專利名稱：光盤重放裝置、光盤記錄和重放裝置及激光器噪音消除電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤裝置中的激光器噪音消除電路，所述光盤裝置采用如DVD(數(shù)字多功能光盤)和CD(激光唱片)之類的各種光盤作為記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
采用光盤作為記錄介質(zhì)的重放裝置以及記錄和重放裝置得到了廣泛的使用。例如，DVD播放器和CD播放器被廣泛地用于普通的家庭。例如，能夠在DVD-R(可記錄的DVD)、DVD-RW(可重寫的DVD)、CD-R(可記錄的CD)、CD-RW(可重寫的CD)等等上進(jìn)行記錄的光盤記錄和重放裝置被廣泛地用作為個人計算機(jī)的數(shù)據(jù)記錄設(shè)備。
在作為光盤重放裝置或光盤記錄和重放裝置的這種光盤裝置中，從光盤獲得的再生無線電-頻率信號(再生射頻信號)包括由施加到該光盤上的激光導(dǎo)致的激光器噪音。因此，為了非常精確地再現(xiàn)，已經(jīng)提出了用于從再生射頻信號中除去激光器噪音的方法。
例如，日本專利公開號平10-124919提出這樣一種方法，它通過從再生射頻信號中減去一個APC(自動功率控制)監(jiān)控輸出信號，來除去再生射頻信號中的激光器噪音。圖16顯示了采用這種方法的光盤重放裝置。
如圖16所示，激光從激光源(半導(dǎo)體激光器)1通過分束器2被施加到光盤100。從光盤100反射的光經(jīng)由分束器2被提供到光檢測器(光接收器件)，然后被光檢測器3轉(zhuǎn)換成電信號。從光接收器件3輸出的信號由放大器4放大，然后作為再生射頻信號rf(t)被提供到算術(shù)單元(加法器)5。
同時，激光源1發(fā)出的激光還經(jīng)由分束器2被提供到光檢測器(光接收器件)6，然后由光檢測器6被轉(zhuǎn)換成電信號。光接收器件6的輸出信號為APC監(jiān)控輸出信號，用于自動地調(diào)整激光的功率(光強(qiáng)度)。該APC監(jiān)控輸出信號被提供到功率控制信號產(chǎn)生單元7。該APC監(jiān)控輸出信號還被提供到具有增益調(diào)整功能的放大器8，然后由放大器8調(diào)整其增益，并且作為APC監(jiān)控輸出信號m(t)被提供到算術(shù)單元5。
算術(shù)單元5從再生射頻信號rf(t)中減去APC監(jiān)控輸出信號m(t)(反相加法)。因此，由激光本身帶有的所謂的附加激光器噪音分量(附加的噪音分量)被減去，并且因此從包括該激光器噪音分量的再生射頻信號rf(t)中除去。
已經(jīng)除去附加的噪音分量的再生射頻信號rf(t)被提供到均衡器9，以便進(jìn)行預(yù)定的均衡處理。其后，數(shù)據(jù)鑒別單元10鑒別(辨別)再生射頻信號rf(t)的數(shù)據(jù)。該鑒別的數(shù)據(jù)由解碼單元12解碼然后再生。時鐘再生單元11再生用于鑒別該數(shù)據(jù)的時鐘信號。
因此，通過從再生射頻信號rf(t)中除去激光本身帶有的附加噪音分量，就可能減少再生射頻信號rf(t)圍繞零交叉電平的跳動(再生射頻信號在時間軸方向上的擺動)，并且因此改善了再現(xiàn)邊緣。因此，具有執(zhí)行二進(jìn)制檢測的重放系統(tǒng)的光盤裝置可以進(jìn)行良好的再現(xiàn)。
盡管上述消除激光器噪音的常規(guī)方法可以消除零交叉電平周圍的激光器噪音，但這種方法不能消除其它部分的激光器噪音。再生射頻信號rf(t)是由施加到光盤的激光形成的，并且從光盤反射回來。從光盤反射的光是施加到光盤的激光與記錄在該光盤上的記錄信號(通過斑點和間隙而記錄在光盤上的信號)的乘積。
因此，再生射頻信號rf(t)不僅包括由激光本身帶有的所謂的附加噪音分量而且包括由于附加噪音分量被光盤的記錄信號調(diào)制而產(chǎn)生的調(diào)制噪音分量。
因此，因此，即使當(dāng)如圖17A所示包括附加噪音分量和調(diào)制噪音分量的再生射頻信號rf(t)減去由激光源1的激光本身形成的并且只包括如圖17B所示的附加噪音分量的APC監(jiān)控輸出信號m(t)時，在零交叉電平周圍的激光器噪音可以被除去，但是依然存在調(diào)制噪音分量，如圖17C所示。
由光盤裝置的重放系統(tǒng)對再生信號的處理的主流近來已經(jīng)從常規(guī)的二進(jìn)制檢測處理轉(zhuǎn)移到PRML(部分響應(yīng)均衡和最大似然檢測)信號處理。
在PRML信號處理中，再生射頻信號使用多個判斷電平，并且使用了具有多個標(biāo)準(zhǔn)電平的Viterbi(維特比)檢測器。因此，人們希望具有執(zhí)行PRML信號處理的重放系統(tǒng)的光盤裝置不僅減少圍繞再生射頻信號的零交叉電平的激光器噪音而且減少圍繞每個標(biāo)準(zhǔn)電平的激光器噪音。
盡管參考圖16和圖17A、17B和17C所描述的用于消除激光器噪音的常規(guī)方法可用于執(zhí)行常規(guī)二進(jìn)制檢測處理的重放系統(tǒng)中，但該常規(guī)方法不適合用于執(zhí)行PRML再生信號處理的光盤裝置中，因為該常規(guī)方法不能除去再生射頻信號rf(t)中的調(diào)制噪音分量。
另外，參考圖16和圖17A、17B和17C所描述的用于消除激光器噪音的常規(guī)方法需要按照光盤(介質(zhì))的反射率的變化、I/V放大器增益的變化、激光功率的變化等等動態(tài)地調(diào)整激光器噪音的振幅。該振幅調(diào)整(增益調(diào)整)是由圖16所示的具有增益調(diào)整功能的放大器8進(jìn)行的。
因此，用于消除激光器噪音的該常規(guī)方法需要AGC(自動增益控制)電路，并且該AGC電路很難以執(zhí)行正確的處理，因為需要考慮前述的各種激光器噪音變化因數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光盤重放裝置，一種光盤記錄和重放裝置，以及應(yīng)用于光盤裝置的激光器噪音消除電路，該激光器噪音消除電路能可靠地并且輕易地除去再生射頻信號中的所有激光器噪音成份。
為了實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種光盤重放裝置，它包括一個產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生施加到光盤上的激光；第一光接收單元，用于接收由產(chǎn)生單元施加到光盤的激光和由該光盤反射的激光，并且將該反射光轉(zhuǎn)換成電信號；第二光接收單元，用于接收由產(chǎn)生單元施加到光盤的激光中的至少一部分，并且將該部分激光轉(zhuǎn)換成電信號；一個低通濾波器，用于從第二光接收單元的輸出信號中提取該激光的直流分量；第一乘法單元，用于確定第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用于從第二光接收單元的輸出信號中提取該激光的激光器噪音分量；第二乘法單元，用于確定第一光接收單元的輸出信號與高通濾波器的輸出信號的乘積；以及，一個算術(shù)單元，用于從第一乘法單元的輸出信號中減去第二乘法單元的輸出信號。
按照本發(fā)明第一方面的光盤重放裝置借助于低通濾波器從激光的監(jiān)控輸出信號或第二光接收單元的輸出信號中提取激光的直流分量，并且借助于高通濾波器從激光的監(jiān)控輸出信號或第二光接收單元的輸出信號中提取激光的激光器噪音分量。
第一乘法單元將再生射頻信號或第一光接收單元的輸出信號乘以低通濾波器輸出的激光的直流分量，因此形成包括激光的直流分量的輸出信號，從光盤讀出的信號分量，激光器噪音的附加分量，以及由激光器噪音的附加分量被記錄信號調(diào)制而產(chǎn)生的調(diào)制噪音分量。
第二乘法單元將再生射頻信號或第一光接收單元的輸出信號乘以高通濾波器輸出的激光的激光器噪音分量，因此形成包括激光器噪音的附加分量和由于該激光器噪音的附加分量被記錄信號調(diào)制而產(chǎn)生的調(diào)制噪音分量。
然后，該算術(shù)單元從第一乘法單元的輸出信號中減去第二乘法單元的輸出信號(反相加法)。通過執(zhí)行這種乘積-求和運算，就可能從包括在再生射頻信號中的再生射頻信號中除去激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者，并且因此執(zhí)行良好的再現(xiàn)處理。
在按照本發(fā)明第一方面的光盤重放裝置中，可以根據(jù)光盤重放裝置的數(shù)據(jù)傳輸速率來確定允許通過低通濾波器和高通濾波器的通頻帶。
根據(jù)光盤重放裝置的重放系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，上述光盤重放裝置將用于表示低通濾波器和高通濾波器的通頻帶的參考頻率fc設(shè)置在適當(dāng)?shù)念l率處，它可以避免再現(xiàn)跳動加劇。該參考頻率fc例如是奈奎斯特(Nyquist)頻率fn的1/1000(千分之一)或更低，它是重放系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率的1/2(一半)。
因此就可能精確地提取激光中的直流分量和激光器噪音分量，并且適當(dāng)?shù)爻?消除)包括在再生射頻信號中的激光器噪音的附加分量和調(diào)制分量。


圖1是用于解釋按照本發(fā)明的光盤重放裝置和激光器噪音消除電路的實施例的方框圖；圖2顯示了用于解釋從半導(dǎo)體激光器輸出的激光L(t)的公式；圖3顯示了用于解釋APC監(jiān)控輸出信號m(t)的公式；圖4顯示了用于解釋記錄在光盤上的記錄信號R(t)的公式；圖5顯示了用于解釋再生射頻信號rf(t)的公式；圖6顯示了用于解釋圖1所示第一乘法器的處理的公式；圖7顯示了用于解釋圖1所示第二乘法器的處理的公式；圖8顯示了用于解釋圖1所示第二乘法器的處理的公式；圖9顯示了用于解釋圖1所示算術(shù)單元的處理的公式；圖10A、10B和10C為解釋激光器噪音消除電路的處理的示意圖；圖11是用于解釋圖1所示均衡器的PR(部分響應(yīng))特性的示意圖；圖12是用于解釋從圖1所示均衡器輸出的再生射頻信號的眼圖的示意圖；圖13是用于解釋按照本發(fā)明的另一種激光器噪音消除電路的方框圖；圖14是用于解釋按照本發(fā)明的光盤重放裝置的示意圖；圖15是用于解釋按照本發(fā)明的光盤記錄和重放裝置的示意圖；圖16是用于解釋常規(guī)光盤重放裝置的激光器噪音消除處理的示意圖；以及圖17A、17B和17C是解釋解釋常規(guī)光盤重放裝置的激光器噪音消除處理的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述按照本發(fā)明的光盤重放裝置，光盤記錄和重放裝置以及激光器噪音消除電路的實施例。下面的描述所采用的例子是按照本發(fā)明的光盤重放裝置，光盤記錄和重放裝置以及激光器噪音消除電路被應(yīng)用于例如采用DVD作為記錄介質(zhì)的光盤重放裝置或光盤記錄和重放裝置的情況。
圖1是用于解釋按照本實施例的光盤重放裝置(以下簡稱為光盤裝置)的示意圖。在圖1中，光盤100例如是一個DVD，其上記錄了如電影之類的軟件。作為各種光盤裝置，按照本實施例的光盤裝置也具有伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。然而，為了簡化，主要描述該光盤裝置的重放系統(tǒng)，而省略伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的描述。
如圖1所示，按照本實施例的光盤裝置的重放系統(tǒng)20包括一個半導(dǎo)體激光器器件21；一個分束器22；一個光檢測器(第一光接收器件)23；一個放大器24；一個激光器噪音消除電路25；一個光檢測器(第二光接收器件)26；一個放大器27；一個AGC電路28；一個均衡器(在圖1中被表示為EQ)29；一個A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器30；一個PLL(鎖相環(huán))電路31；一個Viterbi檢測器32；一個ECC(誤差校正碼)解碼器33；一個接口電路(在圖1中被表示為I/F)34；以及一個連接終端35。
如圖1所示，在按照本實施例的光盤裝置中的激光器噪音消除電路為乘積-求和運算類型，包括一個模擬乘法器(第一乘法器)251；一個低通濾波器(以下縮寫為LPF)252；一個高通濾波器(以下縮寫為HPF)253；一個模擬乘法器(第二乘法器)254；以及一個算術(shù)單元(執(zhí)行反相加法的加法器)255。激光器噪音消除電路25使得消除(抑制)激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者成為可能。
如圖1所示，從半導(dǎo)體激光器器件(LD)21發(fā)出的激光器輸出光L(t)通過分束器22被施加到光盤100，該半導(dǎo)體激光器器件是一個激光產(chǎn)生單元。分束器22一方面?zhèn)魉蛠碜园雽?dǎo)體激光器器件21的激光器輸出光，因此該激光器輸出光被施加到光盤100上，另一方面還使來自半導(dǎo)體激光器器件21的激光器輸出光向光檢測器26方向折射，因此該激光器輸出光進(jìn)入到光檢測器26。
另外，分束器22使施加到光盤100并從光盤100反射的的激光器輸出光向光檢測器23方向折射，因此該反射光進(jìn)入光檢測器23。從光盤100反射的并通過分束器22向光檢測器23方向折射的光由光檢測器23接收。光檢測器23的目的是從來自光盤100的反射光中形成再生射頻信號。
用于形成再生射頻信號的光檢測器(RFPD)23將從光盤100反射的并由光檢測器23接收的光轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號提供到放大器24。放大器24將光檢測器23的輸出信號放大到預(yù)定電平，然后將該放大的信號作為再生射頻信號rf(t)提供到激光器噪音消除電路25的乘法器251。
同時，從半導(dǎo)體激光器器件21發(fā)出的并通過分束器22向光檢測器26方向折射的光由光檢測器26接收。光檢測器26的目的是形成一個APC監(jiān)控輸出信號，用于自動地調(diào)整半導(dǎo)體激光器器件21發(fā)出的激光器輸出光的功率。
用于形成APC監(jiān)控輸出信號的光檢測器(APCPD)26將由光檢測器26接收的半導(dǎo)體激光器器件21的激光器輸出光轉(zhuǎn)換成電信號，然后將該電信號提供到放大器27。放大器27將光檢測器26的輸出信號放大到預(yù)定電平，然后將該放大的信號作為一個APC監(jiān)控輸出信號m(t)提供到激光器噪音消除電路25的低通濾波器252和高通濾波器253。
如圖2的公式(1)所示，半導(dǎo)體激光器器件21發(fā)出的激光器輸出光L(t)由該激光器輸出光的光強(qiáng)度P和激光器噪音N(t)的和表示。激光器噪音NN(t)是由激光器輸出光本身帶有的噪音分量，而當(dāng)該激光器輸出光的輸出功率降低時該噪音分量增加。在圖2中，(1)-1的光強(qiáng)度P是一個直流分量(DC分量)，而(1)-2的激光器噪音N(t)是交流分量(AC分量)。
如圖3的方程式(2)所示，放大器27輸出的APC監(jiān)控輸出信號m(t)由一個預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)A與激光器輸出光L(t)的乘積表示。在圖3中，APC監(jiān)控輸出信號m(t)可以被表示成兩個乘積之和，一個是該轉(zhuǎn)換系數(shù)A與(2)-1中所示的光強(qiáng)度P的乘積，另一個是該轉(zhuǎn)換系數(shù)A與(2)中所示的激光器噪音N(t)的乘積。
當(dāng)假設(shè)rm為從記錄在光盤100上的一個斑點反射的激光器輸出光的反射率，rs為從記錄在光盤100上的一個間隔(它是除該斑點之外的部分)反射的激光器輸出光的反射率，S(t)為記錄在光盤100上的一個信號分量時，記錄在光盤100上的記錄信號R(t)可以由圖4的公式(3)表示。
具體地，在圖4中，該記錄信號R(t)由兩項之和表示，一項是斑點的反射率rm與間隔的反射率rs之和的一半(斑點反射率與間隔反射率的平均值)，如(3)-1所示；另一項被表示成斑點反射率rm與間隔反射率rs之間差值的絕對值(ABS)的一半乘以記錄在光盤100上的信號分量S(t)(信號調(diào)制分量)，如(3)-2所示。
如上所述，(3)-1所示的該項為為斑點反射率與間隔反射率的平均值，因而它是一個DC分量。在(3)-2中所示的項表示由記錄在光盤100即的信號調(diào)制的反射光，即記錄在該光盤上的信號分量，因而它是一個交流分量。
如圖5的公式(4)所示，圖1中放大器24輸出的再生射頻信號rf(t)可以表示成圖2的公式(1)所示的激光器輸出光L(t)與圖4的公式(3)所示的記錄信號R(t)的乘積。圖5的公式(4)中的字母k是一個比例常數(shù)。
當(dāng)通過替代圖2的公式(1)和圖4的公式(3)而將圖5的公式(4)擴(kuò)展成圖5的公式(4)時，再生射頻信號rf(t)可以被分解為四項(四個分量)，如圖5中的(4)-1、(4)-2、(4)-3和(4)-4。
在圖5中，(4)-1是表示DC分量的項，它是比例常數(shù)k、光強(qiáng)度P以及光盤的斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。(4)-2是表示一個附加噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、激光器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。
在圖5中，(4)-3是表示信號分量的項，它是比例常數(shù)k、光強(qiáng)度P以及反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。(4)-4是表示調(diào)制噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、激光器噪音N(t)以及反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。
因此，再生射頻信號rf(t)包括由圖5中的(4)-2表示的附加噪音分量和由(4)-4表示的調(diào)制噪音分量兩者。再生射頻信號rf(t)被提供到第一乘法器251和第二乘法器254，如圖1所示。
如圖1所示，由低通濾波器252提取的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的低頻分量被提供到第一乘法器251。APC監(jiān)控輸出信號m(t)的低頻分量是由圖3中的(2)-1所示的表達(dá)式表示的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的DC分量(系數(shù)A×光強(qiáng)度P)。
如圖1所示，由高通濾波器253提取的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的高頻分量被提供到第二乘法器254。APC監(jiān)控輸出信號m(t)的高頻分量是由圖3中的(2)-2所示的表達(dá)式表示的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的激光器噪音分量(系數(shù)A×激光器噪音N(t))。
然后，第一乘法器251和第二乘法器254每個都執(zhí)行乘法運算。第一乘法器251在下一階段中為算術(shù)單元255形成一個被減數(shù)信號(即從其中減去另一個信號的信號)。第二乘法器254在下一階段中為算術(shù)單元255形成一個減數(shù)信號(即要被減去的信號)。
下面將描述由第一乘法器251執(zhí)行的乘法信號處理。如上所述，第一乘法器251被提供有來自放大器24的再生射頻信號rf(t)和來自低通濾波器252的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的DC分量(系數(shù)A×光強(qiáng)度P)。
再生射頻信號rf(t)與APC監(jiān)控輸出信號的DC分量(A×P)的相乘產(chǎn)生四項(四個分量)(5)-1、(5)-2、(5)-3和(5)-4，如圖6的公式(5)所示。
在圖6中，(5)-1是表示DC分量的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。(5)-2是表示一個附加噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、光強(qiáng)度P、激光器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值(rm+rs)/2的乘積。
在圖6中，(5)-3是表示信號分量的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P的平方以及反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×s(t))的乘積。(5)-4是表示調(diào)制噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P、激光器噪音N(t)以及反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×S(t)的乘積。
因此，第一乘法器251將再生射頻信號rf(t)乘以APC監(jiān)控輸出信號的DC分量(系數(shù)A×光強(qiáng)度P)，因此形成包括附加噪音分量和調(diào)制噪音分量的再生射頻信號rf(t)，其信號電平被變大了。
接下來描述由第二乘法器254執(zhí)行的乘法運算。如上所述，第二乘法器254被提供有來自放大器24的再生射頻信號rf(t)和來自高通濾波器253的APC監(jiān)控輸出信號m(t)的激光器噪音分量(系數(shù)A×激光器噪音N(t))。
再生射頻信號rf(t)與APC監(jiān)控輸出信號的激光器噪音分量(系數(shù)A×激光器噪音N(t))的相乘產(chǎn)生四項(四個分量)(6)-1、(6)-2、(6)-3和(6)-4，如圖7的公式(6)所示。
在圖7中，(6)-1是表示附加噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P、激光器噪音N(t)以及斑點和間隔的反射率的平均值的乘積((rm+rs)/2)。(6)-2是表示附加噪音分量平方的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、激光器噪音N(t)的平方以及斑點和間隔的反射率的平均值((rm+rs)/2)的乘積。
在圖7中，(6)-3是表示調(diào)制噪音分量的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P、激光器噪音N(t)以及反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。(6)-4是表示調(diào)制噪音分量平方的項，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P、激光器噪音N(t)的平方、以及反射光的信號調(diào)制分量ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。
與激光器輸出光的光強(qiáng)度P比較，激光器噪音N(t)是一個非常小的值，因此激光器噪音N(t)的平方表現(xiàn)為一個非常小的值。因此，與(6)-1和(6)-3項(其中光強(qiáng)度P被乘以激光器噪音N(t))比較，包括激光器噪音N(t)的平方的(6)-2和(6)-4項表現(xiàn)為極小的值，因此是可以忽略的。
因此，在圖7的公式(6)中，由于項(6)-2和項(6)-4是可以忽略的因而圖7的公式(6)可以減少到具有兩項的公式項(7)-1表示附加噪音分量，而項(7)-2表示調(diào)制分量，如圖8的公式(7)所示。
因此，第二乘法器254將再生射頻信號rf(t)乘以激光器噪音(系數(shù)A×激光器噪音N(t))，因此使得它有可能形成一個包括所有激光器噪音分量的信號，這些激光器噪音分量包括在通過附加噪音分量和調(diào)制噪音分量而形成的再生射頻信號rf(t)中。
然后，第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號被提供到激光器噪音消除電路25的算術(shù)單元255。該算術(shù)單元255從第一乘法器251的輸出信號中減去第二乘法器254的輸出信號(反相加法)。
具體地，當(dāng)激光器噪音消除電路25的算術(shù)單元255所執(zhí)行的算術(shù)處理由一個公式表示時，算術(shù)單元255執(zhí)行如下處理，即從圖6的公式(5)中減去圖8的公式(7)，如圖9的公式(8)所示。因此，算術(shù)單元255用圖8所示的公式(7)中的(7)-1項和(7)-2項來消除圖6所示的公式(5)中的項(5)-2和項(5)-4。
因此如圖9的公式(8)所示，算術(shù)單元255輸出一個信號，包括DC分量((8)-1)，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P的平方以及斑點和間隔的反射率的平均值((rm+rs)/2)的乘積；以及信號分量((8)-2)，它是比例常數(shù)k、系數(shù)A、光強(qiáng)度P的平方、來自斑點和間隔的反射光的信號調(diào)制分量(ABS(rm-rs)/2×S(t))的乘積。換言之，算術(shù)單元255輸出已經(jīng)除去附加噪音分量和調(diào)制噪音分量的再生射頻信號。
圖10A、10B和10C是用于解釋在按照本實施例的光盤裝置中的激光器噪音消除電路25的處理的示意圖。第一乘法器251的輸出信號是再生射頻信號rf(t)與APC監(jiān)控輸出信號的DC分量的乘積，并且是包括附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩種激光器噪音的再生射頻信號，如圖10A所示。
第二乘法器的輸出信號是再生射頻信號rf(t)與APC監(jiān)控輸出信號的激光器噪音分量的乘積，并且是由包括與第一乘法器251的輸出信號中的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量所形成，如圖10B所示。
因此，第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號包括相同電平的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量。然后，如上所述，算術(shù)單元255從第二乘法器254的輸出信號中減去第一乘法器251的輸出信號，因此消除包括在該信號中的具有相同電平的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量。因此，就可能消除在所有再生射頻信號的幅度電平上的激光器噪音，如圖10C所示。
另外，附加到該再生射頻信號上的信號電平變化因數(shù)比如光盤100的反射率變化和激光器功率的變化同樣被附加到第一乘法器251的輸出信號和第二乘法器254的輸出信號上。因此，就可能從再生射頻信號中輕易而可靠地除去所有的激光器噪音，而不必象參考圖16所描述的常規(guī)噪音消除方法那樣對減數(shù)信號進(jìn)行自動增益控制。
因此，圖1所示的按照本實施例的光盤裝置的重放系統(tǒng)20將來自算術(shù)單元255的已經(jīng)除去所有幅度電平上的激光器噪音的再生射頻信號提供到自動增益控制電路28。例如，自動增益控制電路28除去由于光盤反射率的變化引起的不希望的幅度變化。
已經(jīng)由自動增益控制電路28除去了不希望的幅度變化的再生射頻信號被提供到均衡器29。例如，均衡器29包括三個抽頭的橫向濾波器，并且將再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)特性。
具體地，均衡器29將再生射頻信號均衡成所謂的PR(1，2，1)特性，其中，如圖11所示，依據(jù)再生射頻信號的脈沖響應(yīng)，由箭頭表示的峰值位置與峰值位置側(cè)面的取樣點的幅度比率可以考慮分別為2和1，而其它位置的幅度比率可以考慮為0。
如此被均衡成PR(1，2，1)的均衡器29的輸出信號(再生射頻信號)形成如圖12所示的眼圖。圖12顯示了被均衡成PR(1，2，1)特性的再生射頻信號的眼圖，并且顯示了加倍過取樣顯示的例子。在圖12中，眼圖在一個取樣點上具有至少四個交叉點，由橫坐標(biāo)軸上編號2，4，6，8，……表示，因此確保多層檢測。
如此被均衡成PR(1，2，1)特性的均衡器29的輸出信號(再生射頻信號)然后由A/D轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號被提供到Viterbi檢測器32，以在每個判斷電平上檢測再生的數(shù)據(jù)。圖1中的PLL回路31的目的是形成用于A/D轉(zhuǎn)換器30的時鐘信號。
因此，按照本實施例的光盤裝置的重放系統(tǒng)具有用于將再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)的均衡器29和Viterbi檢測器32，并且因此執(zhí)行PRML類型的再生信號處理。來自光盤100的信號因此需要通過如下方法來再生，即在用于多層檢測的再生射頻信號的每個判定電平上檢測來自再生射頻信號的精確再生數(shù)據(jù)。
如上所述，在按照本實施例的光盤裝置的重放系統(tǒng)20中的激光器噪音消除電路25不僅從再生射頻信號除去了激光器噪音的附加噪音分量而且除去了激光器噪音的調(diào)制噪音分量。因此，激光器噪音消除電路25除去在再生射頻信號的每個幅度電平上的激光器噪音。因此就可能適當(dāng)?shù)厍揖_地鑒別處于每個判定電平上的再生射頻信號(Viterbi檢測)。
來自Viterbi檢測器32的再生數(shù)據(jù)被提供到ECC解碼器33，以便進(jìn)行誤差校正處理等等。然后該再生數(shù)據(jù)經(jīng)由接口電路(在圖1中被描述為I/F)34和用于連接外部裝置的端子被提供到外部裝置。
在本實施例中，光盤100例如是一個DVD，其上記錄了如電影之類的軟件。從光盤100再生的電影的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由I/F電路34和連接端子35被提供到監(jiān)視器接收器和揚聲器。
因此，按照本實施例的光盤裝置的重放系統(tǒng)20可以有效地除去半導(dǎo)體激光器器件21發(fā)出的激光器輸出光具有的附加噪音分量和由于附加噪音分量被光盤上的記錄信號調(diào)制而引起的調(diào)制噪音分量兩者，該附加噪音分量和調(diào)制噪音分量是包括在再生射頻信號中的噪音分量。
因此就可能除去在再生射頻信號的所有幅度電平上的激光器噪音。因此，按照本實施例的光盤裝置執(zhí)行PRML類型的再現(xiàn)處理，可以改善再現(xiàn)邊緣并且很好地執(zhí)行再現(xiàn)處理。
而且，激光器噪音消除電路25不對處理的信號進(jìn)行幅度校正(AGC)。因此就可能通過簡單的處理有效地除去再生射頻信號中的激光器噪音。
值得一提的是，在本實施例中，該光盤裝置的重放系統(tǒng)20被描述為執(zhí)行PRML類型的再現(xiàn)處理的系統(tǒng)。然而，本發(fā)明并不局限于此。執(zhí)行常規(guī)二進(jìn)制檢測的再現(xiàn)處理的重放系統(tǒng)也可以裝備有該激光器噪音消除電路25。
通過常規(guī)二進(jìn)制檢測而執(zhí)行再現(xiàn)處理的重放系統(tǒng)只需要有效地除去圍繞零交叉電平的激光器噪音，因此不需要除去在再生射頻信號的所有幅度電平上的激光器噪音。因此，在通過二進(jìn)制檢測而執(zhí)行再現(xiàn)處理的重放系統(tǒng)情況下，激光器噪音消除電路25可以裝備有一個低通濾波器256，如13圖所示。
在圖13中，除低通濾波器256和均衡器41的電路部分之外的部分是以圖1所示相應(yīng)部分的相同方式形成的。因此，在圖13中，以與圖1所示的光盤裝置的重放系統(tǒng)20相同的方式形成的部分由與圖1中相同的標(biāo)號表示。
在圖13所示例子情況下，放大器24的再生射頻信號rf(t)被提供到低通濾波器256。低通濾波器256只提取再生射頻信號rf(t)的低頻分量，即再生射頻信號rf(t)的DC分量，然后將該DC分量提供到乘法器254。
因此，不向乘法器254提供包括記錄在光盤100上的信號分量的信號。因此，乘法器254輸出只由激光器噪音的附加噪音分量形成的信號，該分量是再生射頻信號的DC分量與APC監(jiān)控輸出信號的激光器噪音分量的乘積。因此，乘法器254不對調(diào)制噪音分量執(zhí)行操作，在二進(jìn)制檢測的情況下不需要除去它。
因此，算術(shù)單元255通過只從再生射頻信號中除去激光器噪音的附加噪音分量來形成一個信號，然后將該信號提供到均衡器41。均衡器41將提供到其上的再生射頻信號均衡成PR(1，2，1)特性。
被均衡成PR(1，2，1)特性的再生射頻信號被提供到數(shù)據(jù)鑒別單元42，在數(shù)據(jù)鑒別單元42中數(shù)據(jù)被鑒別(識別)。由于從提供到數(shù)據(jù)鑒別單元42的再生射頻信號中除去了圍繞零交叉電平的激光器噪音，數(shù)據(jù)鑒別單元42可以精確地執(zhí)行鑒別處理(二進(jìn)制檢測)然后，由數(shù)據(jù)鑒別單元42鑒別的數(shù)據(jù)由解碼單元44解碼。時鐘再生單元43再生用于鑒別該數(shù)據(jù)的時鐘信號。由解碼單元44解碼的數(shù)據(jù)被提供到ECC解碼器單元45，以對它進(jìn)行預(yù)定的誤差檢測和誤差校正。該數(shù)據(jù)然后經(jīng)過接口電路(在圖13描述為I/F)46和連接端子47被提供到外部裝置比如監(jiān)視器接收器和揚聲器。
因此，由于激光器噪音消除電路25具有低通濾波器256，可以執(zhí)行只對包括在再生射頻信號中的附加噪音分量的操作，而無需對不必除去的調(diào)制噪音分量進(jìn)行運算處理，因此可以從再生射頻信號中除去激光器噪音的附加噪音分量。而且，在這種情況下，在激光器噪音消除電路25中不需要自動增益控制。
圖1和圖13所示的激光器噪音消除電路25按照重放系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)傳輸速率來確定低通濾波器252和高通濾波器253的信號頻帶。用于表示低通濾波器252和高通濾波器253的通頻帶的參考頻率fc為奈奎斯特頻率fn的1/1000(千分之一)或更低，該頻率是重放系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)傳輸速率的1/2(一半)。
比如，當(dāng)重放系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)傳輸速率為66Mbps時，奈奎斯特頻率fn為33兆赫。因此，如上所述，低通濾波器252和高通濾波器253的參考頻率fc為參考頻率fc＝fn/1000＝33kHz。
低通濾波器252和高通濾波器253的參考頻率fc被設(shè)置為奈奎斯特頻率fn的千分之一，這是因為要避免重放跳動加劇到這種的程度，以至于影響從光盤讀出的數(shù)據(jù)。
已經(jīng)描述了作為光盤重放裝置的一個例子的上述實施例。具體地，如圖14所示，光盤重放裝置50的重放系統(tǒng)20具有噪音消除電路25，這就使得它有可能除去附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者，因此可順利地再生記錄在光盤上的數(shù)據(jù)，所述附加噪音分量和調(diào)制噪音分量是包括在再生射頻信號中的激光器噪音。
當(dāng)再生數(shù)據(jù)為視頻數(shù)據(jù)時，該視頻數(shù)據(jù)被提供到一個監(jiān)視器接收器61，然后與再生數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像被顯示在該監(jiān)視器接收器的顯示屏幕上，如圖14所示。當(dāng)該再生數(shù)據(jù)是音頻數(shù)據(jù)時，該音頻數(shù)據(jù)被提供到揚聲器62，以發(fā)出與該再生數(shù)據(jù)對應(yīng)的聲音，如圖14所示。
連接到該光盤重放裝置50的外部裝置不僅包括監(jiān)視器接收器和揚聲器而且包括光盤記錄和重放裝置，HDD(硬盤驅(qū)動器)，VTR(磁帶錄像機(jī))，磁帶錄音機(jī)，具有數(shù)據(jù)記錄功能的便攜式終端比如便攜式電話終端，各種記錄設(shè)備比如個人計算機(jī)，以及網(wǎng)絡(luò)(通信網(wǎng)絡(luò)或廣播網(wǎng))。
當(dāng)然激光器噪音消除電路25可以提供給光盤記錄和重放裝置的重放系統(tǒng)。具體地，如圖15所示，光盤記錄和重放裝置70的重放系統(tǒng)20具有激光器噪音消除電路25，這就使得它有可能除去附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者，因此可順利地再生記錄在光盤上的數(shù)據(jù)，所述附加噪音分量和調(diào)制噪音分量是包括在再生射頻信號中的激光器噪音。
在這種情況下，在記錄數(shù)據(jù)過程中，半導(dǎo)體激光器器件21輸出對應(yīng)于來自記錄系統(tǒng)40的記錄信號的激光器輸出光。在記錄期間，激光器輸出光的光強(qiáng)度大于用于再現(xiàn)的激光器輸出光。因此，半導(dǎo)體激光器器件21需要在記錄和再現(xiàn)期間發(fā)出不同功率的激光器輸出光。
因此，在用于該介質(zhì)的記錄方式下，光盤記錄和重放裝置70需要優(yōu)化激光器輸出。因此光盤記錄和重放裝置70在重放方式下傾向于使用一個具有高激光器噪音的功率范圍。然而，該激光器噪音消除電路25可以除去附加噪音分量和調(diào)制噪音分量。
因此，通過加入光盤記錄和重放裝置的重放系統(tǒng)20中的激光器噪音消除電路25，它大大地改變激光器功率并傾向于在再現(xiàn)期間降低噪音特征，就可能從再生射頻信號中有效地除去激光器噪音。
可以想像該光盤記錄和重放裝置例如可以被用作為個人計算機(jī)(PC)80的一個外部記錄設(shè)備，如圖15所示。當(dāng)然，光盤記錄和重放裝置70可以連接到各種再現(xiàn)設(shè)備比如光盤重放裝置，另一個光盤記錄和重放裝置，一個記錄設(shè)備比如HDD，以及一個網(wǎng)絡(luò)(通信網(wǎng)絡(luò)或廣播網(wǎng))。
通過將激光器噪音消除電路形成到IC中并將該IC作為一個激光器噪音消除電路(激光器噪音消除器)提供到光盤重放裝置和光盤記錄和重放裝置的重放系統(tǒng)中，圖1和圖13所示的激光器噪音消除電路25可以是結(jié)合到各種光盤重放裝置和光盤記錄和重放裝置中。
如上所述，噪音消除電路25可以從再生射頻信號中除去激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者。因此，就可能順利地再生記錄在光盤上的信號，即使使用了具有拙劣的噪音特征的激光器器件并產(chǎn)生了許多激光器噪音。
換言之，就可能使用照慣例不能使用的具有拙劣的噪音特征的激光器器件。這就使得它有可能改善激光器器件的輸出，并因此減少激光器件的成本。
發(fā)出激光的激光器件可以使用波長為780nm的近紅外激光器，波長為630nm的紅激光器，波長約為400nm的藍(lán)-綠激光器，或較短波長的激光。
值得一提的是在上述實施例中，光盤被描述為一個DVD；然而，光盤并不局限于DVD。只讀DVD，只讀CD，用于記錄和重放的DVD和CD，以及各種其它光盤都可以被用作為記錄介質(zhì)。
如上所述，按照本發(fā)明，有可能除去包括在再生射頻信號中的激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者。因此，特別地，當(dāng)應(yīng)用于具有多個判定電平的PRML類型重放系統(tǒng)時，本發(fā)明可以改善再現(xiàn)邊緣。
而且，有可能取消常規(guī)激光器噪音消除電路必需的自動增益控制電路，該電路用于除去再生射頻信號中的激光器噪音。這就不必在該激光器噪音消除電路中調(diào)整信號增益，因此不必調(diào)整該激光器噪音消除電路。因此，就可能減少該激光器噪音消除電路的制造成本和該光盤重放裝置以及光盤記錄和重放裝置的制造成本。
另外，由于可以有效地除去激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者，可以將具有拙劣的噪音特征的半導(dǎo)體激光器器件用作為光盤重放裝置和光盤記錄和重放裝置的半導(dǎo)體激光器器件。因此，這就使得它有可能改善半導(dǎo)體激光器器件的生產(chǎn)，并因此減少半導(dǎo)體激光器器件的成本。
雖然已經(jīng)采用具體例子描述了本發(fā)明的最佳實施例，但這種描述只是用于說明目的，應(yīng)理解在不脫離下面的權(quán)利要求的精神或范圍的情況下可以做出各種變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種光盤重放裝置，包括一個產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生施加到光盤上的激光；第一光接收單元，用于接收由所述產(chǎn)生單元施加到所述光盤并由所述光盤反射的激光，并且將所述反射光轉(zhuǎn)換成電信號；第二光接收單元，用于接收由所述產(chǎn)生單元施加到所述光盤的所述激光中的至少一部分，并且將所述至少一部分激光轉(zhuǎn)換成電信號；一個低通濾波器，用于從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述激光的直流分量；第一乘法單元，用于確定所述第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用于從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述激光的激光器噪音分量；第二乘法單元，用于確定所述第一光接收單元的輸出信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術(shù)單元，用于從所述第一乘法單元的輸出信號中減去第所述二乘法單元的輸出信號。
2.按照權(quán)利要求1的光盤重放裝置，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據(jù)所述光盤重放裝置的數(shù)據(jù)傳輸速率確定的。
3.一種光盤記錄和重放裝置，具有在記錄和再現(xiàn)期間能夠改變施加到光盤上的激光功率的激光產(chǎn)生單元，所述光盤記錄和重放裝置的重放系統(tǒng)包括第一光接收單元，用于接收由所述產(chǎn)生單元施加到所述光盤并由所述光盤反射的再現(xiàn)激光，并且將所述反射光轉(zhuǎn)換成電信號；第二光接收單元，用于接收由所述產(chǎn)生單元施加到所述光盤的所述再現(xiàn)激光中的至少一部分，并且將所述至少一部分再現(xiàn)激光轉(zhuǎn)換成電信號；一個低通濾波器，用于從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述激光的直流分量；第一乘法單元，用于確定所述第一光接收單元的輸出信號與低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用于從所述第二光接收單元的輸出信號中提取所述激光的激光器噪音分量；第二乘法單元，用于確定所述第一光接收單元的輸出信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術(shù)單元，用于從所述第一乘法單元的輸出信號中減去第所述二乘法單元的輸出信號。
4.按照權(quán)利要求3的光盤記錄和重放裝置，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據(jù)所述光盤記錄和重放裝置的所述重放系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率確定的。
5.一種激光器噪音消除電路，用于光盤裝置的重放系統(tǒng)，所述激光器噪音消除電路包括一個低通濾波器，用于從所述激光的監(jiān)視輸出信號中提取施加到光盤的再現(xiàn)激光的直流分量；第一乘法器，用于確定來自所述光盤的再生射頻信號與所述低通濾波器的輸出信號的乘積；一個高通濾波器，用于從所述激光的所述監(jiān)視輸出信號中提取施加到所述光盤的所述再現(xiàn)激光的激光器噪音分量；第二乘法器，用于確定來自所述光盤的再生射頻信號與所述高通濾波器的輸出信號的乘積；以及一個算術(shù)單元，用于從所述第一乘法器的輸出信號中減去所述第二乘法器的輸出信號。
6.按照權(quán)利要求5的激光器噪音消除電路，其中，所述低通濾波器和所述高通濾波器的通頻帶是根據(jù)包括所述激光器噪音消除電路的所述光盤裝置的重放裝置的數(shù)據(jù)傳輸速率確定的。
全文摘要
第一乘法器251將再生射頻信號rf(t)乘以APC監(jiān)控輸出信號m(t)的DC分量,該分量為低通濾波器252的輸出信號,然后將該乘法所產(chǎn)生的信號提供到算術(shù)單元255。第二乘法器254將再生射頻信號rf(t)乘以APC監(jiān)控輸出信號m(t)的激光器噪音分量,該分量為高通濾波器253的輸出信號,然后將該乘法所產(chǎn)生的信號提供到算術(shù)單元255。算術(shù)單元255從來自乘法器251的信號中減去來自乘法器254的信號,因此除去激光器噪音的附加噪音分量和調(diào)制噪音分量兩者。
文檔編號G11B7/135GK1365105SQ0114547
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月11日
發(fā)明者小林伸嘉 申請人:索尼公司