KR101307541B1 - 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그장치 - Google Patents

광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그장치 Download PDF

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Abstract

광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 다수의 데이터층을 가지는 광정보저장매체에 대해 대물렌즈를 상하 이동하여 포커스를 제어하는 방법에 있어서, 목표 데이터층으로의 포커스 인입 명령 신호를 수신하는 단계; 상기 목표 데이터층에 대한 구면 수차를 보정하는 단계; 상기 광정보저장매체로부터 반사되어 광검출기에 집광된 광의 크기로부터 포커스 에러 신호를 검출하는 단계; 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭 또는 주파수를 이용하여 상기 목표 데이터층을 인식하는 단계; 및 상기 목표 데이터층을 인식하면, 상기 대물렌즈를 이전과 반대 방향으로 이동시켜, 상기 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 단계를 포함함으로써, 업로드된 광디스크에 대하여 기록 또는 재생을 위하여 목표 데이터층에 인입을 하거나, 광디스크의 기록 또는 재생 중에 외부의 충격등의 이유로 포커싱이 off 상태일 때, 보다 신속하고 정확하게 포커스 인입을 수행할 수 있다.

Description

광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그 장치{Method for controlling focus of optical information storing media and apparatus thereof}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 다층 디스크의 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 장치의 포커스를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 포커스 인입을 수행하는 과정에서 광빔의 초점이 맺히는 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 기록/재생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 픽업부(100)의 구성을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6a는 광빔이 데이터층에 접근하는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형태를 나타내는 도면이고, 도 6b는 광빔의 초점이 데이터 층에 정확하게 맺힌 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형태를 나타내는 도면이며, 도 6c는 광빔이 데이터층에서 멀어지는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형 태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6a 내지 도 6c 와 같은 광의 형태에 따라서 생성된 포커스 에러 신호(FES)를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 인입을 수행하는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 목표 데이터층에 포커스 인입을 수행하는 과정에서 출력되는 신호를 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 인입을 수행하는 과정에서 광빔의 초점이 맺히는 위치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 고개구수의 대물렌즈와 단파장의 광원을 이용하여 고밀도 용량을 가지며, 다층의 데이터층을 가지는 광디스크에 대한 층간 포커스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 정보 저장매체는 비접촉식으로 정보를 기록 및/또는 재생하는 픽업 장치의 정보 기록매체로 널리 채용되며, 정보 저장매체의 한 종류인 광디스크는 정보기록용량에 따라 컴팩트 디스크(CD;compact disk), 디지털 다기능 디스크(DVD;digital versatile disk)로 구분되며, 더 나아가 기록용량이 15GB 이상인 HD-DVD 또는 블루 레이 디스크등도 있다.
이와 같이 정보저장매체는 점점 기록 용량이 증가되는 방향으로 개발되고 있 다. 기록 용량을 증가시키는 방법으로는, 대표적으로 기록 광원의 빔 파장을 단파장화 하고, 대물렌즈의 개구수를 고개구수화하는 방법이 있다.
도 1은 다층 디스크의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 데이터층은 복수의 데이터층(L0, L1, L2, …, Ln)으로 구성되고, 여기서, Ls는 데이터층 사이의 중간층(spacer layer)을 나타낸다.
그런데, 광원의 빔 파장이 단파장화되고, 대물렌즈의 개구수가 고개수화 될수록 투명 커버층의 두께의 변화에 따라 구면 수차가 크게 발생되어 기록, 재생 신호의 열화의 원인이 된다. 구면 수차량은 여러 차수의 식으로 표시되고, 특히 대물 렌즈의 개구수가 0.8 이상인 경우에는 고차원의 수차를 무시할 수 없게 되고 다음과 같이 4차의 구면 수차까지 고려해야만 한다.
Figure 112007013805828-pat00001
여기서, n은 투명 커버층의 굴절률을, NA는 대물 렌즈의 개구수를, △d는 커버층의 두께 변동을 각각 나타낸다. 상기 수학식 1에 따르면 개구수가 큰 대물렌즈, 예를 들어 개구수가 0.8 이상의 대물 렌즈를 이용한 다층 광디스크의 기록 재생 장치에 있어서 고차수의 구면 수차가 크게 발생함을 알 수 있다.
일반적으로, 디스크가 업로드되면 디스크 기록/재생 장치는 업로드된 디스크의 종류를 판별하고 기록 또는 재생을 행하는 데이터층에 대하여 포커스 인입이 수행되고, 다음에 포커스 서보, 트래킹 서보, 어드레스 등의 제어 정보의 취득 등의 동작이 행해진다. 포커스 인입은 디스크의 데이터층에 빔 스폿의 초점을 맺히게 하는 것으로 이 과정을 통해 이후 포커싱을 수행한다. 그리고, 어드레스 신호나 재생 신호가 최적이 되도록 구면 수차 보정이 이루어진 뒤, 정보의 기록 또는 재생이 실행된다.
이때, 광디스크의 기록 또는 재생 중에 외부의 충격등에 의해 포커스 서보가 빗나가는 경우, 충격이 가해지기 전에 포커스 인입하고 있던 데이터층으로 신속하게 복귀하는 것이 필요하며, 특히, 3개 이상의 멀티 데이터층을 가진 광디스크의 경우, 목표 데이터층에 대한 포커싱이 매우 중요하다.
이와 같이 복수의 데이터층을 가진 디스크에 대하여, 포커스 서보의 인입을 제어하는 경우, 광픽업부에서 출력되는 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)의 레벨 변화에 대응하여 목표 데이터층을 포커스 하는 방법등이 제안되어 왔다.
일본 공개 특허 JP 2006/155792호에 의하면, 2개의 데이터층(L0, L1)을 가진 광디스크의 포커스 방법이 제안되었는바, 도 2 를 참고로 설명하기로 한다.
도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 장치의 포커스를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
먼저 도 2(a)를 참고하여 커버층에서 가장 가까운 데이터층(L1)에 대하여 포커싱하는 방법을 설명하기로 한다.
커버층에 가까운 데이터층(L1)에 대하여 포커스 제어하는 경우, 광디스크 기록/재생 장치는 목표 데이터층(L1)에 대하여 먼저 구면 수차 보정을 하고, 대물렌즈를 상향 이동시켜 업로드된 광디스크에 접근시키면서 도 2a와 같은 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)를 검출한다.
이때, 광디스크 기록/재생 장치는 RFDC 신호가 Srec 레벨보다 높고, 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 접근하고 있다고 판단하고 포커스 서보 온 신호를 출력한다.
즉, 포커스 에러 신호(FES)가 슬라이스 레벨(Sfe+)보다 높은 레벨에서 슬라이스 레벨(Sfe-)보다 낮은 레벨로 내려가거나, 그 반대의 경우, 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 목표 데이터층(L1)이 인식된 것으로 판단한다.
다음으로, 도 2(b)를 참고하여 커버층을 기준으로 먼쪽에 있는 데이터층(L0)에 대하여 포커싱하는 방법을 설명하기로 한다.
커버층에서 먼 쪽의 데이터층(L0)에 대하여 포커스 제어하는 경우, 광디스크 기록/재생 장치는 목표 데이터층(L0)에 대하여 먼저 구면 수차 보정을 하고, 대물렌즈를 광디스크에 접근시키면서 도 2(b)와 같은 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)를 검출한다.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이 데이터층(L0)을 검출하고, 검출한 데이터층의 포커스 에러 신호(FES)의 제로 크로스 지점으로부터 재검출 기간(Tr)만큼 대기한 후, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되지 않은 경우, 최후에 검출한 데이터층을 목표 데이터층(L0)으로 판별한다. 이때, 대물렌즈는 계속 상향 이동하는 상태이므로, 광디스크 장치는 RFDC 신호가 슬라이스 레벨(Srec)보다 낮은 레벨이 된 시점부터 오버런한 기간(Tover)만큼 대물 렌즈를 하향 이동 시켜 목표 데이터층(L0)에 포커스 인입을 하게 된다.
이때, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되는 경우, 이전에 검출된 데이터층(L0)은 목표 데이터층이 아닌 것으로 판단하여 무시하고, 새로운 데이터층을 목표 데이터층으로 인식한다.
도 3은 종래 기술에 따른 포커스 인입을 수행하는 과정에서 광빔의 초점이 맺히는 위치를 나타내는 도면이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 커버층에서 가까운 데이터층을 데이터층(L1)으로 가정하고, 멀리 떨어져 있는 데이터층을 데이터층(L0)로 가정한다.
만일 목표 데이터층이 데이터층(L1)인 경우, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L1)에서의 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 접근하고 있다고 판단하고 포커스 서보 온 신호를 출력한다.
또한, 목표 데이터층이 데이터층(L0)일 때, 데이터층(L0)을 검출하고, 검출한 데이터층의 포커스 에러 신호(FES)의 제로 크로스 지점으로부터 재검출 기간(Tr)만큼 대기한 후, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되지 않은 경우, 광빔의 초점이 데이터층(L0)에 포커싱되도록 대물렌즈를 하향 이동한다.
이와 같이, 종래 기술에 따르면, 재검출 기간(Tr)을 이용하여 데이터층을 판별하는바, 다층의 데이터층을 가진 광디스크에 있어서 구면수차로 인하여 제로 크로싱 지점이 정확하게 측정되지 않아 재검출 기간(Tr)이 정확하게 측정되기 어렵다.
또한, 종래 기술에 따르면, 다층의 데이터층을 가진 광디스크에 있어서, 커 버층에서 가장 먼 쪽의 데이터층과 커버층에서 가장 가까운 데이터층에 한하여 포커싱을 할 수 있으므로, 다수의 데이터층 중에서 중간에 위치한 데이터층을 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광디스크 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법에 있어서 고밀도 다층 광디스크에 포함되는 모든 데이터층에 대하여 신속하고 정확하게 포커스 인입을 수행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다수의 데이터층을 가지는 광정보저장매체에 대해 대물렌즈를 상하 이동하여 포커스를 제어하는 방법에 있어서, 목표 데이터층으로의 포커스 인입 명령 신호를 수신하는 단계; 상기 목표 데이터층에 대한 구면 수차를 보정하는 단계; 상기 광정보저장매체로부터 반사되어 광검출기에 집광된 광의 크기로부터 포커스 에러 신호를 검출하는 단계; 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭 또는 주파수를 이용하여 상기 목표 데이터층을 인식하는 단계; 및 상기 목표 데이터층을 인식하면, 상기 대물렌즈를 이전과 반대 방향으로 이동시켜, 상기 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 단계는, 포커스 서보 신호를 온 시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 목표 데이터층으로 인식하는 단계는, 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭이 가장 큰 값을 가지는 데이터층을 상기 목표 데이터층으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 목표 데이터층으로 인식하는 단계는, 상기 다수의 데이터층에서 n번째 데이터층을 검출하는 단계; 상기 대물렌즈를 상향 이동하여 (n+1)번째 데이터층을 검출하는 단계; 및 상기 n번째 데이터층과 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 상기 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 n번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 (n+1)번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 n번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 대물렌즈를 (n+2)번째 데이터층이 검출될 때까지 계속 상향 이동시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 목표 데이터층으로 인식하는 단계는, 상기 포커스 에러 신호의 주파수가 가장 낮은 값을 가지는 데이터층을 상기 목표 데이터층으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 목표 데이터층으로 인식하는 단계는, 상기 다수의 데이터층에서 n번째 데이터층을 검출하는 단계; 상기 대물렌즈를 상향 이동하여 (n+1)번째 데이터층을 검출하는 단계; 및 상기 n번째 데이터층과 상기 (n+1)번째 데이터층에 대 한 상기 포커스 에러 신호의 주파수를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 n번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 주파수가 상기 (n+1)번째 데이터층보다 낮은 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 주파수가 상기 n번째 데이터층보다 높은 경우, 상기 대물렌즈를 (n+2)번째 데이터층이 검출될 때까지 계속 상향 이동시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 n번째 데이터층을 검출한 후, 상기 대물렌즈를 이동시키는 포커스 드라이브 신호가 일정 레벨이 될 때까지, 더 이상의 데이터층이 검출되지 않은 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 포커스 드라이브 신호는, 상기 대물렌즈가 하향 이동 되는 속도가 상향 이동 되는 속도보다 크도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광정보저장매체 재생/기록 장치는 대물 렌즈를 상하 이동시켜, 업로드된 다수의 데이터층을 가지는 광정보저장매체로부터 반사된 광을 광검출기에 집광시키는 광픽업부; 상기 집광된 광으로부터 포커스 에러 신호를 출력하는 RF 앰프부; 목표 데이터층으로의 포커스 인입 명령 신호가 입력되면, 상기 목표 데이터층에 대한 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정부; 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭 또는 주파수를 이용하여 상기 목표 데이터층을 인식하고, 상기 목 표 데이터층을 인식하면, 상기 대물렌즈를 이전과 반대 방향으로 이동시키는 포커스 드라이브 신호를 출력하는 서보 신호 처리부; 및 상기 포커스 드라이브 신호를 이용하여 상기 광픽업부를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 기록/재생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 기록/재생 장치는 광 픽업부(100), RF 앰프부(200), 구면 수차 보정부(300), 서보 신호 처리부(400), 구동부(500) 및 디스크 모터(600)를 포함한다.
먼저 광 픽업부(100)는 트래킹 서보 제어를 위한 트래킹 엑츄에이터와 포커스 서보 제어를 위한 포커싱 엑츄에이터에 의해 구동되며, 업로드된 광디스크에 빛을 방사하여 수광된 광빔을 전기적인 RF 신호로 변환한다. 즉, 광디스크에 기록되어 있는 정보를 광학적으로 픽업하여 전기적인 RF 신호로 변환하여 RF 앰프부(200)로 출력한다.
RF 앰프부(200)는 광 픽업부(100)로부터 출력되는 RF 신호를 증폭한다. 이 때, RF 앰프부(200)는 광 픽업부(100)에 내장된 4분할 광검출기로부터 입력받은 광을 비점수차법에 의해 연산[(A+C)-(B+D)]하여, 포커스 에러 신호(FES)를 출력하고, 4분할 광검출기로부터 입력받은 광을 합산하여(A+B+C+D), 전체 합신호에 해당하는 RFDC 신호를 출력한다.
구면 수차 보정부(300)는 광디스크 사이의 층간 두께 차이를 보상하기 위하여, 복수의 데이터층 중에서 한 개의 데이터층에 광빔의 초점을 맞추고, 이를 기준으로 다른 데이터층의 광빔의 초점을 맞추도록 한다.
그리고, 구면 수차 보정부(300)는 외부로부터 포커스 인입 명령이 입력되면, 업로드된 광디스크에서 기록 또는 재생하고자 하는 목표 데이터층에 대하여 구면 수차 보정을 실시한다.
서보 신호 처리부(400)는 RF 앰프부(200)로부터 포커스 에러 신호(FES), RFDC 신호 등을 입력받으며, 대물 렌즈가 광디스크의 수직 방향으로 상하 이동되도록 포커스 드라이브 신호(FOD)를 구동부(500)로 출력하여, 광빔의 초점위치를 조절한다. 그리고, 외부에서 포커스 인입 신호가 입력되면, 포커스 에러 신호(FES)와 RFDC 신호등을 통하여 데이터층간 광빔의 초점을 이동시키는 바, 이에 대한 상세한 설명은 도 8 내지 도 10을 통하여 상세히 하기로 한다.
구동부(500)는 포커스 엑츄에이터 및 포커스 드라이브(도시하지 않음)를 포함하고 있으며, 서보 신호 처리부(400)에서 출력되는 포커스 드라이브 신호(FOD)로 포커싱 엑츄에이터를 구동하여 대물렌즈를 광디스크에 수직방향으로 상하 이동 시킨다.
디스크 모터(600)는 구동부(500)로부터 출력되는 디스크 구동 신호에 의해 디스크를 CLV(Constant Linear Velocity) 방식 혹은 CAV(Constant Angular Velocity) 방식으로 회전시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 픽업부(100)의 구성을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 광 픽업부(100)는 LD(Laser Diode)(110), 반사경(120), 대물렌즈(130), 광빔(140), 시준렌즈(Collimator Lens)(150), 빔 스플리터(160), 집광렌즈(170) 및 4분할 광검출기(180)를 포함한다.
도 5에서 보는 바와 같이, LD(110)가 on 상태가 되면, LD(110)를 통해 방출된 광은 반사경(120)에 의해 반사되어 대물렌즈(130)로 입사한다. 그리고, 대물렌즈(130)에서 출력된 광은 광빔(140)을 통해 광디스크에 집광되고, 반사된 광은 시준 렌즈(150)를 거쳐 빔 스플리터(160)에 의해 스플리팅된다. 이때, 구면 수차 보상부(300)는 디스크의 두께에 따라 발생하는 구면 수차를 보상하기 위하여, 시준 렌즈(150)에 신호를 전달하며, 시준 렌즈(150)는 좌우로 이동하면서 광디스크에 초점이 맺히는 위치를 조절한다.
빔 스플리터(160)에 의해 스플리팅된 광은 집광렌즈(170)를 통해 집광되고, 집광된 광은 4분할 광검출기(180)로 전달되며, 4분할 광검출기(180)는 도 6a 내지 도 6c와 같이 대물렌즈(130)의 이동에 따라 A, B, C, D 영역에 입사된 광량을 RF 앰프부(200)에 전달한다.
그리고, RF 앰프부(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 4분할 광검출기(180)로부 터 입력받은 광을 비점수차법에 의해 연산하여, 포커스 에러 신호(FES)를 생성하고, 4분할 광검출기로부터 입력받은 광을 합산하여(A+B+C+D), RFDC 신호를 생성하며, 생성된 포커스 에러 신호(FES)와 RFDC 신호를 서보 신호 처리부(400)로 출력한다.
이하 도 6a 내지 도 7을 통하여, 비점수차법에 의해 대물렌즈의 이동에 따라 포커스 에러 신호(FES)가 생성되는 과정을 설명하기로 한다.
도 6a는 광빔이 데이터층에 접근하는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형태를 나타내는 도면이고, 도 6b는 광빔의 초점이 데이터 층에 정확하게 맺힌 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형태를 나타내는 도면이며, 도 6c는 광빔이 데이터층에서 멀어지는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광의 형태를 나타내는 도면이다. 그리고 도 7은 도 6a 내지 도 6c 와 같은 광의 형태에 따라서 생성된 포커스 에러 신호(FES)를 나타내는 도면이다.
먼저, 대물렌즈(130)를 투과한 광빔이 데이터층에 접근하는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광은 도 6a와 같이 균일하지 않고, 4분할 영역 중 A와 C 영역에 주로 집광된다. 따라서, 도 7에서 보는 바와 같이, a 지점에서 A+C 의 값은 최대값을, B+D의 지점에서는 최소값을 갖게 되어, 포커스 에러 신호(FES)는 최대값을 갖게 된다.
그리고, 대물렌즈(130)를 투과한 광빔이 데이터층에 정확하게 맺히는 On focus 상태가 되는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광은 도 6b와 같이, 4분할 영역 A, B, C, D에 균일하게 되고, 포커스 에러 신호(FES)는 0의 값을 갖게 된 다.
그리고, 대물렌즈(130)를 투과한 광빔이 데이터층에서 멀어지는 경우, 4분할 광검출기(180)에 집광되는 광은 도 6c와 같이 균일하지 않고, 4분할 영역 중 B와 D 영역에 주로 집광된다. 따라서, 도 7에서 보는 바와 같이, c 지점에서 A+C 의 값은 최소값을, B+D의 지점에서는 최대값을 갖게 되어, 포커스 에러 신호(FES)는 최소값을 갖게 된다.
이와 같이, 비점수차법에 의하면, 대물렌즈의 이동에 따라 포커스 에러 신호(FES)는 S자 커브의 형태를 갖게 된다.
이하에서는, 업로드된 광디스크에 대하여 기록 또는 재생을 위하여 목표 데이터층에 인입을 하거나, 광디스크의 기록 또는 재생 중에 외부의 충격등의 이유로 포커싱이 off 상태일 때, 원래의 데이터층으로 재인입을 수행하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 인입을 수행하는 순서도이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 목표 데이터층에 포커스 인입을 수행하는 과정에서 출력되는 신호를 도면이다. 이때, 제1 실시예에서 목표 데이터층을 데이터층(L1)로 가정하여 설명하기로 하고, 도 9에 따른 출력 신호에 있어서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 8과 같이, 외부로부터 목표 데이터층(L1)에 대하여 포커스 인입 명령이 입력되면(S10), 구면 수차 보정부(300)는 목표 데이터층(L1)에 대해 구면 수차 보정을 실시한다(S20).
그리고, 목표 데이터층(L1)에 대한 구면 수차 보정이 실시된 후, 서보 신호 처리부(400)는 대물렌즈(130)가 광디스크의 상향 방향으로 이동되도록(S30), 포커스 드라이브 신호(FOD)를 구동부(500)로 출력하여, 광빔의 초점위치를 조절한다.
그리고, 서보 신호 처리부(400)는 포커스 에러 신호(FES)와 RFDC 신호를 이용하여 앞에서 설명한 방법을 이용하여 데이터층(Ln)을 검출한다(S40).
즉, RFDC 신호가 제1 슬라이스 레벨보다 높고, 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하는 경우, 데이터층이 검출된 것으로 판단한다. 즉, 도 9에서 보는 바와 같이, 포커스 에러 신호(FES)가 슬라이스 레벨(Sfe+)보다 높은 레벨에서 슬라이스 레벨(Sfe-)보다 낮은 레벨로 변하거나, 그 반대의 경우, 포커스 에러 신호(FES)는 제로(0) 지점을 통과하게 된다.
이때, 검출된 데이터층이 목표 데이터층(L1)인지 확인하기 위하여, 대물렌즈(130)를 광디스크의 상향 방향으로 더욱 이동시켜, 다음 번째의 데이터층(Ln+1)을 검출하고(S50), 데이터층(Ln)과 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+1)의 포커스 에러 신호(FES)의 최고 레벨과 최저 레벨의 폭의 크기를 비교한다(S60).
목표 데이터층(L1)에 구면 수차를 최적으로 보정하였을 때, 포커스 에러 신호(FES)의 왜곡이 가장 작으므로, 포커스 에러 신호(FES)의 레벨 폭이 가장 커진다는 특성을 이용하여, 검출되는 데이터층의 포커스 에러 신호(FES)의 레벨 폭을 비교하여 목표 데이터층(L1)을 정확하게 검출 할 수 있다.
따라서, 데이터층(Ln)과 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+1)의 포커스 에러 신호(FES)의 레벨 폭의 크기를 비교한 결과, 데이터층(Ln)의 최고-최저 레벨의 폭이 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+1)의 최고-최저 레벨폭 보다 큰 경우, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(Ln)을 목표 데이터층(L1)으로 인식하게 되고(S70), 더 이상 대물렌즈(130)를 상향 이동시키지 않게 된다.
한편, 데이터층(Ln)의 최고-최저 레벨의 폭이 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+1)의 최고-최저 레벨 폭 보다 작은 경우, 서보 신호 처리부(400)는 다시 데이터층(Ln+1)과 그 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+2)의 최고-최저 레벨의 폭의 크기를 반복하여 비교하여, 데이터층(Ln+1)의 최고-최저 레벨 폭이 데이터층(Ln+2)보다 큰 경우 데이터층(Ln+1)을 목표 데이터층(L1)으로 인식하게 되고, 더 이상 대물렌즈(130)를 상향 이동시키지 않게 된다.
마찬가지로, 데이터층(Ln+1)의 최고-최저 레벨 폭이 데이터층(Ln+2)보다 작은 경우, 서보 신호 처리부(400)는 대물렌즈(130)를 상향 이동시켜, 그 다음 번째에 검출되는 데이터층(Ln+3)의 최고-최저 레벨 폭의 크기를 비교한다.
따라서, 도 9에서 보는 바와 같이, 데이터층(L1)에서의 포커스 에러 신호(FES)의 최고-최저 레벨 폭(p1)은 데이터층(L2)에서의 최고-최저 레벨 폭(p2)보다 크고, 데이터층(L0)에서의 최고-최저 레벨 폭(p0)보다 크므로, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L1)을 목표 데이터층으로 인식하게 된다. 이와 같이 서보 신호 처리부(400)는 인접한 데이터층들보다 포커스 에러 신호(FES)의 최고-최저 레벨이 큰 것으로 측정되는 데이터층(L1)을 목표 데이터층으로 인식한다.
한편, 목표 데이터층이 업로드된 광디스크의 커버층에서 가장 멀리 떨어져 있는 데이터층일 경우에는, 대물렌즈(130)를 상향 이동을 하여도 다음 번째 데이터 층은 검출되지 않는 것은 자명하다.
예를 들어, 데이터층(Ln)의 최고-최저 레벨 폭이 이전 데이터층(Ln-1)의 최고-최저 레벨 폭보다 큰 경우, 서보 신호 처리부(400)는 대물렌즈(130)을 더욱 상향 이동시키게 된다. 이때, 데이터층(Ln)이 광디스크의 커버층에서 가장 멀리 떨어져 있는 데이터층일 경우에는, 다음 번째 데이터층은 검출되지 않는다.
이때, 서보 신호 처리부(400)는 대물렌즈(130)를 광디스크의 수직 방향으로 이동시키는 포커스 드라이브 신호(FOD)의 크기가 일정 레벨을 넘어서는 경우, 더 이상의 데이터층은 존재하지 않는 것으로 판단하여, 직전에 검출되었던 데이터층(Ln)을 목표 데이터층(L1)으로 인식한다.
즉, 종래 기술인 일본 공개 특허 JP 2006/155792호에 의하면, 데이터층을 검출하고 재검출 기간(Tr) 내에 새로운 데이터층이 검출되지 않으면, 검출된 데이터층을 목표 데이터층으로 인식하도록 하였으나, 본 발명의 실시예에 따르면, 포커스 드라이브 신호(FOD)의 크기가 일정 레벨을 넘어서는 경우, 검출된 데이터층을 목표 데이터층으로 인식하도록 한다. 이때, 종래 기술에 의하면, 다층의 데이터층을 가진 광디스크에 있어서 구면수차로 인하여 제로 크로싱 지점이 정확하게 측정되지 않아 재검출 기간(Tr)이 부정확하지만 본 발명의 실시예에 따르면, 포커스 드라이브 신호(FOD)의 크기를 이용하므로, 더욱 정확하게 커버층에서 가장 멀리 떨어진 목표 데이터층을 인식할 수 있다.
이와 같은 방법을 통하여, 도 9에서와 같이 데이터층(L1)을 목표 데이터층으로 인식했을 경우, 대물렌즈(130)에 의한 광빔의 초점은 데이터층(L0)에 포커싱되 어 있으므로, 포커스 드라이브 신호(FOD)에 의해 포커스 액츄에이터는 광픽업부(100) 내의 대물렌즈(130)를 하향 이동시켜, 광빔이 다시 목표 데이터층인 데이터층(L1)에 포커싱 되도록 한다.
이때, 대물렌즈(130)를 하향 이동 시키면, 포커스 에러 신호(FES)는 상향 이동 시킬 때와 대칭 형태를 가지는 S 자 커브가 출력되게 된다.
그러나, 대물렌즈(130)는 상향 이동하다가 하향 이동 시키는 과정에서, 포커스 액츄에이터에는 상향 이동시의 관성이 발생하여, 도 9에서 표시한 관성 발생 구간이 경과한 후, 포커스 에러 신호(FES)는 적절한 형태의 S 자 커브를 나타내게 된다.
이때, 관성 발생 구간에서, 관성에 의해 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하는 경우, 새로운 데이터층이 검출된 것으로 간주될 수 있으므로, 포커스 에러 신호(FES)의 크기를 줄이는 것이 필요하다.
따라서, 관성이 커지는 것을 방지하기 위하여, 목표 데이터층(L1)을 인식하는 시점에서 서보 신호 처리부(300)는 포커스 액츄에이터의 하향 속도를 증가시키도록 하는 포커스 드라이브 신호(FOD)를 출력한다. 따라서, 대물렌즈(130)의 하향 이동하는 속도를 증가시켜, 대물렌즈(130)의 상향 이동 후에 발생하는 관성력의 크기를 상쇄시키도록 한다.
이와 같은 방법에 의하여, 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 포커싱되도록 대물렌즈(130)를 하향 이동시킨다(S80). 그리고, 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 포커싱되면, 서보 신호 처리부(300)는 포커스 서보 신호는 ON이 되어(S90), 데 이터층(L1)에 대하여 포커스 인입 동작이 완료된다(S100).
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 포커스 인입을 수행하는 과정에서 광빔의 초점이 맺히는 위치를 나타내는 도면이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 커버층에서 가장 가까운 데이터층을 데이터층(L3)로 가정하고, 가장 멀리 떨어져 있는 데이터층을 데이터층(L0)로 가정한다.
만일 목표 데이터층이 데이터층(L3)인 경우, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L3)에서의 포커스 에러 신호(FES)의 최고-최저 레벨 폭을 데이터층(L2)와 비교하여, 데이터층(L3)을 목표 데이터층으로 인식하면, 광빔의 초점이 데이터층(L3)에 포커싱되도록 대물렌즈(130)을 하향이동한다. 이때, 광빔의 초점이 데이터층(L2)에 포커싱될 때, 데이터층(L3)이 목표 데이터층이라는 것을 인식하게 되지만, 대물렌즈(130)를 하향이동 시키더라도, 관성에 의하여 바로 데이터층(L3)으로 광빔의 초점이 하향 이동하지 못하고, 다소 상승하였다가 데이터층(L2)를 거쳐서 데이터층(L3)으로 이동하게 된다.
목표 데이터층이 데이터층(L2), 데이터층(L1)인 경우에도 각각 이와 동일한 방법에 의하여 포커스 인입 과정이 이루어 진다.
그리고, 목표 데이터층이 데이터층(L0)인 경우, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L0)의 최고-최저 레벨 폭을 비교하기 위한 새로운 데이터층을 검출하기 위하여 대물렌즈(130)를 상승시키지만, 포커스 드라이브 신호(FOD)의 크기가 한계 레벨까지 이르게 되면 직전에 검출된 데이터층(L0)을 목표 데이터층으로 인식하게 되어 대물렌즈(130)를 하향 이동시켜 광빔의 초점이 데이터층(L0)에 포커싱되도록 한 다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 목표 데이터층에 구면 수차를 최적으로 보정하였을 때, 포커스 에러 신호(FES)의 최고-최저 레벨 폭이 가장 커진다는 점을 이용하여, 목표 데이터층을 검출한다고 설명하였으나, 마찬가지로 목표 데이터층(L1)에 구면 수차를 최적으로 보정하였을 때, 포커스 에러 신호(FES)의 주파수가 가장 낮게 검출된다는 점을 이용하여 목표 데이터층을 검출할 수도 있다.
따라서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 목표 데이터층(L1)에 구면 수차를 최적으로 보정하는 경우, 목표 데이터층(L1)에서의 주파수가 가장 낮아지므로, 목표 데이터층(L1)에 대한 포커스 에러 신호(FES)의 상승 및 하강하는데 걸리는 시간(t1)은 데이터층(L2)에서의 시간(t2)보다 길고, 데이터층(L1)에서의 시간(t0)보다 길므로, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L1)을 목표 데이터층으로 인식하게 된다. 이와 같이 서보 신호 처리부(400)는 인접한 데이터층들보다 포커스 에러 신호(FES)의 상승 및 하강하는데 걸리는 시간이 길게 측정되는 데이터층(L1)을 목표 데이터층으로 인식한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 종래 기술과 달리 포커스 인입 명령이 입력되면, 목표 데이터층에 대한 구면 수차 보정이 먼저 수행되고, 구면 수차 보정이 이루어진 데이터층에 대한 포커스 에러 신호(FES)의 펄스 폭이 크거나 주파수가 낮다는 점을 이용한다. 따라서, 종래 기술과 달리 다층의 광디스크 중에서 중간에 위치하는 데이터층에 대해서도 신속하고 정확하게 포커스 인입을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 의해 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록 매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법은, 업로드된 광디스크에 대하여 기록 또는 재생을 위하여 목표 데이터층에 인입을 하거나, 광디스크의 기록 또는 재생 중에 외부의 충격등의 이유로 포커싱이 off 상태일 때, 보다 신속하고 정확하게 포커스 인입을 수행할 수 있다.

Claims (25)

  1. 다수의 데이터층을 가지는 광정보저장매체에 대해 대물렌즈를 상하 이동하여 포커스를 제어하는 방법에 있어서,
    목표 데이터층으로의 포커스 인입 명령 신호를 수신하는 단계;
    상기 목표 데이터층에 대한 구면 수차를 보정하는 단계;
    상기 광정보저장매체로부터 반사되어 광검출기에 집광된 광의 크기로부터 포커스 에러 신호를 검출하는 단계;
    상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭을 이용하여 상기 목표 데이터층을 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 목표 데이터층을 인식하는 단계는,
    상기 다수의 데이터층에서 n번째 데이터층을 검출하고, 상기 대물렌즈를 상향 이동하여 (n+1)번째 데이터층을 검출하고, 상기 n번째 데이터층과 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 상기 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭을 비교함으로써, 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭이 가장 큰 값을 가지는 데이터층을 상기 목표 데이터층으로 인식하는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 단계는, 포커스 서보 신호를 온 시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 n번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 (n+1)번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 n번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 대물렌즈를 (n+2)번째 데이터층이 검출될 때까지 계속 상향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제6항에 있어서,
    상기 n번째 데이터층을 검출한 후, 상기 대물렌즈를 이동시키는 포커스 드라이브 신호가 일정 레벨이 될 때까지, 더 이상의 데이터층이 검출되지 않은 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 포커스 드라이브 신호는, 상기 대물렌즈가 하향 이동 되는 속도가 상향 이동 되는 속도보다 크도록 하는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법.
  13. 대물 렌즈를 상하 이동시켜, 업로드된 다수의 데이터층을 가지는 광정보저장매체로부터 반사된 광을 광검출기에 집광시키는 광픽업부;
    상기 집광된 광으로부터 포커스 에러 신호를 출력하는 RF 앰프부;
    목표 데이터층으로의 포커스 인입 명령 신호가 입력되면, 상기 목표 데이터층에 대한 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정부;
    상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭을 이용하여 상기 목표 데이터층을 인식하고, 상기 인식된 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하기 위한 포커스 드라이브 신호를 출력하는 서보 신호 처리부; 및
    상기 포커스 드라이브 신호를 이용하여 상기 광픽업부를 구동하는 구동부를 포함하고,
    상기 서보 신호 처리부는, 상기 다수의 데이터층에서 n번째 데이터층을 검출하고, 상기 대물렌즈를 상향 이동하여 (n+1)번째 데이터층을 검출하며, 상기 n번째 데이터층과 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 상기 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭을 비교함으로써, 상기 포커스 에러 신호의 레벨 폭이 가장 큰 값을 가지는 데이터층을 상기 목표 데이터층으로 인식하는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서보 신호 처리부는,
    포커스 서보 신호를 온 시켜, 상기 목표 데이터층으로 포커스 인입을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 서보 신호 처리부는, 상기 n번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 (n+1)번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 서보 신호 처리부는, 상기 (n+1)번째 데이터층에 대한 포커스 에러 신호의 최고 레벨과 최저 레벨 사이의 폭이 상기 n번째 데이터층보다 큰 경우, 상기 대물렌즈를 (n+2)번째 데이터층이 검출될 때까지 계속 상향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제18항에 있어서,
    상기 n번째 데이터층을 검출한 후, 상기 대물렌즈를 이동시키는 포커스 드라이브 신호가 일정 레벨이 될 때까지, 더 이상의 데이터층이 검출되지 않은 경우, 상기 n 번째 데이터층을 상기 목표 데이터 층으로 인식하고, 상기 대물렌즈를 하향 이동시키는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 포커스 드라이브 신호는, 상기 대물렌즈가 하향 이동 되는 속도가 상향 이동 되는 속도보다 크도록 하는 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 재생/기록 장치.
  25. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제11항 및 제12항에 기록된 방법 중 하나를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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