CN1196551A - 光盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于从在光盘上同心地或呈螺旋形地形成的多个光道上同时重现信息信号的光盘装置,办法是通过把激光束照射到多个光道,使得激光束在光盘的半径方向上扩展并探测从那里反射的光束。这装置包括用于对反射光束的探测作出响应,产生聚焦偏离补偿信号的最佳聚焦点探测装置,和多区光探测器,它通过接收反射光束,输出重现信号,上述最佳聚焦点探测装置利用从多区光探测器输出的输出信号来输出聚焦偏离补偿信号。

Description

光盘装置

本发明涉及光盘装置，更准确地说，涉及能够以最好的聚焦状态从在光盘上形成的多个光道同时重现所记录的信号的光盘装置。

最近，从在光盘上形成的多个光道同时重现所记录的信号的光盘装置已为大家所熟悉，例如，如日本专利公告8-249720/1997所公开的那样。

具体地说，光盘装置备有：大面积照射光源；用于探测被多个光道反射的光束的光探测装置；和用于把沿横过多个光道的方向(在光盘的径向方向)上所探测到的光束进行合成的光学合成装置，上述大面积照射光源由激光器阵列构成，用于扩大照射范围达到多个光道，从而把光束同时照射在多个光道上。

特别是，光探测装置用多个光探测器件构成，其数目比要同时重现的光道数目多(四或五倍)，以便允许光学重现图象有足够高的分辨率。

至于光探测器件，不但可以采用一列例如PD(光二极管)、PIN-PD(PIN光二极管)或CCD(电荷藕合器件)这样的传感器，还可以采用二维阵列的传感器，例如TDI(时间延迟和积分)/CCD传感器，其中的CCD是二维布置，并且其输出经过对时间轴方向的积分处理。

用于能同时从多个光道重现所记录的信号的光盘重现装置的聚焦伺服系统与普通的光盘重现装置的相同，其中用多区型光探测器(例如四区型光探测器)探测从光盘反射的光束，并且利用从多区光探测器的每个部分的每个输出来计算出聚焦误差信号。这样，对聚焦误差信号作出响应，进行物镜的位置控制。

具体地说，正如所熟知的那样，聚焦误差信号从光探测部分产生，而不是从用于从多个光道探测信息信号的信息信号探测部分产生。作为另一个例子，用从多区型光探测器产生的探测信号来产生聚焦误差信号，而这多区型光探测器分别由这样的光学拾取系统形成，此光学拾取系统备有上述的用于探测信息信号的光学探测器。

根据已知的能从在光盘上的多个光道同时重现信息信号的光盘装置，有下面的问题：

(1)当从有两层或多层的记录层(多记录层)的光盘重现信息信号时，或(2)当环境温度改变时，产生一种偏移，该偏移定义为在聚焦误差中聚焦驱动点对标准聚焦驱动点的偏离。

(1)当从有两层或多层的记录层的光盘重现信息信号时的问题。

有两层或多层记录层的光盘的结构如下。

例如，当光盘有两层记录层时，第一和第二记录层分别在离其底面0.6mm厚度和1.2mm厚度处形成，并且在第一和第二记录层的每一层上同心地或呈螺旋线形地形成信息信号的记录光道。

光盘装置的光探测器(传感器)的探测宽度(探测面积)大于其光传感器接收只从一个光道反射的光束的一般光盘装置中的探测宽度，以便能同时接收从多个光道反射的光束。因此，光探测器以叠加的状态接收从彼此相距很近的第一和第二记录层上反射来的两光束。

在此，上述光盘装置的传感器必须有较大的探测宽度。因此，就出现这样的问题，即在聚焦误差信号中偏移变得严重，这是因为在与从要重现的相应的多个记录光道反射光束有关的聚焦误差信号和与从不打算重现的多个记录光道反射光束有关的聚焦误差信号之间发生干涉。

(2)当环境温度改变时的问题。

当用于给出象散、以产生聚焦误差信号的象散光学系统的光程长度明显不同于重现信息信号探测光学系统的光程长度时，就产生这问题。

具体地说，在上述的一般光盘装置中，象散光学系统与重现信息信号探测光学系统共用一个共同的光学系统，或两个系统放置得彼此靠近。在此，一般光盘装置有下述的光学系统。

从激光光源发出的激光束通过准直透镜、半透明镜和物镜照射到在光盘上形成的记录光道上。

因此，从光盘反射的光束通过物镜被半透明镜再次反射，并通过准直透镜照射到四区光学探测器。在此进行聚焦误差探测。在此，准直透镜通常也用作集光透镜，并且，半透明镜可以放置在激光源与准直透镜之间。结果，准直透镜的焦距等于到四区传感器的集光透镜的焦距，或者它们的焦距的差如果有也很小。

在另一方面，在能同时从多个光道重现信息信号的光盘装置中，准直透镜的焦距明显不同于成象透镜的焦距，此成象透镜把从半透明镜反射的光束沿着准直透镜与物镜之间的光路收集到后面将要描述的重现信息信号探测传感器。

具体地说，其光学系统构成如下。

从激光光源发出的激光束通过准直透镜、半透明镜和物镜照射到在光盘上形成的光道上。因此，从光盘反射的光束通过物镜被半透明镜反射，这光束通过成象透镜(集光透镜)被另一半透明镜分成两束光束，即一束光束照射到象散光学系统，另一束光束照射到重现信息信号探测光学系统。

更明确地说，准直透镜的焦距(fc)决定于光束在光盘上的扩展与从激光源到物镜的光耦合效率，此准直透镜的焦距是物镜焦距(fo)的二到五倍与此相比，成象透镜的焦距(fi)是物镜焦距的30到50倍，以便允许把微小的凹点投射到其面积大于凹点的光探测器上。

在光盘装置中对于给定的象散光学系统的侧向放大倍数为：

            m1＝fc/fo       …………………   (1)

重现信息信号探测光学系统的侧向放大倍数为：

            m2＝fi/fo        …………………  (2)

当环境温度改变时，形成光盘器件的每个部分的长度都线性地变化。此时，在重现信息信号探测光学系统中，能够获得重现信息信号最大输出电平的最佳聚焦点偏离环境温度没改变时的状态。

在另一方面，当注意到象散光学系统和重现信息信号探测光学系统上的每个传感器时，就知道只有一个在光盘上刚好的聚焦位置允许每个传感器输出最大的输出电平。希望的是，环境温度改变后的聚焦点与其刚好的聚焦位置一致，可是，因为下面的原因，它们并不一致。

具体地说，在象散和重现信息信号探测光学系统上环境温度改变的前后从各传感器到各最佳聚焦点的长度的变化值取决于纵向放大倍数。

这样，其每个变化值随侧向放大倍数m1，m2的平方而比例地改变。

此外，其变化值分别随准直透镜的焦距(fc)和成象透镜的焦距(fi)而比例地改变。这样，当侧向放大倍数m1不等于侧向放大倍数m2时，就不总可能在重现信息信号探测光学系统中获得最佳聚焦点，即使当在象散光学系统的四区传感器获得最佳聚焦点也如此。

因此，当用象散方法探测聚焦点时，在象散光学系统中的最佳聚焦点与重现信息信号探测光学系统的最佳聚焦点不一致，造成了两传感器之间的聚焦误差(聚焦偏移)。

在现有技术的光盘装置中，由于侧向放大倍数m1，m2之间的差小，不产生大的聚焦误差。可是，在分开设置象散光学系统和重现信息信号探测光学系统的光盘装置中，由于环境温度变化，在两个传感器之间产生大的聚焦误差，这是因为侧向放大倍数m1，m2之间的差大。

此外，通常，要优化聚焦工作点，以便使重现信息信号的输出变得最大。可是，在并行重现方法中，光盘上的光道的位置并不完全与重现信息信号探测光学系统上的形成光传感器的相应的多个光电元件的位置相对应。换而言之，它们的构成并不具有这样的位置关系，即每个光电元件接收从一个光道反射的光束。这样，从每个传感器重现的重现信息信号总含有某些光道外分量。换而言之，重现信息信号含有某些光道外信息信号，此信息信号是从光道外部分反射的光所获得的信息信号，而不是从对应的光道反射的光所获得的光道上的信息信号。

因此，有这样的问题，包含在重现信息信号中的光道外信息信号，即光道外效应干扰聚焦效果。这样，就不可能优化聚焦工作点以获得重现信息信号的最大输出电平。

因此，本发明的总的目的是提供一种没有上述缺点的光盘装置。

本发明的一个具体目的是提供一种用于同时从在光盘上同心地或螺旋形地形成的多个光道重现信息信号的光盘装置，办法是使激光束照射到多个光道上，以便在光盘径向方向上扩展，并且探测从那里反射的光束，这装置包括：用于对反射光束的探测作出响应，产生聚焦偏离补偿信号的最佳聚焦点探测装置，和多区光探测器，它通过接收反射光束，输出重现信号，上述的最佳聚焦点探测装置利用从多区光探测器输出的输出信号来输出聚焦偏离补偿信号。

本发明的另一个和更具体的目的是提供一种用于从在光盘上同心地或螺旋形地形成的多个光道同时重现信息信号的光盘装置，办法是使激光束照射到多个光道上，以便在光盘径向方向上扩展，并且探测从那里反射的光束，这装置包括：用于利用对反射光束的探测作出响应而获得的聚焦驱动点来进行聚焦控制的聚焦控制装置；和最佳聚焦点探测装置，它用于产生聚焦偏离补偿信号来改变聚焦驱动点，并且把聚焦偏离补偿信号输出给聚焦控制装置，以便获得最大的重现信息信号电平，其中，最佳聚焦点探测装置包括：通过接收反射光束而并行地输出重现信息信号的多区光探测器和；信号转换装置，用于把并行的重现信息信号转换成串行的重现信息信号以供输出；用于产生有预先确定振幅的与聚焦驱动信号叠加的振幅信号的信号发生装置，和最佳聚焦驱动点探测电路，它用于通过与振幅信号叠加的聚焦驱动信号的振幅、借助于探测要补偿的偏移电平来输出聚焦偏离补偿信号，以便获得串行信息信号的最大调制。

从下面详细描述就会清楚本发明的其它目的和进一步的特征。

图1是用于解释本发明的光盘装置的结构的原理图；

图2是用于解释多区光探测器和并行输入串行输出转换电路工作的原理图；

图3是用于解释所探测到的信号的曲线图，此信号是通过对从多区光探测器输出的重现信息信号进行包络线检测而获得的；

图4是用于解释最佳聚焦驱动探测电路的工作的曲线图；

图5是用于解释最佳聚焦点的曲线图；

图6是用于解释当利用本发明的光盘装置来进行重现时，重现操作顺序的原理图；和

图7是用于解释利用聚焦偏离补偿信号把聚焦驱动点转移到最佳聚焦点的操作的曲线图。

在本发明的光盘装置中，光盘装置通常包括重现信息探测光学系统和象散光学系统。

在重现信息探测光学系统中，由多个光电元件组成的多区光探测器同时接收到并行的多束来自这样光点的反射光束，此光点就是在光盘上同心地或呈螺旋形地形成的多个光道上被照射的点，以便在光盘的径向方向上扩展。然后，从多区光探测器的多个光电元件来的重现信息探测信号通过串行相加被转换成串行信息信号。然后，用串行信息信号的最大输出电平来决定在重现信息信号探测光学系统中的最佳聚焦点。

具体地说，这样来产生聚焦偏离电压(聚焦偏离补偿信号)，以便消除聚焦偏移，此聚焦偏移定义为象散光学系统(聚焦探测光学系统)的最佳聚焦点对串行信息信号的输出电平为最大时的最佳聚焦点的偏离。这偏离电压被送到象散光学系统，以便允许象散光学系统的聚焦误差信号通过叠加到重现信息探测光学系统的聚焦误差信号，来控制重现信息探测光学系统的最佳聚焦点。这样，并行的重现信息信号，即光学图象就总是能以本发明的最佳聚焦点重现。

从而，例如，在从有双记录层的光盘重现信号时，就能可靠地消除光道外造成的不必要的光学干涉的影响。从而能提供能从在光学聚焦点上的多个光道重现信号的光盘，而不管环境温度的变化，也不管光盘有双记录层还是仅有一层记录层。

下面参考图1到图7描述本发明的光盘装置。

图1是用于解释本发明的光盘装置的结构的原理图；

图2是用于解释多区光探测器和并行输入串行输出转换电路工作的原理图；

图3是用于解释所探测到的信号的曲线图，此信号是通过对从多区光探测器输出的重现信息信号进行包络线检测而获得的；

图4是用于解释最佳聚焦驱动探测电路的工作的曲线图；

图5是用于解释最佳聚焦点的曲线图；

图6是用于解释当利用本发明的光盘装置来进行重现时，重现操作顺序的原理图；和

图7是用于解释利用聚焦偏离补偿信号把聚焦驱动点转移到最佳聚焦点的操作的曲线图。

按照下面的次序来解释本发明的光盘装置。

(1)本发明的光盘装置A的构造。

(1-1)照射光学系统A1的构造和工作。

(1-2)聚焦探测光学系统A2的构造和工作。

(1-3)光学图象重现光学系统A3的构造和工作。

(2)本发明的光盘装置A的工作。

(1)本发明的光盘装置A的构造。

如图1所示，本发明的光盘装置A包括照射光学系统A1、作为象散光学系统的聚焦探测光学系统A2和作为重现信息信号探测光学系统的光学图象重现光学系统A3。

在图1中，参考符号D表示光盘、Tr表示光道(从最里面的光道到最外面的光道的Trs到Tre的所有光道)，最里面的光道Trs在光盘D的最里面的园周上同心地或呈螺旋形地形成，最外面的光道Tre在光盘D的最外面的园周上同心地或呈螺旋形地形成，要从Tr1到Tr12的多条光道重现信息信号，而h为中心孔。

为了方便起见，描述这样的光盘D，它仅有一层记录层，处在盘上的深度为0.6mm或1.2mm的位置，在记录层上有多条光道同心地或呈螺旋形地形成。

另一例子，有可能应用在其上有分别处在深度为0.6mm和1.2mm的位置的双记录层的光盘D。在这情况下，也有可能获得这样的光学图象，即基于从每个光道的一系列位反射的光所获得的图象和基于从光道之间的空白处(区域(land))反射的光所获得的图象相继地并行地处在最佳聚焦状态下，办法是控制照射在要被重现的一层记录层上的光束的聚焦，以便在最佳聚焦状态下获得重现光学图象(重现信息信号)，象只有一层记录层的光盘的情况那样。

(1-1)照射光学系统A1的构造和工作。

照射光学系统A1包括表面光源1、准直透镜2、半透明镜3、物镜4和聚焦致动器5。

表面光源1不是发射单横模激光束的光源，而是发射有大约50到100μm的发射宽度的激光束的光源。表面光源1可能是例如宽带型激光二极管(LD)或点源LD，后者利用多模光纤制成表面光源。准直透镜2、半透明镜3、物镜4和聚焦致动器5的使用是众所周知的。

从表面光源1发射的激光束1b被准直透镜2会聚成与光轴平行，并通过半透明镜3。然后，激光束1b同时照射到要由此而重现图象的多条光道Tr1到Tr12，即通过物镜4而形成光点s。光点s照射在顺着径向方向的十二条光道Tr1到Tr12上。

作为范例，当光道宽度和光道的间距分别为0.3μm和0.74μm时，光点在径向方向上大致分别形成9μm的宽度。

光点s从光盘D上的光道的一系列凹点和十二条光道Tr1到Tr12之间的保护带(区域(land))同时反射的光束被半透明镜3反射，光束通过物镜4照射到聚光透镜6。通过聚光透镜6后，光束被半透明镜7分成两束。被反射的光束中的一束照射到聚焦探测光学系统A2，而另一束照射到光学图象重现光学系统A3。

(1-2)聚焦探测光学系统A2的构造和工作。

聚焦探测光学系统A2包括柱面透镜8、四区光探测器9、比较器10和聚焦驱动电路11。

在此，所描述的情况是，象散现象被用于聚焦探测光学系统A2，并且，四区光探测器被用于聚焦探测光学系统A2，可是，可以用别的多区光探测器，例如二区光探测器或六区光探测器而不是四区光探测器。

被半透明镜7分成两束的光束中的一束反射光束通过柱面透镜8照射到四区光探测器9。

四区光探测器9包括四个光学探测部分9A、9B、9C和9D，其中光学探测部分9A、9B放置在与光学探测部分9C、9D分别彼此对称的位置。

比较器10向聚焦驱动电路11输出比较信号(相位差信号)，通过把从一组光学探测部分9B、9D的输出的和与从另一组光学探测部分9A、9C输出的和进行比较而得到此比较信号。

通常，在包括物镜4、半透明镜3、聚光透镜6、半透明镜7、柱面透镜8、四区光探测器9、比较器10、聚焦驱动电路11、聚焦致动器5、和物镜4的聚焦伺服系统中，在焦点匹配状态下(如图7的聚焦驱动点f1)，并不从比较器10产生聚焦误差信号s4。

从上述比较器10输出的聚焦误差信号s4和构成下面要描述的光学图象重现光学系统A3的最佳聚焦驱动点探测电路14输出的聚焦偏离补偿信号s2都送到聚焦驱动电路11的输入。

聚焦偏离补偿信号s2由另一个聚焦伺服系统提供，此聚焦伺服系统包括物镜4、半透明镜3、聚光透镜6、半透明镜7、光学图象重现光学系统A3(多区光探测器12、并行输入串行输出转换电路13和最佳聚焦驱动点探测电路14)、聚焦驱动电路11、聚焦致动器5和物镜4。

如下所述，最佳聚焦驱动点探测电路14探测聚焦偏离fof(聚焦偏离fof定义为聚焦探测光学系统A2本身的聚焦匹配点的聚焦驱动点f1对最佳聚焦点的偏离，所谓最佳聚焦点就是允许重现信息信号s0有最大输出的聚焦点)和产生聚焦偏离补偿信号s2，从而消除聚焦偏离fof，即，使得聚焦驱动点f1与最佳聚焦点f2重合。

具体地说，首先，振幅信号s3从光学图象重现光学系统A3被送到聚焦探测光学系统A2的聚焦驱动电路11。聚焦驱动电路11输出叠加了振幅信号s3的聚焦驱动信号s5。对聚焦驱动信号s5的输出作出响应，聚焦驱动点f1和光学图象重现光学系统A3的聚焦点一样发生改变，造成了重现信息信号s0的电平的变化。因此，转换重现信息信号s0所得到的串行信息信号s1也跟着改变。这样，这种变化取决于振幅信号s3的振幅大小和周期。最佳聚焦驱动点探测电路14一直在探测串行信息信号s1的电平，并把这电平与预先设置的串行信息信号的最大电平进行比较，并输出聚焦偏离补偿信号s2，直到探测到串行信息信号s1的最大输出电平为止。

聚焦驱动电路11把聚焦驱动信号s5送到上述的照射光学系统A1的聚焦致动器5，其中通过把从光学图象重现光学系统A3输入的聚焦偏离补偿信号s2叠加到聚焦探测光学系统A2的聚焦误差信号s4而获得聚焦驱动信号s5。

结果，聚焦致动器5能对与聚焦探测光学系统A2和光学图象重现光学系统A3都有关的聚焦驱动信号s5的电平作出响应而对物镜4进行控制(控制聚焦位置)。

在此，从聚焦探测光学系统A2的比较器10输出的聚焦误差信号s4是主要用于控制物镜4的聚焦位置误差信号，并有宽的频带范围。

下面，描述这样的情况，即其中环境温度在改变，甚至彻底控制聚焦探测光学系统A2和光学图象重现光学系统A3的情况。

如图7所示，在聚焦探测光学系统A2的聚焦匹配状态下的聚焦驱动点处在f1的位置。在另一方面，当聚焦驱动点处在f1的位置时，光学图象重现光学系统A3的并行输入串行输出转换电路13输出的串行信息信号s1的电平(清晰度电平)对应于清晰度电平s1a，后者不是最大清晰度电平s1b。为了获得有最大清晰度电平s1b的串行信息信号s1，聚焦驱动点f1必须转移到最佳聚焦点f2，以便与其重合。这样，就需要消除定义为聚焦驱动点f1对最佳聚焦点f2的偏离的聚焦偏移fof。

通过把聚焦偏离补偿信号s2加到聚焦驱动电路11，最佳聚焦驱动点探测电路14防止最佳聚焦点f2偏离到聚焦驱动点f1。

结果，即使当聚焦偏离补偿信号s2被叠加到聚焦误差信号s4，从聚焦驱动电路11输出的聚焦驱动信号s5本身并不受到相反的影响。

换而言之，从聚焦驱动电路11输出的聚焦驱动信号s5既有能实时控制物镜4的聚焦误差信号分量，又有聚焦匹配点探测信号分量，后者能在聚焦匹配状态下以长周期对光学图象作出响应，控制物镜4，并且，所述两种信号分量都已经在聚焦探测光学系统A2和光学图象重现光学系统A3的良好的状态下探测到。

(1-3)光学图象重现光学系统A3的构造和工作。

光学图象重现光学系统A3包括聚光透镜6、半透明镜7、多区光探测器12、并行输入串行输出转换电路13、最佳聚焦驱动点探测电路14和信号发生电路15。

这样来决定聚光透镜6的焦点和放置的位置，使得通过聚光透镜6的反射光束被收集在多区光探测器12的光探测光电元件。通过半透明镜7的反射光束照射在多区光探测器12上。多区光探测器12包括多个设置成网络状的光探测光电元件，并且，所述光电元件例如由CCD(电荷藕合器件)制成。作为另一个多区光探测器的例子，也可以采用其光探测光电元件设置成一排的多区光探测器。

在此，为简单起见，只有一排光探测光电元件表示在图1和图2作为多区光探测器12。实际上，这种光探测光电元件设置成x方向的一排和y方向的一列。重现信息信号s0代表从多区光探测器12的一排多光电元件重现的输出。当多区光探测器包括多排光电元件时，重现信息信号s0就是响应光束通过多排光电元件的时间的处理后的输出。

通过半透明镜7的反射光束同时并行地被多区光探测器12上的所有光探测光电元件所接收，并且，在光点s所照射的范围内的所有光学图象(即基于从形成光盘D上的光道的一排凹点反射的光束的光学图象以及基于光道之间的空白处(区域(land))反射的光束的光学图象)被分成多个与一排光探测光电元件对应的段，并且从光学图象的多个段中的每一个段输出的每个信号被并行地送到并行输入串行输出转换电路13作为光学探测信号(重现信息信号)s0。

重现信息信号s0被分成两支，一支通过并行输入串行输出转换电路13，而另一支不通过电路13。不通过电路13的重现信息信号s0被重现处理电路(未示出)串行地探测，并取出作为其重现信息信号。

在另一方面，对通过电路13的重现信息信号s0进行包络线检测，并且并行输入信号被转换成串行输出信号，而且串行输出信号被送到最佳聚焦驱动点探测电路14作为串行信息信号s1，如下所述。

此外，作为多区光探测器12的另一个结构例子，有可能这样来构造多区光探测器12，使得它既含有用于并行地把重现信息信号s0输出给重现处理电路(未示出)的第一并行光电元件，又含有把在其上重现信息信号s0转换成串行信息信号后，直接地输出串行信息信号的第二并-串行光电元件。在这情况下，可省去并行输入串行输出转换电路13。

如图2所示，对应于多区光探测器12的一排的光探测光电元件12A1到12An接收到分别从一组光道Tr1-Trm(在实施例中m＝12)反射的光束。例如，用四个光探测光电元件来接收每一个光道间距反射的光束。

例如，在从图2的光道1(Tr1)反射的光束的情况下，这表明了，反射的光束能被四个光探测光电元件12A1到12A4接收。光探测光电元件12A1到12An输出并行的一排光学探测信号(重现信息信号)s0给重现处理电路(未示出)和给包络线检测电路13A(13A1到13An)，后者还构成随后的并行输入串行输出转换电路13。

在细节上，如图1和2所示，由排列在y方向列上的竖直的一排光探测光电元件形成的探测范围被做成足够大，以便探测从多条光道反射的光束，沿横过这些光道的方向(在光盘D的径向方向)有预先确定宽度的光点照射在这些光道上。

在另一方面，通过使许多排竖直排列的光探测光电元件在行(x)方向上排列而形成的探测范围(列y×行x)被做成足够大，以便探测从多条光道反射的光束，沿横过这些光道的方向(在光盘D的径向方向)有预先确定宽度的光点照射在这些光道上。

在并行输入串行输出转换电路13对从多区光探测器12并行输入的重现信息信号s0进行包络线检测之后，电路13把并行包络线检测信号作为串行信息信号s1送到最佳聚焦驱动点探测电路14。从多区光探测器12输出的重现信息信号s0有宽的带宽，可是，包络线检测使s0有窄的带宽。

在细节上，如图2所示，并行输入串行输出转换电路13包括包络线检测电路13A(13A1到13An)和并行输入串行输出转换电路13B，前者用于对从多区光探测器12的一排的光探测光电元件12A1到12An并行输出的光学探测信号进行包络线检测，而并行输入串行输出转换电路13B则把从包络线检测电路13A输出的并行包络线检测信号转换成串行探测信号。

图3是用于解释从每个包络线检测电路13A1到13An输出的包络线检测信号的波形的曲线图；和

图4是用于解释从并行输入串行输出转换电路13B输出的串行信息信号s1的波形的曲线图。

如图4所示，从并行输入串行输出转换电路13B输出的串行信息信号s1的电平对应于光学探测信号(重现信息信号)s0的电平，后者由对应于多区光探测器12中的一排的光探测光电元件12A1到12An中的每一个所探测。即光学探测信号(重现信息信号)s0随着从以箭头所示的光道1到光道m的范围反射的光束强度而改变。

在图4，参考符号a1，a2，a3，a4，a5，...am分别表示当在光道1到光道m形成的凹点被光点s照射时，从光道1到5反射的光束的强度(清晰度电平)。从形成凹点的光道反射的光束的强度比从光道之间的空白区反射的强。

反射的光束的强度以参考符号12A1，12A2，12A3...表示的取样状态输出，这些参考符号与各光探测光电元件相对应。通过LPF(低通滤波器，未示出)，即通过如下所述的包络线检测电路13A1到13An的反射光束变成有图4所示的清晰度电平的串行信息信号s1。

如上所述，并行输入串行输出转换电路13顺序地以多区光探测器12的每一排的光探测光电元件来输出串行信息信号s1。

光学图象重现光学系统A3用来补偿聚焦探测光学系统A2所引起的聚焦偏移，而聚焦探测光学系统A2用于探测上述聚焦伺服系统的最佳驱动点。

通过探测由光点s照射引起的参考光学图象的最大强度电平(清晰度电平)，来找出在光学图象重现光学系统A3中的最佳聚焦点。

利用这种方法是可能的，因为能从多条光道同时重现信号。

下面，要描述包括光学图象重现光学系统A3的新光学伺服系统的工作。

用包络线检测电路13A探测(取样)从多区光探测器12探测到的重现信息信号s0的振幅。

并且，包络线检测电路13A并行地把并行包络线检测信号输出给并行输入串行输出转换电路13。而从并行输入串行输出转换电路13输出的串行信息信号s1被作为关于光盘D的直径方向的函数来输出。串行信息信号s1振幅最大的点是聚焦最好的点(光学图象的聚焦的点)，而且这振幅对应于清晰度。清晰度最大电平是最佳聚焦点。

图5是表示对应于清晰度电平(串行信息信号s1电平)最大的情况的最佳聚焦点的曲线图。

在最佳聚焦驱动点探测电路14中，通过改变聚焦工作点来找出串行信息信号s1的峰值点(最大电平)，而通过使聚焦偏移补偿信号s2输出到聚焦驱动电路11，以便使这点成为工作点(最佳聚焦点)，来进行补偿操作。如果从光盘每次重现信号，就只需补偿一次工作点，即只需设置一次聚焦偏移补偿信号s2的电平，则所述一系列操作只需要进行一次。

此外，在有双记录层的光盘的聚焦偏移的情况下，最好是实时地补偿环境变化所引起的工作点的变化，因为改变量取决于双层之间的厚度。为此，用周期地稍微改变聚焦伺服工作点的办法来探测在光盘直径方向上的光学图象的清晰度变化。这样，就有可能通过使用所探测的信号来产生聚焦偏离补偿信号，从而进行实时补偿。

具体地说，信号发生电路15周期地、间歇地或连续地输出有预先确定振幅的振幅信号，并把它叠加到从最佳聚焦驱动点探测电路14输出的聚焦偏移补偿信号s2。

此外，为了比较串行信息信号s1的调制深度，信号发生电路15预先给最佳聚焦驱动点探测电路14提供振幅信号s3。周期地、间歇地或连续地叠加到振幅信号s3的聚焦偏移补偿信号s2对振幅信号s3造成的微小的脉动作出响应，而使聚焦驱动电路11输出的聚焦驱动信号s5产生脉动。

这样，聚焦驱动信号s5就在微小的范围的变化。结果，使得聚焦伺服系统(物镜4、半透明镜3、聚光透镜6、半透明镜7、和光学聚焦驱动点探测电路14、聚焦驱动电路11、聚焦致动器5、和物镜4)的聚焦有微小变化。

通过微小变化的影响，要输入到最佳聚焦驱动点探测电路14的串行信息信号s1在微小的范围内变化(即串行信息信号s1被振幅信号s3调制)。最佳聚焦驱动点探测电路14通过把振幅信号s3与串行信息信号s1(通过探测峰值来探测最大清晰度电平)进行比较，来探测有最大调制的串行信息信号。

从而，最佳聚焦驱动点探测电路14能产生可使清晰度最大的聚焦偏移补偿信号s2。这点就是图5所示的最佳聚焦点。

因此，有可能通过实时控制聚焦偏移来进行所希望的补偿操作。

作为另一个峰值探测方法，一种方法是利用这样的事实来探测峰值点，即当在图5所示的最佳聚焦点处调制振幅信号时，被调制的振幅信号的频率变成振幅信号频率的两倍。这样，可通过利用外差探测法来探测频率的变化，从而探测最佳聚焦点。

下面，描述另一个最佳结构例子。

在此，使要同时读出的光道的数目比由光盘器件的传输率决定的所需的光道数目起码大2。在从有螺旋线光道的光盘，例如从CD或DVD重现信号时，在光盘D转一圈时光道跳动是必不可少的。这样，就便于应用这样的重现方法，即因为不停重现而总是以重叠状态重现光道。

在此，当聚焦变化与光道跳动同步在刚好光道跳动之后或刚好光道跳动之前间歇地或周期地发生时，在读出信息数据时，就有可能在没有聚焦脉动的情况下探测信息数据。

换而言之，用本发明的光盘装置A同时重现对应于12条光道的信息信号，而其中，对应于10条光道的信息信号被作为重现信号来输出。在光道跳动期间，由于不产生信息，显然有可能利用能输出对应于剩下的两光道信息的结构来获得连续的重现信息。

为此，希望在这样的时间大小(a degree of a time)之内完成聚焦伺服工作点的微小改变，这时间大小(a degree of a time)就是光盘D转一圈的时间被要读出的光道的数目除得到的结果，或者最好是在这样的时间大小(a degree of a time)之内完成聚焦伺服工作点的微小改变，这时间大小(a degree of a time)就是上述的时间减去光道跳动所需的时间。通常，聚焦偏移的变化不是突然的变化。这样，光盘每转几圈进行一次这种操作就足够了，而不必每转一圈进行一次这种操作。

图6表示这样的操作时间图，即光盘每转一圈进行一次把聚焦偏移补偿信号s2设置成最佳电平的操作。

如图6所示，根据时间的流逝，反复地进行一连串的操作，例如读出数据、设置信号s2最佳电平的聚焦补偿操作、和光学拾取的光道跳动等。

(2)本发明的光盘装置A的工作。

下面描述光盘装置A的工作。

如图1所示，从表面光源1发射的激光束1b被准直透镜2变成平行光，并通过半透明镜3和物镜4在光盘D上形成光点s。光点s照射到光盘D上在半径方向上的12条光道Tr1到Tr12。

从12条光道Tr1到Tr12的许多排凹点和相邻光道之间的空白区同时反射的光束再次通过物镜4，并被半透明镜3反射，射到聚光透镜6。通过聚光透镜6后，光束被半透明镜7分成两束。在此，被分成两光束中的一束射到聚焦探测光学系统A2，而另一束射到光学图象重现光学系统A3。被半透明镜7分成两光束中的一束通过柱面透镜8射到四区光探测器9。比较器10向聚焦驱动电路11输出补偿信号作为聚焦误差信号s4，通过把从一组光学探测部分9B、9D的输出和与从另一组光学探测部分9A、9C的输出和进行比较而得到此信号s4。聚焦误差信号s4和从最佳聚焦驱动点探测电路14输出的聚焦偏离补偿信号s2都被送到聚焦驱动电路11。

聚焦驱动电路11把聚焦驱动信号s5送到聚焦致动器5，此聚焦驱动信号s5是通过把从一个聚焦伺服系统输出的聚焦误差信号s4叠加到从另一个聚焦伺服系统输出的聚焦偏移补偿信号s2而形成的。应该指出，一个聚焦伺服系统包括物镜4、半透明镜3、聚光透镜6、半透明镜7、柱面透镜8、四区光探测器9、比较器10、聚焦驱动电路11、聚焦致动器5、和物镜4，而另一个聚焦伺服系统包括物镜4、半透明镜3、聚光透镜6、半透明镜7、光学图象重现光学系统(多区光探测器12、并行输入串行输出转换电路13和最佳聚焦驱动点探测电路14)、聚焦驱动电路11、聚焦致动器5、和物镜4。

结果，聚焦致动器5能对与聚焦探测光学系统A2和光学图象重现光学系统A3都有关联的聚焦驱动信号s5作出响应，控制物镜4。

多区光探测器12以其所有的光电元件并行地接收另一分开的通过半透明镜7的光束，并把在光点s照射范围内的所有光学图象(基于从每个光道的一连串凹点反射的光所获得的图象部分和基于从光道之间的空白处反射的光所获得的图象部分构成的总图象)划分成在每排光学探测光电元件处的各个图象，并且把它输出给并行输入串行输出转换电路13作为重现信息信号s0。重现信息信号s0被分成两支。信号s0的两支中的一支被送到重现处理电路(未示出)，并在此重现光学图象。

信号s0的两支中的另一支被送到并行输入串行输出转换电路13，以便在此进行包络线检测。然后，被送到最佳聚焦驱动点探测电路14作为串行信息信号s1。

从并行输入串行输出转换电路13B输出的串行信息信号s1对应于在一排的光电元件12A1到12An所探测到的光学探测信号。

在最佳聚焦驱动点探测电路14把振幅信号s3叠加到聚焦偏移补偿信号s2，并把叠加所得的信号加到聚焦误差信号s4上的同时，电路14探测串行信息信号s1变成最大时的聚焦偏移补偿信号s2的最佳电平，并连续地输出有被探测到最佳电平的聚焦偏移补偿信号s2，直到下一个探测最佳聚焦驱动点的操作为止。

换而言之，在最佳聚焦驱动点探测电路14中，通过改变聚焦工作点来探测峰值点，并且把偏移电压加到聚焦驱动电路11上，从而使峰值点成为聚焦伺服工作点。如果每次从光盘重现信号只需要探测一次工作点的补偿，则只需要进行一次一系列的操作。

如上所述，根据本发明，有可能从在光盘上形成的多个光道以最佳聚焦状态同时重现信息信号。

作为另一个例子，当用与象散探测(聚焦探测)和信号探测所用的相同的传感器来呈现象散方法的象散时，象散发生在投射光学系统，因为象差必须在从物镜到传感器的光学系统中受到抑制。

具体地说，有可能通过把柱面透镜放置在靠近准直透镜的办法来产生象散。在这情况下，有可能通过表面划分在相同的光探测器上构成多区光探测器12和四区光探测器9。

根据本发明的光盘装置，这装置构造成在最佳聚焦状态下重现光学图象，办法是，基于所重现光学图象的强度分布来探测最佳聚焦点，而此光学图象用多区光探测器从在光盘上形成的多个光道同时重现。

因此，有可能提供能避免从不打算重现的记录层来的不需要的干涉光的光盘装置，而不管环境温度如何变化，并且总是通过控制聚焦而以最佳聚焦状态从要重现的光道上重现信号。

不用说，在从只有一层记录层的光盘重现信号时，有可能提供避免不需要的干涉光的光盘装置，而不管环境温度如何变化，并且总是通过控制聚焦而以最佳聚焦状态从光道上重现信号。

Claims (5)

1.一种用于从在光盘上同心地或呈螺旋形地形成的多个光道上同时重现信息信号的光盘装置，办法是通过把激光束照射到多个光道，以便使激光束在光盘的半径方向上扩展并探测从那里反射的光束，其特征在于所述装置包括：

用于对反射光束的探测作出响应，产生聚焦偏离补偿信号的最佳聚焦点探测装置，和

多区光探测器，它通过接收反射光束，输出重现信号，上述最佳聚焦点探测装置利用从多区光探测器输出的输出信号来输出聚焦偏离补偿信号。

2.一种用于从在光盘上同心地或呈螺旋形地形成的多个光道上同时重现信息信号的光盘装置，办法是通过把激光束照射到多个光道，以便使激光束在光盘的半径方向上扩展并探测从那里反射的光束，其特征在于所述装置包括：

用于利用对反射光束的探测作出响应而获得的聚焦驱动点来进行聚焦控制的聚焦控制装置；和

最佳聚焦点探测装置，用于产生聚焦偏离补偿信号来改变聚焦驱动点，并且把聚焦偏离补偿信号输出给聚焦控制装置，以便获得最大的重现信息信号电平，

所述最佳聚焦点探测装置包括：

通过接收反射光束而并行地输出重现信息信号的多区光探测器和；

用于把并行的重现信息信号转换成供输出的串行的信息信号的信号转换装置；

用于产生有预先确定振幅的与聚焦驱动信号叠加的振幅信号的信号发生装置，和

最佳聚焦驱动点探测电路，用于通过与振幅信号叠加的聚焦驱动信号的振幅、借助于探测要补偿的偏移电平来输出聚焦偏离补偿信号，以便获得串行信息信号的最大调制。

3.权利要求2的光盘装置，其特征在于：当通过间歇地改变聚焦驱动信号来间歇地改变聚焦驱动点时，最佳聚焦驱动点探测电路通过探测串行信息信号的振幅的变化来探测聚焦偏移补偿信号的偏离电平，并且连续地输出有被探测到的偏离电平的聚焦偏移补偿信号。

4.权利要求2的光盘装置，其特征在于：所述多光道的数目比要读出的光道数目起码大2，而要读出的光道数目决定于光盘装置本身的传送速率。

5.权利要求3的光盘装置，其特征在于：所述多光道的数目比要读出的光道数目起码大2，而要读出的光道数目决定于光盘装置本身的传送速率。

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