专利名称：光读写设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到用于在光盘上写入或从光盘读取数据的光读写设备。
背景技术：
通常，光读写设备被用于计算机、数字视频盘(DVD)播放机(player)和类似装置，在或从光盘，如压缩盘、数字视频盘、蓝光盘、等等上写入和读取数据。
近年来，数字设备如膝上型电脑、便携式摄像机和数码相机，重量和尺寸已经被减小，使得数据存储介质的尺寸小型化已经成为必需。
尤其是，已经不断地研究将光盘应用于移动设备，例如移动电话和个人数字助理(PDA)。为了将光盘应用到这样的移动设备，迫切需要使得光读头设备的尺寸小型化。
光读头设备尺寸的减小已经受到致动器的限制，致动器用于移动聚焦镜头，以均匀地保持聚焦镜头和光盘之间的距离，并对光盘循迹，在光盘上写入或从光盘读取数据。
光读头设备将激光二极管发射的激光束转换为光信号，并进一步将光信号转换为电信号，由此读取记录的数据。
光读头设备的致动器被设计成在聚焦和循迹方向上二维地移动，以便即使在施加外来的碰撞时也安全地将激光束聚焦在光盘上。近年来，为了提供更精确的运动，能够在滚动(rolling)和倾斜(pitching)方向以及在聚焦和循迹方向移动的致动器已经被开发。
图1到4表示现有技术的光读写设备。
现有技术的光读写设备包括光读头设备50、用于移动光读头设备50到适当位置的光读头马达60、连接到光读头马达60的转动轴的引导螺杆20、设计成与引导螺杆20啮合的齿条30、偶接到齿条30的引导输送机构10、引导引导输送机构10往复运动的光读头移动轴21和安装在光读头移动轴21的对面以引导光读头设备的运动的主轴22。
当光读头马达60运行时，引导螺杆20转动，并且，与引导螺杆20啮合的齿条30移动，因此将光读头设备50移动到需要的位置。
如在图2中所示，光读头致动器40包括在聚焦和循迹方向上移动聚焦镜头49的移动部分和用于支撑移动部分并生成磁场的固定部分。
移动部分具有与配备在固定部分上的永磁体43合作的线圈，使聚焦镜头49定位在需要的位置。
即，固定部分包括生成磁场的永磁体43、形成磁场的路径的偏转线圈42、具有主板(图中未示出)的固定框架41和线状弹簧47，每一个线状弹簧47具有固定在固定框架41上的第一端部47a和固定在镜头夹持器44上的第二端部，用于支撑镜头夹持器44并将电流提供给镜头夹持器44。
移动部分包括聚焦镜头49，聚焦镜头49将从激光二极管发射的激光束聚焦在光盘的记录层上；夹持镜头49的镜头夹持器44；循迹线圈45，其安装在镜头夹持器44的两边，在循迹方向驱动镜头夹持器44；聚焦线圈46，其缠绕镜头夹持器44，在聚焦方向驱动镜头夹持器44；和弹簧固定装置48，其在镜头夹持器44上固定弹簧组件47。
通过被具有预定刚度和预定阻尼性能的支撑固定，移动部分应该被设计为具有需要的频率特性。另外，移动部分应该被设计成避免不必要的振动，例如转动或扭曲，以在聚焦和循迹方向有效移动并减小光信号的误差。
即，当移动部分在聚焦方向上驱动时，镜头夹持器44应该垂直移动，而在X-轴(在图6示出的倾斜方向上)方向不转动。因此，如在图3中所示，弹簧组件47由两个下弹簧和堆叠在安装于镜头夹持器44的两边的下弹簧上的两个上弹簧组成，并从固定框架41伸出。
如在图4中所示，为了通过减小致动器的厚度而消除在设计光读头设备中的空间限制，研究已经表明弹簧97可以由一个下弹簧和一个堆叠在下弹簧上的上弹簧组成。
然而，在这种情况中，当光读头设备在聚焦方向移动时，镜头夹持器44可以在X-轴方向转动而引起不需要的倾斜。
即使在弹簧组件47如在图3中所示被形成时，弹性系数也可以在弹簧在制造过程中被扭曲或拉紧时被改变。
光读取/写入设备的尺寸的减小，还可能进一步受到支撑结构的限制，该支撑结构支撑光读头设备，用于从光盘/在光盘上读取/写入数据。
图5表示现有的用于支撑光读取/写入设备的光读头设备的支撑结构。
参考图5，光读取/写入设备包括基座70、形成在基座70上的橡胶阻尼器71、固定在橡胶阻尼器71上的滑板(sled)基座72。
基座支撑光读头致动器40并提供用于安装光读头致动器40的空间。橡胶阻尼器71吸收由致动器40或外边生成的振动或撞击，以使光读取/写入设备平稳地运行。
滑板基座72被配备有主轴22被形成其上的主轴夹持器73，用于引导光读头致动器40移动。
主轴马达74被形成在滑板基座72的侧面部分，用于驱动转盘75转动光盘76。
上述的支撑结构不能满足数字设备，如膝上型电脑、便携式摄像机、数字相机等的尺寸减小趋势的大幅下降。
即，这样的支撑结构限制光读取/写入设备的尺寸和重量的减小。
发明内容
于是，本发明旨在提供一种光读写设备，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种光读写设备，它能够有效地驱动光读头设备和减小光读头设备的尺寸。
本发明的另外的优点、目的和特征，一部分将在后面的说明中论述，对于本领域熟练技术人员来说，一部分将会从下面的实验而变得明白或者可以从本发明的实践获得。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构实现和获得。
为了实现这些和其它优点并按照本发明的目的，如在这里具体和广泛描述的一样，提供一种光读写设备，包括基座；固定于基座的主轴夹持器；由主轴夹持器支撑的主轴；由主轴支撑并沿着主轴移动的读头基座；形成在读头基座处的光读头致动器；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；以及转盘和主轴马达，用于转动光盘。
在本发明的另一个方面中，提供一种光读写设备，包括基座；固定于基座的主轴夹持器；由主轴夹持器支撑的主轴；由主轴支撑并沿着主轴移动的读头基座；形成在读头基座处的光读头致动器；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；固定在基座上的主轴马达；和布置在主轴马达的上面的转盘，用于依靠主轴马达的运行而转动光盘。
在本发明的又一个方面中，提供一种光读写设备，包括光读头致动器，其具有固定框架；具有聚焦镜头的镜头夹持器；弹簧，用于连接固定框架与镜头夹持器以支撑镜头夹持器并具有至少一个弯曲部分；以及线圈和永磁体，用于依靠施加的控制电流生成驱动力，以移动镜头夹持器；主轴，用于支撑光读头致动器被形成在那里的读头基座，并且引导读头基座的运动；主轴夹持器，用于支撑主轴；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；用于转动光盘的转盘和用于驱动转盘的主轴马达；以及基座，用于分别固定主轴夹持器、光系统和主轴马达。
应该理解，本发明的前面的一般说明和下面的详细说明都是示例性和解释性的，用于提供对所要求的本发明的进一步的解释。
被包括其内用于提供对本发明的进一步理解并且一起构成本申请的一部分的附图，说明本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在图中图1是现有技术的光读写设备的平面图；图2是现有技术的光读头设备的致动器的视图；图3和4是说明现有技术的光读头设备的致动器的聚焦操作的视图；图5是说明支撑光读头设备的结构的视图；图6是说明转动方向的视图；图7是说明洛伦兹(Lorentz)力的视图；图8和9是说明按照本发明的实施例的光读头设备的致动器的视图；图10是说明按照本发明的实施例的在聚焦方向驱动镜头夹持器时的弹簧的变化状态的视图；图11是说明按照本发明的实施例的在循迹方向驱动镜头夹持器时的弹簧的变化状态的视图；图12是按照本发明的修改的实例的致动器的弹簧组件的视图；图13到15是说明按照修改的实例的弹簧的变化的视图；图16是按照本发明的修改的实例的致动器的弹簧的视图；图17是说明按照本发明的实施例的基于在图16中所示的弹簧结构中的镜头夹持器的运动的弹簧的变化状态的视图；图18到20说明按照本发明实施例的阻尼材料被沉积在那里的弹簧；
图21和22是说明按照本发明实施例的支撑光读取/写入设备的光读头设备的结构的视图。
具体实施例方式
现在，将详细描述本发明的优选的实施例，其实例在附图中说明。无论何处，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或类似的部分。
图6和7说明光读头设备的致动器的工作理论。图6说明转动方向，而图7说明洛伦兹力。
绕着X、Y和Z-轴的转动分别称为倾斜(pitching)、滚动(rolling)和偏航(yawing)。
如在图7中所示，施加到致动器的力是由永磁体形成的磁场和沿着线圈流过的电流的结合所生成的。
图8和9说明按照本发明的实施例的用于驱动光读写设备中的光读头设备的致动器。
如在图中所示，这种创造性的光读头设备的致动器100包括配备有聚焦镜头121以在聚焦和循迹方向移动的移动装置120和支撑移动装置120并生成磁场的固定装置110。
固定装置110包括一对相对的固定框架111、一对生成磁场的永磁体113、一对通过读头基座114固定并生成磁场路径的偏转线圈112。片簧130支撑移动装置120，各具有第一和第二端部，第一和第二端部分别固定在固定框架111和镜头夹持器122的弹簧固定部分142上。
尤其是，通过使镜头夹持器122的厚度(在Z-轴线的方向)最小化，每一个弹簧130都被设计成单级，以克服空间限制。
镜头夹持器122被设计成在它的四个点被支撑，以防止不需要的转动发生，并且，在聚焦和循迹方向实现有效的移动。
如在图10和11中所示，通过在弹簧130上形成多个弯曲部分131、132、133、134、135和136，通过在弹簧130的弯曲部分131、132、133、134、135和136处的扭曲和弯曲变形，不依靠弹簧130的拉伸变形，镜头夹持器122的移动范围也能够被扩大。另外，因为相对于按照在将弹簧130固定在镜头夹持器122和固定框架111上的过程中可能发生的弹簧130的扭曲或弯曲的弹性系数的变化，弹簧130不灵敏，所以，致动器的驱动性能能够被改善。
另外，通过在固定框架111和镜头夹持器122之间维持短的距离的同时减小弹簧130的刚度，在循迹、聚焦、滚动和倾斜方向的倾斜角度能够被控制。
简言之，通过形成弯曲部分，在安装弹簧的过程期间发生的弹簧的扭曲或弯曲引起的组装误差即使在控制具有小质量的移动装置时也能够被最小化。
另外，因为循迹或聚焦操作通过使用弹簧的弯曲实现，所以就能够提供一种具有好的驱动性能的致动器。
优选地，弹簧130被安装在同一水平面上，以有效地控制镜头夹持器122的移动并减小镜头夹持器122的厚度。
简言之，弹簧130的第一端部被偶接到镜头夹持器122的地方的弹簧固定部分142优选地形成在同一水平面上。
另外，与弹簧固定部分142被形成的地方一样，弹簧130的第二端部被固定的部分优选地形成在同一水平面上。
移动部分120包括聚焦镜头121，用于将激光束聚焦在光盘的记录层上，形成预定尺寸的焦点；镜头夹持器122，其具有形成在那里的聚焦镜头121并且在聚焦方向170和循迹方向160被控制和驱动；循迹线圈125，被布置在镜头夹持器122的前和后表面中的每一表面以在循迹方向160驱动镜头夹持器122；缠绕镜头夹持器122的聚焦线圈126，用于在聚焦方向驱动镜头夹持器；和弹簧固定部分142，被布置在镜头夹持器122的两端，用于连接并固定弹簧130和镜头夹持器122。
一对单级弹簧130支撑镜头夹持器122的两端，以在移动装置120被驱动时防止镜头夹持器122发生不需要的倾斜。
另外，因为对每个方向镜头夹持器122的驱动力的刚度都减小，所以控制镜头夹持器所需要的电动力减小。尤其是，因为在倾斜方向的刚度被明显地降低，所以致动器能够被用作多驱动的致动器。
即，通过适当地将电流施加到聚焦和循迹线圈126和125，倾斜角度的控制能够依靠洛伦兹力进行。
在上述的致动器中，通过永磁体113，磁场围绕镜头夹持器122形成。当电流被施加到布置在磁场中的聚焦线圈126时，在聚焦线圈126上就产生在聚焦方向(在垂直方向)驱动镜头夹持器122的电动力。同样地，当电流被施加到位于磁场中的循迹线圈125时，在循迹线圈125上就产生在循迹方向(在左右方向)驱动镜头夹持器122的电动力。
简言之，通过维持按预定尺寸形成在聚焦镜头121上的焦点，致动器驱动镜头夹持器122读取记录在光盘的记录层上的数据。
具有形成在镜头夹持器上的聚焦和循迹线圈以使聚焦和循迹线圈与镜头夹持器一起移动的致动器，称为移动线圈型致动器。具有形成在镜头夹持器122上以使永磁体与镜头夹持器一起移动的永磁体致动器，称为移动磁体型致动器。
然而，应该注意到通过把永磁体113与线圈125和126的位置进行交换，本发明能够被应用于移动磁体型致动器。
还应该注意到按照设计选择，聚焦和循迹线圈126和125的位置可以被互换。
图10说明按照本发明的实施例的在聚焦方向驱动镜头夹持器122时的弹簧130的变化状态的视图，而图11说明按照本发明的实施例的在循迹方向驱动镜头夹持器122时的弹簧130的变化状态的视图。
各弹簧130都具有弯曲部分131、132、133、134、135和136，从而镜头夹持器122能够被弯曲部分131、132、133、134、135和136的扭曲和弯曲操作有效地驱动。
图12表示按照本发明的另一个实施例的光读头设备的致动器的弹簧230。
弹簧230被配备有具有较宽宽度的阻尼区域234。阻尼材料被沉积在阻尼区域234上。
弹簧230可以具有以多种形状形成的弯曲部分。图13到15表示具有按照弯曲部分形成的不同的阻尼区域的弹簧的各种修改实例。
阻尼材料，例如凝胶型材料被沉积在阻尼区域234上，并且通过紫外线硬化，因而使弹簧具有阻尼性能。于是，致动器的驱动特性更加能够被改善。
图16是另一个弹簧的修改的实例。
参考图16，该实例的弹簧330具有镜头夹持器偶接部分332，镜头夹持器偶接部分332具有大于镜头夹持器偶接部分332和第一弯曲部分336之间部分的宽度。
这是为了减小弹簧330的固定变形。即，通过使得镜头夹持器偶接部分332的宽度与在镜头夹持器偶接部分332和第一弯曲部分336之间部分的宽度不同，其间的刚度变得互不相同。
结果，弹簧330的有效区域被确定在镜头夹持器偶接部分332的前端上。
弹簧系数K通常被确定在弹簧的较小宽度部分。然而，在这一实例中，因为具有较大宽度的镜头夹持器偶接部分332被固定在镜头夹持器上，所以，弹簧系数K增大，因此减小固定变形。
另外，与现有技术的致动器相比较，本发明的致动器具有较小的尺寸和重量。此外，弹簧的质量比例大约是致动器的20-30％。于是，由弹簧产生的振动不会明显地影响致动器的驱动性能。
为了在致动器的驱动期间有效地应对弹簧330的振动，固定部分331被形成在弹簧330被偶接到固定框架的部分上。
这里，固定部分331被偶接到固定框架，具有比其它部分更宽的宽度。固定部分331不受镜头夹持器移动的影响，不起弹簧330的作用。即，如在图17中所示，当镜头夹持器移动时，弹簧330可以被扭曲或拉伸。然而，固定部分331不受镜头夹持器移动的影响，被固定在固定框架上。
即，通过形成镜头夹持器偶接部分和固定部分331，具有较低振动性能和精确驱动性能的致动器能够被实现。
如结合图12说明的那样，还可以形成具有用阻尼材料沉积的阻尼区域234的阻尼器，以更有效地应对弹簧330的振动。
图18到20表示阻尼器被沉积在弹簧阻尼区域的实例。
阻尼器333、334和335被形成在包括固定区域331的阻尼区域234的至少两个区域上。
在图18和19中所示的实例中，阻尼器333和334被形成在固定部分331的阻尼区域234和弹簧330的阻尼区域234上。在图20中，阻尼器335被形成在固定部分331的阻尼区域234和弹簧330的两个阻尼区域234上。
通过在固定部分331的阻尼区域234上形成阻尼器，弹簧330的不需要的振动能够被最小化。
图21说明按照本发明的实施例的光读写设备中的光读头设备的支撑结构，图22是说明按照本发明的实施例的光读写设备的立体图。
这里提供一种读头基座179，用于支撑光读头致动器100。
读头基座179沿着主轴151移动。
主轴151由固定在基座170上的主轴夹持器173支撑。
又，反射镜177被固定到读头基座179，用于将从光系统156入射的光线反射到聚焦镜头。
即，基座170用作支撑光读头设备的外壳。
优选地，不像现有技术的光的读取/写入设备，主轴夹持器173直接固定在基座170上。
更优选地，主轴马达174可以直接或通过主轴马达固定部件178被固定在基座170上。
转盘175可以被布置在主轴马达174的上面，使得光盘176通过由主轴马达174的转动而驱动的转盘175能够转动。
具有激光二极管或光电二极管的光系统156与光读头致动器100分隔开，并且直接固定在基座170上。
从光系统156发射的光，被形成在读头基座179处的反射镜177反射，然后通过聚焦镜头射向光盘。从光盘176反射的光被反光镜177反射，然后射向光系统156。
于是，能够以光读头致动器100和光系统156相互分隔开的状态把它们安装在基座170上。
如在图20和21中所示，根据光的读取/写入设备，主轴夹持器173直接固定在基座170，而光系统156和主轴马达174各自形成在基座170的两边上。
因此，已经在现有技术的光的读取/写入设备中使用的橡胶阻尼器和滑板基座能够被省略，由此，使它能够减小光的读取/写入设备的尺寸和重量。
同时，通过使光的读取/写入设备的高度最小化，就能够减小光的读取/写入设备的尺寸和重量。
滑板基座或者类似于滑板基座的支撑部件可以被配备在基座170和主轴夹持器173之间。
在这种情况中，因为无论如何要根据固定在基座上的主轴马达174和配备在这种马达174上面的转盘175的高度确定在光读头致动器100和基座170之间的间隙，所以，滑板基座或者支撑部件的高度被设计成小于在现有技术中使用的滑板基座的高度。
本领域熟练技术人员将会明白能够对本发明进行各种修改和变化。因此，应该注意到本发明覆盖落入所附的权利要求及它们的等价物的范围的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种光读写设备，包括基座；固定于基座的主轴夹持器；由主轴夹持器支撑的主轴；由主轴支撑并沿着主轴移动的读头基座；形成在读头基座处的光读头致动器；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；和转盘以及主轴马达，用于转动光盘。
2.一种光读写设备，包括基座；固定于基座的主轴夹持器；由主轴夹持器支撑的主轴；由主轴支撑并沿着主轴移动的读头基座；形成在读头基座处的光读头致动器；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；固定在基座上的主轴马达；和布置在主轴马达的上面的转盘，用于依靠主轴马达的运行而转动光盘。
3.一种光读写设备，包括光读头致动器，其具有固定框架、具有聚焦镜头的镜头夹持器、用于把固定框架与镜头夹持器连接以支撑镜头夹持器并具有至少一个弯曲部分的弹簧以及用于依靠施加的控制电流生成驱动力以移动镜头夹持器的线圈和永磁体；主轴，用于支撑光读头致动器被形成在那里的读头基座，并且引导读头基座的运动；主轴夹持器，用于支撑主轴；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；用于转动光盘的转盘和用于驱动转盘的主轴马达；和基座，用于分别固定主轴夹持器、光系统和主轴马达。
4.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中反射镜被形成在读头基座处，使从光系统发射的光被入射在聚焦镜头上或者从光盘反射的光被入射在光系统上。
5.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中光系统直接固定在基座上。
6.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中主轴马达直接固定在基座上。
7.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中基座用作光读写设备的外壳。
8.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中光系统、主轴夹持器和主轴马达分别被分隔开，并直接被固定在基座上。
9.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中主轴夹持器直接固定在基座上。
10.按照权利要求1到3任一项的设备，其特征在于，其中主轴马达被主轴马达固定部件支撑，并且，主轴马达固定部件直接固定在基座上。
11.按照权利要求3的设备，其特征在于，其中弹簧被固定在镜头夹持器的四个位置，并且，用于将弹簧固定到镜头夹持器的弹簧固定装置位于同一水平面上。
全文摘要
一种光读写设备，包括基座；固定于基座的主轴夹持器；由主轴夹持器支撑的主轴；由主轴支撑并沿着主轴移动的读头基座；形成在读头基座处的光读头致动器；光系统，用于发射光到光读头致动器和接收来自光读头致动器的光，以在光盘上写入数据或从光盘读取数据；以及转盘和主轴马达，用于转动光盘。
文档编号G11B7/085GK1641759SQ20051000172
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年1月14日
发明者崔仁好, 李庚择, 烘三悦 申请人:Lg电子有限公司