KR20060121138A - 결함에 대하여 내성이 있는 광 디스크 서보 - Google Patents

결함에 대하여 내성이 있는 광 디스크 서보 Download PDF

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KR20060121138A
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헨드릭 제이. 구쎈스
페터 에프 오드가드
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 디스크 드라이브 장치(1)에서 상이한 종류의 디스크 결함을 구별하기 위한 방법이 개시된다. 상기 광 디스크 드라이브 장치는 광 디스크(2)의 트랙을 주사하기 위하여 그리고 판독 신호(SR)를 발생시키기 위한 것으로, 적어도 하나의 변위 가능한 판독/기록 요소(34)를 갖는 주사 수단(30); 상기 디스크(2)에 대한 적어도 하나의 기록/판독 요소(34)의 위치 설정을 제어하기 위한 액츄에이터 시스템(50); 및 상기 판독 신호(SR)를 수신하며 상기 판독 신호(SR)의 적어도 하나의 에러 신호 성분(REN, FEN)에 기초하여 적어도 하나의 액츄에이터 제어 신호(SCR, SCF, SCT)를 발생시키기 위한 것으로, 복수개의 예정된 제어기 셋팅을 갖는 제어 시스템(90)을 포함한다. 상기 방법은 판독 신호(SR)로부터 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)을 유도하는 단계와, 상기 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)의 주파수 분석을 수행하는 단계와, 상기 주파수 분석의 결과에 기초하여 예정된 제어기 셋팅 중 하나를 선택적으로 설정하는 단계를 포함한다.
디스크, 결함, 검출기, 셋팅, 분석기

Description

결함에 대하여 내성이 있는 광 디스크 서보{OPTICAL DISC SERVO THAT IS ROBUST FOR DEFECTS}
본 발명은 광 저장 디스크에 정보를 기록하거나 그것으로부터 정보를 독출하기 위한 광 디스크 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 바와 같이, 광 저장 디스크는 저장 공간으로서 연속한 나선 형태 또는 다수의 동심원 형태인 적어도 하나의 트랙을 구비하며, 상기 저장 공간에는 정보가 데이터 패턴 형태로 저장될 수 있다. 광 디스크는 제조 중에 정보가 기록되고, 사용자가 정보를 독출만을 할 수 있는 읽기 전용일 수 있다. 광 저장 디스크는 또한 사용자가 정보를 저장할 수 있는 기록가능형일 수 있다. 광 저장 디스크의 저장 공간에 정보를 기록하기 위하여 또는 디스크에서 정보를 독출하기 위하여, 광 디스크 드라이브는 한편으로는 광 디스크를 수납 및 회전시키기 위한 회전 수단과, 다른 한편으로는 광 빔, 통상 레이저 빔을 발생시키기 위한 그리고 상기 레이저 빔으로 저장 트랙을 주사하기 위한 광학 수단을 구비한다. 정보를 광 디스크에 저장할 수 있는 방법 및 광 데이터를 광 디스크로부터 독출할 수 있는 방법과 같은 광 디스크의 기술은 일반적으로 공지되어 있으므로, 이러한 기술을 본 원에 상세히 기술할 필요는 없다.
광 디스크를 회전시키기 위하여, 광 디스크 드라이브는 통상 광 디스크의 중심부에 결합하는 허브를 구동시키는 모터를 구비한다. 일반적으로, 모터는 스핀들 모터로서 수행하며, 모터 피동 허브는 모터의 스핀들축 상에 직접 배열될 수 있다.
회전하는 디스크를 광학적으로 주사하기 위하여, 광 디스크 드라이브는 광빔 발생기 장치(일반적으로 레이저 다이오드)와, 광빔을 디스크 상의 초점 스폿에 포커싱하기 위한 대물렌즈, 및 디스크로부터 반사된 반사광을 수광하기 위하여 그리고 전기 검출기 출력 신호를 발생시키기 위한 광 검출기를 구비한다. 광 검출기는 다중 검출기 세그먼트를 구비하며, 세그먼트 각각은 개별 세그먼트 출력 신호를 제공한다.
동작 중에, 광빔은 디스크 상에 초점이 맞추어진 상태를 유지하여야 한다. 이를 위하여, 대물렌즈는 축방향으로 변위 가능하도록 배열되며, 광 디스크 드라이브는 대물렌즈의 축방향 위치를 제어하기 위한 초점 액츄에이터 수단을 구비한다. 또한, 초점 스폿은 트랙과 정렬된 상태로 유지되어야 하거나, 새로운 트랙에 대하여 위치설정될 수 있어야 한다. 이를 위하여, 적어도 대물렌즈는 방사상으로 변위 가능하도록 장착되며, 광 디스크 드라이브는 대물렌즈의 방사상 위치를 제어하기 위한 래디얼 액츄에이터 수단을 구비한다.
많은 디스크 드라이브에 있어서, 대물렌즈는 경사 이동 가능하게 배열되며, 이러한 광 디스크 드라이브는 대물렌즈의 경사이동 각도를 제어하기 위한 틸트(tilt) 액츄에이터 수단을 구비한다.
이러한 액츄에이터를 제어하기 위하여, 광 디스크 드라이브는 광 검출기로부터 발생된 출력 신호를 수신하는 제어기를 구비한다. 상기 신호(이하, 독출 신호라 한다)로부터, 제어기는 예를 들면 포커스 에러 신호와 같은 하나 이상의 에러 신호를 출력하며, 이러한 에러 신호에 기초하여, 제어기는 위치 에러를 감소시키기 위하여 또는 제거하기 위하여 액츄에이터를 제어하기 위한 액츄에이터 제어 신호를 발생시킨다.
액츄에이터 제어 신호를 발생시키는 과정에서, 제어기는 소정의 제어 특성을 나타낸다. 이러한 제어 특성은 제어기의 특징인바, 이는 제어기가 검출 위치 에러에 대한 반응으로 거동하는 방식으로 기술될 수 있다.
디스크는 디스크 결함을 포함할 수 있는바, 이러한 결함은 오류성 에러 신호를 야기하기 때문에 디스크의 독출을 교란할 수 있다. 디스크 결함 중에서 가장 중요한 두가지 종류는 다음과 같다.
1) 먼지 및 스크래치와 같은 짧은 결함
2) 지문과 같은 긴 결함
이러한 문제를 해결하기 위한 종래 해결책은 표준화 미러 신호(normalized mirror signal: MIRN)를 모니터링하는 결함 검출기를 구비하는 것으로, 상기 결함 검출기는 에러 상황이 검출되면 에러 신호를 스위치 오프(off)하여, 제어기 출력 신호가 일정 레벨로 유지되도록 한다. 결함이 통과하였음을 결함 검출기가 검출하는 순간, 에러 신호를 다시 스위치 온(on)한다. 말하자면, 광 픽업은 결함 상방에서 계기 비행한다.
상기 해결책은 작은 에러의 시작부를 검출하는 것에 관해서 합리적으로 풀어 나간다.
첫번째 문제는 결함의 끝 부분이 늘 신뢰성 있게 검출되는 것이 아니라는 것이다. 그 결과, 에러 신호는 너무 늦게 다시 스위치 온되어, 큰 위치 에러가 나타날 수도 있거나, 에러 신호에 여전히 에러를 포함하고 있는 경우에, 해당 에러 신호가 너무 일찍 다시 스위치 온될 수 있다.
두번째 문제는 지문이 잘 검출되지 않는 것이다. 그 결과, 결함이 적절히 검출되지 않아, 큰 위치 에러가 나타날 수 있다. 게다가, 지문을 통과하는 동안 에러 신호가 수회 스위치 온, 스위치 오프되어, 제어기 입력 신호에 다수의 불연속성을 야기하기 때문에, 불충분한 트랙킹 거동 및 불충분한 포커싱 거동을 야기한다.
지문에 대한 또 다른 문제는, 광 픽업이 최적 위치로부터 멀리 표류하는 경향이 있고 또한 큰 위치 에러가 나타날 수도 있기 때문에, 지문의 완전 통과 동안 에러 신호를 스위치 오프하는 것이 불가능하다는 것이다.
이와 관련한 기본 문제는 작은 결함을 적절히 취급하는 것이 큰 결함을 적절히 처리하는 것보다 상이한 제어 특성을 필요로 하는 것이다. 일반적으로, 디스크 드라이브의 제어기는, 작은 결함을 적절히 취급하도록 특별히 구성된 것이거나(이 경우에 에러 신호는 큰 결함의 경우에 최적은 아니다), 큰 결함을 적절히 처리하도록 특별히 구성된 것(이 경우에 에러 신호는 작은 결함의 경우에 최적은 아니다)과 같은, 고정된 제어 특성을 갖거나, 제어 특성을 절충하고 있다(이 경우에 에러 신 호는 작은 결함의 경우 뿐만 아니라 큰 결함의 경우에도 최적이 아니다).
최신 기술로서, 경험된 교란의 유형에 따라 제어기의 이득을 변경하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제4,722,079호를 참조.
가변 이득을 갖는 제어기를 구현하기 위하여, 결함 종류를 즉시 결정하는 것이 필요하다. 미국 특허 제4,722,079는 광 판독 신호를 처리하여 교란 종류를 결정하는 시스템에 대하여 기술하고 있지만, 이러한 시스템은 3빔 광학 시스템을 필요로 한다.
미국 특허 제5,867,461호는 광 판독 신호를 처리하여 교란 종류를 결정하는 시스템에 대하여 기술하고 있다. 이러한 공지된 시스템에서, 포락선(envelope)이 고주파 신호 콘텐츠로 결정된다. 상기 방법의 단점 중 하나는 디스크에 기록된 데이터에 의존한다는 것으로, 블랭크 디스크의 경우에는 적용할 수 없다. 또 다른 단점으로는, 이 방법은 상부 피크와 하부 피크를 검출하기 위한 회로, 상부 포락선과 하부 포락선을 검출하기 위하여 필터링하기 위한 회로, 상기 포락선을 분석하기 위한 회로, 및 신호를 메모리에 저장하기 위한 회로 등 복잡한 회로를 필요로 한다.
일반적인 문제는 큰 디스크 결함 뿐만 아니라 작은 디스크 결함에도 적용 가능한 제어 특성을 디스크 드라이브에 적용하는 것에 관한 것이다.
이러한 유형의 디스크 결함을 적절히 처리하기 위하여 제어 특성을 변경하는 것은 또 다른 유형의 디스크 결함을 처리할 수 있는 제어기의 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은 고장이 작은 디스크 결함 또는 큰 디스크 결함의 발생에 대응하는 가의 여부를 보다 신뢰성 있게 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 결정의 결과에 기초하여 제어기의 제어 특성을 변경시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스크 결함의 경우에 견고함이 개선된 서보 시스템을 구비하는 디스크 드라이브 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 주요 양태에 따르면, 결함 검출기는 모니터링되는 신호의 시간-주파수 분석에 기초하여 동작하도록 구성된다. 입력된 신호의 작은 시간-간격의 주파수-콘텐츠가 결정 및 분석된다. 결함이 발생하였는가의 여부에 대한 결정 및 결함이 큰 것 또는 작은 것인가에 대한 결정은 상기 주파수-콘텐츠에 기초하여 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 불연속 웨이브릿 분석이 이용된다.
본 발명의 제2 주요 양태에 따르면, 제어 회로는 복수개의 제어기를 가지며, 그 각각은 결함의 특정 종류를 위하여 특별히 선택된 셋팅을 갖는다. 결함 검출기 의하여 이루어진 결정에 기초하여, 제어기 중 하나는 다른 모든 것을 스위치 오프시킨 동안 선택적으로 스위치 온된다. 별법으로서, 선택가능한 셋팅을 갖는 제어기가 이용된다.
상기 및 기타 본 발명의 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 하며, 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 부재를 지시한다.
도 1a는 광 디스크 드라이브 장치와 관련된 부품을 도시한다.
도 1b는 광 검출기의 일실시예를 보다 구체적으로 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제어 회로를 보다 구체적으로 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제어 회로를 보다 구체적으로 도시하는 개략도이다.
도 4는 불연속 웨이브릿(discrete wavelet) 분석을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 불연속 웨이브릿 분석 결과를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 1a는 광 디스크(2)(일반적으로 DVD 또는 CD)에 정보를 저장하거나 그로부터 정보를 독출하기에 적합한 광 디스크 드라이브 장치(1)를 개략적으로 도시한다.
디스크(2)를 회전시키기 위하여, 디스크 드라이브 장치(1)는 회전축(5)을 규정하는 프레임(간명성을 위하여 비도시)에 고정된 모터(4)를 구비한다.
디스크 드라이브 장치(1)는 또한 광 빔에 의하여 디스크(2)의 트랙(비도시) 을 주사하기 위한 광학 시스템(30)을 구비한다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 1a에 도시된 예시적인 장치에서, 광학 시스템(30)은 광 빔(32)을 발생시키도록 배열된 레이저 다이오드와 같은 레이저가 일반적인 광 빔 발생 수단(31)을 구비한다. 아래의 설명에서, 광로(39)를 따르는 광 빔(32)의 상이한 부분은 참조부호 32에 부가된 문자 a, b, c 등으로 지시될 수 있다.
광 빔(32)은 빔 분리기(33), 시준 렌즈(37), 및 대물렌즈(34)를 통과하여 디스크(2)에 도달한다[빔(32b)]. 대물렌즈(34)는 디스크의 기록층(간명성을 위하여 비도시) 상에서 초점 스폿(F) 내에 광 빔(32b)을 초점을 맞추도록 설계된다. 광 빔(32b)은 디스크(2)로부터 반사되어[반사광 빔(32c)], 대물렌즈(34), 시준 렌즈(37), 및 빔 분리기(33)를 통과하여 광 검출기(35)에 도달한다[빔(32d)]. 도시된 경우에, 빔 분리기(33)와 광 검출기(35) 사이에는 예를 들면 프리즘과 같은 광 소자(38)가 개재된다.
디스크 드라이브 장치(1)는 또한 디스크(2)에 대하여 대물렌즈(34)를 방사상으로 변위시키기 위한 래디얼 액츄에이터(51)를 갖는 액츄에이터 시스템(50)을 구비한다. 래디얼 액츄에이터는 그 자체가 공지되어 있고, 본 발명이 이러한 래디얼 액츄에이터의 구조 및 기능에 관한 것이 아니므로, 래디얼 액츄에이터의 구조 및 기능에 대하여 본원에 상세히 기술할 필요는 없다.
디스크(2)의 소정 지점에 정확한 포커싱을 성취 및 유지하기 위하여, 대물렌즈(34)는 축방향으로 변위 가능하도록 장착되며, 액츄에이터 시스템(50)은 또한 디스크(2)에 대하여 대물렌즈(34)를 축방향으로 변위시키도록 배열된 초점 액츄에이 터(52)를 구비한다. 초점 액츄에이터는 그 자체가 공지되어 있고, 이러한 초점 액츄에이터의 구조 및 작동은 본 발명의 대상이 아니므로, 이러한 초점 액츄에이터의 구조 및 작동에 대하여 본원에 상세히 기술할 필요는 없다.
대물렌즈(34)의 정확한 경사 이동 위치를 성취 및 유지하기 위하여, 대물렌즈(34)는 피벗 가능하게 장착될 수 있다. 이러한 경우에, 도시된 바와 같이, 액츄에이터 시스템(50)은 또한 디스크(2)에 대하여 대물렌즈(34)를 피벗 이동시키도록 배열된 틸트 액츄에이터(53)를 구비한다. 틸트 액츄에이터는 그 자체가 공지되어 있고, 이러한 틸트 액츄에이터의 구조 및 작동은 본 발명의 대상이 아니므로, 이러한 틸트 액츄에이터의 구조 및 작동에 대하여 본원에 상세히 기술할 필요는 없다.
대물렌즈를 피벗 이동시키기 위한 수단 뿐만 아니라, 장치 프레임에 대하여 대물렌즈를 지지하기 위한 수단 및 대물렌즈를 축방향으로 그리고 반경방향으로 변위시키기 위한 수단은 그 자체가 공지되어 있는 것에 주목하여야 한다. 이러한 지지 및 변위 수단의 구조 및 작동은 본 발명의 대상이 아니므로, 본원에서 이에 대한 구조 및 작동에 대하여 상세히 기술할 필요는 없다.
또한, 래디얼 액츄에이터(51), 초점 액츄에이터(52), 및 틸트 액츄에이터(53)는 하나의 일체형 액츄에이터로서 구형될 수도 있는 것에 주목하여야 한다.
디스크 드라이브 장치(1)는 또한 모터(4)의 제어 입력부에 접속된 제1 출력부(92), 래디얼 액츄에이터(51)의 제어 입력부에 접속된 제2 출력부(93), 초점 액츄에이터(52)의 제어 입력부에 접속된 제3 출력부(94), 그리고 틸트 액츄에이터(53)의 제어 입력부에 접속된 제4 출력부(95)를 갖는 제어 회로(90)를 구비한다. 제어 회로(90)는 제1 출력부(92)에 모터(4)를 제어하기 위한 제어 신호(SCM)를 발생시키도록, 제2 제어 출력부(93)에 래디얼 액츄에이터(51)를 제어하기 위한 제어 신호(SCR)를 발생시키도록, 제3 출력부(94)에 초점 액츄에이터(52)를 제어하기 위한 제어 신호(SCF)를 발생시키도록, 그리고 제4 출력부(95)에 틸트 액츄에이터(53)를 제어하기 위한 제어 신호(SCT)를 발생시키도록 구성된다.
제어회로(90)는 또한 광 검출기(35)로부터 판독 신호(SR)를 수신하기 위한 판독 신호 입력부(91)를 구비한다.
도 1b는 광 검출기(35)가 복수개의 검출기 세그먼트를 구비하는 것을 도시한다. 도 1b에 도시된 경우에, 광 검출기(35)는 6개의 검출기 세그먼트(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f)를 구비하는바, 상기 검출기 세그먼트 각각은 6개의 검출기 세그먼트 각각에 입사된 광량을 각각 나타내는 검출기 신호(A, B, C, D, S1, S2)를 제공할 수 있다. 중앙 개구(aperture) 검출기 세그먼트로서 지시된 4개의 검출기 세그먼트(35a, 35b, 35c, 35d)는 4분원 구성으로 배열되어 있다. 제1 및 제4 세그먼트(35a, 35d)를 제2 및 제3 세그먼트(35b, 35c)와 분리하는 중심선(36)은 트랙 방향에 대응하는 방향을 갖는다. 위성 검출기 세그먼트로서 지시된 두개의 검출기 세그먼트(35e, 35f)는 중심선(36)의 대향 측면에서 중심 검출기 4분원 외에 대칭적으로 배열되며, 상기 검출기 세그먼트(35e, 35f)는 그 자체가 서브세그먼트로 세분될 수도 있다. 이러한 6개의 세그먼트 검출기는 그 자체가 공지되어 있으며, 본원에서 그 구조 및 작동에 대하여 상세히 설명할 필요는 없다.
광 검출기(35)의 경우에 다른 구조도 가능한 것에 주목하여야 한다. 예를 들면, 위성 세그먼트는 공지된 바와 같이 생략될 수 있다.
도 1b는 제어 회로(90)의 판독 신호 입력부(91)가 실제로 모든 개별 검출기 신호를 수신하기 위한 복수 개의 입력부를 구비하는 것을 도시한다. 따라서, 도시된 6개의 4분원 검출기의 경우에, 제어 회로(90)의 판독 신호 입력부(91)는 실제로 개별 검출기 신호(A, B, C, D, S1, S2)를 수신하기 위하여 6개의 입력부(91a, 91b, 91c, 91d, 91f)를 각각 구비한다. 당업자에게 자명한 바와 같이, 제어 회로(90)는 데이터 신호와 하나 이상의 에러 신호를 유도하기 위하여 개별 검출기 신호(A, B, C, D, S1, S2)을 처리하도록 설계되어 있다. 아래에서 간단히 RE로 지시된 방사상 에러 신호는 트랙과 초점 스폿(F) 사이의 방사상 거리를 나타낸다. 아래에서 간단히 FE로 지시된 초점 에러 신호는 저장층과 초점 스폿(F) 사이의 축방향 거리를 나타낸다. 광 검출기의 구조에 따라, 에러 신호 계산을 위한 공식이 다르게 사용될 수 있다. 일반적으로 말하면, 이러한 에러 신호 각각은 검출기(35) 상에서 일종의 중심 광 스폿의 비대칭에 대한 측정치이므로, 디스크에 대한 광 주사 스폿의 변위에 대한 감도이다.
개별 검출기 신호를 처리하는 것에 의하여 유도될 수 있는 특정 신호는 하기의 방정식에 따라 개별 검출기 신호(A, B, C, D, S1, S2)의 가중 합(weighted summation)에 의하여 획득된 미러 신호(MIRN)이다.
MIRN = A + B + C + D +W(S1 + S2)...(1)
여기서, W는 약 15 정도의 가중 계수를 나타낸다. 상기 신호는 디스크의 반 사율에 대한 측정치이다.
또한, REN과 같은 일반적인 에러 신호가 당업자에 공지된 바와 같이 유도될 수 있다. 예로서, 방사상 에러 신호(REN)는 하기의 방정식에 따라 규정될 수 있다.
Figure 112006039851961-PCT00001
...(2)
W는 가중 계수이다.
제어회로(90)는 당업자에 자명한 바와 같이 대응하는 에러를 저감하기 위하여 에러 신호의 함수로서 제어 신호를 발생시키도록 구성되어 있다. 예를 들면, 제어회로(90)는 방사상 에러 신호(REN)에 기초하여 방사상 제어 신호(SCR)를 발생시킬 수 있다. 하기에서, 본 발명을 방사상 제어에 대하여 특별히 설명하지만, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 2는 예시적인 제어회로(90)의 일부를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 설명을 위하여, 상기 제어회로(90) 부분은 래디얼 액츄에이터(51)의 제어에 관한 것일 수 있다.
제어회로(90)는 판독 신호(SR)를 처리하기 위하여 그리고 에러 신호(REN) 뿐만 아니라 표준화 미러 신호(MIRN)를 유도하기 위하여 제1 입력부(91)에 접속된 입력부를 갖는 신호 프로세서(71)를 구비한다.
제어회로(90)는 에러 신호(REN)를 수신하는 입력부를 각각 갖는 복수개의 제 어기(81, 82, 83)를 구비한다. 제어기 각각은 래디얼 제어기(51)에 공급되기에 적합한 액츄에이터 제어 신호(RCR1, RCR2, RCR3) 각각을 발생시키도록 구성되어 있다.
도시된 실시예에서, 제어회로(90)는 특정 조건에서 사용하기에 최적 셋팅을 갖는 3개의 제어기(81, 82, 83)를 구비한다. 제1 제어기(81)는 디스크 결함을 발생시키지 않고 정상 조건에 사용하도록 특별히 설계되어 있다. 제2 제어기(82)는 먼지와 스크래치와 같은 짧은 디스크 결함의 경우에 사용하도록 특별히 설계되어 있다. 제3 제어기(83)는 지문과 같은 긴 디스크 결함의 경우에 사용하도록 특별히 설계되어 있다. 그러나, 제어회로(90)는 4개 이상의 특정 제어기 또는 단 두개의 제어기만을 구비할 수도 있다.
제어회로(90)는 또한 제어기(81, 82, 83) 각각의 출력부에 접속된 3개의 입력부(73a, 73b, 73c)와, 제어회로(90)의 출력부(93)에 접속된 출력부(73d)를 갖는 제어 가능한 스위치(73)를 구비한다. 스위치(73)는 3가지 작동 상태를 갖느다. 즉, 제1 작동 상태에서, 출력부(73d)는 제1 입력부(73a)에 접속된다. 제2 작동 상태에서, 출력부(73d)는 제2 입력부(73b)에 접속된다. 제3 작동 상태에서, 출력부(73d)는 제3 입력부(73c)에 접속된다.
제어회로(90)는 또한 신호 프로세서(71)로부터 신호(MIRN)를 수신하기 위한 입력부와, 제어 가능한 스위치(73)를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키기 위한 출력부를 갖는 신호 분석기(72)를 구비한다. 따라서, 분석기(72)로부터 발생된 제어 신호(SCS)에 따라, 액츄에이터(51)는 특정 제어기(81, 82, 83) 중 하나에 의하여 발생된 제어 신호에 의하여 제어된다.
도 3은 제어회로(90)의 변형예를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 3개의 제어기 대신, 본 실시예의 제어회로는 방사상 에러 신호(REN)를 수신하는 입력부와 제어회로(90)의 입력부(93)에 접속된 출력부를 갖는 단 하나의 제어기(80)를 구비한다. 제어기(80)는 분석기(72)로부터 발생된 제어 신호(SCS)에 기초하여 설정된 선택 가능한 셋팅을 갖는다. 제어기(80) 자체는 분석기(72)로부터 발생된 제어 신호(SCS)에 의하여 직접 제어된다. 도시된 실시예에서, 제어기(80)의 셋팅은 외부 셋팅 유닛(86, 87, 88)에 의하여 결정되며, 각각의 유닛은 정상 상태, 짧은 디스크 결함, 및 긴 디스크 결함 각각에 대하여 특별히 설계된 셋팅을 제공한다. 제어 가능한 스위치(73)는 제어기(80)의 제어 입력부에 접속된 출력부(73d)를 가지며, 셋팅 유닛(86, 87, 88) 각각의 출력부에 접속된 3개의 입력부(73a 73b, 73c)를 갖는다. 따라서, 제어기(80)의 셋팅은 분석기(72)로부터 발생된 제어 신호(SCS)에 의하여 결정된다.
따라서, 두 실시예에서, 액츄에이터(51)는 "정상", "짧은 디스크 결함", 및 "긴 디스크 결함"의 실제 작동 조건에 특별히 설계된 셋팅을 갖는 제어기에 의하여 제어된다.
도시된 실시예는 3개의 선택 가능한 셋팅을 갖지만, 본 발명의 전후 문맥상 다수의 특정 셋팅이 2 또는 4 또는 그 이상일 수도 있음을 당업자가 알 수 있다.
분석기(72)는 출력부에 대한 제어 신호를 결정하기 위하여, 즉 표준 미러 신 호(MIRN)가 정상 상태를 나타내는가를 결정하기 위하여 또는 긴 결함이나 짧은 결함의 발생을 나타내는가를 결정하기 위하여 표준 미러 신호(MIRN)를 분석하도록 구성된다. 특히, 분석기(72)는 MIRN 신호를 다수의 주파수로 분할하기 위하여 그리고 상이한 주파수 범위에 있는 정보 콘텐츠에 기초하여 결정하도록 구성되어 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 분석기(72)는 MIRN 신호의 시간-주파수 분석을 수행한다.
신호의 시간-주파수 분석은 공지된 기술이다. 예정된 작은 시간 간격 동안 조사 중인 신호의 주파수 콘텐츠를 결정하는 것을 포함한다. 시간-주파수 분석의 일례로는 불연속 웨이브릿 분석이 있으며, 아래에서 간략히 설명하기로 한다. 보다 상세한 정보를 위하여 미국 특허 제5,815,198호를 참조한다. 시간-주파수 분석은 상이한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 단시간 푸리에 변환(STFT)도 가능하다. 그러나, 웨이브릿 분석이 바람직한바, 그 이유는 시간 분해 특성이 우수하기 때문이다.
도 4는 샘플 신호(S)의 불연속 웨이브릿 분석을 개략적으로 도시하는 블록도이다. 제1 스테이지(110)에서, 신호(S)는 제1 디지털 고역필터(111) 및 제1 디지털 저역 필터(112)에 공급된다. 그 결과의 샘플링 주파수는 중복 정보를 제거하기 위하여, 작동(2↓)으로 지시된 바와 같이, 두개로 분할된다. 제1 디지털 고역 필터(111)로부터 발생된 결과 샘플은 "크기 1에서의 정밀 계수(detail coefficients at scale 1)'라고 불리우며, cD1으로 지시된다. 제1 디지털 저역 필터(112)로부터 발생된 결과 샘플은 "크기 1에서의 근사치 계수(approximation coefficients at scale 1)'라고 불리우며, cA1으로 지시된다. 크기 1에서의 정밀 계수(cD1)는 신호S에서의 최고 주파수를 나타낸다.
제2 스테이지(120)에서, 크기 1에서의 근사치 계수(cA1)는 제1 디지털 고역 필터(121)와 제2 디지털 저역 필터(122)에 공급된다. 그 결과의 샘플링 주파수는 다시 두 개(2↓)로 분할된다. 제2 디지털 고역 필터(121)로부터 발생된 결과 샘플은 "크기 2에서의 정밀 계수'라고 불리우며, cD2로 지시된다. 제2 디지털 저역 필터(122)로부터 발생된 결과 샘플은 "크기 2에서의 근사치 계수'라고 불리우며, cA2로 지시된다. 다운샘플링으로 인하여, 크기 2에서의 정밀 계수(cD2)는 정밀 계수 크기(cD1)보다 낮은 주파수 간격을 갖는다.
유사한 방법으로, 분석기(100)는 일련의 스테이지를 구비하는바, n번째 스테이지는 크기 (n-1)에서 근사치 계수를 수신하기 위하여 n번째 디지털 고역 필터와 n번째 저역 필터를 구비하며, 크기 n에서 정밀 계수와 크기 n에서 근사치 계수를 각각 제공한다.
도 5 내지 도 7은 광 디스크 드라이브로부터 측정된 신호에 인가되는 불연속 웨이브릿 분석의 결과를 도시한다. 검은 점과 지문을 포함하는 광 디스크가 준비되었다. 디스크가 작동되고, 반사광의 양을 나타내는 발생된 MIRN 신호를 측정하였다. 도 5는 이러한 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 수평축은 시간을 나타내고, 수직축은 신호 세기를 나타낸다. 곡선(61)은 검은점의 경우에 대한 MIRN 신호를 나타내고, 하부 곡선(62)은 지문의 경우에 대한 MIRN 신호를 나타낸다. 두 곡선(61, 62)은 대응하는 디스크 결함이 반사광의 양을 저감시키지만, 신호(61, 62) 의 특성은 매우 명확하게 다르다. 신호 특성에서의 차이는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 웨이브릿 분석의 결과에서 명료하게 관찰된 것이다.
도 6은 검은 점의 경우에 대하여 분석되는 MIRN 신호(하부 곡선)와 크기 1 내지 10에서 정밀 계수를 도시하는 일군의 그래프이다. 신호에서 현저한 피크(도 5에서 곡선 61)는 모든 크에서 소정 효과를 야기하지만, 결함의 최적(신속) 검출은 크기 2 또는 3(cD2 또는 cD3)에서 획득된다. 스크래치는 비교 가능한 결과를 부여하는 것에 주목한다.
도 7은 지분의 경우에 대한 일군의 비교 가능한 그래프이다. 크기 2 또는 3에서 검은점은 잘 검출될 수 있지만, 지문은 주파수 콘텐츠를 갖고 있지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 지문의 효과는 크기 6, 7, 및 8에서 명확하게 나타난다.
불연속 웨이브릿 분석을 이용하면, 분석기(72)는 적절한 제어 신호(SCS)를 생성하기 위하여 상기 분석에 기초하여 상이한 결함을 분류할 수 있으므로, 이러한 액츄에이터(51)에 대한 제어기(81, 82, 83;80)는 적정 셋팅을 갖는다.
가능한 구현에 있어서, 분석기(72)는 다음과 같이 작동한다. 초기에, 분석기는 제어 동작에 대하여 정상 셋팅[제어기(81) 또는 셋팅(86)]을 선택하기 위하여 제어 신호(SCS)를 생성한다. 원래 입력 신호(MIRN)의 신호 레벨 뿐만 아니라, 소정 크기의 세부 출력도 모니터링된다.
크기 2 또는 3 또는 양자의 세부 출력이 예정된 한계 레벨 이상의 큰 신호를 제공하면, 원래 입력 신호(MIRN)의 신호 레벨이 포착 및 기준치로 저장되고, 분석 기(72)는 짧은 디스크 결함에 특정된 셋팅[제어기(82) 또는 셋팅(87)]을 선택하기 위하여 제어 신호(SCS)를 생성한다. 크기 2 또는 3의 세부 출력이 한계치 이하로 떨어지면, 그리고 원래 입력 신호(MIRN)가 포착된 기준치 이상으로 상승하면, 분석기 출력 신호는 정상 셋팅으로 절환된다.
크기 6, 7 또는 8 또는 양자의 세부 출력이 예정된 한계 레벨 이상의 큰 신호를 제공하면, 그보다 낮은 크기의 세부 출력이 큰 신호를 제공하지 못하지만, 원래 입력 신호(MIRN)의 신호 레벨이 포착 및 기준치로 저장되고, 분석기(72)는 짧긴 디스크 결함에 특정된 셋팅[제어기(83) 또는 셋팅(88)]을 선택하기 위하여 제어 신호(SCS)를 생성한다. 크기 6, 7, 또는 8의 세부 출력이 한계치 이하로 떨어지면, 그리고 원래 입력 신호(MIRN)가 포착된 기준치 이상으로 상승하면, 분석기 출력 신호는 정상 셋팅으로 절환된다.
본 발명은 전술한 실시예에 제한받지 않을 뿐만 아니라, 청구범위에 한정된 본 발명의 보호 범위 내에서 여러 가지 수정 몇 변경이 가능함을 당업자에게 명백하다.
전술한 바에 있어서, 시간-주파수 분석은 도 6 및 7을 참조한 표준 웨이브릿 분석으로 설명되었다. 별법으로서, 고역 필터(cDn)로부터 출력된 출력 신호를 다른 분석을 위하여 고역 필터 및 저역 필터를 갖는 단계로 전달하는 것이 가능하다. 상기 방법을 "웨이브릿 분석"이라 부른다. 주파수 대역을 서브 분할하는 방법을 제공한다.
전술한 바에 있어서, 미러 신호(MIRN)는 주파수 콘텐츠 분석에 적합한 신호의 일례로서 기술되었다. 별법으로서, 예를 들면 에러 신호 또는 제어기 신호와 같은 다른 신호를 분석에 사용할 수 있다.
전술한 바에 있어서, 본 발명은 6개의 세그먼트 광 검출기를 갖는 실시예를 참조하여 설명하였다. 상이한 구조를 갖는 검출기도 가능하며, 그 경우에 에러 신호용 공식이 상이한 것을 당업자가 알 수 있다.
전술한 바에 있어서, 본 발명은 본 발명에 따른 장치의 기능 블록을 도시하는 블록도를 참조하여 설명하였다. 이러한 기능 블록 중 하나 이상은 개별 하드웨어 부품에 의하여 수행되지만, 이러한 블록의 기능이 마이크로프로세서, 마이크로제어기 등과 같은 프로그램 가능한 장치 또는 컴퓨터 프로그램의 하나 이상의 라인에 의하여 수행될 수 있도록, 이러한 기능 블록 중 하나 이상은 소프트웨어에 의해서도 수행될 수 있다.

Claims (12)

  1. 광 디스크(2)를 판독 또는 기록하기 위한 광 디스크 드라이브 장치(1)에 있어서,
    광 디스크의 트랙을 주사하기 위한 것으로, 적어도 하나의 변위 가능한 요소(34)와, 광 빔(32d)을 수광하기 위하여 그리고 판독 신호(SR)를 발생시키기 위한 적어도 하나의 검출기(35)를 구비하는 광학 시스템(30);
    상기 변위 가능한 요소(34)를 위치 설정하기 위한 적어도 하나의 제어 가능한 액츄에이터(51, 52, 53)를 구비하는 액츄에이터 시스템(50); 및
    상기 검출기(35)로부터 발생된 판독 신호(SR)를 수신 및 처리하기 위하여 그리고 상기 판독 신호(SR)의 적어도 하나의 에러 신호 성분(REN, FEN)에 기초하여 적어도 하나의 제어 가능한 액츄에이터(51, 52, 53)용 제어 신호(SCR, SCF, SCT)를 발생시키기 위한 제어 시스템(90)을 포함하며,
    상기 제어 시스템(90)은 가변 셋팅을 가지고,
    상기 제어 시스템(90)은 판독 신호(SR) 중에서 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)의 주파수 분석을 수행하도록 그리고 상기 주파수 분석의 결과에 기초하여 셋팅을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 분석을 위한 판독 신호(SR) 중에서 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)은 표준화 미러 신호(MIRN)인 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은 주파수 분석의 결과에 기초하여 결함을 검출 및 분류하도록 그리고 검출된 결함의 분류에 기초하여 셋팅을 성정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은
    정상 작동의 경우에 제1 셋팅과,
    검은점 또는 스크래치와 같은 짧은 디스크 결함을 검출하는 경우에 제1 셋팅과 상이한 제2 셋팅, 및
    지문과 같은 긴 디스크 결함을 검출하는 경우에 제1 및 제2 셋팅 중 어느 것과도 상이한 제3 셋팅을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)에 의하여 수행된 주파수 분석은 시간-주파수 분석인 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)에 의하여 수행되는 시간-주파수 분석은 불연속 웨이브릿 분석인 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은 크기 2 또는 3(cD2 또는 cD3)에서의 정밀 계수가 예정된 한계 레벨 이상의 신호 레벨을 갖는 경우에 짧은 결함을 위한 셋팅을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은, 크기 2 또는 3(cD2 또는 cD3)에서의 정밀 계수의 신호 레벨이 예정된 한계 레벨 이상 상승하는 순간, 시간-주파수 분석되는 판독 신 호(SR) 중 적어도 하나의 신호 성분(MIRN)의 신호 레벨을 포착하기 위하여 그리고 크기 2 또는 3(cD2 또는 cD3)에서의 정밀 계수의 신호 레벨이 예정된 한계 레벨 이하로 떨어지고, 시간-주파수 분석되는 판독 신호(SR) 중 적어도 하나의 신호 성분(MIRN)의 신호 레벨이 포착된 신호 레벨 이상으로 상승하면, 정상 작동용 셋팅으로 다시 절환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은 크기 6, 7 또는 8(cD6, cD7 또는 cD8)에서의 정밀 계수가 예정된 한계 레벨 이상의 신호 레벨을 가지며 그보다 낮은 크기에서의 모든 정밀 계수가 예정된 한계 레벨 이하의 신호 레벨을 갖는 경우에 긴 결함을 위한 셋팅을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은
    검출기(35)로부터 출력된 판독 신호(SR)를 처리하기 위하여 그리고 에러 신호 성분(REN, FEN) 및 제어 신호 성분(MIRN)을 발생시키기 위한 신호 프로세서(71)와,
    각각 에러 신호 성분(REN)을 수신하는 입력부를 가지며, 액츄에이터 제어 신호(SCR, SCF, SCT)를 발생시키도록 구성되고, 특정 상태에 사용하도록 최적 셋팅을 갖는 복수개의 제어기(81, 82, 83)와,
    상기 제어기(81, 82, 83)의 각각의 출력부에 접속된 다수의 입력부(73a, 73b, 73c)와, 제어회로(90)의 출력부(93)에 접속된 출력부(73d)를 가지며, 제어 신호(SCS)에 기초하여 입력부(73a, 73b, 73c) 중 하나 출력부(73d)를 선택적으로 접속하도록 구성된 제어 가능한 스위치(73)와,
    신호 프로세서(71)로부터 제어 출력 신호(MIRN)를 수신하기 위한 입력부와, 제어 가능한 스위치(73)를 제어하기 위한 제어 신호(SCS)를 발생시키기 위한 출력부를 갖는 신호 분석기(72)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템(90)은
    검출기(35)로부터 출력된 판독 신호(SR)를 처리하기 위하여 그리고 신호 성분(REN, FEN) 및 제어 신호 성분(MIRN)을 발생시키기 위한 신호 프로세서(71)와,
    에러 신호 성분(REN)을 수신하는 입력부와, 제어 회로(90)의 출력부(93)에 접속된 출력부를 가지며, 액츄에이터 제어 신호(SCR)를 발생시키도록 구성되고, 특 정 상태에 사용하도록 최적 셋팅(86, 87, 88)을 갖는 제어기(80)와,
    제어 신호(SCS)에 기초하여 제어기 셋팅(86, 87, 88) 중 하나를 선택적으로 설정하기 위하여 상기 제어기(80)의 출력부에 접속된 입력부(73)를 갖는 제어 가능한 스위치(73)와,
    신호 프로세서(71)로부터 제어 출력 신호(MIRN)를 수신하기 위한 입력부와, 제어 가능한 스위치(73)를 제어하기 위한 제어 신호(SCS)를 발생시키기 위한 출력부를 갖는 신호 분석기(72)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  12. 광 디스크(2)의 트랙을 주사하기 위하여 그리고 판독 신호(SR)를 발생시키기 위한 것으로, 적어도 하나의 변위 가능한 판독/기록 요소(34)를 갖는 주사 수단(30);
    상기 디스크(2)에 대한 적어도 하나의 기록/판독 요소(34)의 위치 설정을 제어하기 위한 액츄에이터 시스템(50); 및
    상기 판독 신호(SR)를 수신하며 상기 판독 신호(SR)의 적어도 하나의 에러 신호 성분(REN, FEN)에 기초하여 적어도 하나의 액츄에이터 제어 신호(SCR, SCF, SCT)를 발생시키기 위한 것으로, 복수개의 예정된 제어기 셋팅을 갖는 제어 시스템(90)을 포함하는 광 디스크 드라이브 장치(1)에서 상이한 종류의 디스크 결함을 구별하 기 위한 방법에 있어서,
    판독 신호(SR)로부터 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)을 유도하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 제어 신호 성분(MIRN)의 주파수 분석을 수행하는 단계와,
    상기 주파수 분석의 결과에 기초하여 예정된 제어기 셋팅 중 하나를 선택적으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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