KR20080027887A - 4선 3차원(3ｄ) 액추에이터의 스마트 조정 - Google Patents

4선 3차원(3ｄ) 액추에이터의 스마트 조정 Download PDF

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KR20080027887A
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스보르민크 미켈 에이. 티. 클라인
비넨 윱 반
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 픽업유닛에서 사용하기 위한 액추에이터 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템은, 분리된 액추에이터 코일(313,315,317)의 제 1 단부에 각각 접속되고, 각 액추에이터 코일의 제 2 단부가 함께 결합되어 공통 단을 형성하고, 공급전압(Vcc)과 접지에 각각 접속되는 복수의 액추에이터 드라이버(301,305,309)를 구비한다. 가변 전압 공급원(319)은, 상기 액추에이터 코일들의 공통 단에 접속되어 상기 코일들의 공통 단에 인가된 전압을 변화시킨다. 피드백부(303,307,311)는, 상기 복수의 액추에이터 드라이버 각각에 접속되고, 피드백부 각각은, 상기 시스템의 사용시에 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급되는 현재의 전압을 측정하고 액추에이터 드라이버에 의해 액추에이터 코일의 제 1 단부에 인가된 전압을 보상한다.
액추에이터 시스템, 코일, 드라이버, 피드백부, 전압.

Description

4선 3차원(3Ｄ) 액추에이터의 스마트 조정{Smart steering for four wire three-dimensional(3Ｄ) actuator}
본 발명은, 일반적으로 광 디스크 재생장치의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 광 디스크 재생장치에 있는 액추에이터 조정에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 4선 3D 액추에이터의 동적전압 스윙을 증가시키는 것에 관한 것이다.
CD(Compact Disk) 및 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 판독 전용 광 디스크와, CD-R(Compact Disc-Recordable), CD-RW(Compact Disc-Rewritable) 및 DVD+RW(Digital Versatile Disc + Rewritable) 등의 기록 가능형 광 디스크를 포함한 서로 다른 광 기록매체가 잘 알려져 있다.
이들 광 기록매체는, 광 픽업유닛 또는 광학주사장치 내의 판독헤드에 의해 기록 및/또는 판독된다. 광 픽업유닛은, 광 디스크의 트랙들을 가로질러 반경방향으로 주사하기 위한 선형 베어링 위에 탑재되어 있다. 이 판독헤드는, 다른 구성요소 중에서, 포커스, 반경방향 및 경사용 액추에이터를 구비하기도 한다.
광학주사장치는, 광 디스크에 전송되는 레이저 등의 광원을 구비한다. 광 디스크로부터 정보를 검출 및 판독함과 아울러, 광 픽업유닛은 다양한 오차신호, 예 를 들면, 포커스 오차, 반경방향 오차 및 트랙킹 오차를 검출한다. 이들 오차신호는, 광학주사장치에 의해 다양한 상태의 주사과정을 조정하여 그 오차들을 감소시키는데 도움이 되는데 사용된다. 예를 들면, 포커스 오차신호를 사용하여 포커스 액추에이터가 레이저의 포커스를 향상시키기 위해 얼마나 많이 조정되어야 하는지를 결정할 수 있다.
상기 판독헤드 내의 액추에이터는, 전형적으로 4선 3차원(3D) 액추에이터나 6선 3D 액추에이터로서 구현된다. 4선 3D 액추에이터(100)는, 도 1에 도시되어 있다. 액추에이터(100)는, 경사 코일(102), 포커스 코일(104) 및 반경방향 코일(106)을 구비한다.
또한, 경사 기능은, 2개의 포커스 코일이나 2개의 반경방향 코일의 조합에 의해 이루어질 수 있고, 이 경우에 그래도 3개의 코일을 필요로 한다. 각 액추에이터 코일은, 공급전압 Vcc 및 접지에 접속된다. 또한, 각 액추에이터 코일은, 양의 출력단자와 음의 출력단자를 갖는다. 이것에 의해 각 액추에이터가 판독헤드를 두 방향으로 구동 또는 이동시킬 수 있다. 추가로, 경사 액추에이터(102)는 상기 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 코일 108의 제 1 단부에 접속되고, 포커싱 액추에이터(104)는 상기 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 코일 110의 제 1 단부에 접속되고, 반경방향 액추에이터 코일(106)은 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 코일 112의 제 1 단부에 접속된다. 상기 코일(108,110,112)의 제 2 단부는 함께 접속되어 ½Vcc로 된다.
동작시, 각 액추에이터(102,104,106)는, 판독헤드를 각 액추에이터의 양의 출력단자 또는 음의 출력단자가 그들 각각의 코일(108,110,112)에 접속되었는지에 따라 2개의 방향 중 한 방향으로 구동할 수 있다. 그러나, 그 코일들에 사용될 수 있는 전압 스윙은, ½Vcc로 제한된다. 이것이 의미하는 것은, 액추에이터에 의한 판독헤드의 가감속이 ½Vcc를 인가하는 경우 생성된 것으로 제한된다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하는 일 방식은, 코일들의 저항을 낮추는데 있지만 이것으로 코일들의 제조 및 기대수명에 있어서 여러 가지 문제점이 생기게 된다. 실제로, 이것이 의미하는 것은, 속도는, 액추에이터/드라이버 전압 스윙에 의해 높은 불균형 디스크에 제한된다는 것이다. 그 제한 전압 스윙은, 디스크 점프나 층 점프를 할 때 반경방향 액추에이터에 가장 나쁜 영향을 미친다.
그래서, 이를테면 광 픽업유닛의 성능 손실 없이 4선 3D 액추에이터의 동적 전압 스윙을 증가시키는 바람직한 방법 및 장치가 필요하다.
따라서, 본 발명은, 종래기술에서의 상기 결함 및 하나 또는 임의의 조합의 단점 중 하나 이상을 완화, 경감 또는 제거하려고 하고 적어도 상술한 문제점을 적어도 부분적으로 첨부된 청구항에 따른 액추에이터의 동적 전압 스윙을 증가시키는 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능형 매체를 제공하여 해결하려고 한다. 본 발명은, 복수의 액추에이터 드라이버로부터 상기 액추에이터 코일들의 타단에 인가된 신호들을 보상하는 복수의 액추에이터 코일들의 공통 단부에 인가된 전압을 변화시키는 생각에 의거한다.
본 발명의 일 국면에서는, 액추에이터 시스템을 개시하고, 이 액추에이터 시스템은, 분리된 액추에이터 코일의 제 1 단부에 각각 접속되고, 각 액추에이터 코 일의 제 2 단부가 함께 결합되어 공통 단을 형성하고, Vcc와 접지에 각각 접속되는 복수의 액추에이터 드라이버와; 상기 액추에이터 코일들의 공통 단에 접속되어 상기 코일들의 공통 단에 인가된 전압을 변화시키는 가변 전압 공급원과; 상기 복수의 액추에이터 드라이버 각각에 접속되고, 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급되는 현재의 전압을 각각 측정하고 액추에이터 드라이버에 의해 액추에이터 코일의 제 1 단부에 인가된 전압을 각각 보상하는 피드백부를 구비한다.
본 발명의 일 국면에서는, 분리된 액추에이터 코일의 제 1 단부에 각각 접속되고, 각 액추에이터 코일의 제 2 단부가 함께 결합되어 공통 단을 형성하는 복수의 액추에이터 드라이버와, 상기 액추에이터 코일들의 공통 단에 접속된 가변 전압 공급원과, 상기 복수의 액추에이터 드라이버 각각에 접속된 피드백부를 구비한, 액추에이터 시스템의 동적 전압 스윙을 증가시키는 방법을 제공하고, 이 방법은, 상기 가변 전압 공급원에 의해 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급된 전압을 조정하는 단계와, 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급된 전압에 따라 각 액추에이터 코일에의 입력신호를 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 국면에서는, 액추에이터 시스템의 동적 전압 스윙을 증가시키는 컴퓨터 프로그램이 구현되어, 컴퓨터에 의해 처리하는 컴퓨터 판독 가능형 매체를 제공한다. 컴퓨터 프로그램은, 함께 접속되는 복수의 액추에이터 코일 각각의 제 2 단부에 공급된 전압을 상기 가변 전압 공급원에 의해 조정하는 코드 세그먼트와, 상기 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급되는 전압에 따라 각 액추에이터 코일에의 입력신호를 보상하는 코드 세그먼트를 포함한다.
본 발명은, 성능 손실없이 액추에이터의 동적 전압 스윙을 증가시키는 종래기술에 관해서 적어도 이점을 갖는다.
본 발명에서 가능한 이들 국면 및 다른 국면들과, 특징들 및 이점들은, 첨부도면들을 참조하여 아래의 본 발명의 실시예들의 설명으로부터 명백해지고 또 그 설명을 하겠다:
도 1은 공지된 4선 3D 액추에이터와 액추에이터 드라이버의 블록도,
도 2는 본 발명을 구현한 광학계의 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4선 3D 액추에이터 및 액추에이터 드라이버의 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능형 매체이다.
이하의 설명은, 스티어링용 액추에이터 및 특히 디스크 재생장치의 광 픽업유닛에서 사용하기 위한 4선 3D 액추에이터에 적용가능한 본 발명의 실시예에 초점을 둔다. 그러나, 본 발명이 이러한 응용에 한정되지 않고 여러 가지 다른 상황, 예를 들면 디스크와 서로 다른 저장매체에 대해서도 적용되기도 한다는 것을 알 것이다.
도 2는 본 발명이 구현되는 광 판독/기록 시스템의 예를 든 것이다. 광학계(200)는, 정보를 디스크(201)에 또는 디스크로부터 판독/기록하도록 구성된다. 이 광학계(200)에는, 디스크(201)의 트랙을 주사하는 판독헤드(203)와; 디스 크(201)를 회전시키는 구동수단(205), 예를 들면 채널 디코더와 오차 검출기로 이루어진 판독부(207), 트랙킹수단(227) 및 시스템 제어부(211)를 구비한 판독제어수단이 구비되어 있다. 또한, 판독헤드는, 기록부(213)에 접속된다. 이 판독헤드는, 광학부재를 통해 안내된 방사빔(217)을 거쳐 디스크(201)의 기록층의 트랙에 포커싱된 방사 스폿(215)을 발생하는 공지된 형태의 광학계를 구비한다. 이 방사빔(217)은, 예를 들면 레이저 다이오드와 같은 방사원에 의해 발생된다. 판독헤드는, 방사빔(217)을 디스크(201)에 포커싱하는 포커싱 액추에이터 코일(219)과, 트랙의 중심에서 반경방향으로 상기 스폿(215)의 미세 위치 결정을 하기 위한 반경방향 액추에이터 코일(221)을 구비한 액추에이터(218)를 더 구비한다. 경사 액추에이터코일(223)은, 광학계의 일부가 고정된 위치에 장착되는 경우에 판독헤드(203)의 가동부분 또는 고정된 위치의 일부분 상의 반사부재의 각도를 변경하는데 사용되어도 된다. 기록층에서 반사된 방사빔은, 판독신호, 트랙킹 오차 및 포커스 오차를 포함한 검출기 신호(225)를 발생하는 통상의 형태의 검출기에 의해 검출된다. 상기 광학계(200)에는, 판독헤드(203)에 연결되어 트랙킹 오차를 수신하여 반경방향 및 경사 액추에이터를 제어하는 트랙킹 수단(227)이 구비되어 있다. 판독시에, 판독신호는, 판독부(207)에서 출력 정보로 변환된다. 상기 광학계(200)에는, 디스크의 트랙들의 헤더 영역을 검출하는 헤더 검출기(231)가 구비되어 있다. 상기 광학계(200)는, 판독헤드(203)를 대략 위치 결정하는 위치 결정수단(229)을 갖는다. 끝으로, 상기 광학계에는, 제어용 컴퓨터 시스템 또는 사용자로부터의 명령어를 수신하여 시스템 버스(233)를 통해 상기 광학계(200)의 작동을 제어하는 시스템 제어 부(211)가 더 구비되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 시스템(300)의 예를 든 것이다. 이 액추에이터 시스템(300)은, 경사 액추에이터 드라이버(301), 포커스 액추에이터 드라이버(305) 및 반경방향 액추에이터 드라이버(309)를 구비한 액추에이터(318)를 포함한다. 각 액추에이터 드라이버는, 공급전압 Vcc와 접지에 접속된다. 또한, 각 액추에이터 드라이버는, 양의 출력단자와 음의 출력단자를 갖는다. 이것에 의해, 각 액추에이터 드라이버가 판독헤드를 두 방향으로 구동 또는 이동할 수 있다. 추가로, 경사 액추에이터 드라이버(301)는, 상기 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 액추에이터 코일 313의 제 1 단부에 접속되고, 포커싱 액추에이터 드라이버(305)는 상기 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 액추에이터 코일 315의 제 1 단부에 접속되고, 반경방향 액추에이터 드라이버(309)는 상기 양의 출력단자와 음의 출력단자를 통해 액추에이터 코일 317의 제 1 단부에 접속된다. 상기 코일들(313,315,317)의 제 2 단부는, 함께 접속되어 가변 전압 공급원(319)에 결합된다. 이러한 예시적 실시예에서는, 공통 전압을 증폭기에 인가하여 상기 코일들의 공통 단부들에 인가된 전압이 0부터 Vcc까지 변하기도 한다. 이러한 예시에서는, Vcc가 12V인 경우, 전압은 0부터 12V까지 변하기도 한다. 그러나, 중요한 것은, 양의 스윙 및 음의 스윙에 대한 총 사용가능한 전압이 Vcc(12V)이라는 것을 명심하는 것이다. 그래서, 예를 들면, 양의 전압 스윙에 대한 공통 전압이 8V인 경우, 4V만 음의 스윙을 위해 사용 가능하다.
공통 전압이 변하는 경우, 액추에이터로부터의 코일 입력은 보상될 필요가 있다. 도 3에서, 각 액추에이터(301,305,309)는, 각각 피드백 보상부(303,307,311)를 갖는다. 이 피드백 보상부는, 코일에 인가하는 전압을 비교하여 보상신호를 액추에이터 드라이버에 보내어 이 액추에이터 드라이버는 적절한 전압이 코일 입력에 인가되도록 액추에이터 코일들에의 입력신호를 보상한다. 액추에이터 드라이버(301,305,309)의 출력에서의 신호는, 상기 피드백 보상부(303,307,311)에 의해 액추에이터 코일(313,315,317) 상에서 측정된 신호와 비교된다. 상기 측정된 오차는, 액추에이터 드라이버(301,305,309)에 피드백되는 보상신호로서 사용되어서, 액추에이터 코일들의 공통 단부의 전압 변화를 보상한다. 당업자라면 상기 피드백 보상은 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 수행되어도 되고, 본 발명은 하나의 구현으로 한정되지 않는다는 것을 알 것이다.
공통전압을 상기 증폭기에 접속하여서 조정 가능하게 함으로써, 액추에이터 시스템은, 코일 상에서 보다 큰 전압 스윙에 의해 생성된 이익을 즐길 수 있다. 보다 큰 전압 스윙에 의해 액추에이터를 보다 크게 가감속 할 수 있고, 이것에 의해 보다 큰 범위의 디스크의 재생능력이 보다 향상되고 RVO 문제점을 줄인다. 간략히 말하면, 이것은, 트랙손실 보다 적은 서보(TLLS)를 향상시킨다. 또한, 이것으로 Vcc에 대한 클리핑이 보다 적어지게 된다.
도 4에 따른 본 발명의 다른 실시예에서는, 컴퓨터 판독 가능형 매체가 개략적으로 도시되어 있다. 컴퓨터 판독 가능형 매체(400)는, 컴퓨터(413)에 의해 처리하는 컴퓨터 프로그램(410)이 구현되고, 이 컴퓨터 프로그램은 액추에이터 시스템에서 동적 전압 스윙을 증가시키기 위한 코드 세그먼트들을 포함한다. 이 컴퓨터 프로그램은, 함께 접속되는 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 가변 전압 공급원에 의해 공급된 전압을 조정하는 코드 세그먼트 415와, 상기 액추에이터 코일들의 제 2 단부에 공급되는 전압에 따라 각 액추에이터 코일에의 입력신호를 보상하는 코드 세그먼트 417을 구비한다.
본 발명은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 어떠한 적절한 형태로도 구현되어도 된다. 본 발명은, 하나 이상의 데이터 처리기 및/또는 디지털 신호처리기에 관해 작동하는 컴퓨터 소프트웨어로서 구현되어도 된다. 본 발명의 실시예의 구성요소 및 부품은, 물리적으로, 기능적으로 및 논리적으로 임의의 적절한 방식으로 구현되어도 된다. 실제로, 기능성은, 단일 유닛, 복수의 유닛 또는 다른 기능유닛의 일부로서 구현되어도 된다. 이러한 것으로서, 본 발명은 단일 유닛으로 구현되어도 되거나, 서로 다른 유닛 및 프로세서 사이에서 물리적 및 기능적으로 분포되어도 된다.
본 발명을 특정 실시예들을 참조하여 상술하였지만, 여기서 기재한 특정 형태에 한정되는 것이 아니다. 오히려, 본 발명은 첨부하는 청구항에 의해서만 제한되고, 그 특정 실시예 이외의 다른 실시예도 마찬가지로 이들 첨부된 청구항의 범위, 예를 들면 상기 기재된 것과 같은 시스템 내에서도 가능하다.
청구항에서, "포함한다/포함하는"이란, 다른 구성요소 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 개별적으로 열거되었지만, 복수의 수단, 구성요소들 또는 방법 단계들은, 예를 들면 단일 유닛 또는 프로세서에 의해 구현되어도 된다. 추가로, 서로 다른 청구항에 개별적인 특징이 포함되지만, 이들은 바람직하게는 조합될 수도 있고, 서로 다른 청구항에서의 내용은 특징들의 조합이 실행 가능 및/또는 이롭지 않다는 것을 의미하지 않는다. 추가로, 하나의 레퍼런스는 복수를 배제하지 않는다. 용어 "a", "an", "제1", "제2" 등은 복수를 배제하지 않는다. 청구항의 참조부호는, 예를 명백히 하는 것으로서만 제공되고 어떠한 방식으로든 상기 청구항의 범위를 한정하는 것으로서 파악되어서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 광 픽업유닛에서 사용하기 위한 액추에이터 시스템으로서,
    분리된 액추에이터 코일(313,315,317)의 제 1 단부에 각각 접속되고, 각 액추에이터 코일의 제 2 단부가 함께 결합되어 공통 단을 형성하고, 공급전압(Vcc)과 접지에 각각 접속되는 복수의 액추에이터 드라이버(301,305,307)와,
    상기 액추에이터 코일들의 공통 단에 접속되어 상기 코일들의 공통 단에 인가된 전압을 변화시키는 가변 전압 공급원(319)과,
    상기 복수의 액추에이터 드라이버 각각에 접속되고, 상기 시스템의 사용시에 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급되는 현재의 전압을 각각 측정하고 액추에이터 드라이버에 의해 액추에이터 코일의 제 1 단부에 인가된 전압을 각각 보상하도록 구성된 피드백부(303,307,311)를 구비한 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 전압 공급원(319)은, Vcc에 접속된 증폭기인 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증폭기는, Vcc까지의 전압을 액추에이터 코일(313,315,317)의 공통 단에 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 Vcc까지의 전압 스윙은, 액추에이터 코일(313,315,317)에 사용 가능한 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 스윙에 의해 액추에이터 가감속을 보다 크게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터 코일은, 3개의 액추에이터 코일(313,315,317)인 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 3개의 액추에이터 코일은, 경사 액추에이터 코일(313), 포커스 액추에이터 코일(315) 및 반경방향 액추에이터 코일(317)인 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
  8. 분리된 액추에이터 코일의 제 1 단부에 각각 접속되고, 각 액추에이터 코일의 제 2 단부가 함께 결합되어 공통 단을 형성하는 복수의 액추에이터 드라이버와, 상기 액추에이터 코일들의 공통 단에 접속된 가변 전압 공급원과, 상기 복수의 액추에이터 드라이버 각각에 접속된 피드백부를 구비한, 액추에이터 시스템의 동적 전압 스윙을 증가시키는 방법으로서,
    상기 가변 전압 공급원에 의해 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급된 전압을 조정하는 단계와,
    상기 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급된 전압에 따라 각 액추에이터 코일에의 입력신호를 보상하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 동적전압 스윙 증가방법.
  9. 액추에이터 시스템의 동적 전압 스윙을 증가시키는 컴퓨터 프로그램이 구현되어, 컴퓨터에 의해 처리하는 컴퓨터 판독 가능형 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그 램은,
    함께 접속되는 복수의 액추에이터 코일 각각의 제 2 단부에 공급된 전압을 가변 전압 공급원에 의해 조정하는 제 1 코드 세그먼트(415)와,
    상기 액추에이터 코일들의 제 2 단부들에 공급되는 전압에 따라 각 액추에이터 코일에의 입력신호를 보상하는 제 2 코드 세그먼트(417)를 포함한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능형 매체.
  10. 기록매체에 대해 정보를 판독 및/또는 기록하는 장치로서, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 액추에이터 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 정보 판독 및/또는 기록장치.
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