KR20050105196A - 재생장치용 디스크 트레이 메카니즘 - Google Patents

재생장치용 디스크 트레이 메카니즘 Download PDF

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KR20050105196A
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헨드리쿠스 루예만스
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Abstract

본 발명은, 정보가 기록된 디스크(예를 들면, 광 디스크)를 수납하기 위해 설치된 트레이를 디스크의 재치 또는 디스크의 배출을 위한 돌출 위치로부터 기록된 정보의 재생을 위한 수납 위치로 이동하거나, 반대로 이동시키는 전기 트레이 모터와, 상기 트레이 모터에 인가 전압을 공급하는 구동 전원을 구비한 슬라이딩수단으로 구성된 트레이 메카니즘에 관한 것이다. 제어수단은, 상기 모터에 의해 제어된 서로 다른 기계적 기능에 따라 트레이 모터에 인가된 서로 다른 전압의 값들을 공급한다. 본 발명에 따르면, 트레이 조정을 위해, 루프에 인가된 입력 전압의 제 1 증폭기, 트레이 모터 및 저항의 직렬접속을 포함하는 제 1 직접 분기와, 제 2 증폭기와 한 개의 입력에서 상기 루프에 인가된 입력 전압을 받고 다른 입력에서 상기 제 2 증폭기의 출력을 받는 가산기의 직렬접속을 포함하는 제 2 분기를 포함하는 모터 전류 피드포워드 루프가 제공된다.

Description

재생장치용 디스크 트레이 메카니즘{DISK TRAY MECHANISM FOR REPRODUCING APPARATUS}
먼저, 본 발명은, 정보가 기록된 광 디스크를 수납하기 위해 설치된 트레이를 디스크의 재치 또는 디스크의 배출을 위한 돌출 위치로부터 기록된 정보의 재생을 위한 수납 위치로 이동하거나, 반대로 이동시키는 전기 트레이 모터와, 상기 트레이 모터에 인가 전압을 공급하는 구동 전원을 구비한 슬라이딩수단으로 구성되고, 상기 슬라이딩수단이 상기 모터에 의해 제어된 서로 다른 기계적 기능에 따라 트레이 모터에 인가된 서로 다른 전압의 값들을 공급하는 제어수단을 더 구비한 트레이 메카니즘에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 장치 본체와, 디스크로부터 기록된 정보를 광학적으로 픽업하는 픽업수단과, 상기 디스크를, 상기 장치 본체에 대해, 디스크의 재치 또는 디스크의 배출을 위한 돌출 위치, 또는 기록된 정보의 재생을 위한 수납 위치로 활주시키는 트레이 메카니즘을 구비하되, 상기 트레이 메카니즘이, 전기 트레이 모터와 상기 트레이 모터에 인가 전압을 공급하는 구동 전원을 구비한 슬라이딩수단으로 구성되고, 상기 슬라이딩수단이 상기 모터에 의해 제어된 서로 다른 기계적 기능에 따라 트레이 모터에 인가된 서로 다른 전압의 값들을 공급하는 제어수단을 더 구비한 재생장치에 관한 것이다.
본 발명은, 예를 들면, CD 또는 DVD 드라이브에 응용이 가능하지만, 이와 같은 응용이 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.
디스크 드라이브에서 디스크를 로딩하는데 널리 사용되는 메카니즘은 트레이 메카니즘으로서, 트레이는, 디스크를 트레이 위에 놓거나 디스크를 꺼낼 수 있는 "OUT" 위치, 또는 디스크가 드라이브에 로딩되고 전기 직류 모터에 의해 인출되거나 인입될 수 있는 "IN" 위치에 존재한다. 트레이를 외부 및 내부로 이동시키기 위해, 특정한 시간 동안 모터에 전압이 인가된다. 이와 같은 시간 동안에, 먼저 트레이의 부드러운 이동을 일으키기 위해, 또한 트레이 모터가 디스크를 로딩하거나 언로딩(unloading)하는 다른 기계 동작을 제어해야 하므로(예를 들어, 자기 클램퍼(magnetic clamper)가 디스크를 방출하여야 할 때 여분의 힘이 필요하다), 이 전압은 다른 순간에 다른 값들을 가질 수 있다.
인가된 전압을 사용하여, 트레이가 지정된 시간 이내에 외부 및 내부로 이동해야 한다. 따라서, 트레이 메카니즘의 전기 및 기계 사양이 작은 공차 내에서 알려지고 이 트레이 메카니즘의 수명이 다할 때까지 변하지 않아야 하는 것이 중요하다. 사양이 인가된 전압에 부합되지 않으면, 너무 빠르거나 너무 느린 트레이 이동을 일으킬 수도 있다, 최악의 경우에, 예를 들어, 트레이의 마찰이 오염으로 인해 증가되었을 때, 트레이가 전혀 움직이지 않을 수도 있다.
이하, 본 발명을 다음의 첨부도면을 참조하여 더욱 더 상세히 설명한다:
도 1은 기록된 정보를 재생하는 장치의 주요 구성요소를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 모터 전류 피드포워드 원리를 나타낸 것이며,
도 3은 트레이 모터에 사용된 모델을 나타낸 것이다.
결국, 본 발명의 제 1 목적은, 트레이 메카니즘의 사양이 모터에 인가된 전압에 더욱 더 양호하게 부합되도록, DC 트레이 모터의 성능을 향상시킴에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 본 명세서의 서두에 기재되고, 상기 슬라이딩수단이 모터 전류 피드포워드(feed-forward) 루프를 구비하고, 상기 모터 전류 피드포워드 루프가,
- 상기 루프에 인가된 입력 전압의 제 1 증폭기, 트레이 모터 및 저항의 직렬접속을 포함하는 제 1 직접 분기(direct branch), 및
- 상기 트레이 모터의 출력과 접지에 접속되지 않은 저항의 입력 사이에 접속된 입력을 갖고, 제 2 증폭기와 가산기의 직렬접속을 포함하되, 상기 가산기가 한 개의 입력에서 상기 루프에 인가된 입력 전압을 받고 다른 입력에서 상기 제 2 증폭기의 출력을 받는 제 2 분기를 포함하는 것을 더 특징으로 하는 트레이 메카니즘을 제공한다.
문헌 US 6373650에는, 다수의 동작 모드에 따라 메모리 디스크 드라이브의 판독/기록 헤드를 이동시키는데 사용되는 선형 모터 제어회로가 기재되어 있다. 선형 모터의 구동회로는 비선형 궤환회로를 구비하며, 이 회로는 감지 증폭기와, 그후에 위치하는 램핑 증폭기(ramping amplifier)와 그후의 궤환 증폭기를 구비한다. 램핑 증폭기는, 제 1 헤드 파킹/언파킹(unparking) 동작 모드에서는 감지 증폭기와 직렬 접속되어 감지 증폭기에서 발생된 신호를 변형하거나, 기타 모드에서는 바이패스된다. 궤환 증폭기는, 제 1 모드에서 상기 램핑 증폭기의 출력에 접속되거나 기타 모드에서 상기 감지 증폭기의 출력에 접속되며, 상기 제 1 모드에서 소정의 제 1 이득을 제공하거나 기타 모드에서 소정의 다른 이득을 제공하도록 전환된다. 동작 모드에 따른 램핑 증폭기의 선택적인 접속은, 궤환의 부호를 변경하여, 양 또는 음의 궤환 신호의 함수로써 모터를 구동시킬 수 있게 한다. 그러나, 이와 같은 구성에 대해, 본 발명에 따른 기술적인 구성은 더욱 더 간단하며, 모터의 속도의 선형 및 미세 제어를 달성할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이와 같은 메카니즘이 설치된 재생장치(예를 들면, 광 디스크 재생장치)를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 본 명세서의 서두에 기재되고, 상기 슬라이딩수단이 모터 전류 피드포워드 루프를 구비하고, 상기 모터 전류 피드포워드 루프가,
- 상기 루프에 인가된 입력 전압의 제 1 증폭기, 트레이 모터 및 저항의 직렬접속을 포함하는 제 1 직접 분기, 및
- 상기 트레이 모터의 출력과 접지에 접속되지 않은 저항의 입력 사이에 접속된 입력을 갖고, 제 2 증폭기와 가산기의 직렬접속을 포함하되, 상기 가산기가 한 개의 입력에서 상기 루프에 인가된 입력 전압을 받고 다른 입력에서 상기 제 2 증폭기의 출력을 받는 제 2 분기를 포함하는 것을 더 특징으로 하는 재생장치를 제공함에 있다.
모터의 개방 조종에 대해, 본 발명에 따른 기술적 구성을 사용하면, 모터의 속도가 마찰(이것은 메카니즘마다 차이가 나며, 오염으로 인해 수명이 다하는 동안 일반적으로 증가한다)에 덜 의존하게 된다. 더구나, 트레이 모터의 측정되거나 지정된 모터 상수에 기반을 둔 상기 속도를 상당히 정밀하게 제어할 수 있으며, 다른 파라미터들에 더욱 더 무관하게 된다. 속도가 더욱 더 양호하게 제어되고, 트레이의 훨씬 더 부드러운 개폐가 가능하며, 트레이 메카니즘의 공차를 취급하기 위해 전압의 과보상이 불필요하고, 예를 들면, 트레이가 단부 멈춤부(end stop)에 부딪치려고 할 때 트레이의 속도를 줄이기 위해, 더욱 더 양호한 타이밍 조절이 가능하다.
도 1에 도시된 것과 같이, 디스크, 예를 들어 광 디스크 상에 기록된 정보를 재생하는 장치는, 일반적으로 다음과 같은 주요 구성요소를 구비하는데, 즉 장치 본체(1)와, 모터(참조번호 없음)에 의해 회전된 광 디스크로부터 기록된 정보를 광학적으로 픽업하는 픽업수단(12)과, 상기 디스크를 수납하는 트레이를, 기록된 정보를 재생하기 위해 디스크를 재치하거나 상기 재생이 끝났을 때 디스크를 배출하기 위한 (상기 장치 본체(11)에 대한) 소위 돌출 위치 A, 또는 재생 동작이 행해질 수 있는 소위 수납 위치 B로 움직이는 트레이 기구(13)를 구비한다. 트레이 메카니즘(13) 자체는, 전기 트레이 모터(14)와, 트레이 모터(14)에 인가전압을 공급하는 구동 전원(15)으로 주로 구성되는 슬라이딩수단으로 이루어지며, 상기 슬라이딩수단은 서로 다른 순간에 상기 모터에 의해 선택적으로 제어되는 서로 다른 기계 동작에 따라(예를 들면, 디스크를 배출하고자 하면 여분의 힘이 필요하다), 트레이 모터에 인가된 서로 다른 값들의 전압을 공급하는 제어수단을 더 구비한다.
본 발명에 따르면, 트레이 조종을 위해, 슬라이딩수단에 전류 피드포워드 루프를 설치하는 것을 제안한다. 도 2의 도면은 이와 같은 모터 전류 피드포워드 루프의 원리를 나타낸 것으로, 이 루프는 직접 분기(21)와 궤환 분기(22)를 구비한다. 분기 21은 연속적으로 증폭기(211)(도 1에서 부호 G), 트레이 모터(212)와, 저항(213)(부호 Rc)을 포함한다. 분기 22는, 그것의 입력이 트레이 모터의 출력과 접지에 접속되지 않은 저항(213)의 입력 사이에 접속되고, 연속적으로 증폭기(221)(부호 A)와 가산기(222)를 포함한다. 가산기(222)는, 한쪽 입력에서 루프에 인가된 입력 전압 V(in)을 받고, 다른쪽 입력에서 증폭기(221)의 출력을 받으며, 그것의 출력은 증폭기 211의 입력에 접속된다.
트레이 모터에 대해서는, 매우 간단한 모델이 사용된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 모터는, 코일들의 자기 인덕턴스(31)와, 내부 저항(32)(RM)과, 모터의 코일에 의해 발생된 역기전력을 표시하는 전압원(33) V(EMK)를 포함한다. 모터에 인가된 신호가 비교적 낮은 주파수를 갖고(이 상태에서는, 코일의 자기 인덕턴스의 영향을 무시할 수 있다), 전압원(33)의 전압 V(EMK)가 모터의 각속도에 비례하는 준정적(quasi-static) 신호라고 가정함으로써, 이 모델을 더욱 더 단순화할 수 있다.
이들 가정으로부터, 시스템에 인가된 전압과 관련하여 모터의 거동에 전류 피드포워드 루프가 어떤 영향을 미치는가를 나타내기 위해, 루프 전달(loop transfer)을 계산할 수 있다. 모터 구동기의 출력 전압은 다음과 같다:
V(out) = G·(V(in)+A·V(C)) 1)
이때,
G=증폭기 211의 이득;
V(in)=루프에 인가된 입력 전압
A=증폭기 221의 이득
V(C)=접지에 접속되지 않은 저항(213)의 출력에 존재하는 전압.
이 수식은 다음과 같이 쓸 수 있다:
V(out)=G·(V(in)+A·i(M)·RC) 2)
이때, i(M)=저항(213)(Rc)을 통과하는 전류.
또는,
V(out)=i(M)·((RC)+R(M)) + V(EMK) 3)
상기 수식(2) 및 (3)을 결합함으로써, 다음과 같은 수식을 얻을 수 있다:
i(M)·((RC)+R(M)) + V(EMK) = G·(V(in)+A·i(M)·RC) 4)
이것은 다음과 같이 표시될 수도 있다:
G·V(in) = V(EMK) +i(M)·(RC+R(M))-G·A·i(M)·RC 5)
따라서, 다음 값을 갖도록 피드포워드 루프에서 이득이 선택되면:
A = (RC+R(M)/(G·RC) 6)
수식 (5)는 다음과 같아진다:
G·V(in) = V( EMK ) 7)
이 수식 (7)에서, 피드포워드 루프가 모터 저항 RM을 보상하는 음의 저항으로서의 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 전술한 것과 같이, 모터의 역기전력 V(EMK)는 모터의 각속도에 비례한다. 따라서, 수식 (7)로부터, 정확한 피드포워드 이득을 선택함으로써, 트레이 모터가 강제로 입력 전압 V(C)에 비례하는 각속도를 갖도록 할 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.
실제로는. 이득이 계산된 값에 맞추어 정확히 설정될 수 없다는 사실로 인해, 피드포워드의 영향이 약간 줄어든다. 경시변화로 인한 시스템의 공차와 변경된 특성값은 사실상 계산된 최적값보다 높은 이득을 발생할 수도 있으며, 이것은 덜 안정적인 루프를 제공할 수도 있다. 따라서, 일정한 이득을 사용하여 작업할 때에는, 이득이 비교적 낮게 선택되도록 하여야 한다(더 복잡한 방법은, 루프의 특성값을 측정하기 위해 현재의 측정값을 사용하고, 이 측정값에 기초하여, 이들을 더욱 더 정밀하게 선택하는 것일 수 있는데, 이것은 피드포워드 루프의 성능을 향상시킨다).
본 발명에 따른 루프 구조는, 속도 제어 조종에 근접한 트레이 모터 거동을 제공하며, 전술한 것과 같은 이점을 갖는다.

Claims (2)

  1. 정보가 기록된 광 디스크를 수납하기 위해 설치된 트레이를 디스크의 재치 또는 디스크의 배출을 위한 돌출 위치로부터 기록된 정보의 재생을 위한 수납 위치로 이동하거나, 반대로 이동시키는 전기 트레이 모터와, 상기 트레이 모터에 인가 전압을 공급하는 구동 전원을 구비한 슬라이딩수단으로 구성되고, 상기 슬라이딩수단이 상기 모터에 의해 제어된 서로 다른 기계적 기능에 따라 트레이 모터에 인가된 서로 다른 전압의 값들을 공급하는 제어수단을 더 구비한 트레이 메카니즘에 있어서,
    상기 슬라이딩수단이, 트레이 조정을 위해, 모터 전류 피드포워드 루프를 구비하고, 상기 모터 전류 피드포워드 루프가,
    상기 루프에 인가된 입력 전압의 제 1 증폭기, 트레이 모터 및 저항의 직렬접속을 포함하는 제 1 직접 분기, 및
    상기 트레이 모터의 출력과 접지에 접속되지 않은 저항의 입력 사이에 접속된 입력을 갖고, 제 2 증폭기와 가산기의 직렬접속을 포함하되, 상기 가산기가 한 개의 입력에서 상기 루프에 인가된 입력 전압을 받고 다른 입력에서 상기 제 2 증폭기의 출력을 받는 제 2 분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 메카니즘.
  2. 장치 본체와, 디스크로부터 기록된 정보를 광학적으로 픽업하는 픽업수단과, 상기 디스크를, 상기 장치 본체에 대해, 디스크의 재치 또는 디스크의 배출을 위한 돌출 위치, 또는 기록된 정보의 재생을 위한 수납 위치로 활주시키는 트레이 메카니즘을 구비하되, 상기 트레이 메카니즘이, 전기 트레이 모터와 상기 트레이 모터에 인가 전압을 공급하는 구동 전원을 구비한 슬라이딩수단으로 구성되고, 상기 슬라이딩수단이 상기 모터에 의해 제어된 서로 다른 기계적 기능에 따라 트레이 모터에 인가된 서로 다른 전압의 값들을 공급하는 제어수단을 더 구비한 디스크 재생장치에 있어서,
    상기 슬라이딩수단이, 트레이 조종을 위해, 모터 전류 피드포워드 루프를 구비하고, 상기 모터 전류 피드포워드 루프가,
    상기 루프에 인가된 입력 전압의 제 1 증폭기, 트레이 모터 및 저항의 직렬접속을 포함하는 제 1 직접 분기, 및
    상기 트레이 모터의 출력과 접지에 접속되지 않은 저항의 입력 사이에 접속된 입력을 갖고, 제 2 증폭기와 가산기의 직렬접속을 포함하되, 상기 가산기가 한 개의 입력에서 상기 루프에 인가된 입력 전압을 받고 다른 입력에서 상기 제 2 증폭기의 출력을 받는 제 2 분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 재생장치.
KR1020057014250A 2003-02-06 2004-01-30 재생장치용 디스크 트레이 메카니즘 KR20050105196A (ko)

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