TW452759B - Optical scanning device having an improved response characteristic - Google Patents

Description

4 527 5 案號88104邪9 記錄介質用 所謂光學檢 第6卷4期， 動器，上面 記錄介質上 辨。例如以 列片簧固定 振盪的不良 行導引亦可 0563 034所 時傾斜時較 用接頭導引 種物鏡架是 接至作動器 的光學掃描 行導引相較 曰 修正 的掃插 波器之 1 9 8 4 年 配置物 。原則 已知片 ’參見 傾向， 利用結 載，具 為穩定 的運動 使用四 基板。 裝置更 ，在物 已屬公 ，載於 頁。此 和聚焦 描裝置 言，物 077 〇 的組裝 型作動 的作動 階的調 確對準 做為承 檢波器 製成。 引特性

明係關於具有改掩 介質上的一或以，因應特性的光學掃描裝置，用 錄介質可為例如道内以光學方式閱讀或書寫 為DVD)，或另外^碟（稱為CD)、數位式多樣化 r可書寫於磁光學記錄介質之CD 五、發明說明（1) 本發 於在記錄 資訊，記 碟片（稱 或 DVD。 光學 描裝置或 和應用》 有所謂作 束於光學 掛方式分 上四個並 簧配置有 鏡架的平 如 EP _ B 鏡在偏轉 因為在利 另一 物鏡架連 簧或接頭 和其他平 月 装置，一般 構造和操作 ’209-215 鏡，供追縱 上，光學掃 簧作動器而 EP - A 0178 並涉及高階 合型或鉸鏈 有平行導引 ’但涉及高 方向需要準 條金屬絲， 所謂金屬絲 具成本效益 鏡傾斜和導 知。光學掃 《電子零件 種掃描裝置 光束會雷射 可藉物鏡懸 鏡是利用框 缺點是該片 複雜性，物 器達成，例 器，發現物 節複雜性， 載元件，把 可比具有片 然而，已知 方面有缺 光學掃描裝置之一品質標準是其響應特性，所謂響應 特性係指光學掃描裝置對控制信號的反應，掃描裝置藉此 第6頁 -案號881 (Μ叫η 修正 曰 五、發明說明（2) 偏轉以供聚焦或追跑 隨記錄介質的運動’俾掃描記錄介質上的特定點’或追 隨所施控制信號^光學掃描裝置的運動旨在極為準碑追 振頻率的區域而’原則上機械系統的激發’會在共 特性和光學掃摇裝3情㈣’達所謂諸振高峰’對響應 猎振頻率往往是在控制信號的反應有負面效應。由於 顯示’所峰烏。聞的範園，此效應又以負面方式 ω械也丨，π妨 美國專利4, 477, 755號已揭載在聚焦和 追 ^^掳^ ’使用光學和機械不穩定的電子補正用電 路：，藉械共振和”韋鳴。電路配置含有機械系統 模里1 ^掃描裝置對控制信號的反應，若超出預定 大器，以便在機械共振重大的頻率u 内，装成&疋頻率的控制信號補正組件。 本^明之目的’在於提供一種光學掃描裝置，不需任 何電子補正機構可大為避免響應高峰，並具有改 應特性 此項=的是利用獨立項申請專利範圍特定的本發明 黠達成。本發明的有益發展明定在附屬項申請專利範圍、 内本發明之一要旨在於設計一種光學掃摇裝置， 是露耋均：追隨：施控制㈣’而不發生任何響式 到設有物鏡架承載機構的扣板之特性 避免不良的错振…另方面’選擇扣板用振盈緩衝

.4 527 5 9 ----88104309__年 Ά--§-^---- 五、發明說明（3) 之選項有限，因為一方面扣板必須支撐物鏡和物鏡架的重 量’另方面必須確保作動器在偏轉後回到原位。意即扣板 必須不因力量或溫度的影響而變形。高度撓曲性和高強度 的相越要件，可利用扣板達成’其中在扣板上保持物鏡架 承載元件之點，有極大的機械性脫接。扣板上保持物鏡架 承載元件之點的機械性脫接，是利用扣板在保持物鏡架^ 載元件的表面具有缺口或切口達成°此等缺口的設置方式 是’一方面是在保持承載元件的表面直緣以長孔形的缺口 或開口間斷’另方面在表面内部設有切口 ，以減少物鏡承 載元件的安裴點間之有效面積。在本發明一樣態中，安裝 點設計成島型表面’藉經收縮處連接至支承的表面。扣板 此種造型大為改進光學掃描裝置的響應特性，並避免错振 高峰。響應特性特別是指光學掃描裝置對頻率響應和相對 相’以及控制信號對光學掃描系統的傳送函數，所反射的 控制信號之反應。此效應頗為出人意外’因為物鏡的承載 元件支持在比較更高彈性表面，會導致增加错振高峰。 該扣板宜與第二扣板組合，形成扣持系統，在此情況 下’第二扣板可以有利方式使第一扣板設計成較薄，以便 在較低頻率範圍内確保額外阻尼’而且限制作動器的最大 偏轉。以設備成金屬線檢波器之一構型而言，做為支承元 件的金屬線’係通過第二扣板内的開口，並例如利用焊接 法固定於第一扣板。保留在第二扣板内金屬線用開口内之 中間空間，即充滿填料化合物，填料化合物最好使用矽酮 ’以阻尼在低頻範圍内發生的諧振高峰^雖然假設把用做 _案號881Q4309_年月日 修正_ 五、發明說明（4) 支承元件的金屬線埋入第二扣板内，會大為阻尼諧振高峰 ，然而，發現此點只有不充分程度的真實。只有在與本發 明第一扣板組合時，才能達成所需響應特性。 本發明參照附圖所示具體例詳述如下，圖中： 圖1為具有改進響應特性的光學掃描裝置之扣板輪廓 簡圖； 圖2為具有改進響應特性的光學掃描裝置之側視輪廓 簡圖； 圖3為具有改進響應特性的光學掃描裝置之俯視輪廓 簡圖； 圖4為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板俯視 輪廓簡圖； 圖5為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板前視 輪廓簡圖； 圖6為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板侧視 輪廓簡圖； 圖7為在聚焦方向具有已知扣板的光學掃描裝置之頻 率響應和相圖； 圖8為在聚焦方向具有本發明扣板的光學掃描裝置之 頻率響應和相圖； 圖9為在追蹤方向具有已知扣板的光學掃描裝置之頻 率響應和相圖； 圖10為在追蹤方向具有本發明扣板的光學掃描裝置之 頻率響應和相圖；

一日___修正 扣板上的物鏡架之輪廓 明扣板上的物鏡架總成 _案號 88104309 ^ 月 & Λ發明說明（5) 圖1 1為利用金屬線固定在已知 簡圖； 圖12為利用金屬線固定在本發 以形成作動器之輪廓簡圖； 圖13為具有已知扣板的光學掃描裝置導體侧之輪廓簡 所 的輪廓 在扣板 1 7，以 有線圈 線13， 配置在 架11的 於基板 ，按照 許與磁 以直角 ，與線 有圖中 簡圖， 27上的 供聚焦 28供物 形成物 物鏡架 扣板27 14上的 圖12， 鐵腹板 伸出， 圈28產 知物鏡架1 1 27上。固定 面配置物鏡 介質上，並 元件的金屬 供應電力至 1 3支持物鏡 圖12，連接 伸出。因此 ，移動至容 樣從基板1 4 ，形成磁場 需方式從靜 使用同樣參照符號。圖11表示已 利用金屬線1 3固定在已知的扣板 四條金屬線13帶著物鏡架η，上 和追蹤光束或雷射束於光學記錄 鏡17偏轉。在此情況下用做支承 鏡架11的撓性支持件’同時用來 11上的線圈28。利用四條金屬線 ’是由長方形表面所形成，參見 腹板12’腹板12從基板14以直角 設在物鏡架11的凹部内之線圈28 20, 16互動的位置。磁鐵2〇, 16同 並與扣板27所固定的腹板12平行 生的磁場互動，使物鏡17可以所 止位置偏轉。源自磁鐵腹板20, 16的磁場，最好由固定於 磁鐵腹板20之至少一永久磁鐵29所製成，如前所述，電力 供應至藉經金屬線13設在物鏡架11上的線圈28，物鏡架u 即利用金屬線13固設在扣板27上。為固設金屬線13，圖13 所示扣板27具有焊接點2, 4, 3, 8，在設計成印刷電路板的

4 5 2 7 5 Ο 年

案號 88104309 五、發明說明（6) 扣板27内設備成洞孔。金屬線13通過洞孔，焊接於在洞孔 區域為此設有焊接隆部的扣板27。焊接隆部或谭接點2, 4 3, 8經由導體軌道接至連接點32，物鏡17偏轉用控制信號’ 供應於此。此外，扣板27設有銷開口 7，5，與腹板12上的 扣板27對準，並設有安裝開口 180，供裝設扣板27。 利用測量已確定，此種光學掃描裝置的缺點是，不能 無條件追隨所施控制信號’具有物鏡17和線圈28的物鏡架 11偏轉，代表機械性激發’而在關鍵頻率範園内，導致所 謂错振高峰’原則上在圖7和圖9内如響應特性偏離盡量均 勻的形態所示。此種諧振高峰不但對光學掃描裝置的控制 或調整特性具有不良影響’而且由於在可聞頻率範圍内振 盪，也會以不良方式導致所謂嗱鳴。原則上，諧振高峰的 抑制’在控制信號的設置上需有額外措施，例如可利用頻 率響應線型化的平衡達成。為免不良特性並為節省光學掃 描裝置的額外媒動機構，.提倡具有改進響應特性的光學掃 描裝置。其特徵為圖1所示扣板1，在焊接點2…8保持物鏡 架11用支承7G件之表面具有切口，將安裝點或焊接點2...8 彼此分開’安装點或焊接點2·“ 8設計成島表面，藉收縮連 接至支承的表面。事實上，利用以此方式設計的扣板1避 免諧振高峰’在本發明光學掃描系統情況下相當出人意 外’因為使用相當於圖2和圖3所示包括第〆扣板1和第二 扣板9的扣持系統，亦可發現所要效果。

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曰 修正 圖2和圓3所示光學掃描裝置具有第一扣板1和第二扣 柄*9’上面支持用做物鏡架11支承元件之金屬線13〇在此 情況下’金屬線13形成物鏡架11之可撓性支持體，上面配 ^物鐘；17和聚焦線圈19以及追蹤線圈30。控制信號施加於 聚焦線圈19和/或追蹤線圈30，並在此等線圈内產生磁場 ’此磁場與二永久磁鐵21，15產生的磁場互動，使物鏡17 從靜止位置偏轉。用做支承元件的金屬線13用來供應控制 信號至聚焦線圈19和追蹤線圈3〇，並在焊接墊片1〇連接至 物鏡架11和第一扣板1 ^永久磁鐵21，15固定在從基板14呈 直角大出的磁鐵腹板2〇，16 ’而第一扣板1和第二扣板9則 經由固設機構18連接至腹板12，同樣從基板14以直角突出 。第一扣板1在此情況下利用設在第一扣板丨的銷開口 7,5 ，與第二扣板9上的相對應銷2 4對準。 物鏡架11與包括第一扣板1和第二扣板9的扣持系統組 合時’將基板14和物鏡架11固定於型架，而將扣持系統連 接於物鏡架11的金屬線13，則焊接於物鏡架^和第一扣板 1’金屬線13宜在焊接墊片10經過預力。為此，將金屬 線13置放在物鏡架11的焊接墊片1〇上’並通過第二扣板9 所设貫穿孔22。圖4至圖6表示第二扣板9的三面圖。洞 孔22如圖4和圖5所示，侧面開口25如圖5所示，設有三個 側向開口 2 5，在金屬線1 3通過後，可用矽酮填充於金屬線 1 3和第二扣板9間之中間空間。在此情況下，充填於金屬 線1 3和第二扣板9間的中間空間之矽嗣，有阻尼材料的作 用，以抗衡諧振現象。圖2所示第二安裝開口 26，與第一

第12頁 4 527 5 ：; 修正 案號 88104309 五、發明說明（8) 扣板1内的第一安裝開口 6相對應，設在第二扣板9内，以 便將第二扣板9固設於基板14上的腹板12。組裝時，利用 圖4所示銷24，使第一扣板1與第二扣板9對準。此外，第 二扣板9具有固設腹板23，如圖4和圖6所示，並以有益方 式限制物鏡架11的向上偏轉。物鏡架丨丨只藉四條金屬線13 接至扣持系統，即不會被高度加速力的作用，偏轉到不容 許的範圍’以免因超過系統的彈性限度，防阻其自動回到 原有靜止位置。第二扣板9即進行許多功能，包括支持第 一扣板1 ’阻尼金屬線13，並限制物鏡架^的偏轉。 雖然物鏡架11和金屬線13的振盪，實際上受到插入金 屬線1 3和第二扣板9間的中間空間内之矽嗣的阻尼，但發 現光學掃描裴置的響應特性大受第一扣板1的影響。從進 斤的測量了 ’青楚顯示，結果如圖7至圖10所示。圊7表示在 聚焦方7具有已知扣板27的光學掃描裝置之頻率響應和相 圖’表不以分貝dB計的響應敏感度freQRESP，以及以對數 Log度數Deg對頻率33 (以赫“計，到5仔赫5K範圍）描出 的相角Phase ,隨後的頻率響應和相圖使用同等比例尺。 圖7所示具有已知扣板27的光學掃描裝置之圖，在800和 9 〇〇赫範圍内’於響應敏感度FREQRESP及相角Phase二方面 與均^構型有相當差異。此等諧振高峰可見於其構造與 本發明光學掃插裝置相當之光學掃描裝置，如圖2和圖3所 示，准不同處在於扣板1是使用已知扣板27。與圖8所示具 有本發明扣板1的光學掃描裝置之圖相較，證明在對照條

第13頁 45275； _案號 881Q4309_年月日_^_ 五、發明說明（9) 件下，扣板1可以避免響應敏感度FREQRESP和相角Phase之 不良特性。本發明具有圖8所示特性的掃描裝置，具備改 進響應特性，因為頻率響應和相響應二者都有均勻構型， 且不發生諧振高峰。該項效應不但發生在聚焦方向 ，也發生在追蹤方向，一如圖9和圖10所明確證實。圖9表 示圖2和圖3所示在追蹤方向具有已知扣板27的光學掃描裝 置之頻率響應和相圖，而圖10表示在追蹤方向具有本發明 扣板2 7的同樣光學掃描裝置之頻率響應和相圖。雖然假設 利用金屬線1 3埋設於第二扣板9之矽酮内，可避免諧振高 峰，但已知只適應到不足程度，因為本發明第一扣板1顯 示只有其造型才能導致所需成功。本發明不限於上述光學 掃描裝置，而是可應用於物鏡架1 1利用支承元件支持在扣 板27上之一般光學掃描裝置。 元件符號說明 1 第一扣板 2, 4, 3, 8 焊接點 5, 7 銷開口 6 第一安裝開口 9 第二扣板 10 焊接墊片 11 物鏡架 1 2 腹板 13 金屬線 14 基板 15, 21 永久磁鐵

第14頁 ^275 9

_案號88104309_年月日_修正 五、發明說明（10) 16, 20 磁 鐵 腹 板 17 物 鏡 18 固 設 機 構 19 聚 焦 線 圈 22 貫 穿 孔 23 固 -ΛΤ. 5又 腹 板 24 銷 25 侧 面 ( 向）開口 26 安 裝 開 口 27 扣 板 28 線 圈 29 永 久 磁 鐵 30 追 蹤 線 圈 32 連 接 點 33 頻 率 180 安 裝 開 U

第15頁 45275. _案號88104309_年月日_ί±^_ 圖式簡單說明 圖1為具有改進響應特性的光學掃描裝置之扣板輪廓 簡圖； 圖2為具有改進響應特性的光學掃描裝置之側視輪廓 簡圖； 圖3為具有改進響應特性的光學掃描裝置之俯視輪廓 簡圖； 圖4為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板俯視 輪廓簡圖； 圖5為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板前視 輪廊簡圖* 圖6為具有限制機構的光學掃描裝置之第二扣板側視 輪廟簡圖， 圖7為在聚焦方向具有已知扣板的光學掃描裝置之頻 率響應和相圖； 圖8為在聚焦方向具有本發明扣板的光學掃描裝置之 頻率響應和相圖； 圖9為在追蹤方向具有已知扣板的光學掃描裝置之頻 率響應和相圖： 圖10為在追蹤方向具有本發明扣板的光學掃描裝置之 頻率響應和相圖； 圖11為利用金屬線固定在已知扣板上的物鏡架之輪廓 簡圖； 圖1 2為利用金屬線固定在本發明扣板上的物鏡架總成 以形成作動器之輪廓簡圖； 圖1 3為具有已知扣板的光學掃描裝置導體側之輪廓簡

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Claims (1)

1. 4 527 5 . . 案號88104309_年月 日 攸X_ 六、申請專利範圍 1 _ 一種具有改良響應特性的光學掃描裝置，包括物鏡 架（11)，利用安裝點的支承元件支持在扣板（27)的表面， 其特徵為，在保持物鏡架（11)用支承元件之表面，設有至 少一切口，將安裝點分開者。 2. —種具有改良響應特性的光學掃描裝置，包括物鏡 架（11)，利用安裝點的支承元件支持在扣板（27)的表面， 其特徵為’為避免諧振高峰，設有扣板（1)，在保持物鏡 架（11)用支承元件之表面，設有至少一切口 ，將安裝點分 開者。 3. 如申請專利範圍第2項之光學掃描裝置，其中物鏡 架（11)的支承元件是金屬線（13)，在焊接點（2…8)連接 於扣板（1)，並在焊接墊片（10)連接至物鏡架（丨^者。 4· 一種具有改良響應特性的光學掃描裝置，包括物鏡 架（11)，利用安裝點的支承元件支持在扣板（27)的表面， 其特徵為，扣板（27)係由第一扣板（1)和第二扣板（9)形成 之扣持系統’且為避免諧振高岭’扣板（1)在保持物鏡架 (11)用支承元件之表面，設有至少一切口，將安裝點分開 者。 5. 如申請專利範圍第4項之光學掃描裝置，其中第二 扣持板（9)具有限制機構，以限制物鏡架（11)之任何偏轉 者。 6. 如申請專利範圍第5項之光學掃描裝置，其中限制 物鏡架（11)任何偏轉之限制機構，係在第二扣板（9)上之 限制腹板者。

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