CN1643583A - 用于将信息记录和 /或复制在可旋转的光盘的信息表面上 /从可旋转的光盘的信息表面记录和 /或复制信息的光盘设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于将信息记录和/或复制在可旋转的光盘(5)的信息表面(3)上/从可旋转的光盘(5)的信息表面(3)记录和/或复制信息的光盘设备(1)。该设备包括支撑组件(7)；主轴马达(15)，该主轴马达与支撑组件(7)相关，且具有带有主轴线(19)的主轴(17)，用于旋转光盘(5)；与支撑组件(7)相关的光学透镜单元(21)，用于扫描所述光盘(5)的信息表面(3)，且包括聚焦透镜组件(23)；围绕摆动轴线(39)可旋转的摆动臂组件(35)，其包括在摆动臂组件(35)的自由端(37)附近设置的可移动的磁聚焦装置(45)，用于沿着所述聚焦轴线(31)驱动所述聚焦透镜(29)，以将所述光束(33)聚焦在光盘信息表面(3)上；以及通过中间空气间隙(48)与可移动的聚焦装置(45)磁合作的固定的磁聚焦装置(46)。设置固定的和可移动的磁聚焦装置(45、46)且与可移动的磁聚焦装置合作，使得力矢量分量(P)与由聚焦透镜外围(29)定界的聚焦透镜区域(27)相交。

Description

用于将信息记录和/或复制在可旋转的光盘的信息表面上/从可旋转的 光盘的信息表面记录和/或复制信息的光盘设备
本发明涉及一种用于将信息记录和/或复制在可旋转的光盘的信息表面上/从可旋转的光盘的信息表面记录和/或复制信息的光盘设备。
上述类型的光盘设备从美国专利US-A6052357可知。该文献描述了一种用于记录和/或复制可旋转的光盘的信息表面上/来自可旋转的光盘的信息表面的信息的光盘设备，其包括支撑组件和主轴马达，该主轴马达与支撑组件相关，且具有带有主轴线的主轴，用于围绕该主轴线旋转安装在主轴上的光盘。光学透镜单元与支撑组件相关，以便扫描安装在主轴上的光盘的信息表面。光学透镜单元包括聚焦透镜组件，其具有可移动的聚焦透镜，该聚焦透镜具有由聚焦透镜外围界定的聚焦透镜区域，以及与聚焦透镜区域相交的聚焦轴线，该聚焦透镜组件适于将光束聚焦到光盘的信息表面上。设置摆动臂组件，其包括通常伸长的摆动臂结构，该聚焦透镜组件安装在摆动臂结构的自由端。摆动臂组件围绕与自由端隔开且通常垂直于摆动臂结构并通常平行于主轴线和聚焦轴线指向的摆动轴线可旋转，使得摆动臂组件扫过通常平行于安装的光盘的信息表面的平面，从而该摆动臂组件引起聚焦透镜组件扫描安装的光盘的整个信息表面。摆动臂组件还包括可移动的磁聚焦装置，其在摆动臂自由端的附近，且与摆动臂组件相关，用于沿着聚焦轴线驱动聚焦透镜，以将光束聚焦在光盘信息表面上。
为了将光束聚焦光盘信息表面上，该已知的光盘设备还包括与支撑组件相关的固定的磁聚焦装置，其通过中间空气间隙与可移动的聚焦装置磁合作，以便产生具有平行于聚焦透镜组件的聚焦轴线的矢量分量的磁力矢量，以便通过电磁力沿着聚焦轴线驱动聚焦透镜组件。
在该现有技术的光盘设备中，可移动的磁聚焦装置包括设置在这样的平面中的磁聚焦线圈装置，即，当从摆动臂结构的摆动轴线观察时，该平面通常平行于在摆动臂结构的自由端处离开在摆动臂结构的最远部分处的聚焦透镜组件的位置处的聚焦透镜的聚焦轴线。聚焦透镜组件在根据其聚焦轴线的方向上的聚焦运动通过这样的事实来实现，即，摆动臂结构包括两个隔开的、伸长的、通常平行的在摆动轴线和聚焦透镜组件之间延伸的，也就是，在摆动臂组件的自由端处或者附近处相互连接的平的弹性臂元件。固定的磁聚焦装置跨过空气间隙与上述的磁线圈装置合作，该空气间隙通常平行于磁线圈装置，从而通常平行于聚焦透镜的聚焦轴线。
通过空气间隙作用在所述的现有技术结构的可移动的磁聚焦装置的聚焦线圈上的任何磁力矢量将在聚焦透镜上施加不仅是沿着聚焦轴线的力，而且是垂直力。此外，这些力作用在聚焦透镜组件，从而作用在离开聚焦透镜的聚焦轴线一段距离的摆动臂组件上，导致施加在在摆动臂组件的弹性臂元件上的力矩。这样，在聚焦透镜的聚焦期间，动态地产生偏心力和力矩；这样将在摆动臂组件中产生动态的反作用力和力矩，这可能引起不适当的振动和变形，以及摆动臂主轴的增加的载荷。不合需要的寄生谐振可能在沿着聚焦轴线的方向上导致扰动光学透镜单元的自动聚焦控制系统。在垂直于聚焦方向的扫描方向上也可能引起串扰，扰动自动扫描控制系统。
本发明的一个目的在于提供一种光盘设备，其通过减轻施加在可移动的磁聚焦装置上的任何不适当的偏心动态聚焦力的出现来展示改进的动态性能。该目的通过本发明的光盘设备来实现，该光盘设备包括：
支撑组件；
主轴马达，该主轴马达与支撑组件相关，且具有带有主轴线的主轴，用于围绕该主轴线旋转由该主轴支撑的光盘；
与支撑组件相关的光学透镜单元，用于扫描所述光盘的信息表面，且包括：
聚焦透镜组件，其具有可移动的聚焦透镜，该聚焦透镜具有由聚焦透镜外围界定的聚焦透镜区域，以及与所述聚焦透镜区域相交的聚焦轴线，所述聚焦透镜组件适于将光束聚焦到所述信息表面上；
摆动臂组件，其包括在自由端处支撑所述聚焦透镜组件的通常伸长的摆动臂结构，该摆动臂组件围绕与所述自由端隔开且大致垂直于摆动臂结构并通常平行于所述主轴线指向的摆动轴线可旋转，该摆动臂组件还包括可移动的磁聚焦装置，其设置在摆动臂组件的所述自由端的附近，用于沿着所述聚焦轴线驱动所述聚焦透镜，以将所述光束聚焦在光盘信息表面上；
该光盘设备还包括：
与支撑组件相关的固定的磁聚焦装置，用于通过中间空气间隙与所述可移动的聚焦装置磁合作，以便产生具有平行于所述聚焦轴线的矢量分量的磁力矢量，以便沿着所述聚焦轴线驱动聚焦透镜组件，且具有这样的特征，即，设置固定的和可移动的磁聚焦装置且相互合作，使得力矢量分量与聚焦透镜区域相交。由于该特征，力矢量将位于聚焦轴线附近，这样减轻了现有技术结构的上述问题。
优选的，使用一个实施例，其中，力矢量分量通常与聚焦透镜的聚焦轴线相符。在这样的实施例中，尤其是，没有偏心力施加在聚焦透镜组件上。
在可以有利地应用本发明的类型的光盘设备中，与诸如激光源之类的支撑组件相关的很多光学透镜单元，以及将数据发送到信息盘和/或从信息盘接收数据所必需的相关的光学和电子装置将位于摆动臂组件的摆动轴线附近，以便减小其惯量。激光束将沿着聚焦透镜组件和激光源之间的光路的截面行进，其与聚焦透镜组件的聚焦轴线垂直地相交。在激光束与聚焦轴线垂直地相交的类型的本发明的有利的实施例中，光学透镜组件包括在臂组件的自由端附近的连接到聚焦透镜的垂直反射光学元件，在聚焦透镜的侧面上具有反射面，其离开安装的光盘的信息表面指向，且引起在摆动轴线和聚焦轴线之间的大体方向上行进的激光束反射，以便通常沿着聚焦轴线行进通过聚焦透镜，以及可移动的磁聚焦装置连接到在离开可移动的聚焦透镜指向的反射面侧的位置中的反射元件。这样，磁聚焦装置可以定位在聚焦透镜的聚焦轴线上。
前面的实施例可以有利地与本发明的还有的实施例组合，其中，摆动臂组件由垂直于摆动轴线延伸的隔开的虚的平行的平的平面定界，第一平面更接近安装的光盘，第二平面更远离安装的光盘；反射元件的至少一部分与第二平面向内隔开，以便在反射元件和第二平面之间设置中间空间，以及固定的磁聚焦装置延伸到反射元件和第二平面之间的中间空间中，这样占据了至少一部分中间空间。该实施例有助于最小化可移动的和固定的磁聚焦装置的空间要求。减小光盘设备的整体尺寸，尤其是数据存储的尺寸是高度需要的，以便增加用于结合甚至更小的信息技术和通讯装置的领域。在这个方面感兴趣的是还有一个实施例，其中，可移动的和固定的磁聚焦装置通过通常平行于反射元件的反射面的空气间隙来合作。
为了最小化光学透镜单元的惯量和光盘设备的整体尺寸，后面的实施例可以与还有的实施例组合，其中，聚焦透镜组件的反射面设置在相对于摆动臂组件的摆动轴线倾斜的平面中，该可移动的电磁线圈装置通常设置在平行于反射面的倾斜的平面中，以及固定的磁路装置包括朝着可移动的电磁线圈装置指向的倾斜面，以便可移动的电磁线圈装置和固定的磁路装置之间的空气间隙设置在通常平行于聚焦透镜组件的倾斜的反射面的倾斜的平面中。
为了将相摆动臂组件的惯量和提供用于聚焦透镜组件的弹性引导装置，在本发明的还有的实施例中，摆动臂结构包括两个隔开的、伸长的、通常平行的平的弹性臂元件，其在摆动轴线和聚焦透镜组件之间延伸，且在摆动臂组件的自由端处或者附近由聚焦透镜组件相交。
根据本发明的设备的实施例在权利要求2到8中详细披露。
通过下面的参考附图的优选实施例的非限制性描述，可以更加明白本发明的目的和特征，其中：
图1是根据本发明的光盘设备的一个实施例的示意性侧面正视图；
图2是图1的光盘设备的截面的平面图；以及
图3是放大的示意性侧面正视截面图，示出了图1和2的光盘设备的聚焦透镜组件以及相关的可移动的和固定的磁聚焦装置的细节。
附图是示意性的特点，且意在只是示例性的目的。图中的细节是以任意比例绘制的，其可能不同于整体比例。所有图中，相同的部件由相同的标号表示。可以根据从现有技术中基本上知道的原理来成形的部件和组件不详细讨论。
图1和2示出了用于将信息记录和/或复制在可旋转的光盘5的信息表面3上/从可旋转的光盘5的信息表面3记录和/或复制信息的光盘设备1的整体形状。该设备包括具有侧壁9、11和底部壁13的支撑组件7。支撑组件只是部分地显示，且可以是任意的形状，但是在很多情况下，其通常是盒子形的。主轴马达15设置在支撑组件7的底部壁13上；该马达具有带有主轴线19的主轴17，用于围绕主轴线19旋转光盘5。光盘可以安装在或者放置在和/或夹紧到主轴上。
光学透镜单元21设置在凸起部分22上，该凸起部分设置在支撑组件7的底部表面13上，以便扫描安装在主轴17上的光盘5的底部侧上的信息表面3。光学透镜单元21包括通常表示为23的聚焦透镜组件，其具有可移动的聚焦透镜25，该可移动的聚焦透镜具有由聚焦透镜外围29定界的聚焦透镜区域27，以及与该聚焦透镜区域相交的聚焦轴线31，该聚焦透镜组件23适于将光束33聚焦到光盘5的信息表面3上。聚焦轴线31大致平行于主轴线19。
设置摆动臂组件35，其成形为在自由端37处支撑聚焦透镜组件23的通常伸长的摆动臂结构。该摆动臂组件围绕与自由端37隔开且通常垂直于摆动臂结构并通常平行于主轴线19和聚焦轴线31指向的摆动轴线39可旋转，使得摆动臂组件35扫过通常平行于安装的光盘5的信息表面3的平面，从而该摆动臂组件35引起聚焦透镜组件23扫描安装的光盘5的整个信息表面3。在图中所示的实施例中，为凸起部分22上的摆动臂组件设置摆动臂主轴41。该摆动臂组件通常具有两臂形状，其具有远离自由端37的第二自由端43。主轴41设置在自由端37和43之间。
该摆动臂组件35还包括可移动的磁聚焦装置45，其设置在自由端37的附近，用于沿着聚焦轴线31电磁驱动聚焦透镜25，以便将光束33聚焦在光盘信息表面3上。在本实施例中，移动磁聚焦装置以本身已知的方式包括通常环形的聚焦线圈45，其具有诸如铜导线之类的导线匝。聚焦线圈45可以具有通常卵形或者矩形形状，诸如在本领域中熟知的，且在图3中的截面图中显示。
该光盘设备1还包括与支撑组件7相关的固定的磁聚焦装置46，用于通过中间空气间隙48与可移动的聚焦装置45磁合作，以便产生具有平行于聚焦轴线31的矢量分量F的磁力矢量，这样沿着聚焦轴线31驱动该聚焦透镜组件23。在本实施例中，固定的磁聚焦装置以本领域中熟知的方式包括垂直磁化的永磁体57，其由分别集中于安装在合适的磁绝缘材料的下部支撑物上的上部和下部磁轭板59和61的铁磁通量定界。
设置固定的和可移动的磁聚焦装置45、46且相互合作，使得力矢量分量P与由聚焦透镜外围29定界的聚焦透镜区域27相交。事实上，在图中显示的实施例中，力矢量分量P通常与聚焦透镜27的聚焦轴线31相符。
光学透镜组件23包括在臂组件的自由端37附近的垂直反射光学元件47，其连接到聚焦透镜27，且在本实施例中与聚焦透镜27成一整体；其由光学级透明合成树脂材料制成，以便形成在一侧上具有反射面49的一体的光学部件，其通过全内反射来反射光束33。该反射面49设置在聚焦透镜25的侧面上，该反射面离开安装的光盘5的信息表面3指向，且引起在摆动轴线39和聚焦轴线31之间的大体方向上行进的激光束反射，以便通常沿着聚焦轴线31行进通过聚焦透镜25。可移动的磁聚焦装置45连接到在离开可移动的聚焦透镜25指向的反射面49的侧面上的位置中的反射元件47。
摆动臂组件由垂直于摆动轴线39延伸的隔开的虚的平行的平的平面51、53(在图3的截面中象征性地显示为虚线)定界，第一平面51更接近安装的光盘5，第二平面53更远离安装的光盘5。
反射元件47与第二平面53向内隔开，以便在反射元件47和第二平面53之间设置中间空间55。固定的磁聚焦装置46延伸到反射元件47和第二平面53之间的该中间空间55中，这样占据了一部分中间空间55。
可移动的和固定的磁聚焦装置45、46通过通常平行于反射元件47的反射面49的空气间隙48来合作。实际上，聚焦线圈45使用合适的粘合材料来固定在反射元件47的外表面上，该粘合材料不降低反射面49的内反射特性。优选的，反射面49通过诸如通过真空沉积来沉积的金属层之类的合适的材料光学隔离。
聚焦透镜组件23的反射面49设置在相对于摆动臂组件35的摆动轴线39倾斜的平面中。可移动的电磁线圈装置45通常设置在平行于反射面49的倾斜的平面中，以及固定的磁路装置46包括朝着可移动的电磁线圈装置45指向的倾斜面65，以便可移动的电磁线圈装置45和固定的磁路装置46之间的空气间隙48设置在通常平行于聚焦透镜组件23的倾斜的反射面49的倾斜的平面中。
摆动臂结构包括两个隔开的、伸长的、通常平行的平的弹性臂元件67、69，其在摆动轴线39和聚焦透镜组件23之间延伸，且在摆动臂组件35的自由端37处或者附近由聚焦透镜组件23相交。
在远离聚焦透镜组件23的摆动臂结构的端部，设置从现有技术本身已知的普通类型的磁系统，以驱动摆动臂组件35围绕中间摆动轴线41的摆动运动。该磁系统本身不是本发明的一部分，因此，在附图中没有详细显示。其包括接附到摆动臂结构的自由端43的电线圈73，以及与支撑组件7相关的合作固定永磁回路。该回路在附图中仅仅由虚线象征性地表示，且具有总的标号71。
摆动臂组件35的中间部分75可以是空心的和盒子形的，且可以包含与聚焦透镜组件23和光盘5的反射面3合作的光学系统的部件，诸如产生激光束33的半导体激光器，以及还有的相关的光学和电子装置，用于改变激光束的特性和方向，用于处理信号等。
这样，根据本发明人在撰写本发明的说明书时考虑的用于执行本发明的最好的模式来描述了一种光盘设备。本领域中的普通技术人员可以理解，本发明不由上面所特别描述和显示的来限制。在不偏离这里披露的本发明的概念的情况下，很多修改是可能的。摆动臂组件不需要是两臂类型，而可以是单臂类型，使得其摆动轴线位于摆动臂组件的一端处。聚焦透镜组件不需要悬挂在摆动臂结构的片簧中。替代的，摆动臂结构可以是刚性的，以及聚焦透镜组件可以弹性地安装在刚性结构上。光盘设备的整个高度尺寸可以通过尽可能多地减小臂主轴支撑物的凸起部分22的高度，以及固定的磁装置46的支撑物63的高度的合适的措施来减小。如果最小的整体尺寸是优选的，那么全部摆动臂组件最好可以包括在摆动臂结构的虚的平面51、53之间。集成的聚焦透镜组件可以由多个部件组件来代替，包括具有替代全内反射面49的外部反射面的独立的反射镜。可移动的磁聚焦装置可以设置在除了反射面49的平面以外的平面中，以及以不同的角度设置。例如，可以利用位于聚焦透镜组件23下面的垂直设置的磁线圈来与具有中间垂直弯曲的槽的固定的磁路合作，磁线圈可以在该槽中运动。

Claims (8)

1.一种用于记录和/或复制信息的光盘设备，其包括：
支撑组件；
主轴马达，该主轴马达与支撑组件相关，且具有带有主轴线的主轴，用于围绕该主轴线旋转由该主轴支撑的光盘；
与支撑组件相关的光学透镜单元，用于扫描所述光盘的信息表面，且包括：
聚焦透镜组件，其具有可移动的聚焦透镜，该聚焦透镜具有由聚焦透镜外围界定的聚焦透镜区域，以及与所述聚焦透镜区域相交的聚焦轴线，所述聚焦透镜组件适于将光束聚焦到所述信息表面上；
摆动臂组件，其包括在自由端处支撑所述聚焦透镜组件的通常伸长的摆动臂结构，该摆动臂组件围绕与所述自由端隔开且大致垂直于摆动臂结构并通常平行于所述主轴线指向的摆动轴线可旋转，该摆动臂组件还包括可移动的磁聚焦装置，其设置在摆动臂组件的所述自由端的附近，用于沿着所述聚焦轴线驱动所述聚焦透镜，以将所述光束聚焦在光盘信息表面上；
该光盘设备还包括：
与支撑组件相关的固定的磁聚焦装置，用于通过中间空气间隙与所述可移动的聚焦装置磁合作，以便产生具有平行于所述聚焦轴线的矢量分量的磁力矢量，以便沿着所述聚焦轴线驱动聚焦透镜组件，
设置固定的和可移动的磁聚焦装置且相互合作，使得所述力矢量分量与所述聚焦透镜区域相交。
2.如权利要求1所述的光盘设备，其特征在于，所述力矢量分量通常与所述聚焦透镜的聚焦轴线相符。
3.如权利要求1或者所述的光盘设备，其特征在于，
该光学透镜组件包括在臂组件的所述自由端附近的连接到聚焦透镜的垂直反射光学元件，在聚焦透镜的侧面上具有反射面，当由主轴支撑时，该反射面离开光盘的信息表面指向，且引起在摆动轴线和聚焦轴线之间的大体方向上行进的激光束反射，以便通常沿着聚焦轴线行进通过聚焦透镜，以及
可移动的磁聚焦装置连接到在离开可移动的聚焦透镜指向的所述反射面侧的位置中的反射元件。
4.如权利要求3所述的光盘设备，其特征在于，
这样，磁聚焦装置可以定位在聚焦透镜的聚焦轴线上。
摆动臂组件由垂直于摆动轴线延伸的隔开的虚的平行的平的平面定界，当由主轴支撑时，第一平面更接近光盘，第二平面更远离所述光盘；
反射元件的至少一部分与所述第二平面向内隔开，以便在反射元件和所述第二平面之间设置中间空间；以及
固定的磁聚焦装置延伸到反射元件和所述第二平面之间的所述中间空间中，这样占据了至少一部分所述中间空间。
5.如权利要求2到4中的任何一项所述的光盘设备，其特征在于，该可移动的和固定的磁聚焦装置通过通常平行于反射元件的所述反射面的空气间隙来合作。
6.如前面的权利要求中的任何一项所述的光盘设备，其特征在于，该固定的磁聚焦装置成形为弧形永磁回路装置，可移动的磁聚焦装置成形为电磁线圈装置。
7.如权利要求6所述的光盘设备，其特征在于，
聚焦透镜组件的反射面设置在相对于摆动臂组件的摆动轴线倾斜的平面中；
所述可移动的电磁线圈装置通常设置在平行于该反射面的倾斜的平面中；以及
所述固定的磁路装置包括朝着所述可移动的电磁线圈装置指向的倾斜面，以便所述可移动的电磁线圈装置和所述固定的磁路装置之间的所述空气间隙设置在通常平行于聚焦透镜组件的所述倾斜的反射面的倾斜的平面中。
8.如权利要求1所述的光盘设备，其特征在于，该摆动臂结构包括两个隔开的、伸长的、通常平行的平的弹性臂元件，其在摆动轴线和聚焦透镜组件之间延伸，且在摆动臂组件的自由端处或者附近由聚焦透镜组件相交。
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