CN1248204C - 光学头致动器、光学头以及光驱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学头致动器、一种使用该致动器的光学头、以及一种使用该光学头的光驱。光学头致动器包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及，底座，该底座上有多个驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与至少一个驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通。

Description

光学头致动器、光学头以及光驱

技术领域

本发明涉及一种光学头致动器、一种光学头、以及一种光驱，更具体地，涉及一种用于阻隔漏磁通的光学头致动器、一种使用该致动器的光学头、以及一种使用该光学头的光驱。

背景技术

使用光学头致动器作为将数据记录到光盘、或从光盘再现数据的光学记录装置。近来，随着光学记录装置越来越小、且其对CD盘访问的时间越来越短，就需要有高度更小、跟踪速度更快的光学头致动器。此外，该光学头致动器应当被设计成能与CD和DVD等已有光盘适配。

这样的光学头致动器应当具有与现有的光学头致动器相同或更宽的工作范围，以满足上述要求。安装在光学头致动器中的磁体所产生的漏磁通将会与电流发生相互作用，从而产生不规则的推力，该推力作用在光学头致动器上。该不规则推力将会在光学头致动器中产生负共振(negativeresonance)，该共振会随着光学头致动器存取时间的减小而增大。此处，“负共振”意味着光盘的工作出现了不稳定，这是由于在光盘的固有频率和光学头致动器的固有频率上出现谐振而造成的。

图1是分解的透视图，表示了一种传统的非对称型光学头致动器。参见图1，该常规的光学头致动器包括：第一磁体11a和第二磁体11b；磁轭13a和13b，第一、第二磁体11a、11b固定在这两个磁轭上；底座15，磁轭13a和13b被安装在该底座15上；聚焦线圈12和循迹线圈16，它们与第一、第二磁体11a、11b相互感应作用而产生电磁作用力；托板17，其被设置成能使聚焦线圈12和循迹线圈16与第一、第二磁体11a、11b相互作用；物镜19，其落座在托板17上；以及悬臂18，其支撑着托板17。

图2表示了图1所示光学头致动器的第一、第二磁体11a、11b以及聚焦线圈12周围的磁力线。

光学头的聚焦操作和循迹操作是利用电磁力F来执行的，该电磁力F来源于安装在磁轭13a、13b中的第一、第二磁体11a、11b与安装在托板17中的聚焦线圈12和循迹线圈16的相互作用。电磁力的计算公式如下面的公式1所示：

$\stackrel{\→}{F}=\stackrel{\→}{\mathrm{IL}}\×\stackrel{\→}{B}...\left(1\right)$

该公式中，

是电磁力向量，其单位为牛顿[N]，

是电流向量，其单位为安培[A]，

是线圈受磁场作用的长度段，单位为米[m]，

是线圈长度段所在区域处的磁场向量，单位为特斯拉[T]。

光学头执行聚焦操作，从而可读取光盘上的数据或将数据记录到光盘上，光学头在工作范围内动作，以便当光盘摇晃时能跟踪光盘。在跟踪工作过程中，光学头会相对于底座15所在平面上下移动。作用在聚焦线圈12和托板17上的电磁力是由磁场B和电流I产生的，如公式1所示，由于电流从设置在第一、第二磁体11a和11b之间的线圈中流过，所以会产生该电磁力。为了能在聚焦方向上对光学头致动器进行驱动，理想的情况是：磁通只存在于第一磁体11a和第二磁体11b之间。但是，在现实情况中，磁通还会漏到第二磁体11b的后方，从而造成负共振。

如图2所示，该漏磁通是由第二磁体11b的N极发出的，其与布置在第二磁体11b后方的聚焦线圈12有效段中的电流相互作用。由于存在该漏磁通，在聚焦方向上就会产生不规则的电磁力，这样就为在光学头致动器中发生负共振提供了一个起因。由于在光学头致动器中发生了负共振，所以光学头的工作就不稳定，并降低了整个光驱的性能。

发明内容

本发明提供了一种光学头致动器，其可阻隔掉漏磁通，因而，可消除不稳定的工作因素，该不稳定因素例如是由于不规则的推力而产生的负共振，本发明还提供了一种使用该光学头致动器的光学头、以及使用该光学头的光驱。

根据本发明的一个方面，提供了一种光学头致动器。该光学头致动器包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及，底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，所述第二驱动磁体被所述线圈围绕，该底座上还有屏蔽磁体，其被布置成与第二驱动磁体相对置，且与其具有相同的极性，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学头。该光学头包括光学头致动器和光学系统。该致动器包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及，底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，该第二驱动磁体被所述线圈围绕，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与第二驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通。该光学系统包括所述物镜以及光源，光源发出的光线穿过所述物镜。

根据本发明的又一方面，提供了一种光驱。该光驱包括：光学头；光盘转动单元，其以预定的速度转动所述光盘；驱动单元，其对光学头和光盘转动单元进行驱动；以及，控制单元，其对光学头的聚焦伺服和循迹伺服执行控制。该光学头包括：光学头致动器；以及，滑块，光学头致动器安装在该滑块的一端上，该滑块与光盘形成气浮支承，从而产生升力。该致动器包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕着线圈；以及，底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，该第二驱动磁体被所述线圈围绕，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与第二驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通。

所述底座包括保持器和多个磁轭，屏蔽磁体连接在其中的保持器上，而所述的多个驱动磁体则固定在所述磁轭上。

托板包括多个导孔，多个驱动磁体插入到这些导孔中。

所述线圈包括：聚焦线圈，聚焦线圈被缠绕成可在聚焦方向上产生电磁力；以及，循迹线圈，循迹线圈被缠绕成可在循迹方向上产生电磁力。

底座包括悬臂，该悬臂的一端与所述保持器相联接，另一端则与托板相连接，用于支撑着托板，使其成为可动的。

附图说明

下文参照附图对本发明的优选实施例进行了详细描述，通过该详细描述，可对本发明上述的特征和优点、以及其它的特征和优点有更为清楚的认识，在附图中：

图1是分解透视图，表示了一种传统的光学头致动器；

图2表示了安装在传统光学头致动器中的磁体和线圈周围的磁力线；

图3中的分解透视图表示了根据本发明的光学头致动器的一实施例；

图4是图3所示光学头致动器的俯视图；

图5表示了安装在根据本发明一实施例的光学头致动器中的磁体周围的磁力线分布；以及

图6示意性地表示了根据本发明的光驱的一实施例。

具体实施方式

下文将参照附图对根据本发明的光学头致动器、光学头、以及光驱的优选实施例进行详细描述。

图3是分解透视图，表示了根据本发明的光学头致动器的一个实施例，图4是图3所示光学头致动器的俯视图。

参见图3和图4，该光学头致动器包括底座35和托板37。在底座35的一侧制有保持器34，在底座35的另一侧、以及保持器34中制有磁性驱动部件30。托板37与底座35相联接，而且，物镜39落座在托板37与保持器34相反的那一侧上。

磁性驱动部件30包括：固定到底座35上的第一、第二磁轭33a和33b；连接到第一、第二磁轭33a和33b上的第一、第二磁体31a、31b；以及屏蔽磁体40，其单独地安装在保持器34上，用于屏蔽从第二磁体31b漏出的磁通。

在托板37上制有第一导孔41和第二导孔43，环绕着第二导孔43缠绕出聚焦线圈32，循迹线圈36被设置在聚焦线圈32的一侧。

参见图4，聚焦线圈32包括有效长度段32a和无效长度段32b，有效段32穿过第一、第二磁体31a和31b的中间范围，无效段32b则是从第二磁体31b的背面一侧横过。按照公式1，流经有效段32a的电流会与形成在第一、第二磁体31a和31b之间的磁场相互作用而产生出作用力，该作用力处于聚焦方向上。但是，流经无效段32b的电流会与第二磁体31b的漏磁相互作用而产生不规则的推力，其中的漏磁仅是很小的磁通量。也就是说，流经无效段32b的电流并不用来在聚焦方向上驱动光学头致动器，其只会在光学头致动器中产生不稳定的负共振。

因而，本发明的技术特征在于：在与第二磁体31b相对的位置处，保持器34上连接着屏蔽磁体40，从而可将无效段32b与漏磁通屏蔽开。此处，第二磁体31b和屏蔽磁体40应具有相同的极性排列。

图5表示了根据本发明一实施例的、第一磁体31a和第二磁体31b以及屏蔽磁体40周围的磁力线。参见图5，第一、第二磁体磁体31a、31b被设置成以相反的磁极相互正对，磁力线从第一磁体31a的N极指向第二磁极31b的S极。另一方面，第二磁体31b和屏蔽磁体40被设置成以相同的磁极相互面对，第二磁体31b的N极发出的磁力线与屏蔽磁体40的N极发出的磁力线相互排斥，从而发生偏折而远离第一、第二磁体31a和31b间空间的中央部位，并平行于聚焦线圈32(图5中未示出)的无效段32b。从公式1可知，当磁场与电流方向垂直时，能产生出最大的电磁力，而当磁场与电流平行时，则不会产生电磁力。这样，如图5所示，形成于第二磁体31b与屏蔽磁体40之间的磁场将不会影响到从此处经过的无效段32b。

也就是说，根据本发明上述实施例的光学头致动器还在第二磁体31b的后方设置了屏蔽磁体40，从而能将漏磁通对聚焦线圈32无效段32b的影响减到最小。根据本发明该实施例的光学头致动器主要是被用作纤细、轻质的轻便型非对称光学头致动器。

图6示意性地表示了根据本发明的光驱的一个实施例。参见图6，光驱包括：主轴电机52，其用于转动光盘D；光学头50，其被安装成可在光盘D的径向方向上移动，并能读取光盘D上记录的信息、或将信息记录到光盘D上；驱动单元54，其对主轴电机52和光学头50进行驱动；以及控制单元56，其对光学头50的聚焦伺服和循迹伺服进行控制。

光学头50包括：物镜；光学系统，该系统具有光源，用于经物镜发射出光线；以及致动器，物镜落座在该物镜上，并在聚焦方向和循迹方向上受到驱动。附图标记53、51指代转盘和夹持件，光盘D安装在其中的转盘上，并被所述夹持件固定住。

由光学头50检测到、并被光电转换的信号经过驱动单元54输入到控制单元56中。驱动单元54对主轴电机52的转速进行控制，并将输入信号放大，且对光学头50进行驱动。控制单元56将控制指令发送给驱动单元54，控制指令是基于从驱动单元54输入的信号而得出的，用于对聚焦伺服和循迹伺服进行控制，这样就可以完成聚焦伺服操作和循迹伺服操作。

在根据本发明实施例的光学头致动器中，消除了由漏磁通造成的负共振，从而使光学头致动器具有稳定的动力学特性。这样，光学头就可平稳地对任何类型的光盘执行操作，如光驱安装了这样的光学头致动器，则其读写性能会得以提高。另外，可减少在制造光学头致动器的过程出现的缺陷，并能减小抖晃。

尽管在上文参照优选实施例对本发明作了具体的表示和描述，但本领域技术人员应该认识到：在不悖离本发明设计思想和保护范围的前提下，可对具体方式和细节特征作多种形式的改动，本发明的范围应当由所附权利要求书及其等效物限定。

Claims (15)

1、一种光学头致动器，包括：

托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及

底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，该第二驱动磁体被所述线圈围绕，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与第二驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通。

2、根据权利要求1所述的致动器，其中，所述底座包括：

保持器，所述屏蔽磁体连接到该保持器上；以及

多个磁轭，所述的多个驱动磁体固定在这些磁轭上。

3、根据权利要求1或2所述的致动器，其中，所述托板包括多个导孔，所述的多个驱动磁体插入到这些导孔中。

4、根据权利要求1所述的致动器，其中，所述线圈包括聚焦线圈和循迹线圈，聚焦线圈被缠绕成可在聚焦方向上产生电磁力，循迹线圈被缠绕成可在循迹方向上产生电磁力。

5、根据权利要求2所述的致动器，其中，底座包括悬臂，该悬臂的一端与所述保持器相联接，另一端则与托板相连接，用于支撑着托板，使其成为可动的。

6、一种光学头，包括：

光学头致动器，该致动器包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，该第二驱动磁体被所述线圈围绕，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与第二驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通；以及

光学系统，该系统包括所述物镜以及光源，光源发出的光线穿过该物镜。

7、根据权利要求6所述的光学头，其中，所述底座包括：

保持器，所述屏蔽磁体连接到该保持器上；以及

多个磁轭，所述的多个驱动磁体固定在这些磁轭上。

8、根据权利要求6或7所述的光学头，其中，所述托板包括多个导孔，所述的多个驱动磁体插入到这些导孔中。

9、根据权利要求6所述的光学头，其中，所述线圈包括聚焦线圈和循迹线圈，聚焦线圈被缠绕成可在聚焦方向上产生电磁力，循迹线圈被缠绕成可在循迹方向上产生电磁力。

10、根据权利要求7所述的光学头，其中，底座包括悬臂，该悬臂的一端与所述保持器相联接，另一端则与托板相连接，用于支撑着托板，使其成为可动的。

11、一种光驱，包括：

光学头，包括：

光学头致动器，包括：托板，在该托板上安装着用于将光线聚焦到光盘上的物镜，且在该托板内缠绕线圈；以及，底座，该底座上有第一驱动磁体和第二驱动磁体，这些磁体与流经所述线圈的电流发生互感而产生作用力，该作用力在预定的方向上驱动所述托板，该第二驱动磁体被所述线圈围绕，底座上还有屏蔽磁体，其被布置成以相同的极性与第二驱动磁体相对置，从而可阻隔从该驱动磁体发出的漏磁通，

滑块，光学头致动器安装在该滑块的一端上，滑块与光盘一起形成气浮支承，从而能产生升力；

光盘转动单元，其以预定的速度转动所述光盘；

驱动单元，其对光学头和光盘转动单元进行驱动；以及

控制单元，其对光学头的聚焦伺服和循迹伺服执行控制。

12、根据权利要求11所述的光驱，其中，所述底座包括：

保持器，所述屏蔽磁体连接到该保持器上；以及

多个磁轭，所述的多个驱动磁体固定在这些磁轭上。

13、根据权利要求11或12所述的光驱，其中，所述托板包括多个导孔，所述的多个驱动磁体插入到这些导孔中。

14、根据权利要求11所述的光驱，其中，所述线圈包括聚焦线圈和循迹线圈，聚焦线圈被缠绕成可在聚焦方向上产生电磁力，循迹线圈被缠绕成可在循迹方向上产生电磁力。

15、根据权利要求12所述的光驱，其中，底座包括悬臂，该悬臂的一端与所述保持器相联接，另一端则与托板相连接，用于支撑着托板，使其成为可动的。

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