KR0176600B1 - 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어/판독 신호 검출장치 및 트랙킹 에러 신호 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티빔 광디스크 플레이어의 포커스에러신호, 트랙킹 에러신호 및 RF신호를 검출하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어 및 판독 신호 검출장치 및 트랙킹 에러신호 검출방법에 관한 것이다.

복수의 광빔을 조사하고 픽업하는 광학계, 픽업된 광빔들을 각각 수광하는 광검출기는 각각 4분할된 광수용영역으로 배치 구성되고, 이 4분할 배치된 두 개의 광검출기를 선택하여 광검출기를 이분할하는 두 개의 광수용요소의 출력신호를 연산하여 트랙킹 에러신호를 발생하고, 4분할 배치된 적어도 하나의 광검출기의 출력신호를 연산하여 포커스에러신호를 발생하며, 광검출기 각각의 출력신호로부터 RF신호를 발생함으로써, 4분할된 RF검출용 광검출기로부터 포커스에러신호 및 트랙킹 에러신호를 검출하기 때문에 광학계의 구성이 간단함과 동시에 에러신호 및 RF신호의 레벨이 각각 균일하게 검출되어 복수의 트랙에 대해 정확한 제어 및 판독이 실행된다.

Description

멀티빔 광디스크 플레이어의 제어/판독 신호 검출장치 및 트랙킹 에러 신호 검출 방법

제1도 내지 제2도는 푸시풀방식의 트랙킹제어를 설명하기 위한 설명도.

제3도 내지 제5도는 4분할 포토다이오드에서의 포커스에러신호를 발생시키는 방법을 설명하기 위한 설명도.

제6도는 멀티빔 푸시풀방법의 트랙킹에러 검출회로.

제7도 내지 제8도는 종래의 트랙킹에러 검출장치의 구성을 도시한 구성도.

제9도는 본 발명에 따른 광학계의 구조를 도시한 배치 구성도.

제10도는 제9도의 광검출부에 입사되는 복수의 광빔의 경로를 설명하기 위한 설명도.

제11도는 제9도의 광검출부로부터 제어 및 판독신호 검출방법을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,21,44 : 광디스크 2 : 홈

3,25 : 대물렌즈 4,8 : 포토다이오드

5,9 : 차동증폭기 7,31,46 : 실린드리컬 렌즈

22,40 : 레이저어레이 23,41 : 콜리메이팅 렌즈

24,26,42 : 빔-스플릿터 37 : 스위치

본 발명은 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어/판독 신호 검출장치 및 트랙킹에러신호 검출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포커스에러신호, 트랙킹 에러신호 및 RF신호를 검출하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어/판독 신호 검출장치 및 트랙킹 에러신호 검출방법에 관한 것이다.

광디스크 플레이어에서, 광디스크가 회전되는 동안 디스크의 레디얼(radial) 방향에서 광학헤드가 이동함으로써, 광빔스폿이 광디스크 위의 트랙을 추종하게 된다. 트랙을 광빔에 의해 정확하게 추종하기 위해서 포커스제어 및 트랙킹 제어등이 수행된다.

트랙킹제어는 다양한 방법으로 수행되고, 통상적인 푸시풀 방식을 설명한다.

제1도는 도시된 바와 같이, 광디스크(1) 표면상에 형성된 홈(2)과, 대물렌즈(3)에 의해 광디스크(1)의 표면 위에 광스폿이 투사되는 것을 나타낸다. 광디스크(1)에 의해 반사된 광의 광도분포가 P에 의해 도시된다.

제2도는 트랙킹에러 검출회로를 보여주고, 여기에서 두 개의 요소(4a,4b)를 갖는 이분할 포토다이오드(4)로부터 출력신호가 차동증폭기(5)에 인가되면 트랙킹 에러신호(T)가 생성된다.

이분할된 포토다이오드(4)의 두 요소(4a,4b) 위에 광디스크(1)로부터 반사된 광빔의 스폿(s)이 형성된다. 제1도(b)는 트랙킹이 정확하게 된 것을 보여주고, 두 요소(4a,4b)의 각각 위에 형성된 광빔의 광도가 각각 동일하다. 따라서, 차동증폭기(5)에 의해 발생되는 트랙킹 에러신호(T)는 영이 된다.

제1도 (a) 및 (c)는 트랙킹이 정확하게 되지 않은 경우를 보여준다. 즉, 광빔스폿의 중심이 홈(2)의 중심에 대해 벗어난 상태이다. 이 경우에 광디스크(1)로부터 반사되어 두 요소(4a,4b) 위에 입사된 광의 광도는 서로 같지 않다. 그러므로, 차동증폭기(5)는 양, 또는 음의 극성을 갖는 트랙킹 에러신호(T)를 발생하고, 여기서 얻은 트랙킹 에러신호가 트랙킹 제어를 수행하는데 이용된다.

포커스제어도 다양한 방법으로 수행된다.

제3도는 광디스크(1)에 의해 반사된 광이 집속렌즈(6)와 실린더렌즈(7)에 의해 광검출기(8) 위에 형성되는 것을 보여준다. 제4도는 이 광검출기(8)가 4개의 광수용요소(8a,8b,8c,8d)로 된 것을 보여준다. 4개의 요소(8a,8b,8c,8d) 각각의 출력신호가 가산기에 의해 더해진 후, 차동증폭기(9)에 공급되어 포커스에러신호를 생성한다.

광디스크가 포커스 위치에 정확히 있을 때는 광디스크에 의해 반사된 광빔이 광검출기(8)의 광수용요소(8a,8b,8c,8d) 위에 원형광빔을 형성하여, 포커스에러신호는 영이 된다(제5도(b) 참조). 그러나, 광디스크가 포커스위치를 벗어나게 되면, 제5도(a) 및 (c)에 도시된 형상을 갖는 반사된 광빔스폿이 광수용요소 위에 형성되고, 그에 따라 극성이 양 또는 음인 포커스에러신호가 발생된다.

이러한 포커스에러신호로부터 자동포커스제어계에 의해 대물렌즈는 정확한 포커스 상태를 얻도록 이동된다.

멀티빔 광디스크장치에서는 데이터 전송속도를 향상시키기 위하여 복수의 광빔이 단일 광학헤드에서 동시에 출사되어, 복수의 트랙이 동시에 기록 및/또는 재생된다. 이와 같은 장치에서도 위에서 설명된 유사방법에 의해서 포커스에러신호 및 트랙킹 에러신호를 생성하는 것이 가능하다. 즉, 제6도에 도시된 것처럼 이분할 포토다이오드(4)에서 4개의 광스폿 모두를 검출하여 차동증폭기(5)에서 에러신호를 생성할 수 있다.

하지만, 복수의 광스폿 모두에 대해 트랙킹 에러신호를 검출하는 푸시풀방법은 디스크의 경사등으로 야기되는 오프셋전압이 단일 광빔에 의해 얻어진 오프셋 전압에 대해 n배 증가되어 정확한 트랙킹제어에 곤란이 따른다. 여기서 n은 동시에 사용되는 광빔의 수이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 멀티빔 광디스크의 트랙킹 에러신호 검출신호가 미국특허번호 제5,210,730에 공개되어 있다. 이 트랙킹 에러신호 검출장치를 제7도 내지 제8도에 도시하였다.

제7도에 도시된 참조번호에서, 22는 레이저어레이, 23은 콜리메이팅 렌즈, 24 및 26은 빔-스플릿터, 25는 대물렌즈, 27,29,30 및 33은 집속렌즈, 31은 실린더렌즈, 32 및 34는 광검출기이다.

도시된 바와 같이, 광디스크로부터 반사된 광빔의 광로상에 핀홀(28)을 설치하여 복수의 광빔에서 하나를 선택하여, 이 핀홀을 통과한 하나의 광빔스폿을 광검출기(32)에서 검출하고, 빔-스플릿터(26)에서 반사된 복수의 광빔 모두를 집속렌즈(33)로 집속하여 광검출기(34)에서 검출한다.

두 개의 광검출기(32,34)에서 검출된 신호로부터 포커스 및 트랙킹 에러신호를 생성하는 방법이 제8도에 도시된다.

4개의 광스폿(A,B,C,D)에서 선택된 하나의 광스폿(B)에 대해 포커스에러신호를 생성하는 방법은 제4도에서와 같고, 제1트랙킹 에러신호(T1)는 광스폿을 이분할하는 영역에 해당하는 두 개의 요소를 각각 합(35c,35d)하고, 그 차신호(36b)에 의해 발생된다.

제2트랙킹 에러신호(T2)는 광검출기(34)의 두 요소(34a,34b)의 차신호(36c)에 의해 발생된다. 트랙점프시에는 스위치(37)가 절환되어 제2트랙킹 에러신호가 출력되어 트랙카운트 제어용으로 이용된다.

이와 같은 구성은 복수의 광스폿 전부에 대해 트랙킹 에러신호를 검출하는 광학부품과 하나의 광스폿을 선택하는 광학부품이 각각 구비되어야 하고, 각 광스폿이 담고 있는 데이터 정보에 해당하는 RF신호를 검출하기 위해 추가로 광학수단이 더 구비되어야 한다. 즉, 트랙킹 에러신호 검출을 위하여 빔-스플리터(beam-splitter), 집속렌즈, 이분할 포토다이오드등이 추가로 필요하다. 결과적으로, 광디스크 플레이어의 구성부품수가 증가됨에 따라 광학계의 배치구성의 난이도가 증가된다.

또한 2분할 광검출기와 4분할 광검출기를 함께 사용하기 때문에 검출되는 신호의 정밀도가 부품자체의 특성 오차에 의해 저감된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로서, RF신호를 검출하는 광검출기로부터 포커스에러신호 및 트랙에러신호를 동시에 검출하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어/판독 신호 검출장치와 트랙킹 에러신호 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광디스크 플레이어의 제어 및 판독 신호검출장치는 복수의 광빔을 광디스크에 동시에 조사하고, 상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔들을 픽업하는 광학계; 픽업된 상기 광빔들을 각각 수광하는 광검출기를 구비하고, 상기 광검출기들 각각은 4분할된 4개의 광수용영역으로 구성된 광검출부; 상기 광검출기들 중 두 개의 광검출기들을 선택하여, 각각의 2개의 광수용요소에서 출력된 신호를 연산하여 트랙킹 에러신호를 발생하는 트랙킹 에러신호 검출수단; 상기 광검출기중 적어도 하나의 광검출기의 출력신호를 연산하여 포커스에러신호를 발생하는 포커스에러신호 검출수단; 상기 광검출기 각각의 출력신호로부터 RF신호를 발생하는 RF신호 검출수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 상기의 목적을 달성하기 위한 멀티빔 광디스크 플레이어의 트랙킹 에러신호 검출방법은 복수의 광빔을 광디스크에 동시에 조사하고, 상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔들을 각각 수광하는 광검출기를 구비하고, 상기 광검출기들 각각은 4분할된 4개의 광수용영역으로 구성된 광검출부를 갖는 멀티빔 광디스크 플레이어의 트랙킹 에러신호 검출방법에 있어서, 상기 4분할된 광검출기들 중 두 개의 광검출기를 선택하고, 하나의 광검출기에서는 입사되는 광스폿을 2분할되는 2개의 광수용요소의 출력신호를 가산하고, 나머지 하나의 광검출기는 입사되는 광스폿을 2분할하는 광수용요소중 상기 2개의 광수용요소와 대칭분할관계에 있는 2개의 광수용요소의 출력신호를 가산하는 가산단계; 상기 가산단계에서 가산된 두 개의 출력신호의 감산신호로부터 트랙킹 에러신호를 발생하는 트랙킹 에러신호 검출단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제9도는 본 발명에 따른 제어 및 판독용 신호검출장치에서 광학계의 구조를 도시한 것이다.

도시된 광학계는 광디스크에 입사되는 광경로상에 복수의 광빔을 동시에 출사시키는 레이저어레이(40,laser array), 콜리메이팅 렌즈(41), 빔-스플릿터(42), 대물렌즈(43)가 위치되고, 광디스크로부터 반사된 광은 다시 대물렌즈(43), 빔-스플릿터(42)를 경유하여 집속렌즈(45)와 실린드리컬 렌즈(46)를 통과한다. 설명의 용이성을 위해 광원에서 출사되는 복수의 광빔중 하나의 광빔에 의해 광검출부에 입사되는 광경로를 개략적으로 도시하였고, 복수의 광빔에 대해서 실질적으로 광검출기상에 입사되는 복수의 광빔의 광경로를 제11도에 도시하였다. 참고적으로 실린드리컬 렌즈(46)는 앞서 제3도를 통해 설명된 바와 같이, 포커스에러신호를 검출하기 위하여 채용된 것이다.

이와 같이 가장 간단한 광학계의 구성으로서, 광디스크에 기록된 정보를 판독하면서, 제어에 필요한 포커스에러신호 및 트랙킹 에러신호를 검출하는 방법을 살펴보자.

제11도는 제9도의 광검출부(50)로부터 제어 및 판독 신호검출장치를 보여준다.

설명의 간략성을 위해 복수의 광빔이 3개일 때를 예로 든다.

광검출부(50)는 3개의 광검출기인 포토다이오드(51,52,53)로 구성되고, 각 광검출기는 각각 4분할된 4개의 광수용요소로 되어 있다.

이와 같이 구성된 광검출부(50)의 출력신호를 연산하여 포커스에러신호, 트랙킹 에러신호 및 RF신호를 생성한다.

먼저, 포커스에러신호 검출수단은 3개의 광빔스폿(L,M,N)에서 그 중앙에 형성된 광빔스폿(M)을 수광하는 광검출기(52)의 출력신호를 가산기(64,65)와 차동증폭기(66)에 의해 포커스에러신호(F)를 생성한다.

두 개의 광수용요소(52a,52d)를 가산기(64)에서 합하고, 나머지 두 개의 광수용요소(52b,52c)를 가산기(65)에서 합한다. 차동증폭기(66)에서는 두 개의 가산기(64,65)의 출력신호의 차를 증폭하여 포커스에러신호를 발생한다.

트랙킹에러 검출수단은 두 개의 광검출기에서 출력된 신호를 각각 가산하는 2개의 가산기(62,68)와 이 두 개의 가산기(62,68)의 출력신호를 감산하여 트랙킹 에러신호를 발생시키는 차동증폭기(70)로 구성된다.

여기서 선택된 광검출기(51,53) 각각을 구성하고 있는 4개의 광수용요소에서 광스폿을 이분할 하는 두 개의 광수용요소를 각각 취하고, 각각의 두 개의 광수용요소는 트랙을 벗어나는 경도에 따라 변화되는 광량분포를 검출하는 요소로서 선택된다.

첫번째 광스폿(L)을 이분할 하는 광검출기(51)의 두 개의 광수용요소(51c,51d)의 출력신호를 가산기(62)에서 합하고, 세 번째 광스폿(N)을 이분할하는 광검출기(53)의 두 개의 광수용요소(53c,53d)의 출력신호를 가산기(68)에서 각각 합한다. 이 가산기들(62,68)의 출력신호의 차가 차동증폭기(70)에서 증폭되어 트랙킹 에러신호(T)를 발생한다.

디스크의 광정보를 담고 있는 세 개의 광스폿(L,M,N)에 대한 RF신호(RF1,RF2,RF3)는 세 개의 광스폿을 각각 담당하고 있는 각 광검출기의 출력신호에 해당한다.

따라서 RF신호 검출수단은 각 광검출기(51,52,53)를 구성하는 4개의 광수용요소의 출력신호를 합산함으로써 발생된다.

여기에서 포커스에러신호 생성에 관여하는 광검출기(52)의 검출광스폿(M)은 광축에 가장 근접된 스폿을 이용하는게 바람직하고, 트랙킹 에러신호에 관여하는 두 개의 광스폿은 포커스에러검출에 관여하는 스폿에 앞뒤에 대칭거리에 있는 광스폿을 사용하는게 좋다. 즉, 복수의 멀티빔에 대한 포커스제어를 그 멀티빔의 중심에 위치한 광빔스폿을 이용함으로써, 이 광빔스폿으로부터 최외각에 위치된 광스폿에 대한 광디스크면상에서의 포커스 및 트랙킹 에러오차를 저감시킬 수 있다. 결과적으로 정확한 제어에 필요한 에러신호를 검출할 수 있다.

다음은 트랙킹 에러신호 검출방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따라, 제11도에서와 같이 광검출기들이 배치구성될 때, 트랙킹 에러신호 검출방법은 다음과 같다.

먼저 광검출단계에서는 4분할된 광검출기의 광수용면에 입사된 광스폿의 광량을 각각 검출한다.

가산단계에서는 4분할된 광검출기중 두 개의 광검출기를 선택하고, 두 개의 광검출기중 그 하나의 광검출기에 대해서는 수광되는 광빔스폿을 2분할되는 제1군의 두 개의 광수용요소를 선택하여 각각의 광수용요소로부터 출력되는 신호의 합신호를 구하고, 나머지 하나의 광검출기에 대해서는 수광되는 광빔스폿을 2분할하는 광수용요소 중, 제1군의 광수용요소와 대칭분할관계에 있는 제2군의 두 개의 광수용요소를 선택하여 각각의 광수용요소로부터 출력되는 신호의 합신호를 구한다. 여기서, 제1군의 2개의 광수용요소와 제2군의 2개의 광수용요소의 대칭분할관계란 광스폿이 광디스크상의 트랙의 중심을 벗어날 경우, 앞서 설명된 바와 같이 검출되는 복수의 광스폿 각각의 광량분포를 2분할하는 영역중에서 광량분포를 서로 다르게 결정짓도록 배치된 영역사이의 관계로서, 도시된 제10도를 참조하여 예를 들면, 광검출기 51의 51c 및 51d의 대칭분할관계에 있는 영역은 광검출기 52에서는 52a 및 52b이고, 광검출기 53에서는 53a 및 53b이다.

트랙킹 에러신호 검출단계에서는 두 개의 가산기에서 출력되는 신호의 차신호로부터 트랙킹 에러신호를 발생시키는데 이와 같은 차신호는 차동증폭기가 이용된다. 이와 같은 방법에 의해 트랙킹 에러신호 검출의 예는 앞서 트랙킹에러 검출수단에서 설명되었고, 본 발명의 트랙킹 에러신호 검출방법은 4분할된 광검출기의 선택에 따라 다양히 구현될 수 있기 때문에 앞서 설명된 것과 다르게 광검출기를 선택하는 일예를 제11도를 참조하여 설명한다.

첫번째 광빔스폿(L)을 검출하는 광검출기(51)와 두 번째 광빔스폿(M)을 검출하는 광검출기(52)를 선택한다. 선택된 두 개의 광검출기(51,52) 각각에 대해서 서로 대칭분할관계에 있는 두 개의 광수용요소를 각각 선택해야 하고, 여기서는 먼저, 광검출기 51에 대해서 광수용요소 51c 및 51d를 선택하면, 자동적으로 광검출기 52에 대해서는 광수용요소 52a 및 52b가 결정된다. 따라서, 가산기 62에서 두 개의 광수용요소(51c,51d)의 출력신호를 가산하여 출력하고, 가산기 63에서 두 개의 광수용요소(52a,52b)의 출력신호를 출력한다. 두 개의 가산기 62 및 63에서 출력된 신호는 차동증폭기(미도시)에 입력되어, 그 차신호로부터 트랙킹 에러신호가 발생된다.

포커스에러신호 또한 디스크상의 결함 등에 의해 검출신호의 레벨이 저하되는 경우에도 적절한 신호를 검출하기 위해 2개 이상의 광검출기를 이용할 수 있다. 즉 선택된 2개 이상의 각각의 포커스에러신호를 제11도에서와 같은 방법으로 각각 구한 다음 이 포커스에러신호를 가산하여 포커스제어계의 입력신호로 이용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 제어 및 판독 신호검출장치 및 트랙킹 에러신호 검출방법이 멀티빔 광디스크 플레이어에 제공됨으로써, RF신호 검출에 필요한 광학계외에 별도의 광학수단 없이 트랙킹 에러신호 및 포커스에러신호를 검출할 수 있고, 동일한 4분할 광검출기를 사용함으로써, 에러신호 및 RF신호의 레벨이 각각 균일하게 검출되어 복수의 트랙에 대해 정확한 제어 및 판독이 실행된다.

Claims (5)

1. 복수의 광빔을 광디스크에 동시에 조사하고, 상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔들을 픽업하는 광학계; 픽업된 상기 광빔들을 각각 수광하는 광검출기를 구비하고, 상기 광검출기들 각각은 4분할된 4개의 광수용영역으로 구성된 광검출부; 상기 광검출기들 중 두 개의 광검출기들을 선택하여, 각각의 2개의 광수용요소에서 출력된 신호를 연산하여 트랙킹 에러신호를 발생하는 트랙킹 에러신호 검출수단; 상기 광검출기중 적어도 하나의 광검출기의 출력신호를 연산하여 포커스에러신호를 발생하는 포커스에러신호 검출수단; 상기 광검출기 각각의 출력신호로부터 RF신호를 발생하는 RF신호 검출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어 및 판독용 신호검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랙킹 에러신호 검출수단은 가산기와 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어 및 판독용 신호검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 포커스에러신호 검출수단은 가산기와 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어 및 판독용 신호검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 RF신호 검출수단은 가산기와 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 제어 및 판독용 신호검출장치.
5. 복수의 광빔을 광디스크에 동시에 조사하고, 상기 광디스크로부터 반사된 상기 광빔들을 각각 수광하는 4분할된 4개의 광수용영역을 갖는 광검출기를 구비한 멀티빔 광디스크 플레이어의 트랙킹 에러신호 검출방법에 있어서, 상기 4분할된 광검출기들 중 두 개의 광검출기를 선택하고, 하나의 광검출기에서는 입사되는 광스폿을 2분할되는 2개의 광수용요소의 출력신호를 가산하고, 나머지 하나의 광검출기는 입사되는 광스폿을 2분할하는 광수용요소중 상기 2개의 광수용요소와 대칭분할관계에 있는 2개의 광수용요소의 출력신호를 가산하는 가산단계; 상기 가산단계에서 가산된 두 개의 출력신호의 감산신호로부터 트랙킹 에러신호를 발생하는 트랙킹 에러신호 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티빔 광디스크 플레이어의 트랙킹 에러신호 검출방법.