KR100531347B1 - 광픽업용 자동 초점 검출 장치 - Google Patents

Abstract

오토 포커싱(auto focusing)을 위한 광픽업용 자동 초점 검출 장치에 관한 것으로, 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 가산한 RF 신호와 비교 전압을 비교하는 제 1 비교기와, 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 감산한 오차 신호인 S-커브 신호와 0 전압을 비교하는 제 2 비교기와, 오토 포커싱을 위한 렌즈의 업/다운 신호인 스윙 신호와 외부에서 인가되는 자동 초점 검출 신호를 오어(OR) 연산하는 오어 게이트와, 제 1, 제 2 비교기의 출력 신호와 오어 게이트의 출력 신호를 앤드(AND)연산하여 자동 초점 검출 신호를 출력하고 오어 게이트로 자동 초점 검출 신호를 인가하는 앤드 게이트로 구성함으로써, 마이콤이나 DSP를 사용하지 않고도 정확한 자동 초점 검출 신호를 발생시켜 회로의 구성이 매우 간단하다.

Description

광픽업용 자동 초점 검출 장치

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 오토 포커싱(auto focusing)을 위한 광픽업용 자동 초점 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업 대물렌즈는 초점 심도가 약 ±1㎛ 정도 밖에 되지 않으므로 디스크를 플레이어에 삽입할 경우 반사면에 핀트를 정확하게 맞힌다는 것은 여간 어려운 일이 아니다.

또한, 어떠한 순간순간에 핀트가 맞는다 해도 디스크의 구부러짐(angle deviation) 및 편심도 등에 의해 디스크와 광픽업과의 거리는 계속해서 변화하게 된다.

그러므로, 도 1과 같이 포커스 서보 회로를 이용하여 대물렌즈와 디스크의 신호면의 거리를 일정하게 유지한다.

즉, 자계중에 놓여 있는 대물렌즈 블록에 코일을 감아서 그것을 스피커의 보이스 코일(voice coil)과 같이 서보 신호로 하여 광축 방향으로 움직임으로써 계속해서 디스크의 반사면이 초점 심도내에 들어오도록 렌즈의 위치를 조정하고 있다.

그런데, 포커스 서보 회로를 구동하기 위해서는 렌즈와 디스크간의 거리가 어느 정도 초점 심도에 접근해서 있지 않으면 안된다.

디스크에 입사된 레이저 광이 주위로 산란되어 수광부에 광이 되돌아 오지 않으면 자동 초점 검출 신호가 전혀 나오지 않으므로 서보의 기능을 발휘할 수 없게 된다.

따라서, 픽업의 업/다운(up/down)신호, 즉 스윙(swing) 신호로 대물렌즈를 상하로 움직인다.

그렇게 하면 렌즈의 초점 심도내에 디스크의 반사면이 가깝게 오게 되므로 최초의 노이즈(noise)가 있는 포커스 에러가 자동 초점 검출 회로에서 나오기 시작한다.

에러 신호를 검출한 후에는 바로 포커스 서보 시스템을 작동시켜 대물렌즈를 초점 심도내에 들어오도록 한다.

자동 초점 검출 회로의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다.

그 동작을 살펴보면, 먼저 도 1의 스위치를 열어두고 스윙 신호를 입력하면 액튜에이터가 구동되어 픽업 렌즈가 상하로 움직인다.

렌즈가 초점을 반드시 통과하도록 하면, 픽업 광 검출기 출력의 총합에 대응하는 가산기 출력은 도 3a와 같은 파형을 갖는 RF신호가 출력된다.

또한, 서보용의 오차 신호가 되는 감산기 출력은 도 3b와 같은 파형을 갖는 S-커브(curve)신호가 출력된다.

이들 RF 신호와 S-커브 신호는 각각 제 1 비교기와 제 2 비교기에서 비교전압 V_A 와 0전압에 비교된다.

이들의 출력은 도 3c와 도 3d와 같은 파형을 갖게 된다.

제 2 비교기의 출력은 스위치쪽으로 입력되는데, 스위치가 H측에 접속되어 있을 경우 렌즈의 초점 위치에서 앤드 게이트(AND gate) 출력이 "하이"가 된다.

출력이 "하이"가 되면 스위치를 L측에 접속하여 도 3e와 같이 "하이"의 상태를 유지한다.

"하이" 상태를 유지한 이 자동 초점 검출 신호는 도 1에 도시된 포커싱 서보 회로의 스위치를 닫음으로써, 디스크와 렌즈간의 거리가 ±1㎛ 이내가 안되어도 초점에 자동적으로 끌어들여서 목적하는 서보 제어를 달성한다.

이와 같은 포커스 서보 시스템에서는 도면에는 도시하지 않았지만 마이콤(micom)이나 DSP(Digital Signal Processing)를 이용하여 제로 크로싱(zero crossing)이 되는 점이나 자동 초점 검출 신호를 지속적으로 유지시켜 주어야 한다.

즉, 오토 포커싱을 위해서는 도 3b와 같이 S-커브 신호가 -에서 +로 될 때에만(예외도 있지만) 제로 크로싱되는 점을 검출해야 하고 그 신호에 따라 스위치를 H측에서 L측으로 절환해야 하는데 이를 마이콤이나 DSP에서 수행하였다.

그러므로 이러한 마이콤이나 DSP의 추가로 인하여 종래에는 제품 설계의 어려움이 있었으며 자동 초점 검출 신호의 제어와 같은 부가적인 기능 추가로 마이콤에 부담이 되었다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로 간단한 회로의 구성으로 오토 포커싱 할 수 있는 광픽업용 자동 초점 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 광픽업용 자동 초점 검출 장치의 주요 특징은 디스크와 렌즈간의 오토 포커싱을 위한 광픽업용 자동 초점 검출 장치에서, 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 가산한 RF 신호와 비교 전압을 비교하는 제 1 비교기와, 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 감산한 오차 신호인 S-커브 신호와 0 전압을 비교하는 제 2 비교기와, 오토 포커싱을 위한 렌즈의 업/다운 신호인 스윙 신호와 외부에서 인가되는 자동 초점 검출 신호를 오어(OR) 연산하는 오어 게이트와, 제 1, 제 2 비교기의 출력 신호와 오어 게이트의 출력 신호를 앤드(AND)연산하여 자동 초점 검출 신호를 출력하고 오어 게이트로 자동 초점 검출 신호를 인가하는 앤드 게이트로 구성되는데 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 광픽업용 자동 초점 검출 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 개념은 렌즈의 스윙 신호를 검출하여 자동 초점 검출 신호와 같이 비교해줌으로써, 정확한 위치에서 초점이 검출되게 하고 종래에 마이콤이 하던 기능까지 수행하게 하여 회로 구성을 단순화하는데 있다.

도 4는 본 발명에 따른 자동 초점 검출 장치를 보여주는 회로 구성도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 RF 신호와 비교 전압을 비교하는 제 1 비교기(1)와, S-커브 신호와 0 전압을 비교하는 제 2 비교기(2)와, 스윙 신호와 외부에서 인가되는 자동 초점 검출 신호를 오어(OR) 연산하는 오어 게이트(4)와, 제 1, 제 2 비교기(1, 2)의 출력 신호와 오어 게이트(4)의 출력 신호를 앤드(AND)연산하여 자동 초점 검출 신호를 출력하고 오어 게이트(4)로 자동 초점 검출 신호를 인가하는 앤드 게이트(3)로 구성 된다.

여기서, 초기의 S-커브 신호에 따라 스윙 신호가 입력되는 오어 게이트(4)의 입력단에 인버터를 추가할 수도 있다.

그 이유에 대해서는 후술하기로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같다.

먼저, 액튜에이터가 구동되어 픽업 렌즈가 상하로 움직이도록 스윙 신호를 입력하여 렌즈가 초점을 반드시 통과하도록 한다.

이어, 4개의 다이오드로 구성된 4분할된 광 검출기에서 각각 디스크에서 반사된 광의 강도에 대응하는 전류를 발생하면, 픽업 광 검출기는 각각 그 전류를 출력한다.

출력된 전류는 전압으로 변환되어 가산기에 입력되면 도 5와 같은 파형을 갖는 RF신호가 출력된다.

또한, RF 신호와 같이 광 검출기를 거쳐 출력된 전류는 전압으로 변환되어 감산기에 입력되면 도 5와 같이 서보용의 오차 신호가 되는 S-커브(curve)신호가 출력된다.

RF 신호는 제 1 비교기(1)에서 비교전압 V_A 에 비교되고, S-커브 신호는 제 2 비교기(2)에서 0전압에 비교되어 앤드 게이트(3)로 출력된다.

그리고, 렌즈의 업/다운 신호인 스윙 신호를 검출하여 오어 게이트(4)로 입력하고 오어 게이트(4)는 앤드 게이트(3)의 출력 신호와 스윙 신호를 오어 연산하여 앤드 게이트(3)로 입력시킨다.

즉, 처음에 앤드 게이트(3)는 동작되지 않으므로 그 출력 신호인 "로우" 신호가 오어 게이트(4)로 입력된다.

그러면 스윙 신호가 "하이"일 때, 오어 게이트(4)의 출력은 "하이"가 되고, 앤드 게이트(3)의 출력은 "하이"가 되므로 오어 게이트(4)는 계속적으로 "하이" 상태를 유지하게 된다.

이는 이 오어 게이트(4)가 종래의 마이콤 역할을 대신하는 것이다.

그러나, 만일 초기의 S-커브 신호가 +전압에서 -전압으로 진행하는 신호이면 인버터를 사용하여 "로우"인 스윙 신호가 오어 게이트(4)로 입력되도록 하여 앤드 게이트(3)가 동작하지 않도록 한다.

그 이유는 +전압에서 -전압으 로 진행하는 S-커브 신호의 경우 제로 크로싱되는 점이 아니기 때문이다.

그러므로 초기의 S-커브 신호가 -전압에서 +전압으로 진행하는 경우에는 "하이"인 스윙 신호를 바로 오어 게이트(4)로 입력하어 앤드 게이트(3)를 동작시키고, 초기의 S-커브 신호가 +전압에서 -전압으로 진행하는 경우에는 스윙 신호를 인버터를 거치게 하여 "로우" 신호를 오어 게이트(4)로 입력시켜 앤드 게이트(3)가 동작되지 않도록 한다.

이러한 경우도 종래 마이콤이 하던 역할을 대신하는 것이다.

이와 같이 RF 신호와 S-커브 신호가 각각 입력된 제 1, 제 2 비교기(1, 2)로부터 출력된 신호와 스윙 신호와 외부의 자동 초점 검출 신호가 입력되어 연산된 오어 게이트(4)로부터 출력된 신호를 앤드 게이트(3)에서 앤드 연산하여 자동 초점 검출 신호를 발생시키는 것이다.

이 자동 초점 검출 신호를 통해 포커스 서브 시스템이 동작함으로써, 오토 포커싱할 수 있다.

본 발명에 따른 광픽업용 자동 초점 검출 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

종래와 같이 마이콤이나 DSP를 사용하지 않고도 정확한 자동 초점 검출 신호를 발생시킴으로써, 회로의 구성이 매우 간단하다.

도 1은 일반적인 포커싱 서보 회로를 보여주는 도면

도 2는 종래 기술에 따른 광픽업용 자동 초점 검출 장치를 보여주는 도면

도 3a 내지 도 3e는 도 2의 각 구성요소에 따른 동작 파형도

도 4는 본 발명에 따른 광픽업용 자동 초점 검출 장치를 보여주는 도면

도 5는 도 4의 각 구성요소에 인가되는 파형을 보여주는 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제 1 비교기 2 : 제 2 비교기

3 : 앤드 게이트 4 : 오어 게이트

Claims (2)

1. 디스크와 렌즈간의 오토 포커싱을 위한 광픽업용 자동 초점 검출 장치에서,

   상기 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 가산한 RF 신호와 비교 전압을 비교하는 제 1 비교기와;

   상기 디스크면에 반사된 광을 검출하여 그 검출된 신호를 감산한 오차 신호인 S-커브 신호와 0 전압을 비교하는 제 2 비교기와;

   상기 오토 포커싱을 위한 렌즈의 업/다운 신호인 스윙 신호와 외부에서 인가되는 자동 초점 검출 신호를 오어(OR) 연산하는 오어 게이트와;

   상기 제 1, 제 2 비교기의 출력 신호와 상기 오어 게이트의 출력 신호를 앤드(AND)연산하여 자동 초점 검출 신호를 출력하고, 상기 오어 게이트로 자동 초점 검출 신호를 인가하는 앤드 게이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 자동 초점 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 초기의 S-커브 신호가 +전압에서 -전압으로 진행하는 신호인 경우, 상기 스윙 신호는 인버터를 통해 상기 오어 게이트로 입력되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 자동 초점 검출 장치.