KR20010056081A - 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터에 관한 것으로서, 본 발명은 복수개의 대물렌즈가 각각 서로 다른 광축 경사를 갖도록 상면에 장착된 보빈과, 상기 대물렌즈가 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 가동되도록 상기 보빈을 구동시키는 구동수단으로 구성됨으로써 거의 모든 광축 경사에 대응할 수 있게 되어 대부분의 디스크에 대해 재생이 가능하게 되고 재생신호의 품질이 높아져 고밀도 기록 재생이 가능하게 되며 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 구조가 간단하여 소형, 경량화가 가능한 동시에 제조비용이 절감되고, 상기한 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 조정작업이 간단하며 그 조정에 걸리는 시간도 단축되도록 한 것이다.

Description

광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터{ACTUATOR FOR COMPENSATING INCLINATION OF AXIS OF BEAM IN OPTICAL PICK UP}

본 발명은 광 기록 재생 장치에 관한 것으로서, 특히 정보의 기록 또는 재생시 디스크에 광빔을 수직으로 입사시키기 위한 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터에 관한 것이다.

현재 통상적으로 사용되는 광픽업 장치의 엑츄에이터는 포커싱과 트랙킹의 2자유도로 가동시킬 수 있도록 구성된 구조로서, 광빔의 초점이 항상 디스크의 기록면에 맺히도록 대물렌즈를 구동시키는 포커스 엑츄에이터부와, 상기한 광빔이 항상 디스크의 트랙을 따라 이동되도록 대물렌즈를 구동시키는 트랙킹 엑츄에이터부로 이루어져 있다.

상기한 바와 같은 광픽업 장치의 엑츄에이터에서는 보통 고주파 응답을 위해 구동부가 최대한 가볍게 되도록 대물렌즈만을 가동시키는 구조로 되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광픽업 장치의 엑츄에이터가 도시된 사시도이고, 도 2는 디스크에 입사되는 광빔의 광축이 수직인 상태가 도시된 도면이고, 도 3은 디스크에 입사되는 광빔의 광축이 기울어진 상태가 도시된 도면이다. 또한, 도 4는 상기한 광빔의 광축 경사와 재생신호의 지터 사이의 관계가 도시된 그래프이고, 도 5는 상기한 광빔의 광축 경사에 따른 재생한계를 설명하기 위한 그래프이다.

상기한 도 1을 참조하면, 상기한 광픽업 장치의 엑츄에이터는 1개의 대물렌즈(1)가 상면에 장착된 원통형의 보빈(3)과, 상기 대물렌즈(1)를 포커스 방향으로가동시키도록 상기 보빈(3)의 둘레면에 권선된 포커스 구동용 코일(7)과, 상기 대물렌즈(1)를 트랙킹 방향으로 가동시키도록 상기 보빈(3)의 둘레면을 따라 일정 간격을 사이에 두고 복수개 형성된 트랙킹 구동용 코일(9)과, 상기 보빈(3)의 포커스 방향 및 트랙킹 방향 구동이 가능하도록 보빈(3)을 지지하는 지지대(5)와, 상기 포커스 구동용 코일(7) 및 트랙킹 구동용 코일(9)이 자기장 속에 위치되도록 상기 지지대(5)에 설치되는 요오크(미도시) 및 영구자석(11)으로 구성된다.

여기서, 상기 보빈(3)은 지지대(5)의 중심에 형성된 회전중심축(5a)에 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 구동 가능하도록 삽입되어 있다. 즉, 상기 보빈(3)은 회전중심축(5a)을 따라 수직 이동 가능한 동시에 상기 회전중심축(5a)을 중심으로 회전 가능하도록 설치되어 있다.

또한, 상기 요오크는 포커스 구동용 코일(7) 및 트랙킹 구동용 코일(9)의 안쪽에 위치되도록 상기 지지대(5)의 회전중심축(5a)에 장착되고, 상기 영구자석(11)은 포커스 구동용 코일(7) 및 트랙킹 구동용 코일(9)의 바깥쪽에 위치되도록 지지대(5)의 외측에 형성된 격벽부(5b)에 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 광픽업 장치의 엑츄에이터에서는, 대물렌즈(1)를 포커스 방향으로 가동시키기 위해 포커스 구동용 코일(7)에 전류를 흘리면 상기 포커스 구동용 코일(7)에 의해 보빈(3)을 포커스 방향으로 구동시키려고 하는 전자기력이 발생된다. 이와 같이 상기 포커스 구동용 코일(7)에 의해 발생된 전자기력에 의하여 상기 보빈(3)이 포커스 방향, 즉 수직 방향으로 구동되면 대물렌즈(1)의 포커스 방향으로의 가동이 이루어진다.

이와 마찬가지로, 상기 대물렌즈(1)를 트랙킹 방향으로 가동시키기 위해 트랙킹 구동용 코일(9)에 전류를 흘리면 상기 트랙킹 구동용 코일(9)에 의해 보빈(3)을 트랙킹 방향으로 구동시키려고 하는 전자기력이 발생되고, 이렇게 상기 트랙킹 구동용 코일(9)에 의해 발생된 전자기력에 의하여 상기 보빈(3)이 트랙킹 방향으로 구동되면, 즉 상기 보빈(3)이 회전중심축(5a)을 중심으로 회전되면 상기 대물렌즈(1)의 트랙킹 방향으로의 가동이 이루어져 디스크의 트랙 편심을 추종시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 대물렌즈(1)의 포커스 및 트랙킹 제어를 통하여 디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생이 진행되는 동안, 상기 디스크에 입사되는 광빔의 중심축인 광축은 디스크의 기록면과 수직을 이루는 것이 좋다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 정보의 기록 또는 재생을 위해 대물렌즈(1)를 통과한 광빔이 디스크(D)의 기록면에 수직으로 입사되는 것이 좋다.

이는 상기한 광빔이 수직으로 입사되지 않고 도 3에 도시된 바와 같이 디스크(D)의 기록면에 대해 β라는 경사각만큼 기울어진 채 입사되면 수차가 발생되어 디스크(D)에 대한 정보의 기록 또는 재생이 곤란해지기 때문이다.

상기한 도 4 및 도 5를 참조하여 더 상세하게 설명하면, 상기 디스크(D)의 기록면에 대해 광빔이 수직으로 입사되어 그 광축 경사가 '0'인 경우에는 도 4에 나타난 바와 같이 재생신호의 지터가 최소화된다. 이는 재생신호의 품질이 가장 좋다는 것을 의미한다.

반면에, 상기 광빔이 좌우 어느 방향으로든 기울어져 광축 경사가 생기면 재생신호의 지터가 급격히 증가하여 정보의 재생이 곤란하게 된다. 특히, 상기한 광빔의 광축 경사가 어느 한계를 넘으면 디스크(D)의 정보를 전혀 읽어들일 수 없게 되는 상태에 도달하게 되고, 이때의 지터 값인 a를 재생한계지터, 광축의 경사각을 재생한계경사각이라고 한다. 그리고, 디스크(D)의 정보가 재생 가능한 광축 경사 범위인 b는 한계경사각여유라고 한다.

그런데, 상기 디스크(D)에 대해 광빔의 광축이 어느 정도 기울어지게 되는 것은 조립 가공의 한계 및 제조원가의 절감으로 인해 피할 수 없는 현상이다.

즉, 디스크(D)에 입사되는 광빔이 기울어지게 되는 원인으로는 디스크(D)의 휨, 디스크(D)가 안착되는 턴테이블의 가공 오차, 광픽업의 조립 오차, 광픽업을 지지 및 안내하는 가이드축의 조립 오차 등이 있는데, 현재의 가공 능력의 한계와 제조비용의 절감 문제를 고려할 때 상기한 각각의 오차들을 모두 제거하기는 불가능하므로 광빔의 광축이 어느 정도 경사지게 되는 것은 어쩔 수 없는 일이다.

따라서, 실제 광빔의 광축 경사에 대한 지터특성은 도 5와 같이 어느 한쪽으로 c만큼 치우치게 되고 이때의 한계경사각여유는 d로 광축이 수직인 경우의 b보다 작아진다.

또한, 상기한 광빔의 광축 경사가 재생 가능한 경사각 범위 내에 있다고 하더라도 디스크(D)의 기록면이 디스크(D)의 휨 등에 의해 영향을 받아서 기울어지는 일이 빈번하므로 실제적인 광축의 재생 가능한 경사각 범위는 더욱더 줄어든다고 할 수 있다.

특히, 최근에는 디스크(D)에 더 많은 정보를 담기 위해 디스크(D)가 점점 고밀도화되는 추세인데, 이러한 고밀도 디스크(D)에서는 상기한 광빔의 한계경사각여유가 급속히 줄어들 수밖에 없게 되므로 기계적인 가공 한계 이상의 높은 정밀도가 요구되고 있다.

따라서, 상기한 광빔의 광축 경사에 대한 기계적인 경사 오차를 보정하거나 광축의 경사각을 자동으로 제어할 필요성이 증대되고 있으며, 이와 같은 필요성에 의해 광축의 경사각을 보정할 수 있는 광축 보상 장치가 개발되었다.

도 6은 상기한 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 종래의 광축 보상 장치가 개략적으로 도시된 구성도로서, 이를 참조하면, 종래의 광축 보상 장치는 광픽업(20)을 지지하고 있는 가이드축(21)의 경사를 조정함으로써 광빔의 광축 경사를 보정할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기한 종래의 광축 보상 장치는 전동모터(22)에 의해 가이드축(21)의 일단을 받치고 있는 경사캠(23)이 회전되면 상기 경사캠(23)의 회전량에 따라 가이드축(21)의 일단이 반대쪽 끝단을 회전 중심으로 상하 방향으로 회전되면서 그 경사가 조정되는 방식으로 디스크(D)와 광빔의 광축이 이루는 각이 수직이 되도록 광픽업(20)의 광축 경사를 조정하는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 광축 보상 장치는 그 크기가 매우 커서 소형화가 불가능하기 때문에 점점 소형, 경량화되어 가고 있는 최근 추세에 적합하지 않으며, 광빔의 광축 경사를 자동 조정하는데 에도 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 부품수가 많기 때문에 조립작업이 복잡하고 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

상기에서, 미설명된 참조번호 24는 스핀들모터, 참조번호 25는 턴테이블, 참조번호 26은 클램프, 참조번호 27은 가이드축 지지대를 각각 나타내고 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 구조가 간단하여 소형, 경량화가 가능한 동시에 제조비용이 절감되고, 상기한 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 조정작업이 간단하며 그 조정에 걸리는 시간도 단축되도록 하는 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광픽업 장치의 엑츄에이터가 도시된 사시도,

도 2는 디스크에 입사되는 광빔의 광축이 수직인 상태가 도시된 도면,

도 3은 디스크에 입사되는 광빔의 광축이 기울어진 상태가 도시된 도면,

도 4는 상기한 광빔의 광축 경사와 재생신호의 지터 사이의 관계가 도시된 그래프,

도 5는 상기한 광빔의 광축 경사에 따른 재생한계를 설명하기 위한 그래프,

도 6은 상기한 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 종래의 광축 보상 장치가 개략적으로 도시된 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터가 도시된 사시도,

도 8은 상기한 광축 경사 보정용 엑츄에이터의 평면도,

도 9는 도 8의 A-A'선 단면도,

도 10은 본 발명에 의한 광축 보상 효과를 설명하기 위한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 대물렌즈 53 : 보빈

55 : 지지대 55a : 회전중심축

57 : 포커스 구동용 코일 59 : 트랙킹 구동용 코일

61 : 영구자석

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복수개의 대물렌즈가 각각 서로 다른 광축 경사를 갖도록 상면에 장착된 보빈과, 상기 대물렌즈가 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 가동되도록 상기 보빈을 구동시키는 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터가 도시된 사시도이고, 도 8은 상기한 광축 경사 보정용 엑츄에이터의 평면도이고, 도 9는 도 8의 A-A'선 단면도이고, 도 10은 본 발명에 의한 광축 보상 효과를 설명하기 위한 그래프이다.

상기한 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 원통형의 보빈(53)을 지지하기 위한 지지대(55)의 중심에는 회전중심축(55a)이 형성되고, 상기 보빈(53)은 상기 회전중심축(55a)에 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 구동 가능하도록 삽입된다. 즉, 상기 보빈(53)은 회전중심축(55a)을 따라 수직 이동 가능한 동시에 상기 회전중심축(55a)을 중심으로 회전 가능하도록 설치된다.

또한, 상기 보빈(53)의 상면에는 각각 서로 다른 광축 경사를 갖도록 복수개의 대물렌즈(51)가 장착되어 있다.

또한, 상기한 복수개의 대물렌즈(51)는 일체형으로 형성되어 상기 보빈(53)에 장착되어 있다. 이는 보빈(53)에 대한 대물렌즈(51)의 고정 작업을 용이하게 하기 위함이다.

또한, 상기한 각각의 대물렌즈(53)는 각각의 중심이 동심원주상에 위치되도록 배열 형성되어 있다.

또한, 상기 보빈(53)의 둘레에는 대물렌즈(51)를 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 가동시키기 위한 포커스 구동용 코일(57) 및 트랙킹 구동용 코일(59)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 포커스 구동용 코일(57)은 보빈(53)의 둘레에 권선되어 있고, 상기 트랙킹 구동용 코일(59)은 보빈(53)의 둘레면을 따라 일정 간격을 사이에 두고 복수개 형성되어 있다.

또한, 상기 지지대(55)에는 포커스 구동용 코일(57) 및 트랙킹 구동용 코일(59)이 자기장 속에 위치되도록 상기 포커스 구동용 코일(57) 및 트랙킹 구동용 코일(59)의 안쪽과 바깥쪽에 각각 복수개의 요오크와 영구자석(61)이 설치되어 있다.

즉, 상기 요오크는 지지대(55)의 회전중심축(55a)에 장착되어 상기 보빈(53)의 내측에 위치되도록 설치되고, 상기 영구자석(61)은 지지대(55)의 외측에 형성된 격벽부(55b)에 장착되어 상기 보빈(53)의 외측에 위치되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 보빈(53)의 내부에는 각각의 대물렌즈(51)가 요오크와 영구자석(61) 사이에 형성된 자기장 속에서 항상 중심 위치를 유지할 수 있도록 상기 대물렌즈(51)와 대응되는 위치에 철편이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터에서는, 디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생을 위해 사용되고 있는 초기 대물렌즈(51a)의 광축이 상기 디스크의 기록면에 대해 기울어져 있는 상태이면 디스크의 기록면과 수직을 이룰 수 있는 광축 경사를 가진 다른 대물렌즈(51b)(51c)를 선택하여 사용하면 된다.

즉, 디스크의 기록면에 대해 초기 대물렌즈(51a)를 통과한 광빔의 광축이 경사지게 되면 보빈(53)을 회전시켜 다른 광축 경사를 갖는 인접한 대물렌즈(51b)(51c)로 위치 바꿈을 행하면 된다.

이때, 상기 대물렌즈(51)의 위치 바꿈을 위해서는 기존의 트랙킹 제어에 사용되는 구조를 이용하여 상기 보빈(53)을 회전시키면 되므로 대물렌즈(51)의 자동 위치 바꿈을 위한 별도의 구동 장치는 불필요하다.

이와 같이 대물렌즈(51)의 위치 바꿈이 행해지면 보빈(53)에 설치된 철편이요오크와 영구자석(61) 사이의 자기장 속에서 자기 평형 위치를 찾아가면서 상기 대물렌즈(51)의 중심위치가 유지되게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 초기 대물렌즈(51a)의 광축과 디스크 기록면 사이의 경사각이 재생한계경사각을 벗어나 상기한 초기 대물렌즈(51a)에 의한 정보의 기록 또는 재생이 불가능해지더라도 다른 광축 경사를 갖는 대물렌즈(51b)(51c)로 위치 바꿈을 하여 정보의 기록 또는 재생 작업을 수행하면 되므로 디스크의 휨, 디스크가 안착되는 턴테이블의 가공 오차, 광픽업의 조립 오차, 광픽업을 지지 및 안내하는 가이드축의 조립 오차 등의 요인에 관계없이 거의 모든 디스크에 대한 정보의 기록 또는 재생이 가능해진다.

즉, 상기한 대물렌즈(51)의 광축 경사가 디스크 규격을 만족하는 범위 내에서 다양한 값을 갖도록 미리 제작해놓는다면 항상 디스크의 경사를 추종하지 않더라도 디스크의 경사여유범위를 만족할 수 있게 된다.

상기한 도 9 및 도 10을 참조하면, 위치 바꿈을 한 대물렌즈(51c)의 광축 경사에 의해 e만큼 광빔의 광축 경사가 보상되면 재생 가능한 광축 경사 범위가 g가 되어 보상하기 전의 f보다 커짐을 알 수 있다. 이때, 도 10에 도시된 a는 정보의 재생이 불가능해지는 경우의 지터값인 재생한계지터를 나타내고, c는 광픽업 장치의 제조시 허용되는 있는 광축 경사의 범위를 나타낸다.

만약, 디스크의 경사여유범위가 디스크의 고밀도화로 인해 줄어든다면 상기 대물렌즈(51)의 개수를 늘려 대물렌즈(51)에 의해 재생 가능한 광축 경사 범위가 커지도록 하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터는, 각각 서로 다른 광축 경사를 갖는 복수개의 대물렌즈(51)를 구비함으로써 디스크의 기록면과 수직을 이룰 수 있는 광축 경사를 가진 대물렌즈(51)를 선택하여 사용하면 되므로 항상 디스크의 경사를 추종하지 않더라도 임의의 광축 경사에 대부분 대응할 수 있게 되어 거의 모든 디스크에 대해 재생이 가능하게 되고 재생신호의 품질이 높아져 고밀도 기록 재생이 가능하게 되며 드라이브에 대한 신뢰성 및 안정성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 상기한 본 발명은 대물렌즈(51)의 위치 바꿈을 행하는데 기존의 트랙킹 제어를 수행하는 구조를 이용하면 되므로 상기 대물렌즈(51)의 자동 교체를 위한 별도의 구동 장치가 불필요해져 장치의 소형, 경량화가 가능한 동시에 제조비용이 절감되고, 상기한 광빔의 광축 경사를 보정하기 위한 조정작업이 간단하며 그 조정에 걸리는 시간도 단축되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 복수개의 대물렌즈가 각각 서로 다른 광축 경사를 갖도록 상면에 장착된 보빈과, 상기 대물렌즈가 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 가동되도록 상기 보빈을 구동시키는 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 복수개의 대물렌즈는 일체형으로 형성되어 상기 보빈에 장착된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 복수개의 대물렌즈는 각각의 중심이 동심원주상에 위치되도록 배열 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치의 광축 경사 보정용 엑츄에이터.