CN1188842C

CN1188842C - 重放光盘的装置和方法

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Publication number: CN1188842C
Application number: CNB99126083XA
Authority: CN
Inventors: 堀田雅之
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: KR100680657B1; US6469965B1; KR20000047505A; GB9923288D0; DE19947326A1; GB2342490A; GB2342490B; CN1256483A

Abstract

一种有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘的厚度具有不同记录层位置的多个光盘的光盘重放装置。在光盘重放装置中，光束施加到装载的光盘上，和检测施加光束时从光盘反射的光。根据反射光产生信号，检测产生的信号的峰值数目和输出该峰值的定时。根据检测到的峰值数目和检测到的定时确定装载的光盘的类型。

Description

重放光盘的装置和方法

本发明涉及具有确定已经装载光盘类型的装置有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘厚度的记录层不同位置的多个光盘的装置和方法，具有确定已经被装载的光盘的类型的装置。

小型盘(此后称作CD-DA)(CD-数字音频)已经广泛地使用，DVD(数字多用盘(digital versatile discs))已经作为容量大于CD-DA的新光盘提了出来。

根据使用于CD的改进了的EFM(8至14调制)调制处理，DVD包括用波长从CD的780nm变到650nm的半导体激光器在一个光盘的表面读取数据的4G字节密度的高密度，在具有在0.8μm的信息轨迹间距上记录信息直径为12厘米的光盘，该0.8μm信息轨迹是相关技术CD信息轨迹1.6μm的一半。

根据上述对DVD的说明，还开发了具有两层记录层的多层光盘。

由于在市场上有诸如CD-DA和DVD各种光盘，需要重放装置重放各种类型的光盘。

与各种类型的光盘兼容的重放装置需要根据重放光盘的种类改变激光波长和解码方案。因此，当一个光盘放入重放装置中时，重放装置必须确定该光盘的类型。

通过从光盘读取管理信息，例如TOC，可以确定光盘的类型。然而，该处理的问题在于确定光盘类型需要花费时间。

例如，由于不知道装载的光盘的类型，具有CD-DA拾取和解码系统和DVD拾取和解码系统的重放装置用拾取之一完成激光束施加和伺服控制的启动处理，和然后达到能够读取数据的状态，以读取TOC数据。如果装载的光盘的类型与使用的拾取器不相互匹配，于是必须将其改变为用于激光束施加和伺服控制的开启处理的其它拾取器。因此，在TOC数据被读取之前需要一段时间。

鉴于上述的原因，如果加载光盘时确定光盘的类型要用一定的时间，在光盘实际开始重放前使用者不得不等待长时间周期。

在装载光盘时可以提供一些传感器机构确定装载的光盘的类型。然而，那些传感器机构的增加阻碍简化重放装置的结构和减少其费用的努力。

本发明的目的是能够不需要诸如传感器机构或其它的具体部件就可以迅速确定装载的光盘的类型。

根据本发明，提供了有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘厚度具有不同记录层位置的多个光盘的装置，该装置包括将光束加到装载的光盘上的施加装置，检测该施加装置施加光束时，从光盘反射的光的光检测器，根据由光检测装置检测的反射光产生信号的信号产生装置，检测由信号产生装置产生的信号的峰值数目和峰值输出定时的检测装置，根据检测的峰值数目，以及在有多个检测的峰值情形下，根据所检测的峰值的定时是否相同来确定装载的光盘的类型的决定装置，和根据由决定装置确定装载的光盘类型设定重放状态的设定装置。

根据本发明，还提供了有选择地重放具有单一记录层的第一光盘和具有多个记录层的第二光盘的装置，它包括施加光束到装载的光盘上的施加装置，检测该施加装置施加光束时从光盘反射的光的光检测器，根据由光检测装置检测的反射光产生信号的信号产生装置，检测由信号产生装置产生的信号的峰值数目和峰值输出定时的检测装置，根据检测的峰值数目，，以及在有多个检测的峰值情形下，根据所检测的峰值的定时是否相同来确定装载的光盘的类型的决定装置，和根据由决定装置确定的装载光盘类型设定重放状态的设定装置。在一个优选实施例中，所述第二光盘的所说的记录层的一个包含以fs(KHz)的取样频率取样和用多比特量化的记录的音频信号，和所说的第二光盘的另一个所述的记录层包含以fs×n(KHz)(n为≥2的正整数)的取样频率取样和用1比特量化的记录的音频信号。

根据本发明，还提供了一种有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘厚度的记录层不同位置的多个光盘的方法，该方法包括如下步骤，将光束加到装载的光盘上，检测施加光束时从光盘表面反射的反射光，根据该检测的反射光产生信号，检测产生的信号的峰值数目和输出该峰值的定时，根据检测的峰值数目，以及在有多个检测的峰值情形下，根据所检测的峰值的定时是否相同来确定装载光盘的类型，和依据由决定装置确定的装载光盘的类型设定重放状态。

当结合下面的对本发明的优选实施例作示例性说明的附图进行描述时，本发明的上述的和其它的目的以及优点将变得显而易见。

图1A是单层光盘的透视图；

图1B是多层光盘的透视图；

图2A是相关技术的CD-DA的剖面图；

图2B是单层HD盘的剖面图；

图2C是由具有记录CD数据的记录层和记录HD数据另一个记录层的多层光盘组成的混合型光盘的剖面图；

图2D是包括具有记录HD数据的记录层的粘合多层盘的多层HD光盘的剖面图；

图3A是图2A所示相关技术的CD-DA的记录层的部分剖面图；

图3B是图2B中所示的单层HD盘的记录层的部分剖面图；

图3C是图2C中所示的混合光盘的记录层的部分剖面图；

图3D是图2D中所示的多层HD盘的记录层的部分剖面图；

图4是根据本发明一个实施例的重放装置的方框图；

图5是本发明实施例的重放装置的详细方框图；

图6是使用PI信号完成光盘确定操作第一处理的电路结构的方框图；

图7A是表示当CD-DA重放时由RF电路产生的PI信号的示图；

图7B是表示当重放单层HD光盘时由RF电路产生的PI信号的示图；

图7C是表示当重放混合光盘时由RF电路产生的PI信号的示图；

图7D是表示当重放多层HD光盘时由RF电路产生PI信号的示图；

图8是根据本发明实施例的重放装置的盘确定处理的流程图；

图9是根据本发明实施例的重放装置的光盘确定处理后续的工作流程图；

图10是使用FE信号完成光盘确定操作第二处理的电路结构的方框图；

图11A是表示当重放CD-DA时由RF电路产生的FE信号的示图；

图11B是表示当重放单层HD光盘时由RF电路产生的FE信号的示图；

图11C是表示当重放混合光盘时由RF电路产生的FE信号的示图；

图11D是表示当重放多层HD光盘时由RF电路产生FE信号的示图；

图12是使用TE信号完成光盘确定操作光盘第三处理电路结构的方框图；

图13A是表示当重放CD-DA时由RF电路产生TE信号的示图；

图13B是表示当重放单层HD光盘时由RF电路产生的TE信号的示图；

图13C是表示当重放混合光盘时由RF电路产生的TE信号的示图；

图13D是表示当重放多层HD光盘时由RF电路产生TE信号的示图；

相关于下面序列给出的各种标题描述根据本发明的重放装置的实施例。该重放装置与作为光盘的记录介质兼容。

1.盘类型

2.重放装置的结构

3.光盘确定操作的第一处理

4.光盘确定操作的第二处理

5.光盘确定操作的第三处理

6.改进

1.光盘类型：

根据本发明的重放装置与后面描述的四种类型光盘兼容。根据记录层的数目光盘大致分类为单层光盘和多层光盘。下面将结合图1A和1B描述这些光盘种类。

图1A表示出具有在记录层L上包含记录数据凹坑和在该记录层L的上下表面分别装有透射基片TS的单层光盘。该图1A所示的单层盘对应目前已经公知技术的CD-DA或DVD单层光盘。

图1B表出了具有两个记录层，即包含记录数据凹坑的第一记录层L1和第二记录层L2的多层盘。第一记录层L1和第二记录层L2由粘合层Z将其彼此结合在一起。透射基片TS分别装在第一和行二记录层L1和L2的上和下表面。

每种单层盘和多层盘可以具有12cm或8cm的直径。

光盘一般从其内园周顺序安排称为引导区，数据区和导出区的三个区域。

该引导区从具有最大直径45.2mm的位置开始，数据区从具有最大直径48mm的位置开始。

除了根据记录层的数目划分单层和多层盘类型外，还可以根据记录层形成的位置(沿盘的厚度)划分盘的类型。

具体地说，后一种划分是基于根据CD原则的数据记录层与根据DVD原则的数据记录层间的区别。

为了说明的目的，根据CD原则的数据将称为‘CD数据’和记录CD数据的记录层将称为‘CD层’。

CD数据是由一般的CD-DA，即根据EFM(8至14调制)处理调制以44.1KHz取样的16比特数字音频信号产生的数据，使用的数据格式。

本发明的申请人已经根据数据质量高于CD数据的DVD原则提出了一种数据格式。这种数据格式用于记录以16倍于上述的取样频率44.1KHz的2.842MHz很高的取样频率根据∑Δ调制处理调制的1-比特数字音频信号。根据这种数据格式记录的数据将称为‘HD(高分辨率)数据’，和记录该HD数据的记录层将称为‘HD层’。

CD数据与HD数据间的区别将简单描述如下。

CD数据具有从5至20KHz的频带，和HD数据具有从DC(直流)至100KHz的较宽的频带。

CD数据具有整个音频频带的98(dB)的动态范围，和HD数据具有整个音频频带的120(dB)的动态范围。

在CD层记录的数据具有0.83微米的最小凹坑长度，而在HD层记录的数据具有的是0.4微米的最小凹坑长度。

CD层具有1.6μm的信息轨迹间距，而HD层具有0.74μm的波长的轨迹间距。

CD层的读取激光束具有780nm的波长，而HD层的读取激光束的波长是更短的650nm。

另外，CD层的光学头的透镜具有0.45的数值孔径(NA)，而HD层的光头透镜的是0.6。

用最小的凹坑长度，信息轨迹的间距，数值孔径(NA)由此变化的激光束的波长，HD层可以以4.7GB的高数据容量记录数据，然而CD层可以以780MB的数据容量记录数据。

记录CD数据或HD数据的四种光盘具有单一和多层结构，和可以用根据本发明的重放装置重放的是‘CD-DA盘’，‘单层HD盘’，‘混合型盘’和‘多层HD盘’。

参照图2A至2D以及3A至3D描述这些盘间的区别。图2A至2D示意性地表示了在各种类型光盘的记录层上记录的数据类型。图3A至3D示意性地表示了形成的记录层的位置。

[CD-DA]

CD-DA涉及目前已经广泛使用的音频数据小型光盘，和它是由如图2所示具有记录层L的单层光盘构成。阴影所示的记录层L作为CD层101，用于记录CD数据。

如图3A所示，对于CD-DA，从与盘面(激光束在图3A中的下盘表面进入表面)间隔约1.2mm的位置，即靠近光盘的标号表面的位置形成具有记录层L。

[单层HD光盘]

单层HD光盘是作为单层盘的DVD。如图2B所示，单层HD盘具有用于记录HD数据表现为点刻的作为HD层102的记录层L。

对于单层HD盘，如图3B所示，记录层L形成在与光盘表面(激光束入射表面)间隔约0.6mm的位置，即沿光盘厚度大致中心的位置。

由于单层HD盘是记录作为HD数据的音频数据介质，它可以重放质量比CD-DA高的声音。

[混合盘]

混合盘由CD-DA和单层HD物理地相互粘接组合构成。

如图2C所示，该混合光盘是由具有第一记录层L1和第二记录层L2的多层盘构成。第一记录层L1作为记录HD数据的HD层102，和第二记录层L2作为记录CD数据的CD层101。

对于混合盘，如图3C所示，第一记录层L1形成在距离盘面(激光束入射表面)约0.6mm处，和第二记录层L2形成在距离盘面(激光束入射表面)约1.2mm处。

混合盘在每一层记录相同内容的例如相同音乐段的音乐或数据(节目)等。具体地说，音乐或类似的数据的相同内容作为CD水平(CD数据)的普通质量的数据记录在CD层101，作为高质量的数据(HD数据)记录在HD层102。根据这种记录技术，目前广泛使用的CD重放机可以重放CD层，以使使用者欣赏CD数据，和HD数据解码器与发射短波长的激光束的光头结合的CD重放机等，能够重放记录在HD层102上的高质量的音乐或类似内容。

因此，混合光盘可以用作由很多用户一般所具有的和与HD数据兼容的CD重放机重放的介质。

[多层HD盘]

多层HD盘是彼此物理粘合单层HD盘的组合。

如图2D所示，多层HD盘是由具有第一记录层L1和第二记录层L2的多层盘构成的。记录层L1，L2中的每一个用作记录HD数据的HD层102。

对于多层HD盘，如图3D所示，每个记录层L1和L2从光盘面(激光束入射面)约间隔0.6mm的位置形成，即沿光盘的厚度大致在中心的位置。

由于多层HD盘作为用于记录作为HD数据的音乐数据的介质，它可以重放比CD-DA质量高的声音。该多层HD盘提供单层HD光盘两倍的记录容量。

2.重放装置的结构：

在图4中示出了根据实施例能够重放上述四种类型光盘的重放装置。

装载在该重放装置上的光盘是上述四种光盘中的一种。

光盘放在转台(未示出)上和由主轴电机2以CLV(恒定的线速度)或VAV(恒定角速度)旋转。

为了与这四种光盘兼容，重放装置需要具有CD层101和HD层102二者的重放功能。示于图4的光学头3，RF放大器4和误差校正/解码电路7的每一个具有包括CD数据重放系统和HD数据重放系统的两种系统。这两种系统示于图5。在这个实施例中，CD数据重放系统和HD数据重放系统作为彼此独立的系统介绍。然而，CD数据重放系统和HD数据重放系统实际上有许多共同的元件，随后将介绍。

图4中所示的光头3具有物镜，双-轴机构，半导体激光器，由半导体激光器发射激光束和由光盘1反射该光束的光学系统，和检测该反射光束的检测器。

具体地说，如图5所示，光头3具有CD数据的光学头单元3A和HD数据的光头单元3B，它们又具有各自的物镜15A和15B，各自的2-轴机构16A，16B，各自的半导体激光器17A和17B，各自的检测器18A和18B，以及各自的光学系统19A和19B。

如果放在转台上的光盘是要重放的混合盘的CD-DA或CD层101，于是使用CD的光头单元101。半导体激光器17A发射具有780nm波长的激光束，和物镜15A具有0.45的数值孔径。

如果放在转台上的光盘是要重放的单层HD盘或者多层HD盘或者混合盘的HD层102，于是使用HD数据的光头。半导体激光器17B发射具有650nm波长的激光束，和物镜15B具有0.6的数值孔径。

由CD数据的光学头单元3A或者HD数据的光头单元3B发射的激光束加到由主轴电机旋转的光盘上，由光盘1反射的光束由检测器18A或18B接收。

如果使用结合全息摄影的非球面镜，于是在光头3中不必提供两个物镜(15A和15B)，但是可以使用单个透镜构成的光头和可为半导体激光器选择的光路。用这种改进，一种光学系统(物镜)和共享的检测器提供给发射较短和较长波长的激光束的半导体激光器。

还可以将一种光学系统和共享的检测器提供给具有用于CD和HD数据的半导体激光器和光学透镜的光头3。

物镜15A和15B分别由在朝着和远离光盘的方向上移动物镜的聚焦线圈构成的双-轴机构16A和16B支承，移动物镜15A和15B的跟踪线圈在半径方向上跨越光盘1。

重放装置还有一个滑动机构14，用以以整体在半径方向大距离地跨越光盘1。

由在光学头3中的检测器(18A或者18B)检测的反射光束根据反射光束的量被转变为电流信号。电流信号提供给RF放大器4，该放大器转变电流信号为电压信号和实现对该电压信号的矩阵计算以产生聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE，表现重放信息的RF信号和作为和信号的PI(牵引)信号。

如果如图5所示，彼此独立地提供检测器18A，18B，于是RF放大器4具有CD数据的RF单元4A和HD数据的RF单元4B，它们的每一个产生聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE，RF信号和PI信号。

如果由两个系统共用一个检测器，或者来自检测器18A，18B的输出信号分别提供给RF放大器4，于是不必须彼此独立地提供CD数据的RF单元和HD数据的RF单元。

由RF放大器4产生的聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE补偿相位和由伺服电路在增益中调整，和然后提供给提供聚焦驱动信号和跟踪驱动信号给聚焦线圈和跟踪线圈的驱动电路6。

跟踪误差信号TE还在伺服电路5中受LPF(低通滤波器)的处理，以产生滑动误差信号，该信号然后从驱动电路6作为滑动驱动信号加到滑动机构14。

于是施加聚焦驱动信号，跟踪驱动信号和滑动驱动信号以分别地执行聚焦伺服处理，跟踪伺服控制处理和滑动伺服控制处理。

根据来自系统控制器11的指令，伺服电路5提供聚焦搜索操作和跟踪跳跃操作的信号给驱动电路6，该电路6因此产生聚焦驱动信号，跟踪驱动信号和滑动驱动信号，以使光头3执行聚焦搜索，跟踪跳跃和存取数据等等。

聚焦搜索是在用于检测所谓的恰好聚焦点的聚焦伺服牵引的最远位置与最近位置间强制移动物镜15(15A，15B)的操作。作为现有技术，聚焦误差信号FE表示跨越物镜15在光盘1的记录层上聚焦位置的小间隙中的S形曲线。当在S形曲线的线性区中开启聚焦伺服控制处理时，可以产生聚焦伺服牵引。聚焦搜索完成聚焦伺服牵引，聚焦搜索的聚焦驱动信号加到聚焦线圈以移动物镜15。

为了跟踪跳跃和存取数据，双-轴机构16(16A，16B)在半径方向跨越光盘移动物镜15，和滑动机构14在半径方向跨越光盘移动光头3。将施加用于跟踪跳跃和存取的驱动信号作为跟踪驱动信号和滑动信号加到跟踪线圈和滑动机构14。

如果要重放放在转台上的光盘1是CD-DA或混合光盘的CD层101，则将由RF放大器4产生的RF信号转变为二进制信号，经受EFM(8至14调制)解调制处理，和由误差校正/解码电路7根据CIRC(交叉交错Reed-Solomon编码)误差-校正，此后处理过的信号加到存储控制器8。

如果要重放放在转台上的光盘是单层HD光盘或者多层HD光盘或混合光盘的HD层102，则将由RF放大器4产生的RF信号转变为二进制信号，经受EFM-脉冲(8至14调制脉冲)解调制处理，和由误差校正/解码电路7根据乘积码误差校正，此后处理过的信号加至存储控制器8。

如图5所示，作为功能性分析，误差校正/解码电路7具有CD数据的解码器单元7A和HD数据的解码器单元7B。

该CD数据的解码器单元7A和HD数据的解码器单元7B可以包括在硬件方面彼此独立的电路，或可以包括在硬件方面的通用电路。

误差校正/解码电路7将二进制EFM信号或二进制EFM-脉冲信号与参考时钟信号比较以产生速度误差信号和相位误差信号，和给驱动电路6提供速度误差信号和相位误差信以便用主轴电机2以一定的CLV或CAV旋转光盘1。

误差校正/解码电路7还根据二进制EFM信号或二进制EFM-脉冲信号控制PLL(锁相环)引入操作，以得到在解码处理等等中用的重放时钟信号。误差校正二进制数据由存储控制器8以一定的传输速率写入缓冲存储器9。

当在缓冲存储器9存储预定数量的数据时，以比写入传输速率要足够低的第二传输速率从缓冲存储器9读取存储数据。

如上所述，一旦数据在缓冲存储器9存储，，则作为音频数据从这里输出。因此，甚至从光头读取的连续的数据被由于如振动等等干扰的跟踪跳跃打断，由于该数据对应再一次定位光头3在受到跟踪跳跃而存储在缓冲存储器9中的地址所需的时间周期，可以输出连续的音频数据。

存储控制器8受系统控制器11的控制。

通过D/A转换器将由存储控制器8从缓冲存储器9读取的数字数据转换为模拟音频信号，该信号作为右通道输出信号和左通道输出信号输出。

在重放装置中，由RF放大器4根据在HD光学头单元3B中的检测器18B(或由HD和CD光学头单元共用的检测器)检测的反射光信息产生的任何一个信号(PI信号，聚焦误差信号，和跟踪误差信号TE)提供给判定信号发生器20，它检测峰值和给系统控制器11输出检测的峰值信号。如后面所述，提供给系统控制器11的检测的峰值信号能够使系统控制器11操作以确定装载的光盘1的类型。

系统控制器11包括控制作为整体的重放装置的微计算机。

系统控制器11根据存储在内部ROM中的操作程序和来自用户的命令执行对重放装置的预定的控制处理。

例如，响应命令单元12的各种命令健的操作，系统控制器11传输各种伺服处理命令给伺服电路5。系统控制器11提供控制缓冲存储器9的指令给存储控制器8，和能够使误差校正/解码电路7为完成必要的重放操作执行主轴电机伺服控制处理和检测控制处理。

另外，系统控制器11控制显示单元13以便在重放操作或类似的操作中显示图象。例如，系统控制器11控制显示单元13显示表示播放音乐已经过去的时间的字符信息，节目的标题等等。

当装载光盘1时，以与聚焦搜索中基本相同的方式移动物镜，和检查在这时由判定信号发生器20产生的信号以确定光盘1的类型。系统控制器11控制诸如物镜移动和光盘类型确定的操作。定时器11a用于光盘类型确定操作。

根据确定的结果，系统控制器11在光头3中的CD和HD系统与误差校正/解码电路7之间控制转换，并且还控制伺服系数的设定。

3.光盘确定操作的第一处理：

在光盘1装载时光盘类型确定操作的各种处理将描述如下。

这些光盘类型确定操作的处理可以使用PI信号，聚焦误差信号FE和用于确定处理过程中的跟踪误差信号TE，和将顺序地描述光盘确定操作的第一，第二和第三处理。

下面将描述使用PI信号确定光盘类型的光盘确定操作的第一处理。

在图6中示出了执行光盘确定操作的第一处理所需的电路装置。

图6示出了光盘确定操作中所需要的图4和5中所示的电路方框图。

在光盘确定操作中，使用了在光头3中的HD系统。具体地说，在图5所示的装置中，使用了用于HD数据的HD光头单元3B和RF单元4B。为了说明的目的提出了如图5所示的两个独立系统，如果有由CD和HD系统共享的部件，这些共享的部件则在图6中所示的电路装置中使用。

在这个实施例中，由于较短的波长的激光束不但可以聚焦在用较短的激光束记录数据的HD层102，而且还可以聚焦在用较长的激光束记录数据的CD层102，该HD系统用于光盘确定操作中。因此，较短波长激光束可以用于获得由无关于光盘类型和记录层的反射光信息表示的PI信号，聚焦误差信号和跟踪误差信号。

如图6所示，对应于光头3中的较短波长半导体激光器17B的检测器18B包括用于主光点的具有四个检测表面A，B，C和D四段光电检测器和用于侧光点的具有检测表面E和F的光检测器。

检测表面A-F输出表示取决于检测的光量的电流的相应信号Sa，Sb，Sc，Sd，Se，Sf。

由HD数据RF单元4B将Sa，Sb，Sc，Sd，Se，Sf的信号转换(在图示中省略了电流-电压的转换)成分别的电压信号Sa，Sb，Sc，Sd，Se，Sf，它们将被处理以产生各种信号。

具体地说，加法器42把信号Sa和Sc相加产生和信号(Sa+Sc)，和加法器43把信号Sb和Sd相加产生和信号(Sb+Sd)，以及减法器44将从和信号(Sa+Sc)减去和信号(Sb+Sd)，以产生差信号((Sa+Sc)-(Sb+Sd))，它被输出作为根据象散聚焦的聚焦误差信号FE。

减法器41从信号Se减去信号Sf，以产生作为跟踪误差信号TE输出的差信号(Se-Sf)。

加法器46将信号Sa，Sc，Sb，Sd相加以产生和信号(Sa+Sc+Sb+Sd)，它作为PI信号输出。加法器45将信号Sa，Sc，Sb，Sd相加以产生和信号(Sa+Sc+Sb+Sd)，它作为RF信号输出。由于上述的RF信号和PI信号彼此相同，它们可以作为一个信号处理。

由加法器45产生的RF信号被放大器47放大，和放大了的RF信号从终端48提供给误差校正/解码电路7。

由减法器41产生的跟踪误差信号TE补偿相位，和通过在伺服电路5中的相位补偿器51调整增益，和然后提供给驱动电路6中的驱动放大器61。该驱动放大器61将跟踪驱动信号加到双-轴机构16B中的跟踪线圈TC。

由减法器44产生的聚焦误差信号FE补偿相位，和由伺服电路5中的相位补偿器作增益调整，和然后通过开关54加到驱动电路6中的驱动放大器62。该驱动放大器62将聚焦驱动信号加到双-轴机构16B中的聚焦线圈FC。

在聚焦搜索操作和光盘类型确定操作中，系统控制器11控制联接到聚焦搜索驱动器53的开关54。

聚焦搜索驱动器53产生在聚焦搜索中移动物镜的控制信号，即强迫物镜15B在它的聚焦行程范围内从光盘上面最远的位置和最近位置移动，和将产生的控制信号提供给驱动放大器62。在聚焦搜索操作和光盘类型确定操作中，强迫移动物镜的聚焦驱动信号加到移动物镜15B的聚焦线圈FC。

为了得到在聚焦搜索时执行聚焦伺服牵引的定时，聚焦零交叉信号FZC被监视。聚焦误差信号FE提供给比较器55，它比较聚焦误差信号FE与参考电压Vref，以产生零交叉信号FZC。该产生的零交叉信号FZC提供给系统控制器11。

由加法器46产生的PI信号提供给检测执行聚焦伺服牵引定时的系统控制器11。

在这个实施例中，该PI信号还提供给判定信号发生器20。在该判定信号发生器20中，该PI信号由A/D变换器21转变为数字信号，它的峰值由峰值保持电路22检测。检测的峰值信号PK从峰值保持电路22提供至系统控制器11。

在图6中，当检测由峰值保持电路22通过A/D变换器21从PI信号变换的数字信号的峰值时，定时器11a用以测量从峰值保持电路22输出峰值的定时。

图7A至7D表示了由判定信号发生器20从PI信号检测的峰值确定光盘的类型的系统控制器11的工作原理。

假定在聚焦行程内物镜15B被强迫从光盘上面最远处移动到最近处。当物镜15B置于聚焦在光盘1的记录层上的激光束时，PI信号具有最高的幅度电平。

在图7A-7D中，水平轴表示物镜15B的位置，和垂直轴表示激光束的聚焦位置(PI信号值的电平)。如果光盘1分别是CD-DA，单层HD光盘，混合光盘和多层HD光盘，图7A-7D中所示的PI信号被产生。

如图7A所示，如果光盘1是CD-DA，PI信号则具有当物镜15B被置位以聚焦距光盘表面约1.2mm附近位置的激光束时所检测到的幅度值，该光盘表面依赖于图3A所示形成的记录层L的位置。

如图7B所示，如果光盘1是单层HD光盘，PI信号则具有当物镜15B被置位以聚焦距光盘表面约0.6mm附近位置的激光束时所检测到的幅度值，该光盘表面依赖于图3B所示形成的记录层L的位置。

如图7C所示，如果光盘1是混合光盘，PI信号则具有当物镜15B被置位以聚焦距光盘表面约0.6mm附近位置的激光束时所检测到的和当物镜15B被置位以聚焦距光盘表面约0.6mm接近位置的激光束时所检测到的两个幅度的峰值，该光盘表面依赖于图3C所示形成的记录层L1，L2的位置。

如图7D所示，如果光盘1是多层混合HD光盘，PI信号则具有当物镜15B被置位以聚焦距光盘表面约0.6mm附近位置的激光束时所检测到的两个幅度值，该光盘表面依赖于图3D所示形成的记录层L1，L2的位置。

如上所示，根据当物镜15B在聚焦行程范围内被强迫移动时，PI信号码的观察峰值数和它的峰值的定时根据光盘的类型而不同的事实确定光盘1的类型。

下面将参照图8描述当光盘装载时由系统控制器11完成光盘确定的处理。

当光盘1装载时，在供电给主轴电机2和执行伺服系统开启处理前系统控制器具1执行图8中所示的光盘确定处理。

具体地说，当光盘1装载时和供电给主轴电机2前，即当光盘1还未旋转时，系统控制器11执行光盘确定处理。

当光盘确定处理完成时，在光头3中使用HD数据的光学头单元3B。光头在半径方向位于接近光盘1的最里面的圆周区。

由于光盘确定处理不受其旋转期间光盘1表面起伏不利的影响，当光盘未旋转时执行光盘确定处理。

由于光盘1的任何曲率的影响在光盘最里面的圆周区是最小，当光头3位于接近光盘1的最里面的圆周时执行光盘确定处理。当光头3位于接近光盘1的最里面的圆周时，所得到的另一个优点是可以顺利地初始光盘确定处理后的启动处理(具体地说是TOC读取)。

在这种情形(在光盘1开始旋转以及光头3置于接近光盘1最里面的圆周区域前)在步骤F101，系统控器11在其聚焦行程范围内移动光头3的物镜15B到最远离光盘1的位置。在步骤F102系统控制器11强迫物镜15B以搜索模式从最远的位置朝光盘1移动。因此，在步骤F101，F102中，系统控器11联接图6中所示的开关54到聚焦搜索驱动器53，和控制聚焦搜索驱动器53输出以与聚焦搜索中相同的方式移动物镜15B的驱动信号。

当物镜15B以步骤F102中的模式开始移动时，系统控器11控制半导体激光器17B开始发射激光束，和开始观察由判定信号发生器20检测的作为从激光束反射光的信息获得的PI信号的峰值。。当系统控制器1开始观察峰值时，系统控制器1开始用定时器11a测量时间。

当物镜15B开始以搜索模式移动和PI信号的峰值开始被观察以后，这时物镜15B在步骤F102中移动，系统控器11连续地移动物镜15B和观察峰值，和等待物镜15B以搜索模式的移动在步骤F103中完成。换句话说，系统控器11等待直到物镜15B移动最接近光盘1。

当物镜15B以搜索模式的移动完成时，步骤F104中，系统控器11对分支处理作出判定，是否在在一点或两点处检测到峰值。

如果在一点检测到峰值，同时在聚焦行程范围内移动物镜，PI信号则具有它在图7A和7B中所示的波形，即光盘1有一个记录层，即光盘1是CD-DA或单层HD光盘。

如果在一点检测到峰值，控制进行到步骤F106。在步骤F106中，系统控器11判定观察峰值的定时是否是物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔0.6mm附近位置的激光束的定时。

观察峰值的定时可以通过存储检测到峰值时的定时器11a的计数来确定。

具体地说，由于在聚焦行程范围内物镜15B移动所需时间是公知的，可以从检测到峰值时的定时器11a的计数计算检测到峰值时物镜15B的位置。换句话说，物镜15B在聚焦行程范围内移动所需的时间取决于来自聚焦搜索驱动器53的搜索控制信号的波形。

如果检测峰值的定时与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔0.6mm附近位置的激光束的定时相同，则观察到图7B中所示的PI信号幅度峰值，和因此在步骤F109中确定光盘1是单层HD光盘。

如果为否步骤F106，检测峰值的定时则与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔1.2mm附近位置的激光束的定时相同。因此，观察到图7A所示的PI信号，和因此在步骤F101确定光盘为CD-DA。

在步骤F104，如果在两点检测到峰值，同时物镜在聚焦行程范围内被移动，PI信号则具有它如图7C和7D所示的波形，即光盘1有两个记录层，即光盘1是混合光盘或多层HD光盘。

控制进行到步骤F105，在该步骤系统控制器11判定是否峰值定时一与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔0.6mm附近位置的激光束的定时相同。

如果峰值两个定时的任何一个与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔0.6mm附近位置的激光束的定时相同，则观察到图7D所示的PI信号，和因此在步骤F107确定光盘1是多层HD光盘。

如果步骤F105为否，峰值的两个定时则与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔0.6mm附近位置的激光束的定时和与物镜15B置位于聚焦与光盘表面间隔1.2mm附近位置的激光束的定时相同。因此，观察到图7C所示的PI信号，和因此在步骤F108确定光盘1是混合光盘。

在这个实施例中，如上所述，在光盘1装载以后，物镜15B以搜索模式移动，和在物镜移动期间，PI信号的峰值和位置被观察，以确定光盘四种类型中的一种。

确定光盘的类型所需的时间等于在一个行程中移动物镜15B所需的时间，供电或安排主轴电机和安排伺服系统的处理是不需要的。因此，在光盘装载后，很快能完成光盘的确定。

由于使用PI信号确定光盘，在光盘的确定中不需要判定传感器。

虽然在图8的流程图中未示出，如果物镜以搜索模式移动时没有观察到峰值，或者如果在三点或者更多点观察到峰值，或者如果在不同于对应与光盘表面间隔0.6mm或1.2mm的位置的定时观察到峰值，由于可能出现观察误差，最好还是再试一下光盘确定操作。

上述光盘确定操作完成以后，如图9所示，系统控制器11执行重放光盘1的处理。

系统控制器11为步骤F200中的分支处理确定光盘的类型。

如果光盘1是CD-DA，于是该系统控制器11则建立用于步骤F201的光头系统。也就是，系统控制器11选择CD数据的光头单元3A作为使用的光头系统。在步骤F202中，系统控制器11在伺服电路5中设定对应CD层值的伺服常数(伺服增益等)。

在步骤F203中，系统控制器11在误差校正/解码电路7中设定CD数据的解码单元的功能。

在步骤F204中，在为CD-DA完成设定后，系统控制器11或自动或响应来自用户的重放命令，执行启动操作，即接通电源和安排主轴电机，接入伺服系统和读TOC数据(内容表格)，此后开始实际的重放操作。

如果光盘1确定为单层HD光盘，在步骤F205，系统控制器11则选择HD数据的光头单元3B作为使用的光头系统。

在步骤F206中，系统控制器11在伺服电路5中设定对应HD层值的伺服常数(伺服增益等)。

在步骤F207中，系统控制器11在误差校正/解码电路7中设定HD数据的解码器单元的功能

在步骤F208，在为HD设定完成后，系统控制器11或自动或响应来自用户的重放命令，执行启动操作，即接通电源和安排主轴电机，接入伺服系统和读TOC数据，此后，开始实际的重放操作。

如果光盘1确定为多层HD光盘，在步骤F211，系统控制器11则选择HD数据的光头单元3B作为使用的光头系统。

在步骤F212中系统控制器11在伺服电路5中设定对应HD层值的伺服常数(伺服增益等)。

在步骤F213，系统控制器11在误差校正/解码电路7中设定HD数据的解码器单元7B的功能。

在为HD设定完成以后，系统控制器11或自动或响应来自用户的重放命令，执行启动操作，即接通电源安排主轴电机，接入伺服系统和读取TOC数据，此后，实际的重放操作才开始。

然后通常，系统控制器11在步骤F214中执行开启处理和重放第一记录层的处理。

除非有来自用户的某个命令(停止或存取命令)，系统控制器11在重放第一记录完成以后在步骤F21 5中重放第二记录层。

如果光盘1确定为混合光盘，相同的音乐或类似的数据记录在第一记录层和第二记录层。也就是，相同的音乐或类似的内容作为CD数据和HD数据被记录。

由于作为重放装置能够重放CD层101和HD层102，系统控制器11在步骤F209等待用户的选择。

如果有重放CD数据的选择命令，控制则进入步骤F201。如果有重放HD数据的选择命令，控制则进入到步骤F205。

如果光盘1确定为混合光盘，系统控制器11则可不等待用户的选择，但可以开始优选播放其中的一层，如HD层102。

如上所述，重放处理的进行依赖于确定的光盘的类型。由于快捷和准确地确定光盘的类型，图9中所示的重放处理的开始处理过程可以高效完成。

4.光盘确定操作的第二处理过程：

下面将描述聚焦误差信号用于光盘类型确定的光盘确定操作的第二处理过程。

在图10中示出了执行光盘确定操作的第二处理过程所需的电路装置。在图10中所示的电路装置不同于图6中所示的电路装置在于由减法器44产生的聚焦误差信号FE加到判定信号产生器20，和由A/D变换器21转换成数字信号，它的峰值是被峰值保持电路22检测的。

加到判定信号电路20的聚焦误差信号FE的峰值被检测，和系统控制器11根据检测的峰值，根据与使用PI信号的电路装置基本相同的原理确定光盘的类型。

图11A至11D表示了与图7A至7D中所示方式相同的聚焦误差信号FE。

当在聚焦行程中强迫移动物镜15B时，聚焦误差信号FE表示当物镜15B置于聚焦激光束在光盘1记录层上的位置时所观察到的S-形曲线。换句话说，聚焦误差信号FE在S-形曲线周期有最高的幅度电平。

如图11A所示，如果光盘1是CD-DA，聚焦误差信号FE具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔1.2mm位置的激光束的位置时检测到的幅度峰值。

如图11B所示，如果光盘1是单层HD光盘，聚焦误差信号FE具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置时检测到的幅度峰值。

如图11C所示，如果光盘1是混合光盘，聚焦误差信号FE则具有检测的两个幅度峰值，即当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置时检测到的和当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔1.2mm位置的激光束的位置时检测到的幅度峰值。

如图11D所示，如果光盘1是多层HD光盘，聚焦误差信号FE则具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置时检测到的两个幅度峰值。

如上所述，由图10所示的电路装置根据与使用PI信号(图8中所示)相同的处理过程确定光盘的类型，这是基于这样的事实，当在聚焦行程内强迫物镜15B移动时，观察到的聚焦误差信号FE的峰值数目和它的峰值定时根据光盘的不同而不同。因此，光盘确定操作的第二处理过程呈现出与光盘确定操作的第一处理相同的优点。

5.光盘确定操作的第三处理

下面将描述跟踪误差信号TE用于确定光盘类型的光盘确定操作的第三处理过程。

图12中所示出了执行光盘确定操作的第三处理所需的电路装置。图12所示的电路装置不同于图6和图10所示的电路装置，它在于由减法器41产生的跟踪误差信号TE提供给判定信号发生器20，和由A/D变换器21转换成数字信号，其峰值是由保持电路22检测的。

提供给判定信号发生器20的跟踪误差信号TE的峰值被检测，和系统控制器11根据检测的峰值，根据基本与使用PI信号的电路装置相同的原理确定光盘的类型。

图13A至13D以与图7A至7D和图11A至11D相同的方式表示出跟踪误差信号TE。

当强迫物镜15B在聚焦行程中移动时，跟踪误差信号TE具有当物镜15B置于聚焦在光盘1的记录层上的激光束的位置所观察到的幅度。当激光束聚焦在记录层上时，由于适当的反射光的电平被检测器的检测表面E，F检测，即使跟踪伺服在该时间解除，跟踪误差信号TE的一些幅度可以获取。换句话说，如果激光束聚焦在记录层上，跟踪误差信号TE具有最高的幅度电平。

如图13A所示，如果光盘1是CD-DA，跟踪误差信号TE则具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔1.2mm位置的激光束的位置所检测的幅度峰值。

如图13B所示，如果光盘1是单层HD光盘，于是跟踪误差信号TE具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置所检测的幅度峰值。

如图13C所示，如果光盘1是混合光盘，跟踪误差信号TE则具有检测的两个幅度峰值，即当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置时检测到的和当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔1.2mm位置的激光束的位置时检测到的幅度峰值。

如图13D所示，如果光盘1是多层HD光盘，跟踪误差信号TE则具有当物镜15B置于聚焦与光盘表面间隔0.6mm位置的激光束的位置时检测到的两个幅度峰值。

如上所述，由图12所示的电路装置根据与使用PI信号的处理(图8中所示)相同的处理过程确定光盘的类型，这是基于这样的事实，当在聚焦行程内强迫物镜15B移动时，观察到的聚焦误差信号FE的峰值数目和它的峰值定时根据光盘的不同而不同。因此，光盘确定操作的第三处理过程呈现出与光盘确定操作的第一处理相同的优点

6改进：

在上述实施例中重放装置与四种光盘兼容。

然而，实际上可以提供与两种类型的光盘兼容的较为简单的重放装置。

例如，可以提供仅有HD数据重放系统的重放装置并且与单层HD光盘和多层HD光盘兼容。没有CD-DA重放功能的DVD播放机对应那种重放装置。

可要求上面的重放装置仅确定单层HD光盘和多层HD光盘。

上面的重放装置的光盘确定处理比较简单，在于可以仅检测图8中所示的处理中一点或两点处的峰值。具体地说，如果在步骤F104中在一点检测峰值，可以确定光盘为单层HD光盘，和如果在步骤F104中在两点处检测到峰光盘可以确定光盘为多层HD光盘。在这种情况下，因此，例如，根据定时器11a计数的定时，不需要确定。

另外，还可以提供仅有CD重放系统的重放装置，可以重放CD-DA和混合光盘的CD层101。这种重放装置可以仅根据检测到峰值的点的数目确定光盘的类型。

在可以选择重放CD-DA和单层HD光盘的重放装置中，由于两光盘是单层光盘，不需要计算峰值数目，但是可以仅检测输出峰值的定时。

在上面的实施例中，PI信号，聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE用于确定光盘的类型。然而，RF信号也可以用于光盘的确定。

很多改进和应用可以用于本发明。例如，如果开发具有三层或更多记录层的光盘，则由于在取决于记录层结构的许多点和许多定时检测PI信号等的峰值，可以根据检测的峰值确定光盘的类型。

在光盘确定操作的第一处理过程中，PI信号的峰值和输出峰值的定时被测量，和根据该测量结果确定光盘的类型。在光盘确定操作的第二处理过程中，FE信号的峰值和输出峰值的定时被测量，和根据该测量结果确定光盘的类型。在光盘确定操作的第三处理过程中，TE信号的峰值和输出峰值的定时被测量，和根据该测量结果确定光盘的类型。

然而，可以使用PI信号通过窗口功能处理FE信号或TE信号以除去由此产生的噪音。在这个改进的处理中，PI信号加到系统控制器11，和当PI信号与某个阈值电平比较时产生的信号用以掩蔽FE信号或TE信号。

使用上述三个光盘确定操作的至少两个测量结果，检测的精度可以更严格。具体地说，如果PI信号的峰值和输出峰值的定时不能满足某些条件，则再次测量峰值和定时。另外，如果FE信号的峰值输出的定时和PI信号的峰值输出的定时不能落在预定的范围，重新测量定时。

根据本发明，如上所述，读取装置施加激光束到装载的记录介质同时移动聚焦位置。观察激光束施加时得到的反射光信息。从观察的结果可以至少判定要么是单层的记录介质要么是多层的记录介质。因此，即使没有记录介质的读取管理信息，即没有执行诸如伺服系统开启处理的相关地耗时处理，也可以确定记录介质的类型。因此，当装载记录介质时，记录介质的类型可以迅速地确定，和可以执行对应确定记录介质的类型的处理。

结果，记录介质装载以后和实际声音开始从记录介质重放前所耗时间可以缩短。

由于不需要确定记录介质类型的专用判定传感器，可发简化重放装置的结构和降低成本。

移动聚焦的位置的同时，当激光束加到记录介质上时，判定装置检测反射光信息的峰值被观察到的次数和一个或多个峰值被观察到的聚焦位置，根据记录层的数目和记录层形成的位置确定记录介质的类型。因此，判定装置可以精确地确定记录介质的类型。

通过在移动聚焦位置的同时测量激光束施加期间的时序和检测观察到峰值的时序可以容易地检测峰值的聚焦位置。

在移动聚焦位置的同时施加激光束期间观察到的反射光信息可以用反射光量度信号，聚焦误差信号，或从普通重放装置中的反射光信息提取出的跟踪误信号表示。因此，不必新引进产生观察的反射光信息的电路系统。由于当激光束聚焦在记录层上时，上述信号呈现一定的电平，它们可以适当地执持确定光盘的精确类型。

虽然已经表示和详细描述了本发明的某些实施例，应当知道各种变化和改进都不脱离所附权利要求的范围。

Claims

1.一种有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘厚度具有不同记录层位置的多个光盘的装置，包括：

将光束施加到装载的光盘上的施加装置；

所说的施加装置施加光束时检测由光盘反射的光的光检测器；

根据由所述光检测器检测的反射光产生信号的信号产生装置；

检测由所说的信号产生装置产生的信号的峰值数目和输出该峰值的定时的检测装置；

根据检测的峰值数目，以及在有多个检测的峰值情形下，根据所检测的两个峰值的定时是否相同来确定装载光盘类型的判定装置；和

依据由所述判定装置确定的装载光盘类型设定重放条件的设定装置。

2.根据权利要求1的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括来自光盘的重放信号。

3.根据权利要求1的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括聚焦误差信号。

4.根据权利要求1的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括跟踪误差信号。

5.根据权利要求1的装置，其中由所述设定装置设定的所说的重放条件包括施加光束的波长，伺服常数和解码处理过程中的至少一个。

6.根据权利要求1的装置，其中所说的施加装置被配置为当所述检测装置检测峰值数目和输出峰值的定时时，施加光束到光盘内圆周区。

7.一种有选择地重放具有单一记录层的第一光盘和具有多个记录层的第二光盘的装置，包括：

将光束施加到装载的光盘上的施加装置；

所说的施加装置施加光束时检测从光盘反射的光的光检测器；

8.根据权利要求7的装置，其中所说的第一光盘的单一记录层包含以44.1KHz的取样频率取样和用16比特量化的记录的音频信号。

9.根据权利要求7的装置，其中第二光盘的所说的记录层的一个包含以fs的取样频率取样和用多比特量化的记录的音频信号，和所说的第二光盘的另一个所述的记录层包含以fs×n的取样频率取样和用1比特量化的记录的音频信号，其中n为≥2的正整数。

10.根据权利要求7至9中任何一项的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括来自光盘的重放信号。

11.根据权利要求7至9中任何一项的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括聚焦误差信号。

12.根据权利要求7至9中任何一项的装置，其中由所说的信号产生装置产生的所说的信号包括跟踪误差信号。

13.根据权利要求7至9中任何一项的装置，其中由所述设定装置设定的所说的重放条件包括施加光束的波长，伺服常数和解码处理过程中的至少一个。

14.根据权利要求7至9中任何一项的装置，其中所说的施加装置被配置为当所述检测装置检测峰值数目和输出峰值的定时时，施加光束到光盘内圆周区。

15.一种有选择地重放具有不同数目的记录层和/或沿光盘厚度具有不同记录层位置的多个光盘的方法，包括如下步骤：

将光束施加到装载的光盘上；

施加光束时检测从光盘反射的光；

根据检测的反射光产生信号；

检测产生的信号的峰值数目和输出该峰值的定时；

根据检测的峰值数目，以及在有多个检测的峰值情形下，根据所检测的两个峰值的定时是否相同来确定装载光盘类型；和

依据由判定装置确定的装载的光盘类型设定重放条件。

16.根据权利要求15的方法，其中所说的产生信号包括来自光盘的重放信号。

17.根据权利要求15的方法，其中所说的产生信号包括聚焦误差信号。

18.根据权利要求15的方法，其中所说的产生信号包括跟踪误差信号。

19.根据权利要求15的方法，其中所说的重放条件包括施加光束的波长，伺服常数和解码处理中的至少一个。

20.根据权利要求15的方法，其中所说的施加光束的步骤包括当峰值数目和输出该峰值的定时被检测时，施加光束到光盘的内圆周区的步骤。