KR100306541B1 - 트랙킹제어장치및방법 - Google Patents

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Abstract

복사 에너지의 빔을 제어하기 위한 장치가 제공된다. 빔의 검출기는 빔의 위치에 응답하는 제1 및 제2출력을 가진다. 회로는 선정된 위치로부터의 빔이 변위를 나타내는 에러 신호를 생성하기 위해 검출기의 출력에 결합된다. 여기서, 에러 신호는 변위에 관련하여 주기 특성을 가진다. 에러 신호에 응답하는 서보는 변위된 빔을 선정된 위치로 복귀시킨다. 국부 피드 백 루프는 검출기의 출력에 결합되고, 각각이 에러 신호에 응답하는 제1 및 제2 주기 함수 발생기를 포함한다. 제 2주기 함수 발생기는 제1 주기 함수 발생기의 출력과 위상각, 양호하게는 90° 만큼, 다른 출력을 가진다. 제1곱셈기는 검출기의 제1출력에 제1주기 함수 발생기의 출력을 곱한다. 제2곱셈기는 검출기의 제2 출력에 제2 주기 함수 발생기의 출력을 곱한다. 여기서, 제1 및 제2 곱셈기의 출력은 에로 신호를 수정하기 위한 회로의 입력으로서 제공된다.

Description

트랙킹 제어 장치 및 방법
본 발명은 광 디스크 드라이브를 위한 트랙킹 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 트랙킹 서보 동작의 폐루프 모드의 동작 범위를 디스크 상의 다수의 정보 트랙으로 연장시키는 개선된 서보 제어에 관한 것이다.
정보가 다수의 나선 또는 동심원 정보 트랙 상에 저장되는 광 디스크 드라이브에 있어서, 관심 정보 트랙 상에 기록 또는 재생 빔의 고정은 대개 트랙킹 서보, 예를 들어, 미국 특허 제4,332,022호의 Ceshkovsky 등에 의해 공개된 서보에 의해 유지된다. 트랙킹 서보는 광 디스크 매체로부터 되돌아오는 반사 광 빔의 강도로부터 유도되며 아래의 수학식 1에 의해 주어지는 트랙킹 에러 신호 Vp를 최소화하도록 반응한다.
Figure kpo00001
여기서, A는 상수이고, p는 트랙 중심으로부터의 빔 거리이고, p는 트랙 피치이다.
제1 정보 트랙으로부터 제2 정보 트랙으로 디스크 축 방향으로 기록 또는 재생 빔을 신속하게 움직이는 것이 종종 필요하다. 이것이 서보 루프에 의해 수행될 때, 이것은 트랙킹 시스템의 안정성을 해치고, 새로운 정보 트랙 상으로 고정을 이루는데 시간이 낭비되기 때문에 바람직하지 못하다.
따라서, 제1 관심 영역으로부터 제2 관심 영역으로 광 빔을 이동시키되 서보의 폐루프 동작을 유지하는 새로운 방법을 발견하는 시도가 있어 왔다.
Burroughs, 미국 특허 제4779251호에서는 트랙킹 서보 내로 제어된 옵셋을 도입하는데 사용되는 램프 파형을 발생시키는 회로가 있는 장치가 공개되어 있다. 프리포멧된 미세 트랙킹 특징으로부터 유도되는 서보 에러 신호는 판독 빔이 트랙간을 이동할 때 위상이 반전된다. 램프 파형은 트랙 사이의 이전의 마이크로점프(microjump)로부터의 기억된 트랙킹 에러 정보에 따라 조절된다.
폐루프 모드에서 동작하는 트랙킹 서보의 동작 범위를 종래의 트랙 범위의 1/4 또는 1/2 이상으로 연장시키는 것이 본 발명의 주요 목적이다.
디스크 결함, 노이즈, 충격, 및 진동에 대응하여 트랙킹 서보의 성능을 향상시키는 것도 본 발명의 또 다른 목적이다.
광 디스크 드라이브에서 본 발명의 이들 및 다른 목적들이 서보 루프를 제공하는 에러 신호를 생산하기 위한 다수의 출력을 갖는 광 픽업을 제공함으로써 달성된다. 에러 신호는 광 픽업의 출력을 수정하기 위해 다수의 사인(SINE) 함수 발생기를 포함하는 국부 피드백 루프에 제공되여, 판독 빔의 축 방향 위치에 관해 플롯팅되는 트랙킹 에러 신호가 SINE 파형으로부터 실질적으로 선형 램프로 변환되게 된다. 램프의 동작 범위는 디스크 상의 2개 이상의 정보 트랙으로 연장된다. 국부 피드백 루프는 비록 일부 요소를 공유하도록 설계되지만 주 트랙킹 서보 루프에 독립이다.
SINE 함수 발생기 외에, 국부 피드백 루프는 2개의 곱셈기, 차분 합산 증폭기, 국부 루프 이득 요소, 위상 보상기, 및 위상 이동 값을 2개의 SINE 함수 발생기 입력 중 하나에 더하는 합산 회로를 포함한다.
본 발명은 복사 에너지 빔의 제어용 장치를 제공하는데, 여기서, 빔의 검출기는 빔의 위치에 응답하는 제1 및 제2 출력을 가진다. 선정된 위치로부터의 빔의 변위를 나타내는 에러 신호를 생성하기 위한 검출기의 출력에 결합되는 회로가 있다. 여기서, 에러 신호는 변위에 대한 주기 특성을 가진다. 에러 신호에 응답하는 서보는 변위된 빔을 선정된 위치로 복귀시킨다. 국부 피드백 루프는 검출기의 출력에 결합되며, 각각이 에러 신호에 응답하는 제1 및 제2 주기 함수 발생기를 포함한다. 제2 주기 함수 발생기는 제1 주기 함수 발생기의 출력과는 위상 각에서 양호하게 90°만큼 다른 출력을 가진다. 제1 곱셈기는 검출기의 제1 출력에 제1주기 함수 발생기의 출력을 곱한다. 제2 곱셈기는 검출기의 제2 출력에 제2 주기 함수 발생기의 출력을 곱한다. 여기서, 제1 및 제2 곱셈기의 출력은 에러 신호를 수정하기 위해 회로의 입력으로서 제공된다.
본 발명의 한 특징에서, 주기 특성은 실질적으로 SINE 함수이며, 제1 주기 함수 발생기와 제2 주기 함수 발생기는 SINE 발생기이다.
양호하게, 검출기의 제1 및 제2 출력은 빔의 변위에 관해 대략적으로 서로 직교하며, 위상 각은 대략 90°이다. 위상 각은 대략 60°에서 120°의 범위 내에 있을 수 있다. 검출기는 인터페로미터(interferometer)를 포함할 수도 있다.
본 발명은 복사 에너지 빔을 제어하는 방법을 제공한다. 이것은 빔의 위치에 응답하는 제1및 제2 검출 신호를 발생시키며, 선정된 위치로부터의 빔의 변위를 나타내며 변위에 대한 주기 특성을 갖는 에러 신호를 생성하고, 에러 신호에 응답하여 변위된 빔을 선정된 위치로 복귀시키며, 제1 및 제2 주기 신호를 발생시켜 수행된다. 제2 주기 신호는 제1 주기 신호와 양호하게 90°인 위상 각만큼 차이가 난다. 에러 신호는 제1 검출 신호에 제1 주기 신호를 곱하여 제1 결과 신호를 내고, 제2 검출 신호에 제2 주기 신호를 곱하여 제2 결과 신호를 낸 다음, 제1결과신호와 제2 결과 신호 사이의 차이를 판정함으로써 생성된다.
광학 디스크 시스템용 트랙킹 제어 장치에서, 소스는 복사 에너지 빔을 광디스크의 선택된 트랙을 향하게 한다. 회전 축에 대한 빔과 디스크 간의 상대적 회전 운동을 알려주기 위한 수단, 및 빔이 선댁된 정보 트랙을 따르도록 일반적으로 디스크에 관해 축방향으로 빔을 변위시키기 위한 빔 조종 수단이 있다. 검출기는 선택된 정보 트랙으로부터 되돌아오는 복사 에너지에 응답하며 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 가지는데, 제1 출력 신호는 선택된 트랙으로부터의 빔의 변위에 따라 제2 출력 신호와 위상에 있어서 다르다. 제1 곱셈기는 검출기의 제1 출력 신호에 전기적으로 결합된 제1 입력을 가지며, 제2 곱셈기는 검출기의 제2 출력 신호에 전기적으로 결합된 제1 입력을 가진다. 차분 합산 증폭기는 에러 신호를 생성하기 위해 제1 곱셈기의 출력에 결합된 제1 입력과 제2 곱셈기의 출력에 결합된 제2 입력을 가진다. 제1 주기 함수 발생기는 차분 합산 증폭기의 출력에 결합된 입력과 제1 곱셈기의 제2 입력에 결합된 출력을 가진다. 서보는 빔 조종 장치를 동작시키기 위해 차분 합산 증폭기의 출력에 응답한다.
본 발명의 한 특징에서, 증폭된 에러 신호를 발생하는 차분 합산 증폭기의 출력에 결합된 루프 이득 증폭기가 있으며, 루프 이득 증폭기에 결합된 피드백 루프 보상 회로는 증폭된 에러 신호에 대한 위상 이득 보상을 제공한다. 루프 보상 회로에 결합되고 제1주기 함수 발생기나 제2 주기 함수 발생기 중 어느 하나에 결합된 위상 이동기가 있으며, 여기서, 위상 이동기는 선정된 전압 옵셋을 에러 신호에 제공한다.
본 발명은 광학 디스크 시스템에서 트랙킹 제어를 위한 방법을 제공한다. 이것은 복사 에너지 빔을 광 디스크의 다수의 정보 트랙중 선택된 하나를 향하도록 하고, 회전축에 관한 빔과 디스크 간의 상대적 운동을 알려주며, 선택된 정보 트랙을 따르도록 디스크에 대한 일반적으로 축방향으로 빔을 변위시키고, 선택된 정보트랙으로부터 되돌아오는 복사 에너지를 검출함으로써 이루어진다. 제1 출력 신호와 제2 출력 신호가 발생되는데, 여기서, 제1출력 신호는 선택된 트랙으로부터의 빔의 변위에 따라 제2 출력 신호와 위상에 있어서 다르다. 이 방법은 제1 출력 신호에 에러 신호의 제1 주기 함수를 곱하여 제1 결과를 내고, 제2출력 신호에 에러신호의 제2 주기 함수를 곱해 제2 결과를 낸 다음, 제2 결과로부터 제1 결과를 감산하여 에러 신호를 생성하며, 에러 신호에 따라 선택된 정보 트랙을 향하도록 빔을 조종하는 것을 더 포함한다.
제1도는 본 발명에 따른 장치의 개략도.
제2도는 트랙화된 광학 기록 매체의 표면의 일부를 도시하는 단면.
제3도는 제1도의 장치 내의 신호 회복 서브시스템의 블럭도.
제4도는 제3도에 도시된 서브시스템의 세부 사항을 도시한 도면.
제5도는 광학 매체 상의 트랙에 대응하는 신호 파형 도면.
제6도는 제1도에 도시된 장치의 일부의 전기적 개략도.
제7도는 SINE 함수 발생기의 블럭도.
제8도와 제9도는 본 발명을 이해하는데 도움이 되는 전기 파형도.
제10도와 11도는 본 발명의 특정 실시예를 설명하는 개략도.
제12도는 제10도와 제11도의 실시예에 사용되는 링 검출기.
제13도는 본 발명의 양호한 실시예의 전기적 개략도.
제14도는 제13도의 개략도에서 도시된 함수 발생기를 도시하는 상세한 전기적 흐름도.
제15도는 제13도에 도시된 회로의 타이밍 회로를 도시하는 상세한 전기 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광학 시스템 18 : 레이저
22 : 판독빔 26 : 광 디스크
28 : 제 1렌즈 30 : 회절 격자
34 : 빔 분할 프리즘 38 : 1/4 파장 플레이트
42 : 거울 52 : 인덕터
54 : 대물렌즈 58 : 입사 개구
94 : 트랙킹 서보 96 : 반사된 빔
다음의 도면과 함께 발명의 상세 설명을 참조하면, 본 발명의 이들 및 다른 특징들을 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서는 집합적으로 "광 디스크"라 언급하는 비디오 디스크, 광자기 디스크, 오디오 디스크, 및 컴퓨터 데이타 디스크와 같은 정보 매체를 위한 광학 시스템(10)이 제1도에 도시되어 있다. 광학 시스템(10)은 광 디스크(26) 상에 저장된 인코딩된 신호를 판독하는데 사용되는 판독 빔(22)를 발생시키기 위해 사용되는 레이저(18), 제1 렌즈(28), 회절 격자(30), 빔 분할 프리즘(34), 및 1/4파장 플레이트(38)을 포함한다. 광학 시스템(10)은 거울(42), 및 입사 개구를 갖는 대물 렌즈(54)를 더 포함한다. 광 디스크(26)에 도달하는 빔은 인덕터(52)로 상징적으로 표시된 공지된 빔 변위 수단에 의해 방사형으로 움직일 수 있다. 실제로, 인덕터(50)은 트랙킹 서보(94)에 의해 제어된다.
광 디스크(26)의 확대된 부분이 제2도에 도시되어 있다. 광 디스크(26)은 정보 기록 표면(70) 상에 형성된 다수의 정보 트랙(66)을 포함한다. 각 정보 트랙(66)은 연속된 광 반사 영역(74)와 광 무반사 영역(78)을 포함한다. 광 반사 영역(74)는 일반적으로 얇은 알루미늄 층과 같이 일반적으로 평탄한 고도의 광택 표면을 가진다. 광 무반사 영역(78)은 일반적으로 광분산 표면이며, 광반사 영역(74)를 나타내는 평탄면 위의 돌기나 융기부처럼 보인다. 판독 빔(22)는 광 디스크 (26)의 정보 기록 표면(70)에 관해 1°이상의 이동을 가지며, 이들 중 하나는 양방향 화살표(82)로 표시된 바와 같이 방사형이다.
레이저(18)에 의해 발생된 판독 빔(22)는 우선, 판독 빔(22)를 대물 렌즈(54)의 입사 개구를 충분히 채울 수 있는 크기로 만들기 위해 쓰이는 제1 렌즈(28)을 통과한다. 판독 빔(22)가 제1 렌즈(28)에 의해 적절하게 모양이 잡히고 난 후, 판독 빔(22)를 3개의 분리된 빔(도시되지 않음)으로 분할하는 회절 격자(30)을 통과한다. 이들 중 2개는 방사형 트랙킹 에러 신호를 만들기 위헤 쓰이고, 나머지 하나는 초점 에러 신호와 정보 신호를 만들기 위해 쓰인다. 이 3개의 빔은 광학 시스템(10)의 나머지 부분에서 동일하게 다루어진다. 따라서, 이들은 집합적으로 판독 빔(22)라 언급된다. 회절 격자(30)의 출력은 빔 분할 프리즘(34)에 인가된다. 프리즘(34)의 축은 판독 빔(22)의 경로에서 약간 옵셋되어 있다. 그 이유는 1988, 7, 5일자로 issue된 미국 특허 RE 32,709에 보다 상세히 설명되어 잇으며, 본 명세서에서는 참고로 인용했다.
판독 빔(22)의 전송된 일부는 판독 빔(22)를 형성하는 광의 편광에 있어서 45°를 이동을 제공하는 1/4 파장 플레이트(38)를 통해 인가된다. 다음으로, 판독 빔(22)는 판독 빔(22)를 대물 렌즈(54)로 향하게 하는 거울(42)에 입사된다.
광 디스크(26)의 표면(70)상에서 인디시아(indicia)가 실린 정보를 방사형으로 트랙킹하기 위해 판독 빔(22)의 입사 지점을 광 디스크(26)의 정보 기록 표면(70)상으로 향하도록 하는 것이 서보 시스템(94)의 기능이다. 이것은 에러 신호에 응답하여 판독 빔(22)의 입사 지점이 제2도에 도시된 화살표(86)으로 표시된 바와 같이 광 디스크(26)의 면(70) 위에서 방사형의 원하는 위치로 향하도록 인덕터(52)를 구동해서 이루어진다.
판독 빔(22)가 반사된 빔(96)으로서 거울(42)로부터 반사된 후에, 이것은 대물 렌즈(54)의 입사되어 렌즈(54)에 의해 광 디스크(26)의 정보 기록 트랙들(66) 중 하나의 지점에 초점이 맞추어진다. 대물 렌즈(54)는 판독 빔(22)가 광 디스크((26)의 정보 기록 표면(70) 상에 입사하는 지점에서 원하는 크기를 갖는 한 점의 광으로 판독 빔(22)를 바꾸기 위해 사용된다. 판독 빔(22)가 입사 개구(58)을 완전히 채우도록 하는 것이 바람직한데, 이는 디스크(26)에 입사되는 지점에서 높은 광 밀도를 만들기 위함이다.
이렇게 하여 광학 시스템(10)은 판독 빔(22)를 광 디스크(26)으로 향하게 하고 광 디스크(26)에 입사되는 지점에서 한점으로 모은다. 정규 플레이 모드에서, 포커싱된 판독 빔(22)는 연속적으로 위치한 광 반사 영역(78)에 입사된다. 반사된 광은 대물렌즈(54)에 의해 모여 판독 빔의 반사부를 생성한다. 판독 빔(96)은 거울(42), 추가적인 45 편광 이동시켜 결과적으로 총 180° 의 편광 이동을 초래하는 1/4 파장 플레이트(38)에 입사되는 앞서 설명한 바와 동일한 경로를 따라간다. 다음으로, 반사된 판독 빔(96)은 반사된 판독 빔(98)의 일부가 제3도에 도시된 신호 회복 서브시스템(104)의 일부에 입사되도록 전환시킨다.
제3도는 신호 회복 서브시스템(104)의 일부의 개략적 블럭도를 도시한다. 신호 회복 서브시스템(104)는 빔(98)을 수신하며 다수의 정보 신호를 발생시킨다. 다음으로, 이들 신호는 광 디스크 플레이어의 여러 부분에 제공된다. 이들 정보 신호는 일반적으로 2종류인데, 하나는 저장된 정보를 나타내는 정보 신호 그 자체이고, 다른 하나는 광 디스크 플레이어의 여러 부분을 제어하기 위해 정보 신호로부터 나오는 제어 신호이다. 정보 신호는 디스크(26)상에 저장된 정보를 나타내는 변조 신호이고, 신호 처리 서브시스템(도시되지 않음)에 제공된다. 신호 회복 서브시스템(104)에 의해 발생되는 제어 신호의 제1 유형은 포커스 서보 서브시스템(도시되지 않음)에 제공되는 차분 포커스 에러 신호이다. 신호 회복 서브시스템(104)에 의해 발생되는 제어 신호의 제2 유형은 차분 트랙킹 에러 신호이다. 차분 트랙킹 에러 신호는 인덕터(52)가 판독 빔(22)를 방사형으로 변위시키도록 트랙킹 서보시스템(94)에 제공된다.
반사된 빔(98)을 수신하기 위해, 신호 회복 서브시스템(104)는 제1 트랙킹 광검출기(112), 제2 트랙킹 광 검출기(116), 및 내측부(122)와 외측부(123)을 갖는 동심원 링 검출기(120)를 포함하는 다이오드 검출기 어레이(108)을 포함한다. 신호 회복 서브 시스템(104)는 제1 트랙킹 전치증폭기(124), 제2 트랙킹 전치증폭기(128), 제1 포커스 전치증폭기(132), 제2 포커스 전치증폭기(136), 제1차동 증폭기(140), 및 제2차동 증폭기(144)를 더 포함한다. 제1 차동 증폭기와 함께 제1 및 제2 트랙킹 전치증폭기(124 및 128)은 신호 회복 서브시스템(104)의 트랙킹 신호 처리부(146)을 포함한다.
다이오드 검출기 어레이(108)은 제1, 제2, 제3, 및 제4 출력(148, 152, 156, 및 160)을 가진다. 제1 출력(148)은 제1트랙킹 전치증폭기(124)의 입력(164)에 전기적으로 접속되고, 제2 출력(152)는 제2 트랙킹 전치증폭기(128)의 입력(168)에 전기적으로 접속된다. 제3 출력(156)은 제1 포커스 전치증폭기(132)의 입력(172)에 전기적으로 접속되고, 제4 출력(160)은 제2 포커스 전치증폭기(136)의 입력(176)에 전기적으로 접속된다. 제1 트랙킹 전치증폭기(124)는 제1 차동 증폭기(14)의 제1 입력(182)에 전기적으로 접속된 출력(180)을 가지는 반면, 제2 트랙킹 전치증폭기(128)은 제1 차동 증폭기(140)의 제2 입력(186)에 전기적으로 접속된 출력(184)를 가진다. 제1 포커스 전치증폭기(132)는 제2 차동 증폭기(144)의 제1 입력(190)에 전기적으로 접속된 출력(188)을 가지는 반면, 제2 포커스 전치증폭기(136)은 제2 차동 증폭기(144)의 제2 입력(194)에 전기적으로 접속된 출력(192)를 가진다.
반사된 빔(98)은 제1트랙킹 광검출기(112)에 입사되는 제1 트랙킹 빔(196); 제2 트랙킹 광검출기(116) 상에 입사되는 제2트랙킹 빔(197); 및 동심원 링 검출기(12)에 입사되는 중앙 정보 빔(198)의 3부분을 포함한다. 제1 트랙킹 광검출기(112)에 의해 생성되는 신호는 다이오드 검출기 어레이(108)의 제1 출력(148)을 경유해 제1 트랙킹 전치증폭기(124)에 제공된다. 동심원 링 검출기(120)의 내측부(122)에 의해 생성되는 신호는 다이오드 어레이(108)의제3출력(156)를 경유해 제1 포커스 전치증폭기(132)에 제공되는 반면, 동심원 링 검출기(120)의 외측부(123)에 의해 생성되는 신호는 다이오드 어레이(108)의 제4 출력(160)을 경유해 제2 포커스 전치증폭기(136)에 제공된다.
제1 차동 증폭기(140)으로부터의 출력은 아래에 보다 상세히 설명되는 트랙킹 서보 시스템(94)에 인가되는 차분 트랙킹 에러 신호이다. 제2 차동 증폭기(144)로부터의 출력은 포커스 서보 시스템(도시되지 않음)에 인가되는 차분 포커스 에러 신호이다. 비록 본 발명의 응용이 본 명세서에서 설명된 신호 회복 서브시스템(104)에 관련하여 기술되었지만, 종래 기술의 다른 신호 회복 서브시스템에도 역시 사용될 수 있다.
트랙킹 서보 시스템(94)의 기능은 판독 빔(22)가 정보 트랙(66)의 중심에 직접 입사하도록 방향을 조절하는 것이다. 판독 빔(22)는 일반적으로 정보 트랙(66)을 형성하는 인디시아(indicia)의 정보 기록 시퀀스와 동일한 폭이다. 빔(22)의 전부 또는 대부분이 정보 트랙(66)의 연속적으로 위치한 광반사 및 광 무반사 영역(74 및 78) 상에 입사되도록 할 때 최대의 신호 회복이 달성된다. 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 때때로 방사형 트랙킹 서보라 불리는데, 이는 정보 트랙(66)으로부터의 이동이 종종 디스크 표면(70) 상의 방사 방향으로 발생하기 때문이다. 방사형 트랙킹 서보(94)는 일반적으로 광 디스크 플레이어의 정규 플레이 모드에서 연속적으로 동작가능하다. 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 제4도에서 보다 상세하게 도시되어 있으며 루프 인터럽트 스위치(200)과 인덕터(52)를 구동하기 위한 증폭기(202)를 포함한다. 루프 인터럽트 스위치(200)은 제1 입력(204)에서 신호 회복 서브시스템(104)로부터 트랙킹 에러 신호를 수신하며, 제2 입력(206)에서 루프 인터럽트 신호를 수신한다. 루프 인터럽트가 액티브가 아닐 때, 트랙킹 에러 신호가 출력(208)에 제공된다. 증폭기(202)는 입력(210)에서 트랙킹 에러 신호를 수신하며 제1 출력(212)에서 인덕터(52)에 대한 트래킹 A 신호를 발생시키고, 제2출력(214)에서 인덕터(52)에 대한 트랙킹 B신호를 발생시킨다. 트랙킹 A 신호와 트랙킹 B 신호는 함께 판독 빔(22)의 방사형 변위를 제어한다. 트랙킹 에러 신호가 증폭기(202)의 입력(210)에서 수신될 때, 2개의 트랙킹 신호는 판독 빔(22)가 방사형으로 이동해 판독 빔(22)에 의해 조사되는 정보 트랙 상의 중심에 위치하도록 인덕터(52)를 통해 흐르는 전류를 제어한다. 이동의 방향과 양은 트랙킹 에러 신호의 극성과 크기에 따라 다르다.
어떤 동작 모드에서는, 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 신호 회복 서브시스템(104)로부터 발생되는 트랙킹 에러 신호가 증폭기(202)에 제공되지 않도록 인터럽트된다. 이와 같은 모드 중의 하나가 포커싱된 판독 빔(22)가 디스크(26)의 정보 기록 부분의 일부를 방사형으로 지나도록 하는 것이 바람직한 탐색 동작이다. 이와 같은 모드에서, 인터럽트 신호가 인터럽트 스위치(200)의 제2 입력과 트랙킹 서보 시스템(94)에 제공되어, 스위치(200)이 트랙킹 에러 신호가 출력(208)에 제공되는 것을 방지한다. 또한, 포커싱된 판독 빔(22)가 한 트랙에서 인접한 트랙으로 점프하도록 유발하는 점프-백 동작 모드에서, 트랙킹 에러 신호는 증폭기(2020에 제공되지 않는다. 점프-백 모드에서, 증폭기(202)는 트랙킹 A 와 B 신호를 제공하지 않는데, 이는 이들이 인덕터(52)로 표시된 방사형 편향 수단을 진동시키는 경향이 있기 때문이다. 일반적으로, 트랙킹 에러 신호가 증폭기(202)로부터 제거되는 동작 모드에서, 판독 빔(22)를 다음번 할당된 위치로 변위시키도록 증폭기(202)에 명확한 신호를 주기 위해 대체 펄스가 발생된다.
광 디스크(26)의 방사 방향 단면도가 제5도의 라인 A에 도시되어 있다. 여기에는 다수의 정보 트랙(66)과 다수의 트랙간 영역(224)가 도시되어 있다. 트랙간 영역(224)는 제2도에 도시된 바와 같이 광반사 영역(74)와 유사하다. 참조번호(228 및 232)로 지시되어 있는 라인들의 길이는 중심 트랙(236)과 인접한 제1 트랙(240)간의 중심대 중심 간격과 중심 트랙(236)과 인접한 제2 트랙(244)간의 중심대 중심 간격을 각각 나타낸다. 라인(228)에서 참조 번호(248)로 지시된 위치와 라인(232)에서 참조번호(252)로 지시된 지점은 중심 트랙(236)과 인접한 트랙(240 및 244)사이의 교차점을 나타낸다. 교차점(248 및 252)는 중심 트랙(236)과 제1 및 제2 트랙(240 및 244) 사이의 정확히 중간지점을 각각 나타낸다. 라인(228)상의 참조번호(256)에 위치한 지점은 제1 정보 트랙(240)의 중심을 나타내는 반면, 라인(232) 상의 참조번호(260)에 위치한 지점은 제2 정보 트랙(244)의 중심을 나타낸다. 참조번호(264)로 지시된 지점은 중앙 정보 트랙(236)의 중심을 나타낸다.
전형적인 광 디스크는 인치당 대략 11000개의 정보 트랙을 포함한다. 하나의 정보 트랙의 중심으로부터 다음번 인접한 트랙으로의 거리는 1.6 미크론의 범위내에 있는 반면, 특정 정보 트랙에 정렬되어 있는 정보 인디시아(indicia)는 폭이 대략 0.5 미크론이다. 이것은 인접한 정보 트랙에 위치한 인디시아의 최외곽 영역 사이에 대략 1 미크론의 빈 공간을 남긴다.
판독 빔(22)가 정보 트랙(66)의 중심으로부터 벗어날 때, 제1 트랙킹 광검출기(112)나 제2 트랙킹 광검출기(116) 중 하나에 의해 수신된 편향된 신호는 강도가 증가하는 반면, 다른 트랙킹 광검출기에 의해 수신되는 편향된 신호는 강도가 감소한다. 광검출기가 더 강하거나 덜 강한 신호 중 어느 것을 수신하느냐는 판독 빔(22)가 정보 트랙(66)의 중심으로부터 이탈하는 방향에 의존한다. 제1 및 제2 트랙킹 광검출기(112 및 116)으로부터 제공되는 신호들 사이의 위상차는 트랙킹 에러 신호를 나타낸다. 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 제1 및 제2 트랙킹 광검출기(112 및 116)으로 부터 신호를 수신하며 이들간의 차이를 최소화시키도록 동작하여 판독 빔(22)가 정보 트랙(66) 상의 중심에 위치도록 한다.
제1 차동 증폭기(140)에서 발생된 차분 트랙킹 에러 신호가 제5도의 라인 B에 도시되어 있으며, 디스크(26) 상의 판독 빔(22)의 방사형 위치를 나타낸다. 차분 트랙킹 에러 신호 출력은 중앙 정보 트랙(236)의 중심과 교차 지점(248)의 중간인 참조번호(272)로 지시된 지점에서 최대 트랙킹 에러를 가지며, 중앙 정보 트랙(236)의 중심과 교차 지점(252)의 중간인 참조번호(272)로 지시된 지점에서 제2 최대 트랙킹 에러를 가진다. 제3 최대 트랙킹 에러가 제1 정보 트랙(240)의 중심과 교차 지점(248)의 중간인 참조번호(276)으로 지시된 지점에 도시되어 있다. 제4 최대 트랙킹 에러는 제2 정보 트랙(244)의 중심과 교차 지점(252)의 중간인 참조번호(280)으로 지시된 지점에 도시되어 있다. 최소 트랙킹 에러가 정보 트랙(240, 236 및 244)의 중심에 각각 대응하는 참조번호(248, 288, 및 292)로 지시된 지점에 도시되어 있다. 최소 트랙킹 에러는 교차 지점(248 및 252)에 각각 대응하는 참조번호(296 및 298)로 지시된 지점에 도시되어 있다.
본 발명의 신호 처리 서브시스템(104)의 트랙킹 신호 처리부(300)이 제6도에 도시되어 있다. 트랙킹 신호 처리부(300)은 제3도를 참조하여 기술된 다이오드 어레리(108)과 유사한 다이오드 어레이(312)의 제1 트랙킹 광검출기(304)와 제2 트랙킹 광검출기(308) 모두로부터 트랙킹 에러 신호를 수신한다. 도시되지는 않았지만, 처리부(300)은 듀얼 광검출기와 같은 다른 유형의 광검출기로부터의 트랙킹 에러 신호도 수신할 수 있다. 트랙킹 신호 처리부(300)은 제1 전치증폭기(316), 제2 전치증폭기(320), 제1 연산증폭기(324), 제2 연산증폭기(328), 제1 아날로그 곱셈기(332), 제2 아날로그 곱셈기(336), 및 합산 증폭기(340)을 포함한다. 트랙킹 신호 처리부(300)은 제3 연산증폭기(348), 피드백 루프 보상 회로(352), 위상 이동기(356)과 제1 및 제2 SINE 함수 발생기(360 및 364)를 포함하는 국부 피드백 루프(344)를 더 포함한다. 위상 이동기(356)은 SINE 함수 발생기(360 및 364)의 출력 사이에서 위상 이동을 낳는 옵셋 전압을 제공한다.
제 1 전치증폭기(316)은 입력(368)과 출력(372)를 가지며, 제2 전치증폭기(320)은 입력(376)과 출력(380)을 가진다. 제1 연산증폭기(324)는 제1 전치증폭기(316)의 출력(372)에 전기적으로 접속된 포지티브 제 1 입력(384), 포지티브 전원(392)에 전기적으로 접속된 네거티브 제2 입력(388), 및 출력(396)을 가진다. 제2 연산증폭기(328)은 제2 전치증폭기(320)에 전기적으로 접속된 포지티브 제1 입력(400), 전원(392)에 전기적으로 접속된 네거티브 제2 입력(404), 및 출력(408)을 가진다.
트랙킹 신호 처리부(300)의 피드백부(344)를 참조하면, 제3 연산증폭기(348)은 입력(412), 출력(416)을 가진다. 위상 보상 회로(352)는 제3 연산증폭기(348)의 출력(416)에 전기적으로 접속된 입력(420)과 출력(424)를 가진다. 위상 이동기(356)은 위상 보상 네트워크(352)의 출력(424)에 전기적으로 접속된 입력(428)과 출력(432)를 가진다. 제1 SINE 함수 발생기는 위상 이동기(356)의 출력(432)에 전기적으로 접속된 입력(436)와 출력(440)을 가지는 반면, 제2 SINE 함수 발생기(364)는 위상 보상 네트워크(352)의 출력(424)에 전기적으로 접속된 입력(444)와 출력(448)을 가진다.
제1 아날로그 곱셈기(332)는 제1 연산증폭기(324)의 출력(396)에 전기적으로 접속된 제1 입력(452), 제1 SINE 함수발생기(360)의 출력(440)에 전기적으로 접속된 제2 입력(456), 및 출력(460)을 가진다. 제2 아날로그 곱셈기(336)는 제2 연산 증폭기(328)의 출력(408)에 전기적으로 접속된 제1 입력(464), 제2 SINE 함수 발생기(364)의 출력(448)에 전기적으로 접속된 제2 입력(468) 및 출력(472)를 가진다. 합산 증폭기(340)은 제1 아날로그 곱셈기(332)의 출력(460)에 전기적으로 접속된 제1 입력(476), 제2 아날로그 곱셈기(336)의 출력(472)에 전기적으로 접속된 제2 입력(480), 및 제3 연산증폭기(348)의 입력(412)와 트랙킹 에러 서브시스템(94) 모두에 전기적으로 접속된 출력(484)를 가진다.
제1 전치증폭기(316)은 입력(368)에서 제1 트랙킹 광검출기(304)로부터 트랙킹 신호 출력을 수신하는 반면, 제2 전치증폭기(320)은 입력(376)에서 제2 트랙킹 검출기(3080로부터 트랙킹 신호 출력을 수신한다. 양쪽 모두의 트랙킹 신호는 디스크(26)의 표면을 따르는 방사형 위치의 함수로서 플롯팅되면, 주기 신호가 되며 두 신호는 대략 90° 위상차가 난다. 두 트랙킹 검출기(304 및 308)로부터의 트랙킹 신호 출력은 각각 증폭되어 제1 및 제2 전치증폭기(316 및 320)의 출력(372 및 380)의 각각에 제공된다.
포지티브 입력(348)에서 제1 전치증폭기(316)으로부터 증폭된 트랙킹 신호를 수신하며 네거티브 입력(338)에서 포지티브 전압을 수신하는 제1 연산증폭기(314)는 트랙킹 신호의 공통 모드 전압을 제거하며, 트랙킹 에러 신호에 대응하는 신호의 더 큰 부분을 출력(396)에 제공한다. 포지티브 입력(400)에서 제2 전치증폭기(320)으로부터 증폭된 트랙킹 신호를 수신하며 네거티브 입력(404)에서 포지티브 전압을 수신하는 제2 연산증폭기(328)은 트랙킹 신호의 공통 모드 전압을 제거하며 트랙킹 에러 신호에 대응하는 신호의 더 큰 부분을 출력(408)에 제공한다.
제 1곱셈기(332)는 제1 연산증폭기(324)의 출력(396)으로부터 수신된 트랙킹 신호에 제1 SINE 함수 발생기(360)의 출력(440)으로부터 수신된 피드백 신호를 곱한다. 수정된 결과적 트랙킹 신호는 곱셈기(332)의 출력(460)에 제공된다. 제2 곱셈기(336)은 제2 연산증폭기(328)의 출력(408)로부터 수신된 트랙킹 신호에 제2 SINE 함수 발생기(364)의 출력(448)로부터 수신된 피드백 신호를 곱한다. 수정된 결과적 트랙킹 신호는 곱셈기(336)의 출력(472)에 제공된다.
합산 증폭기(340)은 제1 및 제2 입력(476 및 480)에서 각각 제1 및 제2 곱셈기(332 및 336)으로부터 수정된 트랙킹 신호를 수신한다. 이들 신호를 수신하자마자 합산 증폭기(340)은 이들을 대수적으로 더해 수정된 두 트랙킹 신호 사이의 위상차를 나타내는 차분 트랙킹 에러 신호를 발생시킨다. 차분 트랙킹 에러 신호는 곱셈기(336)의 출력(472)에 제공된다.
차분 트랙킹 에러 신호는 증폭기(340)의 출력(484)에 제공된다. 다음으로 트랙킹 에러 신호는 트랙킹 신호 처리부(300)의 피드백부(344) 뿐만 아니라 트랙킹 서보 서브시스템(제1도 및 제4도)의 인터럽트 스위치(200)에 제공된다.
트랙킹 신호 처리부(300)의 피드백부(344)는 제3 연산증폭기나 피드백 증폭기(348)의 제1 입력(412)에서 차분 트랙킹 에러 신호를 수신한다. 피드백 증폭기(348)은 선정된 루프 이득을 사용하여 트랙킹 에러 신호를 증폭하며 증폭된 신호를 피드백 루프 보상 회로(352)의 입력(420)에 제공한다. 피드백 루프 보상 회로(352)는 증폭된 트랙킹 에러 신호에 대해 위상 이득 보상을 제공하며 제2 SINE 발생기(364)의 입력(444)와 위상 이동기(356)의 입력(436) 모두에 이 신호를 제공한다.
위상 이동기(356)은 입력(428)에서 수신된 트랙킹 에러 신호에 선정된 전압 옵셋을 제공하여 제1 SINE 함수 발생기(360)의 입력(436)에 제공되는 신호가 제2 SINE 함수 발생기(364)의 입력(444)에 제공되는 신호와 선정된 전압만큼 다르다. 위상 이동기(356)에 의해 도입되는 전압 옵셋은 2개의 SINE 함수 발생기(360과 364)의 출력들이 90° 위상차가 나도록 유발시키는 값을 가지도록 선택된다. 이 위상 이동의 효과는 만일 위상 보상 네트워크(352)의 출력(424)에 제공되는 신호 상에서 동작한다면, 제1 SINE 함수발생기(360)의 출력(440)에 제공되는 신호가 COSINE 발생기에 의해 제공되는 신호와 동일하게 되는 것이다. 따라서, 제1 및 제2 SINE 함수발생기(360 및 364)로부터의 신호 출력은 90° 위상차가 난다. 실질적으로 90° 이 위상차가 양호하지만, 본 발명은 30° 의 범위 내에서 다른 위상차와도 잘 동작한다. 따라서, 위상 각은 약 60° 에서 약 120°의 범위 내에 있을 수 있다. 출력(440 및 448)에서의 신호의 위상차가 너무 크다면, 시스템은 신뢰성이 없을 수 있다.
제1 및 제2 SINE 함수 발생기(360 및 364)는 다양한 종래의 공지된 기술을 사용하여 구현될 수 있다. 이와 같은 한 구현 예가 제7도에 도시되어 있는데, 이것은 아날로그-디지털 변환기(488), 다수의 저장된 SINE 값을 갖는 판독 전용 메모리 참조 테이블(490), 및 디지털-아날로그 변환기(492)를 포함하는 SINE 함수 발생기를 도시하고 있다. SINE 함수 발생기의 입력에 제공되는 신호는, 우선, 변환기(488)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 판독 전용 메모리(490)은 그 입력(494)에서 이 디지털 신호를 수신하여 그 출력(492)에 대응하는 SINE 함수 값을 발생시킨다. 이 SINE 함수 값은 변환기(492)에 의해 아날로그 신호로 변환되어 SINE 함수 발생기의 출력에 제공된다.
제3도의 신호 회복 서브시스템(104)는 본 발명의 트랙킹 신호 처리부(300)과 함께 동작할 때, 트랙킹 서보 서브시스템(94)(제1도, 제4도)에 트랙킹 에러 신호를 계속 제공한다. 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 상술한 바와 동일한 방식으로 인덕터(52)를 구동하여 판독 빔의 방사형 위치를 제어하기 위해 트랙킹 에러 신호를 이용한다. 따라서, 트랙킹 서보 서브시스템(94)는 판독 빔(22)를 정보 트랙(66) 상에 모으도록 동작한다.
트랙킹 서보 서브시스템(94)는, 신호 회복 서브시스템(104)에 사용되는 트랙킹 신호 처리부에 관계없이, 제공되는 트랙킹 에러 신호를 동일한 방식으로 이용하는 반면, 트랙킹 신호 처리부(300)의 이용은 트랙킹 서보 서브시스템(94)에 다른 트랙킹 에러 신호가 제공되는 결과를 낳는다. 트랙킹 신호 처리부(300)이 사용될 때, 제공되는 트랙킹 에러 신호는 주기적이지만, 트랙킹 신호 처리부(300)의 사용은 트랙킹 에러 신호 각각의 주기가 광 디스크(26) 상에서 더 큰 범위의 위치를 나타내도록 유발한다.
제8도는 각각이 디스크(26)의 방사형 위치에 관한 함수인 트랙킹 에러 신호들을 비교한 것이다. 신호(512)는 종래 기술의 트랙킹 신호 처리부(146)을 사용한 신호 회복 서브시스템(104)에 의해 발생되는 트랙킹 에러 신호인 반면, 신호(516)은 본 발명의 트랙킹 신호 처리부(300)을 사용한 신호 회복 서브시스템(104)에 의해 발생되는 트랙킹 에러 신호이다. 트랙킹 에러 신호(516)은 그 값이 0에 근접하게 되는 영역에서 실질적으로 선형이기 때문에, 즉 그 극한의 중간값이기 때문에, 트랙킹 에러 신호 처리부(300)은 트랙킹 에러 신호를 "선형화"시킨다고 말할 수 있다. 그러나, 신호(516)은, 디스크(26)의 대부분에 대해 신호(516)의 값을 도시하는 제9도에 도시된 바와 같이, 여전히 주기적이다. 트랙킹 신호 처리부(146)이 사용될 때, 트랙킹 에러 신호(512)의 각각의 주기는 디스크(26)의 하나의 정보 트랙(66)을 나타낸다. 그러나, 트랙킹 신호 처리부(300)이 사용될 때, 트랙킹 에러 신호의 각각의 주기는 어떠한 개수의 정보 트랙(66)을 나타내도록 만들어질 수도 있다.
트랙킹 에러 신호(516)의 각각의 주기에 나타난 정보 트랙(66)의 개수는 피드백 증폭기(348)의 이득에 의해 결정된다. 예를 들어, 국부 피드백 루프(344)는 몇 개의 트랙에 걸쳐 트랙킹 에러 전송 특성을 선형화하도록 동작한 후에, 하나의 트랙보다 더 큰 크기를 갖는 노이즈 펄스는 선형화된 에러 신호의 네거티브 경사의 동작 범위 내에 여전히 있다. 이는 이와 같은 노이즈 펄스에 대한 트랙킹 에러 서브시스템의 정상적 반응을 허용한다. 그러나, 신호(516)의 크기는 유한하기 때문에, 각각의 주기 내에 표시된 트랙(66)의 개수가 크면 클수록, 각각의 트랙(66)간의 전압차는 작아진다. 인접한 트랙(66)간의 전압차가 너무 작으면, 트랙(66)을 구별하기가 어려워져, 트랙킹 에러가 발생할 수도 있다. 따라서, 트랙킹 에러 신호(516)의 각각의 주기에 의해 표시되는 트랙 개수의 선택은 성능면에서 그 만큼의 대가가 따른다.
트랙킹 서보(94)는 트랙킹 에러 신호(516)의 네거티브 피드백 경사내에서 동작해야만 한다. 이는 만일 포지티브 트랙킹 에러 신호가 제공된다면, 트랙킹 서보(94)는 트랙킹 에러를 증가시키도록 유발하는 방향으로 빔(22)를 변위시키도록 인덕터(52)를 구동하여, 트랙킹 에러가 계속 발생하여 오동작을 낳을 것이기 때문이다. 이것은 트랙킹 에러 신호(512)에 대한 트랙킹 서보 반응에도 역시 적용된다. 그러나, 트랙킹 신호 처리부(300)의 피드백부(344) 내에서, 포지티브 피드백의 사용은 어떠한 문제도 발생시키지 않는다. 이는 트랙킹 신호 처리부(300)은 자기 교정성이 있기 때문에, 포지티브 피드백 신호가 초기에 제공되는지에 관계없이 트랙킹 신호 처리부(300)은 트랙킹 에러 신호(516)의 네거티브 경사로 안정화되기 때문이다.
제1 및 제2 트랙킹 광검출기(304 및 308)에 의해 제공되는 트랙킹 신호의 값은 함께 취해져 디스크(26) 상의 판독 빔(22)의 상대적 방사형 위치를 나타낸다. 또한, 트랙킹 신호 처리부(300)의 피드백부(344)에 제공되는 신호의 값은 상대적인 방사형 피드백 위치를 나타낸다. 피드백부(344)의 사용은 이들 두 신호 값간의 차이를 최소화한다. 따라서, 트랙킹 신호 처리부(300)은 피드백부(344)를 사용하지만, 트랙킹 에러 신호를 디스크(26) 상의 특정 방사형 위치를 나타내는 0으로 복귀시킬 수 있다. 이것은 트랙킹 서보 시스템(94)가 판독 빔(22)를 안정화시켜 원하는 정보 트랙(66) 상에 입사되게 하는 것을 가능하게 한다.
제1 및 제2 트랙킹 광검출기(304 및 308)에 의해 제공되는 신호는 모두 주기적이며 대략 90 만큼 위상차가 난다. 이들은 SINE 과 COSINE으로 표시될 수 있다.
이후의 논의를 위해, 광검출기는 직교한느 2개의 신호 출력을 가지는 것으로 간주된다. 제1 트랙킹 광검출기(304)에 의해 제1 전치증폭기(316)에 제공되는 신호는 sin(x)로 정의되고, 제2 트랙킹 광검출기(308)에 의해 제2 전치증폭기(320)에 제공되는 신호는 sin(x+90) 또는 cos(X)로 정의된다. 여기서, x는 판독 빔(22)의 상대적인 방사형 위치이다. 제2 곱셈기(336)의 제2 입력(468)에 제공되는 신호는 sin(y)로 정의되고, 제1 곱셈기(332)의 제2 입력(456)에 제공되는 신호는 sin(y+90) 또는 cos(y)로 정의된다. 여기서, y는 상대적인 방사형 피드백 신호의 값을 나타낸다. 이러한 정의 하에서, 제1 곱셈기(332)의 출력(460)에서의 신호는 sin(x)cos(y)이고, 제2 곱셈기(336)의 출력(472)에서의 신호는 cos(x)sin(y)이다. 따라서, 합산 증폭기(340)의 출력(484)에서의 신호는
a〔sin(x)cos(y)-cos(x)sin(y)〕= asin(x-y) a(x-y)
여기서, a는 일정한 이득 계수이다. 이 분야에서 공지된 바와 같이, 0에 가까운 x-y에 대해, sin(x-y)는 대략 x-y이므로, 0에 가까운 x-y에 대해 트랙킹 에러 신호 asin(x-y)는 실질적으로 선형적이다. 피드백 증폭기(348)의 이득을 적절히 설정함으로써 주어진 응용에 대해 x와 y의 관계가 조절될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 제2 SINE 함수 발생기(364)는 COSINE 함수 발생기로 대체될 수 있는데, 이는 위상 보상 네트워크(352)의 출력(424)에 제공되는 신호를 수신한다. 이 실시예에서 COSINE 함수 발생기를 사용하면 위상 이동기(356)을 사용할 필요가 없다.
제6도, 제10도, 제11도 및 제12도를 참조하면, 본 발명의 특정 예에서, 전치증폭기(316 및 320)의 입력은 본 명세서에서는 프리즘(520)으로 표시된 광학 서브시스템을 포함하는 광 픽업 링크에 의해 제공된다. 소스 빔(524)는 렌즈(526)을 관통하여 소스빔을 각각 거울(534 및 536)에 의해 반사되는 2개의 빔(530 및 532)로 분할하기 위한 플레이트(529)를 갖는 종래의 인터페로미터(528)에 의해 수신된다. 프리즘(520)과 인터페로미터(528)의 일부는 양쪽 방향의 화살표(522)로 표시된 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있다. 그 상대적 이동으로 인해, 인터페로미터에 의해 생기는 프린지 패턴(fringe patern)은 변화한다. 반사된 빔들은 빔(538)로서 재결합한다. 이는 렌즈(540)에 의해 조준된다. 다음으로, 빔(538)은 수신기/분석기(542)에 도달한다. 빔(538)에서 전송된 프린지 패턴은 직교 광 검출기(546)에 의해 측정되는데, 이것은 링 광검출기일 수 있으며, 전형적으로 수신기/분석기(542)내에 배치된다. 다음으로, 광검출기(546)의 아날로그 출력(548 및 550)은 전치증폭기(316 및 320)(제6도)에 제공된다.
제1도와 제3도를 다시 참조하면, 앞서 공개한 실시예는 서보 회로에 대한 에러 신호를 낳는다는 것이 이미 공개되었다. 그러나, 대상의 위치나 다른 특성을 단지 측정만 하는 응용에서, 신호 처리부(146)에 의해 생성되는 에러 신호는 서보 회로에 제공될 필요없이 컴퓨터나 계측기와 같은 다른 이용자에 접속될 수 있다. 이 경우에, 트랙킹 서보(94)와 인덕터(52)로 표시된 빔 편향 수단은 제거될 수 있다.
제6도에 설명된 회로 구현이 제13도를 참조하여 공개된다. 광 픽업 링크의 광검출기로부터 수신되는 트랙킹 신호(544 및 546)은 일반적으로 직교 관계에 있으며, 차동 증폭기(548 및 550)의 출력은 입력 신호(548 및 550)과 전압 분배기(552)에 의해 생성되는 옵셋 전압 사이의 각각의 차이를 나타낸다. 차동 증폭기(548 및 550)의 출력은 각각 곱셈기(554 및 556)의 입력이다.
함수 발생기(558)은 COSINE함수의 출력(560)과 SINE 함수 출력(562)를 생성하고, 이는 각각 곱셈기(554 및 556)의 제2 입력이 도니다. 합산 증폭기(564)는 곱셈기(554 및 556)의 출력을 수신하고, 트랙킹 신호(566)을 발생시킨다. 트랙킹 신호(556)은 서보 트랙킹 루프로 삽입되기 위해 커넥터(568)을 통해 광 픽업으로 다시 결합된다. 트랙킹 신호(556)은 전위차계(570)에도 결합되어, 국부 피드백 루프 이득을 조절한다. 전위차계(570)으로부터, 트랙킹 신호(56)은 루프의 안정성을 유지하기 위해 위상 및 이득 보상을 제공하는 것이 목적인 보상 회로(572)에 접속된다. 함수 발생기(558)은 보상 회로(572)로부터의 제1 입력(574)와 접지된 제2 입력(576)을 가진다.
제14도는 함수 발생기(558)을 보다 상세히 설명한다. 아날로그-디지털 변환기(580)은 양호하게는 AD779KN으로, 입력(574 및 576)(제13도)을 수신하며, 참조번호(588 및 595)로 지시된 구조적으로 동일한 2개의 장치를 가지고 있다. 장치(585)는 SINE 함수를 발생시키고, 장치(595)는 COSINE 함수를 발생시킨다. 간단히 하기 위해, 장치(585)만 기술될 것이다. 아날로그-디지털 변환기(580)의 출력(583)은 소거가능한 프로그래머블 메모리(582)의 어드레스 라인(587)에 접속된다. 이 실시예에서, 아날로그-디지털 변환기(580)은 필요한 것보다 더 높은 비트 해상도를 가지며, 따라서, 최하위 비트 위치(586)은 접지된다. 따라서, 출력(583)은 소거가능한 프로그래머블 메모리(582)에 백터를 제공하고, 대응하는 SINE 값이 데이타 라인(588) 상에 출력된다. 라인(588) 상의 신호에 의해 나타나는 SINE 값은 일반적으로 AD767KN인 아날로그-디지털 변환기(590)에서 아날로그 신호로 변환된다. 아날로그-디지털 변환기(590)의 4개의 최하위 위치(592)는 필요한 것보다 더 높은 해상도를 가지기 때문에 접지된다. 아날로그 출력(593)은 얼라이싱(aliasing)을 제거하기 위해 신호를 감쇠시키는 것이 목적인 필터 회로(594)에 결합된다.
장치(595)는 COSINE 함수를 발생시키기 위해 소거가능한 프로그래머블 메모리(586)내에 다른 데이타 세트가 저장된다는 점에서만 장치(585)와 다르다. 양호하게, 아날로그-디지털 변환기(580)에 의해 장치(595 및 595)에 0 volt가 입력될 때, 출력(597 및 598)은 동일한 크기의 전압, 양호하게 0.7 volt를 가지도록 데이타가 프로그램화 된다.
소거가능한 프로그래머블 메모리(592 및 597)를 프로그래밍하는데 있어서, 아날로그-디지털 변환기(580)은 소거가능한 프로그래머블 메모리에 의해 알 수 있는 바와 같이 순차적이거나 선형적이지 않은 2개의 상보형 신호를 발생시킨다는 사실에 대해 보상하는 것이 필요하다. 따라서, 진정한 SINE과 COSINE 함수를 발생시키기 위해 메모리 내의 데이타의 조절이 필요하다, 소거가능한 프로그래머블 메모리(582 및 597)을 프로그래밍하기 위한 적합한 데이타를 생성하기 위해 리스트 1과 2에 있는 컴퓨터 프로그램 리스트가 실행될 수 있다.
제14도의 집적 회로의 기능에 필요한 종래의 타이밍 신호가 제15도에 더 상세히 도시되는 타이밍 블럭(600)에 의해 제공된다. 수정 발진기(602)는 24MHz에서 동작하며, 대개 74HC4060J인 카운터(604)에 결합된다. 블럭(600)에 의해 나타나는 타이밍 신호는 칩 선택 신호(606), 칩 인에이블 신호(608), 출력 인에이블 신호(610), 및 변환 인에이블 신호(612)를 포함한다.
이상과 같이, 본원 발명은 소정의 선정된 위치로부터 광 빔의 변위를 나타내는 에러 신호가 다수의 사인 함수 발생기를 포함하는 국부 피드백 루프에 제공되어, 트래킹 에러 신호가 사인 파형으로부터 실질적으로 선형 램프로 변환되는 구성을 통해, 이러한 램프의 동작 범위가 디스크 상의 2개 이상의 정보 트랙으로 연장 될 수 있는 작용효과를 나타내게 됩니다.
본 발명이 비록 상술한 구조를 참고로 설명된다 할지라도, 본 발명은 첨부된 청구범위 내에서 임의의 변형 및 변경이 행해질 수 있음에 유의해야 한다.
LISTING 1
All copyrights reserved by DescoVision Associates 3/08/1996
program written by Ludwig Ceshkovesky.
This program generates Sine and Cosine data for an EEPROM with input values in the 2's complements format. The output data is tabulated sequentially by the address of the EEPROM with the output fromat using binary offset for bipolar output.
DECLARE SUB SaveData( n AS INTEGER)
DIM SHARED n AS INTEGER 'total number of memory locations
DIM SHARED Cy! 'total Number of Cycles
DIM SHARED Cstep! ' value of each step
DIM SHARED Degree!
DIM SHARED PROM% ' the word width of the output prom
DIM SHARED chksum AS LONG 'chksum for binary data file
CONST sine =1, cose =2
CONST PI =3.141592654#
Degreei=P1/180 'Scales to one Degree from radiance
'-----------user selectable parameters ---------
Cy!=32
PROM%=8 '8bit wide prom
PromSize%=13 'Number of address line 13 for 8K PROM
'-------------------end------------------------
n=2^PromSixe% 'total numver of address locations
ByScale%(2^PROM%)/2
SizeScale=n/2 'offset calculation for bipolar output
Cstep!=((Cy!*360)/n)*Degree! 'cycles per step address
offset!=Degree!*45'with zero volts in make the sine=cosine
DIM SHARED PROM%(n+1,2)
CLS
Range=INT(n/2)
chksum=0
'-----------data file for prom programmer-------------
PRINT n, Range,Cstep!, Degree!, Cy!, Byscale% 'test patameters
PRINT
OPEN "PROM01.dat" FOR OUTPUT AS #2
'PRINT #2, "EEPROM data";DATE$; TIME$" of Revision"
PRINT #2, CHR$(2); "$A0000,";
'the for next loop is not split to order the address' not required
'the address's are coded in two's complement and the output data is
'is coded in binary offset because the AD779 A/D output is two's
complement
'and the AD767 D/A is binary offset. Not binary offset but output offset.
K=-1
FOR i%=1-range To Range 'low and High order address combined
K=K+1
'the 1.72 is a fine adj. to make the sine and the cosine same
Asine%=ByScale%+SIN(offset!+((i%-1)*Cstep))*(ByScale%-1)
Acosine%=ByScale%+COS(offset!+((i%-1)*Cstep))*(ByScale%-1)
'compute two's complement addressing mode for the PROM
IF 1%<0 THEN addr=ABS(i%)+SizeScale ELSE addr=(i%)
PROM%(K,sine)=Asine%:PROM%(K, cose)=Acosine% 'store values
'PRINT HEX$(addr), HEX$(Asine%), HEX$(Acosine%)
chksum=chksum+Asine%
'PRINT #2, HEX$(addr), HEX$(Asine%)
IF( K MOD 128)=0 THEN PRINT #2,
IF Asine%<16 THEN PRINT #2,HEX$(0);
PRINT #2, HEX$(Asine%); "";
NEXT i%
PRINT K;"= TOTAL MEMORY LOCATIONS"
PRINT #2,
PRINT #2, CHR$(3); "$s";HEX$(chksum);","
PRINT #2
CLOSE #2
'-----------------test file for vissim------------
OPEN "PROM01.TXT" FOR OUTPUT AS #2
'PRINT #2, " EEPROM data"; DATE$; TIME$;" of Revision"
PRINT #2,
FOR i%= 0 TO K
PRINT i%, PROM%(i%, sine), PROM%(i%, cose)
PRINT #2, i%, PROM%(i%, sine), PROM%(i%, cose)
NEXT i%
CLOSE #2
END:
SaveDate(n)
SUB SaveData(n AS INTEGER)
DEFINT A-Z
'SaveData:
'Save the PROM data in a file PROM01.dat"data file.
OPEN "PROM01.dat"FOR OUTPUT AS #2
PRINT #2, "EEPROM data";date;"of Revision"
FOR a=1 TO n
'PRINT #2, account(a).Title
NEXT a
CLOSE #2
END SUB
LISTING 2
All copyrights reserved by DiscoVision Associates 3/08/1996
program written by Ludwig Ceshkovesky.
This program generates Sine and Cosine data for an EEPROM with input values in the 2's complements format. The output data is tabulated sequentially by the address of the EEPROM with the output format using binary offset for bipolar output.
COSINE OUTPUT
DECLARE SUB SaveData( n AS INTEGER)
DIM SHARED n AS INTEGER 'total number of memory locations
DIM SHARED Cy! 'total Number of Cycles
DIM SHARED Cstep! ' value of each step
DIM SHARED Degree!
DIM SHARED PROM% ' the word width of the output prom
DIM SHARED chksum AS LONG 'chksum for binary data file
CONST sine =1, cose =2
CONST PI =3.14159265#
Degree=P1/180 'Scales to one Degree from radiance
'-----------user selectable parameters ---------
Cy!=32
PROM=8 '8bit wide prom
PromSize%=13 'Number of address line 13 for 8K PROM
'-------------------end------------------------
n=2^PromSize% 'total number of address locations
ByScale%(2^PROM%)/2
SizeScale=n/2 'offset calculation for bipolar output
Cstep!=((Cy!*360)/n)*Degree! 'cycles per step address
offset!=Degree!*45'with zero volts in make the sine=cosine
DIM SHARED PROM%(n+1,2)
CLS
Range=INT(n/2)
chksum=0
'-----------data file for prom programmer-------------
PRINT n, Range,Cstep!, Degree!, Cy!, Byscale% 'test patameters
PRINT
OPEN "PROM01.dat" FOR OUTPUT AS #2
'PRINT #2, "EEPROM data";DATE$; TIME$" of Revision"
PRINT #2, CHR$(2); "$A0000,";
'the for next loop is not split to order the address' not required
'the address's are coded in two's complement and the output data is
'is coded in binary offset because the AD779 A/D output is two's
complement
'and the AD767 D/A is binary offset. Not binary offset but output offset.
K=-1
FOR i%1-Range To Range 'low and High order address combined
K=K+1
'the 1.72is a fine adj. to make the sine and the cosine same
Asine%=ByScale%+SIN(offset!+((i%-1)*Cstep))"(ByScale%-1)
Acosine%=ByScale%+COS(offset!+((i%-1)*Cstep))"(ByScale%-1)
'compute two's complement addressing mode for the PROM
IF 1%<0 THEN addr=ABS(i%)+SizeScale ELSE addr=(i%)
PROM%(K,sine)=Asine%:PROM%(K, cose)=Acosine% 'store values
'PRINT HEX$(addr), HEX$(Asine%), HEX$(Acosine%)
chksum=chksum+Asine%
'PRINT #2, HEX$(addr), HEX$(Asine%)
IF( K MOD 128)=0 THEN PRINT #2,
IF Asine%<16 THEN PRINT #2,HEX$(0);
PRINT #2, HEX$(Asine%); "";
NEXT i%
PRINT K;"= TOTAL MEMORY LOCATIONS"
PRINT #2,
PRINT #2, CHR$(3); "$s";HEX$(chksum);","
PRINT #2
CLOSE #2
'-----------------test file for vissim------------
OPEN "PROM01.TXT" FOR OUTPUT AS #2
'PRINT #2, " EEPROM data"; DATE$; TIME$;" of Revision"
PRINT #2,
FOR i%= 0 To K
PRINT i%, PROM%(i%, sine), PROM%(i%, cose)
PRINT #2, i%, PROM%(i%, sine), PROM%(i%, cose)
NEXT i%
CLOSE #2
END:
SaveDate(n)
SUB SaveData(n AS INTEGER)
DEFINT A-Z
'SaveData:
'Save the PROM data in a file PROM01.dat"data file.
OPEN "PROM01.dat"FOR OUTPUT AS #2
PRINT #2, "EEPROM data";date;"of Revision"
FOR a=1 TO n
'PRINT #2, account(a).Title
NEXT a
CLOSE #2
END SUB

Claims (14)

  1. 복사 에너지 빔(a beam of radiant energe)을 사용하여 목적물(object)을 검출하기 위한 장치에 있어서, 복사 에너지 빔을 목적물로 향하게 하는 소스(source); 상기 목적물에 대한 빔의 위치에 응답하는 제1 및 제2 출력을 갖는 상기 빔의 검출기(detecter); 선정된 위치로부터의 상기 빔의 변위를 나타내는 에러 신호 - 상기 에러 신호는 상기 변위에 관련하여 주기 특성을 가짐-를 생성하기 위해 상기 검출기의 상기 출력에 결합된 회로(circuit); 상기 에러 신호에 응답하는 제1 주기 함수 발생기, 및 상기 에러 신호에 응답하며 상기 제1 주기 함수 발생기의 출력과는 위상각(phase angle)만큼 다른 출력을 갖는 제2 주기 함수 발생기를 포함하며, 상기 검출기의 상기 출력에 결합된 국부 피드백 루프(local feedback loop); 상기 검출기의 상기 제1 출력에 상기 제1 주기 함수 발생기의 상기 출력을 곱하기 위한 제1 곱셈기; 및 상기 검출기의 상기 제2 출력에 상기 제2 주기 함수 발생기의 상기 출력을 곱하기 위한 제2 곱셈기를 포함하되, 상기 제1 및 제2 곱셈기의 상기 출력은 상기 회로의 입력으로서 제공되는 것울 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 사용하여 목적물을 검출하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주기 특성은 실질적으로 사인(SINE) 함수이며, 상기 제1 주기함수 발생기와 상기 제2주기 함수 발생기는 SINE 발생기인 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 사용하여 목적물을 검출하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출기의 상기 제1 및 제2 출력은 상기 빔의 상기 변위에 대해 상호 직교(matual quadrature)관계를 가지며, 상기 위상각은 90° 인 것을 특징으로 하는 복사에너지 빔을 사용하여 목적물을 검출하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출 신호는 상기 빔의 상기 변위에 대해 상호 직교 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 사용하여 목적물을 검출하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검출기는 인터페로미터(interferometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 사용하여 목적물을 검출하기 위한 장치.
  6. 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 빔의 위치에 응답하는 제1 및 제2 출력을 갖는 상기 빔의 검출기; 상기 검출기의 상기 출력에 결합되어, 선정된 위치로부터의 상기 빔의 변위를 나타내며 상기 변위에 대한 주기 특성을 갖는 에러 신호를 생성하기 위한 회로; 상기 에러 신호에 응답하여 상기 변위된 빔을 상기 선정된 위치로 복귀시키기 위한 서보(servo); 상기 에러 신호에 응답하는 제1 주기 함수 발생기, 및 상기 에러 신호에 응답하며 상기 제1 주기 함수 발생기의 출력과는 일정한 위상각 만큼 다른 출력을 갖는 제2 주기 함수 발생기를 포함하는 상기 검출기의 상기 출력에 결합된 국부 피드백 루프; 상기 검출기의 상기 제1출력에 상기 제1주기 함수 발생기의 상기 출력을 곱하기 위한 제1 곱셈기; 및 상기 검출기의 상기 제2 출력에 상기 제1주기 함수 발생기의 상기 출력을 곱하기 위한 제2 곱셈기를 포함하며, 상기 제2 및 제2 곱셈기의 상기 출력은 상기 회로의 입력으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검출기는 인터페로미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 장치.
  8. 복사 에너지 빔을 제어하는 방법에 있어서, 상기 빔의 위치에 응답하는 제1 및 제2 검출 신호를 발생시키는 단계; 선정된 위치로부터의 상기 빔의 변위를 나타내며, 상기 변위에 대한 주기 특성을 갖는 에러 신호를 생성하기 위한 단계; 상기 에러 신호에 응답하여 상기 변위된 빔을 상기 선정된 위치로 복귀시키는 단계; 상기 에러 신호에 응답하여 상기 제1 주기 신호와는 위상각 만큼 다른 제2 주기 신호를 발생시키는 단계를 포함하되, 에러 신호를 생성하기 위한 상기 단계는 상기 제1 검출신호에 상기 제1주기 신호를 곱하여 제1결과 신호를 생성하는 단계; 상기 제2 주기 신호를 곱하여 제2 결과 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 결과 신호와 상기 제2 결과 신호간의 차이를 판별하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출 신호와 상기 제1 및 제2 주기 신호는 실질적으로 SINE 함수인 것을 특징으로 하는 복사 에너지 빔을 제어하기 위한 방법.
  10. 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치(tracking control apparatus)에 있어서, 복사 에너지 빔을 광 디스크 상의 다수의 정보 트랙 중 선택된 하나로 보내는 소스; 상기 빔과 상기 디스크간의 회전축 주위에 대한 상대적 회전 운동을 알려주기 위한 수단; 상기 선택된 정보 트랙을 따르도록 상기 디스크에 대해 일반적으로 방사형 방향으로 빔을 변위시키기 위한 빔 조종 수단(beam steering means); 상기 선택된 정보 트랙으로부터 되돌아오는 복사 에너지에 응답하며, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 갖는 검출기 - 상기 제1 출력 신호는 상기 선택된 트랙으로부터의 상기 빔의 변위에 따라 제2 출력 신호와는 위상이 다름-; 상기 검출기의 상기 제1 출력 신호에 전기적으로 결합된 제1 입력을 갖는 제1 곱셈기; 상기 검출기의 상기 제2 출력 신호에 전기적으로 결합된 제1 입력을 갖는 제2 곱셈기; 에러 신호를 발생시키기 위해 상기 제1 곱셈기의 출력에 결합된 제1 입력과 상기 제2 곱셈기의 출력에 제2 입력을 갖는 차분 합산 증폭기(differential summing amplifier); 상기 차분 합산 증폭기의 출력에 결합된 입력과 상기 제1 곱셈기의 제2 입력에 결합된 출력을 갖는 제1 주기 함수 발생기; 상기 차분 합산 증폭기의 출력에 결합된 입력과 상기 제2 곱셈기의 제2 입력에 결합된 출력을 갖는 제2 주기 함수 발생기; 및 상기 빔 조종 수단을 동작시키기 위해 상기 차분 합산 증폭기의 상기 출력에 응답하는 서보를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서, 증폭된 에러 신호를 발생시키는 상기 합산 증폭기의 상기 출력에 결합된 루프 이득 증폭기, 및 상기 증폭된 에러 신호에 대해 위상 이득 보상을 제공하는 상기 루프 이득 증폭기에 결합된 피드백 루프 보상 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 루프 보상 회로에 결합되며 상기 제1 주기 함수 발생기와 제2 주기 함수 발생기 중 하나에 결합되어 상기 에러 신호에 선정된 전압 옵셋을 제공하는 위상 이동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 주기 함수 발생기와 상기 제2 주기 함수 발생기는 SINE 함수 발생기인 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 검출기는 인터페로미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 디스크 시스템을 위한 트랙킹 제어 장치.
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