蓝光光学拾取装置及方法
【专利摘要】公开了用于读取光盘比如多层蓝光光盘的新的和有用的方法及系统。例如，在一个实施例中，用于读取双层光盘的装置包括能发出光线的激光二极管、包括固定准直器的光学器件组，所述光学器件组提供明显小于0.85的数值孔径(NA)，以及检测聚焦在双层光盘上的激光以生成所检测比特流的检测器。
【专利说明】蓝光光学拾取装置及方法
[0001]相关引用
[0002]本申请要求在2011年7月22日提交的编号为61/510,860标题为“FixedCollimator Optical Pick-Up Unit for BluRay”的美国临时申请、2011 年 9 月 15 号提交的编号为61/535，245标题为“BDR0M”的美国临时申请、以及在2012年5月24日提交的编号为 61/651，168 标题为“Read Performance with Low NA Blu-ray 0PU”的美国临时申请的权益。优先权申请的全部公开通过引用全部结合在本文中。
【背景技术】
[0003]本文提供的背景描述一般是出于展示本公开内容的目的。在一定程度上在背景部分中被描述的当前发明人的工作和未以其他方式被确认为提交时的现有技术的说明的方面，，均不应被认为是相对于本发明的现有技术(无论是明确地还是隐含地)。
[0004]对于每种类型的光盘，都存在大量的标准，制造商们都坚持上述标准以使得行业作为一个整体来生产各种各样符合的功能性产品。蓝光光碟，也称为“蓝光光盘(BD) ”，是近来代替DVD标准的最新光盘标准的名字。蓝光光碟提供了比传统DVD高出五倍的存储能力并且可以在单层光盘上能容纳25千兆字节以及在双层光盘上容纳50千兆字节。遗憾的是，蓝光播放器需要的硬件要比其他光学系统昂贵许多。
[0005]通常，使用一大群标准来设计蓝光系统，相比于传统的DVD系统这一大群标准一起提供了优势。例如，蓝光系统被指定使用具有405nm波长(相比较于DVD使用的650nm波长)的蓝紫外激光并且使用比DVD大的数值孔径(NA)，即相较于DVD的0.6，蓝光是0.85，准直器电机使蓝光系统能够可靠地读取双层光盘。
【发明内容】
[0006]下面将进一步详细地描述本发明的各方面和各种实施例。
[0007]在一个实施例中，读取多层光盘的装置包括能发出光的激光二极管、包括固定准直器的光学器件组，所述光学器件组提供的数值孔径(NA)明显小于0.85，以及用于检测聚焦在双层光盘上的激光以生成所检测比特流的检测器。
[0008]在另一实施例中，公开了读取多层光盘的方法。该方法包括:通过包括固定的准直器的光学器件组发出光，光学器件组提供明显小于0.85的数值孔径(NA)，以及检测聚焦在多层光盘上的激光以生成所检测的比特流。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]作为示例提出的本公开的各种实施例将参考下面的附图进行详细描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中:
[0010]图1为具有光学拾取单元(OPU)且不需要准直器电机的示例性蓝光装置。
[0011]图2为具有减小数值孔径(NA)的OPU光学器件的示例。
[0012]图3描述了感兴趣的各种激光斑的形成物。[0013]图4为概述读取蓝光光盘的示例性方法的流程图【具体实施方式】
[0014]通过具体的示例和/或具体的实施例，可一般性地描述下面公开的方法和系统。例如，在提及详细的示例和/或实施例时，值得注意的是，除非另外声明，任何下面描述的原则都不限制于单个的实施例，而可扩展为用于本文描述的任何其他方法和系统，只要本领域普通技术人员能理解。
[0015]由于准直器电机及其他活动件倾向于增加大量的成本和降低可靠性，假设读取错误可保持在一个足够低的比率，设计带有不可移动的准直器的光学拾取单元(OPU)将变得合算。
[0016]尽管为了解释上方便，下面的例子和图示针对的是蓝光技术、标准、方法和装置，可以领会的是本文下面公开的方法和系统可简单地被应用于使用多数据层的其他多层光学技术。
[0017]图1为具有不可移动(固定)的准直器(图1中未示出)的示例性蓝光装置100。该示例性蓝光装置100包括位于蓝光光盘120附近的改变的0PU110、放大器130、估算器140及数据接收器150。在图1的示例中，该蓝光光盘120为具有第一层(LO)和第二层(LI)的双层光盘。
[0018]在工作中，随着蓝光光盘120旋转，改变的0PU110使用具有固定准直器的改变的光学器件组(下面详述)来检测在蓝光光盘120中嵌入的成形凹点串以生成检测信号。该检测信号包括光盘120特定道中的凹点串的波形表示加上由邻近道的相邻凹点和两层中的凹点造成的符号间干扰(ISI)以及串音。
[0019]该放大器130从0PU110接收检测到的信号，缓存并放大拾取信号来创建被放大的信号。
[0020]该估算器140从放大器130接收被放大的信号，然后执行估算过程来移除该ISI。本示例的估算器140是使用维特比算法的基于局部响应最大拟然(PRML)的装置。然而，只要是必要或有利的，其他形式的估算器和算法可在不同实施例中使用以移除ISI。当估算器140执行它的估算过程时，该估算器140生成含有感兴趣信息(例如:视听信号)的比特流，并且将该估算的比特流提供给数据接收器150，在当前的示例中数据接收器可为蓝光兼容电视或任意数量的其他视听装置。
[0021]图2显示了图1的示例性0PU110的细节。该示例性0PU110包括激光二极管210、固定的准直器220、物镜230和光阑240。
[0022]在工作中，由激光二极管210提供的激光通过固定的准直器220到物镜230，其进而将光聚焦在光盘120上的点上。光阑240被添加以将OPUl 10的NA减小到明显低于0.85的量级。然而，可以领会的是图2的示例性光学器件可在其他实施例中被简化为不需要光阑。一个恰当配置的检测器(未示出)被用于检测由激光二极管210照亮的光盘120上的凹点形成物。
[0023]从历史上看，设计蓝光标准以便使用限制均衡器技术来容易地读取光盘。为了达到这个目标，NA被指定为0.85，并且需要移动的准直器来补偿由高NA和蓝光光盘固有的薄封面层引起的球差(SA)。[0024]在一个例子中，通过将光程长度(即，从光盘封面到光盘中焦点的距离)设定为精确的(或近似的)87.5um，其为LI层的75um和LO层的IOOum之间的半程点(代替正常的IOOum)，并且通过将NA减小为远低于0.85，例如:到NA = 0.75，NA = 0.65或者两者之间某处，可不需移动准直器而生产蓝光读取系统。
[0025]在另一例子中，光程长度不需要设置在精确的半程点处。光程长度可设定在75um到IOOum间的任一点处。
[0026]较小的NA的优点在于可包括较大的光斑尺寸,其进而提供较大的焦点裕度、较大的倾斜裕度、较大的SA裕度和可能简化的光学设计。
[0027]降低NA可增加IS1、增加串音并且导致较小的推挽调制。
[0028]然而，通过使用合适的后处理，比如与图1相关讨论的PRML/维特比处理，这些缺点可被有效地解决。尽管这些后处理硬件可能增加电子器件的成本，移除各种移动组件的节约(加上电子控制机制和更复杂的光学器件)超过额外后处理电子器件所增加的成本。
[0029]图3描述了各种激光二极管生成的各种光斑图案，由于半导体激光器的构造，得到的激光二极管的光斑强度剖面为椭圆形。通过调整激光二极管的安装角度，可创建三种不同的椭圆图案，包括弧矢椭圆形光斑(ROS)、斜交椭圆形光斑(DOS)以及子午的椭圆形光斑(!OS)。尽管R0S、D0S或TOS剖面图中任一都可以使用，TOS在以增加ISI为代价具有最小化串音的好处。 然而，由于使用PRML或其他估值技术能有效解决ISI，T0S的缺点可被有效解决。
[0030]图4为概述使用具有固定准直器的OPU从蓝光光盘检测信号的示例性方法的流程图。
[0031]在410，图示了 405nm波长(蓝紫外光)的激光二极管被点亮以提供光线穿过包括固定准直器和物镜的光学器件组至蓝光光盘的表面。如上所述，在一个例子中，光学器件的光程长可被设置为精确的或近似的87.5um,并且NA可被减小到明显低于0.85，例如:到NA=0.75，NA = 0.65或它们之间的某处。在另一例子中，光学器件的光程长度可被设置为从75um到IOOum的任一点。在420处，检测、缓存并放大蓝光光盘中的凹点串。然后，在430处，根据估算过程处理所检测/缓存/放大的信号，估算过程比如是上面所论述的PRML/维特比算法，来生成估值比特流，其可因此被提供给任意数量的设备，比如:蓝光兼容电视。
[0032]在一个例子中，将NA为0.85的第一蓝光OPU的性能与NA为0.75的第二蓝光OPU的性能进行比较。具体地，一些纠错，比如长距离编码(LDC)纠错，被用于比较两个蓝光OPU的性能。该结果指示第二蓝光OPU性能与第一蓝光OPU相当。
[0033]由于较小的NA增加了散焦和像差(例如:像散现象、彗差和球差)的裕度，具有较小NA的蓝光OPU系统，比如:第二蓝光0PU，更鲁棒。此外，较小的NA允许更为简单的镜头设计，特别是对于单透镜系统和薄透镜整体。因此，较小的NA节约了 OPU的收益成本并且允许更紧凑的镜头设计。
[0034]尽管本发明是连同那些提出为示例的具体实施例一起被描述，显然一些替换、修改和变形对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本文所述的本发明的实施例旨在说明而非限制。在不背离本发明的范围可以有一些改变。
【权利要求】
1.一种读取多层光盘的装置，包括: 能发光的激光二极管； 光学器件组，包括固定的准直器，所述光学器件组提供小于0.85的数值孔径(NA);以及 检测器，用于检测聚焦在多层光盘上的激光以生成检测比特流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学器件组提供等于或小于0.75的NA。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述光学器件组提供等于或大于0.65但小于0.85 的 NA。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学器件组具有87.5um或近似87.5um的光程长。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学器件组具有精确等于或近似于所述光盘的第一可读层和第二可读层之间半程的光程长。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述多层光盘为蓝光光盘。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述激光二极管能够发出蓝紫外光。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述光学器件组具有精确等于或近似于所述蓝光光盘的第一可读层和第二可读层之间半程的光程长。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述激光二极管被配置为在所述光盘上提供子午的椭圆形光斑(TOS)。
10.根据权利要求1所述的装置，其中进一步包含估算器，所述估算器被配置为使用基于局部响应最大似然(PRML)算法的检测比特流来生成估算比特流。
11.一种读取多层光盘的方法，包括: 发出激光通过包括固定的准直器的光学器件组，所述光学器件组提供明显小于0.85的数值孔径(NA);以及 检测聚焦在多层光盘上的激光以生成检测比特流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述光学器件组提供等于或小于0.75的NA。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述光学器件组提供等于或大于0.65但小于0.85 的 NA。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述光学器件组具有87.5um或近似87.5um的光程长。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述光学器件组具有精确等于或近似于所述光盘的第一可读层和第二可读层之间半程的光程长。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述多层光盘为蓝光光盘。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光二极管能发出蓝紫外光。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述光学器件组具有精确等于或近似于所述蓝光光盘的第一可读层和第二可读层之间半程的光程长。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述激光二极管被配置为在所述光盘上提供子午的椭圆形光斑(TOS)。
20.根据权利要求11所述的方法，其中进一步包含使用基于局部响应最大似然(PRML)算法的检测比特流来生成估算比特流。
【文档编号】G11B7/139GK103765515SQ201280036284
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年7月22日
【发明者】J·多格洛, M·奥伯格, A·L·J·德克尔 申请人:马维尔国际贸易有限公司