KR100189881B1 - 광 디스크의 선속도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 디스크의 회전 속도 제어에 관한 것으로, 광디스크에 수록된 데이타를 읽어 내거나, 광 디스크에 데이타를 기록할 때, 광 디스크 상에 선속도 제어를 위한 아무런 정보가 없어도 광 디스크의 회전을 선속도 제어(CLV : Constant Linear Velocity)방식으로 제어하기 위한 광 디스크의 회전 속도 제어 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 위치 세팅부에서 설정된 광 헤드의 디스크 상의 초기 위치 데이타와 제1카운터에서 측정된 디스크의 회전수 데이타를 이용하여 모터의 기준 회전 속도를 계산하고, 이 값을 기준치로 하고 제1카운터의 모터의 회전 주기 데이타를 비교하면서 디스크 상의 광 헤드가 놓인 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 지나가도록 모터의 회전 속도를제어하는 것을 특징으로 하며, 종래의 부피가 크고 고가인 별도의 시스템을 없앰으로써, 구조를 간만히 하고 있다.

Description

광 디스크의 선속도 제어 장치 및 방법

제1도는 종래의 광 디스크의 선속도 제어 장치의 블럭도

제2도는 종래의 광 디스크 선속도 제어 장치에 적용된 고정밀 위치 측정 시스템의 일례의 개략적 사시도

제3도는 종래의 광 디스크 선속도 제어 장치에 적용된 저속 및 고속 타코메터의 한 예의 개략적 구성도

제4도는 선속도 1.2 m/sec 일 경우의 디스크 직경에 따른 디스크의 회전수(rpm)를 나타내는 그래프

제5도는 본 발명에 따른 광 디스크의 선속도 제어 장치의 블럭도

* 도면 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광 디스크 2 : 모터

3 : 제1카운터(펄스 수 카운터) 4 : 제2카운터(펄스 주기 카운터)

5 : 위치 세팅부 6 : 선 속도 세팅부

7 : 마이크로프로세서 8 : 모터 구동회로

9 : 반사경 10 : 광 픽업

61 : 레이저 다이오드 62 : 헤드

11 : 광 디스크 12 : 모터

13 : 타코메타 1, 4 : 레이저 다이오드

15 : 위치 세팅부 16 : 선속도 세팅부

17 : 마이크로프로세서 18 : 모터 구동 회로

19 : 미러 20 : 헤드

21 : 위치 측정 시스템 22 : 헤드 이송 시스템

3 : 광 픽업 31 : 스케일 고정자

32 : 반도체 레이저 33 : 수광 소자

34 : 반사경 35 : 하프 미러

41 : 회전축 42 : 반사경

43 : 반사경 44 : 수광 소자

45 : 빔 스플리터 46 : 콜리메이터 렌즈

47 : 반모체 레이저 48 : 반사경

49 : 반사경 50 : 그레이팅 디스크

51 : 미세홈 52 : 레이저 빔

본 발명은 광 디스크의 회전 속도 제어에 관한 것으로, 광 디스크에 수록된 데이타를 읽어 내거나, 광 디스크에 데이타를 기록할 때, 광디스크의 회전을 선속도 제어(CLV : Constant Linear Velocity)방식으로 제어하기 의한 광 디스크의 회전 속도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CD(Compact Disk)나 LD(Laser Disk)와 같은 광 디스크는 기록시 기록 밀도를 향상시키기 위하여, 표준 플레이어의 각속도 제어(CAV : Constant Angular Velocity)방식과 대별되는 선속도(CLV : Constant Line Velocity) 제어 방식으로 기록하며, 기록된 신호를 이용하여 선속도(CLV) 제어 방식으로 광 디스크의 회전 속도를 제어하는 방식은 보편화 되었다.

한편, 기록된 신호가 없는 광 디스크에 신호를 기록하고자 하는 경우에는, 디스크의 홈(groove)에 미리 심어놓은 ATIP(Absolute Time In Pregrooved) 코드를 이용하여 광 디스크를 신속도 제어하게 되는데, 이 방식도 이미 발표되었다.

이와 같은 광 디스크의 선속도 제어 방식을 자세히 살펴 보면 다음과 같다.

CD의 경우를 예로 들어 살펴 보면, 먼저 기록되어 있는 CD를 재생할 경우의 선속도 제어와 기록용 디스크에 산호를 기록하는 경우의 선속도 제어로 구분할 수 있다.

CD를 재생할 경우는, 기록되어 있는 신호(pit라 한다.)를 광픽업을 이용하여 추출하는데, 여기서 발생되는 피트신호를 이용하여 EFM신호를 복조하며, EFM신호에 포함된 동기 신호를 분리하여, 이 동기 신호와 기준 클럭을 비교하여 디스크의 회전 속도를 제어한다. 즉, 기준 클럭보다 길게 동기 신호가 발생되면 디스크의 회전 속도가 늦는 것이므로 회전을 빠르게 하고, 기준 클럭 보다 동기 신호가 짧으면 디스크의 회전 속도가 규격 보다 빠른 것이므로 회전 속도를 늦추는 제어를 한다.

기록용 CD등, 디스크에 아무 데이타가 없을 경우에는 위와 같은 동기 신호 검출이 불가능하므로 통상 디스크의 홈(groove) 형태를 굴곡시킨 ATIP 코드를 이용한다. 즉, 광 픽업에서 트랙킹 에러 신호에 포함되어 있는 ATIP 신호를 추출하여 ATIP코드 속에 있는 동기 신호를 이용하여 위와 같은 방식으로 선속도 제어를 한다.

그러나, 기록용 디스크의 경우 홈에 ATIP코드등 여타 코드를 넣을 수 없는 경우나, 아무런 정보를 심어놓지 않은 빈 디스크인 경우 위와 같은 방식의 선속도 제어는 불가능하다는 문제점이 있다.

또한 디스크 상에 아무런 정보(pit ATIP code등)가 없을 때에는 선속도 제어를 위하여 광 픽업이 디스크 상의 어느 위치에 있는가를 측정하는 '위치 측정 시스템'과 디스크의 회전 속도를 측정하는 '타코메타'를 이용하여 마이크로프로세서에서 선속도 제어를 하고 있는 것도 있다. 그 예가 본 발명과 가장 가까운 종래 기술로서, 제1도에 제시되어 있다.

여기서 종래의 광 디스크 선속도 제어 장치의 구성을 살펴보면, 그 구성은, 광 디스크(11), 이를 회전 구동시키는 모터(12)및 모터 구동 회로(18), 모터의 회전 속도를 측정하는 타코미터(13), 광원으로서의 레이저 다이오드(14), 광 픽업(23) 및 미러(19)로 구성된 헤드(20), 이 헤드를 이송시키는 헤드 이송 시스템(22), 디스크 상의 광 헤드의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템(21), 디스크 상에서의 광 헤드의 초기 위치를 설정하는 위치 세팅부(15), 디스크의 기준 선속도를 설정해 주는 선속도 세팅부(16), 그리고 상기 모든 측정부 또는 설정부에서 나오는 데이타를 분석 처리하여 모터 구동 신호를 발생 시키는 마이크로 프로세서(17)등으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 구성의 주요부의 동작을 살펴 보면, 우선 위치 측정 시스템(21)은, 헤드 (광 픽업(23)과 미러(19)로 구성되는 광학 헤드(20))를 이송시키는 방식에서는, 제1도에 도시된 바와 같이, 헤드 이송 시스템(22)에 부착되어 디스크(11)상에서의 광 픽업(23)의 위치를 측정하고, 이와 달리, 헤드 부분을 고정하고 디스크와 모터를 이송시키는 방식에서는 모터 이송 시스템에 부착되어 위치를 측정한다. 제2도에 이 위치 측정 시스템의 측정 센서 부분이 도시되어 있다.

그런데, 이 시스템은 격자 간격이 1.6㎛로 정밀 가공된 스케일 고정자(31)와 레이저(32)를 이용하여 이동 거리를 측정하는 레이저 센서부(수광 소자(33), 반사경(34), 하프 미러(35))센서의 신호를 계산하여 측정값을 디지탈로 출력하는 마이크로프로세서(제2도에는 미도시)로 구성되어 있어, 측정 장치의 규모도 크고, 고가이다.

다음으로 제3도에는 모터의 회전 속도로 측정하는 타코메타의 회전 측정 센서가 도시되어 있다. 디스크를 회전시키는 모터의 측상에 설치되는 이 측정 센서도, 그레이팅 디스크(50) 상에 가공된된 미세홈(51)과 반도체 레이저(47)를 이용하여 측정하는 것으로, 그레이팅 디스크(50)가 회전할 매 레이저 빔(52)이 투과되었 차단되었다 하는 온/오프 신호를 수광 소자(44)를 이용하여 검출하고, 이 신호를 마이크로프로세서(제3도에는 미도시)에서 계산하여 디스크의 회전 속도를 디지탈로 출력하게 되어 있다.

상기 언급된 위치 측정 시스템이나 회전 속도 측정 시스템은 각각 별도로 동작하도록 되어 있으며, 측정 데이타만 마이크로프로세서에 보내는 것이므로, 제1도의 구성은 실질적으로 매우 복잡한 구성이 된다.

즉, 선속도 제어를 위하여, 별도의 고가의 장비(위치 측정 시스템 및 타코메타)가 부착되어야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 광 디스크의 선 속도 제어 장치에 있어서의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로, 그 구성이 간단하고, 기록된 신호가 없으며, ATIP(Absolute Time In Pregrooved)코드가 없는 디스크를 선속도(CLV)제어 하는 광 디스크의 선속도 제어 장치및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광 디스크 선속도 제어 장치는, 광원과, 광 디스크를 회전 구동시키는 모터와, 상기 모터를 가동 제어시키는 구동 회로와, 광 디스크로 부터 정보를 독취하는 광 헤드와, 디스크 상에서 상기 광 헤드의 초기 위치를 설정해 주는 위치 세팅부와, 상기 광 디스크의 기준 선속도를 설정해 주는 선속도 세팅부와, 상기 모터의 회전 작동으로부터 발생되는 동기 펄스의 수를 세어서 나온 디스크의 회전수 데이타를 광 헤드의 트랙 이동 제어용 정보와 디스크 상의 헤드 위치를 계산하는 정보로 사용될 수 있도록 하는 제1카운터와, 상기 모터의 회전 작동으로 부터 발생되는 동기 펄스의 주기를 측정하여 나온 모터의 회전 속도 데이타를 디스크의 선속도 제어용 정보로 사용될 수 있도록 하는 제2카운터와, 그리고 상기 위치 세팅부에서 나온 광 헤드의 디스크 트랙 상의 초기 기록 위치에 관한 데이타와 상기 선속도 세팅부에서 나온 기준 선속도에 관한 데이타와 상기 제1카운터의 디스크의 회전수 데이타로 계산된, 광 헤드의 현위치 데이타를 이용하여, 모터(디스크)의 기준 회전 속도를 계산하고, 이 기준 회전 속도값을 기준치로 삼아 상기 제2카운터에서 나오는 모터(디스크)의 회전 주기(현행 회전 속도)를 비교하여, 디스크 상에 기록을 위해 광 픽업이 놓인 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 지나가도록 모터의 회전 속도 제어 신호를 모터 구동 회로에 보내어 모터의 회전 속도를 제어하는 마이크로프로세서를 구비하는 점에 특징이 있다.

또한 그 제어 방법에 있어서, 상기 제1카운터로 부터 디스크의 회전수 데이타를 측정하여 마이크로 프로세서에서 광 헤드의 헌위치를 계산하는 단계와, 상기 위치 세팅부로 부터 설정된 광 픽업의 디스크 상의 초기 위치 데이타와 상기 속도 세팅부로 부터의 설정된 디스크의 기준 선속도 데이타 및 상기 제1카운터에서 얻어진 디스크의 회전수 데이타를 이용하여 디스크의 기준 회전 속도를 계산하는 단계와, 그리고 상기 디스크의 기준 회전 속도 계산 단계에서 나온 기준 회전 속도를 기준으로하여, 상기 제2카운터로 부터의 모터의 회전 주기 데이타를 비교 언산하여 디스크를 선속도 제어하기 위한 제어 신호를 만들이 모터의 회전 속도를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하면서, 본 발명의 광 디스크 선속도 제어 장치 및 방법을 설명한다.

먼저 그 구성을 살펴보면, 제5도에 도시된 바와 같이, 광 디스크(1)와, 이 광 디스크를 회전 구동시키는 모터(2)및 모터 구동 회로(8)와, 광원(61)과, 광 픽업(10)및 미러(9)로 구성된 헤드(62)와, 디스크 상에서의 광 픽업의 초기 위치를 설정하는 위치 세팅부(5)와, 디스크의 기준 선속도를 설정해 주는 선속도 세팅부(6)가 있다.

그리고 모터에서 발생되는 동기 펄스를 입수하여 디스크(또는 모터)의 회전수를 세어 주는 제1카운터(3)와 역시 모터의 동기 펄스를 입수하여 그 주기로서 디스크의 회전 속도를 체크하는 제2카운터(4)와, 상기 위치 세팅부에서 나온 광 헤드의 디스크 트랙 상의 초기 기록 위치에 관한 데이타와 상기 선속도 세팅부에서 나온 기준 선속도에 관한 데이타 및 상기 제1카운터(3)에서 얻어진 디스크의 회전수 데이타를 이용하여, 모터(디스크)의 기준 회전 속도를 계산하고, 이 기준 회전 속도값을 기준치로 삼아, 상기 제2카운터에서 나오는 모터(디스크)의 회전 주기(현행 회전 속도)와 비교하여 ,디스크상에 기록을 위해 광 헤드가 놓인 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 지나가도록 하는 모터의 회전 속도 제어 신호를 발생 시키는 마이크로프로세서(7)등이 있다.

다음으로, 핵심구성부의 동작에 유의하고 동시에 제5도를 참조하면서, 그 제어 방법을 살펴 보면, 우선 디스크의 선속도 제어에서는 정보가 기록될 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 광 픽업을 지나가게 하기 위해서는 광 픽업이 디스크의 최내주에 위치할 때 가장 빠르게 회전하고, 최외주에 있을 때 가장 느리게 회전하여야 한다. 즉 광 헤드가 위치하는 디스크 상의 트랙의 위치에 따라 회전 속도가 변화해야 한다. CD의 경우 기준선속도가 규격상 1.2m/sec∼1.4m/sec 로 가변적이므로 이를 초기 설정시킬 필요가 있다. 이들 역할을 각각 위치 세팅부(5)와 선속도 세밍부(6)에서 수행한다.

구체적으로 CD원판 기록시, 리드-인(lead-in) 영역은 Φ 4.6 cm 부터 시작하고, 리드-아웃(lead-out) 신호는 최대 Φ 11.8 cm 에서 기록이 끝나는데, 이 데이타를 위치 세팅부(5)에 설정한다. 이 위치 세팅부는 디스크의 초기 위치가 중심으로 부터 외각 방향으로 얼마만큼 떨어진 위치로부터 기록하는가의 정보를 제공하게 된다.

또한 기준 선속도를 1.2 m/sec로 설정하면, 초기의 회전 속도를 마이크로프로세서에서 계산하게 된다. 즉 리드-인 영역(최내주)에서 기록하게 되면, 시작시의 디스크의 회전 속도는 504 rpm으로 설정되고, 디스크의 끝 즉, 리드-아웃 영역(최외주)에서는 192rpm으로 설정된다.

CD의 경우, 선속도는 1.2 m/sec에서 1.4 m/sec로 디스크 마다 다르게 할 수 있도록 되어 있다. 이 설정 기능을 선속도 세팅부(6)에서 수행하도록 되어 있는데, 설정된 기준 선속도 데이타를 마이크로프로세서(7)로 보내면, 마이크로프로세서에서는 기록되는 디스크 트랙의 선속도를 유지하기 위해 기록시의 디스크의 회전 속도와 비교할 때, 이 설정된 기준 선속도를 기준치로 사용하게 된다.

그 다음, 디스크가 회전하여 기록을 시작하면, 기록시 부터 헤드의 광 픽업은 리드-인 영역 부터 디스크가 1회전 할 때 마다 1.6㎛(track pitch)만큼 씩 내주에서 외주 방향으로 이동하므로(디스크에는 나선형 궤적을 그리면서 기록하게 된다.). 즉 디스크의 회전 횟수를 측정하여 디스크의 기준 회전 속도를 정해야 한다. 디스크의 회전 횟수 측정 기능은 펄스수 카운터인 제1카운터(3)에서 수행하게 되어 있고, 이 카운터는 새로이 카운트할 때는 리세트될 수 있도록 되어 있다. 그리고 이 회전 횟수에 대한 데이타는 제1카운터(3)에서 마이크로프로세서(7)으로 보내져서, 위의 위치 세팅부(5)와 선속도 세팅부(6)의 데이타를 함께 이용하여, 마이크로프로세서에서는 모터의 기준 회전 속도를 계산하고, 이 값은 기준치로 펄스수 주기 카운터인 제2타운터(4)의 데이타(모터의 회전 주기 즉, 디스크의 회전 속도)를 비교하여서, 디스크 상의 광 헤드가 놓인 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 지나가도록, 모터의 회전 속도를 제어하게 된다.

디스크의 회전 속도 측정은 제2카운터(4)에서 측정하는데, 모터가 1회전 할 때 마다 발생되는 동기 펄스(매 회전당 동기 펄스가 1개 또는 여러 개일 수 있다.)의 주기를 디지탈 카운터(4)를 이용하여 측정하고 이 데이타를 마이크로프로세서(7)로 보낸다.

참고로 제5도에 도시된 그래프는 광 디스크의 선속도 제어장치에 있어서, 설정된 선속도가 1.2m/sec 인 경우의 디스크 직경에 따른 디스크의 회전수를 rpm 단위로 나타낸 것이다.

최종적으로, 위치 세팅부(5)에서 설정된 광 헤드의 디스크 상의 초기 위치 데이타와 선속도 세팅부(6)에서 설정된 디스크의 기준 선속도 데이타와 제1카운터(3)에서 얻어진 디스크의 회전수 데이타를 기준 데이타로 하여, 제2카운터(4)로 부터의 모터의 회전 속도 데이타를 마이크로프로세서(7)에서 비교 연산한 결과가, 디스크 상의 현재 기록되고 있는 해당 트랙이 기준 선속도를 유지하도록, 모터의 회전 속도를 제어하는 신호로 만들어져 모터 구동 회로(8)에 보내어지며, 이 신호에 따라 모터 구동 회로(8)는 모터(2)를 소정의 회전 속도(디스크의 해당 트랙이 기준 선속도를 유지할 수 있게 하는 모터의 회전 속도)로 구동하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크 선속도 제어 장치는 기록용 광 디스크의 선속도를 제어함에 있어서, 광 디스크 상에 선속도 제어를 의한 아무런 신호가 없어도 이 광 디스크를 선속도 제어 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 종래의 광 디스크 선속도 제어장치에 일반적으로 쓰이던, 제2도에 도시된 것과 같은, 부피가 크고 고가인 위치 제어 시스템과, 제3도에 도시된 것과 같은, 부피가크고 고가인 타코베타가 없어짐으로써, 구조가 간단해 지고 재료비가 절감되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 광원과, 광 디스크를 회전 구동시키는 모터와, 상기 모터를 가동 제어시키는 구동 회로와, 광 디스크로부터 정보를 독취하는 광 헤드와, 상기 광 헤드의 초기 위치를 설정해 주는 위치 세팅부와, 상기 광 디스크의 기준 선속도를 설정해 주는 선속도 세팅부와, 광 헤드의 트랙 이동 제어용 정보로 사용되는 디스크의 회전수를 알 수 있도록, 상기 모터의 회전 작동으로 부터 발생되는 동기 펄스의 수를 세어주는 제1카운터와, 광 디스크의 선속도 제어용 정보로 사용되는 상기 모터의 회전 주기를, 상기 모터의 회전 작동으로 부터 발생되는 동기 펄스로 부터 측정하여 주는 제2카운터와, 그리고 상기 위치 세팅부에서 나온 광 헤드의 디스크 트랙 상의 초기 기록 위치에 관한 데이타와 상기 선속도 세팅부에서 나온 기준 선속도에 관한 데이타와 제l카운터에서 측정한 디스크의 기준 회전수 데이타를 이용하여, 모터(디스크)의 초기 회전 속도를 계산하고, 이 기준 회전 속도값을 기준치로 삼아 상기 제2카운터에서 나오는 모터(디스크)의 회전 주기(현행 회전 속도)를 비교하여, 디스크 상에 기록을 의해 광 헤드가 놓인 트랙이 기준 선속도를 유지하면서 지나가도록 모터의 회전 속도 제어 신호를 모터 구동 회로에 보내어 모터의 회전 속도를 제어하는 마이크로프로세서를 구비하는 점에 특징이 있는 광 디스크 선속도 제어 장치.
2. 제2카운터로 부터의 디스크의 회전수 데이타를 측정하여 마이크로프로세서에서 광 헤드의 현위치를 계산하는 단계와, 상기 위치 세팅부로 부터 설정된 광 헤드의 디스크 상의 초기 위치 데이타와 상기 속도 세팅부로 부터의 설정된 디스크의 기준 선속도 데이타와 상기 제1카운터에서 측정된 디스크의 회전수 데이타를 이용하여 디스크의 기준 회전 속도를 계산하는 단계와, 그리고 상기 디스크의 기준 회전 속도 계산 단계에서 나온 기준 회전 속도를 기준으로 하여, 상기 제2카운터로 부터의 모터의 회전 주기 데이타를 비교 연산하여 디스크를 선속도 제어하기 위한 제어 신호를 만들어 모터의 회전 속도를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 디스크 선속도 제어 장치의 제어 방법.