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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
für einen
optischen Abnehmer, und im Besonderen auf eine Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
für einen
optischen Abnehmer, die eine verbesserte Anordnungsstruktur aufweist,
die ein elastisches Trageelement umfasst, das eine Zunge trägt, auf
der eine Objektivlinse angebracht ist, damit diese sich elastisch
bewegen kann.
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Im
Allgemeinen zeichnen optische Abnehmer Informationen auf einer Disk,
einem Aufzeichnungsmedium auf oder geben Informationen von einer
Disk wieder, indem Licht auf diese aufgebracht wird. Das Licht,
das von dem optischen Abnehmer abgegeben wird, muss senkrecht auf
der Aufzeichnungsfläche
der Disk einfallen, um einen Lichtpunkt mit einem genauen Fokus
zu bilden. Wenn die Einfallrichtung des Lichts geneigt ist, kann
kein genauer Lichtpunkt auf der Disk gebildet werden, so dass während des
Aufzeichnens oder der Wiedergabe von Daten ein Fehler auftreten
kann. Daher muss das Licht senkrecht auf die Aufzeichnungsfläche der
Disk einfallen, um einen Lichtpunkt genau auf einem gewünschten
Track zu bilden. Die Einstellung des Lichts auf einen senkrechten
Einfallwinkel zur Aufzeichnungsfläche der Platte wird Neigungseinstellung
oder Neigungskorrektur genannt. Typischerweise umfasst eine optische
Abnehmervorrichtung einen Servomechanismus, der die Position der
Objektivlinse in einer Fokusrichtung und in einer Trackingrichtung
so steuert, daß der
Fokus des Lichts genau auf einem gewünschten Track auf einer Aufzeichnungsfläche einer
Disk ausgebildet werden kann. Obwohl der Servomechanismus den Fokus
eines Lichtpunkts durch das Beibehalten eines vorbestimmten Abstands
zwischen der Objektivlinse und der Aufzeichnungsfläche der
Disk steuert und somit den Lichtpunkt auf dem gewünschten
Track bewegt, steuert er dennoch nicht direkt den Einfallwinkel
zwischen dem Licht und der Aufzeichnungsfläche der Disk. Deshalb ist zum
genaueren Aufzeichnen und Wiedergeben eine Funktion zum dynamischen
Steuern der Neigung erforderlich.
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Um
die oben genannte Forderung zu erfüllen, wurde eine herkömmliche
Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
für einen
optischen Abnehmer, wie in 1 gezeigt,
vorgeschlagen. Der optische Abnehmer ist ein Servomechanismus zum
Steuern der Position einer Objektivlinse 1 und umfasst
einen Fokus-Steuerungsmechanismus, der eine Zunge 2 antreibt,
bei der die Objektivlinse 1 in einer Fokusrichtung A angebracht
ist, einen Tracking-Steuerungsmechanismus,
der die Zunge 2 in einer Trackingrichtung B antreibt, und
ei nen Neigungs-Steuermechanismus, der die Zunge 2 in einer
Neigungsrichtung C antreibt.
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Zunächst sind
der Fokus- und der Tracking-Steuerungsmechanismus aus einem Paar
Fokus-Spulen 3a und 3b, einer Tracking-Spule 4 und
einem Magneten 6 ausgebildet. So wird während der Steuerung eine elektromagnetische
Kraft erzeugt, die die Zunge 2 in einer entsprechenden
Richtung antreibt, indem Strom an den Fokus-Spulen 3a und 3b und
an der Tracking-Spule angelegt wird.
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Der
Neigungs-Steuerungsmechanismus ist typischerweise getrennt von dem
Fokus- und dem Tracking-Steuerungsmechanismus ausgebildet. Wie in 1 gezeigt,
ist jedoch der Neigungs-Steuerungsmechanismus so ausgebildet, dass
er allgemein als Fokus-Steuerungsmechanismus
verwendet wird. Das bedeutet, daß während der Neigungssteuerung
eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird, um die Zunge 2 in
der Neigungsrichtung C anzutreiben, indem Strom auf eine andere
Weise angelegt wird, als wenn Strom während der Steuerung an den Fokus-Spulen 3a und 3b angelegt
wird, die symmetrisch links und rechts angeordnet sind. In anderen Worten:
während
der Fokussteuerung wird jeweils ein Strom auf identische Weise an
der linken und rechten Fokus-Spule 3a und 3b angelegt,
um die Zunge 2 in der Fokusrichtung A anzutreiben. Während der
Neigungssteuerung wird jeweils ein Strom in verschiedenen Richtungen
an der linken und rechten Fokus-Spule 3a und 3b angelegt,
um die Zunge 2 in der Neigungsrichtung C anzutreiben.
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Jedoch
ist ein Draht W, der elastisch die Bewegung der Zunge 2 in
Bezug auf den Halter 5 trägt, typischerweise so angeordnet,
wie in den 2A und 2B gezeigt. 2A zeigt
den Aufbau aus 1 in einfacher Form, um Erklärungen zu
erleichtern. In dieser Anordnung der Drähte besteht jedoch eine hohe
Wahrscheinlichkeit, dass die Position der Zunge 2 während des
Antriebs in der Neigung instabil wird. Das bedeutet, wie in 2B gezeigt,
daß drei Paare
von Drähten
W1 und W6, W2 und W5, W3 und W4, einander zugewandt angeordnet sind
in Bezug auf einen Punkt P, der den Drehmittelpunkt darstellt, wenn
die Zunge in der Neigung angetrieben wird. Von diesen Drahtpaaren
weisen zwei Paare W1 und W6, und W3 und W4 den gleichen Abstand
zueinander auf (d1 = d3), während
das andere Paar W2 und W5 einen anderen Abstand zueinander aufweist.
In diesem Aufbau wird angenommen, dass die Zunge 2 bei
einem Winkel θ durch
den Betrieb des Neigungs-Steuerungsmechanismus bewegt wird, wie
in 3A gezeigt. In diesem Fall ist beim Vergleichen des
Ausmaßes
der Verformung des ersten und zweiten Drahtes W1 und W2, wie in 3B gezeigt,
das Ausmaß der
Verformung des ersten Drahtes W1 gleich r1 × θ (r1 = d1/2) und das Ausmaß der Verformung
des zweiten Drahtes W2 ist r2 × θ (r2 = d2/2), welches
geringer ist als das Ausmaß der
Verformung des ersten Drahtes W1. Ebenso ist das Ausmaß der Verformung
des dritten, vierten, und sechsten Drahtes W3, W4 und W6 das gleiche
wie das des ersten Drahtes W1, während
das Ausmaß der
Verformung des fünften
Drahtes W5 das gleiche ist wie das des zweiten Drahtes W2. Das bedeutet,
der erste, dritte, vierte und sechste Draht W1, W3, W4 und W6 werden
relativ stärker
gebogen, während
der zweite und fünfte
Draht W2 und W5 relativ weniger stark gebogen werden. Dann wirkt
eine Druckkraft auf den zweiten und fünften Draht W2 und W5, so dass
der zweite und fünfte
Draht W2 und W5 gekrümmt
werden, wie in den 4A und 4B gezeigt.
Dies ist sehr instabil, und selbst wenn nur eine leichte Vibration
oder Belastung auftritt, werden die gekrümmten Drähte elastisch gestreckt, so
dass die Zunge 2 in eine unerwartete Richtung bewegt werden
kann. Deshalb wird das gesamte System, das die Position der Objektivlinse
steuert, instabil. Somit ist ein verbesserter Aufbau gefordert,
um das oben geschilderte Problem zu lösen.
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US 5 905 255 legt eine Linsenantriebsvorrichtung
offen, die vier Drahtelemente umfasst, die das bewegliche Speichermedium
in der Fokus-, Tracking- und Neigungsrichtung (tilt direction) tragen.
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US
2002/0 071 376 legt ein Linsenantriebsvorrichtung, die Drahthaltevorrichtungen
umfasst, die eine Bewegung in der Fokus-, Tracking- und Neigungsrichtung
(inclining direction) einer optischen Achse zulassen.
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In
Hinblick auf eine Lösung
oder Reduzierung der oben genannten und anderer Probleme, stellt
die vorliegende Erfindung eine Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
eines optischen Abnehmers bereit, die einen verbesserten Aufbau
aufweist, um die Zunge so zu tragen, dass die Position der Zunge während der
Neigungssteuerung stabil gehalten werden kann.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt,
wie in den beigefügten
Ansprüchen
ausgeführt.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden aus den Unteransprüchen und
aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
für einen
optischen Abnehmer eine Zunge, an der eine Objektivlinse angebracht
ist, eine Vielzahl elastischer Trageelemente, die die Zunge tragen
und sich in Bezug auf die Zunge elastisch bewegen können, und
einen Servomechanismus, der die Zunge nach oben und nach unten,
nach links und nach rechts, sowie in einer Drehrichtung antreibt,
wobei die elastischen Trageelemente in Paaren gruppiert sind, die
so angeordnet sind, daß die
Paare der elastischen Trageelemente in Bezug auf einen Drehmittelpunkt
der Zunge einander zugewandt sind. Die Abstände zwischen den elastischen
Trageelementen der entsprechenden Paare sind identisch, dadurch gekennzeichnet,
dass drei oder mehr solcher Paare vorhanden sind (W1, W2; W2, W5;
W3, W4; W5, W6; W7, W8; W9, W10) bei denen die Abstände zwischen den
elastischen Trageelementen (W1–W10)
in den entsprechenden Paaren identisch sind.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung, und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben verwirklicht
werden können,
wird nun anhand eines Beispiels auf die beigefügten schematischen Zeichnungen
Bezug genommen, in denen gilt:
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1 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen einer herkömmlichen Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung;
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2A und 2B sind
Ansichten, die den Aufbau des Zungenhalters mit den Drähten in
der Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung aus 1 veranschaulichen;
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3A bis 4B sind
Ansichten, die die Zustände
veranschaulichen, bei denen die Drähte während der Neigungssteuerung
in der Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung aus 1 verformt
werden;
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5 ist
eine Ansicht, die eine Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung nach einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 ist
eine Ansicht, die einen Aufbau eines Zungenhalters mit Drähten in
der Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung aus 5 veranschaulicht;
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7 bis 8B sind
Ansichten, die Zustände
veranschaulichen, in denen die Drähte während der Neigungssteuerung
in der Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung aus 5 verformt
sind; und
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9 und 10 sind
Ansichten, die andere Beispiele des Aufbaus des Zungenhalters aus 5 veranschaulichen,
wobei 10 nicht mit der vorliegenden
Erfindung übereinstimmt.
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Mit
Bezug auf 5 wird in einer Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
für einen
optischen Abnehmer nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eine Zunge 20, die eine daran angebrachte Objektivlinse 10 aufweist,
von einer Vielzahl von Drähten
W1–W6,
d. h. elastischen Trageelementen auf einem Halter 50, beweglich
getragen. Ein Paar Fokus-Spulen 31 und 32, eine
Tracking-Spule 40, und ein Magnet 60 stehen als
Servomechanismus zur Verfügung,
um die Zunge 20 in einer Fokusrichtung A, einer Trackingrichtung
B und einer Neigungsrichtung C anzutreiben. Zur Tracking-Steuerung wird ein
Strom an der Tracking-Spule 40 angelegt, um die Zunge 20 in
der Trackingrichtung B durch eine Interaktion mit dem Magneten 60 anzutreiben.
Ferner wird zur Fokus-Steuerung auf gleiche Weise Strom an beiden
Fokus-Spulen 31 und 32 angelegt, um die Zunge 20 in
der Fokusrichtung A anzutreiben. Ferner werden unterschiedlich starke Ströme an den
entsprechenden Fokus-Spulen 31 und 32 angelegt,
um die Zunge 20 in der Neigungsrichtung C zu drehen.
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In
der vorliegenden Erfindung sind die Drähte W1–W6, die die Zunge 20 tragen,
damit sie elastisch beweglich in Bezug auf den Halter 50 ist,
so angeordnet, wie in 6 gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt,
sind die Drähte
W1–W6
symmetrisch in Bezug auf einen Punkt P, den Drehmittelpunkt während der
Neigungssteuerung, angeordnet. Wenn zwei Drähte, die in Bezug auf den Punkt
P gegenüberliegend
angeordnet sind, Paare bilden (W1 und W6, W2 und W5, und W3 und
W4), ist der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Drähten im
Wesentlichen bei allen Paaren identisch (d1 = d2 = d3). In anderen Worten:
feste Positionen beider Enden eines jeden Drahtes, der an dem Halter 50 und
der Zunge 20 befestigt ist, befinden sich alle im gleichen
Abstand r zum Drehmittelpunkt P. Somit befinden sich, wenn ein imaginärer Kreis
mit einem Radius r und dem Mittelpunkt P gezogen wird, die festen
Positionen aller Drähte
W1–W6
auf einer Kreislinie des imaginären Kreises.
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Im
oben genannten Aufbau werden die Drähte W1–W6, die die Zunge 20 tragen,
gebogen, wenn sich die Zunge 20 während der Neigungssteuerung um
einen Winkel θ dreht,
wie in 7 gezeigt. Das jeweilige Ausmaß der Verformung der Drähte W1–W6 ist
identisch, wie in 8A gezeigt. Das heißt, da alle
Drähte
W1–W6
um den gleichen Abstand r von dem Drehmittelpunkt P entfernt sind,
ist das jeweilige Ausmaß der
Verformung der Drähte W1–W6 immer
r × θ. Deshalb
tritt, wie in 8B gezeigt, das herkömmliche
Phänomen,
daß einige Drähte gekrümmt werden,
nicht auf, da die gleiche Spannungskraft auf jeden Draht wirkt.
Somit wird verhindert, dass sich die Zunge 20 in eine unerwünschte Richtung
bewegt, wenn eine Vibration oder eine Belastung am optischen Abnehmer
auftritt, so dass eine Steuerung der Position der Objektivlinse 10 stabil ausgeführt werden
kann.
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Unterdessen
wird die gleiche Wirkung erzielt, wenn eine größere Anzahl von Drähten, nämlich zehn
in 9 gezeigte Drähte
W1–W10,
symmetrisch im gleichen Abstand von dem Drehmittelpunkt P angeordnet
sind (d1 = d2 = d3 = d4 = d5), obwohl drei Paare (sechs Drähte) in
der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben sind.
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Ein
einem weiteren Beispiel können
Drähte so
angeordnet sein, wie in 10 gezeigt.
Eine erste Gruppe von Drähten
W2, W3, W6 und W7 ist im gleichen Abstand von dem Drehmittelpunkt
P angeordnet, und es ist eine zweite Gruppe von Drähten W1, W4,
W5 und W8 angeordnet. Hier ist eine Lücke G1 zwischen der ersten
und zweiten Gruppe viel kleiner als die Lücken G2 und G3 zwischen der
ersten und zweiten Gruppe. Diese Anordnung in einer vertikalen Richtung
ist geeignet, wenn die genaue Anordnung aller Drähte auf einer Kreislinie eines
imaginären Kreises
schwierig ist. Damit wird eine Druckkraft, die auf einige Drähte wirkt,
minimiert. Das heißt,
wenn die erste Gruppe der Drähte
W2, W3, W6 und W7 auf der Kreislinie angeordnet ist, und die zweite
Gruppe der Drähte
W1, W4, W5 und W8, die sich nicht auf der Kreislinie befindet, nahe
an der ersten Gruppe von Drähten
angeordnet ist, und selbst wenn ein Unterschied im Ausmaß der Verformung
entsteht, ist dieser Unterschied sehr gering, so daß demzufolge ein
sehr geringes Ausmaß einer
Druckkraft auftritt, die die Drähte
krümmt.
Daraus ergibt sich die Möglichkeit,
dass die Steuerung der Zunge 20 stabil ausgeführt werden
kann. Deshalb stellt die oben genannte Drahtanordnung eine stabile
Steuerung bereit, auch wenn ein geringes Ausmaß einer Belastung oder Vibration
auftritt.
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Wie
oben beschrieben, kann in der Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung
eines optischen Abnehmers nach der vorliegenden Erfindung durch
ein nahezu vollständiges
Angleichen des Ausmaßes
der Verformung der jeweiligen elastischen Trageelemente, die die
Zunge während
der Neigungssteuerung tragen, verhindert werden, dass die elastischen
Trageelemente in beliebige Richtungen bewegt werden, wenn eine geringe
Belastung oder Vibration auftritt oder erzeugt wird. Dadurch kann
die Steuerung der Position der Objektivlinse stabil ausgeführt werden.