KR100630777B1 - 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치 및 방법 - Google Patents

광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치는 광 디스크 드라이브에 있어서, 라이트 모드에서 레이저 다이오드 구동 신호를 리드 파워 구간에서 샘플링 홀드하기 위한 샘플링 홀드 수단 및 상기 샘플링 홀드 수단에서 출력되는 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구간에서의 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량을 산출하고, 산출된 변화량에 근거하여 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정하는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치 및 방법{Apparatus and method for detecting temperature in a optical disc drive}
도 1은 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치의 구성도이다.
도 2는 광 디스크 드라이브의 라이트 모드에서의 레이저 다이오드 구동 전압의 일예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법의 흐름도이다.
도 4는 상온(25도) 상태에서의 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구동 전압(VRDC)의 변화량을 보여주는 그래프이다.
도 5는 고온(55도) 상태에서의 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구동 전압(VRDC)의 변화량을 보여주는 그래프이다.
도 6은 저온(0도) 상태에서의 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구동 전압(VRDC)의 변화량을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 디스크 드라이브 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광을 이용하여 디스크에 신호를 기록/재생하는 디스크 드라이브인 CD, DVD, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, BD, HD-DVD 등은 기록(WRITE) 시에는 레이저 다이오드를 통해 디스크에 광을 투사하여 데이터를 기록하고, 재생(READ) 시에는 기록 파워보다 낮은 전류에 의하여 레이저 다이오드에서 광신호를 디스크에 투사하고, 수광 다이오드를 이용하여 디스크로부터 반사되는 광을 전기적인 신호로 변환하고, 이를 신호처리하여 디스크에 기록된 데이터를 읽어들인다.
그런데, 레이저 다이오드 광 출력은 온도에 따라서 현저하게 변화되는 특성을 갖는다. 즉, 온도가 상승할수록 레이저 다이오드에서 출력되는 광 파워는 떨어지고, 온도가 하강할수록 레이저 다이오드에서 출력되는 광 파워는 상승된다.
이러한 디스크 드라이브의 기록 및 재생 시에 레이저 다이오드에서 출력되는 광신호의 파워를 일정하게 제어하기 위하여 레이저 다이오드의 구동 전류를 자동으로 제어하는 자동 파워 제어(Automatic Power Control) 회로가 이용되나, 온도 변화가 매우 커지면 자동 파워 제어 회로의 설계된 제어 범위를 벗어나는 경우가 발생되며, 이로 인하여 레이저 광 파워를 목표 값으로 일정하게 제어할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라서, 종래의 기술에 따르면 디스크 드라이브의 내부 온도를 측정하기 위하여 온도 감지 센서를 추가하였으나, 이는 제품의 원가가 상승되는 또 다른 문제점을 야기 시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디스크 드라이브에서 별도로 온도 감지 센서를 추가하지 않고도 내부 온도를 측정하기 위한 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치는 광 디스크 드라이브에 있어서, 라이트 모드에서 레이저 다이오드 구동 신호를 리드 파워 구간에서 샘플링 홀드하기 위한 샘플링 홀드 수단 및 상기 샘플링 홀드 수단에서 출력되는 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구간에서의 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량을 산출하고, 산출된 변화량에 근거하여 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정하는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법은 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법에 있어서, (a) 라이트 모드에서의 시간에 따른 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압의 변화량을 검출하는 단계 및 (b) 상기 단계(a)에서 검출된 리드 파워 구동 전압의 변화량에 근거하여 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치는 레이저 다이오드(110), 포토 다이오드(120), 전류/전압 변환부(130), 자동 파워 제어부[APC(Automatic Power Control)부:140], 레이저 다이오드 구동부(150), 샘플링 홀드부(160), 시스템 제어부(170) 및 메모리(180)를 구비한다.
위에서 포토 다이오드(120) 및 전류/전압 변환부(130)는 단일의 어셈블리 블록(Assembly Block)으로 구성할 수 있으며, 일반적으로 광 검출수단이라 칭한다.
포토 다이오드(120)는 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 광 신호를 검출하여 전기적인 신호(즉, 전류)로 변환시키고, 검출된 광 신호에 상응하는 전류는 전류/전압 변환부(130)에 의하여 전압으로 변환된다.
자동 파워 제어부(140)는 라이트 모드에서 기록 포맷으로 인코딩(encoding)된 데이터에 따라서 도 2에 도시된 바와 같은 레이저 다이오드 구동 전압을 생성시키고, 생성된 레이저 다이오드 구동 전압에 근거하여 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 광 신호에 상응하는 전류/전압 변환부(130)의 출력 전압을 구간 T1에서 샘플링 홀드한 후에, 설계 과정에서 결정된 리드 파워(READ POWER) 기준값과 비교하여, 리드 파워 기준값을 추종하기 위한 레이저 다이오드 구동 전압을 생성시킨다. 그리고, 구간 T3에서 샘플링 홀드된 전류/전압 변환부(130)의 출력 전압을 설계 과정에서 결정된 라이트 파워(WRITE POWER) 기준값과 비교하여, 라이트 파워 기준값을 추종하기 위한 레이저 다이오드 구동 전압을 생성시킨다. 그리고, 기록 펄스 초기의 T2 구간에서는 일정 양의 오버슈트가 발생되도록 설계한다.
이와 같은 제어 프로세스에 의하여 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저 광의 파워가 일정하게 유지되도록 제어된다.
레이저 다이오드 구동부(150)는 자동 파워 제어부(140)로부터 출력되는 레이저 다이오드 구동 전압을 전류로 변환하여 레이저 다이오드(110)에 인가한다. 그러 면 레이저 다이오드(110)는 구동 전류에 상응하는 레이저 광을 출력한다.
그런데, 레이저 다이오드(110)는 동일한 구동 전류에서도 온도에 따라서 출력되는 광 파워가 변동되는 특성이 있는데, 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하여 다음과 같이 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 판단한다.
샘플링 홀드부(160)는 라이트 모드에서 샘플링 제어신호에 따라서 자동 파워 제어부(140)로부터 출력되는 레이저 다이오드 구동 전압을 도 2에 도시된 바와 같이 리드 파워 구간(T1) 사이에서 샘플링하고, 샘플링된 전압을 홀드하여 출력한다.
시스템 제어부(170)는 라이트 모드 실행 초기 및 일정 시간 경과 후에 각각 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC)을 검출하기 위한 샘플링 제어신호를 생성시키고, 샘플링 홀드부(160)에서 샘플링 홀드되어 출력되는 라이트 모드 실행 초기 및 일정 시간 경과 후의 각각 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t0, VRDC_t1)을 서로 다른 내부 레지스터(도면에 미도시) 저장한다. 여기에서, 일정 시간은 온도 변화에 따라서 자동 파워 제어부(140)가 반응하여 레이저 파워를 안정되게 보상시키기 위하여 필요한 최소한의 시간을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 라이트 모드 실행 초기 및 일정 시간 경과 후의 각각 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t0, VRDC_t1)을 시스템 제어부(170) 내부의 복수의 레지스터에 저장하도록 설계하였으나, 경우에 따라서는 메모리(180)에 저장하도록 설계할 수도 있다.
그리고 나서, 시스템 제어부(170)는 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t0) 값에서 일정 시간 경과 후의 각각 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t1) 값을 감산하는 연산을 실행하고, 감산 결과를 이용하여 다음과 같이 2가지 방법으로 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 결정 방법은 다음과 같다.
시스템 제어부(170)는 감산 결과 값에 해당되는 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량(VRDC 전압의 변화량)이 도 5에 도시된 바와 같이 임계값을 초과하는 양(+)의 값인 경우에는 고온 상태로 결정하고, 도 6에 도시된 바와 같이 임계값을 초과하는 음(-)의 값인 경우에는 저온 상태로 결정하고, 도 4에 도시된 바와 같이 임계값을 초과하지 않는 경우에는 상온 상태로 결정하고, 결정된 온도 정보를 메모리(180)에 저장한다. 일 예로서 상온 상태는 25도, 고온 상태는 55도, 저온 상태는 0도로 설정할 수 있다.
여기에서, 임계값은 광 디스크 드라이브 설계 과정에서 온도의 변화에 따른 레이저 다이오드(110)의 초기 리드 파워 구동 전압의 변화량을 실험적으로 구하고, 이에 근거하여 상온, 고온, 저온 상태를 구분하는 리드 파워 구동 전압 변화량의 임계값을 결정한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 결정 방법은 다음과 같다.
시스템 제어부(170)는 감산 결과 값에 해당되는 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량(VRDC 전압의 변화량)이 양(+)의 값인 경우에는 변화량에 비례 상수를 곱한 값에 설계 표준 온도(25도)를 더한 값으로 현재 온도를 결정하고, 음(-)의 값인 경우에는 변화량에 비례 상수를 곱한 값을 설계 표준 온도(25도)에서 뺀 값으로 현재 온도를 결정한다. 여기에서, 비례 상수는 광 디스크 드라이브 설계 과정에서 온도의 변화에 따른 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압의 변화량을 실험적으로 구하고, 이를 이용하여 비례 상수 값을 결정할 수 있다.
시스템 제어부(170)는 이와 같은 프로세스에 의하여 결정된 온도 정보를 메모리(180)에 저장한다.
메모리(180)에 저장된 온도 정보는 광 디스크 드라이브에서 온도에 영향을 받는 파라미터 값들을 변경시키는데 이용된다. 온도에 영향을 받는 파라미터의 예로서는 자동 파워 제어 회로의 초기 레이저 다이오드 구동 전압 값, 액츄에이터의 구동 게인, 스핀들 모터의 구동 게인 등이 있으며, 시스템 제어부(170)는 이들 파라미터들을 본 발명에 따른 프로세스에 의하여 결정된 온도 정보에 따라서 최적의 값으로 변경시키도록 제어한다.
다음으로, 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법을 도 3의 흐름도를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
우선, 광 디스크 드라이브가 라이트 모드로 천이되는지를 판단한다(S301).
광 디스크 드라이브가 라이트 모드로 천이되는 경우에, 라이트 모드 실행 초기의 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t0)을 검출하여 메모리(180) 또는 시스템 제어부(170)의 내부 레지스터에 저장한다(S302).
다음으로, 라이트 모드 실행 후 일정 시간이 경과한 후의 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t1)을 검출하여 메모리(180) 또는 시스템 제어부(170)의 내부 레지스터에 저장한다(S303). 여기에서, 일정 시간은 온도 변화에 따라서 광 디스크 드라이브의 자동 파워 제어부(140)가 반응하여 레이저 파워를 안정되게 보 상시키기 위하여 필요한 최소한의 시간을 의미한다.
그리고 나서, 라이트 모드 실행 초기의 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t0)에서 라이트 모드 실행 후 일정 시간이 경과한 후의 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압(VRDC_t1)을 감산하여 라이트 모드에서의 시간에 따른 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압의 변화량(Diff_VRDC)을 구한다(S304).
단계304(S304)에서 구한 라이트 모드에서의 시간에 따른 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압의 변화량(Diff_VRDC)을 이용하여 다음과 같이 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 결정하여 메모리(180)에 저장한다(S305).
즉, Diff_VRDC 값이 임계값을 초과하는 양(+)의 값인 경우에는 고온 상태로 결정하고, 도 6에 도시된 바와 같이 임계값을 초과하는 음(-)의 값인 경우에는 저온 상태로 결정하고, 도 4에 도시된 바와 같이 임계값을 초과하지 않는 경우에는 상온 상태로 결정한다. 일 예로서 상온 상태는 25도, 고온 상태는 55도, 저온 상태는 0도로 설정할 수 있다.
여기에서, 임계값은 광 디스크 드라이브 설계 과정에서 온도의 변화에 따른 레이저 다이오드(110)의 리드 파워 구동 전압의 변화량을 실험적으로 구하고, 이에 근거하여 상온, 고온, 저온 상태를 구분하는 임계값을 결정한다.
다른 방법으로 Diff_VRDC 값이 양(+)의 값인 경우에는 변화량에 비례 상수를 곱한 값에 설계 표준 온도(25도)를 더한 값으로 현재 온도를 결정하고, 음(-)의 값인 경우에는 변화량에 비례 상수를 곱한 값을 설계 표준 온도(25도)에서 뺀 값으로 현재 온도를 결정한다. 여기에서, 비례 상수는 광 디스크 드라이브 설계 과정에서 온도의 변화에 따른 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압의 변화량을 실험적으로 구하고, 이를 이용하여 비례 상수 값을 결정할 수 있다.
위에서 설명한 온도를 결정하는 2가지 방법 이외에 리드 파워 구동 전압의 변화량에 대한 온도의 변화량을 설정한 룩 업 테이블을 이용하여 리드 파워 구동 전압의 변화량에 따른 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 결정할 수도 있다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, E2PROM, 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 광 디스크 드라이브에서 라이트 모드에서의 리드 파워 구동 전압의 변화량에 근거하여 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 판단함으로써, 광 디스크 드라이브의 내부 온도를 측정하기 위하여 별도의 온도 센서를 추가할 필요가 없으므로 제품 원가를 낮출 수 있는 효과가 발생되며, 또한 광 디스크 드라이브 내부 온도에 따라서 최적의 상태로 광 디스크 드라이브를 제어할 수 있는 효과가 발생된다.

Claims (8)

  1. 광 디스크 드라이브에 있어서,
    라이트 모드에서 레이저 다이오드 구동 신호를 리드 파워 구간에서 샘플링 홀드하기 위한 샘플링 홀드 수단; 및
    상기 샘플링 홀드 수단에서 출력되는 라이트 모드 실행 초기의 리드 파워 구간에서의 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량을 산출하고, 온도별 시간에 따른 리드 파워 구동 전압 변화 특성을 구한 초기 설정 정보를 이용하여 상기 산출된 변화량에 따라 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정하는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템 제어부는 상기 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량이 소정의 임계값을 초과하는지 여부에 따라 온도의 상온 상태 여부를 결정하고, 상기 임계값을 초과하는 경우에는 해당 초과한 값의 부호에 따라 온도의 고저 상태를 결정함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시스템 제어부는 상기 샘플링 홀드 전압의 시간에 따른 변화량이 소정의 임계값을 초과한 값의 부호에 따라 변화량에 소정의 비례 상수를 곱한 값에 설계 표준 온도를 가감한 값으로 현재 온도를 결정함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시스템 제어부는 상기 결정된 광 디스크 드라이브 내부 온도에 따라서 광 디스크 드라이브에서 온도 변화에 영향을 받는 파라미터 값을 변경시키도록 제어함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
  5. 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법에 있어서,
    (a) 라이트 모드에서의 시간에 따른 레이저 다이오드의 리드 파워 구동 전압의 변화량을 검출하는 단계; 및
    (b) 온도별 시간에 따른 리드 파워 구동 전압 변화 특성을 구한 초기 설정 정보를 이용하여 상기 단계(a)에서 검출된 리드 파워 구동 전압의 변화량에 따라 광 디스크 드라이브 내부 온도를 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계(b)는 상기 리드 파워 구동 전압의 변화량이 소정의 임계값을 초과하는지 여부에 따라 온도의 상온 상태 여부를 결정하고, 상기 임계값을 초과하는 경우에는 해당 초과한 값의 부호에 따라 온도의 고저 상태를 결정함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 단계(b)는 상기 리드 파워 구동 전압의 변화량이 소정의 임계값을 초과한 값의 부호에 따라 변화량에 소정의 비례 상수를 곱한 값에 설계 표준 온도를 가감한 값으로 현재 온도를 결정함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 단계(b)에서 결정된 광 디스크 드라이브 내부 온도에 따라서 광 디스크 드라이브에서 온도 변화에 영향을 받는 파라미터 값을 변경시키는 단계(c)를 더 포함함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브의 온도 검출 장치.
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