CN1149548C - 物镜驱动装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的物镜驱动装置不要防止倾斜的弹性支持件的高精度定位。这种物镜驱动装置在带物镜11的可动部1用多个弹性支持件3固定在固定部2上，这些弹性支持件3以物镜11为中心每多个分成为左右两部分，分别配置在左右的上下位置上，附着在固定配置于弹性支持件3的两端固定点之间的弹性支持件3上的阻尼材料25L、25R的量左右不同。

Description

物镜驱动装置及其制造方法

本发明涉及把光点投射到光盘的记录媒体上光学地写入读出信息的光拾取器装置，特别涉及具备物镜的用金属线保持可动部的光拾取器装置的物镜驱动装置及其制造方法。

通常光拾取器装置由具备物镜的物镜驱动装置、对物镜进行光发送接收的光学系统构成，而且，把物镜驱动装置配置在光学系统单元的安装台上。

如图13所示，一般的物镜驱动装置由具备物镜11、聚焦线圈12、跟踪线圈13的可动部1和具备磁回路(磁铁等)21的固定部2以及两端固定在可动部1和固定部2上悬臂式地支持着可动部1的4根弹性支持件3构成。金属性悬线即弹性支持件3以物镜11为中心每两根设置在可动部1的两侧，分别上下配置。弹性支持件3的一端固定在安装着物镜11的物镜架14的左右侧面的物镜架基板15上，另一端用锡焊固定在立设于基座22上的座基板23上。而且，固定部2配置得平行于切线方向(盘的切线方向)。

聚焦线圈12通电使可动部1沿聚焦方向(垂直于盘的方向)移动；跟踪线圈13通电使可动部1沿跟踪方向(盘的半径方向)移动。为了抑制该可动部1的振动，如图14所示，在固定弹性支持件3的另一端的座基板23的前面设置阻尼盒24，阻尼盒24与座基板23贯通，并填充凝胶状的阻尼材料25，使其附着在弹性支持件3上。弹性支持件3的一部分被配置在凝胶状的阻尼材料25中，利用附着在凝胶状的阻尼材料25中的弹性支持件3引起的凝胶状的阻尼材料25的变形和粘性流动来进行阻尼(例如：日本公开专利JP 2-232824)。

为了对光盘正确进行信息的记录重放，物镜的光轴必须垂直于光盘的盘面，例如，物镜驱动装置的可动部(具有物镜的可动部)沿聚焦方向移动时，在物镜的光轴倾斜的情况下，就会产生彗形像差，并增加信号的抖动。

因此，在物镜驱动装置中，该物镜被安装在安装台上，其光轴垂直于光盘的盘面。而且，可动部的支持机构要设计得即使在物镜驱动装置的可动部(具有物镜的可动部)沿聚焦方向或跟踪方向移动时，也能保持这种关系。

在由上述的4根弹性支持件支持可动部的物镜驱动装置中，如果支持可动部的各支持件的长度和两端的固定端的间隔一样，即使在可动部沿聚焦方向或跟踪方向移动的情况下，也能保持物镜的光轴与光盘的盘面垂直。

在这种现有技术中，在使可动部1沿聚焦方向、径向移动时，让可动部1不倾斜，也就是说为了不让物镜11倾斜，就要设定得使4根弹性支持件3的可动部1侧的固定端和固定部2侧的固定端的间隔相等，而且上下左右平行。把弹性支持件3固定在规定的位置上为前提，左右阻尼盒24内的凝胶状阻尼材料25的量要相等。这时，各弹性支持件3的弹簧常数就相等。在可动部1沿聚焦方向移动时，聚焦方向的驱动力作用在可动部1的重心位置上，所以，重心位置与聚焦方向驱动中心位置相同。

因此，在上述的物镜驱动装置中，即使在4根弹性支持件3中的1根偏离安装位置的情况下，例如：可动部1的径向+侧的上下弹性支持件3的间隔与径向-侧的上下弹性支持件3的间隔不同时，就会以物镜为中心左右失衡。因此，如图15所示，水平处于中立位置的可动部1沿聚焦方向移动时，就会产生使可动部1转动的力矩，如图16所示，可动部1就在径向上保持倾斜。因此，可动部1沿聚焦方向移动时，物镜就倾斜，并产生彗形像差，使读取信号的抖动劣化。

为了防止这种径向倾斜，弹性支持件3就必须高精度定位，但是，在制造工艺上，进行高精度的定位非常困难，总会出现有倾斜的产品。为了对此进行修正，虽然可以矫正弹性支持件3的支座，但是成品率劣化非要进行修正，弹性支持件3的支座部分的可靠性就降低。

下面来详细说明可动部1的聚焦方向的动作。如图17A所示，一旦聚焦方向驱动力F使可动部1沿聚焦+方向(接近盘的方向)移动，复原力就作用于弹性支持件3L、3R。设左右弹性支持件3L、3R的弹簧常数为Kl、Kr，使其从中立为止开始沿聚焦方向移动X时，-Kl*X＝Fl的力就作用于弹性支持件3L的固定端，-Kr*X＝Fr的力就作用于弹性支持件3R的固定端。设可动部1的重心G位置与弹性支持件3L、3R的固定端的距离为L，由该力引起的重心转动的转矩就是Ml＝Fl*L、Mr＝Fr*L。

转矩对于重心G方向相反。因为左右弹性支持件3L、3R的弹簧常数Kl、Kr相等，所以由来自弹性支持件3R的力引起的重心转动的转矩Mr与由来自弹性支持件3L的力引起的重心转动的转矩M相等。因此，可动部1不转动。

当使可动部1沿径向移动，例如移动距离只为I时，如图17B所示，可动部1的重心位置G相对于聚焦方向驱动中心位置移动与径向移动量I相同的量。这种移动不会使左右弹性支持件3L、3R的弹簧常数Kl、Kr变化，仍然相等。

但是，由于把聚焦方向驱动中心位置视为固定部2的磁路21的中心，所以在径向只移动I的状态下沿聚焦方向移动时，聚焦方向驱动力F作用的聚焦方向驱动中心位置偏离可动部1的重心位置G，从而产生作用于可动部1上的重心转动转矩Mf＝F*I。由于重心G处于左方，沿聚焦+方向(接近盘的方向)移动时，从聚焦方向驱动力F作用的聚焦方向驱动中心位置看，该转矩Mf的方向为逆时针方向，可动部1逆时针方向转动；反之，沿聚焦-方向(远离盘的方向)移动时，转矩Mf的方向为顺时针方向，可动部1顺时针方向转动。

因此，可动部1产生径向倾斜，为解决该问题，已知的方法是把磁路沿径向分割开，使相对于聚焦线圈的磁路的磁力线密度分布呈双人字型，在径向移动时时聚焦方向驱动位置发生变化，从而达到转矩平衡(例如：JP-A-8-50727)。

但是，为了使聚焦方向驱动位置随径向移动量变化，就必须使磁路很复杂。而且即使按照这种构成，要使转矩非常小也是困难的。因此，在径向移动时可动部1也产生径向倾斜，从而产生彗形像差，这样，所出现的问题仍然是读取信号的抖动劣化。

为解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种对光盘的盘面不倾斜的物镜驱动装置。

本发明提供一种物镜驱动装置，包括：带物镜的可动部；以物镜为中心其一端安装在可动部上的至少4个弹性支持件；固定弹性支持件的另一端的固定部；填充有阻尼材料的阻尼盒；阻尼盒的配置弹性支持件的部分形成如下形状：对于聚焦方向，内侧变窄；而对于聚焦方向，外侧变宽；所述带物镜的可动部径向移动时，改变左右弹性支持件的聚焦方向的弹簧常数。

在这种构成的物镜驱动装置中，可动部沿径向移动时，左右弹性支持件的弹簧常数变化，一旦聚焦方向移动，来自作用于可动部的弹性支持件的复原力所引起的重心转动的转矩就抵消由于可动部的重心位置与聚焦方向驱动中心位置的偏离引起的重心转动的转矩。

附图简要说明

图1是表示本发明的第二实施例的侧面图。

图2是阻尼材料量和径向倾斜的关系图。

图3是阻尼材料的追加量和可修正的倾角的关系图。

图4是第一实施例的其他形态的断面图。

图5是第一实施例的其他形态的断面图。

图6是第一实施例的其他形态的断面图。

图7A是第二实施例的模式图，所表示的是径向、聚焦方向都不移动的状态。

图7B表示的是径向、聚焦方向都移动的状态。

图8是表示第二实施例的阻尼盒的形状的正面图。

图9是使可动部沿径向移动时的平面图。

图10A是可动部沿径向移动前的弹性支持件的状态图。

图10B是可动部沿径向移动后的弹性支持件的状态图。

图11表示使可动部沿径向移动、并沿聚焦方向移动+0.4mm时的径向倾斜。

图12A表示的是现有技术的阻尼盒。

图12B表示的是第二实施例的阻尼盒。

图13是现有技术的物镜驱动装置的斜视图。

图14是表示现有技术的弹性支持件的安装状态的断面图。

图15是表示现有技术的中立状态的正面图。

图16是现有技术的可动部沿聚焦方向+侧移动时的正面图。

图17A是仅沿现有技术的聚焦方向移动时的状态的模式图。

图17B是沿径向和聚焦方向都移动时的模式图。

[第一实施例]

图1表示本发明的一个实施例。在图1中，1是可动部，2是固定部，3是弹性支持件，24L是左侧(径向-侧)阻尼盒，24R是右侧(径向+侧)阻尼盒，25L是填充在阻尼盒24L内的阻尼材料，25R是填充在阻尼盒24R内的阻尼材料。

这里，来说明追加的阻尼材料量和可修正的倾角的关系。图2表示为求出追加的阻尼材料量和可修正的倾角的关系而进行的实验结果。该关系因弹性支持件3的种类或弹簧常数、阻尼盒24L、24R的容积、阻尼材料25L、25R的种类或初始填充量等的不同而异，所以仅列举一例来表示。作为阻尼材料25L、25R，虽然可以使用各种阻尼材料，但是最好是凝胶状材料，特别是硅系、变性丙烯酸酯系的凝胶状阻尼材料为好。在以下的本发明的说明中，使用硅系凝胶状阻尼材料。

用4根直径80μm的金属线作为弹性支持件3，从可动部1侧固定端到固定部2侧固定端的长度为9mm，左右阻尼盒24L、24R内填充7.6mg的阻尼材料，一个阻尼盒24L或24R使用左右2根悬线。阻尼盒24R内填充6.1mg阻尼材料25R，一面测定使可动部沿聚焦方向移动+0.5mm时的径向倾角，一面把阻尼材料25L加到阻尼盒24L内。

图2的横轴是填充到阻尼盒24L内的阻尼材料25L的量，纵轴是使可动部1沿聚焦方向移动+0.5mm时的径向倾斜。由该倾斜来判断阻尼材料多的一方低。即：如果右侧(径向+侧)的阻尼材料25R的量比左侧(径向-侧)的阻尼材料25L的量多，就是右侧低(向径向+侧倾斜)。相反的情况下，就是左侧低(向径向-侧倾斜)。

所追加的阻尼材料的量与径向倾斜大体成正比关系，其比例系数可以算出为4.2分/mg。

从图2的结果可以导出图3所示的追加阻尼材料的量与可修正的倾角的关系。例如：当所制作的样品是沿聚焦方向移动+0.5mm时的可动部1的倾斜是径向+侧4.2分时，如果在径向-侧的阻尼盒24L内追加1.0mg的阻尼材料，就可以修正可动部1的倾斜，使倾角为零。

因此，在阻尼盒24L、24R内加入等量或大体等量的阻尼材料，来把握沿聚焦方向移动0.5mm时的可动部1的倾斜，根据该倾斜来把调整用的阻尼材料追加到某个阻尼盒24L或24R内，如果使阻尼材料25L、25R的量不同，就不存在可动部1的径向倾斜。

也可以在阻尼盒24L、24R内先不加入阻尼材料，一面测定物镜倾斜特性，一面加入阻尼材料，使阻尼材料25L、25R的量不同。

以上是在固定部2侧的阻尼盒24L、24R内加入了倾斜调整用阻尼材料，但是，如图4所示，在可动部1侧的左右设置调整用阻尼盒4，单方面或两方面加入倾斜调整用阻尼材料5，也能够得到同样的效果。倾斜调整用的阻尼盒4被设置在物镜座14的左右侧面，也可以扩展物镜架基板15，把它们固定在物镜架基板15上。一个倾斜调整用的阻尼盒4对应2根上下弹性支持件3，也可以每一根弹性支持件3设置一个倾斜调整用阻尼盒4。把两方的倾斜调整用阻尼盒4都加入调整用阻尼材料5是因为假定开始在倾斜调整用阻尼盒4内不加入倾斜调整用阻尼材料5。在开始加入倾斜调整用阻尼材料的情况下，在任一个倾斜调整用阻尼盒4内加足倾斜调整用阻尼材料5。

另外，如图5所示，在固定部2侧的左右设置独立在基座22上的倾斜调整用阻尼盒6，在某一方或双方加入倾斜调整用阻尼材料7也能得到同样的效果。

如图6所示，不设置倾斜调整用阻尼盒，也可以把倾斜调整用阻尼材料8直接涂覆在弹性支持件3上，可再把它保持在可动部1上。图中，所涂覆的地方是物镜座14的左右侧面，但是也可以扩展物镜架基板15，涂覆在物镜架基板15上。图中，2根弹性支持件在相同的地方涂覆，也可以分别涂覆在不同的地方，例如：上侧的弹性支持件3涂覆在可动部1侧，下侧的弹性支持件3涂覆在固定部2侧。另外，也可以把倾斜调整用阻尼材料8涂覆在弹性支持件3的某一方或两方。

倾斜调整用阻尼材料的种类也可以与最初填充的阻尼材料不同。

把阻尼材料分散为阻尼盒24L或24R内的阻尼材料和倾斜调整用阻尼材料，这样可以减少阻尼盒24L或24R内的阻尼材料的量，所以，能够缩小阻尼盒24L或24R内的深度，从而能够实现切线方向的缩短。

通过追加倾斜用阻尼材料并使弹簧常数变化就能够不出现径向+侧可动部1的上下弹性支持件3的间隔和径向-侧可动部1的上下弹性支持件3的间隔不同等的失衡，也就是径向+侧弹性支持件3与径向-侧弹性支持件3均等。结果，在沿聚焦方向移动时，弹性支持件3在相等力的作用下水平移动，所以，可动部1不会径向倾斜。

用同样的方法不仅可以修正组装上的弹性支持件的尺寸偏离所产生的倾斜，而且例如可以修正由于磁铁位置偏离径向所产生的倾斜。

另外，在组装方面，即使由于夹具的缺点等而始终存在某方向的倾斜倾向的情况下，并不去修正夹具，而是通过设置阻尼盒并加入左右不同的适量的阻尼材料，也可以消除其缺点。

上面对本发明所作的说明是关于用4根弹性支持件悬臂式地支持在固定部上的物镜驱动装置，这4根弹性支持件以物镜为中心每2根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置；但是也可以适用于用6根弹性支持件悬臂式地支持在固定部上的物镜驱动装置，这6根弹性支持件以物镜为中心每3根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置；而且对固定部的支持方法不仅适用于悬臂式，也可以适用于两端固定式。

以上所说明的是即使可动部1沿聚焦方向移动可动部也没有径向倾斜的物镜驱动装置，同时，本发明也是制造即使可动部1沿聚焦方向移动可动部也没有径向倾斜的物镜驱动装置的方法的发明。即：使用多根弹性支持件把具有物镜的可动部支持在固定部上的物镜驱动装置，这多根弹性支持件以物镜为中心每多根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置，在这种物镜驱动装置的制造方法中，先检查物镜倾斜特性，然后根据该倾斜把调整用阻尼材料加入到配置固定在弹性支持件的两端固定点之间附着在弹性支持件上的阻尼材料中，来修正倾斜。

按照以上的说明，使用多根弹性支持件把具有物镜的可动部支持在固定部上的物镜驱动装置，这多根弹性支持件以物镜为中心每多根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置，这种物镜驱动装置的特征在于弹性支持件的两端固定点之间附着在弹性支持件上的阻尼材料的量左右不同。即使让可动部沿聚焦方向+侧移动，可动部也没有径向倾斜。因此，按照本发明，就不需要弹性支持件的防倾斜的高精度定位，也就能够消除伴随高精度的定位而来的修正工序的弹性支持件的焊接的重做以及对弹性支持件的焊接部分的可靠性的担心。

[第二实施例]

图7是本发明的一个第二实施例，在图7中，1是可动部，3L是左弹性支持件，3R是右弹性支持件。

如图8所示，阻尼盒24L、24R的形状左右对称，使可动部1沿径向移动时，在阻尼盒24L、24R与弹性支持件3L、3R之间填充的阻尼材料25的量左右不同。例如配置阻尼盒24L、24R的弹性支持件3L、3R的部分24A，其内侧相对聚焦方向变窄，而其外侧对聚焦方向变宽，例如形成横V字型。

使可动部1沿径向移动，例如如图9所示只向左移动l时，如图10所示，改变由阻尼材料25填充的阻尼盒24L、24R的壁面和弹性支持件3L、3R的聚焦方向的距离，移动方向的左侧的弹性支持件3L的阻尼材料25的聚焦方向的量就多，解脱该弹性支持件3L受阻尼盒24L的抑制，使聚焦方向的弹簧常数Kl减小。

另一方面，与移动方向相反的右侧的弹性支持件3R的阻尼材料25的聚焦方向的量少，该弹性支持件3R受阻尼盒24L的抑制加强，使聚焦方向的弹簧常数Kr增大。

使可动部1单纯地沿聚焦方向移动时，由于阻尼盒24L、24R与弹性支持件3L、3R之间填充的阻尼材料25的聚焦方向的量左右相等，所以左右弹簧常数Kl、Kr也相等。

使可动部1沿径向移动之后，再沿聚焦方向移动时，弹性支持件3L、3R受复原力的作用。从中立位置沿聚焦方向移动X时，如图1所示，在弹性支持件3L上有Fl＝-Kl×X的力作用于其固定端，在弹性支持件3R上有Fr＝-Kr×X的力作用于其固定端。而且，当可动部1的重心G于弹性支持件3L、3R的固定端的距离为L时，由该力产生的重心转动的转矩为Ml＝F1×L、Mr＝Fr×L。因此，如果弹簧常数变小，重心转动的转矩就变小，反之，如果弹簧常数变大，重心转动的转矩就变大。

由于从右侧弹性支持件3R看时，重心G处于左侧，而从左侧弹性支持件3L看时，重心G处于右侧，所以重心转动的转矩的方向各自相反。而且，来自弹性支持件3R的力产生的重心转动的转矩Mr比来自弹性支持件3L的力产生的重心转动的转矩Ml大，所以沿聚焦+方向(接近盘的方向)移动时，重心转动的转矩Mr-Ml使可动部1顺时针转动。反之，沿聚焦-方向(远离盘的方向)移动时，重心转动的转矩Mr-Ml使可动部1逆时针转动。

另一方面，在使可动部1沿径向移动的情况下，聚焦驱动力F作用的聚焦方向驱动中心位置与可动部1的重心位置产生偏离，设该偏离为1，使可动部1沿聚焦方向移动时，在可动部1上产生重心转动的转矩Mf＝F×1。从聚焦驱动力F作用的聚焦方向驱动中心位置看时，该重心转动的转矩的方向是重心G处于左侧，所以，在沿聚焦+方向(接近盘的方向)移动时，重心转动的转矩Mf使可动部1逆时针方向转动。反之，在沿聚焦-方向(远离盘的方向)移动时，重心转动的转矩Mf使可动部1顺时针方向转动。

因为重心转动的转矩Mr-Ml与重心转动的转矩Mf彼此转动方向相反，所以，重心转动的转矩Mr-Ml抵消重心转动的转矩Mf。因此，如果重心转动的转矩Mr-Ml与重心转动的转矩Mf相等乃至其差甚微，即使可动部1沿径向和聚焦方向同时移动，也能够使重心转动的转矩为零乃至极小，从而可以使倾斜为零乃至极小。

[实施例]

图11表示使可动部1沿径向移动，并沿聚焦方向移动+0.4mm时的径向倾斜。Y表示现有技术，Z表示本发明。如图12(A)所示，现有技术的样品是穿设在阻尼盒24(纵深2.0mm)内的横1.8mm、纵深3.45mm的纵长孔中配置尺寸A＝0.65mm、B＝2.15mm、C＝1.0mm的弹性支持件。如图12(B)所示，本发明的样品是在穿设在阻尼盒24(纵深2.0mm)内的横0.95mm、纵深3.45mm的纵长孔的左侧面配置尺寸A＝0.65mm、B＝2.15mm的开口宽0.53mm、深0.26mm的V字形槽，在V字形槽内配置弹性支持件3。弹性支持件3的直径90μm，长度9.0mm，左右弹性支持件3的间隔设定为9.6mm，在阻尼盒24内填充硅凝胶为阻尼材料。

按照图11，对于现有技术的样品，径向移动量0.2mm的径向倾斜为8.2分，而本发明的样品仅为2.5分，大幅度地减少了径向倾斜。

在本发明中，仅改变阻尼盒的形状，即使沿径向和聚焦方向同时移动，也能使重心转动的转矩非常小。不必使磁路十分复杂，就能使可动部1的倾斜为零乃至极小。因此，就能够改善彗形像差以及读取信号的抖动。

上面对本发明所作的说明是关于用4根弹性支持件悬臂式地支持在固定部上的物镜驱动装置，这4根弹性支持件以物镜为中心每2根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置；但是也可以适用于用6根弹性支持件悬臂式地支持在固定部上的物镜驱动装置，这6根弹性支持件以物镜为中心每3根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置；而且对固定部的支持方法不仅适用于悬臂式，也可以适用于两端固定式。

按照以上的说明，使用多根弹性支持件把具有物镜的可动部支持在固定部上的物镜驱动装置，这多根弹性支持件以物镜为中心每多根分成左右两部分，分别配置在左右方的上下位置，这种物镜驱动装置的特征在于径向移动时改变左右弹性支持件的弹簧常数。一旦聚焦方向移动，来自作用于可动部的弹性支持件的复原力所引起的重心转动的转矩就抵消由于可动部的重心位置与聚焦方向驱动中心位置的偏离引起的重心转动的转矩。因此，按照本发明，不必使磁路十分复杂，就能使可动部1的倾斜为零乃至极小，从而能够改善彗形像差以及读取信号的抖动。

Claims (3)

1.一种物镜驱动装置，包括：

带物镜的可动部；

以物镜为中心其一端安装在可动部上的至少4个弹性支持件；

固定弹性支持件的另一端的固定部；

填充有阻尼材料的阻尼盒；

阻尼盒的配置弹性支持件的部分形成如下形状：对于聚焦方向，内侧变窄；而对于聚焦方向，外侧变宽；

所述带物镜的可动部沿径向移动时，改变左右弹性支持件的聚焦方向的弹簧常数。

2.根据权利要求1所述的物镜驱动装置，其特征在于配置阻尼盒的弹性支持件的部分是横V字形。

3.根据权利要求1所述的物镜驱动装置，其特征在于左右阻尼盒的形状是左右对称的。

Images