專利名稱：電光掃描器和裝有該掃描器的光學(xué)唱機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電光掃描器，該掃描器有一個(gè)活動(dòng)透鏡、一個(gè)靜止部分和一個(gè)活動(dòng)部分;活動(dòng)透鏡有一個(gè)光軸，透鏡本身可沿聚焦方向運(yùn)動(dòng)，在待掃描的表面上形成至少一個(gè)照射點(diǎn)，并可沿橫切聚焦方向的跟蹤方向上運(yùn)動(dòng)，以跟蹤所述表面上的記錄道;靜止部分有一個(gè)磁路和一個(gè)沿聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面延伸的氣隙;活動(dòng)部分可相對(duì)于裝有所述透鏡的靜止部分運(yùn)動(dòng)，該活動(dòng)部分裝有至少一個(gè)聚焦線圈和至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)該透鏡用的跟蹤線圈，兩線圈都伸入氣隙中。
從美國專利說明書4，321，701(這里結(jié)合進(jìn)來，以供參考)可以了解到這種掃描器。該已知的電光掃描器有一個(gè)靜止部分和一個(gè)活動(dòng)部分，靜止部分有一個(gè)單一的磁路氣隙，活動(dòng)部分豎向配置。相對(duì)于靜止部分的導(dǎo)向由一中間體完成。活動(dòng)部分有一個(gè)伸入氣隙中的板形體，其上固定有透鏡座和任何其它光學(xué)元件。透鏡座相對(duì)于板形體的配置需使透鏡的光軸位于板形體平面內(nèi)。板形體兩邊配置有用作跟蹤線圈的直立式導(dǎo)電體。該兩導(dǎo)電體之間配置有聚焦線圈，聚焦線圈裝在板形體上，并有一個(gè)橫切透鏡光軸的軸線。
這種已知的掃描器的缺點(diǎn)在于由于有豎向配置的板形體，且由于板形體與透鏡座彼此相對(duì)配置的不利方式，致使活動(dòng)部分從透鏡光軸的方向看來體積很大。因此現(xiàn)有技術(shù)的掃描器相當(dāng)厚，不適用于厚度小的現(xiàn)代激光唱機(jī)。現(xiàn)有技術(shù)掃描器的另一個(gè)缺點(diǎn)是制造復(fù)合式板形體的方法相當(dāng)復(fù)雜。此外，實(shí)踐證明，這種掃描器的透鏡和線圈相互之間的配置不恰當(dāng)，使掃描器在結(jié)構(gòu)上受到不必要的限制。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)本說明書開端所述的那種掃描器，以獲取易于制造、形狀合適的薄型掃描器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的掃描器具有這樣的特征聚焦線圈的線圈軸線平行于光軸;單一氣隙配置在透鏡光軸與聚焦線圈線圈軸線之間;活動(dòng)部分的質(zhì)量中心位于氣隙中或至少靠近氣隙處，該活動(dòng)部分沿橫切由聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面的方向延伸，并以依從于機(jī)械的懸掛方式固定到靜止部分上。
在本發(fā)明的掃描器中，透鏡以懸臂方式相對(duì)于線圈配置。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)掃描器裝入光學(xué)唱機(jī)(例如CD唱機(jī)或數(shù)字錄音帶(DATA)播放機(jī))時(shí)就可以有適當(dāng)?shù)目臻g來裝一些與掃描器配合工作的光學(xué)器件，例如半導(dǎo)體激光器。此外本發(fā)明的掃描器還可以使其結(jié)構(gòu)緊湊，具體地說，它具有從光軸的方向看時(shí)體積小的優(yōu)點(diǎn)。聚焦線圈由于采取特殊的配置方式，它對(duì)掃描器活動(dòng)部分的透鏡和透鏡懸掛部件起到了均衡作用，從而可以簡單的方式得出相當(dāng)均衡的結(jié)構(gòu)。這樣驅(qū)動(dòng)力的作用點(diǎn)就處在活動(dòng)部分的質(zhì)量中心處或附近，從而防止寄生諧振的產(chǎn)生。本發(fā)明掃描器的另一優(yōu)點(diǎn)是可以用數(shù)量較少、易于裝配的零部件制成。
在本發(fā)明電光掃描器的一個(gè)實(shí)施例中，氣隙是以一個(gè)磁性體為界的該磁性體的軸線沿橫切聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面的方向取向，這個(gè)實(shí)施例的電光掃描器的特征在于，聚焦線圈圍繞著磁性體。這樣，在透鏡光軸與聚焦線圈的線圈軸線之間的間距就小，這一點(diǎn)在保證活動(dòng)部分的剛度方面是很重要的。為使透鏡的可能寄生諧振處在高頻范圍，人們希望活動(dòng)部分具有很高的剛度。
本發(fā)明掃描器的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，懸掛部件有若干吊桿，各吊桿沿橫切聚焦方向和跟蹤方向所確定的平面的方向取向，各吊桿的第一端和第二端分別固定到靜止部分和活動(dòng)部分上，該兩端都設(shè)有與吊桿連成一個(gè)整體的鉸鏈，因而可繞一個(gè)在聚焦方向延伸的軸線運(yùn)動(dòng)并可繞一個(gè)在跟蹤方向延伸的軸線運(yùn)動(dòng)。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，懸掛部件的剛度可選取得使因可能有的不平衡而引起的任何諧振頻率都比控制系統(tǒng)所要求的帶寬低。該懸掛部件可用注塑-模塑法制取，且可以簡單方式裝配。
為使透鏡在跟蹤方向作平移運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明掃描器一個(gè)實(shí)施例的特征在于，各吊桿彼此平行延伸。
本發(fā)明一個(gè)實(shí)用實(shí)施例的特征在于，用于懸掛部件中的鉸鏈被制成整體的雙重鉸鏈。
本發(fā)明另一實(shí)用實(shí)施例的特征在于，吊桿的數(shù)目是四個(gè)，透鏡光軸和聚焦線圈之軸線所確定的平面兩側(cè)的吊桿成對(duì)配置，形成注塑-模塑單件制品的一部分。從生產(chǎn)技術(shù)上來看引人注目的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，活動(dòng)部分包括分開形成的透鏡座和線圈座。在制造過程中，透鏡座和線圈座可分別彼此獨(dú)立地配以透鏡和線圈。然后，可借助于例如速扣連接、超聲波焊接或膠合將透鏡座和線圈座彼此固定在一起。
基于對(duì)稱的原因，本發(fā)明的電光掃描器通常有兩個(gè)跟蹤線圈。為避免在生產(chǎn)這種掃描器的過程中分別處理和裝配各線圈，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的特征在于，線圈座由聚焦線圈座(配有聚焦線圈)和兩個(gè)跟蹤線圈座(各配有跟蹤線圈)裝配而成。
應(yīng)該指出，歐洲專利申請(qǐng)0，212，941(這里也結(jié)合進(jìn)來供參考)公開了一種這樣的電光掃描裝置，該裝置有一個(gè)物鏡借助于塑料懸掛部件固定到一個(gè)框架上。懸掛部件使物鏡可以在聚焦方向上作直線運(yùn)動(dòng)，并使物鏡轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤操作。該已知的掃描裝置還有一個(gè)雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，懸掛部件的兩邊設(shè)有一磁性體、一聚焦線圈和兩個(gè)排列著的跟蹤線圈，各線圈配置得使其磁路氣隙較寬。從歐洲專利申請(qǐng)0，348，845(這里也結(jié)合進(jìn)來供參考)中也可以了解到有一個(gè)雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電光掃描裝置。該掃描裝置中有一個(gè)物鏡裝在物鏡座中，物鏡座則用兩對(duì)片簧固定到一個(gè)框架上。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有兩組線圈，兩者從片簧的縱向看成一行排列，每一組線圈包括一個(gè)聚焦線圈和兩個(gè)跟蹤線圈。歐洲專利申請(qǐng)0，343，979(這里也結(jié)合進(jìn)來供參考)介紹了一個(gè)物鏡驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)帶物鏡的物鏡座。為使物鏡能進(jìn)行聚焦和跟蹤，驅(qū)動(dòng)器呈鉸鏈結(jié)構(gòu)，該鉸鏈結(jié)構(gòu)包括一彈性的轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和兩個(gè)彈性的連接件。現(xiàn)有技術(shù)的掃描器還包括聚焦驅(qū)動(dòng)器和跟蹤驅(qū)動(dòng)器。聚焦驅(qū)動(dòng)器有兩個(gè)在直徑方向上相對(duì)于透鏡配置的驅(qū)動(dòng)單元，各驅(qū)動(dòng)單元有一個(gè)聚焦線圈和一個(gè)與聚焦線圈配合工作的磁體。
本發(fā)明還涉及一個(gè)裝有本發(fā)明掃描器的光學(xué)唱機(jī)，該光學(xué)唱機(jī)還有一個(gè)轉(zhuǎn)盤和一個(gè)滑板，滑板可沿一徑向路徑相對(duì)于轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)，物鏡光軸與聚焦線圈之線圈軸線所確定的平面垂直于所述徑向路徑。
現(xiàn)在參照附圖通過實(shí)例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中;


圖1 是本發(fā)明掃描裝置一個(gè)實(shí)施例的部件分解圖;
圖2 是圖1所示實(shí)施例的剖視圖;
圖3 則是裝有本發(fā)明掃描器的底盤的透視圖。
圖1和圖2所示的本發(fā)明的電光掃描器叫做“2D操作機(jī)構(gòu)”，是供為兩級(jí)徑向跟蹤光盤(例8厘米或12厘米的CD光盤)而構(gòu)制的CD走盤機(jī)構(gòu)(decks)用的。在這種走盤機(jī)構(gòu)中，唱片可繞一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，物鏡則可沿一徑向路徑相對(duì)于唱片作直線運(yùn)動(dòng)。為此，走盤機(jī)構(gòu)包括(例如)承載掃描器可平移的滑板。用一個(gè)激光器所產(chǎn)生的光束無需機(jī)械接觸就可以在轉(zhuǎn)動(dòng)著的盤上劃出和/或讀取信息道。
本發(fā)明掃描器的構(gòu)制方式使其可以幾乎完全機(jī)械化地進(jìn)行低成本大批量生產(chǎn)。本掃描器特別適用于所謂“細(xì)線”(Slim-line)設(shè)備上。
本發(fā)明的掃描器有一個(gè)裝在物鏡座4中并具有光軸2a的物鏡2。物鏡座4形成掃描器活動(dòng)部分6的一部分，活動(dòng)部分6還包括聚焦線圈座8和兩個(gè)跟蹤線圈座10a和10b。線圈座，8，10a和10b彼此互相連接，并在本實(shí)例中借助于速扣連接方式連接到物鏡座4上。聚焦線圈座8包括聚焦線圈12，該線圈12的線圈軸線12a平行于光軸2a延伸。跟蹤線圈座10a和10b分別包括跟蹤線圈14a和14b。
本發(fā)明的掃描器還包括靜止部分16，該靜止部分16包括一永久磁鐵18和一些鐵磁體部分。磁鐵18事先已按箭頭A所示的方向被磁化，它與靜止部分16的各鐵磁體部分形成磁路，磁鐵18與其中一個(gè)鐵磁體部分16a之間延伸有磁路氣隙20。在本實(shí)例中，氣隙20以磁鐵18和軛體部分16a彼此面對(duì)著的平行表面為界。因此氣隙中的磁場可能會(huì)有一點(diǎn)不均勻，從而可能產(chǎn)生寄生力。將磁鐵18和/或軛體部分16a制成適當(dāng)?shù)男螤羁梢詼p小產(chǎn)生不希望有的寄生力的可能性。將靜止部分16界定著氣隙20的至少其中一個(gè)表面制成凹面可以在氣隙20中獲得高度均勻的磁場。
活動(dòng)部分6借助于由兩部分組成的懸掛部件22a、22b活動(dòng)地固定到靜止部分16上，聚焦線圈12和跟蹤線圈14a和14b部分伸入氣隙20中?；顒?dòng)部分6，特別是物鏡2，可在雙箭頭F所示的聚焦方向和雙箭頭T所示跟蹤方向上相對(duì)于靜止部分16運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的掃描器在用以將物鏡沿一徑向路徑相對(duì)于一轉(zhuǎn)動(dòng)著的唱片平移的裝置中時(shí)，激光器(通常是半導(dǎo)體激光器)可以按需要安置在掃描器底下或旁邊。在后一種情況下，安置在物鏡2底下的鏡子24配置在光路中。
懸掛部件22a、22b包括四個(gè)吊桿26a、28a、26b和28b，它們最好由塑料制成，成對(duì)配置，各吊桿相應(yīng)的各端都有與吊桿構(gòu)成一個(gè)整體的雙聯(lián)鉸鏈28。物鏡2有一個(gè)中間位置，處在這個(gè)中間位置時(shí)，吊桿26a、28a、26b和28b沿聚焦方向F與跟蹤方向T所確定的平面的方向上延伸。吊桿26a和28b連同兩個(gè)連接部分30和31一起形成一個(gè)整體的注塑-模塑制品。吊桿26b和28b和兩個(gè)連接部分32和33形成同樣的制品。各平行吊桿分別借助于連接部分30和32以及連接部分31和33固定到活動(dòng)部分6和靜止部分16上，6和16各部分的凸出部分34分別嵌入30、32和31、33各部分的凹口36中。整體的雙聯(lián)鉸鏈28可繞聚焦方向F和跟蹤方向T取向延伸的軸線運(yùn)動(dòng)。
由于采用了這種懸掛部件，使聚焦動(dòng)作和跟蹤動(dòng)作都是平移動(dòng)作。這樣做的好處是令人滿意地兼顧了聚焦動(dòng)作和跟蹤動(dòng)作易受承載掃描器的滑板外面所產(chǎn)生的震動(dòng)和易受滑板本身所產(chǎn)生的干擾的問題。這在采用滑板驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)特別重要。懸掛部件本身由于其固有的減振性能以及制造和裝配都簡單而具有特殊的優(yōu)越性。在裝配后狀態(tài)下，本發(fā)明的掃描器在滑板上的裝配方式使得磁路氣隙20與待掃描的唱片相切延伸。
實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的掃描器由于活動(dòng)部分的質(zhì)量較小，而且由于驅(qū)動(dòng)力對(duì)加到各線圈的電流之間的比值令人滿意，因而在跟蹤方向和聚焦方向上能獲得很高的效率。因此本發(fā)明的掃描器非常適用于功率消耗低的場合。
圖3 示出了采用本發(fā)明掃描器一個(gè)實(shí)施例的CD唱機(jī)的一部分，特別是唱機(jī)走盤機(jī)構(gòu)。在說明本實(shí)施例時(shí)，對(duì)應(yīng)于上述已說明的實(shí)施例的各部件取同樣的標(biāo)號(hào)。
圖3 所示的走盤機(jī)構(gòu)包括底盤100，底盤100上支撐有供支撐和對(duì)中帶有信息道的光盤(例如CD唱片)用的電動(dòng)轉(zhuǎn)盤102，以使轉(zhuǎn)盤102可繞其轉(zhuǎn)軸102a轉(zhuǎn)動(dòng)。走盤機(jī)構(gòu)包括機(jī)械導(dǎo)向裝置，用以使滑板104相對(duì)于轉(zhuǎn)盤102作徑向平移(如箭頭T所示)。該導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)向桿106和導(dǎo)向壁108，導(dǎo)向桿106固定在底盤100上，導(dǎo)向壁108用以分別與滑板104的滑動(dòng)襯套110和滑動(dòng)表面112配合工作。底盤中支撐有電動(dòng)機(jī)(圖中未示出)，用以驅(qū)動(dòng)滑板104，這種驅(qū)動(dòng)可以通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
滑板104上裝有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的掃描器114(如圖1和2所示的那一種)和配置在掃描器114旁邊的半導(dǎo)體激光器。掃描器114包括活動(dòng)部分6，活動(dòng)部分6則包括其光軸2a平行于轉(zhuǎn)軸102a的物鏡2具有線圈軸線12a的聚焦線圈12和兩個(gè)跟蹤線圈14a、14b。懸掛部件22a、22b將活動(dòng)部分6連接到掃描器的靜止部分，該靜止部分則連接到滑板104上，且包括一具有永久磁鐵18的磁路。該掃描器系這樣相對(duì)于滑板104配置，即其縱向軸線1對(duì)由轉(zhuǎn)軸102a與光軸2a所確定的平面取橫向，以使物鏡2在聚焦方向F和跟蹤方向T上均可運(yùn)動(dòng)。
工作時(shí)，滑板104沿箭頭T所示的徑向路徑相對(duì)于轉(zhuǎn)盤102的轉(zhuǎn)軸102a運(yùn)動(dòng)，以便大致跟蹤旋轉(zhuǎn)著的唱片上的信息道，信息道位于信息平面上。鑒于該信息道在已固定到轉(zhuǎn)盤上的光盤上可能會(huì)稍為偏離中心，而且轉(zhuǎn)盤在徑向上也可能會(huì)有輕微的偏差，因此在移動(dòng)過程中容許信息道在徑向上有少許偏移。工作時(shí)在物鏡在唱片上所形成的掃描點(diǎn)的位置與待掃描的信息道部分之間可能會(huì)產(chǎn)生的任何偏差可借助于裝有掃描器114的徑向跟蹤系統(tǒng)加以減小，這是因?yàn)槲镧R2在箭頭T所示的方向上進(jìn)行小幅度的高頻跟蹤動(dòng)作所致。
權(quán)利要求
1.一種電光掃描器，該掃描器包括一個(gè)活動(dòng)透鏡、一個(gè)靜止部分和一個(gè)活動(dòng)部分；活動(dòng)透鏡有一個(gè)光軸，透鏡本身可沿聚焦方向運(yùn)動(dòng)，在待掃描的表面上形成至少一個(gè)照射點(diǎn)，并可沿橫切聚焦方向的跟蹤方向上運(yùn)動(dòng)，以跟蹤所述表面上的記錄道；靜止部分有一個(gè)磁路和一個(gè)氣隙，該氣隙沿由聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面延伸；活動(dòng)部分可相對(duì)于靜止部分運(yùn)動(dòng)，上述透鏡即裝在活動(dòng)部分中，活動(dòng)部分包括至少一個(gè)聚焦線圈和至少一個(gè)供驅(qū)動(dòng)該透鏡用的跟蹤線圈，兩線圈都伸入氣隙中；其特征在于，所述聚焦線圈的線圈軸線平行于光軸；單一氣隙配置在透鏡光軸與聚焦線圈線圈軸線之間；活動(dòng)部分的質(zhì)量中心位于氣隙中或至少靠近氣隙處，該活動(dòng)部分沿橫切由聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面的方向延伸，且以依從于機(jī)械的懸掛方式固定到靜止部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電光掃描器，其中所述氣隙以一個(gè)磁性體為界，該磁性體的軸線沿橫切由聚焦方向和跟蹤方向所確定的一個(gè)平面的方向取向;其特征在于，所述聚焦線圈圍繞著所述磁性體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電光掃描器，其特征在于，所述懸掛部件包括吊桿，這些吊桿沿橫切由聚焦方向和跟蹤方向所確定的平面方向取向，各吊桿的第一端和第二端分別固定到靜止部分和活動(dòng)部分上，所述第一和第二端都設(shè)有與吊桿連成一個(gè)整體的鉸鏈，使其可繞一個(gè)在聚焦方向延伸的軸線運(yùn)動(dòng)，并可繞一個(gè)在跟蹤方向延伸的軸線運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的電光掃描器，其特征在于，所述各吊桿彼此平行延伸。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電光掃描器，其特征在于，所述鉸鏈為構(gòu)制成整體的雙鉸鏈。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的電光掃描器，其特征在于，所述吊桿的數(shù)目是四個(gè)，由透鏡光軸和聚焦線圈之線圈軸線所確定的平面兩側(cè)的吊桿成對(duì)配置，形成注塑-模塑單件制品的一部分。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的電光掃描器，其特征在于，所述活動(dòng)部分包括分開形成的透鏡座和線圈座。
8.如權(quán)利要求7所述的電光掃描器，該掃描器有兩個(gè)跟蹤線圈;其特征在于，所述線圈座由聚焦線圈座和兩個(gè)跟蹤線圈座裝配而成，聚焦線圈座配有聚焦線圈，跟蹤線圈座各配有一個(gè)跟蹤線圈。
9.如以上任一權(quán)利要求所述的電光掃描器，其特征在于，所述靜止部分具有至少一個(gè)凹面的界定氣隙的表面。
10.一種裝有以上任一權(quán)利要求所述的掃描器的光學(xué)唱機(jī)，其特征在于，該唱機(jī)還包括一轉(zhuǎn)盤和一滑板，該滑板可沿一徑向路徑相對(duì)于轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)且由物鏡光軸和聚焦線圈之線圈軸線所確定的平面垂直于所述徑向路徑。
全文摘要
電光掃描器，包括可在聚焦方向F上運(yùn)動(dòng)以在待掃描平面上形成照射點(diǎn)并可沿F方向的橫切方向T上運(yùn)動(dòng)以跟蹤記錄道的透鏡2；有磁路和氣隙20的靜止部分16和可相對(duì)該部分運(yùn)動(dòng)并包括透鏡2的活動(dòng)部分6；部分6包括具有與光軸平行的軸線12a的聚焦線圈12和用于驅(qū)動(dòng)透鏡的跟蹤線圈14a，14b氣隙20位于透鏡光軸與聚焦線圈的軸線之間，活動(dòng)部分6借助機(jī)械式懸掛件22a，22b固定到部分16上，且其質(zhì)量中心位于氣隙中或氣隙附近。
文檔編號(hào)G11B7/09GK1057730SQ91104529
公開日1992年1月8日 申請(qǐng)日期1991年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月29日
發(fā)明者F·G·A·亨貝格, B·J·斯坦森, J·C·康普特, P·M·S·M·海曼斯 申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司