KR100224821B1 - 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법및장치 - Google Patents

광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법및 장치에 관한 것으로서, 링 형상의 차폐막을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 8분할 포토다이오드를 구비한 광디스크 시스템에 있어서, 광디스크가 로딩되면 광디스크를 소정 속도로 회전시키는 단계, 광디스크의 포커스 인입을 위해 포커스 액츄에이터를 가진시키는 단계, 8분할 포토다이오드에서 외축광에 의한 의축 4분할 포토다이오드의 광량을 검출하는 단계, 디스크의 두께에 따라 검출되는 광량의 차이를 이용하여 로딩된 디스크가 CD인지 DVD인지를 만별하는 단계를 구비한다.
따라서, 디스크 두께에 대한 부가정보룰 미리 디스크상에 기록해 두지않고, 포커스 인입하기 위해 포커스 액츄에이터를 흔들때 디스크의 두께에 따른 광량의 크기차이를 이용하여 현재 로딩된 디스크가 얇은디스크인지 두꺼운 디스크인지를 판별함으로써 판별에 소요되는 시간이 짧고, 따라서 로딩후 디스크의 신호재생에 소요되는 시간이 짧은 장점이있다.

Description

광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법 및 장치
제1a, 1b도는 광디스크 시스템에 있어서 링 형상의 차폐막을 이용한 광픽업의 구성 및 포토다이오드의 구조를 나타낸 도면.
제2a∼2e도는 두꺼운 디스크 재생시 수광부의 광검출기에서의 광분포 및 합, 차신호를 나타낸 도면.
제3a∼3e도는 얇은 디스크 재생시 수광부의 광검출기에서의 광분포 및 합, 차신호를 나타낸 도면.
제4도는 광디스크 시스템에 있어서 본 발명에 의한 두께가 다른 디스크 판별장치를 나타낸 블럭도.
제5도는 광디스크 시스템에 있어서 제4도에 도시된 본 발명에 의한두께가 다른 디스크 판별장치의 세부회로도.
본 발명은 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk ; 이하 DVD라 칭함) 및컴팩트 디스크(Compact Disk ; 이하 CD라 칭함)호환재생장치에 있어서 두께가 서로 다른 디스크를 재생하기 위하여, 광검출기에 맺히는 광스폿의 크기대소에 따라 디스크 두께를 파악하여 디스크의 종류를 판별하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 트랙 피치가 작은 고밀도용 디스크, 예를 들면 DVD를 채용한 시스템에서 상대적으로 트랙피치가 큰 저밀도용 디스크, 예를들면 CD, CD-ROM, CD-I 등을 호환적으로 채용할 수 있도록 하는 것이 자료의 축적 및 이용 측면에서 매우 중요하다. 따라서, 저밀도용 디스크까지 재생가능(즉, 호환 혹은 겸용)하도록 하는 시도가 고밀도용 디스크 재생시스템에서 진행되고 있으며, 그 결과 광픽업 측면에서 환형차폐법, 홀로그램법 등의 이중초점방식이 개발되었다. 또한, 미디어 측면에서도 두께t 1(여기서, 두께란 광입사면에서 해당 신호면까지의 거리를 말함)인 고밀도용 디스크가 개발되었는데, 이를 두께t 2인 저밀도용 디스크와 비교해 볼때 디스크 구조에 있어서 두께 차이(즉,t 1 t 2)가 있으므로 이 두께 차이를 이용하여 현재 턴테이블에 장착된 디스크가 고밀도용 디스크인지 저밀도용 디스크인지를 판별할 수 있다.
광디스크 시스템에서는 로딩되는 디스크의 종류에 따라 신호처리과정이 서로 틀리므로 현재 로딩되는 디스크의 종류를 신속히 파악하면 할수록 신호처리 즉, 로딩후 신호의 재생을 신속히 수행할 수 있다.
CD 및 DVD 호환재생가능한 광디스크 시스템에 있어서 로딩되는 디스크의 종류를 파악하기 위한 종래기술의 일예에서는, 우선 기판의 두께가 두껴운 CD에 대응하는 초점제어와 트랙킹제어를 수행한 후, CD로부터 재성되는 신호로 부터 디스크의 소정영역에 미리 기록된 정보신호를 검출하여 정보신호의 진폭이 일정치 이상 되지 않는 경우 기판의 두께가 얇은 DVD에 대응하는 초점제어로 절환하는 방법과, CD에 대응하는 초점제어와 트랙킹제어를 수행하여 디스크의 소정영역에 미리 기록된 기판의 두께를 판별하는 정보를 검출하고 기판의 두께가 DVD라는 정보를 인식하면 DVD애 대응하는 초점제어로 절환하는 방법을 사용한다. 그러나, 이러한 경우 디스크의 종류 판별에 걸리는 시간이 상대적으로 길어지므로, 디스크 로딩후 신호재생에 소요되는 시간이 길어지는 문제점이 있다.
CD 및 DVD 호환재생가능한 광디스크 시스템에 있어서 로딩되는 디스크의 종류를 파악하기 위한 종래기술의 다른 예에서는, 8분할 포토다이오드에서 내측 4분할 포토다이오드의 차신호 즉, S 커브의 크기를 이용하여 디스크의 두께를 판별하는 방법을 사용한다. 그러나, 이러한 경우 디스크상에서 지문이나 스크래체 등에 의한 신호의 잡음이 생겼을때 디스크 종류를 판별하는데 있어 에러가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 광디스크 시스템에 있어서 두께가 서로 다른 디스크를 재생하기 위하여, 광검출기에 맺히는 광스풋의 크기대소에 따라 디스크 두께를 파악함으로써 포커스 액츄에이터 가진중에 디스크의 종류를 판별하기 위한 두께가 다른 디스크 판별방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광디스크시스템에 있어서 8분할 포토다이오드에서 외측 4분할 포토다이오드의 합신호를 이용하여 포커스 액츄에이터 가진중에 디스크의 종류를 판별하기 위한 두께가 다른 디스크 판별방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 두께가 다른 디스크 판별방법은 링 형상의 차폐막을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 8분한 포토다이오드를 구비한 광디스크 시스템에 있어서, 광디스크가 로딩되면 상기 광디스크를 소정 속도로 회전시키는 단계, 상기 광디스크의 포커스 인입을 위해 포커스 액츄에이터를 가진시키는 단계, 상기 8분할 포토다이오드의 광량을 검출하는 단계, 및 디스크의 두께에 따랄 상기 검출되는 광량의 차이를 이용하여 상기 로딩된 디스크가 CD인지 DVD인지를 판별하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방법에서는외측광에 의한 상기 외측 4분할 포토다이오드의 광량의 합을 이용하여 상기 디스크의 두께를 판별하는 것이 바람직하다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 두께가 다른 디스크 판별장치는 링 형상의 차폐막을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 8분할 포토다이오드를 구비한 광디스크 시스템에 있어서, 디스크의 두께에 따라 외측광에 의해 상기 8분할 포토다이오드에서 외측 4분할 포토다이오드에 맺힌 광량을 검출하는 광검출기, 상기 광검출기에서 출력되는 광량의 합을 설정값과 비교하여 디스크의 두께에 따른 판별정보를 출력하는 비교기, 및 상기 비교기에서 출력되는 판별정보에 따라서 해당 디스크에 관련된 신호처리를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
제1a, 1b도는 광디스크 시스템에 있어서 링 형상의 차폐막을 이용한 광픽업의 구성 및 포토다이오드의 구조를 나타낸 것이다. 제1a도에 있어서, 송광부는 광원(1)과, 광원(1)에서 출사된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이팅 렌즈(Collimating Lens ; 2)와, 이 평행광을 다시 디스크(5, 5')에 집속하는 대물렌즈(4)로 이루어지고, 수광부에 의한 광검출을 위하여 광원(1)과 대물렌즈(4) 사이에 광을 분할하는 빔스플리터(Beam Splitter ; 6)를 구비한다. 여기서, 5는 두께t 1인 얇은 디스크, 5'은 두께t 2인 두꺼운 디스크를 나타낸다. 수광부는 디스크(5, 5')에서 반사된 광이 대물렌즈(4)를 재차 투과하여 빔스플리터(6)에서 일부 반사되는 광에 대하여 초점제어신호를 형성하는 집속렌즈(7), 집속렌즈(7)에서 집속된 광을 검출하여 전기적인 신호로 생성하는 광검출기(8)를 구비한다. 여기서, 링 형상의 차폐막(9)은 대물렌즈(4)에 차폐하는 영역을 링 형상으로 식각하여 대물렌즈(4)에 입사 혹은 출사하는 광의 근축과 원축의 경계부근에 있는 광을 차폐하여 이들 사이의 간섭을 방지하기 위한 것이다.
제1b도에 있어서, (a)는 내측 4분할 포토다이오드와 외측 4분할 포토다이오드로 구성되는 8분할 포토다이오드에서 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표축이 일치하는 구조이다. 한편, (b)는 광축의 기울어짐을 보정하기 위하여 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표축이 기울어진 구조로서, 도식의 편의를 돕기 위해 45°가 기울어진 형태로 나타낸 것이다.
제2a∼2e도는 두꺼운 디스크 재생시 수광부의 광검출기에서의 광분포 및 합, 차신호를 나타낸 것으로서, 설명의 편의상 제1도의 (a)에 도시된 8분할 포토다이오드의 구조를 이용한다. 제2a도는 대물렌즈(제1도의 4)가 디스크(제1도의 5')에서 멀어질 경우, 제2b도는 대물렌즈가 포커스 위치에 있을 경우, 제2c도는 대물렌즈가 디스크에 접근할 경우에 대한 광분포도이며, 제2d도는 외측 4분할 포토다이오드에 의한 합신호로서,O 1+O 2+O 3+O 4의 값을 가지며, 제2e도는 내측 4분할 포토다이오드에 차신호로서,I 1+I 3-(I 2+I) 혹은I 2+I 4-(I 1+I 3)의 값을 가진다.
제3a∼3e도는 얇은 디스크 재생시 수광부의 광검출기에서의 광분포 및 합, 차신호를 나타낸 것으로서, 설명의 편의상 제1도의 (a)에 도시된 8분할 포토다이오드의 구조를 이용한다. 제3a도는 대물렌즈(제1도의 4)가 디스크(제1도의 5)에서 멀어질 경우, 제3b도는 대물렌즈가 포커스 위치에 있을 경우, 제3c도는 대물렌즈가 디스크에 접근할 경우에 대한 광분포도이며, 제3d도는 합신호로서,O 1+O 2+O 3+O 4의 값을 가지며,제3e도는 내측 4분할 포토다이오드에 차신호로서,I 1+I 3-(I 2+I) 혹은I 2+I 4-(I 1+I 3)의 값을 가진다.
제4도는 광디스크 시스템에 있어서 본 발명에 의한 두께가 다른디스크 판별장치를 나타낸 블럭도로서, 디스크의 두께에 따라 외측광에 의해 외측 4분할 포토다이오드(O1∼O4)에 맺한 광량을 검출하여 전류의 형태로 출력하는 광검출기(41), 광검출기(41)에서 출력되는 광전류를 전압으로 변환하는 I/V 변환기(42), I/V 변환기(42)에서 출력되는 전압을 합하는 증폭기(43), 증폭기(43)에서 출력되는 광량의 합을 설정값과비교하여 비교결과에 따른 논리신호를 출력하는 비교기(44)와, 비교기(44)에서 출력되는 판별정보를 따라서 해당 디스크에 관련된 신호처리를 제어하는 마이콤(45)으로 구성된다.
제5도는 광디스크 시스템에 있어서 제4도에 도시된 본 발명에 의한 두께가 다른 디스크 판별장치의 세부회로도로서, 광검출기(41)는 8분할 포토다이오드(51)로 구성되고, I/V 변환기(42)는 4개의 연산증폭기(U1A~U1D) 및 저항들 (R1~R8)로 구성되고, 증폭기(43)는 연산증폭기(U2)와 저항들(R9, R10)로 구성된다. 광디스크 시스템(46)의 내부회로로서 스위치(56)와 서보신호처리부(57)를 일예로 들었다.
그러면, 상기한 바와 같은 구성에 의거하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하기로 한다. 설명에 앞서, 본 발명에서 주로 사용되는 근축광 및 원축광은 대물렌즈 측면에서 기준축에 대해 가까이 분포되어 있는 광을 근축광이라 하고, 멀리 분포되어 있는 광을 원축광이라 한다. 또한, 8분할 포토다이오드 측면에서는 주로 내측 4분할 포토다이오드에 맺히는 광을 내측광이라 하고, 주로 외측 4분할 포토다이오드에 맺히는 광을 외측광이라 한다. 즉, 외측광은 주로 원축광에 의해 맺히고, 내측광은 주로 근축광에 의해 맺힌다.
링 형상의 차폐막(제1도의 9)을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 제1b의 (a) 혹은 (b)와 같은 구조의 8분할 포토다이오드를 사용함 경우, 8분할 포토다이오드에 맺히는 광스풋의 크기 및 형태는 로딩되는 디스크의 두께와 트랙피치에 따라 달라진다. 즉, 임의의 디스크가 로딩되었을때 스핀들 모터를 회전시켜 일정 속도에 도달한 다음, 포커스 인입을 위해 포커스 액츄에이터에 삼각파신호를 입력하면, 초점거리에 따라 8분할 포토다이오드에 맺히는 광스폿의 형태가 달라진다.
만약 로딩된 디스크가 두꺼운 저밀도용 디스크인 경우에는 제2a∼2c도에서와 같이 내측 4분할 포토다이오드(I 1~I 4)에 근축광(포토다이오드에 맺히는 광량의 90% 이상)에 의한 광스폿이 주로 맺히고, 외측 4분할 포토다이오드(O 1∼O 4)에는 광세기가 약해진 원축광(포토다이오드에 맺히는 광량의 2∼3% 이하)에 의한 산란광만이 맺히게 된다.
반면, 얇은 고밀도용 디스크인 경우에는 제3a∼3c도에서와 같이 내측 4분할 포토다이오드(I 1~I 4)에는 근축광이 맺히고, 회측 4분할 포토다이오드(O 1∼O 4)에는 원축광이 맺히게 되는데, 이때 외측광의 광량(포토다이오드에 맺히는 광량의 20∼30% 정도)의 크기는 두꺼운 저밀도용 디스크에 비하여 수십배가 된다.
이러한 디스크의 두께에 따른 외측광에 의한 외측 4분할 포토다이오드의 광량의 차이를 이용하여 로딩된 디스크가 얇은 디스크인지 두꺼운 디스크인지를 판별한다. 이를 제4도 및 제5도를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
광검출기(41, 51)에서는 디스크의 두께에 따라 외측광에 의해 외측 4분할 포토다이오드(O 1∼O 4)에 맺힌 광량을 검출하여 전류의 형태로 I/V변환기(42, 52)에 출력한다. I/V 변환기(42, 52)에서는 광검출기(41, 51)에서 출력되는 광전류를 전압으로 변환하여 증폭기(43, 53)로 출력한다. 증폭기(43, 53)에서는 I/V 변환기(42, 52)에서 출력되는 전압을 합하여 비교기(44, 45)로 출력한다.
비교기(44, 45)에서는 증폭기(43, 53)에서 출력되는 광량의 합을 설정값과 비교하여 비교결과에 따른 논리신호를 마이콤(45, 55)으로 출력한다. 즉, 외측 4분할 포토다이오드(O 1∼O 4)에 맺히는 광량의 합이 설정값, 예를 들면 얇은 디스크일때와 두꺼운 디스크일때의 값의 중간값보다 크면 얇은 디스크로, 광량의 합이 설정값보다 작으면 두꺼운 디스크로 판별한다.
마이콤(45, 55)에서는 비교기(44, 54)에서 출력되는 판별정보에 따라서 해당 디스크에 관련된 신호처리 예를 들면, CLV(Constant Linear Velocity) 절환, DVD/CD 디코더/앤코더 절환 및 해당 디스크에 대한 각종 파라미터를 절환할 수 있도록 한다. 예를 들어, 비교기(44, 54)에서 출력되는 판별정보에 따라 절환신호를 스위치(56)로 인가하여 서보신호처리부(57) 내의 DVD 루프 혹은 CD 루프로 절환하도록 한다.
상술한 바와 같이 광디스크 시스템에 있어서 본 발명에 의한 두께가 다른 디스크 판별방법 및 장치에서는 디스크 두께에 대한 부가정보를 미리 디스크상에 기록해 두지 않고, 포커스 인입하기 위해 포커스 액츄에이터를 흔들때 디스크의 두께에 따른 광량의 크기차이를 이용하여 현재 로딩된 디스크가 얇은 디스크인지 두꺼운 디스크인지를 판별함으로써 판별에 소요되는 시간이 짧고, 따라서 로딩후 디스크의 신호재성에 소요되는 시간이 짧은 장점이 있다. 또한, 외측 4분할 포토다이오드의 합신호를 이용하여 포커스 액츄에이터 가진중에 디스크의 종류를 판별함으로써 외부 잡음에 큰 영향을 받지 않으므로 디스크 종류 판별의 정확도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 링 형상의 차폐막을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 8분할 포토다이오드를 구비한 광디스크 시스템에 있어서, 광디스크가 로딩되면 상기 광디스크를 소정 속도로 회전시키는 단계, 상기 광디스크의 포커스 인입을 의해 포커스 액츄에이터를 가진시키는 단계, 상기 8분할 포토다이오드에서 외측광에 의한 외측 4분할 포토다이오드의 광량을 검출하는 단계, 디스크의 두께에 따라 상기 검출되는 광량의 차이를 이용하여 상기 로딩된 디스크가 CD인지 DVD인지를 판별하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법에서는 외측광에 의한 상기 외측 4분할 포토다이오드의 광량의 합을 이용하여 상기 디스크의 두께를 판별하는 것을 특징으로 하는 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 8분할 포토다이오드는 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표축이 일치하는 구조 혹은 광축의 기울어짐을 보정하기 위하여 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표축이 기울어진 구조인 것을 특징으로 하는 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별방법.
  4. 링 형상의 차폐막을 채용한 CD/DVD 겸용 광픽업과 8분할 포토다이오드를 구비한 광디스크 시스템에 있어서, 디스크의 두께에 따라 외측광에 의해 상기 8분할 포토다이오드에서 외측 4분할 포토다이오드에 맺힌 광량을 검출하는 광검출기, 상기 광검출기에서 출력되는 광량의 합을 설정값과 비교하여 디스크의 두께에 따른 판별정보를출력하는 비교기, 및 상기 비교기에서 출력되는 판별정보에 따라서 해당 디스크에 관련된 신호처리를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판멸장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 8분할 포토다이오드는 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표측이 일치하는 구조 혹은 광축의 기울어짐을 보정하기 위하여 내측 4분할면과 외측 4분할면의 분할 좌표축이 기울어진 구조인 것을 특징으로 하는 광디스크 시스템에 있어서 두께가 다른 디스크 판별장치.
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KR890700255A (ko) * 1986-12-27 1989-03-10 광디스크 판별장치

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KR970060084A (ko) 1997-08-12

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