专利名称：具有像差校正机构的光学拾取器致动器及其装配方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光学记录/再现设备的光学拾取器致动器。更具体地讲，本发明涉及一种具有像差校正机构的光学拾取器致动器及其装配方法。
背景技术：
近来，用于扩展光学信息记录介质的存储容量的技术变得日益重要。一种方法使物镜的NA(数值孔径)尽可能大，以增加记录介质的记录/再现密度。这反过来降低了所使用的波长并生成集中的光束点。因为光束点的直径与物镜的NA成反比并与所使用的波长成正比，所以导致了集中的光束点。
因此，在物镜从大约0.6增加到0.85的NA规格中，所使用的波长从大约635nm降低到405nm。例如，与现有的DVD(数字多功能盘)相比，BD(蓝光盘TM)的记录/再现密度是前者的5.5倍。但是，如果物镜的光轴和盘的表面不是互相基本垂直，那么可导致彗形像差。这种像差的量与物镜的厚度以及物镜的NA的三次幂成正比。因此，这种BD中的光透射层的厚度从(现有的DVD的)0.6mm降低到0.1mm，以降低光束点的像差的量。因此，解决了上述问题。
但是，球面像差的量还与物镜的NA的四次幂以及记录介质的厚度的偏差成正比，所以记录介质的厚度偏差最好在大约±3μm之内，以使用具有大约0.85的NA的物镜。但是，制造其厚度偏差在上述范围之内的记录介质相对较难。
因此，为了使用具有大约0.85的高NA的物镜，最好对由记录介质的厚度偏差导致的球面像差进行补偿。例如，第2000-030281号、第2001-143303号和第2003-006902号未审查日本专利公布中公开了对通过液晶记录介质的厚度偏差而发生的球面像差进行校正的技术，上述公开通过引用而全部包含于此。
例如，第2003-006902号专利公布中公开了一种安装在致动器运动单元(以下称为“托板(blade)”)上的光学拾取器。该光学拾取器装配有物镜以及用于协同地校正像差的液晶装置。因此，可避免由液晶装置和物镜之间的中心未对准导致的更加严重的光学性能降低的问题。
在第2003-006902号未审查日本专利公告中公开的光学拾取器通过在托板上安装物镜以及用于校正像差的液晶装置，而解决了由这两个光学元件导致的关于光学性能降低的问题。但是，还存在的问题是，在将物镜和液晶装置装配到作为注模成型的产品的托板的过程中，在物镜和液晶装置之间可发生中心偏差。
根据对与用于校正像差的液晶装置的位置公差相关的再现性能的研究结果，提出当大约25nm到30nm(液晶装置和物镜之间的中心偏差)范围内的偏差发生时，导致大约1％的抖动值降低。实验发现在将物镜和液晶装置装配到注模成型的托板时可发生大约0.1mm的偏差。
此外，如果按照如上所述将液晶装置装配到托板中，那么为了将电压施加到液晶装置而进行的导线的布线或柔性基板的布置可变得更加复杂。
因此，需要这样一种改进的光学拾取器致动器，其防止由这两个光学元件的偏差导致的光学性能的降低，以及需要一种装配该光学拾取器致动器的方法。
发明内容
本发明的实施例解决至少上述问题和/或缺点并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种光学拾取器致动器，在该光学拾取器致动器中，用于校正像差的液晶装置和物镜之间的中心偏差被保持在大约30nm内，由此防止由这两个光学元件的偏差所导致的光学性能的降低，本发明还提供一种装配该光学拾取器致动器的方法。
本发明的另一方面在于提供这样一种光学拾取器致动器，该光学拾取器致动器具有相对简单的导线的布线布置，以将电压施加到用于校正像差的液晶装置，由此易于装配该光学拾取器致动器，本发明还提供一种装配该光学拾取器致动器的方法。
为了实现上述目的，提供一种光学拾取器致动器，其包括至少一个物镜，用于将激光束聚焦到光盘上；像差校正机构，用于校正入射到物镜中的激光束的波阵面；电压施加基板，垂直地与像差校正机构接触并与像差校正机构电连接，以施加电压；和托板，用于支撑物镜和像差校正机构。托板在循轨和聚焦方向上运动。
物镜、像差校正机构和电压施加基板可分别安装在托板的顶部、底部和侧面，并且可通过在形成在像差校正机构上的多个第一连接盘和形成在电压施加基板上的多个第二连接盘垂直相交的位置进行焊接来提供电连接。
根据本发明的优选实施例，光学拾取器致动器还包括拾取器基部；和多个金属丝对，相对于拾取器基部在循轨和聚焦方向上可运动地支撑托板，其中，所述金属丝对中的至少一些连接到电压施加基板，以使得电压能够被施加到像差校正机构。
所述至少一个物镜最好包括用于CD/DVD的物镜和用于BD的物镜，并且像差校正机构布置在用于BD的物镜的光轴上。
另外，用于BD的物镜被压装到托板中，以抑制偏心的发生。
此外，托板最好由热固性树脂制成，热固性树脂的注模成型公差大约为3μm。
根据本发明的另一方面，提供一种装配光学拾取器致动器的方法，该方法包括以下步骤提供包括至少一个物镜安装区域和像差校正机构安装区域的托板；将物镜布置在物镜安装区域中；将像差校正机构放置在像差校正机构安装区域中，以使得像差校正机构的中心点与物镜的中心点重合；调整像差校正机构的位置；和使用粘合剂将像差校正机构粘合。
根据本发明的优选实施例，物镜安装区域以基本圆形形状形成，像差校正机构安装区域以基本矩形形状形成。
最好，物镜被压装到物镜安装区域中，并且以大约等于或者小于物镜的外径的尺寸来形成物镜安装区域，其中，小于物镜的外径不超过大约50nm。
像差校正机构安装区域被形成为大于像差校正机构，以使得能够在x、y方向上调整像差校正机构的位置，其中，像差校正机构安装区域最好被构造为从像差校正机构的三个边扩展大约0.15mm。
根据本发明，在托板被固定的状态下，通过使像差校正机构在x、y方向上移动，或者在像差校正机构被固定的状态下，通过使托板在x、y方向上移动，来使物镜的中心点和像差校正机构的中心点彼此重合。
根据本发明，像差校正机构可形成有图形环，并且可使物镜的中心点和所述图形环的中心点彼此重合。但是，如果用BD/DVD可兼容透镜来形成该物镜，那么在物镜上形成环状物，并且使像差校正机构的中心点与所述环状物的中心点重合。后一种情况因为可实现这两个光学元件之间的精确重合，所以是优选的。从下面详细的描述中，本发明的其它目的、优点和显著特点对于本领域的技术人员将变得更加清楚，下面详细的描述结合附图公开了本发明的示例性实施例。
通过结合附图，从下面的描述中，本发明的特定实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中图1显示了根据本发明示例性实施例的具有像差校正机构的光学拾取器致动器；图2A和图2B显示了图1中所示的光学拾取器致动器的托板布置；图3显示了用于图2中所示的光学拾取器致动器的像差校正机构；图4A和图4B显示了装配到图2中所示的托板的图3中的像差校正机构；图5是显示根据本发明示例性实施例的物镜和像差校正机构装配到托板的状态的截面图；图6是显示根据本发明示例性实施例的物镜和像差校正机构装配到托板的状态的后视图；和图7示意性地显示了用于装配本发明的光学拾取器致动器的夹具。
在整个附图中，相同的附图标号应被理解为表示相同的部件、特征和结构。
具体实施例方式
提供了在描述中限定的诸如详细结构和部件的事物，以有助于全面理解本发明的示例性实施例。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对在此描述的示例性实施例进行各种变化和修改。另外，为了清楚和简明，省略了对公知的功能和结构的描述。
参照图1、图2A和图2B，标号10是用于BD(蓝光盘TM)的物镜，标号20是用于CD/DVD的物镜。尽管附图显示了具有如上所述的物镜10和20的光学拾取器致动器，但是也可以只提供用于BD或CD/DVD的一个物镜10。
物镜10和20将从光源(未示出)产生的激光束聚焦到光盘上(未示出)。透镜由在循轨和聚焦方向上可运动的托板30支撑。在该示例性的实施例中，物镜10和20具有大约0.85的NA(数值孔径)。
如图2A和图2B所示，托板30包括基本矩形形状的机身31，在机身31中相邻地布置有两个物镜安装区域33、35。物镜安装区域33、35中的一个用于BD，另一个用于CD/DVD。物镜安装区域33、35最好穿过机身31的上部和下部而形成。如图5所示，环形锁定隆起33a从物镜安装区域33的内部向内突出，以支撑物镜10。
这里，如下所述，物镜10、20，具体地讲，用于BD的物镜10，分别通过例如压装(press fitting)被布置在托板中的物镜安装区域33中。最好通过将热固性树脂注模成型来形成托板30，热固性树脂的注模成型公差大约为3μm。尽管附图显示了基本矩形形状的托板，但是托板的形状不限于附图中所示的矩形形状，其它适合的布置和结构也可被使用。
基本矩形形状的像差校正机构安装区域37布置在与用于BD的物镜安装区域33的位置相应的托板30的下侧。像差校正机构40装配在安装区域37中。如下所述，可使用任何适合的方法如粘合剂将像差校正机构40安装到安装区域37。
像差校正机构40包括基本矩形形状的液晶装置41以及附到液晶装置41的柔性基板43。在柔性基板43上形成多个第一连接盘43a。连接盘43a用于通过将液晶装置41与电压施加基板50电连接来将电压施加到液晶装置41，这将在稍后描述。另外，如图6所示，在像差校正机构40中形成图形环45。
如图4A和图4B所示，电压施加基板50最好附到托板30的侧面。电压施加基板50设置有多个第二连接盘53a，这些连接盘最好通过焊接与第一连接盘43a电连接。在第一连接盘43a和第二连接盘53a之间的垂直相交的一点执行焊接，从而外部施加的电压传递到像差校正机构40。因为当像差校正机构40装配到托板30的下侧时，第一连接盘43a和第二连接盘53a彼此垂直接触，所以可通过简单的焊接工艺来实现像差校正机构40的电压施加布置。电压施加基板50然后附到托板30的对应侧。
再次参照图1，根据本发明示例性实施例的光学拾取器致动器包括拾取器基部60；和多对金属丝71a、71b和73a、73b，用于在循轨和聚焦方向上将托板30可运动地支撑在拾取器基部60上。
拾取器基部60包括支撑件61，每对金属丝71a、71b和73a、73b的一端支撑在支撑件61上。拾取器基部60还支撑磁体63、磁轭65和线圈67，以形成用于使托板30在循轨和聚焦方向上运动的磁驱动模块。
每对金属丝71a、71b和73a、73b的另一端连接到托板30的相对侧。具体地讲，如图4A所示，每对金属丝71a、71b和73a、73b的另一端连接到在电压施加基板50上形成的图形51。因此，可通过金属丝73a、73b来从外部施加电压。因此，金属丝73a、73b不仅用于悬承托板30，而且用作电压施加线。如此，本发明的光学拾取器致动器使得用于像差校正机构的电压施加布置的结构相对简单，在该结构中，像差校正机构和物镜都安装在作为可运动部件的托板上。
现在解释装配具有如上所述构造的像差校正机构的光学拾取器致动器的方法。
首先，最好通过将热固性树脂注模成型来准备包括物镜安装区域33、35以及像差校正机构安装区域37的托板30。物镜安装区域33、35每个以圆形形状形成，具体地讲，用于BD的物镜安装区域33被这样形成，即，物镜安装区域33的内径等于或小于装配在物镜安装区域33中的物镜10的外径。因此，可将物镜压装到安装区域33中。因此，可将物镜10和物镜安装区域33之间的容许偏差的发生最小化。物镜安装区域33的优选内径比物镜的外径小大约10nm到30nm。
另外，像差校正机构安装区域37以矩形形状形成，其具有大于像差校正机构40的尺寸的尺寸，从而像差校正机构40在安装区域37内在x、y方向上可运动。最好，像差校正机构安装区域37从像差校正机构40的三个边向外扩展0.15mm。基于像差校正机构40的每个边的中间尺寸大约为2.15mm的假设来设置0.15mm的尺寸。但是，可根据所应用的模型来改变这些尺寸。
在如上所述准备好托板30后，物镜10被压装到托板30中的物镜安装区域33中。
像差校正机构40被放置在托板30中的像差校正机构安装区域37中。然后，执行位置调整操作，以将先前装配的物镜10的中心和像差校正机构40的中心对准。此时，由于难以找到物镜10的中心点，所以使物镜安装区域33和像差校正机构40上的图形环45彼此中心重合。可通过从托板30被固定的状态在x、y方向上移动像差校正机构40，或者可通过从像差校正机构40被固定的状态在x、y方向上移动托板30，来执行这两个光学元件的中心重合。
现在参照图5来描述使这两个光学元件的中心点彼此重合的方法。例如，当装到托板30的物镜安装区域33中的物镜的中心点O1与放置在像差校正机构安装区域37中的像差校正机构40的中心点O2彼此不重合由此导致偏差D时，还没有完全装配好的像差校正机构40在箭头所指的方向上移动，以使得中心点O1、O2彼此重合。包括显微镜、CCD相机和监视器等的监控装置可用于确认这些中心点是否彼此重合。
同时，因为当用BD/DVD可兼容透镜制成物镜时，在该物镜上形成有预定的环图形，所以可参照环图形的中心来将像差校正机构的中心对准。在这种情况下，因为使用了两个预期被中心重合的实用的光学元件，所以可更精确地实现中心重合。
如果物镜10和像差校正机构40的中心点通过上述处理而彼此重合，那么像差校正机构40使用诸如粘合剂的连接方法被粘附在这个位置上。
如果按照如上所述来装配具有像差校正机构的光学拾取器致动器，那么可保持物镜和像差校正机构之间的相对小的偏差，最好不超过大约30nm。因此，可避免由这两个光学元件之间的中心偏差导致的光学性能降低。
物镜和像差校正机构之间的相对偏差由下面的一项或几项引起i)物镜的外周边和中心点之间的同轴度误差；ii)像差校正机构的外周边和中心点之间的偏差；iii)物镜安装区域和像差校正机构安装区域之间的误差；iv)物镜安装区域和物镜之间的公差；和v)像差校正机构安装区域和像差校正机构之间的公差。
i)和ii)项一般由公知的大约10nm(对于i)项)和大约30nm(对于ii)项)的元件制造公差引起。iii)项一般由公知的模子中的上核与下核之间的大约10nm的未对准引起。iv)和v)项一般当元件装配在托板中时发生。总之，针对上述误差或公差，有必要将物镜和像差校正机构的中心点之间的偏差控制在10nm之内，以使得这些误差不会影响抖动值的降低。但是，如果元件制造公差不小于10nm，那么除非执行位置调整操作，否则难以获得偏差等级。
因此，本发明可提供这样一种光学拾取器致动器，它严格控制物镜和像差校正机构的公差，并可改进物镜和像差校正机构之间的中心偏差。
图7显示了举例来说的用于装配如上所述的本发明示例性实施例所提出的具有像差校正机构的光学拾取器致动器的装配夹具100。
如该图所示，装配夹具100包括基座板110；工作台120，基座板110可运动地安装在该工作台120上，并且托板也安装在工作台120上；透镜压紧单元130，用于将物镜压装到放在工作台120上的托板中；位置调整单元140，用于使用于校正像差的液晶装置的中心点与压装到托板中的物镜的中心点重合；光源150；反射镜单元160，用于将从光源150照射出的激光束反射到工作台120侧；和监视器170。
位置调整单元140包括x台141、y台142、GONIO台143以及附到GONIO台的具有真空吸盘的调整导向件144。用于校正像差的液晶装置被调整导向件144的真空吸盘吸住，并且调整导向件144通过各个台141、142、143可运动。
使用如上所述的装配夹具来装配光学拾取器致动器的方法按如下操作。
首先，托板布置在工作台120上，使用透镜压紧单元130将物镜压装并装配到物镜安装区域33。
然后，通过将光源的激光束照射到物镜10来确定目标上的参考点。
然后，用于校正像差的液晶装置41被位置调整单元140的调整导向件144真空吸住并被固定。接着，激光束照射到液晶装置上，以将液晶装置和目标上的参考点相比较。
调整GONIO台143，以将从液晶装置反射的一点移动到目标上的参考点，最后，使用x台141、y台142使液晶装置相对于物镜安装区域的中心点移动，以使这些中心点彼此重合。此时，在使用监视器170确认这些中心点是否彼此重合的同时，可有效并精确地执行该操作。
通过使用如上所述的装配夹具，可精确并容易地装配包括像差校正机构的光学拾取器致动器。同时，用于使物镜和像差校正机构的中心点彼此重合的方法可被有效地应用，以防止附到托板的任何其它光学元件和物镜的中心点的偏差。
如上所述，因为能够以不超过大约30nm的偏差来将物镜和像差校正机构装配到光学拾取器致动器，所以可提供一种防止由于这两个光学元件的偏差导致的光学性能降低的光学拾取器致动器。
因此，可提供这样一种光学拾取器致动器，它具有像差校正机构和电压施加基板之间的相对简单的电连接结构。
因此，因为可提供一种具有改进的记录和再现能力以及装配的拾取器致动器，所以可实现可靠的光学拾取装置和光盘设备。
虽然本发明是参照其特定实施例被显示和描述的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种光学拾取器致动器，包括至少一个物镜，用于将激光束聚焦到光盘上；像差校正机构，用于校正入射到所述至少一个物镜中的激光束的波阵面；电压施加基板，被布置为垂直地与像差校正机构接触并与像差校正机构电连接，以施加电压；和托板，用于支撑物镜、像差校正机构和电压施加基板，其中，所述托板在循轨和聚焦方向上运动。
2.根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，所述至少一个物镜、像差校正机构和电压施加基板分别安装在托板的顶部、底部和侧面，并且通过在布置在像差校正机构上的多个第一连接盘和布置在电压施加基板上的多个第二连接盘垂直相交的位置进行焊接来提供电连接。
3.根据权利要求2所述的光学拾取器致动器，还包括拾取器基部；和多个金属丝对，用于在循轨和聚焦方向上可运动地支撑托板，其中，所述金属丝对中的至少一些连接到电压施加基板，以使得电压能够被施加到像差校正机构。
4.根据权利要求3所述的光学拾取器致动器，其中，所述至少一个物镜包括用于CD/DVD的物镜和用于BD的物镜，并且像差校正机构布置在所述用于BD的物镜的光轴上。
5.根据权利要求4所述的光学拾取器致动器，其中，用于BD的物镜被压装到托板中。
6.根据权利要求1所述的光学拾取器致动器，其中，托板由热固性树脂制成。
7.一种装配光学拾取器致动器的方法，包括以下步骤提供包括至少一个物镜安装区域和像差校正机构安装区域的托板；将物镜布置在物镜安装区域中；将像差校正机构放置在像差校正机构安装区域中，以使得像差校正机构的中心点与物镜的中心点重合；调整像差校正机构的位置；和使用粘合剂将像差校正机构粘合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，物镜安装区域以基本圆形形状形成，像差校正机构安装区域以基本矩形形状形成。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，物镜被压装到物镜安装区域中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，以大约等于或者小于物镜的外径的尺寸来形成物镜安装区域，其中，小于物镜的外径不超过大约50nm。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，像差校正机构安装区域被形成为大于像差校正机构，以使得能够在x、y方向上调整像差校正机构的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，像差校正机构安装区域被构造为从像差校正机构的三个边扩展大约0.15mm。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，当托板被固定时，通过使像差校正机构在x、y方向上移动，来使物镜的中心点和像差校正机构的中心点彼此重合。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，当像差校正机构被固定时，通过使托板在x、y方向上移动，来使物镜的中心点和像差校正机构的中心点彼此重合。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，像差校正机构形成有图形环，并且使物镜的中心点和所述图形环的中心点彼此重合。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，物镜形成有环状物，并且使像差校正机构的中心点与所述环状物的中心点重合。
17.根据权利要求8所述的方法，其中，通过将热固性树脂注模成型来制成托板。
全文摘要
提供了一种光学拾取器致动器以及装配该光学拾取器致动器的方法。该方法包括以下步骤提供包括至少一个物镜安装区域和像差校正机构安装区域的托板；将物镜布置在物镜安装区域中；将像差校正机构放置在像差校正机构安装区域中，以使得像差校正机构的中心点与物镜的中心点重合；调整像差校正机构的位置；和使用粘合剂将像差校正机构粘合。
文档编号G11B7/135GK1805019SQ200510126010
公开日2006年7月19日 申请日期2005年11月24日 优先权日2004年12月22日
发明者金石中, 裴桢国, 金泰敬, 安荣万, 许台演 申请人:三星电子株式会社