KR20020076759A - 광픽업 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 광픽업 시스템은, 대물렌즈가 탑재된 보빈과, 이 보빈을 소정 홀더에 대해 탄력적으로 이동가능하게 지지하는 탄성지지재와, 보빈을 디스크에 대한 포커스방향과 트래킹방향으로 구동시키는 구동유닛과, 보빈 일측에 마련되어 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력을 작용시키는 공기 베어링부를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성의 광픽업 시스템은, 공기베어링부에 작용하는 양력을 이용하여 디스크로부터 이격되면서 초점위치를 찾으므로 디스크와 광픽업 시스템 간의 충돌을 방지할 수 있으며, 이후 포커스코일에 전류를 공급하면서 초점위치를 계속 제어하므로 기록재생작업의 신뢰성도 확보할 수 있다.

Description

광픽업 시스템{Optical pickup system}

본 발명은 디스크의 정보기록과 재생에 사용되는 광픽업 시스템에 관한 것으로서, 특히 공기베어링을 이용하는 광픽업 시스템에 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 시스템이 구비되어 있다. 이 광픽업 시스템은, 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 대물렌즈(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, 기록매체의 고용량화가 요구됨에 따라 최근에는 디스크의 저장밀도를증가시키기 위해 트랙 피치를 가능한 한 좁히고 있다. 따라서 이와 같이 좁은 간격으로 형성된 트랙에 광스폿을 정확하게 맺히도록 하기 위해서 대물렌즈(1)와 디스크 간의 초점거리도 점차 좁혀지는 추세에 있다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이 전자기력만으로 대물렌즈(1)의 위치를 제어하는 광픽업 시스템은, 상기와 같은 고밀도 디스크를 사용하는 기록재생장치에 채용될 경우 초기 초점위치를 찾아갈 때 대물렌즈(1)가 디스크와 부딪힐 위험이 있다. 즉, 이 광픽업 시스템이 초점거리가 수 mm 수준인 일반 디스크를 사용하는 기록재생장치에 채용될 경우에는 별 문제가 없지만, 초점거리가 0.1∼0.2mm 정도로 요구되는 고밀도 디스크를 사용하는 기록재생장치에 채용될 경우에는 대물렌즈(1)의 초기 위치부터가 워낙 디스크 기록면과 근접해야 하기 때문에, 대물렌즈(1)가 초점위치를 찾아서 디스크 측으로 접근할 때 고속으로 회전하고 있는 디스크 기록면과 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 시스템이 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)가 디스크(23) 기록면에 접촉되어 있다가 떨어지면서 대물렌즈(22)의 초점위치를 찾아가기 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 있으며, 또한, 양력에 대한 반력으로 액츄에이터(20)의 기계적인 탄력을 이용하는 구조이기 때문에 시스템의 고유진동수가 그다지 높지 않아서 안정적인 기록재생이 어려운 단점도 있다. 특히, 광디스크드라이브와 같이 디스크가 고정된 타입이 아니라 턴테이블에 착탈되는 타입의 기록재생장치에서는 상대적으로 진동의 영향이 많기 때문에, 포커스나 트래킹제어의 서보 주파수도 그에 상응하는 높은 대역으로 형성되어야 하는데, 상기와 같은 시스템에서는 그 고유진동수가 서버 주파수 대역과 겹치기 쉽다. 그렇게 되면 제어 시스템이 불안정해지는 문제가 발생한다.

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

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 고밀도 디스크의 기록재생작업을 보다 안정적으로 수행할 수 있도록 개선된 광픽업 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광픽업 시스템을 도시한 도면,

도 2는 종래의 다른 형태의 광픽업 시스템을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업 시스템을 도시한 도면,

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 광픽업 시스템이 기록재생작업을 개시하는 과정을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 광픽업 시스템을 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100,200...보빈 110,210...대물렌즈

120,220...공기베어링부 131,231...포커스코일

132,232...트래킹코일 140...자석

150...요오크 160,261,262...홀더

171,172,271,272...탄성지지재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대물렌즈가 탑재된 보빈과, 상기 보빈을 소정 홀더에 대해 탄력적으로 이동가능하게 지지하는 탄성지지재와, 상기 보빈을 디스크에 대한 포커스방향과 트래킹방향으로 구동시키는 구동유닛을 포함하는 광픽업 시스템에 있어서, 상기 보빈에는, 상기 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력을 작용시키는 공기 베어링부가 마련된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탄성지지재는 상기 보빈의 양측벽에 각각 하나씩 설치되는 것이 바람직하다.

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

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업 시스템을 나타낸다.

도면을 참조하면, 자석(140)의 자로를 형성하는 요오크(150) 상에 홀더(160)가 설치되어 있고, 대물렌즈(110)를 탑재한 보빈(100)은 탄성지지재(171)(172)에 의해 상기 홀더(160)에 대해 탄력적으로 이동가능하게 지지되어 있다. 그리고, 상기 보빈(100)에는 상기 자석(140) 및 요오크(150)에 의한 자력과의 상호 작용으로 이 보빈(100)을 포커스방향(A)과 트래킹방향(B)으로 구동시키는 구동유닛으로서 포커스코일(131) 및 트래킹코일(132)이 설치되어 있다. 또한, 본 발명의 주 특징으로서, 상기 보빈(100)의 상면 즉, 디스크(미도시)와 대면하는 측에는 디스크 회전시 발생되는 공기 유동에 의해 양력을 작용시키는 공기베어링부(120)가 마련되어 있다. 즉, 디스크가 회전함에 따라 그 디스크 주변에 공기의 유동이 발생되며, 그 공기 유동이 상기 공기베어링부(120)에 부딪히면서 상기 보빈(100)을 디스크로부터 이격시키는 방향의 양력으로 작용하게 되는 것이다. 그리고, 본 발명에서는 상기 보빈(100)이 양측벽에 하나씩 연결된 두 개의 탄성지지재(171)(172) 만으로 지지된다. 이것은 기존에 4개의 탄성지지재로 지지하는 구성에 비해 필요 시 롤링방향(C)의 움직임을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

상기 구성의 광픽업 시스템에 의한 기록재생과정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 디스크(300)가 기록재생장치에 장착되면, 상기 구동유닛의 포커스코일(131)에 전류를 공급하여 보빈(100)을 디스크(300) 측으로 이동시켜서 도 4b와 같이 상기 공기베어링부(120)가 디스크(300)에 접촉되게 한다. 그러나 이때에는 아직 디스크(300)가 회전하지 않기 때문에, 접촉되더라도 광픽업 시스템 측이나 디스크(300) 측 모두에 별 충격은 작용하지 않는다. 이 상태에서 디스크(300)가 회전하기 시작하면, 디스크(300) 주위에 공기의 유동이 발생되면서 공기베어링부(120)가 그 유동되는 공기에 의해 양력을 받게 되고, 따라서 보빈(100)이 부상하여 도 4c에 도시된 바와 같이 디스크(300)로부터 이격된다. 이때 부상되는 이격거리는 약 0.1∼0.2mm 정도가 되며, 고밀도 디스크를 사용하는 기록재생장치에서는 통상 이 범위에서 초점거리가 유지된다. 따라서, 상기 공기베어링부(120)에 작용하는 양력과 상기 포커스코일(131) 등에 의한 전자기력이 상호간에 반력으로 작용하면서 보빈(100)이 승강 운동하게 되며, 이때 대물렌즈(110)는 그 초점위치를 찾아가게 된다. 즉, 전자기력을 증가시키면 보빈(100)이 양력을 극복하면서 디스크(300) 측으로 접근되고, 반대로 전자기력을 약화시키면 보빈(100)이 디스크(300)로부터 멀어진다. 이와 같은 원리로 보빈(300)을 승강시키며 디스크(300)에 대한 대물렌즈(110)의 초점위치를 찾는 것이다. 이후에는 도 4d에 도시된 바와 같이 기록재생작업을 시작하게 되며, 기록재생작업을 하는 동안 포커스코일(131)에 흐르는 전류를 제어하면서 대물렌즈(110)가 초점위치를 계속 유지하도록 콘트롤한다.

그러므로, 이와 같은 본 발명의 광픽업 시스템은 공기베어링부(120)에 작용하는 양력을 이용하여 디스크(300)로부터 이격되면서 초점위치를 찾기 때문에, 이 과정에서 회전하는 디스크(300)와 보빈(100) 또는 대물렌즈(110) 등 광픽업 시스템의 주요 부품들이 충돌할 위험이 없어지게 되며, 또한 이후 포커스코일(131)에 전류를 공급하면서 초점위치를 계속 제어하므로 기록재생작업의 신뢰성도 확보할 수 있게 된다. 그리고, 종래처럼 기계적인 탄력으로 보빈을 디스크에 밀착시키는 것이 아니기 때문에, 광픽업 시스템의 고유진동수가 상대적으로 매우 높아진다. 이것은 디스크 기록재생장치에서 포커스나 트래킹제어에 필요한 서보 주파수 대역을 훨씬 넘는 수준이 되므로, 서보 제어를 안정화시킬 수 있는 효과도 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 광픽업 시스템을 나타낸다.

본 실시예에서는 요오크(250) 상에 제1홀더(261)와 제2홀더(262)가 서로 대향된 상태로 소정 간격 이격되어 설치된다. 대물렌즈(210)를 탑재하고 그 상면에 공기베어링부(220)를 구비한 보빈(200)은 이 제1,2홀더(261)(262) 사이에 위치되어 한쌍의 탄성지지재(271)(272)에 의해 지지된다. 이 탄성지지재(271)(272)는 중간이 상기 보빈(200)의 결합부(201)에 끼워져 결합되며, 일단부는 상기 제1홀더(261)에, 타단부는 상기 제2홀더(262)에 각각 결합되어 있다. 즉, 전술한 제1실시예는보빈(100)이 홀더(160)에 지지된 탄성지지재(171)(172)의 자유단부에 매달린 구조인데 비해, 본 실시예는 제1,2홀더(261)(262)에 양단이 지지된 탄성지지재(171)(172)의 중간에 보빈(200)이 매달린 구조이다. 이것은 보빈(200)을 보다 안정적으로 지지하기 위한 것으로, 특히 롤링방향(C)의 움직임을 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 상기 보빈(200)에는 상기 자석(240) 및 요오크(250)에 의한 자력과의 상호 작용으로 이 보빈(200)을 포커스방향(A)과 트래킹방향(B)으로 구동시키는 구동유닛으로서 포커스코일(231) 및 트래킹코일(232)이 설치된다.

상기 구성에 있어서의 기록재생을 위한 초점위치 찾기 및 이후의 포커스 제어 과정은 도 4a 내지 도 4d에서 설명된 제1실시예의 경우와 동일하다. 다만, 본 실시예는 보빈(200)을 보다 안정적으로 지지하기 위해 탄성지지재(271)(272)에 의한 지지구조를 다른 방식으로 변경할 수 있음을 보인 것이다. 따라서, 본 실시예는 초점위치를 찾을 때 디스크와 광픽업 시스템 간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 보빈을 더 안정적으로 지지할 수 있으므로 보다 신뢰성 있는 포커스제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광픽업 시스템은, 공기베어링부에 작용하는 양력을 이용하여 디스크로부터 이격되면서 초점위치를 찾으므로, 회전하는 디스크와 광픽업 시스템 간의 충돌을 방지할 수 있으며, 이후 포커스코일에 전류를 공급하면서 초점위치를 계속 제어하므로 기록재생작업의 신뢰성도 확보할 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 (4)

1. 대물렌즈가 탑재된 보빈과, 상기 보빈을 소정 홀더에 대해 탄력적으로 이동가능하게 지지하는 탄성지지재와, 상기 보빈을 디스크에 대한 포커스방향과 트래킹방향으로 구동시키는 구동유닛을 포함하는 광픽업 시스템에 있어서,

   상기 보빈에는, 상기 디스크의 회전 시 발생되는 공기 유동에 따라 그 디스크로부터 이격되는 방향으로 양력을 작용시키는 공기 베어링부가 마련된 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄성지지재는 상기 보빈의 양측벽에 각각 하나씩 설치된 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 홀더는 상기 보빈을 사이에 두고 상호 대향되게 배치되는 제1,2홀더로 이루어지며,

   상기 각 탄성지지재는, 일단부가 상기 제1홀더에 결합되고 타단부는 상기 제2홀더에 결합되며 그 중간이 상기 보빈에 결합됨으로써 상기 제1,2홀더에 대해 상기 보빈을 탄력적으로 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 구동유닛은,

   상기 보빈에 설치되어 상기 보빈의 포커스 및 트래킹방향의 구동을 위한 통전경로를 형성하는 포커스코일 및 트래킹코일과,

   상기 포커스코일과 트래킹코일을 흐르는 전류와 함께 그 보빈을 구동시키는 전자기을 발생시키기 위한 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템.