CN1637886A - 用于光学拾取器的致动器和使用其的光学记录/再现设备 - Google Patents

用于光学拾取器的致动器和使用其的光学记录/再现设备 Download PDF

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Abstract

一种光学拾取器致动器具有：移动部分，将入射光束聚焦到光学记录介质的物镜被安装到其上；磁驱动器，其在光学记录介质的跟踪和聚焦方向上驱动移动部分；和支撑部件，其可移动地支撑移动部分并且具有第一预定硬度的第一支撑部分和与第一预定硬度不同的第二预定硬度的第二支撑部分。移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心重合。

Description

用于光学拾取器的致动器和使用其的光学记录/再现设备
本申请要求已于2003年12月30日提交到韩国知识产权局的第10-2003-0100547号韩国专利申请的利益，该申请全部公开于此，以资参考。
                       技术领域
本发明涉及一种用于在聚焦和跟踪方向上控制物镜的运动的光学拾取器的致动器、光学拾取器和使用其的光学记录/再现设备，更具体地讲，涉及一种被构建从而支撑中心和力的中心与移动部分的重心重合的光学拾取器致动器，和光学拾取器，以及使用其的光学记录/再现设备。
                       背景技术
光学拾取器被用在光学记录和/或再现设备中以执行在作为光学信息存储介质的光盘上非接触记录信息和/或从作为光学信息存储介质的光盘上再现信息，同时在光盘的径向方向移动。光学拾取器具有将由光源发射的光束在盘上聚焦成一个光束点的物镜。物镜安装在光学拾取器致动器上，并且在跟踪方向和聚焦方向上移动，从而光束点位于盘上。由于永久性磁体、聚焦线圈和跟踪线圈之间的电磁作用，致动器被设计以准确地移动物镜到期望的位置。
为通过在操作期间将移动部分的辅助共振(subsidiary resonance)或滚动最小化改善致动器的频率特性，致动器应该被设计从而在移动部分中的重心、导线的支撑的中心和在磁驱动器上力的中心可以彼此重合。
用于高密度记录和再现的需求增加需要具有高数值孔径(NA)和作为物镜与盘之间的距离的短工作距离的物镜的使用。因此，具有对称结构的致动器需要具有投影物镜的移动部分。因此，使得重心、支撑中心和力的中心在聚焦方向上彼此重合是困难的。
鉴于这点，传统的光学记录致动器被构建从而三个质心彼此重合。因此，通过测量移动部分的重量重心相对于支撑中心和力的中心移动，并且然后基于测量的结果修改移动部分的一部分的形状。然而，这不仅增加移动部分的重量，而且使用受高度约束的光学拾取器致动器变得困难。
为了使三个质心彼此重合，另一传统的光学拾取器致动器具有分离的部件，如具有大于移动部分或物镜的密度连到移动部分的下端的黄铜盘子。但是增加这个分离的部件增加了制造成本和组装操作的数量。另外，强加在移动部分的高度限制使得使用用于高密度记录/再现的光学拾取器变得困难。
                          发明内容
本发明提供了一种被构建以通过调整支撑部件的硬度和线圈布置而不需要增加分离的部件来移动支撑中心和力的中心，因此，与重心协调使得三个质心重合的光学拾取器致动器；和光学拾取器，以及使用光学拾取器致动器的光学记录/再现设备。
根据本发明的一方面，提供了一种光学拾取器致动器，其包括移动部分，在其将入射光束聚焦到光学记录媒介的物镜被安装；磁驱动器，其在光学记录介质的跟踪和聚焦方向上驱动移动部分；和支撑部件，其可移动地支撑移动部分并且包括具有第一预定硬度的第一支撑部分和具有与第一预定硬度不同的第二预定硬度的第二支撑部分。移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心重合。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学拾取器，其包括：光学单元，其具有发射激光束的光源；物镜，其将激光束聚焦到光学记录介质；和光电检测器，其接收从光学记录介质反射的光束以检测信息信号和误差信号，并且在光学记录介质上记录信息和/或从光学记录介质上再现信息；和致动器，其具有移动部分，在其物镜被安装；磁驱动器，其在光学记录介质的跟踪和聚焦方向上驱动移动部分；和支撑部件，其可移动的支撑移动部分并且基于由光电检测器检测的误差信号在聚焦和跟踪方向上控制物镜。支撑部件包括具有第一预定硬度的第一支撑部分和具有与第一预定硬度不同的第二预定硬度的第二支撑部分。移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心彼此重合。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学记录/再现设备，其包括：驱动源，在其上光学记录介质被安置，并且其旋转光学记录介质；光学单元，其具有发射激光束的光源；物镜，其将激光束聚焦到光学记录介质；和光电检测器，其接收从光学记录介质反射的光束以检测信息信号和误差信号，并且在光学记录介质上记录信息和/或从光学记录介质再现信息；和致动器，其具有物镜安装在其上的移动部分；磁驱动器，其在光学记录介质的跟踪和聚焦方向上驱动移动部分；和支撑部件，其可移动地支撑移动部分并且基于由光电检测器检测的误差信号在聚焦和跟踪方向上控制物镜。支撑部件包括具有第一预定硬度的第一支撑部分和具有与第一预定硬度不同的第二预定硬度的第二支撑部分。移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心彼此重合。
将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。
                          附图说明
通过结合附图对实施例进行下面的描述，本发明这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1是根据本发明的实施例光学拾取器致动器的透视示意图；
图2是图1中的光学拾取器致动器的侧面示意图；
图3是图1中的光学拾取器致动器的平面示意图；
图4至图6分别是显示根据本发明的实施例的磁驱动器的示意图；
图7是根据本发明的实施例的光学拾取器的示意图；和
图8是使用根据本发明的实施例的光学拾取器致动器和光学拾取器的光学记录/再现设备的示意图。
                     具体实施方式
现在将详细地描述本发明的实施例，其例子显示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下，通过参考附图来描述实施例以解释本发明。
参照图1至图3，根据本发明的实施例光学拾取器致动器包括基板10；支座(holder)15，安装在基板10的一侧上；移动部分20，安装以在X轴和Z轴方向可移动；磁驱动器30，其磁力地驱动移动部分20；和支撑部件40，其支撑移动部分20，从而移动部分20相对于支座15可移动并且被用作导电通路。
物镜OL安装在移动部分20上并且将入射光束聚焦到具有高密度的光学记录介质D上。在这种情况下，为了实现高数值孔径(NA)和短工作距离以满足用于高密度光学记录介质D的要求，如图1所示，物镜OL从在具有对称结构的光学拾取器致动器中的移动部分20突出。因此，在物镜OL安装在其上的移动部分20的重心C从移动部分20的中心向上偏离。根据一个实施例，光学拾取器致动器还包括保护移动部分20并且防止物镜OL与光学记录介质D碰撞的盖子50。
磁驱动器30在光学记录介质D的径向(X轴)和聚焦(Z轴)方向驱动移动部分20。磁驱动器30包括：线圈31，放置在移动部分20的两个相对侧上，和磁体35与磁轭37，其被放置在基板10上并且面向线圈31。因此，由于线圈31和磁体35之间产生的电磁力，移动部分20在聚焦和跟踪方向上被驱动。下面将描述各种磁驱动器的实施例。
通常，如果移动部分20被安装在其一侧的多个导线支撑，则被支撑的移动部分20的一部分与在导线中的支撑中心对应。例如，如果移动部分20被两个放置在其一侧具有相等硬度的导线支撑，则与两个导线间距的一半对应的支撑点是支撑中心。如果两个导线具有不同的硬度，则支撑中心向具有较大硬度的导线偏移。另外，磁驱动器30的力的中心表示在磁驱动器30的线圈和磁体之间施加的电磁力的中心。例如，如果跟踪线圈、聚焦线圈和磁体关于移动部分的中心被对称地布置，则移动部分的中心变为力的中心。并且如果跟踪线圈、聚焦线圈和磁体被偏心地布置，则力的中心向偏心的方向移动。
参照图1至图3，支撑部件40被对称地放置在移动部分20的其它两个相对侧上，并且支撑相对于支座15可移动的移动部分20。支撑构件40还被用作将电流施加到线圈31的导电通路。支撑构件40包括第一支撑部分41，其支撑移动部分20的上部，和第二支撑部分45，其被放置在第一支撑部分41的下面并且支撑其下部。这里，由于第一和第二支撑部分41和45具有不同的硬度，所以在移动部分20中的支撑中心的位置可以被调整从而与重心C重合。
因此，根据一个实施例，第一和第二支撑部分41和45的导线直径(厚度)或材料被确定从而第一支撑部分41具有大于第二支撑部分45的硬度。
因此，第一和第二支撑部分41和45的硬度分别根据第一和第二支撑部分41和45的导线41a和41b与导线45a和45b的厚度和材料而变化。因此，第一和第二支撑部分41和45可以通过改变导线41a和41b与45a和45b的厚度而具有不同的硬度。
根据一个实施例，第一支撑部分41包括两个或更多的导线。在具有两个导线的实施例中，导线被对称地放置于移动部分20的相对侧上。图1和图2显示了在其中第一支撑部分41具有四个导线41a和41b，两个被放置在移动部分20的每个相对侧的实施例。第二支撑部分45被放置在第一支撑突出41的下面并且包括两个或更多导线。在包含两个导线的实施例中，导线被对称地放置在移动部分20的相对侧。图1和图2显示了在其中第二支撑部分45具有四个导线45a和45b，两个被放置在移动部分20的每个相对侧的实施例。
在图1至图3中，多个导线41a、41b、45a和45b被对称地放置在移动部分20的相对侧。因此支撑部件40对称地支撑移动部分20，并且在操作期间抑制滚动和辅助共振。因此，支撑部件40可被调整，从而支撑中心与移动部分20的重心C重合，而不需要用于移动支撑的中心的分离部件。
现在将参照图4至图6来描述根据本发明的实施例的光学拾取器致动器的磁驱动器和磁体驱动力的中心。图4至图6示出当磁体和线圈在同一平面时相对每个线圈的磁体和磁体极性的布置。在这些实施例中，电流在箭头指示的方向上流经每个线圈，并且指示的极性表示相对每个线圈的磁体的部分的极性。
参照图4，根据本发明的实施例的磁驱动器130包括多个附在移动部分的线圈131与133、和多个磁体135a至135c，其由于与流经线圈131和133的电流作用产生驱动力。跟踪线圈131在跟踪方向如X轴方向上驱动移动部分，并且聚焦线圈133在聚焦方向如Z轴方向上驱动移动部分。跟踪和聚焦线圈131和133是由新型激励器技术(fine pattern coil)制造的，并且被放置在移动部分的相对侧上的平行平面上。
跟踪线圈131包括关于平行于Z轴方向的中心线对称地放置的第一和第二跟踪线圈131a和131b。聚焦线圈133包括第一和第二聚焦线圈133a和133b，关于在光学记录介质D的径向方向上的中心线对称地放置。因此，鉴于在移动部分上线圈131和133的水平布置，电磁力的中心位于移动部分的中心。但是鉴于在移动部分上线圈131和133的垂直布置，由于线圈131和133在同一平面内布置，所以电磁力的中心位于远离移动部分的中心而被放置。
在图1至图4示出的实施例中，支撑中心和电磁力的中心被使得与在移动部分偏离了移动部分的中心的重心重合。因此，虽然由于跟踪线圈131和聚焦线圈135布置在同一平面内导致电磁力的中心位于远离移动部分的中心的位置，但是力的中心可以被使得与重心重合。
如图4所示，示出的磁体包括第一至第三磁体135a至135c。当第一和第三磁体135a和135c具有相同的磁极性时，第二磁体135b具有相反的磁极性。这里，第一和第二追踪线圈131a和131b的中心分别位于第一和第二磁体135a和135b之间与第二和第三磁体135b和135c之间的边界(跟踪边界)上，该边界平行于Z轴方向。因此，垂直地定向的第一和第二跟踪线圈131a和131b的一部分被用于在跟踪方向上产生驱动力。由于电流以相反的方向通过第一和第二跟踪线圈131a和131b，可在跟踪方向(X轴方向)上驱动移动部分。如图4所示，当磁体被布置并且电流在跟踪线圈131a和131b流动时，移动部分在负X轴方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在正X轴方向被驱动。
第一和第二聚焦线圈133a和133b的中心分别位于第一和第二磁体135a和135b之间与第二和第三磁体135b和135c之间的边界(聚焦边界)上，该边界平行于X轴方向。水平地定向的第一和第二聚焦线圈133a和133b的一部分被用于在聚焦方向上产生驱动力。因此，由于电流以相同的方向通过第一和第二聚焦线圈133a和133b，可在聚焦方向(Z轴方向)上驱动移动部分。如图4所示，当磁体被布置并且电流流经聚焦线圈133a和133b时，移动部分在正Z轴方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在负Z轴方向被驱动。
参照图5，根据另一实施例磁驱动器230包括多个附在移动部分上的线圈231和233、和由于与流经线圈的电流的作用产生驱动力的多个磁体235a到235c。多个线圈231和233包括跟踪线圈231和聚焦线圈233。跟踪和聚焦线圈231和233是由新型激励器技术制造的，并且被放置在移动部分的相对侧的平行平面上。
跟踪线圈231包括相对于平行于Z轴方向的中心线对称地放置的单一线圈。聚焦线圈233包括关于在光学记录介质D的径向方向上的中心线对称地放置的第一和第二聚焦线圈233a和233b。因此，鉴于在移动部分上线圈231和233的水平布置，电磁力的中心位于移动部分的中心。但是鉴于在移动部分上线圈231和233的垂直布置，由于线圈231和233被布置在同一平面中，电磁力的中心偏离移动部分的中心。
如图5所示，示出的磁体包括第一至第四磁体235a至235d。当第一和第四磁体235a和235d具有相同的磁极性时，第二和第三磁体235b和235c具有与第一和第四磁体235a和235d的磁极性相反的磁极性。这里，跟踪线圈231的中心位于第二和第四磁体235b和235d之间平行于Z轴方向的边界(跟踪边界)上。因此，垂直地定向的跟踪线圈231的一部分被用于在跟踪方向上产生驱动力。如图5所示，当磁体被布置并且电流在跟踪线圈231中流动时，移动部分在负X轴方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在正X轴方向被驱动。
第一和第二聚焦线圈233a和233b的中心分别位于第一和第二磁体235a和235b之间和第三和第四磁体235c和235d之间的边界(聚焦边界)上，该边界平行于X轴方向。水平地定向的第一和第二聚焦线圈233a和233b的一部分被有效地用于在聚焦方向产生驱动力。因此，由于电流以相反的方向通过第一和第二聚焦线圈233a和233b，可在聚焦方向(Z轴方向)驱动移动部分。如图5所示，当磁体被布置且电流在聚焦线圈233a和233b中流动时，移动部分在正Z方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在负Z方向被驱动。
参照图6，根据另一实施例的磁驱动器330包括多个附在移动部分的线圈331和333、和由于流经线圈的电流的作用产生驱动力的多个磁体335a到335d。多个线圈331和333包括跟踪线圈331和聚焦线圈333。跟踪和聚焦线圈331和333是由新型激励器技术制造的，并且被放置在平行于移动部分的相对侧的平面上。
跟踪线圈331包括被相对于平行于Z轴方向的中心线对称地布置的单一线圈。聚焦线圈333包括关于在光学记录介质D的径向方向的中心线对称地布置的第一和第二聚焦线圈333a和333b。因此，鉴于在移动部分上线圈331和333的水平布置，电磁力的中心位于移动部分的中心。但是鉴于在移动部分上线圈331和333的垂直布置，由于线圈331和333被布置在同一平面内，所以电磁力的中心偏离移动部分的中心。
如图6所示，示出的磁体包括第一至第四磁体335a至335d。当第一和第四磁体335a和335d具有相同的磁极性时，第二和第三磁体335b和335c具有与第一和第四磁体335a和335d的磁极性相反的磁极性。在这个实施例中磁体和如图5所示的一样被分割为四个部分，但是不同的是第一至第四磁体335a至335d每个具有矩形形状。
跟踪线圈331的中心位于第一和第三磁体335a和335c之间平行于Z轴方向的边界(跟踪边界)上。纵向的定位的跟踪线圈331的一部分被用于在跟踪方向产生驱动力。如图6所示，当磁体被布置并且电流在跟踪线圈331中流动时，移动部分在负X轴方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在正X轴方向被驱动。
第一和第二聚焦线圈333a和333b的中心分别位于第一和第二磁体335a和335b之间的和第三和第四磁体335c和335d之间的边界(聚焦边界)上，该边界平行于X轴方向。水平地定向的第一和第二聚焦线圈333a和333b的一部分用于在聚焦方向产生驱动力。因此，由于电流以相反方向通过第一和第二聚焦线圈333a和333b，可在聚焦方向(Z轴方向)驱动移动部分。如图6所示，当磁体被布置并且电流在聚焦线圈333a和333b中流动时，移动部分在正Z轴方向被驱动，然而当电流的方向相反时，移动部分在负Z轴方向被驱动。
如上所述，每个磁驱动器130、230和330被构建，从而由新型激励器技术制造的跟踪线圈和聚焦线圈可以在相同的平面被布置。另外，无论线圈是否在同一平面内布置，每个磁体130、230和330允许各自的电磁力产生的各自的中心与位于远离移动部分的中心的重心重合。
参照图7，根据本发明的另一实施例光学拾取器包括光学单元400，其在光学记录介质D上记录信息和/或从光学记录介质D再现信息；和致动器100，其在跟踪和聚焦方向控制光学单元400。
光学单元400包括：光源410，其发射激光束；物镜420，其将由光源410发射的光束聚焦；和光电检测器430，其接收从光学记录介质D反射的光束以检测信息信号和误差信号。物镜20安装在致动器100的移动部分(图1中的20)，并且操作以校正跟踪和聚焦错误。光学单元400还包括分光器415，其被放置在光源410和物镜420之间的光通路上，并且转换入射光束的传播通路，从而由光源410发射的有效光束向光学记录介质D传播，并且从光学记录介质D反射的有效光束向光电检测器430传播。根据一个实施例，光学单元400还包括准直透镜417，其将入射光束在物镜420上准直成平行光束。致动器100基于由光电检测器430检测的误差信号在聚焦和跟踪方向控制物镜420的位置。由于致动器100基本上具有与参照图1至图6描述的相同的结构，所以其详细的说明被省略。
图8是使用根据本发明的实施例的光学拾取器的光学记录/再现设备的示意图。参照图8，光学记录/再现设备包括：驱动源511，其提供旋转力；转盘515，其固定到驱动源511的旋转轴上，并且在其上光学记录介质D被安置；夹具517，其固定在转盘515上安置的光学记录介质D；光学拾取器500，其沿着光学记录介质D的径向方向可移动地安装并且在光学记录介质D上记录信息和/或从光学记录介质D上再现信息；驱动器520，其驱动驱动源511和光学拾取器500；和控制器530，其控制光学拾取器500的聚焦和跟踪伺服。光学拾取器500包括具有物镜420的光学单元(图7中的400)和在聚焦和跟踪方向上驱动物镜420的致动器(图7中的100)。
光学记录/再现设备具有光学拾取器，更具体地讲，具有改进的结构的致动器。由于光学拾取器和致动器的结构和操作基本上与参照图1至图7中描述的结构和操作相同，所以其详细的描述被省略。
在光学记录/再现设备中，通过光学拾取器500被检测并被光电转换的信号通过驱动器520输入到控制器530。驱动器520控制驱动源511的旋转速度，并且驱动光学拾取器500。控制器530发送已经基于从驱动器520接收的信号被调整的聚焦伺服命令和跟踪伺服命令，返回到驱动器520，从而光学拾取器500可以执行聚焦和跟踪伺服操作。
光学拾取器致动器、光学拾取器和光学记录/再现设备通过调整支撑部件的硬度使得支撑中心和力的中心与位于远离移动部分的中心的重心重合，而不需要增加分离的组件，由此将在致动器的操作期间展示的旋转和辅助共振最小化。
尽管已经显示和描述本发明某些实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原则、精神和由所附权利要求和等同物所限定的范围的情况下，可以在实施例中做出改变。

Claims (11)

1、一种光学拾取器致动器，包括：
移动部分，将入射光束聚焦到光学记录介质的物镜被安装在其上；
磁驱动器，其在光学记录介质的跟踪和聚焦方向上驱动移动部分；和
支撑部件；其可移动地支撑移动部分并且包括具有第一预定硬度的第一支撑部分和具有与第一预定硬度不同的第二预定硬度的第二支撑部分，
其中，移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心重合。
2、根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，由于在厚度或材料成分中的至少一个不同导致第一和第二支撑部分具有不同的硬度。
3、根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，第一预定硬度大于第二预定硬度。
4、根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，支撑部件包括多个放置在移动部分的第一和第二相对侧的导线，在第一侧面上的导线中的至少一个与放置在第二侧面上的导线中的至少一个具有相同的硬度。
5、根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，磁驱动器包括：
聚焦和跟踪线圈，附在移动部分；和
多个磁体，其由于与流经聚焦和跟踪线圈的电流的作用导致产生作用以在光学记录介质的聚焦和跟踪方向上驱动移动部分的电磁力。
6、根据权利要求5所述的光学拾取器致动器，其中：
聚焦和跟踪线圈由新型激励器技术制造；并且
聚焦和跟踪线圈被放置在移动部分的第一侧的第一平面和相对第一侧的移动部分的第二侧的第二平面上。
7、根据权利要求6所述的光学拾取器致动器，其中：
聚焦线圈分别相对于移动部分被对称地布置在第一和第二平面；并且
各自的聚焦线圈每个包括在光学记录介质的径向方向上相对于移动部分的中心被对称地布置的第一和第二聚焦线圈。
8、根据权利要求6所述的光学拾取器致动器，其中：
跟踪线圈分别在第一和第二平面相对于移动部分被对称地布置在聚焦线圈上面或下面之一；并且
各自的跟踪线圈每个包括在光学记录介质的径向方向相对于移动部分被对称地布置的第一和第二跟踪线圈。
9、一种光学拾取器，包括：
光学单元，其包括：
光源，其发射激光束；
物镜，其将激光束聚焦到光学记录介质，和
光电检测器，其接收从光学记录介质反射的光束以检测信息信号和误差信号，并且在光学记录介质记录信息和/或从光学记录介质再现信息；和
如权利要求1至8任何一个所述的致动器，并且
其中，移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心重合。
10、一种光学记录/再现设备包括：
驱动源，在其上光学记录介质被安置，并且其旋转光学记录介质；
光学单元，其包括：
光源，其发射激光束；
物镜，将激光束聚焦到光学记录介质上，和
光电检测器，其接收从光学记录介质反射的光束以检测信息信号和误差信号，并且在光学记录介质上记录信息和/或从光学记录介质上再现信息；和
如权利要求1至8任何一个所述的致动器，并且
其中，移动部分的重心、支撑部件的支撑中心和由磁驱动器的布置确定的力的中心重合。
11、一种光学拾取器致动器，包括：
移动部分，具有物镜；
支撑部件，可移动地连接在具有基板的移动部分；和
磁驱动器，施加力以沿着光学存储介质的聚焦和跟踪轴移动移动部分，
通过调整支撑部件的硬度而不用增加分离的组件，支撑部件的支撑中心被调整以与力的中心和移动部分的重心重合，以在致动器的操作期间将移动部分的旋转和辅助共振最小化。
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