KR940008402B1

KR940008402B1 - 광학 주사 유니트

Info

Publication number: KR940008402B1
Application number: KR1019860006707A
Authority: KR
Inventors: 아드리아누스 헨리쿠스 기예젠 빌헬무스; 혼트스 레온하르트; 메이어 칼-한스; 네스토르 요셉 반 슬루이스 로베르트; 에두아르트 반 로스말렌 게라르트
Original assignee: 엔. 브이. 필립스 글로아이람펜파브리켄; 이반 밀리 레르너
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1986-08-14
Publication date: 1994-09-14
Also published as: KR870002559A; JPS6238539A; EP0215498B1; CS591586A2; JP2615014B2; US4783775A; CS266336B2; EP0215498A1; DE3683227D1; KR870002560A; CA1280823C

Abstract

내용 없음.

Description

광학 주사 유니트

제1도는 본 발명의 주사 유니트 일부를 도시한 개략도.

제2도는 본 발명에 따르는 구동 장치의 제1실시예에 대한 분해도.

제3도는 제2도에 도시된 구동 장치의 평면도.

제4도는 제2도에서 선Ⅳ-Ⅳ를 따르는 단면도.

제5도는 본 발명에 따르는 주사 유니트의 구동 장치에 대한 제2실시예의 분해도.

제6도는 본 발명에 따르는 주사 유니트의 구동 장치에 대한 제3실시예의 분해도.

제7도는 제6도에 도시된 구동 장치의 종단면도.

제8도는 본 발명에 따르는 주사 유니트의 제4실시예에 대한 분해도.

제9도는 제9도에 도시한 구동 장치를 통하는 종단면도.

제10도는 본 발명에 따르는 광학 주사 유니트의 또다른 실시예를 통하는 단면도.

제11도는 제10도에 따르는 광학 주사 유니트의 단면도.

제12도는 제10도 및 11도와 같은 4개의 부분 코일 세트의 평면도.

제13도는 제10도 내지 12도에서와 같이 광학 주사 유니트의 표시도.

제14도는 자성체의 개조된 설계도.

제15도는 자성체의 또다른 개조된 설계도.

제16도 및 17도는 자성체의 변형을 지닌 광학 주사 유니트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 방출 소스 3 : 콜리메이터 렌즈

5 : 대물 렌즈 13 : 디스크형 정보 캐리어

17 : 투명기판 23 : 방사선 감지 검출기

200 : 자성체 204,205,206 : 코일

307 : 외부 반경 평면 323 : 몸체

604,605 : 환형 코일 606 : 바나나형 코일

806 : 날개형 코일

본 발명은 주사될 정보 캐리어 표면의 기록 트랙상에 광선 빔의 제어 및 정렬을 위한 광학 주사 유니트에 관한 것으로, 상기에서 주사 유니트는 상기 표면상에 방출 빔을 주사 스포트로 상기 표면상에 집속시키기 위해 대물 렌즈가 구비된 광학 축을 갖는 대물 렌즈를 가지며, 또한 정보 캐리어에 대해 상기 대물 렌즈의 위치를 연속적으로 보정하기 위한 전자기 구동장치를 가지고 있으며, 상기 구동 장치는 대물 렌즈를 위한 대물 렌즈를 장착부에 장치되어 있고, 상기 대물 렌즈 장착부는 광축에 동축 상대로 장치되어 있고 자극이 구비된 영구 자석 재질의 이동 환형 자성체를 가지며, 상기 구동 장치는 중심에 위치된 자성체의 축 단부의 영역에서 외부 반경 평면에 놓여 있고 공기 갭에 의해 상기 자성체와 자기적으로 상호 작용하는 고정 코일이 구비되어 있다.

상기와 같은 광학 주사 장치는 본원에 참고로 포함된 독일연방공화국 특허 제32 34 288호에 공지되어 있다. 상기 공지된 주사 장치에서 대물 렌즈는 자극과 같이 2개의 축 단부를 갖고 축상으로 이동하여 영구 자화된 슬리브에서 고정이 된다. 구동 장치의 고정 장착 코일은 부분적으로 코일로 되어 있고, 각각이 3개 또는 4개로 된 2셋트로 나누어지며, 코일 셋트는 슬리브의 2개 단부 부근에 위치된다. 각 부분적인 코일은 서로 동축 형태로 연장되어 상술된 슬리브까지 연장된 2개의 코일 부품을 갖는 평면 코일로 만들어져 있으며, 코일 부품을 통해 흐르는 전류 흐름에서 슬리브로부터 거리를 두고 놓여 있는 코일 부품에서 흐르는 전류는 슬리브 부근에서 놓여 있는 코일 부품을 통해 흐르는 전류와 반대가 된다. 공지된 코일의 장치로, 2개의 직교 좌표축에 대해 작용하는 2개의 회전 모멘트와 같이 직교 좌표계의 3개 축 방향으로 향하는 3개의 힘을 발생시키는 것이 가능하다.

공지된 주사 장치의 구동 장치를 이용하여 대물 렌즈의 모든 원하는 방향 이동이 원칙적으로 가능하다. 상기 이동은 대물 렌즈의 광축에 평행하게 향하고, 회전하는 광학 디스크의 정보 수록 표면에 광선 빔을 광선 스포트로 집속시키는데 이용되는 축상 이동과 마찬가지로, 서로 직각이며 광축에 직각으로 향하는 2개의 축에 대한 경사 이동 및/또는 서로에 대해 직각인 2개의 반경 방향 이동을 포함하며, 후자의 4개 이동은 광선의 스포트의 반경 방향 및 탄젠트 방향의 트랙 추적에 이용된다.

그러나 공지된 구동 장치는 코일 셋트 사이의 중심 위치로부터 대물 렌즈의 작은 축상 변이가 있어도 구동 장치가 대물 렌즈가 계속 이동할 수 없어서 광선 빔의 필요한 집속 및 광선 스포트의 필요한 트랙 추적을 할 수 없는 형태로 대물 렌즈의 축상 변이의 함수로서 코일과 자기 슬리브 사이의 자력이 변하는 단점이 있다. 넓게 펼쳐진 코일 셋트는 실제로 광축을 따라 충분한 이동을 하는데 적당하다. 그러나 상기 다른 이동을 급속히 감소시킬 가능성이 있어서 중심 위치로부터 비록 작은 거리에서도 대물 렌즈는 광선 스포트의 트랙 추적을 확실하게 할 수 있도록 적당히 구동되지 않는다.

본 발명의 목적은 대물 렌즈가 아주 큰 거리를 이동할 때 집속 이동을 위해 필요한 힘과 트랙 추적을 위해 필요한 힘이 일정하게 또는 거의 일정하게 유지되도록 하는 코일이 구비된 상기 문제에서 언급된 형태의 광학 주사 유니트를 만드는 것이다.

본 발명의 광학 주사 유니트는 상기 외부 반경 평면 사이의 최소한 하나의 중심 반경 평면에서 또다른 코일이 장치된 특징이 부가된다.

상기와 같은 주사 유니트에서 대물 렌즈가 비교적 큰 거리를 이동할 때 집속 이동을 위해 필요한 힘과 트랙 추적을 위한 힘이 일정하게 또는 거의 일정하게 유지된다.

최소한 3개의 부분 코일이 각각 외부 평면에 장치되어 있고, 자성체가, 축 단부에서 자극이 끼워져 있는 양호한 실시예는 최소한 하나의 중심 반경 평면에서 자성체의 주변 방향으로 연장된 활성 코일 부분과 상기 자성체로부터 멀리 떨어진 코일 부분으로 각각 구성된 최소한 3개의 코일이 있으며, 부분적인 코일은 자성체의 주변 방향에서 볼 때 서로 인접하는 특징을 갖는다.

본 발명의 상술된 코일 형태는 광축에 직각인 방향으로 대물 렌즈를 이동시키기 위해 중앙 평면에서 코일의 사용과 대물 렌즈의 광축을 따라 이동시키기 위해 2개의 외부 반경 평면에서 코일의 사용을 가능하게 하며, 후자의 코일은 필요할때 광축에 대해 직각인 축에 대해 대물 렌즈를 경사지게 하는데 이용될 수 있다. 상기 가능성은 간단한 방법으로 축상 자화되는 자성체로 이루어질 수 있다.

본 발명의 주사 장치는 코일이 축상으로 여기되었을때 코일이 자성체상에 작용하는 반경방향의 힘은 대물 렌즈가 광선 스포트를 집속시키고 상기 스포트를 광학 디스크의 정보 평면상에 계속 집속이 되게 하는데 충분히 큰 거리를 이동할 때 최소한 거의 일정하게 유지되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 양호한 코일 형태는 연부 영역에서 코일을 평면코일로 만드는 것을 가능하게 하며 즉 주사 장치의 높이 및 자성체의 축 길이와 대물 렌즈의 축 길이를 작게 만들 수 있는 또다른 특징이 있다. 이러한 것은 대물 렌즈 장착부의 중력 중심에 위치시키는 것이 가능하다. 이는 중심지역에 있는 코일이 여기될 때, 반경 방향의 힘이 대물 렌즈와 함께 대물 렌즈 장착부에 작용하는 경우 대물 렌즈를 경사지게 하여 구동 방해를 가져올 수 있는 제어 불가능한 모멘트가 생기지 않는 장점이 제공된다.

외부 반경 평면에 있는 부분 코일은 주로 대물 렌즈의 축상 변위를 위해 사용된다. 그러나, 외부 반경 평면에 있는 부분 코일의 선택적 여기를시켜 자성체의 경사 때문에 대물 렌즈가 광축에 직각인 축에 대해 약간의 회전 모멘트를 받을 수 있는 것을 이용하여 자성체상에 모멘트를 가하는 것이 가능하다. 중심 반경 평면에 있는 부분코일은 선택적으로 여기될때 반경 방향으로 대물 렌즈를 이동시킬 수 있다. 이는 본 실시예에서 외부 반경 평면에 있는 코일만이 광선 빔을 광선 스포트로 집속시키는데 사용될 수 있으며, 필요에 따라 중심 평면에 있는 코일은 주사될 광학 디스크의 트랙을 추적하는 대물 렌즈의 일치를 위해 코일과 결합하여 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

대물 렌즈에서 일정한 축방향 상승력을 만들기 위해, 2개의 외부 반경 평면의 부분 코일이 결합된 코일 셋트 사이에서 어떤 최소 거리가 필요하다. 상기 부분적인 코일 셋트 사이에 놓인 공간이 경제적으로 사용될 수 있는 한가지 가능한 실시예는 중심 반경 평면에 있는 부분 코일의 축 길이가 연부 지역에 있는 부분 코일의 축 길이보다 훨씬 크다는 장점을 갖는다.

상기와 같은 코일 형태로, 크고 일정한 축 및 반경 방향의 힘을 다물 렌즈에 가하여 가능한한 대물 렌즈의 신속한 이동을 가능하게 할 수 있다. 이는 중심 반경 평면에서 많은 수의 코일은 주사 유니트가 포함된 서보 시스템의 감도를 개선할 수 있는 보다 양호한 셋팅 및 조정을 제공하는 부가적인 장점을 제공한다.

자성체가 축 단부에서 자극이 구비된 또다른 실시예는 상술된 반경 평면 각각에 있는 코일은 상기 자성체 둘레에 동축 형태로 연장된 환형 코일 형태이며, 상기 중심 반경 평면에 제공된 최소한 3개의 부분 코일이 있으며, 이들 부분 코일은 자성체의 주변 방향에서 보았을 때 서로 인접하는 특징을 갖는다.

상기 양호한 실시예는 접속을 위해 대물 렌즈의 축상 이동에만 사용되는 환형 코일을 가지고 고능률적으로 축상 구동을 하는 것이 가능하다는 장점을 제공한다. 왜냐하면 상기 환형 코일은 자성체의 자기장의 아주 양호한 영역에 위치될 수 있기 때문이다.

상기 환형 코일은 자성체상에 어떤 토크를 가할 수 없기 때문에, 중심 평면상에 있는 코일은, 정보 캐리어의 조정이 어긋나는 것으로 인해 트랙 추적 및 각도 보정을 하여야 한다. 상기 목적으로 적당한 실시예는 상기 부분적 코일이 각 경우 자성체와 반대 방향으로 놓여 있으며 자성체 주변 방향으로 연장된 활성 코일과 자성체로부터 더 떨어져 있는 코일 부분으로 구성되는 특징을 갖는다. 상기 실시예는 특히 간단한 구조를 가지며, 또한 부분 코일을 활성화시키는데 간단한 제어만을 필요로 하며, 3개의 부분 코일이 사용될 때 단지 5개의 증폭기만 필요로 한다. 또다른 가능한 실시예는 다소 구조가 복잡하지만, 그러나 높은 능률의 반경 구동이 이루어질 수 있으며, 부분 코일이 코일 셋트로 이루어지는 특징을 갖고 있고, 여기서 상기 셋트는 자성체의 축방향에서 볼 때 서로 나란히 놓이며, 코일 셋트의 개개 코일은 각각 자성체의 주변방향으로 연장된 2개의 평행 활성 코일 부분을 갖고 있으며, 이들 활성 코일중의 하나는 자성체의 옆에서 반경방향으로 놓이게 되고, 자성체를 향해 각도를 두고 있는 다른 코일 부분에 의해 다른 활성 코일에 연결되며, 상기 다른 활성 코일 부분은 자성체의 자극 반대편에 위치하게 된다.

만약 환형 코일은 부분 코일의 다른 코일 부분이 관통 연장된 다수의 외향 돌출부를 갖는 경우 특히 유리하다. 본 실시예에 제공된 부분 코일은 대물 렌즈 장착부에 대해 정렬이 되고 부분 코일의 가장 큰 부분이 자기장이 가장 양호한 부분에 놓을 수 있도록 만들어져 있다.

각 경우 최소한 3개의 부분 코일이 외부 반경 평면에 장치되어 있고 자성체가 서로의 상부에서 축상으로 배치되어 반대로 자화된 2개의 링형 부분으로 구성된 또다른 실시예에 있어서, 주사 유니트는 링형 자성체가 환형 코일에 의해 중심 반경 평면에 포함되어 있는 분명한 특성을 갖는다.

중심 반경 평면에 환형 코일을 삽입하여 집속을 위한 축력을 만들기 위해 상기 영역에서 방사상 자기장을 이용하는 것이 가능하다. 그래서 상기와 같은 광학 주사 유니트를 가지고 축방향 및 반경 방향 힘을 위해 코일 작동 사이에 어떤 분리를 간단한 방법으로 얻는 것이 가능하다.

외부 반경 평면의 영역에서 부분 코일 장치 때문에 축방향으로 힘 벡터의 인가지점은 자성체의 중력 중심 외부에 놓인다. 그래서 이미 상술된 바와 같이 3개의 좌표축에서 3개의 병진 운동으로부터 분리된는 형태로 대물 렌즈의 제어가 가능하며 상기 좌표축중의 2개 축에 대해 2개의 회전 운동을 실행시키는 것이 가능하다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 자성체는 사애에 중간 링이 삽입된 2개 부분의 링으로 구성이 된다. 중간 링은 연자성 재질 또는 비자성 재질로 만들어질 수 있다. 조정 작용의 분리는 이에 의해 개선될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에서 중간 링은 영구 자석 재질로 만들어지며 반경 방향으로 자화된다. 코일 자기장의 제어 효과는 상기에 의해 증가된다.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 대체로 자성체는 부분 링의 N극이 중간 링상에 있고 중간 링의 N극은 외부벽에 있게 되는 형태로 자화된다.

본 발명의 또다른 가능한 특징은 자극 전체가 부분 링의 N극이 외측 축 단부에 있고 중간 링의 N극이 내측벽에 있게 자화되었을 때이다. 이와 같이, 시스템의 소정 특성을 개선시키며, 기생 특성을 감소시키는 것이 가능하다.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 상기 코일은 회로 기판상에서 적층 도전체로 개별 반경 평면에 장치된다. 기술적인 설계는 상당히 간단해진다.

본 발명의 또다른 유리한 실시예에 있어서, 자성체는 반대 방향으로 반경을 따라 자화된 2개의 부분 링으로 구성이 된다. 이를 이용하여 축 성분을 갖는 자기장과 비교하여 주로 반경 방향의 성분을 갖는 자기장 영역을 증대시키는 것이 가능하다. 상기의 경우, 부분 링 사이에 장치되어 축상으로 자회되는 중간 링을 위해 유리해 질 수 있다. 축 및 반경 방향 자기장은 이와 같은 방법으로 보다 분명하게 분리될 수 있다. 기생력 및 토크는 이리하여 보다 잘 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면을 참고로 다음에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

제1도에 따른 주사 유니트는 예를 들어, 다이오드 레이저와 같은 방출 소스(1), 콜리메이터 렌즈(3) 및 광축(5A)을 갖는 대물 렌즈(5)가 구비되어 있으며, 상기 대물 렌즈는 다음에서 상세히 기술되는 전자기 구동 장치의 대물 렌즈 장착부(7)에 장치된다. 콜리메이터 렌즈(3)와 대물 렌즈(5)는 여러개의 렌즈 소자를 가질 수 있지만 최소한 하나의 비구면 굴절 표면을 갖는 단일 렌즈 소자로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 시험용 장치에서, 대물 렌즈는 복제 방법으로 제조된 단 하나의 렌즈를 구비하며, 상기 대물 렌즈는 본원에서 기술되지 않은 위치 검출 시스템을 위해 링형 미러(9)가 구비된다. 상기와 같은 위치 검출 시스템은 독일연방공화국 특허 제85 01 665호에 기술되어 있다.

방출 소스(1)에 의해 공급되는 광선(b)의 확산 빔은 콜리메이터 렌즈(3)에 의해 대물 렌즈의 구멍을 완전히 채우는 평형 빔으로 변환된다. 대물 렌즈는 제1도에서 작은 부분이 단면으로 도시된 디스크형 정보 캐리어(13)의 정보 수록 표면(11)에서 예를 들어 1m의 직경을 갖는 편향 제한 방출 스포트(V)로 광선 빔을 집속시킨다. 정보는 나선 트랙을 형성하는 동심 트랙(15) 또는 준동심 트랙으로 나누어진다. 정보는 사이에 중간 영역이 있는 다수의 광학 검출 가능한 정보지역으로 구성된다. 정보 표면(11)은 정보 캐리어(13)의 상부에 인접하여 빔(b)이 정보 표면은 방출 빔을 반사하여 빔이 방출 소스 방향으로 반사되는 것이 바람직하다.

회전하는 정보 캐리어의 경우, 정보 표면으로부터 반사된 빔은 시간적으로, 실제로는 판독되는 트랙에서 정보 영역과 중간 영역의 순서에 따라 변조된다. 방출 소스로부터 방출된 빔에서 변조된 빔을 분리시키기 위해 예를 들어 부분 프리즘 형태로 된 분리 소자(19)는 방출 경로내에 놓여 있으며, 상기 분리 소자의 분리면(21)은 반사된 빔의 최소한 일부를 방출 감지 검출기(23)로 반사시킨다. 검출기(23)는 정보 캐리어에 기억된 정보의 형태에 따라 가시 또는 가청 또는 또다른 방법으로 처리될 수 있는 신호로 공지 형태로 처리되는 전기 신호로 변조된 빔을 변환시킨다.

제1도의 오른쪽 편에는 M지점을 원점으로 잡아 Z축이 빔(b)의 주 광선(L)과 일치하게 되는 직교 좌표계 XYZ가 도시되어 있다. Z축은 축 방향으로 연장이 되고, 이 축은 빔(b)을 광선스포트(V)로 집속하기 위해 대물 렌즈가 이동되어야 하는 방향이 된다. X축과 Y축은 정보 캐리어의 회전축에 대해 각각 반경 및 탄젠트 방향으로 연장된다. 광선 스포트(V)는 회전하는 정보 디스크의 트랙을 가능한한 근접하여 추적해야 하기 때문에 대물 렌즈(5)는 상기 축에 대해 어떤 회전과 마찬가지로 X축과 Y축을 따라 직선 이동을 실행할 수 있는 것이 필요하다. Z축을 따라 대물 렌즈의 이동은 또한 집속 이동과 마찬가지로 공지되어 있는 반면 다른 이동은 트랙 추적 및 시간 에러 교정 이동과 같이 공지되어 있다.

제2도 내지 제7도는 본 발명 주사 유니트를 위한 여러 가지 가능한 전자기 장치를 상세히 도시하고 있다. 주로 각 구동 장치는 융통성 있게 지지된 링형 자성체와 상기 자성체 둘레에 장치된 다수의 고정 코일로 구성이 되며, 상기 코일은 3개 평행 반경 지역으로 구성이 되어 있다. 상기 자성체는 링형 또는 슬리브형이며, 영구자석 재질로 만들어진다. 네오다이뮴-철-브론 및 사마륨-코발트와 같은 고에너지 성분을 갖는 자성 재질이 바람직하다. 관심대상인 지역에서 코일은 자성체의 자기력장의 특정 부분에 위치된다. 대물 렌즈가 기생 공진이 없이 상술된 소정의 이동을 할 수 있기 위해 대물 렌즈는 상기 구동 장치에서 자기적으로 장치되며, 반면 주사 유니트의 다른 소자는 어떤 물리적 접촉이 없다.

제2도, 3도 및 4도는 제4도에 화살표로 표시된 바와 같이 축상으로 자화되는 즉, Z극과 N극이 자성치(200)의 축 단부에서 형성이 되는 자성체(200)를 갖는 구동 장치를 도시한다. 자성체(200)는 홀딩 링(202)과 함께 대물 렌즈(5)를 위한 대물 렌즈 장착부(7)를 형성한다. 3개의 코일 셋트(204,205,206)은 지지판(208)상의 자성체(200) 둘레에 동축상으로 고정이 된다. 각 셋트는 최소한 3개의 바바나형 부분 코일을 갖는다. 상기 셋트(204,205,206)은 자성체(200)에 대해 반경상으로 연장된 3개의 축상 변위된 반경면을 따라 연장이 되며 실제로 2개의 외부 평면 Ⅰ과 Ⅱ사이에 놓여있는 중심 반경 평면 Ⅲ과 2개의 번경 평면 Ⅰ과 Ⅱ를 따라 연장된다. 대물 렌즈(5)와 마찬가지로 상기 면은 제4도에 표시되어 있다. 코일 셋트에 대해 Z축을 따라 축상으로 이동할 수 있는 대물 렌즈(5)는 제4도에서 중심 위치에서 도시되어 있으며, 이는 대물 렌즈가 상부로 이동될 수 있는 만큼 하부로 이동 될 수 있는 위치에 있다. 대물 렌즈의 상기 중심 위치에서, 외부 반경면(Ⅰ 및 Ⅱ)은 자성체(200)의 각 자극 N과 Z극에 대향하여 놓인다. 각 셋트(204,205,206)에서 부분 코일의 수는 3개에 한정되지 않으며 4개 또는 4개 이상도 가능하다.

중심 반경면(Ⅲ)에서 부분 코일의 셋트(206)는 부분 코일의 셋트(204,205)보다 큰 축 길이로 갖는다. 부분 코일의 셋트(204,205,206)은 각각 활성코일 부분(204a,2005a,206a)에 놓이게 되며, 즉 자성체(200)에 가장 가깝게 놓여 있는 코일은 자성체(200)의 양호한 자기장 부분에 놓이게 된다. 그래서 상기 자기장의 자력선은 주로, 평면(Ⅰ,Ⅱ) 각각에 있는 셋트(204,205)의 코일의 활성 코일 부분(204a,205a)의 위치에서 방사상 방향으로 연장된다. 이는 평면(Ⅰ,Ⅱ)에 있는 전체 코일을 통해 전류가 통과할때, 자성체상에 축상으로 향하는 힘을 가할 수 있다는 것을 의미한다. 그래서 외부 반경 평면(Ⅰ,Ⅱ)에 있는 코일 셋트(204,205)는 Z축을 따라 대물 렌즈(5)의 진속 이동을 만드는 데 아주 적당하다. 한편으로, 중심 반경 평면(Ⅲ)에 있는 코일의 셋트(206)의 활성 코일 부분(206a)은 자기장이 주로 축상으로 진행하는 상기 자기장의 일부에 놓이게 된다. 전류가 상기 코일을 통과할 때 상기 코일은 반경 방향으로 향하는 힘을 자성체(200)상에 작용하게 한다. 트랙 추적과 시간 보정용으로 X축과 Y축을 따라 대물 렌즈(5)의 직선 이동을 위해, 부분 코일 셋트(206)는 양호하게 여기될 수 있다. 만약 외부 평면(Ⅰ,Ⅱ)에 있는 부분 코일의 셋트(204,205)가 다른 방법으로 여기되면, 모멘트는 또한 자성체(200)에 자성체에 전달이 된다. 이것은 구동부에 제한된 각도와 X축 또는 Y축에 대해 대물 렌즈를 경사지게 하는데 사용될 수 있어서 대물 렌즈의 부가적인 트랙 추적 및 시간 보정을 가능하게 한다.

제5도에 도시된 구동 장치는 상술된 구동 장치와 대체로 같은 구동 장치이기 때문에 간단히 기술하기로 한다. 다시 한번 구동 장치는 대물 렌즈(5)에 장착부(202)가 고정된 자성체가 구비된다. 그러나 상기의 경우, 구동 장치는 2개의 반경 평면은 이미 언급된 외부 반경 평면(Ⅰ, Ⅱ)에 대응하며, 다른 2개의 반경 평면은 상술된 중심 반경 평면(Ⅲ)에 대응하는 4개의 평면에 장치된 4개 셋트의 부분 코일이 구비되어 있다. 셋트(204,205)는 이미 기술된 형태로 외부 반경 평면(Ⅰ,Ⅱ)에 위치된다. 상술된 구동 장치와의 차이점은 중심 반경 평면(Ⅲ)에 있는 코일 셋트의 구조로 놓이게 되어 각 중심 반경 평면은 3개 또는 필요에 따라 3개 이상의 부분 코일의 셋트(206)를 구비한다. 축 스페이서는 셋트(206)의 사이에 구비될 수 있다.

제6도 및 7도는 외부 반경 평면에 있는 코일의 장치가 상술된 실시예에 있는 장치와 다른 본 발명에 따른 전자기 구동 장치를 나타낸다. 여기서, 구동 장치는 대물 렌즈(5)를 위한 장착부(202)가 고정되는 축상 자화 이동 자성체(200)를 가진다. 고정 코일은 Z축에 대해 직각으로 연장된 3개의 평행 반경 평면을 따라 상기 실시예의 각각에서와 같이 장치된다. 외부 평면(Ⅰ,Ⅱ)의 각각에서 자성체 둘레에 동축상으로 장치된 환형 코일이 있다. 환형 코일은 서로 정렬이 되어 자성체(200)의 자기장의 자력선이 주로 환형 코일(604)의 위치에 신속히 연장되게 한다. 환형 코일이 여기될 때, 축상으로 향하는 힘은 자성체상에 작용이 된다. 대물 렌즈(202)의 집속 조정은 환형 코일(604,605)의 작동에 의해 수행이 된다. 환형 코일(604,605) 사이에 놓여있는 중심 반경 평면에서, 2개의 바나나형 부분 코일 셋트(606)는 어떤 일정한 거리를 두고 장치된다. 각 셋트는 공기 갭이 있는 링 형태로 자성체(200) 둘레에서 그룹 형태로 연장된 3개 또는 4개의 부분 코일을 갖는다. 부분 코일은 자력선이 다소 축방향으로 연장되는 자성체(200)의 자기장 영역에서 위치된다. 이는 부분 코일이 여기될때 주로 반경 방향으로 향하는 힘이 자성체상에 작용되는 것을 의미한다. 부분 코일 셋트(606)는 대물 렌즈를 직선 이동과 X축 및 Y축을 따라 이동하게 한다.

경제적인 관점에서 볼때 아주 흥미있는 전자기 구동 장치가 제8도 및 9도에 도시되어 있다. 이동 부품에 관한한, 상기 구동 장치는 이미 기술된 실시예와 같지만 고정 부품은 특수한 형태를 갖는다. 상기 실시예에서 코일은 다시 Z축에 대해 직각인 3개의 평행 반경 평면을 따라 장치된다. 그러나 이 경우에 제9도에 도시된 바와 같이 외부 반경 평면(Ⅰ,Ⅱ)의 코일과, 중심 반경 평면(Ⅲ)의 코일이 중복 부분이 있다. 2개의 외부 반경 평면(Ⅰ,Ⅱ)에서 환형 코일(804,805a)이 각각 있다.

환형 코일(804,805)의 위치에서 축상으로 자화된 자성체(200)의 자기장의 자력선은 상기 실시예에서와 꼭같이 주로 반경 방향으로 연장되며, 따라서 상기 코일의 목적은 Z축을 따라 대물 렌즈를 구동시키는 것이다.

중심 반경 평면(Ⅲ)에서, 2셋트의 날개형 부분 코일(806)은 같은 축에서 어떤 거리를 두고 장치된다. 다시 각 셋트는 자성체 둘레에서 다소 폐쇄된 셀을 형성하는 3개 또는 4개의 코일이 바람직하다. 부분 코일(806)의 특별한 형태 때문에 각 코일은 상기 자기장에서 둘다 위치되는 2개의 활성 코일부(806a,806b)를 갖는다. 활성 코일부(806a, 806b)의 위치되는 상기 코일 부분의 위치에서 자력선이 주로 축방향으로 향하게 되는 형태로 위치된다. 상기 장치는 고속도로 상당히 만족스런 대물 렌즈의 트랙 추적 및 시간 보정 이동을 가능하게 한다. 활성 코일 부분 사이에 놓여 있는 코일 부분은 이미 기술된 돌출부(804a,804b)를 통해 연장이 되어 소형 구조가 이루어질 수 있게 한다.

제10도 내지 13도에 개략적으로 도시된 광학 유니트는 단지 개략적으로 도시된 영구 자성체(300)를 갖는다.

대물 렌즈 장착부로 작용하는 상기 링형 자성체(300)는 상세히 기술되지는 않았으나 코일 시스템에서 지지된다. 상기 코일 시스템은 자성체(309)의 축 단부(311,313)의 영역에 있는 외부 반경 평면(307,309)에 장치된 2개의 부분 코일 셋트(305)로 구성이 된다. 상기 중심(315)에 있는 영구 자성체(303) 둘레에는 환형 코일(316)이 있다. 자성체(303)는 중심(315)에서 다시 나누어진다. 2부분의 링(303a,303b)는 서로 반대 방향으로 축상으로 자화된다. 상기는 제10도에서 화살표(317a,317b)의 반대 방향으로 표시되어 있다.

제10도에 도시된 자력선(319)은 자성체(315)의 중심에서 자력선이 자성체(323)에 대해 반경향으로 크게 진행하는 것을 도시한다. 그러나 단부(311,313)의 영역에서 자성체 축(323)에 대해 상기 자력선(325)이 주로 축상으로 진행하는 자력선(325)의 영역이 있다. 양호한 자력선 패턴을 갖는 상기 영역은 코일의 개별 형태, 즉 한편으로 부분적 코일(305), 다른 한편으로 링형 코일(316)에 의해 개별적으로 상당히 작용하여, 영구 자성체(303) 또는 대물 렌즈 장착부를 조정한다. 링형 코일(316)을 여기하여 도면에서 Z로 표시된 축방향으로 자성체(303)를 조정하는 것이 가능하다. 부분 코일(305)이 여기되었을 때 자성체(303)는 반경방향 즉, 제12도에서 X 및 Y방향으로 조정될 수 있다.

제12도는 4도 부분 코일(305)의 셋트의 평면도를 나타낸다. 개별적인 부분 코일(305)은 평면 코일로 이루어지며 자성체(303) 둘레에 서로 인접하여 장치된다. 제10도에서 분명히 도시된 바와 같이 동축상으로 장치된 코일 부분(305a,305b)에서 각 개별 부분 코일(305)에 있어서 전류는 반대 방향이 된다. 이는 개별 코일 부분(305a,305b)에서 흐르는 전류는 자기장에서 서로 반대로 작용하는 것을 의미한다. 이것은 작동력을 약화시킬 수 있다. 이러한 단점을 적당히 보상하기 위해 외부 코일 부분(305b)은 내부 코일 부분(305a)로부터 가능한 멀리 떨어지게 한다.

제11도는 제10도에 있는 광학 유니트의 또다른 다이어그램을 도시한다. 제10도에서와 같이 부분적 코일(305)은 축 단부 영역(311,313)에 배치되며, 환형 코일(116)은 자성체(303)의 중심 영역에 배치된다.

링형 자성체의 축 길이는 비교적 짧은 반면, 제11도 및 12도에서 길이는 길다. 그러나 이런 차이는 단지 도면을 분명히 하기 위해 그렇게 하였을 따름이다. 본래, 자성체는 축방향이 비교적 짧다(예를 들어 약 5 내지 6밀리). 그래서 광학 주사 유니트는 아주 평평하게 되어 특히 평면 제품으로 만들기 쉽다. 개별적인 반경 평면의 모든 코일은 예를들어 회로판상에서 적층 도전체로 장치될 수 있다.

제10도 내지 12도에 있는 광학 주사 유니트는 5축 작동기로 작용한다. 자성체(303)는 링형 코일(316)에 의해 Z축을 따라 축상으로 조정될 수 있다. 축상으로 작용하는 부분 코일(305)의 작은 작동 부품으로부터 벗어나는 경우 상기 코일은 X 및 Y축 방향으로 자성체(303)를 반경 방향으로 조정하는 효과를 갖는다. 만약 축 단부에 있는 개별 셋트의 부분 코일이 서로 다르게 작동되는 경우, 그래서 상기 3이동 방향으로부터 이탈하는 경우, 2개의 회전운동, 즉, X축과 Y축에 대해서 이동이 가능하다. 이런 5개의 가능한 조정은 정보 캐리어의 완전한 주사 및 정보 캐리어에 기록하는 것이 가능한 모든 소정 방향으로 부상 장착 자성체(303)가 조정되도록 하기 위해 충분하다.

자성체(303')(제14도)의 2부분 링(303a.303b)는 서로 직접 인접하여서는 안된다. 반경 지역의 영역에서 자기장 형태를 개선하기 위해, 영구 자석링 사이 연자석 또는 비자성체 재질로된 중간 링(303a)를 배치시키는 것이 바람직하다. 만약 중간 링(303c)이 영구 자성 재질로 만들어져 있는 경우, 반경 방향으로 자화시키는 것이 바람직하다. 전체 자성체(303')의 자화 방향은 부분 링(303a,303b)의 N자극이 중간 링(303c)쪽으로 향하게 하고, 중간 링(303c)의 N자극이 슬리브의 외벽(327) 방향으로 향하도록 선택이 된다

자성체(303")(제15도)의 또다른 실시예는 중간 링(303c")를 포함한다. 이 경우, 부분 링(303a",303b")는 이들의 N극이 외부 축 단부(311,313)로 향하게 하고, 반면 중간 링(303c")의 N극은 내부벽(327)방향으로 향하도록 자화된다. 이같은 방법으로 한 축 또는 다른 축 또는 2축으로 양호한 조정 특성을 제공하는 것이 가능하다. 그래서 원하는 특성(예를 들어 작동 범위가 개선될 수 있으며, 기생 특성이 감소될 수 있다.

제16도의 다이어그램에서, 자성체(303")는 서로의 상부에서 축상으로 배치된 두 부분의 링(303"'a 및 303"'b)으로 구성된다. 부분 링(303"'a , 303"'b)은 서로 반대 방향인 반경방향으로 자화된다. 도시되지 않은 정보 캐리어 디스크를 위해 상부 링(303b"')의 N극은 상기 부분 링(303b"')의 내부벽(331)을 따라 생기며 하부링(303a"')의 N극은 상기 부분 링의 외벽에 있게 된다.

제 17도에서 영구 자석 슬리브(303"')의 부분 링(303a"',303b"')사이에서 축상으로 자화된 또다른 중간 링(303c)을 도시한다. 만약 정보 수록 디스크가 슬리브(303"")의 상부에 위치되어 있다고 가정하면, 상부 링(303b"")은 내부벽(내부벽(331)에서 N극)에 대해 반경방향으로 자화되며 외부벽(333)(외부벽(333)에서 N극)에 대해 반경방향으로 자화된다. 축상으로 자화된 중간 링(303c"")의 N극은 정보 캐리어 디스크로부터 방향을 바꾼 상기 중간 링(303c"")의 단부(335)에 있게 된다. 상기 형태의 자화 반전은 필요에 따라 가능하다.

Claims

주사될 정보 캐리어 표면의 기록 트랙상에 광선 빔을 제어 정렬시키기 위한 광학 주사 유니트에 있어서, 상기 주사 유니트는 광선 빔을 주사 스포트로 상기 표면상에 집속시키기 위한 대물 렌즈가 구비된 광축을 갖는 대물 렌즈를 가지며, 상기 주사 유니트는 또한 정보 캐리어에 대해 대물 렌즈의 위치를 연속적으로 보정하기 위한 전자기 구동 장치를 가지며, 상기 구동 장치는 대물 렌즈를 위한 장착부가 구비되어 있고, 상기 대물 렌즈 장착부는 광축과 동축상으로 장치된 영구 자석 재질의 이동성 링형 자성체를 가지며, 상기 자성체는 자극이 구비되어 있으며, 상기 구동 장치는 중심상에 위치된 자성체의 축상 단부 영역에서 외부 반경 평면에 위치되고, 공기 갭을 통해 상기 자성체와 상호 작용하는 고정 코일이 구비되며, 또한 상기 코일은 상기 외부 반경 평면 사이에서 최소한 중심 반경 평면에 장치되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트.
제1항에 있어서, 각 경우에서 최소한 3개의 부분 코일이 외부 평면에 장치되어 있고, 자성체는 축단부에서 자극이 구비되어 있으며, 최소한 하나이상의 중심 평면 코일이 최소한 3개의 부분 코일에 장치되어 있고 상기 각각은 자성체와 마주보며 자성체의 주변 방향으로 연장된 활성 코일을 구비하고, 코일은 자성체로부터 떨어져 있으며, 부분 코일은 주변 방향에서 보았을 때 서로 인접하여 있는 (제2도 내지 5도) 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트.
제2항에 있어서, 중심 반경 평면에 있는 부분 코일의 축 크기는 연부 지역에 있는 부분 코일의 축크기 보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제1항에 있어서, 자성체는 축 단부에서 자극이 구비되며, 외부 반경 평면의 각각에 있는 코일은 상기 자성체 둘레에서 동축상으로 연장된 환형 코일 형태이며, 최소한 3개의 부분 코일이 중심 반경 평면에 제공되고, 부분 코일은 자성체의 주변 방향에서 보았을 때 서로 인접하는 (제6도 및 7도) 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트.
제4항에 있어서, 상술된 부분 코일은 자성체와 반대쪽에 놓이며 그 주변 방향으로 연장된 활성 코일 부분을 구비하며, 코일 부분은 자성체로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제4항에 있어서, 상기 부분 코일은 코일 셋트 형태이며, 상기 셋트는 자성체의 축방향에서 보았을 때 서로 인접하여 놓이게 되고 코일 셋트의 각각 코일은 자성체의 주변 방향으로 연장된 2개의 평행한 활성 코일 부분을 가지며, 상기 활성 코일 중의 하나는 자성체 옆에서 반경 방향으로 놓이게 되고 다른 활성 코일에 연결되며, 상기의 경우 후자는 자성체에 인가된 자극과 반대로 위치되는 것(제8도 및 제9도)을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 환형 코일은 부분 코일의 코일 부분이 연장되는 다수의 외향 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제1항에 있어서, 최소한 3개의 부분 코일은 외부 반경 평면에 장치되어 있고 자성체는 서로 상부에서 장치된 2개의 반대 자화 링 부분으로 구성되고 링형 자성체는 중심 반경 평면에 링형 코일에 의해 둘러싸이는 것(제10도 내지 제15도)을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제8항에 있어서, 상기 자성체는 사이에 중간 링이 삽입된 2개 부분 링으로 구멍이 되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제9항에 있어서, 중간 링은 자기적으로 연성 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제9항에 있어서, 중간 링은 비자성 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제9항에 있어서, 상기 중간 링은 영구 자석 재질로 구성이 되며 반경상으로 자화되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제8항 또는 제9항 또는 제12항에 있어서, 자성체 전체는 부분 링의 N극이 중간 링에 제공되고 중간 링의 N극인 외부벽에 제공되는 형태로 자화되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제8항 또는 제9항 또는 제12항에 있어서, 자성체는 대체로 부분 링의 N극이 외측 축에 있게 되고 중간 링의 N극은 외벽에 있게 되는 형태로 자화되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제8항에 있어서, 개개의 반경 평면은 회로판상에 적층 도전체로 장치되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제4항에 있어서, 자성체는 서로 반대인 반경 방향으로 자화되는 2부분의 링으로 구성이 되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제16항에 있어서, 축상으로 자화된 중간 링은 부분 링 사이에 장치되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트
제7항에 있어서, 판독되는 정보 캐리어 디스크를 향해 배치된 부분 링은 내 측을 향해 자화되고(내측에서 N극), 다른 부분 링은 외측을 향해 반경 방향으로 자화되며(외측에서 N극), 반면 중간 링은 정보 캐리어 디스크로부터 멀리 떨어져 축상으로 자화되는(디스크로부터 떨어진 점이 N극)(제17도) 것을 특징으로 하는 광학 주사 유니트.