專利名稱：光學拾波器的致動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于驅動光學拾波器從光盤讀或寫數據的致動器。
背景技術：
通常，光學拾波器用于計算機，數字視頻光盤(DVD)播放機等設備從光盤讀數據或寫數據到光盤，如激光唱片，數字視頻光盤，藍光光盤等等。
近年來，隨著如便攜電腦、可攜式攝像機以及數碼相機等數字設備重量和體積的減小，要求數據存儲讀/寫設備小型化。
特別是，人們一直致力于研究將光盤應用到移動設備如移動電話和個人數字助理(PDA)上。為了將光盤應用到這些移動設備，強烈要求將光學拾波器小型化。
由于受用于移動聚焦光圈以均勻地保持聚焦鏡頭與光盤之間的距離并跟蹤光盤的軌跡以從光盤讀或寫數據的致動器的阻礙，光學拾波器的尺寸難以減小。
光學拾波器將從激光二極管發(fā)射的激光束轉換成光信號并進一步將光信號轉換成電信號，從而讀取所記錄的數據。
光學拾波器的致動器被設計成在聚焦和循跡方向二維移動，從而即使受到外部碰撞也能可靠地將激光束聚焦在光盤上。近年來，為了提供更精確的移動，可在旋轉和俯仰方向以及在聚焦和循跡方向移動的致動器已被開發(fā)。
圖1至圖4所示為現有技術的光讀/寫裝置。
現有技術的光讀/寫裝置包括光學拾波器50，用于移動光學拾波器到適當位置的光學拾波馬達60，與光學拾波馬達60的轉動軸連接的導引螺桿20，與導引螺桿20嚙合的后齒輪30，與后齒輪30連接的導引進給裝置(guide feeder)10，引導導引進給裝置10來回移動的光學拾波移動軸21，以及安裝在光學拾波移動軸另一側以引導光學拾波器移動的主軸22。
隨著光學拾波馬達60的動作，導引螺桿20轉動，且與導引螺桿20嚙合的后齒輪30移動，從而移動光學拾波器50到預定位置。
如圖2所示，光學拾波致動器40包括在聚焦和循跡方向移動聚焦鏡頭的可移動部件以及用于支持該可移動部件并產生磁場的固定部件。
該可移動部件具有一個與設置在固定部件上的永磁體43協作的線圈以定位聚焦鏡頭49在所要求的位置。
也就是說，固定部件包括產生磁場的永磁體43，形成磁場通路的磁軛42，具有主板(未示出)的固定框架41，各以其第一端固定在固定框架41上和第二端固定在鏡頭架44上的線形彈簧(wire-shapedspring)47以支持鏡頭架44并提供電流給鏡頭架44。
可移動部件包括用于在光盤記錄層上聚焦從激光二極管發(fā)射的激光束的聚焦鏡頭49，支持聚焦鏡頭49的鏡頭架44，安裝在鏡頭架44兩側的循跡線圈45以在循跡方向驅動鏡頭架44，纏繞在鏡頭架44周圍的聚焦線圈46以在聚焦方向驅動鏡頭架44，以及將彈簧組件47固定在鏡頭架44上的彈簧固定單元48。
可移動部件應被設計成通過以具有預定的硬度和預定的減震特性的支持物固定而具有所要求的頻率特性的。另外，可移動部件應設計成避免不必要的顫動，如轉動、扭曲，以在聚焦和循跡方向有效移動并減小光信號的錯誤。
也就是說，當可移動部件在聚焦方向驅動時，鏡頭架44應垂直移動而在X軸方向沒有轉動(如圖5所示在俯仰方向)。因此，如圖3所示，彈簧組件47包括安裝在鏡頭架44兩側的兩個低位的彈簧和兩個疊置在較低彈簧上的高位彈簧，其從固定框架41延伸。
如圖4所示，為了通過減小致動器的厚度在設計光學拾波器時克服空間限制，現已開發(fā)出可以包括一個低位彈簧和一個疊置在低位彈簧上的高位彈簧的彈簧97。
然而，在這種情況下，當光學拾波器在聚焦方向移動時，鏡頭架44可能在X軸方向上轉動，引起不希望的傾斜。
即使如圖3所示形成彈簧組件47，在制作過程中當彈簧扭曲或拉緊時彈性系數也可能發(fā)生變化。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明旨在提供一種光學拾波器的致動器，可充分克服一個或多個由現有技術的局限和缺點導致的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種可有效地驅動光學拾波器并減小光學拾波器的體積的光學拾波器致動器。
本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特性，一部分將在下面的說明書中得到闡明，而另一部分對于本領域的普通技術人員通過對下面的說明的考察將是明顯的或可從本發(fā)明的實施中學到。通過在文字的說明書和權利要求書及附圖中特別地指出的結構可實現和獲得本發(fā)明目的和優(yōu)點。
為實現和獲得所述目的和其他優(yōu)點并根據本發(fā)明的目的，在此予以具體實施和廣泛描述，提供一種光學拾波器致動器，包括兩個固定框架；設置在固定框架之間并具有聚焦鏡頭和線圈的鏡頭架；支持鏡頭架的彈簧，該彈簧將每個固定框架的兩點與鏡頭架相連接，每個彈簧具有一個或多個彎曲；面向線圈設置的產生磁場的永磁體；以及形成永磁體產生的磁場的通路的磁軛。
本發(fā)明的另一方面還提供一種光學拾波器致動器，包括兩個固定框架；設置在固定框架之間并具有聚焦鏡頭的鏡頭架；通過將固定框架與鏡頭架相連接以支持鏡頭架的彈簧；以及包括線圈和永磁體的驅動力生成裝置，當控制電流加到線圈時產生用于移動鏡頭架的驅動力。
本發(fā)明的另一方面還提供一種光學拾波器致動器，包括一個固定框架；具有聚焦鏡頭的鏡頭架；將固定框架與鏡頭架相連接以支持鏡頭架的彈簧；以及包括線圈和永磁體的驅動力生成裝置，當控制電流加到線圈時產生用于移動鏡頭架的驅動力。
可以理解，前述對本發(fā)明的一般說明和下面的詳細描述是示范性的和解釋性的，并對權利要求所確定的本發(fā)明提供進一步的說明。


附圖用來提供本發(fā)明的進一步理解，其被結合在本說明書中并構成本申請的一部分，其示出了本發(fā)明的實施例并與文字描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1為現有技術的光讀/寫裝置的平面圖；圖2所示為現有技術的光學拾波器的致動器示意圖；圖3和圖4所示為現有技術的光學拾波器的致動器的聚焦操作示意圖；
圖5所示為旋轉方向示意圖；圖6所示為洛倫茲力示意圖；圖7和圖8為根據本發(fā)明的實施例的光學拾波器致動器示意圖；圖9所示為根據本發(fā)明的實施例當鏡頭架在聚焦方向驅動時彈簧的變化狀態(tài)的示意圖；圖10所示為根據本發(fā)明的實施例當鏡頭架在循跡方向驅動時彈簧的變化狀態(tài)的示意圖；圖11所示為根據本發(fā)明的改進實施例的致動器的彈簧組件的示意圖；圖12至14所示為根據圖11中的本發(fā)明的改進實施例的各種彈簧的示意圖；圖15所示為根據本發(fā)明的改進實施例的致動器的彈簧的示意圖；圖16所示為根據本發(fā)明的實施例當鏡頭架在聚集方向驅動時圖15中所示的彈簧的變化狀態(tài)的示意圖；以及圖17至19所示為根據本發(fā)明減震材料被熔敷的實施例。
具體實施例方式
現在，將詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其實例在附圖中被說明。盡可能相同的附圖標記將被用于整個附圖對相同或類似部分的引用。
圖5和6表示光學拾波器的致動器的工作原理。圖5表示轉動方向，圖6表示洛倫茲力。
圍繞X、Y和Z軸的轉動分別稱為俯仰、滾動和平搖。
如圖6所示，施加到致動器的力通過由永磁體形成的磁場和沿線圈流動的電流的結合產生。
圖7和8表示根據本發(fā)明的一個實施例的光學拾波器的致動器。
如圖所示，本發(fā)明的光學拾波器致動器100包括一個配置有聚焦鏡頭121以沿聚焦和循跡方向170和160移動的可移動部件120，以及一個支持可移動部件120并產生磁場的固定部件110。
固定部件110包括一對彼此相對的固定框架111、一對產生磁場的永磁體113、一對由拾波器基座114固定以形成磁場通路的磁軛112。片彈簧130支持可移動部件120，各具有分別固定在固定框架111和鏡頭架122的彈簧固定部分142上的第一和第二端部。
特別地，各彈簧130被設計成單級的以通過使鏡頭架122的厚度(沿Z軸方向)最小化來克服空間限制。
鏡頭架122被設計為以其四個點被支撐以防止發(fā)生意外的旋轉并在聚焦和循跡方向170和160上執(zhí)行有效運動。
如圖9和10所示，通過在彈簧130上形成多個彎曲部分131、132、133、134、135和136，鏡頭架122的運動范圍可以通過在彈簧130的彎曲部分131、132、133、134、135和136處的扭轉和彎曲變化而被擴大而不依靠彈簧130的張力變形。另外，由于彈簧130相對于在將彈簧130固定到鏡頭架122和固定框架111上的過程中可能產生的彈簧130的扭曲或彎曲導致的彈性系數的變化較不敏感，所以致動器的驅動性能可以得到改善。
彈簧130可用于形成有單一的固定框架的結構，和形成有兩個固定框架的結構一樣。
優(yōu)選地，彈簧130被安裝在相同的水平面上以有效控制鏡頭架122的運動并減小鏡頭架122的厚度。
簡言之，彈簧130的第一端部連接到鏡頭架122上的彈簧固定部分142優(yōu)選形成在相同的水平面上。
另外，固定彈簧130的第二端部的部分優(yōu)選地形成在形成有彈簧固定部分142的相同的水平面上。
可移動部件120包括聚焦鏡頭121，用于將激光束聚焦到光盤的記錄層上；鏡頭架122，用于支持聚焦鏡頭121，鏡頭架122被控制沿聚焦和循跡方向170和160驅動；循跡線圈125，安裝在鏡頭架122的前和后表面以沿循跡方向160驅動鏡頭架122；聚焦線圈，纏繞在鏡頭架122周圍以沿聚焦方向驅動鏡頭架122；以及彈簧固定部分142，形成在鏡頭架122的兩端以連接彈簧130到鏡頭架122。
單級彈簧130支持鏡頭架122的兩端部以防止鏡頭架122在可移動部件120被驅動時發(fā)生意外的傾斜。
另外，由于在各方向上對抗鏡頭架122的驅動力的剛性被減小，所以在控制鏡頭架中需要的電動力被減小。特別是，由于俯仰方向的剛性被大大降低，所以致動器可以用作多重驅動軸。
即，通過將電流適當地施加到聚焦和循跡線圈126和125上，根據洛倫茲力，傾斜角控制變得可能。
在上述的致動器中，通過永磁體113，磁場形成在鏡頭架122周圍。當電流施加到布置在磁場中的聚焦線圈126時，電動力就產生在聚焦線圈126上以沿聚焦方向(沿垂直方向)驅動鏡頭架122。同樣，當電流被施加到位于磁場中的循跡線圈125上時，電動力就產生在循跡線圈125上以沿循跡方向(沿向左和右方向)驅動鏡頭架122。
簡言之，致動器驅動鏡頭架122通過保持形成在聚焦鏡頭121上的聚焦點在預定大小來讀取記錄在光盤的記錄層上的數據。
具有形成在鏡頭架上的聚焦和循跡線圈，從而使聚焦和循跡線圈與鏡頭架一起移動的致動器，被稱為移動線圈型致動器(a moving coiltype actuator)。具有形成在鏡頭架122上的永磁體，從而使永磁體與鏡頭架122一起移動的致動器，被稱為移動磁體型致動器(a movingmagnet type actuator)。圖7和8表示這種移動線圈型致動器。
然而，應該說明，通過互換永磁體和線圈的位置，本發(fā)明可以用于移動磁體型致動器。
還應該說明，根據設計選擇，聚焦和循跡線圈126和125的位置可以相互交換。
圖9表示根據本發(fā)明的實施例，在鏡頭架122被沿聚焦方向驅動時彈簧130的變化狀態(tài)，而圖10表示根據本發(fā)明的實施例，在鏡頭架122被沿循跡方向驅動時彈簧130的變化狀態(tài)。
各彈簧130都具有彎曲131、132、133、134、135和136，從而使鏡頭架122可以通過彎曲131、132、133、134、135和136的扭轉和彎曲而被有效驅動。
圖11表示根據本發(fā)明的另一實施例的光學拾波器致動器的彈簧230。
彈簧230具有一個有較寬寬度的減震區(qū)域234。減震材料熔敷在減震區(qū)域234上。
彈簧230可以具有多種彎曲。圖12和14表示具有根據彎曲形成的不同減震區(qū)域的彈簧的各種變型。
減震材料，比如凝膠型材料，被熔敷在減震區(qū)域234上，并通過紫外線硬化，因此使彈簧具有減震性能。相應地，致動器的驅動性能可以被進一步改善。
圖15表示彈簧的變型。
參見圖15，這種實例的彈簧具有一個鏡頭架連接部分332，該鏡頭架連接部分332具有比鏡頭架連接部分332與第一彎曲336之間的部分寬的寬度。
這是為了減小彈簧330的固定偏差(fixed variation)。即，通過使鏡頭架連接部分332的寬度與鏡頭架連接部分332和第一彎曲336之間的部分不同，其間的剛性變得互不相同。
由此，彈簧330的有效區(qū)域被限定在鏡頭架連接部分332的前端。
彈簧系數K一般以彈簧的較小寬度部分確定。然而，在本例中，由于具有較寬寬度的鏡頭架連接部分332被固定在鏡頭架上，所以彈簧系數K增大，從而減小固定偏差。
另外，與以前的致動器相比，本發(fā)明的致動器具有較小的尺寸和重量。另外，彈簧的質量約為致動器的20-30％。因此，由彈簧產生的震動并不顯著地影響致動器的驅動性能。
為了在致動器驅動期間有效地對彈簧330的震動做出反應，固定部分331被形成在彈簧330被連接到固定框架的部分上。
這里，固定部分332連接到固定框架，并具有寬于其它部分的寬度。固定部分332不受鏡頭架運動的影響，不執(zhí)行彈簧330的功能。即，如圖16所示，當鏡頭架移動時，彈簧330可以被扭轉或拉緊。然而，因固定在固定框架上，固定部分332不受鏡頭架運動的影響。
結合圖11，具有熔敷減震材料的減震區(qū)域234的減震器可以進一步形成以更有效地對震動做出反應。
圖17到19表示減震器被布置在彈簧的減震區(qū)域上的例子。
減震器333、334和335形成在包括固定部分331的減震區(qū)域234和彈簧330的減震區(qū)域234的至少兩個區(qū)域上。
在如圖17和18所示的例子中，減震器333和334被形成在固定部分331的減震區(qū)域234和彈簧330的減震區(qū)域234上。在圖19中，減震器335被形成在固定部分311的減震區(qū)域234和彈簧330的兩個減震區(qū)域234上。
通過在固定部分131的減震區(qū)域234上形成減震器，彈簧330的不必要的震動被最小化。
根據本發(fā)明，由于彈簧被布置在相同的水平面上，所以致動器的厚度可以被減小。
另外，多個彎曲被形成在彈簧上，由彈簧的扭轉或彎曲造成的裝配誤差甚至在具有小質量的可移動部件被控制時也可以被最小化。
而且，循跡和聚焦操作基于彈簧的彎曲而被實現，致動器可以被有效驅動。
鏡頭架連接部分和固定部分使致動器以較小震動被更精確地驅動。
本領域技術人員將明白，在本發(fā)明中可做出各種修改和變化。因此，如果它們落入所附的權利要求及其等同的范圍內，本發(fā)明將覆蓋本發(fā)明的這些修改和變化。
權利要求
1.一種光學拾波器的致動器包括兩個固定框架；一個布置在固定框架之間并配備有聚焦鏡頭和線圈的鏡頭架；支撐鏡頭架的彈簧，彈簧連接每一個固定框架的兩個點到鏡頭架，每一個彈簧具有一個或多個彎曲；一個面向線圈布置的永磁體以生成磁場；和一個形成由永磁體生成的磁場的通路的磁軛。
2.按照權利要求1的致動器，其中，鏡頭架有固定彈簧的彈簧固定部分，并且，彈簧固定部分被形成在同一水平面上。
3.按照權利要求2的致動器，其中，彈簧固定部分被形成在與彈簧被固定的固定框架部分的同一水平面上。
4.按照權利要求1的致動器，其中，線圈包括沿循跡和聚焦方向移動鏡頭架的聚焦和循跡線圈，循跡線圈面向鏡頭架的固定框架設置，而聚焦線圈纏繞在鏡頭架周圍。
5.按照權利要求1的致動器，其中，彈簧有一個與鏡頭架連接的鏡頭架連接部分，該鏡頭架連接部分的寬度大于鏡頭架連接部分和彎曲之間的部分。
6.按照權利要求1的致動器，其中，彈簧有與固定框架連接的固定部分。
7.按照權利要求1的致動器，其中，彈簧有一個與彎曲鄰接的減震區(qū)域，減震區(qū)域用減震材料熔敷。
8.按照權利要求1的致動器，其中，彈簧有一個與彎曲鄰接的減震區(qū)域和一個固定部分，減震區(qū)域和固定部分用減震材料熔敷。
9.一種光學拾波器的致動器，包括兩個固定框架；布置在固定框架之間且配備有聚焦鏡頭的鏡頭架；通過連接固定框架到鏡頭架而支撐鏡頭架的彈簧；和一個驅動力生成裝置，包括一個線圈和一個永磁體，當控制電流被施加到線圈時，生成用于移動鏡頭架的驅動力。
10.按照權利要求9的致動器，其中，線圈被設置在鏡頭架上，并且，面向線圈布置永磁體。
11.按照權利要求9的致動器，其中，永磁體被設置在鏡頭架上，并且，面向永磁體布置線圈。
12.按照權利要求9的致動器，其中，彈簧被固定在鏡頭架上形成的四個彈簧固定部分上，彈簧固定部分被布置在同一水平面上。
13.按照權利要求9的致動器，其中，彈簧有一個或多個彎曲。
14.按照權利要求9的致動器，其中，彈簧有一個與鏡頭架連接的鏡頭架連接部分，該鏡頭架連接部分的寬度大于在鏡頭架連接部分和彎曲之間的部分的寬度。
15.按照權利要求9的致動器，其中，彈簧至少具有二個與彎曲鄰接的減震區(qū)域，減震區(qū)域用減震材料熔敷。
16.按照權利要求1的致動器，其中，彈簧有一個與彎曲鄰接的減震區(qū)域和一個固定部分，減震區(qū)域和固定部分用減震材料熔敷。
17.一種光學拾波器的致動器，包括一個固定框架；一個具有聚焦鏡頭的鏡頭架；連接固定框架到鏡頭架以支撐鏡頭架的彈簧；和一個驅動力生成裝置，包括一個線圈和一個永磁體，當控制電流被施加到線圈時，生成用于移動鏡頭架的驅動力。
18.按照權利要求17的致動器，其中，彈簧有一個與鏡頭架連接的鏡頭架連接部分，鏡頭架連接部分的寬度大于在鏡頭架連接部分和彎曲之間的部分的寬度。
19.按照權利要求17的致動器，其中，彈簧至少具有二個與彎曲鄰接的減震區(qū)域，減震區(qū)域用減震材料熔敷。
20.按照權利要求17的致動器，其中，彈簧有一個與彎曲鄰接的減震區(qū)域和一個固定部分，減震區(qū)域和固定部分用減震材料熔敷。
全文摘要
一種光學拾波器的致動器包括兩個固定框架，一個布置在固定框架之間并配備有聚焦鏡頭和線圈的鏡頭架，支撐鏡頭架的彈簧，彈簧連接每一個固定框架的兩個點到鏡頭架，每一個彈簧具有一個或多個彎曲，一個面向線圈布置的永磁體以生成磁場，和一個形成永磁體生成的磁場的通路的磁軛。
文檔編號G11B7/00GK1606078SQ20041008086
公開日2005年4月13日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權日2003年10月9日
發(fā)明者崔仁好, 李庚擇, 烘三悅 申請人:Lg電子有限公司