JP2008544438A - ４線３次元アクチュエータの高性能操縦 - Google Patents

Abstract

光学ピックアップユニットで用いるアクチュエータシステムが開示される。このシステムは、複数個のアクチュエータドライバ３０１，３０５，３０９であって、各アクチュエータドライバが別個のアクチュエータコイル３１３，３１５，３１７の第１の端に接続され、このアクチュエータコイルの各々の第２の端が互いに結ばれて共通端が形成され、上記のアクチュエータドライバがそれぞれ供給電圧Ｖｃｃおよび接地に接続される複数個のアクチュエータドライバを備える。アクチュエータコイルの共通端に印加される電圧を変化させるため、可変電圧源３１９がアクチュエータコイルの共通端に接続される。フィードバックユニット３０３，３０７，３１１が複数のアクチュエータドライバの各々に接続される。各々のフィードバックユニットが、アクチュエータコイルの第２の端に供給される現在の電圧を測定し、アクチュエータコイルの第１の端に印加される電圧をアクチュエータドライバにより補償する。

Description

本発明は、主に光ディスクプレーヤの分野に関する。詳細には、本発明は、光ディスクプレーヤのアクチュエータの操縦に関し、より詳細には、４線３次元アクチュエータ（four wire 3D actuator）の動的電圧振幅を増加することに関する。

ＣＤ（コンパクトディスク）およびＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）などの読み取り専用光学ディスク、ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスクレコーダブル）、ＣＲ−ＲＷ（コンパクトディスクリライタブル）およびＤＶＤ＋ＲＷ（ディジタルバーサタイルディスクリライタブル）などの書き込み可能な光学ディスクを始めとする種々のフォーマットの光学記録媒体が知られている。これらの光学記録媒体メディアは、光学走査デバイスの読み取りヘッドまたは光学ピックアップユニットにより、書き込みをし、かつ／または読み取りをすることができる。光学ピックアップユニットは、光学ディスクのトラックを横切って半径方向に走査されるリニアベアリングに搭載される。読み取りヘッドは、他の要素とともに、焦点合わせ用、半径方向用、および傾斜用のアクチュエータを備える。

光学走査デバイスは、光学ディスクに向けられるレーザなどの光源を備える。光学ディスクから情報を検出し読み取ることに加えて、光学ピックユニットは、例えば焦点エラー、半径方向エラーおよびトラッキングエラーなどの種々のエラー信号をも検出する。これらのエラー信号は、光学走査デバイスによって使用され、走査手順の種々の側面を調整してこれらのエラーを低減するのを補助する。例えば、焦点エラー信号は、焦点アクチュエータがどの程度操縦されてレーザ光の焦点を改善するかを決定するために使用される。

読み取りヘッドのアクチュエータは、典型的には、４線３次元（３Ｄ）アクチュエータまたは６線３Ｄアクチュエータとして実装される。４線３Ｄアクチュエータ１００が図１に図示されている。アクチュエータ１００は、傾斜コイル１０２、焦点コイル１０４、及び半径コイル１０６を備える。

傾斜機能は、２つの半径コイル又は２つの焦点コイルの組み合わせによっても実現される。これらの場合、それでも３つのコイルが必要である。各アクチュエータコイルは、供給電圧Ｖｃｃと接地に接続されている。各アクチュエータコイルは、正の出力端子と負の出力端子をも有している。これにより、各アクチュエータは、読み取りヘッドを２方向に駆動または移動することができる。また、傾斜アクチュエータ１０２は、正負の端子のいずれかを介してコイル１０８の第１の端に接続されている。焦点アクチュエータ１０４は、正負の端子のいずれかを介してコイル１１０の第１の端に接続されている。半径アクチュエータ１０６は、正負の端子のいずれかを介してコイル１１２の第１の端に接続されている。コイル１０８、１１０、１１２の第２の端は、互いに接続されて、Ｖｃｃの半分に結ばれている。

動作において、各アクチュエータ１０２、１０４、１０６は、各アクチュエータの正または負の端子が各コイル１０８、１１０、１１２に接続されているか否かに依存して、２つの方向のうちの一つに読み取りヘッドを駆動することができる。これらのコイルに使用され得る電圧振幅は、しかし、Ｖｃｃの半分に制限される。これは、アクチュエータによる読み取りヘッドの加速および減速が、Ｖｃｃが印加される場合に生成されるものに制限されることを意味する。この問題を解消する方法の一つに、コイルの抵抗を低くすることがあるが、これは、コイルの製造および寿命に種々の問題を引き起こす。実際、これは、速度が、アクチュエータ／ドライバの電圧振幅によって、ひどくアンバランスなディスクに制限されることを意味する。この制限された電圧振幅は、ディスクジャンプや層ジャンプを行う場合の半径アクチュエータに最も否定的な効果を与える。

したがって、光学ピックアップユニットの性能を失うことなく、４線３Ｄアクチュエータにおける例えば動的な電圧振幅を増加する有利な方法および装置が必要である。

したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によるアクチュエータにおける動的な電圧振幅を増加するシステム、方法、および、コンピュータ可読媒体を提供することにより、この技術分野の上記の欠陥や不利益の１または２以上を単独に又は組み合わせて、好適に軽減し、緩和し、削除することに努め、少なくとも上述の問題点を少なくとも部分的に解決する。本発明は、複数のアクチュエータドライバからアクチュエータコイルの他端に印加される信号を補償するとともに、複数のアクチュエータコイルの共通端に印加される電圧を変化させるという見識に基づく。

本発明の一の側面によれば、アクチュエータシステムが開示される。このアクチュエータシステムは、複数個のアクチュエータドライバであって、各アクチュエータドライバが別個のアクチュエータコイルの第１の端に接続され、このアクチュエータコイルの各々の第２の端が互いに結ばれて共通端が形成され、上記のアクチュエータドライバがそれぞれ供給電圧および接地に接続される複数個のアクチュエータドライバと、アクチュエータコイルの共通端に接続され、当該アクチュエータコイルの共通端に印加される電圧を変化させるための可変電圧源と、複数のアクチュエータドライバの各々に接続されるフィードバックユニットであって、各々がアクチュエータコイルの第２の端に印加される現在の電圧を測定し、アクチュエータコイルの第１の端に印加される電圧をアクチュエータドライバにより補償するフィードバックユニットと、を備える。

本発明の別の側面によれば、複数個のアクチュエータドライバであって、各アクチュエータドライバが別個のアクチュエータコイルの第１の端に接続され、このアクチュエータコイルの各々の第２の端が互いに結ばれて共通端が形成される複数個のアクチュエータドライバと、アクチュエータコイルの共通端に接続される可変電圧源と、複数のアクチュエータドライバの各々に接続されるフィードバックユニットとを備えるアクチュエータシステムにおける動的な電圧振幅を増加する方法が開示される。この方法は、アクチュエータコイルの第２の端に対して可変電圧源により供給される電圧を調整するステップと、アクチュエータコイルの第２の端に供給される電圧に応じて、アクチュエータコイルそれぞれへの入力信号を補償するステップとを有する。

本発明の更に別の側面によれば、コンピュータにより処理するため、アクチュエータシステムにおける動的な電圧振幅を増加するコンピュータプログラムを具現させるコンピュータ可読媒体が開示される。このコンピュータプログラムは、第２の端が互いに接続される複数のアクチュエータコイルの当該第２の端の各々に対して可変電圧源により供給される電圧を調整するためのコードセグメントと、アクチュエータコイルの第２の端に供給される電圧に応じて、アクチュエータコイルそれぞれへの入力信号を補償するための第２のコードセグメントとを含む。

本発明は、性能を失うことなくアクチュエータの動的な電圧振幅を増加する点で、先行技術に比べ有利である。

これらの及び他の側面、特徴、並びに利点は、添付図面を参照しながら、以下の実施形態の説明から明瞭になり、解明される。

以下の説明は、操縦用アクチュエータ、特にディスクプレーヤの光学ピックアップユニットに使用される４線３Ｄアクチュエータに適用可能な、本発明の一の実施形態に着目する。しかし、本発明はその適用に限定されること無く、他の多くの状況、例えばディスクでなく種々の記憶媒体にも適用できることは理解されよう。

図２は、本発明が実施される光学読み取り／書き込みシステムを示す。光学システム２００は、ディスク２０１から情報を読み取り、またはディスク２０１へ情報を書き込むよう配置されている。システム２００には、ディスク２０１のトラックを走査する読み取りヘッド２０３と、ディスク２０１を回転させる駆動手段２０５、例えばチャネルデコーダとエラー訂正器を備える読み取りユニット２０７、トラッキング手段２２７、およびシステム制御ユニット２１１を備える読み取り制御手段と、を備える。読み取りヘッド２０３は、書き込みユニット２１３にも接続されている。読み取りヘッド２０３は、既知のタイプの光学システムを備え、光学要素を通して案内される放射ビーム２１７で、ディスク２０１の記録層のトラックに集光される放射スポット２１５を生成する。放射ビーム２１７は、例えばレーザダイオードなどの放射源により生成される。読み取りヘッド２０３は、アクチュエータ２１８を更に備え、アクチュエータ２１８は、放射ビーム２１７をディスク２０１にフォーカスする焦点用アクチュエータコイル２１９と、スポット２１５を半径方向におけるトラックの中央に微調整する半径アクチュエータコイル２２１とを備える。傾斜アクチュエータコイル２２３は、読み取りヘッド２０３の可動部上の、または光学システムの一部が固定位置に搭載されている場合は、その固定位置の一部の上の反射要素の角度を変更するために使用してよい。記録層から反射される放射は、通常のタイプの検出器により検出され、読み取り信号、トラッキングエラーおよび焦点エラーを含む検出信号２２５を生成する。装置２００には、トラッキングエラーを受け、半径アクチュエータと傾斜アクチュエータを制御するため、読み取りヘッド２０３に結合されるトラッキング手段が設けられている。読み取り中、読み取り信号は、読み取りユニット２０７において出力情報に変換される。システム２００には、ディスク２０１のトラックのヘッダー領域を検出するためのヘッダー検出器２３１が設けられている。装置２００は、読み取りヘッド２０３の位置を大まかに位置決めする位置決め手段を有する。さらに、装置２００には、システムバス２３３を介して、制御コンピュータシステム又はユーザからのコマンドを受け、装置２００の操縦を制御するシステム制御ユニット２１１が設けられている。

図３は、本発明の実施形態によるアクチュエーションシステム３００を示す。アクチュエーションシステム３００はアクチュエータ３１８を備える。アクチュエータ３１８は、傾斜アクチュエータドライバ３０１、焦点アクチュエータドライバ３０５、および半径アクチュエータドライバ３０９を備える。各アクチュエータドライバは、電源電圧Ｖｃｃと接地に接続されている。また、各アクチュエータドライバは、正の出力端子と負の出力端子とを有している。これにより、各アクチュエータドライバは、読み取りヘッドを２方向に移動させ、駆動することができる。また、傾斜アクチュエータドライバ３０１は、正および負の端子のいずれかを介してアクチュエータコイル３１３の第１の端に接続され、焦点アクチュエータドライバ３０５は、正および負の端子のいずれかを介してアクチュエータコイル３１５の第１の端に接続され、半径アクチュエータドライバ３０９は、正および負の端子のいずれかを介してアクチュエータコイル３１７の第１の端に接続されている。コイル３１３，３１５，３１７の第２の端は互いに接続され、可変電圧源３１９に結び付けられている。この例示の実施形態では、共通電圧が増幅器に印加され、コイルの共通端に印加される電圧はゼロからＶｃｃまで変化してよい。この例では、Ｖｃｃは１２Ｖであり、電圧は０Ｖから１２Ｖまで変化してよい。しかし、正の振幅及び負の振幅についての利用可能な全電圧は１２Ｖであることを念頭に置くことは重要である。例えば、正の電圧振幅のための共通電圧が８Ｖの場合、４Ｖのみが負の振幅に利用可能である。

共通の電圧が変化する場合、アクチュエータからのコイル入力は補償する必要がある。図３では、各アクチュエータ３０１，３０５，３０９は、各々に対応したフィードバック補償ユニット３０３，３０７，３１１を有する。フィードバック補償ユニットは、コイル間の電圧を比較し、補償信号をアクチュエータドライバへ送る。アクチュエータドライバは、入力した信号を補償しアクチュエータコイルへ出力する。それで、適切な電圧がコイルの入力に印加される。アクチュエータドライバ３０１，３０５，３０９の出力における信号は、ユニット３０３，３０７，３１１により測定されたアクチュエータコイル３１３，３１５，３１７間の信号と比較される。測定されたエラーは補償信号として使用され、補償信号は、アクチュエータドライバ３０１，３０５，３０９へフィードバックされて、アクチュエータコイルの共通端の電圧変化が補償される。説明したフィードバック補償はハードウェハかつ／またはソフトウェアを用いて実行され得ることや、この発明が単一の実施に限定されないことは、この技術分野の当業者であれば、理解されるであろう。

共通電圧を増幅器に接続し調整可能とすることにより、アクチュエータシステムは、コイル間でのより大きい電圧振幅からもたらされる利益を享受することができる。より大きい電圧振幅により、アクチュエータの加速および減速をより大きくすることができ、その結果、ディスクの広い範囲にわたって再生性が改善され、ＲＶＯの問題を低減できる。すなわち、これにより、トラックロスの少ないサーボ（ＴｒａｃｋＬｏｓｓ Ｌｅｓｓ Ｓｅｒｖｏ（ＴＬＬＳ））を改善する。この結果、Ｖｃｃに対するクリッピングが少なくなる。

図４に、本発明の他の実施形態におけるコンピュータ可読媒体が図示されている。コンピュータ可読媒体４００には、コンピュータ４１３により処理されるコンピュータプログラム４１０が具現化されている。このコンピュータプログラムは、アクチュエータシステムにおける動的な電圧振幅を増加させるコードセグメントを含む。コンピュータプログラムは、互いに接続されるアクチュエータコイルの第２の端に対して可変電圧源により印加される電圧を調整するためのコードセグメント４１５と、アクチュエータコイルの第２の端に印加される電圧に依存して各アクチュエータコイルに入力される信号を補償するためのコードセグメント４１７とを含む。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの如何なる組み合わせを始めとする、如何なる形でも適切に実施することができる。本発明は、１又は２以上のデータプロセッサかつ／またはデジタル信号プロセッサ上で走るコンピュータソフトウェハとして実施することができる。本発明の実施形態の部品および要素は、どのような方法でも適切に、物理的に、機能的に又は論理的に実施することができる。実際、機能性は、単一のユニットにおいて、複数のユニットにおいて、または、他の機能ユニットの一部として実施してよい。このように、本発明は、単一のユニットにおいて実施されてもよいし、または、異なるユニットやプロセッサ間に物理的に又は機能的に分配されてもよい。

本発明は、具体的な実施形態を参照しながら、上述したが、ここの開示される形に限定されるものではない。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって限定され、上記の具体的な実施形態以外の実施形態、例えば上述のものと異なるシステムも、添付の特許請求の範囲の範囲内で同様に可能である。

特許請求の範囲において、「備える／備え」の用語は、他の要素またはステップの存在を排除しない。また、個別に掲げられているが、複数の手段、要素、または方法のステップは、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実施して良い。また、別個の特徴が異なるクレームに含まれるが、これらは、おそらく有利に組合してよい。異なるクレームに含まれることは、特徴の組み合わせが、実施可能でなく、かつ／または有利でないということを示唆するものではない。さらに、単数形で言及されていても、それは、その要素の複数の存在を除外するものではない。「一の」、「一個の」、「第１の」、「第２の」等の用語は、複数形を除外するものではない。特許請求の範囲における参照符号は、単に、明瞭化のためにのみ提供され、特許請求の範囲を限定するものとは如何なる方法によっても解釈してはならない。

従来の４線３Ｄアクチュエータとアクチュエータドライバのブロック図である。 本発明が実行される光学システムのブロック図である。 本発明の一の実施形態による４線３Ｄアクチュエータとアクチュエータドライバのブロック図である。 本発明の一の実施形態によるコンピュータ可読媒体である。

Claims (10)

1. 光学ピックアップユニットで用いるアクチュエータシステムであって：
   複数個のアクチュエータドライバであって、各アクチュエータドライバが別個のアクチュエータコイルの第１の端に接続され、該アクチュエータコイルの各々の第２の端が互いに結ばれて共通端が形成され、前記アクチュエータドライバがそれぞれ供給電圧および接地に接続される当該複数個のアクチュエータドライバ；
   前記アクチュエータコイルの前記共通端に接続され、前記アクチュエータコイルの前記共通端に印加される電圧を変化させるための可変電圧源；
   前記複数のアクチュエータドライバの各々に接続されるフィードバックユニットであって、当該システムの各々のフィードバックユニットが、当該システムの使用において、前記アクチュエータコイルの前記第２の端に供給される現在の電圧を測定し、前記アクチュエータコイルの前記第１の端に印加される電圧を前記アクチュエータドライバにより補償するよう構成されるフィードバックユニット；
   を備えるアクチュエータシステム。
2. 前記可変電圧源が前記供給電圧Ｖｃｃに接続される増幅器に接続される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記増幅器が前記供給電圧Ｖｃｃまでの電圧を前記アクチュエータコイルの前記共通端に印加するよう構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記供給電圧Ｖｃｃまでの電圧振幅が前記アクチュエータコイルに利用可能である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記電圧振幅によりアクチュエータの加速と減速が大きくなる、請求項４に記載のシステム。
6. 前記複数のアクチュエータコイルが３つのアクチュエータコイルである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記３つのアクチュエータコイルが、傾斜アクチュエータコイル、焦点アクチュエータコイル、および半径アクチュエータコイルである、請求項６に記載のシステム。
8. アクチュエータシステムにおける動的な電圧振幅を増加する方法であって、前記システムが、複数個のアクチュエータドライバであって、各アクチュエータドライバが別個のアクチュエータコイルの第１の端に接続され、該アクチュエータコイルの各々の第２の端が互いに結ばれて共通端が形成される当該複数個のアクチュエータドライバと、前記アクチュエータコイルの前記共通端に接続される可変電圧源と、前記複数のアクチュエータドライバの各々に接続されるフィードバックユニットと、を備え、
   前記方法が：
   前記アクチュエータコイルの前記第２の端に対して前記可変電圧源により供給される電圧を調整し、
   前記アクチュエータコイルの前記第２の端に提供される電圧に応じて、前記アクチュエータコイルそれぞれへの入力信号を補償する、方法。
9. アクチュエータシステムにおける動的な電圧振幅を増加するコンピュータプログラムを、コンピュータにより処理するため、具現させるコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが：
   第２の端が互いに接続される複数のアクチュエータコイルの当該第２の端の各々に対して可変電圧源により供給される電圧を調整するための第１のコードセグメント；
   前記アクチュエータコイルの前記第２の端に供給される電圧に応じて、前記アクチュエータコイルそれぞれへの入力信号を補償するための第２のコードセグメント；
   を含む、コンピュータ可読媒体。
10. 記録媒体に対し情報の読み取り及び書き込みの双方又はいずれかを行う装置であって、請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエータシステムを備える装置。

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