CN1825440A - 光学信息记录和再现设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学信息记录和再现设备，它可以确定盘是单层盘还是多层盘，而不引起再现恶化，同时仅使用不包含在盒内的盘的主体。更具体地，当执行盘类型确定时，照射到盘上的激光强度(再现光量)被设定为用于再现来自具有单层信息记录表面的盘的信息的第一光量。

Description

光学信息记录和再现设备

技术领域

本发明涉及使用记录介质的光学信息记录和再现设备，该记录介质包括诸如蓝光光盘的具有单层或多层的信号记录表面的光盘，本发明尤其涉及在确定该盘包括单层还是多层的情况下使用的再现功率控制技术。

背景技术

近年来，随着其中要记录的信息的增长，期望诸如CD或DVD的光盘实现更高密度记录。为了实现与DVD相比的更高密度的记录，需要比用于DVD中的更小的标记记录在记录层上。因此，缩短光源的波长并且增加物镜的数值孔径(以后将称为“NA”)是必要的。

例如，在DVD情况下，使用波长为660nm的激光作为光源，并且使用NA为0.6的透镜作为物镜。当使用波长为405nm的蓝色激光作为光源并且使用NA为0.85的物镜时，可以获得大约等于DVD的5倍的记录容量。为了通过使用近来的高功率蓝色激光而获得比具有一个记录层的所谓的单层盘更高的记录容量，具有多个记录层的多层盘正在开发中。现在，商业上生产出双层盘作为包含在盒内的蓝光光盘。

因此，在市场中有两种盘，单层盘和多层盘，并且期望一种适应这两种盘的盘设备。

一般来说，当电源接通或当盘插入到光盘设备中时，例如，盘特定信息从盘的最内圆周侧中事先设置的预先格式区域再现。此信息例如是所建议的再现功率或记录功率。基于从预先格式区域获得的信息执行用于确定实际使用的包括最优功率的参数的学习操作。基于最终通过学习操作所获得的各种参数执行实际记录和再现。

然而，关于如上所述的单层盘和多层盘的每一个，对每层最优的再现光量(从物镜照射到盘上的光的量)很大程度上依赖于诸如透射率和反射率的盘特性。例如，在蓝光光盘的情况下，双层盘的再现光量变得近似为单层盘的再现光量的两倍。

如果用量等于用于双层介质的再现光量的光通过物镜照射单层介质，由于对单层介质的过量再现光量，发生再现恶化。因此，容易导致所记录的信息的恶化，或其破坏。例如，当预先格式信息的上述恶化或其破坏发生时，不可能获得用于执行学习的参数。此外，不可否认，容易导致所记录的用户信息的恶化或其破坏。

关于这样的问题，例如日本专利申请公开No.H07-029350描述了一种使用设置在包含盘的盘盒中的识别孔来确定盘的记录层是由单层还是多层组成的技术。换句话说，识别孔设置在盘盒的任意位置。当盘盒保持在盘设备中时，检测识别孔的打开和关闭状态，以执行有关盘是单层盘还是双层盘的确定(此后将称为“盘类型确定”)。

图11是用于日本专利申请公开No.H07-029350中描述的盘类型确定的流程图。首先，当电源接通或当新盘插入并安装在用于旋转盘的主轴电机上，且当需要进行关于该盘包括单层还是多层的盘类型确定时(S401)，检测盒的识别孔的打开和关闭状态以确定盘是单层盘还是多层盘(S402)。当确定该盘是单层盘时，将再现光量调整到用于单层盘的再现光量(第一光量)并且再现上述预先格式信息(S403)。

接着，执行记录操作或再现操作(S404)。记录操作或再现操作完成之后，关断用作为光源的半导体激光器(S405)。接着，光源关断，或者盘被弹出(S406)，从而完成处理。

另一方面，当在步骤S402确定盘是多层盘时，将再现光量调整为用于多层盘的再现光量(第二光量)并且如上所述再现预先格式信息(S407)。在此之后，以相似的方式执行记录操作或再现操作(S404)。当操作完成时，半导体激光器关断(S405)。接着，电源关断，或者盘被弹出，从而完成处理(S406)。

近年来，为了实现盘设备和记录介质的每一者的尺寸、厚度和重量的减小，期望使用不包含在盒中的盘本身。这是在未来光盘设备的开发中不可避免的开发项目之一。因此，期望与日本专利申请公开No.H07-029350不同的、不使用盒的识别孔而确定盘包括单层还是多层的方法。

作为另一种盘类型确定方法，例如，有一种检测通过物镜致动器在垂直于盘表面的方向上移动物镜而产生的聚焦信号的峰值的方法。在这种方法中，当检测到信号峰值时，确定该盘包括单层。当检测到两个峰值时，确定该盘包括两层。

然而，如果在用于多层盘的再现光量(第二光量)下对单层盘执行盘类型确定，如上所述发生再现恶化。取决于所聚焦的位置，容易导致所记录的用户信息的破坏。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学信息记录和再现设备，该设备能够确定记录介质是单层记录介质还是多层记录介质，而不导致再现恶化，同时仅使用记录介质而不使记录介质包含在盒中。

具体地，该光学信息记录和再现设备包括：光源；物镜，用于将来自光源的激光聚焦在光学记录介质上以执行信息记录或信息再现，该光学记录介质具有单层或多层的信号记录表面；确定电路，用于确定光学记录介质的信号记录表面的层数；以及调整电路，用于调整照射到光学记录介质上的激光的强度，并且在该光学信息记录和再现设备中，当确定电路确定层数时，该调整电路将照射到光学记录介质上的激光的强度设定为用于再现来自该光学记录介质的信息的强度。

附图说明

图1是示出了本发明的第一实施例的框图；

图2是示出了根据本发明的第一实施例的光学拾取的光学系统的结构视图；

图3是示出了根据本发明的第一实施例的盘类型确定操作的流程图；

图4是示出了基于反射光量的峰值执行盘类型确定的方法的说明图；

图5是示出了本发明的第二实施例的框图；

图6是示出了根据本发明的第二实施例的光学拾取的光学系统的结构视图；

图7是示出了根据本发明的第二实施例的盘类型确定操作的流程图；

图8是示出了本发明的第三实施例的框图；

图9是示出了根据本发明的第三实施例的光学拾取的光学系统的结构视图；

图10是示出了根据本发明的第三实施例的盘类型确定操作的流程图；以及

图11是示出了常规盘类型确定操作的流程图。

具体实施方式

此后，将参考附图详细描述实施本发明的最佳模式。

(第一实施例)

图1是示出了根据本发明的第一实施例的光盘设备的框图。在图1中，参考标号1表示作为光学记录介质的光盘。光盘设备包括用于旋转其上安装的光盘1的主轴电机2，以及用于旋转驱动主轴电机2的主轴电机驱动器3。

该光盘设备进一步包括用于向或从光盘1记录或再现信息的光学拾取器6。光学拾取器6包括作为光源的半导体激光器7，用于将来自半导体激光器7的光束会聚在光盘1的记录表面上以形成光斑的物镜4，物镜致动器5，用于控制半导体激光器7的光量的激光器驱动器24，其他光学元件(未示出)，以及用于检测光盘1上的反射光的传感器。物镜致动器5以使得光束聚焦在记录表面上的方式(聚焦，此后称为“Fo”)，在光束跟随已经在光盘1中设置有偏转(runout)和道的光盘1的状态下(跟踪；此后称为“Tr”)，于垂直于盘表面的方向上和水平方向上二轴地驱动物镜4。

该光盘设备进一步包括用于控制物镜致动器5的光学拾取器驱动器8，激光器驱动器24等，用于在光盘1的径向传送光学拾取器6的搜寻电机9，用于控制搜寻电机9的搜寻电机驱动器10，以及用于执行以下将描述的关于光盘1的记录层的盘类型确定的盘类型确定装置27。

该光盘设备进一步包括例如由CPU和存储器构成的控制器11。控制器11执行伺服/RF处理，诸如控制每个驱动器的处理以及来自设置在光学拾取器6中的传感器的输出信号的处理。此外，控制器11控制整个光盘设备12以作为用于每个序列控制的中心设备。光盘设备12由上述构成部件组成。在此实施例中，用于调整半导体激光器7的输出功率的激光器驱动器24对应于光量调整电路。

图2示出了光学拾取器6的光学系统。从半导体激光器7照射的光束被光栅22分离为主光束和两个子光束。子光束用于产生用于差分推挽(DPP)的伺服信号。

通过光栅22的光束的一部分在偏振光光束分离器13上反射，并且由会聚透镜14会聚到监视器PD 15。监视器PD 15的输出用来控制半导体激光器7的照射功率。

通过偏振光光束分离器13的光束通过λ/4板23并且通过视准透镜16转换为平行光束。接着，该光束由物镜4通过光盘1的透明基底成像在光盘1的信息记录表面上。在光盘1上反射的光束通过物镜4、视准透镜16以及λ/4板23在偏振光光束分离器13上反射。反射的光束通过传感器透镜17会聚到RF伺服PD 18上。基于RF伺服PD 18的输出而获得信息信号和伺服信号。

接着，将详细描述光盘设备12的操作。首先，光拾取器驱动器8、搜寻电机驱动器10、以及主轴电机驱动器3由控制器11进行整体控制。接着，主轴电机驱动器3使主轴电机2以所需旋转速率旋转。因此，安装在主轴电机2上的光盘1与其一同旋转。

作为步进电机的搜寻电机9由搜寻电机驱动器10驱动，以将光学拾取器6传送到光盘1的径向方向上的任意位置。激光器驱动器24通过光学拾取器驱动器8被控制，以控制来自光学拾取器6的半导体激光器7的激光。激光由物镜4会聚到光盘1的记录表面上，以记录信息或再现所记录的信息。

此时，如上所述，物镜4跟踪光盘1的记录表面中设置的道。因此，提供给物镜致动器5的驱动电流(在Fo方向上流动的电流是Fo电流，且在Tr方向上流动的电流是Tr电流)由光学拾取器驱动器8基于Fo误差信号和Tr误差信号控制，如后文所述。注意，Fo误差信号是对应于物镜4和光盘1之间的垂直方向上的相对距离而获得的，并且在聚焦状态中变为0。此信号是通过例如像散方法获得的。

另一方面，Tr误差信号是对应于在光盘1的记录表面中设置的道与其上形成光斑的盘表面之间的平行方向上的相对位置获得的，并且在光斑基本上位于道的中心的情况下变为0。例如，此信号是通过推挽方法或差分推挽方法获得的。产生Fo误差信号和Tr误差信号的方法是公知的，因而在此省略其说明。在本发明中，当然也可以应用除了像散方法和差分推挽方法之外的方法。

图3是示出了根据此实施例的光盘设备的操作的说明性流程图。首先，在需要确定光盘1包括单层还是多层的盘类型确定的情况下(S101)，诸如光盘设备的电源接通的情况下，或者光盘1安装到主轴电机2上的情况下，半导体激光器7响应来自控制器11的指令而通过激光器驱动器24接通。接着，控制半导体激光器7的输出，使得从物镜4出射的激光的量变成用于单层盘的再现光量(第一光量)(S102)。用激光照射光盘1。如上所述，第一光量是用于再现来自单层盘的信息的光量。

接着，盘类型确定装置27在控制器11的控制下确定光盘1的记录层是由单层还是多层(例如两层)构成(S103)。后面将描述确定记录层是由单层还是多层构成的方法。当确定光盘1是单层盘时，执行记录操作或再现操作，而不改变再现光量(S104)。

此时，如前文所述，以第一光量从光盘1再现预先格式的信息，并且基于该预先格式的信息执行记录或再现。在记录的时刻，设定记录功率。记录或再现完成后，激光器驱动器24关断半导体激光器7(S105)。接着，电源关断，或光盘1弹出(S106)，从而完成处理。

另一方面，当确定光盘1是双层盘时，由激光器驱动器24在控制器11的控制下控制半导体激光器7的输出。因此，将从物镜4出射的光的量调整为用于双层盘的再现光量(第二光量，近似等于第一光量的二倍)(S107)，并且执行记录或再现(S108)。在这种情况下，以第二光量从光盘1再现预先格式信息，并且基于该预先格式信息执行记录或再现。在记录的时刻，设定记录功率。记录或再现完成之后，半导体激光器7关断(S105)。接着，电源关断，或光盘1弹出(S106)，从而完成处理。如上所述，第二光量是用于再现来自多层盘的信息的光量。

接着，将详细描述根据此实施例的用于光盘1的盘类型确定方法。例如，当物镜4在Fo方向上上下移动，且在光盘1上反射的光量由RF伺服PD 18检测时，获得当光聚焦在每层上时其峰值变得最大的信号。因此，可以基于指示聚焦状态的峰值数目来确定盘类型。

因此，如图4所示，设定任意阈值x。只有当检测到超过阈值x(由图4所示的实线表示)的信号峰值时，确定光盘1是单层盘。当由于光量不充足而峰值低于阈值x时，或当检测到两个峰值(由图4所示的虚线表示)时，可以确定光盘1是双层盘。在这种情况下，可以将光量调整为第二光量，以再次执行盘类型确定。

如上所述，即使在空白盘的情况下，当以用于再现来自单层盘的信息的第一光量执行盘类型确定时，可以确定光盘1是单层盘还是多层盘，而不导致再现恶化。

(第二实施例)

图5是示出了根据本发明的第二实施例的光盘设备的框图。图6是示出了用于该光盘设备的光学拾取器6的光学系统的结构图。在图5和6中，为与第一实施例的图1和2中所示的相同的部分设置相同的参考标号，因而省略其说明。

基本结构和基本操作与第一实施例中的相同。在此实施例中，通过使用日本专利申请公开No.2004-199755中描述的光量衰减设备(偏振光光束分离器和液晶元件)将光量调整为第一光量或第二光量。光量调整方法在日本专利公开No.2004-199755中描述，因此在此省略其说明。

在图5和6中，参考标号19表示液晶元件，且25表示控制液晶元件19的液晶元件驱动器。虽然在图5中未示出，但图1中所示的激光器驱动器24被包括在光学拾取器驱动器8中。在此实施例中，偏振光光束分离器13、液晶元件19以及液晶元件驱动器25组成光量调整电路。

与液晶元件19处于电源关断状态的情况相比，在电源接通状态中，液晶元件19的分子排列状态改变。从物镜4出射的光量由液晶元件19和偏振光光束分离器13的组合衰减大约50％。因此，在此实施例中，信息再现时刻半导体激光器7的输出光量被恒定地设定为用于多层盘的再现光量，并且控制液晶元件19的电源接通/关断状态。因而，从物镜4出射的光量被调整为第一光量或第二光量。

图7是示出了根据此实施例的用于光盘的盘类型确定操作的流程图。当光盘设备的电源接通或当光盘1插入其中时(S201)，控制器11控制液晶元件驱动器25。接着，使液晶元件19进入电源接通状态，以改变液晶元件19的分子排列状态，使得从物镜4出射的光量变为上述的第一光量(S202)。

接着，半导体激光器7接通(S203)，并且盘类型确定装置27如在第一实施例中那样以第一光量执行盘类型确定(S204)。当盘类型确定装置27确定光盘1是单层盘时，不进行任何改变地执行记录或再现(S205)。在这种情况下，以第一光量从光盘1再现预先格式信息，并且基于该预先格式信息执行记录或再现。在记录时刻，设定记录功率。记录或再现完成之后，半导体激光器7关断(S206)。接着，电源关断或光盘1弹出(S207)，从而完成处理。

另一方面，当确定光盘1是多层盘(此实施例中是双层盘)时，由控制器11控制液晶元件驱动器25。使液晶元件19进入电源关断状态以改变其分子排列状态，从而将再现光量调整为第二光量(S208)。接着，执行记录或再现(S209)。在这种情况下，以第二光量从光盘1再现预先格式信息，并且基于该预先格式信息执行记录或再现。在记录时刻，设定记录功率。记录或再现完成之后，半导体激光器7关断(S206)。接着，电源关断或光盘1弹出(S207)，从而完成处理。

如上所述，当偏振光光束分离器13和液晶元件19用于光量衰减设备时，与第一实施例的情况相比，半导体激光器7的高功率状态可以被连续保持。因此，可能防止作为光源的半导体激光器7的信号质量由于量化噪声而恶化。这对于使用诸如蓝光光盘设备的蓝色激光器的光盘设备尤其有效，在蓝光光盘设备中，各种压力余量与DVD设备等相比都很紧。

本发明不仅限于此实施例的结构。例如，当使用偏振全息图代替偏振光光束分离器13，并且将其与液晶元件结合时，光量可以如上述情况中那样被衰减。液晶元件19可以设置在光栅22和偏振光光束分离器13之间。

(第三实施例)

图8是示出了根据本发明的第三实施例的光盘设备的框图。图9是示出了用于光盘设备的光学拾取器6的光学系统的结构图。基本结构和基本操作与第一和第二实施例的相同。在图8和9中，为具有与第一和第二实施例相同的功能的部分设置相同的参考标号，因而在此省略其描述。在此实施例中，通过使用日本专利申请公开No.2003-257072中描述的光量衰减设备将光量调整为第一光量或第二光量。

在图8和9中，参考标号20表示用作为光量衰减设备的滤光器。由用作为步进电机的滤光器驱动电机26驱动滤光器20。滤光器驱动电机26由电机驱动器21驱动。电机驱动器21由光学拾取器驱动器8控制。虽然未在图8中示出，第一实施例中描述的激光器驱动器24被包括在光学拾取器驱动器8中。

光量调整方法在日本专利公开No.2003-257072中描述，因此在此省略其描述。在此实施例中，滤光器驱动电机26由电机驱动器21驱动，并且透射率为50％的滤光器20插入到光轴或从光轴移开，从而调整光量。换句话说，如在第二实施例中那样，将半导体激光器7的输出光量控制为用于多层盘的再现光量(第二光量)。在单层盘的情况下，滤光器20被设置在光轴上，以衰减光量，从而将再现光量调整为第一光量。在多层盘的情况下，滤光器20在图9所示的箭头“A”指示的方向上移动，以将滤光器20从光轴移开，从而将再现光量调整为第二光量。

图10是示出了根据此实施例的操作的流程图。当光盘设备的电源接通或当光盘1插入其中时(S301)，由控制器11控制电机驱动器12，并且滤光器20通过滤光器驱动电机26的驱动而设置在光轴上。因此，从物镜4出射的光数量被调整为第一光量(S302)。接着，由控制器11接通半导体激光器7(S303)，并且由盘类型确定装置27如第一和第二实施例中那样在光盘1上执行盘类型确定(S304)。

作为盘类型确定的结果，当光盘1是单层盘时，不进行任何改变地执行记录或再现(S305)。在这种情况下，以第一光量从光盘1再现预先格式信息，并且基于该预先格式信息执行记录或再现。在记录时刻，设定记录功率。记录或再现完成之后，半导体激光器7关断(S306)。接着，光盘设备的电源关断或光盘1弹出(S307)，从而完成处理。

另一方面，当确定光盘1是多层盘(此实施例中是双层盘)时，由控制器11控制电机驱动器21，并且滤光器20通过滤光器驱动电机26的驱动，在滤光器从光轴移出的方向(由图9所示的箭头“A”指示的方向)上移动。从而将再现光量调整为第二光量(S308)。接着，执行记录或再现(S309)。此时，以第二光量从光盘1再现预先格式信息，并且基于该预先格式信息执行记录或再现。在记录时刻，设定记录功率。记录或再现完成之后，半导体激光器7关断(S306)。接着，光盘设备的电源关断或光盘1弹出(S307)，从而完成处理。

在此实施例中，可以插入光轴或从光轴移开的滤光器被用作为光量衰减设备，使得与第二实施例的情况相比，可以降低功率消耗。这是因为，当使用液晶元件19时，在第一光量的状态下，功率连续地提供给液晶元件19，以维持液晶元件19的分子排列状态。

在此实施例中，例如，当使用步进电机、活塞等将滤光器20插入光轴或从光轴移开时，可以在从第二光量切换到第一光量或从第一光量切换到第二光量所必需的时间以外的时间里维持电源关断状态，使得可降低功率消耗。

在上述实施例中，假设光盘是多层盘，更具体地，层数目是二。即使在三层或更多层盘(介质)的情况下，也可以使用本发明。即，即使在三层或更多层的情况下，用于盘类型确定的再现光量也可以设定为第一光量。

此申请要求2005年2月24日申请的日本专利申请No.2005-048993的优先权，在此引入该申请作为参考。

Claims (5)

1.一种光学信息记录和再现设备，包括：

光源；

用于将来自光源的激光聚焦到光学记录介质上以执行信息记录或信息再现的物镜，所述光学记录介质具有单层或多层的信号记录表面；

用于确定光学记录介质的信号记录表面的层数的确定电路；以及

用于调整照射到光学记录介质上的激光强度的调整电路，

其中当确定电路确定层数时，调整电路将照射到光学记录介质上的激光强度设定为用于再现来自具有单层的光学记录介质的信息的强度。

2.根据权利要求1所述的光学信息记录和再现设备，其中调整电路控制光源的输出功率。

3.根据权利要求1所述的光学信息记录和再现设备，进一步包括在光源和物镜之间的光路上设置的光量衰减设备，

其中该调整电路控制该光量衰减设备。

4.根据权利要求3所述的光学信息记录和再现设备，其中该光量衰减设备包括液晶元件，并且该光量衰减设备由液晶元件的电源接通/关断状态之间的切换来控制。

5.根据权利要求3所述的光学信息记录和再现设备，其中该光量衰减设备包括滤光器，且该光量衰减设备是通过将滤光器插入到光路中和从光路中移开来控制的。

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