KR100555556B1 - 스테핑 모터 제어 방법 - Google Patents

스테핑 모터 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식으로 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터 감속 또는 가속 시에, 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 렌즈 흔들림을 최소화하는 스테핑 모터 제어 방법에 관한 것이다. 스테핑 모터 제어 방법 중 가속 방법은 스테핑 모터의 초기 스텝을 설정하고, 설정된 초기 스텝에서 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업을 이동시키며, 초기스텝 이후, 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업을 해당 속도까지 가속시키고, 스테핑 모터의 제어 방법 중 감속 방법은 스테핑 모터의 후기 스텝을 설정하고, 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업을 해당 속도까지 감속한 후, 설정된 후기 스텝에서 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

스테핑 모터 제어 방법{Method for control stepping motor}
도 1은 광 디스크 드라이브의 블록도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테핑 모터 제어 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
본 발명은 광 디스크 드라이브 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식으로 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터 감속 또는 가속 시에, 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 렌즈 흔들림을 최소화하는 스테핑 모터 제어 방법에 관한 것이다.
종래의 광 디스크 드라이브에서는 광 픽업을 이동시키기 위해 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식 또는 마이크로 스텝 방식을 이용하고 있다. Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식은 마이크로 스텝 방식에 비해 벡터 량이 커서 마이크로 스텝 방식보다 픽업을 빠르게 이동시킬 수 있다.
종래 광 디스크 드라이브에서 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식으로 광 픽업을 가속시키게 되면 가속 시작 부분에서 렌즈의 흔들림이 크게 작용하여 렌즈 를 서보함에 있어서 불안정한 모습을 보였다. 마찬가지로 종래 광 디스크 드라이브에서 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식으로 광 픽업을 감속시키게 되면 마지막 종료 부분에서 렌즈의 흔들림이 크게 작용하여 렌즈를 서보함에 있어서 불안정한 모습을 보였다.
이를 해결하기 위해 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식 적용 시에 지연 시간을 주어 렌즈가 안정적인 동작을 하도록 하고 있다. 그러나, 이 지연 시간 때문에 스테핑 모터의 광 픽업 이동시간이 느려지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식으로 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터 감속 또는 가속 시에, 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 렌즈 흔들림을 최소화하는 스테핑 모터 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 스테핑 모터 제어 방법은 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터의 가속 방법으로서, (a) 상기 스테핑 모터의 초기 스텝을 설정하는 단계; (b) 상기 설정된 초기 스텝에서 상기 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 이동시키는 단계; 및 (c) 상기 초기스텝 이후, 상기 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 해당 속도까지 가속시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스테핑 모터의 초기 스텝은 상기 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 복수개의 스텝으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정된 초기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 감소시켜 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 스테핑 모터 제어 방법은 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터의 감속 방법으로서, (a) 상기 스테핑 모터의 후기 스텝을 설정하는 단계; (b) 상기 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 해당 속도까지 감속시키는 단계; 및 (c) 상기 설정된 후기 스텝에서 상기 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 이동시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스테핑 모터의 후기 스텝은 상기 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 복수개의 스텝으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정된 후기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 증가시켜 적용하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 광 디스크 드라이브의 블록도로서, 광 디스크(100), 스핀들 모터(110), 광 픽업(120), 스테핑 모터(130), 제어부(140)를 포함한다.
도 2는은 본 발명에 따른 스테핑 모터 제어 방법의 동작을 보이는 흐름도로서, 광 픽업을 가속시킬 것인가를 판단하는 단계(200), 광 픽업을 가속시킬 경우 광 픽업을 가속시킬 스테핑 모터의 초기 스텝을 설정하는 단계(202), 설정된 초기 스텝에서 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하는 단계(204), 초기스텝 이후 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 이동을 가속시키는 단계(206), 광 픽업이 해당 속도까지 가속되었는지 판단하는 단계(208), 이후 동작을 실행하는 단계(210), 광 픽업을 감속시킬 경우 광 픽업을 감속시킬 스테핑 모터의 후기 스텝을 설정하는 단계(212), 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 이동을 가속시키는 단계(214), 광 픽업의 이동 감속 이후 추기 스텝에 도달하면 스테핑 모터에 마이크로 스텝 방식을 적용하는 단계(216), 광 픽업이 해당 속도까지 감속되었는지 판단하는 단계(218)를 포함한다.
이어서, 도 1 및 도 2를 참조하여 스테핑 모터 제어 방법을 상세히 설명한다.
스핀들 모터(110)는 제어부(140)의 제어 하에 광 디스크(100)를 회전시킨다.
광 픽업(120)은 제어부(140)의 제어 명령에 의해 광 디스크(100)를 이동하여 데이터를 리드하거나 해당 명령을 수행한다.
스테핑 모터(130)는 제어부(140)의 제어 하에 광 픽업(120) 전체를 이동시킨다.
스테핑 모터(130)는 한개의 Input electrical pulse에 따라 주어진 각도 (Step Size, Step Angle)로 회전하는 모터로, 광 픽업의 전체를 이동시킨다.
이와 같은 스테핑 모터(130)는 첫 번째 디지털 신호로 직접 오픈 루프 제어를 할 수 있고 시스템이 간단하고, 두 번째 위치나 속도제어를 위한 Feedback system을 사용하지 않고 정밀 제어 가능하고, 세 번째 펄스신호의 주파수에 비례한 회전속도를 얻을 수 있으므로 속도제어가 광범위하고, 네 번째 기동, 정지, 정역 운전이 용이하고, 다섯 번째 회전각도와 입력 펄스 수가 완전히 비례하고 여섯 번째 각도 오차가 적고, 오차는 누적되지 않고, 일곱 번째 정지 시에 큰 유지토크를 발생하고 여덟 번째 초 저속으로 고 토크 운전을 할 수 있고, 아홉 번째 모터의 부품 수가 적기 때문에 신뢰성이 높으며, 열 번째 가격이 일반적으로 저렴한 특징이 있다.
스테핑 모터(130)는 360°를 회전하는 Step size에 따라 Full 스텝 방식, Half 스텝 방식 및 마이크로 스텝 방식으로 나눌 수 있다.
Full 스텝 방식은 동시에 두상에 모두 전류를 인가하여 구동시키는 방식을 말한다. 이 경우 두 권선(극)이 동시에 여자되므로 회전자는 두 권선의 중간에 위치하여 정지한다. Full 스텝 방식은 360°를 4개의 스텝에 의해 회전하므로 한 스텝 당 모터의 이동 각도는 90°가 된다.
Half 스텝 방식은 한번은 1 상 여자 방식을 사용하고 한번은 2 상 여자 방식을 사용함으로써 Step Size를 1/2로 할 수 있다. Half 스텝 방식은 360°를 8개의 스텝에 의해 회전하므로 한 스텝 당 모터의 이동 각도는 45°가 된다.
Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식에 의해여 스테핑 모터(130)를 가속 또는 감속시키는 경우 벡터량이 크기 때문에 광 픽업(120)의 렌즈 흔들림이 발생할 수 있다.
이에 반해 마이크로 스텝 방식은 Motor의 인접상간의 여자 전류를 정현파적 으로 변화시켜 기본 Step 각의 중간 영역에서도 위치 설정을 가능하게 한다. 마이크로 스텝 방식에서는 스테핑 모터(130)가 정현파에 의해 회전되기 때문에 360°를 16개의 스텝, 32개의 스텝 또는 64개 등 여러 스텝에 의해 회전시킬 수 있고 한 스텝당 모터의 이동 각도 또한 22.5°또는 11.25°또는 5.625°등 다양하다.
마이크로 스텝 방식은 정현파로 각 스텝을 이동하기 때문에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식에 비해 벡터량이 현저히 적어서 광 픽업(120)을 미세하게 이동시킬 경우에 적합하다.
제어부(140)는 광 디스크(100)를 회전시키는 스핀들 모터(110) 및 광 픽업(120)을 이동시키는 스테핑 모터(130)를 제어한다. 이때 제어부(140)는 Full 스텝 방식, Half 스텝 방식, 마이크로 스텝 방식을 이용하여 스테핑 모터(130)의 동작을 제어한다.
제어부(140)의 스테핑 모터(130) 제어 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
제어부(140)는 광 픽업(120)을 가속시킬 것인가를 판단한다(200단계). 광 픽업(120)을 가속시킬 경우 또는 광 픽업(120)을 감속시킬 경우, 스테핑 모터(130)의 제어를 다르게 수행하게 된다.,
광 픽업(120)을 가속시킬 경우, 제어부(140)는 스테핑 모터(130)의 초기 스텝을 설정한다(202단계). 광 픽업(120)을 가속시키기 위해 처음부터 스테핑 모터(130)의 이동 스텝을 무리하게 이동하게 되면, 광 픽업(120)에 구비된 렌즈가 흔들릴 수 있다. 따라서, 초기 스텝을 설정하여, 초기 스텝에서는 스테핑 모터(130)가 천천히 가속되고, 초기 스텝 이후에는 빠르게 가속될 수 있도록 하였 다. 제어부(140)는 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 초기 스텝을 예를 들어 3개의 스텝 또는 그 이상으로 설정할 수 있다.
초기 스텝이 설정되면, 제어부(140)는 초기 스텝에서 스테핑 모터(130)에 마이크로 스텝 방식을 적용한다(204단계). 마이크로 스텝 방식에서는 스테핑 모터(130)가 정현파에 의해 회전되기 때문에 360°를 여러 스텝에 의해 회전시킬 수 있게 되고, 스텝이 많을수록 광 픽업(120) 이동시에 렌즈의 흔들림이 적게된다.
여기서, 제어부(140)는 설정된 초기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 감소시켜 적용한다. 예를 들어, 초기 스텝 수를 3 스텝이라고 설정한 경우, 첫 번째 스텝에서는 64 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시키고, 두 번째 스텝에서는 32 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시키고, 세 번째 스텝에서는 16 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시킨다.
이렇게 하여 초기 스텝 중 첫 번째 스텝에서는 5.625°가, 두 번째 스텝에서는 11.25°가, 세 번째 스텝에서는 22.5°가 이동하여 순차적으로 스테핑 모터(130)를 가속시킨다.
초기 스텝으로 스테핑 모터(130)를 이동시킨 후에, 제어부(140)는 스테핑 모터(130)에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업(120)의 이동을 가속시킨다(206단계). 초기 스텝 이후 스테핑 모터(130)에 Full 스텝 방식을 적용하는 경우 스테핑 모터(130)는 한 스텝 당 90°씩 회전하고, 초기 스텝 이후 스테핑 모터(130)에 Half 스텝 방식을 적용하는 경우 스테핑 모터(130)는 한 스텝 당 45°씩 회전하게 된다.
제어부(140)는 스테핑 모터(130)를 제어하여 광 픽업(120)이 해당 속도까지 가속되었는지 판단하고(208단계), 스테핑 모터(130)가 해당 속도까지 가속된 경우, 이후 동작을 실행한다(210단계).
광 픽업(120) 가속 시에 처음부터 스테핑 모터(130)를 무리하게 동작시키지 않고 서서히 가속시킴으로써 광 픽업(120) 내부에 구비된 렌즈의 흔들림을 최소화 할 수 있게 된다.
다음에, 광 픽업(120)을 감속시킬 경우, 제어부(140)는 스테핑 모터(130)의 후기 스텝을 설정한다(212단계). 광 픽업(120)을 감속시키기 위해 처음부터 스테핑 모터(130)를 무리하게 제동시키면, 광 픽업(120)에 구비된 렌즈가 흔들릴 수 있다. 따라서, 후기 스텝을 설정하여, 스테핑 모터(130)가 빠르게 감속되다가 후기 스텝에서는 천천히 감속될 수 있도록 하였다. 제어부(140)는 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 후기 스텝을 예를 들어 3개의 스텝 또는 그 이상으로 설정할 수 있다.
후기 스텝 설정 이후, 제어부(140)는 스테핑 모터(130)에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업(120)의 이동을 감속시킨다(214단계). 스테핑 모터(130)에 Full 스텝 방식을 적용하는 경우 스테핑 모터(130)는 한 스텝 당 90°씩 회전하면서 감속되고, 초기 스텝 이후 스테핑 모터(130)에 Half 스텝 방식을 적용하는 경우 스테핑 모터(130)는 한 스텝 당 45°씩 회전하면서 감속된다.
Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 광 픽업(120)의 이동을 감속시키다가, 후기 스텝에서, 제어부(140)는 스테핑 모터(130)에 마이크로 스텝 방 식을 적용한다(216단계). 마이크로 스텝 방식에서는 스테핑 모터(130)가 정현파에 의해 회전되기 때문에 360°를 여러 스텝에 의해 회전시킬 수 있게 되고, 스텝이 많을수록 광 픽업(120) 이동시에 렌즈의 흔들림이 적게된다.
여기서, 제어부(140)는 설정된 초기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 증가시켜 적용한다. 예를 들어, 초기 스텝 수를 3 스텝이라고 설정한 경우, 첫 번째 스텝에서는 16 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시키고, 두 번째 스텝에서는 32 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시키고, 세 번째 스텝에서는 64 스텝이 적용된 마이크로 스텝 방식으로 스테핑 모터(130)를 이동시킨다.
이렇게 하여 후기 스텝 중 첫 번째 스텝에서는 22.5°가, 두 번째 스텝에서는 11.25°가, 세 번째 스텝에서는 5.625°가 이동하여 순차적으로 스테핑 모터(130)를 감속시킨다.
제어부(140)는 스테핑 모터(130)를 제어하여 광 픽업(120)이 해당 속도까지 감속되었는지 판단하고(218단계), 스테핑 모터(130)가 해당 속도까지 가속된 경우, 이후 동작을 실행한다(210단계).
광 픽업(120) 감속 시에 스테핑 모터(130)를 무리하게 동작시키지 않고 서서히 감속시킴으로써 광 픽업(120) 내부에 구비된 렌즈의 흔들림을 최소화 할 수 있게 된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터 감속 또는 가속 시에, 마이크로 스텝 방식을 적용하여 광 픽업의 렌즈 흔들림을 최소화함으로써 광 픽업의 렌즈가 안정화되어 렌즈를 안정적으로 서보하기 위한 시간을 기존 보다 빠르게 적용시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터의 가속 방법으로서,
    (a) 상기 스테핑 모터의 초기 스텝을 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 복수개의 스텝으로 설정하는 단계;
    (b) 상기 설정된 초기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 감소시켜 적용하여 상기 광 픽업을 이동시키는 단계; 및
    (c) 상기 초기스텝 이후, 상기 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 해당 속도까지 가속시키는 단계를 포함하는 스테핑 모터 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 광 픽업을 이동시키는 스테핑 모터의 감속 방법으로서,
    (a) 상기 스테핑 모터의 후기 스텝을 Half 스텝 방식을 기준으로 하여 복수개의 스텝으로 설정하는 단계;
    (b) 상기 스테핑 모터에 Full 스텝 방식 또는 Half 스텝 방식을 적용하여 상기 광 픽업을 해당 속도까지 감속시키는 단계; 및
    (c) 상기 설정된 후기 스텝의 각 스텝에 순차적으로 상기 마이크로 스텝 방식의 스텝 수를 증가시켜 적용하여 상기 광 픽업을 이동시키는 단계를 포함하는 스테핑 모터 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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