专利名称：光盘用的透镜致动器的利记博彩app
一般地说，本发明涉及一种通过使光会聚在光盘上，读取、记录和擦除该盘的同心圆状或螺旋状磁轨上细密信息的装置，特别涉及这种设备中所用的透镜致动器。
诸如音频信息记录介质、视盘和光盘作为信息记录介质都是公知的，这些介质中都将信息记录在磁轨上。这些信息记录介质上的信息磁轨都以同心圆方式或螺旋方式安排。公知的是，读取这种数据的装置从光学上看包括将射束点发射到信息记录介质上的光学系统，和检测信息记录介质上数据磁轨与射束点之间相对位置的位置检测装置。
图9从概念上表示一种普通光阅读器，用来对音频信息记录介质、视盘和光盘进行读取。从激光源3发射的光束通过准直透镜4、反射镜5和物镜2会聚在信息记录介质1上。信息记录介质1衬底的厚度为1.2mm。将物镜2布置成使光束通过这1.2mm厚的衬底会聚在信息记录介质1的记录层上。从信息记录介质1反射之光束的强度根据信息记录介质1上的信息而改变。因而，由光电检测器7检测经过检测透镜6的光束强度，作为电输出，可以得到信息记录介质1上所记录的信息。
这中间，最新提出一种高密度记录的信息记录介质，其衬底厚度为0.6mm。于是，必须对这种信息记录介质提供又一个物镜，用以通过这0.6mm厚的衬底将光束会聚在记录层上。
图10表示一种公知的通过两种物镜间的转换而采用两种物镜的透镜致动器。在这种公知的透镜致动器中，将用于衬底厚1.2mm的物镜102和衬底厚0.6mm的物镜108安装在基底110上。为了物镜102与108的转换，使物镜102与108相对于支轴109转动，为的是进入激光源光束的中心。用来进行物镜102与108转换的磁路和信息记录介质的跟踪伺服系统包括两对附于基底110上的驱动线圈111，两对固定在基底110上的铁块112和一对磁铁113。通过物镜102与108的转换，使它们由铁块112和磁铁113定位，而由驱动线圈111进行跟踪。这时，进行物镜102与108间的转换，将较大的脉动电流加给驱动线圈111。因而可以在具有不同厚度衬底的信息记录介质上进行再现、记录和擦除。
在图10这种公知的透镜致动器中出现下述问题。由于信息记录介质上记录的每个数据磁轨的宽度都不超过1μm，各磁轨的间隔也大约为1μm，所以应将物镜调焦的控制目标设定在不超过±1μm，还应将射束点跟踪这些磁轨的追踪控制设定在不超过±0.1μm。因此，十分重要的在于，不仅包括物镜在内的可动部件是小型而轻的，并且光具有平行的构型，以致在所述可动部件受到驱动时各物镜的光轴都不会被倾斜。
此外，当在具有不同厚度衬底的信息记录介质上进行聚焦和跟踪时，应将多个物镜安装在单独一个可动部件上。因此，按照惯例，要最优地聚焦和追踪控制，以使多个物镜彼此独立地被准确驱动是非常困难的。
这中间，由于根据信息记录介质衬底厚度物镜的追踪控制和转换具有相同的驱动方向，并分别设有分立的磁路结构，使透镜致动器及其控制电路变得结构复杂。因此，要简化透镜致动器的结构是十分困难的，这里所说的透镜致动器具有辨别适于所述信息记录介质之物镜和实现各物镜间转换的功能，并能进行准确地聚焦和追踪控制。
另一种公知的利用通过两种物镜的转换的透镜致动器被示于图11中。在这种公知的透镜致动器中，将用于衬底厚度为1.2mm的物镜202和衬底厚度为0.6mm的物镜208安装在基底210上。为了物镜202和208的转换，物镜202和208相对于支轴209转动，为使物镜进入激光源光束的中心。进行物镜202与208转换和信息记录介质的跟踪伺服及聚焦伺服的磁驱动机构由下述构成一对如图12所示的被置于竖向偶极式磁化下的聚焦磁铁214，一对被置于横向偶极式磁化下的追踪磁铁213，以及安装在基底210上、分别面对聚焦磁铁214和追踪磁铁213的一对线圈221和一对线圈222。此外，由四个铁块212使物镜202和208被定位于追踪方向上。
当有如图11所示那样，线圈221分别面对聚焦磁铁214时，线圈221用作聚焦驱动线圈。这时，由于线圈222分别面对追踪磁铁213，所以线圈222用作追踪驱动线圈。如果随着物镜202和208的转换，线圈221分别面对追踪线圈213，线圈221用作追踪驱动线圈。于是，对于两个物镜202和208提供两个追踪线圈213。
在图11这种公知的结构中，引出下述不便。由于随着物镜202与208间的转换，线圈221和222的驱动方向在聚焦方向与追踪方向之间转换，所以必须判断物镜202和208中的哪一个正受到控制。此外，每一次进行物镜202和208间的转换，流过线圈221和222的聚焦控制驱动电流和追踪控制驱动电流之间必须用电学方式变换。因此，图11的公知透镜致动器的电路结构变得非常复杂，由此也使图11的公知透镜致动器的控制十分困难。
因此，为消除上述现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种透镜致动器，其中一个可动部件在预定的范围内被一个驱动部件分别相对于设在可动部件上的支轴竖向移动并被转动，所述可动部件包括分别与N个具有不同厚度衬底的数据记录介质对应的N个物镜(N为不小于2的自然数)，所述驱动部件包括设在可动部件上的一对追踪驱动线圈和一对铁块，以及N对磁铁，而且通过对所述追踪驱动线圈提供不同的控制电流，可实现各物镜的追踪控制和转换，从而使本透镜致动器结构得以十分简化。
本发明的另一目的在于提供一种透镜致动器，其中使面对可动部件的追踪驱动线圈的磁铁沿着该可动部件的转动方向连续不断地、可调地被移位，使得在选择一个对数据记录介质为最佳的物镜之后，在追踪控制中，可将该物镜控制于一个最佳位置。
为实现本发明的这些目的，按照本发明的一种具体实施例，即，一种光学数据阅读器中所用的透镜致动器，其中所述光学数据阅读器包括一个光源；一个其上有按同心圆方式或螺旋方式记录了数据的光学数据记录介质；一个光学装置，将光源的光通量作为发射光束导向所述数据记录介质；以及一个检测装置，用于检测所述数据记录介质的数据，由所述透镜致动器使所述发射光束和所述数据记录介质彼此相对移动。所述透镜致动器包括一个基底，基底上分别设置N个(N为不小于2的自然数)物镜，它们与N个具有不同厚度衬底的光学数据记录介质对应；一个设在所述基底上的支轴，使所述基底可在预定的范围内分别相对于该支轴竖向移动并转动；一对驱动线圈，用于在多个物镜间进行转换和数据记录介质的跟踪伺服；还包括N对磁铁，它们与各驱动线圈一起形成磁路，由各驱动线圈和各磁铁使所述基底转动。
按照本发明，具有不同厚度衬底之数据记录介质的聚焦控制和追踪控制分别取得明显的稳定。
从下面参照附图与各优选实施例一起所作的描述将使本发明的这些目的和特点变得愈为清晰，其中图1是本发明第一实施例透镜致动器的透视图；图2是本发明第二实施例透镜致动器的顶视平面图；图3是本发明第三实施例透镜致动器的局部纵向剖面视图；图4是本发明第四实施例透镜致动器的局部纵向剖面视图；图5是本发明第五实施例透镜致动器的顶视平面图；图6是本发明第六实施例透镜致动器的顶视平面图；图7是本发明第七实施例透镜致动器的顶视平面图；图8是本发明第八实施例透镜致动器的局部示意侧视图；图9是现有技术光阅读器的示意侧面视图；图10是现有技术透镜致动器的顶视平面图；图11是另一个现有技术透镜致动器的顶视平面图；图12是沿图11中箭号XII方向观察时的视图。
在开始本发明的描述之前，要说明的是。对各幅附图以相同的参考标号表示同样的部件。
以下分别参照图1至8描述本发明的第一至第八实施例。
图1表示本发明第一实施例的光学数据阅读器中所用的透镜致动器K1。在该透镜致动器K1中，将第一和第二物镜2和8安装于一个圆形基底10的端面上。一对驱动线圈11、一对铁块12和一个聚焦线圈16也被附于基底10上，成为一体。支轴9穿过在所述基底10中心部分形成的导向孔，用以使该基底10沿聚焦方向运动。聚焦线圈16围绕于支轴9的周围。通过磁轭15设置一对聚焦磁铁14，使之分别面对所述聚焦线圈16。由于支轴9是由具有磁特性的不锈钢制成的，所以就提高了透镜致动器K1的磁路效率。当对聚焦线圈16加给控制电流时，可使基底10沿聚焦方向运动。
这当中，以螺旋方式将驱动线圈11绕成方形，并装配在基底10侧面的相对位置处，使得连接二驱动线圈11的直线在第一、第二物镜2和8之间延伸。二铁块12也同样对称地分别装配于基底10上驱动线圈11的内侧面，使得连接二铁块12的直线在第一、第二物镜2和8之间延伸。
假设有如图2所示那样，连接第一物镜2和支轴9的直线与连接第二物镜8和支轴9的直线之间形成一个Θ角，则将一对追踪磁铁13分别安装在所示磁轭15上，以便相对垂直于聚焦磁铁14之中心轴C的轴线V成(Θ/2)角沿圆环相对的方向移动，而设置另一对追踪线圈13，使之相对基底10面对着所述追踪磁铁13。通过以一对追踪磁铁13驱动第一、第二物镜2和8中的每一个进行追踪。如图1所示，每个追踪磁铁13都被置于偶极式的磁化之下。在追踪期间，相对于连接每个铁块12的直线以及各追踪磁铁13N极和S极的边界线实行对准中心。当把驱动电流引入并流过所述驱动线圈11时，可使基底10相对于支轴9转动。
此外，为在第一、第二物镜2和8之间实现转换，将脉动驱动电流供给驱动线圈11。当把正脉冲加到驱动线圈11上时，每一个对追踪驱动为有效的驱动线圈11的两个纵向侧边部分开始沿追踪方向移动，并继续使这些正脉冲通过，直至每个驱动线圈11的两个纵向侧边部分都到达每个被置于偶极式磁化下的追踪磁铁13的S极。这之后如果立刻将负脉冲加给驱动线圈11，则基底10继续沿同一方向转动。此后，若在每个驱动线圈11的两个纵向侧边部分已经离开追踪磁铁13的情况下停止供给驱动电流，则各铁块12受到邻近的追踪磁铁13的吸引，从而实现第一、第二物镜2和8的转换。如果在这样的位置引导驱动电流流过驱动线圈11，则可实现第一、第二物镜2和8之一的追踪。为在第一、第二物镜2和8之间再次实现转换，要将正脉冲加给各驱动线圈11。
图1所示的例子中，从激光光源3发射的光束经准直透镜4、反射镜5及第一物镜2被会聚在数据记录介质1上，然后，从该数据记录介质1上被反射，通过检测透镜6被光电探测器7所检测。
本实施例中，分别使具有不同厚度衬底数据记录介质的聚焦和追踪控制最优化，以使彼此独立地并由配置在单独一个可动部件上的多个物镜准确地被致动。其间，可使透镜致动器的结构得到简化，在根据所述数据记录介质的衬底厚度追踪控制及物镜转换中，所述透镜致动器具有辨识与所述数据记录介质适合之物镜的功能，其驱动方向相同，并根据数据记录介质的衬底厚度实现物镜的转换，而且能够准确地进行聚焦和追踪控制。
图2表示本发明第二实施例的透镜致动器K2。在该透镜致动器K2，设置追踪磁铁13，使相邻的追踪磁铁13有相同极性。这当中，以与透镜致动器K1同样的方式实现第一、第二物镜2和8之间的转换。在透镜致动器K2中，由于相邻的追踪磁铁13有相同极性，所以利用脉冲发生器实现第一、第二物镜2和8之间的转换，在所述的脉冲发生器中，并不为了实现第一、第二物镜2和8之间的转换而变换脉冲的正负方向，只采用一种方向的脉冲。由于透镜致动器K2的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
本实施例中，可通过十分简单的机械及电路结构实现物镜的转换。
图3表示本发明第三实施例的透镜致动器K3。在该透镜致动器K3中，把第一、第二物镜2和8装配于基底10上，使装配第一物镜2的基底10上的透镜装配面10a与装配第二物镜8的基底10的透镜装配面10b同高度，以便能使基底10上对第一、第二物镜2和8的透镜装配面10a和10b的平整精度得到明显的改善。本实施例中，对透镜致动器K3的摇摆运动进行调整，以便当第一物镜2在数据记录介质1a上形成图象时能得到形成最佳图象的状态。另外，当为在数据记录介质1b上形成图象已经使第一物镜2全部变换到第二物镜8时，可使形成最佳图象的状态得以保持。由于透镜致动器K3的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
图4表示本发明第四实施例的透镜致动器K4。在该透镜致动器K4中，把第一、第二物镜2和8装配于基底10的一个面上，使装配第一物镜2的基底10上的透镜装配面10a与装配第二物镜8的基底10的透镜装配面10b不同高度，以便能使第一物镜2与数据记录介质1a之间的距离和第二物镜8与数据记录介质1b之间的距离彼此相等。在聚焦控制时，将驱动电流供给聚焦线圈16，使物镜相对于数据记录介质1处在形成最佳图象的位置。即使已经使第一物镜2全部变换到第二物镜8，或者反过来时也一样，使第一、第二物镜2和8的位置关系保持不变。由于透镜致动器K4的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
图5表示本发明第五实施例的透镜致动器K5。本实施例在于追踪控制。当引导驱动电流流过驱动线圈11时，可使基底10相对于支轴9转动。这时，利用图1所示的光电探测器7，把第一物镜2以及数据记录介质1a的磁迹点调整到最佳位置。如果在这种情况下使第一物镜2全部变换到第二物镜8，则第二物镜8的光轴与数据记录介质1b的磁迹点之间的位置关系改变。为了对第二物镜8的光轴与数据记录介质1b的磁迹点之间位置关系的这种改变进行校正，对于沿图5所示箭号方向移动的机构50、另外提供一个最靠近第二物镜8的追踪磁铁13。由于透镜致动器K5的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
本实施例中，在已实现物镜转换的情况下，可使各物镜的光轴与数据记录介质的磁迹点之间位置关系的改变得到校正。
图6表示本发明第六实施例的透镜致动器K6。在这个实施例中，设有一对止动器19。在进行第一、第二物镜2和8间的转换时，基底10的一部分，比如需要凸起部10c与止动器19接触，使基底10不致被过分转动。这样，可使对基底10的转动力被吸收，而这种力在透镜致动器K6于水平使用和竖直使用间变换时要改变。在这种情况下，为在第一、第二物镜2和8间转换之目的而被引入并流过驱动线圈11的驱动电流的设定将略大于一个预定的值。于是，能够平稳地实现第一、第二物镜2和8间的转换。希望采用诸如橡胶制作止动器19，以吸收冲击。由于透镜致动器K6的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
本实施例中能够平稳而可靠地实现二个透镜间的转换。
图7表示本发明第七实施例的透镜致动器K7。在该透镜致动器K7中，在第一、第二物镜2和8转换期间可以识别二透镜。为此，如图7所示，在基底10上制成凸起10c，而在图6的一个止动器19的位置处设置发光二极管17和光敏器件18，以便在把第一物镜2定位于能够读取数据记录介质1a信息之位置的情况下，从发光二极管17将光发射到凸起10c时，由光敏器件18接收自凸起10c反射的光。当已经使第一物镜2全部转换到第二物镜8，从而被定位于能够读取数据记录介质1b信息之位置时，从发光二极管17向基底10发射光。这时，由于基底10的凸起10c被从以前的位置移开，就不存在从凸起10c反射的光，因而也就不能由光敏器件18检测。采用这种结构，就能够辨识正被使用的究竟是第一物镜2亦或是第二物镜8。由于透镜致动器K7的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
本实施例中能够可靠地辨识某个正被使用的物镜。
图8表示本发明第八实施例的透镜致动器K8。使来自激光光源3的输入光束20从安装在基底10上的第一、第二物镜2和8下面入射于数据记录介质上。进行透镜致动器K8的摇摆运动调节，以使第一物镜2的图象形成性能最佳化。这时，就能得到第一物镜2的最佳图象形成性能。为了避免因第一、第二物镜2和8之间的装配误差而无法得到第二物镜8的最佳图象形成性能，以及由第二物镜8装配面8a相对于成象位置的角误差所引致的慧差，进行第二物镜8的摇摆运动调节。为了平稳地对第二物镜8的摇摆运动进行调节，将第二物镜8的装配面8a制成球形。这时，将第二物镜8装配面8a的球形半径R做成与第二物镜8的焦距相等，以便即使在第二物镜8的摇摆运动调节期间，第二物镜8的成象位置也不会改变。这当中，由于与第二物镜8装配面8a接触的基底10的透镜安装表面10d也被做成球形，所以能平稳地进行第二物镜8的摇摆运动调节。因此，通过进行第一、第二物镜2和8的摇摆运动调节，可使第一、第二物镜2和8对输入光束20的图象形成性能最佳化。由于透镜致动器K8的其它结构类似于图1的透镜致动器K1的结构，为简单计，省去其描述。
在本实施例中，由于能实现对物镜的摇摆运动调节，所以可在整个调节期间内使多个物镜响应输入光的图象形成性能最佳化。
正如由本发明的上述描述所清楚地看到的，带有多个物镜的可动部件不仅是小而轻的，而且具有平衡的构形，使得该可动部件受到驱动时，每个物镜的光轴不致倾斜。另外，在对于具有不同厚度衬底的数据记录介质进行聚焦和追踪时，可将多个物镜装配于单独一个可动部件上。这当中，还可使聚焦和追踪最佳化，以使多个物镜能相互独立地被准确地驱动。其中，由于设置单独一个磁结构，用以根据数据记录介质衬底的厚度沿同一驱动方向追踪控制和转换各物镜，因而可使所述透镜致动器及其控制电路的结构得到简化。此外，能够简化透镜致动器的结构，所述透镜致动器具有辨识物镜。使与数据记录介质相适合和实现物镜间转换的功能，还能实现准确的聚焦及追踪控制。
权利要求
1.一种光学数据阅读器中所用的透镜致动器，所述光学数据阅读器包括一个光源；一个其上有按同心圆方式或螺旋方式记录了数据的光学数据记录介质；一个光学装置，将光源的光通量作为发射光束导向所述数据记录介质；以及一个检测装置，用于检测所述数据记录介质的数据，使所述发射光束和所述数据记录介质由所述透镜致动器彼此相对移动，所述透镜致动器包括一个基底，基底上分别装有N个(N为不小于2的自然数)物镜，它们与N个具有不同厚度衬底的光学数据记录介质对应；一个设在所述基底上的支轴，使所述基底可在预定的范围内分别相对于该支轴竖向移动并转动；一对驱动线圈，用于在多个物镜间进行转换和数据记录介质的跟踪伺服；以及N对磁铁，它们与各驱动线圈一起形成磁路，由各驱动线圈和各磁铁使所述基底转动。
2.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，N为“2”，所述磁铁都沿基底转动方向被置于偶极式的磁化之下，使相邻二磁铁之一的极性方向与相邻二磁铁之另一个的极性方向相反。
3.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，所述N个物镜分别被安装在基底的N个透镜安装面上，所述各安装面具有同样的高度。
4.一种如权利要求2所述的透镜致动器，其特征在于，所述两个物镜分别被安装在基底的两个透镜安装面上，所述两安装面具有同样的高度。
5.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，所述N个物镜分别被安装在基底的N个透镜安装面上，所述各安装面各有不同的高度，使各物镜占据同一工作位置。
6.一种如权利要求2所述的透镜致动器，其特征在于，所述两个物镜分别被安装在基底的两个透镜安装面上，所述各安装面各有不同的高度，使各物镜占据同一工作位置。
7.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，还包括一个沿基底的转动方向相对于所述支轴移动所述磁铁的机构，使得能够由所述驱动线圈和N对磁铁实现各物镜设定位置的细调。
8.一种如权利要求2所述的透镜致动器，其特征在于，还包括一个沿基底的转动方向相对于所述支轴移动所述磁铁的机构，使得能够由所述驱动线圈和两对磁铁实现各物镜设定位置的细调。
9.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，N为“2”，还设有一个止动器，当所述两个物镜各自全被变换到它们的设定位置时，该止动器与所述基底的一部分接触。
10.一种如权利要求2所述的透镜致动器，其特征在于，设有一个止动器，当所述两个物镜各自全被变换到它们的设定位置时，该止动器与所述基底的一部分接触。
11.一种如权利要求7所述的透镜致动器，其特征在于，N为“2”，还设有一个止动器，当所述两个物镜各自全被变换到它们的设定位置时，该止动器与所述基底的一部分接触。
12.一种如权利要求9所述的透镜致动器，其特征在于，还包括在所述止动器的位置处设置一个传感器，用于在两个物镜间进行辨识。
13.一种如权利要求10所述的透镜致动器，其特征在于，还包括在所述止动器的位置处设置一个传感器，用于在两个物镜间进行辨识。
14.一种如权利要求11所述的透镜致动器，其特征在于，还包括在所述止动器的位置处设置一个传感器，用于在两个物镜间进行辨识。
15.一种如权利要求1所述的透镜致动器，其特征在于，将每个物镜安装于基底上的安装面被制成球形，以便能实现各物镜的摇摆运动调整。
16.一种如权利要求3所述的透镜致动器，其特征在于，将每个物镜安装于基底上的安装面被制成球形，以便能实现各物镜的摇摆运动调整。
17.一种如权利要求5所述的透镜致动器，其特征在于，将每个物镜安装于基底上的安装面被制成球形，以便能实现各物镜的摇摆运动调整。
全文摘要
一种光学数据阅读器中所用的透镜致动器包括一个基底，其上分别装有N个(N为不小于2的自然数)物镜，它们与N个具有不同厚度衬底的光学数据记录介质对应；一个设在所述基底上的支轴，使所述基底可在预定的范围内分别相对于该支轴竖向移动并转动；一对驱动线圈，用于在多个物镜间进行转换和数据记录介质的跟踪伺服；以及N对磁铁，它们与各驱动线圈一起形成磁路，由各驱动线圈和各磁铁使所述基底转动。
文档编号G11B7/00GK1164096SQ9710489
公开日1997年11月5日 申请日期1997年2月23日 优先权日1996年2月23日
发明者坂口彰洋 申请人:松下电器产业株式会社