光碟重放裝置、光碟記錄和重放裝置及雷射器噪音消除電路的製作方法
2023-07-11 19:56:36 2
專利名稱：光碟重放裝置、光碟記錄和重放裝置及雷射器噪音消除電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及光碟裝置中的雷射器噪音消除電路，所述光碟裝置採用如DVD(數字多功能光碟)和CD(雷射唱片)之類的各種光碟作為記錄介質。
背景技術：
採用光碟作為記錄介質的重放裝置以及記錄和重放裝置得到了廣泛的使用。例如，DVD播放器和CD播放器被廣泛地用於普通的家庭。例如，能夠在DVD-R(可記錄的DVD)、DVD-RW(可重寫的DVD)、CD-R(可記錄的CD)、CD-RW(可重寫的CD)等等上進行記錄的光碟記錄和重放裝置被廣泛地用作為個人計算機的數據記錄設備。
在作為光碟重放裝置或光碟記錄和重放裝置的這種光碟裝置中，從光碟獲得的再生無線電-頻率信號(再生射頻信號)包括由施加到該光碟上的雷射導致的雷射器噪音。因此，為了非常精確地再現，已經提出了用於從再生射頻信號中除去雷射器噪音的方法。
例如，日本專利公開號平10-124919提出這樣一種方法，它通過從再生射頻信號中減去一個APC(自動功率控制)監控輸出信號，來除去再生射頻信號中的雷射器噪音。圖16顯示了採用這種方法的光碟重放裝置。
如圖16所示，雷射從雷射源(半導體雷射器)1通過分束器2被施加到光碟100。從光碟100反射的光經由分束器2被提供到光檢測器(光接收器件)，然後被光檢測器3轉換成電信號。從光接收器件3輸出的信號由放大器4放大，然後作為再生射頻信號rf(t)被提供到算術單元(加法器)5。
同時，雷射源1發出的雷射還經由分束器2被提供到光檢測器(光接收器件)6，然後由光檢測器6被轉換成電信號。光接收器件6的輸出信號為APC監控輸出信號，用於自動地調整雷射的功率(光強度)。該APC監控輸出信號被提供到功率控制信號產生單元7。該APC監控輸出信號還被提供到具有增益調整功能的放大器8，然後由放大器8調整其增益，並且作為APC監控輸出信號m(t)被提供到算術單元5。
算術單元5從再生射頻信號rf(t)中減去APC監控輸出信號m(t)(反相加法)。因此，由雷射本身帶有的所謂的附加雷射器噪音分量(附加的噪音分量)被減去，並且因此從包括該雷射器噪音分量的再生射頻信號rf(t)中除去。
已經除去附加的噪音分量的再生射頻信號rf(t)被提供到均衡器9，以便進行預定的均衡處理。其後，數據鑑別單元10鑑別(辨別)再生射頻信號rf(t)的數據。該鑑別的數據由解碼單元12解碼然後再生。時鐘再生單元11再生用於鑑別該數據的時鐘信號。
因此，通過從再生射頻信號rf(t)中除去雷射本身帶有的附加噪音分量，就可能減少再生射頻信號rf(t)圍繞零交叉電平的跳動(再生射頻信號在時間軸方向上的擺動)，並且因此改善了再現邊緣。因此，具有執行二進位檢測的重放系統的光碟裝置可以進行良好的再現。
儘管上述消除雷射器噪音的常規方法可以消除零交叉電平周圍的雷射器噪音，但這種方法不能消除其它部分的雷射器噪音。再生射頻信號rf(t)是由施加到光碟的雷射形成的，並且從光碟反射回來。從光碟反射的光是施加到光碟的雷射與記錄在該光碟上的記錄信號(通過斑點和間隙而記錄在光碟上的信號)的乘積。
因此，再生射頻信號rf(t)不僅包括由雷射本身帶有的所謂的附加噪音分量而且包括由於附加噪音分量被光碟的記錄信號調製而產生的調製噪音分量。
因此，因此，即使當如圖17A所示包括附加噪音分量和調製噪音分量的再生射頻信號rf(t)減去由雷射源1的雷射本身形成的並且只包括如圖17B所示的附加噪音分量的APC監控輸出信號m(t)時，在零交叉電平周圍的雷射器噪音可以被除去，但是依然存在調製噪音分量，如圖17C所示。
由光碟裝置的重放系統對再生信號的處理的主流近來已經從常規的二進位檢測處理轉移到PRML(部分響應均衡和最大似然檢測)信號處理。
在PRML信號處理中，再生射頻信號使用多個判斷電平，並且使用了具有多個標準電平的Viterbi(維特比)檢測器。因此，人們希望具有執行PRML信號處理的重放系統的光碟裝置不僅減少圍繞再生射頻信號的零交叉電平的雷射器噪音而且減少圍繞每個標準電平的雷射器噪音。
儘管參考圖16和圖17A、17B和17C所描述的用於消除雷射器噪音的常規方法可用於執行常規二進位檢測處理的重放系統中，但該常規方法不適合用於執行PRML再生信號處理的光碟裝置中，因為該常規方法不能除去再生射頻信號rf(t)中的調製噪音分量。
另外，參考圖16和圖17A、17B和17C所描述的用於消除雷射器噪音的常規方法需要按照光碟(介質)的反射率的變化、I/V放大器增益的變化、雷射功率的變化等等動態地調整雷射器噪音的振幅。該振幅調整(增益調整)是由圖16所示的具有增益調整功能的放大器8進行的。
因此，用於消除雷射器噪音的該常規方法需要AGC(自動增益控制)電路，並且該AGC電路很難以執行正確的處理，因為需要考慮前述的各種雷射器噪音變化因數。
發明內容
本發明的目的是提供一種光碟重放裝置，一種光碟記錄和重放裝置，以及應用於光碟裝置的雷射器噪音消除電路，該雷射器噪音消除電路能可靠地並且輕易地除去再生射頻信號中的所有雷射器噪音成份。
為了實現上述目的，按照本發明的第一方面，提供了一種光碟重放裝置，它包括一個產生單元，用於產生施加到光碟上的雷射；第一光接收單元，用於接收由產生單元施加到光碟的雷射和由該光碟反射的雷射，並且將該反射光轉換成電信號；第二光接收單元，用於接收由產生單元施加到光碟的雷射中的至少一部分，並且將該部分雷射轉換成電信號；一個低通濾波器，用於從第二光接收單元的輸出信號中提取該雷射的直流分量；第一乘法單元，用於確定第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用於從第二光接收單元的輸出信號中提取該雷射的雷射器噪音分量；第二乘法單元，用於確定第一光接收單元的輸出信號與高通濾波器的輸出信號的乘積；以及，一個算術單元，用於從第一乘法單元的輸出信號中減去第二乘法單元的輸出信號。
按照本發明第一方面的光碟重放裝置藉助於低通濾波器從雷射的監控輸出信號或第二光接收單元的輸出信號中提取雷射的直流分量，並且藉助於高通濾波器從雷射的監控輸出信號或第二光接收單元的輸出信號中提取雷射的雷射器噪音分量。
第一乘法單元將再生射頻信號或第一光接收單元的輸出信號乘以低通濾波器輸出的雷射的直流分量，因此形成包括雷射的直流分量的輸出信號，從光碟讀出的信號分量，雷射器噪音的附加分量，以及由雷射器噪音的附加分量被記錄信號調製而產生的調製噪音分量。
第二乘法單元將再生射頻信號或第一光接收單元的輸出信號乘以高通濾波器輸出的雷射的雷射器噪音分量，因此形成包括雷射器噪音的附加分量和由於該雷射器噪音的附加分量被記錄信號調製而產生的調製噪音分量。
然後，該算術單元從第一乘法單元的輸出信號中減去第二乘法單元的輸出信號(反相加法)。通過執行這種乘積-求和運算，就可能從包括在再生射頻信號中的再生射頻信號中除去雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者，並且因此執行良好的再現處理。
在按照本發明第一方面的光碟重放裝置中，可以根據光碟重放裝置的數據傳輸速率來確定允許通過低通濾波器和高通濾波器的通頻帶。
根據光碟重放裝置的重放系統的數據傳輸速率，上述光碟重放裝置將用於表示低通濾波器和高通濾波器的通頻帶的參考頻率fc設置在適當的頻率處，它可以避免再現跳動加劇。該參考頻率fc例如是奈奎斯特(Nyquist)頻率fn的1/1000(千分之一)或更低，它是重放系統的數據傳輸速率的1/2(一半)。
因此就可能精確地提取雷射中的直流分量和雷射器噪音分量，並且適當地除去(消除)包括在再生射頻信號中的雷射器噪音的附加分量和調製分量。
圖1是用於解釋按照本發明的光碟重放裝置和雷射器噪音消除電路的實施例的方框圖；圖2顯示了用於解釋從半導體雷射器輸出的雷射L(t)的公式；圖3顯示了用於解釋APC監控輸出信號m(t)的公式；圖4顯示了用於解釋記錄在光碟上的記錄信號R(t)的公式；圖5顯示了用於解釋再生射頻信號rf(t)的公式；圖6顯示了用於解釋圖1所示第一乘法器的處理的公式；圖7顯示了用於解釋圖1所示第二乘法器的處理的公式；圖8顯示了用於解釋圖1所示第二乘法器的處理的公式；圖9顯示了用於解釋圖1所示算術單元的處理的公式；圖10A、10B和10C為解釋雷射器噪音消除電路的處理的示意圖；圖11是用於解釋圖1所示均衡器的PR(部分響應)特性的示意圖；圖12是用於解釋從圖1所示均衡器輸出的再生射頻信號的眼圖的示意圖；圖13是用於解釋按照本發明的另一種雷射器噪音消除電路的方框圖；圖14是用於解釋按照本發明的光碟重放裝置的示意圖；圖15是用於解釋按照本發明的光碟記錄和重放裝置的示意圖；圖16是用於解釋常規光碟重放裝置的雷射器噪音消除處理的示意圖；以及圖17A、17B和17C是解釋解釋常規光碟重放裝置的雷射器噪音消除處理的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述按照本發明的光碟重放裝置，光碟記錄和重放裝置以及雷射器噪音消除電路的實施例。下面的描述所採用的例子是按照本發明的光碟重放裝置，光碟記錄和重放裝置以及雷射器噪音消除電路被應用於例如採用DVD作為記錄介質的光碟重放裝置或光碟記錄和重放裝置的情況。
圖1是用於解釋按照本實施例的光碟重放裝置(以下簡稱為光碟裝置)的示意圖。在圖1中，光碟100例如是一個DVD，其上記錄了如電影之類的軟體。作為各種光碟裝置，按照本實施例的光碟裝置也具有伺服系統和控制系統。然而，為了簡化，主要描述該光碟裝置的重放系統，而省略伺服系統和控制系統的描述。
如圖1所示，按照本實施例的光碟裝置的重放系統20包括一個半導體雷射器器件21；一個分束器22；一個光檢測器(第一光接收器件)23；一個放大器24；一個雷射器噪音消除電路25；一個光檢測器(第二光接收器件)26；一個放大器27；一個AGC電路28；一個均衡器(在圖1中被表示為EQ)29；一個A/D(模擬/數字)轉換器30；一個PLL(鎖相環)電路31；一個Viterbi檢測器32；一個ECC(誤差校正碼)解碼器33；一個接口電路(在圖1中被表示為I/F)34；以及一個連接終端35。
如圖1所示，在按照本實施例的光碟裝置中的雷射器噪音消除電路為乘積-求和運算類型，包括一個模擬乘法器(第一乘法器)251；一個低通濾波器(以下縮寫為LPF)252；一個高通濾波器(以下縮寫為HPF)253；一個模擬乘法器(第二乘法器)254；以及一個算術單元(執行反相加法的加法器)255。雷射器噪音消除電路25使得消除(抑制)雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者成為可能。
如圖1所示，從半導體雷射器器件(LD)21發出的雷射器輸出光L(t)通過分束器22被施加到光碟100，該半導體雷射器器件是一個雷射產生單元。分束器22一方面傳送來自半導體雷射器器件21的雷射器輸出光，因此該雷射器輸出光被施加到光碟100上，另一方面還使來自半導體雷射器器件21的雷射器輸出光向光檢測器26方向折射，因此該雷射器輸出光進入到光檢測器26。
另外，分束器22使施加到光碟100並從光碟100反射的的雷射器輸出光向光檢測器23方向折射，因此該反射光進入光檢測器23。從光碟100反射的並通過分束器22向光檢測器23方向折射的光由光檢測器23接收。光檢測器23的目的是從來自光碟100的反射光中形成再生射頻信號。
用於形成再生射頻信號的光檢測器(RFPD)23將從光碟100反射的並由光檢測器23接收的光轉換成電信號，然後將電信號提供到放大器24。放大器24將光檢測器23的輸出信號放大到預定電平，然後將該放大的信號作為再生射頻信號rf(t)提供到雷射器噪音消除電路25的乘法器251。
同時，從半導體雷射器器件21發出的並通過分束器22向光檢測器26方向折射的光由光檢測器26接收。光檢測器26的目的是形成一個APC監控輸出信號，用於自動地調整半導體雷射器器件21發出的雷射器輸出光的功率。
用於形成APC監控輸出信號的光檢測器(APCPD)26將由光檢測器26接收的半導體雷射器器件21的雷射器輸出光轉換成電信號，然後將該電信號提供到放大器27。放大器27將光檢測器26的輸出信號放大到預定電平，然後將該放大的信號作為一個APC監控輸出信號m(t)提供到雷射器噪音消除電路25的低通濾波器252和高通濾波器253。
如圖2的公式(1)所示，半導體雷射器器件21發出的雷射器輸出光L(t)由該雷射器輸出光的光強度P和雷射器噪音N(t)的和表示。雷射器噪音NN(t)是由雷射器輸出光本身帶有的噪音分量，而當該雷射器輸出光的輸出功率降低時該噪音分量增加。在圖2中，(1)-1的光強度P是一個直流分量(DC分量)，而(1)-2的雷射器噪音N(t)是交流分量(AC分量)。
如圖3的方程式(2)所示，放大器27輸出的APC監控輸出信號m(t)由一個預定的轉換係數A與雷射器輸出光L(t)的乘積表示。在圖3中，APC監控輸出信號m(t)可以被表示成兩個乘積之和，一個是該轉換係數A與(2)-1中所示的光強度P的乘積，另一個是該轉換係數A與(2)中所示的雷射器噪音N(t)的乘積。
當假設rm為從記錄在光碟100上的一個斑點反射的雷射器輸出光的反射率，rs為從記錄在光碟100上的一個間隔(它是除該斑點之外的部分)反射的雷射器輸出光的反射率，S(t)為記錄在光碟100上的一個信號分量時，記錄在光碟100上的記錄信號R(t)可以由圖4的公式(3)表示。
具體地，在圖4中，該記錄信號R(t)由兩項之和表示，一項是斑點的反射率rm與間隔的反射率rs之和的一半(斑點反射率與間隔反射率的平均值)，如(3)-1所示；另一項被表示成斑點反射率rm與間隔反射率rs之間差值的絕對值(ABS)的一半乘以記錄在光碟100上的信號分量S(t)(信號調製分量)，如(3)-2所示。
如上所述，(3)-1所示的該項為為斑點反射率與間隔反射率的平均值，因而它是一個DC分量。在(3)-2中所示的項表示由記錄在光碟100即的信號調製的反射光，即記錄在該光碟上的信號分量，因而它是一個交流分量。
如圖5的公式(4)所示，圖1中放大器24輸出的再生射頻信號rf(t)可以表示成圖2的公式(1)所示的雷射器輸出光L(t)與圖4的公式(3)所示的記錄信號R(t)的乘積。圖5的公式(4)中的字母k是一個比例常數。
當通過替代圖2的公式(1)和圖4的公式(3)而將圖5的公式(4)擴展成圖5的公式(4)時，再生射頻信號rf(t)可以被分解為四項(四個分量)，如圖5中的(4)-1、(4)-2、(4)-3和(4)-4。
在圖5中，(4)-1是表示DC分量的項，它是比例常數k、光強度P以及光碟的斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。(4)-2是表示一個附加噪音分量的項，它是比例常數k、雷射器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。
在圖5中，(4)-3是表示信號分量的項，它是比例常數k、光強度P以及反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。(4)-4是表示調製噪音分量的項，它是比例常數k、雷射器噪音N(t)以及反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。
因此，再生射頻信號rf(t)包括由圖5中的(4)-2表示的附加噪音分量和由(4)-4表示的調製噪音分量兩者。再生射頻信號rf(t)被提供到第一乘法器251和第二乘法器254，如圖1所示。
如圖1所示，由低通濾波器252提取的APC監控輸出信號m(t)的低頻分量被提供到第一乘法器251。APC監控輸出信號m(t)的低頻分量是由圖3中的(2)-1所示的表達式表示的APC監控輸出信號m(t)的DC分量(係數A×光強度P)。
如圖1所示，由高通濾波器253提取的APC監控輸出信號m(t)的高頻分量被提供到第二乘法器254。APC監控輸出信號m(t)的高頻分量是由圖3中的(2)-2所示的表達式表示的APC監控輸出信號m(t)的雷射器噪音分量(係數A×雷射器噪音N(t))。
然後，第一乘法器251和第二乘法器254每個都執行乘法運算。第一乘法器251在下一階段中為算術單元255形成一個被減數信號(即從其中減去另一個信號的信號)。第二乘法器254在下一階段中為算術單元255形成一個減數信號(即要被減去的信號)。
下面將描述由第一乘法器251執行的乘法信號處理。如上所述，第一乘法器251被提供有來自放大器24的再生射頻信號rf(t)和來自低通濾波器252的APC監控輸出信號m(t)的DC分量(係數A×光強度P)。
再生射頻信號rf(t)與APC監控輸出信號的DC分量(A×P)的相乘產生四項(四個分量)(5)-1、(5)-2、(5)-3和(5)-4，如圖6的公式(5)所示。
在圖6中，(5)-1是表示DC分量的項，它是比例常數k、係數A以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。(5)-2是表示一個附加噪音分量的項，它是比例常數k、光強度P、雷射器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。
在圖6中，(5)-3是表示信號分量的項，它是比例常數k、係數A、光強度P的平方以及反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×s(t))的乘積。(5)-4是表示調製噪音分量的項，它是比例常數k、係數A、光強度P、雷射器噪音N(t)以及反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。
因此，第一乘法器251將再生射頻信號rf(t)乘以APC監控輸出信號的DC分量(係數A×光強度P)，因此形成包括附加噪音分量和調製噪音分量的再生射頻信號rf(t)，其信號電平被變大了。
接下來描述由第二乘法器254執行的乘法運算。如上所述，第二乘法器254被提供有來自放大器24的再生射頻信號rf(t)和來自高通濾波器253的APC監控輸出信號m(t)的雷射器噪音分量(係數A×雷射器噪音N(t))。
再生射頻信號rf(t)與APC監控輸出信號的雷射器噪音分量(係數A×雷射器噪音N(t))的相乘產生四項(四個分量)(6)-1、(6)-2、(6)-3和(6)-4，如圖7的公式(6)所示。
在圖7中，(6)-1是表示附加噪音分量的項，它是比例常數k、係數A、光強度P、雷射器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值的乘積((rm+rs)/2)。(6)-2是表示附加噪音分量平方的項，它是比例常數k、係數A、雷射器噪音N(t)的平方以及斑點和間隔的反射率的平均值((rm+rs)/2)的乘積。
在圖7中，(6)-3是表示調製噪音分量的項，它是比例常數k、係數A、光強度P、雷射器噪音N(t)以及反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。(6)-4是表示調製噪音分量平方的項，它是比例常數k、係數A、光強度P、雷射器噪音N(t)的平方、以及反射光的信號調製分量ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。
與雷射器輸出光的光強度P比較，雷射器噪音N(t)是一個非常小的值，因此雷射器噪音N(t)的平方表現為一個非常小的值。因此，與(6)-1和(6)-3項(其中光強度P被乘以雷射器噪音N(t))比較，包括雷射器噪音N(t)的平方的(6)-2和(6)-4項表現為極小的值，因此是可以忽略的。
因此，在圖7的公式(6)中，由於項(6)-2和項(6)-4是可以忽略的因而圖7的公式(6)可以減少到具有兩項的公式項(7)-1表示附加噪音分量，而項(7)-2表示調製分量，如圖8的公式(7)所示。
因此，第二乘法器254將再生射頻信號rf(t)乘以雷射器噪音(係數A×雷射器噪音N(t))，因此使得它有可能形成一個包括所有雷射器噪音分量的信號，這些雷射器噪音分量包括在通過附加噪音分量和調製噪音分量而形成的再生射頻信號rf(t)中。
然後，第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號被提供到雷射器噪音消除電路25的算術單元255。該算術單元255從第一乘法器251的輸出信號中減去第二乘法器254的輸出信號(反相加法)。
具體地，當雷射器噪音消除電路25的算術單元255所執行的算術處理由一個公式表示時，算術單元255執行如下處理，即從圖6的公式(5)中減去圖8的公式(7)，如圖9的公式(8)所示。因此，算術單元255用圖8所示的公式(7)中的(7)-1項和(7)-2項來消除圖6所示的公式(5)中的項(5)-2和項(5)-4。
因此如圖9的公式(8)所示，算術單元255輸出一個信號，包括DC分量((8)-1)，它是比例常數k、係數A、光強度P的平方以及斑點和間隔的反射率的平均值((rm+rs)/2)的乘積；以及信號分量((8)-2)，它是比例常數k、係數A、光強度P的平方、來自斑點和間隔的反射光的信號調製分量(ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。換言之，算術單元255輸出已經除去附加噪音分量和調製噪音分量的再生射頻信號。
圖10A、10B和10C是用於解釋在按照本實施例的光碟裝置中的雷射器噪音消除電路25的處理的示意圖。第一乘法器251的輸出信號是再生射頻信號rf(t)與APC監控輸出信號的DC分量的乘積，並且是包括附加噪音分量和調製噪音分量兩種雷射器噪音的再生射頻信號，如圖10A所示。
第二乘法器的輸出信號是再生射頻信號rf(t)與APC監控輸出信號的雷射器噪音分量的乘積，並且是由包括與第一乘法器251的輸出信號中的附加噪音分量和調製噪音分量所形成，如圖10B所示。
因此，第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號包括相同電平的附加噪音分量和調製噪音分量。然後，如上所述，算術單元255從第二乘法器254的輸出信號中減去第一乘法器251的輸出信號，因此消除包括在該信號中的具有相同電平的附加噪音分量和調製噪音分量。因此，就可能消除在所有再生射頻信號的幅度電平上的雷射器噪音，如圖10C所示。
另外，附加到該再生射頻信號上的信號電平變化因數比如光碟100的反射率變化和雷射器功率的變化同樣被附加到第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號上。因此，就可能從再生射頻信號中輕易而可靠地除去所有的雷射器噪音，而不必象參考圖16所描述的常規噪音消除方法那樣對減數信號進行自動增益控制。
因此，圖1所示的按照本實施例的光碟裝置的重放系統20將來自算術單元255的已經除去所有幅度電平上的雷射器噪音的再生射頻信號提供到自動增益控制電路28。例如，自動增益控制電路28除去由於光碟反射率的變化引起的不希望的幅度變化。
已經由自動增益控制電路28除去了不希望的幅度變化的再生射頻信號被提供到均衡器29。例如，均衡器29包括三個抽頭的橫向濾波器，並且將再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)特性。
具體地，均衡器29將再生射頻信號均衡成所謂的PR(1，2，1)特性，其中，如圖11所示，依據再生射頻信號的脈衝響應，由箭頭表示的峰值位置與峰值位置側面的取樣點的幅度比率可以考慮分別為2和1，而其它位置的幅度比率可以考慮為0。
如此被均衡成PR(1，2，1)的均衡器29的輸出信號(再生射頻信號)形成如圖12所示的眼圖。圖12顯示了被均衡成PR(1，2，1)特性的再生射頻信號的眼圖，並且顯示了加倍過取樣顯示的例子。在圖12中，眼圖在一個取樣點上具有至少四個交叉點，由橫坐標軸上編號2，4，6，8，……表示，因此確保多層檢測。
如此被均衡成PR(1，2，1)特性的均衡器29的輸出信號(再生射頻信號)然後由A/D轉換器30轉換成數位訊號。該數位訊號被提供到Viterbi檢測器32，以在每個判斷電平上檢測再生的數據。圖1中的PLL迴路31的目的是形成用於A/D轉換器30的時鐘信號。
因此，按照本實施例的光碟裝置的重放系統具有用於將再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)的均衡器29和Viterbi檢測器32，並且因此執行PRML類型的再生信號處理。來自光碟100的信號因此需要通過如下方法來再生，即在用於多層檢測的再生射頻信號的每個判定電平上檢測來自再生射頻信號的精確再生數據。
如上所述，在按照本實施例的光碟裝置的重放系統20中的雷射器噪音消除電路25不僅從再生射頻信號除去了雷射器噪音的附加噪音分量而且除去了雷射器噪音的調製噪音分量。因此，雷射器噪音消除電路25除去在再生射頻信號的每個幅度電平上的雷射器噪音。因此就可能適當地且精確地鑑別處於每個判定電平上的再生射頻信號(Viterbi檢測)。
來自Viterbi檢測器32的再生數據被提供到ECC解碼器33，以便進行誤差校正處理等等。然後該再生數據經由接口電路(在圖1中被描述為I/F)34和用於連接外部裝置的端子被提供到外部裝置。
在本實施例中，光碟100例如是一個DVD，其上記錄了如電影之類的軟體。從光碟100再生的電影的視頻數據和音頻數據經由I/F電路34和連接端子35被提供到監視器接收器和揚聲器。
因此，按照本實施例的光碟裝置的重放系統20可以有效地除去半導體雷射器器件21發出的雷射器輸出光具有的附加噪音分量和由於附加噪音分量被光碟上的記錄信號調製而引起的調製噪音分量兩者，該附加噪音分量和調製噪音分量是包括在再生射頻信號中的噪音分量。
因此就可能除去在再生射頻信號的所有幅度電平上的雷射器噪音。因此，按照本實施例的光碟裝置執行PRML類型的再現處理，可以改善再現邊緣並且很好地執行再現處理。
而且，雷射器噪音消除電路25不對處理的信號進行幅度校正(AGC)。因此就可能通過簡單的處理有效地除去再生射頻信號中的雷射器噪音。
值得一提的是，在本實施例中，該光碟裝置的重放系統20被描述為執行PRML類型的再現處理的系統。然而，本發明並不局限於此。執行常規二進位檢測的再現處理的重放系統也可以裝備有該雷射器噪音消除電路25。
通過常規二進位檢測而執行再現處理的重放系統只需要有效地除去圍繞零交叉電平的雷射器噪音，因此不需要除去在再生射頻信號的所有幅度電平上的雷射器噪音。因此，在通過二進位檢測而執行再現處理的重放系統情況下，雷射器噪音消除電路25可以裝備有一個低通濾波器256，如13圖所示。
在圖13中，除低通濾波器256和均衡器41的電路部分之外的部分是以圖1所示相應部分的相同方式形成的。因此，在圖13中，以與圖1所示的光碟裝置的重放系統20相同的方式形成的部分由與圖1中相同的標號表示。
在圖13所示例子情況下，放大器24的再生射頻信號rf(t)被提供到低通濾波器256。低通濾波器256隻提取再生射頻信號rf(t)的低頻分量，即再生射頻信號rf(t)的DC分量，然後將該DC分量提供到乘法器254。
因此，不向乘法器254提供包括記錄在光碟100上的信號分量的信號。因此，乘法器254輸出只由雷射器噪音的附加噪音分量形成的信號，該分量是再生射頻信號的DC分量與APC監控輸出信號的雷射器噪音分量的乘積。因此，乘法器254不對調製噪音分量執行操作，在二進位檢測的情況下不需要除去它。
因此，算術單元255通過只從再生射頻信號中除去雷射器噪音的附加噪音分量來形成一個信號，然後將該信號提供到均衡器41。均衡器41將提供到其上的再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)特性。
被均衡成PR(1，2，1)特性的再生射頻信號被提供到數據鑑別單元42，在數據鑑別單元42中數據被鑑別(識別)。由於從提供到數據鑑別單元42的再生射頻信號中除去了圍繞零交叉電平的雷射器噪音，數據鑑別單元42可以精確地執行鑑別處理(二進位檢測)然後，由數據鑑別單元42鑑別的數據由解碼單元44解碼。時鐘再生單元43再生用於鑑別該數據的時鐘信號。由解碼單元44解碼的數據被提供到ECC解碼器單元45，以對它進行預定的誤差檢測和誤差校正。該數據然後經過接口電路(在圖13描述為I/F)46和連接端子47被提供到外部裝置比如監視器接收器和揚聲器。
因此，由於雷射器噪音消除電路25具有低通濾波器256，可以執行只對包括在再生射頻信號中的附加噪音分量的操作，而無需對不必除去的調製噪音分量進行運算處理，因此可以從再生射頻信號中除去雷射器噪音的附加噪音分量。而且，在這種情況下，在雷射器噪音消除電路25中不需要自動增益控制。
圖1和圖13所示的雷射器噪音消除電路25按照重放系統20的數據傳輸速率來確定低通濾波器252和高通濾波器253的信號頻帶。用於表示低通濾波器252和高通濾波器253的通頻帶的參考頻率fc為奈奎斯特頻率fn的1/1000(千分之一)或更低，該頻率是重放系統20的數據傳輸速率的1/2(一半)。
比如，當重放系統20的數據傳輸速率為66Mbps時，奈奎斯特頻率fn為33兆赫。因此，如上所述，低通濾波器252和高通濾波器253的參考頻率fc為參考頻率fc＝fn/1000＝33kHz。
低通濾波器252和高通濾波器253的參考頻率fc被設置為奈奎斯特頻率fn的千分之一，這是因為要避免重放跳動加劇到這種的程度，以至於影響從光碟讀出的數據。
已經描述了作為光碟重放裝置的一個例子的上述實施例。具體地，如圖14所示，光碟重放裝置50的重放系統20具有噪音消除電路25，這就使得它有可能除去附加噪音分量和調製噪音分量兩者，因此可順利地再生記錄在光碟上的數據，所述附加噪音分量和調製噪音分量是包括在再生射頻信號中的雷射器噪音。
當再生數據為視頻數據時，該視頻數據被提供到一個監視器接收器61，然後與再生數據對應的圖像被顯示在該監視器接收器的顯示屏幕上，如圖14所示。當該再生數據是音頻數據時，該音頻數據被提供到揚聲器62，以發出與該再生數據對應的聲音，如圖14所示。
連接到該光碟重放裝置50的外部裝置不僅包括監視器接收器和揚聲器而且包括光碟記錄和重放裝置，HDD(硬碟驅動器)，VTR(磁帶錄像機)，磁帶錄音機，具有數據記錄功能的可攜式終端比如可攜式電話終端，各種記錄設備比如個人計算機，以及網絡(通信網絡或廣播網)。
當然雷射器噪音消除電路25可以提供給光碟記錄和重放裝置的重放系統。具體地，如圖15所示，光碟記錄和重放裝置70的重放系統20具有雷射器噪音消除電路25，這就使得它有可能除去附加噪音分量和調製噪音分量兩者，因此可順利地再生記錄在光碟上的數據，所述附加噪音分量和調製噪音分量是包括在再生射頻信號中的雷射器噪音。
在這種情況下，在記錄數據過程中，半導體雷射器器件21輸出對應於來自記錄系統40的記錄信號的雷射器輸出光。在記錄期間，雷射器輸出光的光強度大於用於再現的雷射器輸出光。因此，半導體雷射器器件21需要在記錄和再現期間發出不同功率的雷射器輸出光。
因此，在用於該介質的記錄方式下，光碟記錄和重放裝置70需要優化雷射器輸出。因此光碟記錄和重放裝置70在重放方式下傾向於使用一個具有高雷射器噪音的功率範圍。然而，該雷射器噪音消除電路25可以除去附加噪音分量和調製噪音分量。
因此，通過加入光碟記錄和重放裝置的重放系統20中的雷射器噪音消除電路25，它大大地改變雷射器功率並傾向於在再現期間降低噪音特徵，就可能從再生射頻信號中有效地除去雷射器噪音。
可以想像該光碟記錄和重放裝置例如可以被用作為個人計算機(PC)80的一個外部記錄設備，如圖15所示。當然，光碟記錄和重放裝置70可以連接到各種再現設備比如光碟重放裝置，另一個光碟記錄和重放裝置，一個記錄設備比如HDD，以及一個網絡(通信網絡或廣播網)。
通過將雷射器噪音消除電路形成到IC中並將該IC作為一個雷射器噪音消除電路(雷射器噪音消除器)提供到光碟重放裝置和光碟記錄和重放裝置的重放系統中，圖1和圖13所示的雷射器噪音消除電路25可以是結合到各種光碟重放裝置和光碟記錄和重放裝置中。
如上所述，噪音消除電路25可以從再生射頻信號中除去雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者。因此，就可能順利地再生記錄在光碟上的信號，即使使用了具有拙劣的噪音特徵的雷射器器件並產生了許多雷射器噪音。
換言之，就可能使用照慣例不能使用的具有拙劣的噪音特徵的雷射器器件。這就使得它有可能改善雷射器器件的輸出，並因此減少雷射器件的成本。
發出雷射的雷射器件可以使用波長為780nm的近紅外雷射器，波長為630nm的紅雷射器，波長約為400nm的藍-綠雷射器，或較短波長的雷射。
值得一提的是在上述實施例中，光碟被描述為一個DVD；然而，光碟並不局限於DVD。只讀DVD，只讀CD，用於記錄和重放的DVD和CD，以及各種其它光碟都可以被用作為記錄介質。
如上所述，按照本發明，有可能除去包括在再生射頻信號中的雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者。因此，特別地，當應用於具有多個判定電平的PRML類型重放系統時，本發明可以改善再現邊緣。
而且，有可能取消常規雷射器噪音消除電路必需的自動增益控制電路，該電路用於除去再生射頻信號中的雷射器噪音。這就不必在該雷射器噪音消除電路中調整信號增益，因此不必調整該雷射器噪音消除電路。因此，就可能減少該雷射器噪音消除電路的製造成本和該光碟重放裝置以及光碟記錄和重放裝置的製造成本。
另外，由於可以有效地除去雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者，可以將具有拙劣的噪音特徵的半導體雷射器器件用作為光碟重放裝置和光碟記錄和重放裝置的半導體雷射器器件。因此，這就使得它有可能改善半導體雷射器器件的生產，並因此減少半導體雷射器器件的成本。
雖然已經採用具體例子描述了本發明的最佳實施例，但這種描述只是用於說明目的，應理解在不脫離下面的權利要求的精神或範圍的情況下可以做出各種變化和改型。
權利要求
1.一種光碟重放裝置，包括一個產生單元，用於產生施加到光碟上的雷射；第一光接收單元，用於接收由所述產生單元施加到所述光碟並由所述光碟反射的雷射，並且將所述反射光轉換成電信號；第二光接收單元，用於接收由所述產生單元施加到所述光碟的所述雷射中的至少一部分，並且將所述至少一部分雷射轉換成電信號；一個低通濾波器，用於從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述雷射的直流分量；第一乘法單元，用於確定所述第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用於從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述雷射的雷射器噪音分量；第二乘法單元，用於確定所述第一光接收單元的輸出信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術單元，用於從所述第一乘法單元的輸出信號中減去第所述二乘法單元的輸出信號。
2.按照權利要求1的光碟重放裝置，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據所述光碟重放裝置的數據傳輸速率確定的。
3.一種光碟記錄和重放裝置，具有在記錄和再現期間能夠改變施加到光碟上的雷射功率的雷射產生單元，所述光碟記錄和重放裝置的重放系統包括第一光接收單元，用於接收由所述產生單元施加到所述光碟並由所述光碟反射的再現雷射，並且將所述反射光轉換成電信號；第二光接收單元，用於接收由所述產生單元施加到所述光碟的所述再現雷射中的至少一部分，並且將所述至少一部分再現雷射轉換成電信號；一個低通濾波器，用於從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述雷射的直流分量；第一乘法單元，用於確定所述第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用於從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述雷射的雷射器噪音分量；第二乘法單元，用於確定所述第一光接收單元的輸出信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術單元，用於從所述第一乘法單元的輸出信號中減去第所述二乘法單元的輸出信號。
4.按照權利要求3的光碟記錄和重放裝置，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據所述光碟記錄和重放裝置的所述重放系統的數據傳輸速率確定的。
5.一種雷射器噪音消除電路，用於光碟裝置的重放系統，所述雷射器噪音消除電路包括一個低通濾波器，用於從所述雷射的監視輸出信號中提取施加到光碟的再現雷射的直流分量；第一乘法器，用於確定來自所述光碟的再生射頻信號與所述低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用於從所述雷射的所述監視輸出信號中提取施加到所述光碟的所述再現雷射的雷射器噪音分量；第二乘法器，用於確定來自所述光碟的再生射頻信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術單元，用於從所述第一乘法器的輸出信號中減去所述第二乘法器的輸出信號。
6.按照權利要求5的雷射器噪音消除電路，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據包括所述雷射器噪音消除電路的所述光碟裝置的重放裝置的數據傳輸速率確定的。
全文摘要
第一乘法器251將再生射頻信號rf(t)乘以APC監控輸出信號m(t)的DC分量,該分量為低通濾波器252的輸出信號,然後將該乘法所產生的信號提供到算術單元255。第二乘法器254將再生射頻信號rf(t)乘以APC監控輸出信號m(t)的雷射器噪音分量,該分量為高通濾波器253的輸出信號,然後將該乘法所產生的信號提供到算術單元255。算術單元255從來自乘法器251的信號中減去來自乘法器254的信號,因此除去雷射器噪音的附加噪音分量和調製噪音分量兩者。
文檔編號G11B7/135GK1365105SQ0114547
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月11日 優先權日2000年12月11日
發明者小林伸嘉 申請人:索尼公司