KR19990042101A - 스핀들 모터의 회전속도 검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

스핀들모터 모터의 회전속도 검출

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

광디스크 드라이브에 있어서, 낮은 비용 및 간단한 구성으로 스핀들모터의 회전속도를 검출한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

스핀들모터의 회전에 의해 회전하는 반사판을 구비하고, 반사판에는 회전중심을 중심으로 하는 부채꼴 형태의 다수의 전반사면과 광흡수면을 교대로 배치하여, 스핀들모터에 의해 회전하는 반사면으로 광을 조사하고, 조사한 광의 반사면에서 반사되는 반사량의 시간당 변량을 측정하여 상기 스핀들모터의 회전속도를 검출한다.

라. 발명의 중요한 용도:

스핀들모터의 회전속도 검출에 중요히 적용 가능하다.

Description

스핀들모터의 회전속도 검출 방법 및 장치

본 발명은 광디스크 드라이브에 사용되는 스핀들모터 회전제어 방식에 관한 것으로, 특히 스핀들모터의 회전속도를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

회전하는 광디스크상에 정보를 기록하거나 재생하는 광디스크 드라이브(이하 드라이브라 함)는 광디스크에 대한 레이저빔 반사광의 변화량으로서 정보를 읽어낸다. 광디스크 드라이브는 기능상, 특성상 여러 가지로 분류될 수 있으나 모든 광디스크 드라이브는 광디스크 로딩/언로딩(loading/unloading) 메카니즘(mechanism)과, 광디스크 회전에 필요한 스핀들모터(spindle motor)와, 컨트롤부의 제어하에 광디스크로부터 정보를 재생하는 드라이브전자회로부와, 컨트롤(control)부를 포함한다. 컨트롤부는 커맨드(command)의 흐름과, 여러 플래그(flag)의 상태 및 퍼스널컴퓨터 등과 같은 호스트와 드라이브전자회로부사이의 정보 전송을 관리한다.

광디스크 10에 기록된 정보를 재생하는 동작에서, 광디스크 드라이브는 스핀들모터 12를 정선속도(CLV: Constant Linear Velocity)나 정각속도(CAV: Constant Angular Velocity)로 고속으로 제어하며, 그에 따라 고속으로 회전하는 광디스크상에 기록된 디지털 정보를 광픽업을 이용하여 고주파(RF)신호의 형태로 독출한다. 이러한 고주파신호는 이후 여러 신호처리 과정을 거처 재생 데이터로 변환된다.

스핀들모터 10의 회전을 제어하기 위해서, 마이컴 18은 현재 스핀들모터 10의 회전속도를 알아야 하는데, 이러한 회전속도 이를 위해 드라이브는 디스크 10에 기록된 정보에서 일정 간격으로 기록된 동기정보를 재생하며 재생된 동기신호를 이용하여 스핀들 12의 회전속도를 검출할 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 홀센서(hall-sensor) 13을 이용하여 회전속도를 검출할 수도 있다. 통상 스핀들모터 12의 회전속도가 8배속(8x216rpm) 이상의 고속인 경우에서는 회전속도를 제어하기에서는 홀센서 13 등과 같이 하드웨어적인 구성으로 회전속도를 검출하는 방법이 효과적이다.

상기한 홀센서 13을 이용하여 회전속도를 검출하는 방식을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 1은 일 광디스크 드라이브에서 종래 스핀들모터 회전속도 제어의 주요 관련부의 블록 구성도이며, 도 2는 도 1 중 스피들모터 회전속도 검출 관련부의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 마이컴 16은 스피들모터 12의 회전속도를 다수개의 홀센서 13과 RS발생부 18을 통해 검출하게 된다. 도 2를 참조하면, 홀센서 13은 예들 들어 6개 구비되어 스핀들모터 13의 자극 주위에 적절히 배치되고, 스핀들모터 12의 1회전에 자극이 회전축 20을 중심으로 한번 변환되어, 각 홀센서 13은 스핀들모터 12의 1회전에 한 주기의 펄스 신호를 출력하게 된다. RS발생부 18은 6개의 홀센서 13의 펄스신호를 조합하여 파형 정형 및 증폭하여, 결국 스핀들모터 12의 1회전에 6개의 펄스를 갖는 회전신호(RS: Rotation Signal)를 발생한다. 따라서 마이컴 18은 이러한 회전신호(RS)의 펄스수를 카운트하여 스핀들모터 12의 회전속도를 알게 된다.

이후 상기 검출한 회전속도와 목표하는 회전속도와의 차이에 의거하여 듀티가 조절되는 PWM신호를 이렇게 출력되는 PWM신호는 핀들모터구동부 14에 의해 증폭되어 스핀들모터를 구동하는 구동신호로 출력된다. 상기 PWM신호를 이용하여 모터를 제어하는 PWM방식은 스위칭제어방식으로 모터의 회전수를 검출하여 목표하는 회전수에 도달하도록, 모터에 인가하는 직류 전원 펄스폭의 듀티사이클(duty-cycle: 펄스폭의 하이와 로우 상태 비율)을 조절하는 방식이다.

그런데 상기한 홀센서 13을 이용하여 스핀들모터 12의 회전속도를 검출함에 있어서, 홀센서 13의 구비에 드는 비용이 많이 요구되고, 또한 스핀들모터 12는 회전자를 자석으로 사용하는 브러시리스형 모터를 이용하고 있으므로 브러시형 모터에 비해 구비에 드는 비용이 요구되게 된다. 또한 다수의 홀센허 13의 배치에 따른 각 센서의 전원 인가나 신호검출 회로적인 부분이 복잡해지는 문제도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 광디스크 드라이브에 있어서, 보다 낮은 비용으로 구현할 수 있는 스핀들모터의 회전속도 검출 방법 및 장치를 제공함에 있다.

발명의 다른 목적은 광디스크 드라이브에 있어서, 간단한 회로 구성으로 모터의 회전속도를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스핀들모터의 회전에 의해 회전하는 반사판을 구비하고, 반사판에는 회전중심을 중심으로 하는 부채꼴 형태의 다수의 전반사면과 광흡수면을 교대로 배치하여, 스핀들모터에 의해 회전하는 반사면으로 광을 조사하고, 조사한 광의 반사면에서 반사되는 반사량의 시간당 변량을 측정하여 상기 스핀들모터의 회전속도를 검출함을 특징으로 한다.

도 1은 일 광디스크 드라이브에서 종래 스핀들모터 회전속도 제어의 주요 관련부의 블록 구성도.

도 2는 도 1 중 스피들모터 회전속도 검출 관련부의 개략적인 구성도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 스핀들모터 회전속도 제어의 주요 관련부의 블록 구성도

도 4는 도 3 중 스핀들모터 회전속도 검출 관련부의 개략적인 구성 회로도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 회로 구성 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 스핀들모터 회전속도 제어의 주요 관련부의 블록 구성도이다. 도 3을 도 1과 비교하여 보면, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1에 도시된 흘센서 13과 RS발생부 18 대신에 반사판 22와, 광검출신호발생부 24가 제공됨을 볼 수 있다. 반사판 22는 스핀들모터 12의 회전에 의거하여 같이 회전하도록 구성된다. 예를 들어 스핀들모터 12의 하부에 부착되는 형태로 제공됨이 바람직하다. 반사판 22는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 회전중심을 중심으로 하는 부채꼴 형태의 다수의 전반사면 26과 광흡수면 28이 교대로 배치되어 있는 형태이며, 종래의 회전신호(RS)와 동일한 신호를 발생하기 위해 각각 6개씩 제공함이 바람직하다. 전반사면 26은 거울면으로 구성할 수 있고, 광흡수면 28은 광흡수물질을 도포, 혹은 부착하여 제공할 수 있다. 광검출신호발생부 24는 이러한 반사면 22에 광을 조사하고, 조사한 광의 반사면 22에서 반사되는 반사량의 변량에 따른 펄스신호를 발생한다. 이러한 펄스신호는 종래의 회전신호(RS)로 이용된다.

이를 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 도 3 중 스핀들모터 회전속도 검출 관련부의 개략적인 구성 회로도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 광검출신호발생부 24는 반사판 22에 광을 조사하기 위해 발광다이오드(LED)를 제공한다. 또한 발광다이오드(LED)에서 발생한 광이 반사면 22에서 반사되도록 구성되어 있으며, 반사되는 광을 수광하여 수광된 광량에 의해 전원(Vcc2)의 온/오프(on/off) 스위칭 동작을 하는 포토트랜지스터(PT)가 제공된다. 포토트랜지스터(PT)의 온/오프 동작에 의해 베이스단으로 온/오프되는 전원(Vcc2)을 인가받는 트랜지스터 TR은 베이스단으로 오/오프되는 전원(Vcc2)에 의해 온/오프 동작을 하며, 그에 따라 전원(Vcc3)의 온/오프 스위칭 동작을 하게 된다. 전원(Vcc3)의 온/오프에 의한 펄스신호는 회전신호(RS)로 마이컴 16에 인가된다.

반사판 22는 전반사면 26과, 광흡수면 28을 각각 6개씩 구비하고 있으므로 발광다이오드(LED)에서 발생한 광을 반사시킬 때 스핀들모터 12의 1회전에 여섯 번 광량이 변하게 반사시킨다. 따라서 포토트랜지스터(PT)는 스핀들모터 12의 1회전에 여섯 번의 온/오프 동작을 수행하고, 그에 따라 트랜지스터(TR)의 온/오프 동작도 스핀들모터 12의 1회전에 여섯 번 수행된다. 결국 회전신호(RS)는 종래와 마찬가지로 스핀들모터 12의 1회전에 6개의 펄스가 발생하는 신호가 된다.

따라서 마이컴 18은 이러한 회전신호(RS)의 펄스수를 카운트하여 스핀들모터 12의 회전속도를 알게 된다.

상기한 바와 같은 구성 및 방법으로 본 발명의 특징에 따른 스핀들모터 12의 회전속도가 검출되며, 상기 반사판 22의 구성과 전반사면 26 및 광흡수면 28의 개수 등은 본 발명의 토폴로지(topology)를 포함하는 범위 내에서, 설계조건이나 통상적으로 가능한 방식을 이용하여 다양하게 변경, 치환 또는 개량할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 스핀들모터의 회전에 의해 회전하는 반사판을 구비하고, 반사판에는 회전중심을 중심으로 하는 부채꼴 형태의 다수의 전반사면과 광흡수면을 교대로 배치하여, 스핀들모터에 의해 회전하는 반사면으로 광을 조사하고, 조사한 광의 반사면에서 반사되는 반사량의 시간당 변량을 측정하여 상기 스핀들모터의 회전속도를 검출하므로 광디스크 드라이브에 있어서, 낮은 비용 및 간단한 구성으로 스핀들모터의 회전속도 검출할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기한 본 발명의 특징에 따른 구성은 회전자를 자석으로 구성할 필요가 없으므로 브러시형 모터를 사용할 수 있으므로, 브러시리스형 모터를 사용하는 것보다 보다 저렴한 비용으로 스핀들모터를 구성할 수 있다.

Claims (3)

1. 광디스크 드라이브의 스핀들모터 회전속도 검출 방법에 있어서,

   상기 스핀들모터의 회전에 의해 회전하는 반사판을 구비하는 과정과,

   상기 반사판에 회전중심을 중심으로 하는 부채꼴 형태의 다수의 전반사면과 광흡수면을 교대로 배치하는 과정과,

   상기 스핀들모터에 의해 회전하는 반사면으로 광을 조사하고, 조사한 광의 반사면에서 반사되는 반사량의 변량을 측정하는 과정과,

   상기 변량의 시간당 변화 회수를 계산하여 상기 스핀들모터의 회전속도를 검출하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 회전속도 검출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전반사면과 광흡수면은 여섯 개씩 제공됨을 특징으로 하는 회전속도 검출 방법.
3. 광디스크 드라이브의 스핀들모터 회전속도 검출 장치에 있어서,

   상기 스핀들모터의 회전에 의해 회전하며, 회전중심을 중심으로 부채꼴 형태의 다수의 전반사면과 광흡수면이 교대로 배치되어 있는 반사판과,

   상기 반사판으로 광을 조사하여, 조사한 광의 상기 반사면에서의 반사량의 변량에 따른 펄스신호를 발생하는 광검출신호발생부와,

   상기 펄스신호의 시간당 펄스회수를 계산하여 상기 스핀들모터의 회전속도를 검출하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 회전속도 검출 장치.