KR0178880B1 - 광디스크장치용 위치결정시스템 - Google Patents

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KR0178880B1
KR0178880B1 KR1019960002990A KR19960002990A KR0178880B1 KR 0178880 B1 KR0178880 B1 KR 0178880B1 KR 1019960002990 A KR1019960002990 A KR 1019960002990A KR 19960002990 A KR19960002990 A KR 19960002990A KR 0178880 B1 KR0178880 B1 KR 0178880B1
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다까시 요시다
마사미찌 이또
야스히로 미이
마사또 소마
히데히또 야마다
후지오 다지마
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가나이 쯔또무
가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

광 디스크의 정보기록면에 관한 광 스폿을 적절하게 위치 결정하는 광 디스크장치의 위치결정 시스템에 관한 것으로써, 광 디스크장치의 위치 결정 서버계 조정의 자동화를 실현하고, 외란억압특성을 향상시키기 위해, 광 디스크의 정보기록면에 대한 광 스폿의 초점 어굿남으로써 포커스 오차신호를 검출하는 포커스 오차검출수단, 광 디스크면에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿을 이동시키는 수단, 포커스 오차신호를 수신하고, 제1제어신호를 출력하는 제1디지털 연산수단, 포커스오차 신호와 지정된 제3제어신호를 수신하고, 외란관측기의 연산동작을 실행하며, 제2제어신호를 출력하는 제2디지털 연산수단, 제1제어신호와 제2제어신호를 가산하고, 제3제어신호를 출력하는 가산기 및 제3제어신호에 의해 디스크면에 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿 이동수단을 구동하는 구동수단을 마련한다.
이것에 의해, 회로규모를 저감하고, 고속 데이터 전송을 위한 향상된 외란억압특성을 얻고, 서버 시스템의 조정을 자동화할 수 있다.

Description

광 디스크장치용 위치 결정시스템
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 도시한 블록도.
제2도는 제1도에 도시한 광디스크 장치의 위치 결정시스템의 연산타이밍을 나타낸 타이밍도.
제3도는 제1도에 도시한 광디스크장치의 위치결정시스템의 연산수순을 나타낸 플로차트.
제4도는 제1도에 도시한 광디스크장치의 위치결정시스템의 주파수특성도.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 도시한 블록도.
제6도는 광디스크장치의 위치결정장치의 연산 타이밍을 나타낸 타이밍도.
제7도는 제5도에 도시한 광디스크장치의 위치결정시스템의 연산수순을 나타낸 플로차트.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 나타낸 블록도.
제9도는 광디스크장치의 위치결정시스템 내의 제2연산수단의 구성예를 나타낸 블록도.
제10도는 본 발명의 다른 예를 도시한 블록도.
제11도는 본 발명의 또 다른 예를 도시한 블록도.
제12도는 본 발명의 다른 예를 도시한 블록도.
본 발명은 예를 들어 컴퓨터의 외부메모리수단으로써 사용되는 광디스크장치에 관한 것으로써, 특히 광디스크의 정보기록면에 관한 광 스폿을 적절하게 위치결정하는 광디스크장치의 위치결정시스템에 관한 것이다.
이러한 종래 광디스크장치의 위치결정제어시스템의 예로써는 JP-A-6-203390에 기재되어 있다. 이 종래의 기술에 있어서, 포커스 서버계 및 트랙킹 서버계는 제어용 연산동작이 분할되어 2개의 분담회로에 의해 실행되도록, 즉 고속처리를 필요로 하는 연산을 실행하기 위해서는 아날로그 회로를 사용하고 복잡하지만 저속으로 처리되어도 되는 연산을 실행하기 위해서는 디지털회로를 사용하도록 구성된다.
일반적으로, 포커스오차 신호 및 트랙킹오차 신호의 중심은 예를 들어, 대물렌즈의 광축의 어긋남과 증폭기의 전기적 오프셋에 의해 구동신호의 전기적 중심과 어긋난다. 이러한 어긋남을 없애기 위해서는 포커스오차 신호와 트랙킹오차 신호의 중심을 구동신호의 전기적 중심과 일치하도록 보정할 필요가 있다. 이러한 어긋남을 제거하기 위해, 종래에는 구동신호의 전기적 중심과의 어긋남량에 상당하는 값을 경험적으로 구하고, 구해진 값을 구동신호에 가산하는 방법을 사용해 왔다.
상술한 종래의 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 서버계의 고기능화를 위해서는 디지털제어를 도입하는 것이 매우 효과적이다. 이러한 요구와 함께, 데이터 전송의 고속화에 대한 요구가 높아지고 있으므로, 광디스크의 회전속도의 고속화가 필요하게 되었다. 이에 따라, 하기와 같은 문제점이 발생하였다.
광디스크가 고속으로 회전함에 따라, 광디스크의 회전과 동기해서 디스크면의 수직편향과 편심 등의 외란주파수가 증가한다. 즉, 대폭 향상된 외란억압특성이 필요하게 된다.
외란억압특성을 증가시키는 종래의 기술로써 안정성을 필요로 하는 연산수단은 아날로그 회로로서 구성되고, 저주파수에서 더 큰 이득을 얻는 연산수단은 디지털 회로로써 구성되고, 디지털 연산수단의 계수는 제어조건에 따라 적절한 값으로 설정하는 방법이 있다.
그러나, 안정성을 가질 필요가 있는 연산수단이 상술한 아날로그 회로에 의해 구성되는 종래의 서버시스템에 있어서, 액츄에이터 등의 게인이 장치의 개별적인 차에 따라 표준 값과 다른 경우에는 안정성을 확보하기 위해 조정이 필요하다.
또, 제어조건에 따른 디지털 연산수단의 계수를 설정하기 위해, 여러 개의 계수를 저장하는데는 큰 메모리가 필요하다. 또, 아날로그 회로와 디지털 회로가 혼재하는 회로구성이 크고 복잡하게 된다.
한편, 상술한 종래의 기술에 있어서, 포커스오차 신호와 트랙킹오차 신호의 중심과 구동신호의 전기적 중심의 어긋남을 보정하는 방법에 있어서, 구동신호의 전기적 신호와의 어긋남 량에 상당하는 값을 경험적으로 얻고, 얻어진 값을 구동신호에 가산한다. 그러나, 이 방법에 있어서, 장치의 개별적인 차에 따라 어긋남이 발생하는 경우에는 조정이 필요하다.
본 발명의 목적은 광디스크장치의 위치결정 서버계 조정의 자동화를 실현하고, 외란억압특성이 향상된 광디스크장치의 위치결정시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템은 광디스크의 정보기록면에 대한 광 스폿의 초점 어긋남으로써 포커스오차 신호를 검출하는 포커스오차 검출수단, 광디스크 면에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿을 이동시키는 수단, 포커스오차 신호를 수신해서 제1제어신호를 출력하는 제1연산수단, 포커스오차 신호와 제3제어신호를 수신해서 제2제어신호를 출력하는 제2연산수단, 제1제어신호와 제2제어신호를 가산하고 제3제어신호를 출력하는 가산수단 및 제3제어신호에 의해 디스크 면에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿 이동수단을 구동하는 구동수단을 포함하고, 제1, 제2연산수단 및 가산수단은 디지털 회로로 구성되고, 제2연산수단은 외란관측기의 동작을 실행한다.
본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제1 및 제2연산수단은 각각 다른 샘플링 주기에서 연산동작을 실행하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2연산수단의 샘플링주기가 제1연산수단의 샘플링주기보다 긴 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2연산수단의 샘플링주기가 제1연산수단의 샘플링주기의 정수배인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2연산수단은 저역필터와 고역필터의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템은 광디스크 상의 트랙을 추적하는 광 스폿의 오프트랙오차로써 트랙킹오차 신호를 검출하는 트랙킹오차 검출수단, 광디스크의 대략 반경방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 반경방향 이동수단, 트랙킹오차 신호를 수신해서 제4제어신호를 출력하는 제4연산수단, 트랙킹오차 신호와 제6제어신호를 수신해서 제5제어신호를 출력하는 제5연산수단, 제4제어신호, 제5제어신호 및 제6제어신호를 가산하는 가산수단, 제6제어신호를 수신해서 제7제어신호를 출력하는 제7연산수단 및 제6제어신호와 제7제어신호에 의해 광 스폿 반경방향 이동수단을 구동하는 반경방향 구동수단을 포함하고, 제4연산수단, 제5연산수단, 제7연산수단 및 가산수단은 디지털회로로 구성되고, 제5연산수단은 외란 관측기의 동작을 실행한다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제4 및 제5연산수단은 각각 다른 샘플링주기에서 연산동작을 실행하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제5연산수단의 샘플링주기가 제4연산수단의 샘플링주기보다 긴 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제5연산수단의 샘플링주기가 제4연산수단의 샘플링주기의 정수배인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제5연산수단은 저역필터와 고역필터의 조합으로 구성된다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템은 광디스크의 정보기록면에 대한 광 스폿의 초점 어긋남으로써의 포커스오차 신호 및 광디스크 상의 트랙을 추적하는 광 스폿의 오프트랙오차를 각각 검출하는 포커스오차 검출수단과 트랙킹오차 검출수단, 광디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 이동수단과 광디스크 면의 대략 반경방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 반경방향 이동수단, 포커스오차 신호를 수신하고 제1제어신호를 출력하는 제1연산수단, 포커스오차 신호와 제3제어신호를 수신해서 제2제어신호를 출력하는 제2연산수단, 제1제어신호와 제2제어신호를 가산해서 제3제어신호를 출력하는 제1가산수단, 제3제어신호에 의해 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿 이동수단을 구동하는 구동수단, 트랙킹오차 신호를 수신하고 제4제어신호를 출력하는 제4연산수단, 트랙킹오차 신호와 제6제어신호를 수신해 서 제5제어신호를 출력하는 제5연산수단, 제4제어신호와 제5제어신호를 가산해서 제6제어신호를 출력하는 제2가산수단, 제6제어신호를 수신해서 제7제어신호를 출력하는 제7연산수단 및 제6제어신호와 제7제어신호에 의해 광 스폿 반경방향 이동수단을 구동하는 반경방향구동수단을 포함하고, 제1, 제2, 제4, 제5 및 제7연산수단과 제1, 제2가산수단은 디지털 신호로써 구성되고 제2 및 제5연산수단은 각각 외란관측기의 동작을 실행한다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제1 및 제2연산수단은 각각 다른 샘플링주기에 연산동작을 실행하고, 제4 및 제5연산수단은 각각 다른 샘플링주기에서 연산동작을 실행하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2연산수단의 샘플링주기가 제1연산수단의 샘플링주기보다 길고, 제5연산수단의 샘플링주기가 제4연산수단의 샘플링주기보다 긴 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2연산수단의 샘플링주기가 제1연산수단의 샘플링주기의 정수배이고, 제5연산수단의 샘플링주기는 제4연산수단의 샘플링주기의 정수배인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 제2 및 제5연산수단은 각각 저역필터와 고역필터의 조합으로 형성된다
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 각 디지털회로의 샘플링주파수는 광디스크장치의 샘플링주파수의 정수배이거나 또는 정수분의 1인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 각 디지털회로의 샘플링주파수는 44.1kHz의 정수배이거나 정수분의 1인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 디지털회로를 하나의 회로 내에 집적화하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, 디지털회로를 하나의 IC칩으로 구성되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, IC칩의 면적은 7mm2이하인 것이 바람직하다.
이러한 광디스크장치의 위치결정시스템의 포커스 서버계에 있어서, 제2연산수단은 디스크 면의 수직편향과 편심 등의 외란을 추정하는 외란관측기로 구성되고, 추정된 외란을 나타내는 제2제어신호를 제1제어신호에 가산한다. 또, 이들 연산수단이 디지털회로로 구성되고, 디스크 면 수직편향 및 편심의 주파수가 낮기 때문에 제2연산수단은 제1연산수단과 동일 또는 그 이하의 샘플링주기에서 연산동작을 실행한다.
따라서, 회로구성의 축소, 고속 데이터 전송을 위한 큰 외란억압특성을 얻고, 포커스 서버계의 조정자동화를 실현하는 것이 가능하다.
한편, 광디스크장치의 위치결정시스템 내의 트랙킹 서버계에 있어서, 제5연산수단은 광디스크의 수직편향과 편심 등의 외란을 측정하는 외란관측기로 구성되며, 추정된 외란을 나타내는 제5제어신호를 제4제어신호에 가산한다. 또, 이들 연산수단은 디지털회로로써 구성되고, 디스크 수직편향과 편심이 낮은 주파수를 가지므로 외란관측기로써의 제5연산수단은 제4연산수단과 동일 또는 그 이하의 샘플링주파수에서 동작을 실행하게 된다.
따라서, 회로구성의 축소, 데이터 전송의 고속화를 위한 외란억압특성의 향상 및 트랙킹 서버시스템의 조정자동화를 실현할 수 있게 된다.
또, 광디스크장치의 샘플링주파수의 정수배이거나 정수배분의 1의 샘플링주파수를 사용하는 것에 의해, 광디스크장치의 기준클럭을 하나로 할 수 있게 되어 회로를 간략화하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조해서 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 도시한 개략적 블록도이다. 광디스크장치의 위치결정시스템은 주로 광디스크(1)의 정보기록면에 대한 광 스폿(7)의 초점 어긋남으로써 포커스오차 신호(25)를 검출하는 포커스오차 검출수단(15), 광디스크(1) 면에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿(7)을 이동시키는 소위 광 스폿 이동수단으로써 광디스크에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 대물렌즈를 구동하는 포커스액츄에이터(11), 디지털화된 포커스오차 신호(26)를 수신해서 제1제어신호(27)를 출력하는 제1연산수단(17), 포커스오차 신호(26)와 제3제어신호(29)를 수신해서 제2제어신호(28)를 출력하는 제2연산수단(18), 제1제어신호(27)와 제2제어신호(28)를 가산해서 제3제어신호(29)를 출력하는 가산수단(21) 및 제3제어신호에 의해 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 포커스 액츄에이터(11)를 구동하는 소위 구동수단인 드라이버(23)를 포함한다.
제1연산수단(17), 제2연산수단(18) 및 가산수단(21)은 디지털 회로로써 구성된다. 제1연산수단(17), 제2연산수단(18), 가산수단(21), 중앙처리수단(19) 및 메모리수단(20)에 의해 디지털 신호처리부(24)를 구성한다.
이하, 광디스크장치의 위치결정시스템에 대해 더 상세하게 설명한다. 광디스크(1)에 있어서, 트랙(2)은 원주방향으로 1∼2μm 폭의 나선으로 형성된다. 디스크모터(3)는 모터의 상부에 처크된 광디스크(1)가 회전하도록 구동된다.
픽 업(4)은 레이저광(5)을 발광하는 반도체 레이저(6), 광 스폿(7)을 형성하도록 트랙(2)에 레이저광을 포커스하는 대물렌즈(8), 반사광(9)으로부터 광 스폿(7)의 위치신호와 데이터신호를 트랙(2)에서 검출하는 센서(10), 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 대물렌즈를 구동하는 포커스 액츄에이터(11) 및 대략 반경방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액츄에이터(12), 이들 구성요소를 수용해서 이동시키는 슬레드(13) 및 반경방향으로 광디스크(1)를 구동하여 트랙(2) 상에서 광 스폿(7)을 이동시키는 리니어 액츄에이터(14)를 포함한다.
A-D변환기(16)는 포커스오차 검출수단(15)의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환해서, 디지털 신호를 제1연산수단(17) 및 제2연산수단(18)으로 출력한다. 제1연산수단(17)은 샘플링주기 T1로 연산을 실행하고, 제2연산수단(18)은 샘플링주기 T2로 연산을 실행한다.
중앙처리수단(19)은 각 연산수단에 연산처리를 지정하고, 메모리수단(20)의 동작을 제어한다. 메모리수단(20)은 제어연산 동작수순을 소프트웨어 형식으로 저장한다. D-A변환기(22)는 가산기(21)의 디지털 출력신호를 아날로그신호로 변환해서, 아날로그 신호를 드라이버(23)로 출력한다.
이하, 광디스크장치의 위치결정시스템의 동작에 대해 설명한다. 광디스크(1)는 디스크모터(3)에 의해 선 속도가 일정하게 회전한다. 포커스오차 검출수단(15)은 광디스크(1) 상의 트랙(2)에 대한 광 스폿의 초점 어긋남을 나타내는 포커스오차 신호(25)를 검출한다. 이 포커스오차 신호(25)는 A-D변환기(16)로 입력되어 아날로그신호에서 디지털신호로 변환되고, 이 디지털오차 신호(26)는 A-D변환기(16)에서 출력된다.
이 포커스오차 신호(26)는 제1 및 제2연산수단(17) 및 (18)에 입력된다. 중앙처리수단(19)으로부터의 명령에 의해, 제1연산수단(17)은 메모리수단(20)에서 소프트웨어를 리드하고, 매 샘플링주기 T1마다 포커스오차 신호(26)를 수신하고, 위상진행 지연보상 등의 위상보상연산 또는 상태추정기를 포함하는 상태 피드백보상연산 등을 실행하며 제1제어신호(27)로써 연산결과를 출력한다. 이 제1제어신호(27)는 가산수단(21)에 입력된다.
중앙처리수단(19)으로부터 명령을 수신하면 제2연산수단(18)은 메모리수단(20)에서 소프트웨어를 리드하고 매 샘플링주기 T2마다 포커스오차 신호(26)와 제3제어신호(29)를 수신하며, 상태 추정기로 구성된 외란관측기의 연산동작을 실행해서 연산결과를 제2제어신호(28)로써 출력한다. 제2제어신호(28)는 가산기(21)에 입력된다.
제1제어신호(27) 및 제2제어신호(28)는 이들 신호가 함께 가산되는 가산수단(21)에 입력되고, 그 결과는 제3제어신호(29)로써 출력된다. 이 제3제어신호(29)는 제2연산수단(18)과 D-A변환기(22)에 입력된다.
D-A변환기(22)는 제3제어신호(29)를 수신하고, 이 디지털 신호를 아날로그형식으로 변환해서 제3제어신호(30)를 출력한다. 제3제어신호(30)는 드라이버(23)에 입력된다. 제3제어신호(30)에 대응해서, 드라이버(23)는 포커스 액츄에이터(11)를 구동시켜 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 대물렌즈(8)를 이동시키고, 픽 업은 광디스크(1)의 트랙(2)이 대물렌즈(8)의 초점심도 내에 있도록 위치 결정된다.
다음에, 제1연산수단(17)에 대해 설명한다. 제1연산수단(17)은 상태 추정기를 포함하는 상태 피드백 보상으로도 실현될 수 있지만, 이 실시예에서는 위상진행 지연보상으로 한다. 이 경우, 제1연산수단(17)의 이산시간 전달함수는 하기 식으로 표현된다.
여기에서, z의 마이너스 1승은 1샘플지연, a2, a3, b1, b2, b3은 제1연산수단(17)의 주파수특성을 나타내는 계수, Kc는 제1연산수단(17)의 루프게인을 나타낸다.
포커스오차 신호(26)는 매 샘플링주기 T1마다 제1연산수단(17)에 입력되고, 제1연산수단(17)은 디지털 보상연산의 결과로써 제1제어신호(27)를 출력한다. 하기 식에 있어서, 포커스오차 신호(26)는 e(k), 제1제어신호(27)는 U1(k)로 나타내며, k는 각 디지털 샘플의 시간인덱스를 나타낸다. 포커스오차 신호 e(k)에서 제1제어신호 U1(k)을 얻기 위한 출력방정식은 하기 식 (2)와 같다.
상기 식 (2)에 의해, 제1제어신호 U1(k)가 얻어지지만, 다음 샘플에서도 U1(k)을 얻기 위해서는 하기 식 (3)으로 상태 변수를 산출한다.
다음에, 제2연산수단에 대해 설명한다. 제2연산수단(18)은 매 샘플링주기 T2마다 포커스오차 신호(26)와 제3제어신호(29)를 수신하고, 제2제어신호(28)를 출력한다. 이하의 설명에 있어서, 제2제어신호(28)는 U2(k), 제3제어신호(29)는 U3(k)으로 나타낸다. 포커스오차 신호 e(k)에서 제2제어신호 U2(k)를 얻기 위한 방정식은 하기 식 (4)와 같다.
여기에서, H는 정상 상태에서 외란을 상쇄하는 게인을 나타내고, 하기 식 (5)으로 표현된다.
여기에서, K1은 포커스 액츄에이터(11)의 직류게인과 드라이버(23)의 직류게인을 곱해서 얻어진 직류게인, K2는 포커스오차수단(15)의 게인, L2는 다음에 설명할 제2연산수단(8)의 피드백게인을 나타낸다.
다음 샘플에 대해서는 하기 식 (6)의 상태 방향으로 표현된다.
여기에서, M은 액츄에이터의 가동부의 질량, L1및 L2는 외란추정의 수렴 속도를 결정하는 피드백게인, 출력된 제2제어신호 U1(k)는 샘플링주기 T2동안 유지된다.
한편, 제3제어신호 U3(k)는 하기 식 (7)로 산출된다.
이하, 상술한 연산수순에 대해 제1연산수단(17) 및 제2연산수단(18)의 연산수순의 1예를 나타낸, 제2도의 타이밍도를 참조해서 설명한다.
제1 및 제2연산수단(18)의 연산은 4개의 블록으로 각각 분할될 수 있다. 4개의 블록은 데이터 입력, 연산동작, 제어신호 출력 및 다음 단계를 위한 연산이다. 제1연산수단(17)은 중앙처리수단(19)에 의해 생성된 연산타이밍펄스에 따른 일련의 스텝으로써 이들 4개 연산을 실행한다.
이것에 대해, 제2연산수단(18)은 상술한 4개의 연산으로 분할되고, 제1연산수단(17)이 연산을 완료한 후 동일한 동작타이밍 내에서 분할된 연산 중 하나 또는 임의의 수의 연산을 실행한다. 제2제어신호(28)는 출력 후 다음 제어신호(28)가 출력될 때까지 가산수단(21)에 의해 유지되고, 제1제어신호(27)가 산출된 직후 제2제어신호(28)가 가산된다.
이하, 연산수순에 대해 제1연산수단(17) 및 제2연산수단(18)의 연산수순의 1예를 나타내는 제3도의 플로차트를 참조해서 설명한다.
중앙처리수단(19)에 의해 연산타이밍 펄스가 발생하였는지 어떤지가 판정된다(S101). 연산타이밍펄스가 생성되지 않은 경우, 연산타이밍펄스가 발생할 때까지 수순은 대기한다. 연산타이밍펄스가 발생한 경우, 포커스오차 신호(26)는 A-D변환기(16)로부터 입력되고 e(k)로 대체된다(S103).
다음에, 출력방정식으로써 식 (2) 및 (7)이 산출되고(S104), 식 (7)의 산출결과로써 얻어진 제3제어신호 U3(k)는 D-A변환기(22)로 출력된다(S105). 이후, 다음 샘플에 대해서는 상태 방정식으로써의 식 (3)이 산출된다(S106).
J=1이면, A-D변환기(16)로부터의 포커스오차 신호(26)와 제3제어신호가 입력되고, 각각 e(k) 및 U3로 대체되고(S108), 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 수순이 대기한다. J=2이면, 출력방정식으로써의 식 (4)가 산출되고(S110), 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 수순이 대기한다.
J=3이면, 식 (4)로부터의 산출결과로써의 제2제어신호 U2(k)가 출력되고(S112), 수순은 연산타이밍펄스가 도달할 때까지 대기한다. J=4이면, 상태방정식으로써의 식 (6)이 다음 샘플을 위해 산출되고(S114), 다음에 수순이 스텝100으로 되돌아가서 상술한 스텝을 반복한다.
이하, 소프트웨어에 의해 디지털신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 제1도를 참조해서 설명한다. 아날로그 포커스오차 신호(25)는 리어징(liasing)노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과하고, A-D변환기에 의해 제1연산수단(17)의 샘플링주기 T1과 동기된 디지털 포커스오차 신호(26)로 변환된다. 제3제어신호(29)는 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털신호이다. 제2연산수단(18)의 샘플링주기 T2가 제1연산수단(17)의 샘플링주기 T1과 다른 경우에는 포커스오차 신호(26)와 샘플링주기 T1과 동기되는 제3제어신호(29)는 제2연산수단(18)의 샘플링주기 T2와 동기된 디지털신호로 변환될 필요가 있다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 긴 경우에는 매 샘플링주기 T2마다 샘플링주기 T1의 신호에서 신호를 선택하는 세선화처리를 실행해야 한다. 디지털신호처리 영역에서는 널리 사용되는 세선화방법을 실행해도 좋다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 짧은 경우에는 보간처리를 실행해야 하고 디지털신호처리의 영역에서 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 제2연산수단(18)에서의 연산결과인 샘플링주기 T2와 동기된 디지털 제2제어신호가 샘플링주기 T2와 동기된 디지털 제1제어신호(27)에 가산되는 경우, 샘플링주기 T2가 샘플링주기(1)보다 길면, 제2제어신호(28)는 샘플링주기 T2동안 유지될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 보간처리를 실행하는 것이 바람직하다. 디지털 신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 짧으면, 매 샘플링주기 T1마다 샘플링주기 T2의 신호에서 신호를 추출하는 세선화처리를 실행해야 한다. 디지털신호처리시 널리 사용되는 세선화방법을 사용해도 좋다.
제10도를 참조해서 하드웨어에 의해 디지털 신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 설명한다. 이하, 제1도의 시스템구성과 다른 부분에 대해 주로 설명한다. (54)와 (55)는 A-D변환기를 나타낸다. 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털 포커스오차 신호(26) 및 디지털 제3제어신호(29)를 샘플링주기 T2와 동기되는 신호로 변환하는 방법은 하기와 같다. 포커스오차신호에 있어서, 아날로그 포커스오차신호(25)는 저역필터를 통과해서 리어징 노이즈(도시하지 않음)가 제거되고, A-D변환기(54)에 의해 디지털 포커스오차 신호로 변환된다. 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털 제3제어신호(29)에 있어서, 이 제3제어신호(29)는 아날로그 제3제어신호(30)로 일단 변환되고, 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하기 위해 저역필터를 통과한 후, 아날로그 제3제어신호(30)는 A-D변환기(55)에 의해 샘플링주기 T2와 동기되는 디지털 신호로 변환된다.
이하, 저역필터와 고역필터의 조합으로 형성된 제2연산수단(18)에 대해 제9도의 블록도를 참조해서 설명한다. 제2연산수단(18)은 고역필터(50), 저역필터(51), 정상상태에서 외란을 상쇄하는 게인(52) 및 가산기(53)를 포함한다.
고역필터(50)는 식 (8)로 표현된다.
aH2, aH3, bH1, bH2및 bH3은 각각 고역필터(50)의 주파수특성을 나타내는 계수이다.
한편, 저역필터(51)는 식 (9)로 표현된다.
여기에서, aL2, aL3, bL1, bL2및 bL3은 각각 저역필터(51)의 주파수특성을 나타내는 계수이다.
게인(52)은 식 (10)으로 표현된다.
여기에서, ωD(rad/s)는 고역필터(50) 및 저역필터(51)의 컷 오프 주파수, 즉 외란 제거의 수렴 속도를 결정하는 게인을 나타낸다.
이 연산수순에 있어서, 고역필터(50) 및 저역필터(51)는 데이터 입력, 연산동작, 제어신호 출력 및 다음 단계를 위한 연산동작의 상태방정식과 출력방정식의 4블록으로 분할되고, 상술한 수순에서와 같이 제1연산수단(17)의 동작 완료 후에 분할된 연산 중 하나 또는 임의의 수의 연산이 실행된다.
이하, 본 실시예의 효과에 대해 제4도에 도시한 주파수특성을 참조해서 설명한다. 제4도는 포커스오차 신호(25)에 가산된 외란에서 외란을 가산한 후의 포커스 오차신호까지의 주파수 특성도이다. 평행축은 주파수 값을 나타내고, 수직축은 서버시스템의 외란억압 값을 나타낸다. 제4도는 외란억압특성은 주파수가 낮은 만큼 높은 것을 나타낸다. 파선은 제2제어신호(28)가 제로인 경우의 특성을 나타내고, 종래의 특성에 상당한다. 한편, 실선은 본 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템의 특성을 나타낸다.
제2연산수단(18)은 외란관측기로써 외란관측기의 추정 주파수 대역 내의 주파수로 외란을 추출해서 제1제어신호에 가산하여, 외란의 영향을 제거한다. 이 방법은 종래의 제어시스템의 외란의 경로에 고역필터를 삽입하는 것에 상당한다.
이 때문에 제4도의 주파수 특성도에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템은 저주파수영역에서 종래기술의 시스템보다 더 높은 외란억압특성을 나타낸다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 디스크 표면의 수직편향이나 편심 등의 외란을 전보다 낮게 억압할 수 있다. 구동신호의 전기적 중심과 포커스오차신호의 중심이 어긋나는 것은 구동신호의 전기적 중심에 부가된 직류 외란이라 할 수 있다. 또, 외란관측기에 포함된 장치모델과 사용중인 장치가 어긋나는 것은 외란이라 할 수 있고, 보정할 수 있다.
널리 사용되는 제어계를 안정화하는 보상기와 직렬로 배열된 외란억압용 저주파 영역보상기를 갖는 장치 구성에 있어서, 제어계의 안정화와 저주파영역 내의 외란억압특성 사이에는 트레이드 오프관계가 있고, 구성에 있어서 안정성의 관점에서 보면 외란억압특성은 제약을 받는다. 보상기가 직렬로 배열되어 저주파영역에서 고외란 억압특성을 꺾으려면, 서버 주파수 대역을 크게할 필요가 있다.
그러나, 제어대상의 공진점이나 노이즈 등에 의해 큰 서버 주파수 대역을 사용하는데는 제약이 있다. 주보상기로써의 제1연산수단(17) 및 외란관측기로써의 제2연산수단(18)은 확실하게 다른 역할을 한다, 즉 전자는 제어계를 안정화하고, 후자는 외란을 억압한다. 이 때문에, 이 두 보상기는 각각 독립적으로 설계될 수 있고, 큰 서버 주파수대역을 사용하지 않고도 저 주파수영역에서 향상된 외란억압특성을 얻을 수 있다.
주보상기에는 외란을 억압하는 보상기를 사용할 필요가 없어, 주보상회로를 간단한 형식으로 구성할 수 있다. 디지털 보상기에 있어서, 보상기의 예를 들어 계수비트 수는 제어성능과 회로치수를 결정하는데 일반적으로 중요하다. 그러나, 본 실시예에 있어서 주보상기에는 저주파수영역 보상기를 필요로 하지 않으므로, 계수 등의 비트수를 종래기술의 시스템보다 더 작게 할 수 있다.
다음에 본 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템의 A-D, D-A변환기의 비트수, 연산비트수, 샘플링주파수 등의 예에 대해 설명한다.
IC칩 상에 디지털회로를 형성하는 경우, A-D, D-A변환기의 비트수 및 보상요소의 계수 등이 IC칩의 치수를 결정하는데 중요한 요소이다. 본 실시예에 있어서, A-D변환기 및 D-A변환기는 8비트형이고, 제1연산수단(17)과 제2연산수단(18)의 연산동작에 있어서, 보상요소의 계수는 8비트 길이이고, 승산비트로는 8비트x8비트를 사용하며, 메모리는 16비트 어드레스 메모리이다. 이러한 구성에 의해, IC칩 크기를 작게 할 수 있다.
샘플링 주파수에 있어서, 제1연산수단(17)의 샘플링주파수는 44.1kHz이고, 제2연산수단의 샘플링주파수는 7.35kHz로써, 44.1kHz의 1/6이다. 물론, 동일한 샘플링주파수를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템에 대해 설명한다. 제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 도시한 개략적 블록도이다. 본 실시예에 대해 제1도에 도시한 실시예와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
광디스크장치의 위치결정시스템은 트랙킹오차 검출수단(31), A-D변환기(32), 샘플링주파수 T3에서 연산동작을 하는 제4연산수단(33), 샘플링주파수 T4에서 연산동작을 하는 제5연산수단(34), 가산기(35), D-A변환기(36), 드라이버(37), 제7연산수단(44), D-A변환기(45) 및 드라이버(46)를 포함한다. 이하, 본 실시예의 동작에 대해 설명한다. 광디스크(1)는 리니어속도가 일정하게 디스크모터(3)에 의해 회전한다. 트랙킹오차 검출수단(31)은 광디스크(1) 상의 트랙(2)에 대한 광 스폿(7)의 오프트랙오차로써 트랙킹오차신호(38)를 검출한다.
이 트랙킹오차신호(38)는 아날로그 트랙킹 오차신호에서 변환된 디지털 트랙킹오차 신호(39)를 출력하는 A-D변환기(32)로 출력된다. 이 트랙킹오차신호(39)는 제4연산수단(33)과 제5연산수단(34)에 입력된다.
중앙처리수단(19)으로부터의 명령에 따라, 제4연산수단(33)은 메모리수단(20)에서 소프트웨어를 리드하고, 매 샘플링주기 T4마다 트랙킹오차신호(39)를 수신하고, 위상진행 지연보상 등의 위상보상연산 또는 상태추정기를 포함하는 피드백보상연산을 실행하며, 이 연산의 결과를 제4제어신호(40)로써 출력한다. 이 제4제어신호(40)는 가산수단(35)에 입력된다.
중앙처리수단(19)으로부터의 명령에 따라, 제5연산수단(34)은 메모리수단(20)에서 소프트웨어를 리드하고, 매 샘플링주기 T3마다 트랙킹오차신호(39) 및 제6제어신호(42)를 수신하고, 상태추정기에 의해 형성된 외란관측기의 동작을 실행하며, 이 연산의 결과를 제5제어신호(41)로써 출력한다. 이 제5제어신호(41)는 가산수단(35)에 입력된다.
가산수단(35)은 제4제어신호(40) 및 제5제어신호(41)를 수신하고, 이들 제어신호를 합산하며, 그 합산결과를 제6제어신호(42)로써 출력한다. 이 제6제어신호(42)는 제5연산수단(34), D-A변환기(36) 및 제7연산수단(44)에 입력된다.
D-A변환기(36)는 디지털 제6제어신호에서 변환된 아날로그형식으로 제6제어신호(43)를 출력한다. 이 제6제어신호(43)는 드라이버(37)에 입력된다.
제7연산수단(44)은 매 샘플링주기 T3또는 T4마다 제6제어신호(42)를 수신하고, 슬레드(13)에 대한 대물렌즈(7)의 스프링의 균형에 따른 기계적 중립점과 대물렌즈(7)의 어긋남을 보정하는 동작을 실행하며, 이 동작의 결과를 제7제어신호(47)로써 출력한다. 이 제7제어신호(47)는 D-A변환기(45)에 입력된다.
D-A변환기(45)는 제7제어신호(47)를 수신하고, 디지털 제7제어신호에서 변환된 아날로그 형식으로 제7제어신호(48)를 출력한다. 이 제7제어신호(48)는 드라이버(46)에 입력된다. 드라이버(37)는 제6제어신호(43)를 수신하고, 드라이버(46)는 제7제어신호(48)를 수신한다. 대물렌즈(8)는 트랙킹 액츄에이터(12) 및 슬레드(13)에 의해 대략 반경방향으로 이동되어 광디스크(1)의 트랙(2)이 대물렌즈(8)에 의해 추종되도록 픽업이 위치 결정된다.
본 실시예에 있어서, 제4연산수단(33) 및 제5연산수단(34)에 있어서, 제1실시예에서 포커스오차신호(26), 제1제어신호(27), 제2제어신호(28) 및 제3제어신호(29)가 각각 트랙킹오차신호(39), 제4제어신호(40), 제5제어신호(41) 및 제6제어신호(42)로 대체되면, 식 (1), (2), (3), (4), (5), (6) 및(7)을 사용해서 동일한 동작을 실행하므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 본 실시예의 효과에 대해서도 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. 이하, 제4제어신호(40), 제5제어신호(41), 제6제어신호(42) 및 제7제어신호(47)는 각각 U4(k), U5(k), U6(k), U7(k)로 나타낸다.
제7연산수단(4)에 대해 설명한다. 제7연산수단은 슬레드(13)에 대한 대물렌즈(7)의 스프링의 균형에 따른 기계적 중립점과 대물렌즈(7)의 어긋남을 보정할 수만 있다면 어떠한 방법이라도 좋다. 본 실시예는 저역필터를 사용하는 보상으로 한다. 이때의 제7연산수단(44)의 이산시간 전달함수는 하기 식 (11)로 표현된다.
여기에서 a72, b71및 b72는 제7연산수단(44)의 주파수특성을 나타내는 계수이고, k7C는 제7연산수단(44)의 루프게인이다.
제7연산수단(44)은 제6제어신호 U6(k)을 수신하고, 디지털 보상연산의 결과를 매 샘플링주기 T3또는 T4마다 제7제어신호 U7(k)로써 출력한다. 제6제어신호 U6(k)에서 제7제어신호 U7(k)을 얻기 위한 출력방정식은 하기 식 (12)으로 표현된다.
식 (12)에서, 제7제어신호 U7(k)을 얻을 수 있지만, 다음 샘플에 있어서도 제7제어신호 U7(k)을 얻기 위해서는 하기 식 (13)에 의해 상태변수를 산출한다.
이하, 제6도에 도시한 제4연산수단(33), 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(44)의 연산수순의 예를 나타내는 타이밍도를 참조해서 연산수순에 대해 설명한다.
제4연산수단(33), 제5연산수단(34), 제7연산수단(44)은 각각 데이터 입력, 연산동작, 제어신호출력 및 다음 단계를 위한 동작의 4블록으로 분할된다.
제4연산수단(33)은 중앙처리수단(19)에 의해 발생한 연산타이밍펄스에 따른 일련의 단계로써 4연산을 실행한다. 반대로, 제5연산수단(34)은 4연산을 분할해서 제4연산수단(33)이 연산을 종료한 후 동일한 연산타이밍 내에 분할된 연산 중 하나 또는 임의의 수의 연산을 실행한다.
제5제어신호(41)는 출력된 후 가산기(35)에 의해 다음 제5제어신호(41)가 출력될 때까지 유지된다. 제6제어신호(42)는 제4제어신호(40)의 연산에 포함되고, 제4제어신호(40)에 제5제어신호(41)를 가산하는 것에 의해 얻어진다.
제7연산수단(44)은 제4연산수단(33) 또는 제5연산수단(34) 중 어느 하나의 연산에 포함될 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 제7연산수단(44)은 제5연산수단(34)의 연산에 포함된다. 이때, 제7연산수단(44)은 4연산으로 분할되고, 제5연산수단(34)이 분할된 연산을 완료한 후 분할된 연산 중 하나 또는 임의의 수의 연산을 실행한다. 제7제어신호(47)는 출력된 후 다음 제어신호(47)가 출력될 때까지 유지된다.
이하, 제4연산수단(33), 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(44)의 연산수순의 예를 나타내는 제7도의 플로차트를 참조해서 연산수순에 대해 더 설명한다.
중앙처리수단(19)에 의해 연산타이밍펄스가 생성되는지 어떤지에 대해 판정한다(S201). 연산타이밍펄스가 생성되지 않으면, 수순은 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 대기한다. 연산타이밍펄스가 생성되면, A-D변환기(32)에서 출력된 트랙킹오차신호(39)가 디지털 신호처리부로 입력되어 e(k)로 대체된다.
다음에 출력방정식인 식 (2) 및(7)을 산출하고(S204), 식 (7)의 산출결과로써의 제6제어신호 U6(k)은 D-A변환기(36)로 출력된다(S205). 이후, 상태방정식으로써의 식 (3)을 산출한다(S206).
다음에, J=1이면, 트랙킹오차신호(39) 및 제6제어신호는 A-D변환기(32)에서 디지털 신호처리부로 입력되고, 각각 e(k) 및 U6(k)로 대체되며, 수순은 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 대기한다.
J=2이면, 출력방정식으로써 식 (4) 및 (12)를 산출하고(S210), 수순은 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 대기한다. J=3이면, 식 (4)의 연산결과로써 제5제어신호 U5(k)와 식 (12)의 연산결과로써 제7제어신호 U7(k)을 출력하고, 수순은 연산타이밍펄스가 생성될 때까지 대기한다. J=4이면, 다음 단계에 대해 상태방정식으로써의 식 (6) 및 (13)을 산출하고(S214), 수순이 스텝200으로 복귀해서 상술한 스텝을 반복한다.
이하, 제5도를 참조해서, 소프트웨어에 의해 디지털 신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 설명한다. 아날로그 트랙킹오차신호(38)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하기 위해 저역필터를 통과한 후 A-D변환기에 의해, 제4연산수단(33)의 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 트랙킹오차신호(39)로 변환된다. 또한, 제6제어신호(42)는 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털신호이다. 제5연산수단(34)의 샘플링주기 T4가 제4연산수단(33)의 샘플링주기 T3과 다른 경우, 샘플링주기 T3과 동기되는 트랙킹오차신호(39)와 제6제어신호(42)는 제5연산수단(34)의 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환될 필요가 있다. 결국, 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 길면, 샘플링주기 T3의 각각의 신호를 매 샘플링주기 T4마다 샘플에 세선화처리를 실행할 필요가 있다. 이를 위해, 디지털 신호처리시 통상 사용되는 세선화방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 짧으면, 보간처리를 실행할 필요가 있다. 이 보간에 있어서, 디지털신호 처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T4와 동기되고 제5연산수단(34)의 연산결과로써 얻어진 디지털 제5제어신호(41)를 샘플링주기 T3과 동기되는 제4제어신호(40)에 가산하는 경우, 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 길면, 샘플링주기 T4동안 제5제어신호(41)가 유지될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 보간처리를 실행하는 것이 바람직하고, 디지털신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 짧으면, 샘플링주기 T4의 각각의 신호를 매 샘플링주기 T4마다 샘플에 세선화처리를 실행할 필요가 있고, 세선화처리에 있어서는 디지털 신호처리시 널리 사용되는 세선화방법을 사용해도 좋다.
다음에, 제11도를 참조해서 하드웨어에 의해 디지털신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 설명한다. 제5도의 시스템구성과 다른 부분을 중심으로 설명한다. (56) 및 (57)은 A-D변환기를 나타낸다. 디지털 트랙킹오차신호(39)와 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 제6제어신호(42)를 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환하는 방법은 하기와 같다. 아날로그 트랙킹오차신호(38)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하기 위해 저역필터를 통과한 후 A-D변환기에 의해 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털로 변환된다. 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 제6제어신호(42)는 D-A변환기(36)에 의해 제6아날로그 제어신호(43)로 일단 변환하고, 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하기 위해 저역필터를 통과하고, A-D변환기(57)에 의해 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환된다.
이하, 광디스크장치의 위치결정시스템에 있어서, A-D, D-A 변환기의 비트수, 연산 동작에 사용되는 비트수 및 샘플링 주파수 값 등의 예에 대해 설명한다. 본 실시예에 있어서, A-D변환기(32), D-A변환기(36),(45)는 8비트형이고, 제4연산수단(33), 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(45)의 연산동작에 있어서, 보상요소의 계수는 8비트길이이고, 승산 시에는 8비트x8비트를 사용하고, 가산에는 16비트+16비트를 사용하며, 메모리는 16비트 어드레스 메모리이다. 이러한 구성에 의해, IC칩의 치수를 저감할 수 있다.
샘플링 주파수에 있어서, 제4연산수단(33)의 샘플링 주파수는 44.1kHz이고, 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(44)의 샘플링 주파수는 44.1kHz의 1/6인 7.35kHz이다. 물론, 동일한 샘플링 주파수를 사용해도 좋다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크장치와 위치결정시스템에 대해 설명한다. 제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광디스크장치의 위치결정시스템을 도시한 개략적 블록도이다. 본 실시예는 제1 및 제2실시예에 따라 설명한 포커스서버수단 및 트랙킹서버수단의 디지털회로에 의한 제어연산동작을 동일한 하드웨어에 의해 실행하는 경우의 제어수단의 구성에 대한 것이다.
동일 부호로 나타낸 성분은 제1도 및 제5도의 성분과 동일하고 제1 및 제2실시예에서 그들 제어에 대해 상세하게 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
제8도를 참조해서, 소프트웨어에 의해 디지털신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 설명한다. 아날로그 포커스오차신호(25)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하기 위한 저역필터를 통과하고, A-D변환기에 의해 제1연산수단(17)의 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털포커스오차신호(26)로 변환된다. 제3제어신호(29)는 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털신호이다. 제2연산수단(18)의 샘플링주기 T2가 제1연산수단(17)의 샘플링주기 T1과 다르면, 포커스오차신호(26)와 샘플링주기 T1과 동기되는 제3제어신호(29)는 제2연산수단(18)의 샘플링주기 T2와 동기되는 디지털신호로 변환될 필요가 있다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 길면, 매 샘플링주기 T2마다 샘플링주기 T1의 각각의 신호를 샘플링하는 세선화처리를 실행할 필요가 있다. 디지털신호처리의 영역에서 널리 사용되는 세선화처리를 사용해도 좋다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 짧으면, 보간처리를 실행할 필요가 있고, 디지털신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T2와 동기되고 제2연산수단(18)의 연산결과인 디지털 제2제어신호를 샘플링주기 T2와 동기되는 디지털 제2연산수단(27)에 가산하는 경우, 샘플링주기 T2가 샘플링주기(1)보다 길면, 제2제어신호(28)느 샘플링주기 T2동안 유지될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 디지털신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T1보다 짧으면, 샘플링주기 T2의 각각의 신호에 매 샘플링주기 T1마다 샘플링을 실행하는 세선화처리를 실행할 필요가 있다. 디지털신호처리시 널리 사용되는 세선화방법을 사용해도 좋다. 다음에, 트랙킹오차신호의 경우에 대해 설명한다. 아날로그 트랙킹오차신호(38)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과하고, A-D변환기에 의해 제4연산수단(33)의 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 트랙킹오차신호(39)로 변환된다. 또한, 제6제어신호(42)는 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털신호이다. 제5연산수단(34)의 샘플링주기 T4가 제4연산수단(33)의 샘플링주기 T3과 다른 경우, 트랙킹오차신호(39)와 샘플링주기 T3과 동기되는 제6제어신호(42)는 제5연산수단(34)의 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환될 필요가 있다. 결국, 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 길면, 샘플링주기 T1의 각각의 신호에 매 샘플링주기 T2마다 샘플링하는 세선화처리를 실행할 필요가 있다. 이를 위해, 디지털신호처리시 통상 사용되는 세선화처리를 사용해도 좋다. 샘플링주기 T2가 샘플링주기 T3보다 짧으면, 보간처리를 실행할 필요가 있다. 이 보간처리시, 디지털신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T4와 동기되고 제5연산수단(34)의 연산결과인 디지털 제5제어신호(41)를 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 제4제어수단(40)에 가산하는 경우, 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 길면, 제5제어신호(41)는 샘플링주기 T4동안 유지될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 보간처리를 실행하는 것이 바람직하고, 디지털 신호처리시 널리 사용되는 보간방법을 사용해도 좋다. 샘플링주기 T4가 샘플링주기 T3보다 짧으면, 샘플링주기 T4의 각각의 신호에 매 샘플링주기 T3마다 샘플링을 실행하는 세선화처리를 실행할 필요가 있고, 세선화처리에서는 디지털 신호처리시 널리 사용되는 세선화방법을 사용해도 좋다.
제12도를 참조해서, 하드웨어에 의해 디지털신호의 샘플링주기를 변환하는 방법에 대해 설명한다. 제1도의 시스템구성과 다른 부분을 중심으로 설명한다. (54) 및 (55)는 A-D변환기를 나타낸다. 디지털 포커스오차신호(26) 및 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털 제3제어신호(29)를 샘플링주기 T2와 동기되는 신호로 변환하는 방법은 하기와 같다. 포커스오차신호에 있어서, 아날로그 포커스오차신호(25)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과하고, A-D변환기(54)에 의해 디지털 포커스오차신호로 변환된다. 샘플링주기 T1과 동기되는 디지털 제3제어신호(29)에 있어서, 이 제3제어신호(29)는 아날로그 제3제어신호(30)로 일단 변환되고, 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과한 후, 아날로그 제3제어신호(30)는 A-D변환기(55)에 의해 샘플링주기 T2와 동기되는 디지털신호로 변환된다. 다음에, 트랙킹오차 제어신호의 경우에 대해 설명한다. 제5도의 시스템구성과 다른 부분을 중심으로 설명한다. (56) 및 (57)은 A-D변환기이다. 디지털 트랙킹오차신호(39) 및 샘플링주기 T3과 동기되는 디지털 제6제어신호(42)를 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환하는 방법은 하기와 같다. 아날로그 트랙킹오차신호(38)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과한 후, A-D변환기(56)에 의해 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환된다. 샘플링주기 T2와 동기되는 디지털 제6제어신호(42)는 D-A변환기(36)에 의해 아날로그 제6제어신호(43)로 일단 변환되고, 아날로그 제6제어신호(43)는 리어징 노이즈(도시하지 않음)를 제거하는 저역필터를 통과한 후, A-D변환기(57)에 의해 샘플링주기 T4와 동기되는 디지털신호로 변환된다.
이하, 변환기의 비트수, 연산동작에서 사용되는 비트수 및 샘플링주파수 등의 예에 대해 설명한다. 본 실시예에 있어서, A-D변환기(16), D-A변환기(22), A-D변환기(32), D-A변환기(36) 및 D-A변환기(45)는 8비트형이고, 제1연산수단(17), 제2연산수단(18), 제4연산수단(33), 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(44)의 연산동작에 있어서, 보상요소의 계수는 8비트이고, 승산에는 8비트x8비트를 사용하고, 가산에는 16비트+16비트를 사용하며, 16비트 어드레스 메모리를 사용한다. 이러한 구성에 의해, IC칩의 치수를 7km2이하로 저감할 수 있다.
샘플링 주파수에 있어서, 제1연산수단(17) 및 제4연산수단(33)의 샘플링 주파수는 44.1kHz이고, 제2연산수단(18), 제5연산수단(34) 및 제7연산수단(44)의 샘플링 주파수는 44.1kHz의 1/6인 7.35kHz이다. 물론, 동일한 샘플링 주파수를 사용해도 좋다.
상술한 바와 같이, 제2연산수단 또는 제5연산수단에 의해 측정된 외란을 나타내는 제2제어신호 또는 제5제어신호를 제1제어신호 또는 제4제어신호에 가산하고, 이들 연산수단이 디지털회로로 형성되는 본 실시예에 따르면, 회로규모를 저감하고, 고속 데이터 전송을 위한 향상된 외란억압특성을 얻고, 서버시스템의 조정을 자동화할 수 있는 광디스크장치용 위치결정시스템을 마련할 수 있다.
또, 디스크표면의 수직편향이나 편심의 주파수가 낮다는 관점에서, 제1연산수단 또는 제4연산수단의 동작에 대해 제9연산수단 또는 제5연산수단을 동일 또는 낮은 샘플링주기로 실행하므로, 외란억압특성을 더 향상할 수 있고, 서버시스템 조정의 자동화를 진행할 수 있다.
광디스크장치의 샘플링 주파수의 정수배 또는 정수분의 1의 샘플링주파수를 사용하는 것에 의해, 광디스크장치의 하나의 기준클럭을 사용하는 것이 가능하게 되고, 회로의 간략화를 달성할 수 있다.
또, 본 실시예의 구성을 DVD의 위치결정시스템에도 적절하게 적용할 수 있다.

Claims (20)

  1. 광디스크의 정보기록면에 대한 광 스폿의 초점 어긋남으로써 포커스오차신호를 검출하는 포커스오차 검출수단, 상기 광디스크 면에 대략 수식으로 교차하는 방향으로 광 스폿을 이동시키는 수단, 상기 포커스오차신호를 수신하고, 제1제어신호를 출력하는 제1디지털 연산수단, 상기 포커스오차신호와 소정의 제3제어신호를 수신하고, 외란관측기의 연산 동작을 실행하며, 제2제어신호를 출력하는 제2디지털 연산수단, 상기 제1제어신호와 상기 제2제어신호를 가산하고, 상기 제3제어신호를 출력하는 가산기 및 상기 제3제어신호에 의해 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 상기 광 스폿 이동수단을 구동하는 구동수단을 포함하고, 상기 제1 및 제2디지털 연산수단은 다른 샘플링주기에서 연산동작을 실행하는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포커스오차 검출수단에 의해 검출된 아날로그 형식의 상기 포커스오차신호를 디지털 포커스오차신호로 각각 변환하는 제1 및 제2A-D변환기, 디지털형식의 상기 제3제어신호를 아날로그신호로 변환하는 D-A변환기 및 아날로그신호로 변환된 상기 제3제어신호를 다시 디지털신호로 변환하는 제3A-D변환기를 또 포함하고, 상기 제1A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 포커스오차신호는 상기 제1디지털 연산수단으로 입력되고, 상기 제2A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 포커스오차신호는 상기 제2디지털 연산수단으로 입력되며, 상기 제3A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 신호는 상기 제2디지털 연산수단으로 입력되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제1디지털 연 산수단의 샘플링주기보다 긴 광디스크장치의 위치결정시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제1디지털 연산수단의 샘플링주기의 정수배인 광디스크장치의 위치결정시스템.
  5. 제4항에 있어서, 제2디지턴 연산수단은 저역필터 및 고역필터의 조합으로 형성되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  6. 광디스크장치 트랙을 추적하는 광 스폿의 오프트랙 오차로써 트랙킹오차신호를 검출하는 트랙킹오차검출수단, 광디스크의 대략 반경방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 반경방향 이동수단, 상기 트랙킹오차신호를 수신하고, 제4제어신호를 출력하는 제4디지털 연산수단, 상기 트랙킹오차신호 및 제6제어신호를 수신하고, 외란관측기의 연산동작을 실행해서, 제5제어신호를 출력하는 제5연산수단, 상기 제4제어신호와 제5제어신호를 가산해서 상기 제6제어신호를 출력하는 가산수단, 상기 제6제어신호를 수신해서 제7제어신호를 출력하는 제7디지털 연산수단 및 상기 제6제어신호와 상기 제7제어신호에 의해 광 스폿 반경방향 이동수단을 구동하는 반경방향 구동수단을 포함하고, 상기 제4디지털 연산수단과 상기 제5디지털 연산수단은 연산동작을 각각 다른 샘플링주기에서 실행하는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 트랙킹오차 검출수단에 의해 검출된 아날로그 형식의 상기 트랙킹오차신호를 디지털신호로 각각 변환하는 제4 및 제5A-D변환기, 디지털형식의 상기 제6제어신호를 아날로그신호로 변환하는 D-A변환기 및 아날로그 신호로 변환된 상기 제6제어신호를 다시 디지털신호로 변환하는 제6A-D변환기를 또 포함하고, 상기 제4A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 트랙킹오차신호는 상기 제4디지털 연산수단으로 입력되고, 상기 제5A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 트랙킹오차신호는 상기 제5디지털 연산수단으로 입력되며, 상기 제6A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 신호는 상기 제5디지털 연산수단으로 입력되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제5디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제4디지털 연산수단의 샘플링주기보다 긴 광디스크장치의 위치결정시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제5디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제4디지털 연산수단의 샘플링주기의 정수배인 광디스크장치의 위치결정시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제5디지털 연산수단은 저역필터 및 고역필터의 조합으로 형성되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  11. 광디스크의 정보기록면에 대해 광 스폿의 초점 어긋남으로써 포커스오차신호 및 광디스크 상의 트랙을 추적하는 광 스폿의 오프트랙 오차신호를 각각 검출하는 포커스오차 검출수단 및 트랙킹오차 검출수단, 광디스크 면에 대략 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 이동수단 및 광디스크 면에 대략 반경방향으로 광 스폿을 이동시키는 광 스폿 반경방향 이동수단, 상기 포커스오차신호를 수신하고 제1제어신호를 출력하는 제1디지털 연산수단, 상기 포커스오차신호 및 제3제어신호를 수신하고, 외란관측기의 연산동작을 실행해서, 제2제어신호를 출력하는 제2디지털 연산수단, 상기 제1제어신호와 제2제어신호를 가산해서 상기 제3제어신호를 출력하는 제1가산수단, 상기 제3제어신호에 의해 디스크 면에 수직으로 교차하는 방향으로 광 스폿 이동수단을 구동하는 구동수단, 상기 트랙킹오차신호를 수신해서 제4제어신호를 출력하는 제4디지탈 연산수단, 상기 트랙킹오차신호와 제6제어신호를 수신해서, 제5제어신호를 출력하는 제5디지털 연산수단, 상기 제4제어신호 및 상기 제5제어신호를 가산하고, 상기 제6제어신호를 출력하는 제2가산수단, 상기 제6제어신호를 수신하고, 제7제어신호를 출력하는 제7디지털 연산수단 및 상기 제6제어신호 및 제7제어신호에 의해 광 스폿 반경방향 이동수단을 구동하는 반경방향 구동수단을 포함하고, 상기 제1 및 제2디지털 연산수단은 각각 다른 샘플링주기에서 연산동작들 실행하고, 상기 제4 및 제5디지털 연산수단은 각각 다른 샘플링주기에서 연산동작을 실행하는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 포커스오차 검출수단에 의해 검출된 아날로그 형식의 상기 포커스오차신호를 디지털 포커스오차신호로 각각 변환하는 제1 및 제2A-D변환기, 디지털형식의 상기 제3제어신호를 아날로그신호로 변환하는 D-A변환기 및 아날로그신호로 변환된 상기 제3제어신호를 다시 디지털신호로 변환하는 제3A-D변환기, 상기 트랙킹오차 검출수단에 의해 검출된 아날로그 형식의 상기 트랙킹오차신호를 디지털신호로 변환하는 각각 제4 및 제5A-D변환기, 디지털 형식의 상기 제6제어신호를 아날로그신호로 변환하는 D-A변환기 및 아날로그신호로 변환된 상기 제6제어신호를 다시 디지털신호로 변환하는 제6A-D변환기를 또 포함하고, 상기 제1A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 포커스오차신호는 상기 제1디지털 연산수단으로 입력되고, 상기 제2A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 포커스오차신호는 상기 제2디지털 연산수단으로 입력되며, 상기 제3A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 신호는 상기 제2디지털 연산수단으로 입력되고, 상기 제4A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 트랙킹오차신호는 상기 제4디지털 연산수단으로 입력되고, 상기 제5A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 트랙킹오차신호는 상기 제5디지털 연산수단으로 입력되며, 상기 제6A-D변환기에 의해 디지털신호로 변환된 신호는 상기 제5디지털 연산수단으로 입력되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제1디지털 연산수단의 샘플링주기보다 길고, 상기 제5디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제4디지털 연산수단의 샘플링주기보다 긴 광디스크장치의 위치결정시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제1디지털 연산수단의 샘플링주기의 정수배이고, 상기 제5디지털 연산수단의 샘플링주기는 상기 제4디지털 연산수단의 샘플링주기의 정수배인 광디스크장치의 위치결정시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 및 제5연산수단은 각각 저역필터 및 고역필터의 조합으로 형성되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  16. 제1항, 제6항 또는 제11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 디지털 연산수단의 샘플링주파수는 광디스크장치의 샘플링 주파수의 정수배 또는 정수군의 1인 디스크장치의 위치결정시스템.
  17. 제1항, 제6항 또는 제11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 디지털 연산수단의 샘플링 주파수는 44.1kHz의 정수배 또는 정수분의 1인 광디스크장치의 위치결정시스템.
  18. 제1항, 제6항 또는 제11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 회로는 하나의 회로 내에 집적되는 광디스크장치의 위치결정시스템.
  19. 제1항, 제6항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 회로는 IC칩으로 이루어진 광디스크장치의 위치결정시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 IC칩의 면적은 7mm2이하인 광디스크장치의 위치결정시스템.
KR1019960002990A 1995-02-09 1996-02-08 광디스크장치용 위치결정시스템 KR0178880B1 (ko)

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