KR100283753B1 - 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법 및그 회로 - Google Patents

다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법 및그 회로 Download PDF

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Abstract

포커스 에러신호를 검출하고, 픽업을 출발 레이어에서 목표 레이어로 점프시키기 위한 출발신호(Kick)를 발생하고; 포커스 에러신호가 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 제1 레벨만큼 하강하였는가를 판단하며; 포커스 에러신호가 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 제1 레벨만큼 하강하면 출발신호(Kick)를 해제하고; 출발신호(Kick)의 공급시점으로부터 해제시점까지의 제1 시간값을 검출하며; 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 제2 레벨만큼 상승하였는가를 판단하고; 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 제2 레벨만큼 상승하면 제동신호(Brake)를 발생하며; 출발신호(Kick)의 해제시점으로부터 제동신호(Brake)의 발생시점까지의 제2 시간값을 검출하고; 제1 시간값과 제2 시간값을 이용하여 제동신호(Brake)의 유지시간을 검출하며; 제동신호(Brake)의 유지시간이 경과하면 제동신호(Brake)를 해제한다.
따라서, 픽업에 의해 검출되는 포커스 에러신호에 대응하여 기 설정된 에너지량만큼 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)를 기 설정된 시점에 발생함으로써, 엑츄에이터 및 픽업의 감도변화에 대응하는 안정된 점프동작을 수행할 수 있다.

Description

다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법 및 그 회로
본 발명은 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어(Layer) 점프방법 및 그 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이어 0과 레이어 1을 갖는 디지털 비디오 디스크 듀얼 재생장치(Digital Video Disc Dual Player)에 있어서, 레이어 0과 레이어 1 사이를 점프할 때 이동할 각 구간의 시간측정과 구동시에 측정된 픽업의 특성(상대적 비틀림 정도)으로부터 제동량을 구함으로써, 보다 안정된 점프동작을 수행할 수 있도록 한 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법 및 그 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크 등과 같은 광기록 매체는 수 인치(inch)의 직경과 1.2mm의 박형 두께를 갖으나 기존 2 메가바이트 내의 용량을 갖는 자기기록매체인 플로피 디스크에 비해 그 용량이 수백배에 달하는 수백 메가바이트 데이터 저장 능력을 갖고, 데이터 기록층으로서 광이 반사하는 반사면을 가지며 이 반사면에 오목하게 형성되는 피트의 조합으로 되는 음향, 문자, 그래픽 등의 정보를 저장하는 저장매체로, 이와 같은 대용량 저장능력을 갖는 컴팩트 디스크의 개발과 함께 초고밀도로 저장된 데이터를 읽기 오류 없이 정밀하고 고속으로 읽어들이기 위한 광디스크 재생장치의 개발이 꾸준하게 진행되고 있다.
또한, 이러한 광디스크 재생장치는 여러 종류의 광디스크를 혼용하여 재생할 수 있는 재생장치의 개발로 발전되어 왔으며, 이로 인하여 사용자는 하나의 광디스크 재생장치를 통하여 임의의 광디스크를 병용하여 재생할 수 있게 되었다.
광디스크는 통상 컴팩트 디스크와 디지털 비디오 디스크로 구분된다. 여기서, 컴팩트 디스크는 음성정보전용과 동영상정보 및 음성정보가 혼용된 제품으로 구분되며, 디지털 비디오 디스크는 하나의 트랙(Track)에 하나의 정보만이 단층(Single Layer)으로 기록된 디지털 비디오 디스크 싱글(Digital Video Disk Single: DVD-S)과 하나의 트랙에 두 개의 정보가 복수층(Dual Layer)으로 동시에 기록된 디지털 비디오 디스크 듀얼(Digital Video Disk Dual: DVD-D)로 구분된다.
이때, 컴팩트 디스크와 디지털 비디오 디스크 싱글 및 디지털 비디오 디스크 듀얼은 서로 상이한 기록형태를 가지며, 이에 따라 픽업장치에 의해 획득되는 신호의 파형도 서로 상이하다. 따라서, 동일한 조건에서 재생동작을 수행할 경우, 각각의 광디스크를 혼용하여 사용할 수 없다.
종래에는 재생모드를 선택하기 위한 방법으로 아래의 두 가지 방법이 적용된다.
첫째, 사용자가 재생장치에 적재된 광디스크의 종류를 육안으로 확인하여 재생모드를 설정하는 경우와, 둘째, 적재된 광디스크의 종류를 자동으로 감지하는 경우이다.
이때, 두 번째 경우를 보면, 재생장치에서 임의의 모드로 설정한 후, 해당 광디스크에 기록된 정보를 재생한다. 이때, 재생동작이 정상적으로 수행되면 해당 광디스크의 종류와 기 설정된 임의의 모드가 상호 일치함을 의미하며, 재생동작이 정상적으로 수행되지 않으면 해당 광디스크의 종류와 기 설정된 임의의 모드가 상호 상이함을 의미하므로 다른 임의의 모드로 설정한 후 위와 같은 과정을 반복하여 수행한다.
도 1에는 디지털 비디오 디스크 듀얼의 단면도가 도시되어 있다. 레이어 1은 알루미늄(Aluminum) 반사층으로 이루어지며, 레이어 0은 반반사층(Semi-Reflector)으로 이루어진다. 광디스크를 다층 기록방식으로 제작하는 이유는 저장용량의 증대시키기 위함이며, 복수층(Dual Layer)으로 제작하는 경우 저장용량은 17기가바이트(GB)로 증대된다. 도 2에는 디지털 비디오 디스크의 종류별 용량을 나타내는 도면이 도시되어 있다. 양면 디스크에 비해 다층 기록방식의 디스크가 갖는 장점은 재생할 때에 광디스크의 기록면을 뒤집지 않아도 된다는 것이다.
통상적으로 디지털 비디오 디스크 듀얼의 레이어 1은 두 가지의 트랙경로를 갖는다. 첫째, 레이어 0과 마찬가지로 내주에서 외주로 진행하는 병렬 트랙경로(Parallel Track Path)(도 3a 참조)와, 외주에서 내주로 진행하는 역 트랙경로(Opposite Track Path)(도 3b 참조)가 있다. 특히, 역 트랙경우로 제작된 광디스크에 기록된 화상정보를 재생할 경우, 레이어 0을 외주까지 모두 재생한 후 순간적으로 레이어 1로 점프하여 동일한 외주부터 계속 재생작업을 수행할 수 있기 때문에 두 레이어 사이에서 화상정보의 단절이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
디지털 비디오 디스크 듀얼에서의 점프란 현재 포커스 온(Focus On)되어 있는 레이어에서 수 ㎳ 이내에 다른 레이어로 신속히 포커스를 이동하는 것을 말한다. 도 4의 파형은 레이어 0에서 레이어 1로 점프할 때의 픽업의 이동방향과 포커스 에러신호를 나타낸 것이다. 만약, 도 4에 대하여 역방향으로 이동하는 경우(레이어 1에서 레이어 0으로 이동하는 경우)에는 포커스 에러신호가 도 4에 대하여 반전된 위상으로 검출된다.
레이어간의 간격이 55㎛일 때, 레이어간을 점프하는데 소요되는 순수한 시간은 1배속의 경우, 평균 5㎳로 설정되어 있으며, 2배속에서는 1.5㎳로 설정된다. 이는 편향의 영향을 감소시키기 위해서이다. 즉, 광디스크의 회전속도가 2배가 되면 편향의 영향이 시간축상에서 1/2배로 빨라지기 때문이다. 이에 대한 근거는 아래의 수학식 1 내지 수학식 4로부터 유추할 수 있다.
결국, 편향규격이 1㎜인 광디스크에 있어서, 레이어 사이의 이격간격인 55㎛의 이동시간은 위의 수학식 4로부터 1배속에서 5.4㎳가 되고, 2배속에서 2.7㎳가 된다.
한편, Toshiba(일본)사에서 적용하는 점프회로는 도 5에 도시된 바와 같다. 즉, 점프에 관련한 소자(IC TC9461F)에는 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)를 생성하기 위한 TEST100, TEST101단자가 구비되어 있으며, 하나의 명령어(Command)로서 일련의 점프동작이 발생하도록 구성되어 있다. 그리고, 도 6에는 도 5에 도시된 점프회로에 따라 동작하였을 때의 타이밍도가 도시되어 있다. 이와 같은 종래의 점프회로에 따르면, 점프동작 후 포커스 온 되는 시점에서 제동신호(Brake)가 만들어지는데, 하나의 명령에 따라 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)를 동시에 제어함에 따라 제동신호(Brake)의 발생시점이 늦기 때문에 포커스 에러신호의 이득값을 상당히 높이더라도 정확한 포커스를 선택하기가 어렵다. 특히, 편향디스크에서는 이러한 문제점이 더욱 부각된다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 포커스 대기레벨 검출신호(Focus Standby Level Detect Signal)인 TEST100을 이용하여 제동신호(Brake)만을 제어하기 위한 별도의 회로를 추가한 방식이 제시되었다(도 7 참조). 이러한 회로를 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이, 제동신호(Brake)를 포커스 제로 크로스(Focus Zero Cross) 직전에 가해질 수 있게 되었지만, 점프할 때마다의 편차는 여전히 발생한다. 특히, 임펄스(Impulse)를 증가시키고 용량값을 감소시킨 경우에 점프속도의 편차가 더욱 커지며, 반대로 임펄스를 감소시키고 용량값을 증가시킨 경우에 점프시간이 많이 소요되어 편향의 영향 때문에 2배속에서는 더욱 큰 문제점이 발생하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래의 다층 기록방식 광디스크 재생장치에 의하면 다음과 같은 문제점들이 발생한다.
첫째, 임펄스의 특성상 초기에는 강한 힘이 가해지더라도 시간이 경과함에 따라 점점 약해지기 때문에 엑츄에이터(Actuator)의 감도가 작아서 출발신호(Kick)의 초기에 픽업이 충분히 이동하지 못하면 도 9에 도시된 바와 같이, 목표 레이어에 도달하지 못하고 되돌아오는 경우가 발생한다. 이와 반대로 감도가 큰 경우에는 픽업이 미처 제동되지 못한 상태에서 목표 레이어를 지나치는 경우가 발생한다.
둘째, 임펄스의 크기를 감소시키고 기울기를 완만하게 하면, 작은 힘으로도 픽업에 지속적인 힘을 공급할 수 있어서 이론적으로는 되돌아오거나 지나치는 현상을 방지할 수 있으나, 점프에 소요되는 시간이 다소 길어지게 되므로 편향의 영향에 의해서 결과적으로 목표 레이어에 도달하지 못하고 되돌아오거나 목표 레이어를 지나치는 현상이 발생한다.
셋째, 픽업의 편차를 흡수하기 위해서는 점프 중에 포커스 에러신호로부터 점프상태를 검출하고, 검출된 신호를 포커스 구동신호에 피이드백(Feedback)시켜 이를 보상하여야 하지만, 종래에는 임펄스의 크기와 기울기가 일정하게 유지되어 있으므로, 이에 대한 대응책이 없다.
넷째, 항상 같은 크기의 힘이 엑츄에이터에 전달되기 때문에, 엑츄에이터의 감도에 따라 실제 점프하는 속도가 달라진다.
다섯째, 임펄스 대신 구형파를 사용하고 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 시간을 가변하는 방식이 제시되어 있다. 즉, 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)를 가변하는 방식에 의하면, 출발신호(Kick)를 공급한 후 해제하는 시점은 출발하는 레이어의 S-커브의 피크부분 이후에 일정 레벨만큼 더 하강한 다음으로 설정하고, 제동신호(Brake)를 공급하는 시점은 목표 레이어의 S-커브의 일정 레벨이 나타나기 시작한 때로 한다. 그리고, 제동신호(Brake)를 해제하는 시점은 제동신호(Brake)가 제공된 시점으로부터 일정시간 경과한 시점으로 설정하거나 목표 레이어의 S-커브의 피크부분으로부터 일정 레벨만큼 하강한 후의 시점으로 설정하는 방식이 있다.
그러나, 제동신호(Brake)를 제동신호(Brake)가 제공된 시점으로부터 일정시간 경과한 시점으로 설정하는 방식은 출발신호(Kick)의 힘의 변화에 따른 편차를 흡수하지 못한다.
그리고, S-커브의 피크부분으로부터 일정 레벨만큼 하강한 후의 시점으로 설정하는 방식은 S-커브가 느린 상태에서 제동신호(Brake)의 크기가 증가하고, S-커브가 빠른 상태에서 제동신호(Brake)의 크기가 감소하는 모순점이 발생하기 때문에, 출발신호(Kick)가 큰 편이고 편차가 작을 때에는 점프의 정확도가 향상되지만, 편차가 커질수록 실패할 확률이 증가된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 픽업 및 엑츄에어터의 감도변화에도 안정된 점프동작을 수행할 수 있도록 한 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 위의 레이어 점프방법을 수행하기 위한 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로를 제공함에 있다.
도 1은 디지털 비디오 디스크 듀얼의 단면도이고,
도 2는 디지털 비디오 디스크의 종류별 용량을 나타내는 도면이며,
도 3a는 병렬 트랙경로를 설명하기 위한 도면이고,
도 3b는 역 트랙경로를 설명하기 위한 도면이며,
도 4는 레이어 0에서 레이어 1로 점프할 때의 픽업의 이동방향과 포커스 에러신호를 나타내는 도면이고,
도 5는 종래의 제1 점프회로도이며,
도 6은 도 5에 도시된 점프회로에 따른 동작타이밍도이고,
도 7은 종래의 제2 점프회로도이며,
도 8은 도 7에 도시된 점프회로에 따른 동작타이밍도이고,
도 9는 출발신호의 힘이 충분하지 않은 상태에서 픽업이 목표 레이어에 도달하지 못하고 초기 레이어로 되돌아오는 경우의 파형도이며,
도 10은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 축적된 에너지의 변화에 따른 파형도이고,
도 11은 포커스 탐색작업과정에서 픽업이 업되는 방향으로 이동할 때에 출력되는 포커스 에러신호의 파형도이며,
도 12는 임의의 제품에 대한 P'와 D'값의 분포도이고,
도 13은 본 발명에 의한 레이어 점프회로도이며,
도 14는 본 발명에 의한 레이어 점프방법의 수행과정을 나타내는 동작흐름도이고,
도 15는 레이어 0에서 레이어 1로 점프동작을 수행하는 경우에 검출되는 포커스 에러신호와 포커스 구동신호의 파형도이며,
도 16은 레이어 1에서 레이어 0으로 점프동작을 수행하는 경우에 검출되는 포커스 에러신호와 포커스 구동신호의 파형도이고,
도 17은 종래의 레이어 점프회로와 본 발명에 의해 개선된 레이어 점프회로 사이의 부품목록을 도시한 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
COMP: 비교기 Q1, Q2: 스위칭용 트랜지스터
R1∼R5: 분압저항 Vref: 기준전압
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 적어도 둘 이상의 레이어를 갖는 다층 기록방식 광디스크와, 광디스크를 재생하는 픽업을 포함하는 재생장치에 있어서: 포커스 에러신호를 검출하고, 픽업을 출발 레이어에서 목표 레이어로 점프시키기 위한 출발신호(Kick)를 발생하고; 포커스 에러신호가 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 제1 레벨만큼 하강하였는가를 판단하며; 포커스 에러신호가 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 제1 레벨만큼 하강하면 출발신호(Kick)를 해제하고; 출발신호(Kick)의 공급시점으로부터 해제시점까지의 제1 시간값을 검출하며; 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 제2 레벨만큼 상승하였는가를 판단하고; 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 제2 레벨만큼 상승하면 제동신호(Brake)를 발생하며; 출발신호(Kick)의 해제시점으로부터 제동신호(Brake)의 발생시점까지의 제2 시간값을 검출하고; 제1 시간값과 제2 시간값을 이용하여 제동신호(Brake)의 유지시간을 검출하며; 제동신호(Brake)의 유지시간이 경과하면 제동신호(Brake)를 해제하도록 한 점에 있다.
여기서, 제동신호의 유지시간은,
에 의해 계산된다.
한편, 본 발명의 다른 특징은, 마이크로 컴퓨터의 제어신호에 따라 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 타이밍이 제어된 점프신호를 발생하는 레이어 점프회로에 있어서: 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 한 쌍의 제어신호에 따라 스위칭상태가 제어되어 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 발생시점 및 해제시점을 제어하는 스위칭부와; 스위칭부에 의해 스위칭된 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 전압레벨을 제어하는 전압 조절부와; 스위칭부에 의해 스위칭되고 전압 조절부에 의해 전압레벨이 조정된 신호와, 기 설정된 전압 유지레벨의 신호를 비교하여 그 결과에 따라 레이어 점프신호를 발생하는 비교부를 포함하는 점에 있다.
여기서, 스위칭부는 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 제어신호에 따라 기 설정된 기준전압의 2배(2Vref)와 기준전압(Vref) 사이를 스위칭하는 제1 스위칭소자와; 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 제어신호에 따라 기 설정된 기준전압(Vref)과 그라운드전압(GND) 사이를 스위칭하는 제2 스위칭소자를 포함한다.
이때, 제1 스위칭소자는 마이크로 컴퓨터로부터 출력된 제어신호에 따라 온-오프상태가 전환되어 기준전압의 2배(Vref)가 비교부에 인가되는 것을 스위칭하는 트랜지스터를 포함하며; 제2 스위칭소자는 마이크로 컴퓨터로부터 출력된 제어신호에 따라 온-오프상태가 전환되어 기준전압(Vref)이 비교부에 인가되는 것을 스위칭하는 트랜지스터를 포함한다.
그리고, 제1 스위칭소자는 PNP형 트랜지스터이고, 제2 스위칭소자는 NPN형 트랜지스터로 구성되며; 마이크로 컴퓨터에서 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″0과 0″일 때, 비교부에서 출발신호(Kick)를 출력하고; 마이크로 컴퓨터에서 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″1과 0″일 때, 비교부에서 전압 유지레벨의 신호를 출력하며; 마이크로 컴퓨터에서 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″1과 1″일 때, 비교부에서 제동신호(Brake)를 출력한다.
또한, 전압 조절부는 다수개의 분압저항으로 구성되어 스위칭부에서 스위칭된 전압레벨을 소정크기로 조절하여 비교부에 공급한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 블록 혹은 회로의 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 제거되거나 변형되더라도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
우선, 기본적인 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방식에 대한 개략적인 원리에 대해 설명한다.
다층 기록방식 광디스크에 있어서의 점프는 정지상태에서 광디스크의 수직방향으로 이동하여 목표 레이어에 도달하였을 때 정지상태로 전환된다. 다시 말하면, 정지상태로부터 이동할 방향으로 힘을 받아서 축적된 에너지는 대부분 이동하는데 소비되며, 축적된 에너지를 모두 소비하면 다시 정지상태로 전환한다. 축적된 에너지의 변화에 따른 파형도가 도 10에 도시되어 있다.
도 10에 있어서, A구간은 출발신호레벨(Kick Power Level) 구간이며, 최초의 레이어에서 벗어날 때 발생하는 포커스 에러신호의 S-커브의 피크부분으로부터 일정 레벨만큼 하강되면 출발신호(Kick)를 차단한다. 레이어 사이의 점프에 필요한 모든 에너지는 A구간에서 축적된다.
B구간은 전압 유지레벨(DC Hold Level)의 지배를 받는 구간이며, 이때의 전압 유지레벨(DC Hold Level)은 최초 레이어의 위치를 유지하는 힘이기 때문에 이 힘만 계속 유지되면 A구간에서 축적된 에너지는 모두 소멸되어, 엑츄에이터는 최초 레이어의 위치로 복귀한다. 축적된 에너지가 소멸되는 이유는 크게 두 가지가 있다. 하나는 엑츄에이터의 고유부하에 의한 것이고, 다른 하나는 전압 유지레벨(DC Hold Level)로의 복원에 의한 것이다. 그리고, 이 두 가지의 힘은 선형적이지는 않지만 A, B, C 전 구간에 걸쳐 작용한다.
C구간은 제동신호레벨(Brake Power Level) 구간이며, 목표 레이어에 도달할 때 발생하는 S-커브의 일정 레벨이 검출된 시점으로부터 제동신호(Brake)를 인가하며, A구간에서 축적되고 B구간에서 일부 소실된 후에도 잔류하는 에너지를 모두 상쇄시킬 수 있을 정도의 시간동안 제동신호(Brake)를 인가한다. 이 시간은 측정된 시간 A와 B로부터 계산할 수 있다.
P는 출발신호(Kick)의 강도 및 제동신호(Brake)의 강도를 나타낸다. 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)는 각각 상이한 강도로 공급할 수 있지만, 이미 시간이라는 요소가 서로 상이하게 제공되어 전체 에너지의 양을 제어하기 때문에 강도를 상이하게 한다는 것은 무의미하며, 오히려 동일한 강도를 공급할 경우 제어가 간편하다.
D는 B구간의 설명에서 언급한 두 가지의 힘 즉, 엑츄에이터의 부하와 전압 유지레벨(DC Hold Level)로의 복원력을 선형적이라고 가정하고 설정한 값이다. 이러한 논리를 수식으로 표현하면 아래의 수학식 5와 같다.
A×(P-D)+B×(-D)+C×(-P-D)=0
여기서, A와 B는 측정 가능한 값이지만, C값은 A와 B로부터 구해야한다. 위의 수학식 2를 C에 대하여 정의하면 아래의 수학식 6과 같다.
A와 B는 마이크로 컴퓨터에서 타이머를 이용하여 측정하며, P는 하드웨어(Hardware)에 의해 결정되는 출발신호(Kick) 및 제동신호(Brake)의 강도를 펌웨어(Firmware)에서 계산하기 위해 반영한 고정값이다. D는 픽업에 따라 그 값이 상이하기 때문에 세트마다 측정하여 설정하여야 한다. 이 값은 엑츄에이터의 감도와 관련이 있는데, 이 감도 측정은 포커스 탐색작업을 수행하기 위하여 픽업을 업/다운(Up/Down)시키는 경우의 속도로 검출할 수 있다.
탐색작업과정에서 픽업속도 측정시 회로적으로는 동일한 기울기의 전압을 엑츄에이터에 인가하더라도 엑츄에이터의 감도에 따라 실제 움직이는 속도는 픽업에 따라 다르게 나타난다. 포커스 탐색과정에서 표면반사로부터 데이터층까지의 경과시간을 측정하면, 픽업간의 편차를 상대적으로 판단할 수 있다.
디지털 비디오 디스크의 경우, 표면반사로부터 데이터층까지의 거리는 약 0.6㎜이며, 포커스 탐색작업과정에서 픽업이 업되는 방향으로 이동할 때에 출력되는 포커스 에러신호는 도 11에 도시된 바와 같다.
이렇게 측정된 시간으로부터 아래의 수학식 7과 같은 공식을 구할 수 있다. D는 엑츄에이터의 감도에 따른 고유부하와 회로적인 요소로서 결정되며, 세트별 편차가 거의 없는 공통적인 부하로 이루어진다.
D = 엑츄에이터 고유부하(Ln)+공통부하(Lc)
엑츄에이터 고유부하(Ln)가 큰 것은 경과시간이 크게 측정되고, 고유부하가 작은 것은 경과시간이 작게 측정되므로, 엑츄에이터의 고유부하는 경과시간에 비례한다. 따라서, 수학식 7은 아래의 수학식 8 내지 수학식 12와 같이 정의할 수 있다.
Ln=경과시간(S)×계수(T)
D=S×T+Lc
D=(S+U)×T
따라서, U(식을 간략하게 하기 위해 치환한 값)와 T를 시스템에 맞게 적절하게 선택하면 측정된 경과시간으로부터 D값을 구할 수 있다.
펌웨어 제어의 특성상 수학식 8 내지 수학식 12에 제시된 변수들은 정수로 선택하여야 제어가 용이하고, P와 D는 비례관계에 있으므로, 비례식이 유지되는 한도내에서 마이크로 컴퓨터에서 제어가 용이하도록 수학식 12를 아래의 수학식 13 및 수학식 14와 같이 변형시킬 수 있다.
P : D
P : (S+U)×T
이때, 대체로 P가 D보다 크기 때문에 큰 값이 변화하도록 수학식 13 및 수학식 14를 아래의 수학식 15 내지 수학식 17과 같이 변형하면 해상도를 높일 수 있다.
여기서, 해상도를 높이기 위해 수학식 18 내지 수학식 20과 같이 양쪽에 임의의 정수(예컨대, 3)를 곱할 수 있다.
D′=3
따라서, P'와 D'를 수학식 6에 대입하면 아래의 수학식 21과 같다.
P'와 D'의 값은 마이크로 컴퓨터에서의 제어를 용이하기 위해 정수로 선택되며, 도 12에 도시된 바와 같이 분포도에 따라 선택할 수 있다. 또한, P값은 하드웨어에서 결정되며, 도 13에 도시된 저항(R1∼R5)의 값에 의해 결정된다.
도 13에는 본 발명에 의한 레이어 점프회로도가 도시되어 있다.
도 13을 참조하면, 마이크로 컴퓨터에서 출력되는 레이어0 및 레이어1 신호는 각각의 스위칭용 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스단자에 제공된다. 여기서, 마이크로 컴퓨터는 레이어0 및 레이어1 신호를 ″0″, ″1″, ″10″, ″11″의 4가지 경우의 수로 출력할 수 있으며, 이때, 한 쌍의 스위칭용 트랜지스터(Q1, Q2)가 모두 턴-온되는 ″10″을 제외하고 나머지 3가지 경우의 수를 이용하여 도 10에 도시된 FOD신호를 생성한다.
보다 상세히 설명하면, 레이어0 및 레이어1이 ″0″이면, 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 턴-오프되고 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 턴-온된다. 따라서, 출력되는 FOD신호는 도 10의 출발신호(Kick)구간이 된다.
만약, 레이어0 및 레이어1이 ″1″이면, 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 턴-오프되고 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 턴-오프된다. 따라서, 출력되는 FOD신호는 비교기(COMP)의 반전단(－)으로 입력되는 전압 유지레벨(DC Hold Level)로 인하여 도 10의 전압 유지레벨구간이 된다.
만약, 레이어0 및 레이어1이 ″11″이면, 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 턴-온되고 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 턴-오프된다. 따라서, 출력되는 FOD신호는 도 10의 제동신호(Brake)구간이 된다.
이때, 다수개의 저항(R1∼R5)의 저항값에 따라 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 전압레벨이 결정되며, 이로 인하여 출발시에 축적되는 에너지량 및 제동에 필요한 에너지량이 결정된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 동작에 대하여 도 14를 참조하여 간략하게 정리하면 다음과 같다.
레이어 0에서부터 레이어 1로 점프명령이 접수되면(S101), 디지털 비디오 디스크 듀얼 재생장치내의 마이크로 컴퓨터는 레이어 점프모드로 전환한다(S102). 그리고, 현재의 포커스 에러 레벨을 측정한다(S103). 이때, 입력되는 포커스 에러신호를 마이크로 컴퓨터에서 아날로그/디지털 변환기를 이용하여 디지털화한 후 그 레벨을 측정하도록 한다. 이후, 마이크로 컴퓨터는 선속도 일정 서보(CLV 서보)를 턴-오프시킨다(S104). 여기서, 광디스크의 회전수는 일정하지 않아서 내주는 빠르고 외주는 느리기 때문에 선속도를 1.2∼1.4m/s가 되도록 서보를 제어하는 것을 선속도 일정 서보 시스템(CLV 서보 시스템: Constant Linear Velocity Servo System)라 칭한다.
이와 같은 과정이 완료되면, 마이크로 컴퓨터는 레이어 점프를 시작한다. 즉, 마이크로 컴퓨터는 출발신호(Kick)를 기 설정된 강도로 인가한 후(S105), 타이머를 동작시켜 동작시간을 카운팅한다(S106).
이후, 마이크로 컴퓨터는 최초 레이어에서 벗어날 때 발생하는 포커스 에러신호가 S-커브의 피크부분으로부터 기 설정된 소정레벨만큼 하강하였는가를 체크한다(S107). 여기서, 기 설정된 소정레벨은 다수회의 실험에 의해 결정되는 값이며, 이 소정레벨값에 따라 A와 B값이 검출되므로 시스템을 설계할 때 그 값을 미리 설정해야 한다.
이 단계 107(S107)에서 포커스 에러신호가 S-커브의 피크부분으로부터 기 설정된 소정레벨만큼 하강하였다고 판단되면, 마이크로 컴퓨터는 출발신호(Kick)를 차단하고(S108), 타이머의 카운팅작업을 중지한 후 현재까지 카운팅된 경과시간 A를 저장수단에 저장한다(S109). 그리고, 마이크로 컴퓨터는 타이머를 리셋시킨 후 카운팅작업을 재개한다(S110).
이후, 마이크로 컴퓨터는 포커스 대기레벨 검출신호(Focus Standby Level Detect Signal)인 TEST100이 엑티브되었는가를 체크한다(S111). 다시 말해서, 포커스 에러신호가 S-커브에서 기 설정된 소정레벨 이상 검출되는가를 체크한다. 여기서, TEST100이 엑티브되면, 마이크로 컴퓨터는 제동신호(Brake)를 인가하고(S112), 타이머를 정지시킨 후 현재까지 카운팅된 경과시간 B를 저장한다(S113).
마이크로 컴퓨터는 타이머를 통해 측정된 경과시간 A와 B를 수학식 21에 대입하여 C를 계산하고, 계산된 지연시간 C만큼 제동신호(Brake)를 계속 인가한다(S114). 이후, 제동신호(Brake)가 인가된 시간이 지연시간 C를 경과하면 마이크로 컴퓨터는 제동신호(Brake)를 차단하고(S115), 소정시간동안 서보가 안정화되도록 대기한 후(S116), 레이어 점프모드를 해제하고(S117), 시스템을 일반모드(Normal Mode)로 전환시킨다(S118).
이후, 마이크로 컴퓨터는 레이어 1에 대하여 정상적인 포커싱이 수행되는가(Focus OK)를 체크하고(S119), 이 단계 119(S119)에서 레이어 1에 대한 정상적인 포커싱이 수행된다고 판단되면, 트래킹 서보(Tracking Servo)와 선속도 일정 서보(CLV 서보)를 각각 턴-온시킨다(S120).
만약, 위의 단계 120(S120)에서 레이어 1에 대한 정상적인 포커싱이 수행되지 않는다고 판단되면, 에러 플래그(Error Flag)를 설정한 후(S121), 레이어 점프작업을 종료한다.
도 15에는 레이어 0에서 레이어 1로 점프할 때의 포커스 에러신호와 포커스 구동신호가 도시되어 있고, 도 16에는 레이어 1에서 레이어 0으로 점프할 때의 포커스 에러신호와 포커스 구동신호가 도시되어 있다. 도 15 및 도 16에서 알 수 있듯이, 레이어 0에서 레이어 1로 점프할 때와 레이어 1에서 레이어 0으로 점프할 때의 포커스 에러신호와 포커스 구동신호는 각각 위상이 반전된 상태의 동일파형임을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 레이어 점프회로는 종래의 점프회로(예컨대, Toshiba사의 점프회로를 비교대상으로 가정함)에 비하여 도 17에 도시된 바와 같이 부품의 감소 및 원가의 절감이라는 부수적인 효과를 발생한다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
결국, 본 발명에 의한 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법 및 그 회로에 따르면 다음과 같은 이점이 발생한다.
첫째, 픽업에 의해 검출되는 포커스 에러신호에 대응하여 기 설정된 에너지량만큼 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)를 기 설정된 시점에 발생함으로써, 엑츄에이터 및 픽업의 감도변화에 대응할 수 있다.
둘째, 포커스 에러신호에 따라 엑츄에이터에 공급되는 힘(출발신호 및 제동신호의 강도)이 가변되므로 안정된 점프동작을 수행할 수 있다.
셋째, 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 강도를 하드웨어적으로 미리 설정해둠으로써, 포커스 에러신호의 기울기변화에 무관하게 항상 일정한 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 안정된 점프동작이 수행된다.
넷째, 픽업의 편차가 큰 경우에도 안정된 점프동작이 수행되므로, 픽업의 불량률을 감소시키며, 제품의 안정도가 향상된다.
다섯째, 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 발생시점과 해제시간을 서보 프로세서에 내장하여 독립적인 서보제어를 수행할 경우, 점프동작의 안정도가 더욱 향상된다.

Claims (8)

  1. 적어도 둘 이상의 레이어를 갖는 다층 기록방식 광디스크와, 상기 광디스크를 재생하는 픽업을 포함하는 재생장치에 있어서:
    포커스 에러신호를 검출하고, 상기 픽업을 출발 레이어에서 목표 레이어로 점프시키기 위한 출발신호(Kick)를 발생하는 단계;
    상기 포커스 에러신호가 상기 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 제1 레벨만큼 하강하였는가를 판단하는 단계;
    상기 판단단계에서 상기 포커스 에러신호가 상기 출발 레이어에 대한 피크부분으로부터 기 설정된 상기 제1 레벨만큼 하강하면 출발신호(Kick)를 해제하는 단계;
    상기 출발신호(Kick)의 공급시점으로부터 해제시점까지의 제1 시간값을 검출하는 단계;
    상기 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 제2 레벨만큼 상승하였는가를 판단하는 단계;
    상기 판단단계에서 상기 포커스 에러신호의 레벨이 기 설정된 상기 제2 레벨만큼 상승하면 제동신호(Brake)를 발생하는 단계;
    상기 출발신호(Kick)의 해제시점으로부터 상기 제동신호(Brake)의 발생시점까지의 제2 시간값을 검출하는 단계;
    상기 제1 시간값과 상기 제2 시간값을 이용하여 상기 제동신호(Brake)의 유지시간을 검출하는 단계;
    상기 제동신호(Brake)의 유지시간이 경과하면 상기 제동신호(Brake)를 해제하는 단계를 포함하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제동신호의 유지시간은,
    인 것을 특징으로 하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프방법.
  3. 마이크로 컴퓨터의 제어신호에 따라 출발신호(Kick)와 제동신호(Brake)의 타이밍이 제어된 점프신호를 발생하는 레이어 점프회로에 있어서:
    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 한 쌍의 제어신호에 따라 스위칭상태가 제어되어 상기 출발신호(Kick)와 상기 제동신호(Brake)의 발생시점 및 해제시점을 제어하는 스위칭부;
    상기 스위칭부에 의해 스위칭된 상기 출발신호(Kick)와 상기 제동신호(Brake)의 전압레벨을 제어하는 전압 조절부; 및
    상기 스위칭부에 의해 스위칭되고 상기 전압 조절부에 의해 전압레벨이 조정된 신호와, 기 설정된 전압 유지레벨의 신호를 비교하여 그 결과에 따라 레이어 점프신호를 발생하는 비교부를 포함하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 상기 제어신호에 따라 기 설정된 기준전압의 2배(2Vref)와 상기 기준전압(Vref) 사이를 스위칭하는 제1 스위칭소자; 및
    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 상기 제어신호에 따라 기 설정된 기준전압(Vref)과 그라운드전압(GND) 사이를 스위칭하는 제2 스위칭소자를 포함하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 스위칭소자는,
    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력된 상기 제어신호에 따라 온-오프상태가 전환되어 상기 기준전압의 2배(Vref)가 상기 비교부에 인가되는 것을 스위칭하는 트랜지스터를 포함하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 스위칭소자는,
    상기 마이크로 컴퓨터로부터 출력된 상기 제어신호에 따라 온-오프상태가 전환되어 상기 기준전압(Vref)이 상기 비교부에 인가되는 것을 스위칭하는 트랜지스터를 포함하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭소자는 PNP형 트랜지스터이고, 상기 제2 스위칭소자는 NPN형 트랜지스터로 구성되며;
    상기 마이크로 컴퓨터에서 상기 제1 스위칭소자와 상기 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″0과 0″일 때, 상기 비교부에서 상기 출발신호(Kick)를 출력하고;
    상기 마이크로 컴퓨터에서 상기 제1 스위칭소자와 상기 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″1과 0″일 때, 상기 비교부에서 상기 전압 유지레벨의 신호를 출력하며;
    상기 마이크로 컴퓨터에서 상기 제1 스위칭소자와 상기 제2 스위칭소자에 각각 출력되는 제어신호가 ″1과 1″일 때, 상기 비교부에서 상기 제동신호(Brake)를 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 전압 조절부는,
    다수개의 분압저항으로 구성되어 상기 스위칭부에서 스위칭된 전압레벨을 소정크기로 조절하여 상기 비교부에 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 다층 기록방식 광디스크 재생장치의 레이어 점프회로.
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