KR100230236B1

KR100230236B1 - Focusing servo device of optical disk

Info

Publication number: KR100230236B1
Application number: KR1019940018923A
Authority: KR
Inventors: 강동헌; 김정희
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-07-30
Filing date: 1994-07-30
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR960005479A

Abstract

본 발명은 컴팩트 디스크, 레이저 디스크 플레이어 등의 광 디스크의 포커싱 서보 장치에 관한 것으로, 상세하게는 광 디스크 상에 정보를 기록하거나 읽어내는 광 디스크 정보 기록 재생에 있어서 포커싱을 최적화 시키기 위한 포커싱 서보 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focusing servo apparatus for an optical disk such as a compact disk, a laser disk player, and the like, and more particularly, to a focusing servo apparatus for optimizing focusing in optical disk information recording and reproducing for recording or reading information on an optical disk. It is about.

즉, 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치는 로우 패스필터를 채용하여 두 개의 스위치 절환 불일치에 의한 포커싱 이탈 현상을 억제하여 안정된 포커싱이 일어날 수 있도록 하여 주는 장점이 있다.That is, the focusing servo apparatus of the optical disk according to the present invention has a merit that a stable focusing can occur by suppressing the deviation of focusing caused by two switch switching mismatches by employing a low pass filter.

또한 로우 패스 필터가 포커스 에러 검출기에서 검출된 신호를 감쇠시켜 주므로 정상적인 포커싱이 보다 빠르게 구현되는 효과도 있다.In addition, since the low pass filter attenuates the signal detected by the focus error detector, normal focusing can be implemented more quickly.

Description

Focusing Servo Device for Optical Disc

제1도는 정상 상태의 포커싱 에러 곡선과 합초점 검출 신호 선도이고,1 is a steady state focusing error curve and a confocal detection signal diagram,

제2도는 노이즈 신호에 의한 포커싱 에러 곡선의 변형과 이에 따른 합초점 검출 신호의 에러 선도이고,2 is a diagram of deformation of a focusing error curve caused by a noise signal and an error diagram of a confocal detection signal.

제3도는 종래의 광 디스크의 노이즈 억제 포커싱 서보 장치의 개략적 블럭도이고,3 is a schematic block diagram of a noise suppression focusing servo device of a conventional optical disk,

제4도는 제3도의 장치에 의한 포커싱 에러 신호 및 합초점 검출신호 선도이고,4 is a focusing error signal and confocal detection signal diagram by the apparatus of FIG.

제5도는 제3도의 장치에 의한 페루프 스위칭시 포커싱 이탈시의 포커싱 레어 신호 및 합초점 검출 신호 선도이고,FIG. 5 is a focusing rare signal and confocal detection signal diagram at the time of focusing deviation at the time of switching the Perupe by the apparatus of FIG. 3,

제6도는 본 발명에 따른 광 디스크 서보 장치에 의한 페루프 스위칭시 포커싱 이탈을 방지한 결과의 포커싱 에러 신호 및 합초점 검출신호 선도이고,6 is a focusing error signal and a confocal detection signal diagram resulting from preventing focusing deviation during switching of a pulse by an optical disk servo device according to the present invention;

제7도는 본 발명에 따른 광 디스크 서보 장치의 개략적 블럭도이며,7 is a schematic block diagram of an optical disk servo device according to the present invention,

제8도는 본 발명의 광 디스크 서보 장치에 추가된 로루 패스 필터 회로도이다.Fig. 8 is a circuit diagram of a roll pass filter added to the optical disk servo device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 직류 전압 발생기 2 : 스위치1: DC voltage generator 2: switch

3 : 포커싱 에러 검출기 4 : 스위치3: focusing error detector 4: switch

5 : 액츄에이터 구동부 6 : 포커스 액츄에이터5: Actuator drive part 6: Focus actuator

7 : 합초점 검출 신호 발생기 8 : 포커스 서치 전압 발생기7: confocal detection signal generator 8: focus search voltage generator

9 : 인버터 10 : AND 게이트9: inverter 10: AND gate

11 : 직류 전압 발생기 12 : 스위치11: DC voltage generator 12: switch

13 : 포커싱 에러 검출기 14 : 스위치13 focusing error detector 14 switch

15 : 액츄에이터 구동부 16 : 포커스 액츄에이터15: actuator actuator 16: focus actuator

17 : 합초점 검출 신호 발생기 18 : 포커스 서치 전압 발생기17: focus detection signal generator 18: focus search voltage generator

19 : 인버터 20 : AND 게이트19: inverter 20: AND gate

21 : 로우 패스 필터21: low pass filter

일반적으로 광 디스크 상에 레이저 빔을 포커싱 하는 과정에는 포커스 서치 과정을 거쳐 광 디스크와 대물 렌즈 사이의 거리가 일정한 간격이 되도록 한 후 광 검출기에서 나오는 포커싱 에러 신호를 이용하여 액츄에이터 구동부와 포커스 액츄에이터를 폐루프 제어하여 자동 포커싱이 되도록 한다.In general, focusing a laser beam on an optical disk is performed through a focus search process so that the distance between the optical disk and the objective lens is a constant distance, and then closes the actuator driver and the focus actuator using a focusing error signal from the optical detector. Loop control for automatic focusing.

초기에는 광 디스크와 대물 렌즈 사이의 간격이 임의의 간격으로 되어있어 자동 포커싱을 할 수 있는 범위 안에 대물 렌즈가 있지 않을 가능성이 많으므로 포커스 서치(focus search)란 동작을 취하여 대물 렌즈를 밖에서 광 디스크 방향으로 서서히 이동시키면서 광 검출기 안으로 반사광이 입사하는 것을 체크하여 포커싱 에러 신호가 S 곡선을 그리게 될 때 S 곡선의 '제로 크로스' 점에서 자동 포커스로 폐루프를 형성시켜 자동 포커싱 제어를 한다.Initially, the distance between the optical disc and the objective lens is at random intervals, so there is a high possibility that the objective lens is not within the range for automatic focusing. Therefore, a focus search is used to move the objective lens out of the optical disc. The focusing control is performed by forming a closed loop with auto focus at the 'zero cross' point of the S curve when the focusing error signal draws the S curve by slowly checking the reflected light incident into the photo detector while gradually moving in the direction.

통상 광 디스크 상에 레이저 빔을 광 디스크 면에 정확하게 초점을 맞추기(포커싱 하기) 위하여, 주지의 비점수차 렌즈와 포커스 에러 검출기를 가지는 포커싱 서보 장치가 사용되고 있다. 이러한 광 기록 재생 장치에 사용되는 광 픽업에서 대물렌즈의 합초점 부근에서의 포커스 방향의 변위와 포커싱 에러 신호의 관계는 제1도의 윗 선도에 도시된 바와 같이 S 자 파형이 된다. 이 도면에서 A 점(제로 크로스 점)이 S 자 파형의 중심점 즉 포커싱 서보의 이상 동작점이 되고, 포커싱 에러 검출 신호는 제1도의 아래 선도에 도시된 바와 같이 변화된다. 그리고 합초점 검출 신호 발생기는 포커싱 에러 신호를 0V 혹은 기준으로 하는 고정 전압과 비교하여, 이 문턱값을 가로 잘랐을 대 합초점 신호가 발생된다.In order to focus (focus on) the laser beam on the optical disk surface on a conventional optical disk, a focusing servo device having a known astigmatism lens and a focus error detector is used. In the optical pickup used in such an optical recording and reproducing apparatus, the relationship between the displacement in the focusing direction and the focusing error signal near the focal point of the objective lens becomes an S-shaped waveform as shown in the upper diagram of FIG. In this figure, the point A (zero cross point) becomes the center point of the S-shape waveform, that is, the abnormal operating point of the focusing servo, and the focusing error detection signal is changed as shown in the diagram below in FIG. The focal point detection signal generator compares the focusing error signal with 0V or a fixed voltage based on the reference voltage, and generates a focal point signal when the threshold is cut horizontally.

그러나 초점 부근의 포커스 에러 신호는, 반드시 위에서 말한 대로 S 자 파형으로 된다고는 말할 수 없다. 예를 들면, 제2도의 윗 선도에 도시된 바와 같이, S 자 파형이 막 상승할려는 부분에서 노이즈 성분이 인가되는 경우 합초점 출력 신호 발생기의 문턱값에 도달하여 버리는 일이 있다. 이러한 경우, 제2도의 아래 선도에 도시된 바와 같이, 유사 합초점 B에 의하여 합초점 검출점이 오인되어 포커싱 서보가 작동하지 않는 일이 발생한다.However, the focus error signal near the focus cannot necessarily be said to be an S-shaped waveform as mentioned above. For example, as shown in the upper diagram of FIG. 2, when the noise component is applied at the portion where the S-shaped waveform is about to rise, the threshold value of the confocal output signal generator may be reached. In this case, as shown in the diagram below in FIG. 2, the focusing point is misinterpreted by the pseudo focusing point B, and the focusing servo does not operate.

이 때문에 일본 특허 공개 공보 평4-337526에서는 제3도에 도시된 바와 같은 서보 장치를 사용하고 있다.For this reason, Japanese Patent Laid-Open No. 4-337526 uses a servo device as shown in FIG.

포커서 서치는 포커스 서치 개시 신호의 입력에 의해 개시한다. 이 입력 신호는 포커스 서치 전압 발생기(8)에 입력되어, 포커스 서치 전압을 발생한다. 이때 스위치(4)는 단자a와 도통 상태로 되어 있다. 또한 스위치(2)는 AND 게이트(10)에 합초점이 아닌 신호와 포커스 서치 개시 신호가 입력되어 있기 때문에 AND 게이트(10)의 출력이 '하이'로 되어 도통 상태로 되어 있다.The focus search is started by input of a focus search start signal. This input signal is input to the focus search voltage generator 8 to generate a focus search voltage. At this time, the switch 4 is in a conductive state with the terminal a. In addition, since the switch 2 is input to the AND gate 10 and a signal other than the focus point and the focus search start signal, the output of the AND gate 10 becomes 'high' and is in a conducting state.

직류 전압 발생기(1)의 전압은 스위치(2)를 통하여 포커스 에러 검출기(3)으로 부터 출력되는 포커스 에러 신호에 인가되고 있다. 포커스 액츄에이터(6)가 합초점 부근에 접근하며 포커스 에러 검출기(3)으로부터 S자 파형의 포커스 에러 신호가 발생된다. 이 포커스 에러 신호는 합초점 검출 신호 발생기(7)에 입력되어 문턱값에 이르면 합초점 신호를 출력하고, 스위치(4)는 단자b와 도통 상태로 되어 포커스 서보를 위한 폐루프 상태를 이루게 된다.The voltage of the DC voltage generator 1 is applied to the focus error signal output from the focus error detector 3 via the switch 2. The focus actuator 6 approaches the confocal point and a S-waveform focus error signal is generated from the focus error detector 3. This focus error signal is input to the focusing detection signal generator 7 and outputs a focusing signal when the threshold is reached, and the switch 4 is brought into a conductive state with the terminal b to form a closed loop state for the focus servo.

이와 동시에 합초점 신호는 인버터(9)를 통하여 '로우' 신호로 되어, AND 게이트(10)에 입력된다. 즉시 AND 게이트(10)는 출력으로 '로우'를 출력하고, 스위치(2)를 개방 상태로 한다. 이 때문에 포커스 에러 신호에 인가되고 있던 직류 전압값이 없어지고, 목표로 하는 합초점으로 정확히 포커싱 서보 동작을 시킬 수 있게 된다.At the same time, the focus signal becomes a 'low' signal through the inverter 9 and is input to the AND gate 10. Immediately the AND gate 10 outputs a 'low' as an output, leaving the switch 2 open. As a result, the DC voltage value applied to the focus error signal is eliminated, and the focusing servo operation can be accurately performed at the target focusing point.

그런데, 상기와 같은 구성의 서보 장치에서는 제로 크로스 점에서 오픈 루프에서 폐루프로 스위치 절환시 다음과 같은 문제점이 있다.However, the servo device having the above configuration has the following problems when switching the switch from the open loop to the closed loop at the zero cross point.

직류 전압 발생기(1)에 의한 바이어스 전압이 포함된 상태의 포커스 에러 신호가 제로 크로스 하게 되므로 제로 크로스 시점에서의 액츄에이터는 실제 최적의 포커스 위치에서 바이어스 전압 만큼 오프셋된 상태로 되어 있고, 합초점 검출 신호 발생기(7)에 의하여 스위치(2)와 스위치(4)가 서로 동시에 작동된다고 가정하나 실제 물리적으로 스위치 2개가 동시에 절환된다는 것은 불가능하다. 그리하여 스위치(4)가 b로 도통되어 폐루프를 이룰 때 스위치(2)에 의한 바이어스 전압이 잠시나마 포커스 에러 신호에 인가되었다가 오프되어 정상적인 폐루프를 형성시키는데, 이때 제5도에 도시된 바와 같은 포커싱 이탈 현상이 발생할 수 있다. 즉, 제5도의 윗선도의 C점에서 검출 신호가 발생되었을 경우 실선과 점선의 차이와 같은 포커스 오프셋이 발생하고, 서보계의 특성에 따라 이 오프셋의 급격한 변화를 수용하여 자동 포커싱이 되도록 할 수 있는 경우도 있겠으나 점선 D와 같이 포커싱 한계 범위에서 벗어나 버리는 경우도 있어 정상적인 동작을 할 수 없게 된다는 문제점이 생긴다.Since the focus error signal in the state including the bias voltage by the DC voltage generator 1 crosses to zero, the actuator at the zero crossing time point is offset by the bias voltage at the actual optimal focus position, and the confocal detection signal It is assumed that the switch 7 and the switch 4 are operated simultaneously with each other by the generator 7, but in practice it is impossible that the two switches are physically switched simultaneously. Thus, when switch 4 conducts to b to form a closed loop, the bias voltage by switch 2 is briefly applied to the focus error signal and then off to form a normal closed loop, as shown in FIG. The same focusing deviation may occur. That is, when the detection signal is generated at point C in the upper diagram of FIG. 5, a focus offset such as a difference between a solid line and a dotted line is generated, and according to the characteristics of the servo system, a sharp change in the offset can be accommodated to enable automatic focusing. In some cases, as shown by the dotted line D, the focusing range may be out of the limiting range, and thus, a normal operation cannot be performed.

상기와 같은 문제점을 개선하고자 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치는, 나선상의 트랙에 정보를 기록/독취하는 디스크에 광을 조사하여 정보를 기록/독취하는 수단과; 상기 디스크로 부터의 반사광을 검출하여 레이저 광을 디스크 기록면 상에 집속시키며; 포커스 서치 시에 포커스 서치 신호에 직류 신호를 부가하는 수단과; 합초점 검출 신호 발생 수단과; 각 합초점 검출 신호 발생 수단의 출력에 의해 상기 직류 신호의 인가를 정지하고 포커싱을 위한 폐루프 포커싱 회로를 형성하여 자동으로 포커싱 하는 포커싱 서치 장치에 있어서, 자동 포커싱으로 전환시 포커스 서보 신호에 합성된 직류 바이어스 전압의 급격한 차단으로 인한 포커싱 에러 신호의 한계 범위 이탈 현상을 방지하여 포커싱 한계 범위 내로 바로 잡아주어 정상적인 포커싱이 일어나도록 하여 주는 포커싱 범위 이탈 교정 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a focusing servo apparatus for an optical disk, comprising: means for recording / reading information by irradiating light onto a disk for recording / reading information on a spiral track; Detecting reflected light from the disk to focus laser light on the disk recording surface; Means for adding a direct current signal to the focus search signal at the time of focus search; Confocal detection signal generating means; A focusing search apparatus which stops the application of the DC signal by the output of each confocal detection signal generating means and forms a closed loop focusing circuit for focusing and automatically focuses on the synthesized focus servo signal when switching to automatic focusing. It is characterized in that it is provided with a focusing range deviation correction means for preventing the deviation of the focusing error signal due to the rapid blocking of the DC bias voltage to correct within the focusing limit range so that the normal focusing occurs.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치를 설명한다.Hereinafter, a focusing servo apparatus for an optical disk according to the present invention will be described with reference to the drawings.

제7도는 본 발명에 따른 광 디스크 서보 장치의 개략적 블럭도이다. 여기에는 제3도의 종래의 광디스크 서보 장치에 제8도에 도시된 것과 같은 로우 패스 필터가 추가된 점 만 다를 뿐이다.7 is a schematic block diagram of an optical disk servo device according to the present invention. The only difference here is the addition of a low pass filter as shown in FIG. 8 to the conventional optical disk servo apparatus in FIG.

포커스 서치는 포커스 서치 개시 신호의 입력에 의해 개시되며, 이 입력 신호는 포커스 서치 전압 발생기(18)에 입력되어, 포커스 서치 전압을 발생시킨다. 이때 스위치(14)는 단자a와 도통 상태로 된다. 또한 스위치(12)는 AND 게이트(20)에 합초점이 아닌 신호와 포커스 서치 개시 신호가 입력되어 있기 때문에 AND 게이트(20)의 출력이 '하이'로 되어 도통 상태로 된다.The focus search is initiated by input of a focus search start signal, which is input to the focus search voltage generator 18 to generate a focus search voltage. At this time, the switch 14 is brought into a conductive state with the terminal a. In addition, since the switch 12 has a signal other than the focus point and the focus search start signal being input to the AND gate 20, the output of the AND gate 20 becomes 'high' and is in a conductive state.

직류 전압 발생기(11)의 직류 전압은 스위치(12) 및 로우 패스 필터(21)를 통하여 포커스 에러 검출기(13)으로부터 출력되는 포커스 에러 신호에 인가된다. 포커스 액츄에이터(16)가 합초점 부근에 접근하면 포커스 에러 검출기(13)으로부터 제4도 또는 제5도의 점선과 같은 S 자 파형으로 포커스 에러 신호가 발생된다. 이 포커스 에러 신호는 합초점 검출 신호 발생기(17)에 입력되어 문턱값에 이르면 합초점 신호를 출력하고, 스위치(14)는 단자b와 도통 상태로 되어 포커스 서보를 위한 폐루프 상태를 이루게 된다.The DC voltage of the DC voltage generator 11 is applied to the focus error signal output from the focus error detector 13 through the switch 12 and the low pass filter 21. When the focus actuator 16 approaches the confocal point, a focus error signal is generated from the focus error detector 13 in an S-shaped waveform such as a dotted line of FIG. 4 or FIG. This focus error signal is input to the focusing detection signal generator 17 and outputs the focusing signal when the threshold is reached, and the switch 14 is brought into a conductive state with the terminal b to form a closed loop state for the focus servo.

이와 동시에 합초점 신호는 인버터(19)를 통하여 '로우' 신호로 되어, AND 게이트(20)에 입력된다. 즉시 AND 게이트(20)는 출력으로 '로우'를 출력하고, 스위치(12)를 개방 상태로 한다. 이 때문에 포커스 에러 신호에 인가되고 있던 직류 전압값이 없어지고, 목표로 하는 합초점으로 정확히 포커싱 서보 동작을 시킬 수 있게 된다.At the same time, the confocal signal becomes a 'low' signal through the inverter 19 and is input to the AND gate 20. Immediately AND gate 20 outputs a 'low' as an output, leaving switch 12 open. As a result, the DC voltage value applied to the focus error signal is eliminated, and the focusing servo operation can be accurately performed at the target focusing point.

여기서, 로우 패스 필터(21)는 크로스 점에서 오픈 루프에서 폐루프로 스위치 절환시 즉 폐루프로의 스위칭시 생실 수 있는 포커싱 한계 범위 이탈 현상을 제어하여 안정된 포커싱이 자동적으로 이루어 질 수 있도록 하여 준다.Here, the low pass filter 21 controls the focusing range deviation that may occur when switching from the open loop to the closed loop at the cross point, that is, when switching to the closed loop, so that stable focusing can be automatically performed. .

즉, 합초점 검출 신호 발생기(17)에 의하여 스위치(12)와 스위치(14)의 실제 물리적인 동시 절환 불일치에 의하여 스위치(14)가 b로 도통되어 폐루프를 이룰 때 스위치(12)에 의한 바이어스 전압이 잠시나마 포커스 에러 신호에 포커스 에러 신호에 인가되었다가 오프되어 정상적인 폐루프를 형성시키는데, 이때 제5도에 도시된 바와 같이, 포커싱 이탈 현상이 발생할 수 있다. 즉, 제5도의 윗선도의 C점에서 검출 신호가 발생되었을 경우 실선과 점선의 차이와 같은 포커스 오프셋이 발생하고, 서보계의 특성에 따라 이 오프셋의 급격한 변화를 수용하여 자도 포커싱이 되도록 할 수 있는 경우도 있겠으나 점선 D와 같이 포커싱 한계 범위에서 벗어나 버리는 경우도 있어 정상적인 동작을 할 수 없게 되는 문제가 발생하는 경우에도 제8도에 도시된 바와 같은 로우 패스 필터(21)가 포커스 에러 검출기(13)에서 검출된 제5도의 D와 같은 포커싱 이탈 신호를 감쇠시켜 포커스 액츄에이터 구동 회로(15)에 인가하므로, 포커스 액츄에이터(16)는, 제6도에 도시된 바와 같이, 정상적인 포커싱을 할 수 있게 된다.That is, when the switch 14 is connected to b by the confocal detection signal generator 17 and the switch 12 and the switch 14 are in actual physical simultaneous switching inconsistency, the switch 12 causes the closed loop. The bias voltage is briefly applied to the focus error signal to the focus error signal and then turned off to form a normal closed loop. At this time, as shown in FIG. 5, the focusing deviation may occur. That is, when the detection signal is generated at point C in the upper diagram of FIG. 5, a focus offset such as a difference between a solid line and a dotted line is generated, and according to the characteristics of the servo system, a sharp change in the offset can be accommodated so that the child can also focus. In some cases, such as the dotted line D, the low pass filter 21 as shown in FIG. Since the defocusing signal such as D of FIG. 5 detected in FIG. 13 is attenuated and applied to the focus actuator driving circuit 15, the focus actuator 16 is capable of normal focusing as shown in FIG. do.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치는 로우 패스 필터를 채용하여 두 개의 스위치 절환 불일치에 의한 포커싱 이탈 현상을 억제하여 안정된 포커싱이 일어날 수 있도록 하여 주는 장점이 있다.As described above, the focusing servo apparatus of the optical disk according to the present invention employs a low pass filter to suppress the focusing deviation caused by two switch switching mismatches, thereby enabling stable focusing.

Claims

A focus search voltage generator configured to generate a focus search voltage as a focus search start signal is input; A focus error detector for irradiating light onto a disk on which information is recorded on a spiral track and detecting a focus error signal from the reflected light; A DC voltage generator configured to add a DC signal to the focus error signal; A confocal detection signal generator configured to output a confocal signal when the focus error signal reaches a threshold; And an AND gate for stopping the application of the DC signal in response to each of the sum-focus signals. And a low pass filter which prevents deviation from a limit range of a focusing error signal due to a sudden interruption of the DC signal synthesized with a focus servo signal when switching to automatic focusing.