KR100285315B1

KR100285315B1 - 광디스크 품질검사 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100285315B1
Application number: KR1019970048543A
Authority: KR
Inventors: 김형규; 배동석; 여운성; 김대영
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2001-04-02
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: CN1212423A; KR19990026433A; CN1287372C; US6188657B1; TW382120B; JPH11154339A

Abstract

본 발명은 광디스크 예를들어 재생전용인 CD DVD 뿐만아니라 기록가능형인 CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RAM등의 광디스크의 품질을 평가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 광디스크로부터 반사되는 광을 광검출기로 수광하여 얻은 일련의 신호특성을 이용하거나 광디스크의 랜드/그루브 기록되어 있는 위치정보들을 갖는 워블신호를 이용하여 피검광디스크의 기록막의 품질평가를 행하므로써 보다 정확하고 신뢰성 있는 품질평가를 가능하게 한다.

Description

광디스크 품질검사 방법 및 장치

본 발명은 광디스크중 CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RAM 등의 기록가능한 광디스크의 품질을 평가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

광디스크에는 CD, DVD-ROM과 같은 재생전용형, CD-R, DVD-R과 같은 일회기록가능형 (추기형), CD-RW, DVD-RAM와 같은 재기록 가능형(재기록형)의 3종류가 있다. 이러한 광디스크는 사용원리 및 용도가 상이함에도 불구하고 피트 혹은 그루브를 형성시킬 모재(기판)가 필요하게 된다.

추기형이나 재기록형 디스크는 통상 기판표면에 신호기록을 위한 그루브나 어드레스정보 및 디스크특성을 나타내는 피트를 형성시키고 있다.

이러한 피트는 그루버나 스탬퍼라 불리는 Ni 금형을 이용하여 사출성형법으로 복제하게 되는데, 스탬퍼의 제작공정은 반도체 제조공정으로부터 도입된 박막프로세스가 사용되고 있으며, 글래스원반으로부터 Ni 스탬퍼를 사용하는 사출성형 및 금속박막을 형성하는 복제 (replication)공정으로 대별된다.

글래스원반 세정공정에서 스퍼터링까지의 전공정의 흐름도를 기록가능형 광디스크의 일반적인 제조공정을 설명하는 제1도를 참조하여 설명한다.

마스터링공정은 연질유리 (soda lime glass) 의 세정공정으로부터 시작된다. 도포되는 포토레지스트의 품질유지를 위해 글래스기판의 표면을 충분히 연마한후 초음파세정, 건조한후 글래스표면에 포지티브형 포토레지스트를 도포한후 베이킹을 실시한다.

레지스트의 드롭아웃을 검사한후 예를들어 레지스트를 감광시키기 위한 장치인 레이저빔 레코더에 의해 형성하려는 대상에 따라 감광시킨 글래스를 현상공정에 투입하여 글래스 기판을 회전시키면서 레지스트의 상부로부터 알칼리성 현상액에 의해 레지스트 노광부를 용해시켜 피트, 그루브 혹은 랜드등을 얻게된다. 현상후에는 세정을 하고 계속하여 클린오븐에서 포스크베이킹을 실시한다.

현상공정을 통해 얻어진 글래스 원반위에 전극을 부착하기 위한 도전화 처리공정을 사용한다. 도전화 처리공정에는 물리적인 방법인 스퍼터링 증착이나 화학적 방법인 무전해 도금법을 사용한다.

도전화 공정을 통해 얻어진 것은 제1도와 같이 글래스 위에 형성하려는 대상에 따라 레지스트의 凹凸위에 Ni 도전막이 형성된 형태이다. 이것을 전해 주조욕 (전기 도금욕)에 투입하여 음극으로 한후, 유황을 함유하는 Ni 칩을 양극으로하여 Ni 막을 글래스 원반에 전기도금 처리한다. 전기 도금을 통해 얻어진 Ni 플레이트를 스탬퍼라하며, 압축성형, 사출성형 혹은 2P (photo polymerization)공정에 투입하기 위해 내외경을 맞추어 절단한후 이 스탬퍼로부터 폴리카아보네이트 디스크원판을 제작하게된다.

제작된 폴리카아보네이트 디스크 원판은 예를들어 추기형인 경우 그 위에 기록층이 형성되고, 기록층위에 레이저광의 반사를 위한 Al 반사층이 형성되며, 반사층위에 피막이 산화되지 않도록 보호층이 형성되며, 재기록형인 경우 폴리카아보네이트 디스크원판위에 기록층(광자기 혹은 상변화물질)이 형성되고, 기록층위에 레이저광의 반사를 위한 Al반사층이 형성되며, 반사층위에 피막이 산화되지 않도록 보호층이 형성되며, 이보호층위에 다른 보호층 혹은 기록층과 별도의 자기기록층이 형성될 수도 있다.

상기와 같은 광디스크제조공정이 완료되면, 제조된 광디스크는 상술한 스템퍼제작공정상의 불량원인에 의해 야기된 스탬퍼자체의 불량, 스템퍼의 경시변화에 의한 스템퍼불량, 기록층 혹은 반사층등에서 일부층의 형성이 결손된부분, 혹은 각층중 이물질이 삽입되어 있는 부분등에 의해 품질불량이 야기되므로, 품질검사를 하게된다.

재생형 디스크의 품질검사는 디스크의 신호면에서 레이저 광선을 집광하여 반사층에서 되돌아오는 빛을 측정하여 정보가 정확하게 기록되어 있는지의 여부와 리드인의 시작, 디스크의 두께등 기계적 특성치에 대한 디스크의 제작상태를 파악하는 것이다.

기록가능한 광디스크의 품질검사는 리드인의 시작, 디스크의 두께등 기계적 특성치들은 재생형 디스크에서와 마찬가지로 검사를 하지만 재생형과 같은 기록된 데이터가 없기 때문에 디스크마다 일일이 기록된 신호를 가지고 신호특성을 평가를 하는 것은 불가능하다. 다만 몇 개의 디스크 샘플을 채취하여 그 디스크의 기록막에 의도적으로 신호를 기록하고 다시 재생한 다음 기록막의 신호특성을 평가하여 디스크의 품질을 검사하는 방법이 있으나 이 경우, 1회만 기록가능한 광디스크는 평가를 위하여 신호를 기록하였기 때문에 상품으로서의 가치를 상실하게 된다. 또한 재기록형 광디스크의 경우에도 샘플검사만으로 전체제품의 품질을 평가한다는 것은 매우 어려운 일이다.

그러므로 양산시 디스크마다 일일이 검사한다는 것은 불가능하므로 디스크의 품질검사 신뢰성이 가장 높은 전수검사에서는 상당한 문제점이 되고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 기록가능한 광디스크는 프리그루브 (pre-groove)또는 그루브, 랜드 부분이 규격상 워블(wobble) 형태인 것에 착안하였다.

보다 상술하면, 즉, 광픽업이 디스크 트랙상의 랜드 혹은 그루브의 중심축을 트랙킹할 때의 수광되는 반사량은 랜드 혹은 그루브의 양측의 동일한 광의 양으로써 일직선과 같은 RF신호를 얻게된다. 이는 소위 2P 법에 의해 구현되며, 만약 트랙상에 결함이 존재할 경우, 상기 RF신호에 찌그러짐이 발생하고 이것에 의해 결함있는 디스크를 불량품으로 판정하게된다.

또한, 통상 기록가능한 광디스크는 미리 정해진 규격에 따라 프리포맷 되어 있다. 이 프리포맷 신호는 위치정보등이 기록된 일종의 보조신호로서 광디스크가 광디스크 구동장치에 의해 안정되게 구동되도록 한다. 이러한 보조신호는 여러가지형태로 광디스크에 프리포맷되었으나 최근에는 워블의 형태로 프리포맷되고 있다. 이 워블방식의 보조신호는 제2도에 도시한 바와같이 산과 골의 트랙이 워블신호에 의해 프리포맷되는 것으로 본 발명자들은 이점에 착안한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 기록신호가 없는 디스크의 디스크 트랙으로부터 반사되어 광검출기에 수광된 반사광의 신호특성을 이용하여 광디스크의 품질검사를 행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 워블신호의 주파수특성을 이용하여 기록막의 품질평가를 행하는 신규한 기록가능형 광디스크 품질검사방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 워블신호를 따라가면서 레이저를 집광하여 반사되어 돌아오는 빛의 양을 검출하여 기록막의 품질평가를 행하는 신규한 기록가능형 광디스크 품질검사방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 광디스크에 기록하는 과정없이 단순화된 공정에 의해 기록가능형 광디스크의 품질검사를 가능케하는 신규한 기록가능형 광디스크 품질검사 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전수검사를 가능케하여 광디스크의 품질검사 신뢰성을 최고로 높이는 것이 가능한 신규한 기록가능형 광디스크의 품질검사방법 및 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 광디스크의 일반적인 제조공정을 설명하기 위한 공정설명도.

제2도는 일종의 보조신호로서 워블 형태로 프리포맷된 랜드와 그루브를 예시하기 위한 기록가능형 광디스크 구조도.

제3도는 본 발명에 따른 기록가능형 광디스크 품질검사방법을 수행하기 위한 품질검사장치의 개략블럭도.

제4(a)도는 트랙중심의 안쪽 혹은 밖깥쪽 워블중심을 따라 트랙킹 서보를 제어하는 제3도의 워블중심축 트랙킹 제어부의 일실시예를 도시하는 블록도.

제4(b)도는 제4(a)도에 도시한 워블중심축 트랙킹 제어부의 일실시예의 작용을 설명하기 위한 것으로, 픽업을 디스크 반경방향으로 횡단한 경우의 트랙킹 에라를 나타내는 개략설명도.

제4(c)도는 2 스파이럴 트랙형(2 spiral track type) 광디스크의 랜드/그루브 트랙에 대한 개략설명도.

제4(d)도는 1 스파이럴 트랙형(1 spiral track type) 광디스크의 랜드/그루브 트랙에 대한 개략설명도.

제5(a)도는 반사빔 스폿이 실제 워블중심을 따라가면서 기록층의 신호를 읽는 경우를 도시하는 선도.

제5(b)도는 반사빔 스폿이 실제 프리그루브 중심을 따라가면서 기록층의 신호를 읽는 경우를 도시하는 선도.

제6도는 제5(a)도 또는 제5(b)도에 따라 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 이상적인 재생신호를 나타내는 파형도.

제7도는 제5(a)도 또는 제5(b)도에 따라 기록층의 워블신호를 읽을때 기록막품질에 이상이 있거나 이물질이 존재하는 경우의 재생신호를 예시하는 파형도.

제8도는 반사빔 스폿이 바깥쪽 혹은 안쪽 워블 중심축을 따라가는 경우, 및 그루브의 중심축을 따라가면서 기록층의 신호를 읽을때의 이상적인 재생신호를 도시하는 파형도.

제9도는 반사빔 스폿이 바깥쪽 혹은 안쪽 워블 중심축을 따라가는 경우, 및 그루브의 중심축을 따라가면서 기록층의 신호를 읽을때의 실제 재생신호를 도시하는 파형도.

제10도는 CD-RW 혹은 CD-R 샘플에 대해 반사빔 스폿이 바깥쪽 워블의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제11도는 CD-RW 혹은 CD-R 샘플에 대해 반사빔 스폿이 프리그루브의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제12도는 CD-RW 혹은 CD-R 샘플에 대해 반사빔 스폿이 안쪽 워블의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제13도는 DVD-R 혹은 DVD-RAM 샘플에 대해 반사빔 스폿이 바깥쪽 워블의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제14도는 DVD-R 혹은 DVD-RAM 샘플에 대해 반사빔 스폿이 그루브의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제15도는 DVD-R 혹은 DVD-RAM 샘플에 대해 반사빔 스폿이 안쪽 워블의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

제16도는 반사빔 스폿이 바깥쪽 혹은 워블 중심축, 그루브의 중심축 또는 랜드의 중심축을 따라가면서 DVD-RAM의 기록층의 신호를 읽을때의 이상적인 재생신호를 도시하는 파형도.

제17도는 반사빔 스폿이 바깥쪽 혹은 워블 중심축, 그루브의 중심축 또는 랜드의 중심축을 따라가면서 DVD-RAM의 기록층의 신호를 읽을때의 실제 재생신호를 도시하는 파형도.

제18도는 DVD-RAM 샘플에 대해 반사빔 스폿이 랜드의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는 경우의 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

24 : 피검광디스크 26 : 모터

28 : 픽업 30 : 액츄에이터 구동부

32 : 모터 구동부 34 : 검출신호처리부

36 : 트랙킹 제어부 40 : 양부판정부

42 : 광제어기 44 : 제어부

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 기록가능형 광디스크에 보조신호로서 프리포맷되어 있는 워블신호에 의거하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질검사방법 이 제공된다.

보다 구체적으로, 본 발명의 기록가능형 광디스크의 품질검사방법은 기록가능형 광디스크상에 프리포맷되어 있는 워블신호를 독출하는 단계, 및 상기 독출된 워블신호의 크기를 소정의 기준 범위와 비교하고, 그 비교결과에 의거하여 상기 피검광디스크의 양부를 판정하는 단계로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명의 기록가능형 광디스크의 품질검사방법은 기록가능형 광디스크의 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 보조신호로서 프리포맷되어 있는 워블신호를 따라가면서, 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 레이저광을 집광 하는 단계, 상기 레이저광이 집광된 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드로 부터 반사되는 광의 양을 수광하여 소정의 기준광량과 비교하는 단계, 및 상기 비교결과에 의거하여 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드의 형성품질을 판단하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 단계로 이루어질 수도 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 기록가능형 광디스크에 보조신호로서 프리포맷되어 있는 워블신호에 의거하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질검사장치가 제공된다.

보다 구체적으로, 본 발명의 기록가능형 광디스크의 품질검사장치는 기록가능형 광디스크상에 프리포맷되어 있는 워블신호를 독출하는 수단, 및 상기 독출된 워블신호의 크기를 소정의 기준 범위와 비교하고, 그 비교결과에 의거하여 상기 피검광디스크의 양부를 판정하는 수단으로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명의 기록가능형 광디스크의 품질검사장치는 기록가능형 광디스크의 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 보조신호로서 프리포맷되어 있는 워블신호를 따라가면서, 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 레이저광을 집광하는 수단, 상기 레이저광 집광 수단에 의해 집광된 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드로 부터 반사되는 광의 양을 수광하여 소정의 기준광량과 비교하는 수단, 및 상기 비교결과에 의거하여 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드의 형성품질을 판단하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 수단으로 이루어질 수도 있다.

본 발명은 상술한 바와같이, 프리그루프, 그루브 혹은 랜드부분이 규격상 워블형태라는 것을 이용하여 기록가능형 광디스크에서 가장 중요한 기록성능에 영향을 미치는 기록막의 품질평가를 기술적으로 가능하게 하고 전수검사가 가능하게 하여 보다 정확하고 신뢰성 있는 품질평가가 가능하게 한다.

이하, 도면을 참조하여 본원발명을 상술한다.

먼저, 제3도를 참조하여 본 발명에 따른 광디스크 품질검사장치를 설명한다. 제3도에 도시된 본 발명에 따른 광디스크 품질검사장치에서 피검광디스크(24)는 스핀들 모터(26)에 의해 회전되고, 이 스핀들 모터(26)는 그에 접속된 모터 구동부 (32)에 의해 구동되며, 액튜에이터 구동부(30)에 의해 광픽업(28)의 액츄에이터 (ACT)가 구동된다. 광픽업(28)은, CD-R, CD-RW, DVD-RAM의 경우 프리그루브 또는 그루브의 중심축, 프리그루브 또는 그루브의 바깥쪽(디스크 외측방향) 혹은 프리그루브 또는 그루브의 안쪽(디스크 내측방향)의 워블중심축 중 어느하나를 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽고, DVD-RAM의 경우 바깥쪽과 안쪽이 같으므로 그 중 어느한쪽의 워블중심축, 그루브 또는 랜드의 중심축을 따라가면서 기록층의 워블신호를 읽는다. 상기에서 픽업(28)은 워블신호를 읽는대신 워블을 따라가면서 선택된 워블신호 측정축을 따라 레이저광을 집광하여 반사되어오는 광의 양을 수광할 수 있다. 어느 경우를 위하든 광픽업(28)은 레이저다이오우드(LD) 및 광전변환기 (PD)사이에 위치하여 레이저 광빔을 분산시키는 빔 스플리터(BS)와, 피검광디스크 (24) 및 빔 스플리터(BS) 사이에 설치된 대물렌즈 (OL)를 구비한다. 대물렌즈 (OL)는 빔 스플리터 (BS)로부터 피검광디스크 (24)쪽으로 진행하는 레이저 광빔을 집광한다. 빔 스플리퍼 (BS)는 레이저 다이오우드 (LD) 로 부터의 레이저 광빔이 대물렌즈 (OL)를 경유하여 피검광디스크(24)의 기록층의 선택된 워블신호 측정위치에 조사될 수 있도록함과 아울러 피검광디스크(24)에 의해 반사된 반사광빔이 센서렌즈(SL)를 경유하여 광전변환기 (PD)쪽으로 진행하도록 한다. 센서렌즈 (SL)은 빔스플리터 (55)로부터 광검출기 (PD)쪽으로 진행되는 광빔을 집속하여 비점수차법에 의해 포커스를 조절한다. 레이저 다이오우드(LD)에서 발생된 광빔은 콜리메이터 렌즈(CL)에 의해 평행광선으로 되고 빔스플리터(55)를 경유하여 대물렌즈(OL)에 의해서 피검광디스크(24)의 기록층의 선택된 워블신호측정 위치에 놓이도록 집광된다. 피검광디스크 (24)의 선택된 워블신호 측정위치에 의해 반사되는 광빔은 대물렌즈(OL)및 빔스플리터(BS)를 경유하여 센서렌즈 (SL)에 의하여 광전변환기 (PD)의 표면에 집광한다. 광전변환기 (PD)는 검출된 광을 전기적 신호로 변환하여 출력한다.

광전변환기 (PD) 의 출력은 검출신호처리부 (34)를 통해 필요한 증폭등의 신호처리를 하여 양부판정부 (40) 에 입력되고, 양부판정부 (40)는 이검출신호처리부 (34)에서 신호처리된 광전변환기 (PD)의 출력이 기준신호발생기 (38)에 의해 이미 양부판정부 (40)에 입력되어 있는 기설정된 피검광디스크(24)의 반사광의 세기의 최대허용치와 최소허용치 사이의 범위값인지를 지속적으로 비교·판정하여 검출신호처리부 (34)에서 신호처리된 광전변환기의 출력이 상술한 최대허용치와 최소허용치사이의 범위안에 있는 경우 양품판정출력신호를 출력하고, 검출신호처리부 (34)에서 신호처리된 광전변환기의 출력이 상술한 최대허용치와 최소허용치사이 범위밖에 있는 경우 불량품판정출력신호를 출력한다.

상술한 바와같이, 피검광디스크 (24) 가 CD-R, CD-RW 이냐 DVD-R 이냐 DVD-RAM이냐에 따라 각각의 워블주파수, 트랙피치, 및 판독레이저 파장등이 상이하므로, 기준신호발생부 (38)는 피검광디스크 (24)의 종류에 따른 제어부(44)의 지시에 따라 후술하는 실시예에서 구체적으로 설명되는 바에 따라 결정되어 저장되어 있는 반사광세기 혹은 반사광의 양에 의거한 불량품 처리의 기준이 되는 불량원인이 전혀 없는 경우의 최대·최소값의 허용범위를 양부판정부 (40)에 공급한다.

제어부 (44)는 또한 피검광디스크 (24)의 종류에 따라 적정한 레이저 파장이 발생되도록 레이저 다이오우드(LD))의 광빔을 제어파는 광제어기(42)를 제어하고, 피검광디스크(24)의 종류에 따른 해당 트랙피치를 고려하여 기록층의 선택된 워블신호측정위치에서 워블신호를 검출하도록 광픽업(28)의 액츄에이터 (ACT)를 제어하는 액츄에이터 구동부 (30)를 제어하며, 트랙킹 모드를 제어하기 위하여 트랙킹 제어부 (36)를 제어한다.

한편, 상술한 바와같이 워블신호를 읽음에 있어서, 그루브의 중심축을 따라 기록층의 위블신호를 읽는것 혹은 반사광을 수광하는 것도 가능하고, 그루브의 바깥쪽 혹은 안쪽의 워블신호축 즉 트랙피치 중심에서 보았을 때의 트랙안 혹은 밖의 워블신호축을 따라 기록층의 워블신호를 읽거나 반사광을 수광할 수도 있다.

이때, 광디스크 제조공정의 특성상 불량이 광디스크의 외각쪽에 많이 발생하고 액세스하는 시간이 단축되므로, 바람직하게 품질검사시 광디스크의 외각영역에 있는 워블신호를 이용한다.

이하에서, 제3도와 제4(a)도 및 제4(b)도를 참조하여 워블 신호를 읽기 위한 트랙킹 방법을 설명한다.

트랙킹 제어는, 소정 조작에 의해 제어부 (44)가 그루브 혹은 랜드 중심축 트랙킹 제어부 (36a)와 워블중심축 트랙킹 제어부 (36b)로 이루어진 트랙킹 제어부 (36)를 제어하여 트랙킹 형태를 선택하는 것에 의해 시작된다.

즉, 소정 조작이 그루브 혹은 랜드 중심축을 따라 기록층의 워블신호를 읽는 것 혹은 반사광을 수광하는 것을 선택하면 제어부 (36)는 그루브 혹은 랜드 중심축 트랙킹 제어부 (36a)를 선택하고, 소정조작이 트랙안 혹은 밖의 워블중심축을 따라 기록층의 워블신호를 읽는 것을 선택하면, 제어부(36)는 워블중심축 트랙킹 제어부(36b)를 선택하여 각각이 작동되도록 제어한다.

한편, 그루브 혹은 랜드 중심축 트랙킹 제어부 (36a)가 선택되면, 그루브 혹은 랜드 중심축 제어부 (36a)는 그루브 혹은 랜드 중심축을 따라 가면서 기록층의 워블신호를 읽도록 트랙킹 서보 제어를 수행하지만, 이는 당업자에게 주지인 통상의 푸시풀법에 의해 수행될수 있으므로, 이에 대해서는 더이상 설명하지 않는다.

워블중심축 트랙킹 제어부 (36b)가 선택되는 경우, 제4(a)도에 도시한 바와같은 구성에 의하여 트랙중심의 안쪽 혹은 바깥쪽 워블중심축을 따라 트랙킹 서보를 제어할 수도 있다.

제4(a)도에서 제3도에 도시한 광전변환기 (PD)는, 바람직하게, 영역이 트랙방향으로 좌우 2 분할된 흑은 좌우 2 개 (A, B) 의 포토다이오우드부 (50)로 이루어진다. 이 포토다이오우드부 (50)의 A, B는 트랙방향에 대하여 좌우각각의 워블신호를 검출하여 각각증폭기(52, 54)에 출력하고, 증폭기(52, 54)를 통해 증폭된 신호는 각각에 연결된 대역통과필터 (56, 58)에 입력된다. 대역통과필터 (56, 58) 각각은' 입력신호를 필터링하여 입력신호중 피검광디스크의 해당 워블주파수 대역만을 통과시킨다. 대역통과필터 (56, 58) 각각으로부터 출력된 좌우의 워블 주파수 대역은 가산기 (60)와 감산기 (62)모두에 입력되어 합신호와 차신호를 형성하고, 이 합신호와 차신호는 혼합기 (64)에서 혼합되어 트랙중심방향 좌우의 워블신호에 의거한 트랙킹 에라 신호를 포함한 신호를 출력한다. 저역통과필터 (66)는 혼합기 (64)의 출력신호를 필터링하여 워블신호에 의거한 트랙킹 에라 신호만을 출력한다.

여기서, 본원 발명은 트랙중심 안쪽 혹은 바깥쪽의 워블중심축으로의 트랙킹을 실현하기 위해 트랙킹 에라의 크기가 트랙주기이고, 트랙중심에서 트랙킹 에라가0이고 트랙과 트랙 사이에서도 트랙킹 에라가 0인 점에 착안하여, 트랙중심 (제4(b)도의 a)에 대하여 워블신호에 의거한 트랙킹 에라신호인 저역통과필터 (66)의 출력을 그대로 한 방향 (예를들어 외주방향 (제4(b)도의 b방향))으로 시프트를 제어하거나 인버터 (68)를 이용하여 다른방향 (예를들어 내주방향 (제4(b)도의 c방향))으로 시프트를 제어하떤 트랙킹 에라가 0인점 즉 워블중심축 (b또는 c) 에 도달하므로, 트랙중심의 안쪽의 워블중심축을 따라 워블신호를 읽을 것인가, 트랙중심의 바깥쪽 워블중심축을 따라 워블신호를 읽을 것인가에 따라 선택 스위치(70)로 선택하여 선택된 저역통과필터(66)의 출력을 액츄에이터 구동부(30)에 출력하여 트랙중심의 안쪽 혹은 바깥쪽 워블 중심축을 트랙킹 서보한다.

또한, DVD-RAM 디스크의 랜드/그루브 기록방식에서 제4(c)도와 제4(d)도에 도시한 바와같이, 제4(c)도에 도시한 투 스파이럴 (two-spiral) 트랙형 디스크와 달리 제4(d)도에 도시한 원 스파이럴 (one-spiral) 트랙형 디스크인 경우 퍼스트턴에서 세컨드 턴으로 이어질 때 랜드 중심축을 트랙킹하던 것이 그루브 중심축으로 옮겨가게끔 되어있다. 따라서, 이 경우에도 상기 안쪽워블을 계속해서 따라가고자 할 경우에, 상기와 같이 트랙킹 에라신호의 180° 위상반전이 필요하다.

간단하게는, 워블중심축 트랙킹 제어부 (36b)가 선택되는 경우, 초기에 트랙중심으로의 트랙킹 서보를 설정하여 종래의 푸시풀법에 의해 그루브 혹은 랜드 중심축을 따라가다가 트랙킹 에라가 거의 0인 시점에서 트랙 1/2 트랙 피치만큼 픽업을 좌 혹은 우로 이동시킴으로써 안 혹은 밖의 워블중심축을 따라 트랙킹하게 할 수도 있다. 또한, 이것이 제4(a)도에 도시된 구성을 이용하여 구현되는 경우, 특히 포토다이오우드부 (50)의 A, B를 좌우 시프트 트랙킹 모드대신 중심 트랙킹 모드에 두고, 저역통과필터 (66) 다음에 인버터(68)와 선택 스위치 (70)대신에 트랙킹 에라 제로검출부를 설치하여 이 트랙킹 에라 제로검출부가 트랙킹 에라 0 인 시점을 검출할 때 1/2 트랙 피치만큼 픽업을 좌 혹은 우로 이동시킴으로써 트랙 안 혹은 밖의 워블중심축을 따라 트랙킹하게 할 수도 있다.

다음, 피검광디스크의 종류별 및 워블신호 읽는 위치에 따른 피검광디스크의 양부판정기준을 설정하는 과정을 설명한다.

CD-R 과 CD-RW 은 워블 주파수가 22.05kHz 이며 트랙간의 간격이 1.6㎛이고 레이저 다이오우드의 파장은 780nm를 사용한다. 반면 DVD-R 은 워블 주파수가 140.645 kHz 이며 트랙피치가 0.8㎛로 기록시 635nm 파장의 레이저를 사용하며 재생시는 635/650 nm 파장의 레이저를 사용한다. 또한, 다른 기록가능 광디스크와는 다르게 그루브 뿐만아니라 랜드부에도 기록하는 DVD-RAM 은 워블 주파수가 160 kHz 이내이고 트랙피치가 0.74㎛이고 레이저 파장은 650nm 이다. 한편, DVD-R은 랜드에 프리피트가 있으며, DVD-RAM에는 각 섹터 전후 헤더 영역에 프리피트를 가지고 있다.

CD-R 과 CD-R/W, DVD-R, DVD-RAM 은 디스크의 구조는 다르지만 공통적으로 Wobble 이 존재하므로, CD-R, CD-RW, DVD-R 은 프리그루브 또는 그루브를 중심으로 바깥쪽 (디스크 외측방향) 과 안쪽 (디스크 내측 방향) 이 다르므로 검사 방법이 그루브 중심을 포함하여 3가지 경우가 있으며, DVD-RAM 의 경우는 바깥쪽과 안쪽이 같고 그루브와 랜드를 포함하여 3 가지 경우가 있다.

이하에서 광디스크의 종류에 따라 실시예 1 내지 4로 구분하고, 각각의 광디스크에 대하여, 즉 각 실시예에 대하여 경우1) 내지 경우3)으로 워블신호 읽는 경로에 따라 구분하여 광디스크 샘플 시험결과치를 나타낸다.

[실시예 1]

CD-RW에 대하여 780nm 파장의 레이저 다이오우드에서 나오는 반사빔을 제5(a)도와 제5(b)도와 같이 스폿(spot)이 정확히 실제 워블중심 또는 실제 프리그루브 중심을 따라가면서 기록층의 신호를 읽는다면, 이상적인 재생신호는 제6도에 도시한 바와같이 시간에 대하여 반사광의 강도가 일정하게 나타난다.

그러나 기록막 품질에 이상이 있거나 이물질이 존재하면 재생신호는 제7도에 도시한 바와같은 이상파형이 검출된다.

여기서, 실질적으로 레이저빔 스폿 중심이 앞에서와 같이 실제 중심을 정확하게 따라하게 하는데는 정확한 트랙킹 서보제어가 필요하므로, 이하의 실시예들에서는 스폿이 바깥쪽 워블의 중심축을 따라가는 방법, 그루브의 중심축을 따라가는 방법, 안쪽 워블 중심축을 따라가면서 신호를 읽는 방법을 사용하였다.

이경우의 이상적인 재생신호는 제8도에 도시한 바와같이 시간에 대하여 반사광의 세기가 일정하게 변하는 워블주파수가 출력된다. 그러나 불량 디스크의 경우에는 제9도에 도시한 바와같이 이상파형이 나타난다. 제9도에서 최대허용범위와 최소허용범위는 피검광디스크의 반사광의 세기가 그 범위를 넘는 경우 불량품으로 처리하게 되는 기준이며, 이는 시험에 의해 결정된다.

그러므로 최대, 최소 허용범위에 따라서 기록층의 품질 즉 기록특성이 변할 것이며 허용범위 이상에서는 상품으로서의 가치가 떨어지는 기록층의 품질을 나타낸다고 할 수 있다.

따라서 다음의 실시예를 통하여 광디스크 각 경우에 있어서의 최대 최소 허용범위를 정하였다.

레이저 빔 스폿이 따라가는 경로에 따라 다음과 같은 테스트를 하였다.

경우 1) CD-RW샘플을 제작하여 제10도에 도시한 바와같이 스폿이 바깥쪽 워블의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력할 경우, 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질관계를 테스트하였다.

최대 (E1) 또는 최소 허용범위 (E2) 가 각각 최대값, 최소값의 0%≤ E(1 또는 2)＜3%, 3%≤ E(1 또는 2)〈5%, 5%≤ E(1 또는 2)＜7%, 7%≤ E(1 또는 2)＜10%, 10%≤ E(1 또는 2)〈13% 일 때의 CNR 을 측정하였다. 아래표의 CNR 값은 각 허용범위에서 샘플디스크 10 장씩을 측정하여 평균을 낸 수치이다.

워블 CNR 은 26dB 이상이면 양호한 수준이지만 기록되지 않은 디스크의 CNR은 47dB 이상일 때 대체적으로 안정적인 기록특성을 보장할 수 있으므로 최대 최소 허용범위가 7% 미만이면 기록층의 품질에 양호하여 안정적인 기록 특성을 얻을 수 있다.

경우 2) 경우 1)과 마찬가지로 CD-RW 샘플을 제작하여 제11도에 도시한 바와같이 스폿이 프리그루브의 중심축을 따라가면서 재생할 경우, 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

최대 (E1) 또는 최소 허용범위 (E2) 가 각각 최대값, 최소값의 0%≤ E(1 또는 2)＜3%, 3%≤ E(1 또는 2)＜5%, 5%≤ E(1 또는 2)＜7%, 7%≤ E(1 또는 2)＜10%, 10%≤ E(1 또는 2)＜13% 일 때의 CNR 을 측정하였다. 아래표의 CNR 값은 각 허용범위에서 샘플디스크 10 장씩을 측정하여 평균을 낸 수치이다.

테스트 결과 최대 최소 허용범위가 7% 미만이떤 기록층의 품질이 양호하여 안정적인 기록특성을 얻을 수 있다.

경우 3) 경우 1)과 마찬가지로 CD-RW 샘플을 제작하여 제12도에 도시한 바와같이 스폿이 안쪽 워블 중심축을 따라가면서 재생한 경우, 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

최대 허용범위는 10% 미만, 최소 허용범위는 7% 미만일 경우에 안정적인 CNR 값을 나타냈지만 보다 엄격한 품질보증을 위하여 최대, 최소 허용범위를 7%미만으로 하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 같은 방법으로 CD-R 샘플을 제작하여 CD-R 의 기록층 품질테스트를 실시 하였다.

경우 1) 실시예 1의 제10도에 도시한 바와같이 스폿이 바깥쪽 워블 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하는 경우, 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

최대 (E1) 또는 최소 허용범위 (E2) 가 각각 최대값, 최소값의 0%≤ E(1 또는 2)＜3%, 3%≤ E(1 또는 2)＜5%, 5%≤ E(1 또는 2)＜7%, 7%≤ E(1 또는 2)＜10%, 10%≤ E(1 또는 2)〈13% 일 때의 CNR 을 측정하였다. 아래표의 CNR 값은 각 허용범위에서 샘플디스크 10 장씩을 측정하여 평균을 낸 수치이다.

테스트 결과 최대, 최소 허용범위가 10% 미만이면 안정적인 기록층의 품질과 기록 특성을 얻을 수 있었다.

경우 2) 실시예 1의 제11도에 도시한 바와같이 스폿이 프리그루브의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 경우 1) 과 마찬가지로 CD-R 샘플을 제작하여 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

경우 3) 실시예 1의 제12도에 도시한 바와같이 스폿이 안쪽 워블의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 최대 허용치와 디스크의 기록층품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

[실시예 3]

650nm 파장의 레이저 다이오우드에서 나오는 반사빔 스폿이 워블 중심축 또는 그루브 중심축을 따라가면서 DVD-R 의 기록층 신호를 읽을 때 이상적인 재생신호는 제8도에 도시한 바와같이 시간에 대하여 반사광의 세기가 일정하게 변하는 워블주파수가 출력된다. 그러나 실제 재생신호는 제9도에 도시한 바와같이 이상파형이 나타난다. 제9도에서 최대허용범위와 최소허용범위는 피검광디스크의 반사광의 세기가 그 범위를 넘는 경우 불량품으로 처리하게 되는 기준이며, 이는 시험에 의해 결정된다.

앞의 실시예와 동일하게 다음과 같은 테스트를 하였다.

경우 1) 제13도에 도시한 바와같이 스폿이 바깥쪽 워블의 중심축을 따라 가면서 재생신호를 출력하였다. 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질관계를 테스트하였다.

테스트 결과 최대, 최소 허용범위가 5% 미만이면 안정적인 기록층의 품질과 기록 특성을 얻을 수 있었다.

경우 2) 제14도에 도시한 바와같이 스폿이 그루브 의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

경우 3) 제15도에 도시한 바와같이, DVD-R 샘플을 제작하여 스폿이 안쪽 워블 중심축을 따라가면서 재생한 신호를 출력하였다. 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

테스트 결과 최대, 최소 허용범위가 5% 미만이면 안정적인 기록층의 품질과 기록특성을 얻을 수 있었다.

[실시예 4]

650nm 파장의 레이저 다이오우드에서 나오는 반사빔 스폿이 워블 중심축 또는 랜드 중심축을 따라가면서 DVD-RAM 의 기록층 신호를 읽을 때의 이상적인 재생신호는 제16도에 도시한 바와같이 시간에 대하여 반사광의 세기가 헤더의 프리피트부분을 제외하고 일정하게 변하는 워블주파수가 출력된다. 그러나 실제 재생신호는 제17도에 도시한 바와같이 이상파형이 나타난다. 제17도에서의 최대허용범위와 최소허용범위는 피검광디스크의 반사광의 세기가 그 범위를 넘는 경우 불량품으로 처리하게 되는 기준이며, 이는 시험에 의해 결정된다. 그리고 제16도 및 제17도에 도시한 바와같이, 헤더의 프리피트 부분에서의 출력 반사광의 세기는 워블 주파수 최대 및 최소값의 범위내이므로 피검광디스크의 양부판정에 영향을 미치지 않는다.

앞의 실시예와 동일하게 다음과 같은 테스트를 하였다.

경우 1) 실시예 3의 제13도에 도시된 바와같이 스폿이 워블의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질관계를 테스트하였다.

테스트 결과 최대 허소 허용범위가 5% 미만이면 안정적인 기록층의 품질과 기록 특성을 얻을 수 있었다.

경우 2) 실시예 3의 제14도에 도시된 바와같이 스폿이 그루브의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 실시예 4의 경우 1)과 마찬가지로 DUD-RAM 샘플을 제작하여 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

테스트 결과 최대 최소 허용범위가 5% 미만이면 안정적인 기록층의 품질과 기록특성을 얻을 수 있었다.

경우 3) 제18도에 도시한 바와같이 스폿이 랜드의 중심축을 따라가면서 재생신호를 출력하였다. 실시예 4의 경우 1과 마찬가지로 DVD-RAM 샘플을 제작하여 최대 허용치와 디스크의 기록층 품질, 최소 허용치와 디스크의 기록층 품질 관계를 테스트하였다.

DVD-RAM의 경우는 CD-R과 다르게 일정구간동안 프리피트(Pre-Pit)가 있어서 이 부분의 반사율이 달라질 수 있으므로 이것에 의해 DVD-RAM은 다른 기준값을 가질 수 있다.

본 발명은 상술한 바와같이, 반사광을 이용하거나 워블 주파수 특성을 이용하여 디스크의 결함을 검출하므로써, 샘플디스크에 기록하고 그 기록된 신호를 재생하는 것에 의한 샘플 디스크의 낭비없이 전수검사를 가능하게하여 보다 정확하고 신뢰성 있는 품질평가가 가능해지도록한다.

또한, 불량율이 높은 특정영역의 트랙만을 검사도 가능하게 하므로 품질검사의 시간을 대폭 단축할 수가 있다.

Claims

광디스크에 보조신호로서 사용자 데이터 기록전의 프리포맷되어 있는 워블신호의 반사량의 크기를 소정의 기준범위와 비교하여 광디스크의 제조시에 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하며, 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5내지 10% 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질 검사방법.
사용자가 데이터 기록전의 광디스크의 품질검사방법에 있어서, 광디스크의 제조시에 상기 광디스크상에 사용자 데이터 기록전의 프리포맷 되어 있는 워블신호의 반사량의 크기를 독출하는 단계, 및 상기 독출된 워블신호의 반사량의 크기와 소정의 기준 범위를 비교하고, 그 비교결과에 의거하여 상기 피검 광디스크의 양부를 판정하는 단계를 포함하되, 상기 기준범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5 내지 10% 범위인 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질검사방법.
광디스크에 보조신호로서 사용자 데이터 기록전의 프리포맷되어 있는 워블신호의 반사량의 크기를 소정의 기준범위와 비교하여 광디스크의 제조시에 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하며, 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5내지 10%범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질검사장치.
사용자 데이터 기록전의 광디스크의 품질검사장치에 있어서, 광디스크의 제조시에 상기 광디스크상에 사용자 데이터 기록전의 프리포맷 되어 있는 워블신호의 반사량의 크기를 독출하는 수단, 및 상기 독출된 워블신호의 반사량의 크기와 소정의 기준 범위를 비교하고, 그 비교결과에 의거하여 상기 피검광디스크의 양부를 판정하는 수단를 포함하며, 상기 기준범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5 내지 10% 범위인 것을 특징으로 하는 기록가능형 광디스크의 품질검사장치.
광디스크의 제조시에 광디스크의 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 보조신호로서 사용자 데이터 기록전의 프리포맷되어 있는 워블신호를 따라가면서, 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 있는 워블신호의 반사량의 크기를 독출하는 단계, 및 상기 독출된 프리그루브, 그루브 또는 랜드의 워블신호의 형성품질을 판단하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 단계를 포함하되, 상기 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5 내지 10% 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 품질검사방법.
광디스크의 프리그루브, 그루브 또는 랜드에 보조신호로서 사용자 데이터 기록전의 프리포맷되어 있는 워블신호를 따라가면서, 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 레이저광을 집광하는 단계, 상기 레이저광이 집광된 상기 프리그루브, 그루브 또는 랜드로 부터 반사되는 광의 양을 수광하여 소정의 기준광량과 비교하는 단계, 및 상기 비교결과에 의거하여 상기 프리그루브, 그루브 또는 랜드의 형성품질을 판단하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 단계를 포함하고; 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5내지 10% 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 품질검사방법.
광디스크의 프리그루브, 그루브 또는 랜드에 보조신호로서 사용자 데이터 기록전의 프리포맷되어 있는 워블신호를 따라가면서, 상기 프리그루브, 그루브 혹은 랜드에 레이저광을 집광하는 수단, 상기 레이저광 집광수단에 의해 집광된 상기 프리그루브, 그루브 또는 랜드로 부터 반사되는 광의 양을 수광하여 소정의 기준광량과 비교하는 수단, 및 상기 비교결과에 의거하여 상기 프리그루브, 그루브 또는 랜드의 형성품질을 판단하여 상기 광디스크의 제조품질양부를 판정하는 수단을 포함하되, 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5 내지 10% 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 품질검사장치.
소정광을 광디스크의 트랙상에 나선형으로 집광하는 집광수단; 상기 집광된 광의 워블신호의 반사광신호를 검출하는 검출수단; 및 상기 검출된 반사광신호를 소정의 기준신호와 비교하여 사용자데이터 기록전의 광디스크의 품질양부를 판정하는 판정수단을 포함하며, 광디스크 제조품질의 양부판정의 허용범위는 워블신호의 최대 또는 최소값의 5 내지 10% 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 품질검사장치.