KR100635912B1

KR100635912B1 - 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR100635912B1
Application number: KR1020050086473A
Authority: KR
Inventors: 윤용석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2006-10-19

Abstract

광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법을 개시한다. 본 발명은 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 정확하게 검출함으로써 광 디스크를 종류를 빠르고 정확하게 판별할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법은, 액추에이터를 통해 대물렌즈를 이동시키면서 광 디스크의 표면과 기록 면을 각각 인식하고; 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때 액추에이터에 공급되는 입력 전압 값을 저장하며; 저장된 전압 값을 액추에이터의 모델링 수식에 대입하여 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때의 대물렌즈의 실제 위치를 계산하며; 광 디스크의 표면과 기록 면 각각의 실제 위치 사이의 거리를 통해 광 디스크의 종류를 판별한다.

Description

광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING A OPTICAL DISC RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 나타낸 액추에이터의 입력 전압에 따른 대물렌즈의 이동 궤적 특성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

102 : 광 디스크

104 : 표면

106 : 기록 면

120 : 광 픽업

122 : DVD/CD용 레이저 다이오드

124 : BD용 레이저 다이오드

126 : 제 1 포지션 디텍터

128 : 제 2 포지션 디텍터

130 : 액추에이터

132 : DVD/CD용 대물렌즈

134 :BD용 대물렌즈

140 : RF 증폭부

150 : 서보부

160 : 신호 처리부

170 : 마이컴

본 발명은 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 종류의 광 디스크를 하나의 광 픽업 모듈을 이용하여 기록 및 재생하는 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

디지털 데이터를 기록 및 재생하기 위한 기술로서, 예를 들면, CD(Compact Disk), MD(Mini-Disk), DVD(Digital Versatile Disk) 등의 광 디스크(Optical Disc, 광자기 디스크를 포함함)를 기록 미디어로 사용하는 데이터 기록 기술이 있다.

광 디스크에는, CD, CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 재생 전용 타입과, MD, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM 등과 같은 기록 가능한 타입이 있다. 기록 가능한 타입의 것은, 광자기 기록 방식, 상변화 기록 방식, 색소막 변화 기록 방식 등이 이용된다.

이와 같은 광 디스크는 표면과 기록 면을 구비하는데, 최근에는 기록 용량을 높이기 위해 기록 면을 다층 구조로 한 광 디스크가 사용되기도 한다.

또, 하나의 광 픽업으로 다양한 종류의 광 디스크 매체의 기록 및 재생을 수행하는 시스템이 보급되고 있는데, 각 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 통해 CD 및 CD 계열과 DVD 및 DVD 계열, BD(Blue-Ray Disc) 등을 구분한다. 즉, CD 및 CD 계열과 DVD 및 DVD 계열의 광 디스크는 표면과 기록 면 사이의 거리가 서로 다르기 때문에, 이 표면과 기록 면 사이의 거리를 통해 광 디스크의 종류를 판별하는 것이다.

따라서 트레이에 로딩된 광 디스크의 종류를 정확히 판별하기 위해서는 로딩된 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 정확하게 검출해야 하며, 만약 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 잘못 검출하게 되면 광 디스크의 종류를 잘못 판단할 수 있어 기록 및 재생이 정상적으로 이루어지지 않거나, 광 디스크 판별 과정을 재 수행하게 되어 그만큼 광 디스크 판별 시간이 증가하게 된다.

본 발명은 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 정확하게 검출함으로써 광 디스크를 종류를 빠르고 정확하게 판별할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방 법은, 액추에이터를 통해 대물렌즈를 이동시키면서 광 디스크의 표면과 기록 면을 각각 인식하고; 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때 액추에이터에 공급되는 입력 전압 값을 저장하며; 저장된 전압 값을 액추에이터의 모델링 수식에 대입하여 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때의 대물렌즈의 실제 위치를 계산하며; 광 디스크의 표면과 기록 면 각각의 실제 위치 사이의 거리를 통해 광 디스크의 종류를 판별한다.

또한, x는 액추에이터를 구동하기 위한 입력 전압이고, y는 대물렌즈의 위치일 때, 액추에이터의 모델링 수식은 다음과 같이 표현된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치는 광 픽업(120)과 RF 증폭부(140), 서보부(150), 신호 처리부(160), 마이컴(170)을 포함한다.

광 픽업(120)에서, DVD/CD용 레이저 다이오드(Laser Diode, 122)는 파장이 650nm인 레이저를 조사하고, BD(Blue-ray Disk)용 레이저 다이오드(124)는 파장이 405nm인 레이저를 조사한다. 제 1 포토 디텍터(Photo Detector, 126)는 DVD/CD에서 반사되는 반사광을 4개의 광 검출 분할 면에서 수광하여 각각 전기신호로 변환한다. 제 2 포토 디텍터(128)는 BD에서 반사되는 반사광을 4개의 광검출 분할면에서 수광하여 각각 전기신호로 변환한다. DVD/CD용 대물렌즈(132)(개구율 0.6)는 DVD/CD용 레이저 다이오드(122)에서 조사된 레이저를 집속하여 DVD/CD 기록 층에 스폿을 형성한다. BD용 대물렌즈(134)(개구율 0.85)는 BD용 레이저 다이오드(124)에서 조사된 레이저를 집속하여 BD에 스폿을 형성한다. 액추에이터(130)는 각 대물렌즈(132, 134)의 위치 이동에 관여한다.

이 때 DVD/CD에 데이터를 기록 및 재생하기 위한 광 경로와 BD에 데이터를 기록 및 재생하기 위한 광 경로는 별도로 형성되며, 도면에서 도시하지는 않았으나 각각의 광 경로에는 발산 광을 평행 광으로 변환하는 콜리메이터 렌즈와, 입사된 광을 분기하는 빔 스플리터 등이 구비된다. 광 픽업(120)은 이처럼 분리되는 광 경로를 이용하여 DVD/CD/BD에 데이터를 기록하거나, DVD/CD/BD에 기록된 데이터를 재생할 수 있다.

RF 증폭부(140)는 광 픽업(120)의 제 1 및 제 2 포토 디텍터(13, 14)에서 전달된 전기 신호로 재생 데이터인 RF 신호를 생성하고, 포커스 이탈을 검출한 신호인 포커스 에러(Focus Error) 신호 및 트랙 이탈을 검출한 신호인 트래킹 에러(Tracking Error) 신호를 생성한다. 또한, RF 증폭부(140)는 제 1 포토 디텍터(126)에 형성된 4개의 광 검출 분할 면에서 출력된 전기 신호를 모두 합하여 포토 디텍터 합 신호를 생성한다.

서보부(150)는 RF 증폭부(140)에서 전달된 포커스 에러 신호, 트래킹 에러 신호 및 마이컴(170)에서 전달된 스핀들 에러(Spindle Error) 신호 등을 참조하여 포커싱, 트래킹, 스핀들을 위한 구동 신호를 생성한다.

신호 처리부(160)는 RF 신호를 데이터 처리하며, 마이컴(170)은 사용자에 의해 입력되는 명령에 따라 광 픽업(120), RF 증폭부(140), 신호 처리부(160) 및 서보부(150)를 제어한다.

광 디스크(102)는 표면(104)과 기록 면(106)을 구비하며, 표면(104)과 기록 면(106) 사이는 투명한 재질로 이루어져 레이저가 통과하게 된다. 본 발명에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법은 이 표면(104)과 기록 면(106) 사이의 거리를 정확하게 측정하기 위한 것이다.

도 2는 도 1에 나타낸 액추에이터의 입력 전압에 따른 대물렌즈의 이동 궤적 특성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 액추에이터(130)를 구동하기 위한 입력 전압의 크기가 증가 또는 감소함에 따라 대물렌즈(132, 134)의 광 디스크 방향으로의 이동 궤적이 히스테리시스 특성 곡선을 형성한다. 도 2의 특성 곡선을 살펴보면 중앙 부분에서만 선형적인 특성이 나타날 뿐, 그 밖의 부분에서는 비선형적인 특성이 나타난다. 고밀도 광학 시스템이 저밀도 디스크를 동시에 기록/재생하기 위해 광학계, 액추에이터를 포함하는 광 픽업의 형태가 다양해지는데, 공간 및 비용의 제약으로 인해 단일 픽업 시스템을 구성하는 것이 가장 효율적이다. 단일 픽업 시스템을 구성하면 구성되는 레이저 빔마다 초점 거리가 달라 광 디스크와 대물렌즈의 거리(Working Distance)가 달라진다. 그리고 광 디스크의 판별을 위해서는 표면층 검출이 필요하므로 대물렌즈의 이동 범위가 일정한 범위를 갖게 되는데 이 범위가 광 디스크마다 다르게 분포되어 액추에이터의 이동 범위가 넓게 분포하게 된다. 그러나 액추에이터의 가동 범위는 제한되어 있고, 특히 입출력이 선 형 관계를 갖는 구간이 기계적 중립 위치를 기준으로 일정 범위로 제한되기 때문에 이 범위를 벗어나면 입출력 관계가 비선형인 구간이 필연적으로 존재하게 된다. 이와 같은 조건 하에서 디스크의 두께(즉 표면과 기록 면 사이의 거리)를 검출하기 위하여 액추에이터를 이동시키게 되면 비선형 구간을 거치게 되고 이 경우 출력하는 전압만큼 액추에이터가 이동하지 않아 불규칙한 경향으로 실제의 두께와는 다른 값이 검출된다. 이와 같은 문제는 액추에이터의 선형 구간이 좁을수록, 디스크의 편향이 심할수록 더욱 심각하다. 따라서 본 발명에서는 다음과 같은 제어를 통해 비선형 구간에서도 정확하게 표면과 기록 면 사이의 거리를 측정함으로써 광 디스크의 종류를 정확히 판별할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법을 나타낸 도면으로서, 광 픽업(120)의 액추에이터(130)의 기계적 특성을 모델링하여 수식으로 마련하고, 표면(104)과 기록 면(106)이 검출되었을 때의 대물렌즈(132, 134)의 위치 값을 모델링 수식에 적용하여 실제의 표면 및 기록 면의 위치를 검출하여 그 사이의 거리를 계산한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 먼저 광 픽업(120)을 광 디스크(102) 아래쪽 충분한 거리까지 이동시킨 후(302), 대물렌즈(132, 134)를 광 디스크(102)의 표면(104) 쪽으로 서서히 접근시킨다(304). 대물렌즈(132, 134)를 이동시키는 도중에 광 디스크(102)의 표면(104)이 인식되면(306의 ‘예’) 그 때의 표면 위치(즉, 그 때의 대물렌즈의 위치)를 저장하고(308), 표면(104)이 인식되지 않으면(306의 ‘아니오’) 단계 304로 복귀하여 대물렌즈(132, 134)를 광 디스크(102)의 표면(104) 쪽으로 계속 접근시킨다.

표면(104)이 인식되어 그 위치가 저장된 후 대물렌즈(132, 134)를 광 디스크(102)의 표면(104) 쪽으로 더욱 접근시키는 동안 기록 면(106)이 인식되면(312의 ‘예’) 인식된 기록 면(106)의 위치를 저장하고(314), 기록 면(106)이 인식되지 않으면(312의 ‘아니오’) 단계 310으로 복귀하여 대물렌즈(132, 134)를 광 디스크(102)의 표면(104) 쪽으로 계속 접근시킨다.

이와 같이, 대물렌즈(132, 134)를 광 디스크(102) 쪽으로 이동시키면서 광 디스크(102)의 표면(104)과 기록 면(106)을 인식하여 저장한 위치는 액추에이터(130)의 비선형적인 특성 때문에 실제의 위치와는 다른 값이다. 따라서 인식된 표면(104) 위치와 기록 면(106) 위치를 미리 준비된 액추에이터(130)의 모델링 수식에 대입하여 표면(104)과 기록 면(106)의 실제의 위치를 계산한다(316). 이와 같이 계산된 실제의 표면(104) 위치와 기록 면(106) 위치 사이의 거리를 통해 광 디스크(102)의 종류를 판별한다(318).

표면(104)과 기록 면(106)의 인식은 대물렌즈(132, 134)를 상하로 이동시키면서 포커싱 에러 신호(FES)와 광 검출(PD) 합 신호를 측정함으로써 이루어진다. 즉, 포커싱 에러 신호(FES)와 광 검출(PD) 합 신호의 크기와 지속 시간이 일정 수준 이상이 되면 표면(104) 또는 기록 면(106)이 검출된 것으로 판단하고, 이 때 포커싱 에러 신호(FES)가 최대가 되는 지점에서 액추에이터(130)에 공급되는 전압 값을 표면(104) 또는 기록 면(106)이 인식된 위치를 대표하는 값으로서 저장한다.

이 인식된 위치를 대표하는 전압 값은 다음에 나타내는 액추에이터(130)의 모델링 수식에 적용하여 실제의 대물렌즈(132, 134)의 위치를 계산하는데 이용된 다.

즉, 액추에이터(130)를 구동하기 위해 입력되는 입력 전압을 x라 할 때, 대물렌즈(132, 134)의 위치 y는 다음과 같이 표현할 수 있다.

즉, 도 3의 단계 308과 단계 314에서 각각 저장된 표면(102)과 기록 면(104)의 인식된 위치 값(전압 값)을 이 수식에 대입하여 y 값(즉 대물렌즈(132, 134)의 위치 값)을 구하는 것이다.

이와 같은 본 발명은 광 디스크의 표면과 기록 면 사이의 거리를 정확하게 검출함으로써 광 디스크를 종류를 빠르고 정확하게 판별할 수 있도록 한다.

Claims

액추에이터를 통해 대물렌즈를 이동시키면서 광 디스크의 표면과 기록 면을 각각 인식하고;

상기 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때 상기 액추에이터에 공급되는 입력 전압 값을 저장하며;

상기 저장된 전압 값을 상기 액추에이터의 모델링 수식에 대입하여 상기 광 디스크의 표면과 기록 면이 인식되었을 때의 상기 대물렌즈의 실제 위치를 계산하며;

상기 광 디스크의 표면과 기록 면 각각의 실제 위치 사이의 거리를 통해 상기 광 디스크의 종류를 판별하는 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터의 모델링 수식이 다음과 같이 표현되는 광 디스크 기록 및 재생 장치의 제어 방법.

(단, x는 액추에이터를 구동하기 위한 입력 전압이고, y는 대물렌즈의 위치)