KR100772361B1

KR100772361B1 - 광픽업 장치

Info

Publication number: KR100772361B1
Application number: KR1020010031969A
Authority: KR
Inventors: 장동섭; 이성진; 전규찬; 정영민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20020094309A; EP1265232A3; JP2002367203A; US6801493B2; US20020186645A1; EP1265232A2

Abstract

개시된 광픽업 장치는, 대물렌즈가 탑재되며 소정 지지부재에 의해 탄력적으로 유동가능하게 지지되는 슬라이더와, 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력이 작용되도록 슬라이더에 마련된 공기 베어링부와, 대물렌즈를 지지하도록 슬라이더에 설치되어 전압 인가에 의해 가역적으로 변형되면서 대물렌즈를 포커스방향으로 변위시키는 압전기구를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성의 광픽업 장치는, 공기베어링부에 작용하는 양력을 이용하여 슬라이더를 디스크로부터 부상시키고 동시에 압전기구로 대물렌즈의 위치를 조절하며 포커스 제어를 수행하므로, 디스크와 광픽업 장치 간의 충돌을 방지할 수 있으며, 대물렌즈만을 변위시키는 효과적인 방식으로 초점위치를 제어하여 기록재생작업의 신뢰성도 높일 수 있다.

Description

광픽업 장치{Optical pickup apparatus}

도 1은 종래의 광픽업 장치를 도시한 도면,

도 2는 종래의 다른 형태의 광픽업 장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업 장치를 도시한 도면,

도 4a는 도 3에 도시된 광픽업 장치의 요부를 도시한 분리사시도,

도 4b는 도 4a의 결합사시도,

도 5는 도 3에 도시된 광픽업 장치의 포커스 제어 동작을 묘사한 도면,

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광픽업 장치를 도시한 도면,

도 7은 도 6에 도시된 광픽업 장치의 요부를 도시한 부분단면도,

도 8a 내지 도 9b는 도 6에 도시된 광픽업 장치의 포커스 제어 동작을 묘사한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100...슬라이더 101...공기베어링부

102...대물렌즈 103,113...압전소자

104...접착패드 105...전압인가라인

106...전원 110...광학계

200...서스펜션 300...회동바

본 발명은 디스크의 정보기록과 재생에 사용되는 광픽업 장치에 관한 것으로서, 특히 공기베어링을 이용하는 광픽업 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CDP(compact disk player)나 DVDP(digital versatile disk player)와 같이 광기록매체인 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 광기록재생장치에는, 디스크의 반경방향을 따라 이동하면서 그 디스크의 기록면에 광을 조사하고 그로부터 반사되는 광을 수광하며 정보를 기록하거나 재생하는 광픽업 장치가 구비되어 있다. 전형적인 종래의 광픽업 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(7)에 고정되는 홀더(8)와, 그 홀더(8)에 일단이 고정된 탄성지지재(6a∼6d)에 의해 유동가능하게 지지되는 보빈(2)과, 보빈(2)에 탑재된 대물렌즈(1)와, 이 대물렌즈(1)의 포커스방향(A) 및 트래킹방향(B) 구동을 위해 상기 보빈(2)에 설치되어 통전경로를 형성하는 포커스코일(3) 및 트래킹코일(4)과, 상기 각 코일(3)(4)에 흐르는 전류와의 상호작용으로 상기 보빈(2)을 구동시키기 위한 전자기력을 발생시키는 자석(10) 및 요오크(9)를 포함하여 구성된다.

상기 구성에 있어서, 상기 포커스코일(3)에 전류를 공급하면, 그 전류와 상기 자석(10) 및 요오크(9)에 의한 자력과의 상호 작용으로 발생되는 전자기력에 의해 상기 탄성지지재(6a∼6d)에 지지된 보빈(2)이 포커스방향(A)으로 구동된다. 따라서, 포커스코일(3)에 흐르는 전류를 제어하면서 디스크(미도시) 기록면과 대물렌 즈(1) 간의 초점거리를 제어할 수 있게 된다. 또한, 상기 트래킹코일(4)에 흐르는 전류를 제어하면 보빈(2)이 전자기력에 의해 트래킹방향(B)으로 구동되어, 대물렌즈(1)가 디스크 상의 원하는 트랙을 정확하게 추종하도록 제어할 수 있게 된다.

한편, 최근에는 기록매체의 고용량화가 요구되면서 디스크의 트랙 피치를 가능한 한 좁힌 고밀도 디스크가 개발되고 있다. 그리고, 이러한 좁은 트랙 피치를 가진 고밀도 디스크에 정보를 원활하게 기록하고 재생하기 위해서 광픽업 장치도 대물렌즈(1)를 개구수 0.8 이상의 고개구수 대물렌즈로 전환하는 추세이다. 그런데 이러한 고밀도 디스크와 고개구수 대물렌즈를 채용하는데 있어서의 난점은, 이러한 고개구수 대물렌즈를 사용하면 대물렌즈(1)와 디스크 간의 초점거리가 0.2mm 이하 수준으로 상당히 좁혀진다는 점에 있다. 즉, 고개구수의 대물렌즈는 매우 짧은 거리 내에서 광을 집속시키기 때문에 그 초점거리가 0.1∼0.2mm 정도 밖에 되질 않는데, 만일 여기에 도 1과 같은 전형적인 광픽업 장치를 채용할 경우, 초점거리가 너무 좁아서 포커스 제어시 대물렌즈(1)와 디스크가 부딪힐 위험이 있는 것이다. 더구나, 도 1의 광픽업 장치는 대물렌즈(1)와 포커스코일(3) 및 트래킹코일(4) 등을 모두 탑재한 보빈(2) 전체가 구동되기 때문에, 아주 미세한 범위를 움직이는 구동계에서 사용되기에는 관성이 너무 크다. 따라서, 도 1의 광픽업 장치는 초점거리가 수 mm 수준인 일반 디스크 및 일반 대물렌즈를 사용하는 시스템에서는 별 문제가 없지만, 초점거리가 0.1∼0.2mm 정도밖에 안되는 고밀도 디스크 및 고개구수 대물렌즈를 채용한 시스템에서는, 관성의 영향이 커서 포커스 제어가 이루어지는 동안 대물렌즈(1)가 디스크 기록면에 충돌하기가 쉬운 것이다. 그렇게 되면, 디스크와 대물렌즈(1) 양측 모두에 손상이 갈 수 있으므로 이를 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같은 광픽업 장치가 제안된 바 있다. 이것은 회전식 액츄에이터(20)의 기계적인 탄력에 의해 디스크(23) 기록면에 밀착되도록 탄성바이어스된 공기베어링 슬라이더(21)에 대물렌즈(22)를 장착한 구조로서, 디스크(23)가 회전하면 상기 공기베어링 슬라이더(21)가 양력을 받아서 디스크(23) 기록면으로부터 부상하여 상기 액츄에이터(20)의 탄력과 평형을 이루는 위치에서 초점위치를 유지하도록 한 것이다. 따라서, 이러한 구조에서는 슬라이더(21)와 디스크(23) 기록면 사이에 형성되는 공기베어링이 항상 갭을 유지해주기 때문에 대물렌즈(22)가 디스크(23)와 충돌되는 일은 발생하지 않게 된다.

그러나, 이러한 구조는 상기와 같이 공기베어링에 작용하는 양력과 액츄에이터(20)의 탄력에 의한 평형 위치에서 초점위치가 적당히 잡히도록 하고 있기 때문에, 정밀한 포커스제어는 불가능하여 기록재생의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 이러한 문제들을 해소할 수 있는 새로운 구조의 광픽업 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 고밀도 디스크의 포커스 제어를 안정적으로 수행할 수 있도록 개선된 광픽업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대물렌즈가 탑재되며 소정 지지부재에 의해 탄력적으로 유동가능하게 지지되는 슬라이더와; 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력이 작용되도록 상기 슬라이더에 마련된 공기 베어링부; 및, 상기 슬라이더 상의 대물렌즈를 디스크에 대한 포커스방향으로 변위시키는 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 액츄에이터는, 상기 슬라이더에 설치되어 전압 인가에 의해 가역적으로 변형되면서 상기 대물렌즈를 변위시키는 압전기구를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업 장치를 나타낸다.

도면을 참조하면, 디스크(D) 상에서 회동되는 회동바(300)에 탄성지지재인 서스펜션(200)이 설치되어 있고, 이 서스펜션(200)의 일단에는 대물렌즈(102)를 탑재한 슬라이더(100)가 설치되어 있다. 참조부호 210은 서스펜션(200)과 대물렌즈(102)를 연결하는 탄력편을 나타낸다. 그리고, 상기 슬라이더(100)의 하면 즉, 디스크(D)와 대면하는 측에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 디스크 회전시 발생되는 공기 유동에 의해 양력을 작용시키는 공기베어링부(101)가 마련되어 있다. 즉, 디스크가 회전함에 따라 그 디스크 주변에 공기의 유동이 발생되면, 그 공기 유동이 상기 공기베어링부(101)에 부딪히면서 상기 슬라이더(100)를 디스 크로부터 이격시키는 방향의 양력으로 작용하게 된다. 한편, 참조부호 103은 전압 인가에 의해 가역적으로 변형되는 압전소자를 나타낸다. 이 압전소자(103)의 일단부(103a)는 접착패드(104)를 개재하여 슬라이더(100)에 부착 고정되며, 타단부(103b)는 슬라이더(100)의 개구부(100a)에 설치된 상기 대물렌즈(102)의 하면 일측에 부착되어 대물렌즈(102)를 받치고 있다. 따라서, 전원(106)과 전압인가라인(105)을 포함한 전압인가부로부터 전압이 가해지면, 이 압전소자(103)의 타단부(103b)가 변형되면서 상기 대물렌즈(102)를 승강시키게 된다. 본 실시예에 예시된 압전소자(103)는 소위 바이모프형(bimorph type) 압전 필름으로서, 예컨대 25mm(폭) ×32.5mm(길이)×104㎛(두께)의 사이즈로 만들어서 설치한 후 전압인가부를 통해 ±100볼트의 전압을 가할 경우 ±10㎛의 승강 변위를 얻을 수 있다. 참조부호 120은 회동바(300)에 설치된 반사미러로서, 광학계(110)에서 출사된 광을 상기 대물렌즈(102)를 통해 디스크(D)에 조사되도록 하며, 또한 그로부터 반사된 반사광을 다시 광학계(110)로 유도하는 경로 변환 역할을 한다.

상기 구성의 광픽업 장치에 있어서, 기록재생작업을 위해 디스크(D)가 회전하기 시작하면, 디스크(D) 주위에 공기의 유동이 발생되며 공기베어링부(101)가 그 유동되는 공기에 의해 양력을 받게 되고, 따라서 슬라이더(100)가 상기 서스펜션(200)에 의해 탄력적으로 지지된 상태에서 부상하며 일단 디스크(D)로부터 소정 거리를 유지한다. 이때 부상되는 거리는 약 0.1∼0.2mm 정도가 되며, 고개구수 대물렌즈를 사용하는 광픽업 장치에서는 통상 이 범위 내에서 초점거리가 형성된다. 이 상태에서 기록재생작업이 개시되면, 상기 광학계(110)로부터 디스크(D) 로 광이 조사되며, 동시에 상기 압전소자(103)를 포함한 압전기구에 의해 대물렌즈(102)가 승강되며 포커스 제어가 실시된다. 즉, 광학계(110)를 통해 기록재생장치의 콘트롤러(미도시)에 감지되는 포커스 에러 신호에 따라 상기 전압인가부(105)(106)가 압전소자(103)에 적절한 전압을 인가하게 되며, 이에 따라 도 5와 같이 압전소자(103)의 타단부(103b)가 변형되면서 대물렌즈(102)를 승강 변위시키게 된다. 따라서, 광학계(110)로부터 대물렌즈(102)를 통해 디스크에 입사되는 광빔의 초점 위치가 조절되면서 포커스 제어가 이루어지는 것이다.

그러므로, 본 발명의 광픽업 장치에서는, 공기베어링을 이용하여 디스크(D)와 0.1∼0.2mm 정도의 미소 갭을 유지하면서, 상기의 압전기구를 이용한 액츄에이터로 대물렌즈(102)만의 위치를 조절하며 포커스 제어를 실시하기 때문에, 대물렌즈(102)와 디스크(D) 간의 충돌을 방지하면서 포커스 제어를 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

다음으로, 도 6 내지 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 광픽업 장치를 나타낸다. 도면에서 전술한 제1실시예의 도면과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

본 실시예는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 압전기구를 이용한 포커스 제어용 액츄에이터에 링형 압전소자(113)를 채용하고, 대물렌즈(102)를 이 링형 압전소자(103)에 연결된 판스프링 지지대(113a)에 결합하여 지지하는 구성을 예시한 것이다. 상기 링형 압전소자(113)는 모노리틱형(monolithic type) 압전소자로도 불리며, 전압이 인가되면 반경방향으로 수축 또는 팽창되면서 그 직경이 변하는 소 자이다. 따라서, 도 8a와 같이 직경이 수축되면 도 8b와 같이 지지대(113a)도 탄성변형되면서 대물렌즈(102)의 위치가 하강되고, 반대로 도 9a와 같이 직경이 팽창되면 도 9b와 같이 대물렌즈(102)의 위치가 상승하게 된다. 즉, 본 실시예에서는 이러한 링형 압전소자(113)의 반경방향 변위를 이용하여 대물렌즈(102)를 승강시키며 포커스 제어를 수행하는 것이다.

상기 구성에 있어서의 기록재생작업 개시와 포커스 제어 과정은 전술한 제1실시예의 경우와 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 대물렌즈(102)의 위치를 링형 압전소자(113)와 판스프링 지지대(113a)를 포함한 압전기구로도 제어할 수 있음을 보인 것이다. 따라서, 본 실시예도 공기베어링을 이용하여 디스크와의 충돌을 방지할 수 있으며, 동시에 대물렌즈(102)를 변위시키면서 포커스 제어를 효과적으로 수행하므로 기록재생 작업의 신뢰성을 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 공기베어링부에 작용하는 양력을 이용하여 슬라이더를 디스크로부터 부상시키고 동시에 압전기구로 대물렌즈의 위치를 조절하며 포커스 제어를 수행하므로, 디스크와 광픽업 장치 간의 충돌을 방지할 수 있으며, 대물렌즈만을 변위시키는 효과적인 방식으로 초점위치를 제어하므로 기록재생작업의 신뢰성도 높일 수 있게 된다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

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대물렌즈가 탑재되며 소정 지지부재에 의해 탄력적으로 유동가능하게 지지되는 슬라이더와, 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력이 작용되도록 상기 슬라이더에 마련된 공기 베어링부 및, 상기 슬라이더 상의 대물렌즈를 디스크에 대한 포커스방향으로 변위시키는 액츄에이터로서 상기 슬라이더에 설치되어 전압 인가에 의해 가역적으로 변형되면서 상기 대물렌즈를 변위시키는 압전기구를 포함하며,

상기 압전기구는,

일측은 상기 슬라이더에 고정되고 타측은 상기 대물렌즈에 결합되는 압전소자와, 상기 일측에 대해 타측이 변형되도록 압전소자에 전압을 인가하는 전압인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
대물렌즈가 탑재되며 소정 지지부재에 의해 탄력적으로 유동가능하게 지지되는 슬라이더와, 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력이 작용되도록 상기 슬라이더에 마련된 공기 베어링부 및, 상기 슬라이더 상의 대물렌즈를 디스크에 대한 포커스방향으로 변위시키는 액츄에이터로서 상기 슬라이더에 설치되어 전압 인가에 의해 가역적으로 변형되면서 상기 대물렌즈를 변위시키는 압전기구를 포함하며,

상기 압전기구는,

상기 슬라이더에 설치되며 반경방향으로의 수축 및 팽창이 가능한 링형 압전소자와, 일단은 상기 압전소자에 고정되고 타단은 상기 대물렌즈에 결합되어 그 대물렌즈를 지지하는 지지대와, 상기 압전소자의 반경방향 변형을 유도하도록 전압을 인가하는 전압인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.