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KR100552698B1 - 정보 저장 장치 및 그 정보 추종 방법 - Google Patents

정보 저장 장치 및 그 정보 추종 방법 Download PDF

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KR100552698B1
KR100552698B1 KR1020030083615A KR20030083615A KR100552698B1 KR 100552698 B1 KR100552698 B1 KR 100552698B1 KR 1020030083615 A KR1020030083615 A KR 1020030083615A KR 20030083615 A KR20030083615 A KR 20030083615A KR 100552698 B1 KR100552698 B1 KR 100552698B1
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민동기
홍승범
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 정보 저장 장치의 정보 추종에 관한 것이다. 정보를 기록 또는 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체 상을 스캔하며 정보를 검출하는 복수 개의 프로브, 상기 정보 저장 매체 또는 프로브를 구동하는 스캐너 및 상기 스케너에 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법에 있어서, (가) 프로브 또는 기록 매체를 진동시키는 단계; (나) 상기 프로브에 의해 상기 기록 매체의 정보를 검출하고, 상기 정보 기록 매체의 정보 위치 패턴과 동기화된 신호를 발생시켜, 상기 발생된 신호에 의해 상기 프로브의 경로 오차를 검출하는 단계; (다) 검출된 경로 오차에 대응하여 상기 제어부에서 저주파 신호의 dc 수준을 변화시킨 뒤, 상기 프로브 또는 상기 기록매체를 구동하는 스캐너에 인가하여 상기 프로브의 상기 정보 저장 매체 상에서의 스캔닝 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 정보 처리 장치의 정보 추종 방법 및 장치를 제공한다. 이에 의해 간단한 보상 알고리즘으로 정보 저장 매체에서 정보를 기록하거나 재생하는 경우 높은 신뢰성을 확보할 수 있다

Description

정보 저장 장치 및 그 정보 추종 방법{Data Storage Device and Tracking Method Thereof}
도 1a는 정보 저장 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1b 및 도 1c는 정보 저장 매체의 데이터 영역 및 서보 영역을 나타낸 도면이다.
도 1d는 정보 저장 매체의 정보 비트들의 일부를 발췌한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 정보 추종 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 정보 추종에 의한 프로브의 정보 비트 상부를 스캐닝하는 파형을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10... 정보 저장 매체 11... 프로브
11a... 탐침 11b... 캔틸레버
12... 스테이지 13... 스캐너
14... 제어부 21... 정보 비트
22... 단위 정보 유닛 23... 저주파
본 발명은 정보 저장 장치 및 그 정보 추종 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터가 기록된 정보 저장 매체의 정보의 위치를 SPM(Scanning Probe Microscopy) 기술을 이용하여 정밀하게 추종하는 것에 관한 것이다.
SPM 기술을 이용한 프로브 방식의 고밀도 정보 저장 장치는 다음과 같은 구성을 하고 있다. 정보가 저장되거나 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체에 정보를 기록하거나 재생하는 탐침 및 상기 탐침이 장착된 캔틸레버를 포함하는 프로브, 상기 정보 저장 매체를 운송하는 xy 스테이지, 상기 장치에 명령을 내리고 제어하는 제어부 및 이를 위한 신호처리부를 포함한다. 고밀도의 정밀한 정보의 기록 및 재생을 위해서는 단위 정보의 크기 보다 나은 정밀도를 지니는 정보 추종 방법이 요구된다.
SPM 기술을 이용한 프로브 방식의 고밀도 정보 저장 장치에서, 정보를 기록하거나 재생하기 위해 정보의 위치를 추종하는 종래의 방식은 다음과 같이 3가지로 구분할 수 있다.
첫째, 기록 및 재생되는 정보와 구별되는 정보 저장 매체의 기계적 또는 전기적인 신호를 이용하는 방법이다. 여기에는 미국 특허 제 5,132,934호, 5,396,483호, 5,856,967호 및 6,370,107호 등이 있다. 상기 특허들은 금속 패턴을 형성시키거나 정보 저장 매체에 기계적인 굴곡을 형성시키는 것을 개시하고 있으나 정보 저 장 매체에 이러한 것을 정밀하게 형성시키기 어려운 단점이 있다. 그리고, 기계적인 굴곡 자체를 정보의 재생 및 기록 매카니즘으로 사용하므로 실용적인 적용 범위가 작은 단점이 있다.
둘째, 프로브 또는 정보 저장 매체를 진동시켜 정보 저장 매체에 기록된 정보의 중심 위치를 변조하는 방법이 있다. 여기에는 미국 특허 제 5,404,349호가 있다. 이같은 방식은 높은 주파수로 정보 저장 매체를 진동시켜 변조 및 복조 원리를 사용한다. 그러나, 정보 저장 매체를 높은 주파수로 진동시키가 어렵고, 변조 및 복조의 원리를 사용하므로 검출 회로가 복잡해지며 검출 시간이 지연되는 문제점이 있다.
세째, 정보 저장 매체에 저장되는 정보의 위치 중심과 정보를 기록하거나 검출하는 프로브의 상대적인 변위를 이용하는 방법이 있다. 여기에는 미국 특허 제 5,202,879호 및 제 6,195,313호 등이 있다. 그러나 이와 같은 방법은 정보 패턴을 정보 저장 매체에 매우 정밀하게 기록해야하는 문제점이 있다. 특히, 미국 특허 제 5,202,879호의 경우 연속적으로 정보를 추종할 수 없으므로 정보 추종 속도가 낮은 편이다. 따라서, 외부 환경에 매우 민감하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정확한 패턴이 필요없이 정보를 기록하거나 재생하는 프로브의 탐침이 정보 저장 매체의 정보의 위치에서 벗어나는 편차를 연속적으로 검출하여 간단한 보상 알고리즘으로 보상할 수 있는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로, 정보를 기록 또는 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체 상을 스캔하며 정보를 검출하는 복수 개의 프로브, 상기 정보 저장 매체 또는 프로브를 구동하는 스캐너 및 상기 스케너에 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법에 있어서,
(가) 프로브 또는 기록 매체를 진동시키는 단계;
(나) 상기 프로브에 의해 상기 기록 매체의 정보를 검출하고, 상기 정보 기록 매체의 정보 위치 패턴과 동기화된 신호를 발생시켜, 상기 발생된 신호에 의해 상기 프로브의 경로 오차를 검출하는 단계;
(다) 검출된 경로 오차에 대응하여 상기 제어부에서 저주파 신호의 dc 수준을 변화시킨 뒤, 상기 프로브 또는 상기 기록매체를 구동하는 스캐너에 인가하여 상기 프로브의 상기 정보 저장 매체 상에서의 스캔닝 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 정보 처리 장치의 정보 추종 방법을 제공한다.
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본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는 저주파에 의해 상기 프로브 또는 상기 기록 매체를 진동시키는 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법.
또한, 본 발명에서는 정보가 기록 또는 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체 상을 스캔하며 정보를 검출하는 복수 개의 프로브, 상기 프로브를 구동하는 스캐너 및 이들을 제어하는 제어부를 포함하는 정보 저장 장치에 있어서, 상기 제어부는,
삭제
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스캐너를 진동시키는 진동기;
상기 데이터 필드의 정보를 프로브를 통해 검출하는 검출기;
상기 검출기에 의해 검출된 정보 패턴과 동기화된 신호를 발생시키는 동기화 장치;
상기 정보 패턴과 동기화된 신호에 의해 상기 프로브의 경로 오차를 검출하는 경로 오차 검출기; 및
상기 경로 오차 검출기에서 검출된 경로 오차에 대한 보정 값을 상기 스캐너에 전달하는 보상기;를 포함하는 정보 저장 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 정보 패턴과 동기화된 신호를 발생시켜 전달하는 동기화 장치에 연결되며, 상기 진동기 및 경로 오차 검출기의 동작 시점을 제어하는 인터럽트 발생기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 정보 추종 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 정보 저장 장치의 일례를 나타낸 도면이다. 도 1a를 참조하면, 정보 저장 장치는 정보를 기록하고 제거되는 정보 저장 매체(10), 상기 정보 저장 매체(10) 내에 정보를 기록하고 이를 읽어들이는 탐침들을 포함하는 프로브(11)를 포함하고 있다. 상기 정보 저장 매체(10)는 스테이지(12) 상에 위치하며, 상기 스테이지(12)는 제어부(14)의 신호를 받는 스캐너(13)에 의해 구동된다. 여기서, 스캐너(13)는 스테이지(12)를 구동하는 대신 상기 프로브(11)를 구동하여 정보 저장 매체(10)에 정보를 기록하거나 재생할 수 있다.
정보 저장 매체(10)에는 정보를 기록할 수 있는 N × M 개의 데이터 영역(A)들과 상기 데이타 영역(A)의 위치 정보를 지니고 있는 H 개의 서보 영역(B)들로 나뉘어지며, 각각 N × M 개의 프로브와 H 개의 프로브들이 마련되어 있다. 일반적으로 프로브(11)는 정보 저장 매체(10)의 기록면 상에 접촉하거나 소정 거리를 두고 위치하는 탐침과 이를 지지하는 캔틸레버를 포함하고 있다.
도 1b는 도 1a의 데이타 영역(A)을 나타낸 도면이며, 도 1c는 도 1a의 서보 영역(B)을 나타낸 도면이다. 도 1b를 참조하면, 데이터 영역(A)은 n × m 개의 데이터 단위 셀들을 포함하고 있다. 도 1c를 참조하면, 서보 영역(B)는 n × m 개의 서보 단위 셀들을 포함하고 있다. 프로브(11)는 이와 같은 데이터 단위 셀 및 서보 단위 셀 상부를 이동하면서 각각의 단위 셀에서의 정보를 읽어내거나 정보를 기록하게된다. 이와 같은 단위 셀들의 일정 부분을 발췌하여 도 1d에 나타내었다. 도 1d를 참조하면, 단위 셀(22) 내에는 0 또는 1을 나타내는 정보 비트(21)가 포함되어 있으며, 상기 정보 비트(21)는 반경 R의 크기를 지니고 있다. 각각의 단위 셀(22)은 가로 및 세로의 크기가 4R 및 2R의 크기를 가지는 것으로 가정한다. 도 1d에서는 3열(m1, m2 및 m3)의 단위 셀(22)들의 집합을 나타내고 있다. 여기서는 상하에 위치한 열(m1과 m2, m2와 m3)의 정보 비트(21)들의 위치는 서로 180도의 위상 차를 나타내고 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 정보 추종 방법의 일실시예에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명에 의한 정보 저장 매체의 정보 추종 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서는 도 1d에 도시한 것과 같이, 데이타 또는 서보 단위 셀(22) 내의 정보 비트(21)들의 일부인 3열(m1, m2 및 m3)을 발췌하였다. 프로브(11)가 정보 저장 매체(10) 상부를 스캔한다. 이때, 각각의 서보 영역(B) 셀과 데이타 영역(A) 상에 위치하는 프로브(11)의 탐침(11a)은 데이터 또는 서보 단위 셀(22)의 열(m1, m2 및 m3) 방향으로 스캔하며 정보를 기록하거나 재생한다. 각 단위 셀(22)은 특정 규칙에 의해 0 또는 1의 정보가 기록되어 있다. 도면 부호 21a는 정보 1이 기록된 정보 비트를 나타내며, 21b는 정보 0이 기록된 정보 비트를 나타낸다.
m2 열 방향으로 프로브(11), 구체적으로 탐침(11a)가 스캔을 하게 된다. 외부 환경의 영향에도 불구하고, 정보를 정확하게 추종하기 위해 상위 열(m1)과 하위 열(m3) 사이의 열(m2)에 탐침(11a)이 진동하면서 스캔한다. 이때, 가해지는 진동은 도 1a에 나타낸 스캐너(13)에 의해 정보 저장 매체(10)를 진동시키거나, 프로브(11) 자체를 진동시켜서 얻을 수 있다. 이는 제어부(14)에서 스캐너(13)에 신호를 보내어 정보 저장 매체(10) 또는 프로브(11)를 저주파에 의해 진동시킨 것이다. 실제 탐침(11a)의 초기 진동은 저주파에 의한 진동과 외부 환경에 의해 정보 저장 장치에 가해지는 진동의 합이 된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 탐침(11a)의 스캐닝 파의 주기는 정보 비트(21)의 반경 R의 8배인 8R인 것을 알 수 있다. 이와 같은 탐침(11a)의 진동의 주기 및 진폭은 구체적인 정보 저장 매체(10) 및 프로브(11)에 따라 변화시킬 수 있다.
탐침(11a)에 의해 검출되는 신호는 도 2에 나타낸 바와 같이 1의 정보를 지닌 정보 비트 상부를 스캔하는 경우 표시가 된다. 이때, 외부 환경의 영향 등에 의해 하위 열(m3)에 탐침(11a)이 침범하게 된다. 이에 따라 프로브 신호에 침범에 관한 신호(24)가 검출된다. 침범에 관한 신호(24)가 검출되면, 제어부(14)에서는 이에 따른 보상신호가 더해진다. 즉, 침범의 정도에 따라 침범에 관한 신호(24)의 크기가 달라지며, 이를 감안하여 적절한 크기의 보상 신호가 스캐너(13)를 통해 정보 저장 매체(10) 또는 프로브(11)에 가해진다. 도 2의 프로브 신호에서 침범에 관한 신호(24)가 검출된 위치에서 보상 신호가 인가된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이때 부터는 탐침(11a)의 진동(w)(23)은 W0의 크기를 지니는 삼각파와 wc의 크기를 지는 보상 신호의 합이 된다. 이때, 탐침(11a)의 스캔 위치가 정확한지 측정하기 위한 오프 트랙 체크(off-track check)는 스캔 방향에서 기록 및 재생 대상 열(m2)의 상위 열(m1)과 하위 열(m3)의 정보 비트의 위치 임을 알 수 있다. 이와 같은 w c 크기 를 지니는 보상 신호에 의하여, 탐침(11a)의 스캔 위치가 상부로 이동한다.
만일 외부 환경에 의한 탐침(11a)의 스캔 위치가 기록 및 재생 대상 열(m2)의 상부인 경우에도 동일한 과정이 진행된다. 이를 설명하면, m2 열을 스캔하는 탐침(11a)를 통하여 정보 비트(21)에 기록된 정보가 나타난다. 이때, m2열 상부의 m1열의 정보 비트 영역에 탐침이 스캐닝을 하면, 침범 영역의 크기에 관한 정보를 프로브 신호로 부터 알 수 있다. 이에 따라, 제어부(14)에서 침범에 관한 정보에 의해 정보 저장 매체(10) 또는 프로브(11)에 이에 대한 보상 신호를 인가하게 된다. 보상 신호에 의하여 스캐너(13)는 정보 저장 매체(10) 또는 프로브(11)의 진동 위치를 아래쪽으로 내려주게 된다. 이를 정리하면, 먼저 프로브(11) 또는 기록 매체(10)를 진동시키고, 상기 진동에 의한 프로브(11)의 기록 매체(10) 상에서의 경로 오차를 검출하고, 상기 경로 오차에 대응하여 스캐너(13)에서 프로브(11)의 스캔 위치를 보정하게 되는 것이다.
상기한 바와 같은 정보 저장 장치에서 정밀하게 정보를 추종하기 위한 구성을 나타낸 것이 도 3이다. 도 3을 참조하여 도 1의 정보 저장 장치, 특히 제어부(14)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 왼쪽의 서보 영역에 정보가 기록된 영역(21a)의 열 방향으로 프로브의 캔틸레버(11b)에 부착된 탐침(11a)이 스캐닝하며 정보를 재생할 수 있다. 그리고, 오른쪽의 데이터 영역에서도 정보 기록 영역의 열 방향으로 프로브의 캔틸레버(11b)에 부착된 탐침(11a)이 스캐닝하면서 정보를 기록하거나 재생할 수 있다. 정보를 기록 및 재생하기 위하여 스캐닝 신호 발생기 에 의해 스캐너가 정보 저장 매체(10) 또는 프로브(11)를 구동시킨다. 이때, 서보 영역과 데이터 영역에 대한 프로브 사이에는 동일한 변위가 발생한다.
왼쪽의 서보 영역의 정보를 재생(검출)하게 되면, 그 정보의 패턴과 동기화된 신호를 동기화 장치에서 발생시켜 이를 인터럽트 발생기로 전달한다. 이러한 신호에 의해서 오프-트랙 검색기, 진동 신호 발생기 및 기록/재생 제어기의 동작 시점이 제어된다. 즉, 상기 오프-트랙 검색기에서 탐침(11a)이 트랙에서 벗어난 것이 검출되면 보상기에서 저주파 진동 신호의 dc 수준을 변화시켜, 스캐너(13)에 이를 인가한다. 이때, 진동 신호 발생기에서 발생된 신호가 함께 스캐너(13)에 인가되어 탐침(11a)의 진동 범위가 변경되는 것이다. 이에 따라, 데이터 영역을 스캐닝하는 프로브(11)를 통해 기록/재생 제어기에서 데이터 영역에 정보를 기록 및 재생하게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 정보 저장 장치의 정보 추종 방법에 의해 프로브를 정보 저장 매체에 정보를 기록 또는 재생하기 위해 스캐닝시킨 경우에 그 파형을 나타낸 그래프이다. 이를 도 2와 함께 참조하면, 보상 신호가 가해지지 않은 상태에서 탐침(11a)은 외부 환경의 영향으로 m2 열의 정보 비트(21) 상에서 도면 부호 45와 같은 형태로 진동한다. 여기서, 정보 비트(21)의 반경 R을 넘어선 상태로 스캐닝 하는 경우가 있음을 알 수 있다. 즉, 상부의 m1 열의 정보 비트의 위치(41) 및 하부의 m3 열의 정보 비트의 위치(42)를 침범한 경우가 생겼을 알 수 있다. 이에 대해 보상 신호(44)를 더하여 탐침(11a)의 스캐닝 형태를 조정한 경우에는 m2 열의 정 보 비트의 중심에 근접한 위치에서 스캐닝을 할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 정확한 패턴이 필요 없이 정보를 기록하거나 재생하는 프로브의 탐침이 정보 저장 매체의 정보의 위치에서 벗어나는 편차를 연속적으로 검출하여 간단한 보상 알고리즘으로 보상하여, 정보 저장 매체에서 정보를 기록하거나 재생하는 경우 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (6)

  1. 정보를 기록 또는 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체 상을 스캔하며 정보를 검출하는 복수 개의 프로브, 상기 정보 저장 매체 또는 프로브를 구동하는 스캐너 및 상기 스케너에 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법에 있어서,
    (가) 프로브 또는 기록 매체를 진동시키는 단계;
    (나) 상기 프로브에 의해 상기 기록 매체의 정보를 검출하고, 상기 정보 기록 매체의 정보 위치 패턴과 동기화된 신호를 발생시켜, 상기 발생된 신호에 의해 상기 프로브의 경로 오차를 검출하는 단계;
    (다) 검출된 경로 오차에 대응하여 상기 제어부에서 저주파 신호의 dc 수준을 변화시킨 뒤, 상기 프로브 또는 상기 기록매체를 구동하는 스캐너에 인가하여 상기 프로브의 상기 정보 저장 매체 상에서의 스캔닝 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치의 정보 추종 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (가) 단계는,
    상기 제어부에서 발생시킨 저주파에 의해 상기 프로브 또는 상기 기록 매체를 진동시키는 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치의 정보 추종 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 정보가 기록 또는 제거될 수 있는 정보 저장 매체, 상기 정보 저장 매체 상을 스캔하며 정보를 검출하는 복수 개의 프로브, 상기 프로브를 구동하는 스캐너 및 이들을 제어하는 제어부를 포함하는 정보 저장 장치에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 프로브에 의해 검출된 정보 저장 매체의 정보 패턴과 동기화된 신호를 발생시키는 동기화 장치;
    상기 정보 패턴과 동기화된 신호에 의해 상기 프로브의 경로 오차를 검출하는 오프-트랙 검색기;
    상기 오프-트랙 검색기에서 검출된 경로 오차에 대한 보정 값을 상기 스캐너에 전달하는 보상기; 및
    상기 스캐너에 진동 신호를 인가하는 진동 신호 발생기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 정보 패턴과 동기화된 신호를 발생시켜 전달하는 동기화 장치에 연결되며, 상기 진동 신호 발생기 및 경로 오차 검출기의 동작 시점을 제어하는 인터럽트 발생기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.
KR1020030083615A 2003-11-24 2003-11-24 정보 저장 장치 및 그 정보 추종 방법 KR100552698B1 (ko)

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