光學頭致動器、光學頭以及光碟機的製作方法
2023-09-22 17:23:00 4
專利名稱：光學頭致動器、光學頭以及光碟機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學頭致動器、一種光學頭、以及一種光碟機，更具體地，涉及一種用於阻隔漏磁通的光學頭致動器、一種使用該致動器的光學頭、以及一種使用該光學頭的光碟機。
背景技術：
使用光學頭致動器作為將數據記錄到光碟、或從光碟再現數據的光學記錄裝置。近來，隨著光學記錄裝置越來越小、且其對CD盤訪問的時間越來越短，就需要有高度更小、跟蹤速度更快的光學頭致動器。此外，該光學頭致動器應當被設計成能與CD和DVD等已有光碟適配。
這樣的光學頭致動器應當具有與現有的光學頭致動器相同或更寬的工作範圍，以滿足上述要求。安裝在光學頭致動器中的磁體所產生的漏磁通將會與電流發生相互作用，從而產生不規則的推力，該推力作用在光學頭致動器上。該不規則推力將會在光學頭致動器中產生負共振(negativeresonance)，該共振會隨著光學頭致動器存取時間的減小而增大。此處，「負共振」意味著光碟的工作出現了不穩定，這是由於在光碟的固有頻率和光學頭致動器的固有頻率上出現諧振而造成的。
圖1是分解的透視圖，表示了一種傳統的非對稱型光學頭致動器。參見圖1，該常規的光學頭致動器包括第一磁體11a和第二磁體11b；磁軛13a和13b，第一、第二磁體11a、11b固定在這兩個磁軛上；底座15，磁軛13a和13b被安裝在該底座15上；聚焦線圈12和循跡線圈16，它們與第一、第二磁體11a、11b相互感應作用而產生電磁作用力；託板17，其被設置成能使聚焦線圈12和循跡線圈16與第一、第二磁體11a、11b相互作用；物鏡19，其落座在託板17上；以及懸臂18，其支撐著託板17。
圖2表示了圖1所示光學頭致動器的第一、第二磁體11a、11b以及聚焦線圈12周圍的磁力線。
光學頭的聚焦操作和循跡操作是利用電磁力F來執行的，該電磁力F來源於安裝在磁軛13a、13b中的第一、第二磁體11a、11b與安裝在託板17中的聚焦線圈12和循跡線圈16的相互作用。電磁力的計算公式如下面的公式1所示F=ILB----(1)]]>該公式中， 是電磁力向量，其單位為牛頓[N]， 是電流向量，其單位為安培[A]， 是線圈受磁場作用的長度段，單位為米[m]， 是線圈長度段所在區域處的磁場向量，單位為特斯拉[T]。
光學頭執行聚焦操作，從而可讀取光碟上的數據或將數據記錄到光碟上，光學頭在工作範圍內動作，以便當光碟搖晃時能跟蹤光碟。在跟蹤工作過程中，光學頭會相對於底座15所在平面上下移動。作用在聚焦線圈12和託板17上的電磁力是由磁場B和電流I產生的，如公式1所示，由於電流從設置在第一、第二磁體11a和11b之間的線圈中流過，所以會產生該電磁力。為了能在聚焦方向上對光學頭致動器進行驅動，理想的情況是磁通只存在於第一磁體11a和第二磁體11b之間。但是，在現實情況中，磁通還會漏到第二磁體11b的後方，從而造成負共振。
如圖2所示，該漏磁通是由第二磁體11b的N極發出的，其與布置在第二磁體11b後方的聚焦線圈12有效段中的電流相互作用。由於存在該漏磁通，在聚焦方向上就會產生不規則的電磁力，這樣就為在光學頭致動器中發生負共振提供了一個起因。由於在光學頭致動器中發生了負共振，所以光學頭的工作就不穩定，並降低了整個光碟機的性能。
發明內容
本發明提供了一種光學頭致動器，其可阻隔掉漏磁通，因而，可消除不穩定的工作因素，該不穩定因素例如是由於不規則的推力而產生的負共振，本發明還提供了一種使用該光學頭致動器的光學頭、以及使用該光學頭的光碟機。
根據本發明的一個方面，提供了一種光學頭致動器。該光學頭致動器包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及，底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上驅動所述託板，該底座上還有屏蔽磁體，其被布置成與至少一個驅動磁體相對置，且與其具有相同的極性，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通。
根據本發明的另一方面，提供了一種光學頭。該光學頭包括光學頭致動器和光學系統。該致動器包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及，底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上對所述託板進行驅動，該底座還有屏蔽磁體，其被布置成與至少一個驅動磁體相對置，且與其具有相同的極性，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通。該光學系統包括所述物鏡以及光源，光源發出的光線穿過所述物鏡。
根據本發明的又一方面，提供了一種光碟機。該光碟機包括光學頭；光碟轉動單元，其以預定的速度轉動所述光碟；驅動單元，其對光學頭和光碟轉動單元進行驅動；以及，控制單元，其對光學頭的聚焦伺服和循跡伺服執行控制。該光學頭包括光學頭致動器；以及，滑塊，光學頭致動器安裝在該滑塊的一端上，該滑塊與光碟形成氣浮支承，從而產生升力。該致動器包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞著線圈；以及，底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上對所述託板進行驅動，該底座上還有屏蔽磁體，其被布置成以相同的極性與至少一個驅動磁體相對置，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通。
所述底座包括保持器和多個磁軛，屏蔽磁體連接在其中的保持器上，而所述的多個驅動磁體則固定在所述磁軛上。
託板包括多個導孔，多個驅動磁體插入到這些導孔中。
所述線圈包括聚焦線圈，聚焦線圈被纏繞成可在聚焦方向上產生電磁力；以及，循跡線圈，循跡線圈被纏繞成可在循跡方向上產生電磁力。
底座包括懸臂，該懸臂的一端與所述保持器相聯接，另一端則與託板相連接，用於支撐著託板，使其成為可動的。
下文參照附圖對本發明的優選實施例進行了詳細描述，通過該詳細描述，可對本發明上述的特徵和優點、以及其它的特徵和優點有更為清楚的認識，在附圖中
圖1是分解透視圖，表示了一種傳統的光學頭致動器；圖2表示了安裝在傳統光學頭致動器中的磁體和線圈周圍的磁力線；圖3中的分解透視圖表示了根據本發明的光學頭致動器的一實施例；圖4是圖3所示光學頭致動器的俯視圖；圖5表示了安裝在根據本發明一實施例的光學頭致動器中的磁體周圍的磁力線分布；以及圖6示意性地表示了根據本發明的光碟機的一實施例。
具體實施例方式
下文將參照附圖對根據本發明的光學頭致動器、光學頭、以及光碟機的優選實施例進行詳細描述。
圖3是分解透視圖，表示了根據本發明的光學頭致動器的一個實施例，圖4是圖3所示光學頭致動器的俯視圖。
參見圖3和圖4，該光學頭致動器包括底座35和託板37。在底座35的一側制有保持器34，在底座35的另一側、以及保持器34中制有磁性驅動部件30。託板37與底座35相聯接，而且，物鏡39落座在託板37與保持器34相反的那一側上。
磁性驅動部件30包括固定到底座35上的第一、第二磁軛33a和33b；連接到第一、第二磁軛33a和33b上的第一、第二磁體31a、31b；以及屏蔽磁體40，其單獨地安裝在保持器34上，用於屏蔽從第二磁體31b漏出的磁通。
在託板37上制有第一導孔41和第二導孔43，環繞著第二導孔43纏繞出聚焦線圈32，循跡線圈36被設置在聚焦線圈32的一側。
參見圖4，聚焦線圈32包括有效長度段32a和無效長度段32b，有效段32穿過第一、第二磁體31a和31b的中間範圍，無效段32b則是從第二磁體31b的背面一側橫過。按照公式1，流經有效段32a的電流會與形成在第一、第二磁體31a和31b之間的磁場相互作用而產生出作用力，該作用力處於聚焦方向上。但是，流經無效段32b的電流會與第二磁體31b的漏磁相互作用而產生不規則的推力，其中的漏磁僅是很小的磁通量。也就是說，流經無效段32b的電流並不用來在聚焦方向上驅動光學頭致動器，其只會在光學頭致動器中產生不穩定的負共振。
因而，本發明的技術特徵在於在與第二磁體31b相對的位置處，保持器34上連接著屏蔽磁體40，從而可將無效段32b與漏磁通屏蔽開。此處，第二磁體31b和屏蔽磁體40應具有相同的極性排列。
圖5表示了根據本發明一實施例的、第一磁體31a和第二磁體31b以及屏蔽磁體40周圍的磁力線。參見圖5，第一、第二磁體磁體31a、31b被設置成以相反的磁極相互正對，磁力線從第一磁體31a的N極指向第二磁極31b的S極。另一方面，第二磁體31b和屏蔽磁體40被設置成以相同的磁極相互面對，第二磁體31b的N極發出的磁力線與屏蔽磁體40的N極發出的磁力線相互排斥，從而發生偏折而遠離第一、第二磁體31a和31b間空間的中央部位，並平行於聚焦線圈32(圖5中未示出)的無效段32b。從公式1可知，當磁場與電流方向垂直時，能產生出最大的電磁力，而當磁場與電流平行時，則不會產生電磁力。這樣，如圖5所示，形成於第二磁體31b與屏蔽磁體40之間的磁場將不會影響到從此處經過的無效段32b。
也就是說，根據本發明上述實施例的光學頭致動器還在第二磁體31b的後方設置了屏蔽磁體40，從而能將漏磁通對聚焦線圈32無效段32b的影響減到最小。根據本發明該實施例的光學頭致動器主要是被用作纖細、輕質的輕便型非對稱光學頭致動器。
圖6示意性地表示了根據本發明的光碟機的一個實施例。參見圖6，光碟機包括主軸電機52，其用於轉動光碟D；光學頭50，其被安裝成可在光碟D的徑向方向上移動，並能讀取光碟D上記錄的信息、或將信息記錄到光碟D上；驅動單元54，其對主軸電機52和光學頭50進行驅動；以及控制單元56，其對光學頭50的聚焦伺服和循跡伺服進行控制。
光學頭50包括物鏡；光學系統，該系統具有光源，用於經物鏡發射出光線；以及致動器，物鏡落座在該物鏡上，並在聚焦方向和循跡方向上受到驅動。附圖標記53、51指代轉盤和夾持件，光碟D安裝在其中的轉盤上，並被所述夾持件固定住。
由光學頭50檢測到、並被光電轉換的信號經過驅動單元54輸入到控制單元56中。驅動單元54對主軸電機52的轉速進行控制，並將輸入信號放大，且對光學頭50進行驅動。控制單元56將控制指令發送給驅動單元54，控制指令是基於從驅動單元54輸入的信號而得出的，用於對聚焦伺服和循跡伺服進行控制，這樣就可以完成聚焦伺服操作和循跡伺服操作。
在根據本發明實施例的光學頭致動器中，消除了由漏磁通造成的負共振，從而使光學頭致動器具有穩定的動力學特性。這樣，光學頭就可平穩地對任何類型的光碟執行操作，如光碟機安裝了這樣的光學頭致動器，則其讀寫性能會得以提高。另外，可減少在製造光學頭致動器的過程出現的缺陷，並能減小抖晃。
儘管在上文參照優選實施例對本發明作了具體的表示和描述，但本領域技術人員應該認識到在不悖離本發明設計思想和保護範圍的前提下，可對具體方式和細節特徵作多種形式的改動，本發明的範圍應當由所附權利要求書及其等效物限定。
權利要求
1.一種光學頭致動器，包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上驅動所述託板，底座上還有屏蔽磁體，其被布置成以相同的極性與至少一個驅動磁體相對置，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通。
2.根據權利要求1所述的致動器，其中，所述底座包括保持器，所述屏蔽磁體連接到該保持器上；以及多個磁軛，所述的多個驅動磁體固定在這些磁軛上。
3.根據權利要求1或2所述的致動器，其中，所述託板包括多個導孔，所述的多個驅動磁體插入到這些導孔中。
4.根據權利要求1所述的致動器，其中，所述線圈包括聚焦線圈和循跡線圈，聚焦線圈被纏繞成可在聚焦方向上產生電磁力，循跡線圈被纏繞成可在循跡方向上產生電磁力。
5.根據權利要求2所述的致動器，其中，底座包括懸臂，該懸臂的一端與所述保持器相聯接，另一端則與託板相連接，用於支撐著託板，使其成為可動的。
6.一種光學頭，包括光學頭致動器，該致動器包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上對所述託板進行驅動，該底座上還有屏蔽磁體，其被布置成以相同的極性與至少一個驅動磁體相對置，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通；以及光學系統，該系統包括所述物鏡以及光源，光源發出的光線穿過該物鏡。
7.根據權利要求6所述的光學頭，其中，所述底座包括保持器，所述屏蔽磁體連接到該保持器上；以及多個磁軛，所述的多個驅動磁體固定在這些磁軛上。
8.根據權利要求6或7所述的光學頭，其中，所述託板包括多個導孔，所述的多個驅動磁體插入到這些導孔中。
9.根據權利要求6所述的光學頭，其中，所述線圈包括聚焦線圈和循跡線圈，聚焦線圈被纏繞成可在聚焦方向上產生電磁力，循跡線圈被纏繞成可在循跡方向上產生電磁力。
10.根據權利要求7所述的光學頭，其中，底座包括懸臂，該懸臂的一端與所述保持器相聯接，另一端則與託板相連接，用於支撐著託板，使其成為可動的。
11.一種光碟機，包括光學頭，包括光學頭致動器，包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及，底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上對所述託板進行驅動，該底座上還有屏蔽磁體，其被布置成以相同的極性與至少一個驅動磁體相對置，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通，滑塊，光學頭致動器安裝在該滑塊的一端上，滑塊與光碟一起形成氣浮支承，從而能產生升力；光碟轉動單元，其以預定的速度轉動所述光碟；驅動單元，其對光學頭和光碟轉動單元進行驅動；以及控制單元，其對光學頭的聚焦伺服和循跡伺服執行控制。
12.根據權利要求11所述的光碟機，其中，所述底座包括保持器，所述屏蔽磁體連接到該保持器上；以及多個磁軛，所述的多個驅動磁體固定在這些磁軛上。
13.根據權利要求11或12所述的光碟機，其中，所述託板包括多個導孔，所述的多個驅動磁體插入到這些導孔中。
14.根據權利要求11所述的光碟機，其中，所述線圈包括聚焦線圈和循跡線圈，聚焦線圈被纏繞成可在聚焦方向上產生電磁力，循跡線圈被纏繞成可在循跡方向上產生電磁力。
15.根據權利要求12所述的光碟機，其中，底座包括懸臂，該懸臂的一端與所述保持器相聯接，另一端則與託板相連接，用於支撐著託板，使其成為可動的。
全文摘要
本發明公開了一種光學頭致動器、一種使用該致動器的光學頭、以及一種使用該光學頭的光碟機。光學頭致動器包括託板，在該託板上安裝著用於將光線聚焦到光碟上的物鏡，且在該託板內纏繞線圈；以及，底座，該底座上有多個驅動磁體，這些磁體與流經所述線圈的電流發生互感而產生作用力，該作用力在預定的方向上驅動所述託板，底座上還有屏蔽磁體，其被布置成以相同的極性與至少一個驅動磁體相對置，從而可阻隔從該驅動磁體發出的漏磁通。
文檔編號G11B7/09GK1480928SQ0314841
公開日2004年3月10日 申請日期2003年6月27日 優先權日2002年9月2日
發明者權明植, 裵楨國 申請人:三星電子株式會社