(57)【要約】本発明は、光学レンズの位置及び／又は向きを制御する装置に係る。該装置は、第１のボディ、及び、光学レンズを有する第２のボディを有する。弾性懸架システムは、第１のボディから第２のボディを懸架するよう与えられる。懸架システムは、第１のボディに固定された一部分と第２のボディに固定された他の部分とを有し、該２つの部分の間に延びる機能長さを有する。駆動ユニットは、第１のボディに関し第２のボディを駆動するよう備えられる。懸架システムの堅固性を変化させるよう、装置は、懸架システムの機能長さを調整する調整ユニットを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズの位置及び／又は向きを制御する装置であって、
前記装置は、
第１のボディと、
前記光学レンズを支持する又は有する第２のボディと、
前記第１のボディから前記第２のボディを懸架し、前記第１のボディに接続された一部分と前記第２のボディに接続された他の部分とを有し、前記２つの部分の間に延びる機能長さを有する弾性懸架システムと、
前記第１のボディに関し前記第２のボディを駆動する駆動ユニットと、
前記弾性懸架システムの前記機能長さを調整する調整ユニットと、
を有する、
装置。
【請求項２】
前記調整ユニットは、前記ボディのうちの１つに固定されたアクチュエータを有し、可変の寸法を有し、前記１つのボディから前記他のボディに向かってみられ、前記アクチュエータを用いて、前記弾性懸架システムの前記部分のうちの１つは、前記ボディの前記１つに対して固定される、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記弾性懸架システムの前記部分の前記１つを締結する締結ユニットを備えられる、
請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、形状記憶合金ユニットを有する、
請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、圧電構成要素を有する、
請求項２又は３記載の装置。
【請求項６】
前記弾性懸架システムは、線形懸架システムである、
請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記懸架システムは、ワイヤ又は板バネを有する、
請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記懸架システムは、少なくとも１組のワイヤ又は板バネを有する、
請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記ボディの前記１つは、前記第１のボディである、
請求項２記載の装置。
【請求項１０】
障害の特徴を特定する信号に依存して前記調整ユニットを制御する懸架コントローラの存在によって特徴付けられる、
請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の前記装置を有する、光学式記録及び／又は再生機材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズの位置及び／又は向きを制御する装置に係る。かかる装置は、第１のボディ、光学レンズを支持する又は有する第２のボディ、及び第１のボディから第２のボディを懸架する弾性懸架システムを有する。該懸架システムは、第１のボディに接続された一部分、及び第２のボディに接続された他の部分を有し、また、前述の２つの部分の間に延びる機能長さを有する。かかる装置は更に、第１のボディに対して第２のボディを駆動する駆動ユニットを有する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第２００１／００３０８１５Ａ１号明細書（特許文献１）は、光学ピックアップ・アクチュエータを開示する。該アクチュエータは、トラッキング・コイル及び集束コイルを有し、複数のワイヤバネによって枠から懸架されたレンズ・ホルダ組立体を有する。枠は、磁石及び磁気ヨークを支持する。電流がこのピックアップ・アクチュエータにおいて集束コイルに沿って流れる場合、レンズ・ホルダ組立体がトラッキング方向において駆動されるよう起電力が生成される。
【０００３】
上述された種類の各装置は、弾性懸架システム（ｅｌａｓｔｉｃ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の剛性によって部分的に確定される固有振動数（ｎａｔｕｒａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を有する。固有振動数を確定する他のパラメータは、一般的に既知である通り移動質量である。
【０００４】
装置の所望されない振動を防ぐよう、固有振動数は所定の値を有するべきである。しかしながら、この値は異なる適用に対して変化する。固有振動数は、主に内部障害を有する適用に対しては可能な限り低いべきである。内部障害は、適用自体における非理想の状況によって生じる。光学式記録の分野において、かかる障害は、完全に平面ではなく、完全な円形トラックを有さず、回転軸と一致しない中心を有し、又は他の内部欠陥を有する、読み取られるべき光ディスクによって引き起こされ得る。
【０００５】
光学式記録及び／又は再生システムにおいて、内部障害信号の振動数内容は、主に、ディスクの回転数及びこの回転数のより高いオーダを有する。典型的な回転数は、音楽ＣＤに対しては３Ｈｚ乃至１０Ｈｚ、ＤＶＤに対しては１０Ｈｚ乃至４０Ｈｚである。
【０００６】
容認された標準によれば、これらのシステムは一定の線速度で動作するため、これらのシステムにおけるディスクの回転数は一定ではない。故に、より内側の半径での回転数は、より外側の半径での回転数とは異なる。より外部の障害、即ち外側からの装置に作用する傷害を有する適用においては、振動数内容は変化するが、通常は典型的な使用に対してなんらかの一貫性がある。例えば、ＣＤプレーやがジョギング中に使用される際、最大の外部障害は一般的には、ジョギング振動数に適合する振動数を有する。外部障害の原因の他の例は、機材の落下及び内蔵型光学プレーヤを有する自動車での振動による衝撃である。
【０００７】
一般的に言えば、外部障害は、内部障害と比べてより高い固有振動数を要求する。
【０００８】
上述された分析から明確である通り、既知の光学ピックアップ・アクチュエータは、使用されるワイヤ懸架は、一定の適用に適合されるが、他の異なる適用には非常に適切ではない固有振動数を有する、という問題を有する。
【０００９】
故に、例えば、ジョギング又は落下が主な障害を引き起こす携帯使用に合わせられたシステムは、自動車においては最善には機能しない。
【特許文献１】米国特許第２００１／００３０８１５Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、異なる種類の障害を有する互いに非常に異なる適用に対して適切であるよう、冒頭に記載された装置を改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、光学レンズの位置及び／又は向きを制御する装置によって達成される。該装置は、第１のボディと、光学レンズを支持する又は有する第２のボディと、第１のボディから第２のボディを懸架し、第１のボディに接続された一部分と第２のボディに接続された他の部分とを有し、２つの部分の間に延びる機能長さを有する弾性懸架システムと、第１のボディに関し第２のボディを駆動する駆動ユニットと、弾性懸架システムの機能長さを調整する調整ユニットとを有する。
【００１２】
本発明に従ったこの装置は、故に、懸架システムの機能長さを装置の適用に対して適合させるツールを備えられる。機能長さは、懸架システムのより高い剛性が要求される場合に低減され、より低い剛性が要求される場合に増加される。これは、装置の動的特性に結び付けられ、固有振動数は、懸架システムの機能長さを調整することによって容易に変更され得ることを意味する。本願における「機能長さ」という用語は、第１のボディに関する第２のボディの動作中に使用可能状態である懸架システムの長さを示すことが、留意されるべきである。
【００１３】
本発明に従った装置の実践的な実施例においては、調整ユニットは、１つのボディから他のボディに向かって見られ、ボディのうちの１つに対して固定されたアクチュエータを有し、異なる寸法を有する。該アクチュエータを用いて、弾性懸架システムの部分のうちの１つは、ボディのうちの１つに固定される。望ましくは、アクチュエータは、装置の枠であり得る第１のボディに固定される。この場合、懸架システムは、第２のボディに固定される。
【００１４】
一実施例は、アクチュエータが形状記憶合金構成要素を有するという特徴的特性を有する。かかる構成要素は既知である。
【００１５】
光学ピックアップにおいて線形弾性懸架システムを適用することは、一般的に既知である。特には、かかるシステムは、１組又は２組のワイヤ又は板のバネを有する。本願において開示された調整ユニットは、１つ又はそれ以上のワイヤ又は板のバネを有する線形懸架システムと成功裏に組み合され得る。
【００１６】
本発明に従い、ワイヤバネをその懸架として有する装置の一実施例の自然固有振動数とこのワイヤバネの機能長さとの関係は、以下で解明される。
【００１７】
（１）  Ｓ−３．Ｅ．Ｉ／Ｌ３、であって、ＳはＮ／ｍにおいて剛性であり、ＥはＮ／ｍ２において弾性係数であり、Ｉはｍ４において断面二次モーメントであり、及び、Ｌはｍにおいて機能長さである。
【００１８】
【数１】
2007519133.tif 000003
【００１９】
【数２】
2007519133.tif 000004
であって、ｆｎは装置の固有振動数であり、Ｍはｋｇにおいて移動質量である。
【００２０】
機能長さにおける変化がどのように装置の固有振動数を変化させるかは、式（３）に由来され得る。懸架システムが２つ又はそれ以上のバネを有する場合、同様の関係が存在することが、完全を期すよう留意される。
【００２１】
望ましい一実施例に多い手は、本発明に従った装置は、障害の特徴を特定する信号に依存して調整ユニットを制御する懸架コントローラを有する。懸架コントローラは、既知であるサーボシステムの部分であり得る。
【００２２】
本発明はまた、本発明に従った装置を有する光学式記録及び／又は再生機材に係る。
【００２３】
請求項を参照すると、請求項において定義付けられた多種の組合せが可能であることが留意される。
【００２４】
本発明の上述された及び他の面は、非制限的な例として、以下に説明された実施例を参照して明らかに及び解説される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１及び図２は、光学式機材の一部分、特には機材のデッキ（ｄｅｃｋ）を図示し、本発明に従った装置の実施例１１が使用される。実施例１１は、以下では読取装置１１とも称される。
【００２６】
該機材は、筐体１を有する。該筐体は、ＣＤ又はＤＶＤ等の情報トラックを有する光ディスクを支持及びセンタリングするよう、電気的に駆動可能な回転台３を有する。機材は、スライド５、及び、回転台３に関して（両方向矢印Ｒで示される）半径方向においてスライド５を平行移動させる機械的案内手段を更に有する。案内手段は、例えば、筐体１に対して固定された２つの案内ロッド７を有する。該案内ロッドは、スライド５のスライド・スリーブと協働するよう適合される。図示されていない電気モータは、筐体によって支持され、直接又は伝送機構を用いてスライド５を駆動させるよう働く。既知である機構は、これらの目的に対して使用され得る。あるいは、振りアーム装置は、スライドの代わりに適用され得る。
【００２７】
スライド５は、読取装置１１を有する。該装置は、スライド５に対して固定された第１のボディ１３、及び、回転台３の回転軸３ａに対して平行である光軸１７ａを有する対物レンズ１７を有する第２のボディ１５を有する。可動ボディ１５とも称される第２のボディ１５は、対応する懸架システムを用いて固定ボディ１３とも称される第１のボディ１３に接続され、２組の弾性の変形可能なロッド状構成要素を有する。該ロッド状構成要素は、円形、矩形、又は異なる形状の断面である金属又はプラスチックのワイヤバネ１９ａ；２１ａの形状である。ワイヤ１９ａ及び２１ａは、互いに対して平行であり、略同一の長さを有する。１つのワイヤ１９ａのみは、図中可視である。
【００２８】
各ワイヤ１９ａ，２１ａは、固定ボディ１３に取り付けられた調整ユニット２０と協働する第１の固定部分位置１９ａ１、２１ａ１、及び、可動ボディ１５対して固定された第２の固定部分１９ａ２，２１ａ２を有する。調整ユニット２０は、図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂを参照してより詳細に説明される。この例においては、調整ユニット２０は、４つのアクチュエータ２２を有し、夫々がワイヤ１９ａ，２１ａの１つに接続される。可動ボディ１５に対するワイヤ１９ａ、２１ａの固定は、例えば射出成形工程を用いてボディ１５のプラスチック部分においてワイヤの端部を埋め込むことによって実現され得る。
【００２９】
２つのワイヤ１９ａは、第１の対応する支持構造を形成し、２つのワイヤ２１ｂは、可動ボディ１５に対する第２の対応する支持構造を形成し、両構造は、調整可能な機能長さＬを有する。使用中、レーザビーム２２は、半径方向Ｒに対応する方向において装置に接近し得る。レーザビームは、光軸１７ａに沿って対物レンズ１７を通るべきであるため、図示されていないプリズムは、レーザビーム２２を偏向させるよう備えられ得る。対物レンズ１７は、偏向されたレーザビームを集束点２４へと集光する。レーザ源は、機材又は読取装置のいずれかの構成部品であり得る。
【００３０】
読取装置１１は、固定ボディ１３に関して可動ボディ１５を駆動させる駆動手段を有する。この駆動手段は、可動ボディ１５に据え付けられたコイル部分を有し、（両方向矢印Ｆで示される）集束方向において可動ボディ１５を動かす集束コイル配置２９、及び、（両方向矢印Ｔで示される）トラッキング方向において可動ボディ１５を動かすトラッキングコイル配置３１を有する。前述の手段は、固定ボディ１３に据え付けられた磁気部分を有し、磁気ヨーク配置３３を有する。駆動手段は、既知の種類のものであり得る。
【００３１】
光学レンズの位置及び／又は向きを制御する装置は、図３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂにおいて開示される。該装置は、固定又は準固定枠の形状での第１の固定ボディ１１３、レンズ・ホルダの形状での第２の可動ボディ１１５、一組のワイヤ１１９ａによって形成される弾性懸架システム、懸架システムの機能長さを調整する調整ユニット１２０、及び、これらの図中図示されていない駆動ユニットを有する。かかる駆動ユニットは、図１及び図２中に図示された実施例で使用される駆動手段に対応し得る。ワイヤ１１９ａは、第２のボディ１１５に対して一端で固定され、夫々は、調整ユニット１２０の堅固なアクチュエータ１２２によって保持され得る端部１１９ａ１を有する。アクチュエータ１２２は、それ自体を延ばすこと及び縮めることができる特徴的特性を有する。この目的に対して、アクチュエータは、形状記憶材料（ｍｅｍｏｒｙ  ｍａｔｅｒｉａｌ）又は圧電材料から作られ、該材料は既知である。アクチュエータ１２２は夫々、ワイヤをそれらの端部１１９ａ１でしっかりと保持するよう、締結、把握又は固着手段、あるいは同等のものを備えられる。本例においては、かかる手段は、締結ローラ１２２ａによって形成される。アクチュエータ１２２の伸張又は短縮の間、締結ローラ１２２ａはワイヤ１１９ａを、例えば図３Ａ，図３Ｂに図示される１つの締結された位置から、例えば図４Ａ，図４Ｂに図示される他の締結された位置へと動かす。ワイヤ１１９ａは、図３Ａ，図３Ｂに図示される位置においては機能長さＬ１を有する。図４Ａ，図４Ｂに図示される位置においては、この長さはＬ１＋ｄＬである。ｄＬは、ワイヤ１１９ａの追加された使用可能な部分である。このようにして、ワイヤ１１９ａ及び懸架システムの堅固性は、光学レンズ１１７をその位置で維持すると同時に、変化され得る。実際上の理由から、端部１１９ａ１の先端は、ボディ１１３に接着され得る。
【００３２】
他の実施例は、図５Ａ、図５Ｂに図示される。この装置は、固定の第１のボディ２１３、及び、線形懸架システム２２０を用いて第１のボディ２１３に関して可動である第２のボディ２１５を有する。懸架システム２２０は、２つの弾性のロッド状構成要素２１９ａを有し、夫々は、可動ボディ２１５に取り付けられた一端、及び、固定ボディ２１３に取り付けられたアクチュエータ２２２に取り付けられた他端を有する。アクチュエータ２２２は、形状記憶金属構成要素又は圧電構成要素を有し、故に、より長く及びより短く作られ得る。この実施例において、アクチュエータ２２２は、ロッド状構成要素２１９ａの長さ方向に対して垂直である方向において弾性であり、懸架システムの一部分である。アクチュエータを起動することによって、その長さは、例えば図５Ａ中に図示される長さから、図５Ｂ中に図示される低減された長さへと、距離ｄＬにわたって変更される。長さにおけるこの変化は、懸架システムの堅固性に変化をもたらす。この実施例の所望されない効果は、ボディ２１５によって有されるレンズ２１７の部分が、アクチュエータ２２２の伸張又は短縮によって変化することであり得る。
【００３３】
ジョギング中の使用又は自動車内での使用等の特定の使用に対して又は特定の使用中に装置の固有振動数を合わせるよう、障害の特徴を特定する信号が必要とされる。使用されるサーボシステムの集束及び／又は半径の誤差は、障害信号の振動数内容に適合する振動数内容を示す。故に、この信号は、固有振動数を合わせるよう使用され得る。制御の一例は、図６中に図示される。
【００３４】
図６は、本発明に従った装置の懸架システムの固有振動数を合わせる制御システムの図である。システムは、集束及び／又は半径のコントローラ３００、とりわけアクチュエータを有する機械的ユニット３１０、レンズ・ホルダ及びレンズ、及び懸架コントローラ３２０を有する。使用中、エラー信号ｅは、所望されたスポット位置と実際のスポット位置との間の差異として定義付けられ、実際のスポット位置信号ａを所望される信号位置ｄからさ引くことによって生成される。エラー信号エラー信号３は、コントローラ３００へ案内され、機械的ユニット３２０のコイルシステムに供給された電流へと転換される。内部障害ＩＤがある場合、及び／又は外部障害ＥＤがある場合、該障害は、総和点ｓにおいて制御システムに追加される。故に、エラー信号ｅは、障害の振動数内容に合致する振動数内容を有する。この理由に対して、エラー信号ｅは、固有振動数を合わせるよう使用されるのに適切である。ブロック図中に見られ得る通り、エラー信号ｅは、懸架コントローラ３２０に供給される。このコントローラ３２０は、エラー信号ｅの周波数内容を決定するようフィルタを有し得る。参照テーブル又は同等のものは、測定された振動数内容に合致する適切な懸架モードを見つけるよう使用される。このようにしてコントローラ３２０は、本発明に従った装置の所望される安定性を障害の存在に関わらず維持するよう、懸架システムの機能長さを調節する調節ユニットをアドレスすることができる。調整ユニットは、ユニット２０又は１２０として実現され得、アクチュエータ２２２を有し得るか、又は、他の適切な設計であり得る。図６に示されるブロックシステムにおいては、調整ユニットは機械的ユニット３１０の一部分として考えられる。
【００３５】
本発明は、ここに開示された例に制限されないことが留意されるべきである。例えば、１つ又はそれ以上の板バネによって形成された懸架システムを有する装置は、選択肢でもある。更には、既知であるサーボシステムが活用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図示された本発明に従った機材の一実施例の斜視図である。
【図２】図示された本発明に従った装置の第１の実施例の斜視図である。
【図３Ａ】懸架システムが第１の剛性を有する本発明に従った装置の第２の実施例の平面図である。
【図３Ｂ】第１の剛性を有する懸架システムの第２の実施例の側面図である。
【図４Ａ】懸架システムが第２の剛性を有する、第２の実施例の側面図である。
【図４Ｂ】懸架システムが第２の剛性を有する、第２の実施例の側面図である。
【図５Ａ】懸架システムが第１の剛性を有する本発明に従った装置の第３の実施例の平面図である。
【図５Ｂ】懸架システムが第２の剛性を有する、第３の実施例の側面図である。
【図６】調整ユニットを制御する回路の概略的ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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2007519133.tif 000008
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【図６】
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【国際調査報告】
2007519133.tif 000011
2007519133.tif 000012