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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Abtastaktuator,
einen optischen Abtaster sowie ein optisches Plattenlaufwerk und
im Besonderen auf einen optischen Abtastaktuator zum Hemmen eines
magnetischen Streuflusses, einen optischen Abtaster, der den Aktuator
verwendet, sowie ein optisches Plattenlaufwerk, das den Abtaster verwendet.
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Ein
optischer Abtastaktuator wird in einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung
zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten auf einer optischen Platte
eingesetzt. Da in letzter Zeit optische Aufzeichnungsvorrichtungen
kleiner werden und ihre Zugriffszeit auf die Compact-Disc kürzer wird,
wird ein optischer Abtastaktuator mit geringerer Höhe und höherer Folgegeschwindigkeit
benötigt.
Der optische Abtastaktuator sollte darüber hinaus für bestehende
optische Platten, wie zum Beispiel CDs und DVDs, ausgelegt sein.
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Ein
solcher optischer Abtastaktuator sollte über den gleichen oder einen
weiteren Betriebsbereich als bestehende optische Abtastaktuatoren
verfügen,
um die oben genannte Anforderung zu erfüllen. Ein magnetischer Streufluss,
der in einem in einem optischen Abtastaktuator eingebauten Magnet erzeugt
wird, steht in Wechselwirkung mit einem Strom, so dass eine ungleichmäßige Schubkraft
in dem optischen Abtastaktuator erzeugt wird. Diese ungleichmäßige Schubkraft
ruft eine negative Resonanz in dem optischen Abtastaktuator hervor,
die in dem Maße
zunimmt, in dem die Zugriffszeit des optischen Abtastaktuators abnimmt.
Negative Resonanz bedeutet hier einen instabilen Betrieb einer optischen Platte,
der durch Resonanz bei Eigenfrequenzen der optischen Platte und
des optischen Abtastaktuators hervorgerufen wird.
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1 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung eines herkömmlichen
asymmetrischen optischen Abtastaktuators. Mit Bezug auf 1 umfasst
der herkömmliche
optische Abtastaktuator einen ersten und einen zweiten Magneten 11a und 11b,
Magnetjoche 13a und 13b, an denen der erste bzw.
der zweite Magnet 11a bzw. 11b befestigt sind, eine
Unterlage 15, auf der die Magnetjoche 13a und 13b montiert
sind, eine Fokussierspule 12 und Spursteuerspulen 16,
die mit dem ersten und dem zweiten Magneten 11a und 11b in
Wechselwirkung stehen und eine elektromagnetische Kraft erzeugen,
ein Blatt 17, das so bereitgestellt wird, dass die Fokussierspule 12 und
die Spursteuerspulen 16 mit dem ersten und dem zweiten
Magneten 11a und 11b in Wechselwirkung stehen, eine
Objektivlinse 19, die auf dem Blatt 17 aufliegt,
und eine Aufhängung 18, die
das Blatt 17 trägt.
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2 zeigt
magnetische Feldlinien um den ersten bzw. den zweiten Magneten 11a bzw. 11b und die
Fokussierspule 12 des in 1 dargestellten
optischen Abtastaktuators.
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Fokussier-
und Spursteuervorgänge
eines optischen Abtasters werden durch eine elektromagnetische Kraft
F ausgeführt,
die aus einer Wechselwirkung des ersten bzw. zweiten in die Magnetjoche 13a bzw. 13b eingebauten
Magneten 11a bzw. 11b mit der Fokussierspule 12 und
den Spursteuerspulen 16, die in das Blatt 17 eingebaut
sind, resultiert. Die elektromagnetische Kraft ergibt sich aus der
nachstehenden Gleichung 1. F → = IL → × B → (1)
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F → steht
hier für
den elektromagnetischen Kraftvektor, gemessen in Newton [N], I → steht
für den Vektorstrom,
gemessen in Ampere [A], L → steht für
die Länge
eines Abschnitts der Spule, auf den das Magnetfeld einwirkt, gemessen
in Meter [m], und B → steht für
einen magnetischen Feldvektor im Bereich des Abschnitts der Spule,
gemessen in Tesla [T].
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Der
optische Abtastaktuator führt
einen Fokussiervorgang durch, um Daten auf einer optischen Platte
zu lesen oder aufzuzeichnen, und arbeitet so innerhalb eines Betriebsbereiches,
dass er der optischen Platte weiter folgt, wenn die optische Platte
erschüttert
wird. Während
des Weiterfolgens bewegt sich der optische Abtastaktuator mit Bezug
auf eine Ebene der Unterlage 15 aufwärts und abwärts. Die elektromagnetische
Kraft, die auf die Fokussierspule 12 und das Blatt 17 wirkt,
wird durch ein Magnetfeld B und einen Strom I aufgrund eines Stroms,
der durch eine zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten 11a und 11b positionierten
Spule fließt,
erzeugt, wie in Gleichung 1 dargestellt. Um den optischen Abtastaktuator
in eine fokussierende Richtung anzutreiben, sollte ein magnetischer
Fluss bevorzugt nur zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten 11a bzw. 11b bestehen.
Tatsächlich
streut jedoch der magnetische Fluss darüber hinaus hinter dem zweiten
Magneten 11b und verursacht so eine negative Resonanz.
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Ein
solcher durch einen N-Pol des in 2 dargestellten
zweiten Magneten 11b erzeugter magnetischer Streufluss
steht in Wechselwirkung mit einem Strom, der durch den hinter dem
zweiten Magneten 11b positionierten Abschnitt der Fokussierspule 12 fließt. Aufgrund
dieses magnetischen Streuflusses wird eine ungleichmäßige elektromagneti sche Kraft
in die fokussierende Richtung erzeugt und dadurch eine Ursache für negative
Resonanz in dem optischen Abtastaktuator geliefert. Aufgrund der
negativen Resonanz in dem optischen Abtastaktuator arbeitet der
optische Abtaster instabil, und die Gesamtleistung eines optischen
Plattenlaufwerks nimmt ab.
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Die
japanische Patentzusammenfassung
JP-2000-251.295 (Akai
Electric Co Ltd) legt eine Antriebsvorrichtung für eine Objektivlinse offen,
bei der ein Permanentmagnet bereitgestellt wird, der gegenüber einem
der Antriebsmagnete der Objektivlinse positioniert ist und die gleiche
Polarität
wie dieser Antriebsmagnet aufweist. In dieser Offenlegung ist der Permanentmagnet
so angeordnet, dass er die Tangentialneigung einer Objektivlinse
unterdrückt,
die durch die Streuung der Maßgenauigkeit/die
Einbaulage eines elastischen Tragelements oder dergleichen verursacht
wird.
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Das
Ziel von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist, einen optischen Abtastaktuator bereitzustellen,
der einen magnetischen Streufluss so hemmt, dass ein Faktor des
instabilen Betriebs, wie zum Beispiel aufgrund ungleichmäßiger Schubkraft
auftretende negative Resonanz, beseitigt wird, wobei ein optischer
Abtaster den optischen Abtastaktuator verwendet und ein optisches
Plattenlaufwerk den optischen Abtaster verwendet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren
bereitgestellt, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Bevorzugte
Merkmale der Erfindung werden aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
ersichtlich.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Abtastaktuator
bereitgestellt. Der optische Abtastaktuator umfasst ein Blatt, auf dem
eine Objektivlinse zum Bündeln
von Licht auf eine optische Platte angebracht ist und in dem Spulen
gewickelt sind, und eine Unterlage, die eine Vielzahl von Antriebsmagneten
umfasst, die mit einem Strom, der durch die Spulen fließt, in Wechselwirkung
steht, um eine Kraft zu erzeugen, die das Blatt in eine vorgegebene
Richtung antreibt, und einen Abschirmmagneten, der gegenüber zumindest
einem der Antriebsmagneten angeordnet ist und die gleiche Polarität wie dieser
zumindest eine Antriebsmagnet aufweist, um den magnetischen Streufluss
von den Antriebsmagneten zu hemmen.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer
Abtaster bereitgestellt. Der optische Abtaster enthält einen
optischen Abtastaktuator, der ein Blatt, auf dem eine Objektivlinse
zum Bündeln
von Licht auf eine optische Platte angebracht ist und in dem Spulen
gewickelt sind, und eine Unterlage, die eine Vielzahl von Antriebsmagneten
umfasst, die mit einem Strom, der durch die Spulen fließt, in Wechselwirkung
steht, um eine Kraft zu erzeugen, die das Blatt in eine vorgegebene
Richtung antreibt, und einen Abschirmmagneten, der gegenüber zumindest
einem der Antriebsmagnete angeordnet ist und die gleiche Polarität wie dieser
zumindest eine Antriebsmagnet aufweist, um den magnetischen Streufluss
von den Antriebsmagneten zu hemmen, und ein optisches System, das
die Objektivlinse und eine Lichtquelle zum Abstrahlen von Licht durch
die Objektivlinse umfasst.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches
Plattenlaufwerk bereitgestellt. Das optische Plattenlaufwerk enthält einen
optischen Abtaster, der einen optischen Abtastaktuator umfasst,
der ein Blatt, auf dem eine Objektivlinse zum Bündeln von Licht auf eine optische
Platte angebracht ist und in dem Spulen gewickelt sind, und eine
Unterlage, die eine Vielzahl von Antriebsmagneten umfasst, die mit
einen Strom, der durch die Spulen fließt, in Wechselwirkung steht,
um eine Kraft zu erzeugen, die das Blatt in eine vorgegebene Richtung
antreibt, und einen Abschirmmagneten, der gegenüber zumindest einem der Antriebsmagnete
angeordnet ist und die gleiche Polarität wie dieser zumindest eine
Antriebsmagnet aufweist, um den magnetischen Streufluss von den
Antriebsmagneten zu hemmen, und einen Läufer, an dessen einem Ende der
optische Abtastaktuator mit einem Ende angebracht ist und der mit
der optischen Platte ein Luftlager bildet, um für Auftrieb zu sorgen, eine
Antriebsvorrichtung, die den optischen Abtaster und die Dreheinheit
für optische
Platten antreibt, und eine Steuereinheit, die die Fokussier- und
Spursteuer-Stellantriebe des optischen Abtasters steuert, enthält.
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Die
Unterlage umfasst einen Halter, an dem der Abschirmmagnet befestigt
ist, und eine Vielzahl von Magnetjochen, an der eine Vielzahl von
Antriebsmagneten befestigt ist.
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Das
Blatt umfasst eine Vielzahl von Führungslöchern, in die die Vielzahl
von Antriebsmagneten eingesteckt ist.
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Die
Spulen umfassen eine Fokussierspule, die so gewickelt ist, dass
sie eine elektromagnetische Kraft in eine fokussierende Richtung
erzeugt, und eine Spursteuerspule, die so gewickelt ist, dass sie eine
elektromagnetische Kraft in eine Richtung der Spursteuerung erzeugt.
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Die
Unterlage umfasst eine Aufhängung,
deren eines Ende mit dem Halter und deren anderes Ende mit dem Blatt
verbunden ist, um das Blatt beweglich zu halten.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungen derselben durchgeführt werden
können,
wird nun als Beispiel auf die beigefügten schematischen Zeichnungen
Bezug genommen, für
die gilt:
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1 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung eines herkömmlichen
optischen Abtastaktuators;
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2 stellt
magnetische Feldlinien um Magneten herum und eine in den herkömmlichen
optischen Abtastaktuator eingebaute Spule dar;
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3 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung einer Ausführungsform
eines optischen Abtastaktuators nach der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Draufsicht des in 3 dargestellten optischen Abtastaktuators;
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5 stellt
die Verteilung von magnetischen Feldlinien um Magneten herum dar,
die in den optischen Abtastaktuator nach einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eingebaut sind; und
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6 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
eines optischen Plattenlaufwerks nach der vorliegenden Erfindung.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
eines optischen Abtastaktuators, eines optischen Abtasters und eines
optischen Plattenlaufwerks nach der vorliegenden Erfindung mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen genau beschrieben.
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3 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung einer Ausführungsform
eines optischen Abtastaktuators nach der vorliegenden Erfindung, und 4 stellt
eine Draufsicht des in 3 gezeigten optischen Abtastaktuators
dar.
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Mit
Bezug auf 3 und 4 umfasst
der optische Abtastaktuator eine Unterlage 35 und ein Blatt 37.
Ein Halter 34 ist an einer Seite der Unterlage 35 gebildet,
und ein magnetisches Antriebsteil 30 ist an der anderen
Seite der Unterlage 35 und in dem Halter 34 gebildet.
Das Blatt 37 ist mit der Unterlage 35 verbunden,
und eine Objektivlinse 39 liegt auf einer Seite des Blattes 37 gegenüber dem
Halter 34 auf. Die Unterlage umfasst eine Aufhängung 38,
deren eines Ende mit dem Halter 40 und deren anderes Ende
mit dem Blatt 37 verbunden ist, um das Blatt 37 beweglich
zu halten.
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Das
magnetische Antriebsteil 30 umfasst ein erstes und ein
zweites Magnetjoch 33a und 33b, die auf der Unterlage 35 befestigt
sind, einen ersten und einen zweiten Magneten 31a und 31b,
die an dem ersten bzw. zweiten Magnetjoch 33a bzw. 33b befestigt
sind, und einen Abschirmmagneten 40, der getrennt auf dem
Halter 34 montiert ist, um den magnetischen Fluss, der
von dem zweiten Magneten 31b streut, zu hemmen.
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Das
erste und das zweite Führungsloch 41 und 43 sind
in dem Blatt 37 gebildet, eine Fokussierspule 32 ist
um das zweite Führungsloch 43 gewickelt,
und Spursteuerspulen 36 sind an einer Seite der Fokussierspule 32 angeordnet.
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Mit
Bezug auf 4 umfasst die Fokussierspule 32 einen
wirksamen Abschnitt 32a, der den Bereich in der Mitte zwischen
dem ersten und dem zweiten Magneten 31a und 31b quert,
und einen unwirksamen Abschnitt 32b, der eine Rückseite
des zweiten Magneten 31b quert. Strom, der durch den wirksamen
Abschnitt 32a fließt,
steht in Wechselwirkung mit dem zwischen dem ersten und dem zweiten
Magneten 31a und 31b gebildeten Magnetfeld und
resultiert in einer Kraft in eine fokussierende Richtung gemäß Gleichung
1. Strom, der durch den unwirksamen Abschnitt 32b fließt, steht
jedoch nur mit einem geringen magnetischen Fluss in Wechselwirkung, der
von dem zweiten Magneten 31b streut, so dass eine ungleichmäßige Schubkraft
verursacht wird. Das heißt,
der Strom, der durch den unwirksamen Abschnitt 32b fließt, der
nicht verwendet wird, um den optischen Abtastaktuator in die fokussierende Richtung
anzutreiben, verursacht eine instabile negative Resonanz in dem
optischen Abtastaktuator.
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Folglich
besteht das technische Merkmal der vorliegenden Erfindung darin,
dass der Abschirmmagnet 40 an dem Halter 34 gegenüber dem
zweiten Magneten 31b befestigt ist, so dass er den unwirksamen
Abschnitt 32b von magnetischem Streufluss abschirmt. Der
zweite Magnet 31b und der Abschirmmagnet 40 sollten
hier die gleiche Polarität
aufweisen.
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5 stellt
die Verteilung von magnetischen Feldlinien um den ersten bzw. den
zweiten Magneten 31a bzw. 31b herum und den Abschirmmagneten 40 nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Mit Bezug auf 5 sind
der erste und der zweite Magnet 31a und 31b so
positioniert, dass sie einander entgegengesetzte Polaritäten gegenüberstellen
und magnetische Feldlinien von einem N-Pol des ersten Magneten 31a zu
einem S-Pol des zweiten Magneten 31b gehen. Demgegenüber sind
der zweiten Magnet 31b und der Abschirmmagnet 40 so angeordnet,
dass sie einander die gleiche Polarität gegenüberstellen und magnetische
Feldlinien jeweils von dem N-Pol des zweiten Magneten 31b und
von dem N-Pol des Abschirmmagneten 40 kommen und gegenseitig
von der Mitte des Zwischenraums zwischen dem ersten und dem zweiten
Magneten 31a und 31b parallel zu dem unwirksamen
Abschnitt 32b der Fokussierspule 32 (nicht in 5 abgebildet)
abgelenkt werden. Wie aus Gleichung 1 bekannt ist, wird eine maximale
Kraft erzeugt, wenn das Magnetfeld senkrecht zum Strom gerichtet
ist, und es wird keine Kraft erzeugt, wenn das Magnetfeld parallel zum
Strom gerichtet ist. Folglich wirkt, wie in 5 dargestellt,
das zwischen dem zweiten Magneten 31b und dem Abschirmmagneten 40 gebildete
Magnetfeld nicht auf den unwirksamen Abschnitt 32b ein, der
dort quert.
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Das
heißt,
der optische Abtastaktuator nach der beschriebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst des Weiteren den Abschirmmagneten 40 hinter
dem zweiten Magneten 31b, so dass die Wirkung des magnetischen
Streuflusses auf den unwirksamen Abschnitt 32b der Fokussierspule 32 minimiert
wird. Der optische Abtastaktuator nach der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird vor allem als ein dünner und leichter asymmetrischer
optischer Abtastaktuator für
eine tragbare Anwendung eingesetzt.
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6 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
eines optischen Plattenlaufwerks nach der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 6 umfasst das optische Plattenlaufwerk
eine Dreheinheit für
optische Platten (Spindelmotor 52), die eine optische Platte
D dreht, einen optischen Abtaster 50, der so eingebaut
ist, dass er in einer radialen Richtung der Platte D beweglich ist
und auf der Platte D aufgezeichnete Informationen wiedergibt oder
Informationen auf der Platte D aufzeichnet, eine Antriebseinheit 54,
die den Spindelmotor 52 und den optischen Abtaster 50 antreibt,
und eine Steuereinheit 56, die Fokussier- und Spursteuer-Stellantriebe
des optischen Abtasters 50 steuert.
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Der
optische Abtaster 50 umfasst eine Objektivlinse, ein optisches
System, das über
eine Lichtquelle zum Abstrahlen von Licht durch die Objektivlinse
verfügt,
und einen Aktuator, auf dem die Objektivlinse aufliegt und in eine
fokussierende Richtung und eine Richtung der Spursteuerung angetrieben wird.
Der optische Abtaster 50 umfasst des Weiteren einen Läufer, an
dessen einem Ende der Aktuator angebracht ist und der mit der optischen
Platte D ein Luftlager bildet, um für Auftrieb zu sorgen. Die Bezugszeichen 53 und 51 kennzeichnen
eine Drehscheibe, auf der die Platte D angebracht ist, und eine Klemme,
die die Platte D befestigt.
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Ein
Signal, das von dem optischen Abtaster 50 erfasst und fotoelektrisch
umgewandelt wird, wird durch die Antriebseinheit 54 in
die Steuereinheit 56 eingegeben. Die Antriebseinheit 54 steuert
eine Drehzahl des Spindelmotors 52, verstärkt das
Eingabesignal und treibt den optischen Abtaster 50 an.
Die Steuereinheit 56 sendet Befehle zum Steuern der Fokussier-
und Spursteuer-Stellantriebe auf Basis des von der Antriebseinheit 54 eingegebenen
Signals an die Antriebseinheit 54, um den Betrieb des Fokussier-Stellantriebs und
des Spursteuer-Stellantriebs auszuführen.
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In
dem optischen Abtastaktuator nach der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird durch magnetischen Streufluss verursachte negative Resonanz
beseitigt, so dass der optische Abtastaktuator eine stabile dynamische
Kennlinie aufweist. Der optische Abtaster kann als solcher reibungslos
mit jeder Art optischer Platte arbeiten, und die Wiedergabe- und
Aufzeichnungsleistung des optischen Plattenlaufwerks, in dem der
optische Abtastaktuator angebracht ist, wird gesteigert. Darüber hinaus
können Fehler,
die während
des Herstellungsprozesses eines optischen Abtastaktuators auftreten
können,
verringert werden, wie auch Jitter (Synchronisationsfehler) verringert
werden kann.