KR20050010467A - 대물렌즈 구동장치 - Google Patents

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KR20050010467A
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Abstract

경각 불량품율을 저감한다.
마그넷의 높이 방향 중심을 렌즈 홀더의 구동 중심보다도 상방에 위치시킨다. 경각은, 렌즈 홀더의 중심위치에 관하여 상하 방향에서 대칭이 되지 않고, 어느 범위까지는 렌즈 홀더를 하방으로 시프트 시킬 수록 작다. 마그넷을 상방에 위치시킴으로써, 렌즈 홀더를 하방으로 시프트 시킨 것과 동등한 효과를 얻고, 동일한 시프트량에 대한 경각을 종래보다도 작게 한다.

Description

대물렌즈 구동장치{OBJECTIVE LENS DRIVING DEVICE}
본 발명은, 광디스크 드라이브용 광 픽업에 포함되는 대물렌즈 구동장치에 관한 것이다.
광디스크 드라이브는, 광디스크(CD, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD+R, DVD-R, DVD-RAM, DVD+RW, DVD-RW, 등)에 기록된 정보를 읽어 내거나, 혹은 정보를 기입하거나 하기 위한 장치이다. 이 종류의 광디스크 드라이브는, 광디스크로부터의 정보의 읽어 냄, 또는 광디스크에의 정보의 기입을 실현하기 위해서, 광디스크에 대해 레이저 광을 조사하고, 또 그 반사광을 검출하기 위한 광 픽업을 구비하고 있다.
일반적으로, 광 픽업은, 레이저빔을 출사하는 레이저 광원과, 이 출사된 레이저빔을 광디스크에 인도하면서, 그 반사광을 광검출기에 인도하는 광학계를 구비하고 있다. 그리고, 이 광학계에는, 광디스크에 대향하도록 배치되는 대물렌즈가 포함되어 있다.
광 픽업에 사용되는 대물렌즈는, 회전 구동되는 광디스크의 기록면(트랙)에 정확하게 레이저 광을 집광하도록, 광축을 따른 포커스 방향 및 광디스크의 반경방향을 따른 트랙 방향에 관하여 정밀도 좋게 위치 제어될 필요가 있다. 또, 최근은, 기록 밀도의 향상에 따라, 광디스크의 휨에 의한 영향을 제거 또는 억제할 필요성이 높아지고 있고, 대물렌즈는, 틸팅 제어될 필요도 있다.
대물렌즈 구동장치는, 포커싱 제어, 트래킹 제어 및 틸팅 제어를 가능하게 하기 위해서, 대물렌즈를 유지하는 렌즈 홀더를, 복수의 서스펜션 와이어에 의해 탄성지지 하고 있다. 또, 렌즈 홀더에는, 포커싱 코일, 트래킹 코일 및 틸팅 코일이 감기고 또는 부착되어 있고, 이들 코일을 자기회로의 갭내에 부분적으로 위치시키고 있다. 이러한 구성에서, 각 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써 대물렌즈 구동장치는, 대물렌즈의 위치 및 경사를 미조정 할 수 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).
이하, 도 1을 참조하여, 종래의 대물렌즈 구동장치에 대해 설명한다.
도 1은, 종래의 대물렌즈 구동장치의 종단면도이다. 도시한 대물렌즈 구동장치는, 대물렌즈(11), 렌즈 홀더(12), 포커싱 코일(13), 트래킹 코일(14), 틸팅 코일(15), 요크(16), 마그넷(17), 서스펜션 와이어(18), 및 베이스(19)를 구비하고 있다.
대물렌즈(11)는, 렌즈 홀더(12)의 상면측에 배치되어 있다. 포커싱코일(13)은, 렌즈 홀더(12)의 측면에 감겨지고, 트래킹 코일(14) 및 틸팅 코일(15)은, 렌즈 홀더(12)의 측면에 첩부되어 있다.
4개(이중 2개만 도시함.)의 서스펜션 와이어(18)의 각각의 한 끝은, 렌즈 홀더(12)에 고정되어 있다. 또, 각 서스펜션 와이어(18)의 다른 끝은, 베이스(19)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 렌즈 홀더(12)는, 포커싱 방향(도면의 상하 방향) 및 트래킹 방향(도면의 표리방향)으로 이동 가능하고 또한, 광디스크의 반경방향(도면의 좌우 방향으로 뻗어 있는 회전축의 둘레방향)에 경동가능하게 탄성 지지된다.
요크(16)와 마그넷(17)에 의한 2조의 조합은, 각각 자기회로를 형성하고, 각 자기 갭내에, 포커싱 코일(13), 트래킹 코일(14) 및 틸팅 코일(15)의 각각의 일부가 위치하도록 배치되어 있다.
상기와 같은 구성에서, 포커싱 코일(13), 트래킹 코일(14) 및 틸팅 코일(15)에, 각각 적절한 전류를 공급하면, 그것에 따라서 렌즈 홀더(12)(및 대물렌즈(11))를 이동 및/또는 경동시킬 수 있고, 광 빔을 광디스크의 기록면의 트랙상에 정확하게 집광시킬 수 있다.
(특허문헌 1) 일본 특개 2001-93177호 공보(도 7, 도 8)
상술한 바와 같이, 렌즈 홀더는 4개의 서스펜션 와이어에 의해 캔틸레버식으로 지지되어 있다. 이 때문에, 포커싱 제어에 의한 포커싱 시프트와 트래킹 제어에 의한 트래킹 시프트가 동시에 발생하면, 서스펜션 와이어를 비트는(레이디얼 방향의) 힘이 발생한다. 이 힘은, 렌즈 홀더를(즉, 대물렌즈를) 광디스크에 대해 경사지게 한다.
틸팅 코일은, 이 경사를 보정하기 위해서도 사용할 수 있지만, 그 경사(경각 변화)가 크면 보정할 수 없다. 그 때문에, 마그넷은, 렌즈 홀더의 시프트가 특정 방향으로 크게 기울지 않도록, 그 높이 방향 중심이 렌즈 홀더의 구동 중심(중립 위치)과 일치하도록 배치된다.
그런데, 광 픽업에는, CD 및 DVD의 쌍방으로 대응가능한, 2파장 대응형이라 불리는 것이 있다. 2파장 대응형 광 픽업에서는, 광디스크가 CD일 때와 DVD일 때에, 대물렌즈의 포커싱 방향의 위치를 변경해야만 한다. 즉, 2파장 대응형 광 픽업에 사용되는 대물렌즈 구동장치는, CD용과 DVD용의 2개의 기준 위치(구동 기준)을 가지지 않으면 안된다. 여기에서, 어느 한쪽의 기준 위치를 렌즈 홀더의 구동 중심에 일치시키도록 구성하면, 다른 쪽의 기준 위치가 구동 중심으로부터 크게 떨어지고, 그 때 포커싱 제어 및 트래킹 제어에 의해 생기는 변위가 커진다. 즉, 구동 중심으로부터 떨어진 위치를 기준 위치로 하면, 렌즈 홀더의 시프트가 큰 경우에 허용 범위를 넘는 큰 레이디얼 방향의 힘이 발생할 우려가 있다. 그래서, 종래의 2파장 대응형 광 픽업에 사용되는 대물렌즈 구동장치에서는, CD용 기준 위치와 DVD용 기준 위치의 사이에 렌즈 홀더의 구동 중심이 위치하도록 하고 있다. 상술하면, CD용의 기준 위치는 구동 중심보다도 광디스크 근처의 위치, DVD용의 기준 위치는 구동 중심보다도 광디스크로부터 떨어진 위치로 하고 있다.
그렇지만, 종래의 2파장 대응형 광 픽업에 사용되는 대물렌즈 구동장치의 안에는, 제조 편차에 의해, 렌즈 홀더를 소정량 시프트 시켰을 때에, 허용 범위 이상의 경각(傾角) 변화를 일으키는 것이 있다. 즉, 종래의 대물렌즈 구동장치에는, 경각 변화에 관한 마진이 작다는 문제점이 있다.
그래서, 본 발명은, 경각 변화에 관한 마진을 크게 한 대물렌즈 구동장치를 제공하고, 그것에 의해 경각 불량품율의 저감을 도모하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 대물렌즈 구동장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 1실시형태에 관계되는 대물렌즈 구동장치의 톱 커버를 벗긴 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 대물렌즈 구동장치에 사용되는 렌즈 홀더의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 대물렌즈 구동장치로부터 베이스를 제거한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 각 코일과 마그넷의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 6은 각 코일과 마그넷의 위치 관계를 도시하는 평면도이다.
도 7은 각 코일과 마그넷의 위치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 8은 경각 특성의 측정에 사용한 대물렌즈 구동장치에서의 각 코일과 마그넷의 위치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 9는 경각 특성일 때의 CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치와 중립 위치와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 경각 특성의 측정일 때의 렌즈 홀더의 변위를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 경각 특성의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
(부호의 설명)
11, 21 대물렌즈 12, 22 렌즈 홀더
13, 23 포커싱 코일 14, 24 트래킹 코일
15, 25 틸팅 코일 16, 26 요크
17, 27 마그넷 18, 28 서스펜션 와이어
19, 29 베이스 31 틸팅 코일 감기틀부
41 인출선 71 광디스크
본 발명은, 복수의 코일(23, 24, 25)이 설치되고 또한 서스펜션 와이어(28)에 의해 요동 가능하게 지지되는 렌즈 홀더(22)와, 상기 코일 사이에 생기는 전자 작용에 의해 상기 렌즈 홀더에 구동력을 주는 마그넷(27)을 구비한 대물렌즈 구동장치에 있어서, 상기 마그넷의 높이 방향 중심(Mc)이 상기 렌즈 홀더의 구동 중심(Dc)보다도 상방에 위치하는 것을 가장 주요한 특징으로 한다.
상기 대물렌즈 구동장치에서, 상기 마그넷 높이 방향 중심은, 상기 렌즈 홀더의 CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치의 어느것 보다도 상방에 위치한다.
또한, 상기 괄호내의 부호는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 붙인 것 것에 지나치지 않고, 조금도 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 1실시형태에 대해 설명한다.
도 2는, 본 발명의 1실시형태에 관계되는 대물렌즈 구동장치의 톱 커버를 벗긴 상태를 도시하는 사시도이다.
도시한 렌즈 홀더 구동장치는, 대물렌즈(21)를 유지하는 렌즈 홀더(22), 포커싱 코일(23), 트래킹 코일(24), 틸팅 코일(25)(도 5 참조), 요크(26), 마그넷(27), 서스펜션 와이어(28), 및 베이스(29)를 구비하고 있다.
또한, 틸팅 코일(25)은, 포커싱 코일(23)의 내측에 위치해 있다. 상술하면, 렌즈 홀더(22)는, 도 3과 같이 상하로 분리할 수 있는 2개의 부재에 의해 구성되어 있고, 틸팅 코일(25)은, 그 한쪽의 부재에 형성된 4개의 틸팅 코일 감기틀부(31)에 감겨져 있다. 그리고, 포커싱 코일(23)은, 틸팅 코일이 감겨진 4개의 틸팅 코일 감기틀부(31)를 1개의 포커싱 코일 감기틀로 하여 감겨져 있다.
도 4에, 도 2의 렌즈 홀더 구동장치로부터 베이스(29)를 제거한 상태를 도시한다.
도 4로부터 이해되는 바와 같이, 렌즈 홀더(22)는, 4개의 서스펜션 와이어(28)의 한 끝측에 고정되어 있다. 서스펜션 와이어(28)의 타단측이 베이스(29)에 고정됨으로써, 렌즈 홀더(22)는, 베이스(29)에 대해 요동가능하게 캔틸레버식으로 지지된다.
렌즈 홀더(22)에는, 포커싱 코일(23), 트래킹 코일(24) 및 틸팅 코일(25)이 감겨져 있고, 서스펜션 와이어(28)는, 포커싱 코일(23) 및 트래킹 코일(24)의 끝부에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또, 틸팅 코일(25) 양 끝에는, 서스펜션 와이어(28)와 평행하게 배치되는 인출선(41)이 각각 전기적으로 접속되어 있다.
요크(26)는, 베이스(29)에 고정되는 평판부(261)와, 평판부(261)의 가장자리로부터 이 평판부(261)에 대해 수직으로 연장되는 바닥판부(262)와, 바닥판부(262)의 가장자리로부터 평판부(261)와 평행하게 되도록 연장되는 U자형상 판부(263)를갖고 있다. U자형상 판부재(263)의 2개의 암이 렌즈 홀더(22)의 사각형 구멍에 각각 삽입 배치되어 있다.
마그넷(27)은, 요크(26)의 평판부(261)의, U자형상 판부(263)에 대향하는 면상에 고정된다.
이 대물렌즈 구동장치는, 도시하지 않는 광디스크 드라이버의 광학 베이스에 탑재되어, 광 픽업을 구성한다. 광학 베이스는, 광디스크 장치에 도입된 광디스크의 반경방향(트래킹 방향(Tr))을 따라서 이동 가능하게 가이드 바에 부착된다. 또, 광학 베이스에는, 레이저 다이오드, 광검출기, 및 소정의 광학계가 부착되어 있고, 레이저 다이오드로부터의 레이저 광이 대물렌즈(21)를 통하여 광디스크에 조사되고, 그 반사광이 광검출기에 인도되도록 구성된다.
렌즈 홀더(22)에 감긴 포커싱 코일(23), 트래킹 코일(24) 및 틸팅 코일(25)에 흘리는 전류를 각각 적절하게 제어함으로써, 렌즈 홀더(22)는, 요크(26) 및 마그넷(27)이 만들어내는 자계와의 관계에 기초하여, 트래킹 방향(Tr)으로 경동하고(탄젠트 방향(Tg)에 평행한 축을 회전축으로 하여 회전운동하고), 또 트래킹 방향(Tr)을 따라 이동하고, 또는 포커싱 방향(F)을 따라서 이동한다.
다음에, 렌즈 홀더(22)(또는 코일(23, 24 및 25)와 마그넷(27)(및 요크(26))과의 배치에 대해 상세하게 설명한다.
도 5에 코일(23, 24 및 25)과 마그넷(27)과의 위치 관계를 도시한다. 이것을 평면도로 나타내면, 도 6과 같이 된다. 또, 측면도로 나타내면 도 7과 같이 된다. 또한, 도 5 내지 도 7에서 각 코일의 위치는, 렌즈 홀더(22)가 중립 위치(전체 코일에 전류가 흐르고 있지 않을 때의 위치)에 있을 때의 위치이다.
도 6으로부터 이해되는 바와 같이, 렌즈 홀더(22)와 마그넷(27)은, 렌즈 홀더(22)의 트래킹 방향(도면의 상하 방향) 중심이, 마그넷(27)의 동일 방향 중심과 일치하도록 배치되어 있다. 이 때, 마그넷(27)의 트래킹 방향 끝면은, 트래킹 방향에 관하여, 각각, 트래킹 코일(24)의 중심에 일치하고 있다.
또, 도 7로부터 이해되는 바와 같이, 렌즈 홀더(22)와 마그넷(27)은, 렌즈 홀더(22)의 구동 중심(Dc)보다도 마그넷의 높이 방향(포커싱 방향) 중심(Mc)이 H(예를 들면 0.6mm, 단, 마그넷 높이 4.2mm, 마그넷 두께 2.1mm의 경우)만큼 상방(광디스크(71)측)에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 대물렌즈(21)가 종래와 같으면, 마그넷(27)이 종래보다도 광디스크(71)근처에 배치되게 된다.
다음에, 마그넷(27)의 높이 방향 중심을 렌즈 홀더(22)의 구동 중심보다도 H만큼 높게 한 이유에 대해 설명한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 종래와 같이 마그넷의 높이 방향 중심과 렌즈 홀더(22)의 구동 중심과를 일치시킨 대물렌즈 구동장치를 준비하고, 그 경각 특성을 측정했다.
측정은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 렌즈 홀더의 중립 위치(구동 중심)을 기준으로서 CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치를 정하고, 각 규준위치로부터 도 10에 도시하는 바와 같이 렌즈 홀더(22)를 시프트 시켰을 때의 경각을 오토콜리미터로 측정함으로써 행했다. 그 결과를 도 11에 도시한다.
도 11에서, 실선(111)로 둘러싸인 범위가 광디스크가 DVD인 경우의 경각 허용 범위이며, 실선(112)로 둘러싸인 범위가 광디스크가 CD인 경우의 경각허용 범위이다.
도 11로부터 이해되는 바와 같이, 경각은, 포커스 시프트가 플러스인 경우, 포커스 시프트가 클 수록 큰 것에 반해, 포커스 시프트가 마이너스인 경우, 포커스 시프트가 클수록 작다. 즉, 경각은, 렌즈 홀더(22)가 중립 위치로부터 상방으로 변위했을 때와 하방으로 변위했을 때에 대칭이 되고 있지 않다. 이것은, 요크(26)가 마그넷(27) 및 코일(23, 24 및 25)의 상방에는 존재하지 않고 있는 것이 원인이라 생각된다.
어떻든, 도 11의 그래프로부터, CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치를 내리면, 경각에 대한 마진이 커지는 것을 이해할 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 마그넷(27)의 위치를 높게함으로써, CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치를 내린 것과 동등한 효과를 얻고 있다.
마그넷(27)의 높이 방향 중심이 렌즈 홀더(22)의 구동 중심보다도 높으면, 본 발명의 효과가 얻어지지만, 제조 편차 등에 의한 경각 불량의 발생율을 거의 제로로 하려면, 0.5mm 이상으로 할 필요가 있다. 또, 마그넷(27)의 위치를 지나치게 올리면, 포커스 시프트가 마이너스인 경우라도, 포커스 시프트가 커짐에 따라서 경각이 점차로 커지기 때문에, 제조 편차 등에 의한 불량품의 발생을 거의 제로로 하려면, 0.7mm 이하로 할 필요가 있다.
이상의 이유에 의해, 본 실시형태에 관계되는 대물렌즈 구동장치에서는, 마그넷의 높이 방향 중심을 렌즈 홀더(22)의 구동 중심보다도 0.6mm 높게 한다. 또,렌즈 홀더(22)의 구동 중심(중립 위치)을 DVD용 기준 위치로 한다. CD용 기준 위치는, DVD용 기준 위치보다도 0.36mm 상방이며, 마그넷의 높이 방향 중심보다도 하측에 위치한다. 이와 같이 함으로써 본 실시형태에 관계되는 대물렌즈 구동장치에서는, 제조 편차 등에 의한 경각 불량품의 발생을 거의 없앨 수 있다.
본 발명에 의하면, 렌즈 홀더의 구동 중심보다도 마그넷의 높이 방향 중심을 상방에 위치시켰으므로, 렌즈 홀더의 시프트에 대한 경각 변화를, 종래의 것보다도 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 경각에 관한 마진을 크게 할 수 있고, 제조시의 경각 불량품율을 저감할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 코일이 설치되고 또한 서스펜션 와이어에 의해 요동 가능하게 지지되는 렌즈 홀더와, 상기 코일과의 사이에 생기는 전자작용에 의해 상기 렌즈 홀더에 구동력을 주는 마그넷을 구비한 대물렌즈 구동장치에 있어서,
    상기 마그넷의 높이 방향 중심이 상기 렌즈 홀더의 구동 중심보다도 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마그넷의 높이 방향 중심이 상기 렌즈 홀더의 CD용 기준 위치 및 DVD용 기준 위치 어느것 보다도 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 DVD용 기준 위치를 상기 렌즈 홀더의 구동 중심에 일치시킨 것을 특징으로 하는 대물렌즈 구동장치.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 마그넷 높이 방향 중심과 상기 렌즈 홀더 구동 중심과의 거리를 0.5∼0.7mm로 한 것을 특징으로 하는 대물렌즈 구동장치.
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