TW200404280A - Optical pickup actuator, optical pickup employing the optical pickup actuator and optical disc drive apparatus employing the optical pickup - Google Patents

Description

200404280 玖、發明說明： 發明所屬之枝術領域 本發明是有關於一種光學讀取頭致動器，—種#^§賣 取頭，以及一種光碟機裝置，且較特別的是，有關於I種 用來阻隔漏磁通的光學讀取頭致動器，一種使用____ 之光學讀取頭’以及一種使用該光學讀取頭之光碟機^ 置。 先則技術 光學讀取頭致動器安裝在光學記錄裝置中，用 碟片上記錄和再生資料。近來’當光學記錄裝置體積變 得更小，而且光碟存取時間變得更快時，就需要—個 小而且具有高跟蹤速度的光學讀取頭致動器。同時，光學 讀取頭致動器應該針對像是CD和DVD的既有光;胃 設計。 像這樣的光學讀取頭致動器必須具有與既有的光學讀 取頭致動器相同或更寬的工作範圍，以滿足前述的需求。 在安裝在光學讀取頭致動器中的磁鐵中產生的漏磁通 (leakage magnetic flux)，會與電流一起交互作用（interact)， 並且在光學讀取頭致動器中產生一個不均勻的推力（thrust force)。這個不均勻的推力會在光學讀取頭致動器中產生 負諧振（negative resonance)，而且這個負諧振會隨著光學 讀取頭致動器的存取時間降低而增加。在此，負諧振代表 由光碟片和光學讀取頭致動器的自然頻率諧振（resonance) 所引起的光碟片不穩定動作。 6 11443pif.doc/008 200404280 第1圖繪示一個習知的非對稱光學讀取頭致動器的分 解透視圖。請參考第1圖，習知的光學讀取頭致動器包括 第一和第二磁鐵（magnet)〗la和ub ;第—和第二磁軛 (yoke)13a和13b，第一和第二磁鐵118和llb固定在其上； 一個基底（base)15 ’第一和第二磁軛i3a和i3b安裝在其 上；一個聚焦線圈（focusing coils) 12和一個追蹤線圈 (tracking foils)16 ’用來與第—'磁鐵11a和第二磁鐵iib交 互作用，並且產生電磁力；一個葉片（blade) 17，使聚焦線 圈12和追蹤線圏16可以與第一磁鐵Ha和第二磁鐵llb 交互作用；一個接物鏡（ob」ect lens)19 ’位在葉片17之上； 以及一個懸架（suspension)18，用來支撐葉片17。 第2圖繪示在第1圖所示的光學讀取頭致動器的第一 和第二磁鐵11a和11 b及聚焦線圈12周圍的磁力線。 光學讀取頭的聚焦和追蹤動作是藉由安裝在磁軛13 a 和13b中的第一*和弟一'磁鐵和llb’與女裝在葉片I7 中的聚焦線圈12和追蹤線圈16父互作用所產生的電磁力 F所執行。該電磁力可由下列公式1表示。 f = 1LxB ... (1) 其中，歹爲以牛頓（Newtons)[N]爲單位所測量的電磁 力向量，7爲以安培（Amperes)[A]爲單位所測量的向量電 流，Z爲以公尺（meters)[m]爲單位所測量的爲磁場受影響 的線圈部分的長度，而且3爲以特斯拉（Tesla)[T]爲單位所 測量的在線圈部分區域中的磁場向量。 讀取頭致動器執行聚焦動作，以讀取或記錄光碟 7 11443pif.doc/008 200404280 片上的資料，並且在一個工作範圍內工作’以使得當光碟 片搖晃（shaken)時，也可以追隨（f〇ll〇w-up)光碟片。在追隨 期間，光學讀取頭致動器會隨著基底15的平面而上下移 動。如公式1所示’作用在聚焦線圈12和葉片17上的電 磁力是由磁場B和流經第一和第二磁鐵lla和llb之間線 圈的電流所引起的電流1所產生。爲了在聚焦方向驅動光 學讀取頭致動器，磁通最好可以只存在於第一和第二磁鐵 lla和lib之間。然而，事實上在第二磁鐵llb後方也會 有漏磁通存在，因此會造成負諧振。 像這種從第2圖所示的第二磁鐵llb的N極(p〇ie)所 產生的漏磁通，會與流經位在第二磁鐵llb後方的聚焦線 圈12部分的電流交互作用。因爲這個漏磁通，會在聚焦 方向產生一個不均勻的電磁力’因此會在光學讀取頭致動 器中產生負諧振。因爲在光學讀取頭致動器中有負諧振產 生，所以光學讀取頭動作不穩定，因此會降低光碟機裝置 的整體性能。 發明內容 本發明提供一種光學讀取頭致動器，該光學讀取頭致 動器可以阻隔漏磁通，藉以消除像是由不均勻推力所引起 的負諧振的不穩定動作因素’ 一種使用該光學讀取頭致動 器之光學讀取頭，以及一種使用該光學讀取頭之光碟機裝 置。 根據本發明的一方面，本發明提供一種光學讀取頭致 動器。該光學讀取頭致動器包括一個葉片，在其上安裝一 11443pif.doc/008 8 200404280 個用來將光線聚集在光碟片上的接物鏡’而且有線圈纏繞 在其中；一個基底，該基底包括複數個驅動磁鐵（driving magnets)，該些驅動磁鐵與流經線圈的電流交互作用，以 產生一個用來以一預定方向驅動葉片的推力；以及一個屏 蔽磁鐵（shielding magnet)，被安置在至少一該些驅動磁鐵 的對面，並且與其具有相同之極性（P〇larity)，用以阻隔來 自驅動磁鐵的漏磁通。 根據本發明的另一方面，本發明提供一種光學讀取 頭。該光學讀取頭包括一個光學讀取頭致動器，其中該光 學讀取頭致動器包括一個葉片，在其上安裝一個用來將光 線聚集在光碟片上的接物鏡，而且有線圈纏繞在其中；— 個基底，該基底包括複數個驅動磁鐵，該些驅動磁鐵與流 經線圏的電流交互作用，以產生一個用來以一預定方向驅 動葉片的推力；一個屏蔽磁鐵，被安置在至少一該些驅動 磁鐵的對面，並且與其具有相同之極性，用以阻隔來自驅 動磁鐵的漏fe通；以及一個光學系統，該光學系統包括該 接物鏡和一個透過該接物鏡放射光線的光源。 根據本發明的再另一方面，本發明提供一種光碟機裝 置。該光碟機裝置包括一個光學讀取頭，該光學讀取頭包 括一個光學讀取頭致動器，其中該光學讀取頭致動器包括 一個葉片，在其上安裝一個用來將光線聚集在光碟片上的 接物鏡，而且有線圈纏繞在其中；一個基底，該基底包括 複數個驅動磁鐵，該些驅動磁鐵與流經線圈的電流交互作 用’以產生一個用來以一預定方向驅動葉片的推力；一個 11443pif.doc/008 9 200404280 屏蔽磁鐵，被安置在至少一該些驅動磁鐵的對面，並且與 其具有相同之極性，用以阻隔來自驅動磁鐵的漏磁通；一 個滑動器（slider)，光學讀取頭致動器安裝在其一端上，形 成一個提供上升力（lift)的光碟片空氣浮台（air bearing); — 個光碟片轉動裝置，以一預定速度轉動光碟片；一個驅動 裝置，用來驅動光學讀取頭和光碟片轉動裝置；以及一個 控制裝置，用來控制光學讀取頭的伺服機構（serv〇s)的聚 焦和追蹤動作。 基底包栝一個屏蔽磁鐵附著到在其上的支架 (holder) ’和其上固定複數個驅動磁鐵的複數個磁飯。 碟片包括該些驅動磁鐵可以插入在其中的複數個導孔 (guide holes) ° 線圈包括一個聚焦線圈，纏繞來產生一個聚焦方向的 電磁力，以及一個追蹤線圏，纏繞來產生一個追蹤方向的 電磁力。 基底包括一個懸架，一端與支架相接，另一端連接到 葉片，用以支持葉片的移動。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能明顯 易懂，下文特舉一較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細 說明如下。 實施方式: 以下參考所附圖式，詳細說明根據本發明的光學讀取 頭致動器，光學讀取頭，和光碟機裝置之較佳實施例。 第3圖繪示一個根據本發明一實施例的光學讀取頭致 11443pif.doc/008 10 200404280 動器的分解透視圖，第4圖繪示一個第3圖所示的光學讀 取頭致動器的俯視圖。 請參考第3圖和第4圖，光學讀取頭致動器包括一個 基底和35和一個葉片37。在基底35的一面上成形一個支 架34，而在基底35的另一面上，會有一個磁鐵驅動元件 (magnetic driving part)30成形在支架34中。葉片37與基 底35相連接，而且會有一個接物鏡39面對該支架34安 置在葉片37的一面上。 磁鐵驅動元件30包括固定在基底35上的第一和第二 磁軛33a和33b ;連接到該第一和第二磁軛33a和33b的 第一和第二磁鐵31a和31b ;以及一個獨立安裝在支架34 上的屏蔽磁鐵40，用以屏蔽來自第二磁鐵31b的漏磁通。 在葉片37中會成形第一和第二導孔41和43，聚焦 線圏43纏繞第二導孔43，而且追蹤線圈36被配置於聚焦 線圈32的一面上。 請參考第4圖，聚焦線圏32包括一個橫跨第一和第 二磁鐵31a和31b中間範圍的有效部分（effective Secti〇ri)32a，和一個橫跨第二磁鐵31b背面的無效部分 (ineffective section)32b。流經有效部分32a的電流會與第 一和第二磁鐵31a和31b之間所形成的磁場相互作用，藉 以根據公式1，產生聚焦方向的推力。然而，流經無效部 分32b的電流只會與第二磁鐵31b的少量漏電流相互作 用，因此會產生一個不均勻的推力。亦即流經無效部分 32b，並未用來驅動光學讀取頭致動器以聚焦方向移動的 11443pif.doc/008 11 電流，會在光學讀取頭致動器中產生不穩定的負諧振。 因此’本發明的技術特色是在第二磁鐵3ib對面的支 架34上安裝一個屏蔽磁鐵4〇，藉以屏蔽無效部分32b所 產生的漏磁通。在此，屏蔽磁鐵4〇必須具有與第二磁鐵31b 相同的極性。 第5圖繪示一個環繞在安裝於根據本發明一實施例的 第一和第一fe鐵31a和31b和屏蔽磁鐵40周圍的磁場分 佈圖。請參考第5圖，第一和第二磁鐵31a和31b被配置 成互相具有相反的極性，而且磁力線是從第一磁鐵31a的 N極流向弟一 _鐵3 1 b的S極。另一方面，第二磁鐵3 1 b 和屏蔽fe鐵40被配置成互相具有相同的極性，而且磁力 線是從第二磁鐵31b和屏蔽磁鐵40的N極流出，而且相 互偏離第一和第二磁鐵31a和31b的中心區域向外流動， 並且平行於聚焦線圏32(未繪示於第5圖）的無效部分32b。 由公式1可知，當磁場與電流垂直時，會產生最大的推力， 而當磁場與電流平行時，則不會產生任何推力。因此，如 第5圖所示，在第二磁鐵31b和屏蔽磁鐵40之間所產生 的fe場，並不會影響t頁跨其間的無效區域3 2b。 換句話說，根據本發明實施例的光學讀取頭致動器更 加包括安裝在第二磁鐵31b後方的屏蔽磁鐵40，以降低漏 磁通對聚焦線圈32的無效部分32b的影響。根據本發明 的光學讀取頭致動器主要用來當成可攜（portable)型的體積 小重量輕的非對稱光學讀取頭致動器。 第6圖繪示一個根據本發明一實施例的光碟機裝置的 11443pif.doc/008 12 200404280 示意圖。請參考第6圖，光碟機裝置包括一個主軸馬達 (spindle motor)62，用來轉動一個光碟片D ; —個光學讀 取頭50，可以以光碟片D的徑向方向（radial direction)移 動，用來再生記錄在光碟片D上的資訊或將資訊記錄在光 碟片D上；一個驅動器54，用來驅動主軸馬達52和光學 讀取頭50 ;以及一個控制器56，用來控制光學讀取頭50 的伺服機構的聚焦和追蹤動作。 光學讀取頭50包括一個接物鏡；一個具有經由接物 鏡放射光線的光源的光學系統；以及一個致動器，在其上 安裝該接物鏡，而且以聚焦和追蹤方向被驅動。參考號碼 53和51分別代表一個可以在其上放置光碟片D的轉盤 (turntable)，和一'個用來鎖住光碟片D的夾子（clamp)。 光學讀取頭50所偵測並且經過光電轉換的訊號會經 由驅動器54，輸入到控制器56。驅動器54控制主軸馬達 52的轉速，放大輸入訊號並且驅動光學讀取頭50。控制 器56根據來自驅動器54的輸出訊號，將用來控制聚焦和 追蹤伺服的指令，傳送到驅動器54，以執行聚焦伺服和追 蹤伺服動作。 根據本發明實施例的光學讀取頭致動器，可以消除漏 磁通所產生的負諧振，因此光學讀取頭致動器具有穩定的 動態特性。所以光學讀取頭可以在各種不同的光碟片上穩 定動作，而且可以改善其中裝有光學讀取頭致動器的光碟 機裝置的再生和記錄性能。此外，還可以降低光學讀取頭 致動器製造期間所產生的缺陷，以及降低抖動(jitter)。 11443pif.doc/〇〇8 13 200404280 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者’在不脫離本發明之精 神與範圍內，當可作些許之更動與潤飾’因此本發明之保 護範園當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 圖式兌日月 第1圖繪示一個習知的光學讀取頭致動器的分解透視 圖。 第2圖繪不一個環繞在安裝在習知的光學讀取頭致動 器中的磁鐵和線圈周圍的磁場分佈圖。 第3圖繪示一個根據本發明一實施例的光學讀取頭致 動器的分解透視圖° 第4圖繪示一個第3圖所示的光學讀取頭致動器的俯 視圖。 第5圖繪示一個環繞在安裝於根據本發明一實施例的 光學讀取頭致動器中的磁鐵周圍的磁場分佈圖。 第6圖繪示一個根據本發明一實施例的光碟機裝置的 示意圖。 11 a :第一磁鐵 lib :第二磁鐵 12 :聚焦線圈 13a :第一磁軛 13b :第二磁軛 15 :基底 11443pif.doc/008 14 200404280 1 6 :追縱線圈 17 :葉片 18 :懸架 19 :接物鏡 30 :磁鐵驅動元件 3 1 a :第一磁鐵 31b :第二磁鐵 32 :聚焦線圈 32a :有效部分 32b :無效部分 3 3 a :第一'磁車尼 33b :第二磁軛 34 :支架 3 5·基底 36 :控制電路 37 :葉片 38 :懸架 39 :接物鏡 40 :屏蔽磁鐵 41 :第一導孔 43 :第二導孔 50 :光學讀取頭 51 :夾子 52 :主軸馬達 11443pif.doc/008 15 200404280 53 :轉盤 54 :驅動器 56 :控制器

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Claims (1)

1. 200404280 拾、申請專利範圍： 1. 一種光學讀取頭致動器，包括： 一葉片，用來將光線聚集在一光碟片上的一接物鏡安 裝在其上，並且具有複數個線圈纏繞在其中；以及 一基底，該基底包括複數個驅動磁鐵，該些磁鐵與流 經該些線圏的一電流相互作用，藉以產生以一預定方向驅 動該葉片的一推力，以及一屏蔽磁鐵，配置在至少一該些 驅動磁鐵的對面，並且與其具有相同極性，以阻隔來自該 些驅動磁鐵的一漏磁通。 2. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中該基底 包括’· 一支架，該屏蔽磁鐵附著在其上；以及 複數個磁軛，該些驅動磁鐵固定在其上。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之致動器，其 中該葉片包括複數個導孔，該些驅動磁鐵插入在其中。 4. 如申請專利範圍第1項所述之致動器，其中該些線 圏包括一聚焦線圈，纏繞來產生一聚焦方向的一電磁力， 以及一追蹤線圈，纏繞來產生一追蹤方向的一電磁力。 5. 如申請專利範圍第2項所述之致動器，其中該基底 包括一懸架，其一端與該支架相連，而其另一端與該葉片 相連，以支撐該葉片的移動。 6. —種光學讀取頭，包括： 一光學讀取頭致動器，包括一葉片，用來將光線聚集 在一光碟片上的一接物鏡安裝在其上，並且具有複數個線 11443pif.doc/008 17 200404280 圏纏繞在其中，以及一基底，該基底包括複數個驅動磁鐵， 該些磁鐵與流經該些線圏的一電流相互作用，藉以產生以 一預定方向驅動該葉片的一推力，以及一屏蔽磁鐵，配置 在至少一該些驅動磁鐵的對面，並且與其具有相同極性， 以阻隔來自該些驅動磁鐵的一漏磁通；以及 一光學系統，包括該接物鏡和一經由該接物鏡放射光 線的光源。 7. 如申請專利範圍第6項所述之讀取頭，其中該基底 包括： 一支架，該屏蔽磁鐵附著在其上；以及 複數個磁軛，該些驅動磁鐵固定在其上。 8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之讀取頭，其 中該葉片包括複數個導孔，該些驅動磁鐵插入在其中。 9. 如申請專利範圍第6項所述之讀取頭，其中該些線 圈包括一聚焦線圏，纏繞來產生一聚焦方向的一電磁力， 以及一追蹤線圈，纏繞來產生一追蹤方向的一電磁力。 10. 如申請專利範圍第7項所述之讀取頭，其中該基 底包括一懸架，其一端與該支架相連，而其另一端與該葉 片相連，以支撐該葉片的移動。 11. 一種光碟機裝置，包括： 一光學讀取頭，該光學讀取頭包括一光學讀取頭致動 器，該光學讀取頭致動器包括一葉片，用來將光線聚集在 一光碟片上的一接物鏡安裝在其上，並且具有複數個線圏 纏繞在其中，以及一基底，該基底包括複數個驅動磁鐵， 11443pif.doc/008 18 200404280 該些磁鐵與流經該些線圈的一電流相互作用，藉以產生以 一預定方向驅動該葉片的一推力，以及一屏蔽磁鐵，配置 在至少一該些驅動磁鐵的對面，並且與其具有相同極性， 以阻隔來自該些驅動磁鐵的一漏磁通，一滑動器，該光學 讀取頭致動器安裝在其一端上，形成一提供上升力的光碟 片空氣浮台； 一光碟片轉動裝置，以一預定速度轉動該光碟片； 一驅動裝置，用來驅動該光學讀取頭和該光碟片轉動 裝置；以及 一控制裝置，用來控制該光學讀取頭的聚焦和追蹤伺 服動作。 12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該基底 包括： 一支架，該屏蔽磁鐵附著在其上；以及 複數個磁軛，該些驅動磁鐵固定在其上。 13. 如申請專利範圍第11項或第12項所述之裝置， 其中該葉片包括複數個導孔，該些驅動磁鐵插入在其中。 14. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該些線 圈包括一聚焦線圈，纏繞來產生一聚焦方向的一電磁力， 以及一追蹤線圈，纏繞來產生一追蹤方向的一電磁力。 15. 如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中該基底 包括一懸架，其一端與該支架相連，而其另一端與該葉片 相連，以支撐該葉片的移動。 11443pif.doc/008 19