KR100402688B1 - 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치 - Google Patents

광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기록과 재생이 가능한 광 디스크 드라이버에 관한 것으로, 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치를 디지털화하여 안정적인 레이저 다이오드의 구동 파워와 그 파워의 절환이 용이하도록 하고, 아울러 회로의 구성을 단순화시키도록 하는 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적은 디지털 전압값을 인가받아 발생할 레이저 파워의 기준 전압값에 대한 신호를 발생하는 전압 기준값 발생부; 상기 전압 기준값 발생부의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 그에 상응하는 기준 펄스를 발생하는 기준 펄스 발생부; 상기 전압 기준값 발생부의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 디지털 전압값에 대한 에러 허용 범위값을 발생하는 에러 허용값 발생부; 레이저 다이오드의 모니터링된 전압을 인가받아 디지털값으로 변환하여 상기 에러 허용 범위값과의 차이를 계산하는 전압 에러 검출부; 상기 기준 펄스 발생부의 출력과 전압 에러 검출부의 출력을 더하는 가산기; 상기 가산기의 출력을 펄스폭 변조하여 에러가 보상된 구동 전압을 발생하는 구동전압 보상부; 상기 구동전압 보상부의 출력에 따라 레이저 다이오드를 구동시키는 구동부를 포함하여 구성됨으로써 달성된다.

Description

광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치(Laser Power Modulation Apparatus for Optical Disc Driver)
본 발명은 기록과 재생이 가능한 광 디스크 드라이버에 관한 것으로, 특히 데이터의 기록 및 재생시 레이저 파워의 조절장치를 디지털화하여 안정적인 레이저 파워의 공급이 가능하도록 한 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 데이터의 고밀도 저장 장치로서 광 디스크가 널리 이용되고 있다.
종전에는 이런 광 디스크에 기록된 데이터의 재생만이 가능하였지만 기술의 발전에 따라 이 광 디스크에 레이저 파워를 이용하여 데이터를 기록할 수 있게 되었다.
이러한 일반적인 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절장치는 도 3 에 도시한 바와같이, 전압 공급 수단으로 제공되는 기준 전압(ref_vtg)은 구동 전압 조절부(100)의 비교기(101)의 반전 입력단자(-)로 인가되고, 그 비반전 입력단자(+)로는 기록 또는 독취시의 레이저 파워를 모니터링한 전압이 인가된다.
상기 비교기(101)는 반전 입력단자(-)와 비반전 입력단자(+)로 인가되는 전압을 비교하여 그 차이 전압값을 구하게 되어 출력하게 된다.
이때, 상기 비교기(101)의 반전 입력단자(-)와 출력단자 사이에는 저항(R)과 콘덴서(C)가 병렬로 연결되어 그의 시정수에 의해 출력 전압이 단속되어 출력되어 진다.
즉, 모니터링된 전압보다 큰 경우에는 레이저 파워를 낮추는 방향으로, 반면에 작은 경우에는 레이터 파워를 높이는 방향으로 단속되어진 전압이 출력되어지는 것이다.
이렇게 단속되어진 전압은 구동부(110)의 트랜지스터(Q)의 베이스 단자로 인가되어 그의 온/오프를 제어함으로써 에미터단자로 인가되는 전원(VCC)을 레이저 다이오드(D1)에 공급하게 되어 그 발생되는 레이저 파워에 의해 디스크 상에 데이터를 기록 또는 독취하게 된다.
또한, 수광 다이오드(D2)는 상기 레이저 다이오드(D1)로부터 발생되는 레이저 파워를 수광하여 가변 저항(VR)에 의해 모니터링 전압으로 변환되며, 그 모니터링된 전압을 상기 구동 전압 조절부(100)의 비교기(101)의 비반전 입력단자(+)로 제공하게 되는데, 이때 가변 저항(VR)에 의해 모니터링된 전압의 크기가 결정된다.
즉, 가변 저항(VR)의 조절에 의해 수광 다이오드(D2)의 모니터링 전압의 오차 허용 범위가 결정됨으로써 비교기(101)의 출력 전압값의 크기를 결정하도록 한다.
이와같은 동작에 의해 광 디스크 표면에 데이터를 기록하는 경우 레이저의 파워를 적절히 단속하여 기록하고자 하는 데이터에 해당하는 피트(pit)를 형성하게 된다.
올바른 피트의 형상은 도 1A에 도시한 바와같이, 피트의 길이는 데이터에 따라 가변되고, 피트의 폭이 균일하게 형성되어 있어야 한다.
보통 피트의 길이는 3T∼11T 까지의 길이를 갖는데, 1T는 1/4.32MHz의 길이를 갖게된다.
그런데, 실제로 상기에서 설명한 아날로그 방식의 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절장치를 사용하여 광 디스크상에 데이터를 기록하는 경우 안정적인 파워가 레이저 다이오드에 공급되기 어렵고, 아날로그 방식이므로 파워의 절환이 용이하지 않게되어 광 디스크에 기록되는 피트는 도 1B에 도시된 바와같이 폭이 균일한 피트가 형성되지 않는다.
즉, 도 2 에 도시된 바와같이 3T에 해당하는 피트를 형성시키고자 하는 경우 그 레이저의 파워가 기록 파워에 도달하기 이전에 3T에 해당하는 시간이 경과됨으로써 피트가 형성되지 않은 경우가 발생하고, 반면에 11T의 피트를 형성시키고자 하는 경우 레이저 파워가 광 디스크상에 지속적으로 조사되어 그 기록 파워가 증가되므로 피트의 폭이 넓어지는 경우가 발생한다.
이로인해, 광 디스크의 데이터를 읽어들일 때 기록된 데이터의 에러에 의해 신호대 잡음비(S/N 비 : signal to noise ratio)가 열화되는 문제점이 발생한다.
또한, 아날로그 방식이므로 회로의 구성이 복잡함과 아울러 그 크기가 증대되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치를 디지털화하여 안정적인 레이저 다이오드의 구동 파워와 그 파워의 절환이 용이하도록 하고, 아울러 회로의 구성을 단순화시키도록 하는 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명 광 디스크 드라이버의 기록 레이저 파워 조절 장치는 도 4 에 도시한 바와같이, 디지털 전압값을 인가받아 발생할 레이저 파워의 기준 전압값에 대한 신호를 발생하는 전압 기준값 발생부(200); 상기 전압 기준값 발생부(200)의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 그에 상응하는 기준 펄스를 발생하는 기준 펄스 발생부(210); 상기 전압 기준값 발생부(200)의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 디지털 전압값에 대한 에러 허용 범위값을 발생하는 에러 허용값 발생부(250); 레이저 다이오드(D1)의 모니터링된 전압을 인가받아 디지털값으로 변환하여 상기 에러 허용 범위값과의 차이를 계산하는 전압 에러 검출부(260); 상기 기준 펄스 발생부(210)의 출력과 전압 에러 검출부(260)의 출력을 더하는 가산기(220); 상기 가산기(220)의 출력을 펄스폭 변조하여 에러가 보상된 구동 전압을 발생하는 구동전압 보상부(230); 상기 구동전압 보상부(230)의 출력에 따라 레이저 다이오드(D1)를 구동시키는 구동부(240)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
도 1 은 광 디스크에 바람직하게 기록된 피트의 형상과 실제 기록되는 피트의 형상을 나타낸 도.
도 2 는 일반적으로 광 디스크에 인가되는 광 디스크의 기록 파워를 설명하기 위한 도.
도 3 은 아날로그 방식의 일반적인 레이저 파워 조절장치를 나타낸 구성도.
도 4 는 본 발명 디지털 방식의 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치를 나타낸 구성도.
도 5 는 펄스폭 변조부의 출력 상태를 보인 파형도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
200 : 전압 기준값 발생부 210 : 기준 펄스 발생부
220 : 가산기 230 : 구동 전압 보상부
231 : 펄스폭 변조부 232 : 저역 필터
240 : 구동부 250 : 에러 허용값 발생부
260 : 전압 에러 검출부 261 : 버퍼
262 : A/D 변환부 263 : 에러 검출부
D1 : 레이저 다이오드 D2 : 수광 다이오드
이와같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치는 전압 기준값 발생부(200), 기준 펄스 발생부(210), 에러 허용값 발생부(250), 전압 에러 검출부(260); 가산기(220), 구동전압 보상부(230), 구동부(240)로 구성된다.
전압 기준값 발생부(200)는 마이콤(도시하지 않음)으로부터 인가되는 디지털 전압값을 인가받아 레이저 다이오드(D1)에서 발생할 파워의 기준 전압값에 대한 신호를 발생하는 것이다.
기준 펄스 발생부(210)는 상기 전압 기준값 발생부(200)의 출력을 인가받아 기준 전압값과 상응하는 기준 펄스를 발생하는 것이다.
에러 허용값 발생부(250)는 상기 전압 기준값 발생부(200)의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 디지털 전압값에 대한 에러 허용 범위값 즉, 에러 발생 범위에 대한 임계값을 발생하는 것이다.
전압에러 검출부(260)는 레이저 다이오드(D1)의 모니터링된 전압을 인가받아 디지털값으로 변환하여 상기 에러 허용 범위값과의 차이를 계산하는 것으로, 수광 다이오드(D2)의 모니터링 전압값을 인가받아 버퍼링하는 버퍼(261); 상기 버퍼(261)의 출력을 인가받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(262); 상기 A/D 변환부(262)의 출력 및 에러 허용값 발생부(250)의 출력을 인가받아 그 차이값을 검출하는 에러 검출부(263)로 구성된다.
가산기(220)는 상기 기준 펄스 발생부(210)의 출력과 전압 에러 검출부(260)의 출력을 더하는 것이다.
구동전압 보상부(230)는 상기 가산기(220)의 출력을 펄스폭 변조하여 에러가 보상된 구동 전압을 발생하는 것으로, 샘플링 클럭(sample_clock)에 의해 상기 가산기(220)의 출력을 펄스폭 변조하는 펄스폭 변조부(231); 상기 펄스폭 변조부(231)의 출력을 저역 필터링하여 직류화하는 저역 필터(232)로 구성된다.
구동부(240)는 상기 구동전압 보상부(230)의 출력에 따라 레이저 다이오드(D1)를 구동시키는 것이다.
이와같이 구성된 본 발명을 첨부한 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 마이콤(도시하지 않음)으로부터 전압값이 디지털 신호로 전압 기준값 발생부(200)로 인가되면, 상기 전압 기준값 발생부(200)는 이를 근거로 레이저 다이오드(D1)에서 발생할 레이저 파워의 기준 전압값에 대한 신호를 발생하게 되어 이 신호를 기준 펄스 발생부(210) 및 에러 허용값 발생부(250)에 제공하게 된다.
상기 기준 펄스 발생부(210)는 상기 전압 기준값 발생부(200)로부터 입력되는 신호를 인가받아 그 신호에 상응하는 펄스폭 변조 신호를 발생하게 되는데, 이는 레이저 다이오드(D1)를 최적으로 구동할 수 있는 기준 펄스가 되는 것이다.
그러므로, 초기 동작시에는 상기 기준 펄스 발생부(210)로부터 발생되는 기준 펄스가 가산기(220)를 통하여 구동 전압 보상부(230)의 펄스폭 변조부(231)로 곧바로 인가되고, 상기 펄스폭 변조부(231)에서 인가되는 기준 펄스를 샘플링 클럭(sample_clock)에 의해 재차 펄스폭 변조를 수행하여 저역 필터(232)로 제공한다.
상기 저역 필터(232)는 상기 펄스폭 변조부(231)로부터 출력되는 펄스폭 변조신호를 인가받아 저역 통과 필터링을 수행함으로써 직류화시켜 구동부(240)로 제공한다.
상기 저역 필터(232)의 출력은 구동부(240)의 트랜지스터(Q)의 베이스 단자로 인가되어 온시킴으로써 에미터단자로 인가되는 전원(VCC)이 레이저 다이오드(D1)에 공급되고, 이에따라 발생되는 레이저 파워에 의해 광 디스크 상에 데이터를 기록 또는 독취하게 된다.
즉, 초기에는 기준 펄스 발생부(210)의 출력에 의해 레이저 다이오드(D1)가 구동되는 것이다.
상기 레이저 다이오드(D1)로부터 발생되는 레이저 파워를 수광 다이오드(D2)에서 수광하여 가변 저항(VR)에 의해 모니터링 전압으로 변환되는데, 그 모니터링된 아날로그 전압은 전압에러 검출부(260)의 버퍼(261)로 인가되어 버퍼링된 다음 그 버퍼링된 전압이 A/D 변환부(262)로 인가된다.
상기 A/D 변환부(262)는 디지털적인 처리를 위하여 입력되는 아날로그 전압값을 디지털 신호로 변환하여 에러 검출부(263)로 제공하게 되고, 상기 에러 검출부(263)는 에러 허용값 발생부(250)로부터 인가되는 에러 허용 범위값과 A/D 변환부(262)로부터 인가되는 모니터링된 디지털 신호의 차이를 계산하여 출력하게 된다.
즉, 현재 수광 다이오드(D2)로부터 모니터링된 전압값이 에러 허용 범위값을 넘는 경우 이의 전압 차이값을 게산하여 가산기(220)로 출력하게 되는 것이다.
상기 가산기(220)는 상기 전압 에러 검출부(260)의 에러 검출부(263)로부터 출력되는 전압 차이값과 기준 펄스 발생부(210)로부터 출력되는 기준 펄스를 인가받아 이를 더하여 구동 전압 보상부(230)로 제공하게 되는데, 만일 상기 에러 검출부(263)에서 게산된 전압 차이값이 레이저 파워를 결정하는 기준 전압값보다 작다면 기준 펄스의 고전위 구간은 짧아질 것이고, 기준 전압값보다 크다면 고전위 구간은 길어질 것이다.
따라서, 구동 전압 보상부(230)의 펄스폭 변조부(231)는 상기 가산기(220)의 출력을 인가받아 샘플링 클럭(sample_clock)에 의해 이를 보상하게 되는데, 이의 보상 동작을 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a는 펄스폭 변조부(231)에 인가되는 셈플링 클럭(sample_clock)으로서 일정한 듀티비를 갖고 인가된다.
만일 가산기(220)로부터 인가되는 전압 차이값에 대한 펄스가 도 5b에 도시한 바와같이 고전위 구간이 짧은 경우 즉, 레이저 다이오드(D1)의 파워가 작은 경우 고전위 구간을 그만큼 늘리는 방향으로 보상하게 될 것이고, 반면에 도 6c에 도시한 바와같이 레이저 다이오드(D1)의 파워가 너무 큰 경우 고전위 구간을 그만큼 좁히는 방향으로 보상하게 될 것이다.
따라서, 상기 펄스폭 변조부(231)의 출력은 저역필터(232)로 제공되어 저역 통과 필터링됨으로써 직류화되어 상기 펄스폭 변조부(231)의 출력에 따라 직류화된 전압값의 크기가 결정된다.
이 직류화된 전압값은 구동부(240)의 트랜지스터(Q)의 베이스 단자에 인가되어 그 전압값의 크기에 따라 개방되는 정도가 결정됨으로써 레이저 다이오드(D1)에 인가되는 전원(VCC)의 크기 정도를 결정하게 된다.
즉, 레이저 다이오드(D1)의 출력 파워를 적절히 조절할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 이 조절된 레이저 파워는 광 디스크에 조사되어 데이터를 기록 또는 독취할 수 있게 된다.
아울러 수광 다이오드(D2)는 광 디스크에 조사되는 레이저 파워를 모니터링하여 상기에서 설명한 동작과정을 반복하도록 함으로써 안정적인 레이저 파워가 광 디스크에 조사되도록 한다.
이와같이 본 발명 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치는 디지털 방식으로 광 디스크상에 조사되는 레이저 파워를 조절함으로써 아날로그 방식에 비해 안정적인 파워의 공급이 가능하고, 파워의 절환이 용이하며 즉 기준 전압값의 입력이 용이하며, 회로를 디지털화함으로써 전체적인 회로의 크기가 소형화될 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 디지털 전압값을 인가받아 발생할 레이저 파워의 기준 전압값에 대한 신호를 발생하는 전압 기준값 발생부;
    상기 전압 기준값 발생부의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 그에 상응하는 기준 펄스를 발생하는 기준 펄스 발생부;
    상기 전압 기준값 발생부의 기준 전압값에 대한 신호를 인가받아 디지털 전압값에 대한 에러 허용 범위값을 발생하는 에러 허용값 발생부;
    레이저 다이오드의 모니터링된 전압을 인가받아 디지털값으로 변환하여 상기 에러 허용 범위값과의 차이를 계산하는 전압 에러 검출부;
    상기 기준 펄스 발생부의 출력과 전압 에러 검출부의 출력을 더하는 가산기;
    상기 가산기의 출력을 펄스폭 변조하여 에러가 보상된 구동 전압을 발생하는 구동전압 보상부;
    상기 구동전압 보상부의 출력에 따라 레이저 다이오드를 구동시키는 구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전압에러 검출부는
    수광 다이오드의 모니터링 전압값을 인가받아 버퍼링하는 버퍼;
    상기 버퍼의 출력을 인가받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    상기 A/D 변환부의 출력 및 에러 허용값 발생부의 출력을 인가받아 그 차이값을 검출하는 에러 검출부로 구성되고,
    구동전압 보상부는
    샘플링 클럭에 의해 상기 가산기의 출력을 펄스폭 변조하는 펄스폭 변조부;
    상기 펄스폭 변조부의 출력을 저역 필터링하여 직류화하는 저역 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이버의 레이저 파워 조절 장치.
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