KR100551645B1

KR100551645B1 - 광디스크장치, 트랙킹에러신호산출회로 및 산출방법

Info

Publication number: KR100551645B1
Application number: KR1019970046684A
Authority: KR
Inventors: 에쯔후미 야마모또; 요시히로 고바야시
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2006-04-21
Also published as: CN1160710C; SG50885A1; US6134198A; HK1010273A1; ID19375A; MY118886A; JPH1091983A; KR19980024534A; CN1179594A

Abstract

트랙킹 에러 신호 산출 회로는, 디스크 기록 매체의 트랙에 대해 빔 광의 편차를 검출하기 위해 포토다이오드의 좌우 영역의 검출 신호의 피크를 검출하여 계수를 승산하는 피크 검출 승산 회로, 상기 검출 신호로부터 이와 같은 승산 결과를 감산함으로써 오프셋을 제거하기 위한 감산 회로, 및 상기 오프셋을 제거함으로써(푸시-풀 연산을 수행) 얻어진 신호의 차이를 산출하고 트랙킹 에러 신호를 출력하는 감산 회로를 구비한다. 상기 계수의 값은 검출 신호에 정렬 신호를 가산하여 변경될 수 있다. 이와 같은 계수에 대해 주파수 의존성을 부여하기 위해, 상기 정렬 신호는 필터를 통해 상기 신호에 가산된다.

Description

광 디스크 장치, 트랙킹 에러 신호 산출 회로 및 산출 방법

본 발명은 콤팩트한 디스크 장치(CD), CD-ROM, 미니 디스크 장치(MD: SONY의 등록 상표), 또는 기타의 광 디스크 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 광 디스크 장치에 사용되는 트랙킹 에러 신호 산출 회로에 관한 것이다.

광 디스크 장치의 디스크 기록 매체의 트랙(안내 홈)을 따라 데이타를 기록하거나 또는 트랙에 기록된 데이타를 판독하는데 광 픽업이 사용된다. 광 픽업에는, 반도체 레이저, 포토다이오드(PD), 프리즘, 및 대물 렌즈와 같은 광학 부품이 장착된다.

디스크 기록 매체에 데이타를 기록하거나 또는 기록 매체로부터 데이타를 판독할 때, 디스크 기록 매체의 트랙의 면 진동 (face vibration) 및 요동, 및 디스크 드라이브의 턴테이블의 기울기 및 전진 운동 등에 의한 디스크 기록 매체의 면 진동 및 요동의 영향을 제거하기 위해, 포커싱 서보 제어 및 트랙 서보 제어가 수행된다.

포커싱 서보 제어에서, 반도체 레이저로부터 방출된 레이저 빔 광을 디스크 기록 매체의 기록면 상에 포커싱(정확하게 포커싱)시키기 위한 대물 렌즈가 디스크 기록 매체의 표면에 대해 위치 정렬된다.

트랙킹 서보 제어에서, 레이저로부터 방출된 레이저 빔을 디스크 기록 매체의 원하는 트랙에 위치 정렬(온-트랙)시키기 위해 디스크 기록 매체의 반경 방향으로 광 픽-업이 위치 정렬된다.

포커싱 에러 신호는 포커싱 서보 제어에 사용되는 반면에, 트랙킹 에러 신호는 트랙킹 서보 제어에 사용된다.

통상, 두개의 포토다이오드에 의해 검출된 신호가 푸시-풀 시스템에 의해 산출되어 트랙킹 에러 신호가 산출된다.

푸시-풀 시스템으로 인해 상기 트랙킹 에러 신호에 오프셋이 나타날 수 있다. 오프셋이 존재하면, 트랙킹 에러 신호가 0을 나타내더라도, 만일 이와 같은 트랙킹 에러 신호를 사용하여 트랙킹 서보 제어가 수행되면, 반도체 레이저의 광의 빔이 트랙의 중심으로부터 이탈하기 때문에, 이와 같은 트랙킹 에러 신호를 이용하여 트랙킹 제어를 수행하면, 트랙킹 제어가 정확하게 되지 않는다는 단점이 있다.

트랙킹 에러 신호에서 오프셋이 나타나는 배경 요인으로서, 대물 렌즈의 광축의 편차, 디스크 기록 매체의 반경 방향으로의 기울기, 디스크 기록 매체 상에서 홈 형태의 불균형 등이 존재한다.

상기 요인으로 인한 오프셋을 감소시키기 위한 방법으로서, 여러가지 대책 강구되고 있다. 예를 들면, Morio Onoe에 의한 Radio Gijutsusha의 "광 디스크 기술", pp. 91-98을 참조한다.

본 출원의 발명자는, 오프셋을 감소시키기 위한 상술된 대책만으로는 충분하지 않고 트랙킹 에러 신호에 여전히 이와 같은 오프셋이 존재한다는 것을 발견하였다. 따라서, 종래의 푸시-풀 시스템에 의해 산출된 트랙킹 에러 신호를 이용하면, 광 디스크 장치에서 정확하고 안정한 트랙킹 서보 제어가 수행될 수 없다는 문제에 봉착하게 된다.

본 발명의 목적은 광 디스크 장치에 사용되는 트랙킹 에러 신호를 정확하게 산출할 수 있는 회로 및 이를 이용한 광 디스크 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 신호 조정이 용이한 트랙킹 에러 신호 산출 회로를제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 광 디스크 장치의 구조로 인한 요인을 고려하여, 신호 조정이 용이한 광 픽-업의 구성, 및 그 관련 장치를 최적화시키는 것이다.

본 발명의 제1 관점에 의하면, 광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자와, 상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자를 구비하며, 상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 이용하여 광학식 디스크 장치에서의 트랙킹 에러 신호를 산출하는 회로에 있어서, 상기 제1 합계 신호의 피크(peak)를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 회로, 상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 회로, 제1 감산 회로 및 필터 회로를 구비하며, 상기 제1 감산 회로에서는 상기 제1 합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 필터 회로에서는 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 회로, 및 제2 감산 회로 및 저항 분할 회로를 포함하는 계수 승산 회로를 포함하고, 상기 계수 승산 회로에서는 상기 정렬 신호에 제2 계수를 승산하고, 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하며, 상기 제2 감산 회로에서는 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호의 푸시-풀(push-pull) 연산에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성하는 트랙킹 에러 신호 연산 회로를 구비하는 트랙킹 에러 신호 산출 회로가 제공된다.

수광 신호를 상술한 바와 같이 이용하는 경우, 동상 잡음 제거법 비율(Common Mode Noise Rejection Ratio)을 높일 수 있으며, 내잡음성이 높아진다.

정렬 신호에 주파수 의존성을 부여하여 주파수 응답에 따른 트랙킹 에러 신호를 얻을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 연산 회로, 상기 제2 연산 회로 및 상기 제3 연산 회로를 일체로 구성하고, 그 외부 회로로서 상기 트랙킹 에러 신호 연산 회로가 접속되도록 한다.

본 발명의 제2 관점에 의하면, 디스크 기록 매체, 광 픽업(pickup), 상기 광 픽업의 외부에 설치된 트랙킹 에러 신호 연산 회로, 상기 광 픽업을 소정의 트랙에 대해 위치 제어하는 트랙킹 제어 수단을 구비한 광학식 디스크 장치에 있어서, 상기 광 픽업은, 상기 디스크 기록 매체의 기록면에 수렴하는 광을 조사하는 광학 수단, 상기 광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자, 상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자, 상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 연산하는 합산 회로와, 상기 제1 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 회로, 상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 회로, 및 제1 감산 회로 및 필터 회로를 구비하며, 상기 제1 감산 회로에서 상기 제1합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 필터 회로에서 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 회로를 포함하고, 상기 트랙킹 에러 신호 연산 회로는, 제2 감산 회로 및 저항 분할 회로를 포함하는 계수 승산 회로를 포함하며, 상기 계수 승산 회로에서는 상기 정렬 신호에 제 2 계수를 승산하고, 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하며, 상기 제2 감산 회로에서는 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호의 푸시-풀 연산을 행하여 트랙킹 에러 신호를 생성하는 광학식 디스크 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 트랙킹 에러 신호의 위상을 보상하는 위상 보상 회로를 더 포함하고, 위상 보상된 트랙킹 에러 신호를 이용하여 트랙킹 서보 제어를 행한다.

본 발명의 제3 관점에 의하면, 광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자와, 상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자를 구비하며, 상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 이용하여 광학식 디스크 장치에서의 트랙킹 에러 신호를 산출하는 방법에 있어서, 상기 제1 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 단계, 상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 단계, 상기 제1 합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 단계, 및 상기 정렬 신호에 제2 계수를 승산하여 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하고, 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호와의 푸시-풀 연산에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예로서, 광 디스크 장치로서 예를 들면, 광-자기(자기-광) 디스크 장치, CD, CD-ROM 등이 언급될 수 있다. 본 발명의 트랙킹 에러 신호 산출 회로로서, 이와 같은 광 디스크 장치의 트랙킹 서보 제어에 사용되는 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 회로가 언급될 수 있다.

먼저, 본 발명의 이해가 용이하도록, 예를 들면 자기-광 디스크 장치 또는 CD 또는 CD-ROM 또는 다른 광 디스크 장치에 사용되는 트랙킹 에러 신호의 기본 사항에 대해 설명될 것이다.

레이저 결합기 CL

도 1은 광 픽-업 상에 장착된 레이저 결합기 LC의 단면도 및 레이저 결합기 LC의 상면(1b) 측의 상부에 배치된 디스크 기록 매체 (도시되지 않음)에 대한 빔의 경로를 도시하는 도면이다.

레이저 결합기 LC에는 반도체 레이저 LD, 두개의 포토다이오드 PD1 및 PD2, 및 마이크로프리즘(1)이 구비된다.

마이크로프리즘(1)은 반도체 레이저 LD로부터 광이 입사되는 45도 경사면(1a), 상면(1b), 하면(1c), 및 배면(1d)을 갖는다. 하프 미러층(half mirror layer)(1f)이 상기 45도 경사면(1a) 상에 피복되고, 전 반사 미러층(full reflection)(1g)이 상기 상면(1b) 상에 피복되고, AR (반사 방지) 피복층(1h)이 상기 하면(1c) 상에 피복되고, 전면 흡수막(1i)이 상기 배면(1d) 상에 피복된다. 또한, 마이크로프리즘(1)의 하면(1c) 측의 포토다이오드 PD1가 배치되어 있는 상부에는 하프 미러층(1j)가 설치되어 있다.

두개의 포토다이오드 PD1 및 PD2는 소정의 위상 차를 갖는 신호를 검출할 수 있도록 소정의 간격으로 이격된 마이크로프리즘(1)의 하면에 정렬된다. 반도체 레이저 LD로부터 방출된 광은 마이크로프리즘(1)의 경사면(1a) 상의 하프 미러층(1f)에서 반사되고, 도시되지 않은 마이크로프리즘(1)의 상면(1b)의 상부에 위치하는 디스크 기록 매체쪽으로 향해진다. 상기 디스크 기록 매체에서 반사된 반사광은 마이크로프리즘(1)의 경사면(1a) 상의 하프 미러층(1f)으로부터 마이크로프리즘(1)으로 들어와 포토다이오드 PD1 (전 PD) 상에 입사되고. 하프 미러층(1f)에서 반사된 광은 마이크로프리즘(1)의 상면(1b)에서 반사되어 포토다이오드 PD2(후 PD)에 입사한다.

3-분할 시스템(Three-division system) 트랙킹 에러 신호

도 2는 도 1에 도시된 포토다이오드 PD1 및 PD2로서 사용되는 3-분할 포토다이오드의 평면도를 도시한다.

포토다이오드 PD1 및 PD2는 각각 세개의 영역: RA, RB 및 RC, 및 RA', RB', 및 RC'로 분할된다. 이들 영역들은 디트랙킹(detracking)이 발생하는 방향에 직각인 방향을 따라 연장된 분할선(division line)에 의해 분할된다. 중심 영역 RB 및 RB'은 동일한 표면적을 가지며, 그 외부 상의 영역 RA 및 RA'도 동일한 표면적을 가지며, 영역 RC 및 RC'도 동일한 표면적을 가지며, 영역 RA 및 RC 및 영역 RA' 및 RC'의 표면적도 동일하다. 또한, 이들 영역들의 표면적은, 온-트랙(on-track) 상태시 영역 RB(RB')에서 수광 량이 영역 RA 및 RC(RA' 및 RC')에서 수광량의 합계와 같도록 규정된다.

3-분할 시스템 트랙킹 에러 신호 TE에서, 중심 영역 RB는 트랙 중심에 대응한다. 이 영역 RB 이상 또는 그 이하중 어느 하나에서 디트랙킹의 발생이 검출되어, 2-분할 포토다이오드와 동일한 방식으로, 외부 영역 RA 및 RC(A-C)의 검출 신호, 즉, 푸시-풀 신호(a push-pull signal)의 차이가 산출된다.

4-분할 시스템 트랙킹 에러 신호

도 3은 도 1에 도시된 포토다이오드 PD1 및 PD2로서 사용된 4-분할 포토다이오드의 평면도이다.

포토다이오드(전 PD)를 참조하면, 중심 영역 RB와 중심 영역 RC의 표면적은 같고, 외부 영역 RA와 외부 영역 RD의 표면적도 같다. 정확한 포커스시 영역 RB와 RC에서 수광량은 영역 RA와 RD에서 수광된 광량과 동일하게 되도록 정의된다. 신호 A1, A3, A4, 및 A2는 전 PD의 영역 RA, RB, RC, 및 RD로부터 검출된다.

포토다이오드 PD2(후 PD)에 대해 상술된 것과 동일한 방식으로, 중심 영역 RB' 및 중심 영역 RA'의 표면적은 같고, 외부 영역 RA'과 외부 영역 RD'의 표면적도 같다. 정확한 포커싱시 영역 RB'및 RC'에서 수광된 광량은 영역 RA' 및 RD'에서 수광된 광량과 같도록 정의된다. 신호 B1, B3, B4 및 B2는 후 PD의 영역 RA', RB', RC', 및 RD'로부터 검출된다.

실시예에서, 수광 영역에서 검출된 신호 A1 내지 A4 및 B1 내지 B4에 근거하여 초점 에러 신호가 산출될 수 있을 때, 포토다이오드 PD1 및 PD2의 분할 영역은 수신된 광의 양에 근거하여 규정된다.

도 4a 내지 도 4c는 4-분할 포토다이오드 PD1 및 PD2를 사용할 때 트랙킹 에러 신호 TE를 검출하는 동작을 도시하는 도면이다. 도 4a는 (+)측에 대한 디트랙킹 상태를 도시하고, 도 4b는 온-트랙 상태를 도시하고, 도 4c는 (-)측에 대한 디트랙킹 상태를 도시한다.

장치가 디트랙 또는 온-트랙 상태에 있는 지는, 포토다이오드 PD1 및 PD2의 각각을 두개, 즉 중심의 좌우 영역으로 분할하고, 이들 포토다이오드 PD1 및 PD2 상에서의 1차 회절 광의 강도 분포 차를 이용함으로서 판단된다. 온-트랙 상태에서, 이들 포토다이오드 PD1 및 PD2의 분할 영역의 중심은 트랙의 중심에 위치한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 포토다이오드 PD1에는, 하프 미러층(1f)을 투과하고 마이크로프리즘(1)을 통과하여 하프 미러층(1j)을 투고한 광이 입사된다. 포토다이오드 PD2에는, 하프 미러층(1f)을 투과하고 마이크로프리즘(1)을 통과하여 하프 미러층(1j)에서 반사되어 마이크로프리즘(1)을 통과하고, 상면(1b)에서 반사되어 마이크로프리즘(1)을 통과한 광이 입사된다. 포토다이오드 PD2에 입사된 광은 포토다이오드 PD1에 입사된 광보다 반사가 1번 더 되기 때문에, 위상이 반전되어 있다. 이와 같이, 포토다이오드 PD1과 포토다이오드 PD2는, 대물 렌즈로부터 디스크 기록 매체에 조사되어 디스크 기록 매체로부터 복귀된 광에 대해 동일한 분할 영역으로부터의 검출신호가 역상 관계를 갖도록 정렬된다. 따라서, 두개의 포토다이오드 PD1 및 PD2를 이용할 때의 트랙킹 신호 TE는 동상 관계를 갖는 신호인 (B1+B3)와 (A2+A4)를 가산하여 제1 합계 신호 E를 산출하며, 이와 유사하게 동상 관계를 갖는 신호인 (A1+A3)와 (B2+B4)를 가산하여 제2 합계 신호 F를 산출하며, 이들 합계 신호들의 푸시-풀 처리를 수행함으로써 산출된다.

이와 같이, 공통 모드 잡음 제거비(noise rejection ratio)를 향상시키도록 동상 관계를 갖는 신호가 가산된다. 이하의 PP는 푸시-풀 방식으로 연산한 트랙킹 에러 신호 TE를 나타낸다.

E＝A2+A4+B1+B3

F＝A1+A3+B2+B4

PP＝E-F

＝(A2+A4+B1+B3) - (A1+A3+B2+B4)

차동 증폭 회로(19)는 수학식 3에 도시된 푸시-풀 시스템에 의해 트랙킹 에러 신호 TE를 산출한다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 온-트랙 상태시에 두개의 1차 회절광의 강도 분포는 동일하게 되어, 그 차이, 즉 트랙킹 에러 신호 TE는 0이 된다.

도 4a 또는 도 4c에 도시된 바와 같이, 디트랙킹 상태시 트랙킹 에러 신호 TE는 (+) 또는 (-)중 어느 하나의 반경 방향으로는 어떠한 1차 회절광도 존재하지 않기 때문에 (+) 또는 (-)중 어느 하나의 극성을 나타낸다.

푸시-풀 시스템의 결함

이하, 푸시-풀 시스템의 문제점(결함)에 대해 설명될 것이다.

첫번째 문제점: 대물 렌즈의 반경 방향(트랙킹 방향)의 변이로 인한 트랙킹 에러 신호의 오프셋

도 5는 대물 렌즈(5)가 디스크 기록 매체(3)의 반경 방향(트랙킹 방향)으로 이탈될 때의 푸시-풀 신호를 도시하는 도면이다.

대물 렌즈(5)가 디스크 기록 매체(3)에 대해 반경 방향으로 변이되면, 포토다이오드 PD1 및 PD2 상의 반사광도 역시 변이되고, 포토다이오드 PD1 및 PD2의 강도 분포는 불균형하게 되고, 푸시-풀 신호에 DC 오프셋이 생긴다. 그 결과, 이와 같은 푸시-풀 신호를 사용하여 트랙킹 서보 제어가 수행되면, 정확한 트랙킹 제어가 수행될 수 없다.

두번째 문제: 반경 기울기로 인한 트랙킹 에러 신호의 오프셋

도 6은 디스크 기록 매체(3)의 반경 기울기로 인해 포토다이오드 PD1 및 PD2 상의 반사광의 스폿이 변이하는 상태를 도시하는 도면이다.

디스크 기록 매체(3)가 반경 방향으로 기울어지면, 포토다이오드 PD1 및 PD2에 충돌하는 반사광의 강도 분포는 불균형하게 되고, 트랙킹 에러 신호 TE에서 DC 오프셋이 발생한다. 그 결과, 이 상태의 트랙킹 에러 신호 TE를 사용하면, 트랙킹 서보 제어가 정확하게 수행될 수 없다.

실제의 레이저 결합기 LC의 45도 경사면(1a)은 디스크 기록 매체(3) 내의 피트(pit)에 대해 45도 회전한다. 그 결과, 상술한 디스크 기록 매체(3)가 반경 방향으로 경사진 경우뿐만 아니라, 디스크 기록 매체(3)가 접선 방향으로 기울어져 있더라도, 트랙킹 에러 신호 TE에서 DC 오프셋이 발생한다.

레이저 결합기 LC의 45도 경사면(1a)이 디스크 기록 매체(3) 내의 피트에 대해 45도로 회전하기 때문에, 오프셋의 양은 반경 방향과 접선 방향 모두에서 1/1.41이 된다.

상술된 디스크 기록 매체(3)의 기울기로 인해, 대물 렌즈(5)가 디스크 기록 매체(3)에 대해 기울어지는 경우와 동일한 방식으로, 트랙킹 에러 신호 TE에서 DC 오프셋이 발생한다.

본 발명의 원리: 탑 홀드(Top Hold) 푸시-풀 시스템

다음에, 상술된 대물 렌즈의 시야의 이동으로 인한 오프셋을 소거하기 위한 본 발명의 원리에 대해 설명될 것이다.

본 발명의 광 디스크 장치로서, 예를 들면 자기-광 디스크 장치 또는 CD 또는 CD-ROM 장치가 언급될 것이다. 또한, 본 발명의 트랙킹 에러 신호 산출 회로로서, 이들 광 디스크 장치에서 트랙킹 서보 제어에 사용되는 트랙킹 에러 신호를 산출하는 회로가 언급될 것이다.

도 7은 도 4a 내지 도 4c와 수학식 1에 도시된 제1 합계 신호 E (＝A2+A4+B1+B3)의 RF 엔벨로프 신호의 파형을 도시하는 그래프이다.

곡선 CV1은 대물 렌즈의 편차, 기울기 등으로 인한 제1 합계 신호 E의 RF 엔벨로프의 피크 변화를 나타낸다. 피크 폭은 a로 나타낸다.

곡선 CV2는, 푸시-풀 시스템에서 트랙 서보 제어를 적용할 때 사용된 트랙킹 에러 신호 TE에 저역 필터링이 적용될 때의 신호의 파형이다.

곡선 CV3은 실제로 사용된 트랙킹 에러 신호의 오프셋의 변화를 나타낸다. 그 신호는 A로 정의되어 있고, 그 폭은 b로 정의되어 있다.

대물 렌즈(5)의 변이 또는 디스크 기록 매체(3)의 기울기로 인한 DC 오프셋을 소거하기 위해, 곡선 CV2로 나타낸 값에서 곡선 CV3으로 나타낸 오프셋 폭 b을 감산하는 것으로 충분하다.

비록 상기에서 제1 합계 신호 E에 대한 오프셋의 소거에 대해 설명되었지만, 제2 합계 신호 F에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명에서, 푸시-풀 신호는 제1 합계 신호 E의 RF 엔벨로프와 제2 합계 신호 F의 RF 엔벨로프로부터 오프셋이 감산된 후에 산출된다. 그 결과, 트랙킹 에러 신호로부터 오프셋이 제거된다.

제1 실시예: 기본 동작 및 기본 회로

이하, 본 발명의 제1 실시예의 기본 회로 및 그 동작이 설명될 것이다.

상수 (제1 계수) K는 오프셋 b가 계수 K와 피크 a의 승산치가 되도록, 즉, 상기 조건 하에서 b가 K×a와 같게 되도록 결정된다. K＜1이라는 것에 유의한다. 오프셋을 소거함으로써 얻어진 신호는 (AA-Ka)로 표현될 수 있다. AA는 제1 합계 신호 E 또는 제2 합계 신호 F를 나타낸다. 본 발명에서, (AA-Ka)는 수정한 제1 합계 신호 또는 수정한 제2 합계 신호로서 트랙킹 에러 신호 TE를 산출하는데 사용된다.

도 8은 상술된 오프셋 보정을 수행함으로써 얻어진 트랙킹 에러(TE) 신호를 산출하기 위한 기본 회로(20)(제1 실시예의 회로)의 도면이다.

제1 합계 신호 E와 제2 합계 신호 F는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 연산 회로(19)를 구비한 회로에서 산출된다.

도 8에 도시된 탑 홀드(top hold) 푸시-풀(TPP) 신호 산출 회로(20)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 연산 회로(19)를 대체한다.

이와 같은 탑 홀드 푸시-풀(트랙킹 에러) 신호 산출 회로(20)는 제1 합계 신호 E의 피크 pa를 검출하고 이것을 홀드(holds)하며 상수 (계수) K에 그 결과를 승산하는 탑(피크) 홀드 상수 승산 회로(22), (E-K×pa)를 산출하는 차동 증폭 회로(24), 제2 합계 신호 F의 피크 pa'를 검출하고 이것을 홀드하며 상수 K에 그 결과를 승산하는 탑(피크) 홀드 상수 승산 회로(26), (F-K×pa')를 산출하는 차동 증폭 회로(28), 및 이들 산출된 신호에 대해 푸시-풀 연산을 수행하는 차동 증폭 회로(30)를 갖는다.

이와 같은 트랙킹 에러 신호 산출 회로(20)는 피크 pa, pa'의 변화를 검출하여 상수 K를 그것에 승산하기 위해 탑(피크) 홀드 상수 승산 회로(22 및 26)를 이용하여 (E-K×pa) 및 (F-K×pa')를 산출한다.

(E-K×pa)는 탑 홀드 처리 후의 제1 합계 신호(탑 홀드 제1 합계 신호로서 약칭됨) TPP(E)로서 지칭되고, (F-K×pa')는 탑 홀드 처리 후의 제2 합계 신호(탑 홀드 제2 합계 신호로서 약칭됨) TPP(F)로서 지칭될 것이며, 상수 (제1 계수) K는 TPP 산출 계수로서 지칭될 것이고, 차동 증폭 회로(30)에서 산출된 트랙킹 에러 신호는 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)로서 지칭될 것이다. 이와 같은 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)에서, 상기 원리에 따라 오프셋이 소거된다.

더욱 바람직하게, 차동 증폭 회로(30)의 후단에 제공된 저역 필터 회로(32)가 제공되고, 차동 증폭 회로(30)로부터 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)의 저 주파수 성분을 통과시켜 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPPLPF(TE)가 제공된다.

도 8의 감산 회로(36)에서, 제1 합계 신호 E에서 제2 합계 신호 F를 감산하여 얻어진 정렬 신호 AL이 산출될 수 있다. 정렬 신호 AL의 이용에 대해서는 나중에 설명될 것이다.

실시예 2의 회로

도 9는 도 8에 도시된 탑 홀드 푸시-풀 신호 산출 회로(20)에서 얻어진 탑 홀드 제1 및 제2 합계 신호 TPP(E) 및 TPP(F)로부터 탑 홀드 푸시-풀 신호, 즉, 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)를 산출하기 위한 제2 실시예의 회로 구성을 도시한다.

도 9에 도시된 회로 구성은 레이저 결합기 LC에의 실장의 관점에서, 레이저 결합기 LC에 포함된 구성요소로 제한된다는 사실을 고려하여, 가능한 한 레이저 결합기 LC로부터 기본이 되는 신호의 출력을 가능하게 하면서 최종 트랙킹 에러(TE) 신호의 조정을 용이하게 하도록 설계되어 있다.

레이저 결합기 LC는 도 1에 도시된 레이저 LD, 포토다이오드 PD1 및 PD2, 및 마이크로프리즘(1)을 포함한다. 또한, 레이저 결합기 LC는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 대물 렌즈(5) 내지 증폭 회로(19) 및 도 8에 도시된 탑(피크) 홀드 상수 승산 회로(22 및 26), 차동 증폭 회로(24 및 28), 차동 증폭 회로(30), LPF(32) 및 정렬 신호 AL 산출 하는 감산 회로(36)를 수용한다. 즉, 레이저 결합기 LC는 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP(TE) 및 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP(F)를 산출하고, 또한 (E 신호-F 신호)를 정렬 신호 AL로서 산출한다. 이들 신호 TPP(E), TPP(F), 및 AL은 레이저 결합기 LC에서 생성하는 신호로서 기본 출력 신호이다.

TPP (E)＝K × ETP - E

TPP (F)＝K × FTP - F

AL＝E - F

여기서, ETP는 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP(E) 신호의 피크 홀딩 값(a peak holding value)이고,

FTP는 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP(F) 신호의 피크 홀딩 값이며,

K는 TPP 산출 계수 (제1 계수) (K＜1)이다.

최종 트랙킹 에러(TE) 신호의 산출시, 이득을 조정할 가능성은 높다. 따라서, 저항값 R1을 갖는 저항기(42 및 44)와, 무선 주파수 집적 회로 RFIC가 이 레이저 결합기 LC의 외부에 제공된다. 무선 주파수 집적 회로 RFIC에는 차동 증폭 회로(50), 그 음극 피드백 저항기(46), 및 저항기(48)가 구비된다. 음극 피드백 저항기(46) 및 저항기(48)의 저항값은 R2이다.

탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)는 다음 수학식 8로 표현된다.

TPP (TE)＝(R2/R1) × [(K × FTP - F) - (K × ETP - E)]

＝(R2/R1) × [(E-F) - K(ETP - FTP)]

＝(R2/R1) × (E-F) - (R2/R1)×K(ETP - FTP)

이와 같이, 도 9의 회로에서는, 레이저 결합기 LC의 외부에서 저항값 R1 및 R2의 값을 적절히 조정하면, 차동 증폭 회로(50)로부터 출력되는 신호의 이득을 변경할 수 있고, 이득이 적절히 조정되는 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)를 공급할 수 있다.

레이저 결합기(LC)의 실제 신호 처리 회로

도 10은 레이저 결합기 LC에서의 실제 신호 처리 회로의 회로 구성도이다.

전 PD 및 후 PD로부터의 검출 신호는 각각 전류/전압 (I/V) 변환 회로와 증폭 회로(AMP)를 포함하는 전류/전압 변환 및 증폭 회로 I-VAMP에서 소정의 신호 레벨까지 증폭된다. 상기 신호, SPD1(제1 PD 신호 = (A1+A2) + (B3+B4)), SPD2(제2 PD 신호 = (A3+A4) + (B1+B2)), E, 및 F는 합계 연산 증폭 회로 SUMMING AMP에서 산출된다. 또한, 정렬 신호 AL는 연산 증폭 회로 AMP(AL)에서 산출되고, 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E)는 연산 증폭 회로 AMP (E)에서 산출되고, 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F)는 연산 증폭 회로 AMP (F)에서 산출된다.

합계 연산 회로 SUMMING AMP에서, 바이어스 회로 BIAS로부터 바이어스가 가산된다.

실시예 3의 회로

도 11은 도 8에 도시된 탑 홀드 푸시-풀 신호 산출 회로(20)에서 얻어진 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E)와 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F)로부터의 탑 홀드 트랙킹 에러 (TPP (TE))를 산출하기 위한 제3 실시예의 회로 구성을 도시한다.

도 11의 회로는 도 9에 도시된 회로에서 TPP 산출 계수 K를 실질적으로 변화시키기 위한 회로이다.

도 8과 도 11에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 레이저 결합기 LC는 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E), 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F), 및 정렬 신호 AL를 출력한다.

탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)를 산출하기 위해, 저항값 R1인 저항기(42 및 44), 저항값 R3인 저항기(45), 및 무선 주파수 집적 회로 RFIC가 레이저 결합기 LC의 외부에 제공된다. 차동 증폭 회로(50), 그 네거티브 피드백 저항기(46), 및 포지티브 피드백 저항기(48)가 무선 주파수 집적 회로 RFIC에 제공된다. 네거티브 피드백 저항기(46)와 포지티브 피드백 저항기(48)의 저항값은 R2이다.

도 11에 도시된 회로에서, 정렬 신호 AL를 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E)에 가산하고 그것을 증폭 회로(50)의 반전 단자 (-)에 인가하기 위한 저항값 R3인 저항기(45)가 도 9에 도시된 회로에 부가된다.

탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)는 다음 수학식 9로 표현된다.

TPP (TE)＝ (R2/R1) × [(E-F) - K(ETP - FTP)] - (R2/R3) × AL

＝ (R2/R1) × [(E-F) - K(ETP - FTP)] - (R2/R3) × (E-F)

＝ (R2(R3-R1))/R1R3) × (E-F) - (R2/R1) [K(ETP-FTP)]

수학식 8과 비교하여 수학식 9에서의 (E-F)에 승산되는 계수를 수학식 8과 동일하게 (R2/R1)이 되도록, 수학식 9의 우변에 (R3/(R3-R1))를 곱하여 정리하면 수학식 9는 이하의 식이 된다.

[수학식 9‘]

TPP (TE)‘ ＝ (R2/R1) × (E-F) - (R2R3/R1(R3-R1)) [K(ETP-FTP)]

＝ (R2/R1) × (E-F) - K1' (ETP-FTP)

여기서, K1'＝[(R2R3/R1(R3-R1)] × K.

수학식 9‘의 신호를 생성하는 도 11에 도시된 회로는, 수학식 8의 신호를 생성하는 도 9에 도시된 회로와 비교할 때 K1'＝[(R2R3/R1(R3-R1)] × K가 되는 상수(제2 계수)가 (ETP-FTP)에 승산되기 때문에 TPP 산출 계수 K가 커질 수 있다는 장점이 있다.

TPP 산출 계수 K의 최적 값은 개개의 광 디스크 장치의 특성에 내재하는 편차로 인해 광 디스크 장치에 따라 다르다. 그러나, TPP 산출 계수가 레이저 결합기 LC에서 일정하도록 설정되므로, 흔히 동일한 모델의 모든 광 디스크 장치에 대해서 고정되어 있다. 따라서, 이것을 최적의 TPP 산출 계수 K (본 실시예에서 계수 K를 크게 하는 것이 필요한)로 변경시키고 싶은 조정 단계에서, 도 11의 회로 구성을 채택할 때, 레이저 결합기 LC의 외부에서 그 변경이 가능하게 된다는 장점이 있다.

또한, 레이저 결합기 LC와 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 부착된 저항기(42, 44 및 45)를 가변 저항기로서 설정하고, 그 저항값을 조정하여 TPP 산출 계수 K, 다른 말로 표현하면, 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E)의 이득을 적절히 조정할 수 있다.

도 11에 도시된 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 내부에 도시된 저항기(46 및 48)도 역시 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 제공될 수 있다. 그 이유는 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 저항기(46 및 48)를 제공함으로써, 이득 조정 저항기가 가변적이 되고 이득 조정의 자유도를 상승시킬 뿐 아니라, 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 IC회로에큰 저항값을 갖는 저항기(46 및 48)을 포함하는 것이 바람직하지 않는 경우가 존재하기 때문이다.

실시예 4의 회로

도 12는 도 8에 도시된 탑 홀드 푸시-풀 신호 산출 회로(20)에서 얻어진 탑홀드 제1 합계 신호 TPP (E)와 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F)로부터의 탑 홀드 트랙킹 에러 (TPP (TE))를 산출하기 위한 제4 실시예의 회로 구성을 도시한다.

도 12의 회로는 도 9에 도시된 회로에서 TPP 산출 계수 K를 보다 작게 하는 회로이다.

TPP 산출 계수 K의 최적 값은 개별적인 광 디스크 장치 특성에 내재하는 변화로 인해 광 디스크 장치에 따라 다르다. 그러나, TPP 산출 계수가 레이저 결합기 LC에서 일정하도록 설정되므로, 흔히 동일한 모델의 모든 광 디스크 장치에 대해 고정되어 있다. 따라서, 이것을 최적의 TPP 산출 계수 K (본 실시예에서 계수 K를 작게 하는 것이 필요한 경우)로 바꾸는 것이 필요한 조정 단계에서, 도 12의 회로 구성이 채택된다.

레이저 결합기 LC는 탑 홀드 제1 합계 신호 TPP (E), 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F), 및 정렬 신호 AL를 출력한다.

탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)를 산출하기 위해, 저항값 R1의 저항기(42 및 44), 저항값 R3의 저항기(47), 및 무선 주파수 집적 회로 RFIC가 레이저 결합기 LC의 외부에 제공된다. 차동 증폭 회로(50), 그 네거티브 피드백 저항기(46), 및 포지티브 피드백 저항기(48)가 무선 주파수 집적 회로 RFIC에 제공된다. 네거티브 피드백 저항기(46) 및 포지티브 피드백 저항기(48)의 저항값은 R2이다.

도 12에 도시된 회로에서, 정렬 신호 AL을 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F)에 가산하고 이것을 증폭 회로(50)의 비반전 단자(+)에 인가하는 저항값 R3의 저항기(45)가 도 9에 도시된 회로에 부가된다.

탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP(TE)는 다음 수학식 10으로 표현된다.

TPP (TE)＝ (R2/R1) × [(E-F) - K(ETP - FTP)] + (R2/R3) × AL

＝ (R2/R1) × [(E-F) - K(ETP - FTP)] + (R2/R3) × (E-F)

＝ (E-F) [(R2/R1) + (R2/R3)] + (R2/R1) [-K(ETP - FTP)]

＝ (E-F) [R2×(R1+R3)/(R1R3)] - (R2/R1) [K(ETP - FTP)]

수학식 8과 비교하여 수학식 9‘와 동일하게, 수학식 10에서 (E-F)에 승산하는 계수를 수학식 8과 동일하게 (R2/R1)이 되도록, 수학식 10의 우변에 (R1(R1R3/(R3+R1))을 곱하여 정리하면, 수학식 10은 이하의 식이 된다.

TPP (TE)‘＝ (R2/R1) × [(E-F)-K(ETP - FTP)]

- (R2R3/R1 (R3+R1)) [K(ETP - FTP)]

＝ (R2/R1) × [(E-F)-K2'(ETP - FTP)]

여기서, K2'＝ [(R2R3)] / R1(R3+R1)] × K.

도 12에 도시된 회로는 도 9에 도시된 회로와 비교할 때 K2'＝[(R2R3)] / R1(R3+R1)] × K가 되는 상수 (제2 계수)가 (ETP-FTP)와 승산되기 때문에 TPP 산출 계수가 보다 작아질 수 있다는 장점이 있다.

또한 레이저 결합기 LC와 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부 부착 저항기(42, 44 및 47)을 가변 저항기로서 설정하고, 그 저항값을 조정하여 탑 홀드 제2 합계 신호 TPP (F)의 이득을 적절히 조정할 수 있다. 이와 같이 저항기(42, 44 및 47)을 레이저 결합기 LC와 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 제공함으로써, 이득의 조정이 용이하게 된다.

도 12에 도시된 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 내부에 설치된 저항기(46 및 48)도 도 11을 참조하여 상술된 바와 같이 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 제공될 수 있다. 즉, 그 이유는 저항기(46 및 48)를 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 외부에 제공함으로써, 조정 저항기의 이득을 가변적이 되게 하고 이득 조정의 자유도를 상승시킬 뿐 아니라, 무선 주파수 집적 회로 RFIC의 IC 회로에 큰 저항값을 갖는 저항기(46 및 48)을 포함하는 것이 바람직하지 않는 경우가 존재하기 때문이다.

실시예 2의 회로 내지 실시예 4의 회로

도 9에 도시된 실시예 2의 회로는 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)를 산출하기 위한 기본 회로를 도시한다.

도 11에 도시된 실시예 3의 회로는 레이저 결합기 LC와 RFIC의 외부로부터 TPP 산출 계수 K를 크게 할 때 사용될 수 있다.

도 12에 도시된 실시예 4의 회로는 레이저 결합기 LC와 RFIC의 외부로부터 TPP 산출 계수 K를 작게 할 때 사용될 수 있다.

또한, 레이저 결합기 LC와 RFIC의 외부로부터 TPP 산출 계수 K를 크게 하고 작게 하는 것을 가능하게 하기 위해, 저항기(42) 및/또는 저항기(44)를 가변 저항기로 교체하고, 그 가변 저항기의 값을 조정함으로써, RFIC에 있는 차동 증폭 회로(50)의 증폭 비율을 바꾸는 것이 가능하게 된다.

제5 실시예의 회로: TPP 산출 계수에 주파수 의존성 부여

도 13은 주파수와 TPP 산출 계수간의 관계를 도시하는 그래프이다.

예를 들어, 정렬 신호 AL 내지 저역 필터를 사용함으로써, TPP 산출 계수 K는 60㎐ 이상에서 0.68로 설정되고, TPP 산출 계수 K는 60㎐ 미만에서 0.72까지 상승된다.

주파수 대역에 따라 TPP 산출 계수 K를 변경시키기 위한 정렬 신호의 저주파수 성분만을 통과시키기 위한 저역 필터 회로가 도 14를 참조로 설명될 것이다.

도 14는 도 13에 도시된 TPP 산출 계수가 주파수 의존성에 따라 변경되는 실시예 5의 실제 트랙킹 에러 산출 회로(60) 및 관련 회로를 도시하는 도면이다.

트랙킹 에러 산출 회로(60)에서, 저항기(46 및 48)가 도 12의 RFIC에 대응하는 집적 회로 칩(50A)의 외부에 제공된다. 집적 회로 칩(50A)의 내부에는, 도 14에 도시된 RFIC의 차동 증폭 회로(50)와 그 주변 회로가 포함된다. 이와 같이 저항기(46 및 48)를 집적 회로 칩(50A)의 외부에 제공함으로써, 큰 저항값을 갖는 저항기를 반도체 집적 회로에 장착하는데 있어서의 어려움을 피할 수 있고, 저항기(42와 44)와 유사하게 저항기(46 및 48)를 외부에 부착된 저항기로서 장착하는 것이 용이하게 되고 또한 그 변형이 용이하게 된다.

정렬 신호 AL를 안내하는 저항기(47)의 배면에는, 저항기(61), 캐패시터(62), 및 저항기(63)로 구성된 저역 필터(64)가 제공된다. 이와 같은 저역 필터(64)를 제공함으로써, 정렬 신호 AL의 저 주파수 성분이 통과되고, 도 13에 도시된 바와 같이, 예컨대 60Hz 이하의 저주파수 영역에서 TPP 산출 계수 K의 값을 크게 한다. 예컨대, 60Hz 이상의 고주파수 영역에서는, 작은 값을 갖는 TPP 산출 계수를 사용하게 된다.

또한, 저항기(47)와 저역 필터(64)의 직렬 회로와 병렬로 가변 저항기(67)와 저항기(65)의 직렬 회로가 제공된다. 저항기(65)와 가변 저항기(67)에 의해 저역 필터(64)의 신호 레벨의 조정이 가능하게 된다.

즉, 이와 같은 트랙킹 에러 산출 회로(60)에서, 주파수 대역에 따른 TPP 산출 계수 K의 변화는 캐패시터(62)를 구비한 저역 필터(64)를 제공함으로서 가능하게된다.

이와 같은 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)는 도 15a 내지 도 15c에 도시된 슬레드(sled)로 하여금 트랙 점프 동작(track jump operation)을 수행하도록 하기 위한 신호를 발생하기 위한 위상 보상 트랙 점프 회로(80)에서 위상-보상되고, 스위치 회로(100)를 통과하는 신호를 거쳐 트랙킹 코일(120)이 구동되어 트랙킹 구동 회로(110)에 인가된다.

위상 보상 트랙 점프 동작 자체는 본 발명에 직접 관련되어 있지 않으므로 그 세부사항은 설명되지 않는다는 것에 유의한다.

반전된 ENABLE 신호는 트랙킹 서보 제어를 수행하기 위한 마이크로컴퓨터와 같은 CPU로부터 주어진 동작 타이밍을 결정하는 신호이다.

트랙킹 에러 산출 회로(60)에서 산출된 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)는, 광 픽업을 트랙의 부근으로 이동시키기 위한 개략적인 제어(coarse control)를 수행할 때 트랙의 중간점 위치로 상기 광 픽업을 제어하기 위한 중간점 서보 제어 회로(120)에 인가되고, 정렬 신호 AL와 함께 중간점 서보 제어 신호 CE를 발생하는데 사용된다.

생성된 중간점 서보 제어 신호 CE는 스위치 회로(100)를 경유하여 트랙킹 코일(100)에 인가될 수 있다.

도 16a 내지 도 16c는 중간점 서보 제어의 동작을 도시하지만, 이는 본 발명과 직접 관련되지 않으므로, 그 세부사항은 설명되지 않을 것이다.

본 발명의 광 기록 장치로서, 자기-광 디스크 장치, CE 드라이브 등이 상기 언급되었다. 이들 장치에 사용된 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)에 대한 신호 처리가 상술되었다. 그러나, 본 발명은 자기-광 디스크 장치, CD 드라이브 등에 한정되지 않고, 트랙킹 에러 신호를 이용하는 다른 광 기록 장치에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 탑 홀드 트랙킹 에러 신호 TPP (TE)는 어떠한 오프셋도 거의 포함하지 않으므로, 광 기록 장치에서의 트랙킹 서보의 제어가 정확하게 수행된다. 특히, 본 발명에서, 탑 홀드 계수의 조정이 가능하게 되므로, 광 디스크 장치의 특성 변동에 용이하게 대처할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 탑 홀드 계수는 주파수 대역에 따라 변하므로 보다 정확한 트랙킹 에러 신호가 산출될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 광 디스크 장치의 구성으로 인한 조건을 고려함으로써, 트랙킹 에러 신호, 특히 탑 홀드 계수의 값을 고려한 조건이 용이하게 변경될 수 있다.

도 1은 레이저 결합기의 단면도, 및 그 위에 배치된 디스크 기록 매체에 대한 빔의 경로를 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 두개의 포토다이오드(전 PD및 후 PD)의 3-분할 포토다이오드의 평면도.

도 3은 도 1에 도시된 포토다이오드(전 PD 및 후 PD)의 4-분할 포토다이오드의 평면도.

도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 4-분할 포토다이오드를 이용할 때 트랙킹 에러 신호를 검출하기 위한 동작을 도시하는 도면으로, 도 4a는 (+)측에 대한 트랙킹 상태를 도시하고, 도 4b는 온-트랙 상태를 도시하고, 도 4c는 (-)측에 대한 디트랙킹 상태를 도시하는 도면.

도 5는 대물 렌즈가 반경 방향(트랙킹 방향)으로 이탈될 때 푸시-풀 신호를 도시하는 도면.

도 6은 디스크 기록 매체의 반경 기울기로 인해 포토다이오드 상의 반사된 광의 스폿이 변이하는 상태를 도시하는 도면.

도 7은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 다양한 신호 파형을 도시하는 그래프.

도 8은 본 발명의 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 제1 실시예의 회로도.

도 9는 본 발명의 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 제2 실시예의 회로도.

도 10은 레이저 결합기 LC에서 신호 처리 회로의 실제 회로 구성도.

도 11은 본 발명의 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 제3 실시예의 회로도.

도 12는 본 발명의 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 제4 실시예의 회로도.

도 13은 TPP 산출 계수의 주파수 의존성을 도시하는 그래프.

도 14는 본 발명의 트랙킹 에러 신호를 산출하기 위한 제4 실시예의 회로 및관련된 부분 회로도의 상세 회로도.

도 15a 내지 도 15c는 슬레드로 하여금 트랙 점프 동작을 수행하도록 하기 위한 동작 타이밍도.

도 16a 내지 도 16c는 중간점 서보 제어의 동작을 도시하는 타이밍도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 마이크로프리즘

3 : 디스크 기록 매체

5 : 대물 렌즈

9, 19 : 연산 회로

20 : 탑 홀드 푸시-풀 신호 (트랙킹 에러) 산출 회로

22, 26 : 승산 회로

24, 28, 50 : 차동 증폭 회로

36 : 감산 회로

42, 44, 46, 48 : 저항기

62 : 캐패시터

64 : 저역 필터

80 : 위상 보상 트랙 점프 회로

100 : 스위치 회로

120 : 트랙킹 구동 회로

Claims

광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자와, 상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자를 구비하며, 상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 이용하여 광학식 디스크 장치에서의 트랙킹 에러 신호를 산출하는 회로에 있어서,

상기 제1 합계 신호의 피크(peak)를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 회로,

상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 회로,

제1 감산 회로 및 필터 회로를 구비하며, 상기 제1 감산 회로에서는 상기 제1 합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 필터 회로에서는 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 회로, 및

제2 감산 회로 및 저항 분할 회로를 포함하는 계수 승산 회로를 포함하고, 상기 계수 승산 회로에서는 상기 정렬 신호에 제2 계수를 승산하고, 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하며, 상기 제2 감산 회로에서는 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호의 푸시-풀(push-pull) 연산에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성하는 트랙킹 에러 신호 연산 회로

를 구비하는 트랙킹 에러 신호 산출 회로.
제1항에 있어서,

상기 제1 연산 회로, 상기 제2 연산 회로 및 상기 제3 연산 회로를 일체로 구성하고, 그 외부 회로로서 상기 트랙킹 에러 신호 연산 회로가 접속되어 있는 트랙킹 에러 신호 산출 회로.
디스크 기록 매체, 광 픽업(pickup), 상기 광 픽업의 외부에 설치된 트랙킹 에러 신호 연산 회로, 상기 광 픽업을 소정의 트랙에 대해 위치 제어하는 트랙킹 제어 수단을 구비한 광학식 디스크 장치에 있어서,

상기 광 픽업은,

상기 디스크 기록 매체의 기록면에 수렴하는 광을 조사하는 광학 수단,

상기 광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자,

상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자,

상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 연산하는 합산 회로와,

상기 제1 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 회로,

상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 회로, 및

제1 감산 회로 및 필터 회로를 구비하며, 상기 제1 감산 회로에서 상기 제1합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 필터 회로에서 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 회로

를 포함하고,

상기 트랙킹 에러 신호 연산 회로는, 제2 감산 회로 및 저항 분할 회로를 포함하는 계수 승산 회로를 포함하며, 상기 계수 승산 회로에서는 상기 정렬 신호에 제 2 계수를 승산하고, 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하며, 상기 제2 감산 회로에서는 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호의 푸시-풀 연산을 행하여 트랙킹 에러 신호를 생성하는 광학식 디스크 장치.
제3항에 있어서,

상기 트랙킹 에러 신호의 위상을 보상하는 위상 보상 회로를 더 포함하며, 위상 보상된 트랙킹 에러 신호를 이용하여 트랙킹 서보 제어하는 광학식 디스크 장치.
광학식 디스크 장치에서의 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제1 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제2 수광 신호를 출력하는 제1 수광 소자와, 상기 광축을 사이에 두고 적어도 2개의 수광 영역을 갖고, 한 쪽의 수광 영역으로부터는 제3 수광 신호를 출력하고, 다른 쪽의 수광 영역으로부터는 제4 수광 신호를 출력하는 제2 수광 소자를 구비하며, 상기 제1 수광 신호와 상기 제1 수광 신호와 동상 상태의 상기 제3 수광 신호를 가산한 제1 합계 신호와, 상기 제2 수광 신호와 상기 제2 수광 신호와 동상 상태의 상기 제4 수광 신호를 가산한 제2 합계 신호를 이용하여 광학식 디스크 장치에서의 트랙킹 에러 신호를 산출하는 방법에 있어서,

상기 제1 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제1 합계 신호와의 차를 산출하여 제1 연산 신호를 산출하는 제1 연산 단계,

상기 제2 합계 신호의 피크를 검출하여 해당 피크 검출 신호에 상기 제1 계수를 승산하고, 그 결과와 상기 제2 합계 신호와의 차를 산출하여 제2 연산 신호를 산출하는 제2 연산 단계,

상기 제1 합계 신호와 상기 제2 합계 신호와의 차를 구하고, 상기 차 신호를 필터링하여 주파수 의존성이 있는 정렬 신호를 산출하는 제3 연산 단계, 및

상기 정렬 신호에 제2 계수를 승산하여 그 결과를 상기 제1 연산 신호 또는 상기 제2 연산 신호에 승산하고, 상기 제1 연산 신호와 상기 제2 연산 신호와의 푸시-풀 연산에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성하는 단계

를 포함하는 방법.