KR20030072921A - 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스크 표면에 근접하여 대향되는 대향렌즈를 탑재하는 슬라이더를 포함하여 구성되고, 상기 디스크에 근접장광을 입사시켜 정보를 기록 또는 재생하는 근접장 광기록재생장치에 있어서, 타측으로 왕복 회전 운동을 위한 보이스 코일 모터를 갖는 코일 지지부 및 일측으로 제 1현가부를 일체로 형성하고 베이스에 꽂아진 제 1회동축에 의해 트랙킹 회전하는 액츄에이터 아암과; 선단부에 슬라이더를 갖고 상기 액츄에이터 아암의 제 1현가부에 대해 포커싱 구동하는 제 2현가부와; 상기 제 2현가부의 포커싱 구동을 위해 제 1현가부와 제 2현가부에 서로 대응하게 설치된 포커싱 코일 및 자석과; 상기 제 1현가부에 대해 제 2현가부의 포커싱 구동 자유도를 주기 위해 제 1현가부 및 제 2현가부에 관통된 제 2회동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 제공한다.

Description

다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치{Optical recording and reading apparatus of Near Field for multi-aixs drive}
본 발명은 근접장 광기록재생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 근접장 헤드의 피트 추총을 위해 슬라이드 헤드를 트랙킹 및 포커싱 구동 가능하도록 한 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치에 관한 것이다.
광디스크 또는 광자기디스크는 비트(또는 기록마크) 사이즈가 소형화되어야 하고 트랙폭이 협소하게 되어야 고밀도 기록용량을 가질 수 있게 된다. 그러나 디스크의 기록막에 비트를 형성하기 위해 디스크 상에 집광되는 광의 스폿 크기는 회절한계에 의해 제약되기 때문에 기록밀도를 향상시키는 데는 한계가 있다.
정보의 대용량화 추세에 비추어 볼 때 기존의 광기록/재생방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 광기록/재생방식이 요구되고 있다. 최근에는 기록용량을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 예상되는 근접장(Near Field)을 이용한 근접장 광기록/재생(Near Field Recording/Reproduction)에 대한 연구가 증가되고 있다.
근접장 광기록 및 재생의 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 디스크의 커플링에 의하여 기록 및 재생을 하게 된다.
도 1은 종래의 근접장 광기록재생장치의 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 현가부(suspension, 102)와 코일 지지부(103)가 일체로 형성되고, 베이스(도시되지 않음)에 꽂아 세운 회동축(104)에 의해서 회동 가능하게 지지받는 액츄에이터 아암(101)과, 상기 회동축(104)에 대하여 상기 슬라이더와 반대측에 위치하는 코일 지지부(103)에 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 구성하는 평판 코일(105)과, 베이스에 고정된 하측 고정자 자석 유지판(106) 및 상기 평판 코일(105)의 하측에 위치한 고정자 자석(107)과, 상기 현가부(102)의 선단에 설치되어 공기동압에 의해 디스크(110)에 대해 부상된 상태로 디스크의 트랙을 스캔하는 슬라이더(108)로 구성된다.
상기와 같은 종래 근접장 광기록 재생장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 액츄에이터 아암(101)은 현가부(102)와 코일 지지부(103)가 일체로 형성되고 베이스에 꽂아 세운 회동축(104)에 의해서 회동 가능하게 지지되어, 후술하는 보이스 코일 모터에 의해서 화살표 'J' 또는 'K' 방향으로 구동한다.
상기 현가부(102)의 선단에는 슬라이더(108)가 유지되고, 상기 슬라이더(108)에는 판독용, 기록용의 각각의 대물렌즈 및 대향렌즈(109)에 의해 디스크 트랙을 스캔하게 된다.
액츄에이터 아암(101)이 회전 중인 디스크의 기록면 상에 위치할 때 슬라이더(108)는 디스크의 기록면 위를 비행하여, 헤드가 소정의 간격을 유지하며 기록면과 대향하도록 구성되어 있다.
액츄에이터 아암(101)에는 상기와 같이 현가부(102)의 선단에 슬라이더(108)가 유지되어 있지만, 회동축(104)에 대하여 상기 슬라이더(108)와 반대측에 위치하는 코일 지지부(103)에는 VCM을 구성하는 평판 코일(flat coil, 105)이 권선된다.
베이스에 고정된 하측 고정자 자석 유지판(106)은 평판 코일(105)의 아래쪽에서 고정자 자석(107)을 유지한다. 고정자 자석(107)과 평판 코일(105)로 VCM을 구성하고 VCM과 액츄에이터 아암(101)으로 액츄에이터(100)가 구성된다.
그러면, 평판 코일(105)에 어느 한 방향으로 전류를 흘리면 평판 코일(105)은 고정자 자석(107)과의 사이에서 전자기적 작용이 생기는 관계로 좌측으로 회동 방향의 힘을 얻기 때문에 액츄에이터 아암(101)은 시계 방향으로 회동력을 얻는다. 반대로 평판 코일(105)에 다른 방향으로 전류를 흘리면 평판 코일(105)과 고정자 자석(107)과의 사이에서 전자기적 작용이 생기는 관계로 우측으로 회동 방향의 힘을 얻기 때문에 액츄에이터 아암(101)은 시계 반대 방향으로 회동력을 얻는다.
그러면, 액츄에이터 아암(101)이 왕복 회전 운동을 함에 따라 슬라이더(140)에 설치되어 공기동압에 의해 디스크(150)에 대해 부상된 채로 디스크(110)의 트랙을 스캔할 수 있도록 해 준다.
이와 같이 종래의 근접장 광 기록 재생장치의 액츄에이터는 단순하게 트랙킹동작만을 지원함으로써 디스크 휘어짐으로 인한 피트 추종을 보다 정확하게 액세스할 수 없다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 액츄에이터 아암의 코일 지지부와 제 1현가부를 일체로 형성하고, 상기 코일 지지부에 보이스 코일 모터를 구성하여 회동축에 의해 트랙킹 구동시키고 제 1현가부에 대해 포커싱 구동하는 제 2현가부를 구비하여, 다축 구동이 가능하도록 한 다축 구동이 가능한 근접장 광기록 재생장치를 제공함에 그 목적이 있다.
다른 특징은 제 1현가부와 제 2현가부에 접속 요소에 포커싱 자계 발생을 위한 포커싱 코일 및 자석과, 포커싱 자유도를 주기 위한 탄성 지지부재를 구성하는 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
다른 특징은 트랙킹 구동을 위한 자기회로와 포커싱을 위한 자기 회로를 각각 분리시켜 구성할 수 있도록 한 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 근접장 광 기록 재생장치의 구조를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 제 1실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 나타낸 구성도.
도 3의 (a)(b)는 본 발명 제 2실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 나타낸 그 평면도 및 측면도.
도 4의 (a)(b)는 본 발명 제 3실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 나타낸 그 평면도 및 측면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
201,301,401... 액츄에이터 아암202,302,402...제 1현가부
203,303,403...코일 지지부204,304,404... 회동축
205,305,405...트랙킹 코일
206,306,406,207,307,407... 자석
208,308,408...포커싱 코일
211,311,411...제 2현가부210...제 2회동축
213...슬라이더310,410...탄성 지지부재
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치는,
왕복 회전 운동을 위한 보이스 코일 모터를 갖는 코일 지지부 및 일측에 제 1현가부를 일체로 형성하고 베이스에 꽂아진 제 1회동축에 의해 트랙킹 회전하는 액츄에이터 아암과;
선단부에 슬라이더를 갖고 상기 액츄에이터 아암의 제 1현가부에 대해 포커싱 구동하는 제 2현가부와;
상기 제 2현가부의 포커싱 구동을 위해 제 1현가부와 제 2현가부에 서로 대응하게 설치된 포커싱 코일 및 자석과;
상기 제 1현가부에 대해 제 2현가부의 포커싱 구동 자유도를 주기 위해 제 1현가부 및 제 2현가부에 관통된 제 2회동축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제 1현가부에 포커싱 코일을 수평 권선하고 이에 대향하는 제 2현가부에 연직된 자석을 설치한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제 1현가부에 연직된 자석을 설치하고, 이에 대향하는 제 2현가부에 수평 권선된 포커싱 코일을 권선한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제 1현가부에 대해 제 2현가부의 포커싱 자유도를 줄 수 있도록 제 1현가부와 제 2현가부의 접속을 탄성 지지부재를 형성한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 제 1실시 예에 따른 근접장 광 기록 재생장치를 나타내 구성도이다.
도 2를 참조하면, 타측에 코일 지지부(203) 및 일측에 제 1현가부(202)를 일체로 형성하고 베이스에 꽂아진 제 1회동축(204)에 의해 트랙킹 회전하는 액츄에이터 아암(201)과, 상기 액츄에이터 아암(201)의 제 1현가부(202)에 대해 포커싱 구동하는 제 2현가부(211)와, 상기 코일 지지부(203)에 트랙킹 구동을 위한 트랙킹 코일(205) 및 자석(206)과, 상기 제 1현가부(203)와 제 2현가부(204)에 서로 대응하게 포커싱 구동을 위해 설치된 포커싱 코일(208) 및 자석(207)과, 상기 제 1현가부(202)에 대해 제 2현가부(211)의 포커싱 구동 자유도를 주기 위해 제 1현가부(203) 및 제 2현가부(211)에 관통된 제 2회동축(210)과, 상기 제 2현가부(211)의 선단부에 슬라이더(213)가 구비되는 구성이다.
여기서, 상기 포커싱 구동을 위한 자석(207)을 제 1현가부(202)에 부착하고, 이에 대향하는 코일(208)을 제 2현가부(211)에 권선시키고, 상기 자석(207)에는 포커싱 회동 중심을 잡을 수 있도록 자성 철편(209)을 구성한다.
상기와 같은 본 발명 실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 액츄에이터 아암(201)은 제 1현가부(202)와 코일 지지부(203)가 일체로 형성되며, 베이스에 꽂아진 제 1회동축(204)을 중심으로 왕복 회전 운동하게 된다.
이를 위해 상기 코일 지지부(203)에는 평판용 트랙킹 코일(205)이 권선되고, 그 하부 위치에 자석(206)이 서로 대향하게 위치함으로써, 트랙킹 코일(205)에 인가되는 전류의 극성에 따라 자석(206)과 사이에 발생되는 전 자기력에 의해 척력 및 반발력이 작용하여 제 1회동축(204)을 중심으로 액츄에이터 아암(201)을 좌,우 왕복 회전운동시켜 준다.
그리고, 상기 제 1현가부(202)는 선단부에 슬라이더(213)를 갖는 제 2현가부(211)와 결합되는 데, 상기 제 1현가부(220)는 중심부에 요홈(202a)을 가공하고 그 요홈(202a)에 자석(207)을 부착하고, 상기 자석(207)과 대응하는 위치의제 2현가부(211)에 포커싱 코일(208)을 수평 권선하여 준다. 또한 제 1현가부(202)에 대해 제 2현가부(211)가 상,하 왕복 회동을 지지하기 위해 제 1현가부(202)와 제 2현가부(211)를 수평하게 관통시킨 제 2회동축(210)이 끼워진다.
그러면, 상기 포커싱 코일(208)에 인가되는 전류의 극성에 따라 대향하는 연직된 자석(207)과의 전자기력에 의해 발생되는 척력 및 반발력에 의해 제 2현가부(211)의 후단부가 상,하 방향으로 회동하면 제 2현가부(211)의 선단부가 반대 방향으로 회동하게 됨에 따라 포커싱 구동하게 된다. 이때 제 2회동축(210)은 제 1현가부(202)에 대해 제 2현가부(211)가 포커싱 자유도를 갖도록 회동을 가이드해 준다. 그리고 위치센서(212)는 슬라이더와 수직선상에 위치하여 대향렌즈와 디스크와의 초점 거리를 정확하게 잡아준다.
이러한 제 1실시 예를 기초로 하여 포커싱 코일(208)과 이에 대향하는 자석(207)의 위치의 변경이 가능하며, 또한 제 2회동축(210)을 여타의 탄성 부재를 이용하여 포커싱 자유도를 주면 될 것이다.
그러므로, 액츄에이터 아암(201)의 제 1현가부(202)의 왕복 좌/우 운동과 제 2현가부(211)의 왕복 상/하 운동에 의해 선단부의 슬라이더(213)가 공기 동압에 의해 디스크에 대해 부상된 채로 디스크(214)의 트랙을 트랙킹 및 포커싱 방항에 대해 스캔할 수 있도록 해 준다.
제 2실시 예;
도 3의 (a)(b)는 본 발명 제 2실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광기록 재생장치를 나타낸 평면도 및 그 측면도이다.
도 3을 참조하면, 액츄에이터 아암(301)의 제 1현가부(302)와 일체로 형성되는 코일 지지부(303)는 트랙킹 코일(305) 및 자석(306)에 의해 발생되는 전 자기력에 의해 회동축(304)을 중심으로 시계 방향과 반 시계 방향으로 운동하므로, 제 1현가부(302)는 반대 방향으로 회동하게 된다.
액츄에이터 아암(301)의 전단에 일체로 형성된 제 1현가부(302)에는 돌출부(302a)를 갖고 그 단부에 포커싱 코일(308)을 권선하고, 이에 대향하는 제 2현가부(311)에 자석(307)을 부착시켜 주게 된다. 또한 상기 제 1현가부(302)에 대해 제 2현가부(311)의 포커싱 자유도를 위해 제 1현가부(302)와 제 2현가부(311)의 각 모서리 부위를 서로 연결해 주는 탄성 지지부재(310)를 형성시켜 준다. 여기서 탄성 지지부재(310)는 탄성 스프링, 힌지 등이 될 수 있다.
이의 동작을 보면, 제 1현가부(302)에 수평 권선된 포커싱 코일(308)에 인가되는 전류의 극성에 따라 자석(307)과 발생되는 전 자기력에 의해 제 1현가부(302)에 대해 제 2현가부(311)가 상/하 회동하게 된다. 이때 제 1현가부(302)와 제 2현가부(311)를 연결해 주는 탄성 지지부재(310)가 그 회동 자유도를 지지해 준다.
그러므로, 액츄에이터 아암(301)의 제 1현가부(302)의 왕복 좌/우 운동과 제 2현가부(311)의 왕복 상/하 운동에 의해 선단부의 슬라이더(310)가 공기 동압에 의해 디스크에 대해 부상된 채로 디스크의 트랙을 트랙킹 방향과 포커싱 방향으로 스캔할 수 있도록 해 준다.
여기서의 탄성 지지부재(310)는 제 1실시 예에서의 제 2회동축과 동일 기능을 수행하고 있으나, 포커싱 방향으로의 구동만 다르다.
제 3실시 예;
도 4의 (a)(b)는 본 발명 제 3실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치를 나타낸 그 평면도 및 측면도이다.
도 4를 참조하면, 액츄에이터 아암(401)의 타측인 코일 지지부(403)는 트랙킹 코일(405) 및 자석(406)에 의해 발생되는 전 자기력에 의해 회동축(404)을 중심으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 트랙킹 운동하므로, 제 1현가부(402)는 반대 방향으로 회동하게 된다.
그리고, 액츄에이터 아암(401)의 선단에 일체로 형성된 제 1현가부(411)에는 돌출부(402a)를 갖고 그 돌출 단부에 포커싱 자석(407)을 부착하고, 이에 대향하는 제 2현가부(411)에 포커싱 코일(408)을 수평 권선시켜 주게 된다. 그리고 상기 제 1현가부(402)에 대해 제 2현가부(411)의 포커싱 자유도를 위해 제 1현가부(402)와 제 2현가부(411)의 각 모서리 부위를 서로 연결해 주는 탄성 지지부재(410)를 형성시켜 준다. 여기서 탄성 지지부재(410)는 탄성 스프링, 힌지 등이 될 수 있다.
이의 동작을 보면, 제 2현가부(411)에 수평 권선된 포커싱 코일(408)에 인가되는 전류의 극성에 따라 제 1현가부(402)의 자석(407)과 발생되는 전 자기력에 의해 제 1현가부(402)에 대해 제 2현가부(411)가 상/하 회동하게 된다. 이때 제 1현가부(402)와 제 2현가부(411)를 연결해 주는 탄성 지지부재(410)가 그 회동 자유도를 지지해 준다.
각 실시 예에서 제시한 바와 같이, 액츄에이터 아암은 코일 지지부에 의한 트랙킹 방향의 회동에 대해 제 1회동축을 중심으로 지지하고, 픽업 헤드 전단에 또 다른 방향으로 회전 가능한 제 2회동축 및 자기 스프링과 탄성력을 갖는 탄성 지지부재 또는 힌지 등을 구비하여 줌으로써, 포커싱 방향으로 구동 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 다축 구동이 가능한 근접장 광 기록 재생장치에 의하면, 기존 하드디스크드라이브 및 근접장 광학계 슬라이드 구동력을 트랙킹 뿐만 아니라, 포커싱 구동을 요구할 시 2축 모두 구동 가능하게 하고, 이동 가능한 디스크의 변동에 대하여 위치를 일정하게 유지시켜 줄 수 있는 구동 장치로서 다축 구동이 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 타측으로 왕복 회전 운동을 위한 보이스 코일 모터를 갖는 코일 지지부 및 일측으로 제 1현가부를 일체로 형성하고 베이스에 꽂아진 제 1회동축에 의해 트랙킹 회전하는 액츄에이터 아암과;
    선단부에 슬라이더를 갖고 상기 액츄에이터 아암의 제 1현가부에 대해 포커싱 구동하는 제 2현가부와;
    상기 제 2현가부의 포커싱 구동을 위해 제 1현가부와 제 2현가부에 서로 대향하게 설치된 포커싱 코일 및 자석과;
    상기 제 1현가부에 대해 제 2현가부의 포커싱 구동 자유도를 주기 위해 제 1현가부 및 제 2현가부에 관통된 제 2회동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1현가부에 포커싱 코일을 수평 권선하고 이에 대향하는 제 2현가부에 연직된 자석을 설치한 것을 특징으로 하는 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 1현가부에 연직된 자석을 설치하고, 이에 대향하는 제 2현가부에 수평 권선된 포커싱 코일을 권선한 것을 특징으로 하는 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    제 1현가부에 대해 제 2현가부의 포커싱 자유도를 줄 수 있도록 제 1현가부와 제 2현가부 사이에 탄성 지지부재로 결합시켜 준 것을 특징으로 하는 다축 구동 가능한 근접장 광 기록 재생장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100350472C (zh) * 2004-08-20 2007-11-21 上海乐金广电电子有限公司 近场光存储读取设备
KR100778606B1 (ko) * 2005-11-25 2007-11-22 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 광디스크 장치

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