JP2004508649A

JP2004508649A - 磁気的に案内されるリニアモーターを含む走査装置

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Publication number: JP2004508649A
Application number: JP2002524141A
Authority: JP
Inventors: ラテンステイン　ファン　フォールスト，アンドレ
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2004-03-18
Also published as: US20020021654A1; US6859934B2; KR20020064797A; EP1312081A1; WO2002019324A1; CN1393011A

Abstract

回転可能な情報キャリア（３）、走査ユニット（１３）及びリニアモーター（２９）からなる走査装置。リニアモーターは、ストレートガイド（２７）によって放射状方向でお互いに関して案内される第一部分（３９）及び第二部分（４１）からなる。第一部分は、磁化の互い違いの方向（Ｍ、Ｍ´）を有する磁石のペア（４７、４９）からなる。第二部分は、磁化の方向及びストレートガイドの方向に対して垂直に延在する巻き線（６５、６７）を有するコイルシステム（５１）からなる。制御ユニット（７７）は、もしも巻き線が相対する磁化（Ｍ、Ｍ´）を有する二つの隣接する磁石（４７、４９）間の遷移領域である場合、少なくとも一つの巻き線（６５、６７）において電流（ｉ１、ｉ２、ｉ３）を制御する。巻き線のローレンツ力（Ｆｚ）が産出され、ストレートガイド（２７）に対して垂直であり、第一部分（３９）に関する第二部分（４１）の一つの自由度を固定する。放射状方向（Ｍ、Ｍ´）での自由の度合いがリニアモーター（２９）のローレンツ力（Ｆｘ）によって固定されるため、４段階の自由度だけはストレートガイドによって固定されるべきである。

Description

【０００１】
本発明は、回転軸に対して回転可能で、情報キャリアが移動可能なテーブルを伴って提供されるディスク状の情報キャリアの走査装置であって、走査ユニット及び走査ユニットが放射状方向へテーブルに関して優勢的に移動させることができるリニアモーターを伴い、リニアモーターがストレートガイドの手段によってお互いに関して移動可能で案内された第一及び第二部分を伴って提供され、第一部分がガイドに対して実質的に垂直に向けられた磁化の反対方向を有する磁石のペアを伴って提供され、第二部分が磁化方向及びガイドに対して実質的に垂直に延在する巻き線部分を含む電気コイルシステムを伴って提供され、リニアモーターがコイルシステムにおいて電流を制御するための制御ユニットを伴って提供される。
【０００２】
序章にて言及された種類の走査装置は、出版番号４２５２７のＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅの１９９９年９月にて開示されている。公知の走査装置は、ＣＤ若しくはＤＶＤのような光学上走査可能な情報キャリアの読出し及び／若しくは書き込みのためのプレーヤーである。公知の走査装置の走査ユニットは、レーザー源、対物レンズ及び光検出器を含んでいる。走査において、情報キャリアをサポートするテーブルの回転は回転軸に対して走査され、同時に、放射状方向のリニアモーターの手段による走査ユニットの移動は、走査ユニットが情報キャリア上に存在する螺旋状の情報トラックをたどるようにして起こる。リニアモーターは、三相で方向を転換されたリニアモーターである。リニアモーターの第一部分は、走査装置のフレームに対して安定して、放射状方向と平行に延在して及び放射状方向と垂直な連続する反対方向の磁気を有する永久磁石の列からなる。リニアモーターの第二部分は、走査ユニットが安定されている側に安定され、３つの磁気コイルからなる。フレーム及びリニアモーターの第一部分に関して放射状方向に案内されるリニアモーターの第二部分を伴うスライドの手段によるストレートガイドは、フレームに安定され、放射状方向に平行に延在する二つのラウンドシャフトからなり、上記のシャフトはスライドに提供される二つのガイドブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇｓ）により延在する。操作において、リニアモーターの制御ユニットは、いつ何時でもコイルへの電流の入り込みを可能にし、上記コイルの巻き線部分は磁化方向に対して及び一つのマグネットに正反対に位置するガイドに対して実質的に垂直で延在している。上記の時において、巻き線部分は、磁界ラインが磁化方向に対しておよそ平行に向けられた、関連のある磁石の磁界の部分に位置して、ガイドに対して実質的に平行に延在し、スライドがガイドに添う放射状方向に移動する影響を受ける、上記巻き線部分による電流と磁界間の相互作用が産出されるローレンツ力を引き起こす。操作において、ガイドに対して平行に延在する磁界部におけるローレンツ力が産出できないため、制御ユニットは、巻き線部分であり、磁化方向に対して及びガイドに対して実質的に垂直に延在し、コイルへの電流の入り込みを許容せず、二つの磁石間の遷移領域に位置する。公知の走査装置のリニアモーターの手段による、スライドの比較的大きな加速は操作において達成され、リニアモーターは比較的短いアクセス時間内の二つの異なる放射状位置間で移動されるスライドを可能にする。
【０００３】
既知の走査装置において、フレームに関するスライドの６段階の自由度の５は、ガイドの二つのシャフトの協働によって固定され、ガイドブッシングがスライドに固定される。６番目の自由度、つまり放射状方向でのスライドの位置、はリニアモーターの手段によって固定される。既知の走査装置の欠点は、そこで協働するシャフトとガイドブッシング間の摩擦力の作用に残存する。それらの摩擦力は、スライドの達成可能なアクセス時間及びスライドの力学的挙動に対して、負の影響を有する。
【０００４】
本発明の目的は、既知の走査装置の欠点が可能な限り排除可能な、序章にて言及された種類の走査装置を提供することである。
【０００５】
本発明の目的を達成するために、巻き線部分が磁化の反対方向を有する二つの隣接する磁石間の磁気遷移界磁（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ）に位置する場合、本発明と一致する走査装置が、走査において、制御ユニットが巻き線部分の少なくとも一つに電流を導き、電流を制御することが特徴とされる。上記磁気遷移界磁において、磁界ラインは弧形であり、二つの隣接する磁石間の正反対の境界で、磁石の磁化方向に対して実質的に垂直で延在している。操作において、制御ユニットが、磁化方向に対して及びガイドに対して実質的に垂直で延在する、コイルシステムの少なくとも一つの巻き線部分に電流が入り込むことを許容し、また電流を制御するように、もしも関連する巻き線部分が磁気遷移界磁に位置する場合、磁石の磁界方向に実質的に平行に向けられたローレンツ力が、巻き線部分及び磁気遷移界磁間を通過する電流の相互作用による関連する巻き線部分で産出される。ガイドに対して平行に向けられるローレンツ力、また磁化の方向に対して平行に向けられる、つまりガイドに対して垂直なローレンツ力がリニアモーターの第二部分での方法で産出され、それによってリニアモーターの手段による第一部分に関して固定される第二部分の６段階の自由度の２を可能にする。このようにして、本発明と一致する走査装置のストレートガイドは、第一部分に関する第二部分の６段階の自由度の４のみを固定すべきである。例えば、これは、第一部分に安定された単一のラウンドシャフト、及び第二部分に安定した単一のガイドブッシング若しく二つの比較的近接した間隔のガイドブッシングからなるストレートガイドの手段によって達成できる。この方法において、リニアモーターの二つの部分間の摩擦力は実質的に制限され、結果として、リニアモーターの達成可能なアクセス時間及び力学的挙動は、実質的に改良される。加えて、摩擦力によって引き起こされるリニアモーターの出力の損失は、実質的に制限される。リニアモーターのストレートガイドが実質的に簡素化されるように、本発明と一致する走査装置の構成はまた、実質的に簡素化される。
【０００６】
本発明と一致する走査装置の特異的な実施態様は、単一のラウンドシャフト及び上記シャフトの周辺に提供された少なくとも一つのブッシングからなるガイドが特徴とされる。上記の特異的な実施態様において、ストレートガイドは第一部分に関して固定されたシャフトに垂直で延在する第二部分の自由な二つの相互に垂直な線形度合い及びシャフトに垂直で延在する二つの相互に垂直な回転軸に関する第一部分に関して固定された第二部分の回転の二段階の自由度を引き起こす。リニアモーターは、シャフトに平行に延在している自由な線形度合いである、固定された第一部分に関する第二部分の自由な線形度合いを引き起こし、及び固定されたシャフトと一致する回転軸に対する第一部分に関する第二部分の回転の自由な度合いを引き起こす。
【０００７】
本発明と一致する走査装置のさらなる実施態様は、リニアモーターが磁化方向に対して平行方向でのリニアモーターの二つの部分の相互部分を測定するためのセンサーからなり、制御ユニットが二つの部分の測定された相互位置に対応する信号である、センサーによって供給される信号の手段による二つの部分の所望の相互部分を調節するための制御ループからなることを特徴とされる。上記センサー及び制御ループの使用は、磁化方向に対して平行方向で正確に調節されたリニアモーターの二つの部分の所望の相互位置を可能にし、上記所望の位置は正確に維持される。
【０００８】
本発明と一致する走査装置のさらに別の実施態様は、制御ユニットがシャフトに対する二つの部分の相互の勾配を決定するリニアモーターの二つの部分の測定された相互の位置を使用し、一方で制御ループがシャフトに対する二つの部分の所望の相互の勾配を調節する測定された勾配を使用することを特徴とされる。この方法において、上記勾配、つまり上記シャフトに対するリニアモーターの第一部分に関する第二部分の回転の自由な度合いは正確に調節され、維持される。加えて、制御ループは、放射状方向に対して平行に向けられる勾配軸に対する走査ユニットに関する情報キャリアの所望でない局所的な勾配を排除するように使用される。要するに、制御ループは、さらなるセンサーの手段によって測定された局所的勾配である、走査ユニットに関する情報キャリアの局所的勾配に対応する、リニアモーターの二つの部分の所望の相互勾配を調節する。
【０００９】
本発明と一致する走査装置の特異的な実施態様は、各コイルが磁化方向に対して実質的に垂直及びガイドに対して垂直に延在する巻き線部分を有する二つの部分、各コイルの二つの部分間に存在する磁化の反対方向を有する二つの隣接する磁石間のピッチに対応するピッチ、及び３つのコイルのコイルの各ペア間に存在する二つの磁石間のピッチに対して実質的に２／３若しくは４／３倍等しいピッチを含む、少なくとも３つの電気コイルからなるコイルシステムであることを特徴とされる。第一部分に関する第二部分の各位置において、上記コイルシステムの３つのコイルのうち２つの巻き線部分が、磁界ラインが磁化方向に実質的に平行に向けられる、磁界の部分に位置して、３つのコイルのうちの１つの巻き線部分が、磁化方向に対して実質的に垂直に向けられた磁界ラインを有する磁気遷移界磁に位置している。このようにして、第一部分に関する第二部分の各位置において、３つのコイルのうちの２つがストレートガイドに対して平行に方向づけされる駆動力を産出するために利用可能で、３つのコイルのうちの１つが磁化方向に対して平行に向けられる案内力を産出するために利用可能である。それの美徳によって、駆動力及び案内力は、第二部分が第一部分に関して移動する場合において連続的に利用可能であり、３つのコイルを通過する電流の適切な制御のサポートを伴い、均一な連続する駆動力及び案内力が利用可能である。
【００１０】
本発明と一致する走査装置のさらなる実施態様は、センサーが、各々が磁石及び近隣に存在する３つのコイルのそれぞれ１つから由来する磁界の強さを測定する、３つのホールセンサー（Ｈａｌｌ　ｓｅｎｓｏｒ）からなることを特徴とされる。３つのホールセンサーの使用により、磁化方向に対して平行方向での第一部分に関する第二部分の位置と同様に、ストレートガイドに対して平行方向の第一部分に関する第二部分の位置の正確な測定が可能である。
【００１１】
本発明と一致する走査装置のまた別の実施態様は、リニアモーターの第一部分が、ガイドに対して実質的に平行で延在する永久磁石の二つの列を伴って提供され、上記永久磁石間のピッチは実質的に一定で、各列の隣接する磁石の各ペアが磁化と反する方向を有し、配置されている２つの列が、お互いにある距離で、磁化の方向と平行な方向に見られ、及び二つの列の反対で配置された磁石の各ペアが磁化と等しい方向を有し、並びに２つの列の間で別の列より１つの列に接近して位置している、磁化の方向と平行な方向に見られる、コイルシステムの巻き線部分を伴って提供されることを特徴とされる。永久磁石の上記二つの列の使用によって、非常に強力な磁界が二つの列間に提供されて、非常に強いローレンツ力がコイルシステムに及ぼされる。コイルシステムの上記巻き線部分が別の列より１つの列に接近して位置しているように、コイルシステムが、遷移界磁において、磁化方向に対して平行に延在する必要なローレンツ力が産出することができる、最も近接の隣接する磁石間に存在する遷移界磁である、弧状磁界ラインを有する磁気遷移界磁で部分的に位置している。
【００１２】
本発明の上記及び別の態様は明らかにされて、これより後に記載の実施態様に関して説明されるであろう。
【００１３】
図１は、ターンテーブル３と実質的に垂直に延在する回転軸７に対して、電気モーター５の手段により回転可能なターンテーブル３が提供されている、本発明と一致する走査装置１を図解で示している。モーター５は、走査装置１のフレーム９に安定している。実施例で示されているＣＤ若しくはＤＶＤのような光学上走査可能な情報キャリアである、ディスク状の情報キャリア１１は、ターンテーブル３に位置している。走査装置１は、情報キャリア１１を走査する、つまり情報キャリア１１に存在する情報の読出し及び／若しくは情報キャリア１１への情報の書き込むための走査ユニット１３からなる。この目的のために、走査ユニット１３は、フレーム９に安定している、レーザー源１５、光検出器１７、及びレーザービームスプリッター１９からなる。走査ユニット１３は、スライド２５に安定している、鏡２１及び対物レンズ２３をさらに含んでいる。スライド２５は、回転軸７に関して放射状に向けられたＸ方向でストレートガイド２７の手段により移動可能で案内され、上記スライドはリニアモーター２９の手段により、Ｘ方向及び反対のＸ´方向に移動可能である。操作において、レーザー源１５は、Ｘ方向に対して平行及び回転軸７に関して放射状で延在するレーザービームの径路３３に添って、レーザービームスプリッター１９を介して延在する、レーザービーム３１を産出する。レーザービーム３１は、鏡２１によってそらされて、対物レンズ２３により情報キャリア１１に存在する情報層３７の走査スポット３５に集中される。レーザービーム３１は、情報層３７によって反射されて、検出器１７に対物レンズ２３、鏡２１、放射状のレーザービーム径路３３及びレーザービームスプリッター１９を介して案内される。回転軸７に対するモーター５による情報キャリア１１をサポートするターンテーブル３の回転、及び同時に、Ｘ方向でリニアモーター２９による対物レンズ２３を伴うスライド２５の移動は、走査スポット３５が情報層３７に存在する螺旋状の情報トラックをたどり、連続するレーザービーム３１の手段によって、情報トラックに存在する情報が検出器１７によって検出でき、及び／若しくは修正されたレーザービーム３１の手段によって情報トラックに情報が書き込まれることができるように実行される。
【００１４】
示されている実施例において、リニアモーター２９は、フレーム９に安定された第一部分及びスライド２５に安定された第二部分４１からなる三相に方向を変更されたリニアモーターであり、したがって、ストレートガイド２７の手段によってＸ方向での第一部分３９に関して移動可能で案内される。図２及び図３に示されるように、リニアモーター２９の第一部分３９は、Ｘ方向に対して実質的に平行に延在する永久磁石４７、４９の二つの列からなり、Ｚ方向に対して平行に見られる列４３、４５である、実質的に一定である永久磁石間のピッチｐ_ＭはＸ方向に対して垂直及び回転軸７に対して平行で延在しており、ある間隔が空くように配置された。二つの列４３、４５の磁石４７、４９は、連続する、Ｚ方向に対して平行に延在する磁化方向Ｍ及び磁化の反対方向Ｍ´を有し、両列４３、４５は、Ｘ方向に対して実質的に垂直で延在する磁化の反対方向Ｍ、Ｍ´を有する磁石４７、４９のペアを含む。図３に示されるように、磁石４７、４９は、磁化の同等の方向Ｍ、Ｍ´を有する磁石４７、４９がお互いに真反対で、Ｚ方向に対して平行な方向で見られるように配置された。図３及び図４に示されているように、リニアモーター２９の第二部分４１は、Ｚ方向に対して平行な方向で見られる第一電気コイル５３、第二電気コイル５５及び第三電気コイル５７を含む電気コイルシステム５１からなり、永久磁石４７、４９の二つの列４３、４５間に配置された。３つのコイル５３、５５、５７は、スライド２５に安定されたコイルホルダー５９に配置された。図４に示されているように、３つのコイル５３、５５、５７は、実質的に長方形の巻き線からなり、コイルの各々は、Ｘ方向で見られる第一部分６１及びピッチｐＣＰに配置された第二部分６３を含み、上記の部分は、それぞれが、Ｘ方向に対して垂直に向けられたＹ方向に対して実質的に平行で延在し、及びＺ方向に対して垂直である、巻き線部分６５及び巻き線部分６７を有する。各コイル５３、５５、５７の第一部分６１及び第二部分６３は、Ｘ方向に対して実質的に平行で延在する巻き線部分を有する二つの側部分６９、７１の手段によってお互いに接続される。示されている実施例において、ピッチｐＣＰは、磁石４７、４９間のピッチｐ_Ｍと実質的に等しい。ピッチｐ_Ｃは、実施例で示されているように、磁石４７、４９間のピッチｐ_Ｍの２／３倍と実質的に等しいピッチである、第一コイル５３及び第二コイル５５間、及び第二コイル５５及び第三コイル５７間に存在する。このようにして、第一コイル５３及び第三コイル５７間に、磁石４７、４９間のピッチｐ_Ｍの４／３倍と実質的に等しいピッチｐ´_Ｃが存在する。図３に示されているように、Ｚ方向に対して平行な方向で見られる、３つのコイル５３、５５、５７の第一部分６１及び第二部分６３は、永久磁石４７、４９の二つの列４３、４５間の実質的に等しい位置で配置され、第一部分６１及び第二部分６３は列の別の列、つまり実施例で示されている列４５よりも列の１つ、つまり実施例で示されている列４３と近接するように位置されている。二つの列４３、４５間の第一部分６１及び第二部分６３のそれらの等しい位置に関してもたらすために、図２及び図３で示されている、第一コイル５３及び第三コイル５７の二つの側部分６９、７１は列４３に向けて曲げられて、必要な重なり合いは、第二コイル５５の側部分６９、７１及び第一コイル５３及び第三コイル５７の側部分６９、７１間である。
【００１５】
図１及び図２に示されているように、ストレートガイド２７は、フレーム９に安定され、Ｘ方向に実質的に平行に延在する単一のラウンドシャフト７３だけからなり、ガイドブッシング７５はシャフト７３の周辺で実質的にクリアランスなしで提供され、スライド２５に収容されている。単一のラウンドシャフト７３及びガイドブッシング７５間での協働の結果として、第一部分３９に関するリニアモーター２９の第二部分４１の６段階の自由度の下記の自由な度合いは固定される：それらは、Ｚ方向に対して平行に方向づけられた自由な線形度合い、Ｙ方向に対して平行に延在する回転軸に関する回転の自由な度合い、及びＺ方向に対して平行に延在する回転軸に関する回転の自由な度合いである。Ｘ方向に対して平行に向けられた自由な線形度合い及びラウンドシャフト７３に関する回転の自由な度合いと呼ばれる、第一部分３９に関する第二部分４１の残存する自由な二つの度合いは、下記により詳細に記載されるであろう方法におけるリニアモーター２９により固定される。リニアモーター２９が第二部分４１の６段階の自由度の２を固定するように、したがって、ストレートガイド２７のみが第二部分４１の６段階の自由度の４を固定すべきであり、実施例で示されたストレートガイド２７が一つのシャフト７３及び一つのガイドブッシング７５からなるべき結果として、ストレートガイド２７及び第二部分４１間の摩擦力は実質的に制限される。単一のガイドブッシング７５に代わって、Ｘ方向に対して平行方向に見られる、二つの間隔が空いている比較的短いガイドブッシングを採用することが代替的に可能であることが注意することである。上記の二つのガイドブッシングとシャフト７３間の全体の摩擦力は、しかしながら、上記の単一のガイドブッシング７５及びシャフト７３間の全体の摩擦力に相当するであろう。ストレートガイド２７と第二部分４１間の摩擦力が比較的小さいように、リニアモーター２９の第一部分３９と第二部分４１間の機械的接触が存在しないため、リニアモーター２９の加速力は、上記の摩擦力により制限された度合いだけに対して打ち消される。結果として、二つの放射状の位置間でスライド２５を移動するリニアモーター２９によって必要とされるアクセス時間は実質的に縮減され、加えて、リニアモーター２９の力学的挙動はかなり改善される。
【００１６】
第一部分３９に関するリニアモーター２９の第二部分４１の自由な二つの度合いは、下記の方法のリニアモーター２９により固定される。リニアモーター２９は、図４にて図解で示される、第一コイル５３での電流ｉ_１、第二コイル５５での電流ｉ_２、及び第三コイル５７での電流ｉ_３を制御するための制御ユニット７７を伴って提供される。リニアモーター２９は、さらに、本来から周知である種類で慣習的に使用され、制御ユニット７７と協働する、第一のホールセンサー７９、第二のホールセンサー８１及び第三のホールセンサー８３からなる。図３及び図４に示されるように、第一ホールセンサー７９は、磁界の強度を測定する第一コイル５３の第一部分６１及び第二部分６３間に配置され、磁石４７、４９の磁界の第一コイル５３の近くに存在する。第二ホールセンサー８１及び第三ホールセンサー８３は、磁界の強度を測定する相当の方法で配置され、上記磁界の第二コイル５５及び第三コイル５７のそれぞれ近くに存在する。図４にて示されるように、３つのホールセンサー７９、８１、８３は、操作において、第一ホールセンサー７９、第二ホールセンサー８１、及び第三ホールセンサー８３のそれぞれによって測定された磁界の強度に対応する、第一出力信号Ｕ_Ｈ１、第二出力信号Ｕ_Ｈ２、及び第三出力信号Ｕ_Ｈ３をそれぞれ産出する。出力信号Ｕ_Ｈ１、_Ｈ２、_Ｈ３は、制御ユニット７７の第一プロセッサー８５の入力信号を形成して、そこにおいて、列４３及び４５並びにＸ位置及びＺ位置間に存在する磁界の強度間の機械的関係若しくは板状の関係のような関係が保存される。上記の関係により、また第一のプロセッサー８５に保存されたコイルシステム５１の幾何学に基づくデータによって、第一プロセッサー８５は、本来周知であり一般的に使用される方法における出力信号Ｕ_Ｈ１、_Ｈ２、_Ｈ３からの３つのコイル５３、５５、５７のＸ位置及びＺ位置を決定する。第一プロセッサー８５は、上記に記載のように決定された３つのコイル５３、５５、５７のＸ位置に対応する、出力信号ｕ_Ｘを供給し、及び上記に記載のように決定された３つのコイル５３、５５、５７のＺ位置に対応する、出力信号ｕ_Ｚを供給する。制御ユニット７７は、さらに、出力信号ｕ_Ｘ及びｕ_Ｚを、３つのコイルの５３、５５、５７の所望のＸ位置及び所望のＺ位置にそれぞれ対応する信号ｕ_Ｘ０及びｕ_Ｚ０とそれぞれ比較する第一コンパレーター８７及び第二コンパレーター８９からなる。信号ｕ_Ｘ０は、簡素化のために図１には示されていない制御要素で、リニアモーター２９とは別に、ターンテーブル３のモーター５を制御する、走査装置１の制御要素によって直接供給される。信号ｕ_Ｘ０は、シャフト７３に対する第一部分３９に関する第二部分の所望の角度αに対応する信号である、上記の制御要素によって供給される信号ｕ_α０からの列４３及び４５間の３つのコイル５３、５５、５７の所望のＺ位置を決定する、制御ユニット７７の第二プロセッサー９１によって供給される。コンパレーター８７及び８９は、所望のＸ位置と測定されたＸ位置間の差異及び所望のＺ位置と測定されたＺ位置間の差異にそれぞれ対応する出力信号ｕ_ｄＸ及び出力信号ｕ_ｄＺをそれぞれ供給する。出力信号ｕ_ｄＸ及びｕ_ｄＺは、制御ユニット７７の第三のプロセッサー９３の入力信号を形成する。第三のプロセッサー９３は、制御ユニット７７が所望の電流_{ｉ１、ｉ２、ｉ３}をそれぞれ産出する３つの増幅器９５、９７、及び９９を制御する、出力信号ｕ_ｉ１、ｕ_ｉ２、ｕ_ｉ３の手段による、第一コイル５３を通過する所望の電流ｉ_１、第二コイル５５を通過する所望の電流ｉ_２、及び第三コイル５７を通過する所望の電流ｉ_３にそれぞれ対応する出力信号ｕ_ｉ１、ｕ_ｉ２、ｕ_ｉ３を産出する。
【００１７】
第三のプロセッサー９３は、３つのコイル５３、５５、５７での電流_{ｉ１、ｉ２、ｉ３}と磁石４７、４９の磁界間の相互作用の結果としての、測定されたＸ位置及びＺ位置が所望のＸ位置及びＺ位置と等しくなるような方法である、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ平行に向けられて、ローレンツ力Ｆ_Ｘ及びローレンツ力Ｆ_Ｚが産出されるような方法で３つの出力信号ｕ_ｉ１、ｕ_ｉ２、ｕ_ｉ３を決定して、リニアモーター２９の第二部分４１は、第一部分３９に関して、所望のＸ位置及び角度αを占有する。力Ｆ_Ｘを産出するために、制御ユニット７７は、主として電流を、各々が磁石４７、４９の一つにおよそ正反対で位置する、Ｚ方向に対して平行方向に見られる、第一部分６１及び第二部分６３のコイルシステム５１のコイルに入り込むことを許容する。第三のプロセッサー９３は、いつ何時でも、信号ｕＸから存在するコイルを決定する。図３に示された位置において、それらのコイルが第二コイル５５及び第三コイル５７であることが決定される。示されている位置において、Ｚ方向に対して平行方向で見られる、コイル５５及び５７の第一部分６１及び第二部分６３は、各々が磁石４７、４９の一つに対しておよそ正反対に位置しているように、図３にて図解で示されているように磁界ラインである磁石４７、４９の磁界の部分に位置している上記部分６１及び６３はＺ方向に対して実質的におよそ平行に向けられる。コイル５５、５７のＹ方向に平行で向けられた巻き線部分６５、６７での磁界の上記部分と電流ｉ_２及びｉ_３間の相互作用の結果として、ローレンツ力Ｆ_Ｘは、ローレンツ力がＸ方向に対して実質的に平行で優勢に向けられる、上記巻き線部分６５、６７に用いられている。力Ｆ_Ｚを産出するために、制御ユニット７７は、磁化の反対方向Ｍ、Ｍ´をそれぞれ有する二つの隣接する磁石４７、４９間の境界領域にて位置し、Ｘ方向に対して平行な方向に見える、第一部分６１及び第二部分６３のコイルシステム５１のコイルに電流を優勢的に入り込むことを許容する。これが適用されるコイルは、信号ｕ_Ｘにより、いつ何時でも、第三プロセッサー９３で決定される。図３における位置において、これが適用されるコイルは第一コイル５３である。示されている場所において、Ｘ方向に対して平行な位置で見える、コイル５３の第一部分６１及び第二部分６３は、二つの磁石４７、４９間の境界領域にお互い位置するように、上記部分６１、６３は、列４５よりも列４３に近接し、第一コイル５３の上記部分６１、６３は、列４３の二つの隣接する磁石４７、４９間の磁気遷移界磁に各々が位置される。上記遷移界磁において、図３に図解で示されるような磁界ラインは、およそ弧状で、磁界ラインはＸ方向に対して優勢的に実質的に平行な方向における二つの隣接する磁石４７、４９間の境界で正反対に延在する。巻き線部分６５、６７での磁気遷移界磁の上記部分と電流ｉ_１間の相互作用の結果のように、Ｚ方向に対して実質的に平行で延在する圧倒的なローレンツ力Ｆ_Ｚは、上記巻き線部分６５、６７に用いられる。ローレンツ力Ｆ_Ｘ及びＦ_Ｚの手段によって、リニアモーターの第二部分４１の上記の自由な２つの度合いは、リニアモーター２９により第一部分３９に関して、このように固定される。３つのホールセンサー７９、８１、８３及び制御ユニット７７とホールセンサー７９、８１、８３によって形成される制御ループを用いることによって、リニアモーター２９の二つの部分３９、４１の所望の相互のＸ位置及び角度αを非常に正確に調節し維持することが可能である。
【００１８】
走査装置１の上記に記載の実施例において、角度αの一定値、つまりシャフト７３に対してお互いに関するリニアモーター２９の第一部分３９及び第二部分４１の勾配は、リニアモーター２９によって維持される。しかしながら、リニアモーター２９がまた上記角度αを活発に制御するために使用可能であり、故に、走査ユニット１３の対物レンズ２３に関する情報キャリア１１の所望でない局地的な勾配を排除する。本発明と一致する走査装置のかかる代替的な実施態様において、例えば、走査ユニット１３は、対物レンズ２３に関する情報キャリア１１の局所的な勾配を測定するための、本来既知で一般的に使用される、光センサーからなる。例えば、情報キャリア１１の情報層３７が完全に平坦でなかったり、若しくはテーブル３が回転軸７に関して完全に垂直でない場合には、かかる局所的な勾配は発達することができる。上記光センサーは、測定された局所的な勾配に対応して、走査装置の上記制御要素に供給される、出力信号を産出する。制御要素は、リニアモーター２９の二つの部分３９、４１間の勾配αを決定し、上記勾配は、所望でない局所的な勾配において償うために必要であり、リニアモーター２９の制御ユニット７７に信号ｕ_α０を供給し、上記信号はこのようにして制御要素により決定された勾配αに対応する。
【００１９】
コイルシステム５１が３つのコイル５３、５５、５７、磁石４７、４９間のピッチｐＭの２／３若しくは４／３倍であるコイル５３、５５、５７間のピッチｐＣ、及び第一部分３９に関する第二部分４１の各位置における、磁石４７、４９間のピッチｐＭと等しい相互のピッチｐＣＰを有する各コイル５３、５５、５７の二つの部分からなるように、３つのコイル５３、５５、５７の二つは、Ｘ方向に対して実質的に平行に向けられる、ローレンツ力を産出するために利用可能で、３つのコイル５３、５５、５７の一つの各位置において、Ｚ方向に対して実質的に平行に向けられるローレンツ力を産出するために利用可能である。図３に示される位置において、磁界ラインが実際に第二コイル５５及び第三コイル５７の位置でのＸ方向の小さい構成要素を有するように、ローレンツ力Ｆ_Ｘに加えて、Ｚ方向に対して平行な小さいローレンツ力はまた、電流ｉ_２、ｉ_３及び磁界間の相互作用によって産出される。同様な理由のために、ローレンツ力Ｆ_Ｚとは別に、Ｘ方向に対して平行な小さいローレンツ力はまた、電流ｉ_１及び磁界間の相互作用によって産出される。第一部分３９に関する第二部分４１の各々の位置において、Ｘ方向に対して平行な方向で見られる結果として、Ｘ方向に対して平行に延在するローレンツ力が産出可能で、及びＺ方向に対して平行に延在するローレンツ力が産出可能であり、リニアモーター２９はＸ方向に対して平行な方向の第二部分４１の均一で連続する駆動及びＺ方向に対して平行方向の第二部分４１の案内を可能にする。しかしながら、本発明はまた、リニアモーターのコイルシステムが異なって構築された、走査装置の実施態様を含むことを注意する。各実施態様において、しかしながら、コイルシステムは、磁石の磁化方向に対して実質的に垂直及びストレートガイドに対して垂直に向けられる巻き線部分、上記巻き線部分への電流を認可し、もしも上記巻き線部分が磁化の反対方向を有する二つの磁石間の磁気遷移界磁に位置する場合、電流を制御する制御ユニットを含まなければならない。
【００２０】
本発明はまた、リニアモーターの第一部分が異なって構築される、走査装置の実施態様を含むことをさらに注意する。例えば、かかるモーターの実施例は、リニアモーターの第一部分が磁化の互い違いに反対方向を有する永久磁石の唯一の単一の列を含み、コイルシステムとは直接反対のＺ方向で見られて磁石が配置されるリニアモーターである。かかるモーターの別の代替的な実施態様は、リニアモーターの第一部分が磁化の互い違いな反対方向を有する永久磁石の単一の列を含み、コイルシステムに隣接して、Ｙ方向で見られて、磁石が配置される、リニアモーターである。かかる代替的な実施態様において、Ｚ方向で見られる、各々の磁石がＹ方向に対して平行に延在している個々の結合プレートのペア間に供給されて、Ｚ方向に対して平行方向で見られる、コイルシステムは結合プレートの連続するペア間で配置される。各永久磁石の磁界は、結合プレートの関連のあるペアによる結合プレート間のスリットにガイドされ、結果として、図３に示される磁界と匹敵する磁界は、コイルシステムの位置で発達する。加えて、本発明はまた、第二部分が、走査装置のフレームに固定された位置での電気コイルシステムを伴って安定され、第一部分が第二部分に関する永久磁石を伴って移動可能で案内される、実施態様を含む。かかる代替的な実施態様において、例えば、第二部分はＸ方向に対して平行に延在する電気コイルの列からなり、一方で第一部分は磁化の反対方向を有する制限された数の磁石のペアからなる。
【００２１】
本発明と一致する走査装置１の上記に記載の実施例は、光学的に走査可能な情報キャリア１１を走査するために適切に使用可能である。かかる目的において、走査装置１は、光走査ユニット１３からなる。本発明がまた、違う種類、例えば、磁気光学情報キャリア若しくは磁気情報キャリアのような、情報キャリアを走査するために適切に使用可能な走査装置からなることを注意する。
【００２２】
最後に、本発明と一致する走査装置において、リニアモーター２９の二つの部分３９、４１の相互の位置はまた、異なる種類のセンサーの手段によって測定可能であることを注意する。例えば、上記の異なる種類のセンサーは、光センサー若しくは誘導性センサーであるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明と一致する走査装置を図解で示している。
【図２】
図１を線ＩＩ−ＩＩで切断した走査装置の図解的な断面図である。
【図３】
図２を線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した走査装置のリニアモーターの図解的な断面図である。
【図４】
図３で示したリニアモーターの電気コイルシステム及び制御ユニットを図解で示している。

Claims

ディスク状の情報キャリアを走査するための走査装置であって、前記走査装置は、回転軸に対して回転可能なテーブルである、該テーブル上に情報キャリアが設置可能なテーブル、走査ユニット、及び該走査ユニットが放射状方向に優勢的な前記テーブルに関して移動可能である手段によるリニアモーターを伴って提供され、該リニアモーターは、ストレートガイドの手段によりお互いに関して移動可能で案内される第一及び第二部分を伴って提供され、前記リニアモーターにおいて、該第一部分は前記ガイドに対して実質的に垂直に向けられる磁化の反対方向を有する磁石のペアを伴って提供され、該第二部分は磁化の方向に対して実質的に垂直及び前記ガイドの方向に対して垂直で延在する巻き線部分からなる電気コイルシステムを伴って提供され、前記リニアモーターは該コイルシステムでの電流を制御するための制御ユニットを伴って提供され、操作において、前記巻き線部分が磁化の反対方向を有する二つの隣接する磁石間の磁気遷移界磁に位置する場合に、前記制御ユニットが少なくとも一つの前記巻き線部分への電流を認可し、該電流を制御することを特徴とする走査装置。
前記ガイドが、単一のラウンドシャフト及び該シャフトの周辺に提供される少なくとも一つのブッシングからなることを特徴とする、請求項１に記載の走査装置。
前記リニアモーターが、磁化の方向に対して平行方向での該リニアモーターの前記二つの部分の相互の位置を測定するためのセンサーからなり、前記制御ユニットが、該センサーにより供給される信号の手段によって前記二つの部分の所望の相互の位置を調整するための制御ループからなり、前記信号が前記二つの部分の測定された相互の位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
前記制御ユニットが、前記シャフトに対する前記二つの部分の相互の勾配を決定するために前記リニアモーターの前記二つの部分の測定された相互の位置を使用して、一方で前記制御ループが、前記シャフトに対する前記二つの部分の所望の相互の勾配を調整するために前記測定された勾配を使用することを特徴とする請求項２及び３に記載の走査装置。
前記コイルシステムは、コイルの各々が磁化の方向に対して実質的に垂直及び前記ガイドに対して垂直で延在している巻き線部分を有する二つの部分を含有する少なくとも３つの電気コイルと、前記各コイルの二つの部分間に存在する磁化の反対方向を有する二つの隣接する磁石間のピッチに実質的に対応するピッチと、及び前記３つのコイルのコイルの各ペア間に存在する前期二つの磁石間の前期ピッチと２／３若しくは４／３倍実質的に等しいピッチからなることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
前記センサーが、３つのホールセンサーからなり、該ホールセンサーの各々が前記磁石から由来する磁界の強さを測定し、前記３つのコイルのうちの１つにそれぞれ近接して存在することを特徴とする請求項３及び５に記載の走査装置。
前記リニアモーターの前記第一部分が、前記ガイドに対して実質的に平行で延在する永久磁石の二つの列であって、前記永久磁石間の前記ピッチは実質的に一定で、各列の隣接する磁石の各ペアは磁化の反対方向を有し、前記二つの列はお互いにある距離離れて、前記磁化の方向に対して平行方向に見られ配置され、及び前記二つの列の反対に配置された磁石の各ペアが磁化の同等な方向を有することを特徴とする前記永久磁石の二つの列を伴って提供され、並びに別の列よりも一つの列に近接するように前記二つの列間に位置し、前記磁化方向に対して平行な方向に見られる、前記コイルシステムの前記巻き線部分も伴って提供されることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。