KR100379422B1 - 광 기록매체의 서보 제어 방법 - Google Patents

Abstract

광 기록매체의 서보 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 프리러닝이나 트래버스 상태에서 트랙 온을 하기 전에 트랙킹 액츄에이터를 한 방향으로 일정량 이동시켜 디스크 상의 트랙과 대물 렌즈의 상대 위치, 방향 등을 안정되게 검출하고 제어에 이용함으로써, 트랙 온을 원하는 시점을 정확하게 알 수 있어 디스크 제어의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 디스크와 트랙킹 액츄에이터의 대물렌즈 간의 상대 속도를 줄여줌에 의해 저주파가 되어, 트랙 온시 서보를 안정화시킬 수 있다. 이로 인해 시스템의 성능을 향상시키며 특히, 데이터 기록 재생시 억세스 속도를 향상시킬 수 있다.

Description

광 기록매체의 서보 제어 방법{Method for controlling servo of optical record medium}

본 발명은 광 기록 매체의 서보 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 광 기록매체 상의 트랙과 대물렌즈의 상대 위치를 검출하여 서보 제어를 수행하는 광 기록매체의 서보 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 광 기록 매체 즉, 광 디스크를 기록 재생하는 광 디스크 기록 재생 장치는 CD(compact disc), DVD(digital versatile disc)등과 같은 광 디스크를 기록 매체로 하여 상기 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 상기 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.

이때, 상기 광 디스크 기록 재생 장치가 광 디스크를 제어함에 있어서 광 디스크와 대물렌즈의 상대 위치는 매우 중요한 요인이다.

특히, 디스크 상의 트랙과 대물 렌즈의 상대 위치 및 방향 속도는 트랙 서보 제어에 있어서 매우 정확하게 정의되어야만 하는 인자(factor)이다.

따라서, 기존의 광 디스크 제어에 있어서는 이를 정의하기 위해 미러 신호나 래디얼 콘트라스트(Radial Contrast ; 이하 RC라 칭함.)에 의해 발생하는 트랙(피트, 그루브)과 미러(land)를 구별하여 트랙 에러와의 관계로부터 상대 위치 및 방향, 속도를 검출하여 사용하고 있다.

그러나, RC가 작아서 이를 검출하기 힘든 디스크(예, DVD-RW)나 랜드/그루브 모두 기록하는 방식의 디스크(예, DVD-RAM)에 있어서는 RC 및 미러 검출이 되지 않으므로 디스크 상의 트랙과 대물렌즈의 상대 위치, 방향 등을 검출하는데 어려움이 있다.

도 1은 편심에 의한 광 픽업 헤드와 트랙 간의 상대 운동을 보이고 있고, 도2의의 (a)는 이때의 트랙킹 에러 신호를 보이고 있으며, 도 2의 (b)는 상기 도 2의 (a)를 확대한 것이다. 즉, 편심에 의해 디스크가 트랙을 왔다 갔다 하면서 트랙킹 에러 신호가 발생한다.

일 예로, 상기 광 디스크 기록 재생 장치는 디스크가 인입되고 나서의 프리 러닝 상태에서 트랙 온을 할 때 또는, 시크(seek)나 트랙 점프 후 트래버스 상태에서 트랙 온을 할 때 자동 브레이크 시스템을 온시켜 트랙 온을 한다.

여기서, 트래버스 상태란 트랙킹 서보는 오프시키고 포커스 서보만 온시킨 상태에서 디스크를 회전시키고 동시에 광 픽업을 이동시키면서 서보 에러 신호를 검출하는 것을 의미하며 주로 시크(seek)에 이용하고, 프리 러닝(free running) 상태란 트랙킹 서보는 오프시키고 포커스 서보만 온시킨 상태에서 디스크는 회전시키고 광 픽업은 고정시킨 채 서보 에러 신호를 검출하는 것을 의미하며 주로 디스크의 편심양 측정에 이용한다.

즉, 포커스 서보만 온시킨 상태에서 킥 펄스를 발생하여 광 픽업 내의 트랙킹 액츄에이터에 인가한다. 이때, 상기 킥 펄스(kick pulse)가 인가되면 트랙킹 액츄에이터의 속도가 상승하면서 가속에 의해 트랙킹 액츄에이터의 대물 렌즈를 한쪽 방향으로 밀어준다.

그리고, 트랙 온을 하기 위해 자동 브레이크 시스템을 동작시키면 상기 자동 브레이크 시스템은 트랙킹 에러 신호의 제로 크로스 시점에서 브레이크 펄스를 기 설정된 브레이크 타임동안 트랙킹 액츄에이터에 인가하여 액츄에이터의 속도를 감속시킨다. 상기 브레이크 펄스는 상기 킥 펄스의 반전 펄스로서, 액츄에이터를 원하는 위치에 안정되게 정확히 멈추게 하기 위해 발생한다. 그리고, 미리 셋팅된 브레이크 타임이 끝나면 트랙킹 서보를 온시킨다.

이때, CD계나 DVD계의 피트(pit) 형식 또는 그루브 기록 방식에 있어서는 RF 신호로부터 미러 신호를 생성하여 트랙킹 액츄에이터의 방향을 검출하고, 이를 이용하여 자동으로 트랙킹 액츄에이터의 진동을 방지하고 있다.

즉, 트랙과 트랙 사이를 미러 영역이라 하며, 빛이 전반사되는 영역으로서, 트랙킹 액츄에이터가 트랙과 트랙 사이에 있다는 것을 나타내는 신호가 미러신호이다. 통상, 광 디스크 기록재생 장치에서는 RF 신호를 이용하여 미러 신호를 검출한다.

이때, 도 3의 (a)가 트랙킹 에러 신호라고 가정할 때, 도 3의 (b)와 같이 트랙킹 액츄에이터의 대물렌즈 방향이 외주 방향이면서 광 픽업의 헤드가 그루브 센터에 있을때가 트랙 온을 하기가 가장 좋은 시점이다.

특히, 트랙 온 시점은 상기된 조건을 갖추면서 도 4의 (a) 내지 (c)와 같이 트랙킹 에러 신호가 저주파로 되는 부분이 잘 제어되고, 고주파 부분이 잘 안된다. 즉, 저주파 부분은 트랙 크로스를 느리게 하므로 트랙 온을 하기가 좋다.

이때, 도 4의 (a)는 트랙킹 에러 신호이고, 도 4의 (b)는 킥 펄스 및 브레이크 펄스등을 나타내는 트랙 제어 신호이며, 도 4의 (c)는 온 트랙 신호이다.

그러나, DVD-RAM의 경우 랜드/그루브(이하, L/G라 칭함.) 기록 방식이므로 미러 검출이 안된다. 즉, L/G 기록 방식에서는 랜드와 그루브에 모두 데이터가 기록되므로 RF 신호로부터 미러 신호를 형성하지 못한다. 이때, 미러 신호를 형성하지 못하면서 트랙킹 에러는 그루브 기록 방식이나 L/G 기록 방식이나 똑같이 발생하므로 트랙킹 액츄에이터의 방향을 검출하지 못한다. 이는 결국 자동 브레이크(Auto break) 시스템을 동작시키지 못하게 되므로 L/G 기록 방식에서는 안정된 트랙 서보를 제대로 수행할 수 없게된다.

또한, 이로 인해 L/G 판정이 어렵고 L/G 트랙 온 지점의 결정이 어렵다. 즉, 트랙 온할 위상을 검출하지 못한다.

이로 인해 서보가 미끄러지는 등 서보가 불안정해진다.

한편, DVD-R/RW의 경우도 미기록 영역에서 RC가 확보되지 않으면 L/G 판별이 안되고 또한, 자동 브레이크 시스템이 동작하지 않는다. 이로 인해 트랙 온시에 서보가 불안정해진다. 즉, L/G 사이의 반사 광량의 차가 몇 % 이상이 되어야 L/G 판별이 이루어지는데 기록용 디스크에서의 미기록 영역이나 재기록 가능 디스크에서의 고밀도화로 인해 RC 확보가 어렵다. 일 예로, DVD-RAM의 경우 L/G에 모두 데이터가 기록되므로 L/G 사이에 반사 광량의 차이가 별로 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 미러, RC의 검출이 힘든 디스크에 있어서 디스크 상의 트랙과 대물 렌즈의 상대 위치, 방향 등을 안정되게 검출하고 제어에 이용하는 광 기록매체의 서보 제어 방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 광 기록매체의 구조로서, 편심에 의한 광 픽업 헤드와 트랙 간의 상대 운동을 나타낸 도면

도 2의 (a),(b)는 도 1에 의해 발생하는 트랙킹 에러 신호의 예를 보인 도면

도 3의 (a),(b)는 트랙킹 에러 신호와 광 픽업 헤드 위치와의 관계를 보인 파형도

도 4의 (a) 내지 (c)는 자동 브레이크 시스템 및 안정된 트랙킹 온 동작 상태를 보인 파형도

도 5는 본 발명에 따른 광 기록매체의 구조로서, 액츄에이터 방향을 외주(또는 내주)로 일정 구간 고정시키는 예를 보인 도면

도 6은 본 발명에 따른 광 기록매체의 서보 제어 방법을 수행하기 위한 흐름도

도 7의 (a) 내지 (f)는 본 발명에 따른 동작 파형도

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록매체의 서보제어방법은, 트랙킹 서보는 오프되고 포커스 서보만 온된 상태에서 트랙킹 액츄에이터를 한 방향으로 일정량 이동시키는 단계와, 상기 단계가 수행되면서 생성되는 트랙킹 에러 신호의 주파수 변화로부터 트랙 온 시점을 판별하는 단계와, 상기 단계에서 트랙 온 시점이 판별되면 상기 트랙킹 액츄에이터의 이동을 정지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 트랙킹 액츄에이터 이동 단계의 일정량은 편심량에 비례하는 양인 것을 특징으로 한다.

상기 트랙킹 액츄에이터 이동 단계의 이동 방향은 외주 방향인 것을 특징으로 한다.

상기 트랙 온 시점 판별 단계는 상기 트랙킹 액츄에이터의 현재 방향과 광 기록매체의 트랙간 상대 방향이 같은 방향이면 트랙 온 시점으로 판별하는 것을 특징으로 한다.

상기 트랙 온 시점 판별 단계는 이웃하는 두 트랙 제로 크로스 신호의 타임을 각각 비교하여 저주파 영역을 판별하는 단계와, 상기 저주파 영역으로 판별되면 트랙 온 허용 윈도우 신호를 생성하는 단계와, 상기 트랙 온 허용 윈도우 내에서만 트랙 서보를 온하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 트랙킹 액츄에이터 정지 단계는 상기 단계에서 트랙 온 시점으로 판별되면 상기 트랙 온 허용 윈도우 내의 트랙 제로 크로스(TZC) 신호의 라이징 에지에서 브레이크 펄스를 발생시켜 트랙킹 액츄에이터의 이동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 프리러닝이나 트래버스 상태에서 트랙 온을 하기 전에 트랙을 온하고 싶은 방향으로 트랙킹 액츄에이터를 일정량 이동시킨 후 트랙 온을 하는데 있다.

도 5는 본 발명에 따른 광 픽업 헤드와 트랙 간의 상대 운동을 보이고 있으며, 트랙 온을 하기전에 트랙킹 액츄에이터의 방향을 외주(또는 내주)로 일정 구간 고정시키는 예를 보이고 있다.

도 6은 본 발명에 따른 광 기록매체의 서보 제어 방법을 수행하기 위한 흐름도로서, 디스크가 삽입되면(단계 601), 트랙킹 서보는 오프시키고 포커스 서보만 온시킨 프리러닝 상태에서 편심량을 측정한다(단계 602).

여기서, 상기 편심량을 결정하는 것은 트랙 서보 온전에 트랙킹 액츄에이터의 대물렌즈를 한 방향(예, 내주 또는 외주)으로 밀 때, 미는 크기(즉, 양)를 결정하기 위해서이다.

이때, 상기 편심량은 디스크 1 회전당 발생하는 트랙 제로 크로싱(Track zero crossing ; TZC) 신호를 카운트하면 알 수 있다.

상기 TZC 신호는 트랙 크로스 시점에서 온/오프되는 신호로서, 도 7의 (c)와 같은 트랙킹 에러 신호를 내부 기준 레벨로 슬라이스하여 얻을 수 있다.

상기 단계 602에서 편심량이 측정되면 시스템이 필요한 기능을 수행하면서(단계 603), 트랙 온을 할 것인지를 판별한다(단계 604).

상기 단계 604에서 트랙 온을 한다고 판별되면 TZC 신호의 주기에 해당하는 타임을 체크하고, 상기 단계 602에서 측정된 편심량에 비례하는 양으로 트랙킹 액츄에이터를 일정 방향으로 민다(단계 605).

여기서, 편심량에 비례하는 양으로 트랙킹 액츄에이터를 미는 것은 이때, 주파수 변화가 가장 크기 때문이다.

그리고, 상기 트랙킹 액츄에이터를 내주 또는 외주 중 어느 한 방향으로 밀어도 좋으나, 상기 트랙킹 액츄에이터를 내주로 밀면 제어 위상이 바뀌어야 하므로 제어가 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 제어를 쉽게 하기 위하여 도 7의 (c)와 같이 트랙킹 액츄에이터를 외주 방향으로 미는 것을 실시예로 한다.

즉, 상기 트랙킹 액츄에이터를 외주 방향으로 일정량 밀면서 이때 발생하는 이웃하는 두 TZC 신호의 타임을 체크한다(단계 606). 이는 현재 위치의 주파수가 고주파인지 저주파인지를 체크하기 위해서이다.

이때, 광 검출기가 도 7의 (a)와 같고, 트랙킹 액츄에이터의 현재 방향과 광 디스크의 트랙간 상대 방향이 도 7의 (c)에서 처럼 같은 방향이면 도 7의 (b)와 같은 트랙킹 에러 신호가 저주파로 바뀌고, 반대 방향이면 고주파로 바뀐다. 그리고, 이 결과로부터 트랙킹 액츄에이터의 방향까지도 알 수 있다. 이는 트랙 미끄러짐없이 트랙 온이 되도록 자동 브레이크 시스템을 동작시킬 수 있음을 의미한다.

예를 들어, 트랙킹 액츄에이터의 현재 방향과 광 디스크의 트랙간 상대 방향이 모두 외주쪽이라면 도 7의 (b)의 앞 부분과 같이 트랙킹 에러 신호는 프리러닝상태에서 검출된 도 7의 (a)의 트랙킹 에러 신호보다 더 저주파가 된다.

즉, 트랙킹 액츄에이터를 외주쪽으로 이동시키면 편심은 나가는 방향이 되어 저주파가 되면서 트랙 크로스를 적게한다.

또한, 상기 트랙킹 액츄에이터의 현재 방향과 광 디스크의 트랙간 상대 방향이 외주와 내주로서 서로 반대 방향이라면 도 7의 (b)의 뒤 부분과 같이 트랙킹 에러 신호는 프리러닝 상태에서 검출된 도 7의 (a)의 트랙킹 에러 신호보다 더 고주파가 된다.

이때, 트랙 온은 저주파에서 제어가 잘 되고, 고주파에서 제어가 잘 안되므로 저주파 영역에서만 트랙 온을 하기 위해 윈도우 신호를 생성한다. 여기서, 상기 윈도우 신호는 이웃하는 상기 두 TZC 신호의 타임을 각각 체크하여 발생한다.

이를 위해, 상기 도 7의 (b)와 같은 트랙킹 에러 신호를 기 설정된 기준 레벨로 슬라이스하여 도 7의 (c)와 같은 TZC 신호를 발생시킨다. 이때, 상기 TZC 신호는 트랙 온시 브레이크 펄스, 브레이크 온 타임을 결정하는 기준 신호로 이용한다. 즉, 킥 펄스 발생 후 어느 시점부터 브레이크 펄스를 발생하여야 할지를 결정할 때 상기 TZC 신호를 기준 신호로 이용한다. 본 발명에서는 상기 TZC 신호의 라이징 에지에서 브레이크 펄스를 발생시킨다.

그리고나서, 이웃하는 두 TZC 신호의 타임을 비교한다(단계 606). 만일, 이후 TZC 신호의 타임(Tn+1)이 이웃하는 이전 TZC 신호의 타임(Tn*k)보다 크면 저주파 영역으로 판단하고, 크지 않으면 고주파 영역으로 판단한다.

상기 단계에서 저주파 영역으로 판별되면 제어 방향으로 판단하여 트랙 온허용 윈도우를 도 7의 (e)와 같이 온시키고(단계 607), 크지 않다고 판별되면 제어 방향과 반대로 판단하여 트랙 온 허용 윈도우를 오프시킨다(단계 612).

즉, 상기 단계 607에서 도 7의 (e)와 같이 트랙 온 허용 윈도우가 발생하면 상기 허용 윈도우 내에서 트랙 온을 위해 자동 브레이크 시스템을 동작시킨다.

이때, 트랙 온을 위해 브레이크 펄스는 도 7의 (f)와 같이 트랙 센터 즉, TZC 신호의 라이징 에지에서 발생한다. 이를 위해 TZC 신호가 라이징 에지인지를 체크한다(단계 607). 라이징 에지가 아니면 계속 자기 루프를 돌고, 라이징 에지이면 브레이크 펄스를 발생시키고, 트랙 서보를 온시킨다(단계 609).

즉, 트랙킹 액츄에이터의 방향을 알 수 있으므로 상기 액츄에이터의 방향과 반대 방향으로 브레이크 펄스를 상기 트랙킹 액츄에이터에 인가한다. 그 후 트랙 온이 되면 자동 브레이크 동작을 해제한다.

이를 위해, 트랙 온이 성공하였는지를 체크한다(단계 610). 만일 성공하지 않았으면 다음 TZC 신호의 라이징 에지에서 트랙 서보를 온하기 위해 트랙 온 허용 구간인지를 체크한다(단계 611). 트랙 온 허용 구간이면 다시 TZC 라이징 에지를 체크하는 단계 608로 점프하고, 트랙 온 허용 구간이 아니면 단계 603으로 되돌아가 처음부터 다시 수행한다.

여기서, 트랙 온 허용 구간인지 아닌지의 판별은 도 7의 (e)와 같은 트랙 온 허용 윈도우 신호로 판별한다.

본 발명은 시크나 트랙 점프 후의 트래버스 상태에서도 그대로 적용할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 기록매체의 서보 제어 방법에 의하면, 미러, RC의 검출이 힘든 디스크의 경우, 프리러닝이나 트래버스 상태에서 트랙 온을 하기전에 트랙킹 액츄에이터를 한 방향으로 일정량 이동시켜 디스크 상의 트랙과 대물 렌즈의 상대 위치, 방향 등을 안정되게 검출하고 제어에 이용함으로써, 트랙 온을 원하는 시점을 정확하게 알 수 있어 디스크 제어의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 디스크와 트랙킹 액츄에이터의 대물렌즈 간의 상대 속도를 줄여줌에 의해 저주파가 되어, 트랙 온시 서보를 안정화시킬 수 있다. 특히, 트랙킹 액츄에이터의 방향을 알 수 있으므로 트랙 미끄러짐없이 트랙 온이 되도록 자동 브레이크 시스템을 동작시킬 수 있다. 이로 인해 시스템의 성능을 향상시키며 특히, 데이터 기록 재생시 억세스 속도를 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

1. 트랙킹 서보는 오프되고 포커스 서보만 온된 상태에서 트랙킹 에러 신호를 검출하고 상기 트랙킹 에러 신호에 따라 트랙킹 액츄에이터를 이동시킴에 의해 트랙 온을 제어하는 광 기록매체의 서보 제어 방법에 있어서,

   상기 트랙킹 액츄에이터를 외주와 내주 중 어느 한 방향으로 일정량 이동시키는 단계;

   상기 단계가 수행되면서 생성되는 트랙킹 에러 신호의 주파수 변화를 확인하여 상기 트랙킹 액츄에이터의 현재 방향과 광 기록매체의 트랙간 상대 방향이 같은 방향이면 트랙 온 시점으로 판별하는 단계; 그리고

   상기 단계에서 트랙 온 시점으로 판별되면 상기 트랙킹 액츄에이터의 이동을 정지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 트랙킹 액츄에이터 이동 단계의 일정량은 편심량에 비례하는 양인 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 편심량은 상기 단계에서 생성되는 트랙킹 에러 신호를 기 설정된 기준 레벨로 슬라이스하여 발생시킨 트랙 제로 크로스(TZC) 신호를 카운트하여 측정하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 트랙킹 액츄에이터 이동 단계의 이동 방향은 외주 방향인 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 트랙 온 시점 판별 단계는

   이웃하는 두 트랙 제로 크로스 신호의 타임을 각각 비교하여 저주파 영역을 판별하는 단계와,

   상기 저주파 영역으로 판별되면 트랙 온 시점으로 판단하고 트랙 온 허용 윈도우 신호를 생성하는 단계와,

   상기 트랙 온 허용 윈도우 내에서만 트랙 서보를 온하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 윈도우 신호 생성 단계는

   이웃하는 두 트랙 제로 크로스(TZC) 신호에서 이후의 트랙 제로 크로스(TZC)신호의 타임이 이전의 트랙 제로 크로스(TZC) 신호의 타임보다 크면 트랙 온 허용 윈도우 신호를 온 시키고, 크지 않으면 트랙 온 허용 윈도우 신호를 오프시키는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 트랙킹 액츄에이터 정지 단계는

   상기 단계에서 트랙 온 시점으로 판별되면 상기 트랙 온 허용 윈도우 내의 트랙 제로 크로스(TZC) 신호의 라이징 에지에서 브레이크 펄스를 발생시켜 트랙킹 액츄에이터의 이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 서보 제어 방법.