KR20030005290A - 대물렌즈 구동장치 및 대물렌즈 구동장치를 이용한광학픽업 장치 - Google Patents

대물렌즈 구동장치 및 대물렌즈 구동장치를 이용한광학픽업 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학픽업 장치에 이용되는 대물렌즈 구동장치이고, 고정부와, 대물렌즈가 설치된 렌즈보빈과, 렌즈보빈과 고정부의 어느 한편에 부착되는 적어도 한 개의 마그네트와, 렌즈보빈과 고정부중 타편에 부착되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와, 고정부와 렌즈보빈의 사이에 설치되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있다.

Description

대물렌즈 구동장치 및 대물렌즈 구동장치를 이용한 광학픽업 장치{Objective lens drive device, and optical pickup device using objective lens drive device}
종래, 광디스크와 같은 광학기록매체에 대하여 정보신호를 기입하고, 이 기록매체에 기록된 정보신호를 판독하기 위해, 광학 픽업장치가 이용되고 있다. 이 종류의 광학픽업장치는 반도체 레이저와 같은 광원 및 포토 다이오드와 같은 수광소자가 설치된 본체와, 광원에서 출사된 광속이 입사되는 대물렌즈와, 이 대물렌즈를 후술하는 일정의 방향으로 변위시키는 구동기구를 구비하고 있다.
이 대물렌즈 구동기구는 광원에서 출사된 광속을 광학 기록매체의 신호기록면상에 집광시키는 대물렌즈를, 이 대물렌즈의 광축방향, 즉 포커스 방향 및 광축에 직교하는 방향, 즉 트래킹 방향으로 이동조작 가능하게 지지하는 동시에, 전자 액츄에이터에 의해 포커스 방향 및 트래킹 방향으로 변위시킨다. 대물렌즈 구동기구는 대물렌즈를 이 대물렌즈의 광축방향 및 광축방향에 직교하는 방향으로 이동조작함으로써, 이 대물렌즈에 의해 광학 기록매체의 신호 기록면상에 집광된 스포트를 광학기록매체의 신호기록면상의 기록트랙에 추종시킨다. 즉, 대물렌즈 구동기구는 대물렌즈를 이 대물렌즈의 광축방향, 즉 포커스 방향으로 이동조작함으로써, 광원에서 출사된 광속을 신호 기록면상에 집광시키는 포커스 제어를 행한다. 대물렌즈 구동기구는 대물렌즈를 이 대물렌즈의 광축방향의 포커스 방향 및 트래킹 방향, 즉 기록트랙의 접선에 직교하는 방향으로 이동조작함으로써, 광원에서 출사된 광속의 집광점을 기록트랙에 추종시키는 트래킹 조정을 행한다.
대물렌즈 구동기구는 본체에 부착되는 고정부와, 대물렌즈가 부착되는 렌즈보빈과, 이들 고정부 및 렌즈보빈 사이를 연결하는 지지부재를 갖는다. 지지부는 가뇨성을 갖는 4개의 가는 선형의 부재로 구성되고, 렌즈 보빈을 고정부에 대하여 상술한 광축과 평행한 방향과 광축과 직교하는 방향으로 이동가능하게 지지하고 있다. 즉, 지지부를 구성하는 각 선형의 부재의 각각은 일단측이 고정부에 부착되고, 타단측이 렌즈보빈에 부착되어 있다.
고정부에는 마그네트 및 요크로 이루는 자기 회로부가 설치되어 있다. 렌즈보빈에는 자기회로부를 구성하는 마그네트에 의해 형성되는 자계중에 위치하는 포커스용의 구동코일 및 트래킹용의 구동코일이 부착되어 있다. 이 대물렌즈 구동기구에 있어서, 포커스용의 구동코일은 급전되면, 자기회로부가 형성하는 자계와의 작용에 의해, 렌즈보빈과 함께, 대물렌즈의 광축방향으로 이동시킨다. 트래킹용 구동코일은 급전되면, 자기회로부가 형성하는 자계와의 작용에 의해 렌즈보빈과 함께, 대물렌즈의 광축에 직교하는 방향으로 이동시킨다. 이와 같은 각 구동코일과 자기회로부와의 사이의 작용에 의해, 광원에서 출사된 광속을 대물렌즈에 의해 신호기록면상에 집속시킨 스포트가 신호기록면의 상하 움직임이나 기록트랙을 추종하도록 포커스 제어 및 트래킹 제어가 행해진다.
이 대물렌즈 구동기구에 있어서, 각 구동코일로의 급전은 지지부를 구성하는 각 선형의 부재를 통하여 행해진다. 그 때문에, 이들 선형의 부재는, 전기저항이 낮고, 또한 사용주파수대역내에 있어서 공진을 생기게 하지 않는 재료가 이용되는 것이 요망되고, 예를 들면 베릴륨동과 같은 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 선형의 부재는 두께가 80μm 정도, 폭이 80μm 내지 90μm 정도이고, 길이가 15mm 내지 20mm 정도로 형성되어 있다.
상술과 같은 대물렌즈 구동장치는 지지부재를 구성하는 4개의 선형의 부재가 각각 포커스용 구동코일, 트래킹용 구동 코일로의 급전선으로서 이용되기 때문에, 서로 전기적으로 독립하고, 서로 절연되어 있을 필요가 있다. 따라서, 지지부를 구성하는 선형의 부재는 1개씩 별개의 부재로서 형성하지 않으면 안된다.
이와 같은 선형의 부재를 비틀어짐이나 휘어짐을 생기게 하지 않고 고정도(高精度)로 형성하는 것은 곤란하였다. 이 종류의 선형의 부재는 먼저, 판재를 타발가공하고, 도 1에 나타내는 것같이, 복수개의 선형의 부재(101, 101)가 틀형의 프레임(102)내에 위치하고 각각의 양단측을 프레임(102)의 내측연에 지지된 것을 형성하고, 다음에, 각 선형의 부재(101, 101)를 프레임(102)에서 절단함으로써 형성된다. 선형의 부재(101)는 프레임(102)에서 절단되는 때에, 비틀어짐이나 휘어짐이 생기게 된다.
여기서, 복수개의 선형의 부재(101, 101)가 프레임(102)에 지지된 형태에 있어서, 인사이트 성형법을 이용하여, 대물렌즈 구동기구에 인접하는 2개의 선형의 부재(101, 101)의 양단측을 합성수지재료(103, 103)에 의해 연결함으로써, 선형의 부재(101)의 비틀어짐이나 휘어짐을 억제하는 것이 고려된다. 이 경우에는, 2개의 선형의 부재(101, 101)를 합성수지재료(103, 103)에 의해 양단측을 연결한 그 대로의 상태로 프레임(102)으로부터 절단하고, 이 상태로 대물렌즈 구동기구에 이용한다. 이와 같이 합성수지재료(103, 103)에 의해 선형의 부재(101, 101)를 연결시킨 부품은 선형의 부재 단체의 것에 비교하여 극히 두껍게 되어 버린다. 합성수지재료(103, 103)에 의해 선형의 부재(101, 101)를 연결시킨 부품은 부분적으로 두께가 다르므로, 그대로 중합되면, 선형의 부재(101)가 변형하게 될 염려가 있다. 이와 같이 선형의 부재(101, 101)를 연결시킨 부품을 선형의 부재(101)의 변형을 방지한 상태로 수송하기에는, 전용의 곤포재를 이용할 필요가 있다. 선형의 부재(101, 101)를 연결시킨 부품을 대량으로 곤포하여 수송하는 경우, 수송곤포는 전용의 곤포재를 이용한 매우 번거로운 것으로 되어 버리고, 수송효율을 향상시킬수 없다.
또한, 상술의 선형의 부재를 구성하는 재료로서 적합하게 되어 있는 베릴륨동은 입수가 곤란하고, 고가도 있다.
본 발명은 광디스크와 같은 광학기록매체에 대하여 정보신호를 기입하고, 이 기록매체에 기록된 정보신호를 판독하기 위해 이용되는 광학 픽업장치 및 이 광학 픽업장치에 적용되기에 유용한 대물렌즈 구동장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 대물렌즈 구동장치에 이용되는 지지부재를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치를 나타내는 평면도이고, 도 5는 그 측면도이고, 도 6은 정면도이다.
도 7은 대물렌즈 구동장치를 구성하는 지지부재를 제조하는 도중의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치에 이용되는 지지부재를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 관계되는 광학픽업장치를 나타내는 종단면도이다.
도 10은 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치의 대물렌즈의 광축과 평행한 방향에 있어서의 가동부의 진동특성을 나타내는 그래프이고, 도 11은 대물렌즈의 광축에 직교하는 평면방향에 있어서의 가동부의 진동특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 상술한 것같은 종래의 실정을 감안하여 제안되는 것이며, 렌즈보빈을 지지하는 선형의 지지부재를 용이하게 형성할 수 있고, 지지부재의 곤포 및수송이 용이하고, 또한 지지부재를 구성하는 재료의 입수가 용이하고 값싸게 제조할 수 있는 대물렌즈 구동장치 및 이 광학 픽업장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술과 같은 목적을 달성하기 위해 제안되는 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치는 대물렌즈가 설치된 렌즈 보빈과, 렌즈 보빈에 설치된 적어도 한 개의 마그네트와, 마그네트와 함께 상기 렌즈 보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와, 코일부가 설치된 고정부와, 고정부와 렌즈 보빈의 사이에 설치되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있다.
탄성지지부는 일단이 렌즈보빈에 부착되고, 타단이 고정부에 부착된 복수의 선형의 지지부를 구비하고 있다.
탄성지지부는 복수의 지지부중 2개의 지지부를 대물렌즈의 광축과 평행이 되도록 양단에서 연결하는 2개의 연결부로서 구성된 제 1탄성지지부재와 제 2탄성지지부재로 구성되어 있다.
제 1탄성지지부재와 제 2탄성지지부재는 스텐레스로 이루는 판재에 타발가공을 실시함으로써 형성된다.
고정부에는 복수의 지지부의 타단측이 각각 삽입되는 복수의 홈부가 형성되고, 또한 홈부에 복수의 지지부의 타단측과 접하도록 설치되는 댐퍼재를 구비하고 있다.
렌즈 보빈에는 거의 장방형의 틀형으로 형성된 요크가 설치되고, 요크의 서로 대향하는 내벽에 소정의 간극을 갖고 2개의 마그네크가 설치되고, 2개의 마그네트의 사이에 코일부가 배치되어 있다.
또, 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치는 고정부와, 대물렌즈가 설치된 렌즈보빈과, 렌즈보빈과 고정부의 어느 한편에 부착되는 적어도 한 개의 마그네트와, 렌즈보빈과 고정부중 타편에 부착되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와, 고정부와 렌즈보빈의 사이에 설치되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있다.
또한, 본 발명은 광학픽업장치이고, 광원과, 광원에서 출사된 광속을 집광하는 대물렌즈가 설치된 렌즈보빈과, 대물렌즈에 광원에서 출사된 광속을 인도하기 위한 개구부가 형성된 고정부와, 렌즈보빈과 고정부의 어느 한편에 부착되는 적어도 한 개의 마그네트와, 렌즈보빈과 고정부중 타편에 부착되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와, 고정부와 렌즈보빈의 사이에 설치되고, 렌즈보빈을 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치와, 대물렌즈를 통하여 입사한 광속을 검출하는 광검출기를 구비하고 있다.
본 발명의 또한 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은 이하에 있어서 도면을 참조하여 설명되는 실시의 형태의 설명으로부터 일층 명확하게 된다.
이하, 본 발명을 광학기록매체인 광디스크에 대하여 정보신호를 기록하고, 이 기록매체에 기록된 정보신호를 판독하기 위해 이용되는 광학픽업장치에 이용되는 대물렌즈 구동장치에 적용한 예를 들어 설명한다.
본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치는 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 것같이, 고정부가 되는 베이스 부재(1)와, 대물렌즈(2)가 부착된 렌즈보빈(3)과, 이들 고정부 및 렌즈보빈 사이를 연결하는 탄성지지부로서의 4개의 지지부재(4a)를 갖고 있다.
베이스부재(1)는 합성수지재료에 의해 거의 평판형의 부재로서 일체적으로 형성되고, 상면 후방측에 지지판(5) 및 한 쌍의 지주(6, 6)가 돌출하도록 설치되어 있다. 이들 지지판(5)과 한 쌍의 지주(6, 6)의 사이에는 거의 평판형의 부착판(7)이 경압입에 의해 부착되어 있다. 부착판(7)은 지지판(5)과 한쌍의 지주(6, 6)의 사이에 삽입됨으로써, 이들 지지판(5)과 한쌍의 지주(6, 6)에 의해 지지된다. 이 부착판(7)은 도 3에 나타내는 것같이, 그 양측에 부착암부(8, 8)를 가지고 있다. 부착암부(8, 8)는 부착판(7)으로부터 양측에 돌출 설치된 팔 형상으로 형성되고, 각각의 선단의 평탄부가 서로 평행이 되도록 형성되어 있다. 이들 부착암부(8,8)의 각각의 선단의 평면부에는 거의 중앙부에 위치하는 위치결정보스(9)가 설치되어 있다.
지지부재(4a)는 가뇨성(可撓性)을 갖는 가는 선형상으로 형성되고, 렌즈보빈(3)을 베이스부재(1)에 대하여 도 2중 화살표(F)방향, 화살표(T)방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. 즉, 각 지지부재(4a)는 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 것같이, 일단측이 베이스부재(1)에 부착되고, 타단측이 렌즈보빈(3)에 부착된다. 각 지지부재(4)는 도 3에 나타내는 것같이, 대물렌즈(2)의 광축과 평행한방향에 위치하는 2개의 지지부(4a)가 한 조로 되고, 서로 양단측 부분을 연결편(10, 10)에 의해 연결하고, 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향으로 서로 평행이 된 상태이고, 스텐레스재를 이용하여 일체적으로 형성되어 있다. 이들 2개의 지지부(4a, 4a) 및 한쌍의 연결편(10, 10)은 후술하는 것같이, 스텐레스의 박판에서 타발가공에 의해 일체적으로 형성된다.
각 연결편(10, 10)에는 거의 중앙부에 위치결정공(11)이 설치되어 있다. 일단측에 위치하는 연결편(10)에 설치된 위치결정공(11)은 원형공이고, 타단측에 위치하는 연결편(10)에 설치된 위치결정공(11)은 지지부(4a)에 평행한 방향을 장축으로 하는 장원형공이다. 각 연결편(10, 10)은 위치결정공(11)을 사이에 두고 한쌍의 접착용 공(12, 12)이 설치되어 있다.
탄성지지부재(4, 4)는 도 3에 나타내는 것같이, 일단측의 연결편(10)의 위치결정공(11)에, 부착암부(8)의 선단면의 위치결정보스(9)를 삽입한 후, 접착용공(12, 12)에 접착제(13)를 도포함으로써, 연결편(10)과 부착암부(8)의 선단면과의 사이가 접착제(13)에 의해 접합되고, 지지부재(4, 4)는 각각 부착암부(8)의 선단면에 부착된다. 이때, 각 지지부(4a, 4a 및 4a, 4a)는 부착암부(8)에서 지지판(5)의 측연을 지나서 도 2에 나타내는 것같이, 전방측에 향하여 지지된 상태로 된다. 2개의 탄성부재(4, 4)는 도 2 또는 도 4에 나타내는 거같이, 대물렌즈(2)를 사이에 두고 렌즈보빈(3)의 양측에 서로 평행이 되도록 렌즈보빈(3)과 지지판(5)의 사이에 부착된다. 양측의 각 부착암(8,8)에 각각 지지부(4a, 4a)의 일단측의 연결편(10)이 부착됨으로써, 각 부착암부(8, 8)에서는 합계 4개의지지부(4a)가 서로 평행으로 되고, 지지판(5)의 양측 가장자리를 통하여, 도 2에 나타내는 것같이, 전방측에 향하여 지지된 상태로 된다.
지지판(5)의 양측 가장자리에는 도 2, 도 3 및 도 5에 나타내는 것같이, 각각 상하 한 쌍의 댐퍼재 유지홈(14, 14)이 설치되어 있다. 탄성지지부재(4, 4)는 부착암부(8)에서 이 댐퍼재 유지홈(14, 14)내를 통하여, 도 2에 나타내는 것같이, 전방측에 향하여 지지되어 있다. 이들 댐퍼재 유지홈(14)내에는 실리콘 소재로 이루는 겔상의 댐퍼재(15)가 충진되어 있다. 이 댐퍼재(15)는 탄성지지부재(4)의 일부분의 주위, 즉 도 2에 나타내는 것같이 탄성지지부재(4)의 일단측의 부분과 접촉하고 있다. 그 결과, 이 탄성지지부재(4)에 의해 지지되는 렌즈보빈(3)을 포함하는 후술하는 가동부의 진동특성이 댐퍼재(15)에 의해 수정된다.
각 탄성지지부재(4)의 타단측에 위치하는 연결편(10, 10)에는 렌즈보빈(3)이 부착되어 있다. 이 렌즈보빈(3)은 도 3에 나타내는 것같이, 투(透)공인 대물렌즈 부착공(16)을 가지고, 합성수지재료를 이용하여 형성되어 있다. 렌즈보빈(3)은 고투자율재료로 이루는 요크(17)를 갖는다. 대물렌즈 부착공(16)에는 비구면렌즈 등의 대물렌즈(2)가 부착된다. 요크(17)는 도 3, 도 4에 나타내는 것같이, 장방형의 틀형으로 형성되고, 인써트 성형에 의해 렌즈보빈(3)과 일체화되어 있다. 이 렌즈보빈(3)에 있어서, 대물렌즈 부착공(16)은 렌즈보빈(3)의 거의 중앙에 위치하고, 요크(17)는 도 3, 도 4에 나타내는 것같이, 렌즈보빈(3)의 대물렌즈 부착공(16)의 전방측에 위치하고 있다. 이 렌즈보빈(3)에는 요크(17)의 양측이되는 위치에 한쌍의 부착면(18, 18)이 형성되어 있다. 이들 부착면(18, 18)은 서로 평행한 평면부분이 되도록 형성되어 있고, 각각의 거의 중앙부에 위치결정보스(19, 19)가 설치되어 있다.
탄성지지부재(4, 4)는 도 2에 나타내는 것같이, 타단측의 연결편(10)의 위치결정공(11)에 렌즈보빈(3)의 부착면(18)의 위치결정보스(19)를 삽입한 후에, 접착용 공(12, 12)에 접착제(20)를 도포 충진하는 등하여, 이 연결편(10)과 부착면(18)과의 사이가 접착제(20)에 의해 접착됨으로써, 탄성지지부재(4, 4)는 각각 부착면(18, 18)에 부착된다. 이와 같이 하여, 렌즈보빈(3)은 4개의 지지부(4a, 4a 및 4a, 4a)에 의해 지지된다. 이 때, 대물렌즈(2)는 광축이 베이스부재(1)의 상면부에 수직으로 되도록 배치되어 있다. 베이스부재(1)에는 베이스부재(1)의 이와 같이 지지된 대물렌즈(2)에 대응하는 위치인 거의 중앙위치에, 이 대물렌즈(2)에 입사되는 광속이 통과하기 위한 개구부로서의 투공이 형성되어 있다.
탄성지지부재(4)는 스텐레스를 이용하여 형성되어 있음으로써 가뇨성을 가지므로, 렌즈보빈(3)은 도 2중 화살표(F)방향의 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향인 포커스방향 및 도 2중 화살표(T)방향의 대물렌즈(2)의 광축에 직교하는 평면방향의 트래킹 방향에 이동 가능하다. 이와 같이, 도 2중 화살표(F) 방향 또는 화살표(T) 방향으로 이동된 때, 렌즈보빈(3)은 4개의 지지부(4a)에 의해 지지되고 있음으로써, 대물렌즈(2)의 광축이 쓰러지는 등의 경향은 생기지 않는다.
렌즈보빈(3)에는 요크(17)와 함께 자기회로부를 구성하는 한쌍의마그네트(21, 21)가 설치되어 있다. 자기회로부를 구성하는 마그네트(21, 21)는 도 3에 나타내는 것같이, 각각 전체가 직방체형으로 형성되어 있고, 상술과 같이 장방형의 틀형으로 형성된 요크(17)의 내벽에, 소정의 공극을 통하여 서로 대향한 형태로 부착되어 있다. 이들 마그네트(21, 21)는 도 4에 나타내는 것같이 요크(17)의 전방측의 내벽의 중앙위치와, 후방측의 내벽의 중앙위치에 각각 부착되어 있다. 이들 마그네트(21, 21) 및 요크(17)에 의해, 이 요크(17)내의 중앙위치, 즉, 각 마그네트(21, 21)사이에는 자속의 방향이 전후방향인 자계가 형성되어 있다.
요크(17)를 포함하는 렌즈보빈(3), 이 렌즈보빈(3)에 부착된 대물렌즈(2), 탄성지지부재(4)의 타단측에 위치하는 연결편(10, 10), 접착제(20) 및 요크(17)에 부착된 마그네트(21, 21)에는 이 대물렌즈 구동장치에 있어서의 가동부가 구성되어 있다.
베이스부재(1)에는 상술한 자기회로부를 구성하는 마그네트(21, 21)에 의해 형성된 자계중에 위치하도록 포커스용 구동코일(22, 22) 및 트래킹용 구동코일(23, 23)이 부착되어 있다. 포커스용 구동코일(22)은 도전성을 갖는 선재료를 가로가 긴 타원형으로 권회함으로써 형성되어 있고, 트래킹용 구동코일(23, 23)은 도전성을 갖는 선재료를 세로가 긴 타원형으로 권회함으로써 형성되어 있다. 이들 포커스용 구동코일(22, 22) 및 트래킹용 구동코일(23, 23)은 도 3에 나타내는 것같이, 베이스부재(1)의 상면에 설치된 구동코일 유지홈(24)에 하방측이 지지되어 있다. 각 트래킹용 구동코일(23, 23)은 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 것같이,병렬한 상태로 유지홈(24)내에 지지되고, 이들 각 트래킹용 구동코일(23, 23)을 각 포커스용 구동코일(22, 22)이 전후에서 끼우도록 포커스 구동코일(22, 22)이 유지홈(24)내에 지지되어 있다.
이들 포커스용 구동코일(22, 22) 및 트래킹용 구동코일(23, 23)은 도 6에 나타내는 것같이, 렌즈보빈(3)의 장방형의 틀형으로 형성된 요크(17)내의 마그네트(21)와 마그네트(21)의 사이의 공극내에 삽입되어 있다. 포커스용 구동코일(22, 22)의 상측의 횡방향의 직선부분과, 트래킹용 구동코일(23, 23)의 서로 근접하는 측의 종방향의 직선부분과는 요크(17)내의 중앙위치에 있어서 교차하고 있다. 포커스용 구동코일(22, 22)과 트래킹용 구동코일(23, 23)과의 교차부분은 각 마그네트(21, 21)의 사이에 위치하도록 배치되어 있다.
베이스부재(1)에는 도 3에 나타내는 것같이, 베이스부재(1)내에 유지되고 선단측을 이 베이스부재(1)의 전단부보다 전방에 향하여 돌출시킨 4개의 단자(25)가 설치되어 있다. 이들 단자(25)는 각각, 포커스용 구동코일(22, 22)의 일단측, 포커스용 구동코일(22, 22)의 타단측, 트래킹용 구동코일(23, 23)의 일단측, 트래킹용 구동코일(23, 23)의 타단측에, 인출선에 의해 저속되어 있다. 그 결과, 포커스용 구동코일(22, 22)과 트래킹용 구동코일(23, 23)에 구동신호로서의 포커스 서보신호, 트래킹 서보신호가 공급된다. 인출선은 베이스부재(1)의 내부를 통하고, 각 단자(25)와 각 구동용 코일(22, 22 및 23, 23)에 접속되어 있다.
이 대물렌즈 구동장치에 있어서, 포커스용 구동코일(22, 22)에 포커스 서보신호가 공급되면, 자기회로부를 구성하는 마그네트(21, 21)가 형성하는 자계와 포커스용 구동코일(22, 22)이 발생하는 자계와의 상호작용에 의해, 렌즈보빈(3)과 함께 대물렌즈(2)가 도 6중 화살표(F)방향의 대물렌즈(2)와 광축과 평행한 방향의 포커스 방향으로 이동한다. 이 대물렌즈 구동장치에 있어서, 트래킹용 구동코일(23, 23)에 트래킹용 서보신호가 공급되면, 자기회로부를 구성하는 마그네트(21, 21)가 형성하는 자계와 트래킹용 구동코일(23, 23)이 발생하는 자계와의 상호작용에 의해, 렌즈보빈(3)과 함께 대물렌즈(2)가 도 6중 화살표(F)방향의 대물렌즈(2)의 광축에 직교하는 방향의 트래킹방향으로 이동한다. 이와 같은 각 구동코일(22, 23)과 자기회로부와의 사이의 작용에 의해, 후술하는 광학픽업장치에 있어서의 포커스 제어 및 트래킹 제어가 실현된다.
또한, 베이스부재(1)상에는, 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 것같이, 렌즈보빈(3)의 가동범위외에 있어서 이 렌즈보빈(3)의 주위를 포함하도록 하여, 반원통형의 방진벽부(28)가 베이스부재(1)에 일체적으로 돌출 설치되어 있다.
본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치에 있어서, 각 구동코일로의 구동신호의 공급은 상술과 같이, 단자(25)로부터 인출선을 통하여 행해지고 있고, 지지부(4a)를 통하여 행해지는 것은 아니다. 그 때문에, 각 지지부(4a)는 서로 전기적으로 절연되어 있을 필요는 없고, 양단측을 연결편(10, 10)에 의해 연결된 대로 사용할 수 있다. 이 지지부(4a)를 형성하는 재료로서는, 전기저항에 대해서는 제약이 없으므로, 사용 주파수대역내에 있어서 공진을 생기게 하지 않는 재료이면, 가공이 쉽고, 입수가 용이하고 염가재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 조건을 만족하는 재료로서, 이 대물렌즈 구동장치에 있어서는, 스텐레스(크롬합금)를사용하고 있고, JIS(일본공업규격)에 있어서 규정되는 「Sus301」이나 「Sus304」를 사용할 수 있다.
이와 같은 재료를 이용하여 지지부(4a)를 형성하는 것은 먼저, 두께가 80μm정도의 스텐레스제의 판재를 이용하여, 도 7에 나타내는 것같이, 2개의 지지부(4a, 4a) 및 이들 지지부(4a, 4a)의 양단측의 연결편(10, 10)이 구형 틀상의 프레임(26)내에 위치하여 프레임(26)에 대하여, 양단측 각 2개소의 협착부(27)를 통하여 연속한 상태의 부재를 타발가공에 의해 형성한다. 이 때, 위치결정공(11) 및 접착용 공(12)도 타발에 의해 형성된다. 도 7에 나타내는 부재의 각 협착부(27)를 절단함으로써 도 8에 나타내는 것같이, 양단측을 연결편(10, 10)에 의해 연속된 2개의 탄성을 갖는 지지부(4a, 4a)가 설치된 탄성지지부재(4, 4)가 형성된다.
이들 탄성지지부재(4, 4)는 프레임(26)에서 절단되어 떨어진 상태에 있어서도 양단측이 연결편(10, 10)에 의해 연결되어 있으므로, 비틀어짐이나 휘어짐이 생기는 것은 아니다. 2개의 지지부(4a, 4a)간의 피치나 위치결정공(11)의 위치 등에 대해, 타발가공용의 금형의 정도에 따른 고정도의 가공이 가능하다.
또한, 이 탄성지지부재(4)는 프레임(26)에 연속한 상태에 있어서, 다수매를 중합하여, 곤포, 수송을 행할 수 있다. 이 경우, 탄성지지부재(4)는 프레임(26)이 부착되어 있어도, 두께가 80μm정도의 평판형이므로, 다수매를 중합시켜도 체적의 증가는 적고, 또, 전용의 곤포재 등을 이용하지 않아도 변형할 우려가 적고, 수송효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본초 혜위(惠委)에 관계되는 탄성지지부재(4)는 폭이 80μm정도 내지 90μm정도이고, 길이는 15mm 내지 20mm 정도이다.
이 광학픽업장치에 있어서의 가동부의 진동특성은 도 10에 나타내는 것같이, 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향(FCS)에 대한 공진주파수(f0)가 29.5Hz이고, 도 11에 나타내는 것같이, 대물렌즈(2)의 광축에 직교하는 평면방향(TRK)에 대한 공진주파수(fo)가 27.0Hz이고, 위상의 상태도 각각 양호한 것이다. 상술과 동일의 구성의 대물렌즈 구동장치에 있어서, 지지부재(4)를 형성하는 재료를 베릴륨동(벨륨 약 3% 이하를 포함하는 베릴륨과 동의 합금)으로 한 비교예의 진동특성은 도 12에 나타내는 것같이, 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향(FCS)에 대한 공진주파수(fo)가 31.7Hz이고, 도 13에 나타내는 것같이, 대물렌즈(2)의 광축에 직교하는 평면방향(TRK)에 대한 공진주파수(fo)가 27.0Hz이었다.
이와 같이, 지지부재(4)를 형성하는 재료로서 스텐레스를 이용한 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치에 있어서는, 지지부재의 재료로서 베릴륨동을 사용한 경우와 비교하여, 거의 동등의 진공특성을 실현할 수 있다. 실험의 결과, 본 발명과 같이 지지부재(4)를 형성하는 재료로서 이용되는 스텐레스는 내충격성, 내구성에 대해서도 베릴륨동과 동등의 특성을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 대물렌즈구동장치는 상술한 구성에 한정되지 않고, 요크 및 마그네트로 이루는 자기회로부를 베이스부재에 부착하고, 포커스용 및 트래킹용의 구동코일을 렌즈보빈에 부착하여 구성하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우에 있어서도, 각 구동코일과 자기회로부와의 사이의 작용에 의해 포커스 제어 및 트래킹 제어를 실현할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 지지부재는 각 구동코일에 구동신호를 공급하기 위한 급전선으로서 사용하는 것은 아니고, 스텐레스 재료에 의해 형성되고, 양호한 진동특성을 실현할 수 있다.
이 대물렌즈 구동장치에 있어서, 각 구동코일로의 구동신호의 공급은 렌즈보빈과 렌즈부재와의 사이를 접속하는 플렉서블 기판을 통하여 행한다. 이 플렉서블 기판은 예를 들면 폴리이미드 수지와 같은 가뇨성 및 내열성을 갖는 기재상에, 소정의 도전패턴이 형성된 구성되어 있다. 각 구동코일과, 이 플렉서블 기판의 도전 패턴이 접속되고, 각 구동코일에 플렉서블 기판을 통하여 구동신호가 공급된다.
본 발명에 관계되는 광학픽업장치는 도 9에 나타내는 것같이, 상술한 대물렌즈 구동장치의 베이스 부재(1)가 부착되는 본체(30)를 갖고 있다. 이 본체(30)에 대하여 베이스 부재(1)는 네 모서리에 설치된 4개의 나사공(29)에 삽입되는 고정나사(31)에 의해 부착된다.
본체(30)내에는 홀로그램 레이저소자(32)가 내장되어 있다. 이 홀로그램레이저소자(32)는 광원이 되는 반도체 레이저소자(33) 및 수광소자인 포토다이오드(34)가 설치된 기판(35)과, 홀로그램 광학소자(36)를 하우징(37)에 수납함으로써 구성되어 있다. 홀로그램 광학소자(36)는 반도체 레이저소자(33)에서 출사된 광속과 후술하는 것같이 광학기록매체에 의해 반사된 광속을 분리하고, 광학기록매체에 의해 반사된 광을 포토다이오드(34)에 향하여 출력하도록 형성되어 있다.
이 광학 픽업장치에 있어서는, 반도체 레이저 소자(33)에서 출사된 광속은홀로그램 광학소자(36)를 통하여, 또한 비점보정판(非点補正板)(38)을 투과하여, 본체(30)의 상면의 투공(39)을 통하여 출사된다. 비점보정판(38)은 반도체 레이저소자(33)에서 출력된 광속의 광축에 대하여 경사되어 배치된 평행평면판이고, 비점보정판(38)을 투과하는 광속을 갖는 비점수차를 보정한다. 본체(30)의 투공(39)에서 출사된 광속은 베이스부재(1)의 중앙위치에 설치된 투공을 통과하고, 대물렌즈(2)에 입사한다.
대물렌즈(2)에 입사한 광속은 광디스크와 같은 광학기록매체(104)의 신기록면(105)상에 집속하도록 조사된다. 이 광속은 신호기록면(105)상에 기록된 신호에 따라서, 광강도나 편광방향 등에 대하여 변조를 받고, 신호기록면(105)에 이타(裏打)형성된 반사층에 의해 반사된다. 이와 같이 광학기록매체(104)의 반사층에 의해 반사된 광속은 대물렌즈(2)를 통하여 본체(30)내에 다시 입사한다. 이 광학기록매체(104)에 의해 반사된 광속은, 비점보정판(38)을 통하여 홀로그램 광학소자(36)에 입사한다. 이 홀로그램 광학소자(14)에 있어서, 광학기록매체(104)에서 돌아온 광속은 반도체 레이저(36)에 돌아오는 광로에 대하여 편향되고, 포토다이오드(34)에 입사한다.
포토다이오드(34)는 홀로그램 광학소자(36)에 의해 편향된 광학기록매체(104)에서의 반사속을 수광하고, 이 광속에 있어서의 변조의 상태에 따른 전기신호를 출력한다. 이 포토다이오드(34)에서의 출력신호에 의거하여, 광학기록매체(104)에 기록된 정보신호의 독출신호를 생성할 수 있다. 포토다이오드(34)에서의 출력신호는 에러신호 생성회로에 의해 포커스 에러신호, 트래킹 에러 신호를 생성하고, 생성된 포커스 에러신호, 트래킹 에러신호에 의거하여 서보회로에 의해 포커스 서보신호, 트래킹 서보신호가 생성된다. 생성된 포커스 서보신호, 트래킹 서보신호는 전술한 것같이, 포커스용 구동코일(22, 22), 트래킹용 구동코일(23, 23)에 공급된다.
이 광학픽업장치에 있어서는, 상술한 대물렌즈 구동장치가 전술한 각 구동코일(22, 23)과 자기회로부에 의해 대물렌즈(2)를 이 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향의 포커스 방향 및 광축방향에 직교하는 평면방향의 트래킹 방향으로 이동 조작함으로써, 이 대물렌즈(2)에 의해 반도체 레이저소자(32)에서의 광속의 집광점을, 광학기록매체(104)의 신호기록면(105)상의 기록트랙에 추정시킨다.
즉, 대물렌즈 구동장치는 대물렌즈(2)를 이 대물렌즈(2)의 광축과 평행한 방향으로 이동조작함으로써, 광원으로서의 반도체 레이저소자(33)에서 출사된 광속을 광학기록매체(104)의 상하 움직임에 추종시켜서 신호기록면(105)상에 집속시키는 포커스 제어를 행한다. 대물렌즈 구동장치는 대물렌즈(2)를 이 대물렌즈(2)의 광축과 직교하는 평면방향의 기록트랙의 접선에 직교하는 방향으로 이동 조작함으로써 반도체 레이저소자(33)에서 출사된 광속의 집광점을 광학기록매체(104)의 편심(偏心)에 추종하여 기록트랙상을 추종하도록 트래킹 제어를 행한다.
이와 같은 포커스 제어 및 트래킹 제어는 포토 다이오드(34)에서의 출력신호에 의거하여, 광속의 집광점과 신호기록면(105)과의 사이의 거리에 대응한 포커스 에러신호 및 광속의 집광점과 기록트랙과의 사이의 거리에 대응한 트래킹 에러신호를 생성하고, 이들 포커스 에러신호 및 트래킹 에러신호에 의거하여 포커스용 구동코일(22) 및 트래킹용 구동코일(23)에 구동전류로서 포커스 서보신호와 트래킹 서보신호를 공급함으로써 행한다.
상술한 것같이, 본 발명에 관계되는 대물렌즈 구동장치는 렌즈보빈을 이동 가능하게 지지하는 지지부재를 구동코일로의 급전선으로서 이용하지 않고 급전을 행할 수 있으므로, 지지부재를 스텐레스에 의해 형성하고, 지지부재를 구성하는 재료의 선택의 범위를 넓히고, 대물렌즈 구동장치에 요구되는 양호한 진동특성을 실현하는 것을 가능하게 한다.
지지부재를 형성하는 재료의 선택의 범위가 넓기 때문에, 다른 금속에 비해 비교적 값싼 재료인 스텐레스를 이용할 수 있고, 장치자체를 값싸게 제조하는 것이 가능하게 된다.
즉, 본 발명은 렌즈보빈을 지지하는 선형의 지지부재를 형성하는 것이 용이하고, 또, 지지부재의 곤포 및 수송이 용이하고, 또한, 지지부재를 이루는 재료의 입수가 용이하고, 또한 값싼 대물렌즈 구동장치를 제공할 수 있는 것이다.

Claims (19)

  1. 대물렌즈가 설치된 렌즈 보빈과,
    상기 렌즈 보빈에 설치된 적어도 한 개의 마그네트와,
    상기 마그네트와 함께 상기 렌즈 보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와,
    상기 코일부가 설치된 고정부와,
    상기 고정부와 상기 렌즈 보빈의 사이에 설치되고, 상기 렌즈보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 일단이 상기 렌즈보빈에 부착되고, 타단이 상기 고정부에 부착된 복수의 선형의 지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 상기 복수의 지지부중 2개의 지지부를 상기 대물렌즈의 광축과 평행이 되도록 양단에서 연결하는 2개의 연결부로서 구성된 제 1탄성지지부재와 제 2탄성지지부재로 구성되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 스텐레스로 이루는 판재에 타발가공을 실시함으로써 형성되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 상기 대물렌즈를 사이에 두고 상기 렌즈 보빈의 양측에 서로 평행이 되도록 배치되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 고정부에는 상기 복수의 지지부의 타단측이 각각 삽입되는 복수의 홈부가 형성되고, 상기 장치는 또한 상기 홈부에 상기 복수의 지지부의 타단측과 접하도록 설치되는 댐퍼재를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 보빈에는 거의 장방형의 틀형으로 형성된 요크가 설치되고, 상기 요크의 서로 대향하는 내벽에 소정의 간극을 갖고 2개의 마그네트가 설치되고, 상기 2개의 마그네트의 사이에 상기 코일부가 배치되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  8. 고정부와,
    대물렌즈가 설치된 렌즈보빈과,
    상기 렌즈보빈과 상기 고정부의 어느 한편에 부착되는 적어도 한 개의 마그네트와,
    상기 렌즈보빈과 상기 고정부중 타편에 부착되고, 상기 렌즈보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와,
    상기 고정부와 상기 렌즈보빈의 사이에 설치되고, 상기 렌즈보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 일단이 상기 렌즈보빈에 부착되고, 타단이 상기 고정부에 부착된 복수의 선형의 지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 상기 복수의 지지부중 2개의 지지부를 상기 대물렌즈의 광축과 평행이 되도록 양단에서 연결하는 2개의 연결부로서 구성된 제 1탄성지지부재와 제 2탄성지지부재로 구성되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 스텐레스로 이루는 판재에 타발가공을 실시함으로써 형성되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 상기 대물렌즈를 사이에 두고 상기 렌즈 보빈의 양측에 서로 평행이 되도록 배치되어 있는 대물렌즈 구동장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 고정부에는 상기 복수의 지지부의 타단측이 각각 삽입되는 복수의 홈부가 형성되고, 상기 장치는 또한 상기 홈부에 상기 복수의 지지부의 타단측과 접하도록 설치되는 댐퍼재를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치.
  14. 광원과, 상기 광원에서 출사된 광속을 집광하는 대물렌즈가 설치된 렌즈보빈과, 상기 대물렌즈에 상기 광원에서 출사된 광속을 인도하기 위한 개구부가 형성된 고정부와, 상기 렌즈보빈과 상기 고정부의 어느 한편에 부착되는 적어도 한 개의 마그네트와, 상기 렌즈보빈과 상기 고정부중 타편에 부착되고, 상기 렌즈보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동시키는 코일부와, 상기 고정부와 상기 렌즈보빈의 사이에 설치되고, 상기 렌즈보빈을 상기 대물렌즈의 광축과 평행한 방향과 상기 대물렌즈의 광축과 직교하는 평면방향으로 이동자재로 지지하는 스텐레스로 형성된 탄성지지부를 구비하고 있는 대물렌즈 구동장치와,
    상기 대물렌즈를 통하여 입사한 광속을 검출하는 광검출기를 구비한 광학픽업장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 일단이 상기 렌즈보빈에 부착되고, 타단이 상기 고정부에 부착된 복수의 선형의 지지부를 구비하고 있는 광학픽업장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 상기 복수의 지지부중 2개의 지지부를 상기 대물렌즈의 광축과 평행이 되도록 양단에서 연결하는 2개의 연결부로서 구성된 제 1탄성지지부재와 제 2탄성지지부재로 구성되어 있는 광학픽업장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 스텐레스로 이루는 판재에 타발가공을 실시함으로써 형성되어 있는 광학픽업장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1탄성지지부재와 상기 제 2탄성지지부재는 상기 대물렌즈를 사이에 두고 상기 렌즈 보빈의 양측에 서로 평행이 되도록 배치되어 있는 광학픽업장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 고정부에는 상기 복수의 지지부의 타단측이 각각 삽입되는 복수의 홈부가 형성되고, 상기 장치는 또한 상기 홈부에 상기 복수의 지지부의 타단측과 접하도록 설치되는 댐퍼재를 구비하고 있는 광학픽업장치.
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