CN100452191C

CN100452191C - 光盘装置

Info

Publication number: CN100452191C
Application number: CNB200580004416XA
Authority: CN
Inventors: 渡边克也; 吉川昭; 山田真一; 南野顺一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: EP1806742A1; US20070253305A1; JP2006155859A; JP4542496B2; RU2007119399A; WO2006046469A1; EP1806742A4; US7864638B2; RU2348083C1; CN1918637A; EP1806742B1; DE602005019447D1

Abstract

本发明的光盘装置，能够从具备包含到光盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到光盘表面的距离相对较大的第2信息记录层的许多信息记录层的光盘(102)中读出数据。该光盘装置，包括：使光束的聚焦点位于光盘(102)的任意的信息记录层上的聚焦控制单元(117)，使光束的聚焦点位于信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元(118)，能够使聚焦控制单元(117)及跟踪控制单元(118)中的至少一个的增益特性变化的增益切换部(108)。增益切换部(108)，将从第1信息记录层读出数据时的增益交点频率，设定成低于从第2信息记录层读出数据时的增益交点频率的值。

Description

光盘装置

技术领域

[0001]

本发明涉及对旋转的圆盘状的信息载体(以下称作“光盘”)进行记录数据及再生被光盘记录的数据中的至少一个的光盘装置。

背景技术

[0002]

向旋转的圆盘，照射一定光量的、比较弱的光束，检出被光盘调制的反射光后，可以再生被光盘记录的数据。

[0003]

再生专用的光盘，在光盘的制造阶段，预先螺旋状地记录了由坑构成的信息。如此不同，在可以改写的光盘中，在形成具有螺旋状的岛或槽的轨道的基材表面，采用蒸镀等方法，堆积着能够光学性地记录/再生数据的记录材料膜。在可以改写的光盘上记录数据时，按照需要记录的数据，照射调制了光量的光束，使记录材料膜的特性局部性地变化，从而写入数据。

[0004]

此外，坑的深度、轨道的深度及记录材料膜的厚度，远远小于光盘基材的厚度。因此，光盘中记录着数据的部分，构成二维性的面，有时被称作“信息记录面”。在本说明书中，考虑到这种信息记录面在深度方向上也具有物理性的大小，所以取代使用“信息记录面”这一术语，而使用“信息记录层”的术语。光盘至少具有一个这种信息记录层。此外，在现实中，一个信息记录层也可以包含相变化材料层及反射层等多层。

[0005]

在可记录光盘上记录数据时，或者再生被这种光盘记录的数据时，需要使光束在信息记录层中的目标轨道上始终成为给定的聚焦状态。因此，需要进行“聚焦控制”及“跟踪控制”。聚焦控制，是将物镜的位置控制成为处于信息记录面的法线方向(以下称作“基板的深度方向”)上，以便使光束的焦点的位置始终位于信息记录层上。另一方面，所谓“跟踪控制”，是将物镜的位置控制成为处于光盘的半径方向(以下称作“盘径方向”)，以便使光束的点位于给定的轨道上。

[0006]

在现有技术中，作为高密度·大容量的光盘，DVD(Digital Versatile Disc)-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-R、DVD+RW、DVD+R等光盘，已经实用化。另外，CD(Compact Disc)现在也正在普及。目前，比这些光盘更加高密度化·大容量化的蓝激光盘(Blu-ray Disc；BD)等下一代的光盘的开发·实用化，正在稳步地推进。另外，为了提高一张光盘能够记录的数据的容量，正在开发具备层叠的多个信息记录层的光盘。

[0007]

在上述的光盘中，有的以未装入光盘盒中的状态即裸露的状态使用。在这种光盘的表面，容易形成伤痕，附着灰尘或指纹。光盘表面上的伤痕、灰尘及指纹，对照射光盘的光束而言，成为光学性的障碍物，所以导致聚焦控制及跟踪控制的伺服偏移，再生信号(RF信号)的振幅变得过小。其结果，往往不能稳定地实行数据的记录·再生。

[0008]

专利文献1公布了检知光盘上形成伤痕，在光束的反射受到伤痕影响的期间，使聚焦伺服及跟踪伺服的增益变小的技术。降低伺服的增益后，能够补偿伤痕的影响。

[0009]

在专利文献1公布的技术中，采用3束法，利用主光束的超解象形成物引起的衍射现象所产生的旁瓣。在该技术中，旁瓣在光盘上先于主光束移动。该旁瓣通过光盘上的伤痕时，其反射光的强度因伤痕而增加。检知该强度变化后，在能够在后续于旁瓣的主光束将要从伤痕上通过之前，减少增益。

专利文献1：日本国特开平8-235586号公报(段落2～18，图1、图4)

[0010]

BD的记录密度是DVD的记录密度的5倍，BD的轨道间距及光束径，则分别缩小到大约1/2及大约1/5。因此，如果不提高聚焦伺服及跟踪伺服中的增益，减少光盘的盘面振动及偏心带来的剩余误差，就难以获得高质量的RF信号。

[0011]

另外，在具备2层以上的信息记录层的光盘(以下称作“多层光盘”)中，各信息记录层的反射率，低于具备1层的信息记录层的光盘(以下称作“单层光盘”)中的信息记录层的反射率。因此，在多层光盘中，RF信号的振幅变小，其结果导致SN(信号与噪声之比)下降。特别是象BD那样，在位于靠近光盘表面(光射入侧表面)处存在信息记录层的多层光盘，光盘表面存在伤痕及灰尘后，就正如后文所详述的那样，存在着信号质量特别容易劣化的问题。这个问题在不使用光盘盒等的裸状的BD时，尤为显著。

发明内容

[0012]

本发明就是针对上述课题研制的，其主要目的在于提供对光盘表面的伤痕及污垢的耐受性强、能够获得高质量的RF信号的光盘装置。

[0013]

本发明的光盘装置，是能够从具备包含到光盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到光盘表面的距离相对较大的第2信息记录层的许多信息记录层的光盘中读出数据的光盘装置，包括：射出光束的光源，将所述光源射出的光束聚焦的透镜，使所述光束的聚焦点位于所述光盘的任意的信息记录层上的聚焦控制单元，使所述光束的聚焦点位于所述信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元，能够使所述聚焦控制单元及跟踪控制单元中的至少一个的增益特性变化的增益设定单元；所述增益设定单元，将从所述第1信息记录层读出数据时的增益交点频率，设定成低于从所述第2信息记录层读出数据时的增益交点频率的值。

[0014]

在首选的实施方式中，使所述光束的聚焦点从现在的信息记录层移动到作为目的的其它的信息记录层时，在所述聚焦点的移动完毕之前，使所述增益交点频率，从对所述现在的信息记录层而言的值，变化成对作为所述目标的其它的信息记录层而言的值。

[0015]

在首选的实施方式中，所述光盘表面和所述第2信息记录层之间的距离，在100μm以下。

[0016]

在首选的实施方式中，所述增益设定单元，存储规定对所述多个信息记录层而言的增益特性的参数。

[0017]

在首选的实施方式中，在起动时，实行按照搭载的每个光盘，调整所述参数的学习。

[0018]

采用本发明的其它光盘装置，是能够从具备包含到光盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到光盘表面的距离相对较大的第2信息记录层的许多信息记录层的光盘中读出数据的光盘装置，包括：射出光束的光源，将所述光源射出的光束聚焦的透镜，使所述光束的聚焦点位于所述光盘的任意的信息记录层上的聚焦控制单元，使所述光束的聚焦点位于所述信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元，根据所述信息记录层反射的光束生成再生信号的单元，截取所述再生信号的包含的特定频带的滤波单元，使所述滤波单元的频率1MHz以上中的高域增益变化的增益设定单元；所述增益设定单元，将从所述第1信息记录层读出数据时的高域增益，设定成高于从所述第2信息记录层读出数据时的高域增益的值。

[0019]

采用本发明的其它光盘装置，是能够从具备包含到光盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到光盘表面的距离相对较大的第2信息记录层的许多信息记录层的光盘中读出数据的光盘装置，包括：射出光束的光源，将所述光源射出的光束聚焦的透镜，使所述光束的聚焦点位于所述光盘的任意的信息记录层上的聚焦控制单元，使所述光束的聚焦点位于所述信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元，根据所述信息记录层反射的光束生成再生信号的单元，根据所述再生信号生成基准时序信号的PLL电路；所述增益设定单元，将根据所述第1信息记录层生成基准时序信号时的所述PLL电路的增益，设定成高于根据所述第2信息记录层生成基准时序信号时的所述PLL电路的增益的值。

[0020]

在首选的实施方式中，使所述光束的聚焦点从现在的信息记录层移动到作为目的的其它的信息记录层时，在所述聚焦点的移动之后，使所述高域增益，从对所述现在的信息记录层而言的值，变化成对作为所述目标的其它的信息记录层而言的值。

[0021]

[0022]

[0023]

在首选的实施方式中，所述增益设定单元，按照搭载的每个光盘，将所述参数的初始值变更成新的设定值。

[0024]

采用本发明后，即使在具备多个信息记录层的光盘的表面存在伤痕或灰尘时，也能通过调节控制回路的增益交点频率，降低各种信号的过度应答，所以能够避免出现控制回路偏移或者RF信号振幅下降的事态。因此，能够提供确保再生信号质量、与多层盘相应的可靠性高的光盘装置。

附图说明

[0025]

图1(a)、(b)、(c)表示表面存在伤痕103的光盘102的断面结构和光束的聚焦点的位置关系。

图2(a)、(b)、(c)分别示意性的表示在图1(a)、(b)、(c)的状态下进行聚焦控制时获得的FE信号和光盘表面的伤痕的关系。

图3是示意性地表示被聚焦控制系统给予的FE信号的振幅(相当于盘面摆动等干扰的大小)受到伺服控制而减少的情况的图形。

图4是示意性地表示光盘装置中的聚焦控制的增益特性的曲线图。

图5是表示对信息记录层L0层、L1层的每一个，聚焦偏移(defocus)及盘面俯仰和再生信号质量的关系的曲线图。

图6是表示本发明的第1实施方式中的光盘装置的功能块的图形。

图7是表示采用本发明的实施方式的光盘装置的结构的图形。

图8(a)、(b)、(c)分别示意性的表示在图1(a)、(b)、(c)的状态下进行聚焦控制时获得的RF信号和光盘表面的伤痕的关系。

图9是表示第2实施方式的光盘装置具备的HPF182中的增益的频率特性的图形。

[0026]

图中：100-光盘装置；102-光盘；104-控制器；110-光头；112-移动部；114-聚焦检出部；115-跟踪检出部；116-RF加法部；117-聚焦控制部；118-跟踪控制部；119-均衡部；120-再生部。

具体实施方式

[0027]

在讲述本发明的实施方式之前，先讲述信息记录层的深度和光盘表面的伤痕的关系。

[0028]

首先，参照图1(a)～(c)。图1(a)～(c)都表示光盘102的断面结构和光束的聚焦点的位置关系。图示的光盘(厚度：1.2mm)102，具备：基板(厚度：1.1mm)180，被基板180支持的信息记录层L0、L1、L2，覆盖信息记录层L2的保护膜188。信息记录层L0、L1之间及信息记录层L1、L2之间，都介有很薄的透明层。图1(a)、(b)及(c)分别表示出光束的焦点位于信息记录层L0、L1、L2上的状态。

[0029]

3层的信息记录层L0～L2，在厚度100μm的范围内，以25μm的间隔层叠。就是说，信息记录层L0、L1、L2分别被配置成到保护膜(厚度：大约50μm)188的表面(光盘表面)的深度为100μm、75μm、50μm的深度。保护膜188用透明的材料形成，从而使用聚焦透镜126聚焦的光束透过，通过保护膜188做媒介，可以光学性地存取各信息记录层L0～L2。存取3层的信息记录层L0～L2中的哪个信息记录层，只要调节聚焦透镜126在光轴方向(垂直于光盘表面的方向)中的位置，使光束的聚焦点(焦点)位于需要存取的目标的信息记录层上即可。

[0030]

在图1(a)的状态中，光盘表面横穿光束后形成的光束断面的面积相对变大，伤痕103在该面积中所占的面积比例较小。与此不同，在图1(c)所示的状态中，光盘表面横穿光束后形成的光束断面的面积相对变小，伤痕103在该面积中所占的面积比例较大。这样，光盘102的表面形成的伤痕103的影响，就随着光束的焦点位于信息记录层L0、L1、L2中的哪个信息记录层上而不同。

[0031]

图2(a)、(b)、(c)分别示意性地表示在图1(a)、(b)、(c)的状态下进行聚焦控制时获得的RF信号和伤痕的关系。聚焦控制的增益，和现有技术一样，无论在哪种情况下都设定成相同的大小。

[0032]

光束的焦点位于信息记录层L0上时，图1(a)所示的伤痕103横穿光束的时间相对变长。图2(a)表示在伤痕103的影响下不能获得适当的FE信号的期间较长的情况。图2(a)的上部所示的黑色的标记，示意性地表示光盘表面伤痕造成的影响的大小和该影响产生的期间。该期间因伤痕103而产生散焦(光束的焦点从作为目标的信息记录层上偏移的现象)，EF信号暂时性地衰减到约等于零为止。

[0033]

图2中的“FC动作”，表示进行聚焦控制，FE信号用较小的振幅振动。例如：在时刻A，由于进行聚焦控制，所以光束的焦点位于信息记录层L0上。这时，由于光盘旋转，所以虽然产生光盘的盘面摆动，但通过聚焦控制后，能够使图1(a)的聚焦透镜126跟踪光盘的盘面摆动，从而使光束的焦点始终保持在信息记录层L0上。但是，对于信息记录层L0而言，由于光束的焦点略有偏移，所以即使在进行FC动作时，也如图2(a)所示，FE信号成为较小地振动。

[0034]

在时刻C，光束开始横穿光盘表面的伤痕，其结果，不能生成适当的FE信号。光束继续横穿光盘表面的伤痕时，由于不能生成正确的FE信号，所以光束的焦点有可能与信息记录层L0出现很大的偏移。

[0035]

光束结束横穿光盘表面的伤痕后，由于能够生成适当的FE信号，所以能够重新开始FC动作。这时，生成大小与光束的焦点和信息记录层L0的位置偏移对应的FE信号，控制聚焦透镜126的位置，以便使该FE信号成为0。虽然在FE信号中产生较大的振幅变化，但是通过聚焦控制，能够使光束的焦点位于信息记录层L0上。

[0036]

如上所述，向信息记录层L0存取时，由于伤痕103在光束的断面积中所占的面积比例较小，所以伤痕103的影响相对变小。图2(a)上部中的黑色标记，具有相对狭窄的宽度，它表示伤痕的影响较小。由于伤痕的影响较小，所以如图2(a)所示，光束在通过伤痕103的前后，FE信号的变动(摆动)变小。

[0037]

另一方面，在图1(b)的状态中，光束通过光束的时间缩短，伤痕103产生散焦的期间也变短。在图1(c)的状态中，光束通过光束的时间进一步缩短，伤痕103产生散焦的期间也进一步变短。因此，在图1(b)、(c)的状态中，如图2(b)、(c)所示，在光束通过伤痕103的前后，FE信号的变动(摆动)变大。

[0038]

这样，将聚焦控制的增益设定成一定值时，成为记录·再生的对象的信息记录层的位置越浅，如图2(a)～(c)所示，通过伤痕103前后的FE信号的紊乱就越大。特别是在图2(c)的示例中，在光束通过伤痕103的前后，FE信号的变动过度变大，其结果聚焦控制有可能出现偏移。

[0039]

下面，参照图3及图4，讲述聚焦控制电路的增益特性。

[0040]

图3是示意性地表示被聚焦控制系统给予的FE信号的振幅(相当于盘面摆动等干扰的大小)受到伺服控制而减少的情况的图形。设被聚焦控制系统输入的FE信号的振幅为“X”，该振幅减少到“Y”(X＞Y)。这时，伺服控制的增益能够用Y与X的比率(Y/X)表示。例如Y/X＝1/1000时，增益就成为60dB。例如：存在300μm的盘面摆动时，用增益60dB进行聚焦控制后，FE信号的振幅减少到相当于0.3μm的振幅。就是说，光束的焦点和目标的信息记录层的偏移，保持在0.3μm以下的范围。但是，实际的增益，由于具有频率依存性，所以不象上述那样单纯。

[0041]

图4是示意性地表示光盘装置中的聚焦控制电路的增益特性的曲线图。由于增益具有频率依存性，所以即使频率50Hz时的增益为60dB，增益也随着频率的增高而降低。在本说明书中，将增益成为零的频率，称作“增益交点频率”。

[0042]

在光盘装置的聚焦控制中，可以用增益交点频率规定伺服电路的增益特性。在图4中，简要示出2种增益特性。虚线的增益特性，与实线的增益特性相比，在频率高的区域，增益变高。由于在实际的光盘装置的伺服控制中，显示图4所示的那种增益特性，所以可以取代严密地记述各频率中的增益，只特定增益交点频率，就能够决定增益特性的概要。

[0043]

在图4的示例中，使具有实线的增益特性时的增益交点1的频率为2KHz，具有虚线的增益特性时的增益交点2的频率为3KHz。将增益交点频率从3KHz减至2KHz后，增益就在比较大的频率范围中下降。

[0044]

这样，由于增益具有频率依存性，所以例如即使在频率50Hz中的增益为60dB，在频率500Hz中的增益也要降至20dB。这时，起因于光盘的盘面摆动等干扰，FE信号较大地振动时，例如如果在频率50Hz中的FE信号的振幅是当初的300μm，那么伺服控制后的振幅就要减少到0.3μm左右。但是，对于FE信号包含的频率更高的成分而言，由于增益相对变小，所以干扰振幅的减少率变低。有时，我们将伺服控制后下降的信号振幅的大小，称作“控制剩余误差”。在上述50Hz中存在振幅300μm的干扰时，频率50Hz中的控制剩余误差为0.3μm。即使在聚焦伺服控制之下，控制剩余误差也不能成为零，FE信号以某个大小的振幅继续振动。

[0045]

由以上的讲述可知：增益交点频率下降后，作为整体，增益就要下降。如图2(c)所示，起因于光盘表面的伤痕，FE信号变大后，如前所述，容易产生聚焦控制偏移的问题。为了解决这种问题，抑制聚焦控制的应答十分有效。聚焦控制中的应答的抑制，可以通过减小控制电路的增益来实现。但是，减小增益后，聚焦控制的控制剩余误差也要变大，所以光束的焦点和信息记录层的位置偏移，就会平均性地变大。它有可能使再生信号的质量劣化。

[0046]

图5是表示对深度不同的信息记录层L0层、L1层的每一个，聚焦偏移(defocus)及盘面俯仰和再生信号质量的关系的曲线图。在这里，将再生信号质量用“MLSE”表示。MLSE是规定PRML(部分·响应·最大·近似)信号处理方式中的波形等值后的补偿的可靠度的分布的指标，和跳动一样，能够作为信号质量指标使用。MLSE的详细内容，例如在HarumitsuMiyashita，et.al.所著的《Signal Qualification Method for Partial-ResponseMaximum-Likelihood Read/Write Channel》(Japanese Journal of AppliedPhysics Vol.43，No.7B，2004，pp.4850-4851)中有详细叙述，本说明书将该文献全文引用。此外，可以将光盘俯仰分作径向俯仰(R-tilt)及切向俯仰(T-tilt)等两个后，进行评价。

[0047]

如图5所示，比较信息记录层L0层和信息记录层L1层的各参数的冗余量时，虽然其散焦范围同等，都是±0.2μm，但径向俯仰冗余量、切向俯仰冗余量的俯仰冗余量，却在信息记录层L1中的冗余量大。

[0048]

一般来说，慧差越小，俯仰冗余量就越大。在这里，设信息记录层的深度为d、透镜的开口率为NA、光束的波长为λ时，慧差的大小就可以用d×NA³/λ表示。这样，在使用NA大的透镜的Blu-ray盘驱动器中，由信息记录层L0、L1的深度之差引起的俯仰冗余量之差，就比较显著。

[0049]

对于光盘表面的伤痕而言的聚焦控制的过度应答，如图2(a)～(c)所示，信息记录层的位置越靠近光盘的表面就越厉害。与此不同，俯仰冗余量则如图5所示，信息记录层的位置越靠近光盘的表面就越大。这种倾向，就象BD那样，信息记录层存在于靠近光盘的表面的位置(到光盘表面的深度为100μm以下)时，非常显著。

[0050]

在本发明中，着眼于上述现象，为了缓解对于光盘表面的伤痕而言的过度应答，使伺服控制电路的增益在各信息记录层中变化。具体的说，将增益交点频率设定成相对低的值，以便使信息记录层的位置越靠近光盘的表面其增益就越小。这样，将对于较浅的信息记录层而言的增益设定得较低后，虽然对于光盘的盘面摆动等而言的跟踪剩余误差增加，但由于在较浅的信息记录层中，俯仰冗余量相对变大，所以读数错误的发生率不会增加。因此，最好将各信息记录层中的增益交点频率的设定值，决定成相当于俯仰冗余量的扩大量的值。

[0051]

(第1实施方式)

下面，参照图6及图7，讲述采用本发明的光盘装置的第1实施方式。

[0052]

首先，参照图6讲述本实施方式中的光盘装置100的功能块，然后具体讲述其构造。

[0053]

如图6所示，光盘装置100具备向光盘102中所需的信息记录层光学性地存取的光头110。光盘102，例如如图1所示，具有多个信息记录层。光头110将光束聚焦到光盘102的任意的信息记录层上，再将信息记录层反射的光变化成电信号。光头110，具备例如半导体激光器等光源，和将光源发射的光束聚焦的透镜(物镜)。光头110还可以具备发射不同的波长的光束的多个光源，和分别将特定波长的光束聚焦的多个透镜。这时，能够按照被光盘装置搭载的光盘的种类，选择适当的光源及物镜。

[0054]

此外，为了从DVD的信息记录层读出数据或者向DVD的信息记录层写入数据，需要将红色激光(波长：660nm)聚焦，并将其焦点控制到位于信息记录层上。为了将这时的激光聚焦而使用的物镜的开口度(NA)，约为0.6。另一方面，为了从BD的信息记录层读出数据，需要将蓝紫色激光(波长：405nm)聚焦，并将其焦点控制到位于信息记录层上。为了将这时的激光聚焦而使用的物镜的开口度(NA)，约为0.85。

[0055]

移动部112，具备调节上述的物镜的位置的促动器。该促动器，不仅能够使物镜在垂直于光盘102的信息记录层的方向上移动，而且还能够使物镜在平行于信息记录层的方向上移动。利用物镜的移动，使光束的聚焦点移动后，就能够将数据写入光盘的任意的信息记录层中的任意的轨道中，或者从该轨道读出数据。

[0056]

聚焦检出部114，根据光头110输出的电信号，生成表示光束的焦点和信息记录层的位置偏移的FE信号。聚焦控制部117，对从聚焦检出部114接收的FE信号，进行滤波运算，将驱动信号供给移动部112。聚焦控制时的移动部112，根据从聚焦检出部114接收的驱动信号，控制光头110中的物镜的光轴方向位置，从而使光束的焦点位于光盘的信息记录层上。

[0057]

利用光头110光学性地进行存取的对象，从某个信息记录层向其它的信息记录层移动时，需要使光束的焦点在信息记录层之间向垂直方向移动。在本说明书中，有时将这种使光束的焦点在信息记录层之间向垂直方向移动的现象，称作“层间移动”或“焦点跳跃”。

[0058]

聚焦控制部117，在进行“层间移动”之前，将聚焦控制断开。控制器104驱动移动部112，使物镜的位置沿着光轴方向发生很大的变化，使光束的焦点移动到其它的信息记录层。结束“层间移动”后，聚焦控制部117将聚焦控制接通。

[0059]

跟踪检出部115，根据光头110输出的电信号，生成跟踪误差信号(TE信号)。跟踪控制部118，对TE信号进行滤波运算，驱动移动部112。移动部112，按照来自跟踪控制部118的信号进行跟踪控制，从而使光束的焦点位于光盘102的所需的轨道上。

[0060]

RF加法部116，将来自光头110的信号相加，生成RF信号。高通滤波器(HPF)119A，从RF信号中除去低频成分，确保必要的RF振幅。均衡部119B，将HPF119A输出的中给定频带包含的信号成分放大，使不用的带域的信号成分衰减。再生部119C，将来自均衡部119B的输出2值化后，实施纠错及解调等数字信号处理。这样，能够再生被光盘102记录的数据。

[0061]

控制器104控制移动部112，使光束的焦点在光盘102中的多个信息记录层之间移动“层间移动”。但本实施方式的显著特征，在于进行聚焦控制部117中的增益切换。就是说，在本实施方式中，使聚焦控制电路的增益变化，从而使光束的焦点所在的信息记录层越靠近光盘表面(光射入侧表面)，其增益交点频率就越低。使增益交点频率降低时，为了获得本实施方式的效果，最好调节增益交点频率的大小，以便使例如500Hz～5KHz中的增益下降3dB以上。

[0062]

接着，参照图7讲述本实施方式中的光盘装置100的具体构造。

[0063]

图示的光盘装置，作为光头的构成要素，具备：光源122，耦合透镜123，聚焦促动器124，物镜126，跟踪促动器128，偏光束分离器130，聚光透镜132，光检出器134，前置放大器136、138、140、142，加法器144、146。

[0064]

光源122，是射出光束的半导体激光器。为了简单起见，在图7中示出单一的光源122，但实际的光源，可以由射出不同波长的激光的例如3个半导体激光器芯片构成。耦合透镜123，将光源122射出的光束变成平行光。偏光束分离器130，将来自耦合透镜123，将光源122的平行光反射到光盘102所在的一侧。用偏光束分离器130反射的光，透过物镜126后，射入光盘102。

[0065]

聚焦促动器124，使物镜126的位置，在略垂直于光盘102的信息记录层的方向上变化；跟踪促动器128，使物镜126的位置，在略平行于光盘102的信息记录层的方向上变化

[0066]

物镜126，将偏光束分离器130反射的光束聚光，使焦点位于光盘102的信息记录层上。这时，在信息记录层的上形成光束点。光盘102反射的激光，通过物镜126及偏光束分离器130。

[0067]

聚光透镜132，使通过物镜126及偏光束分离器130的、来自光盘102反射光，聚焦到光检出器134上。光检出器134，接收通过聚光透镜132的光，将该光信号变换成电信号(电流信号)。光检出器134，例如具有4分割的受光区域。在图7的示例中，由光检出器134输出的4种电信号，通过做前置放大器136、138、140、142媒介，射入加法器144、146。

[0068]

图7的光盘装置，还具备比较器152、154，相位比较器156，差动放大器158、180，数字信号处理器(DSP)162，增益切换电路164、166，模拟·数字(AD)变换器168、170。

[0069]

差动放大器158，接收来自加法器144、146的输出，输出聚焦误差信号(FE信号)。FE信号，是为了将光束控制成在光盘102的信息记录层上成为给定的聚焦状态的信号。FE信号的检出法，没有特别的限定，既可以使用非点像差法，也可以使用刀口法，还可以使用SSD(光点·？1·方位)法。可以按照检出法，适当变更电路结构。

[0070]

比较器152、154，分别将来自加法器144、146的信号2值化。相位比较器156，对比较器152、154输出的信号，进行相位比较。

[0071]

差动放大器160，接收来自相位比较器156的输出，输出跟踪误差信号(TE信号)。TE信号，是旨在控制光束，以便使其在光盘102的轨道上正确地扫描的信号。TE信号的检出法，没有特别的限定，既可以使用推挽法，也可以使用3束法。可以按照检出法，适当变更电路结构。

[0072]

相当于图6的控制器104的DSP162，按照TE信号，向驱动电路150输出跟踪控制用的控制信号。另外，DSP162按照FE信号，向驱动电路148输出聚焦控制用的控制信号。驱动电路150，按照来自DSP162的控制信号，驱动跟踪促动器128。跟踪促动器128，使聚焦透镜126向与光盘102的信息记录层大致平行的方向移动。驱动电路148，按照来自DSP162的控制信号，驱动聚焦促动器124。聚焦促动器124，使聚焦透镜126向与光盘102的信息记录层大致垂直的方向移动。

[0073]

增益切换电路164，调整聚焦控制的增益，以便使FE信号具有给定的振幅。AD变换器168，将来自增益切换电路164的信号变换成数字信号后，向DSP162输出。另一方面，增益切换电路166，调整跟踪控制的增益，以便使TE信号具有给定的振幅。AD变换器170，将来自增益切换电路166的信号变换成数字信号后，向DSP162输出。

[0074]

光检出器134的输出，还被输入RF加法电路181。在RF加法电路181中，以保持频带的状态，将加法电路144、146的输出相加。RF信号，是与光盘102的信息记录面的反射率的局部性的变化对应的信号，用于再生地址信息及用户数据。RF加法电路的输出，通过旨在对记录载体102的反射率下降及表面的伤痕、灰尘及污垢进行振幅补偿的高通滤波器(HPF)182，输入均衡器(EQ)183。EQ183是为了抽出RF信号包含的有效信号而例如用等脉动滤波器等构成的高次滤波器。EQ183强调必要的频带，衰减、除去不必要的频率。用EQ183抽出的有效带域的RF信号，被构成图6所示的再生部119C的二值化电路184数字化，从而经由ECC/解调电路185后输出。

[0075]

光盘电动机120，使光盘以给定的转数旋转。

[0076]

本实施方式中的光检出器134、前置放大器136、138、140、142、加法器144、146、比较器152、154、相位比较器156、差动放大器160、增益切换电路166、AD变换器170、DSP162、驱动电路150和跟踪促动器128，构成权利要求中的跟踪控制单元。另外，光检出器134、前置放大器136～142、加法器144、146、差动放大器158、增益切换电路164、AD变换器168、DSP162、驱动电路148和聚焦促动器124，构成权利要求中的聚焦控制单元。

[0077]

接着，讲述本实施方式中的光盘装置的基本动作。

[0078]

首先，假设需要进行由向信息记录层L0存取的状态变成向信息记录层L1存取的状态的层间移动。这时，在DSP162及驱动电路148的作用下，光束的焦点从信息记录层L0移动到信息记录层L1。在本实施方式中，控制增益切换电路164，从而使移动到信息记录层L1后的增益交点频率，与值GF1相等。然后，光束的焦点到达信息记录层L1后，闭合聚焦控制、跟踪控制的伺服电路。这时的增益交点频率GF1，是低于信息记录层L0的增益交点频率GF0的值。

[0079]

进而，需要进行由信息记录层L1向信息记录层L2的层间移动时，在DSP162及驱动电路148的作用下，光束的焦点从信息记录层L1移动到离得最近的信息记录层L2。在本实施方式中，这时也控制增益切换电路164，从而使移动到信息记录层L2后的增益交点频率，与值GF2相等。然后，光束的焦点到达信息记录层L2后，闭合聚焦控制、跟踪控制的伺服电路。

[0080]

这样，本实施方式中的与信息记录层L0、L1、L2有关的增益交点频率的值，就满足GF0＞GF1＞GF2的关系。规定增益的设定值或增益特性的参数，作为表格值，被预先存入DSP162内置的存储器(未图示)。

[0081]

此外，在本实施方式中，在层间移动之前，进行规定增益的各种参数的切换。聚焦伺服及跟踪伺服中的增益的切换，由于即使在层间移动之前进行也不会不稳定，所以最好在开始实际的层间移动之前进行。因为在聚焦伺服及跟踪伺服动作稳定的状态下，即使在层间移动之前切换增益，伺服也不会受其影响偏移。而反之，信息记录层的反射率、跟踪信号的调制率在各信息记录层中存在离差时，在层间移动后，不能获得适当的增益特性，难以闭合伺服电路。所以，为了在层间移动后获得迅速切换增益的效果，最好在即将开始层间移动之前切换增益。

[0082]

此外，各信息记录层的不同的增益特性，最好按照各个光盘的差异最佳化。下面，简单讲述通过起动时的学习，调整增益特性的方法。

[0083]

首先，将光盘装置的电源置为ON状态后，聚焦促动器124动作，从而在被光盘装置搭载的光盘102的信息记录层中离物镜126最远的信息记录层L0上形成焦点。这时，增益切换电路164被调整，聚焦伺服的增益特性被从初始值修正，从而使聚焦控制的增益交点频率，与值GF0相等。

[0084]

接着，在DSP162及驱动电路148的作用下，光束的焦点从信息记录层L0移动到信息记录层L1。光束的焦点到达信息记录层L1后，闭合聚焦控制的伺服电路，控制增益切换电路164，以便使其增益交点频率与GF1相等。信息记录层L1的增益调整结束后，在DSP162及驱动电路148的作用下，光束的焦点从信息记录层L1移动到离得最近的信息记录层L2。这时，聚焦控制的初始增益最好采用在信息记录层L1值。光束的焦点到达信息记录层L2后，闭合跟踪控制的伺服电路，控制增益切换电路164，以便使其增益交点频率与值GF2相等。该增益交点频率GF2，是比信息记录层L1的增益交点频率GF1低的值。规定调整后的增益的参数，作为表格值，被存入DSP162内置的存储器(未图示)。

[0085]

聚焦促动器124的灵敏度特性存在的离差，使初始的增益变动较大。因此，最好在出厂前的工序调整中，使用没有光盘的盘面摆动及偏心等的稳定的光盘，获得吸收该灵敏度离差的调整值，写入光盘装置的非易失性存储器。

[0086]

光盘的信息记录层的反射率，也因光盘而变，所以起因于反射率的变动，最好调整规定增益的参数。这种增益参数的调整，如上所述，最好在光盘装置的起动时进行。

[0087]

此外，在本实施方式中，按照信息记录层，调节聚焦控制的增益。但也可以按照信息记录层，调节跟踪控制的增益。跟踪控制的增益、起因于光盘表面伤痕的TE信号的应答特性及俯仰冗余量的关系，也和聚焦控制时一样。

[0088]

采用本实施方式的光盘装置后，即使在具有层叠着的多个信息记录层的多层光盘的表面存在伤痕，也能同时实现光盘装置的稳定性和高质量的记录再生，能够提供可靠性高的装置。

[0089]

(第2实施方式)

接着，讲述采用本发明的光盘装置的第2实施方式。在本实施方式中的光盘装置的基本结构，如图7所示。本实施方式的光盘装置，和上述第1实施方式中的光盘装置中的不同之处是：按照光盘102具备的信息记录层的深度，使EQ183的频率特性变化。

[0090]

下面，讲述本实施方式中的HPF182的增益设定

[0091]

图8(a)、(b)、(c)分别示意性地表示在图1(a)、(b)、(c)的状态下进行聚焦控制时获得的RF信号和伤痕的关系。HPF182中的增益，和现有技术一样，无论在哪种情况下都设定成相同的大小。

[0092]

如图1(a)所示，光束的焦点位于信息记录层L0上时，伤痕103横穿光束的时间相对变长。图8(a)表示在伤痕103的影响下不能获得适当的RE信号的期间较长的情况。就是说，因伤痕103而产生散焦，RF信号暂时性地衰减变长。但是，如前所述，由于伤痕103在光束的断面积中所占的面积比例较小，所以伤痕103的影响相对变小。因此，光束在通过伤痕103的前后，RE信号的变动(摆动)变小。

[0093]

另一方面，在图1(b)的状态中，光束通过光束的时间缩短，伤痕103产生散焦的期间也变短。在图1(c)的状态中，光束通过光束的时间进一步缩短，伤痕103产生散焦的期间也进一步变短。因此，在图1(b)、(c)的状态中，如图8(b)、(c)所示，在光束通过伤痕103的前后，RE信号的变动(摆动)变大。

[0094]

这样，将HPF182的增益交点频率设定成一定值时，成为记录·再生的对象的信息记录层的位置越浅，伤痕的影响就越集中，所以影响度变大，通过伤痕时的RE信号的衰减变大，振幅劣化严重。RE信号的振幅劣化严重时，数据限幅的反馈电路也偏移，不能进行二值化。

[0095]

在本实施方式的光盘装置中，比较信息记录层L0、L1的信息特性后，也可以获得图5所示的结果。所以，散焦冗余量同等，都是±0.2μm。但径向俯仰冗余量、切向俯仰冗余量的俯仰冗余量，却在信息记录层L1中的冗余量大。

[0096]

在本实施方式中，按照信息记录层，如图9所示，使HPF182的高域增益(在频率1MHz以上的RF频带的增益)在值GH0、GH1、GH2的3个阶段中变化。图9表示出增益的频率依存性，用BD的标准再生速度时，规定RF频带的范围F1约4MHz，F2约16MHz。

[0097]

更详细地说，在本实施方式中，对信息记录层L0而言，将高域增益设定成值GH0；对信息记录层L1而言，将高域增益设定成值GH1；对信息记录层L2而言，将高域增益设定成值GH2。信息记录层的位置越浅，将高域增益设定的值就越高。这样，可以在各信息记录层中，使起因于光盘表面的伤痕的RF信号的衰减成为大致相同的水平。

[0098]

提高HPF182的高域增益后，高域噪声增加，信号质量劣化，其结果导致跳动及MLSE等的指标增高，可是，如参照图5所讲述的那样，由于信息记录层的位置越浅俯仰冗余量就越大，所以不产生读数错误。与各信息记录层有关的高域增益的值，最好设定成相当于俯仰冗余量的扩大量的值。

[0099]

此外，HPF182中的高域增益的设定值，可以使光头的分辨率及光圈的离差一致，在制造工序等中个别调整，按照各层写入EEPROM。或者，在光盘装置的起动时，向光盘的内周区域存在的著作权保护及为了赋予盘ID的BCA(Burst Cutting Area)的区域移动，把该BCA的部分看做伤痕，进行调整，从而使HPF的增益对于伤痕具有很强的耐受性，RF振幅及跳动成为最佳。调整后的增益设定值，作为表格值，例如存入DSP162内置的RAM(未图示)。

[0100]

根据存入EEPROM(未图示)及RAM的增益设定值，进行层间移动时，光束的焦点刚移动到作为目标的信息记录层后，就更新成为该信息记录层的增益设定值。数据的记录再生，从增益设定值的更新完毕后开始。

[0101]

在本实施方式中，不在层间移动之前而在刚层间移动后进行增益的切换。如果在移动前切换HPF即均衡器的增益设定，那么在该时刻就不能读出轨道地址及扇区地址，所以有可能误判成聚焦伺服等偏移。出现这种误判后，就有可能进行聚焦输入的再试等，而不能进行预定的层间移动。因此，增益切换最好在层间移动之后进行，但也可以在层间移动之前进行。

[0102]

这样，采用本实施方式后，来自存在于多层盘的较浅的位置的信息记录层的RF信号，即使在光盘表面的伤痕等的影响下极大地衰减后，通过调节伺服控制的增益交点频率，也能够获得很好的信号质量。因此，无论在哪个信息记录层，都能同时实现对于光盘的伤痕而言的稳定性和记录再生的质量，可以提供可靠性高的装置。

[0103]

此外，按照信息记录层，不仅使HPF182的高域增益变化，而且还使二值化电路184的数据限幅系统的反馈增益及PLL电路增益也变化。这时，就象聚焦伺服及跟踪伺服那样，和应答带域低的伺服系统相反，信息记录层的位置越浅，在光盘表面的伤痕的作用下，RF振幅就越低。因此，对于这些增益，最好信息记录层越浅，就将其值设定得越高，提高对于伤痕的应答特性。另外，提高这些增益后，即使起因于伤痕例如PLL的回路偏移时，也能够在通过盘表面的伤痕后，迅速进行PLL的输入。提高这些增益后，跳动等虽然劣化，但该劣化却可以被俯仰冗余量的扩大抵消。

[0104]

(第3实施方式)

如参照图6所讲述的那样，信息记录层的位置越靠近光盘的表面，起因于光盘表面的伤痕的RF信号的振幅衰减的比例就越大。它也影响PLL(Phase Locked Loop：锁相回线)。PLL是众所周知的使输入信号或基准频率和输出信号的频率一致的电路。能够检出输入信号和输出信号的相位差，利用电压控制发送器(VCO：Voltage Controlled Oscillator)，产生与基准频率正确地同步的信号。

[0105]

光盘装置的PLL，根据RF信号动作，所以光盘表面有了伤痕后，在靠近光盘表面的信息记录层中，有时不能正确地进行PLL动作。因此，也最好是信息记录层越浅，就将PLL增益设定成越大的值。在向位于相对较浅的信息记录层进行存取时，即使由于光盘表面的伤痕导致RF信号的振幅极大地衰减，只要能够二值化，能够抽出时钟脉冲，就不容易偏移，进而即使PLL偏移，也由于提高增益后，提高了输入的性能，所以能够在通过伤痕后迅速地重新输入。

[0106]

此外，提高PLL的增益后，一般来说，容易应答噪声等。因此，在正常状态中产生的随机噪声等的作用下，数据抽出时钟脉冲的跳动变大。可是，随着信息记录层的位置变得较浅，俯仰冗余量扩大，所以这时也能抑制读数误差的产生。

[0107]

本发明的光盘装置，也可以具有任意组合第1～第3实施方式的结构。例如：可以使聚焦控制的增益及PLL的增益两者，按照信息记录层变化。

[0108]

在上述的各实施方式中，一个光盘具有3个信息记录层L0～L2。但光盘也可以具有2层信息记录层或4层以上的信息记录层。另外，不需要使增益特性在所有的信息记录层中变化。例如，可以在信息记录层L0、L1中，设定成相同的增益特性(相同的增益交点频率或高域增益)，只使位于最表面侧的信息记录层L2中的增益特性变化。

[0109]

本发明的光盘装置，能够将多层光盘作为对象，稳定地进行数据的记录再生。特别是光学性地向靠近光盘的表面的信息记录层进行存取时，光盘表面形成的伤痕等容易给RF信号及FE信号带来不良的影响但。但是采用本发明的光盘装置后，能够降低这种影响，提高信号质量。

[0110]

本发明在对裸装的BD进行数据的记录再生时，特别有效。

Claims

1、一种光盘装置，能够从具备多个信息记录层的光盘中读出数据，所述多个信息记录层包含到盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到所述盘表面的距离相对较大的第2信息记录层，

所述光盘装置，包括：

射出光束的光源，

将所述光源射出的光束聚焦的透镜，

使所述光束的聚焦点位于所述光盘的任意的信息记录层上的聚焦控制单元，

使所述光束的聚焦点位于所述信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元，以及

能够使所述聚焦控制单元及跟踪控制单元中的至少一个的增益特性产生变化的增益设定单元；

所述增益设定单元，将从所述第1信息记录层读出数据时的增益交点频率，设定成低于从所述第2信息记录层读出数据时的增益交点频率的值。

2、如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于：当使所述光束的聚焦点从现在的信息记录层移动到作为目标的其它的信息记录层时，在所述聚焦点的移动完毕之前，使所述增益交点频率，从对所述现在的信息记录层而言的值，变化成对作为所述目标的其它的信息记录层而言的值。

3、如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于：所述盘表面与所述第2信息记录层之间的距离，在100μm以下。

4、如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于：所述增益设定单元，存储规定对所述多个信息记录层而言的各增益特性的参数。

5、如权利要求4所述的光盘装置，其特征在于：所述增益设定单元，在起动时，执行按照搭载的每个光盘来调整所述参数的学习。

6、一种光盘装置，能够从具备多个信息记录层的光盘中读出数据，所述多个信息记录层包含到盘表面的距离相对较小的第1信息记录层和到所述盘表面的距离相对较大的第2信息记录层，

所述光盘装置，包括：

射出光束的光源，

将所述光源射出的光束聚焦的透镜，

使所述光束的聚焦点位于所述信息记录层中的给定的轨道的跟踪控制单元，

根据所述信息记录层反射的光束生成再生信号的单元，

截去所述再生信号中包含的特定频带的滤波单元，以及

使所述滤波单元的频率1MHz以上的RF频带中的高域增益产生变化的增益设定单元；

所述增益设定单元，将从所述第1信息记录层读出数据时的高域增益，设定成高于从所述第2信息记录层读出数据时的高域增益的值。

7、如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于：当使所述光束的聚焦点从现在的信息记录层移动到作为目标的其它的信息记录层时，在所述聚焦点的移动之后，使所述高域增益，从对所述现在的信息记录层而言的值，变化成对作为所述目标的其它的信息记录层而言的值。

8、如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于：所述盘表面与所述第2信息记录层之间的距离，在100μm以下。

9、如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于：所述增益设定单元，存储规定对所述多个信息记录层而言的增益特性的参数。

10、如权利要求9所述的光盘装置，其特征在于：所述增益设定单元，按照搭载的每个光盘，将所述参数的初始值变更成新的设定值。