Считывающее устройство и способ чтения оптического носителя информации
Заявлен способ считывания и оптический носитель информации. В способе считывания изменяют частоту модуляции света в соответствии с выбранной линейной скоростью. При этом частота модуляции света равна соотношению между пиковой мощностью и средней мощностью чтения луча лазера. Для двух линейных скоростей считывания, из которых вторая вдвое больше первой, вторая средняя мощность чтения выше первой средней мощности чтения, и вторая частота модуляции света ниже первой частоты модуляции света. Техническим результатом является увеличение отношения сигнал/шум сигнала считывания. 2 н.з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к считывающему устройству и способу чтения для воспроизведения информации с оптического носителя информации, используемого для записи информации с высокой плотностью, например информации цифрового видео.
Уровень техники
Примеры носителей информации с высокой плотностью и большой емкостью включают в себя диски Blu-ray (BD), универсальные цифровые диски (DVD), видеодиски и различные виды дисков, используемых для хранения документов. Такие оптические носители информации (далее - «оптические диски») записываются с помощью шаблона «питов» (углублений) и «лендов» (площадок), используя технологии оптических запоминающих устройств. Технология оптических запоминающих устройств также была адаптирована для хранения файлов данных.
Также изучаются способы дополнительного увеличения плотности записи оптического диска. Один такой способ заключает в себе увеличение числовой апертуры (NA) линзы объектива, используемой для считывания и/или записи. Линза объектива фокусирует лазерный луч на оптический диск для формирования светового пятна в дифракционном пределе. В сущности, плотность энергии сфокусированного света увеличивается, пока уменьшается диаметр пятна луча у оптического диска. Однако данные, записанные на оптические диски с однократной записью и перезаписываемые оптические диски, считываются путем фокусирования лазерного луча с меньшей мощностью, чем требуется для стирания меток и питов, записанных на диске. Поэтому мощность лазерного излучения, используемого для чтения таких дисков, ограничена.
Для увеличения скорости передачи данных во время записи и считывания также увеличены скорость вращения диска и скорость передачи битов в канале. В сущности, перезаписываемые оптические диски, которые соответствуют стандартам DVD или BD, обладают записывающим слоем фазового перехода между кристаллическим и аморфным состояниями. На такие носители записывают с помощью фокусирования мощного лазерного луча посредством линзы объектива на записывающую пленку оптического диска, чтобы поднять температуру записывающей пленки выше точки плавления, и затем быстрого охлаждения расплавленного пятна для образования некристаллической (аморфной) метки записи. Когда лазерный луч, который является достаточно мощным для поднятия температуры записывающей пленки до близкой к точке плавления, фокусируется на записывающей пленке, температура записывающей пленки в месте фокусировки пятна поднимается выше температуры кристаллизации и затем постепенно охлаждается в кристаллическом состоянии. Используя это свойство фазового перехода записывающей пленки и модулируя мощность лазерного луча, используя двоичный сигнал записи (NRZI), данные (метки записи) можно записывать и стирать, получая перезаписываемый носитель информации.
Различия в оптических характеристиках, например отражательной способности, у кристаллической и аморфной фаз записывающей пленки используют для считывания информации с оптического диска. В частности, лазерный луч с низким уровнем мощности (средняя мощность Pave чтения лазерного луча) фокусируют на записывающей пленке, и выявляют изменение в отраженном свете для создания аналогового сигнала считывания из записанных данных. Затем схема цифровой обработки сигналов, например схема PRML (частичного отклика с максимальным правдоподобием), оцифровывает аналоговый сигнал считывания, а схема коррекции ошибок применяет обработку с коррекцией ошибок и демодуляцией для получения нужной информации.
Оптический диск с однократной записью может быть создан путем формирования записывающей пленки с использованием материала Те-О-М (где М - металлический элемент, диэлектрический элемент или полупроводниковый элемент). Данный тип оптического диска с однократной записью изучается, например, в публикации нерассмотренной заявки на патент Японии JP-A-2004-362748. Материал Те-О-М, использованный в качестве записывающего материала, является материалом, содержащим Те, О и М, и непосредственно после образования пленки является сплавом, имеющим равномерное распределение частиц Те, Те-М и М в матрице TeO2. Когда на пленку, выполненную из такого материала, выпускается лазерный луч, пленка плавится и осаждаются кристаллы Те или Те-М большого диаметра. Различия в оптических состояниях частей записывающей пленки, подвергнутых воздействию лазерного луча, и частей пленки, не подвергнутых воздействию, также могут быть обнаружены в виде сигнала от таких дисков, и эта характеристика может быть использована для предоставления оптического диска с однократной записью, который может быть записан только один раз.
Для считывания перезаписываемых оптических дисков и дисков с однократной записью, подобных описанным выше, схема высокочастотной модуляции модулирует высокочастотный сигнал в несколько сотен мегагерц на токе возбуждения полупроводникового лазера. Это делается для предотвращения снижения сигнала считывания в отношении S/N (сигнал/шум) в результате луча отраженного обратно от оптического диска, увеличивающего шум в лазерном луче.
Далее дополнительно описаны способы предотвращения снижения отношения S/N у сигнала считывания с использованием высокочастотной модуляции для подавления увеличения шума, вызванного отражением лазерного луча.
В публикации нерассмотренной заявки на патент Японии JP-A-2004-355723 рассматривается способ изменения амплитуды высокочастотного сигнала, модулированного на лазерном луче, при считывании в соответствии с типом оптического диска. Привод оптических дисков, изучаемый в JP-A-2004-355723, изменяет амплитуду высокочастотного сигнала, модулированного на управляющем сигнале для управления полупроводниковым лазером в соответствии с заданным типом оптического носителя информации.
В публикации нерассмотренной заявки на патент Японии JP-A-2000-149302 рассматривается способ изменения модулированной частоты и амплитуды выходной мощности полупроводникового лазера в соответствии с режимом работы привода оптических дисков, то есть считывает или записывает диск-привод оптических дисков.
Если для чтения или записи оптического диска с низкой плотностью используется лазерный луч с малым размером пятна, необходимым для чтения или записи диска высокой плотности, то сигнал сервопривода искажается из-за того, что размер пятна у сфокусированного лазерного луча является небольшим по сравнению с размером меток записи и шагом направляющих дорожек. Для решения этой проблемы записи и считывания по меньшей мере двух разных типов оптических дисков с разными плотностями записи в публикации нерассмотренной заявки на патент Японии JP-A-H10-228645 рассматривается способ по управлению высокочастотным модулированным током для большего модулирования тока возбуждения при считывании и записи оптических дисков с низкой плотностью записи, чем при считывании и записи оптических дисков с высокой плотностью записи.
В публикации нерассмотренной заявки на патент Японии JP-A-2003-308624 рассматривается способ вычисления эффективности дифференцирования эффективности полупрводникового лазерного привода и тока возбуждения полупроводникового лазера в управлении полупроводниковым лазером из управления током полупроводникового лазера, и настройки амплитуды высокочастотного тока в соответствии с вычисленной эффективностью дифференцирования. Когда эффективность дифференцирования у полупроводникового лазера варьируется или эффективность дифференцирования у полупроводникового лазера изменяется со временем, рассматриваемый в JP-A-2003-308624 способ всегда дает возможность совмещения оптимального минимально требуемого высокочастотного тока и снижения потребляемой мощности и паразитного излучения. Кроме того, в JP-А-2003-308624 изучается способ управления средством высокочастотной модуляции для определения амплитуды высокочастотного тока, соответствующей вычисленной эффективности дифференциации управления, путем выбора из множества заданных уровней амплитуды высокочастотного тока и для модулирования высокочастотного тока выбранной амплитуды.
Когда линейная скорость оптического диска увеличивается, для увеличения скорости передачи данных оптического диска, полоса пропускания сигнала считывания увеличивается и отношение S/N сигнала уменьшается. Если высокочастотный шум, испускаемый из схем, является проблемой, то снижение в отношении S/N, где полоса пропускания увеличивается, может быть компенсировано путем увеличения мощности лазерного излучения при считывании в соответствии с линейной скоростью. Однако записанные метки или питы могут быть стерты на оптическом диске с однократной записью или перезаписываемом оптическом диске, если выходная мощность лазера увеличивается при считывании, и надежность записанных данных не может поддерживаться.
Для решения этой проблемы способ согласно изобретению дает возможность улучшения отношения S/N у сигнала считывания для воспроизведения информации с оптического носителя информации, например оптического диска, без стирания меток записи лазерным лучом, когда увеличивается линейная скорость диска.
Раскрытие изобретения
Согласно первому варианту изобретения предлагается способ считывания для воспроизведения информации с носителя информации, который может быть считан на множестве линейных скоростей путем наложения высокочастотного тока на ток возбуждения для приведения в действие полупроводникового лазера, который излучает лазерный луч на носитель информации, причем способ считывания сдержит этапы: выбора одной линейной скорости среди группы из множества линейных скоростей; изменения частоты модуляции света в соответствии с выбранной линейной скоростью, где частота модуляции света (Pp/Pave) равна соотношению между пиковой мощностью (Рр) и средней мощностью чтения (Pave) силы света у выпущенного лазерного луча.
На этапе выбора предпочтительно выбирают первую линейную скорость (Lv1) или вторую линейную скорость (Lv2), которая по меньшей мере в два раза выше первой линейной скорости; частота модуляции света для считывания на первой линейной скорости (Lv1) является первой частотой модуляции света (Modi); частота модуляции света для считывания на второй линейной скорости (Lv2) является второй частотой модуляции света (Mod2); и вторая частота модуляции света (Mod2) была первой частоты модуляции света (Modi), (Mod2<Modi).
Первая линейная скорость (Lvl), вторая линейная скорость (Lv2), первая частота модуляции света (Modi) и вторая частота модуляции света (Mod2) предпочтительно заданы так, что следующее уравнение (1)
является верным.
Средняя мощность чтения высокочастотно модулированного лазерного луча для считывания на первой линейной скорости (Lv1) предпочтительно являляется первой средней мощностью чтения (Рг1); средняя мощность чтения высокочастотно модулированного лазерного луча для считывания на второй линейной скорости (Lv2) предпочтительно являляется второй средней мощностью чтения (Рг2); и первая линейная скорость (Lvl), вторая линейная скорость (Lv2), первая частота модуляции света (Modi), вторая частота модуляции света (Mod2), первая средняя мощность чтения (Рr1) и вторая средняя мощность чтения (Рr2) предпочтительно заданы так, что следующее уравнение (2)
явлется верным.
Носитель информации предпочтительно предоставляет возможность считывания информации на любой линейной скорости, выбранной из группы, включающей в себя по меньшей мере первую линейную скорость (Lvl) и вторую линейную скорость (Lv2), причем первая средняя мощность чтения (Рr1) и вторая средняя мощность чтения (Pr2) заранее записываются на носитель информации, и способ считывания также имеет этап считывания информации о средней мощности чтения из носителя информации.
Носитель информации предпочтительно предоставляет возможность считывания информации на любой линейной скорости, выбранной из группы, включающей в себя по меньшей мере первую линейную скорость (Lvl) и вторую линейную скорость (Lv2), причем первая частота модуляции света (Modi) и вторая частота модуляции света (Mod2) заранее записываются на носитель информации, и способ считывания также имеет этап считывания информации о частоте модуляции света из носителя информации.
Мощность стирания для записи свободного пространства на первой линейной скорости (Lv1) предпочтительно являлается первой мощностью стирания (Pe1); мощность стирания для записи свободного пространства на второй линейной скорости (Lv2) являлась второй мощностью стирания (Ре2); и первая частота модуляции света (Modi), вторая частота модуляции света (Mod2), первая мощность стирания (Pe1) и вторая мощность стирания (Ре2) заданы так, что следующее уравнение (3)
является верным.
Средняя мощность чтения лазерного луча для считывания на первой линейной скорости (Lv1) предпочтительно являляется первой средней мощностью чтения (Рr1); средняя мощность чтения лазерного луча для считывания на второй линейной скорости (Lv2) является второй средней мощностью чтения (Рr2); мощность стирания для записи свободного пространства на первой линейной скорости (Lv1) является первой мощностью стирания (Pe1);
мощность стирания для записи свободного пространства на второй линейной скорости (Lv2) является второй мощностью стирания (Ре2); и первая частота модуляции света (Modi), вторая частота модуляции света (Mod2), первая средняя мощность чтения (Рг1), вторая средняя мощность чтения (Рr2), первая мощность стирания (Pe1) и вторая мощность стирания (Ре2) заданы так, что следующее уравнение (4)
является верным.
Носитель информации предпочтительно обеспечивает возможность считывания информации на любой линейной скорости, выбранной из группы, включающей в себя по меньшей мере первую линейную скорость (Lv1) и вторую линейную скорость (Lv2), и первая средняя мощность стирания (Pe1), и вторая средняя мощность стирания (Ре2) заранее записываются на носитель информации, и способ считывания также имеет этап считывания информации о средней мощности стирания из носителя информации.
Отношение (Lv2/Lv1) между первой линейной скоростью (Lv1) и второй линейной скоростью (Lv2) предпочтительно равняется по меньшей мере 4, и частота модуляции света изменяется в соответствии с линейной скоростью.
Носитель информации предпочтительно является перезаписываемым носителем или носителем с однократной записью. Кроме того, способ считывания предпочтительно имеет этап считывания частоты модуляции света из таблицы, когда выбранная линейная скорость является по существу постоянной во всех областях носителя информации.
Способ считывания предпочтительно имеет этап вычисления медианы между частотой модуляции света для одной заданной линейной скорости и частотой модуляции света для следующей заданной линейной скорости, чтобы определять частоту модуляции света для линейной скорости, которая отклоняется от заданной линейной скорости, которая является конкретной кратной величиной стандартной линейной скорости, когда выбранная линейная скорость является линейной скоростью, которая увеличивается с приближением к внешней границе окружности носителя информации.
Согласно другому варианту изобретения предлагается считывающее устройство для воспроизведения информации с носителя информации, который может быть считан на множестве линейных скоростей путем наложения высокочастотного тока на ток возбуждения для приведения в действие полупроводникового лазера, который излучает лазерный луч на носитель информации, причем считывающее устройство оснащено: средством для выбора одной линейной скорости среди группы из множества линейных скоростей; средством для изменения частоты модуляции света в соответствии с выбранной линейной скоростью, где частота модуляции света (Pp/Pave) равна соотношению между пиковой мощностью (Рр) и средней мощностью чтения (Pave) силы света у выпущенного лазерного луча.
Средство для изменения частоты модуляции света предпочтительно включает в себя: модуль высокочастотного наложения для наложения высокой частоты на ток возбуждения полупроводникового лазера; модуль привода лазера для приведения в действие полупроводникового лазера; модуль управления высокочастотной модуляцией для изменения частоты модуляции света в соответствии с линейной скоростью при считывании носителя информации, где отношение между пиковой мощностью (Рр) и средней мощностью чтения (Pave) силы света у высокочастотно модулированного лазерного луча равно частоте модуляции света (Pp/Pave).
Согласно другому варианту изобретения предлагается носитель информации, который может быть прочитан на множестве линейных скоростей и который содержит информацию о диске, которая может быть считана устройством, где информация о диске записывает: информацию, относящуюся к множеству линейных скоростей, к средней мощности чтения лазерного луча при считывании носителя информации на каждой линейной скорости и к амплитуде модулированного тока при считывании носителя информации на каждой линейной скорости.
Результат изобретения
Как описано выше, при воспроизведении информации с оптического носителя информации изобретение изменяет степень модуляции, применяемую высокочастотным током модуляции, в соответствии с линейной скоростью диска при считывании, и дает возможность увеличения средней мощность лазера требуемым образом при считывании. Способ и устройство согласно изобретению по этой причине предотвращают проблематичное снижение в отношении S/N, вытекающее из увеличения в полосе пропускания сигнала считывания при считывании на высокой линейной скорости, повышают качество сигнала у сигнала считывания и добиваются хорошей частоты ошибок чтения без нежелательного стирания записанной метки с помощью лазера считывания, имеющего среднюю мощность лазера.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема считывающего устройства для оптического носителя информации согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.2 - график, показывающий мощность чтения, мощность стирания и мощность записи лазера.
Фиг.3А - график, показывающий взаимосвязь между током I возбуждения (ось х) и оптической выходной мощностью Р (ось у) лазера при считывании.
Фиг.3В - другой график, показывающий взаимосвязь между током I возбуждения (ось х) и оптической выходной мощностью Р (ось у) лазера при считывании.
Фиг.4 - график лазерного луча, на котором модулируется высокочастотный сигнал.
Фиг.5А - блок-схема алгоритма, описывающая работу считывающего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.5 В - продолжение блок-схемы алгоритма, описывающего работу считывающего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.5С - продолжение блок-схемы алгоритма, описывающего работу считывающего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.6 - вид сверху, показывающий распределение места на оптическом носителе информации.
Осуществление изобретения
Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
Оптические носители информации, как правило, являются носителями в форме диска (в этом документе - «оптические диски»). Типы оптических дисков в общих чертах включают в себя носители только для чтения, носители с однократной записью, позволяющие записывать данные только один раз, и перезаписываемые носители, позволяющие перезаписывать данные много раз. Изобретение в целом применяется к типу диска с однократной записью, позволяющему записывать данные только один раз, перезаписываемому типу диска, позволяющему перезаписывать данные много раз или оптическому диску только для чтения.
Примером перезаписываемого оптического' диска, позволяющего перезаписывать данные много раз, является диск BD-RE (Перезаписываемый диск Blu-ray), описанный далее. В предпочтительном варианте осуществления, описанном в этом документе, используются следующие характеристики параметров. Длина волны лазера, 405 нанометров; числовая апертура линзы объектива, NA=0,85; шаг дорожек оптического диска, 0,32 микрометра; оптический диск типа фазового перехода, имеющий одинарные или двойные записывающие слои с падающим лазерным лучом, введенным с той же стороны диска, и глубина записывающих слоев составляет 75-100 микрометров; модуляция является модуляцией 17РР (защита группы/запрет RMTR (повторяемая минимальная длительность перехода импульсов)); минимальная длина метки (21) у метки записи равна 0,149 микрометров; емкость записи одного записывающего слоя равна 25 Гб, - с двумя слоями равна 50 Гб-; тактовая частота канала для стандартной скорости BD (IX) равна 66 МГц (BD 4X равна 264 МГц, и BD 8X равна 528 МГц); и стандартная линейная скорость равна 4,917 метров в секунду.
Носители BD-RE записывают информацию с использованием записывающей пленки с фазовым переходом путем облучения лазерным лучом. Сине-фиолетовый лазер с длиной волны приблизительно 405 нм излучается для считывания и записи. Информация воспроизводится путем считывания изменений в отражательной способности, произведенных наличием или отсутствием меток записи, образованных лазерным лучом, в виде цифрового сигнала. Точнее говоря, чтобы записать на носители BD-RE, лазерный луч большой мощности (мощность лазера Pw) фокусируется на записывающей пленке оптического диска с помощью линзы объектива для поднятия температуры записывающей пленки по меньшей мере до точки плавления, и расплавленная часть затем быстро охлаждается для образования некристаллической (аморфной) метки записи. Для стирания ранее записанной метки и образования в результате свободного пространства [для записи] лазер фокусируется на записывающей пленке на уровне мощности стирания (мощность лазера Ре), которая достаточно сильна для нагрева записывающей пленки почти до точки плавления. При стирании аморфная часть записывающей пленки нагревается лазерным лучом Ре до температуры кристаллизации, таким образом вызывая фазовый переход от аморфной к кристаллической фазе и стирание метки. С помощью такого модулирования мощности лазерного луча между Pw и Ре на основе двоичного сигнала записи информация (метки записи) может записываться и стираться с диска BD-RE.
Примером носителей с однократной записью, которые могут записываться только один раз, является диск BD-R (записываемый диск Blu-ray), описанный ниже.
Для изготовления записывающего слоя носителей BD-R могут использоваться различные материалы. Предполагается, что описанный ниже диск с однократной записью использует неорганический материал, содержащий Те-О-М для записывающего слоя, где М - по меньшей мере один из металлического элемента, диэлектрического элемента или полупроводникового элемента и предпочтительно является палладием (Pd). Материал Те-О-М, составляющий записывающий слой, содержит Те, О и М, и непосредственно после образования пленки является сплавом, имеющим равномерно произвольное распределение частиц Те, Те-М и М в матрице ТеO2. Когда лазерный луч излучается на пленку, сделанную из такого материала, пленка плавится и осаждаются кристаллы Те или Те-М большого диаметра. Оптические состояния частей записывающей пленки, подвергшихся воздействию лазерного луча и не подвергшихся воздействию частей пленки, различны. Эти различия могут обнаруживаться в качестве сигнала. Данная характеристика материала Те-О-М может использоваться для предоставления оптического диска с однократной записью, который может быть записан только один раз. Информация воспроизводится путем излучения лазерного луча для считывания изменения в отражательной способности, вызванного наличием или отсутствием этих меток записи, в виде цифрового сигнала.
Фиг.6 - вид сверху, показывающий области, распределенные на поверхности оптического диска. Поверхность данных этого оптического диска разделяется от внутренней окружности к внешней окружности на служебную область заготовки ВСА 602, область 603 информации о диске, область ОРС (оптимальное управление мощностью) и область управления дефектами DMA 604, область 601 данных и конечная область 605. Области 602, 603 и 604 вместе называются начальной областью.
Оптический диск в сущности записывается и считывается на номинальной линейной скорости в 4,917 м/с. Эта номинальная линейная скорость называется линейной скоростью IX. Оптический диск, который может записываться и читаться на удвоенной (2Х) номинальной линейной скорости, может производиться с использованием материалов с более высокой скоростью реакции (более высокой скоростью кристаллизации) для образования записывающего слоя оптического диска. Таким образом, оптические диски, которые могут записываться и читаться на максимальной линейной скорости, составляющей однократную (IX), двукратную (2Х), четырехкратную (4Х), восьмикратную (8Х) или двенадцатикратную (12Х) линейную скорость, могут быть реализованы путем выбора подходящих материалов, используемых в записывающем слое.
Оптический диск с максимальной линейной скоростью, например, в 4Х, может также записываться и читаться на более медленных скоростях 1X и 2Х. Информация, описывающая линейную скорость, которая может использоваться для записи и считывания, и мощность Pw записи, мощность Ре стирания и мощность Рr воспроизведения (мощность чтения) лазерного луча на каждой линейной скорости записываются в начальную область каждого оптического диска. Так как мощность Рr воспроизведения (мощность чтения), используемая для считывания, равна средней мощности чтения, полученной с помощью временного интегрирования мощности Рr воспроизведения в течение заданной единицы времени, она также называется средней мощностью Pave чтения.
Следующая информация записывается в начальную область оптического диска на максимально применимой линейной скорости 1X.
1X, Plw, Pie, Plave
Следующая информация заранее записывается на нулевую дорожку оптического диска с максимальной применимой линейной скоростью 2Х.
1X, Plw, P1e, Plave
2Х, P2w, P2e, P2ave
Следующая информация записана в начальную область оптического диска на максимально применимой линейной скорости 4Х.
1X, Plw, P1e, Plave
2Х, P2w, P2e, P2ave
4Х, P4w, P4e, P4ave
Следующая информация записывается в начальную область оптического диска на максимально применимой линейной скорости 8Х.
1X, P1w, P1e, Plave
2Х, P2w, P2e, P2ave
4Х, P4w, P4e, P4ave
8Х, P8w, P8e, PSave
Следующая информация записывается в начальную область оптического диска на максимально применимой линейной скорости 12Х.
1X, P1w, P1e, Plave
2Х, P2w, P2e, P2ave
4Х, P4w, P4e, P4ave
8Х, P8w, P8e, P8ave
12Х, P12w, P12e, P12ave
Оптимальное значение каждого из этих значений может быть получено заранее для каждого типа носителей в отдельности путем считывания информации с каждого носителя и записано в запоминающее устройство 116 в считывающем устройстве, описанном ниже. В другом варианте такое оптимальное значение может быть получено с помощью процесса тестовой записи и обучения, проводимого устройством записи, используя перезаписываемую область в начальной области диска.
На фиг.1 проиллюстрирована блок-схема, показывающая компоновку устройства чтения и записи для оптических носителей информации (ниже называемых оптическим диском) согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Как показано на фиг.1, считывающее устройство имеет электродвигатель 109 шпинделя для вращательного управления оптическим диском 101. Считывающее устройство также имеет контроллер 102 системы, процессор 103 сигнала записи, контроллер 104 лазера, контроллер 105 сервопривода, контроллер 106 высокочастотной модуляции, запоминающее устройство 116, высокочастотный модулятор 107 и процессор 108 воспроизведенного сигнала. Оптический модуль 120, обозначенный на фиг.1 пунктирной линией внутри оптического датчика, включает в себя полупроводниковый лазер 110, детектор 111 мощности лазера, оптический фотодетектор 112, светоделитель 113 поляризованного луча, привод линзы 114 объектива и линзу 115 объектива. Части 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 и 116 внутри пунктирной линии 121 на фиг.1 исполняются на интегральной микросхеме.
Это устройство чтения и записи оптических дисков далее описано более подробно.
Процессор 108 воспроизведенного сигнала считывает воспроизведенный сигнал с оптического диска и, в частности, считывает информацию о максимальной линейной скорости из начальной области в этом варианте осуществления изобретения.
Контроллер 105 сервопривода получает информацию о максимальной линейной скорости, считанной из начальной области, и на основе этого информация о максимальной линейной скорости управляет скоростью вращения электродвигателя 109 шпинделя. Контроллер 105 сервопривода управляет скоростью электродвигателя 109 шпинделя так, что скорость вращения диска уменьшается в соответствии с радиальным положением пятна лазера на диске, так как пятно лазера перемещается от внутренней окружности к внешней окружности на постоянной линейной скорости (CLV) оптического диска. Контроллер 105 сервопривода предпочтительно выбирает максимальную линейную скорость, считанную из начальной области, но также может быть выбрана линейная скорость, которая ниже максимальной линейной скорости, на основе ввода пользователем, принятого посредством функционального модуля (не показан на чертеже). Контроллер 105 сервопривода регулирует скорость вращения (rpm) электродвигателя 109 шпинделя до выбранной линейной скорости.
Контроллер 102 системы принимает данные о выбранной линейной скорости от процессора 108 воспроизведенного сигнала и также принимает уровень мощности, соответствующий выбранной линейной скорости, то есть мощность Pw записи, мощность Ре стирания или среднюю мощность Pave чтения, от процессора 108 воспроизведенного сигнала. Выбранная линейная скорость является предпочтительно выбранной максимальной линейной скоростью или линейной скоростью, выбранной пользователем. Контроллер 102 системы управляет контроллером 105 сервопривода, который управляет фокусированием и отслеживанием, так, что пятно лазерного луча следует по направляющей дорожке, образованной в виде сплошной спиральной канавки на оптическом диске 101. Контроллер 105 сервопривода также управляет электродвигателем 109 шпинделя для управления скоростью вращения оптического диска 101.
В режиме записи процессор 103 сигнала записи, запоминающее устройство 116 и контроллер 104 лазера работают согласно сигналам от контроллера 102 системы, излучая лазер и записывая данные на оптический диск.
В режиме чтения контроллер 106 высокочастотной модуляции, запоминающее устройство 116, контроллер 104 лазера и высокочастотный модулятор 107 работают согласно сигналам от контроллера 102 системы, излучая лазер и считывая данные, которые были ранее записаны на оптический диск.
Лазерный луч, излучаемый из полупроводникового лазера 110, проходит через оптический путь, включающий коллиматорную линзу и светоделитель 113 поляризованного луча, и фокусируется с помощью линзы 115 объектива на записывающей пленке оптического диска 101.
Часть лазерного луча, излученного из полупроводникового лазера 110, отражается светоделителем 113 поляризованного луча на детектор 111 мощности лазера.
Детектор 111 мощности лазера обнаруживает мощность лазерного луча, преобразует мощность падающего света в электрический сигнал и выводит этот электрический сигнал в контроллер 104 лазера.
Контроллер 104 лазера сравнивает электрический сигнал от детектора 111 мощности лазера с заданным целевым значением и управляет током возбуждения, применяемым к полупроводниковому лазеру 110, так, что разница между обнаруженной мощностью лазера и целевым значением стремится к нулю. Точнее говоря, это составляет цепь обратной связи, которая поддерживает мощность полупроводникового лазера 110 постоянной.
Лазерный луч, отраженный от оптического диска 101, проходит обратно через линзу 115 объектива и попадает на светоделитель 113 поляризованного луча. Падающий свет отражается и расщепляется светоделителем 113 поляризованного луча в зависимости от направления поляризации лазерного луча, и расщепленный луч попадает на фотодетектор 112.
Лазерный луч, падающий на фотодетектор 112, преобразуется фотоэлектрическим способом, и фотодетектор 112 выводит электрический сигнал, который пропорционален количеству света, падающего на каждую из областей фоторецепции в фотодетекторе 112.
Процессор 108 воспроизведенного сигнала затем применяет специальную операцию к этому электрическому сигналу для вывода сигнала FE ошибки фокусировки, сигнала ТЕ ошибки слежения и сигнала RF воспроизведенного сигнала. Контроллер 105 сервопривода использует сигнал ошибки фокусировки и сигнал ошибки слежения для приведения в действие привода 114 линзы объектива, чтобы компенсировать перекашивание и эксцентриситет диска.
Далее описано считывание информации о диске.
Чтобы считать информацию о диске, оптический датчик сначала считывает ВСА 602 и область 603 информации о диске на внутренней части окружности диска. Отраженный свет преобразуется в электрический сигнал с помощью фотодетектора 112, и процессор 108 воспроизведенного сигнала преобразует воспроизведенный сигнал (сигнал RF) в двоичный сигнал посредством схемы обработки сигнала, включающей схему PRML (частичный отклик с максимальным правдоподобием), и выводит цифровой сигнал в контроллер 102 системы.
Затем контроллер 102 системы применяет процессы коррекции ошибок и демодуляции и сохраняет заранее записанную информацию о диске, включающую тип диска (BD-R или BD-RE), максимальную линейную скорость (1X, 2Х, 4Х и так далее), условия импульса записи и условия мощности лазера в запоминающее устройство в контроллере 102 системы. Информация о диске считывается фотодетектором 112, процессором 108 воспроизведенного сигнала и контроллером 102 системы, и эти части вместе функционируют в качестве модуля распознавания.
Далее описан режим записи.
В режиме записи контроллер 102 системы сначала получает сигнал, обозначающий выбранную линейную скорость, и сигнал, обозначающий мощность стирания и мощность записи, соответствующие выбранной линейной скорости, от оптического диска и передает эти сигналы процессору 103 сигнала записи.
Процессор 103 сигнала записи также получает последовательность двоичных данных записи (сигнал NRZI) из нулей (0) и единиц (1) от модуля формирования данных записи, не показанного на чертеже. Процессор 103 сигнала записи затем формирует последовательность импульсов записи на основе этих данных записи и выводит сигнал записи в контроллер 104 лазера. Если выбранная линейная скорость, например, равна 4Х, то процессор 103 сигнала записи формирует последовательность импульсов записи, выражающую мощность 4 стирания и импульс 4 записи, обозначенные пунктирными линиями на фиг.2, и выводит сигнал записи в контроллер 104 лазера. Отметим, что эта мощность 4 стирания является сигналом, обозначающим метку 0, а импульс 4 записи является сигналом, обозначающим метку 1.
На фиг.2 мощность 1 стирания, обозначенная сплошной линией, соответствует линейной скорости IX и мощности Pie лазера, тогда как мощность 4 стирания, обозначенная пунктирной линией, соответствует линейной скорости 4Х и мощности Р4е лазера. Данные о мощности лазера считываются с оптического диска. В другом варианте могут использоваться оптимальные значения, ранее записанные в запоминающее устройство 116. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения могут быть использованы оптимальные значения мощности записи, которые получены с помощью тестовой записи в перезаписываемой области в начальной области диска, используя в качестве начальных значений значения, считанные с диска. Импульс 1 записи, обозначенный сплошной линией на фиг.2, соответствует линейной скорости 1X аналогичным образом и является серией импульсов записи, которая использует мощность Plw лазера. Импульс 4 записи, обозначенный пунктирной линией, соответствует линейной скорости 4Х и является так называемым прямоугольным импульсом записи, который используется при мощности P4w лазера. В отличие от режима чтения, описанного ниже, сигналы мощности стирания и импульса записи, используемые в режиме записи, не имеют модулированного высокочастотного сигнала.
Контроллер 104 лазера выводит сигнал управления лазером для приведения в действие полупроводникового лазера 110 на основе сигнала записи, содержащего импульсы мощности 4 стирания и импульсы 4 записи. Это вызывает излучение лазера. При изучении лазера на уровне мощности стирания ранее записанные метки стираются и записывается 0. Когда выводится импульс записи, на диск записывается метка и записывается 1. Последовательность 0 и 1 записывается с помощью попеременного управления лазером на уровнях мощности стирания и импульса записи соответственно.
Далее описан режим чтения.
В режиме чтения контроллер 102 системы отправляет запоминающему устройству 116 сигнал, обозначающий выбранную линейную скорость. Запоминающее устройство 116 хранит следующую таблицу.
| Таблица 1 | ||
| Pave(мВт) | Амплитуда модулированного тока (мА) | |
| 1X | Plave=0,30 | А1 |
| 2Х | P2ave=0,35 | А2=А1 |
| 4Х | P4ave=0,60 | A4=A1 |
| 8Х | PSave=0,80 | A8<A1 |
| 12Х | P12ave=1,00 | A12=A8 |
Таблица 1 хранит плановую величину средней мощности чтения (мощности воспроизведения) и амплитуду модулированного тока для каждой линейной скорости. Вместо средней мощности чтения может храниться соответствующий ток lop возбуждения лазера. Пиковая мощность лазера (Рр) для каждой линейной скорости также могла быть включена в Таблицу 1, и в этом случае пиковая мощность лазера (Рр) может записываться вместо амплитуды модулированного тока. Как ясно из таблицы 1, амплитуда модулированного тока снижается или остается той же, пока растет средняя мощность Pave чтения.
Запоминающее устройство 116 считывает среднюю мощность Pave чтения и амплитуду модулированного тока для выбранной линейной скорости из Таблицы 1. Если выбранная линейная скорость равна, например, 4Х, то запоминающее устройство 116 выводит 0,60 мВт в качестве средней мощности Pave чтения и выводит A4 мА в качестве амплитуды модулированного тока. Средняя мощность Pave чтения во время считывания может быть значением, считанным из Таблицы 1, считанным с диска значением или экспериментальным и обнаруженным с помощью устройства записи значением. Данный вариант осуществления изобретения использует значение Pave, считанное из Таблицы 1.
Средняя мощность чтения 0,60 мВт, считанная из таблицы, передается поэтому контроллеру 104 лазера, и амплитуда A4 модулированного тока отправляется контроллеру 106 высокочастотной модуляции. Контроллер 106 высокочастотной модуляции формирует высокочастотный сигнал, определенный частотой и амплитудой тока. Частота высокочастотного сигнала, который необходимо модулировать в этом варианте осуществления изобретения, является заданным значением, например 400 МГц, и амплитуда тока является амплитудой А4 модулированного тока, считанной из запоминающего устройства. Контроллер 106 высокочастотной модуляции выводит результирующий высокочастотный сигнал в высокочастотный модулятор 107. Контроллер 104 лазера выводит ток DC возбуждения, соответствующий средней мощности Pave чтения, в высокочастотный модулятор 107.
Затем высокочастотный модулятор 107 модулирует высокочастотный сигнал на токе DC возбуждения и выводит ток DC возбуждения, смещенный высокочастотным сигналом, в полупроводниковый лазер 110.
Фиг.3А показывает эксплуатационные характеристики I-L у полупроводникового лазера 110, где кривая Н является характеристикой полупроводникового лазера. Если ток возбуждения меньше порогового значения Ith, то выход от полупроводникового лазера в сущности отсутствует, но если ток возбуждения больше порогового значения Ith, то выводится лазер с длиной волны 405 нм и мощностью лазера, в сущности пропорциональной току.
В отношении тока I возбуждения лазера к выходной мощности Р лазера, показанном на фиг.3А, если уровень напряжения у тока возбуждения, необходимый для достижения средней мощности Pave чтения при считывании диска, равен lop, то постоянный уровень напряжения lop у тока возбуждения будет достигаться, если устанавливается средняя мощность Pave чтения. Ток возбуждения lop, необходимый для вывода лазера на уровне чтения, может быть легко определен (или может быть легко задан), когда выходная мощность детектора 111 мощности лазера, который обнаруживает часть лазерного луча (эта часть является постоянным коэффициентом выходной мощности лазера), выходит на заданный уровень (или вследствие того, что она выходит на заданный уровень). Пороговое значение Ith является точкой, где выходная мощность детектора 111 мощности лазера резко повышается и также может быть легко определена (или может легко устанавливаться).
Амплитуда А высокочастотного тока, который необходимо модулировать, может быть определена из уровня DC тока возбуждения (lop) и порогового значения (Ith) во время вывода на уровне чтения. Из литературы известно, что, чтобы получить хорошую шумовую характеристику при наложении высокочастотного сигнала на лазерный луч, необходима амплитуда высокочастотного тока, большая либо равная определенному уровню. В результате частота и амплитуда высокочастотного тока, дающие эффект модуляции высокочастотного сигнала при наихудшем сценарии, с учетом старения и отклонения в характеристиках полупроводникового лазера, определяются поэтому, как правило, когда производится устройство чтения, и сохраняются в запоминающем устройстве 116.
Медианный уровень тока высокочастотного сигнала В1 со смещенным DC(сплошная линия) устанавливается в lopl. Когда этот высокочастотный сигнал В1 со смещенным DC (сплошная линия) применяется к полупроводниковому лазеру 110, то лазер выводится в область, где ток высокочастотного сигнала В1 (сплошная линия) больше порогового значения Ith. Выходная мощность лазера в это время обозначается кривой С1 (сплошная линия). Средняя мощность чтения у выходной мощности С1 лазера, усредняемая по заданной единице времени, в это время равна Plave. Эта средняя мощность Plave чтения идентична средней мощности Plave чтения, показанной на фиг.2. То есть уровень напряжения у высокочастотного сигнала может устанавливаться приблизительно в 1ор1, чтобы создать выходную мощность С1 лазера со средней мощностью Plave чтения. Когда контроллер 104 лазера получает среднюю мощность Plave чтения от запоминающего устройства 116, контроллер 104 лазера формирует соответствующий уровень 1ор1 тока DC возбуждения, используя заданное уравнение или справочную таблицу.
Отметим, что для приведения фактической средней мощности чтения к целевой средней мощности чтения детектор 111 мощности лазера отслеживает фактическую выходную мощность лазера, а контроллер 104 лазера применяет автоматическое управление мощностью (АРС). Выходная мощность С1 лазера является оптимальной выходной мощностью лазера, когда линейная скорость равна IX.
В этом варианте изобретения в качестве параметра для определения оптимальной выходной мощности С1 лазера используется частота Mod модуляции света.
На фиг.4 проиллюстрирован график лазерного луча, на котором модулируется высокочастотный сигнал, в котором номер 401 ссылки обозначает пиковую выходную мощность Рр лазера у высокочастотного сигнала, номер 402 ссылки обозначает среднюю мощность Pave чтения лазерного луча, усредненную на единицу времени, номер 403 ссылки обозначает частоту Mod модуляции света, которая является отношением пиковой мощности Рр лазера к средней мощности Pave чтения (Mod=Pp/Pave), номер 404 ссылки обозначает период модуляции света (1/f: f является частотой) и номер 405 ссылки обозначает полную ширину на уровне полумаксимума (FWHM) высокочастотной модуляции. В этом варианте изобретения FWHM 405 равна 300 пс. В случае диска Blu-ray, где линейная скорость равна IX, частота модуляции света устанавливается в 7 (MOD1=7). Этого достигают с помощью задания амплитуды А1 модулированного тока и медианного уровня lop тока. Медианный уровень 1ор1 тока определяют из средней мощности Plave чтения с использованием характеристической кривой Н полупроводникового лазера. Частота MOD1=7 модуляции света, использованная в качестве цели, может поэтому достигаться с помощью требуемого задания средней мощности Plave чтения и амплитуды А1 модулированного тока.
Отметим, что MOD1, MOD2 и так далее в данном документе обозначают частоту модуляции для определенного значения, тогда как Mod обозначает частоту модуляции в общем. К тому же, используемые ниже Mod1 и Mod2 обозначают частоту модуляции света для любых двух выбранных линейных скоростей.
Данный вариант изобретения устроен так, что частота модуляции света изменяется в соответствии с линейной скоростью. Средняя мощность Pave чтения и амплитуда модулированного тока предпочтительно заданы так, что частота модуляции света снижается при увеличении линейной скорости. Частота модуляции света предпочтительно снижается при увеличении линейной скорости сверх заданной линейной скорости. Точнее, при увеличении линейной скорости средняя мощность чтения предпочтительно увеличивается, тогда как амплитуда модулированного тока остается такой же или уменьшается.
В таблице 2 показана та же средняя мощность чтения (Pave) и амплитуда модулированного тока, показанные в Таблице 1, вместе с частотой модуляции света. Амплитудой модулированного тока в таблице 2 можно пренебречь. Кроме того, показанные в таблице значения являются лишь примерами, и изобретение не ограничивается этими значениями.
| Таблица 2 | |||
| Pave (мВт) | Амплитуда модулированного тока (мА) | Частота модуляции света | |
| 1X | Plave=0,30 | А1 | MOD1=7 |
| 2Х | P2ave=0,35 | А2=А1 | MOD2=7 |
| 4Х | P4ave=0,60 | А4=А1 | MOD4=4,0 |
| 8Х | PSave=0,80 | А8<А1 | MOD8=3,5 |
| 12Х | P12ave=1,00 | А12=А8 | MOD12=3,0 |
Таблица 2 может храниться в запоминающем устройстве 116 вместо таблицы 1. Содержимое таблицы 1 или таблицы 2 также может записываться в информацию о диске в носителе информации. Если таблица 1 или таблица 2 записывается в информацию о диске, то содержимое таблицы, считанное из информации о диске, может быть записано в запоминающее устройство 116. Если выбранная линейная скорость по существу постоянна во всех радиальных положениях (носители CLV), то частота модуляции света может считываться из таблицы 2. Как ясно из таблицы 2, частота модуляции света снижается или остается той же при увеличении средней мощности Pave чтения.
На фиг.3А также показан высокочастотный сигнал В4 и результирующая выходную мощность С4 лазера при линейной скорости, равной 4Х. По сравнению с амплитудой А1 высокочастотного сигнала В1 амплитуда А4 высокочастотного сигнала В4 является аналогичной, но медианный уровень повышается до 1ор4. Это происходит потому, что средняя мощность чтения повышается с Plave до P4ave. Таким образом, очевидно, что когда линейная скорость повышается в четыре раза с IX до 4Х, частота Mod модуляции света снижается с 7 до 4.
На фиг.3В также показан высокочастотный сигнал В1 и результирующая выходную мощность С1 лазера при линейной скорости, равной IX, и высокочастотный сигнал В8 и результирующая выходная мощность С8 лазера при линейной скорости, равной 8Х. По сравнению с амплитудой А1 высокочастотного сигнала В1, амплитуда А8 высокочастотного сигнала В8 снижается, но медианный уровень повышается до 1ор8. Это происходит потому, что средняя мощность чтения повышается с P1ave до P8ave. Таким образом, очевидно, что когда линейная скорость повышается в восемь раз с IX до 8Х, частота Mod модуляции света снижается с 7 до 3,5.
Таким образом, очевидно, что в режиме чтения контроллер 104 лазера выдает постоянный уровень тока DC возбуждения, например, Iop1 и Iop4, эквивалентный средней мощности Pave чтения, которая используется в качестве уровня чтения. Уровень тока DC возбуждения изменяется на Iop1, Iор2, Iop4, Iор8, Iор12 так же, как и линейная скорость изменяется на 1X, 2Х, 4Х, 8Х, 12Х, где
Iop1<Iор2<Iор4<Iор8<Iор12.
К тому же амплитуда А4 высокочастотного сигнала изменяется на А1, А2, А4, А8, А12 так же, как и линейная скорость изменяется на 1X, 2Х, 4Х, 8Х, 12Х, где
А1≥А2≥А4≥А8≥А12.
Даже при изменении линейной скорости частота f высокочастотного сигнала, который нужно модулировать, сохраняется той же, то есть 400МГц. Отношение между частотой и амплитудой показано в качестве примера в предпочтительном варианте осуществления изобретения, но изобретение этим не ограничивается.
На основе выбранной линейной скорости 1X, 2Х, 4Х, 8Х, 12Х, отправленной от контроллера 102 системы, контроллер 106 высокочастотной модуляции управляет амплитудой высокочастотного сигнала, а контроллер 104 лазера управляет уровнем напряжения.
Высокочастотный модулятор 107 затем модулирует высокочастотный сигнал от контроллера 106 высокочастотной модуляции и сигнал уровня напряжения от контроллера 104 лазера для приведения в действие полупроводникового лазера 110.
Полупроводниковый лазер 110 затем приводится в действие контроллером 104 лазера и выводит лазерный луч с длиной волны 405 нм.
Работа считывающего оптические диски устройства, согласно этому варианту осуществления изобретения, описана далее со ссылкой на блок-схему алгоритма, показанную на фиг.5А, фиг.5 В и фиг.5С. Отметим, что индексы с А по Е на этих чертежах обозначают, где блок-схемы алгоритма соединяются друг с другом.
Когда оптический диск загружают в привод оптических дисков, шпиндель начинает вращаться на стандартной линейной скорости IX (этап SI). Скорость электродвигателя шпинделя определяют из линейной скорости и радиального положения пятна лазера, излучаемого из датчика на оптический диск, и электродвигатель шпинделя управляется таким образом, чтобы линейная скорость была постоянной.
На этапе S2 контроллер 106 высокочастотной модуляции формирует высокочастотный сигнал В1 на основе амплитуды А1 модулированного тока, соответствующей линейной скорости 1X и определенной частоте f (400 МГц).
На этапе S3 контроллер 104 лазера устанавливает уровень 1ор1 напряжения на основе средней мощности Plave чтения при линейной скорости 1X. Этот этап S3 готовится к установке частоты модуляции света в MOD1 (=7).
На этапе 34 высокочастотный модулятор 107 модулирует высокочастотный сигнал В1 и уровень 1ор1 напряжения для приведения в действие полупроводникового лазера 110, который в связи с этим испускает лазерный луч.
Фокусировка и поиск дорожек происходит на этапе S5.
На этапе 36 считывается информация о диске, записанная на оптическом диске. Считанная информация о диске сохраняется в запоминающее устройство 116.
На этапе 37 затем решается, была ли линейная скорость выбрана вручную. Если на этапе S7 возвращается "Да", управление переходит к этапу S8. В противном случае управление переходит к этапу S13.
На этап S13 решается, является ли 1X максимальной линейной скоростью оптического диска. Если на этапе S13 возвращается "Да", то управление переходит к этапу S30 и выработка лазера продолжается. Если на этапе S13 возвращается "Нет", то управление переходит к этапу S14 для определения, является ли 2Х максимальной линейной скоростью оптического диска. Если ответом является "Да", то управление переходит к этапу S18. Если ответом является "Нет", то управление переходит к этапу S15.
На этапе S18 шпиндель приводится в действие на линейной скорости 2Х.
На этапе S19 контроллер 106 высокочастотной модуляции выводит высокочастотный сигнал В2 на амплитуде А2 и частоте f, соответствующей линейной скорости 2Х.
На этапе S20 контроллер 104 лазера устанавливает уровень 1ор2 напряжения на основе средней мощности P2ave чтения при линейной скорости 2Х. Этап S20 готовится к установке частоты модуляции света в MOD2 (=7).
Этапы S15, S21, S22 и S23 по существу являются аналогичными этапам S14, S18, S19 и S20, за исключением того факта, что работа соответствует линейной скорости 4Х. На этапе S23, соответственно, готовятся установить частоту модуляции света в MOD4 (=4,0).
Этапы S16, S24, S25 и S26 по существу аналогичны этапам S14, S18, S19 и S20, за исключением того факта, что работа соответствует линейной скорости 8Х. Таким образом, на этапе S26, готовятся установить частоту модуляции света в MOD8 (=3,5).
Этапы S17, S27, 32 8 и S29 по существу аналогичны этапам S14, S18, S19 и S20, за исключением того факта, что работа соответствует линейной скорости 12Х. На этапе S29, соответственно, готовятся установить частоту модуляции света в MOD12 (=3,0).
На этапе S30 лазер выводится на условиях, заданных на этапе S20, S23, S26 или S29.
Если на этапе S7 возвращается "Да", то на этапах S8, S9, S10, S11 и S12 определяют, равна ли вручную заданная линейная скорость IX, 2Х, 4Х, 8Х, или 12Х, и работа продолжается на максимальной линейной скорости этапа, на котором возвращается "Да". Если заданная.вручную линейная скорость равна, например, 4Х, то на этапе S10 управление передается к этапу S21, то есть работа продолжается от определения "Да" на этапе S15.
В описанном выше варианте осуществления изобретения операции, относящиеся к линейной скорости 8Х и 12Х, управляются при постоянной угловой скорости (CAV). В таком случае максимальная линейная скорость может быть задана (выбрана), когда головка считывания/записи ищет заданное радиальное положение для достижения заданной линейной скорости.
Если линейная скорость вращения оптического диска увеличивается, например, с IX до 4Х, то мощность чтения увеличивается, тогда как частота Mod модуляции света (=Pp/Pave) при пиковой мощности Рр лазера и средней мощности Pave чтения снижается при считывании. Например, если частота модуляции света равна 1, когда линейная скорость равна 1X и средняя мощность Plave чтения равна 0,30 мВт, и частота модуляции света равна 4, когда линейная скорость равна 4Х и средняя мощность P4ave чтения равна 0,60 мВт, то пиковая мощность Рр равна 0,30 мВт × 7=2,1 мВт при IX, равна 0,60 мВт × 4=2,4 мВт при 4Х, и пиковая мощность лазера при 4Х меньше, чем если бы частота модуляции света осталась заданной в 7.
Поскольку световая энергия, излученная на единицу площади за единицу времени, составляет приблизительно 1/4 на высоких скоростях диска (например 4Х), температура записывающего слоя поднимается не прямо пропорционально, даже если мгновенная пиковая мощность Рр лазера повышается и достигнет температуры, при которой записывающий слой плавится. Точнее говоря, световая энергия пропорциональна степени 1/2-1 кратной линейной скорости.
Например, если оптический диск считывается на первой линейной скорости Lv1 и второй линейной скорости Lv2, где Lvl и Lv2 - требуемые линейные скорости и Lv2 ≥ Lvl, уравнение (1) ниже предпочтительно является верным.
(Lv2/Lvl)l/2≥(Modl/Mod2)≥1 (1)
где первая частота Mod1 модуляции света является частотой модуляции света при считывании на первой линейной скорости Lv1, а вторая частота Mod2 модуляции света является частотой модуляции света при считывании на второй линейной скорости Lv2.
Кроме того, если средняя мощность чтения при считывании на первой линейной скорости Lv1 является первой средней мощностью Pave1 чтения, а средняя мощность чтения при считывании на второй линейной скорости Lv2 является второй средней мощностью Pave2 чтения, то Lv1, Lv2, Mod1, Mod2, Pave1 и Pave2 предпочтительно устанавливают так что уравнение (2) ниже является верным.
Произведение Pave и Mod является пиковой мощностью лазера, и уравнение (2) может быть переписано в виде уравнения (2').
где Рр2 - пиковая мощность лазера при считывании на Lv2, а Рр1 - пиковая мощность лазера при считывании на Lv1.
Согласно другому варианту осуществления изобретения для изменения частоты модуляции света в соответствии со средней мощностью чтения (уровнем мощности чтения) на каждой линейной скорости, записанной в информации о диске, может считываться мощность Ре стирания, используемая для записи свободного пространства во время записи, а частота модуляции света может переключаться на основе отношения к уровню мощности свободного пространства на каждой линейной скорости. Например, мощность Pe1 стирания, используемая для записи свободного пространства при записи первой линейной скорости Lv1, и мощность стирания Ре2, используемая для записи свободного пространства при записи на второй линейной скорости Lv2, считываются из информации о диске, заранее записанной на диск, и частота модуляции света и выходная мощность лазера при считывании может переключаться таким образом, что уравнение (4) ниже является верным.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, если средняя мощность чтения не меняется, то частота модуляции света может быть выбрана для удовлетворения уравнению (3) ниже.
Для установки частоты модуляции света в соответствии с линейной скоростью, чтобы удовлетворять вышеупомянутым уравнениям, после определения максимальной скорости считывания носителя может использоваться подходящее устройство обработки. В другом варианте частота модуляции света может устанавливаться для каждой настройки линейной скорости в соответствии с типом носителей, и эта информация может храниться в считывающем устройстве для выбора вместе с линейной скоростью, используемой для считывания.
Согласно дальнейшему варианту осуществления изобретения модуль распознавания в считывающем устройстве может считывать информацию, которая заранее записана на оптический диск, и устанавливать частоту модуляции света на основе этой информации в соответствии с линейной скоростью. Например, мощность стирания для записи свободного пространства на каждой линейной скорости хранится на оптическом диске, или средняя мощность чтения (мощность воспроизведение) на каждой линейной скорости заранее записывается на диск.
Согласно другому варианту осуществления частота модуляции света, которую нужно использовать на каждой линейной скорости, заранее записывается на оптический диск. В этом случае контроллер 106 высокочастотной модуляции в считывающем устройстве отправляет управляющий сигнал высокочастотному модулятору 107 для получения частоты модуляции света, равной или близкой к значению, считанному с диска.
Таким образом, можно предотвратить стирания меток записи лазерным лучом, используемым для считывания, с помощью изменения частоты модуляции света у высокочастотно модулированного лазера в соответствии с линейной скоростью. Возможно также снизить частоту ошибок воспроизведенного сигнала с помощью возмещения снижения в отношении S/N воспроизведенного сигнала. Таким образом, изобретение повышает надежность меток записи.
Настоящее изобретение описано выше в виде способа считывания диска BD-RE и устройства для его осуществления. Изобретение, тем не менее, не ограничивается считыванием только носителей BD-RE и также может использоваться с другими типами оптических носителей, включая DVD-RAM, DVD-RW и CD-RW. Кроме того, настоящее изобретение может применяться к типу записывающих дисков с однократной записью, например BD-R, DVD-R или CD-R, или к типу дисков только для чтения, например BD-ROM, DVD-ROM. Также, когда настоящее изобретение применяется к оптическому диску для использования с синим или сине-фиолетовым лазером, имеющим длину волны около 405 нм и числовую апертуру NA=0,65-0,85, который обладает плотностью записи выше, чем оптический диск для использования с красным лазером, имеющим длину волны около 650 нм и числовую апертуру NA=0,60-0,65, размер пятна лазерного луча очень маленький, и плотность световой энергии на единицу площади записывающей поверхности диска очень высока. Таким образом, может быть предотвращено ухудшение качества воспроизведения лазерного луча.
Значения Lv1 и Lv2, описанные выше, могут соответствующим образом выбираться в соответствии с типом носителей. С носителями Blu-ray, например, Lv1 и Lv2 могут быть равны 1X и 4Х. С DVD носителями, например DVD-RAM, Lv1 и Lv2 могут быть равны 2Х и 5Х, или IX и 16Х, например. Для любых носителей, Lv1 и Lv2 устанавливаются на минимальную линейную скорость, позволяющую считывание, и максимальную линейную скорость, позволяющую считывание носителя.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения если информация может быть считана с носителя на трех или более скоростях, например 1X, 2Х и 4Х, то Lv1 и Lv2 могут быть заданы, например, равными 1X и 4Х, или 1X и 2Х, или 2Х и 4Х.
Устройство чтения и записи, описанное на фиг.1, также являться устройством, имеющим только функции считывателя дисков.
Вариант осуществления изобретения, в котором электродвигатель шпинделя приводится в действие на линейной скорости, в четыре или более раз выше минимальной линейной скорости (IX) загруженного оптического диска, может быть предоставлен для изменения мощности лазера (средней мощности чтения), когда диск первый раз загружается, и изменения частоты модуляции света у высокочастотно модулированного лазерного луча.
Вариант осуществления изобретения, в котором линейная скорость изменяется с 1X на 4Х, изменяет среднюю мощность чтения лазера и изменяет частоту модуляции света лазера.
Однако, согласно другому варианту, когда линейная скорость изменяется на относительно небольшое кратное число, например с 1X на 2Х, на операцию обучения, которая подрегулирует отклонение электрической схемы в процессоре воспроизведенного сигнала и контроллер сервопривода с помощью увеличения средней мощности чтения (мощности воспроизведения) может потребоваться время. В этом случае для экономии времени средняя мощность чтения может не изменяться.
В частности, этот вариант изобретения изменяет только среднюю мощность чтения или частоту модуляции света вместо изменения их вместе. Частота модуляции света, например, изменяется наряду с поддержанием средней мощности чтения постоянной при считывании. Поэтому в этом случае может быть сокращено время запуска или время переключения линейной скорости, так как возможно пропустить определение отклонения схемы, сопровождающее значительное изменение в усилении электрического сигнала, вызванное изменением в средней мощности чтения.
Обращаясь к таблице 2 при изменении линейной скорости, например с 4Х до 2Х, средняя мощность чтения изменяется с 0,60 мВт до 0,35 мВт, и частота модуляции света изменяется с 4,0 до 7 в варианте осуществления, описанном выше. В этом варианте изобретения, однако, средняя мощность чтения стабильно удерживается на 0,60 мВт, а частота модуляции света изменяется с 4,0 на меньшее значение, например, 3,5. При изменении линейной скорости с 4Х до 8Х, или постепенном увеличении линейной скорости, как в управлении CAV, например, средняя мощность чтения изменяется с 0,60 мВт до 0,80 мВт и частота модуляции света изменяется с 4,0 до 3,5 согласно варианту осуществления, описанному выше. Однако в этом варианте осуществления изобретения средняя мощность чтения стабильно удерживается на 0,60 мВт, и частота модуляции света изменяется с 4,0 на большее значение, например 6,0, или изменяется постепенно относительно изменения линейной скорости.
В разновидности вышеупомянутого варианта осуществления частота модуляции света изменяется в соответствии с линейной скоростью. Линейная скорость предпочтительно увеличивается от линейной скорости выше некоторого уровня (в частности, выше 4Х), для поддержания постоянной средней мощности чтения постоянной, тогда как амплитуда модулированного тока устанавливается так что частота модуляции света увеличивается.
Далее описан другой вариант осуществления изобретения. Когда выбранная линейная скорость увеличивается в то время, как пятно лазера двигается ближе к внешней окружности носителя информации, и линейная скорость отклоняется от заданной линейной скорости, которая является определенным кратным числом стандартной линейной скорости, вычисляется медиана между частотой модуляции света для одной заданной линейной скорости и частотой модуляции света для следующей заданной линейной скорости. Если выбранная линейная скорость является постоянной угловой скоростью (CAV), то линейная скорость увеличивается ближе к внешней стороне окружности носителя информации. Если линейная скорость на внутренней окружности носителя CAV равна 4Х, то линейная скорость на внешней окружности будет равна 8Х или больше. В этом случае линейная скорость изменяется линейно от внутренней окружности к внешней окружности. Кроме того, хотя частота модуляции света для заданных линейных скоростей, например 1X, 2Х, 4Х, 8Х и 12Х (называемых "заданной линейной скоростью"), может считываться, например, из Таблицы 2, частоты модуляции света для линейных скоростей, которые отклоняются от одной из этих заданных линейных скоростей, не предоставляются. В этой ситуации вычисляется медиана между частотой модуляции света (4,0 в этом примере) для одной заданной линейной скорости (4Х в этом примере) и частотой модуляции света (3,5) для следующей заданной линейной скорости (8Х в этом примере). Медиана может основываться на внутренне разделенном коэффициенте.
Как ясно из вышеприведенного описания, когда один диск может считываться и записываться на множестве линейных скоростей, средняя мощность чтения (мощность чтения) должна быть настроена так, чтобы сигналы могли надлежащим образом воспроизводиться на выбранной линейной скорости. В носителях BD-RE, которые могут считываться и записываться на скоростях, изменяющихся, например, от 1X до 4Х, скорость передачи во время записи может быть увеличена путем более быстрого приведения в действие электродвигателя шпинделя. Однако, когда повышается скорость вращения, увеличивается полоса пропускания воспроизведенного сигнала с оптического диска и снижается отношение S/N воспроизведенного сигнала. Для улучшения отношения S/N воспроизведенного сигнала увеличивают среднюю мощность чтения, когда диск вращается на высокой линейной скорости. Данные, относящиеся к средней мощности чтения и частоте и амплитуде модулированного тока, которые применимы к каждой используемой линейной скорости, например 1X, 2Х и 4Х, могут сохраняться в устройстве чтения и записи во время процесса производства, и эти данные могут быть использованы для регулировки средней мощности чтения. В другом варианте может считываться информация о диске, которая заранее записывается на каждый оптический диск, и средняя мощность чтения может регулироваться путем выбора и установки условий из множества заранее записанных условий, которые являются ближайшими к считанному значению.
Установка средней мощности чтения также зависит от длительности считывания носителя информации. Когда средняя мощность чтения повышается, сфокусированный лазерный луч нагревает записывающую пленку, температура может подняться выше точки кристаллизации, и записывающая пленка может изменить фазу на кристаллическое состояние. Точнее говоря, лазерный луч, излученный на высоком уровне средней мощности чтения, при считывании может стереть метки записи. Однако когда увеличивается скорость диска, снижается мощность лазера, излученная на единицу площади за единицу времени, и тепловая энергия, сообщенная лазерным лучом, снижается. Поэтому эффективным является увеличение средней мощности чтения при считывании пропорционально кратной линейной скорости, возведенной в степень 1/2-1. Метки записи могут также повреждаться при высокой пиковой мощности лазера.
Повреждение меток записи, вызванное считыванием, зависит частично от материала записывающей пленки, но на повреждение в значительной степени оказывают влияние два параметра: стирание с высокой средней мощностью чтения и высокая пиковая мощность лазера. Для предотвращения стирания (повреждения) лазерным лучом, используемым для считывания меток записи, мощность лазерного луча, используемая для считывания, должна быть меньше мощности лазера, которая плавит записывающую пленку. Поэтому в способе считывания в настоящем изобретении снижается частота модуляции Mod света, которая равна отношению пиковой мощности Рр и средней мощности Pave чтения у выходной мощности лазера. Это снижает риск повреждения меток записи, вызванного лазерным лучом, используемым для считывания.
Варианты осуществления изобретения, описанные выше, изменяют частоту модуляции модулированного тока для того, чтобы частота модуляции света изменялась в соответствии с линейной скоростью, используемой для считывания, и посредством этого улучшают отношение S/N путем увеличения полосы пропускания воспроизведенного сигнала.
Кроме того, изобретение не ограничивается оптическими носителями с фазовым переходом и может также использоваться с носителями, например магнитооптическими дисками, которые записывают данные с использованием магнитной полярности, носителями с однократной записью, которые используют окрашенную записывающую пленку, и дисками, например, носителями только для чтения, которые записывают данные с использованием питов и площадок, образованных в подложке диска. Изобретение также может использоваться с носителями, которые используют сочетания разных способов записи. В любом случае одинаковый эффект достигается путем изменения модуляции у модулированного тока для того, чтобы частота модуляции света изменилась в соответствии с линейной скоростью.
Кроме того, частота модуляции света у высокочастотно модулированного лазерного луча, используемого на одинаковой линейной скорости, на оптическом носителе, у которого один слой записи данных, может отличаться от частоты на носителе, у которого два слоя записи данных.
На двухслойном диске данные считываются со слоя, который находится дальше от стороны, на которую падает лазерный луч вследствие света, который проходит через первый слой (слой ближе к поверхности). Если коэффициент пропускания поверхностного слоя равен 50%, то мощность лазера, падающего на второй слой, является аналогичной мощности лазера, используемой для считывания однослойного диска при удвоении средней мощности чтения. Однако, если коэффициент пропускания поверхностного слоя больше 50%, то энергия излученного лазерного луча больше энергии, излученной на однослойный диск. Поэтому с помощью изменения как мощности чтения, так и частоты модуляции света излученного лазерного луча, используемого для считывания двухслойного диска и однослойного диска, может быть достигнуто оптимальное качество сигнала, и информация может надежно воспроизводиться с обоих типов дисков.
В частности, изобретение также предоставляет способ считывания информации, записанной на каждый из записывающих слоев оптического носителя информации, который имеет множество записываемых независимо записывающих слоев, с помощью излучения лазерного луча таким образом, чтобы частота модуляции света изменялась в соответствии с положением записывающего слоя.
Изобретение также предоставляет считывающее устройство, которое может считывать информацию, записанную на каждый из записывающих слоев оптического носителя информации (Mm), который имеет множество записываемых независимо записывающих слоев, и информацию, записанную на оптический носитель информации (Ms), который имеет только один записывающий слой, и оснащено контроллером высокочастотной модуляции, который управляет частотой модуляции света при считывании информации, записанной на любой из записывающих слоев многослойного носителя информации (Mm), так что частота модуляции света отличается в соответствии с положением одного записывающего слоя от частоты модуляции света, используемой для считывания однослойного носителя информации (Ms).
Модуляция высокочастотного тока может быть остановлена (модуляция =0) при считывании или записи диска с помощью относительно небольшой модуляции высокочастотно модулированного тока. В этом случае контроллер высокочастотной модуляции управляет высокочастотным модулятором с помощью простого управления включением/выключением, и компоновка контроллера высокочастотной модуляции поэтому может быть упрощена.
Промышленная применимость
Способ оптического считывания данных и считывающее устройство, реализующее способ считывания согласно изобретению, могут использоваться в цифровых устройствах и устройствах обработки данных.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано в связи с предпочтительными вариантами его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, необходимо отметить, что специалистам в данной области техники очевидны различные изменения и модификации. Такие изменения и модификации необходимо понимать как включенные в объем настоящего изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения, если не отклоняются от него.
1. Способ считывания для воспроизведения информации с носителя информации посредством излучения лазера на носитель информации, причем способ считывания содержит этапы, на которых:
выбирают одну линейную скорость среди группы из множества линейных скоростей и
изменяют частоту модуляции света в соответствии с выбранной линейной скоростью, причем частота модуляции света (Pp/Pave) равна соотношению между пиковой мощностью (Рр) и средней мощностью чтения (Pave) силы света излученного лазерного луча;
при этом, когда на упомянутом этапе выбора выбрана первая линейная скорость (Lv1), средняя мощность чтения установлена на первую среднюю мощность чтения (Рr1) и частота модуляции света установлена на первую частоту модуляции света (Mod1) и когда на упомянутом этапе выбора выбрана вторая линейная скорость (Lv1), которая, по меньшей мере, в два раза выше первой линейной скорости (Lv1), средняя мощность чтения установлена на вторую среднюю мощность чтения (Рr2) и частота модуляции света установлена на вторую частоту модуляции света (Mod2),
отличающийся тем, что
вторая средняя мощность чтения (Рr2) выше первой средней мощности чтения (Рr1), и вторая частота модуляции света (Mod2) ниже первой частоты модуляции света (Mod1).
2. Оптический носитель информации для воспроизведения информации посредством лазерного луча, излучаемого на оптический носитель информации, причем упомянутый оптический носитель информации содержит:
область информации о диске и
область данных, обеспечивающую возможность считывания информации с линейной скоростью, выбранной из, по меньшей мере, первой линейной скорости (Lv1) и второй линейной скорости (Lv2), которая, по меньшей мере, в два раза выше первой линейной скорости (Lv1);
причем, когда частота модуляции света (Pp/Pave) определена как соотношение между пиковой мощностью (Рр) и средней мощностью чтения (Pave) силы света излученного лазерного луча,
средняя мощность чтения установлена на первую среднюю мощность чтения (Рr1) и частота модуляции света установлена на первую частоту модуляции света (Mod1) для считывания данных из области данных с первой линейной скоростью (Lv1) и
средняя мощность чтения установлена на вторую среднюю мощность чтения (Рr2), и частота модуляции света установлена на вторую частоту модуляции света (Mod2) для считывания данных из области данных со второй линейной скоростью (Lv2)
при условии, что вторая средняя мощность чтения (Рr2) выше первой средней мощности чтения (Рr1) и что вторая частота модуляции света (Mod2) ниже первой частоты модуляции света (Mod1), и
при этом область информации о диске сохранена, по меньшей мере, с информацией, относящейся к множеству линейных скоростей, и информацией, относящейся к средней мощности чтения силы света излученного лазерного луча.
