CN1405756A - 光盘设备和辨别光盘类型的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于重放或记录和重放其记录面高度不相同的两种或多种类型光盘的光盘设备被安排来使用户容易地重放或记录来自或在光盘上的数据，而不需要用户的复杂操作。为此目的，光盘设备设置了用于辨别记录面高度不同的光盘的辨别电路。在重放或记录装到光盘设备的光盘以前，光盘辨别电路辨别光盘并把光学系统和电路系统转换为对被辨别光盘适宜的系统，然后从光盘或在光盘上重放或记录数据。

Description

光盘设备和辨别光盘类型的方法
技术领域
本发明涉及重放光盘信号或者在光盘上记录信号的光学盘设备，特别是涉及能够处理两种以上类型的记录面具有各自高度的光盘的光学盘设备。
背景技术
在市场上可得到的光学盘设备是广为流行的重放音乐的密实盘(术语CD)机或激光盘(术语LD)机。密实盘和激光盘具有各自的外径和厚度，同时又有相同的记录面高度1.2mm。因此普通光学系统可于密实盘和激光盘，所以用于重放CD和LD的设备已经进入了市场。例如，Pioneer有限公司就制造了“CLD-Z1”的这种设备。
目前，数字视频盘(术语DVD)已经被提出，它具有较高的记录密度，以致DVD可以记录视频数据以及音频数据。为了扩大记录密度，DVD需要较窄的道距(track pitch)，较短的激光波长，和比CD大的透镜的数值孔径(术语NA)。具体地说，对于DVD，道距为0.74μm、激光波长为650nm，透镜的数值孔径为0.60；对于CD，道距为1.6μm、激光波长为780nm、透镜的NA为0.4。DVD的较大数值孔径导致这样的不利情况，即减小了相对于拾光光轴从光盘的垂直面移动的角度(倾斜角度)的容许值。为了减轻这种不利情况，如果DVD设有与CD相同的120mm的外径，则与CD(单盘)的高度1.2mm相比，DVD的记录面高度为0.6mm(两个粘贴盘的厚度为1.2mm)。因而，看起来DVD盘与CD相似。然而，实际上两种光盘具有各自的标准。很明显，近期要进入市场的光盘设备需要有重放CD以及DVD的数据的能力。
由于CD和DVD有不同的标准，光盘设备需要为CD转换光学系统和电路系统以满足其标准，对DVD来说反之亦然。这需要当光盘装到设备上时，辨别安装到设备上的光盘类型。也就是说，当光盘装到设备上时，光盘设备需要去识别光盘的类型是CD或DVD，从而对用户容易地自动转换适宜的光学和电路系统，和适当地在装入的光盘上记录数据或从光盘重放数据。
已知的JP-A-4-95224公开了这方面的技术；它提供了N(N≥2)个具有不同厚度的光盘，和对应N个光盘的N个光采集光学系统。通过利用容纳光盘的卡盘上的识别孔以及跟踪信号的有/无来选择其中的一个光采集光学系统，以便与确定的光盘相适应。然而JP-A-4-95224未公开为获得跟踪误差信号的用于聚焦的技术。JP-A-8-339569示出了一种根据光盘类型调整物镜和放大倍率的光盘系统，以便得到稳定可靠的重放。然而它未公开辨别光盘类型的特定测量器。此外，JP-A-3-116442示出一种利用来自光盘的反射光束的反射率来辨别光盘的类型是只读型光盘还是随机存取型光盘的技术。然而，JP-A-3-116442的技术不能仅仅利用反射率来辨别光盘的种类是CD还是DVD。有关的现有技术还包括JP-A-8-263867和JP-A-10-504927。
发明内容
本发明的目的是要提供一种光盘设备，用于在重放或记录和重放以前自动地辨别记录面为0.6mm的DVD和记录面处于1.2mm高度的CD，把近似的光学和电路系统转换到被辨别光盘上，和重放被辨别光盘的数据，或记录和重放光盘数据。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面的光盘设备包括：调整聚焦的物镜，该物镜在重放或记录和重放光盘数据以前垂直于盘面移动。激光束被施加到光盘上，以便根据光盘上反射光形成的信号辨别光盘的类型。该光盘装置提供了可调整地适用于记录面可变的光盘的光学系统。根据辨别结果选择适当的光学系统，以重放或记录和重放数据。此外，电路系统也可以被切换以便与被辨别光盘的近似光学系统一致，这是因为记录面高度为0.6mm的DVD需要有不同于记录面高度为1.2mm的CD的处理系统。
附图说明
图1是显示CD部分中关系的局部视图，它表明了传统装置中记录面高度、激光束和物镜；
图2(A)和2(B)是显示DVD部分中关系的局部视图，它表明了传统装置中记录面高度、激光束和物镜；
图3(A)和3(B)是说明当CD和DVD装到CD光学系统时出现的射频(术语RF)信号幅度和聚焦误差(术语FE)信号的观测波形的曲线图；
图4(A)和图4(B)是说明当CD或DVD装到DVD光学系统时出现的RF信号幅度和FE信号观测波形的曲线图；
图5是说明辨别记录面具有各自高度的光盘的电路的电路图；
图6(A)至6(F)是说明图5中所示一些部分的工作波形的波形图；
图7是说明根据本发明实施例的光盘装置的电路图；
图8是说明辨别光盘和把光学系统和电路系统切换给一个适当的光盘的处理时间流动的流程图；
图9是说明辨别光盘和从光盘重放数据的处理时间流动的流程图；
图10是说明另一种辨别光盘和从光盘重放数据光盘信号的处理时间流动的流程图；
图11是说明根据本发明另一实施例的光盘设备的电路图；
图12是说明具有两个焦点的物镜与激光束之间关系的视图；
图13是说明在以垂直DVD的方向为DVD移动具有两个焦点的物镜时得到的RF信号和FE信号的波形图；
图14是说明在以垂直于CD的方向为CD移动具有两个焦点的物镜时得到的RF信号和FE信号的波形图；
图15是用于说明从具有两个记录面层的DVD重放数据的方法的局部视图，所述的记录面层处在DVD的一侧；和
图16是说明在把带有两个焦点的物镜移到具有双层的DVD上的处理中得到的RF信号和FE信号的波形图，所述的双层处于DVD的一侧。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图1示出了传统的CD1的一部分、激光束2和物镜3中的关系。该CD具有1.2mm的厚度。如图1所示，CD记录面朝上。记录面的高度从施加激光束的光点看处于约1.2mm的距离上。重放CD数据的激光波长接近780nm。达到最接近光点直径的物镜的NA为0.45。
图2(A)和2(B)示出了DVD4的一部分、激光束2和物镜3中的关系。为了在减小光盘材料畸变的不利影响的状态下增大DVD的密度，光盘应有0.6mm的厚度，而且相同的光盘背对背地粘贴在一起。因此，合成DVD的总厚度为1.2mm，它与CD的厚度相同。图2(A)所示的DVD由记录数据(光)盘41和空(光)盘42相互粘贴构成，空盘不含有记录在其上的数据。图2(B)所示的DVD由背靠背粘贴的记录数据盘构成。粘贴光盘是因为一个光盘的厚度为0.6mm，它没有足够的硬度去防止因缺乏强度造成的外圆周边的弯曲。图2(A)下方的DVD中包含记录面，以便记录面处于约0.6mm的高度。重放DVD的激光波长为635至650nm，物镜的NA为0.6。这种安排需要有不同于CD的光学系统。DVD的直径为120mm，与CD的相同，这是因为要考虑用户拿(接触)光盘的方便。因此，DVD和CD在厚度和外径方面明显相似，以致用户很难辨别DVD和CD。此外，尽管两种光盘具有相似的外观，但DVD的记录面具有不同于CD的高度，以及DVD需要有不同于CD的信号处理系统。因而，一个重放设备或记录和重放设备需要适合DVD和CD的光学和电路系统。
根据本发明，如果物镜以垂直于盘面的方面移动，则CD与DVD之间会出现信号与RF信号的差值。根据该差值，在重放之前辨别安装的盘是CD或DVD。根据其辨别结果，光学和电路系统被转换给一个适当的光盘。
图3(A)和3(B)示出了在垂直于盘面移动物镜的处理中出现的FE信号和RF信号的观测波形。图3(A)示出了CD的波形，图3(B)示出了DVD的波形。(a)代表FE信号，(b)代表RF信号。横座标轴线代表光盘的信号记录面与物镜之间的有关位置关系。如图3(A)和3(B)所示，物镜从左至右接近光盘。比较图3(A)和3(B)的波形，可以看到RF信号有实质上相同的波形，尽管两个信号有不同的形状；而FE信号则明显相互不同。具体地说，CD的FE信号具有大于DVD信号的振幅。
同样地，在DVD光学系统中，图4(A)和4(B)示出了在垂直CD和DVD的盘面移动物镜的情况下出现的FE信号和RF信号的观测波形。DVD的RF信号具有大于CD的振幅。具体地说，DVD和CD之间会出现FE信号的振幅。DVD的RF信号具有大于CD的振幅。具体地说，FE信号的振幅发生(出现)在DVD与CD之间。如像从图3(A)和3(B)以及图4(A)和4(B)所能看出的那样，CD可以通过确定FE信号振幅相应的电平值来辨别DVD。
图5示出了光盘辨别电路的实施。在该电路中，电机5是心轴电机，用于旋转安装到设备上的光盘。光学系统6包含上述的物镜6并经引线(a)和(b)供应FE信号和RF信号。数字7代表RF信号的放大器，其输出信号送给信号处理电路(未示出)。FE信号(a)由放大器8放大，然后经反相电路9送到整流电路10和11。整流电路10和11的输出经加法电路12送到比较电路13。这些电路的工作波形在图6(A)至6(F)中示出。图6(A)至6(F)左边的波形(曲线)示出了当FE信号具有小振幅时的每个电路的输出，而图6(A)至6(F)右边的曲线示出了当FE信号有大振幅时的每个电路的输出。对于部分E(图6E)，比较电路13的比较电平由点划线示出。在图6(A)至6(F)左边示出的波形中，加法电路12的输出电平大于比较电平。因此，比较电路13不输出信号。在图6(A)至6(F)右边示出的波形中，在某些部分上，加法电路12的输出电平大于比较电平。因此，比较电路13输出两个脉冲。为了辨别CD与DVD，不需要这两个脉冲。脉冲的检测实际上是辨别光盘。
从图5中所示的辨别电路和图6(A)至6(F)所示的工作波形中可以看出，当CD安装到CD的光学系统和当DVD安装到DVD的光学系统上时，由比较电路13提供多个脉冲。另一方面，当CD安装到DVD的光学系统上和当DVD安装到CD的光学系统上时，则比较电路13没有输出。图7、8和9示出了根据本发明实施例的光盘设备，下面将详细说明。图7示出了独立提供DVD的光学系统61和CD的光学系统62的结构。图8示出了图7所示的光盘设备的工作流程。当光盘装到设备上时(步骤ST1)，在重放来自光盘的数据(步骤ST4)前，辨别光盘类型(步骤ST2)。然后，在步骤ST3上，光学和电路系统被切换给适当的光盘。在辨别光盘类型的处理中(步骤ST2)，如图9所示，为DVD预置光学和电路系统，确定(安)装入的光盘是否为DVD，如果是，则在步骤ST13从DVD重放数据。如果不是(歨骤ST12)，则在步骤ST14，把光学和电路系统转换到对CD适宜的系统上。然后，在步骤ST15上，从CD重放数据。
在图9所示的工作中，如果当装入的光盘既不是DVD也不是CD，即光盘装反或未装CD时发出重放指示，则在步骤ST15上出现没有重放执行的缺点。图10示出了克服这种缺点的工作流程。图10流程的步骤ST11至ST14与图9的相同。在步骤ST20，辨别装入的光盘是否为CD。如果是，则在步骤15上从CD重放数据。如果不是(在步骤ST20上)，则指示该光盘被装反或它与DVD或CD不同；然后发出报警信号，通知用户装入另一个光盘(步骤ST21)。这种工作使用户能够清晰地重放来自光盘的数据。在图7中，开关组15包括：开关151，用于切换从光学系统61和62供应的RF信号；开关152，用于切换FE信号；开关153，用于切换(转换)DVD信号处理电路和CD信号处理电路；和开关154，用于切换驱动光学系统61和62的物镜的驱动信号。由微型计算机组成的控制器20控制这些开关的工作。尽管伺服电路未在图7中示出，但实际的设备需要切换伺服电路。当控制器20在端子A上向DVD光学和电路系统输出控制信号时，所有的开关151至154与C侧(即，DVD侧)连接。然后，当控制器20从端子B向用于驱动物镜的驱动电路输出控制信号时，DVD光学系统61的物镜以垂直于盘平的方向被驱动。来自光学系统61的FE信号经放大器8被引到(传送到)光盘辨别电路14(即，图5中所示的反相电路9，整流电路10和11，加法电路12，和比较电路13)。光盘辨别电路14的输出信号被加给控制器20，以便控制器20能够识别图6的部分F上显示的脉冲的存在。如果脉冲被识别，就确定DVD盘被装入。如果，光盘辨别电路14未输出脉冲，(如果在图9或10的步骤ST12上为NO)，则控制器在端子A上输出控制信号，以致开关151至154被切换到设置CD光学和电路系统的d。然后，控制器在端口B输出控制信号以致透镜驱动电路21能够运转CD光学系统62的物镜。来自CD光学系统62的FE信号送入放大器8和辨别光盘是否为CD(图10的步骤ST20)的光盘辨别电路14。如果光盘辨别电路14输出脉冲，则控制器20识别该脉冲，随后进入CD重放的操作(图10的步骤ST15)。在图10所示的步骤ST11的处理中，如果确定光盘不是CD，则显示光盘被装反或装入的盘既不是DVD也不是CD。在这种情况，(在图10的步骤ST21上)，控制器20发出报警信号从而告诉用户盘出现了不正常情况。报警信号可以是来自设备的以文字或声音所作的显示或从设备向光盘的自动投射。
图11示出了根据本发明另一个实施例的光盘设备。图11所示的光学系统6使用了把DVD的物镜31切换为CD的物镜32，或把CD的物镜32切换为DVD的物镜31系统；它包括通常用于CD和DVD的激光二极管和其它光学器件，以便光学系统6不那么昂贵。除了控制器20控制透镜切换电路29以把DVD物镜31切换为CD物镜32或把CD物镜32切换为DVD物镜31外，图11所示的光盘设备以图7所示设备相似方式工作，而图7所示的光盘设备则是把用于DVD的整个光学系统61切换为用于CD的整个光学系统62，或把系统62切换为系统61。图11示出了伺服电路的简便切换操作，尽管该伺服电路未在图7中示出。伺服电路23表示DVD的伺服电路，而伺服电路24表示CD的伺服电路。控制器20向引线(A)和(C)供应切换控制信号以致开关组15的开关153和155与(C)侧连接。这种连接导致经均衡电路16把来自拾取单元6的信号引到DVD的信号处理电路17，从而把伺服电路切换到用于DVD的伺服电路。响应引线(C)上的信号，透镜切换电路22把光学系统6的物镜转换为DVD的物镜31(这种转换与图10所示的步骤ST11的操作相对应)。然后，控制器20把信号送到引线(B)以致DVD物镜31垂直于光盘移动。FE信号经放大器8被送到光盘辨别电路14。光盘辨别电路14辨别装入的盘是否为DVD(这与10图的步骤ST12的工作相对应)。如果是，则重放光盘(这与10图的步骤ST13上的工作相对应)。如果不是，控制器20把控制信号切换到引线(A)和(C)以便开关组15的开关153和155与(d)侧连接。这种连接导致经CD的均衡电路18把来自光学系统6的信号引导到CD的信号处理电路19上，从而把伺服电路接到用于CD的伺服电路24上。响应引线(B)上的信号，透镜切换电路22把光学系统6的物镜切换为CD的物镜32(这与图10的步骤ST14上的工作相对应)。
随后，控制器20在引线(B)上供应信号以便透镜驱动电路21使CD物镜32以垂直于光盘的方向移动。接着，FE信号经放大器8送到光盘辨别电路14上。根据FE信号，光盘辨别电路14辨别装入的盘是否为CD(这与图10的步骤ST20上的操作相对应)。如果是，则重放光盘(这与步骤ST15上的工作相对应)。如果不是，则控制器20向报警单元25送一个报警信号的告诉用户不正常情况出现在视盘中(这与图10的步骤21上的操作相对应)。
下面说明根据本发明另一个实施例的光盘设备；其中，在CD和DVD上聚焦单物镜，用具有双焦点的拾取单元辨别光盘。图12示出了具有双焦点的拾取单元的例子。物镜3与激光束2之间的关系在图12中举例示出。图12中所示的物镜3由透镜和与其一体形成的全息(透镜)组成。物镜13形成发射光(a)的焦点(光点)与发射光和(b)的焦点(光点)有关联的激光束。
图13示出了在物镜3以垂直盘面的方向向盘面移动的情况中产生的RF信号和FE信号。图13示出了DVD盘的波形。当物镜3靠近光盘时，图12中所示的CD发射光(a)的光点到达信号记录面，即光盘的镜面。反射光造成(产生)图13中参考标号1所示的RE信号和FE信号。当物镜进一步靠近光盘时，CD发射光(a)和DVD发射光(b)的漫射光在盘上被反射，以致呈现图13中参考标号(2)代表的合成RF和FE信号。当物镜更靠近光盘时，图12的参考标号b所示的DVD发射光(b)的光点到达镜面，以致呈现图13中参考标号3代表的合成RF和FE信号。
当物镜3离开盘面时，RF和FE信号与上述相反次序出现，即以图13的标号3、2、和1的次序出现。图13的标号1表示的RF和FE信号大致由在DVD的镜面上反射的CD发射光(a)(图12)造成。尽管说光垂直形成非常接近的1.2mm的光盘厚度的光点，但该光实际上形成了0.6mm的光盘厚度的光点。光象差造成光点模糊，以致反射光量变小。因此，图13标号1表示的RF和FE信号小于在DVD镜面上形成光点的图12中DVD发射光(b)产生的RF和FE信号。
图14示出了如果具有两个焦点的物镜13靠近CD盘时出现的RF和FE信号。图14中标号1表示的RF和FE信号大于图14中标号3表示的RF和FE信号。
DVD可包含作为第一记录层的半透明膜和作为第二记录层的反射膜。这种类型的DVD包含在一侧上的两个涂层信息记录面。
图16示出了如果具有图12所示的两个焦点的物镜3靠近在其一边上具有两涂层的光盘时出现的RF和FE信号。除了在光点1、2和3上检测到一对FE信号外，图16中所示的RF和FE信号基本上与图13所示的RF和FE信号相同。所以标号3表示的RF和FE信号大于标号1表示的RF和FE信号。在这种情况中，测量的FE信号的振幅超过图3和图4中所示的RF信号的振幅。根据图16中标号1和3表示的FE信号振幅和FE信号数目1或2，就可以辨别光盘的类型。辨别状态在下表1中列出。
                      表1
  光盘类型                       辨别状态
 RF的数目       FE信号的关系 (3)的FE信号数目
    CD     3 (1)的FE信号＞(3)的FE信号     1
 DVD(单层)     3 (1)的FE信号＜(3)的FE信号     1
 DVD(双层)     3 (1)的FE信号＜(3)的FE信号     2
没有光盘     0           ---    ---
错误光盘                   没有以上状态
在表1中，如果未装入光盘，则不产生反射光；以致当确定光盘未装入时，不产生RF信号(即，RF的数目为0)。也就是说，缺乏光盘的情况被确定。除此之外，还确定装入的光盘与CD或DVD不同，或者该光盘被装反。因而错误的光盘被显示(被指示)。
下面参照图12、13、14、15和16以及表1来说明由具有两个焦点的物镜辨别光盘类型的实施例。不言而喻，在确定光盘类型后，要选择装入的光盘的光学系统和电路系统，以及像图7、8、9、10和11所示实施例那样重放装入的光盘。
本发明的实施例被安排来以垂直于盘平面的方向移动物镜3。移动物镜使光盘(一次)辨别成为可能的唯一条件是激光光束确实穿过光盘的记录面。在用于辨别光盘的把物镜移近光盘的情况中，最好把物镜移到激光束的焦点确实穿过光盘记录面的预定位置。这适用于由物镜离开光盘而执行的光盘辨别。
本发明的实施例涉及由一次辨别操作确定的辨别。如果光盘损伤，则一次辨别操作会(执行)错误地辨别光盘。为了避免这种错误辨别，可以重复这种辨别操作若干次，然后把这些辨别结果加起来，并根据大多数情况确定的结果最终辨别光盘，从而避免了错误操作和提高了可靠性。
上述实施例涉及CD和DVD的重放，这些实施例适于记录以及重放。它们可用于重放(一专用)设备和记录和重放设备。
为了辨别光盘，本发明使用了当物镜以垂直于光盘面的方向被移动时产生的FE和RF信号。为此目的，也可以使用其它方法。
如上所述，本发明的光盘设备被安排来自动地选择对记录面有各自高度的两种或多种类型光盘的一种适宜的光学和电路系统。因而，目标盘被允许重放或记录，对用户来说是很容易的。也就是说，除非用户关于光盘的种类作特定操作。具体地说，在相似的情况中，光盘的CD和DVD有相同的外观，即120mm的相同外径和1.2mm的相同厚度，但具有各自的记录面高度，具体说，CD的记录面高度为1.2mm，而DVD的记录面高度为0.6mm，因而用户不能从外观上识别它们。本发明的光盘设备可以使用户容易地重放或记录目标盘的数据，即，不需要用户去考虑光盘类型。

Claims (8)

1、一种辨别多种类型的装入光盘设备中的光盘的方法，所述光盘具有不同记录面高度，该方法包括以下步骤：
通过使用光学系统来获得取自从光盘的多个聚焦点位置来的反射光的信号，该光学系统具有配备了适合于重放自和记录到每个所述多种类型的所述光盘的多个聚焦点位置的物镜；以及
通过对所述信号作出相互比较来辨别所述光盘的类型。
2、一种辨别多种类型的装入光盘设备中的光盘的方法，所述光盘具有不同记录面高度，该方法包括以下步骤：
通过使用多个适合于重放自和记录到每个所述多种类型的所述光盘的光学系统，获得取自从光盘来的反射光的信号；以及
通过对所述信号作出相互比较来辨别所述光盘的类型。
3、根据权利要求1或2所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于所述多种类型光盘包括密实盘(CD)和数字视频盘(DVD)。
4、根据权利要求1或2所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于所述的取自反射光的信号为聚焦误差(FE)信号，而辨别所述光盘的类型的步骤是通过使用所述FE信号而辨别其类型。
5、根据权利要求1或2所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于所述的取自反射光的信号为射频(RF)信号，而辨别所述光盘的类型的步骤是通过使用所述RF信号而辨别其类型。
6、根据权利要求1或2所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于所述获取信号的步骤包括这样的一个步骤：获取来自从所述光盘的预定位置来的反射光的所述信号。
7、根据权利要求1所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于获取来自反射光的所述信号的所述步骤包括这样的一个步骤：同时辐照适合于某一光盘的一种光和适合于另一不同光盘的另一种光以获得所述反射光，还包括这样的一个步骤：同时获取所述信号。
8、根据权利要求7所述的辨别多种类型光盘的方法，其特征在于所述多种类型光盘包括有一层的DVD和有两层的DVD，并且所述的辨别步骤包括这样的一个步骤：根据所述信号的幅度变化的检测次数来辨别光盘的类型。
CNB02127536XA 1996-05-30 1997-05-30 光盘设备和辨别光盘类型的方法 Expired - Lifetime CN1242384C (zh)

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