KR100604969B1 - 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법 및 이에 적합한장치 - Google Patents

트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법 및 이에 적합한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브의 슬레드 서보에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 슬레드 모터 구동 펄스의 주기를 비교함에 의해 트랙킹 에러 신호가 발진하는 상태를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법은 디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 산출하는 과정; 소정의 동작 배속에 따라 디스크 드라이브를 구동함에 있어서 슬레드 모터 구동 주기를 검출하는 과정; 상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와 상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기를 비교하는 과정; 및 상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기가 상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와의 차이가 소정의 한계값을 넘는 경우 트랙킹 에러 신호의 발진 현상이 발생된 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법은 슬레드 모터를 구동하는 구동 펄스의 주기를 검출하여 동작 배속에 의해 결정되는 슬레드 모터 구동 주기와 비교함에 의해 트랙킹 에러 신호의 발진 여부를 정확하게 판별할 수 있으므로 이를 이용하여 효율적으로 픽업을 보호하는 것이 가능하게 된다.

Description

트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법 및 이에 적합한 장치{Method for detecting a vibrating state of a tracking error signal and apparatus therefor}
도 1은 일반적인 광 디스크 드라이브의 서보 구성을 개략적으로 도시하는 것이다.
도 2는 대물렌즈의 치우침에 따른 슬레드 모터의 동작을 보이기 위한 파형도이다.
도 3은 트랙킹 에러 신호를 보이는 파형도이다.
도 4는 슬레드 서보의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.
도 5는 트랙킹 에러 신호의 다른 예를 보이는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법을 도식적으로 보이기 위한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법에 있어서 동작 배속에 따라 결정되는 슬레드 모터 구동 주기와 정상/발진 상태들과의 관계를 도식적으로 보이는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
본 발명은 디스크 드라이브의 슬레드 서보에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 슬레드 모터 구동 펄스의 주기를 비교함에 의해 트랙킹 에러 신호가 발진하는 상태를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
CD(Compact Disk), DVD(Digital Versatile Disk), HD-DVD(High Definition-DVD), Blue-ray 등을 구동하는 광 디스크 드라이브에 있어서 중요한 것은 대물 렌즈가 디스크의 트랙을 정확하게 추종하여야 하는 것이며, 이를 위하여 트랙킹 서보(track servo)와 슬레드 서보(sled servo)가 상호 밀접하게 연관되어 동작한다.
도 1은 일반적인 광 디스크 드라이브의 서보 구성을 개략적으로 도시하는 것이다. 광 디스크 드라이브에서 대물 렌즈(16a)가 트랙을 추종하는 동작은 세 가지의 서보들에 의해 이루어진다. 즉, 픽업(pickup; 16)의 대물 렌즈(object lens; 16a)는 그것을 수직 방향으로 움직이게 하는 포커스 서보(focus servo)와 수평 방향으로 움직이게 하는 트랙킹 서보에 의해 구동되며, 픽업(16)은 그것을 수평 방향으로 움직이게 하는 슬레드 서보(18)에 의해 구동된다. 포커스 서보 제어 신호는 대물 렌즈(16a)를 수직 방향으로 움직이게 하는 포커스 액튜에이터(미도시)를 제어하며, 트랙킹 서보 제어 신호는 대물 렌즈(16a)를 수평 방향으로 움직이게 하는 트랙킹 액튜에이터(미도시)를 제어한다.
포커스 액튜에이터 및 트랙킹 액튜에이터들은 전자기력을 발생하는 코일로 이루어지며, 대물렌즈(16a)와 더불어 픽업(16)의 구성 요소를 이룬다.
슬레드 모터(18)는 픽업(16)을 수평 방향으로 움직이며, 일반적으로 트랙킹 액튜에이터가 가동 범위를 넘어서는 경우 즉, 렌즈의 위치 에러가 일정 범위 이상 벗어나는 경우에 구동되게 된다. 슬레드 모터(18)는 일반적으로 포커스 액튜에이터나 트랙킹 액튜에이터에 비해 응답이 느려도 되므로 모터를 많이 이용하게 되는 데, DC 모터와 스텝핑 모터(stepping motor)가 많이 이용된다.
DC 모터는 아날로그적인 움직임을 보이므로 대물렌즈의 치우침을 연속적으로 제거할 수 있지만 이동량 측정을 위한 부가적인 장치를 필요로 한다. 한편, 스텝핑 모터는 디지털적인 움직임을 보이므로 대물렌즈의 치우침을 연속적으로 제거할 수 없기 때문에 대물렌즈의 치우침이 어느 정도에 도달하면 제거하는 방식을 사용하며, DC 모터와 다르게 이동량을 예측할 수 있기 때문에 이동량 측정을 위한 부가적인 장치가 필요하지 않다.
또한, 스텝핑 모터의 이동량을 조절하기 위하여 풀 스텝(full step) 구동법, 하프 스텝(half step) 구동법, 마이크로 스텝(micro step) 구동법 등이 사용된다.
도 2는 대물렌즈의 치우침에 따른 슬레드 모터의 동작을 보이기 위한 파형도이다. 도 2에 있어서 횡축은 시간을 나타내며, 종축은 렌즈의 치우침에 상당하는 전압을 나타낸다. 또한, 점선으로 도시된 것은 슬레드(15)의 동작이 없을 경우를 나타내고, 실선으로 도시된 것은 슬레드(15)의 동작이 있을 경우를 나타낸다.
스핀들 모터(12)가 회전하고 대물렌즈(16a)가 디스크(10)에 형성된 나선형의 트랙을 추종해 감에 따라 트랙킹 서보의 동작에 의해 대물렌즈(16a)는 픽업(16)의 중심으로부터 좌우측으로 벗어나게 되며, 이에 따라 대물렌즈(16a)의 치우침에 해당하는 전압은 +/- 방향으로 증가하게 된다. 도 2에 있어서 offset은 대물렌즈(16a)가 픽업(16)의 가운데에 위치했을 경우의 값을 나타낸다.
대물렌즈(16a)의 치우침에 해당하는 전압을 E라 하고, 대물렌즈(16a)의 치우침의 한계에 해당하는 전압을 ΔV라 하면, 슬레드 모터(18)에 의한 픽업(16)의 움직임은 다음과 같이 이루어진다.
if E> ΔV; move forward;
if E> -ΔV; move backward;
otherwise do nothing.
여기서, forward는 외주 방향을 나타내며, backward는 내주 방향을 나타낸다.
도 2에 있어서, 대물렌즈(16a)의 치우침에 해당하는 전압 E는 별도의 위치 검출 센서를 이용하여 얻어지는 경우도 있지만 주로 트랙킹 에러 신호의 직류값을 사용한다.
도 3은 트랙킹 에러 신호를 보이는 파형도이다. 도 3을 참조하면, 트랙킹 에러 신호 TE는 직류 성분과 교류 성분을 가지는 것으로 파악될 수 있으며, 직류 성분은 대물렌즈(16a)가 픽업(16)의 중심으로부터 벗어나는 정도에 상응하고, 교류 성분은 대물렌즈(16a)가 트랙의 중심으로부터 벗어나는 정도에 상응한다. 트랙킹 에러 신호의 직류 성분은 트랙킹 에러 신호의 대략 100 ~ 800 Hz 이하의 성분을 저역 통과 필터링함에 의해 얻어진다.
도 4는 슬레드 서보의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 도 4에 도시된 장치는 피드 이퀄라이저(feed equalizer, 42), 위상 보상기(44), 그리고 펄스 발생기(46)를 구비한다. 피드 이퀄라이저(42)는 트랙킹 에러 신호의 직류 성분을 추출하고 소정의 증폭도로 증폭하여 출력한다. 피드 이퀄라이저(42)의 주파수 특성은 100 ~ 800Hz 이상의 주파수 성분을 제거하도록 설정된다. 슬레드 모터(18)가 구동되어 픽업(16)의 대물렌즈(16a)가 목표 위치까지 이동하기까지에는 시간 지연이 발생한다. 위상 보상기(44)는 이러한 시간 지연을 보상하기 위한 것이다. 펄스 발생기(46)는 대물렌즈(16a)의 치우침에 해당하는 전압 E를 한계값 ΔV와 비교하여 슬레드 모터(18)에 인가되는 구동 펄스를 발생한다.
도 5는 트랙킹 에러 신호의 다른 예를 보이는 것이다.
광 디스크 드라이브의 동작에 있어서, 디스크의 이상 혹은 외란 등으로 인하여 트랙킹 에러 신호에 일시적으로 잡음이 끼거나 트랙킹 에러 신호가 발진하는 경우가 발생한다. 예를 들어, 디스크에 편심이 있거나 트랙의 일부분이 손상되어 있을 경우 해당 부분에서 트랙킹 에러 신호가 크게 증가하며, 이러한 현상을 라디얼 노이즈(radial noise)라 한다(도 5의 A). 또한, 디스크 드라이브의 구동 중에 외란, 충격 등이 가해지면 트랙킹 에러 신호가 발진하게 된다(도 5의 B).
라디얼 노이즈가 발생한 경우에는 트랙 점프(track jump) 동작에서와 같이 일시적으로 몇 트랙 정도의 트랙킹 에러가 발생하므로 픽업(16)이 받는 영향이 적지만 발진 상태가 발생한 경우에는 슬레드 모터(18)가 연속적으로 작동하여 픽업(16)이 한쪽 방향으로 지속적으로 움직여지게 되는 이른바 미끄러지는 현상이 발생 하므로 픽업(16)이 받는 영향이 매우 크다. 특히, 트랙킹 액튜에이터에 과도한 전류가 지속적으로 흘러서 트랙킹 액튜에이터가 손상되거나 대물렌즈(16a)가 픽업(16)의 케이스에 부딪쳐 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 기록 동작에 있어서 발진 현상이 발생하면 연속적으로 트랙을 횡절하게 되므로 정상적인 기록 동작이 이루어지기 어렵다. 따라서, 기록 동작 도중에 트랙킹 에러 신호의 발진 현상이 발생되면 이를 될수록 조기에 검출하여 기록 동작을 중단시키는 것이 필요하다.
종래에 있어서는 트랙킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호의 크기들을 모니터링함에 의해 상기와 같은 라디얼 노이즈 및 발진 현상을 검출하도록 하고 있다. 그렇지만 이러한 종래의 방법에 있어서는 라디얼 노이즈와 발진 현상의 구분이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. 즉, 발진 현상이 발생하더라도 이를 트랙 단위로 볼 때는 라디얼 노이즈의 연속으로 볼 수 있으므로 라디얼 노이즈와 발진과의 구분이 모호하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 디스크 드라이브에 있어서 트랙킹 에러 신호의 발진 현상을 정확하게 검출할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법은
디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 산출하는 과정;
소정의 동작 배속에 따라 디스크 드라이브를 구동함에 있어서 슬레드 모터 구동 주기를 검출하는 과정;
상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와 상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기를 비교하는 과정; 및
상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기가 상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와의 차이가 소정의 한계값을 넘는 경우 트랙킹 에러 신호의 발진 현상이 발생된 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 슬레드 모터 구동 주기를 검출하는 과정은 트랙킹 에러 신호의 직류 성분을 검출하는 과정; 상기 검출된 직류 성분이 대물렌즈의 치우침 한계값을 넘는 시점을 검출하는 과정; 및 상기 검출 시점들 사이의 주기를 검출하는 과정을 포함한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 장치는
트랙킹 에러 신호로부터 소정의 직류 성분을 필터링하는 피드 이퀄라이저;
상기 피드 이퀄라이저에서 출력되는 트랙킹 에러 신호의 직류 성분을 대물렌즈의 치우침 한계값에 해당하는 문턱값과 비교하여 슬레드 모터 구동 펄스를 발생하는 펄스 발생부;
디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 저장하는 메 모리; 및
상기 펄스 발생부에서 발생된 슬레드 모터 구동 펄스의 주기를 검출하고, 상기 메모리에 저장된 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 비교하여 트랙킹 에러 신호의 발진 상태를 판별하는 정상/발진 상태 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정상/발진 상태 판별부는 검출된 슬레드 모터 구동 주기와 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와의 차이가 소정의 한계값을 넘으면 트랙킹 에러 신호가 발진 상태에 있는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법을 도식적으로 보이기 위한 것이다. 도 6에 있어서 상측에 도시되는 것은 트랙킹 에러 신호 TE이고, 하측에 도시되는 것은 슬레드 모터 구동 펄스이다. 또한, 좌측에 도시되는 것은 정상 상태에서의 동작을 보이는 것이고, 우측에 도시되는 것은 트랙킹 에러 신호가 발진하는 상태에서의 동작을 보이는 것이다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이 정상 상태에서의 슬레드 모터 구동 펄스 사이의 간격 Tn1,Tn2,, 들이 발진 상태에서의 슬레드 모터 구동 펄스 사이의 간격 T b1, Tb2, Tb3,,, 들에 비해 길다.
정상 상태에서의 슬레드 모터 구동 펄스사이의 간격은 디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기 T를 중심으로 일정한 한도의 편차를 가지게 된다.
즉, 디스크 드라이브의 동작 배속이 결정되면, 스핀들 모터의 회전 속도가 결정되고, 이에 따라 픽업(16)의 라디얼 방향의 이동 속도가 결정되기 때문에 디스크 드라이브의 동작 배속과 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기 Tn은 비례적인 관계를 가진다.
그렇지만, 트랙킹 에러 신호의 발진 상태에서 픽업(16)은 정상 상태에서보다 빠른 속도로 디스크의 라디얼 방향으로 움직인다. 이에 따라 트랙킹 에러 신호의 발진 상태에서의 슬레드 모터 구동 펄스의 주기는 정상 상태에서의 주기 즉, 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기 T보다 빠르게 된다.
따라서, 디스크 드라이브의 구동 상태에서 얻어지는 슬레드 모터 구동 주기를 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기 T와 비교함에 의해 발진 상태를 검출한다.
여기서, 정상 상태에서의 편차의 한계값을 적용하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법에 있어서 동작 배속에 따라 결정되는 슬레드 모터 구동 주기와 정상/발진 상태들과의 관계를 도식적으로 보이는 것이다.
디스크 드라이브의 구동 상태에서 얻어지는 슬레드 모터 구동 주기를 Tn이라 하고, 동작 배속에 따라 결정되는 슬레드 모터 구동 주기를 T라 하면,
if, Tn < T-ΔT then; 발진상태
otherwise; 정상 상태가 된다. 여기서, ΔT는 정상 상태에서의 슬레드 모터 구동 주기에 보여지는 편차의 한계값을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 8에 있어서 도 4에 도시된 장치와 유사한 동작을 수행하는 블록들에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하고 그 상세한 동작을 생략하기로 한다.
도 8에 도시된 장치는 정상/발진 상태 판별부(82) 및 메모리(84)를 구비한다. 메모리(82)는 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기들을 저장하고 있다. 메모리(84)에는 동작 배속별 주기값들이 저장되며, 이들은 디스크 드라이브 동작 배속을 나타내는 배속 신호를 참조하여 읽혀진다.
정상/발진 상태 판별부(82)는 펄스 발생부(46)에서 발생된 슬레드 모터 구동 펄스의 주기와 메모리(84)로부터 읽혀진 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 비교하여 트랙킹 에러 신호의 정상/발진 상태를 판별한다.
도 8에 도시된 장치에 있어서, 정상/발진 상태 판별부(82) 및 메모리(84)는 마이크로 프로세서의 프로그램에 의해 대체될 수 있다.
마이크로 프로세서(미도시)는 정상/발진 상태 판별부(82)에서 발생되는 정상/발진 상태 판별 신호를 참조한다. 발진 상태가 검출되면 마이크로 프로세서(미도시)는 트랙킹 액튜에이터에 인가되는 구동 전류를 차단함으로써 트랙킹 액튜에이터 및 대물 렌즈(16a)를 보호하게 된다.
한편, 기록 동작에 있어서, 발진 상태가 검출되면 마이크로 프로세서는 기록 동작을 중지시키게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법은 슬레드 모터를 구동하는 구동 펄스의 주기를 검출하여 동작 배속에 의해 결정되는 슬레드 모터 구동 주기와 비교함에 의해 트랙킹 에러 신호의 발진 여부를 정확하게 판별할 수 있으므로 이를 이용하여 효율적으로 픽업을 보호하는 것이 가능하게 된다.

Claims (6)

  1. 트랙킹 에러 신호의 발진 상태를 검출하는 방법에 있어서,
    디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 산출하는 과정;
    소정의 동작 배속에 따라 디스크 드라이브를 구동함에 있어서 슬레드 모터 구동 주기를 검출하는 과정;
    상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와 상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기를 비교하는 과정; 및
    상기 검출된 슬레드 모터 구동 주기가 상기 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와의 차이가 소정의 한계값을 넘는 경우 트랙킹 에러 신호의 발진 현상이 발생된 것으로 판단하는 과정을 포함하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬레드 모터 구동 주기를 검출하는 과정은
    트랙킹 에러 신호의 직류 성분을 검출하는 과정;
    상기 검출된 직류 성분이 대물렌즈의 치우침 한계값을 넘는 시점을 검출하는 과정; 및
    상기 검출 시점들 사이의 주기를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    발진 상태가 발생된 것으로 판단되면 픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가되는 전류를 차단시키는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    발진 상태가 발생된 것으로 판단되면 상기 디스크 드라이브의 기록 동작을 중지시키는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 방법.
  5. 트랙킹 에러 신호의 발진 상태를 검출하는 장치에 있어서,
    트랙킹 에러 신호로부터 소정의 직류 성분을 필터링하는 피드 이퀄라이저;
    상기 피드 이퀄라이저에서 출력되는 트랙킹 에러 신호의 직류 성분을 대물렌 즈의 치우침 한계값에 해당하는 문턱값과 비교하여 슬레드 모터 구동 펄스를 발생하는 펄스 발생부;
    디스크 드라이브의 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 저장하는 메모리; 및
    상기 펄스 발생부에서 발생된 슬레드 모터 구동 펄스의 주기를 검출하고, 상기 메모리에 저장된 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기를 비교하여 트랙킹 에러 신호의 발진 상태를 판별하는 정상/발진 상태 판별부를 포함하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정상/발진 상태 판별부는 검출된 슬레드 모터 구동 펄스의 주기와 동작 배속에 따른 슬레드 모터 구동 주기와의 차이가 소정의 한계값을 넘으면 트랙킹 에러 신호가 발진 상태에 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러 신호의 발진 상태 검출 장치.
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JPS63291224A (ja) 1987-05-22 1988-11-29 Brother Ind Ltd 対物レンズ位置検出装置
JPH01159875A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Hitachi Ltd 磁気デイスク駆動装置のトラツキング誤差表示方法
KR20040029716A (ko) * 2002-10-02 2004-04-08 삼성전자주식회사 디스크 구동기의 트랙킹 제어 방법 및 장치

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