CN101465135B - 用于扫描装置的悬臂致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬臂，其包括：设计为双臂杠杆的悬臂，所述悬臂安装到支撑件使得其能够围绕垂直于所述悬臂延伸的轴在杠杆臂之间转动。一个杠杆臂在其端部侧上支撑具有聚焦透镜的光学头并包括用于沿垂直于悬臂的转动平面的聚焦方向启动光学头的运动的弹性区。另外的杠杆臂设置有具有磁驱动器的线圈用于围绕轴启动旋转运动。另外，悬臂致动器包括磁驱动器用于沿聚焦方向启动光学头的运动。它解决了设计这样的悬臂致动器的问题使得所述悬臂致动器的敏感性得以提高。为实现该目标，至少一个磁驱动器设计有至少一个印制线圈(4，5)，其设置有至少一个增加磁场强度的层(14)。

Description

用于扫描装置的悬臂致动器

技术领域

本发明涉及一种用于具有扫描头的扫描装置的悬臂，更具体地说，所述扫描装置带有包括聚焦透镜的光学头，该扫描装置优选地布置在用于记录和/或复制信息的装置中。

背景技术

布置在光扫描装置中并包括具有聚焦透镜的光学头的致动器意图用于发出光束、特别是用于发出激光束至设计作为信息载体的光盘上并用于接收由所述光盘反射的光束。在这里，光盘由支撑装置保持并使得进行旋转运动。致动器能够设计为双臂悬臂致动器，而光学头布置在其自由端部。悬臂能够在平行于光盘的记录表面延伸的平面即跟踪表面中围绕轴转动并以圆弧的形式移动带有光学头的端部，并能够得以聚焦，它的头部垂直于该平面即聚焦平面。悬臂致动器允许实现快速访问记录载体上的不同位置。

例如，在US 2004/0148619 A1中描述了这样的悬臂致动器。那里描述的悬臂致动器布置在支撑件上使得其能够围绕轴转动并且为了实现这一点，在其相对于光学头的端部区域包括磁驱动器，所述磁驱动器由永久布置在支撑件上的磁体布置和布置在悬臂上的线圈形成，所述线圈的工作电流受到控制。在远离并朝向磁驱动器的转轴侧，即在聚焦透镜侧，悬臂包括带有板弹簧布置的弹性区，其在其自由端部支撑光学头。形成于悬臂的第二磁驱动器分配到它的头部侧上的所述弹性区域，所述弹性区域局部地由其余悬臂封闭并且所述第二磁驱动器能够沿聚焦方向移动所述自由端部并由此移动头部。这一点不利在于悬臂的头部侧部分重量较重，结果使得悬臂围绕轴的回转运动伴随有其增加的惯性。

发明内容

本发明的目的在于设计一种用于扫描装置的悬臂致动器，使得所述悬臂致动器的灵敏度增加。

用于扫描装置的悬臂致动器包括悬臂，其设计为杠杆并安装到支撑件使得其能够围绕垂直于所述杠杆延伸的轴转动并且还包括用于启动悬臂的运动的磁驱动器，杠杆支撑扫描头。磁驱动器设计具有至少一个印制线圈，其设置有至少一个增强磁场强度的层。

在优选的示例性实施例中，悬臂致动器的悬臂设计为双臂杠杆，其安装到支撑件使得其能够围绕垂直于那儿延伸的轴转动，其中扫描头是具有聚焦透镜的光学头。与布置在支撑件上并且每个形成磁驱动器的磁体配合的线圈布置在悬臂的一个杠杆臂上，一个用于沿跟踪方向启动光学头围绕轴的回转运动，并且一个用于沿聚焦方向垂直于该转动平面启动光学头的运动。至少一个形成特别地用于启动围绕轴的回转运动、即跟踪运动的磁驱动器的线圈设计为印制线圈，其设置有至少一个增强磁场强度的层。

这使得悬臂致动器的重量得以减小，另外，其中线圈的磁场的强度得以增强，这具有极大地提高悬臂的敏感度的效果。这样的层能够通过使用涂覆法在印制线圈的生产加工过程中容易地得以应用，涂覆法常用于微电子技术中。以这种方式设计的悬臂致动器能够在极大地减小的时间内访问记录载体上的不同位置。

具体地说，线圈设计有多个层并且在每个所述层之间包括增强磁场强度的一个层。优选地，但是，这些层仅形成在那些负责磁驱动器的线圈的区域中。其中启动悬臂围绕轴的回转运动并包括相对于转轴径向地对准的两相绕组和相对转轴共轴地布置的两相绕组的线圈受到关注，这些区域通过径向地对准相绕组而形成。悬臂致动器的敏感度的另外的增加关联于减小的访问特定记录载体上的不同位置的时间，其通过邻近于彼此布置多个跟踪线圈而实现，结果提供了数量得以减少的径向对准的相绕组。

对于悬臂的另外的重量减小通过沿聚焦方向分配用于启动光学头的运动的磁驱动器到支撑跟踪线圈的杠杆臂而实现。在那里，用于启动聚焦方向的线圈、即聚焦线圈也能够设置有至少一个增强磁场强度的层。如从悬臂的顶视图看到的，聚焦线圈在那里由具有圆弧形的形状并意图用于具有U型截面的磁轭的极腿的凹陷所环绕并连接到磁体。在该聚焦线圈中，弯曲相绕组负责磁驱动器和聚焦运动，这样使得所述聚焦线圈能够设置有增强磁场强度的层或者，如果设计为多个层，所述线圈能够设置有多个增强磁场强度的层。

所述至少一个增强磁场强度的层可以由铁磁性材料(ferromagneticmaterial)制成，例如铁氧体(ferrite)。

附图说明

下面将利用示例性实施例更为详细地描述本发明。在相关联的附图中，

图1是带有线圈和磁体布置的悬臂致动器的透视顶视图；

图2是悬臂致动器的纵向截面视图；

图3a示出了跟踪线圈；

图3b示出了聚焦线圈；及

图4是在支撑件上的悬臂致动器的纵向截面视图。

具体实施方式

图1中示出的悬臂致动器提供用于光扫描装置(未示出)，其包括采用双臂杠杆的形式设计的扭转刚性悬臂1并且，在其在杠杆臂I和II之间的重心处安装到支撑件2，如图4中所示，使得其能够围绕垂直于悬臂1延伸的转轴SA转动。在它的末端侧，杠杆臂I支撑具有聚焦透镜的光学头3。每个由相对于转轴SA径向对准的两相绕组和在那儿相对于转轴SA共轴地对准的两相绕组所形成的多层印制线圈4和5集成在另外的杠杆臂II中。线圈4和5可操作地连接到磁体6和7，磁体6和7永久附接到支撑件并分配到所述线圈4和5并且利用这些磁体6、7形成用于悬臂1的磁驱动器。OP表示光学头3所分配到的光盘。

杠杆臂II包括相对于转轴共轴地延伸并具有共轴地设计的凹陷9的边缘区域8，凹陷9与所述边缘区域8间隔并在各个上侧和下侧由印制线圈5环绕。连接到磁体7的磁轭10的极腿以非接触的方式啮接凹陷9，其中磁体7本身在其外侧上与游隙SP(play SP)共轴地封闭边缘区域8。以这种方式形成的磁驱动器沿聚焦方向f启动悬臂1垂直于转轴平面的运动。

在该第一磁驱动器和转轴SA之间的区域中，具有环形截面的形状并永久附接到支撑件的磁体6相对于转轴共轴地布置并与悬臂1间隔。线圈4分配到该磁体6。由这些线圈4和磁体6形成的磁驱动器用以围绕转轴SA产生悬臂1的回转运动，特别是围绕径向地相对于光盘OP沿跟踪方向t的跟踪运动。

支撑光学头3的杠杆臂I不可旋转地连接到轴套11并包括用于沿聚焦方向f垂直于转轴平面移动该头3的弹性可弯曲区域12。杠杆臂II在光学头3和区域12之间牢固连接到该杠杆臂I并唯一地保持在该区域并且由此得以自由悬浮直至边缘区域8，边缘区域8在弯曲区域12离开并朝向光学头的侧上。归因于整合在杠杆臂I的下侧和上侧上的槽13，比较于该杠杆臂I的厚度，区域12得以极大地减小，在其中厚度得以设计使得一旦杠杆臂II受到由磁体7形成的磁驱动器的作用则另外的刚性杠杆臂I的头部侧部分沿聚焦方向f移动。杠杆臂I围绕转轴SA的回转运动也归因于在两个杠杆臂I和II之间的牢固连接而得以启动，所述杠杆臂I的回转运动由杠杆臂II的回转运动所引起，杠杆臂II的回转运动由磁体6形成的第二磁驱动器所启动；这反过来启动了悬臂1的回转运动。

图2具体地示出了线圈4和5的设计和布置及相关磁体6和7的设计和布置和杠杆臂II的自由悬浮布置，其特征在于：相对于轴套11的游隙SP(playSP)。线圈4每个由四层铜Cu形成，即层4.1到4.4，而线圈5每个由五层Cu形成，即层5.1到5.5；所述线圈4和5嵌入在悬臂1的塑性材料中，这样使得这些线圈4、5端部与其表面平齐。

图3a和3b每个详细示出了多层线圈4和5。图3a中示出的中心线圈4在层4.1到4.4之间设置有铁氧体层14并且在其上侧以这样的铁氧体层14形成端部，所述铁氧体层14增强了磁场强度。在那儿，铁氧体层14每个定位在径向对准的相绕组Sr中的层之间。线圈5的磁场强度也利用铁氧体层14得以增强。在所述线圈5中，铁氧体层布置在共轴地弯曲的相绕组Sk中。以这种方式形成的线圈4和5允许显著地提高悬臂在任一方向f、t的敏感度。例如，彼此邻近布置并增强了磁场强度的多层线圈4允许沿跟踪方向t提高敏感度最多50％以上。

图4示出了悬臂1至支撑件2的布置和安装。轴销15永久布置在所述支撑件2上，悬臂1采用轴套11而以所述轴销15为轴。分配到悬臂1及它的光学头3的光盘OP以平行于那儿的布置定位。悬臂1围绕转轴SA的回转运动启动光学头3相对于光盘OP的径向运动，即图1中的跟踪方向t。在光盘OP上的特定点的聚焦通过杠杆臂II及由此光学头3的沿垂直于跟踪方向t的聚焦方向f的运动而使能。

Claims (13)

1.一种用于扫描装置的悬臂致动器，其包括：设计为杠杆的悬臂，所述悬臂支撑扫描头并安装到支撑件，使得该悬臂能够围绕转轴转动，所述转轴垂直于所述杠杆地延伸，并且所述悬臂包括：用于启动所述扫描头的运动的磁驱动器，其特征在于：所述磁驱动器设计成具有至少一个印制线圈(4，5)，所述印制线圈设置有至少一个增加磁场强度的层(14)。

2.如权利要求1所述的悬臂致动器，其特征在于：所述印制线圈(4，5)设计成具有多个层，并且所述增加磁场强度的层(14)布置在所述多个层(4.1-4.4，5.1-5.5)的每一个之间。

3.如权利要求1或2所述的悬臂致动器，其特征在于：所述磁驱动器的印制线圈(4)用作跟踪线圈(4)，具有启动所述悬臂围绕转轴(SA)的回转运动的增强的磁场强度。

4.如权利要求3所述的悬臂致动器，其特征在于：用于启动所述悬臂围绕转轴(SA)的回转运动的所述磁驱动器的跟踪线圈(4)包括相对于所述转轴(SA)径向延伸的两相绕组(Sr)和相对于所述转轴(SA)同轴地延伸的两相绕组(Sk)，并且径向布置的相绕组具有增强的磁场强度。

5.如权利要求4所述的悬臂致动器，其特征在于：多个跟踪线圈(4)彼此邻近地并且相对于所述转轴(SA)共轴地布置。

6.如权利要求1或2所述的悬臂致动器，其特征在于：增强所述磁场强度的所述层(14)由铁磁性材料形成。

7.如权利要求6所述的悬臂致动器，其特征在于：铁氧体被用作铁磁性材料。

8.如权利要求1或2所述的悬臂致动器，其特征在于：具有增强的磁场强度的所述线圈(4，5)嵌入在所述悬臂(1)的材料中。

9.如权利要求3所述的悬臂致动器，其特征在于：所述杠杆设计为双臂杠杆，其安装到所述支撑件以使得所述双臂杠杠能够围绕杠杆臂之间的所述转轴转动，并且所述扫描头是具有聚焦透镜的光学头，其中该双臂杠杆包括第一杠杠臂(I)和第二杠杆臂(II)，所述第一杠杆臂在其端部侧上支撑光学头，用于在垂直于所述悬臂转动的平面的聚焦方向上启动所述光学头的运动，并且其中所述第二杠杆臂包括所述跟踪线圈(4)。

10.如权利要求9中所述的悬臂致动器，其特征在于：所述杠杆包括用于沿聚焦方向启动所述光学头的运动的磁驱动器的聚焦线圈(5)，其中用于启动所述聚焦运动的聚焦线圈(5)也设计为具有增强磁场强度的层(14)的印制线圈(5)，并且其中用于沿聚焦方向(f)启动所述光学头(3)的运动的所述聚焦线圈(5)被配置到包括所述跟踪线圈(4)的第二杠杆臂(II)。

11.如权利要求9或10所述的悬臂致动器，其特征在于：支撑所述光学头(3)的第一杠杆臂(I)不可旋转地连接到轴承元件(11)，所述轴承元件(11)能允许围绕所述轴(SA)的旋转运动，并且在所述光学头(3)和所述第一杠杆臂(I)的弹性可弯曲区(12)之间的区域中，所述第二杠杆臂(II)牢固连接到第一杠杆臂(I)并且自由悬于远离所述光学头(3)的区域(12)的侧上。

12.如权利要求11所述的悬臂致动器，其特征在于：从所述第一杠杆臂(I)的纵向截面视图中看，所述可弯曲区域(12)是减小了厚度或打孔的区域。

13.如权利要求10所述的悬臂致动器，其特征在于：从所述悬臂(1)的顶视图中看，负责所述聚焦方向(f)的聚焦线圈(5)环绕具有圆弧的形状并形成在所述第二杠杆臂(II)的端部区域中的凹陷(9)，所述凹陷(9)用于U型截面的磁轭的极腿，并且所述聚焦线圈(5)的弯曲相绕组设置有至少一个增强所述磁场强度的层(14)。

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