专利名称：光扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在光记录媒介上记录和/或再现信息的设备上的光扫描装置，该光扫描装置特别适合于高速记录和/或再现信息，比如以12倍速率扫描的DVD。
背景技术：
用于在光盘和CD播放器中记录媒介的光扫描装置已经是公知的了。被称为光拾取头的这种扫描装置的结构和功能在Electronic Components &Applications，Vol.6 No.4，1984第209页-215页有描述。这种扫描装置具有一个所谓的执行机构，在该执行机构上设置了一个物镜，该物镜用来在光记录媒介上跟踪和聚焦光束或激光束。原则上来讲，光扫描装置可以通过物镜悬挂的方式加以区分。因此，在一个公知的片簧执行机构中，物镜的安装部例如通过四个平行的片簧被固定到一个架子上，或者，在一个铰接或铰链类型的执行机构中是通过一个铰接或铰链固定。这种结构的缺陷是具有不受欢迎的摇摆倾向，需要更高程度的组件复杂性，由于要被移动的质量很大而具有相对较高的反应时间。
弹性支撑物镜安装部的另外一种方式是使用四根导线，该四根导线将透镜架连接到执行机构基板上。与采用片簧或铰接方式的光扫描装置相比，所谓的导线光拾取头可以更加成本低廉的制造出来并允许更短访问时间。然而，相比较其它的平行导引，它们在谐振现象、物镜的倾斜和热负荷方面更加敏感。另一方面，尤其对于高速应用和为了实现短的访问时间，在跟踪和聚焦线圈中需要高电流，这种电流加热了透镜架并导致透镜架不受欢迎的摇摆以及导致物镜的倾斜。以几倍速率扫描光记录媒介相比较以单速率读取或记录音频、视频或数据CD或DVD在制造光扫描装置方面增加了响应特性一致性的要求。光扫描装置的频率响应和相位角在宽频率范围内应当具有尽可能一致的轮廓并且不受摇摆的干扰。例如要求只有在高于40千赫兹时才出现谐振现象，并且相比较在1千赫兹频率的衰减，它们的电平下降或衰减达45分贝，以便能够在12倍速扫描DVD。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光记录媒介的光扫描装置，该光扫描装置尽可能避免了公知的光扫描装置在摇摆性能、速度性能和热负荷方面的缺陷，符合在高速状态下读或记录的要求并且可以较低程度的复杂性来制造。
这种目的通过独立权利要求中限定的特征来实现。这种有利的结构和它的发展在从属权利要求限定。
本发明的一个方面尽可能避免了高速应用时所谓的导线光拾取头相对于其它平行的引导器(guide)在物镜上的倾斜属性、不对称引导性能、固有谐振行为和热负荷性能等缺陷，然而制造的光扫描装置具有较低程度的复杂性。
为了这个目的，提供一种用于高速应用的光扫描装置，该装置具有一个透镜架，该透镜架由一个中空体形成，其侧壁被设置成以一定的角度延伸到其弹性支撑的连接点处。所述透镜架具有一个六角形形状，该六角形形状由以一个角度延伸到具有其弹性支撑的连接点处的侧壁形成。由于透镜架的六角形形状，在透镜和执行机构的线圈之间形成空气腔，在透镜和执行机构的线圈的距离被增大。由中空体形成的透镜架的稳定性或刚性增加。为了这个目的，透镜架的侧壁或侧区域优选如此的设置，使得它们从一个直线偏移一个3到10度的角度。透镜架的侧壁之间彼此成的角度以如下方式选择，即在透镜架从其中间位置最大的偏斜时，不论是在与支撑它的导线的所述连接点之前还是之后都不会发生接触。
由中空体形成的透镜架是一整体的结构并且优选地为对称结构。带有空气腔的中空体结构还提高了光扫描装置的热性能，因为通过执行机构的移动还实现了进一步的冷却和热消散。而且，通过使透镜架的表面为暗色结构而使得热消散进一步提高。此外，弹性地支撑着透镜架的导线被以一个角度设置，该角度在处于透镜架的中间位置时从垂直于透镜架的方向偏离两度以上，以便确保在跟踪时几乎不或者很少倾斜超出执行机构的整个偏斜范围。采用所述的角度，改变了执行机构在其基板上的刚性，结果也以一种想要的方式改变了在运动方向上的谐振性能。
借助于为了跟踪而弹性地支撑着透镜架的导线被设置到透镜架上的角度，在下述方面都带来了好处，即，即使为了跟随着记录轨道而在透镜偏斜时由于透镜倾斜很小的程度，所以有利于其引导性能，以及有利于光扫描装置的固有谐振行为。
由于所述导线的端部，该端部自由地突出超过了与透镜架的连接点，可能会由于安装过程或者分离过程，从导线被安装到透镜架上时的原始方向上偏离，所以透镜架的侧壁优选以一个大于或者等于在透镜架处于中间位置时所述导线被装到透镜架时的角度设置。为了跟踪而弹性地将透镜架支撑到基板上的导线被以点状的形式装到透镜架上。这增大了导线和透镜架在焊接或连接点附近的横向距离，结果，一方面有利于将导线安装的过程，另外一方面由于在部件或者焊接剂的残余物上的毛刺而带来的在引导性能上的不利影响得以避免。另外，可以想到的是，在千赫范围内谐振现象降低的更多也可以被认为是下述因素造成的，即，通过导线和透镜架侧壁之间的角度而防止了由透镜架产生的摇摆的传播。
彼此成一个角度设置的所述侧壁具有这样的效果，即，尽管透镜架具有紧凑的结构，但是在透镜和线圈之间的一个更大的距离可以获得，所述的线圈在高速应用时会被高电流加热。
用于容纳聚焦线圈的凹部被设置在透镜架的侧壁上，所述凹部形成网，在装上了聚焦线圈之后，在所述的网上安装着一个电路板，该电路板优选由一个印刷电路板形成。所述电路板有利地将设置在透镜架的上下边缘上的所述网彼此连接，从而有利于透镜架的稳定性。这样的电路板被设置在透镜架的每一侧上，焊接点被设置在电路板上，不仅仅线圈的端部而且所述弹性地支撑着透镜架的导线都被固定到所述焊接点上。所述电路板被设置在侧部区域上，该侧部区域彼此以一个角度延伸，使得电路板的一个边缘与由侧部区域形成的线大体上重合，所述的侧部区域之间彼此以一定角度相遇。被设置用来连接弹性地支撑着透镜架的导线的固定点也被设置在这个区域中，从而确保这些导线的点连接。为了在透镜架上对齐电路板，一种锁销连接或者一种粘接剂连接被设置以便将一个电路板和透镜架连接起来。所述电路板连接到透镜架的所述网上带来的其它优点就是它们具有较小的重量并可以是对称的结构。此外，在对称结构的透镜架情形时可以获得销子。所述的销子被用于固定绕组端部。
聚焦线圈优选相对于透镜架的水平质量中心对称设置，限定出聚焦线圈绕组空间的透镜架网优选在所述网的内表面端部具有肩部。由透镜架的一个实施例设置的所述肩部达到的效果是在缠绕操作期间聚焦线圈的各圈相邻地缠绕而没有重叠起来。这一点对于第一绕组的连接是特别重要，因为否则的话会以不受欢迎的方式彼此交叉起来。
根据第一种结构，透镜架采用塑料注模技术产生并且在围绕透镜的区域中设置了通气开口，这些开口减小了执行机构在移动时的空气阻力和增加了冷却性能。包含透镜架、聚焦和跟踪线圈、以及前述电路板和透镜的组件被称为执行机构。然而，在制造光扫描装置的过程中，只有在透镜架被安装到一个执行机构基板上之后才将透镜总体地插入到透镜架中。透镜的安装过程通过在透镜架上设置导引网而被简化。由透镜架的六角形形状形成的空气腔通过一个孔洞将透镜与缠绕腔分开，所述孔洞减小了透镜上由于高速应用中的高电流产生的热载荷。薄壁透镜架的六角形形状与矩形形状相比增加了透镜架的刚性，聚焦线圈的缠绕也由于产生的导线张力而得到改进，因为与矩形透镜架相比线圈导线更好地靠在六角形形状透镜架的侧壁上。透镜架的六角形形状和线圈没有突出到透镜架之外减小了在横向运动时的空气阻力。
由塑料制成的透镜架上周边设置的网有利地用于对齐跟踪线圈，这使得能够省去复杂的定位装置。所述的跟踪线圈局部地拓宽了所述的网并加强了它们。从而固有的谐振性能被改进。为了提高热消散性能，透镜架被染色或者涂覆成暗色，优选黑色，结果能够采用更高的电流，所述执行机构可以使用一个更大的电源在更高频率下工作，这一点对于将光束或者激光束聚焦在信息媒介上来记录或再现信息时十分重要。按照另外一种结构，在对称的透镜架情形中定位所述电路板不需要的销子被采用，这是为了使绕组导线围绕它们卷绕或者为了固定线圈导线的端部。在另外一种结构中，透镜架在形成对透镜架弹性支撑的导线连接区域中具有增大的壁厚，所述增大的壁厚吸收了产生于所述电路板上的力，而没有使透镜架变形。从而，透镜架的刚性和固有谐振频率进一步增加。
另外，为了增加侧壁的强度，以倾斜方式延伸的肋被设置在围绕着透镜的通气开口之间设置。按照另外一种结构，聚焦线圈使用了包有铜的铝导线。铝芯导线与实心铜导线相比更轻，从而在聚焦方向上产生的力通过给定重量下更多圈数而得以增加。同样的情形也被采用在跟踪线圈上。为了跟踪，被缠绕成D形的线圈被采用。对产生力没有贡献的线圈外部长度被减小，因此效率得以提高。在矩形线圈中线圈的外部产生的泄露场以及对内部区域产生的力的反作用和导致的损失都会减小。
透镜架的侧壁通过优选具有缺口的横向壁连接起来，以便防止透镜架在安装装置中的旋转。所述的横向壁还提高了透镜架的刚度，并通过在所述壁中的缺口减小了透镜架的重量。
缺口的深度以下述方式选择，即，透镜架的重心恰恰落在弹性地支撑着透镜架的导线之间。
在高速应用的光扫描装置的制造中，上述采用的手段可以被单独采用或者组合起来使用。在所述高速应用的光扫描装置的另外一个实施例中，透镜架被设计成一个浇注的金属部件。金属材料和塑料材料在热传导性和机械稳定性方面具有十分不同的性能，这种不同在高速应用的光扫描装置结构中必须考虑到。为了往周边环境中进行热消散，优选采用的金属材料是镁的金属透镜架同样也优选采用黑色或者是至少具有暗色表面。由于网在金属浇注工艺中难于实现，所以在这种结构中所述网被最大程度地省去，而且除了空气腔之外没有通气孔被设置。然而，由于金属材料的高刚性，所以固有谐振性能是足够的，也由于金属材料的热传导性能也能提供足够的热消散性能，所述的热消散性能特别是通过采用透镜架为具有空气腔的中空体结构而获得。由于省去了所述的网，所以透镜架的六角形形状相应于一个H型，其腿被设置成彼此以一个角度相向延伸。由于在H形的开口的区域中没有网，所以在这种结构中跟踪线圈以公知的方式定位。
然而对于其基本的结构，透镜架被设计成相应于第一种结构的方式。弹性地将透镜架支撑在基板上的导线，特别是用于跟踪的透镜架的导线，被装到透镜架上使得彼此以一个角度延伸，该透镜架被结构成其具有侧壁，所述侧壁以一个角度延伸，该角度从透镜架与所述导线的连接点开始。被制成一个浇注金属部件的透镜架同样具有用于将聚焦线圈容纳在侧壁上的凹部。
不论是金属的透镜架还是由塑料材料制成的透镜架，透镜架都优选制成对称的，透镜架与导线的连接点优选设置在重心或者至少位于重心的区域中。
对透镜架形成弹性支撑的所述光拾取头导线通过铜焊头焊接而连接到透镜架上期间优选被预张紧，以便获得较小的倾斜和更好的引导性能。然而，如果选择了产生了较低载荷的连接方法来固定导线，也能够省去导线的预张紧。此类连接方法的例子就是激光焊接或者使用导电性的粘接剂。
将位于透镜架侧壁上的网连接起来和用于连接弹性地支撑着透镜架的导线的电路板优选还具有凹部或者开口，绕组导线在所述凹部或者开口中被引导到设置在电路板上的焊接点或者连接点处。结果，缠绕导线往电路板上的固定被简化，所述的缠绕导线在被焊接之前相对于焊接点保持在一个限定的位置处，从而简化了焊接过程。
借助于透镜架的紧凑的结构，所获得的光扫描装置在一个深入延伸到千赫范围内的大的频率范围内具有不受干扰的频率响应和一个相应的相位特性，这些性质是高速记录或再现信息的光扫描装置能够使用的先决条件。所述的紧凑结构是通过具有空气腔的一个中空体实现，其侧壁被设置成这些侧壁以一个角度延伸到具有其弹性支撑的连接点处，并具有一个弹性支撑，该弹性支撑以一个偏离90度的角度装到透镜架或者执行机构上。另外，光扫描装置的所述具体结构获得了一个增加了的衰减或者相对于产生在千赫频率的值而言获得了谐振值的一个更大的响应范围。
下面参照附图利用实施例进一步详细解释本发明。附图中图1示出用于光记录媒介的光扫描装置的一个示意平面图；图2示出用于光记录媒介的光扫描装置的一个示意侧面图；图3示出光扫描装置透镜架的一个透视图，所述透镜架由塑料材料制造；图4示出从塑料材料制造的透镜架的下侧看时的一个透视图；图5示出光扫描装置透镜架的一个透视图，所述透镜架由金属材料制造；图6示出从由金属材料制造的透镜架的下侧看去时的一个透视图；图7示出一个用于光记录媒介的现有光扫描装置示意平面图；图8示出一个用于光记录媒介的现有光扫描装置示意侧面图；图9示出在公知光扫描装置的透镜架上聚焦和跟踪线圈的现有结构的示意图；
图10示出根据本发明的用于光记录媒介的光扫描装置的执行机构的一个平面示意图；图11示出通过光扫描装置侧壁的一个剖面示意图，所述光扫描装置用于光记录媒介，具有第一聚焦线圈；图12示出通过光扫描装置侧壁的一个剖面示意图，所述光扫描装置用于光记录媒介，具有第二聚焦线圈；图13示出执行机构的一个第一侧视透视示意图；图14示出执行机构的一个第二侧视透视示意图；图15表示光扫描装置的频率和相位图。
具体实施例方式
在各个附图中采用一致的参考标号。
图1中示出了根据本发明的用于高速记录和/或再现信息的光扫描装置的一幅平面示意图，图2示出了侧视示意图。所述的光扫描装置包括一个执行机构基板AP和一个执行机构，所述的执行机构由一个透镜架LH和一个透镜L形成，所述的透镜架LH具有一个聚焦线圈FC和跟踪线圈TC。透镜架LH由弹性导线SW连接到一个安装在所述执行机构基板AP上的导线保持器WH。所述导线SW将所述透镜架LH弹性地支持在所述执行机构基板AP上并使得透镜L为了扫描光记录媒介而能从一个在聚焦方向上和在跟踪方向上的中间位置偏转。所述的导线通常由铜导线构成并通过一个焊接连接被连接到透镜架LH和导线保持器WH上。所述导线SW通常也用来将电力供给到设置在透镜架LH上的用于聚焦和跟踪的线圈上。为了将所述导线SW连接到导线保持器WH和透镜架LH上，也可以采用其它公知的连接方法，比如，焊接、粘合剂粘接或者夹持等等。
在所述导线SW已经被连接到导线保持器WH和透镜架LH上之后，该导线SW在张紧点之间被切断，操作以平行于其它导线的方式重复进行。关于这一点，本发明的扫描装置与现有的制造方法区别不大。然而，即使是在结构上或者制造过程中的轻微的改变，却大大地影响了光扫描装置的性能。为了获得光扫描装置的光束在一个记录媒介如CD的信息轨道上导引时必须要求的精确性方面的概念，可以使用下面的尺寸比较。在一个CD上的信息轨道所具有的宽度很少会大于人类头发宽度的百分之一。如果一个CD的直径被比作一个足球的大小，那么作为一个大略的近似，所述轨道的宽度就相应于人头发的直径。在一个DVD的情形中，轨道的间隔和轨道的宽度被减小更大的数量级。这就使得即使是在光扫描装置的结构和构型上极其小的改变都会给光扫描装置的质量和功能产生很大的影响。此外，如果意图以更高的速度在(从)记录媒介上写入或者读取以便实现高数据比率，上述情况更是真的。为了高速应用或者高速控制执行机构，在跟踪线圈TC和在聚焦线圈FC中需要高的电流，所述高电流加热了所述透镜架LH。这种加热也被传递到透镜L，由于透镜L的热学性能，在高于60度的温度下就会产生严重的光偏差或者紊乱。没有特殊的预防措施，透镜架LH在工作频率范围内开始在一个特定的频率下摆动，如果没有对策的话，透镜L具有在跟踪区域内有倾斜的趋势。即使是透镜L轻微的倾斜，透镜L不对称导引性能和光性能的改变都对信息的记录和再现有不良的影响。
如图7，8所示，采用导线SW对透镜架LH进行弹性支持的光记录媒介扫描装置总的来讲已经公知。这种用于光记录媒介的扫描装置也被称为所谓的导线光拾取头(wire pick-ups)。它们的制造成本很低，因为它们在制造时需要很低的复杂性。然而不利之处在于，与其它平行的导引器(guide)相比较，所述的导线光拾取头呈现出透镜L相对较大的倾斜和不好的导引性能。具体地讲，不利的导引性能在于，为了将透镜架LH或者执行结构从它们的休息位置或者中间位置偏斜，需要不同的力，以及温度的变化改变了透镜L的光学性能。仅仅通过将导线光拾取头的导线SW预先张紧就能够达到在透镜L倾斜的减小以及更好的导引性能，所述的导线光拾取头形成对透镜架的弹性支持。通过导线SW的预张紧而获得的效果就是从连接过程产生的力不会超过施加在所述导线SW上的预张力。然而，采用这种类型的一个扫描装置依然不能获得在高速情况下所需的性能。在一个用于光记录媒介的公知扫描装置中，弹性地支持着透镜架LH的导线SW以平行的方式引到透镜架LH，透镜架LH具有直的、平行的侧壁SF，该侧壁上具有突起，通过该突起所述的透镜架被连接到所述的导线SW上，如图7和8中所示的方式。透镜架LH通过弹性导线SW连接到一个安装在执行结构基板AP上的导线保持器WH上。固定到一个返回板RC上的磁铁M被设置在执行机构基板AP上。在每种情形中，一个U型返回板RC容纳到一个由聚焦线圈FC形成的空间中。在所述的聚焦线圈FC上，跟踪线圈TC被设置在由所述返回板RC的一条腿和磁铁M形成的空隙中。所述的透镜架LH结构对称并在其中心处提供一个透镜L用于在光记录媒介上聚焦和跟踪扫描光束。
如图9中所示，在公知的执行结构的情形中，一个聚焦线圈FC在透镜架的相应的端部仅仅局部地被包含在所述透镜架LH中，两个聚焦线圈FC被采用。
在这种类型的扫描装置中，所述线圈的电流被限制到平均为180mA，使得仅仅较低的加速度可以达到，所述的较低加速度处于由重力而产生的加速度的5到8倍范围。具有高的固有共振频率的重型和轻型扫描装置可以同样仅仅被加速到上述的范围，铰接臂式的执行机构同样因铰接接头中摩擦力而具有较低的敏感度。
因此，相应于图1到6和10到14所示的，用于高速地记录和/或再现信息的光扫描装置被形成，该装置具有一个透镜架LH，该透镜架由一个中空主体形成，如图1，3-6，10以及13和14所示，其侧壁SF被设置成使得它们以一个与其弹性支撑物成一角度地延伸到一个连接点VP处。所述透镜架LH为整体结构，可以以较低程度的复杂性被制造和安装。距离透镜L和空气腔有一个相对较大距离的聚焦线圈FC和跟踪线圈TC这种安排使得能够采用更大的线圈电流，这使得能够获得更高的加速度值，所述的空气腔被设置用来将透镜L和所述线圈分开。该空气腔由透镜架LH的中空主体形成并在由执行机构实施的移动期间进行更进一步的冷却。此外，为了增加热量的消散，透镜架LH优选设计成黑色，以便能够容许更高的线圈电流。
优选地，如图4和5中所示，透镜架LH具有一个更大的壁厚度WD或者在其内部的肋，以便获得透镜架LH更高的稳定性，从而确保第二谐振频率移动到高于35千赫兹的千赫兹范围。
透镜架LH的侧壁SF具有一些凹陷，如图11到14所示，在该凹陷中设置着聚焦线圈FC，在透镜架LH的上下区域中由所述凹陷形成的网ST在与其弹性支撑物相连的区域中被连接到最好由印刷电路板PCB形成的电路板上。透镜架LH上下区域的连接同样对透镜架LH的稳定作出贡献，因此增加了谐振频率，所述处于上下区域的连接由所述的电路板形成并在透镜架的上下区域之间形成一个固定的桥。在图3和图4中示出的情形中，透镜架LH在其上下区域具有周边网ST，透镜架LH的刚性通过跟踪线圈TC被粘接到透镜架LH的所述网ST上而得以进一步加强。为了将所述跟踪线圈TC在透镜架LH上对齐，形成限定器BG的突起设置在所述的网ST上。
透镜架LH被设计成六角形，其中四个侧壁SF以3到10度的角设置，从而增加了其刚性以及为空气腔产生一个额外的空间。透镜架LH由塑料或金属构成，优选被设计成具有黑色的表面，以便增加热辐射性能。弹性地支撑着透镜架LH的导线SW以所述侧壁SF相同角度方向或以一个更小角度方向设置在透镜架LH，但该角度不能小于2度，以便减小透镜倾斜的敏感性。为了减小重量，镀铜的金属铝导线优选被用作聚焦线圈FC。图13和图14中示出的D形跟踪线圈TC减小了位于未使用线圈区域中的不想要的磁力，以及也减小了线圈的电阻和阻抗。同样示出在图13和14中的印刷电路板PCB将透镜架LH的上下网ST连接起来，该印刷电路板PCB结构对称，并被用来连接弹性支撑着透镜架LH的导线SW以及用来连接聚焦线圈FC和跟踪线圈TC。所述线圈的端部以图13和14中示出的方式彼此相连，并被引导到位于印刷电路板PCB上的焊接点。然而原则上来讲，除了图13和14中示出情形之外的连接方式也是可能的。对图13和14进一步地观察显示这种结构是基于图5和6示出的透镜架。与图3和图4中示出的透镜架LH的区别在于它没有周边网ST。在这种结构中，由于透镜架LH由金属制造的原因，所以周边网ST被省去，以便减小在注模方法中制造透镜架LH前后侧上的狭窄网ST时会产生的问题。在这种情形的结构中，跟踪线圈TC以公知的方法固定在聚焦线圈FC上。
在图1示出的平面示意图中，该图示出了一个用于高速扫描光记录媒介的光扫描装置，该装置为具有H形结构的六角形透镜架LH。该六角形的形状由彼此成一定角度的侧壁SF和侧壁区域(side wall section)形成，侧壁区域被设置成以一个角度彼此延伸。透镜架LH的前后侧被设置成它们彼此平行延伸。由于透镜架LH的这种六角形形状，设置在透镜架中心的透镜L和容纳着一个聚焦线圈FC的侧壁SF之间的距离被增大。根据其中的一种结构，开口O被设置，这使得执行机构在聚焦方向上的空气阻力减小并有助于执行机构增强的冷却。在聚焦线圈FC和透镜L之间更大的距离以及如果适当的话，设置在透镜L区域的开口O能够使得光扫描装置在增大的线圈电流下工作，从而增加了执行机构移动的速度，减小了透镜L的热负载。另外，彼此以一个角度设置的侧壁SF在执行机构横向移动期间减小了空气阻力。相对于一种直侧壁而言空气流被增加，这个空气流增加了热量散发。聚焦线圈FC遵循着透镜架LH的六角形轮廓，与已经公知的结构相比，没有突出到透镜架LH之外，并处于距离透镜L一个更大的距离。为了执行结构的偏转或移动，聚焦线圈FC和设置在聚焦线圈FC上的跟踪线圈TC与磁铁M相互作用，该磁铁，根据图2所示，固定在一个设置在执行机构基板AP上的U形返回板RC一条腿内部。U形返回板RC的另外一条腿设置成伸入到聚焦线圈FC中，具有足够的间隙用于执行机构的移动。每个磁铁都是一个具有磁南极S和磁北极N的磁铁。如图1、2、10、13和14所示，电路板横向设置在透镜架LH的上，该电路板由印刷电路板PCB形成，并且根据图1的情形具有一个与一根导线SW的连接点VP，所述的导线SW弹性地支撑着透镜架LH并被位于执行机构基板AP上的一个导线保持器WH握持。所述弹性支撑着透镜架LH的导线SW以一个角度设置在透镜架LH的方向上，该角度小于下述角度，即透镜架LH的侧壁SF以所述角度偏离直线的方式设置在一侧上。
透镜架LH结构对称，侧壁SF被设置成以从3到10度范围内的角度延伸到上述具有弹性支撑的连接点VP。根据这个原则，透镜架LH由一个塑料或金属制成的中空体形成，如图3-6所示。图3和4中示出的结构优选被用来由塑料制造透镜架LH，如图5和6中示出的结构优选被用来由金属制造透镜架LH或采用一个金属注模方法制造。
图3和4中示出的透镜架LH为六角形并具有周边网ST，该周边网ST具有销Z和限定器BG。位于上下网ST上的销Z被设置用来对准电路板，该电路板在聚焦线圈FC装上之后安装。如图10、13和14所示，由于在透镜架LH的每一侧上，在所有的情形中都仅仅需要一个位于上网ST上的销Z和一个位于下网ST的销Z来将电路板对准，位于上下网ST上的相应的其它销Z可以被用于在制造过程中连接缠绕的导线。
在位于前后侧中心上的网ST上，限定器BG作为一个突起被设置用来在安装过程中对准跟踪线圈TC。这意味着不需要复杂的安装装置。跟踪线圈TC被粘接剂粘接固定在聚焦线圈FC上。
透镜架LH是一个中空体，该中空体在透镜架的前后侧上借助于位于侧壁SF和横向壁Q以及透镜L之间的距离形成一个第一空气腔LK1，借助于横向壁Q和聚焦线圈FC的区域之间的距离形成一个第二空气腔LK2。所述空气腔LK1和LK2将透镜L与执行机构的线圈隔离开，从而能够使用更高的线圈电流，这是在光记录媒介上高速记录和再现信息的光扫描装置所必须的。另外，如图1和3所示，开口O设置在包围着透镜L的区域中，该开口减小了透镜架LH在聚焦方向上移动时的空气阻力并提高了热量消散。
引导网LF被设置以便促进透镜L在透镜架LH上的安装，肋R以及加厚了的壁部WD被设置以便提高透镜架LH的刚性。
透镜架LH的侧壁SF通过横向壁Q被连接，该横向壁Q优选具有一个缺口，以便防止透镜架LH在安装装置上的旋转。横向壁Q有助于透镜架LH的加固，透镜架LH的重量的减小可以通过横向壁Q上的缺口来实现。缺口的深度以如下的方式来选择，即透镜架LH的重心恰恰位于弹性支撑着透镜架LH的导线SW之间。
图5和6示出了由金属制造的透镜架LH。在这种结构中，六角形的透镜架LH具有一个H形结构，该H形结构由以一个角度彼此设置的侧壁SF形成，或者由彼此以一个角度相向延伸的侧壁区域(side wall section)形成。在这个结构中，六角形的透镜架LH也增大了位于执行机构的线圈和设置在透镜架LH中心上的透镜L之间的距离。设置用来握持线圈和用来将电路板安装在销Z上的网ST被专门设置在透镜架的侧区域SF上，以便简化由金属制造的透镜架LH。尽管在透镜架LH的前后壁上侧壁SF并没有通过网ST连接，但是透镜架LH由于其用金属制造而具有足够的稳定性。采用侧壁SF，横向壁Q形成一个第一空气腔LK1，该第一空气腔LK1将聚焦线圈FC与透镜L分隔开。第二空气腔LK2随着聚焦线圈FC被加到透镜架LH上而由横向壁Q形成，所述第二空气腔LK2由于透镜架LH的H形结构在开始时是开口的。结果，在这种结构中透镜架LH的基本概念相应于图3和4示出的透镜架LH。由于透镜架LH由金属制造，按照图3和4中示出的结构设置在透镜L区域另外的开口O在本结构中可以省略，因为优选具有一个黑色表面的金属主体已经确保了足够的热消散性能。省去开口O可以简化金属透镜架LH的制造。
为了对比，图7-9示出了一种公知的光扫描装置，其不具有本发明光扫描装置的优点，因为它呈现出即使在横向移动时也相对较大的空气阻力，还具有透镜L上较小的热消散性能，更大的热负荷，因为它距离所述线圈具有相对较大的距离，所述线圈在高速工作时会被加热，另外，由于导线SW平行设置作为透镜架LH的弹性支撑，而使得在透镜L为了跟踪而横向偏斜的情况下还呈现出透镜L更大的倾斜。
图10以一个示意平面图的形式示出了本发明用于高速记录和再现信息的光扫描装置的执行机构。该执行机构由一个具有六角形透镜架LH形成，该六角形透镜架LH具有彼此以一定角度设置的侧区域SF。采用这种六角形的透镜架LH，形成一个第一空气腔LK1和一个第二空气腔LK2，它们有利的将设置在执行机构中心的透镜L与聚焦线圈FC和跟踪线圈TC分隔开。为了将透镜架LH定位，引导网LF被设置在透镜架LH上。所述侧壁SF具有网ST和支承销Z，所述网ST如图11和12所示限定出聚焦线圈FC的缠绕空间，所述支承销由设计成一个印刷电路板PCB形式的电路板容纳。所述印刷电路板PCB有利地在透镜架LH的侧壁SF上连接所述的上下网ST并且在这个区域中封闭聚焦线圈FC的缠绕空间。聚焦线圈FC优选被设置成关于透镜架LH的质量水平中心MS是对称的，并且按照图11中所示被设计成一个矩形线圈主体或者按照图12中所示被设计成一个梯形的线圈主体。
图13和14中示出一个从前侧到后侧的执行机构的透视图。两个D形的跟踪线圈TC在每种情形中都设置在执行机构的前后侧上。设置在前侧上的两个跟踪线圈TC和设置在后侧上的两个跟踪线圈每个都彼此相连，使得两个缠绕端部在每种情形中都由一个线圈对形成。在图13中将会更清楚，一个线圈对的一个缠绕端部被引导到位于设置在执行机构一侧上的印刷电路板PCB上的一个连接点，同时另外一个缠绕端部被引导到设置在执行机构相反一侧上的印刷电路板PCB上。在图13中示出的一侧上，位于执行机构的前后侧上的一个线圈对的相应的缠绕端部的连接点彼此分隔开并通过导线轨连接到用于弹性地支撑着执行机构和用于供给动力的连接点。在这一侧相对的那一侧上，如图14中所示，缠绕端部被彼此通过一个位于印刷电路板上的导线轨相连，聚焦线圈FC的端部被连接到相应于另外一侧的连接点处。结果，一个对称结构的印刷电路板PCB可以被有利地使用，该印刷电路板独立于其被安装的两侧和其被安装的回转方向。如图13和14中所示，印刷电路板PCB在每个角部都具有一个连接点，该连接点通过导线轨被连接到一个相同水平设置的连接点上，以及被连接到一个另外的连接点，所述另外的连接点被同样设置在所述印刷电路板的那一半上。印刷电路板PCB的两半被一个另外的导线轨分开，该另外的导线轨在其每一端都具有一个连接点。这就产生了一种对称结构的印刷电路板PCB，其具有在端部具有相应连接点的导线轨，该印刷电路板大体上被形成为两个相对位置的Y的形状，这两个相对位置的Y被一个直线或者S形的导线轨分开。线圈的缠绕方向由所述执行机构从其中间位置的偏转方向，也就是所意图的电流方向确定。通过缠绕成D形形式的跟踪线圈TC，线圈上对产生力没有贡献的部分被减小，因此，效率被提高。由矩形跟踪线圈TC产生的泄露场反作用于由内部区域产生的力，从而导致损失减小。
围绕着透镜架LH卷绕的聚焦线圈FC被缠绕在位于侧壁SF中的网ST形成的凹部中。被采用的线圈导线优选为包铜的铝导线，因为铝芯导线相比较实体铜导线而言比较轻，因此具有一个较轻的重量，因此在高速扫描光记录媒介时获得更大的力或者更高的加速度。
在聚焦线圈FC的安装期间，为了防止各圈彼此交叉，肩部A设置在网ST的内表面上，如图3-5中所示。具有按照图1和2中结构的执行机构的光扫描装置具有如图15所示的频率响应FG和相位轮廓PG。所述频率响应FG和相位轮廓PG被表示成在从5赫兹到50千赫兹的频率范围内的对数表示，所述频率响应FG和相位轮廓PG相对比较规则，增益以一种公知的方式随着频率的增加而下降。应当注意的是在频率响应FG中的谐振频率RE仅仅在靠近50千赫兹的区域内才能被检测到，在此谐振频率RE的电平下降或衰减距离在1千赫兹频率的增益有45分贝的距离D。根据这种频率响应FG和相位轮廓PG，光扫描装置特别适合用于高速扫描光记录媒介。
权利要求
1.一种光扫描装置，用于在高速状态下记录和/或再现信息，具有一个透镜架(LH)，该透镜架被导线(SW)弹性地支撑，其特征在于，所述的光扫描装置具有由一个中空体形成的透镜架(LH)，其侧壁(SF)被设置成以一个角度延伸到一个具有其弹性支撑的连接点(VP)处。
2.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述弹性支撑由导线(SW)形成，所述导线在透镜架(LH)处于中间位置状态时从透镜架(LH)的垂线偏离一个大于两度的角度。
3.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述的透镜架(LH)结构对称，其侧壁(SF)被设置成以一个3到10度范围的角度延伸到一个具有其弹性支撑的连接点(VP)处。
4.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，为了增大线圈绕组和透镜(L)之间的距离，透镜架(LH)的侧壁被设置成，它们以一个角度延伸到一个具有其弹性支撑的连接点(VP)。
5.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述透镜架(LH)形成一个六角形形状，所述侧壁(SF)以一个角度延伸到具有其弹性支撑的连接点(VP)处。
6.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述透镜架(LH)被以H形的方式实现，侧壁(SF)以一个角度延伸到具有其弹性支撑的连接点(VP)。
7.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述的光扫描装置具有一个弹性支撑，该弹性支撑以一个不等于90度的角度装在所述透镜架(LH)上。
8.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架(LH)的侧壁(SF)具有一个凹部，用于容纳一个聚焦线圈(FC)，由所述凹部形成的网(ST)通过一个电路板被连接起来，所述的电路板具有用于所述弹性支撑的连接点和用于设置在透镜架(LH)上线圈上的连接点。
9.根据权利要求8的光扫描装置，其特征在于，所述的电路板为一种印刷电路板(PCB)，该印刷电路板具有焊接点和具有一种对称设置的导体结构。
10.根据权利要求9的光扫描装置，其特征在于，所述的印刷电路板(PCB)为这样的一个印刷电路板(PCB)，即所述印刷电路板具有由导线轨形成的导体结构，所述的导线轨具有在其一端的一个相应的连接点和由一直线或S型导电轨分开的两个相对的Y的形状。
11.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架(LH)的所述侧壁(SF)具有一个凹部，用于容纳一个聚焦线圈FC，由所述凹部形成的网(ST)具有销子(Z)，用于对齐一个连接着所述网(ST)的电路板。
12.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架(LH)的侧壁(SF)被设置时延伸到所述具有其弹性支撑的连接点(VP)时的角度以下述方式选择，即，在透镜架(LH)从其中间位置偏转到一个最大偏转时，在具有其弹性支撑的连接点(VP)之前和之后都没有接触产生。
13.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架(LH)为一个由塑料材料整体制造的透镜架(LH)并具有周边网(ST)。
14.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架(LH)为一个由金属材料制造的透镜架(LH)。
15.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，透镜架的中空体由横向壁(Q)和以一个角度彼此延伸的侧壁(SF)形成，其形成一个第一空气腔(LK1)。
16.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，围绕所述透镜架(LH)卷绕的一个聚焦线圈(FC)，与透镜架的横向壁(Q)一起在每种情形都形成一个第二空气腔(LK2)。
17.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，D形跟踪线圈(TC)设置在卷绕在透镜架(LH)上的一个聚焦线圈(FC)上。
18.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，开口(O)设置在一个包围着透镜架(LH)的透镜(L)的区域中，以便减小在聚焦方向上的空气阻力和用于热消散目的。
19.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述的透镜架(LH)具有一个暗色或者涂层，以便增加热消散性能。
20.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，一个由铜包覆的铝导线构成的线圈被设置在透镜架(LH)上。
全文摘要
本发明涉及一种用于在光记录媒介上记录和/或再现信息装置的光扫描装置,它尤其适合于高速记录和/或再现信息,例如以12倍速扫描DVD。根据本发明,该光扫描装置具有由中空体形成的透镜架,其侧壁被设置成以一定的角度延伸到其弹性支撑的连接点处。因此形状为六角形的透镜架具有有利的空气腔和离透镜增大的距离,以及偏离平行导引的弹性支撑,这导致高速扫描所必须的透镜倾斜角度低、改进的导引属性和固有谐振行为。本申请的领域涉及制造用于光记录媒介的扫描装置,提供该光扫描装置用于高速记录和/或再现信息。
文档编号G11B7/09GK1384963SQ00814900
公开日2002年12月11日 申请日期2000年10月16日 优先权日1999年10月27日
发明者于尔根·卡登, 克劳斯·奥尔德曼, 铃木恒雄 申请人:汤姆森特许公司