專利名稱：光盤(pán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)輻射激光束到光盤(pán)上來(lái)重現(xiàn)信息的光盤(pán)裝置，更具體地，涉及一種從重現(xiàn)信號(hào)中去除由激光束波動(dòng)產(chǎn)生的噪聲成分的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，因?yàn)楣獗P(pán)中的信息記錄密度增加，所以愈加難以獲得重現(xiàn)信息所需的S/N比(信號(hào)與噪聲之比)。通過(guò)將激光束輻射到光盤(pán)上所獲得的重現(xiàn)信號(hào)包括多種噪聲成分。重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲按原因可以劃分為以下三種類型(1)盤(pán)噪聲，由光盤(pán)表面上的粗糙或不連續(xù)引起；(2)與電路有關(guān)的噪聲，在包括激光束接收器和放大器的電路中產(chǎn)生；以及(3)激光束源噪聲(LD噪聲)，由作為光源的激光二極管(LD)引起。
與電路有關(guān)的噪聲可進(jìn)一步區(qū)分為激光束接收器(PD)放大器噪聲，它的產(chǎn)生取決于激光束接收器的第一級(jí)放大器的設(shè)計(jì)；散彈噪聲，由激光束接收器的接收電流中的電子的漲落產(chǎn)生；熱噪聲，歸因于激光束接收器的第一級(jí)電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器的轉(zhuǎn)換阻抗；以及其它噪聲。熱噪聲可以從理論上獲得。
激光束源噪聲的產(chǎn)生歸因于激光束波長(zhǎng)和功率的波動(dòng)，并由溫度變化、反射束等激發(fā)的發(fā)射模式的變化引起。最主要的噪聲是量子噪聲，該噪聲由流經(jīng)激光二極管的電流中電子的漲落導(dǎo)致。
近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了去除激光束源噪聲的技術(shù)。具體地，光盤(pán)裝置設(shè)置一重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器，該接收器接收來(lái)自光盤(pán)的反射激光束，并產(chǎn)生重現(xiàn)(RF)信號(hào)；以及一激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，該接收器監(jiān)測(cè)激光束源，并產(chǎn)生自動(dòng)功率控制(APC)信號(hào)。重現(xiàn)信號(hào)中包括的激光束源噪聲通過(guò)從激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器中取出激光束源噪聲消除(LNC)信號(hào)而去除。
參照?qǐng)D1，將描述去除激光束源噪聲的傳統(tǒng)裝置和方法。將要描述的例子在日本專利公開(kāi)第10-124919號(hào)中得以公開(kāi)，該專利是本申請(qǐng)的同一申請(qǐng)人在1996年10月18日提交的日本專利申請(qǐng)第8-276008號(hào)。詳細(xì)請(qǐng)見(jiàn)以上公報(bào)。
如圖所示，此光盤(pán)裝置的光學(xué)系統(tǒng)包括作為激光束源的激光二極管11、準(zhǔn)直透鏡12、偏振光束分束器13、四分之一波長(zhǎng)片14、物鏡15、聚光鏡16、重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17、和激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18。來(lái)自激光二極管11的激光束被準(zhǔn)直透鏡12形成為平行光束，然后被偏振光束分束器13的半透明反射鏡13A分成兩束。被分開(kāi)的光束中的一支被半透明反射鏡13A偏振，然后由激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18接收。另一支分開(kāi)的光束穿過(guò)半透明反射鏡13A、四分之一波長(zhǎng)片14和物鏡15，到達(dá)光盤(pán)20的信息記錄表面。來(lái)自光盤(pán)的信息記錄表面的激光束被偏振光束分束器13的半透明反射鏡13A偏振，經(jīng)過(guò)聚光鏡16，然后被重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17接收。
現(xiàn)在，來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)應(yīng)當(dāng)顯示一與激光束的波長(zhǎng)和功率的波動(dòng)相應(yīng)的電平波動(dòng)。具體地，來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)應(yīng)當(dāng)具有與來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)中包含的激光束源噪聲相同的相。于是，通過(guò)來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)與來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)的消除計(jì)算，激光束源噪聲可以從重現(xiàn)信號(hào)中去除。
消除計(jì)算的一個(gè)例子將得以描述。來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)通過(guò)電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器被供給至累加器。來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)在信號(hào)的相位由相位反相器反相后，經(jīng)由電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器被供給至累加器。累加器輸出激光束源噪聲已被去除的重現(xiàn)信號(hào)。
如上所述，重現(xiàn)信號(hào)不僅包括激光束源噪聲，還包括諸如與電路有關(guān)的噪聲，例如激光束接收器放大器噪聲等等。可靠地進(jìn)行激光束源噪聲的消除操作和減少與電路有關(guān)的噪聲不總是可同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
如果電路或光學(xué)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)的使得激光束源噪聲可以通過(guò)在來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)與來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)之間進(jìn)行消除運(yùn)算而完全從重現(xiàn)信號(hào)中除去，那么有時(shí)結(jié)果是與電路有關(guān)的噪聲增加。因此，如果消除運(yùn)算產(chǎn)生的與電路有關(guān)的噪聲的增加大于激光束源噪聲的降低，那么結(jié)果是噪聲增加。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種光盤(pán)裝置，它能將重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲減至最小，該噪聲不僅包括激光束源噪聲，還包括與電路有關(guān)的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種光盤(pán)裝置包括輸出激光束的激光束源；重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器，它從光盤(pán)接收信號(hào)光束，并產(chǎn)生重現(xiàn)信號(hào)；激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，它檢測(cè)來(lái)自激光束源的激光束；以及光束分束器，它將來(lái)自激光束源的激光束分成至重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的光束和至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光束；利用來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)，進(jìn)行噪聲消除計(jì)算以去除來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲，其中激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流被設(shè)置，使得激光束源引起的激光束源噪聲大于包括激光束接收器的電路引起的與電路有關(guān)的噪聲。
此外，來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i滿足以下數(shù)學(xué)表達(dá)式i＞[q+(q2/B+p2)0.5]/BB＝10b/10其中，b(dB/ Hz)代表激光束源噪聲目標(biāo)值的噪聲的相對(duì)強(qiáng)度(RIN)，p(A/ Hz)表示連接至激光束接收器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器的放大器噪聲(包括熱噪聲)的輸入轉(zhuǎn)換噪聲電流，且q＝1.6×10-19。
一種光盤(pán)裝置包括輸出激光束的激光束源；重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器，它從光盤(pán)接收信號(hào)光束，并產(chǎn)生重現(xiàn)信號(hào)；激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，它檢測(cè)來(lái)自激光束源的激光束；以及光束分束器，它將來(lái)自激光束源的激光束分成至重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的光束和至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光束；利用來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)，進(jìn)行噪聲消除計(jì)算以去除來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲，其中光束分束器將來(lái)自激光束源的光束分開(kāi)，并以預(yù)定的耦合效率發(fā)送所分開(kāi)的光束至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，使得激光束源導(dǎo)致的激光束源噪聲大于包括激光束接收器的電路導(dǎo)致的與電路相關(guān)的噪聲。
此外，耦合效率y滿足以下數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)＞[q+(q2/B+p2)0.5]/(x×α×B)其中，x代表來(lái)自激光束源的輸出光束的量(W)，y代表被激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器接收的激光束與來(lái)自激光束源的激光束的總量之比，即，耦合效率，α代表激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光電轉(zhuǎn)換效率(A/W)。


圖1是說(shuō)明光盤(pán)裝置的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)例的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器中產(chǎn)生的電流i(A)由下式給出[表達(dá)式1]i＝x×y×α其中，x代表來(lái)自激光束源的輸出光束的量(W)，y代表被激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器接收的光束與來(lái)自激光束源的激光束的總量的比例，即，耦合效率，α代表激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光電轉(zhuǎn)換效率(A/W)。
激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的電流i(A)中產(chǎn)生的激光束源噪聲z(A/ Hz)由以下表達(dá)式給出[表達(dá)式2]z＝i×10b/20其中，b(dB/ Hz)代表激光束源噪聲的噪聲相對(duì)強(qiáng)度(RIN)。激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器中產(chǎn)生的散彈噪聲s(dB/ Hz)由以下表達(dá)式給出[表達(dá)式3]s＝(2×q×i)0.5q＝1.6×10-19
其中，p(A/ Hz)代表連接至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器的放大器噪聲(包括熱噪聲)的輸入轉(zhuǎn)換噪聲電流，輸入轉(zhuǎn)換噪聲電流的量由以下表達(dá)式給出[表達(dá)式4]n＝(s2+p2)0.5其中，n代表與電路相關(guān)的噪聲。當(dāng)與電路相關(guān)的噪聲n與激光束源噪聲z相比時(shí)，在與電路有關(guān)的噪聲n大于激光束源噪聲z的情況下，與電流有關(guān)的噪聲在重現(xiàn)信號(hào)包括的噪聲中是主要的；然而在激光束源噪聲z大于與電路有關(guān)的噪聲n的情況下，激光束源噪聲在重現(xiàn)信號(hào)包括的噪聲中是主要的。
通過(guò)在來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)與來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)之間進(jìn)行消除運(yùn)算，激光束源噪聲從重現(xiàn)信號(hào)中除去，但是加入了與電路相關(guān)的噪聲。如果與電路相關(guān)的噪聲是主要的，那么與電路相關(guān)的噪聲的增加大于激光束源噪聲的減小。結(jié)果，噪聲增加。如果激光束源噪聲是主要的，那么與電路相關(guān)的噪聲的增加小于激光束源噪聲的減小。結(jié)果，噪聲降低。
激光束源噪聲z大于與電路相關(guān)的噪聲(即(z＞n))的條件將得以闡述。為了使激光束源噪聲z大于與電路相關(guān)的噪聲，以下表達(dá)式必須為真。
z2＞s2+p2左側(cè)的z用表達(dá)式2代替，而右側(cè)的s用表達(dá)式3代替。在簡(jiǎn)化和變形后，獲得以下表達(dá)式[表達(dá)式6]i＞[q+(q2/B+p2)0.5]/BB＝10b/10其中，b(dB/ Hz)代表激光束源噪聲的目標(biāo)值，將對(duì)其設(shè)定適當(dāng)值。p(A/ Hz)表示連接至激光束接收器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器的放大器噪聲(包括熱噪聲)的輸入轉(zhuǎn)換噪聲電流，且為已知值。q具有得自表達(dá)式3的一個(gè)常值。當(dāng)表達(dá)式6右側(cè)用這些值替代時(shí)，表達(dá)式產(chǎn)生一個(gè)對(duì)激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i的限定值。設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)或電路，使得激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i超過(guò)此限制值。例如，選擇激光二極管驅(qū)動(dòng)電流，使得激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i的值總是超過(guò)此限制值。
然后，表達(dá)式6左側(cè)中的i用表達(dá)式1替換，獲得耦合效率y，該耦合效率由以下表達(dá)式給出。
y＞[q+(q2/B+p2)0.5]/(x×α×B)通常，用于激光束源監(jiān)測(cè)的來(lái)自激光束源的光束輸出量x(W)、以及激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光電轉(zhuǎn)換效率α(A/W)是已知值。通過(guò)將激光束源噪聲的目標(biāo)值b(dB/ Hz)設(shè)定為一適當(dāng)值，可以獲得表達(dá)式7右側(cè)的值，即耦合效率y的限制值。進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或電路設(shè)計(jì)，使得耦合效率y總是超過(guò)此限制值。例如，在偏振光束分束器的半透明反射鏡中，來(lái)自激光二極管的透射束和偏振束的比率如此選擇。
通過(guò)以上例子，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)增加激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i或耦合效率y高于預(yù)定的限制值，激光束源噪聲z大于與電路相關(guān)的噪聲n。于是，通過(guò)來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器17的輸出信號(hào)與來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器18的輸出信號(hào)之間的消除運(yùn)算，激光束源噪聲的降低大于與電路相關(guān)的噪聲的增加，導(dǎo)致噪聲的降低。
根據(jù)本發(fā)明的光盤(pán)裝置，通過(guò)增加激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i高于預(yù)定的限制值，激光束源噪聲z大于與電路相關(guān)的噪聲n。于是，通過(guò)來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的輸出信號(hào)與來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)之間的消除運(yùn)算，激光束源噪聲的降低大于與電路相關(guān)的噪聲的增加，導(dǎo)致噪聲的降低。
根據(jù)本發(fā)明的光盤(pán)裝置，通過(guò)增加耦合效率y高于預(yù)定的限制值，激光束源噪聲z大于與電路相關(guān)的噪聲n。于是，通過(guò)來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的輸出信號(hào)與來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)之間的消除運(yùn)算，激光束源噪聲的降低大于與電路相關(guān)的噪聲的增加，導(dǎo)致噪聲的降低。
通過(guò)參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于這些確切的實(shí)施例，并且在不背離如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精髓和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)其作各種改變和修飾。
權(quán)利要求
1.一種光盤(pán)裝置包括輸出激光束的激光束源；重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器，它從光盤(pán)接收信號(hào)光束，并產(chǎn)生重現(xiàn)信號(hào)；激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，它檢測(cè)來(lái)自激光束源的激光束；以及光束分束器，它將來(lái)自激光束源的激光束分成至重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的光束和至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光束；來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)被用于通過(guò)噪聲消除計(jì)算來(lái)去除來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲，其中激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流被設(shè)置，使得激光束源引起的激光束源噪聲大于包括激光束接收器的電路引起的與電路有關(guān)的噪聲。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤(pán)裝置，其中激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流i滿足以下數(shù)學(xué)表達(dá)式i＞[q+(q2/B+p2)0.5]/BB＝10b/10其中，b(dB/ Hz)代表激光束源噪聲目標(biāo)值的噪聲的相對(duì)強(qiáng)度，p(A/ Hz)代表連接至激光束接收器的電流-電壓轉(zhuǎn)換器和放大器的放大器噪聲(包括熱噪聲)的輸入轉(zhuǎn)換噪聲電流，且q＝1.6×10-19。
3.一種光盤(pán)裝置包括輸出激光束的激光束源；重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器，它從光盤(pán)接收信號(hào)光束，并產(chǎn)生重現(xiàn)信號(hào)；激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，它檢測(cè)來(lái)自激光束源的激光束；以及光束分束器，它將來(lái)自激光束源的激光束分成至重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的光束和至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光束；來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)被用于通過(guò)噪聲消除計(jì)算來(lái)去除來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲，其中光束分束器將來(lái)自激光束源的光束分開(kāi)，并以預(yù)定的耦合效率發(fā)送所分開(kāi)的光束至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器，使得激光束源導(dǎo)致的激光束源噪聲大于包括激光束接收器的電路導(dǎo)致的與電路相關(guān)的噪聲。
4.如權(quán)利要求3所述的光盤(pán)裝置，其中耦合效率y滿足以下數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)＞[q+(q2/B+p2)0.5]/(x×α×B)其中，x代表來(lái)自激光束源的光束輸出的量(W)，y代表被激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器接收的激光束與來(lái)自激光束源的激光束的總量的比，即，耦合效率，α代表激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光電轉(zhuǎn)換效率(A/W)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是去除光盤(pán)裝置中的激光束源噪聲。光盤(pán)裝置包括:輸出激光束的激光束源;重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器,它從光盤(pán)接收信號(hào)光束,并產(chǎn)生重現(xiàn)信號(hào);激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器,它檢測(cè)來(lái)自激光束源的激光束;以及光束分束器,它將來(lái)自激光束源的激光束分成至重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的光束和至激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的光束;來(lái)自激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出信號(hào)被用于通過(guò)噪聲消除計(jì)算來(lái)去除來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)激光束接收器的重現(xiàn)信號(hào)中包括的噪聲。在光盤(pán)裝置的結(jié)構(gòu)中,激光束源監(jiān)測(cè)激光束接收器的輸出電流被設(shè)置,使得激光束源引起的激光束源噪聲大于包括激光束接收器的電路引起的與電路有關(guān)的噪聲。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1387185SQ0212041
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者長(zhǎng)良徹, 木村基 申請(qǐng)人:索尼公司