KR100553874B1 - 광디스크 플레이어의 트랙킹 서보장치 - Google Patents

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KR100553874B1
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Abstract

헤더의 동기 신호 영역에서 검출된 합신호(sum signal)들의 차에 의해 트랙킹에러 신호를 얻는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치는 디스크로부터 반사된 광스폿의 세기에 상응하는 전기적 신호를 발생하며 적어도 디스크의 트랙 방향으로 두 개로 분할된 수광소자들을 구비한 광검출기를 가지는 광학 헤드; 상기 광학 헤드의 광검출기들에서 발생된 전기적 신호들의 합에 상응하는 합신호를 발생하는 합신호 검출기; 섹터 내의 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들에서 상기 합신호 검출기에서 제공되는 합신호의 레벨들을 검출하고, 검출된 레벨들의 차에 의해 트랙킹 에러 신호를 발생하는 트랙킹 에러 신호 검출부; 상기 광검출기에서 발생된 전기적 신호들의 차에 상응하는 차신호를 발생하는 차신호 검출기; 및 상기 차신호 검출기에서 제공되는 차신호로부터 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들을 나타내는 동기 구간 신호를 발생하는 동기 신호 영역 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치는 광축의 어긋남에 의해 영향받지 않는 안정된 트랙킹 서보를 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

Description

광디스크 플레이어의 트랙킹 서보 장치{Tracking servo apparatus of optical disk player}
도 1은 기록가능한 DVD의 트랙 구조를 도식적으로 보이기 위해 제시된 것이다.
도 2는 종래의 트랙킹 서보 방법을 보이는 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 3은 DVD의 트랙 구조를 도식적으로 보이기 위해 제시된 것으로서 도 1에 도시된 것에 비해 헤더 영역을 보다 상세히 보이는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 5a 내지 도 5f는 도 4에 도시된 장치의 동작을 설명하기 위해 제시된 파형도들로서 랜드 트랙에서 얻어지는 파형들을 보이는 것이다.
본 발명은 광디스크 기록재생 장치에서 광스폿이 트랙이 중심을 추종하게 하는 트랙킹 서보 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 헤더의 동기 신호 영역에서 검출된 합신호(sum signal)들의 차에 의해 트랙킹에러 신호를 얻는 장치에 관한 것 이다.
DVD-RAM과 같은 기록 가능한 광디스크를 기록재생하는 시스템에 있어서 종래에는 디스크의 미러 영역(mirror area)에서 발생되는 차신호에 의해 트랙킹 서보를 수행한다. 구체적으로 트랙의 중심선에서 상하 방향으로 배열된 수광소자에서 발생된 신호들의 차이에 의해 발생되는 차신호(push-pull signal)에 의해 디트랙(detrack)된 정도를 검출하고, 이 차신호가 제로(zero)가 되도록 광스폿의 위치를 제어한다.
그런데, 트랙 추종중에 광축의 어긋남 등이 발생하면 광스폿의 밀도(intensity)가 일정하지 않게 되고, 이로 인하여 광스폿이 트랙 중심을 정확히 추종하고 있더라도 차신호가 어느 정도의 오프세트값을 가지게 된다.
이에 따라 광스폿이 트랙이 중심을 정확히 추종하도록 제어하는 것이 어렵게되는 문제점이 있다.
디스크에 데이터를 기록할 때는 먼저 이전에 기록된 데이터를 소거한 후에 기록하게 되기 때문에 트랙킹이 잘못되면 인접된 트랙의 정보가 잘못 지워질 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 개선된 트랙킹 서보 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치는
데이터 영역이 섹터로 구분되고, 각각의 섹터는 디스크의 직경 방향으로 트랙의 중심선에서 상하로 위치하는 업퍼 헤더 및 버텀 헤더들을 가지며, 상기 업퍼 헤더 및 버텀 헤더에는 적어도 헤더정보를 디코딩하기 위해 필요한 동기 신호가 기록된 디스크를 재생하는 장치에 있어서,
상기 디스크로부터 반사된 광스폿의 세기에 상응하는 전기적 신호를 발생하며 적어도 디스크의 트랙 방향으로 두 개로 분할된 수광소자들을 구비한 광검출기를 가지는 광학 헤드;
상기 광학 헤드의 광검출기들에서 발생된 전기적 신호들의 합에 상응하는 합신호를 발생하는 합신호 검출기;
섹터 내의 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들에서 상기 합신호 검출기에서 제공되는 합신호의 레벨들을 검출하고, 검출된 레벨들의 차에 의해 트랙킹 에러 신호를 발생하는 트랙킹 에러 신호 발생부;
상기 광검출기에서 발생된 전기적 신호들의 차에 상응하는 차신호를 발생하는 차신호 검출기; 및
상기 차신호 검출기에서 제공되는 차신호로부터 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들을 나타내는 동기 구간 신호를 발생하는 동기 신호 구간 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
도 1은 기록가능한 DVD(Digital Video Disc)의 트랙 구조를 도식적으로 보이기 위해 제시된 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 DVD에 있어서 디스크의 직경 방 향으로 랜드(land track) 트랙과 그루브 트랙(groove track)이 교번적으로 배치되고, 각 트랙은 섹터 단위로 구획지어진다. 각 섹터는 데이터 영역(10), 헤더 영역(12), 그리고 미러 영역(14)으로 구성된다.
데이터 영역(10)에는 사용자 정보가 기록되고, 헤더 영역(12)에는 섹터 어드레스 정보 및 이를 재생하기 위해 필요한 동기 신호가 기록되며, 미러 영역(14)에는 아무런 정보도 기록되지 않는다.
즉, 데이터 영역(10)과 헤더 영역(12)는 피트가 형성되지만 미러 영역(14)에는 피트가 형성되지 않는다.
미러 영역(14)에는 피트가 형성되지 않기 때문에 광스폿이 도 1에서 점선으로 도시된 바와 같은 트랙의 중심선을 정확히 추종한다면 디스크의 직경 방향으로 트랙의 중심선에서 상하로 놓여진 수광소자들에서 발생되는 전기적 신호는 동일하다. 또한, 광스폿이 트랙의 중심선을 정확히 추종하지 않는다면 벗어난 정도는 트랙의 중심선에서 상하 방향으로 놓여진 수광소자들에서 발생되는 전기적 신호의 차에 비례한다.
종래의 트랙킹 서보 방법에서는 미러 영역(14)에서 트랙의 중심선에서 상하로 놓여진 수광소자들에서 발생된 전기적 신호들의 차이(차신호)를 검출하고, 이 차신호가 제로가 되도록 광스폿의 위치를 조정하였다.
도 2는 종래의 트랙킹 서보 방법을 보이는 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 2에 도시된 장치는 광학 헤드(20), 차신호 검출기(22), 트랙킹 에러 신호 발생부(24), 합신호 검출기(26), 미러 영역 검출부(28)를 구비한다.
광학 헤드(20)에는 도 2의 좌측에 별도로 도시된 바와 같은 광검출기(30)가 설치되어져 있다. 광검출기(30)는 트랙 방향(탄젠셜 방향이라고도 함)으로 좌우로 배치된 두 개의 수광소자(E, F)를 가진다.
차신호 검출기(22)는 광검출기(30)에 설치된 두 개의 수광 소자들(E, F)에서 발생된 전기적 신호들의 차신호를 검출하고, 트랙킹 에러 신호 발생기(24)는 인접된 섹터들에서 얻어진 차신호들의 차에 의해 트랙킹 에러 신호(TES)를 발생한다.
트랙킹 에러 신호 발생부(24)는 샘플&홀드기(24a)와 감산기(24b)를 구비한다. 샘플&홀드기(24a)는 각 섹터의 미러 영역(14)에서 발생된 차신호를 샘플&홀드하고, 감산기(24b)는 인접된 섹터들에서 얻어진 차신호들의 차를 연산한다. 감산기(24b)에서 연산된 결과는 트랙킹 에러 신호(TES)로서 제공된다.
트랙킹 에러 신호(TES)는 통상의 트랙킹 액튜에이터(tracking actuator)에 제공된다. 트랙킹 액튜에이터의 작용에 의해 광학 헤드(20)가 섹터들 사이에서 이동한다고 가정하면 섹터들 사이에서의 차신호의 변화가 발생하며 이는 감산기(24b)에 의해 검출된다.
합신호 검출기(26)는 광검출기(30)에 설치된 두 개의 수광 소자들(E, F)에서 발생된 전기적 신호들의 합신호를 검출하고, 미러 영역 검출부(28)은 합신호 발생기(26)에서 발생된 합신호로부터 도 1에 도시된 바와 같은 미러 영역(14)을 판별하는 구간 신호를 발생한다.
미러 영역 검출부(28)는 PLL데이터 검출기(28a), 패턴 매칭기(28b), 그리고 미러 영역 검출기(28c)를 구비한다. PLL데이터 검출기(28a)는 어드레스 피트(pits)나 인식 플랙으로부터 나온 데이터를 검출하고, 패턴 매칭기(28b)는 PLL데이터 검출기(28a)에서 검출된 데이터로부터 인식 데이터를 발생한다.
미러 영역 검출기(28c)는 패턴 매칭기(28b)에서 발생된 인식 데이터에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 미러 영역(14)을 구분하는 구간 신호를 발생한다. 이 구간 신호는 적어도 미러 영역(14)의 시작 부분을 나타내는 이진 디지털 신호이다.
미러 영역 검출기(28c)에서 발생된 구간 신호는 샘플&홀드기(24a)에 제공되며, 샘플&홀드기(24a)는 구간 신호에 의해 미러 영역(14)에서의 차신호를 샘플&홀드한다.
도 1에 도시된 바와 같은 종래의 트랙킹 서보 장치는 광축의 어긋남에 의한 영향에 노출되어져 있다. 틸트 및 광축의 어긋남이 발생할 경우 광밀도의 편차가 발생되고 이는 차신호의 편차를 유발한다. 즉, 광스폿이 트랙의 중심을 정확하게 추종하고 있더라도 차신호가 오프세트를 가지게 되며 이에 의해 트랙킹이 어굿나게 된다.
고밀도 DVD의 경우 트랙간격이 매우 좁기 때문에 이와 같은 차신호의 오프세트에 의해 재생시에는 인접된 트랙의 정보를 잘못읽거나 지울수 있는 확률이 높게 된다.
도 3은 DVD의 트랙 구조를 도식적으로 보이기 위해 제시된 것으로서 도 1에 도시된 것에 비해 헤더 영역을 보다 상세히 보이는 것이다. DVD 디스크는 헤더 영역을 가진다. 이 헤더 영역은 두 가지로 분류되며, 각각 업퍼 헤더와 버텀 헤더로 불려진다. 업퍼 헤더와 버텀 헤더는 트랙 방향으로 잇달아 기록되며, 랜드 트랙에 있어서는 버텀 헤더 -> 업퍼 헤더 순으로 배치되고, 그루브 트랙에 있어서는 반대의 순서로 배치된다.
각각의 헤더에는 섹터 어드레스 정보가 기록되는 영역 (32,34) 및 이를 재생하기 위해 필요한 동기 신호를 제공하는 동기 신호 영역 (36, 38)이 마련되어 있다. 동기 신호는 일정한 크기로 기록된다.
도 1 및 도 3에 도시되는 바와 같이 디스크의 직경 방향으로 볼 때 헤더는 트랙 피치만큼 이격되어 배치되고, 업퍼 헤더와 버텀 헤더사이에도 1/2트랙 피치 만큼의 간격이 있기 때문에 어떤 헤더라도 트랙마다 업퍼 헤더 혹은 버텀 헤더가 된다. 즉, 업퍼 헤더와 버텀 헤더는 트랙의 중심선에서 볼 때 상측에 위치하는가 혹은 하측에 위치하는 가의 차이에 의해 구분된다.
업퍼 헤더 및 버텀 헤더에 있어서 광학 헤드가 트랙의 중심선을 추종한다면 재생된 동기 신호의 크기는 동일하다. 그러나, 광학 헤드가 트랙의 중심선을 추종하지 않으면 재생된 동기 신호의 크기가 차이나게 되며, 그 차이의 크기는 광스폿이 트랙 중심선에서 벗어나는 크기 즉, 트랙킹 에러의 크기에 비례한다.
동기 신호는 합신호로부터 검출된다. 이 합신호는 조사된 광스폿이 가지는 광량의 총합에 비례하므로 틸트 혹은 광축의 어긋남에 영향받지 않는다.
따라서, 이러한 동기 신호를 이용하여 트랙킹 서보를 수행할 경우 틸트 혹은 광축의 어긋남에 영향받지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 4에 도시된 장치는 헤더에 기록된 동기 신호로부터 트랙킹 에러 신호를 검출한다. 도 4에 도시된 장치는 광학 헤드(40), 합신호 검출기(42), 트랙킹 에러 신호 발생부(44), 차신호 검출기(46), 동기 신호 구간 검출부(48)를 구비한다.
광학 헤드(40)에는 도 4의 좌측에 별도로 도시된 바와 같은 광검출기(50)가 설치되어져 있다. 광검출기(50)는 디스크의 트랙 방향(탄젠셜 방향이라고도 함) 및 직경 방향(라디얼 방향이라고도 함)으로 분할된 네 개의 수광소자들(A, B, C, D))를 가진다.
합신호 검출기(42)는 광검출기(50)에 설치된 네 개의 수광 소자들(A, B, C, D))에서 발생된 전기적 신호들의 합신호를 검출하고, 트랙킹 에러 신호 발생부(44)는 인접된 섹터들에서 얻어진 트랙킹 에러 신호들의 평균에 의해 트랙킹 에러 신호(TES)를 발생한다. 트랙킹 에러 신호(TES)는 통상의 트랙킹 액튜에이터(tracking actuator)에 제공된다.
트랙킹 에러 신호 발생부(44)는 엔벨로프 검출기(44a), A/D 변환기(44b), 트랙킹 에러 신호 발생기(44c), 평균치 연산기(44d), 보정치 계산기(44e)를 포함한다.
엔벨로프 검출기(44a)는 후술하는 동기 신호 구간 검출부(48)에서 제공되는 구간 신호에 의해 동기 신호 영역에서의 합신호의 포락선을 검출한다.
A/D 변환기(44b)는 엔벨로프 검출기(44a)에서 발생된 엔베로프 신호를 디지털 데이터로 변환한다.
트랙킹 에러 신호 발생기(44c)는 A/D 변환기(44b)에서 제공되는 디지털 데이터로부터 섹터 단위로 업퍼 헤더에서의 동기 신호의 크기와 버텀 헤더에서의 동기 신호의 크기의 차를 산출하여 트랙킹 에러 신호로서 제공한다.
평균치 연산기(44d)는 수 개의 인접된 섹터에서 발생되는 트랙킹 에러 신호의 평균을 연산한다.
보정치 계산기(44e)는 평균치 연산기(44d)에서 제공되는 트랙킹 에러 신호의 레벨을 트랙킹 제어기(52)에 적합한 값으로 보정하여 출력한다.
차신호 검출기(46)는 광검출기(50)에 설치된 네 개의 수광 소자들(A, B, C, D)에서 발생된 전기적 신호들의 차신호를 검출한다. 차신호는 트랙 방향으로 분리된 두 쌍의 수광 소자들((A,D) 와 (B, C))에서 발생된 전기적 신호의 차로서 연산된다.
A,D에서 발생된 전기적 신호의 합신호는 제1가산기(54)에서 얻어지고, B,C에서 발생된 전기적 신호의 합신호는 제2가산기(56)에서 얻어진다. 차신호 검출기(46)는 제1가산기(54)와 제2가산기(56)에서 발생된 신호들의 차를 연산함에 의해 차신호를 발생한다.
동기 신호 구간 검출부(48)는 차신호 검출기(46)에서 발생된 차신호로부터 동기 신호 영역을 판별하는 구간 신호를 발생한다. 동기 신호 구간 검출부(48)는 워블 검출기(48a), 워블 PLL(48b), 헤더 구간 검출기(48c), 그리고 동기 신호 구간 검출기(48d)를 구비한다.
워블 검출기(48a)는 차신호 검출기(46)에서 제공되는 차신호로부터 워블 신호를 검출한다. 디스크에 있어서 랜드 트랙과 그루브 트랙은 규칙적으로 배열되며 그 배열 주기에 따라 일정한 주파수를 가지는 워블 신호가 차신호에 중첩되어 나타나게 된다. 워블 검출기(48a)는 차신호를 워블 신호의 주파수 대역에 맞추어 대역 통과 필터링함에 의해 워블 신호를 검출한다.
워블 PLL(48b)는 워블 신호를 PLL처리함에 의해 일정한 주파수를 가지는 워블 PLL신호를 발생한다.
헤더 구간 검출기(48c)는 차신호로부터 헤더 구간을 검출한다. 헤더 구간은 도 1 혹은 도 3에 도시된 바와 같이 헤더 영역에 기록되는 신호들은 사용자 영역에 기록되는 데이터에 비해 높거나(업퍼 헤더일 경우) 낮은(버텀 헤더일 경우) 엔벨로프값을 가지므로 이를 검출함에 의해 헤더 영역을 나타내는 구간 신호를 얻을 수 있다.
동기 신호 구간 검출기(48d)는 헤더 구간 신호의 시작 위치로부터 일정 거리만큼 떨어지고 일정한 구간 길이를 가지는 동기 신호 영역을 검출한다. 이를 위하여 동기 신호 구간 검출기(48d)는 헤더 구간 신호의 시작 위치로부터 워블 PLL 신호를 계수하여 일정한 구간 길이를 가지는 동기 구간 신호를 발생한다. 이 동기 구간 신호는 트랙킹 에러 신호 발생부(44)의 엔벨로프 검출기(44a)에 제공된다.
도 5a 내지 도 5f는 도 4에 도시된 장치의 동작을 설명하기 위해 제시된 파형도들로서 랜드 트랙에서 얻어지는 파형들을 보이는 것이다.
5a도에 도시된 파형은 차신호 검출기(46)에서 발생된 차신호를 보이는 것이고, 도 5b에 도시된 파형은 합신호 검출기(42)에서 발생된 합신호를 보이는 것이다.
도 5c 내지 도 5e에 도시된 파형은 헤더 구간 검출기(48c)에서 발생된 신호들을 보이는 것으로서 도 5c에 도시된 신호는 한 섹터의 끝에서부터 인접된 섹터의 사용자 영역의 시작까지 지속되는 신호이고, 도 5d에 도시된 신호는 헤더 영역을 나타내는 헤더 구간 신호이고, 도 5e에 도시된 신호는 버텀 헤더 및 업퍼 헤더를 판별하는 신호이고, 도 5f에 도시된 신호는 버텀 헤더 및 업퍼 헤더내의 동기 신호 영역을 나타내는 신호이다. 도 5e에 도시된 신호는 도 5d에 도시된 신호를 파형정형함에 의해 얻어진다.
동기 신호는 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 시작점에서부터 일정 길이만큼 유지되므로 각 헤더의 시작점으로부터 일정 기간만큼 계수함에 의해 동기 신호 구간을 나타내는 동기 구간 신호를 얻을 수 있다.
이를 위해 동기 신호 구간 검출기(48d)는 도 5e에 도시된 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 시작위치로부터 하이 레벨이 되고, 워블 PLL 신호를 계수하여 소정값이 되면 로우 레벨이 되게하여 도 5f에 도시된 동기 구간 신호를 발생한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치는 합신호로부터 트랙킹 에러 신호를 검출하기 때문에 광축의 어긋남에 의해 영향받지 않는 안정된 트랙킹 서보를 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

Claims (4)

  1. 데이터 영역이 섹터로 구분되고, 각각의 섹터는 디스크의 직경 방향으로 트랙의 중심선에서 상하로 위치하는 업퍼 헤더 및 버텀 헤더들을 가지며, 상기 업퍼 헤더 및 버텀 헤더에는 적어도 헤더정보를 디코딩하기 위해 필요한 동기 신호가 기록된 디스크를 재생하는 장치에 있어서,
    상기 디스크로부터 반사된 광스폿의 세기에 상응하는 전기적 신호를 발생하며 적어도 디스크의 트랙 방향으로 두 개로 분할된 수광소자들을 구비한 광검출기를 가지는 광학 헤드;
    상기 광학 헤드의 광검출기들에서 발생된 전기적 신호들의 합에 상응하는 합신호를 발생하는 합신호 검출기;
    섹터 내의 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들에서 상기 합신호 검출기에서 제공되는 합신호의 레벨들을 검출하고, 검출된 레벨들의 차에 의해 트랙킹 에러 신호를 발생하는 트랙킹 에러 신호 발생부;
    상기 광검출기에서 발생된 전기적 신호들의 차에 상응하는 차신호를 발생하는 차신호 검출기; 및
    상기 차신호 검출기에서 제공되는 차신호로부터 버텀 헤더 및 업퍼 헤더의 동기 신호 구간들을 나타내는 동기 구간 신호를 발생하는 동기 신호 구간 검출부를 포함하는 트랙킹 서보 장치.
  2. 제1항에 있어서, 트랙킹 에러 신호 발생부는 동기 구간 신호에 응답하여 합신호의 엔벨로프를 검출하는 엔벨로프 검출기;
    버텀 헤더 및 업퍼 헤더구간에서 검출된 합신호의 엔벨로프 차이에 의해 트랙킹 에러 신호를 발생하는 트랙킹 에러 신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 서보 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 트랙킹 에러 신호 발생부는
    상기 트랙킹 에러 신호 발생기의 후단에 접속되며, 인접된 복수 개의 섹터에서 발생된 트랙킹 에러 신호의 평균을 산출하여 트랙킹 에러 신호로서 제공하는 평균치 연산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 서보 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 동기 신호 구간 검출부는
    상기 차신호 검출기에서 제공되는 차신호로부터 워블 신호를 검출하는 워블 검출기;
    워블 신호를 PLL(Phase-Locked Loop) 처리함에 의해 일정한 주파수를 가지는 워블 PLL신호를 발생하는 워블 PLL;
    차신호로부터 헤더 구간을 검출하는 헤더 구간 검출기; 및
    헤더 구간의 시작 위치로부터 워블 PLL 신호를 계수하여 일정한 구간 길이를가지는 동기 구간 신호를 발생하는 동기 신호 구간 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 서보장치.
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