(57)【要約】【課題】通電切り替え用のパワートランジスタの個数および配線本数を低減可能な電磁アクチュエータの駆動回路を提案すること。【解決手段】フォーカスコイル４２およびトラッキングコイル４４の駆動回路１は、外部供給電源電圧Ｖｃｃの２倍の電圧２Ｖｃｃを生成する昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器２を有し、昇圧電圧が２Ｖｃｃライン４に供給され、電源電圧ＶｃｃがＶｃｃライン１２に供給される。２Ｖｃｃライン４とグランドライン６の間にフォーカスコイルの駆動回路部分５を構成するパワートランジスタＱ１、Ｑ２が直列に接続され、同様にトラッキングコイルの駆動回路部分８を構成するパワートランジスタＱ３、Ｑ４も接続されている。コイル４２はＱ１、２の接続点７とＶｃｃライン１２の間に接続され、コイル４４もＱ３、Ｑ４の接続点９とＶｃｃライン１２の間に接続され、Ｑ１、２およびＱ３、４のオンオフ制御により、各コイル４２、４４の両方向通電ができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２および第３の電圧ラインと、
前記第１の電圧ラインと前記第３の電圧ラインの間に直列に接続され、一方がオンのときに他方がオフとなるように切り替え制御される第１および第２のスイッチング素子と、
これら第１および第２のスイッチング素子の接続点に一端が接続され、他端が前記第２の電圧ラインに接続されている駆動コイルとを有し、
前記第３の電圧ラインの電位を基準とした場合に、前記第１の電圧ラインに供給される電圧は、前記第２電圧ラインに供給される電圧の２倍の値に保持される電磁アクチュエータの駆動回路。
【請求項２】
請求項１において、
外部供給電源から供給される電源電圧を２倍の値の昇圧電圧に変換する昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を有し、
前記第１の電圧ラインには前記昇圧電圧が供給され、
前記第２の電圧ラインには外部供給電源からの電源電圧が供給され、
前記第３の電圧ラインはグランド電位に保持されることを特徴とする電磁アクチュエータの駆動回路。
【請求項３】
請求項１において、
外部供給電源から供給される電源電圧を１／２の値の降圧電圧に変換する降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を有し、
前記第１の電圧ラインには前記外部供給電源からの電源電圧が供給され、
前記第２の電圧ラインには前記降圧電圧が供給され、
前記第３の電圧ラインはグランド電位に保持されることを特徴とする電磁アクチュエータの駆動回路。
【請求項４】
請求項１において、
外部供給電源から供給される電源電圧の極性反転電圧を生成する極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器を有し、
前記第１の電力ラインには前記外部供給電源からの電源電圧が供給され、
前記第２の電力ラインはグランド電位に保持され、
前記第３の電力ラインには前記極性反転電圧が供給されることを特徴とする電磁アクチュエータの駆動回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
複数の前記駆動コイルと、
各駆動コイルに対応して配置した前記第１および第２のスイッチング素子とを有していることを特徴とする電磁アクチュエータの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤなどの再生に使用される光ピックアップにおける磁気駆動式の対物レンズ駆動装置などに用いられる電磁アクチュエータの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップの対物レンズ駆動装置などでは、対物レンズをフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動させるための電磁アクチュエータを備えている。電磁アクチュエータには、その構成素子である駆動コイルの通電方向等を切り替え制御するための駆動回路が備わっている。例えば、特開平１１−４１９８４号公報には、このような駆動回路を備えたＣＤプレーヤ用ドライバ装置が開示されている。
【０００３】
この公開公報に開示されている従来技術は、ＣＤプレーヤ用フォーカスコイル等の複数の電磁アクチュエータ（被駆動素子）がより高速で動作するために電源電圧以上の電圧を必要とする時、電源電圧を昇圧して電磁アクチュエータの駆動回路に高電圧をかけることを特徴としている。当該公開公報の添付図面に記載のブロック図を参照して説明すると、直流電源（７６）の電圧を昇圧回路（昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器）（８０）で昇圧し、電磁アクチュエータ（フォーカスコイル４２等）の駆動回路（５０等）に電源電圧以上の電源を印加して、電磁アクチュエータが高速動作できるようにしている。
【０００４】
昇圧回路（８０）の出力であるコンデンサ（８６）の電圧は、比較器（９２）で各電磁アクチュエータが必要としている電圧の最大値と比較され、ＰＷＭ信号発生器（９６）のオンオフデューティ比を決める。これにより昇圧回路（８０）の出力電圧は、各電磁アクチュエータが必要とする電圧の最大値を常に維持することができる。
【０００５】
一方、必要電圧が直流電源（７６）の電圧よりも低い場合は、ＰＷＭ信号発生器（９６）のＰＷＭ信号オフデューティが１００％になり、トランジスタ（９０）が完全オフして昇圧回路内の直結ダイオード（８８）が導通する。これにより各電磁アクチュエータの駆動回路には、直流電源（７６）の電圧が昇圧回路（８０）をバイパスして印加される。
【０００６】
ここで、フォーカスコイル（４２）およびトラッキングコイル（４４）を駆動するための駆動回路（５０）、（５２）は、従来においては一般に図４に示す回路構成が採用されている。
【０００７】
図４に示すように、フォーカスコイル駆動回路５０は、４個のパワートランジスタＱ１１〜Ｑ１４を備えており、それぞれ２個ずつのパワートランジスタＱ１１、１２およびＱ１３、１４が、直流電源８０の電力供給ライン５３とグランドライン５４の間に、それぞれ直列に接続されている。フォーカスコイル４２は、パワートランジスタＱ１１、Ｑ１２の接続点と、パワートランジスタＱ１３、１４の接続点との間に架け渡されている。不図示の切り替え制御回路によって、パワートランジスタＱ１１、Ｑ１４のオン時にはパワートランジスタＱ１２、１３がオフされ、逆の場合にはパワートランジスタＱ１２、１３がオンされる。これによりフォーカスコイル４２の通電方向の切り替え制御が行われる。トラッキングコイル４４の駆動回路５２も同様に構成されており、４個のパワートランジスタＱ２１〜Ｑ２４を備えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来におけるフォーカスコイルやトラッキングコイルなどの電磁アクチュエータの駆動回路では、電磁アクチュエータを駆動するためのパワートランジスタが１台のアクチュエータにつき４個必要である。例えば、上記の公開公報に記載のドライバ装置では４つの電磁アクチュエータの駆動回路を備えているので、合計合計１６個のパワートランジスタを必要としている。パワートランジスタの必要個数が多いので、駆動回路のコストが高くなる。
【０００９】
また、従来技術では各電磁アクチュエータと駆動回路の接続線が個別に２本づつ必要である。図４に示す例では、フォーカスコイル４２の両端を、それぞれ、パワートランジスタＱ１１、Ｑ１２の接続点およびパワートランジスタＱ１３、Ｑ１４の接続点に接続するための２本の接続線が必要であり、これと共に、トラッキングコイル４４の両端を同様に接続するための２本の接続線が必要である。従って、上記の公開公報に記載のドライバ装置では電磁アクチュエータが４台備わっているので、合計で８本の接続線を要す。このため全体システムの配線コストが高くなる。
【００１０】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、パワートランジスタ等のスイッチング素子の必要個数を低減可能な電磁アクチュエータの駆動回路を提案することにある。
【００１１】
また、本発明の課題は、接続線の必要本数を低減可能な電磁アクチュエータの駆動回路を提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の電磁アクチュエータの駆動回路は、
第１、第２および第３の電圧ラインと、
前記第１電圧のラインと前記第３の電圧ラインの間に直列に接続され、一方がオンのときに他方がオフとなるように切り替え制御される第１および第２のスイッチング素子と、
これら第１および第２のスイッチング素子の接続点に一端が接続され、他端が前記第２の電圧ラインに接続されている駆動コイルとを有し、
前記第３の電圧ラインの電位を基準とした場合に、前記第１の電圧ラインに供給される電圧は、前記第２電圧ラインに供給される電圧の２倍の値に保持されることを特徴としている。
【００１３】
各電圧ラインに供給される電圧を上記のように設定するためにはＤＣ−ＤＣ変換器を用いることができる。
【００１４】
例えば、外部供給電源から供給される電源電圧を２倍の値の昇圧電圧に変換する昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を有している場合には、前記第１の電圧ラインには前記昇圧電圧を供給し、前記第２の電圧ラインには外部供給電源からの電源電圧を直接に供給し、前記第３の電圧ラインをグランド電位に保持すればよい。
【００１５】
このようにすれば、第１および第２のスイッチング素子を切り替え制御することにより、同一電圧の駆動電流が、第１の電圧ラインから駆動コイルを介して第２の電圧ラインに向かう方向、および第２の電圧ラインから駆動コイルを介して第３の電圧ラインに向かう方向に流れる。２個のスイッチング素子のみで駆動コイルの通電方向を切り替えることができるので、駆動回路のコスト低減を図ることができる。
【００１６】
次に、昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器の代わりに、外部供給電源から供給される電源電圧を１／２の値の降圧電圧に変換する降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いることもできる。この場合には、前記第１の電圧ラインには前記外部供給電源からの電源電圧を直接に供給し、前記第２の電圧ラインには前記降圧電圧を供給し、前記第３の電圧ラインをグランド電位に保持すればよい。この場合にも、第１および第２のスイッチング素子を切り替え制御することにより、同一電圧の駆動電流が、第１の電圧ラインから駆動コイルを介して第２の電圧ラインに向かう方向、および第２の電圧ラインから駆動コイルを介して第３の電圧ラインに向かう方向に流れる。２個のスイッチング素子のみで駆動コイルの通電方向を切り替えることができるので、駆動回路のコスト低減を図ることができる。
【００１７】
さらに、本発明では、昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器の代わりに、外部供給電源から供給される電源電圧の極性反転電圧を生成する極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いることもできる。この場合には、前記第１の電圧ラインには前記外部供給電源からの電源電圧を直接に供給し、前記第２の電圧ラインをグランド電位に保持し、前記第３の電圧ラインに前記極性反転電圧を供給すればよい。この回路構成においても、第１および第２のスイッチング素子を切り替え制御することにより、同一の電圧の駆動電流が、第１の電圧ラインから駆動コイルを介して第２の電圧ラインに向かう方向、および第２の電圧ラインから駆動コイルを介して第３の電圧ラインに向かう方向に流れる。２個のスイッチング素子のみで駆動コイルの通電方向を切り替えることができるので、駆動回路のコスト低減を図ることができる。
【００１８】
一方、本発明は、複数の電磁アクチュエータを駆動するための駆動回路にも適用することができる。この場合には、各電磁アクチュエータを構成している駆動コイルの一端が共に第２の電圧ラインに共通接続される。よって、１本の共通接続線と、各電磁アクチュエータ毎に１本の接続線のみを配置すればよいので、各電磁アクチュエータ毎に２本ずつの接続線が必要であった従来の回路構成に比べて全体システムの配線コストを低減できる。
【００１９】
また、複数の電磁アクチュエータを備えている場合には、各電磁アクチュエータの駆動に必要とされるスイッチング素子の個数が従来構成の半分の２個に低減されているので、昇圧型などのＤＣ−ＤＣ変換器を構成するために必要とされるスイッチング素子の個数を考慮した場合においても、システム全体のスイッチング素子の個数を大幅に低減できる。よって、システム全体のコスト低減を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した電磁アクチュエータの駆動回路を説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、本発明を適用したフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの駆動回路を示す概略ブロック図である。本例の駆動回路１において、比較器１０、ＰＷＭ手段１１、コンデンサ８６、及びコイルＬ１、トランジスタＱａ、Ｑｂは昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器２を構成している。今、トランジスタＱｂがオンしていてコイルＬ１に外部供給電源（電圧Ｖｃｃ）３から電流が流れているとする。この状態においてトランジスタＱｂをオフすると電流経路が断たれ、コイルＬ１にはプラス側に向かう逆起電圧が発生する。トランジスタＱｂのオフ直後にトランジスタＱａをオンさせると、２Ｖｃｃライン４（第１の電圧ライン）の電圧は、コイルＬ１の逆起電圧によって電源電圧Ｖｃｃ以上に持ち上げられる。
【００２２】
比較器１０は電源電圧Ｖｃｃと２Ｖｃｃライン４の電圧を比較しており、２Ｖｃｃライン４の電圧が電源電圧Ｖｃｃの２倍以上になると、トランジスタＱａをオフしトランジスタＱｂをオンさせるようにＰＷＭ手段１１を制御する。またＰＷＭ手段１１は一定周期でトランジスタＱｂをオフ（トランジスタＱａをオン）させる機能を持っており、これらトランジスタＱａ、Ｑｂは常に交互にオンオフを繰り返すことによって、２Ｖｃｃライン４の電圧を電源電圧Ｖｃｃの２倍に保っている。
【００２３】
なお、２Ｖｃｃライン４が供給する電磁アクチュエータの駆動電流が少ないほどトランジスタＱｂのオンデューティが広くなり、逆に駆動電流が多いと狭くなる。また、コンデンサ８６はライン２Ｖｃｃの電圧リップルを平滑している。
【００２４】
次に、パワートランジスタＱ１、Ｑ２はフォーカスコイル４２の駆動回路部分５を構成しており、パワートランジスタＱ１は２Ｖｃｃライン４に接続され、パワートランジスタＱ２はグランドライン６（第３の電圧ライン）にそれぞれ接続され、パワートランジスタＱ１、Ｑ２の接続点７にはフォーカスコイル４２の一端４２ａが接続されている。
【００２５】
トラッキングコイル４４の駆動回路部分８の構成も同様であり、パワートランジスタＱ３、Ｑ４を備え、パワートランジスタＱ３が２Ｖｃｃライン４に接続され、パワートランジスタＱ４がグランドライン６（第３の電圧ライン）にそれぞれ接続され、パワートランジスタＱ３、Ｑ４の接続点９にはトラッキングコイル４４の一端４４ａが接続されている。
【００２６】
各アクチュエータコイル（フォーカシングコイル４２、トラッキングコイル４４）の他方の端４２ｂ、４４ｂはＶｃｃライン１２（第２の電圧ライン）に共通接続されている。従って、パワートランジスタＱ１をオンすれば２Ｖｃｃライン４からフォーカスコイル４２に駆動電流が流れ、パワートランジスタＱ４をオンすればＶｃｃライン１２からトラッキングコイル４４に駆動電流が流れる。
【００２７】
このように２レベルの電圧（電源電圧Ｖｃｃおよび昇圧電圧２Ｖｃｃ）を電磁アクチュエータの電源として供給することにより、図４に示す従来技術に比べて半分の２個のパワートランジスタで各アクチュエータコイル４２、４４の両方向通電が可能になる。また各アクチュエータコイル４２、４４の片方の端子４２ｂ、４４ｂを共通接続することで、図４の従来技術では４本必要であった接続線が図１の実施例では３本で済んでいる。
【００２８】
さらに、図４に示す従来技術では、駆動コイル４２、４４に独立して電流を流す必要があるが、本例によれば、駆動コイル４２を流れた電流が駆動コイル４４を流れるということも生ずるので、全体の電流量を少なくすることができる。例えば、本例のように駆動コイルがフォーカスコイル４２およびトラッキングコイル４４である場合には、制御時に必要とされる電流の方向により、このような効果を得ることができる。
【００２９】
なお、各アクチュエータコイル４２、４４に流れる電流量は駆動回路のパワートランジスタＱ１〜Ｑ４をＰＷＭ制御して調整する。また、コンデンサＣ１はＶｃｃライン１２の電圧の安定化とＶｃｃライン１２に逆流してくる電流を吸収するために必要である。
【００３０】
（実施例２）
図２は、昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器の代わりに、降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いてフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの駆動回路を構成した実施例である。図においては図１の駆動回路における各部分に対応する部分には同一の符号を付してある。
【００３１】
本例の駆動回路２０において、比較器１０、ＰＷＭ手段１１、コンデンサ８６、及びコイルＬ１、トランジスタＱａ、Ｑｂは降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器２２を構成している。今、トランジスタＱａがオンしていてコイルＬ１には外部供給電源３からの電流が流れている。ここでトランジスタＱａをオフすると電流経路が断たれ、コイルＬ１にはマイナス側に向かう逆起電圧が発生する。トランジスタＱａのオフ直後にトランジスタＱｂをオンさせると、１／２Ｖｃｃライン２３（第２の電圧ライン）の電圧は、コイルＬ１の逆起電圧によって維持される。比較器１０は電源電圧Ｖｃｃと１／２Ｖｃｃライン２３の電圧を比較しており、１／２Ｖｃｃライン２３の電圧が電源電圧Ｖｃｃの半分以下になるとトランジスタＱｂをオフしトランジスタＱａをオンさせるようにＰＷＭ手段１１を制御する。
【００３２】
またＰＷＭ手段１１は一定周期でトランジスタＱａをオフ（トランジスタＱｂをオン）させる機能を持っており、トランジスタＱａ、Ｑｂは常に交互にオンオフを繰り返すことによって、１／２Ｖｃｃライン２３の電圧を電源電圧Ｖｃｃの半分に保っている。
【００３３】
１／２Ｖｃｃライン２３が供給する電磁アクチュエータの駆動電流が少ないほどトランジスタＱａのオンデューティが狭くなり、逆に駆動電流が多いと広くなる。コンデンサ８６は１／２Ｖｃｃライン２３の電圧リップルを平滑している。
【００３４】
この実施例では電源電圧Ｖｃｃと降圧電圧１／２Ｖｃｃの２レベルの電圧を電磁アクチュエータの電源として供給しており、アクチュエータ駆動回路の構成や動作は図１の実施例と同様である。
【００３５】
（実施例３）
図３は、昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器の代わりに、極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いてフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの駆動回路を構成した実施例である。図において図１の駆動回路における各部分に対応する部分には同一の符号を付してある。
【００３６】
本例の駆動回路３０において、比較器１０、ＰＷＭ手段１１、コンデンサ８６、及びＬ１、Ｑａ、Ｑｂは極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器３２を構成している。今、トランジスタＱａがオンしていてコイルＬ１には外部供給電源３からの電流が流れているとする。ここで、トランジスタＱａをオフすると電流経路が断たれコイルＬ１にはマイナス側に向かう逆起電圧が発生する。トランジスタＱａのオフ直後にトランジスタＱｂをオンさせると−Ｖｃｃライン３３（第３の電圧ライン）の電圧は、コイルＬ１の逆起電圧によって負電圧側に引き下げられる。比較器１０は電源電圧Ｖｃｃと、その極性反転電圧−Ｖｃｃの電圧を比較しており、この電圧−Ｖｃｃの絶対値電圧がＶｃｃ以上になるとトランジスタＱｂをオフしトランジスタＱａをオンさせるようにＰＷＭ手段１１を制御する。また、ＰＷＭ手段１１は一定周期でトランジスタＱａをオフ（トランジスタＱｂをオン）させる機能を持っており、トランジスタＱａ、Ｑｂは常に交互にオンオフを繰り返すことによって、極性反転電圧−Ｖｃｃの絶対値電圧がＶｃｃと一致するように保っている。
【００３７】
−Ｖｃｃライン３３が供給する電磁アクチュエータの駆動電流が少ないほどトランジスタＱａのオンデューティが広くなり、逆に駆動電流が多いと狭くなる。コンデンサ８６は−Ｖｃｃライン３３の電圧リップルを平滑している。
【００３８】
この実施例では電源電圧Ｖｃｃと、その極性反転電圧−Ｖｃｃの２レベルの電圧を電磁アクチュエータの電源として供給しており、アクチュエータ駆動回路の構成や動作は図１の実施例と同様である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電磁アクチュエータの駆動回路においては、１つの外部供給電源からＤＣ−ＤＣ変換器を用いて別レベルの電圧をつくり、第１〜第３の電圧ラインのうちの第３の電圧ラインの電位を基準とした場合に、第１の電圧ラインに供給される電圧を第２の電圧ラインに供給される電圧の２倍となるように保持し、２個のスイッチング素子を第１および第３の電圧ラインの間に直列に接続し、スイッチング素子の接続点と第２の電圧ラインの間に駆動コイルを接続した構成を採用している。
【００４０】
本発明によれば、第１および第２のスイッチング素子を切り替え制御することにより、同一電圧の駆動電流が、第１の電圧ラインから駆動コイルを介して第２の電圧ラインに向かう方向、および第２の電圧ラインから駆動コイルを介して第３の電圧ラインに向かう方向に流れる。よって、２個のスイッチング素子のみで駆動コイルの通電方向を切り替えることができるので、従来のように４個のスイッチング素子を必要とする場合に比べて駆動回路のコスト低減を図ることができる。
【００４１】
特に、本発明を、複数の駆動コイルを備えた駆動回路に適用した場合には、ＤＣ−ＤＣ変換器に必要なスイッチング素子の個数を考慮したとしても、システム全体としてのスイッチング素子の個数を大幅に削減できるので、システム全体のコスト低減に極めて有利である。さらに、各駆動コイルの片方の端子を第２の電圧ラインに共通接続するので、各駆動コイルと駆動回路との接続線本数を減らすことができる。よって、システム全体の配線コストを低減できる。この結果、本発明の駆動回路をＩＣ化した場合はＩＣの端子数を減らすことができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの駆動回路の実施例を示す概略ブロック図であり、昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いた例である。
【図２】本発明を適用した駆動回路の別の例を示す概略ブロック図であり、降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いた例である。
【図３】本発明を適用した駆動回路の別の例を示す概略ブロック図であり、極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器を用いた例である。
【図４】従来におけるフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの駆動回路を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１、２０、３０　駆動回路
２　昇圧型ＤＣ−ＤＣ変換器
３　外部供給電源
４　２Ｖｃｃライン
５　フォーカスコイルの駆動回路部分
６　グランドライン
８　トラッキングコイルの駆動回路部分
１０　比較器
１１　ＰＷＭ手段
１２　Ｖｃｃライン
２２　降圧型ＤＣ−ＤＣ変換器
２３　１／２Ｖｃｃライン
３２　極性反転型ＤＣ−ＤＣ変換器
３３　−Ｖｃｃライン
４２　フォーカスコイル
４４　トラッキングコイル
８６　ＤＣ−ＤＣ変換器出力平滑コンデンサ
Ｃ１　コンデンサ
Ｌ１　コイル
Ｑａ、Ｑｂ　トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ４　トランジスタ
【図１】
2004048822.tif 000003
【図２】
2004048822.tif 000004
【図３】
2004048822.tif 000005
【図４】
2004048822.tif 000006