KR19980068254A - 대물렌즈의 위치 제어방법과 그에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보장치 - Google Patents

대물렌즈의 위치 제어방법과 그에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보장치 Download PDF

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Abstract

광픽업의 고속 이동 시 혹은 이동 후 정지시 광픽업 내부의 대물 렌즈가 관성에 의해 불안정해지는 것을 경감시키는 대물 렌즈의 위치 제어 방법, 이에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법은 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 정상적인 위치로부터 벗어나는 정도(변위)를 검출하는 과정; 상기 변위에 상응하는 트랙킹 제어 신호를 발생하는 과정; 및 상기 트랙킹 제어 신호를 상기 광픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가하는 과정을 포함하여 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 관성에 의해 불안정하게 되는 것을 억제함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법은 대물 렌즈의 진동을 억제하여 의해 디스크 재생 장치의 액세스 타임을 짧게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

대물 렌즈의 위치 제어 방법과 그에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보 장치.
본 발명은 광픽업의 고속 이동 시 혹은 이동 후 정지시 광픽업 내부의 대물 렌즈가 관성에 의해 불안정해지는 것을 경감시키는 대물 렌즈의 위치 제어 방법, 이에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보 장치에 관한 것이다.
광디스크의 트랙 위치 결정 동작 바꾸어 말하면, 탐색(seek)동작은 목표 트랙 위에 레이저 빔을 이동시키는 것을 말한다. 탐색 동작은 보통 슬레드 모터(sled motor; 광학계 송출 모터)에 의한 거친 탐색 동작과 광픽업 내의 액튜에이터에 의한 정밀 탐색 동작과의 조합에 의한 2단 탐색 방법에 의해 행해지고 있다.
이하 2단 탐색 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 거친 탐색 동작을 수행한다. 현재 트랙 및 목표 트랙의 어드레스 정보에 의해 광픽업이 반경 방향으로 이동하여야 할 거리(이동량)가 결정되면 결정된 이동량에 따라 슬레드 모터를 구동하여 광픽업을 목표 트랙에 가까이 위치시킨다(스트로크).
다음으로 도달한 트랙의 어드레스 정보를 읽어내기 위해 트랙 끌어들임 동작을 수행한다. 이리하여 레이저 빔이 트랙을 추적(tracking)하여 어드레스를 읽어내고, 목표 어드레스와의 차이 성분을 알면 그 만큼 정밀 탐색한다.
여기서, 거친 탐색 동작을 수행하여 목표 어드레스 근방에서 광픽업을 정지시켜도, 광픽업 내부의 액튜에이터 가동부는 이동 시의 관성에 의해 바로 정지시킬 수 없어 진동하게 되고, 진동이 멈출 때까지의 정정 시간(과도 진동의 정정을 위한 시간)이 필요하다.
도 1은 2단 탐색 동작 시 슬레드 모터의 구동 전압과 트랙킹 전압의 변화를 도시한 것이다. 도 1에 있어서, A구간은 정상적이 재생 동작 구간이고, B구간은 거친 탐색 동작에 의해 광픽업이 목표 어드레스 근방까지 이동하는 구간이고, C구간은 정정 시간이고, D구간은 정밀 탐색 동작이 수행되는 구간이다.
거친 탐색 동작시 요구되는 정정 시간은 대체적으로 광픽업의 이동량에 의존적이며 이동량이 클수록 크다. 이러한 정정 시간은 거친 탐색 동작에 의해 발생할 수도 있고, 레이저 빔이 여러 트랙을 단번에 지나가서 목표 트랙으로 이동하는 트랙 점프 동작에서도 발생할 수 있으며, 정밀 탐색 동작까지의 대기 시간 혹은 데이터 액세스 시간을 제한한다.
따라서, 정정 시간은 될수록 적을 것이 요구된다.
본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로서 광픽업이 고속으로 이동한 후 정지할 때 대물 렌즈의 진동을 억제하여 정정 시간을 줄일 수 있는 대물 렌즈의 위치 안정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 대물 렌즈 위치 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 대물 렌즈 위치 제어 장치를 구비한 트랙킹 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 2단 탐색 동작시 슬레드 모터의 구동 전압과 트랙킹 전압의 변화를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 4는 대물 렌즈의 변위를 검출하기 위한 광검출기의 예를 보이는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법은 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 정상적인 위치로부터 벗어나는 정도(변위)를 검출하는 과정; 상기 변위에 상응하는 트랙킹 제어 신호를 발생하는 과정; 상기 트랙킹 제어 신호를 상기 광픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가하는 과정을 포함하여 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 관성에 의해 불안정하게 되는 것을 억제함을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 대물렌즈 위치 제어 장치는 대물 렌즈; 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터; 및 트랙 방향으로 2분할된 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 광검출기를 포함하는 광픽업; 상기 광검출기의 2분할 검출 신호의 차이 성분인 직류 오프세트를 산출하는 오프세트 연산기; 및 상기 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 오프세트 조정기를 포함함을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 트랙킹 서보 장치는 대물 렌즈; 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터; 트랙킹 제어에 적합한 검출 신호를 발생하는 제1광검출기; 및 트랙 방향으로 2분할된 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 제2광검출기를 포함하는 광픽업; 상기 제1광검출기에서 발생된 검출 신호에 근거하여 트랙킹 에러 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 트랙킹 에러 신호 연산기; 상기 광검출기의 2분할 검출 신호의 차이 성분인 직류 오프세트를 산출하는 오프세트 연산기; 및 상기 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 오프세트 조정기; 및 상기 트랙킹 오차 신호 연산기와 오프세트 조정기의 출력들 중의 하나를 선택적으로 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 멀티플렉서를 포함하여 정상 재생 시에는 상기 트랙킹 오차 신호 연산기에서 발생되는 트랙킹 에러 신호에 의해 트랙킹 서보를 수행하고, 광픽업의 스트로크 동작 시에는 상기 오프세트 조정기에서 발생되는 트랙킹 신호에 의해 트랙킹 서보를 수행함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 및 효과를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법을 보이는 흐름도이다. 도 2에 도시된 방법은 변위 검출 과정(100단계), 트랙킹 제어 신호 발생 과정(110단계), 그리고 트랙킹 제어 과정(120단계)을 포함한다.
변위 검출 과정(100단계)에서는 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 정상적인 위치로부터 벗어나는 정도(변위)를 검출한다.
트랙킹 제어 신호 발생 과정(110단계)에서는 변위에 상응하는 트랙킹 제어 신호를 발생한다.
트랙킹 제어 과정(120단계)에서는 트랙킹 제어 신호를 상기 광픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가한다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 대물렌즈 위치 제어 방법을 상세히 설명한다.
광픽업이 고속으로 이동할 때 혹은 이동 후 정지할 때 트랙킹 액튜에이터 및 대물 렌즈를 포함하는 가동부가 관성에 의해 진동하는 현상이 발생하며 심한 경우에는 광픽업의 몸체(하우징)에 쳐 박히게 된다. 가동부는 하우징에 탄성 지지된 상태로 설치되어져 있기 때문에 관성 및 스프링의 탄성에 의해 진동한다.
변위 검출 과정(100단계)에서는 이러한 가동부의 진동폭 즉, 대물렌즈의 변위를 검출한다.
가동부의 진동을 억제하기 위해서는 트랙킹 액튜에이터에 진동하는 방향에 반대되는 방향으로 트랙킹 제어 신호를 인가하면 된다.
트랙킹 제어 신호 발생 과정(110단계)에서는 검출된 변위에 상응하며 가동부의 진동을 억제시키는 방향의 트랙킹 제어 신호를 발생한다.
트랙킹 제어 과정(120단계)에서는 트랙킹 제어 신호를 상기 광픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가하여 가동부의 진동이 억제한다.
이에 따라, 광픽업이 정지한 후 진동이 멈출 때까지의 정정 시간(과도 진동의 정정을 위한 시간)이 단축된다.
표 1은 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법을 사용한 탐색 방법과 사용하지 않은 것에 있어서 액세스 성능을 비교한 것이다.
표 1에 있어서 FULL은 FULL STROKE을 나타내고, 1/3은 1/3 STROKE을 나타내고, 그리고 RANDOM은 RANDOM STROKE을 나타낸다.
표 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 대물렌즈 위치 조정 방법을 사용하면 FULL STROKE시에는 평균 6㎳, 1/3 STROKE와 RANDOM STROKE시에는 평균 5㎳향상됨을 알 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 3에 있어서 참조 부호 30은 디스크를, 32는 스핀들 모터를, 34는 광픽업을, 36은 오프세트 검출기를, 38은 오프세트 조정기를 각각 나타낸다.
도시되지는 않았지만 광픽업(34)은 대물 렌즈, 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터, 트랙 방향으로 2분할된 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 광검출기를 포함한다.
도 4는 대물 렌즈의 변위를 검출하기 위한 광검출기의 예를 보이는 것이다. 가동부가 진동하면 이에 부착되어진 대물렌즈도 함께 진동한다. 이에 따라 대물렌즈를 통해 입사되는 레이저 빔의 입사경로가 변경된다. 이러한 입사 경로의 편차는 대물렌즈의 변위에 상응하며, 도 4에 도시된 광검출기에 의해 검출된다.
광검출기는 광픽업의 몸체에 고착되어 있고 트랙 방향으로 2분할되어져 있다. 여기서, 트랙 방향이라 함은 디스크의 접선 방향을 말한다. 광픽업은 반경 즉, 트랙 방향과 수직이 되는 방향으로 이동하므로 대물 렌즈도 반경 방향으로 진동한다. 다시 말해서 도 4에 있어서 광검출기에 결상되는 레이저 빔이 패턴은 광검출기의 분할선을 중심으로 좌우로 진동한다. 이에 따라 좌우 분할면(A,B)에서 검출되는 레이저 빔의 면적이 달라지므로, 이들의 차를 검출하면 대물 렌즈의 변위를 얻을 수 있다.
도 4에 도시된 것은 2분할 광검출기의 예를 보이는 것이지만, 통상의 4분할 광검출기를 사용하여도 좋다. 4분할 광검출기를 사용할 경우에는 트랙 방향으로 분할된 2개씩의 광검출기들을 하나의 쌍으로 묶고, 각 쌍에 의해 검출된 결과의 차이 성분을 사용한다.
오프세트 검출기(36)는 도 5에 도시된 광검출기의 출력으로부터 대물렌즈의 변위인 직류 오프세트를 검출한다. 이는 2분할 광검출기에서 제공되는 2개의 출력을 감산하는 감산기로 구현된다.
오프세트 조정기(38)는 오프세트 검출기(36)에 의해 검출된 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공한다.
광픽업의 트랙킹 액튜에이터는 오프세트 조정기(38)에 의해 제공되는 트랙킹 신호에 의해 대물렌즈의 진동을 억제하는 방향으로 움직이게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 트랙킹 서보 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 5에 있어서, 참조 부호 30은 디스크를, 32는 스핀들 모터를, 44는 광픽업을, 36은 오프세트 검출기를, 38은 오프세트 조정기를, 40은 트랙킹 에러 연산기를, 42는 트랙킹 이퀄라이저를, 46은 슬레드 이퀄라이저를, 48은 슬레드 모터 구동기를, 60은 멀티플렉서를 각각 나타낸다.
도 5에 있어서, 오프세트 검출기(36), 오프세트 조정기(38)는 도 3에 도시된 것과 동일한 동작을 하는 것이며 그 상세한 설명은 생략한다.
상세히 도시되지는 않았지만 광픽업(44)은 대물 렌즈, 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터, 트랙킹 제어에 적합한 검출 신호를 발생하는 제1광검출기, 그리고 트랙 방향으로 2분할된 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 제2광검출기를 포함한다.
여기서, 제1광검출기는 트랙킹 오차 신호를 얻기 위한 것으로서 3빔법에 적합한 것, 푸쉬풀법(push-pull method)에 적합한 2분할 광검출기, 혹은 DPD법(Differential Phase Detection method)에 적합한 4분할 광검출기일 수 있다.
그리고, 제2광검출기는 도 4를 통하여 도시 및 설명된 것과 동일하다.
멀티플렉서(60)는 트랙킹 오차 신호 연산기(40)와 오프세트 조정기(38)의 출력들 중의 하나를 선택적으로 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공한다.
도 5에 도시된 장치의 동작을 상세히 설명한다. 도 5에 도시된 장치는 정상적인 재생 동작시의 트랙킹 제어 계통과 스트로크 동작 시의 트랙킹 제어 계통으로 구분된다.
재생 동작시의 트랙킹 제어 계통은 광픽업(44), 트랙킹 에러 연산기(40), 트랙킹 이퀄라이저(42)로 구성되며, 이에 비해 스트로크 동작 시의 트랙킹 제어 계통은 광픽업(44), 오프세트 검출기(36), 그리고 오프세트 조정기(38)로 구성된다.
주지하는 바와 같이 재생 동작시 트랙킹 에러 연산기(40)는 광픽업의 제1광검출기(도시되지 않음)에서 제공되는 검출 신호에 근거하여 트랙킹 에러 신호를 발생한다. 제1광검출기가 3빔법에 적합한 것일 경우에는 두 개의 사이드 빔의 크기에 상응하는 검출 신호를 서로 감산함에 의해 트랙킹 에러 신호가 얻어진다.
트랙킹 이퀄라이저(42)는 트랙킹 에러 신호의 위상 및 주파수 보정을 수행하고, 그 결과를 트랙킹 액튜에이터에 인가한다. 이에 따라 정상 재생시의 트랙킹 제어 동작이 수행된다.
스트로크 동작 시 오프세트 검출기(36)는 도 5에 도시된 바와 같은 제2광검출기의 출력으로부터 대물렌즈의 변위인 직류 오프세트를 검출한다. 이는 2분할 광검출기에서 제공되는 2개의 출력을 감산하는 감산기로 구현된다.
오프세트 조정기(38)는 오프세트 검출기(36)에 의해 검출된 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공한다.
광픽업의 트랙킹 액튜에이터는 오프세트 조정기(38)에 의해 제공되는 트랙킹 신호에 의해 대물렌즈의 진동을 억제하는 방향으로 움직이게 된다.
재생 동작 시와 스트로크 동작 시의 트랙킹 제어 계통은 멀티플렉서(60)에 의해 선택된다.
멀티플렉서(60)는 트랙킹 오차 신호 연산기(40)와 오프세트 조정기(38)의 출력들 중의 하나를 선택적으로 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하며, 그의 선택 제어 신호는 예를 들면, 탐색 동작을 제어하는 마이크로프로세서 등에서 제공된다.
도 5에 있어서, 슬레드 이퀄라이저(46)와 슬레드 모터 구동기(48)는 스트로크 동작 시 트랙킹 에러 신호에 의해 광픽업의 이동 거리를 산출하고, 이에 근거하여 슬레드 모터를 제어하는 일반적인 사상을 보이기 위하여 도시된 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 대물 렌즈 위치 제어 방법은 대물 렌즈의 진동을 억제하여 의해 디스크 재생 장치의 액세스 타임을 짧게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 광픽업의 이동시 대물 렌즈가 정상적인 위치로부터 벗어나는 정도(변위)를 검출하는 과정;
    상기 변위에 상응하는 트랙킹 제어 신호를 발생하는 과정;
    상기 트랙킹 제어 신호를 상기 광픽업의 트랙킹 액튜에이터에 인가하는 과정을 포함한 대물 렌즈 위치 제어 방법.
  2. 대물 렌즈; 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터; 및 트랙 방향으로 2분할 이상의 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 광검출기를 포함하는 광픽업;
    상기 광검출기의 2분할 이상의 검출 신호의 차이 성분인 직류 오프세트를 산출하는 오프세트 연산기; 및
    상기 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 오프세트 조정기를 포함한 대물렌즈 위치 제어 장치.
  3. 대물 렌즈; 디스크의 반경 방향으로 대물렌즈를 구동하는 트랙킹 액튜에이터; 트랙킹 제어에 적합한 검출 신호를 발생하는 제1광검출기; 및 트랙 방향으로 2분할된 구조를 가지며, 대물렌즈를 통하여 입사된 레이저 빔을 수광하는 제2광검출기를 포함하는 광픽업;
    상기 제1광검출기에서 발생된 검출 신호에 근거하여 트랙킹 에러 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 트랙킹 에러 신호 연산기;
    상기 광검출기의 2분할 검출 신호의 차이 성분인 직류 오프세트를 산출하는 오프세트 연산기; 및
    상기 직류 오프세트의 크기에 상응하며 직류 오프세트를 제거하는 방향의 트랙킹 신호를 발생하여 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 오프세트 조정기; 및
    상기 트랙킹 오차 신호 연산기와 오프세트 조정기의 출력들 중의 하나를 선택적으로 상기 트랙킹 액튜에이터에 제공하는 멀티플렉서를 포함하여 정상 재생 시에는 상기 트랙킹 오차 신호 연산기에서 발생되는 트랙킹 에러 신호에 의해 트랙킹 서보를 수행하고, 광픽업의 스트로크 동작 시에는 상기 오프세트 조정기에서 발생되는 트랙킹 신호에 의해 트랙킹 서보를 수행함을 특징으로 하는 트랙킹 서보 장치.
KR1019970004765A 1997-02-17 1997-02-17 액튜에이터의 진동 억제방법과 그에 적합한 장치 및 이를 이용한 트랙킹 서보장치 KR100238279B1 (ko)

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