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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Antriebseinheit für eine Objektivlinse zum Durchführen einer
Fokussierungssteuerung oder Spurführungssteuerung bei einer
optischen Aufnehmereinrichtung, die in einem CD-Spieler, einem
optischen Videoplattenspieler, einer optischen
Platteneinrichtung und dergleichen verwendet wird.
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Wenn ein von einer Lichtquelle emittierter Strahl in einer
Betriebsart zum optischen Aufzeichnen von Informationen von
einer optischen Platte oder Wiedergeben derselben von der
Platte zu fokussieren ist, führt das Stellglied bzw. die
Antriebseinheit eine sogenannte Fokussierungssteuerung durch,
so daß ein im Brennpunkt befindlicher Punkt eines
fokussierten Strahls (nachstehend als ein Strahlpunkt bezeichnet)
einer Aufzeichnungsoberfläche einer Platte in Übereinstimmung
mit Anderungen des Oberflächenniveaus der Platte folgt. Zur
gleichen Zeit führt die Antriebseinheit bzw. das Stellglied
eine sogenannte Spurführungssteuerung durch, so daß der
Strahlpunkt Aufzeichnungsspuren entsprechend der
Exzentrizität der Aufzeichnungsspuren folgt.
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Wenn auf eine Zielspur zuzugreifen ist, wird ein optischer
Kopf durch einen Linearmotor zu einer vorbestimmten Position
bewegt und eine Objektivlinsenposition wird dann fein
eingestellt.
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Um die vorstehenden Steuervorgänge durchzuführen umfaßt die
Antriebseinheit eine Einrichtung zum Ansteuern einer
Objektivlinse in einer Richtung der Dicke der optischen Platte
(das heißt, einer optischen Achse der Objektivlinse) und eine
Einrichtung zum Ansteuern der Objektivlinse in einer radialen
Richtung der optischen Platte (das heißt, einer zur optischen
Achse senkrechten Richtung), um die Spurführungssteuerung
oder Feineinstellung zum Zugreifen auf die Zielspur
durchzuführen.
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Ein herkömmliches Beispiel einer Antriebseinheit mit der
obigen Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Objektivlinse 1
ist in einer Linsenhalterung bzw. Objektivhalterung 3
fixiert. Die Objektivhalterung 3 wird auf einer Stützwelle 6 in
dem Mittelabschnitt der Objektivhalterung 3 gehalten, um in
der axialen Richtung verschiebbar und in der Drehrichtung
drehbar zu sein. Die Welle 6 ist auf eine (nicht gezeigte)
Basis bzw. einen Sockel montiert. Ein Ausgleichsgewicht 2 ist
in der Objektivhalterung 3 befestigt, um axialsymmetrisch mit
der Objektivlinse 1 zu sein, so daß der Schwerpunkt der
Objektivhalterung 3 in dem axialen Mittelpunkt der Stützwelle 6
angeordnet ist (vergleiche Fig. 2). Eine Fokussierungsspule 4
ist um die äußere Umfangsoberfläche der Objektivhalterung 3
gewickelt. Spurführungsspulen 5a, 5b, 5c und 5d sind in dem
Umfangsabschnitt der Objektivhalterung 3 in vorbestimmten
Winkelintervallen montiert. Um ein die Spulen 4, 5a, 5b, 5c
und 5d kreuzendes bzw. durchsetzendes Magnetfeld zu erzeugen,
sind Magnete 7a und 7b an beiden Seiten der Objektivhalterung
3 angeordnet. Die Magnete 7a und 7b sind auf äußeren
Magnetjochen 8a und 8b gestützt. Innere Magnetjoche 9a und 9b sind
an ihren Bodenoberflächen bzw. Unterseiten fortlaufend mit
den äußeren Magnetjochen 8a und 8b verbunden. Die inneren
Magnetjoche 9a und 9b werden in in der Objektivhalterung 3
ausgebildete Durchgangsöffnungen 12a und 12b eingeführt.
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Während der Fokussierungssteuerung wirkt, wenn der
Fokussierungsspule 4 ein Strom im Uhrzeigersinn oder entgegen dem
Uhrzeigersinn zugeführt wird, eine elektromagnetische Kraft
in einer Richtung der Stützwelle 6 in einem zwischen dem
linken und rechten magnetischen Kreis ausgebildeten Spalt
(gebildet durch die Magnete 7a und 7b, die äußeren Magnetjoche
8a und 8b und die inneren Magnetjoche 9a und 9b). Die
Objektivlinse 1 wird axial entsprechend einer Änderung des
Oberflächenniveaus der optischen Platte bewegt, so daß der
Strahlpunkt der Aufzeichnungsoberfläche der Platte folgt.
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Während der Spurführungssteuerung wirkt, wenn ein Strom zu
jeder der in Reihe geschalteten Spurführungsspulen 5a, 5b, 5c
und 5d zugeführt wird, in einer Richtung oder in der
umgekehrten Richtung davon eine elektromagnetische Kraft um die
Stützwelle 6 als Rotationskopplung von Kräften in einem
zwischen dem linken und rechten magnetischen Kreis ausgebildeten
Spalt, so daß der Strahlpunkt den Aufzeichnungsspuren
entsprechend der Exzentrizität der Spuren folgt.
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Wenn die Objektivhalterung 3, die die Objektivlinse 1 hält,
in der Fokussierungs- oder Spurführungsrichtung anzusteuern
ist, schwingen bei der obigen herkömmlichen Anordnung jedoch
diese beweglichen Antriebseinheitkomponenten wie
beispielsweise die Objektivhalterung 3 mit einer ihrer Eigenresonanz
frequenzen, wodurch die Servosteuerung ungünstig beeinflußt
wird. Eine in einem hohen Frequenzbereich von mehreren
hundert Hz bis zu einigen zehn khz auftretende Neben- bzw.
Unter-Resonanz bedingt eine Verschlechterung bei der genauen
Positionierung (Spurführung des Strahlpunktes bezüglich
Änderungen des Oberflächenniveaus der Platte und Exzentrizität
von Spuren) der Objektivlinse 4 und verhindert eine
Steuerung.
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Die US-A-4818066 offenbart ein Objektivlinsen-Ansteuergerät
mit einem Halteteil zum Halten einer Objektivlinse, einem von
der optischen Achse der Objektivlinse beabstandeten
Zwischenträgerteil, das zur Rotation um eine drehbare Lagerachse
parallel zu der optischen Achse entworfen ist, einer parallelen
Blattfeder, deren eines Ende an dem Halteteil befestigt ist,
und deren anderes Ende an dem Zwischenträgerteil befestigt
ist, wobei die parallele Blattfeder das Halteteil nur für
eine Bewegung in der Richtung der optischen Achse der
Objektivlinse relativ zu dem Zwischenträgerteil stützt bzw. trägt,
und einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Halteteils in
der Richtung der optischen Achse der Objektivlinse und einer
Richtung senkrecht zu der optischen Achse.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der
obigen Situation und hat zur Aufgabe, eine einfache
Antriebseinheit
für eine Objektivlinse zu schaffen, mit der eine gute
Steuerung der Antriebseinheit der Objektivlinse durchführbar
ist und eine Verringerung der Unter-Resonanzamplitude auf
eine einfache Weise erzielbar ist.
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Erfindungsgemäß ist eine Antriebseinheit für eine
Objektivlinse mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen
geschaffen.
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In der beigefügten Zeichnung zeigen:
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Fig.1 eine Draufsicht einer Anordnung einer herkömmlichen
Antriebseinheit für eine Objektivlinse;
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Fig. 2 eine Längsquerschnittsansicht einer Anordnung eines
Ausgleichsgewichts einer Antriebseinheit für eine
Objektivlinse, die in Fig. 1 gezeigt ist;
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Fig. 3 eine Perspektivansicht einer Anordnung einer
Antriebseinheit für eine Objektivlinse gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 4 eine Draufsicht der Anordnung der in Fig. 3
dargestellten Antriebseinheit für eine Objektivlinse;
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Fig. 5 eine Längsquerschnittsansicht einer Anordnung eines
Ausgleichsgewichts der in Fig. 3 und 4 dargestellten
Antriebseinheit für eine Objektivlinse;
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Fig. 6 und 7 Längsquerschnittsansichten von
Ausgleichsgewichtsanordnungen des in Fig. 5 dargestellten
Ausgleichsgewichts; und
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Fig. 8 eine Ansicht eines Schwingungsmodells zur Erläuterung
einer Dämpfungseffekttheorie gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit
Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die gleichen
Bezugszeichen wie bei der herkömmlichen Anordnung bezeichnen
die gleichen Teile in dem folgenden Ausführungsbeispiel, und
eine ausführliche Beschreibung davon ist ausgelassen.
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Fig. 3 ist eine Perspektivansicht eines Aufbaus einer
Antriebseinheit für eine Objektivlinse gemäß einem
Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Verbindungsmagnetjoche
10a und 10b verbinden jeweils ein inneres Magnetjoch 9a mit
einem äußeren Magnetjoch 8a und ein inneres Magnetjoch 9b mit
einem äußeren Magnetjoch 8b. Ein von einer (nicht gezeigten)
Laserquelle emittierter Laserstrahl tritt durch ein
Durchgangsloch 11 hindurch und wird zu der Objektivlinse 1
geführt. Die Antriebseinheit bzw. das Stellglied umfaßt einen
Ausgleichsgewichtskörper 2a und ein Dämpferteil bzw.
Dämpfungsglied 2b zum Halten des Ausgleichsgewichtskörpers 2a an
der Objektivhalterung 3. Es ist zu beachten, daß der
Ausgleichsgewichtskörper 2a und das Dämpferteil 2b die
Gesamtheit des Ausgleichsgewichts 2 bilden. Fig. 4 ist eine
Draufsicht auf einen Aufbau von Fig. 3.
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Eine Anordnung des Ausgleichsgewichts und dessen
Umfangsabschnitt als einem kennzeichnenden Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Das Ausgleichsgewicht
umfaßt den zylindrischen Ausgleichsgewichtskörper 2a und der
von dem Dämpferteil 2b gehalten wird, um nicht in Berührung
mit der Objektivhalterung 3 zu gelangen. Das Dämpferteil 2b
hat vorbestimmte viskoelastische Eigenschaften.
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Das Dämpferteil 2b besteht aus Naturkautschuk bzw.
Naturgummi, einem Polyurethan auf Etherbasis oder dergleichen. Das
Dämpferteil 2b kann elastisch deformiert werden, so daß der
Ausgleichsgewichtskörper 2a geringfügig in der
Fokussierungsrichtung (vertikale Richtung) und der Spurführungsrichtung
(rechte und linke Richtung) verschoben werden kann und einen
Dämpfungseffekt für eine gegebene Schwingung (insbesondere
Resonanz) in einem Hochfrequenzbereich der Objektivhalterung
3 (bewegliches Stellgliedteil bzw. Antriebseinheitsteil) zur
Verfügung stellt.
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Das Dämpferteil 2b kann ein ringförmiges Teil sein, das den
Ausgleichsgewichtskörper 2a hält, der in einem
Ausgleichsgewichtsbefestigungsloch 3a der Objektivhalterung 3, wie in
Fig. 5 dargestellt, beweglich gelagert ist. Jedoch kann, wie
in Fig. 6 dargestellt, der Ausgleichsgewichtskörper 2a
gestützt bzw. gelagert sein, um einschließlich der Grundfläche
des Ausgleichsgewichtskörpers 2a von dem
Ausgleichsgewichtsbefestigungsloch 3a umgeben zu sein. Alternativ kann sich ein
Dämpferteil 2b aufwärts erstrecken, um den
Ausgleichsgewichtskörper 2a im oberen Teil davon zu stützen, wie in Fig.
7 dargestellt.
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Die Theorie des Dämpfungseffektes gemäß der vorliegenden
Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 8 erklärt.
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Fig. 8 ist eine Darstellung eines Modells eines
Schwingungssystems des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Ein kleines Schwingungssystem (das heißt, ein von einem
strichpunktierten Rechteck umgebener Abschnitt) wird einer
Vorrichtung (M) hinzugefügt. Eine Masse m, eine
Federkonstante k sowie ein Dämpfungswirkungsgrad c des Systems sind
geeignet ausgewählt, um eine Bewegung (Schwingung bzw.
Vibration) der Vorrichtung (M) zu dämpfen.
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Dervon dem strichpunktierten Rechteck umgebene Abschnitt
entspricht dem Ausgleichsgewicht 2 der vorliegenden
Erfindung.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann, da ein
Ausgleichsgewicht einen Ausgleichsgewichtskörper und ein Dämpferteil zum
elastischen Stützen des Ausgleichsgewichtskörpers in einer
Objektivhalterung 3 umfaßt, die während des Ansteuerns des
beweglichen Antriebseinheitsteils in der Fokussierungs- oder
Spurführungsrichtung auftretende Neben- bzw. Unterresonanz
gedämpft werden, und eine genaue Positionierung und
Servosteuerung der Objektivlinse kann durchgeführt werden. Zudem
hat die Antriebseinheit für eine Objektivlinse gemäß der
vorliegenden
Erfindung einen einfachen Aufbau, geringe Kosten
und eine hohe Zuverlässigkeit.