光读取装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410012060.1

申请日:

2004.09.28

公开号:

CN1606079A

公开日:

2005.04.13

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G11B 7/095申请日:20040928授权公告日:20070228终止日期:20100928|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G11B7/095

主分类号:

G11B7/095

申请人:

提阿克股份有限公司;

发明人:

椛泽秀年

地址:

日本东京都

优先权:

2003.10.08 JP 349721/2003

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司

代理人:

李树明

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内容摘要

一种光读取装置,其在固定于轭座的悬吊架的背面上配置有用以固定悬吊构件的一端的支撑构件,通过电磁驱动方式伺服控制被支撑于该悬吊构件的另一端的透镜架,来改变物镜的位置,以调整光点对光盘的照射位置;其特征在于:将该悬吊架以线膨胀系数不同的数个构件来形成,并将膨胀率高的构件配置在该悬吊架的背面侧。因温度变化所引起的高线膨胀系数构件的线膨胀变化会对上述支撑构件产生作用,来抑制因光读取装置的周边温度变化而造成透镜致动器朝抖动方向倾斜,以稳定地对光盘进行资讯的记录及读出。

权利要求书

1.  一种光读取装置,其在固定于轭座的悬吊架的背面上配置有用以固定悬吊构件的一端的支撑构件,通过电磁驱动方式伺服控制被支撑于该悬吊构件的另一端的透镜架,来改变物镜的位置,以调整光点对光盘的照射位置;
其特征在于:将该悬吊架以线膨胀系数不同的数个构件来形成,并将膨胀率高的构件配置在该悬吊架的背面侧。

2.
  如权利要求1所述的光读取装置,其特征在于:该悬吊架包括:固定于该轭座的第一构件;及第二构件,其线膨胀系数较该第一构件高,且与该支撑构件相抵接;该第一构件与第二构件是一体形成。

3.
  如权利要求2所述的光读取装置,其特征在于:该第一构件具有与该支撑构件相抵接的抵接部,该第二构件被配置于该第一构件的抵接部的上方。

4.
  如权利要求2或3所述的光读取装置,其特征在于:该第一构件是以液晶多分子材料形成,该第二构件是以聚酰亚胺树脂形成。

说明书

光读取装置
技术领域
本发明是有关于在各种电脑系统等资讯机器中,驱动用来记录大量资讯的记录媒体的光盘(例如CD-R/RW、DVD-R/-RW/RAM/+R/+RW等)的光盘装置中,用来对该光盘纪录资讯或读出记录资讯的光读取装置。
背景技术
用来驱动光盘的光盘装置中的光读取装置,是用来在光盘的记录面上形成光点,是由各种光学系统零件所组合而成。图6是说明习用光读取装置的一般构成的概要图,在该图中,符号A是光读取的致动器组合体、符号B是DVD用的半导体激光全像单元、符号C是CD用的半导体激光全像单元。上述半导体激光全像单元B或上述半导体激光全像单元C所射出的光线经由数个反射镜系统及透镜系统的光学零件,沿着致动器组合体A的对物镜102的光的路径,在光盘的记录面上形成光点。
上述致动器组合体A,如图7及图8中放大所示,支持对物镜102的透镜架101的两侧被固定在上中下分别成对的合计6根悬吊构件的一端上,此悬吊构件105的另一端则被固定在设置于轭座103的悬吊架104背面的支撑构件106上。藉此,由于透镜架101是被悬吊构件105以单侧支撑的状态下弹性支撑着,所以该透镜架101成为上下左右可以摇动的状态。上述支撑构件106一般是采用刚性较小的PCB基板(印刷电路板),用来抑制将透镜架向聚焦方向与轨道方向驱动时所产生的副共振等的浮动构造。作为支撑构件106的上述PCB基盘,经由可弯曲的FPC(弹性印刷电路)107及连接端子108来与控制电路(图中未标示)相连接。
在透镜架101上具有聚焦驱动线圈109及循轨驱动线圈110,借着与固定在轭座103的永久磁铁111a,111b,112a,112b的磁场间的相互作用的电磁驱动方式,使透镜架101全体构成向聚焦方向(箭头Y轴方向)及轨道方向(箭头X轴方向)上作伺服控制的透镜致动器(Actuator)L。聚焦驱动线圈109为了能同时作为调整透镜架101光线方向倾斜的倾斜伺服控制的驱动线圈,被分成2个驱动线圈,通过控制供给到聚焦驱动线圈109a及109b的驱动电流的平衡来调整透镜架101在光线方向的倾斜。例如在特开平11-312327号(以下称为专利文献1)公报中提出通过调整在2个聚焦驱动线圈上的电流来控制透镜架的倾斜的技术。
上述聚焦驱动线圈109及上述循轨驱动线圈110的线圈端末与各6根悬吊构件105在电性上连接,在该悬吊构件105的另一端,则以悬吊架104内所填充的胶状缓冲材料113来支撑,其末端被焊接在支撑构件106的电路基板上。6根悬吊构件105在透镜架101的两侧上成对,例如上段的2根与聚焦驱动线圈109a相连接,中段的2根与聚焦驱动线圈109b相连接,下段的2根与循轨驱动线圈110相连接,依据从光盘所得到的控制资讯,经由与各驱动线圈相连接的悬吊构件105来供给驱动电流。
以悬吊构件105作单边支撑的构造之上述致动器组合体A,如图10中所示,以填充在支撑构件106与悬吊架104中的胶状缓冲材料113在常温时维持透镜架101的水平状态,使得聚光在光盘114的记录面114a上的光束的光点成为最佳的圆形。
在光盘上记录资讯的光盘装置中,半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C的输出光束的输出准位,一般来说包含有读出准位、消去准位、及记录准位的3种,各光束的输出准位具有以下的关系:读出准位<消去准位<记录准位。
当要读出记录在光盘114上的资讯时,从半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C输出读出准位地光束,该光束被集中到光盘的记录面114a上。因为读出准位的光束的输出准位最低,所以对致动器组合体A的周边温度的影响较小,如图10中所示,可以维持透镜架101的水平状态,使得动作环境较安定。
但是,当要在光盘114上记录资讯时,从半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C射出的记录准位光束的输出准位最高,该光束被集中在光盘的记录面114a上,所以除了半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C的发热量会增大之外,光盘驱动器的LSI的热量也会上升,使得致动器组合体A的周边温度会快速上升。在光盘114上记录资讯时的致动器组合体A的周边温度,有时会高到60度。当持续此种环境时,由于具有浮动构造的支撑构件106的弹性率与胶状缓冲材料113的支撑力会因热而降低,而无法支撑透镜架101本身的重量,如图9中所示,支撑构件106的浮动部分会弯曲,如图11中所示,透镜致动器L会产生向重力方向(抖动方向)弯曲的现象。当透镜致动器L朝抖动方向弯曲时,聚光到光盘114的记录面114a上的光束的光点会成为椭圆形,因为发生慧型像差(comatic aberration),会造成资讯的记录性能或读出性能恶化的问题。特别是要在密度较高的DVD光盘上记录资讯的光盘装置中,因温度变化而造成透镜致动器L的些微的倾斜,会造成无法进行资讯的记录与读出。
此外,专利文献1中所公开的技术也可以应用来控制透镜致动器在抖动方向的倾斜,但是在此方法中,需要有控制透镜致动器在抖动方向倾斜的驱动线圈及磁铁,因为要在图7中所示的光读取装置中另外追加驱动线圈及磁铁来构成控制朝抖动方向倾斜的控制系统,会造成光读取装置变得大型化,系统构造也变得较复杂。
发明内容
为了解决前述的问题,本发明的目的在于提供一种光读取装置,可抑制因为周边温度的变化造成透镜致动器朝抖动方向的倾斜,以便可以对光盘安定地进行资讯的记录与读出。
本发明是用以下所述的技术手段来解决上述的课题:一种光读取装置,其在固定于轭座的悬吊架的背面上配置有用以固定悬吊构件的一端的支撑构件,通过电磁驱动方式伺服控制被支撑于该悬吊构件的另一端的透镜架,来改变物镜的位置,以调整光点对光盘的照射位置;
其特征在于:将该悬吊架以线膨胀系数不同的数个构件来形成,并将膨胀率高的构件配置在该悬吊架的背面侧。
所述的光读取装置,其特征在于:该悬吊架包括:固定于该轭座的第一构件;及第二构件,其线膨胀系数较该第一构件高,且与该支撑构件相抵接;该第一构件与第二构件是一体形成。
所述的光读取装置,其特征在于:该第一构件具有与该支撑构件相抵接的抵接部,该第二构件被配置于该第一构件的抵接部的上方。
所述的光读取装置,其特征在于:该第一构件是以液晶多分子材料形成,该第二构件是以聚酰亚胺(Polyimdie)树脂形成。
本发明的光读取装置具有如下功效:
依据本发明,将悬吊架以线膨胀系数不同的数个构件来构成,因为是将线膨胀系数较高的构件配置在该悬吊架的背面侧上,当因半导体激光元件的发热或光盘驱动器的LSI的热量等造成致动器组合体的周围温度上升时,因为构成悬吊架的上述线膨胀系数较高的构件会比另一个线膨胀系数较低的构件更朝抖动方向上来膨胀,所以被固定在悬吊架的背面上的支撑构件会被上述线膨胀系数较高的构件朝抖动方向推压,因此可以补偿透镜致动器朝抖动方向的倾斜,其结果是可以抑制物镜的倾斜角的变化,以安定地对光盘进行资讯的记录与读出。
依据本发明,因为是一体地形成将悬吊架固定在轭座上的第一构件,及较第一构件的线膨胀系数高并与支撑构件相接的第二构件,来作为悬吊架在抖动方向的倾斜修正机构。也就是说,因为不需要另外构成抖动方向的倾斜修正伺服机构,可以避免光读取装置的成本上升及大型化。
依据本发明,因为是在与支撑构件相接的第一构件的抵接部的上方配置第二构件,因为较第一构件的线膨胀系数高的第二构件会将支撑构件的上半部朝抖动方向推压,所以可以有效地补偿透镜致动器的倾斜。
依据本发明,因为是以液晶多分子来形成第一构件,以聚酰亚胺树脂来形成第二构件,可以使得补偿透镜致动器的倾斜所需要的线膨胀系数等条件最佳化。
附图说明
图1为本发明的光读取装置中的致动器组合体的平面图。
图2为本发明的光读取装置中的致动器组合体的要部立体图。
图3为本发明的悬吊架的立体图。
图4为说明本发明在常温时的透镜致动器的状态的侧面图。
图5为说明本发明在高温时的透镜致动器的状态的侧面图。
图6为说明习用光读取装置的构成之平面图。
图7为习用致动器组合体的平面图。
图8为习用致动器组合体的侧面图。
图9为用来说明以往由于温度变化所引起支撑构件的弯曲的平面图。
图10为说明以往在常温时的透镜致动器的状态的侧面图。
图11为说明以往在高温时的透镜致动器的状态的侧面图。
具体实施方式
在固定于轭座的悬吊架的背面上配置固定悬吊构件的一端的支撑构件,在上述悬吊构件的另一端上通过将所支撑的透镜架以电磁驱动方式进行伺服控制来改变物镜的位置,以调整对光盘光点的照射位置的光读取装置中,将上述悬吊架以线膨胀系数相异的数个构件来构成,当在形成悬吊架时,把较固定在上述轭座上的第一构件的线膨胀系数高之第二构件配置在悬吊架的背面侧上,可以一体地形成第一构件与第二构件。
以下,依据图1到图5来说明本发明的一个实施例。与先前相同的构成部分则标示以相同的符号并省略其说明。
图1是实施本发明的光读取装置的致动器组合体的平面图,基本构造与上述致动器组合体A几乎完全相同。图1中所示的致动器组合体1被固定在支撑物镜102的透镜架101的两侧上中下分别成对的6根的悬吊构件105的一端上,此悬吊构件105的另一端,用焊接来固定在固定于轭座103上的悬吊架2的背面所配置的支撑构件106上。因为透镜架101是被悬吊构件105以单边支撑的状态下弹性支撑着,所以该透镜架101成为上下左右可以摇动的状态。
上述支撑构件106是采用与先前相同的刚性较小的PCB基板(印刷电路板),其具有的浮动构造可以抑制当把透镜架向聚焦方向及轨道方向上驱动时所产生的副共振等。亦即,如图2所示,支撑构件106中的悬吊构件105的固定部分不会与悬吊架2相接,而成为浮动状态。也可以在悬吊架2与支撑构件106的浮动部106a、106b间填充胶状缓冲材料。
悬吊架2如图3中所示,是一体地形成固定在轭座103上的悬吊架本体3,及与配置在悬吊架2的背面侧上的上述支撑构件相接的倾斜修正构件4。悬吊架本体3与倾斜修正构件4分别是以不同线膨胀系数的材料所形成,如后面所述,倾斜修正构件4是选择线膨胀系数较悬吊架本体3高的材料。
在悬吊架本体3的两端形成有用来插入悬吊构件105的悬吊构件插孔5、6,此悬吊构件插孔5、6中填充有胶状缓冲材料。在悬吊架本体3的中央部分上形成有用来与倾斜修正构件4相接的接合部7,倾斜修正构件4是以粘着剂等来连接到接合部7上。此时,是使倾斜修正构件4的线膨胀较大的方向朝朝抖动方向来加以接合。此外,悬吊架本体3与倾斜修正构件4的接合方法并不仅限于粘着,也可以在不妨害倾斜修正构件4的线膨胀的位置上以螺丝来接合。或者也可以使用二色成形。
倾斜修正构件4是使线膨胀较大的方向朝朝抖动方向来形成ㄈ字的形状,在其两端部4a、4b与支撑构件106相接。在悬吊架本体3的接合部7的下侧,分别形成与支撑构件106相接的抵接部8、9,与倾斜修正构件4的两端部4a、4b的形状一致。抵接部8、9的形状,未必要与倾斜修正构件4的两端部4a、4b的形状一致。
接着,使用图4及图5来说明以此构成的悬吊架2来进行透镜致动器L倾斜修正的原理。
如图4所示,当要读出记录在光盘114上的资讯时,与先前相同地,因为从半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C输出准位较低的读出准位的光束,所以半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C的发热量与光盘驱动器的LSI所产生的热量对致动器组合体1的周边温度的影响较少,所以支撑构件106的弹性率及胶状缓冲材料113的支撑力的降低也较少。因此,透镜致动器L的倾斜会受到支撑构件106的弹性率及胶状缓冲材料113的支撑力所抑制,使得透镜架101的水平状态得以维持,动作环境较安定。此时,本发明中的悬吊架2也几乎不会变化。
另一方面,如图5中所示,当在光盘114上记录资讯时,从半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C照射出输出准位最高的记录准位的光束,因为该光束被聚焦在光盘的记录面114a上,由于半导体激光全像单元B或半导体激光全像单元C的发热量及光盘驱动器的LSI的热量的增大,使得致动器组合体I的周边温度上升,会发生习用透镜致动器L向重力方向(抖动方向)倾斜的现象。但是,使用本发明中的光读取装置,随着致动器组合体1的周边温度的上升,较悬吊架本体3的线膨胀系数高的倾斜修正构件4会较悬吊架本体3更朝抖动方向膨胀,所以倾斜修正构件4会从悬吊架2的后侧面2a突出ΔL,将支撑构件106的上半部朝抖动方向推出。由于支撑构件106的下半部抵接于悬吊架本体3上所形成的抵接部8、9,故通过倾斜修正构件4推压支撑构件106的上半部,即会以该抵接部8、9作为支点,根据杠杆原理,产生将透镜致动器L朝反重力方向上提升的作用力。亦即,如图9及图11所示,因为透镜架101本身的重量使得支撑构件106弯曲的力量,会被倾斜修正构件4的线膨胀所产生的抗压力来抵消,如图5所示,产生作用来抑制透镜致动器L的倾斜。因此,即使致动器组合体1的周边温度上升,因为倾斜修正构件4会膨胀来抑制支撑构件106的弯曲,使得透镜架101的水平状态可以维持,动作环境较安定。
以下说明形成悬吊架2的材料与上述倾斜修正的原理间的关系。
如以上所述,悬吊架本体3与倾斜修正构件4分别是使用不同线膨胀系数的材料来形成,倾斜修正构件4是选择较悬吊架本体3的线膨胀率高的材料。
当悬吊架本体3使用线膨胀系数高的材料时,对透镜致动器L本身的特性会有影响,最好使用例如线膨胀系数是每变化温度1℃时0.1×10-5~6.0×10-5左右的液晶多分子等材料。
另一方面,倾斜修正构件4是由较悬吊架本体3的线膨胀系数高的的材料所构成,若是倾斜修正构件4的线膨胀系数太高时,会因温度变化而对支撑构件106施加太大的力,造成过度修正,所以最好是使用例如线膨胀系数是每变化温度1℃时10×10-5~30×10-5左右的聚酰亚胺树脂(PA12)等材料。
当选择液晶多分子与聚酰亚胺树脂来作为悬吊架2的构成材料时,需要从上述的各个材料的线膨胀系数的选择范围中,选择可以得到透镜致动器L的倾斜修正所需的修正量的最佳的组合。透镜致动器L的倾斜修正所需的修正量,可以从以下的计算式来得到。
修正量θ=tan-1((ΔB-ΔA)/D)         ...(1)
ΔB是材料B的温度膨胀量,可以用下式来表示。
ΔB=抖动方向的长度LB×线膨胀系数B×温度变化量  ...(2)
此外,ΔA是材料A的温度膨胀量,可以用下式来表示。
ΔA=抖动方向的长度LA×线膨胀系数A×温度变化量  ...(3)
D是支撑构件106在聚焦方向上倾斜的长度。以下说明具体的例子。
接着是以在DVD光盘上记录资讯的光盘装置(以下称之为DVD记录机)上所搭载的光读取装置为例来说明。在DVD记录机中,透镜致动器L的倾斜容许范围是从最佳点±12分左右。亦即,当透镜致动器L的倾斜在±12分以上时,便无法稳定地进行资讯的记录与读出。因此,若是可以将透镜致动器L的倾斜容许范围控制在±α分左右的倾斜,便可以维持记录与读出的性能。
致动器组合体1的设计重点,是使倾斜修正构件4在抖动方向的长度LB为1mm,使对应到倾斜修正构件4在抖动方向的长度的悬吊架本体3的抖动方向的长度LA为1mm,使支撑构件106倾斜的等效聚焦方向的长度(上段的悬吊构件与下段的悬吊构件间的间隔)D为2.4mm。若是致动器组合体1的使用环境是常温25℃,假设致动器组合体1的周边温度最高会达到60℃,悬吊架本体3的材料是选择线膨胀系数为0.2×10-5的液晶多分子,倾斜修正构件4的材料是选择线膨胀系数30×10-5的聚酰亚胺树脂时,悬吊架本体3(假设为材料A)的温度膨胀量,从式(3)可以得到。
ΔA=1[mm]×0.2×10-5[/℃]×35[℃]=0.00007
此外,倾斜修正构件4(假设为材料B)的温度膨胀量可以从式(2)来得到。
ΔB=1[mm]×30×10-5[/℃]×35[℃]=0.0105
将此处所得到的各个材料的温度膨胀量代入式(1)可以得到透镜致动器L的倾斜修正量如下。
修正量θ=tan-1((0.0105-0.00007)/2.4)=0.25度
由于角度0.25度=15分,若是以上述条件来形成悬吊架2时,搭载在DVD记录机上的致动器组合体1,最大可以补偿15分左右的透镜致动器L的倾斜。
从以上的说明可以了解,以较悬吊架本体的线膨胀系数高的材料来形成倾斜修正构件时,会随着致动器组合体的周边温度的变化朝抖动方向膨胀,通过将支撑构件朝抖动方向上推压来抑制透镜致动器L的倾斜,以控制温度变化所造成物镜的倾斜角的变化,来得到良好的光点形状。
因为是利用形成悬吊架的材料的线膨胀变化来进行透镜致动器的倾斜修正的方法,所以不需要另外加上在抖动方向的倾斜修正伺服机构,所以可以廉价地实现抖动方向的倾斜修正机构。
本发明并不限定在上述实施例中,只要是不脱离申请专利范围中所述主旨的范围的各种变化都是有可能。
例如,在上述实施例中,是另外形成较悬吊架本体3的线膨胀系数高的倾斜修正构件4,将悬吊架本体3与倾斜修正构件4加以接合来形成悬吊架2,但是在本发明的主旨中,只要将较悬吊架本体3的线膨胀系数高的构件配置在悬吊架2的背面侧,亦即支撑构件106被配置的部分上即可,只要满足在悬吊架2上固定支撑构件106的粘着剂的线膨胀系数较悬吊架本体3的线膨胀系数高的条件,也可以用粘着剂来代替倾斜修正构件4。
这时,因为是以在悬吊架2上固定支撑构件106的接着剂来作为倾斜修正构件4来使用,所以不需要另外构成倾斜修正构件4,可以用单一种材料来形成悬吊架2,以降低制造成本,同时可以使得组装的步骤更简单化。
此外,用来得到与本发明相同效果的类似技术中,也可以使得6根悬吊构件105中的上段2根悬吊构件的线膨胀系数较小,使得下段2根悬吊构件的线膨胀系数较大。在此方法中,随着致动器组合体1周边温度的上升,该下段2根的悬吊构件因为较该上段2根悬吊构件膨胀较多,所以该下段2根悬吊构件具有将透镜致动器L向反重力方向提高的作用,可以补偿透镜致动器的倾斜,因此可以维持透镜架101的水平状态,使得动作环境更稳定。此一原理也可以应用在以4根悬吊构件来单边支撑透镜架101的状态来弹性支撑的光读取装置上。

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一种光读取装置,其在固定于轭座的悬吊架的背面上配置有用以固定悬吊构件的一端的支撑构件,通过电磁驱动方式伺服控制被支撑于该悬吊构件的另一端的透镜架,来改变物镜的位置,以调整光点对光盘的照射位置;其特征在于:将该悬吊架以线膨胀系数不同的数个构件来形成,并将膨胀率高的构件配置在该悬吊架的背面侧。因温度变化所引起的高线膨胀系数构件的线膨胀变化会对上述支撑构件产生作用,来抑制因光读取装置的周边温度变化而造成。

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