KR100701294B1

KR100701294B1 - 광디스크 드라이브의 광픽업장치

Info

Publication number: KR100701294B1
Application number: KR1020000079277A
Authority: KR
Inventors: 전규찬; 배병영; 정영민; 장동섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2007-03-29
Also published as: KR20020049949A

Abstract

베이스부재와; 입사된 광을 집속하는 대물렌즈가 탑재되며 광디스크와의 사이에 에어베어링을 형성하여 부상하는 슬라이더를 가지는 광헤드부와; 광헤드부를 트래킹방향으로 미세 구동시키기 위한 구동수단; 및 광헤드부를 베이스부재에 대해 유동가능하게 연결하며, 트래킹방향에 비해 포커싱방향으로 큰 강성을 가지도록 소정 형상을 가지는 와이어 서스펜션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치가 개시된다. 개시된 광픽업장치에 따르면, 와이서 서스펜션에 의해 광헤드부에 그램포스를 제공하여 광헤드부가 에어베어링에 의해 광디스크와의 사이에서 니어필드를 유지할 수 있다.

Description

광디스크 드라이브의 광픽업장치{Optical pick-up apparatus for optical disk drive}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치를 나타내 보인 개략적인 사시도.

도2는 도 1에 도시된 광픽업장치의 개략적인 분리 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 광헤드부의 일부를 발췌하여 나타내 보인 측면도.

도 4는 도 2에 도시된 와이어 서스펜션의 단면도.

도 5 및 도 6 각각은 도 1에 도시된 광픽업장치의 동작을 설명하기 위한 정면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 8은 도 7에 도시된 와이어 서스펜션을 발췌하여 나타내 보인 개략적인 사시도.

도 9는 도 7에 도시된 광픽업장치에 채용되는 와이어 서스펜션의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10..베이스부재 13..지지부

20..광헤드부 21..대물렌즈

23..슬라이더 25..플렉셔

27,27´..보빈 30..구동수단

31..트래킹코일 33..마그네트

40,50,60..와이어 서스펜션

본 발명은 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광디스크와의 사이에서의 에어베어링에 의해 부상되면서 정보의 기록/재생동작을 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크 플레이어는 컴팩트 디스크(CD), 시디롬(CD-ROM), 디지털 다기능 디스크(DVD), 디브이디롬(DVD-ROM)등의 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 장치로 광디스크의 기록면에 광을 포커싱함으로서 정보를 기록/재생하는 광픽업장치를 구비한다.

상기와 같은 광픽업장치는 일반적으로 광을 광디스크로 집속시키는 대물렌즈와, 대물렌즈를 지지하는 보빈과, 상기 보빈을 소정 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지하는 와이어스프링과, 상기 보빈을 유동시키기 위한 구동수단 등을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동수단으로는 보빈에 권선되어 광의 포커싱방향으로 보빈을 구동시키기 위한 포커싱코일과, 상기 보빈을 광디스크의 트랙을 추종하는 방향인 트래킹방향으로 구동시키기 위한 트래킹코일 및 상기 각 코일들에 대응되게 설치되는 마그네트 등을 구비한다.

상기 구성에 있어서, 대물렌즈를 포함하는 광헤드부분은 상기 각 코일의 구동에 의하여 위치가 결정된다. 즉, 포커싱코일에 전류를 인가함으로서 발생되는 전자기력에 의해 광헤드는 광디스크에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동되면서 위치조정된다. 그리고, 트래킹코일에 전류를 인가함으로서, 광헤드부분은 포커싱방향에 대해 교차하는 트래킹방향으로 위치조정된다. 이와 같이, 광헤드부분을 미세조정함으로써, 소정 광원으로부터 조사된 후 광경로를 거쳐 대물렌즈로 입사된 광이 광디스크 표면으로 포커싱된 후, 그 포커싱된 신호로부터 발생되는 포커싱에러를 최소화되도록 할 수 있다.

그런데, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 광픽업장치는, 상기 광헤드를 위치조정하기 위해서는 포커싱코일에 전류를 계속 인가해 주어야 한다. 따라서, 전력소비가 많은 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 전자기력에 의해 조정할 수 있는 광디스크와 렌즈간의 간격은 약 1mm정도로서, 수백nm 이하의 거리가 요구되는 예컨대, 고밀도의 파필드(far-field) 또는 니어필드(near field) 드라이브에서는 적용하기 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 공기베어링에 의해 광헤드부를 포커싱방향으로 미세조정하여 고밀도의 드라이브를 실현할 수 있도록 구조가 개선된 광디스크 드라이브의 광픽업장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치는, 베이스부재와; 입사된 광을 집속하는 대물렌즈가 탑재되며 상기 광디스크와의 사이에 에어베어링을 형성하여 부상하는 슬라이더를 가지는 광헤드부와; 상기 광헤드부를 트래킹방향으로 미세 구동시키기 위한 구동수단; 및 상기 광헤드부를 상기 베이스부재에 대해 유동가능하게 연결하며, 상기 트래킹방향에 비해 포커싱방향으로 큰 강성을 가지도록 소정 형상을 가지는 와이어 서스펜션;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치는, 베이스부재(10)와, 대물렌즈(21)를 가지는 광헤드부(20)와, 구동수단(30) 및 와이어 서스펜션(40)을 구비한다.

상기 베이스부재(10)는 입사된 광을 상기 대물렌즈(21)로 향하는 광이 통과하는 구멍(11a)이 형성된 바닥부(11)와, 상기 바닥부(11)에 대해 대략 수직되는 방향으로 돌출된 지지부(13)를 가진다. 상기 바닥부(11)는 광디스크에 대략 평행하게 설치된다. 상기 지지부(13)는 바닥부(13)에 일체로 형성되며, 상기 광헤드부(20)를 사이에 두고 한 쌍이 설치된다. 상기 지지부(13) 각각에는 상기 와이어 서스펜션(40)의 양단이 지지한다. 또한, 지지부(13)에는 광헤드부(20)와 구동수단(30) 등의 구동을 제어하기 위한 전자회로부(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 광헤드부(20)는 대물렌즈(21)를 지지하는 슬라이더(23)와, 상기 슬라이더(23)가 탑재되는 플렉셔(25)와, 상기 플렉셔(25)를 지지하는 코일보빈(27)을 구비한다. 상기 대물렌즈(21)는 상기 구멍(11a)으로 통과하여 입사되는 광을 광디스크의 기록면에 집속시킨다. 상기 슬라이더(23)는 광디스크와의 사이에서 작용하는 에어베어링에 의해 부상하면서 광디스크와의 사이에 니어필드(near field)를 형성한다. 이를 위해, 슬라이더(23)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크(D)에 대해 마주하는 에어베어링면(23a)으로부터 인입되어 대물렌즈(21)를 수용하는 수용부(23b)와, 상기 수용부에 대응되어 광(L)을 통과시키는 광통과홀(H1)을 가진다.

상기 플렉셔(flexure;25)는 슬라이더(23)가 광디스크(D)와의 사이에서 공기베어링에 의해 부상하면서 소정 범위 내에서 유동될 수 있는 자유도를 제공하기 위한 것이다. 즉, 플렉셔(25)는 슬라이더(23)의 공기베어링에 의해 부상시, 그 슬라이더(23)에 롤링(rolling) 및 피칭(pitching)운동에 대한 자유도를 제공한다. 이를 위해, 플렉셔(25)는 코일보빈(27)에 지지되는 지지부(25a)와, 상기 지지부(25a)로부터 연장되며 외력에 의해 탄성변형이 가능한 소정 형상의 슬라이더 안착부(25b)를 가진다. 상기 지지부(25a)와 상기 안착부(25)는 소정 높이 차를 갖도록 탄력적으로 연결된다.

상기 코일보빈(27)은 광통과공(H2)을 가지는 보빈몸체(27a)와, 상기 보빈몸체(27a)의 측면에 돌출되어 상기 와이어 서스펜션(40)이 결합되는 연결부(27b)를 가진다. 상기 보빈몸체(27a)의 상부에는 상기 플렉셔(25)가 지지된다.

상기 구동수단(30)은 상기 광헤드부(20)를 트래킹방향(T)으로 미세 구동시키기 위한 것으로, 트래킹코일(31)과 마그네트(33)를 구비한다. 상기 트래킹코일(31)은 코일보빈(27)의 측면에 한 쌍씩 권선된다. 상기 마그네트(33)는 각 트래킹코일(31)에 대응되도록 베이스부재(10) 상에 한 쌍이 설치된다. 상기 트래킹코일(31)에 소정 방향으로 전류를 인가하면, 마그네트(33)와 트래킹코일(31) 사이에 전자기력이 발생된다. 이 전자기력에 의해 광헤드부(20)는 트래킹방향(T)으로 미세하게 이동되면서 광디스크(D)의 트랙을 추종하게 된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치는 포커싱코일은 배제한 채 트래킹코일(31)만 설치되는 점에도 특징이 있다.

상기 와이어 서스펜션(40)은 광헤드부(20)를 포커싱방향(F)으로 이동 가능하게 제어할 수 있도록, 지지부(13)에 대해 광헤드부(20)를 유동가능하게 지지한다. 이 와이어 서스펜션(40)은 트래킹방향(T)에 비해 포커싱방향(F)으로 상대적으로 큰 강성을 가지도록 소정 형상을 갖는다. 와이어 서스펜션(40)이 포커싱방향(F)으로 큰 강성을 갖게 되면, 슬라이더(23)에 소위 그램포스(gram-force)라는 수직 하중을 가하게 된다. 이 그램포스에 의해 슬라이더(23)는 고속으로 회전되는 광디스크(D)와의 사이에 에어베어링을 형성하면서 광디스크(D)와 일정한 니어필드를 유지하도록 부상하게 된다. 또한 슬라이더(23)의 트래킹방향(T)으로의 강성이 상대적으로 작기 때문에, 종래의 광픽업장치와 같이 상기 구동수단(30)의 구동력에 의해 트래킹방향(T)으로 변형되면서 움직일 수 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 특성을 가지는 와이어 서스펜션(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 두께에 비해 큰 폭을 가지도록 된 단면형상을 가지며 길이방향으로 약 90°각도 트위스팅(twisting)된 구조를 갖는다. 따라서, 와이어 서스펜션(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 폭을 이루는 면(40a)은 트래킹방향(T)과 포커싱방향(F)에 대해 트위스팅부(41)에서 교차하게 된다. 이러한 구성의 와이어 서스펜션(40)은 상기 폭을 이루는 면(40a)이 코일보빈(27)의 측면에 부착되는 중앙부(43)의 양측으로 트위스팅부(41)가 마련되며, 이 트위스팅부(41)를 사이에 두고 연장된 끝단부(45)는 베이스부재(10)의 지지부(13)에 고정된다. 따라서, 상기 끝단부(45)는 스프링력에 의해 포커싱방향(F)에 대해 그램포스를 제공하며, 트위스팅부(41)는 트래킹방향(T)으로 탄성변형되면서 광헤드부(20)의 이동을 가능하게 한다. 여기서, 상기 와이어 서스펜션(40)은 금속재질로서 일반적으로 잘 알려진 공지의 접합기술 예컨대, 납땜이나 와인딩(winding) 등의 방법으로 코일보빈(27)에 연결될 수 있다.

또한, 상기 와이어 서스펜션(40)은 상기 전자회로부와 상기 트래킹코일(31) 각각을 연결할 수도 있다. 따라서, 광헤드부(20)를 트래킹방향(T)으로 이동시키기위해 트래킹코일(31)로 전류를 인가할 때, 상기 와이어 서스펜션(40)을 통해 전류를 트래킹코일(31)로 인가할 수 있다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 광헤드부(20)를 로딩시키지 않은 상태 즉, 광디스크(D)에 정보를 기록/재생시키는 동작을 하지 않는 상태에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 광헤드부(20)는 부상하지 않은 상태로 광디스크(D)와 소정 거리 이격된 상태로 유지된다.

상기 상태에서 광디스크(D)에 정보를 기록/재생시키고자 할 경우에는, 광디스크(D)를 소정 회전속도로 회전시킨다. 그러면, 광디스크(D)와 슬라이더(23) 사이의 에어베어링효과에 의해 광헤드부(20)는 로딩방향(F1)으로 부상하여 로딩된다. 이 때, 와이어 서스펜션(40)은 포커싱방향(F)으로 탄성변형되면서 광헤드부(20)에 언로딩방향(F2)으로 그램포스를 제공하게 된다. 이러한 그램포스에 의해 슬라이더(23)는 광디스크(D)와의 사이에서 수십nm의 간격을 가지는 니어필드를 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 또한, 이러한 상태에서, 상기 트래킹코일(31)에 소정 방향으로 전류를 인가하면, 트래킹코일(31)과 마그네트(33) 사이에서 전자기력이 발생된다. 이 전자기력에 의해 광헤드부(20)는 트래킹방향(T)으로 미세 이동되면서 광디스크(D)의 트랙을 정밀하게 추종하게 된다. 여기서, 상기 전자기력은 미소하지만, 와이서 서스펜션(40)의 강성이 포커싱방향(F)에 비해 상대적으로 작으므로, 와이어 서스펜션(40)을 트래킹방향(T)으로 충분히 탄성변형시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 와이어 서스펜션(40)이 트래킹방향(T)보다 포커싱방향(F)으로 큰 강성을 가짐으르서, 와이어 서스펜션(40)이 광헤드부(20)에 그램포스를 제공하게 된다. 따라서, 종래에 포커싱코일을 이용한 광헤드부의 로딩 및 언로딩동작을 에어베어링을 이용하여 실시함으로서, 광헤드부(20)와 광디스크(D) 사이의 간격을 미소하게 제어할 수 있게 된다. 이와 같은 광헤드부(20)의 포커싱방향에 대한 미소제어는 광디스크(D)의 기록밀도를 높이는데 큰 기여를 하게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 관한 것이다. 여기서, 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 도면의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.

도면을 참조하면, 광픽업장치는 광헤드부(20)의 코일보빈(27´)을 외팔보의 형태로 지지하는 복수의 와이어 서스펜션(50)을 구비하는데 특징이 있다. 상기 와이어 서스펜션(50)은 일단이 베이스부재(10)의 지지부(13)에 고정되고, 타측은 코일보빈(27´) 측부에 지지된다. 이를 위해, 코일보빈(27´)은 측부로 돌출형성되어 상기 와이서 서스펜션(50)을 지지하는 돌출부(27b´)를 갖는다. 여기서, 상기 와이어 서스펜션(50)은 외팔보 형태로 광헤드부(20)를 지지하므로, 도 1과는 달리 베이스부재(10)는 하나의 지지부(13)를 갖는다. 또한, 상기 와이어 서스펜션(50)은 도 8에 도시된 바와 같이, 트래킹방향(T)보다 포커싱방향(F)으로 더 큰 강성을 가질 수 있도록 원형의 단면형상을 가지며, 외주면에는 트래킹방향(T)에 대응되는 방향으로 단차지게 형성된 인입홈(51)이 형성된다. 상기 인입홈(51)은 한 쌍이 서로 대응되게 마련될 수 있으며, 와이어 서스펜션(50)이 길이방향에 대해 복수개가 소정 간격을 마련될 수도 있다. 여기서, 상기 인입홈(51)의 깊이 및 넓이 등은 와이어 서스펜션(50) 재질이 갖는 강성과, 광헤드부(20)에서 요구되는 그램포스 등을 고려하여 적절히 정해질 수 있다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 와이어 서스펜션(70)은 사각형의 단면형상을 가질 수 있다. 이 경우, 와이어 서스펜션(70)은 포커싱방향(F)으로의 두께(t1)가 트래킹방향(T)으로의 두께(t2)보다 큰 것에 특징 이 있다. 이와 같이, 와이어 서스펜션(70)의 두께를 달리함으로써, 트래킹방향(T)에 비해 포커싱방향(F)으로 더 큰 강성을 가질 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 각각의 서스펜션(60)(70)을 이용하여 광헤드부(20)를 지지하게 되면, 광헤드부(20)에 포커싱방향(F)으로 소정의 그램포스를 제공함으로서 포커싱코일 등의 구동원 없이도 광헤드부(20)를 광디스크에 대해 미소 간격을 유지하도록 부상시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 따르면, 광헤드부에 그램포스를 제공할 수 있는 와이어 서스펜션을 구비함으로서, 광헤드부가 광디스크와의 사이에서 공기베어링에 의해 니어필드를 유지할 수 있게 된다. 따라서, 광헤드부의 정밀제어가 가능하며, 고밀도 드라이브의 구현이 가능하게 된다.

또한, 광헤드부를 포커싱방향으로 조정하던 기존의 포커싱코일 등의 부품을 배제시킬 수 있으므로, 제조비용의 절감과 함께 전력소비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims

베이스부재와;

입사된 광을 집속하는 대물렌즈가 탑재되며 상기 광디스크와의 사이에 에어베어링을 형성하여 부상하는 슬라이더를 가지는 광헤드부와;

상기 광헤드부를 트래킹방향으로 미세 구동시키기 위한 구동수단; 및

상기 광헤드부를 상기 베이스부재에 대해 유동가능하게 연결하며, 상기 트래킹방향에 비해 포커싱방향으로 큰 강성을 가지도록 설치된 와이어 서스펜션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 구동수단은,

상기 슬라이더가 탑재되는 코일보빈의 외측에 권선된 트래킹코일과;

상기 트래킹코일에 소정 간격으로 마주하도록 상기 베이스부재에 설치되는 마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 광헤드부는,

상기 슬라이더가 탑재되며 상기 와이어 서스펜션이 연결되는 코일보빈과;

상기 슬라이더와 상기 코일보빈 사이에 설치되어 상기 슬라이더가 상기 광디스크와의 사이에서 에어베어링에 의해 부상될 수 있도록 상기 슬라이더에 자유도를 제공하는 플렉셔;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 와이어 서스펜션은 상기 트래킹방향보다 상기 포커싱방향으로 더 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 와이어 서스펜션은 원형의 단면형상을 가지며, 외주면에는 상기 트래킹방향에 대응되는 방향으로 단차지게 형성된 인입홈을 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 와이어 서스펜션은 두께에 비해 큰 폭을 가지며, 폭을 이루는 면이 상기 트래킹방향과 상기 포커싱방향 각각에 대해 교차하도록 소정 위치에서 트위스팅된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스부재는,

상기 광디스크와 평행한 상태를 유지하는 바닥부와;

상기 바닥부로부터 돌출되게 설치되며 상기 와이어 서스펜션을 지지하는 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제7항에 있어서, 상기 지지부는 상기 서스펜션 와이어의 양단 각각을 지지하도록 한 쌍이 상기 광헤드부를 사이에 두고 설치된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.
제1항에 있어서,

상기 와이어 서스펜션은 일단이 상기 베이스부재에 외팔보형태로 지지되어 상기 광헤드부를 지지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이브의 광픽업장치.