KR940003551B1 - 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로 - Google Patents

광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로
제1도는 본 발명에 적용된 광 헤드블럭과 VCM 포지셔너의 어셈블리의 측면도.
제2도는 광 헤드블럭의 구조를 나타내는 개략도.
제3도는 광 헤드블럭의 2차원 액츄에이터를 나타내는 사시도.
제4도는 2차원 액츄에이터의 측면도.
제5도의 (a) 내지 5도의 (e)는 종래의 시크(seek)동작을 설명하기 위한 그래프도.
제6도는 본 발명의 첫번째 실시예의 원리를 설명하기 위한 블럭도.
제7도는 첫번째 실시예를 상세히 나타내는 블럭도.
제8도의 (a) 내지 8도의 (e)는 본 발명의 첫번째 실시예의 효과를 설명하기 위한 그래프도.
제9도는 본 발명의 첫번째 실시예에 적용된 회전속도계(tachometer)의 구조를 나타내는 개략도.
제10도는 본 발명의 실시예에 적용된 트래킹 오차 검출회로의 구조를 나타내는 회로도.
제11(a)도와 11(b)도는 본 발명의 실시예에 적용된 트래킹 오차신호를 기초로 검출속도를 설명하기 위한 파형도.
제12도는 본 발명의 실시예에 적용된 방향 위치신호 검출회로의 구조를 나타내는 회로도.
제13도는 방향 위치신호 검출회로의 특성도.
제14도는 본 발명의 실시예에 적용된 렌즈 시크 제어회로를 나타내는 블럭도.
제15도는 제7도에 도시된 회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
제16도는 본 발명의 두번째 실시예의 원리를 설명하기 위한 블럭도.
제17도는 본 발명의 두번째 실시예를 나타내는 블럭도.
제18도의 (a) 내지 18도의 (f)는 본 발명의 두번째 실시예의 효과를 설명하기 위한 그래프도.
본 발명은 2중 서보(servo), 즉 광 헤드블럭에 결합된 액츄에이터의 가동부의 속도제어와 보이스-코일모터(VCM)에 의하여 구동된 포지셔너의 위치 제어에 의하여 시크동작을 행하는 광 디스크장치용 트랙 액세스 제어회로에 관한 것이다.
광 디스크장치에서, 트랙 피치(track pitch)는 수 미크론만큼 작게 설정될 수 있다. 그러므로, 광 디스크장치의 기억용량은 크다. 이것은 광 디스크장치가 컴퓨터 시스템 등의 대용량 기억장치로서 사용하기 위하여 최근에 주목받고 있기 때문이다.
광 디스크는 대물렌즈를 설치하는 액츄에이터를 가지는 광 헤드를 포함한다. 액츄에이터는 광빔 초점을 디스크 위의 목표 위치로 이동시키기 위한 가동부를 갖는다. 2차원 액츄에이터는 액츄에이터의 일예로서 공지되어 있다. 액츄에이터는 보이스-코일 모터에 의하여 구동된 포지셔너 위에 설치된다. 그러므로, 이하, 포지셔너를 VCM 포지셔너로 칭한다. 액츄에이터는 예를들면, 2차원 액츄에이터의 경우에서 아암과 아암의 끝에 부착된 대물렌즈의 가동부를 갖는다. 2차원 액츄에이터에서, 트래킹 제어는 렌즈를 이동시키기 위하여 아암의 중심축 주위에서 아암을 회전시키므로써 수행된다. 이렇게 하여, 광 빔은 디스크 매체 위의 트랙을 가로질러 이동되고, 포커싱 제어는 축을 따라 아암을 구동하므로써 수행된다. 본 발명은 트래킹 제어에 관한 것이다.
대물렌즈를 목표위치로 이동시키기 위하여는, 세 종류의 제어 즉, 코어스(coarse)제어, 렌즈 시크제어 및 미세제어가 있다. 코어스제어에서, VCM 포지셔너는 보이스-코일모터(VCM)에 의하여 제어되고, 촛점제어는 2차원 액츄에이터에 의하여 실행된다. 액츄에이터의 트래킹 제어는 코어스 제어에서 실행되지 않는다. 렌즈 시크제어에서, 액츄에이터는 20 내지 30트랙 이상의 대물렌즈를 목표 위치로 이동시키기 위하여 제어된다. 렌즈 시크제어로부터 독립적으로, 포지셔너는 포지셔너에 대하여 중립위치에서 액츄에이터의 위치를 유지하기 위하여 포지셔너 서보회로에 의하여 제어된다. 즉, VCM 포지셔너의 제어와 액츄에이터의 제어는 2중 서보로서 불리는 서보루프를 분리하므로써 수행된다. 미세제어에서, 트래킹 제어는 2차원 액츄에이터 위에 회전 가능하게 설치된 대물렌즈에서 실행되고 VCM 포지셔너는 대물렌즈의 이동을 따르기 위하여 제어된다.
코어스제어에서, 2차원 액츄에이터는 트랙의 비교적 넓은 범위내에 포지셔너를 이동시킴으로써 트랙을 액세스할 수 있다. 코어스제어후, 광 빔을 목표로 트랙위치로 이동시키기 위한 렌즈 시크제어는 액츄에이터의 속도를 제어함으로써 수행된다. 렌즈 시크제어로부터 독립적으로, 포지셔너는 포지셔너에 대하여 중립위치에서 액츄에이터의 위치를 유지하기 위하여 포지셔너 서보회로에 의해 제어된다. 광 빔이 목표 트랙위치에 도달할때, 제어는 트래킹 오차신호에 따라 수행되는 미세제어로 전환된다. 액츄에이터 위의 대물렌즈의 제어와 동시에, VCM 포지셔너에 대하여 중립위치로부터 대물렌즈의 이탈과 방향은 위치감지기에 의하여 검출되고, 포지셔너는 대물렌즈가 포지셔너에 대하여 중립위치를 항상 유지할 수 있도록 보이스-코일모터(VCM)를 구동함으로써 제어된다. 이렇게 하여, 2중 서보제어, 즉 액츄에이터에서의 가동부의 제어와 포지셔너의 제어가 성취된다. 액츄에이터가 중립위치에서 유지되어야 하는 이유는 빔의 중립위치에서 벗어나면 빔 초점의 진원도가 소망의 리드/라이트 동작을 불가능하게 하기 때문이다. 즉, 리드/라이트 동작은 광 빔의 중심이 목표위치에 집중될 때만 수행되어야 한다.
액츄에이터의 구조에서 기계적인 동작에 급속히 응답하지 않도록, VCM 포지셔너의 위치결정제어를 위한 서보 주파수는 매우 낮게 설정되어야 한다. 이것은 시크동작시 액츄에이터의 서보동작에 대하여 VCM 포지셔너의 이동의 큰 트래킹 지연을 야기하여, 광 빔이 목표 트랙에 도달한 후 액츄에이터가 위치결정제어에 의하여 중립의 위치로 복귀될때까지 오랜시간이 소요된다. 렌즈시크 제어로부터 독립적으로, 포지셔너는 포지셔너에 관하여 원래의 위치에서 액츄에이터의 위치를 유지하기 위하여 포지셔너 서보회로에 의하여 제어된다. 즉, VCM 포지셔너의 제어와 액츄에이터의 제어는 2중 서보로서 불리는 서보 루프를 분리하므로서 수행된다. 파인 제어에서, 트래킹제어는 2차원 액츄에이터 위에 회전적으로 설치된 목표 렌즈 위에서 영향을 받고 VCM 포지셔너는 목표 렌즈의 이동을 따르기 위하여 제어된다.
코어스 제어에서, 2차원 액츄에이터는 트랙의 상대적으로 넓은 범위내에서 포지셔너를 이동시키므로써 트랙을 액세스할 수 있다. 코어스 제어 후, 목적 트랙 위치에 광 빔을 이동시키기 위한 렌즈 시크 제어는 액츄에이터의 속도를 제어하므로써 수행된다. 렌즈 시크 제어로부터 독립적으로, 포지셔너는 포지셔너에 대하여 중립위치에 놓여지도록 유지되는 그러한 방법으로 포지셔너를 제어하기 위한 것으로 포지셔너에 동작상으로 연결되고, 포지셔너의 제어 주파수가 가동부와 베이스 사이의 기계적인 동작에 기인하여 비교적 낮은 값으로 제한되는 포지셔너 서보회로, 목표 빔 속도에 대하여 이동 광 빔의 속도 오차에 따라 가동부의 속도를 제어하고 광 빔을 목표 트랙위치로 이동하기 위한 것으로, 시크동작시 트랙 서보회로를 비작동상태로 하고 포지셔너 서보회로와 시크회로를 작동상태로 하고, 트랙 액츄에이터와 포지셔너의 가동부의 협동으로 광 빔을 목표 트랙으로 이동시켜 광 빔이 목표 트랙위치에 도달할때, 시크회로를 비작동상태로 하고 트랙 서보회로와 포지셔너 서보회로를 작동상태로 하여 트랙 액츄에이터와 포지셔너의 가동부의 이중 서보작용에 의하여 광 빔을 목표 트랙에 추종시키기 위한 것으로, 트랙 서보회로, 포지셔너 서보회로 및 시크회로에 동작상으로 연결된 제어회로를 더 포함한다.
본 발명에 따라, 트랙 액세스 제어회로는 시크동작시 목표 빔 속도 또는 빔 속도와 소정의 관계를 가지는 포지셔너 속도신호를 발생하기 위한 포지셔너 속도신호 발생회로와 포지셔너 속도신호 발생회로로부터 출력된 속도신호를 기초로 포지셔너 서보회로의 출력을 수정하기 위한 포지셔너 속도 수정회로를 더 포함한다.
포지셔너 속도신호 발생회로로부터 출력된 포지셔너 속도신호는 제어회로에 의하여 설정된 포지셔너의 목표 빔 속도 또는 트래킹 오차신호를 기초로 시크회로에 의하여 검출된 광 빔의 이동속도일 수 있다.
바람직하게, 시크수단은 트랙 오차신호를 기초로 빔 이동속도를 형성하기 위한 포지셔너 속도신호 발생회로, 제어회로에 의하여 설정된 목표 빔 속도신호에 대하여 포지셔너 속도신호 발생회로에 의하여 제공된 빔 속도신호의 속도 오차를 검출하기 위한 속도 오차검출회로 및 남아 있는 트랙의 수가 제로일때 시크동작의 완성의 제어회로를 알리기 위한 목표 트랙에 남아 있는 트랙의 수를 검출하기 위한 잔여 트랙 수 검출회로를 포함한다.
본 발명의 하나의 관점에 따라, 포지셔너 속도신호 발생회로는 포지셔너의 이동속도를 검출하기 위한 포지셔너 이동속도 검출회로, 시크동작시 포지셔너의 목표 빔 속도를 설정하기 위한 목표 빔 속도신호 발생회로 및 빔 속도신호를 제공하기 위하여 목표 빔 속도로부터 포지셔너의 이동속도를 감산하기 위한 감산회로를 포함하고, 포지셔너 속도 수정회로를 가산된 신호가 시크동작시 포지셔너에 공급되고, 포지셔너 서보회로와 속도신호의 출력을 가산하기 위한 가산회로를 포함한다.
목표 빔 속도신호 발생회로 대신에, 트랙 오차신호를 기초로 광 빔의 이동속도를 검출하기 위한 빔 이동속도 검출회로가 적용될 수 있다.
본 발명의 또다른 관점에 따라, 포지셔너 속도신호 발생회로는 트랙 오차신호를 기초로 광 빔의 이동속도를 검출하기 위한 빔 이동속도 검출회로와 광 빔의 이동속도를 미분하기 위한 미분회로를 포함하고, 포지셔너 속도 수정회로는 가산된 신호가 시크동작시 포지셔너에 공급되고, 포지셔너 서보회로의 출력과 미분회로의 출력을 가산하기 위한 가산회로를 포함한다.
상술된 관점에서 빔 이동속도 검출회로 대신에, 시크동작시 상기 포지셔너의 목표 빔 속도를 설정하기 위한 목표 빔 속도신호 발생회로가 적용될 수 있다.
트랙 액츄에이터는 가동부로서 회전아암과 베이스를 가지는 2차원 액츄에이터이며, 회전아암은 회전 매체위에 광 빔을 집중하기 위한 대물렌즈를 제공하고, 회전아암은 회전 매체의 트랙을 가로질러 광 빔을 이동시키기 위하여 회전하며 회전아암은 기계적인 동작에 의하여 베이스와 결합된 축을 통하여 이동 가능하다.
포지셔너 서보회로는 베이스에 대하여 중립위치로부터 가동부의 이탈과 방향을 지시하는 방향 위치신호를 극소화하는 방법으로 포지셔너를 제어하기 위한 회로를 포함한다.
본 발명의 다른 목적에 따라, 포지셔너 서보회로는 트래킹 오차신호를 최소화하는 것과 같은 방법으로 포지셔너를 제어하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
명세서와 도면을 통하여, 동일한 참조번호는 동일한 부분을 나타낸다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여, 광 헤드블럭과 VCM 포지셔너의 일반적인 구조가 제1도에 의거하여 첫번째로 서술된다. 제1도에서, 12는 광 헤드블럭, 13은 광 헤드블럭을 따라 이동하는 가이드 레일, 14는 자기회로, 15는 자석, 16은 광 헤드블럭 12에 부착된 보이스 코일 자석(VCM) 포지셔너, 17은 가이드 레일 13을 따라 광 헤드블럭을 부드럽게 이동시키기 위한 베어링, 58은 대물렌즈이다. VCM 포지셔너 16을 활성화하므로써, 광 헤드블럭 12가 가이드 레일 13을 따라 이동하기 위하여 구동되도록 자기회로 14를 따라 이동한다.
제2도는 본 발명에 적용된 광 헤드블럭의 예를 나타내는 개략도이다.
제2도에서, VCM 포지셔너 16은 광 디스크 10의 방사방향으로 캐리지 48을 이동시킨다. 광 헤드블럭 12는 캐리지 48위에 설치된다. 광 헤드블럭 12는 반도체 레이저 50, 반도체 레이저 50으로부터 타원상의 확산광을 원형의 평행 빔으로 변환하기 위한 조준렌즈 52, 입사방향에 대하여 직각방향으로 S-편광을 반사하고 P-편광을 통과하기 위한 2개의 프리즘을 포함하는 편광 빔 스플리터 54, 원형-편광으로 선형-편광을 변환하고, 선형-편광된 빛으로 원형-편광을 변환하기 위한 쿼터-파장판 56, 직경이 1마이크로미터 이하인 빔 초점을 가지는 광 디스크 10을 조사하기 위한 대물렌즈 58, 직각방향에서 편광 빔 스플리터 54에 의하여 반사된 광 디스크 10으로부터 반사광을 집중시키기 위한 집광렌즈 60 및 트랙 오차를 검출하기 위한 4등분된 포토센서 62를 포함한다. 4등분된 포토센서 62는 집광렌즈60을 통하여 통과되고 광 디스크 10의 트랙 가이드 홈에 의하여 반사회절된 0차 회절광과 1차 회절광이 서로 겹치는 부분의 광 강도패턴에 응답하는 출력을 제공한다. 4등분된 포토센서 62에 의하여 트래킹 오차를 검출하는 방법이 푸쉬-풀(push-pull)방법 또는 파-필드(far-field)방법으로서 공지되었다. 4등분된 포토센서 26의 포토센서 부위의 신호의 합은 고주파 재생신호 RFS를 제공하고, 2개의 사선 포토센서부의 합의 차이는 포커싱 오차신호 FES(수차방법의 경우)를 제공한다.
대물렌즈 58은 2차원 액츄에이터 64에 설치된다. 액츄에이터가 2차원 액츄에이터로 제한되는 것이 아니라, 2중 서보가 실행될 수 있는 한 다양한 종류의 액츄에이터가 본 발명에 사용될 수 있다. 액츄에이터 64는 트래킹 코일 68에 의하여 회전축 주위에서 회전하고 포커싱 코일 66에 의하여 회전축의 축 방향으로 이동한다. 위치감지기 70은 액츄에이터 64에 대응하여 제공된다. 위치감지기 70의 출력에 응답하여 방향위치 신호 LOPS가 얻어진다. 신호 LPOS는 액츄에이터 64의 원래의 위치인 기준위치로부터 액츄에이터 64의 방향과 이탈을 표시한다.
제3도는 광 헤드블럭에서 2차원 액츄에이터 64를 나타내는 사시도이다. 제4도는 액츄에이터 64의 회전부를 나타낸다.
제3도와 4도에서, 액츄에이터 64는 자기회로 74가 고정되는 베이스 72를 갖는다. 수직의 슬라이드축 76은 자기회로 74의 중심에 배치된다. 베이스 72의 VCM 포지셔너 16에 부착되므로 VCM 포지셔너 16이 움직이지 않는 한 고정되는 반면에, 회전아암 80은 VCM 포지셔너 16이 이동하지 않을 때에도 이동 가능하다. 회전아암 80은 트래킹 코일 68과 포커싱 코일 66이 배치되는 주위에 하부 원통형 부분 78을 갖는다. 대물렌즈 58은 회전아암 80의 끝에 설치되고 평형무게(balancing weight) 59는 회전아암 80의 반대끝에 설치된다. 회전아암 80은 베이스 72의 슬라이드축 76에 고정된 중심축 홀을 갖는다. 회전아암 80은 축 주위에서 회전 가능하고 축을 따라 슬라이드 할 수 있다.
제4도에 도시된 가동부에 대응하여, 위치감지기 70은 중립위치에 대하여 액츄에이터의 회전방향과 회전량을 검출하기 위하여 제공된다. 즉, 위치감지기 70은 대물렌즈 58에 반대쪽의 회전아암 80의 끝의 하부 표면에 고정된 슬릿판 82를 갖는다. 슬릿판 82는 슬릿홀 84를 갖는다. 발광부 86은 감지기 70의 내부에 고정된다. 발광부 86은 슬릿홀 84를 통하여 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 2등분된 포토센서 80에 의하여 수신된다. 이 구조에 의하여, VCM 포지셔너에 대하여 중립위치에서, 2등분된 포토센서 80의 2개의 포토센싱부가 동일한 광 양을 수신한다. 그러나, 회전아암 80이 회전할때 회전하는 쪽의 포토센싱부의 하나가 보다 많은 광을 수신하고, 다른 포토센싱부는 보다 적은 광 양을 수신한다.
제3도와 4도로부터 명백한 바와같이, 2차원 액츄에이터 64에서 회전아암 80은 액츄에이터 64가 축 비교적 큰 양의 기계적인 동작을 갖도록 슬라이드축 76 주위에서 회전 가능하고 슬라이드축 76을 따라 슬라이드 할 수 있다. 트래킹 코일 68에 의하여 성취된 회전아암 80의 이동에 대하여, VCM 포지셔너 16은 중립위치로 복귀되도록 회전아암 80을 이동시키기 위하여 베이스 72를 구동한다. 여기에서, VCM 포지셔너 16을 구동시키기 위한 서보시스템의 서보 주파수 밴드가 회전아암의 축과 베이스 72 사이의 기계적인 동작에 기인하여 약 30㎐ 정도의 매우 낮은 주파수 밴드로 제한된다.
광 디스크장치가 2중 서보를 사용하므로써 시크동작을 성취할 수 있음이 공지되었다. 2중 서보는 광 헤드블럭 12위에 설치된 2차원 액츄에이터 64의 속도제어와 VCM 포지셔너 16의 위치제어를 포함한다.
제5a도 내지 5e도는 종래의 시크동작을 설명하기 위한 그래프이다. 제5a도는 트랙에 관한 렌즈의 절대위치를, 제5b도는 포지셔너의 위치를, 제5c도는 포지셔너에 대하여 렌즈위치 감지기신호를, 제5d도는 렌즈 시크 목표속도를, 제5e도는 실제 렌즈속도를 나타낸다.
제5a도 내지 5e도에서, 시간 t1에 목표 트랙에 대한 액세스가 시작된다. 즉, 시간 t1 전에, 미세제어는 트래킹 오차신호 tes를 기초로 2차원 액츄에이터 64에 의한 2중 서보트래킹 제어와 2차원 액츄에이터 위에 배치된 위치감지기에 의하여 제공된 방향 위치신호 LPOS를 기초로 VCM 포지셔너 16에 의한 위치제어에 의하여 수행된다. VCM 포지셔너에 의한 위치제어는 방향 위치신호 LPOS 대신에 트래킹 오차신호 TES를 기초로 실행될 수 있다. 시간 t1에 시크명령이 미세제어를 렌즈 시크제어로 전환하기 위해 제공된다. 즉, 트래킹 오차신호를 기초로 서보제어가 정지되고, 렌즈 시크제어, 즉 속도제어가 시작된다. 렌즈 시크제어에서, 속도 오차 Ve는 속도오차 Ve를 최소화하고 목표 빔 속도 Vt를 얻기 위한 것과 같은 방법으로 2차원 액츄에이터 64의 속도를 제어하기 위하여 목표 빔 속도 Vt와 실제 렌즈속도 V 사이의 차로서 검출된다. 속도 제어에 따라, 렌즈는 시간 t2에 목표 트랙위치에 도달하고 제어는 미세제어로 다시 전환된다.
그러나, 상술된 종래의 시크동작은 렌즈 시크제어가 미세제어로 전환된 후 즉시 리드/라이트 가능 상태를 성립할 수 없으며 매우 오랜 설정시간을 요구한다.
이것은 2차원 액츄에이터가 축 주위와 축을 따라 구동되는 구조를 가졌기 때문이므로, 그것의 가동부가 큰 양의 기계적인 동작을 가진다. 따라서, VCM 포지셔너 16의 위치 서보제어를 위하여 방향 위치신호 LPOS를 사용하므로써, 서보 주파수 밴드는 매우 낮아야 한다. 즉, 약 30㎐이어야 한다.
한편, 2차원 액츄에이터 64의 트래킹 코일의 서보 주파수 밴드는 VCM 포지셔너 16의 서보에 의하여 제공된 것과 비교하여 매우 빠른 이동을 제공할 수 있도록 ㎑정도로 매우 높다.
결과적으로, 시크가 완성되고 미세제어가 제5a도 내지 제5e도에서 시간 t2에 시작될때, 액츄에이터 64는 제5c도에 도시된 렌즈위치 감지기신호 LPOS로부터 명백한 바와 같이 중립위치로부터 크게 이탈된다. 그후, VCM 포지셔너 16에 의한 위치 서보가 액츄에이터 64를 서서히 중립위치로 하도록 실행된다. 액츄에이터가 리드/라이트 동작을 수행하기 위해 충분히 회전하는 빔 초점을 제공하기 위하여 시간 t3에서 중립위치로 복귀될때, 리드/라이트 가능 상태가 성립된다.
이렇게 하여, 렌즈 시크동작의 완료후, 리드/라이트 가능 상태가 성립될때까지 오랜 설정시간이 필요하다.
상술된 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 고속 액세싱을 실현하기 위하여 시크동작시 VCM 포지셔너의 트래킹 지연을 해결할 수 있는 광 디스크장치의 트랙액세스 제어회로를 제공하기 위한 것이다.
제6도는 본 발명의 첫번째 실시예의 원리를 설명하기 위한 블럭도이다.
제6도에서, 매체 10은 일정한 속도로 회전된다. 광 헤드블럭 12는 매체 10의 트랙위의 그 트랙으로부터의 정보를 기록하여 재발생시킨다. 광 헤드블럭 12는 트랙 액츄에이터 64 즉, 2차원 액츄에이터를 갖는다. 트랙 액츄에이터 14는 제3도에 도시된 바와같이, 몇개의 트랙용 매체 트랙을 가로지르는 광 빔을 이동시키기 위한 대물렌즈를 가지는 회전아암을 포함한다.
더욱이, 광 헤드블럭 12는 매체 10의 직경방향으로 포지셔너 16에 의하여 이동된다.
광 헤드블럭 12위에 설치된 트랙 액츄에이터 64의 회전아암은 매체 10으로부터 반사된 빔에서 얻어진 트래킹 오차신호 TES를 최소화하기 위한 것과 같은 방법으로 트랙 서보회로 18에 의하여 제어된다.
포지셔너 16은 중립위치로부터 트랙 액츄에이터 14에서 회전아암의 이탈과 방향을 지시하는 방향 위치신호 LPOS를 최소화하거나 트래킹 오차신호 TES를 최소화하는 것과 같은 방법으로 포지셔너 서보회로 20에 의하여 제어된다.
더욱이, 트랙 액츄에이터 14 즉, 2차원 액츄에이터에서 회전아암의 속도가 목표 빔 속도에 대하여 이동 빔의 속도의 속도오차를 기초로 시크회로 22에 의하여 제어되므로써 목표 트랙위치에 빔을 이동한다.
제어회로 24는 ON상태로 스위치 SW1을 유지하므로써 포지셔너 서보회로 20에 의하여 포지셔너 16의 위치서보를 항상 성취할 수 있다.
시크동작시, 제어회로 24는 트랙 서보회로 18을 비동작상태로 하여 시크회로 22를 동작한다. 트랙 액츄에이터 64와 포지셔너 16에서 회전아암의 결합으로 인하여, 광 헤드블럭 12로부터 광 빔이 목표 트랙위치에 이동된다. 광 빔이 목표 트랙위치에 도달할때, 제어회로 24는 시크회로 22를 비동작상태로 하여 트랙 서보회로 18을 동작하며, 이것에 의하여 트랙 액츄에이터 포지셔너에서 회전아암의 2중 서보에 의해 목표 트랙을 따르는 광 빔이 유지된다.
이 광 디스크장치에서, 낮은 서보 주파수 밴드를 가지는 포지셔너 서보회로 20에서의 시크동안 발생하는 트래킹 지연을 방지하기 위하여, 본 발명의 첫번째 실시예에 따라, 속도 검출회로 26이 포지셔너 16에 의하여 구동된 이동 광 헤드블럭 12의 속도를 검출하기 위하여 제공되고, 포지셔너 속도 제어회로 28은 목표 빔 속도 신호 TVS 또는 시크동작시 시크회로 22에 의한 속도 제어를 통하여 얻어진 빔 이동속도신호 V와 속도 검출회로 26에 의하여 얻어진 포지셔너 이동속도 VP사이의 이탈에 대하여 포지셔너 16의 속도를 제어하기 위하여 제공된다. 포지셔너 속도 제어회로 28은 목표 빔 속도신호 TVS 또는 빔 이동속도신호 V로부터 포지셔너 이동속도 VP를 감산하기 위한 감산기로 구성된다.
본 발명의 첫번째 실시예의 상기 배열에 따라, 시크동작시 포지셔너 서보에 의한 위치제어에 추가로, 속도제어는 액츄에이터의 속도를 제어하기 위해 발생된 목표 빔 속도신호 Vt와 제로로 되는 VCM 포지셔너 16에 의해 구동된 이동 광 헤드블럭의 속도 VP사이의 속도 이탈을 위해 수행된다. 따라서, 트랙 액츄에이터 64에서 회전아암 80(제3도 참조)은 VCM 포지셔너 16에 대하여 중립위치에서 사실상 유지되고, 시크의 완료에서 리드/라이트 가능 상태의 성립까지의 설정시간이 크게 감소될 수 있고, 이것에 의하여 고속 액세싱이 실현된다.
제7도는 본 발명의 첫번째 실시예를 상세히 나타내는 블럭도이다.
제7도에서, 번호 10은 매체 즉, 예를들면 3600rpm의 일정한 속도에서 스피들모터 30에 의하여 회전된 광 디스크를 나타낸다. 광 디스크 10은 광 디스크의 직경 방향으로 이동 가능한 광 헤드블럭 12를 갖는다. 광 헤드블럭 12의 베이스 72(제3도 참조)가 VCM 포지셔너 16에 의하여 구동된다. 광 헤드블럭 12는 트래킹 오차신호를 검출하기 위하여 디스크로부터 반사광을 수신하는 4등분된 포토센서와 VCM 포지셔너 16에 대하여 중립위치로부터 회전아암 80의 이탈과 방향을 검출하기 위한 위치감지기를 결합한다. 4등분된 포토센서의 출력이 트랙 서보회로 18에 제공되고, 위치감지기의 출력은 포지셔너 서보회로 20에 제공된다.
트랙 서보회로 18은 트래킹 오차 검출회로 32와 위상 보상회로 34를 포함한다. 트래킹 오차 검출회로 32는 광 헤드 12에 배열된 4등분된 포토센서의 출력으로부터 트래킹 오차신호 TES를 검출한다. 위상 보상회로 34는 서보 주파수 밴드의 고주파수 밴드 구성에 대하여 트래킹 오차신호 TES의 위상 전진을 보상하고, 제어 스위치회로 40에서 스위치 SW2로 위상 보상된 신호를 제공하며, 가산기 42를 통하여 전력 증폭기 44에 신호를 제공한다. 전력 증폭기 44의 출력은 제2도에 도시된 2차원 액츄에이터 등의 트랙 액츄에이터 64의 트래킹 코일을 구동한다.
포지셔너 서보회로 20은 방향 위치신호 검출회로 36과 필터회로 38을 포함한다. 방향 위치신호 검출회로 36은 중립위치로부터 광 헤드블럭 12에 배치된 2차원 발진 트랙 액츄에이터의 이탈을 검출하는 2등분된 포토센서의 출력을 수신하고, 회로 36은 방향 위치신호 LPOS를 발생한다. 필터회로 38은 신호 LPOS의 주파수 밴드를 억제하기 위하여 서보 주파수 밴드의 고주파수 밴드 구성부를 필터하고 다음 스위치 제어회로 40과 가산기 28에서 스위치 SW1을 통하여 전력 증폭기 46에 공급된다. 전력 증폭기 46은 VCM 포지셔너 16을 구동한다.
트랙 서보회로 18이 2 내지 5㎑ 높은 서보 주파수 밴드를 가지는 한편, 포지셔너 서보회로 20은 광 헤드블럭 12에 배치된 2차원 액츄에이터 64(제2도 참조)의 축의 기계적인 동작에 기인하여 약 30㎐의 매우 낮은 서보 주파수 밴드를 갖는다.
번호 24는 제어수단으로서 작용하는 마이크로 프로세싱장치(MPU)를 나타낸다. MPU 24는 보다 높은 장치로부터 요구된 액세스를 기초로 렌즈 시크 제어에 의하여 시크동작을 수행하고, 시크동작의 완료 후 미세제어로 전환한다.
번호 22는 렌즈 시크 제어회로이다. 본 발명에 따라, 회로 22는 광 헤드블럭 12에 결합된 2차원 액츄에이터 64의 속도를 제어함으로써 목표 트랙에 광 빔을 이동시키기 위하여 회전아암 80을 이동시키는 시크동작을 수행한다. MPU 24는 렌즈 시크 제어회로 22에 목표 빔 속도 데이타를 제공한다. 한편, 빔 이동속도 V가 트래킹 오차 검출회로 32에 의하여 제공된 트래킹 오차신호 TES로부터 검출된다. MPU 24로부터 시크 동작 명령을 수신할때, 렌즈 시크 제어회로 22는 속도 오차 Ve를 찾기 위하여 목표 빔 속도 Vt로부터 실제 짐 속도 V를 감산하고, 제어스위치회로 40, 가산기 42 및 전력 증폭기 44에서 스위치 SW3을 통하여 광 헤드블럭 12에 배치된 2차 액츄에이터 64의 트래킹 코일을 구동한다.
더욱이, 본 발명에 따라 시크동작시 포지셔너 서보회로 20에 의하여 구동된 VCM 포지셔너 16의 트래킹 지연을 방지하기 위하여, 속도 검출기 26과 포지셔너 속도 제어회로 28이 제공된다. 즉, 속도 검출기 26이 VCM 포지셔너 16에 의하여 구동된 광 헤드블럭 12의 베이스의 속도 즉, 포지셔너 이동속도를 검출하기 위하여 광 헤드블럭 12에 대하여 제공된다. 속도 제어회로 28은 속도 검출기 26에 의하여 검출된 포지셔너이동속도 VP와 목표 빔 속도신호 Vt 또는 시크 제어시 렌즈 시크 제어회로 22에 의하여 얻어진 빔 이동속도 V 사이의 이탈을 발견하고 제어 스위치회로 40의 스위치 SW4를 통하여 포지셔너 서보회로 20의 가산기 25에 주어지는 속도 제어신호를 제공하는 감산기를 포함한다.
제8도의 (a) 내지 8e도는 본 발명의 첫번째 실시예의 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 도면에서, 시간 t1에 시크동작이 시작하고 시크동작은 시간 t2에 끝난다. 제8도의 (a)에 도시된 바와같이 시간 t1에 렌즈가 시작위치에 놓이고, 시간 t2에 렌즈는 트랙의 목표위치에 도달한다. 시간 t1과 t2 사이의 시크 주기동안, 렌즈 시크 목표 빔 속도 Vt 또는 빔 이동속도 V가 제8d도에 도시된 바와같이 발생된다. 목표 빔 속도 Vt 또는 빔 이동속도 V에 따라, VCM 포지셔너 16의 속도는 이동 VCM 포지셔너 16의 속도 VP가 제8e도에 도시된 바와같이 렌즈 시크 목표 빔 속도 Vt에 대하여 약간의 상승지연과 하강지연만을 갖도록 제어된다. 결과적으로, 포지셔너 16의 위치는 제8도의 (b)에 도시된 바와같이 렌즈의 위치를 빨리 따라간다.
그러므로, 제8c도에 도시된 바와같이 렌즈위치 감지기신호, 즉 방향 위치신호 LPOS의 요동이 시크의 시작후와 시크의 종료후 약간 발생된다. 따라서, 시간 t2 후 즉시 렌즈시크제어에서 미세제어로 전환하는 시간에, 2차원 액츄에이터의 회전아암 80, 즉 대물렌즈가 포지셔너에 대하여 중립위치에 사실상 놓여진다. 중립위치로부터의 이탈이 너무 작기 때문에 디스크의 표면위의 빔 초점은 허용 가능한 진원도를 가지므로 리드/라이트 가능 상태는 시간 t2에 시크의 종결후에 즉시 성립된다.
속도 검출기 26은 예를들면 제9도에 도시된 바와같이 보이스 코일 회전속도계이다. 제9도에서, 보이스 코일 회전속도계는 디스크의 직경방향에 고정된 회전속도계 자기회로 110을 포함한다. 헤드위에 설치된 코일 112는 헤드 이동속도에 대응하는 기전력이 코일 112에 유도되도록 직경방향에서 회전속도계 자기회로 110에 대하여 이동 가능하다.
다시 제7도에 의거하여, 제어스위치회로 40은 MPU 24에 의하여 제어된다. 스위치 SW1은 미세제어와 렌즈시크제어를 위하여 포지셔너 버소회로 20에 의한 VCM 포지셔너 16의 서보 제어에 영향을 미치도록 ON상태에 항상 놓여진다.
스위치 SW2는 트랙 서보회로 18이 2차원 액츄에이터가 전력 증폭기 44에 의하여 구동되고 VCM 포지셔너 16이 트랙을 따라 광 빔을 유지하도록 제어되는 미세제어를 위해서만 유효하도록 렌즈시크제어에 대해서는 오프되고 미세제어에 대해서는 온된다.
즉, 미세제어에서 트랙 서보회로 18과 포지셔너 서보회로 20은 2중 서보를 성취하기 위하여 동시에 유효하다. 스위치 SW3은 미세제어로 오프, 시크동작에 대한 렌즈시크제어로 온된다. 스위치 SW4는 매우 긴스트로크(stroke) 액세싱을 위한 포지셔너 시크시, 즉 코어스 제어시 오프로되고 다른 경우, 즉 렌즈시크제어와 미세제어시 온된다.
제10도는 제7도에 도시된 트래킹 오차 검출회로의 회로도이다.
제10도에서, 번호 62는 디스크매체 10으로부터 반사광을 수신하기 위한 4등분된 포토센서를 나타낸다. 이 포토센서는 4개의 포토센싱부 A, B, C 및 D를 갖는다. 트래킹 오차를 검출하기 위하여, 포토센싱부는 2개 즉, 포토센싱부 A와 D의 조합 및 포토센싱부 B와 C의 조합으로 분리된다. 빔이 트랙위에 집중될때, 포토센싱부 A와 D는 포토센싱부 B와 C에 의하여 수신된 것과 동일한 양의 광을 수신한다. 광 빔이 트랙의 중심으로부터 이탈될때, 포토센싱부의 하나의 조합에서 광 양이 증가하는 한편, 다른 조합에서 광 양은 감소한다.
포토센싱부 A와 D의 출력은 레지스터 R1과 R2를 통하여 서로 가산되고 차동증폭기 90의 비반전된 입력단자에 연결된다. 포토센싱부 B와 C의 출력은 레지스터 R3과 R4를 통하여 서로 가산되고 차동증폭기 90의 반전된 입력단자에 연결된다. 차동증폭기 90의 반전된 입력단자가 입력 레지스터 R6에 연결되고, 차동증폭기 90의 출력은 귀환 레지스터 R5를 통하여 비반전된 입력단자에 연결된다. 입력 렌즈 R6과 귀환 레지스터 R5는 이득을 결정한다. 차동증폭기 90은 트래킹 오차신호 TES로서 차동신호를 제공하기 위하여 포토센싱부 A와 D의 합성된 신호로부터 포토센싱부 B와 C의 합성된 데이타를 감산한다.
제11a도는 광 빔이 렌즈시크제어하에서 시크동작시 연속적으로 트랙을 교차할때 얻을 수 있는 트래킹 오차신호 TES를 나타낸다.
제11b도는 트래킹 오차신호 TES를 수신하는 제로 교차 비교기의 출력을 나타낸다. 제로 교차 비교기로부터의 출력신호가 빔 속도를 검출하기 위하여 사용된다.
제12는 제2도에 도시된 방향 위치신호 검출회로 36의 실시예를 나타내는 개략도이다. 제12도에서, 번호 70은 2개의 포토센싱부 A와 D를 가지는 제4도에 도시된 위치감지기를 나타낸다. 액츄에이터가 중립의 위치에 있을때, 포토센싱부 A와 D는 동일한 광 양을 수신한다. 액츄에이터 64의 회전아암 80이 회전할때(제2도 참조), 포토센싱부의 하나는 보다 많은 광을 수신하는 한편, 다른 포토센싱부는 보다 적은 광을 수신한다. 포토센싱부 A와 D의 출력이 레지스터 R7과 R8을 통하여 차동증폭기 92에 제공된다. 차동증폭기 92의 반전된 입력단자는 입력 레지스터 R9에 연결되고 그의 출력은 귀환 레지스터 R10을 통하여 그의 비반전된 입력단자에 연결된다. 차동증폭기 92는 포토센싱부 A와 D의 수신된 신호의 차를 검출하고 방향 위치 신호 LPOS는 제공한다.
제13도는 방향 위치신호 검출회로의 특성도이다. 예를들어, 액츄에이터의 회전아암이 외부쪽으로 회전할 때, 회전양에 응답하여 선형으로 증가하는 포지티브 전압이 발생한다. 액츄에이터의 회전아암이 내부쪽으로 회전할때, 회전양에 응답하여 선형으로 증가하는 네가티브 전압이 발생한다. 액츄에이터의 회전아암의 중립의 위치에서 전압은 제로이다.
제14도는 제7도에 도시된 렌즈시크제어회로 22의 실시예를 나타내는 개략도이다. 제11도에서, 번호 94는 트래킹 오차 검출회로 32로부터 트래킹 오차신호 TES를 수신하는 제로 교차 비교기를 나타내고 제11b도에 도시된 비교 출력을 제공한다. 제로 교차 비교기 94의 출력이 포지셔너 속도신호 발생회로 96에 입력된다. 포지셔너 속도신호 발생회로 96은 비교기 출력의 하강시간을 검출하므로써 제11b도에 도시된 비교기 출력의 주기 T를 검출한다. 주기 T는 광 빔이 빔 이동속도 V가 V=P/T로서 계산되는 것을 기초로 하나의 트랙 피치 P=1.6마이크로메타를 통과하는 동안의 시간 주기이다. 포지셔너 속도신호 발생회로 96에 의하여 형성된 빔 속도신호 V가 속도 오차 검출회로 98에 입력된다. 한편, MPUT 24는 아날로그신호 전압으로 데이타를 변환하는 DA 변환기(DAC) 100에 의해 목표 빔 속도 데이타를 제공하고 속도 오차 검출회로 98에 목표 빔 속도신호를 제공한다. 회로 98은 속도 오차신호 Ve를 출력하기 위하여 목표 빔 속도신호 Vt로부터 실제 빔 속도 V를 감산한다.
DA 변환기 100으로부터 출력된 목표 빔 속도신호 Vt 또는 빔 이동속도 V가 제7도에 도시된 속도 제어회로 26에 주어지고 VCM 포지셔너 16의 트래킹 지연을 보상하기 위하여 사용된다.
렌즈시크 제어회로 22는 남아 있는 트랙의 수를 검출하기 위한 회로 102를 더 포함한다. 시크동작을 시작하는 시간에, MPU 24는 남아 있는 트랙의 수를 검출하기 위하여 회로 102에 현재의 트랙에서 목표 트랙까지 카운트된 남아 있는 트랙의 수를 설정한다. 목표 트랙에 대하여 남아 있는 트랙의 설정된 수는 제11b도에 도시된 제로 교차 비교기 94의 비교 출력의 예를들면, 하강마다 하나씩 감소된다. 광 빔이 목표 트랙에 도달할때, 남아 있는 트랙의 수를 검출하기 위한 회로 102의 남아 있는 트랙의 수는 제로가 될 것이며, 회전 102는 시크동작 종결의 MPU 24를 알린다.
다음, 본 발명의 첫번째 실시예의 동작이 제15도와 7도의 동작 흐름도에 의거하여 설명된다.
첫째, 보다 높은 장치는 MPU 24로부터 리드액세스 또는 라이트 액세스를 요구한다. 단계 S1에서 MPU 24는 2차원 액츄에이터 64의 트랙 서보를 오프시키기 위하여 제어스위치회로 40의 스위치 SW2를 오프시킨다. 단계 S2에서, MPU 24는 시크동작을 시작하기 위하여 스위치 SW3을 온시킨다. 즉, 그 시간에 수행되는 미세제어가 단계 S1에서 오프되고 단계 S2에서 렌즈시크제어로 전환된다. 렌즈시크가 단계 S2에서 시작될때, MPU 24는 목표 속도 데이타와 목표 트랙까지의 남아 있는 트랙의 수를 렌즈시크 제어회로 22로 설정한다. 이 시간에, 포지셔너 서보회로 20이 VCM 포지셔너 16의 위치서보를 계속할 수 있도록 스위치 SW1은 ON상태에 있다.
제14도에 도시된 바와같이, 렌즈시크 제어회로 22는 전력증폭기 44(제7도 참조)에 속도 오차신호를 출력하고 트래킹 코일을 구동하며, 이것에 의하여 목표 트랙에 광 빔을 이동시키기 위하여 2차원 액츄에이터 64(제2도 참조)의 회전아암 80(제3도 참조)의 속도를 제어한다. 이 속도제어가 시작될때, 렌즈시크 제어회로 22는 속도 제어회로 28에 목표 빔 속도신호 Vt 또는 빔 이동 속도신호 V를 제공한다. 속도검출기 26으로부터 출력된 포지셔너 이동속도신호 Vp가 첫번째에서 제로로 되기 때문에, 목표 빔 속도신호 Vt 또는 빔 이동속도신호 V를 기초로 한 가속도 전압이 가산기 25와 전력증폭기 46을 통하여 VCM 포지셔너 16에 제공된다. 결과적으로, VCM 포지셔너 16은 목표 빔 속도를 얻기 위하여 광 헤드블럭 12를 가속시킨다. 속도제어에 의하여 가속이 완료될때 속도검출기 26에 의하여 검출된 속도 Vp가 목표 빔 속도 Vt와 일치한다. 이렇게 하여, 광 헤드블럭 12 위에 설치된 2차원 액츄에이터 64의 회전아암은 시크동작시 그의 중립위치에서 사실상 유지된다.
남아 있는 트랙의 수가 렌즈시크 제어회로 22에서 제로로 될때, 렌즈시크의 종결이 단계 S3으로 판정되어 스위치 SW3을 오픈시킨다. 그후, 단계 S4에서 스위치 SW2를 닫아 트랙 서보를 시작한다. 시크동작이 완료된 후 즉시, 특별한 설정시간을 기다리지 않고 리드/라이트 가능 상태가 성립된다.
제16도는 본 발명의 두번째 실시예의 원리를 설명하는 도이다.
제6도에 도시된 회로와 제16도의 회로 사이의 다른점은 제6도의 속도제어회로 28 대신에 미분회로 156이 시크회로 22와 가산기 25 사이에 연결되어 있다는 것이다. 제6도에 도시된 속도제어회로 28을 제거하는 결과로서 속도검출기 26과 속도제어회로 28 사이, 시크회로 22와 속도제어회로 28 사이 및 속도제어회로 28과 가산기 25 사이의 선 연결이 제16도에서 제거된 대신에, 시크회로 22와 미분회로 156 사이, 미분회로 156과 가산기 25 사이의 선 연결이 제16도에 제공된다. 또한, 제16도에서, 스위치 제어회로 158은 3개의 스위치 SW1, SW2 및 SW3을 포함하지만 제6도에 도시된 스위치 SW4는 포함하지 않는다. 더욱이, 제어회로 157은 제6도에 도시된 목표 빔 속도신호를 제공하지 않는다. 시크회로 22는 미분회로 156에 인가된 속도신호 29를 제공한다. 다른 부분은 제6도와 16에서 동일하므로 제16도에 도시된 회로의 구조를 상세히 설명하지는 않을 것이다.
시크동작시, 제어회로 157은 트랙 서보회로 18을 비동작상태(서보 off)로 하고 시크회로 22를 동작상태(서보 on)로 하도록 하기 위하여 스위치 제어회로 158을 제어한다. 액츄에이터 64의 회전아암과 VCM 포지셔너 16의 결합으로써, 광 헤드블럭 12의 광 빔이 목표 트랙위치로 이동된다. 광 빔이 목표 트랙위치에 도달할때, 제어회로 157은 시크회로 22를 비동작상태로 하고 트랙 서보회로 18을 동작상태로 하기 위하여 스위치 제어회로 158을 제어하므로써 2중 서보에 의하여 목표 트랙을 따르는 광 빔을 유지할 수 있다.
본 발명의 두번째 실시예의 상술된 디스크장치에서, 낮은 서보 주파수 밴드에서 동작하는 포지셔너 서보회로 20에 의하여 시크동안 발생하는 것으로부터 트래킹 지연을 방지하기 위하여, 미분회로 156이 시크회로 22로부터 출력된 속도신호를 미분하기 위하여 제공되고 가산회로 25는 포지셔너 서보회로 20으로부터의 신호 즉, 방향 위치신호 LPOS 위에 위상 보상을 적용하므로써 얻어진 신호에 미분회로 156의 출력을 가산하기 위하여 사용된다.
미분회로 156에 의하여 미분되는 속도신호는 시크회로 22로부터의 빔 이동 속도신호 또는 목표 빔 속도신호일 수 있다.
본 발명의 두번째 실시예의 상기 배열에 따라, 시크동작시 속도제어를 위하여 발생된 목표 빔 속도신호 또는 실제 빔 속도신호를 미분하므로써 얻어진 신호가 목표 빔 속도신호의 모든 하강과 상승에서 발생되고 액츄에이터에서 위치 감지기에 의하여 제공된 방향 위치신호 LPOS의 위상 보상에 의하여 얻어진 신호에 가사되므로써 VCM 포지셔너를 가속시키고 감속시킨다. VCM 포지셔너가 매우 낮은 서보 주파수 밴드를 가질지라도, VCM 포지셔너는 광 헤드블럭 12, 포지셔너회로 20 및 VCM 포지셔너 16을 포함하는 루프를 통하여 통과하는 신호에 외적으로 가산된 미분 신호에 의하여 가속될 수 있다. 따라서, VCM 포지셔너 16은 트랙 액츄에이터의 이동을 따라 빨리 이동하고 정지할 수 있다. 따라서, 리드/라이트 가능 상태의 성립을 위한 시크의 완료로부터 설정된 시간은 크게 감소될 수 있고, 이것에 의하여 고속 액세싱이 실현된다. VCM 포지셔너 16에 공급된 전류에 속도신호의 차동 구성부를 더하는 것은 VCM 포지셔너의 가속도에 가속도를 추가하는 것과 동일하기 때문에 VCM 구동전류를 그의 가속도에 비례한다. 따라서, 본 발명의 두번째 실시예가 포지셔너의 트래킹 실행을 확보할 수 있다는 것을 알 수 있다.
제17도는 본 발명의 두번째 실시예를 상세히 나타내는 개략도이다.
제17도에서, 포지셔너 서보회로 20과 트랙 서보회로 18의 구성이 상세히 도시된다. 즉, 포지셔너 서보회로 20은 트래킹 오차 검출회로 32와 위상 보상회로 34를 포함한다. 트래킹 오차 검출회로 32는 광 헤드블럭 12에 배열된 4등분된 포토센서의 출력으로부터 트래킹 오차신호 TES를 검출한다. 위상 보상회로 34는 서보주파수 밴드의 고주파수 밴드 구성부에 따라 트래킹 오차신호 TES의 위상 전진을 보상하고 제어스위치회로 158에 스위치 SW2로 신호를 제공하며 가산기 42를 통하여 전력증폭기 44에 신호를 제공한다. 전력증폭기 44의 출력은 광 헤드블럭 12에서 결합된 2차원 액츄에이터의 트래킹 코일을 구동한다.
포지셔너 서보회로 20은 방향 위치신호 검출회로 36과 위상 보상회로 164를 포함한다. 방향 위치신호 검출회로 36은 중립위치로부터 광 헤드블럭 12에 배치된 2차원 발진 트랙 액츄에이터의 이탈을 검출하는 2등분된 포토센서의 출력을 수신하고 회로 36은 방향 위치신호 LPOS를 발생한다. 위상 보상회로 164는 신호 LPOS의 서보 주파수 밴드의 고주파수 밴드 구성부의 위상 전진을 보상한다. 위상 보상회로 164의 기능은 제7도에 도시된 필터회로 38과 동일하다. 위상 보상회로 164의 출력은 제어스위치회로 158과 가산기 25에서 스위치 SW1을 통하여 전력증폭기 46에 공급된다. 전력증폭기 46은 VCM 포지셔너 16을 구동한다.
트랙 서보회로 18은 2 내지 5㎑의 보다 높은 서보 주파수 밴드를 가지는 한편, 포지셔너 서보회로 20은 광 헤드블럭 12에 배치된 2차원 액츄에이터의 축을 기계적인 동작에 기인하여 약 30㎐의 매우 낮은 서보 주파수 밴드를 가진다.
번호 157은 제어수단으로서 활동하는 마이크로 프로세싱장치 MPU를 나타낸다. MPU 157은 보다 높은 장치로부터 요구된 액세스를 기초로 렌즈시크 제어에 의하여 시크동작을 수행하고, 시크동작의 완료후 미세제어로 전환한다.
번호 22는 렌즈시크 제어회로를 나타낸다. 첫번째 실시예와 비슷하게, 시크제어회로 22는 광 헤드블럭 12에서 결합된 2차원 액츄에이터의 회전아암의 속도를 제어함으로써 목표 트랙에 광 빔을 이동시키기 위하여 시크동작을 수행한다. MPU 157은 렌즈시크 제어회로 22에 목표 빔 속도데이타 Vt를 제공한다. 한편, 빔 이동속도 V는 트래킹 오차 검출회로 32에 의하여 제공된 트래킹 오차신호 TES로부터 검출된다. MPU 157로부터 시크동작 명령을 수신할때, 렌즈시크 제어회로 22는 속도 오차 Ve를 발견하기 위하여 목표 빔 속도 Vt로부터 실제 빔 속도 V를 감산하고, 제어스위치회로 158, 가산기 42 및 전력증폭기 44에서 스위치 SW3을 통하여 광 헤드블럭 12에 배치된 2차원 액츄에이터에서 회전아암의 트래킹 코일을 구동한다.
더욱이, 본 발명의 두번째 실시예에 따라 시크동작시 포지셔너 서보회로 20에 의하여 구동된 VCM 포지셔너 16의 트래킹 지연이 미분회로 156과 가산기 25에 의하여 방지된다. 즉, 렌즈시크 제어회로 22는 목표 빔 속도신호 TVS 또는 실제 빔 속도신호 V를 미분회로 156에 제공하고, 속도신호의 모든 상승과 하강에서 미분 출력을 제공한다. 가산기 25는 포지셔너 서보회로 20으로부터 방향 위치신호 LPOS에 미분 출력을 가산하고, 전력증폭기 46에 추가된 결과를 공급한다. 따라서, VCM 포지셔너 16이 각 상승에서 발생된 미분 신호에 의하여 가속되고, 각 하강에서 발생된 미분 신호에 의하여 감속되므로써, VCM 포지셔너가 낮은 서보 주파수 밴드에 의하여 구동될지라도 트랙 액츄에이터 64에서 회전아암의 그것들로서 동일한 트래킹 특성을 얻을 수 있다.
제어스위치회로 158은 MPU 157에 의하여 제어된다. 스위치 SW1은 미세제어와 렌즈시크 제어를 위한 포지셔너 서보회로 20에 의하여 VCM 포지셔너의 서보제어를 효과있게 하기 위해 항상 ON상태에 놓여진다.
스위치 SW2는 미세제어를 위하여 온되고 렌즈시크 제어를 위하여 오프되므로, 트랙 서보회로 18은 광 빔이 트랙을 따라 유지되는 미세제어를 위해서만 효과적이다. 첫번째 트랙 서보회로 18이 효과적일때, 두번째 트랙 서보회로 20은 두개의 회로 18과 20에 의하여 2중 서보동작을 성취할 수 있도록 동시에 효과적이다.
스위치 SW3은 미세제어를 위하여 오프되고, 시크동작을 위한 렌즈시크 제어를 위하여 온된다.
제15도에 도시된 흐름도가 제7도에 도시된 첫번째 실시예의 동작을 설명할지라도, 제15도의 동일한 흐름도가 제17도에 도시된 두번째 실시예를 설명할 수 있다. 첫번째 실시예와 두번째 실시예 사이의 동작의 차이는 단계 S2에 있다. 즉, 두번째 실시예에서 시크제어가 시작될때, 목표 빔 속도신호의 상승은 미분회로 156에 의하여 미분된다. 미분회로 156으로부터 목표 빔 속도신호의 미분 신호는 VCM 포지셔너 16을 구동시키기 위하여 가산기 25를 통해 가산되며 포지셔너 위에 설치된 광 헤드블럭 12를 이동시키고 위치를 정한다. 결과적으로 VCM 포지셔너 16의 이동은 광 헤드블럭 12에서 액츄에이터 64의 회전아암의 그것과 비슷하다.
제18도의 (a) 내지 18도는 본 발명의 두번째 실시예의 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 도면에서, 시간 t1에서 시크가 시작되고 시간 t2에서 시크는 끝난다. 시간 t1과 t2 사이의 시크 주기동안, 렌즈시크 목표 빔 속도 Vt가 발생된다. VCM 포지셔너 16의 속도가 제18f도에 도시된 바와같이 렌즈시크 목표 빔 속도 Vt에 대하여 약간의 상승 지연과 하강 지연만을 갖도록, 제18e도에 도시되고 목표 빔 속도 Vt를 미분하므로써 얻어진 미분 신호가 VCM 포지셔너 16을 제어한다. 그러므로, 제18c도에 도시된 포지셔너에 대한 렌즈위치 감지기신호, 즉, 방향 위치신호 LPOS는 시크의 시작과 시크의 종료후 즉시 약간만이 발생된다. 따라서, 시간 t2 직후의 스위칭 제어의 시간에 2차원 액츄에이터의 회전아암 즉, 대물렌즈가 중립위치에 사실상 위치한다. 중립위치로부터의 이탈이 매우 작기 때문에 디스크 표면위의 빔 초점은 허용 가능한 진원도를 가지고, 따라서 리드/라이트 가능 상태는 시간 t2에 시크의 종료직후 성립된다.
목표 빔 속도신호가 두번째 실시예에서 미분되도 가산될지라도, 빔 이동 속도신호를 미분하여 가산할 수 있다.
상기 실시예들이 2차원 액츄에이터에 적용될지라도, 본 발명은 여기에 제한되지는 않는다. 본 발명은 2중서보가 액츄에이터 예를들면, 갈바노-미러(galvano-mirror) 액츄에이터와 계전기 렌즈 액츄에이터 등의 다른 구조를 가지는 액츄에이터에서 가동부에 의하여 트래킹 제어의 그것과 비교하여 매우 낮은 서보 주파수 밴드에서 동작하는 VCM 포지셔너로서 성취됨을 알 수 있다.
상기 설명으로서, 본 발명을 렌즈시크동작의 완료후 리드/라이트 가능 상태의 성립때까지의 설정시간이 현저하게 감소될 수 있고 이것에 의하여 광 디스크장치의 고속 액세싱을 실현할 수 있다.

Claims (11)

  1. 베이스와 그 사이의 기계적인 동작으로 상기 베이스와 결합된 회전매체 위에서 광 빔을 이동시키는 가동부를 가지는 트랙 액츄에이터(14), 상기 회전매체의 직경방향으로 상기 트랙 액츄에이터를 이동시키기 위하여, 상기 트랙 액츄에이터의 상기 베이스에 고정된 포지셔너(16), 비교적 높은 주파수에서 상기 회전아암을 제어하기 위하여, 상기 트랙 액츄에이터의 상기 회전아암에 동작상으로 연결된 트랙 액츄에이터 서보수단(18), 상기 트랙 액츄에이터의 가동부가 상기 포지셔너에 대하여 중립위치에 놓여지도록 유지되는 것과 같은 방법으로 상기 포지셔너를 제어하기 위하여, 상기 포지셔너의 제어 주파수가 상기 가동부와 상기 베이스 사이의 상기 기계적인 동작에 기인하여 비교적 낮은 값으로 제한되며, 상기 포지셔너에 동작상으로 연결된 포지셔너 서보수단(20), 목표 빔 속도(Vt)에 대하여 이동 광 빔의 속도(V)의 오차에 따라 상기 가동부의 속도를 제어하고 목표 트랙위치에 광 빔을 이동시키기 위하여, 상기 트랙 액츄에이터(14)의 상기 가동부에 동작상으로 연결된 시크수단(22), 및 상기 트랙 액츄에이터(14)와 상기 포지셔너(16)의 상기 가동부의 동작으로 목표 트랙위치에 광 빔을 이동시키기 위하여, 시크동작시 상기 트랙 서보수단(18)을 비작동상태로 하고 상기 포지셔너 서보수단(20)과 상기 시크수단(22)를 작동상태로 하고, 상기 트랙 액츄에이터와 상기 포지셔너의 가동부의 협동으로 광 빔을 목표 트랙으로 이동시켜 광 빔이 목표 트랙위치에 도달할때, 상기 시크수단(22)을 비작동상태로 하고 상기 트랙 서보수단(18)과 상기 포지셔너 서보수단(20)을 작동상태로 하여 상기 트랙 액츄에이터와 상기 포지셔너의 가동부의 이중 서보작용에 의하여 광 빔을 목표 트랙에 추종시키기 위한 것으로서, 상기 트랙 서보수단(18), 상기 포지셔너 서보수단(20) 및 상기 시크수단(22)에 동작상으로 연결된 제어수단(24)으로 이루어지는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로에 있어서, 시크동작시 목표 빔 속도(Vt) 또는 빔 속도(V)와 소정의 관계를 가지는 포지셔너 속도신호를 발생하기 위한 포지셔너 속도 신호 발생수단(96 또는 100)과 상기 포지셔너 속도신호 발생수단으로부터 출력된 상기 속도신호를 기초로 상기 포지셔너 서보수단(20)의 출력을 수정하기 위한 포지셔너 속도 수정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단으로부터 출력된 상기 포지셔너 속도신호가 제어수단(157, 24)에 의하여 설정된 상기 목표 빔 속도인 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단으로부터 출력된 상기 포지셔너 속도신호가 트래킹 오차신호를 기초로 상기 시크수단(22)에 의하여 검출된 광 빔의 이동속도인 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시크수단(22)가 트래킹 오차신호(TES)를 기초로 빔 이동속도를 설정하기 위한 상기 포지셔너 속도신호 발생수단(96), 상기 제어수단(24)에 의하여 설정된 목표 빔 속도신호(Vt)에 대하여 포지셔너 속도신호 발생수단에 의하여 제공된 속도신호의 속도 오차(Ve)를 검출하기 위한 속도 오차 검출수단(98), 및 남아 있는 트랙의 수가 제로로 될때 시크 완료의 제어수단(24)를 알리기 위한 목표 트랙에 남아 있는 트랙의 수를 검출하기 위한 잔여 트랙 수 검출수단을 포함하는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단이 상기 포지셔너(16)의 이동속도를 검출하기 위한 포지셔너 이동속도 검출수단(26), 상기 시크동작시 상기 포지셔너(16)의 목표 빔 속도(Vt)를 설정하기 위한 목표 빔 속도신호 발생수단, 및 상기 빔 속도신호를 제공하기 위하여 상기 목표 빔 속도로부터 상기 포지셔너의 이동속도를 감산하기 위한 감산수단(28)를 포함하고, 상기 포지셔너 속도 수정수단이 상기 포지셔너 서보수단(20)의 출력과 상기 속도신호를 가산하기 위한 가산수단(25)을 포함하고, 가산된 신호가 상기 시크동작시 상기 포지셔너(16)에 공급되는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단이 상기 포지셔너(16)의 이동속도를 검출하기 위한 포지셔너 이동속도 검출수단(26), 상기 트래킹 오차신호(TES)를 기초로 광 빔의 이동속도를 검출하기 위한 빔 이동속도 검출수단, 및 상기 빔 속도신호를 제공하기 위하여 광 빔의 상기 이동속도로부터 상기 포지셔너의 이동속도를 감산하기 위한 감산수단(28)을 포함하고, 상기 포지셔너 속도 수정수단이 상기 포지셔너 서보수단(20)의 출력과 상기 빔 속도신호를 가산하기 위한 가산수단(25)을 포함하고, 가산된 신호가 상기 시크동작시 상기 포지셔너(16)에 공급되는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단이 상기 트래킹 오차신호(TES)를 기초로 광 빔의 이동속도를 검출하기 위한 빔 이동속도 검출수단과, 광 빔의 상기 이동속도를 미분하기 위한 미분수단(156)을 포함하고, 상기 포지셔너 속도 수정수단이 상기 포지셔너 서보수단(20)의 출력과 상기 미분수단의 출력을 가산하기 위한 가산수단(25)을 포함하고, 가산된 신호가 상기 시크동작시 상기 포지셔너(16)에 공급되는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 속도신호 발생수단이 시크 동작시 상기 포지셔너(16)의 목표 빔 속도를 형성하기 위한 목표 빔 속도 형성수단과, 상기 포지셔너의 상기 목표 빔 속도를 미분하기 위한 미분수단(156)을 포함하고, 상기 포지셔너 속도 수정수단이 상기 포지셔너 서보수단(20)의 출력과 상기 미분수단의 출력을 가산하기 위한 가산수단(25)을 포함하고, 가산된 신호가 상기 시크동작시 상기 포지셔너(16)에 공급되는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  9. 제1항에 있어서, 상기 트랙 액츄에이터(14)가 상기 가동부로서 상기 베이스와 회전아암을 가지는 2차원 액츄에이터이고, 상기 회전아암이 회전매체 위에 광 빔을 집중시키기 위한 대물렌즈를 가지며 상기 회전아암이 회전매체의 광 빔 교차 트랙을 이동시키기 위하여 회전 가능하고, 상기 회전아암이 상기 기계적인 동작에 의하여 상기 베이스와 결합된 축을 통하여 회전 가능한 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 서보수단이 상기 베이스에 대하여 중립위치로부터 상기 가동부의 이탈과 방향을 지시하는 방향 위치신호(LPOS)를 최소화하는 것과 같은 방법으로 상기 포지셔너를 제어하기 위한 수단을 포함하는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
  11. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너 서보수단이 상기 트래킹 오차신호(TES)를 최소화하는 것과 같은 방법으로 상기 포지셔너를 제어하기 위한 수단을 포함하는 광 디스크장치의 트랙 액세스 제어회로.
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