CN107210048A - 重放装置及重放方法 - Google Patents

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Abstract

一种重放装置，生成包括两者相位差基本为0度的信号光和参考光的第一光组，包括两者相位差基本为180度的信号光和参考光的第二光组，包括两者相位差基本为90度的信号光和参考光的第三光组，以及包括两者相位差基本为270度的信号光和参考光的第四光组。该重放装置计算表示由第一光接收元件生成的第一光接收信号与由第二光接收元件生成的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算表示由第三光接收元件生成的第三光接收信号与由第四光接收元件生成的第四光接收信号之间的差的第二差分信号。该重放装置将第一差分信号和第二差分信号提供给相应的FIR滤波器；由来自FIR滤波器的输出信号形成均衡误差；以及控制FIR滤波器的抽头因数以减小均衡误差。

Description

重放装置及重放方法
技术领域
本公开内容涉及应用于诸如光盘的光学介质的重放的重放装置和重放方法。
背景技术
例如，在多层光盘重放的情况下，信号的光量降低，读取信号时生成误差的可能性很大。作为该问题的解决方案，已知有通过使用光干涉放大检测信号的零差检测方法(参照专利文献1和2)。
根据专利文献1和2，作为用于检测由信号光和参考光之间的干扰生成的光的零差方法，检测到4个相位差为90度的信号光和参考光组。具体地，检测出相位差为0、90、180以及270度的信号光和参考光组。通过检测从信号光和参考光之间的干扰生成的光强度执行每个检测。
此外，专利文献3描述了一种使用用于光盘的零差方法的重放装置，在该光盘上信号记录在槽脊和凹槽中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2008-269680号
专利文献2：日本专利申请特开第2008-65961号
专利文献3：日本专利申请特开第2014-32728号
发明内容
本发明要解决的问题
使用槽脊凹槽系统中的零差检测使得可以分离凹槽RF信号和槽脊RF信号并且独立地读取它们，从而实现窄轨道间距。根据专利文献3，需要设定槽脊和凹槽之间的电平差，以提供来自槽脊的反射光和来自凹槽的反射光之间的90度的相位差。然而，由于光盘之间的变化，电平差的值可能会波动，或者相位关系根据光盘的状况在微观上波动，从而导致信号质量的劣化。
因此，本公开内容的目的是提供一种使用零差检测方法并且允许有利地重放槽脊/凹槽记录型光学介质的重放装置和重放方法。
问题的解决方案
为了解决上述问题，本公开内容是一种重放装置，该重放装置包括：
光学系统，照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映槽脊和凹槽两者的记录信号的信号光，由从光源射出的光生成参考光，并且生成与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、，与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组，与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组，以及与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
光接收单元，通过第一光接收元件接收第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收第四信号光和参考光组；
算术运算单元，计算作为由第一光接收元件获得的第一光接收信号与由第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由第三光接收元件获得的第三光接收信号与由第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
第一FIR滤波器和第二FIR滤波器，第一差分信号和第二差分信号分别被提供至第一FIR滤波器和第二FIR滤波器；以及
均衡误差检测单元，第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号被提供给均衡误差检测单元，以形成均衡误差，其中
控制第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的抽头因数以使均衡误差最小化。
本公开内容是一种重放方法，该重放方法包括：
照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映槽脊和凹槽的记录信号的信号光，由从光源射出的光生成参考光，并且通过光学系统生成与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组、以及与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
通过第一光接收元件接收第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收第四信号光和参考光组；
计算作为由第一光接收元件获得的第一光接收信号与由第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由第三光接收元件获得的第三光接收信号与由第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
将第一差分信号和第二差分信号分别提供给第一FIR滤波器和第二FIR滤波器；
将第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号提供到均衡误差检测单元以形成均衡误差；以及
控制第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的抽头因数以使均衡误差最小化。
本发明的效果
根据至少一个实施方式，可以使用零差检测方法有利地重放槽脊/凹槽记录型光学记录介质。本公开内容消除了根据各个凹槽深度预先设定光学系统或者在信号处理操作中设定相位偏移的需要。此外，本公开内容使得可以抑制由于与光盘相反的盘条件和记录标记引起的相移导致的信号质量的劣化。注意，本文所述的优点不限于此，可以应用本公开内容中描述的优点中的任何一个。
附图说明
图1是待重放的光学记录介质的截面结构的说明性示图。
图2是待重放的光学记录介质的记录面的结构的说明性示图。
图3是示出在记录面、槽脊及凹槽上形成的重放光的束斑之间的关系的示意图。
图4是描述光学记录介质的重放状态的示意图。
图5是用于重放装置的光学系统的配置的示意图。
图6是使用相位分集(phase diversity)方法的传统重放装置的信号生成系统的框图。
图7是描述光学记录介质的重放状态的示意图。
图8是描述相位分集方法的示意图。
图9是模拟光学系统的示意图，以及示出了当槽脊和凹槽之间的电平差设定为不同值时通过模拟确定的轨道间距与抖动之间的关系的结果的曲线图。
图10是模拟光学系统的示意图，以及示出了当槽脊和凹槽之间的电平差设定为不同值时通过模拟确定的轨道间距与抖动之间的关系的结果的曲线图。
图11是改进的零差法信号生成系统的框图。
图12是示出了通过模拟确定的改进的零差法信号生成系统中的轨道间距与抖动之间的关系的结果的曲线图。
图13是描述本公开内容的第一实施方式的框图。
图14是FIR滤波器的实例的框图。
图15是描述本公开内容的第二实施方式的框图。
图16是相位提取电路的配置实例的框图。
图17是描述参考光伺服系统的框图。
具体实施方式
下面描述的实施方式是具有各种技术上优选限制的本公开内容的有利的具体实例。然而，本公开内容的范围不应受这些实施方式的限制，除非在下面的描述中以另外方式限定本公开内容。
应注意，本公开内容将按以下顺序说明：
<1、关于传统的零差检测方法>
<2、关于改进的零差检测方法>
<3、第一实施方式>
<4、第二实施方式>
<5、变型例>
<1、关于传统的零差检测方法>
在描述作为本公开内容的实施方式的重放方法之前，将说明传统的零差检测方法和改进的零差检测方法。作为实例，以下将说明相位分集零差检测方法。
[待重放的光学记录介质]
图1示出待重放的光学记录介质1的截面结构。用激光照射旋转驱动的光学记录介质1以再现记录信号。光学记录介质1是例如通过形成凹坑(凸点凹坑)来记录信息的ROM型(仅重放)光学记录介质。
如图1所示，光学记录介质1具有从上侧依次形成的覆盖层2、记录层(反射膜)3和基板4。这里，术语“上侧”是指来自重放装置的激光入射的圆盘表面的上侧。即，在该情况下，激光入射在光学记录介质1的覆盖层2上。
在光学记录介质1中，例如，基板4由诸如聚碳酸酯的树脂形成。由于在上侧形成凹坑，基板4的上侧具有凹凸截面。例如，通过利用压模注射模制生成具有凹坑的基板4。
然后，例如在基板4的凹凸上侧上形成由金属等制成的反射膜，来制作记录层3。在这种情况下，通过传统零差检测来重放的光学记录介质1具有作为具有在光学限制内的一般轨道间距的凹坑行的轨道。即，记录层3中的轨道间距被设定为大于理论值表示为“λ/NA/2”的光学限制(λ表示重放波长，NA表示物镜的数值孔径)。
形成在记录层3的上侧上的覆盖层2通过例如，旋涂等施加紫外线固化树脂形成，并且然后通过紫外线照射执行固化处理。覆盖层2设定为保护记录层3。
图2示出待重放的光学记录介质1的记录面的结构。图2中的A是记录面的放大的局部平面图，以及图2中的B是记录面的放大的局部立体图。应注意，图2中的B示出光学记录介质1的利用激光照射用于重放的表面。即，用于重放的激光从附图的上侧施加。光学记录介质1具有凹槽G和槽脊L。在这里的描述中，如在蓝光盘(BD)(注册商标)的情况下，凹槽G在用于重放的激光更早达到的一侧，即，凸侧上，并且槽脊L在凹侧上。
待重放的光学记录介质1具有形成在凹槽G和槽脊L两者中的凹坑行。当凹坑行被认为是轨道时，轨道间距Tp可以限定为槽脊L和凹槽G的形成间距，如图2中的B所示。将轨道间距Tp设定得窄于光学限制值，提高信息记录的密度。例如，当光学记录介质1中的凹槽G的形成间距等于传统的光学记录介质中的轨道间距(凹坑行的形成间距)时，光学记录介质1的信息记录密度几乎是双倍。
槽脊L和凹槽G之间的电平差(也酌情称为深度)指定为d。例如，当光学记录介质1的折射率指定为n，则深度d为“λ/8/n”。在重放波长λ是405nm并且n是1.5的条件下，例如，深度d约为33nm。
在此，例如，在光学记录介质1的实施方式中，槽脊L和凹槽G的形成间距超过光学限制值，形成在记录面上的重放光的束斑与槽脊L和凹槽G之间的关系如在图3中示出的。
如在传统情况下，在凹槽G或者槽脊L上执行物镜的跟踪伺服控制。在图3的实例中，示出在凹槽G上执行物镜的跟踪伺服控制的情况。在该情况下，应理解的是，在作为伺服目标的凹槽G的重放信号中，在两个相邻的槽脊L上存在记录信息的混合。
具体地，当在槽脊/凹槽记录方法中轨道间距变窄时，从相邻轨道出现串扰。如图4所示，在重放凹槽情况下，凹槽的重放信号f(t)与相邻的槽脊的重放信号g(t)混合。当凹槽重放信号的相位是0时，槽脊的相位Ψ是4πnd/λ(λ表示波长并且n表示光学记录介质1的基板的折射率)。
[相位分集系统中的零差检测方法]
在相位分集系统中，使用4个具有90度相位差的信号光和参考光组。具体地，在相位分集系统中，检测到调整为具有几乎0、180、90、以及270度的相位差的信号光和参考光组。通过检测从信号光和参考光之间的干扰生成的光强度执行每个检测。
图5主要示出了用于相位分集系统的光学系统的配置。当装载到重放装置中时，光学记录介质1由主轴电机旋转驱动。光学系统包括激光器(半导体激光器)10，作为用于重放的激光光源。从激光器10射出的激光经由准直透镜11转变为平行光，并且然后经由1/2波长板12进入偏振分束器13。
在该情况下，例如，偏振分束器13被配置为透射P偏振光并且反射S偏振光。调整1/2波长板12的附着角度(绕激光的入射面内的光轴的旋转角度)，使得通过偏振分束器13输出的光(P偏振光分量)与通过在偏振分束器13上反射输出的光(S偏振光分量)的比率(即，由偏振分束器13进行的光分离的比率)例如几乎为1:1。
通过偏振分束器13反射的激光穿过1/4波长板14并且然后经由通过双轴致动器16保持的物镜15集中射出至光学记录介质1上的记录层。
双轴致动器16保持物镜15在聚焦方向(朝向和远离光学记录介质1移动的方向)和跟踪方向(光学记录介质1与聚焦方向正交的径向方向)可替换。双轴致动器16包括聚焦线圈和跟踪线圈，分别将以后描述的聚焦驱动信号FD和跟踪驱动信号TD提供给该聚焦线圈和跟踪线圈。物镜15根据聚焦驱动信号FD或者跟踪驱动信号TD在聚焦方向或者跟踪方向替换。
来自光学记录介质1上的记录层的反射光经由物镜15和1/4波长板14进入偏振分束器13。已经进入偏振分束器13的反射光(返回光)在偏振方向上与从激光器10侧进入的光成90度偏离，并且通过1/4波长板14的作用和反射在记录层上的作用反射在偏振分束器13上(外部光)。即，反射光作为P偏振光进入偏振分束器13。因此，反射光穿过偏振分束器13。应注意，在以下描述中，将反射光学记录介质1的记录信号和穿过偏振分束器13的反射光称为信号光。
参考图5，在零差检测系统中，从激光器10射出并且穿过偏振分束器13的激光(P偏振光)用作参考光。在通过偏振分束器13之后，参考光然后通过图中所示的1/4波长板17，并在反射镜18上被反射，并再次通过1/4波长板17进入偏振分束器13。
在这种情况下，通过1/4波长板17的作用以及反射镜18上的反射(即，S偏振光)的作用，进入偏振分束器13的参考光(返回光)在偏振方向上与作为外部光的参考光相差90度。因此，作为返回光的参考光由偏振分束器13反射。
图5以虚线箭头示出了偏振分束器13反射的参考光，并以实线箭头示出了穿过偏振分束器13的信号光。偏振分束器13在相同方向以重叠状态射出信号光和参考光。在这种情况下，具体地，信号光和参考光与其对准的光轴重叠并且沿相同的方向射出。这里，参考光是相干光。
从偏振分束器13输出的重叠的信号光和参考光进入半分束器19。半分束器19将入射光以几乎1：1的比率分为反射光和透射光。
穿过半分束器19的重叠的信号光和参考光经由1/2波长板20进入偏振分束器21。同时，通过半分束器19反射的重叠的信号光和参考光经由1/4波长板22进入偏振分束器23。
1/2波长板20和1/4波长板22使偏振面旋转。因此，通过组合1/2波长板20和偏振分束器21，可以调整通过偏振分束器21划分的光量的比率。类似地，可以通过1/4波长板22调整通过偏振分束器23划分的光量的比率。
通过偏振分束器21和偏振分束器23划分的光量设定几乎为1：1。通过偏振分束器21反射的光进入光检测单元24，穿过偏振分束器21的光进入光检测单元25。通过偏振分束器23反射的光进入光检测单元26，并且穿过偏振分束器23的光进入光检测单元27。
将从光检测单元24输出的光接收信号指定为I，从光检测单元25输出的光接收信号指定为J，从光检测单元26输出的光接收信号指定为L，并且从光检测单元27输出的光接收信号指定为K。
这些光接收信号I至L被提供至减法电路31a和31b。将光接收信号I和J提供给减法电路31a，并且减法电路31a生成差分信号a(a＝I-J)，并且减法电路31b生成差分信号b(b＝K-L)。
如图6所示，上述差分信号a和b提供至算术运算电路32。算术运算电路32具有延迟电路33a和33b、乘法电路34a和34b、低通滤波器35a和35b、偏移设定电路36a和36b以及加法电路37。延迟电路33a具有与在低通滤波器35a和偏移设定电路36a中生成的延迟量相等的延迟时间。延迟电路33b具有与在低通滤波器35b和偏移设定电路36b中生成的延迟量相等的延迟时间。将乘法电路34a的输出和乘法电路34b的输出提供给加法电路37。从加法电路37的输出中检索重放信号。
如下所述，上述重放装置可以不受由于光学记录介质1的表面偏转等造成的参考光的相移(θ(t))的分量的影响而获得重放信号。
光接收信号I至L由以下示出的等式表示。等式中的术语中的每一个的含义如下：
R：参考光分量
A：在光学记录介质的记录面上形成的镜面(槽脊部分)的反射分量
f：根据存在或不存在凹坑调制分量(取正值或者负值)
t：取样时间
等于凹坑深度(光学深度)等的相位
θ：信号光与参考光之间的光路长度差(主要由光学记录介质1的表面偏转生成)
如图7所示，当物镜15和光学记录介质1的信号表面由于表面偏转而改变时，信号光的光路长度相应地改变。同时，参考光反射在反射镜18上并且因此其光路长度没有变化。因此，信号光和参考光之间的相位差从设定值转变。相移的分量为θ(t)。
[数学公式1]
4I＝|A+f(t)eiφ+Reiθ|2＝(A+f cos φ+R cos θ)2+(f sin φ+R sin θ)2 (1)
[数学公式2]
4J＝|A+f(t)eiφ-Reiθ|2＝(A+f cosφ-R cosθ)2+(f sinφ-R sinθ)2 (2)
[数学公式3]
4K＝|A+f(t)eiφ+iReiθ|2＝(A+f cosφ-R sinθ)2+(f sinφ+R cosθ)2 (3)
[数学公式4]
4L＝|A+f(t)eiφ-iReiθ|2＝(A+f cosφ+R sinθ)2+(f sinφ-R cosθ)2 (4)
减法电路31a的差分信号a(＝I-J)和减法电路31b的差分信号b(＝K–L)由以下公式表示：
[数学公式5]
a＝I-J＝(A+f cosφ)R cosθ+f sinφR sinθ
＝AR cosθ+fR cos(φ-θ) (5)
[数学公式6]
b＝K-L＝-(A+f cosφ)R sinθ+f sinφR cosθ
＝-AR sinθ+fR sin(φ-θ) (6)
在没有零差检测的正常检测方法中，如图8中的A所示，重放信号的直流分量看似对应于背景中的反射镜部分(mirror poriton)。在零差检测方法的情况下，如图8中的B中所示，由于与上述参考光的光路长度的差相对应的相位θ导致对应于反射镜部分的DC分量卷绕(wind)。
为了确定相位θ，将图8中的B中所示的差分信号a和b被提供给低通滤波器35a和35b。低通滤波器35a和35b可用于确定如图8中的C所示的cosθ(t)和sinθ(t)。具体地，由于在数学公式(5)和(6)中，f表示由于存在或不存在凹坑(取正值或负值)而调制的分量，所以认为与函数f相乘的术语消失，并保留术语sinθ和cosθ。
因为(tanθ＝sinθ/cosθ)，由(arctanθ＝θ)确定θ并且设定(偏移)。乘法电路34a使a乘以并且乘法电路34b使b乘以然后，加法电路37使这些乘法输出相加。从加法电路37获得的重放信号由以下公式表示：
[数学公式7]
a·cos(φ-θ(t))+b·sin(φ-θ(t))＝f(t)R+AR cosφ (7)
从上述数学公式可以看出，重放信号变得稳定而没有θ(t)的分量。注意，作为另一种零差检测方法，可以将反射镜18控制在适当位置以抵消由表面偏转产生的信号光和参考光之间的相位差。然而，根据相位分集方法，可以省略用于反射镜18的位置控制的配置。而且，可获得信号光的分量被参考光的分量放大的重放结果。即，检测到光学记录介质1的放大的记录信号，从而实现SNR的提高。注意，术语相位分集方法是指通过计算差分信号a和b的平方和(a2+b2)或差分信号a和b的平方和的平方根来确定重放信号的方法。术语相位分集方法也用于如上所述的乘法电路34b使a乘以并使b乘以的算术运算。
图9中的B中的曲线图示出在假设用于如上所述的槽脊/凹槽记录的光学记录介质由图9中A示出的光学系统重放，在轨道间距Tp的变化的情况下通过模拟确定重放信号(凹槽的重放信号或槽脊的重放信号)的抖动的结果。应注意，抖动是重放性能的指标之一，可以代替使用除抖动之外的任何指标。
如图9中的A所示，来自激光二极管41的激光通过透镜42、偏振分束器43以及物镜44施加于光学记录介质1的信号表面。来自信号面的反射光由偏振分束器43反射并且经由透镜45提供给光检测单元46。因此，从光检测单元46获得重放信号。在图9中的A示出的重放光学系统没有使用上述零差检测。
模拟在以下示出的计算条件下进行。注意，假设没有表面偏转，使用能够减少道间串扰的重放方法。
Λ＝405nm、NA＝0.85、边缘＝65％/65％、凹槽占空比＝50％、倾角＝90度、标记反射率＝0％、标记宽度＝0.9Tp、及线性密度＝常量25GB。
图9中的B所示的曲线图表示相对于每个(Mrr(意思是反射镜，d＝0)、(d＝0.125λ)、(d＝0.15λ)和(d＝0.175λ))的Tp的抖动值的变化。例如，关于(Tp＝0.22)，除了反射镜之外，抖动可以相对于凹槽深度变小。另外，即使凹槽深度存在差异，抖动的变化也几乎可以类似。
图10提供了通过使用零差检测方法重放用于槽脊/凹槽记录的光学记录介质1的情况下的模拟结果。如图10中的A所示，设定有反射镜47，使得经由透镜45将来自光学记录介质1的反射光(信号光)以及来自反射镜47的反射光(参考光)提供给光检测单元46。
在图10的B中示出使用图10的A所示的光学系统的情况下的模拟结果。模拟的运算条件与图9的B的情况下的相似。图10的B中所示的曲线图表示相对于每个(Mrr(意思是反射镜，d＝0)、(d＝0.1λ)、(d＝0.125λ＝λ/8)、(d＝0.15λ)和(d＝0.175λ))的Tp的抖动值的变化。
对于(Tp＝0.15)，例如，可以相对于反射镜减小抖动。然而，抖动值的变化根据深度d的值改变。具体地，在(d＝0.125λ＝λ/8)的情况下，抖动会大幅提高，而在(d＝0.175λ)的情况下，抖动变得过大。此外，在(d＝0.1λ)和(d＝0.15λ)的情况下，抖动的值不能被认为是足够有利的。在d＝λ/8的情况下，可以在凹槽的重放信号和槽脊的重放信号之间产生90度的相位差，从而减小串扰并将抖动设定为有利的值。
如上所述，仅在特定凹槽深度d的情况下获得有利的重放性能的能力构成对光学记录介质1的设计限制。另外，d＝λ/8的值相对较大，并且对于在凹槽之间的槽脊中记录有标记的表面，不能说是优选的。此外，在d大的情况下，难以制造出没有倾角的梯级(step)精确的壁面的光盘。因此，d值优选地不限于(λ/8)。
<2、关于改进的零差检测方法>
为了解决这个问题，使用与在图5中示出的相似的重放光学系统以及与在图6中示出的相似的重放信号生成电路。从图5所示的光检测单元24至27输出的光接收信号I至L形成的差分信号分别提供给如图11所示配置的重放信号生成电路。
重放信号生成电路包括减法电路31a和31b以及算术运算电路38。将光接收信号I和J提供给减法电路31a，并且减法电路31a生成差分信号a(a＝I-J)，并且算术运算电路31b生成差分信号b(b＝K-L)。将减法电路31a的差分信号a和减法电路31b的差分信号b提供给算术运算电路38。
算术运算电路38具有延迟电路33a和33b、乘法电路34a和34b、低通滤波器35a和35b、偏移(Ψ)设定电路39a和39b以及加法电路37。延迟电路33a具有与在低通滤波器35a和偏移(Ψ)设定电路39a中生成的延迟量相等的延迟时间。延迟电路33b具有与在低通滤波器35b和偏移(Ψ)设定电路39b中生成的延迟量相等的延迟时间。乘法电路34a的输出和乘法电路34b的输出提供给加法电路37。从加法电路37的输出中检索重放信号。
偏移(Ψ)设定电路39a和39b根据凹槽G和槽脊L之间的电平差，即根据如下所述的深度d设定相位的偏移。预先知道待重放的光学记录介质1中的深度d的值，因此可以设定偏移Ψ。
根据上述改进的零差方法，如下所述，可以获得在不受光学记录介质1的表面偏转等所生成的参考光的相移(θ(t))的分量的影响下去除道间串扰的重放信号。如上文参考图3和4所解释的，当槽脊/凹槽记录方法中的轨道间距变窄时，相邻轨道发生串扰。如图4所示，在重放凹槽情况下，凹槽的重放信号f(t)与相邻的槽脊的重放信号g(t)混合。当凹槽重放信号的相位是0时，槽脊的相位Ψ是4πnd/λ(λ表示波长并且n表示光学记录介质1的基板的折射率)。
图5中示出的重放光学系统被用于确定光接收信号I至L。与上述数学公式一样，下面所示等式中的每个术语的含义如下：
R：参考光分量
A：在光学记录介质的记录面上形成的镜面(槽脊部分)的反射分量
f：根据存在或不存在凹坑调制的分量
g：来自相邻轨道的串扰分量
t：取样时间
相当于标记导槽等的复反射率和光学深度的相位
θ：信号光与参考光之间的光路长度差(主要由光学记录介质1的表面偏转生成)
[数学公式8]
4I＝|A+f(t)eiφ+g(t)eiψ+Reiθ|2
＝(A+f cosφ+g cosψ+R cosθ)2+(f sinφ+g sinψ+R sinθ)2 (8)
[数学公式9]
4J＝|A+f(t)eiφ+g(t)eiψ-Reiθ|2
＝(A+f cosφ+g cosψ-R cosθ)2+(f sinφ+g sinψ-R sinθ)2 (9)
[数学公式10]
4K＝|A+f(t)eiφ+g(t)eiψ+iReiθ|2
＝(A+f cosφ+g cosψ-R sinθ)2+(f sinφ+g sinψ-R cosθ)2 (10)
[数学公式11]
4L＝|A+f(t)eiφ+g(t)eiψ-iReiθ|2
＝(A+f cosφ+g cosψ+R sinθ)2+(f sinφ+g sinψ-R cosθ)2 (11)
此外，在图11中示出的重放信号生成电路用于执行算术运算。减法电路31a的差分信号a(＝I-J)和减法电路31b的差分信号b(＝K–L)由以下公式表示：
[数学公式12]
a＝I-J＝-(A+f cosφ+g cosψ)Rcosθ+(f sinφ+g sinψ)R sinθ
＝AR cosθ+fR cos(φ-θ)+gR cos(ψ-θ) (12)
[数学公式13]
b＝K-L＝-(A+f cosφ+g cosψ)Rsinθ+(f sinφ+g sinψ)R cosθ
＝-AR sinθ+fR sin(φ-θ)+gR sin(ψ-θ) (13)
如上所述，低通滤波器35a和35b用于确定cosθ(t)和sinθ(t)。具体地，由于在数学公式(12)和(13)中，f表示由于存在或不存在凹坑(取正值或负值)而调制的分量并且g表示来自相邻轨道的串扰的分量，所以认为与函数f和g相乘的项消失，并保留项sinθ和cosθ。由于(tanθ＝sinθ/cosθ)，θ由(arctanθ＝θ)确定，并且偏移(Ψ)设定电路39a和39b设定Ψ(偏移)。乘法电路34a使a乘以cos(Ψ-θ(t))，并且乘法电路34b使b乘以sin(Ψ-θ(t))。然后，加法电路37使这些乘法输出相加。从加法电路37获得的重放信号由以下公式表示：
[数学公式14]
a×sin(ψ-θ(t))-b×cos(ψ-θ(t))
＝AR cosθsin(ψ-θ)+AR sinθcos(ψ-θ)+
fR cos(φ-θ)sin(ψ-θ)-fR sin(φ-θ)cos(ψ-θ)
＝f(t)R sin(ψ-φ)+ARsinψ (14)
如数学公式(14)所示，重放信号在没有θ(t)的分量的情况下变得稳定。此外，重放信号不包括相邻轨道的重放信号分量g(t)，因此没有道间串扰。注意，可以通过计算差分信号a和b的平方和(a2+b2)或差分信号a和b的平方和的平方根来确定重放信号。
在图12中示出使用图10的A所示的光学系统相似的情况下的模拟结果。模拟的运算条件与图9的B和图10的B的情况下的相似。图12中所示的曲线图表示相对于每个(Mrr(意思是反射镜，d＝0)、(d＝0.1λ)、(d＝0.125λ＝λ/8)、(d＝0.15λ)和(d＝0.175λ))的Tp的抖动值的变化。
从图12的曲线图可以看出，除了反射镜之外，d的所有值都可以减小抖动。尽管在上述图10的B的情况下(d＝0.125λ＝λ/8)的情况下抖动可以显着改善，即使根据改进的零差方法利用其他d值，可以以类似的方式显着改善抖动。
<3、第一实施方式>
上述改进的零差方法使得可以消除信号光和参考光之间的相位差θ的偏移的影响，并且通过根据凹槽深度d预设偏移Ψ来消除凹槽深度d的影响。为此，算术运算使用相位(相当于标记复反射率和引导槽的光学深度)。然而，凹槽深度d和相位在圆盘之间变化，并且需要针对各个圆盘设定。此外，凹槽深度d和相位可以根据光学记录介质(例如，光盘)的条件在微观上波动。因此，有可能不能获得有利的重放信号，从而消除来自相邻轨道的串扰的影响。
鉴于这一点设计了本公开内容。根据本公开内容，相位偏移不是预设的，而是通过使用最小均方(LMS)算法的自适应均衡来自动校正。将参考图13说明第一实施方式的配置。在第一实施方式中，凹槽作为实例受到跟踪伺服。在该实例中，从凹槽读取RF信号，同时抑制来自相邻槽脊的串扰。
如上所述，由减法电路31a生成的差分信号a和由减法电路31b生成的差分信号b分别由A/D转换器51a和51b转换成数字差分信号。加法电路52将来自A/D转换器51a和51b的输出信号相加，并且加法电路52的输出提供给锁相环(PLL)电路53。PLL电路53形成用于A/D转换器51a和51b的采样时钟。
来自A/D转换器51a和51b的输出信号分别提供给作为自适应均衡器的有限脉冲响应(FIR)滤波器54a和54b。FIR滤波器54a基于差分信号a执行部分响应(PR)自适应均衡处理。FIR滤波器54b基于差分信号b执行PR自适应均衡处理。
来自FIR滤波器54a的输出信号ya和来自FIR滤波器54b的输出信号yb提供给加法电路55。来自加法电路55的输出信号yc(＝ya+yb)输入到维特比检测器56中。
维特比检测器56对经过PR均衡的均衡信号yc执行最大似然解码处理，以获得二进制数据(RF信号)。所使用的维特比检测器包括具有预定长度的连续位的多个状态，和由状态之间的转换表示的分支，并且被配置为以有效的方式从所有可能的位序列检测期望的位。
在实际电路中，为每个状态准备两个寄存器：一个称为路径度量寄存器，用于存储到该状态的信号的部分响应序列和路径度量；而另一个称为路径存储器寄存器，用于存储到该状态的位序列的流。此外，为每个分支准备称为分支度量单位的算术单元，以计算位中的信号的部分响应序列和路径度量。
维特比检测器56可以将各种位序列与逐个通过状态的路径相关联。此外，通过这些路径的部分响应序列与实际信号(RF信号)之间的路径度量可以通过将构成路径的状态间转换，即分支中的前述分支度量，顺序相加来获得。
此外，可以通过将两个或更少分支的路径度量与每个状态进行比较并且按顺序选择具有较小路径度量的路径来实现路径度量最小化的路径的选择。将选择信息传送到路径存储器寄存器存储有关位序列中的每个状态的路径的表示的信息。路径存储器寄存器的值顺次更新，并最终汇集到具有最小路径度量的位序列，然后输出最终结果。
此外，维特比检测器56中设置的PR卷积器对维特比检测的结果执行卷积处理以生成目标信号Zk。目标信号Zk是通过卷积二进制检测结果获得的无噪声理想信号。在PR(1,2,2,2,1)的情况下，例如，每个通道时钟的脉冲响应是(1,2,2,2,1)。约束长度为5。此外，在PR(1,2,3,3,3,2,1)的情况下，每个通道时钟的脉冲响应为(1,2,3,3,3,2,1)。
然后，维特比检测器56从加法电路55的均衡信号yc和目标信号Zk确定均衡误差et，并将其提供给LMS处理器57a和57b。LMS处理器57a和57b通过均衡误差et和相位分离数据之间的LMS算法运算来确定FIR滤波器54a和54b的自适应抽头系数，使得均衡误差et的平方成为最小。
图14示出FIR滤波器54a的实例(FIR滤波器54b也适用于该实例)。FIR滤波器54a是具有包括延迟元件60-1至60-n、系数乘法器61-0至61-n、以及加法器64的n+1级抽头的滤波器。系数乘法器61-0至61-n在抽头系数C0至Cn的相应时间点乘以输入x。加法器64将系数乘法器61-0至61-n的输出相加，并将加法结果作为输出ya检索。抽头系数预先设定为初始值。
控制抽头系数C0至Cn以执行自适应均衡处理。为此，提供均衡误差et和输入每个抽头输入用于算术运算的算术运算符62-0至62-n。此外，提供积分器63-0至63-n以分别对算术运算符62-0至62-n的输出进行积分。算术运算符62-0至62-n中的每一个执行例如-1*et*x的运算，其中*表示乘法。算术运算符62-0至62-n的输出由积分器63-0至63-n积分，并且系数乘法器61-0至61-n的抽头系数C0至Cn根据积分结果变化和控制。注意，积分器63-0至63-n执行积分以调整自适应系数控制的响应性。
如上所述，根据第一实施方式，可以形成从沟槽重放信号和槽脊重放信号之间的信号质量差除去串扰分量的凹槽的RF信号。此外，根据第一实施方式，可以独立地读取凹槽信号，例如，不必预设相位偏移。
<4、第二实施方式>
在第二实施方式中，预设相位偏移用于抑制由于波动(扰动因子)引起的信号质量的劣化。差分信号a和b使用预设的相位偏移进行算术运算。因此，由以下数学公式(15)和(16)表示的信号可以独立地以质量的形式被读取，仅具有由于扰动引起的相移。
[数学公式15]
a×sin(ψ-θ(t))-b×cos(ψ-θ(t)) (15)
[数学公式16]
a×sin(φ-θ(t))-b×cos(φ-θ(t)) (16)
图15是描述第二实施方式的配置实例。差分信号a和b被提供给相位(θ)提取电路71以计算相位。偏移设定电路72和73被设置为输出为待重放的每个光盘设定的偏移。
相位提取电路71的输出和偏移设定电路72的输出被提供给减法电路74，并从减法电路74获得相位(Ψ-θ)。信号生成电路76和77生成与(Ψ-θ)的相位同步的正弦波和余弦波。差分信号a和来自信号生成电路76的正弦波被提供给乘法电路78，并且来自乘法电路78的输出信号被提供给加法电路80。差分信号b和来自信号生成电路77的余弦波提供给乘法电路79，并且来自乘法电路79的输出信号被提供给加法电路80。从加法电路80的输出检索由数学公式(15)表示的信号。
相位提取电路71的输出和偏移设定电路73的输出提供给减法电路75，并从减法电路75获得相位信号生成电路81和82生成与的相位同步的正弦波和余弦波。差分信号a和来自信号生成电路81的正弦波被提供给乘法电路83，并且来自乘法电路83的输出信号被提供给加法电路85。差分信号b和来自信号生成电路82的余弦波被提供给乘法电路84，并且来自乘法电路84的输出信号被提供给加法电路85。从加法电路85的输出检索由数学公式(16)表示的信号。
来自加法电路80的输出信号被提供给锁相环(PLL)电路86，用于使用来自凹槽的重放信号进行再采样。来自PLL电路86的输出信号被提供给FIR滤波器54a。来自加法电路85的输出信号被提供给FIR滤波器54b。
如上述第一实施方式(图13)，FIR滤波器54a和54b的各个输出ya和yb被提供给加法电路55，并且加法电路55的输出yc被提供给维特比检测器56。来自维特比检测器56的均衡误差et被提供给LMS处理器57a和57b，LMS处理器57a和57b自适应地确定FIR滤波器54a和54b的抽头系数。
根据上述第二实施方式，当由于实际上发生的可变因子导致的相移被校正时，可以预期信号yb接近来自槽脊的串扰分量，并且信号yc接近于来自凹槽的没有去除串扰分量的信号。因此，可以预期通过自适应均衡进一步改善信号质量。
<5、变形例>
[相位提取]
图16示出相位提取的配置实例。来自与图5所示的光学配置中的光检测单元24至27相当的光电检测器91、92、93和94的输出信号由减法电路95a和95b处理以形成差分信号a和b。差分信号a被提供给乘法电路96、算术运算电路97、及算术运算电路98。差分信号b被提供给乘法电路99、算术运算电路97、以及算术运算电路98。
算术运算电路97生成(2a*b)的输出，并且来自算术运算电路97的输出信号备提供给低通滤波器100。低通滤波器100生成输出c。算术运算电路98生成(a*a–b*b)的输出，并且来自算术运算电路98的输出信号被提供给低通滤波器101。低通滤波器101生成输出d。
低通滤波器100的输出c和低通滤波器101的输出d被提供给算术运算电路102。算术运算电路102通过执行(arctan(c,d)/2)的运算确定相位θ。相位θ被提供给信号生成电路103和104。信号生成电路103生成余弦波(cosθ)，并将该信号提供给乘法电路96。信号生成电路104生成正弦波(sinθ)，并将该信号提供给乘法电路99。
来自乘法电路96的输出信号和来自乘法电路99的输出信号被提供给加法电路105。乘法电路96同步检测差分信号a，并且乘法电路99同步检测差分信号b。从加法电路105检索RF信号。
[参考光伺服]
上述相位θ对应于信号光与参考光(主要来自光学记录介质1的表面偏转)之间的光路长度差。为了消除相位移的影响，可以使用参考光伺服来使参考光的光路长度如图17所示物理上可变。例如，控制图5所示的光学系统中的反射镜18的位置使得可以控制参考光的光路长度。
参考图17，信号光Esig和参考光Eref进入偏振分束器111。信号光是将槽脊信号EL和EG混合的信号。图17所示的光学系统包括偏振分束器114、115和116、半分束器112和113、(1/2)波长板122、(1/4)波长板123、波长板124和光电检测器131至136。通过使用光电检测器135和136的输出来执行参考光伺服。波长板124设置为将相位差设定为(π/8)。
当来自光电检测器135的输出信号指定为IPD5并且来自光电检测器136的输出信号指定为IPD6时，差分值(IPD5-IPD6)由数学公式(17)表示如下：
[数学公式17]
执行参考光伺服使数学公式(17)表示的差Icalc3变成零。这使得可以消除信号光和参考光之间的相位差。在Icalc3为0的情况下，(θ-ref)＝π/2。当来自光电检测器131的输出信号指定为IPD1时，将来自光电检测器132的输出信号指定为IPD2，将来自光电检测器133的输出信号指定为IPD3，并将来自光电检测器134的输出信号指定为IPD4，由数学公式(18)和(19)表示的差分值如下所示。这些差分值是槽脊和凹槽的独立信号。
[数学公式18]
IPD1-IPD2＝Icalc1＝|EL||Eref|cos(θ-φref)-|EG||Eref|sin(θ-φref)
＝|EL||Eref| (18)
[数学公式19]
IPD3-IPD4＝Icalc2＝|EL||Eref|sin(θ-φref)+|EG||Eref|cos(θ-φref)
＝|EG||Eref| (19)
在参考光伺服中，如上所述，根据来自光电检测器135和136的输出信号之间差的值，获得用于控制用于形成参考光的反射镜位置的伺服信号。替换地，可以在图17所示的配置中提取相位θ，使得以提取的相位θ作为伺服信号执行参考光伺服。在这种情况下，不需要提供图17所示的半分束器112、反射镜117、波长板124、分束器116、反射镜121和光电检测器135和136。
根据上述本公开内容的实施方式中的重放方法，通过零差检测再现在光学限制值下以窄间距记录的信号。在图3中示出形成在记录面、槽脊L和凹槽G上的重放光的束斑之间的关系。图3示出了在凹槽G上执行物镜的跟踪伺服控制的情况的实例。
在这种情况下，可以理解，记录在槽脊L上的信息包括记录在与作为伺服对象的凹槽G相邻的两个槽脊L上的信息的混合。因此，尽管槽脊L和凹槽G可以是可单独读取的，但是难以以适当的方式再现槽脊L的记录信号。
注意，在槽脊L经受跟踪伺服的情况下，记录在凹槽G上的信息具有相似的混合。
然而，跟踪控制方法使得可以抑制槽脊L之间和凹槽G之间的信息混合，并且在一个点上同时读取记录在槽脊L上的信息和记录在凹槽G上的信息。可以采用具有同时读取的这种跟踪伺服。
到目前为止已具体描述本公开内容的实施方式。然而，本公开内容不限于上述实施方式，而是可以基于本公开内容的技术思想以各种方式进行修改。例如，激光光源的波长可以不必是405nm。
此外，重放光学系统不限于图5所示的配置，但是可以是例如用于获得四种光接收信号I至L的零差检测光学系统。零差检测光学系统具有可生成具有0、90、180、以及270度的各个相位差的光的沃拉斯顿棱镜(Wollaston prism)。
另外，上述实施方式的配置、方法、过程、形状、材料、数值等可以彼此组合，而不脱离本公开内容的大意。
注意：本公开内容可配置如下：
(1)
一种重放装置，包括：
光学系统，照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映槽脊和凹槽的两个记录信号的信号光，由从光源射出的光生成参考光，并且生成与信号光和参考光的重叠光相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组、以及与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
光接收单元，通过第一光接收元件接收第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收第四信号光和参考光组；
算术运算单元，计算作为由第一光接收元件获得的第一光接收信号与由第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由第三光接收元件获得的第三光接收信号与由第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
第一FIR滤波器和第二FIR滤波器，第一差分信号和第二差分信号分别被提供至第一FIR滤波器和第二FIR滤波器；以及
均衡误差检测单元，第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号被提供给均衡误差检测单元，以形成均衡误差，其中
控制第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的抽头因数以使均衡误差最小化。
(2)
根据(1)所述的重放装置，其中，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号求出对应于第一至第四信号光与参考光之间的光路长度的差的相位，并且使第一差分信号和第二差分信号具有相位的分量。
(3)
根据(1)或(2)所述的重放装置，其中，对第一差分信号和第二差分信号事先给出相位偏移。
(4)
根据(1)至(3)中的任一项所述的重放装置，其中，相位偏移几乎等于(Ψ＝4πnd/λ)(n表示折射率，d表示槽脊和凹槽之间的电平差，以及λ表示光的波长)。
(5)
根据(1)至(4)中的任一项所述的重放装置，其中，通过在反射镜上反射从光源射出的光来生成参考光。
(6)
一种重放方法，包括：
照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映槽脊和凹槽的记录信号的信号光，由从光源射出的光生成参考光，并且通过光学系统生成与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组、与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组、以及与信号光和参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
通过第一光接收元件接收第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收第四信号光和参考光组；
计算作为由第一光接收元件获得的第一光接收信号与由第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由第三光接收元件获得的第三光接收信号与由第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
将第一差分信号和第二差分信号分别提供给第一FIR滤波器和第二FIR滤波器；
将来自第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号提供到均衡误差检测单元以形成均衡误差；以及
控制第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的抽头因数以使均衡误差最小化。
符号说明
1 光学记录介质
10 激光器
15 物镜
54a、54b FIR滤波器
56 维特比检测器
57a、57b LMS处理器
71 相位提取电路

Claims (6)

1.一种重放装置，包括：
光学系统，照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映所述槽脊和所述凹槽两者的记录信号的信号光，由从所述光源射出的光生成参考光，并且生成与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组、与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组，以及与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
光接收单元，通过第一光接收元件接收所述第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收所述第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收所述第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收所述第四信号光和参考光组；
算术运算单元，计算作为由所述第一光接收元件获得的第一光接收信号与由所述第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由所述第三光接收元件获得的第三光接收信号与由所述第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
第一FIR滤波器和第二FIR滤波器，所述第一差分信号和所述第二差分信号分别被提供至所述第一FIR滤波器和所述第二FIR滤波器；以及
均衡误差检测单元，所述第一FIR滤波器和所述第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号被提供给所述均衡误差检测单元，以形成均衡误差，其中
控制所述第一FIR滤波器和第二FIR滤波器的抽头因数以使所述均衡误差最小化。
2.根据权利要求1所述的重放装置，其中，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号求出对应于所述第一信号光至第四信号光与所述参考光之间的光路长度的差的相位，并且使所述第一差分信号和所述第二差分信号具有所述相位的分量。
3.根据权利要求1所述的重放装置，其中，对所述第一差分信号和所述第二差分信号事先给出相位偏移。
4.根据权利要求3所述的重放装置，其中，所述相位偏移几乎等于(Ψ＝4πnd/λ)(n表示折射率，d表示所述槽脊和所述凹槽之间的电平差，以及λ表示光的波长)。
5.根据权利要求1所述的重放装置，其中，通过在反射镜上反射从所述光源射出的光来生成所述参考光。
6.一种重放方法，包括：
照射利用从光源射出的光在槽脊和凹槽两者中记录信号的记录介质，以获得反映所述槽脊和所述凹槽的记录信号的信号光，由从所述光源射出的光生成参考光，并且通过光学系统生成与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为0度的第一信号光和参考光组、与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为180度的第二信号光和参考光组、与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为90度的第三信号光和参考光组、以及与所述信号光和所述参考光的重叠光的相位差几乎为270度的第四信号光和参考光组；
通过第一光接收元件接收所述第一信号光和参考光组，通过第二光接收元件接收所述第二信号光和参考光组，通过第三光接收元件接收所述第三信号光和参考光组，以及通过第四光接收元件接收所述第四信号光和参考光组；
计算作为由所述第一光接收元件获得的第一光接收信号与由所述第二光接收元件获得的第二光接收信号之间的差的第一差分信号，并且计算作为由所述第三光接收元件获得的第三光接收信号与由所述第四光接收元件获得的第四光接收信号之间的差的第二差分信号；
将所述第一差分信号和所述第二差分信号分别提供给第一FIR滤波器和第二FIR滤波器；
将所述第一FIR滤波器和所述第二FIR滤波器的输出信号相加而得的加法信号提供到均衡误差检测单元以形成均衡误差；以及
控制所述第一FIR滤波器和所述第二FIR滤波器的抽头因数以使所述均衡误差最小化。
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