KR20030069264A - 근접장 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근접장을 이용한 광픽업장치에서 사용하는 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치하여 정밀한 포커싱 동작을 할 수 있는 근접장 광픽업장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 레이저 근접장광을 이용하여 광기록 및 재생을 하는 근접장 광픽업장치에 있어서, 상기 대물렌즈와 대향렌즈를 포함하는 슬라이더를 탑재한 상기 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 상기 코일 양측에 자기장을 형성하는 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치한 것을 특징으로 한다.

Description

근접장 광픽업장치{APPARATUS FOR NEAR FIELD OPTICAL PICK-UP}

본 발명은 근접장 광픽업장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광픽업장치의 픽업부에 결합되는 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치하여 포커싱 방향의 동작이 가능하여 안정되고 정밀한 광픽업을 할 수 있는 근접장 광픽업장치에 관한 것이다.

현재, 오디오 및 비디오 동화상 (motion picture), text 파일 등의 다양한 형태의 정보가 융합 되어 다루어지는 멀티미디어 시대의 도래와 함께, 이들 대용량의 정보를 신속히 처리하고 저장할 수 있는 정보기록 및 저장매체에 대한 요구가 그 어느 때 보다도 커졌다. 특히, 금후 널리 보급하리라 생각되는 high-definition (HD) 동화상 및 video-on-demand (VOD)와 같은 쌍방향 화상통신이 실현되면 그 이상의 대용량화가 요구된다. 이같은 요구에 대응하기 위해 현재 다양한 저장 및 재생방식이 제안되고 있으며, 이들 중 가장 보편화되어 있는 것이 자기기록과 광기록재생 방식을 이용한 광픽업장치이다.

특히, 기존의 광기록/재생방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 광기록/재생 방식이 사용하여, 기록 용량을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 예상되는 근접장(Near Field)을 이용한 근접장 광기록/재생(Near Field Recording/Reproduction)에 대한 연구가 증가되고 있다.

상기와 같은 근접장 광기록/재생 장치의 기록 방식을 이용한 장치 중 광자기디스크(Magneto-optical disk)는 디스크에 데이터를 기록/재생할 때, 강한 레이저 빔을 조사하여 기록 막의 국부적인 영역을 큐리 온도이상으로 가열한 상태에서 기록/재생이 이루어진다.

이때, 광헤드 영역에서 자기필드를 형성함으로써 원하는 방향으로 자화시킨 다음, 재생시에는 직선 편광화된 약한 레이저빔을 조사하여 반사된 레이저빔의 커(kerr) 효과에 따라 회전된 편광성분을 이용하여 신호 재생한다.

근접장 광픽업장치를 이용하여 광디스크 상에 데이터를 기록/재생하는 원리는 다음과 같다. 렌즈 내부로 임계각 이상의 각도를 갖고 입사하는 빛은 굴절률이 밀한 곳에서 소한 곳으로 진행할 때 빛이 전반사된다. 이 때 빛의 전반사에 의해서 렌즈의 표면에는 아주 미세한 세기의 광이 존재하는데 이것을 에버네슨트 웨이브(evanescent wave) 또는 소산파라고 한다.

이 에버네슨트 웨이브를 이용하면, 기존의 원격장(far-field)에서는 빛의 회절 현상 때문에 나타나는 분해능의 절대적인 한계, 즉 회절 한계 때문에 불가능했던 고분해능이 가능하게 된다. 근접장 광 기록 및 재생 광학계는 렌즈 내에서 빛을 전반사시켜 렌즈 표면에 에버네슨트 웨이브를 발생시키고, 에버네슨트 웨이브와 기록매체의 커플링에 의하여 기록 및 재생을 하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 근접장 광픽업장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 광픽업장치의 서스펜션에 고정되어, 상기 서스펜션이 회전할 때, 함께 회전할 수 있도록하는 지지부(5)와, 입사되는 레이저 광으로부터 광 스폿을 형성하는 대물렌즈(2)가 안착된 슬라이더(1)를 탑재한서스펜션암(3)이 데이터가 기록/재생될 광디스크(10)의 트랙 상에 위치하고 있다.

상기 서스펜션암(3)에 탑재되어 있는 슬라이더(1)를 지지하는 부분은 절곡되어, 상기 광디스크(10) 표면 상에 근접한 거리를 유지할 수 있는 구조를 가지고 있다. 상기 광픽업장치에 배치된 스핀들 모터에 의하여 고속으로 회전하는 광디스크(10) 상에 상기 서스펜션암(3)의 가장자리에 탑재된 슬라이더(1)가 근접할 때, 상기 광디스크(10)의 고속 회전에 의한 공기압에 의하여 상기 슬라이더(1)가 부상하게 된다.

도면에서는 도시하지 않았지만, 상기 서스펜션에 상기 서스펜션암(3)이 상기 지지부(5)에 의하여 고정되어 있고, 상기 서스펜션의 가장자리는 광픽업장치의 픽업부(도시하지 않음)를 중심축으로 하여 고정되어 있다. 상기 픽업부에서 발생하는 레이저 광은 상기 서스펜션을 따라 가장자리에 배치된 프리즘에 입사되어 굴절된 후, 상기 서스펜션암(3)의 가장자리에 탑재된 슬라이더(1)의 대물렌즈(2)에 입사하여 광 스폿을 형성하게 된다.

또한, 상기 픽업부에는 상기 서스펜션을 회전시키는 VCM(Voice Coil Motor)이 배치되어 있어, 상기 광디스크(10)의 데이터 트랙을 따라 상기 서스펜션에 고정되어 있는 상기 서스펜션암(3)이 추종할 수 있도록 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 근접장 광픽업장치에서 광디스크의 데이터를 기록/재생하기 위하여 광 스폿을 조사하는 모습을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 스핀들 모터에 의하여 고속으로 회전하는 광디스크(10) 상부에는 서스펜션암 가장자리에 탑재된 슬라이더(1)가 위치하고 있다. 광픽업장치의 픽업부로부터 발생된 레이저 광원은 상기 서스펜션암을 통과하여 상기 슬라이더(1)의 상부에 배치된 대물렌즈(2)에 입사하게 된다. 상기 대물렌즈(2)에 입사된 레이저 광은 상기 슬라이더(1) 하부에 배치된 대향렌즈(11)에 입사되어 광 스폿을 형성한 후, 상기 광디스크(10)의 데이터 트랙 상에 조사하여 데이터를 기록/재생하게 된다.

상기 슬라이더(1)는 상기 광디스크(10)의 고속 회전에 의한 공기압에 의하여 상기 광디스크(10) 표면과 일정거리 부상되어 위치하고, 도면에서는 도시되지 않았지만, 상기 슬라이더(1)의 하측 면에서는 공기압의 조절을 위하여 다양한 형상의 표면을 가지고 있다. 이것은 상기 광디스크(10)와 슬라이더(1)의 부상 높이를 일정하게 유지하기 위한 것이다. 도면에서는 도시하였지만, 설명하지 않은 부호 12는 샤프트이고, 13은 볼 베어링을 나타낸다.

그러나, 상기와 같은 근접장 광픽업장치는 서스펜션암이 가진 구동계 구성부을 기준으로 회전하여 광디스크의 트랙을 좌우로 추종하도록 되어 있지만, 디스크의 기구적 한계에 의하여 광디스크가 상하로 움직이는 경우에는 포커싱 동작을 필요로하게 된다.

도 3은 종래 근접장 광픽업장치에서 광디스크의 기구적 한계에 의하여 광 스폿의 초점이 맞지 않는 모습을 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크의 마모와 휨 등의 기구적 한계 또는 진동에 의하여 상기 광디스크가 상하로 움직이게 되어 광픽업장치의 서스펜션암에 탑재된 슬라이더(1)의 대물렌즈(2)와 대향렌즈(11)에서 발생된 광 스폿의 초점이 정확하게 광디스크 상에 조사되지 않는 문제가 발생한다.

하지만, 근접장 광픽업장치는 서스펜션암의 회전에 의하여 광디스크의 트랙을 추종하는 트랙킹 동작만 가능하므로, 상기에서 설명한 포커싱 방향의 불안정 상태가 발생하여도 슬라이더에서 발생하는 광 스폿을 상하로 조절할 수 없게되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광픽업장치의 픽업부에 고정되는 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 마그네트로 구성되어 있는 포커싱 서버를 배치하여 포커싱 동작을 할 수 있도록 한 근접장 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 근접장 광픽업장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 근접장 광픽업장치에서 광디스크의 데이터를 기록/재생하기 위하여 광 스폿을 조사하는 모습을 도시한 도면.

도 3은 종래 근접장 광픽업장치에서 광디스크의 기구적 한계에 의하여 광 스폿의 초점이 맞지 않는 모습을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 근접장 광픽업장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 근접장 광픽업장치의 서스펜션암의 구조를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21: 슬라이더22: 대물렌즈

23: 서스펜션암25: 지지부

27: 가진 구동계 구성부29: 코일

30: 마그네트31: 광디스크

33: VCM35: 픽업부

40: 서스펜션

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 근접장 광픽업장치는,

레이저 근접장광을 이용하여 광기록 및 재생을 하는 근접장 광픽업장치에 있어서,

상기 대물렌즈와 대향렌즈를 포함하는 슬라이더를 탑재한 상기 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 상기 코일 양측에 자기장을 형성하는 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 광픽업장치의 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 마그네트로 구성된 포커싱 서버를 배치하여 포커싱 방향으로 발생하는 불안정을 보정할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 근접장 광픽업장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 광픽업장치가 내장되어 있는 데크 내에는 기록 매체인 광디스크(31)가 스핀들 모터(도시하지 않음)에 의하여 회전하는 테이블 상에 배치되어 있고, 상기 광디스크(31)의 데이터를 기록/재생할 수 있도록 트랙을 따라 회전하여 이동하는 서스펜션(40)이 상기 광디스크(31) 트랙 상부를 가로질러 위치하고 있다.

상기 서스펜션(40)의 일측 가장자리는 광픽업 장치의 픽업부(35)를 회전축으로 하여 고정 배치되어 있고, 상기 픽업부(35) 상에는 상기 서스펜션(40)의 회전(트래킹 동작)을 위한 VCM(33)이 배치되어 있다. 또한, 상기 서스펜션(40)과 지지부에 의하여 고정되어 있는 서스펜션암(23)은 상기 서스펜션으로부터 인출되어 대물렌즈를 안착한 슬라이더가 상기 광디스크(31)와 근접한 거리를 유지하게 된다.

상기 서스펜션(40)에 고정되어 있는 서스펜션암(23)은 상기 서스펜션(40) 내부에 결합되어 있는 가진 구동계 구성부(27)와, 상기 가진 구동계 구성부(27) 상에 포커싱 동작을 위하여 배치된 코일과 마그네트(도시되지 않음)와, 상기 가진 구동계 구성부(27)의 타측 가장자리 방향에는 대물렌즈(22)를 안착한 슬라이더(21)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 서스펜션암(23)의 슬라이더(21)에 안착된 상기 대물렌즈(22)와 대향되는 상부의 상기 서스펜션(40) 가장자리 상에는 상기 픽업부(35)에서 발생하는 레이저광의 진행 방향을 바꾸기 위하여 프리즘 등 광학계(도시하지 않음)가 배치되어 있다.

상기 서스펜션암(23)은 상기 슬라이더(21)를 탑재한 부분을 절곡하여 상기 광디스크(31)의 표면과 근접하도록 하였고, 상기 가진 구동계 구성부(27) 영역의 양측에 형성된 지지부(도시되지 않음)는 상기 서스펜션(40)과 고정되어 있어 상기 서스펜션(40)이 회전을 할 때, 함께 회전을 하도록 되어 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 근접장 광픽업장치는 다음과 같이 동작한다.

먼저, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 서스펜션(40)의 회전축 역할을 하는 상기 픽업부(35) 내에는 레이저 광을 발생하는 레이저 다이오드와 광원을 검출하는 포토다이오드 등이 탑재되어 있는데, 상기 레이저 다이오드로부터 레이저 광이 발생하여 상기 서스펜션(40)을 따라 가장자리에 배치된 프리즘(도시하지 않음)을 통과하여 굴절된 후, 상기 서스펜션암(23)의 슬라이더(21)에 배치된 대물렌즈(22)로 입사하게 된다.

상기 서스펜션암(23)의 가장자리에 탑재된 상기 슬라이더(21)의 대물렌즈(22) 상에 레이저 광이 입사하면, 상기 대물렌즈(22)에 의하여 광 스폿이 형성되는데, 근접장 광픽업장치에 사용되는 상기 광디스크(31)의 트랙이 밀집되게 형성되어 있고, 상기 슬라이더(21)와 광디스크 간의 거리가 매우 근접하여 있으므로, 상기 슬라이더(21) 하부에 배치된 상기 대향렌즈에 의하여 다시 한번 광 스폿을 만들어 디스크 상에 조사한다.

상기 슬라이더(21)의 대물렌즈(22)와 대향렌즈(도시되지 않음)로부터 형성된광 스폿은, 상기 광디스크(31)의 데이터 트랙 상에 조사되어 데이터를 기록/재생하게 된다. 이때, 상기 광디스크(31)는 스핀들 모터에 의하여 일정한 속도로 회전을 하게되고, 회전에 의한 공기압에 의하여 상기 슬라이더(21)는 상기 광디스크(31)와 일정 거리 이격되어 상승하게 된다.

또한, 상기 광디스크(31)의 휨, 기구적 한계 또는 진동에 의하여 상기 광디스크가 포커싱 방향으로 움직일 경우, 상기 서스펜션암(23)의 가진 구동계 구성부 에 배치된 코일과 마그네트(도시되지 않음)로 구성된 포커싱 서보에 전류가 인가되어 상하 포커싱 동작을 하도록 하여 포커싱 방향의 불안정을 제거한다.

상기 서스펜션암(23) 상에 배치된 포커싱 서버에서 발생하는 포커싱 동작은 코일(29) 양측에 배치된 마그네트(30)에 의하여 자기장 속에 있는 코일(29)에 전류를 인가하여 플레이밍의 왼손법칙의 원리에 의하여 상하로 상기 서스펜션암(23)을 동작하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 근접장 광픽업장치의 서스펜션암의 구조를 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 서스펜션암(23)의 가진 구동계 구성부(27) 상에는 코일(29)이 배치되어 있고, 상기 코일(29) 양측으로 마그네트(30)가 배치되어 있는 포커싱 서버가 존재한다. 상기 가진 구동계 구성부(27)과 인접한 영역의 상기 서스펜션암(23)의 양측 지지부(25)는 광픽업장치의 픽업부와 고정 결합하는 역할을 한다. 상기 대물렌즈(22)와 대향렌즈로 구성된 슬라이더(21)는 상기 서스펜션암(23)의 가장자리에 탑재되는데 광디스크와 근접장을 형성하기 위하여 절곡되어 있다.

상기 광디스크의 트랙을 추종하기 위하여 가진 구동계 구성부(27)에 배치된 픽업부의 VCM에 의하여 상기 서스펜션암(23)은 수평의 트래킹 동작을 하고, 상기 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 배치된 포커싱 서보에 의하여 상하 포커싱 동작을 하여 보다 정밀한 광픽업을 할 수 있게된다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 광픽업장치에 사용되는 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치하여 상하 포커싱 동작을 할 수 있도록 한 효과가 있다.

따라서, 근접장 광픽업장치가 트래킹 동작과 포커싱 동작을 모두 할 수 있도록하여 보다 정확하고, 정밀한 광픽업을 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 레이저 근접장광을 이용하여 광기록 및 재생을 하는 근접장 광픽업장치에 있어서,

   상기 대물렌즈와 대향렌즈를 포함하는 슬라이더를 탑재한 상기 서스펜션암의 가진 구동계 구성부 상에 코일과 상기 코일 양측에 자기장을 형성하는 마그네트로 구성된 포커싱 서보를 배치한 것을 특징으로 하는 근접장 광픽업장치.