KR100455122B1 - Apparatus for focusing servo - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심부에 가동 기판 구동공이 형성된 상부 기판과; 상기 상부 기판의 구동공 내주부에 형성된 상부 고정 전극과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상기 상부 기판의 하부에 결합된 절연층과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상기 상부 기판의 하부에 결합된 하부 기판과; 상기 하부 기판의 구동공 내주부에 형성된 하부 고정 전극과; 심부에 집속 렌즈 장착공이 형성되고, 상기 가동 기판 구동공의 내부에 위치함과 아울러 상기 기판과 탄성지지부에 의해 결합된 가동 기판과; 상기 가동 기판의 외주부로서 상기 고정 전극에 대응하는 위치에 형성된 가동 전극과; 상기 고정 전극에 전원을 인가하도록 상기 기판에 장착된 고정 전극 패드와; 상기 가동 전극에 전원을 인가하도록 상기 기판에 장착된 가동 전극 패드와; 상기 집속 렌즈 장착공에 장착된 집속 렌즈를; 포함하는 초점 심도 미세 보정장치를 제시함으로써, 초점 심도의 보정을 보다 정밀하게 하고, 초점 형상의 균일도를 향상시키며, 장치의 초소형화를 구현할 수 있도록 한다.The present invention comprises an upper substrate formed with a movable substrate driving hole in the core; An upper fixed electrode formed on an inner circumference of a driving hole of the upper substrate; An insulating layer coupled to a lower portion of the upper substrate, the movable substrate driving hole being formed in a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole; A lower substrate coupled to a lower portion of the upper substrate, the movable substrate driving hole being formed in a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole; A lower fixed electrode formed on an inner circumference of a driving hole of the lower substrate; A movable substrate having a focusing lens mounting hole formed at a core portion, the movable substrate being located inside the movable substrate driving hole and coupled by the substrate and the elastic support portion; A movable electrode formed at a position corresponding to the fixed electrode as an outer peripheral portion of the movable substrate; A fixed electrode pad mounted to the substrate to apply power to the fixed electrode; A movable electrode pad mounted to the substrate to apply power to the movable electrode; A focusing lens mounted to the focusing lens mounting hole; By presenting a depth-of-focus fine correction device that includes, it is possible to more precisely correct the depth of focus, to improve the uniformity of the focus shape, and to realize the miniaturization of the device.
Description
본 발명은 미소 광학계의 초점 심도(focus lenth) 조절기에 관한 것으로, 광 기록재생장치의 신호 픽업(pick-up) 광학계의 포커싱 보정(focusing servo) 장치 등에 응용된다. 특히, 본 발명에 의한 정전기력(electrostatic force) 미세 구동기는 광학계의 광축 방향에 따라 집속 렌즈를 양방향으로 구동하는 성능을 제공함으로써, 기존의 미세 구동기의 단점인 단방향 구동에 의한 문제점을 해결할 수 있다. 초점 심도의 변화에 민감한 고밀도 광 기록재생장치의 최적 초점 심도 유지를 위한 소자에 적용할 수 있으며, 본 발명에 의한 구동기의 소형 경량화 특성에 의해 포커싱 장치 전체의 소형 경량화를 용이하게 구현할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus depth adjuster of a micro-optical system, and is applied to a focusing servo apparatus of a signal pick-up optical system of an optical recording / reproducing apparatus. In particular, the electrostatic force fine driver according to the present invention provides the capability of driving the focusing lens in both directions according to the optical axis direction of the optical system, thereby solving the problem caused by the unidirectional driving, which is a disadvantage of the conventional fine driver. It can be applied to an element for maintaining the optimum depth of focus of a high density optical recording and reproducing device sensitive to the change in the depth of focus, and the light weight of the entire focusing device can be easily realized by the small size and light weight of the driver according to the present invention.
또한, 본 발명은 집속 렌즈 등의 미소 렌즈를 광축 방향을 따라 소정의 변위로 구동하여 초점 거리를 조절함으로써 광학계의 해상도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 보정해 주는 포커싱 서보(focusing servo) 장치에 적용하기 위한 것이다.In addition, the present invention is applied to a focusing servo device that corrects to maintain an optimal resolution of an optical system by adjusting a focal length by driving a small lens such as a focusing lens at a predetermined displacement along the optical axis direction. It is to.
본 발명에 의한 초점 심도 조절기는 정전기력(electrostatic force)으로 구동되는 미세 구동기(actuator)에 의하여 동작하며, 상기 미세 구동기의 일부에 장착된 집속 렌즈의 위치를 광축 방향에 따라 조절함으로써 관측하고자 하는 위치에 초점이 맺히도록 초점 심도를 보정하게 된다.Depth of focus according to the present invention is operated by a micro actuator (actuator) driven by an electrostatic force (electrostatic force), and adjusts the position of the focusing lens mounted on a part of the micro actuator according to the optical axis direction to the position to be observed The depth of focus is corrected to achieve focus.
이러한 변화는 기록 및 재생 광 신호의 신호 대 잡음 비(signal to noiseratio)를 나쁘게 하며, 판독 및 기록가능한 비트 크기를 제한하게 되고, 오독 및 오기록 등의 원인이 되기도 한다.These changes degrade the signal-to-noise ratio of the recorded and reproduced optical signals, limit the bit sizes that can be read and written, and cause misreading and miswriting.
이에 대응하여 입력 광의 초점을 기록층에 맺히도록 조정해 주는 포커싱 서보 장치가 이용되고 있다.Correspondingly, a focusing servo device that adjusts the focus of the input light to be focused on the recording layer is used.
기존의 포커싱 서보 장치는 원통 형태의 코일 두개를 동심원 상으로 겹치게 배열하여 전자기력에 의한 구동력으로 집속 렌즈 등을 광축 방향으로 움직여 초점 위치를 조절하는 방식이 이용되고 있다.Conventional focusing servo devices are arranged in such a way that two cylindrical coils are arranged in concentric circles so that the focusing position is adjusted by moving the focusing lens in the optical axis direction by the driving force by the electromagnetic force.
그러나, 이러한 전자석 형태의 선형 구동기는 소형화가 어렵고 동작 전류가 크다는 단점이 있다.However, such an electromagnet type linear driver is difficult to miniaturize and has a large operating current.
최근, 휴대형 디지털 기기의 대거 등장에 따라 보다 소형의 정보 저장 장치가 요구되고 있으며, 광 기록재생장치의 경우 이러한 소형화를 위해서는 광학계의 소형화 뿐만 아니라 포커싱 서보 장치의 소형화 및 저전력화가 주요한 과제로 대두되고 있다.Recently, with the emergence of portable digital devices, a smaller information storage device is required, and in the case of the optical recording / reproducing device, the miniaturization of the optical system as well as the miniaturization and the low power of the focusing servo device have emerged as major challenges. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 초점 심도의 보정을 보다 정밀하게 하고, 초점 형상의 균일도를 향상시키며, 장치의 초소형화를 구현할 수 있도록 하는 초점 심도 미세 보정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a more precise depth of focus, to improve the uniformity of the focus shape, and to provide a depth-of-focus fine correction device that can realize the miniaturization of the device do.
도 1 내지 도 11은 본 발명의 실시례를 도시한 것으로서,1 to 11 show an embodiment of the present invention,
도 1은 사시도1 is a perspective view
도 2는 평면도2 is a plan view
도 3은 도 2의 B-B 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 4는 도 2의 C-C 단면도4 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
도 5는 전극 배치 구조를 도시한 부분 사시도5 is a partial perspective view showing an electrode arrangement structure
도 6은 전극 배치 구조를 도시한 평면도6 is a plan view showing the electrode arrangement structure
도 7은 전극 배치 구조를 도시한 횡단면도7 is a cross sectional view showing an electrode arrangement structure;
도 8은 분해 사시도8 is an exploded perspective view
도 9 내지 도 11은 초점 심도 보정 원리를 도시한 개념도9 to 11 are conceptual views illustrating the principle of focus depth correction.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
11 : 상부 기판 12 : 하부 기판11: upper substrate 12: lower substrate
13 : 절연층 21 : 상부 고정 전극13: insulation layer 21: upper fixed electrode
22 : 하부 고정 전극 23 : 가동 전극22: lower fixed electrode 23: movable electrode
30 : 가동 기판 31 : 탄성지지부30: movable substrate 31: elastic support
60 : 집속 렌즈60: focusing lens
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 심부에 가동 기판 구동공이 형성된 상부 기판과; 상기 상부 기판의 구동공 내주부에 형성된 상부 고정전극과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상기 상부 기판의 하부에 결합된 절연층과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상기 상부 기판의 하부에 결합된 하부 기판과; 상기 하부 기판의 구동공 내주부에 형성된 하부 고정 전극과; 심부에 집속 렌즈 장착공이 형성되고, 상기 가동 기판 구동공의 내부에 위치함과 아울러 상기 기판과 탄성지지부에 의해 결합된 가동 기판과; 상기 가동 기판의 외주부로서 상기 고정 전극에 대응하는 위치에 형성된 가동 전극과; 상기 고정 전극에 전원을 인가하도록 상기 기판에 장착된 고정 전극 패드와; 상기 가동 전극에 전원을 인가하도록 상기 기판에 장착된 가동 전극 패드와; 상기 집속 렌즈 장착공에 장착된 집속 렌즈를; 포함하는 초점 심도 미세 보정장치를 제시한다.In order to achieve the object as described above, the present invention includes an upper substrate formed with a movable substrate driving hole in the core; An upper fixed electrode formed on an inner circumference of a driving hole of the upper substrate; An insulating layer coupled to a lower portion of the upper substrate, the movable substrate driving hole being formed in a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole; A lower substrate coupled to a lower portion of the upper substrate, the movable substrate driving hole being formed in a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole; A lower fixed electrode formed on an inner circumference of a driving hole of the lower substrate; A movable substrate having a focusing lens mounting hole formed at a core portion, the movable substrate being located inside the movable substrate driving hole and coupled by the substrate and the elastic support portion; A movable electrode formed at a position corresponding to the fixed electrode as an outer peripheral portion of the movable substrate; A fixed electrode pad mounted to the substrate to apply power to the fixed electrode; A movable electrode pad mounted to the substrate to apply power to the movable electrode; A focusing lens mounted to the focusing lens mounting hole; It proposes a depth-of-focus fine correction device that includes.
또한, 상기 고정 전극 및 가동 전극은 다수개의 빗살 형태의 전극이 소정 간격을 가지고 상호 맞대어지는 구조를 취하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the fixed electrode and the movable electrode have a structure in which a plurality of comb-shaped electrodes are opposed to each other at predetermined intervals.
또한, 상기 집속 렌즈는 근접장 광학계의 대물렌즈를 형성할 수 있다.In addition, the focusing lens may form an objective lens of a near field optical system.
나아가, 상기 집속 렌즈는 둘레면을 따라 돌출턱이 형성되고, 상기 가동 기판은 그 집속 렌즈 장착공의 내주면을 따라 받침턱이 형성된 것이 효과적이다.Furthermore, it is effective that the focusing lens has a protruding jaw formed along a circumferential surface, and the movable substrate has a supporting jaw formed along an inner circumferential surface of the focusing lens mounting hole.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 11은 본 발명의 실시례를 도시한 것으로서, 도 1은 사시도, 도 2는 평면도, 도 3은 도 2의 B-B 단면도, 도 4는 도 2의 C-C 단면도, 도 5는 전극 배치 구조를 도시한 부분 사시도, 도 6은 전극 배치 구조를 도시한 평면도, 도 7은 전극 배치 구조를 도시한 횡단면도, 도 8은 분해 사시도, 도 9 내지 도 11은 초점심도 보정 원리를 도시한 개념도이다.1 to 11 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a BB cross-sectional view of FIG. 2, FIG. 4 is a CC cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. 5 is an electrode arrangement structure. 6 is a plan view illustrating an electrode arrangement structure, FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an electrode arrangement structure, FIG. 8 is an exploded perspective view, and FIGS. 9 to 11 are conceptual views illustrating a principle of focus depth correction.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 초점 심도 미세 보정장치는 심부에 가동 기판 구동공이 형성된 상부 기판(11)과; 상기 상부 기판의 구동공 내주부에 형성된 상부 고정 전극(21)과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상부 기판(11)의 하부에 결합된 절연층(13)과; 상기 가동 기판 구동공에 대응하는 위치의 심부에 가동 기판 구동공이 형성되고, 상부 기판(11)의 하부에 결합된 하부 기판(12)과; 하부 기판(12)의 구동공 내주부에 형성된 하부 고정 전극(22)과; 심부에 집속 렌즈 장착공(33)이 형성되고, 상기 가동 기판 구동공의 내부에 위치함과 아울러 기판(11,12)과 탄성지지부(31)에 의해 결합된 가동 기판(30)과; 가동 기판(30)의 외주부로서 고정 전극(21,22)에 대응하는 위치에 형성된 가동 전극(23)과; 고정 전극(21,22)에 전원을 인가하도록 기판(11,12)에 장착된 고정 전극 패드(41,42)와; 가동 전극(23)에 전원을 인가하도록 기판(11,12)에 장착된 가동 전극 패드(50)와; 집속 렌즈 장착공(33)에 장착된 집속 렌즈(60)를; 포함하여 구성된다.As shown, the depth-of-focus fine correction apparatus according to the present invention includes an upper substrate 11 having a movable substrate driving hole formed in the core portion; An upper fixed electrode 21 formed on an inner circumference of a driving hole of the upper substrate; An insulating layer (13) formed at a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole and coupled to a lower portion of the upper substrate (11); A lower substrate 12 having a movable substrate driving hole formed at a core at a position corresponding to the movable substrate driving hole and coupled to a lower portion of the upper substrate 11; A lower fixed electrode 22 formed in the inner circumferential portion of the lower substrate 12; A focusing lens mounting hole 33 is formed in the core portion, the movable substrate 30 being located inside the movable substrate driving hole and coupled by the substrates 11 and 12 and the elastic support part 31; A movable electrode 23 formed at a position corresponding to the fixed electrodes 21 and 22 as an outer peripheral portion of the movable substrate 30; Fixed electrode pads 41 and 42 mounted to the substrates 11 and 12 to apply power to the fixed electrodes 21 and 22; Movable electrode pads 50 mounted to the substrates 11 and 12 to apply power to the movable electrodes 23; A focusing lens 60 attached to the focusing lens mounting hole 33; It is configured to include.
고정 전극(21,22) 및 가동 전극(23)은 다수개의 빗살 형태의 전극이 소정 간격을 가지고 상호 맞대어지는 구조를 취하고 있다.The fixed electrodes 21 and 22 and the movable electrode 23 have a structure in which a plurality of comb-shaped electrodes are opposed to each other at predetermined intervals.
소형의 미소 집속 렌즈(60)가 상기 렌즈의 광축 방향으로 정밀 구동 특성을 갖는 정전기력 양방향 미세 구동기의 가동 기판(30)의 집속 렌즈 장착공(33)에 장착되며, 이 가동 기판(30)은 그 구동 방향에 대해 탄성을 갖는 탄성지지부(31)에 의해 기판(11,12)에 현가되어 있다.A small micro focusing lens 60 is mounted in the focusing lens mounting hole 33 of the movable substrate 30 of the electrostatic force bidirectional fine driver having precision driving characteristics in the optical axis direction of the lens, and the movable substrate 30 is Suspended to the substrates 11 and 12 by the elastic support part 31 which is elastic with respect to a drive direction.
가동 기판(30)의 변위는 기판(11,12)과 가동 기판(30)에 각각 형성되어 있는 빗살형(comb-shape) 미세 전극 배열(21,22,23)에 의해 유기되는 정전기력을 제어함으로써 조절할 수 있다.The displacement of the movable substrate 30 is controlled by controlling the electrostatic forces induced by the comb-shape microelectrode arrays 21, 22, 23 formed on the substrates 11, 12 and the movable substrate 30, respectively. I can regulate it.
구동을 위한 정전기력은 가동 기판(30)에 형성된 가동 전극(23)과 기판(11,12)에 형성된 고정 전극(21,22) 사이에 소정의 구동 전압을 인가함으로써 얻을 수 있으며, 이 구동 전압은 빗살형 양방향 구동 전극 배열(21,22,23)의 각 구동 전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 전극 패드(41,42,50)를 통해 인가된다.The electrostatic force for driving can be obtained by applying a predetermined driving voltage between the movable electrode 23 formed on the movable substrate 30 and the fixed electrodes 21, 22 formed on the substrates 11, 12. It is applied through the electrode pads (41, 42, 50) formed to be electrically connected to each drive electrode of the comb-shaped bidirectional drive electrode array (21, 22, 23).
집속 렌즈(60)는 가동 기판(30)에 형성되어 있는 받침턱(32)에 자동 정렬(passive alignment) 방식으로 장착된다. 또한, 집속 렌즈(60) clear aperture 하부에는 관통공(33)이 형성되어 광 경로를 확보하도록 구성되어 있다.The focusing lens 60 is mounted on the support jaw 32 formed on the movable substrate 30 in a passive alignment manner. In addition, a through hole 33 is formed under the clear aperture of the focusing lens 60 so as to secure an optical path.
가동 기판(30)은 탄성지지부(31)에 의해 기판(11,12)에 현가되어 있으며, 상부 기판(11)과 하부 기판(12) 사이의 소정 지점에 위치하게 된다.The movable substrate 30 is suspended on the substrates 11 and 12 by the elastic support 31 and is positioned at a predetermined point between the upper substrate 11 and the lower substrate 12.
상부 기판(11)과 하부 기판(12)은 전기적 절연체(insulator)로 구성된 절연층(13)에 의해 분할되어 있다. 이러한 구조는 S.O.I.(silicon on insulator) 웨이퍼 형태로 상용화되어 있으며, 여타 제조 공정으로도 용이하게 구현할 수 있다.The upper substrate 11 and the lower substrate 12 are divided by an insulating layer 13 composed of an electrical insulator. Such a structure is commercialized in the form of a silicon on insulator (S.O.I.) wafer, and can be easily implemented in other manufacturing processes.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 고정 전극(21,22) 및 가동 전극(23)은 기존의 단순한 2극 구조의 comb-drive 전극과 달리 3개의 전기적으로 절연된 전극 구조를 이용한다.5 to 7, the fixed electrodes 21 and 22 and the movable electrode 23 use three electrically insulated electrode structures unlike the conventional simple bipolar comb-drive electrodes.
즉, 기판(11,12)에 연결된 빗살 형태의 전극은 상부 고정 전극(21), 하부 고정 전극(22)이 중간의 전극간 절연층(24)에 의해 분할되어 구성되며, 이 구조가 다수 개의 평면 방향으로 반복되어 있다.That is, the comb-tooth shaped electrodes connected to the substrates 11 and 12 are formed by dividing the upper fixed electrode 21 and the lower fixed electrode 22 by the inter-electrode insulating layer 24 in the middle. Repeated in the plane direction.
상기의 돌출된 고정 전극(21,22)들 사이에는 가동 기판(30)에 연결된 가동 전극(23)이 형성되어 있다.A movable electrode 23 connected to the movable substrate 30 is formed between the protruding fixed electrodes 21 and 22.
가동 전극(23)과 고정 전극(21,22)은 공기 또는 자유 공간에 의해 이격되어 있으며, 이 이격 거리(25)에 의해 인가 전압에 대한 정전기력 발생 효율이 정해진다.The movable electrodes 23 and the fixed electrodes 21 and 22 are spaced apart by air or free space, and the separation distance 25 determines the electrostatic force generation efficiency with respect to the applied voltage.
도 8에 도시된 바와 같이, 집속 렌즈(60)의 조립은 가동 기판(30)의 받침턱(32)에 집속 렌즈(60)의 돌출턱(61)이 결합함으로써 이루어진다. 즉, 가동 기판(30)에 집속 렌즈(60)를 장착하게 되면, 집속 렌즈(60) 및 가동 기판(30) 자체의 하중에 의해 릴리즈(release)된 가동 기판(30)이 중력이 작용하는 방향으로 처지게 되며, 이를 이용하여 상기 전극 배열의 상대적 위치가 구성될 수도 있다.As shown in FIG. 8, the assembly of the focusing lens 60 is performed by coupling the protruding jaw 61 of the focusing lens 60 to the support 32 of the movable substrate 30. That is, when the focusing lens 60 is mounted on the movable board 30, the direction in which gravity acts on the movable board 30 released by the load of the focusing lens 60 and the movable board 30 itself. The relative position of the electrode array may be configured using this.
도 9 내지 도 11은 집속 렌즈(60)를 장착한 미세 구동기와 광 경로 상에서 기준 위치가 고정되어 있는 소형 렌즈(70)로 구성된 초점 심도 미세 보정장치의 동작 원리를 나타내고 있다.9 to 11 illustrate an operation principle of a depth-of-depth microcorrection apparatus including a micro driver equipped with a focusing lens 60 and a small lens 70 having a fixed reference position on an optical path.
도 9는 구동 전압이 인가되지 않은 상태로서, 집속 렌즈(60)의 기준 위치 d0에서 형성되는 형성되는 초점거리 f0를 나타내며, 이 기준 초점 거리를 벗어난 위치에 기록/재생하고자 하는 대상물이 있는 경우에는 소형 렌즈(70)로부터의 초점 거리를 보정하여야 한다.FIG. 9 illustrates a focal length f 0 formed at the reference position d 0 of the focusing lens 60 with no driving voltage applied thereto, and an object to be recorded / reproduced is located at a position outside the reference focal length. In this case, the focal length from the compact lens 70 should be corrected.
도 10은 초점 위치가 소형 렌즈(70)와 가까워져 초점 거리 f1이 짧아지는 경우를 나타낸 것으로서, 집속 렌즈(60)를 상방으로 구동시켜 렌즈의 위치 d1으로 조정한 것이다.FIG. 10 shows a case where the focal position is closer to the compact lens 70 and the focal length f 1 is shortened. The focusing lens 60 is driven upward to adjust the lens position d 1 .
도 11은 초점 위치가 소형 렌즈(70)에서 멀어져 초점 거리 f2가 길어지는 경우를 나타낸 것으로서, 집속 렌즈(60)를 하방으로 구동시켜 렌즈의 위치 d2로 조정한 것이다.FIG. 11 shows a case where the focal position moves away from the small lens 70 and the focal length f 2 is long. The focusing lens 60 is driven downward to adjust the lens position d 2 .
기존의 보정장치는 구동 방향이 하나의 방향으로 국한된 단방향 구동기의 구조를 취하고 있었음에 비해, 본 발명에 의한 보정장치는 광축을 따라 양방향의 구동 성능을 제공함으로써 동작 범위(dynamic range)를 늘일 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 구동 범위에 대해서는 소모 전력을 줄일 수 있고, 광학계의 조립 오차에 의해 파생되는 초점 심도의 정방향 및 부방향 오차를 모두 보정할 수 있으므로, 광학계를 구성하는 광학요소의 가공 공차를 보다 넓게 허용할 수 있어, 광 부품의 단가를 현저히 절감할 수 있도록 한다.Conventional compensator has a structure of a unidirectional driver in which the driving direction is limited to one direction, while the compensator according to the present invention can increase the dynamic range by providing bidirectional driving performance along the optical axis. In addition, the power consumption can be reduced for the same driving range, and both the forward and the negative errors of the depth of focus derived by the assembly error of the optical system can be corrected, thereby widening the processing tolerance of the optical elements constituting the optical system. It can be allowed, so that the unit cost of the optical component can be significantly reduced.
또한, 본 발명에 의한 보정장치는 마이크로머시닝 기술 및 MEMS 기술에 의해 용이하게 구현할 수 있으므로, 광 기록재생장치의 소형화 및 경량화를 가능하게 하며, 보다 저렴하게 대량으로 제조할 수 있도록 하고, 제작된 포커싱 서보 장치의 저전력화 및 성능의 균일성 향상 등을 기대할 수 있도록 한다.In addition, since the correction apparatus according to the present invention can be easily implemented by micromachining technology and MEMS technology, the optical recording and reproducing apparatus can be made smaller and lighter, and can be manufactured in large quantities at a low cost. It is expected to reduce the power consumption of the servo device and improve the uniformity of performance.
한편, 광의 회절한계를 뛰어 넘는 해상도를 제공할 수 있는 근접장 광학계를 이용한 광 픽업 장치에 있어서, 근접장 광학계의 핵심 요소인 고체함침렌즈(SIL : solid immersion lens) 및 입력 광을 1차로 집속하는 소형의 일차 집속 렌즈 등으로 구성되는 근접장 광 기록재생장치에도 본 발명에 의한 초점 심도 미세 보정장치가 적용될 수 있다.On the other hand, in the optical pickup device using a near-field optical system that can provide a resolution beyond the diffraction limit of the light, a solid immersion lens (SIL) and a small size that focuses the input light primarily The depth of focus fine correction device according to the present invention can also be applied to a near field optical recording / reproducing apparatus composed of a primary focusing lens or the like.
이러한 근접장 광 기록재생장치의 포커싱 보정장치는 일차 집속 렌즈(pre-focusing lens)와 SIL 간의 거리 조정을 통하여 SIL에서 출사되는 최적의 근접장 광을 얻을 수 있도록 하며, 집속 렌즈와 SIL 간의 거리 조정은 본 발명에 의한 초점 심도 미세 보정장치에 의해 일차 집속 렌즈의 위치를 조정함으로써 가능해진다.The focusing correction device of the near-field optical recording and reproducing apparatus obtains the optimum near-field light emitted from the SIL by adjusting the distance between the pre-focusing lens and the SIL. It is possible by adjusting the position of the primary focusing lens by the depth-of-focus fine correction device according to the invention.
본 발명이 근접장 광학계에 구현될 경우, 도 9 내지 도 11에 있어서, 집속렌즈(60)가 대물 렌즈에 해당하게 되며, 소형 렌즈(70)가 SIL에 해당하게 된다.When the present invention is implemented in the near field optical system, in FIGS. 9 to 11, the focusing lens 60 corresponds to the objective lens, and the compact lens 70 corresponds to the SIL.
본 발명에 의한 초점 심도 미세 보정장치는 상기 근접장 광 기록재생장치의 경우 뿐만 아니라, 원격장(far-field) 광학계에 의한 고밀도 광 기록재생장치에 있어서도 포커싱 서보 수단으로서 광범위하게 적용될 수 있다.The apparatus for fine focus depth correction according to the present invention can be widely applied as a focusing servo means not only in the near field optical recording and reproducing apparatus but also in the high density optical recording and reproducing apparatus by far-field optical system.
또한, 광학계의 초점을 최적화, 안정화 함으로써 광 픽업의 해상도를 향상시키며, 다양한 원인에 의한 광학계 및 관측 대상물의 오차를 능동적으로 보정할 수 있도록 한다.In addition, by optimizing and stabilizing the focus of the optical system, the resolution of the optical pickup is improved, and errors of the optical system and the observation object due to various causes can be actively corrected.
나아가, 본 발명에 의한 보정장치가 트래킹 장치(tracking mechanism)에 장착될 경우 고밀도 광 픽업 장치를 구현할 수 있는 것이다.Furthermore, when the compensator according to the present invention is mounted on a tracking mechanism, it is possible to implement a high density optical pickup device.
본 발명은 초점 심도의 보정을 보다 정밀하게 하고, 초점 형상의 균일도를 향상시키며, 장치의 초소형화를 구현할 수 있도록 하는 초점 심도 미세 보정장치를 제공한다.The present invention provides a depth-of-focus fine correction device for more precisely correcting the depth of focus, improving the uniformity of the focus shape, and realizing miniaturization of the device.
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