JPH04325971A - 光学的情報記録再生装置のアクチュエータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光学系の可動
部を移動制御する光学的情報記録再生装置のアクチュエ
ータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学的情報記録再生装置に用いられるア
クチュエータの駆動方式には、電圧駆動方式と電流駆動
方式とがある。電圧駆動方式とは、制御対象物（負荷）
に加わる端子電圧を制御する方式である。電流制御方式
とは、制御対象物に流れる電流を制御する方式である。 制御対象物がインダクタンスを含む負荷である場合、電
圧制御方式では瞬時に電流制御できないため高速応答を
要求する制御システムには不向きである。また、同方式
は、負荷に流れる電流を制御できないため、過電流によ
る素子の破壊を防止する回路が必要である。これに対し
て、電流制御方式はモータのトルク発生に寄与する電流
を直接制御できるため、高速応答を要求する制御システ
ムに適している。また、電流制御方式は、負荷に流れる
最大電流が制御できるため、パワー回路の素子を破壊す
ることがない。このことは、「パワーデバイスの使い方
と実用制御回路設計法」高橋　　久著１９８９　　年　
２月２５日　　第１版　　総合電子出版社に述べられて
いる。

【０００３】図８に基づいて定電流制御方式のアクチュ
エータ駆動装置の動作を説明する。アクチュエータ３１
に流れた電流を電流検出抵抗Ｒｃｓ＋，Ｒｃｓ−　で検
出後、電流検出増幅器３２で演算増幅する。エラーアン
プ３３は、制御用の入力電圧と電流検出増幅器３２の出
力信号とを比較する。ループフィルター３４は、定電流
ループの補償用フィルターで、エラーアンプ３３の出力
を補償後、パワーアンプ３５が電力増幅する。ＢＴＬ（
ｂａｌａｎｃｅｄ　ｔｒａｎｓｆｏｍｅｒｌｅｓｓ）ド
ライバ３６は、パワーアンプ３５が増幅した信号によっ
てアクチュエータ３１を駆動する。 このアクチュエータ駆動装置の定電流動作は、電流検出
増幅器３２で検出した電圧が前記入力電圧と比較され、
一定入力電圧に対して電流検出増幅機器３２で検出した
電圧が増えたらアクチュエータ３１に流れる電流を減ら
し、電流検出増幅器３２で検出した電圧が減ったら、ア
クチュエータ３１に流れる電流を増やすように動作する
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学的情報記録
再生装置のアクチュエータ駆動装置では、高速応答を要
求されるため、一般に電流制御方式を採用している場合
が多い。電流制御方式によれば、アクチュエータ制御目
標電圧に応じた一定電流でアクチュエータを制御するた
め、アクチュエータに流れた電流を検出して制御する定
電流制御ループを構成している。しかし、アクチュエー
タの加速度感度の値は、アクチュエータに使用している
磁性体の温度特性により左右される。このため、アクチ
ュエータの加速度感度は、アクチュエータの制御目標電
圧に応じた定電流でアクチュエータを制御しようとして
も、加速度感度は、温度によって変化することになる。 下記の式（１）〜（４）に磁性体の磁束密度（Ｂ），コ
イル巻き線の長さ（ｌ），アクチュエータ駆動電流（ｉ
），アクチュエータ可動部の質量（ｍ）及び加速度（α
），アクチュエータ加速度感度（αｉ　）の関係式を示
す。

【０００５】Ｆ＝Ｂ・ｌ・ｉ　　………（１）Ｆ＝ｍ・
α　　　　　　………（２） α＝Ｆ／ｍ＝Ｂ・ｌ・ｉ／ｍ　　………（３）αｉ　＝
Ｆ／ｍ／ｉ＝Ｂ・ｌ／ｍ　　………（４）式（４）に示
されるように、磁性体の温度特性により（Ｂ）が変化す
ると加速度感度（αｉ　）も変わることがわかる。また
、光学的情報記録再生装置のアクチュエータ駆動装置で
は、高速応答を要求されるため、アクチュエータの質量
（ｍ）を軽くしたり、磁束密度（Ｂ）の大きな磁性体を
用いたりして加速度感度を上げている。磁性体の温度特
性で温度上昇により生じる加速度感度の低下に関係する
パラメータは、可逆温度変化で、１　℃当たり−０．１
２　％の磁束密度変化を生じる。これよりアクチュエー
タは、１　℃当たり０．１２％加速度感度が低下するこ
とがわかる。前述のように加速度感度が上がると温度変
化による加速度感度の変化量が大きくなり、アクチュエ
ータをオープンループで使用する場合、制御目標値に対
する誤差が大きくなり、高速高精度の制御系を構成する
には好ましくない。また、クローズループで使用する場
合、目標となるサーボゲインが得られなくなったり、サ
ーボ系の安定性を失ってしまうという欠点がある。

【０００６】本発明では、前記事情に鑑みてなされたも
ので、温度変化によりアクチュエータの加速度感度が変
化してもこれを補正して、入力電圧に応じてアクチュエ
ータの加速度感度が一定になる光学的情報記録再生装置
のアクチュエータ駆動装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報記録
再生装置のアクチュエータ駆動装置は、定電流制御によ
りアクチュエータを駆動する定電流制御手段を有する光
学的情報記録再生装置のアクチュエータ駆動装置であっ
て、アクチュエータの加速感度の変化に応じて、前記定
電流制御手段の電圧／電流変換感度を変化させ、アクチ
ュエータの温度が変化しても、入力電圧に応じた一定の
加速感度に制御するために、前記アクチュエータの温度
変化を検出することにより、該アクチュエータの温度変
化に応じた加速感度の変化を検出する温度変化検出手段
を備えている。

【０００８】

【作用】この構成で、温度変化検出手段がアクチュエー
タの温度変化を検出することにより、このアクチュエー
タの温度変化に対応する加速感度の変化に応じて、定電
流制御手段の電圧／電流変換感度を変化させ、アクチュ
エータの温度が変化しても、入力電圧に応じた一定の加
速感度に制御する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図６は本発明の一実施例に係り、図１
はアクチュエータ駆動装置の電気的なブロック図、図２
はＢＴＬドライバの構成図、図３は温度検出器の構成図
、図４は光学ヘッドの斜視図、図５は図４の光学ヘッド
の分解斜視図、図６は光学ヘッドのＸ方向側面図、図７
は光学ヘッドのＹ方向側面図である。

【００１０】図１に示すアクチュエータ駆動装置９は、
光学的情報記録再生装置に用いられて、光スポットを記
録媒体上の所望の位置へ移動させるためのアクチュエー
タ１を駆動するものである。このアクチュエータ駆動装
置９は、アクチュエータ１に流れた電流を後述するＢＴ
Ｌドライバ４の電流検出抵抗器Ｒｃｓ＋，Ｒｃｓ−　で
検出後、電流検出増幅器８で演算増幅し、エラーアンプ
７へ信号を出力するようになっている。エラーアンプ７
は、制御用の入力電圧と、電流検出増幅器８の出力信号
とを比較して、差を出力するようになっている。また、
アクチュエータ駆動装置９は、定電流ループの補償用フ
ィルタであるループフィルタ６により、エラーアンプ７
が出力する信号の位相補償を行った後に、パワーアンプ
５が電力増幅するようになっている。従って、アクチュ
エータ駆動装置９の定電流動作は、定電流検出増幅器８
で検出した電圧が、前記入力電圧と比較され、一定入力
電圧に対して電流検出器８で検出した電圧が増えたらア
クチュエータ１に流れる電流を減らし、定電流検出増幅
器８で検出した電流が減ったら、アクチュエータ１に流
れる電流を増やすようになっている。

【００１１】一方、アクチュエータ１に使用している磁
性体の温度変化を温度検出手段としての温度検出器２ａ
で検出して、アンプ３で温度補正ループのゲインを調整
するようになっている。アンプ３は、温度検出器２した
磁性体の温度変化に相当する電圧信号をゲイン調整後、
エラーアンプ７の定電流制御用フィードバック信号加算
端子へ出力するようになっている。すなわち、前記エラ
ーアンプ７は、制御用の入力電圧に対して、電流検出増
幅器８が出力する信号を減算するだけでなく、温度検出
器２が出力する信号を加算するようになっている。従っ
て、アクチュエータ１（例えば、ボイス・コイル・モー
タ）に使用している磁性体の温度が上昇すると、アクチ
ュエータ１の加速感度が低下するので、温度補償ループ
の働きとしては、温度が上昇したらアクチュエータ１に
流れる電流を増やすようにフィードバック制御を行う。 このため、アクチュエータ駆動装置９は、温度変化に対
しても、アクチュエータ１の加速感度を一定に保つよう
になっている。尚、ＢＴＬドライバ４は公知技術であり
、例えば図２に示すように、パワーアンプ５により制御
されるトランジスタＱ１　ないしＱ４　と、電流検出抵
抗器Ｒｃｓ＋　，Ｒｃｓ−　などとから構成される一方
、例えば電流検出増幅器８は、電流検出抵抗器Ｒｃｓ＋
　，Ｒｃｓ−　に発生する各電圧信号の差分をとって、
アクチュエータ１に流れる電流値の増減を検出する差動
増幅器などから構成されている。また、符号ＶＳは、電
源を示している。

【００１２】図４ないし図７は、本発明が適用されるア
クチュエータとしてのＶＣＭを示しており、このＶＣＭ
は、光ピックアップを搭載している。図４ないし図７に
示すように、対物レンズ２１をホルダ１１に装着し、ホ
ルダ１１の外周にフォーカスコイル１２を捲回する。さ
らに、ホルダ１１のＹ方向における両側面に、ロの字状
に捲回したトラッキングコイル１３をそれぞれ２個ずつ
装着する。ホルダ１１のＸ方向における側面のほぼ中央
部には、上下に２個ずつ、合計４個の突部１１ａが設け
られており、保持部材１９とこれらの突部１１ａとに４
本の平行なワイヤ１８の両端が固定されている。ワイヤ
ー１８は、ベリリウム銅等からなる直径０．１ｍｍ程度
の金属線の回りにゴム等のチューブを取り付けたもので
あり、このワイヤー１８によって、ホルダ１１はフォー
カス方向及びトラッキング方向に移動可能に支持される
。 前述した、対物レンズ２１、対物レンズホルダ１１、フ
ォーカスコイル１２、及びトラッキングコイル１３等の
部材は、キャリッジ１０上に載置されている。キャリッ
ジ１０は、厚さ１．２ｍｍ程度の鉄板をプレス成形して
形成し、図５に示すように、外ヨーク１０ａ，１０ａと
内ヨーク１０ｂ，１０ｂとをＺ方向に起こしている。ま
た、キャリッジ１０の三方に凸部１０ｃ，１０ｄ，１０
ｅを設け、それぞれの凸部にベアリングを固定するため
の孔を穿つ。外ヨーク１０ａ，１０ａの内側には、各マ
グネット９ａ，９ｂと各内ヨーク１０ｂ，１０ｂとの間
に磁気ギャプをそれぞれ形成する。内ヨーク１０ｂと１
０ｂとの間には、ミラー２２を配置する。図５に示すよ
うにホルダ１１をキャリッジ１０に装着したとき、内ヨ
ーク１０ｂ，１０ｂはホルダ１１の内側に形成されてい
る孔１１ｂ，１１ｂに入り、また一方の外ヨーク１０ａ
の内側には保持部材１９が固定されている。

【００１３】図５に示すように、キャリッジ１０の凸部
１０ｃ，１０ｄに穿った孔には、鼓状のベアリング１７
，１７を固定し、凸部１０ｅに穿った孔には、円錐状の
ベアリング２３を圧入固定し、レール１４ａ，１４ｂに
は、これらのベアリング１７，２３を介してキャリッジ
１０を装着する。

【００１４】キャリッジ１０の底面には、ロの字状に巻
回したキャリッジコイル１５が固着されており、このキ
ャリッジコイル１５の下方には、マグネット９ａ，９ｂ
及びヨーク１６が設置されている。マグネット９ａの表
面はＮ極に、９ｂの表面はＳ極に着磁されている。マグ
ネット９ａ，９ｂは、Ｘ方向に並べてヨーク１６の上に
固定されている。２本のレール１４ａ，１４ｂは、図示
しない固定部に固定されており、キャリッジ１０間をＸ
方向に移動可能に支持している。固定部材１９には、フ
レシキブル基板２０を取り付け、このフレシキブル基板
２０を介してフォーカスコイル１２、トラッキングコイ
ル１３及びキャリッジコイル１５に給電する。フレシキ
ブル基板２０の他端は、図示しない固定部に固定されて
いる。フォーカスコイル１２またはトラッキングコイル
１３に電流を流すと、マグネット２４と内ヨーク１０ｂ
との間に発生した磁界が作用し、ホルダ１１がフォーカ
ス方向及びトラッキング方向へ駆動される。図６に示す
ように、マグネット９ａ及び９ｂとキャリッジ１０との
間に磁気ギャプが形成され、マグネット９ａ→キャリッ
ジ１０→マグネット９ｂ→ヨーク１６→マグネット９ａ
という磁気回路が形成される。キャリッジコイル１５の
Ｙ方向の２辺がこの磁気ギャップの中に位置しており、
キャリッジコイル１５に電流を流すと、マグネット９ａ
，９ｂとキャリッジとの間に発生している磁界が作用し
て、キャリッジ１０をトラッキング方向に駆動する。 キャリッジ１０は、マグネット９ａ，９ｂに磁気的に引
き寄せられているため、ベアリング１７，２３はレール
１４ａ，１４ｂにガタなく圧接される。

【００１５】次に温度検出器２について説明する。本実
施例では図３、５、７に示すように、磁性体（マグネッ
ト９ｂ）にサーミスタ２ａを貼り付けて、サーミスタ２
ａの一方の端子をＧＮＤに、他方の端子を抵抗２ｂを介
して基準電圧（Ｖｒｅｆ：例えば＋５．７Ｖ）に接続し
、抵抗２ｂとサーミスタ２ａの共通接続点の電圧変化を
アンプ３でゲイン調整して、温度補正ループのフィード
バック信号としてエラーアンプ７の入力に加える。この
場合、抵抗２ｂとサーミスタ２ａとでＶｒｅｆを分圧し
た電圧が、例えば常温として２５℃を想定して、磁性体
９ｂの温度が２５℃のとき、アンプ３及びエラーアンプ
７の動作基準電圧となるように、抵抗２ｂの値とサーミ
スタ２ａの特性とを設定する。

【００１６】本実施例では、磁性体９ｂの温度上昇によ
ってＶＣＭの加速度感度が低下したら、低下した加速度
感度を補正するように定電流制御ループのゲインを上げ
、磁性体の温度低下によってＶＣＭの加速度感度が上が
ったら、加速度感度を補正するように定電流制御ループ
のゲインを下げて、入力電圧に対する加速度感度が温度
変化に依存しないで一定になるよう温度補正制御を行う
ことができる。

【００１７】本実施例では、ＶＣＭ駆動について述べた
が、本発明はキャリッジ１０上のフォーカスアクチュエ
ータおよびトラッキングアクチュエータの駆動に適用し
た場合も有効であり、また、温度変化に依存しない一定
の加速度感度を要求される他のアクチュエータの駆動に
おいても有効である。

【００１８】

【発明の効果】前述したように本発明によれば、アクチ
ュエータを構成している磁性体の温度変化を検出して、
定電流ループの電圧／電流検出感度を制御することで、
アクチュエータの温度が変化しても入力電圧に応じた一
定の加速度感度に制御することができ、従って高速高精
度アクチュエータの駆動ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本実施例に係るアクチュエータ駆動装置
の電気的なブロック図。

【図２】図２はＢＴＬドライバの構成図。

【図３】図３は温度検出器の構成図。

【図４】図４は光学ヘッドの斜視図。

【図５】図５は図４の光学ヘッドの分解斜視図。

【図６】図６は光学ヘッドのＸ方向側面図。

【図７】図７は光学ヘッドのＹ方向側面図。

【図８】図８は従来のアクチュエータ駆動装置の電気的
なブロック図。

【符号の説明】

１…アクチュエータ ２…温度検出器 ３…アンプ ４…ＢＴＬドライバ ５…パワーアンプ ６…ループフィルタ ７…エラーアンプ ８…電流検出増幅器 ９…アクチュエータ駆動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流制御によりアクチュエータを駆動す
   る定電流制御手段を有する光学的情報記録再生装置のア
   クチュエータ駆動装置において、アクチュエータの加速
   感度の変化に応じて、前記定電流制御手段の電圧／電流
   変換感度を変化させ、アクチュエータの温度が変化して
   も、入力電圧に応じた一定の加速感度に制御するために
   、前記アクチュエータの温度変化を検出することにより
   、該アクチュエータの温度変化に応じた加速感度の変化
   を検出する温度変化検出手段を備えていることを特徴と
   する光学的情報記録再生装置のアクチュエータ駆動装置
   。