光盘再现装置的制作方法

1.本发明涉及对记录于光盘的信息进行再现的光盘再现装置。


背景技术：

2.作为现有的光盘，cd(compact disc)、dvd(digital versatile disc)、bd(blu
‑
ray(注册商标)disc)一般被广泛地知晓。进一步地，近年来，以数据的长期保存为目的，发布了容量比现有的光盘增加的ad(archival disc)，对这些光盘期待进一步的光盘容量的增加。
3.作为使光盘容量增加的手段，存在轨道间距的缩小、扫描的线方向的密度提高、记录层的增加等。特别地，轨道间距的缩小对容量增加有效，但是随着缩小，扫描轨道的相邻轨道中记录的信号被附加于检测信号并成为噪声的串扰是问题。因此，作为用于解决该问题的现有的光盘再现装置，存在如专利文献1所述那样，在数据再现时将从光盘反射的光分割来进行检测并适当地进行处理从而减少串扰的影响。
4.例如，在专利文献1中，公开了如下内容：通过增益控制来对在光盘扫描时的径向被分割的检测信号进行线性修正，从而即使串扰增加也能够实现高精度的记录信号的再现。
5.此外，在专利文献2中，提出了如下技术：通过不仅利用向读取记录数据的对象的轨道照射激光的再现轨道检测信号、还向相邻的两个轨道分别进行激光照射的相邻轨道检测信号的三轨道检测信号方式来进行串扰的减少。进一步地，在专利文献3中，公开了如下方法：在三轨道检测信号方式中，通过简单的结构来精度优良地使三个轨道检测信号同步。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：国际公开第2013/179673号
9.专利文献2：日本特开2002
‑
269753号公报
10.专利文献3：日本特开2012
‑
079385号公报


技术实现要素：

11.但是，为了光盘的进一步的容量提高，在比专利文献1假定的0.24μm更缩小轨道间距的情况下，通过读取记录数据的对象的再现轨道和其相邻轨道相互接近，记录于再现轨道的信号分量以及记录于其相邻轨道的信号分量相互相关，或者各轨道的记录信号非线性地调制为反射光，因此不仅线性而且非线性的串扰也增加，在专利文献1的线性的串扰消除的手段中难以实现高精度的记录信号的再现。此外，在专利文献2以及3所述的三轨道检测信号方式中，由于以轨道检测信号的线性的波形均衡处理为前提，因此上述的较窄的轨道间距中的串扰的抑制效果是有限的。
12.本发明用于解决上述的课题，即使是比以往更加狭窄的轨道间距，串扰的抑制效果也较高，实现了高精度的记录信号的再现。本发明的目的在于，提供一种通过轨道密度的
提高而实现进一步的容量增加的光盘再现装置。
13.根据本发明的一方面的光盘再现装置再现对光盘记录的信息，所述光盘具有槽状的轨道，能够在槽的岸道部以及沟道部记录信息，所述光盘再现装置的特征在于，具备：激光光源，出射波长λ的光束；数值孔径na的物镜，对从所述激光光源出射的光束进行聚光从而在所述光盘上形成聚光点；分割元件，具有中央部区域和夹着所述中央部区域的至少两个端部区域，将在所述光盘反射衍射的反射光分割为所述中央部区域的光束以及所述端部区域的光束；光检测器，具有对所述中央部区域的光束进行受光的中央部受光部和对所述端部区域的光束进行受光的至少两个端部受光部，分别输出与受光得到的各光束的光量相应的光量信号；非线性处理部，接受来自所述中央部受光部以及所述端部受光部的各光量信号并分别输出通过线性以及非线性运算来加工所述光量信号的线性信号以及非线性信号；均衡处理部，接受所述线性信号以及非线性信号并输出分别通过规定的增益而放大的信号；加法器，对所述放大的各信号相加并输出均衡信号；再现信号处理部，处理所述均衡信号并输出再现信号以及均衡误差信号；和增益控制部，接受所述均衡误差信号并控制非线性信号的放大增益，所述光检测器具有对所述中央部区域的光束进行受光的中央部受光部、和对所述两个端部区域的光束进行受光的两个端部受光部，分别输出与受光得到的各光束的光量相应的光量信号，所述非线性处理部将所述光量信号分别直接输出，或者输出乘以规定的增益的线性信号，并且，以至少一种组合输出所述光量信号中的两个以上的组合的光量信号的乘积的运算结果来作为非线性信号。
14.本公开中的光盘再现装置的比以往更狭窄的轨道间距所导致的非线性的串扰的抑制效果较高，实现高精度的记录信号的再现，能够通过轨道密度的提高来实现进一步地容量增加。
附图说明
15.图1是表示本发明的实施方式1中的光盘再现装置的结构的概略图。
16.图2是表示本发明的实施方式1中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的结构的图。
17.图3是表示本发明的实施方式1中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。
18.图4是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的结构的概略图。
19.图5是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。
20.图6是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的结构的图。
21.图7是表示本发明的实施方式3中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。
22.图8是表示本发明的实施方式4中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。
23.图9是表示本发明的实施方式5中的光盘再现装置的结构的概略图。
24.图10是表示本发明的实施方式5中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的结构的图。
具体实施方式
25.以下，适当参照附图来对本发明的实施方式进行说明。另外，虽本说明书中进行了
记载，但作为与发明对应的方案，即使存在这里未记载的实施方式，也不意味着该实施方式不对应于本发明。相反地，即使实施方式作为对应于发明的方案并记载于此，也不意味着该实施方式不对应于该发明以外的发明。
26.(实施方式1)
27.图1是表示本发明的实施方式1中的光盘再现装置的结构的概略图。图2是表示本发明的实施方式1中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的结构的图。图3是表示本发明的实施方式1中的分割元件的分割结构的图。
28.光盘再现装置100是记录于光盘1并再现数据的装置。光盘再现装置100具有：蓝色半导体激光单元2、激光反射镜3、物镜4、光束分离器5、分割元件70、光检测器9、非线性处理部13、均衡处理部14、加法器21、再现信号处理部22、增益控制部23。
29.光盘1具有槽状的轨道，在槽的岸道部(1and)和沟道部(groove)记录数据。在本实施方式中，例如，岸道部与沟道部的间隔即轨道间距为0.18μm。
30.蓝色半导体激光单元2是出射波长λ的光束的激光光源，从蓝色半导体激光单元2出射的光的波长λ为400nm～415nm的波长。例如，在本实施方式中，蓝色半导体激光单元2构成为出射大致405nm的波长的光束(beam)。
31.物镜4是对从蓝色半导体激光单元2出射的光束进行聚光并在光盘1上形成聚光点的数值孔径na的物镜。例如，在本实施方式中，物镜4构成为通过数值孔径na0.91来对大致405nm的波长的光束进行聚光。
32.分割元件70是被制作为在玻璃面上形成微细的槽并作为衍射光栅进行动作的衍射元件。分割元件70具有中央部区域7以及两个端部区域6、8。分割元件70如图3所示，例如具有圆板形状，沿着光盘1的径向所对应的方向(与光盘1的切向正交的方向)而被三分割，被分为中央部区域7、和夹着中央部区域7的两个端部区域6、8。在径向所对应的方向被分割的3个区域的面积比是为了抑制串扰而被适当地设定或者设计。
33.光检测器9具有3个受光部10、11、12。
34.非线性处理部13包含乘法器34。来自光检测器9中包含的3个受光部10、11、12的光量信号31、32、33被分别输入。非线性处理部13具有：将输入信号直接输出的系统35～37、和输出基于乘法器34的输入信号的乘法运算的系统38～40。另外，直接输出的系统35～37输出对被输入的光量信号31、32、33分别设为一倍的信号，但也可以输出将光量信号31、32、33分别乘以规定的系数的线性信号。
35.均衡处理部14具有放大器15～20。放大器15～17输入来自非线性处理部13的输出信号35～37。放大器18～20输入来自非线性处理部13的输出信号38～40。放大器15～20是可改变增益的增益可变放大器。均衡处理部14通过利用来自以下说明的增益控制部23的修正信号来对放大器15～20的增益进行修正，从而动态地进行最适当的误差控制。
36.增益控制部23对放大器15～20的增益进行控制。即，放大器15～20的增益通过增益控制部23而被设定为最适当的增益。增益控制部23被输入非线性处理部13输出的均衡处理部14的放大器15～20的输入信号和再现信号处理部22输出的均衡误差，例如将通过lms(least mean square，最小均方)算法等而计算出的增益的修正信号向均衡处理部14的放大器15～20输出。
37.加法器21对通过最适当的增益而放大的信号进行相加并输出均衡信号。
38.再现信号处理部22对均衡信号进行处理并输出再现信号24。再现信号处理部22具有例如维特比解码等最大似然解码器、bcjr解码等map(maximum a posteriori probability，最大后验概率)解码器等推断记录信号的装置，例如将被二值化或者多值化的记录信号的推断信号输出为再现信号24。其结果，在从加法器21输出的均衡信号中，可抑制来自相邻轨道的串扰，因此能够通过再现信号处理部22来再现高精度的再现信号。此外，再现信号处理部22生成再现信号的评价值并提供给增益控制部23。在本实施方式中，作为评价值，例如生成均衡误差。均衡误差例如被计算为通过维特比解码等而推断的记录信号和根据传送路径特性等而计算的参照信号与输入到再现信号处理部22的均衡信号的差分。
39.图1中，通过分割元件70、光检测器9、非线性处理部13、放大器15～20以及加法器21、再现信号处理部22、增益控制部23部等，构成将来自光盘1的相邻轨道的串扰消除的串扰消除器。另外，增益控制部以及放大器的结构并不特别限定为图示的例子，例如也可以使用具备增益控制部和至少3个放大器的增益可变放大电路。在此，串扰消除的效果根据赋予给各放大器15～20的增益的比率而决定。增益的值即使是dc值也具有效果，但若赋予为具有频率特性的数字滤波器的抽头系数，则能够得到更高的效果。
40.通过以上的结构，光盘再现装置100进行以下的动作。
41.从蓝色半导体激光单元2出射的光束由激光反射镜3反射并朝向物镜4。由物镜4聚焦的蓝色的光束被聚光并照射于光盘1的信息记录面上的、例如沟道部g(或者岸道部l)上。然后，在信息记录面上反射衍射的反射光与去路同样地透射物镜4，透射激光反射镜3以及光束分离器5并达到分割元件70。输入到分割元件70的反射光通过分割元件的端部区域6、中央区域7、端部区域8的衍射光栅而被分离为不同的方向。然后，被分离的光束分别入射到光检测器9的不同的3个受光部10、11、12。即，透射中央部区域7的光束入射到光检测器9的受光部11(中央部受光部)，透射端部区域6的光束入射到受光部10(端部受光部)，透射端部区域8的光束入射到受光部12(端部受光部)。光检测器9分别输出与由各受光部10、11、12受光的光量相应的光量信号，各光量信号被分别输入到非线性处理部13。如上所述，通过利用分割元件70将反射光分离为各光量信号，能够使光量信号分别具有不同的相邻轨道分量的特性。非线性处理部13根据被输入的光量信号31～33，将输入信号直接输出的输出信号35～37、输出基于乘法器34的输入信号的乘法运算的输出信号38～40输出给均衡处理部14。在均衡处理部14中，根据来自增益控制部23的修正信号，修正为放大器的增益，从而动态地进行最适当的误差控制。然后，根据通过加法器21而以最适当的增益被放大的信号来输出均衡信号，通过再现信号处理部22来根据均衡信号，将记录信号的推断信号输出为再现信号24。这样，通过生成不同特性的光量信号的乘积的信号，能够有效地抑制在轨道间相关的非线性的串扰分量，即使是较窄的轨道间距也能够获取高精度的再现信号。
42.进一步地，在本实施方式的光盘再现装置中，未必是通过一个装置仅进行单一种类的槽间隔以及岸道部沟道部间隔的记录再现，也可以将多个种类的不同槽间隔以及岸道部沟道部间隔的光盘的记录再现互换。此时，可以根据槽间隔以及岸道部沟道部间隔的参数等的光盘条件、包含蓝色半导体激光单元2的光学结构来将适当的增益分别赋予给均衡处理部14的放大器15～20，也可以利用所述串扰消除器结构来学习适应地求取最适当的增益。
43.(实施方式2)
44.图4是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的结构的概略图。图5是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。图6是表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的结构图。图4中，针对与图1相同的结构要素使用相同的符号并省略说明。图4中，与图1不同的方面是，使用了分割元件71、光检测器9、非线性处理部78、均衡处理部79、加法器80、增益控制部81这方面。
45.分割元件71是被制作为在玻璃面上形成微细的槽并作为衍射光栅而进行动作的衍射元件。如图5所示，分割元件71在光盘1的径向所对应的方向被三分割，被分为中央的区域7f、7g、7h、7i和夹着中央的区域的两个端部区域6、8。进一步地，中央的区域7f、7g、7h、7i在光盘1的切向所对应的方向被三分割，被分为中心的区域7f、7g和夹着中心的区域的两个端部区域7h、7i。接下来，中心的区域7f、7g在光盘1的径向所对应的方向被二分割，被分为两个分割中心区域7f和7g。这6个分割区域的宽度、换句话说区域的边界线被适当设定或者设计以使得串扰消除的精度提高。
46.与分割元件71是6个分割元件相匹配，光检测器9也具备6个受光部72～77。6个分割元件和6个受光部分别一对一地连接，分别将光量信号向非线性处理部78输出。
47.图6表示本发明的实施方式2中的光盘再现装置的非线性处理部78以及均衡处理部79。若对图5的分割元件71的各区域、图4的光检测器9和图6的光量信号51～56的本实施方式的组合例进行整理，则图5的分割元件71的区域7f、图4的光检测器72和图6的光量信号51分别对应，图5的分割元件71的区域7g、图4的光检测器73和图6的光量信号52分别对应，图5的分割元件71的区域6、图4的光检测器74和图6的光量信号53分别对应，图5的分割元件71的区域8、图4的光检测器75和图6的光量信号54分别对应，图5的分割元件71的区域7g、图4的光检测器76和图6的光量信号55分别对应，图5的分割元件71的区域7i、图4的光检测器77和图6的光量信号56分别对应。
48.非线性处理部78使光量信号51～56分别分支，存在直接输出的系统57、输出光量信号51～56的各平方的系统58、输出光量信号51～56的各立方的系统59、输出光量信号51～54之中的2个的组合的乘积的系统60、输出光量信号51～54之中的3个的组合的乘积的系统61。均衡处理部79以非线性处理部78的输出信号系统57～61为输入，按照一个信号线而具备一个放大器。例如，放大器15将光量信号51通过非线性处理部78而被直接输出的信号作为输入。另外，如实施方式1中说明那样，各放大器可以是dc系数，也可以是具有频率特性的数字滤波器的抽头系数。此外，数字滤波器虽然例如包含有限脉冲响应滤波器(finite impulse response(fir)滤波器)，但为了电路的削减等的目的，也可以设为滤波器的抽头长度根据输入信号的种类而为不同的长度的结构，也可以设为不将抽头的一部分利用于均衡运算的结构。均衡处理部79使各放大器的输出输入到图4的加法器80。加法器80将放大器的输出的相加的信号作为均衡信号而输出到再现信号处理部22。增益控制部81从非线性处理部78接受均衡处理部79的放大器的输入信号和从再现信号处理部22接受均衡误差信号并输出均衡处理部79的各放大器的增益修正信号。另外，图4的各5根粗线表示多个信号线的组合，分别对应于图6的非线性处理部78的5个输出信号系统57～61。
49.(实施方式3)
50.图7是表示本发明的实施方式3中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。本发明的实施方式3中的光盘再现装置将图1的分割元件70从图3的结构置换为图7的结构，并
且将图1的光检测器9从3个的结构置换为4个的结构，伴随着这些结构的变更的信号线等的数量的变化与从实施方式1的3个向实施方式2的6个的变化同等，因此省略图示，在此，特别进行作为明确差别的分割元件的说明。图7是将图3的中央部区域7在光盘1的切向所对应的方向进一步三分割，具有中心部区域7a和夹着中心部区域7a的端部区域7b以及7c。各区域的面积或者边界线被适当地设定或者设计以使得串扰消除的精度提高。
51.(实施方式4)
52.图8是表示本发明的实施方式4中的光盘再现装置的分割元件的分割结构的图。本发明的实施方式4中的光盘再现装置是将图1的分割元件70从图3的结构置换为图8的结构，并且将图1的光检测器9从3个的结构置换为4个的结构，伴随着这些结构的变更的信号线等的数量的变化与从实施方式1的3个向实施方式2的6个的变化同等，因此省略图示，在此，特别进行作为明确差别的分割元件的说明。图8是将图3的中央部区域7在光盘1的径向所对应的方向进一步二分割，具有两个分割中心部区域7d和7e。各区域的面积或者边界线被适当地设定或者设计以使得串扰消除的精度提高。
53.(实施方式5)
54.图9是表示本发明的实施方式5中的光盘再现装置的结构的概略图。图10是表示本发明的实施方式5中的光盘再现装置的非线性处理部以及均衡处理部的图。在实施方式5中，表示利用了专利文献2或者专利文献3所述的3轨道所对应的检测信号的情况下的本发明的实施方式。
55.图9中，针对与图1相同的结构要素，使用相同的符号，省略说明。图9中，与图1不同的方面是，使用相邻轨道检测信号生成器91以及92、非线性处理部93、均衡处理部94、加法器95、增益控制部96这方面。相邻轨道检测信号生成器91以及92分别输出与获取信息的对象的轨道相邻的两个轨道的检测信号(光量信号)。相邻轨道检测信号生成器91以及92例如是分别与实施方式1的蓝色半导体激光单元2到光检测器9的检测系统相同的结构，也可以构成为在本实施方式中扫描获取信息的对象的轨道时，通过相邻轨道检测信号生成器91以及92同时扫描相邻轨道，来输出与获取信息的对象的轨道相邻的两个轨道的光量信号。
56.或者，相邻轨道检测信号生成器91以及92例如也可以构成为，预先获取与获取信息的对象的轨道相邻的两个轨道的检测信号并保存于存储器等，与扫描获取信息的对象的轨道相匹配地输出相邻的两个轨道的检测信号。该情况下，也可以构成为扫描的是获取信息的对象的轨道的相邻轨道、并且保存于存储器的信号是获取信息的对象的轨道的检测信号以及另一个相邻轨道的检测信号。
57.或者，相邻轨道检测信号生成器91以及92也可以是一个为实施方式1的蓝色半导体激光单元2到光检测器9的检测系统的结构、另一个为将获取信息的对象的轨道或者相邻轨道的检测信号保存于存储器等的结构的组合。在任意情况下，被检测的3个轨道所对应的检测信号(光量信号)都被同步。
58.这3个轨道所对应的检测信号(光量信号)被输入到图9以及图10所述的非线性处理部93。图10中详细表示的非线性处理部93将光检测器9的3个获取信息的对象的轨道的光量信号输入为信号的组101，将相邻轨道检测信号生成器91以及92的各3个相邻轨道光量信号输入为信号的组102以及103。非线性处理部93将被输入的总计9条轨道光量信号直接或者以规定的系数倍输出为信号的组104。非线性处理部93还将被输入的总计9条轨道光量信
号分别平方的信号输出为信号的组105。非线性处理部93还将被输入的总计9条轨道光量信号分别立方的信号输出为信号的组106。非线性处理部93还将被输入的信号的组101之中的2个信号的乘积的组输出为107。非线性处理部93还将被输入的信号的组101之中的3个信号的乘积的组输出为108。
59.均衡处理部94输入非线性处理部93所输出的线性以及非线性信号104～108并输出对各个信息由放大器乘以规定的增益而得到的值。例如，图10中，通过放大器15，光量信号101之中的一个信号被放大规定的增益。另外，如实施方式1中说明那样，各放大器可以是dc系数也可以是具有频率特性的数字滤波器的抽头系数。此外，在本实施方式中，仅表示积的信号是从相同的轨道的光检测器输出的光量信号的组合，但本发明并不局限于此，也可以包含检测多个轨道的光量信号的任意的2个以上的组合的乘积信号。
60.加法器80对均衡处理部94的放大器的输出的相加的信号进行输入并相加，作为均衡信号而输出到再现信号处理部22。增益控制部96从非线性处理部93接受均衡处理部94的放大器的输入信号和从再现信号处理部22接受均衡误差信号并输出均衡处理部94的各放大器的增益修正信号。另外，图9中，例如将非线性处理部93与均衡处理部94连接的5根粗线表示多个信号线的组合，分别对应于图10的非线性处理部93的5个输出信号系统104～108。
61.在本实施方式中，说明了分割元件以及相邻轨道检测信号生成器91以及92的分割元件与实施方式1同样地进行图3的三分割的情况。与此一致地，图9的输入到非线性处理部93的信号为各轨道的检测信号分别为3个总计9个的结构。同样地，图10的非线性处理部93和均衡处理部94也被表示为3个轨道信号包含各3个信号线。这是本发明的实施方式的一个例子，在本发明中，分割元件的结构、光检测器的要素数以及非线性处理部和均衡处理部的结构并不限定于此。在本实施方式中，例如，对获取信息的对象的轨道进行检测的分割元件可以为图5的6区域的结构，也可以检测相邻轨道的分割元件的一个为图7的5区域的结构，另一个为图8的4区域的结构。或者也可以是其他任意的组合。在任意情况下，都具备与分割元件的区域数相应的光检测器和非线性处理部以及均衡处理部。
62.此外，在本发明中，相邻轨道检测信号生成器也可以是1个，该情况下，对应于获取信息的对象的轨道的任意一个相邻轨道。此外，在本发明中，也可以是如下结构，即：相邻轨道检测信号生成器的存储器中保存的是对获取信息的对象的轨道进行检测的光量信号，与对获取信息的对象的轨道的相邻轨道进行扫描、检测同时地，对获取存储器中保存的信息的对象的轨道的光量信号进行处理。
63.(实施方式6)
64.在本实施方式中，说明均衡处理部以及加法器的组合两个并列地构成的例子。将两个均衡处理部以及加法器分别称为处理正信号的正均衡处理部以及正加法器、和处理负信号的负均衡处理部以及负加法器。两个均衡处理部分别被从非线性处理部输入相同的信号。再现信号处理部选择两个加法器的输出信号之中均衡误差信号较小的信号并利用于信号推断。此时，增益控制部根据被选择的加法器的输出信号的符号，向两个均衡处理部的某一个提供放大增益。例如，在被选择的加法器的输出信号的符号是正的情况下，向正均衡处理部提供放大增益，负均衡处理部不更新增益。通过设为上述那样的结构，在信号的正和负中特性不同时，通过将均衡处理分开进行，在两个情况下能够分别实现最优化的处理。
65.另外，在到此为止的实施方式中，通过非线性处理部的信号运算说明了平方、立
方、乘积，但其他信号运算也可能包含。例如，关于光量信号a和b，差的平方的信号为(a
‑
b)2＝a2 b2‑
2ab，因此差的平方信号(a
‑
b)2的均衡处理运算与将a的平方、b的平方、a与b的乘积的信号的均衡处理运算组合的结果均衡。因此，在考虑非线性信号的均衡处理时，差的平方运算包含于平方和乘积的运算结果。这样，在均衡处理的运算结果为均衡时，与平方、立方、乘积不同的运算能够通过平方、立方、乘积的组合来表现，因此在此省略全部信号运算的变换的说明。
66.产业上的可利用性
67.通过本发明所涉及的光盘再现装置，能够稳定地再现将轨道间距缩小而高密度化的光盘。因此，能够利用于作为该应用设备的具有大容量的光盘信息装置的计算机、服务器、光盘刻录机以及光盘录像机等的信息处理装置。
68.‑
符号说明
‑
69.100 光盘再现装置
70.1 光盘
71.2 蓝色半导体激光单元
72.3 激光反射镜
73.4 物镜
74.5 光束分离器
75.70、71 分割元件
76.9、72、73、74、75、76、77 光检测器
77.13、78、93 非线性处理部
78.14、79、94 均衡处理部
79.21、80、95 加法器
80.22 再现信号处理部
81.23、81、96 增益控制部。