KR100246796B1 - 서보루프의 오프셋 보상 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

서보 루프의 오프셋 보상 기술

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

출력 오프셋을 보상하고, 서보 루프의 오프셋을 보다 정확하게 보상한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

레이저 다이오드의 온 상태에서 모든 서보 루프를 오프시킨 뒤, 소정 서보신호의 아날로그/디지털 변환한 값을 취하여 상기 값을 상기 서보신호의 오프셋 값으로 정하여 상기 서보시 아날로그/디지털 변환된 상기 서보신호에러에서 상기 오프셋을 제거하여 입력 오프셋을 보정하고, 디지털 서보 신호 프로세서에 인가되는 외부 신호의 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨을 검출하고, D/A컨버터의 중심 레벨로 출력되고 있는 신호를 상기 아날로그/디지털 변환하여 그 레벨을 검출하고 상기 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨의 값이 동일하게 되도록 상기 D/A컨버터의 출력을 조정하여 출력 오프셋을 보정한다.

라. 발명의 중요한 용도:

Description

서보 루프의 오프셋 보상 방법 및 장치

본 발명은 광디스크 기록 재생 장치에 관한 것으로 특히, 광디스크의 서보 루프의 오프셋을 보상하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크 기록 재생 장치는 광디스크에 기록된 정보를 재생하기 위한 기본 동작에 다수의 서보 회로가 존재하게 된다. 이러한 서보의 종류로는 트래킹서보, 포커스서보, 회전서보, 광학계송출서보 등이 있을 수 있다.

트래킹(tracking)서보는 광디스크의 정보 기록용 트랙의 중심선을 광디스크에 기록된 정보를 독출하는 광픽업장치가 추종하게 하는 서보이며, 포커스(focus)서보는 광픽업장치의 레이저 빔의 초점이 광디스크 면에 일치하게 렌즈와 광디스크면의 거리를 일정하게 유지하기 위한 서보이며, 회전(CLV: Constant Linear Velocity)서보는 광디스크가 회전하는 속도를 정선속도로 제어하기 위한 서보이며, 광학계송출(sled)서보는 광픽업장치가 광디스크면을 미끄러지듯 이동하여 원하는 트랙으로 이동하기 위한 서보를 말한다.

상기한 각 서보의 실행은 예를 들어 포커스서보인 경우에는 포커스 에러 신호를, 트래킹서보인 경우에는 트래킹 에러 신호를 이용하여 실행되게 되는데 여러 가지 요인에 의해 디지털 신호 처리화 되어 가고 있다. 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 디지털 서보 신호 프로세서 30의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 디지털 서보 신호 프로세서 30의 입력부는 서보 루프의 경우 이득 증폭기(AMP)를 포함하기도 하며, 포커스에러신호(FE)와, 트래킹에러신호(TE)등을 입력받으며 소정 제어신호(도시되지 않음)에 의해 입력 신호 중 어느 하나를 선택하게 되는 멀티플렉서(MUX1) 12와, 멀티플렉서 12의 출력을 인가 받아 아날로그/디지털 변환하는 A/D컨버터 14와, A/D컨버터 14의 출력을 인가 받아 디지털 필터링이나 제어하기 위해 소정 신호 처리하는 신호처리부 16과, 출력부로는 신호처리부 16의 출력을 인가 받아 디지털/아날로그 변환하여 포커스출력(FO)나 트래킹출력(TO) 등을 출력하는 D/A컨버터 18-a, 18-b 등이나 혹은 PWM(Pulse Width Modulation)부(도시되지 않음)로 구성된다.

서보 제어는 입력부의 여러 에러신호(Err, FE, TE 등)를 A/D컨버터 14에서 디지털 변환 후 신호처리부 16에서 이득과 위상 보정 등을 행하여 이 값을 D/A컨버터 18을 거처 다시 아날로그 변환 후 드라이브 칩, 혹은 회로(도시되지 않음)를 통하여 제어 대상인 액츄에이터나 스핀들모터 등에 인가하여 이루어지게 된다.

상기한 서보 제어 과정에서 발생할 수 있는 몇가지 문제점 중의 하나가 신호가 각 부를 거치면서 발생하는 회로적인 오프셋(offset)이다. 입력부에서 오프셋은 증가할 수도 감소할 수도 있으며, 출력부 역시 그러하다. 이러한 오프셋은 단순히 루프(loop)를 구현함에 있어서 발생하는 회로적인 에러이므로 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어 트래킹 루프에서 발생한 오프셋이 50mV이고 드라이브 칩의 이득이 12dB이면 트래킹 액추에이터 양단에 가해지는 전압은 200mV가 되어, 렌즈는 이 전압에 해당되는 양만큼 쉬프트(shift)되고 따라서 광축 어긋남에 의한 재생 신호의 에러를 유발하게 된다.

입력 오프셋은 필터를 처리하는 과정에서 연산에 반영되므로 영향이 비교적 크고, 출력 오프셋은 필터의 오프(off) 상태나 온(on) 상태에서 언제나 일정량이 반영되어 제어 대상의 초기 위치 결정에 영향을 주게 된다.

도 2는 도 1중 오프셋 보상 회로의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 종래의 경우를 포커스서보의 오프셋 보상을 예를 들어보면 입력 오프셋을 제거하기 위해서 레이저 다이오드의 온 상태에서 모든 서보 루프를 오프시킨 뒤, 포커스에러(FE)의 아날로그/디지털 변환한 값을 취하여 이 값이 오프셋에 해당한다고 판단하여 포커스에러오프셋을 정하게 되고, 이후 포커스서보의 온 상태에서 모든 에러 신호 입력에서 포커스에러오프셋을 뺀 값을 포커스 보상기 필터에 입력시키게 된다. 도 2를 참조하면, 포커스 보상기 필터에 입력되는 포커스 에러 신호 FE_FILTER(t)는 하기의 수식으로 구해진다.

FE_FILTER(t) = FE_A/D(t) - FEoffset;

상기 수식에서 FE_A/D(t)는 포커스에러 신호를 A/D컨버터 14를 통과시킨 신호이고, FEoffset은 FE오프셋보상기 20에 의해 보상되는 포커스에러오프셋이다.

한편 상기와 같은 방식으로 여러 서보 루프 등에 존재하는 입력 오프셋을 보상하게 되지만, 출력부에서 발생하는 오프셋은 보상이 되지 않고 있다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 출력 오프셋을 보상할 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 서보 루프의 오프셋을 보다 정확하게 보상할 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 레이저 다이오드의 온 상태에서 모든 서보 루프를 오프시킨 뒤, 소정 서보신호의 아날로그/디지털 변환한 값을 취하여 상기 값을 상기 서보신호의 오프셋 값으로 정하여 상기 서보시 아날로그/디지털 변환된 상기 서보신호에러에서 상기 오프셋을 제거하여 입력 오프셋을 보정하고,

디지털 서보 신호 프로세서에 인가되는 외부 신호의 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨을 검출하고, D/A컨버터의 중심 레벨로 출력되고 있는 신호를 상기 아날로그/디지털 변환하여 그 레벨을 검출하고 상기 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨의 값이 동일하게 되도록 상기 D/A컨버터의 출력을 조정하여 출력 오프셋을 보정함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 디지털 서보 신호 프로세서의 개략적인 구성도

도 2는 도 1중 오프셋 보상 회로의 구성을 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명이 적용되는 광디스크 기록 재생 장치 일 예의 개략적인 블록 구성도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 서보 신호 프로세서의 개략적인 구성도

도 5는 도 1중 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 보상 회로의 구성을 설명하기 위한 도면

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 오프셋 보상 회로의 일 구성도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 광디스크 기록 재생 장치 일 예의 개략적인 블록 구성도이다. 도 3에서는 반복 기록 재생형의 광디스크 기록 재생 장치가 일 예로 도시되었다. 도 3을 참조하면, 스핀들모터 110의 회전에 의해 반복 기록 재생형 광디스크(이하 광디스크라 함) 100은 정선 속도로 회전한다. 픽업(pick up) 120 및 데크 130은 상기 광디스크 100으로부터 데이터를 독출 및 기록하기 위해 레이저 빔을 조사하고 독출시 반사광을 수신하며, 광디스크 100의 회전과 픽업 120의 이송 및 광디스크 100의 로딩 동작 등을 수행한다. 시스템신호처리부 140은 데이터 독출시 상기 픽업 120으로부터 출력되는 RF신호의 증폭, 노이즈 제거, 위상동기 등의 선형 등화 처리 및 파형 정형 처리를 수행하고 EFM(Eight to Fourteen Modulation)신호로 변환하여 EFM디코더 160으로 보낸다. 데이터 기록시 EFM엔코더 220에서 전송되는 신호를 상기 신호 독출의 역과정으로 처리하여 아날로그 신호를 픽업 120으로 인가한다. 서보제어부 210은 광디스크 100 상에 기록된 데이터를 정확하게 독출하기 위한 디스크 회전 제어, 픽업 120의 포커싱 및 트래킹제어 등의 서보 제어를 수행하며, 서보구동부 200은 서보 제어부 210의 서보 제어에 의거하여 스핀들모터 110 및 픽업 120을 구동시킨다. 마이콤 150은 서보제어부 210을 제어하여 광디스크 100의 회전, 포커싱 및 트래킹을 수행하고 서보제어부 210에서 출력되는 데이터를 읽어 들인다. 또한 EFM디코더 160 및 EFM엔코더 220을 제어하며, EFM디코더 160, EFM엔코더 220, 서보제어부 210으로부터 읽어들인 각종 제어 데이터를 처리하고 인터페이스 230을 통해 호스트로 전송한다. 상기 인터페이스 230에 구비된 램 240은 인터페이스시 데이터 버퍼링용으로 사용된다. EFM디코더 160은 시스템신호처리부 140에서 출력되는 EFM신호의 디코딩 및 에러정정을 수행하고 인터페이스 230을 통해 호스트로 전송한다. EFM디코더 160에서 디코딩 및 에러정정된 신호는 DAC(Digital to Analog Convertor) 170에서 아날로그신호로 변환되고, 증폭기 180에서 증폭되어 오디오출력단 190으로 출력된다. EFM엔코더 220은 마이콤 150의 제어하에 인터페이스 30을 통해 수신된 데이터를 엔코딩하여 시스템신호처리부 140으로 전송한다.

한편 상기한 시스템신호처리부 140에서 본 발명에 따른 오프셋 보상이 이루어지게 되는데 이의 구성과 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 서보 신호 프로세서의 개략적인 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 서보 신호 프로세서 32의 입력부는 서보 루프의 경우 이득 증폭기(AMP)를 포함하기도 하며, 포커스에러신호(FE)와, 트래킹에러신호(TE)등을 입력받으며 소정 제어신호(도시되지 않음)에 의해 입력 신호 중 어느 하나를 선택하게 되는 멀티플렉서(MUX1) 12와, 멀티플렉서 12의 출력을 인가 받아 아날로그/디지털 변환하는 A/D컨버터 14와, A/D컨버터 14의 출력을 인가 받아 디지털 필터링이나 제어하기 위해 소정 신호 처리하는 신호처리부 16과, 출력부로는 신호처리부 16의 출력을 인가 받아 디지털/아날로그 변환하여 포커스출력(FO)나 트래킹출력(TO) 등을 출력하는 D/A컨버터 18-a, 18-b 등이나 혹은 PWM부(도시되지 않음)로 구성된다. 한편 본 발명의 특징에 따라 상기한 출력부의 각 출력단을 멀티플렉서(MUX2) 22의 입력단으로 연결하고, 멀티플렉서 22의 출력단을 멀티플렉서 12의 일 입력단으로 연결하게 된다. 멀티플랙서 22의 선택 신호(S)는 신호처리부 16에서 인가하게 구성할 수 있다. 상기한 멀티플렉서 22는 디지털 서보 신호 프로세서의 외부 혹은 내부에 제공할 수 있다.

상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 보상이 이루어지는 디지털 서보 신호 프로세서 32의 동작을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 도 5는 도 1중 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 보상 회로의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예의 경우를 포커스서보의 오프셋 보상을 예를 들어보면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래와 마찬가지로 입력 오프셋을 제거하기 위해서 레이저 다이오드의 온 상태에서 모든 서보 루프를 오프시킨 뒤, 포커스에러(FE)의 아날로그/디지털 변환한 값을 취하여 이 값이 오프셋에 해당한다고 판단하여 포커스에러오프셋을 정하게 되고, 이후 포커스서보의 온 상태에서 모든 에러 신호 입력에서 포커스에러오프셋을 뺀 값을 포커스 보상기 필터에 입력시키게 되므로 입력 오프셋을 보상하게 된다. 이후 본 발명에 따른 포커스에러의 출력 오프셋 보상이 이루어지게 되는데 현재 포커스출력(FO)의 레벨은 D/A컨버터 18-a의 중심 레벨로 출력되고 있으므로 신호처리부 16은 제어신호를 멀티플렉서 22에 인가하여 멀티플렉서 22를 통해 상기 포커스출력을 선택하여 입력받아 멀티플렉서 12로 인가하게 한다. 이후 A/D컨버터 14에 출력되는 값(VFO)을 취하게 된다. 이후 상기한 출력되는 값(VFO)과 A/D컨버터 14에 출력되는 외부 신호의 중심 레벨이 같아지도록 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징에 따라 출력부에 제공되는 FO오프셋보상기 24의 값을 조정하게 된다. 만약 FO오프셋보상기 24의 조정에 의해 상기한 값(VFO)과 A/D컨버터 14에 출력되는 외부 신호의 중심 레벨이 같아지게 되면 포커스에러 출력 오프셋이 보정된 것으로 판단하고 포커스서보 루프에 대한 오프셋 보정을 마치게 된다. 이후 상기와 같은 과정을 트래킹서보 루프 등의 각 서보 루프에 행하여 각 루프에 대한 입력 오프셋과 출력 오프셋에 대한 오프셋 보정을 할 수 있게 된다.

상기한 과정의 총괄적인 제어는 도 3에 도시된 바와 같은 마이컴 150의 제어하에 이루어질 수 있다.

도 5에는 상기한 모든 서보 루프에 대한 출력 오프셋 보정을 위해 트래킹출력(TO)과, 광학계송출출력(SLO)과, 회전서보를 위한 스핀들출력(SP) 등의 오프셋을 보상하기 위한 출력 오프셋 보상기가 각각 제공됨이 도시되고 있다.

한편 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 오프셋 보상 회로의 일 구성도이다. 디지털 서보 신호 프로세서에 따라서 출력부가 D/A컨버터로 구성되지 않고 도 6에 도시된 바와 같은 PWM부 26-a, 26-b 등으로 구성될 수도 있다. 출력단이 PWM부 26이면 외부에 RC필터를 필요로 하기 때문에 RC필터를 거친 값을 멀티플렉서 22에 입력되게 구성할 수 있다.

한편 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 출력부에 제공되는 출력오프셋 보상기를 통해 각 서보 루프의 오프셋 값은 도 3에 도시된 바와 같은 마이컴 150에 의해 소정 레지스터 등에 기록될 수도 있다. 예를 들면, 포커스서보 루프인 경우, 렌즈는 일반적으로 수백 mV의 직류 바이어스((bias)를 필요로 하는데 이를 루프 자체적인 이득으로 보상할 수도 있으나, 본 발명의 오프셋 보상기의 오프셋 값을 저장하는 소정 레지스터 등에 오프셋 보상 결과와 직류 바이어스 값을 기록하거나 직류 바이어스 값만 기록할 수 있다. 상기한 바와 같은 방법으로 해당 서보 루프가 부담하는 직류 이득은 상당히 줄어들 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 레이저 다이오드의 온 상태에서 모든 서보 루프를 오프시킨 뒤, 소정 서보신호의 아날로그/디지털 변환한 값을 취하여 상기 값을 상기 서보신호의 오프셋 값으로 정하여 상기 서보시 아날로그/디지털 변환된 상기 서보신호에러에서 상기 오프셋을 제거하여 입력 오프셋을 보정하고, 디지털 서보 신호 프로세서에 인가되는 외부 신호의 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨을 검출하고, D/A컨버터의 중심 레벨로 출력되고 있는 신호를 상기 아날로그/디지털 변환하여 그 레벨을 검출하고 상기 기준 레벨에 대한 내부 디지털화된 레벨의 값이 동일하게 되도록 상기 D/A컨버터의 출력을 조정하여 출력 오프셋을 보정하므로 출력 오프셋을 보상할 수 있고 서보 루프의 오프셋을 보다 정확하게 보상할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 아날로그 서보신호를 디지털변환하여 소정 신호 처리 작업 후 다시 아날로그 변환하여 상기 서보신호의 해당 서보 작업을 수행하는 광디스크 재생 장치의 상기 서보 루프의 오프셋을 보상하는 방법에 있어서,

   상기 서보 루프를 오프시키는 과정과,

   상기 서보 루프에 인가되는 외부 기준 신호의 상기 디지털변환 후의 제1레벨을 검출하는 과정과,

   상기 디지털변환된 상기 외부 기준 신호를 다시 상기 아날로그변환하는 과정과,

   상기 다시 아날로그변환한 상기 외부 기준 신호를 소정 귀환 루프를 통해 다시 상기 디지털변환한 신호의 제2레벨을 검출하는 과정과,

   상기 제2레벨이 상기 제1레벨과 같아지도록 상기 아날로그변환 단계의 출력을 조정하여 상기 아날로그변환 단계에서의 오프셋을 보상함을 특징으로 하는 오프셋 보상 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 서보 루프는 상기 디지털변환 단계의 오프셋을 보상하기 위해,

   상기 광디스크 장치의 레이저 다이오드가 온 상태에서 상기 서보 루프를 오프시키는 과정과,

   상기 서보신호의 상기 디지털변환 후의 레벨을 검출하여 오프셋 값으로 정하는 과정과,

   상기 서보 루프의 온시 상기 서보신호의 상기 디지털변환 후의 레벨에서 상기 오프셋 값을 제거하므로 상기 디지털변환 단계의 오프셋을 보상함을 특징으로 하는 오프셋 보상 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 보상 방법은 상기 광디스크 장치의 각종 제어를 총괄하는 마이콤에 의해 제어됨을 특징으로 하는 오프셋 보상 방법.
4. 소정 아날로그 서보신호를 인가 받아 디지털변환하는 디지털변환부와, 상기 디지털변환부에서 인가되는 신호를 소정 처리작업하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 인가되는 신호를 다시 아날로그 변환하여 상기 서보신호의 해당 서보 작업을 수행하기 위한 신호로 출력하는 아날로그변환부를 구비한 광디스크 재생 장치의 상기 서보 루프의 오프셋을 보상하는 장치에 있어서,

   상기 아날로그변환부와 상기 신호처리부 사이에 제공되며 소정 제어신호에 의해 상기 아날로그변환부의 기준 레벨을 가변하기 위한 출력오프셋보상부와,

   상기 아날로그변환부의 출력을 상기 디지털변환부에 다시 인가하기 위한 소정 귀환루프와,

   소정 외부 기준 신호를 상기 디지털변환부에 인가하여 디지털변환된 신호의 레벨을 측정하고, 이후 다시 상기 디지털변환된 신호를 상기 아날로그변환부에 인가하고, 상기 귀환루프를 통해 다시 상기 디지털변환부에 인가하여 디지틸변환된 신호의 레벨을 측정하여, 두 신호의 레벨이 같아지게 상기 출력오프셋보상부에 소정 제어신호를 인가하는 마이콤으로 구성됨을 특징으로 하는 오프셋 보상 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 서보 루프는 상기 디지털변환부의 오프셋을 보상하기 위한 입력오프셋보상부를 구비하고 있음을 특징으로 하는 오프셋 보상 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 출력오프셋보상장치와, 상기 귀환루프는 상기 광디스크 장치의 상기 오프셋 보상 장치를 이용하는 각 서보 루프 각각마다 제공됨을 특징으로 하는 오프셋 보상 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 마이콤은 상기 출력오프셋보상장치를 상기 서보 루프의 출력 바이어스를 위하여 사용함을 특징으로 하는 오프셋 보상 장치.

Images