專利名稱：用于光學(xué)頭致動器的磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁鐵，更詳細(xì)地說涉及能夠環(huán)繞其本身產(chǎn)生分布更均勻的磁通量的磁鐵。
背景技術(shù)：
磁鐵用于應(yīng)用電磁力的裝置內(nèi)，例如光學(xué)頭致動器中。光學(xué)頭致動器一般用于記錄和再現(xiàn)光盤的光學(xué)記錄裝置中。近幾年來，已經(jīng)減小了光學(xué)記錄裝置的尺寸和CD的存取時間。因此，既要求光學(xué)頭致動器的尺寸要更小，而且要求其具有更快的光盤跟蹤速度。此外，還要求光學(xué)頭致動器能夠再現(xiàn)數(shù)字通用盤(DVD)以及最初的壓縮盤(CD)。
為了滿足這些要求，必須擴展光學(xué)頭致動器的工作范圍或者將其保持在一個通用的水平上。然而，裝在光學(xué)頭致動器內(nèi)的磁鐵所產(chǎn)生的分布不均勻的磁通量，可能產(chǎn)生不勻稱的推力，即在磁鐵和電流相互作用的期間產(chǎn)生不勻稱的電磁力。不勻稱的推力可能引起光學(xué)頭致動器的微小共振。隨著光學(xué)頭致動器光盤存取時間減少，光學(xué)頭致動器發(fā)生的微小共振現(xiàn)象更為嚴(yán)重。
在此，磁通量表示通過由一個閉合曲線限定的表面的磁力線數(shù)目。磁通量的國際單位制單位是特斯拉·平方米，也就是韋伯(Wb)。
圖1是傳統(tǒng)非對稱光學(xué)頭致動器的分解透視圖。該光學(xué)頭致動器上安裝有扁平狀磁鐵；圖2是表示一般磁鐵的磁通量分布的示意圖。參照圖1，光學(xué)頭致動器包括磁鐵11；軛鐵13，磁鐵11被固定到軛鐵13上；底座15，軛鐵13安裝在底座15上；線圈12，它通過與磁鐵11相互作用產(chǎn)生電磁力；線圈架17，它通過與底座15相結(jié)合而使線圈12與磁鐵11相互作用；安裝在線圈架17上的物鏡19；以及支承線圈架17的懸架18。
參照圖2，每塊扁平磁鐵11的磁通量集中于磁鐵11的中部。越靠近每塊磁鐵11的兩端，每塊磁鐵11的磁通量密度越低，從而每塊磁鐵11兩端的磁通量分布變得不均勻。
如圖2所示，在把磁通量分布不均勻的磁鐵裝入如圖1所示光學(xué)頭致動器中的情況下，在聚焦方向產(chǎn)生的推力如圖3所示，在循軌方向產(chǎn)生的推力如圖4所示。在圖3和圖4中，X軸表示磁鐵11面向線圈12的表面的寬度方向，Y軸表示磁鐵11面向線圈12的表面的高度方向。
光學(xué)頭致動器的聚焦和循軌操作由電磁力執(zhí)行，電磁力是通過裝在線圈架17內(nèi)的線圈12和磁鐵11兩者之間的相互作用產(chǎn)生的。電磁力可以用公式(1)表示為F→=IL→×B→]]>…(1)F→=I→L×B→]]>其中，F(xiàn)[N]表示電磁力，I[A]表示電流，L[m]表示線圈12的長度，電流在線圈12內(nèi)流動，B[T]表示磁場。這里，磁場也就是磁通量密度(B)，表示每單位面積的磁通量，其計量單位是特斯拉。其中，1特斯拉＝1韋伯/平方米。
參照圖3，在光學(xué)頭致動器操作期間，，聚焦方向的推力在磁鐵11中部要比磁鐵11其余部分大。在此，推力表示產(chǎn)生于線圈12和磁鐵11之間的跟蹤光學(xué)頭致動器內(nèi)的光盤的電磁力。
當(dāng)線圈12和線圈架17組合件執(zhí)行對準(zhǔn)聚焦(on-focusing)操作以讀取光盤資料時，為了跟蹤搖擺的光盤，組合件在預(yù)定的工作范圍操作。在跟蹤光盤的操作期間，線圈11和線圈架17組合件在垂直方向相對于磁鐵11的中部移動。當(dāng)線圈12和線圈架17組合件移動至靠近磁鐵11的中部時，產(chǎn)生的推力最大。另一方面，當(dāng)線圈12和線圈架17組合件朝著磁鐵11兩端移動時，產(chǎn)生的推力最小。
參照圖4，當(dāng)線圈12和線圈架17組合件執(zhí)行對準(zhǔn)循軌(on-tracking)操作時，為了跟蹤搖擺的光盤，線圈12和線圈架17組合件在預(yù)定的操作區(qū)間沿水平方向相對于磁鐵11中部移動。在線圈12和線圈架17組合件的對準(zhǔn)循軌操作過程中，循軌方向的推力在磁鐵11的中部比其它部分大。
在聚焦和循軌方向推力分布不勻稱，使得光學(xué)頭致動器發(fā)生微小共振現(xiàn)象。這里，微小共振現(xiàn)象表明，共振現(xiàn)象是由于光盤和光學(xué)頭致動器的固有頻率引起的。光盤微小共振現(xiàn)象意味著光盤操作不穩(wěn)定。
換言之，這種傳統(tǒng)的磁鐵由于磁通量分布不均勻而產(chǎn)生不勻稱的推力，而不勻稱的推力導(dǎo)致光學(xué)頭致動器操作不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種磁鐵，它能夠產(chǎn)生環(huán)繞其本身均勻分布的磁通量，從而能夠克服光學(xué)頭致動器操作不穩(wěn)定的問題，例如，因為電磁力非線性特點所產(chǎn)生的不勻稱推力引起的微小共振，并能夠使得光學(xué)頭致動器操作穩(wěn)定。
相應(yīng)地，為達(dá)到上述目的，在此提供一種磁鐵，它具有一個面向線圈的表面，電流在線圈內(nèi)流動，磁鐵產(chǎn)生的磁通量沿著磁鐵面對線圈的表面的法線方向朝著線圈輻射，磁鐵包含形成于其表面中部的凹槽。
按照本發(fā)明，通過改變磁鐵的形狀或磁化方向(磁通量方向)，使其磁通量變得勻稱，從而能夠使光學(xué)頭致動器操作穩(wěn)定，防止光學(xué)頭致動器發(fā)生微小震動現(xiàn)象。


本發(fā)明的目的和優(yōu)點是通過參照所附附圖的最佳實施例的詳細(xì)描述變得更加清楚。其中圖1是傳統(tǒng)光學(xué)頭致動器的分解透視圖；圖2是表示一般磁鐵的磁通量分布的視圖；圖3是傳統(tǒng)非對稱光學(xué)頭致動器操作期間，在聚焦方向的推力曲線圖；圖4是傳統(tǒng)非對稱光學(xué)頭致動器操作期間，在循軌方向的推力曲線圖；圖5是按照本發(fā)明第一個實施例的磁鐵的透視圖；圖6是按照本發(fā)明第二個實施例的磁鐵的透視圖；圖7是按照本發(fā)明第三個實施例的磁鐵的透視圖；圖8是按照本發(fā)明第三個實施例的磁鐵的橫截面圖；圖9是按照本發(fā)明第四個實施例的磁鐵的透視圖；圖10是按照本發(fā)明第四個實施例的磁鐵的橫截面圖；圖11是按照本發(fā)明第一個實施例的光學(xué)頭致動器部件的分解透視圖；
圖12是按照本發(fā)明第二個實施例的光學(xué)頭致動器部件的分解透視圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的最佳實施例。
圖5至圖10是顯示按照本發(fā)明第一至第四個實施例的磁鐵的視圖。參照公式(1)，按照本發(fā)明這些實施例的磁鐵，通過與電流相互作用能夠產(chǎn)生環(huán)繞其本身勻稱分布的磁通量。
就本發(fā)明第一至第三個實施例的磁鐵而言，磁鐵每個表面的磁通量相對于磁鐵每個表面的法線方向輻射，并且在每個磁鐵表面中部形成凹槽。
參照圖5，按照本發(fā)明第一個實施例，凹槽沿磁鐵31表面在一個方向延伸而形成，所以磁鐵31的橫截面呈U形。相應(yīng)地，磁鐵31的磁通量密度在凹槽內(nèi)最低，在磁鐵31的兩端最高。所以，磁鐵31的磁通量非均勻分布的程度比扁平磁鐵的磁通量的非均勻分布程度有所減緩。
如圖5所示，按照本發(fā)明第一個實施例的磁鐵31具有一個凹槽，該凹槽在磁鐵31面向線圈的表面上并在水平方向沿該表面延伸而形成，電流在線圈內(nèi)流動。然而，本發(fā)明還可以提供這樣一種磁鐵作為例子在磁鐵面向線圈的表面中部沿垂直方向在磁鐵31表面延伸而形成有一個凹槽，所以，該磁鐵具有U形頂部表面。
按照本發(fā)明另一個實施例的磁鐵，具有沿其表面在垂直方向延伸而形成的凹槽，這種磁鐵的磁通量分布狀態(tài)幾乎與按照本發(fā)明的第一個實施例磁鐵31的磁通量分布狀態(tài)相同。換言之，按照本發(fā)明的另一個實施例的磁鐵的磁通量密度在凹槽內(nèi)最低，而在磁鐵兩端最高。因此按照本發(fā)明的另一個實施例的磁鐵的磁通量非均勻分布的程度比扁平狀磁鐵有所減輕。
按照本發(fā)明的第一個實施例形成的磁鐵31能夠產(chǎn)生均勻分布的磁通量，因此，在聚焦方向能夠勻稱地產(chǎn)生推力。按照本發(fā)明另一個實施例的磁鐵，能夠產(chǎn)生勻稱分布的磁通量，因此，在循軌方向能勻稱地產(chǎn)生推力。
因為光學(xué)頭致動器聚焦工作范圍寬，所以，象本發(fā)明第一個實施例中的那樣，通過校正磁鐵聚焦方向的磁通量的分布，能夠減輕推力的不均勻性。然而，優(yōu)選地，通過改變磁鐵形狀，以在聚焦方向和循軌方向獲得勻稱分布的磁通量。
參照圖6，按照本發(fā)明的第二個實施例，一個十字形的凹槽穿過磁鐵31a表面中部，并在第一和第二方向，即沿著磁鐵31a表面在聚焦方向和循軌方向延伸而形成，并互相構(gòu)成直角。按照本發(fā)明第二個實施例的磁鐵31a在聚焦和循軌方向也具有均勻分布的磁通量。
優(yōu)選地，按照第一和第二實施例所形成的磁鐵31和31a的凹槽呈半圓柱形，使磁鐵31和31a的磁通量能夠更為均勻地分布。
參照圖7，按照本發(fā)明第三個實施例的磁鐵31b，有一個形成于其中部的半球形的凹槽，使磁鐵31b的磁通量可以均勻地分布在聚焦方向和循軌方向。
圖8是按照本發(fā)明第三個實施例的磁鐵31b的橫截面圖，參照圖8，磁鐵31b的磁通量密度隨磁鐵31b中部和磁鐵31b兩端之間的間隔尺寸而變化。磁鐵31b的磁通量在其中部最弱，越靠近磁鐵31b兩端磁通量越強。沿著聚焦方向或循軌方向形成有半圓柱形凹槽的磁鐵可以有與如圖7所示磁鐵31b相同的橫截面。沿預(yù)定方向形成有圓柱形凹槽的磁鐵可使磁鐵磁通量的分布沿該預(yù)定方向得以校正。在此，33表示軛鐵，磁鐵31b固定在軛鐵上。
圖6至圖10是表示按照本發(fā)明第二和第三個實施例的磁鐵31a、31b和31c的視圖，制成的磁鐵能夠使磁通量在聚焦方向和循軌方向均勻地分布。按照本發(fā)明第一至第三個實施例制作的磁鐵31、31a和31b具有凹槽，以使其在凹槽處的磁通量密度可以被減弱。因此，磁鐵31、31a和31b在凹槽處的磁通量密度比每個磁鐵31、31a和31b兩端處弱，從而能夠使磁鐵31、31a和31b的磁通量均勻分布。
參照圖9和圖10，按照本發(fā)明第四個實施例制作的磁鐵31c在面向線圈的表面中部具有一突起，線圈內(nèi)有電流流動。于是，磁鐵31c在相對于磁鐵31c表面法線的斜線方向產(chǎn)生磁通量。
具體而言，參照圖9，按照本發(fā)明第四個實施例的磁鐵31c有半球形的突起，以便磁鐵31c的磁通量能夠在聚焦方向和循軌方向均勻分布，并且磁鐵31沿半徑方向磁化。在此，半徑方向是指相對于磁鐵表面法線的傾斜方向。在本發(fā)明第四個實施例中，通過改變磁鐵31c的磁化方向，磁鐵31c的磁通量密度在磁鐵31c的中部最弱，越靠近磁鐵31c的兩端其磁通量密度越強。
參照圖10，磁鐵31c的磁力線與軛鐵33的表面形成一預(yù)定角度并且指向相對半球狀突起中軸線的半徑方向。因此，在磁鐵31c的半球狀突起中部，磁鐵31c的磁通量密度最弱，而在磁鐵31c的磁化方向則較強。
一種用于光學(xué)頭致動器內(nèi)的磁鐵，在其聚焦方向或循軌方向具有圓柱形突起并在徑向形成磁力線，它可以有與如圖9和10所示的按照本發(fā)明第四個實施例的磁鐵相同的橫截面，為了補償聚焦方向的推力，可以使用一種帶有半圓柱形突起的磁鐵，該半圓柱形突起的中軸線位于水平方向。另外，為了在循軌方向補償推力，可以使用帶有半圓柱突起的磁鐵，該半圓柱形突起的中軸線位于垂直方向。
另外，在磁鐵的中部形成的突起沿磁鐵表面在一個方向或在兩個方向延伸并互相正交，以便在相對于磁鐵表面法線傾斜的方向形成磁力線。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的分解透視圖。參照圖11，按照本發(fā)明第一個實施例的光學(xué)頭致動器包括磁鐵31、固定磁鐵31的軛鐵33、安裝軛鐵33的底座35、通過與磁鐵31相互作用而產(chǎn)生電磁力的線圈32、用來形成線圈32的線圈架37、支承線圈架37并將其連接到底座35上的懸架38。按照本發(fā)明第一個實施例的光學(xué)頭致動器是一種非對稱的光學(xué)頭致動器。
磁鐵31與示于圖5中的本發(fā)明第一個實施例的磁鐵相同，并且通過防止光學(xué)頭致動器的不穩(wěn)定操作，例如微小共振，提高其功能。按照本發(fā)明第一個實施例的光學(xué)頭致動器可以制作成包括按照本發(fā)明第二至第四個實施例或者按照本發(fā)明另外一個實施例的任何一種磁鐵。
磁鐵31固定到軛鐵33上，軛鐵33安裝在底座35內(nèi)。線圈32安裝在線圈架37內(nèi)，線圈32內(nèi)有電流流動并通過與磁鐵31相互作用產(chǎn)生電磁力。物鏡39設(shè)置在線圈架座37內(nèi)，用來在聚焦或循軌操作過程中跟蹤光盤，并投射自光源發(fā)出的光束。
通過磁鐵31和線圈32之間相互作用而產(chǎn)生的電磁力能夠滿足力的公式，例如公式(1)，并遵從弗來明的左手定律。
圖12是按照本發(fā)明第二個實施例的光學(xué)頭致動器的分解透視圖。按照本發(fā)明第二個實施例的光學(xué)頭致動器包括示于圖5中的第一個實施例的磁鐵31，所以，磁鐵31的磁通量能夠更均勻地分布，因而光學(xué)頭致動器能夠穩(wěn)定運作。
按照本發(fā)明，通過改變磁鐵的形狀或磁化方向，磁鐵的磁通量密度能夠更均勻地分布。另外，如果所制作的光學(xué)頭致動器包含本發(fā)明的磁鐵，那么光學(xué)頭致動器就能夠穩(wěn)定運作，而且其性能可以得到改善。
如上所述，因為按照本發(fā)明的磁鐵能夠形成勻稱分布的磁通量，所以，通過與電流相互作用能夠均勻地產(chǎn)生電磁力。
此外，按照本發(fā)明的光學(xué)頭致動器，其性能通過消除其不穩(wěn)定操作的因素例如微小共振，而得到改善。
雖然本發(fā)明通過參照最佳實施例進行了具體圖示和描述，但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)懂得，在不超出后面的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的構(gòu)思和保護范圍的情況下，可以對本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種磁鐵，具有面向線圈的表面，電流在線圈內(nèi)流動，磁鐵在其面向線圈的表面法線方向產(chǎn)生朝線圈輻射的磁通量，磁鐵包括形成于其表面中部的凹槽。
2.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的凹槽沿磁鐵表面的一個方向。
3.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的凹槽在磁鐵表面沿第一和第二方向上延伸，第一方向與第二方向成直角。
4.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的凹槽呈半圓柱形。
5.按照權(quán)利要求5的磁鐵，其中，形成的凹槽呈半球形。
6.一種磁鐵，它有面向線圈的表面，電流在線圈內(nèi)流動，磁鐵包括在其中部形成的突起，其中，磁鐵中部的磁通量沿著相對于磁鐵表面的法線方向傾斜的方向生成。
7.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的突起在磁鐵表面沿一個方向延伸。
8.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的突起在磁鐵表面沿第一和第二方向延伸，第一方向與第二方向成直角。
9.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的突起呈半圓柱形圓頂形狀。
10.按照權(quán)利要求1的磁鐵，其中，形成的突起呈半球形圓頂形狀。
11.一種光學(xué)頭致動器，包括線圈架，線圈裝在線圈架內(nèi)，電流在線圈內(nèi)流動；磁鐵，它具有面向線圈的表面，并且產(chǎn)生的磁通量沿磁鐵表面的法線方向朝線圈輻射；和底座，在底座上安裝有一個軛鐵，磁鐵固定在軛鐵上，其中，在磁鐵表面的中部形成有凹槽。
12.按照權(quán)利要求11的光學(xué)頭致動器，其中，形成的凹槽在磁鐵表面沿一個方向上延伸。
13.按照權(quán)利要求11的光學(xué)頭致動器，其中，形成的凹槽在磁鐵表面沿第一和第二方向延伸，并且第一方向相對于第二方向構(gòu)成直角。
14.按照權(quán)利要求11的光學(xué)頭致動器，其中，形成的凹槽呈半圓柱形。
15.按照權(quán)利要求11的光學(xué)頭致動器，其中，形成的凹槽呈半球形。
16.一種光學(xué)頭致動器，包括線圈架，線圈裝在線圈架內(nèi)，電流在線圈內(nèi)流動；磁鐵，它具有面向線圈的表面，產(chǎn)生的磁通量沿磁鐵表面的法線方向朝線圈輻射；和底座，在底座上安裝有一個軛鐵，磁鐵固定在軛鐵上，其中，在磁鐵表面的中部形成有突起。
17.按照權(quán)利要求16的光學(xué)頭致動器，其中，形成的突起在磁鐵表面沿一個方向延伸。
18.按照權(quán)利要求16的磁鐵，其中，形成的突起在磁鐵表面沿第一個方向和第二個方向延伸，第一方向與第二方向成直角。
19.按照權(quán)利要求16的磁鐵，其中，形成的突起呈半圓柱形圓頂形狀。
20.按照權(quán)利要求16的磁鐵，其中，形成的突起呈半球形圓頂形狀。
全文摘要
一種磁鐵，具有面向線圈的表面，電流在線圈內(nèi)流動，磁鐵在其面向線圈的表面法線方向產(chǎn)生朝線圈輻射的磁通量，磁鐵包括設(shè)置在其表面中部的凹槽。這種磁鐵能夠產(chǎn)生勻稱的磁通量，故通過與電流相互作用能夠產(chǎn)生均勻的電磁力。
文檔編號H02K41/035GK1410977SQ02106659
公開日2003年4月16日 申請日期2002年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者李鎮(zhèn)源, 金大煥 申請人:三星電子株式會社