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KR920000426B1 - 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법 및 그 회로 - Google Patents

광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법 및 그 회로 Download PDF

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KR920000426B1
KR920000426B1 KR1019860700788A KR860700788A KR920000426B1 KR 920000426 B1 KR920000426 B1 KR 920000426B1 KR 1019860700788 A KR1019860700788 A KR 1019860700788A KR 860700788 A KR860700788 A KR 860700788A KR 920000426 B1 KR920000426 B1 KR 920000426B1
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South Korea
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focusing
servo amplifier
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쿠르쯔 아르투르
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도이체 톰손-브란트 게엠베하
롤프-디이터 베르거
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Abstract

내용 없음.

Description

광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법 및 그 회로
제1,2,3,4,5 및 6도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 회로이고,
제7,8,9,10,11,12 및 13도는 전압파형도이며,
제14 및 15도는 렌즈와 코일을 장치한 소위 액추에이터를 나타낸 도면이다.
본 발명은 액추에이터에 의해서 움직일 수 있는 렌즈와 광원을 포함하는 광학시스템에 의해서 광빔이 광 기록매체에 포커싱될 수 있고, 광 기록매체가 다수의 광소자에 광빔을 반사하며 상기 장소자의 출력전압으로부터 검출된 차이를 가감함으로써 제 1제어전압이 얻어지고 상기 제어전압이 서어보 증폭기를 통해 액추에이터에 인가됨으로써 제어루프 시스템이 형성되는 식으로 광빔을 포커싱하기 위한 방법에 관한 것이다.
독일 공개공보 제33 02 240호에는 디스크형 기록매체의 나선형 트랙에 기록된 정보를 판독하기 위한 장치가 발표되어 있다. 디스크형 기록매체에 관한 예로는 CD 플레이어의 CD를 들 수 있다 CD의 트랙에 기록된 정보, 예컨대 음성 또는 영상신호는 광학스캐닝 시스템에 의해 판독되며, 상기 광학 스캐닝시스템은 렌즈를 포함하고 있고, 상기 렌즈를 통해 광빔을 기록매체인 CD에 조사하여 정보를 스캐닝한다. 상기 광빔은 레이저에 의해 발생된다. 포커싱 제어시스템이 광축을 따라 렌즈를 이동시키므로 기록매체에 초점이 맞춰질 수 있다. 망원경의 초점조절에 상응하는 이러한 제어과정을 포커싱이라고 한다. 초점 조정상의 사소한 차이도 정보를 판독할 때 에러를 초래할 수 있기 때문에 기록매체의 정보가 정확하게 판독될 수 있기 위해서는 제어루프 시스템을 이루는 포커싱 제어시스템에 의해서 지속적으로 초점이 조정되어야 할 필요가 있다.
하나의 기록매체 플레이중에 지속적으로 포커싱이 이루어져야 할 뿐만 아니라 새로운 기록매체가 삽입될 때마다 새로운 포커싱이 이루어져야 하는데, 그 이유는 기록매체의 두께가 기록매체에 따라 비교적 큰 차이가 있기 때문이다. 따라서 새로운 기록매체의 삽입시마다 포커싱을 위해 렌즈가 거리 a만큼 이동되어야 한다. 이러한 거리 a는, 하나의 기록매체 플레이중에 지속적으로 이루어지는 포커싱을 위해 렌즈가 이동되어야 하는 거리보다 훨씬 더 길다. 즉, 상이한 기록매체들간의 두께 차이가 하나의 기록매체에서의 두께차이 보다 훨씬 더 크다. 독일연방공화국 공개공보 33 02 240호에는 기록매체의 상이한 두께와 그로 인해 야기되는 보다 긴 제어시간 및 부정확한 초점조정에 관해서는 논의되어 있지 않다.
전술한 독일 공개공보의 제4a,4b,4c 및 4d도에 나타나 있는 바와 마찬가지로 광빔 수신장치는 한개의 정사각형내에 배열되어서 그 정사각형을 네개의 동일한 크기의 정사각형으로 분할하는 네개의 포토다이오드 (14a), (14b), (14c) 및 (14d)로 구성되어 있다. 네개의 포토다이오드(14a,14b,14c 및 14d)의 출력전압은 처리회로에 인가되고 그곳에서 각각 두개의 대각선으로 마주 놓여있는 포토다이오드들의 출력전압의 두개의 합이 만들어진다. 이러한 두개의 합의 차이로부터 얻어진 포커싱 에러신호(SF)는 포커싱 제어시스템에 공급되고, 상기 포커싱 제어시스템은 광빔이 기록매체에 포커싱될 때까지 광축을 따라 렌즈를 이동시키게 된다.
완전히 동일한 이상적인 포토다이오드가 사용된다는 전제하에서 광빔이 기록매체에 정확하게 포커싱되면 포커싱 에러신호는 영이 된다. 이러한 경우 전술한 독일 공개공보의 제4b도에서 설명된 것과 마찬가지로 반사된 광빔은 네개의 포토다이오드에 원으로 반영되므로 모든 포토다이오드에 동일한 광에너지가 조사되어진다. 각각의 포토다이오드는 동일한 출력전압을 인가하기 때문에 포커싱 에러신호는 영이 된다. 이에 반해서 렌즈가 기록매체에 너무 가깝게 또는 너무 멀리 있으면, 반사된 광빔은 네개의 포토다이오드에 원으로 반영되는 것이 아니라 타원으로서 반영되어진다. 이러한 디포커싱의 경우 조사되는 상이한 광에너지로 인해 포토다이오드는 상이한 출력전압을 인가하기 때문에 포커싱 에러신호(SF)는 영이 아닌 값을 취한다. 그때문에 포커싱 에러신호(SF)가 영이 될 때까지, 즉 기록매체에 초점이 맞춰질 때까지 포커싱 제어시스템은 렌즈를 이동시키게 된다.
그러나 실제 포토다이오드는 항상 편차를 가지기 때문에 각 포토다이오드에 동일한 광에너지가 조사될 때도 포커싱 에러신호가 정확하게 영이 되지 않고 오히려 영이 아닌 값을 취한다. 또한 각각의 포토다이오드에 조사되는 광에너지가 다소 다를지라도 포토다이오드 파라메터의 분포에 따라서 포커싱 에러신호가 영의 값을 취할 수도 있다. 따라서, 포커싱 제어시스템은 상기 영인 포커싱 에러 신호를 정확한 값으로 해석하기 때문에 렌즈의 초점이 기록매체의 앞이나 또는 뒤쪽에 놓여지게 된다. 그러므로 독일 공개공보 제33 02 240호의 시스템에서는 정확한 포커싱이 항상 가능하다고 볼 수는 없다. 또한 서어보 증폭기는 제어영역에서 대칭이 아니라 비대칭적으로 동작한다. 정확한 포커싱으로부터의 편차는 다이오드 파라메터의 분포에 의존한다. 예컨대, 전술한 독일 공개공보의 시스템이 CD 플레이어에 장착될 경우, 모든 CD 플레이어에 정확하게 동일한 포토다이오드가 설치될 수는 없기 때문에 장치에 따라서 편차도 달라지게된다. 따라서, 그것은 장치의 품질을 상이하게 한다. 1982년 12월에 발행된 “Hitachi Service Manual, Ty No 348E, DA-1000”의 22페이지 제30도에는 CD 플레이어에서 광빔을 포커싱하기 위한 제어루우프 시스템이 도시되어 있다. 서어보 증폭기 IC100과 광수신 및 평가회로의 오프셋 전압은 전위차계 R102의 수동조절에 의해 보상되어진다. 부품의 에이징 또는 온도변동으로 인하여 오프셋 전압이 변하면 CD 플레이어의 품질이 상당히 나빠질 수 있다. 음성을 다시 정확하게 재생하기 위해서는 서어비스 센타에서 전위차계 R102를 조절하여 서어보 증폭기 IC100를 다시 보상해야 한다. 그러나 이러한 조치는 고객에서 불편을 줄뿐만 아니라 비용도 들게 한다.
본 발명의 목적은 신속하고 정확하게 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 포커싱 개시시 초점 검출기에 의해 제어루프 시스템이 개방되고, 액추에이터에 인가되는 제 2제어전압은 기록매체에 광빔이 포커싱될 때까지 변화되며, 포커싱이 이루어지면 제어루프 시스템이 폐쇄되고, 이 시점에서 제 2제어전압의 값이 유지되어 바이어스 전압으로서 액추에이터에 공급되게 함으로써 달성된다.
제1도에 도시된 제 1회로를 이용해서 본 발명에 따른 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도에서는 네개의 포토다이오드(A, B, C 및 D)를 포함하는 광수신- 및 평가회로(O)의 출력이 서어보 증폭기(RV)의 입력 및 초점검출기(FD)의 입력에 접속된다. 초점검출기(FD)의 출력은 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력 및 신호발생기 (SR)의 입력에 접속되고 신호발생기 (SR)의 출력은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력에 접속된다. 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력은 믹서 (SU)의 한 입력에 접속되고 믹서(SU)의 다른 입력은 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점에 접속된다. 제어가능한 스위치 (S)의 다른 접점은 서어보 증폭기 (RV)의 출력에 접속되고, 믹서 (SU)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력에 접속된다.
광수신 및 평가회로(0)는 예컨대, 독일 공개공보 제3302240호에 기술되어 있는 것과 같은 방법으로 구성된다. 이 회로에는 네개의 포토다이오드(A, B, C 및 D)가 설치된다. 포커싱 에러신호(SF)에 상응하는 광수신 및 평가회로(O)의 출력전압(UFE)은 다음식을 따라서 발생된다.
UFE= (A-D) + (B-C)
만일, 네개의 포토다이오드(A, B, C 및 D)가 이상적인 부품일 경우에는 기록매체에 초점이 맞춰지면 전압 (UFE)은 영이 될 것이다. 포커싱 개시시 초점검출기(FD)가 제어가능한 스위치(S)와 신호발생기(SR)에 작용함으로써, 제어가능한 스위치 (S)는 개방되고, 즉 전체 제어루프 시스템이 개방되고, 신호발생기 (SR)는 펄스폭이 주기적으로 변하는 펄스폭 변조전압을 출력한다. 이러한 펄스폭 변조전압(UPWM)은 제7도 및 제8도의 상단에 도시되어 있다. 출력된 변조전압(UPWM)은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)에 의해 제7도 및 제8도의 하단에 도시되어 있는 바와 같이, 톱니파 또는 삼각과 전압(Us)으로 변환되어 액추에이터 (SG)에 공급된다. 제7도 또는 제8도의 펄스폭 변조전압중 어느 것이 발생되느냐 하는 것은 신호발생기 (SR)의 구성에 따라 결정된다.
톱니파 또는 삼각파전압(Us)에 의해 기록매체에 초점이 맞춰질 때까지 액추에이터(SG)가 렌즈를 이동시킨다. 초점이 맞춰지면 초점검출기 (FR)가 작용하여 스위치 (S)가 닫혀지고, 신호발생기 (SR)가 출력전압의 펄스폭을 더 이상 변화시키지 않으며, 이 시점에서 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력전압이 유지되어 믹서 (SU)를 통해 액추에이터 (SG)에 계속 인가되어진다. 이제는 제어루프 시스템이 폐쇄되어 있기 때문에 렌즈는 서어보 증폭기에서 나온 제어신호에 의해서 초점이 일정하게 기록매체에 맞춰지도록 이동된다. 이러한 방식으로 기록매체의 불균일이 보상되어진다.
제10도는 렌즈가 기록매체에 대해 가능한한 가장 먼 거리로부터 시작해서 가능한한 가장 가까운 거리까지 움직일 때 광수신 및 평가회로(O)의 출력전압(UFE) 파형도와 초점검출기(FD)의 출력신호(FZ)의 파형도를 나타낸다. 곡선이 횡축과 만날때 초점이 기록매체에 맞춰진다. 제어가능한 스위치 (S)는 렌즈의 운동방향에 따라서 신호(FZ)의 에지 (F1) 또는 에지 (F2)에 의해서 폐쇄된다 : 렌즈가 기록매체로부터 너무 멀리 떨어져서 기록매체를 향해 움직이면 제어가능한 스위치 (S)는 에지 (F1)에 의해서 폐쇄되는 반면, 렌즈가 기록매체에 너무 가까이 있어 기록매체로부터 멀어지는 방향으로 움직이면 제어가능한 스위치 (S)는 에지 (F2)에 의해서 폐쇄되어진다.
본 발명에 따른 방법에서는 먼저 제어루프 시스템이 개방되고 제 2제어전압이 예컨대 톱니파 또는 삼각파 전압이 액추에이터 (SG)에 인가되기 때문에, 제어루프 시스템의 이득이 줄어드는 공지된 장치에서 보다 더 신속하게 포커싱이 이루어진다. 또한 본 발명의 방법에 따르면, 초점이 기록매체에 놓여지면 제 2제어전압의 값이 유지되어 폐쇄된 제어루프 시스템의 액추에이터에 바이어스 전압으로서 계속 인가되기 때문에 보다 정확하게 포커싱이 이루어질 수 있다. 따라서 제어루프 시스템의 안정성은 향상되고 동시에 제어루프 시스템의 비대칭성은 더욱 저지된다.
제7도 및 제8도는 톱니파 및 삼각파 제어전압(Us)을 보여준다. 제7도의 톱니파 제어전압(Us)의 경우, 제어루프 시스템이 개방되면 기록매체에 초점이 맞춰질 때까지 렌즈는 위로 들어올려 진다. 한번만에 조정이 이루어지지 않으면 렌즈는 원출발점으로 되돌아가고 조정과정은 처음부터 다시 시작된다. 제8도의 삼각파 제어전압(Us)의 경우에는 초점이 기록매체에 맞춰질 때까지 렌즈가 위로 들어 올려지는 과정은 같으나, 한번만에 초점조정이 이루어지지 않았을때 제7도의 톱니파 제어전압(Us)과는 달리 렌즈가 천천히 하강하며 삼각파 제어전압(Us)의 하강면에서도 기록매체에 광빔을 포커싱하는 과정이 계속된다. 따라서 톱니파 제어 전압(Us)에서와는 달리 렌즈가 원출발점으로 되돌아가지 않아도 되기 때문에 보다 신속한 포커싱이 가능해지게 된다.
제9도는 제8도의 개선예로서, 제한된 탐색영역을 가진 제어전압(Us)을 보여준다. 제 1포커싱 탐색을 시작할 때 렌즈는 그의 출발점으로부터 움직인다. 기록매체에 초점이 맞춰지면 렌즈의 이 위치에 대해 정해진 펄스폭비가 기억된다. 예컨대, 렌즈가 기계적인 진동으로 인해 초점영역을 벗어났을 경우에는 그러한 기억된 펄스폭의 값으로부터 시작되는 제한된 탐색영역을 가진 새로운 포커싱이 개시된다. 이러한 방법에 의해 포커싱 탐색이 렌즈의 출발점으로부터 시작될 때 보다 더 짧은 시간에 기록매체상에 초점이 맞춰지게 된다.
제 1포커싱 탐색에 실패했을 경우에도 동일한 과정이 적용된다.
포커싱 탐색을 시작할 때, 이미 렌즈는 정확한 위치의 근처에 있기 때문에 렌즈를 정확한 위치로 이동시키기 위한 가속에너지와 렌즈를 정확한 위치에서 정지시키기 취한 제동에너지가 작아지게 된다. 이러한 방법에 의해 탐색과정으로부터 조정된 상태로 보다 신속하고 정확한 전환이 이루어질 수 있다.
제2도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 제 2의 회로를 보여준다.
제 2의 회로에서는 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 초점검출기 (FD)의 입력 및 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점과 연결되고 제어가능한 스위치 (S)의 다른 접점은 믹서 (SU)의 한 입력과 연결되는 반면, 믹서 (SU)의 다른 입력은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력과 연결된다. 초점검출기 (FD)의 출력은 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력 및 신호발생기 (SR)의 입력과 연결되며 신호발생기 (SR) 출력은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력과 연결된다. 믹서 (SU)의 출력은 서어보 증폭기 (RV)의 입력과 연결되고 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력과 연결된다.
제 2회로는 제1도의 제 1회로와 같은 방식으로 작동한다. 제 1회로와는 달리 제 2회로에서는 제어가능한 스위치 (S) 및 믹서 (SU)가 서어보 증폭기 (RV)의 전단에 직렬로 연결된다. 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력전압을 서어보 증폭기(RV)의 전단에 공급하게 되면 매 초점조정시 서어보 증폭기(RV)의 오프셋 전압이 자동으로 보상된다는 장점이 있다. 이로인해 포커싱이 보다 정확해진다.
제3도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 제 3의 회로를 보여준다.
광수신 및 평가회로(O)의 출력은 초점검출기 (FD) 및 믹서 (SU)의 한 입력과 연결되고, 믹서의 다른 입력은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력과 연결된다. 믹서 (SU)의 출력은 스위칭부(SE)의 입력과 연결되며 스위칭부(55)의 출력은 서어보 증폭기(RV)의 입력과 연결되고 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터(SG)의 입력과 연결되어진다. 제어부(K)의 입력(E)은 초점검출기(FD)의 출력과 연결되며 제어부(K)의 제 1출력 (A1)은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력과 연결되고 제어부(K)의 제 2출력 (A2)은 스위칭부 (SE)의 제어입력과 연결된다.
상기 제 3회로의 작용을 설명하기전에 먼저 스위칭부(SE)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
스위칭부(SE)의 스위치 (SW)가 개방되면, 전체 제어루프 시스템이 폐쇄된다. 그러나 스위칭부(SE)의 스위치 (SW)가 폐쇄되면, 직류에 대해서는 제어루프 시스템이 폐쇄되는 반면, 교류에 대해서는 개방되는데 그 이유는 커패시터 (CA)가 교류를 단락시키기 때문이다.
제 3회로의 작용은 다음과 같다.
포커싱을 시작할 때, 제어부(K)는 그 제 2출력 (A2)으로부터 신호를 스위칭부(SE)에 공급함으로써 스위칭부(SE)의 스위치 (SW)를 폐쇄시킨다. 그결과, 교류에 대해서는 믹서 (SU)의 출력과 서어보 증폭기 (RV)의 입력이 기준전압 레벨에 높임으로써, 두 소자가 분리되는 반면 직류에 대해서는 믹서 (SU)의 출력과 서어보 증폭기 (RV)의 입력이 접속되어 있다. 이제 제어부(K)는 그 제 1출력 (A1)에서의 신호를 다음과 같이 변경시킨다. 즉, 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력에서의 전압이 선형으로 증가하도록 변경시킨다. 이러한 선형으로 증가한 전압은 서어보 증폭기 (RV)를 통해 액추에이터 (SG)에 공급되기 때문에, 렌즈가 이동된다. 기록매체에 초점이 맞춰지면 초점검출기 (FD)는 제어부(K)에 신호를 공급하며, 그결과 상기 제어부 (K)는 그 제 1출력 (A1)에 공급되는 전압을 유지시키고 제 2출력 (A2)으로부터 신호를 스위칭부(SE)에 공급한다. 그로인해 스위칭부(SE)의 스위치 (SW)가 다시 개방되고 교류에 대해서도 믹서 (SU)의 출력이 서어보 증폭기 (RV)의 입력에 접속된다. 따라서 제어루프 시스템이 다시 폐쇄되기 때문에 액추에이터 (SG)는 기록매체상에 언제나 초점이 유지하는 식으로 렌즈를 이동시킨다.
제11 및 12도에는 액추에이터 (SG)의 입력전압, 광수신 및 평가회로(O)의 출력전압과 초점검출기 (FD)의 출력전압 및 제어루프 시스템의 상태 (개방 또는 폐쇄)가 시간에 따라 도시되어 있다.
제12도에서 볼 수 있는 바와 같이 액추에이터 (SG)의 입력전압은, 초점검출기 (FD)가 처음으로 제어부 (K)에 신호를 공급할 때까지 즉, 처음으로 초점이 기록매체에 맞춰질 때까지 선형으로 증가되지 않고 단계적으로 증가될 수 있다. 초점검출기 (FD)의 상기 제 1신호는, 액추에이터 (SG)의 입력전압이 마지막단계만큼 낮아진 다음, 초점검출기 (FD)가 두번째로 제어부(K)에 신호를 공급할 때까지 즉, 초점이 다시 기록매체에 맞춰질 때까지 선형으로 증가하도록 작용한다. 초점검출기 (FD)의 제 2출력신호는, 제어루프 시스템이 제어부(K)에 의해서 폐쇄되도록 작용한다. 액추에이터 (SG)의 입력전압의 단계적인 증가에 의해 선형으로 증가할 때 보다 더 빠르게 포커싱이 이루어진다.
그 값을 미리 예측할 수 없는 오프셋 전압의 변동은 기록매체에 초점이 맞춰지는 위치로 렌즈를 이동시키는데 필요한 제어전압보다 훨씬 더 크기 때문에, 보상이 영에서 시작되지 않고 최대 보상전압에서 시작된다는 것은 중요하다.
제 3회로는 포커싱과 동시에 서어보 증폭기와 광수신 및 평가회로(O)의 오프셋 전압이 보상되는 장점을 갖고 있다. 더우기 직류전압에 의해서 제어루프 시스템이 폐쇄되었을 때 초점이 조정됨으로 여러가지 기록 매체의 서로 상이한 두께가 고려된다는 또하나의 장점이 있다. 그러나, 제 3회로는 장치에 기록매체가 삽입되어 있지 않을때 서어보 증폭기 (RV)와 액추에이터 (SG)가 과조정될 수 있다는 단점이 있다. 제4도의 제 4회로에서 볼 수 있는 바와 같이 스위칭부(SE)에 부가해서 서어보 증폭기(RV)다음에 제어가능한 스위치(S)를 설치하고 제어가능한 스위치(S)의 제어입력을 제어부(K)의 제 3출력 (A3)에 연결시킴으로써 이러한 단점을 제거할 수 있다.
작동에 장애가 없으면 제어가능한 스위치 (S)는 닫혀져 있다. 어떤 이유때문에 포커싱이 이루어지지 않으면 액추에이터 (SG)가 과조정되지않도록 제어가능한 스위치 (S)가 제어부(K)에 의해 개방된다. 그러므로 제어가능한 스위치 (S)는 단지 보호기능만을 가진다.
제5도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 제 5의 회로를 보여주는데 이것은 초점검출기 (FD)의 입력이 믹서 (SU)의 입력이 아니라 출력과 연결되어 있다는 점이 제3도의 회로와 다르다. 믹서 (SU) 다음에 초점검출기 (FD)를 설치하는 방법에 의해 네개외 광 다이오드(A, B, C 및 D)의 서로 상이한 파라메터에 의해서 야기되는 광수신 및 평가회로(O)의 오프셋 전압은 서어보 증폭기 (RV)의 오프셋 전압과는 별도로 검출되어서 보상된다. 기록매체가 놓여있지 않을때 렌즈의 위치에 무관하게 광수신 및 평가회로(O)의 모두 네개의 포토다이오드가 광학시스템의 광원으로부터 빛을 받지않게 함으로써 보상이 이루어질 수 있다. 즉, 네개의 포토다이오드가 어두운 상태에 놓여지기 되며 상이한 소위 암전류만이 전달된다. 믹서 (SU)의 출력 전압 0이 될 때에만 초점검출기 (FD)는 제어부(K)에 제 1신호를 전달한다. 이러한 제 1신호는 네개의 포토 다이오드의 서로 상이한 암전류에 의해서 야기된 광수신 및 평가회로(O)의 오프셋 전압이 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력전압에 의해서 보상된 경우에 발생된다. 상기 보상전압은 계속 유지된다. 기록매체가 삽입된 후 제어부(K)는 가변전압을 그의 제 1출력 (A1)에 공급하며 이 가변전압은 보상전압에 중첩되어진다. 이로인해 액추에이터 (SG)에 의해 렌즈가 이동됨으로써 기록매체에 초점이 맞춰지면 초점검출기 (FD)는 제어부(K)에 신호를 공급하고 이 시점에서 제어부(K)는 그 제 1출력 (A1)에 공급되는 전압을 유지시킨다. 제어부(K)는 스위칭부(SE)의 스위치 (SW)를 개방시킴으로써 서어보 증폭기 (RV)와 믹서 (SU)가 교류에 대해서도 다시 서로 연결되게 한다. 이때 제어시스템이 폐쇄되기 때문에 렌즈가 이동하여서 초점이 기록매체 상에 맞춰져 있게된다.
제13도에는 액추에이터 (SG)와 초점검출기 (FD)의 출력전압 및 제어루프 시스템의 상태 (개방 또는 폐쇄)가 시간에 따라 도시되어 있다.
제6도에는 제5도의 제 5회로를 개선시킨 회로가 도시되어 있다. 이 회로에는 제 2믹서 (SU2), 제 2디지탈/아날로그 변환기 (DA2), 및 스위칭부(SE) 대신에 제어 가능한 스위치 (S)가 설치되어 있으며, 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점은 제 1믹서 (SU)의 출력 및 초점검출기 (FD)의 입력과 접속되고, 그의 다른 접점은 제 2믹서 (SU2)의 입력과 연결되어 있다는 점이 제 5회로와 다르다. 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력은 제어부(K)의 제 2출력 (A2)와 접속되고 제어부(K)의 제 3출력 (A3)은 제 2디지탈/아날로그 변환기 (DA2)의 입력과 접속된다. 제 2디지탈/아날로그 변환기 (DA2)의 출력은 제 2믹서 (SU2)의 다른 입력과 접속되며 그의 출력은 서어보 증폭기 (RV)의 입력과 접속된다. 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력과 접속된다.
전술한 회로에서와 마찬가지로 광수신 및 평가회로(O)와 서어보 증폭기 (RV)의 오프셋 전압이 보상된다. 이것을 위해 제어가능한 스위치 (S)가 개방된다. 이 시점에서 초점검출기 (FD)가 신호를 제어부(K)에 공급하며 따라서 제어부(K)는 믹서 (SU)의 출력전압이 영이 될 때까지 그 제 1출력 (A1)의 전압을 변화시킨다. 믹서 (SU)의 출력전압이 영이 되는 시점에서 제어부(K)의 출력 (A1) 전압이 유지된다. 제어부(K)는 제어가능한 스위치(S)가 계속 열려 있을때 가변전압을 그의 제 3출력 (A3)에 공급하며 이 전압은 제 2디지탈/아날로그 변환기(DA2)를 통해 액추에이터(SG)에 공급되고 액추에이터 (SG)는 렌즈를 이동시킨다. 렌즈의 이동에 의해 초점이 기록매체 근처에 오면, 믹서 (SU)의 출력전압은 렌즈의 운동방향에 따라 상승하거나 강하하고 초점이 기록매체에 맞춰지면 다시 영의 값을 취한다. 이러한 전압파형은 제10도에 도시되어 있다. 이때 초점검출기 (FD)는 두번째로 신호를 제어부(K)에 공급한다. 이 신호는 제어부(K)의 제 3출력 (A3) 전압을 일정하게 유지하고 제어가능한 스위치가 폐쇄되게한다. 이제 제어루프 시스템이 폐쇄되었기 때문에 액추에이터에 의해 렌즈가 이동되어 초점이 기록매체상에 맞춰져 있게된다.
제 1회로외의 기술된 모든 회로는 매 포커싱 탐색시 그리고 그에 따라 스위치온시마다 매번 서어보 증폭기 (RV)의 오프셋 전압이 보상된다는 장점을 갖는다. 제3,4,5 및 6도의 제3,4,5 및 6회로에서는 서어보 증폭기 (RV)의 오프셋 전압외에 광수신 및 평가회로(O)의 오프셋 전달도 보상된다.
제3,4,5도 또는 6도의 회로가 설치되어 있는 CD 플레이어의 제조시에는 Hitachi Service Manual의 22페이지 제30도에 있는 회로와 달리 전위차계에 의해 서어보 증폭기를 수동으로 보상할 필요가 없다. 장치가 스위치온 될 때마다 오프셋 전압이 새로이 보상되기 때문에 구성부품의 에이징으로 인한 오프셋 전압의 장시간에 걸친 드리프트가 생기지 않는다. 그때문에 CD 플레이어의 포커싱 제어회로의 서어보 증폭기가 처음에는 정확하게 동작하다가 장시간이 경과된 후에는 음질이 감지될 수 있을 정도로 나빠져서 서어비스 센타에서 다시 보상되어야 하는 경우는 생기지 않는다. 장치를 수선하는 것은 고객에게 불편을 줄 뿐만 아니라 비용이 소요되기 때문에 그와 같은 서어비스 조치를 취하지 않아도 된다는 것은 또다른 장점이 된다.
제14도는 제한된 기계적 초점범위를 가진 소위 액추에이터를 보여준다. 렌즈 샤프트(21)를 가진 렌즈(20)는 판스프링 (24)에 의해서 중간위치에서 지지되고 중심이 잡혀진다. 영구자석이 렌즈 샤프트(21)에 들어있으며 구멍 (23)에는 코일(22)이 있다. 이와 같은 이미 공지되어 있는 액추에이터는 비싸고 복잡하다.
제15도는 마찬가지로 원통형 렌즈 샤프트(21), 렌즈(20) 및 구멍 (23)을 가지고 있으며 구멍속에서 렌즈샤프트(21)가 자유롭게 움직일 수 있는 유사한 공지된 액추에이터를 보여준다. 렌즈샤프트(21)는 상부와 하부에서 스토퍼 (26) 및 (25)에 의해 기계적으로 제한되고 비틀림이 방지된다. 이와 같은 시스템의 단점은 느리고 짧은 이동시 마찰과 기계적인 비대칭성으로 인해 렌즈(20)와 렌즈샤프트(21)를 제어하기 힘들다는 것이다. 렌즈샤프트(21)와 렌즈(20)가 움직이지 않으면 구멍 (23) 속에서 기울어지는 현상이 생길 수 있다. 기록 매체의 충격에 의해서 발생된 제어신호가 코일에 나타나면, 렌즈샤프트(21)를 그의 기울어진 상태로부터 벗어나도록 하기 위해서 코일은 보상 및 포커싱 운동을 위해 필요한 에너지보다 큰 에너지를 필요로 할 것이다. 갑작스런 이동모멘트를 극복하기 위해서 에너지가 충분히 커질 때까지 렌즈샤프트(21)가 움직이지 않으므로 결과적으로 제어신호가 증가된다. 그때문에 렌즈샤프트(21)와 렌즈(20)의 과진동 현상이 생겨나고 이러한 과진동현상은 제어시간을 상당히 연장시킨다.
제어신호에 교류성분을 중첩시킴으로써, 렌즈사프트의 이러한 과진동이 제거될 수 있다. 이러한 교류성분은 제3도 및 4도에 도시되어 있는 바와 같이, 엑추에이터 (SG) 전단에 접속된 제너레이터 (GE)에 의해 발생될 수 있다. 교류성분이 렌즈샤프트를 계속 움직이게 함으로써 렌즈가 중간위치에서 진동되므로 기울어짐 현상이 제거되어진다. 렌즈샤프트(21)는 구멍 (23)내에서 계속적인 전후운동을 하기 때문에 두 부분사이에는 미끄럼 마찰만 나타나고 보다큰 정지마찰은 더이상 생기지 않는다. 그러므로 진동하는 렌즈샤프트(21)를 이동시키는 경우에는 정지한 렌즈샤프트(21)를 이동시킬 때 보다 훨씬 더 적은 힘이 필요하다. 물론 교류성분이 중첩되었을 때는 중첩되지 않을 때만큼 정확한 포커싱이 이루어지지 않는다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서는 DE-OS 33 02 240의 장치에서보다 훨씬 정확한 포커싱이 이루어지므로 제어신호에 작은 진폭의 교류성분이 중첩될 수 있는 반면 공지된 장치의 경우에는 교류성분과 제어신호의 중첩시 포커싱이 매우 부정확해진다.
제3도 및 4도에 도시된 바와 같이, 제2제어전압(Us)의 디지탈 값(W)을 기억시키기 위해 제어부(K)내에 메모리(MO)가 제공될 수 있다. 이 메모리 (MO)에 의해 제 2제어전압(Us)의 값(W)이 기억됨으로써, 매 새로운 포커싱시 제 2제어전압(Us)이 값(W)에서부터 시작해서 변화될 수 있다.
또한 상기 메모리 (MO)에 여러형태의 기록매체. 예컨대 상이한 두께의 디스크에 대한 제 2제어전압의 값(W)이 기억됨으로써, 포커싱시 정해진 형태의 기록매체에 대해서는 제 2제어전압이 이러한 형태에 대해 기억된 값(S)에서부터 시작해서 변화될 수 있다. 이와 같은 방법은 포커싱의 개시시 렌즈가 이미 정확한 위치근처에 놓이기 때문에 보다 신속히 포커싱될 수 있다는 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 액추에이터에 의해서 움직일 수 있는 렌즈와 광원을 포함하는 광학시스템에 의해서 광빔이 광 기록매체에 포커싱될 수 있고 광 기록매체가 다수의 광소자(A, B, C, D)에 광빔을 반사하며 상기 광소자(A, B, C, D)의 출력전압으로부터 검출된 차이의 가감을 통해서 제 1제어전압이 얻어지고 상기 제어전압이 서어보 증폭기 (RV)를 통해 액추에이터 (SG)로 인가됨으로써 제어루우프 시스템이 형성되는 식으로 광빔을 포커싱하기 위한 방법에 있어서, 포커싱 개시시 초점검출기 (FD)에 의해 제어루프 시스템이 개방되고, 액추에이터 (SG)에 인가되는 제 2제어전압(Us)은 기록매체에 광빔이 포커싱될 때까지 변화되며, 포커싱되면, 제어루프 시스템이 폐쇄되고, 이 시점에서 제 2제어전압(Us)의 값이 유지되어 바이어스전압으로서 액추에이터 (SG)에 공급되는 단계들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제 2제어전압(Us)이 펄스변조에 의해 변화되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 펄스변조는 펄스폭 변조에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제 2제어전압(Us)이 톱니파로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서, 제 2제어전압(Us)이 삼각파로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제 2제어전압(Us)의 값(W)이 기억되고, 매 새로운 포커싱시 제 2제어전압(Us)이 값(W)에서부터 시작해서 변화되어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 교류전압이 제어전압에 중첩되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 여러형태의 기록매체에 대한 제 2제어전압의 값(W)이 기억될 수 있고, 포커싱시 일정형태의 기록매체에 대해서는 제 2제어전압이 이러한 형태에 대해 기억된 값(W)에서부터 시작해서 변화되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 방법.
  9. 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 초점검출기의 입력 및 서어보 증폭기의 입력과 연결되고, 서어보 증폭기 (RV)의 출력이 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점과 연결되고 제어가능한 스위치 (S)의 다른 접점은 믹서 (SU)의 입력과 연결되며, 초점검출기 (FD)의 출력은 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력 및 신호발생기 (SR)의 입력과 접속되며 신호발생기 (SR)의 출력이 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력과 접속되고 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력은 믹서 (SU)의 다른 입력과 연결되며 믹서(SU)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
  10. 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 초점검출기 (FD)의 입력 및 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점과 접속되고 제어가능한 스위치 (S)의 다른 접점은 믹서 (SU)의 입력과 접속되며, 초점검출기 (FD)의 출력이 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력 및 신호발생기 (SR)의 입력과 접속되며, 신호발생기 (SR)의 출력이 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력과 접속되고, 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력이 믹서 (SU)의 다른 입력과 접속되며, 믹서 (SU)의 출력이 서어보 증폭기 (RV)의 입력과 접속되며, 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
  11. 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 초점검출기(FD)의 입력 및 믹서(SU)의 입력과 접속되고 믹서(SU)의 다른 입력은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력과 접속되며, 초점검출기 (FD)의 출력이 제어부(K)의 입력 (E)과 접속되고 제어부(K)의 제 1출력 (A1)은 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력과 접속되고 그의 제 2출력 (A2)는 스위칭부(SE)의 제어입력과 접속되며, 믹서 (SU)의 출력은 스위칭부(SE)의 입력과 접속되고 스위칭부(SE)의 출력은 서어보 증폭기 (RV)의 입력과 접속되며, 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터 (SG)의 입력과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
  12. 제11항에 있어서, 서어보 증폭기 (RV)와 액추에이터 (SG)사이에 제어가능한 스위치 (S)가 설치되고, 그의 제어입력이 제어부(K)의 제 3출력 (A3)과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
  13. 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 믹서 (SU)의 한 입력과 접속되고 믹서 (SU)의 다른 입력이 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 출력과 접속되며, 디지탈/아날로그 변환기 (DA)의 입력이 제어부(K)의 제 1출력 (A1)과 접속되고 제어부(K)의 제 2출력 (A2)은 스위칭부 (SE)의 제어입력과 접속되고 제어부(K)의 입력(E)은 초점검출기(FD)의 출력과 접속되며, 믹서(SU)의 출력이 초점검출기(FD)의 입력 및 스위칭부(SE)의 입력과 접속되고 스위칭부(SE)의 출력은 서어보 증폭기(RV)의 입력과 접속되며, 서어보 증폭기 (RV)의 출력은 액추에이터(SG)의 입력과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
  14. 광수신 및 평가회로(O)의 출력이 제 1믹서 (SU)의 한 입력과 접속되고 믹서 (SU)의 다른 입력이 제 1디지탈/아날로그 변환기(DA)의 출력과 접속되며, 제 1믹서(SU)의 출력이 초점검출기(FD))의 입력 및 제어가능한 스위치 (S)의 한 접점과 접속되며, 초점검출기 (FD)의 출력이 제어부(K)의 입력 (E)과 접속되고 제어부(K)의 제 1출력 (A1)이 제 1디지탈/아날로그 변환기 DA)의 입력과 접속되고 제어부(K)의 제2 출력 (A2)이 제어가능한 스위치 (S)의 제어입력과 접속되며 제어부(K)의 제 3출력 (A3)이 제 2디지탈/아날로그 변환기 (DA2)와 접속되며 제어가능한 스위치 (S)의 출력이 제 2믹서 (SU2)의 입력과 접속되고 제 2믹서 (SU2)의 다른 입력이 제 2디지탈/아날로그 변환기 (DA2)의 출력과 접속되며 제 2믹서 (SU2)의 출력이 서어보 증폭기 (RV)의 입력과 접속되며 서어보 증폭기 (RV)의 출력이 액추에이터 (SG)의 입력과 접속되는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록매체에 광빔을 포커싱하기 위한 회로.
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