专利名称：用于控制部件中温度的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制部件中温度的系统，尤其是电、光或机械部件。根据本发明的系统尤其适于应用在性能受温度决定性影响的“精密设备”中，尤其光盘驱动器、但还例如应用于晶片步进机中的线性电动机，晶片步进机、铣床、照相机或视频相机中的其它部件。
背景技术：
通常，部件被限定在特定温度范围内正确工作。然而，将它们设计为对于一个特定温度具有最优性能。性能以温度的函数按一定数量退化。一个好例子是用于光学驱动器的物镜。在典型的物镜中，温度偏差将主要导致球面象差，其使抖动降级，从而使读出性能降级。另一效果是，由于球面象差，在盘上写入效果要求更多的激光功率。因此，能够控制这种部件的温度是非常期望的。
US5,331,615公开了一种用于光盘驱动装置的寻轨控制装置设备。用温度传感器来检测寻轨致动器附近的温度，并且等效的数字滤波器的特性被改变以匹配寻轨致动器在检测温度处的特性。当温度低时，将电流施加到聚焦控制线圈，以升高寻轨致动器的温度，由此实质上匹配寻轨致动器和等效滤波器的转移函数。
该现有技术系统的缺点在于检测和控制温度，由此需要单独的温度传感器。这增加了该系统的成本并还增加了附加的质量，这对于某些系统来说是严重的缺陷，比如对于光学致动器。此外，在一些系统中，可能很难或甚至不可能安装温度传感器。这例如出现在小的移动光学致动器或旋转电动机的情况。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种控制部件中温度的系统，该系统成本有效并且适于例如在小的移动光学致动器或旋转电动机中使用。
本发明的另一个目的是提供一种控制部件中温度的系统，而不需要单独的温度传感器。
根据本发明的第一个方面，通过提供一种用于控制第一电子部件中的温度的系统来满足上述和其它的目的，该系统包括-用于测量所述第一电子部件中功率耗散的装置；-用于将测量的功率耗散与期望的功率耗散比较的装置；-用于响应于所述比较并且如果测量的功率耗散与期望的功率耗散不同则将信号注入到所述第一电子部件中的装置，以便控制第一电子部件中的功率耗散，从而获得期望的功率耗散，其中功率耗散的控制使第一电子部件中的温度被控制。
根据本发明的第二个方面，通过提供一种用于控制第一电子部件中温度的方法来满足上面和其它的目的，该方法包括步骤-测量所述第一电子部件中功率耗散；-比较测量的功率耗散与期望的功率耗散；-响应于所述比较并且如果测量的功率耗散与期望的功率耗散不同则将信号注入到所述第一电子部件中，以便控制第一电子部件中的功率耗散，从而获得期望的功率耗散，其中功率耗散的控制使第一电子部件中的温度被控制。
第一电子部件的功率耗散可在不提供任何附加传感器设备，比如温度传感器的情况下被容易地测量。此外，功率耗散表示组件的温度并因此可用于提供温度的测量。因此，控制功率耗散还将导致控制第一电子部件中的温度。当然，环境温度也会影响第一电子部件的温度。但是，温度通常不以相关的时间刻度显著变化，并且通过本发明对第一电子部件中温度变化的初步影响因此被消除，或至少被显著降低。
借助测量和控制功率耗散，即不需要单独的温度传感器来控制第一部件的温度是巨大的优点，因为避免了涉及提供单独温度传感器的成本和附加质量。
尤其对于光学致动器，质量增加是严重的缺点。增加的质量引起效率下降，即所要求的运动(例如对盘寻轨)将导致致动器以及致动器驱动器IC更大的功率耗散，由此引起系统温度的增加。增加的质量还通常降低可获得的带宽。这也是一个缺点，因为高带宽是光学致动器非常强烈的要求。
还存在涉及为控制温度提供单独的温度传感器的缺点。致动器的运动部分上的温度传感器需要经由附加线路连接到系统的不移动部分。这可导致健壮性问题，并且线路在工作许多小时后可能破损。此外，连接如此的线路可能是十分麻烦的过程，并因此大大增加了系统的成本。
此外，功率耗散可能在本使用本发明时在部件上被直接测量，即功率耗散可甚至在难以或甚至不可能安装单独的温度传感器的部件上，例如在小的运动光学致动器或旋转电动机上被测量。
第一电子部件可例如是线圈，比如光学致动器的致动器线圈、例如聚焦线圈(用于提供聚集运动)或径向线圈(用于提供径向运动)。可替换地，其可以是线性电动机、或任何其它例如位于晶片步进机、铣床、或照相机中适当的电子部件。
用于测量功率耗散的装置例如包括一个或多个控制光学致动器位置所需的现有控制器。(通常，存在两个这种控制器，一个用于聚焦位置并且一个用于径向位置控制。)这种控制器可实现在数字信号处理器(DSP)中，但可替换地以硬件实现。控制器计算使致动器对盘进行寻轨所要求的信号(通常为电压或电流)。该电压将导致线圈中的功率耗散。通过自乘馈送到致动器的信号来计算功率耗散的测量。自乘运算可是用于功率的测量电路(P＝U2/R，其中R是对应于线圈电阻的常数)。该电路可以是“新”电路，即在系统中为特定目的实现的电路。可替换地，其可已经存在于系统中用于其它目的。比较测量信号，并将结果馈送到控制耗散的第二控制器(即，不是上面提到的控制器之一)。第二控制器的输出端连接到注入装置。第二控制器和/或注入装置可有利地在DSP中实现，但是它们可替换地直接在硬件中实现。
比较装置可包括电路，例如上述DSP上实现的电路。优选地，比较可以是由DSP所执行简单的信号减法。
期望的功率耗散实质上是固定值，例如表示或对应于第一电子部件的最佳工作温度或优选的温度范围的值。在该情况下，本发明可用于将第一电子部件的温度保持在最佳温度，或至少在最佳温度附近的某个范围内。
可替换地，其可以是根据当前工作条件或需要可变化的值。例如，当光学驱动器要执行在光盘上的记录时，执行最佳功率控制(OPC)过程，以确定最佳写入功率。但是，如果在光学驱动器已经加电后不久就要执行记录，那么执行OPC过程的温度将不代表在记录期间致动器和激光器的温度，因为这些部件的温度将在记录期间由于向致动器供电而不可避免地增加。因此，在相对低的温度上执行OPC过程，并且所找到的最佳功率因此不代表记录。为了快速增加部件的温度，期望的功率耗散可设置为与相对高的温度对应的相对高的值。因此，根据本发明，在执行OPC过程之前，部件的温度可快速增加，由此获得更能代表记录的最佳功率。由此降低了瞬态效应。
可替换地或附加地，期望的功率耗散可取决于环境温度。
注入的信号连同原始信号被提供给第一电子部件，由此增加了信号的总能量。
在优选实施例中，注入的信号具有第一电子部件普通工作区域之外的信号能量。在该情况下，注入的信号引起对第一电子部件的最小干扰。由此，即使在部件工作的同时也可执行温度控制。这是巨大的优点，因为避免了完全停止第一电子部件所在系统，由此使系统工作得更平滑。此外，完全停止引起性能不期望的下降。因此，在记录期间为了“预热”一个或多个部件而停止驱动将导致更长的记录时间。因此，最不期望的是，为了控制部件的温度而停止设备的“正常功能”。最后，避免了由于操作的开始/结束而对各种部件的损耗。
系统还包括位于第一电子部件附近的至少第二部件，在该情况下，控制第一电子部件中的温度转而使第二部件中的温度被控制。在该实施例中，不必是电子部件的另一部件的温度可通过控制位于附近的电子部件的温度而被控制。
第二部件可以是如上所述的电子部件，或者可以是光学部件，比如透镜，例如蓝光(blu-ray)/DVD/CD兼容的物镜、伺服透镜、准直透镜或束整形器。可替换地，其可以是机械部件或其它适当类型的部件。
系统还包括一个或多个位于第二部件附近的附加电子部件，所述附加电子部件适于使它/它们中的功率耗散以与第一电子部件相同的方式被控制，以便平衡第二部件中的温度。
在该实施例中，第二部件中的温度梯度可通过控制功率耗散来控制，并由此控制位于第二部件附近的每个电子部件的温度。该实施例尤其在带有蓝光驱动器兼容物镜的3D致动器中有用。在该情况下，透镜被两个聚焦线圈围绕，这两个聚集线圈可替换地被加电以平衡透镜周围的温度。
为了进一步最小化对第一电子部件的干扰，注入信号可以是噪声信号，比如白噪声信号。可替换地或附加地，可添加具有适当截止频率的高通滤波器。
本发明的系统可优选地形成部分的光盘驱动器。
参考后面所述的实施例，本发明的这些和其它方面将清楚和明白。
参考附图描述本发明，其中图1a示出了在当将附加噪声增加到致动器线圈系统时读取标称和坏的盘期间致动器中的功率耗散，图1b示出了对应于图1a的情形的稳态温度，图2a和2b对于不同的功率分布示出了诸如致动器的部件中的稳态温度梯度，图3示出了功率控制回路的一个例子，和图4示出了功率控制回路的另一个例子。
具体实施例方式
图1示出了作为时间函数的致动器线圈的功率耗散(图1a)和稳态温度(1b)。从图1a可看出，当致动器功率耗散PAct较低时，例如当正读取“标称”盘时，引起功率耗散Pnoise的噪声信号被输入到致动器中。噪声信号被以如此方式配置，以使得致动器中的总耗散功率Ptotal对应于读“坏”盘期间致动器的致动器耗散功率。可从图1b中看出，这具有与致动器耗散功率无关，致动器温度基本上保持恒定的效果。
在上面，“标称盘”可理解为非常平且具有小的干扰的盘，例如具有低的离心率。结果，只需要小的致动器运动来跟踪盘，导致低的功率耗散。另一方面，“坏”盘被理解为不平坦的并具有相对较高离心率的盘。结果，需要相对大的运动来跟踪盘，导致高的功率耗散。
图2a示出在部件上具有非对称功率传播的部件中稳态温度梯度。C1和C2表示两个耗散元件，例如两个线圈。可以看到，C2处的功率大于C1处的功率(Pc2＞Pc1)，导致了如箭头说明的部件上的温度梯度，箭头示意地表示部件上各点处的温度。借助本发明，C1和C2的功率耗散以如此方式控制，使得温度在部件上的分布变得更平坦，即避免或至少降低了梯度效应。
图2b示出在部件上具有基本上对称功率传播的部件中稳态温度梯度，即C1处的功率与C2处的功率近似相同。可以看出，这导致了由箭头说明的部件上基本上相同的温度分布，所述箭头具有近似相等的长度。由此，最小化了部件的非对称变形。
图2a和2b中示出的部件优选地为致动器。
图3示出了聚焦线圈的功率控制回路。发送给聚焦致动器的信号在1处被测量并在2处被自乘。在3处，自乘的信号接着与期望的功率耗散Psetp；foc比较，导致误差信号εf。该误差信号被馈送给放大器G和积分器，并且所得到的信号被馈送给源，优选地为噪声源。该源响应于接收的信号以如此方式工作，以至于如果误差信号表示测量的功率耗散与期望的功率耗散不同，则生成适当的信号以便注入到致动器中。另一方面，如果误差信号表示测量的功率耗散与期望的功率耗散至少基本上相同，那么将没有信号生成。如果有信号生成，那么在4将生成的信号添加到来自聚焦存储器的信号，以便控制功率耗散，并且将所得的信号馈送到聚焦致动器线圈。所得的信号还在1处被箝位，并且由此重复上述的过程。结果，线圈中的功率耗散将是恒定的，即使致动器控制信号在聚焦方向引导致动器。
图4示出了与图3回路类似的功率控制回路。但是，该回路用于精细径向致动器。除此之外，回路以与上述回路相同的方式工作并且类似的特征具有类似的参考数字。
应当理解，致动器的每个线圈可具有上述的回路。因此，例如在具有两个线圈或一个聚焦线圈和除了径向线圈之外的倾斜线圈的3D致动器中，存在三个回路，每个线圈一个。
尽管已经结合优选实施例描述了本发明，但是不旨在限制于这里叙述的特定形式。而是，本发明的范围仅仅由所附权利要求来限制。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤的存在。此外，尽管各个特征可包括在不同的权利要求中，这些特征可能可被有利地组合，并且在不同的权利要求中的包含不意味着特征的组合不可行和/或没有优点。此外，单数的引用不排除多个。因此，“一”、“一个”“第一”“第二”的引用不排除多个。此外，权利要求中的引用符号不应被理解为限制范围。
权利要求
1.一种用于控制第一电子部件中的温度的系统，该系统包括-用于测量所述第一电子部件中功率耗散的装置(1)；-用于将测量的功率耗散与期望的功率耗散比较的装置(3)；-用于响应于所述比较并且如果测量的功率耗散与期望的功率耗散不同则将信号注入到所述第一电子部件中的装置(4)，以便控制第一电子部件中的功率耗散，从而获得期望的功率耗散，其中功率耗散的控制使第一电子部件中的温度被控制。
2.根据权利要求1的系统，其中注入的信号具有第一电子部件普通工作区域之外的信号能量。
3.根据权利要求1的系统，还包括位于第一电子部件附近的至少第二部件，其中控制第一电子部件中的温度转而使第二部件中的温度被控制。
4.根据权利要求3的系统，其中第二部件是电子部件。
5.根据权利要求3的系统，其中第二部件是光学部件。
6.根据权利要求3的系统，还包括一个或多个位于第二部件附近的附加电子部件，所述附加电子部件适于使它/它们中的功率耗散以与第一电子部件相同的方式被控制，以便平衡第二部件中的温度。
7.根据权利要求1的系统，其中期望的功率耗散基本上是固定值，其表示第一电子部件工作的优选温度范围。
8.根据权利要求1的系统，其中注入的信号是噪声信号。
9.一种包括根据权利要求1的系统的光盘驱动器。
10.一种用于控制第一电子部件中温度的方法，该方法包括步骤-测量所述第一电子部件中功率耗散；-比较测量的功率耗散与期望的功率耗散；-响应于所述比较并且如果测量的功率耗散与期望的功率耗散不同则将信号注入到所述第一电子部件中，以便控制第一电子部件中的功率耗散，从而获得期望的功率耗散，其中功率耗散的控制使第一电子部件中的温度被控制。
全文摘要
一种用于控制电子部件中的温度的系统。测量电子部件中的功率耗散并将其与期望的功率耗散比较。如果测量的功率耗散与期望的功率耗散不同，则将信号注入到所述电子部件中，以便控制电子部件中的功率耗散并由此控制电子部件的温度，所述信号优选地是具有电子部件普通工作区域之外的能量的信号。还可用于控制位于电子部件附近另一部件的温度，例如光学部件，比如透镜。因为避免了单独的温度传感器而具有优点。适用于光盘驱动器，尤其是蓝光光盘。
文档编号G11B7/00GK1969243SQ200580019425
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月22日
发明者J·A·L·J·拉伊马克斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司