KR100230238B1 - 광 디스크의 포커싱 서보 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴팩트 디스크, 레이저 디스크 플레이어 등의 광디스크의 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.

즉, 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치는 포커스 에러신호의 전압 레벨 비교기, 단안정 멀티바이브레이터, OR 게이트, 인버터, AND 게이트 등을 채용하여 그 최종 출력에 의해 스위치 절환 제어함으로써, 포커스 서치시 노이즈 제거 장치 없이 S자 파형이 나올 때까지 서치 동작을 유지시켜 노이즈에 영향을 받지 않고 안정된 포커스서치 동작이 일어나도록 하며, 포커스 서치에 의해 제로 크로스점이 검출되면 자동 포커상을 위한 페루프가 형성되도록 스위치가 제어되어 자동으로 포커싱이 일어날 수 있도록 하여 주는 장점이 있다.

Description

광 디스크의 포커싱 서보 장치

제1도는 정상 상태의 포커싱 에러 곡선과 합초점 검출 신호선도이고,

제2도는 노이즈 신호에 의한 포커싱 에러 곡선의 변형과 이에 따른 합초점 검출 신호의 에러 선도이고,

제3도는 종래의 광 디스크의 노이즈 억제 포커싱 서보 장치의 개략적 블럭도이고,

제4도는 제3도의 장치에 의한 포커싱 에러 신호 및 합초점 검출신호 선도이고,

제5도는 제3도의 장치에 의한 페루프 스위칭시 포커싱 이탈시의 포커싱 에러 신호 및 합초점 검출 신호 선도이고,

제6도는 본 발명에 따른 광 디스크 서보 장치의 개략적 블럭도이며,

제7도 내지 14도는 본 발명에 따른 각 부분별 타이밍도로서,

제7도는 포커스 서치 개시 신호의 타이밍도이고,

제8도는 포커스 에러 신호의 타이밍도이고,

제9도는 초점 검출 신호의 타이밍도이고,

제10도는 레벨 비교기의 타이밍도이고,

제11도는 단안정 멀티바이브레이터의 타이밍도이고,

제12도는 AND 게이트(23)의 타이밍도이고,

제13도는 AND 게이트(24)의 타이밍도이며,

제14도는 OR 게이트의 타이밍도이며,

제15도는 실제의 포커스 에러 신호의 타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 직류 전압 발생기 2 : 스위치

3 : 포커싱 에러 검출기 4 : 스위치

5 : 액츄에이터 구동부 6 : 포커스 액츄에이터

7 : 합초점 검출 신호 발생기 8 : 포커스 서치 전압 발생기

9 : 인버터 10 : AND게이트

13 : 포커싱 에러 검출기 14 : 스위치

15 : 액츄에이터 구동부 16 ; 포커스 액츄에이터

17 : 합초점 검출 신호 발생기 18 : 포커스 서치 전압 발생기

20 : 레벨 비교기 21 : 단안정 멀티바이브레이터

22, 25 : 인버터 23 : 제1의 AND 게이트

24 : 제2의 AND 게이트 26 : OR 게이트

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.

일반적으로 광 디스크 상에 레이저빔을 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 페루프 제어하여 자동 포커싱이 되도록 한다.

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 대물렌즈를 밖에서 광 디스크 방향으로 서서히 이동시키면서 광 검출기안으로 반사광이 입사하는 것을 체크하여 포커싱 에러 신호가 S 곡선을 그리게 될 때 S곡선의 '제로스 크로스'점에서 자동 포커스로 페루프를 형성시켜 자동 포커싱 제어를 한다.

통상 광디스크 상에 레이저 빔을 광 디스크 면에 정확하게 초점을 맞추기(포커싱 하기)위하여, 주지의 비점수차 렌즈와 포커스 에러검출기를 가지는 포커싱 서보 장치가 사용되고 있다. 이러한 광 기록 재생 장치에 사용되는 광 픽엎에서 대물렌즈의 합초점 부근에서의 포커스 방향의 변위와 포커싱 에러 신호의 관계는 제1도의 윗 선도에 도시된 바와 같이 S자 파형이 된다. 이 도면에서 A점(제로 크로스 WA)이 S자 파형의 중심점 즉 포커싱 서보의 이상 동작점이 되고, 포커싱 에러 검출신호는 제1도의 아래 선도에 도시된 바와 같이 변화된다. 그리고 합초점 검출 신호 바러생기는 포커싱 에러 신호를 OV 혹은 기준으로 하는 고정전압과 비교하여, 이 문턱값을 가로 잘랐을 때 합초점 신호가 발생된다.

그러나 초점 부근의 포커스 에러 신호는, 반드시 위에서 말한 대로 S자 파형으로 된다고는 말할 수 없다. 예를 들면, 제2도의 윗 선도에 도시된 바와 같이, S자 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.

이 때문에 일본 특허 공개 공보 평-4-337526에서는 제3도에 도시된 바와 같은 서보 장치를 사용하고 있다.

포커스 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)D 합초점이 아닌 신호와 포커스 서치 개시 신호가 입력되어 있기 때문에 AND 게이트(10)의 출력이 '하이'로 되어 도통 상태로 되어 있다.

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 접근하면 포커스 에러 검출기(3)으로 부터 S자 파형의 포커스 에러 신호가 발생된다. 이 포커스 에러 신호는 합초점 검출 신호 바러생기(7)에 입력되어 문턱값에 이르면 합초점 신호를 출력하고, 스위치(4)는 단자b와 도통 상태로 되어 포커스 서보를 위한 페루프 상태를 이루게 된다.

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.

그런데, 상기와 같은 구성의 서보 장치에서는 제로 크로스 점에서 오픈 루프에서 페루프로 스위치 절환시 다음과 같은 문제점이 있다.

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 스위치2개가 동시에 절환된다는 것은 불가능하다. 그리하여 스위치(4)가 b로 도통되어 페루프를 이룰때 스위치(2)에 의한 바이어스 전압이 잠시나마 포커스 에러 신호에 인가되었다가 오프되어정상적인 페루프를 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.

상기와 같은 문제점을 개선하고자 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보 장치는,

나선상의 트랙에 정보를 기록/독취하는 디스크에 광을 조사하여 정보를 기록/독취하는 수단과; 기록/독취용 광이 디스크 기록면 상에 초점을 맺도록 집속시키기 위해 상기 디스크로 부터의 반사광을 검출하여 에러 정보를 얻기 위한 포커스 에러 검출 수단과; 합초점 검출 신호 발생 수단과; 포커스 서치 개시 신호에 의해 구동되는 포커스 서치 전압 발생수단;으로 이루어진 포커싱 서보 장치에 있어서,

상기 포커스 에러 신호의 레벨을 감지하여 소정의 기준 전압 레벨보다큰 포커스 에러 신호 파형을 판별하는 레벨 비교 수단;

상기 레벨 비교 수단의 출력과 상기 합초점 검출 신호 발생 수단의 출력을 연산하여 노이즈에 영향을 받지 않는 포커스 서치 동작과 자동 포커싱 동작이 시차를 두고 일어날 수 있도록 하여 주는 스위치 제어 수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 포커싱 서보 장치에 있어서, 상기 레베레 비교기의 기준 전압 레벨은 노이즈 신호 전압의 크기 보다는 크고 상기 포커스 에러 신호 전압의 최대치 보다는 작은 것이 바람직 하며,

상기 스위치 제어 수단은 소정의 논리 연산 수단에 의해 이루어지는 것이 바람직 하며, 상기 논리 연산 수단은, 상기 레벨 비교 수단의 출력값을 트리거 신호로 하여 제로 크로스점이 나타난 다음 포커스 서치 신호가 오프 상태로 된 후에 폴링이 일어나도록 소정의 폴링 지연시간을 가지는 단안정 멀티바이브레이터;

상기 합초점 검출 신호 발생 수단의 출력값을 인버터한 출력값과 상기 단안정 멀티바이브레이터의 출력값을 AND연산하는 제1의 AND 게이트;

상기 제1의 AND 게이트의 출력값과 상기 포커싱 서치 개시 신호값을 AND 연산하여 주는 제2의 AND 게이트;

상기 제2의 AND 게이트의 출력값과 포커스 서치 개시 신호값을 인버터한 신호를 OR연산하여 주는 OR게이트;를 구비하여 된 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보장치를 설명한다.

제6도는 본 발명에 따른 광 디스크 포커싱 서보 장치의 개략적 블럭도이다.

여기에는 제3도의 종래의 광 디스크 포커싱 서보 장치에서 직류 전압 발생기 및 스위치(2)가 빠진 대신, 제6도에 도시된 것과 같이, 레벨 비교기, 단안정 멀티바이브레이터, OR게이트, NAND게이트, 인버터가 추가된 점이 다르다. 즉, 포커스 에러 신호를 합초점 검출 신호 발생기(17)로 보냄과 동시에 레벨 비교기(20)로 보내어 일정 레벨 이상의 에러 신호 전압을 비교 검출하고, 이 비교 검출된 신호를 단안정 멀티바이브레이터(21)의 입력 트리거 신호로 보내고, 이 단안정 멀티바이브레이터(21) 출력을 합초점 검출 신호 발생기(17)의 출력의 인버터 값과 AND연산하여 그 결과치를 다시 포커스 서치 개시 신호와 AND 연산하고, 다시 포커스 서치 개시신호의 인버터 값과 OR 연산하여 스위치(14)의 개폐 제어 신호로 사용한다.

상기와 같은 광 디스크 포커싱 서보 장치의 동작을 제6도 및 제7도의 파형도를 참조하면서 설명한다.

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.

그리고 포커스 에러 검출기(13)으로 부터 출력되는 포커스 에러 신호가 검출되어 합초점 검출 신호 발생기(17) 및 레벨 비교기(20)에 인가된다. 통상 포커스 에러 신호에는 노이즈 성분이 있을 수 있으므로 이에 의한 오동작을 방지하고자 포커스 에러 신호중 포커스 서치 기능을 수행할 때만 나타나는 S자 파형의 최대크기 보다는 약간 작으나 노이즈에 비하여 월등히 큰 임의의 전압 Vb를 정하여 레벨 비교기(20)의 기준값으로 정하고, 포커스 에러 신호를 레벨 비교기(20)의 비교입력으로 하면 임의의 노이즈에는 레벨 비교기(20)가 동작하지 않으나 포커스 서치시 포커싱이 S자 파형으로 나타나서 Vb값 보다 큰 전압이 인가되면 레벨 비교기(20)의 출력이 하이로 되어 단안정 멀티바이브레이터(21)를 트리거 한다.

트리거된 단안정 멀티바이브레이터(21)의 출력은 제11도에 도시된 바와 같이, S자 파형의 최대점을 지나 Vb값 이하로 떨어져 레벨 비교기(20)의 출력이 로우로 떨어지더라도 제로 크로스점이 나타난 이후 포커스 개시 신호가 오프된 이후 까지 하이 레벨이 유지되도록 폴림(falling) 시간을 조정하고, 이 기간 중에 발생하는 합초점 검출 신호 발생기(17)의 신호를 유효한 제로 크로스점 신호라 여겨 검출 신호의 인버터 값과 단안정 멀티바이브레이터(21) 신호와 포커스 개시 신호를 AND연산하여, 그 결과와 포커스 개시 신호의 인버터 값을 OR 연산하여 그결과에 따라 스위치(14)의 개폐를 제어하게 된다.

여기서 OR 게이트(26)에 포커스 서치 개시 신호으 인버터 값을 연산시킨 것은 포커스 서치 개시 신호가 있으면 스위치(14)를 a단자에서 b단자로 접점을 이동시켜야 하나, 포커스 서치 개시 신호가 없으면 반드시 b단자로 접점이 옮겨져 자동 포커싱이 일어날 수 있도록 폐루프를 형성시키기 위해서이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크의 포커싱 서보장치는 포커스 에러 신호의 전압 레벨 비겨기, 단안정 멀티바이브레이터, 인버터, OR 게이트, AND 게이트 등을 채용하여 그 최종 출력에 의해 스위치 절환 제어 함으로써, 포커스 서치시 노이즈 제거 장치 없이 S자 파형이나올 때 까지 서치 동작을 유지시켜 노이즈에 영향을 받지 않고 안정된 포커스 서치 동작이 일어나도록 하며, 포커스 서치에 의해 제로 크로스점이 검출되면 자동 포커싱을 위한 페루프가 형성되도록 스위치가 제어되어 자동으로 포커싱이 일어날 수 있도록 하여 주는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 나선상의 트랙에 정보를 기록/독취하는 디스크에 광을 조사하여 정보를 기록/독취하는 수단과; 기록/독취용 광이 디스크 기록면상에 초점을 맺도록 집속시키기 위해 상기 디스크로부터의 반사광을 검출하여 에러 정보를 얻기 위한 포커스 에러 검출 수단과; 합초점 검출신호 발생 수단과; 포커스 서치 개시 신호에 의해 구동되는 포커스 서치 전압 발생 수단;으로 이루어진 포커싱 서보 장치에 있어서,상기 포커스 에러 신호의 레벨을 감지하여 소정의 기준 전압 레벨보다큰 포커스 레러 신호 파형을 판별하는 레벨 비교 수단; 상기 레벨 비교 수단의 출력과 상기합초점 검출 신호 발생 수단의 출력을 연산하여 노이즈에 영향을 받지 않는 포커스 서치 동작과 자동 포커싱 동작이 시차를 두고 일어날 수 있도록 하여 주는 스위치 제어 수단;을 구비하되, 상기 스위치 제어 수단은, 상기 레벨 비교 수단의 출력값을 트리거 신호로 하여 제로 크로스점이나타난 다음 포커스 서치 신호가 오프 상태로 된 후에 폴링이 일어나도록 소정의 폴링 지연시간을 가지는 단안정 멀티바이브레이터; 상기합초점 검출 신호 발생 수단의 출력값을 인버터한 출력값과 상기 단안정 멀티바이브레이터의 출력값을 AND연산하는 제1의 AND게이트; 상기 제1의 AND게이트의 출력값과 포커싱 서치 개시 신호값을 인버터한 신호를 OR연산하여 주는 OR게이트;를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크의 포커싱 서보 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레벨 비교기의 기준 전압 레벨은 노이즈 신호 전압의 크기보다는 크고 상기 포커스 에러 신호 전압의 최대치 보다는 작은 것을 특징으로 하는 광 디스크의 포커싱 서보 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 단안정 멀티바이브레이터는 상기 레벨 비교기 출력의 상승에지 또는 하강 에지를 트리거로 사용하며, 이 단안정 멀티바이브레이터의 출력 신호의 원상 회복 기간은 상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스점을 포함 한 이후 까지로 이루어지는 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 포커싱 서보 장치.