TW573297B - Magnet for optical pickup actuator - Google Patents

Description

爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 玖、發明說明： 本發明是有關於一種磁鐵，更特別的是有關於一種可 以產生在其周圍均勻分佈之磁通量的磁鐵。 磁鐵在各種裝置中用來產生電磁力，例如是光學讀取 頭之致動器(Actuator)，其通常在用以記錄及再現光碟之光 擧記錄裝置中使用。近來，光學記錄器的大小及光碟讀取 時間已漸小，因此，光學讀取頭致動器需要更小的尺寸及 更快的碟片跟隨速率(Disk-Following Speed)。此外，光學 讀取頭致動器需要同時重現數位多功能光碟(DVD)以及原 始光碟(CD)。 爲達以上要求，光學讀取頭致動器之操作範圍必需放 大或維持在現有的水準。同時，裝置於光學讀取頭致動器 中，磁鐵不均句的磁通量分佈可能導致推力，亦即，因磁 鐵及電流間之交互作用而產生之不規則的電磁力，而造成 光學讀取頭致動器之微共振(Minor Resonance)。在光學讀 取頭致動器之光碟讀取時間減短時，此一光學讀取頭致動 器的微共振現象便顯得嚴重。 在此，磁通量代表通過表面磁力線的數目，其係束縳 成一封閉迴路，而在SI制中磁通量的單位爲tesla-meter2， 或是韋伯weber(Wb)。 第1圖係一傳統不對稱光學讀取頭致動器之爆炸透視 圖，其中固定有板狀磁鐵，而第2圖係繪示出一般磁鐵之 磁通量的分佈。參考第1圖，一光學讀取頭致動器包括一 磁鐵11 : 一固定磁鐵11的磁軛(Yoke)13 ; —基底15，其 8831pifl.doc/008 4 573297 修正臼期:2003.12.3 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 中磁軛13在上方安裝；一線圈12，其藉著與磁鐵^間之 交互作用產生電磁力;一繞線管(Bobbin)17，其允許線圈12 與fe鐵11藉耦合基底15而交互作用；一物鏡19，裝置於 繞線管Π中；以及一懸置裝置18，以支持繞線管17。 參考第2圖，每一個板狀磁鐵11之磁通量係集中於磁 鐵的中心。越接近每一磁鐵11的兩端，磁通量密度越低， 因此，在磁鐵11兩端的磁通量分佈均勻。 如第2圖所不，在裝置第1圖所示，具有均勻磁通量 分佈之光學讀取頭致動器中之磁鐵時，如第3圖及第4圖 所示，在聚焦方向及循軌方向產生推力。在第3及4圖中， X軸係代表面對線圈12之磁鐵11的表面寬度方向，而γ_ 軸係代表面對線圏12之磁鐵11表面高度方向。 光學讀取頭致動器之聚焦及循軌(Tracking)操作係由安 裝於繞線管Π中，磁鐵11及線圈12間之交互作用而產 生之電磁力來實施。此一電磁力可以等式（1)表示： F= ILx B (1 ) 在此，F[N]代表電磁力，I[A]代表電流，L[m]代表電流 流過之線圏12的長度，而B[T]代表磁場。在此，磁場， 也就是磁通量密度(B)指示每單位面積之磁通量，且由Tesla 表示。在此，lT=lWb/m2。 參考第3圖，在光學讀取頭致動器的操作中，在在磁 鐵11中心聚焦方向之推力強過其他部分，在此，推力代 表在光學讀取頭致動器中跟隨一光碟而在線圈12及磁鐵 11之間產生的電磁力。 5 8831pifl.doc/008 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 當線圈12及繞線管17之組合係實施聚焦操作以讀取 光碟資料，且在一預定操範圍操作以跟隨搖動之光碟。在 光碟跟隨操作期間，線圏12及繞線管17之組合向磁鐵11 中心垂直方向移動。當線圈12及繞線管17之組合接近磁 鐵11中心時，則產生一最大推力（Thrust)。反之，當線圈 12及繞線管17之組合向磁鐵11 一端接近時，則產生最小 推力。 參考第4圖，當線圈12及繞線管17之組合實施循軌 操作時，其在一預定區域中操作而與磁鐵11之中心作水 平方向之移動，以跟隨搖動之光碟。在線圏12及繞線管17 之組合在實施循軌操作時，磁鐵11中心之推力大於其他 位置之推力。 在聚焦及循軌方向推力的不規則分佈引起光學讀取頭 致動器微小的共振現象。在此，微共振現象係指光碟及致 動器之間因不和諧頻率所引起的共振現象。 換句話說，傳統磁鐵因爲不均勻分佈之磁通量引起產 生不規則推力，而此不規則推力造成光學讀取頭致動器不 穩定的操作。 爲解決以上問題，本發明之一目的在提供一磁鐵，其 可產生在周圍均勻分佈的磁通量，以解決光學讀取頭致動 器不穩定操作的問題，例如是由電磁力非線性特性引起之 不規則推力所造成的微共振，因此，可允許光學讀取頭致 動器穩定地操作。 於是，爲達以上之目的，提供一種磁鐵，其具有一個 8831pifl.doc/008 6 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 表面面對線圈，其中電流流經該線圈，並產生磁通量以向 磁鐵表面法線方向，朝著線圈發射。該磁鐵表面中心包括 一凹槽。 基於本發明，藉著改變磁鐵之形狀或磁化方向（磁通量 方向）而使磁通量變得規則，可允許一光學讀取頭致動器 穩定操作，以防止光學讀取頭致動器之微共振現象。 圖式之簡單說明： 以上本發明之目的及優點將參考下列附圖，在較佳實 施例中詳加敘述而更明顯，其中： 第1圖係一爆炸透視圖，其繪示一種傳統不對稱光學 讀取頭致動器； 第2圖顯示一般磁鐵的磁通量分佈； 第3圖係繪示傳統不對稱光學讀取頭致動器操操作中 聚焦方向的推力； 第4圖係繪示傳統不對稱光學讀取頭致動器操操作中 循軌方向的推力； 第ί 5圖係基於本發明之第一實施例中 圖 ， 第< 5圖係基於本發明之第二實施例中 圖 第_ 7圖係基於本發明之第三實施例中 圖 ， 第ί 3圖係基於本發明之第三實施例中 圖 > 一磁鐵的透視 一磁鐵的透視 一磁鐵的透視 一磁鐵的剖面 8831pifl.doc/008 7 573297 修正曰期:2003.12.3 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 第9圖係基於本發明之第四實施例中，一磁鐵的透視 圖； 第1〇圖係基於本發明之第四實施例中，一磁鐵的剖 面圖； 第11圖係基於本發明之第一實施例中，一光學讀取 頭致動器之爆炸透視圖；以及 第12圖係基於本發明之第二實施例中，一光學讀取 頭致動器之爆炸透視圖。 圖式之標記說明： 11 :磁鐵 12 :線圏 13 :磁軛 15 :基底 Π :繞線管 18 :懸置裝置 19 :物鏡 31 :磁鐵 31a :磁鐵 31b :磁鐵 31c :磁鐵 32 :線圈 33 :磁軛 35 :基底 37 :繞線管 8 8831pifl.doc/008 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 38 :懸置裝置 39 :物鏡 實施例 以下，本發明將參考附圖更完整敘述於下列實施例中。 第5圖至第10圖係繪示出本發明之第一至第四實施 例之磁鐵。參考等式（1)，基於本發明實施例可藉著與電流 的交互作用，在磁鐵周圍產生均勻分佈的電流。 在本發明之第一至第三實施例中，在每一磁鐵表面之 磁通量係以磁鐵表面法線方向發射，而在每一磁鐵中心形 成有一個凹槽(Recession)。 參考第5圖，基於本發明之第一實施例，形成一凹槽 沿著磁鐵31表面之一方向延伸，因此，此一凹槽具有一 U型。於是，磁鐵31之磁通量密度係在凹槽中具最小値， 而在磁鐵31兩端具有最大値。因此磁鐵31之磁通量之不 均勻分佈的程度可以較板狀磁鐵爲減低。 如第5圖所示，基於本發明之第一實施例之磁鐵31具 有形成於磁鐵31表面面對一線圏之凹槽，其中電流流經 該線圈，而凹槽沿著磁鐵31表面水平方向延伸。 基於本發明之另一實施例具有一凹槽在磁鐵表面垂直 延伸，此一磁鐵之磁通量的分佈與本發明之第一實施例 中，磁鐵31之磁通量形狀幾乎相同。換句話說，本發明 另一實施例中磁鐵之磁通量密度在凹槽中最低，而在兩端 最高。因此，本發明另一實施例中之磁鐵31之磁通量的 不均勻分佈的程度亦可以較板狀磁鐵爲減低。 8831pifl.doc/008 9 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2〇〇3·12·3 基於本發明第一實施例形成之磁鐵31係可以產生均勻 分佈的磁通量，因此在聚焦方向可產生規則的推力。基於 本發明另一實施例之磁鐵的形成可以產生規則分佈的磁通 量，以在循軌方向產生規則的推力。 由於光學讀取頭致動器具有大範圍的聚焦操作’其可 利用在聚焦方向校正磁鐵的磁通量分佈，而減輕推力的不 規則性，如本發明之第一實施例所述。然而，最好是能改 變磁鐵的形成，以在聚焦方向及循軌方向，同時得到規則 分佈的磁通量。 參考第6圖，基於本發明之第二實施例，一交叉形狀 的凹槽形成穿越磁鐵31a表面中心，並在彼此正交的第一 及第二方向上延伸，亦即，在磁鐵31a表面上，聚焦及循 軌方向上延伸。基於本發明第二實施例之磁鐵31a同時在 聚焦及循軌方向上具有均勻的磁通量。 根據第一及第二要件，磁鐵31及31a之凹槽最好具有 半圓柱狀，因此磁鐵31及31a之磁通量可較均勻分佈。 參考第7圖，基於本發明第三實施例之一磁鐵31b中 心形成有一半球形凹槽，因此磁鐵31b之磁通量可以同時 在聚焦及循軌方向上同時均勻分佈。 第8圖係基於本發明第三實施例中磁鐵3lb的剖面圖。 參考第8圖，磁鐵31b之磁通量密度根據磁鐵31b中心及 兩端之間空隙而改變，其在中心部分最弱，而在兩端最強。 越接近磁鐵31b的兩端，磁通量越強。一具有半圓柱狀的 凹槽在聚焦方向或循軌方向上形成的磁鐵之具有與如第7 8831pifl.d〇c/008 10 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正曰期:2003.12.3 圖所示之磁鐵31b相同的剖面圖。在一預定位置上形成一 半圓柱凹槽的磁鐵允許磁鐵的磁通量在一預定方向上校 正。在此，標號33係一磁軛，用來固定磁鐵31b。 第6圖至第10圖係繪示基於本發明第二至第三圖之磁 鐵31，31a，及31b，其使得磁通量在聚焦及循軌方向上 均勻分佈。基於本發明第一至第三實施例中磁鐵於本發明 第二至第三圖之磁鐵31，31a，及31b形成有一凹槽’使 得在其中的磁通量得以減小。於是，在磁鐵31，31a，及 31b凹槽之磁通量密度小於其他部分的磁通量，因此’磁 鐵31，31a，及31b之磁通量可以均勻分佈。 參考第9圖至第10圖，基於本發明第四實施例之磁鐵 31c具有一突起在面對電流流過之線圏表面的中心形成， 因此，可在相對磁鐵31c表面法線的傾斜線方向產生磁通 量。 具體而言，參考第9圖，基於本發明第四實施例之磁 鐵31c具有一半球形突起，因此其磁通量可以在磁鐵31c 之聚焦及循軌方向上規則分佈，且磁鐵31c的磁化可以在 —徑向（Radius Direction)上形成。在此，徑向係指相對磁 鐵31c表面法線的傾斜方向（Slanting Direction)。在本發明 第四實施例中，藉著改變磁鐵31c的磁化方向，使其磁通 量密度在中心處最弱，而越接近磁鐵31c的中心’其磁通 量密度越強。 參考第10圖，磁鐵31c之磁化線與磁軛33形成一預 定的角度，以及相對半球形突起中心軸的點。因此’磁鐵 8831pifl.doc/008 11 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 31C之磁通量密度在半球狀突起處最弱，而在磁化方向逐 漸增強。 在光學讀取頭致動器中，聚焦或循軌方向形成有半圓 柱狀突起，以及在徑向具有磁化線的磁鐵，具有與第9圖 及第10圖所示，本發明第四實施例之磁鐵31c相同的剖 面圖。爲補充聚焦方向的推力，可使用具有一半圓柱狀突 起之磁鐵，且突起之中心軸係存在於一水平方向。爲補充 循軌方向的推力，可使用具有一半圓柱狀突起之磁鐵，且 突起之中心軸係存在於一垂直方向。 或者，具有一突起，其中心軸沿著磁鐵表面之一方向 或兩個正交方向延伸的磁鐵亦可以使用，其磁化線可以在 相對磁鐵表面法線方向的傾斜方向上形成。 第11圖係本發明第一實施例中，一光學讀取頭致動器 的爆炸剖面圖。參考第11圖，基於本發明第一實施例中 光學讀取頭致動器包括一磁鐵31，一磁軛33，其將磁鐵31 固定，一基底35，將裝置磁軛33，一線圈32，其藉與磁 鐵31的交互作用產生一電磁力，一繞線管37，線圈32在 其中形成，以及一懸置裝置38，其支持繞線管37，並使 繞線管37與基底35相連接。基於本發明第一實施例之光 學讀取頭致動器係一不對稱之光學讀取頭致動器。 磁鐵31係以第5圖所述第一實施例之fe鐵31 —樣’ 其藉著防止光學讀取頭致動器不穩定操作’例如是微共 振，而提升光學讀取頭致動器之功能。本發明第一實施例 之光學讀取頭致動器可以包括上述第二至第四實施例中任 8831pifl.doc/008 12 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 何一個磁鐵，或基於本發明另一實施例之另一磁鐵。 磁鐵31係固定於磁軛33，而磁軛33係裝置於基底35 中。電流流過的線圏32安裝於繞線管37中，並藉著與磁 鐵31的交互作用而產生電磁力。一物鏡39安裝於繞線管 37中，用來在聚焦或循軌操作時跟隨光碟，並應用來自一 光源的光束。 藉磁鐵31及線圏32之交互作用產生的電磁力可滿足 等式（1)，而根據弗來明左手定則（Fleming’s Left-Hand Law) 而動作。 第12圖係本發明第二實施例之一光學讀取頭致動器 的爆炸透視圖，基於本發明第二實施例之光學讀取頭致動 器包括如5圖所示，基於本發明第一實施例之磁鐵31。因 此，磁鐵31之磁通量可以更規則分佈，而光學讀取頭致 動器可以更穩定操作。 基於本發明，一磁鐵之磁通量密度可以藉改變磁鐵磁 化方向或形狀的改變而更規則地分佈。此外，如果光學讀 取頭致動器的形成包括此一磁鐵，其可以更穩定地操作， 且其效能可以改善。 如以上所述，由於基於本發明之磁鐵可以形成規則分 佈的磁通量，其可藉電流交互作用而均勻產生電磁力。 此外，藉著消除不穩定操作的原因，例如是微共振， 光學讀取頭致動器的效能得以改善。 雖然本發明已以較佳實施例及圖式揭露如上，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 8831pin.doc/008 13 573297 修正日期:2003.12.3 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 14 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Claims (1)

1. 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正日期:2003.12.3 拾、申請專利範圍· 1. 一種磁鐵，具有面對一線圏之一表面，其中電流流 經該線圏，並產生一磁通量，其在面對該線圈之該表面的 法線方向上，向著該線圈發射，該磁鐵包括一凹槽，形成 於該磁鐵該表面的中心。 2. 如申請專利範圍第1項所述之磁鐵，其中該凹槽係 沿著該磁鐵之該表面的一個方向上延伸。 3. 如申請專利範圍第1項所述之磁鐵，其中該凹槽係 沿著該磁鐵之該表面的第一及第二方向上延伸，而該第一 及第二方向彼正交。 4. 如申請專利範圍第1項所述之磁鐵，其中該凹槽 具有一半圓柱形。 5. 如申請專利範圍第1項所述之磁鐵，其中該凹槽 具有一半球狀。 6. —種磁鐵，具有一表面面對一線圏，其中一電流流 過該線圏，該磁鐵包括一突起在其中心形成，其中該磁鐵 之該中心的磁通量係在相對該磁鐵之該表面法向的一傾斜 方向上產生。 7. 如申請專利範圍第6項所述之磁鐵，其中該突起係 沿著該磁鐵之該表面的一個方向上延伸。 8. 如申請專利範圍第6項所述之磁鐵，其中該突起係 沿著該磁鐵之該表面的第一及第二方向上延伸，而該第一 及第二方向彼正交。 9. 如申請專利範圍第6項所述之磁鐵，其中該突起 8831pifl.doc/008 15 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 修正曰期:2003.12.3 具有一半圓柱形。 10·如申請專利範圍第6項所述之磁鐵，其中該突起 具有一半球狀。 11· 一種光學讀取頭致動器，包括： 一繞線管，其中安裝有一線圈，而電流流過該線圏； 一磁鐵，具有一表面面對該線圈並產生磁通量，在該 磁鐵該表面之法線方向上面對該線圏發射；以及 一基底，其上裝置有一磁軛用以固定該磁鐵；其中 該磁鐵該表面中心形成有一凹槽。 12. 如申請專利範圍第11項所述之光學讀取頭致動 器，其中該凹槽係沿著該磁鐵之該表面的一個方向上延 伸。 13. 如申請專利範圍第11項所述之光學讀取頭致動 器，其中該凹槽係沿著該磁鐵之該表面的第一及第二方向 上延伸，而該第一及第二方向彼正交。 14. 如申請專利範圍第11項所述之光學讀取頭致動 器，其中該凹槽具有一半圓柱形。 15. 如申請專利範圍第11項所述之光學讀取頭致動 器，其中該凹槽具有一半球狀。其中在該緊密黏著管上形 成一階梯部分以安裝置該轉換器。 16. —種光學讀取頭致動器，包括： 一繞線管，其中安裝有一線圈，而電流流過該線圈； 一磁鐵，具有一表面面對該線圏並產生磁通量，在該 磁鐵該表面之法線方向上面對該線圏發射；以及 8831pin.doc/008 16 573297 修正日期:2003.12.3 爲第91101868號中文全份說明書無劃線修正本 一基底，其上裝置有一磁軛用以固定該磁鐵；其中 該磁鐵該表面中心形成有一突起。 17. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取頭致動 器，其中該突起係沿著該磁鐵之該表面的一個方向上延 伸。 18. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取頭致動 器，其中該突起係沿著該磁鐵之該表面的第一及第二方向 上延伸，而該第一及第二方向彼正交。 19. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取頭致動 器，其中該突起具有一半圓柱形。 20. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取頭致動 器，其中該突起具有一半球狀。 8831pifl.doc/008 17