KR910006665B1 - 광학적 정보 기억시스템의 목표트랙억세스장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학적 정보 기억시스템의 목표트랙억세스장치

제1도는 종래의 목표트랙억세스장치의 제1실시예도.

제2도는 종래의 목표트랙억세스장치의 제2실시예도.

제3도는 본 발명의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 디스크 2 : 스핀들 모터

3 : 헤드 4 : 광검출기

5: 렌즈구동코일 6: 리니어모터코일

10: 제어부 11: 트랙위치정보발생부

12 : 트랙킹 에러 신호발생부 13: 렌즈위치정보발생부

14 : 렌즈구동부 15 : 카운터

16 : D/A 변환부 17 : 속도/전압변환부

18 : 비교기 19 : 모터구동부

본 발명은 광학적 정보 기억시스템의 목표트랙억세스장치에 관한 것으로, 특히 트랙킹 에러신호를 이용하여 액츄에이터를 구동하면 한번에 목표트랙을 억세스할 수 있는 장치에 관한 것이다. 일반적으로 광학적 정보 기억시스탬(Opticl Disk Driver : ODD)에서는 기록 매체로서 랜드(LAND)와 그루브(GROOVE)로 구성되는 트랙(track)이 동심원 또는 나선형으로 형성된 디스크(disk)를 사용하고 있으며, 헤드(head)는 레이저빔을 발생하는 레이저 발생장치와, 레이저빔(LASER beam)을 기록매체상에 스포트(spot)로 접속하는 렌즈와, 기록 매체에서 반사된 빛을 수광하여 데이타신호, 트랙킹 에러신호 및 포커싱에러(focusing error) 신호를 발생하는 수광소자로 구성되어 있고, 데이타의 기록 또는 재생방법은 트랙을 따라 스포트를 이용시키며 데이타를 기록 또는 재생하는 방법을 사용하고 있다. 또한 상기 기록매체에는 기가바이트(Giha byte)단위의 데이타를 기록할 수 있으므로, 엄청난수의 트랙수를 갖게되어 기록밀도가 매우 높다.

그러나 재생하고자 하는 목표트랙을 억세스하고자할시 헤드가 무겁고 기록매체의 기록밀도가 매우 높기 때문에 HDD(Hard Disk Driver)나 FDD(Floppy Disk Driver)와 같은 단일 액츄에이터(actuator)를 사용하여서는 신속하게 목표트랙을 억세스할 수 없다.

따라서 종래에는 제1도와 같은 장치로 기록매체의 목표트랙을 억세스하였다. 상기 제1도는 OPTOTEC사의 사용기술로서 그 동작을 살펴보면, 목표트랙에 대한 억세스 명령이 주어지면 제어부(102)는 트랙위치정보발생부(101)를 통해 현재의 트랙정보를 읽어 이동방향과 거리를 산출한다. 즉, 제어부(102)에는 목표트랙어드레스에서 현재 트랙어드레스를 뺀후 이동방향과 거리를 산출하고, 다시 거리를 스텝간격으로 나누어 스텝수를 결정한다. 이후 렌즈구동회로(104)를 통해 렌즈를 헤드상에서 렌즈 이동범위의 중심에 위치시키고 스텝모터구동회로(103)를 통해 스텝모터(105)를 구동하여 헤드를 대충의 위치까지 가게하며, 헤드가 움직이는 동안 렌즈가 흔들렸으므로 렌즈구동회로(104)를 통해 다시 헤드의 중심부에 위치시킨다.

상기 과정수행후 스포트가 위치한 트랙을 추종하여 어드레스를 확인하며 해당어드레스에서 목표트랙까지의 거리를 계산하여 렌즈액츄에이터로 목표트랙을 억세스할 수 있는 범위내로 접근했으면 렌즈구동회로(104)를 통해 1트랙씩 점프하여 목표트랙을 찾고 목표트랙억세스가능범위내에 들지 못했으면 다시 스텝모터(105)를 구동하며 상술한 동작을 재수행한다.

즉 상기와 같은 목표트랙억세스방법도 스텝모터(105)를 구동하여 약 50㎛(0.45°)씩 이동하며 목표트랙의 근점위치까지 헤드를 구동하고(coarse tracking),그 이하는 렌즈 구동회로(104)를 통해 렌즈 액츄에이터를 구동하여 목표트랙을 억세스한다.

상기와 같은 목표트랙억세스방법에서 스텝모터사용시는 스틸밴드(steel band)로서 회전운동을 직선운동으로 전환해야하는데 이동각도가 300°밖에 되지 못하므로 분해능이 제한에 의해 스텝간격이 커지게 되며, 이에 따라 고성능의 렌즈 액츄에이터가 필요하게 되고, 헤드가 무거워짐으로 스텝모터의 구동속도가 느려지게되는 동시에 억세스속도가 느리게되고, 스텝간격이 세트마다 다르므로 보상장치가 필요하며, 한번에 목표트랙을 찾을 수 없었던 문제점이 있었다.

따라서 목표트랙억세스 속도를 빠르게 하는 동시에 한번에 목표트랙을 찾도록 하기 위해 제2도와 같은 장치나 나왔다.

상기 제2도는 히다찌사의 특허로 대한민국 특허공고번호는 88-999이다. 상기 제2도의 동작과정을 살펴보면 현재의 트랙에서 목표트랙으로 헤드를 이동시킬 때 목표트랙에서 헤드를 정지시키기 위해 현재의 헤드위치를 인식시키는 방법으로 목표트랙과 이동중인 헤드사이의 거리를 카운터에 기억시킨다. 그리고 상기 목표트랙과 헤드사이의 거리에 따라 헤드의 이동속도를 제어하여 한번에 목표트랙을 억세스하게 되다. 즉 헤드가 트랙이동시마다 발생하는 횡단신호로 카운터값을 수정하여 현재위치를 인식하며, 목표트랙과 헤드의 거리에 따라 헤드의 이동속도를 증감제어하여 목표트랙을 억세스하게 되는 것이다.

이때 디스크의 중심과 트랙의 중심일 일치하지 않음으로 인하여 디스크회전시 헤드와 목표트랙 사이가 변하게 되는데, 헤드의 레이저빔이 트랙을 통과할시 그 방향이 목표방향일 수도 있고, 그 반대 방향일수도 있으므로 업/다운카운터(up/down counter)를 사용하고 있다. 따라서 헤드가 목표방향으로 이동하면서 트랙을 통과할시에는 다운카운트를 하고, 그 반대방향일때는 업카운트를 하여 카운트가 "0"가 될 때 목표트랙에 억세스할 수 있음을 알게된다.

그러나 상기와 같은 방법으로 목표트랙을 억세스장치에서는 레이저빔이 트랙을 통과할시 그 방향을 검출하는 장치가 복잡하여 시스템의 부피가 커졌고, 원가 상승이 초래됐으며, 목표트랙까지의 거리계산을 위하여 업/다운카운터를 사용하여야만 했다.

따라서 본 발명의 목적은 액츄에이터의 성능을 최대로 이용하여 신속한 시간내에 한번에 목표트랙을 억세스 할 수 있는 광학적 기록장치의 목표트랙억세스장치를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 구성도로서 기록매체인 디스크(1)와, 상기 디스크(1)로 구동하는 스핀들모터(2)와 상기 디스크(1)로 레이저빔을 조사하며, 그에 따른 광검출신호를 발생하는 헤드(3)와, 상기 헤드(3)의 출력으로부터 데이타를 판독하여 트랙정보를 발생하는 트랙위치정보발생부(11)와, 상기 헤드(3)의 출력으로부터 트랙킹에러신호를 발생하는 트랙킹에러신호발생부(12)와, 상기 헤드(3) 내의 렌즈위치정보를 발생하는 렌즈위치정보발생부(13)와, 상기 트랙정보를 저장하며 임의 트랙억세스 명령발생시 상기 트랙위치정보발생부(11)의 렌즈위치정보발생부(13)의 정보에 따라 현재의 위치에서 해당 트랙까지의 거리를 계산하여 제1 및 제2제어데이타를 출력하는 동시에 모터구동방향 및 시작명령을 출력하는 제어부(10)와, 상기 트랙킹에러신호 또는 제어부(6)의 제2제어데이타출력에 의해 오토트랙킹(auto tracking) 또는 목표트랙억세스시 렌즈위치를 보상하는 렌즈, 구동부(14)와, 상기 제어부(9)의 제1제어데이타출력에 의해 목표트랙까지의 트랙수를 세트한 후 상기 트랙킹에러신호를 다운카운트하는 카운터(15)와. 상기 카운터(15)의 출력을 아날로그변환하여 카운터값에 비례하는 전압을 발생하는 D/A변환부(16)와, 상기 트랙킹에러신호의 발생속도에 비례하는 전압을 발생하는 속도/전압변환부(17)와, 상기 D/A변환부(16)의 출력인 목표트랙까지의 남은 거리상태의 상기 속도/전압변환부(17)의 출력인 현재 헤드(3)의 이동속도를 비교하여 모터의 가속 및 감속구동신호를 발생하는 비교기(18)와, 상기 제어부(10)의 모터구동방향 및 시작명령에 따라 상기 헤드(3)의 리니어모터를 구동하며, 상기 비교기(18)의 출력상태에 따라 가속 또는 감속구동하는 모터구동부(19)로 구성된다.

상기 구성에 의해 본 발명의 동작과정을 설명하면, 디스크(1)는 스핀들모터(spindle motor)(2)에 의해 고정위치에서 회전하게 되지만, 디스크(1)의 원형트랙중심과 스핀들모터(2)의 중심이 일치하지 않아 헤드(3)의 위치에서 트랙을 보면 반지름 방향(tracking 방향)으로 진동이 있게 된다. 여기서 수직방향(focusing 방향)의 진동은 오토-포커싱(auto-focusing)이 항상 수행되고 있으므로 고려하지 않기로 한다.

헤드(3)에서 레이저빔을 조사하면, 이 레이저빔이 디스크(1)에서 반사되어 광검출기(4)로 인가되고, 4개로 분할된 광검출기(4)는 트래킹에러 및 정보를 갖는 광검출신호를 발생한다. 트랙킹에러신호발생부(12)는 상기 광검출기(4)의 출력중 트랙킹에러신호를 만들어 렌즈구동부(14)로 인가하면, 렌즈구동부(14)는 트랙킹에러에 대한 보상신호를 만들어 즉, 임의의 트랙을 추종하면서 헤드가 정지하여 있으면 헤드(3) 내의 광검출기(photodiode)(4)에서 발생한 트랙킹에러신호를 렌즈액츄에이터코일(5)에서 적당히 증폭하여 렌즈구동회로(14)에서 첨가하여줌으로서 오차를 보상하여 트랙을 자동적으로 추종하게 된다.

또한 트랙위치정보발생부(11)는 상기 광검출기(4)의 출력에서 현재헤드(3)가 몇번째 트랙에 위치하고 있는가 판독하여 현재의 헤드가 위치한 트랙어드레스를 제어부(10)로 인가한다.

이때 헤드(3)를 특정의 다른 트랙으로 움직일 필요가 생겼을 경우, 즉 임의의 목표트랙을 억세스하고자할 경우 제어부(10)는 목표트랙의 어드레스에서 트랙위치정보발생부(11)에서 발생한 현재의 트랙어드레스를 빼서 이동해야할 거리를 계산한다. 그리고 제어부(10)는 렌즈위치정보발생부(13)를 통하여 렌즈가 헤드(3)의 중심에서 어느정도 벗어나 있는가를 확인한 후 그 결과를 트랙수로 환산하며 제2제어데이타를 구하고, 상기 계산거리에서 상기 제2제어데이타를 보정하여 제1제어데이타를 구한 후 카운터(15)에 세트한다.

이후 제어부(10)는 트랙킹에러신호발생부(!2)에서 렌즈구동부(14)로 가는 신호를 차단하여 오토트랙킹을 중단시키고, 그 부분에 따라 모터구동을 시작시킨다. 따라서 상기 제1제어데이타는 카운터(15)에 세트되는 목표트랙까지의 거리를 의미하며, 제2제어데이타는 렌즈를 광헤드(3)의 중앙으로 이동하기 위한 거리를 의미한다.

상기 카운터(15)는 트랙킹에러신호발생부(12)에서 발생하는 트랙킹에러신호를 다운카운트(down count)하며, D/A변환기(16)는 상기 카운터(15)의 출력을 아날로그값으로 변환하여 비교기(18)로 출력하고. 속도/전압변환기(17)는 트랙킹에러신호의 발생속도에 따른 값을 전압으로 변환시켜 상기(18)로 인가한다.

이때 상기 비교기(18)는 상기 두 신호를 비교해서 리니어모터의 구동방향을 결정하열 모터구동회로(19)로 인가하는데, 목표트랙의 남은 거리와 현재의 속도를 비교하여, 비교값에 따라 가속시기와 감속시기 및 그 크기를 결정하게 된다.

여기서 현재의 트랙어드레스를 N1, 목표트랙어드레스를 N2, 렌즈가 엑츄에이터의 중심에서 치우친 거리를 N3, 헤드(3)을 움직여 목표트랙까지 이동해야할 트랙수를 N4, 현재의 카운터값을 N5이라고 가정한다. (여기서 N4는 제1제어데이타, N3는 제2제어데이타임) 목표트랙억세스명령이 발생하면, 제어부(10)는 렌즈액튜어터만으로 억세스가 가능한가 판단하며, 불가능할시 N2와 렌즈위치정보발생부(15)가 렌즈엑츄에이터코일(5)에 흐르는 전류를 검출하며, 현재렌즈가 렌즈의 가동범위의 중심에서 목표트랙방향으로 얼만큼 떨어졌는가를 확인한 후, 이를 트랙수로 환산한 변위량 N3를 이용하여 헤드가 이동해야할 트랙수인 N4(=N2-N1+N3)를 계산한다.

이후 제어부(10)는 상기 N 4값을 카운터(7)에 세트하고 그 부호에 따라 모터구동부(19)로 모토구동방향 및 시작신호를 인가한다. 이때 목표트랙억세스시 렌즈가 렌즈기동범위의 중심에서 벗어나면 목표트랙억세스중에 이를 보상해야하는데 이스크(1)중심에 외주방향으로 헤드(3)가 이동할시에는 리니어모터구동과 동시에 보상하며, 외주방향에서 디스크중심으로 이동시에는 리니어보터의 역전류구동 시작시에 보상한다.

이후 오토트랙킹을 정지시키고 모터구동회로(19)에 의해 리니어모터코일(6)로 전류를 흘려 헤드(3)를 원하는 방향으로 구동시킨다. 이때 트랙킹에러신호발생부(12)에서 출력하는 트랙킹에러신호는 광스포트가 정확하게 랜드부의 중심에 위치할때와 그루브의 중심에 위치할 때 "0"이 되므로 1트랙통과시 2변의 "0"값을 갖는다.

헤드(3)를 움직이는 순간부터 사인곡선(sine wave)으로 나타나는 트랙킹에러신호는 속도/전압변한기(11)에서 신호의 변화에 비례하는 전압 V1으로 변환다이 비교기(18)로 인가되고, 트랙킹에러신호의 짝수번째 발생하는 "0"시마다의 신호를 카운터(7)로 보내어 상기에서 세트할 N4 값을 다운카운트한다. 이때 D/A변환기(16)는 상기 카운터(15)의 값을 항상 읽어 그값에 비례하는 전압 V2를 만들어 비교기(18)로 인가한다.

상기에서 V1과 V2의 관계를 살펴보면 하기 (1), (2), (3)식으로 표현할 수 있다.

F : 리니어모터가 낼 수 있는 최대의 힘

M : 헤드질량

a : 가속도

t : N5를 -a로 가속하면서 멈추는데 걸리는 시간

p : 트랙피치(track pitch)

N5 : 현재의 카운터값

v : 현재 가질수 있는 최대의 속도 즉 v보다 헤드의 이동속도가 빠르면 목표트랙을 지나서 멈출수도 있다.

상기 (1), (2), (3)식에서 최대의 속도 v를 변환한 값인 V1과 N5를 변환한 V2가 같도록 변환상수를 정해야 한다. 따라서 비교기(18)에서는 V1

V2일때와 V1〈 V2일때를 구분하여 리니어모터 구동신호를 발생해야하는데 모터구동회로(19)는 V1＜V2일때 정방향의 전류를 리니어모터코일(6)에 흘리고, V1

V2일 때는 역방향의 전류를 리니어모터코일(6)에 흘려 헤드(3)의 움직임을 제어한다.

그러므로 V1＜V2시에는 모터가 정방향 구동되어 헤드(3)의 이동속도가 증가하게되고 V1

V2시에는 모터가 역방향 구동되어 헤드의 이동속도가 감소된다. 따라서 헤드(3)의 속도변화는 목표트랙억세스초기시 리니어모터가 낼 수 있는 최대의 힘으로 가속되고, 목표트랙에 접근할시 목표트랙에서 정지할 수 있는 최대의 힘으로 감속하므로서 최단 시간내에 목표트랙을 억세스할 수 있다.

카운터(15)의 값이 "0"가 되면 목표트랙을 억세스한 경우이므로 리니어모터의 구동을 중지하고, 오토트랙킹을 재개하는 동시에 해당트랙을 추종하면서 현지의 트랙어드레스를 확인한다.

또한 전술한 바와 같이 렌즈위치를 보상해야하는데, 제어부(6)는 상기 N3의 부호와 N4의 부호가 다르면 리니어모터를 구동함과 동시에 렌즈구동부(14)를 통해 렌즈가 -N3만큼 이동하도록 제어하고, N3와 N4의 부호가 같으면 비교기(18)에서 최초로 감속신호가 나올 때 -N3만큼 렌즈를 이동시키도록 제어한다. 이것은 트랙의 편심영향에 의해 트랙이 트랙킹방향으로 편심량 X sinW(W:디스크회전속도)의 속도로 움직이게 되므로, 헤드의 가속능력이 트랙이 편심에 의한 최대속도로 1/2트랙을 움직일 때 헤드를 1/2트랙이상을 이동시킬수 있어야만 트랙을 오차없이 억세스할 수 있고, 헤드와 렌즈를 동시에 구동할 때 헤드의 가속능력이 한계값에 가까울 때 오차발생을 방지할수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이 광학적 정보 기록장치에서 목표트랙억세스시 스텝모터를 사용하지 않고 한번에 목표트랙으로 억세스할 수 있으며, 간단한 구성에 의해 트랙통과시 그 방향으로 검출할 수 있으며, 엑츄에이터의 성능을 최대로 이용하여 목표트랙을 신속하게 억세스할 수 있는 이점이 잇다.

Claims (1)

1. 미리 형성된 트랙에 따라 정보를 광학적으로 기록 및 재생할 수 잇는 기록매체와, 상기 기록매체를 추종하여 광빔을 조사하고, 기록매체에서 반사된 광을 수광하는 광헤드를 구비한 광학적 정보 기억장치에 있어서, 상기 광헤드의 광검출신호로부터 데이타유무를 판독하여 해당 트랙정보를 발생하는 트랙위치정보발생부와, 상기 광헤드의 광검출신호로부터 데이타유무를 판독하여 다해당트랙정보를 발생하는 트랙위치정보발생부와, 상기 광헤드의 광검출신호루보터 트랙킹에러신호의 발생을 검출하는 트랙킹에러신호 발생부와, 상기 광헤드내의 렌즈위치에 따른 신호를 발생하는 렌즈위치정보발생부와, 상기 트랙위치정보 및 렌즈위치정보를 저장하며, 임의 목표트랙억세스 명령발생시 상기 트랙위치정보 및 렌즈위치정보에 따라 상기 광헤드의 이동거리를 계산하여 제1 및 제2제어데이타를 출력하는 동시에 모터제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 트랙킹에러신호발생부의 출력에 따라 렌즈를 상기 광헤드내의 가동범위중심으로 오토-트랙킹 구동하며, 목표트랙억세스시 상기 제어부의 제2제어데이타 출력에 의해 렌즈위치를 보상하는 렌즈구동부와, 상기 제어부(6)에서 제1제어데이타 발생시 그 값을 세트한후 상기 트랙킹에러신호를 카운트하며 상기 목표트랙까지의 남은 트랙거리수를 발생하는 카운터와, 상기 카운터와 출력에 따라 비례전압을 발생하는 D/A변환부와, 상기 트랙킹에러신호의 발생속도에 비례하는 전압을 발생하는 속도/전압변환부와, 상기 D/A변환부와 속도/전압변환부의 출력상태를 비교하여 모터구동의 가속 및 감속을 하기 위한 신호를 발생하는 비교기와, 상기 제어부의 모터구동제어신호에 의해 상기 광헤드내의 리니어모터의 구동시작 및 방향을 결정하며, 상기 비교기의 출력에 의해 모터구동을 가속 또는 감속하는 모터구동부로 구성됨을 특징으로 하는 광학적 정보 기억시스템의 목표트랙억세스장치.

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