(57)【要約】磁場（Ｈ）の生成のためのコイル（Ｌ）を通る電流（ＩＬ）を制御するための手段（ＣＭＮＳ）を有する電子回路。手段（ＣＭＮＳ）は、コイル（Ｌ）の抵抗（ＲＬ）の値の尺度であるパラメータを決定するための手段（ＤＭＮＳ）を有する。動作の間、電流（ＩＬ）の最大絶対値は、前記パラメータが一定の制限値を超えた場合に減少させられる。
2005531869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場の生成のためのコイルを通るコイル電流を制御するための制御手段を有する電子回路において、前記制御手段は、前記コイルの抵抗値の尺度であるパラメータを決定するための検出手段を有し、動作状態において、前記コイル電流の最大絶対値は、前記パラメータが所定の値を超えた場合に低下させられることを特徴とする電子回路。
【請求項２】
前記制御手段は、前記コイル電流を供給するための電流手段を有し、前記コイル電流は、最大の正の基準値と最小の負の基準値との間で時間によって変調され、前記正の基準値と前記負の基準値との絶対値は、前記パラメータが特定の値を超えた場合に低下させられることを特徴とする、請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
前記電流手段は、前記正の基準値と前記負の基準値との両方を設定するための設定基準値を有することを特徴とする、請求項２に記載の電子回路。
【請求項４】
前記検出手段は、前記コイルの両端のコイル電圧を、前記設定基準値を設定するための単極性信号値に変換する変換手段を有することを特徴とする、請求項３に記載の電子回路。
【請求項５】
前記コイルは薄膜コイルであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子回路を有する装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子回路を有する光磁気ディスク記録／再生装置。
【請求項８】
コイルを通る電流を制御する方法であって、前記コイルの抵抗値のための尺度であるパラメータが決定され、前記コイルの最大絶対値が、前記パラメータが特定の値を超えた場合に減少させられる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場の生成のためのコイルを通るコイル電流を制御するための制御手段を有する電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
かような電子回路は、特に特開2002-273354より知られている。ここでは、磁場を生成するためのコイルを備えた、光磁気ディスクを持つ記録／再生装置が示されている。特開2002-273354に記載された発明は、コイルの発熱を抑制し、前記装置の構成要素及び光磁気ディスクの品質劣化を防止するという目的を持つ。これらの目的は、温度があまりに高くなってはならない場所の近くにおける、温度センサの具備により達成される。前記温度センサからの信号は、測定された温度が高すぎる場合に前記コイルを通る電流が減少されることができるように、電子的に処理される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この知られた電子回路の欠点は、チェックされるべき温度を測定するための付加的なセンサが必要であるという点である。かようなセンサは比較的高価である。
【０００４】
従って本発明の目的は、コイルを通るコイル電流を制御するための制御手段を有する電子回路であって、必要となる付加的なセンサなく、前記コイルの温度に依存して前記コイル電流を適合させるための手段を備えた電子回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため本発明によれば、最初の段落に記載された電子回路は、前記制御手段が、前記コイルの抵抗値の尺度であるパラメータを決定するための検出手段を有し、動作状態において、前記コイル電流の最大絶対値は、前記パラメータが所定の値を超えた場合に低下させられることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、コイルの温度の増大に伴って、前記コイルの直列抵抗の抵抗値（常に存在するが、原則的に望ましくない）が増大するという認識に基づく。前記抵抗値に依存したパラメータの決定は、例えば前記温度が高すぎる場合に前記コイル電流を減少させるというように、当該パラメータの値の電子処理の後に前記コイル電流を適合させることを可能とする。かくして前記コイルの溶け落ちが防止される。前記コイルの溶け落ちのリスクは、予防措置がとられない限り、今日の光ディスク記録／再生装置においては比較的高い。これは、近年非常に高い磁場強度が考えられ、従ってこの磁場強度を生成するためのコイルはその限界まで負荷をかけられるからである。この問題は特に、最大の可能な磁場強度がコイルから得られるべきである場合に生じる。前記パラメータは、前記コイルの抵抗値を直接反映するものであっても良い。即ち、前記パラメータは前記コイルの抵抗値と等しくても良い。しかしながらこのことは厳密には必須ではない。例えば、コイル抵抗の上昇と共に二次関数的に上昇するパラメータのように、前記パラメータと前記コイルの抵抗値との間の別の関係も可能である。
【０００７】
本発明による電子回路の第１の実施例は、前記制御手段が、前記コイル電流を供給するための電流手段を有し、前記コイル電流が、最大の正の基準値と最小の負の基準値との間で時間によって変調され、前記正の基準値と前記負の基準値との絶対値は、前記パラメータが特定の値を超えた場合に低下させられることを特徴とする。
【０００８】
これにより、前記コイルを通る電流が正の又は負の方向に選択され得ることが達成される。このことは例えば、前記コイルが（光）磁気ディスク記録／再生装置において利用される場合に必須である。なぜなら、この場合においては、正及び負に向けられた磁区の両方ともが生成されるべきであるからである。
【０００９】
本発明による電子回路の第２の実施例は、前記電流手段が、前記正の基準値と前記負の基準値との両方を設定するための設定基準値を有することを特徴とする。
【００１０】
このことは、例えば上述したコイルの利用において、略同一の強度を持つ正及び負に向けられた磁区を生成することを可能とする。このことは特に、前記コイルが最大の磁場強度を生成するべきである場合に重要である。前記コイルの温度はこのとき、最大の許容値を持つ。この状況において前記コイルを通る２つの電流の方向の絶対値の間に比較的大きな不均衡が存在する場合、例えば負に向けられた磁区は正に向けられた磁区よりもかなり弱く生成され得る。このことは次いで、負に向けられた磁区の強度が最小限必要とされる値よりも下になるという結果を持ち得る。従って一般に、正の基準値の絶対値と負の基準値の絶対値とを可能な限り等しくすることが賢明である。前記電流手段は、より単純な構造を与えられ得る。なぜなら、とりわけ、正の基準値と負の基準値の両方を設定するために１つだけの基準値のセットが必要となるからである。
【００１１】
本発明による電子回路の第３の実施例は、前記検出手段が、前記コイルの両端のコイル電圧を、前記設定基準値を設定するための単極性信号値に変換する変換手段を有することを特徴とする。
【００１２】
実際には、前記コイル電流の絶対値は、ここでは前記設定基準値を決定するための基準として利用される。
【００１３】
本発明による電子回路の第４の実施例は、前記コイルが薄膜コイルであることを特徴とする。
【００１４】
薄膜コイルは、高密度光磁気ディスク記録／再生装置の光磁気記録／再生ヘッドに広く利用されている。かような装置においては、記録／再生ヘッドは、ディスクの記録／再生層に対して、例えば１乃至２０ミクロンのような、非常に近くを移動する。生成され得る最大の磁場は、前記記録／再生ヘッドにおけるコイルの温度に依存する。当該温度は、前記コイルを通る電流強度に依存するだけではない。実際は、前記コイルの冷却が、すぐ傍の周囲によって改善される場合、前記温度は降下する。前記電流強度はこのとき、より高く選択され得る。前記コイルはこの結果、より強い磁場を生成することが可能である。前記コイル（記録／再生ヘッド）と前記ディスクとの間の非常に短い距離は、前記コイルの冷却に強い正の影響を持つことがわかっている。しかしながら、当該冷却がどれほど優れているかは、ヘッドとディスクとの間の距離、ヘッドのタイプ、及びディスクの回転の速度といった、幾つかの要因に依存する。従って一般に、前記コイルを通る最大許容電流強度が幾らになるかを予想することは困難である。このことがまさに本発明の利用が有利である理由である。前記コイルの温度に関するパラメータはこの場合自動的に決定され、その後その結果は、付加的な温度センサの利用なく、前記コイルを通る正確な電流強度を設定するために利用される。
【００１５】
種々のタイプの薄膜コイルが利用され得る。本特許出願と同一の出願人による国際特許出願公開WO01/82299A1は、本発明と共に利用され得る特に有利な薄膜コイルの例を示している。このコイルはWO01/82299A1において、図１に示され、第５頁1.22乃至第６頁1.11に詳細に説明されている。
【００１６】
本発明による電子回路は、上述したもの以外の機器において利用され得ることは留意されるべきである。前記コイルは例えば、（純粋な）光ＣＤシステムにおける所謂スライドコイル（slide coil）であっても良い。
【００１７】
本発明はまた、コイルを通る電流を制御する方法であって、当該方法により前記コイルの抵抗値の尺度であるパラメータが決定され、また当該方法により前記パラメータが特定の値を超える場合にコイル電流の最大の絶対値が減少される方法に関する。
【００１８】
ドイツ国特許出願公開DE10057375C1は、例えば電気モータのような装置又は機械において１つ又は幾つかのコイルの温度を監視する制御手段を示している。供給される電力は、前記電気モータの毎分回転数値を制御するために制御されるべきである。このことは、効率の理由から、パルス電流（又は電圧）が前記モータに供給されることにより為される。このとき前記速度は、前記パルス電流のデューティサイクルの変化によって制御される。前記電流の振幅はこの間一定に保たれる。DE10057375C1においては、前記コイルの直列抵抗の温度もまた、付加的なセンサなく電気モータのパワーを削減するために決定される。このことは、前記デューティサイクルの適合によって為され、前記電流の振幅の適合によっては為されない。
【００１９】
このとき記録されるべき情報が部分的に又は完全に失われ得るため、かようなデューティサイクル制御は（光）磁気ディスク記録／再生装置においては利用されることができないことに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、添付する図を参照しながら、以下により詳細に説明される。同一の構成要素は、これらの図において同一の参照記号を与えられる。
【００２１】
図１は、光磁気ディスク記録／再生装置のような装置Ａにおいて利用される、コイル電流ＩＬを制御するための制御手段ＣＭＮＳの原理を示す。制御手段ＣＭＮＳは、入力信号Ｓを受信するための第１の入力端子３と、設定基準信号ＳＲを受信するための第２の入力端子４と、コイルＬを通るコイル電流ＩＬを供給するための第１及び第２の出力端子１及び２とを備える電流手段ＩＭＮＳを有する。コイルＬは、前記出力端子１と２との間に接続される。コイルＬの直列抵抗ＲＬは破線で示される。制御手段ＣＭＮＳは更に、端子１と２との間のコイル電圧ＶＬを測定し、それに応じて設定基準信号ＳＲを供給する検出手段ＤＭＮＳを有する。
【００２２】
本発明の動作原理は以下のとおりである。装置Ａにおける（光）磁気ディスクへの情報の書き込みは、コイルＬから生じる正及び負に向けられた磁場強度Ｈの生成を通して行われる。磁場Ｈは、電流ＩＬがコイルＬを通過することで生成される。コイル電流ＩＬは、電流源Ｉによって供給される。情報は入力信号Ｓにおいて表され、入力信号Ｓはディジタルバイナリ信号である。原則として、即ちコイルＬの温度が最大許容温度よりも低い限り、前記電流の方向及びコイル電流ＩＬの振幅の両方が、入力信号Ｓによって課される。しかしながら、コイルＬの温度が前記最大許容温度に等しくなった場合には、検出手段ＤＭＮＳは、設定基準信号ＳＲの生成を通して、正及び負の両方の方向ともにコイル電流ＩＬがこれ以上増大できないことを保証する。これにより、コイルＬが溶け落ちることが防止される。この回路の更なる利点は、最大許容磁場強度の生成がいつでも、望ましい場合には、単純な方法によって実現されることできる点である。該単純な方法とは即ち、検出手段ＤＭＮＳの存在がなければ、コイルＬの最大温度が確実に超えるほどに入力信号Ｓの振幅が大きくされるという方法である。検出手段ＤＭＮＳはこのとき、コイルＬが常に最大許容温度で動作することを保証する。
【００２３】
図２は、検出手段ＤＭＮＳの実施例の回路図である。検出手段ＤＭＮＳは、電流源Ｊ、ｐ型バイポーラトランジスタＴ１乃至Ｔ４、ｎ型バイポーラトランジスタＴ５、レジスタＲ１乃至Ｒ９、及び調節電位差計ＰＭを有する。トランジスタＴ１及びＴ２のベースは、それぞれレジスタＲ１及びＲ２を介して、それぞれ端子１及び２に接続される。調節電位差計ＰＭは、トランジスタＴ１のベースとトランジスタＴ２のベースとの間に接続される。トランジスタＴ１及びＴ２のコレクタは、それぞれのレジスタＲ３及びＲ４を介して端子０（接地）に接続される。トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタは、電流源Ｊに結合された共通の結合点において相互接続される。トランジスタＴ３のエミッタは、トランジスタＴ２のコレクタに接続される。トランジスタＴ３のベースは、レジスタＲ５を介してトランジスタＴ１のコレクタに接続される。トランジスタＴ４のエミッタは、トランジスタＴ１のコレクタに接続される。トランジスタＴ４のベースは、レジスタＲ６を介してトランジスタＴ２のコレクタに接続される。トランジスタＴ３及びＴ４のコレクタは相互接続される。トランジスタＴ５のエミッタは端子０に接続される。トランジスタＴ５のコレクタは、レジスタＲ９を介して端子４に接続される。トランジスタＴ５のベースは、レジスタＲ７を介してトランジスタＴ４のコレクタに接続される。レジスタＲ８はトランジスタＴ５のベースとエミッタとの間に接続される。
【００２４】
当該回路の動作は以下のとおりである。トランジスタＴ１乃至Ｔ４、レジスタＲ３及びＲ４、並びに電流源Ｊの組み合わせは、差動アンプを形成する。レジスタＲ１及びＲ２並びに調節電位差計ＰＭの組み合わせは、分圧器を形成する。端子１と２との間の電圧、従ってコイルＬの両端電圧ＶＬは、前記分圧器によって減衰される。（調節電位差計ＰＭの両端の）減衰された電圧は、前記差動アンプ用の差動入力電圧を形成する。前記差動入力電圧の値は、調節電位差計ＰＭによって調節される。結果として、コイル電圧ＶＬから（トランジスタＴ１のコレクタとトランジスタＴ２のコレクタとの間の）差動出力電圧への最終的な電圧の転送（増幅又は減衰）が調節される。トランジスタＴ３及びＴ４、レジスタＲ５及びＲ６、並びにレジスタＲ７及びＲ８の組み合わせは、前記差動出力電圧を、トランジスタＴ５のベースとエミッタとの間の単極性電圧ＵＰＳに変換する変換手段を形成する。電圧ＵＰＳは単極性である。即ち電圧ＵＰＳの極性は常に同一であり、コイル電圧ＶＬの極性に依存しない。前記変換手段は、前記差動出力電圧が十分に高い場合にのみ、単極性電圧ＵＰＳを生成することができることは留意されるべきである。実際には、トランジスタＴ３又はＴ４は、これらトランジスタのベース−エミッタ電圧が所謂閾値電圧を超える場合にのみ、かなりの程度導電状態に入ることができる。単極性電圧ＵＰＳが生成されるか否かは、コイル電圧ＶＬの値、レジスタＲ１乃至Ｒ６の大きさ、及び調節電位差計ＰＭの設定に依存する。コイル電圧ＶＬの値はコイルＬの抵抗値ＲＬ（図１を参照）に依存し、抵抗値ＲＬはコイルＬの温度に依存するため、特定の基準温度を超えた場合に単極性ＵＰＳが生成されるように調節電位差計ＰＭの設定が選択され得る。前記基準温度は例えば、コイルＬの最大許容温度に等しくても良いし、より低くても良い。レジスタＲ７及びＲ８は単極性電圧ＵＰＳが過度に高くなり得ないことを保証する。このことは、高すぎるベース−エミッタ電圧のためにトランジスタＴ５が欠陥となることを防止する。単極性電圧ＵＰＳが生成される瞬間、トランジスタＴ５は導電性となり、これにより設定基準信号ＳＲが生成される。結果として、電流源Ｉによって供給されるコイル電流ＩＬは、これ以上増大できない（同じく図１を参照）。望ましい場合には、コイルＬの温度がその最大値にあることを、装置Ａにおいて例えばランプ又はＬＥＤによって示すために、単極性電圧ＵＰＳ又は設定基準信号ＳＲが利用されても良い。
【００２５】
コイル電流ＩＬは高周波方形波電流である（例えばｆ＝100ＭＨｚ）。前記方形波電流の周期（Ｔ＝１／ｆ）は、Ｌ／ＲＬに等しいコイルＬの時定数よりもかなり大きいため、コイル電圧ＶＬはおおよそ方形波電圧である。しかしながら、コイル電圧ＶＬの極性の切り換わりの間、コイルＬの自己誘導によって引き起こされる（Ｌ／ＲＬ時定数に対して）短い電圧ピークがある。当該電圧ピークは、制御手段ＣＭＮＳに対して妨害する効果を持つことは予想できる。かような妨害を回避するため、レジスタＲ９は端子４とトランジスタＴ５のコレクタとの間に含まれる。電流手段ＩＭＮＳ（図１及び３を参照）は端子４に接続され、かくして端子４に印加される負荷を形成する。当該負荷は少なくとも部分的に容量性の特性を持つため、レジスタＲ９と組み合わせてローパスフィルタを形成する。例えば前記電圧ピークによる、設定基準信号ＳＲに存在し得るいずれの高周波ＡＣ成分も、これにより抑制される。望ましい場合には、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、端子４と接地との間にキャパシタＣを付加することにより低下させられ得る。
【００２６】
図３は、電流手段ＩＭＮＳの実施例の回路図である。電流手段ＩＭＮＳは、ｎ型バイポーラトランジスタＴ６乃至Ｔ９、レジスタＲ１０乃至Ｒ１６、及び高周波チョークコイルＬＨＦを有する。トランジスタＴ６及びＴ７のコレクタは、それぞれ端子１及び２に接続される。トランジスタＴ６のベースは、端子３に接続される。電圧基準源ＶＲＦは、トランジスタＴ７のベースと接地との間に接続される。レジスタＲ１０及びＲ１１は直列に接続され、トランジスタＴ６のエミッタとトランジスタＴ７のエミッタとの間に存する。トランジスタＴ８のコレクタは、ＨＦコイルＬＨＦを介して、レジスタＲ１０及びＲ１１の共通の接続点に接続される。トランジスタＴ８のエミッタは、レジスタＲ１２を介して接地される。トランジスタＴ９のコレクタ及びエミッタはそれぞれ、トランジスタＴ８のコレクタ及びベースに接続される。レジスタＲ１３及びＲ１４は、供給端子ＶＤＤと接地との間に直列で接続される。トランジスタＴ９のベースは、レジスタＲ１３及びＲ１４の共通の接続点及び端子４に接続される。供給端子ＶＤＤと接地との間の電圧はＶ１で示される。レジスタＲ１４の両端の電圧はＶ２で示される。端子１及び２は、それぞれレジスタＲ１５及びＲ１６を介して、供給端子ＶＤＤに接続される。
【００２７】
該回路は以下のように動作する。前記回路は、テール電流ＩＴＬが（主に）トランジスタＲ８から供給される、差分アンプを略形成する。トランジスタＴ６及びＴ７は、入力信号Ｓによって、交番して導電状態又は非導電状態にされる。入力信号Ｓは、装置Ａにおけるディスクへ情報を書き込むための情報を含む（同じく図１を参照）。図示された状況においては、コイル電流ＩＬは示された電流の方向を持つ。なぜなら、入力信号Ｓによって決定される端子３における電位が、電圧基準源ＶＲＦに起因する電圧によって決定されるトランジスタＴ７のベースにおける電位よりも、かなり高いからである。本状況においては、テール電流ＩＴＬは、その全体がトランジスタＴ６のエミッタを通って流れる。コイル電流ＩＬの電流強度は、トランジスタＴ６のコレクタを流れる電流（エミッタを流れる電流に略等しい）の電流強度から、レジスタＲ１５を通って流れる電流ＩＲ１５を減算したものに等しい。トランジスタＴ９を通る電流はトランジスタＴ８を通る電流よりもかなり少ないため、テール電流ＩＴＬは、レジスタＲ１２を通る電流ＩＲ１２に略等しい。
【００２８】
ここで、設定基準信号ＳＲが供給されない状況、換言すれば、コイルＬの温度が前記最大許容温度よりも低い状況を考える。電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１と、抵抗値Ｒ１３及びＲ１４の比率によってのみ決定される（トランジスタＴ９のベース電流は無視できるほど小さいと仮定される）。レジスタＲ１２の両端の電圧は、電圧Ｖ２から、トランジスタＴ８及びＴ９のベース−エミッタ電圧の合計を減算したものに等しい。前記合計は略一定（一般に約１．２Ｖ）であるから、レジスタＲ１２乃至Ｒ１４の抵抗値の適切な選択によって、レジスタＲ１２の両端の電圧を正確に定めることが可能である。電流ＩＲ１２、及び従ってテール電流ＩＴＬは、これにより同時に正確に定められる。コイル電流ＩＬの絶対値はかくして大きさを定められる。
【００２９】
検出手段ＤＭＮＳがない場合、上述の状況における大きさの決定に起因するコイル電流ＩＬの値が高くなり過ぎることが起こり得る。このことは次いで、前記最大許容値よりも高いコイル温度に導き得る。しかしながらこのことは、検出手段ＤＭＮＳ（図２を参照）がこのとき単極性信号ＵＰＳを供給し、この結果設定基準信号ＳＲ（この場合には設定基準電流ＳＲ）が端子４に供給されることにより防止される。設定基準電流ＳＲの存在は、電圧Ｖ２が減少させられるという結果をもたらす。このことはまた、レジスタＲ１２の両端の電圧を減少させ、最終的にコイル電流ＩＬが、コイルＬの温度が前記最大許容温度に等しくなる値にまで自動的に低下させられる。
【００３０】
ＨＦコイルＬＨＦの機能は、前記差分アンプのテールのＡＣインピーダンスを増大させることである。このことは、所謂ＣＭＲＲ（Common Mode Rejection Ratio）を増大させる。ＨＦコイルＬＨＦの利用の更なる有利な効果は、コイル電圧ＶＬの極性の切り換えの間に生じる電圧ピークのいずれの残りの影響もが、更に抑圧されるという点である。
【００３１】
制御手段ＣＭＮＳにおけるバイポーラトランジスタは、電界効果トランジスタによって、全体が又は部分的に置き換えられても良い。示されたような導電型のトランジスタの代わりに、反導電型が利用されても良い。このときも、電圧及び／又は電流の極性は適切に適合されるべきである。
【００３２】
前記制御手段は、集積回路で実装されても良いし、別個の構成要素によって実装されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】コイル電流を制御するための制御手段の原理を示す。
【図２】検出手段の実施例の回路図である。
【図３】電流手段の実施例の回路図である。
【図１】
2005531869.tif 000003
【図２】
2005531869.tif 000004
【図３】
2005531869.tif 000005
【国際調査報告】
2005531869.tif 000006
2005531869.tif 000007
2005531869.tif 000008