KR0126423B1 - 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 관한 것으로, 레이저광원(10)에서 방사되는 레이저비임을 디스크(D)상에 집광하는 대물렌즈(13)와 그 대물렌즈(13)를 2축 구동하는 액츄에이터(14), 그 액츄에이터(14)가 구성된 액츄에이터보빈(22)을 부유지지하는 와이어 서스펜션(21)이 고착되는 서스펜션(21)이 고착되는 서스펜션 플레이트(24) 및 서스펜션플레이트(24)가 지지되는 베이스장치(26)를 구비하여 구성된 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 상기 디스크(D)에 대한 레이저비임의 트랙킹방향으로 상기 대물렌즈(13)의 경사가 상호 반대로 되도록 하여 코마수차를 상쇄시키기 위해, 상기 서스펜션플레이트(24)와 상기 베이스장치(26)의 사이에는 상기 대물렌즈(13)의 트랙킹방향으로 이동시 상기 액츄에이터보빈(22)을 선회시켜 상기 대물렌즈(13)가 상기 디스크(D)에 대해 반대방향으로 위치설정되도록 하는 판스프링 또는 힌지와 같은 탄성지지부재(25)가 설치된 것이다.

Description

코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치

제1도는 종래의 일예에 따른 유한광학계를 갖춘 광픽업장치의 구성을 설명하는 도면,

제2도(a) 내지 (d)는 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서의 코마수차를 설명하는 도면,

제3도와 제4도는 본 발명에 따른 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 코마수차를 보정하기 위한 원리를 설명하는 도면,

제5도는 본 발명의 일실시예에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치의 구조를 설명하는 개략적인 도면,

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서의 와이어서스펜션 고정구조를 설명하는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 레이저광원11 : 회절격자

12 : 비임스플리터13 : 대물렌즈

14 : 2축 액츄에이터15 : 수광소자

22 : 액츄에이터보빈23 : 대물렌즈홀더

24 : 서스펜션플레이트25 : 판스프링(탄성수단)

26 : 베이스장치

본 발명은 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정보기록매체(디스크)상에 레이저비임을 집광하는 대물렌즈를 트랙킹방향으로 이동시키는 경우 그 대물렌즈가 일정한 원주궤적을 추종하도록 위치가변하여 정보기록매체와 대물렌즈에 레이저비임이 수직입사하지 않음에 의해 발생되는 코마(comma)수차를 보정하도록 된 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 레이저디스크라던지 컴팩트디스크와 같은 정보기록매체의 표면에 기록된 정보를 레이저비임에 의해 독취하기 위한 광학적 성질을 이용하는 디스크재생시스템에는 그 정보기록매에(디스크)의 표면에 대해 레이저비임을 조사하고 그 정보기록매체의 표면으로 부터 정보기록상태에 따라 반사되는 반사광을 수취하여 정보를 독취하도록 된 광픽업장치가 채용된다.

그러한 광픽업장치는 대체로 광경로 상에 콜리메이트렌즈가 배치된 무한광학계를 이용하는 광픽업장치와, 광경로 상에 콜리메이트렌즈가 배치되지 않은 유한광학계를 이용하는 광픽업장치로 대별된다. 그 중, 유한광학계는 제1도에 도시된 바와 같이 정보의 독취를 위한 레이저비임을 방사하는 레이저광원(10)과 그 레이저광원(10)에서 방사되는 레이저비임을 3비임 분할하는 회절격자(11), 그 회절격자(11)에서 3비임 분할된 레이저비임을 정보기록매체로서의 디스크(d)측으로 전향시키기 위한 비임스플리터(12), 그 비임스플리터(12)에서 전향된 레이저비임을 디스크(D) 상에 집광하는 대물렌즈(13), 그 대물렌즈(13)에 의해 집광되는 레이저비임이 상기 디스크(D)상에서 정확하게 포커싱 및 트랙킹되도록 그 대물렌즈(13)를 2축 구동하는 액츄에이터(14), 상기 디스크(D)에서 반사되어 대물렌즈(13)와 비임스플리터(12)를 매개하여 전달되는 반사광을 수광하여 전기적인 신호를 발생하는 수광소자(15)를 갖추어 구성된다.

그러한 유한광학계의 광픽업장치에 따르면, 대물렌즈(13)가 상기 디스크(D)에 대한 레이저비임의 크랙킹을 위해 반경(radial)방향으로 이동하게 되면 제2도(a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 반경방향으로 광축경사(光軸 Tilt)가 발생되고, 그 광축경사에 의거하여 코마수차가 발생되어 RF 성능의 저하라던지 지터현상(Jitter 現象)의 증가와 같은 성능열화가 초래된다.

즉, 종래의 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 2축 액츄에이터(14)는 포커싱 또는 트랙킹 서보시 대물렌즈(13)가 수평 또는 수직운동을 하도록 작용하는 바, 무한광학계를 이용하는 광픽업장치에서는 2축 액츄에이터(14)의 운동에 의한 대물렌즈의 이동이 광축경사를 유발하지는 않게 되지만, 제1도에 도시된 유한광학계를 갖춘 광픽업장치의 경우 트랙킹방향으로 대물렌즈(13)가 이동하는 경우 필연적으로 광축경사가 유발된다. 따라서, 제2도(d)에 도시된 바와 같이 광축경사에 의해 비축수차가 발생되며, 특히 그 광축경사가 발생되는 방향으로 카모수차가 나타나게 되는 바, 그 코마수차는 광축경사가 작은 경우 비축수차 중에서 가장 크게 나타나는 수차이다. 그 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 광축 경사가 발생되는 경우 비축수차가 나타나는 부위는 대물렌즈(13)와 디스크(D)이고, 그 발생되는 코마수차는 이하의 식으로 표현될 수 있다.

W = Wdρ³cosφ + Woρ³cosφ

단, Wd는 디스크에 의해 발생되는 3차 코마수차 계수, Wo는 대물렌즈에 의해 발생되는 3차 코마수차 계수, W는 전체의 수차, ρ는 레이저비임이 통과한 φ는 광축을 회전축으로 한 경우 레이저비임이 통과한 방위각.

상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 2축 액츄에이터(14)에 의해 대물렌즈(13)가 트랙킹방향으로 수평이동하는 경우 광축과 대물렌즈(13)가 이루는 각도와 광축과 디스크(D)가 이루는 각도가 상호 동일하기 때문에 상기 계수(Wd)와 계수(Wo)의 부호가 동일하게 되어 코마수차가 발생된다. 다시말하면, 상기 계수(Wd)와 계수(Wo)의 부호가 상호 반대이고 그 크기가 동일하면 광축경사가 발생되는 경우에도 코마수차는 상쇄되기 때문에 전체적인 코마수차는 0으로 될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유한광학계를 이용한 광픽업장치에서 발생되는 코마수차에 대해 트랙킹방향에서 대물렌즈와 광축의 각도를 조정하여 대물렌즈와 광축의 경사에 의한 코마수차를 보정하도록 된 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

즉, 본 발명에 따르면 전술한 코마수차의 식에서 계수(Wd)와 계수(Wo)의 부호가 상호 반대이고 그 크기가 동일하면 광축경사가 발생되는 경우에도 코마수차가 상쇄되도록 해서 전체적인 코마수차가 보정되도록 한 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 예에 따르면 레이저광원에서 방사되는 레이저비임을 디스크 상에 집광하는 대물렌즈와 그 대물렌즈를 2축 구동하는 액츄에이터, 그 액츄에이터가 구성된 액츄에이터보빈을 부유지지하는 와이어 서스펜션이 고착되는 서스펜션플레이트 및 서스펜션플레이트가 지지되는 베이스장치를 구비하여 구성된 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 있어서, 상기 서스펜션플레이트와 상기 베이스장치의 사이에는 상기 대물렌즈의 트랙킹방향으로 이동시 상기 액츄에이터보빈을 선회시켜 상기 대물렌즈가 상기 디스크에 대해 반대방향으로 경사지도록 하는 탄성지지부재가 설치된 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치 제공된다.

여기서, 상기 원주궤적의 곡률은 대물렌즈의 광축경사에 대한 코마수차량에 의해 결정된다. 바람직하게, 상기 탄성지지부재는 판스프링 또는 힌지로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 의하면, 디스크에 대해 레이저비임을 집광시키는 대물렌즈를 트랙킹방향으로의 이동시키는 경우 서스펜션플레이트와 베이스장치 사이에 설치된 탄성지지부재에 의해 그 대물렌즈가 일정한 원주(곡선) 궤적을 추종하도록 함으로써 레이저비임의 광축에 대해 디스크와 대물렌즈의 경사방향이 상호 반대로 되도록 하여 코마수차의 상쇄 또는 저감이 가능하게 된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖운 광픽업장치의 코마수차보정형에 관한 원리를 설명하는 도면으로, 제1도에 도시된 디스크(D)와 대물렌즈(13)에서 발생된 코마수차를 상호 상쇄시키기 위해서는 도시된 바와 같이 광축에 대한 디스크(D)와 대물렌즈(13)의 경사방향을 상호 반대로 설정해 주면 되는 바, 이 경우 대물렌즈(13)의 경사의 크기는 그 대물렌즈(13)의 광축에 대한 코마수차의 크기에 의존하게 된다.

이와 같이 대물렌즈(13)의 광축경사에 의한 코마수차를 완전히 상쇄시키거나 저감시키기 위해서는 제4도에 도시된 바와 같이 상기 디스크(D)의 반경방향(트랙킹 방향)으로 대물렌즈(13)가 이동하게 될 때 그 대물렌즈(13)의 주평면의 궤적의 중심이 상기 디스크(D)의 입사면측에서 원리 궤적(20)을 따라 이동하도록 하면 되고, 그 경우 상기 대물렌즈(13)가 추종하는 원주궤적(20)의 곡률은 그 대물렌즈(13)의 성능에 좌우 된다.

통상적으로, 2축 액츄에이터구조에서 대물렌즈(13)는 액츄에이터보빈(도시 생략)에 고정되어 구동되므로 그 대물렌즈(13)가 제4도에 도시된 원주궤적(20)을 따라 이동하기 위해서는 액츄에이터보빈이 그 원주궤적(20)을 따라 이동되도록 하면 된다.

제5도는 제3도와 제4도를 참조하여 설명한 코마수차보정원리가 적용된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치를 나타낸 도면으로, 그 광픽업장치는 통상적으로 정보재생장치에 적용되는 와이어 서스펜션(21)에 의해 액츄에이터보빈(22)이 부유지지되는 방식이 채용된 구조이다. 즉, 대물렌즈(13)는 상기 액츄에이터보빈(22) 상에 형성된 대물렌즈홀더(23)에 고정되고, 상기 액츄에이터보빈(22)은 복수의 와이어서스펜션(21)에 의해 부유상태로 지지되며, 그 와이어서스펜션(21)은 그 고정점이 장방형상으로 서스펜션플레이트(24)에 고정된다. 그리고, 상기 액츄에이터보빈(22)의 양단에는 상기 대물렌즈(13)를 구동하기 위한 마그네트(M)와 요크(Y)를 포함하는 액츄에이터(14)가 설치된다.

그러한 광픽업장치에서 제3도와 제4도를 참조하여 설명한 바와 같이 코마수차를 보정하기 위해 상기 액츄에이터보빈(22)을 부유지지하는 와이어서스펜셜(21)이 고정되는 서스펜션플레이트(24)에는 탄성지지부재(25)로서 예컨대 판스프링 또는 힌지를 매개하여 광픽업장치의 베이스장치(26)가 결합된다.

따라서, 그러한 광픽업장치에서는 서스펜션플레이트(24)와 베이스장치(26)의 사이에 판스프링 또는 힌지에 의한 탄성지지부재(25)를 설치하면, 예컨대 상기 대물렌즈(13)가 상기 디스크(D)의 반경방향 즉, 트랙킹 방향으로 이동하려는 경우 그 대물렌즈(13)를 수용하는 상기 액츄에이터보빈(22)에 대해 설치된 상기 2축 액츄에이터(13)를 수용하는 상기 액츄에이터보비(22)에 대해 설치된 상기 2축 액츄에이터(14)에 의한 상기 대물랜즈(13)의 트랙킹방향의 구동력에 의해 상기 액츄에이터보빈(22)의 상기 와이어 서스펜션(21)의 부유 지지 상태에서 트랙킹방향으로 선회되고, 그 때문에 액츄에이터보빈(22)의 회전력이 상기 와이어서스펜션(21)을 매개하여 상기 서스펜션플레이트(24)에 전달되므로, 그 서스펜션플레이트(24)도 상기 탄성지지부재(25)의 탄성지지상태를 기초로 상기 액츄에이터보빈(22)의 회전력에 반응하여 상기 대물렌즈(13)의 트랙킹방향으로 회동되어, 결국 상기 대물렌즈(13)가 제4도에 도시된 원주궤적(20)을 따라 이동하게 된다.

따라서, 상기 대물렌즈(13)는 레이저비임의 광축에 대해 상기 디스크(D)와 반대방향 또는 실제의 광축과 이루는 각이 작아지도록 위치조정 즉, 디스크(D)에 대한 대물렌즈(13)의 경사가 그 디스크(D)와 상호 반대 또는 실제 광축에 대한 대물렌즈의 경사가 작아지게 되므로 결국 광축에 대해 디스크(D)와 대물렌즈(13) 사이에서 발생되는 코마수차의 보정이 가능하게 된다.

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에서 상기 서스펜션플레이트(24) 상에 와이어서스펜션(21)이 고정구조를 나타낸 도면으로, 제5도에 도시된 와이어서스펜션(21)은 서스펜션플레이트(24)상에 장방형상으로 고정된 방식이지만, 제6도에 도시된 광픽업장치에서는 서스펜션플레이트(24) 상에 와이어서스펜션(21)이 사다리꼴 형상으로 고착된 구조를 갖는다.

따라서, 그러한 구성에서는 상기 액츄에이터보빈(22)의 디스크(D)의 반경방향으로 이동하는 경우 상기 서스펜션플레이트(24)상에서 각 와이어서스펜션(21)의 고정점(A,B,C,D)에서의 회전방향의 힘은 동일하지만 상측 고정점(A,B)과 하측 고정점(C,D)에서의 중심점(P)에 대한 거리가 다르기 때문에 회전모멘트가 충분한 정도로 발생되며, 그 회전모멘트의 크기는 디스크(D)의 반경방향으로 대물렌즈(13)를 이동시키는 상기 액츄에이터보빈(22)의 변위에 따라 증감되므로 결국 변위가 클수록 회전량이 크게 되어 제4도에 도시된 효과가 얻어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 의하면, 디스크에 대해 레이저비임을 집광시키는 대물렌즈를 트랙킹방향으로의 이동시 일정한 원주 궤적을 따르도록 함으로써 레이저비임의 광축에 대해 디스크와 대물렌즈의 경사방향이 상호 반대 또는 실제의 광축과 대물렌즈의 경사량이 작아지도록 하여 코마수차의 상쇄 또는 저감이 가능하게 되고, 그에 따라 RF신호의 성능이 개선될 수 있을 뿐만 아니라 지터현상의 저감도 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 레이저광원(10)에서 방사되는 레이저비임을 디스크(D) 상에 집광하는 대물렌즈(13)와 그 대물렌즈(13)를 2축 구동하는 액츄에이터(14), 그 액츄에이터(14)가 구성된 액츄에이터보빈(22)을 부유지지하는 와이어서스펜션(21)이 고착되는 서스펜션플레이트(24) 및 서스펜션플레이트(24)가 지지되는 베이스장치(26)를 구비하여 구성된 유한광학계를 갖춘 광픽업장치에 있어서, 상기 서스펜션플레이트(24)와 상기 베이스장치(26)의 사이에는 상기 대물렌즈(13)의 트랙킹방향으로 이동시 상기 액츄에이터보빈(22)을 선회시켜 상기 대물렌즈(13)가 상기 디스크(D)에 대해 반대방향 또는 실제의 광축과 대물렌즈의 경사량이 작아지게 위치설정되도록 하는 탄성지지부재(25)가 설치된 것을 특징으로 하는 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성지지부재(25)는 상기 대물렌즈(13)의 트랙킹방향으로의 이동시 상기 액츄에이터보빈(22)이 그 트랙킹방향으로 선회되도록 하는 판스프링 또는 힌지로 구성된 것을 특징으로 하는 코마수차보정형 유한광학계를 갖춘 광픽업장치.