KR100327219B1 - 복층구조를가지는광디스크시스템에서의포커스점프방법및장치 - Google Patents

Abstract

광디스크의 기록층들 사이에서 레이저 빔의 포커스를 이동시키는 방법 및 그에 적합한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 포커스 점프 방법은 복층 구조를 가지는 광디스크를 재생하는 장치에서 층간 포커스 점프를 수행하는 방법에 있어서, 액튜에이터에 점프시키고자 하는 방향으로 가속 펄스를 인가하여 대물렌즈를 목표 기록층으로 향하여 가속시키는 과정; 포커스 에러 신호를 참조하여 대물 렌즈가 목표 기록층의 초점 인입 영역에 들어갔는지를 판단하고, 그 인입시점에서 대물 렌즈를 목표 기록층의 초점위치에서 정지시키기 위한 소정 레벨을 가지는 감속 펄스를 인가하는 감속 과정; 및 RF신호를 참조하여 RF신호의 레벨이 정상적인 포커스 점프에 수반되는 변동 추이를 보이지 못할 경우 상기 감속 펄스의 레벨을 제어하여 대물 렌즈의 이동 속도를 제어하는 속도 제어 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복층 구조를 가지는 광디스크 시스템에서의 포커스 점프 방법 및 장치{Focus jumping method and apparatus for multi layer optical disc system}

본 발명은 데이터 기록 용량을 높이기 위하여 복수개의 기록층들을 가지는 광디스크에 적용된 광디스크 기록/재생 장치의 포커스 구동 방법 및 장치에 관한것으로서 특히 광디스크의 기록층들 사이에서 레이저 빔의 포커스를 이동시키는 방법 및 그에 적합한 장치에 관한 것이다.

도 1은 복층 구조를 가지는 디스크의 구조를 보이는 단면도이다. 도 1에 도시된 디스크는 데이터가 기록되는 제1기록층(100)과 제2기록층(102)을 구비한다. 각 기록층(100, 102)에 기록된 피트 및 랜드는 레이저 다이오드(미도시)에서 방출된 레이저 빔에 의해 읽혀진다. 제1기록층(100) 및 제2기록층(102)에 기록된 피트 및 랜드 패턴을 정확히 읽어내기 위해서는 각 기록층에 조사되는 레이저 빔의 포커스가 정확히 맞아야 한다.

두 개의 기록층 사이에서 데이터를 연속하여 기록하거나 재생하는 경우 레이저 빔의 초점이 제1기록층(100)에서 제2기록층(102)으로 혹은 그 역으로 층간 거리 L만큼 이동되어야 한다. 이러한 초점 이동을 포커스 점프라고 한다.

도 2는 포커스 점프를 위한 점프 펄스를 보이는 파형도로서 도 2a는 정방향 점프 동작을 보이는 것이고, 도 2b는 역방향 점프 동작을 보이는 것이다.

정방향 포커스 점프를 하기 위해서는 도 2a에 도시된 바와 같은 가속 펄스와 감속 펄스를 차례로 인가하면 된다. 포커스 점프 동작의 초반에서는 가속 펄스를 포커스 액튜에이터에 인가함에 의해 대물 렌즈를 가속시킨다. 가속 펄스가 포커스 액튜에이터에 인가되면 대물 렌즈는 서서히 가속되고 t1지점에서의 속도는 αt1이 된다. 여기서, α는 가속 펄스에 의한 가속도의 크기이고 t1은 가속 구간의 크기이다.

만일, t1점에서 가속 펄스 및 감속 펄스를 인가하지 않는다면 대물 렌즈는αt1의 속도로 계속 진행하며, 마찰 등에 의해 이 속도가 제로로 감속될 때까지 움직인다.

t1지점에서 감속 펄스를 가해주면 대물 렌즈는 서서히 감속되어 정지하게 된다. 이러한 동작에 의해 대물 렌즈는 도 1에 도시된 층간 거리 L만큼 이동하게 된다.

도 3a 및 도 3b는 포커스 점프 동작에 따른 각종 신호의 파형을 보이는 것이다. 도 3a 및 도 3b에 있어서 위치 a 및 b는 각각 출발 기록층의 초점 위치 및 목표 기록층의 초점 위치를 나타낸다. 여기서 초점 위치는 레이저 빔의 초점이 기록층에 정확히 맺힐 수 있는 대물 렌즈의 위치를 말한다.

도 3a에 도시된 바와 같이 포커스 점프의 진행에 따라 포커스 에러 신호가 변화한다. 잘 알려져 있는 바와 같이 포커스 에러 신호는 초점 위치와 대물 렌즈의 위치와의 상관 관계에 따라 S자형 커브를 그리며, 대물 렌즈가 초점 위치에서 아주 멀리 떨어져 있거나 포커스가 맞는 상태에서는 제로가 된다.

그리고 RF신호는 포커스 점프 동작이 개시되면서 정상치에서 점점 낮아지다가 층간에서 제로가 되며, 포커스 점프 동작이 완료되면서 정상치를 회복하는 패턴을 보인다.

종래의 포커스 점프 동작에 있어서, 가속 펄스와 감속 펄스는 포커스 에러 신호의 레벨에 의해 제어된다. 통상 포커스 에러 신호가 포커스 점프 도중에 제로가 되는 지점에서 가속 및 감속 동작을 절환한다. 이를 위하여 제로 크로싱 영역 검출기가 사용된다.

도 4는 종래의 포커스 점프 장치를 보이는 블록도로서 미국 특허 5,140,136(제목; 포커스에서 신호의 레벨에 근거한 포커싱 수단의 가속과 감속에 의한 광재생/기록을 위한 광 디스크 구동 장치 및 방법, 1998, 4, 14)에 개시된 것을 보이는 것이다. 미국 특허 5,140,136은 포커스 점프를 위한 가속 펄스 및 감속 펄스를 발생하는 타이밍의 제어에 관한 것으로서 특히 포커스 에러 신호가 소정 영역(제로 크로스 영역)에 인입되는 시점을 기준으로 가속 펄스의 종료 시점, 감속 펄스의 기립/종료 시점을 제어하는 방법을 개시한다.

여기서, 제로 크로스 영역은 포커스 에러 신호가 정부 방향으로 소정 문턱값(+V, -V) 이내로 들어오게 되는 영역을 말한다. 제로 크로싱 포인트 대신에 제로 크로싱 영역을 사용하는 것은 포커스 에러 신호가 잡음에 의해 세부적으로 변동할 수 있기 때문이다. 즉, 제로 크로싱 포인트에서 에러 신호가 심하게 변동하게 되면 점프 동작을 원활하게 제어할 수 없기 때문에 제로 크로싱 포인트보다 상하의 문턱값 ±V를 이용하여 점프 동작을 제어한다.

도 4에 도시된 장치에 있어서, 대물 렌즈(11)의 위치를 조정하는 포커스 제어를 위한 루우프는 픽업 장치(3), 보상 필터(4), 스위치(5), 가산기(6), 스핀들 모터 드라이버(7)로 구성된다. 대물 렌즈(11)는 픽업 장치(3)에 구비된 포커스 액튜에이터(미도시)의 작동에 의해 기록층에 대하여 상하로 움직임으로서 레이저 빔의 초점을 맞추게 된다.

보상 필터(4)는 포커스 서보의 안정성 및 추종 특성을 개선하기 위해 픽업 장치(3)에 구비된 포커스 에러 신호 검출 장치(4분할 광검출기 및 감산기로 구성됨)에서 검출된 포커스 에러 신호의 이득 및 주파수 특성을 조절한다. 스위치(5)는 포커스 에러 신호 혹은 점프 펄스 발생부(10)에서 발생된 신호를 선택적으로 가산기(6)로 출력한다. 파워 구동부(7)는 가산기(6)에서 출력되는 신호에 응답하여 픽업 장치(3)에 구비된 포커스 액튜에이터를 구동하는 구동 신호를 발생하기 위하여 적용된다.

제로 크로싱 영역 검출기(8)는 픽업 장치(3)에서 출력되는 포커스 에러 신호가 제로 크로싱 영역 내에 있는 지 예를 들면, 제로 레벨로부터 ±V 내에 있는 지를 검출한다. 제로 크로싱 검출기(8)의 검출 결과는 서보 제어기(9)에 인가되고, 서보 제어기(9)는 이에 근거하여 점프 펄스 발생기(10)를 제어하는 제어 신호를 발생한다. 서보 제어기(9)에서 제공되는 제어 신호에 응답하여 점프 펄스 발생기(10)는 가속 및 감속 펄스를 발생하고, 이들을 가산기(6)에 제공한다. 가산기(6)는 점프 펄스 발생기(10)의 출력과 보상 필터(4)의 출력을 가산하여 파워 드라이버(7)에 제공한다.

도 5는 도 4에 도시된 장치에 있어서 포커스 점프를 수행하는 방법을 보이는 흐름도이다. 대물 렌즈의 초점을 한 기록층에서 다른 기록층으로 옮기기 위하여 포커스 점프 명령이 인가되면 도 5의 S1과정에 도시된 바와 같이 서보 제어기(9)는 포커스 서보 루프를 차단하기 위하여 스위치 제어 신호를 스위치(5)에 제공하는 한편, 가속 펄스를 발생하기 위하여 가속 펄스 발생기(10)에 제어 신호를 제공한다.

가속 펄스에 응답하여 파워 구동부(7)는 대물 렌즈가 가속된 속도로 제1기록층(10)의 초점 위치 a로부터 제2기록층의 초점 위치 b로 이동하도록 포커스 액튜에이터를 구동한다. 제로 크로스 영역 검출기(8)가 포커스 에러 신호가 제로 크로스 영역에 인입된 것이 검출되면(S2), 서보 제어기(9)는 가속 펄스를 중지시키도록 점프 펄스 발생기(10)에 제어신호를 출력한다.

이 제어 신호에 응답하여 점프 펄스 발생기(10)는 가속 펄스를 중지시킨다.(S3) 이후 대물 렌즈는 일정한 가속 속도에 의해 제2기록층(12)의 포커스 위치를 향해 이동한다.

제로 크로스 영역 검출기(8)가 포커스 에러 신호가 제로 크로스 영역에 인입된 것이 검출되면(S4), 서보 제어기(9)는 감속 펄스를 발생시키도록 점프 펄스 발생기(10)에 제어신호를 출력한다.

이 제어 신호에 응답하여 점프 펄스 발생기(10)는 감속 펄스를 중지시킨다.(S3) 이후 대물 렌즈는 감속된 속도에 의해 제2기록층(12)의 포커스 위치를 향해 이동한다.

제로 크로스 영역 검출기(8)가 포커스 에러 신호가 제로 크로스 영역에 인입된 것이 검출되면(S4), 서보 제어기(9)는 감속 펄스를 중지시키도록 점프 펄스 발생기(10)에 제어신호를 출력한다.

이 제어 신호에 응답하여 점프 펄스 발생기(10)는 감속 펄스를 중지시킨다.(S3) 이후 대물 렌즈는 감속된 속도에 의해 제2기록층(12)의 포커스 위치에서 정지하게 된다.

전술한 바와 같이 종래의 포커스 점프 방법에 의하면 포커스 에러 신호의 레벨에 의해 가속 펄스 및 감속 펄스의 발생 및 중지가 제어된다.

그러나, 광디스크는 디스크 자체의 휨 성분에 의해 재생 중에 면진동이 일어나고, 이러한 면진동은 포커스 점프 동작시 장애를 일으키는 요인이 된다.

구체적으로 디스크의 회전에 의해 출발시의 초점 거리의 차이(a-b)보다 종료시의 초점 거리의 차이(a'-b')가 커지면 가속 동작에 의한 에너지가 불충분하게 되어 b'점까지 대물 렌즈를 이동시킬 수 없게 된다.

이 경우 대물 렌즈가 층 사이에 위치하거나 다시 원래의 출발면으로 되돌아가게 된다.

특히, 도 3b에 도시된 바와 같이 대물 렌즈가 목표 레이어의 초점 위치까지 거의 도달했다가 되돌아오는 경우에는 포커스 에러 신호만으로는 정상적으로 점프한 경우와 구별되지 않게 된다. 도 3b에 도시된 바에 있어서 대물 렌즈가 제2기록층(102)의 포커스 인입 영역에 진입하기 위한 피크치를 넘지 목하고 층간 영역으로 미끄러져 들어오는 경우 포커스 에러 신호도 이에 따라 도 3b의 중앙에 표시한 바와 같이 변동한다. 이에 따라 포커스 에러 신호가 점선으로 도시된 바와 같이 되지 않기 때문에 정상적인 포커스 점프 동작이 수행되지 않는다.

즉, 포커스 에러 신호에 의해서는 포커스가 맞은 것으로 보이지만 실제로는 대물 렌즈가 층간에 머물러있는 소위 포커스 드롭 아웃 현상이 발생한다.

반대로 디스크의 면진동 성분에 의해 출발시의 초점 거리의 차이(a-b)보다 종료시의 초점 거리의 차이(a'-b')가 작아지면 감속 동작에 의한 에너지가 불충분하게 되어 대물 렌즈가 b'점을 넘어 이동하게 된다.

이 경우 대물 렌즈가 목표 기록층에 너무 가깝거나 멀리 위치하게 되어 재생불능 상태가 되어버리게 된다.

이러한 가속 에너지와 감속 에너지의 불균형 현상은 잡음이나 관련된 부품의 경년 변화 등과 같은 외란에 의해서도 발생할 수도 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안정된 포커스 점프를 수행하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 포커스 점프 방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 복층 구조를 가지는 광디스크의 구조를 보이는 단면도이다.

도 2는 포커스 점프를 위한 점프 펄스를 보이는 파형도이다.

도 3a 및 도 3b는 포커스 점프 동작에 따른 각종 신호의 파형을 보이는 것이다.

도 4는 종래의 포커스 점프 장치를 보이는 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시된 장치의 동작을 보이는 흐름도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 포커스 점프 동작을 도식적으로 설명하기 위해 도시된 파형도이다.

도 7은 본 발명에 따른 포커스 점프 방법을 보이는 흐름도이다.

도 8은 본 발명에 따른 포커스 점프 장치의 구성을 보이는 블록도이다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 포커스 점프 방법은 복층 구조를 가지는 광디스크를 재생하는 장치에서 층간 포커스 점프를 수행하는 방법에 있어서,

액튜에이터에 점프시키고자 하는 방향으로 가속 펄스를 인가하여 대물렌즈를 목표 기록층으로 향하여 가속시키는 과정;

포커스 에러 신호를 참조하여 대물 렌즈가 목표 기록층의 초점 인입 영역에 들어갔는지를 판단하고, 그 인입시점에서 대물 렌즈를 목표 기록층의 초점위치에서 정지시키기 위한 소정 레벨을 가지는 감속 펄스를 인가하는 감속 과정; 및

RF신호를 참조하여 RF신호의 레벨이 정상적인 포커스 점프에 수반되는 변동 추이를 보이지 못할 경우 상기 감속 펄스의 레벨을 제어하여 대물 렌즈의 이동 속도를 제어하는 속도 제어 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가속 과정의 결과 대물 렌즈가 출발 기록층의 포커스 인입 영역을 통과하는 동안 RF신호를 소정의 주기로 샘플링하여 저장하는 과정; 및 상기 감속 과정의 결과 대물 렌즈가 목표 기록층의 포커스 인입 영역에 인입되면 RF신호를 소정의 주기로 샘플링하는 과정을 더 구비하고, 상기 속도 제어 과정은 상기 목표 기록층의 포커스 인입영역에서 샘플링된 RF신호의 변동 추이를 비교하여 서로 다르게 되면 대물 렌즈가 점프시키고자 하는 방향으로 더 이동하도록 가속시키는 속도 제어 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 대물 렌즈가 점프시키고자 하는 방향으로 더 이동하도록 가속시키는 크기는 샘플링된 RF신호의 차값에 상응하는 것이 바람직하다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 포커스 점프 장치는 레이저 빔을 집속시켜 기록층에 조사시키기 위한 대물 렌즈, 포커스 액튜에이터 구동 신호에 응답하여 대물 렌즈를 기록층에서 상하 방향으로 이동시키는 포커스 액튜에이터, 그리고 기록층으로부터 반사된 광신호에 근거하여 포커스 에러 신호 및 RF신호를 발생하는 광검출기를 포함하는 광픽업; 상기 포커스 에러 신호에 근거하여 포커스 서보 신호를 발생하는 포커스 서보 제어부; 상기 포커스 서보 신호에 응답하여 포커스 액튜에이터 구동 신호를 발생하는 포커스 액튜에이터 구동부; 상기 포커스 에러 신호를 유입하여 제로 크로싱 포인트를 검출하는 제로 크로싱 검출기; 상기 RF신호를 샘플링하는 A/D변환기; 상기 대물 렌즈가 출발 기록층의 포커스 인입 영역을 이동하는 동안 상기 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 샘플링된 RF신호의 변동 추이와 상기 대물 렌즈가 목표 기록층의 포커스 인입 영역을 이동하는 동안 상기 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호의변동 추이를 비교하는 비교기; 상기 제로 크로싱 검출기의 검출 결과 및 상기 비교기의 비교 결과에 근거하여 포커스 점프 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 포커스 점프 동작을 도식적으로 설명하기 위해 도시된 파형도이다. 도 6a 및 도 6b는 각각 포커스 점프 동작이 정상적으로 종료된 경우 및 비정상적으로 종료된 경우의 점프 펄스, 포커스 에러 신호, RF신호를 보이는 것이다.

도 6a에 도시된 바에 있어서 점프 펄스는 가속 구간 Tac, 등속 구간 Te, 그리고 감속 구간 Tbr을 갖는다. 가속 구간 Tac에서 점프 펄스는 대물 렌즈를 제1기록층(100)의 초점 위치인 a점에서 제2기록층(102)의 초점 위치인 b위치로 이동시키기 위한 속도 에너지를 인가하기 위하여 정의 값을 갖고, 대물 렌즈는 αTac로 표현되는 속도로 가속된다.

또한, 등속 구간에서 점프 펄스는 제로 레벨을 유지하고, 대물 렌즈는 가속 구간에서 얻어진 속도 에너지로 등속 이동한다. 감속 구간에서 점프 펄스는 대물 렌즈는 제2기록층의 초점 위치인 b점에서 정지시키기 위한 속도 에너지를 인가하기 위하여 부의 값을 갖고, 대물 렌즈는 αTbr로 표현되는 속도로 감속된다.

점프 펄스에 대응하여 포커스 에러 신호는 S곡선에 따라 변화한다. 포커스 에러 신호의 첫 번째 제로 크로싱 포인트는 등속 구간에서 발생하며, 두 번째 제로 크로싱 포인트는 감속 구간에서 발생한다. 포커스 에러 신호의 첫 번째 제로 크로싱 포인트의 전에서 가속 동작이 종료되고, 후에서 감속 동작이 개시된다.

점프 펄스에 대응하여 RF신호의 엔벨로프도 변화한다. RF신호의 엔벨로프는 a, b점에서 최대치를 그리고 등속 구간에서 제로값을 가지며, 가속 구간 및 감속 구간에서는 각각 최대치로부터 제로값으로 또는 제로값으로부터 최대치로 변화하는 변동 추이를 보인다.

만일 디스크의 면진동, 외란 등에 의해 가속 구간에서 얻어진 속도 에너지가 대물 렌즈를 b점까지 이동시키기에 충분하지 않은 경우 포커스 에러 신호는 도 6b에 화살표에 의해 보여진 바와 같이 목표 기록층의 인입 영역 내에서 피크값에 도달하지 못하고 다시 제로 레벨로 복귀하게 된다. 이에 따라 RF 신호의 엔벨로프는 도 6b에 도시된 바와 같이 감속 구간에서 최대값으로 증가하다가 도중에 제로값으로 복귀하는 변동 추이를 보이게 된다.

본 발명에서는 도 6b의 A부분에서 대물 렌즈를 다시 b방향으로 좀더 이동시켜주도록 함으로서 안정된 포커스 점프가 이루어지도록 한다. 이를 위해서는 목표 기록층의 포커스 인입 영역에서 RF신호의 변동 추이를 감시한다. 즉, RF 신호가 제로 레벨에서 최대값으로 이동하다가 도중에 다시 제로 레벨로 복귀하면 가속 에너지가 부족한 것으로 판단하고, 대물 렌즈가 b지점까지 이동하기에 충분한 가속 에너지를 다시 부여하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 포커스 점프 방법을 보이는 흐름도이다. 도 7에 도시된 방법은 가속 과정(S71), RF신호의 샘플링 및 저장 과정(S72), 제로 크로싱 판단 과정(S73), 감속 과정(S74), 비교 과정(S75), 그리고 속도 제어 과정(S76)을 구비한다.

가속 과정(S71)에서는 대물 렌즈가 목표 기록층을 향해 이동하도록 가속 에너지를 부여한다.

RF신호의 샘플링 및 저장 과정(S72)에서는 대물 렌즈가 출발 기록층의 초점 위치로부터 포커스 인입 영역을 벗어날 때까지 RF신호의 엔벨로프를 샘플링하고 이를 저장한다. 도 6a 및 도 6b에 있어서 RF 엔벨로프 신호에 사각형 점들이 표시되어져 있는 것은 사각형 점들에 해당하는 위치에서 RF 엔벨로프 신호가 샘플링되는 것을 나타낸다.

제로 크로싱 판단 과정(S73)에서는 포커스 에러 신호가 층간에서 제로 레벨이 되는 위치를 검출한다. 이 위치를 전후하여 가속 동작과 감속 동작이 절환된다.

감속 과정(S74)에서는 가속 과정(S71)에서 인가된 펄스와 역방향의 펄스를 인가하여 대물 렌즈를 감속시킨다.

비교 과정(S75)에서는 목표 기록층의 포커스 영역 인입 시점에서부터 목표 기록층의 초점 위치에 도달하는 동안 RF신호를 샘플링하고 이를 저장된 값과 비교한다. 비교 결과 출발 기록층의 초점 위치로부터 포커스 인입 영역을 벗어날 까지 RF신호가 보이는 변동 추이가 목표 기록층의 포커스 인입 영역에 인입되는 시점으로부터 목표 기록층의 초점 위치까지의 RF신호가 보이는 변동 추이가 서로 다르게 되면 그에 상응하여 속도 제어를 수행한다.

속도 제어 과정(S76)에서는 RF신호의 레벨이 정상 레벨로 복귀하는 시점에서 대물 렌즈가 정지하도록 속도를 제어한다.

도 8은 본 발명에 따른 포커스 점프 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 8에 도시된 장치는 광픽업(80), 포커스 서보 제어부(82), 포커스 액튜에이터 구동부(84), 제로 크로싱 검출부(86), A/D변환기(88), 메모리(90), 비교기(92)를 구비한다.

광픽업(80)은 레이저 빔을 집속시켜 기록층에 조사시키기 위한 대물 렌즈, 포커스 액튜에이터 구동 신호에 응답하여 대물 렌즈를 기록층에서 상하 방향으로 이동시키는 포커스 액튜에이터, 그리고 기록층으로부터 반사된 광신호에 근거하여 포커스 에러 신호 및 RF신호를 발생하는 광검출기를 포함한다.

포커스 서보 제어부(82)는 광픽업에서 발생된 포커스 에러 신호에 근거하여 포커스 서보 신호를 발생한다.

포커스 액튜에이터 구동부(84)는 포커스 서보 제어부(82)에서 발생된 포커스 서보 신호에 응답하여 포커스 액튜에이터 구동 신호를 발생한다.

제로 크로싱 검출기(86)는 포커스 점프 동작 동안 광픽업에서 발생된 포커스 에러 신호를 유입하여 제로 크로싱 포인트를 검출한다.

A/D변환기(88)는 가속 구간 및 감속 구간에서 RF신호를 샘플링한다.

메모리(90)는 대물 렌즈가 출발 기록층의 포커스 인입 영역을 이동하는 동안 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호를 저장한다.

비교기(92)는 가속 구간에서 메모리에 저장된 샘플링된 RF신호의 변동 추이와 감속구간에서 상기 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호의 변동 추이를 비교한다.

포커스 점프 제어부(94)는 제로 크로싱 검출기(86)의 검출 결과 및비교기(92)의 비교 결과에 근거하여 포커스 점프 동작을 제어한다.

도 8에 도시된 장치의 동작을 도 6a, 도 6b, 그리고 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

가속 과정(S71)에서는 대물 렌즈가 목표 기록층을 향해 이동하도록 가속 에너지를 부여한다. 포커스 점프 명령에 응답하여 포커스 점프 제어부(94)는 포커스 액튜에이터(84)에 가속을 위한 펄스 신호를 인가한다. 이때, 포커스 서보 제어부(82)는 동작하지 않는다. 제1기록층(100)의 초점 위치 a에서 제2기록층(102)의 초점 위치b로 이동하는 경우 정의 펄스를 인가한다. 가속 과정의 결과 대물 렌즈는 b를 향하여 가속된다. 정의 펄스가 종료되면 대물 렌즈는 αTac로 나타내어지는 속도 에너지에 의해 등속으로 이동한다.

RF신호의 샘플링 및 저장 과정(S72)에서는 대물 렌즈가 출발 기록층의 초점 위치로부터 포커스 인입 영역을 벗어날 때까지 RF신호의 엔벨로프를 샘플링하고 이를 저장한다. A/D변환기(88)는 대물 렌즈가 출발 기록층의 초점 위치로부터 포커스 인입 영역을 벗어날 때까지 RF신호의 엔벨로프를 샘플링하고 이를 메모리(90)에 저장한다. 즉, A/D변환기(88)는 가속 과정(S71)의 시작점에서부터 포커스 에러 신호의 레벨이 제로가 될 때까지 RF신호를 샘플링하고 샘플링된 값들을 메모리(90)에 차례로 저장한다.

제로 크로싱 판단 과정(S73)에서는 포커스 에러 신호가 층간에서 제로 레벨이 되는 위치를 검출한다. 이 위치를 전후하여 가속 동작과 감속 동작이 절환된다. 즉, 포커스 에러 신호가 제1기록층(100)의 포커스 인입 영역을 벗어나는 시점에서포커스 에러 신호가 제로가 되므로 제로 크로싱 검출부(86)에서 이를 검출하여 포커스 점프 제어부(94) 및 A/D변환부(88)에 전달하며, 포커스 점프 제어부(94)는 이에 응답하여 정의 펄스를 종료시킨다. 실제에 있어서 제로 크로싱 검출부(86)는 제로 레벨로부터 -V 이내의 영역(제로 크로싱 영역)에 들어오는 지를 검출한다. A/D변환부(88)도 이에 응답하여 A/D변환동작을 종료한다.

감속 과정(S74)에서는 가속 과정(S71)에서 인가된 펄스와 역방향의 펄스를 인가하여 대물 렌즈를 감속시킨다. 감속 과정(S74)의 시작 시점도 제로 크로싱 검출부(86)에 의해 검출된다.

즉, 포커스 에러 신호가 제로 레벨로부터 정의 문턱값 +V를 벗어나는 시점에서부터 가속 과정(S71)에서 인가되었던 펄스와 역방향의 신호를 인가하고, A/D변환기(88)는 다시 RF신호를 샘플링한다. 도 8A에 있어서 감속 구간에서의 점프 펄스 신호가 도 3에 있어서와 같이 펄스 형태로 되지 않는 것은 후술하는 속도 제어 과정에 의해 RF엔벨로프의 변동 추이에 맞추어 가감속을 제어하기 때문이다. 이에 따라 본원 발명에서는 펄스 형태의 감속 신호를 사용하는 것에 비해 보다 정밀한 감속 제어가 가능해진다.

비교 과정(S75)에서는 목표 기록층의 포커스 영역 인입 시점에서부터 목표 기록층의 초점 위치에 도달하는 동안 RF신호를 샘플링하고 이를 저장된 값과 비교한다. 통상 대물 렌즈가 제1기록층(100)의 초점 위치로부터 제1기록층(100)의 포커스 인입 영역을 벗어날 때까지 보이는 RF신호의 변동 추이와 대물 렌즈가 제2기록층(102)의 포커스 인입 영역에 인입된 후 초점 위치까지 이동할 때까지 보이는RF신호의 변동 추이는 미러 영상(mirror image)을 보이므로 역방향으로 추적할 때 동일하게 된다.

따라서, 대물 렌즈가 제1기록층(100)의 초점 위치로부터 제1기록층(100)의 포커스 인입 영역을 벗어날 때까지 보이는 RF신호의 변동 추이를 역으로 추적하면서 이를 대물 렌즈가 제2기록층의 포커스 인입 영역에 인입된 후 초점 위치까지 이동할 때까지 보이는 RF신호의 변동 추이와 비교하면 포커스 점프 동작이 정상적으로 수행되는 지의 여부를 판단할 수 있게 된다.

예를 들어 도 6b에 도시된 바와 같이 RF신호의 엔벨로프가 제로 레벨로부터 최대값으로 변동하다가 도중에 다시 제로 레벨로 복귀하는 경우는 가속 에너지가 대물 렌즈에 인가된 충분하지 못하여 대물 렌즈가 제2기록층의 초점 위치까지 도달하지 못하는 상태임을 알 수 있다. 이 경우 속도 제어 과정에서 대물 렌즈가 b점을 향하여 더 이동할 수 있도록 가속 및 감속을 하게 된다.

속도 제어 과정(S75)에서는 RF신호가 제로 레벨로 복귀하게 되는 시점에서 포커스 액튜에이터가 대물 렌즈를 b방향으로 더욱 이동시키도록 속도를 제어한다.

여기서, 대물 렌즈에 어느 정도로 더 가속 에너지를 부여하는 크기는 변동 추이의 차이에 상응하여 결정된다. 즉, 도 6b의 변동 과정의 초기에 제로 레벨로 복귀하는 경우는 중간에 제로 레벨로 복귀하는 경우보다 더 큰 가속 에너지가 추가된다.

만일, RF엔벨로프가 도 6b의 밑에 도시된 바와 같이 정상적인 패턴을 보이지 못하고 도중에 줄어드는 경우에는 도 6b의 상단에 도시된 바와 같이 감속 펄스의지속 기간을 짧게하거나 정방향의 포커스 드라이브 신호를 인가하여 액튜에이터를 가속시켜주게 된다.

반대의 경우 즉, RF엔벨로프가 도 5b의 하단에 보여진 정상적인 패턴을 보이지 못하고 도중에 훨씬 커지는 경우에는 감속 펄스의 지속 기간을 길게하여 준다. 그러나, 실제에 있어서 가속 펄스 및 감속 펄스는 어느 정도 안정된 포커스 점프 동작을 수행할 수 있도록 실험치에 의해 결정되므로 대물렌즈가 목표 위치를 지나치게 되는 경우는 별로 없다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 포커스 점프 방법 및 장치는 가속 구간에서 포커스 에러 신호뿐만 아니라 RF신호의 레벨을 참조하여 속도를 제어함으로서 안정된 포커스 점프 동작을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 감속 구간에서 보다 정밀하게 속도 제어를 할 수 있는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 복층 구조를 가지는 광디스크를 재생하는 장치에서 층간 포커스 점프를 수행하는 방법에 있어서,

   액튜에이터에 점프시키고자 하는 방향으로 가속 펄스를 인가하여 대물렌즈를 목표 기록층으로 향하여 가속시키는 과정;

   포커스 에러 신호를 참조하여 대물 렌즈가 목표 기록층의 초점 인입 영역에 들어갔는지를 판단하고, 그 인입시점에서 대물 렌즈를 목표 기록층의 초점위치에서정지시키기 위한 소정 레벨을 가지는 감속 펄스를 인가하는 감속 과정; 및

   RF신호를 참조하여 RF신호의 레벨이 정상적인 포커스 점프에 수반되는 변동 추이를 보이지 못할 경우 상기 감속 펄스의 레벨을 제어하여 대물 렌즈의 이동 속도를 제어하는 속도 제어 과정을 포함하는 포커스 점프 방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 가속 과정의 결과 대물 렌즈가 출발 기록층의 포커스 위치로부터 출발하는 시점부터 출발 기록층의 포커스 인입영역을 벗어나는 시점까지의 RF신호의 변동 추이를 샘플링하여 저장하는 과정; 및

   상기 감속 과정의 결과 대물 렌즈가 목표 기록층의 포커스 인입영역에 인입되는 시점부터 목표 기록층의 포커스 위치에 도달하는 시점까지의 RF신호의 변동 추이를 샘플링하여 저장하는 과정을 더 구비하고,

   상기 속도 제어 과정은 상기 저장된 RF신호의 변동 추이들을 비교하여 서로 다르게 되면 이를 해소하는 방향으로 대물 렌즈의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 포커스 점프 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 속도 제어 과정에서 대물 렌즈가 점프시키고자 하는 방향으로 더 이동하도록 가속시키는 크기는 샘플링된 RF신호의 차값에 상응하는 것을 특징으로 하는 포커스 점프 방법.
4. 레이저 빔을 집속시켜 기록층에 조사시키기 위한 대물 렌즈, 포커스 액튜에이터 구동 신호에 응답하여 대물 렌즈를 기록층에서 상하 방향으로 이동시키는 포커스 액튜에이터, 그리고 기록층으로부터 반사된 광신호에 근거하여 포커스 에러 신호 및 RF신호를 발생하는 광검출기를 포함하는 광픽업;

   상기 포커스 에러 신호에 근거하여 포커스 서보 신호를 발생하는 포커스 서보 제어부;

   상기 포커스 서보 신호에 응답하여 포커스 액튜에이터 구동 신호를 발생하는 포커스 액튜에이터 구동부;

   상기 포커스 에러 신호를 유입하여 제로 크로싱 포인트를 검출하는 제로 크로싱 검출기;

   상기 RF신호를 샘플링하는 A/D변환기;

   상기 대물 렌즈가 출발 기록층의 포커스 인입 영역을 이동하는 동안 상기 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호를 저장하는 메모리;

   상기 메모리에 저장된 샘플링된 RF신호의 변동 추이와 상기 대물 렌즈가 목표 기록층의 포커스 인입 영역을 이동하는 동안 상기 A/D변환기에 의해 샘플링된 RF신호의 변동 추이를 비교하는 비교기;

   상기 제로 크로싱 검출기의 검출 결과 및 상기 비교기의 비교 결과에 근거하여 포커스 점프 동작을 제어하는 포커스 점프 제어부를 포함하는 포커스 점프 장치.