专利名称：光学拾取单元和光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在光学记录媒体(例如公知的高密度盘比如CD和DVD)上记录数据和/或播放记录在光学记录媒体上的数据的光学拾取单元和光盘装置。具体地说，本发明涉及一种具有能够移动物镜以进行聚焦调节和跟踪调节以及补偿光学记录媒体的偏斜的三轴光学拾取单元的光盘装置。
背景技术：
用于在光学记录媒体(比如CD和DVD)上记录数据和/或播放记录在光学记录媒体上的数据的典型三轴光学拾取单元一般包括将光束聚焦到光学记录媒体的数据记录表面上的物镜；支撑物镜的透镜支架；和固定的悬架。透镜支架通过连接到固定的悬架的四个悬丝支撑。具体地说，透镜支架通过悬丝以悬臂的方式支撑。
透镜支架具有一个聚焦线圈和一对安装在其上的跟踪线圈。为进行聚焦调节，包括磁扼和磁体的磁路产生电磁效应，因此允许聚焦线圈在聚焦方向上移动物镜，即物镜朝向和背离光学记录媒体的数据记录表面移动的方向。此外，为进行跟踪调节，磁路的电磁效应允许跟踪线圈在跟踪方向(即在光学记录媒体的径向方向)移动物镜。因此，光学拾取单元通过物镜朝光学记录媒体的数据记录表面发射光束并由此将光束聚焦在数据记录表面上以将数据记录在光学记录媒体上或播放记录在该光学记录媒体上的数据。
此外，常规的光学拾取单元具有两组倾斜的磁体和倾斜线圈以调节物镜来补偿光学记录媒体的倾斜。两组磁体中的一组磁体安装在透镜支架的后端附近，另一组安装在对着透镜支架的后端的悬架的部分。补偿在物镜的光轴和光学记录媒体的数据记录表面之间形成的倾斜角度的电流施加给倾斜线圈。这在倾斜线圈中产生了磁场由此在倾斜线圈和倾斜磁体之间造成了电磁效应，使透镜支架在四个悬丝缠绕的方向上旋转。因此，这使物镜的光轴倾斜以相对地减小在光学记录媒体的数据记录表面和物镜之间的倾斜角度。日本未审查专利申请出版物No.2001-110076公开了常规的光学拾取单元的实例。
在这种常规的光学拾取单元中，在倾斜的线圈和倾斜的磁体之间产生的电磁效应使四个悬丝同时彼此缠绕在一起以旋转透镜支架，由此使物镜的光轴相对于光学记录媒体的数据记录表面倾斜以补偿倾斜角度。存在的问题是在这种倾斜角度补偿的过程中倾斜操作不利地影响了聚焦调节和跟踪调节。具体地说，在倾斜角度补偿过程中的倾斜操作可能使直流偏移信号加入到物镜的跟踪误差信号中并由此可能劣化物镜的跟踪调节的精度。此外，这也可能造成的问题是光学拾取单元在执行高精度盘比如DVD的记录操作或播放操作中可能造成困难。
在这种常规的光学拾取单元中，在倾斜操作以补偿倾斜角度时，以悬臂的方式支撑透镜支架的四个悬丝在倾斜方向上缠绕。因为在倾斜线圈和倾斜磁体之间产生的电磁效应使悬丝在某一方向上缠绕，例如如果在悬丝中存在不同的扭转，则透镜支架的中心倾斜轴线可能偏离在该轴线和物镜的光轴之间的垂直交叉点。此外，这可能造成交叉点太远离在物镜的光轴上的基本点，这个基本点是在倾斜角度补偿的过程中不影响物镜的光学特性的理想点。结果，这在倾斜角度补偿过程中可能劣化物镜的性能并由此在高密度盘比如DVD上记录数据和/或播放该数据时造成问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具有光学拾取单元的光盘装置，在该光学拾取单元中在物镜被倾斜以补偿光学记录媒体的倾斜角度时物镜的聚焦调节和跟踪调节更小地受到影响。
根据本发明的第一方面，提供一种光学拾取单元。该光学拾取单元包括对着光学记录媒体的数据记录表面的物镜；支撑物镜的可移动的透镜支架；设置在远离透镜支架的可倾斜的悬架；在透镜支架和悬架之间延伸并支撑这个透镜支架以使透镜支架能够在聚焦方向和跟踪方向移动的支撑元件。聚焦方向与物镜的光轴对齐并垂直于光盘的数据记录表面，跟踪方向与光学记录媒体的径向方向相同。光学拾取单元进一步包括在聚焦方向上驱动透镜支架的聚焦驱动元件；在跟踪方向上驱动透镜支架的跟踪驱动元件；在其上设置透镜支架和悬架的底座；支撑着悬架以使悬架在倾斜方向上在底座上可以倾斜的刃形支承机构，该悬架相对垂直于聚焦方向和跟踪方向的两个方向的轴线可倾斜；和相对于轴线在倾斜方向驱动透镜支架和悬架的倾斜驱动元件。本发明的光学拾取单元通过物镜朝光学记录媒体的数据记录表面发射光束以将数据记录在数据记录表面上或基于从数据记录表面反射的光束播放数据。
此外，根据本发明第二方面，提供一种光盘装置。该光盘装置包括通过进给单元在光学记录媒体的径向方向上可移动的光学拾取单元；基于记录操作和/或播放操作控制光学记录媒体的旋转和光学拾取单元的运动的控制元件；和处理光学拾取单元的信号以将数据记录在光学记录媒体上和/或播放在其上记录的数据的信号处理元件。在光盘装置中的光学拾取单元包括对着光学记录媒体的数据记录表面的物镜；支撑物镜的可移动的透镜支架；设置在远离透镜支架的可倾斜的悬架；在透镜支架和悬架之间延伸并支撑这个透镜支架以使透镜支架能够在聚焦方向和跟踪方向移动的支撑元件。聚焦方向与物镜的光轴对齐并垂直于光盘的数据记录表面，跟踪方向与光学记录媒体的径向方向相同。光学拾取单元进一步包括在聚焦方向上驱动透镜支架的聚焦驱动元件；在跟踪方向上驱动透镜支架的跟踪驱动元件；在其上设置透镜支架和悬架的底座；支撑着悬架以使悬架在倾斜方向上在底座上可以倾斜的刃形支承机构，该悬架相对于垂直于聚焦方向和跟踪方向的两个方向的轴线可倾斜；和相对于轴线在倾斜方向驱动透镜支架和悬架的倾斜驱动元件。
根据分别为本发明的第一方面和第二方面的光学拾取单元和具有这种光学拾取单元的光盘装置，刃形支承机构允许悬架在底座上被可倾斜地支撑着以使悬架相对垂直于聚焦方向和跟踪方向两个方向的轴线在倾斜方向上可倾斜。
因此，在物镜被倾斜以补偿光学记录媒体的倾斜角度时物镜的聚焦调节和跟踪调节更小地受到影响。此外，相对于光学记录媒体的倾斜角度的补偿，可以实现物镜的倾斜操作的高精度控制。
此外，根据本发明的这种结构，可以稳定地维持在物镜的光轴和悬架在倾斜方向上倾斜的轴线之间的垂直关系。此外，在轴线和光轴之间的交叉点非常接近于在物镜的光轴上的基本点。该基本点是在光盘的倾斜角度的补偿过程中不影响物镜的光学特性的理想点。因此，这阻止了在补偿的过程中物镜的性能的劣化，并可以实现记录或播放高密度盘比如DVD的平滑操作。
附图1所示为根据本发明具有光学拾取单元的倾斜传感器的光盘装置的方块图；附图2所示为根据本发明的实施例光学拾取单元的透视图；附图3所示为沿在附图2中的III-III线的光学拾取单元的正面视图；附图4所示为沿在附图2中的IV-IV线的光学拾取单元的截面视图；和附图5所示为说明根据本发明的实施例在刃形部件和物镜之间的位置关系的示意图。
具体实施例方式
现在参考附图描述根据本发明的光学拾取单元104和具有这种光学拾取单元104的光盘装置101的实施例。
附图1所示为根据本发明具有光学拾取单元104和倾斜传感器115的光盘装置101的方块图。附图2所示为根据本发明的实施例光学拾取单元104的透视图。附图3所示为沿在附图2中的III-III线的光学拾取单元104的正面视图。附图4所示为沿在附图2中的IV-IV线的光学拾取单元104的截面视图。附图5所示为说明根据本发明的实施例在刃形部件221和物镜12之间的位置关系的示意图。
下面首先描述在附图1中的光盘装置101的结构。
光盘装置101具有起旋转光盘102(即光学记录媒体，比如CD、DVD、MD、CD-R、CD-RW)的驱动单元作用的主轴马达103；光学拾取单元104和起在光盘102的径向方向上驱动光学拾取单元104的驱动单元作用的进给马达105。
光盘装置101进一步具有系统控制器107和伺服控制器109。通过伺服控制器109响应来自系统控制器107的指令信号以预定的转速驱动主轴马达103和进给马达105。
光盘装置101进一步具有调制和解调信号并也将误差校正代码加入到该信号的调制器-解调器/ECC 108。
响应来自调制器-解调器/ECC 108的指令信号，光学拾取单元104通过光源LD(例如可以是激光发射源)朝正在旋转的光盘102的数据记录表面上的读/写点发射光束。此外，光学拾取单元104通过在光学拾取单元104中提供的光电检测器PD检测从旋转光盘102的数据记录表面反射的光束。光学拾取单元104将来自光电检测器PD的各种类型的输出信号发送给前置放大器120。
基于从光电检测器PD接收的输出信号的类型，前置放大器120相应地产生例如聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号。此外，根据要播放的光学记录媒体的类型，伺服控制器109和调制器-解调器/ECC 108基于从前置放大器120接收的相应的信号执行预定的操作，比如解调和误差校正。
如果通过调制器-解调器/ECC 108解调的记录信号例如是希望在计算机中的数据存储，则将该信号通过接口111发送到例如外部计算机130。因此，外部计算机130可以接收记录在光盘102上的信号作为播放信号。
在另一方面，如果通过调制器-解调器/ECC 108解调的记录信号是希望声频-视频目的，则通过D/A-A/D转换器112的D/A部件将该信号从数字转换为模拟并发送给声频-视频处理器113。然后通过声频-视频处理器113处理该信号以形成声频-视频信号并通过声频-视频信号输入/输出单元114发送给外部图像投影仪。
进给马达105连接到光学拾取单元104以将光学拾取单元104移动到在光盘102上的特定的记录轨道。进给马达105和主轴马达103由伺服控制器109进行控制。此外，伺服控制器109也控制聚焦/跟踪驱动器119，该聚焦/跟踪驱动器119用于相对于两个轴线驱动光学拾取单元104以在聚焦方向和跟踪方向上移动物镜12。
此外，提供激光控制器121用于控制光学拾取单元104中的光源LD。详细地说，激光控制器121基于正在实施记录模式还是播放模式调节光源LD的输出强度。
光学拾取单元104进一步具有检测光盘102相对于物镜12的光轴的倾斜的倾斜传感器115。倾斜传感器115的检测信号发送给倾斜误差信号处理器116，在倾斜误差信号处理器116中将信号转换为对应于光盘102的倾斜角度的倾斜误差信号。该倾斜误差信号然后被输入到倾斜伺服控制器118。
响应该倾斜误差信号，倾斜伺服控制器118启动倾斜驱动元件117以倾斜物镜12到适当位置以使物镜12的光轴被设置成垂直于光盘102的数据记录表面。
此外，也可以基于来自系统控制器107的指令信号控制倾斜伺服控制器118。
现在参考附图2至4描述根据本发明的光学拾取单元104的结构。
在附图2中所示的光学拾取单元104是能够在三个方向(即聚焦方向、跟踪方向和倾斜方向)上移动物镜12的三轴光学拾取单元。具体地说，聚焦方向与垂直于在附图1中所示的光盘102的数据记录表面的z-轴对齐。跟踪方向与和光盘102的径向方向相同的x-轴对齐。倾斜方向是指光学拾取单元104相对在附图4和5中所示的轴线23倾斜的方向。y-轴与轴线23对齐并垂直于x-轴和z-轴。通过在三个方向上移动物镜12，光学拾取单元104能够补偿光盘102的振动、离心和倾斜。
参考附图2，光学拾取单元104具有被设置成使物镜12对着物镜12的数据记录表面的物镜12；支撑物镜12以使物镜12的光轴与z-轴对齐的透镜支架13；悬架14，该悬架14垂直于物镜12的厚度方向设置并远离与物镜12的相邻的一侧相反的透镜支架13的一侧以使在悬架14和透镜支架13之间形成空间；和覆盖悬架14的背面(即远离物镜12的表面)和透镜支架13的底面的底座15。底座15支撑着光学拾取单元104并也在光盘102的径向方向上可移动。
透镜支架13具有安装在其上以在z-轴方向(即聚焦方向)上驱动透镜支架13的聚焦线圈16。底座15具有在其上安装的磁体17，磁体17的表面对着聚焦线圈16。聚焦线圈16和磁体17形成了聚焦驱动元件。
此外，透镜支架13具有安装在其上以在x-轴方向(即跟踪方向)上驱动透镜支架13的一对跟踪线圈18。底座15具有在其上安装的磁体19，磁体19的一个表面对着跟踪线圈18。跟踪线圈18和磁体19形成了跟踪驱动元件。
光学拾取单元104进一步具有一对悬丝20和一对悬丝21。悬丝20彼此平行，类似地，悬丝21也彼此平行。相对于透镜支架13的x-轴方向，透镜支架13的两个侧面具有分别与其连接的悬丝20的第一端和悬丝21的第一端。在另一方面，悬丝20的第二端和悬丝21的第二端分别连接到悬架14的两个端部部分。两对悬丝20和21以可移动的方式支撑着透镜支架13以使透镜支架13在聚焦方向(即z-轴方向)和跟踪方向(即x-轴方向)上可移动，该聚焦方向与物镜12的光轴对齐并垂直于光盘102的数据记录表面，该跟踪方向与光盘102的径向方向相同。两对悬丝20和21形成了支撑元件。此外，悬丝20和21也起将信号传递给聚焦线圈16和跟踪线圈18的信号线的作用。
底座15具有从底座15垂直地延伸的垂直支撑部分151。垂直支撑部分151对着悬架14的背面并由此与背面平行。垂直支撑部分151通过刃形支承机构22以倾斜的方式支撑着悬架14。详细地说，刃形支承机构22起在垂直支撑部分151和悬架14之间的支撑的作用以使悬架14能够绕垂直于聚焦方向(即z-轴)和跟踪方向(即x-轴)的轴线23倾斜(参见附图4)。
参考附图2至4，刃形支承机构22包括在垂直支撑部分151的顶部中心区中提供的刃形部件221、提供在悬架14的顶部表面上并对应于刃形部件221的V-形接合槽222和弹簧223。具体地说，刃形部件221具有边缘部分221a，该边缘部分221a具有朝下延伸以与悬架14的接合槽222接合的倒三角形。弹簧223从朝上和朝下的方向推动刃形部件221和悬架14以在边缘部分221a和接合槽222之间维持接合状态。
弹簧223通过片簧制成以形成基本“U”形。参考附图4，通过将顶部部分223a朝悬架14压配合到垂直支撑部分151的背面而将“U”形弹簧223的顶部部分223a固定到垂直支撑部分151和悬架14。在另一方面，通过将底部部分223b经在垂直支撑部分151中形成的孔151b插入并将底部部分223b压配合到悬架14中而将弹簧223的底部部分223b固定到悬架14。
参考附图2和3，在边缘部分221a和接合槽222之间的接合部分具有减震目的的硅胶24。
参考附图3至5，倾斜驱动元件117在相对于轴线23的倾斜方向上驱动悬架14和通过悬丝20和21由悬架14支撑的透镜支架13。倾斜驱动元件117包括在悬架14的底部表面的中心上提供的磁体117a和设置在底座15上并对着磁体1117a的一对倾斜线圈117b。
根据光学拾取单元104，如果在转盘上的光盘102(比如CD或DVD)的卡住或光盘102的弯曲造成光盘102倾斜，则倾斜传感器115检测光盘102的这种倾斜。所检测的倾斜传感器115的信号发送给倾斜误差信号处理器116，在倾斜误差信号处理器116中将该信号转换为对应于光盘102的倾斜角度的倾斜误差信号。补偿该倾斜误差信号的电流然后通过倾斜伺服控制器118施加到倾斜驱动元件117的倾斜线圈117b。参考附图4，这就在倾斜线圈117b中产生了磁场并由此在倾斜线圈117b和磁体117a之间造成了电磁效应，使得悬架14在由箭头25所指示的倾斜方向上绕轴线23倾斜。因此，透镜支架13和悬架14被倾斜以使物镜12的光轴设定成垂直于光盘102的数据记录表面。这补偿了光盘102的倾斜角度。
在根据本实施例的光学拾取单元104和具有光学拾取单元104的光盘装置101中，悬架14通过刃形支承机构22由底座15支撑，意味着刃形部件221起在悬架14和垂直支撑部分151之间的支撑的作用。因此，在这个支撑区中的摩擦阻力基本为零。因此，相对于光盘102的倾斜角度的补偿，这实现了对物镜12的倾斜操作的高精度控制。此外，在物镜12被倾斜以补偿光盘102的倾斜角度时物镜12的聚焦调节和跟踪调节更小地受到影响。
此外，根据本实施例，参考附图5，可以稳定地保持在物镜12的光轴12a和轴线23之间的垂直关系，悬架14相对该轴线23在倾斜方向上倾斜。这是由于本实施例的结构的缘故，在本实施例中悬架14通过底座15的垂直支撑部分151以可倾斜的方式通过刃形支承机构22支撑。此外，在轴线23和光轴12a之间的交叉点非常接近在物镜12的光轴12a上的基本点27。基本点27是在光盘102的倾斜角度的补偿过程中不影响物镜12的光学特性的理想点。因此，这就阻止了物镜12的性能在补偿的过程中变劣并可以实现记录或播放高密度盘比如DVD的平滑操作。
此外，由于硅胶24提供在刃形部件221的边缘部分221a和接合槽222之间的接合部分中，因此悬架14的被支撑区可以保持阻尼状态。
在上述实施例中，虽然刃形支承机构22的刃形部件221提供在底座15的垂直支撑部分151中，并且接合槽222提供在悬架14中，但是本发明并不限于这些结构。例如，这些结构可以以其它的方式可替换地设置即刃形部件221可以提供在悬架14中以及接合槽222可以提供在底座15的垂直支撑部分151中。此外，刃形支承机构22的位置不限于在上述的实施例中所描述的位置。
此外，在上述的实施例中，虽然倾斜驱动元件117的磁体117a和倾斜线圈117b分别设置在悬架14的底部表面上和对着磁体117a的底座15的部分上，但是本发明并不限于这种结构。例如，可替换地，可以提供两组磁体117a和倾斜线圈117b以使第一组设置在悬架14的一个纵向端而第二组设置在悬架14的另一端，每组磁体117a和倾斜线圈117b彼此相对着。
此外，在上文的实施例的刃形支承机构22中，虽然弹簧223用于维持在刃形部件221的边缘部分221a和接合槽222之间的接合状态，但是本发明并不限于这种结构。例如，通过在悬架14的底部表面和对着该底部表面的底座15的部分之间设置线圈弹簧也可以实现类似的效果。
权利要求
1.一种光学拾取单元，包括对着光学记录媒体的数据记录表面的物镜；支撑物镜的可移动的透镜支架；远离透镜支架设置的可倾斜的悬架；在透镜支架和悬架之间延伸并支撑这个透镜支架以使透镜支架能够在聚焦方向和跟踪方向移动的支撑元件，该聚焦方向与物镜的光轴对齐并垂直于光盘的数据记录表面，该跟踪方向是光学记录媒体的径向方向；在聚焦方向上驱动透镜支架的聚焦驱动元件；在跟踪方向上驱动透镜支架的跟踪驱动元件；在其上设置透镜支架和悬架的底座；支撑着悬架以使悬架在倾斜方向上在底座上可以倾斜的刃形支承机构，该悬架绕相对垂直于聚焦方向和跟踪方向的两个方向的轴线可倾斜；和相对于该轴线在倾斜方向驱动透镜支架和悬架的倾斜驱动元件，其中光学拾取单元通过物镜朝光学记录媒体的数据记录表面发射光束以将数据记录在数据记录表面上或基于从数据记录表面反射的光束播放数据。
2.根据权利要求1所述的光学拾取单元，其中刃形支承机构包括从悬架和底座中的第一个延伸以使所说的第一个与悬架和底座中的剩下的第二个接合的刃形部件，该刃形部件具有边缘部分；提供在悬架和底座中所说的第二个中并与刃形部件的边缘部分接合的接合槽；和推压悬架和底座以维持在边缘部分和接合槽之间的接合状态的弹簧。
3.根据权利要求2所述的光学拾取单元，其中在刃形部件的边缘部分和接合槽之间的接合部分包含用于减震目的的凝胶。
4.根据权利要求1所述的光学拾取单元，其中倾斜驱动元件包括一对设置在悬架和底座中的一个上的倾斜线圈；和设置在悬架和底座的其余的一个上以使磁体面对着该对倾斜线圈的磁体。
5.根据权利要求1所述的光学拾取单元，其中支撑元件包括多个柔性悬丝。
6.根据权利要求5所述的光学拾取单元，其中悬丝起支撑部件的作用和将信号传递给聚焦驱动元件和跟踪驱动元件的信号线的作用。
7.一种光盘装置，包括通过进给单元在光学记录媒体的径向方向上可移动的光学拾取单元；基于记录操作和/或播放操作控制光学记录媒体的旋转和光学拾取单元的运动的控制元件；和处理光学拾取单元的信号以将数据记录在光学记录媒体上和/或播放在其上记录的数据的信号处理元件；其中光学拾取单元包括对着光学记录媒体的数据记录表面的物镜；支撑物镜的可移动的透镜支架；远离透镜支架设置的可倾斜的悬架；在透镜支架和悬架之间延伸并支撑这个透镜支架以使透镜支架能够在聚焦方向和跟踪方向移动的支撑元件，该聚焦方向与物镜的光轴对齐并垂直于光盘的数据记录表面，该跟踪方向是光学记录媒体的径向方向；在聚焦方向上驱动透镜支架的聚焦驱动元件；在跟踪方向上驱动透镜支架的跟踪驱动元件；在其上设置透镜支架和悬架的底座；支撑着悬架以使悬架在倾斜方向上在底座上可以倾斜的刃形支承机构，该悬架相对垂直于聚焦方向和跟踪方向的两个方向的轴线可倾斜；和相对于该轴线在倾斜方向驱动透镜支架和悬架的倾斜驱动元件。
8.根据权利要求7所述的光盘装置，其中刃形支承机构包括从悬架和底座中的第一个延伸以使所说的第一个与悬架和底座中的剩下的第二个接合的刃形部件，该刃形部件具有边缘部分；提供在悬架和底座中所说的第二个中并与刃形部件的边缘部分接合的接合槽；和推压悬架和底座以维持在边缘部分和接合槽之间的接合状态的弹簧。
9.根据权利要求8所述的光盘装置，其中在刃形部件的边缘部分和接合槽之间的接合部分包含用于减震目的的凝胶。
10.根据权利要求7所述的光盘装置，其中倾斜驱动元件包括一对设置在悬架和底座中的一个上的倾斜线圈；和设置在悬架和底座的其余的一个上以使磁体面对着该对倾斜线圈的磁体。
11.根据权利要求7所述的光盘装置，其中支撑元件包括多个柔性悬丝。
12.根据权利要求11所述的光盘装置，其中悬丝起支撑部件的作用和将信号传递给聚焦驱动元件和跟踪驱动元件的信号线的作用。
13.根据权利要求7所述的光盘装置，进一步包括检测光学记录媒体相对于物镜的光轴的倾斜的倾斜传感器和倾斜伺服控制元件，该倾斜伺服控制元件基于倾斜传感器的检测信号产生对应于光学记录媒体的倾斜角度的倾斜误差信号并基于该倾斜误差信号控制倾斜驱动元件以使物镜的光轴被设置成垂直于光学记录媒体的数据记录表面。
全文摘要
本发明涉及光学拾取单元和光盘装置，其中公开了一种光学拾取单元具有刃形支承机构，该刃形支承机构将悬架可倾斜地支撑在底座的垂直支撑部分上以使悬架相对于垂直于聚焦方向(即z－轴方向)和跟踪方向(即x－轴方向)的两个方向延伸的轴线在倾斜方向上可以倾斜。
文档编号G11B7/095GK1577527SQ200410061770
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者鸟饲刚 申请人:索尼株式会社