KR100556737B1 - Optical swing arm ultra small optical disk driver - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암에 관한 것으로, 광디스크 드라이브 본체에 힌지 결합되는 스윙 작동암(320)과; 힌지점을 기준으로 상기 옵티컬 스윙암(300)의 후단부에 결합되어 스윙 운동의 구동력을 발생시키는 브이씨엠(400)과; 상기 스윙 작동암(320)에 고정된 서스펜션 조립체(360)와; 상기 서스펜션 조립체(360)의 선단부에 조립되고 제작 및 조립 오차를 보정하기 위한 MEMS 액츄에이터(357)와 대물렌즈(353)가 구비된 옵티컬 플라잉 헤드(350)와; 상기 대물렌즈(353)와 분리되어 평면적으로 디스크의 바깥에 위치하도록 상기 스윙 작동암(320)에 설치되는 베이스 옵티컬 유니트(330)와; 상기 스윙 작동암(320)의 선단부에 결합되어 베이스 옵티컬 유니트(330)와 상기 옵티컬 플라잉 헤드(350)에서 입사된 빔의 경로를 조절하기 위한 폴딩 미러(340)를 포함하고, 상기 대물렌즈(353)와 베이스 옵티컬 유니트(330)로부터 나온 빔을 상기 대물렌즈(353) 방향으로 꺽어주는 폴딩 미러(340)만 평면적으로 디스크의 기록/재생 영역에 위치하도록 설치되어 구성된다. 이러한 본 발명은 베이스 옵티컬 유니트와 대물렌즈 단을 분리하여 광학계를 매우 작고 얇게 제작할 수 있고, 포커싱을 에어베어링 서페이스 수단을 갖는 옵티컬 플라잉 헤드로 구현하도록 하여 옵티컬 픽업에서 액츄에이터가 차지하는 공간을 획기적으로 줄일 수 있었으며, 또한 광학계와 옵티컬 플라잉 헤드의 제작이나 조립상의 공차를 옵티컬 플라잉 헤드에 형성시킨 MEMS(micro electromechanical system) 액츄에이터로 보상해 줄 수 있게 함으로써 광학계의 박형화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an optical swing arm of a compact optical disk drive, comprising: a swing operating arm (320) hinged to an optical disk drive body; A VCM 400 coupled to a rear end of the optical swing arm 300 to generate a driving force of a swing motion based on a hinge point; A suspension assembly 360 fixed to the swing actuating arm 320; An optical flying head 350 assembled to the front end of the suspension assembly 360 and provided with a MEMS actuator 357 and an objective lens 353 for correcting manufacturing and assembly errors; A base optical unit 330 which is separated from the objective lens 353 and installed on the swing operation arm 320 so as to be located on the outside of the disk in a plane; It is coupled to the front end of the swing operation arm 320 includes a folding mirror 340 for adjusting the path of the beam incident from the base optical unit 330 and the optical flying head 350, the objective lens 353 ) And only the folding mirror 340 which folds the beam from the base optical unit 330 in the direction of the objective lens 353 so as to be planarly positioned in the recording / reproducing area of the disc. The present invention can make the optical system very small and thin by separating the base optical unit and the objective lens stage, and implement the focusing as an optical flying head having an air bearing surface means to significantly reduce the space occupied by the actuator in the optical pickup. In addition, it is possible to improve the thickness and reliability of the optical system by making it possible to compensate the manufacturing and assembly tolerances of the optical system and the optical flying head with the MEMS (micro electromechanical system) actuator formed in the optical flying head.

Description

초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암{OPTICAL SWING ARM ULTRA SMALL OPTICAL DISK DRIVER}OPTICAL SWING ARM ULTRA SMALL OPTICAL DISK DRIVER}

도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 관한 도면으로서,1 to 8 is a view according to the present invention,

도 1은 초소형 옵티컬 디스크 드라이브의 사시도.1 is a perspective view of a micro optical disc drive.

도 2는 초소형 옵티컬 디스크 드라이브의 부분 사시도.2 is a partial perspective view of a micro optical disc drive.

도 3는 옵티컬 스윙암의 사시도.3 is a perspective view of an optical swing arm.

도 4는 옵티컬 스윙암의 분해 사시도.4 is an exploded perspective view of an optical swing arm.

도 5는 HGA(head gimbal assembly)의 사시도.5 is a perspective view of a head gimbal assembly (HGA).

도 6은 BOU(base optical unit)의 사시도.6 is a perspective view of a base optical unit (BOU).

도 7은 OFH(optical flying head)의 사시도.7 is a perspective view of an optical flying head (OFH).

도 8은 OFH의 종단면도.8 is a longitudinal sectional view of OFH.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

300 : 옵티컬 스윙암 310 : 피봇 베어링300: optical swing arm 310: pivot bearing

320 : 스윙 작동암 330 : 베이스 옵티컬 유니트320: swing operation arm 330: base optical unit

340 : 폴딩 미러 350 : 옵티컬 플라잉 헤드340: folding mirror 350: optical flying head

353 : 대물렌즈 357 : MEMS 액츄에이터353 objective lens 357 MEMS actuator

360 : 서스펜션 조립체 400 : 브이씨엠360: Suspension Assembly 400: VCM

본 발명은 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암에 관한 것으로, 특히 베이스 옵티컬 유니트와 대물렌즈 단을 분리하여 광학계를 매우 작고 얇게 제작할 수 있고, 포커싱을 에어베어링 서페이스 수단을 갖는 옵티컬 플라잉 헤드로 구현하도록 하여 옵티컬 픽업에서 액츄에이터가 차지하는 공간을 획기적으로 줄일 수 있었으며, 또한 광학계와 옵티컬 플라잉 헤드의 제작이나 조립상의 공차를 옵티컬 플라잉 헤드에 형성시킨 MEMS(micro electromechanical system) 액츄에이터로 보상해 줄 수 있게 함으로써 광학계의 박형화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암에 관한 것이다.The present invention relates to an optical swing arm of an ultra-compact optical disc drive, and in particular, the optical system can be manufactured very small and thin by separating the base optical unit and the objective lens stage, and the optical flying head having the air bearing surface means realizes the focusing. The space occupied by the actuator in the pickup can be significantly reduced, and the optical system can be made thinner by compensating for the manufacturing and assembly tolerances of the optical and optical flying heads with the micro electromechanical system (MEMS) actuator formed in the optical flying head. It relates to an optical swing arm of a compact optical disk drive to improve reliability.

광디스크 드라이브 시장은 CD나 DVD 등의 데이타 저장(data storage) 및 플레이어(player) 시장으로 구성되며 그 크기는 일반 데스크 탑(desktop) PC등에서 사용되는 CD-ROM 사이즈나 노트북(notebook)등에 사용하기 위한 10mm 두께 안팎의 슬림 사이즈(slim size)로 대별된다.The optical disc drive market is composed of data storage and player market such as CD and DVD, and its size is used for CD-ROM size or notebook used in general desktop PC. It is roughly classified into a slim size of about 10 mm thick.

이런 종류의 데이타 저장에서 사용하고 있는 기록/재생 수단인 옵티컬 픽업(optical pickup)은 LD, PD, 여러 종류의 렌즈와 미러(mirror) 등이 픽업 베이스(pickup base)에 조립되고, 또한 대물렌즈 역시 4-와이어 액츄에이터(4-wire actuator등에 지지되 픽업 베이스에 조립되어 트래킹, 포커싱 할 수 있도록 되어 있다.Optical pickup, the recording / reproducing means used for this kind of data storage, is composed of LD, PD, various kinds of lenses and mirrors in the pickup base, and also the objective lens. It is supported by a 4-wire actuator, etc., and is assembled to a pickup base for tracking and focusing.

그러나 최근 PDA, MP3 플레이어(player), DSC, 캠코더(camcorder) 등의 모바일(mobile) 기기에 사용할 용도의 저장 장치와 노트북 등에서의 보조 저장 장치로서 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)나 컴팩트 플래쉬(compact flash) 크기의 데이타 저장이 많이 연구되고 있다. 이 정도 크기의 저장 장치를 개발하기 위해서는 기존의 픽업이나 액츄에이터와 같은 구조의 기록/재생 수단이나 구동 기구로서는 그 크기를 줄이기에 한계가 있으므로 새로운 픽업이나 액츄에이터의 개발이 요구되고 있다.Recently, however, the PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) or the compact flash (Storage Device) is used as a storage device for a mobile device such as a PDA, an MP3 player, a DSC, a camcorder, and an auxiliary storage device in a notebook. Compact flash size data storage has been studied a lot. In order to develop a storage device of this size, a recording / reproducing means or a drive mechanism having a structure such as a conventional pickup or actuator has a limitation in reducing its size, and therefore, development of a new pickup or actuator is required.

최근 출시된 데이터 플레이(data play)사의 옵티컬 디스크 드라이브(drive)는 이런 시도가 반영된 제품으로 기존 픽업의 각 광학 요소들을 하나의 광학 component(BOU;basic optical unite)로 집적(integrate)하여 사용함으로서 그 크기를 대폭 감소시켰고 액츄에이터도 픽업 안에 위치해야 하는 4-와이어 액츄에이터 대신 2개의 로터리(rotary) 브이씨엠(VCM;voice coil motor)을 트래킹, 포커싱 용도로 각각 광학계 외부에 별도로 구성하여 전체적으로 옵티컬 픽업의 크기를 획기적으로 줄일 수 있도록 구성되어 있다.The latest data play optical disc drive is a reflection of this attempt, which is achieved by integrating each optical element of an existing pickup into a single basic optical unit (BOU). The size of the optical pickup is greatly reduced by the fact that two rotary voice coil motors (VCMs) are separately configured outside the optical system for tracking and focusing instead of the four-wire actuators, which require the actuator to be located inside the pickup. It is configured to drastically reduce.

그러나 데이터 플레이 제품도 면적은 크게 줄였으나 높이는 11mm 정도로 모바일 디바이스(mobile device)로 사용하기에는 크기가 부담스러운 면이 있다. 이렇게 높이에 한계가 있는 이유로는 데이터의 베이스 옵티컬 유니트가 대물렌즈를 포함하고 있어 베이스 옵티컬 유니트 자체의 높이가 꽤 되고, 여기에 스윙 암의 두께, 그리고 포커싱(focusing) 운동을 위한 여유 공간이 필요하므로 스윙 암 끝단의 두께를 줄일 수 없기 때문이다.However, data play products have also been significantly reduced in area, but are about 11mm in height, making them difficult to use as mobile devices. The reason for the height limitation is that the base optical unit of the data includes an objective lens, so that the base optical unit itself is quite high, and this requires the thickness of the swing arm and the free space for focusing motion. This is because the thickness of the swing arm tip cannot be reduced.

본 발명의 명세서에서 다음의 설명에서는 픽업이 리니어 모션(linear motion)을 하는 기존의 픽업에 대비되어 베이스 옵티컬 유니트와 액츄에이터가 스윙 모션(swing motion)을 하는 암(arm)에 장착되어 있기 때문에 픽업이란 용어 대신 스윙 암이라는 용어를 사용하여 설명하기로 한다.In the description of the present invention, in the following description, the pickup is a pickup because the base optical unit and the actuator are mounted on an arm that swings as compared to the conventional pickup that performs linear motion. The term swing arm will be used instead of the term.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 베이스 옵티컬 유니트와 대물렌즈 단을 분리하여 광학계를 매우 작고 얇게 제작할 수 있고, 포커싱을 에어베어링 서페이스 수단을 갖는 옵티컬 플라잉 헤드로 구현하도록 하여 옵티컬 픽업에서 액츄에이터가 차지하는 공간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한 광학계와 옵티컬 플라잉 헤드의 제작이나 조립상의 공차를 옵티컬 플라잉 헤드에 형성시킨 MEMS(micro electromechanical system) 액츄에이터로 보상해 줄 수 있게 함으로써 광학계의 박형화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되는 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암을 제공하고자 함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and defects as described above. The optical flying head can be manufactured very small and thin by separating the base optical unit and the objective lens stage and focusing the air flying surface means. It can dramatically reduce the space occupied by the actuator in the optical pickup, and compensate for the manufacturing and assembly tolerances of the optical and optical flying heads with the micro electromechanical system (MEMS) actuators formed in the optical flying heads. Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical swing arm of an ultra-compact optical disc drive that can improve the thickness and reliability of an optical system.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암은 광디스크 드라이브 본체에 힌지 결합되는 스윙 작동암과, 힌지점을 기준으로 상기 옵티컬 스윙암의 후단부에 결합되어 스윙 운동의 구동력을 발생시키는 브이씨엠과, 상기 스윙 작동암에 고정된 서스펜션 조립체와, 상기 서스펜션 조립체의 선단부에 조립되고 제작 및 조립 오차를 보정하기 위한 MEMS 액츄 에이터와 대물렌즈 가 구비된 옵티컬 플라잉 헤드와, 상기 대물렌즈와 분리되어 평면적으로 디스크의 바깥에 위치하도록 상기 스윙 작동암에 설치되는 베이스 옵티컬 유니트와, 상기 스윙 작동암의 선단부에 결합되어 베이스 옵티컬 유니트와 상기 옵티컬 플라잉 헤드에서 입사된 빔의 경로를 조절하기 위한 폴딩 미러를 포함하고, 상기 대물렌즈와 베이스 옵티컬 유니트로부터 나온 빔을 상기 대물렌즈 방향으로 꺽어주는 폴딩 미러만 평면적으로 디스크의 기록/재생 영역에 위치하도록 설치되어 구성된다.In order to achieve the above object, the optical swing arm of the micro-optical disk drive according to the present invention is a swing operating arm hinged to the optical disk drive main body, and coupled to the rear end of the optical swing arm based on the hinge point to drive the swing motion. An optical flying head equipped with a VCM for generating a light source, a suspension assembly fixed to the swing operation arm, a MEMS actuator and an objective lens assembled at a distal end of the suspension assembly, and correcting manufacturing and assembly errors; A base optical unit mounted to the swing operation arm to be separated from a lens and positioned outwardly of the disk, and coupled to a tip of the swing operation arm to adjust a path of a beam incident from the base optical unit and the optical flying head And a folding mirror for the objective lens Only the folding mirror for bending the beam out of the base optical unit in the direction of the objective lens is provided so as to be located in the recording / reproducing area of the disc in a planar manner.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail as follows.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 관한 도면으로서, 도 1에는 초소형 옵티컬 디스크 드라이브의 사시도, 도 2에는 초소형 옵티컬 디스크 드라이브의 부분 사시도가 각각 도시되고, 도 3에는 옵티컬 스윙암의 사시도, 도 4에는 옵티컬 스윙암의 분해 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 5에는 헤드 김발 조립체(HGA; head gimbal assembly)의 사시도, 도 6에는 베이스 옵티컬 유니트(BOU; base optical unit)의 사시도가 각각 도시되고, 도 7에는 옵티컬 플라잉 헤드(OFH; optical flying head)의 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 8에는 옵티컬 플라잉 헤드의 종단면도가 도시되어 있다.1 to 8 are views according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view of a micro optical disc drive, FIG. 2 is a partial perspective view of a micro optical disc drive, FIG. 3 is a perspective view of an optical swing arm, and FIG. 4 An exploded perspective view of an optical swing arm is shown in FIG. 5, a perspective view of a head gimbal assembly (HGA) is shown in FIG. 5, and a perspective view of a base optical unit (BOU) is shown in FIG. 6. 7 shows a perspective view of an optical flying head (OFH), respectively, and FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of the optical flying head.

먼저 도 1 및 도 2는 현재 개발되고 있는 스윙암 방식의 5mm 두께의 소형 옵티컬 디스크 드라이브의 구조를 예시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이 초소형 옵티컬 디스크 드라이브 본체(100)의 메인 베이스(110)에 스핀들 모터(200), 옵티컬 스윙암(300), 브이씨엠(VCM; voice coil motor)(400) 그리고 카트리지 로딩(cartridge loading)기구(500) 등이 구성되어 있으며 옵티컬 디스크(미도시)가 내장되어 있는 카트리지(10)가 드라이브 안으로 삽입되면 일련의 기록/재생 동작을 할 수 있도록 되어 있다.1 and 2 illustrate a structure of a 5mm-thick small optical disk drive of a swing arm type, which is currently being developed, and as shown in FIG. 1, a spindle on the main base 110 of the ultra-compact optical disk drive main body 100. The motor 200, the optical swing arm 300, the voice coil motor (VCM) 400 and the cartridge loading (cartridge loading) mechanism 500 and the like is composed of an optical disk (not shown) When the cartridge 10 is inserted into the drive, it is possible to perform a series of recording / playback operations.

이하, 도 1 내지 도 8을 함께 참조하면 이러한 초소형 옵티컬 디스크 드라이브는 일단 카트리지(10)가 삽입되면 카트리지 로딩기구(500)에 의하여 카트리지(10) 안에 있던 디스크가 스핀들 모터(200)에 안착되며 디스크는 스핀들 모터(200)의 구동력에 의해 반시계 방향으로 일정한 선속도를 갖는 CLV로 회전하고 이 때 피봇 베어링(pivot bearing)으로 메인 베이스(110)에 지지되어 있는 옵티컬 스윙암(300)은 피봇 베어링(310)을 중심으로 스윙(swing) 운동을 하면서 디스크에 신호를 기록 재생하게 된다. 옵티컬 스윙암(300)의 끝단에 결합된 브이씨엠(400)이 옵티컬 스윙암(300)의 스윙 운동을 할 수 있는 구동력을 발생시킨다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 8, such a compact optical disk drive may have a disk in the cartridge 10 seated on the spindle motor 200 by the cartridge loading mechanism 500 once the cartridge 10 is inserted. Is rotated to CLV having a constant linear velocity in the counterclockwise direction by the driving force of the spindle motor 200, the optical swing arm 300 is supported on the main base 110 by a pivot bearing (pivot bearing) A signal is recorded and reproduced on the disk while swinging around 310. The VCM 400 coupled to the end of the optical swing arm 300 generates a driving force capable of swinging the optical swing arm 300.

상기 옵티컬 스윙암(300)은 도 3 및 도 4와 같이 크게 스윙 작동암(320), 브이씨엠(400) 그리고 피봇 베어링(310)으로 구성되어 있다. 스윙 작동암(320)은 브이씨엠(400)과 피봇 베어링(310)이 조립되는 메인 컴포넌트이며, 그 내부에는 전형적인 옵티컬 픽업의 거의 모든 광학계를 포함하는 베이스 옵티컬 유니트(330)가 조립되어진다.The optical swing arm 300 is composed of a swing operation arm 320, VCM 400 and the pivot bearing 310 as shown in Figs. The swing operation arm 320 is a main component to which the VCM 400 and the pivot bearing 310 are assembled, and the base optical unit 330 including the almost all optical systems of the typical optical pickup is assembled therein.

도 3에서 미설명 부호 321은 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB; flexible printed board) 조립체, 322는 메인 베이스(110)에 고정되는 인쇄회로기판을 보인 것이다.In FIG. 3, reference numeral 321 denotes a flexible printed board (FPCB) assembly, and 322 illustrates a printed circuit board fixed to the main base 110.

도 5는 헤드 김발 조립체(370)(HGA; head-gimbal assembly)를 보여주고 있다. 5 shows a head-gimbal assembly (HGA).

도 3 내지 도 5를 함께 참조하면 상기 헤드 김발 조립체(370)는 옵티컬 플라잉 헤드(350)가 서스펜션 조립체(suspension assembly)(360)의 선단부에 조립되어 있는 조립체(assembly)로 서스펜션 조립체(360)는 옵티컬 플라잉 헤드(350)를 상기 스윙 작동암(320)에 연결시켜 주는 기능과 더불어 서스펜션 조립체(360)의 측(lateral) 방향으로는 강성이 커서 트래킹시 스윙 작동암(320)이 좌우 진동에 매우 강하도록 되어 있고, 수직(vertical) 방향으로는 강성이 작아 디스크의 럿 아웃(run-out) 등을 빠르게 추종할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.3 to 5 together, the head gimbal assembly 370 is an assembly in which an optical flying head 350 is assembled at a distal end of a suspension assembly 360. In addition to the function of connecting the optical flying head 350 to the swing operation arm 320, the rigidity in the lateral direction of the suspension assembly 360, the swing operation arm 320 is very sensitive to the left and right vibration during tracking It is designed to be strong, and its rigidity in the vertical direction is small so that it can quickly follow the run-out of the disk.

도 6은 베이스 옵티컬 유니트(330)의 구조 및 기능을 보여주는 그림으로, 대물렌즈(353)와 폴딩 미러(340)(도 8 참조)를 제외한 기존 옵티컬 픽업의 모든 광학계가 일체화 되어 있으며, 그 구조를 보면 LD/PD의 광소자 블럭(331)에는 LD와 PD가 칩(chip) 형태로 마운트(mount)되어 있으며, 이 베이스 옵티컬 유니트(330)는 콜리메터(collimator)(332), 빔 스플리터(beam splitter)(333), 서보(servo) HOE, 콜리메터 및 폴라라이저(334) 등으로 구성되어 있어 기존의 픽업 광학계 역할을 하게 된다. 광소자 블럭(331) 뒷편에는 LD/PD의 신호(signal)를 전송할 수 있는 FPCB 조립체(335)가 부착되어 있으며, 상기 베이스 옵티컬 유니트(330)와 상기 스윙 작동암(320) 사이에는 열 접착제(thermal adhesive)가 도포되어 LD로부터 방출되는 열을 스윙 암으로 열전달시켜 주는 구조로 되어 있다.FIG. 6 is a diagram illustrating the structure and function of the base optical unit 330. All optical systems of the existing optical pickup except for the objective lens 353 and the folding mirror 340 (see FIG. 8) are integrated. In the optical element block 331 of the LD / PD, LD and PD are mounted in a chip form, and the base optical unit 330 includes a collimator 332 and a beam splitter. It is composed of a splitter 333, a servo HOE, a collimator and a polarizer 334 to serve as a conventional pickup optical system. An FPCB assembly 335 is attached to the rear of the optical element block 331 to transmit a signal of the LD / PD, and a thermal adhesive is formed between the base optical unit 330 and the swing operation arm 320. Thermal adhesive is applied to transfer heat from LD to the swing arm.

도 7 및 도 8은 OFH(optical flying head)의 사시도와 종단면도를 보인 것으로, 이 도 7 및 도 8을 참조하면, 옵티컬 플라잉 헤드(350)는 대물렌즈(353)와 MO 코일(355)을 마운트(mount)하는 기능과 대물렌즈(353)의 패시브 포커싱(passive focusing) 기능을 가지고 있으며 그 구조는 다음과 같다.7 and 8 illustrate a perspective view and a longitudinal cross-sectional view of an optical flying head (OFH). Referring to FIGS. 7 and 8, the optical flying head 350 includes an objective lens 353 and an MO coil 355. It has a function of mounting (mounting) and passive focusing (passive focusing) of the objective lens (353) and its structure is as follows.

옵티컬 플라잉 헤드(350)의 본체(main body)는 글래스 기재(glass substrate)(351)와 MEMS(micro electromechanical system) 액츄에이터(357)가 성형되어 있는 상단의 실리콘 블럭(352)이 서로 접착되어 있고 MEMS 액츄에이터(357)의 일부에 형성되어 있는 대물렌즈 홀더(holder)(356) 안에 대물렌즈(353)가 접착된다. 글래스 기재(351)의 하단에는 역시 MEMS 공정으로 MO 코일(355)과 에어베어링 서페이스(ABS; air bearing surface)(358)가 형성되어 있다. MEMS 액츄에이터(357)는 옵티컬 플라잉 헤드(350)의 가공 및 조립, 오차 대물렌즈(353)의 가공공차 등의 자체 구동에 의한 조정으로 보정할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 그리고 에어베어링 서페이스(358)는 디스크와 옵티컬 플라잉 헤드(350) 사이의 갭(gap)을 항상 일정한 높이(예를들어 200nm)로 유지하도록 만들어 별도의 포커싱 액츄에이터 없이도 포커싱을 유지하도록 하는 기능을 가지고 있다.
상기한 바와 같이 광학계는 도 3 내지 도 6의 베이스 옵티컬 유니트(330)와, 도 7 및 도 8의 폴딩 미러(340)와 대물렌즈(353)를 포함하여 이루어지고, 광학계의 마지막 컴포넌트인 대물렌즈(objective lens)(353)는 도 7 및 도 8의 옵티컬 플라잉 헤드(350)의 슬라이더(slider)(354)에 탑재되어 도 5의 서스펜션 조립체(suspension)(360)에 의해 상기 도 3 및 도 4의 스윙 작동암(320)에 지지된다.
그리고 상기 베이스 옵티컬 유니트(330)와 상기 대물렌즈(353)는 서로 분리되어 설치되고, 상기 베이스 옵티컬 유니트(330)는 평면적으로 디스크의 바깥에 위치하고, 대물렌즈(353)와 베이스 옵티컬 유니트(330)를 통과한 레이저 빔(laser beam)을 대물렌즈(353) 방향으로 꺽어주는 폴딩 미러(340)만 평면적으로 디스크의 기록/재생 영역에 위치하도록 설치되며, 이와 같이 함으로써 전체 옵티컬 스윙 암(300) 두께에서 베이스 옵티컬 유니트(330)가 차지하는 부분을 제거할 수 있다.
The main body of the optical flying head 350 is a glass substrate 351 and a silicon block 352 on top of which a micro electromechanical system (MEMS) actuator 357 is formed and bonded to each other. The objective lens 353 is adhered to the objective lens holder 356 formed on a part of the actuator 357. The MO coil 355 and the air bearing surface (ABS) 358 are formed at the lower end of the glass substrate 351 by MEMS process. The MEMS actuator 357 performs a function of making correction by adjustment by self-driving such as processing and assembly of the optical flying head 350 and processing tolerance of the error objective lens 353. In addition, the air bearing surface 358 has a function of maintaining the gap between the disc and the optical flying head 350 at a constant height (for example, 200 nm) to maintain focusing without a separate focusing actuator. .
As described above, the optical system includes the base optical unit 330 of FIGS. 3 to 6, the folding mirror 340 and the objective lens 353 of FIGS. 7 and 8, and the objective lens which is the last component of the optical system. (objective lens) 353 is mounted on a slider 354 of the optical flying head 350 of FIGS. 7 and 8 and is supported by the suspension assembly 360 of FIG. Is supported by the swing operating arm 320 of the.
The base optical unit 330 and the objective lens 353 are separated from each other, and the base optical unit 330 is located on the outside of the disk in a plane, and the objective lens 353 and the base optical unit 330 are disposed. Only the folding mirror 340, which deflects the laser beam passing through the objective lens 353, is installed in a planar / recording area of the disc in this manner. The portion occupied by the base optical unit 330 may be removed.

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이상에서와 같이 본 발명은 첫째 베이스 옵티컬 유니트(330)를 통하여 광학계를 일체화시켰으며 또한 베이스 옵티컬 유니트(330)와 대물렌즈(353) 단을 분리함으로서 광학계를 매우 작고 얇게 제작할 수 있고, 둘째 포커싱을 에어베어링 서페이스(358) 수단을 갖는 옵티컬 플라잉 헤드(350)로 구현할 수 있게 함으로써 옵티컬 픽업에서 액츄에이터가 차지하는 공간을 획기적으로 줄일 수 있었으며, 또한 광학계와 옵티컬 플라잉 헤드(350)의 제작이나 조립상의 공차를 옵티컬 플라잉 헤드(350)에 형성시킨 MEMS 액츄에이터(357)로 보상해 줄 수 있게 함으로써 광학계의 박형화(slim화) 및 신뢰성(reliability)을 향상시킨 장점을 갖고 있다. 이러한 효과로 인하여 옵티컬 스윙 암의 주요 부분(다른 부품과 높이적으로 겹치는 부분)의 두께를 2mm이하로 제작하는 것이 가능하게 되어 5mm 두께의 옵티컬 디스크 드라이브 본체(100)의 구현이 가능하게 되었다.As described above, the present invention integrates the optical system through the first base optical unit 330 and separates the base optical unit 330 and the objective lens 353 stage, thereby making the optical system very small and thin, and secondly focusing. By enabling the optical flying head 350 with the air bearing surface 358 means, the space occupied by the actuator in the optical pickup can be drastically reduced, and the manufacturing and assembly tolerances of the optical system and the optical flying head 350 can be reduced. By compensating with the MEMS actuator 357 formed in the optical flying head 350, the optical system has a merit of improving slimming and reliability. Due to this effect, it is possible to manufacture the thickness of the main portion of the optical swing arm (part overlapping with the height of the other parts) to less than 2mm, it is possible to implement the optical disk drive body 100 of 5mm thickness.

Claims (1)

광디스크 드라이브 본체에 힌지 결합되고 포커싱을 위한 에어베어링 서페이스(358) 수단이 구비되는 스윙 작동암(320)과;A swing actuating arm 320 hinged to the optical disc drive body and provided with an air bearing surface 358 means for focusing; 힌지점을 기준으로 상기 옵티컬 스윙암(300)의 후단부에 결합되어 스윙 운동의 구동력을 발생시키는 브이씨엠(400)과;A VCM 400 coupled to a rear end of the optical swing arm 300 to generate a driving force of a swing motion based on a hinge point; 상기 스윙 작동암(320)에 고정된 서스펜션 조립체(360)와; A suspension assembly 360 fixed to the swing actuating arm 320; 상기 서스펜션 조립체(360)의 선단부에 조립되고 제작 및 조립 오차를 보정하기 위한 MEMS 액츄에이터(357)와 대물렌즈(353)가 구비된 옵티컬 플라잉 헤드(350)와;An optical flying head 350 assembled to the front end of the suspension assembly 360 and provided with a MEMS actuator 357 and an objective lens 353 for correcting manufacturing and assembly errors; 상기 대물렌즈(353)와 분리되어 평면적으로 디스크의 바깥에 위치하도록 상기 스윙 작동암(320)에 설치되는 베이스 옵티컬 유니트(330)와;A base optical unit 330 which is separated from the objective lens 353 and installed on the swing operation arm 320 so as to be located on the outside of the disk in a plane; 상기 스윙 작동암(320)의 선단부에 결합되어 베이스 옵티컬 유니트(330)와 상기 옵티컬 플라잉 헤드(350)에서 입사된 빔의 경로를 조절하기 위한 폴딩 미러(340)를 포함하고,It is coupled to the front end of the swing operation arm 320 includes a folding mirror 340 for adjusting the path of the beam incident from the base optical unit 330 and the optical flying head 350, 상기 대물렌즈(353)와 베이스 옵티컬 유니트(330)로부터 나온 빔을 상기 대물렌즈(353) 방향으로 꺽어주는 폴딩 미러(340)만 평면적으로 디스크의 기록/재생 영역에 위치하도록 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 광디스크 드라이브의 옵티컬 스윙 암.Only the folding mirror 340, which folds the beams from the objective lens 353 and the base optical unit 330 in the direction of the objective lens 353, is arranged to be planarly positioned in the recording / reproducing area of the disc. Optical swing arm in a compact optical disk drive.
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