KR100327218B1 - 디스크기록/재생시스템의서보제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서보 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 기록/재생 시스템에서의 포커싱 제어기와 트랙킹 제어기 상호간의 상관관계를 분석하여 이를 보상하여 정밀한 제어하기 위한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 포커싱 서보 및 트랙킹 서보 실행 시에 발생되는 상호 간섭량을 측정하여 이를 각각의 포커싱 서보 및 트랙킹 서보 제어 시에 반영시켜 상호 연관성을 갖고 서보 제어를 실행함으로써, 상호 간섭을 제거하여 정확한 서보 제어를 실행시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치{Servo controll unit of the disc recording/playback system}
본 발명은 서보 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 기록/재생 시스템에서의 포커싱 제어기와 트랙킹 제어기 상호간의 상관관계를 분석하여 이를 보상하여 정밀한 제어하기 위한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 디스크 기록/재생 시스템의 포커싱 제어 및 트랙킹 제어를 실행시키기 위한 서보 블럭도이다.
도 2(a), (b)는 도 1에 도시된 포커싱 제어부 및 트랙킹 제어부의 세부 블럭도이고, 포커싱 위상 보상기(201) 및 트랙킹 위상 보상기(203)의 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호는 도 5(a)에 도시된 바와 같은 주파수 특성으로 위상이 보상된다.
종래의 기술에 의하면, 포커싱 제어와 트랙킹 제어를 별도의 패스(path)에서 도 2(a), (b)에 도시된 바와 같이, 상호 독립적으로 실행되고 있으나, 실제로 제어 대상이 되는 픽업(PICK-UP)은 하나이므로 포커싱 제어에 의해서 픽업의 대물렌즈가 상하로 움직이는 경우에도 픽업의 대물렌즈가 좌우로 움직이는 현상이 발생되고, 트랙킹 제어에 의해서 픽업의 대물렌즈를 좌우로 움직이게 제어하는 경우에도 픽업의 대물렌즈가 상하로 움직이게 되어 시스템의 제어 능력이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여포커싱 제어에 의한 트랙킹 축의 변동량과 트랙킹 제어에 의한 포커싱 축의 변동량을 미리 측정하여 두고, 포커싱 및 트랙킹 제어에 있어서 상호 변동량을 보상하여 픽업을 제어하기 위한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치의 구성도이다.
도 2(a), (b)는 도 1에 도시된 포커싱 제어부 및 트랙킹 제어부의 세부 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 의한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 포커싱 제어부 및 트랙킹 제어부의 세부 블럭도이다.
도 5(a)∼(c)는 종래 기술 및 본 발명에 의한 각 포커싱/트랙킹 위상 보상기의 주파수 특성을 도시한 것이다.
도 6(a)∼(d)는 비점수차법에 의한 포커싱 에러 신호 발생 원리를 도시한 것이다.
도 7(a)∼(d)는 푸시 풀법에 의한 트랙킹 에러 신호 발생 원리를 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치는 디스크 기록/재생 시스템의 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호에 의하여 포커싱 제어 및 트랙킹 제어를 실행시키기 위한 서보 제어 장치에 있어서, 상기 포커싱 에러 신호와 상기 트랙킹 에러 신호를 입력하여, 트랙킹 제어 동작 시에 포커싱 제어 축에 영향을 주는 요인을 상쇄시키는 포커싱 제어 출력신호를 발생시키기 위한 포커싱 제어부, 상기 트랙킹 에러 신호와 상기 포커싱 에러 신호를 입력하여, 포커싱 제어 동작 시에 트랙킹 제어 축에 영향을 주는 요인을 상쇄시키는 트랙킹 제어 출력신호를 발생시키기 위한 트랙킹 제어부 및 상기 포커싱 제어 출력신호 및 상기 트랙킹 제어 출력신호에 의하여 대물렌즈를 이동시키기 위한 픽업을 포함함을 특징으로 한다.
상기 포커싱 제어부는 상기 포커싱 에러 신호를 주제어지수(Kff)의 이득으로 증폭시키기 위한 제1증폭기, 포커싱 제어계가 안정되게 동작되도록 상기 제1증폭기 출력신호의 위상을 보상시키기 위한 제1포커싱 위상 보상기, 상기 트랙킹 에러 신호를 포커싱상관제어지수(Kft)의 이득으로 증폭시키기 위한 제2증폭기, 상기 제2증폭기의 출력신호를 입력하여, 상기 트랙킹 제어에 의하여 포커싱 제어계에 영향을주는 상기 트랙킹 에러 신호의 주파수 성분을 보상시키기 위한 제2트랙킹 위상 보상기 및 상기 제1포커싱 위상 보상기의 출력신호와 상기 제2트랙킹 위상 보상기의 출력신호를 합성시키기 위한 제1합성기로 구성시킬 수 있다.
또한, 상기 트랙킹 제어부는 상기 트랙킹 에러 신호를 주제어지수(Ktt)의 이득으로 증폭시키기 위한 제4증폭기, 트랙킹 제어계가 안정되게 동작되도록 상기 제4증폭기 출력신호의 위상을 보상시키기 위한 제1트랙킹 위상 보상기, 상기 포커싱 에러 신호를 트랙킹상관제어지수(Ktf)의 이득으로 증폭시키기 위한 제3증폭기, 상기 제3증폭기의 출력신호를 입력하여, 상기 포커싱 제어에 의하여 트랙킹 제어계에 영향을 주는 상기 포커싱 에러 신호의 주파수 성분을 보상시키기 위한 제2포커싱 위상 보상기 및 상기 제1트랙킹 위상 보상기의 출력신호와 상기 제2포커싱 위상 보상기의 출력신호를 합성시키기 위한 제2합성기로 구성시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치는 디스크(301), 픽업의 포커스 코일(302) 픽업의 트랙킹 코일(303), RF 신호처리부(304), 포커싱 제어부(305), 트랙킹 제어부(306)를 구비한다.
도 4는 도 3에 도시된 포커싱 제어부(305), 트랙킹 제어부(306)의 상세 블럭도이다.
우선, RF 신호처리부(304)에서는 포커싱 서보 제어 및 트랙킹 서보 제어를 실행시키기 위한 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 발생시키는데, 그 원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 포커싱 에러 신호 발생 방법에 대하여 설명하기로 한다.
포커싱 에러 신호 발생 방법으로는 비점수차법, 임계각 검출법, 나이프 엣지 프리즘(Knife edge prism)법 등이 있는데, 그 중에서 비점수차법에 대하여 간략히 설명하고자 한다.
비점수차라고 하는 것은 1점에서 나온 광이 렌즈를 통과한 후 1점으로 접속되지 않는 현상으로 사람 눈의 난시와 같은 현상이다.
4분할 포토다이오드를 사용하는 경우에, 렌즈를 통한 광이 4분할 포토다이오드를 놓고 초점이 정확히 맞으면 도 6(a)과 같이 빔(beam)모양이 원형이 되고 이 때의 에러 출력은 "0"이 되며, 렌즈에서 디스크의 거리가 가까울 경우에는 도 6(b)와 같은 타원 모양의 빔이 형성되어 에러 출력은 "+"의 값으로 되며, 렌즈에서 디스크의 거리가 멀리 떨어져 있는 경우에는 도 6(c)와 같은 타원 모양의 빔이 형성되어 에러 출력은 "-"의 값을 갖게 된다.
이를 종합하면, 도 6(d)와 같은 포커싱 에러 신호가 형성된다.
두 번째로, 트랙킹 에러 신호 발생 방법에 대하여 설명하기로 한다.
트랙킹 에러 신호 발생 방법에도 3빔법, 푸시 풀(Push Pull)법, 헤테로다인(Hetero Dyne)법 등이 있는데, 여기서는 푸시 풀법에 대하여 간략히 설명하고자 한다.
푸시 풀법은 도 7에 도시된 바와 같이 2분할된 포토다이오드를 이용하여 양 포토다이오드의 광량 밸런스로부터 트랙킹 에러 신호를 검출한다.
도 7(a)에서와 같이, 온 트랙된 경우 피트의 그림자가 양 포토다이오드에 균등하게 투영되므로 에러 검출용 차동 앰프(A71)의 출력은 "0"이 된다.
만일 빔이 우측으로 빗나가면 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 우측의 포토다이오드의 수광량이 상대적으로 중가하기 때문에 "+"의 출력 전압이 발생된다.
반대로, 빔이 좌측으로 벗어나면 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 차동 앰프(A71)는 "-"의 출력 전압을 발생시킨다.
이를 종합하면, 도 7(d)과 같은 트랙킹 에러 신호가 발생된다.
이러한 원리에 의하여 발생된 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호는 함께 포커싱 제어부 및 트랙킹 제어부에 입력된다.
우선, 도 4를 참조하여 세부 블럭의 포커싱 제어부(40A)의 동작을 살펴보기로 한다.
제1증폭기(A1)에 의하여 포커싱 에러 신호를 주제어지수(Kff)의 이득값으로 증폭시킨다.
여기에서, 주제어지수(Kff)는 이미 널리 알려진 서보 제어 기술에 의하여 디스크 기록/재생 시스템의 기계적인 수직 방향의 진동 특성을 고려하여 실험적으로 구한 설계 초기값이다. 만일, 주제어지수(Kff) 값을 크게 설정하면 수직 방향 제어의 민감도(Sensitivity)가 높아지는 장점이 있으나, 큰 외란 등에 대하여 긴 안정 시간을 갖는 단점이 있다. 반면에, 주제어지수(Kff) 값을 낮게 설정하면 큰 외란에 대하여 둔감하여 빠른 안정 시간을 갖는데 비하여, 제어 민감도가 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 주제어지수(Kff)는 안정 시간 및 민감도를 고려하여 제품 개발 시에실험적으로 결정한 최적 값이다.
그런 다음에 제1포커싱 위상 보상기(401)에 의하여 포커싱 서보 제어계가 안정되도록 도 5(b)의 파형 "F"와 같은 주파수 특성으로 위상을 보상한다.
이와 더불어 제2증폭기(A2)에 의하여 트랙킹 에러 신호를 포커싱상관제어지수(Kft)의 이득으로 증폭시키는데, 이 포커싱상관제어지수(Kft)는 트랙킹 제어 실행 시에 대물렌즈에 수직축방??으로 영향을 주는 양을 고려하여, 상기 영향을 받는 반대 방향으로 상기 대물렌즈를 이동시키기 위한 제어지수에 해당된다. 트랙킹 서보와 포커싱 서보의 상호 영향을 고려할 때, 주제어지수(Kff)의 값을 "1"로 결정한 경우에는 포커싱상관제어지수(Kft)의 값은 "0.5" 이하로 결정된다.
그리고 나서, 제2트랙킹 위상 보상기(402)에 의하여 제2증폭기(A2)의 출력신호를 트랙킹 제어 실행 시에 포커싱 제어계에 영향을 주는 트랙킹 에러 신호의 주파수 성분을 도 5(c)의 "T"파형과 같은 주파수 특성으로 위상을 보상시켜 출력한다.
제1포커싱 위상 보상기(401)의 출력신호와 제2트랙킹 위상 보상기(402)의 출력신호는 제1합성기(405)에 의하여 합성된 다음에, 포커싱 구동 앰프(A5)에 의하여 증폭시켜 픽업의 대물렌즈를 수직 축으로 이동시키기 위한 포커스 코일(303)에 인가하여 포커싱 제어를 실행한다.
다음으로, 도 4를 참조하여 세부 블럭의 트랙킹 제어부(40B)의 동작을 살펴보기로 한다.
제4증폭기(A4)에 의하여 트랙킹 에러 신호를 주제어지수(Ktt)의 이득값으로증폭시킨다.
여기에서, 주제어지수(Ktt)는 이미 널리 알려진 서보 제어 기술에 의하여 디스크 기록/재생 시스템의 기계적인 수평 방향의 진동 특성을 고려하여 실험적으로 구한 설계 초기값이다. 만일, 주제어지수(Ktt) 값을 크게 설정하면 수평 방향 제어의 민감도(Sensitivity)가 높아지는 장점이 있으나, 큰 외란 등에 대하여 긴 안정 시간을 갖는 단점이 있다. 반면에, 주제어지수(Ktt) 값을 낮게 설정하면 큰 외란에 대하여 둔감하여 빠른 안정 시간을 갖는데 비하여, 수평 방향 제어의 민감도가 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 주제어지수(Ktt)는 안정 시간 및 민감도를 고려하여 제품 개발 시에 실험적으로 결정한 최적 값이다.
그런 다음에 제1트랙킹 위상 보상기(404)에 의하여 트랙킹 서보 제어계가 안정되도록 도 5(b)의 파형 "T"와 같은 주파수 특성으로 위상을 보상한다.
이와 더불어 제3증폭기(A3)에 의하여 포커싱 에러 신호를 트랙킹상관제어지수(Ktf)의 이득으로 증폭시키는데, 이 트랙킹상관제어지수(Ktf)는 포커싱 제어 실행 시에 대물렌즈에 수평축방??으로 영향을 주는 양을 고려하여, 상기 영향을 받는 반대 방향으로 상기 대물렌즈를 이동시키기 위한 제어지수에 해당된다. 트랙킹 서보와 포커싱 서보의 상호 영향을 고려할 때, 주제어지수(Ktt)의 값을 "1"로 결정한 경우에는 트랙킹상관제어지수(Ktf)의 값은 "0.5" 이하로 결정된다.
그리고 나서, 제2포커싱 위상 보상기(403)에 의하여 제3증폭기(A3)의 출력신호를 포커싱 제어 실행 시에 트랙킹 제어계에 영향을 주는 포커싱 에러 신호의 주파수 성분을 도 5(c)의 "F"파형과 같은 주파수 특성으로 위상을 보상시켜 출력한다.
제1트랙킹 위상 보상기(404)의 출력신호와 제2포커싱 위상 보상기(403)의 출력신호는 제2합성기(406)에 의하여 합성된 다음에, 트랙킹 구동 앰프(A6)에 의하여 증폭시켜 픽업의 대물렌즈를 수평축으로 이동시키기 위한 트랙킹 코일(302)에 인가하여 트랙킹 제어를 실행한다.
이상과 같은 동작에 의하여 포커싱 서보 제어 시에 트랙킹 제어 축에 영향을 주는 변동량과 트랙킹 서보 제어 시에 포커싱 제어 축에 영향을 주는 변동량들을 고려하여 포커싱 서보와 트랙킹 서보를 동시에 실행함으로써, 포커싱 서보 및 트랙킹 서보 상호간의 간섭을 제거시킬 수 있게 되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 포커싱 서보 및 트랙킹 서보 실행 시에 발생되는 상호 간섭량을 측정하여 이를 각각의 포커싱 서보 및 트랙킹 서보 제어 시에 반영시켜 상호 연관성을 갖고 서보 제어를 실행함으로써, 상호 간섭을 제거하여 정확한 서보 제어를 실행시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 디스크 기록/재생 시스템의 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호에 의하여 포커싱 제어 및 트랙킹 제어를 실행시키기 위한 서보 제어 장치에 있어서,
    상기 포커싱 에러 신호와 상기 트랙킹 에러 신호를 입력하여, 트랙킹 제어 동작 시에 포커싱 제어 축에 영향을 주는 요인을 상쇄시키는 포커싱 제어 출력신호를 발생시키기 위한 포커싱 제어부;
    상기 트랙킹 에러 신호와 상기 포커싱 에러 신호를 입력하여, 포커싱 제어 동작 시에 트랙킹 제어 축에 영향을 주는 요인을 상쇄시키는 트랙킹 제어 출력신호를 발생시키기 위한 트랙킹 제어부; 및
    상기 포커싱 제어 출력신호 및 상기 트랙킹 제어 출력신호에 의하여 대물렌즈를 이동시키기 위한 픽업을 포함함을 특징으로 하는 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포커싱 제어부는
    상기 포커싱 에러 신호를 주제어지수(Kff)의 이득으로 증폭시키기 위한 제1증폭기;
    포커싱 제어계가 안정되게 동작되도록 상기 제1증폭기 출력신호의 위상을 보상시키기 위한 제1포커싱 위상 보상기;
    상기 트랙킹 에러 신호를 포커싱상관제어지수(Kft)의 이득으로 증폭시키기 위한 제2증폭기;
    상기 제2증폭기의 출력신호를 입력하여, 상기 트랙킹 제어에 의하여 포커싱 제어계에 영향을 주는 상기 트랙킹 에러 신호의 주파수 성분을 보상시키기 위한 제2트랙킹 위상 보상기; 및
    상기 제1포커싱 위상 보상기의 출력신호와 상기 제2트랙킹 위상 보상기의 출력신호를 합성시키기 위한 제1합성기를 포함함을 특징으로 하는 디스크 기록/재생시스템의 서보 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포커싱상관제어지수(Kft)는 상기 트랙킹 제어 실행 시에 픽업의 대물렌즈에 수직축방??으로 영향을 주는 양을 고려하여, 상기 영향을 받는 반대 방향으로 상기 픽업의 대물렌즈를 이동시키기 위한 제어지수임을 특징으로 하는 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 트랙킹 제어부는
    상기 트랙킹 에러 신호를 주제어지수(Ktt)의 이득으로 증폭시키기 위한 제4증폭기;
    트랙킹 제어계가 안정되게 동작되도록 상기 제4증폭기 출력신호의 위상을 보상시키기 위한 제1트랙킹 위상 보상기;
    상기 포커싱 에러 신호를 트랙킹상관제어지수(Ktf)의 이득으로 증폭시키기 위한 제3증폭기;
    상기 제3증폭기의 출력신호를 입력하여, 상기 포커싱 제어에 의하여 트랙킹 제어계에 영향을 주는 상기 포커싱 에러 신호의 주파수 성분을 보상시키기 위한 제2포커싱 위상 보상기; 및
    상기 제1트랙킹 위상 보상기의 출력신호와 상기 제2포커싱 위상 보상기의 출력신호를 합성시키기 위한 제2합성기를 포함함을 특징으로 하는 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 트랙킹상관제어지수(Kft)는 상기 포커싱 제어 실행 시에 픽업의 대물렌즈에 수평축방??으로 영향을 주는 양을 고려하여, 상기 영향을 받는 반대 방향으로 상기 픽업의 대물렌즈를 이동시키기 위한 제어지수임을 특징으로 하는 디스크 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치.
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KR100651965B1 (ko) * 2000-10-02 2006-11-30 엘지전자 주식회사 광 기록매체의 기록 재생 방법 및 장치

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