专利名称：物镜驱动装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于光记录载体重现等的光头装置中的物镜驱动装置，尤其涉及可达到结构薄型化的物镜驱动装置及其制造方法。
以往的光头装置中的物镜驱动装置、例如，美国专利No.4,998,802所示、具备保持物镜的透镜保持体、使此透镜保持体沿聚焦方向和跟踪方向移动的磁驱动回路，此物镜驱动装置的结构称为轴滑动型、使透镜保持体沿支承轴朝向聚焦方向移动的同时、使透镜保持体以支承轴为中心沿跟踪方向旋转。
这样、使透镜保持体移动的磁驱动回路具备使透镜保持体沿支承轴向聚焦方向滑动的聚焦用磁驱动回路以及为使透镜保持体以支承轴为中心、沿跟踪方向旋转的跟踪用磁驱动回路。
聚焦用磁驱动回路的结构是将一对聚焦用线圈相对支承轴对称地安装在透镜保持体外周面上、将一对聚焦用磁铁、在与这些驱动线圈对峙状态安装在将透镜保持体外周面围住的外轭铁内周面上。同样、跟踪用磁驱动回路的结构是将一对跟踪用驱动线圈相对支承轴对称地安装在透镜保持体外周面上、将一对跟踪用磁铁、在与这些驱动线圈对峙状态安装在将透镜保持体外周面围住的外轭铁内周面上。
在此，可利用贴装在透镜保持体外周面上的扁平空芯线圈作为构成这些磁驱动回路的驱动线圈。并且，沿跟踪方向、即外轭铁的圆周方向对与跟踪用空芯线圈对峙的跟踪用磁铁进行分极磁化。与此相对、将与聚焦用空芯线圈对峙的聚焦用磁铁沿聚焦方向、即外轭铁高度方向进行分极磁化。
此外，在上述轴滑动型物镜驱动装置中，由于驱动时透镜保持体沿支承轴滑动，通常用金属等形成支承轴，而透镜保持体整体用具有良好滑动性的聚苯硫等树脂材料构成。此外，在透镜保持体上形成为能将物镜水平地安装在其上的透镜安装部、在此透镜安装部上形成为使物镜相对支承轴呈垂直姿势的物镜水平用基准面。通过使物镜的平坦凸缘部与此基准面接触、规定物镜的安装姿势。因此，将物镜水平用基准面与轴承孔中心轴线设计成相互垂直。
因此，随着要求光头装置小型紧凑化。对该装置中的物镜驱动装置的小型紧凑化、特别是薄型化要求也越来越高。
在轴滑动型物镜驱动装置中、为确保物镜沿聚焦方向的移动范围的同时达到薄型化、只要使透镜保持体的厚度减薄就可以。在此场合、由于是将聚焦用和跟踪用扁平空芯线圈贴装在透镜保持体外周面上、因此有必要使这些扁心空芯线圈成为小型化作为条件。但是、当使扁平空芯线成圈线为小型化、将使其磁驱动回路的磁驱动特性相应降低。因此，在传统的轴滑动型物镜驱动装置中，难以达到薄型化。
此外，在上述物镜驱动装置中，为了高速驱动透镜保持体、达到拾波动作高速化，有必要使透镜保持体轻量化、且提高其刚性、使透镜保持体的高次共振频率变得更高。然而，传统的透镜保持体、由于为提高轴承孔的滑动性而将整个透镜保持体由树脂制成，因而提高刚性也有一定限度。因此，在透镜保持体上，成为通过使各部厚度变厚、形成多条肋等在形状上下功夫提高其刚性，然而当这样使透镜保持体形状过于复杂、从而难以实现小型化、薄形化。此外，当使透镜保持体形状过于复杂、在进行树脂成形时，在各部将发生树脂收缩、使成形精度降低。当这样使成形精度降低时、一方面因不能以高精度成形轴承孔、使透镜保持体移动不顺利。另外，因轴承孔中心轴线与物镜水平用基准面的垂直度下降，发生物镜相对支承轴倾斜等、使物镜驱动装置的基本性能降低。因此，在传统物镜驱动装置中、存在不能使透镜保持体的刚性与轴承孔的滑动性两者都提高、当为使此双方特性都提高而使透镜保持体形状过于复杂化时、则有损于透镜保持体小型化、薄型化以及物镜驱动装置基本特性的问题。
因此，本发明正是鉴于上述问题、目的在于提供在不使物镜驱动用磁驱动回路的磁驱动特性降低情况下达到薄型化的物镜驱动装置。
此外，本发明目的还在于提供在不影响透镜保持体小型化、薄型化以及物镜驱动装置的基本性能的情况下，使透镜保持体的刚性与轴承孔的滑动性两方向都提高的物镜驱动装置及其制造方法。
对附图的简单说明
图1为本发明物镜驱动装置主要部分的简要俯视图，图2为沿图1的II-II线剖切部分的简要剖面图，图3为表示构成图1中的磁驱动回路驱动线圈与磁铁配置关系的说明图，图4为本发明物镜驱动装置的俯视图，图5为沿图4的III-III线剖切部分的剖面图，图6为从斜上方看图4所示装置的透镜保持体的立体图，图7为从斜下方看图4所示装置的透镜保持体的立体图，图8为表示在图4所示装置的透镜保持体的保持体本体上的轴承构件安装状态的说明图。
以下，参照图1-3说明本发明物镜驱动装置。图1为物镜驱动装置主要部分的简要俯视图，图2为沿图1的II-II线剖切部分的简要剖面图，图3为表示构成磁驱动回路的驱动线圈与磁铁配置关系的说明图。
现参照图1、图2进行说明。物镜驱动装置1为轴滑动型结构，保持物镜2的透镜保持体3可沿支承轴4向聚焦方向滑动、同时可以支承轴4为中心沿跟踪方向旋转。透镜保持体3具有安装物镜2的顶面3a、从顶面3a的外周缘向下方延伸的外周面3b、在其中心形成供支承轴4插入的轴孔3c。
供安装支承轴4的外轭铁5由磁性材料构成、具有底面5a和从其外周缘向上方立起、将透镜保持体3的外周面3b包围的外轭铁壁面部5b。如下所述，在外轭铁5与透镜保持体3间构成为使透镜保持体3沿聚焦方向移动的聚焦用磁驱动回路与为使透镜保持体3沿跟踪方向旋转的跟踪用磁驱动回路。
在透镜保持体3的外周面3b上、沿周向相邻安装聚焦用驱动线圈8A与跟踪用驱动线圈9A。与此相对，也在外轭铁壁面部5b上，沿周向相邻安装圆弧形第1、第2磁铁11A、12A。
此处、聚焦用驱动线圈8A为将其空心83朝向聚焦方向配置的空芯线圈。例如、配置在杨声器等振动板上的音圈。使内轭铁7A在聚焦用驱动线圈8A的空芯83内贯通。内轭铁7A为从透镜保持体5的底面5a垂直立起、由磁性材料构成的板。与此相对、跟踪线圈9A是将空芯93(参照图3)配置成从透镜保持体的外周面3b面向外轭铁壁面部5b的扁平空芯线圈。
另外，对安装在外轭铁5上的第1磁体11A的内周面11a与外周面11b分别进行磁化、使其成为磁极面、在本实施例中，将内周面11a形成N极、外周面11b形成S极。同样，也对第2磁体12A的内周面12a与外周面12b分别进行磁化使其成为磁极面。但是，在第2磁体12A中，与第1磁体11A相反、将内周面12a构成S极、外周面12b构成N极。
下面，参照图3对在透镜保持体3上形成的聚焦用驱动线圈8A、跟踪用驱动线圈9A和在外轭铁壁面部5b上形成的第1、第2磁体11A、12A的配置关系进行说明。首先、将第1磁体11A的内周面11a的周向长度形成与聚焦用驱动线圈8A的外周面8a的周向长度相比足够长。而且，使两者在聚焦用驱动线圈8A的外周面8a被第1磁体11A的内周面包围的状态相互对峙。
与此相对，跟踪用驱动线圈9A的外周面9a周向的一半与第1磁体11A的内周面11a对峙、余下的一半与第2磁体12A的内周面12a对峙。也就是、将跟踪用驱动线圈9A配置成使其跨在第1、第2磁体11A、12A内周面上的状态。其结果形成跟踪用驱动线圈9A的周向一侧与第1磁体11A的N极对峙、另一侧与第2磁体12A的S极对峙的状态。
因此、用相互对峙的聚焦用驱动线圈8A与第1磁铁11A构成聚焦用磁驱动回路。此外，用跟踪用驱动线圈9A与第1及第2磁体11A、12A构成跟踪用磁驱动回路。
此外，由图1、图2可知，上述构成的聚焦用磁驱动回路与跟踪用磁驱动回路也位于以支承轴4为中心的点对称位置。就是将与线圈8A、9A的形状、结构相同的聚焦用驱动线圈8B、跟踪用驱动线圈9B安装在透镜保持体3的外周面3b上。另外将与第1、第2磁体11A、12A的形状、结构相同的第1、第2磁体11B、12B也按相同的配置关系安装在外轭铁壁面部5b上。
在物镜驱动装置1中，使用其空芯83面向聚焦方向被安装在透镜保持体3上的驱动线圈8A构成比跟踪方向需要更大驱动力的聚焦用磁驱动回路。因此，与以往在跟踪用磁驱动回路中采用的扁平空心线圈9A构成磁驱动回路的场合相比，由于在聚焦用驱动线圈8A的外周面8a上不存在空芯部、能有效利用磁通、通过使透镜保持体3变薄、即使使用短的线圈作为该驱动线圈8A、也能容易获得所需聚焦用磁驱动力。因此，能容易实现物镜驱动装置的薄形化。
此外，在物镜驱动装置1中，通过形成跨在其内周面与外周面已磁化的第1、第2磁体11A、12A上的状态、与跟踪用驱动线圈9A对峙、构成跟踪用磁驱动回路。这样，由于将构成聚焦用磁驱动回路的第1磁铁11A也兼用作跟踪用磁驱动回路、能使磁驱动回路小型紧凑。因此，能达到物镜驱动装置的小型紧凑化。
此外，通过上述对磁体两面进行磁化，与在同一面上进行分极磁化相比、具有磁化简单的优点。
此外，在物镜驱动装置1中，是将第1、第2磁体11A、12A构成各别的磁体，然而，也可以将其形成一体型，在此场合、可以在其内周面上，对其周向的一侧进行与第1磁体同样的磁化，对另一侧进行与第2磁体同样的磁化。
此外，在物镜驱动装置1中，对于在非驱动状态将透镜保持体3保持在中立位置的中立位置保持机构、能按如下方式简单构成。就是在图1中，可以在透镜保持体3的外周面3a上、在与第1、第2磁体11A、12A的分界部分13A对峙的位置安装用虚线表示的磁性片21A。同样、可在与第1、第2磁体11B、12A分界部13B对峙的位置安装用虚线表示的磁性片21B。
接下来、参照图4-8对能使本发明透镜保持体的刚性及轴承孔的滑动性都提高的物镜驱动装置的实施例进行说明。
图4为有关本发明实施例物镜驱动装置的俯视图、图5为沿图4的III-III线剖切的剖面图。
此外，由于本发明实施例所示物镜驱动装置与上述图1-3所示物镜驱动装置1的结构基本相同，故省略对其详细说明。
如图4、图5所示、物镜驱动装置101具有将物镜102保持在物镜安装部137上的透镜保持体103以及支承透镜保持体103的保持体支承构件104。保持体支承构件104具备圆形底壁141、从底壁141的外周缘垂直竖起的圆筒状外轭铁142、通过将底壁141的一部垂直切起形成的一对内轭铁143、144以及从底壁141的中心垂直立起的保持体支承轴145。内轭铁143、144也可以不是直接将底壁141的一部分切起、而是安装另外的构件。
透镜保持体103具有供支承轴145插入的轴承孔134。因此，透镜保持体103在可沿支承轴145的轴线146的方向移动和绕轴线146旋转的状态被支承构件104支承。在透镜保持体103与保持体支承构件104间构成使透镜保持体103绕支承轴145的轴线146旋转的跟踪磁路以及使透镜保持体103沿支承轴145向轴线方向146移动的聚焦磁路。跟踪磁路与聚焦磁路由安装在透镜保持体103的外周面上的一对跟踪用驱动线圈108、109、一对聚焦用驱动线圈110、111以及与这些驱动线圈对峙安装在外轭142的内周面上的第1、第2磁体106、107构成。
图6为从斜上方看透镜保持体103时的立体图。现参照此图进行说明，第1、第2跟踪用驱动线圈108、109具有大致长方形扁平状纵剖面、其一端面与透镜保持体103的外周面粘接固定。第1、第2聚焦用驱动回路110、111具有大致长方形的横剖面、沿支承轴145的轴线146的方向延伸、其外周面与透镜保持体103的外周面粘接固定。聚焦用驱动线圈110、111为空心线圈、如图4所示，上述内轭铁143、144分别位于其空心部分内。
第1、第2磁体106、107以其与跟踪用驱动线圈108、109对峙的部分为中心、沿周向进行分极磁化、与跟踪用驱动线圈108、109对峙的部分成为第1、第2跟踪用驱动磁铁部161、171。对第1、第2磁体106、107与聚焦用驱动用线圈110、111对峙的部分进行单极磁化、使此处成为第1、第2聚焦用驱动磁铁部162、172。因此，对通过FPC基板112向各驱动线圈108、109、110、111供电进行控制、能沿跟踪方向(绕支承轴145的轴线146旋转)、以及沿聚焦方向(沿支承轴145的轴线146的方向移动)驱动透镜保持体103。此外，磁体106、107也可用磁性分极线分成两部分形成。
图7为从斜下方看透镜保持体103时的立体图。如图6、图7所示，透镜保持体103由具备安装物镜102的物镜安装部137侧的保持体本体130(透镜保持体)与构成轴承孔151侧的轴承构件105组成。保持体本体103为镁成形体、轴承构件105为树脂成形体。保持体本体130具有在其外周面上安装驱动线圈108-111的筒状壳体部131和将壳体部131的上端面封堵形成的顶板132。在顶板132上形成圆环状物镜安装部137。在物镜安装部137的内周面上形成、为在此进行物镜102安装时使物镜102保持水平的环状水平用基准面138、通过使物镜102的平坦的法兰部分121与水平基准面138接触、限定物镜102的安装状态。
在保持体本体130上形成沿上下方向贯通的圆筒部133、其内部成为安装轴承构件151的轴承安装孔134。圆筒部133与壳体部131由肋136连接和增强。在顶板132上形成从轴承安装孔134朝向外周侧的缺口135、缺口135与拉出FPC基板112的开口139相连。
轴承构件105为形成圆筒状的聚苯硫等树脂成形件，其内侧成为轴承孔151。在轴承构件105的上端形成从其外周面152伸出的突起153、在将轴承构件105嵌入保持体本体130的圆筒部133的内侧(轴承安装孔134)时，将轴承构件105的突起153嵌入保持体本体130的缺口135，可进行粗略的定位。此外，上述镁成形体不限于单独的镁成形体、也可以是含有其它金属的镁合金成形体。
图8为表示轴承构件105在保持体本体130上安装状态的说明图。现参照此图说明物镜驱动装置101的制造方法中的透镜保持体103的组装工序。
如上所述，分体构成保持体本体130与轴承构件105、轴承构件105被安装在保持体本体130的轴承安装孔134内。在此，将轴承安装孔134的内径尺寸形成比轴承构件105的外径还大。因此，当将轴承构件105插入轴承安装孔134时、在两者间隔开间隙G。利用此间隙G调整轴承构件105的倾斜度、使在轴承构件105上形成的轴承孔151的中心轴线L1相对在透镜安装部137上形成的水平用基准面138垂直。
就是由于分体构成保持体本体130与轴承构件105，如图8中的双点划线所示，尽管在保持体本体130上形成的轴承安装孔134的中心轴线L2相对水平用基准面138倾斜、当在轴承安装孔134内完全同轴地装有轴承构件105时、就会形成轴承孔151的中心轴线L1相对透镜安装部137的水平用基准面138倾斜。然而在本发明中，由于在轴承构件105的外周面152与轴承安装孔134的内周面间形成间隙G、在将轴承构件105安装在保持体本体130上时，如箭头A所示，能使轴承构件105在轴承安装孔134内摇动。因此，为使轴承孔151的中心轴线L1相对水平用基准面138垂直、在对轴承构件105的倾斜进行调整后、用粘接剂将轴承构件105固定在轴承安装孔134上。
在上述实施例中，使支承轴145与轴承构件105分别用金属与树脂形成，然而、只要是具有良好滑动性的构件，不限于金属或树脂。
如上所述、在本发明物镜驱动装置中，为相对透镜保持体外周面、面向周面、在相邻状态安装聚焦用驱动线圈与跟踪用驱动线圈、在外轭铁的内周面上、面向其周方向、在相邻状态安装圆弧状第1、第2磁铁、此外，将聚焦用驱动线圈构成将其空芯配置成面向聚焦方向的空芯线圈、将安装在外轭铁上的内轭铁呈贯通状态设定在该空芯内。同时将跟踪用驱动线圈构成将其空芯配置成从透镜保持体外周面朝向外轭铁壁面方向的空芯线圈。
因此，根据本发明能用聚焦用驱动线圈与第1磁铁构成聚焦用磁驱动回路、作为聚焦用驱动线圈、使用将其空芯配置成朝向聚焦方向的空芯线圈。因此，能提高聚焦用驱动回路的磁利用率、即使使安装有此驱动回路的透镜保持体厚度变薄、空芯线圈的长度缩短、也容易得到作为目标的聚焦用磁驱动特性。因此，本发明具有容易使透镜保持体变薄、实现物镜驱动装置薄型化的效果。
此外，由以上说明可知、本发明物镜驱动装置由于用镁成形体构成具备透镜保持体透镜安装部的保持体本体、即使不将保持体本体形成复杂形状、也能使整个透镜保持体刚性提高。因此，能使透镜保持体的高次共振频率向更高频率侧转移、对透镜保持体进行高速驱动、实现拾波动作高速化。此外，由于可以不将保持体本体形成复杂形状实现透镜保持体小型化、薄形化、而且、由于保持体本体的成形精度高、使作为光传感的基本性能不受损失。而且，为使保持体的刚性高、由于采用镁成形体、比铝及其其它金属轻。
此外、保持体本体由于是镁成形体、能进行粉末压缩成形制造、成形精度高。此外，若采用此粉末压缩成形、还具有无需进行非模铸的两次加工的优点。
此外，对于透镜保持体、由于用树脂制的轴承构件构成支承轴的滑动面，即使为提高刚性而用镁成形体构成保持体本体，仍能使支承轴与轴承孔间的滑动性能保持原来那样高。
此外，由于将轴承构件形成简单的筒形状、因而成形精度高、与透镜保持体全体形成一体的场合相比、轴承孔的精度高。因此，由于不存在物镜相对支承轴倾斜以及迟滞现象，使拾波性能提高。
此外，由于将轴承安装孔的内径尺寸形成比轴承构件外径尺寸还大，能确保其间的间隙、利用此间隙能使分体构成的透镜安装部侧(保持体本体)与轴承孔侧(轴承构件)间的组装精度提高。因此，由于分别按照其功能、由不同的材料构成保持体本体与轴承构件、即使是分体形成、也能使轴承孔中心线轴与水平用基准面的垂直精度高。因此、由于不存在物镜相对支承轴倾斜、使拾波性能提高。
而且，由于用粘接剂将轴承固定在轴承安装孔内、于是，由于成为用不同弹性的多个材料构成的复合材料形成透镜保持体，从而具有减振作用、且能抑制扰乱透镜保持体相位的优点。
权利要求
1.一种物镜驱动装置，具有保持物镜的透镜保持体、可使该透镜保持体沿聚焦方向滑动、同时沿跟踪方向旋转的支承轴、面对上述透镜保持体的外周面、沿周向安装的聚焦用驱动线圈和跟踪用驱动线圈、与上述透镜保持体的外周面对峙的外轭铁、面对该外轭铁的内周面、沿周向安装的圆弧形第1及第2磁铁，其特征在于上述聚焦用驱动线圈为其空芯被配置成面向聚焦方向的空芯线圈、使位于上述外轭铁上的内轭铁贯穿位于上述空芯内、上述跟踪用驱动线圈为其空芯被配置成从上述透镜保持体外周面面向上述外轭铁内周面的空芯线圈。
2.根据权利要求1所述驱动装置，其特征在于用上述聚焦用驱动线圈与上述第1磁铁构成上述聚焦用磁驱动回路、用上述跟踪用驱动线圈与上述第1及第2磁铁构成上述跟踪用磁驱动回路。
3.根据权利要求2所述驱动装置，其特征在于分别将上述第1、第2磁铁的内周面与外周面构成磁极面、且呈相反的极性进行磁化，上述聚焦用驱动线圈外周面与上述第1磁铁内周面对峙，上述跟踪用驱动线圈外周面的沿其周向的一半与上述第1磁铁内周面对峙、余下的一半与上述第2磁铁内周面对峙。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述驱动装置，其特征在于具有安装在所述透镜保持体上、为将上述透镜保持体保持在中立位置的磁性片、该磁性片与上述第1、第2磁铁的交界部分对峙。
5.一种物镜驱动装置，具有将物镜保持在透镜安装部上的透镜保持体以及插入在该透镜保持体上形成的轴承孔内的支承轴，被支承轴支承的上述透镜保持体能沿上述支承轴移动和能绕上述支承轴旋转，其特征在于上述透镜保持体具备用镁成形体构成、具有上述透镜安装部的保持体本体，且用滑动性材料构成上述轴承孔内周面。
6.根据权利要求5所述驱动装置，其特征在于所述滑动性材料为树脂。
7.根据权利要求5或6所述驱动装置，其特征在于上述透镜保持体具备上述保持体本体、以及嵌入在该保持体本体上形成的轴承安装孔内、由其内侧成为上述轴承孔的滑动性材料构成的筒形轴承构件。
8.根据权利要求7所述驱动装置，其特征在于上述轴承安装孔内径尺寸比上述轴承构件的外径尺寸大。
9.根据权利要求7或8所述驱动装置，其特征在于用粘接剂将上述轴承构件固定在上述轴承安装孔内。
10.一种物镜驱动装置的制造方法，该装置具有将物镜保持在其透镜安装部上的透镜保持体、以及插入在该透镜保持体上形成的轴承孔内的支承轴，上述透镜保持体由具有上述透镜安装部的镁成形体形成的保持体本体、和嵌入在该保持体本体上形成的轴承安装孔内、其内侧用成为上述轴承孔的润滑性材料成形的筒形轴承构件构成，上述透镜保持体可沿上述支承轴移动和可绕上述支承轴旋转，其特征在于将上述保持体本体轴承安装孔内径尺寸形成比上述筒形轴承构件外径尺寸大、在将上述筒形轴承构件向上述轴承安装孔内安装、进行上述透镜保持体组装时，为使上述轴承孔中心轴线与上述透镜安装部上的物镜水平用基准面垂直、对上述轴承构件在上述轴承安装孔内倾斜度进行调整、调整后、用粘接剂将上述轴承构件固定在上述轴承安装孔内。
11.根据权利要求1所述驱动装置，其特征在于用镁成形体构成具有上述透镜安装部的保持体本体，且用润滑性材料构成上述轴承孔内周面。
12.根据权利要求11所述驱动装置，其特征在于用上述聚焦用驱动线圈与上述第1磁铁构成上述聚焦用磁驱动回路，用上述跟踪用驱动线圈和上述第1与第2磁铁构成上述磁驱动回路。
13.根据权利要求12所述驱动装置，其特征在于将上述第1与第2磁铁的内周面与外周面作为磁极面，呈相反的极性进行磁化，使上述聚焦用驱动线圈外周面与上述第1磁铁内周面对峙，使上述跟踪用驱动线圈外周面的周方向的一半与上述第1磁铁内周面对峙，剩余的一半与上述第2磁铁内周面对峙。
全文摘要
本发明物镜驱动装置及其制造方法,该装置将聚焦用驱动线圈与跟踪用驱动线圈面向周向、以相邻状态安装在透镜保持体外周面上、将其内周面作为相反磁板面的圆弧状第1、第2磁铁面向周向、以相邻状态安装在外轭铁内壁面上、将聚焦用空芯驱动线圈配置成使其空心面向聚焦方向与第1磁铁对峙,使跟踪用空芯驱动线圈与第1、第2磁铁相跨对峙。具有即使透镜保持本变薄、聚焦用驱动线圈长度缩短、仍能保持良好的磁感度、容易实现装置薄型化,通过共用第1磁铁能相应使装置小型化等优点。
文档编号G11B7/22GK1199218SQ9810789
公开日1998年11月18日 申请日期1998年5月8日 优先权日1997年5月8日
发明者白鸟敏男 申请人:株式会社三协精机制作所