专利名称：光盘装置和信息重现方法
技术领域：
本发明涉及基于自光盘所反射的光从光盘重现信息的光盘装置。本发明还涉及基于自光盘的反射光从光盘重现信息的信息重现方法。
背景技术：
近年来，已提出的光盘装置包括有多种用于精确重现光盘的重现信号处理技术。例如，在日本专利申请KOKAI公开No.2001-195830(段号No.0123，图20，21和22，环路滤波器49)中，提出了一种光盘装置，该光盘装置包括用于通过偏移校正和环路滤波器改善重现信号质量和提高针对异常信号的重现能力的技术。
然而，在以上文献中，未披露偏移控制器的环路滤波器(用于对所检测偏移值进行平滑的电路)的内容。假设对于普通环路滤波器，环路滤波器控制频带是被惟一确定的，不能进行改变。从而，一旦针对作为目标的某一种类型光盘确定了偏移控制器的给定环路滤波器控制频带，则当将另一类型的光盘作为目标进行重现时，就不能总是足够地抑制重现信号偏移。从而，不能获得识别重现信号的足够性能，并由此造成问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以对应于各种类型光盘的高精确度进行重现的光盘装置和信息重现方法。
在本发明的一个方面，光盘装置包括检测单元，设置用于检测来自光盘的反射光；信号处理单元，设置用于由基于反射光的模拟重现信号生成二进制信号；和确定单元，设置用于基于表示光盘类型的信息确定光盘的类型，表示光盘类型的信息被反映在反射光中，其中，信号处理单元基于光盘类型的确定结果，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择其中之一，并基于所选参数，从模拟重现信号生成二进制信号。
在本发明的另一方面，信息重现方法包括检测来自光盘的反射光；基于表示光盘类型的信息来确定光盘的类型，表示光盘类型的信息被反映在反射光中；基于光盘类型的确定结果，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择其中之一；以及基于所选参数，从基于反射光的模拟重现信号生成二进制信号。
在后面的描述中，还将给出本发明的其他目的和优点，通过该描述，其中部分目的和优点是显而易见的，或者通过本发明的实施能够得以领会。通过后面特别指出的实施方式及组合，将会实现和获得本发明的目的和优点。
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图，表示出本发明的实施例，并与以上所给出的概括性描述和后面所给出的关于实施例的详细描述一起，用于解释本发明的原理。
图1的框图显示根据第一实施例的信号处理电路的示意性配置示例；图2的框图显示偏移控制器的示意性配置示例；图3显示在不施加偏移控制的情形中从单层光盘获得的重现信号的示例；图4显示在施加偏移控制的情形中从单层光盘获得的重现信号的示例；图5显示在不施加偏移控制的情形中从双层光盘获得的重现信号的示例；图6显示在施加偏移控制的情形中从双层光盘获得的重现信号的示例；图7的框图显示根据第二实施例的信号处理电路的示意性配置示例；
图8显示在单层光盘上偏移控制频带与SbER值之间的关系示例；图9显示在双层光盘上偏移控制频带与SbER值之间的关系示例；图10的框图显示根据第三实施例的信号处理电路的示意性配置示例；图11的框图显示根据第四实施例的信号处理电路的示意性配置示例；图12的框图显示本发明中的光盘装置示例的示意性配置；图13的框图显示本发明中的另一光盘装置示例的示意性配置；图14的流程图用于解释根据第一实施例的信号处理；以及图15的流程图用于解释根据第二实施例的信号处理。
具体实施例方式
下面，将参照附图，描述本发明中的光盘装置示例的示意性配置。
图12的框图显示本发明中的光盘装置示例的示意性配置。该光盘装置在光盘D上记录信息，并重现在光盘D上记录的数据。
光盘D预先以标记和空白的形式记录信息。而且，在光盘D上，采用将最短标记或最短空白设置为2T的调制码。光盘装置以64.8Mbps的通道比特率重现在光盘D上记录的信息。作为重现目标的光盘D包括两种类型光盘。一种是所谓的单层光盘，单层光盘在每个面上都具有一个记录/重现层，另一种是所谓的双层光盘，双层光盘在每个面上都具有两个记录/重现层。在单层和双层光盘上，在预定位置处记录有表示光盘类型的信息片段。
如图12所示，光盘装置包括光拾取器10，调制电路21，记录/重现控制单元22，激光控制电路23，信号处理电路24，解调电路25，致动器26，盘类型确定单元27，和聚焦跟踪控制单元30。
光拾取器10还包括激光器11，准直透镜12，偏振分束器(后面称之为PBS)13，四分之一波片14，物镜15，聚焦透镜16，和光电探测器17。
聚焦跟踪控制电路30还包括聚焦误差信号生成电路31，聚焦控制电路32，跟踪误差信号生成电路33，和跟踪控制电路34。下面，将描述在该光盘装置中在光盘D上记录信息的操作。调制电路21根据预定的调制方法将来自主机的记录信息(数据符号)调制成通道比特序列。将相应于记录信息的通道比特序列输入到记录/重现控制单元22。此外，将记录/重现指令(在此情形中，为记录指令)从主机输出到记录/重现控制单元22。记录/重现控制单元22将控制信号输出到致动器26，并驱动光拾取器，以使光束适当聚焦在目标记录位置上。记录/重现控制单元22还将通道比特序列提供给激光控制电路23。激光控制电路23将通道比特序列转换成激光驱动波形，并驱动激光器11。也就是，激光控制电路23对激光器11进行脉冲驱动。根据该操作，激光器11发出与所需比特序列相对应的记录光束。通过准直透镜12，将激光器11所发射的记录光束变成平行光，该光束进入并通过PBS 13。通过PBS 13的光束再通过四分之一波片14，并通过物镜15聚焦在光盘D的信息记录表面上。通过聚焦控制电路32和致动器26所执行的聚焦控制，以及通过跟踪控制电路34和致动器26所执行的跟踪控制，将聚焦记录光束保持在可在记录表面上获得最佳微斑(microspot)的状态。
下面，将描述在该光盘装置中从光盘D重现数据的操作。将记录/重现指令(在此情形中，为重现指令)从主机输出到记录/重现控制单元22。根据自主机的重现指令，记录/重现控制单元22将重现控制信号输出到激光控制电路34。激光控制电路23基于重现控制信号来驱动激光器11。根据该操作，激光器11发出重现光束。通过准直透镜12，将自激光器11发出的重现光束变为平行光，该光束进入并通过PBS13。通过PBS 13的光束再通过四分之一波片14，并通过物镜15聚焦在光盘D的信息记录表面上。通过聚焦控制电路32和致动器26所执行的聚焦控制，以及通过跟踪控制电路34和致动器26所执行的跟踪控制，使聚焦重现光束在记录表面上保持为最佳束斑。注意，后面将会详细描述跟踪控制。在此情形中，发射到光盘D上的重现光束被信息记录表面中的反射膜或反射记录膜反射。反射光沿相反方向通过物镜15，并再次成为平行光。反射光再通过四分之一波片14，具有垂直于入射光的偏振，并由PBS 13反射。由PBS 13反射的光通过聚焦透镜16变成汇聚光，并进入光电探测器17。光电探测器17例如具有四个光电探测元件。入射到光电探测器17上的光束通过光电转换变为电信号，并经过放大。放大信号通过信号处理电路24进行均衡化和二进制化处理，并发送到解调电路25。解调电路25执行与预定调制方法相对应的解调操作，并输出重现数据。
基于自光电探测器17输出的部分电信号，聚焦误差信号生成电路31产生聚焦误差信号。同样，基于自光电探测器17输出的部分电信号，跟踪误差信号生成电路33产生跟踪误差信号。基于聚焦误差信号，聚焦控制电路32对致动器26以及束斑的聚焦进行控制。基于跟踪误差信号，跟踪控制电路34对致动器26以及束斑的跟踪进行控制。
盘类型确定单元27基于重现数据中所包含的表示光盘类型的信息，来确定光盘D的类型。也就是，盘类型确定单元27例如确定光盘D是否为单层或双层光盘。
图13显示根据本发明另一示例的光盘装置的示意性配置。在图13中的光盘装置不同于图12中的光盘装置，在图13中的光盘不包括盘类型确定单元27，而图12中的光盘装置包括该盘类型确定单元27。图13中光盘装置的其余基本配置与图12中光盘装置配置相同。
下面，将详细描述信号处理电路24。该信号处理电路24执行以下操作。
图1框图显示根据第一实施例的信号处理电路24的示意性配置示例。在第一实施例中的信号处理电路24相应于如图12所示光盘装置的信号处理电路24。在第一实施例中的该信号处理电路24包括模数转换器(ADC)41，偏移控制器42，减法器43，均衡器44，和Viterbi译码器45。
自光电探测器17输出的模拟重现信号经由前置放大器(未示出)放大，之后由ADC 41转换成数字重现信号。偏移控制器42输出表示偏移量的偏移信号。减法器43从数字重现信号中减去偏移信号(偏移量)。该减法结果输入到均衡器44中。均衡器44调整重现信号的频率特性和相位特性。从而，输出信号(此后称之为均衡信号)获得部分响应特性(此后称之为PR特性)。Viterbi译码器45根据Viterbi算法从均衡信号中识别信号，并输出二进制信号。
均衡信号和二进制信号被输入到偏移控制器42，偏移控制器42计算出偏移量。偏移控制器42还接收参数选择信号。表示光盘类型的数据预先记录在光盘D的预定位置处。基于在重现数据中所包含的表示光盘类型的信息，光盘装置的盘类型确定单元27确定出光盘类型。将根据光盘类型的参数选择信号发送到偏移控制器42。
图2的框图显示偏移控制器42的示意性配置。偏移控制器42包括路径计算器51，减法器52，积分器53，乘法器54，存储器55，和选择器56。
路径计算器51从二进制信号计算出与所要使用的PR特性相对应的路径。减法器52从该路径中减去均衡信号。该减法结果为误差信号。将误差信号输入到积分器53。积分器53包括加法器531和单元延迟元件532。乘法器54使来自积分器53的输出信号乘以增益。该乘法结果为偏移信号。存储器55预先存储有与光盘类型相对应的增益(参数)。例如，单层光盘的增益为1/2048，双层光盘的增益为1/512。这些增益分别对应于偏移控制器42中5和20kHz的控制频带。选择器56根据参数选择信号选择单层或双层光盘的增益。
图3至6用于解释通过根据第一实施例的信号处理电路24所获得的效果。
图3显示在不施加上述偏移控制的情形中从单层光盘获得的重现信号。图4显示在施加上述偏移控制的情形中从单层光盘获得的重现信号。从图3和4显然可以看出，从单层光盘所获得的重现信号的偏移波动较小。也就是，即使在偏移控制器42的控制频带(信号处理带宽)为5kHz时，也能足以抑制偏移波动。
图5显示在不施加上述偏移控制的情形中从双层光盘获得的重现信号。图6显示在施加上述偏移控制的情形中从双层光盘获得的重现信号。从双层光盘所获得重现信号的偏移波动要比从单层光盘所获得重现信号的偏移波动大。而且，来自双层光盘的重现信号的波动频率比来自单层光盘的重现信号的波动频率高。如图6所示，当将偏移控制器42的控制频带(信号处理带宽)设置为20kHz时，能够抑制偏移波动。
图14的流程图简要显示出第一实施例的信号处理。如图14所示，图12所示光盘装置的光探测器17检测来自光盘的反射光(ST11)。基于被反映在反射光中的、表示光盘类型的信息，如图12所示光盘装置的盘类型确定单元27也确定出光盘的类型(ST12)。同样，基于光盘类型的确定结果(参数选择信号)，如图12所示光盘装置中的信号处理电路24的偏移控制器42从存储器55中存储的多个参数(增益)中选择其中之一(ST13)。此外，基于所选参数，该信号处理电路24执行减法等，并最终生成二进制信号(ST14)。
如上所述，本发明的光盘装置能够根据光盘类型改变偏移控制器的控制频带(信号处理带宽)。因此，可在具有足够识别性能的条件下从多种光盘重现数据。
图7的框图显示根据第二实施例的信号处理电路24的示意性配置。第二实施例中的信号处理电路24相应于如图13所示光盘装置的信号处理电路24。第二实施例中的该信号处理电路24包括ADC 41，偏移控制器42，减法器43，均衡器44，Viterbi译码器45，SbER计算器46和控制器47。
从光盘17输出的模拟重现信号由前置放大器(未示出)放大，然后由ADC 41转换成数字重现信号。偏移控制器42输出表示偏移量的偏移信号。减法器43从数字重现信号中减去偏移信号(偏移量)。该减法结果被输入到均衡器44。均衡器44对重现信号的频率特性和相位特性进行调整。从而，来自均衡器44的均衡信号作为PR特性。Viterbi译码器45根据Viterbi算法从均衡信号中识别信号，并输出二进制信号。
均衡信号和二进制信号被输入到偏移控制器42，偏移控制器42计算出偏移量。偏移控制器42也接收参数选择信号。偏移控制器42的配置如图2所示。应注意的是，假定在第二实施例中的存储器55中存储有九个增益，而在第一实施例中的存储器55中存储有两个增益。也就是，存储器55存储九种类型的增益，即，1/32，1/64，1/128，1/256，1/512，1/1024，1/2048，1/4096，和1/8192。这些增益分别与偏移控制器42中的320，160，80，40，20，10，5，2.5，和1.3kHz的控制频带(信号处理带宽)对应。
SbER计算器46计算出表示重现信号质量的SbER值。SbER值是对比特差错率(此后称之为bER)的估计值。在Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003)pp.971-975中描述了计算该SbER值的方法。SbER值被发送到控制器47。控制器47测量来自盘类型确定单元27的参数选择信号与SbER值之间的关系，然后将参数选择信号输出，使得能够最终获得合适的SbER值。
图8和9用于解释根据第二实施例的信号处理电路24的效果。
图8显示在单层光盘上偏移控制频带(信号处理带宽)与SbER值之间的关系。如图8所示，在单层光盘上，当偏移控制频带为80kHz或更小时，SbER值波动不大。因此，控制器47最终输出与80，40，20，10，5，2.5，和1.3kHz偏移控制频带的其中一个相对应的参数选择信号。
图9显示在双层光盘上偏移控制频带与SbER值之间的关系。如图9所示，在双层光盘上，当偏移控制频带为10至80kHz时，可获得优选的SbER值。因此，控制器47最终输出与80，40，20，10kHz偏移控制频带的其中一个相对应的参数选择信号。
图15流程图简要显示出第二实施例的信号处理。如图15所示，如图13所示光盘装置中的光探测器17检测来自光盘的反射光(ST21)。同样，根据由基于反射光的模拟重现信号所生成的数字重现信号的质量级别，如图13所示光盘装置中信号处理电路24的偏移控制器42从多个参数中选择其中之一(ST22)。而且基于所选参数，该信号处理电路24执行减法等，并最终生成二进制信号(ST24)。
如上所述，在本发明中，能够改变偏移控制频带(信号处理带宽)，使得获得优选的重新信号质量。因此，无论光盘的类型和特性如何，均能获得足够的识别性能。
在上述第二实施例中，使用SbER值来测量重新信号的质量。然而，本发明并不限于此。还可使用另一测量方法。
如上所述，本发明的光盘装置能够根据光盘重现信号调整偏移控制器42的控制频带(信号处理带宽)。因此，即便在光盘重现信号的偏移波动频率发生变化时，也能够获得足够性能。
图10表示根据第三实施例的信号处理电路24的示意性配置。可将第三实施例的信号处理电路24用作为如图12所示光盘的信号处理电路24。在第一和第二实施例中，光盘装置在数字信号处理中改变偏移控制器42的控制频带。在第三实施例中，光盘装置在模拟信号处理中改变偏移控制带宽。
第三实施例的信号处理电路24包括高通滤波器(HPF)40，ADC41，均衡器44，Viterbi译码器45，和参数控制器48。HPF 40去除低频成分，并通过模拟重现信号中的高频成分。第三实施例的信号处理电路24将HPF 40用作为偏移控制单元。也就是，第三实施例的信号处理电路24与第一实施例的信号处理电路极大差异在于，在第三实施例中，信号处理电路24使用HPF 40。
注意，还可将HPF 40应用到第二实施例的信号处理电路24中。也就是，可将第三实施例的信号处理电路24用作为如图13所示光盘装置的信号处理电路24。
基于由盘类型确定单元27所提供的参数选择信号，参数控制器48控制HPF 40的参数。也就是，基于参数选择信号，参数控制器48设置HPF 40的预定参数，并控制HPF 40的滤波特性(信号处理带宽)。因此，HPF 40基于与单层或双层盘对应的滤波特性来执行滤波。
图11表示根据第四实施例的信号处理电路24的示意性配置。可将第四实施例的信号处理电路24用作为如图12所示光盘的信号处理电路24。在第一至第三实施例中，光盘装置根据光盘的类型和特性改变偏移控制频带或HPF参数。在第四实施例中，光盘装置根据光盘的类型和特性改变增益控制频带(信号处理带宽)。
第四实施例的信号处理电路包括ADC 41，偏移控制器42，减法器43，均衡器44，Viterbi译码器45，参数控制器48，和自动增益控制(AGC)49。第四实施例的信号处理电路24使用AGC 49作为增益控制单元。也就是，第四实施例的信号处理电路24与第三实施例的信号处理电路的极大差异在于，在第四实施例中，信号处理电路24使用AGC 49。而且，AGC 49可为模拟AGC或数字AGC。
此外，还可将AGC 49用作为第二实施例的信号处理电路24。也就是，可将第四实施例的信号处理电路24用作为如图13所示光盘装置的信号处理电路24。
参数控制器48基于由盘类型确定单元27所提供的参数选择信号来控制AGC 49的参数。也就是，通过在用于单层盘的参数和用于双层盘的参数之间进行切换，参数控制器48对AGC 49的增益控制频带(信号处理带宽)进行控制。
如上所述，在本发明中，能够获得以下功能效果。
1.由于能够根据光盘的类型来调整偏移控制频带(信号处理带宽)，从而无论光盘的类型如何，均能够实现信息的优选重现。
2.由于能够根据光盘类型和重现信号的特性来调整偏移控制频带(信号处理带宽)，从而无论光盘的类型以及重现信号的特性差异如何，均能够实现信息的优选重现。
3.由于能够根据光盘类型来调整增益控制频带(信号处理带宽)，从而无论光盘的类型如何，均能够实现信息的优选重现。
4.由于能够根据光盘类型和重现信号的特性来调整增益控制频带(信号处理带宽)，从而无论光盘的类型以及重现信号的特性差异如何，均能够实现信息的优选重现。
本领域技术人员还会易于想到其他优点和修改。因此，广义而言，本发明并不限于此处所示出和描述的具体细节和代表性实施例。因此，在不偏离所附权利要求及其等同表述所定义的总的发明构思的实质和范围的条件下，可进行多种修改。
权利要求
1.一种基于来自光盘的反射光重现光盘上的信息的光盘装置，其特征在于包括检测单元(10)，设置用于检测来自光盘的反射光；信号处理单元(24)，设置用于由基于反射光的模拟重现信号生成二进制信号；和确定单元(27)，设置用于基于表示光盘类型的信息确定光盘的类型，表示光盘类型的信息被反映在反射光中，其中，信号处理单元基于光盘类型的确定结果，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择其中之一，并基于所选参数，从模拟重现信号生成二进制信号。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于确定单元基于表示光盘类型的信息，确定光盘是单层光盘以及双层光盘中的哪一种，并且信号处理单元基于光盘类型的确定结果，从多个参数中选择与单层光盘和双层光盘的其中之一相对应的参数，并基于所选参数从模拟重现信号生成二进制信号。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于信号处理单元包括转换单元(41)，设置用于将模拟重现信号转换成数字重现信号，减法单元(43)，设置用于从数字重现信号中减去偏移量，均衡单元(44)，设置用于基于通过减去偏移量所获得的数字重现信号来生成均衡信号，二进制单元(45)，设置用于自均衡单元生成二进制信号，以及偏移控制单元(42)，设置用于基于光盘类型的确定结果从多个参数中选择其中之一，并基于所选参数，均衡信号和二进制信号，对偏移量进行控制。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于信号处理单元包括滤波单元(40)，设置用于去除低频成分，并通过模拟重现信号中的高频成分，转换单元(41)，设置用于将从中去除低频成分的模拟重现信号转换成数字重现信号，均衡单元(44)，设置用于基于数字重现信号生成均衡信号，二进制单元(45)，设置用于从均衡信号生成二进制信号，以及参数选择单元(48)，设置用于基于光盘类型的确定结果，从用于通过滤波单元控制滤波特性的多个参数中选择其中之一。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于信号处理单元包括增益控制单元(49)，设置用于控制模拟重现信号的增益，转换单元(41)，设置用于将其增益得到控制的模拟重现信号转换成数字重现信号，减法单元(43)，设置用于从数字重现信号中减去偏移量，均衡单元(44)，设置用于基于通过减去偏移量所获得的数字重现信号来生成均衡信号，二进制单元(45)，设置用于从均衡信号生成二进制信号，偏移控制单元(42)，设置用于基于均衡信号和二进制信号对偏移量进行控制，以及参数选择单元(48)，设置用于基于光盘类型的确定结果，从用于通过增益控制单元对增益控制频带进行控制的多个参数中选择其中之一。
6.一种基于来自光盘的反射光重现光盘上的信息的光盘装置，其特征在于包括检测单元(10)，设置用于检测来自光盘的反射光；和信号处理单元(24)，设置用于由基于反射光的模拟重现信号生成二进制信号，其中，信号处理单元基于由模拟重现信号所生成的数字重现信号的信号质量等级，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择其中之一，并基于所选参数，从模拟重现信号生成二进制信号。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于信号处理单元包括转换单元(41)，设置用于将模拟重现信号转换成数字重现信号，减法单元(43)，设置用于从数字重现信号中减去偏移量，均衡单元(44)，设置用于基于通过减去偏移量所获得的数字重现信号来生成均衡信号，二进制单元(45)，设置用于自均衡单元生成二进制信号，计算单元(46)，设置用于计算均衡信号的信号质量等级，以及偏移控制单元(42)，设置用于基于均衡信号的信号质量等级从多个参数中选择其中之一，并基于所选参数，均衡信号和二进制信号，对偏移量进行控制。
8.一种基于来自光盘的反射光重现光盘上的信息的信息重现方法，其特征在于包括检测(ST11)来自光盘的反射光；基于表示光盘类型的信息来确定(ST12)光盘的类型，表示光盘类型的信息被反映在反射光中；基于光盘类型的确定结果，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择(ST13)其中之一；以及基于所选参数，由基于反射光的模拟重现信号生成(ST14)二进制信号。
9.一种基于来自光盘的反射光重现光盘上的信息的信息重现方法，其特征在于包括检测(ST21)来自光盘的反射光；基于数字重现信号的信号质量等级，从用于确定信号处理带宽的多个参数中选择(ST22)其中之一，其中，所述数字重现信号是由基于反射光的模拟重现信号而生成；以及基于所选参数，由模拟重现信号生成(ST23)二进制信号。
全文摘要
在本发明中的光盘装置包括偏移控制单元(42)，偏移控制单元(42)根据光盘类型来选择参数，并使用所选参数执行信号处理(偏移控制)。
文档编号G11B20/10GK1705019SQ20051007406
公开日2005年12月7日 申请日期2005年5月30日 优先权日2004年5月31日
发明者柏原裕, 小川昭人, 山川秀之, 梅泽和代, 吉田展久, 大间知范威, 中居司, 塚本隆之 申请人:株式会社东芝