CN101401157B - 光学构件驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学构件驱动装置，包括：透镜保持架，其保持使从光源输出的光束会聚在光盘上的多个物镜、调焦线圈以及循轨线圈；多个弹性支撑部件，它们将透镜保持架支撑成可在光盘的大致半径方向以及与光盘大致垂直的方向上移动；第一、第二磁体；及基部轭，其具有：分别保持上述第一、第二磁体的第一、第二固定板部；以及在中央设有狭缝的内部轭部，在上述基部轭上，内部轭部与第一、第二固定板部并列地配置，且内部轭部位于第一和第二固定板部的中间，透镜保持架的上表面封闭，且透镜保持架具有侧面，内部轭部配置在上表面封闭的透镜保持架的内部，上述多个物镜在垂直于光盘的方向上分别配置于不同的高度，并且配置成在垂直于光盘的方向上存在重叠部分。

Description

光学构件驱动装置
技术领域
本发明涉及用于对DVD(Digital Versatile Disc)录像机、BD播放器等信息记录介质进行信息的记录或再现的光盘装置，特别涉及光学构件驱动装置。
背景技术
近年，开发出了记录密度和覆盖厚度等不同的多种光盘，例如使用波长为780nm左右的CD(Compact Disc：只读光盘)、使用波长为660nm左右的DVD(Digital Versatile Disc：数字通用光盘)、使用波长为405nm左右的BD(Blu-ray Disc：蓝光光盘)以及HD-DVD(High Definition DVD：高清晰DVD)等。在与这些使用波长不同的多种光盘相对应的光盘装置中，为了获得对应于各光盘的聚光点，有的装备了多个物镜。(例如，参照专利文献1)
专利文献1：日本特开2003-281758号公报(第1-11页、第2-13图)
但是，在专利文献1的光盘装置中，由于在透镜保持架上安装多个物镜，所以可动部重量增大，为了获得所需要的驱动力，必须有具备内侧轭的复杂的磁回路。为此，透镜保持架上也设置用于插入内侧轭的插入孔，存在难以提高透镜保持架的刚性的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于在多个物镜保持在透镜保持架上的光学构件驱动装置中，获得小型、高刚性的光学构件驱动装置。
本发明的光学构件驱动装置包括：
透镜保持架，其保持使从光源输出的光束会聚在光盘上的多个物镜、调焦线圈以及循轨线圈；
多个弹性支撑部件，它们将上述透镜保持架支撑成可以在上述光盘的大致半径方向、以及与上述光盘大致垂直的方向上移动；
第一磁体和第二磁体，它们配置成相同的极相互对置，该第一磁体和第二磁体相对于上述调焦线圈和上述循轨线圈产生磁场；以及
基部轭，其具有：分别保持上述第一磁体及上述第二磁体的第一固定板部和第二固定板部；以及在中央设有狭缝的内部轭部，
在上述基部轭上，上述内部轭部与上述第一固定板部及上述第二固定板部并列地配置，并且上述内部轭部配置成位于上述第一固定板部和上述第二固定板部的中间，
上述透镜保持架的上表面封闭，并且上述透镜保持架具有侧面，
上述内部轭部配置在上表面封闭的上述透镜保持架的内部，
上述多个物镜在垂直于上述光盘的方向上分别配置于不同的高度，并且配置成在垂直于上述光盘的方向上存在重叠部分。
根据本发明，由于透镜保持架中的内部轭的上表面为封闭结构，所以有可获得小型、高刚性的光学构件驱动装置的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1中的光学构件驱动装置及其周边的主要部件的立体图。
图2是表示实施方式1中的光学构件驱动装置的立体图。
图3是实施方式1中的光学构件驱动装置105的三面视图。
图4是实施方式1中的光学构件驱动装置的分解图。
图5是实施方式1中的物镜的配置高度的说明图。
图6是表示实施方式1中的物镜的安装结构的立体图。
图7是说明安装有实施方式1中的物镜和保护器的状态的主视图和侧视图。
图8是实施方式1中的沿图1中的A-A线的剖视图。
图9是实施方式1中的沿图2中的B-B线的剖视图。
图10是分别组装好实施方式1中的光学构件驱动装置的可动部单元和固定部单元之后的立体图。
图11是从其它视角观察实施方式1中的图10的立体图。
标号说明
101：光盘；102：转盘；103：主轴电动机；104：光学基部；105：光学构件驱动装置；106a、106b：进给轴；107：盖体；108：光束；109：光束；110：物镜；111：物镜；112：透镜保持架；112a：切口部；112b：切口部；112c：遮光部；112f、112g：壁部；113：保护器；114a、114b：调焦线圈；115a～115d：循轨线圈；116a～116d：倾斜线圈；117a、117b：可动部侧基板；118：可动部单元；119：基部轭；119a、119b：内部轭部；120a、120b：磁体；121a、121b：固定部侧基板；122：凝胶保持架；123：固定部单元；124a～124f：丝线；125a、125b：凝胶。
具体实施方式
图1是表示本发明实施方式1中的光学构件驱动装置105及其周边的主要部件的立体图，图2是表示光学构件驱动装置105的立体图，图3是光学构件驱动装置105的三面视图，图4是光学构件驱动装置105的分解图，图5是作为光学构件驱动装置105一部分的物镜110、111的配置高度的说明图，图6是表示物镜110、111的安装结构的立体图，图7是说明安装有物镜110、111和保护器113的状态的主视图和侧视图，图8是沿图1中的A-A线的剖视图，图9是沿图2中的B-B线的剖视图，图10是分别组装好实施方式1中的光学构件驱动装置105的可动部单元118和固定部单元123后的立体图，图11是从其它视角观察图10的立体图。
此外，各图中示出的X、Y、Z坐标轴中，设定Z轴与物镜的光轴平行，设定X轴垂直于Z轴并沿盘状记录介质的半径方向，将与这两轴正交的方向设定为Y轴。
以下，用图1～图11说明本发明的实施方式1。在图1～图11中，101是作为光学式信息记录介质的光盘，102是载置光盘101的转盘，103是用于使转盘102旋转的主轴电动机。104是光学基部，其上安装有半导体激光器等(未图示)多个光源和光学构件驱动装置105，光学基部104通过进给轴106a、106b被支撑成可在光盘101的半径方向(X轴方向)上移动。此外，107是用于保护光学构件驱动装置105的盖体。
作为从未图示的半导体激光器等(未图示)光源射出的光束，例如将从蓝色半导体激光器射出的、波长为405nm左右的光束作为光束α，将从二波长半导体激光器射出的、波长为660nm左右的红色光束和波长为780nm左右的光束作为光束β。110、111是使光束α、光束β会聚在光盘101上的物镜，例如物镜110是BD(Blu-ray Disc)用物镜，物镜111是CD(Compact Disc)和DVD(Digital Versatile Disc)互换的二焦点用物镜，两个物镜从外形到焦点距离、动作距离(工作距离)等规格都不相同。
物镜110和物镜111的光轴与Z轴平行，连接物镜110和物镜111的中心的线段从X轴倾斜预定的角度地配置。在本示例中，该角度为45度，从而还构成为这样的结构：经设置在物镜110、物镜111之下的有波长选择性的镜子(未图示)，光束α、光束β从与物镜110、物镜111的配置角度相等的45度方向入射。透镜保持架112用重量轻、高刚性的塑料进行成形，透镜保持架112构成为具有垂直于Z轴的面、垂直于X轴的侧面和垂直于Y轴的侧面的大致长方体形状。此处，在光盘101为DVD的情况下，物镜111以图5(A)的状态调焦，在光盘101为CD的情况下，透镜保持架112在Z轴方向移动，以图5(B)的状态调焦。在光盘101为BD的情况下，关于透镜保持架112的Z轴方向的位置，在本示例中确定BD用物镜110的Z轴方向的位置，以使物镜110在位于图5(A)的位置和图5(B)的位置之间的图5(C)的位置调焦。
用图6、图7说明物镜的安装位置。在制作在透镜保持架112上的物镜110安装部上，设置有用于安装物镜111的切口部112a。物镜110、111安装在透镜保持架112上的状态，就是物镜111的一部分藏入物镜110的下方的状态，从光轴方向观察时外形重叠。此处，比较物镜110、111与光盘101之间的距离，在与光盘101的距离较远的物镜111的上表面，固定有作为光盘101与物镜碰撞时的保护构件的保护器113。在保护器113的上表面，设置有两处凸起113a、113b，凸起113a、113b的前端配置为比物镜110的上表面稍微凸出。此外，在透镜保持架112的物镜110安装部上，在X轴方向上设置有切口部112b，物镜110固定成：从切口部112b，物镜110的外形的一部分从透镜保持架112鼓出。
图8是表示在光盘101的最内周侧配置有光学基部104的时候，光盘101、转盘102、主轴电动机103、物镜110、透镜保持架112的位置关系的剖视图。主轴电动机103的直径一般可小于转盘102的直径。在本实施例的情况下，构成为转盘102与物镜110的外径最为接近。在透镜保持架112的下部，形成有防止光束α泄漏到光盘101上的遮光部112c。
在图10和图11中表示可动部单元118和固定部单元123分别组装好的状态的立体图(一部分参照图9)。首先说明可动部单元118。在透镜保持架112的与Y轴垂直的一对侧壁的中央，设置有矩形的孔部112d、112e，插入固定在Z轴方向上具有卷轴的两个连续卷绕的调焦线圈114a、114b后，将在Y轴方向上具有卷轴的四个连续卷绕的循轨线圈115a、115b、115c、115d粘接固定在与Y轴垂直的一对侧壁上。此外，将在Z轴方向上具有卷轴的四个连续卷绕的倾斜线圈116a、116b、116c、116d，粘接固定在透镜保持架112的固定有调焦线圈114a、114b的位置的下方。
此外，如图9示出的剖视图所示，透镜保持架112的上表面由有高低差的壁部112f、112g覆盖，使光束α、光束β从透镜保持架112的Y轴方向也不会泄漏到光盘101上。另外，在透镜保持架112的垂直于X轴的一对侧壁上，固定有可动部侧基板117a、117b，并锡焊有调焦线圈114a、114b、循轨线圈115a、115b、115c、115d和倾斜线圈116a、116b、116c、116d的端线，从而构成可动部单元118。
接下来说明固定部单元123的结构。基部轭119是将冷轧钢板等磁性材料进行冲压加工而成的，其具有在中央设有狭缝的内部轭部119a、119b，磁体120a、120b分别固定在基部轭119的固定板119c、119d上，从而形成成为闭合磁路的磁隙，其中磁体120a、120b平行地磁化成相同的极夹着内部轭部119a、119b地对置。此外，固定有固定部侧基板121a、121b的凝胶保持架122粘接固定在基部轭119上。通过以上结构构成了固定部单元123。
如图2、图3所示，每三根平行地配置的、有导电性的、作为弹性体的丝线124a～124f的一端通过锡焊固定在可动部侧基板117a、117b上，另一端通过锡焊固定在固定部侧基板121a、121b上。所以，可动部单元118由丝线124a～124f以可相对于固定部单元123在Z轴方向(调焦方向)、X轴方向(循轨方向)以及Y轴旋转方向(倾斜方向)移动的方式被弹性支撑。
例如，丝线124a和124d与调焦线圈114a、114b连接，丝线124b和124e与循轨线圈115a、115b、115c、115d连接，丝线124c和124f与倾斜线圈116a、116b、116c、116d连接。丝线124a～124f在不通过包含主轴电动机103的中心轴的XZ平面的方向上延伸。在凝胶保持架122的固定部侧基板上，成形有方孔部122a、122b(参照图4)，在方孔部122a、122b中，以包住丝线124a～124f的根部附近的方式填充有紫外线硬化型的凝胶状的阻尼剂125a、125b。
此外，在倾斜线圈116a、116b、116c、116d的朝向Z轴方向的孔和调焦线圈114a、114b的朝向Z轴方向的孔中，插入有内部轭部119a、119b，循轨线圈115a、115b、115c、115d各自的朝向Z轴方向的一边配置成与磁体120a、120b相面对。像这样由内部轭部119a、119b和磁体120a、120b构成的磁回路，夹着透镜保持架112地配置在Y轴方向，即光盘101的切线方向上。
说明如上构成的光学构件驱动装置的动作。首先，在控制光点的调焦偏移的情况下，通过向固定部侧基板121a、121b的预定端子(未图示)施加调焦控制电压，来经由与串联连接的调焦线圈114a、114b连接的丝线124a、124d，向调焦线圈114a、114b通电。由此，通过与由磁体120a、120b产生的磁场的相互作用，在Z方向上产生电磁力，可动部单元118与物镜110、111被驱动，而在与光盘101垂直的方向(Z轴方向)上移动，从而进行光点的调焦控制。
在控制光点的循轨偏移的情况下，通过向固定部侧基板121a、121b的预定端子(未图示)施加循轨控制电压，来经由与循轨线圈115a～115d连接的丝线124b和124e，向串联连接的循轨线圈115a～115d通电。由此，通过与由磁体120a、120b产生的磁场的相互作用产生电磁力，可动部单元118与物镜110、111被驱动而在光盘101的半径方向(X轴方向)上移动，从而进行光点的循轨控制。
接着，在控制光点的径向倾斜偏移的情况下，通过向固定部侧基板121a、121b的预定端子(未图示)施加倾斜控制电压，来经由与倾斜线圈116a～116d连接的丝线124c和124f，向串联连接的倾斜线圈116a～116d通电。由于倾斜线圈116a、116c与倾斜线圈116b、116d以绕线方向为相反方向的方式配置，所以，通过与由磁体120a、120b产生的磁场的相互作用，在倾斜线圈116a、116c与倾斜线圈116b、116d中，在Z方向上分别产生了方向相反的电磁力，在Y轴旋转方向上产生力矩，使可动部单元118旋转，进而使物镜110、111旋转，从而以物镜110、111的光轴始终垂直于光盘101的半径方向(X轴方向)的倾斜的方式，进行光点的径向倾斜控制。
此外，由于可动部单元118由六根丝线124a～124f以可在Z轴方向、X轴方向以及Y轴旋转方向上移动的方式被弹性支撑，所以，在解除了对调焦线圈114a、114b的通电时，恢复到Z轴方向上的动作基准位置，在解除了对循轨线圈115a～115d的通电时，恢复到X方向上的动作基准位置，在解除了对倾斜线圈116a～116d的通电时，恢复到Y轴旋转方向上的动作基准位置。再有，由于固定在固定部侧基板121a、121b上的六根丝线124a～124f的根部附近，以包围周围的方式填充有保持在凝胶保持架122上的凝胶状的阻尼剂125a、125b，所以可动部单元118被施加阻尼，获得了良好的调焦控制特性、循轨控制特性和径向倾斜控制特性，并且来自外部的不需要的振动很难传递到可动部单元118上。此外，在可动部单元118在调焦控制方向上向离开光盘101的方向移动了的时候，透镜保持架112的壁部112f、112g与内部轭部119a、119b相抵接，进行可动量的限制。
在本实施方式中，说明了这样的情况：丝线124a和124d与调焦线圈114a、114b连接，丝线124b和124e与循轨线圈115a、115b、115c、115d连接，丝线124c和124f与倾斜线圈116a、116b、116c、116d连接，但是丝线的位置并不限定在上述位置，在这六根丝线124a～124f之内，只要以每两根的组合连接在调焦线圈、循轨线圈和倾斜线圈上即可。
如上所述，由磁体120a、120b与内部轭部119a、119b构成的磁回路夹着透镜保持架112地配置在光盘101的切线方向上，内部轭部119a、119b配置在上表面封闭的透镜保持架112的内部，因此能提供高灵敏度、高刚性、光盘101半径方向的尺寸小的光学构件驱动装置。
此外，由于将两个物镜110、111相对于X轴方向倾斜地配置，所以
能减小两个物镜110、111中心在光盘101半径方向(X轴方向)的尺寸，能获得这样的光学构件驱动装置：即使使用配置在外周侧的物镜111，也不会与转盘102和主轴电动机103产生干涉，能够更容易地读写光盘101的最内周信息。
即，由于多个物镜相对于光盘的半径方向倾斜地配置，所以能够用特别是配置在光盘外周侧的物镜来读写光盘的最内周的信息。此外，不必对保持光盘的转盘进行切削使其为小直径。再有，由于不必采用小直径、昂贵的主轴电动机，所以能降低成本。
此外，由于在透镜保持架112的X轴方向的侧壁下部形成有防止入射光束泄漏的遮光部112c，所以能够避开遮光部112c与转盘102的干涉地将光学构件驱动装置105配置在更靠近光盘101的内周侧的位置。此外，遮光部112c由于在Z轴方向上配置在与物镜110、物镜111相反的一侧，所以成为了平衡可动部单元118的重量的平衡件。
此外，构成为：在透镜保持架112的物镜110安装部的靠近转盘102的部分，设置有切口部112b，物镜110的一部分从透镜保持架112上凸出，所以可以将物镜110、111的中心配置在更靠近光盘101内周的位置。
此外，两个物镜110、111在Z轴方向上配置于不同高度，从Z轴方向看，以两个物镜110、111的一部分重叠的方式配置，所以能实现可动部的小型轻量化，并且能使配置在光盘101的外周侧的物镜111配置在更靠近光盘101的内周侧的位置。
此外，由于在透镜保持架112上还安装了倾斜线圈116a～116d，所以能使透镜保持架112绕Y轴方向的轴旋转，还能进行径向倾斜控制。并且，因为物镜110的焦点位置以位于二焦点物镜111的两个焦点位置之间的方式配置，因此即使进行种类不同的光盘101的记录再现，也能减小调焦动作的位置偏移，能够减小光盘种类引起的特性变化，并且能够将调焦可动量设计得很小，所以能提供小型的光学构件驱动装置。
此外，构成为：在离光盘101远的物镜111的上表面上配置有保护器113，该保护器113具有比离光盘101近的透镜110的上表面稍微凸出的凸出部，所以能使保护光盘101的保护器价格便宜而且形状简单。

Claims (9)

1.一种光学构件驱动装置，其包括：
透镜保持架，其保持将从光源输出的光束会聚在光盘上的多个物镜、调焦线圈以及循轨线圈；
多个弹性支撑部件，它们将上述透镜保持架支撑成可在上述光盘的大致半径方向、以及与上述光盘大致垂直的方向上移动；
第一磁体和第二磁体，它们配置成相同的极相互对置，该第一磁体和第二磁体相对于上述调焦线圈和上述循轨线圈产生磁场；以及
基部轭，其具有：分别保持上述第一磁体及上述第二磁体的第一固定板部和第二固定板部；以及在中央设有狭缝的内部轭部，
上述光学构件驱动装置的特征在于，
在上述基部轭上，上述内部轭部与上述第一固定板部及上述第二固定板部并列地配置，并且上述内部轭部配置成位于上述第一固定板部和上述第二固定板部的中间，
上述透镜保持架的上表面封闭，并且上述透镜保持架具有侧面，
上述内部轭部配置在上表面封闭的上述透镜保持架的内部，
上述多个物镜在垂直于上述光盘的方向上分别配置于不同的高度，并且配置成在垂直于上述光盘的方向上存在重叠部分。
2.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
连接上述第一磁体、上述第二磁体和上述内部轭部的线与垂直于上述光盘的大致半径方向的上述光盘的大致切线方向平行。
3.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
包含上述多个物镜中的至少两个物镜的光轴的平面，与上述光盘的大致半径方向不平行。
4.根据权利要求3所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
包含上述多个物镜中的至少两个物镜的光轴的平面，与上述光盘的大致半径方向大约成45度。
5.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
在上述透镜保持架中，在上述光盘的大致半径方向的侧壁下部，形成有防止上述光束泄漏的遮光部。
6.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
在上述透镜保持架中，在至少一个上述物镜安装部的上述光盘的大致半径方向上，设置有切口部，
上述至少一个物镜的外周具有从上述透镜保持架的侧面凸出的部分。
7.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
上述透镜保持架保持倾斜线圈，从而上述透镜保持架可绕上述光盘的大致切线方向的轴转动。
8.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
上述多个物镜包括具有一个焦点的物镜和具有两个焦点的物镜，
具有上述一个焦点的物镜和具有上述两个焦点的物镜配置成使具有上述一个焦点的物镜的焦点位置位于上述两个焦点之间。
9.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于，
上述多个物镜各自的上表面在与上述光盘垂直的方向上配置于不同的高度，
在除了上表面离上述光盘最近的物镜以外的物镜上，配置有保护部件，上述保护部件具有比上表面离上述光盘最近的物镜的上表面要高的位置。
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