KR20000035426A - 대물 렌즈의 경사를 보상하는 대물 렌즈 지지 장치 - Google Patents

대물 렌즈의 경사를 보상하는 대물 렌즈 지지 장치 Download PDF

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Abstract

대물 렌즈(L)의 경사를 보상해주는 대물 렌즈 지지 장치는 지지 프레임(2), 베이스 부재(3), 및 조절 기구(4)를 포함하며, 이 조절 기구(4)는 받침부(41)와 돌출부(42) 및 보유 유니트(5)를 구비한다. 받침부(41)는 가상 회전체의 표면을 따라 형성된 곡면을 갖는다. 가상 회전체는 타원(D)의 회전에 의해 그 단축 둘레에 형성된다. 이 가상 회전체는 또한 중앙점 둘레에 형성된 가상 구면(C)에 내접된다. 중앙점은 지지 프레임(2)에 의해 지지된 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)으로 작용한다. 돌출부(42)는 가상 구면(C)에 내접한 가상 회전체의 영역에 대응하는 위치들에서 곡면과 접촉하도록 배열된다.

Description

대물 렌즈의 경사를 보상하는 대물 렌즈 지지 장치{OBJECT LENS SUPPORTING UNIT COMPENSATING FOR INCLINATION OF OBJECT LENS}
본 발명은 대물 렌즈를 지지하기 위한 대물 렌즈 지지 장치에 관한 것으로, 특히 대물 렌즈가 제공된 광학 및 전기 장치를 제조할 때 대물 렌즈의 경사를 보상할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대물 렌즈 지지 장치는 디스크형 광기록 매체에 레이저 빔을 조사하고 그 매체로부터 반사된 레이저 빔을 광학적으로 감지함으로써 디스크형 광기록 매체로부터 데이타를 판독하고, 매체에 레이저 빔을 조사함으로써 매체에 데이타를 기입하는 광디스크 드라이브에 적용되고 있다. 이 대물 렌즈 지지 장치는 광학 매체 상에 형성된 무수한 트랙들을 가로지르는 방향으로 구동되며, 목표 트랙 상에서 정지된다. 따라서, 이 장치는 트랙에 레이저 빔을 조사하여 트랙으로부터 데이타를 판독하고 트랙에 데이타를 기입하는 작업을 수행한다.
통상적으로, 대물 렌즈의 경사를 보상하기 위해서 다양한 대책들이 강구되어 왔다. 기본적으로, 대물 렌즈의 경사를 보상하기 위해서는 대물 렌즈의 경사를 조절하기 위한 기구와, 대물 렌즈의 경사의 조절에 의해 야기된 포커싱 및 트래킹 방향으로의 대물 렌즈의 거리 편차를 보상하기 위한 기구를 필요로 한다. 여기서, 포커싱 방향은 디스크형 기록 매체 상의 기록면에 수직한 방향이고, 트래킹 방향은 기록 매체 상에 형성된 기록 트랙들을 가로지르는 방향이다. 그러므로, 대물 렌즈의 경사를 보상하기 위한 통상적인 구조는 복잡하였다.
상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련되는 대물 렌즈 지지 장치가 일본 특허 공개 제223953/1984호 공보에 개시되어 있다.
이 지지 장치는 대물 렌즈 드라이브 내에서 대물 렌즈의 경사를 조절하기 위해 오목 받침부(pedestal)를 사용한다. 상기 지지 장치는 대물 렌즈를 지지하기 위한 지지 베이스와 이 지지 베이스를 그 위에 지지하기 위한 헤드 케이스를 포함한다. 지지 베이스에는 그 저부면 상에 볼록한 구형부들이 제공된다. 헤드 케이스에는 그 상부면 상에 오목 받침부가 제공된다. 오목 받침부는 중앙점으로서의 대물 렌즈의 주 지점 둘레에 그려진 가상 구형체의 구면을 따라 오목면을 갖는다. 바꿔 말하면, 오목면은 대물 렌즈의 주 지점과 위치적으로 일치하는 가상 중앙점을 갖는다. 지지 베이스가 볼록한 구형부들을 거쳐서만 헤드 케이스 상에 지지되므로, 볼록한 구형부들은 오목 받침부의 구면 상에서 활주될 수 있다. 그러므로, 전체 지지 베이스는 대물 렌즈의 주 지점 둘레의 모든 방향으로 경사질 수가 있다. 이러한 구조는 대물 렌즈의 주 지점이 제 위치에서 거의 변하지 않는다고 하는 잇점을 갖는다. 따라서, 대물 렌즈의 경사를 조절한 후에는 포커싱 및 트래킹 방향으로의 대물 렌즈의 거리 편차를 보상할 필요가 없다.
그러나, 이러한 구조에서는 헤드 케이스가 오목 받침부의 구면을 형성하기 위한 공간을 확보하기 위해서 상대적으로 큰 두께를 필요로 하기 때문에 두께를 감소시키기가 어렵다. 이러한 구조의 광학 시스템에서 그 기본 구조를 유지한 채로 높이가 감소하게 되면, 오목 받침부의 가상 중앙점을 대물 렌즈의 주 지점 상에 두기가 어렵게 된다. 즉, 구조 면에서의 최우선 사항으로 높이를 감소시키는 것이 요구되면, 대물 렌즈는 경사 조절이 완료되었을 때 포커싱 및/또는 트래킹 방향으로 편의된다. 그 결과, 상술한 잇점이 손상된다. 전술한 바와 같이, 상기 관련 기술은 높이를 감소시키기가 실제적으로 부적당할 뿐 아니라, 높이를 감소시키는 것이 요구된 휴대용 또는 이동용 컴퓨터와 같은 장치들에 적용하기가 실무상 부적절하다.
본 발명의 목적은 상술한 결점들을 해소함으로써, 높이를 감소시킬 수 있는 대물 렌즈의 경사를 보상하는 대물 렌즈 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.
도1은 본 발명에 관련된 기술에 의해 대물 렌즈를 지지하는 구조를 도시하는 단면도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치를 도시하는 분해 사시도.
도3a 및 도3b는 도2에 도시한 대물 렌즈 지지 장치가 조립되었을 때의 도2의 선A-A를 따라 취한 단면도와, 그 지지 장치의 가상 구면과 가상 타원 사이의 위치 관계를 도시하는 개념도.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 지지 프레임의 저부를 도시하는 평면도.
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 경사 보상시의 정면도.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 경사 보상시의 배면도.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 지지 프레임의 저부를 도시하는 평면도.
도8a 및 도8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치에서 대물 렌즈의 광축을 따른 단면도와, 돌출부들에 관련된 가상 외접원의 배열을 도시하는 개념도.
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 베이스 부재의 사시도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
2, 2A: 지지 프레임
3, 3A: 베이스 부재
4: 조절 기구
5: 구동 유니트
10, 10A: 대물 렌즈 지지 장치
41, 41A: 받침부
41B: 제1 곡면
41C: 제2 곡면
42: 돌출부
42A: 제1 돌출부
42B: 제2 돌출부
44: 스프링 기구
45: 나사 기구
C: 가상 구면
D: 타원
F: 광축
G1: 제1 외접점
G2: 제2 외접점
L: 대물 렌즈
L1: 주 지점
P1: 제1 가상 외접원
P2: 제2 가상 외접원
S: 원주
본 발명은 레이저원으로부터 조사된 레이저 빔을 일정한 방향으로 수렴하기 위한 대물 렌즈를 지지하는데 사용되는 대물 렌즈 지지 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 장착하기 위한 베이스 부재, 및 상기 지지 프레임이 상기 베이스 부재에 전체적으로 경사진 상태로 지지 프레임을 조절하기 위한 조절 기구를 포함하며, 상기 조절 기구는, 상기 베이스 부재의 상부면 상에 형성된 받침부와, 상기 지지 프레임의 저부면으로부터 돌출하고 상기 받침부와 접촉하며 받침부를 따라 자유롭게 활주할 수 있는 복수의 돌출부와, 예정된 활주 범위 내에서 돌출부의 운동을 제한해주는 보유 수단을 구비하는, 대물 렌즈 지지 장치를 제공한다. 받침부는 가상 회전체의 표면을 따라 형성된 곡면을 갖는다. 가상 회전체는 타원의 회전에 의해 그 단축 둘레에 형성된다. 상기 가상 회전체는 또한 중앙점 둘레에 형성된 가상 구면에 내접된다. 중앙점은 지지 프레임에 의해 지지된 대물 렌즈의 주 지점으로 작용한다. 돌출부는 가상 구면에 내접한 가상 회전체의 영역에 대응하는 위치들에서 상기 곡면과 접촉하도록 배열된다.
본 발명은 또한, 레이저원으로부터 조사된 레이저 빔을 일정한 방향으로 수렴하기 위한 대물 렌즈를 지지하는데 사용되는 대물 렌즈 지지 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 장착하기 위한 베이스 부재, 및 상기 지지 프레임이 상기 베이스 부재에 전체적으로 경사진 상태로 지지 프레임을 조절하기 위한 조절 기구를 포함하며, 상기 조절 기구는, 상기 베이스 부재의 상부면 상에 형성된 받침부와, 상기 지지 프레임의 저부면으로부터 돌출하고 상기 받침부와 접촉하며 받침부를 따라 자유롭게 활주할 수 있는 제1 및 제2 돌출부-상기 제1돌출부와 제2 돌출부는 서로 크기가 같음-와, 예정된 활주 범위 내에서 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부 각각의 운동을 제한해주는 보유 수단을 구비하는, 대물 렌즈 지지 장치를 제공한다. 받침부는 제1 및 제2 곡면들로 이루어진 곡면을 갖는다. 제1 곡면은 제1 가상 회전체의 일부를 따라 형성된다. 제2 곡면은 제2 가상 회전체의 일부를 따라 형성된다. 제1 가상 회전체는 제1 일부 가상 타원의 회전에 의해 상기 레이저 빔이 통과하는 광축 둘레에 형성된다. 제2 가상 회전체는 제2 일부 가상 타원의 회전에 의해 상기 광축 둘레에 형성된다. 제1 일부 가상 타원은 상기 광축을 따르는 가상 타원의 분할에 의해 형성된 일부이다. 제2 일부 가상 타원은 상기 광축을 따르는 상기 가상 타원의 분할에 의해 형성된 잔여부이다. 가상 타원은 제1 가상 부분원과 제1 가상 외접원이 서로 교차되는 제1 교차점에서 상기 제1 가상 부분원과 접촉한다. 가상 타원은 또한 제2 가상 부분원과 제2 가상 외접원이 서로 교차되는 제2 교차점에서 상기 제2 가상 부분원과 접촉한다. 제1 가상 부분원은 주 지점과 광축을 포함하는 평면을 따르는 제1 가상 구면의 일부에 의해 한정된다. 제1 가상 구면은 상기 제1 돌출부에 외접하여 상기 주 지점 둘레에 형성된다. 제1 가상 외접원은 상기 광축 상의 중앙점 둘레에 형성되며 상기 제1 돌출부와 제1 가상 구면이 서로 외접되는 제1 외접점을 포함한다. 제2 가상 부분원은 상기 평면을 따르는 제2 가상 구면의 일부에 의해 한정된다. 제2 가상 구면은 상기 제2 돌출부에 외접하여 상기 주 지점 둘레에 형성된다. 제2 가상 외접원은 상기 중앙점 둘레에 형성되며 상기 제2 돌출부와 제2 가상 구면이 서로 외접되는 제2 외접점을 포함한다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여, 먼저 본 명세서의 종래 기술에 관한 설명에서 언급된 본 발명에 관계된 관련 기술로서의 대물 렌즈 지지 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도1을 참조하면, 대물 렌즈 지지 장치는 대물 렌즈 드라이브 내에서 대물 렌즈(101)의 경사를 보상하기 위한 오목 받침부(122)를 갖는 헤드 케이스(121)를 포함한다. 이 장치에 있어서, 지지 베이스(109)에는 그 저부면 상에 볼록한 구형부(112)가 제공된다. 헤드 케이스(121)는 그 위에 지지 베이스(109)를 지지하기 위한 것으로, 그 상부면 상에 오목 받침부(122)가 제공된다. 오목 받침부(122)는 중앙점으로서의 대물 렌즈(101)의 주 지점(151) 둘레에 그려진 가상 구형체(123)의 구면을 따라 오목면을 갖는다. 지지 베이스(109)가 볼록한 구형부(112)들을 거쳐서만 헤드 케이스(121) 상에 지지되므로, 볼록한 구형부(112)들은 오목 받침부(122)의 구면 상에서 활주될 수 있다. 그러므로, 전체 지지 베이스(109)는 대물 렌즈(101)의 주 지점(151) 둘레의 모든 방향으로 경사질 수가 있다. 이러한 구조는 대물 렌즈(101)의 주 지점(151)이 제 위치에서 거의 변하지 않는다고 하는 잇점을 갖는다. 따라서, 대물 렌즈(101)의 경사를 조절한 후에는 포커싱 및 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(101)의 거리 편차를 보상할 필요가 없다.
이 대물 렌즈 지지 장치는 상기의 종래 기술에 관한 설명에서 언급된 바와 같은 문제들을 갖는다.
이제, 본 발명의 양호한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
〈제1 실시예〉
도2 내지 도6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치(10)는 디스크형 광기록 매체에 레이저 빔을 조사하고 그 매체로부터 반사된 레이저 빔을 광학적으로 감지함으로써 디스크형 광기록 매체로부터 데이타를 판독하고, 매체에 레이저 빔을 조사함으로써 매체에 데이타를 기입하는 광디스크 드라이브에 적용된다. 이 대물 렌즈 지지 장치(10)는 광학 매체 상에 형성된 무수한 트랙들을 가로지르는 방향으로 구동되며, 목표 트랙에 대응하는 위치에 놓여진다. 따라서, 이 장치는 목표 트랙에 레이저 빔을 조사하여 목표 트랙으로부터 데이타를 판독하고 목표 트랙에 데이타를 기입하는 작업을 수행한다.
도2는 대물 렌즈 지지 장치(10)를 도시하는 분해 사시도이다. 도3a는 대물 렌즈 지지 장치(10)의 조립이 완료된 경우의 도2의 선A-A를 따라 취한 단면도이다.
대물 렌즈 지지 장치(10)는 대물 렌즈(L)를 지지하기 위한 지지 프레임(2)과, 지지 프레임(2)을 장착하기 위한 베이스 부재(3), 및 지지 프레임(2)이 상기 베이스 부재(3)에 전체적으로 경사진 상태로 지지 프레임(2)을 조절하기 위한 조절 기구(4)를 포함한다. 대물 렌즈(L)는 (도시되지 않은) 레이저원으로부터 조사된 레이저 빔을 일정한 방향으로 수렴하는데 사용된다. 대물 렌즈 지지 장치(10)는 또한 지지 프레임(2) 상의 포커싱 및 트래킹 방향으로 대물 렌즈(L)를 구동하기 위한 구동 유니트(5)를 포함한다. 여기서, 포커싱 방향은 광학 매체 상의 기록면에 수직한 방향이고, 트래킹 방향은 광학 매체 상에 형성된 기록 트랙들을 가로지르는 방향이다.
상술한 구조를 보다 상세히 설명한다. 먼저, 베이스 부재(3)는 (도시되지 않은) 가동 유니트에 의해 지지되어 트래킹 방향으로 이동가능하다. 또한, 대물 렌즈 지지 장치(10)는 베이스 부재(3) 상에 장착되며, 따라서 대물 렌즈 지지 장치(10) 전체는 베이스 부재(3)가 가동 유니트에 의해 가압될 때 트래킹 방향으로 이동한다.
베이스 부재(3)는 판 형상으로 형성되며, 가동 유니트에 의해 광학 매체의 기록면에 실질상 평행하게 지지된다. 지지 프레임(2)은 나중에 상세히 기술되는 조절 기구(4)를 거쳐 베이스 부재(3)의 상부면 위에 장착된다.
지지 프레임(2)은 상부가 개방된 직방체 형상으로 형성되며, 그 저부면이 베이스 부재(3)의 상부면에 평행하게 대면하도록 조절 기구(4)에 의해 지지된다. 지지 프레임(2)의 내측 저부면 위에는 구동 유니트(5)가 설치되어 있다. 대물 렌즈(L)는 이 구동 유니트(5)에 의해 보유지지된다.
구동 유니트(5)는 지지부(21)와, 렌즈 홀더(52), 및 홀더 구동 유니트(53)를 포함한다.
지지부(21)는 트래킹 방향을 따라 자유롭게 스윙 운동하도록 내측 저부면 및 지지부(21)에 의해 지지된 중간체(51)로부터 상방으로 형성되어 있다. 렌즈 홀더(52)는 포커싱 방향을 따라 자유롭게 스윙 운동하도록 중간체(51)에 의해 지지된 대물 렌즈(L)를 보유지지하기 위한 것이다. 홀더 구동 유니트(53)는 렌즈 홀더(52)가 트래킹 및 포커싱 방향으로 개별적으로 이동할 수 있도록 렌즈 홀더(52)를 트래킹 및 포커싱 방향으로 별개로 가압할 수가 있다.
즉, 중간체(51)는 스트립 형상으로 형성된 판 스프링(54)을 거쳐 지지부(21)에 의해 지지된다. 판 스프링(54)은 광학 매체의 기록면에 수직이고 광학 매체의 트랙의 접선을 따라 연장되므로, 그 굽힘 효과에 의해 트래킹 방향을 따라 중간체(51)의 스윙 운동을 허용해준다.
렌즈 홀더(52)는 그 관통 구멍 내에 대물 렌즈(L)를 보유지지하며, 레이저 빔이 대물 렌즈(L)를 경유하여 진행하는 것을 방해하지 않는다. 렌즈 홀더(52)는 네개의 판 스프링(55)을 거쳐 중간체(51)에 의해 지지된다. 판 스프링(55)의 각각이 광학 매체의 기록면에 평행하고 광학 매체의 트랙의 접선을 따라 연장되므로, 판 스프링(55)들은 그 굽힘 효과에 의해 포커싱 방향을 따라 렌즈 홀더(52)의 스윙 운동을 허용해준다. 따라서, 렌즈 홀더(52)는 트래킹 및 포커싱의 양 방향으로 자유롭게 스윙 운동하도록 중간체(51)를 거쳐 지지 프레임(2)에 의해 지지된다.
홀더 구동 유니트(53)는 지지 프레임(2)에 견고하게 부착된 영구 자석(56)과, 영구 자석(56)으로부터 이격되어 지지 프레임(2)에 견고하게 부착된 요크(57), 및 영구 자석(56)과 요크(57) 사이의 렌즈 홀더(52)에 부착된 트래킹 및 포커싱 코일(58, 59)을 포함한다. 트래킹 및 포커싱 코일(58, 59)은 각각 트래킹 및 포커싱 방향의 이동력을 발생시키는 것과 같은 방향으로 렌즈 홀더(52)에 부착된다. 영구 자석(56)과 요크(57)는 각각 양 측면에서 부착되는데, 그 사이에 렌즈 홀더(52)가 존재하게 된다.
상술한 바와 같이, 대물 렌즈 지지 장치(10)는 본질적으로 트래킹 방향으로 이동가능하다. 그러나, 홀더 구동 유니트(53)에 의해 가압된 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(L)의 이동 거리는 본래 베이스 부재(3)용의 가동 유니트에 의한 대물 렌즈 지지 장치(10)의 이동 거리에 비해 매우 짧다. 그러므로, 대물 렌즈(L)는 대물 렌즈 지지 장치(10)의 운동에 의해 트래킹 방향으로 대략적으로 위치되고, 이어서 홀더 구동 유니트(53)에 의해 가압된 운동에 의해 필요로 하는 트랙에 대응하는 위치에 정확하게 위치된다.
다음에, 조절 기구(4)에 대해 상세히 설명한다.
조절 기구(4)는 받침부(41)와, 복수의 돌출부(42), 및 보유 유니트를 포함한다.
받침부(41)는 베이스 부재(3)의 상부면 상에 형성된다. 돌출부(42)는 지지 프레임(2)의 저부면으로부터 돌출하고, 받침부(41)와 접촉한다. 돌출부(42)는 받침부(41) 위를 자유롭게 활주할 수 있게 되어 있다. 보유 유니트는 돌출부(42)의 예정된 활주 범위 내에서 돌출부(42)의 활주 운동을 제한해준다.
받침부(42)는 가상 회전체의 표면의 일부를 따라 형성된 곡면을 갖는다. 가상 회전체는 타원(D, 도3b에 도시)의 회전에 의해 그 단축(D1) 둘레에 형성된다. 단축(D1)은 레이저 빔이 통과하는 광축(F)과 실질적으로 동축이다. 여기서, 레이저 빔은 대물 렌즈(L)의 (후술하는) 주 지점(L1) 위를 통과하도록 형성되거나 설계되어 있다. 도3b에 도시한 바와 같이, 받침부(41)의 곡면은 적어도 타원(D)의 장축(D2)이 없는 가상 회전체의 표면에 대응한다. 즉, 단축과 장축 사이의 교차점은 받침부(41)의 상부 및 외측에 위치된다. 받침부(41)는 지지 프레임(2)이 베이스 부재(3)에 대해 경사져 있지 않을 때[베이스 부재(3)의 상부면이 지지 프레임(2)의 저부면에 평행할 때] 타원(D)의 단축(D1)으로부터 연장된 연장선이 지지 프레임(2)에 의해 지지된 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)을 관통하도록 방향 및 위치가 형성되거나 설계되어 있다.
받침부(41)의 저부 부분에는 내부에 레이저 빔을 통과시키기 위한 관통 구멍(31)이 제공되어 있다.
돌출부(42)는 지지 프레임(2)의 저부면 상에 제공되어 있다. 돌출부(42)의 갯수는 세개이다. 돌출부(42)는 돌기 형상으로 형성되어 있다. 돌출부(42)의 선단부들은 받침부(41)의 곡면과 접촉하며, 반구형 형상으로 형성되고, 서로 크기가 동일하다. 따라서, 돌출부(42)들은 받침부(41)의 곡면과 점 접촉을 하므로서, 곡면과 돌출부(42) 사이의 마찰력이 감소되고 돌출부(42)들이 곡면 위를 자유롭게 활주할 수가 있다.
여기서, 지지 프레임(2)이 베이스 부재(3)에 대해 경사져 있지 않을 때, 상술한 타원(D)에 의해 한정된 가상 회전체의 표면은 가상 구면(C)에 내접하게 된다. 가상 구면(C)은 지지 프레임(2)에 의해 지지된 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)과 일치하는 중앙점을 갖는다. 그러나, 가상 구면(C)의 직경은 타원(D)의 장축(D2)보다 더 길게 되어 있다.
따라서, 돌출부(42)는 지지 프레임(2)이 경사져 있지 않을 때, 그 각각이 받침부(41)의 표면 상에 형성된 (도3b 및 도4에 각각 선과 원으로 도시된) 원주(S)에서 받침부(41)와 접촉하도록 된 배열로 형성되거나 설계되어 있다. 원주(S)는 내접부로 작용하는 원주에 대응한다. 돌출부(42)는 받침부(41)의 중앙부 둘레에 반경방향으로 배열되어 있다. 돌출부(42)는 받침부(41)의 중앙부 둘레에 등각으로 배열될 수도 있다.
도4를 참조하면, 원주(S)는 또한 상술한 가상 구면(C)과 가상 회전체 사이의 내접부로 작용하는 원주에 대응한다. 도3b 및 도4로부터 명백한 바와 같이, 돌출부(42)는 원주(S)에 근접하여 배열되어 있다. 따라서, 돌출부(42)는 가상 구면(C)과 가상 회전체 사이의 내접부로 작용하는 원주(S) 상에서 받침부(41)의 곡면과 접촉하고, 이 위치에서 활주한다.
받침부(41)의 곡면 상에서, 가상 구면(C)과 가상 회전체 사이의 내접부로 작용하는 원주(S)는 이 원주(S)가 가상 구면(C)과 접촉한다는 사실로부터 명백한 바와 같이 가상 구면(C)의 내측면과 경사가 동일하다. 그러므로, 대물 렌즈(L)가 원주(S)에 근접한 범위 내에서 돌출부(42)를 활주함으로써 경사를 보상하게 되면, 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)은 제 위치에서 거의 움직이지 않는다.
그러나, 돌출부(42)의 활주 거리가 커지게 되면, 돌출부(42)는 가상 구면(C)의 내측면으로부터 떨어지게 되므로서, 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)이 제 위치에서 이동하게 된다. 그러나, 조절 기구(4)는 실제로 대물 렌즈 지지 장치(10)의 제조 공정에서의 부품의 치수 에러 및 조립 공정에서의 부품의 조립 에러에 의해 야기된 대물 렌즈(L)의 경사만을 보상하는데 사용된다. 따라서, 조절 거리[돌출부(42)의 활주 거리]는 대물 렌즈(L)의 경사를 보상할 경우에 매우 작으므로, 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)은 제 위치에서 거의 이동하지 않는다.
다음에, 보유 유니트에 대해 상세히 설명한다.
보유 유니트는 받침부(41)의 곡면과 돌출부(42)가 서로 접촉하고 있는 상태를 유지하며, 따라서 받침부(41)의 곡면과 돌출부(42)는 보유 유니트가 지지 프레임(2)을 베이스 부재(3)에 대해 경사지게 하는 동안 서로 떨어져 있다. 구체적으로는, 보유 유니트는 도2에 도시한 바와 같이 지지 프레임(2)과 베이스 부재(3) 사이에 설치된 스프링 기구(44) 및 두개의 나사 기구(45)를 포함하고 있다. 스프링 기구(44)와 나사 기구(45)는 받침부(41)의 중앙부 둘레에 등각으로배열되거나 반경방향으로 배열되어 있다.
스프링 기구(44)는 돌기(441)와, 판 스프링(442), 및 두개의 스프링 러그부(443)를 포함한다.
돌기(441)는 베이스 부재(3)의 상부면 상에 형성된다. 판 스프링(442)은 그 양 단부가 상방으로 약간 구부러져서 형성된 상태로 나사(444)에 의해 돌기(441) 상에 부착된 스트립 형상을 갖는다. 스프링 러그부(443)는 지지 프레임(2)의 한 단부로부터 돌출하여 판 스프링(442)의 단부들에 의해 하방으로 밀려 가압되도록 형성되어 있다. 따라서, 스프링 기구(44)가 설치되는 위치에서, 지지 프레임(2)은 끌어 당기는 바와 같은 방향으로 탄성력을 발생한다.
한편, 나사 기구(45)의 각각은 조절 나사(451)와, 코일 스프링(452)과, 스프링 수용 구멍부(453), 및 연결부(454)를 포함한다.
스프링 수용 구멍부(453)는 코일 스프링(452)을 자유롭게 수용하기 위한 바닥이 있는(bottomed) 구멍으로서 작용하는 베이스 부재(3)의 상부면 상에 형성된다. 연결부(454)는 지지 프레임(2)의 다른 단부로부터 돌출하도록 형성된다. 내부에 조절 나사(451)를 통과시키기 위한 (도시하지 않은) 관통 구멍은 스프링 수용 구멍부(453)의 저부면 상에 형성된다. 연결부(454)의 중앙부에는 내부 나사부(454a)가 형성되어 조절 나사(451)가 이 내부 나사부(454a) 안에 나사 결합된다.
코일 스프링(452)은 연결부(454)를 상방으로 밀어서 내부 나사부(454a)에 대한 조절 나사(451)의 백래쉬(backlash)를 제거해준다. 또한, 코일 스프링(452)은 조절 나사(451)의 나사 결합량에 선형으로 비례하여 지지 프레임(2)의 경사를 보유하는 작용을 한다.
상술한 구조에 있어서, 나사 기구가 설치되는 지지 프레임(2)과 베이스 부재(3) 사이의 공간은 조절 나사(451)를 결합하거나 해제하여 조절된다. 보유 유니트가 두개의 나사 기구(45)를 포함하므로, 지지 프레임(2)은 나사 기구(45)의 각각의 개별적인 조절에 의해 베이스 부재(3)에 대해 임의의 방향으로 경사질 수가 있다. 또한, 보유 유니트는 조절 나사(451)가 나사 결합을 정지했을 때 지지 프레임(2)의 경사를 일정하게 보유해주는 작용을 한다.
다음에, 대물 렌즈 지지 장치(10)의 작동에 대해 도2, 도3a 및 도3b, 도5 및 도6을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 지지 프레임(2)의 저부면 상에 부착된 돌출부(42)들을 도2, 도3a 및 도3b에 도시한 바와 같이 베이스 부재(3) 상에 형성된 받침부(41)의 곡면에 접촉하도록 곡면 상에 배치시킨다. 그 후에, 지지 프레임(2)을 스프링 러그부(443)를 거쳐 베이스 부재(3)에 하방으로 가압시킨다. 동시에, 나사 기구(45)의 코일 스프링(452)을 스프링 수용 구멍부(453) 안에 삽입시킨다. 이어서, 조절 나사(451)를 베이스 부재(3)의 하부측으로부터 코일 스프링(452)의 내부 공간들을 통해 지지 프레임(2)의 연결부(454)들 상에 형성된 내부 나사부(454a) 안으로 나사 결합시킨다.
상술한 공정을 거쳐 조립된 대물 렌즈 지지 장치(10)를 광디스크 드라이브에 설치한다. 그 후, 대물 렌즈(L)의 경사에 대한 보상 작업이 수행된다.
도5 및 도6은 베이스 부재(3)의 받침부(41)에 대해 경사진 지지 프레임(2)을 도시하고 있다. 도5 및 도6에서는, 본 발명에 따른 보상 작업의 이해를 용이하게 하기 위해서 지지 프레임(2)의 경사가 실제보다 과장되게 도시되어 있다.
지지 프레임(2)에 의해 지지된 대물 렌즈(L)가 경사지게 되면, 나사 기구(45)의 각각의 조절 나사(451)는 지지 프레임(2)[대물 렌즈(L)]의 경사를 보상해주는 방향으로 지지 프레임(2)이 경사지도록 적절히 나사 결합된다. 여기서, 돌출부(42)는 받침부(41)의 곡면 위를 활주한다. 그러나, 돌출부(42)는 어떤 돌출부(42)도 원주(S) 근처에서 활주하므로 가상 구면(C)의 경사와 대략 동일한 경사로 활주한다. 그러므로, 지지 프레임(2)이 경사져 있다 할지라도 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)은 제 위치에서 거의 이동하지 않는다.
대물 렌즈(L)의 경사를 보상한 후에는, 나사 기구(45)의 조절 나사(451)가 나사 결합 또는 해제되지 않으면 지지 프레임(2)의 보상된 경사가 결코 이동되거나 변경되지 않는다. 따라서, 대물 렌즈 지지 장치(10)는 광디스크 드라이브에 사용될 준비가 된다. 이 대물 렌즈 지지 장치(10)를 광디스크 드라이브 안에 설치한다. 그 후에, 대물 렌즈 지지 장치(10)를 전체적으로 이동시켜 대물 렌즈(L)를 대략 원하는 트랙 근처에 위치시키고, 이어서 홀더 구동 유니트(53)에 의해 가해진 운동에 의해 원하는 트랙에 위치되도록 대물 렌즈(L)를 트래킹 및 포커싱 방향으로 미세하게 조절한다.
상술한 바와 같이, 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)은 대물 렌즈(L)의 경사에 대한 보상 작업 동안에 그리고 그 후에 트래킹 및 포커싱 방향으로 제 위치에서 거의 이동하지 않는다.
또한, 받침부(41)의 곡면은 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1) 둘레에서 가상 구면(C)의 직경보다 길이가 짧은 장축(D2)을 갖는 타원(D)을 기초로 하는 가상 회전체의 가상 구면(C)을 따라 형성된다. 그 결과, 관련 기술의 것보다 깊이가 얕은 받침부(41)의 곡면을 형성할 수 있는 동시에, 관련 기술의 것보다 높이가 작은 베이스 부재(3)를 형성할 수가 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 대물 렌즈 지지 장치(10)는 높이를 감소시킬 수 있으므로, 휴대용 또는 이동용 컴퓨터와 같은 박형 타잎의 전기 장치에 적합할 수 있다.
비록 받침부(41)의 곡면이 레이저 빔이 통과하는 광축(F)과 동축인 단축(D1)을 갖는 타원(D)의 회전에 의해 형성된 가상 타원 회전체의 표면을 따라 형성되어 있다 하더라도, 가상 타원 회전체가 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1) 둘레에서 가상 구면(C)에 내접되어 있다면 단축(D1)의 위치는 제한되지 않는다(상기 회전체는 반드시 단축 둘레를 회전하고 있다).
따라서, 가상 회전체는 관련 기술처럼 가상 구면에 내접되도록 고정 위치 상에 돌출부들을 배열하지 않는[레이저 빔이 통과하는 광축(F) 둘레의 원주 상에 배열하지 않는] 방향으로 자유롭고 가변성있게 설정될 수가 있다. 그러므로, 돌출부(42)들의 배열은 임의로 선택될 수가 있다.
〈제2 실시예〉
도7, 도8a 및 도8b, 그리고 도9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 대물 렌즈 지지 장치(10A)에 대해 설명한다. 대물 렌즈 지지 장치(10A)는 대물 렌즈(L)의 경사를 보상하도록 광디스크 드라이브에 적용된다. 다음의 설명에서는, 대물 렌즈 지지 장치(10)와 동일하거나 유사한 대물 렌즈 지지 장치(10A)의 부품들에 대해 도면에 동일 번호나 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
대물 렌즈 지지 장치(10A)는 주로 돌출부 및 받침부가 전술한 대물 렌즈 지지 장치(10)와 다르다. 그러므로, 이하에서는 돌출부 및 받침부에 대해 상세히 설명한다.
도7은 지지 프레임(2A)의 저부의 평면도이다. 도7로부터 명백한 바와 같이, 돌출부들은 제1 돌출부(42A)와 제2 돌출부(42B)를 포함하고 있다. 도7과 도8a 및 도8b를 참조하면, 제1 돌출부(42A)와 제2 돌출부(42B)는 레이저 빔이 통과하는 광축(F)으로부터의 거리가 다르다.
먼저, 가상 타원(Q)이 도8a 및 도8b에 도시한 바와 같이 가상으로 설정된다.
가상 타원(Q)은 제1 가상 단면원(R1)과 제1가상 외접원(P1)이 서로 교차되는 제1 교차점(H1)에서 제1 가상 단면원(R1)과 접촉하고 있다.
제1 가상 단면원(R1)은 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)과 광축(F)을 포함하는 평면을 따르는 제1 가상 구면의 단면에 의해 한정된다. 제1 가상 구면은 제1 돌출부(42A)에 외접하며 주 지점(L1) 둘레에 형성된다. 제1 가상 외접원(P1)은 광축(F) 상의 중앙점 둘레에 형성되며 제1 돌출부(42A)와 제1 가상 구면이 서로 외접하는 제1 외접점(G1)을 포함한다.
가상 타원(Q)은 또한, 제2 가상 단면원(R2)과 제2 가상 외접원(P2)이 서로 교차되는 제2 교차점(H2)에서 제2 가상 단면원(R2)과 접촉하고 있다.
제2 가상 단면원(R2)은 대물 렌즈(L)의 주 지점(L1)을 포함하는 평면을 따르는 제2 가상 구면의 단면에 의해 한정된다. 제2 가상 구면은 제2 돌출부(42B)에 외접하며 주 지점(L1) 둘레에 형성된다. 제2 가상 외접원(P2)은 광축(F) 상의 중앙점 둘레에 형성되며 제2 돌출부(42B)와 제2 가상 구면이 서로 외접하는 제2 외접점(G2)을 포함한다.
여기서, 베이스 부재(3A)의 사시도가 도9에 도시되어 있다. 베이스 부재(3A) 상에 형성된 받침부(41A)는 제1 및 제2 곡면(41B, 41C)을 포함하는 곡면을 갖는다.
제1 곡면(41B)은 제1 가상 회전체의 일부를 따라 형성되어 있다. 제2 곡면(41C)은 제2 가상 회전체의 일부를 따라 형성되어 있다.
제1 가상 회전체는 제1 일부 가상 타원의 회전에 의해 레이저 빔이 통과하는 광축(F) 둘레에 형성된다. 제2 가상 회전체는 제2 일부 가상 타원의 회전에 의해 광축(F) 둘레에 형성된다.
제1 일부 가상 타원은 광축(F)을 따르는 가상 타원(Q)의 분할에 의해 형성된 일부이다. 제2 일부 가상 타원은 광축(F)을 따르는 가상 타원(Q)의 분할에 의해 형성된 잔여부이다.
따라서, 제1 돌출부(42A)는 받침부(41A)의 제1 곡면(41B) 위를 활주가능한 반면에, 제2 돌출부(42B)는 받침부(41A)의 제2 곡면(41C) 위를 활주가능하다. 또한, 제1 돌출부(42A)는 가상 타원(Q)과 제1 가상 단면원(R1)이 서로 접촉하는 중앙점(H1) 상의 가상 타원(Q)의 경사와 동일한 경사로 활주할 수 있다. 제2 돌출부(42B)는 가상 타원(Q)과 제2 가상 단면원(R2)이 서로 접촉하는 중앙점(H2) 상의 가상 타원(Q)의 경사와 동일한 경사로 활주할 수 있다. 그 결과, 대물 렌즈(L)의 경사에 대한 보상을 주 지점(L1)의 운동없이 수행할 수 있다.
비록 돌출부(42A, 42B)들이 광축(F) 둘레의 동일 원주 상에 서로 배열되어 있지 않다 하더라도, 받침부(41A)의 제1 및 제2 곡면(41B, 41C)을 사용함으로써 대물 렌즈(L)의 경사에 대한 보상을 수행할 수가 있다. 즉, 대물 렌즈 지지 장치(10A)는 레이저 빔이 통과하는 광축(F) 둘레의 동일 원주 상에 모든 돌출부(42A, 42B)들을 배열할 필요가 없다는 신규의 잇점을 갖는다.
이제까지 본 발명을 두개의 양호한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 다양한 다른 방식으로 용이하게 실시될 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대물 렌즈 지지 장치는 지지 프레임에 의해 지지된 대물 렌즈가 경사지게 되면 대물 렌즈의 경사를 보상해주는 방향으로 받침부의 곡면 위를 활주하는 돌출부를 가상 구면의 경사와 대략 동일한 경사로 활주하게 함으로써, 대물 렌즈의 주 지점이 대물 렌즈의 경사에 대한 보상 작업 동안에 그리고 그 후에 트래킹 및 포커싱 방향으로 제 위치에서 거의 이동하지 않게 해준다.
또한, 받침부의 곡면을 대물 렌즈의 주 지점 둘레에서 가상 구면의 직경보다 길이가 짧은 장축을 갖는 타원을 기초로 하는 가상 회전체의 가상 구면을 따라 형성함으로써, 관련 기술의 것보다 깊이가 얕은 받침부의 곡면을 형성할 수 있는 동시에 관련 기술의 것보다 높이가 작은 베이스 부재를 형성할 수가 있어, 본 발명에 따른 대물 렌즈 지지 장치의 높이를 감소시킬 수 있으므로, 휴대용 또는 이동용 컴퓨터와 같은 박형 타잎의 전기 장치에 적합할 수가 있다.

Claims (6)

  1. 레이저원으로부터 조사된 레이저 빔을 일정한 방향으로 수렴하기 위한 대물 렌즈를 지지하는데 사용되는 대물 렌즈 지지 장치에 있어서,
    상기 대물 렌즈를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 장착하기 위한 베이스 부재, 및 상기 지지 프레임이 상기 베이스 부재에 전체적으로 경사진 상태로 지지 프레임을 조절하기 위한 조절 기구를 포함하며,
    상기 조절 기구는,
    상기 베이스 부재의 상부면 상에 형성된 받침부와,
    상기 지지 프레임의 저부면으로부터 돌출하고 상기 받침부와 접촉하며 받침부를 따라 자유롭게 활주할 수 있는 복수의 돌출부와,
    상기 돌출부의 예정된 활주 범위 내에서 돌출부의 운동을 제한해주는 보유 수단을 구비하고,
    상기 받침부는 가상 회전체의 표면을 따라 형성된 곡면을 갖고, 상기 가상 회전체는 타원의 회전에 의해 그 단축 둘레에 형성되고 또한 중앙점 둘레에 형성된 가상 구면에 내접되고, 상기 중앙점은 지지 프레임에 의해 지지된 대물 렌즈의 주 지점으로 작용하고,
    상기 돌출부는 가상 구면에 내접한 가상 회전체의 영역에 대응하는 위치들에서 상기 곡면과 접촉하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단축은 상기 레이저 빔이 통과하는 광축과 실질상 동축인 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보유 수단은 상기 지지 프레임과 베이스 부재 사이에 설치된 나사 기구를 포함하며, 상기 나사 기구는 나사를 구비하고 이 나사를 조여줌으로써 상기 지지 프레임과 베이스 부재 사이의 공간을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보유 수단은 상기 나사 기구를 적어도 두개 구비하는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보유 수단은 두개의 상기 나사 기구와, 상기 베이스 부재에 부착되어 상기 지지 프레임을 하방으로 가압해주는 스프링 기구를 구비하고, 상기 두개의 나사 기구와 스프링 기구는 상기 받침부 둘레에 배열되는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
  6. 레이저원으로부터 조사된 레이저 빔을 일정한 방향으로 수렴하기 위한 대물 렌즈를 지지하는데 사용되는 대물 렌즈 지지 장치에 있어서,
    상기 대물 렌즈를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 장착하기 위한 베이스 부재, 및 상기 지지 프레임이 상기 베이스 부재에 전체적으로 경사진 상태로 지지 프레임을 조절하기 위한 조절 기구를 포함하며,
    상기 조절 기구는,
    상기 베이스 부재의 상부면 상에 형성된 받침부와,
    상기 지지 프레임의 저부면으로부터 돌출하고 상기 받침부와 접촉하며 받침부를 따라 자유롭게 활주할 수 있는 제1 돌출부 및 복수의 제2 돌출부-상기 제1돌출부와 제2 돌출부는 서로 크기가 같음-와,
    예정된 활주 범위 내에서 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부 각각의 운동을 제한해주는 보유 수단을 구비하고,
    상기 받침부는 제1 및 제2 곡면들로 이루어진 곡면을 갖고,
    상기 제1 곡면은 제1 가상 회전체의 일부를 따라 형성되고, 상기 제2 곡면은 제2 가상 회전체의 일부를 따라 형성되며,
    상기 제1 가상 회전체는 제1 일부 가상 타원의 회전에 의해 상기 레이저 빔이 통과하는 광축 둘레에 형성되고, 상기 제2 가상 회전체는 제2 일부 가상 타원의 회전에 의해 상기 광축 둘레에 형성되며,
    상기 제1 일부 가상 타원은 상기 광축을 따르는 가상 타원의 분할에 의해 형성된 일부이고, 상기 제2 일부 가상 타원은 상기 광축을 따르는 상기 가상 타원의 분할에 의해 형성된 잔여부이고,
    상기 가상 타원은 제1 가상 단면원과 제1 가상 외접원이 서로 교차되는 제1 교차점에서 상기 제1 가상 단면원과 접촉하며, 또한 제2 가상 단면원과 제2 가상 외접원이 서로 교차되는 제2 교차점에서 상기 제2 가상 단면원과 접촉하고,
    상기 제1 가상 단면원은 주 지점과 광축을 포함하는 평면을 따르는 제1 가상 구면의 일부에 의해 한정되고, 상기 제1 가상 구면은 상기 제1 돌출부에 외접하여 상기 주 지점 둘레에 형성되고, 상기 제1 가상 외접원은 상기 광축 상의 중앙점 둘레에 형성되며 상기 제1 돌출부와 제1 가상 구면이 서로 외접되는 제1 외접점을 포함하고,
    상기 제2 가상 단면원은 상기 평면을 따르는 제2 가상 구면의 일부에 의해 한정되고, 상기 제2 가상 구면은 상기 제2 돌출부에 외접하여 상기 주 지점 둘레에 형성되고, 상기 제2 가상 외접원은 상기 중앙점 둘레에 형성되며 상기 제2 돌출부와 제2 가상 구면이 서로 외접되는 제2 외접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈 지지 장치.
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