DE68914300T2

DE68914300T2 - Objektivlinsenantriebsgerät.

Info

Publication number: DE68914300T2
Application number: DE68914300T
Authority: DE
Inventors: Koji Mitsumori
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: US5073883A; KR0122738B1; MY103968A; DE68914300D1; KR890012286A; EP0326246A3; EP0326246B1; EP0326246A2

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Objektivantriebsvorrichtungen.
Mit Hilfe einer derartigen Objektivantriebsvorrichtung läßt sich ein Objektiv in Fokussierungsrichtung und in Spureinstellrichtung oder in einer dieser Richtungen bewegen, um einen z.B. von einer Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahl auf der Signalaufzeichnungsfläche einer optischen Platte zu bündeln.
Es wurden bereits Objektivantriebsvorrichtungen vorgeschlagen, die so konstruiert sind, daß ein beweglicher Körper, an dem ein Objektiv befestigt ist, von einem einzelnen Tragarm mit einem Gelenk und einem parallelen Zwischenverbindungsglied an einer Basis gelagert wird (siehe US-PS 4 766 583). Eine andere Vorrichtung besitzt die in Fig. 1 der anliegenden Zeichnungen dargestellte Konstruktion. Eine Spule 4, die ein Objektiv trägt und eine Antriebswicklung 2 für die Fokussierungssteuerung sowie eine Antriebswicklung 3 für die Spureinstellung aufweist, ist zwischen Magneten 6 angeordnet, die einander gegenüberliegend an einer ein Joch bildenden Basis 5 angeordnet sind. Dabei wird die Spule 4 von Trägerstangen 8 freitragend gehalten. Diese Trägerstangen 8 bestehen aus einem federelastischen Metall und sind im oberen rechten, im oberen linken sowie im unteren rechten und im unteren linken Bereich der Vorderseite einer Befestigungsplatte 7 befestigt die an der Basis 5 verankert ist, so daß sie freitragend angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen.
In der zuletzt beschriebenen Vorrichtung wird die Spule 4 unter elastischer Verformung der Trägerstangen 8 bewegt, indem der Antriebwicklung 2 für die Fokussierungssteuerung oder der Antriebwicklung 3 für die Spureinstellung Strom zugeführt wird. Dadurch wird das von der Spule 5 getragene Objektiv 1 auf der Basis eines Fokussierungsfehlersignals oder eines Spurfehlersignal in Fokussierungsrichtung (d.h. in Richtung der optischen Achse des Objektivs 1 oder parallel zur optischen Achse) oder in Spureinstellrichtung (d.h. senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 1 oder senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Ebene) bewegt.
Da bei der Objektivantriebsvorrichtung gemäß US-PS 4 766 583 das Gelenk des Tragarms im Rotationszentrum des beweglichen Körpers angeordnet ist, sind die Gestaltungsmöglichkeiten bei der Formgebung des beweglichen Körpers beschränkt. Die Möglichkeiten für die räumliche Anordnung des optischen System sind beispielsweise beeinträchtigt, wenn die Vorrichtung als Ganzes angetrieben wird. Deshalb treten Schwierigkeiten auf, wenn die Vorrichtung möglichst flach gehalten werden soll.
Da die andere Vorrichtung, d.h. die in Fig. 1 dargestellte Objektivantriebsvorrichtung, ein freitragendes federndes Trägersystem aufweist, verringert sich bei flacherer Gestaltung der Vorrichtung der Abstand zwischen den oberen und unteren Trägerstangen, die somit Hindernisse bilden, da die optische Achse des Objektivs leicht geneigt ist. Wenn die Vorrichtung als Ganzes angetrieben wird, sind außerdem zusätzliche Vorkehrungen für das Herausführen von Signalleitungen erforderlich, so daß die Konstruktion kompliziert wird. Darüber hinaus ermöglichen vier elastische Trägerstangen keine unabhängige Einstellung der Schwingungseigenschaften in Fokussierungsrichtung einerseits und Spureinstellrichtung andererseits, was zu Störungen, z.B. einer Beeinträchtigung der Laufruhe, führt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Objektivantriebsvorrichtung
mit einem beweglichen Körper, in dem ein Objektiv montiert ist,
mit einem Tragarm, in dem der bewegliche Körper montiert ist und der einen Gelenkteil und erste und zweite zueinander parallele Zwischenverbindungsglieder aufweist,
mit einem Rahmen, an dem der Tragarm befestigt ist,
sowie mit elektromagnetischen Antriebsmitteln für den Antrieb des Objektivs in einer Richtung parallel zu seiner optischen Achse und in einer Richtung senkrecht zu seiner optischen Achse,
die dadurch gekennzeichnet ist,
daß der Tragarm ein erstes und ein zweites Tragarmteil mit jeweils einem Paar von Gelenkteilen umfaßt,
daß die ersten und die zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder an jedem der ersten und zweiten Tragarmteile angeordnet sind und die betreffenden Paare von Gelenkteilen miteinander verbinden,
und daß das Objektiv durch die jeweiligen parallelen Zwischenverbindungsglieder des ersten und zweiten Tragarmteils parallel zu seiner optischen Achse und durch ein von dem beweglichen Körper, einem Teil des Rahmens und das erste und das zweite Tragarmteil gebildetes Parallelogrammgestänge senkrecht zu seiner optischen Achse bewegbar ist.
Eine solche Objektivantriebsvorrichtung gibt weitgehende Freiheit bei der Gestaltung des beweglichen Körpers, der den Objektivträger bildet. Sie läßt sich flacher ausbilden und erlaubt eine unabhängige Einstellung der Schwingungseigenschaften in Fokussierungsrichtung einerseits und in Spureinstellrichtung andererseits, so daß der Einstellbereich vergrößert wird. Der bewegliche Körper kann außer dem Objektiv eine Laserlichtquelle, optische Teile zum Umlenken eines Lichtstrahls von der Laserlichtquelle zu dem Objektiv und ein Lichtempfangselement tragen, das den durch das Objektiv und die optischen Teile verlaufenden Lichtstrahl aufnimmt.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine bereits früher vorgeschlagene Objektivantriebsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Objektivantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3A bis 3C zeigen ein in der Vorrichtung von Fig. 2 verwendetes Armteil in einer perspektivischen Ansicht, einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht,
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Objektivantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 5 zeigt ein Joch, das in der Vorrichtung von Fig. 4 als Rahmen dient, in einer auseinander gezogenen Darstellung,
Fig. 6 zeigt die Objektivantriebsvorrichtung von Fig. 4 in einer Ansicht von hinten,
Fig. 7 zeigt die Objektivantriebsvorrichtung von Fig. 4 in einer Seitenansicht,
Fig. 8A bis 8C zeigen ein weiteres Beispiel eines Armteils in perspektivischen Ansicht, einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht,
Fig. 9A bis 9B zeigen ein weiteres Beispiel eines Armteils in perspektivischen Ansicht, einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht,
Fig. 10A bis 10B zeigen ein weiteres Beispiel eines Armteils in einer perspektivischen Ansicht, einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer optischen Abtastvorrichtung umfaßt die in Fig. 2 dargestellte Objektivantriebsvorrichtung mit einer Spule 12 als beweglichem Körper, die ein Objektiv 11 trägt. Das Objektiv 11 ist im zentralen Bereich auf der Oberseite der Spule 12 so gehalten, daß seine optische Achse vertikal ausgerichtet ist. Die Spule 12 ist mit Hilfe eines ersten und eines zweiten Tragarms 14 bzw. 15 an einem Joch 13 gelagert und bildet einen Rahmen, der parallel zur optischen Achse des Objektivs 11, d.h. in Fokussierungsrichtung, sowie in Richtung senkrecht zur optischen Achse, d.h. in Spureinstellrichtung, bewegbar ist.
Die Spule 12 besteht bei dieser Konstruktion aus Kunstharz, z.B. ABS-Harz oder dgl., das wärmebeständig ist und hohe Festigkeit besitzt. Auf die äußere Umfangsfläche der Spule 12 ist eine Antriebswicklung 16 zur Fokussierungssteuerung aufgewickelt, die senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet ist. An der Vorder- und Rückseite der Antriebswicklung 16 sowie an ihren beiden Seiten ist außerdem eine Antriebswicklung 17 für die Spureinstellung mit Klebstoff oder dgl. befestigt. Diese Wicklung ist eine Rechteckwicklung.
Das Joch 13 besteht aus einem vierseitigen Rahmen, der die Spule 12 in einem vorbestimmten Abstand umschließt. An der Innenfläche der Vorder- und Rückseite 13a bzw. 13b des Jochs 13 sind Magnete 18 befestigt, die der Antriebswicklung 16 für die Fokussierungssteuerung und der Antriebswicklung 17 für die Spureinstellung mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen. Die Magnete 18 und das Joch 13 bilden einen offenen Magnetkreis. An der Innenfläche der Rückseite 13b des Jochs 13 befindet sich ein Vorsprung 13b&sub1;, auf dessen innerer Stirnfläche einer der Magnete 18 so befestigt ist, daß er von den Wicklungen 16 und 17 einen vorbestimmten Abstand hat.
Die Arme 14 und 15, mit denen die Spule an dem den Rahmen bildenden Joch 13 gelagert ist, bestehen aus einem elastischen Kunstharz und weisen Gelenkteile 14a, 14b und 15a, 15b sowie parallele Zwischenverbindungsglieder 14c, 14d bzw. 15c, 15d auf.
Die Arme 14 und 15 sind symmetrisch ausgebildet. Deshalb wird im folgenden anhand von Fig. 3A bis 3C nur einer von ihnen, und zwar der Arm 14, näher erläutert. Wie die perspektivische Darstellung in Fig. 3A zeigt, werden die Gelenkteile 14a und 14b, die im vorderen und hinteren Endbereich des Arms 14 ausgebildet sind, von Ausnehmungen 14a&sub1;, 14a&sub2; und 14b&sub1;, 14b&sub2; verkörpert, die in gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildet sind. Der Arm 14 kann im Bereich der beiden Gelenkteilen 14a und 14b eine Biege- und Schwingbewegung ausführen, wie dies in Fig. 3B in strichpunktierten Linien dargestellt ist. Die parallelen Zwischenverbindungsglieder verlaufen senkrecht zu der Rchtung, in der der Arm 14 die Biegebewegung um die Gelenkteile ausführt.
Die parallelen Zwischenverbindungsglieder 14c und 14d besitzen in ihrem vorderen und hinteren Bereich konkave flexible Abschnitte 14c&sub1;, 14c&sub2; bzw., 14d&sub1;, 14d&sub2;, so daß der Arm eine glatte parallele Schwingbewegung ausführen kann, wie dies in Fig. 3C mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.
Die Arme 14 und 15 sind in dem Joch 13 angeordnet, wobei der Vorsprung 13b&sub1; zwischen ihnen liegt. Sie sind mit ihren hinteren Stirnflächen so befestigt, daß die parallelen Zwischenverbindungsglieder 14c, 14d und 15c, 15d vertikal, d.h. in einer Richtung verlaufen, die der optischen Achse des Objektivs 11 entspricht. Die Vorderflächen der Arme 14 und 15 sind an entgegengesetzten Seitenabschnitten auf der Rückseite der Spule 12 befestigt, so daß letztere von dem Joch 13 getragen wird.
Es sind ferner flexible gedruckte Leiterbahnstreifen 19 und 20 vorgesehen, auf denen sich eine bestimmte Anzahl von Verdrahtungsmustern befindet. Diese Leiterbahnstreifen 19 und 20 sind mit den entgegengesetzten Seitenteilen der Spule 12 verbunden und dienen als Stromzuführungen.
Die flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 sind an dem Joch 13 und an der Oberkante des Rückwandteils 13b befestigt und werden nach einer 90º-Verdrallung nach außen geführt.
Diese Verwindung der flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 beseitigt eine einseitige Vorspannung in einer Richtung. Dadurch kann vermieden werden, daß sich die Spule 12 zwar leicht in einer bestimmten Richtung bewegt, jedoch an einer Bewegung senkrecht zu dieser Richtung gehindert ist. Dies wird durch die Elastizität der flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen ermöglicht, wie dies weiter unten erläutert wird.
Bei der in der beschriebenen Weise aufgebauten Objektivantriebsvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel bewirkt die Interaktion des magnetischen Flusses der den Magnetkreis bildenden Magnete 18 und des magnetischen Flusses, den die auf die Spule 12 aufgewickelte Antriebswicklung 16 erzeugt, wenn der Antriebswicklung 16 für die Fokussierungssteuerung über die als Stromversorgungsleitungen dienenden flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 ein entsprechender Anstriebsstrom zugeführt wird, eine Antriebskraft, die die Spule 12 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung, d.h. parallel zur optischen Achse des an der Spule 12 befestigten Objektivs 11 (d.h in Fokussierungsrichtung) bewegt.
Wenn die oberen und unteren parallelen Zwischenverbindungsglieder 14c, 14d und 15c, 15d im Bereich ihrer flexiblen Abschnitte parallele Aufwärts- und Abwärtsbewegungen ausführen, führen die Arme 14 und 15, die die Spule 12 in der oben beschriebenen Weise an dem Joch 13 halten Biege- und Schwingbewegungen aus. Dabei wird die Spule 12 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung parallel verschoben und dadurch das Objektiv 11 Fokussierungsrichtung bewegt. Die flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 bewegen sich dabei elastisch, wobei ihre gedrehten Abschnitte in der horizontalen Ebene teleskopisch elastisch nachgeben, so daß die Spule 12 störungsfrei bewegt werden kann.
Wenn der Antriebswicklung 17 für die Spureinstellung über die flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 Strom zugeführt wird, entsteht durch das Zusammenwirken des von der Antriebswicklung 17 erzeugten magnetischen Flusses und des magnetischen Flusses, der von den Magneten 18 erzeugt wird, eine Antriebskraft, die die Spule 12 in seitlicher Richtung, d.h. senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 11 (Spureinstellrichtung) bewegt.
Die Arme 14 und 15, mit denen die Spule 12 an dem Joch 13 gelagert ist, führen dann im Bereich der vorderen und hinteren Gelenkteilen 14a, 14b und 15a, 15b eine Biege- und Schwingbewegung nach links oder rechts aus, so daß die Spule 12 seitlich nach links bzw. rechts bewegt wird.
Die Spule 12 bewegt sich gleichförmig in seitlicher Richtung, weil die Spule 12 und das Joch 13 durch die Arme 14 und 15 so miteinander verbunden, daß sie ein Parallelogramm, d.h. als Ganzes ein drittes horizontales Zwischenverbindungsglied bilden, mit dessen Hilfe das Objektiv in Spureinstellrichtung bewegt wird. Auch in diesem Fall werden die flexiblen gedruckten Leiterbahnstreifen 19 und 20 durch die "teleskopische" Elastizität ihrer verdrallten Abschnitte in ihren vertikalen Teilen elastisch bewegt und ermöglichen dadurch ein störungsfreies Bewegen der Spule 12.
Im folgenden sei anhand von Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei diesem sind das Objektiv 11 und eine optische Abtasteinheit 21 in einer Spule 22 integriert. Diejenigen Teile, die Teilen des ersten Ausführungsbeispiels erstsprechen, werden nicht mehr detailliert beschrieben.
Die Spule 22 des zweiten Ausführungsbeispiels besteht aus hitzebeständigem hochfestem Kunstharz, z.B. aus ABS-Harz oder dgl., und hat die Form einer Gehäuseschale. Auf der Oberseite befindet sich das Objektiv 11, dessen optische Achse in vertikaler Richtung verläuft. Die Spule 22 enthält die optische Abtasteinheit 21 mit einem Hableiterlaser als Lichtquelle, einem Strahlenteiler und einem Spiegel, mit dem ein von dem Hableiterlaser kommender Lichtstrahl zu dem Objektiv 11 gelenkt wird, sowie mit einem Fotodetektor zur Detektierung des zurückkehrenden Strahls, der von einer optischen Platte durch den Strahlenteiler und weitere Komponenten reflektiert wird.
Das Joch ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit 23 bezeichnet und besteht aus einem ersten Jochteil 23a und einem zweiten Jochteil 23b, die jeweils im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind. Sie bilden einen viereckigen Rahmen und sind in ihren entgegengesetzten Endbereichen so miteinander verbunden, daß ihre relative Winkelstellung justiert werden kann. Das erste und das zweite Jochteil 23a bzw. 23b umfassen innere Jochabschnitte 23a&sub1; und 23b&sub1;, die von den Jochteilen 23a und 23b nach innen ragen. Die Magnete 18 sind an den Innenseiten der vorderen und hinteren Wandungen des Joch 23, und zwar an den Innenseiten der ersten und zweiten Jochteile 23a und 23b befestigt und bilden zusammen mit dem Joch 23 einen Magnetkreis. Die Antriebswicklung 16 für die Fokussierungssteuerung und die Antriebswicklung 17 für die Spureinstellung, die auf der Spule 22 aufgewickelt sind, liegen den Magneten 18 gegenüber.
Als nächstes sei anhand von Fig. 5 die Konstruktion des Jochs 23 für das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert:
Das Joch 23 besteht, wie oben , aus einem ersten und einem zweiten Jochteil 23a und 23b, die in ihren gegenüberliegenden Endbereichen durch Klemmelemente miteinander verspannt sind, wobei das zweite Jochteil 23b in das erste Jochteil 23a eingreift. Die Jochteile bilden so einen viereckigen Rahmen. In einem Endbereich des ersten Jochteils 23a, der einen Verbindungsabschnitt bildet, ist ein vertikaler langgestreckter Schlitz 30 ausgebildet. Sodann ist In einem vorbestimmten Abstand von dem Führungsschlitz 30 in dem genannten Endbereich des Jochteils 23a ein weiterer vertikaler langgestreckter Winkeljustierschlitz 31 vorgesehen. Von der Innenseite des anderen Endbereichs des Jochteils 23a ragt ein Stift hervor.
In einem Endbereich des zweiten Jochteils 23b befindet sich an der dem Führungsschlitz 30 des ersten Jochteils 23a entsprechenden Stelle eine Gewindebohrung 35. Vor dieser Gewindebohrung 35, d.h. an einer dem Ende des Jochteils 23b näheren Stelle, ragt von der Außenseite dieses Endbereichs ein Stift 32 hervor, der dem Winkeljustierschlitz 31 entspricht. In dem anderen Endbereich des Jochteils 23b befindet sich an der dem Stift 34 des ersten Jochteils 23a entsprechenden Position eine Referenzbohrung 33 für die Winkeljustierung.
Um das erste Jochteil 23a mit dem zweiten Jochteil 23b zu verbinden, werden die Endbereiche des ersten Jochteils 23a in die entsprechenden Endbereiche des zweiten Jochteils 23b eingesetzt wobei der Stift 32 in den den Winkeljustierschlitz 31 und der Stift 34 in die Winkeljustier-Referenzbohrung 33 eingreift. Auf diese Weise werden das erste und das zweite Jochteil 23a und 23b provisorisch miteinander verbunden. Sodann wird eine Befestigungsschraube 29 durch den Führungsschlitz 30 des ersten Jochteils 23a und erforderlichenfalls durch eine Scheibe 37 in die Gewindebohrung 35 des zweiten Jochteils 23h eingeschraubt. Dadurch werden die Jochteile 23a und 23b miteinander verbunden und magnetisch miteinander gekoppelt, so daß sie das Joch 23 bilden.
Wie Fig. 4 zeigt, besitzt das so aufgebaute Joch 23 an der Vorderseite des ersten Jochteils 23a eine Führungswellen-Halterung 24, durch die eine Führungswelle 25 verläuft, die eine Referenzachse für die Bewegung bildet. Außerdem ragt aus der Rückseite des zweiten Jochteils 23b ein Stift 27 zur Festlegung des Niveaus hervor, der an einem Befestigungsblock 26 angebracht ist. Dieser Stift 27 dient zur Niveaufestlegung und berührt die Oberseite einer Basis 28 zur Niveaufestlegung. Die Spule 22 ist durch die Arme 14 und 15 an dem Joch 23 so gehalten, daß die beiden Antriebswicklungen 16 und 17 zwischen den Magneten 18 und den inneren Jochabschnitten 23a&sub1; und 23b&sub1; liegen. Die Arme 14 und 15, die jeweils Gelenkabschnitte und parallele Zwischenverbindungsglieder aufweisen, sind mit ihrer Rückseite an der Rückseite des Jochs 23, und zwar des zwei ten Jochteils 23b, und mit ihrer vorderen Stirnfläche an der Spule 22 befestigt.
Mit 36 ist in Fig. 4 ein gedruckter flexibler Leitbahnstreifen zur Stromzuführung bezeichnet, der aus dem Joch 23 herausgeführt ist.
Wenn der Antriebswicklung 16 für die Fokussierungssteuerung und der Antriebswicklung 17 für die Spureinstellung Strom zugeführt wird, wird bei dem in der oben beschriebenen Weise aufgebauten zweiten Ausführungsbeispiel ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Spule 22 parallel bzw. senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 11 bewegt, wobei die parallelen Zwischenverbindungsglieder und die Gelenkteile der Arme 14 und 15 eine Schwingungsbewegung ausführen, durch die das Objektiv 11 zur Fokussierungssteuerung und zur Spureinstellung verschoben wird.
Bei der optischen Abtastvorrichtung, die in oben beschriebenen Weise aufgebaut und betrieben wird, muß die Neigung des optischen Systems, d.h. des Objektivs 11 und der optischen Abtasteinheit 21, relativ zu dem Aufzeichnungsmedium oder der optischem Platte korrigiert werden. Diese Korrektur erfolgt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel durch eine Verschwenkung um die Führungswelle 25, die als Referenzachse für die Bewegung dient und die ihre relative Position zu der optischen Platte und der Basis 28 zur Niveaufestlegung beibehält.
Die Führungswelle 25, die sich durch die an dem ersten Jochteil 23a befestigte Führungswellenhalterung 24 erstreckt, begrenzt die Bewegungsfreiheit der optischen Abtastvorrichtung als Ganzes so, daß sie sich nur in Senderichtung und in Richtung um die Führungswelle 25 frei drehen kann. Andererseits berührt der Stift 27 zur Niveaufestlegung, der aus dem zweiten Jochteil 23b des Jochs 23 herausragt, die Basis 28 zur Niveaufestlegung und beschränkt die Bewegungsfreiheit in Senderichtung, so daß die Position der optischen Abtastvorrichtung festgelegt ist. Die Neigung des optischen Systems einschließlich des Objektivs 11 relativ zu der Führungswelle 25 und der Basis 28 zur Niveaufestlegung wird dann korrigiert.
Die Korrektur der Neigung des optischen Systems einschließlich des Objektivs 11 erfolgt in zwei Richtungen Θ und Φ, wie dies in Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
Zunächst sei anhand von Fig. 6 die Korrektur in Richtung Θ erläutert:
Wenn die Schraube 29, mit der das erste und das zweite Jochteil 23a und 23b des Jochs 23 gegeneinander festgelegt werden, gelockert ist, verändert man die Position des Stifts 32 des zweiten Jochteils 23h relativ zu dem Winkeljustierschlitz des ersten Jochteils 23a so, daß sie einen Winkel Θ bilden, um den die über die Arme 14 und 15 an dem zweiten Jochteil 23b gelagerte Spule 22 geneigt ist. Mit anderen Worten, das optische System, einschließlich des Objektivs 11, wird relativ zu der Führungswelle 25 geneigt. Dadurch erfährt die Verbindungsebene zwischen dem ersten und zweiten Jochteil 23a und 23b gegenüber der parallelen Ebene eine Winkelverschiebung Θ. Diese Winkelverschiebung wird jedoch von der Elastizität des bei der Konstruktion verwendeten Materials aufgefangen.
Die Korrektur in Richtung Φ, die in Fig. 7 dargestellt ist, erfolgt dadurch, daß das zweite Jochteil 23b relativ zu dem ersten Jochteil 23a um eine Rotationsachse gedreht wird, die von der Eingriffsposition des des Stifts 32 in dem Winkeljustierschlitz 31 zu der Eingriffsposition des Stifts 34 in der Winkeljustier-Referenzbohrung 33 des ersten und zweiten Jochteils 23a und 23h verläuft, ohne daß hierbei die Eingriffsposition (das Niveau) des Winkeljustierschlitzes 31 und des Stifts 32 verändert werden, die durch die oben beschriebene Positionierung in Richtung Θ eingestellt wurden. Durch diese Manipulation kann das optische System, einschließlich des Objektivs 11, in Richtung Φ geneigt werden.
Nach geeigneter Korrektur des optischen System, einschließlich des Objektivs 11, wird die Schraube 29 angezogen und dadurch das optische System in der korrekten Position fixiert. Mit anderen Worten, der Korrekturmechanismus des optischen Systems wird blockiert.
Wie oben beschrieben wurde, erlaubt die vorliegende Erfindung eine Korrektur der Neigung des optischen Systems, einschließlich des Objektivs 11, durch Justierung des Winkels zwischen dem ersten und dem zweiten Jochteil 23a und 23b des Jochs 23.
Fig. 8 bis 10 zeigen weitere Beispiele für die Ausgestaltung der Arme. Auch für diese Beispiele wird jeweils nur ein Arm erläutert.
Bei dem in Fig. 8A bis 8C dargestellten Arm 44 ist die relative Position der beiden Gelenkteile 44a und 44b und der flexiblen Abschnitte der parallelen Zwischenverbindungsgliedern 44c und 44d entgegengesetzt wie bei dem Arm 14. Die parallelen Zwischenverbindungsglieder 44c und 44d besitzen an ihren entgegengesetzten Enden flexible Abschnitte 44c&sub1;, 44c&sub2; und 44d&sub1;, 44d&sub2;, die in unmittelbarer Nähe der Enden des Arms 44 ausgebildet sind, während die beiden Gelenkteile 44a und 44b weiter zur Mitte des Arms 44 hin angeordnet sind. Die parallelen Zwischenverbindungsglieder 44c und 44d des so aufgebauten Arms 44 sind länger als bei dem vorangehenden Beispiel, so daß die Rückstellkraft des Objektivs 11 bei der Fokussierungssteuerung kleiner ist. Deshalb ist die Auslenkung der den beweglichen Körper bildenden Spule bei gegebener Spannung an der Antriebswicklung zur Fokussierungssteuerung größer, so daß sich ein größerer Bewegungsbereich für die Fokussierungssteuerung des Objektivs ergibt.
Der in Fig. 9A bis 9C dargestellte Arm 54 besitzt zwei Gelenkteile 54a und 54b, die eine parallele Gelenkstruktur bilden. Und zwar sind die Gelenkteile 54a und 54b als flexible Abschnitte 54a&sub1;, 54a&sub2; und 54b&sub1;, 54b&sub2; ausgebildet, die in den Seiten des vorderen und hinteren Endbereichs einer Öffnung 54e ausgeschnitten sind, die sich in Längsrichtung durch die obere und die untere Ebene des Arms 54 erstreckt. Ebenso wie bei dem obigen Beispiel sind parallele Zwischenverbindungsglieder 54c und 54d vorgesehen, in deren Endbereichen flexible Abschnitte 54c&sub1;, 54c&sub2; und 54d&sub1;, 54d&sub2;, ausgebildet sind. Wegen der Öffnung 54e, die sich durch die parallelen Ebenen der Zwischenverbindungsglieder erstreckt, sind die parallelen Zwischenverbindungsglieder des vorliegenden Beispiels auf stabförmige Elemente reduziert.
Der so konstruierte Arm 54 hat den Vorteil, daß jeder Arm sich individuell nach beiden Seiten bewegen kann, wenn die Spule in horizontaler Richtung bewegt wird, d.h. bei der Spureinstellung des Objektivs.
Der in Fig. 10A bis 10C dargestellte Arm 64 besitzt flexible Gelenkteile 64a und 64b und parallele Zwischenverbindungsglieder 64c und 64d, deren relative Position entgegengesetzt ist wie bei dem Arm 54 von Fig. 9.
In den Endbereichen des Arms 64 sind an den Seiten der parallelen Zwischenverhindungsglieder 64c und 64d flexible Abschnitte 64c&sub1;, 64c&sub2; und 64d&sub1;, 64d&sub2; ausgebildet, während an den inneren Abschnitten des Arms 64 parallele flexible Verbindungsabschnitte 64a&sub1;, 64a&sub2; und 64b&sub1;, 64b&sub2; ausgebildet sind, die die Gelenkteile 64a und 64b darstellen.
Da die parallelen Zwischenverbindungsglieder 64c und 64d bei dem Arm 64 länger sind als bei dem vorhergehenden Beispiel, ist die Rückstellkraft des Objektivs 11 bei der Fokussierungssteuerung kleiner. Deshalb ist die Auslenkung der den beweglichen Körper bildenden Spule bei einer gegebenen Spannung an der Antriebswicklung zur Fokussierungssteuerung größer, so daß sich ein größerer Bewegungsbereich für die Fokussierungssteuerung des Objektivs ergibt.
Die bei dem in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Beispielen verwendeten Arme können als einstückige Kunstharzformteile hergestellt sein. Die Schwingungseigenschaften der Gelenkteile und der parallelen Zwischenverhindungsglieder in der jeweiligen Bewegungsrichtung, d.h. in Spureinstellrichtung und in Fokussierungsrichtung lassen sich durch Änderung der Dicke der flexiblen Abschnitte individuell einstellen, so daß das Objektiv sehr präzise gelagert ist.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind das Objektiv 11 und die optische Abtasteinheit 21 an der Spule 22 befestigt. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei einer Konstruktion anwenden, bei der nur das Objektiv 11 an der Spule 22 befestigt ist. Auch die Teile zur Halterung der Spule 22 an dem Joch 23 können durch andere äquivalente Teile ersetzt werden.
Die Neigung des optischen Systems, einschließlich des Objektivs, kann korrigiert werden, indem die Winkelstellung des Rahmens, der den beweglichen Körper trägt an dem das optische System befestigt ist, relativ zu dem Referenzglied justiert wird, so daß eine einfache Korrekturmöglichkeit gegeben ist.
Da der Korrekturmechanismus seitlich des optischen Systems angeordnet ist, benötigt man für ihn keinen zusätzlichen Einbauraum in vertikaler oder Höhenrichtung, so daß die optische Abtastvorrichtung relativ flach sein kann und deshalb die Gesamtdicke des Aufnahme/Wiedergabegeräts für optische Platten verringert werden kann.
Die Halterung des den Objektivträger bildenden beweglichen Körpers an dem Rahmen erfolgt durch ein erstes und ein zweites Halteglied, die jeweils zwei Gelenkteile und erste und zweite parallele Verbindungsglieder umfassen, die die beiden Gelenkteile so miteinander verbinden, daß die Bewegungen des beweglichen Körpers parallel und senkrecht zur optischen Achse individuell durch unterschiedliche flexible Durchbiegungen der betreffenden Halteglieder ermöglicht werden. Deshalb werden Torsionssteifigkeit und Genauigkeit der Neigung beibehalten, mit dem Ergebnis, daß das Objektiv präzise und stabil angetrieben werden kann. Da die Bewegung des beweglichen Körpers senkrecht zur optischen Achse des Objektivs durch den Mechanismus der parallelen Zwischenverbindungsglieder erfolgt ist für den beweglichen Körper große Gestaltungsfreiheit gegeben, so daß die Dickenabmessung der optischen Ahtastvorrichtung verringert werden kann. Außerdem können die Schwingungseigenschaften in den einzelnen Richtungen individuell eingestellt werden. Dies ermöglicht eine Ausdehnung des Einstellbereichs und eine Vergrößerung der Gestaltungsfreiheit für das gesamte Gerät.

Claims

1. Objektivantriehsvorrichtung

mit einem beweglichen Körper (12), in dem ein Objektiv (11) montiert ist,

mit einem Tragarm (14, 15, 44, 54, 64), in dem der bewegliche Körper (12) montiert ist und der einen Gelenkteil (14a, 14b, 15a, 15b, 44a, 44b, 54a, 54b, 64a, 64b) und erste und zweite zueinander parallele Zwischenverbindungsglieder (14c, 14d, 15c, 15d, 44c, 44d, 54c, 54d, 64c, 64d) aufweist,

mit einem Rahmen (13, 23), an dem der Tragarm befestigt ist,

sowie mit elektromagnetischen Antriebsmitteln (16, 17, 18) für den Antrieb des Objektivs in einer Richtung parallel zu seiner optischen Achse und in einer Richtung senkrecht zu seiner optischen Achse,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Tragarm ein erstes und ein zweites Tragarmteil (14, 15, 44, 54, 64) mit jeweils einem Paar von Gelenkteilen (14a, 14b, 15a, 15b, 44a, 44b, 54a, 54b, 64a, 64b) umfaßt,

daß die ersten und die zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder (14c, 14d, 15c, 15d, 44c, 44d, 54c, 54d, 64c, 64d) an jedem der ersten und zweiten Tragarmteile angeordnet sind und die betreffenden Paare von Gelenkteilen miteinander verbinden,

und daß das Objektiv durch die jeweiligen parallelen Zwischenverbindungsglieder (14c, 14d, 15c, 15d, 44c, 44d, 54c, 54d, 64c, 64d) des ersten und zweiten Tragarmteils parallel zu seiner optischen Achse und durch ein von dem beweglichen Körper, einem Teil des Rahmens (13, 22) und das erste und das zweite Tragarmteil (14, 15, 44, 54, 64) gebildetes Parallelogrammgestänge senkrecht zu seiner optischen Achse bewegbar ist.

2. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Tragarmteil so konstruiert sind, daß an jeweils einem ihrer Enden ausgebildete tragende Abschnitte zur Halterung des beweglichen Körpers (11) und an ihren jeweiligen anderen Enden ausgebildete Befestigungabschnitte, die zur Befestigung an dem Rahmen (13, 23) bestimmt sind, durch die ersten und die zweiten parallelen Zwischenverhindungsglieder (14c, 15c, usw.) und das Paar von Gelenkteilen (14a, 14b, usw.) miteinander verbunden sind.

3. Objektivantnebsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Paar von Gelenkteilen (14a, 14b u. s. w.) so ausgebildet ist, daß ihre Auslenkungsrichtung senkrecht zur optischen Achse des Objektivs (11) verläuft.

4. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die ersten und zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder (14c, 14d, usw.) zwischen dem Paar von Gelenkteilen (14a, 14b, usw.) und senkrecht zur Auslenkungsrichtung der Gelenkteile (14a, 14b, usw.) ausgebildet und an ihren beiden Enden mit flexiblen Abschnitten (14c&sub1;, 14c&sub2;, 14d&sub1;, 14d&sub2;, 15c&sub1;, 15c&sub2;, 15d&sub1;, 15d&sub2;, 44c&sub4;, 44c&sub2;, 44d&sub4;, 44d&sub2;, 54c&sub5;, 54c&sub2;, 54d&sub5;, 54d&sub2;, 64c&sub6;, 64c&sub2;, 64d&sub6;, 64d&sub2;) ausgestattet sind, die eine Schwingungsbewegung des Objektivs (11) parallel zu seiner optischen Achse ermöglichen.

5. Objektivantriehsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das erste und das zweite Tragarmteil (44, 54, 64) in der Nähe der Enden der ersten und zweiten parallelen Zwischenverhindungsglieder (44c, 44d, 54c, 54d, 64c, 64d) mit flexiblen Abschnitten (44c&sub1;, 44d&sub1;, usw.) ausgestattet sind, die eine Schwingungsbewegung des Objektivs (11) parallel zu seiner optischen Achse, wobei das Paar von Gelenkteilen (44a, 44b, usw.) innerhalb der flexiblen Abschnitte (44c&sub1;, 44d&sub1;, usw.) liegt.

6. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Paar von Gelenkteilen (54a, 54b, 64a, 64b) aus einem Paar von parallelen Zwischenverhindungsgliedern besteht.

7. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der eine Öffnung (54e) durch die oberen und unteren Flächen des Paares von die Gelenkteile bildenden parallelen Zwischenverhindungsgliedem verläuft, an deren beiden Enden ein Paar von flexiblen Abschnitten (54a&sub1;, 54a&sub2;, 54b&sub1;, 54b&sub2;, 64a&sub1;, 64a&sub2;, 64b&sub1;, 64b&sub2;) vorgesehen ist, die eine Schwingungsbewegung des Objektivs senkrecht zu seiner optischen Achse ermöglichen, und bei der eine in einem zentralen Bereich der ersten und zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder vorgesehene Öffnung an den beiden Enden derselben mit einem Paar von flexiblen Abschnitten (54c&sub1;, 54c&sub2;, 54d&sub1;, 54d&sub2;, 64c&sub1;, 64c&sub2;, 64d&sub1;, 64d&sub2;) ausgestattet ist, die eine Schwingungshewegung des Objektivs parallel zu seiner optischen Achse ermöglichen.

8. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die flexiblen Abschnitte (54c&sub1;, 54c&sub2;) der ersten und der zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder innerhalb der flexiblen Abschnitte (54a&sub1;, 54a&sub2;, usw.) der Gelenkteile liegen.

9. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die GelenkteiIe (64c&sub1;, 64c&sub2;, usw.) der ersten und der zweiten parallelen Zwischenverbindungsglieder außerhalb der flexiblen Abschnitte (64a&sub1;, 64a&sub2;) der Gelenkteile liegen.

10. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Tragarmteil (14, 15, 44, 54, 64) ein einstückiges Formteil aus flexiblem Kunstharz bilden.

11. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Rahmen (22) durch das Verbinden eines ersten und eines zweiten U-förmigen Rahmenteils (23a, 23b) gebildet ist.

12. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erste und das zweite Rahmenteil (23a, 23b) einen Winkeljustiermechanismus zum Einstellen des Winkels des ersten und des zweiten Rahmenteils relativ zu dem jeweils anderen Rahmenteil aufweisen.

13. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Winkeljustiermechanismus einen Justierschlitz (30, 31) umfaßt der eines der Rahmenteile (23a) durchdringt, sowie einen Vorsprung (29, 32), der an dem anderen Rahmenteil (23b) an einer dem Justierschlitz (30, 31) entsprechenden Stelle vorgesehen ist.

14. Objektivantriebsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Winkeljustiermechanismus eine Einstellung der Neigung der optischen Achse des Objektivs (11) ermöglicht.

15. Objektivantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der der bewegliche Körper (12) außer dem Objektiv (11) eine Laserlichtquelle, optische Teile zur Übertragung eines Lichtstrahls von der Laserlichtquelle zu dem Objektiv (11) sowie ein Lichtaufnahmeelement zur Aufnahme des durch das Objektiv und die genannten optischen Teile verlaufenden Lichtstrahls enthält.