CN1925027A - 物镜驱动装置、光学读取头、光盘装置和振动抑制方法 - Google Patents

物镜驱动装置、光学读取头、光盘装置和振动抑制方法 Download PDF

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Abstract

在本发明中，公开了一种物镜驱动装置、一种光学读取头和一种光盘装置，这些装置具有这样的特征，使得设置在保持部的多个动力减振器能够降低会劣化饲服系统性能的谐振峰值，并且有效地抑制不需要的振动，其中通过该动力减振器，支撑保持物镜的活动部的弹性支撑部件连接到活动部，这是由于动力减振器的特性频率起活动部的减振器的作用。本发明还公开了一种抑制活动部振动的方法。

Description

物镜驱动装置、光学读取头、光盘装置和振动抑制方法
技术领域
本发明涉及一种物镜驱动装置，该物镜驱动装置用于在光盘或其它数据记录介质上记录数据和/或从光盘或其它数据记录介质复制数据用的光学读取头，和用于操作活动部向聚焦方向和跟踪方向移动，进一步涉及一种使用前述物镜驱动装置光学读取头和光学驱动装置。
背景技术
现存的光盘装置用于通过使用光盘和其它数据记录介质记录和/或复制数据信号，这样一种光盘装置设置有光学读取头，该光学读取头沿光盘的径向移动，并向前述光盘射出光束。
光学读取头安装有物镜驱动装置，通过该物镜驱动装置，保持在驱动装置的活动部上的物镜在聚焦方向上(即，远离或靠近光盘的信号记录面的方向)移动，以进行聚焦调整，并且还大体上在光盘的径向上移动，以进行跟踪调节。通过物镜的这些移动，调整通过物镜照射在光盘上的光束光斑，因而，在盘的记录道上聚焦。
这样一种光学读取头的物镜驱动装置由于活动部的重量和弹性支撑部件的弹性系数而具有在图7中的曲线G2所示的频率特性。在光学读取头中，由活动部的弹性振动造成的谐振峰值尤其会劣化聚焦伺服系统的特性，并且干扰在光盘上记录数据和/或从光盘上复制数据的执行。
发明内容
需要提供一种物镜驱动装置、光学读取头和光盘装置，使得减少会劣化饲服系统性能的谐振峰值，并且抑制不需要的振动。
在根据本发明的一个实施例中，提供一种物镜驱动装置，其包括保持物镜的活动部、支撑活动部在相对于物镜聚焦方向和跟踪方向活动的多个弹性支撑部件、紧固弹性支撑部件远端的固定部，和设置在保持部处的多个动力减振器，通过该动力减振器，弹性支撑部件连接到活动部。
需要的是，根据本发明的一个实施例的光学读取头具有沿由盘转动驱动机构操作和转动的光盘径向移动的活动滑架，和布置在活动滑架上的物镜驱动装置，此处使用的物镜驱动装置可以是诸如以上提及的一种。
进一步地，还需要的是，根据本实施例中的光盘装置具有使盘转动的盘转动驱动器，和使光通过物镜照射在由盘转动驱动器转动的光盘上的光学读取头；光学读取头包括沿光盘径向移动的活动滑架和布置在活动滑架上的物镜驱动装置；所使用的物镜驱动装置可以是以上提及的。
根据本发明的物镜驱动装置、光学读取头和光盘装置期望具有这样一种特征，使得设置在保持部处的多个动力减振器能够降低会劣化饲服系统性能的谐振峰值，并有效地抑制不需要振动，其中通过该动力减振器，支撑保持透镜的活动部的弹性支撑部件连接到活动部，这是由于动力减振器的特性频率起活动部的减振器的作用。
附图说明
本发明的实施例将在下面附图的基础上详细地描述，其中：
图1是根据本发明一个实施例中的光盘装置的立体图；
图2是根据本发明的一个实施例中的光学读取头的立体图；
图3是根据本发明的一个实施例中的物镜驱动装置的立体图；
图4是示出根据本发明的一个实施例的物镜驱动装置的磁体、聚焦线圈和跟踪线圈的关系的平面图；
图5是根据本发明一个实施例的物镜驱动装置的活动部的立体图；
图6A是在根据本发明实施例中用于物镜驱动装置的用作动力减振器的保持部的立体图；
图6B是与图6A中的保持部比较的作为比较示例的另一个保持部的立体图；
图7是示出关于于根据本发明的实施例中的物镜驱动装置与比较示例中的物镜驱动装置，具有从给活动部的聚焦方向上的推力到聚焦误差信号的转换函数的频率特性的图。
具体实施方式
参照附图，描述本发明光盘装置的优选实施例。
如在图1中所示，根据本发明实施例中的光盘装置1用来在光盘2上记录数据和/或从光盘2上复制数据。对于光盘装置1进行记录和/或复制的光盘2，实际所使用的介质是诸如CD(高密度盘)、DVD(数字万用光盘)；CD-R(可记录)和DVD-R(可记录)，两者是一次写入型；CD-RW(可重写)、DVD-RW(可重写)和DVD+RW(可重写)，这三种光盘允许数据的重写；另一种高密度记录型光盘使用具有诸如约405mm(蓝紫色)较短发光波长的半导体激光器；此外，还有磁体光盘等。
更具体地，如在图1中所示，光盘装置1具有壳体3(其中设置有附图中未示出的盘装载槽)；底盘；驱动和转动设置底盘上的光盘的盘转动驱动机构4；和光学读取头7，该光学读取头7支撑在平行固定在底盘上的导轴5上，使得能够沿光盘的径向移动。多个通气孔3a设置在壳体的侧面的若干下部件中。
如在图2中所示，光学读取头7包括：射出一定波长光束的光源20、构成光学系统以将从光源20射出的光束照射到光盘2上，并且检测在光盘2上反射返回的光的一些光学部件、在其上布置这些光学部件的活动滑架8、以及设置在该活动滑架8上的物镜驱动装置9。光源20是保持在激光器保持架20a上的半导体激光器。物镜驱动装置9装配有盖体9a。
活动滑架8在两端具有支座8a和8b，这些支座8a和8b可滑动地支撑在导轴5上。在附图中未示出但装配在活动滑架8上的滑轨部件与导螺杆接合，当导螺杆由进给电动机转动时，滑轨部件向对应于导螺杆的旋转方向的方向移动，因而，沿光盘2的径向驱动光学读取头7。
如在图2中所示出，光学读取头7包括一对形成第一空气流道21的散热器板22和23，该第一空气流道21是通过散热器板22和23朝着光盘的旋转平面2a布置成平行的关系并互相以一定的间距隔开而形成；电路板，该电路板以间隔一定的间距“c”朝向散热器板中一个散热器板23，并且形成第二空气流道25；以及使空气进入第一空气流道21的开口28。该对散热器板22和23由具有良好散热特性的材料组成，使得在光学读取头内部产生的热可以有效地排出。
如在图3中示出，物镜驱动装置9包括以下：具有轭基座10和保持物镜14的透镜保持架15的活动部12；支撑活动部12不仅在物镜14的聚焦方向FCS和跟踪方向TRK活动，而且在与光盘2的切向投影TAN平行的平面内在倾斜的方向TIL以倾斜的方式活动的多个弹性支撑部件16，光盘2的切向投影TAN与聚焦方向FCS和跟踪方向TRK正交；以及固定部11，其与活动部12沿物镜14的切向TAN以一定的间距布置，并且紧固多个弹性支撑部件16的远端16a。
轭基座10由诸如SPCC(冷轧钢板)和硅钢板的磁金属材料制成，并且如在图3中示出，包括固定在活动基座8上的基座部10a、通过从基座部10a弯曲并且垂直地向上延伸而形成的轭部10b和10c。轭部10b和10c以前后的方向(即，光盘2的切向投影TAN)设置，且互相以一间距隔开。
轭部10b的面和轭部10c的面彼此相对，即，两个侧面都朝向透镜保持架15，并且分别安装有第一磁体31和第二磁体32。
如在图3和图4中所示，第一磁体31设置成以切向投影TAN朝向透镜保持架15，在聚焦方向FCS的分界线31a处，第一磁体31沿跟踪方向TRK分成两个区；接着，两个分区进一步分别在聚焦方向FCS的分界线31b和31c划分，并且还在跟踪方向TRK的分界线31d和31e划分。因而，第一磁体31将具有第一到第四分区33、34、35和36，每一个分区在切向投影TAN磁化。
在第一磁体31朝向透镜保持架15的侧面上的第一到第四分区33、34、35和36中，如从透镜支架15观察，布置在左上和右下的第一和第四分区33和36被制成S-极，还是从透镜支架15观察，布置在右上和左下的第二和第三分区34和35被制成N-极。
沿切向投影TAN朝向第一磁体31定位的第二磁体32具有以与第一磁体31相同形状划分的四个区；每一个区被磁化以具有相对于第一磁体31相反的极特征。
固定部11固定在基座上，并且在其背面具有连接板，连接板在左和右端部区域中设置有多个连接端子18。多个弹性支撑部件16的各个远端16a例如通过焊接的方式紧固到这些连接端子。多个弹性支撑部件16的远端16a在跟踪方向TRK的两侧上布置有三个尖端，即在固定部11的背面上总共有六个尖端，并且在聚焦方向TCS上以一定的间距隔开。而且，在固定部11中，设置有弹性部19以抑制多个弹性支撑部件16的振动。
多个弹性支撑部件16通过在固定部11的背面上的各个连接端子18连接到电力馈送板的各个连接线。弹性支撑部件16的每一个制成从固定部11沿切向投影TAN向活动部12伸出。
活动部12具有物镜14和保持物镜14的物镜保持架15。如在图3和图5中所示，透镜保持架15设置有第一和第二跟踪线圈41和42和第一到第四聚焦线圈45、46、47和48，该第一和第二跟踪线圈41和42产生跟踪方向TRK的驱动力，或大致在光盘2的径向的驱动力，第一到第四聚焦线圈45、46、47和48产生聚焦方向FCS的驱动力，即靠近或远离光盘2的方向的驱动力。
如在图4中示出，第一跟踪线圈41在由靠近第一磁体31的跟踪方向TRK的第一和第二分区33和34产生的磁场和在第一跟踪线圈41自身中运行的电流的作用下产生跟踪方向TRK的驱动力。
同样，第二跟踪线圈42在由第二磁体32分区产生的磁场和在第二跟踪线圈42中运行的电流的作用下也产生跟踪方向TRK的驱动力。
如在图4中示出，第一和第二聚焦线圈45和46通过协调靠近第一磁体31的聚焦方向FCS的第一和第三分区33和35的作用和靠近第一磁体31的聚焦方向FCS的第二和第四分区34和36的作用而产生聚焦方向FCS的驱动力。
换句话说，布置成占据朝向第一磁体的分区33和35位置的第一聚焦线圈45通过协调磁场(由不仅在切向投影TAN而且在相反方向磁化的第一和第三分区33和35产生)和在第一聚焦线圈45的自身中运行的电流作用产生聚焦方向FCS的驱动力。
布置成占据朝向第二和第四分区34和36的位置的第二聚焦线圈46通过协调磁场(由不仅在切向投影TAN而且在相反方向磁化的第二和第四分区34和36产生)和在第二聚焦线圈46的自身中运行的电流作用产生聚焦方向FCS的驱动力。
同样，第三和第四聚焦线圈47和48通过协调由第二磁体32的分区产生的磁场和在第三和第四聚焦线圈47和48中运行的电流作用产生聚焦方向FCS的驱动力。
第一和第二聚焦线圈45和46还有第三和第四聚焦线圈47和48在待运行的电流量上进行调整，使得改变聚焦方向FCS上的驱动力，并因而产生倾斜方向TIL上的驱动力。
弹性支撑部件16使用用于聚焦和跟踪调节以及倾斜调节的驱动电流从电源电路通过连接板上的每一个连接端子18馈电。因而，多个弹性支撑部件16还用作馈电线。
对于按上述构建的物镜驱动装置9，当驱动电流从电源电路经由连接板和弹性支撑部件16馈送至第一和第二跟踪线圈41和42以及第一到第四聚焦线圈45到48时，取决于驱动电流和由第一和第二磁体31和32以及轭部10b和10c产生的磁通量的方向和强度之间的关系，活动部12沿聚焦方向FCS、跟踪方向TRK或倾斜方向TIL移动。通过以上聚焦、跟踪和倾斜的三轴调节，该物镜驱动装置9将显示出关于获得光束光斑跟随记录道的改进的跟踪性能。而且，活动部12在聚焦方向FCS、跟踪方向TRK和倾斜方向TIL的任何移动将伴随有弹性支撑部件16的弹性变形。
当光盘2装载到如上构建的光盘装置1中时，盘转动驱动机构4工作使光盘2旋转，并且光学读取头7沿光盘2的径向移动到与所需记录道对应的位置，在那里，进行在光盘2上进行记录或从光盘2上复制的操作。
如上所述，当在记录或复制操作的过程中驱动电流供应到第一和第二跟踪线圈41和42时，物镜驱动装置9的活动部12沿相对于固定部11的在图3中示出的跟踪方向TRK移动。来自光源20的光束光斑照射通过物镜14，通过跟踪调节，聚焦在光盘2上的记录道上。
还有，如上所述，当驱动电流馈送到第一到第四聚焦线圈45至48时，物镜驱动装置9的活动部12沿相对于固定部11的在图3中示出的聚焦方向FCS移动。来自光源20的光束光斑照射通过物镜14，通过聚焦调节，引导聚焦在光盘2的记录道上。
进一步地，通过改变供应到第一和第四聚焦线圈45和48还有第二和第三聚焦线圈46和47的驱动电流的强度，物镜驱动装置9的活动部12如上所述沿相对于固定部11的在图3中示出的倾斜方向TIL移动。来自光源20的光束光斑照射通过物镜14，通过倾斜调节，几乎垂直地引导聚焦在光盘2上，使得能够应对变形的表面。
活动部12的透镜保持架15是由合成树脂材料铸造而成。在透镜保持架15的侧面，设置有用于保持多个弹性支撑部件16的多个保持部51和用于馈送电的多个馈送器保持架55，所有这些部件形成为一体。前述说明假定弹性支撑部件16与活动部12形成在一起，但它们每一个也可以以不同的材料分别独立制成。
动力减振器50设置在每一个保持部处，通过该动力减振器，多个弹性支撑部件16连接到活动部12。这种动力减振器50是具有与物理对象相同特征频率的振动系统，该物理对象的振动必须加以控制，这种动力减振器50通过装配在该物理对象上以利用谐振来减少物理对象的振动。在根据本发明的一个实施例中，如在图5和图6A中所示的动力减振器50，通过形成弹性移位部52而构成，其中弹性移位部52实际是保持部51的基底部件，但是在厚度上较小，并且还通过在保持部51的顶部形成作为加重部的固定部53而构成。固定部53设置成多个，使得其对应于多个弹性支撑部件的每一个，并且用来将弹性支撑部件16连接到活动部12。还有，作为加重部的固定部53具有与弹性移位部52相比在振动方向上更大的尺寸。
更具体地，固定部53的尺寸，即切线投影TAN上的尺寸L1和聚焦方向FCS的尺寸L3被确定大于在活动部12的侧面上的基底部件处形成的弹性移位部52的尺寸，即在切线投影TAN的尺寸L2和聚焦方向FCS的尺寸L4，如在下面公式(1)和(2)中所示。
L1＞L2              (1)
L3＞L4         (2)
以上可见，固定部53使其在跟踪方向TRK的剖面面积大于弹性移位部52，此外，固定部53使其在跟踪方向TRK的剖面单位重量大于弹性移位部52是可行的。
动力减振器50或保持部51分别具有设置在基底部件处的弹性移位部52和固定部53，这样形成使得在弹性移位部52的外侧具有更重的重量。因而，当使活动部12振动时，保持部51的特征频率用作振动阻尼器，使得可以有效地减少会劣化伺服特性的谐振峰值，并且可以抑制不需要的振动。换句话说，保持部51具有取决于形状、材料特定的重量和刚度的自身的弹性常数和重量。因而，保持部51在不同于活动部12的振动的周期中振动，因而能够用作活动部12的振动阻尼器，有效地抑制不需要的振动。
如以上提及，物镜驱动装置9的动力减振器50在保持部51中具有在与聚焦方向正交的跟踪方向(即，振动的主要方向)上形成的顶部。通过增加该顶部的单位重量，动力减振器50能够用作振动阻尼器，并且抑制活动部12的振动。
在关于根据本发明实施例的物镜驱动装置9中，此处使用图6和图7给出关于能够减少活动部12的谐振峰值的透镜驱动装置9的动力减振器50的说明。此外，图6B是说明关于保持部件101与保持部51(即，根据本发明的一个实施例中的动力减振器50)相比较的比较示例。
作为比较示例，保持部件101形成在活动部12一侧，且其在跟踪方向TRK的剖面为几乎均匀矩形。在保持部件101顶部，保持部件101将弹性支撑部件16保持和固定到活动部12。
关于具有在图6A或图6B中示出的保持部51或101的物镜驱动装置，在图7中示出具有从给活动部12的聚焦方向FCS上的推力到聚焦误差信号的转换函数的频率特性。此处的说明仅仅覆盖聚焦方向的转换操作，但是也可获得关于跟踪和倾斜方向的转换操作的类似效果。在图7中，水平轴线表示频率，垂直轴线表示增益；曲线G1表示在根据本发明实施例中保持部51被用作物镜驱动装置9的动力减振器50情况下的频率特性，而曲线G2表示在作为比较示例使用的保持部101情况下的频率特性。
如在图7中所示，观察到使用保持部101的物镜驱动装置的频率特性G2具有取决于活动部12的弹性振动的谐振峰值P2。该谐振峰值很可能会劣化聚焦伺服系统的性能，并且干扰在光盘上记录数据和/或从光盘上复制数据的执行。
与以上相比较，使用保持部51作为动力减振器50的物镜驱动装置9的的频率特性G1显示出：由于用作阻尼器的动力减振器的结果，取决于活动部的弹性振动的谐振峰值在两个位置P11和P12以降低的峰增益出现。因为峰增益被降低，在这个情况下的谐振峰值不会劣化聚焦伺服系统的性能，并且可防止干扰关于光盘的数据记录和/或复制的执行。
在以上的方法中，具有自身特征频率的动力减振器50用作活动部12的振动阻尼器，导致谐振峰值的降低，否则，谐振峰值会劣化伺服系统性能，并且抑制活动部12的不需要的振动。
在以上说明中，同时用作动力减振器50的保持部51配置成使得在固定部53的切向投影TAN和聚焦方向FCS的在顶部侧上的尺寸可以变得大于弹性移位部52的切向投影TAN和聚焦方向FCS的在基端侧上的尺寸。然而，本发明的实施例不限于前面的描述；实际上，只要至少固定部53的两个尺寸中任何一个配置成大于弹性移位部52的相应尺寸就足够了。换言之，如果包括振动方向的剖面(即，在当前情况下在跟踪方向TRK上的剖面)形成较大的剖面面积和较大的单位重量，则也是可以的。对于另一个示例，如果在固定部的聚焦方向FCS的在顶部侧上的尺寸制成大于弹性移位部的聚焦方向FCS的在基端侧上尺寸，则也是可以的。
对于进一步的示例，构成动力减振器50的保持部51能够选择由另一种材料组成，使得顶部的单位重量上比基端部更重，而不是在跟踪方向TRK上改变剖面面积。
根据本发明一个实施例中的物镜驱动装置9在固定部处设置有动力减振器50，通过该动力减振器50，支撑活动部12的弹性支撑部件16连接到保持物镜14的活动部12；这种具有自身特征频率的动力减振器50用作活动部12的减振器，由此使得谐振峰值降低，否则，谐振峰值会劣化伺服系统的性能，并且有效地抑制活动部12不需要的振动。因而，在根据本发明的一个实施例中的物镜驱动装置9可以抑制弹性振动的产生，并且以高精度处理定位操作。
还有，通过提供上述的物镜驱动装置9和动力减振器50(动力减振器50用作阻尼器，有效地抑制活动部不需要的振动)，在根据本发明一个实施例中的光学读取头7能够实现关于光盘的良好的记录和复制。
进一步，通过提供有上述物镜驱动装置9和动力减振器50(动力减振器50用作阻尼器，有效地抑制活动部12的不需要的振动)，在根据本发明的一个实施例中记录或复制装置或光盘装置1能够实现关于光盘的良好的记录和复制。
此外，在物镜驱动装置9的以上描述中，说明了保持物镜14的活动部12在通过聚焦方向FCS、跟踪方向TRK、及倾斜方向TIL的三轴调节的操作，但是物镜驱动装置、光学读取头、和记录和复制装置或光盘装置的操作方式不限于之前的描述；还可以配置成可以支撑活动部以允许沿聚焦方向FCS和跟踪方向TRK移动。
对本技术领域的一般技术人员而言应当了解到，各种修改、组合、子组合和代替是可以想到，这取决于设计要求和其它因素，只要它们在权利要求和其等同物的范围内。

Claims (13)

1.一种物镜驱动装置，包括：
保持物镜的活动部；
在物镜的聚焦方向和跟踪方向上可活动地支撑所述活动部的多个弹性支撑部件；
固定部，所述多个弹性支撑部件的远端侧将紧固到所述固定部；和
设置在保持部处的动力减振器，所述弹性支撑部件通过所述动力减振器连接到所述活动部。
2.根据权利要求1所述的物镜驱动装置，其中，所述动力减振器通过形成弹性移位部而配置，其中所述弹性移位部以颈部尺寸制成更小的所述保持部的基底部件的形式存在，并还通过在所述保持部的顶部形成加重部而配置。
3.根据权利要求2所述的物镜驱动装置，其中，
所述加重部由所述固定部构成，通过所述固定部固定每一个所述弹性支撑部件。
4.根据权利要求2所述的物镜驱动装置，其中，
所述加重部形成为相对于所述弹性移位部在振动方向上尺寸更大。
5.一种光学读取头，包括：
活动滑架，所述活动滑架沿光盘的径向移动，所述光盘由盘转动驱动机构驱动旋转，和
布置在所述活动滑架上的物镜驱动装置，
其中，
所述物镜驱动装置包括：
保持物镜的活动部，
在所述物镜的聚焦方向和跟踪方向上可活动地支撑所述活动部的多个弹性支撑部件，和
固定部，所述多个弹性支撑部件的远端将固定到所述固定部；并且进一步地，所述光学读取头在保持部处设置有动力减振器，通过所述动力减振器，多个弹性支撑部件连接到所述活动部。
6.根据权利要求5所述的光学读取头，
其中，
所述动力减振器通过形成弹性移位部而配置，其中所述弹性移位部以颈部尺寸制成更小的所述保持部的基底部件的形式存在，并还通过在所述保持部的顶部形成加重部而配置。
7.根据权利要求6所述的光学读取头，其中，
所述加重部由所述固定部构成，通过所述固定部，固定每一个所述弹性支撑部件。
8.根据权利要求6所述的光学读取头，
其中，
所述加重部形成为相对于所述弹性位移部在振动方向上尺寸更大。
9.一种光盘装置，包括：
盘转动驱动机构，所述盘转动机构驱动光盘转动，和
光学读取头，所述光学读取头通过物镜将光束照射到由所述盘转动驱动机构驱动转动的所述光盘上，
其中
所述光学读取头包括：
活动滑架，所述活动滑架沿所述光盘的径向移动，和
布置在所述活动滑架上的物镜驱动装置，
其中
所述物镜驱动装置包括：
保持所述物镜的活动部，
多个弹性支撑部件，所述多个弹性支撑部件在所述物镜的聚焦方向和跟踪方向上可活动地支撑所述活动部，
固定部，所述弹性支撑部件的远端侧紧固到所述固定部，并且
其中，
动力减振器位于保持部，通过所述动力减振器，所述弹性支撑部件连接到所述活动部。
10.根据权利要求9所述的光盘装置，
其中，
所述动力减振器通过形成弹性移位部而配置，其中所述弹性移位部以颈部尺寸制成更小的所述保持部的基底部件的形状存在，并还通过在所述保持部的顶部形成加重部而配置。
11.根据权利要求10所述的光盘装置，
其中，
所述加重部由所述固定部构成，通过所述固定部，固定每一个所述弹性支撑部件。
12.根据权利要求10的光盘装置，
其中，
所述加重部形成为相对于所述弹性移位部在振动方向上尺寸更大。
13.在一种物镜驱动装置中，所述物镜驱动装置包括：
保持物镜的活动部；
多个弹性支撑构件，所述多个弹性支撑构件在所述物镜的聚焦方向和跟踪方向上可活动地支撑所述活动部；和
固定部，所述多个弹性支撑部件的远端侧紧固到所述固定部，
一种抑制所述活动部振动的方法包括：
在保持部处设置动力减振器，通过所述动力减振器，所述弹性支撑部件连接到所述活动部；并且
将由所述动力减振器引起的谐振利用于所述活动部，因而有效地抑制所述活动部不需要的振动。
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