KR100294227B1 - 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랙킹 오차에 의해 전환점이 결정되는 킥/브레이크 펄스를 미세 액추에이터에 인가하여 속도 제어의 범위를 줄이고 기존의 속도 측정 지연이 큰 속도 검출 방법 대신에 트랙킹 오차를 선형화하여 속도를 계산하는 속도 검출 방법을 사용함으로써 속도 제어의 정밀도를 높이도록 한 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 1트랙 점프 동안 속도 오차를 최소화하도록 하여 편심 속도의 영향에도 불구하고 트랙 점프 후에 트랙킹 인입이 가능할 뿐만 아니라 속도 제어의 범위가 증가하고 초기 속도 센서 오류에 의해 큰 전압이 출력되는 초기 과도 응답에서 시스템이 불안해지는 문제를 용이하게 해결할 수 있는 이점이 있다.

Description

광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for Tracking Control Considering Biased-Center of Optical Disk}
본 발명은 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CD-ROM, DVD-ROM, CD-RW, DVD-RAM 등과 같은 광디스크 재생 및 기록 장치에 있어서, 광디스크에 기록된 데이터를 복원하거나 디스크에 데이터를 기록하기 위해 필요한 트랙 탐색 알고리즘 중에 1트랙을 이동하도록 한 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 영상이나 음향 또는 데이터 등의 정보를 고밀도로 기록하고 재생하기 위한 기록매체는 디스크, 카드 또는 테이프로 되어 있으나 현재는 이들 중에서도 디스크 형태가 주류를 이루고 있다. 최근 광디스크 기기 분야는 레이져 디스크(LD; Laser Disk), 콤팩트 디스크(CD; Compact Disk)로부터 디지털 다기능 디스크(DVD; Digital Versatile Disc-Read Only Memory)로 까지 제품이 개발되어 오고 있다. 디스크는 통상 CD와 DVD로 구분할 수 있으며, CD는 CD-ROM(CD-Read Only Memory)과 CD-RW(CD-Rewritable)으로 구분되고, DVD는 DVD-ROM과 DVD-RAM(Random Access Memory)으로 구분된다. 또한, DVD는 하나의 트랙(track)에 하나의 정보만이 단층(single layer)으로 기록된 DVD-S와, 하나의 트랙에 두 개의 정보가 복수층(dual layer)으로 동시에 기록된 DVD-D로 구분된다.
이러한 광디스크는 중심으로부터 외측을 향하여 나선형으로 트랙이 형성되어 있는 데, 이 트랙 상에 소정의 포맷을 갖는 디지털 데이터를 기록하게 된다.
대표적인 광디스크의 일종의 CD-ROM을 예를 들어보면, 트랙은 1.6m의 아주 미세한 간격으로 나열되어 있고 트랙의 숫자는 한 시간의 연주 시간을 갖는 디스크를 기준할 때에 약 2만개의 트랙이 자리잡고 있다. 따라서, 디스크를 미시적으로 살펴보면 많든 적든 간에 편심을 동반하면서 회전할 수밖에 없는 것이 현실적인 문제이다. 광 픽업 측에서 보면 트랙은 약 0.5m폭의 비정형파의 파형과 같이 회전하고 있는 것으로 볼 수 있는 데, 트랙을 정확히 찾아가면서 레이져를 입사시키는 것이 트랙킹 서보(tracking servo)의 기능이다.
이러한 트랙킹 서보의 동작 중에서 1트랙 점프는 미세 액추에이터(fine actuator)를 이용하여 광 픽업을 강제로 1트랙을 이동시키는 것을 말하는 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 광디스크 장치에는 구조적으로 편심이 존재하기 때문에 디스크가 회전하면 편심에 의해 외란(disturbance)이 존재한다.
도 1은 종래의 1트랙 점프 알고리즘을 나타낸 블록 개념도이다.
도 1에서 Vr은 기준 속도(reference speed), Vm은 실제 속도, Cf(s)는 속도 제어기, Pf(s)는 미세 액추에이터(fine actuator), Xd는 편심에 의한 외란, TE는 트랙킹 오차이다.
실제 속도 Vm은 트랙 크로스 신호(TZC)의 반주기나 반주기를 분해해서 클럭을 통해 각각 반주기나 해당 분주만큼 분주한 부분을 카운트함으로써 속도를 검출한다. 기준 속도 Vr은 보통 10mm/s 미만이고 편심에 의한 속도 외란을 배속이 증가할수록 증가한다. 예컨대, 속도 제어기는 1차나 2차의 지진상 디지털 보상기이고 1트랙 점프 알고리즘은 176kHz의 샘플링 주파수로 동작하는 데, 이와 같은 속도 제어 구조로 1트랙 점프는 행해진다.
디스크의 규격에 보면 최대 편심량은 140정도이고 최대 편심 속도는 편심량에 배속에 따른 속도 주파수를 곱하면 구할 수 있다. 예를 들어, 편심량이 70이고 32배속이면, 최대 편심 속도는 47이다. 이러한 편심 속도는 기준(reference) 속도보다 매우 크기 때문에 트랙 추종이나 시크(seek)후의 트랙킹 인입에 많은 영향을 준다.
종래의 1트랙 점프 방법은 255 또는 512트랙 이하의 짧은 트랙을 이동하는 미세 탐색과 구분하지 않고 미세 탐색 알고리즘(fine search algorithm)이 1트랙 점프에도 적용된다. 그래서, 도 1에 개략 액추에이터(coarse actuator)를 이동시키는 연동 제어기 부분을 첨가하면 미세 탐색 블록도와 동일하다.
일반적인 속도 제어 알고리즘과 종래의 1트랙 점프 알고리즘의 목표는 구조적으로 발생하는 편심에 의한 속도 외란에도 불구하고 1트랙 점프 동안 실제 속도(Vm)가 기설정된 기준 속도(Vr)와 같아지도록 하는 것이다. 도1에 나타낸 구조는 정상 전압(normal voltage)이라고 할 수 있는 킥/브레이크 전압(kick/brake)을 미세 액추에이터에 별도로 주지 않기 때문에 더욱 정밀한 속도 제어가 필요하다. 그리고, 배속이 증가할수록 편심에 의한 편심 속도 외란은 기설정된 기준 속도에 비해 매우 크므로 편심 속도에 의한 영향이 허용되는 속도 오차 내에 존재하도록 더 정밀하게 제어하여야 트랙 점프 후에 트랙킹 인입의 성공률을 높일 수 있다.
보통 1트랙을 점프하는 데 소요되는 시간은 보통 200~300s이다. 시간이 매우 짧기 때문에 종래의 속도 제어에 의해 편심 속도를 정확히 제어하는 것은 불가능하다. 즉, 고배속이 되면 편심 속도가 매우 커지게 되는 데, 200~300s의 시간 안에 실제 속도(Vm)가 기준 속도(Vr)를 추종하는 것은 거의 불가능하다. 트랙 점프 후에 실제 속도는 편심 속도에 따라 크가 가변되기 때문에 성공적인 트랙킹 인입을 위해서는 트랙킹 제어기의 성능이 좋아야 한다. CD-ROM이나 DVD-ROM의 경우는 인입 가능한 주파수를 높여서 편심 속도의 영향을 어느 정도 줄일 수 있으나 DVD-RAM과 같이 헤더가 존재하거나 이동 방향이 측정되지 않는 광디스크 장치의 경우에는 시스템의 안정성 때문에 트랙 인입 주파수를 올리는 데에 한계가 있으므로 트랙 점프 후에 속도 오차(Vr-Ve)가 가능한 한 작아지도록 해야한다. 그리고, CD-ROM이나 DVD-ROM의 경우도 미세 액추에이터 감도 때문에 무한정 트랙킹 서보 제어기의 대역을 증가시킬 수 없으므로 배속이 증가할수록 속도 제어의 정밀도는 요구된다. 그리고, 킥/브레이크 전압이 미세 액추에이터에 별도로 인가되지 않기 때문에 속도 제어의 범위가 증가하고 초기 속도 센서 오류에 의해 큰 전압이 출력되는 초기 과도 응답에서 시스템이 불안해지는 문제가 있다.
전술한 바와 같이, 1트랙 점프의 경우는 속도 제어기만으로는 정밀하게 속도 제어를 할 수 없음에 따라 편심 속도를 목표 오차 내로 제어하기 힘들고 시크(seek) 후의 편심 속도에 따라 트랙킹 인입이 불가능할 수 있다. 그래서, 편심 속도의 영향을 최대한 줄여주기 위해서는 속도 제어의 성능을 최대한 높이는 제어 구조와 알고리즘이 필요하다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 편심 속도의 영향에도 불구하고 트랙 점프 후에 트랙킹 인입이 가능하도록 하기 위해 짧은 1트랙 점프 동안 속도 오차를 최소화하도록 한 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 1트랙 점프 알고리즘을 나타낸 블록 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 속도 검출부를 나타낸 블록도,
도 4a는 트랙킹 오차를 나타낸 파형도,
도 4b는 트랙킹 오차를 아크사인하여 선형화한 것을 나타낸 파형도,
도 5a는 트랙킹 오차 신호에 따른 스위칭 전환점을 예시한 파형도,
도 5b는 스위칭 전환점에 따른 킥/브레이크 전압을 예시한 파형도,
도 6은 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.
〈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 감산기 20 : 속도 제어부
30 : 킥/브레이크 전압 생성부 40 : 제 1 가산기
50 : 미세 액추에이터 60 : 속도 검출부
61 : 아날로그/디지털 변환부 62 : 대역 통과 필터부
63 : 룩업 테이블 저장부 64 : 실제 속도 계산부
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치 및 방법은 트랙킹 오차에 의해 전환점이 결정되는 킥/브레이크 펄스를 미세 액추에이터에 인가하여 속도 제어의 범위를 줄이고 기존의 속도 측정 지연이 큰 속도 검출 방법 대신에 트랙킹 오차를 선형화하여 속도를 계산하는 속도 검출 방법을 사용함으로써 속도 제어의 정밀도를 높일 수 있는 것이 특징이다. 그리고, 편심 속도가 증가함에 따라 트랙킹 오차의 진폭이 작아지므로 진폭에 따라 킥/브레이크 펄스의 전환 시점을 자동으로 조정하여 진폭의 변화에 상관없이 킥/브레이크 펄스를 생성하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치의 바람직한 실시예는 도 2에 도시한 바와 같이, 광빔이 조사된 광디스크로부터 반사되는 반사빔의 광학적 불균형성을 검사하여 트래킹 오차(TE)를 검출한 후, 상기 트래킹 오차가 허용치 이하가 되도록 트래킹 제어를 수행하는 광디스크의 트래킹 제어 장치에 있어서,
상기 광디스크의 기준 속도로부터 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하는 감산기(10)와;
상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력하는 속도 제어부(20)와;
속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점이 될 때까지 킥 전압(kick voltage)을 계속 출력하면서 최대 트래킹 오차(TEmax)를 구하여 상기 최대 트랙킹 오차에 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 제 2 스위칭 지점을 산출하고 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 제 3 스위칭 지점을 산출한 후, 상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압을 발생하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압을 출력하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 완료하도록 킥/브레이크 전압을 생성하는 킥/브레이크 전압 생성부(30)와;
상기 속도 제어 전압과 상기 킥/브레이크 전압을 가산하여 미세 액추에이터(50)에 인가하는 제 1 가산기(40)와;
상기 미세 액추에이터(50)의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 상기 실제 속도를 검출하는 속도 검출부(60)로 구성된다.
여기서, 상기 속도 검출부(60)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 트랙킹 오차를 입력받아 아날로그/디지털 변환을 수행하는 아날로그/디지털 변환부(61)와;
상기 아날로그/디지털 변환부(61)의 출력을 대역 통과 필터링하는 대역 통과 필터부(62)와;
각각의 트랙킹 오차에 대한 아크사인값을 룩업 테이블화하여 저장한 상태에서 상기 대역 통과 필터링된 트래킹 오차가 입력되면 대응하는 아크사인값을 출력하는 룩업 테이블 저장부(63)와;
상기 룩업 테이블 저장부(63)에서 판독한 아크사인값으로부터 단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산하여 상기 샘플링 주기(Ts)로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수()를 곱함으로써 상기 실제 속도(Vm)를 계산하는 실제 속도 계산부(64)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치의 바람직할 실시예의 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4a는 트랙킹 오차를 나타낸 파형도이고, 도 4b는 트랙킹 오차를 아크사인하여 선형화한 것을 나타낸 파형도이다.
도 5a는 트랙킹 오차 신호에 따른 스위칭 전환점을 예시한 파형도이고, 도 5b는 스위칭 전환점에 따른 킥/브레이크 전압을 예시한 파형도이다.
본 발명은 종래 기술의 구성에 킥/브레이크 전압 생성부(30)가 미세 액추에이터(50)에 첨가된 구조이다. 즉, 킥/브레이크 전압 생성부(30)와 속도 검출부(20), 속도 제어기(60), 파인 액추에이터(50)으로 구성된다.
도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 킥/브레이크 전압을 생성하기 위한 전환점은 3개의 지점으로 구성되는 데, 트랙킹 오차(TE)가 각각 E1, E2, E3일 때에 대응하여 각각 킥/브레이크 전압 V1, V2, V3으로 전환되는 데, 이하 이러한 동작을 이를 좀 더 구체적으로 기술하기로 한다.
미세 액추에이터(50)의 구동과 편심 외란에 의해 도 4a에 예시한 바와 같은 트랙킹 오차(TE)가 발생하면, 킥/브레이크 전압 생성부(30)는 다음과 같은 과정을 거쳐 킥/브레이크 전압을 발생한다. 우선, 속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차(TE)가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점(E1)이 될 때까지 킥 전압(kick voltage)을 계속 출력하면서 최대 트래킹 오차(TEmax)를 구하여 상기 최대 트랙킹 오차에 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 제 2 스위칭 지점(E2)을 산출하고 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 제 3 스위칭 지점(E3)을 산출한다.
이후, 상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점(E1)보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압(V2)을 발생하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점(E2)이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점(E2)보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압(V2)보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압(V2)을 출력하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점(E3)보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 완료하도록 킥/브레이크 전압을 생성한다.
제 1 스위칭 지점(E1)은 편심 등에 상관없이 항상 출력되는 작은 값으로 적정하게 선택하고, 제 2 스위칭 지점(E2)과 제 3 스위칭 지점(E3)는 최대 트랙킹 오차(TEmax)의 각각 몇 %로 정하는 것이 바람직한 데, 제 2 스위칭 지점(E2)은 상기 최대 트랙킹 오차의 100%에서 50% 사이에서 선정하고, 제 3 스위칭 지점(E3)은 상기 최대 트랙킹 오차의 50%에서 0% 사이에서 선정하는 것이 바람직하다. 단, 제 1 스위칭 지점(E1)은 킥 전압(kick voltage)을 종료하는 지점이고, 제 2 스위칭 지점(E2)과 제 3 스위칭 지점(E3)은 브레이크 전압(brake voltage)을 종료하는 지점임에 따라 킥 전압은 양의 전압이 되도록 하고, 브레이크 전압은 음의 전압이 되도록 한다. 킥/브레이크 전압 V1, V2, V3는 오프라인적으로 광디스크 장치의 특성에 따라 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 감산기(10)는 상기 광디스크의 기준 속도로부터 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하고, 속도 제어부(20)는 상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력한다.
이에 따라 제 1 가산기(40)는 상기 속도 제어 전압과 상기 킥/브레이크 전압을 가산하여 미세 액추에이터(50)에 인가한다.
미세 액추에이터(50)의 구동과 편심 외란 등에 의해 도 4a에 예시한 바와 같은 트랙킹 오차가 발생하는 데, 이러한 트랙킹 오차를 측정하는 방법에는 광디스크 장치의 종류에 따라 3 빔법(3-beam method), 1빔 푸쉬풀 법(1 beam push-pull method), 1빔 헤테로다인법(1 beam heterodyne method), 1빔 시간차 검출법 등을 적용한다.
한편, 속도 검출부(60)는 상기 미세 액추에이터(50)의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 상기 실제 속도를 검출한다.
종래의 속도 검출부는 반 트랙 주기로 하거나 분주하여 속도를 검출하기 때문에 시간 지연(time delay)이 매우 커서 1 트랙 점프에서는 제대로 속도 제어를 하기 어려운 단점이 있었다. 이러한 단점을 해결하기 위해 본 발명의 속도 검출부(60)는 트랙킹 오차를 직접 읽어서 샘플링 주기 단위로 속도를 검출함으로써 시간 지연의 영향을 최대한 줄이고 있다. 본 발명의 속도 검출부(60)에 적용한 이러한 기술은 시간 지연의 영향이 큰 저주파의 속도를 검출할 때 유리하므로 저주파 대역의 속도 검출에 주로 사용한다.
도 3은 본 발명에 따른 속도 검출부(20)를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 속도 검출부(60)의 작용을 도 3을 참조하여 좀 더 상술하면 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 속도 검출부(60)는 아날로그/디지털 변환부(61), 대역 통과 필터부(62), 룩업 테이블 저장부(63) 및 실제 속도 계산부(64)로 구성된다.
룩업 테이블 저장부(63)가 오프라인으로 각각의 트랙킹 오차에 대한 아크사인값을 룩업 테이블화하여 저장한 상태에서 아날로그/디지털 변환부(61)는 상기 트랙킹 오차를 입력받아 아날로그/디지털 변환을 수행하고 대역 통과 필터부(62)는 상기 아날로그/디지털 변환부(61)의 출력을 입력받아 대역 통과 필터링을 취하여 룩업 테이블 저장부(63)에 인가한다.
이에 따라 룩업 테이블 저장부(63)에서는 상기 대역 통과 필터링된 트래킹 오차가 입력되면 룩업 테이블에서 대응하는 아크사인값을 판독하여 출력한다.
이후, 실제 속도 계산부(64)는 수학식 1과 같이, 상기 룩업 테이블 저장부(63)에서 판독한 아크사인값으로부터 단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산하여 상기 샘플링 주기(Ts)로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수()를 곱함으로써 상기 실제 속도(Vm)를 계산한다.
이하, 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법의 바람직한 실시예는 도 6에 도시한 바와 같이, 광빔이 조사된 광디스크로부터 반사되는 반사빔의 광학적 불균형성을 검사하여 트래킹 오차(TE)를 검출한 후, 상기 트래킹 오차가 허용치 이하가 되도록 트래킹 제어를 수행하는 광디스크의 트래킹 제어 방법에 있어서,
미세 액추에이터의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 실제 속도를 검출하는 단계(S10)와;
상기 광디스크의 기준 속도로부터 상기 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하는 단계(S20)와;
상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력하는 단계(S30)와;
속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점이 될 때까지 미세 액추에이터에 킥 전압(kick voltage)을 계속적으로 인가하면서 최대 트래킹 오차(TEmax)를 구하는 단계(S40)와;
상기 최대 트랙킹 오차에 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 제 2 스위칭 지점을 산출하고 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 제 3 스위칭 지점을 산출하는 단계(S50)와;
상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압을 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압을 상기 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 끝내고 트랙킹 인입을 하는 단계(S60)를 수행하도록 구성된다.
여기서, 상기 실제 속도는 상기 아크사인값으로부터 단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산하여 상기 샘플링 주기(Ts)로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수()를 곱하여 계산하는 것이 바람직하다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법의 바람직한 실시예의 수행 과정을 상세하게 설명하기로 한다.
단계 S10에서는 미세 액추에이터의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 실제 속도를 검출한다.
여기서, 상기 실제 속도는 수학식 1과 같이 상기 아크사인값으로부터 단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산하여 상기 샘플링 주기(Ts)로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수()를 곱하여 계산한다.
이후, 단계 S20에서는 상기 광디스크의 기준 속도로부터 상기 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하고, 단계 S30에서는 상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력한다.
이어서, 단계 S40에서 속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점이 될 때까지 미세 액추에이터에 킥 전압(kick voltage)을 계속적으로 인가하면서 최대 트래킹 오차(TEmax)를 구하면, 단계 S50에서는 상기 최대 트랙킹 오차에 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 제 2 스위칭 지점을 산출하고 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 제 3 스위칭 지점을 산출한다.
이때, 제 2 스위칭 지점(E2)은 상기 최대 트랙킹 오차의 100%에서 50% 사이에서 선정하고, 제 3 스위칭 지점(E3)은 상기 최대 트랙킹 오차의 50%에서 0% 사이에서 선정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 S50에서는 상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압을 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압을 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 완료하고 트랙킹 인입을 함으로써 1트랙 점프 동안 속도 오차를 최소화하도록 하여 편심 속도의 영향에도 불구하고 트랙 점프 후에 트랙킹 인입이 가능하도록 한다.
본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 특정한 실시예가 설명·도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 첨부된 본 발명의 청구 범위에 귀속됨은 명백하다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 트랙킹 오차에 의해 전환점이 결정되는 킥/브레이크 펄스를 미세 액추에이터에 인가하여 속도 제어의 범위를 줄이고 기존의 속도 측정 지연이 큰 속도 검출 방법 대신에 트랙킹 오차를 선형화하여 속도를 계산하는 속도 검출 방법을 사용함으로써 속도 제어의 정밀도를 높이도록 한 본 발명에 따르면, 1트랙 점프 동안 속도 오차를 최소화하도록 하여 편심 속도의 영향에도 불구하고 트랙 점프 후에 트랙킹 인입이 가능할 뿐만 아니라 속도 제어의 범위가 증가하고 초기 속도 센서 오류에 의해 큰 전압이 출력되는 초기 과도 응답에서 시스템이 불안해지는 문제를 용이하게 해결할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 광빔이 조사된 광디스크로부터 반사되는 반사빔의 광학적 불균형성을 검사하여 트래킹 오차(tracking error)를 검출한 후, 상기 트래킹 오차가 허용치 이하가 되도록 트래킹 제어를 수행하는 광디스크의 트래킹 제어 장치에 있어서,
    상기 광디스크의 기준 속도로부터 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하는 감산기와;
    상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력하는 속도 제어부와;
    속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점이 될 때까지 킥 전압(kick voltage)을 계속 출력하면서 최대 트래킹 오차를 구하여 상기 최대 트랙킹 오차에 각각 서로 다른 소정의 비율을 승산함으로써 제 2 스위칭 지점과 제 3 스위칭 지점을 산출한 후, 상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압을 발생하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압을 출력하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 완료하도록 킥/브레이크 전압을 생성하는 킥/브레이크 전압 생성부; 및
    상기 속도 제어 전압과 상기 킥/브레이크 전압을 가산하여 미세 액추에이터에 인가하는 제 1 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 액추에이터의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 상기 실제 속도를 검출하는 속도 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 속도 검출부는,
    상기 트랙킹 오차를 입력받아 아날로그/디지털 변환을 수행하는 아날로그/디지털 변환부와;
    상기 아날로그/디지털 변환부의 출력을 대역 통과 필터링하는 대역 통과 필터부와;
    각각의 트랙킹 오차에 대한 아크사인값을 룩업 테이블화하여 저장한 상태에서 상기 대역 통과 필터링된 트래킹 오차가 입력되면 대응하는 아크사인값을 출력하는 룩업 테이블 저장부와;
    상기 룩업 테이블 저장부에서 판독한 아크사인값으로부터 단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산하여 상기 샘플링 주기로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수를 곱함으로써 상기 실제 속도를 계산하는 실제 속도 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭 지점은 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 산출하고 상기 제 3 스위칭 지점은 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 장치.
  5. 광빔이 조사된 광디스크로부터 반사되는 반사빔의 광학적 불균형성을 검사하여 트래킹 오차를 검출한 후, 상기 트래킹 오차가 허용치이하가 되도록 트래킹 제어를 수행하는 광디스크의 트래킹 제어 방법에 있어서,
    상기 광디스크의 기준 속도로부터 실제 속도를 감산하여 차분 속도를 계산하는 단계와;
    상기 차분 속도에 대응하는 속도 제어 전압을 출력하는 단계와;
    속도 제어를 수행하지 않는 상태에서 상기 트래킹 오차가 하향 영 교차점에 근접한 소정의 제 1 스위칭 지점이 될 때까지 미세 액추에이터(fine actuator)에 킥 전압(kick voltage)을 계속적으로 인가하면서 최대 트래킹 오차를 구하는 단계와;
    상기 최대 트랙킹 오차에 각각 서로 다른 소정의 비율을 승산함으로써 제 2 스위칭 지점과 제 3 스위칭 지점을 산출하는 단계와;
    상기 트래킹 오차가 상기 제 1 스위칭 지점보다 작아지면 기설정된 제 1 브레이크 전압을 상기 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트래킹 오차가 상기 제 2 스위칭 지점이 될 때까지 유지하다가 상기 제 2 스위칭 지점보다 작아지면 상기 제 1 브레이크 전압보다 상대적으로 작은 제 2 브레이크 전압을 상기 미세 액추에이터에 인가하여 상기 트랙킹 오차가 제 3 스위칭 지점보다 커지는 지점에서 1트랙 점프 동작을 완료하고 트랙킹 인입을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 미세 액추에이터의 구동과 상기 광디스크의 편심 속도 외란에 의한 트랙킹 오차를 판독하기 위해 상기 트랙킹 오차를 대상으로 아크사인(arcsin)을 취하여 선형화한 후, 샘플링 주기 단위로 기울기를 산출하여 상기 실제 속도를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭 지점은 -1보다 크고 -0.5보다 작은 제 1 상수를 곱하여 산출하고 상기 제 3 스위칭 지점은 상기 제 1 상수보다 크고 0보다 작은 제 2 상수를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 실제 속도는,
    단일 샘플링 구간에서의 아크사인값의 차분치를 계산한 후, 상기 샘플링 주기로 나누고 절대값을 취한 결과에 비례 상수를 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 편심을 고려한 트래킹 제어 방법.
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