KR0165597B1 - 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 디스크 재생시스템에 관한 것으로, 특히 1빔 방식과 3빔 방식으로 얻어지는 트랙킹 에러로부터 디스크의 틸트(Tilt)를 검출하여 디스크 틸트에 의한 트랙킹 서보의 직류 오프셋(offset)을 제어하여 재생신호의 품질을 향상시키도록 한 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 1빔 방식의 트랙킹 에러와 3빔 방식의 트랙킹 에러로부터 레이저 광의 비대칭 분포로 인해 발생되는 직류 오프셋으로 디스크 틸트를 검출하므로서 정확한 디스크 틸트 검출이 가능하고, 디스크 틸트 검출을 픽업 모듈에 장착된 디스크 틸트 검출기 대신 신호처리부에서 트랙킹 에러를 검출할 때 같이 검출하므로서 픽업 모듈도 간소화 시킬수 있다.

Description

광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출 장치
제1도는 종래 광 디스크 재생시스템의 블록 구성도.
제2도는 제1도의 광픽업부의 광검출기 배열도.
제3도는 제1도의 신호 처리부 상세 구성도.
제4도는 제1도의 디스크 틸트 검출부 상세 구성도.
제5도는 본 발명 광 디스크 재생 시스템의 디스크 틸트 검출 장치 블록 구성도.
제6도는 제5도의 신호처리 및 디스크 틸트 검출부 제1실시예도.
제7도는 제5도의 신호처리 및 디스크 틸트 검출부 제2실시예도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
9 : 디스크 틸트 제어부 10 : 신호처리 및 디스크 틸트 검출부
본 발명은 광 디스크 재생시스템에 관한 것으로, 특히 1빔 방식의 트랙킹 에러와 3빔 방식의 트랙킹 에러로부터 디스크의 틸트(Tilt)를 검출하여 디스크 틸트에 의한 트랙킹 서보의 직류 오프셋(offset)을 제어하여 재생신호의 품질을 향상시키도록 한 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출 장치에 관한 것이다.
통상, 광 디스크는 나선형의 트랙위에 정보신호를 기록하며, 광 디스크에서 기록된 정보 신호를 재생하기 위하여 광 픽업으로 신호 트랙위에 레이저광을 집속하여 반사되는 광을 전기신호로 변환하여 재생을 하게 된다.
광 디스크 재생시스템에서는 디스크의 신호를 기록한 면에 광을 접속하기 위한 포커스 서보, 재생하고자 하는 신호 트랙의 중심에 집광되는 빔을 위치시키도록 하는 트랙킹 서보, 일정한 속도로 디스크에 기록된 정보 신호를 읽어 들이기 위한 스핀들 서보, 디스크와 광픽업의 평행을 유지하기 위한 디스크 틸트 서보가 필요하다.
상기와 같은 포커스 서보, 트랙킹 서보, 스핀들 서보, 디스크 틸트 서보를 행하여 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 종래의 광 디스크 재생 시스템은 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와 같다.
이에 도시된 바와 같이, 디스크(1)에 기록된 정보 신호를 재생하기 위해 디스크(1)에 광을 투사하고 그 반사되는 광을 전기적인 신호로 변환하기 위한 광 픽업(21)과 디스크 틸트를 검출하는 디스크 틸트 검출부(22)와 디스크 틸트 제어를 위한 픽업 틸트 구동기(23)로 이루어진 픽업 모듈(20)과, 상기 픽업 모듈(20)에 의해 전기적으로 변환된 신호를 처리하여 정보 신호(RF)와 포커스 에러신호(ef) 및 트랙킹 에러 신호(e3(△t))를 발생하는 신호 처리부(4)와, 상기 신호 처리부(3)에서 얻어지는 정보 신호(RF)를 처리하여 재생신호를 출력함과 아울러 스핀들 모터 제어 신호(ed)를 발생하는 정보 신호 처리부(4)와, 상기 신호 처리부(3)에서 얻어지는 포커스0 에러 신호(ef)에 따라 상기 픽업 모듈(2)을 제어하여 포커스 서보를 행하는 포커스 서보 제어부(5)와, 상기 신호 처리부(3)에서 얻어지는 트랙킹 에러 신호(e3(△t))에 따라 상기 픽업 모듈(2)을 제어하여 트랙킹 서보를 행하는 트랙킹 서보 제어부(6)와, 상기 정보 신호 처리부(4)에서 얻어지는 스핀들 모터 제어 신호(ed)에 따라 스핀들 모터 구동신호를 발생하는 스핀들 모터 구동부(7)와, 상기 스핀들 모터 구동부(7)에서 출력되는 스핀들 모터 구동신호에 따라 상기 디스크(1)를 회전시키는 디스크 구동부(8)와, 상기 픽업 모듈(20)내의 디스크 틸트 검출부(22)로부터 얻어지는 디스크 틸트(et)에 따라 픽업 틸트 구동기(23)를 제어하여 디스크와 픽업이 평행하도록 하는 디스크 틸트 서보 제어부(9)로 구성되었다.
이와같이 구성된 종래 광 디스크 재생 시스템의 동작을 첨부한 도면 제1도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 디스크(1)에 기록된 데이터를 재생하기 위해 스핀들 모터 구동부(7)는 초기 구동값으로 디스크 구동부(8)를 구동 시키게 되고, 이에 따라 디스크 구동부(8)는 디스크(1)를 초기 구동값에 대응되도록 회전을 시키게 된다.
아울러 포커스 서보 제어부(5)와 트랙킹 서보 제어부(6) 및 디스크 틸트 서보 제어부(9)도 초기값으로 픽업 모듈(20)을 구동 시키게 된다.
그리하면 픽업 모듈(20)은 광 픽업(21)내의 발광 다이오드를 이용하여 디스크(1)에 광을 투사하게 되고, 디스크(1)로부터 반사되는 광을 수광 다이오드로 수광하여 전기적인 신호로 변환하여 신호 처리부(3)에 입력 시키게 된다.
즉, 광 픽업(21)내의 수광 다이오드(광검출기)는 제2도에 도시된 바와같이 제1 내지 제6 수광 다이오드(A-F)로 반사되는 광을 수광한 후 전기적인 신호(a-f)로 변환하여 신호 처리부(3)에 입력 시키게 된다.
아울러 디스크 틸트 검출부(22)는 제4도에 도시된 바와 같이 발광 다이오드(22a)로 디스크(1)에 광을 투사한 후 제1 및 제2 수광 다이오드(22b)(22c)로 반사되는 광량을 검출하여 전기적인 디스크 틸트 신호(et1)(et2)로 변환을 하게 된다.
그리고 그 변환된 디스크 틸트 신호(et1)(et2)를 차동증폭기(22d)로 차동증폭시켜 디스크 틸트 신호(et)로 디스크 틸트 서보 제어부(9)에 입력 시키게 된다.
이때, 디스크의 틸트가 없을 경우에는 상기한 두 디스크 틸트 신호(et1)(et2)가 동일하게 되어 디스크 틸트 서보 제어부(9)에 입력되는 디스크 틸트 신호(et)는 0이 되고, 이와는 달리 디스크에 틸트가 발생하게 되면 제1 및 제2 수광 다이오드(22b)(22c)로 수광한 광량이 달라져서 상기한 두 디스크 틸트 신호(et1)(et2)도 달라지게 되고, 이에 따라 차동증폭기(22d)의 출력도 디스크 틸트에 비례하는 디스크 틸트 신호(et)가 출력되어 디스크 틸트 서보 제어부(9)에 입력하게 된다.
한편, 신호 처리부(3)는 입력되는 전기적인 신호(a-f)를 제3도에 도시된 바와 같은 제1 내지 제3 차동증폭기(3a-3c)로 선택적인 차동증폭을 하여 정보 신호(RF)와 포커스 에러 신호(ef) 및 트랙킹 에러 신호(e3(△t))를 산출하게 된다.
즉, 제1 차동증폭기(3a)로 입력되는 전기신호중 서브 빔을 수광하여 전기적인 신호로 변환된 e신호와 f신호와의 차신호(e-f)를 증폭하여 트랙킹 에러 신호(e3(△t))를 산출하여 트랙킹 서보 제어부(6)에 입력 시키게 된다.
아울러 제2차동증폭기(3b)로 입력되는 전기적인 신호중 메인 빔을 수광하여 전기적인 신호로 변환된 a-d신호를 가산(a+b+c+d)한후 그 결과값을 증폭하여 재생 정보 신호(RF)로 정보 신호 처리부(4)에 입력 시키게 된다.
그리고 제3차동증폭기(3c)로 입력되는 전기적인 신호중 메인 빔을 수광하여 전기적인 신호로 변환된 a-d신호를 가산(a-b+c-d)한후 그 결과값을 증폭하여 포커스 에러 신호(ef)로 포커스 서보 제어부(5)에 입력 시키게 된다.
그리하면 포커스 서보 제어부(5)는 입력되는 포커스 에러 신호(ef)에 따라 픽업 모듈(2)을 제어하여 포커스 서보를 행하게 되고, 트랙킹 서보 제어부(6)도 입력되는 트랙킹 에러 신호(e3(△t))에 따라 상기한 픽업 모듈(2)을 제어하여 트랙킹 에러를 보상하게 된다.
한편, 정보 신호 처리부(4)는 입력되는 정보 신호(RF)를 처리하여 재생된 신호로 출력 시킴과 아울러 스핀들 모터 제어 신호(ed)를 산출하여 스핀들 모터 구동부(7)에 입력 시키게 된다.
이에 따라 스핀들 모터 구동부(7)는 입력되는 스핀들 모터 제어 신호(ed)에 따라 스핀들 모터 구동신호를 출력하여 디스크 구동부(8)에 입력 시키게 되고, 디스크 구동부(8)는 스핀들 모터 구동신호에 대응되도록 구동하여 디스크(1)를 회전 시키게 된다.
또한, 디스크 틸트 서보 제어부(9)도 입력되는 디스크 틸트 신호(ef)에 따라 픽업 틸트 구동기(23)를 구동시켜 광 픽업(21)과 디스크(1)가 평행이 되도록 제어하게 된다.
그러나 이러한 종래의 광 디스크 재생 시스템은 픽업 모듈에 장착되는 디스크 틸트 검출기 위치와 레이저 광을 집광하는 대물렌즈가 이격되어 있어 픽업으로 재생하는 신호의 위치와 디스크 틸트 검출기가 검출하는 위치가 이격되어 있으므로 정확한 디스크 틸트 신호를 검출하기가 불가능한 문제점이 있었다.
여기서 디스크의 틸트가 발생하게 되면 광학계에 코마 수차가 발생하게 되고, 이로인해 디스크 신호 트랙 위에 집광한 빔의 광 분포가 달라져 광분포가 비대칭되며, 이러한 광분포의 비대칭으로 인해 트랙킹 에러가 영향을 받아 디스크 틸트에 비례하는 직류(DC) 오프셋이 발생하게 되므로 정확한 트랙킹이 구현되지 못하게 된다.
또한, 픽업 모듈에 디스크 틸트 검출기가 장착되어 있어 상대적으로 픽업 모듈이 비대해지는 문제점도 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 1빔 방식과 3빔 방식에 의해 얻어지는 트랙킹 에러로부터 디스크의 틸트(Tilt)를 검출하여 디스크 틸트에 의한 트랙킹 서보의 직류 오프셋(offset)을 제어하여 재생신호의 품질을 향상시키도록 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출 장치를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은 광픽업 모듈로부터 얻어지는 전기적인 신호로부터 재생 및 포커스 에러 신호와 3빔 및 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호를 발생하고 상기 3빔 및 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호로부터 디스크 틸트를 검출하는 신호처리 및 디스크 틸트 검출수단과, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출수단에서 얻어지는 디스크 틸트 신호에 따라 상기 픽업 모듈내의 픽업 틸트 구동기를 제어하여 광픽업과 디스크가 평행하도록 하는 디스크 틸트 서보 제어수단으로 이루어 진다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제5도는 본 발명에 의한 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출장치 구성도로써, 도시된 바와 같이 디스크(1)에 기록된 정보 신호를 재생하기 위해 디스크(1)에 광을 투사하고 그 반사되는 광을 전기적인 신호로 변환하는 픽업부(31)과 디스크 틸트를 보정하기 위한 픽업 틸트 구동기(32)로 이루어진 픽업 모듈(30)과, 상기 픽업 모듈(30)로부터 얻어지는 전기적인 신호로부터 재생 및 포커스 에러 신호(RF)(ef)와 트랙킹 에러 신호(e3(△t))를 발생하고 상기 전기적인 신호로부터 디스크 틸트 신호(et(△T))를 검출하는 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)와, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)에서 얻어지는 정보 신호(RF)를 처리하여 재생신호로 출력함과 아울러 스핀들 모터 제어 신호(ed)를 발생하는 정보 신호 처리부(4)와, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)에서 얻어지는 포커스 에러 신호(ef)에 따라 상기 픽업 모듈(30)을 제어하여 포커스 서보를 행하는 포커스 서보 제어부(5)와, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)에서 얻어지는 트랙킹 에러 신호(e(△3))에 따라 상기 픽업 모듈(30)을 제어하여 트랙킹 서보를 행하는 트랙킹 서보 제어부(6)와, 상기 정보 신호 처리부(4)에서 얻어지는 스핀들 모터 제어 신호(ed)에 따라 스핀들 모터 구동신호를 발생하는 스핀들 모터 구동부(7)와, 상기 스핀들 모터 구동부(7)에서 출력되는 스핀들 모터 구동신호에 따라 상기 디스크(1)를 회전시키는 디스크 구동부(8)와, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)에서 얻어지는 디스크 틸트 신호(et(△T))에 따라 상기 픽업 모듈(30)내의 픽업 틸트 구동기(32)를 구동하여 디스크와 픽업이 평행 하도록 하는 디스크 틸트 서보 제어부(9)로 구성되었다.
이와같이 구성된 본 발명에 의한 광 디스크 재생 시스템의 디스크 틸트 검출 장치의 작용 및 효과를 첨부한 도면 제5도 내지 제7도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 디스크(1)에 기록된 신호를 재생하기 위해 스핀들 서보 구동부(7)는 초기 스핀들 모터 구동신호를 출력시키게 되고, 그 출력에 의해 디크스 구동부(8)는 디스크(1)를 회전 시키게 된다.
아울러 픽업 모듈(30)은 발광 다이오드(레이저 다이오드)로 디스크(1)의 신호 트택을 횡단하면서 신호 트랙에 광을 투사하게 되고, 수광 다이오드(광검출 다이오드)로 반사광을 수광한 후 제2도에 도시된 바와 같이 전기적인 신호(a-f)로 변환하여 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)에 입력 시키게 된다.
이에 따라 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)는 입력되는 전기적인 신호를 처리하여 재생 정보 신호(RF)와 포커스 에러 신호(ef) 및 트랙킹 에러 신호(e(△t))를 발생함과 아울러 디스크 틸트 신호(et(△T))를 검출하게 된다.
상기한 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
트랙킹 에러를 검출하는 방법으로는 3빔 방식과 1빔 방식의 푸쉬풀 방식을 적용되며, 여기서 3빔 방식과 1빔 방식은 디스크 틸트에 따른 영향이 상호 다르게 되어 두 방식에서의 직류 오프셋(DC OFFSET)이 다르다.
따라서 디스크(1)에 집광되는 레이저 광 중심이 신호 트랙의 중심으로부터 벗어난 거리를 디트랙킹(Detracking : △t)이라 하고, 디스크의 기울어진 정도의 틸트를 △T라고 하면, 1빔 방식의 푸쉬풀 방식에서의 검출되는 신호는,
Ep(△t,△T) = Ap* e(△t) + Kp* et(△T) ----------식(1)
이 되고,
3빔 방식에서의 검출되는 신호는,
E3(△t,△T) = A3* e(△t) + K3* et(△T) ----------식(2)
가 된다.
여기서 Ap, Kp, A3, K3는 상수이고, e(△T)는 트랙 간격 Tp의 주기 함수로서 정현파 함수로 근시할 수 있으며 n이 정수라면,
e(△T) = e(△t + n * Tp) = sin(2π/Tp* △t) ----------식(3)
이다. 또한, 디스크 틸트 신호 et(△T)는 디스크 틸트 △T에 비례하여 k가 상수라면,
et(△T) = k * △T ----------식(4)
가 된다.
상기한 식(1)과 식(2)로부터 디스크의 반경 방향의 디스크의 틸트 신호인,
et(△T) = Ap/(Ap* k3- A3* kp) * ( E3(△t,△T) - A3/Ap* Ep(△t,△T)) ----------식(5)
를 얻을 수 있다.
위의 식에서 Ap* k3와 A3* kp가 같을 경우는 1빔 방식과 3빔 방식에서의 틸트 감도가 똑같은 경우이며 이때에는 상기한 방법을 채용할 수 없다.
이러한 방법을 적용하여 디스크 틸트에 따른 디스크 틸트 신호의 검출 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제6도에 도시된 바와같이 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)는 제1차동증폭기(10a)로 입력되는 전기적인 신호(a-f)중 e신호와 f신호의 차신호(e-f)를 증폭하여 3빔 방식의 트랙킹 에러 신호[(e3(△t,△T)) = (e3(△t))]를 발생하게 되며, 제2차동증폭기(10b)도 입력되는 전기적인 신호중 a,b,c,d 신호를 가산(a-b-c+d)한후 그 결과값을 증폭하여 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호(ep(△t,△T))를 발생하게 된다.
그리한 후 제3차동증폭기(10c)에서 제1차동증폭기(10a)에서 발생되는 3빔 방식의 트랙킹 에러 신호(e3(△t,△T)는 저항(R1)을 통해 반전단자(-)로 입력받고, 제2차동증폭기(10b)에서 얻어지는 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호(ep(△t,△T))는 분압저항(R3)(R4)을 통해 비반전단자(+)로 입력받아 차동증폭을 하여 디스크 틸트 신호(et(△T)를 산출하여 디스크 틸트 서보 제어부(9)에 입력 시키게 된다.
여기서 1빔 방식과 3빔 방식으로 검출한 신호에서 트랙킹 에러의 검출감도의 극성, 즉 전술한 식(1)과 식(2)에서의 Ap와 A3의 부호가 같으면, 제6도에서와 같이 저항 R1 - R4를 써서,
(R3 + R4)/(R1 + R2) * R2/R4 = AP/A3----------식(6)
이 되게 하여 디스크 틸트 신호(et(△T))를 얻도록 한다.
이와는 달리 1빔 방식과 3빔 방식으로 검출한 신호의 트랙킹 에러의 검출감도의 극성, 즉 전술한 식(1)과 식(2)에서의 AP와 A3의 부호가 다르면, 제7도에 도시된 바와 같이 제1차동증폭기(10a)와 제2차동증폭기(10b)에서 각각 얻어지는 신호를 저항(R1)과 저항(R3)을 통하도록 하여,
R3 / R1 = -kp/k3-----------식(7)
이 만족되도록 하여 디스크 틸트 신호(et(△T))를 얻도록 한다.
아울러 제6도에 도시된 바와 같이 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)는 제4차동증폭기(10d)로 종래와 같이 입력되는 전기신호중 a,b,c,d신호를 차동증폭(a+b+c+d)하여 재생 정보 신호(RF)를 발생하여 정보 신호 처리부(4)에 입력시키게 되며, 제5차동증폭기(9e)도 입력되는 전기적인 신호증 a,b,c,d신호를 차동증폭(a-b+c-d)하여 포커스 에러 신호(ef)를 발생하여 포커스 서보 제어부(5)에 입력 시키게 된다.
이에 따라 포커스 서보 제어부(5)는 입력되는 포커스 에러 신호(ef)에 따라 픽업 모듈(30)을 제어하여 집속되는 광이 신호 트랙의 중심에 위치하도록 포커스 서보를 행하게 된다.
아울러 정보 신호 처리부(4)는 입력되는 재생 정보 신호(RF)를 처리하여 재생 신호로 출력시킴과 아울러 스핀들 모터 제어 신호(ed)를 발생하여 스핀들 모터 구동부(7)에 입력 시키게 된다.
그리하면 스핀들 모터 구동부(7)는 입력되는 스핀들 모터 에러 신호에 따라 스핀들 모터 구동신호를 출력시키게 되고, 그 출력으로 디스크 구동부(8)는 디스크(1)를 회전 시키게 되는 것이다.
아울러 트랙킹 서보 제어부(6)도 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출부(10)내의 제1차동증폭기(10a)에서 얻어지는 3빔 방식의 트랙킹 에러 신호[(e3(△t, △T)) = (e3(△t))]에 따라 상기한 픽업 모듈(30)을 제어하여 트랙킹 서보를 행하게 된다.
그리고 디스크 틸트 서보 제어부(9)는 전술한 바와 같이 트랙킹 에러 검출 감도의 극성에 따른 디스크 틸트 신호(et(△T))로 상기한 픽업 모듈(30)내의 픽업 틸트 구동기(32)를 제어하여 디스크와 픽업이 평행이 되도록 디스크 틸트 서보를 행하게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 1빔 방식과 3빔 방식의 트랙킹 에러로부터 레이저 광의 비대칭 분포로 발생하는 직류 오프셋의 차로서 디스크의 틸트를 검출하므로서 정확한 디스크 틸트의 검출이 가능한 효과가 있으며, 디스크 틸트 검출부를 종래와 같이 픽업 모듈에 장착하지 않고 신호 처리부에서 트래킹 에러 신호를 산출할 때 이를 이용함으로써 픽업 모듈을 간소화 시킬수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 픽업 모듈로부터 적어도 2개 이상의 서로 다른 방식의 트랙킹 에러 신호를 발생하고 상기 적어도 2개 이상의 서로 다른 방식의 트랙킹 에러 신호로부터 디스크 틸트를 검출하는 신호처리 및 디스크 틸트 검출수단과, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출수단에서 얻어지는 디스크 틸트 신호에 따라 상기 픽업 모듈내의 픽업 틸트 구동기를 제어하여 픽업과 디스크가 평행하도록 디스크 틸트 서보를 행하는 디스크 틸트 서보 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트랙킹 에러 신호는 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호와, 3빔 방식의 트랙킹 에러 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호처리 및 디스크 틸트 검출수단은 1빔 방식의 트랙킹 에러 신호와 3빔 방식의 트랙킹 에러 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생시스템의 디스크 틸트 검출장치.
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