若为否，则依控制关系，运算出光学读写头在该温度信号所代表之下，输出一设定功率所需接收的功率控制信号电压，藉此来维持光学读写头的输出功率与设定功率相同。
相较于先前技术中使用前端监测二极管及自动功率控制电路，本发明是利用温度传感器32、运算单元35、数/模转换器36等控制光学读取头所发送的激光功率。相较于先前技术中，其以模拟信号经取样及保持(sample andhold)方式的反馈系统，本发明激光功率控制系统的运算单元35以数字方法来处理信号，结构较为简单。此外本发明不需利用取样及保持方式，因此不需要高速的前端监测二极管响应及取样及保持电路，更可省去前端监测二极管以提高成本效率。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排在本发明所欲申请的专利范围的范畴内。