專利名稱：物鏡驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于光學頭的物鏡驅(qū)動裝置。
背景技術：
以DVD、CD、MiniDisc(以下簡稱MD)等光盤、磁光盤等圓盤狀的光記錄介質(zhì)(以下簡稱光盤)作為記錄介質(zhì)的光盤裝置，包括用于再生光盤中存儲的信息信號、或記錄信息信號的光學頭。該光學頭包括作為發(fā)射照射光盤信息記錄面的光束的光源的半導體激光器、分離來自光盤的反射光的分束鏡、由全息圖元件等構成的光學系統(tǒng)單元，使半導體激光器發(fā)射出的光束經(jīng)物鏡聚光在光盤的信息記錄面上，并使光束追蹤信息軌道的物鏡驅(qū)動裝置。
物鏡驅(qū)動裝置，是為了使物鏡追蹤光盤轉動中出現(xiàn)的盤面振動和偏心，在與信息記錄面垂直的方向、即聚焦方向，以及與光盤信息記錄面平行且與信息軌道垂直的方向、即作為光盤內(nèi)外周方向的追蹤方向上，移動調(diào)整物鏡的裝置。該物鏡驅(qū)動裝置例如可以在聚焦方向上2mm、追蹤方向上1mm的范圍內(nèi)移動物鏡，進行位置調(diào)整。因此，物鏡驅(qū)動裝置配備直交雙軸驅(qū)動機構。該直交雙軸驅(qū)動機構，向配置在磁場中的線圈輸入控制電流，利用由此產(chǎn)生的電磁力在聚焦方向及追蹤方向上移動物鏡。
作為已實用化的直交雙軸驅(qū)動機構，有無摩擦、可獲得順暢的驅(qū)動特性的彈簧支承方式，和組裝精度高、且具有優(yōu)良的物鏡傾斜姿勢維持特性的軸滑動方式。
上述彈簧支承方式的直交雙軸驅(qū)動機構中，作為承載物鏡的彈性支承構件的結構，有鉸鏈型結構、金屬絲型(wire-type)結構或板狀彈簧結構。板狀彈簧結構的直交雙軸驅(qū)動機構在加工性及運轉特性等方面對實現(xiàn)物鏡驅(qū)動裝置的小型化極為有效。
關于配備論及的板狀彈簧結構的直交雙軸驅(qū)動機構的以往的物鏡驅(qū)動裝置，例如可參考專利文獻1中記載的裝置。
以下結合圖15～圖18就以往的物鏡驅(qū)動裝置進行說明。圖15是表示以往的物鏡驅(qū)動裝置的一例的整體斜視圖，圖16是其整體平面圖，圖17是配備在該物鏡驅(qū)動裝置中，構成在聚焦方向及追蹤方向上對物鏡可自由變位地支承的雙軸驅(qū)動器的彈性支承構件的部分省略的斜視圖，圖18是表示運用有限要素法的數(shù)值解析中偏搖方向的共振模式(屈曲共振頻率(buckling resonance frequency))的以往物鏡驅(qū)動裝置的俯視圖。
圖15～圖18中，物鏡1通過玻璃沖壓或樹脂成型方式制成，該物鏡1以粘結方式固定在物鏡支架2上。物鏡支架2由樹脂成型并形成有孔，在該孔中插入物鏡1。以Z軸為中心卷繞的聚焦線圈3和以X軸為中心卷繞的追蹤線圈4A、4B以粘結的方式固定在物鏡支架2中，上述物鏡1、物鏡支架2、聚焦線圈3以及追蹤線圈4A、4B構成可動部5。
由薄板彈簧材料制成的彈性支承構件60，一端固定在物鏡支架2的側面，另一端與固定在基座構件8上的固定構件7固定連接。而且，彈性支承構件60在聚焦方向(Z軸方向)及追蹤方向(Y軸方向)上變位可能地支承著可動部5。另外，固定構件7由樹脂材料制成。
彈性支承構件60由導電性及彈性均優(yōu)良的磷青銅、鈹銅等金屬板經(jīng)金屬沖壓加工方式?jīng)_壓制成。該彈性支承構件60也用于向聚焦線圈3和追蹤線圈4通電。
如圖17所示，彈性支承構件60中，在固定構件7一側的端部形成有U字形折返部70。這樣，彈性支承構件60的有效長度則為L10+L20。
基座構件8由鐵等強磁性金屬制成，包括對置設置的磁軛9A和磁軛9B，以夾住聚焦線圈3和追蹤線圈4。磁軛9A及磁軛9B中固定有磁極方向為X軸方向，且相互對置面的磁極為互不相同的永久磁石10A和10B。上述磁軛9A、9B、永久磁石10A及10B構成電磁線路部40。
采用以上結構的物鏡驅(qū)動裝置901中，一旦向聚焦線圈3輸入與聚焦報錯信號相對應的電流，基于流經(jīng)該聚焦線圈3的電流和來自構成電磁線路部40的永久磁石10A及10B的磁力線，產(chǎn)生沿聚焦方向驅(qū)動可動部5的電磁驅(qū)動力。該電磁驅(qū)動力沿與光軸平行的聚焦方向移動物鏡1，從而實現(xiàn)對照射到光盤的半導體激光的聚焦調(diào)整。一端固定在固定構件7上的彈性支承構件60，在進行聚焦調(diào)整時，通過在圖15中顯示的Z軸方向(聚焦方向)上發(fā)生彈性變形，從而在Z軸方向上對可動部5，即物鏡1的位置進行調(diào)整。
另外，上述物鏡驅(qū)動裝置901中，一旦向第1追蹤線圈4A或第2追蹤線圈4B輸入與追蹤報錯信號相對應的電流，基于流經(jīng)上述追蹤線圈4A或追蹤線圈4B中與物鏡1的光軸平行的部位的電流和構成電磁線路部40的永久磁石10的磁力線，產(chǎn)生沿追蹤方向(Y軸方向)驅(qū)動可動部5的電磁驅(qū)動力。該電磁驅(qū)動力沿與光軸垂直的追蹤方向移動調(diào)整物鏡1，從而實現(xiàn)對照射到光盤的半導體激光的追蹤調(diào)整。一端固定在固定構件7上的彈性支承構件6，在進行追蹤調(diào)整時，通過在圖15中顯示的Y軸方向(追蹤方向)上發(fā)生彈性變形，從而在Y軸方向上對可動部5，即物鏡1的位置進行調(diào)整?？蓜硬?相對于輸入電流向聚焦方向及追蹤方向的變位動作，在低頻帶域幾乎是固定的，但當超過某一特定頻率進入高頻帶域后，隨著頻率的增高，出現(xiàn)以-40dB/dec的傾斜減小的振動動作。該特定頻率，即一次共振頻率(f0)，由可動部5的重量、彈性支承構件60的楊氏模量(Young’smodulus)和形狀已經(jīng)基本決定，例如與彈性支承構件60的有效長度的2/3次方成反比。
一次共振頻率(f0)增高時，由于在低頻帶域中相對于輸入電流的可動部5的變位量減小，因此以往的物鏡驅(qū)動裝置901中，通過在彈性支承構件60的固定構件7一側設置U字形折返部70，來延長彈性支承構件60的有效長度，由此特別是可以降低聚焦方向的一次共振頻率。
專利文獻1日本專利公開公報特開平8-83433號但上述以往的結構中，由于在彈性支承構件60的固定構件7一側形成折返部70，因此模具結構就變得復雜，并存在彈性支承構件60的成品率低下，模具壽命縮短等問題。
物鏡驅(qū)動裝置901除上述一次共振頻率外，在高頻帶域也存在共振頻率。如圖18所示，彈性支承構件60沿X軸方向屈曲、可動部5在XY平面上產(chǎn)生旋轉運動的偏搖模式的共振(屈曲共振)中，由于物鏡1沿Y軸方向振動，因此會影響追蹤方向的伺服特性。特別是，在伺服增益為零的頻率處的增益交點頻率(通常設定為500Hz至1.5kHz)附近，當存在作為上述偏搖模式的共振頻率的屈曲共振頻率時，會對伺服特性造成很大的影響，因此，屈曲共振頻率的頻率必須要充分地比增益交點頻率高。但上述以往結構中，由于設有折返部70，彈性支承構件60相對于屈曲的剛性則變低，因此屈曲共振頻率也被降低。由此存在屈曲共振頻率太靠近伺服增益交點頻率，伺服特性不穩(wěn)定的問題。
此處，對圖17中所示設有折返部70的彈性支承構件60和圖19中所示僅由直條結構構成的彈性支承構件61，運用有限要素法進行共振頻率的數(shù)值計算。在懸臂的有效長度L30(＝L10+L20)＝8.6mm，寬度b1＝b2＝b3＝0.08mm，厚度t＝0.05mm時的計算結果中，設有折返部70的彈性支承構件60，其聚焦方向的一次共振頻率為36Hz，追蹤方向的一次共振頻率為47Hz，屈曲共振頻率為1.2kHz。
與此相比，僅由直條結構構成的彈性支承構件61，其聚焦方向的一次共振頻率為37Hz，追蹤方向的一次共振頻率為50Hz，屈曲共振頻率為3.6kHz，屈曲共振頻率為設有折返部70時的頻率的3.3倍。根據(jù)該計算結果亦可見，設有折返部70的彈性支承構件60中，其屈曲共振頻率靠近于追蹤方向的增益交點頻率。
另外，隨著近年來便攜設備的普及，實現(xiàn)小型化的同時，降低電能消耗是一大課題。一次共振頻率高的產(chǎn)品，由于其彈性支承構件的剛性高，因此用于控制運轉的電能消耗也大。而一次共振頻率低的產(chǎn)品當受到來自外部的沖擊等干擾時，由于可動部5的變位量變大，會發(fā)生物鏡與光盤撞擊而損傷光盤的問題。根據(jù)上述觀點，聚焦方向的一次共振頻率設定為30Hz到40Hz之間為宜。
但在一般金屬沖壓加工中，為維持生產(chǎn)性，彈性支承構件的彈性區(qū)域的寬度以板厚的1.3倍以上為宜。由此，當聚焦方向的一次共振頻率為30Hz以上時，會出現(xiàn)追蹤方向的一次共振頻率增高、追蹤方向上的控制運轉的電能消耗增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往技術所存在的問題，其目的在于抑制聚焦方向的一次共振頻率及屈曲共振頻率的低頻率化，并謀求在追蹤方向的一次共振頻率的降低。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明，包括，彈性支承構件，在固定構件上支承的多個彈性支承構件上裝置物鏡支架，利用上述彈性支承構件的彎曲變形，使固定在該物鏡支架上的物鏡沿聚焦方向及追蹤方向變位的物鏡驅(qū)動裝置為前提；梯形部，設在上述各彈性支承構件中，越靠近該彈性支承構件的端部、其追蹤方向上的寬度就越窄。
本發(fā)明中，彈性支承構件中設有越靠近端部、追蹤方向的寬度越窄的梯形部，因此，在維持聚焦方向的剛性的同時，能夠降低追蹤方向的剛性。由此，可以避免聚焦方向的變位量過大，同時可以降低追蹤方向的一次共振頻率。因此，在防止物鏡與光盤的撞擊的同時，可以降低追蹤方向上控制運轉時的電能消耗。而且，與設有折返部的結構相比，可將屈曲共振頻率維持在較高的值，從而可以防止伺服特性的不穩(wěn)定。
即，采用本發(fā)明的物鏡驅(qū)動裝置，可以維持較高的耐屈曲剛性，并且降低追蹤方向的一次共振頻率。


圖1是本發(fā)明第一實施例的物鏡驅(qū)動裝置的斜視圖。
圖2是上述物鏡驅(qū)動裝置的俯視圖。
圖3是設置于上述物鏡驅(qū)動裝置中的彈性支承構件的斜視圖。
圖4是表示上述彈性支承構件在聚焦方向一次共振頻率下的共振模式的示意圖。
圖5是表示上述彈性支承構件在追蹤方向一次共振頻率下的共振模式的示意圖。
圖6是表示上述彈性支承構件在偏搖模式的共振頻率(屈曲共振頻率)下的共振模式的示意圖。
圖7是本發(fā)明第二實施例的物鏡驅(qū)動裝置的斜視圖。
圖8是設置于上述物鏡驅(qū)動裝置中的彈性支承構件的斜視圖。
圖9是表示梯形部比例與追蹤方向共振頻率相對值的關系的特性圖。
圖10是本發(fā)明第三實施例的物鏡驅(qū)動裝置的斜視圖。
圖11是設置于上述物鏡驅(qū)動裝置中的彈性支承構件的斜視圖。
圖12是w1/w2比值與共振頻率相對值的關系的特性圖。
圖13是本發(fā)明第四實施例的物鏡驅(qū)動裝置的斜視圖。
圖14是設置于上述物鏡驅(qū)動裝置中的彈性支承構件的斜視圖。
圖15是以往的物鏡驅(qū)動裝置的斜視圖。
圖16是以往的物鏡驅(qū)動裝置的俯視圖。
圖17是設置于以往的物鏡驅(qū)動裝置中的彈性支承構件的斜視圖。
圖18是表示上述彈性支承構件在偏搖模式的共振頻率(屈曲共振頻率)下的共振模式的示意圖。
圖19是僅設置直條結構的彈性支承構件的斜視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行詳細的說明。
(第一實施例)圖1是本發(fā)明所涉及的物鏡驅(qū)動裝置101的第一實施例的斜視圖，圖2是圖1中物鏡驅(qū)動裝置101的俯視圖，圖3是設置于圖1中物鏡驅(qū)動裝置101中的彈性支承構件6的部分省略斜視圖。該彈性支承構件6設置于在聚焦方向及追蹤方向變位自如地支承著物鏡1的雙軸驅(qū)動器中。圖4是圖1中物鏡驅(qū)動裝置101的局部側視示意圖，表示聚焦方向在一次共振頻率下的共振模式。圖5是圖1中物鏡驅(qū)動裝置101的局部俯視示意圖，表示追蹤方向在一次共振頻率下的共振模式。圖6是圖1中物鏡驅(qū)動裝置101的局部俯視示意圖，表示在偏搖模式的共振頻率(屈曲共振頻率)下的共振模式。圖1～圖6中，X軸表示光盤的軌道切線方向，Y軸表示追蹤方向，Z軸表示聚焦方向。
在此，對與圖15～圖18所示以往例中相同的構成要素使用統(tǒng)一的符號，并省略其詳細說明。
如圖1～圖6所示，物鏡驅(qū)動裝置101包括基座構件8，固定于該基座構件8上的固定構件7，彈性支承構件6，由該彈性支承構件6彈性地支承于固定構件7上的物鏡支架2。
物鏡支架2由樹脂成型制成。該物鏡支架2上設有孔，物鏡1被插入該孔。而且物鏡1以粘結方式固定在物鏡支架2上。物鏡1由玻璃沖壓或樹脂成型方式制成。
物鏡支架2上以粘結方式固定有繞Z軸卷繞的聚焦線圈3和繞X軸卷繞的追蹤線圈4A、4B。并且，物鏡1、物鏡支架2、聚焦線圈3以及追蹤線圈4A、4B構成相對于固定構件7能夠變位的可動部5。
上述彈性支承構件6由薄板彈簧材料制成，各彈性支承構件6，一端被固定在設于物鏡支架2中的支承部11上，另一端被固定在固定構件7上。彈性支承構件6，在聚焦方向及追蹤方向變位可能地支承著可動部5。具體而言，固定構件7被設置在基座構件8在X軸方向的一端上。而上述物鏡支架2的支承部11，被設置在物鏡支架2上、且位于X軸方向上與固定構件7相反的一側。各彈性支承構件6沿X軸方向設置。上述各彈性支承構件6從X軸方向看去呈橫向長的長方形。而且，物鏡支架2被安裝于設置在追蹤方向兩側的彈性支承構件6之間。
物鏡支架2和固定構件7均由樹脂制成。而且，彈性支承構件6通過嵌入成型，與物鏡支架2及固定構件7形成一體。
彈性支承構件6由導電性及彈性均優(yōu)良的磷青銅、鈹銅等金屬板經(jīng)沖壓加工后沖壓制成。彈性支承構件6的一端通過焊接與聚焦線圈3及追蹤線圈4A、4B接合。即，彈性支承構件6是可通電的。
彈性支承構件6，如圖3所示，由彈性變形部14構成，其中，所述彈性變形部14使從固定構件7伸出的底端部12與從上述支承部11伸出的頂端部13之間的部位對物鏡1的移動賦予彈性變形。上述底端部12從固定構件7沿Y軸方向伸出，從該底端部12彎曲后與彈性變形部14連接。而且該彈性變形部14沿X軸方向筆直延伸。頂端部13的寬度比彈性變形部14大。另外，所有彈性支承構件6的結構均相同。
彈性變形部14包括，連接上述頂端部13的直條部15，接續(xù)該直條部15并與底端部12連接的梯形部17。直條部15在追蹤方向上的寬度，在整個長軸方向上是一致的。將該直條部15的寬度設為w2。梯形部17是從Z軸方向觀察呈梯形的部位。梯形部17與直條部15連接一端的寬度為w2，與底端部12連接的另一端的寬度w1則比寬度w2要窄。即，梯形部17從彈性變形部14的中央部分開始越靠近底端部寬度越窄，由此，梯形部17呈在固定構件7一側的端部的沿追蹤方向上的寬度變窄的形狀。彈性支承構件6，當Z軸方向的厚度設為t時，Y軸方向的寬度值要比該t值大。彈性支承構件6的有效長度，更具體而言是彈性變形部14的有效長度為L1，梯形部17的有效長度為L2。該有效長度意味著物鏡1在Z軸方向(聚焦方向)上變位時，對該變位起作用的部分的長度。
上述基座構件8由鐵等強磁性金屬制成?；鶚嫾?包括對置設置的磁軛9A和磁軛9B，以夾住聚焦線圈3和追蹤線圈4A、4B。磁軛9A和磁軛9B上粘結固定有磁極方向均為X軸方向，且相互對置面的磁極互不相同的永久磁石10A和10B。上述磁軛9A、9B、永久磁石10A、10B構成電磁線路部40。
固定構件7上形成有沿X軸方向貫通的貫通孔7a(參照圖1)，從設置在圖外的光學系統(tǒng)單元中的半導體激光器射出的光束穿過該貫通孔7a。在物鏡支架2上，設有在圖1中的物鏡1的下方呈45度傾斜的鏡面(省略圖示)。該鏡面反射穿過上述貫通孔7a的光束，使其射入物鏡1。即，從半導體激光器射出的光束穿過固定構件7的貫通孔7a，沿X軸方向射入物鏡驅(qū)動裝置101。該光束的方向經(jīng)鏡面反射由X軸方向變?yōu)閆軸方向后射入物鏡1。而后光束被聚光到未圖示的光盤信息記錄面上。
采用以上結構的物鏡驅(qū)動裝置101，一旦向聚焦線圈3輸入與聚焦報錯信號相對應的電流，基于流經(jīng)該聚焦線圈3的電流和構成電磁線路部40的永久磁石10A及10B的磁力線，會產(chǎn)生沿聚焦方向(Z軸方向)驅(qū)動可動部5的電磁驅(qū)動力。該電磁驅(qū)動力將物鏡1沿與光軸平行的聚焦方向移動，從而實現(xiàn)對照射到光盤的半導體激光的聚焦調(diào)整。端部固定在固定構件7上的彈性支承構件6，在聚焦調(diào)整動作時，通過在如圖1所示的Z軸方向(聚焦方向)上發(fā)生彈性變形，而使物鏡支架2對固定構件7產(chǎn)生相對變位。由此，可以在Z軸方向上對可動部5，即物鏡1進行位置調(diào)整。
另外，物鏡驅(qū)動裝置101中，一旦向第1追蹤線圈4A或第2追蹤線圈4B輸入與追蹤報錯信號相對應的電流，基于流經(jīng)上述追蹤線圈4A或追蹤線圈4B中與物鏡1的光軸平行的部位的電流和構成電磁線路部40的永久磁石10的磁力線，會產(chǎn)生沿追蹤方向(Y軸方向)驅(qū)動可動部5的電磁驅(qū)動力。該電磁驅(qū)動力將物鏡1調(diào)整至與光軸垂直的追蹤方向，從而實現(xiàn)對照射到光盤的半導體激光的追蹤調(diào)整。端部固定在固定構件7上的彈性支承構件6，在追蹤調(diào)整動作時，通過在如圖1所示的Y軸方向(追蹤方向)上發(fā)生彈性變形，而使物鏡支架2對固定構件7產(chǎn)生相對變位。由此可以在Y軸方向上對可動部5，即物鏡1進行位置調(diào)整。
可動部5相對于輸入電流的沿聚焦方向及追蹤方向上的變位動作量，雖然在低頻帶域幾乎是固定的，但一旦超過某一特定頻率而進入高頻帶域，隨著頻率的增高，會產(chǎn)生以-40dB/dec的傾斜而減小的振動運動。該特定頻率，即一次共振頻率(f0)不僅在進行聚焦方向的調(diào)整動作時會出現(xiàn)，在進行追蹤方向的調(diào)整動作時也會出現(xiàn)。另外，在進行追蹤方向的調(diào)整動作時，在高于一次共振頻率的高頻帶域中，會發(fā)生彈性支承構件6沿X軸方向屈曲而可動部5在XY平面內(nèi)旋轉的作為共振模式的屈曲共振。
聚焦方向的一次共振，如圖4所示，是彈性支承構件6向Z軸方向變形的模式。該模式下，由于設置有相互平行的4根彈性支承構件6，各彈性變形部14成為二次彎曲模式，由此物鏡1沿聚焦方向產(chǎn)生平行移動。聚焦方向的一次共振頻率，幾乎不受設置梯形部17、彈性變形部14的寬度在長軸方向上不同而導致的影響。
追蹤方向的一次共振，如圖5所示，是彈性支承構件6向Y軸方向變形的模式，該模式下特別是端部會產(chǎn)生應力。由此，因為具有梯形部17，追蹤方向的一次共振頻率會降低。
在偏搖模式的共振頻率(屈曲共振頻率)下，如圖6所示，彈性支承構件6的彈性變形部14屈曲彎曲成S字形，物鏡支架2會在XY平面內(nèi)產(chǎn)生振動。此時，由于彈性變形部14在長軸方向(X軸方向)的中央附近變形最大，因此即使采用彈性變形部14在端部的寬度減小的梯形部17，也幾乎不會由此對屈曲共振頻率造成影響。
對于設置有圖3所示彈性支承構件6的物鏡驅(qū)動裝置101，運用有限要素法計算共振頻率。計算過程中，設彈性變形部14的有效長度L1＝8.6mm，梯形部17的有效長度L2＝7.6mm，寬度w2＝0.08mm，寬度w1＝0.055mm，厚度t＝0.045mm。計算結果是，聚焦方向的一次共振頻率為30Hz，追蹤方向的一次共振頻率為37Hz，屈曲共振頻率為2.2kHz。此時，如調(diào)整以往僅使用直條結構的彈性支承構件61的厚度t，使聚焦方向的一次共振頻率變?yōu)?7Hz的話，本實施例的彈性支承構件6在追蹤方向的一次共振頻率則變?yōu)?5.6Hz。同樣，厚度t調(diào)整后，屈曲共振頻率則變?yōu)?.7kHz。因此，與追蹤方向的一次共振頻率為50Hz的以往僅使用直條結構的彈性支承構件61相比，本實施例中追蹤方向的一次共振頻率降低了9％。由此可知，通過在彈性變形部14中設置梯形部17，與彈性系數(shù)的平方相關的電能消耗可下降兩成左右。另一方面，對于屈曲共振頻率為3.6kHz的以往僅使用直條結構的彈性支承構件61，本實施例中為2.7kHz，確實呈現(xiàn)降低的傾向，但由于該值對于作為伺服增益為零的增益交點頻率(通常設定為500Hz至1.5kHz)而言是一非常大的值，還未達到會影響伺服特性的頻率降低程度。也就是說，即可以不至惡化伺服特性的程度而維持屈曲共振頻率，又可以降低追蹤方向的一次共振頻率與聚焦方向的一次共振頻率的比值。
本第一實施例的彈性變形部14中，雖然梯形部17中最窄部位的寬度w1是厚度t的1.2倍，但彈性變形部14的絕大部分區(qū)域的寬度均是厚度t在1.3倍以上，因此不會惡化進行金屬沖壓加工時的生產(chǎn)性。因此，可以在維持生產(chǎn)性的同時降低追蹤方向的一次共振頻率。
如上所述，采用本第一實施例的物鏡驅(qū)動裝置101，通過在彈性支承構件6中設置梯形部17，可以在不大幅降低屈曲共振頻率的基礎上，降低追蹤方向的一次共振頻率。其結果是，即維持了伺服特性又實現(xiàn)了電能消耗的降低。
另外，本第一實施例中，雖然是采用在彈性支承構件6的頂端部13一側設置直條部15的結構，但并不局限于此。即，也可以是使彈性變形部14的全區(qū)域為梯形部17，一端的寬度設為w1，另一端的寬度設為w2的結構。通過這樣的結構也可獲得相同的效果。
(第二實施例)圖7表示本發(fā)明第二實施例所涉及的物鏡驅(qū)動裝置201。圖8是設置于圖7的物鏡驅(qū)動裝置201中的彈性支承構件16的局部斜視圖。圖9表示運用有限要素法對圖7的物鏡驅(qū)動裝置201進行追蹤方向的一次共振頻率的數(shù)值計算結果。彈性支承構件16設置于在聚焦方向及追蹤方向變位自如地支承物鏡1的雙軸驅(qū)動器中。在此，與圖15～圖18所示的以往例中相同的構成要素使用統(tǒng)一的符號，并省略其詳細說明。
圖7、圖8中，彈性支承構件16由導電性及彈性均優(yōu)良的磷青銅、鈹銅等金屬板經(jīng)金屬沖壓加工方式?jīng)_壓制成。彈性支承構件16，其一端是通過焊接與聚焦線圈3及追蹤線圈4A、4B接合并通電。
如圖8所示，各彈性支承構件16中，彈性變形部24分別設有直條部25和梯形部27。彈性變形部24呈直線形，直條部25與彈性支承構件16的頂端部13連接，梯形部27與彈性支承構件16的底端部12連接。梯形部27，在直條部25一側的端部寬度為w2，在底端部12一側的端部寬度為小于寬度w2的w1。
彈性支承構件16，經(jīng)金屬沖壓加工成型后，通過嵌入成型與樹脂制成的物鏡支架2及固定構件7形成一體。
本第二實施例與第一實施例的不同點在于，梯形部27的有效長度L3被設定為彈性支承構件16的有效長度L1的1/2以下，即50％以下，并且有效長度L3被設定為有效長度L1的27％以上。進行如此設定的理由如下。
對如圖8所示的具有彈性支承構件16的物鏡驅(qū)動裝置201，運用有限要素法進行共振頻率的數(shù)值計算。該數(shù)值計算中，設彈性變形部24的有效長度L1＝8.6mm，梯形部27的有效長度L3＝3.0mm，寬度w2＝0.08mm，w1＝0.055mm，厚度t＝0.045mm。即該數(shù)值計算中，有效長度L3為有效長度L1的35％。該數(shù)值計算中，追蹤方向的一次共振頻率為38Hz。由上述結果可知，與第一實施例的物鏡驅(qū)動裝置101相比，寬幅的直條部25的長度伸長至5倍以上的本第二實施例中，追蹤方向的一次共振頻率與第一實施例中基本相同。
另外，結合上述數(shù)值計算，對有效長度L3為有效長度L1的0～100％的所有情況均進行數(shù)值計算。計算結果如圖9所示。圖9中橫軸表示梯形部的比例，即有效長度L3對有效長度L1的比例，縱軸表示追蹤方向的一次共振頻率的相對值。設僅有直條部25、無梯形部27時的一次共振頻率為1.0，該相對值為與之相比的值。如圖9所示，梯形部比例為27％時的相對值為0.8，梯形部比例為27％以上時可以有效降低追蹤方向的一次共振頻率。而且梯形部比例大于50％時，隨著該比例的增大，追蹤方向的一次共振頻率降低的比率很小。因此，梯形部比例超過50％后的范圍內(nèi)，追蹤方向的一次共振頻率幾乎不變。但隨著梯形部比例的增大，彈性變形部24中寬度變窄的區(qū)域則增大，因此梯形部比例超過50％時，可能會降低彈性支承構件16的生產(chǎn)性。由此，將梯形部比例設為27％以上，50％以下時，可以有效降低追蹤方向的一次共振頻率，并可抑制金屬沖壓加工時成品率的降低。
如上所述，采用本第二實施例的物鏡驅(qū)動裝置201，在彈性支承構件16的彈性變形部24處設置梯形部27，通過將該梯形部27的有效長度L3對彈性變形部24的有效長度L1的比值設在27％以上，及50％以下的方法，在能夠更多地確保彈性支承構件16中寬幅的直條部的同時，有效降低追蹤方向的一次共振頻率。因此，在實現(xiàn)第一實施例的效果的基礎上，還可提高彈性支承構件16的金屬沖壓加工的生產(chǎn)性。
以下對本第二實施例的概要進行說明。
(1)上述梯形部的長度為上述彈性支承構件的有效長度的27％以上。因此，可以有效降低追蹤方向的一次共振頻率。
(2)彈性支承構件通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部的長度為上述彈性支承構件有效長度的50％以下。因此，可以抑制金屬沖壓加工時成品率的降低，實現(xiàn)彈性支承構件的穩(wěn)定生產(chǎn)。
另外，有關其它結構、動作及效果方面，因與第一實施例相同，在此省略其詳細說明
(第三實施例)圖10中表示涉及本發(fā)明第三實施例的物鏡驅(qū)動裝置301。圖11是設置于圖10的物鏡驅(qū)動裝置301中的彈性支承構件26的部分省略斜視圖。圖12表示圖10物鏡驅(qū)動裝置301的運用有限要素法計算的追蹤方向一次共振頻率的結果。彈性支承構件26設置于在聚焦方向及追蹤方向變位自如地支承物鏡1的雙軸驅(qū)動器中。在此，與圖15～圖18所示以往例中相同的構成要素使用統(tǒng)一的符號，并省略其詳細說明。
圖10、圖11中，彈性支承構件26由導電性及彈性均優(yōu)良的磷青銅、鈹銅等金屬板經(jīng)金屬沖壓加工方式?jīng)_壓制成。彈性支承構件26，其一端通過焊接與聚焦線圈3及追蹤線圈4A、4B接合并通電。
如圖11所示，各彈性支承構件26中，彈性變形部34分別包括直條部35和梯形部37。彈性變形部34呈直線形，直條部35連接彈性支承構件26的頂端部13，梯形部37連接彈性支承構件26的底端部12。梯形部37中直條部35一側的端部寬度為w2，底端部12一側的端部寬度為小于寬度w2的w1。
彈性支承構件26經(jīng)金屬沖壓加工成型后，通過嵌入成型，與樹脂構成的物鏡支架2及固定構件7形成一體。
本第三實施例中形成的梯形部37，其最寬部分的寬度w2與其最窄部分寬度w1的關系要滿足以下公式(1)的要求。
0.63≤w1/w2≤0.9 …(1)以下，對設置梯形部37時，其兩端的寬度w1、w2要滿足上述公式(1)的理由進行說明。
梯形部37的最窄部分的寬度w1變窄時，雖可降低追蹤方向的一次共振頻率，但會降低金屬沖壓加工時的生產(chǎn)性。另外，對聚焦方向的一次共振頻率和屈曲共振頻率亦會產(chǎn)生影響。據(jù)此，改變寬度w1對寬度w2的比值，運用有限要素法計算此時聚焦方向的一次共振頻率、追蹤方向的一次共振頻率以及屈曲共振頻率(偏搖模式的共振頻率)。該計算中，設彈性變形部34的有效長度L1＝8.6mm，梯形部37的有效長度L3＝3.0mm，寬度w2＝0.08mm，厚度t＝0.045mm。
圖12表示其計算結果。圖12中，橫軸表示w1/w2的比值，縱軸表示共振頻率的相對值。設w1/w2的比值為1時的共振頻率為1，該相對值為與之相比的值。
由圖12可知，w1/w2的比值為0.9時，由于追蹤方向的一次共振頻率的相對值可降低5％左右，因此在其以下的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出電能消耗降低的效果。由此，w1/w2的比值為0.9以下為宜。而且，w1/w2的比值0.8以下時，由于追蹤方向的一次共振頻率的相對值可降低10％左右，因此可以有效地發(fā)揮降低電能消耗的效果。由此，w1/w2的比值為0.8以下時則更佳。另外，w1/w2的比值為0.8以上時，聚焦方向的一次共振頻率及偏搖模式的共振頻率幾乎不降低，僅降低了追蹤方向的一次共振頻率。
另一方向，w1/w2的比值減小時，可能會對金屬沖壓加工中的生產(chǎn)性產(chǎn)生影響。即，寬度w1低于，寬度w1對厚度t的比值為1.1以下的0.050mm時，生產(chǎn)性可能惡化。因此，w1/w2的比值為0.63以上為宜。另外，本第三實施例中，雖然L3的有效長度設定為彈性變形部34的約35％，但L3的有效長度在除此之外的其它情況下也呈現(xiàn)同樣的傾向。
如上所述，采用本第三實施例的物鏡驅(qū)動裝置301，在彈性支承構件26中設置梯形部37，彈性變形部34的直條部35的寬度w2與梯形部37中寬度最窄部分的寬度w1的關系滿足上述式(1)時，能夠只降低追蹤方向的一次共振頻率，而抑制聚焦方向的一次共振頻率和屈曲共振頻率的降低。
以下對第三實施例的概要進行說明。
(1)上述梯形部中，設追蹤方向的最寬部分寬度為w1，追蹤方向的最窄部分寬度為w2時，w1/w2的比值為0.9以下。由此可以發(fā)揮電能消耗降低的效果。
(2)上述梯形部的上述w1/w2的比值為0.8以下。由此可以有效地發(fā)揮電能消耗降低的效果。
(3)上述彈性支承構件通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部的上述w1/w2的比值為0.65以上。由此，可以抑制金屬沖壓加工時成品率的降低。
另外，有關其它結構、動作及效果方面，因與第一實施例相同在此省略其詳細說明。
(第四實施例)圖13中表示涉及本發(fā)明的第四實施例的物鏡驅(qū)動裝置401。圖14是設置于圖13的物鏡驅(qū)動裝置401上的彈性支承構件36的局部斜視圖。彈性支承構件36設置于在聚焦方向及追蹤方向變位自如地支承物鏡1的雙軸驅(qū)動器中。在此，與圖15～圖18所示的以往例中相同的構成要素使用統(tǒng)一的符號，并省略其詳細說明。
圖13、圖14中，彈性支承構件36由導電性及彈性均優(yōu)良的磷青銅、鈹銅等金屬板經(jīng)金屬沖壓加工方式?jīng)_壓制成。彈性支承構件36，其一端與聚焦線圈3及追蹤線圈4A、4B焊接并可通電。
彈性支承構件36經(jīng)金屬沖壓加工成型后，通過嵌入成型，與樹脂構成的物鏡支架2及固定構件7構成一體。
如圖14所示，彈性支承構件36中，彈性變形部44分別包括直條部45和梯形部47。彈性變形部44呈直線形，本第四實施例中，與上述第一～三實施例均不同，梯形部47設置于直條部45的頂端部13一側。即，在彈性支承構件36的底端部12連接有直條部45，該直條部45的寬度為w2。而梯形部47是與該直條部45的頂端部13一側連接。梯形部47中，直條部45一側的寬度為w2，越靠近頂端部13其寬度越窄。而且，梯形部47在與彈性支承構件36的頂端部13連接的部位的寬度為w1。
屈曲共振頻率下的共振模式中，如圖6所示，彈性支承構件36在靠近固定構件7的底端部12一側的變形較大。如上所述，在變形較大的一側使用寬幅的直條部45，在支承物鏡支架2的頂端部13一側使用梯形部47的本實施例的彈性支承構件36，可以減小對屈曲共振頻率的影響。
以下，對本實施例的物鏡驅(qū)動裝置401，運用有限要素法進行共振頻率的數(shù)值計算。在該數(shù)值計算中，設彈性變形部44的有效長度L1＝8.6mm，梯形部47的有效長度L3＝3.0mm，寬度w2＝0.08mm，w1＝0.065mm，厚度t＝0.045mm。而且，對梯形部47設置于直條部45的頂端部13一側的情況和設置于直條部45的底端部12一側的情況進行比較。
計算結果是，梯形部47設置于頂端部13一側時，聚焦方向的一次共振頻率為34Hz，追蹤方向的一次共振頻率為39Hz，屈曲共振頻率為2.9kHz。另一方面，梯形部47設置于底端部12一側時，聚焦方向的一次共振頻率為35Hz，追蹤方向的一次共振頻率為39Hz，屈曲共振頻率為2.5kHz。即，由此可知，將梯形部47設置于支承物鏡支架2的頂端部13一側時，可以設定較高的屈曲共振頻率。
如上所述，本第四實施例的物鏡驅(qū)動裝置401中，由于梯形部47是形成在彈性支承構件36的頂端部13一側，因此可以設定更高的屈曲共振頻率。由此可以得到更加穩(wěn)定的伺服特性。
以下對第四實施例的概要進行說明。即，上述梯形部，具有在支承物鏡支架一側的端部沿追蹤方向的寬度變窄的形狀。由此，可以設定更高的屈曲共振頻率，從而得到更加穩(wěn)定的伺服特性。
另外，有關其它結構、動作及效果方面，因與第一實施例相同在此省略其詳細說明。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可應用于利用彈性支撐部件的彎曲變形，使物鏡在聚焦方向及追蹤方向上產(chǎn)生變位的物鏡驅(qū)動裝置。
(按照條約第19條的修改)1.一種物鏡驅(qū)動裝置，其中，物鏡支架被由固定構件支承的多個彈性支承構件保持，利用上述彈性支承構件的彎曲變形，使固定在該物鏡支架上的物鏡沿聚焦方向及追蹤方向產(chǎn)生變位，其特征在于在上述各彈性支承構件中設置梯形部，隨著越靠近彈性支承構件的端部，該梯形部在追蹤方向上的寬度就越變窄。
2.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，其長度為上述彈性支承構件的有效長度的27％以上。
3.根據(jù)權利要求2所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述彈性支承構件，通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部，其長度為上述彈性支承構件的有效長度的50％以下。
4.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，當設在追蹤方向上的寬度為最窄的那部分的寬度為w1，設在追蹤方向上的寬度為最寬的那部分的寬度為w2時，其w1/w2的比值為0.9以下。
5.根據(jù)權利要求4所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，其上述w1/w2的比值為0.8以下。
6.根據(jù)權利要求4所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述彈性支承構件，通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部，其上述w1/w2的比值為0.65以上。
7.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，具有在固定構件一側的端部沿追蹤方向的寬度變窄的形狀。
8.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，具有在物鏡支架一側的端部沿追蹤方向的寬度變窄的形狀。
權利要求
1.一種物鏡驅(qū)動裝置，其中，物鏡支架被由固定構件支承的多個彈性支承構件保持，利用上述彈性支承構件的彎曲變形，使固定在該物鏡支架上的物鏡沿聚焦方向及追蹤方向產(chǎn)生變位，其特征在于在上述各彈性支承構件中設置梯形部，隨著越靠近彈性支承構件的端部，該梯形部在追蹤方向上的寬度就越變窄。
2.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，其長度為上述彈性支承構件的有效長度的27％以上。
3.根據(jù)權利要求2所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述彈性支承構件，通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部，其長度為上述彈性支承構件的有效長度的50％以下。
4.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，當設在追蹤方向上的寬度為最寬的那部分的寬度為w1，設在追蹤方向上的寬度為最窄的那部分的寬度為w2時，其w1/w2的比值為0.9以下。
5.根據(jù)權利要求4所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，其上述w1/w2的比值為0.8以下。
6.根據(jù)權利要求4所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述彈性支承構件，通過金屬沖壓加工方式制成，上述梯形部，其上述w1/w2的比值為0.65以上。
7.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，具有在固定構件一側的端部沿追蹤方向的寬度變窄的形狀。
8.根據(jù)權利要求1所述的物鏡驅(qū)動裝置，其特征在于上述梯形部，具有在物鏡支架一側的端部沿追蹤方向的寬度變窄的形狀。
全文摘要
本發(fā)明是利用彈性支承構件的變形，使固定在物鏡支架上的物鏡相對于固定構件沿聚焦方向及追蹤方向產(chǎn)生相對變位的物鏡驅(qū)動裝置。在各彈性支承構件中，設有越靠近該彈性支承構件的端部、其追蹤方向上的寬度越窄的梯形部。并且該梯形部的長度為彈性支承構件的有效長度的27％以上，50％以下。本發(fā)明的目的在于抑制屈曲共振頻率的低頻率化，同時降低追蹤方向上的一次共振頻率。
文檔編號G11B7/09GK101040333SQ20058003527
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月5日 優(yōu)先權日2004年10月19日
發(fā)明者村上豐, 冨田浩稔 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社