KR100555553B1 - 광 디스크의 결함 보상 장치 및 그 방법 - Google Patents

광 디스크의 결함 보상 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

디스크 결함 발생시 서보 안정성을 향상시키는 광 디스크의 결함 보상 장치 및 그 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 광 디스크에서 독출된 RF 합 신호 레벨에 따라 디스크 결함 구간을 검출하는 과정, 결함 구간 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하는 과정, 반전된 트랙킹 에러 신호 성분을 일정 시간 동안 트랙킹 드라이브 신호에 인가한 후 트래킹 서보 제어를 홀딩하는 과정을 포함한다.

Description

광 디스크의 결함 보상 장치 및 그 방법{Apparatus and method for compensating defect of optical disc}
도 1은 종래의 디스크 결함 보상 장치의 블록도이다.
도 2는 도 2는 결함 구간의 파형도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생 장치의 전체 블록도이다.
도 4는 도 3에서 광 디스크의 결함 보상을 위한 서보 신호 처리부의 상세도 이다.
도 5는 결함 보상기의 신호 변환 방법을 보이는 상세도이다.
도 6은 트랙킹 에러 신호의 흔들림을 보상하는 타이밍도이다.
본 발명은 광 디스크 기록 및 재생 장치에 한 것이며, 특히 디스크 결함 발생시 서보 안정성을 향상시키는 광 디스크의 결함 보상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로 광 디스크 기록/재생 장치는 CD(Compact Disc), CD-ROM(Compact Disc - Read Only Memory), DVD(Digital Video Disc), CD-R, CD-RW, DVD±RW, DVD- R 등과 같은 각종 광 디스크들 중에 해당하는 디스크에 기록되어 있는 정보를 재생하고 그 디스크에 데이터를 기록한다. 이러한 광 디스크 구동 장치는 디스크로부터 RF 신호를 정확히 픽업(pick -up)해 내기 위해 기구적인 구동 제어를 포함하는 각종 서보 제어를 채용하고 있다. 이들 서보 제어들로서는 기본적으로 포커싱(focusing) 서보 제어, 트랙킹(tracking) 서보 제어가 있다.
이러한 광디스크 기록/재생장치는 비접촉식 광학헤드를 이용한 반사량의 크고 작음에 의하여 신호를 재생하는 특징을 갖는다. 광디스크 기록/재생장치는 특히 비접촉식 광학헤드를 사용하기 때문에 접촉식 헤드를 사용하는 테이프 등의 기록매체에 비하여 품질열화를 막을 수 있고, 광디스크 면에 있는 먼지나 흠집 등에 비교적 강한 재생능력을 보인다.
한편, 광디스크 저장매체는 카트리지(catridge)에 수납하지 않는 경우 카트리지에 수납하는 경우에 비하여 사용과정에 있어서 물리적인 여러 가지 결함(defect)이 재생면 또는 반대면에 발생하기 쉽다. 이러한 결함은 디스크면의 스크래치(scratch), 먼지, 디스크 제조과정에서 발생할 수 있는 인터럽션(interruption; 디스크에 기록된 데이터면의 일부구간이 누락된 형태) 등의 결함이 있다.
이들 결함은 재생신호의 왜곡이나 누락뿐만 아니라 신호 재생에 필수적인 서보 신호를 오동작 하게 하여, 결함 이후 신호재생을 불가능하게 하거나 방해하므로써 광디스크 기록/재생장치에 커다란 영향을 미친다. 따라서 광 디스크 재생 장치는 특정한 결함이 검출될 때마다 서보 신호를 홀딩 시켰다가 결함 구간이 끝나면 다시 서보 신호 발생시킨다.
도 1을 참조하여 종래의 디스크 결함 보상 방법을 설명하면, ADC(110)는 디스크상에서 발생하는 아날로그 트래킹 에러 신호를 디지털 트랙킹 에러 신호로 변환한다. 고역 성분 보상기(130)는 ADC(110)에서 출력되는 고역 성분의 트랙킹 에러 신호에 대한 위상 및 게인을 보상한다. 안티 엘리어싱 필터(160)는 ADC(110)에서 발생하는 트랙킹 에러 신호에 대한 안티 엘리어싱을 수행한다. 저역 성분 보상기(170)는 안티 엘리어싱된 트랙킹 에러 신호에 대한 위상 및 게인을 보상한다. 가산기(140)는 고역 성분 보상기(130)에서 출력되는 트랙킹 에러 신호와 저역 성분 보상기(170)에서 출력되는 트랙킹 에러 신호를 가산하여 트랙킹 드라이브 신호로 변환한다. DAC(150)는 가산기(150)에서 출력되는 디지털 트랙킹 드라이브 신호를 아날로그 트랙킹 드라이브 신호로 출력한다. 이때 RF 합 신호가 설정된 레벨 이하로 떨어지면 결함 구간으로 검출된다. 결함 구간이 검출되면 결함 플래그가 로직 "H"로 전이되면서 스위치(120)의 접점(3)이 접점(2)로 스위칭된다. 따라서 홀드 필터(180)는 안티-엘리어싱 필터(160)을 통과한 트랙킹 에러 신호로부터 직류 성분을 추출하여 레지스터(190)에 저장한다. 이때 결함이 감지되고 결함 플래그가 로직 'H'로 되면 그 바로 직전에 레지스터(190)에 저장된 직류값을 고역 성분 보상기(130)로 입력시켜 결함 구간 동안 서보를 홀딩시켜 준다. 그러나 결함이 감지되고 결함 플래그가 로직 'H'로 되는 시점에는 이미 에러에 오차 성분이 존재하여 불안정해진다. 따라서 레지스터(190)에 이미 저장된 트랙킹 에러의 직류값은 디스크 결함의 영향이 반영된 값이므로 그 값을 서보 홀드용으로 사용하면 결함 구간 에서 뿐만 아니라 결함 구간이 완료된 후에도 서보를 불안정하게 한다.
도 2는 결함 구간의 파형을 보이고 있다. 도 2를 보면, 결함 구간이 감지된 후 트랙킹 서보를 홀드 시켰다가 다시 온시키는 시점의 파형을 보면 트랙킹 에러 신호(TE)와 트랙킹 드라이브 신호(TRD)가 심하게 흔들리는 것을 볼 수 있다. 즉, 결함 구간이 감지되는 시점에서 이미 트랙킹 에러 신호(TE)에 오차 성분이 존재하므로, 이 오차 성분의 영향으로 서보 홀딩이 끝나는 결함 구간 통과 시점에서 출력 신호가 더욱 심하게 흔들리는 것을 볼 수 있다. 따라서 종래의 서보 홀딩 알고리즘만으로는 결함 구간 인입 시점에서 서보가 불안정해지는 요소를 제거할 수 없을 뿐 아니라 서보 홀딩이 끝나는 시점에서 서보가 더욱 불안정해지는 요소를 해결할 수가 없다. 만약 서보 홀드가 끝나는 시점에서 트랙킹 드라이브 신호가 크게 흔들리면 광 초점은 인접 트랙으로 벗어나는 경우까지 생길 수 있는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 결함 구간의 인입 시점에서 트랙킹 에러의 흔들림을 샘플링하여 그 반대 위상의 트랙킹 드라이브 신호를 출력시켜 트랙킹 에러 신호의 흔들림을 상쇄시키는 효과를 제공하는 광 디스크의 결함 보상 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 광 디스크 결함 보상 방법에 있어서,
(a) 상기 광 디스크에서 독출된 RF 합 신호 레벨에 따라 디스크 결함 구간을 검출하는 과정;
(b) 상기 결함 구간 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하는 과정;
(c) 상기 반전된 트랙킹 에러 신호 성분을 일정 시간 동안 트랙킹 드라이브 신호에 인가한 후 트래킹 서보 제어를 홀딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 광 디스크 기록 및 재생 장치에 있어서,
디스크에 기록되어 있는 정보를 광학적으로 픽업하여 전기적인 RF 신호로 변환하는 광 픽업부;
상기 광 픽업부로부터 출력되는 RF 신호를 증폭하여 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 추출하는 RF 앰프부;
상기 RF 앰프부에서 발생되는 트랙킹 에러 신호의 게인 및 위상을 보상하여 트랙킹 드라이브 신호를 출력하고, 디스크 결함 구간의 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하여 트랙킹 드라이브 신호에 인가하는 서보 신호 처리부;
상기 서보 신호 처리부에서 출력되는 트랙킹 드라이브 신호로 상기 광 픽업부의 포커싱 엑츄에이터 및 트랙킹 엑츄에이터를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한 다.
도 3은 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생 장치의 전체 블록도이다.
광 픽업부(330)는 트랙킹 서보 제어를 위한 트랙킹 엑츄에이터와 포커스 서보 제어를 위한 포커싱 엑츄에이터에 의해 구동되며, 디스크(310)에 기록되어 있는 정보를 광학적으로 픽업하여 전기적인 RF 신호로 변환한다.
RF 앰프부(340)는 광 픽업부(330)로부터 출력되는 RF 신호를 증폭한다. 이때 RF 앰프부(340)는 포커스 에러 검출 회로, 트랙킹 에러 검출 회로를 내장함으로써 증폭된 RF 신호로부터 포커스 서보 및 트랙킹 서보 에러 신호들, 즉 포커스 에러 신호(FE) 및 트랙킹 에러 신호(TE)를 발생한다.
서보 신호 처리부(350)는 포커스 서보 제어 루프 및 트랙킹 서보 제어 루프로 구성되며, RF 앰프부(340)에서 발생되는 포커스 에러 신호(FE) 및 트랙킹 에러 신호(TE)에 대한 게인 및 위상을 보상하여 포커스 드라이브 신호(FOD) 및 트랙킹 드라이브 신호(TRD)를 출력한다. 특히, 서보 신호 처리부(350)는 디스크 결함 구간의 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하여 그 반전된 트랙킹 에러 신호 성분을 일정 시간 동안 트랙킹 드라이브 신호에 인가한다.
구동부(380)는 서보 신호 처리부(350)에서 출력되는 포커스 드라이브 신호(FOD) 및 트랙킹 드라이브 신호(TRD)를 이용해 디스크 모터(320) 및 광 픽업부(330)내 포커싱 엑츄에이터 및 트랙킹 엑츄에이터를 구동한다.
디스크 모터(320)는 구동부(380)로부터 출력되는 디스크 구동 신호에 의해 디스크(310)를 CLV(Constant Linear Velocity) 방식 혹은 CAV(Constant Angular Velocity) 방식으로 회전시킨다.
도 4는 도 3에서 광 디스크의 결함 보상을 위한 서보 신호 처리부(350)의 상세도이다.
도 4를 참조하면, ADC(410)는 디스크상에서 발생하는 아날로그 트래킹 에러 신호를 디지털 트래킹 에러 신호로 변환한다.
고역 성분 보상기(430)는 ADC(410)에서 출력되는 고역 성분에 대한 위상 및 게인을 보상한다. 안티 엘리어싱 필터(424)는 디지털 트랙킹 에러 신호에 대한 안티 엘리어싱을 수행한다.
저역 성분 보상기(426)는 안티 엘리어싱된 저역 성분에 대한 위상 및 게인을 보상한다.
스위치부(420)는 결함 플래그 신호에 따라 디스크에서 검출되는 트랙킹 에러 신호와 레지스터(492)에서 저장된 직류값을 스위칭한다. 즉 스위치부(420)는 정상 동작시 접점(3)이 접점(1)로 연결되다가, 결함 구역이 검출되면 결함 플래그가 로직 "H"로 전이되면서 접점(3)이 접점(2)로 연결된다.
결함 보상부(440)는 디스크 결함 검출시 그 결함 구간 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전한다. 즉, 결함 보상부(440)는 트래킹 에러 신호의 흔들리는 위상만 반전된 신호를 저장할 수 있으며, 최상위 비트(MSB)만을 인버팅 시킴으로써 트랙킹 에러 신호의 방향이 + 인지, - 인지 상관없이 위상만 반전된 신호를 생성할 수가 있다. 결함 보상부(440)를 더 상세하게 설명하면, 고배속에서 1 ~ 2 mm 길이의 결함 구간 인입 시 트래킹 에러 신호의 흔들리는 주파수가 약 30 ~ 40 KHz 정도라면 약 4 ~ 8개 정도의 샘플값이 관측되고 디지털 값으로 변환되어 고역 성분 보상기(430)로 입력된다. 비트 인버터(442)는 각 샘플값 마다 최상위 비트(MSB)만을 인버팅 시킨다. 레지스터 부(444)는 고역 성분 보상기(430)에서 출력되는 샘플값들을 샘플링 클럭에 동기되어 차례로 저장한다. 이 때 샘플값들을 저장하는 레지스터의 갯수는 측정을 통해 결정할 수 있다. 적분기(446)는 결함 플래그가 'H'가 되면 저장을 멈추고 레지스터부(444)에 저장된 복수개의 샘플값들을 합하여 적분한다. 게인 조정부(448)는 적분기(446)에서 적분된 신호의 게인을 조정한다.
선택부(450)는 결함 플래그 신호에 따라 고역 성분 보상기(430)에서 출력되는 신호 및 결함 보상부(440)에서 출력되는 신호를 선택적으로 출력한다. 예컨대, 정상적으로 디스크를 재생시 ①경로를 선택하고, 디스크 결함 플래그가 로직'하이'로 된 시점에서 일정 시간 동안 ②번 경로를 선택하게 된다.
홀드 필터(490)는 안티-엘리어싱 필터(424)을 통과한 트랙킹 에러 신호로부터 직류 성분을 추출하여 레지스터(492)에 저장한다. 이때 결함이 감지되고 결함 플래그가 'H'로 되면 그 바로 직전에 레지스터(492)에 저장된 트랙킹 에러의 직류값을 고역 성분 보상기(430)로 입력시켜 결함 구간 동안 서보를 홀딩시켜 준다.
가산기(450)는 선택부(450)에서 출력되는 트랙킹 에러 신호와 저역성분 보상기(426)에서 출력되는 트랙킹 에러 신호를 가산한다.
DAC(470)는 가산기(460)에서 출력되는 디지털 트랙킹 에러 신호를 아날로그 트랙킹 드라이브 신호로 변환한다.
도 5는 결함 보상기(440)의 신호 변환 방법을 보이는 상세도이다.
도 5를 참조하면, 샘플링값이 12비트로 표현되는 것으로 가정하면 12비트중에서 최상위 비트(MSB) "0"는 "1"로, 나머지 비트들은 동일하게 레지스터에 저장된다.
도 6의 파형도를 참조하여 트랙킹 에러 신호의 흔들림을 보상하는 방법을 설명한다.
먼저, 광 디스크 재생시 RF 섬 신호가 설정된 레벨 이하로 떨어지면 결함 구간으로 검출한다. 이어서, 결함 구간 인입 시점에서 트랙킹 에러 신호의 흔들림(605)을 176.4 KHz로 샘플한 값이 고역 성분 보상기(430)로 입력된다. 이때 디스크 결함 구간이 검지되지 않을시 고역 성분 보상기(430)에서 출력되는 트랙킹 드라이브 신호(TRO)는 그대로 가산기(460)로 입력된다. 그러나 디스크 결함 구간이 검지되어 결함 플래그(DECT)가 'H'로 된 시점에서 고역 성분 보상기(430)에서 출력되는 초기 트랙킹 에러 신호는 미리 설정된 일정 시간동안 위상이 반전된 후 트래킹 드라이브 신호(TRO)로 생성된다. 따라서 결함 구간 동안 트래킹 드라이브 신호(TRO)는 위상 반전된 신호와 서보 홀드용 직류 전압을 갖는다. 즉, 본 발명은 종래의 서보 홀딩 알고리즘을 사용하되 결함 플래그가 'H'로 된 시점에서 일정시간 동안 고역 성분 보상기(430)의 출력 위상만 반전시켜 서보 에러의 흔들림을 상쇄시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자 에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 결함 구간의 인입 시점에서 인버터를 이용하여 트랙킹 에러 신호의 흔들림을 상쇄함으로써 결함 구간에서 서보 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존의 하드웨어에 레지스터와 콘트롤 로직만을 간단히 추가하여 결함 플래그가 '하이'로 된 시점에서 일정시간 동안 서보 에러의 흔들림을 상쇄시킬 수 있다. 또한 트랙킹 드라이브 신호에 위상만 반전된 고주파 신호를 인가하므로 결함 구간 직후에 생기는 직류 옵셋(offset)을 제거할 수 있다.

Claims (6)

  1. 광 디스크 결함 보상 방법에 있어서,
    (a) 상기 광 디스크에서 독출된 RF 합 신호 레벨에 따라 디스크 결함 구간을 검출하는 과정;
    (b) 상기 디스크 결함 구간 검출시 결함 구간 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하는 과정;
    (c) 상기 반전된 트랙킹 에러 신호 성분을 일정 시간 동안 트랙킹 드라이브 신호로 생성한 후 트래킹 서보 제어를 홀딩하는 과정을 포함하는 광 디스크 결함 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 과정은
    상기 결함 구간 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 발생하는 트랙킹 에러 신호를 샘플링하는 하는 과정;
    상기 샘플링된 각 샘플마다 최상위 비트들을 인버팅하여 위상이 반전된 트래킹 에러 신호로 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 결함 보상 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기(b)과정은 결함 플래그 상태가 로직 '하이'로 된 시점에서 일정시간 동안 고역 성분이 보상된 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전시키는 것임을 특징으로 하는 광 디스크 결함 보상 방법.
  4. 광 디스크 기록 및 재생 장치에 있어서,
    디스크에 기록되어 있는 정보를 광학적으로 픽업하여 전기적인 RF 신호로 변환하는 광 픽업부;
    상기 광 픽업부로부터 출력되는 RF 신호를 증폭하여 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 추출하는 RF 앰프부;
    상기 RF 앰프부에서 발생되는 트랙킹 에러 신호의 게인 및 위상을 보상하여 트랙킹 드라이브 신호를 출력하고, 디스크 결함 구간의 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하여 트랙킹 드라이브 신호로 생성하는 서보 신호 처리부;
    상기 서보 신호 처리부에서 생성된 트랙킹 드라이브 신호로 상기 광 픽업부의 포커싱 엑츄에이터 및 트랙킹 엑츄에이터를 구동하는 구동부를 포함하는 광 디스크 결함 보상 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 서보 신호 처리부는
    트랙킹 에러 신호의 고역 성분에 대한 위상 및 게인을 보상하는 고역 성분 보상기;
    트랙킹 에러 신호의 저역 성분에 대한 위상 및 게인을 보상하는 저역 성분 보상기;
    디스크 결함 검출시 그 결함 구간의 인입 시점으로부터 일정 시간 동안 상기 고역 성분 보상기에서 출력되는 트랙킹 에러 신호의 위상을 반전하는 결함 보상기;
    디스크 결함 검출시 생성되는 결함 플래그 신호에 따라 상기 고역 성분 보상기에서 출력되는 신호 및 결함 보상기에서 출력되는 신호를 선택적으로 출력하는 선택기;
    상기 저역 성분 보상기에서 보상된 저역 트랙킹 에러 신호와 상기 선택기에서 선택된 고역 트랙킹 에러 신호를 합산하여 트랙킹 드라이브 신호로 생성하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 결함 보상 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 결함 보상기는
    상기 고역 성분 보상기에서 출력되는 샘플들에 대해 최상위 비트를 인버팅하는 비트 인버팅기;
    상기 최상위 비트가 인버팅된 각 샘플을 클럭에 동기하여 차례로 저장하는 레지스터;
    상기 결함 플래그가 로직 '하이'가 되면 상기 레지스터에 저장된 샘플값들을 합하여 위상 반전된 신호를 생성하는 적분기;
    상기 적분기에서 합해진 신호의 게인을 조정하는 게인 조정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 결함 보상 장치.
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