专利名称：光学摄像管设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光盘装置的光学摄像管设备，该光盘装置用于记录和/或重放光盘，该光盘为盘状光学记录媒体，如光盘或磁光盘。
光学摄像管设备一般用于光盘装置。光盘装置，如用于重放光盘的CD播放机和DVD播放机，包括单独的光学摄像管设备，而用于记录和/或重放磁光盘的磁光盘装置包括一与用作重写头的磁头设备结合的光学摄像管设备。
虽然这种光学摄像管设备能够通过在光盘上照射激光束而从光盘上读取信号，但如果光盘遇到麻烦如偏移，那么从一物镜发射的激光束聚焦在信号表面上时就会倾斜。因此，激光束的焦点扩散成椭圆形焦点，信号读取由于交叉干扰而变得不确定，因而当从信号表面读取视频信号时图像质量下降。
为此，由于为了从光盘上精确读出信号，激光束应持久地垂直照射在光盘上，光学摄像管设备检测光盘偏移，从而以相对于光盘偏移以最佳的光学偏差状态读取所记录的信号，并通过将光学摄像管设备自身机械倾斜，即根据所检测信号调节偏移而读取(重放)所记录的信号。
作为其中光盘偏移被检测，光盘被重放同时光学摄像管设备自身机械倾斜的光盘装置，已知一种光盘装置，其中一机械底架包括一具有光学摄像管设备的摄像管底架，该光学摄像管设备以独立于包括一芯轴电机和一旋转台的光盘驱动底架的倾角被驱动，一用于检测光盘倾角的传感器设置在该光学摄像管底架上，该传感器对光盘表面相对于光学摄像管设备的光轴的倾角进行检测，用于调节光学摄像管设备的光轴角度的偏移伺服机构是通过根据所检测的倾角以一倾角驱动光学摄像管底架而实现的。
最近几年，使用一种包括光学摄像管设备的光盘装置，该光盘装置引入偏移伺服机构，通过直接检测光学摄像管设备的RF信号的跳动值来计算光学跳动值，不需要用于检测光盘倾角的传感器。
作为包括上述光学摄像管设备的光盘装置，建议一种如
图15至18中所示的光盘装置。
图15至18中所示光盘装置1的底架2由一芯轴底架4和一摄像管底架6构成，该芯轴底架4包括一用于旋转光盘D的旋转驱动机构3，该摄像管底架6包括一光学摄像管设备5，该光学摄像管设备5以可移动光学摄像管设备的方式从由旋转驱动机构3旋转的光盘D中读取信息记录信号。
芯轴底架4基本上是矩形框架形底架的形状。作为纵向一端侧的前侧部4a的高度基本上是其它三个侧部的两倍。其上表面向内延伸，其中央部分向上突出，从而提供了一个电机连接底座7。一芯轴电机8连接到该电机连接底座7的下表面侧。该芯轴电机的旋转轴8a突出到电机连接底座7的上表面侧，一旋转台9在中央部分的装配部9a装入并固定到该旋转轴的突出端。芯轴电机8和旋转台9包括旋转驱动机构3。
另一方面，摄像管底架6与除芯轴底架4的前侧部4a之外的三侧部基本上形状相同，即当从平面观察时基本上是相同尺寸的U形，一联接件6a在摄像管底架的前端之间延伸。该摄像管底架6设置在前侧部4a后面的芯轴底架4上。在该摄像管底架6的一侧部6b内部，光学摄像管设备5的一输送螺旋轴10在前后方向上延伸，因而该输送螺旋轴可转动支承在前后端。该输送螺旋轴在其前端与一输送电机11联接，该输送电机11连接到一侧部6b的前端面上。
在摄像管底架6的另一侧部6c内部，一导向轴12平行于输送螺旋轴10延伸。一凸轮元件13从另一侧部6c的上前端突出。轴部14a、14b从该摄像管底架6的两侧部6b、6c外侧基本中央部分的底侧突出，并在设置于芯轴底架4的两侧部4b、4c的基本中央部分的支承部分15a、15b上转动。虽然摄像管底架6的轴部分14a、14b在芯轴底架4的支承部分15a、15b上转动，在摄像管底架的下表面侧与芯轴底架4的三侧部分的上表面侧之间还是产生一预定间隔。
如上所述转动设置在芯轴底架4上的摄像管底架6以这样一个方式包括光学摄像管设备5，即光学摄像管设备可移动靠近或移动离开连接到芯轴底架4的前侧部分4a上的光盘旋转驱动机构3。具体地，该光学摄像管设备5包括滑动件17，该滑动件17具有一用于驱动安装在其上的物镜5a的双轴驱动器16并在其中插入光学组件(未示出)。该滑动件17具有一限定在其一侧的支承孔17a。位于摄像管底架6一侧部6b的输送螺旋轴10插入该支承孔17a中，从而可自由滑动。连接到滑动件17下表面上的滑动齿条18与该输送螺旋轴10啮合。一基本为U形的支承部分设置在滑动件17的另一侧，并牢固地插入位于摄像管底架6另一侧部6c上的导向轴12中，从而可自由滑动。以这种方式，滑动件17由输送螺旋轴10和导向轴12支承并由一运输驱动机构运输，该运输驱动机构由输送螺旋轴10、输送电机11和滑动齿条18组成，从而将光学摄像管设备5移动靠近或移动离开光盘旋转驱动机构3。
然后，包括该光学摄像管设备的摄像管底架6以相对于芯轴底架4具有弹性地持久向另一侧部4c移动，并由一摆动驱动机构19摆动。该倾斜驱动机构19连接到芯轴底架4的前侧部4a上，并由下列部件构成，一连接到前侧部4a下表面侧的摆动电机20，一装配和固定到突出至上表面侧的摆动电机20的旋转轴上的摆动齿轮21，及旋转支承在上表面侧上从而与摆动齿轮21的齿部啮合并在其上端表面形成一凸轮表面22a的摆动凸轮22。
位于摄像管底架6另一侧部6c上的凸轮件13与该摆动驱动机构19的摆动凸轮22的凸轮表面22a相对。通过一固定螺栓23紧固和固定到芯轴底架4的前侧部4a的上表面上的片簧24的自由端侧在其底端部压靠在凸轮元件13上，因而凸轮元件13在片簧24的弹力作用下持久压靠在摆动凸轮22的凸轮表面上。图15中，参考数字25代表盖住光学摄像管设备5的双轴驱动器16的驱动器盖。该驱动器盖具有一限定在其上从而暴露出物镜5a的孔25a。
在具有上述结构的光盘驱动装置1中，光盘D固定和夹到光盘旋转驱动机构3的旋转台9上，旋转台9由芯轴电机8旋转，从而光盘D以一预定的速度旋转。
与光盘D的旋转基本同时，光学摄像管设备5的输送机构的输送电机被驱动，从而旋转输送螺旋轴10。因此，滑动件17通过与输送螺旋轴10啮合的滑动齿条18沿输送螺旋轴和导向轴12滑动，因而光学摄像管设备5移动，即沿光学摄像管设备接近旋转台9的方向移动。旋转台9上光盘D的倾角通过移动该光学摄像管设备5而测量。
下面介绍检测光盘D倾角的方式。当光学摄像管设备5沿径向从光盘D的外圆周侧向内圆周侧移动时，对激光束从物镜5a照射到光盘D的信息记录表面上返回所需时间段进行连续检测。因此，能够通过比较这样检测的时间段来检测光盘D的倾斜量。
下面介绍用于修正这样检测的光盘D倾斜量的操作。假定构成底架2的芯轴底架4和摄像管底架6设置成例如图17中所示的关系，即摄像管底架6相对于芯轴底架4朝旋转台9一侧倾斜，那么当在这种状态下检测光盘D的倾角时，摆动电机20被驱动，摆动电机的旋转力传递到摆动齿轮21，因而与该摆动齿轮21啮合的摆动凸轮22根据摆动电机20的旋转量而旋转。
由于摄像管底架6的凸轮元件13在片簧24的弹力作用下压靠在该摆动凸轮22的上表面侧的凸轮表面22a上，凸轮表面22a的较高部分表面通过摆动凸轮22的旋转而与凸轮元件13滑动接触，从而摄像管底架6通过凸轮元件13向上推，因而在轴部分14a、14b的基础上绕转动部分旋转。因此，当摆动凸轮22的凸轮表面22a的最高部分与凸轮元件13滑动接触时，摄像管底架6如图18所示向后倾斜。
通过这种方式，摄像管底架6在图17所示状态与图18所示状态之间倾斜，因而光学摄像管设备5的倾角可根据光盘33的倾角而调节，物镜5a的光学轴线可与垂直于光盘33的信息记录表面的方向相反。
当根据光盘D的倾斜量通过倾斜机构的调节而对光学摄像管设备5的倾角进行调节时，光学摄像管设备5从光盘D的信息记录表面重放一信息信号。下面描述由该光学摄像管设备5重放该信息记录信号的方式。激光束从物镜5a照射到光盘D的信息记录表面上，反射光束通过物镜5a接收，因而从该信息记录表面重放该信息信号。
如上所述，在光盘驱动装置1中，光学摄像管设备5插入不依赖于芯轴底架4设置的摄像管底架6中，芯轴底架4包括光盘旋转驱动机构3，该摄像管底架6通过该摆动电机20和芯轴底架4的摆动凸轮22而倾斜，将光学摄像管设备5的姿态相对于由光盘旋转驱动机构3旋转的光盘D修正到光学最佳点，即偏差最佳点，而光盘D被重放。
尽管光盘装置的常规光盘摄像管设备如CD播放机和DVD播放机适于机械地将光学摄像管设备自身倾斜，从而能够在如上所述相对于旋转光盘倾斜的光学最佳像差状态下持久地读取信息记录信号，但其中光盘倾角由传感器等检测的具有这种结构的光学摄像管设备还是不能没有困难地小型化。另外，由于这种光学摄像管设备自身机械倾斜，结构变得复杂而组件的数量增加，由此使光学摄像管设备价格昂贵。
同样，在其中用于检测光盘等的倾角的传感器被去掉，并引入其中通过在从光盘反射的光束的基础上直接监测RF信号的偏差值而计算最佳偏差值的适应伺服机构的光学摄像管设备中，机械机构如用于控制光学摄像管设备姿态的摆动机构不能去掉，其结构复杂，组件的数量增加。这阻碍了制造成本的降低，也阻碍了光学摄像管设备的小型化。
鉴于上述方面，本发明的一个目的是提供一种用于光盘驱动装置的光学摄像管设备，其中可以不使用机械摆动机构而在相对于光盘倾角的最佳光学像差的状态下持久读取信息记录信号。
为了实现上述目的，提供了一种包括一物镜驱动机构的光学摄像管设备，该物镜驱动机构包括一用于固定一物镜的可移动部件，该物镜用于将从一盘状光学记录媒体的信号记录表面上的一光源发射的光束进行会聚，一支承机构，用于支承上述可移动部件，从而使上述可移动部件可相对于上述盘状光学记录媒体在聚焦方向和跟踪方向驱动，及一驱动力提供装置，用于向上述可移动部件提供驱动力，其中该可移动部件根据由于上述盘状光学记录体的偏移引起的聚焦高度变化而以这种方式在聚焦方向以一预定倾角被驱动，即上述物镜的光轴方向变成基本垂直于上述盘状光学记录媒体的信号记录表面。
根据本发明，在上述结构中，支承机构由一固定侧部元件和四个支承弹簧构成，位于上述盘状光学记录媒体内圆周侧的支承弹簧的弹簧常数设成大于位于外圆周侧的支承弹簧的弹簧常数，从而当上述可移动侧部元件在聚焦方向上驱动时产生上述预定倾角。
在上述结构中，支承弹簧通过改变钢丝的直径而使上述内圆周侧支承弹簧的弹簧常数变成大于上述外圆周侧的支承弹簧的弹簧常数。
根据本发明，在上述结构中，驱动机构包括一磁路，上述磁路的中心相对于上述盘状光学记录媒体沿外圆周方向转移，从而当上述可移动部件在聚焦方向驱动时产生上述预定倾角。
根据本发明，在上述结构中，磁路通过增加在一装配到缠绕在上述可移动侧部元件上的聚焦线圈的中空部分中的扼圈与相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述聚焦线圈之间的间隔，并减小相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周侧的上述间隔，而转移其在外圆周侧的中心。
根据本发明，在上述结构中，驱动机构包括一磁路，上述磁路具有在相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周方向转移的中心，上述支承机构由一固定侧部元件和四个支承弹簧构成，上述预定倾角是通过在上述可移动部件在聚焦方向驱动时抑制位于相对于上述盘状光学摄像管设备的内圆周侧的支承弹簧的弹力而产生的。
在上述结构中，磁路通过增加在一装配到缠绕在上述可移动侧部元件上的聚焦线圈的中空部分中的扼圈与相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述聚焦线圈之间的间隔，并减小相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周侧的上述间隔而转移其在外圆周侧的中心，上述支承机构包括四个粘结有缓冲材料的支承弹簧，通过相对于位于外圆周侧的上述支承弹簧的缓冲材料增加位于相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述支承弹簧的缓冲材料的量，而抑制位于上述内圆周侧的支承弹簧的弹力。
在具有根据本发明的上述结构的光学摄像管设备中，由于固定物镜驱动机构的物镜的可移动侧部元件根据由于盘状光学记录媒体的偏移而引起的焦点高度的改变而以一预定倾角驱动，从而物镜的光轴变成垂直于盘状光学记录媒体的信号记录表面，光学摄像管设备能够可靠地重放所记录的信号。
然后，根据本发明，用于检测盘状光学记录媒体的偏移并调节摆动的摆动机构可以从光学摄像管设备中去掉，因此光盘驱动装置的结构可以简化。
图1是本发明中使用的双轴驱动器第一例子的平面图；图2是图1中所示双轴驱动器的部分切除后视图；图3是本发明中使用的双轴驱动器第二平面图；图4是图3中所示双轴驱动器的后视图；图5是本发明中使用的双轴驱动器第三例子的平面图；图6是图5中所示双轴驱动器的后视图；图7是一图表，参照该图表来描述本发明中使用的双轴驱动器；图8是一示例性图表，表示当测量本发明中使用的双轴驱动器的偏移时所用的测量点；图9是一表格，表示在图8中所示偏移测量点获得的测量值；图10是在图8中所示偏移测量点测量的偏移的特性曲线；图11是一图表，用于对由本发明中使用的双轴驱动器从各光盘获得的最佳偏差值和从现有双轴驱动器获得的最佳偏差值进行比较；图12是一图表，用于对由本发明中使用的双轴驱动器从各光盘的最外圆周获得的最佳偏差值和从现有双轴驱动器获得的最佳偏差值进行比较；图13是一图表，用于对由本发明中使用的双轴驱动器从各光盘的最内圆周获得的最佳偏差值和从现有双轴驱动器获得的最佳偏差值进行比较；
图14是根据现有技术的双轴驱动器的例子的透视图；图15是一透视图，示出现有光盘装置，其双轴盖被拆掉；图16是图15中所示光盘驱动装置的前视图，其旋转台被切除；图17是一侧视图，示出图15中所示光盘驱动装置，其摄像管底架向前倾斜；图18是一侧视图，示出图15中所示光盘驱动装置，其摄像管底架向后倾斜。
下面将参照图1到图6对本发明的实施例进行描述。
图1到图6表示双轴驱动器的几个例子，该双轴驱动器是目镜驱动装置，用于驱动光盘驱动装置中光学摄像管设备的物镜。图1是根据第一实施例的双轴驱动器的平面视图。图2是一后视图，以半切开方式示出双轴驱动器。图3是根据第二实施例的双轴驱动器的平面视图。图4是其后视图。图5是根据第三实施例的双轴驱动器的平面视图。图6是其后视图。
在描述根据图1到图6中所示第一至第三实施例的双轴驱动器之前，参照图14对根据现有技术的双轴驱动器进行描述。
图14中，参考数字31表示用作物镜驱动装置的双轴驱动器，该物镜驱动装置用于支撑和驱动一个物镜32，该物镜32用于将从一激光源发射出来的激光束聚焦在一光盘上，该光盘用作一盘状光学记录媒体。在该双轴驱动器31中，一用于在光盘纵向上驱动物镜32的跟踪线圈34和一用于在光盘轴向上驱动物镜32的聚焦线圈35缠绕在一个线轴36上并连接到一固定件33上，该固定件33用作一将物镜32固定在其上的可移动侧部元件。该线轴36被固定在一个主扼圈39上，该主扼圈39大致为U形形状，包括一个用作驱动器底板的扼圈底座37和磁体38、38，该磁体38、38以可在轴向上移动并且可绕轴向旋转的方式连接到主扼圈的各内表面。一盘状辅助扼圈40被装配和连接到主扼圈39的末端之间的空间中，从而形成一个磁通路M。
辅助扼圈40的形状确定为覆盖作为主扼圈39的开放端面的光盘相对表面。当该辅助扼圈40被连接到主扼圈39的开放端面时，辅助扼圈在基本垂直于磁体38、38的磁通量方向定位，因此磁体38、38的上部侧，即光盘侧被关闭。
固定件33支撑在一双轴支撑组件42上，该双轴支撑组件42用作固定到调节盘41上的固定侧部元件，该调节板41通过焊点S由四个弹簧钢丝43固定到扼圈底座37上，这四个弹簧钢丝43基本在上和下方向及横向上平行，以可在上和下及横向移动的方式固定在一用作双轴悬挂装置的底端部分的一个隔膜簧部分43a上。因此，固定在该固定件33上的物镜32可以相对于光盘在聚焦方向和跟踪方向上移动。在图14中，参考数字44代表一种用作粘结到弹簧钢丝43上的缓冲材料的凝胶材料。
在具有上述结构的双轴驱动器31中，由磁通路M形成的一个磁场形成一环形磁通量，其中来自磁体38、38的磁场通过一个由基本为U形截面的主扼圈39和在主扼圈开放末端之间连接到磁体38、38上的辅助扼圈40形成的密闭磁道返回。跟踪线圈34和通过线轴36固定在固定件33上的聚焦线圈35位于该磁场中。
然后，从由光学检测机构(未示出)检测的光学检测信号中获得的在预定误差信号基础上的驱动电流，被供到两个线圈34、35上。具体地，在跟踪误差信号基础上的驱动电流被应用到跟踪线圈34，因此带物镜32的固定件33沿如图14中箭头T所示的垂直于物镜32的光轴方向的方向直线移动。同时，在聚焦误差信号基础上的驱动电流被应用到跟踪线圈35，因此带物镜32的固定件33沿如图14中箭头F所示的物镜32的光轴方向直线移动。
如上所述，双轴驱动器31移动物镜32，因此激光束的焦点随记录轨迹在光盘上的周期运动由物镜32形成在记录轨迹上。
具有上述结构的双轴驱动器31用作图15到图18中所示的前述光盘驱动装置的光学摄像管设备的双轴驱动器。
下面对根据本发明实施例的双轴驱动器进行描述。与图14中所示的前述双轴驱动器中相同的元件和部件将用相同的参考数字标识，因此不必描述。
首先，在图1和2中所示的根据第一实施例的双轴驱动器51中，用于支承将物镜32固定在其上的固定件33的悬挂装置本身的弹簧常数在光盘的内圆周侧和外圆周侧设定为不同值。具体地，用作将固定件33支承在双轴驱动器51中的悬挂装置的四个弹簧钢丝52在光盘内圆周侧的下弹簧钢丝52a、52a直径增加，在光盘外圆周侧的上弹簧钢丝52b、52b直径减小。在所示的双轴驱动器的例子中，由于四个弹簧钢丝52是由具有弹性的铍铜合金薄板制成的，内圆周侧的弹簧钢丝52a、52a的宽度w与外圆周侧弹簧钢丝52b、52b的宽度w′之间的关系设定为w＞w′，内圆周侧的弹簧钢丝52a、52a的弹簧常数设定成大于外圆周侧的弹簧钢丝52b、52b的弹簧常数。四个弹簧钢丝52(52a，52a和52b，52b)的各底端部分形成在相同的隔膜簧部分52c上。
在根据第一实施例的双轴驱动器51中，除用作悬挂装置的四个弹簧钢丝52之外的其它元件与图14中所示双轴驱动器中的相似。因此，这些元件用相同的参考数字表示，不必描述。
在具有上述第一实施例的结构的双轴驱动器51中，驱动电流供应到磁路M的聚焦线圈35上，因而固定物镜52的固定件33在高度方向上移动。在支承固定件33的四个弹簧钢丝52中，由于内圆周侧的弹簧钢丝52a、52a的弹簧常数大于外圆周侧的弹簧钢丝52b、52b的弹簧常数，且弹簧力较大，固定件并不是直线移动，且当到达一恒定高度时倾斜。
具体地，当固定件33如下面将描述的图7中所示那样沿向上方向移动时，由于外圆周侧的弹簧钢丝52b、52b的弹簧常数较小且弹簧力较小，与内圆周侧的弹簧钢丝52a、52a相比，这些弹簧钢丝由于固定件33的向上运动的力而向上产生相当大的弹性变形，从而导致固定件33在内圆周方向倾斜。
在固定件33由于该固定件33的向下运动力而沿向下方向移动的状态下，与内圆周侧的弹簧钢丝52a、52a相比，弹簧钢丝52b、52b向上产生相当大的弹性变形，从而导致固定件33在外圆周方向倾斜。
因此，假定由旋转驱动机构旋转的光盘具有±0.5°的倾角，则在12厘米光盘的最外圆周产生约±0.5°的高度变化。因此，当光学摄像管设备对该光盘进行聚焦时，物镜在其光轴具有±0.5°的偏移的状态下读取信号。因此，光学偏差与跳动最佳点状态不匹配，因而导致重放信号衰减。但在根据第一实施例的双轴驱动器51中，由于固定物镜32的固定件33随着由于改变支承固定件的四个弹簧钢丝52中内圆周侧弹簧钢丝52a、52a的弹簧常数及外圆周侧弹簧钢丝52b、52b的弹簧常数而引起的高度(焦点)变化而倾斜，能够降低物镜32克服光盘偏移产生的偏差的量。因此，重放信号的衰减可以得到改进。
参照图3和4对根据第二实施例的双轴驱动器进行描述。
虽然根据第二实施例的双轴驱动器61由如图14所示与前述双轴驱动器相似的组件构成，但该双轴驱动器构造成使磁路的中心转移。
具体地，在根据第二实施例的双轴驱动器61中，用于固定物镜32的固定件33由用作悬挂装置的线直径基本相同的四个弹簧钢丝43支承在双轴支承组件42上。跟踪线圈34和聚焦线圈35缠绕在其上的线轴36连接到该固定件33上。然后，在该第二实施例中，磁路M的中心由线轴36转移到光盘的外圆周侧。磁路M的磁体38连接到其上的扼圈39在线轴36的中空部分中转移到光盘外圆周侧，内圆周侧的间隙g与外圆周侧的间隙g′设定为满足不等式g＞g′。
为了将磁路M的中心转移到外圆周侧，当其中磁体38、38连接到基本为U形的扼圈39两内表面上而用于通过四个弹簧钢丝43支承固定件33的双轴支承组件42固定到其上的调节板41上的扼圈底座37通过焊点S联接和固定时，扼圈底座37和调节板41在转移状态下通过焊接以这样的方式联接，即扼圈39在连接到固定件33上的线轴36的中空部分中转移，从而建立上述间隙g、g′。通过这种方式，建立了根据第二实施例的双轴驱动器61，其中磁路M的中心在外圆周侧转移。
在具有第二实施例的上述结构的双轴驱动器61中，由于磁路M的中心在外圆周侧转移，跟踪线圈34的磁场作用于聚焦线圈35的外圆周侧。因此，通过根据偏差信号而由流经线圈34、35的电流产生的作用于固定件33上的运动力在外圆周侧比在内圆周侧增加，因而固定件33不在高度方向上线性移动，并在到达一预定高度时倾斜。
具体地，当固定件33沿向上方向移动时，由于作用于外圆周侧的运动力较大，外圆周侧的向上运动量变得大于内圆周侧的运动量，因而固定件33在内圆周方向倾斜(见图7B)。当固定件33沿向下方向移动时，由于作用于外圆周侧的运动力较大，外圆周侧的向下运动量变得较大，因而固定件33在外圆周方向倾斜(见图7C)。
通过这种方式，在根据第二实施例的双轴驱动器61中，由于用于固定物镜32的固定件33在内圆周侧的运动力和外圆周侧的运动力之差的基础上随高度(焦点)的改变而倾斜，双轴驱动器61还能够降低物镜32由于光盘的偏移而产生的偏差的量，因而能够改进重放信号的衰减。
然后，根据第二实施例的双轴驱动器61可通过磁路M的中心在所示现有双轴驱动器31的结构中转移的简单结构来实现，因此从成本的观点看是特别有利的。
下面参照图5和6对根据第三实施例的双轴驱动器进行描述。
根据第三实施例的双轴驱动器71具有相对于图3和4中所示第二实施例的双轴驱动器61改进的结构，其中用于支承固定物镜32的固定件33的悬挂装置的弹性，即四个弹簧钢丝43的弹性在内圆周侧和外圆周侧都进行了改变，从而当物镜到达一预定高度时固定件以某一恒定的倾角倾斜。
具体地，在根据第三实施例的双轴驱动器71中，作为缓冲材料粘结到将固定件33支承在双轴支承组件42上的四个弹簧钢丝43上的凝胶材料72的量以这种方式进行了改变，即通过增加内圆周侧的上下弹簧钢丝431、432上的凝胶材料72的量和减少外圆周侧上下弹簧钢丝433、434上的凝胶材料72的量，而使从内圆侧上下弹簧钢丝431、432产生的弹力增加，从外圆周侧上下弹簧钢丝433、434产生的弹力减小。
在这种情况下，3.5毫克凝胶材料72粘结到相对于内圆周侧上的弹簧钢丝431、432的底端部的隔膜部分43a1、43a2上，2.0毫克凝胶材料粘结到可移动部分侧。另一方面，相对于外圆周侧的弹簧钢丝433、434，0.5毫克凝胶材料粘结到底端部分和可移动部分侧的隔膜部分43a3．43a4上。根据该实施例，在内圆周侧的弹簧钢丝431、432侧，粘结到下侧弹簧432的隔膜部分43a2上的凝胶材料72的量大于粘结到上侧弹簧钢丝431的隔膜弹簧部分43a1上的凝胶的量。另外，在两上下弹簧钢丝431、432的可移动部分侧，粘结了基本相同量的凝胶材料72。另一方面，在外圆周侧的弹簧钢丝侧，基本相同量的凝胶材料72粘结到两上下弹簧钢丝433、434和两个可移动部分侧。
如上所述，在根据第三实施例的双轴驱动器71中，在磁路M的中心与第二实施例的双轴驱动器61相似地转移到外圆周侧的结构中，即在扼圈39在线轴36的中空部分内部光盘外圆周侧中转移，且内圆周侧的间隙g与外圆周侧的间隙g′满足不等式g＞g′的结构中，粘结到用作支承固定物镜32的固定件33的悬挂装置的四个弹簧钢丝43(431，432，433，434)上的凝胶材料72的量在内圆周侧和外圆周侧都进行了改变，因而它们在内圆周侧的弹簧钢丝431、432上增加，而在外圆周侧的弹簧钢丝433、434上减小，因而在外圆周侧以一偏移作用于跟踪线圈34和聚焦线圈35上的磁场以及通过根据偏差信号流经线圈34、35的电流作用于固定件33上的运动力在外圆周侧相对于内圆周侧增加。另外，用于支承固定件33的弹簧钢丝43内圆周侧的弹簧钢丝431、432具有较大的粘结凝胶量和较大的弹力，而外圆周侧弹簧钢丝433、434具有较小的粘结凝胶量和较小的弹力。因此，将物镜固定在其上的固定件33并不在高度方向上直线运动，且当到达一恒定高度时倾斜。
具体地，在固定件33向上移动时，由于作用于外圆周侧的运动力较大而外圆周侧弹簧钢丝433、434的弹力较小，外圆周侧的向上运动量与内圆周侧的相比增加，因而固定件33在内圆周方向上倾斜。在固定件33沿向下方向运动状态下，外圆周侧的向下运动量较大，因此固定件33在外圆周方向倾斜。
如上所述，由于根据第三实施例的双轴驱动器71在作用于内圆周侧的运动力与作用于固定物镜32的固定件33外圆周侧的运动力之差以及用作支承固定件33的悬挂装置的四个弹簧钢丝43的内圆周侧弹簧钢丝431、432的弹力与外圆周侧弹簧钢丝433、434的弹力之差的基础上随高度(焦点)的改变而倾斜，该双轴驱动器71能够减小由于光盘的偏移由物镜产生的偏差，并能够改进重放信号的衰减。根据第三实施例的双轴驱动器71与根据第一和第二实施例的前述双轴驱动器51、61相比能够更可靠地倾斜。
然后，根据第三实施例的双轴驱动器71可通过简单结构实现，其中磁路M的中心被转移而作为缓冲材料粘结到用作悬挂装置的弹簧钢丝43(431，432，433，434)上的的凝胶材料72的量相比于图14中所示现有技术的双轴驱动器31结构有所改变。
另外，根据第一实施例的前述双轴驱动器51和根据第二实施例的前述双轴驱动器61可结合在一起。
具体地，相对于用作支承固定物镜的固定件的悬挂装置的四个弹簧钢丝，内圆周侧弹簧钢丝可由具有较大弹簧常数的弹簧钢丝构成，外圆周侧弹簧钢丝可由具有较小弹簧常数的弹簧钢丝构成，磁路M的扼圈可在外圆周侧转移并插入缠绕有跟踪线圈和聚焦线圈并连接一固定件上的线轴中。同样在这种这种情况下，该双轴驱动器可同样地操作并产生与前述第三实施例的双轴驱动器相似的效果。
根据各实施例具有上述结构的双轴驱动器51、61和71根据如图7所示光盘D的变形而操作。
具体地，图7A示出光盘D放置在正常、平整状态下的情况。用于固定作为双轴驱动器51、61和71可移动部分并连接有其上缠绕着跟踪线圈34和聚焦线圈35的线轴36的物镜32的固定件33通过用作悬挂装置的四个弹簧钢丝52或43水平支承在双轴支承组件42上，物镜32的光轴垂直于光盘D的信号记录表面，物镜可从光盘上正常地读出所记录的信号。
图7B表示光盘D被偏移的情况。在这种情况下，当光盘D的偏移和变形被检测出来时，作为双轴驱动器可移动部分的固定件33通过流经聚焦线圈35的电流而沿向上方向移动。由于固定件33向上移动，当它们通过上述机构到达某一高度时，各双轴驱动器51、61和71以某一倾角倾斜。具体地，固定在固定件33上的物镜32接近于物镜光轴垂直于被倾斜和偏移的光盘D的角度，因而当固定件向上移动时外圆周侧以对应于高度变化的量上升，从而所产生的偏差量可减小，所记录的信号可在最佳状态下从光盘读出。
图7C示出光盘D在与光盘偏移方向相反的方向上偏移的情况，即光盘D以半球形方式变形的情况。在这种状态下，当光盘D的偏移和变形被检测时，作为双轴驱动器51、61和71可移动部分的固定件33通过沿相反方向流经聚焦线圈35的电流向下移动。当固定件33向下移动时，各双轴驱动器51、61和71由前述机构以下述方式倾斜，即外圆周侧以对应于高度变化的量下降。因此，固定在固定件33上的物镜32接近于其光轴垂直于被倾斜的光盘D的角度，因而所产生的偏差量可减小，所记录的信号可在最佳状态下读出。
根据第三实施例具有上述结构的双轴驱动器71的偏移通过如图8所示的八点测量方法评价。
具体地，通过对跟踪线圈34和聚焦线圈35进行激励，双轴驱动器71以图8中点①至⑧的顺序在确保的行程范围内(跟踪±0.3毫米，聚焦±0.5毫米)操作。然后，中间位置设置为点0，由一自动准直仪测量从该点0的倾斜，与中间位置，即点0之差称为偏移量。
图10中用一表格示意性表示出所测量的结果。在该表格中，矩形图线表示聚焦±0.5毫米和跟踪±0.3毫米的行程范围，以及偏移为零的情况。
聚焦 跟踪 中间位置点00毫米 0毫米点10.5毫米0毫米点20.5毫米0.3毫米点30毫米 0.3毫米点4-0.5毫米 0.3毫米点5-0.5毫米 0毫米点60.5毫米-0.3毫米点70毫米 -0.3毫米点80.5毫米0.5毫米-0.3毫米聚焦正方向是双轴驱动器靠近光盘的方向，跟踪正方向是从双轴驱动器的固定元件侧观察的右手方向。
然后，一基本为平行四边形的图线表示当在八个点测得偏移后获得的双轴驱动器的偏移。通过连接矩形图线的四个角点之间的四条交会线形成的矢量和XY轴以及基本为平行四边形图线的各测量点①至⑧代表偏移。
这里，径向偏移正方向限定为在跟踪正方向上倾斜的偏移，切向偏移正方向限定为物镜位置相对于双轴驱动器驱动部倾斜的偏移。
图9示出在实践中双轴驱动器的八点的偏移测量值。当这些点的偏移测量值写在图10中的示意性表格中且点①至⑧的测量值顺序连接时，就获得了表示实践中双轴驱动器的偏移的基本为平行四边形的图线。
下面，有包括具有上述结构的双轴驱动器的光学摄像管装置和其中倾斜由倾斜调节机构调节的现有光学摄像管装置的相反的跳动值。作为根据本发明实施例的双轴驱动器，使用根据图6所示第三实施例的双轴驱动器71。
作为双轴驱动器71，分别制造了一种设定为根据高度变化±0.5毫米而倾斜±0.2°的双轴驱动器，一种设定为倾余±0.25°的双轴驱动器，一种设定为倾斜±0.3°的双轴驱动器，一种设定为倾斜±0.4°的双轴驱动器，和一种设定为倾斜±0.5°的双轴驱动器。包括各双轴驱动器的五个光学摄像管设备与图15中所示前述现有光学摄像管装置1相互形成对比。
然后，该对比是通过将一正常盘a，一偏移角为-0.45°的盘b，一偏移角为-0.67°的盘c，一偏移角为-0.4°的盘d，一偏移角为-0.55°的盘e，一偏移角为-0.73°的盘f，及偏移角为+0.45°的盘g作为样本光盘。
通过这些对比，获得了图11、12和13中所示的结果。
图11示出当相对于各光盘a至g在最佳倾斜点调节各光学摄像管设备时获得的各光盘a至f的最佳适应值的测量值，即由倾斜调节机构获得的最小跳动值。
如上所述，当各光学摄像管设备由倾斜调节机构调节倾斜时，各光盘a至g的跳动值变成6.0％至9.0％范围内的基本恒定的值。
图12示出当没有相对于各光盘a至g对各光学摄像管设备的倾斜进行调节时，在各光盘a至f的最外部圆周获得的跳动值的测量值。
如上所述，在具有大偏移角的光盘c、f、e的情况下，现有光学摄像管设备的跳动值落在10％至13％范围内，其中倾斜由根据本发明的双轴驱动器修正的光学摄像管设备减小了跳动值，即在设定为根据高度变化±0.5毫米而倾斜±0.3°的双轴驱动器中，在设定为倾斜±0.25°的双轴驱动器，在设定为倾斜±0.4°的双轴驱动器，以及在设定为倾斜±0.5°的双轴驱动器中，相对于各光盘a至g的跳动值减小，跳动值落在6.0％至9.0％范围内。
这些跳动值与如上所述当光学摄像管设备由倾斜调节机构调节倾斜时获得的跳动值基本相同。特别是，其中双轴驱动器自身设定为根据高度变化±0.5毫米而倾斜±0.3°的光学摄像管设备获得了最令人满意的跳动值。
图13示出当没有相对于各光盘a至g由倾斜调节机构对各光学摄像管设备的倾斜进行调节时，在各光盘a至f的最内部圆周获得的跳动值的测量值。
同样在这种情况下，现有光学摄像管设备相对于大偏移角的光盘c、f、e具有落在8.5％至9.5％范围内的跳动值，其中根据本发明的双轴驱动器的倾斜被修正的光学摄像管设备可降低其跳动值，即在设定为根据高度变化±0.5毫米而倾斜±0.3°的双轴驱动器中，在设定为倾斜±0.4°的双轴驱动器，以及在设定为倾斜±0.5°的双轴驱动器中，各光盘a至g中的跳动值落在6.5％至8.0％范围内。特别是，其中双轴驱动器自身设定为根据高度变化±0.5毫米而倾斜±0.3°的光学摄像管设备获得了在6.8～7.8％范围内的最令人满意的跳动值。
如上所述，具有其中当到达某一恒定高度时根据本发明的双轴驱动器自身以某一恒定角度倾斜的结构的光学摄像管设备，即其中双轴驱动器的倾斜设定在0.3度/0.5毫米至0.4度/0.5毫米范围内的光学摄像管设备，能够呈现出与摆动由摆动机构调节的现有光学摄像管设备基本相同的在光盘外圆周侧的偏移吸收的性质。
由于根据本发明的光学摄像管设备有效地利用由于光盘外圆周上的偏移导致的焦点高度的改变，尽管其中焦点高度变化很小的内圆周侧上的效果不能期望像外圆周侧那样大，但还是略微修正了摆动。
在摆动由摆动机构调节的现有光学摄像管设备中，假定很小的可能性有光盘在内圆周侧极端偏移，那么所有偏移光盘的偏移量由内圆周的偏移量代表，并执行适应操作。对过去实际结果的研究显示，在光盘内圆周侧不充分的摆动适应操作从没有干扰光盘的重放。从这个观点看，由于可以断定，在光盘内圆周侧不需要与外圆周侧上的摆动修正值基本相等的摆动修正值，根据本发明的光学摄像管设备能够通过修正光盘外圆周侧的摆动来减小所产生的偏差。
尽管本发明的实施例已经这样进行了描述，但本发明并不局限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种修改。
例如，作为光学摄像管设备，可以使用一轴滑动旋转型双轴驱动器。由于该双轴驱动器具有跟踪线圈和聚焦线圈缠绕在一作为固定物镜的驱动部的圆柱形线轴上的结构并在外侧设置了一个磁体，如果磁体的结构发生改变，那么磁路也将改变。在这种情况下，中芯轴线自身弯曲，驱动部沿该中芯轴线滑动，因而当到达某一恒定高度时双轴驱动器以某一恒定倾角倾斜。在这种结构中，线轴的旋转中心和弯曲中芯轴线的中心彼此重叠。在这种结构中，如果线轴与中芯轴线之间的滑动表面仅设定给线轴的上下端部，那么即使中芯轴线弯曲，线轴也能够沿中芯轴线自由地上下移动。
上述各实施例中构成元件的形状、尺寸等可以适当地改变。
然后，根据本发明的光学摄像管设备可与产生外部磁场的磁头设备结合，因而能够用于记录在磁光盘上或从中重放。
如上所述，由于根据本发明的光学摄像管设备具有这样的结构，其中用于在跟踪方向和聚焦方向驱动物镜的物镜驱动机构的可移动侧部分以一预定倾角倾斜，从而根据由于光盘的偏移导致的聚焦高度改变而使物镜的光轴变成垂直于光盘的信号记录表面，光学摄像管设备能够可靠地记录/重放所记录的信号。由于用于调节通过检测光盘的偏移来调节摆动的摆动机构可从光学摄像管设备中去除，光盘驱动装置在结构上可以简化，组件的数量可以减少，且能够降低成本。
然后，根据本发明，用于支承驱动物镜的物镜驱动机构的可移动部件的支承部件的弹簧常数在光盘的内圆周侧增加而在外圆周侧降低。另外，用于驱动物镜驱动机构的可移动部件的磁路的中心转移到光盘的外圆周侧。另外，磁路的中心如上所述转移，粘结到支承元件上的缓冲材料的量在相对于光盘的内圆周侧的支承元件上增加，而在外圆周侧上的支承元件上减少。因此，不必向现有双轴驱动器填加特别的机构和元件，且通过极简单的结构，用于固定物镜的可移动部分可以以对应于根据焦点高度的变化而偏移和变形的光盘的预定倾角倾斜。因此，RF信号可以以充分的跳动量可靠地从偏移和变形的光盘读出。
参照附图对本发明的优选实施例进行描述后，应该理解，本发明并不局限于上述实施例，本领域技术人员可以在不脱离由本发明的权利要求限定的本发明的构思和范围的前提下，从中进行各种变化和修正。
权利要求
1.一种光学摄像管设备，包括一物镜驱动机构，该物镜驱动机构包括一用于固定一物镜的可移动部件，该物镜用于将从一盘状光学记录媒体的信号记录表面上的一光源发射的光束进行会聚，一支承机构，用于支承上述可移动部件，从而使上述可移动部件可相对于上述盘状光学记录媒体在聚焦方向和跟踪方向驱动，及驱动力提供装置，用于向上述可移动部件提供驱动力，其中上述可移动部件根据由于上述盘状光学记录媒体的偏移引起的聚焦高度变化而以这种方式在聚焦方向以一预定倾角被驱动，上述物镜的光轴方向变成基本垂直于上述盘状光学记录媒体的信号记录表面。
2.根据权利要求1所述的光学摄像管设备，其特征是上述支承机构由一固定侧部元件和四个支承弹簧构成，位于上述盘状光学记录媒体内圆周侧的支承弹簧的弹簧常数设成大于位于外圆周侧的支承弹簧的弹簧常数，从而当上述可移动侧部元件在聚焦方向上驱动时产生上述预定倾角。
3.根据权利要求2所述的光学摄像管设备，其特征是上述支承弹簧通过改变钢丝的直径而使上述内圆周侧支承弹簧的弹簧常数变成大于上述外圆周侧的支承弹簧的弹簧常数。
4.根据权利要求1所述的光学摄像管设备。其特征是上述驱动机构包括一磁路，上述磁路的中心相对于上述盘状光学记录媒体沿外圆周方向转移，从而当上述可移动部件在聚焦方向驱动时产生上述预定倾角。
5.根据权利要求4所述的光学摄像管设备，其特征是上述磁路通过增加在一装配到缠绕在上述可移动侧部元件上的聚焦线圈的中空部分中的扼圈与相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述聚焦线圈之间的间隔，并减小相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周侧的上述间隔，而转移其在外圆周侧的中心。
6.根据权利要求1所述的光学摄像管设备，其特征是上述驱动机构包括一磁路，上述磁路具有在相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周方向转移的中心，上述支承机构由一固定侧部元件和四个支承弹簧构成，上述预定倾角是通过在上述可移动部件在聚焦方向驱动时抑制位于相对于上述盘状光学摄像管设备的内圆周侧的支承弹簧的弹力而产生的。
7.根据权利要求6所述的光学摄像管设备，其特征是其中上述磁路通过增加在一装配到缠绕在上述可移动侧部元件上的聚焦线圈的中空部分中的扼圈与相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述聚焦线圈之间的间隔，并减小相对于上述盘状光学记录媒体的外圆周侧的上述间隔而转移其在外圆周侧的中心，上述支承机构包括四个粘结有缓冲材料的支承弹簧，通过相对于位于外圆周侧的上述支承弹簧的缓冲材料增加位于相对于上述盘状光学记录媒体的内圆周侧的上述支承弹簧的缓冲材料的量，而抑制位于上述内圆周侧的支承弹簧的弹力。
全文摘要
光学摄像管设备的偏移可通过一其上固定有一物镜的可移动侧部元件自身来调节。一固定一物镜的固定件由四个弹簧钢丝支承,因而它能在光盘的聚焦方向和跟踪方向移动。驱动该固定件的一磁路的中心在相对于光盘的外圆周侧转移。相对于粘结到位于外圆周侧的弹簧钢丝上的凝胶的量而言,通过增加作为缓冲材料粘结到位于光盘内圆周侧的弹簧钢丝上的凝胶的量,而抑制内圆周侧的弹簧钢丝的弹力。因此,该固定件可在聚焦方向上以一预定倾角驱动,从而根据由于光盘的偏移而引起的焦点高度的变化使物镜的光轴变成基本垂直于光盘的信号记录表面。
文档编号G11B7/135GK1336644SQ01121699
公开日2002年2月20日 申请日期2001年4月28日 优先权日2000年5月1日
发明者菊池信恭, 山川明郎, 关雄策, 前田彻男, 菅原丰 申请人:索尼公司