CN1831971A - 光学拾波器致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学拾波器致动器。该光学拾波器致动器包括：镜头架，跟踪线圈，聚焦线圈和磁体。镜头架支撑物镜。跟踪线圈由金属线缠绕而成，置于镜头架两侧的中心部位处，其顶部的水平宽度小于其底部的水平宽度。聚焦线圈由金属线缠绕而成，置于镜头架两侧的左边和右边，其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度。磁体面对跟踪线圈和聚焦线圈。

Description

光学拾波器致动器
技术领域
本发明涉及一种光学拾波器致动器，特别是一种能够在光学记录介质上记录数据或者重现记录在光学记录介质上的数据的光学拾波器致动器。
背景技术
光学拾波器致动器移动带有物镜的镜头架，并且将物镜的位置维持在关于光学记录介质相对固定的位置上。光学拾波器致动器跟随光学记录介质的轨迹，记录数据并且重现记录在光学记录介质上的数据。
图1是根据现有技术的光学拾波器致动器的透视图，并且图2是根据现有技术的光学拾波器致动器的磁路。
参照图1和2，该光学拾波器致动器包括形成在镜头架202中，处于其中心部位的物镜201；和形成在其侧面，用于驱动镜头架202的磁路。该磁路包括聚焦线圈205和跟踪线圈206，倾斜线圈217，磁轭203，以及多极磁化磁体204a，204b，204c和204d。
如图1和2中所示，在镜头架202的左右两侧是聚焦线圈205(用于执行聚焦)，附着在关于磁体(204a和204c)和磁体(204b和204d)的两极之间的垂直边界的互相相对的位置，并且在镜头架202的左右两侧的中心部位是跟踪线圈206(用于执行跟踪)，附着在关于磁体204a和磁体204b的两极之间的水平边界的互相相对的位置。
此外，倾斜线圈217形成在与磁体的水平边界204相对的镜头架202的外围表面上。倾斜线圈217执行径向倾斜线圈的功能。
磁体204可以是具有多极的单磁体或者可以由四个单向性磁体组成。
具有多极的磁体204分别固定在铁磁材料的磁轭203的内表面上，镜头架202的左右两侧，并且磁轭203与拾波器基座(未示出)通过连接方式一体形成。
吊索207的一端固定在镜头架202的中心侧表面上的偏上和偏下部位，并且吊索207的另一端穿过设置在镜头架202的一端的框架209固定在主衬底上。吊索207提升镜头架202，同时作为媒介线供应电流。
这里，阻尼器(未示出)形成在框架209的内部，用于使刚性的吊索207具有阻尼特性，并且吊索207的另一端固定在主衬底(未示出)上，通过焊接方式连接在外面。
参照图3，光学拾波器致动器的工作原理将给予说明。
当电流在聚焦线圈205中流动，聚焦线圈205和具有多极的磁体204相互作用，从而在聚焦线圈205上施加垂直方向的力。因此，镜头架202在聚焦方向上(垂直地)移动。
当电流在跟踪线圈206中流动，跟踪线圈206和具有多极的磁体204相互作用，从而在跟踪线圈206上施加水平方向的力。因此，镜头架202在跟踪方向上(水平地)移动。
如图2中所示，当电流在缠绕在镜头架202的外周上的倾斜线圈217中流动，倾斜线圈217和多极磁体204a和204b相互作用，从而在倾斜线圈217的左右两侧的相对方向上施加力。
如果镜头架202与悬挂线圈205和206的协力移动被称为移动线圈法，则安装有磁体的镜头架202的反向运动被称为移动磁体法。
这样一个光学拾波器致动器，利用永磁体的磁场，随着移动线圈工作，从而将物镜移动到光学记录介质上的预定所需位置。即，镜头架202通过吊索207固定，并且必须毫无差错地在聚焦和跟踪方向上移动。
然而，如图3所示，当在镜头架的跟踪方向上移动时，称量中心(WC)和施力中心(TC)不匹配，导致在高阈值频率时，设备工作在滚动方式。
也就是，在垂直方向上的称量中心是镜头架202的中心，但是在跟踪方向上的力(F)的中心位于跟踪线圈206的中心处，导致在称量中心和施力中心之间存在一个距离d。当镜头架202在跟踪方向上移动时，存在着在跟踪线圈206的施力中心处产生扭距(Fd)的问题。
发明内容
因此，本发明涉及充分地消除由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题的一种光学拾波器致动器。
本发明的一个目的是提供一种通过改变跟踪线圈的结构可使镜头架可靠运转的光学拾波器致动器。
本发明的另一个目的是提供一种按照跟踪线圈的结构改变聚焦线圈的结构从而安全地操作聚焦伺服的光学拾波器致动器。
本发明的又一个目的是提供一种通过改变倾斜线圈的线缠绕位置和倾斜线圈的结构从而简化其制造方法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而言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其他的优点。
为了获得这些目的和其他的优点并根据本发明的目的，在此予以具体地和广泛地描述，提供一种光学拾波器致动器，包括：支撑物镜的镜头架；设置在镜头架两侧的中心部位处，并且其顶部的水平宽度小于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的跟踪线圈；设置在镜头架两侧的左边和右边，并且其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的聚焦线圈；及面对跟踪线圈和聚焦线圈的磁体。
在本发明的另一个技术方案中，提供一种光学拾波器致动器，包括：支撑物镜的镜头架；设置在镜头架两侧的中心部位处，并且其顶部的水平宽度小于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的跟踪线圈；设置在镜头架两侧的左边和右边，并且其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的聚焦线圈；与聚焦线圈在一起用金属线缠绕的倾斜线圈；及面对跟踪线圈、聚焦线圈和倾斜线圈的磁体。
在本发明的又一个技术方案中，提供一种光学拾波器致动器，其具有用于在多轴上移动支撑物镜的镜头架的磁路，其中所述磁路包括：在镜头架两侧中心部位处的用金属线缠绕而成的梯形跟踪线圈；在该跟踪线圈的左和右侧用金属线缠绕而成的倒置梯形聚焦线圈；及与聚焦线圈和跟踪线圈相对的具有双极性的多极磁体。
可以理解，本发明前面的一般描述和后面的详细描述是示例性和解释性的并旨在提供对所主张的本发明的进一步解释。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步的理解，其被结合在本申请中并构成本申请的一部分，其示出了本发明的实施例并与说明书一起用来解释本发明的原理。附图中：
图1是根据现有技术的光学拾波器致动器的透视图；
图2是根据现有技术的光学拾波器致动器的磁路；
图3所示为根据现有技术的光学拾波器致动器的称量中心和跟踪中心的平面图；
图4所示为根据现有技术的跟踪线圈中出现滚动方式的平面图；
图5所示为根据本发明的光学拾波器致动器中减少跟踪线圈的滚动方式的梯形跟踪线圈的平面图；
图6是根据本发明的具有梯形跟踪线圈的光学拾波器致动器的透视图；
图7(a)和7(b)所示为图6中使用的磁体的平面图；
图8是根据本发明的第一实施例的光学拾波器致动器的透视图；
图9是图8中的磁路的透视图；
图10所示为图9中的磁体和线圈的平面图；
图11(a)和11(b)所示为根据本发明的各聚焦线圈的透视图；
图12是根据本发明的第二实施例的光学拾波器致动器的透视图；
图13(a)是根据现有技术的三轴致动器的磁路的透视图；和图13(b)是根据本发明的第二实施例的磁路；
图14所示为根据本发明的第二实施例的线圈和磁体结构的平面图；
图15所示为根据本发明的第二实施例的聚焦线圈和倾斜线圈的透视图；
图16所示为根据本发明的第二实施例的聚焦线圈和倾斜线圈的可选形式的透视图；
图17是根据本发明的第三实施例的光学拾波器致动器的透视图；和
图18所示为根据本发明的第三实施例的磁路的透视图。
具体实施方式
现在，将详细说明本发明的优选实施方式，其实施例表示在附图中。在所有的附图中将尽可能地使用相同的参考编号指示相同或类似的部件。
参照图5，为了抵消跟踪线圈206的错位的施力中心和镜头架的错位的称量中心导致的扭矩，可以使用梯形跟踪线圈306。也就是，把跟踪线圈306做成梯形，除了产生跟踪方向上的力以外，还产生垂直方向上的力，使得产生逆向上的扭矩Fd’以抵消该扭矩。
特别是，施力中心和称量中心的错位产生的扭矩(d×F×cosθ)与梯形产生的逆向扭矩(W/2×F×sinθ＝d×Fcosθ)表示相同值。因此，把跟踪线圈306做成倾斜角θ，从而形成梯形。
其上形成有梯形跟踪线圈306的光学拾波器致动器显示在图6中。
参照图6，由金属线缠绕而成的梯形跟踪线圈306分别放置在镜头架302两侧中心部位，在跟踪线圈306的两侧上带有聚焦线圈305，和由金属线缠绕在镜头架302的周边上的倾斜线圈317。这里，倾斜线圈执行径向倾斜功能。
为了给跟踪线圈306一个倾斜角，跟踪线圈306的上部宽度可以被减小，或者下部宽度可以被增加。当上部宽度减小，跟踪线圈306的尺寸可能不足以产生所需的力。当考虑到由图7(a)和7(b)中所示的4极磁体的制造特性导致只能增大的中性区，必须使用预定尺寸的跟踪线圈306。
这里，图7(a)显示一种理想的磁性图，而图7(b)显示有中性区出现的图6的实际磁性图。
为了解决上述问题，梯形跟踪线圈306的下部宽度增大，从而增大跟踪线圈306的整体尺寸。
然而，为了增大跟踪线圈306的尺寸，聚焦线圈305的尺寸必须减小，或者聚焦线圈305的位置必须在有限的可用空间内进一步外移，导致在聚焦方向上操作方面问题的出现。
下面是参照优选的实施例对本发明进行的详细说明。
第一实施例
图8是根据本发明的第一实施例的光学拾波器致动器的透视图。
参照图8，根据本发明的第一实施例的光学拾波器致动器包括：镜头架102，其上设有物镜101；设置在镜头架102两侧的左边和右边用金属线缠绕的倒置梯形聚焦线圈105；及设置在镜头架两侧中心部位处的跟踪线圈106。各线圈105，106和107与多极磁体相对设置。
这里，聚焦线圈105是围绕线圈架108绕线连接而成的不对称的倒置梯形，并且跟踪线圈106绕线连接成对称的梯形。
特别是，在聚焦线圈105顶部的水平宽度大于在底部的水平宽度。在跟踪线圈106顶部的水平宽度小于在底部的水平宽度。
现在，将参照图对根据本发明的该第一实施例的光学拾波器致动器给予说明。
参照图8，镜头架102两侧的中心部位具有安装在上面的梯形跟踪线圈106，并且在镜头架102两侧安装的跟踪线圈106的左边和右边是倒置的梯形聚焦线圈105。
这里，梯形表示线圈顶部的水平宽度小于线圈底部的水平宽度，而倒置的梯形表示线圈顶部的水平宽度大于线圈底部的水平宽度。
聚焦线圈105由金属线缠绕成不对称的倒置梯形，线圈的下部水平宽度W1小于它的上部水平宽度W2，如图10中所示。
另外，通过将聚焦线圈105的缠绕的金属线的内侧部分偏角调节成和跟踪线圈106侧面缠绕的金属线的角度相同，线圈的最接近的缠绕了金属线的部分对角地放置。
如图9和10中所示，跟踪线圈106面对磁体104的水平极性104a和104c的边界，并且聚焦线圈105面对磁体104的垂直极性(104a和104c)和(104b和104d)的边界。这里，磁体104可以是4个单向性磁体，两个双极性磁体，或者一个四极磁体。
由于梯形的跟踪线圈106，聚焦线圈105的上部宽度W2可以得到扩张。
而且，聚焦线圈105可在其与跟踪线圈106相邻的缠绕的金属线的内上部形成额外的呈四边形的弯曲，或者简单地形成倒置的梯形，为了使相邻线圈的缠绕金属线的部分具有角度。也就是，图11a中所示的聚焦线圈105的缠绕金属线的一侧可与垂直线成预定的角度θ1，或者如图11b中所示的聚焦线圈105的缠绕金属线的一侧的上部d1可以是垂直的，而其下的部分d2可以具有角度。这里，当考虑到阻抗造成的损失时，如图11a中所示的倒置梯形结构具有有利的特性，如图11b中所示的其变化从工作观点来看是有利的。
因为，上述聚焦线圈105是用金属线缠绕成倒置的梯形，并且跟踪线圈106是用金属线缠绕成梯形，所以，聚焦线圈105的位置不需要移动到外面。另外，下部和上部的水平宽度的和(w1+w2)与现有技术相比没有减小。
也就是，由于梯形跟踪线圈106，聚焦线圈的上部水平宽度w2可以在创造的相对宽的空间中增大。
相反地，设置在被具有角度的在其底部较宽的跟踪线圈106缩小的空间内的聚焦线圈105的下部水平宽度w1减小，从而形成倒置的梯形。在如此形成的聚焦线圈105中，聚焦灵敏性没有降低。
而且，倾斜线圈是围绕镜头架101的周边缠绕而成，使得镜头架101可以在三个轴上移动。
根据对该设备的设计，镜头架101具有至少两或三对安装的吊索109，用于支撑镜头架101并且还作为为各线圈提供电流的路径。
第二实施例
图12到16所示为根据本发明的第二实施例的光学拾波器致动器的图示。
图12是根据本发明的第二实施例的光学拾波器致动器的透视图。
参照图12，光学拾波器致动器包括：在镜头架101两侧中心部位处用金属线缠绕而成的跟踪线圈136；在镜头架101两侧的左边和右边用金属线缠绕而成的聚焦线圈135；及在聚焦线圈135的周边上用金属线缠绕而成的倾斜线圈137。各线圈135、136和137面对多极磁体。
这里，聚焦线圈135安装在外面，呈倒置梯形，并且倾斜线圈137也是倒置梯形，安装在聚焦线圈135的内部并与之重叠。在另一个实例中，聚焦线圈135和倾斜线圈137是倒置的梯形，并且前者安装在后者的内部并与之重叠。
现在，对本发明的第二实施例给予说明。
首先，参照图12和13，跟踪线圈136在镜头架101的各侧用金属线缠绕，并且聚焦线圈135和倾斜线圈137在镜头架101的各侧的左和右边用金属线缠绕。也就是，倒置梯形聚焦线圈135和倒置梯形倾斜线圈137相继重叠地用金属线缠绕而成。
这里，本发明改变了磁路，从图13(a)中的线圈305，306和317的结构到图13(b)中的线圈135，136和137的结构。
特别是，倾斜线圈137分别用金属线缠绕在聚焦线圈135的内表面中，并且在镜头架101两侧的左边和右边的聚焦线圈135和倾斜线圈137相继重叠地用金属线缠绕而成。这里，首先用金属线缠绕成倾斜线圈137，然后用金属线缠绕并且围绕倾斜线圈137的外周形成聚焦线圈135。因此，倾斜线圈137和聚焦线圈135都是金属线缠绕而成的倒置梯形。
参照图14，磁体134由多极磁体134a，134b，134c和134d组成，带施加到各线圈135，136和137的有预定方向和大小的电流。各线圈(即，聚焦线圈135，跟踪线圈136，倾斜线圈137)与磁体134a，134b，134c和134d相互作用，从而使镜头架101在聚焦方向、跟踪方向和径向倾斜方向的三个轴上移动。
这里，倒置的梯形聚焦线圈135和倾斜线圈137的最接近跟踪线圈136的部分呈预定的角度θ1或者被改变为图16中所示的形状，从而使金属线缠绕的上部d1和d11保持垂直，其下的部分d2和d12采用对角线的角度，为了形成倒置的梯形。
第三实施例
图17和18是根据本发明的第三实施例的实例，将要描述如下。
图17是根据本发明的第三实施例的在三个轴上移动的光学拾波器致动器的透视图。
参照图17，跟踪线圈146在镜头架101的两侧的中心部位处由金属线缠绕而成，并且聚焦线圈145和倾斜线圈147(用金属线缠绕在聚焦线圈145的内表面里形成)设置在镜头架101的两侧的左边和右边。各线圈145，146和147面对多极磁体144。
这里，聚焦线圈145是安装在致动器外表面上的倒置梯形，并且倾斜线圈147是安装在聚焦线圈145的内侧的倒置梯形，使得两线圈145和147是从前到后形成的双缠绕金属线。在一改变的实例中，倾斜线圈147是安装在致动器外表面上的倒置梯形，并且聚焦线圈145是安装在倾斜线圈147的内侧的倒置梯形。
现在，对本发明的第三实施例给予说明。
参照图17和18，跟踪线圈146在镜头架102的各侧上的中心部位用金属线缠绕而成，并且倒置梯形聚焦线圈145和倾斜线圈147在镜头架102两侧的左边和右边用金属线缠绕而成。倒置梯形聚焦线圈145和倒置梯形倾斜线圈147从前到后形成为双线缠绕结构。
各倒置梯形倾斜线圈147是在各自的聚焦线圈145的内侧用金属线缠绕而成，并且聚焦线圈145和倾斜线圈147在镜头架102的两侧的左边和右边分别结合成双缠绕线。这里，倾斜线圈147和聚焦线圈145可以同时用金属线缠绕或者分别缠绕金属线而形成。
参照图18，磁体144由具有多极性并附着在磁轭103的前面的磁体144a，144b，144c和144d形成。
预定方向和大小的电流施加给各线圈145，146和147，各线圈(聚焦线圈145，跟踪线圈146和倾斜线圈147)和磁体144之间的相互作用使镜头架102可以在聚焦方向、跟踪方向和径向倾斜方向的三个轴上移动。
这里，倒置梯形聚焦线圈145和倾斜线圈147的绕线的内侧部分，也就是，最接近跟踪线圈146的部分，可以形成为倒置的梯形或者如上所述的它的偏离。
如上所述，在用于重现和记录高密度盘的驱动系统中，为了消除由致动器的滚动方式造成的相位干扰，当改变跟踪线圈的形状，根据本发明的光学拾波器致动器可以安装对应于跟踪线圈的聚焦线圈，以便防止聚焦灵敏性和对准性的降低，同时不受结构限制的影响。
另外，通过与聚焦线圈同时缠绕金属线，倾斜线圈不需要用于绕线的分离结构，倾斜线圈的绕线处理可以得到简化。
而且，在两个或者三个轴上移动的致动器中，聚焦线圈的功能性长度是最大的，从而不仅增强聚焦灵敏性，而且能增强对准性。
本领域的技术人员将明白，在本发明中可做出各种的修改和变化。从而，如果它们落入所附权利要求及其等同的范围之内，本发明将涵盖这些修改和变化。

Claims (20)

1、一种光学拾波器致动器，包括：
支撑物镜的镜头架；
设置在镜头架两侧的中心部位处，并且其顶部的水平宽度小于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的跟踪线圈；
设置在镜头架两侧的左边和右边，并且其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的聚焦线圈；及
面对跟踪线圈和聚焦线圈的磁体。
2、根据权利要求1的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈还包括：连接其水平上部和下部线圈部分的线圈部，该线圈部与垂直方向偏离一个角度。
3、根据权利要求1的光学拾波器致动器，其中，相互最接近的聚焦线圈和跟踪线圈的侧面与垂直方向偏离相同的角度。
4、一种光学拾波器致动器，包括：
支撑物镜的镜头架；
设置在镜头架两侧的中心部位处，并且其顶部的水平宽度小于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的跟踪线圈；
设置在镜头架两侧的左边和右边，并且其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度，用金属线缠绕而成的聚焦线圈；
与聚焦线圈在一起用金属线缠绕的倾斜线圈；及
面对跟踪线圈、聚焦线圈和倾斜线圈的磁体。
5、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，所述倾斜线圈，其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度。
6、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线缠绕在聚焦线圈的内周里。
7、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线围绕聚焦线圈的外周缠绕而成。
8、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线缠绕在聚焦线圈和镜头架侧面之间。
9、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈用金属线缠绕在倾斜线圈和镜头架侧面之间。
10、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈和倾斜线圈的最接近于跟踪线圈的侧面与其垂直轴偏离预定的角度。
11、根据权利要求4的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈和倾斜线圈的最接近于跟踪线圈的侧面具有弯曲的预定的部分。
12、一种光学拾波器致动器，其具有用于在多轴上移动支撑物镜的镜头架的磁路，其中所述磁路包括：
在镜头架两侧中心部位处的用金属线缠绕而成的梯形跟踪线圈；
在该跟踪线圈的左和右侧用金属线缠绕而成的倒置梯形聚焦线圈；及
与聚焦线圈和跟踪线圈相对的具有双极性的多极磁体。
13、根据权利要求12的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈还包括：与聚焦线圈在一起用金属线缠绕并且在聚焦线圈的一侧的倾斜线圈。
14、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，所述倾斜线圈，其顶部的水平宽度大于其底部的水平宽度。
15、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线缠绕在聚焦线圈的内周里。
16、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线围绕聚焦线圈的外周缠绕而成。
17、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，倾斜线圈用金属线缠绕在聚焦线圈和镜头架侧面之间。
18、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈用金属线缠绕在倾斜线圈和镜头架侧面之间。
19、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈和倾斜线圈的最接近于跟踪线圈的侧面与其垂直轴偏离预定的角度。
20、根据权利要求13的光学拾波器致动器，其中，聚焦线圈和倾斜线圈的最接近于跟踪线圈的侧面具有弯曲的预定的部分。
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