CN1129121C - 物镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

物镜驱动装置，包括：沿光盘运动的底座；面对光盘设置的物镜；夹持部分，用来夹持物镜；多个沿光盘切线方向伸展在底座与夹持部分间的弹性臂，以可相对于底座运动的方式支持夹持部分；驱动部分，用来产生使夹持部分运动的电磁力。各弹性臂在垂直方向上分开地设置，底座含有用来分别支持各弹性臂的一端的可动部分，各可动部分分别被支持在各弹性臂一端外部垂直方向上的各位置处，可分别环绕各平行于光盘半径方向的轴弹性转动。

Description

物镜驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学头的物镜驱动装置，该光学头用来以光学方式向/从光盘记录/读出信息，较具体地涉及一种用来驱动向/从光学头输入和输出光的物镜的驱动装置。

背景技术

在对例如紧凑型光盘(CD)等光盘记录和再生信息的光学头中，有一个用来输入和输出光的物镜被设置得面对着光盘，该物镜被一个作动器沿着光盘的半径方向运动，由此来跟踪光盘上的迹道。

此外，为了通过使物镜随着因光盘表面的翘曲所造成的上下运动而作上下运动来调节物镜的焦点位置，为了校正因光盘偏心所造成的物镜跟踪偏离，还为了调节光盘与物镜之间的相对倾角，需用一个物镜驱动装置来移动物镜。

物镜驱动装置需使物镜沿三个方向移动：光盘的垂直方向(对焦方面)、光盘的半径方向(跟踪方向)和光盘的切线方向，由此使光学能准确地跟踪光盘上的迹道。

一种普通的物镜驱动装置例如在日本专利公开NO.4-319537中有所说明，图12是它的原理图。在该图中，物镜101被固定在一个物镜座102上，物镜座102通过4条金属丝104连接在一个弹性支持板103上。弹性支持板103利用各条金属丝104弹性地支持着物镜座102，使物镜座102能相对于弹性支持板103沿光盘的对焦方向F、跟踪方向T和切线方向K中的任一个方向运动。

在一个底座105上设置有一对电磁线圈106a和106b。弹性支持板103固定在底座105上，物镜座102设置在两个电磁线圈106a和106b之间。通过适当地调节电磁线圈106a和106b的电磁力，物镜座102将沿光盘的对焦方向F、跟踪方向T和切线方向K运动。

在弹性支持板103中加工有一对缝103a，由此提供了一对支持部分103b。各条金属丝104的共振被支持部分103b的弹性力抑制。

近年来，要求有一种较薄的上述类型物镜驱动装置，它能够以高精度使物镜稳定地定位。为了满足这一要求，对物镜驱动装置进行了各种修改和开发。下面将说明其过程。

如图13所示，上述类型的物镜驱动器200的基本结构包括：一个用来夹持物镜201的物镜座(物镜夹持器)202、一个底座203、和多条把物镜座202连接在底座203上的金属丝204。光学头(未示出)与光盘(未示出)之间的输入和输出光束205都要通过物镜201和被棱镜206反射。在这个结构中，物镜驱动装置200的高度要加在棱镜206的高度上，使光学头变大，这是不希望的。

因此，在图14所示的物镜驱动装置300中，考虑到物镜座302的高度要大于物镜座302与各金属丝304与物镜座302的连接部分处的各条丝304之间的距离，把物镜301设置在远离该连接部分的位置处，使得物镜座302在物镜301所在的那部分比较薄，并把棱镜306设置在物镜座302的这个比较薄的部分。这样，就使得光学头比较薄了。

在图14所示的结构中，物镜301是设置得远离于物镜座302与各条丝304的连接部分的。因此，当在各条金属丝中发生共振时，远离连接部分设置的物镜301的振动振幅将变大，从而降低了物镜驱动装置的位移频率特性。此外，环绕平行于跟踪方向T的一个轴的共振(即在箭头A所示方向上的共振)将发生在使物镜301沿对焦方向F运动的伺服驱动系统的增益截止频率附近。这使得伺服驱动系统的对焦控制变得不稳定。

还有，当物镜301沿径向倾斜方向，即环绕着一个平行于光盘切线方向K或对焦方向F或跟踪方向T的轴运动时，每条金属丝304都将有很大的扭曲。因此有可能发生不必要的共振，进一步降低了物镜301的位移频率特性。再有，每条金属丝304的直径、长度等不是根据抑制它们的不必要共振来确定的，而是根据物镜驱动装置的较低阶共振频率来确定的。因此，不能通过改变各条丝304的直径和长度来改变它们的不必要共振频率。

所以在图15所示的物镜驱动装置400中，在底座403上设置了一个弹性支持部分406，并且每条金属丝404的一端都固定在弹性支持部分406上，因此用一个减振元件(未示出)来进一步抑制弹性支持部分406的振动。在这个结构中，各条丝404的共振频率被弹性支持部分406改变，从而减小了它们的共振振幅。这样就增强了物镜401的位移频率特性。而且，各条丝404的共振频率可以被移离那个物镜401沿对焦方向F运动的伺服驱动系统的增益截止频率附近，而不会影响到物镜驱动装置400的低阶共振频率，从而使伺服驱动系统的对焦控制变得稳定。

然而，在图15所示的物镜驱动装置400中，为了改善装配的容易性，把用合成树脂做成的印刷基底板用作弹性支持部分406。印刷基底板的特性(即弹性系数)随温度和时间有很大变化。因此各条金属丝404的共振频率和共振振幅等不能稳定。

此外，对于为了使物镜驱动装置较薄而减小了各条金属丝404之间在对焦方向F上的距离的情形，由于下述原因，当物镜401运动时其光轴倾斜角将增大。当各条丝404之间在对焦方向F上的距离减小时，物镜401沿对焦方向运动时其径迹半径将变小，结果其倾斜角将大到不可忽略。还有，随着每条丝404的变形，弹性支持部分406可能会沿切线方向K移动。这时倾斜角将进一步加大。

现在将参考图16至18来说明这种倾斜是如何发生的。对于图16所示情形，物镜401处于初始位置，各条金属丝404和弹性支持部分406都不变形。

当物镜401如图17所示沿对焦方向F向上运动时，物镜座402的运动径迹大体为椭圆形，于是物镜401将发生倾斜。如上所述，当各条丝404之间的距离变小时，物镜座402的运动径迹半径也变小，从而倾斜角变大。随着物镜座402的运动，其倾斜方向由箭头N5表示。这时，在各条金属丝404中出现箭头P5和P6所示方向的力，弹性支持部分406在箭头P5和P6方向的力的作用之下将绕转轴S沿箭头M5所示方向转动。结果，透镜座402进一步沿箭头N6所示方向倾斜，使倾斜角进一步增大。

对于图18所示物镜401沿对焦方向F向下运动的情况，物镜座402也与图17所示情况相似，随着其运动而沿箭头N7所示方向倾斜。这时，在各条金属丝404中出现由箭头P7和P8所示方向的力，而弹性支持部分406在箭头P7和P8所示方向的力的作用之下将绕转轴S沿箭头M6所示方向转动。结果，物镜座402沿箭头N8所示方向进一步倾斜，使倾斜角进一步增大。

当倾斜角如上所述那样地增大时，光盘记录表面上的光学像差将增大；结果，准备在光盘上记录的信号和准备从光盘上再生的信号的质量都将明显降低。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种用于驱动使用在记录和/或再生光盘上的信息中的物镜的装置，该装置能够至少部分地减小光学头在聚焦方向上移动时产生的倾斜问题。

根据本发明的一种物镜驱动装置，包括：一个沿着光盘运动的底座；一个面对光盘设置并具有一个垂直于光盘的光轴的物镜，用来以光学方式向/从光盘记录/再生信息；一个用来夹持物镜的物镜座(物镜夹持器)部分；多条沿着光盘切线方向伸展在底座与物镜座部分之间的弹性臂，用来以可相对于底座运动的方式支持物镜座部分；以及一个驱动部分，用来产生使物镜座相对于底座运动的电磁力，其中各弹性臂沿垂直方向互相分开地设置，底座含有各个用来支持各弹性臂的一端的可动部分，并各个可动部分被支持在各个弹性臂的一端外侧垂直方向上的各个位置处，使各个可动部分可以环绕平行于光盘半径方向的各个轴作弹性转动。

在本发明的一个实施例中，底座各可动部分含有一个减振元件，用来抑制各可动部分的振动。

在本发明的另一个实施例中，底座含有一个弹性板，该弹性板在各弹性臂的一端外侧垂直方向上的各个位置处被弯曲，并且底座各可动部分被支持得能环绕弯曲弹性板的各个拐角作弹性转动。

在本发明的另一个实施例中，平行于光盘半径方向的各可动部分的轴能够沿光盘的切线方向作弹性运动。

在本发明的另一个实施例中，各弹性臂都是棒形的。

在本发明的另一个实施例中，底座含有：一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板、一个用金属做成的静止部分、以及一个用来夹持弹性板的树脂夹持部分，该夹持部分与弹性板及静止部分用模铸法集成在一起。

在本发明的另一个实施例中，底座含有一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板，各个弹性臂也由金属做成并与弹性板的各个可动部分焊接在一起，并且连接了各弹性臂的弹性板的各可动部分的后表面被经过目的为减小焊剂吸收性的表面处理。

在本发明的另一个实施例中目的为减小焊剂吸附性的表面处理是镀Ni(镍)。

在本发明的另一个实施例中，底座含有一个用带有底座的各可动部分的金属做成的弹性板，各个弹性臂也由金属做成并与弹性板的各个可动部分焊接在一起，并且连接了各弹性臂的弹性板的各可动部分被经过目的为增大焊剂吸附性的表面处理。

在本发明的另一个实施例中，目的为增大焊剂吸附性的表面处理是镀Au(金)。

在本发明的另一个实施例中，底座含有：一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板、一个用金属做成的静止部分、以及一个用来夹持弹性板的树脂夹持部分，该夹持部分与弹性板用模铸法集成在一起，弹性板被焊接在静止部分上。

在本发明的另一个实施例中，底座的各个可动部分用与底座的至少一部分以模铸法集成在一起的合成树脂做成。

这样，这里所说明的本发明使得提供这样一种物镜驱动装置的优点成为可能：该装置适合于做成薄型装置，并能通过抑制共振来实现稳定的位移频率特性，还能防止物镜在沿对焦方向运动时增大倾斜角，甚至在所有时候都能免除倾斜。

附图说明

对于熟悉本技术领域的人们，在阅读并理解了下面参考附图所作的详细说明之后，本发明的这个优点和其他优点将变得明晰。

图1是本发明实施例1中的物镜驱动装置的分解透视图。

图2是图1所示物镜驱动装置的顶视平面图。

图3A是说明一个用来使图1所示物镜驱动装置中的一个可动体沿对焦方向F和倾斜方向R运动的驱动电路的原理图。

图3B是说明一个用来使图1所示物镜驱动装置中的可动物体沿跟踪方向T运动的驱动电路的原理图。

图4是示意性地说明图1所示物镜驱动装置中的可动体处于初始位置的状态的侧视图。

图5是示意性地说明图1所示物镜驱动装置中的可动体沿对焦方向F向上运动时的状态的侧视图。

图6是示意性地说明图1所示物镜驱动装置中的可动体沿对焦方向F向下运动时的状态的侧视图。

图7是说明图1所示物镜驱动装置中的一个金属支持板的位移状态的侧视图。

图8是本发明实施例2中的物镜驱动装置的分解透视图。

图9是说明图8所示物镜驱动装置中的一个含镀层金属支持板的透视图。

图10是说明本发明实施例3中的物镜驱动装置的分解透视图。

图11是说明图10所示物镜驱动装置中的一个放大的树脂支持板的部分放大图。

图12是说明一种普通物镜驱动装置的分解透视图。

图13是说明一种普通物镜驱动装置的基本结构的侧视图。

图14是说明另一种普通物镜驱动装置的基本结构的侧视图。

图15是说明又一种普通物镜驱动装置的基本结构的侧视图。

图16是示意性地说明图15所示物镜驱动装置中的一个物镜座处于初始位置的状态的侧视图。

图17是示意性地说明图15所示物镜驱动装置中的物镜座沿对焦方向F向上运动时的状态的侧视图。

图18是示意性地说明图15所示物镜驱动装置中的物镜座沿对焦方向F向下运动时的状态的侧视图。

具体实施方式

下面将参考附图借助于一些说明性的实施例来说明本发明。

实施例1

图1是说明本发明实施例1中的物镜驱动装置的分解透视图。图2是图1所示物镜驱动装置的平面图。图1和图2示出的都是物镜没有运动时的状态。

在图1和2中，假定光盘16的垂直方向是对焦方向F，光盘16的半径方向是跟踪方向T。此外也确定了光盘16的切线方向K和倾斜方向R。对焦方向F、跟踪方向T、和切线方向K互相垂直，分别对应于一个三维直角坐标系的三个坐标轴方向。

在用合成树脂做成的一个物镜座(物镜夹持器)2的中央形成有一个基本上为矩形的窗口部分2a，窗口部分2a的长边和短边分别沿着跟踪方向T和切线方向K。物镜1设置在物镜座2上的稍偏离窗口部分2a的位置处。物镜1的光轴J沿着对焦方向F。第一至第四永久磁铁3a至3d沿着窗口部分2a的两条长边设置。

物镜座2、物镜1和第一至第四永久磁铁3a至3d组成一个可动体50。物镜1和永久磁铁3a至3d相对于一个平行于对焦方向F和切线方向K并通过可动体50的重心81的对称平面对称地设置。第一至第四永久磁铁3a至3d的磁极面52a至52d指向切线方向K。第一、第二永久磁铁3a、3b的磁化方向Ha、Hb相同，第三、第四永久磁铁3c、3d的磁化方向Hc、Hd相同。磁化方向Ha与Hc相反，磁化方向Hb与Hd相反。第一至第四永久磁铁3a至3d的磁力作用点设计得与可动体50的中心相一致，可动体50的中心设计得基本上与可动体50的重心81相一致。

夹持元件10用透明合成树脂做成，包括一个从切线方向K看去为倒U形的连接部分10c和两个矩形体形状的粘滞弹性适配部分10a和10b，后两者分别从连接部分10c的两端沿切线方向K伸出。在夹持元件10的一个端面10f的两端形成了具有预定宽度和预定深度的阶梯下凹部分10d和10e。

在粘滞弹性适配部分10a和10b中，沿着切线方向K总共形成了4个圆柱状粘滞适配孔83。各条金属丝8a至8d分别穿过各个粘滞弹性适配孔83。此外，在夹持元件10的端面10f上还固定了一个金属支持板9，后者复盖了端面10f和两个阶梯下凹部分10d和10e。金属支持板9(弹性支持板)用例如磷铜这样的弹性金属材料做成。金属支持板9的阶梯下凹部分10d和10e分别含有一条沿对焦方向F的缝53a和一条沿跟踪方向T的缝53b，使得金属支持板9有4个可动部分9a至9d。金属支持板9的上下两端都被弯曲，形成弯曲部分9i和9j。可动部分9a和9c在弯曲部分9i附近有一个转轴，并可沿切线方向K作弹性移位，从而绕转轴S1转动。类似地，可动部分9b和9d在弯曲部分9j附近有一个转轴，并可沿切线方向K作弹性移位，从而绕转轴S2转动。当各可动部分9a至9d独立地沿切线方向移位时，扭曲形变部分9e至9h将发生弹性扭曲。

4条金属丝8a至8d各自的两端分别固定在金属支持板9的相应可动部分9a至9d上和物镜座2的两侧。各条丝8a至8d的一端分别焊接在相应可动部分9a至9d的结合点9k至9n上。各条丝8a至8d的另一端焊接在物镜座2的两侧。这样，4条金属丝8a至8d被沿着切线方向K互相平行地崩紧。这些丝8a至8d以让物镜座2能相对于金属支持板9运动的方式支持物镜座2。

4条金属丝8a至8d支持可动体50的支持点基本上在可动体50的重心81处。此外，这4条丝8a至8d用例如磷铜这样的弹性金属材料做成，并用具有圆形、基本多边形、矩形或卵型截面的线状或棒状等材料做成。

各条丝8a至8d分别穿过各个相应的粘滞适配孔83。各个粘滞适配孔83都充填有对各条丝有粘滞性的材料84。各条丝8a至8d在各粘滞适配孔83内都与粘滞材料84相接触。

在可动部分9a、9b与阶梯下凹部分10d之间以及在可动部分9c、9d与阶梯下凹部分10e之间都提供有对金属支持板(减振元件)有粘滞性的材料11。各个可动部分9a至9d都与金属支持板的粘滞材料11相接触。

静止部分12用金属做成，包括一个框架体部分12a和一个立在框架体部分12a一端的结合部分12b。结合部分12b插入在支持元件10的一个矩形孔内，即插入在由连接部分10c和粘滞弹性适配部分10a、10b所构成的矩形孔内。支持元件10用插入模铸法模铸而成，并在模铸时与静止部分12和金属支持板9集成为一体。这使得静止部分12的结合部分12b与由连接部分10c和粘滞适配部分10a、10b所构成的矩形孔的内周表面相接触。

底座51由静止部分12和夹持元件10组成。这样，可动体50被4条金属丝8a至8d以这样的方式支持：可动体50可以沿对焦方向F和跟踪方向T相对于底座51作弹性运动，并且可以相对于可动体50的重心81沿倾斜方向R转动。此外，4条丝8a至8d被金属支持板9的可动部分9a至9d以这样的方式支持：4条丝8a至8d可以沿切线方向K相对于底座51位移。

还有，在静止部分12的框架体部分12a上设置有第一线圈轴5a和第二线圈轴5b。在夹持元件10、静止部分12和金属支持板9被集成为一体，并且可动体50被各条丝8a至8d支持的情况下，第一和第二线圈轴5a和5b被沿着跟踪方向T设置在物镜座2的窗口部分2a中。

图2示出第一、第二线圈轴5a、5b的截面图和夹持元件10的平面图。

第一和第二线圈轴5a和5b用树脂模铸法模铸，并在模铸时与两个由平片磁性材料做成的反向铁芯4a和4b集成为一体。环绕着一个沿跟踪方向T的轴卷绕了两个跟踪线圈6a和6b。此外，在跟踪线圈6a和6b的周围环绕着一个沿对焦方向F的轴卷绕了两个对焦线圈7a和7b。

当可动体50未运动时，第一和第二线圈轴5a和5b设置得对称于可动体50的对称平面82。较具体地说，第一和第三永久磁铁3a和3c的设置使得它们的磁极面52a和52c面对着第一线圈轴5a的反向铁芯4a，第二和第四永久磁铁3b和3d的设置使得它们的磁极面52b和52d面对着第二线圈轴5b的反向铁芯4b。

图3A是说明一个用来沿对焦方向F和倾斜方向R驱动可动体50的驱动电路的原理图。

在图3A中，一个倾斜探测器13探测光盘16与物镜1的光轴之间的相对角度误差，并输出一个代表该相对角度误差的倾斜误差信号。一个对焦探测器17探测光盘16与物镜1之间的距离误差，并输出一个代表该距离误差的对焦误差信号。一个加法器14把对焦误差信号加到倾斜误差信号上得到它们的和值，并向第一线圈轴5a的对焦线圈7a提供代表该和值的信号。一个减法器15从对焦误差信号中减去倾斜误差信号得到它们的差值，并向第二线圈轴5b的对准线圈7b提供一个代表该差值的信号。倾斜探测器13、对焦探测器17、加法器14、和减法器15设置在一个位于图1静止部分12下方的光学单元(未示出)中。倾斜探测器13不一定要直接探测光盘16与物镜1之间的相对角度误差，也可以探测一个关于倾斜量的值，并根据这个值来产生倾斜误差信号。例如，倾斜探测器13探测从光盘16读出和再生的一个再生信号的跳动值，并把一个探测到的跳动值变得最小时的信号作为倾斜误差信号输出。对于倾斜探测是根据跳动值进行的情况，不需要在可动体50中提供传感器和通过各条金属丝8a至8d提供电源，于是金属支持板9可以做成为所希望的形状。

图3B是说明一个用来沿跟踪方向T驱动可动体50的驱动电路的原理图。

在图3B中，一个跟踪误差探测器18探测当一个适用于实施例1中的物镜驱动装置的光学头在跟踪光盘16的迹道时出现的跟踪误差，并输出一个代表该跟踪误差的跟踪误差信号。跟踪误差信号分别通过放大器19被提供给第一和第二线圈轴5a和5b的跟踪线圈6a和6b。

下面将说明物镜驱动装置的工作。

首先将参考图1、3A和3B说明对焦方向F上的可动体50的操作。这里假定不发生倾斜。

当从对焦探测器17输出一个对焦误差信号时，加法器14和减法器15分别把对焦误差信号加给第一、第二线圈轴5a、5b的对焦线圈7a、7b。然后在第一、第二线圈轴5a、5b的反向铁芯4a、4b与第一至第四永久磁铁3a至3d之间产生沿对焦方向F的电磁力。第一至第四永久磁铁3a至3d接受所产生的电磁力，使可动体50基本上沿对焦方向F移动。

下面将说明跟踪方向T上的可动体50的操作。

当从跟踪误差探测器18输出一个跟踪误差信号时，该跟踪误差信号被提供给第一、第二线圈轴5a、5b的跟踪线圈6a、6b。然后在第一、第二线圈轴5a、5b的反向铁芯4a、4b与第一至第四永久磁铁3a至3d之间产生沿跟踪方向T的电磁力。第一至第四永久磁铁3a至3d接受所产生的电磁力，使可动体50基本上沿跟踪方向T移动。

下面将说明径向倾斜方向上的可动体50的操作。

当光盘16与物镜1的光轴J之间出现相对角度误差时，倾斜探测器13根据该相对角度误差输出一个倾斜误差信号。加法器14接收该倾斜误差信号，把它加到对焦误差信号上得到一个和值，并向第一线圈轴5a的对焦线圈7a输出一个代表该和值的信号。另一方面，减法器15接收倾斜误差信号，从对焦误差信号中减去该倾斜误差信号得到一个差值，并向第二线圈轴5b的对焦线圈7b输出一个代表该差值的信号。这样，在由第一线圈轴5a的对焦线圈7a所产生的沿对焦方向F的电磁力与由第二线圈轴5b的对焦线圈7b所产生的沿对焦方向F的电磁力之间出现了一个取决于倾斜误差信号的差别。由于这个电磁力差别，将在第一永久磁铁3a与第二永久磁铁3b之间作用有一个取决于倾斜误差信号的力矩。这个力矩使可动体50按倾斜方向R绕重心81转动，从而校正光盘16与物镜1的光轴J之间的倾角变化。在实施例1中，由于倾斜误差信号是根据跳动值产生的，并且如上所述倾斜是根据倾斜误差信号来校正的；所以能够充分地消除由倾斜引起的跳动降质。

下面将参考图1和2说明金属支持板9的作用。

支持各条金属丝8a至8d之一端的金属支持板9的各个可动部分9a至9d都可以沿着这些金属丝的纵向(切线方向K)发生弹性形变。于是各条线8a至8d沿纵向的弹性常数等于各个把金属支持板9的各个可动部分9a至9d直接连接到各条丝8a至8d上的弹簧的性系数。这样便可得到一个不同于仅由各条金属丝8a至8d组成具有较低阶共振频率的弹簧结构的弹簧结构。因此，不论物镜驱动装置的低阶共振频率如何，都可以移开各条丝8a至8d沿纵向的不必要的共振频率。此外，与金属支持板9的各个可动部分9a至9d相接触的金属支持板粘滞弹性材料11将试图沿伸张方向或压缩方向变形。因此可以获得高衰减因子的共振抑制效果。还有，由于金属支持板9用金属做成，所以其特性不随环境温度和时间降质。

另外，将参考图4、5、6说明当可动体50沿对焦方向F运动时金属支持板9的操作。

图4是示意性地说明图1物镜驱动装置中的可动体50处于初始位置状态时的侧视图。图5是示意性地说明当可动体50沿对焦方向F向上运动时的状态的侧视图。图6是示意性地说明当可动体50沿对焦方向F向下运动时的状态的侧视图。在这些图中，仅示出了物镜1、可动体50、金属丝8a至8d和金属支持板9。

首先，如图5所示，当可动体50从初始位置沿对焦方向F向上运动时，可动体50的运动径迹基本上为一椭圆。随着设置在对焦方向F上的两条丝8a和8b(或8b和8d)之间的距离变小，椭圆的半径也变小。随着可动体50沿对焦方向F向上运动，可动体50将试图沿椭圆运动径迹按箭头N1所示方向倾斜，于是沿箭头P1和P2所示方向的两个力将分别作用在金属丝8a和8b(或8c和8d)上。因此，金属支持板9的可动部分9a和9c在箭头P1所示方向的力的作用下将绕转轴S1沿箭头u1所示方向转动，金属支持板9的可动部分9b和9d在箭头P2所示方向的力的作用下将绕转轴S2沿箭头M2所示方向转动。这样，可动体50将试图沿箭头N2所示方向倾斜。于是，可动体50试图沿箭头N1和N2所示两个方向倾斜，结果，沿箭头N1所示方向的倾斜被沿箭头N2所示方向的倾斜抵消，防止了可动体50的倾斜。

类似地，如图6所示，当可动体50从初始位置沿对焦方向F向下运动时，它试图沿椭圆径迹按箭头N3所示方向倾斜。这时，金属支持板9的可动部分9a和9c将受一个箭头P3所示方向的力作用，绕转轴S1沿箭头M3所示方向转动；可动部分9b和9d将受一个箭头P4所示方向的力作用，绕S2轴沿箭头M4所示方向转动。于是可动体50将试图沿箭头N4所示方向倾斜，结果沿箭头N3和N4方向的两个倾斜互相抵消，防止了可动体50的倾斜。

此外，通过使可动部分9a和9c的结合点9k和9m至转轴S1的距离以及可动部分9b和9d的结合点91和9n至转轴S2的距离最优化，或者使各个扭曲形变部分9e至9h的弹性常数最优化，箭头N1、N2、N3和N4所示方向上的倾斜可以被完全抵消。

还有，由转轴S1和S2不是固定在夹持元件10上的，所以当各个可动部分9a至9d分别如图7所示绕转轴S1和S2转动时，转轴S1和S2也要沿切线方向K移动。因此，可动部分9a至9d的结合部分9k至9n的主要转动半径r变得大于结合点9k和9n至转轴S1的距离以及结合点91和9n至转轴S2的距离。于是，即使对于因试图把装置做得较薄而不能充分保证各个距离的情况，也仍有可能实现上述的优化以完全抵消箭头N1、N2、N3和N4所示方向的倾斜。

如上所述，当可动体50沿对焦方向F运动时不会增加物镜1的倾斜。此外，物镜1的倾斜在所有时候都被抵消，防止了倾斜的发生。

在实施例1中，倾斜是根据跳变值探测的。然而，只要能探测到光盘16与物镜1的光轴J之间的相对角度，也可以采用任何方法。例如，可以在可动体50中设置一个反射型光学传感器来探测倾斜。这时，需要通过各条金属丝8a至8d向该光学传感器提供电源，还要有一条向光学传感器提供电源的导线独立地连接到光学传感器上。另外，也可在底座51上设置一个反射型光学传感器，并且记录和再生信息的光束可以被该反射型光学传感器接收。对于这一情形，可以得到与上述相同的效果，并且可使装置做得轻便和简单。

还有，这里没有说明物镜驱动装置随重力改变的性能。不过，在本发明的物镜驱动装置中，不论重力沿装置的什么方向，都能得到同样的效果。

总之，在实施例1的物镜驱动装置中，第一至第四永久磁铁3a至3d设置在可动体50上，第一和第二线圈轴5a和5b设置在底座51上，支持可动体50的各条金属丝8a至8d的一端分别由金属支持板9的可动部分9a至9d沿切线方向K以弹性和可动的方式支持，金属支持板的粘滞弹性材料11使各个可动部分9a至9d减振。可动部分9a和9c的转轴S1以及可动部分9b和9d的转轴S2分别设置在金属丝8a和8b或8c和8d外部的沿对焦方向F的相应位置上。在这样的结构中，当可动体50沿对焦方向F运动时，由于可动体50沿椭圆径迹运动所造成的倾斜与由于金属支持板9的可动部分9a至9d的转动所造成的可动体50的倾斜将互相抵消，结果可动体50将不倾斜。

通过优化结合点9k和9m至转轴S1的距离以及结合点9l和9n至转轴S2的距离，或者优化各扭曲形变部分9e至9h的弹性常数，沿箭头N1、N2、N3和N4所示方向的倾斜可以完全抵消。

此外，为了使绕对焦方向F上的轴的转动比绕跟踪方向T上的轴的转动更易于实现，在金属支持板9的上、下部分分别设置了弯曲部分9i和9j，并且分别在弯曲部分9i和9j上设置了扭曲形变部分9e至9h。这个对转动方向的限制能够有效地抵消沿椭圆径迹运动的可动体50的倾斜。

此外，由于转轴S1和S2不是固定在夹持元件10上的，所以当各个扭曲形变部分9e至9h扭曲，并且各个结合点9k至9n分别绕转轴S1和S2转动时，转轴S1和S2都将沿切线方向K移动。因此，可动部分9a至9d的结合部分9k至9n的主要转动半径r变得大于结合点9k和9m至转轴S1的距离以及结合点9l和9n至转轴S2的距离。从而，即使对于因试图把装置做得较薄而不能充分保证各个距离的情况，也有可能实现上述为了完全抵消沿箭头N1、N2、N3和N4所示方向的倾斜而进行的优化。

此外，第一至第四永久磁铁3a至3d设置在可动体50上，而电磁铁不设置在可动体50上。因此，不需要通过各条金属丝8a至8d提供驱动电磁铁的电源，因而各条丝8a至8d不需要电绝缘。从而，金属支持板9可以用金属做成，于是可以具有能抑制各条丝8a至8d的共振的最佳结构。还有，由于诸如金属丝8a至8d和金属支持板9等元件的装配和形状简单，所以在装配时不大可能发生各元件的损坏和金属丝8a至8d的弯曲，使得能容易地装配。

此外，在实施例1中，底座51是由金属支持板9、夹持元件10和用金属做成的静止部分12组成的，并且在进行支持元件10的插入模铸时它被与金属支持板9和静止部分12集成在一起。所以与这三者用粘接剂之类集成的情况相比，可免除因粘接剂涂敷量的不均匀所造成的特性改变，并且装配步骤的数目也可以较少。

已实际制作出了一个实施例1中的物镜驱动装置原型。可动体50在对焦方向F的移动量为±0.6mm，并发现物镜1环绕平行于跟踪方向T的轴的倾斜角最多约为0.03°。通过把实施例1中的结果0.03°与普通物镜驱动装置中的结果0.12°相比较，可以肯定物镜的倾斜已被明显地减小。

实施例2

图8是本发明实施例2的物镜驱动装置的分解透视图。在该图中，与图1和2中起相同作用的各个元件用相同的代号表示。

在实施例2的物镜驱动装置中，用图9所示的金属支持板(弹性支持板)29取代了图1和2中所示的金属支持板9。在金属支持板29中，各个可动部分29i至29l的整个背面都镀以Ni(镍)。此外，用插入模铸法使金属支持板29与一个夹持元件30集成在一起，并且金属支持板29的各个焊锚部分29m至29o都被焊接在一个静止部分32上，从而使元件30固定在静止部分32上。这样，金属支持板29、夹持元件30、和静止部分32这一组件结构是不同于实施例1中的。

在实施例1中，永久磁铁3a至3d、反向铁芯4a和4b、线圈轴5a和5b、跟踪线圈6a和6b、以及对焦线圈7a和7b是相对于对称平面82对称地设置的。然而，在实施例2中，只设置了一对永久磁铁23a和23b、一个反向铁芯24、一个线圈轴25、一个跟踪线圈26、和一个对焦线圈27。此外，在实施例1中，可动体50可沿对焦方向F、跟踪方向T、和倾斜方向R运动，但在实施例2中，可动体55仅可沿对焦方向F和跟踪方向T运动。

在夹持元件30、静止部分32和金属支持板29被集成为一体的情况下，线圈轴25被放置在永久磁铁23a和23b之间。各个可动部分29i和29l分别设置在夹持元件30的两个阶梯下凹部分30a和30b上，这样给各个可动部分29i至29l保留了一个可运动的区域。图中没有示出与各个可动部分29i至29l相接触的粘滞弹性材料，也没有示出与各条金属丝8a至8d相接触的粘滞弹性材料。在物镜座2上设有一个配重33。夹持元件30和静止部分32构成一个底座56。

含镀层金属支持板29是这样得到的：在一种例如SUS、磷铜和铍铜这样的弹性金属材料的一侧镀以Ni，对金属材料切割成形，并对它进行模压操作使得材料镀有Ni的那一侧面向内部。这里，弹性金属材料的一侧也可以不镀Ni而镀以具有较小焊剂吸附性的其他金属。

在实施例2中，金属支持板29的内表面是镀Ni的。因此当各条金属丝8a至8d被焊到金属支持板29上时，焊剂将不会通过各个孔29e至29h从各个可动部分29i至29l的前表面流到它们的后表面上。

如果焊剂通过各个孔29e至29h从各个可动部分29i至29l的前表面流到了后表面上，焊剂将粘着到后表面上的各条金属丝8a至8d上，于是丝8a至8d上被焊剂粘着的部分将不能弹性形变，结果，丝8a至8d上可弹性形变的部分将变短。

在实施例2中，焊剂不通过各个孔29e至29h从可动部分29i至29l的前表面流到后表面。因此金属丝8a至8d上可弹性形变的部分不变短。这样，例如由金属支持板29和各条丝8a至8d所确定的共振频率以及金属支持板29的共振抑制衰减因子等特性得以稳定，并且因支持可动体55的机构的变化而造成的倾斜也可被抑制。

只要对金属支持板29所进行的表面处理能使得各可动部分29i至29l的前后表面之间有不同的焊剂吸附性，都可以得到相同的效果。所以，只有可动部分29i至29l的表面可以镀以例如具有足够大的焊剂吸附性的Au(金)。此外，即使当各个可动部分29i至29l的前表面镀了具有足够大的焊剂吸附性的金属而它们的后表面镀了具有不足够大的焊剂吸附性的金属，也能得到同样的结果。

此外，各个焊锚部分29m至29o被焊在静止部分32上，由此把夹持元件30固定在静止部分32上。对于用焊接来固定夹持元件30的情况，，由于焊剂的热膨胀系数十分小；所以即使环境温度升高时也可抑制物镜倾斜的改变，并且还改善了抗冲击性质。另外，由于各焊锚部分29m至29o都是金属支持板29的一部分，所以没有增加元件的数目。

实施例3

图10是说明本发明实施例3的物镜驱动装置的分解透视图。图11是说明实例3的物镜驱动装置中的一个树脂支持板(弹性支持板)41的可动部分41a和41b的部分放大图。在图10和11中，与图1和2中起相同作用的各元件用相同的代号表示。

在实施例3的物镜驱动装置中，用树脂支持板41代替了图1和2中的金属支持板9。树脂支持板41含有可动部分41a至41d(41c和41d未示出)，用合成树脂插入模铸法模铸而成。在模铸时，各条金属丝8a至8d的一端被埋入各个可动部分41a至41d内，使得丝8a至8d的一端分别与可动部分41a至41d成为一体。

各个可动部分41a至41d分别通过各个绞合部分41e至41h(41g和41h未示出)连接在树脂支持板41上。可动部分41a至41d可以各自独立地相对于转轴(即绞合部分41e至41h)沿切线方向K运动。各个绞合部分41e至41h都由十分薄的合成树脂做成，以起到绞链的作用。或者，也可以把例如SUS、磷铜和铍铜等弹性金属薄板用插入模铸法插入到各个绞合部分41e至41h中来得到铰链功能。在一个粘滞弹性材料容室部分41m中含有用来使各个可动部分41a至41d减振的粘滞弹性材料(未示出)。

树脂支持板41固定在静止部分12上，物镜座2设置在第一线圈轴5a和第二线圈轴5b之间，并且物镜座12被各条金属丝8a至8d以可动方式支持。

在实施例3的物镜驱动装置中，得到了与实施例1装置相同的效果，各条金属丝8a至8d被模铸得与树脂支持板41成为一体，所以装配性质得到了改善。此外，不需要在支持板上设置用来焊接各条丝8a至8d的凸起部分。因此，各个绞合部分41e至41h可以设置得靠近各个结合点41i至41l(41k和41l未示出)。这使得各条金属丝8a至8d可以在对焦方向F上更加靠近，从而实现更薄的装置。还有，由于利用插入模铸使各条丝8a至8d与相应的可动部分41a至41d成为一体，使准确地设置各条丝8a至8d的相对位置变得容易。结果，可以抑制因支持物镜座2的机构的变化而引起的倾斜。

如上所述，根据本发明，对于物镜座沿垂直方向运动的情形，物镜座沿运动径迹的倾斜可被各可动部分的倾斜抵消。通过优化各弹性臂一端处的支持点与各可动部分的转轴中心之间的距离，以及优化关于各可动部分的弹性转动的弹性常数，可以完全抵消物镜座的倾斜。这样，即使当物镜座沿垂直方向运动时物镜也不会倾斜，于是抑制了光盘上的光学像差，使得能够准确地对光盘记录和再生信息。

在一个实施例中，由于设置了用来抑制各个可动部分的振动的减振元件，所以可抑制各弹性臂的共振。

在一个实施例中，两个弹性板是弯曲的，并且各个可动部分的支持使得它们能绕着弯曲弹性板的各个拐角作弹性转动，所以各可动部分绕光盘半径方向轴的转动要比绕垂直方向轴的转动容易。这使得透镜座随运动径迹的倾斜能被有效地抵消。

在一个实施例中，由于上述各个轴是可以沿光盘的切线方向移动的，所以各弹性臂一端处的支持点的主要转动半径变大。这增大了弹性板的设计灵活性，使得有可能得到小型化的弹性板，从而得到较薄的装置。

在一个实施例中，各个弹性臂具有棒形。

在一个实施例中，由于树脂夹持部分被与弹性板和静止部分模铸成一体，所以装配过程可简化，并且可排除装置特性的改变。

在一个实施例中，各个弹性臂用金属做成并被焊接在弹性板的各可动部分上，而且连接各个弹性臂的各个可动部分的后表面被进行了目的为减小焊剂吸附性的表面处理。

在一个实施例中，目的为减小焊剂吸附性的表面处理是镀Ni。

在一个实施例中，各个弹性臂用金属做成并被焊接在弹性板的各可动部分上，而且连接各个弹性臂的各个可动部分被进行了目的为增大焊剂吸附性的表面处理。

在一个实施例中，增大焊剂吸附性的表面处理是镀Au。

上述表面处理可以防止焊剂从焊接表面流到其背面。因此各个弹性臂的特性不会因焊剂的流动而改变，并且稳定了由弹性板和各弹性臂决定的共振频率特性以及弹性板共振抑制效应的衰减因子。此外，可以抑制因支持物镜座的机构的变化所引起的倾斜。

在一个实施例中，夹持部分被用模铸法与弹性板合成一体，而弹性板则是焊接在静止部分上的。由于焊剂的热膨胀系数十分小，所以即使当环境温度升高时，也可以抑制物镜倾斜的改变。

在一个实施例中，底座的各可动部分是用与底座的至少一部分模铸成一体的合成树脂做成的。因此，装配过程可被简化，并且装置的特性变化可被排除。此外，与焊接相比，不需要设置供焊接用的凸起部分，于是各个可动部分可被小型化，并且各个弹性壁可以在垂直方向放置得互相靠近。因此，装置可以做得更薄。

在不偏离本发明范畴和精神的情况下，熟悉本技术领域的人们可以明显地看到和容易地做出各种其他的修改。从而，不希望这里所附权利要求的范畴被局限在这里所做说明的范围内，而希望能广义地理解这些权利要求。

Claims (12)

1、一种物镜驱动装置，它包括：

一个沿着光盘运动的底座；

一个面对光盘设置并具有一个垂直于光盘的光轴的物镜，用来以光学方式向/从光盘记录/再生信息；

一个夹持部分，用来夹持物镜；

多个沿光盘的切线方向伸展在底座与夹持部分之间的弹性臂，用来以可相对于底座运动的方式支持夹持部分；以及

一个驱动部分，用来产生使夹持部分相对于底座运动的电磁力，

其中，各弹性臂沿垂直方向互相分开地设置，

底座含有多个可移动部分，每个用于该多个弹性臂之一，用于支持各弹性臂的一端，并且

各个可动部分被夹持在各弹性臂一端外部的垂直方向上的各个位置处，使得能绕着各个沿光盘半径方向的轴作弹性转动。

2、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座的各个可动部分含有一个用来抑制它们各自的振动的减振元件。

3、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座含有一个弹性板，该弹性板在各弹性臂一端外部的垂直方向上的各个位置处被弯曲，并且底座的各个可动部分的支持使得它们能分别绕着该弯曲弹性板的各个拐角作弹性转动。

4、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中各可动部分的沿光盘半径方向的各个轴可沿光盘的切线方向作弹性运动。

5、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中各个弹性臂具有棒形。

6、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座含有：一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板、一个用金属做成的静止部分和一个用来夹持弹性板的树脂夹持部分，并且

夹持部分被用模铸法与弹性板和静止部分集成在一起。

7、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座含有一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板，

各个弹性臂都用金属做成，并分别焊接在弹性板的各可动部分上，并且

连接各个弹性臂的弹性板的各个可动部分的后表面进行了目的为减小焊剂吸附性的表面处理。

8、根据权利要求7的物镜驱动装置，其中目的为减小焊剂吸附性的表面处理是镀Ni。

9、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座含有一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板，

各个弹性臂都用金属做成，并分别焊接在弹性板的各个可动部分上，并且

连接各个弹性臂的弹性板的各个可动部分进行了目的为增大焊剂吸附性的表面处理。

10、根据权利要求9的物镜驱动装置，其中目的为增大焊剂吸附性的表面处理是镀Au。

11、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座含有：一个用带有底座的各个可动部分的金属做成的弹性板、一个用金属做成的静止部分、和一个用来夹持弹性板的树脂夹持部分，

夹持部分被用模铸法与弹性板集成在一起，并且

弹性板被焊接在静止部分上。

12、根据权利要求1的物镜驱动装置，其中底座的各个可动部分用与底座的至少一部分模铸成一体的合成树脂做成。

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