KR100492535B1 - 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법 - Google Patents

광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100492535B1
KR100492535B1 KR10-2002-0081866A KR20020081866A KR100492535B1 KR 100492535 B1 KR100492535 B1 KR 100492535B1 KR 20020081866 A KR20020081866 A KR 20020081866A KR 100492535 B1 KR100492535 B1 KR 100492535B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
optical
objective lens
slider
pickup head
Prior art date
Application number
KR10-2002-0081866A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040055232A (ko
Inventor
이영주
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR10-2002-0081866A priority Critical patent/KR100492535B1/ko
Priority to EP03017986A priority patent/EP1398766A3/en
Priority to US10/636,576 priority patent/US7263039B2/en
Priority to CNB031580939A priority patent/CN1266686C/zh
Priority to JP2003292855A priority patent/JP2004079164A/ja
Publication of KR20040055232A publication Critical patent/KR20040055232A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100492535B1 publication Critical patent/KR100492535B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/095—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/16—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads
    • G11B21/20—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier
    • G11B21/21—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier with provision for maintaining desired spacing of head from record carrier, e.g. fluid-dynamic spacing, slider
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2537—Optical discs
    • G11B2220/2545—CDs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2537—Optical discs
    • G11B2220/2562—DVDs [digital versatile discs]; Digital video discs; MMCDs; HDCDs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

본 발명은 슬라이더는, 투명재질의 기판 구조로 형성된 기판부와; 그 기판부의 상면에 일체로 돌출 형성된 부분 구면 형상의 집속렌즈부와; 집속렌즈부의 부근에 그 광축과 중심축이 일치되도록 원주형으로 설치된 자계 발생 코일과; 기판부의 하면에 형성된 공기압 발생부와; 기판부의 상면에 형성된 정렬 마크를; 포함하여 구성되고, 광픽업 헤드 본체는, 심부에 대물렌즈 장착공이 형성된 기판부와; 그 기판부의 하면에 형성되어 슬라이더의 정렬 마크와 맞대어지도록 형성된 정렬 마크와; 대물렌즈 장착공에 장착된 대물렌즈를 광축을 따라 미세하게 구동시키는 대물렌즈 미세구동수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드를 제공함으로써, 광 디스크 제조 상의 가공 공차 및 조립 장착시에 발생하는 오차 등을 포함하여 나타나는 기록층 상의 불균일한 보호층 두께, 디스크 표면의 편평도 오차, 불균일한 디스크 두께 등에 의한 형상 오차와, 디스크를 장착하여 회전시키는 스핀들 모터(spindle motor) 회전축의 편심 및 진동 등에 의해 유발되는 광 디스크 표면의 요동 등에 의해 피할 수 없이 발생하는 기록층과 픽업 헤드 간의 간격의 변화를 보정하여 최적의 초점이 기록층 상에 맺힐 수 있도록 한다

Description

광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법{OPTICAL PICK-UP HEAD OF OPTICAL RECORDER, MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드에 관한 것으로서, 상세하게는,
표면 기록 방식을 갖는 광 디스크의 기록층 상에 형성되는 보호층 두께의 편차에 의한 초점 왜곡, 불완전한 디스크 평활도(flatness)에 의한 동작시 초점 심도(focal depth)의 변화 등에 의한 신호 열화를 최소화함으로써, 최적의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)를 유지할 수 있도록 활주형(slide type) 슬라이더를 구비한 광 헤드 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 고밀도 광기록재생장치의 활주형 광 픽업 헤드(flying optical pick-up head)는 활주 성능 및 광 자기 기록 기능, 집속렌즈 기능을 갖는 공기압 부상 슬라이더와 대물렌즈 구동을 위한 상하방향 미세 렌즈 구동기 및 그 구동기에 장착되는 대물렌즈 등으로 구성되며, 본 발명에 의한 광 픽업 헤드의 제조방법은 상기와 같은 구조를 보다 효율적으로 제조하도록 하는 방법을 제시한다.
최근 멀티미디어 환경의 발전과 개인용 컴퓨터의 일반화 및 데이터 전송망(data network)의 보편화와 무선 통신(wireless communication) 기술의 진보에 따른 개인 정보 단말기, 화상 전화 등의 이동 통신 수단의 보편화는 이들 장치에서 가공/처리/저장해야 할 정보 용량의 대폭적인 증가를 수반하게 되었다.
또한, 이와 같은 휴대 기기에 적합한 소형, 경량화된 대용량의 정보 저장 장치의 요구를 충족시키기 위해서는 정보 기록 밀도의 획기적인 증가와 함께 광 정보 저장 장치의 소형화가 필수적이다.
이에 대한 기술적 대응으로 CD, DVD 등의 광 기록 매체의 기록 밀도를 증가시키고 광 픽업 장치의 해상도를 증가시키며 보다 소형(small form factor)의 광 부품을 구현하기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
한편, 대용량의 정보 저장 장치의 요구 성능에는 높은 기록밀도 뿐만 아니라 정보의 신속한 기록 및 재생을 위한 데이터 탐색 속도(access speed)의 고속화 역시 포함된다.
이러한 초소형 고밀도 광 기록재생장치의 요구 조건을 만족시킬 수 있는 광 픽업장치의 하나로 공기역학적인 부양력을 이용하여 광 디스크 상의 임의의 데이터를 기록/재생/탐색할 수 있는 활주형 광 픽업 슬라이더 헤드가 이용될 수 있다.
이와 같은 활주형 슬라이더 구조에 의한 광 디스크와의 간극 유지를 위해서는 유체 역학적으로 안정적인 부양력을 확보할 수 있는 슬라이더의 기능적 구조가 매우 중요하다.
이 기능적 구조에는 디스크 기판과 마주하게 되는 슬라이더 표면에 형성되는 ABS(air-bearing surface) 패턴, 슬라이더 표면의 전방 부위가 일정한 각도 또는 단계적인 단차의 연속으로 가공된 테이퍼 에지(tapered edge) 구조 등을 예로 들 수 있다.
한편, 부상형 슬라이더에 장착되어 입력 레이저 빔을 광 디스크의 기록층 상에 집속시키는 집속렌즈의 위치와 ABS 패턴과의 정렬오차는 광 디스크 표면에 기록재생되는 광 정보 신호의 균일도(uniformity)와 신뢰성(reliability) 및 해상도(resolution)를 결정하는 중요한 공차가 된다.
정렬 및 조립 단계의 오차는 슬라이더 표면 방향에 평행한 쉬프트(shift), 슬라이더 표면 방향과 수직 방향인 초점 거리(focal length) 오차, SIL의 전후 및 좌우 방향의 기울어진(tilted) 오차 등을 예로 들 수 있다.
그런데, 종래에 있어서는 집속렌즈, 상기 ABS 패턴을 포함한 슬라이더 부품, 대물렌즈 및 광 픽업 헤드 본체부를 각각 독립적으로 가공/제작하여 정렬/조립함으로써 광 픽업 헤드를 구성하는 방식을 이용하였다.
이와 같은 방법은 정렬 및 조립 오차를 피할 수 없게 함으로써, 그 방법에 의해 제조된 픽업 슬라이더를 채용하는 광 기록재생장치의 성능을 열화시키는 원인이 된다.
또한, 기존의 슬라이더 제조 방식은 연마 및 절삭 가공에 의존하게 되므로 슬라이더 부품의 양산성이 낮고 각 소자간의 균일도가 떨어질 뿐만 아니라 가공 수율(yield) 역시 현저히 낮으므로, 부품의 단가를 상승시키는 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 광 디스크 제조 상의 가공 공차 및 조립 장착시에 발생하는 오차 등을 포함하여 나타나는 기록층 상의 불균일한 보호층 두께, 디스크 표면의 편평도 오차, 불균일한 디스크 두께 등에 의한 형상 오차와, 디스크를 장착하여 회전시키는 스핀들 모터(spindle motor) 회전축의 편심 및 진동 등에 의해 유발되는 광 디스크 표면의 요동 등에 의해 피할 수 없이 발생하는 기록층과 픽업 헤드 간의 간격의 변화를 보정하여 최적의 초점이 기록층 상에 맺힐 수 있도록 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈가 장착된 슬라이더와, 송수광부로부터 전달된 광을 상기 집속렌즈에 전달하도록 광축정렬된 대물렌즈가 장착된 본체가 구비됨과 아울러, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크의 기록층에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드에 있어서, 상기 슬라이더는, 투명재질의 기판 구조로 형성된 기판부와; 그 기판부의 상면에 일체로 돌출 형성된 부분 구면 형상의 집속렌즈부와; 상기 집속렌즈부의 부근에 그 광축과 중심축이 일치되도록 원주형으로 설치된 자계 발생 코일과; 상기 기판부의 하면에 형성된 공기압 발생부와; 상기 기판부의 상면에 형성된 정렬 마크를; 포함하여 구성되고, 상기 광픽업 헤드 본체는, 심부에 대물렌즈 장착공이 형성된 기판부와; 그 기판부의 하면에 형성되어 상기 슬라이더의 정렬 마크와 맞대어지도록 형성된 정렬 마크와; 상기 대물렌즈 장착공에 장착된 대물렌즈를 광축을 따라 미세하게 구동시키는 대물렌즈 미세구동수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드를 제공한다.
또한, 상기 집속렌즈부에는 무반사 코팅막이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기압 발생부의 저면에는 보호층 또는 윤활층이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 대물렌즈 미세구동수단은 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 상기 대물렌즈 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 패드를; 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단인 상기 광 픽업 헤드을 제조하는 방법으로서, 상기 슬라이더 및 본체를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 각 부품의 형태로 제조하는 과정과; 상기 제조된 슬라이더와 본체를 상기 정렬마크를 이용하여 정렬 및 접합하는 과정과; 상기 대물렌즈를 상기 집속렌즈부와 광축정렬되도록 설치하는 과정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드의 제조방법을 제시한다.
또한, 상기 광픽업 헤드을 제조하는 방법은 상기 슬라이더 및 본체를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 웨이퍼 형태로 제조하는 과정과; 상기 제조된 슬라이더 웨이퍼와 본체 웨이퍼를 상기 정렬마크를 이용하여 정렬 및 접합하는 과정과; 상기 접합된 웨이퍼를 각 부품 별로 절단하는 과정과; 상기 대물렌즈를 상기 집속렌즈부와 광축정렬되도록 설치하는 과정을; 포함하여 구성될 수도 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 실시례를 도시한 것으로서, 도 1은 분해사시도, 도 2는 평면도, 도 3은 도 2의 A-A 단면도, 도 4는 전극 배치 구조를 도시한 부분 사시도, 도 5는 전극 배치 구조를 도시한 평면도, 도 6은 전극 배치 구조를 도시한 횡단면도, 도 7은 분해 사시도, 도 8 내지 도 10은 초점 심도 보정 원리를 도시한 개념도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드는 기본적으로, 디스크(400) 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈가 장착된 슬라이더(100)와, 송수광부(미도시)로부터 전달된 광을 상기 집속렌즈에 전달하도록 광축정렬된 대물렌즈가 장착된 본체(200)가 구비됨과 아울러, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크의 기록층(402)에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생한다는 점에서 종래의 구조와 동일하다.
그러나, 슬라이더(100)는 투명재질의 기판 구조로 형성된 기판부(101)와; 그 기판부(101)의 상면에 부분 구면 형상으로 돌출형성된 집속렌즈부(102)와; 상기 집속렌즈부(102)의 부근에 그 광축과 중심축이 일치되도록 원주형으로 설치된 자계 발생 코일(103)과; 상기 기판부(101)의 하면에 형성된 공기압 발생부(104)와; 상기 기판부(101)의 상면에 형성된 정렬 마크(105)를; 포함하여 구성되고, 상기 광픽업 헤드 본체(200)는 심부에 대물렌즈 장착공이 형성된 기판부(11,12)와; 그 기판부(11,12)의 하면에 형성되어 상기 슬라이더(100)의 정렬 마크(105)와 맞대어지도록 형성된 정렬 마크(미도시)와; 상기 대물렌즈 장착공에 장착된 대물렌즈(60)를 광축을 따라 미세하게 구동시키는 대물렌즈 미세구동수단을; 포함하여 구성된다는 점에서 특징을 갖는다.
즉, 종래에 있어서는 집속렌즈, 상기 ABS 패턴을 포함한 슬라이더 부품, 대물렌즈 및 광 픽업 헤드 본체부를 각각 독립적으로 가공/제작하여 정렬/조립함으로써 광 픽업 헤드를 구성하는 방식을 이용하였는 바, 정렬 및 조립 오차를 피할 수 없다는 문제점이 지적되었으나, 본 발명에 의한 광 픽업 헤드는 슬라이더(100)의 기판부(101)와 집속렌즈부(102)를 일체로 형성하고, 그 위에 대물렌즈 미세구동수단을 포함하는 본체(200)를 정렬 마크(105)에 의해 정렬/조립한 후, 대물렌즈(60) 만을 상기 집속렌즈부(102)의 광축과 광축정렬하는 방식을 취하였는 바, 정렬 및 조립 오차를 획기적으로 감소할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 집속렌즈의 단면의 전영역이 반드시 광의 집속을 위해 필요한 것은 아니라는 점에 착안한 것으로서, 광의 집속에 필요한 영역에는 부분적인 구면 형상의 돌출 집속렌즈부(102)를 형성하고, 나머지 영역은 슬라이더(100)의 본체를 구성하도록 함으로써, 단순하고 경제적인 일체형 슬라이더의 구조를 얻을 수 있도록 한 것이다.
이러한 구조는 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 구현될 수 있는데, 기판부(101)의 가공은 깊은 반응성 이온 식각(deep reactive ion etching) 기술, 또는, 비등방성 식각(anisotropic etching) 기술 등에 의해 기판의 표면을 정밀가공함으로써 구현할 수 있으며, 돌출 집속렌즈부(102)의 곡면 가공은 감광막의 표면장력(surface tension)을 이용한 reflow 기술, 감광막의 곡면을 다수개의 계단 형상으로 치환해서 패터닝하는 회색조 사진 묘화 공정(gray-tone lithography) 및 이들의 복합 기술 등에 의해 용이하게 구현할 수 있다.
돌출 집속렌즈부(102)는 송수광부(미도시)로부터 입사된 광이 반사없이 투과하여 디스크(400)의 기록층(402)에 도달될 수 있도록 하여야 하므로, 그 표면에는 무반사 코팅막이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 공기압 발생부(104)의 저면에는 디스크 표면과의 마찰에 의한 열, 오염 기타 유해한 영향을 배재하기 위하여, 보호층 또는 윤활층이 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 대물렌즈 미세구동수단에 관하여 설명한다.
본 발명에 의한 광 픽업 헤드의 본체(200)에 형성되는 대물렌즈 미세구동수단은 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 대물렌즈 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; 대물렌즈 장착공(33)에 장착된 대물렌즈(60)를; 포함하여 구성된다.
고정 전극(21,22) 및 가동 전극(23)은 다수개의 빗살 형태의 전극이 소정 간격을 가지고 상호 맞대어지는 구조를 취하고 있다.
대물렌즈(60)가 상기 렌즈의 광축 방향으로 정밀 구동 특성을 갖는 정전기력 양방향 미세 구동기의 가동 기판(30)의 대물렌즈 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.
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.
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.
대물렌즈(60)는 가동 기판(30)에 형성되어 있는 받침턱(32)에 자동 정렬(passive alignment) 방식으로 장착된다. 또한, 상기 대물렌즈 장착공(33)은 대물렌즈(60)의 광 경로를 제공하도록 구성된다.
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.
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.
도 4 내지 도 6에 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.
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.
상기의 돌출된 고정 전극(21,22)들 사이에는 가동 기판(30)에 연결된 가동 전극(23)이 형성되어 있다.
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.
도 7에 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.
본 발명에 의한 광 픽업 헤드는 상기와 같은 구조의 슬라이더(100)와 본체(200)를 정렬/조립함으로써 제조되는데, 그 제조방법에는 다음과 같은 2가지가 있을 수 있다.
첫째, 슬라이더(100) 및 본체(200)를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 각 부품의 형태로 제조한 후, 상기 제조된 슬라이더(100)와 본체(200)를 상기 정렬마크(105)를 이용하여 정렬 및 접합하고, 대물렌즈(60)를 상기 집속렌즈부(102)와 광축정렬되도록 설치함으로써 제조하는 방법이다.
둘째, 슬라이더(100) 및 본체(200)를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 웨이퍼 형태로 제조한 후, 상기 제조된 슬라이더 웨이퍼와 본체 웨이퍼를 상기 정렬마크(105)를 이용하여 정렬 및 접합하고, 상기 접합된 웨이퍼를 각 부품 별로 절단하며, 대물렌즈(60)를 상기 집속렌즈부와 광축정렬되도록 설치함으로써 제조하는 방법이다.
이러한 정렬 접합 기술은 집속렌즈를 구성하는 기판이 sodium 등의 불순물을 함유한 유리 기판(예컨데, pyrex #7740)인 경우, 본체(200)를 구성할 실리콘 기판과 양극 접합(anodic bonding) 기술을 이용할 수 있다.
슬라이더(100)의 저면에는 회전하는 광 디스크(400) 표면으로부터 공기역학적인 부양력을 발생시킬 수 있는 공기압 발생부(air-bearing surface)(104)가 집적되어 있으며, 직접 되쓰기(direct overwriting) 기능을 갖도록 집속렌즈부(102)가 형성된 식각 홈(recess) 내에 집속렌즈부(102)의 광축과 중심축이 일치되도록 원주형으로 자계 발생 코일(103)이 집적되어 일체화된다.
자계 발생 코일(103)은 집속렌즈부(102)가 가공된 면에 집적될 수도 있고, 그 이면에 매입되어 형성될 수도 있는데, 이 코일(103)은 외부 전원으로부터 전류를 인가하면, 그 값에 비례하는 자계가 광축 방향으로 발생하도록 하여 디스크의 기록층인 광 자기 물질의 자기 분극을 변경시킬 수 있게 함으로써, 정보의 기록 및 개서를 가능하게 한다.(re-writable)
도 8 내지 도 10에 도시된 바에 따라, 본 발명에 의한 광 픽업 헤드의 초점 심도 조절 동작을 보다 상세히 설명한다.
도 8은 광 디스크의 기록층(402) 상의 보호층(403)의 두께가 광학 설계시의 이상적인 설계치와 일치하여 두께 오차가 없고 외부에서 입사되는 레이저빔 역시 이상적인 평행광인 경우이다.
이러한 이상적인 상황에서는 대물렌즈(60)를 구동하지 않고 기준 위치(null position)에서 광신호를 기록 및 재생하더라도 레이저빔의 초점이 정확하게 회전하는 광 디스크(400)의 기록층(402) 상에 맺히게 되어 광 신호의 열화(degredation)가 발생하지 않고 안정된 동작을 수행하게 된다.
그림에서 g는 보호층(403)의 표면과 슬라이더(100) 저면과의 거리이고, t0는 광학 설계시 허용 오차 범위 내에 있는 이상적인 보호층 두께이며, l0는 대물렌즈(60)와 집속렌즈부(102) 사이의 거리이다.
도 9는 광 디스크(400)의 보호층(403)의 두께 t1가 광학계 설계시 허용 가공 공차를 벗어나 얇게 형성된 경우로서, 본 발명에 의한 광 픽업 헤드의 초점 심도 조절 기능에 의해 입사되는 레이저빔의 초점을 기록층(402)에 맺히도록 하는 구동상태를 예시한 것이다.
도시된 바와 같이, 대물렌즈(60)가 미세 구동수단에 의해 상측으로 이동하여 간격 l1이 증가하고, 이에 상응하여 슬라이더(100) 저면으로부터의 초점 거리가 짧아지게 되어 얇아진 보호층 두께를 보정해 주는 상황을 예시하고 있다.
광 디스크(400)의 시간당 회전수 또는 회전속도가 동일하면, 보호층 두께가 얇더라도 광 픽업 헤드가 디스크 표면으로부터 부상하는 간극은 이상적인 보호층 두께를 갖는 광 디스크 상에 활주하는 부상 높이 g는 변하지 않으며, 대물렌즈 미세구동수단에 의해 보정해 주어야 하는 초점 거리의 변화는 보호층 두께 t1의 변화 부분 만큼을 상쇄할 정도이면 된다.
도 10은 보호층 두께 t2가 이상적인 설계 치수보다 두꺼운 경우이며, 이 경우에는 대물렌즈(60)의 위치를 슬라이더(100)의 집속렌즈부(102)에 가깝도록 하여 두 렌즈 간의 거리 l2를 줄임으로써 집속렌즈부(102)로부터의 초점 심도가 길어지도록 미세구동수단을 조절하면 된다.
미세구동수단에 의해 구동되는 대물렌즈의 최적 위치는 기록층(402)에서 반사되어 송수광부(미도시)의 광 포커싱 서보용 검출기에 정해진 수준의 광 신호를 검출되는 조건으로 결정되도록 광 신호 검출기와 구동기 입력 단을 부귀환(negative feedback) 회로로 제어한다.
마찬가지로, 독립 광학계의 조립 오차 및 각 광학 요소의 형상 오차 및 성능 오차 등에서 기인하는 입사 시준 평행광의 오차 역시 상기 부귀환 서보 회로에 의해 기록층 상세서 광 신호가 최적 상태로 유지될 수 있도록 미세구동수단에 의한 초점 심도 보정이 수행된다.
본 발명은 광 디스크 제조 상의 가공 공차 및 조립 장착시에 발생하는 오차 등을 포함하여 나타나는 기록층 상의 불균일한 보호층 두께, 디스크 표면의 편평도 오차, 불균일한 디스크 두께 등에 의한 형상 오차와, 디스크를 장착하여 회전시키는 스핀들 모터(spindle motor) 회전축의 편심 및 진동 등에 의해 유발되는 광 디스크 표면의 요동 등에 의해 피할 수 없이 발생하는 기록층과 픽업 헤드 간의 간격의 변화를 보정하여 최적의 초점이 기록층 상에 맺힐 수 있도록 한다.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 실시례를 도시한 것으로서,
도 1은 분해사시도
도 2는 평면도
도 3은 도 2의 A-A 단면도
도 4는 전극 배치 구조를 도시한 부분 사시도
도 5는 전극 배치 구조를 도시한 평면도
도 6은 전극 배치 구조를 도시한 횡단면도
도 7은 분해 사시도
도 8 내지 도 10은 초점 심도 보정 원리를 도시한 개념도
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
11 : 상부 기판 12 : 하부 기판
13 : 절연층 21 : 상부 고정 전극
22 : 하부 고정 전극 23 : 가동 전극
30 : 가동 기판 31 : 탄성지지부
60 : 대물렌즈 100 : 슬라이더
101 : 기판부 102 : 집속렌즈부
103 : 자계 발생 코일 104 : 공기압 발생부
200 : 광 픽업 헤드 본체 400 : 디스크
401 : 기층 402 : 기록층
403 : 보호층

Claims (6)

  1. 디스크 표면에 근접하여 대향되는 집속렌즈가 장착된 슬라이더와, 송수광부로부터 전달된 광을 상기 집속렌즈에 전달하도록 광축정렬된 대물렌즈가 장착된 본체가 구비됨과 아울러, 상기 집속렌즈를 통해 상기 디스크의 기록층에 광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드에 있어서,
    상기 슬라이더는,
    투명재질의 기판 구조로 형성된 기판부와;
    그 기판부의 상면에 일체로 돌출 형성된 부분 구면 형상의 집속렌즈부와;
    상기 집속렌즈부의 부근에 그 광축과 중심축이 일치되도록 원주형으로 설치된 자계 발생 코일과;
    상기 기판부의 하면에 형성된 공기압 발생부와;
    상기 기판부의 상면에 형성된 정렬 마크를; 포함하여 구성되고,
    상기 광픽업 헤드 본체는,
    심부에 대물렌즈 장착공이 형성된 기판부와;
    그 기판부의 하면에 형성되어 상기 슬라이더의 정렬 마크와 맞대어지도록 형성된 정렬 마크와;
    상기 대물렌즈 장착공에 장착된 대물렌즈를 광축을 따라 미세하게 구동시키는 대물렌즈 미세구동수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집속렌즈부에는 무반사 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기압 발생부의 저면에는 보호층 또는 윤활층이 형성된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대물렌즈 미세구동수단은
    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 상기 대물렌즈 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 패드를; 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드.
  5. 제4항의 광픽업 헤드을 제조하는 방법으로서,
    상기 슬라이더 및 본체를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 각 부품의 형태로 제조하는 과정과;
    상기 제조된 슬라이더와 본체를 상기 정렬마크를 이용하여 정렬 및 접합하는 과정과;
    상기 대물렌즈를 상기 집속렌즈부와 광축정렬되도록 설치하는 과정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드의 제조방법.
  6. 제4항의 광픽업 헤드을 제조하는 방법으로서,
    상기 슬라이더 및 본체를 각각 마이크로머시닝 및 반도체 소자 일관 제조 공정에 의해 웨이퍼 형태로 제조하는 과정과;
    상기 제조된 슬라이더 웨이퍼와 본체 웨이퍼를 상기 정렬마크를 이용하여 정렬 및 접합하는 과정과;
    상기 접합된 웨이퍼를 각 부품 별로 절단하는 과정과;
    상기 대물렌즈를 상기 집속렌즈부와 광축정렬되도록 설치하는 과정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드의 제조방법.
KR10-2002-0081866A 2002-08-13 2002-12-20 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법 KR100492535B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0081866A KR100492535B1 (ko) 2002-12-20 2002-12-20 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법
EP03017986A EP1398766A3 (en) 2002-08-13 2003-08-07 Micro-actuator, manufacturing method thereof, optical pickup head of optical recording/reproducing apparatus with micro-actuator and fabrication method thereof
US10/636,576 US7263039B2 (en) 2002-08-13 2003-08-08 Micro-actuator, manufacturing method thereof, optical pickup head of optical recording/reproducing apparatus with micro-actuator and manufacturing method thereof
CNB031580939A CN1266686C (zh) 2002-08-13 2003-08-13 微致动器及其制造方法
JP2003292855A JP2004079164A (ja) 2002-08-13 2003-08-13 微細駆動機構及びその製造方法、並びに微細駆動機構を有する光記録再生装置の光ピックアップヘッド及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0081866A KR100492535B1 (ko) 2002-12-20 2002-12-20 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040055232A KR20040055232A (ko) 2004-06-26
KR100492535B1 true KR100492535B1 (ko) 2005-06-02

Family

ID=37347944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0081866A KR100492535B1 (ko) 2002-08-13 2002-12-20 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100492535B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101002373B1 (ko) * 2003-06-17 2010-12-17 아이노셉 엑스 홀딩스 엘엘씨 초점 심도 조절용 마이크로 액츄에이터
JP4550653B2 (ja) * 2005-04-15 2010-09-22 富士通株式会社 マイクロ可動素子および光スイッチング装置
KR102456887B1 (ko) * 2016-02-15 2022-10-21 엘지전자 주식회사 칩 핸들링 장치 및 그의 정렬 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040055232A (ko) 2004-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5740150A (en) Galvanomirror and optical disk drive using the same
US6181673B1 (en) Slider design
US6320708B1 (en) Optical head, disk apparatus, method for manufacturing optical head, and optical element
US20020018407A1 (en) Optical pickup device
EP0712121B1 (en) Galvanomirror and optical disk drive using the same
CN1828741A (zh) 光头、光信息再生装置及其制造方法
JPH1055557A (ja) 変形可能ミラー
US7036134B2 (en) Optical head and method of manufacturing the same
US6496466B1 (en) Folding mirror structure
KR100492535B1 (ko) 광 기록재생장치의 광 픽업 헤드, 그 제조방법
JP3510171B2 (ja) 光学ヘッド及びその製造方法
US7263039B2 (en) Micro-actuator, manufacturing method thereof, optical pickup head of optical recording/reproducing apparatus with micro-actuator and manufacturing method thereof
KR100595146B1 (ko) 근접장광기록/재생장치
JP2000149284A (ja) ビ―ム照射装置と、フォ―カス制御装置と、情報記録媒体に対するビ―ム照射装置を有する光学装置と、情報記録媒体用原盤の製造方法と、情報記録媒体の製造方法
US20050157627A1 (en) Optical pickup device and optical disk device
JP3379184B2 (ja) 浮上式光ヘッド
JPH11203706A (ja) 光学ヘッド及びその製造方法
US6717905B2 (en) Optical head and method of making the same
JP2000048382A (ja) 記録媒体記録再生装置及び光ピックアップ
KR100455122B1 (ko) 초점 심도 미세 보정장치
KR100425684B1 (ko) 정보저장장치용 공기부양 슬라이더 헤드 및 그 제조방법
JP3802022B2 (ja) ディスク記録再生装置の製造方法
KR100348256B1 (ko) Ｓｉｌ 모듈 및 그 제조방법
JP3379149B2 (ja) 浮上式光ヘッド及び光記録再生装置
JP3775672B2 (ja) 変形可能ミラー

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080319

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee