专利名称：具有改进的响应特性的光扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明介绍了一种具有改进的响应特性的光扫描装置，所述装置可用于在记录载体，如小型盘，即所谓的CD；数字多用盘，即所谓的DVD，可写的CD或DVD，或其它的磁-光记录介质上单轨或多轨光读写信息的装置中。
光记录介质的扫描装置已是众所周知。所谓的光拾取器的光扫描装置的结构和操作，在《电子元件和应用》(Electronic Components& Applications，Vol.6，NO.4，1984，p209～215)中已有介绍。这种扫描装置有一个所谓的激励器，其上有一物镜，所述物镜用于跟踪，并把光束或激光束聚焦在光记录介质上。原则上，可根据物镜的悬挂方式来区分光扫描装置。例如，页片弹簧激励器中，物镜支持件由一个框架上的四根平行的页片弹簧固定，参见EP-A 0 178 077。其缺点在于这样的弹簧结构有可能造成不希望出现的振动，而且安装也很复杂。物镜支持件的平行导向还可通过铰链型的激励器得以实现，如EP-B 0 563 034。人们发现在偏向过程中，当物镜倾斜时，具有平行导向的激励器相对较稳定，但调节过程很复杂，因为它需要与铰链指引的运动方向完全一致。
另一种物镜支持件采用了四条线作为轴承元件，这四条线把物镜支持件与激励器的底盘连接起来。所谓的线拾取器的生产成本可能比页片弹簧光扫描装置或铰链光扫描装置更低。但与其它平行导向相比，从物镜的倾斜和引导特性方面来看，其缺点更显著。
光扫描装置的质量标准有一条就是其响应特性，所谓的响应特性指的是光扫描装置对控制信号的反应，根据所述反应，扫描装置被偏向以进行聚焦或跟踪，以便扫描记录介质上的某个具体的点，或跟随记录介质运动。光扫描装置的运动应非常精确地按照控制信号进行。但作为一种规律，机械系统的激励导致了在谐振频率区内的共振，从而导致谐振峰的出现，谐振峰对响应特性和光扫描装置对控制信号的反应都有负面作用。由于谐振频率一般都在能被人听见的频率范围内，这种作用的更糟糕的表现形式就是所谓的颤噪效应。US4，477，755介绍了一种用一电路作为电子补偿的方法，能弥补聚焦和跟踪控制环路中光学和机械方面的不稳定性，以避免机械共振和颤噪效应。所述电路包括一机械系统的模型，通过它可以调节扫描装置对控制信号的反应，并在超过预定的临界值时停止扫描装置的运动。为此，所述电路中有一过滤器和一可变增益的放大器，以便在机械共振显著的频率区域内某个选定的频率下，产生控制信号的补偿分量。
本发明的目的为提供一种没有电子补偿元件的光扫描装置，所述装置很大程度上避免了谐振峰的出现，并具有改进的响应特性。
通过独立的权利要求中所述的本发明的特点实现了本目标。本发明的优选改进在所附的从属权利要求中界定。
本发明包括按照这样的一种方式设计一种光扫描装置，即所述光扫描装置尽可能均匀一致地按照所加的控制信号工作，而不产生任何谐振峰。
人们发现托盘的特性对谐振现象影响很大，托盘上装有支撑物镜支持件的元件。已经发现，以柔性方式支撑物镜支持件可避免干扰谐振峰的出现。另一方面，为托盘选择一种震动抑止材料也不是很可行，因为，一方面，托盘要承受物镜和物镜支持件的重量，另一方面，必须确保激励器在偏向后能回到最初的位置。也就是说，托盘不能因力或温度的作用而变形。托盘高柔性和高强度的矛盾要求可以通过这样一种托盘得到满足托盘上物镜支持件的轴承元件的安装点被高度地机械隔离。这种机械隔离，通过一种托盘得以实现，所述托盘在物镜支持件的轴承元件的安装表面上刻痕或加切口。这些刻痕有以下的特点一方面，装有轴承元件的表面的直边间隔着刻痕或槽口，另一方面，切口应设置在表面内部，以减少物镜支持件的轴承元件的安装点间的有效面积。在本发明的一个实施例中，安装点被设计为岛状表面，通过含有安装点的表面的收缩使之相连。托盘采用这种结构显著改善了光扫描装置的响应特性，并消除了谐振峰。响应特性具体指的是，光扫描装置对控制信号的反应，如频率响应和相对位相所反应的，以及控制信号对光扫描系统的传递函数。无需电子补偿元件即可极大地消除谐振峰。这种作用很让人意外，因为一般的设想是，在一相对高弹的表面上支撑物镜的轴承元件会导致谐振峰的增加。
所述的托盘最好与一第二托盘相连，以构成一个保持系统。这样，第二托盘有利于把第一托盘设计得更薄，以确保增加低频区内的阻尼，而且，能限制激励器的最大偏向。对于线拾取器的结构，线是作为轴承元件，穿过第二托盘上的开口，通过焊接固定在第一托盘上。这些线留在第二托盘上的开口处的过渡空间随后由填充化合物填充。硅有机化合物作为填充物的首选，能抑制低频区谐振峰的出现。尽管设想的是，作为轴承元件的线植入第二托盘的硅有机化合物内能有效减少谐振峰，但只在有限范围内有效。所期望达到的响应特性只有通过结合本发明的第一托盘才能实现。
将在下文中通过示例性的实施例结合附图对本发明进行详细的介绍，其中
图1为具有改进的响应特性的光扫描装置的托盘的简图，图2为具有改进的响应特性的光扫描装置的侧视图，图3为具有改进的响应特性的光扫描装置的平面图，图4为拥有有限的元件的光扫描装置的第二托盘的平面图，图5为拥有有限的元件的光扫描装置的第二托盘的前视图，图6为拥有有限的元件的光扫描装置的第二托盘的侧视图，图7为在聚焦方向上有一个已知的托盘的光扫描装置的频率响应和相位图，图8为在聚焦方向上有一个本发明的托盘的光扫描装置的频率响应和相位图，图9为在跟踪方向上有一个已知的托盘的光扫描装置的频率响应和相位图，图10为在跟踪方向上有一个本发明的托盘的光扫描装置的频率响应和相位图，图11为在已知的托盘上用线固定的物镜支持件的简图，图12为关于安装物镜支持件的简图，所述支持件通过线固定在已知的托盘上，以构成一个激励器，图13为具有已知的托盘的光扫描装置的导体侧的简图。
所有图中所用的注释符号相同。图11为已知物镜支持件OH的简图，所述支持件通过线W固定在已知的托盘HP上，四根固定在已知的托盘HP上的线W支撑着物镜支持件OH，其上有一物镜O，用于把光束或激光束聚焦和跟踪在光记录介质上，及用来偏转物镜O的线圈SP。用作轴承元件的线W，此时作为物镜支持件OH的柔性支撑物，同时为物镜支持件OH上的线圈SP供电。托盘HP上的物镜支持件OH由四条线W支持，托盘HP有一矩形表面，参见图12，与底盘G上的片S相连，片S从底盘G伸出合适的角度。然后，参见图12，位于物镜支持件OH的凹槽处的线圈SP移到能与磁片MS1；MS2相互作用的一个位置上。磁片MS1、MS2以合适的角度从底盘G伸出，并与固定托盘HP的片S平行，从而形成一个磁场，通过所述磁场与线圈SP产生的磁场相互作用，使物镜O按需要从静止位置发生偏向。磁片MS1、MS2所产生的磁场最好是由至少一个永磁体M产生的，所述永磁体固定在磁片MS1上。如上所述，位于物镜支持件OH上的线圈SP由线W供电，线W把物镜支持件OH固定在托盘HP上。为固定线W，如图13所示，托盘HP上有焊接点LP1，LP2，LP3，LP4，作为设计成印刷电路板的托盘HP上的孔。线W穿过这些孔洞，通过焊接与托盘相连，焊接区位于托盘HP上的孔洞区。焊接区或焊接点LP1，LP2，LP3，LP4通过导轨与连接点AP相连，而使物镜O偏向的控制信号将传输给所述连接点。而且，托盘HP上还有针孔DO1，DO2，以便使片S上的托盘HP对中，另有一安装槽BMO，用于安装托盘HP。
根据测量知道，这种光扫描装置有缺陷其并非无条件地服从外加控制信号。物镜支持件OH和物镜O的偏向及线圈SP提供的机械激励，在临界频率范围内，都将导致谐振峰的出现，其原理性地在图7和9中示出，可见到其响应特性与尽可能均匀一致的曲线的偏离。这种谐振峰不仅对控制或调节光扫描装置的特性不利，而且，由于在听得见的频率范围内的共振，还导致所谓的颤噪效应。原则上，抑制谐振峰还需要对控制信号采取其它措施；所能做到的，如对频率响应的线性化进行均衡。为避免不利特点和减少光扫描装置的部件，发明了一种具有改进的响应特性的光扫描装置。所述装置有一托盘HP1，如图1所示，其表面有一些切口，它们在焊接点LP1---LP4处支撑着物镜支持件OH的轴承元件。这些切口把固定点即焊接点LP1---LP4彼此隔开。焊接点LP1---LP4和安装点被设计为岛状表面，通过压缩与它们的支持面相连。根据本发明如此设计的光扫描装置的托盘HP1，由于可能弄清采用与图2和图3相应的，包括一个第一托盘HP1和一个第二托盘HP2的保持系统的预期性能，消除谐振峰的效果让人惊讶。
如图2和图3所示的光扫描装置有一个第一托盘HP1和一个第二托盘HP2，其上有作为物镜支持件OH的轴承元件的线W。线W在此处作为物镜支持件OH的柔性支撑，物镜支持件OH上装有物镜O，聚焦线圈F及跟踪线圈T。控制信号被施加给聚焦线圈F和/或跟踪线圈T，在这些线圈中产生磁场，这些磁场与永磁体M1、M2产生的磁场相互作用，使物镜O从静止位置发生偏向。作为轴承元件的线W把控制信号传给聚焦线圈F及跟踪线圈T，并在焊接垫L处与物镜支持件OH和第一托盘HP1相连。永磁体M1、M2固定在磁片MS1、MS2上，MS1、MS2以直角从底盘G处伸出，而第一托盘HP1和第二托盘HP2通过固定装置BM与片S相连，片S也以直角从底盘G处伸出。此时，第一托盘HP1通过其上的针孔DO1，DO2和第二托盘HP2上相对应的针D进行对中。
为组装物镜支持件OH和包括一个第一托盘HP1和一个第二托盘HP2的保持系统，底盘G和物镜支持件OH固定在一个夹具里，连接保持系统和物镜支持件OH的线W通过焊接与物镜支持件OH和第一托盘HP1相连，线W最好在焊接垫L处预先压入。为此，线W被安装在物镜支持件OH上的焊接垫L上，并穿过第二托盘HP2上的孔B。图4至图6为第二托盘HP2的视图。图4和图5中标出了孔B，与图5相对应，孔B有一侧孔SO。在线W穿过之后，这些侧孔用来用硅有机物填塞线W和第二托盘HP2之间的间距。填塞线W和第二托盘HP2之间间距的硅有机物此处是作为一种阻尼材料，以减少谐振现象。图5中标出的第二安装槽BO2，与第一托盘HP1中的第一安装槽BO1相对应，位于第二托盘HP2上，用来把第二托盘HP2固定在底盘G上的片S上。在组装过程中，第一托盘HP1和一个第二托盘HP2通过图4中标出的针D对中。第二托盘HP2有一固定片BS，如图4和6所示，这些固定片有利地限制了物镜支持件OH向上的偏向。物镜支持件OH正是通过四条线W与保持系统相连，并在高的加速力的作用下不会发生不良偏向，如当它跌落时，由于超出了系统的弹性极限，不良偏向会妨碍它自动回到初始位置。第二托盘HP2还有一些其它的功能，包括支撑第一托盘HP1，阻尼线W和和限制物镜支持件OH的偏向。尽管线W和物镜支持件OH的振动，通过填塞在线W和第二托盘HP2间的硅有机物被阻滞，但光扫描装置的响应特性受第一托盘HP1的影响很大。通过测量，这点变得很清楚，结果如图7至图10所示。图7为在聚焦方向上有一个已知托盘HP的光扫描装置的频率响应和相位图，响应敏感性FREQRESP以分贝dB表示，相位角Phase以度数Deg表示，对频率F作图，频率F取以10为底的对数，以赫兹Hertz表示，频率范围达5千(5K)赫兹。相应的频率响应和相位图用的是相同的坐标。图7示出，与均匀一致的图线相比，具有已知托盘HP的光扫描装置在800～900赫兹的频率范围内，响应敏感性FREQRESP和相位角Phase的差异很大。如图2和图3所示的光扫描装置结构相同，但把已知的托盘HP用作本发明中的托盘HP1的光扫描装置中，也出现了这些谐振峰。对比图8中具有本发明的托盘HP1的光扫描装置的图线，在可比条件下，由于托盘HP1，令人惊讶地消除了响应敏感性FREQRESP和相位角Phase的不良特征。具有图8的特征的本发明的扫描装置具有改进的响应特性，因为频率响应和相位响应有一致的图形，且无谐振峰。所述的这些效果不仅表现在聚焦方向上有显示，还表现在跟踪方向上，如图9和10所示。图9为图2和图3所示的在跟踪方向上有一个已知托盘HP的光扫描装置的频率响应和相位图，图10为在跟踪方向上有一个本发明的托盘HP1的光扫描装置的频率响应和相位图。尽管假设通过将线W植入第二托盘HP2中的硅有机物中，可以消除谐振峰，但发现只是在有限范围内才有效，根据本发明，由于第一托盘HP1自身的结构才带来了这些优点。本发明不只限于此处描述的光扫描装置，对具有由轴承元件支撑、位于托盘HP上的物镜支持件OH的光扫描装置都适用。
权利要求
1．具有改进的响应特性的光扫描装置，包括一个物镜支持件(OH)，所述支持件由托盘(HP)表面上的安装点内的轴承元件支撑；其特征在于具有至少一个切口，所述切口位于夹持物镜支持件(OH)的轴承元件的表面内，把安装点隔开。
2．具有改进的响应特性的光扫描装置，包括一个物镜支持件(OH)，所述支持件由托盘(HP)表面上的安装点内的轴承元件支撑；其特征在于为避免谐振峰，装有一个托盘(HP1)，所述托盘有至少一个切口，所述切口位于夹持物镜支持件(OH)的轴承元件的表面内，把安装点隔开。
3．根据权利要求2中所述的光扫描装置，其特征在于物镜支持件(OH)的轴承元件是焊接点(LP1---LP4)与托盘(HP1)相连的线(W)，所述线在焊接垫(L)处与物镜支持件(OH)相连。
4．具有改进的响应特性的光扫描装置，包括一个物镜支持件(OH)，所述支持件由托盘(HP)表面上的安装点内的轴承元件支撑；其特征在于托盘(HP)是一个保持系统，所述系统由一个第一托盘(HP1)和一个第二托盘(HP2)组成，并且为消除谐振峰，第一托盘(HP1)有至少一个切口，所述切口位于夹持物镜支持件(OH)的轴承元件的表面内，把安装点隔开。
5．根据权利要求4中所述的光扫描装置，其特征在于第二托盘(HP2)具有限制装置，用于限制物镜支持件(OH)的偏向。
6．根据权利要求5中所述的光扫描装置，其特征在于限制物镜支持件(OH)的偏向的限制装置是第二托盘(HP2)上的限制片(BS)。
全文摘要
本发明介绍了一种具有改进的响应特性的光扫描装置,所述装置可作为用于单轨或多轨光读写记录载体上的信息的装置的部件。本发明的目标是提供一种光扫描装置,所述装置无需电子补偿器件,极大地避免了谐振峰,并具有改进的响应特性。根据本发明,利用轴承元件,一托盘支撑着扫描装置的物镜,所述托盘拥有至少一个切口,所述切口把安装点隔开,这些安装点位于物镜支持件的轴承元件所处的表面。通过所述托盘,本发明的目标得以实现。本发明的应用领域为具有改进的响应特性的光扫描装置,所述装置可作为光记录载体(如CD、DVD,可写的CD、DVD,或是光磁记录载体)上的信息的读写装置的部件。
文档编号G11B21/16GK1295707SQ99804698
公开日2001年5月16日 申请日期1999年3月22日 优先权日1998年4月2日
发明者铃木恒雄, 赖纳·巴斯, 尤维·巴特尔斯, 拉尔夫·鲍希 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司