KR20080075915A

KR20080075915A - 틸트 보상을 위한 렌즈 위치 결정방법, 광 디스크 상에데이터를 판독 및 기록하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080075915A
Application number: KR1020087016841A
Authority: KR
Inventors: 러드 블루터스; 빈 인
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-08-19
Also published as: TW200731249A; CN101331544A; JP2009519560A; WO2007069128A3; WO2007069128A2; EP1964116A2; US20080267025A1

Abstract

광 디스크의 트랙으로부터/상에 정보를 판독 및/또는 기록할 때 사용하는 광 빔을 제어하는 렌즈계의 대물렌즈의 위치결정을 제어하는 방법은, 반사된 광 빔의 강도에 대응하는 변조된 광학 신호들을 검출하는 스텝 - 상기 반사된 광 빔은 광 디스크의 트랙의 주기 구조에 의해 변조되며-과, 래디얼 틸트를 나타내는 변조된 광학 신호들로부터 래디얼 틸트 에러 신호를 유도하는 스텝-상기 래디얼 틸트는 반경 방향으로 광 디스크에 대하여 대물렌즈의 틸트를 지칭하고-과, 래디얼 틸트 에러 신호를 이용하여 반경 방향으로 광 디스크에 대한 대물렌즈의 위치를 조정하는 스텝을 포함하고, 상기 방법은 상기 래디얼 틸트 에러 신호를 이용해서 피드백 루프에 의해 대물렌즈의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다. 상기 래디얼 틸트 에러 신호는 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호와의 상호상관신호 또는 래디얼 푸시 풀(RPP)과 대각선 푸시 풀(DPP) 신호와의 상호상관신호에 비례한다.

광 디스크, 대물렌즈, 래디얼 틸트, 상호상관신호

Description

틸트 보상을 위한 렌즈 위치 결정방법, 광 디스크 상에 데이터를 판독 및 기록하는 방법 및 장치{METHOD OF LENS POSITIONING FOR TILT COMPENSATION, METHOD AND APPARATUS FOR READING AND RECORDING DATA ONTO AN OPTICAL DISC}

본 발명은 일반적으로 광 디스크의 트랙으로부터/상에 정보를 판독 및/또는 기록하는데 이용하는 광 빔을 제어하는 렌즈계의 대물렌즈의 위치결정을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이 애플리케이션은 또한 광 디스크로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 방법 및 광 디스크의 트랙으로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 장치에 관한 것이다.

광 디스크 기술은 정보를 판독 및/또는 기록하기 위한 광 디스크의 보호 커버층 아래의 정보층 상에 작은 스폿의 전자기 빔을 포커싱하는 것에 의존한다. 광 디스크의 정보층에 기록되는 정보의 밀도는 계속해 증가해 오고 있다. 예를 들면, CD형의 광 디스크는 1.6㎛의 트랙 피치를 갖지만, DVD형의 광 디스크의 경우에는, 트랙 피치는 정보 밀도의 7배의 증가분에 해당하는, 0.74㎛이다.

블루-레이(BD) 광 디스크 등, 미래의 고밀도 광 디스크는, 훨씬 더 높은 밀도를 갖고, 트랙 피치는 0.320㎛이며, 최소 비트 길이는 74nm이다. 그러한 미디어 로부터/상에 정보를 재생 및/또는 기록하기 위해서, BD 광 디스크 장치는 405nm의 단파장과 증가된 개구수 NA=0.85를 이용한다.

그렇지만, 디스크들이 대물렌즈에 대하여 경사져 있는 경우에는, 코마 수차(coma aberration)가 빔 스폿을 비대칭적으로 왜곡시키는, 포커스된 빔에 의해 발생한다. 그러한 코마 수차는 대물 렌즈에 대하여 광 디스크의 틸트 각도 및 기판 두께에 비례한다. 코마 수차는 또한 개구수의 3승에 비례한다. 그 결과, BD 시스템은 훨씬 더 높은 개구수(NA)로 인해서 코마 수차에 더 민감한 것으로 예상된다.

광 신호들은, 광 픽업 유닛(OPU)의 대물 렌즈가 광 디스크에 대하여 아래로 경사져 있는 경우에 상기 수차에 의해 왜곡된다. 이 틸트는 접선 틸트로서 종래기술에 알려진 트랙 방향 또는 래디얼 틸트로서 종래기술에 알려진 트랙 방향과 거의 수직인 방향일 수 있다. 접선 틸트의 바람직하지 않은 효과는 채널 임펄스 응답을 주로 왜곡시키기 때문에 또 다른 신호 처리에 의해 보상될 수 있다. 다른 한편으로, 래디얼 틸트 왜곡의 결과, 이웃하는 트랙들에 존재하는 데이터에 대응하는 신호로부터의 크로스 토크(cross talk)가 존재한다. 이웃하는 트랙들에 있어서의 데이터가 판독 및/또는 기록되고 있는 중앙 트랙에 존재하는 데이터에 완전히 의존하지 않음에 따라, 이 크로스 토크는 광 신호들에 추가 노이즈를 추가하는 것과 같다. 따라서, 래디얼 틸트를 최소화하는 것은 높은 신호 대 잡음 비를 얻는데 중요하다.

래디얼 틸트의 상기 효과를 줄이기 위해서, 장치의 제조시에 렌즈 틸트 조절을 수행하는 것이 알려져 있다. 이 방법은 대물렌즈에 대한 장치의 트레이(tray)의 비평행으로 인해 스태틱 틸트를 보상하는 것으로 알려져 있다. 미국공개특허 제2003/0099171호는, 디스크가 장치에 삽입될 때마다 렌즈 틸트 조절을 행하는 경우에, 광학 신호, 예를 들면 중앙 개구(CA;central aperture) 신호를 이용하는 것에 대해서 제안한다. 그러한 방법은, 장치의 트레이 상의 광 디스크의 위치 결정으로 인해 스태틱 래디얼 틸트를 보상하는 것을 허용한다. 상기 방법은, 틸트 각도의 함수로서 발생한 신호를 최대화하기 위한 포물선 틸트를 사용하는 것에 의존하는 만큼 느리고, 이 틸트 각도는 고정된 스텝으로 변화하고 있다.

본 발명의 목적은 빠르고 신뢰할 수 있는 대물 렌즈의 위치결정을 제어하는 방법을 제공하는 것이다. 이 본 발명의 목적은 청구항 1에 기재된 방법에 의해 달성된다. 고밀도 광 디스크, 그러한 블루-레이 디스크(BD)의 경우에 있어서, 더 높은 정보 밀도는 데이터를 기록 및/또는 판독하기 위한 더 높은 비트 레이트와 관련되어 있고, 다음에는 장치의 데이터 판독 및 처리 채널들에 있어서 더 높은 데이터 대역폭을 필요로 하고, 다음에는 노이즈에 더 민감한 그러한 장치를 만든다. 따라서, 래디얼 틸트를 포함한, 데이터 채널용의 모든 노이즈 소스는 그러한 시스템에서 최소화되는 것이 중요하다. 또한, 이 방법은, 필요하다면 자주 수행할 수 있도록 빠른 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 래디얼 틸트를 나타내는 래디얼 틸트 에러 신호는 반사된 광 빔의 강도에 대응하는 변조된 광학 신호들로부터 유도되고, 이 반사된 광 빔은 트랙의 주기 구조에 의해 변조되고 있다. 래디얼 틸트 에러 신호를 이용해서 피드백 루프에 의해 반경 방향으로 광 디스크에 대한 대물렌즈의 위치를 조절한다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 래디얼 틸트를 실시간 보상하는 것을 허용한다.

상기 방법은, 래디얼 틸트 에러 신호의 발생이 광학주사장치에 이미 존재하는 광학 신호들에 의존한다고 하는 추가의 이점을 지니고 있어, 공지의 장치를 변조해서 그 방법을 수행하는 비용을 최소화한다.

또 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 본 발명에 따른 방법은, 래디얼 푸시 풀(RPP;radial push pull) 신호 및 중앙 개구(CA;Cental Aperture) 신호 또는 대각선 푸시 풀(DPP;Diagonal Push Pull) 신호와의 상호상관(cross correlation)신호에 비례하고 있는 래디얼 틸트 에러 신호를 포함한다. 그 중앙 라인으로부터의 트랙의 약간의 사인파(sinusoidal) 변위로 인해, 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호는 광학주사장치의 대역폭 이상의 특성 주파수를 갖는 주기 성분을 포함할 것이다. 래디얼 틸트에 의해 도입된 코마 수차에 의한 광학 스폿의 변형은, 서로 다른 광학 신호들 간의 상관관계를 변경할 것이고, 그것에 의해 래디얼 틸트를 검출하는 수단을 제공한다. 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호 및 대각선 푸시 풀(DPP) 신호와의 상호상관 신호 또는 중앙 개구(CA) 신호와 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와의 상호상관 신호는, 래디얼 틸트를 검출하는데 높은 충분한 민감성을 제공하기 때문에, 래디얼 틸트 에러 신호(RTES;Radial Tilt Error Sinal)를 발생하는데 유리하게 이용될 수 있다는 것을 발견했다. 상기 상관 신호들은, 래디얼 틸트에 대한 단조로운 의존성을 나타내기 때문에, 래디얼 틸트를 최소화하기 위한 피드백 루프를 실현하는데 이용가능하다. 또한, 상기 상호상관 신호를 이용하면, 유저 데이터의 존재에 의존하지 않는다고 하는 이점이 있기 때문에, 공 광 디스크에 유용한다.

래디얼 틸트 에러 신호를 발생할 때, 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호 또는 대각선 푸시 풀(DPP)과의 상호상관 신호를 이용하는 경우, 변조된 광학 신호들을 밴드패스(band pass) 필터링하는 것이 유리한다. 그러한 밴드 패스 필터링은, 특성(워블) 주파수의 0.1~0.5 내지 2~4배의 범위 내에 있는 패스 밴드를 갖는 것이 바람직하고, 래디얼 틸트 에러 신호에 대하여 더 높은 신호 대 잡음 비를 허용한다.

본 발명에 따른 방법의 실시 예에 있어서, 상호상관 신호는, 로패스 필터링된다. 예를 들면, 그 중앙 라인으로부터의 트랙의 사인파 변위로 인해 주기 성분의 특성 주파수보다 낮은 컷-오프(cut-off) 주파수를 갖는 필터들로 로패스 필터링하는 것은, 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)에서의 신호 대 잡음 비를 향상시키는 이점이 있다.

또 다른 바람직한 실시 예에 있어서는, 본 발명에 따른 방법이 래디얼 틸트 에러 신호를 발생하기 위한 중앙 개구(CA)를 선택하는 것을 특징으로 한다. 좋은 래디얼 틸트 추정기의 또 다른 중요한 관점은, 접선 틸트(TT), 디포커스(DEF), 디트랙킹(DET) 및 구형의 수차(SA)와 같은, 다른 시스템 파라미터에 대해서 둔감하다는 것이다. 대각선 푸시 풀(DPP) 신호와 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와의 상호상관 신호는 TT, DEF, 또는 SA 등의 다른 시스템 파라미터들에 민감하기 때문에, 좋지 않은 래디얼 틸트 추정기라는 것을 발견했다. 다른 측에서는, 래디얼 푸시 풀(RPP)와 중앙 개구(CA)와의 상호상관 관계는, 이들 모든 시스템 파라미터에 대해서 둔감하여, 그 결과 래디얼 틸트 에러 신호를 발생하기 위한 유리한 선택이라는 것을 발견했다.

이 방법의 일 실시 예에 있어서, 래디얼 틸트 에러 신호를 이용해서 PID 제어기를 구비하는 피드백 루프에 의해 대물렌즈의 위치를 조절한다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 피드백 루프는 광 디스크의 트랙을 따르는 피드백 루프와 동시에 사용된다. 그러한 트랙킹 루프는 광 디스크로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하기 위해 광 디스크의 트랙을 따를 때 선택되어야 한다. 그 결과, 동시에 사용되고 있는 상기 2개의 루프에 의해, 데이터 판독 및/또는 기록시 다이나믹 래디얼 틸트를 보상하여, 데이터 채널에 있어서 최적의 신호 대 잡음 비를 보증하는 것이 가능하다.

본 발명은 또한 광 디스크로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은, 본 발명에 따른 광 디스크로부터 정보를 판독 및/또는 기록하는데 사용되는 전자기 빔을 제어하기 위한 렌즈계의 대물 렌즈의 위치결정을 제어하는 것을 포함한다.

본 발명은 또한 광 디스크의 트랙으로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는, 광 디스크의 트랙으로부터 정보를 판독 또는 기록할 때 사용하는 전자기 빔을 제어하는 렌즈계와, 상기 광 디스크에 대한 렌즈계의 대물 렌즈의 위치결정을 제어하는 작동수단과, 래디얼 틸트를 나타내는 래디얼 틸트 에러 신호를 발생하는 신호 발생수단 - 상기 래디얼 틸트는 반경 방향에 있어서의 광 디스크에 대한 대물 렌즈의 틸트를 지칭하고, 상기 신호 발생수단에 의해 발생한 래디얼 틸트 에러 신호에 근거해 상기 작동수단을 제어하는 제어수단을 구비하고, 또 이 장치는, 상기 제어수단 및 작동수단이, 광 디스크의 트랙으로부터/상에 정보를 판독 및/또는 기록하면서 계속해서 대물렌즈의 위치를 조절하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이들 국면 및 그외의 국면들은 이후에 기술된 실시 예로부터 밝혀질 것이고, 이 실시 예를 참조하여 설명될 것이다.

도 1은, 본 발명을 실행하는 광 디스크 드라이브의 블록도를 개략적으로 나타낸다.

도 2a 및 2b는 본 발명을 실행하는 광 픽업 유닛 및 검출계의 블록도를 개략적으로 나타낸다.

도 3은, 래디얼 틸트의 양에 대한 의존성을 몇몇 상호상관 신호들에 대해서 나타낸다.

도 4는 디포커스의 양에 대한 의존성을 RPPxDPP와 RPPxCA 상호상관 신호들에 대하여 나타낸다.

도 5a 및 5b는 본 발명의 2개의 실시 예에 따른 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)를 발생하는 유닛의 블록도를 개략적으로 나타낸다.

도 6은 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)에 근거한 피드백 루프 래디얼을 이용하여 본 발명에 따른 반경 방향에 있어서의 대물렌즈의 위치를 제어하는 유닛을 나타낸다.

본 발명을 실행하는 광 디스크 드라이브의 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 턴테이블(8) 상에 위치된 광 디스크(1)는 턴테이블 모터(9)에 의해 회전된다. 턴테이블 모터(9)의 회전 속도는 제어기(8)에 의해 제어된다. 인코드된 정보는 광 픽업 유닛(OPU;Optical Pick-up Unit)(2)에 의해 광 디스크(1)로부터 판독되거나 광 디스크 상에 기록된다. 이 광 픽업 유닛(2)은 광 디스크 상에 전자기 빔(3)을 발생하여 포커스하고, 광 디스크(1) 상의 주기 구조에 의해 변조되는 반사된 전자기 빔을 수신한다. 광 픽업 유닛(OPU)(2)은 다른 구성소자들 중에서, 전자기 빔(3)을 발생하는 레이저 다이오드(4)와, 디스크 상에 빔을 포커스하는 렌즈계(5)와, 수신한 반사된 전자기 빔을 광전류로 변환하는 몇 개의 포토다이오드를 구비하는 검출계(6)를 구비한다. 이 레이저의 출력 전력은, 레이저 제어기(7)에 의해 제어되고, 이 레이저 제어기(7)는 통상 디지털 신호 프로세서(DSP)를 구비하는 범용 컨트롤러(8)에 의해 제어된다.

렌즈계(5)와 검출계(6)의 더 상세한 것은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명할 것이다. 도면 전반에 걸쳐, 동일한 기능의 소자가 몇몇 도면에 나타나 있는 경우, 이해를 간소화하기 위해서 동일한 참조번호를 이용한다. 후에 여기에 기술되는 렌즈계(5)의 실시 예는 블루-레이(BD) 광 디스크 드라이브에 사용된 것에 대응한다. 예를 들면 CD 및 DVD 광 디스크 드라이브에 대응하는 또 다른 실시 예는 종래기술에서 공지되어 있다.

레이저 다이오드(4)에 의해 발생한 발산 빔은 시준기 렌즈(51)에 의해 시준 되고, 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter)(52)를 통과한다. 더 나아가서, 이 빔은 구형의 수차(53)를 제거하기 위한 광학 소자, 편광 방향을 변경하기 위한 1/4파장(λ/4) 소자(54) 및 광 디스크(1)의 정보층 내의 스폿 상에 빔을 포커싱하기 위한 대물 렌즈(55)를 통과한다. 이 반사된 빔은 대물렌즈(55), 1/4파장(λ/4) 소자(54) 및 구형의 수차(53)를 제거하기 위한 광학 소자(53)를 통과한다. 이 반사된 빔은 검출계(6)를 향해서 편광 빔 스플리터(52)에 의해 반사된다.

검출계(6)는 A, B, C, D로 표시되어 있는 4분면 검출기다. 광 디스크(1)의 트랙 주사방향(20)에 대한 4분면의 상대 위치결정이 도 2b에 도시되어 있다. 각 4분면은, 수신한 빔의 강도를 4분면 전기 신호(A, B, C, D)로 변환하기 위한 광검출기를 구비한다.

도 1에 개시된 바와 같은 광 디스크 드라이브로 되돌아가면, 검출계(6)에 의해 발생한 사분면의 전기신호들(A, B, C, D)은, 신호 사전처리 유닛에 의해, 예를 들면 사전 증폭에 의해, 선택적으로는 필터링에 의해 사전 처리된다. 또한, 각 사분면의 검출기에 의해 발생한 신호들을 조합으로써, 아래와 같은 신호들이 구성될 수도 있다.

CA(Central Aperture Signal): CA = A + B + C + D);

RPP(Radial Push Pull Signal) : RPP = (A + D)-(B + C);

TPP(tracking push pull signal): TPP = (A + B)-(D + C);

DPP(Diagonal Push Pull Signal) : DPP = (A + C)-(B + D).

중앙 개구 신호(CA)는 광 디스크의 트랙에 있어서의 주기 구조에 의한 신호 변조에 기인하는 고주파 정보를 운반하고, 통상 데이터 검출에 사용된다. 이 래디얼 푸시 풀 신호(RPP)는 트랙에 대한 스폿의 반경방향 변위에 민감하고, 예를 들면 반경방향 에러 트랙킹 신호를 발생하는데 이용된다.

고주파 정보를 운반하는 사전 처리된 중앙 개구 신호(CA)는 입력 신호를 디코딩하여 디스크 상에 저장된 정보를 얻는 인코더/디코더 유닛(12)에 공급된다. 이 디코더 유닛(12)은 또한 에러 검출 및 정정도 수행한다. 디코드된 정보는 또한 디코드된 정보를 더 처리하는 제어기(8)에도 공급된다.

신호 사전처리 유닛(9)에 의해 발생한 사전 처리된 신호들은 광 디스크의 트랙에 대하여 렌즈계를 얼라인 및 포커싱하기 위한 제어 오류 신호들을 발생하는데 이용된다.

광 디스크(1)에 대하여 축과 반경 방향을 따른 렌즈계(5)의 미동(fine displacement)과 전체 광 픽업 유닛(OPU)(2)의 조동(coarse displacement)은, 서보 유닛(10)에 의해 제어된다. 이 서보 유닛(10)은 사전처리 유닛(9)으로부터의 사전처리된 서보 신호들을 수신하고, 제어기(8)에 의해 제어된다.

각 제어신호에 있어서는, 개개의 제어 피드백 루프가 존재한다. 제어 신호가 서보 신호이면, 제어 루프는 서보 루프로서도 알려져 있다. 서보계로부터 분리된, 틸트 조절용의 기구는 예를 들면 렌즈 대 디스크 얼라인먼트 목적을 위해서 기술(art) 광 픽업 유닛(OPU)의 상태에서 이미 이용가능하다. 그러한 렌즈 경사 기구는 도 2에 도시한 바와 같이 전체 광 픽업 유닛(OPU), 즉 전체 광로를 경사지게 하는 것을 허용하는 기구 또는 3D 또는 4D 액추에이터로서 종래기술에 알려진 기구일 수 있다. 그러한 3D 또는 4D 액추에이터는 대물 렌즈(55)의 포커싱 및 트랙킹 이동(천이)을 수행할 뿐만 아니라, 1개(3D) 또는 2개의 수직축(4D)을 따라 대물 렌즈(55)를 경사지게 하는 것도 허용한다.

광학 신호들은, 광 픽업 유닛(OPU)의 대물 렌즈가 광 디스크에 대하여 아래로 경사져 있는 경우에 코마 수차에 의해 왜곡된다. 이 틸트는 접선 틸트로서 종래에 알려진 트랙의 방향 또는 래디얼 틸트로서 종래에 알려진 트랙 방향과 거의 수직인 방향에 있을 수 있다. 접선 틸트의 바람직하지 않은 효과는, 주로 채널 임펄스 응답을 왜곡시키기 때문에 또 다른 신호 처리에 의해 보상될 수 있다.

반경방향 경사에 대해서는, 예를 들면, PCT 출원번호 WO 2004/105003에 개시된 바와 같은, 래디얼 틸트 추정방법을 이용하는 것이 종래기술에 알려져 있다. 상기 방법은, 반경 방향으로 트랙을 추정하기 위해 사용되는, 래디얼 트랙킹 루프를 개방하는 스텝과, 푸시 풀 진폭을 측정하는 스텝을 포함한다. 다음에, 반경 방향에 대한 대물 렌즈의 방향은, 푸시 풀 진폭이 포물선 피트(parabolic fit) 방법을 이용해서 최대화되도록 미리 정해진 스텝에서 조절된다. 래디얼 트랙킹 루프는 WO 2004/105003에 기재된 바와 같은 틸트 조절 방법을 수행할 때 개방되므로, 상기 방법을 수행한 후에 다시 트랙을 찾는 것을 필요로 하기 때문에, 상기 방법은 느리고 지연을 초래한다.

BD형의 광 디스크 상의 보다 높은 정보 밀도는, 광 디스크 드라이브의 데이터 판독 및 처리 채널들 내의 더 높은 데이터 대역폭을 순서대로 필요로 하는, 데이터를 판독 및/또는 기록하기 위한 더 높은 비트 레이트에 대응한다. 다음에는, 더 높은 대역폭이 노이즈에 더 민감한 장치를 만든다. 따라서, 래디얼 틸트를 포함하는, 데이터 채널에 대한 모든 노이즈 소스는, 예를 들면 래디얼 틸트 보상을 규칙적으로 수행함으로써 그러한 시스템에서 최소화되는 것이 필수적이다.

래디얼 틸트 보상을 위한 빠르고 신뢰할 수 있는 방법을 제공하기 위한 본 발명에 따른 해결법은, 광 디스크를 주사하면서 래디얼 틸트가 실시간으로 보상될 수 있도록 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)를 실시간으로 발생하고 피드백 루프를 발생할 때 RTES 신호를 이용하는 것이다. 그렇지만, 래디얼 틸트에 대한 추정기가 좋은 것이라는 것이 확인되는 경우, 그러한 해결법을 수행할 수 있다. 구체적으로, 광 디스크를 주사하면서 실시간으로 사용될 수 있을 만큼 충분히 빠른 추정기를 발생하는 것이 가능해야 한다. 검출계(6)에 의해 발생한 전기 신호들로부터 시작하여 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)를 발생하는 것이 가능하다는 것을 확인했다. 그러한 전기신호들은 필요한 대역폭을 제공한다. 또한, 상기 전기신호들은 이미 광 디스크 드라이브에 이용가능하기 때문에, 본 발명을 실행하는 비용을 줄인다.

공 블루-레이 광 디스크를 주사하면서, 검출계(6)의 각 사분면에 의해 발생한 전기신호들과 구성된 CA, RPP, TPP 및 DPP 신호들을 분석하면, 중간 라인으로부터의 트랙의 약간의 사인파 변위에 의해 왜곡 신호와 같은 사인파가 존재한다. 이 변위는 예를 들면 트랙 및/또는 그루브의 워블에 기인하고, 왜곡신호와 같은 상기 사인파는 워블 신호로서 종래기술에 알려져 있다. 푸시 풀 신호들은 트랙에 대한 스폿의 반경반향 변위에 더 민감하기 때문에, 상기 워블 신호는 래디얼 푸시 풀 신호(RPP) 또는 대각선 푸시 풀 신호(DPP)에서 가장 강하다. 상기 워블 신호는 1Mhz 이상의 범위의 특성 주파수를 포함한다. 그러한 워블 신호의 존재는, 트랙킹 성능에 영향을 주지 않는데, 왜냐하면 그 특성 주파수가 서보 대역폭 이상이기 때문이다. 예를 들면 래디얼 틸트에 의한 광 스폿의 왜곡은, 래디얼 푸시 풀 신호(RPP) 또는 대각선 푸시 풀 신호(DPP)와 다르게 구성된 신호들에 존재하는 왜곡(워블) 신호와 같은 사인파를 발생시킨다. 그 결과, 래디얼 푸시 풀 신호(RPP) 또는 대각선 푸시풀 신호(DPP)와 또 다른 구성의 신호(CA, RPP, TPP 또는 DPP)와의 상호상관(cross-correlation) 신호는, 래디얼 틸트의 양을 추정하기 위해 이용될 수 있다.

도 3은 래디얼 틸트의 양에 대한 의존성을 몇몇 상호상관 신호들에 대해서 나타낸 것이다.

래디얼 틸트의 양을 추정하기 위한 신호를 이용하는 경우, 상기 신호의 값과 래디얼 틸트 간의 강하고 단조로운 의존성이 존재한다고 하는 기준을 충족시켜야한다. 도 3에 나타낸 치수로부터, 래디얼 푸시 풀 신호(RPP)와 중앙 개구(CA) 신호와의 상호상관신호와 래디얼 푸시 풀 신호(RPP)와 대각선 푸시 풀 신호(DPP)와의 상호상관신호가 상기 기준을 충족시키기 때문에, 래디얼 틸트를 추정하기 위해 사용될 수 있다는 것을 발견했고 알 수 있다. 다른 상호상관신호는 래디얼 틸트에 대한 그러한 강한 의존성을 나타내지 않는다.

상기 기준 외에도, 래디얼 틸트에 대한 좋은 추정기의 또 다른 중요한 관점은 래디얼 틸트에 대한 선택성이다. 따라서, 제 2 기준은 다른 시스템 파라미터, 예를 들면 접선 틸트(TT), 디포커스(DEF), 디트랙킹(de-tracking)(DET) 및 구형 수 차(SA)에 대한 둔감성이다.

도 4는 디포커스의 양에 대한 의존성을 RPPxDPP와 RPPxCA 상호상관신호들에 대해서 나타낸 것이다. 도 4에 도시한 의존성으로부터, RPP와 DPP 신호의 상관이 디포커스(DEF)에 너무 민감하기 때문에, 덜 매력적인 래디얼 틸트 추정기라는 것을 알 수 있다. 다른 측면에서는, 래디얼 푸시 풀 신호(RPP)와 중앙 개구 신호(CA)와의 상호상관신호는 다른 시스템 파라미터에 둔감한 것으로 나타나기 때문에, 래디얼 틸트 에러 시호(RTES)를 발생하는데 유리하게 이용될 수 있다.

도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)를 발생하기 위한 RTES 발생기 유닛의 블록도를 개략적으로 나타낸다.

중앙 개구 신호(CA) 및 래디얼 푸시 풀 신호(RPP)는 입력으로서 수신되고, 임으로 각각 밴드패스 필터(21, 22)를 통과하며, 각 밴드패스 필터는 왜곡 신호와 같은 사인파의 특성 주파수의 0.1~0.5 내지 2~4배의 패스밴드를 갖는다. 중앙 개구신호(CA) 및 래디얼 푸시풀 신호(RPP)는 곱셈기(23)를 이용해서 상관되어 있다. 최종적으로, 곱셈기에 의해 발생한 신호가 로패스 필터링된다. 로패스 필터(24)의 특징적인 컷-오프 주파수는 kHz 범위 내에서 선택되므로, 왜곡신호와 같은 사인파의 특성 주파수보다 훨씬 낮다. 로패스 필터(24)의 출력은 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)이다. 임의로, 로패스 필터는 적분기로 교체되어도 된다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 있어서, 상호상관(cross-correlating) 및 필터링 등의 신호들의 처리는, 디지털 신호 프로세서에 의해 수행된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 있어서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 4분면 전 기 신호들(A, B, C, D)은, 중앙 개구 신호(CA) 및 래디얼 푸시풀 신호(RPP)가 발생하기 전에 밴드패스 필터링된다. 4분면 신호들은 사전 증폭기(26, 27, 28, 29)에서 미리 증폭되고, 임의로 예를 들면 각 사전 증폭기(26, 27, 28, 29)의 게인을 조절함으로써 정규화된다. 사전 증폭된 4분면 전기 신호들 A 및 D는 가산기(30)에 전송되어 좌측 검출신호를 발생하고, 사전 증폭된 4분면 전기신호 B 및 C는 제 2 가산기(31)에 전송되어 우측 검출기 신호를 발생한다. 다음에 좌우측 검출기 신호들이 밴드패스 필터링되고, 패스밴드는 왜곡신호와 같은 사인파의 특성 주파수의 0.1~0.5 내지 2~4배로부터 선택된다. 좌우측 검출기 신호들의 가산(34) 및 감산(35)에 의해, 중앙 개구 신호(CA) 및 래디얼 푸시풀 신호(RPP)가 각각 취득된다. 최종적으로, 중앙개구신호(CA) 및 래디얼 푸시풀 신호(RPP)는 곱셈기(37)에 의해 상호 상관되어 있다. 그 결과의 신호가 로패스 필터링(38)되어 래디얼 틸트 에러 신호를 발생한다.

도 6은 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)에 근거한 피드백 루프를 이용해서 반경방향으로 대물렌즈의 위치를 제어하는 본 발명에 따른 패드백 유닛을 나타낸다.

변조된 광학 신호들은 광학 신호 발생수단(40)에 의해 발생하고, 이 광학 신호 발생수단(40)은, 도 2를 참조하여 설명한 것처럼 레이저 다이오드(4) 및 렌즈계(5)를 구비한다. 변조된 광학 신호들에 근거해서, 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)가 본 발명에 따른, 도 5를 참조하여 이전에 설명한 RTES 발생기 유닛(41)에 의해 발생된다.

래디얼 틸트 에러 신호(RTES)는 가변 게인 증폭기(42)에 의해 증폭된다. 가 변 게인 증폭기(41)의 게인은 제어기(43), 통상 디지털 신호 프로세서(DSP)에 의해 제어된다. 가변 게인 증폭기(42)의 기능은 피드백 루프의 총 게인을 제어하는 것이다. 증폭된 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)에 존재하는 어떤 오프셋은, 오프셋 비교기(44)에 의해 제거된다. 오프셋 비교기(44)는 또한 디지털 신호 프로세서(DSP)에 의해 제어된다. 또 다른 실시 예에 있어서, 오프셋 비교기(44) 및 증폭기(42)는 같은 증폭 유닛 내에 집적되어 있다. 오프셋 비교기(44)에 의해 발생한 신호는 PID(Proportional Integral Derivative) 제어기(45)에 전송된다. PID 제어기(45)의 역할은, 래디얼 틸트 에러 신호(RTES)의 값이 대략 0의 어떤 특정 범위 내에서 유지되도록 피드백을 제공하는 것이다. 또 다른 실시 예에 있어서, PID 제어기(45)의 기능은, 디지털 신호 프로세서(DSP)(43)에 부분적으로 통합되어도 된다. PID 제어기(45)에 의해 발생한 피드백 신호의 상대적이고 통합된 유도적인 구성소자들의 값은 디지털 신호 프로세서(DSP)(45)에 의해 제어된다. PID 제어기(45)에 의해 발생된 피드백 신호는 광 픽업 유닛(OPU)(2) 내의 대응하는 액추에이터(46)에 공급되기 때문에 반경 방향으로 대물렌즈(55)를 경사지게 한다. 액추에이터 위치(46)의 변경은 검출계(40)에 의해 검출된 변조된 광학 신호들과 RTES 발생기 유닛(41)에 의해 발생한 래디얼 틸트 에러 신호(RTEST)의 강도의 대응하는 변화를 일으켜서, 피드백 루프를 폐쇄한다.

RTES 신호와 관련된 상기 피드백 루프는, 폐쇄된 래디얼 에러 트랙킹 루프가 유지되는 동안 유지될 수 있다. 그 결과, 래디얼 틸트 보상을 수행한 후에는 트랙 찾기를 수행할 필요가 없다.

상술한 보상방법은, 바람직하게는 광 디스크 상에 데이터를 기록하는 향상된 방법을 얻는데 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 광 디스크 상에 데이터를 기록하는 방법에 있어서, 기록 전에, 기록 프로세스를 시작하기 전에 먼저 래디얼 틸트를 보상한다. 임의로, 기록 프로세스를 인터럽하고, 반경 방향으로 다음 이용가능한 빈 트랙으로 점프하며, 본 발명에 설명한 것과 같은 틸트 보상 방법을 수생함으로써 래디얼 틸트를 주기적으로 보상할 수 있다. 이것에 의해 디스크의 휨/구부러짐에 의해 동적인 틸트를 보상할 수 있게 된다.

본 명세서에서는 "구비 혹은 포함하는(comprising)"이라는 용어가 기록된 것들 이외의 다른 구성요소들 및 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니며, 구성요소들 앞에 있는 "a" 혹은 "an"의 용어는 그러한 구성요소들의 복수의 존재를 배제하는 것이 아니라는 점과, 참조번호는 청구항의 범위를 한정하는 것이 아니라는 점과, 본 발명이 하드웨어와 소프트웨어 모두에 의해 구현될 수도 있다는 점과, 일부 "수단"이 동일한 항목의 하드웨어로 표시될 수도 있다는 점에 유념한다. 또한, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 또 본 발명은 각각의 신규한 특징 및 모든 신규한 특징 혹은 상기에 기술된 특징들의 결함에 있다.

Claims

광 디스크의 트랙으로부터/상에 정보를 판독 및/또는 기록하는데 이용되는 광 빔을 제어하는 렌즈계의 대물렌즈의 위치결정을 제어하는 방법으로서,

반사된 광 빔의 강도에 대응하는 변조된 광학 신호들을 검출하는 스텝 - 상기 반사된 광 빔은 상기 광 디스크의 트랙의 주기 구조에 의해 변조되며 - 과,

래디얼 틸트를 나타내는 변조된 광학 신호들로부터 래디얼 틸트 에러 신호를 도출하는 스텝 - 상기 래디얼 틸트는 반경 방향으로 상기 광 디스크에 대한 대물렌즈의 틸트이고 - 과,

상기 래디얼 틸트 에러 신호를 이용하여 반경 방향으로 상기 광 디스크에 관한 대물렌즈의 위치를 조정하는 스텝을 포함하는 제어방법에 있어서,

상기 래디얼 틸트 에러 신호를 이용해서 피드백 루프에 의해 상기 대물렌즈의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 래디얼 틸트 에러 신호는 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호와의 상호상관신호 또는 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 대각선 푸시 풀(DPP) 신호와의 상호상관신호에 비례하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 2 항에 있어서,

상기 변조된 광학 신호들을 밴드패스 필터링하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 3 항에 있어서,

패스 밴드는 워블 주파수의 0.1~0.5 내지 2~4배의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 2 항에 있어서,

상기 상호상관신호를 로패스 필터링하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호와의 상호상관신호에 비례하는 상기 래디얼 틸트 에러 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 피드백 루프는 PID 제어기를 구비한 것을 특징으로 하는 제어방법.
제 7 항에 있어서,

상기 광 디스크의 트랙을 추종하는 피드백 루프를 이용하는 것과 동시에 상기 피드백 루프를 이용하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
광 디스크 상에 데이터를 기록하는 방법으로서, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따른 광 디스크로부터 정보를 판독 및/또는 기록할 때 사용되는 전자기 빔을 제어하기 위한 렌즈계의 대물렌즈의 위치결정을 제어하는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 기록방법.
광 디스크의 트랙으로부터/상에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 장치로서,

상기 광 디스크의 트랙으로부터 정보를 판독 또는 기록할 때 사용하는 전자기 빔을 제어하는 렌즈계와,

상기 광 디스크에 관한 렌즈계의 대물 렌즈의 위치결정을 제어하는 작동수단과,

반사된 광 빔의 강도에 대응하는 변조된 광학 신호들을 검출하는 검출수단 - 상기 반사된 광 빔은 상기 광 디스크의 트랙의 주기 구조에 의해 변조되고 - 과,

래디얼 틸트를 나타내는 래디얼 틸트 에러 신호를 발생하는 신호 발생수단 - 상기 래디얼 틸트는 반경 방향으로 상기 광 디스크에 관한 대물 렌즈의 틸트를 지칭하고 - 과,

상기 신호 발생수단에 의해 발생한 상기 래디얼 틸트 에러 신호에 근거해 상기 작동수단을 제어하는 제어수단을 구비한 판독 및/또는 기록장치에 있어서,

상기 제어수단 및 작동수단은 래디얼 틸트를 최소화하여 피드백 루프에 의해 상기 대물렌즈의 위치결정을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 10 항에 있어서,

상기 검출수단은 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호 또는 대각선 푸시 풀(DPP) 신호를 발생하도록 구성되고,

상기 래디얼 틸트 에러 신호는 래디얼 푸시 풀(RPP) 신호와 중앙 개구(CA) 신호 또는 대각선 푸시 풀(DPP) 신호와의 상호상관신호에 비례하는 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 10 항에 있어서,

상기 변조된 광학 신호들을 필터링하기 위한 밴드패스 필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 10 항에 있어서,

패스 밴드는 워블 주파수의 0.1~0.5 내지 2~4배의 범위의 밴드패스 필터인 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 11 항에 있어서,

상기 신호 발생수단은 상기 상호상관신호를 로패스 필터링하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 중앙 개구(CA) 신호는 상기 래디얼 틸트 에러 신호를 발생하기 위해서 선택된 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 래디얼 틸트 에러 신호에 근거해서 피드백 루프를 발생하여 상기 대물 렌즈의 위치를 조절하는 PID 제어기를 구비한 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.
제 16 항에 있어서,

상기 판독 및/또는 기록장치는, 상기 렌즈계가 상기 광 디스크의 트랙을 추종 가능하게 하는 트랙킹 서보 루프를 발생하는 수단을 더 구비하고,

상기 판독 및/또는 기록장치는 상기 피드백 루프와 상기 트랙킹 서보 루프를 동시에 이용하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 판독 및/또는 기록장치.