光碟裝置及其控制方法、以及計算機可讀記錄媒體的製作方法

2023-12-03 07:26:46 3

專利名稱：光碟裝置及其控制方法、以及計算機可讀記錄媒體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包含CD-ROM、 CD-R、 CD-RW驅動器或DVD 驅動器、藍光(註冊商標)光碟驅動器等的光碟裝置及其控制方法和 程序。
背景技術：
近來開發多種多樣的光碟媒體，按照目的分別使用。光碟媒體通 常具有分層配置多個層的結構。例如，在媒體的兩個表面上具備保護 層，由這些保護層夾持著記錄有數據的層。
可是，光碟媒體本身的厚度、自保護層的表面起至數據記錄層的 表面(信號面)為止的距離、信號面的數量、及從信號面讀出信息所應 該使用的雷射波長等多個參數不同。例如，在DVD中，最大具有2 層信號面。
根據這種情況，通常按各光碟媒體分別使用專用的驅動器。可是， 由於必須針對每種光碟媒體購入、設置專用的驅動器，所以利用者必 須熟悉各驅動器的操作，且經濟負擔也重。因此，尋求可應對多種媒 體的驅動器(光碟裝置)。
為了應對多種媒體的驅動器，開發了如下技術、即，利用每種媒 體讀出所用的光源(雷射)波長不同，使用具有波長選擇特性的光學元 件，通過1個物鏡使透鏡的數值孔徑變化。
這種驅動器用的光學拾取器如圖7所示，包含輸出多種波長的激 光的發光元件ll、分光鏡12、光檢測器13和物鏡體14構成。另外， 物鏡體14包括物鏡14L、和包含了衍射光柵14H的全息圖元件14H。
發光元件11例如是輸出3種波長互不相同的雷射的半導體雷射 器元件(所謂3波長雷射器)。這裡，在3種波長分別對應於藍光(注 冊商標)光碟、DVD(Digital Versatile Disk)和CD(Compact Disc)時， 控制成針對藍光(註冊商標)光碟輸出405納米(nm)波長、針對DVD 輸出650nm波長、針對CD輸出780nm波長的雷射。
分光鏡12將發光元件11輸出的光導向物鏡體14側。另外，該 分光鏡12將由媒體反射、通過物鏡體14輸入的光導向光檢測器13 側。光檢測器13例如具備配置成NxN矩陣狀的多個光檢測元件。另 外，該光檢測器13具備例如用於測定束徑的圓柱形透鏡。由分光鏡 12導入的光經該圓柱形透鏡分別到達多個感光元件中的每一個。而 且，光檢測器13分別輸出由多個感光元件各自檢測出的光的強度信 號。
物鏡體14的全息圖元件14H經物鏡體14接收由媒體反射的激 光。然後，全息圖元件14H使該接收到的光衍射，以針對每個波長成 為預定的數值孔徑(NA)，並將其導向分光鏡12。另外，物鏡14L是非 球面透鏡，通過分光鏡12及全息圖元件14H，使從發光元件ll導入 的雷射折射後輸出，以在離開按每個波長而不同的規定焦距F的位置 上聚焦，另外，該物鏡14L會聚由媒體反射的雷射，並將其導向全息 圖元件14H。
該光學拾取器1可沿大致垂直於光碟媒體表面的方向往復移動， 在從光碟媒體讀出信號之前，執行在其信號面上聚焦的控制。即，根 據光檢測器13輸出的信號(RF信號)，生成表示雷射的焦點相對於光 盤媒體的記錄面的錯位的信號(聚焦誤差信號；FE信號)、和到達感光 元件的光的強度之和的信號(引入信號(pull-in signal) ; PI信號)。須 指出，根據該光檢測器13輸出的信號，通常還生成表示跟蹤誤差的信 號(TE信號)等，但這裡省略其詳細的說明。
這裡，FE信號是如圖8A所示的信號。即，FE信號在聚焦時幾 乎為「0J 。另外，是在以聚焦的位置為中心使光碟媒體與物鏡體14 的距離發生變動時、物鏡體14僅離開聚焦位置規定距離時分別具有正 負峰值的信號。下面，稱該信號波形為聚焦誤差波形。
另外，PI信號是如圖8B所示的信號。即，該PI信號在聚焦位 置上有峰值。圖8A及圖8B分別是表示FE信號及PI信號的示意說 明圖。
若使用該光學拾取器l，則可執行如下控制。即，可控制物鏡體 14與光碟媒體表面的距離，以使從物鏡14L的平面部P至媒體內部的 信號面為止的距離變為上述焦距F，即能夠在信號面上聚焦。由此， 可對應於多個光碟媒體讀出信號。
這裡，關於是否聚焦，只要使用上述FE信號及/或PI信號，例 如在FE信號的絕對值超過峰值後低於規定閾值(接近「 0」)時判斷為 聚焦即可。或者也可以在PI信號超過規定閾值時判斷為聚焦。
須指出，在使用了這種光學拾取器1的光碟裝置中，在對記錄於 光碟媒體上的數據進行存取之前，判別光碟媒體的種類。
為此，開發了利用聚焦誤差信號測量從光碟媒體的表面至記錄面 的距離，以判別光碟媒體的種類的技術(專利2986587號等)。
可是，隨著光碟媒體的多樣化，在多個光碟媒體之間，出現了從 各自表面至記錄面的距離之差較小這樣種類的光碟媒體。例如，目前 銷售有相對於CD和DVD,粘合了CD和DVD、被稱為雙重盤(Dual Disc)的光碟媒體。
由於CD的保護層厚度約為1.2mm, DVD的保護層厚度約為 0.6mm，如果僅僅識別CD和DVD，則只要將閾值設定為例如l.Omm, 在以距表面不足該閾值的距離成像於信號面上時判別為是DVD，否 則，判別為是CD即可。
可是，對於雙重盤，由於其保護層的厚度是0.9mm,所以為了應 對該光碟媒體，必須將與CD的閾值設定在例如0.9mm與1.2mm之 間，另外，將與DVD的閾值設定在0.6mm與0.9mm之間。
通常，使光學拾取器的物鏡相對於光碟表面移動的致動器因溫度 等環境的變化、其進給速度發生變化，在考慮到這種進給速度的變化
時，將閾值設定在0.3mm左右之間是不現實的。這樣，在例如DVD、 CD、雙重盤的識別等中，造成了因光碟的種類不同而識別變困難的現 狀。

發明內容
本發明的目的之一在於提供一種光碟裝置，即便在表面至記錄層 的厚度比較接近的光碟媒體之間，也可提高其判別精度。
用於解決上述現有技術的問題的本發明是讀取記錄在光碟媒體 上的信號的光碟裝置，具備光學拾取器，通過一個物鏡選擇性地將 多個互不相同的波長中的任一波長的光照射到光碟上，輸出基於光碟 的反射光的信號；驅動部，使所述光學拾取器的物鏡相對於光碟媒體 面相對移動；和控制部，在通過所述驅動部使所述物鏡相對於光碟媒 體面相對移動的同時，檢測基於光碟媒體面的表面反射的信號、基於 所述表面反射而產生的偽信號、和基於光碟媒體的數據記錄層中的反 射光的信號，根據從檢測出所述表面反射的時刻開始至檢測出所述偽 信號的時刻為止的第1時間與從檢測出所述表面反射的時刻開始至檢 測出所述數據記錄層中的反射光的時刻為止的第2時間之比，判別光 盤媒體的種類。


圖l是表示本發明實施方式的光碟裝置的結構例的框圖。
圖2是表示本發明實施方式的光碟裝置的實例的功能框圖，
圖3A是表示在本發明實施方式的光碟裝置中檢測出的、涉及CD
的PI信號實例的說明圖。
圖3B是表示在本發明實施方式的光碟裝置中檢測出的、涉及
DVD的PI信號實例的說明圖。
圖3C是表示在本發明實施方式的光碟裝置中檢測出的、涉及雙
重盤的PI信號實例的說明圖。
圖4是本發明實施方式的光碟裝置所利用的、保持有判定基準的 表格實例的說明圖。
圖5是表示本發明實施方式的光碟裝置中的判別處理實例的流程圖。
圖6是表示本發明實施方式的光碟裝置執行的、判斷光碟媒體的 種類的處理流程實例的流程圖。
圖7是表示通常的光學拾取器的結構例的示意圖。
圖8A是表示在聚焦位置附近的聚焦誤差信號的示意說明圖。
圖8B是表示在聚焦位置附近的引入信號的示意說明圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發明的實施方式。本發明實施方式的光碟 裝置如圖1所示，具備媒體支撐部21、主軸馬達22、光學拾取器 23、雙軸致動器24、進給馬達25a、聚焦控制致動器25b、驅動器放 大器26、 RF放大器27、伺服信號處理部28、控制部29、信號處理部 30及驅動控制器31。
媒體支撐部21可旋轉地支撐光碟媒體。另外，該媒體支撐部21 利用從主軸馬達傳遞的動力使光碟媒體旋轉。光學拾取器23與圖7 示出的光學拾取器相同，這裡，利用雙軸致動器24，可沿光碟媒體的 半徑方向、及垂直於光碟媒體面的方向這2個方向(2軸)移動。
雙軸致動器24具備進給馬達25a、和沿垂直於光碟媒體面的方向 移動光學拾取器23的致動器(聚焦控制致動器)25b。利用進給馬達 25a，沿光碟媒體的半徑方向移動聚焦控制致動器25b。另外，由聚焦 控制致動器25b控制包含在光學拾取器23中的物鏡體14與光碟媒體 表面的距離。
驅動器放大器26控制進給馬達25a的旋轉量。另外，該驅動器 放大器26根據從伺服信號處理部28輸入的信號，驅動雙軸致動器24 中的聚焦控制致動器25b。
RF放大器27根據光學拾取器23輸出的、多個光檢測元件各自 的輸出信號，生成並輸出FE信號和PI信號中的至少之一。伺服信號 處理部28例如可4吏用DSP(Digital Signal Processor,數位訊號處理器) 來實現，檢測RF放大器27輸出的PI信號的峰值。另外，對該PI信 號檢測是否超過了預定的PI信號閾值(FOK; Focus OK)。並且，該 伺服信號處理部28對於RF放大器27輸出的FE信號，執行使用了 預定的FE信號閾值(FZC; Focus Zero Cross)的規定處理。後面詳述 該處理。伺服信號處理部28將這些檢測結果和規定處理的結果輸出到 控制部29。
進而，伺服信號處理部28根據從伺服處理控制部29輸入的指示， 對驅動器放大器26輸出與驅動聚焦控制致動器25b有關的信號。控制 部29例如是微型計算機，包含執行模塊和存儲元件。該控制部29的 存儲元件是存儲了應執行的程序或各種參數的計算機可讀記錄媒體。 另外，控制部29的執行模塊根據存儲在該存儲元件中的程序來執行處 理。
該控制部29接收對從伺服信號處理部28輸入的信號(關於PI信 號的峰值檢測結果的信號、或關於FE信號的處理結果的信號)等的輸 入，根據這些信號，執行將光學拾取器23與光碟媒體的距離設定成在 信號面上聚焦的位置的處理(聚焦控制處理)。後面將詳述該聚焦控制 處理。
並且，本實施方式的控制部29在電源接通時、或在媒體支撐部 21上放置了新的光碟媒體時，與伺服信號處理部28聯動，執行判定 該光碟媒體的種類的處理。後面將描述該處理的具體內容。
信號處理部30根據伺服信號處理部28輸出的信號，解調記錄在 光碟媒體上的信號。然後，該信號處理部30輸出解調後的信號。
將驅動控制器31連接於成為主機的個人計算機或家庭用遊戲機 主體、或者視頻解碼器等，響應來自主機的請求，通過控制部29驅動 驅動器放大器26，使光學拾取器23向光碟媒體上的期望位置移動。 然後，向主機側輸出由信號處理部30輸出的、根據記錄於光碟媒體上
的信號解調出的信號。
下面說明由伺服信號處理部28和控制部29執行的光碟媒體種類 判定處理。在本實施方式中，利用該伺服信號處理部28和控制部29， 通過軟體來實現判定光碟媒體種類的處理。
作為具體例，通過伺服信號處理部28和控制部29的動作，本實 施方式的光碟裝置在功能上作為具有如圖2所示的結構的裝置而動 作。即，本實施方式的光碟裝置在功能上包含參數初始化部41、聚焦 控制致動器驅動部42、反射光檢測部43、信號判定部44、第1計時 部45、第2計時部46和判定部47而構成。
參數初始化部41將光學拾取器23發射的光的波長設定成被定為 初始值的值。驅動聚焦控制致動器25b,使光學拾取器23移動到離光 盤媒體表面最遠的位置。參數初始化部41 一旦結束該初始化處理，就 向聚焦控制致動器驅動部42輸出處理開始信號。
聚焦控制致動器驅動部42 —旦接收處理開始信號的輸入，則以 預定的速度使光學拾取器23向接近光碟媒體的方向相對移動。
反射光檢測部43伴隨光學拾取器23的移動，檢測光學拾取器23 輸出的引入信號(PI信號)的峰值。PI信號例如如表示CD(Compact Disc)情況的圖3A所示，隨著光學拾取器23接近光碟媒體表面，光學 拾取器23發射的光到達在光碟媒體表面上聚焦的位置，變為表面反射 光，併入射到光學拾取器23。
這時，光學拾取器23輸出的PI信號形成具有峰值的曲線(curve)。 由此，檢測到光碟媒體表面的反射光(表面反射(S))。進而，使光學拾 取器23接近光碟媒體表面，則檢測到至少一個基於在光學拾取器23 內因表面反射產生的(即不基於記錄層的反射的)無用光的偽信號 (Fake)。然後，在光學拾取器23進一步接近光碟媒體的位置，利用光 學拾取器23檢測到信號面的反射光(T)。
在本實施方式中，即便光碟媒體的種類不同，在光學拾取器23 相對於光碟媒體表面的位置在規定位置附近時，利用以高再現性出現 的信號，以該信號的出現位置為基準，提高了對信號面的反射光的位
置的測定精度。這裡，作為這種信號，利用了電平較高、在比較接近 表面反射的位置最初檢測出的(一次)偽信號。
反射光檢測部43根據該PI信號的變化檢測光碟媒體的表面反 射，並在檢測出表面反射的時刻輸出表面反射檢測信號。
信號判定部44根據PI信號的變化檢測偽信號(Fake)，在檢測出 偽信號(Fake)的時刻向第1計時部輸出第1計時信號，通常偽信號多 次出現，但只要在最初檢測出具有預定閾值以上強度的PI信號的峰值 的時刻輸出第1計時信號即可。
另外，該信號判定部44根據輸出第l計時信號後PI信號的變化 檢測信號面上的反射光。然後，在檢測到該信號面的反射光時，向第 2計時部46輸出第2計時信號。信號判定部44也可在從檢測出偽信 號(Fake)的時刻起的規定期間(此後稱作非檢測期間)內，不從PI信 號中檢測峰值。
這裡，規定期間(非檢測期間)可以作為使用第1計時部45輸 出的第1時刻信號，將該第1時刻信號乘以預先規定的常數所得到的 時間。這時，從檢測出偽信號的時刻起經過上述規定期間之後，檢測 伴隨信號面反射的PI信號峰值，可防止將多個偽信號的一部分誤檢測 為信號面的反射。
另外，信號判定部44不執行從PI信號中檢測峰值的期間(非檢 測期間)也可設定為光學拾取器23的物鏡與光碟媒體的距離到達預定 的距離範圍之前的期間。這時，例如將信號判定部44從PI信號中檢 測峰值的期間(此後稱為檢測期間)規定為光學拾取器23的物鏡與光 盤媒體的距離在預定的距離範圍(從P mask起至Plimit(Plimit>Pmask) 為止)的期間。然後，使用該距離範圍、和預先設定為出現偽信號(Fake) 的位置的位置Pfake，算出
Tmask=TfakelxPmask/Pfakel
Tlimit=Tfakel xPlimit/Pfakel
信號判定部44也可在該Tmask至Tlimit的期間(檢測期間)從 PI信號中檢測峰值，其中，Tmask是應開始從PI信號中檢測峰值的
時刻，Tlimit是應結束從PI信號中檢測峰值的時刻。Tfakel是信號 判定部44輸出第1計時信號的時刻。這些時刻可以是從任意基準時刻
(例如輸入表面反射檢測信號的時刻)起開始計時的時刻。而Pmask 和Plimit表示光學拾取器23的物鏡與光碟媒體的距離，分別被定義 為應執行從PI信號中檢測峰值的距離的起點(Pmask)和終點
(Plimit) 。 Pmask和Plimit可以如前所述被預先設定。Pfakel表示 強度為預定閾值以上的最初偽信號的出現位置，該Pfakel的值也是預 先設定的。
笫1計時部45是計時器，從輸入表面反射檢測信號的時刻起開 始計時，在輸入第l計時信號的時刻結束計時，將在結束計時的時刻 的時間信息(第1時間信息)輸出到判定部47。另外，第2計時部46也 是計時器，從輸入表面反射檢測信號的時刻起開始計時，在輸入第2 計時信號的時刻結束計時，將在結束計時的時刻的時間信息(第2時間 信息)輸出到判定部47。
判定部47根據第l計時部45輸出的第1時間信息和第2計時部 46輸出的第2時間信息，執行判別光碟媒體的種類的處理。作為具體 例，在本實施方式中，如圖4所示，在控制部29的存儲部中事先存儲 有將各自對應的第1時間信息T1與第2時間信息T2之比T2/T1的範 圍(下限及上限)與每個光碟媒體種類相關聯的表格。
判定部47如圖5所示，運算第1計時部45輸出的第1時間信息 Tl與第2計時部46輸出的第2時間信息T2之比T2/T1(S1)。然後， 判定部47從存儲部讀出圖4示出的表格(S2)，選擇光碟媒體的一個種 類作為關注種類(S3)，從表格中讀取與該關注種類相關聯的上限值H、 下限值L(S4)。
判定部47判斷是否H^T2/T1>L(S5)，若不是則返回處理S3， 選擇還未被選擇為關注種類的其它光碟媒體種類中的一個作為關注種 類，重複開始處理。
另外，在處理S5中，若滿足H^T2/T1>L,則設光碟媒體是由 該時刻的關注種類特定的媒體，輸出表示種類的信息(S6)。
圖3A、圖3B及圖3C中示出CD、雙重盤、DVD中的PI信號 實例。下面，參照圖3A、圖3B及圖3C,根據實測值說明本實施方 式的光碟裝置中的判定例。另外，在下面的說明中，假設測定偽信號 (Fake)的位置距表面0.4mm。
首先，在CD中，設從表面反射(S)起至測定偽信號(Fake)為止的 時間Tl=20毫秒，從表面反射(S)起至測定信號面的反射為止的時間 T2=61毫秒。這時，保護層的厚度、即從表面至信號面的距離被計算 為
0.4x61/20=1.22mm
另外，在DVD中，設從表面反射(S)起至測定偽信號(Fake)為止 的時間Tl=20毫秒、從表面反射(S)起至測定信號面的反射為止的時間 T2=32毫秒。這時，保護層的厚度、即從表面至信號面的距離被計算 為
0.4x32/20=0.64mm
對於雙重盤，設從表面反射(S)起至測定偽信號(Fake)為止的時間 11=20毫秒、從表面反射(S)起至測定信號面的反射為止的時間T2=45 毫秒。這時，保護層的厚度、即從表面至信號面的距離被計算為
0.4x45/20=0.89mm。
在本實施方式中，即便因環境條件變動，基於聚焦控制致動器25b 的、光學拾取器23的物鏡的進給速度發生變動，也可通過使用位於不 受該變動影響的位置上的偽信號檢測位置，無論進給速度的變動如何， 都可測定從表面至信號面的距離，可提高光碟媒體種類的判別精度。
這裡，作為本實施方式的光碟裝置的具體動作例，說明判定藍光 (註冊商標)光碟(BD)、緻密盤(CD)、 DVD和雙重盤的種類的動作例。
在本實施方式中，光碟裝置如圖6所示，從使用短波長光源的光 盤媒體起依次確認種類。即，首先，光碟裝置控制光學拾取器23發射 出對應於BD的波長的光(405mm)，並確認是否是BD(Sll)。這裡，若 判定為是BD,則光碟裝置將所放置的光碟媒體作為BD,繼續信號的 讀取等(S12)。 另外，在處理S11中，若判斷為不是BD,則光碟裝置控制光學 拾取器23發射出對應於DVD的波長的光(650mm),嘗試作為DVD 進行再現(S13)。這裡， 一旦作為DVD的再現失敗，則光碟裝置開始 圖5所示的處理，使光學拾取器23的物鏡從預定的距離起、以幾乎恆 定的速度接近被放置的光碟媒體，同時根據從檢測出表面反射的時刻 起至檢測出一次偽信號(Fake)為止的時間Tl、和從檢測出表面反射的 時刻起至檢測信號面的反射為止的時間T2來判定光碟媒體的種類 (S14:判別處理)。
然後，該處理的結果，作為判定出的光碟媒體，執行從信號面的 讀取(S15)。另外，在處理S13中，在作為DVD的再現成功時，繼續 作為DVD的再現(S16)。
須指出，在處理S13中，也可如以前那樣判別是DVD還是CD。 在這種情況下，在該時刻判別為是CD時，作為CD讀取信號。在判 別為是DCD時，嘗試作為DVD的再現，在再現成功時，繼續作為 DVD的再現。而在作為DVD的再現失敗時，轉移至處理S14繼續處 理。並且，在處理S11中，也可在判斷為放置的光碟媒體不是BD時， 直接轉移至處理S14，該處理S13不是必需的。
儘管以優選或典型的實施例的方式描述了本發明，但本發明並不 僅限於此。
權利要求
1、一種讀取記錄在光碟媒體上的信號的光碟裝置，包括光學拾取器，通過一個物鏡選擇性地將多個互不相同的波長中的任一波長的光照射到光碟上，並輸出基於光碟的反射光的信號；驅動部，使所述光學拾取器的物鏡相對於光碟媒體面相對移動；及控制部，在通過所述驅動部使所述物鏡相對於光碟媒體面相對移動的同時，檢測基於光碟媒體面的表面反射的信號、根據所述表面反射而產生的偽信號、和基於光碟媒體的數據記錄層中的反射光的信號，並根據從檢測出所述表面反射的時刻起至檢測出所述偽信號的時刻為止的第1時間與從檢測出所述表面反射的時刻起至檢測出所述數據記錄層的反射光的時刻為止的第2時間之比，來判別光碟媒體的種類。
2、 一種光碟裝置的控制方法，其中所述光碟裝置具有光學拾 取器，通過一個物鏡選擇性地將多個互不相同的波長中的任一波長的 光照射到光碟上，並輸出基於光碟的反射光的信號；和驅動部，使所 述光學拾取器的物鏡相對於光碟媒體面相對移動，在通過所述驅動部使所述物鏡相對於光碟媒體面相對移動的同 時，檢測基於光碟媒體面的表面反射的信號、根據所述表面反射而產 生的偽信號、和基於光碟媒體的數據記錄層中的反射光的信號，並根第1時間與從檢測出所述表面反射"時刻,開始至檢;二所述數據記錄 層中的反射光的時刻為止的第2時間之比，來判別光碟媒體的種類， 並輸出該判別結果。
3、 一種存儲有執行光碟裝置控制的程序的計算機可讀記錄媒體， 該光碟裝置具備光學拾取器，通過一個物鏡選擇行地將多個互不相 同的波長中的任一波長的光照射到光碟上，並輸出基於光碟的反射光 的信號；和驅動部，使所述光學拾取器的物鏡相對於光碟媒體面相對 移動， 所述程序使計算機在通過所述驅動部使所述物鏡相對於光碟媒 體面相對移動的同時，檢測基於光碟媒體面的表面反射的信號、根據 所述表面反射而產生的偽信號、和基於光碟媒體的數據記錄層中的反 射光的信號，並根據從檢測出所述表面反射的時刻起至檢測出所述偽 信號的時刻為止的第1時間與從檢測出所述表面反射的時刻起至檢測
全文摘要
一種讀取記錄在光碟媒體上的信號的光碟裝置，在使物鏡相對於光碟媒體面相對移動的同時，檢測光碟媒體面的表面反射、基於表面反射而產生的偽信號和光碟媒體的數據記錄層中的反射光，並根據從檢測出表面反射的時刻開始至檢測出偽信號的時刻為止的第1時間與從檢測出表面反射的時刻開始至檢測出數據記錄層中的反射光為止的第2時間之比，來判別光碟媒體的種類。
文檔編號G11B19/12GK101114488SQ20071013696
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月26日 優先權日2006年7月26日
發明者小林俊和 申請人:索尼計算機娛樂公司