專利名稱：具有改進的響應特性的光掃描裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明介紹了一種具有改進的響應特性的光掃描裝置，所述裝置可用于在記錄載體，如小型盤，即所謂的CD；數字多用盤，即所謂的DVD，可寫的CD或DVD，或其它的磁-光記錄介質上單軌或多軌光讀寫信息的裝置中。
光記錄介質的掃描裝置已是眾所周知。所謂的光拾取器的光掃描裝置的結構和操作，在《電子元件和應用》(Electronic Components& Applications，Vol.6，NO.4，1984，p209～215)中已有介紹。這種掃描裝置有一個所謂的激勵器，其上有一物鏡，所述物鏡用于跟蹤，并把光束或激光束聚焦在光記錄介質上。原則上，可根據物鏡的懸掛方式來區(qū)分光掃描裝置。例如，頁片彈簧激勵器中，物鏡支持件由一個框架上的四根平行的頁片彈簧固定，參見EP-A 0 178 077。其缺點在于這樣的彈簧結構有可能造成不希望出現的振動，而且安裝也很復雜。物鏡支持件的平行導向還可通過鉸鏈型的激勵器得以實現，如EP-B 0 563 034。人們發(fā)現在偏向過程中，當物鏡傾斜時，具有平行導向的激勵器相對較穩(wěn)定，但調節(jié)過程很復雜，因為它需要與鉸鏈指引的運動方向完全一致。
另一種物鏡支持件采用了四條線作為軸承元件，這四條線把物鏡支持件與激勵器的底盤連接起來。所謂的線拾取器的生產成本可能比頁片彈簧光掃描裝置或鉸鏈光掃描裝置更低。但與其它平行導向相比，從物鏡的傾斜和引導特性方面來看，其缺點更顯著。
光掃描裝置的質量標準有一條就是其響應特性，所謂的響應特性指的是光掃描裝置對控制信號的反應，根據所述反應，掃描裝置被偏向以進行聚焦或跟蹤，以便掃描記錄介質上的某個具體的點，或跟隨記錄介質運動。光掃描裝置的運動應非常精確地按照控制信號進行。但作為一種規(guī)律，機械系統(tǒng)的激勵導致了在諧振頻率區(qū)內的共振，從而導致諧振峰的出現，諧振峰對響應特性和光掃描裝置對控制信號的反應都有負面作用。由于諧振頻率一般都在能被人聽見的頻率范圍內，這種作用的更糟糕的表現形式就是所謂的顫噪效應。US4，477，755介紹了一種用一電路作為電子補償的方法，能彌補聚焦和跟蹤控制環(huán)路中光學和機械方面的不穩(wěn)定性，以避免機械共振和顫噪效應。所述電路包括一機械系統(tǒng)的模型，通過它可以調節(jié)掃描裝置對控制信號的反應，并在超過預定的臨界值時停止掃描裝置的運動。為此，所述電路中有一過濾器和一可變增益的放大器，以便在機械共振顯著的頻率區(qū)域內某個選定的頻率下，產生控制信號的補償分量。
本發(fā)明的目的為提供一種沒有電子補償元件的光掃描裝置，所述裝置很大程度上避免了諧振峰的出現，并具有改進的響應特性。
通過獨立的權利要求中所述的本發(fā)明的特點實現了本目標。本發(fā)明的優(yōu)選改進在所附的從屬權利要求中界定。
本發(fā)明包括按照這樣的一種方式設計一種光掃描裝置，即所述光掃描裝置盡可能均勻一致地按照所加的控制信號工作，而不產生任何諧振峰。
人們發(fā)現托盤的特性對諧振現象影響很大，托盤上裝有支撐物鏡支持件的元件。已經發(fā)現，以柔性方式支撐物鏡支持件可避免干擾諧振峰的出現。另一方面，為托盤選擇一種震動抑止材料也不是很可行，因為，一方面，托盤要承受物鏡和物鏡支持件的重量，另一方面，必須確保激勵器在偏向后能回到最初的位置。也就是說，托盤不能因力或溫度的作用而變形。托盤高柔性和高強度的矛盾要求可以通過這樣一種托盤得到滿足托盤上物鏡支持件的軸承元件的安裝點被高度地機械隔離。這種機械隔離，通過一種托盤得以實現，所述托盤在物鏡支持件的軸承元件的安裝表面上刻痕或加切口。這些刻痕有以下的特點一方面，裝有軸承元件的表面的直邊間隔著刻痕或槽口，另一方面，切口應設置在表面內部，以減少物鏡支持件的軸承元件的安裝點間的有效面積。在本發(fā)明的一個實施例中，安裝點被設計為島狀表面，通過含有安裝點的表面的收縮使之相連。托盤采用這種結構顯著改善了光掃描裝置的響應特性，并消除了諧振峰。響應特性具體指的是，光掃描裝置對控制信號的反應，如頻率響應和相對位相所反應的，以及控制信號對光掃描系統(tǒng)的傳遞函數。無需電子補償元件即可極大地消除諧振峰。這種作用很讓人意外，因為一般的設想是，在一相對高彈的表面上支撐物鏡的軸承元件會導致諧振峰的增加。
所述的托盤最好與一第二托盤相連，以構成一個保持系統(tǒng)。這樣，第二托盤有利于把第一托盤設計得更薄，以確保增加低頻區(qū)內的阻尼，而且，能限制激勵器的最大偏向。對于線拾取器的結構，線是作為軸承元件，穿過第二托盤上的開口，通過焊接固定在第一托盤上。這些線留在第二托盤上的開口處的過渡空間隨后由填充化合物填充。硅有機化合物作為填充物的首選，能抑制低頻區(qū)諧振峰的出現。盡管設想的是，作為軸承元件的線植入第二托盤的硅有機化合物內能有效減少諧振峰，但只在有限范圍內有效。所期望達到的響應特性只有通過結合本發(fā)明的第一托盤才能實現。
將在下文中通過示例性的實施例結合附圖對本發(fā)明進行詳細的介紹，其中

圖1為具有改進的響應特性的光掃描裝置的托盤的簡圖，圖2為具有改進的響應特性的光掃描裝置的側視圖，圖3為具有改進的響應特性的光掃描裝置的平面圖，圖4為擁有有限的元件的光掃描裝置的第二托盤的平面圖，圖5為擁有有限的元件的光掃描裝置的第二托盤的前視圖，圖6為擁有有限的元件的光掃描裝置的第二托盤的側視圖，圖7為在聚焦方向上有一個已知的托盤的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，圖8為在聚焦方向上有一個本發(fā)明的托盤的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，圖9為在跟蹤方向上有一個已知的托盤的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，圖10為在跟蹤方向上有一個本發(fā)明的托盤的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，圖11為在已知的托盤上用線固定的物鏡支持件的簡圖，圖12為關于安裝物鏡支持件的簡圖，所述支持件通過線固定在已知的托盤上，以構成一個激勵器，圖13為具有已知的托盤的光掃描裝置的導體側的簡圖。
所有圖中所用的注釋符號相同。圖11為已知物鏡支持件OH的簡圖，所述支持件通過線W固定在已知的托盤HP上，四根固定在已知的托盤HP上的線W支撐著物鏡支持件OH，其上有一物鏡O，用于把光束或激光束聚焦和跟蹤在光記錄介質上，及用來偏轉物鏡O的線圈SP。用作軸承元件的線W，此時作為物鏡支持件OH的柔性支撐物，同時為物鏡支持件OH上的線圈SP供電。托盤HP上的物鏡支持件OH由四條線W支持，托盤HP有一矩形表面，參見圖12，與底盤G上的片S相連，片S從底盤G伸出合適的角度。然后，參見圖12，位于物鏡支持件OH的凹槽處的線圈SP移到能與磁片MS1；MS2相互作用的一個位置上。磁片MS1、MS2以合適的角度從底盤G伸出，并與固定托盤HP的片S平行，從而形成一個磁場，通過所述磁場與線圈SP產生的磁場相互作用，使物鏡O按需要從靜止位置發(fā)生偏向。磁片MS1、MS2所產生的磁場最好是由至少一個永磁體M產生的，所述永磁體固定在磁片MS1上。如上所述，位于物鏡支持件OH上的線圈SP由線W供電，線W把物鏡支持件OH固定在托盤HP上。為固定線W，如圖13所示，托盤HP上有焊接點LP1，LP2，LP3，LP4，作為設計成印刷電路板的托盤HP上的孔。線W穿過這些孔洞，通過焊接與托盤相連，焊接區(qū)位于托盤HP上的孔洞區(qū)。焊接區(qū)或焊接點LP1，LP2，LP3，LP4通過導軌與連接點AP相連，而使物鏡O偏向的控制信號將傳輸給所述連接點。而且，托盤HP上還有針孔DO1，DO2，以便使片S上的托盤HP對中，另有一安裝槽BMO，用于安裝托盤HP。
根據測量知道，這種光掃描裝置有缺陷其并非無條件地服從外加控制信號。物鏡支持件OH和物鏡O的偏向及線圈SP提供的機械激勵，在臨界頻率范圍內，都將導致諧振峰的出現，其原理性地在圖7和9中示出，可見到其響應特性與盡可能均勻一致的曲線的偏離。這種諧振峰不僅對控制或調節(jié)光掃描裝置的特性不利，而且，由于在聽得見的頻率范圍內的共振，還導致所謂的顫噪效應。原則上，抑制諧振峰還需要對控制信號采取其它措施；所能做到的，如對頻率響應的線性化進行均衡。為避免不利特點和減少光掃描裝置的部件，發(fā)明了一種具有改進的響應特性的光掃描裝置。所述裝置有一托盤HP1，如圖1所示，其表面有一些切口，它們在焊接點LP1---LP4處支撐著物鏡支持件OH的軸承元件。這些切口把固定點即焊接點LP1---LP4彼此隔開。焊接點LP1---LP4和安裝點被設計為島狀表面，通過壓縮與它們的支持面相連。根據本發(fā)明如此設計的光掃描裝置的托盤HP1，由于可能弄清采用與圖2和圖3相應的，包括一個第一托盤HP1和一個第二托盤HP2的保持系統(tǒng)的預期性能，消除諧振峰的效果讓人驚訝。
如圖2和圖3所示的光掃描裝置有一個第一托盤HP1和一個第二托盤HP2，其上有作為物鏡支持件OH的軸承元件的線W。線W在此處作為物鏡支持件OH的柔性支撐，物鏡支持件OH上裝有物鏡O，聚焦線圈F及跟蹤線圈T。控制信號被施加給聚焦線圈F和/或跟蹤線圈T，在這些線圈中產生磁場，這些磁場與永磁體M1、M2產生的磁場相互作用，使物鏡O從靜止位置發(fā)生偏向。作為軸承元件的線W把控制信號傳給聚焦線圈F及跟蹤線圈T，并在焊接墊L處與物鏡支持件OH和第一托盤HP1相連。永磁體M1、M2固定在磁片MS1、MS2上，MS1、MS2以直角從底盤G處伸出，而第一托盤HP1和第二托盤HP2通過固定裝置BM與片S相連，片S也以直角從底盤G處伸出。此時，第一托盤HP1通過其上的針孔DO1，DO2和第二托盤HP2上相對應的針D進行對中。
為組裝物鏡支持件OH和包括一個第一托盤HP1和一個第二托盤HP2的保持系統(tǒng)，底盤G和物鏡支持件OH固定在一個夾具里，連接保持系統(tǒng)和物鏡支持件OH的線W通過焊接與物鏡支持件OH和第一托盤HP1相連，線W最好在焊接墊L處預先壓入。為此，線W被安裝在物鏡支持件OH上的焊接墊L上，并穿過第二托盤HP2上的孔B。圖4至圖6為第二托盤HP2的視圖。圖4和圖5中標出了孔B，與圖5相對應，孔B有一側孔SO。在線W穿過之后，這些側孔用來用硅有機物填塞線W和第二托盤HP2之間的間距。填塞線W和第二托盤HP2之間間距的硅有機物此處是作為一種阻尼材料，以減少諧振現象。圖5中標出的第二安裝槽BO2，與第一托盤HP1中的第一安裝槽BO1相對應，位于第二托盤HP2上，用來把第二托盤HP2固定在底盤G上的片S上。在組裝過程中，第一托盤HP1和一個第二托盤HP2通過圖4中標出的針D對中。第二托盤HP2有一固定片BS，如圖4和6所示，這些固定片有利地限制了物鏡支持件OH向上的偏向。物鏡支持件OH正是通過四條線W與保持系統(tǒng)相連，并在高的加速力的作用下不會發(fā)生不良偏向，如當它跌落時，由于超出了系統(tǒng)的彈性極限，不良偏向會妨礙它自動回到初始位置。第二托盤HP2還有一些其它的功能，包括支撐第一托盤HP1，阻尼線W和和限制物鏡支持件OH的偏向。盡管線W和物鏡支持件OH的振動，通過填塞在線W和第二托盤HP2間的硅有機物被阻滯，但光掃描裝置的響應特性受第一托盤HP1的影響很大。通過測量，這點變得很清楚，結果如圖7至圖10所示。圖7為在聚焦方向上有一個已知托盤HP的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，響應敏感性FREQRESP以分貝dB表示，相位角Phase以度數Deg表示，對頻率F作圖，頻率F取以10為底的對數，以赫茲Hertz表示，頻率范圍達5千(5K)赫茲。相應的頻率響應和相位圖用的是相同的坐標。圖7示出，與均勻一致的圖線相比，具有已知托盤HP的光掃描裝置在800～900赫茲的頻率范圍內，響應敏感性FREQRESP和相位角Phase的差異很大。如圖2和圖3所示的光掃描裝置結構相同，但把已知的托盤HP用作本發(fā)明中的托盤HP1的光掃描裝置中，也出現了這些諧振峰。對比圖8中具有本發(fā)明的托盤HP1的光掃描裝置的圖線，在可比條件下，由于托盤HP1，令人驚訝地消除了響應敏感性FREQRESP和相位角Phase的不良特征。具有圖8的特征的本發(fā)明的掃描裝置具有改進的響應特性，因為頻率響應和相位響應有一致的圖形，且無諧振峰。所述的這些效果不僅表現在聚焦方向上有顯示，還表現在跟蹤方向上，如圖9和10所示。圖9為圖2和圖3所示的在跟蹤方向上有一個已知托盤HP的光掃描裝置的頻率響應和相位圖，圖10為在跟蹤方向上有一個本發(fā)明的托盤HP1的光掃描裝置的頻率響應和相位圖。盡管假設通過將線W植入第二托盤HP2中的硅有機物中，可以消除諧振峰，但發(fā)現只是在有限范圍內才有效，根據本發(fā)明，由于第一托盤HP1自身的結構才帶來了這些優(yōu)點。本發(fā)明不只限于此處描述的光掃描裝置，對具有由軸承元件支撐、位于托盤HP上的物鏡支持件OH的光掃描裝置都適用。
權利要求
1．具有改進的響應特性的光掃描裝置，包括一個物鏡支持件(OH)，所述支持件由托盤(HP)表面上的安裝點內的軸承元件支撐；其特征在于具有至少一個切口，所述切口位于夾持物鏡支持件(OH)的軸承元件的表面內，把安裝點隔開。
2．具有改進的響應特性的光掃描裝置，包括一個物鏡支持件(OH)，所述支持件由托盤(HP)表面上的安裝點內的軸承元件支撐；其特征在于為避免諧振峰，裝有一個托盤(HP1)，所述托盤有至少一個切口，所述切口位于夾持物鏡支持件(OH)的軸承元件的表面內，把安裝點隔開。
3．根據權利要求2中所述的光掃描裝置，其特征在于物鏡支持件(OH)的軸承元件是焊接點(LP1---LP4)與托盤(HP1)相連的線(W)，所述線在焊接墊(L)處與物鏡支持件(OH)相連。
4．具有改進的響應特性的光掃描裝置，包括一個物鏡支持件(OH)，所述支持件由托盤(HP)表面上的安裝點內的軸承元件支撐；其特征在于托盤(HP)是一個保持系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由一個第一托盤(HP1)和一個第二托盤(HP2)組成，并且為消除諧振峰，第一托盤(HP1)有至少一個切口，所述切口位于夾持物鏡支持件(OH)的軸承元件的表面內，把安裝點隔開。
5．根據權利要求4中所述的光掃描裝置，其特征在于第二托盤(HP2)具有限制裝置，用于限制物鏡支持件(OH)的偏向。
6．根據權利要求5中所述的光掃描裝置，其特征在于限制物鏡支持件(OH)的偏向的限制裝置是第二托盤(HP2)上的限制片(BS)。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種具有改進的響應特性的光掃描裝置,所述裝置可作為用于單軌或多軌光讀寫記錄載體上的信息的裝置的部件。本發(fā)明的目標是提供一種光掃描裝置,所述裝置無需電子補償器件,極大地避免了諧振峰,并具有改進的響應特性。根據本發(fā)明,利用軸承元件,一托盤支撐著掃描裝置的物鏡,所述托盤擁有至少一個切口,所述切口把安裝點隔開,這些安裝點位于物鏡支持件的軸承元件所處的表面。通過所述托盤,本發(fā)明的目標得以實現。本發(fā)明的應用領域為具有改進的響應特性的光掃描裝置,所述裝置可作為光記錄載體(如CD、DVD,可寫的CD、DVD,或是光磁記錄載體)上的信息的讀寫裝置的部件。
文檔編號G11B21/16GK1295707SQ99804698
公開日2001年5月16日 申請日期1999年3月22日 優(yōu)先權日1998年4月2日
發(fā)明者鈴木恒雄, 賴納·巴斯, 尤維·巴特爾斯, 拉爾夫·鮑希 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司