УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ДИСКА Российский патент 2009 года по МПК G11B7/09 G11B7/05 

Настоящее изобретение относится к устройству для оптического диска, которое выполняет по меньшей мере одно из записи данных на вращающийся дискообразный информационный носитель (далее называемый «оптический диск») и воспроизведения данных, записанных на оптическом диске.

Предшествующий уровень техники

Данные, записанные на оптическом диске, воспроизводятся путем облучения вращающегося оптического диска относительно слабым световым пучком постоянной величины и обнаружения отраженного света, который был модулирован оптическим диском.

Во время изготовления оптического диска, предназначенного только для считывания, на нем предварительно записывают информационные микроуглубления (питы) в виде спирали. С другой стороны, в случае перезаписываемого оптического диска на поверхность базового материала, где сформированы спиральные дорожки с площадками и канавками, осаждают пленку из записывающего материала, который позволяет осуществлять оптическую запись/воспроизведение данных с использованием такого способа как например, осаждение из паровой фазы. В случае, когда данные должны быть записаны на перезаписываемый оптический диск, оптический диск облучается световым пучком, который модулируется в соответствии с данными, подлежащими записи, что вызывает локальные изменения характеристик пленки из записывающего материала и обеспечивает тем самым запись данных.

Заметим, что глубина питов, глубина дорожек и толщина пленки из записывающего материала меньше толщины базового материала оптического диска. Таким образом, часть оптического диска, куда записывают данные, образует двухмерную поверхность, которую иногда называют «плоскостью записи информации». Принимая во внимание тот факт, что указанная плоскость записи информации имеет также физический размер в направлении ее глубины, в настоящем описании вместо термина «плоскость записи информации» используется термин «слой записи информации». Оптический диск включает в себя по меньшей мере один такой слой записи информации. Заметим, что в действительности один слой записи информации может включать в себя множество слоев, таких как слой из материала с фазовым переходом, отражающий слой и т.д.

При записи данных на записываемый оптический диск или воспроизведении данных, записанных на указанный оптический диск, необходимо обеспечить заранее определенную сходимость светового пучка на намеченную дорожку слоя записи информации. Для этого требуется «регулировка фокуса» и «трекинг». «Регулировка фокуса» относится к управлению положением линзы объектива вдоль нормального направления слоя записи информации (далее оно называется «направлением в глубину подложки»), с тем чтобы фокальная точка светового пучка всегда находилась на слое записи информации. С другой стороны, трекинг относится к управлению положением линзы объектива вдоль радиального направления оптического диска (которое далее называется «радиальным направлением диска»), с тем чтобы пятно светового пучка всегда находилось на заранее определенной дорожке.

В качестве стандартных оптических дисков высокой плотности/большой емкости на практике нашли применение такие оптические диски как DVD (универсальные цифровые диски)-ROM (ПЗУ), DVD-RAM (ОЗУ), DVD-RW (перезаписываемые DVD), DVD-R (DVD с однократной записью), DVD+RW и DVD+R. Вдобавок, также используются диски CD (компакт-диски). В настоящее время разрабатываются и внедряются в практику оптические диски следующего поколения, которые имеют более высокую плотность и большую емкость, чем вышеперечисленные оптические диски, например диски, работающие в синей области спектра (BD). Кроме того, для увеличения объема данных, которые можно записать на один оптический диск, также разрабатываются оптические диски, имеющие множество наложенных друг на друга слоев записи информации.

Некоторые из числа вышеупомянутых оптических дисков используются в открытом состоянии, то есть не помещены в картридж. С большой вероятностью на поверхности такого оптического диска образуются дефекты и оседают частицы пыли или отпечатки пальцев. Царапины, частицы пыли и отпечатки пальцев на поверхности оптического диска представляют собой оптические препятствия для оптического пучка, которым облучается оптический диск. В результате может возникнуть сбой в сервоприводе для регулировки фокуса или трекинга либо резко уменьшиться амплитуда сигнала считывания (радиочастотного сигнала), что может повлечь за собой нарушение стабильности выполнения записи/воспроизведения данных.

В патентном документе 1 раскрыт способ обнаружения царапин, которые образуются на оптическом диске, и уменьшения коэффициентов усиления сервопривода фокусировки и сервопривода трекинга, когда на отражение светового пучка оказывают влияние царапины. Благодаря уменьшению коэффициентов усиления сервоприводов воздействие царапин может быть скомпенсировано.

В способе, раскрытом в патентном документе 1, принята методика трех пучков, где используют боковые лепестки, которые появляются из-за явления дифракции, вызванного искажениями, связанными со сверхвысоким разрешением основного пучка. В этом способе боковой лепесток двигается по оптическому диску перед основным пучком. Когда этот боковой пучок проходит через царапину на оптическом диске, интенсивность отраженного света из-за царапины возрастает. Благодаря обнаружению такого изменения интенсивности появляется возможность уменьшить коэффициент усиления непосредственно перед тем как основной пучок, который следует за боковым лепестком, пройдет через царапину.

[Патентный документ 1]: Выложенная патентная заявка Японии №8-235586 (параграфы с 2 по 18, фиг.1, фиг.4)

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Плотность записи на диске типа BD в пять раз больше плотности записи на диске типа DVD, а шаг дорожки и диаметр пучка диска BD меньше примерно в 2 и примерно в 5 раз соответственно. Следовательно, без увеличения коэффициентов усиления сервопривода фокусировки и сервопривода трекинга и уменьшения остаточных явлений, связанных с осевым биением или эксцентриситетом оптического диска, будет трудно получить радиочастотный (RF) сигнал хорошего качества.

Кроме того, в оптическом диске, имеющем два или более слоев записи информации (далее такой диск называется «многослойным диском»), отражательная способность каждого слоя записи информации ниже отражательной способности слоя записи информации для оптического диска, имеющего один слой записи информации (далее такой диск называется «однослойным диском»). Таким образом, в многослойном диске амплитуда RF сигнала уменьшается, что приводит к снижению отношения сигнал-шум (SN). В частности, в случае многослойного оптического диска, на котором слой записи информации находится рядом с поверхностью диска (поверхность, на которую падает свет), например диска BD, возникает проблема, заключающаяся в том, что повышается вероятность ухудшения качества сигнала из-за царапин или частиц пыли на поверхности диска, как будет подробно описано ниже. Это становится особенно заметным при использовании диска BD в открытом исполнении без какой-либо оболочки, например без дискового картриджа.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеупомянутых проблем, и его главной целью является обеспечение устройства для оптического диска, которое будет устойчивым к царапинам и загрязнениям на поверхности диска и обеспечит хорошее качество RF сигнала.

Средства для решения упомянутых проблем

Устройство, предназначенное для оптического диска, согласно настоящему изобретению представляет собой устройство для оптического диска, выполненное с возможностью считывать данные с оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, включая первый слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно мало, и второй слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно велико, причем устройство содержит источник света для излучения светового пучка; линзу для сведения светового пучка, излучаемого из источника света; средство регулировки фокуса, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска; средство трекинга, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на заранее определенной дорожке слоя записи информации; и средство установки коэффициента усиления, выполненное с возможностью изменять амплитудно-частотную характеристику по меньшей мере одного из средства регулировки фокуса и средства трекинга, при этом средство установки коэффициента усиления задает значение частоты среза при считывании данных с первого слоя записи информации меньшим значения частоты среза при считывании данных со второго слоя записи информации.

В предпочтительном варианте осуществления при осуществлении перемещения точки схождения светового пучка с текущего слоя записи информации на другой намеченный слой записи информации частоту среза изменяют со значения для текущего слоя записи информации на значение для другого намеченного слоя записи информации до того как завершилось перемещение точки схождения.

В предпочтительном варианте осуществления расстояние между поверхностью диска и вторым слоем записи информации составляет 100 мкм или менее.

В предпочтительном варианте осуществления средство установки коэффициента усиления запоминает параметр, определяющий амплитудно-частотную характеристику для упомянутого множества слоев записи информации.

В предпочтительном варианте осуществления при начальной загрузке выполняется обучение для настройки указанного параметра в соответствии с каждым установленным оптическим диском.

Другое устройство, предназначенное для оптического диска, согласно настоящему изобретению представляет собой устройство для оптического диска, выполненное с возможностью считывать данные с оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, включая первый слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно мало, и второй слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно велико, причем устройство содержит источник света для излучения светового пучка; линзу для обеспечения сходимости светового пучка, излучаемого из источника света; средство регулировки фокуса, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска; средство трекинга, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на заранее определенной дорожке слоя записи информации; средство для формирования сигнала считывания из светового пучка, отраженного от слоя записи информации; средство фильтрации для вырезания конкретной полосы частот, содержащейся в сигнале считывания; и средство установки коэффициента усиления для изменения коэффициента усиления средства фильтрации на высоких частотах от 1 МГц и выше, причем средство установки коэффициента усиления задает значение коэффициента усиления на высоких частотах при считывании данных с первого слоя записи информации большим значения коэффициента усиления на высоких частотах при считывании данных со второго слоя записи информации.

Еще одно устройство, предназначенное для оптического диска, согласно настоящему изобретению представляет собой устройство для оптического диска, выполненное с возможностью, способное считывать данные с оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, включая первый слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно мало, и второй слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно велико, причем устройство содержит источник света для излучения светового пучка; линзу для сведения светового пучка, излучаемого из источника света; средство регулировки фокуса, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска; средство трекинга, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на заранее определенной дорожке слоя записи информации; средство для формирования сигнала считывания из светового пучка, отраженного от слоя записи информации; и схему фазовой автоподстройки частоты (PLL) для формирования опорного синхросигнала на основе сигнала считывания, при этом средство установки коэффициента усиления задает значение коэффициента усиления схемы PLL при формирования опорного синхросигнала из первого слоя записи информации большим значения коэффициента усиления схемы PLL при формирования опорного синхросигнала из второго слоя записи информации.

В предпочтительном варианте осуществления при осуществлении перемещения точки схождения светового пучка с текущего слоя записи информации на другой намеченный слой записи информации коэффициент усиления на высоких частотах изменяется после перемещения точки схождения со значения для текущего слоя записи информации на значение для другого намеченного слоя записи информации.

В предпочтительном варианте осуществления расстояние между поверхностью диска и вторым слоем записи информации составляет 100 мкм или менее.

В предпочтительном варианте осуществления средство установки коэффициента усиления запоминает параметр, определяющий амплитудные характеристики для упомянутого множества слоев записи информации.

В предпочтительном варианте осуществления согласно каждому установленному оптическому диску средство установки коэффициента усиления обновляет начальное значение указанного параметра на новое установленное значение.

Результаты изобретения

Согласно настоящему изобретению даже в случае наличия царапин или частиц пыли на поверхности оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, переходные режимы различных сигналов сглаживаются путем настройки частоты (частот) среза контура (контуров) регулировки, что предотвращает сбои в контуре (контурах) регулировки и позволяет избежать ослабления амплитуды RF сигнала. Таким образом, можно обеспечить высоконадежное устройство на оптическом диске, которое поддерживает многослойный диск, с гарантированным качеством сигнала считывания.

Перечень фигур

Фиг.1(а), (b) и (с) - поперечное сечение оптического диска 102, имеющего царапину 103 на своей поверхности, а также относительные положения светового пучка и его точки схождения;

фиг.2(а), (b) и (с) - схематическое представление взаимосвязей между сигналом FE (ошибка фокусировки), который получают при выполнении регулировки фокуса в состояниях, показанных соответственно на частях (а), (b) и (с) фиг.1, и царапиной на поверхности диска;

фиг.3 - схема, показывающая, каким образом посредством управления сервоприводом уменьшается амплитуда сигнала FE, который подается в систему управления сервоприводом (в соответствии с величиной возмущения, такого как осевое биение);

фиг.4 - график, схематически показывающий амплитудно-частотную характеристику регулировки фокуса в устройстве для оптического диска;

фиг.5 - графики, показывающие взаимосвязи между расфокусировкой и наклонами диска и качеством сигнала считывания применительно к слоям записи информации: слою L0 и слою L1;

фиг.6 - блок-схема, где показаны функциональные блоки устройства для оптического диска согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства для оптического диска согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8(а), (b) и (с) - иллюстрации взаимосвязей между RF сигналом, полученным при выполнении регулировки фокуса в состояниях, показанных на частях (а), (b) и (с) фиг.1 соответственно, и царапиной на поверхности диска;

фиг.9 - график, показывающий амплитудно-частотную характеристику фильтра HPF 182, включенного в состав в устройства на оптическом диске по варианту 2.

Описание ссылочных позиций

100 - устройство для оптического диска;

102 - оптический диск;

104 - контроллер;

110 - оптическая головка;

112 - секция перемещения;

114 - секция обнаружения ошибки фокусировки;

115 - секция обнаружения ошибки трекинга;

116 - секция суммирования RF сигнала;

117 - секция регулировки фокуса;

118 - секция трекинга;

119 - секция эквалайзера;

120 - секция воспроизведения.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Перед описанием вариантов осуществления настоящего изобретения будет описана взаимосвязь между глубиной слоев записи информации и царапинами на поверхности диска.

Обратимся сначала к частям с (а) по (с) на фиг.1. На фиг.1 обозначениями (а), (b), (с) показаны поперечные сечения оптического диска 102, а также относительные положения светового пучка и его точки схождения. Показанный оптический диск 102 (толщиной 1,2 мм) включает в себя подложку 180 (толщиной 1,1 мм); слои L0, L1 и L2 записи информации, которые поддерживаются подложкой 180; и защитную пленку 188, которая покрывает слой L2 записи информации. Между слоями L0 и L1 записи информации, а также между слоями L1 и L2 записи информации расположен тонкий прозрачный слой. На фиг.1(а), (b) и (с) показаны соответствующие состояния, в которых находится фокальная точка светового пучка на слоях LO, L1 и L2 записи информации.

В диапазоне толщины, равном 100 мкм, друг над другом с интервалом 25 мкм расположены три слоя записи информации от L0 до L2. Другими словами, слои L0, L1 и L2 записи информации расположены на глубинах 100 мкм, 75 мкм и 50 мкм соответственно от поверхности (поверхностей диска) защитной пленки 188 (толщиной примерно 50 мкм). Защитная пленка 188 выполнена из прозрачного материала, пропускающего световой пучок, схождение которого было обеспечено собирающей линзой 126, и, следовательно, соответствующие слои с L0 по L2 записи информации оптически доступны через защитную пленку 188. Выбор относительно того, к какому слою записи информации из трех слоев записи информации с L0 по L2 последует обращение, можно сделать путем настройки положения собирающей линзы 126 вдоль направления оптической оси (то есть направления, перпендикулярного поверхности диска) и расположения точки схождения (фокальной точки) светового пучка на том слое записи информации, к которому следует обращение.

В состоянии, показанном на фиг.1(а), площадь поперечного сечения светового пучка, которая образуется поверхностью диска, пересекающей световой пучок, относительно велика, так что царапина 103 по своей площади составляет ее малую часть. С другой стороны, в состоянии, показанном на фиг.1(с), площадь поперечного сечения светового пучка, которая образуется поверхностью диска, пересекающей световой пучок, относительно мала, так что царапина 103 пропорционально велика по отношению к указанной площади. Таким образом, в зависимости от того, на каком слое записи информации из числа слоев L0, L1 и L2 записи информации находится фокальная точка светового пучка, царапина 103, образованная на поверхности оптического диска 102, оказывает разное воздействие.

На фиг.2(а), (b) и (с) схематически показаны взаимосвязи между сигналом FE, который получают при выполнении регулировки фокуса в состояниях, показанных на частях (а), (b) и (с) фиг.1 соответственно, и царапиной. Положим, что, как в стандартном случае, коэффициент усиления регулировки фокуса заранее задан одинаковым для всех указанных случаев.

Когда фокальная точка светового пучка находится на слое L0 записи информации, временной интервал, в течение которого царапина 103, показанная на фиг.1(а), пересекает световой пучок, получается относительно длинным. На фиг.2(а) показан случай, когда надлежащий сигнал FE не может быть получен в течение длительного периода времени из-за влияния царапины 103. Черное пятно, показанное в верхней части фиг.2(а), схематически представляет уровень воздействия царапины на поверхности диска и период, в течение которого указанное воздействие проявляется. В течение этого периода царапина 103 вызывает расфокусировку (то есть явление, при котором точка схождения светового пучка сдвигается с намеченного слоя записи информации), так что сигнал FE временно ослабляется по существу до нуля.

На фиг.2 «операция FC» указывает на выполнение регулировки фокуса, когда сигнал FE колеблется с небольшой амплитудой. Например, в момент времени А точка схождения светового пучка находится на слое L0 записи информации благодаря выполнению регулировки фокуса. Поскольку оптический диск вращается, он имеет осевое биение; однако, благодаря регулировке фокуса, собирающая линза 126 по фиг.1(а) будет следовать в направлении осевого биения оптического диска, и, следовательно, точка схождения светового пучка всегда может оставаться на слое L0 записи информации. Однако, поскольку точка схождения светового пучка слегка отклоняется от слоя L0 записи информации, сигнал FE будет слегка колебаться даже во время операции FC, как показано на фиг.2(а).

В момент времени С световой пучок начинает пересекать царапину на поверхности диска, так что сигнал FE может оказаться неадекватным. Когда световой пучок готов пересечь царапину на поверхности диска, точный сигнал FE не будет создан, и, следовательно, точка схождения светового пучка может сильно отклониться от слоя L0 записи информации.

Как только световой пучок окончательно пересек царапину на поверхности диска, появляется возможность создания правильного сигнала FE, и, следовательно, операция FC может начаться снова. В этот момент создается сигнал FE, имеющий величину, которая соответствует смещению между положениями точки схождения светового пучка и слоя L0 записи информации, а положение собирающей линзы 126 регулируется таким образом, чтобы свести этот сигнал FE к нулю. Хотя сигнал FE претерпевает большое изменение по амплитуде, но благодаря регулировке фокуса точку схождения светового пучка можно локализовать на слое L0 записи информации.

Как было описано выше, при доступе к слою L0 записи информации царапина 103 составляет малую часть от площади поперечного сечения светового пучка, так что воздействие царапины 103 будет относительно мало. Черное пятно, показанное в верхней части фиг.2(а), имеет относительно узкую ширину, что указывает на малое влияние этой царапины. Поскольку влияние царапины мало, как показано на фиг.2(а), флуктуации (дрожание) сигнала FE перед и после пересечения световым пучком царапины 103 малы.

С другой стороны, в состоянии по фиг.1(b) интервал времени, в течение которого световой пучок пересекает царапину, уменьшается, так что период, в течение которого царапина 103 вызывает расфокусировку, оказывается короче. В состоянии по фиг.1(с) интервал времени, в течение которого световой пучок пересекает царапину, еще меньше, и период, в течение которого царапина 103 вызывает расфокусировку, оказывается еще короче. Следовательно, в состояниях по фиг.1(b) и (с), как показано на фиг.2(b) и (с), флуктуации (дрожание) сигнала FE перед и после пересечения световым пучком царапины 103 велики. Таким образом, в случае, когда коэффициент усиления регулировки фокуса заранее установлен с постоянным значением, сигнал FE становится более возмущенным перед и после прохождения через царапину 103, так как положение слоя записи информации, намеченного для записи/воспроизведения, становится более глубоким, как показано на фиг.2(а)-(с). В частности, в примере, показанном на фиг.2(с), флуктуации сигнала FE могут стать очень большими непосредственно после того как световой пучок прошел царапину 103, в результате чего может произойти сбой регулировки фокуса.

Далее со ссылками на фиг.3 и фиг.4 описывается амплитудно-частотная характеристика контура регулировки фокуса.

На фиг.3 представлена схема, показывающая, каким образом посредством управления сервоприводом уменьшается амплитуда сигнала FE, который подается в систему регулировки фокуса (в соответствии с величиной возмущения, такого как осевое биение). Положим, что сигнал FE, поступающий на вход системы управления сервоприводом, имеет амплитуду «X», при этом благодаря регулировке фокуса эта амплитуда уменьшается до значения «Y» (X>Y). Здесь коэффициент усиления по каналу управления сервоприводом может быть представлен как отношение Y к Х (то есть Y/X). Например, когда Y/X=1/1000, коэффициент усиления составляет 60 дБ. При наличии осевого биения 300 мкм и выполнении регулировки фокуса с коэффициентом усиления 60 дБ амплитуда сигнала FE уменьшится до амплитуды, соответствующей 0,3 мкм. Другими словами, отклонение точки схождения светового пучка от намеченного слоя записи информации сохранится в диапазоне 0,3 мкм или менее. Однако действительный коэффициент усиления будет зависеть от частоты и, следовательно, определяется не так просто, как было описано выше.

На фиг.4 показан график амплитудно-частотной характеристики контура регулировки фокуса в устройстве для оптического диска. Поскольку коэффициент усиления зависит от частоты, то даже в случае, если коэффициент усиления на частоте 50 Гц составляет, например 60 дБ, он будет уменьшаться с ростом частоты. В настоящем описании частота, на которой коэффициент усиления равен нулю, называется «частота среза».

При регулировке фокуса в устройстве для оптического диска амплитудно-частотная характеристика контура управления сервоприводом может быть определена на основе частоты среза. На фиг.4 показаны кривые для двух видов амплитудно-частотных характеристик. Согласно амплитудно-частотной характеристике, показанной пунктирной линией, коэффициент усиления в области более высоких частот высок по сравнению с амплитудно-частотной характеристикой, показанной сплошной линией. Поскольку управление сервоприводом реального устройства для оптического диска реализуется согласно амплитудно-частотной характеристике, показанной на фиг.4, кривая амплитудно-частотной характеристики может быть определена просто заданием частоты среза вместо задания точных значений коэффициента усиления на каждой частоте.

В примере на фиг.4 предполагается, что переход 1 амплитудно-частотной характеристики через ноль для амплитудно-частотной характеристики, показанной сплошной линией, имеет место на частоте 2 кГц, и что переход 2 амплитудно-частотной характеристики через ноль для амплитудно-частотной характеристики, показанной пунктирной линией, имеет место на частоте 3 кГц. Если частота среза уменьшается с 3 кГц до 2кГц, то коэффициент усиления будет уменьшатся в относительно широком диапазоне частот.

Таким образом, поскольку коэффициент усиления зависит от частоты, то даже в том случае, если коэффициент усиления на частоте 50 Гц составляет, например, 60 дБ, то коэффициент усиления на частоте 500 Гц уменьшится до 20 дБ. В этом случае, если сигнал FE сильно колеблется из-за таких возмущений как осевое биение оптического диска, то амплитуда в результате управления сервоприводом уменьшится примерно до 0,3 мкм, если предположить, что сигнал FE первоначально имел амплитуду 300 мкм на частоте 50 Гц. Однако, что касается еще более высоких частотных составляющих, содержащихся в сигнале FE, то коэффициент усиления будет относительно малым, и, следовательно, степень уменьшения амплитуды возмущений будет ниже. Величину амплитуды сигнала после ее понижения в результате управления сервоприводом можно назвать «остаточной амплитудой после управления». В вышеупомянутом случае, когда имеет место возмущение с амплитудой 300 мкм на частоте 50 Гц, было установлено, что остаточная амплитуда после управления на частоте 50 Гц составляет 0,3 мкм. Даже после регулировки сервопривода фокуса остаточная амплитуда после управления не может быть уменьшена до нуля, и сигнал FE будет продолжать колебаться с некоторой амплитудой.

Как вытекает из приведенного выше объяснения, при уменьшении частоты среза общий коэффициент усиления падает. Если сигнал FE имеет большие флуктуации из-за царапины на поверхности диска, возникает проблема, заключающаяся в том, что, как показано на фиг.2(с), может произойти сбой при регулировке фокуса, как было описано выше. Эффективным решением этой проблемы станет снижение чувствительности регулировки фокуса. Снижение чувствительности регулировки фокуса можно осуществить, уменьшив коэффициент усиления контура регулировки. Однако уменьшение этого коэффициента усиления приведет к увеличению остаточной амплитуды регулировки фокуса, так что смещение положения точки схождения светового пучка относительно слоя записи информации в среднем возрастет. Это может привести к ухудшению качества сигнала считывания.

На фиг.5 представлены графики, показывающие взаимосвязи между расфокусировкой и наклонами диска и качеством сигнала считывания применительно к двум слоям записи информации (слою L0 и слою L1), которые располагаются на разной глубине. Здесь качество сигнала считывания представлено показателем «MLSE (последовательная оценка по критерию максимального правдоподобия)». MLSE - это показатель, который определяет распределение вероятности компенсации после выравнивания формы сигнала при обработке сигнала методом частичного отклика при максимальном статистическом правдоподобии (PRML) и который может быть использован как показатель качества сигнала по аналогии с дрожанием. Подробности использования показателя MLSE раскрыты, например, в работе Harumitsu Miyashita, et.al., "Signal Qualification Method for Partial - Response Maximum - Likelihood Read/Write Channel (Japanese Journal of Applied Physics Vol.43, No. 7B, 2004, pp.4850-4851); причем содержание этого документа целиком включено в настоящее описание. Заметим, что наклоны диска оцениваются по следующим двум параметрам: радиальный наклон (R-наклон) и тангенциальный наклон (Т-наклон).

Как показано на фиг.5, при сравнении запасов для соответствующих параметров, относящихся к слою L0 записи информации и слою L1 записи информации, запас по расфокусировке составляет ±0,2 мкм для обоих слоев, в то время как запасы по наклонам (то есть запас по радиальному наклону и запас по тангенциальному наклону) для слоя L1 записи информации имеют более высокие значения.

В общем случае запас по наклону увеличивается с уменьшением комы. Положим, что слой записи информации имеет глубину d, линза имеет числовую апертуру NA; а световой пучок имеет длину волны λ, при этом величина комы выражается как d×NA³/λ. Следовательно, в дисководе для диска типа BD, где используется линза с большим значением NA, разница в запасе по наклону из-за разной глубины слоев L0 и L1 записи информации будет более значительной.

Переходная характеристика регулировки фокуса, обусловленная царапиной на поверхности диска, с приближением расположения слоя записи информации к поверхности диска становится все более интенсивной, как показано на частях с (а) по (с) на фиг.2. С другой стороны, с приближением расположения слоя записи информации к поверхности диска возрастают запасы по наклону, как показано на фиг.5. Эта тенденция ясно проявляется в случае, когда слой записи информации находится рядом с поверхностью диска (на глубине 100 мкм или менее от поверхности диска), как в случае с диском типа BD.

Согласно настоящему изобретению, благодаря учету вышеупомянутого явления коэффициент усиления контура управления сервоприводом изменяется применительно к каждому слою записи информации, чтобы получить слабо выраженный переходный процесс как реакцию на царапину на поверхности диска. В частности, с приближением местоположения слоя записи информации к поверхности диска частота среза заранее устанавливается с относительно низким значением, с тем чтобы коэффициент усиления уменьшался. Благодаря тому, что коэффициент усиления задается с понижением по мере углубления слоя записи информации, остаточная амплитуда при последующем осевом биении оптического диска и т.д. будет увеличиваться; однако частота появления ошибок считывания не возрастет, поскольку слой записи информации, находящийся глубоко, имеет относительно большие запасы по наклону. Следовательно, предпочтительно, чтобы установленное значение частоты среза для каждого слоя записи информации определялось в соответствии с увеличением запасов по наклону.

(Вариант осуществления 1)

Далее со ссылками на фиг.6 и фиг.7 описывается первый вариант осуществления устройства для оптического диска согласно настоящему изобретению.

Сначала со ссылками на фиг.6 описываются функциональные блоки устройства 100 для оптического диска согласно настоящему изобретению, после чего следует подробное описание его структуры.

Как показано на фиг.6, устройство 100 для оптического диска включает в себя оптическую головку 110, которая имеет оптический доступ к желаемому слою записи информации на оптическом диске 102. Оптический диск 102 имеет множество слоев записи информации, как показано, например, на фиг.1. Оптическая головка 110 сводит световой пучок на произвольно выбранный слой записи информации оптического диска 102 и преобразует свет, отраженный от слоя записи информации, в электрический сигнал. Например, оптическая головка 110 включает в себя источник света, такой как полупроводниковый лазер, и линзу (линзу объектива) для сведения светового пучка, который излучается из источника света. Оптическая головка 110 может включать в себя множество источников света для излучения световых пучков с различными длинами волн и множество линз объектива, каждая из которых сводит световой пучок определенной длины волны. В этом случае соответствующий источник света и соответствующая линза объектива должны выбираться в соответствии с типом оптического диска, который установлен на устройстве на оптическом диске.

Заметим, что для считывания данных с или записи данных на слой записи информации диска DVD необходимо обеспечить сходящийся луч красного лазера (с длиной волны 660 нм) и управлять им таким образом, чтобы его фокальная точка находилась на слое записи информации. Линза объектива, которая используется для обеспечения схождения лазерного луча, имеет в этом случае числовую апертуру (NA) порядка 0,6. С другой стороны, для считывания данных со слоя записи информации на диске BD необходимо обеспечить сходящийся луч синего/фиолетового лазера (с длиной волны 405 нм) и управлять им таким образом, чтобы фокальная точка находилась на слое записи информации. Линза объектива, которую используют для обеспечения сходящегося лазерного луча, имеет в этом случае числовую апертуру (NA), равную 0,85.

Секция 112 перемещения включает в себя исполнительный механизм для регулировки положения вышеупомянутой линзы объектива. Этот исполнительный механизм выполнен с возможностью не только перемещать линзу объектива в направлении, перпендикулярном слою записи информации оптического диска 102, но также перемещать линзу объектива параллельно слою записи информации. Посредством перемещения линзы объектива перемещается точка схождения светового пучка, и, следовательно, можно записывать данные на любую дорожку на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска либо считывать данные с этой дорожки.

На основе электрического сигнала, поступающего с выхода оптической головки 110, секция 114 обнаружения фокуса создает сигнал FE, который представляет смещение положения точки схождения светового пучка относительно намеченного слоя записи информации. Секция 117 регулировки фокуса выполняет вычисления для фильтрации сигнала FE, который принимается из секции 114 обнаружения фокуса, и подает сигнал возбуждения в секцию 112 перемещения. В ходе регулировки фокуса секция 112 перемещения регулирует положение (в оптической головке 110) линзы объектива в направлении оптической оси на основе сигнала возбуждения, принятого из секции 114 обнаружения фокуса, обеспечивая тем самым расположение точки схождения светового пучка на слое записи информации оптического диска.

При изменении пункта назначения доступа оптической головки с одного слоя записи информации на другой слой записи информации точку схождения светового пучка необходимо переместить с одного слоя на другой в вертикальном направлении. Указанное перемещение точки схождения светового пучка между слоями записи информации можно назвать в настоящем описании «межслойным перемещением» или «скачком фокуса».

Секция 117 регулировки фокуса выключает регулировку фокуса перед выполнением «межслойного перемещения». Контроллер 104 возбуждает секцию 112 перемещения, с тем чтобы значительно изменить положение линзы объектива в направлении оптической оси, перемещая таким образом точку схождения светового пучка на другой слой записи информации. После завершения «межслойного перемещения» секция 117 регулировки фокуса запускает регулировку фокуса.

На основе электрического сигнала, выдаваемого оптической головкой 110, секция 115 обнаружения ошибки трекинга создает сигнал ошибки трекинга (сигнал ТЕ). Секция 118 трекинга выполняет вычисления для фильтрации сигнала ТЕ и возбуждает секцию 112 перемещения. В соответствии с сигналом от секции 118 трекинга секция 112 перемещения выполняет трекинг, с тем чтобы точка схождения светового пучка попала на желаемую дорожку на оптическом диске 102.

Секция 116 RF дополнения дополняет сигнал от оптической головки 110, создавая тем самым RF сигнал. Фильтр 119А верхних частот (HPF) удаляет низкочастотную составляющую из RF сигнала и обеспечивает необходимую амплитуду RF сигнала. Секция 119В эквалайзера усиливает компоненту сигнала на выходе фильтра HPF 119А, которая находится в заранее определенной полосе частот, и подавляет компоненты сигнала в непредусмотренных полосах. Секция 119С воспроизведения преобразует выходной сигнал секции 119В эквалайзера в двоичную форму, а затем подвергает его цифровой обработке, такой как исправление ошибок и демодуляция. Таким образом, могут быть воспроизведены данные, записанные на оптический диск 102.

Контроллер 104 управляет секцией 112 перемещения, обеспечивая перемещение точки схождения светового пучка между множеством слоев записи информации на оптическом диске 102 (межслойное перемещение). Признаком настоящего изобретения является то, что коэффициент усиления в секции 117 регулировки фокуса переключается. В частности, в настоящем изобретении коэффициент усиления контура регулировки фокуса изменяется таким образом, что с приближением слоя записи информации, на котором должна находиться точка схождения светового пучка, к поверхности диска (поверхность, на которую падает свет) частота среза уменьшается. Чтобы получить положительный эффект от настоящего изобретения, при уменьшении частоты среза значение этой частоты предпочтительно регулировать таким образом, чтобы коэффициент усиления при переходе с частоты 500 Гц на частоту 5 кГц уменьшился на 3 дБ или более.

Далее со ссылками на фиг.7 описывается более подробная структура устройства 100 для оптического диска.

В качестве составных элементов оптической головки иллюстрируемое устройство для оптического диска включает в себя источник 122 света; линзу 123 связи; исполнительный механизм 124 фокусировки; линзу 126 объектива; исполнительный механизм 128 трекинга; поляризационный расщепитель 130 пучка; собирающую линзу 132; оптический детектор 134; предусилители 136, 138, 140 и 142 и сумматоры 144 и 146.

Источник 122 света представляет собой полупроводниковый лазер, излучающий световой пучок. Хотя на фиг.7 для простоты показан только один источник 122 света, реальный источник света может состоять, например, из трех полупроводниковых лазерных микросхем, которые излучают лазерный свет с различной длиной волны. Линза 123 связи сводит световой пучок, излучаемый из источника 122 света, в параллельный световой пучок. Поляризационный расщепитель 130 пучка отражает параллельный свет от линзы 123 связи в то место, где находится оптический диск 102. Свет, отраженный от поляризационного расщепителя 130 пучка, проходит через линзу 126 объектива, с тем чтобы он падал на оптический диск 102.

Исполнительный механизм 124 фокусировки изменяет положение линзы 126 объектива в направлении, по существу перпендикулярном слоям записи информации оптического диска 102, а исполнительный механизм 128 трекинга изменяет положение линзы 126 объектива в направлении, по существу параллельном слоям записи информации оптического диска 102.

Линза 126 объектива собирает световой пучок, отраженный от поляризационного расщепителя 130 пучка, и обеспечивает попадание фокальной точки на слой записи информации оптического диска 102. Одновременно на слое записи информации формируется пятно светового пучка. Лазерный свет, отраженный от оптического диска 102, проходит через линзу 126 объектива и поляризационный расщепитель 130 пучка.

Собирающая линза 132 собирает отраженный свет от оптического диска 102, который прошел через линзу 126 объектива и поляризационный расщепитель 130 пучка, на оптический детектор 134. Оптический детектор 134 принимает свет, прошедший через собирающую линзу 132, и преобразует этот оптический сигнал в электрический сигнал (электрический токовый сигнал). Оптический детектор 134 разделен, к примеру, на четыре светоприемные области. В примере, показанном на фиг.7, в сумматоры 144 и 146 через предусилители 136, 138, 140 и 142 вводятся электрические сигналы четырех видов, поступающие с выхода оптического детектора 134.

Устройство для оптического диска по фиг.7, кроме того, включает в себя компараторы 152 и 154, фазовый компаратор 156, дифференциальные усилители 158 и 160, цифровой процессор 162 сигналов (DSP), схемы 164 и 166 переключения коэффициента усиления и аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 168 и 170.

Дифференциальный усилитель 158 принимает выходной сигнал от сумматоров 144 и 146 и выдает сигнал ошибки фокусировки (сигнал FE). Сигнал FE - это сигнал для управления световым пучком, обеспечивающий заранее определенное состояние сходимости на слое записи информации оптического диска 102. На способ обнаружения сигнала FE никаких специальных ограничений не накладывается. Можно использовать способ на основе астигматизма, способ «кромки ножа» или способ на основе определения размера пятна. В зависимости от способа обнаружения структура схемы может изменяться, если это необходимо.

Компараторы 152 и 154 преобразуют в двоичную форму сигналы, поступающие от схем 144 и 146 суммирования соответственно. Фазовый компаратор 156 выполняет сравнение фаз сигналов с выхода компараторов 152 и 154.

Дифференциальный усилитель 160 принимает выходной сигнал от фазового компаратора 156 и выдает сигнал ошибки трекинга (сигнал ТЕ). Сигнал ТЕ представляет собой сигнал для управления световым пучком, обеспечивающий правильное сканирование дорожки оптического диска 102. На способ обнаружения сигнала ТЕ нет никаких специальных ограничений, то есть использование способа на основе разности фаз не является обязательным. Можно использовать двухтактный или трехлучевой метод. В зависимости от способа обнаружения структура схемы может изменяться, если это необходимо.

Процессор DSP 162, который соответствует контроллеру 104 на фиг.6, выдает управляющий сигнал для трекинга в схему 150 возбуждения в соответствии с сигналом ТЕ и т.п. Кроме того, процессор DSP 162 выдает управляющий сигнал для регулировки фокуса в схему 148 возбуждения в соответствии с сигналом FE и т.п. Схема 150 возбуждения возбуждает исполнительный механизм 128 трекинга в соответствии с сигналом управления от процессора DSP 162. Исполнительный механизм 128 трекинга перемещает собирающую линзу 126 в направлении, по существу параллельном слоям записи информации оптического диска 102. Схема 148 возбуждения возбуждает исполнительный механизм 124 фокусировки в соответствии с сигналом управления от процессора DSP 162. Исполнительный механизм 124 фокусировки перемещает собирающую линзу 126 в направлении, по существу перпендикулярном слоям записи информации оптического диска 102.

Схема 164 переключения коэффициента усиления настраивает коэффициент усиления регулировки фокуса, с тем чтобы сигал FE имел заранее определенную амплитуду. Аналого-цифровой преобразователь 168 преобразует сигнал из схемы 164 переключения коэффициента усиления в цифровой сигнал и выводит его в DSP 162. С другой стороны, схема 166 переключения коэффициента усиления настраивает коэффициент усиления трекинга, с тем чтобы сигнал ТЕ имел заранее определенную амплитуду. АЦП 170 преобразует сигнал от схемы 166 переключения коэффициента усиления в цифровой сигнал и выводит его в DSP 162.

Выход оптического детектора 134 также подается на вход схемы 181 RF суммирования. Схема 181 RF суммирования складывает выходные сигналы из схем 144 и 146 суммирования, поддерживая их частотные полосы. RF сигнал - это сигнал, который соответствует локальным изменениям в отражательной способности слоя записи информации оптического диска 102 и который используется для воспроизведения адресной информации или данных пользователя. Выходной сигнал из схемы RF суммирования проходит через фильтр 182 верхних частот (HPF), который компенсирует его амплитуду при снижении отражательной способности носителя 102 записи или при наличии царапин, частиц пыли или загрязнения на поверхности, а затем вводится в эквалайзер (EQ) 183. Эквалайзер 183 является фильтром высокого порядка, который состоит, например, из фильтра Чебышева для выделения действующего сигнала, содержащегося в RF сигнале. Эквалайзер EQ 183 выделяет необходимую полосу частот и подавляет и удаляет нежелательные высокие частоты. RF сигнал действующей полосы, выделенный эквалайзером 183, оцифровывается схемой 184 преобразования в двоичную форму, которая образует секцию 119С воспроизведения, показанную на фиг.6, а затем выводится через схему 185 обнаружения и исправления ошибок (ЕСС)/демодуляции.

Двигатель 120 диска вращает оптический диск 102 с заранее определенной угловой скоростью.

В настоящем изобретении оптический детектор 134, предусилители 136, 138, 140 и 142, схемы 144 и 146 суммирования, компараторы 152 и 154, фазовый компаратор 156, дифференциальный усилитель 160, схема 166 переключения коэффициента усиления, АЦП 170, процессор DSP 162, схема 150 возбуждения и исполнительный механизм 128 трекинга образуют вместе средство управления трекингом, которое упомянуто в формуле изобретения. С другой стороны, оптический детектор 134, предусилители с 136 по 142, схемы 144 и 146 суммирования, дифференциальный усилитель 158, схема 164 переключения коэффициента усиления, АЦП 168, DSP 162, схема 148 возбуждения и исполнительный механизм 124 фокусировки образуют вместе средство регулировки фокуса, которое упоминается в формуле изобретения.

Далее описываются базовые операции устройства для оптического диска согласно настоящему изобретению.

Положим сначала, что при осуществлении доступа к слою L0 записи информации требуется межслойное перемещение к слою L1 записи информации. В этом случае в результате действия процессора DSP 162 и схемы 148 возбуждения точка схождения светового пучка перемещается со слоя L0 записи информации на слой L1 записи информации. В настоящем варианте осуществления схемой 164 переключения коэффициента усиления управляют таким образом, чтобы частота среза после перемещения к слою L1 записи информации была равна значению GF1. Затем, после того как точка схождения светового пучка достигла слоя L1 записи информации, замыкаются контуры сервоприводов регулировки фокуса и трекинга. Здесь частота GF1 среза имеет более низкое значение, чем частоты GF0 среза для слоя L0 записи информации.

Кроме того, когда требуется межслойное перемещение от слоя L1 записи информации к слою L2 записи информации, точка схождения светового пучка под воздействием процессора DSP 162 и схемы 148 возбуждения перемещается со слоя L1 записи информации на находящийся над ним слой L2 записи информации. В этом случае согласно настоящему изобретению схемой 164 переключения коэффициента усиления управляют таким образом, чтобы частота среза после перемещения к слою L2 записи информации стала равной значению GF2. Затем, после того как точка схождения светового пучка достигла слоя L2 записи информации, замыкают контуры управления сервоприводами регулировки фокуса и трекинга.

Таким образом, значения частоты среза для слоев L0, L1 и L2 записи информации согласно настоящему изобретению удовлетворяют соотношению GF>GF1>GF2. Параметры, которые удовлетворяют установленным значениям коэффициента усиления или амплитудно-частотной характеристике, заранее запоминаются в виде табличных значений в памяти (не показана), которая реализована в процессоре DSP 162.

Заметим, что в настоящем изобретении переключение различных параметров, определяющих коэффициенты усиления, выполняется перед межслойным перемещением. Переключение коэффициентов усиления сервопривода фокусировки и сервопривода трекинга предпочтительно выполнять до того как начнется действительное межслойное перемещение, поскольку это не приведет к нестабильности, даже если такое переключение выполняется до межслойного перемещения. Причина этого состоит в том, что в стабильном состоянии при функционировании сервопривода фокусировки и сервопривода трекинга, даже если коэффициент усиления переключается до межслойного перемещения, сбоя в работе сервоприводов из-за этого не произойдет. Наоборот, когда отражательные способности слоев записи информации или коэффициенты модуляции для сигнала трекинга изменяются при переходе от одного слоя записи информации к другому, после межслойного перемещения надлежащую амплитудно-частотную характеристику получить не удастся, что затруднит замыкание контуров сервоприводов. Следовательно, чтобы сразу получить эффект от переключения коэффициента усиления после межслойного перемещения, желательно выполнить переключение коэффициента усиления непосредственно перед началом межслойного перемещения.

Заметим, что амплитудно-частотную характеристику, которая изменяется при переходе от одного слоя записи информации к другому, предпочтительно оптимизировать в соответствии с отличиями, присущими каждому оптическому диску. Далее кратко описывается способ настройки амплитудно-частотной характеристики посредством обучения, которое выполняется при начальной загрузке.

Сначала при включении питания устройства для оптического диска исполнительный механизм 124 фокусировки действует таким образом, чтобы фокальная точка оказалась на слое L0 записи информации, который находится дальше всех от линзы 126 объектива среди всех слоев записи информации оптического диска 102, который установлен на устройстве для оптического диска. В это время настраивается схема 164 переключения коэффициента усиления, так чтобы частота среза регулировки фокуса стала равной значению GF0, и амплитудно-частотная характеристика сервопривода фокусировки модифицируется с изменением начального значения.

Далее под воздействием процессора DSP 162 и схемы 148 возбуждения точка схождения светового пучка перемещается со слоя L0 записи информации на слой L1 записи информации. После того как точка схождения светового пучка переместилась на слой L1 записи информации, замыкается контур сервопривода трекинга, а управление схемой 164 переключения коэффициента усиления выполняется таким образом, чтобы частота среза стала равна значению GF1. Как только настройка коэффициента усиления для слоя L1 записи информации заканчивается, под воздействием процессора DSP 162 и схемы 148 возбуждения точка схождения светового пучка перемещается со слоя L1 записи информации на передний слой L2 записи информации. В это время предпочтительно установить значение, которое было настроено для слоя L1 записи информации в качестве начального коэффициента усиления регулировки фокуса. После перемещения точки схождения светового пучка на слой L2 записи информации контур сервопривода трекинга замыкается, а управление схемой 164 переключения коэффициента усиления осуществляется таким образом, чтобы частота среза стала равна значению GF2. Эта частота DF2 среза меньше, чем частота GF1 среза для слоя L1 записи информации. Параметры, которые определяют коэффициенты усиления после настроек, запоминаются в виде табличных значений в памяти (не показана), которая реализована в процессоре DSP 162.

В зависимости от изменений характеристики чувствительности исполнительного механизма 124 фокусировки изначально могут иметь место большие флуктуации коэффициента усиления. Следовательно, во время технологических настроек перед отгрузкой изделия предпочтительно использовать стабильный оптический диск, свободный от осевого биения или эксцентричности, чтобы получить такие значения настроек, которые смогли бы скомпенсировать указанные вариации чувствительности, и также целесообразно записать эти значения настроек в энергонезависимую память в устройстве для оптического диска.

Поскольку отражательная способность каждого слоя записи информации оптического диска также изменяется от одного оптического диска к другому, предпочтительно настраивать параметры, определяющие коэффициенты усиления, в соответствии с флуктуациями отражательной способности.

Указанные настройки параметров усиления предпочтительно выполнять при начальной загрузке устройства для оптического диска, как было описано выше.

Коэффициент усиления регулировки фокуса настраивается в настоящем изобретении применительно к каждому слою записи информации, и коэффициент усиления трекинга можно настраивать применительно к каждому слою записи информации. Взаимосвязь между коэффициентом усиления трекинга, характеристикой чувствительности сигнала ТЕ, связанного с царапинами на поверхности диска, и запасами по наклону подобна случаю регулировки фокуса.

Согласно устройству для оптического диска по настоящему изобретению, несмотря на то, что на поверхности многослойного диска, который имеет множество наложенных друг на друга слоев записи информации, могут существовать царапины, имеется возможность совместить устойчивость управления устройства для оптического диска с высококачественной записью/воспроизведением, что позволяет обеспечить высоконадежное устройство.

(Вариант осуществления 2)

Далее описывается второй вариант осуществления устройства для оптического диска согласно настоящему изобретению. Устройство для оптического диска согласно настоящему изобретению имеет базовую структуру, показанную на фиг.7. Устройство для оптического диска по настоящему изобретению отличается от устройства для оптического диска по вышеописанному варианту осуществления 1 тем, что частотные характеристики эквалайзера EQ 183 изменяются в зависимости от глубины каждого слоя записи информации, имеющегося на оптическом диске 102.

Далее описывается установка коэффициента усиления для фильтра HPF 182 согласно настоящему изобретению.

На фиг.8(а), (b) и (с) схематически показаны взаимосвязи между RF сигналом, который получают при выполнении регулировки фокуса в состояниях, показанных под символами (а), (b) и (с) на фиг.1 соответственно, и царапиной на поверхности диска. Положим, что, как в стандартном случае, коэффициент усиления в фильтре HPF 182 заранее задан одинаковым для всех упомянутых случаев.

Как показано на фиг.1(а), когда фокальная точка светового пучка находится на слое L0 записи информации, временной интервал, в течение которого световой пучок пересекает царапину, оказывается относительно длинным. На фиг.8(а) показан длительный период, в течение которого нельзя получить надлежащий RF сигнал из-за воздействия царапины 103. В частности, царапина 103 вызывает расфокусировку, так что возникает длительный период, в течение которого RF сигнал временно ослаблен. Однако, как было описано выше, царапина 103 составляет по площади малую часть поперечного сечения светового пучка, и, следовательно, влияние царапины 103 относительно мало. Следовательно, флуктуации (дрожание) RF сигнала перед и после того как световой пучок проходит через царапину 103 невелики.

С другой стороны, в состоянии по фиг.1(b) временной интервал, в течение которого световой пучок проходит через царапину, сокращается, так что период, в течение которого царапина 103 вызывает расфокусировку, укорачивается. В состоянии по фиг.1(с) временной интервал, в течение которого световой поток проходит через царапину, дополнительно уменьшается, и период, в течение которого царапина 103 вызывает расфокусировку, становится еще короче. Следовательно, в состояниях по фиг.1(b) и (с), как показано на фиг.8(b) и (с), флуктуации (дрожание) RF сигнала до и после того как световой пучок проходит через царапину 103 велики.

Таким образом, если частота среза фильтра HPF 182 имеет постоянное заданное значение, то чем глубже расположен слой записи информации, который намечен для выполнения записи/воспроизведения, тем сильнее будет влияние царапины, что приведет к значительным возмущениям, а также увеличится ослабление RF сигнала при прохождении через царапину, что вызовет сильное амплитудное искажение. В случае серьезного искажения амплитуды RF сигнала также может произойти сбой в контуре обратной связи квантования данных, что сделает невозможным выполнение преобразования в двоичную форму.

Также при использовании устройства для оптического диска по настоящему варианту осуществления сравнение между характеристиками сигнала, относящегося к слоям L0 и L1 записи информации, дает результаты, показанные на фиг.5. То есть запас по расфокусировке составит ±0,2 мкм для обоих слоев, в то время как запасы по наклону (то есть запас по радиальному наклону и запас по тангенциальному наклону) будут больше для слоя L1 записи информации.

В настоящем изобретении в зависимости от слоя записи информации коэффициент усиления на высоких частотах (то есть коэффициент усиления в RF диапазоне частот от 1 МГц и выше) фильтра HPF 182 изменяется между тремя значениями GH0, GH1 и GH2, как показано на фиг.9. На фиг.9 показана зависимость коэффициента усиления от частоты. При стандартной скорости считывания диска BD частоты F1 и F2, которые определяют диапазон RF полосы, составляет примерно 4 МГц и примерно 16 МГц.

В частности, в настоящем варианте осуществления коэффициенту усиления на высоких частотах присваивается значение GH0 для слоя L0 записи информации, значение GH1 для слоя L1 записи информации и значение GH2 для слоя L2 записи информации, так что присваиваемое значение коэффициента усиления на высоких частотах будет тем выше, чем ближе к поверхности расположен слой записи информации. Это позволяет обеспечить по существу одинаковый уровень ослабления RF сигнала, вызываемого царапиной на поверхности диска, во всех слоях записи информации.

При увеличении коэффициента усиления на высоких частотах фильтра HPF 182 возрастает высокочастотный шум и качество сигнала ухудшается, на что указывает дрожание, а показатель MLSE возрастает. Однако, как было описано со ссылками на фиг.5, увеличение ошибок считывания не происходит, поскольку запасы по наклону увеличиваются, когда слой записи информации оказывается ближе к поверхности диска. Для каждого слоя записи информации предпочтительно задавать значение коэффициента усиления на высоких частотах в соответствии с увеличением запасов по наклону.

Заметим, что в процессе производства или т.п. установленные значения коэффициента усиления на высоких частотах в фильтре HPF 182 можно настроить индивидуально в соответствии с вариациями разрешающей способности или апертуры оптической головки, а затем записать их в электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM) в соответствии с каждым слоем. В альтернативном варианте при начальной загрузке устройства для оптического диска можно перейти в специальную служебную область ВСА, предусмотренную для защиты авторского права или для присвоения идентификатора (ID) диска, которая находится во внутренней периферийной зоне оптического диска, и, рассматривая указанный участок ВСА как царапину, можно выполнить настройки на основе исследований оптимальной амплитуды или дрожания RF сигнала, так чтобы коэффициент усиления фильтра HPF стал максимально устойчивым к царапинам. Настроенные установленные значения коэффициента усиления можно запомнить в виде табличных значений в ОЗУ (RAM) (не показано), которое находится, например, в процессоре DSP 162.

На основе установленных значений коэффициента усиления, которые хранятся в EEPROM (не показано) или RAM, межслойное перемещение должно выполняться таким образом, чтобы непосредственно после того как точка схождения светового пучка переместилась на намеченный слой записи информации, установленное значение коэффициента усиления обновилось и стало равным установленному значению коэффициента усиления для намеченного нового слоя записи информации. Запись/воспроизведение данных должна начаться после завершения обновления установленного значения коэффициента усиления.

В настоящем изобретении переключение коэффициента усиления выполняется сразу после межслойного перемещения, а не непосредственно перед межслойным перемещением. Если коэффициент усиления, установленный в фильтре HPF (то есть в эквалайзере), переключается перед перемещением, то считывание адреса дорожки или адреса сектора при такой временной последовательности окажется невозможным, и, следовательно, возможно ошибочное определение того, что сервоприводы фокусировки и т.п. неправильно работают. Если такое ошибочное определение произошло, то будут предприняты повторные попытки фиксации фокуса, что сделает невозможным выполнение намеченного межслойного перемещения. Следовательно, переключение коэффициента усиления предпочтительно выполнять после межслойного перемещения, хотя его можно было бы также выполнять и перед межслойным перемещением.

Таким образом, согласно настоящему варианту осуществления даже в том случае, когда RF сигнал от слоя записи информации, находящегося неглубоко от поверхности многослойного диска, ослаб из-за царапины или т.п. на поверхности диска, может быть обеспечено достаточное качество сигнала посредством настройки частоты среза контура регулировки сервопривода. Следовательно, применительно к любому из слоев записи информации можно совместить устойчивость оптического диска к царапинам с качеством записи/воспроизведения, позволяя тем самым обеспечить высоконадежное устройство.

Заметим, что можно также изменить не только коэффициент усиления фильтра HPF 182 на высоких частотах, но и коэффициент усиления обратной связи в системе квантования данных схемы 184 преобразования в двоичную форму и/или коэффициент усиления контура PLL в зависимости от слоя записи информации. В этом случае в отличие от сервосистемы, имеющей частотную характеристику в полосе низких частот, например сервопривод фокусировки и сервопривод трекинга, амплитуда RF сигнала будет уменьшатся из-за царапины на поверхности диска тем сильнее, чем ближе положение слоя записи информации к поверхности диска. Следовательно, для этих коэффициентов усиления предпочтительно задавать значения тем выше, чем ближе к поверхности диска находится слой записи информации, чтобы улучшить чувствительность в отношении царапины. Также путем увеличения этих коэффициентов усиления можно быстро зафиксировать контур PLL после прохождения через царапину на поверхности диска, даже если произошел сбой контура PLL из-за царапины. Хотя при увеличении этих коэффициентов усиления усугубляется дрожание и т.п., все же указанные ухудшения нейтрализуются увеличением запасов по наклону.

(Вариант осуществления 3)

Как было описано со ссылками на фиг.8, ослабление амплитуды RF сигнала, вызванное царапиной на поверхности диска, становится тем сильнее, чем ближе к поверхности диска расположен слой записи информации. Это также оказывает воздействие на PLL (контур фазовой автоматической подстройки частоты). Контур PLL является известной схемой, обеспечивающей совпадение частоты выходного сигнала с частотой входного сигнала или опорной частотой. Эта схема обнаруживает разность фаз между входным сигналом и выходным сигналом и способна формировать сигнал, точно синхронизированный с опорной частотой, посредством использования генератора, управляемого напряжением (VCO).

Поскольку схема PLL устройства для оптического диска работает на основе RF сигнала, то при существовании царапины на поверхности диска не всегда будет выполнимо надлежащее функционирование PLL в отношении слоя записи информации рядом с поверхностью диска. Таким образом, предпочтительно задавать тем большее значение коэффициента усиления PLL, чем ближе к поверхности слой записи информации. При доступе к слою записи информации, находящемуся относительно близко к поверхности, если даже амплитуда RF сигнала значительно ослабла из-за царапины на поверхности диска, сбой мало вероятен, пока возможно преобразование в двоичную форму и пока выделяется тактовый сигнал. Кроме того, если даже схема PLL дала сбой, выполнение операции фиксации улучшается из-за возросшего коэффициента усиления; и следовательно, возможна быстрая повторная фиксация после прохождения царапины.

Заметим, что увеличение коэффициента усиления PLL обычно приводит к повышению вероятности реагирования на шум или т.п. Следовательно, из-за случайного шума, который генерируется в стационарном состоянии и т.д., тактовый сигнал для извлечения данных будет иметь большое дрожание. Однако, поскольку запасы на наклон будут тем больше, чем ближе слой записи информации к поверхности диска, в этом случае ошибки считывания также будут подавлены.

Устройство для оптического диска согласно настоящему изобретению может иметь структуру, в которой произвольным образом скомбинированы варианты осуществления с 1 по 3. Например, можно разрешить изменение как коэффициента усиления регулировки фокуса, так и коэффициента усиления PLL применительно к каждому слою записи информации.

В каждом из вышеприведенных вариантов один оптический диск включает в себя три слоя записи информации с L0 по L2. Однако оптический диск может включать в себя два слоя записи информации или четыре или более слоев записи информации. Кроме того, необходимо изменять амплитудно-частотную характеристику применительно к каждому слою записи информации. Например, для слоев L0 и L1 записи информации может быть задана одинаковая амплитудно-частотная характеристика (то есть одна и та же частота среза или коэффициент усиления на высоких частотах), в то время как амплитудно-частотная характеристика слоя L2 записи информации, который ближе других находится к поверхности, будет другой.

Промышленная применимость

Устройство для оптического диска согласно настоящему изобретению способно стабильно выполнять запись/воспроизведение данных для многослойного оптического диска. В частности, при осуществлении оптического доступа к слою записи информации, находящемуся близко к поверхности оптического диска, сигнал FE и RF сигнал чувствительны к неблагоприятным воздействиям царапины, которая образуется на поверхности диска, и т.д. Однако при использовании устройства для оптического диска согласно настоящему изобретению такие воздействия могут быть ограничены, а качество сигнала может быть повышено.

Настоящее изобретение, в частности, демонстрирует свои положительные эффекты при выполнении записи/воспроизведения данных для диска BD в открытом исполнении.

Устройство для оптического диска согласно настоящему изобретению выполнено с возможностью считывать данные с оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, включая первый слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно мало, и второй слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно велико. Это устройство на оптическом диске включает в себя секцию регулировки фокуса, обуславливающую расположение точки схождения светового пучка на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска; секцию трекинга, обуславливающую расположение точки схождения светового пучка на заранее определенной дорожке слоя записи информации; и секцию установки коэффициента усиления, выполненную с возможностью изменять амплитудно-частотную характеристику, по меньшей мере, одной из секции регулировки фокуса и секции трекинга. Секция переключения коэффициента усиления заранее задает значение частоты среза (частоты, на которой коэффициент усиления равен 0 дБ) при считывании данных с первого слоя записи информации меньшим значения частоты среза при считывании данных со второго слоя записи информации. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для оптического диска, выполненное с возможностью считывать данные с оптического диска, имеющего множество слоев записи информации, включая первый слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно мало, и второй слой записи информации, расстояние которого от поверхности диска относительно велико, причем устройство содержит источник света для излучения светового пучка; линзу для сведения светового пучка, излучаемого из источника света; средство регулировки фокуса, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на произвольно выбранном слое записи информации оптического диска; средство трекинга, обуславливающее расположение точки схождения светового пучка на заранее определенной дорожке слоя записи информации; и средство установки коэффициента усиления, выполненное с возможностью изменять амплитудно-частотную характеристику по меньшей мере одного из средства регулировки фокуса и средства трекинга, при этом

средство установки коэффициента усиления задает значение частоты среза при считывании данных с первого слоя записи информации меньшим значения частоты среза при считывании данных со второго слоя записи информации.