CN1170280C - 光学头致动器 - Google Patents

Abstract

一种光学头致动器，包括其一侧安装有支架的底座、其边缘安装有物镜并且形成有导孔的移动部分、与导孔相结合的绕线架、设置在底座上对称排列以用于使移动部分执行聚焦和循道操作的磁驱动部分、和其一端由支架支撑而另一端固定到移动部分以与绕线架相连的悬架。因此，由于磁驱动部分对称设置，从而避免了由于非对称结构产生的俯仰状态和滚动状态。并且，提高了AC灵敏度和DC灵敏度。

Description

光学头致动器

                          技术领域

本发明涉及一种光学头致动器，更具体的说，涉及一种具有改进结构的光学头致动器，其沿不同于物镜光轴的驱动轴被驱动，从而去除了能够由于磁通量泄露引起附加共振产生的因素，提高了灵敏度。

                          技术背景

通常，光学头装置用于记录/重现设备中，以相对于盘的非接触方式执行信息的记录和/或重现，该盘是记录媒体，光学头装置装载在转盘上同时横跨盘移动。

光学头装置包括用于在循道方向和会聚方向驱动物镜以使光点会聚在光盘的理想光道位置的致动器。然而，由于便携式个人电脑如膝上型电脑需要制造得薄而轻，因此系统的整体体积被限定，从而系统使用的致动器也需要小型化。使光线向物镜前进的反射镜被用于光学头中。为了满足小型化致动器的需要，已经设计了不对称致动器，其中致动器的驱动轴不同于物镜的光轴，从而使光学头的物镜与反射镜之间的距离减小。美国专利No.5684645中披露了这样一种不对称致动器。

参考图1和2，传统的光学头致动器10具有位于其一侧的支架14，聚焦线圈18缠绕在绕线架12的外周表面，绕线架12具有形成在其中心的第一导孔16a。一对循道线圈15缠绕在绕线架12的一侧。并且，第二导孔16b形成在其一侧安装有物镜11的移动部分17内。绕线架12容纳在第二导孔16b内。这里，U形轭31被插入第一和第二导孔16a和16b。磁体32设置在轭31的一侧，面对循道线圈15。

移动部分17由一对悬架13a和13b支撑，悬架一端固定在支架14上，另一端固定在移动部分17的两侧。移动部分17和绕线架12结合在一起，以便一起移动。

当电流通过聚焦线圈18和循道线圈15时，聚焦线圈18和循道线圈15受到磁体32、聚焦线圈18和循道线圈15之间电磁相互作用产生的力的作用，从而移动部分17被移动。聚焦线圈18和循道线圈15受到力的方向由弗莱明左手法则决定。

因此，当电磁力通过磁体32、聚焦线圈18和循道线圈15之间的相互作用产生时，绕线架12在聚焦方向F或循道方向T移动。从而，当与绕线架12相连的移动部分17一起移动时，物镜11移动，从而使光点的聚焦位置得到调整。

图3A和3B是用于解释聚焦线圈18和磁体32之间电磁相互作用的示意图。这里，聚焦线圈18被分为位于轭31内的内部聚焦线圈18a和位于轭31外的外部聚焦线圈18b。但是，内部聚焦线圈18a通过磁体32的相互作用接受电磁力时，被轭31阻挡的外部聚焦线圈18b不受磁体32的影响。实际上，如图3A中的虚线所指出的，由磁体32产生的力的磁力线在磁体32的边缘处扩展，从而磁通量泄露于轭31之外。

磁通量的泄露影响了外部聚焦线圈18b。在图3A中，从聚焦线圈18伸出的箭头示出了依照弗莱明左手法则产生的力的磁力线分布施加到聚焦线圈18上的力的大小和方向。外部聚焦线圈18b接收由磁通量泄露产生的力，引起了整个聚焦线圈18的力的分布不平衡。也就是说，如图3B所示，由于施加到内部聚焦线圈18a的力Fu和施加到外部聚焦线圈18b的力Fd不平衡，因此产生绕线架12和移动部分17来回摆动的俯仰状态，如图3B中的箭头P所示。

并且，外部聚焦线圈18b不用于聚焦操作，而仅用于增加线圈的重量和电阻，使得致动器的灵敏度劣化。因此，依照盘的高倍速，外部聚焦线圈18b成了高速循道能力的阻碍。

同时，当绕线架12通过循道线圈15而在循道方向T上移动时，由于运动的中心点与重心(G)不一致，因此产生了滚动状态。如图4A所示，当绕线架12保持静止时，整个致动器10的重心(G)和运动的中心(H)一致。在附图中，箭头表示磁体32施加到循道线圈15上的力的大小和方向。循道线圈15所受的力的大小取决于流过循道线圈15的电流和磁通量的大小。假定电流是一个常数，则循道线圈15受到的力的大小仅取决于磁通量的大小。然而，磁通量在磁体32的中心区域最大，并从磁体32的中心区域向其边缘减少。

当循道线圈15位于中立位置时，如图4A所示，由于磁通量相对于循道线圈15对称分配，因此重心(G)和运动中心(H)一致。

然而，如图4B所示，当绕线架12通过聚焦线圈18向上移动时，影响循道线圈15的磁体32的力偏置于循道线圈15的下侧。因此，由于绕线架12下侧的循道力大于其上侧的循道力，因此在方向R1上产生了旋转运动。

相反，如图4C所示，当绕线架12通过聚焦线圈18向下移动时，影响循道线圈15的磁体32的力偏置于循道线圈15的上侧。因此，由于绕线架12上侧的循道力大于其下侧的循道力，因此在方向R2上产生了旋转运动。

结果，如图4D所示，由于循道线圈15的运动中心(H)和重心(G)依绕线架12的聚焦操作而不一致，因此产生了绕线架12在方向R1和R2上滚动的滚动状态。

转动/摆动状态如俯仰状态和滚动状态在聚焦和循道操作期间对主频率的相位和位移产生不利影响。因此，光信号劣化。从而，当磁体32的实际尺寸增大以增加磁通密度从而改善AC灵敏度时，由于产生了附加的共振，因此限制了磁通密度的增加。此外，在高倍速下，高密度光学记录/重现设备，由于俯仰状态和滚动状态更加严重，因此需要适用于高倍速的光学记录/重现设备的光学头致动器。

                          发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光学头致动器，其中，聚焦线圈和循道线圈对称设置以减少由于不对称结构中磁通量泄露引起的俯仰状态和滚动状态的产生，并通过增加有效线圈长度，使磁驱动部分具有高灵敏度而且仅凑。

为了达到上述目的，本发明提供一种光学头致动器，包括：底座，具有安装在其一侧的支架；移动部分，其中，物镜安装在其外围，而导孔形成于移动部分中；绕线架，与导孔相连；磁驱动部分，设置在底座上，包括聚焦线圈、循道线圈、磁铁和轭，并且，所述线圈和磁铁相对轭对称排列，该驱动部分用以使移动部分执行聚焦操作和循道操作；和悬架，其一端支撑在支架上，另一端固定于移动部分以与绕线架相连。本发明优选的是磁驱动部分包括：第一、第二和第三轭部件，其以预定的距离互相面对地固定安装在底座上；聚焦线圈，缠绕在围绕第二轭部件插入而能够移动的绕线架外圆周表面；第一和第二磁体，固定在第一和第三轭部件的内表面；和循道线圈，面对第一和第二磁体对称设置。

本发明优选的是绕线架内具有空腔。

                          附图说明

本发明的上述目的和优点通过结合附图对优选实施例的详细描述将更加明显。其中：

图1是传统光学头致动器的透视图；

图2是传统光学头致动器的横截面图；

图3A和3B是传统光学头致动器的磁力线分布和产生的旋转运动的示意图；

图4A和4D是解释传统光学头致动器内循道线圈的滚动状态示意图；

图5是根据本发明的光学头致动器的透视图；

图6是根据本发明的光学头致动器的部件分解透视图；

图7是根据本发明的光学头致动器磁驱动部分的横截面示意图；和

图8是根据本发明的光学头致动器的磁力线分布示意图。

                        具体实施方式

参考图5和6，根据本发明的光学头致动器包括其一侧安装有支架103的底座100、其边缘处安装有物镜110并且其中间区域形成有导孔115的移动部分120、结合到导孔115的绕线架125、容纳在导孔115内用于在聚焦方向和循道方向上移动移动部分120的磁驱动部分130、和一端由支架103支撑而另一端固定在移动部分120的一侧以与绕线架125相连的悬架140。

绕线架125容纳在导孔115内，并与移动部分120相结合，以一起移动。移动部分120由悬架140支撑。悬架140弹性支撑移动部分120和绕线架125，以使移动部分120和绕线架125可以执行循道和聚焦操作。同时，悬架140用做使电流从其流入磁驱动部分130的电线。

磁驱动部分130包括以预定距离互相面对地固定安装在底座100上的第一、第二和第三轭部件131、132和133、缠绕在围绕第二轭部件132插入而能够移动的绕线架125外周表面的聚焦线圈134、固定在第一和第三轭部件131和133内表面的第一和第二磁体136和137、和面对第一和第二磁体136和137对称设置的循道线圈135。

这里，由第一磁体136产生的磁通量均匀分布在第一和第二轭部件131和132之间，由第二磁体137产生的磁通量均匀分布在第二和第三轭部件132和133之间。

聚焦线圈134缠绕在围绕第二轭部件132插入而能够移动的绕线架125外周表面。聚焦线圈134接收第一磁体136和面对第一磁体136的聚焦线圈134的相应部分以及第二磁体137和面对第二磁体137的聚焦线圈134的相应部分之间相互作用而在其相对侧产生的对称电磁力。由此，与传统的致动器内的聚焦线圈相比，可以获得双倍于传统聚焦线圈的有效线圈长度，在传统聚焦线圈中，聚焦线圈的一侧作为有效线圈不对称地使用。因此，由于获得同一驱动力的聚焦线圈134的整体长度减少，所以致动器的整体重量减小。从而，AC灵敏度和DC灵敏度与传统情况情况相比提高了。

如图7所示，循道线圈135对称设置在聚焦线圈134上，以面对第一和第二磁体136和137。或者，循道线圈135可以面对第一和第二磁体136和137设置，然后将聚焦线圈134缠绕其上。接下来，只有循道线圈135面对第一和第二磁体136和137缠绕成矩形的部分为循道操作作出贡献。由于施加到循道线圈135的其他部分的力大小相同方向相反，因此被抵消。另外，循道线圈135的其他部分位于磁通量分布范围之外，因此不受影响。从而，循道线圈135从第二轭部件132的两侧平衡地对循道操作作出贡献。

如上所述，由于循道线圈135相对于第二轭部件132对称安装，因此，与循道线圈不对称安装的传统情况相比，循道线圈的有效长度增加了一倍。从而，在减少循道线圈的线圈匝数的情况下，可以获得相同的循道操作力。由此，循道线圈135的厚度被减小。结果，由于循道线圈135的线圈整体厚度被减小，因此每个循道线圈135和相应的第一或第二磁体136或137之间的距离减小，从而使致动器的整体体积减小。并且，由于线圈和磁体之间的距离减小，与相同线圈数量的情况相比，电磁力增加。

同时，第二轭部件132也作为导件，以帮助绕线架125执行循道和聚焦操作。并且，如图8所示，在本发明中，由于设置了第二轭部件132，因此由第一磁体136和第二磁体137产生的磁通量不会泄露到其他磁体的区域。另外，即使在磁通量泄露影响相对的聚焦线圈134和循道线圈135时，由于这些线圈相对于第二轭部件132对称设置，因此磁通量泄露的影响被抵消。由此，由于磁通量泄露引起的附加共振不会产生。

因此，由于不需要将相应的聚焦线圈134设置为尽可能远离磁体136和137以避免俯仰状态，因此线圈和磁体之间的距离大大减小，从而可以制造小型的光学头致动器。由于相对于同一磁通量接收到的力与距离成正比，在磁体和线圈之间的距离减小的情况下，相对于同样的驱动力，产生了线圈绕组的数量减少的效果。

下面，磁驱动部分130是对称结构和磁驱动部分130是非对称结构时AC灵敏度的模拟结果如下表所示。

                             [表1]

AC灵敏度(μm/V)	现有产品		根据本发明的产品
					聚焦	循道	聚焦	循道
	1	74.21	46.3	136.7					44.36
2					70.89	39.7	136.9	45.97
	3	71.41	44.53	138.5					45.18
4					70.02	35.26	134.1	43.45
	平均	71.63	41.45	136.6					44.74

上表示出了根据本发明的产品聚焦和循道AC灵敏度相对于现有产品有相当多的提高。通过减少移动部分的重量、增加磁通密度或增加有效线圈长度，可以提高AC灵敏度。在本发明中，通过在致动器边缘设置物镜110，物镜110和反射镜(未示出)之间的距离被减小，从而减小了致动器的整体重量。并且，通过对称设置磁驱动部分，线圈的有效长度将增加，从而提高了AC灵敏度。

如上所述，在根据本发明的光学头致动器中，由于物镜设置在移动部分的边缘，因此被磁驱动部分驱动的绕线架沿其移动的轴线与物镜的光轴不一致，从而物镜与反射透镜之间的距离被减到最小。因此，光学头致动器可以制造得小型化。

并且，第一和第二磁体136和137的磁通量泄露基本上由第二轭部件132减少。即使在磁通量泄露影响了相对聚焦线圈时，由于聚焦线圈对称设置在第二轭部件的两侧，因此由于不平衡的旋转运动引起的附加共振现象可以被避免。由此，提高了高倍速光盘的循道能力和记录/重现特性。

Claims (3)

1、一种光学头致动器，包括：

底座，具有安装在其一侧的支架；

移动部分，在其边缘上安装有一个物镜，在该移动部分中形成有一个导孔；

绕线架，结合到导孔；

磁驱动部分，设置在底座上，包括聚焦线圈、循道线圈、磁体和轭，并且，所述线圈和磁体相对轭对称排列，该驱动部分用以使移动部分执行聚焦操作和循道操作；和

悬架，其一端支撑在支架上，另一端固定于移动部分以与绕线架相连。

2、根据权利要求1所述的光学头致动器，其中，磁驱动部分包括：

第一、第二和第三轭部件，其以预定的距离互相面对地依次固定安装在底座上；

聚焦线圈，缠绕在围绕第二轭部件插入而能够移动的绕线架外周表面；

第一和第二磁体，固定在第一和第三轭部件的内表面；和

循道线圈，面对第一和第二磁体对称设置。

3、根据权利要求1或2所述的光学头致动器，其中，绕线架内具有空腔。

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