KR0164779B1 - 광디스크 기록 및 재생장치의 피이딩 모터 제어회로 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

광디스크의 기록 및 재생시스템

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

피이딩 서보의 불안정 및 속도 개선을 위한 기술에 관한 것이다.

3. 발명의 해결방법의 요지

피이딩계의 이동속도의 기구적인 특성의 차이를 트랙 크로스 신호로써 판단하여 피이딩계의 최적 게인을 설정함으로써 피딩모터의 제어시 기구적인 피이딩계의 특성 차이를 최대한 반영한다.

4. 발명의 중요한 용도

광디스크의 기록 및 재생을 위한 피이딩 모터 제어용

Description

광디스크 기록 및 재생장치의 피이딩 모터 제어회로

제1도는 종래의 일반적인 광학 디스크 기록 및 재생장치에서 피이딩 모터 제어계의 구성도.

제2도는 종래의 특정한 광학 디스크 기록 및 재생장치에서 트랙점프 및 피이딩 모터 구동시의 개 루프(open loop) 제어계의 구성도.

제3a~제3d도는 상기 제2도의 시스템 제어부에서 출력하는 데이타에 따른 4단계의 피이딩 킥 피크(kick peak) 파형도.

제4도는 본 발명에 따른 피이딩 제어계의 구성도.

제5a~제5d도는 보통의 피이딩 구동계 이송시의 파형도.

제6a~제6g도는 피이딩 속도에 따른 비교기의 출력 파형도.

본 발명은 광학 디스크의 기록 및 재생장치에 있어서 피이딩 서보(feeding servo)회로에 관한 것으로, 특히 기구적인 피이딩계의 특성 차이를 최대한 반영하여 피이딩계의 동작을 안정되고 빠르게 하기 위한 회로에 관한 것이다.

일반적으로 광학 디스크 기록 및 재생장치에서는 광 픽업부가 트랙킹 서보를 수행하다가 원하는 특정곡을 찾기위해 고속서치(fast search)를 하게 되면 광픽업부 전체를 디스크 원주의 직각 방향을 빠르게 이동하게 된다. 이것을 트랙 점프라 하는데, 이를 위해서는 피이딩 모터(feeding motor)의 구동이 적절히 이루어져야 하며, 그렇게 피이딩 모터를 구동하기 위한 서보부를 통칭하여 흔히 피이딩 서보계라 한다. 곡 선정등 대물렌즈로서 추적할 수 없는 범위의 트랙을 점프해야 되는 상황에서는 이와 같은 피이딩 서보계가 움직여서 원하는 트랙 위치까지 대물렌즈를 가져다 놓게 된다.

종래의 일반적인 광학 디스크 기록 및 재생장치에서 피이딩 모터 제어계의 구성도로서, 트래킹 에러(tracking error)의 누적오차 즉 트래킹 에러 신호 TEO를 저역통과필터(LPF : Low Pass Filter) 110을 거쳐 제1제어신호 즉 피이딩계를 구동하기 위한 피이딩 구동신호 SL1을 만들어 구동부 120에 가하고, 최종적으로 상기 구동부 120에서 피이딩 모터 1300의 동작을 제어하기 위한 제2제어신호 SL2를 발생하여 피이딩 모터 130을 구동한다.

제2도는 종래의 특정한 광학 디스크 기록 및 재생장치에서 트랙점프 및 피이딩 모터 구동시의 개 루프 제어계의 구성도를 나타낸다. 상기 개 루프 제어계는 마이컴(도시하지 않았음)의 점프명령(I_j)에 따라 트래킹 액츄에이터 204 혹은 피이딩 모터 130을 구동하기 위한 제1 및 제2제어신호를 발생하는 시스템제어부 200와, 상기 시스템제어부 200에서 발생되는 제1제어신호에 따라 트래킹 액츄에이터 204를 구동하기 위하여 제1정방향 전류원 I₁과 제1스위치 SW₁과 제1역방향 전류원 I₂와 제2스위치 SW₂및 제1증폭기 OP₁로 이루어진 액츄에이터 구동부 201와, 상기 시스템제어부 200에서 발생되는 제2제어신호에 따라 피이딩 모터 130를 구동하기 위하여 제2정방향 전류원 I₃과 제3스위치 SW₃와 제2역방향 전류원 I₄와 제4스위치 SW₄및 제2증폭기 OP₂로 구성된 피이딩 모터 구동부 202, 203으로 구성된다.

제3a~제3d도는 상기 제2도에서 발생되는 4단계의 피이딩 킥 피크(kick peak) 파형으로서, 게인 설정에 따라 V_A, V_B, V_C, V_D의 전압레벨 형태로 상기 전류원 I₃, I₄과 스위치 SW₃, SW₄의 제어에 의해 출력된다(편의상 제3b도의 V_B를 보통의 광 디스크 시스템에서 피이딩계의 게인이라고 가정하고 V_AV_BV_CV_D라고 가정함).

이와 같은 구성을 갖는 개 루프 제어계는 기구적인 피이딩계의 최적 특성에 맞도록 상기 제3a~제3d도에 나타나 있는 바와 같은 4단계의 게인중에서 최적의 게인 하나를 선택하여 강제 구동하는 방법을 사용하고 있었다. 예를들면 통상의 제어시 대물렌즈로만 트랙을 추종하기 위한 어려운 경우에는 시스템 제어부 200의 이동명령에 의해 필요한 트랙 수 만큼 내주에서 외주로 또는 외주에서 내주로 광픽업을 이동시키게 되므로, 통상 2N 트랙의 점프가 필요한 경우 트래킹 액츄에이터를 이동시키고자 하는 방향으로 N 트랙 만큼 가속하다가 다시 역으로 N 트랙만큼 감속하고 피이딩 모터는 2N 트랙 만큼 이동하는 방향으로 픽업을 이동 시킨다. 이렇게 파형의 가속 및 감속이 이루어지는 예는 후술하는 제5a도를 참조할 수 있다). 결국 아주 정교하게 설계된 기구적인 피이딩계라 할지라도 그 툭성차이에 기인하여 피이딩계의 실제적인 음답성에는 차이가 생기게 마련이다. 실제로 회로 및 시스템 제어부에서 즐 길 수 있는 피이딩 킥 파크(kick peak)파형은 제3도에 나타나 있는 바와 같이 4단계에 불과하고, 실제 기구적인 응답 특성 및 속도는 품질의 불균형 혹은 기타 여러가지 요인 때문에 제3도와 같지 않다. 그러므로 이러한 기구적인 응답 특성 및 속도의 문제를 회로적으로 혹은 기타 여러가지 방법으로 보완할 필요성이 제기된다.

부연하면, 2N 트랙의 정방향 점프명령을 받으면 시스템제어부 200는 정방향 스위치 SW₁를 닫고 역방향 스위치 SW₃를 열어 정방향 스위치 SW₁를 통한 전압을 증폭기 OP₁에서 증폭하여 트랙킹 액츄에이터를 정방향으로 이동시킨다. 이와 동시에 피이딩 모터 구동부 202, 203에서는 정방향 스위치 SW₃를 닫고 역방향 스위치 SW₄를 열어 상기 정방향 스위치 SW₃를 통한 전압을 증폭하여 피이딩 모터를 정방향으로 구동시킨다. 일정한 시간이 경과한 후에 트래킹 액츄에이터 구동부 201에서 역방향 스위치 SW₂를 닫고 정방향 스위치 SW₁를 열어 증폭기 OP₁를 통해 액츄에이터를 역방향으로 구동시키는데, 이때 피이딩 모터 구동부 202, 203의 스위치 SW₃, SW₄상태는 변화가 없다. 이와 같이 트래킹 액츄에이터가 N 트랙 만큼 가속되다 다시 역으로 N 트랙 만큼 감속되고, 피이딩 모터의 2N 트랙 만큼 이동한 상태에서 일정 시간이 경과하게 되면 상기 구동부 201, 202, 203의 스위치 SW₁, SW₂, SW₃, SW₄를 열어 점프 동작을 완료하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 4단계의 게인 설정과 회로적인 정수 조정에 의한 제어는 다음과 같은 여러가지 문제점을 갖고 있었다. 즉 기구적으로 아주 편차가 적은 피이딩계를 구성하지 않는한, 회로적으로 어느 한 경우의 최적의 게인만을 설정하여 모든 경우의 조건을 만족하는 제어를 하기란 매우 어렵다는 것이다. 너무 피이딩계의 속도가 빠른 경우가 발생 하기도 하고 너무 느린 게인을 설정하ㄱ[ 되면서 서치 속도가 느리며 기구적인 피이딩계 특성이 비균일한 경우에는 더욱 더 피이딩 제어계 자체가 불안해지기 때문이다. 그러므로 기구적인 편차의 요인을 최소화하고 회로적으로 이 편차를 커버(cover)할 수 있는 방법이 필요하였다.

따라서 본 발명의 목적은 안정된 피이딩 동작을 수행하도록 하기 위한 피이딩 모터 제어회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 피이딩 서보의 속도를 개선하기 위한 피이딩 모터 제어회로를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대물렌즈가 임의의 트랙을 횡단할 때마다 트랙크로스신호를 발생하는 광디스크 기록 및 재생장치의 피이딩 모터 제어회로에 있어서, 소정의 제어를 받아 다수 레벨 중 특정 레벨의 피이딩제어신호를 발생하여 피이딩 모터를 구동하기 위한 피이딩 모터 구동부와, 상기 트랙크로스신호가 발생하는 주기의 변화를 검출하기 위한 검출부와, 상기 트랙크로스신호 발생주기의 변화에 적응적으로, 다단계의 피이딩 모터 강제구동신호 중 해당 단계의 신호를 발생하여 상기 피이딩제어신호의 발생을 제어하기 위한 시스템제어부로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구동요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자, 로직상태 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에서는 렌즈가 트랙을 지나갈 때 마다 서보칩에서 그 트랙을 카운트함으로써 출력하게 되는 트랙 크로스 신호 TCS를 이용하여 피이딩계의 최적 게인을 설정한다. 이 트랙 크로스 신호 TCS는 트랙을 횡단시에 발생하여 이동속도를 대변하는 신호로서, 제5b도에 도시한 바와 같이 가속 및 감속의 트랙 점프에 따라 소→밀→밀→소 형태로 그 주파수 성분이 다르게 나타난다.

제4도는 본 발명에 따른 피이딩 제어계의 구성도로서, 그 동작을 설명하면 다음과 같다. 트랙크로스신호 발생부 400에서는 4단계의 피이딩계 게인에 따라 서로 다르게 나타나는 주파수 성분에 대해 트랙크로스신호 TCS를 발생한다. 상기 트랙크로스신호 TCS는 (frequency)/전압(voltage) 변환기 402를 거쳐 주파수 성분이 전압 성분 V_OUT으로 바뀐다. 상기 전압 성분 V_OUT은 비교기 403으로 입력된다. 상기 비교기 403는 상기 전압 성분 V_OUT을 소정의 기분전압 V_REF와 비교하여 제1비교신호 C_OM1를 출력한다. 여기서 상기 기준전압 V_REF는 피이딩계의 게인을 제3b도에 도시한 V_B로 했을 때 상기 비교기 403의 출력이 제5d도에 도시된 바와 같이 T2 시간동안 하이상태이도록 설정한다.

상기 제1비교신호 C_OM1는 멀티플렉서 404로 입력된다. 상기 멀티플렉서 404는 시스템제어부 401에서 발생되는 선택신호 sel이 하이상태인 때 즉, 피이딩계가 고유의 동작을 할 때에만 하이상태인 출력신호 C_OM2를 발생한다. 상기 출력신호 C_OM2는 시스템제어부 401로 제공된다. 이에 상기 시스템 제어부 401는 상기 출력신호 C_OM2의 하이상태인 구간을 카운트하여 피이딩계의 반응이 빠르고 느린 정도를 판단하고, 피이딩제어신호 발생부 202에 피이딩 모터 강제구동신호 DA를 피드백(feedback) 한다. 이로써 기구적인 피이딩계 특성이 갖는 문제점을 보완하고 피이딩계의 게인을 최적으로 설정할 수 있게 되는 것이다.

제5a~제5d도는 피이딩계의 게인을 VB로 했을 때의 한 예로서, 대물렌즈가 디스크내의 트랙을 내주에서 외주로 또는 외주에서 내주로 이동할 때는 피이딩 파형을 가속→감속의 순으로 변환하면서 횡단한다. 즉, 피이딩계의 게인을 제3b도와 같이 V_B로 했을 때의 트랙 크로스 신호 TCS가 주파수/전압 변환기 402를 거쳐 제5c도에 도시한 바와 같은 출력 V_OUT이 발생함을 도시하고 있다. 이 출력 V_OUT이 비교기 403에서 기준전압 V_REF과 비교된 결과로서 출력된 펄스가 제5d도에 도시된 파형이고 이 펄스를 카운트한 시간이 T2이다. 상기 주파수/전압 변환기 402의 출력은 트랙을 빠르게 횡단하면 할수록 그 레벨이 높아진다.

제6aa~제6g도는 피이딩계의 속도에 따라 트랙 크로스 신호 TCS는 4가지 경우의 주파수 성분이 나올 수 있음을 보여 주고 있다. 그러므로 시스템 제어부 401에서는 카운트 시간 T2를 기준으로 하여 T1, T23, T4를 카운트할 때 마다 00,01,10,11 중 해당되는 데이타를 피이딩계의 게인으로 선택하여 출력할 수 있다. 즉 현재 카운트된 시간이 T3이라고 가정하면, 이는 기준이 되는 T2 시간보다 피이딩 속도가 빠르다는 것을 의미하므로 그 정도에 따라 상기 시스템 제어부 401에서는 00 혹은 01을 출력하여 상기 피이딩제어신호발생부(202)가 제3a 및 제3b도에 도시한 V_A혹은 V_B와 같은 킥 피크치를 갖는 피이딩제어신호를 발생함으로써 피이딩속도가 현재보다 빨라지도록 조정하는 것이다. 반대로 현재 카운트된 시간이 T1이라고 가정하면, 이는 기준이 되는 T2 시간보다 피이딩 속도가 느리다는 것을 의미하므로 그 정도에 따라 상기 시스템 제어부 401에서는 10 혹은 11을 출력하여 상기 피이딩제어신호발생부(202)가 제3c 및 제3d도에 도시한 V_C혹은 V_D와 같은 킥 피크치를 갖는 피이딩제어신호를 발생함으로써 피이딩속도가 현재보다 느려지도록 조정하는 것이다. 물론 현재 카운트된 시간이 T2라면, 이는 기준으로 정한 시간과 같으므로 정상적인 피이딩이 되고 있다. 그러므로 상기 시스템 제어부 401에서는 01을 출력하여 상기 피이딩제어신호발생부(202)가 제3b도에 도시한 V_B와 같은 정상상태의 킥 피크치를 갖는 피이딩제어신호를 계속 발생시킬 수 있도록 하면 된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 피이딩계가 디스크의 내주에서 외주로 혹은 외주에서 내주로 이동할 때 서어보 제어계로부터 발생되는 트랙크로스신호로써 이동속도를 판단하고 그 판단결과에 따라 시스템제어부에서 상기 서어보 제어계로 최적의 제어게인 설정용 데이타를 피이드백시킴으로써 안정된 피이딩 동작을 수행할 수 있는 장점이 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 대물렌즈가 임의의 트랙을 횡단할 때 마다 트랙크로스신호를 발생하는 광디스크 기록 및 재생장치의 피이딩 모터 제어회로에 있어서, 소정의 제어를 받아 다수 레벨 중 특정 레벨의 피이딩제어신호를 발생하여 피이딩 모터를 구동하기 위한 수단과, 상기 트랙크로스신호가 발생되는 주기의 변화를 검출하기 위한 수단과, 상기 트랙크로스신호 발생 주기의 변화에 적응적으로, 다단계의 피이딩 모터 강제구동신호 중 해당 단계의 신호를 발생하여 상기 피이딩제어신호의 발생을 제어하기 위한 시스템제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랙크로스신호 발생 주기의 변화를 검출하는 수단이, 상기 트랙크로스신호의 주파수성분을 전압성분으로 변환하기 위한 주파수/전압 변환수단과, 상기 전압성분을 소정의 기준전압과 비교하여 펄스형태로 변환하기 위한 수단과, 상기 펄스를 카운트하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
3. 제1항 혹은 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 피이딩제어신호는 4단계의 피이딩 킥 피크치를 가짐을 특징으로 하는 회로.
4. 제2항에 있어서, 피이딩계가 실제로 이동을 할 때에만 상기 펄스를 상기 카운트수단으로 전달하여 카운팅하기 위기 위한 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 회로.
5. 대물렌즈가 임의의 트랙을 횡단할 때 마다 트랙크로스신호를 발생하는 광디스크 기록 및 재생장치의 피이딩 모터 제어회로에 있어서, 소정의 제어를 받아 다수 레벨 중 특정 레벨의 피이딩제어신호를 발생하여 피이딩 모터를 구동하기 위한 수단과, 상기 트랙크로스신호의 주파수성분을 전압성분으로 변환하기 위한 주파수/전압 변환수단과, 상기 전압성분을 소정의 기준전압과 비교하여 펄스형태로 변환하기 위한 수단과, 상기 펄스를 카운트하여 그 카운트값에 따라 다단계의 피이딩 모터 강제구동신호 중 해당 단계의 신호를 발생하여 상기 피이딩제어신호의 발생을 제어하기 위한 시스템제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 회로.