專利名稱：透鏡驅(qū)動(dòng)裝置和具有該透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沿透鏡的光軸方向?qū)㈢R筒體向兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，和在激光源和物鏡之間的光路上配置有該透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取單元。
背景技術(shù)：
關(guān)于使用激光用來光學(xué)再現(xiàn)或記錄信號(hào)的諸如光盤等信號(hào)記錄介質(zhì)，提出了能得到記錄密度比廣泛使用的光盤標(biāo)準(zhǔn)，即DVD和CD高的新光盤標(biāo)準(zhǔn)的Blu-ray標(biāo)準(zhǔn)和HD-DVD(高密度數(shù)字通用盤)標(biāo)準(zhǔn)。
與取得較高記錄密度的光盤標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的光學(xué)拾取單元需要與改進(jìn)的記錄密度有關(guān)的精確光學(xué)特性，以便提高信號(hào)記錄質(zhì)量，以及已知設(shè)置有像差校正透鏡來校正將激光引導(dǎo)到盤的發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)所產(chǎn)生的球面像差的光學(xué)拾取單元(見日本專利申請(qǐng)待審公開No.2003-257069)。
像差校正透鏡包括光束擴(kuò)展器和準(zhǔn)直透鏡，并且通過允許沿光軸方向驅(qū)動(dòng)像差校正透鏡以便沿光軸方向移動(dòng)像差校正透鏡，在經(jīng)由覆蓋盤的信號(hào)層的覆蓋層(透明基板)照射到信號(hào)層的激光的聚集光斑中校正球面像差。
順便說一下，在沿光軸方向驅(qū)動(dòng)透鏡的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置中，使用壓電元件作為驅(qū)動(dòng)源，并且在現(xiàn)有技術(shù)中，使用壓電元件的一端作為固定端；將驅(qū)動(dòng)桿固定到壓電元件的另一端；由該驅(qū)動(dòng)桿支撐并入透鏡的鏡筒，使得鏡筒能相對(duì)于驅(qū)動(dòng)桿滑動(dòng)或移動(dòng)；并且通過擴(kuò)展和收縮壓電元件以及通過控制壓電元件的擴(kuò)展和收縮速度，沿預(yù)定透鏡的光軸方向驅(qū)動(dòng)鏡筒(參見日本公開專利No.2633066)。
通過使用這種透鏡驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)像差校正透鏡的驅(qū)動(dòng)，提供一種能校正球面像差的光學(xué)拾取單元。
順便說一下，部分因?yàn)槭褂抿?qū)動(dòng)桿和引導(dǎo)軸來支撐鏡筒，上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置包括大量元件， 因此在小型化方面是不利的。
如果由穿過鏡筒的驅(qū)動(dòng)桿和引導(dǎo)軸來滑動(dòng)鏡筒，則該裝置易受灰塵的影響并且可能會(huì)干擾正常的移動(dòng)，并且還需要允許滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的圍繞驅(qū)動(dòng)桿和引導(dǎo)軸的間隙。但是，當(dāng)鏡筒由于該間隙而移動(dòng)時(shí)，鏡筒可能傾斜或者可能產(chǎn)生光軸的誤對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致透鏡的傾斜或透鏡的偏軸，這是存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)主要方面是，提供一種透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一鏡筒，具有置于其內(nèi)的透鏡；第二鏡筒；機(jī)電轉(zhuǎn)換元件，對(duì)第一鏡筒施加驅(qū)動(dòng)力f1以及對(duì)第二鏡筒施加驅(qū)動(dòng)力f2；以及支架，用來支撐第一鏡筒和第二鏡筒的側(cè)面，使得在支架上沿透鏡的光軸方向滑動(dòng)安裝鏡筒體，鏡筒體是通過它們之間的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件連接的第一鏡筒和第二鏡筒，其中，通過施加驅(qū)動(dòng)電壓，機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形，所述變形導(dǎo)致沿透鏡的光軸方向的位移，以及其中，通過施加驅(qū)動(dòng)力f1，第一鏡筒產(chǎn)生慣性力IF1和與支架的支撐面的摩擦力FF1，以及其中，通過施加驅(qū)動(dòng)力f2，第二鏡筒產(chǎn)生慣性力IF2和與支架的支撐面的摩擦力FF2，以及其中，沿透鏡的光軸方向?qū)㈢R筒體驅(qū)動(dòng)至一側(cè)，使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便增大第一鏡筒和第二鏡筒之間間隔時(shí)，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系，以及當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便減小第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，以及其中，沿透鏡的光軸方向?qū)㈢R筒體驅(qū)動(dòng)至另一側(cè)，使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便增大第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，以及當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便減小第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明，通過在支架上安裝通過使用它們之間的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件將第一鏡筒與第二鏡筒耦合而形成的鏡筒體的簡單配置，可以將鏡筒體相對(duì)于支架的支撐面沿透鏡的光軸方向向兩側(cè)驅(qū)動(dòng)。尤其是由于不需要引導(dǎo)軸，所以不會(huì)產(chǎn)生鏡筒體的傾斜和光軸的誤校準(zhǔn)，因此，不會(huì)產(chǎn)生透鏡的傾斜和透鏡的偏軸。
在這種情況下，可以通過在支架的導(dǎo)向槽中放置鏡筒體以便沿導(dǎo)向槽滑動(dòng)鏡筒體，來保證鏡筒體沿透鏡的光軸方向移動(dòng)，并且尤其是，可以通過形成具有基本上V形橫截面的導(dǎo)向槽，沿鏡筒體在導(dǎo)向槽的壁表面上的兩條預(yù)定總線來穩(wěn)定地支撐鏡筒體。
當(dāng)設(shè)置第一鏡筒和第二鏡筒的質(zhì)量關(guān)系以及第一鏡筒和第二鏡筒的最大摩擦系數(shù)關(guān)系時(shí)，將第一鏡筒的質(zhì)量設(shè)置為比第二鏡筒的質(zhì)量重。由于將透鏡置于第一鏡筒內(nèi)，第一鏡筒的質(zhì)量由于透鏡而增大，并且為了保證精度，通常使用金屬材料作為第一鏡筒的材料，所以，因此將第一鏡筒的質(zhì)量設(shè)置得比第二鏡筒的質(zhì)量重是合理的。
當(dāng)設(shè)置第一鏡筒和第二鏡筒的最大摩擦系數(shù)關(guān)系時(shí)，通過以相關(guān)方式處理由支架支撐的第一鏡筒和第二鏡筒的一個(gè)或兩者的支撐面，可以以簡單的工藝來調(diào)整最大摩擦系數(shù)。
由于第一鏡筒的材料是金屬而第二鏡筒的材料是塑料，可以通過使第二鏡筒2的側(cè)面變粗糙為磨光表面等，將第一鏡筒的最大摩擦系數(shù)設(shè)置為比第二鏡筒的最大摩擦系數(shù)大。
由于可以有利地以簡單配置由小型化透鏡驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)像差校正透鏡，可以有利地提供能夠小型化并能校正球面像差的光學(xué)拾取單元，以及提供在透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)布局中具有高度自由的光學(xué)拾取單元。


為了更徹底地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，參考附圖進(jìn)行以下描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例的透視圖；圖2是圖1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的主要部分的分解透視圖；圖3是施加到壓電元件4用于鏡筒體5的一個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖；圖4是描述當(dāng)將圖3所示的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4時(shí)鏡筒體5的移動(dòng)的橫截面圖；圖5是施加到壓電元件4用于鏡筒體5的另一個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖；圖6是描述當(dāng)將圖5所示的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4時(shí)鏡筒體5的移動(dòng)的橫截面圖；圖7是作為機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的C-環(huán)形雙壓電晶片元件8的說明圖；圖8是使用雙壓電晶片元件8的鏡筒體13的橫截面圖；圖9是描述圖8所示的鏡筒體5的橫截面圖；以及圖10是包括在第一實(shí)施例中描述的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取單元的示例的光學(xué)布局圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)所描述的和附圖的內(nèi)容，至少以下詳細(xì)描述將變得明顯。
第一實(shí)施例圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例的透視圖，圖2是圖1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的主要部分的分解透視圖。
第一鏡筒1由諸如黃銅等的金屬材料制成，呈圓柱形狀，并將透鏡3置于第一鏡筒1內(nèi)。第二鏡筒2由諸如PPS(聚亞苯基硫醚，polyphenylene sulfide)等的塑料材料制成，呈圓柱形狀。
壓電元件4是層壓型的，以圓柱形狀配置以便確保光路，并且是通過施加電壓在厚度方向位移的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件。
第一鏡筒1和第二鏡筒2通過相同的直徑形成；壓電元件4具有比第一鏡筒1和第二鏡筒2略小的直徑，以便不與支架6接觸；并且通過它們之間的壓電元件4來連接第一鏡筒1和第二鏡筒2，從而構(gòu)成鏡筒體5。在這種情況下，通過使用粘結(jié)劑粘接相鄰元件，使第一鏡筒1、第二鏡筒2和壓電元件4沿透鏡3的光軸方向連接，使得其中心基本匹配。
將具有該配置的鏡筒體5安裝到由鎂制成的支架6上，使得第一鏡筒1和第二鏡筒2的側(cè)面置于支架6上。在支架6中，形成導(dǎo)向槽7，用來引導(dǎo)鏡筒體5的滑動(dòng)方向；使用基本V形的橫截面形成導(dǎo)向槽7；并沿鏡筒體5的兩個(gè)預(yù)定總線將鏡筒體5支撐在導(dǎo)向槽7的V形部分的壁表面上。因此，鏡筒體5被導(dǎo)向槽7穩(wěn)定地導(dǎo)向，并可以在透鏡3的光軸方向上滑動(dòng)。
通過從固定到支架6的兩個(gè)板簧元件8a和8b向第一鏡筒1和第二鏡筒2的部分施加壓力，將鏡筒體5置于導(dǎo)向槽7的V形部分的壁表面上。
當(dāng)以這種方式通過引線9a和9b將驅(qū)動(dòng)電壓施加到置于支架6上的鏡筒體5的壓電元件4時(shí)，壓電元件4沿厚度方向變形，使得第一鏡筒1和第二鏡筒2之間的間隔擴(kuò)展。因此，在沿透鏡3的光軸方向彼此遠(yuǎn)離的方向上，將力施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2。
另一方面，當(dāng)停止向鏡筒體5的壓電元件4施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，通過返回到原始厚度，壓電元件4沿厚度方向變形，使得第一鏡筒1和第二鏡筒2之間的間隔變窄。因此，在沿透鏡3的光軸方向彼此靠近的方向上，將力施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2。
順便說一下，當(dāng)假設(shè)m1和m2分別是包括透鏡3的第一鏡筒1的質(zhì)量和第二鏡筒2的質(zhì)量，以及當(dāng)假設(shè)μ1和μ2是當(dāng)在由支架6支撐的支撐面上分別滑動(dòng)第一鏡筒1和第二鏡筒2時(shí)的最大摩擦系數(shù)時(shí)，由于透鏡3的存在、材料的不同、材料量的不同等，第一鏡筒1和第二鏡筒2之間的質(zhì)量關(guān)系保持為m1＞m2，并且由于鏡筒材料的不同或者由支架6支撐的鏡筒的支撐面的表面拋光的不同，第一鏡筒1和第二鏡筒2之間的最大摩擦系數(shù)關(guān)系保持為μ1＜μ2。
在由支架6支撐的鏡筒的支撐面的表面拋光中，第一鏡筒1的側(cè)面是鏡面拋光的，從而使得由支架6支撐的第一鏡筒1的支撐面比由支架6支撐的第二鏡筒2的支撐面平滑，和/或第二鏡筒2的側(cè)面是磨光的或毛面的，從而使得由支架6支撐的第二鏡筒2的支撐面比由支架6支撐的第一鏡筒1的支撐面粗糙。
以下將描述當(dāng)?shù)谝荤R筒1和第二鏡筒2之間的前述質(zhì)量關(guān)系和最大摩擦系數(shù)關(guān)系保持不變時(shí)，如果施加給鏡筒體5的壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓是如圖3所示的快速上升和慢速下降的三角波信號(hào)，則鏡筒體5如何移動(dòng)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的上升使壓電元件4從鏡筒體5在圖4(a)所示的沒有將驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4時(shí)在支架6的支撐面上保持靜止的狀態(tài)變形時(shí)，在沿圖4(b)所示的透鏡3的光軸方向彼此遠(yuǎn)離的方向上，將力f1和f2分別施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2。根據(jù)施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2的力f1和f2，分別在第一鏡筒1和第二鏡筒2產(chǎn)生慣性力IF1和慣性力IF2。在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1是通過將第一鏡筒1的質(zhì)量m1與由于壓電元件4的變形而在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α相乘而得到的值，即IF1＝m1×α，以及另一方面，在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2是通過將第二鏡筒2的質(zhì)量m2與由于壓電元件4的變形而在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α相乘而得到的值，即IF2＝m2×α。分別施加給第一鏡筒1和第二鏡筒2的力f1和f2與壓電元件4的變形有關(guān)并且彼此相等。
當(dāng)分別將力f1和f2施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2時(shí)，根據(jù)所述力在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生摩擦力FF1和摩擦力FF2。在第一鏡筒1中產(chǎn)生的摩擦力FF1是通過將第一鏡筒1的質(zhì)量m1與第一鏡筒1的最大摩擦系數(shù)μ1和重力加速度g相乘而得到的值，即FF1＝m1×μ1×g，以及另一方面，在第二鏡筒2中產(chǎn)生的摩擦力FF2是通過將第一鏡筒2的質(zhì)量m2與第一鏡筒2的最大摩擦系數(shù)μ2和重力加速度g相乘而得到的值，即FF2＝m2×μ2×g。
在這種情況下，第一鏡筒1的慣性力IF1和摩擦力FF1在由于壓電元件4的變形而施加到第一鏡筒1的力f1的相反方向上起作用，而第二鏡筒2的慣性力IF2和摩擦力FF2在由于壓電元件4的變形而施加到第二鏡筒2的力f2的相反方向上起作用。即，根據(jù)壓電元件4的變形，在第一鏡筒1中產(chǎn)生慣性力IF1和摩擦力FF1的合力，在第二鏡筒2中產(chǎn)生慣性力IF2和摩擦力FF2的合力。
順便說一下，在當(dāng)壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓陡峭上升時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α變大，并且與在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的摩擦力相比，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF1和IF2占優(yōu)勢。在驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)，在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1和摩擦力FF1的合力被設(shè)計(jì)成大于由于壓電元件4的變形而施加到第一鏡筒1的力f1，并且在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2和摩擦力FF2的合力被設(shè)計(jì)成小于由于壓電元件4的變形而施加到第二鏡筒2的力f2。即，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系，并且因此，如圖4(b)所示，如果在驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)壓電元件4變形使得厚度增大，則第一鏡筒1不位移而第二鏡筒2位移。
另一方面，在當(dāng)壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓緩慢下降時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α接近于零，并且與在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF1和IF2相比，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的摩擦力FF1和摩擦力FF2占優(yōu)勢。在驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)，在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1和摩擦力FF1的合力被設(shè)計(jì)成小于由于壓電元件4的變形而施加到第一鏡筒1的力f1，并且在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2和摩擦力FF2的合力被設(shè)計(jì)成大于由于壓電元件4的變形而施加到第二鏡筒2的力f2。即，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，并且因此，如圖4(c)所示，如果在驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)壓電元件4變形并返回到?jīng)]有變形的原始狀態(tài)，則第二鏡筒2不位移而第一鏡筒1位移。
因此，通過如圖3所示將快速上升和緩慢下降的三角波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4，鏡筒體5被導(dǎo)向槽7引導(dǎo)并被驅(qū)動(dòng)在支架6中沿透鏡3的一個(gè)光軸方向滑動(dòng)到圖4的左側(cè)。
通過第一鏡筒1和第二鏡筒2的質(zhì)量m1和m2以及最大摩擦系數(shù)μ1和μ2，以及壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓的上升和下降速率，設(shè)置在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1和摩擦力FF1的合力以及在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2和摩擦力FF2的合力，其中驅(qū)動(dòng)電壓的上升和下降速率調(diào)整在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α。
接下來將描述如果施加到鏡筒體5的壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓是圖5所示的緩慢上升和快速下降的三角波信號(hào)，則鏡筒體5的移動(dòng)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的上升使壓電元件4從圖6(a)所示的不向壓電元件4施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)鏡筒體5保持靜止在支架6的支撐面上的狀態(tài)變形時(shí)，在沿透鏡3的光軸方向彼此遠(yuǎn)離的方向上，將力f1和f2施加到第一鏡筒1和第二鏡筒2；在第一鏡筒1產(chǎn)生慣性力IF1和摩擦力FF1的合力；以及在第二鏡筒2產(chǎn)生慣性力IF2和摩擦力FF2的合力，如圖4所示。
在如圖5所示，壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓緩慢上升時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α接近于零，并且與在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF1和IF2相比，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的摩擦力FF1和摩擦力FF2占優(yōu)勢。在驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)，在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1和摩擦力FF1的合力被設(shè)計(jì)成小于由于壓電元件4的變形而施加到第一鏡筒1的力f1，并且在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2和摩擦力FF2的合力被設(shè)計(jì)成大于由于壓電元件4的變形而施加到第二鏡筒2的力f2。即，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，并且因此，如圖6(b)所示，如果在驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)壓電元件4變形從而厚度增大，則第二鏡筒2不位移而第一鏡筒1位移。
另一方面，當(dāng)壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓陡峭下降時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的加速度α變大，并且與在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的摩擦力FF1和FF2相比，在第一鏡筒1和第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF1和IF2占優(yōu)勢。在驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)，在第一鏡筒1中產(chǎn)生的慣性力IF1和摩擦力FF1的合力被設(shè)計(jì)成大于由于壓電元件4的變形而施加到第一鏡筒1的力f1，并且在第二鏡筒2中產(chǎn)生的慣性力IF2和摩擦力FF2的合力被設(shè)計(jì)成小于由于壓電元件4的變形而施加到第二鏡筒2的力f2。即，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系，并且因此，如圖6(c)所示，如果在驅(qū)動(dòng)電壓下降時(shí)壓電元件4變形并返回到?jīng)]有變形的原始狀態(tài)，則第一鏡筒1不移位而第二鏡筒2移位。
因此，通過將圖5所示的緩慢上升并快速下降的三角波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4，鏡筒體5被導(dǎo)向槽7引導(dǎo)并被驅(qū)動(dòng)沿透鏡3的另一光軸方向在支架6中滑動(dòng)到圖6的右側(cè)。
因此，通過將圖3所示的快速上升并緩慢下降的三角波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓或者圖5所示的緩慢上升并快速下降的三角波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件4，可以沿透鏡3的光軸方向的預(yù)定方向驅(qū)動(dòng)鏡筒體5，并可以通過控制壓電元件4的驅(qū)動(dòng)電壓的施加周期，將鏡筒體5驅(qū)動(dòng)所需的位移量。
盡管在上述實(shí)施例中機(jī)電轉(zhuǎn)換元件是通過層壓環(huán)形物體而形成為圓柱形狀的壓電元件4，并通過向壓電元件4施加驅(qū)動(dòng)電壓而沿厚度方向位移，本發(fā)明的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件不限于該實(shí)施例并且可以做出不偏離本發(fā)明的精神的各種方面和修改。
例如，機(jī)電轉(zhuǎn)換元件可以是具有圖7所示的切口11的C-環(huán)形狀的雙壓電晶片元件10。在位于預(yù)定直徑線上的粘結(jié)區(qū)域12a、12b將雙壓電晶片元件10粘結(jié)到第一鏡筒1，并在位于預(yù)定直徑線上的粘結(jié)區(qū)域13a、13b將雙壓電晶片元件10粘結(jié)到第二鏡筒2，如圖8所示，通過它們之間的雙壓電晶片元件10將第一鏡筒1與第二鏡筒2耦合，從而構(gòu)成鏡筒體14。如圖9所示，根據(jù)施加的驅(qū)動(dòng)電壓，使雙壓電晶片元件10以彎曲的方式變形，從而驅(qū)動(dòng)鏡筒體14。
盡管在上述實(shí)施例中透鏡3僅置于第一鏡筒1中，但這不構(gòu)成限制。如果需要組合透鏡用于鏡筒體5的光學(xué)系統(tǒng)，則盡管所有的透鏡都可以置于第一鏡筒1中，但是也可以將這些透鏡置于第一鏡筒1和第二鏡筒兩者中。
第二實(shí)施例圖10是包括第一實(shí)施例中所描述的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取單元的示例的光學(xué)布局圖。圖10所示的光學(xué)拾取單元具有支持Blu-ray標(biāo)準(zhǔn)盤的配置。
激光二極管20發(fā)出具有從400nm到420nm，例如405nm波長的激光，400nm到420nm是適用于Blu-ray標(biāo)準(zhǔn)盤的藍(lán)紫(藍(lán))波段。
衍射光柵21衍射從激光二極管20發(fā)出的激光，從而形成用于跟蹤控制的±主衍射光，在通過1/2波長片22將偏振方向設(shè)置為P-偏振后，激光通過棱鏡型偏振光束分光器23的濾光表面23a。
在通過棱鏡型偏振光束分光器23的濾光表面23a后，通過準(zhǔn)直透鏡24將激光轉(zhuǎn)換為平行光，并通過反射鏡25反射，使得光軸正交彎曲，通過1/4波長片26并入射到物鏡27上。
物鏡27具有適于Blu-ray標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值孔徑0.85。由物鏡致動(dòng)器28在聚焦方向、跟蹤方向和徑向傾斜方向上驅(qū)動(dòng)物鏡27，以及通過物鏡27聚集的激光跟隨并聚焦在盤D的信號(hào)層上以便跟隨信號(hào)層的信號(hào)軌跡，以及跟隨徑向上的傾斜以便不在信號(hào)層上的光斑中產(chǎn)生慧形像差。
通過盤D的信號(hào)層上的信號(hào)來調(diào)制和反射激光，使激光返回到物鏡27，回到光路，并到達(dá)偏振光束分光器23。由于返回到偏振光束分光器23的激光在到盤D的向前路徑和從盤D的向后路徑上兩次穿過1/4波長片26，在返回到偏振光束分光器23的激光中，偏振方向旋轉(zhuǎn)1/2波長。因此，盡管在到盤D的向前路徑上，激光是P-偏振，但是激光變?yōu)镾-偏振并入射到偏振光束分光器23上。
因此，返回到偏振光束分光器23的激光被偏振濾光器的表面23a反射從而產(chǎn)生照射到盤D的激光的聚焦誤差分量、通過執(zhí)行聚焦調(diào)整的伺服透鏡29引導(dǎo)到光檢測器30、并被光檢測器30上的接收區(qū)域接收。
因此，由光檢測器30通過各種接收的信號(hào)來獲取盤的記錄信號(hào)，并獲取控制信號(hào)用于與盤相應(yīng)的聚焦控制、跟蹤控制和徑向傾斜控制。
順便，將準(zhǔn)直透鏡24置于在第一實(shí)施例中所描述的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的鏡筒體31中，并且可以通過作為插入第一鏡筒32和第二鏡筒33之間以耦合鏡筒32和33的像差校正致動(dòng)器的壓電元件34來驅(qū)動(dòng)鏡筒體31。通過將驅(qū)動(dòng)電壓施加到該壓電元件34使壓電元件34變形，可以在具有不同于物鏡的光學(xué)元件的支架內(nèi)，在準(zhǔn)直透鏡24的光軸方向上將鏡筒體31向兩側(cè)位移預(yù)定量。因此，通過驅(qū)動(dòng)鏡筒體31來位移準(zhǔn)直透鏡24，在入射到物鏡27上的激光中調(diào)整加寬角。結(jié)果，在從物鏡24發(fā)出的激光中產(chǎn)生用于校正的球面像差，從而最小化通過覆蓋盤D的信號(hào)層的覆蓋層(透明基板)會(huì)聚到信號(hào)層上的激光中產(chǎn)生的球面像差。
準(zhǔn)直透鏡24用作校正會(huì)聚到信號(hào)記錄介質(zhì)的信號(hào)層上的激光中產(chǎn)生的球面像差的像差校正透鏡。
本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置和包括透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取單元不限于所示裝置?？梢栽诓黄x其精神的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
該申請(qǐng)要求2006年3月24日提交的日本專利申請(qǐng)No.2006-83562的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此通過引用而并入。
權(quán)利要求
1.一種透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一鏡筒，具有置于其內(nèi)的透鏡；第二鏡筒；機(jī)電轉(zhuǎn)換元件，對(duì)第一鏡筒施加驅(qū)動(dòng)力f1以及對(duì)第二鏡筒施加驅(qū)動(dòng)力f2；以及支架，用來支撐第一鏡筒和第二鏡筒的側(cè)面，使得在支架上沿透鏡的光軸方向滑動(dòng)地安裝鏡筒體，所述鏡筒體是通過它們之間的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件連接的第一鏡筒和第二鏡筒，其中，通過施加驅(qū)動(dòng)電壓，機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生導(dǎo)致沿透鏡的光軸方向的位移的變形，以及其中，通過施加驅(qū)動(dòng)力f1，第一鏡筒產(chǎn)生慣性力IF1和與支架的支撐面的摩擦力FF1，以及其中，通過施加驅(qū)動(dòng)力f2，第二鏡筒產(chǎn)生慣性力IF2和與支架的支撐面的摩擦力FF2，以及其中，沿透鏡的光軸方向?qū)㈢R筒體驅(qū)動(dòng)至一側(cè)，使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便增大第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系，以及使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便減小第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，以及其中，沿透鏡的光軸方向?qū)㈢R筒體驅(qū)動(dòng)至另一側(cè)，使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便增大第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＞IF1+FF1以及f2＜IF2+FF2的關(guān)系，以及使得當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生變形以便減小第一鏡筒和第二鏡筒之間的間隔時(shí)，保持f1＜IF1+FF1以及f2＞IF2+FF2的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件是通過施加驅(qū)動(dòng)電壓，在沿透鏡的光軸方向的厚度方向上擴(kuò)展和收縮的壓電元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，形成導(dǎo)向槽，以便將鏡筒體放置在支架中，并沿導(dǎo)向槽可滑動(dòng)地支撐鏡筒體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，通過基本上V形的橫截面來形成導(dǎo)向槽，以便沿鏡筒體在導(dǎo)向槽的壁表面上的兩條預(yù)定總線來支撐鏡筒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，當(dāng)假設(shè)m1和m2分別是包括透鏡的第一鏡筒的質(zhì)量和第二鏡筒的質(zhì)量時(shí)，以及μ1和μ2分別是當(dāng)?shù)谝荤R筒和第二鏡筒在由支架支撐的支撐面上滑動(dòng)時(shí)的最大摩擦系數(shù)時(shí)，保持m1＞m2以及μ1＜μ2的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，由支架支撐的第一鏡筒的支撐面被拋光成比由支架支撐的第二鏡筒的支撐面光滑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，由支架支撐的第二鏡筒的支撐面被拋光成比由支架支撐的第一鏡筒的支撐面粗糙。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其中，第一鏡筒的材料是金屬，而第二鏡筒的材料是塑料。
9.一種光學(xué)拾取單元，其中，將權(quán)利要求1的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置置于激光源和物鏡之間的光路上，以及其中，置于透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的第一鏡筒中的透鏡是像差校正透鏡，該像差校正透鏡校正將激光引導(dǎo)到信號(hào)記錄介質(zhì)的發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)所產(chǎn)生的球面像差，以及其中，通過驅(qū)動(dòng)鏡筒體在光軸方向上位移像差校正透鏡，來校正照射到信號(hào)記錄介質(zhì)的信號(hào)層上的激光的會(huì)聚光斑的球面像差。
全文摘要
通過驅(qū)動(dòng)桿、導(dǎo)向槽使鏡筒滑動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，為了在驅(qū)動(dòng)桿、導(dǎo)向槽的周圍設(shè)置的間隙而使鏡筒移動(dòng)時(shí)，具有發(fā)生向鏡筒傾斜、光軸錯(cuò)位的問題。鏡筒體是通過它們之間的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件連接的第一鏡筒和第二鏡筒，將鏡筒體放置在支架中，由機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的變形分別給第一鏡筒和第二鏡筒施加驅(qū)動(dòng)力，依照該驅(qū)動(dòng)力，使第一鏡筒和第二鏡筒分別產(chǎn)生慣性力和摩擦力，根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的驅(qū)動(dòng)電壓，在驅(qū)動(dòng)機(jī)電轉(zhuǎn)換元件變形時(shí)和從該變形恢復(fù)時(shí)，變化在第一鏡筒和第二鏡筒分別發(fā)生的慣性力和摩擦力，使鏡筒體向透鏡的光軸方向的所希望的方向移位。由此，由安裝在鏡筒體中的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件來驅(qū)動(dòng)鏡筒體自身。
文檔編號(hào)G02B7/02GK101042458SQ20071008976
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者川崎良一, 新藤博之 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社, 三洋光學(xué)設(shè)計(jì)株式會(huì)社