KR930009683B1 - 광학계 구동장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학계 구동장치

제 1 도는 본 발명의 실시예에 대한 전계 구성을 나타내는 평면도.

제 2 도는 본 발명의 실시예에 나타나는 가동체의 작용력을 설명하기 위한 일부발췌 사시도.

제 3a 도는 본 발명의 실시예에 따른 트랙이동의 구동체계를 위한 개략평면도, (b)도는 본 발명의 실시예에 따른 포커스 이동의 구동체계를 설명하기 위한 개략측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가동체 3 : 구동코일

4 : 구동코일 4' : 구동코일

5 : 영구자석 6 : 요크부재

8 : 내측지지부재 8' : 내측지지부재

9 : 외측지지부재 9' : 외측지지부재

8a : 추축 9 : 추축

10a : 추축 10 : 연결부재

16 : 평형추

본 발명은 광학렌즈나 그 렌즈를 포함하는 광학계의 전체 또는 그 일부를 적어도 수직, 수평방향으로 구동하기 위한 광학계 구동장치에 관한 것이며, 특히 외부의 진동이 많은 장소에 사용되고 전력소모거 적게 요구되는 것에 적합한 광학계 구동장치에 관한 것이다.

광학계 구동장치는 예컨대 광정보를 재생 및/또는 기록하는 광픽업에 적용된다. 잘 아는 바와 같이 광픽업은 디스크 구동장치에 의하여 회전하는 광정보 매체인 디스크상에 광빔을 집속주사하고 그로부터 반사되는 광빔을 검출하여 그 디스크에 수록된 광정보를 읽거나 또는 기록하는 것이다. 이러한 과정에 있어서는, 디스크의 미러면(기록면)이 광픽업 광학계의 초평면에 있어야 하고 또한 그 미러면에 맺히는 광촛점은 트랙중심을 추적할 수 있어야 한다. 그런데, 실질적으로 디스크의 미러면은 엄격히 평면이 아니고 굴곡이 있는 거친 표면조도를 가지며, 더욱이 디스크 구동장치에 기울게 장착되거나 외부진동의 영향으로 그 면방향의 진동이 계속되기 때문에 언제나 그 초평면과는 일치하지 않게 되며, 또한 디스크가 편심장착되어 진원이 아닌 타원을 그리면서 회전하는 것 등에 의하여 그 광촛점이 트랙중심에서 벗어나는 경우가 많다. 따라서 디스크의 미러면에 대한 광촛점의 포커스오차 및 트랙오차가 발생되는데, 이를 보정하기 위하여 광픽업 광학계의 적어도 일부를 수직, 수평방향으로 이동시키는 구동장치가 필요한 것이다.

이와 관련된 종래기술은 일본국 공개특허 평1-258236, 동 공개실용신안 소61-37127에 의하여 여러가지 형태로 공지되어 있다.

인용된 종래 기술중 전자의 것은 광픽업의 대물렌즈가 탑재되고 수직 및 수평 구동코일이 결합된 가동부와, 그 구동코일에 수직자계를 형성하는 영구자속 및 그 가동부의 중립위치를 잡아주는 복수의 탄성선재를 갖는다. 이것은 수직, 수평 구동코일에 전류를 흘릴 때 생기는 힘이 작용하는 것과 그 탄성선재가 탄력적으로 변형되는 것에 의하여 가동부가 수직, 수평방향으로 변위되게 한 것인데, 그 탄성선재들의 탄성계수 차이에 의하여 가동부가 기울거나 외부충격의 영향으로 진동특성이 변화하는 등 에러가 잦은 문제점을 가진다.

한편 후자의 것은 가동부가 축을 중심으로 회전 및 축방향으로 움직이게 하는 구동체계를 이용하고, 그 가동부상의 편심위치에 대물렌즈를 탑재한 것으로서, 이는 가동부의 질량에 의한 관성모멘트가 수직, 수평방향 구동중에 평행을 이루지 못하여 역시 작은 충격 등의 영향으로 그 위치변화가 변화하는 문제점을 가지며 특히, 수직방향의 중립위치 고정을 위해 수직구동코일에 역전압을 인가하여야 하므로 전력소모가 큰 문제점을 가진다.

본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점이 없도록 외부충격 등에 의하여 가동부가 변위되거나 기우는 등 진동의 영향을 거의 받지 않으며, 또 중력에 대하여 안정적인 지지력을 가지는 광학계 구동장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 가동체의 이동에 따라 적절히 방향을 바꾸는 연결요소를 가지는 동시에 자체적으로는 변형되지 아니하는 복수의 지지부에 의하여 달성될 수 있을 것이다.

이에 따라 본 발명은, 각각 임의방향의 굴곡이 가능한 3개의 연결요소를 가지며 상호 한 평면상에 대칭 및 나란하게 배치되어 그 중앙의 연결요소를 중심으로 요동가능하게 지지된 한쌍의 내측지지부재와, 각각 임의 방향의 굴곡이 가능한 적어도 하나의 연결요소를 가지며 상기 한쌍의 내측지지부재가 위에서 볼 때 내측에 오도록 상호 또는 다른 한 평면상에 나란히 배치되고 상기 한쌍의 내측지지부재와 연결되어 그 연결요소를 중심으로 회동가능하게 지지된 한쌍의 외측지지부재를 구비하여, 상기 내측지지부재의 3개의 연결요소중 일단의 연결요소에 가동체를 연결하고 그 가동체가 수직, 수평방향으로 이동하는 것에 따라 상기 내, 외측지지부재의 각 부재들이 각각의 평면 및 평면과 수직한 면의 면방향으로 요동하는 구동체계를 이루도록 구성함을 그 특징으로 한다.

여기서 상기 가동체는 예컨대 광픽업에 있어서의 대물렌즈가 탑재된 것이거나 그 대물렌즈를 포함하는 광픽업 광학계의 전체 또는 그 일부가 장착되는 것이다.

이와 같이 구성하는 본 발명에 의하면, 상기 가동체를 지지하는 수단이 한쌍의 내측지지부재와 한쌍의 외측지지부재로 되는 4개의 지지부재를 포함하게 된다. 이것은 그 한쌍의 내측부재의 각 부재가 가지는 3개의 연결요소중 그 중앙의 연결요소를 중심으로 그 다른 한 연결요소가 변위하도록 움직여질 때, 그 나머지 한연결요소와 상기 한쌍의 외측부재의 연결요소들의 상대적인 굴곡에 의하여 상기 구동체계의 이동이 안정적으로 행해진다. 더욱이 그 구동체계는 상기한 4개의 지지부재들이 각 연결요소 이외의 부분에서 어떤 변형을 초래하지 않음으로써 더 확실해진다. 이것은 그 가동체를 교차하는 두 방향으로 이동하는데 충분조건이 될 것이다. 따라서 본 발명에서는 외부의 충격에 의한 진동의 영향으로 상기 구동체계가 비정상적으로 되는 일이 없어 가동체의 위치가 변화되지 않는다. 그리고 한쌍의 내측부재들이 한(중앙의) 연결요소에 의하여 고정적으로 지지되어 있으므로 이에 대하여 가동체에 상응하는 균형추 등의 사용으로 간단히 그 중립위치를 고정시킬 수 있게 된다. 따라서 종래와 같이 수직구동용 코일에 역전압을 인가할 필요가 없어 그 전력소모를 줄일 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서는 가동체의 위치와 그 이동량을 상기한 한쌍의 내측지지부재의 각 지지부재가 가지는 3개의 연결요소들의 상대거리 조절로써 정밀하게 조정할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제 1 도에서 가동체(1)에 렌즈(2)가 탑재되어 있는데, 이것은 광픽업에서의 대물렌즈와 같다. 그 가동체(1)는 그 전후면 양측에 똑같은 수직구동코일(3) 및 수평구동코일(4)(4')과 결합하고 있으며, 그 코일에 자계를 가하는 영구자석(5)과 요크부재(6)에 의하여 상기 렌즈(2)의 촛점위치를 변위하는 수직, 수평방향으로 이동가능하다. 여기서 요크부재(4)는 베이스(7)에 고정설치되는 반면 가동체(1)는 한쌍의 내, 외측 지지부재(8)(8')(9)(9')들에 의하여 부상되어 있다.

그 내, 외측지지부재(8)(8')(9)(9')는 그들에 수직한 연결부재(10)에 의하여 연결되어 있으며, 그 부재들은 각각 동일 또는 유사한 적어도 하나의 연결요소를 가지고서 상호간은 물론 다른 것과도 연결되어 있다. 먼저, 한쌍의 내측지지부재(8)(8')는 그 연결요소로서 각각 3개의 추축(8a)(8b)(8c)와 (8a')(8b')(8c')를 가진다. 이들의 추축은 4각추 또는 원뿔모양 등으로 형성된다. 그 일단의 추축(8a)(8a')은 그 정점이 연결된 가동지지구(11)를 통해 상기한 가동체(1)의 좌우측면 중앙부와 연결되어 있으며 가운데의 추축(8b)(8b')을 그 정점이 연결된 내측지지구(12)(12')를 통해 베이스(7)상의 내측지지돌출부(13)와 고정적으로 연결되어 있다. 그리고 타단의 추축(8c)(8c')은 연결부재(10)와 직접연결되어 있다.

한쌍의 외측지지부재(9)(9')는 그 일단에 각각 한개씩 추축(9a)(9a')이 형성되어 하나의 외측지지구(14)와 연결되어 있으며, 그 외측지지구(14)는 베이스(7)상의 외측지지돌출부(15와 결합한다.

또한 이 외측지지부재(9)(9')의 타단은 상기 연결부재(10)가 가지는 추축(10a)(10a')의 정점과 연결되어 있다. 그리고 이 연결부재(10)에는 상기 가동체(1)의 중심위치 고정을 위하여, 그 반대편에의 평형추(16)가 설치되어 있다.

상기에서, 내, 외측지지부재(8)(8')(9)(9'), 연결부재(10)는 그들의 연결요소와 함께 합성수지사출 등의 일체로 형성할 수 있다. 그리고 상기 가동체(1)와 평형추(16)의 위치를 바꾸어 설치하는 것도 가능할 것이다.

이러한 실시구성에 있어서, 먼저 상기한 가동체(1)에 가해지는 작용력을 설명하면, 수직구동코일(3)과 수평구동코일(4)(4')은 제 1 도의 점선내의 부분만이 영구자석(5)으로부터 요크부재(6)의 내측단부로 향하는 자속과 쇄교한다. 그러므로 제 2 도에 나타낸 바와 같이, 그 수직구동코일(3)과 수평구동코일(4)(4')에 전류가 흐르는 경우 수직상방의 힘과 수평좌방의 힘이 각각 가동체(1)에 작용하게 될 것이며, 결국 가동체(1)는 그 전류방향에 따라 포커스방향(F)과 트랙방향(T)의 이동을 하게 된다.

이러한 가동체(1)의 이동에 따른 상기 내, 외측지지부재(8)(8')(9)(9')들의 구동체계는 제 3a, b 도와 같다.

먼저, 상기 수평구동코일(14)(14')에 전류가 흘러 가동체(1)개 트랙방향(T)으로 이동하는 경우에 있어서는, 제 3a 도와 같이, 한쌍의 내측지지부재(8)(8')가 동일 수평면상에서 그 중앙의 추축(8b)(8b')의 정점을 중심으로 회동한다. 이와 동시에 그 내측지지부재(8)(8')와 연결된 외측지지부재(9)(9') 및 연결부재(10)가 각 추축(8c)(8c'), (9a)(9a') 및 (10a)(10a')이 굴곡됨으로써 상대적으로 회동 및 변위한다. 이때, 내, 외측지지부재(8)(8')(9)(9')들은 각각의 평면과 수직한 면의 면방향으로 요동하는 구동체계로 움직여지므로 가동체(1)가 그 평면상에서의 회전하는 일이 없이 수평방향으로 병진운동하게 된다. 따라서 그 가동체(1)에 탑재되는 렌즈(2)의 트랙이동된 촛점위치가 변화하지 않는다.

다음 수직구동코일(13)에 전류가 인가되는 가동체(1)가 포커스방향(F)으로 이동하는 경우에 있어서는, 제 3b 도와 같이, 내측지지부재(8)(8')가 각각의 수직면상에서 중앙의 추축(8b)(8b')의 정점을 중심으로 회동한다. 이와 동시에 외측지지부재(9)(9') 및 연결부재(10) 역시 상기와 마찬가지로 상대적인 회동을 한다. 이때에는 내, 외측지지부재(8)(8')(9)(9')들이 각 평면의 면방향으로 요동하는 구동체계에 의하여 각 평면이 경사지도록 움직여지는데, 그 내측지지부재(8)(8')의 추축(8a)(8a')이 가동체(1)측면의 정중심에 연결된 것이므로 그 가동체(1)는 차체적으로 수평을 유지하여 그 이동후 기울어지는 일이 없는 것이다. 또한 중앙의 추축(8b)(8b')을 중심으로 가동체(1) 반대편에는 평형추(16)가 있으므로 그 가동체(1)는 중력의 영향으로 하강하는 일이 없이 그 수직이동위치에 자연히 고정되게 된다. 따라서 그 하강을 방지하기 위하여 수직구동코일(13)에 역전압을 인가하지 않아도 된다.

상기에서 가동체(1)의 수직, 수평이동거리는 상기 내, 외측지지부재(8)(8')의 두 추축(8a)(8b), (8a')(8b')간의 거리에 따라 어느 정도의 차이가 있을 것이므로 결국 그 거리 조정에 따라 가동체(1)의 이동위치 즉 렌즈(2)의 초점심도와 트랙위치를 정밀하게 조정할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 하여, 본 발명은 광픽업 등에 적용가능하며, 특히 외부충격이 심한 장소에서 주로 사용되고 전력소모가 적게 요구되는 것, 예를들면 휴대용, 자동차용 등의 디스크 재생 및/또는 기록장치 등의 광픽업에 적합한 발명이다.

본 발명은 도면에 나타내고 상기에 설명된 것에 의하여 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 특허 청구의 범위내에서 더 많은 변형, 변용가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 광학계의 적어도 일부가 장착된 가동체를 수직, 수평방향으로 구동하는 광학계 구동장치에 있어서, 각각 임의 방향의 굴곡이 가능한 3개의 연결요소를 가지며 상호 한 평면상에 대칭 및 나란하게 배치되어 그 중앙의 연결요소를 중심으로 요동가능하게 지지된 한쌍의 내측지지부재와, 각각의 임의 방향의 굴곡이 가능한 적어도 하나의 연결요소를 가지며 상기 한쌍의 내측지지부재가 위에서 볼 때 내측에 오도록 상호 또 다른 한 평면상에 나란히 배치되고 상기 한쌍의 내측지지부재와 연결되어 그 연결요소를 중심으로 회동가능하게 지지된 한쌍의 외측지지부재를 구비하여, 상기 내측지지부재의 3개의 연결요소중 일단의 연결요소에 상기 가동체를 연결하고 그 가동체가 수직, 수평방향으로 이동하는 것에 따라 상기 내, 외측지지부재의 각 부재들이 각각의 평면 및 그 평면과 수직한 면의 면방향으로 요동하는 구동체계를 이루도록 구성하여 된 것을 특징으로 하는 광학계 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 내측지지부재와 상기 한쌍의 외측지지부재가, 양 끝에 연결요소를 가지는 하나의 연결부재를 사용하여 그들의 각 지지부재와 수직으로 연결한 것을 특징으로 하는 광학계 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 내측지지부재의 각 지지부재가 가지는 3개의 연결요소중 그 중앙의 연결요소에 대한 다른 두 연결요소들의 상대거리가 같게 된 것을 특징으로 하는 광학계 구동장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 한쌍의 내측지지부재와 상기 한쌍의 외측지지부재 및/또는 상기 연결부재가 일체로 수지사출 성형되어 되는 것을 특징으로 하는 광학계 구동장치.
5. 제 1 항 또는 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 한쌍의 내측지지부재의 각 지지부재가 가지는 3개의 연결요소중 그 중앙의 연결요소에 대한 다른 두 연결요소에 질량관성모멘트가 동일한 물체가 각각 연결되어 되는 것을 특징으로 하는 광학계 구동장치.