專利名稱：利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于近場光記錄播放器中的裝置。尤其是指一種利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，此裝置驅動滑動觸頭進行跟蹤伺服和聚焦伺服，從而可以實現進場激光頭的數據跟蹤伺服。
(2)背景技術光盤或者光磁盤需要位值小型化以及縮小軌道間距才能夠實現高密度的記錄容量。但是為了在光盤的記錄膜形成位值，光盤上聚光光斑的大小受到折射限制的制約，所以記錄密度也就受到了一定的限制。
根據信息大容量化的趨勢，現在急需一種新的光記錄/播放方式來克服現有的光記錄/播放方式的限制。最近，對于利用有望能夠使得記錄容量實現劃時代飛躍的近場的近場光記錄/播放(near field recording/reproduction)的研究正在不斷的增加。
近場光記錄和播放的原理如下。以大于臨界角的角度入射到物鏡內部的光，從折射率高的地方射到折射率低的地方時，光就會產生全反射。此時，由于光的全反射，在物鏡的表面會存在很微細量的光，這個光被稱作易消散的(evanescent)波或者叫做消散波。如果利用此消散波，就會使得在遠場當中由于光的折射現象引起的分解能的限制，即由于折射限制而引起的曾經不可能實現的高分解能，現在在近場當中就可以實現了。近場光記錄和播放光學儀器讓光從物鏡內部進行全反射，使得物鏡表面產生消散波，從而就可以使得消散波和光盤產生耦合，從而可以實現光盤數據的記錄和播放。
圖1為現有的近場光記錄播放裝置的的驅動器結構圖。
參照圖1，現有的近場光記錄播放裝置，是由懸架部(suspension)102和線圈支持部103構成為一體的。其中包括通過基板(未圖示)上安插的旋轉軸104來得到旋轉支持的驅動臂101，和相對于上述旋轉軸104在位于與下述的滑動器108相對位置的線圈支持部103中有構成VCM的平板線圈105，和固定在基板上的下側的高精度磁鐵承載板106以及位于上述平板線圈105下側的高精度磁鐵107，通過設置在上述懸架部102的前端并通過空氣流動壓力以上浮于光盤110的狀態(tài)對光盤軌道進行掃描的滑動器108。
下面，將參照附圖對上述現有的近場光記錄播放裝置進行詳細說明。
參照圖1，驅動臂101，通過由懸架部102和線圈支持部103共同組成并安插到基板上的旋轉軸104得到可旋轉的支持，然后通過下面將要講到的VCM沿著箭頭所指的‘J’或者‘K’方向移動。
上述懸架部102的前端設置有滑動器108，上述滑動器108依靠讀取用及記錄用的各個對物物鏡和對向物鏡109對光盤的軌道進行掃描。
驅動臂101為正在旋轉的光盤110記錄面之上時，滑動器108飛行于光盤110記錄面之上，而且滑動器108的滑動觸頭始終保持與記錄面相對的一定的間隔。
驅動臂101上設置有位于上述懸架部102前端的滑動器108。但是相對于旋轉軸104，位于上述滑動器108相對位置的線圈支持部103中有構成VCM的平板線圈(flat coil)105。固定于基板上的高精度磁鐵承載板106在平板線圈105的下端安置有高精度磁鐵107。高精度磁鐵107和平板線圈105共同組成VCM，VCM和驅動臂101共同組成驅動器100。
這樣，在平板線圈105當中輸入一定方向的電流時，平板線圈105就會與高精度磁鐵107之間產生電磁作用，從而得到一個向左旋轉的力。所以驅動臂101就會得到一個順時針方向的旋轉力。相反，在平板線圈105當中輸入另一方向的電流時，平板線圈105就會與高精度磁鐵107之間產生電磁作用，從而得到一個向右側旋轉的力。所以驅動臂101就會得到一個逆時針方向的旋轉力。
這樣，隨著驅動臂101進行往返旋轉運動，滑動器108上設置的滑動觸頭就會依靠空氣流動壓力以懸浮于光盤110的狀態(tài)對光盤110進行軌道掃描。
上述現有的近場光記錄播放裝置的驅動器只是單純的支持跟蹤伺服操作，所以對于由于光盤有折痕時，對光盤進行數據跟蹤讀取就很難準確地進行訪問了。
(3)

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，此種裝置，是在驅動臂的線圈支持部上構成的音圈電機安裝一個磁場發(fā)生裝置，此裝置用于跟蹤和聚焦伺服驅動，通過磁場發(fā)生裝置產生的電磁力使得驅動臂能夠進行跟蹤和聚焦伺服操作。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，包括驅動臂，由位于一側前端的具有一個裝載了接近光盤表面的并于光盤表面相對的對向物鏡的滑動器的懸架部和位于另一側的線圈支持部共同組成，能夠在一定范圍內進行旋轉。
磁場發(fā)生裝置，設置有音圈電機，所述的音圈電機在上述驅動臂的線圈支持部上以徑向斷開的形態(tài)構成，以便用來驅動所述的驅動臂進行跟蹤和聚焦伺服旋轉。
旋轉軸，通過所述的磁場發(fā)生裝置，為了能夠實現所述的驅動臂的旋轉，引導其沿著所述的線圈支持部的圓弧旋轉中心進行對基板的跟蹤和聚焦旋轉。
所述的磁場發(fā)生裝置，包括以在線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的聚焦伺服線圈，在外周邊部的左/右側豎直繞線的跟蹤伺服線圈和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的單極磁鐵和磁軛。
所述的磁場發(fā)生裝置，包括以在線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈，在上述外周邊部的后面豎直繞線的跟蹤伺服線圈和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的2極磁鐵和磁軛。
所述的磁場發(fā)生裝置，包括以在線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈，在上述外周邊部的后面上下豎直繞線的跟蹤伺服線圈和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的4極磁鐵和磁軛。
所述的磁場發(fā)生裝置，為了能夠找到線圈支持部的旋轉范圍的中心，還要在上述圓弧上延長的外周邊左右側上下面上分別設置磁性鐵片，從而使其成為磁場發(fā)生裝置確定的旋轉中心的基準。
所述的驅動臂的懸架部的底面設置有用來補償與光盤之間間距的位置感應器。
本發(fā)明的效果本發(fā)明的利用音圈的超小型激光頭多軸驅動裝置在硬盤驅動或者近場光學儀器滑動驅動力，不但可以實現跟蹤驅動，而且在需要進行聚焦驅動時能夠驅動兩軸，作為一種具有能夠對于可移動光盤的變動進行不斷的調整，以保持一定的位置的感應器和驅動裝置，能夠實現多軸驅動的效果，因此本發(fā)明具有很高的實用價值。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
(4)


圖1為現有的近場光記錄播放裝置的的驅動器結構圖；圖2為本發(fā)明的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置的結構略圖；圖3為本發(fā)明中的位置感應器所處位置的顯示圖；圖4(a)、圖4(b)為本發(fā)明第1實施例中的使用單極磁鐵的超小型激光頭多軸驅動裝置的構造平面圖和略圖；圖5(a)、圖5(b)為本發(fā)明第1實施例中的音圈電機的驅動和磁鐵極性的顯示圖；圖6(a)、圖6(b)為本發(fā)明第2實施例中的使用2極磁鐵的超小型激光頭多軸驅動裝置的構造平面圖和略圖；圖7(a)、圖7(b)為本發(fā)明第2實施例中音圈電機的驅動和磁鐵極性的顯示圖；圖8(a)、圖8(b)為本發(fā)明第3實施例的使用4極磁鐵的超小型激光頭多軸驅動裝置的構造平面圖和略圖；圖9(a)、圖9(b)為本發(fā)明第3實施例中音圈電機的驅動和磁鐵極性的顯示圖。
附圖中主要部件的符號說明201，301，401，501....驅動臂 202，302，402，502....懸架部
203....線圈支持部204，304，404，504....旋轉軸205....線圈 206，306，406，506....磁軛207，307，407，507...磁鐵208....物鏡209，309，409，509...滑動器210，310，410，510...磁性鐵片211，311，411，511...地址感應器305a，405a，505a...跟蹤伺服線圈305b，405b，505b...聚焦伺服線圈(5)具體實施方式
下面將參照附圖，對本發(fā)明的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置的實施方式進行詳細說明。
圖2為本發(fā)明的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置的結構略圖。圖3為本發(fā)明中位置感應器的實施例顯示圖。
參照圖2，本發(fā)明的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置包括驅動臂201，由位于一側前端的具有一個裝載了接近光盤212表面的并于光盤記錄面相對的對物物鏡和對向物鏡(物鏡)208的滑動器209的懸架部202和位于懸架部202另一側的線圈支持部203共同組成，能夠在一定范圍內進行旋轉。
磁場發(fā)生裝置，設置有音圈電機，此音圈電機在上述驅動臂201的線圈支持部203上以徑向斷開的形態(tài)構成，以便用來驅動上述驅動臂201進行跟蹤和聚焦伺服旋轉。
旋轉軸204，為了能夠通過上述磁場發(fā)生裝置，實現驅動臂的旋轉，引導其沿著上述線圈支持部203的圓弧旋轉中心進行對基板的跟蹤和聚焦旋轉。
這里，上述磁場發(fā)生裝置由音圈電機和磁性鐵片210構成的。音圈電機包括在以線圈支持部203的旋轉中心為中心的圓弧上延長的外周邊部繞線得到的線圈205，和與上述線圈205保持一定間隔間距的磁鐵207以及磁軛206共同構成的。磁性鐵片210設置在上述以線圈支持部203的旋轉中心為中心的圓弧上延長的外周邊部的左右側，用于確定旋轉范圍的中心。
而且，參照圖3，其構成還包括設置在懸架部202底面的與上述滑動器209在同一水平線上的位置感應器211。
以本發(fā)明的第1實施例為例，參照圖4的(a)、(b)，上述磁場發(fā)生裝置包括，以在線圈支持部303的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的水平繞線的聚焦伺服線圈305b，在外周邊部的左/右側豎直繞線的跟蹤伺服線圈305a和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈305b和跟蹤伺服線圈305a相對的單極磁鐵307和磁軛306。
以第2實施例為例，參照圖6的(a)、(b)，上述磁場發(fā)生裝置包括，以在線圈支持部403的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈405b、在上述外周邊部的后面豎直繞線的跟蹤伺服線圈405a和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈405b和跟蹤伺服線圈405a相對的2極磁鐵407和磁軛406。
以第3實施例為例，參照圖8的(a)、(b)，上述磁場發(fā)生裝置包括，以在線圈支持部503的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈505b、在上述外周邊部的后面的上下豎直繞線的跟蹤伺服線圈505a和與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈505b和跟蹤伺服線圈505a相對的4極磁鐵507和磁軛506。
下面，將參照附圖對本發(fā)明的利用音圈電機的超小型光頭多軸驅動裝置進行進一步的詳細說明。
參照圖2，驅動臂201是由懸架部202和圓弧形狀的線圈支持部203共同組成的。并安插到上述圓弧形狀的線圈支持部203的基板上的旋轉軸204，得到可旋轉支持，然后通過下面將要講到的VCM，沿著箭頭所指的跟蹤伺服或者聚焦伺服方向移動。
懸架部202的前端設置有滑動器209。上述滑動器209中設置有讀取用、記錄用的激光頭，并組立有對物物鏡和對向物鏡(物鏡)208。
上述驅動臂201雖然在懸架部202的前端設置有滑動器209，但是，線圈支持部203當中包括構成音圈電機的線圈205和與其相隔一定間距的磁鐵207。即，音圈電機是由線圈205和磁鐵207構成的，磁鐵207是附著在磁軛206上的。
這樣的線圈支持部203的音圈電機的形態(tài)為放射狀帽(radial cap)形態(tài)。上述線圈以在線圈支持部203的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊進行繞線得到的。磁鐵207則以與上述線圈相對的一定間隔附著在磁軛206上的。
能夠使得這樣構成的驅動臂進行跟蹤和聚焦伺服旋轉的上述音圈電機的線圈205包括后面將要講到的跟蹤伺服線圈和聚焦伺服線圈。磁鐵207則分為單極，2極，4極等幾類。
即，依靠上述音圈電機來進行的驅動臂201的聚焦和跟蹤伺服旋轉，通過隨著上述跟蹤伺服線圈中輸入的電流的極性而與磁鐵之間產生的電磁力，線圈支持部203就沿著旋轉軸204為中心進行順時針或者逆時針的跟蹤伺服運行。通過隨著上述聚焦伺服線圈中輸入的電流的極性而與磁鐵之間產生的電磁力，線圈支持部203就沿著旋轉軸204為中心，進行順時針或者逆時針的聚焦伺服運行。這樣，驅動臂201就可以對光盤進行跟蹤伺服或者聚焦伺服方向的一定范圍內的旋轉了。
那么，驅動臂201，就可以對基板(base)進行往復旋轉運動(tracking)和往復上下運動了。而且其前端的滑動器209就會在空氣流動壓力的驅動下以懸浮于光盤之上的狀態(tài)對光盤進行軌道掃描。
此時，驅動臂201，通過另一側的線圈支持部203內的線圈205和磁鐵207得到跟蹤伺服和聚焦伺服驅動力進行旋轉。在線圈205和磁鐵207之間的空氣槽(air gap)的左右對稱部分設置磁性鐵片210，然后作為驅動的基準位置。
而且，如圖2和圖3所示，驅動臂201的懸架部202下端與滑動器209處于一條水平線上的位置感應器211可以準確的檢測出與光盤之間的距離，即，對物鏡208和光盤212之間的距離，從而可以實現即使旋轉中的光盤212有變動，也能保持一定的焦點位置，從而進行準確的讀盤。
下面將參照實施例進行說明第1實施例第1實施例為應用了單極磁鐵時的結構，圖4的(a)為實施例的裝置圖，圖4的(b)為其中的音圈電機的展開圖，圖5(a)、(b)為其中的單極磁鐵和線圈的構成圖。
參照圖4和圖5，驅動臂301的圓弧形狀的線圈支持部303的中心設置有旋轉軸304，并以此旋轉軸304為驅動中心。以線圈支持部303的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的聚焦伺服線圈305b，是水平繞線的；在外周邊部的左/右側的跟蹤伺服線圈305a，是豎直繞線的；以及與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈305b和跟蹤伺服線圈305a相對的單極(N)磁鐵307，并在單極磁鐵307的背面設置磁軛306。它的操作如圖5的(a)(b)所示，根據輸送到跟蹤伺服線圈305a的電流的極性變化，從而與磁鐵307之間產生的電磁力使得驅動臂沿著線圈支持部303的旋轉軸304為中心進行跟蹤伺服方向的旋轉。另外，聚焦線圈305b的電流的極性變化，從而與磁鐵307之間產生的電磁力使得驅動臂沿著線圈支持部303的旋轉軸304為中心進行聚焦伺服方向的旋轉。圖中對電流方向、跟蹤伺服驅動力方向及聚焦伺服驅動力方向各用箭頭所示。
而且，在線圈支持部303的左右側面上下部附著有相互對稱的磁性鐵片310，在驅動臂進行完跟蹤以及聚焦方向的旋轉后，還能夠容易的重新保持在原位置。
第2實施例第2實施為應用了2極磁鐵時的結構。圖6的(a)為實施例的裝置圖，圖6的(b)為其中的音圈電機的展開圖，圖7(a)、(b)為其中的2極磁鐵和線圈的構成圖。
參照圖6和圖7，驅動臂401的圓弧形狀的線圈支持部403的中心設置有旋轉軸404，并以此旋轉軸404為驅動中心。以線圈支持部404的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊部的左/右側上的聚焦伺服線圈405b，是水平繞線的；在外周邊部的后面的跟蹤伺服線圈405a，是豎直繞線的；以及與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈405b和跟蹤伺服線圈405相對的2極(N:S)磁鐵407，并在2極磁鐵407的背面設置磁軛406。
它的操作如圖7(a)、(b)所示，根據輸送到跟蹤伺服線圈405a的電流的極性變化，從而與磁鐵407之間產生的電磁力使得驅動臂沿著線圈支持部403的旋轉軸404為中心進行跟蹤伺服方向的旋轉。另外，隨著聚焦線圈405b的電流的極性變化，從而與磁鐵407之間產生的電磁力使得驅動臂沿著線圈支持部403的旋轉軸404為中心進行上下方向的旋轉。圖中對電流方向、跟蹤伺服驅動力方向及聚焦伺服驅動力方向各用箭頭所示。
而且，在進行跟蹤聚焦旋轉方向的旋轉時，磁性鐵片410以此旋轉中心為基準對其旋轉提供支持。
第3實施例
第3實施為應用了4極磁鐵時的結構。圖8的(a)為實施例的裝置圖，圖8的(b)為其中的音圈電機的展開圖，圖9(a)、(b)為其中的4極磁鐵和線圈的構成圖。
參照圖8和圖9，驅動臂501的圓弧形狀的線圈支持部503的中心設置有旋轉軸504，并以此旋轉軸504為驅動中心。以線圈支持部505的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線，得到聚焦伺服線圈505b，在外周邊部的后面豎直繞線的跟蹤伺服線圈505a，以及與上述外周邊部保持一定間隔，與聚焦伺服線圈505b和跟蹤伺服線圈505a相對的4極(N:S，S:N)磁鐵507，并在4極磁鐵507的背面設置磁軛506。
它的操作如圖9(a)、(b)所示，在線圈支持部的外周邊后面上，下設置的4極磁鐵507相對的位置繞線得到跟蹤伺服線圈505a，在其左右分別設置與上述磁鐵507相對位置上繞線得到聚焦伺服線圈505b，從而可以隨著輸送到跟蹤伺服線圈505a的電流的極性變化，與磁鐵507之間產生電磁力線圈支持部503以旋轉軸504為中心進行跟蹤伺服方向的旋轉。另外，隨著聚焦線圈505b的電流以及極性變化，與磁鐵507之間產生的電磁力使得線圈支持部503以旋轉軸505為中心進行聚焦伺服方向的旋轉。圖中對電流方向、跟蹤伺服驅動力方向及聚焦伺服驅動力方向各用箭頭所示。
而且，在進行跟蹤聚焦旋轉方向的旋轉時，磁性鐵片510以此旋轉中心為基準對其旋轉提供支持。
雖然本發(fā)明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，應理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變形都將落在本發(fā)明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于具有以下結構驅動臂，由位于一側前端的具有一個裝載了接近光盤表面的并于光盤表面相對的對向物鏡的滑動器的懸架部和位于另一側的線圈支持部共同組成，能夠在一定范圍內進行旋轉；磁場發(fā)生裝置，設置有音圈電機，所述的音圈電機在上述驅動臂的線圈支持部上以徑向斷開的形態(tài)構成，以便用來驅動所述的驅動臂進行跟蹤和聚焦伺服旋轉；旋轉軸，通過所述的磁場發(fā)生裝置，為了能夠實現所述的驅動臂的旋轉，引導其沿著所述的線圈支持部的圓弧旋轉中心進行對基板的跟蹤和聚焦旋轉。
2.如權利要求1所述的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于所述的磁場發(fā)生裝置包括以在所述的線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的聚焦伺服線圈，是水平繞線的；在所述的線圈支持部的外周邊部的左/右側的跟蹤伺服線圈，是豎直繞線的；和與所述的線圈支持部的外周邊部保持一定間隔，與所述的聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的單極磁鐵和磁軛。
3.如權利要求項1所述的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于所述的磁場發(fā)生裝置包括以在所述的線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上，進行延長的外周邊部的左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈；在所述的線圈支持部的外周邊部的后面豎直繞線的跟蹤伺服線圈；和與所述的線圈支持部的外周邊部保持一定間隔，與所述的聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的2極磁鐵和磁軛。
4.如權利要求1所述的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于所述的磁場發(fā)生裝置包括以在所述的線圈支持部的旋轉中心為中心的圓弧上進行延長的外周邊左/右側上進行水平繞線的聚焦伺服線圈；在所述的線圈支持部的外周邊部的后面的上下豎直繞線的跟蹤伺服線圈；和與所述的線圈支持部的外周邊部保持一定間隔，與所述的聚焦伺服線圈和跟蹤伺服線圈相對的4極磁鐵和磁軛。
5.如權利要求2，3，4所述的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于所述的磁場發(fā)生裝置是，為了能夠找到所述的線圈支持部的旋轉范圍的中心，還要在所述的圓弧上延長的外周邊左右側上下面上分別設置磁性鐵片，從而使其成為磁場發(fā)生裝置確定的旋轉中心的基準。
6.如權利要求1所述的利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，其特征在于所述的驅動臂的懸架部的底面設置有用來補償與光盤之間間距的位置感應器。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種利用音圈電機的超小型激光頭多軸驅動裝置，具有以下結構驅動臂，由位于一側前端的具有一個裝載了接近光盤表面的并于光盤表面相對的對向物鏡的滑動器的懸架部和位于另一側的線圈支持部共同組成，能夠在一定范圍內進行旋轉；磁場發(fā)生裝置，設置有音圈電機，此音圈電機在上述驅動臂的線圈支持部上以徑向斷開的形態(tài)構成，以便用來驅動上述驅動臂進行跟蹤和聚焦伺服旋轉；旋轉軸，通過上述磁場發(fā)生裝置，為了能夠實現驅動臂的旋轉，引導其沿著上述線圈支持部的圓弧旋轉中心進行對基板的跟蹤和聚焦旋轉。本發(fā)明能夠實現多軸驅動的效果，具有很高的實用價值。
文檔編號G11B11/10GK1591608SQ0315079
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權日2003年9月5日
發(fā)明者崔仁好 申請人:上海樂金廣電電子有限公司