KR100425659B1 - 깊이가 다른 피트가 형성된 광 디스크, 그 광 디스크를재생하는 광 디스크 재생 장치, 및 그 광 디스크의 트랙킹방법 - Google Patents

깊이가 다른 피트가 형성된 광 디스크, 그 광 디스크를재생하는 광 디스크 재생 장치, 및 그 광 디스크의 트랙킹방법 Download PDF

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Abstract

광 디스크상에는 2 종류의 깊이를 갖는 복수의 피트(31, 32)의 열이 형성된다. 피트 열로부터의 반사광량은 수광 소자(2, 22)에 의해서 검출되고, 검출된 반사광량에 기초하여, 피트 깊이 검출부(3-3, 3-4, 4, 10, 11, 12, l3-1, 13-2, 14-1, 14-2, 15-1, 15-2, 16-1, 16-2)는 각각의 피트의 깊이를 검출한다. 한편, 검출된 반사광량에 기초하여, 서보 신호 생성부(3-1, 3-2, 5-1, 5-2, 7, 8-1, 8-2, 9, 17, 18)는 트랙킹 서보 신호를 생성한다. 출력 제어부(19, 20)는 피트 깊이 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 재생해야 할 깊이의 피트의 트랙킹시에는 생성된 트랙킹 서보 신호를 공급하고, 다른 깊이의 피트의 트랙킹시에는 직전에 생성된 트랙킹 서보 신호를 홀드하여 공급한다.

Description

깊이가 다른 피트가 형성된 광 디스크, 그 광 디스크를 재생하는 광 디스크 재생 장치, 및 그 광 디스크의 트랙킹 방법{OPTICAL DISC PROVIDED WITH PITS OF DIFFERENT DEPTHS, OPTICAL DISC REPRODUCING APPARATUS FOR REPRODUCING THE OPTICAL DISC, AND METHOD FOR TRACKING THE OPTICAL DISC}
본 발명은 기록면의 전면 또는 일부에, 정보를 기록하기 위한 피트, 기록 마크, 그루브/랜드 등이 형성된 광 디스크, 그와 같은 광 디스크를 재생하기 위한 광 디스크 재생 장치 및 그와 같은 광 디스크의 트랙킹 방법에 관한 것이다.
디스크면 상에 요철 형상을 갖는 피트에 미리 정보가 기록되어 있는 광 디스크로부터 정보를 재생하기 위한 광 디스크 재생 장치에 있어서, 재생용의 광 빔을 피트열(트랙) 위에 위치 결정하기 위한 트랙킹 서보 기술은 이전부터 여러가지 제안되어 있고, 예를 들면 특개소58-150145호 공보에 개시되어 있다.
도 16은 특개소58-150145호 공보에 개시된 차분 위상 검출(Differential Phase Detection, DPD)법을 이용한 트랙킹 서보 시스템의 블록도이다.
DPD법에서는 광 디스크로부터의 반사광 빔이 십자 형상으로 분할된 광 검출기, 즉 광 디스크의 반경 방향에 관하여 2 분할되고 또한 접선 방향에 관하여 2 분할되어 형성된 4개의 영역을 갖는 광 검출기에 의해서 수광된다. 이들 4개의 영역중, 대각에 위치하는 것끼리의 출력의 합 신호가 구해지고, 또한 대각끼리의 합 신호의 위상차(시간차)를 나타내는 DPD 신호가 검출되어, 트랙킹을 위한 서보 신호로서 이용되는 것이다.
도 16에 있어서, 광 검출기(2)에는 도시하지 않은 광 디스크로부터의 반사광 빔이 집광되어 입사되고, 4개의 영역 a, b, c, d의 각각은 입력한 반사광량에 따른 전기 신호를 출력한다. 가산 증폭기(3-1, 3-2)는 각각, 광 검출기(2)의 4개의 영역 중 대각에 위치하는 영역끼리인 영역 a 및 c에서의 출력의 합 신호, 및 영역 b 및 d에서의 출력의 합 신호를 구하여, 대응하는 비교기(5-1, 5-2)에 제공한다. 비교기(5-1, 5-2)는 각각, 가산 증폭기(3-1, 3-2)의 출력 신호를, 기준 신호 +Ref1, +Ref2과 비교하여, 각각의 비교 결과인 2치화 신호를 출력한다.
또한, 광 빔의 반사광은 광 디스크상에 형성된 피트에 의해 회절을 받고 있기 때문에, 반사광의 광 검출기상에서의 강도 분포는 광 빔과 개개의 피트와의 위치 관계에 의해서 시간적으로 변동한다.
예를 들면, 광 빔(1)이 피트의 열의 바로 위를 추종하고 있는 경우, 피트상에 위치하는 광 검출기의 대각 위치의 영역의 쌍(a, c) 및 (b, d)의 각각의 출력 합 신호 (a+c) 및 (b+d)는 동일 시간 변화를 한다. 이 때문에, 비교기(5-1, 5-2)의 출력 신호도 동일 타이밍에서 동일 변화를 한다.
한편, 광 빔(1)이 피트의 열의 바로 위에서 어긋난 위치를 추종하고 있는 경우, 상술한 영역의 쌍(a, c) 및 (b, d)의 각각의 출력 합 신호 (a+c) 및 (b+d)는 광 빔과 피트 열과의 어긋남 방향에 따라서, 그 어느 하나가 어긋남의 량에 따른 위상차(시간차)로 먼저 변화한다.
그래서, 비교기(5-1, 5-2)의 출력인 2치화 신호 사이의 위상차(시간차)를 위상 비교 회로(7)로 검출하여 상기 위상차(시간차)에 따른 펄스를 생성한다. 보다 상세하게는, 위상 비교 회로(7)는 R 입력(비교기(5-1)의 출력)과 V 입력(비교기(5-2)의 출력)을 비교하여, 양자 사이의 위상차에 따른 폭의 펄스를, 어느쪽의 입력의 위상이 빠른지에 따라서 출력한다. 예를 들면, R 입력과 비교하여 V 입력이 지연되고 있는 경우에는 U 출력에서, 반대로 V 입력이 진행하고 있는 경우에는 D 출력에서, 지연량에 따른 폭의 펄스를 출력하는 것으로 한다.
이와 같이 하여 생성된 펄스를 저역 통과 필터(LPF)(8-1, 8-2)를 통과시키는 것에 의해 이들의 저주파 성분만을 추출하여 차분 회로(9)에 제공한다. 차분 회로(9)는 저역 통과 필터(8-1, 8-2)로부터의 저주파수 성분 출력의 차를 구하여, 광 빔과 피트 열(트랙)과의 사이의 어긋남의 량 및 방향을 나타내는 트랙킹 서보 신호로서 공급한다.
상술의 DPD 법 이외에, 트랙킹 서보 신호를 생성하기 위한 다른 기술로서, 예를 들면 푸시풀법이 알려져 있다. 이 푸시풀법은 반사광 빔을 트랙의 접선 방향을 따라서 분할하고, 디스크의 내주측과 외주측 사이의 반사광량차(강도 분포차)를 나타내는 푸시풀 신호를 구하여 트랙킹 서보 신호로서 이용하는 방법이다. 도 17은 이러한 푸시풀법을 이용한 트랙킹 서보 시스템의 블록도이다.
상술한 바와 같이, 광 빔을 피트 열상에 조사하면, 광 빔과 피트 열의 위치 관계에 따라서, 반사광은 피트 열에 의한 회절을 받는다. 이 푸시풀법에서는 그 반사광을 광 디스크의 내주측과 외주측으로 2 분할하여 검출하고, 그 평균적인 광 강도에 기초하여 트랙킹 서보 신호를 생성하는 것이다.
도 17에 있어서, 4 분할된 광 검출기(2)상에 반사광 빔(1)이 집광되는 것은 도 16에 도시한 DPD 법과 마찬가지이다. 그러나, 이 푸시풀법에서는 가산 회로(3-1, 3-2)는 DPD법과 같이 광 검출기(2)의 대각에 위치하는 영역의 쌍이 아니고, 내주측에 위치하는 영역의 쌍(a, b) 및 외주측에 위치하는 영역의 쌍(c, d)의 각각의 출력 신호를 가산하고, 가산 결과인 출력합 신호(a+b), (c+d)를 차분 회로(17)에 출력한다.
차분 회로(17)는 가산 회로(3-1, 3-2)로부터의 2개의 합 신호의 차분을 구하여 푸시풀 신호로서 LPF(18)에 제공한다. LPF(18)는 그 차분 결과로부터, 개개의 피트가 갖는 고주파 성분을 제거하고, 저영역 성분, 즉 광 빔과 피트 열의 약간 평균적인 어긋남에 상당하는 신호 성분을 추출하여 트랙킹 서보 신호로서 공급한다. 이것이 푸시풀법의 원리이다. 이러한 종래의 DPD법, 푸시풀법 등에 의한 트랙킹 서보 제어에서는 광 디스크에 형성되는 피트의 깊이에 의해서는 DPD 신호 또는 푸시풀 신호의 극성이 반전해 버리고, 정확하게 트랙킹 서보 제어를 행할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 깊이가 다른 피트에 정보가 기록된 광 디스크에 있어서도, 정확한 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있는 광 디스크, 그 재생 장치 및 그 트랙킹방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광 디스크상에 형성된 복수의 요철부로 이루어지는 트랙과 광 빔의 어긋남을 나타내는 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하고 있는 광 디스크에 있어서도, 정확한 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있는, 그와 같은 광 디스크, 그 재생 장치 및 그 트랙킹 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 측면에 따르면, 적어도 2 종류의 깊이를 갖는 복수의 피트의 열이 형성되어 정보가 기록된 광 디스크로부터 광 빔의 조사에 의해 정보를 재생하는 광 디스크 재생 장치는 수광 소자, 피트 깊이 검출부, 서보 신호 생성부, 및 출력 제어부를 구비한다. 수광 소자는 광 디스크로부터의 광 빔의 반사광량을 검출한다. 피트 깊이 검출부는 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 광 디스크에 형성된 각각의 피트의 깊이를 검출한다. 서보 신호 생성부는 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 광 빔과 피트 열과의 어긋남을 검출하여 피트 열을 광 빔이 트랙킹하기 위한 트랙킹 서보 신호를 생성한다. 출력 제어부는 피트 깊이 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 서보 신호 생성부에 의해서 생성된 트랙킹 서보 신호의 출력을 제어한다.
본 발명에 따르면, 피트의 깊이를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 트랙킹 서보 신호의 출력을 제어하고 있기 때문에, 다른 깊이의 피트가 혼재하고 있는 광 디스크에 있어서도, 정확하고 안정된 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광 빔의 조사에 의해 정보가 재생되는 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성되고, 광 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하는 광 디스크에 있어서, 검출된 신호를, 트랙을 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 얻어지는 트랙킹 서보 신호가 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 요철부의 혼재의 비율이 설정된다.
본 발명에 따르면, 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를, 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 얻어지는 트랙킹 서보 신호가 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록 요철부의 혼재의 비율이 설정되어 있기 때문에, 반드시 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있어, 안정된 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성되어 정보가 기록된 광 디스크로부터 광 빔의 조사에 의해 정보를 재생하는 광 디스크 재생 장치는 수광 소자, 신호 검출부, 서보 신호 생성부 및 게인 변경부를 구비하고 있다. 수광 소자는 광 디스크로부터의 빔의 반사광량을 검출한다. 신호 검출부는 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 광 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 검출한다. 여기서, 광 디스크에는 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하고 있다. 서보 신호 생성부는 검출된 신호를, 트랙을 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 트랙킹 서보 신호를 생성한다. 여기서, 생성된 트랙킹 서보 신호가 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 요철부의 혼재의 비율이 설정되어 있다. 게인 변경부는 생성된 트랙킹 서보의 크기에 따라서 트랙킹 서보의 게인을 변경한다.
본 발명에 따르면, 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 얻어지는 트랙킹 서보 신호의 크기에 의해 트랙킹 서보의 게인을 가변으로 함으로써, 항상 안정된 트랙킹 서보 신호를 얻는 것이 가능해져, 안정된 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광 빔의 조사에 의해 정보가 재생되는 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성된 광 디스크의 트랙킹 방법은 광 디스크로부터의 광 빔의 반사광량을 검출하는 단계와 검출된 반사광량에 기초하여, 광 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 검출하는 단계를 포함하며, 여기서 광 디스크에는 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하고 있고, 트랙킹 방법은 검출된 신호를, 트랙을 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 트랙킹 서보 신호를 생성하는 단계를 더 포함하며, 여기서, 생성된 트랙킹 서보 신호가 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 요철부의 혼재의 비율이 설정되어 있고, 트랙킹 방법은 생성된 트랙킹 서보 신호의 크기에 따라서 트랙킹 서보의 게인을 변경하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 얻어지는 트랙킹 서보 신호의 크기에 의해 트랙킹 서보의 게인을 가변으로 함으로써, 항상 안정된 트랙킹 서보 신호를 얻는 것이 가능해져, 안정된 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 피트 깊이와 접선 푸시풀 신호 진폭 및 RF 신호 진폭과의 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 DPD 신호 진폭과 깊이가 다른 피트의 혼재 비율과의 관계를 나타내는파형도.
도 8(a) 내지 도 8(d)는 본 발명의 제5 실시예에 의한 광 디스크의 구조와 거기에서 얻어지는 푸시풀 신호와의 관계를 모식적으로 나타내는 도면.
도 9는 트랙과 트랙킹 서보와의 관계를 모식적으로 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 푸시풀 신호 진폭과 깊이가 다른 피트의 혼재 비율과의 관계를 나타내는 파형도.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 13(a) 및 도 13(b)는 본 발명의 제5 실시예에 의한 광 디스크의 변형예의 구조를 나타내는 모식도.
도 14(a) 및 도 14(b)는 본 발명의 제5 실시예에 의한 광 디스크의 한층 더 변형예의 구조를 나타내는 모식도.
도 15(a) 내지 도 15(c)는 본 발명에 의한 광 디스크에 이용되는 변조 방식을 도시하는 타이밍차트.
도 16은 종래의 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 17은 종래의 광 디스크 재생 장치의 다른 예의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 18은 접선 푸시풀 신호를 이용하여 피트의 깊이 방향으로 정보가 기록되어 있는 광 디스크의 재생 원리를 설명하는 타이밍차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 22 : 광 검출기
3-1, 3-2 : 가산 증폭기
4 : 가산 회로
5-1, 5-2 : 비교기
본 발명의 양호한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하면서 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
현재, 광 디스크에서는 피트, 마크 등의 유무와 이들의 길이에 정보를 포함하게 한 소위 피트(마크) 길이의 기록이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 이들 외에 피트의 깊이 방향에도 정보를 갖게 할 수 있으면, 더욱 대용량의 정보의 기록이 가능해진다. 그와 같은 기술은 이미 본원 발명의 발명자 등에 의해서, 동시 계속중의 미국 특허 출원 번호09/606282에 있어서 제안되어 있다. 제안된 기술에서는 요철 형상을 갖는 피트에 있어서 생긴 광의 간섭에 의한 회절 패턴이 피트의 깊이에 따라 다른 것을 이용하여, 피트의 깊이에 새로운 정보를 포함하고자 하는 것이다.
도 18은 상술의 제안된 기술을 이용하여 피트 깊이에 의해서 기록된 정보의 재생 원리를 도시하는 모식도이다. 빛의 파장을 λ, 광 디스크 기판의 굴절율을 n으로 하였을 때, 피트(31)는 (λ/4n) 미만의, 예를 들면 (λ/6n) 정도의 비교적 얕은 피트를 나타내고, 사선으로 도시한 피트(32)는 깊이가 (λ/4n) 이상 (λ/2n) 미만의, 예를 들면 (λ/3n) 정도의 비교적 깊은 피트를 나타내고 있다.
이들 깊이가 다른 피트가 혼재하는 피트 열(트랙)을 광 빔에 의해서, 도면 중의 화살표로 도시하는 빔 주사 방향으로 주사한 경우, 피트 열에서 광 검출기로의 반사광량의 총합을 나타내는 신호 (a)는 광 빔이 비교적 얕은 피트(31) 상에 위치할 때와 비교적 깊은 피트(32) 상에 위치할 때에, 명확한 차는 존재하지 않는다. 즉, 반사광량의 총합 신호가 나타내는 정보는 피트의 깊이에 의해서는 큰 차이가 없다.
오히려, 종래의 피트(마크) 길이 기록에서는 피트의 유무가 명확한 광량의 변화를 나타내는 쪽이 안정된 정보의 재생을 가능하게 한다. 따라서, 피트 깊이에의한 반사광량의 차는 없는 쪽이 바람직하고, 피트 깊이에 정보를 갖게 하지 않는 쪽이 바람직하다고 생각되고 있었다.
그러나, 반사광을 광 빔의 진행 방향에 따라서 전후부로 분할하여 이들의 광량차를 구하여 얻어지는 신호인 접선 푸시풀 신호 (b)에 주목하면, 광 빔이 피트상에 도달하거나 또는 피트상에서 이탈할 때에 발생하는 펄스형의 신호의 극성이 피트의 깊이에 기인하는 빛의 회절 패턴의 차이에 의해, 얕은 피트와 깊은 피트에서 역전한다. 이것은 피트의 유무에 의한 반사광량의 총합 신호 (a)의 변화와는 전혀 독립한 별개의 현상이다.
따라서, 이 다른 깊이의 피트가 혼재하는 광 디스크로부터, 이 접선 푸시풀 신호 (b)의 극성을 검출하면, 종래와 같이 피트의 유무 및 길이 뿐만이 아니라, 피트의 깊이에도 새로운 정보를 갖게 하는 것이 가능해진다.
그러나 한편에서, 피트의 깊이로 접선 푸시풀 신호 (b)의 극성이 반전한다는 것은 상술된 바와 같이, 피트의 깊이에 의해 반사광의 회절 패턴이 변화하는 것을 뜻하고 있다. 따라서, 도 16 및 도 17의 종래예와 같이, 반사광의 회절 패턴에 의한 강도 분포를 검출하여 트랙킹 서보 신호를 형성하고 있는 DPD법 및 푸시풀법에서는 깊은 피트와 얕은 피트에서 트랙킹 서보 신호의 극성이 반전하여 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 피트의 깊이에 정보를 갖게 하고자 하면, 종래의 방법으로서는 정확한 트랙킹 서보 제어를 행할 수 없다고 하는 문제가 생긴다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 동작에 관해서 설명한다. 도 1에 도시하는 광 디스크 재생 장치는 트랙킹 서보 신호의 생성에 DPD법을 사용한 광 디스크 장치(도 16의 종래예의 광 디스크 재생 장치에 상당)에 대하여 본 발명을 적용한 것이다.
도 1을 참조하여, 도 16의 광 검출기(2)와 동일 구성을 갖는 광 검출기(2)에는 디스크로부터의 반사광이 집광되어 입사되고, 4개의 영역 a, b, c, d의 각각의 부분은 입사한 광량에 따른 신호를 출력한다. 가산 증폭기(3-1, 3-2)는 각각, 광 검출기(2) 중 대각에 위치하는 영역끼리인 영역 a 및 c의 합 신호, 및 영역 b 및 d의 합 신호를 산출하여 출력한다.
후단의 비교기(5-1, 5-2), 위상 비교 회로(7), LPF(8-1, 8-2), 및 차분 회로(9)에 의한 회로 구성은 도 16에 도시한 전술의 종래예에 있어서의 회로 구성과 동일하기 때문에, 그 구성 및 동작에 대해서는 설명을 반복하지 않는다.
한편, 가산 회로(4)는 광 검출기(2)의 4개의 영역 a, b, c, d의 각각의 출력의 총합을 산출한다. 가산 회로(4)의 출력은 비교기(10)에 의해서 기준 전압 +Ref4와 비교되고, 비교기(10)는 그 비교 결과인 2치화 신호, 즉 피트의 유무에 의한 반사광량의 대소를 나타내는 2치화 신호를 생성하여 엣지 검출 회로(11)에 제공한다. 엣지 검출 회로(11)는 비교기(10)로부터의 2치화 출력 신호의 상승 엣지 및하강 엣지중, 광 빔의 비 피트 영역에서 피트 영역으로의 천이에 대응하는 하강 엣지에 있어서 펄스를 출력하도록 구성되어 있다.
또한, 광 검출기(2)를 구성하는 영역 a, b, c, d중, 광 빔 진행 방향에 관하여 전후 방향에 위치하는 영역의 쌍의 합 출력인 (b+c) 및 (a+d)가 가산 회로(3-3, 3-4)에 의해서 출력된다. 이들 가산 회로의 출력은 차분 회로(12)에 입력된다. 이 차분 회로(12)의 출력은 반사광의 피트 열의 접선 방향의 광량차(강도 분포차)를 나타내는 접선 푸시풀 신호이다. 이 신호는 비교기(13-1, 13-2)의 각각의 한쪽 입력에 공통으로 입력된다.
비교기(13-1)는 한쪽 입력에 주어진 접선 푸시풀 신호와 다른쪽 입력에 주어진 미리 설정된 기준 전압 +Ref3을 비교하여, 접선 푸시풀 신호가 기준 전압 +Ref3보다 클 때에 "H"를 출력한다. 한편, 비교기(13-2)는 한쪽 입력에 주어진 접선 푸시풀 신호와 다른쪽 입력에 주어진 미리 설정된 기준 전압 -Ref3을 비교하여, 접선 푸시풀 신호가 기준 전압 -Ref3보다 작을 때에 "H"를 출력한다.
비교기(13-1, 13-2)의 출력은 마스크 회로로서 기능하는 AND 게이트(14-1, 14-2)의 각각의 한쪽 입력 단자에 주어지고, AND 게이트(14-1, 14-2)의 각각의 다른쪽 입력 단자에는 엣지 검출 회로(11)의 출력이 공통으로 주어진다.
따라서, AND 게이트(14-1, 14-2)는 엣지 검출 회로(11)로부터 펄스가 출력된 시점에 있어서, 비교기(13-1, 13-2) 중 어느 것이 "H" 레벨인 것에 따라서, 각각 펄스를 출력한다.
즉, 이들 AND 게이트(14-1, 14-2)는 비교기(13-1, 13-2)의 출력인 접선 푸시풀 신호를 2치화한 신호를, 엣지 검출 회로(11)의 출력인 반사광량 신호를 2치화한 신호의 변화점에서 참조하여 출력하고 있다고 할 수 있다.
또한, 바꿔 말하면, AND 게이트(14-1, 14-2)는 비교기(13-1, 13-2)가 출력을 발생하더라도, 엣지 검출 회로(11)가 펄스를 발생하는 특정한 타이밍 이외에는 이것을 마스크하여, 출력하지 않도록 기능하고 있다고 할 수 있다.
AND 게이트(14-1, 14-2)의 출력은 플립플롭 회로(15-1, 15-2)의 각각의 클럭 입력에 접속된다. 플립플롭 회로(15-1, 15-2)의 각각의 D 입력은 "H" 레벨에 접속되어 있기 때문에, 플립플롭 회로(15-1, 15-2)는 각각의 클럭 입력에 펄스가 입력되면, 출력이 "H" 레벨이 되고, 각각의 리세트 단자에 펄스가 입력되면, 출력이 "L" 레벨이 된다.
플립플롭 회로(15-1)의 리세트 단자에는 플립플롭 회로(15-2)의 출력 Q의 상승 시에 펄스를 발생하는 펄스 발생 회로(16-2)의 출력이 주어지고, 플립플롭 회로(15-2)의 리세트 단자에는 플립플롭 회로(15-1)의 출력 Q의 상승 시에 펄스를 발생하는 펄스 발생 회로(16-1)의 출력이 주어진다. 이 때문에, 플립플롭 회로(15-1) 또는 (15-2) 중 어느 하나의 출력 Q가 상승하면, 즉, AND 게이트(14-1) 또는 (14-2) 중 어느 하나로부터 플립플롭 회로(15-1, 15-2)중 대응하는 것에 펄스 출력이 주어지면, 다른쪽의 플립플롭 회로를 리세트하게 된다.
S/H 신호 발생 회로(19)에는 플립플롭 회로(15-1, 15-2)의 출력 신호가 입력된다. S/H 신호 발생 회로(19)는 도시하지 않은 제어부에서 주어지는 얕은 피트에의한 정보 또는 깊은 피트에 의한 정보 중 어느 것을 현재 재생하여야 할 것인가를지시하는 신호에 따라서, 2개의 입력 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.
S/H 회로(20)는 S/H 신호 발생 회로(19)의 출력에 기초하여, 차분 회로(9)로부터의 출력 신호를 샘플(또는 스루)하거나 또는 홀드한다. 보다 상세히 설명하면, 2 종류의 깊이의 피트가 혼재하고 있는 경우에 있어서도, S/H 신호 발생 회로(19) 및 S/H 회로(20)에 의해, 현재 재생해야하는 것으로 지정되어 있는 깊이의 피트상에 광 빔이 있을 때에만, 차분 회로(9)로부터 출력되는 트랙킹 서보 신호가 출력되어 트랙킹 서보에 제공된다. 한편, 다른 깊이의 피트상에 광 빔이 있을 때에는 직전의 트랙킹 서보 신호가 S/H 회로(20)에 의해서 홀드되어 트랙킹 서보 신호로서 트랙킹 서보에 제공된다. 이에 따라, 피트의 깊이에 관계없이, 항상 안정된 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있다.
다음에, 깊이가 다른 피트가 혼재하는 광 디스크에 있어서, 그 피트 열(트랙) 위를 광 빔이 추종하여 갈 때에 있어서의 도 1의 실시예의 광 디스크 재생 장치의 각부의 동작 파형을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하여, 광 디스크상에, 깊이가 비교적 얕은 피트(31)와 해칭을 실시한 비교적 깊은 피트(32)가 혼재하고 있다. 광 빔(1)이 이들 피트 열의 위를 추종하여 갈 때에, 그 반사광의 총량을 나타내는 가산 회로(4)의 출력 신호 (a)는 피트의 유무에 따라서 레벨 변화를 하는 것이고, 보다 구체적으로는, 광 빔이 피트에 도달함에 따라서 반사광량의 레벨은 저하하고, 피트로부터 빠져 나감에 따라서 반사광량은 증대한다.
한편, 차분 회로(12)의 출력인 접선 푸시풀 신호 (b)는 전술한 바와 같이 피트 열의 접선 방향에 따른 광 빔의 반사광의 강도 분포의 차를 나타내는 것이다. 따라서, 광 빔의 진행 방향에 따른 전반부와 후반부가 다른 상황에 있을 때, 보다 구체적으로는, 광 빔이 피트에 당도할 때 및 피트로부터 빠져 나갈 때 등 광 빔이 피트의 전후 엣지 부근에 위치할 때에는 접선 푸시풀 신호 (b)는 각각 상호 반대의 극성을 갖는 펄스형의 신호로 된다.
그런데, 피트로부터의 반사광의 강도 분포는 광 빔이 피트에 의한 회절의 영향을 받은 결과이고, 특히, 사용하는 광 빔의 파장을 λ, 광 디스크 기판의 굴절율을 n으로 하였을 때, (λ/4n)의 깊이를 경계로 하여 회절의 방향은 역전한다.
이 때문에, 피트의 깊이가 상술의 (λ/4n)을 경계로 하여, 이것 미만의 얕은 것과 이것을 넘는 깊은 것이 형성되어 있으면, 광 빔이 피트에 도달할 때 및 피트로부터 빠져 나갈 때의 접선 푸시풀 신호의 펄스 극성의 패턴은 얕은 피트와 깊은 피트에서 역전하게 된다.
따라서, 반사광의 총량을 나타내는 가산 회로(4)의 출력 신호 (a)의 레벨이 변화하는 시점, 즉 광 빔이 피트에 도달하는 시점 및 피트로부터 빠져 나가는 시점에서의 접선 푸시풀 신호 (b)의 극성을 관측하면, 피트 깊이를 검출할 수가 있다. 그리고, 이 검출 결과에 기초하여, 재생해야 할 것으로 지정된 깊이의 피트에 대응하는 트랙킹 서보 신호를 추출하도록 구성하면, 피트마다의 깊이의 차에 의해 접선 푸시풀 신호의 극성이 반전하였다고 해도, 피트의 깊이에 대응한 올바른 트랙킹 서보 제어를 행하는 것이 가능해진다. 이것이 본 발명의 기본적인 사고방식이다.
도 2로 되돌아가, 본 발명에 의한 광 디스크 재생 장치의 동작 설명을 계속한다. 반사광의 총량을 나타내는 가산 회로(4)의 출력 신호 (a)를, 비교기(10)에 의해서 기준 전압 +Ref4와 비교함으로써 2치화된 출력 신호 (c)가 얻어진다. 이 2치화 신호 (c)는 피트의 깊이에는 관계없고, 피트의 유무에 따라서, "H" 레벨과 "L" 레벨 사이에서 변화한다. 이러한 레벨 변화는 개개의 피트의 엣지 근방에서 발생하고, 이 제1 실시예에서는 엣지 검출 회로(11)은 2치화 신호 (c)의 하강시, 즉 광 빔이 피트에 도달한 시점에서만, 펄스 신호 (d)를 출력하는 것으로 한다.
한편, 접선 푸시풀 신호 (b)는 비교기(13-1, 13-2)에 의해, 상이한 기준치인 +Ref3, -Ref3와 각각 비교되어, 2치화 신호 (e), (f)로서 출력된다. 이들 2치화 신호와 엣지 검출 회로(11)의 출력 (d)의 논리곱이 AND 게이트(14-1, 14-2)의 출력(g), (h)이다. 얕은 피트(도면 중의 피트(31))에 있어서는 엣지 검출 회로(11)의 출력 펄스 (d)가 발생하는 시점에 비교기(13-1)의 출력 (e)가 "H" 레벨로 되기 때문에, AND 게이트(14-1)의 출력 (g)에 펄스가 발생하여, 플립플롭 회로(15-1)의 출력 Q를 "H" 레벨로 한다. 반대로, 깊은 피트에 있어서는 엣지 검출 회로(11)의 출력 펄스 (d)가 발생하는 시점에 비교기(13-2)의 출력이 "H" 레벨로 되기 때문에, AND 게이트(14-2)의 출력 (h)에 펄스가 발생하여, 플립플롭 회로(15-2)의 출력 Q를 "H" 레벨로 한다.
이 결과, 플립플롭 회로(15-1)으로부터는 AND 게이트(14-1)의 출력 (g)에 따라서 "H" 레벨로 되고, 펄스 발생 회로(16-2)의 출력 (l)에 따라서 "L" 레벨로 되는 신호 (i)가 출력되어, S/H 신호 발생 회로(19)에 주어진다. 또한, 플립플롭 회로(15-2)로부터는 펄스 발생 회로(16-1)의 출력(j)에 따라서 "L" 레벨로 되고 AND게이트(14-2)의 출력 (h)에 따라서 "H" 레벨로 되는 신호 (k)가 출력된다.
그리고 상술한 바와 같이, S/H 신호 발생 회로(19) 및 S/H 회로(20)에 의해서, 재생하여야 할 것으로 지정된 깊이의 피트의 트랙킹에 사용하는 극성을 갖는 DPD 신호로부터만 트랙킹 서보 신호가 생성되게 된다.
예를 들면 도 2의 예에서는 얕은 피트(31)가 현재 재생해야 될 깊이의 피트인 것이 지정되고, 이것에 따라서 S/H 신호 발생 회로(19)는 플립플롭 회로(15-2)의 출력 신호 (k)를 선택하여 S/H 회로(20)에 제공한다. 이 결과, S/H 신호 발생 회로(19)의 출력 (m)이 "L" 레벨의 기간중에는 차분 회로(9)로부터 출력되는 트랙킹 서보 신호가 그대로 출력되어 트랙킹 서보 제어에 제공되고, 다른 깊이의 피트를 재생하는 경우에는 S/H 신호 발생 회로(19)의 출력 (m)은 "H" 레벨로 되어, 그 직전의 트랙킹 서보 신호를 S/H 회로(20)의 캐패시터에 홀드하여 그 값을 트랙킹 서보 신호로서 트랙킹 서보 제어에 제공한다.
이와 같이, 제1 실시예에 따르면, 접선 푸시풀 신호 등에 기초하여 피트의 깊이를 검출하고, 피트 깊이의 차이에 의해, 예를 들면 깊은 피트에는 얕은 피트와는 다른 의미를 갖게 하는 등을 하여, 기록 밀도를 높일 수 있다. 또한 깊은 피트에는 부가적인 정보를 갖게 하도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 여러가지의 광 디스크에 대하여도, 본 발명에 의한 트랙킹 서보 신호의 출력 제어는 유효하고, 깊이가 다른 피트가 혼재하고 있는 광 디스크이더라도, 정확하게 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있어, 상술과 같은 부가적인 정보의 재생을 적합하고 확실하게 행할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 타이밍차트에서는 광 빔이 얕은 피트(31)에 도달하였을 때에 접선 푸시풀 신호 (b)는 플러스의 펄스형 신호로 되고, 피트로부터 빠져 나갈 때에는 마이너스의 펄스형 신호로 되며, 깊은 피트(32)의 경우에는 접선 푸시풀 신호 (b)가 이것과 반대의 변화를 하는 것으로서 도시되고 있다. 이 극성의 관계는 개시된 것과 반대이더라도, 회로 접속의 변경에 의해 간단히 대응할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 도 1에 있어서, AND 게이트(14-1) 및 (14-2)를 생략하고, 엣지 검출 회로(11)의 출력을 플립플롭 회로(15-1) 및 (15-2)의 각각의 클럭 입력에 직접 제공함과 동시에, 플립플롭 회로(15-1)의 D 입력을 "H" 레벨에 고정하지 않고 비교기(13-1)의 출력에 접속하고, 또한 플립플롭 회로(15-2)의 D 입력을 "H" 레벨에 고정하지 않고 비교기(13-2)의 출력에 접속함으로써, 마찬가지의 동작을 얻을 수 있다.
또는, 엣지 검출 회로(11)의 동작을, 전술의 제1 실시예와 같이 비교기(10)의 출력의 하강에서 펄스를 출력하는 것은 아니고, 상승에 있어서 펄스를 출력하는 것이더라도 좋고, 또는 상승 및 하강 쌍방에 있어서 펄스를 발생하는 것이더라도 좋다. 이러한 경우라도 다소의 회로 변경으로 마찬가지로 피트 깊이에 따라서 트랙킹 서보 신호의 극성을 정확하게 선택하는 것이 가능해진다.
이 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치에 있어서, 광 검출기로부터의 여러가지 출력은 전부 대응하는 비교기를 통해 2치화되고, 그 후는 각단에 있어서 거의가 이들 2치화된 신호에 의한 처리가 실행되는 것으로 된다. 특히, 접선 푸시풀신호를 2치화하는 비교기(13-1, 13-2) 및 광량의 총합 신호를 2치화하는 비교기(10)의 후단의 S/H 회로(20)의 제어에 이르기까지의 부분을 디지털 IC화하는 것이 가능해져, 집적화가 용이해진다.
또한, 이 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치에서는 DPD법에 의해 트랙킹 서보 신호를 생성하고 있지만, 이 DPD법은 편심이 큰 광 디스크 등으로 피트 열에 광 빔을 추종시킬 때에, 광 빔을 집광시키는 대물 렌즈가 크게 변위하더라도 트랙킹 서보 신호에 오프셋이 생기기 어렵다고 하는 이점을 갖고 있다. 이것 외에 상술된 바와 같이 광 검출기로부터의 신호를 비교기(5-1, 5-2)에 의해 2치화한 후의 위상차 검출은 디지털 회로로 처리할 수 있기 때문에, 회로의 집적화의 면에서도 더욱 이점이 있다.
도 1의 광 검출기(2)에 주목하면, 이 제1 실시예에서는 광 빔의 반사광 중, 피트 열의 접선 방향 및 광 디스크의 반경 방향에 각각 대략 평행한 강도 분포를 검출하도록 검출기가 분할되어 있다. 이 때문에, 광 검출기의 각각의 영역의 출력으로부터는 반사광의 강도 분포에 기초하여, 접선 푸시풀 신호, 푸시풀 신호, 및 반사광량의 총합에 상당하는 신호의 어느 것이나 생성하는 것이 가능하다.
보다 상세히 설명하면, 광 검출기는 디스크의 반경 방향에 관하여 2 분할되고 또한 접선 방향에 관하여 2 분할되어(십자 형상으로 4 분할되어) 형성된 4개의 영역으로 구성된다. 이 형상의 광 검출기는 종래부터 광 디스크 장치의 광 픽업에는 많이 사용되어 온 것이다. 이 형태의 광 검출기에서는 비점 수차법에 의한 포커스 오차 신호의 생성이 가능함과 동시에, 종래부터의 광 픽업에 새로운 소자를부가하지 않고, 본 발명에 있어서의 검출된 피트 깊이에 따라서 트랙킹 서보 신호의 극성을 자동적으로 제어할 수 있다고 하는 이점을 모두 누릴 수가 있다.
또한, 종래의 광 디스크와 같이 피트의 깊이가 1 종류의 광 디스크이면, 반사광량의 총합 신호인 가산 회로(4)의 출력 신호 (a)의 레벨의 변화에 따른 접선 푸시풀 신호 (b)의 변화의 극성은 일정해지기 위해서, 트랙킹 서보 신호의 극성은 그 피트 깊이에 적합한 것에 고정된다. 즉, 이 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치는 종래의 광 디스크와의 사이에서 호환성이 유지되는 것으로 된다.
또한, 피트와 같은 요철 형상이 아니고, 빛의 조사에 대한 반사율이 다른 기록 마크를 형성함으로써 정보를 기록하는 타입의 광 디스크에 있어서도, 반사광량의 총합 신호는 물론, 접선 푸시풀 신호도 얻을 수 있다. 이것은 기록 마크에 광 빔이 도달할 때 또는 거기에서 빠져 나갈 때에, 광 빔의 진행 방향에 따른 전후 방향의 반사광의 강도 분포차가 생기기 때문이다. 이 때의 접선 푸시풀 신호의 극성은 기록 마크부와 비 기록 마크부의 반사율의 차에 의해 생기는 것으로써, 피트와같이 그 깊이에 의해 생기는 것이 아니다. 따라서, 기록 마크에 의해 정보를 기록하는 타입의 광 디스크에 있어서, 트랙킹 서보 신호의 극성은 고정되어, 본 발명의 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치를 이용하여, 기록 마크에 의한 정보의 재생도 정상적으로 행할 수 있다.
단, 상술한 바와 같이 피트의 깊이에 정보를 갖게 한 광 디스크의 내용을, 이러한 기록 마크로 기록하는 타입의 광 디스크에 복사하면, 반사광량의 총합의 변화에 의한 정보만은 복사할 수 있지만, 피트의 깊이가 갖는 정보는 복사할 수 없다. 따라서, 피트 깊이에 갖게 한 정보의 복사는 방지된다.
또는, 반사율이 다른 기록 마크에 의해 정보를 기록하는 타입의 광 디스크에서는 트랙킹 서보 신호의 극성이 고정되는 것을 이용하여, 피트에 의해 정보를 기록하는 타입의 광 디스크에서는 이것과 역의 극성에 트랙킹 서보 신호의 극성이 고정되는 바와 같이 피트 깊이를 조정하는 것도 생각된다. 이 경우, 본 발명의 제1 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치를 이용하여, 피트에 의해 정보가 기록된 광 디스크에서는 정확하게 트랙킹 서보 제어가 가능하지만, 이 광 디스크를 복사한 기록 마크 타입의 광 디스크에서는 트랙킹 서보 신호의 극성이 역으로 되어, 트랙 어긋남을 일으켜 정보를 재생할 수 없게 된다. 이 때문에, 새로운 복사 방지책에 적용할 수가 있다.
다음에, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부에 관해서 설명한다. 이 제2 실시예에서는 반사광을 수광하기 위한 광 검출기로서, 도 1에 도시한 제1 실시예의 광 검출기(2)와는 다른 구조의 광 검출기(22)를 사용하고 있고, 그것 이외의 회로 구성은 도 1에 도시한 제1 실시예의 것과 동등하다. 따라서, 공통되는 부분에 대해서는 그 설명을 반복하지 않는다.
일반적으로, 도 1의 제1 실시예에서 이용한 디스크의 반경 방향으로 2 분할되어 또한 접선 방향으로 2 분할된(십자 형상으로 4 분할된) 형식의 광 검출기는 개개의 광학 부품을 조합하여 만드는 광 픽업에 있어서 사용되는 일이 많다. 제1 실시예에 있어서는 설명을 생략하였지만, 이 제1 실시예의 형식의 광 검출기(2)로부터는 포커스 서보 신호를 생성하는 일이 많고, 그 때에는 비점 수차법이라고 불리는 광학적 기술이 병용된다.
그러나, 이 비점 수차법을 실행하기 위해서는 광학계의 조정이 꽤 민감한 것으로 되어, 개개의 광학 부품의 점수도 많아지므로, 조립 및 조정의 비용이 비싸게 되는 경향이 있다.
한편, 최근에는 1개의 패키지의 속에, 광 검출기, 광원으로서의 반도체 레이저 등을 집적하여, 개별 부품의 점수를 줄임과 동시에 광학계의 조정을 쉽게 한 유닛이 넓게 사용되고 있다. 이것은 소위 홀로그램 레이저 유닛이라고 불리는 것으로, 광학계의 일부를 홀로그램이라고 불리는 일종의 회절 격자로 대체시켜, 포커스 서보 신호, 트랙킹 서보 신호 및 기록된 정보 신호까지도, 유닛에 내장한 광 검출기의 출력으로부터 생성할 수가 있는 것이다.
도 3에 도시한 제2 실시예의 광 디스크 재생 장치에 있어서의 광 검출기(22)도, 도 1에 도시한 제1 실시예의 광 검출기(2)와 같이, 4개의 영역 a, b, c, d로 분할되어 있지만, 반사광 빔(1)은 상술한 회절격자인 홀로그램(도시하지 않음)에 의해서 복수의 단편으로 분할되고, 각각의 영역상에 집광된다. 영역 a, b는 반사광 중, 광 빔의 주사 및 진행 방향에서의 전반분에 상당하는 부분을 수광한다. 여기서, 광 디스크에 대한 광 빔의 초점 위치의 어긋남에 따라서 영역 a, b 에의 입사광량이 변화하도록, 상술의 홀로그램은 설계되어 있기 때문에, 이들 영역 a, b의 출력의 차로부터 포커스 서보 신호를 얻을 수 있다.
또한, 영역 c, d는 반사광중, 광 빔의 주사 및 진행의 방향에서의 후반분에상당하는 부분을 수광한다. 여기서, 영역 c, d는 광 디스크의 내주측 및 외주측의 빛을 각각 수광하도록 배치되어 있기 때문에, 이들 영역 c, d에서의 출력에 기초하여, 후술하는 바와 같이, DPD법, 푸시풀법 등에 의해, 트랙킹 신호를 얻을 수 있다. 그리고, 모든 영역 a, b, c, d의 출력의 총합은 반사광량의 변화, 즉 광 디스크상에 피트로 기록되어 있는 정보 신호를 반영하는 것이다.
접선 푸시풀 신호를 얻기 위해서는 전술의 제1 실시예와 같이, 반사광중, 광 빔의 진행 및 주사의 방향, 즉 피트 열의 접선 방향에서의 광량의 차를 구하면 좋다. 따라서, 도 3의 제2 실시예에서는 전반분에 상당하는 반사광을 수광하는 영역 a, b의 출력을 가산 회로(3-4)로 가산함과 함께, 후반분에 상당하는 반사광을 수광하는 영역 c, d의 출력을 가산 회로(3-4)로 가산하여, 쌍방의 가산 결과의 차를 차분 회로(12)로 구하고 있다. 또한, 반사광량의 총합 신호를 구하는 가산 회로(4)는 도 1의 제1 실시예와 같이, 4개의 영역 a, b, c, d의 모든 출력의 합을 구하도록 접속되어 있다.
한편, DPD법에 의한 트랙킹 서보 신호를 생성하기 위해서 도 1의 제1 실시예에서 이용된 가산 회로(3-1, 3-2)는 이 도 3의 제2 실시예에서는 존재하지 않는다. 이것은 도 3의 광 검출기(22)의 영역 배치가 전술의 도 1의 광 검출기(22)의 영역 배치와 다른 것이고, 영역 a, b에서는 DPD법에 이용하는 신호가 얻어지지 않기 때문이다. 즉, 이들 영역 a, b는 반사광 중, 광 디스크의 반경 방향에서의 강도 분포를 검출할 수 없는 위치에 배치되어 있는 데 대하여, 영역 c, d는 그와 같은 강도 분포를 검출할 수 있는 위치에 배치되어 있다. 이러한 제1 실시예의 광검출기(2)와의 차이는 상술한 바와 같이, 광 검출기(22)를 홀로그램 레이저 유닛에 내장할 수 있는 소형의 요소 부품으로 하는 데 적합한 영역 배치를 선택한 것에 기인하는 것이다.
다만, 광 디스크의 반경 방향인 내주측 및 외주측의 반사광을 각각 수광하는 2개의 영역 c, d에서의 출력은 광 빔과 피트 열과의 상대적인 위치 어긋남에 대응하는 위상차를 포함하기 때문에, 이들 출력에 기초하여 DPD법에 의한 트랙킹 서보 신호의 생성이 가능하다. 따라서, 이 도 3의 제2 실시예에서는 영역 c, d의 출력을, 다른 영역에서의 출력과 가산하지 않고, 그대로 비교기(5-1, 5-2)에 각각 제공하도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이, 도 3의 제2 실시예의 회로의 구성 및 동작은 광 검출기에 관련하는 상술의 상위점을 제외하고, 도 1의 제1 실시예에 관련하여 설명한 것과 변함이 없기 때문에, 이 이상의 설명을 생략한다.
도 3의 광 검출기(22)에 더 주목하면, 이 제2 실시예에서도, 반사광 중, 피트 열의 접선 방향 및 광 디스크의 반경 방향의 각각에 관하여 대략 평행한 방향에서의 강도 분포를 검출할 수가 있도록 영역이 배치되어 있는 것이 이해된다. 보다 구체적으로는, 광 디스크의 반경 방향에 대략 평행한 방향의 강도 분포를 소자 c, d에 의해서 검출하고, 피트 열의 접선 방향에 대략 평행한 방향의 강도 분포를, 소자 a, b의 쌍과, 소자 c, d의 쌍으로 검출한다. 따라서, 도 1의 제1 실시예와 같이, 광 검출기(22)의 각각의 영역의 출력에 기초하여, 접선 푸시풀 신호, DPD법에 의한 트랙킹 서보 신호의 생성에 필요한 각종 신호, 및 반사광량의 총합에 상당하는 신호의 어느 것이라도 생성할 수가 있다.
또한, 도 3에 도시한 광 검출기(22)를 구성하는 영역의 배치는 상술한 바와 같이 홀로그램 레이저 유닛에 조립하는 데 적합하다. 따라서, 이 홀로그램 레이저 유닛을 이용하여 소형화한 광 픽업을 이용하여도 피트 깊이를 검출하여, 재생해야 할 깊이의 피트에 따른 트랙킹 서보 신호의 극성을 자동적으로 선택할 수가 있다고 하는 본 발명의 이점을 누리는 것이 가능하다.
다음에, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치에 관해서 설명한다. 이 제3 실시예는 도 1에 도시한 제1 실시예와 같이, 십자형으로 4개의 영역으로 분할된 광 검출기(2)를 이용하고 있지만, 제1 실시예와 같은 DPD법이 아니고, 푸시풀법을 이용하여 트랙킹 서보 신호를 형성하도록 구성한 것이다.
이 도 4의 제3 실시예에 있어서, 트랙킹 서보 신호의 생성에 관한 동작 이외의 동작, 즉, 접선 푸시풀 신호와 반사광량의 총합 신호를 구하고, 이들에 기초하여 피트 깊이를 검출하여, 재생해야 할 깊이의 피트에 대응하는 극성의 트랙킹 서보 신호를 선택하는 동작은 전술의 제1 실시예와 동일하다. 따라서 이들 공통되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
상술된 바와 같이, 이 제3 실시예에서는 트랙킹 서보 신호를 생성하는 데 푸시풀법을 이용하고 있다. 푸시풀법은 광 빔의 반사광을 광 디스크의 내주측과 외주측으로 분할하고, 그 강도차를 검출하여 트랙킹 서보 신호를 생성하는 것이다.
그 때문에, 도 4의 제3 실시예에 있어서는 가산 회로(3-1)에 의해 반사광의 광 디스크 내주측의 성분을 수광하는 영역 a, b의 출력의 합을 구함과 동시에, 가산 회로(3-2)에 의해 광 디스크의 외주측의 성분을 수광하는 영역 c, d의 출력의 합을 구한다. 그리고, 위상차법에서 이용된 위상 비교 회로(도 1의 위상 비교 회로(7))를 통과시키지 않고서, 가산 회로(3-1, 3-2)의 출력의 차를 차분 회로(17)로 구하도록 구성되어 있다. 차분 회로(17)로부터 출력된 차분 결과는 LPF(18)에 의해서 그 저역 성분이 추출되어 트랙킹 서보 신호로서, S/H 회로(20)를 통해 공급되게 된다.
이 제3 실시예에서는 트랙킹 서보 신호의 생성에 푸시풀법을 이용하고 있지만, 이 푸시풀법에서는 피트 열에 한하지 않고, 광 디스크상에 형성되는 연속한 안내구인 그루브가 혼재하고 있는 광 디스크에 있어서도, 트랙킹 서보 신호를 형성하는 것이 가능하다.
다음에, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치에 관해서 설명한다. 이 제4 실시예에서는 도 3의 제2 실시예와 같이, 홀로그램 레이저 유닛에 내장된 십자 형상이 아닌 광 검출기(22)를 사용하는 한편, 트랙킹 서보 신호의 생성에는 도 4의 제3 실시예와 같이 푸시풀법을 적용한 것이다.
도 5에 도시한 제4 실시예에 있어서, 광 검출기(22), 가산 회로(3-3, 3-4, 4), 및 그 후단의 각종 회로 등, 접선 푸시풀 신호와 반사광량에 상당하는 신호를 산출하여 피트 깊이를 검출하는 부위의 구성 및 동작은 도 3에 도시한 제2 실시예에 관하여 먼저 설명한 바와 같이, 여기서는 그 설명을 반복하지 않는다.
도 3의 제2 실시예와 다른 것은 광 검출기(22)의 영역 c, d에 관한 접속 관계이고, 이들 영역 c, d에서의 출력이 차분 회로(17)에 주어지고, 그 차분이 구해지도록 구성되어 있다.
이미, 제3 실시예의 설명에 있어서 진술한 대로, 푸시풀법은 광 빔의 반사광을, 광 디스크의 내주측과 외주측으로 분할하고, 그 강도차를 검출하여 트랙킹 서보 신호로서 생성하는 것이다. 한편, 제2 실시예의 설명에 있어서 진술한 바와 같이, 영역 c, d는 반사광의 후반분에 상당하는 부분을 수광하는 한편, 광 디스크의 내주측 및 외주측의 광도 각각 수광하도록 배치되어 있다. 따라서, 이들 영역 c, d에서의 출력차를 구하면, 십자 형상으로 분할된 광 검출기(2)를 이용한 경우와 같이, 푸시풀법에 의한 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다.
또한, 이미 제1 실시예에 관련하여 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 피트의 깊이에 의해, 피트로부터의 반사광의 회절 방향, 나아가서는 반사광의 강도 분포가 다르다. 특히, 설명한 제1 실시예∼제4 실시예 중 어디에 있어서도, 사용하는 빛(광 디스크에 조사하는 광 빔)의 파장을 λ, 광 디스크의 기판의 굴절율을 n으로 하였을 때, (λ/4n)의 비트 깊이를 경계로 하여 회절 방향이 역전한다고 하는 사실을 이용하고 있다. 이 것은 상술의 어느 쪽의 실시예에 있어서도 공통의 동작 원리이다.
그러나, 이 회절 방향의 역전을 일으키는 깊이는 (λ/4n) 뿐만 아니라, 실제로는 이것을 기준으로 하여 깊이가 (λ/2n) 증가할때마다 존재한다. 따라서, 일반적으로는, 광 빔의 파장을 λ, 광 디스크의 기판의 굴절율을 n, 임의의 자연수를 k, m으로 하였을 때, 피트의 깊이가
(kλ/2n)<D1<{(λ/4n)+(kλ/2n)}
또는
(λ/4n)+(mλ/2n)<D2<{(m+1)·λ/2n
의 조건을 만족하는 Dl, D2중 어느 범위내에 들어가면, 반사광의 회절 방향은 D1의 범위내에 속하는 깊이의 피트와 D2의 범위내에 속하는 깊이의 피트 사이에서 역전하기 때문에, 피트 깊이를 검출하여, 대응하는 트랙킹 서보 신호의 극성을 선택하는 것이 가능해진다.
따라서, 광 디스크의 제조상의 이유에 의해, 어느 정도 깊이가 있는 피트쪽이 제조하기 쉬운 등의 경우에는 그 제조상의 조건을 만족하도록, 상술의 임의의 자연수 k, m을 선정하면 좋다. 또한, 자연수 k, m은 상호 동일한 값을 취할 필요는 없기 때문에, 피트 깊이를 선정할 때의 자유도가 커진다.
다만, 일반적으로는 피트 깊이가 필요 최소한으로 고정하는 쪽이 광 디스크의 제조가 용이하고, 재생되는 신호의 품질도 좋다고 되어 있기 때문에, 그 때에는 상술의 자연수 k, m의 적어도 한쪽을 O으로 설정하면 좋다.
피트를 단순한 형상의 구멍으로서 형성한 경우, 회절 방향의 역전이 생기는 깊이에 관하여서는 상술과 같은 제한이 생긴다. 그러나, 복잡한 단면 형상을 갖는 구멍으로서 형성된 피트의 경우에는 상술의 제한의 범위 밖에서, 접선 푸시풀 신호의 극성을 다르게 할 수 있는 2 종류의 깊이가 존재한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 광 디스크상에 혼재하는 피트의 2 종류의 깊이는 이들 피트를 재생한 경우에 얻어지는 접선 푸시풀 신호의 극성이 각각의 깊이의 피트마다 다르도록 선택되어있으면 좋은 것으로 된다.
이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에 따르면, 피트의 깊이를 검출하여, 현재 재생하여야 할 피트의 깊이에 대응하는 트랙킹 서보 신호의 극성을 자동적으로 선택하기 때문에, 다른 깊이의 피트가 혼재하는 광 디스크에 대하여도, 정확하고 또한 안정된 트랙킹 서보 제어가 가능해진다. 또한, 피트의 깊이가 공통인 광 디스크에 대하여는 모든 피트에 대하여 트랙킹 서보 신호를 생성하게 되기 때문에, 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치는 종래의 광 디스크에 대하여도 호환성을 갖는 것으로 된다.
또한, 상술과 같은 피트 깊이의 검출은 피트 열에 조사한 광 빔의 반사광의 광량의 총합 신호와 피트 열의 접선 방향에 따른 반사광의 강도 분포의 차에 따른 접선 푸시풀 신호의 극성에 기초하여 행해진다. 이들 각종 신호는 광 픽업으로부터 간단히 생성할 수 있고, 새로운 광 검출기나 센서류를 설치할 필요가 없고, 간단한 구성으로 피트 깊이의 판별을 행할 수 있다.
상술의 제1 실시예 내지 제4 실시예는 깊이가 다른 광 디스크에 있어서 피트의 깊이에 의해서 반사광의 회절 패턴이 변화하는 것에 기인하여, 트랙킹 서보 신호에 제공할 목적으로 DPD법에 의해서 형성되는 DPD 신호, 또는 푸시풀법으로 생성되는 푸시풀 신호도, 깊이가 다른 피트에서 그 극성이 반전해버려, 정확하게 트랙킹 서보 제어가 행할 수 있지 않게 된다고 하는 과제에 대처하려고 하는 것이다.
이 DPD 신호는 구멍으로서 형성된 피트에 한하지 않고, 기록 마크로부터도 얻을 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 깊이가 다른 피트가 혼재하는 광 디스크에 한하지 않고, 얻어지는 DPD 신호의 극성이 다른 피트, 기록 마크 등이 혼재하는 디스크에 있어서도, 마찬가지로, 종래의 DPD법으로 얻어지는 DPD 신호의 극성이 반전하게 되어, 정확하게 트랙킹 서보 제어를 행할 수 있지 않게 된다고 하는 문제가 있다.
또한, 푸시풀 신호는 구멍으로서 형성된 피트에 한하지 않고, 연속하는 안내홈인 그루브/랜드로부터도 얻어지기 때문에, 얻어진 푸시풀 신호의 극성이 다른 피트, 그루브/랜드 등이 혼재하는 광 디스크에 있어서도, 정확하게 트랙킹 서보 제어를 행할 수 없다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 다른 깊이의 피트가 혼재하는 광 디스크에 한하지 않고, DPD 신호, 푸시풀 신호 등의 광 빔과 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호 성분이 상호 다른 극성으로 검출되는 피트, 마크, 그루브/랜드 등이 혼재하는 광 디스크에 있어서도, 종래의 트랙킹 서보 방법을 이용하여 정확하게 또한 안정적으로 트랙킹 서보 제어를 행하고자 하는 것이다.
이하에 설명하는 제5 실시예에 있어서는, 파장 650㎚의 레이저광과 개구수(NA) 0.6의 대물 렌즈로 이루어지는 광학계를 구비한 광 픽업과 트랙 피치가 0.74 ㎛, 최단 피트 길이 및 최단 마크 길이가 0.4 ㎛, 기판 두께가 0.6 ㎜의 광 디스크이고 길이 방향으로 8/16 변조된 신호가 기록되어 있는 것을 이용하여, 실험을 행하고 있다.
신호의 기록 및 재생은 선속도 4 m/초로 행하고 있다. 또한, 대물 렌즈를 구동하여 트랙에 대한 광 빔의 트랙킹을 행하는 트랙킹 서보계는 5 kHz 정도의 응답 속도를 갖고 있는 것으로 한다.
도 16의 종래예에 관하여 설명한 바와 같이, DPD법으로 형성되는 DPD 신호는 LPF(8-1, 8-2)를 통과한 후 트랙킹 서보 신호로서 이용된다. 도 17의 종래예에 관련하여 설명한 푸시풀법으로 형성되는 푸시풀 신호는 LPF(18)를 통과한 후, 트랙킹 서보 신호로서 이용된다.
통상, 트랙킹 서보 제어에 필요한 대역은 디스크상에 형성되는 피트, 마크 등의 대역보다도 낮은 대역이다. 또한, 불필요히 높은 주파수의 트랙킹 서보 신호를, 트랙킹을 행하기 위한 액츄에이터에 제공하면, 액츄에이터 드라이버 및 액츄에이터 코일이 발열하여, 장치의 신뢰성 및 수명이 저하하여, 소비 전력 및 동작 장해의 증대로 이어진다. 이러한 이유로, 상술의 저역 통과 필터를 사용하여, DPD 신호 또는 푸시풀 신호로부터 저역의 트랙킹 서보 신호를 추출하도록 구성하고 있다.
이하에 설명하는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광 디스크 및 광 디스크 재생 장치에서는 트랙킹에 필요한 대역은 수 kHz이고, 피트, 마크 등은 최대로 5 MHz 정도의 대역에서 기록 및 재생된다. 이상의 점으로부터, 이하에 설명하는 실시예에서 이용되는 저역 통과 필터는 수십 kHz 이하의 신호를 통과시키는 것이 채용되어 있다.
도 6은 피트 깊이와 접선 푸시풀 신호 진폭 및 RF 신호(총 반사광량) 진폭과의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 제5 실시예에서 이용하는 디스크는 전술의 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같이, 깊이 방향으로 정보가 기록되어 있고, 도 6에 있어서의 깊이 D1의 피트와 깊이 D2의 피트가 혼재하여 피트 열, 즉 트랙을 형성하고 있다.
깊이 D1의 피트는 λ/4n보다도 얕게 형성되고, 깊이 D2의 피트는 λ/4n보다도 깊게 형성되어 있다. 도 7은 이러한 조건하에서, 트랙킹 서보계의 응답 속도인 5 kHz의 10배의 주파수인 50 kHz의 주기에 상당하는 시간 안에, 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율을 여러가지 변경하면서 관찰한 DPD 법에 의해서 얻어진 트랙킹 서보 신호의 트랙 크로스의 모습을 도시한 파형도이다.
도 7에 도시하는 트랙킹 서보 신호는 광 디스크 재생 장치의 픽업 액츄에이터의 포커스 서보를 온으로 하고 또한 트랙 서보를 오프로 한 상태에서 얻어진 것이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 광 빔은 나선형으로 형성된 트랙의 편심에 의해서 복수의 트랙을 횡단한다.
도 7을 참조하여, 모든 피트가 깊이 D1로 형성되어 있는 경우(D1/D2=100/0)에 비하여, 깊이 D2의 피트가 서서히 증가하여 가면, 트랙킹 서보 신호의 진폭이 작아져, 도 7에서는 보이고 있지 않지만, 쌍방의 피트의 비율 D1/D2가 50/50으로 되면, 트랙킹 서보 신호를 발생하지 않게 된다. 또한, 깊이 D2의 피트쪽이 많아져 가면, 도 7에로서는 보이고 있지 않지만, 트랙킹 서보 신호는 역의 극성으로 커져 간다. 그리고, 모든 피트가 깊이 D2로 형성되면, 모든 피트가 깊이 D1로 형성되어 있는 경우에 비하여, 극성이 역으로 크기가 대략 동일한 트랙킹 서보 신호가 얻어진다.
여기서, 극성이 역이라고 하는 것은 도 7에 있어서, 트랙킹 서보 신호의 파형이 상하 반전하는 것을 뜻하고 있다. 이것은 다른 극성의 접선 푸시풀 신호가 얻어지는 깊이 Dl, D2의 피트에서는 트랙킹 서보 신호의 기본으로 되는 DPD 신호의 극성도 반대로 되어 있기 때문이다. 수 MHz의 주파수로 출현하는 피트의 각각으로부터 얻어지는 DPD 신호는 깊이 Dl, D2의 피트에서는 극성이 역이고 크기가 동일하게 되어 있지만, 이 실시예에서 사용하고 있는 트랙킹 신호는 DPD 신호를 30 kHz 이하의 주파수를 통과시키는 저역 통과 필터를 통과시키는 것에 의해 얻고 있기 때문에, 50 kHz 정도 이상의 신호 성분에 대해서는 평균화(시간 평균)된 것이 관측되는 것으로 된다. 즉, 하나하나의 피트로부터 얻어지는 DPD 신호는 50 kHz 정도의 주파수의 주기에 상당하는 시간 안에 평균화된 신호 성분으로서 관측되는 것으로 된다.
도 7로부터 이해되는 바와 같이, 트랙킹 서보계의, 즉 액츄에이터의 응답 시간보다도 짧은 시간 안에서의 시간 평균된 트랙킹 서보 신호가 O으로 되지 않도록, 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율을 조정할 필요가 있다.
다음에, 도 8(a) 내지 도 8(d)를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 의한 광 디스크의 구성에 관해서 상세히 설명한다. 도 8(a) 내지 도 8(d)는 본 발명의 제5 실시예에 의한 광 디스크의 구성 및 거기에서 재생되는 푸시풀 신호의 파형을 나타내는 도면이다. 도 8(a)는, 복수의 피트가 1열로 배열하여 트랙을 형성하고 있는 모습을 나타내고 있다. 도 8(b)는, 도 8(a)에 도시한 피트 열의 단면을 나타내고 있고, 깊이 D1이 얕은 피트와 깊이 D2의 깊은 피트가 혼재하고 있는 상태를 보이고 있다. 이들 2 종류의 깊이의 피트는 트랙킹 서보계의 액츄에이터의 응답 속도인 5 kHz의 10배의 주파수인 50 kHz 정도의 주파수의 1 주기에 상당하는 시간 안에서, 깊이 D1의 피트로부터 얻어지는 DPD 신호 또는 푸시풀 신호의 평균이, 깊이 D2의 피트로부터 얻어지는 DPD 신호 또는 푸시풀 신호의 평균보다도 커지는 혼재 비율로 형성되어 있다.
도 8(c) 및 도 8(d)는 각각, 광 빔의 스폿이 트랙의 중심에서 어떤 일정 거리만큼 어긋나면서 주행하고 있는 경우에 있어서의 저역 통과 필터의 통과전 및 통과후의 푸시풀 신호를 도시하는 파형도이다.
도 8(c)에 도시한 바와 같이, 저역 통과 필터를 통과하기 전에는 광 빔 스폿이 피트를 통과할 때마다 푸시풀 신호가 얻어지고, 그 극성은 상술한 바와 같이, 얕은 피트와 깊은 피트에서 반대로 되어 있다. 이 신호가 저역 통과 필터를 통과하면, 그 고주파 성분은 컷트(평균화)되어, 도 8(d)에 도시한 바와 같은 푸시풀 신호로 된다. 이 도 8(d)의 신호를 트랙킹 서보 신호로 하는 것으로, 빔 스폿의 트랙 중심에서의 어긋남에 따른 추진력을 액츄에이터에 제공할 수 있다. 또한, 이 도 8은 푸시풀 신호를 이용하여 트랙킹 서보 신호를 생성한 경우에 관해서 설명한 것이지만, DPD 신호를 이용하여 트랙킹 서보 신호를 생성하는 경우에 관해서도 마찬가지이다.
이와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따르면, 소정의 시간 안에서, 다른 깊이 Dl, D2의 피트를 광 빔이 주사했을 때에 얻어지는 DPD 신호 또는 푸시풀 신호가 0이 아니고, 어느 하나의 극성이 얻어지도록 2 종류의 깊이의 피트의 혼재 비율을 조정함으로써, 종래의 DPD 법 또는 푸시풀법을 이용하여도 트랙킹 서보 신호가 O이 되는 일이 없어, 트랙킹 서보 제어가 원리적으로 가능해진다.
이상의 것을, 시간 스케일 및 공간 스케일을 이용하여 보다 상세히 설명한다. 도 9는 디스크상에서 트랙이 사행(蛇行)하고 있는 모습을 모식적으로 나타내고 있다. 트랙의 사행의 주기가 1/5 k초 정도의 것이면, 액츄에이터는 트랙의 사행에 추종하고, 광 빔은 트랙상을 정확하게 주사하는 것이 가능하다.
피트는 수 MHz의 빈도로 출현하기 때문에, 트랙의 사행의 1 주기중에 1000개 정도의 피트가 출현하게 된다. 만일 도 9에 도시한 바와 같이 사행한 트랙에, 수십kHz의 한층 더 사행이 중첩되어 있었다고 해도, 액츄에이터는 이 높은 주기의 사행에는 추종할 수 없고, 수 kHz의 대역의 사행에만 추종하여 간다. 이것은 액츄에이터의 기계적인 응답 성능에 의한 것이다.
액츄에이터에는 통상, 액츄에이터의 응답 성능의 수배 정도의 높이의 주파수 이하의 신호가 입력된다. 이것은 입력 신호의 주파수가 지나치게 낮으면, 본래 액츄에이터가 가지고 있는 기계적인 응답 성능을 충분히 발휘할 수가 있지 않고, 반대로 필요 이상의 고주파수의 신호를 입력하면, 액츄에이터를 구성하고 있는 코일이 발열하여 파손하여 버리기 때문이다.
액츄에이터의 응답 성능의 수배 정도의 높이의 주파수 이하의 신호를 입력하기 위해서는 저역 통과 필터를 통과한 트랙킹 서보 신호를 액츄에이터에 입력할 필요가 있다. 이 실시예와 같이, 30 kHz의 저역 통과 필터를 통과시키면, 상술한 바와 같이, 50 kHz 정도의 주파수의 주기에 상당하는 시간에 평균된 신호가 얻어진다. 이것은 도 9에 도시한 사행의 주기의 1/10 정도이고, 이 기간 안에 100개 정도의 피트가 출현하게 된다. 따라서, 이 정도의 갯수의 피트마다, 얕은 피트와 깊은 피트의 혼재 비율이 일대일이 되지 않도록 혼재 비율이 조정되어 있으면, 트랙킹 서보 신호는 O이 되지 않고, 일정한 극성의 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다.
다음에, O이 아닌 트랙킹 서보 신호가 얻어지도록 상술된 바와 같이 깊이 D1의 피트와 깊이 D2의 피트의 혼재 비율이 조정된 광 디스크의 실제의 트랙킹 방법에 관해서 설명한다. 도 10은 이러한 트랙킹 방법을 실행하는 본 발명의 제6 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도이다. 우선, 광 디스크 전체를 통해서 동등한 진폭을 갖는 DPD 신호가 얻어지도록, 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율이 조정되어 있는 디스크를 트랙킹하는 경우에는, 트랙킹 서보의 게인으로서 고정된 1개의 값을 이용하면 좋다. 한편, DPD 신호의 진폭이 디스크상의 각 부위에 따라 다르도록 디스크를 트랙킹하는 경우에는, 도 10에 도시한 바와 같이, LPF(8-1, 8-2)를 통과한 DPD 신호가 입력되는 게인 가변 증폭기(10)에, 도시하지 않은 제어부에서 DPD 신호 진폭의 변화, 즉 트랙킹 서보 신호의 변화에 따른 게인 변경 지령을 제공하여, 그 결과 얻어지는 트랙킹 서보 신호의 크기가 디스크 전체를 통하여 대략 일정하게 되도록 구성하면 좋다.
특히, 게인의 값은 깊이 D1의 얕은 피트로부터 얻어지는 DPD 신호가 지배적인 경우에는 플러스의 값으로 변화시키면 좋고, 반대로 깊이 D2의 깊은 피트로부터 얻어지는 DPD 신호가 지배적인 경우에는 마이너스의 값으로 변화시키면 좋다. 통상, 트랙킹 서보 신호의 진폭의 변화가 3 dB 이내이면, 고정된 1개의 값의 게인으로 대응할 수 있지만, 이것을 넘는 진폭 변화가 있는 경우에는, 진폭 변화에 따라서 게인의 값의 변경이 필요하여 진다.
게인의 값을 변경하는 위치(타이밍)는 디스크의 포맷이 결정되어 있으면, 디스크의 어드레스 정보로부터 얻을 수 있다. 예를 들면, 제 n 섹터에서 제 m 섹터(n<m)에 이르는 연속하는 영역(섹터) 내에 있어서 얕은 피트와 깊은 피트가 어떤 일정 비율로 혼재하고 있어, 그것 이외의 영역에는 얕은 피트만이 형성되어 있는 포맷의 디스크를 상정한다. 이러한 디스크의 섹터 번호가 작은 쪽의 섹터부터의 순으로 데이터를 판독하여 가는 경우, 제 n 섹터의 선두와 제 m 섹터의 선두에 있어서 게인의 값을 변경하면 되는 것이 된다. 이러한 게인 변경 지령은 디스크의 어드레스(섹터 번호)를 감시하고 있는 디스크 재생 장치의 도시하지 않은 제어부(CPU)로부터 공급된다.
다음에, 푸시풀 신호를 이용하여 트랙킹 서보 신호를 생성하는 경우에 관해서 설명한다. 도 11은 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율을 여러가지 변경하면서 관찰한 푸시풀법에 의해서 얻어진 트랙킹 서보 신호의 트랙 크로스 시의 모습을 도시하는 파형도이다. 도 7과 같이, 도 11에 있어서도, 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율에 의해, 푸시풀 신호의 진폭이 변화한다. 따라서, 상술한 DPD 신호의 경우와 같이, 푸시풀 신호의 한쪽의 극성이 지배적으로 되도록, 각각의 깊이의 피트의 혼재 비율을 조정함으로써, 0이 아닌 트랙킹 서보 신호가 얻어지는 것으로 된다. 도 12는 푸시풀 신호 진폭이 디스크상의 부위에 의해서 다른 디스크라도 안정된 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있는 본 발명의 제7 실시예에 의한 광 디스크 재생 장치의 주요부의 회로 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10에 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 푸시풀 신호를, 그 진폭 변화에 따라서 변화하는 적당한 게인으로 증폭함으로써, 대략 일정한 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있어, 안정된 트랙킹 서보 제어가 가능해진다. 이 가변 게인의 제어는 상술된 바와 같이 50 kHz 정도의 주파수의 주기에 상당하는 신호의 시간 평균에 의해 얻어진 트랙킹 서보 신호의 진폭 변화에 기초하여 도시하지 않은 제어부에 의해서 행해진다.
상술의 광 디스크는 피트만으로 구성된 트랙을 갖고 있지만, 트랙은 피트만 으로 구성되어 있을 필요는 없고, 도 13(a)의 평면도 및 도 13(b)의 단면도에 도시한 바와 같이, 피트와 기록 마크로 구성된 트랙을 갖고 있더라도 좋다. 기록 마크로부터도, 피트와 같이, DPD 신호를 얻을 수 있기 때문에, 피트와 기록 마크가 혼재하는 중에서, DPD 신호의 한쪽의 극성이 지배적으로 되도록 피트와 기록 마크의 혼재 비율이 조정되어 있으면, DPD 법에 의해 (DPD 신호에 기초하여) 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다. 또한, 디스크상의 부위에 의해 DPD 신호 진폭이 변화하는 경우에는 부위마다 게인을 변경해 주는 것에 의해, 대략 일정한 트랙킹 서보 신호를 디스크 전체를 통해서 얻을 수 있다.
마찬가지로, 상술의 광 디스크는 도 14(a)의 평면도 및 도 14(b)의 단면도에 도시한 바와 같이, 피트와 그루브로 구성된 트랙을 갖고 있더라도 좋다. 그루브로부터도, 피트와 같이 푸시풀 신호를 얻을 수 있기 때문에, 피트와 그루브가 혼재하는 중에서, 푸시풀 신호의 한쪽의 극성이 지배적으로 되도록 피트와 그루브의 혼재 비율이 조정되어 있으면, 푸시풀법에 의해 (푸시풀 신호에 기초하여) 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다. 또한, 디스크상의 부위에 의해 푸시풀 신호 진폭이 변화하는 경우에는 부위마다 게인을 변경해 주면, 대략 일정한 트랙킹 서보 신호를 디스크 전체를 통해서 얻을 수 있다. 또한, 상술의 피트와 그루브와의 관계는 피트와 랜드의 관계에 관해서도 마찬가지로 적합하다.
각각의 깊이의 피트의 혼재 비율의 조정은 데이터의 변조 방법에 의해서, 여러가지 생각되지만, 이하에 그 일례를 나타낸다. 도 15(a) 내지 도 15(c)는 Return to Zero(RZ) 변조 기록을 이용한 경우의 예를 도시하는 타이밍도이다. 도 15(a) 및 도 15(b)에 도시한 바와 같이, 4개의 피트로 데이터의 1 단위로 하여, RZ 변조 기록을 행하였다고 한다. 4개의 피트의 선두 피트가 얕은 피트의 경우에는 해당 데이터는 0을 나타내고, 깊은 피트의 경우에는 1을 나타내는 것으로 한다. 또한, 각 데이터 단위에 있어서의 선두 피트 이외의 피트는 전부 얕은 피트로 구성한다고 정하여 놓는다. 이러한 변조 방식을 채용하면, 피트 깊이의 혼재 비율을, 반드시 일대일에서 비켜 놓을 수 있어, 이 결과 O이 아닌 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다.
또한, 상술의 실시예에서 이용한 빛의 파장, 광학계, 디스크의 두께, 피트 길이, 마크 길이, 트랙 피치, 선속도, 액츄에이터의 응답 속도 등은 상술의 것에 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 경우에 따라서 적당한 값을 이용하면 좋다. 또한, 연장 방식은 상술의 RZ 방식에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, Digital Sum Value(DSV) 방식을 이용하여, 피트의 깊이 방향의 변조 신호의 직류 성분을 평가하면서, DSV가 0이 아닌 값을 갖도록 변조를 제어하면, 반드시 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제5 실시예 내지 제7 실시예에 따르면, 다른 극성의 DPD 신호 또는 푸시풀 신호가 얻어지는 피트, 기록 마크, 그루브/랜드가 혼재하여 형성된 광 디스크에 있어서, 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 소정의 시간에 있어서의 이들 신호의 시간 평균에 의해서 트랙킹 서보 신호가 반드시 얻어지도록, 피트, 마크, 그루브/랜드 등의 혼재 비율이 조정되어 있다. 이 결과, 이러한 광 디스크로부터 반드시 O이 아닌 트랙킹 서보 신호를 얻을 수 있어, 정확하고 안정된 트랙킹 서보 제어를 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 소정의 시간에 있어서의 DPD 신호 또는 푸시풀 신호의 평균에 의해서 얻어지는 트랙킹 서보 신호의 크기에 의해서, 트랙킹 서보의 게인을 변화시키는 것에 의해, 항상 안정된 트랙킹 서보 신호를 얻는 것이 가능해져, 안정된 트랙킹 서보 제어를 실행할 수가 있다.
본 발명의 영역 및 정신을 벗어남이 없이 본 기술 분야에 숙련된 자에 의해서 다양한 다른 변형이 용이하게 이루어 질 수 있음은 자명하다. 따라서, 첨부된 특허 청구의 범위의 영역은 본 명세서의 상세한 설명에 제한되지 않고 광의적으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 적어도 2 종류의 깊이를 갖는 복수의 피트(31, 32)의 열이 형성되어 정보가 기록된 광 디스크로부터 광 빔의 조사에 의해 정보를 재생하는 광 디스크 재생 장치에 있어서,
    상기 광 디스크로부터의 상기 광 빔의 반사광량을 검출하는 수광 소자(2, 22);
    상기 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 상기 광 디스크에 형성된 각각의 피트의 깊이를 검출하는 피트 깊이 검출부(3-3, 3-4, 4, 10, 11, 12, 13-1, 13-2, 14-1, 14-2, 15-1, 15-2, 16-1, 16-2);
    상기 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 상기 광 빔과 상기 피트 열과의 어긋남을 검출하여 상기 피트 열을 상기 광 빔이 트랙킹하기 위한 트랙킹 서보 신호를 생성하는 서보 신호 생성부(3-1, 3-2, 5-1, 5-2, 7, 8-1, 8-2, 9, 17, 18); 및
    상기 피트 깊이 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 상기 서보 신호 생성부에 의해서 생성된 트랙킹 서보 신호의 출력을 제어하는 출력 제어부(19, 20)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력 제어부는 상기 피트 깊이 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 재생해야 될 깊이의 피트의 트랙킹시에는 상기 서보 신호 생성부에 의해서 생성된 트랙킹 서보 신호를 상기 광 빔의 트랙킹을 위해 공급하고, 다른 깊이의 피트의 트랙킹시에는 상기 재생해야 될 깊이의 피트의 트랙킹시에 생성된 트랙킹 서보 신호를 홀드하여 상기 광 빔의 트랙킹을 위해 공급하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피트 깊이 검출부는 상기 피트 열로부터의 반사광량의 접선 방향에 따른 차에 기초하여, 각각의 피트의 깊이를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피트 깊이 검출부는,
    상기 피트 열로부터의 반사광량을 나타내는 제1 신호를 생성하는 제1 검출부(4);
    상기 피트 열로부터의 반사광량의 접선 방향에 따른 차를 나타내는 제2 신호를 생성하는 제2 검출부(3-3, 3-4, 12); 및
    상기 제1 및 제2 신호에 기초하여, 각각의 피트의 깊이를 나타내는 제3 신호를 생성하는 제3 검출부(10, 11, 13-1, 13-2, 14-1, 14-2, 15-1, 15-2, 16-1, 16-2)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 검출부는,
    상기 제2 신호를 제1의 기준치와 비교하는 제1 비교 회로(13-1);
    상기 제2 신호를 제2의 기준치와 비교하는 제2 비교 회로(13-2); 및
    상기 제1 신호의 변화점에서, 상기 제1 및 제2 비교 회로에 의한 비교 결과를 보유하는 보유 회로(15-1, 15-2)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서보 신호 생성부는 상기 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량의 위상차를 검출하여 상기 트랙킹 서보 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서보 신호 생성부는 상기 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량의 상기 광 디스크의 내주측과 외주측 사이의 차를 검출하여 상기 트랙킹 서보 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는 상기 광 디스크의 접선 방향으로 2 분할되고 또한 반경 방향으로 2 분할된 십자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는 상기 광 디스크의 접선 방향으로 2 분할되고, 2 분할된 수광 소자의 한쪽은 또한 상기 광 디스크의 접선 방향으로 2 분할되고, 다른쪽은 또한 상기 광 디스크의 반경 방향으로 2 분할되는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  10. 광 빔의 조사에 의해 정보가 재생되는 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성되고, 상기 광 빔과 상기 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하는 광 디스크에 있어서,
    상기 검출된 신호를, 상기 트랙을 상기 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써 얻어지는 트랙킹 서보 신호는 상기 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 상기 요철부의 혼재의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 형성된 요철부는 피트인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 형성된 요철부는 기록 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 형성된 요철부는 그루브 또는 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 검출된 신호는 상기 광 빔의 상기 요철부로부터의 반사광량의 위상차에 기초하여 검출된 신호인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 검출된 신호는 상기 광 빔의 상기 요철부에서의 반사광량의 상기 광 디스크의 내주측과 외주측 사이의 차에 기초하여 검출된 신호인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  16. 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성되어 정보가 기록된 광 디스크로부터 광 빔의 조사에 의해 정보를 재생하는 광 디스크 재생 장치에 있어서,
    상기 광 디스크로부터의 상기 광 빔의 반사광량을 검출하는 수광 소자(2, 22);
    상기 수광 소자에 의해서 검출된 반사광량에 기초하여, 상기 광 빔과 상기 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 검출하는 신호 검출부(3-1, 3-2, 5-1, 5-2, 7, 9, 17);
    상기 검출된 신호를, 상기 트랙을 상기 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써, 트랙킹 서보 신호를 생성하는 서보 신호 생성부(8-1, 8-2, 18); 및
    상기 생성된 트랙킹 서보 신호의 크기에 따라서 트랙킹 서보의 게인을 변경하는 게인 변경부
    를 포함하며,
    상기 광 디스크에는 상기 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하고 있고,
    상기 생성된 트랙킹 서보 신호가 상기 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 상기 요철부의 혼재의 비율이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 피트인 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 기록 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 그루브 또는 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 신호 검출부는 상기 광 빔의 상기 요철부에서의 반사광량의 위상차에 기초하여 상기 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 신호 검출부는 상기 광 빔의 상기 요철부에서의 반사광량의 상기 광 디스크의 내주측과 외주측 사이의 차에 기초하여 상기 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  22. 광 빔의 조사에 의해 정보가 재생되는 복수의 요철부로 이루어지는 트랙이 형성된 광 디스크의 트랙킹 방법에 있어서,
    상기 광 디스크로부터의 상기 광 빔의 반사광량을 검출하는 단계;
    상기 검출된 반사광량에 기초하여, 상기 광 빔과 상기 트랙과의 어긋남을 나타내는 신호를 검출하는 단계;
    상기 검출된 신호를, 상기 트랙을 상기 광 빔이 트랙킹할 때의 트랙킹 서보의 응답 시간보다도 짧은 시간에 시간 평균함으로써, 트랙킹 서보 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 트랙킹 서보 신호의 크기에 따라서 트랙킹 서보의 게인을 변경하는 단계
    를 포함하며,
    상기 광 디스크에는 상기 신호가 요철부마다 상호 다른 극성으로 검출되는 요철부가 혼재하고 있고,
    상기 생성된 트랙킹 서보 신호가 상기 다른 극성의 한쪽의 극성을 갖도록, 상기 요철부의 혼재의 비율이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 광 디스크에 생성된 요철부는 피트인 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 기록 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 그루브 또는 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 신호를 검출하는 단계는 상기 광 빔의 상기 요철부에서의 반사광량의 위상차에 기초하여 상기 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 신호를 검출하는 단계는 상기 광 빔의 상기 요철부에서의 반사광량의 상기 디스크의 내주측과 외주측 사이의 차에 기초하여 상기 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
  28. 제10항에 있어서,
    상기 형성된 요철부는 그루브 및 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 그루브 및 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크 재생 장치.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 광 디스크에 형성된 요철부는 그루브 및 랜드인 것을 특징으로 하는 광 디스크의 트랙킹 방법.
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