KR0127226B1 - 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로에 관한 것으로, 종래에는 밀도가 서로 다른 디스크를 재생할 경우 하나의 장치로 동시에 재생할 수 없는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 디스크에 집광되는 빔의 직경을 변화시키기 위하여 픽업을 포커싱 방향으로 구동하여 기록 또는 재생하고자 하는 디스크의 밀도에 맞는 포커싱 위치로 이동시켜 고밀도 디스크와 저밀도 디스크를 모두 재생할 수 있도록 한다.

Description

디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로

제1도는 종래 단순화한 광픽업장치 구성도.

제2도는 제1도에서 피트(Pit) 위에 모이는 빔의 형상도.

제3도는 제1도의 광검출기로부터 출력되는 아이패턴(eye-pattern)도.

제4도는 포커싱되는 빔의 형상도로서,

(가)는 정상상태의 빔으로 피트를 읽을 경우 발생하는 빔 형상도이고,

(나)는 (가)와 동일빔으로 저밀도 디스크의 피트를 읽을 경우 발생하는 빔 형상도이다.

제5도는 씨디의 신호처리 회로도.

제6도는 빔이 연속적으로 비트(Pit) 위를 지나갈때 나타나는 신호 파형도.

제7도는 포커싱되는 빔의 형상도.

제8도는 본 발명 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로도.

제9도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도.

제10도는 포커싱 서보에 따른 포커스 에러 및 그 포커스 에러위치에 따른 빔 사이즈 설명도.

제11도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5 : 포커스 에러신호 검출부6 : 포커싱 서보 목표치 변경부

11 : 다분할 광검출기12 : 제1연산부

13 : 제2연산부14 : 제4연산부

15 : 아날로그 스위치16 : 포커싱 서보 보상부

17 : 파워앰프18 : 포커스 조절부

19 : 선택스위치P/U : 픽업

본 발명은 밀도가 다른 두 디스크(Disc)를 하나의 픽업장치로 기록 또는 재생할 수 있도록 한 것으로, 특히 디스크에 집광되는 빔(beam)의 직경을 변화시키기 위하여 픽업을 포커싱 방향으로 구동하여 그 디스크의 밀도에 맞는 포커싱 위치로 이동가능하도록 함으로써 밀도가 다른 두 종류의 디스크를 기록 및 재생할 수 있도록 한 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로에 관한 것이다.

씨디(CD) 또는 그와 유사한 디지탈 디스크 시스템은 디스크의 표면에 피트(Pit)라고 불리우는 데이타가 생성되어 있는데, 그 데이타를 선명하고 정확하게 읽어내기 위해 빔(Beam)을 디스크의 피트에 정확히 포커싱을 맞추는 포커싱 서보가 있다. 이러한 포커싱 서보의 동작을 통해 디스크 표면에서 회절, 간섭되어 되돌아오는 빔의 밝기를 통해 정보를 판단하는 것이다.

즉, 제1도에서와 같이 레이저 다이오드(LD1)에서 레이저 빔을 발생하면 프리즘(PR)과 대물렌즈(L1)를 통해 집광된 빔이 디스크(D)의 피트면에 주사되고, 이 주사된 빔이 상기 디스크(D)의 표면을 통해 반사되면 그 반사된 빔은 다시 대물렌즈(L1)와 프리즘(PR)을 통해 되돌아오는 빔을 다시 집광하여 광검출기(PD)로 전달하여주면, 상기 광검출기(PD)는 빔의 밝기를 통해 정보를 판단하는데 이에 대하여 제2도에 의거하여 살펴보자.

디스크의 피트(Pit)는 그 위에 레이저 빔이 조사되면 빛의 간섭현상이 잘 일어나도록 피트가 없는 부분보다 일정한 깊이로 파여져 있다.

또한 디스크의 표면에 주사되는 레이저 빔은 무한소의 포인트(point)로 포커싱되는 것이 아니라 어느 정도의 크기를 가진 빔을 형성하게 된다.

따라서 빔과 피트의 위치에 따라 빔 간섭량은 차이가 나게 되고, 결국은 광검출기로 반사되어 돌아오는 광량의 차이에 의해 데이타를 판정한다.

가령 제2도의 (c)의 경우에는 피트가 없는 위치에 빔이 집속됨에 따라 간섭이 없게 되어 광검출기(PD)에 되돌아오는 빛의 양이 많고, (b)의 경우는 간섭량이 많아서 광검출기(PD)로 되돌아오는 양이 적다.

그러면 상기 광검출기(PD)는 빛의 양에 따라 출력되는 전기적 신호의 크기가 변화하므로 씨디와 같이 피트의 길이가 3T, 4T,…,11T(T는 일정단위의 길이)까지 기록되어 있는 데이타를 읽을때, 상기 광검출기(PD)로부터 출력되는 신호의 AC성분만을 보면 제3도에서와 같은 아이-패턴(eye-pattern)을 관측할 수 있다.

여기서, 광검출기(PD)로부터 출력되는 RF신호중 DC성분을 제거한 것이 AC성분이다.

상기에서와 같이 광검출기(PD)로부터 발생되는 아이-패턴을, 제5도에서와 같이, 먼저 증폭부(OP1)를 거쳐 소정레벨로 증폭된 후 파형 등화부(1), 데이타 슬라이스부(2) 및 피엘엘(3)을 거쳐 비트클럭을 생성하고, 시그널 처리부(4)를 거치면 최종적으로 얻고자 하는 데이타를 검출할 수 있게 되는 것이다.

상기 픽업으로부터 디스크의 데이타를 읽을때, 그 읽혀진 데이타의 전기적 신호는 정현파와 유사한 아이 패턴이라는 것을 예상하고 파형 등화부 및 데이타 슬라이스부, 피엘엘(PLL) 등을 이용하고 있다.

그러나 씨디와 같은 저밀도 디스크와 씨디보다 훨씬 기록밀도가 높은 디스크를 하나의 시스템에서 동시에 재생가능하도록 하면 항상 일정한 아이패턴이 검출되지 않는다.

그러므로 씨디보다 데이타의 기록밀도를 증가시키려면 디스크에 기록되는 트랙과 트랙사이의 거리 즉, 트랙피치나 피트길이를 줄이는 동시에 조밀한 데이타를 읽어내기 위해 레이저의 파장, 렌즈의 개구율 등을 변화시켜 디스크 기록면에 조사되는 빔의 직경을 줄여야 한다.

직경이 줄어든 빔으로 고밀도로 기록된 디스크를 읽는 경우 피트 위에 모이는 빔의 형상은 제4도의 (가)와 같이 아이패턴이 관측되고, 저밀도로 기록된 디스크의 경우에는 제4도의 (나)와 같이 되어 상기 광검출기(PD)로부터 출력되는 신호가 종래의 아이패턴과는 다르게 제6도에서와 같이 된다.

그러므로 광검출기(PD)의 출력형태로는 종래의 신호처리회로를 이용할 수 없고 또 다른 신호처리회로를 부가하여야 하므로 이용하기가 아주 불편한 문제점이 있었다.

따라서 상기에서와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고밀도용 픽업장치로 저밀도 디스크를 읽을 수 있도록 한 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로는, 제8도에 도시한 바와같이, 동일한 픽업으로 서로 다른 기록밀도의 디스크를 기록재생하기 위하여 상기 디스크로부터 반사된 신호의 광량을 검지하는 다분할 광검출기(11)와; 상기 다분할 광검출기(11)로부터의 검출신호를 연산하여 포커스 에러신호를 검출하는 포커스 에러신호 검출부(5)와; 상기 포커스 에러신호에 의해 픽업(P/U)의 포커스 서보신호를 생성하는 포커싱 서보 보상부(16)와; 상기 포커싱 서보 보상부(16)의 출력에 따라 상기 픽업(P/U)의 포커싱을 조절하여 광빔의 크기를 조절하는 포커스 조절부(18)와; 기록밀도 판별부(7)에서 판별한 상기 디스크의 기록밀도에 따라 상기 픽업의 포커스를 조절하여 광빔의 크기를 조절하고, 그 조절한 크기값을 상기 포커싱 서보 보상부(16)로 출력하는 포커싱 서보 목표치 변경부(6)로 구성한다.

상기 포커싱 서보 목표치 변경부(6)는 디스크의 기록밀도에 따라 포커싱 서보 보상부의 오프셋전압을 선택적으로 인가하도록 한다.

그리고, 상기 오프셋전압을 인가하는 포커싱 서보 목표치 변경부(6)는, 제9도에 도시한 바와같이, 기록밀도 판별부(7)에서 판별한 기록밀도에 따른 제1오프셋전압원 및 제2오프셋전압원과, 상기 제1, 제2오프셋전압원을 상기 기록밀도에 따라 선택적으로 상기 포커싱 서보 보상부로 출력하는 아날로그 스위치(15)로 구성한다.

제11도는 본 발명의 제2실시예로서, 이에 도시한 바와같이, 다분할 광검출기(11)에서 검출된 4개의 신호중 대각선방향의 두 신호를 입력받아 제1게인으로 증폭하고 두 신호의 합을 구하는 제1연산부(12)와; 상기 대각선방향의 두 신호를 제2게인으로 증폭하고 두 신호의 합을 구하는 제2연산부(12')와; 상기 대각선방향의 반대방향의 두 신호를 증폭하고 그 합을 구하는 제3연산부(13)와; 상기 제1연산부(12) 또는 제2연산부(12')의 출력과 상기 제3연산부(13)의 출력의 차를 구하여 포커싱 서보 보상부(16)로 출력하는 제4연산부(14)와; 기록밀도에 따라 상기 제1연산부(12) 또는 제2연산부(12')의 출력을 선택하여 상기 제4연산부(14)로 출력하는 선택스위치(19)를 포함하여 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 제1실시예를 나타낸 제8도 및 제9도를 참조하여 설명하면, 다분할 광검출기(11)에서 A,B,C,D는 광이 집광되는 영역을 4분할하였을 경우 발생하는 신호이다.

상기 다분할 광검출기(11)로부터 A,B,C,D가 발생하면, 제1연산부(12)에서 대각선방향의 두 신호 즉, A,C신호를 각각 입력받아 제1게인(K1)으로 각각 증폭한 후 그 합(K1(A+C))을 구하여 제4연산부(14)로 출력한다.

이때, 제3연산부(13)는 다분할 광검출기(11)로부터 대각선방향의 반대방향의 두 신호 즉, B,D신호를 각각 입력받아 제3게인(K3)으로 증폭한 후 그 합(K2(B+D))을 구하여 제4연산부(14)로 출력한다.

그러면 상기 제4연산부(14)는 상기 제1연산부(12)의 출력값에서 제3연산부(13)의 출력값을 감산하여 얻은 포커스 에러신호 {K1(A+C)-K2(B+D)}를 제10도의 (가)에서와 같은 파형으로 출력한다.

여기서 포커스 에러와 빔의 사이즈(size)는 제10도에서와 같은 관계를 가진다. 즉, 제10도(나)의 r1은 (가)에서 포커스 에러①의 위치에서 포커싱 서보가 걸리는 경우의 빔의 사이즈이고, r2은 포커스 에러②의 위치에서 포커싱 서보가 걸리는 경우의 빔의 사이즈이고, r3은 포커스 에러③의 위치에서 포커싱 서보가 걸리는 경우의 빔의 사이즈이다.

일반적으로 디포커스(Defocus)가 없는 경우에 포커싱 서보는 제10도(가)의 ①의 위치를 목표치로 하여 제어되므로 빔의 사이즈는 (나)에서와 같은 r1의 값을 가지고 고밀도 재생이 가능하도록 한다. 이때 아날로그 스위치(15)는 b단자에 위치하여 있는다.

그러면 상기 제4연산부(14)에서 출력되는 포커스 에러에 대해 포커싱 서보 보상부(16)의 오피앰프(OP1)에서 연산증폭하여 에러를 보상하여 파워앰프(17)로 출력하면, 그 보상된 값에 대하여 상기 에러신호는 미약한 전기적 신호이므로 파워앰프(17)에서는 소정레벨로 증폭하여 포커스 조절부(18)로 출력한다.

따라서 상기 포커스 조절부(18)는 입력된 값에 따라 픽업을 포커싱 방향으로 구동하여 디스크의 밀도에 맞는 포커싱 위치로 이동시켜, 상기 디스크에 집광되는 빔의 직경을 변화시킨 후 그 상태를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 저밀도 디스크를 재생할 경우에는 아날로그 스위치(15)를 a단자와 접속하도록 절환한다.

그러면 가변저항(VR1)에 의한 오프셋(offset)이 부가됨에 따라 포커싱 서보의 목표치는 제10도(가)의 ①위치에서 ②위치나 ③위치로 이동시킨다.

이때 ②③위치로 이동되었다면 포커싱 서보가 걸려 생성되는 빔의 사이즈는 r3 또는 r2의 직경을 가진다.

따라서 저밀도에 맞는 빔 직경을 유지할 수 있도록 함으로써 저밀도의 디스크에 대하여도 기록 또는 재생이 가능하게 된다.

그리고 본 발명의 제2실시예인 제11도를 참조하여 살펴보면, 본 발명과 동작이 같고 다른 점은 다분할 광검출기(10)의 출력신호중 대각선방향의 두 신호, 즉 A,C신호를 제1연산부(12)에서 입력받아 두 신호를 제1게인(K1)으로 각각 증폭한 후 그 합(K1(A+C))을 구하여 선택스위치(19)의 a단자로 출력한다.

이때 제2연산부(12')도 상기 대각선방향의 두 신호(A,C)를 입력받아 두 신호를 제2게인(K1')으로 각각 증폭한 후 그 합(K1'(A+C))을 구하여 상기 선택스위치(19)의 b단자로 출력한다.

그러면 상기 선택스위치(19)는 두 가동단자중 어느 하나를 선택하여 제4연산부(14)로 출력한다.

상기 제4연산부(14)는 제1연산부(12) 또는 제2연산부(12')의 출력값에서 제3연산부(13)의 출력값을 감산하여 생기는 포커스 에러를 포커싱 서보 보상부(16)를 통해 보상하고, 다시 파워앰프(17)를 통해 소정 레벨로 증폭하여 포커스 조절부(18)로 전달하면 해당하는 디스크를 읽어낸다.

항상 포커스 서보 에러를 0으로 목표로 하고 있는데, 고밀도 디스크의 경우 서보의 목표치는 제10도(가)에서 ①의 위치가 되도록 K1을 설정하고, 선택스위치(19)의 가동단자를 a의 위치에 둔다.

그러면 K1(A+C)-K2(B+D)0이 되도록 서보는 걸리게 된다.

이러한 상황에서 저밀도 디스크를 읽는 경우를 생각하면 서보의 목표치는 K1(A+C)-K2(B+D)=0이 아닌 제10도의 (가)에서 ②나 ③의 위치로 이동시키면 된다.

이와같은 경우에는 (A+C)부분의 이득이 K'1이 되도록 선택스위치(19)의 가동단자를 b로 절환한다. 그러면 서보의 목표치는 K'(A+C)-K2(B+D)의 위치로 이동되고 서보는 K'1(A+C)-K2(B+D)0인 상태를 유지하도록 한다.

이때 K1(A+C)-K2(B+D)=0≠K1(A+C)-K2(B+D)인 관계에 의해 (A+C)의 이득을 K1에서 K'1로 바꿈으로서 서보의 목표치는 ② 또는 ③의 위치로 바꿀 수 있다.

만약 K'1K1일때 K'1(A+C)-K2(B+D)=0이라면 K1(A+C)-K2(B+D)0이 되면 ③의 위치로 변경되고, K'1K1일때 K'1(A+C)-K2(B+D)=0이라면 K1(A+C)-K2(B+D)0이 되면 ②의 위치로 변경된다.

즉 밀도에 따라서 포커싱되는 빔 사이즈를 변경할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 하나의 장치로 고밀도 디스크와 저밀도 디스크를 추가적인 하드웨어 없이 모두 재생가능하도록 한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 동일한 픽업으로 서로 다른 기록밀도의 디스크를 기록재생하기 위하여 상기 디스크로부터 반사된 신호의 광량을 검지하는 다분할 광검출기와; 상기 다분할 광검출기로부터 검출신호를 연산하여 포커스 에러신호를 검출하는 포커스 에러신호 검출부와; 상기 포커스 에러신호에 의해 픽업의 포커싱 서보신호를 생성하는 포커싱 서보 보상부와; 상기 포커싱 서보 보상부의 출력에 따라 상기 픽업의 포커싱을 조절하여 광빔의 크기를 조절하는 포커스 조절부와; 상기 디스크의 기록밀도에 따라 상기 포커스 조절부에 의한 광빔의 크기를 변경하여 상기 포커싱 서보 보상부로 출력하는 포커싱 서보 목표치 변경부로 구성된 것을 특징으로 하는 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로.
2. 제1항에 있어서, 포커싱 서보 목표치 변경부는 디스크의 기록밀도에 따라 포커싱 서보 보상부의 오프셋전압을 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로.
3. 제1항에 있어서, 포커싱 서보 목표치 변경부는 기록밀도에 따른 제1오프셋전압원 및 제2오프셋전압원과, 상기 제1, 제2오프셋전압을 기록밀도에 따라 선택적으로 포커싱 서보 보상부에 인가하는 아날로그 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로.
4. 디스크로부터 반사된 신호의 광량을 검지하는 다분할 광검출기의 검출신호를 연산하여 포커스 에러를 생성하여 포커싱 서보 보상부를 거쳐 보상한 후 포커스 조절부를 거쳐 픽업으로 출력하는 디스크 기록/재생장치에 있어서, 상기 다분할 광검출기에서 검출된 4개의 신호중 대각선방향의 두 신호를 입력받아 제1게인으로 증폭하고 두 신호의 합을 구하는 제1연산부와; 상기 대각선방향의 두 신호를 제2게인으로 증폭하고 두 신호의 합을 구하는 제2연산부와; 상기 대각선방향의 반대방향의 두 신호를 증폭하고 그 합을 구하는 제3연산부와; 상기 제1연산부 또는 제2연산부의 출력과 상기 제3연산부의 출력의 차를 구하여 포커싱 서보 보상부로 출력하는 제4연산부와; 기록밀도에 따라 상기 제1연산부 또는 제2연산부의 출력을 선택하여 상기 제4연산부로 출력하는 선택스위치를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 디스크 기록/재생장치의 포커싱 서보회로.