光拾取器以及光学信息再现装置的制作方法

专利名称：光拾取器以及光学信息再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光拾取器和光学信息再现装置。
背景技术：
作为本技术领域的背景技术，例如是日本特开2006-114165号专利 公报。在本公报中，记载有"设置RF专用的受光面，通过与来自其它 受光面的信号的频带合成改善S/N比。在光束分割中，使用衍射光栅， 大幅度地缓和调整精度。作为RF用光电流放大器能够使用AC放大 器。"
专利文献1:日本特开2006-114165号专利公报

发明内容
近年来，在以光盘为代表的光学信息再现装置中，要求更高速地 再现更高密度地记录到介质中的信息。因此，存在以往用红光(650 785nm)以0.3nm左右大小记录的标志，用蓝光(约405nm)使其成 为0.17^im以下的小尺寸的标志而实现高密度化的背景技术。但是，介 质上的耐光功率密度大致不变，与标志面积小相应地，再现时得到的 信号光量必然减少。另外，伴随着高速化，与检测时间短相应地，每 一个标志的检测光量也减少。
根据这些结果，高密度化、高速化取得进展，特别是近年来在利 用蓝光的光学信息再现装置中，检测出的信号光量变少，当变换到电 信号时，信号/噪声比(S/N比信噪比)变小，由噪声引起的再现数 据错误(error)增大，可靠性成为问题。
为了解决这些问题，例如，提出了专利文献1所示的信息再现装 置。如图2所示该装置是，同时设置再现信号(RF信号)专用的受光 面，用衍射光栅，将光束分割到伺服信号检测用的受光面和RF信号专 用的受光面，利用专用的光学放大器(光电子信号增幅器)将由RF信 号专用的受光面检测的RF信号变换成电信号并放大的方法。这时，用频率滤波器频带对从伺服信号检测面得到的RF信号和从专用受光面得到的RF信号进行合成。作为RF信号专用的光学放大器，可以使用 噪声少的AC放大器，与以往的将多分割受光面的信号放大后加运算 的方式比较，能够得到噪声少的RF信号再现信号。因此，能够构成可 以耐得住高速化的可靠性高的信息再现装置。另外，表示了当进行该 频带合成时，为了得到良好的合成RF信号，使2个RF信号的灵敏度 一致的方法。此外，这里，是RF信号成为与来自信息记录介质的返回 光的光束的全部光量成比例的信号。另外，在上述与全部光量成比例 的信号中，也包含提取了一部分频率范围的信号，称为RF信号。另外， 在称为RF信号的检测部的部分中，即便是如四分割光检测器那样具有 经过区域分割的检测面(受光面)的部分，也包含通过各经过分割的 检测面的信号进行加运算，可以检测与RF信号同等的信号的部分。 但是在以往的构成中，当以更高倍速再现信息时，要求关于下列方面 迸行改善。
(1) 在以往构成中，存在着为了在介质的种类变化时切换光源的 波长，而利用伺服信号检测用的受光面和RF信号检测面这2个受光面 的波长灵敏度特性(光电流灵敏度对波长的依赖性)不同，生成信号 灵敏度差，由此，2个RF信号在低频率不能够相互抵消，在频带合成 后的RF信号中生成畸变的情况。另外，存在着特别是当高倍速信息再 现时，由于由称为配线长度和放大器延迟时间(对频率的群延迟特性) 的单元偏差引起的电路的延迟时间不同，生成2个RF信号的时间差， 因此在合成后的RF信号中生成畸变的情况。
(2) 在以往构成中，形成在光电子集成元件(OEIC)上容易使受 光面一体化的构成。但是如以往构成那样，存在着当将RF专用受光面 并列地配置在伺服信号检测用的受光面的很近的附近和进行多层介质 再现时，由于来自其它层的反射光，焦点模糊的光相互重叠，发生由 多层干涉引起的信号起伏，产生信号畸变。另外，存在着在同一OEIC 芯片基板上，因为共用GND，所以由GND电位变动引起的串扰成为 噪声，混入到专用受光面的RF信号中成为信号畸变的情况。
(3) 在以往构成中，当频带合成时，在光拾取器上需要用于与光 拾取器的灵敏度偏差(负载偏差/灵敏度的频率依赖性等，各个单元的
性能偏差)对应的增益自动调整单元(学习单元)或用于与倍速相应 的信号切换的电路，这成为增加成本的主要原因。
(4)当高倍速时，在解码中需要比低倍速时噪声更小的再现信号，
但是与用合成RF信号和将专用受光面的RF信号原封不动地用于解码 的情况比较，判定存在着跳动恶化的情况(将专用RF信号原封不动地 用于解码能够得到良好的跳动)。
根据这些(1) (4)，尽管设置了专用RF受光面，还是产生了 不能够充分发挥改善S/N的性能那样的课题。另外，存在着取入这种 S/N改善的光拾取器的成本提高的课题。
本发明的目的是提供S/N良好的光拾取器和光学信息再现装置。
上述目的，作为一个例子能够通过时间调整并合成第1RF信号和 第2RF信号达到。
如果根据本发明，则能够提供S/N良好的光拾取器和光学信息再 现装置。


图1是根据本实施例的受光部光学系统和信号放大部电路的构成
图2是以往的受光部光学系统和信号放大部电路的构成例。 图3是与差动象散对应的受光面的例子。 图4是用化合物半导体晶体管的AC放大器的电路构成例。 图5是AC放大器和DC放大器的实际的噪声特性(频率分布)的 例子。
图6是说明通过根据本实施例的RF信号合成减少噪声的原理的图。
图7是当多层光盘再现时，在以往构成和本构成中的受光面上的
多层反射光的例子。
图8是伴随着灵敏度切换的频带合成电路的构成例(1)。 图9是伴随着灵敏度切换的频带合成电路的构成例(2)。 图IO是根据将频带合成电路搭载在固定部电路基板上的本实施例
的RF信号合成电路的例子。
图11是根据将频带合成电路搭载在可动部光拾取器上的本实施例 的RF信号合成电路的例子。
图12是根据本实施例的信息再现装置的全体构成例。
图13是说明根据本实施例的高速化的效果的图。
图14是根据本实施例的由模拟电路进行的频带合成和由数字信号 处理进行的解码信号处理的电路构成例。
图15是根据本实施例的由数字信号处理进行的频带合成和解码处 理的电路构成例。
图16是根据本实施例的由数字信号处理进行的延迟时间调整单元 的构成例。
图17是表示根据本实施例的由数字信号处理进行的延迟时间调整 单元的原理的图。
其中
7…光盘，8…旋转伺服电路，9…电动机， 10a、 b、 c…激光器驱动电路，lla、 b、 c…半导体激光器， 12a、 b、 c…衍射光栅，13…准直仪透镜，14…光束整形棱镜， 15…反射镜，16a、 b…合成棱镜，17…偏振光束分束器， 18…液晶像差校正元件，19…入/4板，20…物镜， 21…促动器，22…焦点伺服电路，23…跟踪伺服电路， 24…差动相位检测电路，26…检测透镜，27…衍射光栅， 28…受光元件芯片，29…四分割光检测器，30…RF信号检测面， 31、 31a…子光点用受光面，32…直流增幅光电流放大器， 33…RF用光电流放大器，34…加法器，35…增益调整单元， 36…低通滤波器，37…减法器，38…加法器，39…高通滤波器， 40…增益控制器，41…均衡电路，42…电平检测电路， 43…同步时钟生成电路，44…解码电路，45…主控制电路， 57…乘法器，60…时间，61…信号电压，62…再现信号， 67…延迟时间调整单元，68…加权平均后再现电压信号， 69…灵敏度切换信号线，70…频率，71…信号强度， 74…AC放大器噪声强度，75…DC放大器噪声强度， 76…合成放大器噪声强度，78…模拟数字变换器，
79…1时钟延迟单元，81…化合物场效应晶体管，
82…放大器输出，83…加法器，88…传输速度，89…噪声强度， 90…系统噪声强度，91…介质噪声强度，92…激光器噪声强度， 93…改善后系统噪声强度，101…可动部光拾取器， 102…固定部电路基板，103…半反射镜，104…信息存储元件， 105…信息读出线，106…再现信号切换单元，107…多层反射光， 108…增益校正量切换信号线，109…延迟时间量切换信号线
具体实施例方式
下面，对实施例进行说明，但是能够用下列(1) (4)的方法 改善本发明的课题。
(1) 对2个RF信号中的任何一者，设置延迟时间调整单元。
(2) 与OEIC芯片独立地绝缘设置RF专用受光器，此外，使RF 专用受光面的尺寸比OEIC受光面尺寸小。为此用半反射镜分割光束。
(3) 将信息存储元件(EEP-ROM等)搭载在光拾取器上，根据 该信息，能够调节频带合成时的增益，并设置增益调节单元。
(4) 与倍速相应地，设置能够断开(OFF)频带合成的切换单元。 通过由上述(1) (2) (3) (4)的组合构成，构成从低倍速到
高倍速能够以良好的噪声性能再现信息的光学信息再现装置，实现了 可靠性高的光学信息再现装置。
下面，我们用图1 图17说明具体的实施方式。
用图1 图13对根据本实施例的设置了可变延迟时间调整单元的 信息再现装置的构成例进行说明。此外，这里，包含阶段地切换灵敏 度和延迟时间，并将其记为"可变"。
首先，用图2 图6对具有专用RF信号检测面的信息再现装置及 其效果进行说明。这里，对于图2的以往构成、图1及图7的本构成 中共同的效果，首先用以往构成进行说明。
图2是与用作为3光点法中的一个的差动推挽法进行的TR信号检 测对应的、受光元件上的检测面和其附近的光电流放大器的连接例。
从激光器光源照射到信息记录介质的光，接受根据记录膜上的记录信 息进行的光量调制，从信息记录介质反射，成为返回光。被反射的返 回光的光束，由检测透镜进行汇聚，并且入射到本光学系统。在3个 光点中，由子光点用受光面31检测两端的子光点。另一方面，由配置 在受光元件前面的衍射光栅27分割余下的中央光点，照射在中央的四
分割光检测器29和RF信号检测面30上。将透过衍射光栅27的0次 光照射在四分割光检测器29上。将由衍射光栅27衍射的1次光照射 在RF信号检测面30上。由四分割光检测器29检测出的光的光电流， 分别由直流增幅光电流放大器32放大并输出，用于生成焦点误差检测 信号(AF信号)'跟踪误差检测信号(TR信号)。使由RF检测器检 测的光电流由RF用光电流放大器33放大并输出。根据由上述四分割 光检测器29和子光点用受光面31的各分割检测面检测的相互光量差， 利用差动推挽法生成TR信号。
在本光学系统中，用衍射光栅对中央光点光的再现信号进行光束 分割。作为上述衍射光栅，用剖面沟形状为图3 (al)所示三角波状的 形状的闪烁型(Blaze型)衍射光栅，只向单侧发生衍射。
通过使用本构成，与为了在专用的检测面上得到RF信号，对经过 直流增幅光电流放大器的4个信号进行加运算而生成RF信号的情况相 比，能够得到噪声低的RF信号。具体地说，为了得到相同的信号，在 与受光面数多相当地，使放大器的数量增多时，与对各放大器发生的 噪声相机合并相当地，使噪声增大。在本构成中，代替分割光束，通 过将RF信号的受光面汇集成一个，使光电流放大器的数量为只1个。 作为RF用光电流放大器33，即便用与直流增幅光电流放大器32相同 的DC放大器，与发生噪声的放大器的数量少相当地，能够使放大器 噪声降低6dB。当用衍射光栅，将光量等分地分割为各50%的2个光 束时，尽管由于信号光量减半使S/N比恶化3dB，但是总合地S/N比 改善了 6dB-3dB=3dB。
进一步，当使用本光学系统构成时，即便将AC放大器用作RF用 光电流放大器，也能够根据伺服用的四分割光检测器的信号控制焦点 位置和跟踪。因此，代替DC放大器，能够使用噪声更少的AC放大器。 在AC放大器中，因为不需要差动放大器，所以能够使基本噪声(base
noise)减少6dB。由此，除了前面的S/N比3dB夕卜，能够进一步改善 噪声6dB，能够总合地使S/N比改善3dB+6dB=9dB。进一步，当用AC 放大器时，因为能够在增幅器的晶体管中使用噪声小的化合物半导体 (GaAs等)的晶体管，所以能够进一步减少噪声(典型地，为10dB 以上)，能够总合地进一步改善S/N比。
如上所述通过将光学系统和电路组合，能够将噪声的发生抑制到 最小限度而对光信号进行放大。此外，不仅能够与上面说明了的差动 推挽法对应，而且用如图3 (A)所示的受光检测面，也能够同样地与 差动象散法对应。
以往， 一般地，作为直流增幅光电流放大器32，可以用以Si为材 料的运算放大器等的差动放大器，其典型的再现信号的噪声频谱如图5 (b)所示(放大率电阻换算为R二80kQ)。横轴是频率，范围为0 100MHz (10MHz/格)。纵轴是放大器的噪声强度，范围为-120dBm -20dBm。此外，在-105dBm附近的横线表示该测定器的噪声测定界限。 在该放大器中，跨越整个宽频带(0 100MHz)，生成-80dBm的均匀 噪声。与此相对，在使用图4所示的GaAs等化合物半导体场效应晶体 管(MES-FET:Metal-Semiconductor Field-Effect Transistor)的交流放大 光电流放大器(RF用光电流放大器)的情况下，再现信号的噪声频谱 如图5 (a)所示(放大率电阻换算为R=200kQ)。图中的横轴和纵 轴与前面的相同。尽管在OHz(直流)附近出现稍大的噪声(l/f噪声)， 但是在4MHz以上，噪声比用直流增幅光电流放大器少，特别是在 20MHz以上，可知噪声整体地减小10 20dB。此外，光电流放大器的 灵敏度(放大率)，图5 (a)的放大器与图5 (b)相比高2倍以上， 如果在同一灵敏度上进行比较，则噪声更小。
因此，通过利用它，如图6所示，例如在与4MHz相比低频率侧 使用以往的直流增幅光电流放大器的信号(图6 (b))，在与4MHz 相比高频率侧使用RF用光电流放大器的信号(图6 (a))，如果对 它们进行频带合成，则作为整体可得到噪声总量更小的信号(图6(c))。 利用这样地构成，不需要高频侧用放大器的信号的直流(0Hz)成分， 作为RF用光电流放大器33，能够用噪声比DC放大器低的AC放大器。 此外，图中的横轴表示频率70，纵轴表示信号强度71， 74表示RF用
光电流放大器(第1RF信号)的噪声强度分布，75表示直流增幅光电 流放大器(第2RF信号)的噪声强度分布，76表示频带合成后的合成 RF信号的噪声强度分布。表示该原理的是日本特开2000-114165号公报。
但是，当将它用作，例如，能够与多种介质对应的多规格互换的 光盘装置的拾取器时，因为与介质有关反射率不同，所以为了得到最 适合的再现信号，与介质的种类、记录/再现和倍速的切换相应地，需 要切换光电流放大器的灵敏度。另外，在不仅可以再现还可以记录的 装置中，当切换再现和记录时也需要切换灵敏度。当切换该灵敏度时， 因为能够切换各放大器(RF用光电流放大器33，直流增幅光电流放大 器32)的内部电路，所以存在着这些放大器的增益不一致，生成误差 的情况。另外，在各个电路的切换中，2个RF信号的延迟时间差也发 生变化。当增益和延迟时间差不一致时，在频带合成后的信号中产生 畸变，特别是在高倍速不能够进行正确解码那样的问题的情况。
另外，作为另一个问题，在使用多层光盘的情况下，在图2的以 往光学系统的构成中，除了再现中的记录层的光以外，如图7 (a)所 示，来自其它层的不要的多层反射光107成为焦点模糊的光，在受光 面上扩大并重叠，混在本来的再现中的记录层的光中(多层干涉)， 发生干涉条纹，使信号发生混乱。特别是，在用象散法进行焦点误差 检测的图7 (a)所示的构成中，当用衍射光栅分割光束时，RF信号检 测面30的大小必须与四分割光检测器29的大小大致相同。因此，存 在多层反射光107作为不要光在扩大的面积上受光，与此相应地使信 号的混乱增大的问题。另外，也存在当使四分割光检测器29和直流增 幅光电流放大器32成为一体进行OEIC化的情况下，在使RF信号检 测面30搭载在同一芯片基板上时，当将微弱的光电流信号从OEIC芯 片向分离后的RF用光电流放大器取出时，因为由OEIC具有的放大器 产生GND电位变动，所以经过GND的电位变动成为串扰噪声容易混 入。
进一步，在高倍速下，因为对介质记录信息的解码必要的信号频 带移动到更高频侧，所以不需要根据速度进行频带合成，将专用的RF 信号检测面30的信号原封不动地用于解码就能够得到良好的抖动。
因此，解决上述问题，与多规格的介质互换对应，可以在高倍速 进行再现的改善后的信息再现装置的受光部光学系统及其附近的电路 的构成例，将在以后进行说明。
图1是具有本实施例的可变延迟时间调整单元、可变灵敏度调整 单元和频带合成方法的切换单元的，与用差动推挽法进行TR信号检测 对应的受光部的光学系统及其附近的放大器和合成/控制电路的连接
例。是后述的图12的信息再现装置的全体构成的一部分。
在受光元件上，与3个光点对应，在中央配置有1个四分割光检
测器29，在其两侧配置有2个子光点用受光面31。与它们独立的RF 信号检测面30与上述受光元件的受光面(包含四分割光检测器29、子 光点用受光面31的面)垂直地配置。
入射到本受光部光学系统的光，首先由检测透镜26进行汇聚，由 半反射镜103分割到上述受光元件的光程和到RF信号检测面30的光 程。半反射镜103对光轴倾斜大致45度方向，反射光沿相对入射光成 直角的方向反射。此外，在图1中只图示了 3个光点内的中央光点的 光程，但是实际上，在各个受光面上对3个光点逐一进行检测。用四 分割光检测器29检测中央光点，在子光点用受光面31上检测子光点。 用RF信号检测面30检测在半反射镜103上反射的光，用RF用光电 流放大器33进行放大，生成第1RF信号(再现信号)。另一方面，通 过用各个直流增幅光电流放大器32放大四分割光检测器29的四个分 割受光面的信号，用加法器34进行加运算，也能够生成再现信号，它 成为第2RF信号(再现信号)。在经过用于校正第1和第2RF信号的 时间差的延迟时间调整单元67和用于校正灵敏度差的增益调整单元 35后，用低通滤波器36、减法器37和加法器38，对第1和第2RF信 号进行频带合成。在最终输出的RF信号中，能够用再现信号切换单元 106选择该频带合成了的RF信号或合成前的第1RF信号。另外，在可 动部拾取器101侧，搭载有作为非易失性存储元件的信息存储元件 104，能够从固定部电路基板102由信息读出线105读出存储在信息存 储元件104中的信息。此外，延迟时间调整单元67和增益调整单元35， 成为可以通过主控制电路45分别对延迟时间和增益进行调整。
图12是包含上述图1的受光系统及其附近的电路的信息再现装置 的全体构成。
将作为记录介质的光盘7安装在由旋转伺服电路8控制旋转速度 的电动机9上。将来自由激光器驱动电路10a、 10b、 10c驱动的半导 体激光器lla、 llb、 llc的光照射在该介质上。半导体激光器lla、 llb、 llc是各个波长不同的半导体激光器，作为lla用蓝色半导体激光器， 作为llb用红色半导体激光器，作为llc用红色半导体激光器。半导 体激光器lla、 llb、 llc的光，分别，通过3光点法用的衍射光栅12a、 12b、 12c，通过准直透镜13a、 13b、 13c。只有蓝色半导体激光器的光 进一步通过光束整形棱镜14。
半导体激光器llc的光，由反射镜15改变方向，导入到光盘8。 半导体激光器lib的光，由合成棱镜16a改变方向，与来自半导体激 光器llc的光合成，导入到光盘8。半导体激光器lla的光，由合成棱 镜16b改变方向，与来自半导体激光器llb、 llc的光合成，导入到光 盘8。进一步，各激光，通过偏振光束分束器17、液晶像差校正元件 18和入/4板19，由物镜20汇聚照射在盘7上。
将物镜20安装在促动器21上，能够分别地根据焦点伺服电路22 的信号沿焦点方向(聚焦方向)驱动焦点位置，根据跟踪伺服电路23 的信号沿轨道方向驱动焦点位置。另外，这时，由液晶像差校正元件 18，因校正盘7的基板厚度误差和物镜20而生成的像差。通过校正像 差，能够使汇聚的光点聚焦到非常小。用该光，读取记录在光盘7上 的细微的标志图案，或记录标志图案。由光盘7反射照射的光中的一 部分光，再次通过物镜20、入/4板19和液晶像差校正元件18，利用 偏振光束分束器17，此次向检测透镜26的方向反射。反射的光，通过 检测透镜26，由半反射镜103进行光束分割。用RF信号检测面30检 测在半反射镜103上反射的光，并将它变换成电信号。由RF用光电流 放大器33放大该电信号，生成第1再现信号(RF信号)。根据灵敏 度切换信号线69的电压，切换RF用光电流放大器33的增益。此外， 半反射镜103配置为，使上述反射光的行进方向成为四分割光检测器 29的田字的对角方向(相对十字成45度的方向)。灵敏度切换信号线
69的电压，根据介质的种类和再现速度，或再现和记录的切换进行变 化，与此相伴地也切换光电流放大器的增益。
另一方面，透过半反射镜103的光，当通过半反射镜的玻璃时，发生象散，由受光元件芯片28上的四分割光检测器受光，变换成电信 号。用直流增幅光电流放大器32放大该电信号，根据该信号进行加减 运算，用焦点误差信号生成电路22生成焦点误差信号，用跟踪误差信 号生成电路23生成跟踪误差信号，用加法器34生成第2再现信号(RF 信号)。此外，通过差动相位检测电路24也与读出专用介质的跟踪控 制对应。根据灵敏度切换信号线69的电压切换直流增幅光电流放大器 32的信号增益。根据介质的种类和再现速度，又根据再现和记录的切 换来切换增益。作为受光元件芯片28上的受光面的构成，除了图1夕卜， 能够使用图3所示的差动象散检测用的构成。在可动部光拾取器101 侧，搭载着作为非易失性存储元件的信息存储元件104，能够从固定部 电路基板102由信息读出线105读出存储信息。
上述第2再现信号，经过延迟时间调整单元67和增益可变单元35 ， 通过低通滤波器36，供给至减法器37的一个输入端。另一方面，将上 述第1再现信号供给至通过了另一个低通滤波器36的减法器37的另 一个输入端，和加法器38。用减法器37，生成这些信号的差分信号， 供给加法器38和高通滤波器39。高通滤波器生成除去了上述差分信号 的直流附近的频率成分的信号，供给至包含增幅检测单元的增益控制 器40。增益控制器40进行控制，根据检测出的差信号，改变输出到增 益控制单元35的电压，以使差信号的振幅成为最小。作为其初始值， 用从上述信息存储元件104读出的存储信息。此外，增益控制器40能 够根据来自主控制电路45的指令与光源波长的切换和装置的状态对应 地，改变增益控制。另外，延迟时间调整单元67能够根据来自主控制 电路45的指令，调整延迟时间。加法器38生成上述差分信号与第1 再现信号的和信号。该和信号成为合成后的再现信号(合成RF信号)。 通过再现信号切换单元106，作为用于以后的解码处理的RF信号，能够选择用上述合成RF信号，或原封不动地用第1再现信号。
由再现信号切换单元106选择的再现信号，经过等效电路41、电 平检测电路42、和同步时钟生成电路43，由解码电路44变换成记录
的原数字信号。另外，同步时钟生成电路43同时直接检测合成了的再 现信号生成同步信号，供给解码电路44。这些一系列的电路，由主控
制电路45统一地进行控制。
根据这样构成的光学系统、电路系统，与图2的以往光学系统比 较，主要改善了下列(1) (4)的4个方面。
(1)除了增益调整单元35夕卜，追加延迟时间调整单元67，能够 调整增益和延迟时间。与介质的种类或再现倍速相应地切换灵敏度， 并且也与灵敏度相应地切换延迟时间。为了当切换RF用光电流放大器 33和直流增幅光电流放大器32的增益(灵敏度)时，同时也改变延迟 时间，因此构成为，消除这2个RF信号的延迟时间差而进行校正。通 过在频带合成前使灵敏度和延迟时间差两者尽可能正确地一致，能够 大幅度地减少在频带合成后的RF信号中生成的畸变。通过消除来自2 个的RF检测器的信号的定时差异(时间差)，能够得到良好的合成 RF信号。由此，能够在由延迟时间差引起的误差显著增大的高倍速再 现中，进行正确的解码。
另外，为了实现它们，形成用灵敏度切换信号线69连接可动部光 拾取器101和固定部电路基板102之间，切换灵敏度(增益)，并且 也对切换灵敏度单元35和延迟时间调整单元67的灵敏度和延迟时间 进行切换的构成。
当对(1)进行补充时，如果在频带合成前插入延迟时间可变调整 单元(延迟时间调整单元67)，则也可以插入到2个RF信号中的任 何一者的信号线上。在图1的构成中，将切换灵敏度单元35和延迟时 间调整单元67，如图8所示设置在第2RF信号的信号线上，但是如果 能够校正2个RF信号的相对的灵敏度差和时间差，则也可以如图9所 示设置在第1RF信号的信号线上。通过在频带合成前校正延迟时间， 能够消除2个RF信号的时间差，所以能够防止在合成后的信号中生成 畸变。当设置在第1RF信号的信号线上时，因为增益稳定性高，以第 2RF信号的灵敏度为基准进行合成，所以具有使合成RF信号的灵敏度 成为一定，能够使其稳定化的优点。另一方面，当设置在第2RF信号 的信号线上时，即便切换灵敏度单元35和延迟时间调整单元67发生
噪声时，因为第1RF信号线中的噪声的大半部分能够被低通滤波器36 截断，所以具有能够在合成RF信号上得到良好的S/N比的优点。
通过根据介质的种类和再现速度对灵敏度(增益)和延迟时间进 行切换，能够在最适合的条件下在各介质和再现倍速时，得到噪声少 的合成再现信号。另外，在利用该装置进行信息记录时，也通过根据 记录和再现对灵敏度(增益)和延迟时间进行切换，能够与记录时照 射的激光光量的变化和记录中的介质的反射率变化对应，正确地得到 记录时应该同步的记录完成数据和地址信号，能够取得正确的同步。
艮p，在本构成中，具有将光照射到记录介质上的光源，根据返回 光的光量差得到相对介质的物镜焦点位置的位置误差信号的伺服信号 检测部，和与伺服信号检测部独立地配置受光面从返回光检测记录信
号的RF信号检测部；通过对由上述RF信号检测部得到的第1RF信号 和由伺服信号检测部得到的第2RF信号进行频带合成，生成合成RF 信号。这时，对频带合成前的2个RF信号中的任何一者插入延迟时间 可变调整单元(延迟时间调整单元67)，设置调整上述第1RF信号和 上述第2RF信号的延迟时间差的延迟时间的可变控制单元，进行延迟 时间调节，能够实现减少即便在高倍速合成的再现信号的畸变，解码 时误差少可靠性高的信息再现装置。
另外，为了正确地进行上述校正，与记录介质的种类和再现速度
倍速相应地与灵敏度一起对延迟时间调整单元的延迟时间，因此，能 够与倍速相应地校正由光电流放大器内部的电路切换产生的2个RF信
号的延迟时间差的不同，即便在高倍速下也能够得到正确的合成再现 信号，进行误差少的解码。
(2)专用RF信号检测面如图7 (b)所示，使用半反射镜103将 将光程向垂直方向进行分离，在使用多层介质时，使来自其它层的不 要的多层反射光107，在四分割光检测器29和RF信号检测面30之间， 不与相互的受光面重叠。另外，使半反射镜103的玻璃厚度增厚为1.5 3.0mm左右，透过时发生象散，能够将它用于根据用四分割光检测器 29的象散法进行的焦点检测。因此，当焦点重合时的中央光点扩大到 四分割光检测器29的一半左右( 50pm)。另一方面，因为在半反射 镜103上反射的、向着RF信号检测面30的光，不发生象散而到达检
测面，所以焦点重合时的检测面上的光点被限制在大致理想的约5
IO,那样小的程度。因此，能够使检测面的尺寸在四分割光检测器29 的一半以下或更小(图7 (b))，也能够减小多层反射光107的受光 量。利用这2个效果，能够大幅度地减少当多层介质再现时，由来自 其它层的漏光生成的光干涉，能够抑制由多层不要光引起的信号混乱 使其减小。S卩，通过使用半反射镜103分割光束，对透过光施加象散， 在焦点重合位置形成用于焦点检测的大的光点，不对分割后的反射光 施加象散并收束成小的光点并使受光面变小，由此，容易形成防止多 层干涉的2个光点的不同。因此，具有省去产生象散用的(专利文献l 图20中所示的)圆柱形透镜的优点。另外，当受光元件28为与光电 流放大器一体化的OEIC时，通过与OEIC芯片独立地并电绝缘地设置 RF信号检测面30，能够减少经过GND的串扰噪声。
当对(2)进行补充时， 一般将作为中央光点的受光面的四分割光 检测器29的大小，设定为焦点重合时的中央光点直径的2倍左右，具
有与同一中央光点直径相同程度的检测器的位置偏离余量。当在RF信 号检测面30上也具有同等程度的( 50pm)检测器的位置偏离余量时，
与将光点限制到大致一点而变小的情况相当，该位置偏离余量成为受 光面大小。即，当作为焦点误差检测方式用象散法时，上述RF信号检 测部的受光面大小约为主受光面大小的一半，能够比较简易实现。此 外，这里，将接受焦点重合时的中央光点的光检测面称为主受光面， 在本构成例中四分割光检测器29与主受光面相当。因此，由多层不要 光引起的信号混乱，与用图7 (a)所示的构成的情况比较，在面积比 上减少到四分之一，由于相互不重叠再减少一半，总合起来能够减少 到八分之一左右。因此，即便当再现3层以上的多层介质时，也能够 充分地减少由干涉光引起的信号混乱。
艮口，在本构成中，设置有将光照射到记录介质上的光源，根据返 回光的光量差得到物镜位置误差信号的伺服信号检测部，和与伺服信 号检测部独立地配置受光面从返回光检测记录信号的RF信号检测部； 将RF信号检测部作为与具有伺服检测部的受光元件芯片独立的元件 芯片。并且，通过使该RF信号检测部的受光面大小与伺服信号检测部
的主受光面相比更小，能够将多层介质再现时的由多层光干涉引起的 再现信号的混乱抑制得减小到不会成为问题的程度。
(3)如图1所示，构成为，在可动部拾取器101上设置信息存储
元件104，根据该信息存储元件104的信息(值)校正拾取器的各个放
大器的灵敏度偏差和各灵敏度中的延迟时间偏差。具体地说，在可动
部拾取器101上的信息存储元件104中，与各增益对应地存储着拾取 器的各个放大器的各个增益切换时的正确的增益(或校正值)的值和 延迟时间的变化量。用信息读出线105连接可动部拾取器101上的信 息存储元件104和固定部电路基板102之间，读出信息存储元件104 中的上述信息，与介质的种类和记录/再现及倍速相应地，进行它们的 灵敏度切换和延迟时间的切换。信息存储元件104，具体地说，是可以 电气方式消除的读出专用存储器、EEP-ROM等。由主控制电路45读 出该信息，根据该信息，与介质的种类和记录/再现及倍速相应地设定 上述增益调整单元35的增益和上述延迟时间调整单元67的延迟时间 量。在图1中，将频带合成单元(从延迟时间调整单元67到加法器38 的电路)如图10所示设置在固定部电路基板102侧，但是也可以如图 11所示设置在可动部拾取器101上，作为在拾取器上进行频带合成。 但是，在后者的情况下，在可动部拾取器101和固定部电路基板102 之间，设置增益校正量切换信号线108和延迟时间量切换信号线109， 从主控制电路45切换增益调整单元35的灵敏度校正量和延迟时间调 整单元67的延迟时间量。在图10的情况下，独立地传输2系统的RF 信号(一起传输能够生成RF信号的4D信号(全部受光面信号)和RF 信号检测面30的RF信号)，典型地，在驱动侧(在固定部电路基板 侧)的信号处理IC (集成电路)上进行频带合成。
而且，将各灵敏度中的灵敏度校正量、延迟时间校正量存储在信 息存储元件104中，由拾取器读出该信息，并在根据该信息进行增益 调节后进行频率合成。因为可以根据信息存储元件104的信息设定增 益调整单元35和延迟时间调整单元67的初始值，所以能够用该初始 值吸收各拾取器的偏差，不需要调整幵始时的粗调整，所以能够缩短 在信息再现装置的初始化时的时间，使装置的起动高速化。因为能够 使频带合成的信号处理与固定部电路基板侧的IC集成电路一体化，所
以能够实现低成本。另外，也可以通过数字信号处理进行频带合成。 另外，即便在为了与温度变化和时间经过变化对应，需要学习单元(增 益自动调整单元)的情况下，调整只要是微调整就行，不需要粗调整， 所以能够降低拾取器的价格。
艮P，在本构成中，在可动部拾取器上，设置有可以电读写的存储 元件，并设置有根据记录在该存储元件中的信息，与倍速相应地切换 上述第1RF信号或上述第2RF信号中的任何一者的延迟时间量的切换 单元，通过按照从各个拾取器上读出的存储元件的信息设定与倍速相 应的延迟时间量的初始值，縮短延迟时间调整所需的初始化时间。
另外，在本构成中，在拾取器上，同时输出由与伺服信号检测部
独立地配置的RF信号检测部得到的第1RF信号和由伺服信号检测部 得到的第2RF信号。这时，在拾取器上，设置可以电读写的存储元件， 将上述第1RF信号和上述第2RF信号的输出灵敏度信息记录在上述存 储元件内。根据该输出灵敏度信息，调节增益控制单元。在本构成中， 对于灵敏度信息，也从可动部拾取器上的可以电读写的存储元件进行 读出，在固定部电路基板上进行频带合成。通过按照从各个拾取器上 读出的存储元件的信息，对延迟时间和灵敏度(或灵敏度校正量)的 初始值进行设定，縮短了作为整个信息再现装置的灵敏度调整所需的 初始化时间。
与这些不同，如图11所示，当形成将频带合成单元搭载在可动部 拾取器上的构成时，与对应于介质的种类或倍速相应来对光电流放大 器的灵敏度进行切换的灵敏度切换信号线69 —起地，设置增益校正量 切换信号线108，在使用设置在上述第1RF信号或上述第2RF信号中 的任何一者的信号线上的增益调整单元35，从固定部电路基板侧，与 灵敏度切换一起切换增益校正量，由此，需要对与灵敏度切换相应生 成的信号强度差进行校正。存在着在各灵敏度中的灵敏度校正中，需 要将光电流放大器的灵敏度和增益校正量设定在不同的值上的情况， 通过分别地设置灵敏度切换信号线和增益校正量切换信号线，可以进 行它们的相互校正。
另外，通过在与固定部电路基板侧之间，设置延迟时间量切换信 号线109，使用设置在上述第1RF信号或上述第2RF信号中的任何--
者的信号线上的延迟时间调整单元67，对延迟时间量进行切换，由此， 对与灵敏度切换相应的信号的定时偏离进行校正。
如上所述，即便在与介质的种类和倍速相应地切换灵敏度的情况
下，与各个灵敏度对应地，使频带合成中的第1和第2RF信号的强度 和信号定时一致，防止发生合成RF信号的信号畸变。因为能够将需要 调整的部分集中在拾取器上，所以作为整个信息再现装置可以实现低 成本化。另外，因为通过在拾取器上进行这些校正，在拾取器上进行 频带合成，将跨在可动部拾取器101和固定部电路基板102之间的RF 信号的传输线路汇集成1条，所以特别具有能够减少求得高频信号品 质的RF信号线的条数，具有在配线拖动上使信号特性稳定的优点。
(4)与图l所示，与倍速相应地，设置为，能够断开(OFF)频 带合成的再现信号切换单元106，并能够跳过频带合成。当用该切换单 元，以高倍速进行再现时，代替由频带合成单元输出的频带合成后的 RF信号，原封不动地输出第1RF信号，用于介质记录信息的解码。如 图12所示，将由该再现信号切换单元106选出的RF信号用于后段的 均衡电路41、电平检测电路42、同步时钟生成电路43和解码电路44。 当高倍速时，解码需要的信号频带(再现信号频带)移动到高频侧， 不需要低频(直流附近)信号，不需要频带合成。通过省去不需要的 频带合成，将第1RF信号原封不动地用于解码，从信号路径除去成为 噪声源的频带合成放大器，形成当高倍速时，能够得到更良好的跳动 的构成。
艮口，在本构成中，作为解码的RF信号，设置与介质的种类或再现 倍速相应地，对进行频带合成的频带合成单元的输出和第1RF信号的 直接输出的进行切换的切换单元。通过该切换，能够将专用RF检测面 的良好的RF信号无恶化地原封不动地用于解码，提高再现数据的可靠 性。
艮P，在本构成中，在通过将上述单元组合起来使用，从光盘等信 息记录介质再现信息的信息再现装置中，能够实现高密度并且高速的 信息再现。典型地，在作为一个信息再现装置的DVD(数字通用光盘: Digital Versatile Disc)中，其噪声特性如图13所示。横轴是传输速度 88，纵轴是噪声强度89。对光盘等，介质自身具有的介质噪声强度91
和随着包含在激光中的激光光量变化的噪声的激光噪声强度92相比，
主要由光电流放大器产生的系统噪声强度90大，在60Mbps以上成为 噪声的主要原因，增加了误差的发生。当用本构成时，通过将光电流 放大器的噪声减少10dB以上，使改善后系统噪声强度93降低，即便 其它主要原因相同的噪声强度不变，也能够高速化到140Mbps以上。 特别是在用蓝色激光，再现时的激光光量受到记录密度的限制的、超 过10G比特/英寸的高密度的信息再现装置中，能够消除由光电流放大 器的噪声限制的再现速度限制，能够保持高可靠性不变地使信息再现 高速化到140Mbps以上。
此外，增益调整单元35，不必需是放大器，也可以是如半固定电 阻器等，能够可变地调整衰减量的元件。作为延迟时间调整单元67， 也可以是延迟线(delay line)和延迟信号线，但是也可以在取样后通 过数字信号处理来实现。将在下面的实施例2中对其进行说明。
(具有用数字运算的延迟时间调整单元的信息再现装置) 用图14 图17，对具有专用RF信号检测面的信息再现装置及其 效果进行说明。
图14是从图12的全体构成中除去了利用数字信号处理进行均衡 (均衡器)处理以后的处理时的信号处理系统的图。与图12的全体构 成比较，在再现信号切换单元106之后，追加模拟数字变换器78。另 外，对2个低通滤波器36进行整合，配置在减法器37的后面。在该 图14的构成中，以模拟方式进行从延迟时间调整单元67到加法器38 的频带合成。该构成是将到延迟时间调整单元67和增益调整单元35 的频带合成搭载在可动部拾取器上的构成，因为从固定部电路基板102 切离需要调整的部分，所以具有容易制作性能均匀的拾取器的优点。 另一方面，在与多种介质对应，在多段上切换灵敏度的情况下，容易 使电路构成变得复杂。
另一方面，图15是包含频带合成通过数字信号处理进行时的信号 处理系统。与图14的构成比较，对2个RF信号(第1RF信号和第2RF 信号两者)设置模拟数字变换器78，对延迟时间调整单元67以后的频 带合成和均衡(均衡器)处理以后的两者，以数字方式进行计算处理。
该构成是用固定部电路基板102上的信号处理用集成电路进行到延迟
时间调整单元67和增益调整单元35的频带合成的构成，因为不需要
模拟电路上的调整，所以在与多类介质对应，在多段上切换灵敏度时，
具有降低成本的优点。在这种图15的构成中，需要通过数字的计算处 理实现延迟时间调整单元67。下面，我们用图16 图17说明该实现 方法。
图16是在通过数字信号处理实现延迟时间调整单元67时的、延 迟时间调整单元67的内部构成例。横轴是时间60，纵轴是信号电压 61。由模拟数字变换器78输入以规定时间间隔T取样的再现信号62。 这时，为了在比周期T更细微的定时下得到经过时间延迟的信号，可 以如图17所示，例如用a:b对邻接的2点间的取样信号电压进行加权 平均(内插计算)。因此，能够近似地得到微小地延迟了的信号。为 了得到对取样周期T只延迟了 At的信号，可以令a-At/T，另夕卜，b=l-(At/T)，进行加权平均。
对该操作进行数字的信号处理时的构成成为前面的图16。即，生 成由多个1时钟延迟单元79，以每个延迟时间T对输入的再现信号62 延迟的信号列。其中，对邻接的2个取样信号，由乘法器57对各个a 和b进行乘法运算，由加法器对2个乘法运算结果进行加运算，得到 加权平均后再现电压信号68。该加权平均后再现电压信号68成为除了 T的整数倍的时间外，只延迟了任意的时间At的延迟时间调整单元67 的输出。因此，在能够在数字信号处理中生成任意微小时刻延迟的再 现信号，即便在高倍速也能够得到正确地校正了时间差的合成再现信 号。
艮P，在本构成中，作为延迟时间的可变控制单元，利用以规定的 时间间隔取样的取样信号列的、邻接的2个取样信号的加权平均，对 比上述取样的上述时间间隔更小的时间差的延迟进行调整。因此，因 为用计算处理(软件)进行微小时间差的延迟，所以不需要延迟线路 等的硬件的延迟单元，降低了成本，另外，因为也能够通过计算高精 度地实现无论任意细小的时间调整，能够进行细致的调整，所以大致 完全消除了时间差，能够提高合成后的RF信号的品质，进行误差少的 解码。
权利要求
1. 一种光拾取器，其特征在于具有，射出光的光源；将从所述光源射出的光汇聚在记录介质上的物镜；从来自记录介质的返回光检测第1RF信号和所述物镜的焦点位置的误差信号的第1检测部；从来自记录介质的返回光检测第2RF信号的第2检测部；和控制所述第1检测部的灵敏度和所述第2检测部的灵敏度的控制部，独立地配置所述第1检测部和所述第2检测部；所述控制部对所述第1RF信号和所述第2RF信号进行时间调整并加以合成。
2. —种光学信息再现装置，其特征在于，具有 射出光的光源；将从所述光源射出的光汇聚在记录介质上的物镜； 从来自记录介质的返回光检测第1RF信号和伺服信号的伺服信号 检测部；与所述伺服信号检测部独立地配置，从来自记录介质的返回光检 测第2RF信号的RF专用检测部；对所述第1RF信号和所述第2RF信号进行频带合成，从该合成后 的RF信号对信息进行解码的解码部；和调整所述第1RF信号和所述第2RF信号的延迟时间差的延迟时间 可变控制单元。
3. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于 在所述第1RF信号和所述第2RF信号中的任何一者中，设置延迟时间可变控制单元。
4. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于-所述延迟时间可变控制单元，以规定的时间间隔得到取样后的取样信号列的加权平均，并调整延迟时间。
5. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于 所述延迟时间可变单元，根据所述记录介质的种类切换延迟时间。
6. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于:所述延迟时间可变单元，根据再现速度切换延迟时间。
7. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于所述解码部，根据介质的种类对进行了所述频带合成的合成RF信 号和所述第2RF信号进行选择，作为在解码中使用的RF信号。
8. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于 所述解码部，根据再现速度对进行了所述频带合成的合成RF信号和所述第2RF信号进行选择，作为在解码中使用的RF信号。
9. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于 在将所述进行频带合成的频带合成单元搭载在可动部拾取器上的情况下，在与固定部电路基板侧之间，设置有对所述第1RF信号或所 述第2RF信号的任何一者的延迟时间校正量进行切换的延迟时间校正 量切换信号线。
10. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于 在将所述进行频带合成的频带合成单元搭载在可动部拾取器上的情况下，在与固定部电路基板侧之间，设置有根据介质的种类或再现 速度对光电流放大器的灵敏度进行切换的灵敏度切换信号线，和对所 述第1RF信号或所述第2RF信号的任何一者的增益校正量进行切换的 增益校正量切换信号线。
11. 如权利要求2所述的光学信息再现装置，其特征在于其中，在可动部拾取器上设置有可以电读写的存储元件，基于记录在该存储元件中的信息，对所述第1RF信号或所述第2RF信号的任何一者 的延迟时间量，根据介质的种类或倍速进行切换。
12. —种光学信息再现装置，其特征在于具有，向记录介质照射光的光源、从返回光的光量差得到物镜焦 点位置的位置误差信号的伺服信号检测部、和与伺服信号检测部独立地配置的RF信号检测部；所述信息再现装置，其是将从所述RF信号 检测部得到的第1RF信号和从伺服信号检测部得到的第2RF信号予以 输出的信息再现装置；设置有可以电读写的存储元件，并将所述第1RF 信号和所述第2RF信号的输出灵敏度的信息记录在所述存储元件内。
13. 如权利要求12所述的光学信息再现装置，其特征在于-其是通过对所述第1RF信号和所述第2RF信号进行频带合成得到合成RF信号，对信息进行解码的光学信息再现装置；基于所述可以读 写的存储元件的信息，对所述第1RF信号或所述第2RF信号的任何一 者的灵敏度增益进行调节。
全文摘要
本发明涉及一种光拾取器以及光学信息再现装置。在同时设置了专用RF受光面的光盘装置中，当用为了得到S/N良好的再现信号，通过频带合成得到合成RF信号的方法时，防止由在高倍速再现中容易产生的，延迟时间差和灵敏度差引起的波形畸变。设置为了与灵敏度和倍速的切换相应地，校正合成的2个系统的RF信号的延迟时间差和灵敏度误差的，延迟时间调整单元和灵敏度调整单元、用于切换合成方法的切换单元。另外，设置用于上述调整/切换的信息保持单元。
文档编号G11B7/135GK101206888SQ20071013979
公开日2008年6月25日 申请日期2007年7月31日 优先权日2006年12月20日
发明者一色史雄 申请人:日立视听媒介电子股份有限公司