KR100752882B1 - 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 픽업에 있어서, 특히 광 검출기에서 검출되는 메인섬 및 서브섬 신호를 이용하여 적어도 3종 이상의 디스크를 판별하기 위한 디스크 판별 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광 픽업 장치에서의 이종 디스크의 판별방법은, DVD LD를 이용하여 메인섬 신호 및 서브섬 신호의 레벨을 검출한 후, 상기 각 고주파 신호의 레벨과 비율을 선택적으로 이용하여 적어도 3종류 디스크 매체를 판별할 수 있도록 함에 있다.

디스크, DVD LD, 판별, 고주파 신호

Description

광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법{Disk distinction method of optical pick-up apparatus}

도 1은 종래 DVD 및 CD 디스크 인식 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래 BD 디스크 인식 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 종래 듀얼 렌즈를 적용한 렌즈홀더 구성도.

도 4는 종래 BD용 렌즈에서의 초기 탐색 제어 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 광 픽업 장치를 나타낸 구성도.

도 6a,6b,6c은 본 발명에 따른 BD, DVD, CD의 메인 합 및 서브 합 신호의 위상 비교를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명 실시 예에 따른 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법을 나타낸 플로우 챠트.

도 8은 본 발명의 메인 합 신호 및 서브 합 신호에 따른 HD/CD/DVD 판별 예를 나타낸 도면.

본 발명은 광 픽업에 있어서, 특히 고주파 신호를 이용하여 적어도 3종 이상의 디스크의 판별 방법에 관한 것이다.

영화와 같은 동화상정보가 압축되어짐에 따라 CD(Compact Disc) 및 DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광 디스크도 2시간 정도의 디지털 비디오신호를 저장할 수 있게끔 요구받고 있다. 그런데, 광 디스크들 중에서 가장 큰 기록용량을 가지는 DVD는 4.7GBytes 까지만 기록할 수 있기 때문에 2시간 분의 동화상정보를 기록하기에 적합하지 않은 실정이다.

최근 고화질 HD 방식 디지털방송이 전세계적으로 보급되면서 초미의 관심사로 떠오른 BD(블루 레이 디스크)용 기록 및 재생장치가 개발되고 있다. 이러한 짧은 파장의 블루 레이저를 이용해 최대 27GB(기가바이트)를 기록할 수 있는 블루 레이 디스크(BD)는 최대 저장용량 4.7GB인 DVD에 비해 훨씬 고화질의 영상정보를 수록할 수 있게 된다.

더블어, 디스크 기록 및 재생장치는 DVD, CD, BD(Blue-ray Disk)등의 다양한 매체를 이용하게 됨에 따라, 하나의 레이저를 모든 디스크를 재생할 수 없기 때문에, 2파장 또는 3파장에 대응하는 광 기록 재생 장치가 필요하게 된다.

기존의 디스크 판별 방법은 여러 가지가 있다.

첫 번째 방법은 도 1과 같이 포커스 탐색시 디스크 입사면의 신호와 데이터 면의 신호가 발생하는데, 이를 검출하여 디스크를 판별하게 된다.

먼저, 도 1의 (a)를 참조하면, DVD 디스크(1)와 CD 디스크(2)의 두께가 모두 1.2mm로 동일하지만, DVD 디스크(1)는 데이터 면(1b)과 빔 입사면(1a) 사이의 거리 가 0.6mm로서, 데이터 면(1b)이 전체 디스크 두께의 중간에 위치하게 된다. 이에 따라 렌즈홀더(7)를 포커싱할 경우, 입사면(1a)으로부터 반사된 신호(S-curve1)와 데이터 면(1b)으로부터 반사된 신호(S-curve2)는 t1 시간이 걸리게 된다. 즉, t1은 거리(0.6mm)/렌즈 이동 속도가 된다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, CD 디스크(2)는 빔 입사면(2a)과 데이터면(2b) 사이의 거리가 1.2mm로서, 데이터면(2b)이 디스크 반대면에 위치하게 된다. 이에 따라 렌즈홀더(7)가 포커싱할 경우, 디스크 입사면(2a)으로부터 반사된 S-curve1 신호와 디스크의 데이터면(2b)으로부터 반사된 S-curve2 신호는 t2 시간이 걸리게 된다. 즉, 시간 t2는 거리(1.2mm)/렌즈 이동속도가 된다.

광 픽업에서 DVD 레이저를 사용하여, CD/DVD용 대물렌즈(4)를 스윙(Swing)시킬 때, 디스크 입사면(1a)(2a)에서 반사되는 S-curve1와 데이터 면(1b)(2b)에서 발생하는 S-curve2의 시간 차이를 계산하여 디스크의 종류를 판별하는 방법이 있다.

즉, DVD 디스크의 입사면과 데이터면의 시간 차이(t1)과 CD 디스크의 입사면과 데이터면과의 시간 차이(t2)는 약 2배 가까이 되므로, 특정 시간 t1과 t2의 중앙에 판별 기준 시간(T_sel)을 두고, t2 > T_sel >t1이 된다.

그러나, 첫 번째 방법은 시간을 측정하는 데 변수인 거리와 렌즈 이동속도가 모든 픽업 및 디스크에 대해서 균일하지 않는 단점이 있다. 디스크의 두께의 경우 불량 디스크에서 오차가 많이 발생되고 이동속도는 액츄에이터의 감도 및 시스템 드라이브의 분포에 의해서 발생된다.

두 번째 방법은 포커스 탐색시 DVD 레이저 온에 의한 반사된 신호(S-curve) 레벨과 CD 레이저 온에 의한 반사된 신호 레벨을 비교한 방법이 있다.

DVD 디스크에서의 DVD LD에 의한 데이터 면의 반사 신호 레벨(Peak to Peak)과 CD LD에 의한 데이터 면의 반사 신호 레벨(Peak to Peak)을 비교하여, DVD LD에 의한 데이터 면의 신호가 클 때 DVD 디스크로 인식하게 된다.

CD 디스크에서의 DVD LD에 의한 데이터 면의 신호 레벨(Peak to Peak)과 CD LD에 의한 데이터 면의 반사 신호 레벨을 비교하여, CD LD에 의한 데이터 면의 신호가 클 때 CD 디스크로 인식하게 된다.

이는 어떤 디스크가 삽입될 때 CD/DVD LD를 모두 이용하여 데이터 면의 신호 레벨을 비교하여 큰 신호 레벨에 대응되는 LD에 맞는 디스크로 인식하게 된다.

그러나, 두 번째 방법은 디스크 종류별로 반사율의 차이로 인하여 오판의 가능성이 존재하게 된다.

이에 따라 현재 대부분의 시스템은 첫 번째 방법과 두 번째 방법을 혼용하여 사용하는 경우가 있다.

한편, 도 2는 블루레이 디스크(BD)의 판별 방법을 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 블루 레이 디스크(3)의 경우 데이터 면(3b)과 빔 입사면(3a) 사이의 거리가 0.1mm이기 때문에, 상기의 첫 번째 방법은 사용할 수도 있다. 즉, 블루 레이 디스크(3)의 입사면(3a)으로부터 반사된 S-curve1 신호와 데이터 면(3b)으로부터 반사된 S-curve2 신호는 t3 시간이 걸리게 된다. 즉, t3은 렌즈의 이동거리/거리(0.1mm)가 된다.

한편, 3 종류의 디스크를 모두 재생 및 기록할 수 있는 광 픽업 액츄에이터 를 위해서, 도 3과 같이 픽업의 렌즈홀더(7)에 BD용 디스크를 위한 BD 대물렌즈(5)와 CD/DVD 디스크를 위한 CD/DVD 대물렌즈(4)가 취부되며, 이들은 중심축(7a)에 의해 회전되며, 초기에 특정 렌즈로 세팅되어 있다.

이러한 다양한 종류의 디스크를 판별하고 액세스하기 위해서는 도 4의 (a)와 같이 듀얼 렌즈 타입의 광 픽업에 있어서, 렌즈홀더(7)에 CD/DVD용 대물렌즈(4)와 BD용 대물렌즈(5)를 장착하게 된다. 이때 BD용 대물렌즈(5)는 초점 거리가 CD/DVD용 대물렌즈(4)의 초점거리보다 짧기 때문에 액츄에이터의 특성을 확보하기 위해서 CD/DVD용 대물렌즈(4) 보다 디스크(6)에 가깝게 위치되도록 이격(대략 1.0mm)해서 설치한다.

그러나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 DVD 디스크(6)가 삽입되고 BD 레이저를 이용하여 BD용 대물렌즈(5)로 광 픽업을 수행할 경우, BD용 대물렌즈(5)가 다운되면서 입사면(6a) 신호 검출 후 데이터 면 신호가 검출될 때까지 업 포커싱을 계속 수행하게 된다. 이때, BD용 대물렌즈(5)를 디스크 면을 따라 계속 올리다 보면 디스크(6)와 접촉하는 문제가 발생된다.

따라서, BD 레이저로 디스크를 판별할 경우 CD/DVD 디스크(6)가 인입되면 데이터 면의 신호를 찾기 위해서 렌즈가 디스크를 도 4의 (b)와 같이 터치하는 경우가 발생한다. 이와 같이 BD 대물렌즈(5)가 디스크(6)에 터치가 되면 디스크가 손상될 뿐만 아니라 대물렌즈 렌즈 역시 손상되게 된다. 또한 BD LD로 사용하여 디스크를 판별하는 것은 어려운 문제가 있다.

본 발명의 제 1목적은 디스크 판별을 위해 적색 레이저를 사용하여 3가지 디스크 매체의 종류를 판별할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 DVD 레이저 빔에 의한 고주파 신호의 증폭도를 응용하여 3가지 디스크 매체의 종류를 판별할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 제 3목적은 고주파 신호의 증폭도와 기존의 포커스 에러 신호의 시간 차이와 크기 차이를 혼합하여 사용함으로써, 디스크 판별 오류에 대한 부정확성을 제거할 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 디스크 판별 방법은 광 디스크 판별 방법에 있어서, DVD 레이저 다이오드를 이용하여 디스크로부터 검출된 메인 및 서브섬 신호를 검출하는 단계; 상기 메인섬 신호의 피크 레벨 대비 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율이 HD 스펙 조건을 만족하면 HD 디스크로 판별하는 단계; 상기 HD 스펙을 만족하지 않는 경우, 상기 검출된 메인섬 신호의 피크 레벨에 대한 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율에 따라 CD 디스크 또는 DVD 디스크로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 HD 스펙은 상기 메인섬 신호의 피크 레벨에 대한 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율 및 각 신호의 피크 레벨의 크기가 가장 작은 값으로 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 HD 디스크 판별 후, 상기 검출된 메인섬 신호의 피크 레벨 대비 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율이 기준치 보다 크면 CD 디스크로 판별하며, 기준치 보다 작으면 DVD 디스크로 판별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 CD 또는 DVD 디스크로 판별하기 위한 기준치는 CD 스펙을 이용하는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 HD 드라이브 시스템의 블록 구성도이다.

도 5를 참조하면, 광디스크(10)상의 기록데이터를 독출하는 광픽업(20); 상기 광픽업(20)에서 검출되는 신호를 여파정형화시켜 이진신호로 출력하는 R/F부 (30); 상기 광픽업(20)의 수평이동을 담당하는 슬레드모터(21) 및 상기 광디스크(10)를 회전시키는 스핀들모터(11)를 구동시키는 드라이버(50); 상기 광픽업(20)의 트랙킹 에러(T.E) 및 포커스 에러(F.E)신호와 상기 광디스크(10)의 회전속도로부터 상기 드라이버(50)의 구동을 제어하는 서보부(40); 상기 R/F부(30)로부터의 이진신호에 위상 동기된 자체클럭으로 상기 이진신호를 원래의 데이터로 복원하고, 또한 입력되는 트랙킹 에러신호에 근거하여 상기 광픽업(20)의 트랙횡단에 따른 펄스신호(Cout )를 생성출력하는 디지털 신호처리부(60); 및 상기 디지털 신호처리부(60)로부터 생성 출력되는 상기 펄스신호(Cout )를 계속적으로 계수하여 이로부터 상기 광디스크(10)의 회전속도를 가변제어하는 마이컴(70)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 드라이브 시스템은 디스크 판별을 위해 DVD LD를 사용하며, DVD LD가 구동되면 R/F부(30)에서 디스크(10)로부터 반사된 신호 레벨인 메인섬(main sum) 신호 및 서브섬(sub sum) 신호를 감시하여 검출하고, 여파 정형화하여 이진신호로 출력하게 된다.

그리고, 디지털 신호 처리부(DSP)(60)는 R/F부(30)로부터 메인섬 신호 및 서브섬 신호를 입력받게 된다. 즉, 디지털 신호 처리부(60)의 아날로그 디지털 변환단자(ADC)를 통해서 입력받게 된다. 다른 예로서, 디지털 신호 처리부(60)가 아닌 마이컴(70)의 ADC 단자 혹은 프런트엔드(Frontend) IC 자체에서 그 값을 감지할 수도 있다.

그리고, 디지털 신호 처리부(60)의 ADC 단자는 메인/서브섬 신호용으로 각각 구비하여, 이를 통해서 두 개의 신호 레벨을 동시에 검출하게 된다. 다른 예로서, 하나의 단자(ADC)만을 구비하여 순차적으로 입력받을 수도 있다.

상기 디지털 신호 처리부(60)는 입력되는 고주파 신호에 해당된 디지털 값을 이용하여 HD 스펙과 비교한 후 HD 디스크 여부를 판별하고, HD 디스크가 아닐 경우 HD 스펙 및 CD 스펙을 이용하여 CD 또는 DVD를 판별하게 된다.

도 6은 본 발명을 위해 DVD 레이저 다이오드(LD)를 이용하여 액츄에이터 스윙에서의 (a) HD, (b) DVD, (c) CD의 메인섬 신호와 서브섬 신호의 파형을 나타낸 그래프이다.

이에 도시된 바와 같이 도 6의 (a)~(c)까지의 메인 및 서브섬 신호의 증폭도는 모두 다르게 나타난다. 여기서, 고주파 신호의 크기는 광 검출기(PD) 셀(cell)의 감도 및 디스크 반사율과 상관이 있다.

그러나, 광 검출기의 감도가 스펙적으로 고정된 상태라면 디스크 반사율에 의한 HD, DVD, CD의 각각 메인, 서브섬 신호의 크기 혹은 메인 및 서브섬 신호 사이의 비율에 의해 광원의 특성상 일정한 구분성을 갖게 된다.

예컨대, 상기 고주파 신호를 이용하여 3가지의 매체의 디스크를 판별하는 경우, 첫 번째 메인섬 피크 레벨(peak level) 대비 서브섬 피크 레벨을 비교할 수 있고, 두 번째 메인섬 신호레벨 또는 서브섬 신호 레벨을 이용할 수 있다.

HD 디스크인 경우 도 6의 (a)와 같이 메인 빔(main beam)과 서브 빔(sub beam)의 크기가 거의 유사하고, 그 차이가 수~수십 mV에 해당된다. 그리고 메인섬 레벨의 크기가 도 6의 (b)(c)의 DVD, CD에 비해 수분의 일 수준이 된다. 따라서, 메인섬 신호, 서브섬 신호의 비(또는 HD Specs)를 만족하고 그 크기가 작을 경우 HD 디스크로 판별하게 된다.

한편, DVD 디스크와 CD 디스크는 그 값이 HD 디스크 대비 수배 큰 경우이며, 도 6의 (c)와 같이 CD 디스크의 경우 도 6의 (b)와 같은 DVD 디스크에 비해 서브 빔의 크기가 두 배 가까이 크게 나타난다. 이는 광 특성 및 픽업 특성에 기인한 것으로 서브 빔이 메인 빔에 비해 필수적으로 클 것이라는 보장성은 없지만 일정감도의 광 검출기(PD)라면 적어도 메인 빔 대비 서브 빔의 비율에서 일정수준이상의 레벨(비율) 차이를 가지게 된다.

즉, DVD 디스크에서의 메인섬 신호 레벨 대비 서브섬 신호 레벨의 크기 보다 CD 디스크에서 그 값이 더 크게 나타난다. 이에 따라 디지털 신호 처리부 등(또는 firmware)에서 그 기준 값을 규정(즉, CD specs)하고 서브섬 신호 레벨이 메인섬 신호 레벨에 비해 기준 값을 초과할 경우 CD 디스크라고 판별하고, 그 값이 기준값 이하일 경우 DVD 디스크로 판별하게 된다. 또는 DVD 디스크를 기준으로 스펙(DVD specs)을 정하여 관리할 수도 있다.

그리고, 디스크 판별을 수행함에 있어서, HD 디스크 -> CD 디스크 -> DVD 순으로 판별하거나, HD 디스크 -> DVD 디스크 -> CD 디스크 순으로 판별할 수 있다.

도 7은 본 발명 실시 예에 따른 디스크 판별 방법을 플로우 챠트이다.

도 7을 참조하면, 디스크가 인입되면(S101) DVD용 레이저 다이오드를 온시키고 액츄에이터 스윙 동작시켜 준다(S103). 상기 액츄에이터 스윙에서의 메인섬 신호(main rf) 및 서브섬 신호(sub rf)를 감지(monitoring)하게 되며(S105), 상기 감지된 메인섬 신호 및 서브섬 신호를 디지털 데이터로 변환(ADC)하여 디지털 값을 획득하게 된다(107).

이때, 상기 획득된 메인섬 신호 레벨 또는 서브섬 신호 레벨 중 어느 하나의 신호 레벨이 HD 스펙과 비교하여(S109), HD 스펙 이하일 경우 HD 디스크로 판별하게 된다(S111).

상기 S109 단계의 비교결과, 메인섬 신호 레벨 또는 서브섬 신호 레벨이 HD 스펙을 초과하고 두 신호 레벨이 CD 스펙을 초과하는 조건을 만족하는 지를 판별하게 된다(S113). 이때, 두 조건을 모두 만족하면 CD 디스크로 판별하고(S115), 두 조건 중 어느 하나라도 만족하지 않으면 DVD 디스크로 판별하게 된다(S117).

도 8을 참조하여 언급하면, 도 8a와 같이 메인섬 신호 또는 서브섬 신호 레벨이 HD 스펙을 만족하거나 메인/서브섬 신호 레벨이 HD 스펙을 만족하는 경우 HD 디스크로 판별하게 된다. 즉, 메인 또는/및 서브 신호 레벨이 HD 스펙을 만족하면 HD 디스크로 판별하게 된다.

도 8b와 같이 메인섬 신호 레벨 또는 서브섬 신호 레벨이 HD 스펙을 만족하지 않고 메인/서브섬 레벨이 CD 스펙을 만족하는 경우 CD 디스크로 판별하게 된다. 즉, HD 스펙 비교 후 HD 스펙을 만족하지 않는 상태에서 CD 스펙을 비교하여 CD 스펙을 만족하면 CD 스펙으로 판별하게 된다.

도 8c와 같이 메인섬 신호 레벨 또는 서브섬 신호 레벨이 HD 스펙을 만족하지 않고, 메인/서브섬 신호 레벨이 CD 스펙도 만족하지 않게 되면 DVD 디스크로 판별하게 된다. 즉, HD 스펙 및 CD 스펙을 만족하지 않으면 DVD 디스크로 판별하게 된다.

여기서는 HD 디스크 -> CD 디스크 ->DVD 디스크 순서로 디스크를 판별하지만, HD 스펙 및 DVD 스펙을 이용할 경우 HD 디스크 -> DVD 디스크 -> CD 디스크 순으로 디스크를 판별할 수 있다.

한편, 상기와 같은 고주파 신호의 레벨을 이용한 디스크 판별 방식과 기존의 포커스 에러 신호를 이용한 디스크 반사 신호의 시간차와 신호의 크기 차를 혼용하여 디스크 종류를 보다 정확하게 판별할 수도 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업 장치에서의 디스크의 판별 방법에 의하면, 고주파 신호의 레벨을 이용하여 3가지의 디스크 매체를 판별할 수 있을 뿐만 아니라, 이종 디스크의 정밀도 높은 판별이 가능한 효과가 있다.

또한, DVD 레이저를 이용하여 블루 레이저를 이용할 때보다 디스크 손상 문 제를 해결하는 한편, 고주파 신호의 크기뿐만 아니라 메인/서브 빔의 비율에 따라 2가지 방법의 병행으로 디스크 판별 정밀도를 향상시켜 줄 수 있다.

또한 S-curve를 이용한 디스크 판별과 병행하여 보다 정확한 디스크 판별 기능을 갖는 드라이브 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 광 디스크 판별 방법에 있어서,

   DVD 레이져 다이오드를 이용하여 디스크로부터 검출된 메인 및 서브섬 신호를 검출하는 단계;

   상기 메인섬 신호의 피크 레벨 대비 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율 및 상기 메인섬 신호 또는 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 크기를 기반으로 HD 디스크인지를 판별하는 단계;

   상기 디스크가 HD 디스크가 아닌 경우에는 상기 메인섬 신호의 피크 레벨 대비 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 비율 및 상기 메인섬 신호 또는 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 크기를 기반으로 CD 디스크 또는 DVD 디스크인지를 판별하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디스크가 HD 디스크인지를 판별하는 단계는,

   상기 디스크로부터 검출된 메인섬 신호의 피크 레벨이 DVD 디스크 및 CD 디스크인 경우보다 작은지를 판별하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 디스크가 CD 디스크 또는 DVD 디스크인지를 판별하는 단계는,

   상기 디스크로부터 검출된 서브섬 신호의 피크 레벨의 크기를 판별하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 디스크가 CD 디스크인 경우는 상기 서브섬 신호의 피크 레벨의 크기가 DVD 디스크인 경우보다 큰 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치에서의 디스크 판별 방법.
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