KR20060011252A - 포커스 인입 장치 및 제어방법 - Google Patents

포커스 인입 장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

포커스 인입 장치 및 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 포커스 인입 장치는, 광디스크로부터 반사되는 광을 기초로 포커스 에러신호를 생성하는 포커싱 에러 생성부와, 포커스 에러신호를 신호처리하여 포커스 액츄에이터를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성하는 포커스 제어부와, 대물렌즈와 광디스크 표면이 충돌하지 않도록 설정되는 제어신호인 최대 허용치보다 포커스 제어신호가 큰 경우, 포커스 제어신호 대신에 최대 허용치를 포커스 드라이브로 출력하는 최대 허용치 제한부를 포함한다. 이로써, 포커스 제어부의 이상 동작으로 인해서 발생되는 광픽업의 대물렌즈와 광디스크 표면의 충돌을 방지할 수 있다.
면진동, 광디스크, 포커스 인입, 최대 허용치

Description

포커스 인입 장치 및 제어방법{Apparatus and controlling method for focus pull-in}
도 1은 광디스크의 면진동이 미발생하는 경우 생성되는 포커스 에러(Focus Error)신호의 파형도,
도 2a는 광디스크의 회전시 생성되는 포커스 에러신호의 일 예를 도시한 파형도,
도 2b는 도 2a와 같은 포커스 에러신호 발생 시 포커스 액츄에이터에 가해지는 포커스 제어신호의 일 예를 도시한 파형도,
도 3은 본 발명에 따른 포커스 인입 장치를 개략적으로 도시한 도면, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 포커스 인입 제어방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
110 : 광픽업 120 : 포커스 에러 생성부
130 : 포커스 제어부 140 : 최대 허용치 제한부
150 : 메모리 160 : 포커스 드라이브
본 발명은 포커스 인입 장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광픽업(Pick-up)의 대물렌즈와 광디스크의 충돌을 방지할 수 있는 포커스 인입 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
광기록재생장치는 광디스크에 데이터를 기록하거나 또는 기록된 데이터를 재생하는 장치이다. 이를 위해 필요한 장치 중 하나가 광픽업이다. 광픽업은 광디스크의 표면에 레이저 빔을 조사하여 데이터를 기록하거나, 광디스크의 표면에서 반사되는 레이저 빔을 수광하여 재생 데이터를 독출한다. 이를 위해, 광픽업은 레이저 빔의 초점이 광디스크의 데이터 기록층에 정확히 포커싱되도록 하여야 하며, 이를 포커스 서보라 칭한다.
광픽업은 광디스크의 면진동을 고려하여 레이저 빔이 광디스크의 데이터 기록면에 포커싱되도록 한다. 면진동은 광디스크의 회전시 발생하는 광디스크의 상하 움직임으로서, 주로 광디스크의 휨에 의해 발생한다. 따라서, 광픽업은 광디스크의 면진동을 고려하여 대물렌즈를 상하로 움직이면서 포커스 인입시점을 판단한 후, 인입시점이라고 판단되면 레이저 빔이 광디스크의 데이터 기록면에 인입되도록 한다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 광픽업으로부터 조사된 레이저 빔은 광디스크의 표면에서 반사되어 광픽업 내 포토 다이오드 IC와 같은 광검출기에 의해 검출된다. 그리고 광검출기에 의해 검출된 신호의 일부는 소정 연산과정을 거쳐 포커스 에러신호로 변경된다. 여기서 포커스 에러신호는 광디스크의 기록층과 광픽업의 대물렌즈의 최적 거리 및 현재 거리와의 차이를 구현한 것이다. 변경된 포커스 에러신호는 포커스 제어신호로 다시 변환되고, 변환된 포커스 제어신호는 포커스 에러신호가 나타내는 거리 차이를 보상하여 광디스크의 기록층과 광픽업의 대물렌즈이 최적 거리를 유지하도록 포커스 드라이브로 출력된다. 즉 포커스 제어신호에 의해 포커스 드라이브가 제어되며, 이로써 포커스 액츄에이터에 의한 광픽업의 대물렌즈의 상하 위치가 조정된다.
도 1은 광디스크의 면진동이 미발생하는 경우 생성되는 포커스 에러신호의 파형도이고, 도 2a은 광디스크의 회전시 생성되는 포커스 에러신호의 일 예를 도시한 파형도이며, 도 2b는 도 2a와 같은 포커스 에러신호 발생 시 포커스 액츄에이터에 가해지는 포커스 제어신호의 일 예를 도시한 파형도이다.
도 1에서, 종축은 포커스 에러신호, 횡축은 레이저 빔의 초점이 초기 위치에서 디스크 방향으로 이동하는 시간을 의미한다. 도 2a에서, 종축은 포커스 에러신호, 횡축은 레이저 빔의 초점이 초기 위치에서 디스크 방향으로 이동하는 시간을 의미한다. 또한, 도 2b에서, 종축은 포커스 액츄에이터에 가해지는 포커스 제어신호(즉, 포커스 드라이브 신호), 횡축은 포커스 제어신호가 가해지는 시간을 의미한다.
도 1과 같이 포커스 에러신호는 기본적으로 S자 형태의 커브를 갖는다. 도 1에 도시된 S자 형태의 커브는 광디스크(100a)가 고정되어 있거나 또는 광디스크(100a)의 면진동이 미발생하는 경우 생성되는 포커스 에러신호가 취하는 파형이다.
그러나 광디스크 표면에 결함이 있거나 외부의 충격, 전기적 노이즈 등으로 인해 도 1과 같은 포커스 에러신호의 커브는 도 2a와 같이 왜곡되거나 진폭이 변경될 수 있다. 그에 따라 도 2b와 같은 형태의 포커스 제어신호가 생성될 수 있다.
그러나 이와 같이 포커스 제어신호가 필요치 이상으로 발생될 경우에는 광픽업의 대물렌즈 또한 필요 이상 동작하게 되어 광디스크와 충돌할 염려가 있다. 그로 인해 광디스크 표면에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 포커스 제어신호를 기설정된 최대 허용치와 비교하고, 비교 결과 최대 허용치보다 클 경우 포커스 제어신호 대신에 최대 허용치를 출력할 수 있는 포커스 인입 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 포커스 인입 장치는, 광원으로부터 출사되는 광을 광디스크에 집속시키기 위한 대물렌즈를 광축방향으로 이동시키는 포커스 액츄에이터를 포커스 드라이브에 의해 구동하는 포커스 인입 장치에 있어서, 상기 광디스크로부터 반사되는 광을 기초로 포커스 에러신호를 생성하는 포커싱 에러 생성부와, 생성된 상기 포커스 에러신호를 신호처리하여 상기 포커스 액츄에이터를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성하는 포커스 제어부와, 상기 대물렌즈와 상기 광디스크 표면이 충돌하지 않도록 설정되는 제어신호인 최대 허용치보다 상기 포커스 제어신호가 큰 경우, 상기 포커스 제어신호 대신에 상기 최대 허용치를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 최대 허용치 제한부를 포함한다.
또한 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 포커스 인입 제어방법은, 광원으로부터 출사되는 광을 광디스크에 집속시키기 위한 대물렌즈를 광축방향으로 이동시키는 포커스 액츄에이터를 포커스 드라이브에 의해 구동하는 포커스 인입 제어방법에 있어서, 상기 광디스크로부터 반사되는 광을 기초로 포커스 에러신호를 생성하는 단계와, 생성된 상기 포커스 에러신호를 신호처리하여 상기 포커스 액츄에이터를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 대물렌즈와 상기 광디스크 표면이 충돌하지 않도록 설정되는 제어신호인 최대 허용치보다 상기 포커스 제어신호가 큰 경우, 상기 포커스 제어신호 대신에 상기 최대 허용치를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 단계를 포함한다.
이로써, 포커스 제어부의 이상 동작으로 인해서 발생되는 광픽업의 대물렌즈와 광디스크 표면의 충돌을 방지할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포커스 인입 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 포커스 인입 장치(100)는 광픽업(110), 포커스 에러 생성부(120), 포커스 제어부(130), 최대 허용치 제한부(140), 메모리(150) 및 포커스 드라이브(160)를 포함한다.
먼저, 도 3에 도시된 포커스 인입 장치(100)는 레이저 빔이 광디스크(100a)의 표면에 정확히 인입되도록 하는 장치로서, 광기록재생장치(미도시)에 구비가능하다. 광기록재생장치(미도시)는 광디스크에 데이터를 기록 및 기록된 데이터를 재생하는 장치로서, DVDR(Digital Video Disk Recorder), PC 등을 예로 들 수 있다. 또한, 광디스크는 CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk) 등 다양한 종류로 구분된다.
광픽업(110)은 광디스크(100a)의 기록면에 기록된 데이터를 독출하여 전기적 신호로 변환한다. 이를 위해, 광픽업(110)은 광원(112), 빔 스플리터(114), 대물렌즈(116), 포커스 액츄에이터(117) 및 광검출기(118)를 가진다.
광원(112)은 광디스크(100a)의 종류에 따라 상이한 파장의 레이저 빔을 출사한다. 예를 들어, 광디스크(100a)로서 DVD가 장착된 경우, 광원(112)은 대략 650nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 출사한다. 빔 스플리터(114)는 광원(112)으로부터 출사되는 레이저 빔을 소정 비율로 반사 또는 투과시킨다. 대물렌즈(116)는 빔 스플리터(114)로부터 입사되는 레이저 빔이 광디스크(100a)의 기록면에 집속되도록 한다.
포커스 액츄에이터(117)는 광디스크(100a)로 입사되는 레이저 빔의 초점이 광디스크(100a)의 기록면에 정확히 집속되도록 대물렌즈(116)를 상하구동한다. 즉, 포커스 액츄에이터(117)는 포커스 서보를 온 시키기 위해 대물렌즈(116)를 상하구동하여 광디스크(100a)와 대물렌즈(116) 사이의 거리를 조절한다. 여기서, 포커스 서보가 온되었음은 광픽업(110)이 포커스 인입(Pull-in)되었음을 의미한다.
이와 같이 포커스 서보를 수행하는 것은, 광디스크(100a)에 기록된 데이터를 재생하거나 또는 데이터를 기록하기 위해서는 레이저 빔의 초점이 광디스크(100a)의 기록면에 정확하게 포커싱되어야 하기 때문이다.
광검출기(118)는 광디스크(100a)의 기록면에서 반사된 레이저 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환한다. 통상, 광검출기(118)로서 포토 다이오드 IC(Photo diode IC)를 사용한다.
포커스 에러 생성부(120)는 광검출기(118)에서 출력된 전기적 신호를 이용하여 포커스 서보, 즉 포커스 인입을 위한 포커스 에러신호를 생성한다. 생성된 포커스 에러신호는 포커스 제어부(130)로 제공된다.
포커스 제어부(130)는 메인 메모리(미도시)에 저장된 각종 제어프로그램을 이용하여 포커스 인입 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 본 발명에 따른 포커스 인입 장치(100)가 광기록재생장치(미도시)에 구비된 경우, 포커스 제어부(130)는 광기록재생장치(미도시)의 전반적인 동작을 제어할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 포커스 제어부(170)는 포커스 에러 생성부(120)로부터 생성되는 포커스 에러신호에 따라 적응적으로 포커스 서보를 수행하도록 제어한다. 이를 상술하면 다음과 같다. 포커스 제어부(130)는 포커스 에러 생성부(120)로부터 포커스 에러신호를 입력받아 디지털 변환 등의 신호처리를 수행한다. 그리고, 포커스 제어부(130)는 신호처리된 포커스 에러신호에 기초하여 포커스 액츄에이터(117)를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성 출력한다. 즉, 포커스 제어부(130)는 광픽업(110)이 포커스 인입되도록 대물렌즈(116)를 상향 또는 하향시키기 위한 포커스 제어신호를 최대 허용치 제한부(140)로 출력한다.
최대 허용치 제한부(140)는 포커스 제어부(130)로부터 포커스 제어신호를 수신한다. 포커스 제어신호가 수신된 경우, 최대 허용치 제한부(140)는 메모리(150)에 기설정된 최대 허용치 정보를 독출한다. 여기서 최대 허용치는 광픽업(110)의 기계적 특성과 포커스 드라이브(160)의 전기적 특성을 고려하여 광픽업(110)의 대물렌즈(116)와 광디스크(110a) 표면이 충돌하지 않도록 설정된 최대 제어신호를 의미한다. 이는 제품의 제조시 실험적으로 결정될 수 있으며, 사용자에 의해 임의로 변경될 수도 있다.
또한 최대 허용치 제한부(140)는 독출된 최대 허용치와 수신된 포커스 제어신호를 상호 비교한다. 그리고 최대 허용치 제한부(140)는 비교 결과에 따라 조정되는 포커스 제어신호를 포커스 드라이브(160)로 출력한다. 즉 비교 결과, 포커스 제어신호가 최대 허용치보다 큰 경우, 최대 허용치 제한부(140)는 수신된 포커스 제어신호 대신에 최대 허용치를 포커스 드라이브(160)로 출력한다. 또한 비교 결과, 포커스 제어신호가 최대 허용치보다 작은 경우, 최대 허용치 제한부(140)는 수신된 포커스 제어신호를 포커스 드라이브(160)로 출력한다.
포커스 드라이브(160)는 포커스 제어부(130)로부터 출력되는 포커스 제어신호 또는 최대 허용치에 대응되는 전류를 포커스 액츄에이터(117)에 공급함으로써 포커스 액츄에이터(117)를 구동한다. 따라서, 포커스 액츄에이터(117)는 포커스 드라이브(160)로부터 공급된 전류에 비례하는 위치만큼 대물렌즈(116)를 상향 또는 하향조정하며, 이로써 광픽업(110)의 포커스 인입이 수행된다.
상기와 같은 최대 허용치 제한부(140)가 구비됨으로써 광픽업(110)의 대물렌즈(116) 및 광디스크(110a)의 표면이 상호 충돌하는 현상이 방지될 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 포커스 인입 제어방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저, 포커스 제어부(130)는 광디스크(100a)의 포커스 서보 제어를 위하여 광원(112)을 온 시키고, 스핀들 모터(미도시)를 제어하여 광디스크(100a)를 회전시킨다. 그리고, 포커스 제어부(130)는 광픽업(110)의 대물렌즈(116)을 강제적으로 상하 구동시켜 발생하는 포커스 에러신호로부터 광디스크(100a)의 종류(CD, DVD 등)를 판별한다. 광디스크(100a)의 종류가 판별되면, 포커스 제어부(130)는 포커스 서보, 즉, 광픽업(110)의 포커스 인입을 수행한다(S210).
광픽업(110)으로부터 조사된 레이저 빔은 광디스크(110a)의 표면에서 반사되고, 반사된 레이저 빔은 광검출기(118)에 의해 검출된다. 그리고 포커스 에러 생성부(120)는 레이저 빔의 검출에 따라 광검출기(118)에서 발생되는 신호에 대해서 소정 연산과정을 수행하여 포커스 에러신호를 생성한다(S220). 그리고 생성된 포커스 에러신호는 포커스 제어부(130)로 전송된다. 포커스 제어부(130)는 포커스 에러 생성부(120)로부터 포커스 에러신호를 입력받아 디지털 변환 등의 신호처리를 수행하고, 신호처리된 포커스 에러신호에 기초하여 포커스 제어신호를 생성 출력한다(S230). 그리고 포커스 제어부(130)로부터 수신된 포커스 제어신호 및 메모리(150)에 저장된 최대 허용치의 상호 크기가 최대 허용치 제한부(140)에 의해 비교된다(S240).
비교 결과, 포커스 제어신호가 최대 허용치보다 큰 경우, 수신된 포커스 제어신호는 최대 허용치로 제한된다(S250). 즉 최대 허용치가 수신된 포커스 제어신호를 대신한다. 그리고 수신된 포커스 제어신호 대신에 최대 허용치가 포커스 드라이브(160)로 출력된다(S260).
반면에, 비교 결과, 현 포커스 제어신호가 최대 허용치보다 크지 않은 경우, 수신된 포커스 제어신호가 포커스 드라이브(160)로 출력된다(S260).
이상과 같은 최대 허용치 제한부(140)는, 포커스 제어부(130)가 디지털 신호 처리기(digital signal processor)로 구현되는 경우에는 소프트웨어의 수정으로 구현 가능하고, 포커스 제어부(130)가 하드웨어적으로 구성된 경우 회로를 추가함으로써 구현가능할 것이다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포커스 인입 장치 및 제어방법에 의하면, 포커스 제어부의 이상 동작으로 인해서 발생되는 광픽업의 대물렌즈와 광디스크 표면의 충돌을 방지할 수 있다는 장점을 가진다. 따라서 광픽업의 대물렌즈와 광디스크 표면의 충돌로 인해 발생되는 광디스크의 손상을 방지할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의 해 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 광원으로부터 출사되는 광을 광디스크에 집속시키기 위한 대물렌즈를 광축방향으로 이동시키는 포커스 액츄에이터를 포커스 드라이브에 의해 구동하는 포커스 인입 장치에 있어서,
    상기 광디스크로부터 반사되는 광을 기초로 포커스 에러신호를 생성하는 포커싱 에러 생성부;
    생성된 상기 포커스 에러신호를 신호처리하여 상기 포커스 액츄에이터를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성하는 포커스 제어부; 및
    상기 대물렌즈와 상기 광디스크 표면이 충돌하지 않도록 설정되는 제어신호인 최대 허용치보다 상기 포커스 제어신호가 큰 경우, 상기 포커스 제어신호 대신에 상기 최대 허용치를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 최대 허용치 제한부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포커스 인입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최대 허용치가 저장되는 메모리;를 더 포함하고,
    상기 최대 허용치 제한부는, 상기 포커스 제어신호가 입력된 경우, 상기 메모리로부터 상기 최대 허용치를 독출하도록 처리하고, 독출된 상기 최대 허용치 및 상기 포커스 제어신호의 크기를 상호 비교하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 포 커스 인입 장치.
  3. 광원으로부터 출사되는 광을 광디스크에 집속시키기 위한 대물렌즈를 광축방향으로 이동시키는 포커스 액츄에이터를 포커스 드라이브에 의해 구동하는 포커스 인입 제어방법에 있어서,
    상기 광디스크로부터 반사되는 광을 기초로 포커스 에러신호를 생성하는 단계;
    생성된 상기 포커스 에러신호를 신호처리하여 상기 포커스 액츄에이터를 구동하기 위한 포커스 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 대물렌즈와 상기 광디스크 표면이 충돌하지 않도록 설정되는 제어신호인 최대 허용치보다 상기 포커스 제어신호가 큰 경우, 상기 포커스 제어신호 대신에 상기 최대 허용치를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포커스 인입 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포커스 드라이브로 출력하는 단계는,
    상기 최대 허용치 및 상기 포커스 제어신호의 크기를 상호 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 포커스 제어신호가 상기 최대 허용치보다 큰 경우, 상기 포커스 신호 대신에 상기 최대 허용치를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포커스 인입 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    비교 결과, 상기 포커스 제어신호가 상기 최대 허용치보다 크지 않은 경우, 상기 포커스 제어신호를 상기 포커스 드라이브로 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 제어방법.
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WO2010074533A3 (ko) * 2008-12-26 2010-09-16 엘지전자 주식회사 접근속도 제어방법, 기록/재생장치 및 기록/재생방법

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