KR19980075489A - 광디스크 시스템의 서보 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서보제어를 위해 발생되는 서보 에러 신호의 크기가 기준 레벨을 초과할 경우 루프 게인(loop gain)을 조절해주는 서보 제어 장치에 관한 것으로, 일정 시간 단위로, 포커싱 오차 신호 및 트랙킹 오차 신호가 기준 레벨을 넘는 횟수를 체크하여, 포커싱 오차 신호 및 트랙킹 오차 신호가 기준 레벨을 넘는 횟수가 설정된 회수보다 많거나 같으면 포커싱 서보 장치 및 트랙킹 서보 장치의 루프 게인을 조정하는 것으로 특징으로 한다.

Description

광디스크 시스템의 서보 제어 장치

본 발명은 광디스크 시스템의 서보 제어 장치에 관한 것으로, 특히 서보제어를 위해 발생되는 서보 에러 신호의 크기가 기준 레벨을 초과할 경우 루프 게인(loop gain)을 조절해주는 서보 제어 장치에 관한 것이다.

광디스크 시스템은 디스크에 새겨진 기록 비트 신호를 레이져빔에 의해 비접촉 재생하고 이를 디지탈 신호처리하는 시스템이다. 이러한 광디스크 시스템에 있어서, 특히 광픽업 유니트는 디스크의 신호면에 레이져빔을 입사한후, 디스크의 신호면으로부터 반사되어 오는 광을 전기적 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

도 1 에는 광픽업 유니트의 상세 구조도가 도시된다.

도 1에서 광디스크(11)에는 트랙을 따라 디지탈 정보가 기록되어 있으며, 디스크(11)의 신호면에는 대물 렌즈(12)에 의해 집광된 레이져 빔이 입사된다. 또한 포커싱 액튜에이터 코일(focusing actuator coil)(13)은 디스크(11)의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에 위치하도록 대물 렌즈(12)를 상,하 방향으로 구동시키고, 트랙킹 액튜에이터 코일(14)은 광픽업을 위한 레이져빔이 디스크(11)의 트랙을 따라 정확하게 트레이스 할수 있도록 대물 렌즈(12)를 좌,우 방향으로 구동한다.

이와같이, 디스크(11)의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에 위치하도록 대물 렌즈(12)를 구동시키는것을 통상 포커싱 서보라 하며, 광픽업을 위한 레이져빔이 디스크(11)의 트랙을 따라 정확하게 트레이스 할수 있도록 대물 렌즈(12)를 구동하는 것을 트랙킹 서보라 한다.

포커싱 서보는 디스크(11)의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에서 벗어난 정도를 나타내는 포커싱 오차 신호를 이용하고, 트랙킹 서보는 레이져빔이 디스크(11)의 트랙을 벗어난 정도를 나타내는 트랙킹 오차 신호를 이용하는데, 이에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이 포커싱 서보 장치(200)는 포커싱 오차 신호 검출부(210)와, 위상 보상 증폭부(220), 포커싱 구동부(230), 및 포커싱 액튜에이터 코일(240)로 구성되고, 트랙킹 서보 장치(300)는 트랙킹 오차 신호 검출부(310)와, 위상 보상 증폭부(320), 트랙킹 구동부(330), 및 트랙킹 액튜에이터 코일(340)로 구성되어 다음과 같은 동작을 수행한다.

도 2에서 포커싱 오차 신호 검출부(210)는 광픽업 유니트(100)의 출력 신호로 부터 포커싱 오차 신호를 검출하여 위상 보상 증폭부(220)에 제공하고, 위상 보상 증폭부(220)는 이를 위상 보상 및 증폭하여 포커싱 구동부(230)에 제공한다. 포커싱 구동부(230)는 위상 보상 증폭부(220)의 출력 전압 레벨에 대응되게 포커싱 액튜에이터 코일(240)을 구동하고, 포커싱 액튜에이터 코일(240)은 광픽업 유니트(100) 내부의 대물 렌즈를 상,하 방향으로 조정하여 포커싱 서보를 수행한다.

한편, 트랙킹 오차 신호 검출부(310)는 광픽업 유니트(100)의 출력 신호로 부터 트랙킹 오차 신호를 검출하여 위상 보상 증폭부(320)에 제공하고, 위상 보상 증폭부(320)는 이를 위상 보상 및 증폭하여 트랙킹 구동부(330)에 제공한다. 트랙킹 구동부(330)는 위상 보상 증폭부(320)의 출력 전압 레벨에 대응되게 트랙킹 액튜에이터 코일(340)을 구동하고, 트랙킹 액튜에이터 코일(440)은 광픽업 유니트(100) 내부의 대물 렌즈를 좌,우 방향으로 조정하여 트랙킹 서보를 수행한다.

도 2에서 알수 있는바와 같이, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보는 피드백(feedback) 회로에 의해 수행된다. 따라서 이러한 서보 장치를 설계할 때, 피드백 회로로 구성된 서보 장치의 루프 게인(loop gain)을 어떻게 설정하는냐에 따라 시스템의 특성이 크게 달라진다. 이에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 에는 포커싱 서보 장치에 대한 원리적인 블록 구성도가 예시적으로 도시된다.

도 3에서 x는 디스크 변동분을 나타내고, x'는 대물 렌즈 추종분을 나타내며, Δx는 디스크-대물렌즈간의 상대 거리 변동분을 나타낸다. 또한 Kd는 포커싱 오차 신호 검출부(210)의 감도를 나타내고, Ka는 포커싱 구동부(230) 및 포커싱 액튜에이터 코일(240)의 감도를 나타내며, G는 위상 보상 증폭부(220)의 이득을 나타낸다.

도 3 에서의 포커싱 서보 장치가 안정되게 동작하는 경우에, x'는 (식 1) 과 같이 나타낼수 있다.

[수식 1]

또한 x-x'=Δx이므로, Δx는 (수식 2) 와 같이 될 것이다.

[수식 2

여기에서를 루프 게인이라 한다.

이와 같이 서보 장치에서 루프 게인은 시스템의 특성을 결정하는데 있어서, 중요한 역할을 수행한다.

따라서 종래에는 서보 에러 신호, 즉 포커싱 오차 신호 또는 트랙킹 오차 신호를 검출한후, 서보 에러 신호의 레벨을 기준 신호의 레벨과 비교하여, 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과하게 되면 포커싱 서보 장치나 트랙킹 서보 장치의 루프 게인을 조정해줌으로서, 시스템을 안정화 시켰다.

그러나 종래에는 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과할때마다 바로 루프 게인을 조정해 줌으로서, 조정 횟수가 너무 잦기 때문에 오히려 시스템의 불안정을 초래하는 경우가 있었다. 즉, 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과했을 때, 곧바로 루프 게인을 조정해주지 않더라도 기준 레벨보다 낮은 서보 에러 신호가 발생되는 경우가 종종 있는데, 종래에는 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과할때마다, 바로 바로 루프 게인을 조정해주기 때문에 오히려 시스템의 불안정을 초래할수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과하는 횟수를 체크하여, 정해진 시간내에 서보 에러 신호가 기준 레벨을 초과하는 횟수가 N(N;정수)회 이상이되면 루프 게인을 조정해줌으로서, 보다 안정되고 신뢰성 있는 서보 제어를 수행할수 있도록 한 서보 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 디스크의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에서 벗어나면 발생되는 포커싱 오차 신호에 의거하여 광픽업 유니트에 대한 포커싱 서보를 수행하는 포커싱 서보부와, 레이져빔이 디스크의 트랙을 벗어나면 발생되는 서보 에러 신호에 의거하여 광픽업 유니트에 대한 트랙킹 서보를 수행하는 트랙킹 서보부의 루프 게인을 조정하는 광디스크 시스템의 서보 제어 장치에 있어서: 상기 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 1 기준 레벨과 비교하는 제 1 비교부; 상기 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 1 기준 레벨보다 크거나 같으면 카운트값을 증가시키는 제 1 카운트부; 상기 트랙킹 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 2 기준 레벨과 비교하는 제 2 비교부; 상기 트랙킹 오차 신호의 레벨이 기 설정된 제 2 기준 레벨보다 크거나 같으면 카운트값을 증가시키는 제 2 카운트부; 기설정된 제 1 시간내에 상기 제 1 카운트부로부터 입력되는 카운트값이 기설정된 제 1 카운트값에 도달하면 상기 포커싱 서보부의 루프 게인을 조정하고, 기설정된 제 2 시간내에 상기 제 2 카운트부로부터 입력되는 카운트값이 기설정된 제 2 카운트값에 도달하면 상기 트랙킹 서보부의 루프 게인을 조정해주는 제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1 은 광픽업 유니트의 상세 구조도,

도 2 는 통상적인 서보 장치에 대한 블록 구성도,

도 3 은 서보 장치에 대한 원리적인 설명을 위해 예시된 블록 구성도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서보 제어 장치의 블록 구성도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

D : 디스크400 : 광픽업 유니트

405 : 포커시 오차 신호 검출부410 : 포커싱 서보부

415,465 : 카운트부420,470 : 비교부

450 : 제어부455 : 트랙킹 오차 신호 검출부

460 : 트랙킹 서보부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 4 에는 본 발명의 실시예에 따른 서보 제어 장치의 상세 구성도가 도시된다.

도 4 에서, 서보 제어 장치는 디스크(D), 디스크(D)로부터 데이터를 독출하는 광픽업 유니트(400), 광픽업 유니트로부터 포커싱 오차 신호를 검출하는 포커싱 오차 신호 검출부(405), 포커싱 오차 신호 검출부(405)로부터 검출된 포커싱 오차 신호에 의거하여 광픽업 유니트(400)에 대한 포커싱 서보를 수행하는 포커싱 서보부(410), 포커싱 오차 신호 검출부(405)의 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨(V1)과 비교하여 포커싱 오차 신호의 레벨이 기설정된 기준 레벨(V1) 이상이 되면 하이 신호를 출력하는 비교부(420), 비교부(420)로부터 하이 신호가 입력될때마다 카운트값을 증가시키는 카운트부(415), 광픽업 유니트(400)로부터 트랙킹 오차 신호를 검출하는 트랙킹 오차 신호 검출부(455), 트랙킹 오차 신호 검출부(455)로부터 검출된 트랙킹 오차 신호에 의거하여 광픽업 유니트(400)에 대한 트랙킹 서보를 수행하는 트랙킹 서보부(460), 트랙킹 오차 신호 검출부(455)의 트랙킹 오차 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨(V2)과 비교하여 트랙킹 오차 신호의 레벨이 기설정된 기준 레벨(V2) 이상이 되면 하이 신호를 출력하는 비교부(470), 비교부(470)로부터 하이 신호가 입력될때마다 카운트값을 증가시키는 카운트부(465), 카운트부(415)로부터 입력되는 카운트값이 T1 시간내에 N1회에 도달하면 포커싱 서보부(410)의 루프 게인을 조정해준후 카운트부(415)를 리셋시키고, 카운트부(465)로부터 입력되는 카운트값이 T2 시간내에 N2회에 도달하면 트랙킹 서보부(460)의 루프 게인을 조정해준후 카운트부(465)를 리셋시키는 제어부(450)로 구성된다.

이와 같이 구성된 서보 제어 장치에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포커싱 오차 신호 검출부(405)는 광픽업 유니트(400)로부터 포커싱 오차 신호를 검출하여, 포커싱 서보부(410)에 제공한다. 따라서, 포커싱 서보부(410)는 상술한 종래 기술에서 설명한 바와 같이 포커싱 오차 신호가 입력되면, 일정 루프 게인에 의거하여 광픽업 유니트(400) 내부의 포커싱 액튜에이터 코일을 구동함으로서, 디스크(D)의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에 위치하도록 제어한다.

또한, 트랙킹 오차 신호 검출부(455)는 광픽업 유니트(400)로부터 트랙킹 오차 신호를 검출하여, 트랙킹 서보부(460)에 제공한다. 따라서, 트랙킹 서보부(460)는 상술한 종래 기술에서 설명한 바와 같이 트랙킹 오차 신호가 입력되면, 일정 루프 게인에 의거하여 광픽업 유니트(400) 내부의 트랙킹 액튜에이터 코일을 구동함으로서, 광픽업을 위한 레이져빔이 디스크(11)의 트랙을 따라 정확하게 트레이스 할수 있도록 제어한다.

한편, 포커싱 오차 신호 검출부(405)의 포커싱 오차 신호는 비교부(420)에 제공된다. 비교부(420)는 포커싱 오차 신호 검출부(405)의 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨(V1)과 비교하여 포커싱 오차 신호의 레벨이 기설정된 기준 레벨(V1) 이상이 되면 하이 신호를 출력한다.

카운트부(415)는 비교부(420)로부터 하이 신호가 입력될때마다 카운트값을 증가시켜 제어부(450)에 제공하고, 제어부(450)는 T1 시간내에 입력되는 카운트값이 얼마인지를 체크한다. T1시간내에 입력된 카운트값이 N1회 보다 작으면 제어부(450)는 카운트부(415)를 곧바로 리셋시키지만 T1시간내에 입력된 카운트값이 N1회 보다 크거나 같으면 제어부(450)는 포커싱 서보부(410)를 제어하여 포커싱 서보부(410)의 루프 게인이 조정되도록 한후 카운트부(415)를 리셋시킨다.

트랙킹 오차 신호 검출부(455)의 트랙킹 오차 신호는 비교부(470)에 제공된다. 비교부(470)는 트랙킹 오차 신호 검출부(455)의 트랙킹 오차 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨(V2)과 비교하여 트랙킹 오차 신호의 레벨이 기설정된 기준 레벨(V2) 이상이 되면 하이 신호를 출력한다.

카운트부(465)는 비교부(470)로부터 하이 신호가 입력될때마다 카운트값을 증가시켜 제어부(450)에 제공하고, 제어부(450)는 T2 시간내에 입력되는 카운트값이 얼마인지를 체크한다. T2시간내에 입력된 카운트값이 N2회 보다 작으면 제어부(450)는 카운트부(465)를 곧바로 리셋시키지만 T2시간내에 입력된 카운트값이 N2회 보다 크거나 같으면 제어부(450)는 트랙킹 서보부(460)를 제어하여 트랙킹 서보부(460)의 루프 게인이 조정되도록 한후 카운트부(465)를 리셋시킨다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명은 일정 시간 단위로, 포커싱 오차 신호 및 트랙킹 오차 신호가 기준 레벨을 넘는 횟수를 체크하여, 포커싱 오차 신호 및 트랙킹 오차 신호가 기준 레벨을 넘는 횟수가 설정된 회수보다 많거나 같으면 포커싱 서보 장치 및 트랙킹 서보 장치의 루프 게인을 조정해 줌으로서, 보다 정밀한 서보 제어를 수행할수 있고, 또한 시스템의 안정화를 도모할수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 디스크의 신호면이 레이져빔의 초점 심도내에서 벗어나면 발생되는 포커싱 오차 신호에 의거하여 광픽업 유니트에 대한 포커싱 서보를 수행하는 포커싱 서보부(410)와, 레이져빔이 디스크의 트랙을 벗어나면 발생되는 서보 에러 신호에 의거하여 광픽업 유니트에 대한 트랙킹 서보를 수행하는 트랙킹 서보부(460)의 루프 게인을 조정하는 광디스크 시스템의 서보 제어 장치에 있어서:

   상기 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 1 기준 레벨(V1)과 비교하는 제 1 비교부(420);

   상기 포커싱 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 1 기준 레벨(V1)보다 크거나 같으면 카운트값을 증가시키는 제 1 카운트부(415);

   상기 트랙킹 오차 신호의 레벨을 기 설정된 제 2 기준 레벨(V2)과 비교하는 제 2 비교부(470);

   상기 트랙킹 오차 신호의 레벨이 기 설정된 제 2 기준 레벨(V2)보다 크거나 같으면 카운트값을 증가시키는 제 2 카운트부(465);

   기설정된 제 1 시간내에 상기 제 1 카운트부(415)로부터 입력되는 카운트값이 기설정된 제 1 카운트값에 도달하면 상기 포커싱 서보부(410)의 루프 게인을 조정하고, 기설정된 제 2 시간내에 상기 제 2 카운트부(465)로부터 입력되는 카운트값이 기설정된 제 2 카운트값에 도달하면 상기 트랙킹 서보부(460)의 루프 게인을 조정해주는 제어부(450)를 구비하여 구성하는 광디스크 시스템의 서보 제어 장치.