CN1606078A

CN1606078A - 光学拾波器的致动器

Info

Publication number: CN1606078A
Application number: CN200410080862.6A
Authority: CN
Inventors: 崔仁好; 李庚择; 烘三悦
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-09
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-10-09
Also published as: DE602004022000D1; CN1302470C; US20050078571A1; US7350222B2; EP1522997A3; EP1522997A2; EP1522997B1

Abstract

一种光学拾波器的致动器包括：两个固定框架，一个布置在固定框架之间并配备有聚焦镜头和线圈的镜头架，支撑镜头架的弹簧，弹簧连接每一个固定框架的两个点到镜头架，每一个弹簧具有一个或多个弯曲，一个面向线圈布置的永磁体以生成磁场，和一个形成永磁体生成的磁场的通路的磁轭。

Description

光学拾波器的致动器

技术领域

本发明涉及用于驱动光学拾波器从光盘读或写数据的致动器。

背景技术

通常，光学拾波器用于计算机，数字视频光盘(DVD)播放机等设备从光盘读数据或写数据到光盘，如激光唱片，数字视频光盘，蓝光光盘等等。

近年来，随着如便携电脑、可携式摄像机以及数码相机等数字设备重量和体积的减小，要求数据存储读/写设备小型化。

特别是，人们一直致力于研究将光盘应用到移动设备如移动电话和个人数字助理(PDA)上。为了将光盘应用到这些移动设备，强烈要求将光学拾波器小型化。

由于受用于移动聚焦光圈以均匀地保持聚焦镜头与光盘之间的距离并跟踪光盘的轨迹以从光盘读或写数据的致动器的阻碍，光学拾波器的尺寸难以减小。

光学拾波器将从激光二极管发射的激光束转换成光信号并进一步将光信号转换成电信号，从而读取所记录的数据。

光学拾波器的致动器被设计成在聚焦和循迹方向二维移动，从而即使受到外部碰撞也能可靠地将激光束聚焦在光盘上。近年来，为了提供更精确的移动，可在旋转和俯仰方向以及在聚焦和循迹方向移动的致动器已被开发。

图1至图4所示为现有技术的光读/写装置。

现有技术的光读/写装置包括光学拾波器50，用于移动光学拾波器到适当位置的光学拾波马达60，与光学拾波马达60的转动轴连接的导引螺杆20，与导引螺杆20啮合的后齿轮30，与后齿轮30连接的导引进给装置(guide feeder)10，引导导引进给装置10来回移动的光学拾波移动轴21，以及安装在光学拾波移动轴另一侧以引导光学拾波器移动的主轴22。

随着光学拾波马达60的动作，导引螺杆20转动，且与导引螺杆20啮合的后齿轮30移动，从而移动光学拾波器50到预定位置。

如图2所示，光学拾波致动器40包括在聚焦和循迹方向移动聚焦镜头的可移动部件以及用于支持该可移动部件并产生磁场的固定部件。

该可移动部件具有一个与设置在固定部件上的永磁体43协作的线圈以定位聚焦镜头49在所要求的位置。

也就是说，固定部件包括产生磁场的永磁体43，形成磁场通路的磁轭42，具有主板(未示出)的固定框架41，各以其第一端固定在固定框架41上和第二端固定在镜头架44上的线形弹簧(wire-shapedspring)47以支持镜头架44并提供电流给镜头架44。

可移动部件包括用于在光盘记录层上聚焦从激光二极管发射的激光束的聚焦镜头49，支持聚焦镜头49的镜头架44，安装在镜头架44两侧的循迹线圈45以在循迹方向驱动镜头架44，缠绕在镜头架44周围的聚焦线圈46以在聚焦方向驱动镜头架44，以及将弹簧组件47固定在镜头架44上的弹簧固定单元48。

可移动部件应被设计成通过以具有预定的硬度和预定的减震特性的支持物固定而具有所要求的频率特性的。另外，可移动部件应设计成避免不必要的颤动，如转动、扭曲，以在聚焦和循迹方向有效移动并减小光信号的错误。

也就是说，当可移动部件在聚焦方向驱动时，镜头架44应垂直移动而在X轴方向没有转动(如图5所示在俯仰方向)。因此，如图3所示，弹簧组件47包括安装在镜头架44两侧的两个低位的弹簧和两个叠置在较低弹簧上的高位弹簧，其从固定框架41延伸。

如图4所示，为了通过减小致动器的厚度在设计光学拾波器时克服空间限制，现已开发出可以包括一个低位弹簧和一个叠置在低位弹簧上的高位弹簧的弹簧97。

然而，在这种情况下，当光学拾波器在聚焦方向移动时，镜头架44可能在X轴方向上转动，引起不希望的倾斜。

即使如图3所示形成弹簧组件47，在制作过程中当弹簧扭曲或拉紧时弹性系数也可能发生变化。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种光学拾波器的致动器，可充分克服一个或多个由现有技术的局限和缺点导致的问题。

本发明的目的是提供一种可有效地驱动光学拾波器并减小光学拾波器的体积的光学拾波器致动器。

本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或可从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。

为实现和获得所述目的和其他优点并根据本发明的目的，在此予以具体实施和广泛描述，提供一种光学拾波器致动器，包括：两个固定框架；设置在固定框架之间并具有聚焦镜头和线圈的镜头架；支持镜头架的弹簧，该弹簧将每个固定框架的两点与镜头架相连接，每个弹簧具有一个或多个弯曲；面向线圈设置的产生磁场的永磁体；以及形成永磁体产生的磁场的通路的磁轭。

本发明的另一方面还提供一种光学拾波器致动器，包括：两个固定框架；设置在固定框架之间并具有聚焦镜头的镜头架；通过将固定框架与镜头架相连接以支持镜头架的弹簧；以及包括线圈和永磁体的驱动力生成装置，当控制电流加到线圈时产生用于移动镜头架的驱动力。

本发明的另一方面还提供一种光学拾波器致动器，包括：一个固定框架；具有聚焦镜头的镜头架；将固定框架与镜头架相连接以支持镜头架的弹簧；以及包括线圈和永磁体的驱动力生成装置，当控制电流加到线圈时产生用于移动镜头架的驱动力。

可以理解，前述对本发明的一般说明和下面的详细描述是示范性的和解释性的，并对权利要求所确定的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图用来提供本发明的进一步理解，其被结合在本说明书中并构成本申请的一部分，其示出了本发明的实施例并与文字描述一起用来解释本发明的原理。附图中：

图1为现有技术的光读/写装置的平面图；

图2所示为现有技术的光学拾波器的致动器示意图；

图3和图4所示为现有技术的光学拾波器的致动器的聚焦操作示意图；

图5所示为旋转方向示意图；

图6所示为洛伦兹力示意图；

图7和图8为根据本发明的实施例的光学拾波器致动器示意图；

图9所示为根据本发明的实施例当镜头架在聚焦方向驱动时弹簧的变化状态的示意图；

图10所示为根据本发明的实施例当镜头架在循迹方向驱动时弹簧的变化状态的示意图；

图11所示为根据本发明的改进实施例的致动器的弹簧组件的示意图；

图12至14所示为根据图11中的本发明的改进实施例的各种弹簧的示意图；

图15所示为根据本发明的改进实施例的致动器的弹簧的示意图；

图16所示为根据本发明的实施例当镜头架在聚集方向驱动时图15中所示的弹簧的变化状态的示意图；以及

图17至19所示为根据本发明减震材料被熔敷的实施例。

具体实施方式

现在，将详细说明本发明的优选实施例，其实例在附图中被说明。尽可能相同的附图标记将被用于整个附图对相同或类似部分的引用。

图5和6表示光学拾波器的致动器的工作原理。图5表示转动方向，图6表示洛伦兹力。

围绕X、Y和Z轴的转动分别称为俯仰、滚动和平摇。

如图6所示，施加到致动器的力通过由永磁体形成的磁场和沿线圈流动的电流的结合产生。

图7和8表示根据本发明的一个实施例的光学拾波器的致动器。

如图所示，本发明的光学拾波器致动器100包括一个配置有聚焦镜头121以沿聚焦和循迹方向170和160移动的可移动部件120，以及一个支持可移动部件120并产生磁场的固定部件110。

固定部件110包括一对彼此相对的固定框架111、一对产生磁场的永磁体113、一对由拾波器基座114固定以形成磁场通路的磁轭112。片弹簧130支持可移动部件120，各具有分别固定在固定框架111和镜头架122的弹簧固定部分142上的第一和第二端部。

特别地，各弹簧130被设计成单级的以通过使镜头架122的厚度(沿Z轴方向)最小化来克服空间限制。

镜头架122被设计为以其四个点被支撑以防止发生意外的旋转并在聚焦和循迹方向170和160上执行有效运动。

如图9和10所示，通过在弹簧130上形成多个弯曲部分131、132、133、134、135和136，镜头架122的运动范围可以通过在弹簧130的弯曲部分131、132、133、134、135和136处的扭转和弯曲变化而被扩大而不依靠弹簧130的张力变形。另外，由于弹簧130相对于在将弹簧130固定到镜头架122和固定框架111上的过程中可能产生的弹簧130的扭曲或弯曲导致的弹性系数的变化较不敏感，所以致动器的驱动性能可以得到改善。

弹簧130可用于形成有单一的固定框架的结构，和形成有两个固定框架的结构一样。

优选地，弹簧130被安装在相同的水平面上以有效控制镜头架122的运动并减小镜头架122的厚度。

简言之，弹簧130的第一端部连接到镜头架122上的弹簧固定部分142优选形成在相同的水平面上。

另外，固定弹簧130的第二端部的部分优选地形成在形成有弹簧固定部分142的相同的水平面上。

可移动部件120包括聚焦镜头121，用于将激光束聚焦到光盘的记录层上；镜头架122，用于支持聚焦镜头121，镜头架122被控制沿聚焦和循迹方向170和160驱动；循迹线圈125，安装在镜头架122的前和后表面以沿循迹方向160驱动镜头架122；聚焦线圈，缠绕在镜头架122周围以沿聚焦方向驱动镜头架122；以及弹簧固定部分142，形成在镜头架122的两端以连接弹簧130到镜头架122。

单级弹簧130支持镜头架122的两端部以防止镜头架122在可移动部件120被驱动时发生意外的倾斜。

另外，由于在各方向上对抗镜头架122的驱动力的刚性被减小，所以在控制镜头架中需要的电动力被减小。特别是，由于俯仰方向的刚性被大大降低，所以致动器可以用作多重驱动轴。

即，通过将电流适当地施加到聚焦和循迹线圈126和125上，根据洛伦兹力，倾斜角控制变得可能。

在上述的致动器中，通过永磁体113，磁场形成在镜头架122周围。当电流施加到布置在磁场中的聚焦线圈126时，电动力就产生在聚焦线圈126上以沿聚焦方向(沿垂直方向)驱动镜头架122。同样，当电流被施加到位于磁场中的循迹线圈125上时，电动力就产生在循迹线圈125上以沿循迹方向(沿向左和右方向)驱动镜头架122。

简言之，致动器驱动镜头架122通过保持形成在聚焦镜头121上的聚焦点在预定大小来读取记录在光盘的记录层上的数据。

具有形成在镜头架上的聚焦和循迹线圈，从而使聚焦和循迹线圈与镜头架一起移动的致动器，被称为移动线圈型致动器(a moving coiltype actuator)。具有形成在镜头架122上的永磁体，从而使永磁体与镜头架122一起移动的致动器，被称为移动磁体型致动器(a movingmagnet type actuator)。图7和8表示这种移动线圈型致动器。

然而，应该说明，通过互换永磁体和线圈的位置，本发明可以用于移动磁体型致动器。

还应该说明，根据设计选择，聚焦和循迹线圈126和125的位置可以相互交换。

图9表示根据本发明的实施例，在镜头架122被沿聚焦方向驱动时弹簧130的变化状态，而图10表示根据本发明的实施例，在镜头架122被沿循迹方向驱动时弹簧130的变化状态。

各弹簧130都具有弯曲131、132、133、134、135和136，从而使镜头架122可以通过弯曲131、132、133、134、135和136的扭转和弯曲而被有效驱动。

图11表示根据本发明的另一实施例的光学拾波器致动器的弹簧230。

弹簧230具有一个有较宽宽度的减震区域234。减震材料熔敷在减震区域234上。

弹簧230可以具有多种弯曲。图12和14表示具有根据弯曲形成的不同减震区域的弹簧的各种变型。

减震材料，比如凝胶型材料，被熔敷在减震区域234上，并通过紫外线硬化，因此使弹簧具有减震性能。相应地，致动器的驱动性能可以被进一步改善。

图15表示弹簧的变型。

参见图15，这种实例的弹簧具有一个镜头架连接部分332，该镜头架连接部分332具有比镜头架连接部分332与第一弯曲336之间的部分宽的宽度。

这是为了减小弹簧330的固定偏差(fixed variation)。即，通过使镜头架连接部分332的宽度与镜头架连接部分332和第一弯曲336之间的部分不同，其间的刚性变得互不相同。

由此，弹簧330的有效区域被限定在镜头架连接部分332的前端。

弹簧系数K一般以弹簧的较小宽度部分确定。然而，在本例中，由于具有较宽宽度的镜头架连接部分332被固定在镜头架上，所以弹簧系数K增大，从而减小固定偏差。

另外，与以前的致动器相比，本发明的致动器具有较小的尺寸和重量。另外，弹簧的质量约为致动器的20-30％。因此，由弹簧产生的震动并不显著地影响致动器的驱动性能。

为了在致动器驱动期间有效地对弹簧330的震动做出反应，固定部分331被形成在弹簧330被连接到固定框架的部分上。

这里，固定部分332连接到固定框架，并具有宽于其它部分的宽度。固定部分332不受镜头架运动的影响，不执行弹簧330的功能。即，如图16所示，当镜头架移动时，弹簧330可以被扭转或拉紧。然而，因固定在固定框架上，固定部分332不受镜头架运动的影响。

结合图11，具有熔敷减震材料的减震区域234的减震器可以进一步形成以更有效地对震动做出反应。

图17到19表示减震器被布置在弹簧的减震区域上的例子。

减震器333、334和335形成在包括固定部分331的减震区域234和弹簧330的减震区域234的至少两个区域上。

在如图17和18所示的例子中，减震器333和334被形成在固定部分331的减震区域234和弹簧330的减震区域234上。在图19中，减震器335被形成在固定部分311的减震区域234和弹簧330的两个减震区域234上。

通过在固定部分131的减震区域234上形成减震器，弹簧330的不必要的震动被最小化。

根据本发明，由于弹簧被布置在相同的水平面上，所以致动器的厚度可以被减小。

另外，多个弯曲被形成在弹簧上，由弹簧的扭转或弯曲造成的装配误差甚至在具有小质量的可移动部件被控制时也可以被最小化。

而且，循迹和聚焦操作基于弹簧的弯曲而被实现，致动器可以被有效驱动。

镜头架连接部分和固定部分使致动器以较小震动被更精确地驱动。

本领域技术人员将明白，在本发明中可做出各种修改和变化。因此，如果它们落入所附的权利要求及其等同的范围内，本发明将覆盖本发明的这些修改和变化。

Claims

1、一种光学拾波器的致动器包括：

两个固定框架；

一个布置在固定框架之间并配备有聚焦镜头和线圈的镜头架；

支撑镜头架的弹簧，弹簧连接每一个固定框架的两个点到镜头架，每一个弹簧具有一个或多个弯曲；

一个面向线圈布置的永磁体以生成磁场；和

一个形成由永磁体生成的磁场的通路的磁轭。

2、按照权利要求1的致动器，其中，镜头架有固定弹簧的弹簧固定部分，并且，弹簧固定部分被形成在同一水平面上。

3、按照权利要求2的致动器，其中，弹簧固定部分被形成在与弹簧被固定的固定框架部分的同一水平面上。

4、按照权利要求1的致动器，其中，线圈包括沿循迹和聚焦方向移动镜头架的聚焦和循迹线圈，循迹线圈面向镜头架的固定框架设置，而聚焦线圈缠绕在镜头架周围。

5、按照权利要求1的致动器，其中，弹簧有一个与镜头架连接的镜头架连接部分，该镜头架连接部分的宽度大于镜头架连接部分和弯曲之间的部分。

6、按照权利要求1的致动器，其中，弹簧有与固定框架连接的固定部分。

7、按照权利要求1的致动器，其中，弹簧有一个与弯曲邻接的减震区域，减震区域用减震材料熔敷。

8、按照权利要求1的致动器，其中，弹簧有一个与弯曲邻接的减震区域和一个固定部分，减震区域和固定部分用减震材料熔敷。

9、一种光学拾波器的致动器，包括：

两个固定框架；

布置在固定框架之间且配备有聚焦镜头的镜头架；

通过连接固定框架到镜头架而支撑镜头架的弹簧；和

一个驱动力生成装置，包括一个线圈和一个永磁体，当控制电流被施加到线圈时，生成用于移动镜头架的驱动力。

10、按照权利要求9的致动器，其中，线圈被设置在镜头架上，并且，面向线圈布置永磁体。

11、按照权利要求9的致动器，其中，永磁体被设置在镜头架上，并且，面向永磁体布置线圈。

12、按照权利要求9的致动器，其中，弹簧被固定在镜头架上形成的四个弹簧固定部分上，弹簧固定部分被布置在同一水平面上。

13、按照权利要求9的致动器，其中，弹簧有一个或多个弯曲。

14、按照权利要求9的致动器，其中，弹簧有一个与镜头架连接的镜头架连接部分，该镜头架连接部分的宽度大于在镜头架连接部分和弯曲之间的部分的宽度。

15、按照权利要求9的致动器，其中，弹簧至少具有二个与弯曲邻接的减震区域，减震区域用减震材料熔敷。

16、按照权利要求1的致动器，其中，弹簧有一个与弯曲邻接的减震区域和一个固定部分，减震区域和固定部分用减震材料熔敷。

17、一种光学拾波器的致动器，包括：

一个固定框架；

一个具有聚焦镜头的镜头架；

连接固定框架到镜头架以支撑镜头架的弹簧；和

18、按照权利要求17的致动器，其中，弹簧有一个与镜头架连接的镜头架连接部分，镜头架连接部分的宽度大于在镜头架连接部分和弯曲之间的部分的宽度。

19、按照权利要求17的致动器，其中，弹簧至少具有二个与弯曲邻接的减震区域，减震区域用减震材料熔敷。

20、按照权利要求17的致动器，其中，弹簧有一个与弯曲邻接的减震区域和一个固定部分，减震区域和固定部分用减震材料熔敷。