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Dokumentenidentifikation DE69112858T2 21.03.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0442443
Titel Betätigungsvorrichtung für optische Einheit für ein Gerät zur Aufzeichnung/Wiedergabe.
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Goto, Shoji, Neyagawa-shi, Osaka, JP;
Kawamura, Ichiro, Osaka-shi, Osaka, JP;
Yamamoto, Hiroshi, Hirakata-shi, Osaka, JP
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69112858
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 12.02.1991
EP-Aktenzeichen 911019511
EP-Offenlegungsdatum 21.08.1991
EP date of grant 13.09.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.03.1996
IPC-Hauptklasse G11B 7/08
IPC-Nebenklasse G11B 7/09   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Optik-Einheitaktuatoren für Informations-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und insbesondere einen Aktuator zum Antreiben einer optischen Einheit mit einer Objektivlinse zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf einem optischen Aufzeichnungsmedium wie einer optischen Platte.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

Mit der verbreiteten Verwendung van Antriebseinheiten für optische Platten als ein externer Speicher für Computer hat die Nachfrage nach einer kornpakten Einheit hoher Geschwindigkeit zugenommen.

Insbesondere gab es einen Bedarf für eine Hochgeschwindigkeitsrotation einer optischen Platte, um eine hohe Datentransferrate zu realisieren, und einen Bedarf für eine kompakte und flache Struktur, die sich aus der Tendenz zu einer optischen Platte kleineren Durchmessers ergab.

Das Beschleunigen und kompakte Ausführen der Optik-Platteneinheit ist mit mehreren Problemen verbunden, die zu lösen sind. Ein Hauptproblem ist die Aufrechterhaltung von Steuercharakteristiken einer optischen Platte, eines optischen Kopfes und einer Steuerschaltung für den optischen Kopf.

Ein Optik-Einheitaktuator einer herkömmlichen Information- Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung wird nachstehend anhand der Fig. 6 und 7 der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptabschnitts des Optik-Einheitaktuators und Fig. 7 eine Querschnittsansicht ist, die längs der Linie VII-VII von Fig. 6 genommen ist.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt der Aktuator einen Objektivlinsenhalter 1, an welchem eine Objektivlinse 2, zwei entgegengesetzte Spurführungsspulen 3 und eine Fokussierungsspule 4 durch Bonden befestigt sind. Der Objektivlinsenhalter 1 weist ein Paar von ausgerichteten zentralen zylindrischen Vorsprüngen (nicht bezeichnet) auf, die in die zentralen Löcher zweier entgegengesetzter Blattfedern eingepaßt und mit den Blattfedern 6 verbunden sind. Die äußeren peripheren Abschnitte der jeweiligen Blattfedern 6 sind durch Bonden an einem Gestell 5 befestigt, so daß der Objektivlinsenhalter 1 im Gestell 5 angebracht ist. Der Objektivlinsenhalter 1 ist relativ zu einer optischen Platte 7 sowohl in einer Fokussierungsrichtung als auch in einer Spurführungsrichtung verschiebbar. Um das Gestell 5 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 zu bewegen, sind zwei entgegengesetzte Linearmotorspulen 8, 9 um Spulenkörper 10, 11 gewickelt, die durch Bonden an gegenüberliegenden Seiten des Gestells 5 befestigt sind. Eine fixierte optische Basis 12 erzeugt einen Lichtstrahl, der zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Informationen auf der optischen Platte 7 verwendet wird. Der Lichtstrahl wird auf einen Spiegel 13 projiziert, der am Spulenkörper 11 fixiert ist, und dann von diesem Spiegel 13 auf die Objektivlinse 2 reflektiert. Ein Magnetkreis, der eine gegenüber der Verschiebung der Objektivlinse 2 fixierte Einheit oder Bauteil bildet, besteht aus zwei entgegengesetzten Rückjochen 14, 14, zwei Magneten 15, 15, die durch Bonden an den jeweiligen Rückjochen 14, 14 befestigt sind, zwei gegenüberstehenden Jochen 16, 16, die den entsprechenden Magneten 15, 15 zugewandt sind, und zwei entgegengesetzten Seitenjochen 17, 18, um einen geschlossenen Magnetkreis zu vervollständigen. Die Komponenten des Magnetkreises sind durch eine starre Verbindung hinsichtlich Vibration zusammengesetzt. Das Gestell 5 ist mit dem Magnetkreis derart zusammengesetzt, daß Teile der Fokussierungsspulen 3, der Fokussierungsspule 4 und der Linearmotorspulen 8, 9 in magnetischen Spalten angeordnet sind, die zwischen den Magneten 15 und den gegenüberstehenden Jochen 16 definiert sind. Der Magnetkreis ist den Spurführungsspulen 3, den Fokussierungsspulen 4 und den Linearmotorspulen 8, 9 gemein. Ein Paar van Wellen 19 erstreckt sich zwischen den Seitenjochen 17, 18 und ist elastisch auf den Seitenjochen 17, 18 mittels Blattfedern 20 gehalten. Die Wellen 19 sind jeweils gleitbar in einem Paar von Gleitlagern 5a, 5a des Gestells 5 aufgenommen, so daß das Gestell 5 längs der Welle 19 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 gleitbar ist. Die fixierte optische Basis 12 umfaßt einen Halbleiterlaser zur Erzeugung eines Lichtstrahls zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf der optischen Platte 7, optische Komponenten, einen photoelektrischen Transducer etc. und ist am Seitenjoch 17 befestigt. Die optische Platte 7 wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von einem Spindelmotor 22 gedreht, der am Seitenjoch 18 befestigt ist.

Der herkömmliche Optik-Einheitaktuator mit dem vorstehenden Aufbau bringt Probleme mit sich beim Aufrechterhalten der Steuercharakteristiken der optischen Platte, des optischen Kopfes und der Steuerschaltung für den optischen Kopf, wenn versucht wird, die Rotation der optischen Platte zu beschleunigen, um die Datentransferrate zu erhöhen und die Gesamtgröße der Einheit zu minimieren und somit der Tendenz zu einer optischen Platte mit kleinem Durchmesser zu entsprechen.

Die mit dem herkömmlichen Optik-Einheitaktuator verbundenen Probleme werden nachstehend anhand von Fig. 8 beschrieben. Fig. 8 zeigt Amplitude-gegen-Vibration-Leistungskurven verschiedener Komponenten des Aktuators, die erhalten werden, wenn die Fokussierungsspule 4 erregt wird, um den Objektivlinsenhalter 1 in der Fokussierungsrichtung der optischen Platte 7 zu bewegen. In dieser Figur zeigt die durch a angedeutete durchgezogene Linie die Vibrationscharakteristik des Objektivlinsenhalters 1, und die durch b c angedeutete strichpunktierte Linie zeigt die Vibrationscharakteristik der Magnete 15 und der Rückjoche 14.

Um eine zuverlässige Aufzeichnung/Wiedergabe von Informationen auf einer optischen Platte 7 sicherzustellen, ist es erwünscht, daß der Objektivlinsenhalter 1 selbst bei einer hohen Frequenz keine parasitäre Oszillation induziert, wie durch die durchgezogene Linie a angedeutet ist, sondern eine Beschleunigung erzielt, die einem dynamischen radialen Auslaufen und einer axialen Auslenkung der optischen Platte 7 folgen kann.

Die Beschleunigung des Objektivlinsenhalters 1 bedeutet, daß der Magnet 15 und das Rückjoch 14 zum Vibrieren gebracht werden, wie durch die strichpunktierte Linie b c angedeutet ist, und zwar durch eine Reaktionskraft, die aus der Beschleunigung des Objektivlinsenhalters 1 resultiert. In diesem Fall sind der Magnet 15 und das entsprechende Rückjoch 14 integral miteinander und vibrieren daher mit derselben Vibrationsamplitude. Die Amplitudendifferenz zwischen dem Objektivlinsenhalter 1 und dem Magnet 15 oder zwischen dem Objektivlinsenhalter 1 und dem Rückjoch 14 ist durch das Verhältnis der Masse des Objektivlinsenhalters 1 zur Masse des Magnetkreises bestimmt, der eine gegenüber der Verschiebung des bewegbaren Objektivlinsenhalters 1 fixierte Einheit oder Bauteil bildet.

Die Vibrationsenergie, welche den Magneten 15 und das Rückjoch 14 zum Vibrieren bringt, wird zur fixierten optischen Basis 12 über das Seitenjoch 14 übertragen. Da das Seitenjoch 17 mit dem Magneten 15 und dem Rückjoch 14 in starrer Verbindung hinsichtlich Vibration verbunden ist, wird die fixierte optische Basis 12 zum Vibrieren gebracht.

Wenn sich die optische Platte 7 mit einer hohen Geschwindigkeit im Bereich von 2400 - 3600 U/min dreht, um für eine hohe Datentransferrate zu sorgen, wird aufgrund des dynamischen radialen Auslaufens und der axialen Auslenkung der rotierenden optischen Platte 7 eine große Beschleunigung erzeugt. Um der Objektivlinse 2 zu ermöglichen, der auf diese Weise rotierenden optischen Platte 7 während des Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Betriebs genau zu folgen, wird der Objektivlinsenhalter 1 in hohem Maße beschleunigt. Eine auf diese Weise hervorgerufene sehr große Beschleunigung erzeugt eine beträchtlich große Vibrationsenergie, die ihrerseits zur fixierten optischen Basis 12 übertragen wird.

Die fixierte optische Basis 12 vibriert somit unter dem Einfluß der Vibrationsenergie. Während dieser Zeit werden verschiedene optische Komponenten, ein photoelektrischer Transducer etc., die in einem optischen Weg angeordnet sind, der sich zwischen der fixierten optischen Basis 12 und der optischen Platte 7 erstreckt, zum Vibrieren gebracht. Infolgedessen befindet sich ein Steuersystem, das zur Steuerung der Objektivlinse 2, um der optischen Platte 7 zu folgen, verwendet wird, im oszillierenden Zustand. Unter einer derartigen Bedingung ist es der Objektivlinse 2 nicht länger möglich, der Bewegung einer Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte 7 genau zu folgen. Somit ist ein genauer Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Betrieb schwierig zu erzielen.

Eine optische Informations-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung zur Verwendung mit einer optischen Platte kleinen Durchmessers muß eine kompakte Größe und ein niedriges Profil aufweisen. Infolgedessen ist die optische Platte per se so dünn wie möglich. Zu diesem Zweck wird eine optische Platte mit einer Einzelplattenstruktur verwendet. Die optische Platte mit der Einzelplattenstruktur weist eine geringe Steifigkeit auf und neigt daher dazu, eine Resonanzvibration zu induzieren, wenn sie einer Reaktionskraft ausgesetzt ist, die sich aus der Beschleunigung des Objektivlinsenhalters 1 ergibt, welche über den Spindelmotor 22 übertragen wird. Wenn die optische Platte 7 eine Resonanzvibration erfährt, wird das Steuersystem, das zur Steuerung der Objektivlinse 2 verwendet wird, um der Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte 7 zu folgen, zum Oszillieren gebracht. Somit ist eine genau Aufzeichnung/Wiedergabe von Informationen auf der optischen Platte nicht länger möglich.

Eine begrenzte Lösung für das Problem, das durch Vibration verursacht wird, die durch die kontinuierlichen Bewegungen der Fokussierungslinse und der zugehörigen Halteanordnung einer Vorrichtung wie beispielsweise einem optischen Plattenspieler induziert wird, ist aus der EP-A-0 178 719 bekannt.

Diese Vorrichtung nutzt ebenfalls eine Anordnung mit einer sich bewegenden Spule, wobei die Spule eine ringförmige Spule ist, die um die Fokussierungslinse herum als Teil der Linsenhalteranordnung angebracht ist, und der magnetische Teil der Anordnung durch zwei ringförmige Magnete geschaffen wird, die konzentrisch außerhalb der ringförmigen Spule angeordnet sind. Die zwei Magnete weisen entgegengesetzte Polarität in der Fokussierungsrichtung auf, wobei ein Joch in Form eines Weicheisenrings sandwichartig zwischen ihnen angeordnet ist, um ein radiales Magnetfeld zu erzeugen, das am Zentrum des Rings zentriert ist. Einerseits ist die Linsenhalteanordnung mit der Chassiseinheit über Blattfedern verbunden, die flexibel sind, um der sich bewegenden Spulenanordnung zu gestatten, die Linsenposition in der Fokussierungsrichtung einzustellen. Andererseits sind die ringförmigen Magnete mit dem Chassis über einen Arm verbunden, der in geringem Maße elastisch ist, so daß die ringförmigen Magnete in der Fokussierungsrichtung in einem beschränkten Ausmaß verschiebbar sind. Der Arm weist außerdem Dämpfeigenschaften auf, so daß die Kräfte in der Fokussierungsrichtung, die auf die Chassiseinheit durch die vergleichsweise schweren Magnete ausgeübt werden, gedämpft werden und verhindert wird, daß Vibrationen auf die Chassiseinheit übertragen werden.

Die in der EP-A-0 178 719 offenbarte Anordnung stellt keine Verschiebung in der Spurführungsrichtung bereit. Darüber hinaus ergibt die Anordnung anscheinend beträchtliche Streumagnetfelder, von denen zu erwarten wäre, daß sie eine nachteilige Störung anderer Komponenten in einigen Anwendungen verursachen. Der Arm befindet sich außerdem anscheinend unter einer kontinuierlichen Belastung aufgrund der schweren Magnete, die an seinem einen Ende herabhängen. Es kann auch erwartet werden, daß der Arm selbst eine beträchtliche Quelle einer Hochfrequenzvibration ist, und zwar aufgrund seiner beträchtlichen Ausdehnung in der Richtung von der Chassiseinheit zur Magnetanordnung und der relativen Steifigkeit, die er besitzen muß, um die relativ schweren Magnete zu halten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der vorstehenden Schwierigkeiten des Standes der Technik besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen Optik-Einheitaktuator für Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtungen zu schaffen, der in der Lage ist, die Datentransferrate der Vorrichtung zu beschleunigen und die Gesamtgröße der Vorrichtung zu minimieren, ohne die Steuercharakteristiken einer optischen Platte, eines optischen Kopfes und einer Steuerschaltung für den optischen Kopf zu verschlechtern.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 erreicht.

Mit diesem Aufbau wird dann, wenn die optische Einheit mit der Objektivlinse in einer Richtung verschoben wird, um Zugang zum Aufzeichnungsmedium zu erlangen, eine Reaktionskraft, die zwischen der Spule und dem Magneten wirkt, infolge einer Beschleunigung der optischen Einheit erzeugt. Die Reaktionskraft wird jedoch im wesentlichen gedämpft oder aufgenommen von den elastischen Haltemitteln, bevor sie zur fixierten Einheit übertragen wird. Die optischen Komponenten, ein photoelektrischer Transducer etc., die auf der fixierten Einheit angeordnet sind, können lediglich auf einem niedrigen Niveau vibrieren und induzieren keine Resonanzvibration. Das Steuersystem zur Erzielung einer Nachfolgesteuerung der Objektivlinse relativ zur optischen Platte ist vor Oszillation geschützt. Somit kann ein Aufzeichnungs-/Lese-Betrieb zuverlässig und genau durchgeführt werden.

Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlicher werden, wenn auf die ausführliche Beschreibung und die begleitenden Zeichnungsblätter Bezug genommen wird, in welchen bevorzugte strukturelle Ausführungsformen, in welchen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthalten sind, mittels eines veranschaulichenden Beispiels gezeigt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Optik-Einheitaktuators für eine Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung,

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie II-II von Fig. 1 genommen ist,

Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptabschnitts eines Optik-Einheitaktuators gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung,

Fig. 4 ist ein Graph, der die Vibrationscharakteristiken des in Fig. 1 gezeigten Optik-Einheitaktuators zeigt,

Fig. 5 ist ein Graph, der die Vibrationscharakteristiken des in Fig. 3 gezeigten Optik-Einheitaktuators zeigt,

Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Optik-Einheitaktuators einer herkömmlichen Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe- Vorrichtung,

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie VII-VII von Fig. 6 genommen ist, und

Fig. 8 ist ein Graph, der die Vibrationscharakteristiken des in Fig. 6 gezeigten Optik-Einheitaktuators zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Aktuator für eine optische Einheit einer Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.

Der Optik-Einheitaktuator umfaßt einen Objektivlinsenhalter 1, an welchem eine Objektivlinse 2, Spurführungsspulen 3 und eine Fokussierungsspule 4 durch Bonden befestigt sind. Der Objektivlinsenhalter 1 weist ein Paar von ausgerichteten zentralen Vorsprüngen (nicht bezeichnet) auf, die mit zentralen Löchern von zwei entgegengesetzten Blattfedern 6 verbunden sind. Die äußeren peripheren Abschnitte der jeweiligen Blattfedern 6 sind durch Bonden an gegenüberliegenden Seiten eines rechtwinkligen hohlen Gestells 5 befestigt, so daß der Objektivlinsenhalter 1 im Gestell 5 angebracht ist. Der auf diese Weise angebrachte Objektivlinsenhalter 1 ist relativ zu einer optischen Platte 7 sowohl in einer Fokussierungsrichtung als auch in einer Spurführungsrichtung verschiebbar. Um das Gestell 5 in der radialen Richtung der optischen Platte zu bewegen, sind zwei entgegengesetzte Linearmotorspulen 8, 9 um Spulenkörper 10, 11 gewickelt, die durch Bonden an gegenüberliegenden Seiten des Gestells 5 befestigt sind. Eine fixierte optische Basis 12 erzeugt einen Lichtstrahl zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Informationen auf der optischen Platte 7. Der von der fixierten optischen Basis 12 emittierte Lichtstrahl wird auf einen Spiegel 13 projiziert, der auf dem Spulenkörper 11 fixiert ist, und anschließend von diesem Spiegel 13 auf die Objektivlinse 2 reflektiert.

Ein Magnetkreis, der eine gegenüber der Verschiebung der Objektivlinse 2 fixierte Einheit oder Bauteil bildet, besteht aus zwei entgegengesetzten Rückjochen 14, 14, Magneten 15, 15, die auf den jeweiligen Rückjochen 14, 14 gehalten sind, wobei elastische Halteglieder 21 dazwischen angeordnet sind, zwei gegenüberstehenden Jochen 16, 16, die den entsprechenden Magneten 15, 15 zugewandt sind, und zwei entgegengesetzten Seitenjochen 17, 18, welche gegenüberliegende Enden der Rückjoche 14, der Magnete 15 und der gegenüberstehenden Joche 16 miteinander verbinden, um einen geschlossenen Magnetkreis zu vervollständigen. Die Komponenten des Magnetkreises sind durch eine starre Verbindung hinsichtlich Vibration zusammengesetzt. Das Gestell 5 ist mit dem Magnetkreis derart zusammengesetzt, daß Teile der Spurführungsspulen, der Fokussierungsspule 4 und der Linearmotorspulen 8, 9 in magnetischen Spalten angeordnet sind, die zwischen den Magneten 15 und den gegenüberstehenden Jochen 16 definiert sind. Der Magnetkreis ist den Spurführungsspulen 3, der Fokussierungsspule 4 und den Linearmotorspulen 8, 9 gemein. Ein Paar von Wellen 19 erstreckt sich zwischen den Seitenjochen 17, 18 und ist elastisch auf den Seitenjochen 17, 18 mittels Blattfedern 20 gehalten. Die Wellen 19 sind jeweils gleitbar in einem Paar von Gleitlagern 5a, 5a des Gestells 5 aufgenommen, so daß das Gestell 5 längs der Welle 19 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 gleitbar ist.

Die fixierte optische Basis 12 umfaßt einen Halbleiterlaser (nicht gezeigt) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, der zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf der optischen Platte 7 verwendet wird, optische Komponenten (nicht gezeigt), einen photoelektrischen Transducer (nicht gezeigt) zur Aufnahme des reflektierten Lichts, das von der optischen Platte 7 zurückkehrt, etc.. Die fixierte optische Basis 12 ist am Seitenjoch 17 befestigt. Ein Spindelmotor 22 zum Drehen der optischen Platte 7 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist am Seitenjoch 18 befestigt.

Der optische Kopf der vorstehenden Ausführungsform ist ein optischer Kopf vom separaten Typ, in welchem die fixierte optische Basis 12 immer in einer gegebenen Position angeordnet ist, und zwar ungeachtet der Position der Objektivlinse 2 in der radialen Richtung der optischen Platte 7.

Fig. 3 zeigt einen Hauptabschnitt eines Optik-Einheitaktuators gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Der Optik-Einheitaktuator umfaßt einen rechtwinkligen Objektivlinsenhalter 31, an welchem eine Objektivlinse 32, zwei entgegengesetzte Spurführungsspulen 33 und zwei entgegengesetzte Fokussierungsspulen 34 durch Bonden befestigt sind. Der Objektivlinsenhalter 31 weist ein vertikales Gleitlager 30 auf, das gleitbar über eine Haltewelle 36 gepaßt ist, die von einem zentralen Abschnitt einer rechtwinkligen Aktuatorbasis 35 absteht. Der Objektivlinsenhalter 31 ist relativ zur Aktuatorbasis 35 in der Fokussierungsrichtung und der Spurführungsrichtung der optischen Platte 7 verschiebbar. Zwei entgegengesetzte Spurführungsmagnete 37, die den Spurführungsspulen 33 magnetischen Fluß zuführen, sind auf der Aktuatorbasis 35 gehalten, wobei elastische Halteglieder 39 wie beispielsweise Gummiplatten zwischen den entsprechenden Spurführungsmagneten 37 und der Aktuatorbasis 35 angeordnet sind. Die Aktuatorbasis 35 bildet eine gegenüber der Verschiebung des bewegbaren Objektivlinsenhalters 31 fixierte Einheit oder Bauteil. Ebenso sind zwei entgegengesetzte Fokussierungsmagnete 38, die den Fokussierungsspulen 34 magnetischen Fluß zuführen, auf der Aktuatorbasis 35 gehalten, wobei elastische Halteglieder 40 wie beispielsweise Gummiplatten zwischen den entsprechenden Fokussierungsmagneten 38 und der Aktuatorbasis 35 angeordnet sind. Die Spurführungs- und Fokussierungsmagnete 37, 38 sind auf die in Fig. 3 dargestellte Art und Weise magnetisiert, so daß zwischen zwei benachbarten Polen jedes jeweiligen Magneten fließender magnetischer Fluß im wesentlichen senkrecht zur Richtung eines durch die entsprechende Spule fließenden Stromes verläuft.

Auf einer rechtwinkligen optischen Basis 42 sind ein Halbleiterlaser 43 zur Erzeugung eines Lichtstrahls während des Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Betriebs, optische Komponenten (nicht gezeigt), ein photoelektrischer Transducer 44, etc. getragen. Die Aktuatorbasis 35 ist über eine Vielzahl von Schrauben 41 an der optischen Basis 42 befestigt. Die optische Basis 42 weist zwei Linearmotorspulen 45 auf und längs ihrer gegenüberliegenden Seitenkanten zur Bewegung in der radialen Richtung der optischen Platte 7 auf. Zwei parallele beabstandete Führungswellen 67 erstrecken sich über eine rechtwinklige Öffnung in einer rechtwinkligen Antriebsbasis 46 hinweg und führen die optische Basis 42, wenn sich die optische Basis 42 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 bewegt. Ein Paar von länglichen Magneten 48, die den jeweiligen Linearmotorspulen 45 magnetischen Fluß zuführen, sind jeweils durch Bonden an einem Paar von Rückjochen 49 befestigt. Jeder Magnet 48 und das entsprechende Rückjoch 49 sind auf der Antriebsbasis 46 gehalten, wobei ein elastisches Halteglied 50 wie beispielsweise eine Gummiplatte dazwischen angeordnet ist. Die Antriebsbasis 46 bildet eine gegenüber der Verschiebung der bewegbaren optischen Basis 42 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 fixierte Einheit oder Bauteil. Ein Spindelmotor 51 ist über ein Paar von Schrauben 52 an der Antriebsbasis 46 zum Drehen der optischen Platte 7 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit befestigt.

Der optische Kopf der zweiten Ausführungsform ist ein optischer Kopf vom integralen Typ, in welchem die Objektivlinse 32 und die optische Basis 42 als eine einzelne Einheit in der radialen Richtung der optischen Platte 7 bewegbar sind.

Das Prinzip des Betriebs des in Fig. 1 gezeigten Optik-Einheitaktuators wird nachstehend anhand von Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 zeigt Amplitude-gegen-Vibration-Leistungskurven verschiedener Komponenten dieses Aktuators, die erhalten werden, wenn die Fokussierungsspule 4 erregt ist, um den Objektivlinsenhalter 1 in der Fokussierungsrichtung der optischen Platte 7 zu bewegen. In dieser Figur zeigt die durch a bezeichnete durchgezogene Linie die Vibrationscharakteristik des Objektivlinsenhalters 1, die durch b bezeichnete strichpunktierte Linie die Vibrationscharakteristik jedes Magneten 15 und die durch c bezeichnete gestrichelte Linie die Vibrationscharakteristik jedes Rückjochs 14.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Vibrationscharakteristik der Objektivlinse 1 dieselbe wie die Vibrationscharakteristik der Objektivlinse 1 des in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Aktuators. Die Vibrationscharakteristiken des Magneten 15 und des Rückjochs 14 unterscheiden sich jedoch von den Vibrationscharakteristiken des Magneten 15 und des Rückjochs 14 des in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Aktuators.

Da der Magnet 15 auf dem Rückjoch 14 gehalten ist, wobei das elastische Halteglied 21 dazwischen angeordnet ist, erfährt der Magnet 15, wenn er sich unter einer Reaktionskraft, die vom beschleunigten Objektivlinsenhalter 1 resultiert, vibriert, eine Resonanzvibration, wie durch die durchgezogene Linie b in Fig. 4 angedeutet ist. Die Frequenz f der Resonanzvibration ist durch die Masse des Magneten 15 und die Federkonstante des elastischen Haltegliedes 21 bestimmt. In einem die Resonanzfrequenz f überschreitenden Frequenzbereich ändert sich die Vibration des Magneten 15, um der Charakteristik eines sekundären Systems auf die gleiche Weise wie die Vibration des Objektivlinsenhalters 1 zu folgen.

Wenn dagegen der Objektivlinsenhalter 1 beschleunigt wird, wird das Rückjoch 14 unter einer Reaktionskraft, die durch das elastische Halteglied 21 aufgebracht wird, zum Vibrieren gebracht. In diesem Fall ändert sich die Vibration des Rückjochs 14, um der Charakteristik des sekundären Systems zu folgen, bis die Resonanzfrequenz f erreicht ist, und ändert sich danach, um der Charakteristik eines quaternären Systems zu folgen.

Wie aus den Vibrationscharakteristiken der jeweiligen Komponenten des vorstehend beschriebenen Aktuators hervorgeht, dienen die elastischen Halteglieder 21 als ein mechanischer Filter (oder Dämpfer), der eine Reaktionskraft, die sich aus einer Beschleunigung des Objektivlinsenhalters 1 ergibt, im wesentlichen dämpft oder aufnimmt, bevor sie zu den Komponenten übertragen wird, die stromabwärts des Rückjochs 14 angeordnet sind, wie beispielsweise das Seitenjoch 17 und die fixierte optische Basis 12. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, daß die optischen Komponenten und der photoelektrische Transducer, die in einem optischen Weg angeordnet sind, der sich zwischen der fixierten optischen Basis 12 und der optischen Platte 7 erstreckt, mit einer hohen Frequenz jenseits der Resonanzfrequenz f vibrieren. Das Steuersystem, das dazu verwendet wird, die Nachfolgesteuerung der Objektivlinse 2 relativ zur optischen Platte 7 durchzuführen, ist daher vor Oszillation geschützt, und eine genaue Aufzeichnung/Wiedergabe von Informationen auf der optischen Platte 7 ist daher möglich.

Des weiteren ist es aufgrund des Filtereffekts (oder Dämpfereffekts) des elastischen Haltegliedes 21 unwahrscheinlich, daß Vibration zum Spindelmotor 22 übertragen wird. Die optische Platte 7 ist frei von Vibration und ermöglicht der Objektivlinse 2 den Zugang zu einem gewünschten Punkt auf der Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte 7. Somit können Informationen genau auf der optischen Platte 7 aufgezeichnet oder von dieser wiedergegeben werden.

Augenscheinlich sorgen die elastischen Halteglieder 21 auch für denselben Filtereffekt, wenn die Spurführungsspulen 3 erregt sind.

Vorzugsweise ist die Resonanzfrequenz f d. h. die Grenzfrequenz des durch die elastischen Halteglieder 21 geschaffenen Filters, auf ein Frequenzniveau unterhalb des Knotens einer Servoverstärkung der Objektivlinse 2 eingestellt.

Im allgemeinen ist der Knoten der Servoverstärkung auf eine Frequenz im Bereich von 1-4 KHz eingestellt. In diesem Frequenzbereich sind jedoch die optischen Komponenten der fixierten optischen Basis 12 und die Komponenten des Magnetkreises für Resonanzvibration empfänglich. Ein ausreichender Filtereffekt gegen eine derartige Resonanzvibration wird erhalten, wenn die Grenzfrequenz f im Bereich von 100-700 Hz eingestellt ist.

Der in Fig. 3 gezeigte Optik-Einheitaktuator der zweiten Ausführungsform arbeitet nach demselben Prinzip wie der Aktuator der ersten Ausführungsform. Fig. 5 zeigt Amplitudegegen-Vibration-Leistungskurven verschiedener Komponenten des Aktuators der zweiten Ausführungsform, die erhalten werden, wenn die Spurführungsspulen 33 erregt sind, um den Objektivlinsenhalter 31 in der Spurführungsrichtung der optischen Platte 7 zu bewegen. In dieser Figur zeigt die durch a bezeichnete durchgezogene Linie die Vibrationscharakteristik des Objektivlinsenhalters 31, die durch b bezeichnete strichpunktierte Linie die Vibrationscharakteristik jedes Spurführungsmagneten 15 und die durch c bezeichnete gestrichelte Linie die Vibrationscharakteristik der Aktuatorbasis 35.

Wenn der Objektivlinsenhalter 31 in der Spurführungsrichtung angetrieben wird, wird eine Reaktionskraft infolge der Beschleunigung des Objektivlinsenhalters 31 erzeugt. Die Reaktionskraft erzeugt anschließend Vibration, jedoch wird die auf diese Weise erzeugte Vibration im wesentlichen absorbiert oder aufgenommen durch die elastischen Halteglieder 39, bevor sie zur Aktuatorbasis 35 und der optischen Basis 42 übertragen wird. Die elastischen Halteglieder 39 dienen als ein mechanischer Filter. Die elastischen Halteglieder 40 sorgen auch für einen Filtereffekt, wenn die Fokussierungsspulen 34 erregt sind. Die elastischen Halteglieder 39, 40 weisen eine Grenzfrequenz auf, die auf dieselbe Weise wie die Grenzfrequenz der vorstehend beschriebenen elastischen Halteglieder 21 bestimmt ist.

Im Aktuator der zweiten Ausführungsform sind die elastischen Halteglieder 50 auf den entsprechenden Magneten 48 vorgesehen, die vorgesehen sind, um den Linearmotorspulen 45 magnetischen Fluß zuzuführen und somit die optische Basis 42 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 zu bewegen. Die auf diese Weise vorgesehenen elastischen Halteglieder 50 dienen dazu, das Niveau einer Vibration zu verringern, die durch eine Reaktionskraft verursacht wird, welche auf die Magneten 48 wirkt, und zwar infolge einer Beschleunigung der optischen Basis 42, während sich die optische Basis 42 in der radialen Richtung der optischen Platte 7 bewegt. Die Antriebsbasis 46 und der Spindelmotor 51 sind daher einer Vibration auf einem sehr niedrigen Niveau ausgesetzt, welche nicht länger die Induktion einer Resonanzvibration der optischen Platte 7 bewirkt. Der Knoten einer Verstärkung des Linearmotors ist im Vergleich zum Verstärkungsknoten der Objektivlinse 32 auf ein relativ niedriges Frequenzniveau eingestellt, so daß die Grenzfrequenz c der elastischen Halteglieder 50 innerhalb eines geeigneten Frequenzbereiches eingestellt sein muß, um dem Verstärkungsknoten des Linearmotors zu entsprechen.

Wie vorstehend beschrieben ist, umfassen die Optik-Einheitaktuatoren der vorstehenden Ausführungsformen gegenüber dem herkömmlichen Aktuator ein elastisches Halteglied, das einem Magneten zugeordnet ist, der einer Spule magnetischen Fluß zuführt, um eine optische Einheit und eine darauf angebrachte Objektivlinse anzutreiben.

Selbst wenn der Magnet mit einer relativ großen Amplitude wie beispielsweise mehreren hundert um aufgrund einer Resonanzvibration des zugehörigen elastischen Haltegliedes vibriert, übt mit diesem Aufbau eine Vibration des Magneten überhaupt keinen negativen Einfluß auf die Vibrationscharakteristik der optischen Einheit einschließlich der Objektivlinse aus, die von der Spule angetrieben wird, die in einem vom Magneten erzeugten parallelen Magnetfeld angeordnet ist.

Die Aktuatoren der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen sind vom Typ mit sich bewegender Spule. Die vorliegende Erfindung ist auch auf einen Aktuator vom Typ mit sich bewegendem Magneten anwendbar, der eine optische Einheit, welche einen Magneten umfaßt und in einer vorbestimmten Richtung relativ zur optischen Platte bewegbar ist, und eine fixierte Einheit umfaßt, die eine Spule umfaßt, welche durch ein elastisches Halteglied darauf gehalten ist. Das elastische Halteglied kann eine Metallblattfeder, eine Plastikblattfeder oder dergleichen sein, solange sie denselben Filtereffekt besitzt.

Der Optik-Einheitaktuator für eine Information-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung gemäß dieser Erfindung umfaßt eine Spule, die an einer bewegbaren optischen Einheit mit einer Objektivlinse befestigt ist, und einen Magneten, der von einem elastischen Halteglied auf einer fixierten Einheit gehalten ist, die gegenüber der Verschiebung der bewegbaren optischen Einheit stationär ist. Das elastische Halteglied weist einen einfachen Aufbau auf und besitzt einen Filtereffekt, der eine Vibration, die durch eine Reaktionskraft infolge einer Beschleunigung erzeugt wird, die hervorgerufen wird, wenn die optische Einheit angetrieben wird, im wesentlichen dämpfen oder aufnehmen kann. Somit verursachen die optischen Komponenten der fixierten Einheit und die optische Platte keine Resonanzvibration, und die Steuercharakteristiken der optischen Platte, des optischen Kopfes und der Steuerschaltung für den optischen Kopf können daher aufrechterhalten werden. Infolgedessen werden Informationen genau auf der optischen Platte aufgezeichnet und von dieser wiedergegeben.


Anspruch[de]

1. Eine Optik-Kopfanordnung für eine Informations-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung, die ein Aufzeichnungsmedium (7) verwendet, wobei die Anordnung umfaßt: eine Chassis-Einheit (14-18; 35), eine optische Einheit (1, 5; 31), die von der Chassis-Einheit gehalten ist und eine Objektivlinse (2; 32) hält, wobei die Objektivlinse relativ zum Aufzeichnungsmedium (7) in einer Spurführungsrichtung und/oder einer Fokussierungsrichtung verschiebbar ist, eine Betätigungseinrichtung, die gebildet ist aus einem elektromagnetischen Antriebsmechanismus mit einer Fokussierungsspule (3, 4; 34) und/oder einer Spurführungsspule (8, 9; 33), die an der optischen Einheit befestigt sind, und Magnetmitteln (15; 37, 38), die an der Chassis-Einheit befestigt sind, wobei die Magnetmittel mit der Fokussierungsspule und/oder der Spurführungsspule zusammenwirken, um steuerbar die Objektivlinse jeweils in der Fokussierungs- und/oder der Spurführungsrichtung zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Chassis-Einheit ein Joch bildet, durch welches magnetischer Fluß verläuft zwischen ersten und zweiten Teilen der Magnetmittel, und daß elastische Haltemittel (21; 39, 40) vorgesehen sind, um elastische Verbindungen zwischen den ersten und zweiten Teilen der Magnetmittel und dem Joch zu bilden.

2. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (2) relativ zur Fokussierungsspule (3, 4) über einen Halter (1) fixiert ist, daß der Halter (1) von einem Gestell (5) derart gehalten ist, daß der Halter relativ zum Gestell (5) in der Fokussierungsrichtung verschiebbar ist, daß das Gestell (5) relativ zur Spurführungsspule (8, 9) fixiert und von der Chassis- Einheit (14-18) gehalten ist derart, daß das Gestell relativ zur Chassis-Einheit (14-18) in der Spurführungsrichtung verschiebbar ist.

3. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Teile der Magnetmittel von zwei wechselseitig entgegengesetzten Magnetanordnungen (15, 15) gebildet sind, die zusammen sowohl für eine Verschiebung in der Fokussierungsrichtung als auch für eine Verschiebung in der Spurführungsrichtung sorgen, und daß das Joch umfaßt:

- zwei längliche Rückjoche (14, 14), die sich voneinander beabstandet in der Spurführungsrichtung erstrecken und die jeweils elastisch mit den zwei Magnetanordnungen (15, 15) über zwei elastische Halterungen (21, 21) verbunden sind, welche die elastischen Haltemittel bilden,

- zwei gegenüberliegende Joche (16, 16), die länglich sind und sich voneinander beabstandet in der Spurführungsrichtung zwischen den Rückjochen erstrecken, und

- zwei Endjoche (17, 18), welche die zwei Rückjoche (14, 14) miteinander verbinden, um einen geschlossenen Magnetkreis zu bilden.

4. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) vom Gestell (5) über wenigstens ein Energiespeichermittel, vorzugsweise eine Feder und insbesondere eine Blattfeder (6) gehalten ist.

5. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit (31) einen Halter (31) umfaßt, an welchem die Objektivlinse (32) befestigt ist, wobei der Halter (31) ein Gleitlager (30) aufweist, das gleitbar über eine Welle (36) gepaßt ist, die von der Chassis-Einheit (35) absteht, so daß die Objektivlinse (32) selektiv relativ zur Chassis-Einheit (35) in der Fokussierungsrichtung und der Spurführungsrichtung verschiebbar ist.

6. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmittel gebildet ist von zwei wechselseitig entgegengesetzten Fokussierungsmagnetanordnungen (38, 38), die für eine Verschiebung in der Fokussierungsrichtung sorgen, und von zwei wechselseitig entgegengesetzten Spurführungsmagnetanordnungen (37, 37), die für eine Verschiebung in der Spurführungsrichtung sorgen, wobei die Fokussierungs- und Spurführungsmagnetanordnungen (37, 38) elastisch mit der Chassis-Einheit (35), die das Joch bildet, über jeweilige elastische Halterungen (39, 40), die die elastischen Haltemittel bilden, verbunden sind, so daß das Joch sowohl die Fokussierungsmagnetanordnungen als auch die Spurführungsmagnetanordnungen miteinander verbindet, um einen geschlossenen Magnetkreis zu bilden.

7. Eine Optik-Kopfanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Chassis-Einheit (35) auf einer optischen Basis (42) montiert ist, daß die optische Basis (42) auf einer Antriebsbasis (46) montiert ist, um in der Spurführungsrichtung verschiebbar zu sein, daß ein elektromagnetischer Hilfsantriebsmechanismus vorgesehen ist, der eine Hilfsspule (45), die an der optischen Basis (42) befestigt ist, ein Hilfsmagnetmittel (48), das an der Antriebsbasis (46) befestigt ist und selektiv mit der Hilfsspule zusammenwirkt, um die optische Basis (42) steuerbar in der Spurführungsrichtung zu verschieben, und ein Hilfsjoch (49) umfaßt, durch welches magnetischer Fluß verläuft zwischen den Hilfsmagnetmitteln (48), und daß elastische Hilfshaltemittel (50) vorgesehen sind, um elastische Verbindungen zwischen den Hilfsjochen (50) und der Antriebsbasis (46) zu bilden.

8. Eine Optik-Kopfanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Haltemittel (21; 39, 40) aus Gummi hergestellt sind.







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