KR950014831B1

KR950014831B1 - 집속 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR950014831B1
Application number: KR1019860010944A
Authority: KR
Inventors: 나오야 에구찌; 미끼오 스기끼; 히또시 오까다
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1985-12-21
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1995-12-15
Also published as: DE3680193D1; US4747089A; EP0227445B1; EP0227445A2; KR870006530A; CA1263749A; EP0227445A3; JP2786181B2; ATE65141T1; JPS62146439A

Abstract

내용 없음.

Description

집속 제어 방법 및 장치

제1도는 본 발명의 원리를 설명하는데 사용된 블럭 다이아그램.

제2도는 페루프 집속 서보 회로의 특성을 나타내는데 사용된 이득 및 시간지연 대 주파수의 그래프.

제3도는 비점수차 방법을 설명하는데 사용된 사시도.

제4도는 광학 디스크로부터 반사된 광빔내에 포함된 회절빔을 도시하는 다이아그램.

제5도는 광 검출기상에 투사된 광 스폿을 도시하는 다이아그램.

제6도는 상기 집속 에러 신호상의 오프셋 잔여를 설명하는데 사용된 이득 및 시간지연 대 주파수의 그래프.

제7도는 상기 구동신호상의 오프셋 잔여를 설명하는데 사용된 이득 및 시간지연 대 주파수의 그래프.

제8도는 상기 집속 에러 신호의 파형 도시도.

제9도는 상기 구동 신호의 파형 사시도.

제10도는 주기적인 함수 신호의 발생을 설명하는데 사용된 세개의 파형도.

제11도는 다른 주기적인 함수 신호의 발생을 설명하는데 사용된 세개의 파형도.

제12도는 제1성분 신호의 발생을 설명하는데 사용된 세개의 파형도.

제13도는 제2성분 신호의 발생을 설명하는데 사용된 세개의 파형도.

제14도는 외란 제거 동작을 설명하는데 사용된 세개의 파형도.

제15도는 본 발명에 따라 만든 집속 제어 장치의 한 실시예를 도시하는 블럭 다이아그램.

제16도는 상기 집속 에러 신호상에 큰 외란의 존재에서 얻어진 상기 집속-에러 및 구동 신호의 두 파형도.

제17도는 상기 외란이 제거된 후 얻어진 상기 집속-에러 및 구동 신호의 두 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 가산기 12 : 광전 변환기

13 : 집속 에러 검출기 14 : 위상 보상 회로

20 : 외란 제거 회로.

본 발명은 집속 서보 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

기록 트랙상에 광 스폿을 집속하는 대물렌즈를 통하여 레이저 빔을 인가함으로써 광학 디스크 기록 트랙상에 기록된 데이타를 판독하는 것이 현재 실시되고 있다. 데이타를 명확히 인식하기 위해서는, 상기 대물렌즈는 상기 광학 디스크 기록 트랙에 대해 적당한 위치에서 아주 정확하게 조정되어야 한다.

상기 목적을 위해, 최적의 대물렌즈 위치와 실제적인 대물렌즈는 위치 사이의 편차는 집속 에러 신호로 변환되며, 이 집속 에러 신호는 페루프 집속 서브 회로에 인가되어 0으로 감소될 수 있다. 비점수차 방법, 나이프 엣지 방법, 포우컬트(foucalt) 프리즘 방법, 임계각 방법 및 이와 유사한 다양한 방법이 상기 집속 에러 신호를 생성하도록 제안되어 있다. 이들 방법에서, 광학 디스크로부터 반사된 광빔은 광전 변화기의 분할된 부분상의 광 스폿을 집속하는 렌즈를 통해 인가된다. 그러나, 상기 반사된 광빔은 광전 변환기상에서 간섭하는 0차 및 ±1차 회절 빔을 포함한다. 광 스폿이 디스크 기록 트랙을 횡단할때마다 0차 및 ±1차 회절 빔의 세기는 크게 변하여 집속 에러 신호상에 큰 외란이 중첩된다. 상기 외란은, 특히 광학 디스크기록 트랙상에 기록된 정보를 검색하는 엑세스 모드 동안, 집속 서브 회로의 동적 범위를 포화시키는 방향에서 집속 서보 제어에 대해 심각한 영향을 미쳐서 집속 서로 제어를 로크-오프(lock-off) 상태에 놓이게 한다.

본 발명의 주목적은 특히 광학 픽업이 기록 트랙을 횡단할때 상기 에러 신호를 0으로 감소시킬 수 있는 집속 서보 회로를 적용하여 집속 에러 신호상에 중첩될 수 있는 외란을 제거하는 효과가 있는 개선된 집속 서보 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 집속 제어 방법은, 집속 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 및 RF 신호를 생성하는 광검출기와, 인가된 집속 에러 신호에 응답하여 광 스폿을 광학 디스크상에 집속하는 폐루프 집속 서브 회로를 사용한다. 상기 방법은 제1주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 트래킹 에러 신호와 동시에 상기 집속 에러 신호를 검출하는 단계와, 제2주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 RF신호와 동시에 상기 집속 에러신호를 검출하는 단계와, 상기 트래킹 에러 신호를 미리 결정된 진폭을 갖는 사인파 신호로 변화하는 단계와, 상기 RF신호를 미리 결정된 진폭을 갖는 코사인파 신호로 변환하는 단계와, 제1성분 신호를 생성하기 위해 상기 제1주기 함수 신호를 상기 코사인파 신호로 곱하는 단계와, 상기 제2성분 신호를 생성하기 위해 상기 제2주기 함수 신호에 상기 사인파 신호를 곱하는 단계와, 합성된 외란 신호를 생성하기 위해 제1 및 제2성분 신호를 가산하는 단계와 상기 집속 서보 회로에 인가된 상기 집속 에러 신호로부터 상기 합성된 외란 신호를 감산하는 단계 및, 이에 따라 상기 집속 서보 회로에 인가된 상기 집속 에러 신호상에 중첩된 외란을 제거하는 단계를 구비한다.

다른 면에서, 본 발명은 집속 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 및 RF 신호를 발생하는 광 검출기와, 인가된 상기 집속 에러 신호에 응답하며 광학 디스크상에 광 스폿을 집속하는 페루프 집속 서보 회로를 구비하는 집속 제어 장치를 제공한다.

상기 장치는 제거 신호를 생성하기 위해 상기 검출기에 결합된 제거 신호 발생기(canceling signal generator)를 구비한다.

상기 제거 신호 발생기는, 제1주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 트래킹 에러 신호와 동시에 상기 집속 에러 신호를 검출하는 검출 수단과, 상기 제2주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 RF신호와 동시에 상기 집속 에러 신호를 검출하는 검출 수단과, 상기 트래킹 에러 신호를 미리 결정된 진폭을 갖는 사인파 신호로 변환시키는 변환 수단과, 상기 RF신호를 미리 결정된 진폭을 갖는 코사인파로 변환시키는 변환수단과, 상기 제2성분 신호를 생성하기 위해 상기 제2함수 신호에 상기 사인파를 곱하는 수단과, 상기 제거 신호를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2성분 신호를 가산하는 수단을 구비한다. 상기 집속 서보 회로는 제거 신호 발생기에 결합된 감산 수단을 구비하여 집속 서보 회로에 인가된 상기 집속 에러 신호로부터 상기 제거신호를 감하며, 이에 따라 상기 집속 서보 회로에 인가된 상기 집속 에러 신호상에 중첩된 외란을 제거한다.

본 발명의 특징은 특히 첨부된 클레임에 언급되어 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 다음의 후술하는 바에서 잘 이해할 수 있으며, 도면에서 동일한 부분은 동일한 부호로 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 앞서, 본 발명을 잘 이해하도록 본 발명의 원리를 간략히 기술한다.

제1도를 참조하면, 10은 목표 신호 R(S)가 인가된 페루프 집속 서보회로를 표시한다. 상기 목표 신호 R(S)는 디스크 표면 반사 또는 상기 디스크 표면에 대한 위치의 상향 또는 하향 변화에 대응한다. 상기 목표 신호 R(S)는 가산기(11)의 한 입력에 결합되며, 가산기(11)의 다른 입력은 대물렌즈의 위치 변화를 나타내는 궤환 신호 X(S)를 수신한다.

상기 가산기(11)는 상기 목표 신호로부터 상기 궤환 신호를 감하고 상기 디스크와 관련하는 상기 대물렌즈의 위치 변화를 가리키는 에러 신호를 발생한다. 상기 에러 신호는 광전 변환(12)로 인가되며, 광전 변환기는 에러 신호를 대응하는 전기 신호로 변환시킨다. 상기 전기 신호는 집속 에러 검출기(13)로 인가된다. 상기 집속 에러 검출기(13)는 구동 신호 D(S)를 발생하는 위상 보상 회로(14)에 집속 에러 신호 E(S)를 발생한다. 상기 구동 신호 D(S)는 집속 액추에이터(focussing actuator)에 인가되며 이에 따라 상기 목적 위치에 이르도록 의도하는 방향으로 상기 디스크 표면에 대하여 대물렌즈가 이동한다. 문자 G_AS(S), G_C1(S), G_C2(S)및 G_D(S)는 각 성분(12,13,14,15)에 대한 이득 또는 감도를 표시한다. 제1도의 페루프 제어 회로의 특성은 제2도에 도시되며, 여기서 G(S)는 G_AS(S)×G_C1(S)×G_C2(S)×G_D(S)로서 주어진 페루프 이득이며 0은 위상 지연이다.

외란 W(S)은 상기 집속 에러 검출기(13)에 신호로 삽입된 바와 같이 개략적으로 도시된다. 상기 외란 W(S)은 상기 광학 디스크로부터 반사된 상기 광빔내에 포함된 상기 0차 및 0 1차 회절 빔의 간섭 때문에 발생한다. 상기 집속 에러 신호 E(S)에 삽입된 외란은 상기 집속 서보 제어를 로크-오프 상태로 하는 상기 집속 서보 회로의 동적 범위를 포화하는 방향으로 상기 집속 에러 신호 E(S) 및 상기 구동 신호D(S)에 대하여 심각한 영향을 미친다.

제3a도에 도시된 바와 같이, 광학 디스크로부터 반사되며 원통형 렌즈 L을 통해 통과되는 광빔의 두비점수차 포인트 P₂및 P₃사이의 중간 위치 P₁에 위치한 광 검추러기 P를 이용하는 비점수차 방법에 따라 집속 에러 신호 E(S)가 얻어진다는 가정하에서 상기 외란W(S)의 메카니즘을 아주 상세히 기술한다. 상기 광 검출기 P는 제3b도에 도시된 바와 같이 서로 분할된 4개의 분리 부분 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ을 갖는다. 상기 광 검출기 P상에 형성된 반사된 광 스폿의 형태 및 위치는 상기 광학 디스크와 상기 대물렌즈 사이의 거리에 따른다. 제3b도에서, 문자 S₀는 상기 대물렌즈가 상기 광 디스크에 대해 초첨이 맞춰진 상태로 위치할때 상기 광 검출기 P상에 형성된 원형 광 스폿을 나타내며, 문자 S_N는 상기 대물렌즈가 상기 광학 디스크로부터 보다 짧은 거리에 있을때 상기 광 검출기 P상에 형성된 타원형광 스폿을 나타내며, 문자 S_F는 상기 대물렌즈가 상기 광학 디스크로부터 보다 먼 거리에 있을때 상기 광 검출기 P상에 형성된 타원형 광 스폿을 나타낸다. 광 스폿이 상기 광 검출기 P상에 형성될때, 상기 광 검출기 P의 각 분할된 부분 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ으로부터 전류 I_Ⅰ, I_Ⅱ, I_Ⅲ, I_Ⅳ가 유도된다. 상기 집속 에러 신호 E(S)는 다음과 같은 식 즉,

E(S) = (I_Ⅰ+I_Ⅲ)-(I_Ⅱ-I_Ⅳ)

으로 얻어진다.

외란 W(S)은 제4도에 도시된 바와 같이 광 디스크로부터 반사된 광빔의 회절 때문에 집속 에러 신호 E(S)로 삽입되며, 여기서 광학 디스크로부터 반사된 광빔은 회절되어 0차 및 ±1차 회절 빔을 포함하며 회절 빔은 기록 트랙에 대한 광 스폿의 위치에 의존하는 세기를 갖는다. 이것은 특히 홈 G으로 형성된 데이타 기입형 광학 디스크에 있어서 잘 나타낸다. 상기 0차 및 +1차 회절 빔은 제5도에 도시된 바와 같이 상기 광 검출기 P상에서 간섭하며, 문자 a는 상기 0차 및 +1차 회절 빔의 간섭 받는 영역을 나타내며, 문자 b는 상기 0차 및 -1차 회절 빔이 간섭받는 영역을 나타내며, 문자 c는 단지 0차 회절 빔이 스트라이크되는 영역을 나타낸다.

상기 광 검출기 P의 중심으로부터 반사된 광 스폿 S의 작은 편차조차도 외란을 크게 증가시킨다. 상기 반사된 광 스폿 S은 광 시스템 오프셋, 디스크 스큐(disc skew), 여러가지 비점수차 섭동 때문에 상기 광 검출기 P의 중심에서 벗어난다. 상기 외란 레벨은 광 스폿이 기록 트랙을 횡단할때 마다 변화된다.

특히 기록된 정보를 탐색하는 작동의 액세스 모드 동작 동안, 집속 에러 신호에 큰 외란이 삽입되며, 서보 회로 동적 범위의 포화는 집속 서보 제어를 로크-오프 상태로 만들어 버린다.

상기 집속 에러 신호 E(S) 및 상기 구동 회로 D(S) 상에 삽입된 외란의 영향은 다음과 같이 표현될 수 있다.

제6도 및 제7도는 각각 제1도의 폐루프 제어 회로에 삽입된 외란 W(S)이 존재할때, 비율 E(S)/W(S) 및 D(S)/W(S)의 잔여 오프셋 전달 특성을 도시한다. 상기 비율 D(S)/W(S)에 대한 이득은 10KHz보다 큰 주파수에 비율 D(S)/W(S)에 대한 이득 보다 약 20dB 정도 크다는 것을 알 수 있다. 이것은 집속 에러 신호 E(S)가 인가된 상기 위상 보상 회로(13)의 출력에서 구동 신호 D(S)가 발생되기 때문이다.

제8도는 상기 삽입된 외란이 약 10KHz의 주파수를 가질때 상기 집속 에러 검출기(13)의 출력에서 발생될 수 있는 출력 신호 파형을 도시한다. 그러한 집속 에러 신호 E(S)는 상기 위상 보상 회로(14)에 인가되며, 여기서 제7도의 전달 특성 곡선에서 알 수 있는 바와 같이 동적 범위를 초과하도록 증폭된다. 그 결과 상기 구동신호D(S)는 제9도에서 도시된 바와 같이 전압 전력원을 초과하는 전압으로 포화된다. 상기 포화는 상기 집속 서보 제어를 로크-오프 상태로 만들어 대물렌즈를 초점이 벗어난 위치에 위치시킨다.

상기 페루프 제어 회로로 삽입된 외란 W(S)을 더욱 상세히 기술한다.

동곡 기능(pupil funcition)이 균등한 원형으로 대응한다고 가정한다면, 다음 방정식은 영역 a, b, c 각각에 광세기 Ia, Ib, Ic의 적당한 근사값을 제공한다.

여기서 A는 상기 0차 회절 빔 R(0)와 +1차 회절 빔 R(1)의 광 세기(light intensity)합이며 A=│R (0)│²＋│R(＋1)│²로 표현되고, B는 상기 0차 회절 빔 R(0)와 ±1차 회절 빔 R(±1)의 적이며 B=│R (0)│×│R(±1)│로 표현되며, C는 상기 0차 회절 빔 R(0)의 광 세기이며 C=│R(0)│²로 표현되고, ø는 상기 0차 회절 빔 R(0)와 ＋ 또는 －1차 회절 빔의 위상차로서 exp[iø]={R(0)×R(±1)^C}/{│R(0)│×│R(±1)^C}로 표현되며 q는 상기 광학 디스크 트랙 피치이며, V는 상기 광학 디스크에 대한 광스폿의 위치이다.

상기 식에서 알 수 있는 것은, 상기 기록 광 스폿이 기록 트랙 또는 홈을 횡단할 때마다, 영역 a상의 광세기 Ia는 상수 값 A에 대해 정방향 또는 부방향으로 변하며, 영역 b상의 광 세기 Ib는 상수값 A에 대해 광 세기 I a의 변화 방향의 역방향으로 변하며, 영역 c상의 광 세기 I c는 거의 상수값 C으로 유지된다는 것이다.

비점수차 방법에 따라, 집속 에러 신호 FE는 다음식으로 제공된다.

여기서 I_Ⅰ, I_Ⅱ, I_Ⅲ, I_Ⅳ는 분할된 검출기 부분 I, II, III, Ⅳ 각각으로부터 얻어진다.

상기 영역 a, b, c상의 광 세기를 표현하는 식(3)에 의해, 식(4)는 다음과 같이 쓸 수 있다.

FE=D+(e-f)sinØsin(2πV/q)+(E+F)cosØcos(2πV/q)…………(5)

여기서 E는 상기 분할된 광 검출기 부분 Ⅱ, Ⅳ상의 영역 a으로부터 상기 분할된 광 검출기 부분 I, Ⅲ상의 영역 a의 차 및 2B의 적에 대응하는 값이며, F는 상기 분할된 광 검출기 부분 Ⅱ, Ⅳ상의 영역 b로부터 상기 분할된 광 검출기 부분 I, Ⅲ상의 영역 b의 차 및 2B의 적에 대응하는 값이며, D는 상기 분할된 광검출기 부분 Ⅱ, Ⅳ상의 영역 a, b, c의 차 및 A, B의 적이다. 상기 값 D은 거의 0이다.

그러므로, 식(5)는 간단해 진다.

여기서

식(6)은 R(S)=0일때 상기 집속 에러 신호 FE를 표현하며, 즉, 상기 광 스폿이 상기 광학 디스크상에 집속될때, 상기 폐루프 제어 회로(10)로 삽입된 상기 외란W(S)을 표현한다.

그러한 외란 W(S)은 상기 광 스폿이 상기 광 검출기 P의 중심으로부터 오프셋되고 디스크 스큐 때문에 변할때 특히 발생한다. 비록 상기 외란 W(S)이 상기 폐루프 제어회로에서 직접 측정될 수는 없을지라도, 그것은제8도에 도시된 바와 같이 상기 집속 에러 신호 E(S)상의 잔여 오프셋으로 나타난다.

상기 잔여 오프셋 전달 특성 E(S)/W(S)은 다음으로 표현될 수 있다.

상기 방정식은 다시 다음과 같이 쓸 수 있다.

이득 G(ω) 및 위상 ψ₂(ω)은 제6도에 도시된 바와 같이 주파수 변동과 더불어 변한다.

식(8)은 다음 형태로 전개될 수 있다.

및

여기서

식(10)에서 알 수 있는 것은 상기 폐루프 제어 회로(10)에 삽입된 상기 외란 W(S)은 상기 주기 함수 a(ω) 및 β(ω)의 측정으로부터 측정될 수 있다는 것이다. 외란 W(S)의 측정에 대해 기술한다.

당분야에서 공지된 바와 같이, 상기 트래킹 에러 신호는 상기 광 스폿이 광학 디스크상에 형성된 트랙상에 있을때 0이며, 또한 상기 광 스폿이 상기 트랙으로부터 오프셋될때 정극성 또는 부극성 값을 갖는다. 예로 상기 광 스폿이 엑세스 모드의 동작 동안, 기록 트랙을 횡단할때, 상기 트래킹 에러 신호 TE는 다음식으로 나타내진다.

여기서 q는 트랙 피치이며, V는 광학 디스크의 중심에 대한 광 스폿의 위치이다.

엑세스 모드 동안 상기 광 검출기로부터 얻어진 메인 또는 RF 신호는 광 스폿이 기록 트랙상에 있을때 최대이며 따라서 트래킹 에러 신호 TE는 최소가 된다. 상기 RF신호는 다음으로 나타내진다.

식(10)을 참조하면 cos(2πV/q)=0일때 다음 조건이 발생한다.

cos(2πV/q)=0일때, 즉 상기 메인 또는 EF신호가 0일때, 상기 집속 에러 신호 E(S)가 샘플되어 샘플된 값은 주기 함수 α(ω) 또는 -α(ω)와 대응한다. 상기 집속 에러 신호 E(S)의 극성은 ㅍ=3q/4일때, 즉, 상기 트래킹 에러 신호 TE의 극성이 부극성일때 상기 주기 함수 신호 α(ω)를 얻기 위해 반전된다. 마찬가지로, sin(2πV/q)=0일때, 즉, 트래킹 에러 신호 TE가 0일때, 상기 집속 에러 신호 E(S)가 샘플되고 유지된다면, 샘플된 값은 상기 주기 함수 β(ω)또는 -β(ω)와 대응한다. 상기 집속 에러 신호 E(S)의 극성은 상기 메인 또는 RF신호에 대한 AC소자의 극성이 부극성일때 상기 주기 함수 신호β(ω)를 얻기 위해 반전된다.

제10도는 다소 벗어난 방식으로 위치된 광학 디스크상에 형성된 홈 또는 기록 트랙을 광 스폿이 횡단하는 동안 광 검출기의 출력에서 얻어진 여러 파형도이다. 파형(10a)은 상기 집속 에러 신호 FE에 관한 것이며, 파형(10b)은 상기 메인 또는 RF신호에 관한 것이고, 파형(10c)는 상기 트래킹 에러 신호 TE에 관한 것이다. 상기 시간 간격 t-t은 상기 광학 디스크의 완전 회전에 필요한 시간을 나타낸다. 위에서 언급한 집속 에러신호 FE는 광 스폿이 기록 트랙 또는 홈을 횡단할때 삽입된 외란 때문에 주요 잔여 부분을 갖는다. 제10도로부터 분명한 것은 상기 메인 또는 RF신호는 cos(2πV/q)로 표현되며 상기 트래킹 에러 신호는 sin(2πV/q)로 표현된다. 그러므로, 상기 트래킹 에러 신호 TE가 상기 샘플링 시간에서 부극성이면 상기 메인 또는 RF신호가 0과 교차할 때마다 상기 집속 에러 신호 FE를 샘플링함으로써 그리고 샘플링 값을 극성을 반점함으로써 상기 주기 함수 신호 α(ω)를 얻을 수 있다. 파형(10a)상의 굵은 곡선은 주기 함수 신호 α(ω)의 결과를 나타낸다.

제11도는 광 스폿의 광학 디스크상에 형성된 홈 또는 기록 트랙을 횡단하는 동안 광 검출기의 출력에서 얻어진 여러 파형도이다. 파형(11a)은 상기 집속 에러 신호 FE에 관한 것이며, 파형(11b)은 트래킹 에러 신호 TE에 관한 것이고, 파형(11c)은 메인 또는 RF신호에 관한 것이다. 시간 간격 t-t은 광학 디스크의 완전 회전에 필요한 시간을 나타낸다. 메인 또는 RF 신호의 극성이 부극성이면 상기 트래킹 에러 신호 TF가 0과 교차할때마다 집속 에러 신호 FE를 샘플링함으로써 그리고 샘플된 값의 극성을 반점함으로써 상기 주기 함수 신호 β(ω)를 얻을 수 있다. 파형(11a)의 굵은 곡선은 주기 함수 신호 β(ω)의 결과를 나타낸다.

식(10)으로터 알 수 있는 바와 같이, 상기 외란 W(S)은 주기 함수 신호 α(ω)에 sin(2πV/q)을 곱하고, 주기 함수 신호 β(ω)에 cos(2πV/q)을 곱한 다음 이들을 더함으로써 얻어질 수 있다. sin(2πV/q)은 예로 1의 일정한 진폭을 갖는 트래킹 에러 신호와 대응하며 cos(2πV/q)은 예로 1의 일정한 진폭을 갖는 메인 또는 RF신호와 대응하는 것을 알 수 있다.

제12도를 참조하면, 파형(12a)은 주기 함수 신호 α(ω)에 관하며, 신호β(ω)는 파형(12b)에 도시된 바와 같이 트래킹 에러 신호 TE가 곱해져서, 파형(12c)에 도시된 바와 같이 제1외란 성분 α(ω)sin(2πV/q)가 생성된다.

제13도를 참조하면 파형(13a)은, 주기 함수 신호 β(ω)에 관하며, 신호 β(ω)는 파형(13b)에 도시된 바와 같이 메인 또는 RF신호가 곱해져서, 파형(13c)에 도시된 바와 같이 제2외란 성분 β(ω)cos(2πV/q)이 생성된다.

상기 생성된 제1 및 제2외란 성분은 더해져서 합성된 외란 W'(S)가 얻어진다. 합성된 외란을 나타내는 신호는 폐루프 제어 회로(10)에 인가되고 집속 에러 신호 E(S) 상에 중첩된 외란 W(S)이 제거되어 제1집속 에러 신호 E(S)가 얻어진다.

제14도를 참조하면, 파형(14a)은 집속 에러 신호 FE에 관하며 이 신호 FE로부터 파형(14b)에 도시된 바와 같이 합성된 외란 W'(S)이 감산되어, 파형(14c)에 도시된 바와 같이 제1집속 에러 신호 E(S)가 생성된다.

상기 합성된 외란이 시간 간격에서 집속 에러 신호 FE를 샘플링함으로써 얻어지므로, 상기 합성된 외란이 상기 집속 에러 신호 E(S) 상에 중첩된 외란과 완전히 같지는 않을지라도, 그 차이는 폐루프 집속 서보회로를 포화시키기에 너무 작으므로, 결과적으로 집속 로크-오프 상태로 된다.

제1도로 돌아가서, 외란 제거 회로(20)는 제1 및 제2동기 검출기(20a, 20b)를 포함한다. 제1동기 검출기(20a)는 트래킹 에러 신호 TE와 동시에 집속 에러 신호 FE를 검출하여 제13도의 파형(13a)으로 도시된 신호에 대응하는 주기 함수 신호 β(ω)를 발생한다. 상기 주기 함수 신호β(ω)는 제1멀티플라이어 회로(28a)에 인가되며 이 회로(28a)에는 일정한 진폭을 가진 RF신호가 인가된다. 상기 RF신호는 제13도의 상기 파형(13b)으로 도시된 신호와 대응한다. 제1멀티플라이어 회로(28a)는 주기 함수 신호 β(ω)에 RF신호를 곱하여 제1신호를 생성하며, 이 제1신호는 제13도의 파형(13c)으로 도시된 신호에 대응한다. 제2동기 검출기(20b)는 RF신호와 동시에 집속 에러 신호를 검출하여 주기 함수 신호α(ω)를 생성하며 이 신호 α(ω)는 제12도의 파형(12a)으로 도시된 신호에 대응한다. 상기 주기 함수 신호 α(ω)는 제1멀티플라이어회로(28b)에 인가되며 이 회로(28b)에는 일정한 진폭을 가진 트래킹 에러 신호 TE가 인가된다. 트래킹 에러 신호 TE는 제12도의 파형(12b)으로 도시된 신호에 대응한다. 상기 제2멀티플라이어 회로(28b)는 주기 함수 신호 α(ω)에 트래킹 에러신호 TE를 곱하여 제2신호를 생성하며 이 제2신호는 제12도의 파형(12c)으로 도시된 신호에 대응한다. 제1 및 제2신호는 가산기 회로(30)에 인가되며 여기서 이 신호들은 제14도의 상기 파형(14b)과 대응하는 합성된 외란 W'(S)을 나타내는 신호를 발생하도록 더해진다. 신호W'(S)를 나타내는 상기 합성된 외란은 집속 서보 회로(10)의 위상 보상 회로(14)와 집속 에러 검출기(13) 사이에 있는 가산기 회로(18)로 스위치(31)를 통해 인가되어 집속 신호 FE상에 삽입된 외란 W(S)를 제거한다. 상기 스위치(31)는 상기 트래킹 제어가 오프될때 닫힌다.

제15도를 참조하여, 본 발명에 따라 만들어진 집속 서보 회로의 할 실시예를 설명한다. 제1도에 도시된 동일한 성분에 대해서는 제15도에 동일한 참조 번호를 사용한다.

외란 제거 회로(20)는 트래킹 에러 신호 TE, 광 검출기로부터 인가된 메인 또는 RF신호, 및 집속 에러 신호 FE를 수신한다.

트래킹 에러 신호는 대역 통과 필터(21a)에 인가되어 상기 트래킹 에러 신호상에 중첩될 수 있는 외란이나 다른 전기적인 소음을 여과한다. 상기 목적을 위해, 상기 대역 통과 필터(21a)는 약 2KHz에서 약 100KHz까지의 통과 대역 범위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 여과된 신호는 상기 대역 통과 필터(21a)에서 제로 교차 검출기(22a)로 인가되며, 이 검출기(22a)는 여과된 신호가 0와 교차할 때마다 게이트 회로(24a)에 펄스를 발생한다. 정극성 및 부극성 출력 단자를 갖는 상기 게이트 회로(24a)는 각각 파형 성형기 회로(25a,25b)로 접속된다. 집속 에러 신호 FE는 상기 대역 통과 필터(21a)와 같은 특성을 갖는 대역 통과 필터(21b)로 인가된다. 상기 여과된 신호는 샘플링 회로(26a,26c)로 인가되며 또한 변환기(23c)를 통해 샘플링 회로(26b,26d)로 인가된다. RF 신호는 상기 대역 통과 필터(21a)와 같은 특성을 갖는 대역 통과 필터(21c)에 인가된다. 여과된 신호는 제로 교차 검출기(22b)로 인가된다. 제로 검출기(22b)는 여과된 신호가 0과 교차할 때마다 게이트 회로(24b)에 펄스를 발생시킨다.

정극성 및 부극성 출력 단자를 갖는 상기 게이트 회로(24b)는 각각 파형 성형기 회로(25c,25d)에 접속된다.

상기 여과된 트래킹 에러 신호는 또한 상기 대역 통과 필터(21a)를 통해 여과된 신호가 0인가를 비교하는 비교기(23a)에 인가된다. 상기 비교기(23a)는 논리 1레벨 신호를 게이트 회로(24b)에 발생하여 이에 의해 여과된 트래킹 에러 신호가 정극성일때 게이트 회로(24b)는 제로 교차 검출기(22b)에서 나온 펄스를 파형 성형기 회로(25c)로 통과시킨다. 그 결과, 파형 성형기 회로(25c)는 대역 필터(21b)로부터 제공받은 여과된 집속 에러 신호를 샘플한다.

상기 샘플된 값은 홀딩 회로(27b)내에 유지된다. 상기 여과된 트래킹 에러 신호가 부극성일때, 상기 비교기(23a)는 게이트 회로(24b)에 논리 0레벨 신호를 발생하며 이에 의해 상기 제로 교차 검출기(22b)로부터 파형 성형기 회로(25d)로 펄스가 통과한다. 그 결과, 파형 성형기 회로(25d)는 샘플랭 펄스를 발생하며 샘플링 회로(26d)는 인버터(23c)로부터 제공받은 역변환된 집속 에러 신호를 샘플한다. 상기 샘플링 값은 상기 홀딩 회로(27)내에 유지된다. 즉, 집속 에러 신호는 트래킹 에러신호가 제로와 교차할 때마다 샘플되며 이와 동시에 그 극성은, 트래킹 에러 신호가 샘플링 시간에서 부극성일때 트래킹 에러 신호가 샘플되기전에 역변환된다. 그러므로, 상기 홀딩 회로(27d)의 출력은 제12도의 파형(12a)으로 나타난 바와 같이 주기 함수 신호 α(ω)와 대응하는 것이 분명하다. 상기 주기 함수 신호 α(ω)는 멀티플라이어 회로(28b)에 인가된다.

마찬가지로, 여과된 RF신호는 또한 대역 통과 필터(21C)로부터 비교기(23b)로 인가되며 비교기는 여과된 신호를 제로와 비교한다. 상기 비교기(23b)는 상기 게이트 회로(24a)에 논리 1레벨 신호를 발생하며 이에 의해 여과된 RF신호가 정극성일때 게이트 회로(24a)는 제로 교차 검출기(22a)에서 나온 펄스를 파형성형기 회로(25a)로 통과시킨다. 그 결과, 상기 파형 성형기 회로(25a)는 대역 통과 필터(21b)로부터 제공된 상기 여과된 집속 에러 신호를 제공한다. 상기 샘플된 값은 홀딩 회로(27a)내에 유지된다.

여과된 RF신호가 부극성일때, 상기 비교기는 상기 게이트 회로(24a)에 논리 0레벨 신호를 발생하며, 이에 의해 게이트회로(24a)는 제로 교차 검출기(22a)에서 나온 펄스를 파형 성형기 회로(25b)로 통과시킨다. 그 결과, 상기 파형 성형기 회로(25b)는 샘플링 펄스를 발생하며 상기 샘플링 회로(26b)는 인버터(23c)가 제공하는 역 변환된 집속 에러 신호를 샘플한다. 상기 샘플된 값은 상기 홀딩 회로(27)내에 유지된다.

즉, 집속 에러 신호를 RF신호가 제로와 교차할때마다 샘플되며 이와 동시에 그 극성은 RF신호가 샘플링 시간에 부극성일때 집속 에러 신호가 샘플되기 전에 역변환된다.

그러므로, 상기 홀딩 회로(27a)의 출력은 제13도의 파형(13a)으로 도시된 바와 같이 주기 함수 신호 β(ω)와 대응하는 것이 분명하다. 상기 주기 함수 신호 β(ω)는 멀티플라이어 회로(28a)에 인가된다.

자동 이득 제어 회로(29a)는 여과된 트래킹 에러 신호를 대역 통과 필터(21a)로부터 수신하여 수신한 신호를 (위에서 던급한 식 1의) 미리 결정된 진폭을 갖는 트래킹 에러 신호로 변환된다. 자동 이득 제어 회로 이득을 조정한다. 상기 입력 신호는 자동 이득 제어회로(29a)로부터 멀티플라이어 회로(28b)로 제공되며 이 멀티플라이어 회로는 상기 신호에 주기 함수 신호 α(ω)를 곱하여 제12도의 파형(12c)으로 도시된 출력신호를 생성한다. 유사한 자동 이득 제어 회로(29b)는 여과된 RF신호를 대역 통과 필터(21c)으로 도시된 출력신호를 생성한다. 유사한 자동 이득 제어 회로(29b)는 여과된 RF신호를 대역 통과 피터(21c)로부터 수신하며 수신한 신호를(위에서 언급한 식 1의) 미리 결정된 진폭을 갖는 RF신호로 변환한다. 상기 RF신호는 상기 자동 이득 제어 회로(29b)로부터 멀티플라이어 회로(28a)로 제공되며 이 멀티플라이어 회로는 상기 신호에 주기 함수 신호 β(ω)를 곱하여 제13도의 파형(13c)으로 도시된 출력 신호를 생성한다.

이들 출력은 가산기 회로(30)에 제공되며 이 가산기 회로는 두 출력 신호를 가산하여 합성된 외란 W(S)를 나타내는 출력 신호를 생성한다. 이 출력 신호는 스위치(31)를 통해 가산기(18)에 제공되며 이 가산기(18)는 집속 에러 신호로부터 상기 합성된 외란을 나타내는 신호를 감산하여 집속 에러 신호 E(S) 상에 중첩된 외란 W(S)를 제거한다. 상기 스위치(31)는 트래킹 제어가 오프될때 닫힌다.

제16도는 상기 외란 W(S)이 제거되지 않았을때, 집속 에러 신호 E(S) 및 구동 신호 D(S)를 나타내는 파형(16a,16b)을 각각 포함한다. 상기 파형(16b)으로부터 상기 구동 신호 D(S)가 큰 오프셋 잔여로 포화된 것을 알 수 있다.

제17도는 상기 외란 W(S)이 본 발명에 따라 제거되었을때, 상기 집속 에러 신호 E(S) 및 상기 구동 신호 D(S)를 나타내는 파형(17a,17b)을 도시한다. 상기 파형(17b)으로부터 상기 구동 신호 D(S)에 거의 오프셋 잔여가 거의 없다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따라, 집속 에러 신호상에 중첩될 수 있는 상기 외란이 제거되거나 최소화될 수 있다. 이것은 상기 광스폿이 광학 디스크상에 형성된 기록 트랙을 횡단하는 작동 모드 동안일지라도 집속 서보 제어가 로크-오프 상태로 될 가능성을 제거한다. 그러므로, 광학 디스크의 회전 속도를 증가시킬 수 있으므로 데이타 전송 속도는 증가한다. 또한 상기 광학 디스크의 회전 속도를 종래의 시스템과 같은 속도로 회전시키고자 한다면, 응답이 느린 저렴한 광학 픽업을 사용함으로써 비용을 감소시킬 수도 있다.

상기 집속 에러 신호가 비점수차 방법에 따라 얻어질지라도, 본 발명은 다른 집속 에러 검출 방법과 함께 사용될 수 있다.

광학 디스크로부터 반사된 광 빔에 포함된 0차 및 ±1차 회절 빔의 간섭 때문에 외란이 생성된 경우나 광스폿이 광학 디스크상에 형성된 기록 트랙을 횡단할때 집속 에러 신호상에 외란이 중첩되는 경우에 본 발명은 효과적이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 기술되어 있지만, 많은 대안, 변형 및 수정이 본 기술에 숙련된 자에 의해 가능하다. 따라서, 첨부된 클레임의 범주에 속하는 대안, 변형 및 수정을 포용한다.

Claims

집속 에러 신호(FE), 트래킹 에러 신호(TE), RF신호(RF)를 생성하는 광 검출기(P)와, 인가된 접속에러 신호(FE)에 응답하여 광학 디스크상에 광 스폿을 집속하는 폐루프 집속 서보 회로(10)를 사용하는 집속 제어 방법에 있어서, 제1주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 트래킹 제어신호(FE)와 동시에 상기 집속 에러 신호(FE)를 검출하는 검출단계와 ; 제2주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 RF신호(RF)와 동시에 상기 집속 에러 신호(FE)를 검출하는 검출 단계와 ; 상기 트래킹 에러 신호(TE)를 미리 결정된 진폭을 갖는 사인파 신호로 변환시키는 변환 단계와 ; 상기 RF신호(RF)를 미리 결정된 진폭을 갖는 코사인파 신호로 변환시키는 변환 단계와 ; 상기 제1성분 신호를 생성하기 위해 상기 제1주기 함수 신호에 코사인과 신호를 곱하는 단계와 ; 제2성분 신호를 생성하기 위해 상기 제2주기 함수 신호에 사인파 신호를 곱하는 단계와 ; 합성된 외란(W'(S))를 생성하기 위해 제1 및 제2성분 신호를 가산하는 단계 및 ; 상기 집속 서브 회로(10)에 인가된 집속 에러 신호(FE)에 포함된 신호에서 상기 합성된 외란 신호(W'(S))를 감하여, 이에 따라 집속 회로(10)에 인가된 집속 에러 신호(FE)를 포함한 상기 신호에 중첩된 외란(W(S))을 제거 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 집속 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1주기 함수 신호를 생성하는 단계는 상기 트래킹 에러신호(TE)가 0와 교차할때마다 상기 집속 에러신호(FE)를 샘플링하되, 상기 RF신호(RF)가 부극성일때 상기 RF신호가 샘플되기 전에 상기 집속 에러 신호(FE)가 역변환되는 단계를 포함하며, 상기 제2주기 함수 신호를 생성하는 단계는 상기 RF신호(FE)가 0와 교차될 때마다 상기 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하되, 상기 트래킹 에러 신호가 부극성일때 상기 RF신호가 샘플되기 전에 상기 집속 에러 신호(FE)가 역변환되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집속 제어 방법.
집속 에러 신호(FE), 트래킹 에러 신호(TE), 및 RF신호(RF)를 생성하는 광 검출기(P)와, 인가된 집속 에러 신호(FE)에 응답하여 광 스폿을 광학 디스크상에 집속하는 폐루프 집속 서보 회로(10)를 포함하는 집속 제어 장치에 있어서, 제거 신호 발생기(20)는 제거 신호(W'(S)) 를 생성하기 위해 상기 광 검출기(P)에 연결되며, 상기 제거 신호 발생기(20)는, 제1주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 트래킹 에러 신호(TE)와 동시에 상기 집속 에러 신호를 검출하는 수단(22b,26c,26d)과, 제2주기 함수 신호를 생성하기 위해 상기 RF신호(RF)와 동시에 상기 집속 에러 신호 (FE)를 검출하는 수단(22a, 26a, 26b)과 ; 상기 트래킹 에러 신호(TE)를 미리 결정된 진폭을 갖는 사인파 신호로 변환하는 수단(29a)과 ; 상기 RF신호(RF)를 미리 결정된 진폭을 코사인파 신호로 변환하는 수단(29b) ; 제1성분 신호를 생성하기 위해 제1주기 함수 신호에 코사인파 신호를 곱하는 수단(28a)과 ; 제2성분 신호를 생성하기 위해 제2주기 함수 신호에 사인파 신호를 곱하는 수단(28b) 및 ; 상기 삭제 신호(W'(S))를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2성분 신호를 가산하는 수단(30)을 포함하며, 상기 지속 서보 회로(10)는, 상기 집속 서보 회로(10)에 인가된 집속 에러 신호(FE)에 포함된 신호에서 상기 제거 신호(W´(S))를 감하는 제거신호 발생기(20)에 연결되며, 이에따라 상기 집속 서보회로(10)에 인가된 상기 집속 에러 신호(FE)상에 중첩된 외란(W(S))을 제거하는 것을 특징으로 하는 집속 에러 장치.
제3항에 있어서, 트래킹 에러 신호와 동시에 집속 에러 신호를 검출하는 수단은 상기 트래킹 에러 신호가 0와 교차할때마다 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하는 제1회로(22a,26a,26b)를 구비하며, RF신호와 동시에 집속 에러 신호를 검출하는 수단은 RF신호(RF)가 0와 교차할때마다 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하는 제2회로(22b,26c,26d)를 구비하는 것을 특징으로 하는 집속 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1회로는, 상기 트래킹 에러 신호(FE)가 0과 교차할때마다 제1구동 펄스를 생성하는 수단(22d)과 ; 상기 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하는 상기 제1구동 펄스에 응답하는 제1샘플링 회로(26a,27a)와 ; 상기 집속 에러 신호(FE)를 역변환시키며, 제2샘플링 회로(26b,27a)에 연결되며, 이 제2샘플링 회로는 제1구동 펄스에 응답하여 역변환된 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하는 상기 인버터(23c)와, 상기 RF신호(RF)가 정극성일때 제1구동 신호를 제1샘플링 회로(26a,27a)에 제공하며, 상기 RF신호(RF)가 부극성일때 제1구동 신호를 제2샘플링 회로(26b,27a)에 제공하는 수단(23b,24a)을 구비하며, 상기 제2회로는, RF신호(RF)가 0와 교차할때마다 제2구동 신호를 생성하는 수단(22b)과 ; 상기 제2구동 신호에 응답하여 집속 에러 신호(RE)를 샘플링하는 제3샘플링 회로(26c,27b)와 ; 상기 인버터(23c)와 연결되며, 제2구동 펄스에 응답하여 역변환된 집속 에러 신호(FE)를 샘플링하는 제4샘플링 회로(26c,27b)와 ; 상기 트래킹 에러 신호(T)가 부극성일때 제2구동 신호를 제4샘플링회로(26d,27b)에 제공하는 수단(23a,24b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 집속 제어 장치.