CN100350472C - 近场光存储读取设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装载片的近场光存储读取设备，它通过向光盘照射近场光，来存储或读取信息，上述载片则是用来搭载与面向光盘表面并贴近的反向镜头。本发明由如下部分构成：一侧前端搭载有与光盘表面反向贴近的反向镜头的悬浮器，而另一侧与线圈支撑部合为一体，并在一定转动范围内转动的调节器臂；能使调节器臂转动，以进行跟踪和调焦，且设置了呈放射型安装于上述调节器臂线圈支撑部的音圈电动机的磁场发生装置；利用磁场发生装置使调节器臂转动，引导线圈支撑部进行圆弧转动的转动轴。此发明指向光盘的面与其另一面相比要窄。

Description

近场光存储读取设备

技术领域

本发明是关于近场光存储读取设备的，尤其是关于将光拾取器前端向磁道和调焦方向驱动，使焦点对准目标磁道位置的近场光存储读取设备。

具体地说，根据本发明研制出的近场光存储读取设备，将调焦磁回路安装在调节器的前端和能躲避光学路径的镜头外侧，以形成两阶段调焦运动体系。

背景技术

光盘或光磁盘的比特(或存储标记)尺寸必须小型化，磁道宽度必须狭小，只有这样才能拥有高密度存储量。但为了在光盘存储膜上形成比特，在光盘上集光的光束点大小受衍射界限的限制，所以提高存储密度也受到限制。

随着信息大容量化发展的趋势，对能够摆脱现有光存储/读取方式限制的新型光存储/读取方式的需求日益增加。最近，利用能够大幅度增加存储容量的近场(Near Field)，研制近场光存储/读取(Near FieldRecording/Reproduction)设备的研究正在紧锣密鼓地进行。

近场光存储及读取的原理如下：即，以临界角以上的角度向镜头内部照射的光，在从折射率高的地方向折射率低的地方照射时，光就会全反射。此时，通过光的全反射，镜头表面存在非常细微的光，它被称为隐失波(evanescent wave)或消散波。利用该隐失波，可解决现有远场(far-field)中由于光的衍射现象，导致分解能的绝对限制问题。即，利用隐失波解决了因衍射限度而未能达到的高分解能的问题。近场光存储及读取光学仪在镜头内对光全反射，在镜头表面发生隐失波，并通过隐失波与光盘相联结的方式，达到存储和读取的目的。

图1是现有近场光存储读取设备的结构所示图。

如图1所示，现有近场光存储读取设备有如下结构组成：即，一侧由悬浮器(suspension，102)和线圈支撑部103相结合，并被插立在基座(未图示)的转动轴104支撑并转动的调节器臂101；对上述转动轴104，在位于上述载片108的反方向位置的线圈支撑部103上设有VCM(Voice Coil Motor)的平板线圈105；固定在基座的下端固定磁铁维持板106；设在平板线圈105下端的固定磁铁107；设在悬浮器102的前端，通过空气动力，以浮在光盘110上的形式扫描光盘磁道的载片108。

参照图片详细说明现有近场光存储读取设备如下：即，

如图1所示，调节器臂110由悬浮器102和线圈支撑部103合为一体而形成，通过插立在基座的转动轴104支撑和转动，并通过后述的VCM，沿着箭头“J”或“K”的方向运动。

上述悬浮器102的前端设有载片108，上述载片108分别通过用于判读和存储的对物镜和反向物镜(以下简称拾波镜头，109)，来扫描光盘磁道。

当调节器臂101位于转动的光盘存储表面上时，载片108在光盘的存储面上飞转，顶部以规定间隔面对存储面。

如上所述，在调节器臂101的悬浮器102前端设有载片108，且针对转动轴104，在位于载片108的反方向位置的线圈支撑部103上，设置有VCM(Voice Coil Motor)的平板线圈105，并在其基座安装固定磁铁107。

固定在基座(base)下端的固定磁铁维持板106，在平板线圈105的下方，维持固定磁铁107。利用固定磁铁107和平板线圈105组成VCM，并通过该VCM和调节器臂101驱动调节器100。

如果给平板线圈105的某一方向供应电流，平板线圈105通过与固定子磁铁107之间的电磁性作用，获得左向转动力。因此，调节器臂101获得顺时针方向的转动力。相反，如果给平板线圈的另一方向供应电流，那么平板线圈通过与固定子磁铁107之间的电磁性作用，获得右向转动力，所以调节器臂101获得逆时针方向的转动力。

随着调节器臂101的反复旋转运动，载片108通过空气动力，以浮在光盘110上的形式跟踪光盘，而设在载片108上的对物镜109，扫描光盘110磁道。

现有近场光存储读取设备的调节器只支持跟踪操作，所以在光盘弯曲时，无法准确的访问磁道。

发明内容

根据本发明研制出的近场光存储读取设备，旨在解决现有技术中存在的上述问题，在调节器臂的悬浮器前端，设置能将拾波镜头沿着调焦方向转动的调焦磁路，以使通过基座线圈马达进行跟踪的调节器进行调焦运动。

根据本发明研制出的近场光存储读取设备具有如下4个目的：即，

第一、将调节器的调焦运动所需磁路设在离光拾取器和拾波镜头较远的位置，以躲避光拾取器和光学路径，并在较高的位置形成调焦磁路。

第二、分离VCM跟踪驱动部分和调焦驱动部分，以最大限度地减轻调焦驱动部分的重量，并提供高通代码特性的微小调焦运动设备。

第三、在位于调节器臂一侧的悬浮器前端，缠绕调焦线圈，并在调节器臂的前端设置相对于调焦线圈的调焦磁铁，以使设在悬浮器上的拾波镜头进行调焦运动。

第四、在位于调节器臂一侧的悬浮器前端，缠绕调焦线圈，并将相对于调焦线圈的调焦磁铁设在位于底面的VCM驱动领域中，以减少VCM驱动带来的调节器惯性，并能进行跟踪及调焦运动。

为了实现上述目的，根据本发明研制出的近场光存储读取设备由如下结构组成：以基座上的中心转动轴为基准，通过另一侧的VCM，沿着跟踪方向转动的调节器臂；搭载有拾波镜头，被调节器臂的一侧支撑，依靠弹性作用运动的悬浮器；分别面向安装在悬浮器的前端和调节器臂的一侧前端，转动并调焦拾波镜头所需的调焦磁路。

调焦磁路应以上述转动轴为支点安装在悬浮器的拾波镜头外侧，以便躲避光拾取器及光学路径较为理想。

上述调焦磁路应包括如下两个结构：即从悬浮器的前端通过连结框架向外侧延长的位置，以水平缠绕的形式设置的调焦线圈；在调节器臂的一侧前端，面向调焦线圈的左右两个侧面的垂直磁化的调焦磁铁。

调焦磁路的磁铁还应包括，与调焦线圈的一面相对应，且设在调节器臂前端的一个垂直磁化的调焦磁铁。

根据本发明研制出的近场光存储读取设备的另一实施例由如下结构组成：即，

以基座上的中心转动轴为准，通过另一侧的VCM，沿着磁道方向转动的调节器臂；设有拾波镜头，被调节器臂的一侧支撑，并通过弹性作用运动的悬浮器；由设在悬浮器前端外侧的调焦线圈和设在面向调焦线圈的底面上的调焦磁铁组成的调焦磁路。

调焦磁铁应通过底面上的VCM驱动领域，被多极磁化。

调焦磁路的调焦线圈可与底面相对并垂直缠绕，而调焦磁铁则应在底面的VCM驱动领域，沿着水平方向多极磁化。

调焦磁路上的调焦线圈可垂直立在底面上，并应水平缠绕，而调焦磁铁则应在底面的VCM驱动领域，沿着垂直方向多极磁化。

依据本发明的光存储读取设备具有如下效果：光存储设备的光拾取器能让光盘和调焦磁路始终保持一定的间距。

它具有的另一个效果是：在使光拾取器位于光盘的目标磁道位置的驱动系统中，由驱动跟踪，形成2端调焦的调节器构成，提供一个可进行微小调焦跟踪的系统。

另一个效果是：以转动轴为支点，将调焦磁路设在比光拾取器前端更远的位置，以使其躲避光学器件和光学路径，并能灵活利用高空间，构成驱动体系。据此，可形成极大的调焦发生驱动体系，

在本发明中的调节器臂上，还能以多种形式运用设在运动前端前部的运动系统。

此外，还可将用于现有HDD上的VCM磁场适用于磁道方向驱动体系，并通过在此增加2端微小调焦磁路，设计出相当于超小型高密度光盘的超小型光存储及保存设备系统。

附图说明

图1是现有近场光存储读取设备的结构示意图，

图2是依据本发明第1实施例的近场光存储读取设备结构图，

图3(a)(b)是图2中近场光存储读取设备图及其平面图，

图4(a)(b)是依据本发明第2实施例的近场光存储读取设备图及其平面图，

图5(a)(b)是依据本发明第3实施例的近场光存储读取设备图及其平面图，

图6(a)(b)是依据本发明第4实施例的近场光存储读取设备图及其平面图。

**附图主要部分符号说明**

201，301，401，501…调节器臂      202，302，402，502…悬浮器

209，309，409，509…拾波镜头      210…光盘

211，311，411，511…镜头支撑架    212，312，412，512…延长架

213，313，413，513…线圈支撑部    214，314，414，514…调焦线圈

215，315，415，515…调焦磁铁

具体实施方式

参照图片详细说明根据本发明研制出的近场光存储读取设备如下：即，

图2和图3是依据本发明第1实施例的近场光存储读取设备结构图，图4是依据本发明第2实施例的近场光存储读取设备图及其平面图，图5是依据本发明第3实施例的近场光存储读取设备示意图及其平面图，图6是依据本发明第4实施例的近场光存储读取设备图及其平面图。

如图2所示，根据本发明研制出的近场光存储读取设备由如下部分组成：即，

以插立在基座上的转动轴(图1中的104)为中心，利用安装在另一侧的VCM，沿着跟踪方向转动的调节器臂201；安装在该调节器臂201的一侧，并具有贴近并面向光盘表面的拾波镜头209的悬浮器202；上述固定悬浮器202上的拾波镜头209的镜头支撑架211；与上述镜头支撑架211成为一体的延长架212；与上述延长架212成为一体的调焦线圈支撑部213；水平缠绕在上述调焦线圈支撑部213上的调焦线圈214；与调焦线圈214相对应，并被安装在调节器臂201的一侧前端左右两侧的调焦磁铁215。

如图4a所示，在悬浮器302的前端，设置调焦线圈314，并在调节器臂301的前端，设置与调焦线圈314外侧相对应的一个调焦磁铁315，以减少调节器臂301的惯性。

如图4b所示，在悬浮器302的前端，设有与底面平行的垂直缠绕的调焦线圈314，并在与调焦线圈314相对应的底面(未图示)上的VCM驱动领域，以N:S的形式平行设有调焦磁铁315。

如图5所示，在悬浮器402的前端，设有垂直于基座，水平缠绕的调焦线圈414，并在与调焦线圈414相对应的底座(未图示)上的VCM驱动领域，以多段N:S的形式垂直安装的调焦磁铁415。

参照图片详细说明根据本发明研制出的近场光存储读取设备如下：即，

本发明在图1中的调节器臂另一侧设有跟踪磁路(即，VCM)，并在悬浮器的前端以及与此对应的位置，即在调节器臂的前端或底面设置调焦磁路，以分离跟踪磁路和调焦磁路。

调焦磁路在转动轴(图1中的104)的支点外侧，设置光拾取器和拾波镜头，以躲避设在调节器臂上的光拾取器(未图示)和光学路径(未图示)。

参照图片详细说明根据本发明研制出的近场光存储读取设备实施例如下：即，(注：在后叙说明中，将省略对调节器跟踪磁路的详细说明。)

第1实施例：

图2是本发明的第1实施例。

如图2所示，调节器臂201以通过VCM插立在其中心部位的转动轴为基准，沿着磁道方向转动。在此，VCM由调节器臂的另一侧磁道线圈和设在其下端基座的磁铁组成，并通过向磁道线圈供应电流，以转动轴为基准，沿着磁道方向转动调节器臂。(参照图1)

如图2和图3所示，在调节器臂201的一侧，同步设有通过规定的弹性作用运动的悬浮器202，并在该悬浮器202的前端，设有拾波镜头209。

通过镜头支撑架211，拾波镜头209被固定在悬浮器202的前端，镜头支撑架211上的4个铁片，以“”形式支撑拾波镜头上面的外侧部分。

为在调节器臂201的前端和悬浮器202的前端设置调焦磁路，悬浮器202的前端设有调焦线圈214，而调节器臂201的前端设有调焦磁铁215。

为在悬浮器202的前端外侧设置调焦线圈214，在镜头支撑架211上设有延长架212，并使其向外延长，而在延长架212上设有调焦线圈支撑部213，以在调焦线圈支撑部213上水平缠绕调焦线圈214。

使调节器臂201的前端向两侧分离，并在分离的两侧部位分别垂直设置调焦磁铁215，以使调焦线圈214位于调焦磁铁之间。

因此，如果给位于悬浮器202前端的调焦线圈214供应电流，在调焦磁铁215和调焦线圈214之间就会产生电磁力，通过该电磁力，以调节器臂201为基准，沿着调焦方向(上下)转动悬浮器202和拾波镜头209。此时，通过磁铁和线圈进行的调焦运动方式借助于弗莱明左手法则的洛伦兹力。

因此，光学摄像管驱动器上的拾波镜头209，通过设在调节器臂201另一侧的VCM，沿着磁道方向运动，并通过设在调节器臂201的悬浮器202前端的调焦磁路214、215，沿着调焦方向运动。

第2实施例

图4是本发明第2实施例的所示图。其中，(a)为悬浮器的前端示意图，(b)是其平面图。

如图4(a)(b)所示，在通过VCM进行磁道转动的调节器301的另一侧，设置通过规定弹性作用运动的悬浮器302，并在悬浮器302的前端设置拾波镜头309。

为在悬浮器302的前端缠绕调焦线圈314，连接固定拾波镜头309的镜头支撑架311和延长架312，并将延长架312和调焦线圈支撑部313连成一体，并沿着调焦线圈支撑部313的外周围，水平缠绕调焦线圈314。

此外，在与调焦线圈314的背面相对的位置，在调节器臂301的前端设置一个调焦磁铁315，以减少通过VCM进行磁道运动引发的调节器臂的惯性。

如果给调焦线圈314供应电流，就会通过发生在调焦线圈314和调焦磁铁315之间的电磁力，相对于调节器臂301(或光盘表面)，沿着调焦方向转动拾波镜头309和悬浮器302。即，调节器臂301不沿着调焦方向转动，而只有悬浮器302与拾波镜头309一起，沿着调焦方向转动。

第3实施例；

图5是本发明的第3实施例所示图。其中，(a)为悬浮器的前端所示图，(b)是其平面图。

如图5(a)(b)所示，在调节器臂401的悬浮器402前端，利用镜头控制器411固定拾波镜头409，并将镜头控制器411与拥有一定长度的延长架412连成一体，以延长悬浮器402的末端。在延长架412的下端，平行于基座设置调焦线圈支撑部414。此外，沿着调焦线圈支撑部413的外周围，垂直缠绕调焦线圈414，使光盘表面或底面形成一定的分离，呈四角形形状。

在与垂直缠绕在调焦线圈支撑部413上的调焦线圈414相对的底面，即沿着相当于安装光盘的VCM驱动领域的底面，N:S的形式水平设有调焦磁铁415。即，调焦磁铁415沿着底面前后方向，以2极形式安装。

因此，调节器臂401通过设在另一侧的VCM，使拾波镜头409沿着磁道光盘方向转动，以使拾波镜头409进行跟踪。如果给设在调节器臂401的悬浮器402前端的调焦线圈403供应电流，调焦线圈414和调焦磁铁415之间就会产生电磁力，并通过该电磁力，与拾波镜头409一起，沿着调焦方向转动悬浮器402。

第4实施例；

图6是本发明的第4实施例所示图。其中，(a)为悬浮器的前端所示图，(b)是其平面图。

如图6所示，调节器臂501上分离设有悬浮器502，以使其通过一定的弹性运动。在悬浮器502前端，沿着通过镜头控制器511和延长架512固定的调焦线圈支撑部513外周围，水平缠绕调焦线圈514，并沿着相对于该调焦线圈514的底面(即，VCM驱动领域)，以多极(N:S)形式垂直安装调焦磁铁515。

如上所述，调焦线圈支撑部513垂直插立于底面，而调焦线圈514水平缠绕在调焦线圈支撑部513上。如果给上述调焦线圈514供应电流，调焦线圈514和调焦磁铁515之间就会产生电磁力，通过该电磁力，将沿着调焦方向，转动安装在悬浮器502及其前端的拾波镜头509。

因此，调节器臂501通过安装在其另一侧的VCM，以转动轴为基准，沿着磁道方向转动，并通过设在调节器臂501的悬浮器末端的调焦线圈514和设在底面上的调焦磁铁515，产生调焦运动力。

在第3实施例和第4实施例中，在调节器臂415、515的另一侧设置VCM，并针对光盘，沿着磁道方向运动拾波镜头409、509，并在调节器臂401、501的悬浮器402、502末端部位，水平或垂直缠绕调焦线圈414、514，并在与之相对应的底面安装调焦磁铁415、515，以保障调焦运动。

由于未在调节器臂401、501上安装调焦磁铁415、515，最大限度地减轻了调节器臂和调焦驱动部分的重量，并能提供高通代码特性的微小调焦运动设备，还能有效减少磁道运动带来的惯性。

本发明通过在调节器臂的悬浮器末端安装调焦磁路，可组成悬浮器的调焦转动较大的调焦发生驱动部分，并能充分利用高空间，组成调焦驱动部分。

在上述说明的本发明实施例中，还可用其它跟踪磁场替代VCM，并能通过其它跟踪磁场的磁道运动，提供调节器的调焦磁路。此外，调焦磁路并不局限于上述说明实施例，可按多极形式采用调焦磁铁，还可任意改变和更换调焦磁铁和调焦线圈的位置。

Claims (8)

1、一种近场光存储读取设备，其包括：

以基座上的中心转动轴为基准，通过另一侧的VCM，沿着跟踪方向转动的调节器臂；

搭载有拾波镜头，被上述调节器臂的一侧支撑，依靠弹性作用运动的悬浮器；

由安装在悬浮器的前端和调节器臂一侧上的调焦线圈和调焦磁铁组成的，用来转动并聚焦拾波镜头的调焦磁路。

2、如权利要求1所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁路以上述转动轴为支点，设在悬浮器的拾波镜头外侧，以躲避光拾取器及光学路径。

3、如权利要求1所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁路包括：从悬浮器的前端通过连接架向外侧延长的位置，以水平缠绕的方式安装的调焦线圈；搭载在调节器臂的一侧前端左右侧，并面向调焦线圈左右侧的垂直磁化的调焦磁铁。

4、如权利要求1所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁路包括：从悬浮器的前端通过连接架向外延长的位置，以水平缠绕的方式安装的调焦线圈；与所述调焦线圈的一面相对，且设在调节器臂前端的一个垂直磁化的调焦磁铁。

5、一种近场光存储读取设备，其包括：

以基座上的中心转动轴为基准，通过另一侧的VCM，沿着跟踪方向转动的调节器臂；

前端安装拾波镜头，被上述调节器臂的一侧支撑，并利用弹性作用运动的悬浮器；

由设在上述悬浮器前端外侧的调焦线圈和VCM驱动区域方向上的且面向上述调焦线圈的调焦磁铁组成的调焦磁路。

6、如权利要求5所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁铁按基座上的VCM驱动区域被多极磁化。

7、如权利要求5所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁路的调焦线圈面向VCM驱动区域面并垂直方向缠绕，而调焦磁铁水平于VCM驱动区域方向被多极磁化。

8、如权利要求5所述的近场光存储读取设备，其特征为，上述调焦磁路的调焦线圈垂直于VCM驱动区域面且水平方向缠绕，而调焦磁铁垂直于VCM驱动区域方向被多极磁化。

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