KR100690605B1 - 광디스크의 틸트 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광디스크의 틸트 검출장치에 관한 것으로, 종래 광디스크의 틸트 검출장치는 디스크의 기록영역에 카파(PAPA, Complmentry Allocated Pit Address)를 두어 틸트를 검출함으로써, 상기 카파영역의 면적만큼 광디스크의 기록밀도가 저하되는 문제점과 각 섹터에만 부분적으로 카파영역을 설치하여 틸트 검출의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 트랙의 형상이 데이터의 주파수와 구동 서보의 주파수와는 구분되는 주파수를 갖도록 형성된 광디스크의 반사광의 좌우 광량차인 푸시풀신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제1필터부와; 상기 광디스크의 반사광의 합인 합신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제2필터부와; 상기 제1필터부와 제2필터부의 출력신호의 곱을 구하여, 디스크의 틸트 방향 및 틸트 정도를 포함하는 주파수 신호를 출력하는 곱셈부와; 상기 곱셈부의 출력신호로 부터 주파수 성분을 제거하여 디스크 틸트 방향 및 틸트정도를 포함하는 틸트에러신호를 출력하는 로우패스 필터부로 구성되어 광디스크의 기록면에 카파를 형성하지 않고, 트랙의 형상을 소정의 주파수를 갖도록 형성하고, 그 트랙의 주파수 특성에 따른 광량의 변화를 검출하여 틸트의 발생을 검출함으로써, 기록밀도의 감소없이 광디스크의 틸트를 검출하는 효과가 있다.

Description

광디스크의 틸트 검출장치{TILT DETECTING APPARATUS FOR OPTICAL DISK}

도1은 종래 광디스크 트랙의 형상을 보인 평면도.

도2a 내지 도2c는 종래 틸트 검출을 위한 디스크의 형상과, 그 디스크의 틸트 발생시 검출되는 푸시풀신호를 보인 모식도.

도3a 내지 도3c는 각각 틸트가 발생한 경우와 틸트가 발생하지 않은 경우 및 틸트의 방향을 나타내는 트래킹 에러신호의 파형도.

도4는 상기 트래킹 에러신호를 보정하는 오프셋신호의 일실시예도.

도5는 본 발명을 적용하기 위한 디스크 기록면의 평면도.

도6은 본 발명 광디스크 틸트 검출장치의 블록도.

도7a 내지 도7g는 본 발명 광디스크 틸트 검출장치 주요 부분의 출력 파형도.

도8은 본 발명을 통해 검출된 틸트에러신호의 그래프도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

P&P:푸시풀신호 BPF1,BPF2:밴드패스 필터

MUL:곱셈기 LPF:로우패스 필터

본 발명은 광디스크의 틸트 검출장치에 관한 것으로, 특히 디스크의 트랙 형상을 상하가 서로 반대의 위상을 갖는 주파수신호의 형태로 제작하고, 반사광에서 그 트랙의 형상에 대한 신호를 추출하여 광디스크의 용량 감소 없이 틸트를 검출할 수 있는 광디스크의 틸트 검출장치에 관한 것이다.

도1은 종래 틸트 검출을 위한 광 디스크의 트랙 형상의 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 랜드(land)와 그루브(groove) 영역은 상호 평행하게 형성되어 있고, 그 랜드와 그루브 사이에 피트(pit)로 형성되어 있는 카파(CAPA, COMPLEMNTRY ALLOCATED PIT ADDRESS)가 위치한다.

이와 같이 트랙의 랜드와 그루브 사이에 카파(CAPA)영역을 각 섹터의 처음위치에 형성해 두고, 이를 이용하여 광디스크의 데이터를 읽기 위해 조사하는 광의 좌우 광량차인 푸시 및 풀(PUSH-PULL)신호를 이용하여 광디스크의 틸트를 검출하게 된다.

도2a 내지 도2c는 종래 틸트 검출을 위한 디스크의 형상과, 그 디스크의 틸트 발생시 검출되는 푸시풀신호를 보인 모식도로서, 먼저 도2a에 도시한 바와 같이 카파영역이 형성되어 있는 디스크가 틸트되어 있는 경우 조사되는 광이 트랙 중심에 있지 않게 되며, 틸트가 발생하지 않은 경우에만 조사되는 광의 중심이 트랙의 중심에 있도록 조사된다.

이와 같이 광이 조사되는 위치에 따라서 조사된 광의 반사광의 좌우 광량차가 변화하게 된다. 즉, 도2b에 도시한 바와 같이 틸트가 발생하여 조사되는 광의 중심점이 트랙의 상부측을 지나는 경우 스페이스 레벨(SPACE LEVEL) 값이 기준값 이상이되며, 역시 틸트가 발생하여 조사되는 광의 중심점이 트랙의 하부측을 지나는 경우 스페이스 레벨이 기준값 이하가 된다.

상기 도2b에 도시한 신호를 로우 패스 필터링한 도2c에 도시한 바와 같이 각 신호 파형의 최대치와 최하치를 비교하면 틸트가 발생한 경우와, 틸트가 발생하지 않은 경우를 알 수 있고, 그 고저에 따라 틸트의 방향을 알 수 있게 된다.

즉, 도3a 내지 도3c는 각각 틸트가 발생한 경우와 틸트가 발생하지 않은 경우 및 틸트의 방향을 나타내는 트래킹 에러신호의 파형도로서, 트래킹 에러신호가 양의 방향 또는 음의 방향으로 발생한 경우에 디스크의 틸트 방향은 상기 트래킹 에러신호의 부호에 따라 결정되고, 틸트의 정도 즉, 틸트각은 트래킹 에러신호의 절대값에 의해 결정된다.

도4는 상기 트래킹 에러신호를 보정하는 오프셋신호의 예로서 상기 도3a 와 도3c에 도시한 트래킹 에러신호의 값을 도3b에 도시한 트래킹 에러신호와 동일한 값으로 보상하도록 오프셋신호가 결정된다.

이와 같이 종래에는 디스크의 섹터 영역마다 카파(CAPA) 영역을 두어 그 카파영역에서 반사광의 광량차를 이용하여 디스크의 틸트를 검출하였다.

상기한 바와 같이 종래 광디스크의 틸트 검출방법은 디스크의 기록영역에 카 파(PAPA, Complmentry Allocated Pit Address)를 두어 틸트를 검출함으로써, 상기 카파영역의 면적만큼 광디스크의 기록밀도가 저하되는 문제점과 각 섹터에만 부분적으로 카파영역을 설치하여 틸트 검출의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 광디스크에 카파영역을 설치하지 않고 틸트를 검출할 수 있는 광디스크 틸트 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적은 트랙의 형상이 데이터의 주파수와 구동 서보의 주파수와는 구분되는 주파수를 갖도록 형성된 광디스크의 반사광의 좌우 광량차인 푸시풀신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제1필터부와; 상기 광디스크의 반사광의 합인 합신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제2필터부와; 상기 제1필터부와 제2필터부의 출력신호의 곱을 구하여, 디스크의 틸트 방향 및 틸트 정도를 포함하는 주파수 신호를 출력하는 곱셈부와; 상기 곱셈부의 출력신호로 부터 주파수 성분을 제거하여 디스크 틸트 방향 및 틸트정도를 포함하는 틸트에러신호를 출력하는 로우패스 필터부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도5는 본 발명을 적용하기 위한 디스크 기록면의 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이 트랙을 결정하기 위해 각기 표면이 상대적으로 높고, 낮은 랜드(land)와 그루브(groove)를 상호 반대 위상의 주파수 파형의 모양으로 형성한다.

이때, 랜드와 그루브 형상의 주파수는 수백KHz가 되도록 형성한다.

이와 같이 랜드와 그루브 형상의 주파수를 제한 하는 이유는 디스크 트랙에 기록되는 데이터의 주파수가 수MHz이고, 트래킹을 제어하는 트래킹 서보 구동 주파수가 수KHz이므로, 상호 영향을 주지않는 주파수 범위를 사용한다.

상기와 같은 형상의 디스크의 트랙에 광을 조사하면, 그 데이터의 주파수 대에서는 기록된 데이터에 부합하는 광량의 반사광이 출사되며, 이와는 별도로 상기 트랙 형상에 따른 상기 수백KHz의 주파수가 검출되며, 상기 트랙의 면적이 넓은 곳에서는 그 트랙의 면적이 좁은 곳보다 많은 광량이 검출된다.

도6은 본 발명 광디스크 틸트 검출장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 각각 광디스크 반사광의 좌우 광량차인 푸시풀신호(P&P)와 광디스크 반사광의 광량합인 합신호(RF)를 밴드패스 필터링하는 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)와; 상기 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)의 출력을 곱하여 출력하는 곱셈기(MUL)와; 상기 곱셈기(MUL)의 출력신호를 로우패스 필터링하여 틸트 에러신호를 출력하는 로우패스 필터(LPF)로 구성된다.

상기와 같은 광디스크 틸트 검출장치를 사용하여 상기 도5에 도시한 광디스크에서 반사되는 반사광에서 틸트에러신호를 검출하는 과정을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 레이저 다이오드의 광을 상기 도5에 도시한 광디스크의 기록면에 조사하면, 상기 트랙의 형상에 따른 광량차와 아울러 상기 트랙에 기록된 데이터에 의한 광량차가 발생하는 반사광이 수광소자인 포토 다이오드에 검출된다.

이와 같이 포토 다이오드에 검출되는 광은 복수의 포토 다이오드를 사용하여 그 반사광의 좌우를 나누어 그 광량을 검출할 수 있으며, 반사광의 좌우 광량차를 구해 푸시풀신호(P&P)를 산출하고, 복수의 포토 다이오드 각각에서 검출된 광량의 합을 구해 이를 합신호(RF)로 사용한다.

상기와 같이 산출되는 푸시풀신호(P&P)와 합신호(RF) 각각은 트래킹 조절과, 데이터 판독에 사용되어진다.

상기 푸시풀신호(P&P)와 합신호(RF)는 각각 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)에서 필터링되어 상기 수백 KHz의 디스크 트랙 형상에 따른 주파수 성분만을 검출한다.

이와 같이 광디스크에 틸트가 발생하지 않은 경우 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)를 통과한 푸시풀신호(P&P)와 합신호(RF)는 도7a와 도7b에 도시한 바와 같이 좌우 광량의 차이로 표시되는 푸시풀신호(P&P)는 0의 값이 되며, 합신호(RF)는 상기 트랙의 형상을 그대로 따르는 주파수를 갖는 신호로 검출된다.

그 다음, 상기 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)를 통과한 푸시풀신호(P&P)와 합신호(RF)는 곱셈기(MUL)에서 승산되어, 도7c에 도시한 바와 같이 광디스크에 틸트가 발생하지 않은 경우, 상기 푸시풀신호(P&P)의 밴드패스 필터링된 결과가 0이므로, 0의 값을 갖도록 출력된다.

그 다음, 상기 곱셈기(MUL)의 출력신호를 인가받아 로우패스 필터링하는 로우패스 필터(LPF)의 출력신호인 틸트 에러신호 또한 0으로 출력된다.

그러나, 상기 광디스크에 틸트가 발생한 경우, 그 틸트의 발생 방향에 따라, 즉 평행한 광디스크를 기준으로 그 경사각의 부호에 따라 상기 좌우 광량차의 부호는 변화하게 된다.

즉, 광디스크의 틸트방향이 +방향, 즉 틸트각이 양의 부호를 갖는 방향인 경우 트랙의 중심을 기준으로 왼쪽에 위치하는 영역의 광량이 더 크게 검출되며, 틸트각이 음의 부호를 갖는 방향인 경우 트랙의 중심을 기준으로 오른쪽에 위치하는 영역의 광량이 더 크게 검출되어, 상기 좌우 광량의 차로 산출되는 푸시풀신호(P&P)는 그 부호가 틸트의 방향에 따라 변화하게 되며, 푸시풀신호(P&P)를 인가받아 밴드패스 필터링하는 밴드패스 필터(BPF1)의 출력파형 또한 그 위상이 반전된 형태를 각각 갖게 되며, 그 출력 파형을 도7d와 도7e에 각각 도시하였다.

상기 도7d와 도7e의 파형의 진폭은 상기 광디스크의 틸트각의 절대값에 비례하며, 상기 밴드패스 필터(BPF1)의 출력파형은 아래의 수학식1과 같이 일반적인 사인함수로 표기할 수 있다.

a×α×sin(ωt)

이때, a는 상수이고, α는 광디스크의 틸트량이며, 상기 ω는 광디스크에 형성되는 랜드 및 그루브의 주파수, 즉 트랙의 주파수이다.

또한, 상기 광디스크에 틸트가 발생한 경우에도 밴드패스 필터(BPF2)를 통해 인가되는 합신호(RF)는 틸트량에 따라 그 진폭의 차이만 발생할뿐 주파수는 항상 동일하게 출력되므로, 이 역시 아래의 수학식2와 같이 사인함수로 표기할 수 있다.

b×sin(ωt)

이때 b는 상수이며, ω는 트랙의 주파수이다.

이와 같은 수식으로 표현되는 밴드패스 필터(BPF1,BPF2)를 통과한 푸시풀신호(P&P)와 합신호(RF)를 승산하는 곱셈기(MUL)의 출력은 아래의 수학식 3으로 표현된다.

a×α×sin(ωt)×b×sin(ωt)=a×b×α×(1-cos(2ωt))/2

상기 수학식3에서 알 수 있듯이 광디스크에 틸트가 발생하면 곱셈기(MUL)를 통해 2배의 주파수를 갖는 주파수 신호로 변환되며, 그 직류성분은 디스크의 틸트량에 비례하게 된다. 또한 그 부호는 상기 α값에 의해 부호가 결정된다. 즉, 틸트가 발생한 방향에 따라 부호가 결정된다.

상기 곱셈기(MUL)에서 승산된 결과 신호를 도7f와 도7g에 각각 도시하였다.

상기 도7f는 틸트각이 양의 부호를 갖는 것이며, 그 중심의 변위가 틸트량이 된다. 또한, 도7g는 광디스크의 틸트각이 음의 부호를 갖는 것이며, 그 중심의 변위가 역시 틸트량이 된다.

상기 도7f와 도7g에 도시한 파형에서 틸트 에러신호를 검출하기 위해서는 상기 수학식 3에서의 코사인함수의 영향을 제거하여, 직류성분만을 검출하면 되는 것이므로, 로우패스 필터(LPF)를 사용하여 그 수학식 3에서 cos(2ωt)를 제거하여 얻을 수 있다.

즉, 최종 틸트 에러신호는 아래의 수학식 4로 표시된다.

(a×b/2)×α

상기 수학식 4에서 알 수 있듯이 최종 틸트에러신호는 틸트량 α에 비례하는 값으로 표시할 수 있고, 이를 그래프로 표시하면 상기 틸트가 없는 경우에 틸트에러신호의 값은 0이며, 광디스크의 틸트가 발생한 경우에는 상기 수학식4의 기울기를 갖도록 선형으로 변화하는 값을 갖게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 광디스크의 기록면에 카파(PAPA, Complmentry Allocated Pit Address)를 형성하지 않고, 트랙의 형상을 변환하여 그 트랙의 주파수특성에 따른 광량의 검출로 광디스크의 틸트를 검출할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 광디스크 틸트 검출장치는 광디스크의 기록면에 카파(PAPA, Complmentry Allocated Pit Address)를 형성하지 않고, 트랙의 형상을 소정의 주파수를 갖도록 형성하고, 그 트랙의 주파수 특성에 따른 광량의 변화를 검출하여 틸트의 발생을 검출함으로써, 기록밀도의 감소없이 광디스크의 틸트를 검출하는 효과와 아울러 기존의 카파가 각 섹터 영역의 일부에만 형성된 것에 반해 광디스크 전체에 형성되어 틸트 검출의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 트랙의 형상이 데이터의 주파수와 구동 서보의 주파수와는 구분되는 주파수를 갖도록 형성된 광디스크의 반사광의 좌우 광량차인 푸시풀신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제1필터부와; 상기 광디스크의 반사광의 합인 합신호를 인가받아 상기 트랙의 주파수 대역만을 선택적으로 검출하는 제2필터부와; 상기 제1필터부와 제2필터부의 출력신호의 곱을 구하여, 디스크의 틸트 방향 및 틸트 정도를 포함하는 주파수 신호를 출력하는 곱셈부와; 상기 곱셈부의 출력신호로 부터 주파수 성분을 제거하여 디스크 틸트 방향 및 틸트정도를 포함하는 틸트에러신호를 출력하는 로우패스 필터부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 광디스크의 틸트 검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광디스크는 랜드(LAND)와 그루브(GROOVE)의 경계부분이 상호 위상이 반대이며, 수백 KHz의 주파수 형태로 순차 반복되어 위치하여, 틸트의 발생시 트랙의 중심을 기준으로 좌우 광량차가 변화하도록 구성하여 된 것을 특징으로 하는 광디스크의 틸트 검출장치.

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