KR100280892B1 - 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치 - Google Patents

광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 억세스시 발생하는 액츄에이터의 진동을 억제할 수 있는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에 관한 것이다.
본 발명의 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치는 디스크에 광을 조사하여 반사되는 광량을 검출하기 위한 픽업수단과, 픽업수단의 출력신호를 신호연산하여 센터에러신호를 발생하는 센터에러검출수단과, 억세스 모드와 기록/재생 모드에 해당하는 제어신호를 발생하기 위한 제어수단과, 제어수단의 제어신호에 따라 센터에러신호를 입력하여 비례·적분 제어함으로써 액츄에이터의 진동을 방지하는 센터제어신호를 발생하는 비례·적분 제어필터를 구비하는 서보수단과, 서보수단으로부터 입력되는 센터제어신호에 따른 액츄에이터 구동신호를 발생하는 트랙킹액츄에이터 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 억세스 구동시 피드백 제어루프를 이용하여 슬레드 이동으로 발생되는 액츄에이터의 진동을 억제함으로써 억세스 동작을 신속하고 정확하게 수행할 수 있게 된다.

Description

광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치{Anti-vibration Apparatus Of Actuator In Optical Disc Drive}
본 발명은 광디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 고속 억세스시 발생하는 액츄에이터의 진동을 억제할 수 있는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 컴팩트디스크(Compact Disc; CD) 및 디지탈버서타일디스크(Digital Versatile Disc; DVD) 등과 같은 광디스크의 기술 발전과 함께 이를 구동할 수 있는 고배속 구동장치들이 많이 출시되고 있다. 이러한 광디스크 구동장치는 고배속을 실현하기 위하여 서보 기술의 향상이 필연적이다. 특히, 광디스크에서 데이터를 찾는 속도, 즉 억세스 타임(Access Time)은 드라이브를 평가하는데 중요한 요소 중에 하나이다. 이에 따라, 억세스 타임을 단축시키는 방법의 하나로서 종래의 광디스크 드라이브는 광픽업의 고속 이동시 액츄에이터의 진동을 빨리 감소시켜 광픽업의 이동후 안정된 상태에서 트랙킹 서보를 걸어서 빨리 광디스크로부터 데이터를 얻고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 액츄에이터 진동방지 장치를 채용한 광디스크 드라이브의 구성이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 광디스크 드라이브는 스핀들모터(4)에 의해 회전되는 광디스 크(2)에 광을 조사하여 반사되는 광량을 검출하기 위한 광픽업(6)과, 광픽업(6)의 광검출신호를 연산하여 고주파신호 및 트랙킹에러신호 등을 검출하는 고주파 IC(Integrated Circuit)(8)와, 고주파 IC(8)의 트랙킹에러신호를 기초하여 트랙킹제어신호를 발생하는 서보 IC(10)와, 고속 억세스시 액츄에이터의 진동을 방지하기 위한 진동방지부(12)와, 제어모드에 따라 서보 IC(10)와 진동방지부(12)를 선택적으로 트랙킹액츄에이터 구동부(26)에 접속시키기 위한 선택 스위치(24)와, 서보 IC(10) 또는 진동방지부(12)로부터 입력되는 트랙킹제어신호에 따라 광픽업의 트랙킹 액츄에이터를 구동하기 위한 트랙킹액츄에이터 구동부(26)를 구비한다. 여기서, 진동방지부(12)는 광픽업(6)에 장착된 광검출기(14)의 광검출신호를 이용하여 센터에러신호를 발생하는 차동증폭기(16)와, 차동증폭기(16)의 센터에러신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지탈(이하, A/D) 변환기(18)와, A/D 변환기(18)로부터의 센터에러신호를 기초하여 액츄에이터 진동방지를 위한 제어신호를 발생하는 제어부(20)와, 제어부(20)의 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 선택스위치(24)로 출력하기 위한 디지털/아날로그(이하, D/A라 한다) 변환기(22)를 구비한다.
도 1에 도시된 광디스크 드라이브에서 광픽업은 스핀들모터(4)의 구동에 의해 회전되는 광디스크(2)에 광을 조사하여 광디스크(2)에 의해 반사되는 광량을 검출한다. 고주파 IC(8)는 광픽업(6)으로부터 입력되는 광검출신호를 연산하여 고주파 형태의 재생신호 및 트랙킹에러신호(TE)를 검출한다. 서보 IC(10)는 고주파 IC(8)로부터 입력되는 트랙킹에러신호(TE)를 기초하여 트랙킹액츄에이터를 제어하기 위한 트랙킹액츄에이터 제어신호를 출력한다. 선택스위치(24)는 진동방지부(12)에 포함된 제어부(20)의 제어모드에 따라 서보 IC(10) 또는 진동방지부(12)를 선택적으로 트랙킹 액츄에이터 구동부(26)에 접속시키게 된다. 다시 말하여, 선택스위치(24)는 데이터를 재생하는 통상모드인 경우 서보 IC(10)를 트랙킹액츄에이터 구동부(26)에 접속시켜 트랙킹 서보를 수행할 수 있도록 한다. 반면에, 선택스위치(24)는 원하는 트랙을 찾는 억세스모드인 경우 진동방지부(12)를 트랙킹액츄에이터 구동부(26)에 접속시키게 된다.
억세스모드인 경우 진동방지부(12)의 차동증폭기(16)는 광픽업(6)에 장착된 4분할 광검출기(14)의 각 광검출편(PDa, PDb, PDc, PDd)으로부터 검출되는 광검출신호들(A, B, C, D) 중에서 우측의 광검출편들(PDa, PDb)로부터 출력되는 광검출신호의 합신호(A+B)와 좌측의 광검출편들(PDc, PDd)로부터 출력되는 광검출신호의 합신호(C+D)를 차동증폭하여 센터에러신호(CE)를 발생하게 된다. 이 센터에러신호(CE)는 액츄에이터가 광픽업의 중심에서 어느 정보 벗어나 있는지를 나타내고 있다. 다시 말하여, 억세스모드에서 슬레드 이동에 의해 발생되는 액츄에이터의 진동정도를 나타내는 것으로서 그 신호파형은 도 2의 (A)에 도시된 바와 같다. A/D 변환기(18)는 차동증폭기(16)로부터의 센터에러신호(CE)를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제어부(20)는 A/D 변환기(18)로부터 입력되는 디지털신호 형태의 센터에러신호 전압레벨을 기초하여 그 전압레벨이 기준레벨 이상으로 벗어나는 경우마다 그 센터에러신호가 기준레벨이 되게끔, 즉 액츄에이터를 중심으로 이동시키게끔 센터제어신호를 발생하여 D/A 변환기(22)로 출력한다. D/A 변환기(22)는 제어부(20)로부터의 센터제어신호를 아날로그 형태의 트랙킹 액츄에 이터 구동전압으로 변환하여 출력한다. 이 경우, D/A 변환기(22)를 통해 출력되는 센터제어신호는 도 2의 (B)에 도시된 바와 같다. 트랙킹액츄에이터 구동부(26)는 D/A 변환기(22)로부터 출력되어 선택스위치(24)를 경유하여 입력되는 트랙킹액츄에이터 구동신호에 따라 트랙킹액츄에이터를 구동하여 액츄에이터의 진동을 억제하게 된다. 이 경우, 광픽업(6)의 광검출기(14) 및 차동증폭기(16)를 통해 발생되는 센터에러신호(CE)의 파형의 크기는 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이 줄어들게 됨을 알 수 있다. 다시 말하여, 도 2의 (D)에 도시된 구동전압에 의해 슬레드가 이동하는 경우 진동방지부(12)의 제어에 의해 센터에러신호(CE)의 레벨이 기준레벨 이상으로 벗어나지 않도록 액츄에이터의 진동을 억제하고 있다.
그런데, 전술한 액츄에이터 진동방지 장치는 회로구성이 복잡하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 센터에러를 보다 정밀하게 제어하고 회로구성을 단순화시킬 수 있는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 종래의 액츄에이터 진동방지 제어신호에 대한 파형도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 액츄에이터 진동방지 제어신호에 대한 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2, 32 : 광디스크 4, 34 : 스핀들모터
6, 36 : 광픽업 8, 38 : 고주파 IC
10, 44 : 서보 IC 12 : 진동방지부
14, 40 : 광검출기 16, 42 : 차동증폭기
18 : 아날로그/디지털 변환기 20, 52 : 제어부
22 : 디지털/아날로그 변환기 24, 50 : 선택스위치
26, 54 : 트랙킹액츄에이터 구동부 46 : 비례·적분 제어부
48 : 비례·적분·미분 제어부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치는 디스크에 광을 조사하여 반사되는 광량을 검출하기 위한 픽업수단과, 픽업수단의 출력신호를 신호연산하여 센터에러신호를 발생하는 센터에러 검출수단과, 억세스 모드와 기록/재생 모드에 해당하는 제어신호를 발생하기 위한 제어수단과, 제어수단의 제어신호에 따라 센터에러신호를 입력하여 비례·적분 제어함으로써 액츄에이터의 진동을 방지하는 센터제어신호를 발생하는 비례·적분 제어필터를 구비하는 서보수단과, 서보수단으로부터 입력되는 센터제어신호에 따른 액츄에이터 구동신호를 발생하는 트랙킹액츄에이터 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치를 나타낸 것으로서, 도 3에 도시된 액츄에이터 진동방지 장치는 스핀들모터(34)에 의해 회전되는 광디스크(32)에 광을 조사하여 반사되는 광량을 검출하기 위한 광픽업(36)과, 광픽업(36)의 광검출신호를 연산하여 고주파신호 및 트랙킹에러신호 등을 검출하는 고주파 IC(38)와, 광픽업(36)의 광검출신호를 연산하여 센터에러신호를 (42)를 발생하는 차동증폭기(42)와, 제어부(52)의 동작모드에 따라 고주파 IC(8)의 트랙킹에러신호를 기초하여 트랙킹제어신호를 발생하여 출력하거나 차동증폭기(42)의 센터에러신호를 기초하여 센터제어신호를 발생하여 출력하는 서보 IC(44)와, 서보 IC(44)로부터 입력되는 트랙킹제어신호 또는 센터제어신호에 따라 광픽업의 트랙킹 액츄에이터를 구동하기 위한 트랙킹액츄에이터 구동 부(54)를 구비한다. 그리고, 도 3에 도시된 서보 IC(44)는 차동증폭기(42)로부터 출력되는 센터에러신호를 입력하여 센터제어신호를 발생하는 비례·적분(Proportion, Integration;이하, PI라 한다) 제어부(46)와, 고주파 IC(38)로부터 출력되는 트랙킹에러신호를 입력하여 트랙킹제어신호를 발생하는 비례·적분·미분(Proportion, Integration, Differentiation;이하, PID라 한다) 제어부(48)와, 제어부(52)의 동작모드(50)에 따라 PI 제어부(46) 또는 PID 제어부(48)의 출력신호를 선택하여 출력하기 위한 선택 스위치(50)를 구성으로 한다.
도 3에 도시된 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에서 재생동작을 수행하는 통상모드인 경우 광픽업(36)은 스핀들모터(34)의 구동에 의해 회전되는 광디스크(32)에 광을 조사하여 광디스크(32)에 의해 반사되는 광량을 검출한다. 고주파 IC(38)는 광픽업(36)으로부터 출력되는 광검출신호를 입력하여 신호연산함으로써 고주파 형태의 재생신호 및 트랙킹에러신호(TE) 등을 검출한다. 서보 IC(44)에서 PID 제어부(48)는 고주파 IC(38)로부터 출력되는 트랙킹에러신호(TE)를 입력하여 PID 제어를 수행함으로써 트랙킹제어신호를 발생한다. 선택스위치(50)는 제어부(52)의 제어모드가 통상모드이므로 PID 제어부(48)를 출력단에 접속하여 트랙킹제어신호를 트랙킹액츄에이터 구동부(54)로 출력하게 된다. 트랙킹액츄에이터 구동부(54)는 서보 IC(44)로부터 출력되는 트랙킹제어신호를 입력하여 광픽업(40)에 장착된 트랙킹액츄에이터가 광디스크의 신호트랙을 추종하게끔 구동시키게 된다.
반면에, 광디스크 드라이브가 억세스모드인 경우 광픽업(36)을 이송하는 역할을 하는 슬레드(도시하지 않음)는 도 4의 (D)에 도시된 바와 같은 슬레드 구동전압에 의해 이동하게 된다. 이러한 억세스모드에서 차동증폭기(42)는 광픽업(36)에 장착된 4분할 광검출기(40)의 각 광검출편(PDa, PDb, PDc, PDd)으로부터 검출되는 광검출신호들(A, B, C, D) 중에서 우측의 광검출편들(PDa, PDb)로부터 출력되는 광검출신호의 합신호(A+B)와 좌측의 광검출편들(PDc, PDd)로부터 출력되는 광검출신호의 합신호(C+D)를 차동증폭하여 센터에러신호(CE)를 발생하게 된다. 이때, 차동증폭기(42)에서 발생되는 센터에러신호(CE)는 액츄에이터가 광픽업의 중심에서 어느 정보 벗어나 있는지를 나타내는 것으로 도 4의 (A)에 도시된 바와 같다. 서보 IC(44)의 PI 제어부(46)는 차동증폭기(42)로부터 출력되는 센터에러신호를 입력하여 PI 제어를 수행함으로써 센터제어신호를 발생하게 된다. 이때, PI 제어부(46)로부터 발생되는 센터제어신호는 도 4의 (B)에 도시된 바와 같다. 선택스위치(50)는 제어부(52)의 동작모드가 억세스모드이므로 PI 제어부(46)를 출력단에 접속하여 센터제어신호를 트랙킹액츄에이터 구동부(54)로 출력하게 된다. 트랙킹액츄에이터 구동부(54)는 서보 IC(44)의 PI 제어부(46)로부터 선택스위치(50)를 경유하여 입력되는 센터제어신호에 따라 트랙킹 구동신호를 발생함으로써 트랙킹액츄에이터가 중심에 위치하게 하여 진동을 방지하게 된다. 이에 따라, 슬레드 이동이 완료되는 지점(T)에서 도 4의 (C)에 도시된 조정후 센터에러신호로 알 수 있는 바와 같이 액츄에이터의 진동이 최소화됨으로써 트랙킹 서보가 안정적으로 빨리 온(On)될 수 있게 된다.
여기서, PI 제어부(46)의 PI 필터 계수값에 대한 최적설계가 요구된다. PI제어부(46)의 최적설계 과정을 살펴보면, 우선적으로 광디스크(32)를 임의의 속도로 회전시키면서 광을 조사하여 포커스 서보를 건다. 그 다음, 도 4의 (D)에 도시된 바와 같은 슬레드 구동전압을 이용하여 슬레드를 광디스크의 내주에서 외주로, 외주에서 내주로 반복 구동하게 된다. 이 경우, 서보 IC(44)의 선택스위치(50)를 억세스모드로 절환한 후 PI 제어부(46)는 차동증폭기(42)로부터 출력되는 센터에러신호를 관측하게 된다. 그리고, PI 제어부(46)는 센터에러신호가 슬레드 이동 중에도 도 4의 (C)에 도시된 바와 같이 기준레벨을 기준으로 진폭변화가 최소가 되도록 PI 필터의 계수값을 설정하게 된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 액츄에이터 진동방지 장치는 억세스 구동시 피드백 제어루프를 사용하여 액츄에이터의 진동을 방지함으로써 안정적으로 트랙킹 서보를 온시킴과 아울러 억세스타임을 단축시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에 의하면 억세스 구동시 피드백 제어루프를 이용하여 슬레드 이동으로 발생되는 액츄에이터의 진동을 억제함으로써 억세스 동작을 신속하고 정확하게 수행할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에 의하면 액츄에이터 진동을 방지하기 위한 센터에러 제어부를 서보 IC에 내장함으로써 회로구성을 단순화시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (5)

  1. 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치에 있어서,
    디스크에 광을 조사하여 반사되는 광량을 검출하기 위한 픽업수단과,
    상기 픽업수단의 출력신호를 신호연산하여 센터에러신호를 발생하는 센터에러검출수단과,
    억세스 모드와 기록/재생 모드에 해당하는 제어신호를 발생하기 위한 제어수단과,
    상기 제어수단의 제어신호에 따라 상기 센터에러신호를 입력하여 비례·적분 제어함으로써 상기 액츄에이터의 진동을 방지하는 센터제어신호를 발생하는 비례·적분 제어필터를 구비하는 서보수단과,
    상기 서보수단으로부터 입력되는 센터제어신호에 따른 액츄에이터 구동신호를 발생하는 트랙킹액츄에이터 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽업수단의 출력신호를 신호연산하여 트랙킹에러신호를 검출하기 위한 트랙킹에러 검출수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서보수단은
    상기 트랙킹에러 검출수단으로부터 트랙킹에러신호를 입력하여 비례·적분·미분 제어함으로써 트랙킹제어신호를 발생하는 비례·적분·미분 제어필터와,
    상기 제어수단으로부터 제어신호를 입력하여 상기 비례·적분 제어필터와 비례·적분·미분 제어필터를 선택적으로 상기 트랙킹액츄에이터 구동수단에 접속시키기 위한 선택 스위치수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 트랙킹액츄에이터 구동수단은 상기 비례·적분·미분 제어필터로부터 상기 선택스위치를 경유하여 입력되는 상기 트랙킹제어신호에 따라 트랙킹액츄에이터 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비례·적분 제어필터의 계수값은 억세스 동작을 반복적으로 수행하면서 상기 센터에러검출수단으로부터 검출되는 센터에러신호가 임의의 기준레벨을 기준으로 진폭변화가 최소가 되도록하는 계수값으로 설정되는 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 액츄에이터 진동방지 장치.
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