KR20080032151A - 개선된 광 디스크 재생능력을 위한 최적의 트랙킹 오차보상 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광학매체(30)로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템 작동방법에 관한 것으로서, 상기 매체의 방사 스폿(12,53)의 위치 오차와 속도 오차는 표면 결함(52)으로 인해 생성된 신뢰할 수 없는 오차신호로 인해 생성된다. 이 방법은, 예를 들면 서보신호들의 값들을 등록하는 단계와, 결함 검출기 DEFO(22)를 사용하여 결함의 발생을 판단하는 단계와, 제 1 및 제 2 보상 신호를 발생하는 단계와, 이들 보상신호들을 광 드라이브 시스템의 제어 시스템(10)에 인가하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 보상신호는 속도 오차를 감소시킬 수 있고, 제 2 보상신호는 위치 오차를 감소시킬 수 있다. 그래서, 상기 신뢰할 수 없는 오차신호들 직후의 보상신호들의 인가는, 상기 포커싱된 방사 스폿(12,53)의 위치 오차와 속도 오차를 감소시킨다.
재생, 기록, 속도 오차, 위치 오차, 보상 제어신호.
Description
본 발명은, 연동(associated) 광학매체로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이고, 여기서, 그 매체에 관해 포커싱된 방사빔의 위치 오차와 속도 오차는 그 매체의 표면 결함으로 인해 생성되었다. 또한, 본 발명은, 대응한 광학장치에 관한 것이다.
CD, DVD, BD 및 HD-DVD 등의 광 디스크 매체에 정보의 광 저장은, 점점 더 많은 애플리케이션에서 점진적으로 사용되고 있다. 정보 즉 데이터는, 나선형 트랙에 배치되고, 광 드라이브장치에 설치되는 레이저 유닛에 의해 상기 광 디스크 매체에 대해 기록 및/또는 판독된다.
광 디스크 매체는, 예를 들면, 사용자에 의한 취급 부주의 및/또는 제조 결함으로 인한 표면 결함을 피할 수 없이 가질 것이다. 각 종 표면 결함은, 예를 들면 서로 다른 표면 결함, 즉 스크래치, 검은 얼룩, 지문의 범주화 방식에 대한 동일 출원인의 WO 2004/07321에 공지되어 있고, 이 WO 2004/07321는 전체적으로 참고로 포함된다. 그래서, 표면 결함을 갖는 디스크의 강건한 재생능력 및 기록능력 성능은, 광 저장의 중요한 특징이다. 일부의 결함 관리방법들은, 디스크 표면을 처리하는데 사용된다.
그러나, 지금까지 제안한 해결책의 성능은 한계가 있다: 즉 상기 제안된 해결책은, 너무 늦어서 트랙 손실 상황을 고려할 수 없어서 중재하거나, 이와는 달리 빠른 트랙 손실 검출이 절대적으로 필요한 경우 시스템 전반적인 성능을 방해한다. 그러므로, 트랙 손실 처리시에 실제 최신 기술은, 빠른 트랙 손실 검출과 시스템 전반적인 성능간의 교환이다.
상기 제안된 일 해결책은, US 2001/0055247에 개시되어 있다. 이 문헌에서는, 보상신호를 생성하여 표면 결함의 검출 직후 광 디스크 드라이버의 제어계에 인가된다. 상기 보상신호의 인가는, 취소신호에 의해 생성된 역가속 방향의 힘으로 변조된 오차신호에 의해 생긴 가속방향의 파워를 상쇄한다. 그래서, 상기 디스크의 트랙에 대한 빔의 오차 위치는, 연속적인 결함 검출시에 점진적으로 이동되지 않는다. 그러나, US 2001/0055247의 개시내용의 단점은, 트랙에 대한 빔의 오차위치가 감소되지도 제거되지도 않는다는 것이다.
따라서, 개선된 광 드라이브 시스템은 이롭고, 특히 결함들에 대한 보다 효율적 및/또는 신뢰성 있는 정정방법은 이로울 것이다.
따라서, 본 발명은, 상술한 단점들 중 하나 이상을 단독으로 또는 임의의 조합으로 완화, 경감 또는 제거하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적은, 특히, 종래기술의 상술한 문제점들, 특히 트랙에 대한 방사빔의 오차 위치가 경감되지도 제거되지도 않다는 단점을 해결하는 결함 정정 방법을 제공하는데 있다. 또한, 이러한 단점은, 레이저 빔이 벗어나고, 원하는 트랙으로부터 상기 결함의 출구에서 인접한 트랙 또는 먼 트랙 상의 끝까지 기록처리에 특히 치명적인 상기 결함과 교차할 위 험성이 증대된다는 것을 내포한다.
상기 목적 및 일부의 다른 목적들은, 연동 광학매체로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템 작동방법을 제공하여 본 발명의 제 1 국면에서 이루어지고, 이때 상기 매체 상의 포커싱된 방사스폿의 위치 오차와 속도 오차는, 상기 매체의 결함으로 인해 발생되었고, 이 결함은 제 1 시간간격[1,2]동안 대응한 신뢰할 수 없는 오차신호와 신뢰할 수 없는 서보신호를 일으키고, 상기 광 드라이브 시스템은,
- 상기 매체 상의 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 나타낸 오차신호들(RE,FE)을 발생하는 오차 검출수단과,
- 서보신호들(Eactuator)을 발생하는 서보수단을 구비한, 제어 시스템을 구비하고,
상기 방법은,
- 오차신호들(RE,FE) 및 서보신호들(Eactuator)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 제어 시스템의 제어신호의 값들을 등록하는 단계와,
- 결함 검출수단(DEFO)에 의해 상기 연동 광학매체 상의 결함 발생을 판단하는 단계와,
- 상기 등록된 값들에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차를 감소시킬 수 있는 제 1 보상 제어신호를 발생하는 단계와,
- 상기 제 1 시간간격 다음의 제 2 시간간격[2,2a] 동안 상기 제 1 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 단계와,
- 상기 등록된 값들과 상기 제 1 보상신호에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시킬 수 있는 제 2 보상 제어신호를 발생하는 단계와,
- 상기 제 2 시간간격 다음의 제 3 시간간격[2a,2c] 동안 상기 제 2 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 단계를 포함한다.
특히, 본 발명은, 매체 상의 표면 결함을 검출하고 상기 결함에 의한 방사 스폿의 오차를 보상하는데 이롭지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 오차는 상기 매체의 트랙에 대한 방사 빔 또는 스폿의 반경방향 위치 오차와 반경방향 속도 오차로 이루어지고, 상기 오차는 상기 매체의 트랙에 대한 방사빔의 포커스 위치 오차와 포커스 속도 오차로 이루어진다. 그래서, 본 발명은, 반경방향 위치 및 포커스 위치에 의한 오차뿐만 아니라 반경방향 속도 및 포커스 속도에 의한 오차들도 감소 및 제거 가능하기도 하다. 상기 오차들은, 상기 결함의 검출 후 단시간 내에 정정되어 매체로부터/에 정보의 재생/기록이 그 결함에 거의 또는 영향을 받지 않는다. 주요 이점은 결함이 교차할 때 잠재적인 트랙 손실 위험성의 회피 및/또는 최소화를 행하는 것이어서, 상기 결함이 교차하는 동안, 상기 결함의 출구에서 일 트랙으로부터 인접한 트랙이나 먼 트랙의 끝까지 레이저 빔이 벗어날 위험성은, 최소화 및/또는 회피된다. 또 다른 이점은, 상기 빔의 속도 오차나 위치 오차가 오차를 제거하기 위한 시간이 필요 없을 때 존재하지 않으므로 상기 빔이 그 결함을 통과한 후 상기 광 드라이브 시스템은 오차 제거를 위한 시간이 필요 없다는 것이어서, 상기 빔의 재위치 결정을 위한 0.1 내지 1ms 범위 내의 지연은 회피된다.
상기 결함에 의해 생긴 반경방향 속도 오차, 포커스 속도 오차, 반경방향 위 치 오차 및 포커스 위치 오차는, 제 1 및 제 2 보상신호의 발생에 의해 정정 또는 보상된다. 제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 크기가 제어신호의 시간 적분의 크기와 같게 변경되도록 발생되어도 된다. 그에 따라서, 제 1 보상신호는, 방사빔의 속도 오차를 제거할 수 있다. 또한, 제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 크기가 제어신호의 시간 적분의 크기와 곱해진 상수와 같게 변경되도록 발생된다. 시간 적분과 상수의 곱셈은, 상기 포커싱된 방사빔의 상기 위치와 속도를 제어하는 상기 액추에이터의 보다 정확한 제어를 제공하기도 한다. 상기 상수의 범위는, 0.5 내지 1, 바람직하게는 0.6 내지 0.9이거나 보다 바람직하게는 0.7 내지 0.8이어도 된다. 또한, 상기 상수의 범위는, 1 내지 1.5, 바람직하게는 1.1 내지 1.4이거나 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.3이어도 된다. 또한, 상기 제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 값을 유지하는 동안 상기 보상신호의 지속기간이 줄고 진폭이 증가되는 시간 단위로 크기가 조정되기도 한다. 제 1 보상신호의 시간 스케일링은, 액추에이터의 보다 빠르고 보다 정확한 제어를 제공한다.
제 2 보상신호는, 시간 도메인에서 신뢰할 수 없는 제어신호와 제 1 보상신호를 감시하여서 반사신호로서 발생되기도 한다. 시간 2b 및 시간 2 c 내에서 상기 반사된 보상신호는, 그것의 시간 적분이 시간 1 및 시간 2 내의 제어신호의 시간 적분의 크기와 같게 변경되도록 발생되어도 된다. 그에 따라서, 제 2 보상신호는, 방사빔의 위치 오차를 제거할 수 있다. 또한, 제 2 보상신호는, 상기 제 2 보상신호나 보상신호의 일부를 상수와 곱하여서 진폭단위로 크기가 조정되기도 한다. 시간 적분과 상수의 곱셈은, 상기 포커싱된 방사빔의 상기 위치와 속도를 제어하는 상기 액추에이터의 보다 정확한 제어를 제공하기도 한다. 상기 상수의 범위는, 0.5 내지 1, 바람직하게는 0.6 내지 0.9이거나 보다 바람직하게는 0.7 내지 0.8이어도 된다. 또한, 상기 상수의 범위는, 1 내지 1.5, 바람직하게는 1.1 내지 1.4이거나 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.3이어도 된다. 또한, 상기 제 2 보상신호는, 제 2 보상신호의 시간 적분의 값을 유지하는 동안 상기 보상신호의 지속기간이 줄고 진폭이 증가되는 시간 단위로 크기가 조정되기도 한다. 그래서, 제 2 보상신호의 시간 스케일링은, 액추에이터의 보다 빠르고 보다 정확한 제어를 제공한다.
상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호가 액추에이터 수단의 전기 기계적 모델의 해법을 만족시키도록 발생되어, 상기 해법이 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차 및/또는 위치 오차를 감소시킬 수 있다는 것이 이점이다. 상기 모델에 대한 해법에 의거한 보상신호들은, 액추에이터를 보다 정확히 제어하여, 상기 포커싱된 방사빔을 보다 정확히 제어한다.
상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호는, 상기 보상신호들을 제어 시스템의 신호 경로에/로부터 가산 및/또는 감산하여 상기 제어 시스템에 인가되어도 된다. 상기 보상신호들은, 오차 검출수단의 출력, 조정수단에의 입력 및 상기 조정수단의 출력 등의 제어 시스템의 서로 다른 신호 경로에 인가되어도 된다. 상기 보상신호들은, 아날로그 가감산 회로로 상기 제어 시스템에 인가되거나, 상기 보상신호는 중앙처리장치에서의 제어 시스템에 디지털적으로 인가되어도 된다. 그래서, 상기 보상신호들의 발생수단은, 제어 시스템에 일체로 되거나 단일의 중앙처리장치에 있는 제어 시스템의 일부인 것이 이롭기도 하다.
스위칭 수단이 결함이 검출되는 경우 서보수단에의 입력을 제로로 전환하고 결함이 검출되지 않은 경우 서보수단에의 입력을 오차신호로 전환하는데 사용된다는 것이 본 발명의 이점이다. 그래서, 상기 스위칭 수단이, 단일의 중앙처리장치에 있는 제어 시스템과 일체로 되어도 된다는 것이 이점이다.
스위칭 수단이 결함이 검출되지 않은 경우 보상신호 발생수단으로부터의 출력을 제로로 전환하고 결함이 검출되는 경우 상기 보상신호 발생수단으로부터의 출력을 제 1 및 제 2 보상신호 중 임의의 신호로 전환하는데 사용되기도 한다는 본 발명의 다른 이점이 있다. 그래서, 실제로, 제 1 및/또는 제 2 보상신호는 결함이 검출되지 않은 경우 제로로 설정된다. 상기 스위칭 수단이 단일의 중앙처리장치에 있는 제어 시스템과 일체로 되어도 된다는 것이 이점이다.
상기 매체의 결함 발생은, 결함 검출수단에 의해 판단되고, 여기서 결함 검출수단은 그 매체에서 반사된 방사빔과 임계값을 비교하여 반사된 방사빔의 양이 임계값과 교차하거나 근접하는 경우 결함이 있다는 것을 나타내는 신호를 발생한다.
제 2 국면에서, 본 발명은, 연동 광학매체로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템 작동장치에 관한 것이고, 여기서 기록매체 상의 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차와 속도 오차가 상기 매체 상의 표면 결함으로 인해 발생되고, 상기 결함은 제 1 시간간격동안 대응한 신뢰할 수 없는 오차신호와 신뢰할 수 없는 서보신호를 일으키고, 상기 광 드라이브 시스템 작동장치는,
- 상기 매체 상의 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 나타낸 오차신호 들(RE,FE)을 발생하는 오차 검출수단과,
- 서보신호들(Eactuator)을 발생하는 서보수단을 구비한, 제어 시스템을 구비하고,
상기 광 드라이브 시스템 작동장치는,
- 오차신호들(RE,FE) 및 서보신호들(Eactuator)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 제어 시스템의 제어신호의 값들을 등록하는 저장수단과,
- 상기 연동 광학매체 상의 결함 발생을 판단하는 표면결함 검출수단(DEFO)과,
- 상기 등록된 값들에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차를 감소시킬 수 있는 제 1 보상 제어신호를 발생하는 신호발생수단과,
- 상기 제 1 시간간격 다음의 제 2 시간간격 동안 상기 제 1 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 신호결합수단과,
- 상기 등록된 값들과 상기 제 1 보상신호에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시킬 수 있는 제 2 보상 제어신호를 발생하는 신호발생수단과,
- 상기 제 2 시간간격 다음의 제 3 시간간격 동안 상기 제 2 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 신호결합수단을 더 구비한다.
상기 매체의 트랙에 대한 방사빔이나 방사 스폿의 반경방향 및/또는 포커스 위치 오차와 반경방향 및/또는 포커스 속도 오차가 보상신호들의 발생과 보상신호들의 제어 시스템에의 인가에 의해 감소되거나 심지어 제거될 수도 있다는 본 발명의 이점이 있다. 상기 매체의 트랙에 대한 방사빔의 트랙 손실의 위험성이 보상신 호들의 발생과 보상신호들의 제어 시스템에의 인가에 의해 감소되거나 심지어 제거될 수도 있다는 본 발명의 다른 이점이 있다. 이 보상신호들은 저장수단으로부터의 제어신호의 등록값에 의거하여 신호처리수단에서 발생되고, 상기 보상신호들은 신호결합수단에 의해 상기 제어 시스템에 인가된다.
제 3 국면에서, 본 발명은, 데이터 저장수단과 연동된 적어도 하나의 컴퓨터를 구비한 컴퓨터 시스템이 본 발명의 제 3 국면에 따라 광 기록장치를 제어 가능하게 하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
특히, 이러한 본 발명의 국면은, 컴퓨터 시스템이 본 발명의 제 1 국면의 작동을 수행 가능하게 하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 본 발명이 구현된다는 점에서 이롭지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 그래서, 일부의 공지된 광학 재생/기록장치는, 그 광학 재생/기록장치를 제어하는 컴퓨터 시스템에 컴퓨터 프로그램 제품을 설치함으로써 본 발명에 따라 작동하도록 변경되어도 된다는 것을 기대한다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은, 임의의 종류의 컴퓨터 판독 가능형 매체, 예를 들면 자기계 또는 광학계 매체나, 컴퓨터 기반 네트워크, 예를 들면 인터넷을 통해 제공받아도 된다.
상기 본 발명의 제 1, 제 2 및 제 3 국면은, 다른 국면들 중 어떠한 국면과도 각각 조합되어도 된다. 본 발명의 이들 국면 및 다른 국면은, 이후 설명된 실시예들로부터 또한 이 실시예들을 참조하여 명백해질 것이다.
본 발명을 첨부도면들을 참조하여 예시로만 설명한다:
도 1은 매체 상의 포커싱된 방사빔의 오차를 제어하는 제어 시스템을 도시한 것이고,
도 2는 제어 시스템의 액추에이터의 전기 기계적 모델을 도시한 것이며,
도 3은 전기 기계적 모델의 라플라스 영역 변환을 나타내고,
도 4는 표면 결함이 있을 때, 포커싱된 방사빔의 매체 상의 궤도와, 매체 상의 포커싱된 방사빔의 오차신호들, 서보신호들, 속도 및 위치간의 시간 의존관계를 개략적으로 나타내고,
도 5는 본 발명에 따른 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은, 연동 광학매체(30)로부터 정보의 재생 및/또는 연동 광학매체(30)로부터 정보의 기록을 수행할 수 있는 광 드라이브 시스템의 재생 능력과 기록 능력을 개선하는 방법을 제공한다. 지문, 스크래치, 검은 점 등등의 상기 매체의 결함이 있어서 상기 포커스 제어 시스템과 반경방향 제어 시스템이 매체의 트랙을 손실하기도 한다. 본 발명은, 결함 검출 다음에 상기 제어 시스템에 주입되는 보상신호들을 계산하여서 상기 포커스 오차 FE와 반경방향 오차 RE를 감소하거나 제거하는 방법을 제공한다.
도 1은 매체(30) 상의 포커싱된 방사빔의 반경방향 오차 RE를 제어하는 반경방향 제어 시스템(10)을 도시한 것이다. 반경방향 제어 시스템은, 모터 및 홀딩수단(31)에 의해 홀딩되어 회전되는 상기 연동 광학매체(30) 상에 상기 포커싱된 방사빔(12)의 반경방향 위치를 조정하는 액추에이터 수단(11)을 구비한다. 상기 액추 에이터 수단(11)은, 나노미터 해상도 능력을 갖는 미세 위치조정 액추에이터 수단과, 마이크로미터 해상도 능력을 갖는 대략 위치조정 액추에이터 수단을 구비한다. 상기 광학매체에서 반사된 빔(12)의 일부는, 반경방향 오차 RE를 나타낸 반경방향 오차신호 RE를 출력하는 오차 검출수단(13)에 충돌한다. 오차 검출수단(13)은, 첨부하는 전자처리회로를 갖는 4개의 사분면 광 검출기이어도 된다. 반경방향 오차신호 RE는 멀티플렉서 등의 스위칭 수단(14)에 입력되고, 상기 스위칭 회로로부터의 출력은 조정수단 PID(15)에 입력된다. 상기 조정수단으로부터 출력된 서보신호 Eactuator는, 증폭수단(16)에서 증폭되어, 그 증폭기의 출력으로부터 상기 서보 신호 Eactuator는, 액추에이터(11)를 구동하는 액추에이터(11)에 입력된다.
상기 제어 시스템(10)에 관련된 신호들은, 총괄하여 제어신호들이라고 한다. 상기 제어신호들은 오차신호들을 포함하고, 상기 오차신호들은, 반경방향 오차신호들 RE와 포커스 오차신호들 FE로 이루어진다. 추가로, 제어신호들은 서보신호들을 포함하고, 상기 서보신호들은 상기 조정수단(15)의 출력신호와 상기 증폭수단(16)의 출력신호를 포함한다.
상기 제어 시스템은, 제어신호의 샘플들 중 적어도 하나를 등록하는 등록수단 REG(20)를 구비한다. 레지스터는, 시프트 레지스터 또는 랜덤 액세스 메모리(RAM)이어도 된다. 상기 레지스터의 등록된 값들은, 스위칭 수단(23)에 입력된 보상신호의 발생을 위해 처리수단(21)에 보내진다.
상기 스위칭 수단(23)의 출력은, 상기 스위칭 수단(23)의 출력을, 상기 오류검출수단(13)의 출력, 상기 조정수단(15)에의 입력 및 상기 조정수단(15)의 출력 등의 상기 제어 시스템(10)의 신호 경로에 가산/감산하여서 상기 제어 시스템(10)에 인가되고, 상기 가산 및 감산은 아날로그 가산 및 감산회로를 사용하여 실행되거나, 또는 상기 가산 및 감산은 중앙처리장치에서 디지털적으로 실행되어도 된다.
도 1에 개략적으로 도시된 제어 시스템은, 하나의 상기 제어 시스템(10)의 실시예이지만, 유사하거나 동일한 기능을 갖는 제어 시스템(10)의 다른 개념도도 구성되어도 된다. 그래서, 증폭기(16)는 생략되거나, 제어 시스템의 다른 부품과 일체화되어도 되고, 스위칭 장치(14,23)는 유사한 기능을 갖는 다른 소자로 대체되거나 생략되어도 되고, 레지스터 REG(20)와 처리수단(21)은 하나의 유닛으로 결합되어도 되며, 상기 조정수단 PID(15)는 비례 적분 차분법(PID) 제어법칙 등의 최근에 공지된 어떠한 제어 법칙에 근거하여도 된다. 또한, 상기 제어 시스템에 도시된 어떠한 부품도 단일의 중앙처리장치(CPU)에 결합되어도 된다. 일례로서, 상기 스위칭회로(14,23), 조정수단 PID(15), 레지스터 REG(20), 처리수단(21) 및 이하에 기재되는 결함 검출수단(22)은 하나의 유닛에 결합되어도 된다.
도 1의 결함 검출수단 DEFO(22)는, 상기 매체(30)의 결함을 나타내는 결함 신호 DEFO를 출력한다. 상기 포커싱된 방사빔이 상기 매체(30)의 표면 결함에 부딪히는 경우, 보다 작은 양의 방사빔은 매체로부터 오류 검출수단(13)에 반사될 것이고, 상기 반사된 방사빔의 양이 특정 임계값과 교차하는 경우, 상기 결함 검출수단 DEFO(22)은, 상기 매체(30)에 결함이 존재하는 것을 나타내는 출력신호 DEFO를 발생할 것이다. 상기 결함 검출수단 DEFO(22)로부터의 결함 신호 DEFO는, 이를테면, 결함이 검출될 때 로우에서 하이 디지털 값으로 또는 하이에서 로우 디지털 값으로 변경하여도 된다. 결함 검출 출력신호 DEFO는, 스위칭 회로 14와 스위칭 회로 23에 입력된다. 스위칭 회로(14)는 2개의 입력: 즉 제로값과, 반경방향 오차신호 RE 등의 오차신호를 갖는다. 또한, 상기 스위칭 회로(23)는 2개의 입력: 즉, 제로 값과, 처리수단(21)으로부터의 보상신호를 갖는다. 결함이 매체(30)에 존재하지 않는 경우, 상기 결함 검출수단 DEFO(22)로부터의 출력신호는 상기 스위칭 회로 14의 출력이 반경방향 오차신호가 되도록 설정하고 스위칭 회로 23의 출력이 제로값이 되도록 설정한다. 매체(30)에 결함이 존재하는 경우, 상기 결함 검출수단 DEFO(22)로부터의 출력신호는 상기 스위칭 회로 14의 출력이 제로값이 되도록 설정하고 스위칭 회로 23의 출력이 보상신호가 되도록 설정한다. 도 1에 도시된 것처럼, 결함신호 DEFO는, 처리수단(21) 및 레지스터 REG(20)에 인가되어도 된다.
제 1 보상신호와 제 2 보상신호 중 어느 하나의 발생은, 매체(30)로부터/에 정보의 재생/기록시에 연속적으로 수행되거나, 상기 결함 검출신호 DEFO의 변화가 결함(52)의 존재를 나타내는 경우의 요구시에만 수행된다.
상기 반경방향 오차 제어 시스템(10)의 설명 및 도 1의 설명은, 포커스 제어 시스템에 관한 반경방향 제어 시스템에도 마찬가지로 적용하고, 후자는 포커싱된 방사빔의 포커스 오차 FE를 제어하고, 그 경우에 오차 검출기(13)는 포커스 오차신호 FE를 출력하고, 액추에이터 수단(11)은 상기 포커싱된 방사빔(12)의 포커스 위치를 제어할 수 있다. 그래서, 액추에이터 수단(11)은, 반경방향 위치와 포커스 위치 양쪽을 제어할 수도 있다. 2개의 제어 시스템의 유사도로 인해, 포커스 제어 시스템의 상세한 설명은 생략하지만, 당업자는 포커스 제어 시스템에 본 발명의 원리 를 마찬가지로 적용하여도 된다.
도 2는 제어 시스템(10)의 액추에이터(11)의 전기 기계적 모델(40)을 나타내고, 상기 전기 기계적 모델은, 이동부(41), 레지스터 R, 인덕터 L, 스프링 Ks 및 댐핑소자 Kd를 구비한다. 전기 기계적 모델(40)의 전기부분에는, 전압 E(t) 및 전류 i(t)가 공급된다. 상기 이동부(41)의 위치는, x(t)로 나타낸다. 또한, 도 2에 도시한 증폭수단(16)은, 서보신호 Eactuator가 공급될 때 전압 E(t) 및 전류 i(t)를 발생한다. 상기 전기 기계적 모델(40)은, 아래에 나타낸 식 1, 식 2, 식 3 및 식 4로 모델링될 수 있다.
상기 이동부의 기계적 위치 x(t)는, 식 1의 해로서 나타내어진다:
식 1:
여기서,
F(t) : 액추에이터에 인가된 전체 힘(이 경우에 로렌츠 힘)[N]이고,
m : 액추에이터의 이동부의 질량[Kg]이고,
Kd : 댐핑 상수[N.s/m]이고,
Ks : 스프링 상수[N/m]이다.
전기 기계적 관계는, 식 2 및 식 3으로 나타내어진다:
식 2:
식 3:
여기서,
i(t) : 파워 드라이브에 의해 코일에 주입된 전류[A]이고,
EMF(t) : 자기장에서 이동하는 코일에 의해 발생된 기전력[V]이고,
Kf : 힘 상수[N/A]이고,
Ke : 전기 상수[V.s/m]이다.
전기 관계는 식 4로 나타낸다:
식 4:
여기서,
E(t) : 코일에 인가된 전압이고,
L : 코일 인덕턴스이고,
R : 코일 저항이다.
식 1 내지 식 4를 풀면 증폭기(16)의 비례 이득이라고 가정하는 경우 도 4d의 곡선으로부터 도 4e와 도 4f에서, 곡선들을 정밀하게 재구성할 수 있다. 도 4e 내지 도 4f의 상술한 곡선을 나중에 보다 상세히 설명하겠다.
전기 기계 시스템은, 입력인 서보 신호 Eactuator와 출력인 이동부(41) X(s)의 위치를 갖는 선형 라플라스(주파수) 영역으로 변환될 수 있다. 도 3은, 서로 다른 중간 단들에서의 신호들이 식 1 내지 식 4로부터 추론되는 전기 기계적 모델의 상기 라플라스 영역 변환을 도시한 것이다.
도 4는 매체 상의 상기 포커싱된 방사빔(53)의 궤도와, 결함 신호 DEFO, 반경방향 오차신호 RE, 액추에이터 신호 Eactuator, 도 4e의 속도신호 및 도 4f의 위치신호간의 시간 의존관계를 나타낸 것이다. 도 4a는 3개의 인접한 트랙(51), 상기 매체(30)의 결함(52), 상기 포커싱된 방사빔(12,53)의 스폿 및 상기 빔(54)의 궤도를 도시한 것이다. 상기 궤도는, 개략적으로 도시되고, 상기 빔(53)의 작용을 나타낼 뿐이다.
상기 포커싱된 방사빔(12)이 시간 1에서 상기 결함(52)을 만나는 경우, 오차 검출수단은 도 4c에 도시된 것과 같은 신뢰할 수 없는 반경방향 오차신호 RE를 발생한다. 상기 조정수단 PID(15)은, 시간 1부터 시간 2까지 도 4d에 도시된 것과 같은 신뢰할 수 없는 반경방향 오차신호에 따라 신뢰할 수 없는 서보 신호 Eactuator를 발생한다. 상기 신뢰할 수 없는 서보신호 Eactuator의 지속기간은, 대표적으로 0.02ms 내지 0.1ms이다. 상기 신뢰할 수 없는 서보신호에 의해, 반경방향 속도가 도 4e에 도시된 것처럼 증가하게 되고, 상기 스폿(53)의 반경방향 오프-트랙 위치의 크기가 도 4f에 도시된 것처럼 증가하게 된다. 상기 신뢰할 수 없는 신호에 의해, 반경방향 속도와 상기 반경방향 오프-트랙 위치의 크기가 시간 1부터 시간 2까지의 시간 간격동안 증가하게 된다. 시간 2에서, 결함 검출수단 DEFO(22)는, 도 4b에 도시된 것과 같은 결함의 존재를 나타낸 결함신호의 변화를 발생한다.
결함신호 DEFO의 변화는, 멀티플렉서(14)가 도 4c에 도시된 것과 같이 멀티플렉서의 출력을 제로로 이동되게 한다. 상기 결함신호의 변화는, 시간 2부터 시간 2a까지의 기간동안 상기 조정수단 PID(15)의 출력에 가산되는 제 1 보상신호를 발생되게 한다. 제 1 보상신호의 결과는 도 4e에 도시된 것과 같은 상대적 반경방향 속도의 감소이고 도 4f에 도시된 것과 같은 반경방향 위치의 안정화이다. 시간 2a부터 시간 2c까지의 기간동안, 제 2 보상신호는 발생되어 상기 조정기 PID(15)의 출력에 가산된다. 제 2 보상신호의 결과는, 시간 2a부터 시간 2b까지의 상대적 반경방향 속도의 증가이고, 시간 2c에서의 반경방향 속도가 제로값에 근접하도록 시간 2b부터 시간 2c까지의 상대적 반경방향 속도의 감소이다. 제 2 보상신호의 또 다른 결과는, 시간 2c에서의 반경방향 위치가 제로값에 근접하도록 시간 2a부터 시간 2c까지의 반경방향 위치의 감소이다, 즉 스폿(53)이 다시 트랙 상에 있게 된다. 상기 빔이 결함(52)을 지나간 시간 3에서, 상기 결함 검출수단(22)은 결함이 존재하지 않는 것을 나타내는 결함신호의 변화를 발생하고, 멀티플렉서(14)는 멀티플렉서의 출력을 제로로부터 신뢰할 수 있는 반경방향 오차신호 RE로 이동하여서, 상기 결함 정정방법을 취소하고 서보신호 Eactuator를 발생하기 위한 신뢰할 수 있 는 반경방향 오차신호 RE를 사용하고 있는 반경방향 제어 시스템과 포커스 제어 시스템을 재확립한다.
제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 크기가 제어신호의 시간 적분의 크기와 같게 변경되도록 발생된다. 이와는 달리, 제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 크기가 상수와 제어신호의 시간 적분의 크기와의 곱과 같게 변경되도록 발생된다. 또한, 제 1 보상신호는, 제 1 보상신호의 시간 적분의 값을 유지하는 동안 상기 보상신호의 지속기간이 줄고 진폭이 증가되는 시간 단위로 크기가 조정되기도 한다.
제 2 보상신호는, 시간 1부터 시간 2까지의 도 4d에 도시된 것과 같은 신뢰할 수 없는 제어신호와, 시간 2부터 시간 2a까지의 도 4d에 도시된 것과 같은 제 1 보상신호를 반사함으로써 발생된다. 이 신호들은, 시간 2a 내지 2c내의 기간동안 제어 시스템에 인가되는 제 2 보상신호가 되는 시간 2a에 대응한 시간선에 대해서 시간 도메인에서 반사된다. 일반적으로, 제 2 보상신호의 형상은, 제 1 보상신호에 대해 행해진 선택에 의존한다. 상기 제 2 보상신호는, 제 2 보상신호나 상기 보상신호의 일부를 상수와 곱하여 진폭 단위로 크기가 조정되어도 된다. 또한, 제 2 보상신호는, 제 2 보상신호의 시간 적분의 값을 유지하는 동안 상기 보상신호의 지속기간이 줄고 진폭이 증가되는 시간 단위로 크기가 조정되기도 한다.
상기 제 1 보상신호를 발생하는데 사용된 제어신호의 시간 적분의 크기의 계산은, 소정의 시간 창 상에서 상기 제어신호의 영역을 나타낸 러닝(running) 적분기 수단을 사용하여 연속적으로 계산되고, 여기서, 상기 시간 창의 길이는, 다수의 샘플, 예를 들면 1 내지 10 샘플들로 정의되거나, 동등하게 상기 시간 창의 길이는, 예를 들면 100-200마이크로초의 지속기간으로서 정의된다. 유사하게, 시간 1 내지 시간 2 내의 상기 기간에서의 신뢰할 수 없는 제어신호의 상기 반사된 신호와 도 4d-4e에 도시된 시간 2 내지 시간 2a 내의 기간에서의 제 1 보상신호의 계산은, 시간 1 내지 시간 2 내의 상기 신뢰할 수 없는 제어신호와 시간 2 내지 시간 2a 내의 상기 제 1 보상신호의 값들에 의거하여 연속적으로 계산되어도 된다.
다른 실시예에서, 상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호는 상기 액추에이터 수단의 전기 기계 모델의 해법을 만족하도록 발생되고, 이때의 해법은 상기 포커싱된 방사스폿의 속도 오차 및 위치 오차를 감소시킬 수 있다.
상기 속도 및 위치의 오차가 발생되는 시간 1 내지 시간 2 내의 기간의 지속기간은, 상기 제 1 및 제 2 보상신호가 발생되어 제어 시스템에 인가되고 상기 결함신호가 결함의 존재를 나타내는 시간 2 내지 시간 3 내의 기간의 지속기간과 같은 크기 정도나 이 지속기간보다 큰 크기를 갖는다. 이 경우에, 또한, 상기 보상신호들은 오차들이 완전히 제거되지 않지만, 속도 및 위치의 오차를 감소시킬 수 있다. 그래서, 도 4b에서 결함 검출신호 DEFO가 적어질 때 제어 시스템(10)에 상기 보상신호들 중 일부만이 인가되는 상황이 일어나는 경우, 2개의 가능성이 존재한다: 그 보상신호의 나머지 중 어느 한쪽은 출력되거나 그 결함 정정방법은 취소되고, 서보신호 Eactuator를 발생하기 위해 상기 신뢰할 수 있는 반경방향 오차신호 RE를 사용하고 있는 반경방향 제어 시스템과 포커스 제어 시스템은 재확립된다.
도 5는 본 발명에 따른 방법을 나타낸 흐름도이다.
제 1 단계 S1에서는, 레지스터 등의 등록수단 REG(20)에, 제어 시스템(10)의 제어신호의 값들을 등록한다.
제 2 단계 S2에서는, 표면 결함 검출수단 DEFO(22)에 의해 상기 매체(30) 상의 결함의 발생을 검출한다.
제 3 단계 S3에서는, 상기 레지스터 REG(20)로부터 상기 등록된 값에 의거하여 처리수단(21)에 의해 제 1 보상 제어신호를 발생하고, 이때 상기 제 1 보상 신호는, 상기 포커싱된 방사스폿의 속도 오차를 감소시키거나 제거할 수 있다.
제 4 단계 S4에서는, 아날로그 가산 또는 감산수단을 사용하거나 디지털 가산 또는 감산수단을 사용하여 상기 제어 시스템에 제 1 보상 제어신호를 인가한다.
제 5 단계 S5에서는, 상기 레지스터 REG(20)로부터 등록된 값들에 의거하여 상기 처리수단(21)에 의해 제 2 보상 제어신호를 발생하고, 여기서, 상기 제 2 보상신호는 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시키거나 제거할 수 있다.
제 6 단계 S6에서는, 아날로그 가산 또는 감산수단을 사용하거나 디지털 가산 또는 감산수단을 사용하여 상기 제어 시스템에 제 2 보상 제어신호를 인가한다.
다른 실시예에서, 도 5의 흐름도의 S4-S6의 단계들은 다음의 순서로 이루어진다:
제 4 단계 S4에서는, 상기 레지스터 REG(20)로부터 등록된 값들에 의거하여 상기 처리수단(21)에 의해 제 2 보상 제어신호를 발생하고, 여기서, 상기 제 2 보상신호는 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시키거나 제거할 수 있다.
제 5 단계 S5에서는, 아날로그 가산 또는 감산수단을 사용하거나 디지털 가 산 또는 감산수단을 사용하여 상기 제어 시스템에 제 1 보상 제어신호를 인가한다.
제 6 단계 S6에서는, 아날로그 가산 또는 감산수단을 사용하거나 디지털 가산 또는 감산수단을 사용하여 상기 제어 시스템에 제 2 보상 제어신호를 인가한다.
본 발명을 특정 실시예들과 관련지어 설명하였지만, 여기서 제출된 특정 형태에 한정되지는 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부하는 청구항으로만 한정된다. 청구항에서, 포함하는 이란, 다른 구성요소 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 개개의 특징이 서로 다른 청구항에 포함되지만, 이 특징들은 조합되는 것도 가능하고, 서로 다른 청구항에 포함된 것은 조합한 특징들을 실행 가능 및/또는 바람직하지 않다는 것을 의미하지 않는다. 또한, 단일의 레퍼런스는 복수를 배제하지 않는다. 그래서, "a", "an", "제 1", "제 2" 등에 대한 레퍼런스는 복수를 배제하지 않는다. 또한, 청구항에 있는 참조부호들은, 상기 범위를 한정하는 것으로서 파악되어서는 안 될 것이다.
Claims (12)
- 연동 광학매체(30)로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템 작동방법으로서, 이때 상기 매체 상의 포커싱된 방사스폿(12,53)의 위치 오차와 속도 오차는, 상기 매체의 표면 결함(52)으로 인해 발생되고, 상기 결함은 제 1 시간간격([1,2])동안 대응한 신뢰할 수 없는 오차신호와 신뢰할 수 없는 서보신호를 일으키고, 상기 광 드라이브 시스템은,- 상기 매체 상의 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 나타낸 오차신호들(RE,FE)을 발생하는 오차 검출수단(13)과,- 서보신호들(Eactuator)을 발생하는 서보수단(15,16)을 구비한, 제어 시스템(10)을 구비하고,상기 방법은,- 오차신호들(RE,FE) 및 서보신호들(Eactuator)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 제어 시스템의 제어신호의 값들을 등록하는 단계와,- 표면 결함 검출수단(DEFO)에 의해 상기 연동 광학매체 상의 결함 발생을 판단하는 단계와,- 상기 등록된 값들에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차를 감소시킬 수 있는 제 1 보상 제어신호를 발생하는 단계와,- 상기 제 1 시간간격 다음의 제 2 시간간격([2,2a]) 동안 상기 제 1 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 단계와,- 상기 등록된 값들과 상기 제 1 보상신호에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시킬 수 있는 제 2 보상 제어신호를 발생하는 단계와,- 상기 제 2 시간간격 다음의 제 3 시간간격([2a,2c]) 동안 상기 제 2 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 서보수단은 하나 이상의 액추에이터 수단(11)을 구동할 수 있는 서보신호들의 발생을 위한 조정수단(15)과 증폭수단(16)을 구비하고, 상기 액추에이터 수단은 상기 매체(30)의 상기 포커싱된 방사빔의 위치를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 보상신호의 시간 적분의 크기는, 제어신호(RE, FE 또는 Eactuator)의 시간 적분의 크기와 곱해진 상수와 실질적으로 같게 변경되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 보상신호는, 시간 도메인에서 상기 신뢰할 수 없는 제어신호와 상기 제 1 보상신호를 반사하여서 발생되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호는, 상기 액추에이터 수단(11)의 전기 기계적 모델(40)의 해법을 만족시키도록 발생되고, 상기 해법이 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차 및/또는 위치 오차를 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호는 상기 보상신호들을 제어 시스템의 신호 경로에/로부터 가산 및/또는 감산하여 상기 제어 시스템(10)에 인가되고, 상기 신호 경로는, 상기 오차 검출수단(13)의 출력, 상기 조정수단(15)에의 입력 및 상기 조정수단의 출력으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 서보수단에의 입력은, 결함 검출수단에 의해 결함이 검출되는 경우 제로로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및/또는 제 2 보상신호는 결함이 검출되지 않은 경우 제로로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 연동 광학매체(30)의 결함 발생은 결함 검출수단(DEFO,22)에 의해 판단되고, 여기서 상기 결함 검출수단은 상기 매체에서 반사된 방사빔과 임계값을 비교하여 상기 비교 결과에 따라 상기 결함을 나타내는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동방법.
- 연동 광학매체(30)로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 광 드라이브 시스템 작동장치로서, 이때 상기 매체 상의 포커싱된 방사스폿(12,53)의 위치 오차와 속도 오차는, 상기 매체의 표면 결함(52)으로 인해 발생되고, 상기 결함은 제 1 시간간격([1,2])동안 대응한 신뢰할 수 없는 오차신호와 신뢰할 수 없는 서보신호를 일으키고, 상기 광 드라이브 시스템 작동장치는,- 상기 매체 상의 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 나타낸 오차신호들(RE,FE)을 발생하는 오차 검출수단(13)과,- 서보신호들(Eactuator)을 발생하는 서보수단(15,16)을 구비한, 제어 시스템을 구비하고,상기 광 드라이브 시스템 작동장치는,- 오차신호들(RE,FE) 및 서보신호들(Eactuator)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 제어 시스템의 제어신호의 값들을 등록하는 저장수단(20)과,- 상기 연동 광학매체 상의 결함 발생을 판단하는 표면결함 검출수단(DEFO, 22)과,- 상기 등록된 값들에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 속도 오차를 감소시킬 수 있는 제 1 보상 제어신호를 발생하는 신호발생수단(21)과,- 상기 제 1 시간간격 다음의 제 2 시간간격([2,2a]) 동안 상기 제 1 보상 제어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 신호결합수단과,- 상기 등록된 값들과 상기 제 1 보상신호에 의거하여, 상기 포커싱된 방사 스폿의 위치 오차를 감소시킬 수 있는 제 2 보상 제어신호를 발생하는 신호발생수단(21)과,- 상기 제 2 시간간격 다음의 제 3 시간간격([2a,2c]) 동안 상기 제 2 보상 제 어신호를 상기 제어 시스템에 인가하는 신호결합수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템 작동장치.
- 데이터 저장수단과 연동된 적어도 하나의 컴퓨터를 구비한 컴퓨터 시스템이 청구항 1에 기재된 것과 같은 정보 재생 및/기록방법에 따라 광학장치를 제어 가능하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
- 청구항 10에 기재된 장치를 구비하고, 연동 광학매체(30)로부터/에 정보를 재생/기록할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 드라이브 시스템.
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