KR940011680B1 - 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치 - Google Patents

광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치 Download PDF

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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following

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Abstract

내용 없음.

Description

광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치
제 1 도는 종래 광디스크재생기의 3빔 방식에 대한 원리도.
제 2 도는 종래 광디스크재생기의 트래킹 에러앰프에 대한 회로도.
제 3(a) 도, 제 3(c) 도는 제 2 도의 각부 파형도.
제 4 도는 본 발명 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치의 블록도.
제 5 도는 본 발명 가변이득기의 제어신호와 이득의 관계를 보인 특성도.
제 6 도는 본 발명 직류검출기의 이득과 트래킹서보언밸런스의 관계를 보인 특성도.
제 7 도는 제 4 도의 상세회로도.
제 8 도는 본 발명 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치의 조정과정에 대한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1∼3 : 광검출기 11,12 : 가변이득기
13 : 직류검출기 14 : 디지탈저장장치
15 : 아날로그스위치 21 : A/D 변환기
22 : 기록롬 23 : D/A 변환기
R1∼R3 : 저항 VR1 : 가변저항
OP1∼OP5 : 연산증폭기 C1 : 콘덴서
본 발명은 광디스크재생기에 관한 것으로, 특히 콤팩트 디스크(CD) 관련제품의 제작시, 트래킹서보언밸런스(Tracking servo unbalance)를 제로로 만드는 바이어스를 자동적으로 결정하고, 이의 값을 디지탈적으로 저장하여 통상의 재생동작에서 트래킹서보언밸런스를 제거하도록 한 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치에 관한 것이다.
일반적으로 콤팩트 디스크에는 디스크의 안쪽에서 바깥쪽을 향해 나선형으로 배열된 트랙(Track)에 신호가 기록되어 있고, 트랙간의 간격 즉 트랙피치(Track pitch)는 1.6㎛ 정도의 고밀도이다.
또한 콤팩트 디스크 플레이어(CDP)는 픽업(pick-up)이라 부르는 장치에서 레이저광을 디스크에 촛점을 맺혀쏘고, 그에따라 반사하는 광량을 전기적 신호로 변환하여 신호를 읽어들이는데, 이때 레이저광이 회전하는 디스크의 트랙위치에 입사되도록 위치를 제어할 필요가 있다.
한편, 회전용 모터와 콤팩트 디스크가 갖고 있는 편심은 회전시에 트랙이 안쪽과 바깥쪽으로 움직이는 현상을 초래하므로 픽업은 이를 추적하여 레이저광이 트랙위에 위치하도록 제어하는데, 이를 트래킹서보라 한다.
그리고, 모든 서보에는 최적상태에서 어느정도 벗어났는지를 알려주는 서보에러신호가 필요하며, 콤팩트 디스크 플레이어는 이의 발생을 위해 여러 광학적인 방법을 사용하고 있으나, 트래킹 서보에러발생의 대표적인 방법은 3빔(beam) 방식으로 알려져 있다.
제 1 도는 종래 광디스크재생기의 3빔 방식에 대한 원리도로서 이에 도시한 바와같이, 픽업내부에 그라팅(Grating)이라는 광학부품을 이용하여 광원에서 나오는 레이저빔을 다수의 빔으로 나눈후 이들중 가장 큰 광량의 세기를 갖는 주빔(M)은 원하는 신호가 기록되어 있는 트랙(CH0) 위에 위치시키고, 주빔(M) 양쪽에 존재하는 부빔(E)(F)은 일부만 트랙(CH0)에 걸치도록 위치시킨다.
이때, 디스크에서 반사된 빔(M)(E)(F)은 제 2 도에 도시한 바와같이, 광검출기(1-3)에 도달되어 광량에 대응하는 전류가 발생되고, 상기 광검출기(1).(3)에서 발생된 전류는 가변저항(VR1) 및 저항(R1)과, 연산증폭기(OP1),(OP2)의 반전입력단자에 각기 인가되어 그 전류에 비례하는 크기의 전압으로 변환된다. 여기서, 가변저항(VR1)은 광학부품의 조립오차등에 의한 광검출기(1)의 전류변환 불균일도를 조정하는데 사용되며, 상기 연산증폭기(OP1)(OP2)의 출력이 연산증폭기(OP3)를 통해 차동증폭되어 트래킹 서보에러신호로 사용된다.
한편, 상기 정상위치에서 부빔(E),(F)은 트랙(CH0)에 일부 걸려있으므로 그 신호에 의한 간섭효과가 일부 영향을 미쳐 반사광량을 감소시킨다.
이와같이 하여 연산증폭기(OP1)(OP2)에 의해 변환된 전압을 VEO, VFO의 값으로 가정하고, 이 상태에서 어떤 이유에 의해 레이저빔(E),(M),(F)이 A방향으로 이동되어 트랙(CH0)을 벗어나게 되면, 빔(E)은 트랙(CH0)에 더욱 깊이 들어서게 되고, 이에따라 신호에 의해 간섭, 산란작용으로 반사광량이 더욱 줄어들어 광검출기(1)에 의한 변환전류가 감소하며, 이의 전류는 연산증폭기(OP1)를 통해 부(-)감도로 전압 변환되므로 제 3(a)도에 도시한 바와같이, 화살표 방향으로 크기가 줄어든다.
이와 동시에 빔(F)은 트랙(CH0)을 벗어나게 되어 신호에 의한 반사광량 감소효과가 줄어들게 되므로 광검출기(3)에 의한 변환전류가 증가하고, 연산증폭기(OP2)에 의해 부(-) 성분으로 변환되는 전압(VFO)의 크기가 제 3(b) 도에 도시한 바와같이, 화살표 방향으로 증가하며, 이때 연산증폭기(OP3)에 의한 출력트래킹 서보에러는 제 3(c) 도에 도시한 바와같이 화살표(①) 방향으로 감소하게 된다.
또한, 빔(E),(M),(F)이 A방향으로 더욱 벗어나게 되면 빔(F)이 인접트랙(CH1)으로 들어서게 되고, 빔(E)은 트랙(CH0)을 벗어나므로 각각의 반사광량과 이에 의한 변환전류, 전압이 상기의 경우와는 반대로 되어 출력트래킹 서보에러가 제 3(c) 도)에 도시한 바와같이, 화살표(②) 방향으로 증가한다. 여기서 더욱 벗어나서 레이저빔이 트랙(CH0)보다 트랙(CH1)에 인접하면 빔(F)이 트랙(CH1)을 벗어나기 시작하고, 빔(E)은 트랙(CH1)에 들어서므로 출력트래킹 서보에러가 제 3(c) 도에 도시한 바와같이, 화살표(③) 방향으로 감소하여 마침내 다음 트랙(CH1)에 놓이게 된다. 즉 트랙을 벗어나 다음 트랙으로 갈때마다 트래킹 서보에러는 제 3(c) 도에 도시한 바와같이 한주기의 정현파로 된다.
여기서, 제 3(c) 도에 도시한 바와같은 전압(Vn), (Vp)은 트래킹서보의 제어력에 영향을 주며, 이 크기가 클수록 제어력이 강하게 되나, 만약 광학부품이나 광검출기(1)(3)등에 의해 전압(VEO)(VFO)이 같지 않게 되면 전압(Vp)(Vn)의 크기가 같지 않게 되어 트래킹서보 제어력에 불균형이 발생된다.
이와같은 불균형 상태는 트래킹서보의 안정성에 영향을 주게 되고, 특히 외부교란의 발생등으로 인하여 불안의 요소가 발생되면 트래킹서보의 안정성에 악영향을 미치는 것으로, 이를 통상 트래킹서보의 오프셋 혹은 언밸런스라 하며, 이와같은 언밸런스를 제거하기 위해 연산증폭기(OP1)(OP2)의 전압(VEO)(VFO) 변환감도를 결정하는 가변저항(VR1)을 조정하여, 제품조정 공정에서 조정하게 된다.
따라서, 종래 광디스크재생기의 3빔 방식에 의한 트래킹 에러조정에 있어서는 생산공정에서 수동적인 조정공정이 요구되므로 생산성과 가격적인 측면에서 취약하게 되고, 외부진동이나 온도등에 의해 가변저항의 조정치가 변화되는 결함이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 트래킹 서보의 언밸런스를 검출하여 그 언밸런스를 자동으로 제거할 수 있는 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은 제1, 제 2 광검출기의 출력전류를 제1, 제 2 가변이득기를 통해 전압으로 변환하고, 그 제1, 제 2 가변이득기의 출력전압을 차동증폭기에서 차동증폭하여 트래킹 서보에러를 검출하며, 이 트래킹 서보에러를 직류전압으로 변환하고, 이 변환된 직류전압을 소정시간동안 상기 제 1 가변이득기의 제어전압으로 인가하며, 이후 상기 변환된 직류전압을 디지탈 신호로 변환하여 저장하고, 그 저장된 디지탈 신호를 정상재생을 위해 파워를 넣을 때마다 아날로그 신호로 변환한 후 상기 제 1 가변이득기의 제어전압으로 인가하게 함으로써 달성되는 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 4 도는 본 발명 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 제1, 제 2 광검출기(1),(3)의 출력전류를 이득율(-KE),(-KF)을 갖고 전압으로 변환하는 제1, 제 2 가변이득기(11),(12)와, 이 제1, 제 2 가변이득기(11),(12)의 출력전압을 차동증폭하여 트래킹 서보에러로 출력하는 차동증폭기(OP4)와, 이 차동증폭기(OP4)의 출력신호인 트래킹 서보에러의 직류성분을 검출하는 직류검출기(13)와, 이 직류검출기(13)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한 후 외부제어신호인 라이트 인에이블신호(
Figure kpo00001
)에 의해 저장하고, 그 저장된 디지탈 신호를 외부제어신호인 출력 인에이블신호(
Figure kpo00002
)에 의해 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈저장장치(14)와, 상기 출력 인에이블신호(
Figure kpo00003
)의 인가여부에 따라 상기 디지탈저장장치(14) 및 직류검출기(13)의 출력신호중 하나를 선택하여 상기 제 1 가변이득기(11)의 이득제어 전압으로 인가하는 아날로그스위치(15)로 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명한다.
디스크에서 반사된 광량은 제1, 제 2 광검출기(1),(3)에서 전류로 검출되고, 그 제1, 제 2 광검출기(1),(3)의 출력전류는 각각의 이득율(-KE),(-KF)을 갖는 제1, 제 2 가변이득기(11),(12)를 통해 전압으로 변환되며, 이 전압은 이득율(K)을 갖는 차동증폭기(OP4)에서 차동증폭되어 트래킹 서보에러로 출력된다.
여기서, 제 1 도에 도시한 바와같이 레이저빔(E),(F)이 트랙(CH0)(CH1) 위에 위치할때 제1, 제 2 광검출기(1)(3)에서 검출된 전류를 e,f라 가정하면, 차동증폭기(OP4)의 출력측으로부터 발생된 트래킹 서보에러는 K(KE·e-KF·f)=KT(me-f), 단 KT=KKF, m=KE/KF와 같이 되며, 이때 이상적으로는 제1, 제 2 광검출기(1)(3)의 출력전류(e)(f)가 e=f로 되며 m=1 즉, KF=KE로 조정하면 트래킹 언밸런스가 존재하지 않으나, 현실적으로 제1, 제 2 광검출기(1)(3)의 출력전류(e)(f)가 같지 않게 되므로 KF에 대한 KE의 비율인 m을 조정하여 me-f=0으로 만들어야 한다.
그런데 제1,제 2 광검출기(1)(3)의 출력전류(e)(f)의 차이는 레이저빔이 트랙을 가로지를때 정현파로 발생되어 트래킹 서보에러의 직류전압으로 발생되며, 이의 전압이 직류검출기(13)를 통해 검출된 후 아날로그스위치(15)를 통해 제 1 가변이득기(11)에 부궤환되어 이득율(KE)을 제어한다.
즉, 직류검출기(13)의 직류가 양(+)으로 되면 상기 트래킹 서보에러가 me>f로 되므로 제 1 가변이득기(11)의 이득율(KE)을 감소시켜
Figure kpo00004
이 감소하도록 제어하고, 직류검출기(13)의 직류가 음(-)으로 되면 이득율(KE)을 증가시켜 트래킹 서보에러인 직류전압이 "0"으로 된 상태에서 평형상태가 되게 한다.
여기서 디지탈저장장치(14)는 외부제어신호인 라이트 인에이블신호(
Figure kpo00005
)에 의해 제어되어 트래킹서보언밸런스를 제거하기 위한 궤환값을 디지탈적으로 저장하는 것으로, 상기 직류검출기(13)의 출력인 궤환값이 디지탈신호로 변환된 후 라이트 인에이블신호(
Figure kpo00006
)가 액티브 상태 즉, 저전위 상태일때 디지탈저장장치(14)에 기록되며, 출력 인에이블신호(
Figure kpo00007
)가 액티브상태일때 즉, 저전위상태일때 상기 저장된 디지탈신호가 그 디지탈저장장치(14)에서 읽혀진 후 아날로그 신호로 변환되어 출력된다.
이때 제 1 가변이득기(11)의 외부신호에 의한 가변이득감도를 KV라 하면, 아날로그스위치(15)는 직류검출기(13)의 출력과 디지탈저장장치(14)의 출력을 받아 출력 인에이블신호(
Figure kpo00008
) 인가여부에 따라 선택적으로 가변이득기(11)에 가변이득감도(KV)를 궤환하는 것으로, 출력 인에이블신호(
Figure kpo00009
)가 액티브로 될때 디지탈 저장장치(14)의 출력을 그 아날로그스위치(15)를 통해 제공하고, 액티브로 되지 않으면 직류검출기(13)의 출력이 아날로그스위치(15)를 통해 제 1 가변이득기(11)에 궤환되어 트래킹서보언밸런스를 자동조정한다.
제 5 도는 본 발명 제 1 가변이득기(11)의 이득 제어신호와 이득의 관계특성도로서 이에 도시한 바와같이, 외부신호에 의한 가변이득감도(KV)가 없을 경우에는, 즉 부궤환이 걸려 있지 않을때는 제 1 가변이득기(11)가 이득율(KEO)을 갖게 되며, 제1 제 2 가변이득기(11)(12)의 이득율(KEO)(KFO)이 같도록 세팅하여 트래킹서보언밸런스가 발생되지 않도록 하고, 트래킹서보언밸런스의 발생시에는 외부신호에 의한 가변이득감도(KV)가 특성곡선의 기울기로 된다.
제 6 도는 본 발명 직류검출기의 이득과 트래킹서보언밸런스와의 관계특성도로서 이에 도시한 바와같이, 아날로그스위치(15)가 직류검출기(13)의 출력을 제 1 가변이득기(11)에 제공하여 트래킹서보언밸런스에 대한 부궤환제어가 걸렸을때 직류검출기(13)의 이득(-K0)에 대한 트래킹서보언밸런스(me-f)의 관계를 보인 것으로, 곡선에 대한 기울기가(KEO·e-KF·f)KT/(1+K0KVKe)로 된다.
여기서 직류검출기(13)의 출력(-K0)이 제로로 되는 부궤환이 없을때 트래킹서보언밸런스는 (KEO·e-KFf)로 되는 큰 값으로 되나, 출력(-K0)이 증가할수록 즉, 부궤환이 많이 걸릴수록 언밸런스가 점차 감소되며, 트래킹서보언밸런스의 허용값 이하에서 직류검출기(13)의 이득율(K0)을 결정한다.
제 7 도는 본 발명 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치에 대한 일실시 상세회로도로서 이에 도시한 바와같이, 차동증폭기(OP4)의 출력측을 저항(R2)을 통해 연산증폭기(OP5)의 반전입력단자에 접속함과 아울러 병렬 접속된 저항(R3) 및 콘덴서(C1)를 다시 통해 그의 출력단자에 접속하여, 이득율(-K0)이
Figure kpo00010
로 되게 직류검출기(13)를 구성하고, 이 직류검출기(13)의 출력전압을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기(21), 그 A/D 변환기(21)의 출력신호를 라이트인에이블신호(
Figure kpo00011
)에 의해 기록하고 그 기록된 신호를 출력 인에이블신호(
Figure kpo00012
)에 의해 출력하는 기록롬(22) 및 그 기록롬(22)의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(23)로 디지탈저장장치(14)를 구성하며, 상기 직류변환기(13) 및 디지탈저장장치(14)의 출력신호중 하나를 상기 출력 인에이블신호(
Figure kpo00013
)의 인가여부에 따라 선택하여 제 1 가변이득기(1)의 제어단자에 인가하게 아날로그스위치(15)를 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명은 차동증폭기(OP4)에서 출력되는 트래킹 서보에러가 직류검출기(13)에서 이득률 K0=R3/R2에 의해 직류전압으로 검출되고, 그 직류전압은 A/D 변환기(21)에서 디지탈 신호로 변환된다. 따라서, 저전위의 라이트 인에이블신호(
Figure kpo00014
)가 인가될때 상기A/D 변환기(21)의 출력신호인 디지탈 신호가 기록롬(22)에 저장되며, 이후 저전위의 출력 인에이블신호(
Figure kpo00015
)가 인가될때 그 기록롬(22)에 기록되어 있는 디지탈 신호가 출력되고, 이 디지탈신호는 D/A 변환기(23)에서 아날로그 신호로 변환되어 아날로그스위치(15)의 일측 고정단자(a)에 인가된다. 이때 상기 저전위의 출력 인에이블신호(
Figure kpo00016
)에 의해 그 아날로그스위치(15)가 그의 일측 고정단자(a)에 단락되므로 상기 D/A 변환기(23)의 출력신호가 그 아날로그스위치(15)를 통해 제 1 가변이득기(11)에 이득제어전압으로 인가된다. 한편, 저전위의 출력 인에이블신호(
Figure kpo00017
)가 인가되지 않는 상태에서는 아날로그스위치(15)가 그의 타측 고정단자(b)에 단락되므로 직류검출기(13)의 출력전압이 그 아날로그스위치(15)를 통해 제 1 가변이득기(11)에 이득제어전압으로 인가된다.
제 8 도는 본 발명 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치의 조정과정에 대한 흐름도로서 이에 도시한 바와같이, 레이저빔을 디스크에 초점맺도록 하는 포오커스 서보를 동작시킨 후 디스크를 정선속도로 회전하도록 하는 서보를 동작시켜 디스크를 회전시키고, 출력 인에이블신호(
Figure kpo00018
)를 인액티브로 하여 아날로그스위치(15)가 직류검출기(13)의 출력을 받도록 타측 고정단자(b)로 접속한 후 라이트 인에이블신호(
Figure kpo00019
)를 인액티브로 하여 기록롬(22)의 저장기능을 정지한다.
이와같은 상태는 트래킹서보언밸런스를 제거하기 위한 부궤환이 동작하는 상태인 것으로, 원하는 상태로 도달하기 위한 일정시간(T1)을 지연한다.
이후에는 출력 인에이블신호(
Figure kpo00020
)를 액티브하여 부궤환이 디지탈저장장치(14)를 거쳐 걸리도록 하는데, 그 이유는 A/D 변환기(21), D/A 변환기(23)를 통함으로써 발생할 수 있는 양자 오차를 부궤환 루프내에서 감소시키기 위한 것이다.
이와같은 상태에서 중간과정을 보내기 위해 일정시간(T2) 지연후 라인트 인에이블신호(
Figure kpo00021
)를 액티브하여 A/D 변환기(21)를 통과한 직류검출기(13)의 출력을 기록롬(22)에 저장한다.
이와같이 디지탈저장장치(14)에 저장된 값은 정상재생을 위해 다시 파워를 넣을 때마다 D/A 변환기(23)를 통해 트래킹 언밸런스를 제거하게 된다.
다음은 조정이 끝났으므로 포오커스를 끊고, 디스크 회전을 정지시킨 후 전체조정을 완료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 CD관련 제품의 제조시 트래킹서보언밸런스를 자동으로 제거하며, 직류검출기 및 디지탈저장장치를 집적화할 수 있으므로 원가절감 및 신뢰성 향상을 이룰 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

  1. 제1, 제 2 광검출기(1),(3)의 출력전류를 전압으로 변환하는 제1, 제 2 가변이득기(11),(12)와, 이 제1, 제 2 가변이득기(11),(12)의 출력전압을 차동증폭하여 트래킹 서보에러로 출력하는 차동증폭기(OP4)와, 이 차동증폭기(OP4)에서 출력되는 트래킹 서보에러의 직류성분을 검출하는 직류검출기(13)와, 이 직류검출기(13)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환한 후 라이트 인에이블신호(
    Figure kpo00022
    )에 의해 저장하고, 그 저장된 디지탈 신호를 출력 인에이블신호(
    Figure kpo00023
    )에 의해 읽은 후 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈저장장치(14)와, 상기 출력 인에이블신호(
    Figure kpo00024
    )의 인가여부에 따라 상기 디지탈저장장치(14) 또는 상기 직류검출기(13)의 출력신호를 선택하여 상기 제 1 가변이득기(11)의 이득제어전압으로 인가하는 아날로그스위치(15)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직류검출기(13)는 상기 차동증폭기(OP4)의 출력측을 저항(R2)을 통해 연산증폭기(OP5)의 반전입력단자에 접속함과 아울러 병렬 접속된 저항(R3) 및 콘덴서(C1)를 다시 통해 그의 출력단자에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 디지탈저장장치(14)는 직류검출기(13)의 출력전압을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기(21)와, 이 A/D 변환기(21)의 출력신호를 라이트 인에이블신호(
    Figure kpo00025
    )에 의해 저장하고, 그 저장된 신호를 출력 인에이블신호(
    Figure kpo00026
    )에 의해 출력하는 기록롬(22)과, 이 기록롬(22)의 출력신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기(23)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 광디스크재생기의 트래킹서보언밸런스 자동조정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100464073B1 (ko) * 2001-01-05 2004-12-30 엘지전자 주식회사 광픽업의 광검출장치

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