背景技术
通常,在用于向/从一记录介质,如一光盘,记录/再现信息的光记录和/或再现装置中,安装有光拾取器,它不与光盘接触且能在光盘的径向上移动。
这种光拾取器需要一个致动器,用它来使一物镜在跟踪方向、聚焦方向和/或倾斜方向上移动,以便从一光源发射的激光束入射至该光盘的正确位置。跟踪方向的移动用于在该光盘的径向上调整该物镜,以使该光束的聚光点形成于轨迹的中心。
这种光拾取致动器执行跟踪和聚焦动作,也就是双轴动作。近年来,为促进高记录密度光盘的使用,提高了物镜的数值孔径(NA)并减小了光源的波长,从而光拾取致动器的倾斜容限也随之缩小了。为了使用这种高记录密度介质,光拾取致动器需要三轴动作。在现有的双轴动作上需要增加倾斜动作,特别是径向倾斜动作。这样的话,就需要一种能像执行现有的双轴动作一样执行倾斜动作的三轴动作光拾取致动器。该三轴动作光拾取致动器就是所谓的倾斜动作光拾取致动器。
该倾斜动作光拾取致动器通常具有一种一体化的四面(four-sided)磁路结构。该四面磁路具有设置于绕线架的四个侧面的驱动线圈和磁体。
图1是一种常规倾斜动作光拾取致动器的实例的示意图。参见图1,该倾斜动作光拾取致动器包括一个绕线架2,其中装配有一个物镜,以及多数量的导线6a、6b。每根导线的一端固定于该绕线架2的一侧,另一端连接于设置在基座(未示出)的一部分上的固定架3。这使得该绕线架2和可动部分(未示出)能够在聚焦方向与跟踪方向上相对于基座移动。一个四面磁路移动该可动单元。
导线中的4根6a作为悬挂装置支持该相对于基座的可动部分。在图1中只显示出了四根吊线6a中的两根。附图标记6b代表的是用于加载倾斜动作的电流的导线。
该四面磁路包括一对沿光盘径向上的位于该绕线架2的相对两端的聚焦线圈4a和4b,和一对沿光盘的切线方向安装于该绕线架2的相对两侧的跟踪线圈4c和4d。磁体5a至5d和流过聚焦线圈4a、4b与跟踪线圈4c、4d的电流相互作用以产生驱动可动单元的电磁力。该四面磁路还包括磁轭8。
在传统的倾斜动作光拾取致动器中,电流一施加于聚焦线圈4a、4b与跟踪线圈4c、4d,流过该聚焦线圈4a、4b与跟踪线圈4c、4d的该电流就与从磁体5a至5d发出的磁通量相互作用,以产生一电磁力并作用于该聚焦线圈4a、4b与跟踪线圈4c、4d。从而,该可动部分就能在聚焦方向与跟踪方向上移动。结果,装配于绕线架2的物镜1在聚焦方向与跟踪方向上移动。
当将电流以相反的方向加载至各个聚焦线圈4a和4b时,电磁力以相反方向作用于聚焦线圈4a和4b,则该可动单元就以一径向倾斜方向移动。结果,装配于绕线架2的物镜1在径向倾斜方向上移动。
由于该电磁力起作用的方向是平行于该物镜1的中心轴的方向,该磁体5a和5b与聚焦线圈4a和4b用于聚焦动作和倾斜动作。换言之,当在聚焦线圈4a和4b上加载相同大小和方向的电流时,以一预定位移执行聚焦动作。当在聚焦线圈4a和4b上加载相同大小但方向相反的电流时,执行倾斜动作。
然而,该传统的倾斜动作光拾取致动器包括一四面磁路,该四面磁路具有安装于该绕线架2的四个侧面的四个预先缠绕的线圈4a至4d和四个磁体5a至5d。于是,该传统结构所需的四个线圈4a至4d和四个磁体5a至5d增加了部件的数目和生产成本,其结果是导致生产力低下。
该预先缠绕的线圈需要缠绕线圈的过程和将该缠好的线圈粘结于绕线架上的过程。这样就增加了制造步骤的数目。另外,预先缠绕线圈在质量上不如直接缠绕的线圈。而且,它需要四个磁体。
此外,在传统的倾斜动作光拾取致动器中,磁体面向该绕线架2的四个侧面,且聚焦与跟踪线圈面向磁体的设置于该绕线架2的每一侧面上,其结果是在聚焦线圈和跟踪线圈之间的缠绕变得复杂。
具体实施方式
现在详细参考本发明的实施例,其实例在附图中阐明。其中始终用相同的附图标记代表相同的元件。为解释本发明,下面通过参照附图描述这些实施例。
图2是根据本发明的一个方面的一个倾斜动作光拾取致动器的透视示意图,图3是图2中所示的绕线架的透视图,图4是图2中所示的倾斜动作光拾取致动器的平面图,以及图5是沿图4中的A-A线的剖面图。
参见图2至5,该倾斜动作光拾取致动器包括一个绕线架20,其中装配有一个物镜10。每根导线13的一端固定于该绕线架20的一侧,且另一端连接于设置在基座11的一部分上的固定架(未示出)上并在该基座11上方可移动地支持该绕线架20。一个磁路设置于该绕线架20和该基座11中。
该磁路包括一对位于基底上的单极磁体31,以致于该磁体面向绕线架20的平行于径向的相对两面。一个聚焦线圈33围绕绕线架20缠绕,且有一对跟踪线圈35在径向上邻接于物镜10的位置缠绕在绕线架20的相对两端。多数量的倾斜线圈37缠绕于绕线架20的上部和下部。该单极磁体对31设置于基座11上,并在一光记录介质,即一光盘的切线方向上面向该绕线架20的对立面。
该吊线13是用于加载跟踪和聚焦控制电流的四根导线。根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器还包括两根加载用于倾斜动作的电流的导线14。
根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器具有形成于绕线架20上的线轴,以使一部分线圈直接缠绕在绕线架20上围绕于该线轴。该致动器还包括一对单极磁体31。
如图2至5所示,第一线轴36和第二线轴38形成于一绕线架20上以分别直接缠绕该跟踪线圈35和倾斜线圈37。该绕线架的躯干是用于直接缠绕聚焦线圈33的第三线轴。
该聚焦线圈33缠绕于该绕线架20以和单极磁体对31相互作用,以致产生用于在聚焦方向上移动该倾斜动作光拾取致动器的可动部分的电磁力。
该绕线架20的躯干具有优先线轴结构来直接缠绕聚焦线圈33。另一可选地,绕线架20的躯干不形成线轴结构,聚焦线圈33的缠绕位置被安装吊线13的凸起23所限制。
当物镜10的中心轴以向上及向下方向设置,即以聚焦方向设置时,由沿着流过聚焦线圈33的电流的方向的单极磁体31形成的一磁场产生的向上或向下的电磁力将作用于聚焦线圈33。从该单极磁体31产生的磁通量的方向是遵照弗莱明左手定则的。其结果是,该倾斜动作光拾取致动器的整个可动部分在聚焦方向移动。
根据本发明的一个方面,在绕线架20上形成第一线轴36与第二线轴38,以缠绕跟踪线圈35与倾斜线圈37。
根据本发明的一个方面,在绕线架20的上部和下部都形成该第一线轴36与第二线轴38。换言之,在该绕线架20的上部形成一第一线轴对36,它们相互对立放置并在径向上与物镜10邻接。在该绕线架20的下部形成一第二线轴对38,它们于径向上被放置在物镜10的相对面。
根据本发明的一个方面,如图2至5所示,在相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的线轴36和38上缠绕的跟踪线圈对35与缠绕在绕线架20上的聚焦线圈33交叉。在绕线架20的上部和下部相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的线轴36和38上缠绕四个倾斜线圈37,它们基本上平行于聚焦线圈33。
在绕线架20的上部和下部相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的线轴36和38上缠绕的跟踪线圈对35与该聚焦线圈33交叉。该跟踪线圈直接缠绕于该绕线架20以致与该单极磁体31相互作用而产生用于跟踪动作的电磁力。
跟踪线圈对35的有效部分是那些位于面向该单极磁体31的该绕线架20的两侧的线圈。所以电流向上或向下流,即在聚焦方向流动。
当在相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的线轴36和38上缠绕跟踪线圈35以环绕该绕线架20时,跟踪线圈的有效部分面向该单极磁体31对称设置于该绕线架20的两侧。电流朝上或朝下流动。从而,该倾斜动作光拾取致动器的整个可动部分能在跟踪方向稳定地移动。
通过在绕线架20的上部和下部分别形成线轴对36和38,在绕线架20的上部相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的一对第一线轴36上直接缠绕一对倾斜线圈37,使之基本上平行于该聚焦线圈33。在绕线架20的下部相互对立放置并在径向上与物镜10邻接的一对第二线轴38上直接缠绕一对倾斜线圈37,使之基本上平行于该聚焦线圈33。
该两对倾斜线圈37的有效部分面向该单极磁体31。
根据本发明的一个方面,一对倾斜线圈37位于该绕线架20的上部的上方或位于该绕线架的下部的下方,并以相反方向缠绕。即使将相同大小的电流加载至该倾斜线圈对37,位于该绕线轴20上部的上方和位于该绕线轴20的下部的下方的一对倾斜线圈37中的电流以相反方向流动。因此,当考虑倾斜线圈37中的电流的方向和从该单极磁体31产生的磁通量的方向时,根据弗莱明左手定则,电磁力是以相反方向产生的,即,一个向上和一个向下。其结果是,该可动部分在径向倾斜方向移动。
据此,当在线轴36和38上缠绕该倾斜线圈37时,在切线方向上位于该物镜10的两侧的单极磁体对31与该倾斜线圈37相互作用以在径向倾斜方向稳定地移动该倾斜动作光拾取致动器的整个可动部分。
在该绕线架20的上部的第一线轴36上缠绕的该倾斜线圈37在该绕线架20的上部的上方产生一倾斜动作力。因为该物镜10安装在该绕线架20的上部,该径向倾斜动作的中心靠近该物镜10。结果,在倾斜动作过程中对聚焦的干涉就能减到最小。而且,在该绕线架20的下部的第二线轴38上缠绕的倾斜线圈37也有助于增加径向倾斜动作力。如果在该绕线架20的上部和下部的物镜10的两侧都沿径向设置倾斜线圈37,则径向倾斜动作力大于当只在该绕线架20的上部的物镜10的两侧沿径向设置倾斜线圈37的情况下的径向倾斜动作力。
如上所述,在线轴上上直接将聚焦线圈33、跟踪线圈35和/或倾斜线圈37缠绕于绕线架20的地方,该线轴36和38作为导杆以防止由过量电流引起的线圈变形。
根据本发明的一个方面,该倾斜动作光拾取致动器是一个三轴动作光拾取致动器,其包括两个单极磁体31、其上可缠有线圈的绕线架20、四个倾斜线圈37、一个聚焦线圈33和两个跟踪线圈35。
如图2至5所示,当跟踪线圈35缠绕于聚焦线圈33的外面时,该跟踪线圈35的有效线圈部分与比该聚焦线圈33的有效线圈部分更靠近于该单极磁体31。其结果是,跟踪动作的灵敏度得以提高。
另一可选地,如图6到9所示,聚焦线圈133缠绕于跟踪线圈135的外面以致该聚焦线圈133的有效线圈部分与比该跟踪线圈135的有效线圈部分更靠近于该单极磁体31。
图6是根据本发明的另一方面的一个倾斜动作光拾取致动器的透视示意图,图7是图6中所示的绕线架的透视图,图8是图6中所示的倾斜动作光拾取致动器的平面图,以及图9是沿图8中的B-B线的剖面图。
参见图6至9,该倾斜动作光拾取致动器具有形成绕线架120的线轴结构,所以聚焦线圈133缠绕于跟踪线圈135的外面。第一线轴136相互对立形成且沿径向邻接物镜10,以仅在绕线架120的上部的上方直接缠绕跟踪线圈135和倾斜线圈37。增加了其上缠绕有聚焦线圈133的该绕线架120的部分。
在聚焦线圈133缠绕于跟踪线圈135的外面的情况下,相对于图2至5中所示的聚焦线圈33缠绕于跟踪线圈35的里面的情况,聚焦动作的灵敏度提高了。而且,由于其上缠绕有聚焦线圈133的绕线架120的部分的增加,使得聚焦动作的灵敏度更高。
聚焦线圈133、跟踪线圈135、绕线架120和线轴136对应于聚焦线圈33、跟踪线圈35、绕线架20和线轴36。正如图2至5中的那样,如前如述,相同的附图标记代表相同的元件,这里将不再作说明。
如图6至9,该倾斜动作光拾取致动器是一个三轴动作光拾取致动器,其包括两个单极磁体31、其上可缠绕的绕线架120,两个倾斜线圈37、一个聚焦线圈133和两个跟踪线圈135。
参照图2至5和6至9阐释的根据本发明的各个方面,该倾斜动作光拾取致动器可进一步改进成多种类型的结构。
例如,如图2至5所示的根据本发明的该方面的倾斜动作光拾取致动器可另一选择为具有聚焦线圈33缠绕于跟踪线圈35的外面的结构。
而且,如图6至9所示的根据本发明的该方面的倾斜动作光拾取致动器可另一选择为包括一对缠绕于绕线架120的下部的跟踪线圈37。减小了其上缠绕有聚焦线圈133的绕线架120的部分,以使该倾斜动作光拾取致动器具有一如图6至9所示的近似的高度。
如图2至9所示,从绕线架20和120的上部凸起一支架25以保持物镜10。根据本发明的一个方面,在支架25与形成于绕线架20和120的上部的线轴对36和136之间形成一预定间隙g,且跟踪线圈35和135以及倾斜线圈37缠绕于线轴36和136上。如参照图2至5的描述,当倾斜线圈37安装在绕线架20的下部时,间隙g可选地形成在绕线架20的下部的支架25与线轴之间。
如上所述,当线轴与支架25间隔开时,则缠绕于线轴的倾斜线圈和跟踪线圈不接触该支架25,于是减少了在倾斜和跟踪控制过程中由加载至倾斜线圈和/或跟踪线圈的电流在物镜10上产生的热量。其结果是,由于支架25与线轴的隔离而减少了热量的传输,就保护了物镜10不受过量电流的破坏。
如图10所示,为减少热量传输,在支架25的附近至少形成一个腔27。图10显示了形成于线轴36和支架25之间的腔27的一个例子。如图2和6中显示的本发明的方面也可选地包括腔27。
图10显示了图2中进一步包括腔27的一个倾斜动作光拾取致动器。该腔27也可应用于图6中所示的倾斜动作光拾取致动器。
该腔可以是开口于表面的,或者是封闭的,并设计其尺寸以使该绕线架20和/或120保持一所需的强度。
在参照图2、4、6、8和10来描述的本发明的各方面中,该倾斜动作光拾取致动器进一步包括一对设置于基座11上的外磁轭15。单极磁体31设置于该外磁轭15的内表面。
尽管已经描述了根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器具有直接缠绕于绕线架20或120的跟踪线圈35或135和倾斜线圈37,本发明的各方面并不局限于此描述。例如,根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器可具有这样一种结构,其中跟踪线圈35或135中的一个和倾斜线圈37中的一个直接缠绕于绕线架20或120上,而跟踪线圈35或1 35中的另一个和倾斜线圈37中的另一个是分开的连接于该绕线架20或120上的散装型(bulk-type)线圈。
由于该倾斜动作光拾取致动器只使用了绕线架20或120的四个面的两个面来产生磁路,根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器是一个双面(two-sided)磁路。相对照地,图1的传统光拾取致动器需要绕线架2的所有四个面来产生磁路。
图11是显示使用一根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器的一种光记录和/或再现装置的结构示意图。参见图11,该光记录和/或再现装置包括用来旋转一光信息存储介质,例如一光盘D的一主轴电机255。一光拾取器250在该光盘D的径向上移动,以向/从该光盘D记录和/或再现信息。该光记录和/或再现装置还包括一用来驱动主轴电机255和光拾取器250的驱动器257,和一个控制聚焦伺服、跟踪伺服和/或倾斜伺服的控制器259。该装置还包括一个转盘252,和一个夹住该光盘D的夹具253。
该光拾取器250包括具有一个将从光源发出的光会聚到光盘D上的物镜10的光学系统,和一个用来在三轴方向移动物镜10的光拾取致动器。
从光盘D上反射的光被光拾取器250的光电检测器检测并被转化为一个电信号。将该电信号通过驱动器257输入至该控制器259。该驱动器控制该主轴电机255的旋转速度、放大该输入的电信号并驱动光拾取器250。控制器259传送由通过驱动器257输入的电信号控制的聚焦、跟踪和倾斜伺服命令,至该驱动器257以用于该光拾取器250的聚焦、跟踪和倾斜操作。
如上所述,根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器使用单极磁体,使用具有绕线导杆(winding guides)的绕线架而得到不同的绕组布局,并且即使只有两个单极磁体时也能执行三轴动作。因此,该倾斜动作光拾取致动器减少了制造成本,并可能减少厚度。使用两个廉价的单极磁体用于磁路减少了制造成本。
并且,一部分线圈直接缠绕于该绕线架以减少由于多变的生产引起的分散性。结果,降低了含有产品缺陷的倾斜动作光拾取致动器的概率。
而且,根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器增加了其线性度。当在同一平台上采用多极磁体时,线性度会降低。当该倾斜动作光拾取致动器设置于靠近位于极化区之间且磁通量密度为0的中性区时,洛伦兹力的总和依赖于瞬时变化的磁通量的密度。然而,根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器采用了单极磁体,使得线性度得以提高。
更进一步,在根据本发明的一个方面的倾斜动作光拾取致动器中,形成有在其中保持物镜的绕线架的支架与线轴之间的间隙和/或在绕线架上至少形成一个腔,以防止热传输。其结果是,保护了物镜不受过量电流的破坏。
尽管已显示和描述了本发明的几个实施例,本领域技术人员应当理解,在不脱离本发明的原则和精神的情况下,可对这些实施例作多种变化,其范围定义在权利要求及其等效体中。