KR100431380B1

KR100431380B1 - 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치

Info

Publication number: KR100431380B1
Application number: KR10-2001-0008865A
Authority: KR
Inventors: 류도모아키
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2004-05-14
Also published as: EP1128370A2; TW594705B; DE60114485T2; EP1128370A3; CN1327231A; JP3726621B2; KR20010085461A; JP2001243637A; US6633522B2; HK1042584B; CN1149550C; HK1042584A1; US20010017826A1; DE60114485D1; EP1128370B1

Abstract

본 발명은 재생 속도가 빠르고, 면 편향이 큰 광 디스크의 초점 제어에 있어서, 실패가 없는 확실한 초점 인입을 가능하게 하는 것이다. 본 발명에서는 초점 제어 루프를 닫기 전에 초점 액츄에이터에 제동 신호를 인가하는 수단과, 초점 탐색 동작을 행하는 대물 렌즈와 면 편향에 의해서 오르내리는 광 디스크의 상대 속도의 반전을 검지하는 수단과, 다층 디스크에 있어서 각 층에서 검출되는 초점 오차 신호로부터 대물 렌즈와 광 디스크의 상대 속도를 검지하는 수단으로 구성된다.

Description

초점 인입 방법 및 광 디스크 장치{FOCUS PULL-IN METHOD AND OPTICAL DISK DEVICE}

본 발명은 광 디스크의 기록층에 광 스폿(spot)을 집광 제어하는 초점 인입 제어에 관한 것이다.

도 10은 CD, DVD 등의 광 디스크의 기록층에 대한 초점 인입을 실현하는 회로 구성의 일례를 나타내는 것이다. 도면에 있어 (0)은 반도체 LD를 포함하는 발광 광학계, (1)은 광 디스크, (2)는 대물 렌즈, (3)은 대물 렌즈(2)에 강체(rigid-body-like) 접속되어 자기 회로 내에 설치된 초점 액츄에이터, (4)는 하프 미러, (5)는 광전 변환 소자, (6)은 초점 오차 검출기, (7)은 위상 보상기, (8)은 전환 스위치, (9)는 드라이버 증폭기, (10)은 탐색 파형 발생기, (11)은 초점 오차 신호의 영 교차 검출기(zero-crossing detector), (12)는 마이크로 컴퓨터 등의 외부의 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)와 영 교차 검출기(11)의 출력의 논리곱을 취하는 AND 회로, (13)은 전가산 신호를 생성하는 가산 증폭기이다.

도 11은 CD 또는 DVD의 초점 인입 초점 인입 시에 있어서의 각 신호의 동작을 나타내는 것이다. (A)는 드라이버 증폭기(9)로부터 출력되어 초점 액츄에이터(3)에 인가되는 초점 구동 신호, (B)는 초점 오차 검출기(6)로부터 출력되는 초점 오차 신호(광 디스크(1)와 대물 렌즈(2)의 위치 관계를 나타내는 지표), (C)는 가산 증폭기(13)로부터 출력되어 광전 변환 소자(5)의 각 영역에 의해서 얻어지는 광전 변환 신호를 전가산한 전가산 신호, (D)는 전가산 신호(C)가 소정의 임계치(Sr2) 이상으로 초점 오차 신호의 영 교차점에서 "H"가 되는 제 1 제어 신호, (E)는 초점 제어 루프를 닫을 때는 "H", 초점 제어 루프를 닫지 않을 때는 "L"로 되는 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호, (F)는 "H"로 되면 전환 스위치(8)로 초점 제어 신호를 선택하고 "L"로 되면 초점 탐색 신호를 선택하는 제 3 제어 신호, (T1)은 초점 오차 신호의 영 교차점, (Sr2)는 유효 초점 오차 신호를 검지하기 위한 전가산 신호의 소정 임계치이다.

이하에 일반적인 초점 인입 동작에 관해서 설명한다. 통상 초점 서보의 인입 범위는 수㎛∼20㎛ 정도의 비교적 좁은 범위에 있다. 따라서 초점 서보를 인입하기 위해서는, 초점 서보의 인입 범위까지 초점 액츄에이터(3)를 이동시킬 필요가 있다. 탐색 파형 발생기(10)로부터는 예컨대 1㎐의 톱니파(saw tooth waveform)의 탐색 파형이 출력되고 있다. 초점 제어 루프를 닫는 모드가 아닐 때 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)는 "L"이기 때문에, 제 3 제어 신호(F)는 "L"로 되어 전환 스위치(8)는 초점 탐색 신호가 선택된다. 이 때 드라이버 증폭기(9)에는 탐색 파형이 입력되어 초점 액츄에이터(3)를 구동시킨다. 이 탐색 파형에 근거하여, 광 디스크(1)에 대물 렌즈(2)가 가까이 가거나 멀어지는 초점 탐색 동작이 이루어진다.

초점 오차 신호는 초점 탐색 동작과 함께 변화되는 광 디스크(1)로부터의 반사광에 기초한 신호이며, 반도체 LD(0)로부터 조사되어 광 디스크(1)의 기록면에서 반사된 레이저광을 광전 변환 소자(5)로 수광하여, 예컨대 공지의 비점 수차법을 이용하여 초점 오차 검출기(6)로 검출된다. 여기서 검출된 초점 오차 신호는 위상 보상기(7)로 출력된다. 위상 보상기(7)는 일반적인 1k㎐ 부근의 대역의 위상을 앞서게 하는 진상 필터(phase-lead filter)로 구성되고, 또한 적절한 서보 이득도 여기서 인가된다. 초점 오차 신호는 이 위상 보상기(7)에서 적절한 위상과 이득 특성이 인가된 후, 초점 제어 신호로서 전환 스위치(8)로 출력된다.

또한, 초점 오차 신호는 영 교차 검출기(11)에도 출력된다. 영 교차 검출기(11)는, 전가산 신호의 신호 레벨이 소정의 임계치(Sr2) 이상이고, 또한 초점 오차 신호가 영 교차점(T1)을 검지하면 "H"로 되며, 전가산 신호의 신호 레벨이 소정의 임계치(Sr2) 이하가 되면 "L"로 되는 제 1 제어 신호(D)를 출력한다.

이 때, 초점 제어 루프를 닫는 모드이면, 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)는 "H"로 되어, 영 교차 검출기(11)로부터의 제 3 제어 신호(F)가 유효로 되기 때문에, 초점 오차 신호의 영 교차점(T1)에서 전환 스위치(8)로 초점 제어 신호가 선택되어, 해당 제어 신호에 의해서 초점 액츄에이터(3)가 구동된다. 이상과 같이 하여 초점 제어의 인입 동작이 이루어진다.

일반적으로, 디스크를 회전 구동한 경우에는 면 편향(face deflection)이 발생한다. 면 편향 절대량은 각각의 디스크에 의해 규격이 정해져 있다. DVD에서는 ±300㎛이라는 값이 규격 한계치로 되어 있다. 예컨대, 규격 한계치의 DVD를 1배속으로 구동한 경우, 디스크의 최내주 부분에서의 회전수는 약 23㎐, 디스크의 면편향량은 디스크의 반경에 비례한다고 가정하면 최내주에서 약 ±125㎛로 되고, 최대 면 편향 속도는 수학식 1에 의해 약 18㎜/sec로 된다.

V : 면 편향 속도

A : 면 편향량

f : 회전 주파수

한편, 초점 탐색의 속도는 일반적으로 10㎜/sec 정도이기 때문에, 이 때 대물 렌즈와 광 디스크와의 상대 속도는 최대로 30㎜/sec(최대 면 편향 속도와 초점 탐색 속도와의 합에 상당)로 된다. 통상 초점 제어의 인입 능력은 위상 보상 필터, 이득의 설정, 초점 액츄에이터의 감도 등의 조건으로 다소는 다르지만 30㎜/sec 정도이며, 모든 영역에서 대물 렌즈와 디스크의 최대 상대 속도를 상회하기 때문에, 초점 제어 루프를 닫을 수 있다.

그러나, 최근 광 디스크 장치의 재생 속도는 해마다 고속화되고, 그에 따라서 디스크의 회전 속도도 고속화되어 왔다. 예컨대 CD에서는 최내주부에서 16배, DVD에서는 4배 정도의 회전수로 되어 있다. 여기서 DVD의 4배속 재생을 예로 들어, 디스크의 면 편향량이 규격의 한계인 ±300㎛의 디스크였다고 하면 디스크의 최내주부에서 최대 면 편향 속도는 약 ±70㎜/sec, 최대 상대 속도는 80㎜/se로 된다. 단 초점 탐색 속도를 10㎜/sec로 한다. 상술한 바와 같이 초점 제어계의 인입 가능한 속도는 통상 30㎜/sec 정도이기 때문에, 도 12에 도시된 바와 같이 대물 렌즈와 광 디스크와의 상대 속도가 30㎜/sec 이하인 영역이 대단히 적어 초점 제어 인입이 어려움을 알 수 있다.

또, 도 12는 광 디스크와 대물 렌즈 사이의 상대 속도의 시간적인 변화를 나타내는 것으로, 횡축은 시간(sec), 종축은 상대 속도(㎜/sec)를 나타내고 있다. 또한, 상대 속도 10㎜/sec의 위치가 상대적으로 굵은 선으로 되어 있지만, 이것은 초점 탐색의 속도를 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 종래의 초점 서보 인입 방법으로서는 디스크의 면 편향이 크고 재생 속도가 빠른 경우에 있어서, 서보의 인입에 대단히 자주 실패하고, 상황에 따라서 잘못하면 서보가 인입되지 않는 경우가 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스크의 면 편향이 크고 재생 속도가 빠를 때에도, 확실하게 초점 서보를 인입하는 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치를 얻는 데 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 광 디스크 장치의 개략 구성을 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 광 디스크 장치에서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 초점 인입 방법의 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 디스크 장치의 개략 구성을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 디스크 장치에서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 초점 인입 방법의 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 광 디스크 장치의 개략 구성을 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 광 디스크 장치에서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 초점 인입 방법의 흐름도,

도 10은 종래의 광 디스크 장치의 개략 구성을 나타내는 도면,

도 11은 종래의 광 디스크 장치에서의 각종 신호를 나타낸 도면,

도 12는 광 디스크와 대물 렌즈 사이의 상대 속도의 관계를 나타낸 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

0 : LD 1 : 광 디스크

2 : 대물 렌즈 3 : 초점 액츄에이터

4 : 하프 미러 5 : 광전 변환 소자

6 : 초점 오차 검출기 7 : 위상 보상기

8 : 전환 스위치 9 : 드라이버 증폭기

10 : 탐색 파형 발생기 11 : 영 교차 검출기

12 : AND 회로 13 : 가산 증폭기

14 : 제동 신호 발생기 15 : 전환 스위치

16 : AND 회로 17 : 상대 속도 반전 검출기

18 : 전환 스위치 19 : AND 회로

20 : 상대 속도 검출기 21 : 제동 신호 발생기

A : 초점 구동 신호 B : 초점 오차 신호

C : 전가산 신호 D : 제 1 제어 신호

E : 제 2 제어 신호 F : 제 3 제어 신호

G : 제 4 제어 신호 H : 제 5 제어 신호

I : 제 6 제어 신호 J : 제 7 제어 신호

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 광 스폿을 광 디스크의 기록층상에 인입하는 것으로서, 대물 렌즈가 광 디스크의 집속면(focusing plate)에 가까워지는 방향의 탐색 전압을 초점 액츄에이터에 인가하고, 광 디스크로부터의 반사광에 근거하여 초점 오차 신호가 소정의 신호 레벨에 도달하는 것을검출하고, 초점 액츄에이터에 대해서 제동 신호를 인가하며, 초점 오차 신호의 영 교차를 검출 후, 초점 제어를 개시한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 소정의 신호 레벨을 초점 오차 신호의 피크치의 1/4 정도로 설정하거나 초점 오차 신호에 중첩된 잡음 성분의 몇 배 정도로 설정한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 광 디스크로부터의 반사광에 근거하는 전가산 신호가 소정 레벨을 초과하는 경우에 한하여, 초점 오차 신호가 상기 소정의 신호 레벨에 도달하는 것을 검출한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 대물 렌즈와 광 디스크 사이의 최대 상대 속도를 초점 제어 인입 한계 속도로 감속할 수 있는 에너지를 제동 신호가 갖도록 한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 제동 신호의 인가 후, 대물 렌즈와 광 디스크 사이의 상대 속도가 반전되는 것을 검출한 경우, 해당 제동 신호의 인가를 중지한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 대물 렌즈와 광 디스크 사이의 상대 속도를 구하여, 구한 상대 속도에 따라서 제동 신호의 출력 시간 및/또는 출력 레벨을 제어한다.

본 발명의 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치에 의하면, 집속시키고자 하는 기록층에서 검출되는 초점 오차 신호의 검출 시간과 그와는 별도의 기록층에서 검출되는 초점 오차 신호의 검출 시간과의 시간차로부터 상대 속도를 구하도록 한다.

(실시예 1)

이하에 본 발명의 실시예 1에 대하여 설명한다. 도 1은 실시예 1에 관련된 광 디스크 장치의 블록도이다. 도면에 있어서, (0∼13)은 종래예에서 설명한 것과 동일 또는 상당하는 구성이기 때문에, 자세한 설명은 생략한다. (14)는 초점 오차 신호(B)와 가산 증폭기(13)의 출력을 입력으로 하여 제동 신호와 제 4 제어 신호(G)를 출력하는 제동 신호 발생기, (15)는 제 5 제어 신호(H)가 "H"일 때에는 제동 신호를 선택하고 제 5 제어 신호(H)가 "L"일 때에는 초점 탐색 신호를 선택하는 전환 스위치, (16)은 제동 신호 발생기(14)로부터의 제 4 제어 신호(G)와 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)의 논리곱을 처리하는 AND 회로이다.

도 2는 상기 광 디스크 장치에 있어서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 것이다. (A∼F)의 신호는 종래예에서 설명한 것과 동일 또는 상당하는 신호이다. (G)는 제동 신호 발생기(14)로부터 출력되는 제 4 제어 신호, (H)는 제 4 제어 신호(G)와 제 2 제어 신호(E)의 논리곱을 가지는 신호인 제 5 제어 신호, (Sr1)은 제동 신호를 출력하는 타이밍(T2)을 정하는 초점 오차 신호의 소정 임계치, (T2)는 제동 신호의 출력을 정지하는 타이밍, (ΔT1)은 제동 신호를 출력하고 있는 시간이다.

도 3은 상기 광 디스크 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 3 내의 각종 신호는 도 1, 도 2에서 설명한 것과 동일하다.

광 디스크(1)의 면 편향이 크고 재생 속도가 빠른 경우, 종래예에서 설명한 바와 같이 초점 오차 신호의 영 교차점(T1)을 검지하여 서보 루프를 닫는 방법으로는 초점 제어의 인입에 실패하는 경우가 있다. 본 실시예는 이것을 해소하는 것이며, 그 개념은, 초점 오차 신호가 광 디스크(1)의 기록층에 집속하기 전에 제동 신호 발생기(14)로부터의 제동 신호를 전환 스위치(15), 전환 스위치(8)를 경유해서 드라이버 증폭기(9)에 출력하여, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도를 초점 서보가 충분히 인입하는 범위내까지 감속할 수 있도록 구성하는 것이다.

도 1, 도 2를 이용해서 실시예 1의 상세한 동작을 설명한다. 초점 제어 루프를 닫는 모드가 아닐 때, 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)는 "L"로 된다. 따라서, 전환 스위치(15)에서는 초점 탐색 신호를 선택하고, 전환 스위치(8)에서는 전환 스위치(15)로부터의 출력을 선택하므로, 드라이버 증폭기(9)에는 초점 탐색 신호가 출력된다. 초점 제어 루프를 닫는 모드가 되면 상위 장치로부터의 제 2 제어 신호(E)는 "H"로 되기 때문에, 전환 스위치(8)의 제 3 제어 신호(F)는 제 1 제어 신호(D)가 유효하게 되고, 또한 전환 스위치(15)의 제 5 제어 신호(H)는 제 4 제어 신호(G)가 유효가 된다. 제동 신호 발생기(14)는 입력된 초점 오차 신호의 레벨을 감시하고, 소정의 임계치(Sr1)에 도달한 시점에서 제 4 제어 신호(G)는 "H"로 되고(시각 (T2), 소정의 시간(ΔT1)을 경과한 시점에서 제 4 제어 신호(G)는 "L"로 된다(시각 (T3)).

이 때, 제 2 제어 신호(E)가 "H"이면 제 5 제어 신호(H)는 제 4 제어 신호(G)와 같고, 전환 스위치(15)에서는 (ΔT1) 동안 제동 신호를 선택한다. 다음에 초점 오차 신호의 영 교차점에서 제 1 제어 신호(D)는 "H"로 되고, 제 2 제어 신호(E)도"H"이기 때문에 전환 스위치(8)에서는 초점 제어 신호가 선택되어, 초점 제어 루프가 닫힌다(시각 T1).

또, 임계치(Sr1)는 초점 오차 신호의 피크값의 1/4정도로 설정하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 정도로 설정해 두면 초점 오차 신호에 중첩된 잡음 성분을 오검출하지 않고 본 발명을 실현할 수 있기 때문이다. 또한, 잡음 성분의 크기를 미리 검출하여, 그 몇 배 정도로 설정하더라도 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기 제동 신호가 지시하는 동작 정지에 요구되는 에너지는, 설계하고자 하는 디스크 기기의 최대 재생 속도와, 재생하고자 하는 광 디스크의 규격으로 정해지는 최대 면 편향량과, 초점 탐색 속도로부터 결정할 수 있다. 예컨대 재생 디스크로서 DVD를 이용한 경우, 최내주에서의 회전 주파수가 약 90 ㎐, 초점 탐색 속도가 10㎜/sec, 최내주부에서의 편향량이 ± 125㎛라고 하면, 이 때 광 디스크(1)의 최대면 편향 속도는 약± 70㎜/sec로 된다. 초점 서보의 인입 한계 속도를 30㎜/sec라고 가정하면, 제동 신호는 최대 상대 속도 80㎜/sec를 초점 제어의 인입 한계 속도30㎜/sec로 감속할 수 있는 만큼의 에너지를 부여하는 것이 필요조건이다. 따라서, 상기 제동 신호를 출력하는 시간(ΔT1)(또는 제동 신호의 레벨)은 상술한 에너지와 같게 되도록 결정된다.

또한, 상기에 있어서 제동 신호 발생기(14)의 출력은 초점 오차 신호만으로부터 생성되어 있다. 그러나 초점 오차 신호에서만 검출한 경우, 광 디스크의 기록층이 아니라 표면을 레이저의 스폿이 통과할 때에, 의사적인 초점 오차 신호가 검출되어, 제동 신호를 출력하는 타이밍을 오검출할 수도 있다. 이러한 경우에 대응하기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 전가산 신호를 제동 신호 발생기(14)에 입력하여, 전가산 신호가 소정의 임계치(Sr4) 이상일 때(도 2의 시각(T4))의 초점 오차 신호로부터 제 1의 임계치(Sr1)를 검출함으로써, 더욱 정밀도가 높은 초점 제어의 인입이 가능해진다.

또, 이 것은, 후술의 실시예 2 또는 3에 있어서도 마찬가지이다.

다음에 도 3의 흐름도를 이용하여 실시예 1에 있어서의 광 디스크 장치의 동작의 흐름을 설명한다. (S 101)에서 초점 탐색 동작을 개시하여, (S 102)로 이행한다. (S 102)에서는 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr1)를 초과하는 지를 감시한다. (Sr1) 이하에서는 초점 탐색 동작을 계속하고, (Sr1)을 초과한 경우에 (S 103)으로 이행하며, 제 4 제어 신호(G) 및 제 5 제어 신호(H)는 "H"로 되어 제동 신호의 출력을 개시한다. (S 104)에서는 제동 신호의 출력 시간을 감시하여, 출력 시간이 (ΔT1)이 될 때까지 제동 신호를 계속 출력한다. 제동 신호의 출력 시간이 (ΔT1)에 도달하면 (S 105)로 이행하며, 제 4 제어 신호(G) 및 제 5 제어 신호(H)는 "L"로 되어 다시 초점 탐색 동작을 개시한다. (S 106)에서는 초점 오차의 영 교차를 검지하여, 영 교차를 검지하면 (S 107)로 이행하며, 제 1 제어 신호(D) 및 제 3 제어 신호(F)는 "H"로 되어 초점 제어 루프가 닫히고 초점 제어가 시작된다.

(실시예 2)

이하에 본 발명의 실시예 2에 따른 광 디스크 장치를 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 광 디스크 장치의 블록도이다. 도면에 있어 (1∼16)은 상기 실시예 1에서와 동일 또는 상당하는 구성이므로 상세한 설명은 생략한다. (17)은 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도의 반전을 검지하는 상대 속도 반전 검출기, (18)은 제 7 제어 신호(J)가 "L"인 경우 전환 스위치(15)의 출력을 선택하고, 제 7 제어 신호(J)가 "H"인 경우 초점 탐색 신호를 선택하는 전환 스위치, (19)는 제 6 제어 신호(I)와 제 5 제어 신호(H)의 논리곱을 처리하여 제 7 제어 신호(J)를 출력하는 AND 회로이다. 도 5는 본 실시예에 있어서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 것이다. (Sr3)는 초점 오차 신호의 소정 임계치, (I)는 상대 속도 반전 검출기(17)로부터 출력되며, 보통은 "L"인 상태에서 상대 속도의 반전이 검지되면 "H"로 되는 제 6 제어 신호, (J)는 제 5 제어 신호(H)와 제 6 제어 신호(I)의 논리곱을 갖는 제 7 제어 신호이다. 도 5 내의 다른 각종 신호는 실시예 1에서 설명한 것과 같기 때문에 그 설명을 생략한다. 또한 도 5에서는 제 1 제어 신호(D) 및 제 4 제어 신호(G)의 도시를 생략하고 있지만, 이것은 각각, 제 3 제어 신호(F) 및 제 5 제어 신호(H)와 일치하기 때문이다.

도 6은 본 실시예에 따른 광 디스크 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 6 내의 각종 신호는 도 4, 도 5에서 설명한 것과 같기 때문에 그 설명을 생략한다.

실시예 1에서 제동 신호의 에너지는, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 최대로 되는 경우를 상정하고 설정되어 있다. 즉 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 그 이하 인 경우, 이 제동 신호의 인가로 인해서 상대 속도가 필요이상으로 지연되고, 경우에 따라서는 상대 속도가 반전되어 광 디스크(1)로부터 대물 렌즈(2)가 멀어져 초점 제어 루프를 닫는 데 실패할 수도 있다. 본 실시예는 이러한 실시예 1에 있어서의 문제점을 해소하는 것으로, 상대 속도 반전 검출기(17)는 상대 속도의 반전을 검지하면 전환 스위치(18)를 초점 탐색 신호로 전환한다. 그리고 다시 초점 오차 신호의 영 교차점(T1)에 달할 때까지 대물 렌즈(2)를 움직여 초점 제어 루프를 닫음으로써 안정된 초점 인입이 가능한 구성으로 되어있다.

도 4, 도 5를 이용하여 실시예 2에 있어서의 광 디스크 장치의 상세한 동작을 설명한다. 단 전제 조건으로서, 상위 장치로부터 초점 제어 루프를 닫는 명령이 이미 전송되어 있고, 제 2 제어 신호(E)는 "H"로 되어 있다고 가정한다. 초점 오차 신호가 제 1의 임계치(Sr1)에 도달할 때, 제 4 제어 신호(G) 및 제 5 제어 신호(H)가 "H"로 되어, 전환 스위치(15)에서는 제동 신호가 선택된다. 이 때에 상대 속도 반전 검출기(17)로부터의 제 6 제어 신호(I)는 "L"이기 때문에 AND 회로(19)의 출력인 제 7 제어 신호(J)도 "L"이며, 전환 스위치(18)에서는 전환 스위치(15)의 출력을 선택하는 게 되어, 초점 액츄에이터(3)에는 드라이버 증폭기(9)로 증폭된 제동 신호가 인가된다.

이 제동 신호의 에너지는 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 최대인 경우에 안정적으로 초점 제어가 인입되도록 설정되어 있다. 즉, 상대 속도가 최대일 때는, 제동 신호를 출력하고 있는 시간(ΔT1) 중에 초점 오차 신호가 감소되어 소정의 임계치(Sr3) 이하가 되는 것은 원리적으로 있을 수 없다. 반대로 소정의 임계치(Sr3) 이하로 된다는 것은 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 반전한 것을 나타낸다. 임계치(Sr3)은 상술한 바와 같은 지표로 되도록 설정되는 값이다. 따라서, 상대 속도 반전 검출기(17)는 제동 신호를 출력중인 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr3) 이하로 되는 것을 검지함으로써, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도의 반전을 검출한다.

상대 속도 반전 검출기(17)에는 초점 오차 신호, 전가산 신호 및 제 4 제어 신호(G)가 입력된다. 상대 속도 반전 검출기(17)는 제동 신호 출력 기간(제 4 제어 신호(G)가 "H"인 기간)에 있어서 초점 오차 신호가 감소되어 소정의 임계치(Sr3) 이하로 되고/되거나 전가산 신호가 소정 기간 감소되면 제 6 제어 신호(I)를 "H"로 한다(시각 T3). 제 7 제어 신호(J)는 제 5 제어 신호(H)와 제 6 제어 신호(I)의 논리곱을 갖는 신호이며, 제동 신호를 출력하고 있는 기간은 제 5 제어 신호(H)가 "H"로 되기 때문에, AND 회로(19)의 출력인 제 7 제어 신호(J)는 제 6 제어 신호(I)에 의존한다. 전환 스위치(18)에서는 제 7 제어 신호(J)가 "H"로 되면 초점 탐색 신호가 선택되어, 초점 탐색 동작으로 이행한다. 그리고, 초점 오차 신호의 영 교차를 검출할 때까지 탐색을 계속하여, 영 교차 검출기(11)에서 영 교차점(T1)을 검출한 시점에서 제 3 제어 신호(F)는 "H"로 되고, 전환 스위치(8)에서 초점 제어 신호가 선택되어 초점 제어 루프를 닫는다.

이와 같이 제동 신호를 출력 중에도 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도의 반전을 검지한 시점에서, 구성부(17∼19)로 이루어지는 제동 신호 중단 수단에 의해서 제동 신호의 출력이 중단되고, 바로 초점 탐색 동작으로 이행하도록 되어 있기 때문에, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 반전하는 것 같은 경우에 있어서도 안정된 초점 제어의 인입이 가능해진다.

다음에 도 6의 흐름도를 이용하여 실시예 2의 흐름을 설명한다. 도 6 내의 각종 신호는 도 4, 도 5에서 설명한 것과 같다. (S 201)에서 초점 탐색 동작을 개시하여, (S 202)로 이행한다. (S 202)에서는 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr1)를 초과하는지를 감시한다. (Sr1) 이하에서는 초점 탐색 동작을 계속하고, (Sr1)를 초과하는 경우에 (S 203)로 이행하여 제 4 제어 신호(G)가 "H"로 되지만, 이때, 제 2 제어 신호(E)도 "H"이기 때문에, 제 5 제어 신호(H)는 "H"로 되어, 제동 신호의 출력을 개시한다. (S 204)에서는 제동 신호의 출력 시간을 감시하여, 출력 시간이 (ΔT1)이 될 때까지 제동 신호를 계속 출력한다.

(S204)에 있어서 (ΔT1)의 기간, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 반전되지 않는 경우에는, 실시예 1에서 설명한 것과 같은 동작으로 되기 때문에, 설명은 생략한다. (S 204)에 있어서 제동 출력 시간이 (ΔT1) 이내인 경우 (S 208)로 이행한다. (S 208)에서는 초점 오차 신호는 소정의 임계치(Sr3) 이하인지의 어떤지를 판정한다. 초점 오차 신호의 레벨이 (Sr3)을 초과하는 경우에는 다시 (S 204)로 복귀하여 제동 신호를 계속 출력한다. 초점 오차 신호의 레벨이 (Sr3) 이하에서는, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 반전한 것이라고 판단하여 (S 209)로 이행한다. 이 때 제 6 제어 신호(I)가 "H"로 되고, 제동 신호 출력 기간 동안에는 제 5 제어 신호도 "H"이기 때문에, 제 7 제어 신호(J)는 "H"로 되어, 다시 초점 탐색 동작으로 이행한다. (S 210)에서는 제동 신호를 출력하고 나서의 시간을 감시하고 있고, (ΔT1) 시간이 경과할 때까지 초점 탐색 동작을 계속한다. (S 210)에 있어서 (ΔT1)를 경과한 후에는, 제 5 제어 신호(H)가 "L"로 되고, 제 7 제어 신호(J)도 "L"로 되기 때문에, 계속해서 초점 탐색 동작을 유지하면서 (S 206)으로 이행한다. (S 206)에서는 초점 오차 신호의 영 교차를 검지하여, 영 교차를 검지할 때까지 탐색 동작을 계속한다. 영 교차를 검지하면 (S 207)로 이행하여, 제 1 제어 신호(D)가 H"로 되고, 제 3 제어 신호(F)도 "H"로 되기 때문에, 초점 제어 루프가 닫혀 초점 제어가 시작된다.

(실시예 3)

이하에 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 도 7은 실시예 3에 따른 광 디스크 장치의 블록도이다. 도면에 있어, (0∼16)은 상기 실시예에서 설명한 것과 동일 또는 상당하는 구성이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. (20)은 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도를 검지하는 상대 속도 검출기, (21)은 상대 속도 검출기(20)로부터의 속도 정보에 따른 제동 신호를 출력하고, 전환 스위치(15)를 제어하기 위한 제 4 제어 신호(G)를 출력하는 제동 신호 발생기이다. 도 8은 본 실시예에 있어서의 각종 신호의 움직임을 나타낸 것이다. 도 8 내의 (G) 이외의 다른 각종 신호는 상기 실시예에서 설명한 것과 같기 때문에 그 설명을 생략한다. 도 9는 본 실시예에 따른 광 디스크 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

디스크의 두께 방향으로 복수의 기록층을 갖는 디스크에서 각 층 사이의 거리는 수십㎛ 정도로 대단히 가깝다. 따라서, 실시예 2에서 설명한 방법을 이용한 경우, 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도가 반전되면, 초점 제어를 인입하고자 하는 층을 놓쳐 틀린 층으로 초점 제어가 인입될 우려가 있다. 본 실시예에 따른 광 디스크 장치에 있어서는, 이와 같은 문제를 해소하는 것으로, 상대 속도 검출기(20)는 다층 디스크의 각 층에서 검출되는 각 초점 오차 신호 사이의 시간을 계측하여 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1) 사이의 상대 속도를 검출하고, 그 속도에 따른 적절한 제동 신호를 출력함으로써, 상대 속도의 반전을 발생시키지 않고 초점 제어의 인입이 가능하게 구성한다.

DVD의 2층 디스크를 광 디스크(1)에 이용한 경우의 동작에 대하여 설명한다. 상대 속도 검출기(20)에서는, 초점 탐색 동작 중에 최초로 검지되는 기록층의 초점 오차 신호의 소정 임계치(Sr1)와, 다음에 검지되는 다음 기록층의 초점 오차 신호의 소정 임계치(Sr1)의 시간 간격(ΔT2)을 계측한다. 최초에 검지되는 기록층과 다음에 검지되는 기록층의 거리는 DVD의 규격에 의해 미리 정해져 있기 때문에, (ΔT2)로 이 층 사이의 거리(예컨대 40㎛)를 나누어서 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도를 검출할 수 있다. 여기서는 DVD의 2층 디스크를 예로 들어 설명하고 있지만, DVD와는 다른 다층 디스크에 있어서도 그 디스크의 규격으로 정해지는 층 사이의 거리를 (ΔT2)로 나누어 마찬가지로 상대 속도를 검출할 수 있다.

상대 속도 검출기(20)에서 검출된 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도는 제동 신호 발생기(21)에 입력된다. 제동 신호 발생기(21)에서는 검출된 상대 속도에 따라서, 상대 속도의 반전이 발생되지 않고 안정되게 초점 제어 루프를 닫을 수 있도록 제동 신호의 출력 시간 (ΔT1)을 변화시킨다. 예를 들면 DVD의 2층 디스크의 경우, 심층(deep layer)의 기록층을 재생하기 위해서는 대물 렌즈(2)를 밑으로부터 위로 이동시킬 때에 초점 제어를 인입하도록 하고, 표층(surface layer)의 기록층을 재생하기 위해서는 대물 렌즈(2)가 위에서 밑으로 이동할 때에 초점 제어를 인입하도록 하면, 원하는 기록층의 앞에 또 하나의 기록층의 초점 오차 신호를 검출할 수 있기 때문에 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도를 검출할 수 있어, 각 층에 안정된 초점 제어의 인입이 가능해진다.

또, 본 실시예에서는, 제동 신호의 에너지를 제동 신호의 출력 시간을 변화시켜 조정하고 있지만, 제동 신호의 신호 레벨을 조정하는 것도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상대 속도를 검출하는 데, 표층과 심층에서의 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr1)에 도달하는 동안의 시간을 이용하고 있지만, 예를 들면 처음에 검출되는 초점 오차 신호의 상측 피크, 하측 피크 사이의 시간을 검출하는 것도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 초점을 제어하고자 하는 층과는 별도 층의초점 오차 신호, 또는 초점을 제어하고자 하는 층과는 별도의 복수의 층의 초점 오차 신호로부터 대물 렌즈(2)와 광 디스크(1)의 상대 속도를 검출해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

다음에 실시예 3의 동작을 나타내는 흐름도(도 9)를 설명한다. 도 9 내의 각종 신호는 도 7, 도 8등에서 설명한 것과 같다. (S 301)에서 초점 탐색 동작을 개시하고, (S 302)로 이행한다. (S 302)에서는 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr1) 이상인지를 감시한다. (Sr1) 이상으로 되면 (S 303)으로 이행하여, 다음에 검출되는 초점 오차 신호까지의 시간(ΔT2)의 계측을 개시한다. (S 303)에서는 다음 층에서 검출되는 초점 오차 신호가 소정의 임계치(Sr1) 이상인지를 감시한다. (Sr1) 이상으로 되면 (S 305)로 이행하여, (ΔT2)의 계측을 종료한다. (S 305)에서는 계측된 (ΔT2)로부터 제동 신호를 출력하는 시간(ΔT1)을 결정한다. (S 306)에서는 제 4 제어 신호(G) 및 제 5 제어 신호(H)가 "H"로 되기 때문에 제동 신호를 출력하기 시작한다. (S 307)에서는 제동 신호의 출력 시간을 감시하여, 출력 시간이 (ΔT1)가 될 때까지 제동 신호를 계속 출력한다. 제동 신호의 출력 시간이 (ΔT1)에 도달하면 (S 308)로 이행하고, 제 4 제어 신호(G) 및 제 5 제어 신호(H)는 "L"로 되어 다시 초점 탐색 동작을 개시한다. (S 309)에서는 초점 오차의 영 교차를 검지하여, 영 교차를 검지할 때까지 탐색 동작을 계속한다. 영 교차를 검지하면 (S 310)으로 이행하고, 제 1 제어 신호(D) 및 제 3 제어 신호(F)가 "H"로 되어 초점 제어 루프가 닫히고 초점 제어가 시작된다.

또, 실시예 1 내지 3을 조합시킨 초점 인입 방법 및 광 디스크 장치도 고려된다. 즉, 광 디스크의 초점을 인입하기 전에 해당 광 디스크가 1층의 기록층을 갖는지 또는 복수의 기록층을 갖는지를 판별하는 수단을 별도로 마련하여, 해당 수단의 판별 결과에 근거하여 1층인 경우에는 실시예 1 또는 2의 방법에 의해 초점 인입을 실행하고, 2층 이상인 경우에는 실시예 3의 방법에 의해 초점 인입을 실행하는 방법이다. 이와 같이 구성함으로써, 광 디스크 매체의 종류에 따라서 보다 적절한 초점 인입이 가능해지기 때문에, 장치의 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.

이상, 상기 각 실시예의 설명에서는 DVD(DVD-ROM)를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 광 디스크의 기록면 상에 광 스폿을 형성하고, 해당 스폿의 초점을 제어하는 장치 전반에 이용할 수 있고, 같은 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, CD, CD-R, CD-R/W, DVD, DVD-R, DVD-RAM, DVD-R/W, MO, MD 등의 광 디스크 또는 광 자기 디스크를 기록 혹은 재생하는 장치에 대하여 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 소정의 초점을 제어하기 전에 제동 신호를 인가하여, 초점 액츄에이터를 포함하는 초점 서보 시스템이 충분히 인입할 수 있는 속도까지 대물 렌즈와 광 디스크의 상대 속도를 감속하도록 되어있기 때문에, 광 디스크의 면 편향이 크고 재생 속도가 빠른 경우에 있어서도, 실패 없이 초점 서보 시스템을 인입할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제동 신호를 발생시키는 초점 오차 신호의 임계치 레벨인 제 1 신호 레벨을 초점 오차 신호의 피크치의 1/4정도 또는 초점 오차 신호에 중첩되는 잡음 성분의 몇 배 정도로 설정하고 있기 때문에, 제동 신호의 오발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전가산 신호가 제 2 신호 레벨을 초과하는 경우에만, 초점 오차 신호가 제 1 신호 레벨에 도달하는 것을 검출하도록 하고 있기 때문에, 제동 신호의 발생 타이밍이 틀리지 않아, 정밀도가 높은 초점 인입을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 대물 렌즈와 광 디스크 사이의 최대 상대 속도를,초점 제어의 인입 한계 속도로 감속할 수 있는 에너지에서의 동작 정지를 지시하는 제동 신호를 발생시키도록 하고 있기 때문에, 확실히 초점 인입을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 대물 렌즈와 광 디스크의 상대 속도의 반전을 검출함으로써, 제동이 걸려 광 디스크의 상대 속도가 반전되더라도, 바로 반전을 검지하여 탐색 동작으로 이행하여, 실패가 없는 초점 서보의 인입이 실현된다.

또한, 본 발명에 의하면, 상대 속도에 따라서 상기 제동 신호의 출력 시간 및/또는 출력 레벨을 제어함으로써, 항상 최적 에너지의 제동 신호를 인가하기 때문에, 목표 기록층으로 실패 없는 초점 소보의 인입이 실현된다. 또, 상대 속도는, 예컨대 복수의 기록층을 갖는 광 디스크의 각 층에서 검출되는 초점 오차 신호로부터 검출될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 집속시키고자 하는 제 1 기록층에서 검출되는 초점 오차 신호의 검출 시간과 제 2 기록층에서 검출되는 초점 오차 신호의 검출 시간의 시간차로부터 상대 속도를 구하도록 하고 있기 때문에, 간단하고 저렴한 구성으로 상대 속도를 검출할 수 있다.

덧붙여, 본 발명의 광 디스크 장치는 본 발명의 초점 인입 방법에 의한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.

Claims

대물 렌즈의 위치 이동이 가능한 초점 액츄에이터를 이용하여, 상기 대물 렌즈를 거쳐서 조사되는 광 스폿을 광 디스크의 기록층 위로 인입하는 초점 인입 방법에 있어서,

(a) 상기 대물 렌즈가 상기 광 디스크의 집속면(focusing plane)에 근접하는 방향의 동작을 지시하는 탐색 전압을 초점 액츄에이터에 인가하는 단계와,

(b) 상기 광 디스크로부터의 반사광에 근거한 초점 오차 신호가 제 1 신호 레벨에 도달했는지 여부를 검출하는 단계와,

(c) 초점 제어의 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 단계 (b)에서 상기 초점 오차 신호가 상기 제 1 신호 레벨에 도달한 것이 검출되면, 상기 초점 액츄에이터에 대하여 동작 정지를 지시하는 제동 신호를 인가하는 단계와,

(d) 상기 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 초점 오차 신호의 영 교차(zero-crossing)를 검출하면, 상기 초점 제어를 개시하는 단계

를 포함하되,

상기 단계 (c)는, 상기 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 광 디스크로부터의 반사광에 근거한 전가산 신호가 제 2 신호 레벨을 초과하고, 또한 상기 초점 오차 신호가 상기 제 1 신호 레벨에 도달한 것이 검출되면, 상기 제동 신호를 인가하는 단계를 포함하는

초점 인입 방법.
초점 제어 루프와 초점 탐색 루프를 갖는 광 디스크 장치로서,

광 스폿을 광 디스크의 기록층 상에 형성하는 대물 렌즈와,

상기 광 디스크로부터의 반사광을 수광하고, 수광한 반사광에 근거하여 초점 오차 신호를 출력하는 광 검지 수단과,

초점 탐색 명령이 있었던 경우에 상기 대물 렌즈를 상기 광 디스크의 집속면에 근접하는 방향으로 이동시키는 탐색 전압을 발생시키는 탐색 파형 발생 수단과,

초점 제어의 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 초점 오차 신호가 제 1 신호 레벨에 도달한 것을 검출하면, 상기 초점 액츄에이터에 대하여 동작 정지를 지시하는 제동 신호를 발생시키는 제동 신호 발생 수단과,

초점 오차 신호가 영 교차에 도달한 것을 검지하는 영 교차 검지기와,

상기 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 영 교차 검지기가 영 교차를 검지하면 상기 초점 제어를 재개하는 수단

을 구비하되,

상기 광 검지 수단은,

상기 반사광을 광전 변환하여 광전 변환 신호를 얻는 광전 변환 소자와,

광전 변환 소자의 각 영역으로부터 얻어지는 상기 광전 변환 신호를 전가산하여 전가산 신호를 구하는 가산 앰프를 포함하며,

상기 제동 신호 발생 수단은, 상기 제어 개시 허가 기간 중에, 상기 전가산 신호가 제 2 신호 레벨을 초과하고, 또한, 상기 초점 오차 신호가 상기 제 1 신호 레벨에 도달한 경우에, 상기 제동 신호를 발생시키는

광 디스크 장치.