KR940008403B1 - 광학 주사 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학 주사 장치

제1도는 본 발명의 주사장치의 부분에 대한 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 구동 장치의 제1실시예에 따른 전개도.

제3도는 제2도에 도시된 구동 장치의 상단면도.

제4도는 제2도에서 라인Ⅳ-Ⅳ를 취한 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 주사 장치의 구동 소자의 제2실시예에 대한 전개도.

제6도는 제5도에 도시된 구동 장치 전체에 대한 횡단면도.

제7도는 대물경 지지가 초점 대물경을 운반하게 하는 두 개의 파트 영구 자기 자성체와, 축단부의 지역인 자성체 외부에 배치된 코일 세트와, 코일 세트 사이에 위치한 방사상 중앙 평면의 지역에 있는 환상 코일을 갖고 있는 광학 주사 장치의 전단면도.

제8도는 제7도에 도시된 실시예의 간략화된 개략도.

제9도는 단지 하나의 코일 세트가 사용되어 있고, 주변 방향으로 향한 그것의 코일 파트가 한편으로는 자성체의 한 축단부의 지역에 배열되고 다른 한편으로는 다른 축의 지역에 배열되며 환상 코일이 단부에 위치한 코일 파트 사이의 방사상 중앙 평면에 위치되는 제7도의 실시예에 대한 수정된 도면.

제10도는 제9도의 광학 장치의 간략화된 개략도.

제11도는 몇개의 자기 파트로 구성된 자성체에 대한 도면.

제12도는 세그멘틀 코일로부터 나오는 구동력을 갖고 있는 제10도의 코일 세트의 세그멘틀 코일에 대한 도면.

제13도는 코일과 자성체의 자기장을 갖고 있는 수정된 광학 주사 장치의 전단면도.

제14도는 두 개의 자기 파트 사이의 중간 파트를 갖고 있는 2파트 자성체에 대한 도면.

제15도는 제13도에 도시된 것과 같이 코일 세트의 구조와 코일 세트에 배열된 자성체에 대한 수정도.

제16도는 세그멘틀 코일로부터 발생하는 동력적인 효과를 갖고있는 제10도에 도시된 것과 같은 코일 세트의 세그멘틀 코일에 대한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 방사 소스 3 : 콜리메이터 렌즈

5 : 대물경 13 : 정보 캐리어

15 : 집속 트랙 17 : 투명기판

23 : 방사 감지 검출기

본 발명은 주사되는 정보 캐리어 표면의 기록 트랙상에 광선 비임의 제어 및 배열을 위한 광학 주사 장치에 관한 것으로서, 상기 주사 장치는 광선의 비임을 상기 표면의 주사정에 보이게 하는 대물 렌즈가 장비된 광학축을 갖고 있는 대물경을 갖고 있으며, 또한 정보 캐리어에 관하여 대물경의 위치를 연속 보정하기 위한 전자기 구동 장치를 갖고 있으며, 상기 구동 장치에는 대물경을 위한 마운팅이 장착되어 있으며, 상기 대물경 마운트는 측단부에 자기극이 장비된 영구 자석 재료의 이동 환상 자성체를 갖고 있으며, 구동 장치는 공기 갭을 통하여 상기 자성체와 자기적으로 상호 작용하는 고정된 코일을 장비하고 있으며, 적어도 3개의 코일 세트를 갖고 있으며, 이들 세트는 자성체의 주변 방향에서 볼 때 서로로부터 등거리에 배치되어 있다.

그러한 광학 주사 장치는 독일연방공화국 특허 제32 34 288호(참조번호 PHD 82,089)에 공지되어 있다. 이러한 공지된 주사 장치에서 대물경은 자기극으로 축방향 이동 영구 자화된 슬리브에 두 개의 축단부로 고정되어 있다. 고정 장착된 세그멘틀 코일은 서로에 관하여 그리고 상기 슬리브에 관하여 축방향으로 연장되는 두 개의 코일 파트를 갖고 있는 편편한 바나나형 코일 형태이다. 세그멘틀 코일을 통하는 전류의 통로에 대해 관련된 코일 파트에서의 전류는 반대방향으로 흐른다. 코일의 공지된 배열로 직각 좌표 시스템의 3좌표축을 따라 향하는 3개의 힘과 상기 좌표축중 두 개에 대하여 작용하는 두 개의 턴닝 모멘트를 발생시킬 수 있다.

상기 공지된 주사 장치의 구동 소자로 대물경의 모든 원하는 이동을 성취하는 것은 가능하다. 이들 이동은 대몰경의 광학축에 평행이며 회전 광 디스크의 정보 표면에 광비임의 광점을 모아게 하는데 사용되는 축이동과, 서로 직각인 두 개의 방사상 이동과, 서로에게 그리고 광학축에 직각으로 향하는 두 개의 축에 대한 두 개의 경사이동을 포함하며, 후자의 4 이동은 광점을 추적하는 방사상 및 탄젠셜 트랙에 사용된다.

공지된 구동 장치는 코일과 자기 슬리브 사이의 자력이 대물경의 축방향 이동의 함수에 따라 변화하는 단점을 갖고 있으며, 코일 세트 차이의 중앙 위치로부터의 대물경의 작은 축방향 이동에 의해서도 상기 구동 장치는 광비임의 필요한 초점 및 광점을 추적하는 필요한 트랙을 성취하기 위한 충분한 대물경의 이동 능력이 없어진다. 넓게 분리된 코일 세트는 실제로 광학축을 따르는 충분한 이동을 성취하는데 적합하지만, 다른 상기 이동을 발생시키는 가능성은 상당히 빨리 줄어들기 때문에 중앙 위치로부터의 작은 거리에서도 대물경은 더 이상 구동되지 않아 광점을 추적하는 트랙이 보증되지 않는다.

본 발명의 목적은 대물경이 상당한 거리를 이동할때 촛점 이동에 필요한 힘과 트랙 추적에 필요한 힘이 일정하게 또는 거의 일정하게 남아있게 하는 코일을 장비한 서두에서 언급된 형의 광학 주사 장치를 생산하는 것이다.

본 발명의 광학 주사 장치는 각각의 코일에 자성체로부터 등거리에 있고 자성체로 연장되는 구개의 활성 코일 파트를 갖고 잇는 제1세그멘틀 코일이 장비되어 있다는 부가된 특징을 갖고 있으며, 이들 코일의 각각은 중심에 위치한 자성체의 축단부중 하나에 근접하게 위치해 있고 상기 두 개의 코일 파트는 축방향으로 향한 또다른 코일 파트에 의해 서로 연결되어 있으며, 그곳에는 상기 상술된 제1세그멘틀 코일의 활성 코일 파트 사이에 적어도 부분적으로 위치한 적어도 하나의 제2코일이 있다.

본 발명의 주사 장치는 코일이 여기될 때, 코일이 자성체에 가하는 축 및 방사상 방향의 힘은 대물경이 광점을 모이게 하고 모여진 초점을 광 디스크의 정보 표면에 유지시키기에 충분한 거리를 이동할 때 거의 일정하게 유지되는 장점을 갖고 있다.

본 발명의 주사 장치의 또하나의 장점은 대물경의 축방향 구동동안 구동 장치의 고효율이다. 이러한 고효율은 제1세그멘틀 코일의 대다수의 활성 파트가 높은 자기장력의 영역이기 때문에 제1세그멘틀 코일의 양호한 모양 및 배열의 결과이다.

본 발명의 주사 장치는 적어도 그것의 구조적인 길이의 관점에서 대물경 마운팅이 작게 될 수 있다는 장점을 갖고 있다. 이러한 것은 대물경이 방사상으로 이동될 때 편편한 대물경 마운팅이 대물경의 원하지 않는 경사가 피해지는 것을 의미하는 대물경 마운팅의 중심 중력이 대물경 플랜지의 중심 중력과 일치하도록 만들어질 수 있다는 것은 중요하다.

간단한 방법으로 산출될 수 있고 충분한 제어 가능성을 제공하는 양호한 실시예는 상기 언급한 세트의 각각에는 서로에게 평행으로 연장되는 두 개의 제2코일이 있으며, 제2세그멘틀 코일 형태로 상기 제2코일은 자성체의 축방향에서 볼 때 서로 나란히 누어 있으며 그들의 각각은 자성체와 마주보고 있고 그것의 주변 방향으로 연장되는 코일 파트를 갖고 있으며, 코일 파트는 자성체로부터 이동될 수 있다는 특징을 갖고 있다.

본 발명의 상기 살술된 코일 구조는 광학축과 직각인 방향으로 대물경을 이동시키기 위해 각 세트의 제2세그멘틀 코일과 광학축을 따라 대물경을 이동시킬 목적으로 각 세트의 제1세그멘틀 코일을 여기시키는 가능성을 제공한다. 완전한 제1세그멘틀 코일은 원한다면, 광학축에 직각인 축에 대하여 대물경을 경사지게 하는데 사용될 수 있다. 이러한 것은 주사 장치의 제1세그멘틀 코일이 광학 디스크의 정보 표면상의 광점에 광비임을 모이게 하는데 활성화되고 제2세그멘틀 코일은 광점을 추적하는 방사상 및 탄젠셜 트랙을 위해 활성화 되는 것을 의미한다. 여기에 설명된 코일 구조는 간단히 축방향으로 자화된 자성체로 사용될 수 있음은 주목해야 한다.

또 하나의 양호한 실시예는 세트의 각각이 자성체의 축방향에서 볼 때 서로 나란한 제2세그멘틀 코일과 같은 두 개의 제2코일을 갖고 있고 상기 제2코일의 각각은 자성체로부터 같은 축방향 거리에 있고 자성체로 연장되는 두 개의 활성 코일을 갖고 있으며, 활성 파트중 하나는 자성체에 근접해 있고 자성체에 각져 있는 또 하나의 코일 파트에 의해 다른 활성 코일에 연결되며, 다른 활성 코일 파트는 자성체의 단부중 하나에서 자기극과 반대로 위치해 있는 특징을 갖고 있다.

이러한 실시예에서의 제2세그멘틀 코일은 이들 세그멘틀 코일의 대다수가 자성체의 자기장의 유리한 영역에 있도록 자성체에 관하여 모양이 형성되었고 배열되었다. 이러한 것은 고효율이 축과 방사상 방향의 구동의 경우에 구동 장치의 훨씬 작은 직경 치수에 의해 얻어질 수 있는 것을 의미한다.

또 하나의 실시예에서, 자성체는 서로의 상단에 축방향으로 배치된 영구 자기 파트를 포함하며, 세트의 각각은 환상 코일의 형태이고 자성체 주위의 방사상 평면에 연장되는 제2코일을 포함하고 있다. 앞서 단지 내부에 있었고 활성적이었던 코일 파트와 같이 자성체로부터 등거리에 배치된 기술의 현 상태에서 외부에 위치된 코일 파트는 제어 시스템에 관하여 또한 활성적이다. 이러한 것은 자기 파트가 다르게 자화되는 멀티-파트 영구 자성체의 경우에 거기에는 자기장 영역이 있는데 기술의 현 상태에서 내부 및 외부 비활성 파트상의 앞서의 활성 파트가 또한 활성화될 수 있다는 것에 기준이 된다. 외부에서 앞서의 코일 파트가 자성체에 좀더 가깝게 되면, 상기 장치의 직경은 좀더 작게 되고, 공간은 다른 성분을 위해 유효한 것이 된다.

좀더, 중앙 방사상 평면의 환상 코일은 자성체의 초점 조정을 위해 근본적인 축방향 활성력을 발생시킨다. 코일은 자성체에 작용하는 방사상 활성력을 양호하게 발생시킨다. 이러한 코일의 분할 때문에 코일의 여기동안 활성력을 좀더 체계적으로 사용할 수 있다.

이러한 방법으로 구성된 광학 주사 장치는 서로에 직각인 3개의 이동 성분을 갖고 있는 3개의 축 활성기와 같이 작동한다. 이러한 것은 방사상 및 축방향으로의 양호한 활성력을 보유하는 코일 시스템을 상당히 간소화시킨다.

본 발명의 또 하나의 실시예에서, 주사되는 표면의 기록 트랙상에 광선의 비임의 제거와 배열을 위한 광학 주사 장치는 광선의 비임을 상기 표면상의 주사점에 모이게 하는 대물경 렌즈가 장비된 대물경 축을 갖고 있는 대물경과 또한 정보 캐리어에 관하여 대물경의 위치를 연속 보정하기 위한 전자기 구동 장치를 구비하고 있으며, 상기 구동 장치는 대물경을 위한 대물경 마운팅을 장비하고 있고, 상기 대물경 마운팅은 광학축과 동축으로 배열된 이동 링형 몸체를 갖고 있으며, 상기 이동 링형 몸체는 단부에 자기극을 장비하고 있으며 서로에게 축방향으로 중첩된 영구 자기 파트로 구성되어 있으며, 상기 구동 장치는 공기 갭을 통하여 상기 자성체와 자기적으로 상호 적용하는 고정된 코일을 장비하고 있으며 두 개의 세그멘틀 코일을 각각 갖고 있는 적어도 3개의 세그멘틀 코일 세트를 포함하며, 이들 세트는 자성체의 주변 방향에서 볼 때 서로에게 나란히 등거리에 배치되어 있고, 광학 주사 장치는 각각의 개별적인 코일이 자성체로부터 등거리에 있고 그것 주위에 연장되는 두 개의 활성 코일 파트를 갖고 있고 이들 코일 파트중 하나는 중앙에 위치한 자성체의 가까이에 위치해 있으며 다른 코일 파트는 자성체의 중심을 향해 축방향으로 이동되며, 상기 두 개의 코일 파트느 축방향으로 향하는 코일 파트에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다. 이러한 주사장치로 인해 서로에 대해 직각인 이동의 성분은 물론 이들 축중 두 개에 대한 두 개의 회전 모멘트를 성취시키는 것이 가능하다. 그러므로 이것은 5축 활성기를 제공한다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 코일 세트의 상기 세그멘틀 코일 사이에 위치한 환상 코일은 방사상 평면에서 자성체의 중심에 대하여 원주로 연장된다. 환상 코일은 축방향 활성 성분을 확대시키는 것을 가능하게 한다.

분 발명의 또하나의 실시예에 따르면 세그멘틀 코일 세트의 모든 세그멘틀 코일과 환상 코일은 자성체를 에어싸는 원통형 캐리어상에 제공되는 얇은 판 전도체로 구성된다. 이렇게 하여 상기 코일은 판판하게 만들어질 수 있고 원통형 껍질상에 장착될 수 있다. 코일 세트의 제조는 기술적으로 실행시키기에 쉽고 대량 생산에 이상적으로 적합하다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 바자기, 연자기 또는 영구 자기인 중간 파트는 자성체의 영구 자기 파트 사이에 배열되어 있다.

중간 파트가 비자기라면 방사상 및 축방향에서의 동력적인 효과는 좀더 효율적으로 분리될 수 있다. 중간 파트가 강자성체라면, 반사상 성분은 증폭될 수 있다. 만약 중간 파트가 영구 자기라면, 방사상 성분은 좀 더 증폭될 수 있다. 이러한 것 모두는 중간 파트를 삽입하므로써 그것 없이는 성취될 수 없는 시스템(자석/코일 구조)의 성질을 얻을 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 자성체의 파트는 반대방향으로 영구 자화된다. 자화의 이러한 형태는 기술적으로 성취하기가 가장 쉽다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 자성체의 파트의 북극은 중간 파트의 방향으로 향해 있으며 중간 파트의 북극은 그것의 외부벽을 향해 있다. 역으로 파트의 북극을 축 단부를 향하게 하고 중간 파트의 북극을 그것의 내부벽을 향하게 하기 위해 북극 방위를 거꾸로 하는 것도 가능하다.

제1도에 따른 주사 장치는 방사 소스(1), 예를 들어, 다이오드 레이저, 콜리메이터 렌즈(30 및 광학축(5A)를 갖는 대물경(5)이 장비되어 있으며, 상기 대물경은 차후 설명될 전자기 구동 장치의 대물경 마운팅(7)에 배열된다. 콜리메이터 렌즈(3)와 대물경(5)은 몇 개의 렌즈 소자를 가질 수 있으나, 적어도 하나의 비구면인 반사 표면을 갖고 있는 단일 렌즈로 구성된다. 이러한 배열에서 대물경은 복제 방법으로 발생된 단지 하나의 대물 렌즈를 포함하며, 상기 대물경 렌즈에는 여기에서 상세히 설명되지 않은 위치 검출 시스템을 위한 링형 미러(9)가 장비되어 있다. 그러한 위치 검출 시스템은 네덜란드 왕국 특허 제8501665호(참조번호 PHN 11.416)에 설명되어 있다.

방사 소스(1)에 의해 공급된 광선(b)의 발산 빔은 콜리메이터 렌즈(3)에 의해 완전히 대물경(5)의 구멍을 가득 채우는 평행 빔으로 변환된다. 상기 대물경은 예를 들어 디스크형 정보 캐리어(13) 정보 표면(11)내의 1㎛의 직경을 갖고 있는 굴절 제한된 방사 스포트(V)로 광선으 빔을 모이게 한다. 상기 디스크형 정보 캐리어(13)의 작은 부분은 제1도의 방사상 단면에 도시되어 있다. 상기 정보는 집속 트랙(15)으로 분리되며 또는 그와 함께 나선형 트랙을 형성하는 준-집속 트랙으로 분리된다. 상기 정보는 다수의 광학적으로 검출 가능한 정보 영역으로 구성되며, 상기 영역 사이에는 중간 영역이 있다. 양호하게 상기 정보 표면(11)은 빔(b)이 정보 표면에 도착하기 전에 정보 캐리어의 투명 기판(17)을 통과하도록 정보 캐리어(13)의 상단에 밀접해 있다. 상기 정보 표면은 상기 빔이 방사 소스의 방향으로 반사되도록 하기 위한 방사-반도체이다.

회전 정보 캐리어의 경우에 정보 표면으로부터 반사된 빔은 시간에 의해 변조되며 사실, 트랙에서 정보 영역 및 중간 영역의 순차에 따라 판독된다. 방사 소스로부터 방출된 빔으로부터 변조된 빔을 분리시키기 위하여 예를 들어, 적어도 반사된 빔의 부분을 방사 감지 검출기(23)로 반사시키는 분리평면(21)인 부분 프리즘의 형태인 비결합 소자(19)는 방사 통로와 협동한다. 검출기(23)는 변조된 빔을 전기 신호로 변환시키며, 공지된 방법으로 상기 전기 신호는 정보 캐리어에 저장된 정보의 형태에 따라서 볼 수 있거나 또는 들을 수 있게 만들어질 수 있는 신호로 처리되며, 또는 다른 방법으로 처리된다.

제1도의 오른쪽에는 Z축이 빔 b의 주광선 L과 일치하도록 하기 위하여 점 M에서 XYZ좌표의 원점(0)을 갖는 것으로 간주되는 직각 좌표 시스템 XYZ가 도시되어 있다. 상기 Z축은 축방향으로 연장되며, 이것은 대물경의 빔 b를 광 스포트 V에 모이게 하기 위하여 이동될 수 있는 방향이다. X축과 Y축은 정보 캐리어의 회전축에 관하여 각각 방사 또는 탄젤셜 방향으로 연장된다. 광 스포트 V가 가능한한 밀접하게 회전 정보 디스크의 트랙을 추적해야 하기 때문에, 대물경(5)의 X축 및 T축을 따르는 직선 이동은 물론 상기 축에 대한 임의 회전을 취할 수 있는 것이 필요하다. Z축을 따르는 대물경의 이동은 초점 이동으로 공지되어 있는 반면에 다른 이동은 트랙 추적 및 시간 에라 보정 이동으로 공지되어 있다.

제2 내지 6도는 본 발명의 주사 장치를 위한 전자기 구동 장치를 가능한 몇 개로 상세히 도시하고 있다. 원칙적으로, 구동 장치는 각각 휨 가능한 매달린 링형 자성체와 상기 자성체 둘레에 배치된 다수의 고정된 코일로 구성되며 상기 코일은 3 또는 4 세트로 구성된다. 상기 자성체는 링형 또는 슬리브형이며 영구 자석재료로 만들어진다. 연관된 세트내의 코일은 자성체의 자기력장의 특정 부분에 위치해 있다. 대물경이 와류 공진없이 상기 설명된 원하는 이동을 할 수 있도록 하기 위하여, 대물경은 한쪽편의 대물경 및 대물경 마운팅과 다른 쪽 편의 주사 장치의 잔여 소자가 물리적인 접촉이 없는 동안 상기 구동 장치에 자기적으로 장착되어 있다.

제2,3 및 4도는 제4도에서 화살표로 지시된 바와 같이 축방향으로 자화되는 자성체(200)를 갖고 있는 구동 장치를 도시하며, 상기 회살표는 남극 Z또는 북극 N이 자성체(200)의 축단부에서 형성되는 것을 의미한다. 네오디뮴-철-붕소 및 사마리움-코발트와 같은 고에너지 용량을 가진 자기 재료는 양호하다.

자성체(200)는 홀딘 링(202)과 함께 대물경(5)을 위한 대물경 마운팅(7)을 형성한다.

자성체(200) 주위에는 지지판(208)상에 다수의 코일이 있다. 관련된 코일은 이러한 실시예에서 3세트로 세분되어 상기 3세트는 204, 205 및 206으로 표시되어 있다. 세트(204,205 및 206)는 자성체(200)의 주면에서 볼 수 있는 바와 같이 서로 근접하게 배열되어 있으며, 그들은 자성체(200) 둘레애 다소 밀폐된 껍질을 형성한다. 상기 세 개의 세트 대신에 도시적인 방법으로 4 또는 그 이상의 코일 세트를 배열하는 것도 가능한다. 세트(204,205 및 206)의 각각에는 제1세그멘틀 코일(204A,205A 또는 206A)이 각각 장비되어 있으며, 상기 코일은 세 개의 세그맨틀 코일의 두 개의 활성 코일 파트(104A1, 205A1 또는 206A1)가 자성체에 근접하게 위치해 있고 자기장 라인의 주로 방사상으로 향해 있는 지역에 위치해 있게 모양이 갖춰지고 배열되어 있다. 세그멘틀 코일(204,205,206)이 여기될 때 그들은 대물경(5)이 제4도에 도시된 중앙 위치의 외부에 초점을 모이게 하기 위해 시프트되도록 자성체상에서 Z축을 따라 발생되는 자기력을 소비한다. 상기 상술된 활성 코일 파트는 비활성 코일 파트(204A2,205A2 또는 206A2)에 의해 각각 서로에게 연결되어 있다.

세트(204,205 및 206)의 각각은 서로에게 평형으로 연장되는 두개의 제2세그멘틀 코일(204B,205B 및 206B)를 장비한다. 이들 세그멘틀 코일은 바나나형이며, 상기 상술된 제1세그멘틀 코일(204A,205A 및 206A) 각각에 다소 배열되어 있다. 제2세그맨틀 코일(204B,205B 및 206B) 각각은 자성체(200)와 맞보고 있는 활성 코일 파트(204B1,205B1 및 206B1)를 갖고 있으며 필드 라인이 주로 방사상으로 향해 있는 자성체(200)의 자기장의 일부분에 위치해 있다. 전류가 통과될 때, 제2세그멘틀 코일은 주로 방사상으로 향하는 자기력을 여기된 코일의 어떤 조합의 경우에 전환 순간을 형성하는 자성체(200) 상에 가한다. 상기 상술된 것으로부터 제2자기 코일(204B,205B 및 206B)의 선택적인 활성에 의해 대물경(5)이 X축과 Y축을 따라 시프트되며, 이미 상술된 바와 같이 회전 광학 디스크가 판독될 때 트랙 추적 및 시간 보정의 목적을 위하여 X축과 Y축에 대하여 경사질 수 있는 것은 명백히 가능하다.

제5도 및 6도에 도시된 전자기 구동 장치는 상기 설명된 구동 장치만큼 크며, 구동 장치는 자성체(200)를 장비하며, 상기 장치에는 마운팅(202)과 대물경(5)이 안착되어 있고, 또한 이미 설명된 방법으로 자성체(200) 주위에 배열된 자기 코일의 3세트(504,505 및 508)가 장비되어 있다. 코일을 안착시키기 위해 프레임이 요구되며, 상기 프레임의 지지판(208)은 개략적으로 표현되어 있다. 세트(504,505 및 506)의 각각은 세 개의 세그멘틀 코일, 즉 제1세그멘틀 코일(504A,505A,506A) 각각과 두개의 제2세그멘틀 코일(504A,505A 및 506A) 각각으로 구성되어 있다. 모양, 위치 및 기능에 관하여 제1세그멘틀 코일(504A,505A 및 506A)은 상기 상술된 실시예의 제1세그멘틀 코일(204A,205A 및 206A)와 같으며, 더 이상 상세히 설명되지 않는다. 세트(504,505 및 506) 각각의 두 개의 제2세그멘틀 코일(504B,505B 및 506B)은 초점 방향에서 보면 세로로 1열로 되어 있다. 세그멘틀 코일(504B,505B 및 506B)의 각각은 거의 링형이며 또는 구부러져 있고 두개의 활성 코일 파트(504B1,505B1 및 506B1)를 장비하고 있으며, 상기 두개의 활성 코일 세트의 각각은 필드 라인이 Z축과 주로 평행으로 연장되는 자성체(200)의 자기장의 영역에 위치해 있다. 제2세그멘틀 코일(504B,505B 및 506B)의 모양과 정렬은 자성체(200)의 X축과 Y축을 따르는 직선 이동과 상기 X축과 Y축에 대한 회전으로 속도 및 대물경의 매우 정밀한 한정된 트랙 추적 및 사각 보정 이동을 인에이블한다.

완성을 위하여, 상기 X 및 Y축에 대한 대물경의 경사 이동이 예증된 실시예에서 제1세그멘틀 코일의 활성에 의해, 제2세그멘틀 코일의 활성에 의해 또는 제1 및 제2세그멘틀 코일의 조합된 활성에 의해 성취될 수 있음은 언급되어야만 한다.

제7도에 도시된 광학 주사 장치에서 대시 점선으로 개략적으로 가리켜진 초점 대물경(601)은 영구 자성체(603)에 배치되어 있다. 이러한 자성체는 두 개의 자기 파트(603a 및 603b)로 구성되어 있다. 파트(603a 및 603b)는 화살표(605b 및 605a)로 지시된 것처럼 서로 반대방향으로 축방향을 향해 자화된다. 화살표(605a 및 605b)에 의해 지시된 자화의 결과로서, 자기장 라인(607)에 의해 지시된 자기장은 자성체(603)외부에 형성된다.

코일 세트(613,615)는 자성체(603)의 주위 즉 그것의 축단부(609,611)의 지역에 배치되어 있으며, 환상 코일(619)은 상기 자성체의 주위 즉, 자기 파트(603a)와 (603b) 사이의 접촉 표면(617)의 지역에 배치되어 있다. 전반적인 코일 배치의 구조는 제8도에서 개략적으로 도시되어 있다. 도해를 위해서 전체로서의 코일 구조는 상당히 연장되었다. 실제적으로 코일 배열과 축 슬리브 길이는 단지 몇 밀리미터이다.

제8도에 개략적으로 가리켜진 영구 자성체(619) 주위에는 코일 세트(603 및 615)가 배치되어 있으며, 상기 코일 세트 사이에는 환상 코일(619)이 끼워져 있다. 코일 세트(613 및 615)는 디자인과 구조에서 서로가 같다.

코일 세트(615,613)의 각각은 몇개의 세그멘틀 코일(615.1, 615.2, 615.3, 615.4 또는 613.1, 613.2, 613.3, 613.5)를 각각 구성되어 있다. 각 세그멘틀 코일은 원통형 껍질을 형성하기 위하여 실린더의 주변 방향으로 서로 맞추어지는 원통형 껍질의 단면 형태이다. 각 개별적인 세그멘틀 코일(613.1 내지 615.4)은 아크형 코일 파트(613a,613b 및 615a,613b)를 각각 포함한다. 각 코일 파트(613a 및 615a)는 합성 상단 코일링을 형성하는 반면에 모든 코일 섹션(613b 또는 615b)은 연합하여 하단 합성 코일링을 형성한다. 모든 코일 파트(613a,613b 및 615a,615b)는 같은 곡률을 가지며, 장비축(621)으로부터 거의 같은 거리가 떨어져 있다. 각 세그멘틀 코일(613.1 내지 615.4)의 경우에 코일 파트(613a 및 615b와 615a 및 615b)는 링크(613c 및 613d와 615c 및 615d)를 연결시키므로써 서로 연결된다. 이들 연결 링크는 장비축(621)과 평행으로 또는 장비축 방향으로 향한다. 연결 링크(613c, 613d 및 615c, 615d)는 제어시스템에 특히 중요한 것은 아니지만 코일 파트(613a 및 613b, 615a 및 615b)는 연합적으로 코일 배열내에서 자성체(603)의 위치 제어에 공헌한다. 각각의 세그멘틀 코일의 다른 활성에 의해서 X,Y,Z축의 두 개에 대하여 자성체(603)를 회전시키는 것은 물론 좌표축(X,Y,Z)내에서 자성체(603)를 시프트하는 것은 가능하다.

제9 및 10도는 단지 하나의 세그멘틀 코일 세트(715)가 공급되어 있는 간략화된 주사 장치를 도시한다. 자성체(603)는 다시 축단부(609 및 611)에서 화살표(605a 및 605b)의 방향으로 자화되는 두 개의 자기 파트(603a 및 603b)는 표면(617)을 따라 서로 연결된다. 다시, 렌즈(601)는 자성체(603)의 내부(623)에서 배치된다. 다시, 자성체(603)의 자기장은 자기장 라인(607)을 발생시킨다.

세그멘틀 코일(715)의 세트는 자성체(603) 주위에 배열되며, 자성체에 동축으로 배열된다. 이러한 세그멘틀 코일 세트(715)는 예를 들어 4개의 세그멘틀 코일(715.1, 715.2, 715.3 및 715.4)을 포함한다. 각 세그멘틀 코일은 원통형 껍질의 단면을 형성시키고, 원통형 껍질을 형성시키기 위하여 원통의 주변방향으로 서로 결합한다. 각 개별적인 코일(715.1 내지 715.4)는 두 개의 코일 파트(715a 및 715b)를 갖고 있다. 코일 파트(715a)와 (715b)는 약간의 공차로 단부(611 및 609)를 둘러싸는 합성 코일링을 형성하기 위하여 상단(611) 또는 하단단부(609)의 지역에서 서로 결합한다. 코일 파트(715a 및 715b)는 모두 같은 곡률을 가지며, 장비축(621)으로부터 거의 같은 공차를 갖고 있다. 세그멘틀 코일(715.1 내지 715.4)의 코일 파트(715a 및 715b)는 링크(715c 및 715d)를 연결시키므로써 그들의 단부에서 연결된다. 이들 연결 링크(715c 및 715d)는 장비축(621)에 평형으로 즉 축방향으로 향한다.

환상 코일(619)은 코일 파트(715a)와 (715b)사이에 제공되어 있다. 환상 코일 및 세그멘들 코일은 전자 제어 장치에 의해 분리적으로 활성화 될 수 있다. 환상 코일(619)이 단지 축방향으로 즉, Z방향으로 조정을 실행할 수 있는 반면에, 코일파트(715a 및 715b)는 그들이 어떻게 활성화되는냐에 따라서 X 및 Y 좌표축의 방향으로 조정을 실행시킬 수 있다.

제11도는 3개의 자기 파트(703a, 703b 및 703c)로 구성된 자성체(703)를 도시한다. 다시, 자기 파트(703a 및 703b)는 반대방향으로 영구 자화된다. 이것은 자화 화살표(605a 및 605b)에 의해 가리켜져 있다. 영구 자기 중간 부분(703c)은 내부벽(623)의 방향으로 자화된다. 이것은 화살표(625)로 가리켜져 있다. 이러한 자화에 따라, 파트(703a 및 703b)의 북극은 축단부(609 및 611)의 지역에 위치해 있으며, 중간 부분(703c)의 북극은 내부벽(623)을 향해 위치해 있다. 제11도에 도시된 자성체(703)의 실시예에서, 코일 배열은 제9 및 10도와 연합하여 설명된 것과 같이 사용된다. 결과적으로 거기에는 단지 세그멘틀 코일(715.1 내지 715.4)이 있으며, 코일 파트(715a 내지 715b)는 축단부(609 내지 611)의 축에 위치한다.

개별적인 세그멘틀 코일(615.1)의 예를 돕기 위하여 제12도는 전류가 화살표(617)의 방향으로 흐를때 몇 개의 화살표(629)를 사용하여 개별적인 코일 파트(715a 및 715b) 및 연결 링크(615c 및 615d)로부터 발생되는 힘의 영향을 도시한다. 연결 링크(615c)와 (615d)로부터 발생되는 영향은 서로 깨끗이 상쇄된다. 이것은 장비축과 평행으로 있는 연결 링크로부터의 힘의 영향이 자성체의 제어에 포지티브 또는 네가티브 공헌을 할 수 없다는 것을 의미한다. 코일 파트(615a 및 615b)의 경우에는 다르다. 이들 코일 파트로부터 시작되는 화살표는 전류가 화살표(627)에 의해 가리켜진 방향으로 흐를 때 이들 코일 파트의 힘의 작용이 외부로부터 향하는 것을 의미한다. 잔류가 역방향으로 코일(615.1)을 통하여 흐른다면, 힘의 작용은 내부 방향으로 향해질 것이다. 개별적인 코일 파트의 알맞은 활성에 의하여 코일 배열내의 자성체가 조성되는 것은 가능하다. 제12도의 표면에 따르면, 제9도는 개별적인 코일 파트로부터의 힘의 방향을 지시하는 힘 화살표(631 및 633)를 포함한다. 제9도에서 +b화살표는 필드 라인의 자속 방향을 가리킨다.

광학 장치의 코일(631.1 내지 613.4 : 615.1 내지 615.4 : 715.1, 715.4 및 619) 은 예를들어, 수지 결합 종이로 만들어진 절연층상에 얇은 판자 전도체로 장착될 수 있다. 제 8 및 10도에 가리켜진 것과 같은 그러한 구조는 간단하며 대량생산에 알맞다.

제13도에 대시 라인으로 가리켜진 초점 대물경(801)은 영구 자성체(803)의 내부(802)에 배치되어 있다. 자성체는 예를 들어, 표면(804)을 따라 접착시키므로써 서로 연결되는 두개의 자기 파트(803a 및 803b)로 구성된다. 자성체(803) 주위에 형성되는 자기장은 자기장 라인(807)으로 지시되어 있다. 반대방향으로의 자화 때문에, 자기 파트(803a 및 803b)의 북극은 축단부(801 및 811)의 영역에 있다.

두 개의 세그멘틀 코일 세트(815 및 813)는 자성체(803)의 자유로운 이동을 허용하는 거리에서 자성체(803) 주위에 배치되어 있다. 세그멘틀 코일 세트(813) 및 세그멘트 코일 세트(815)는 거의 축단부(811)를 에워싸고 있다.

제14도에 도시되어 있듯이, 자성체(903)는 두 개의 자기 파트(903a 및 903b)를 포함하며, 상기 자기 파트사이에는 중간 파트(903c)가 있다. 제14도의 실시예에서, 자화는 제13도의 자화와 같이 자기 파트(903a 및 903b)가 축단부(809 및 811)의 방향으로 자화되는 그러한 방법으로 선택된다. 이러한 경우에 중간 파트는 그것의 내부벽(817)의 방향으로 자화된다. 자화의 이러한 방향은 자화 파트(903a 및 903b)의 북극이 축단부(809 및 811)에 있고, 중간 파트(903c)의 북극이 중간 파트의 내부벽(817)에 있다는 것을 의미한다. 제14도의 실시예에 대하여 세그멘틀 코일 세트(813 및 815)의 배열은 제13도의 세그멘틀 코일 세트의 배열과 같다.

축방향으로 연장되는 개략적인 표현으로 제15도는 자성체(803)를 둘러싸는 코일 배열을 도시한다. 자성체(803)는 단지 그것의 자기 파트(803a 및 803b) 및 그것의 축단부(809 및 811)에 의해 표시된다. 세그멘틀 코일 세트(813 및 815) 각각은 4개의 세그멘틀 코일로 구성된다. 이와같이 세그멘틀 코일 세트(813)는 세그멘틀 코일(813.1, 813.2, 813.2, 813.4)을 포함한다. 세그멘틀 코일 세트(815)는 4개의 세그멘틀(815.1, 815.2, 815.3, 815.4)을 포함한다. 각 세그멘틀 코일(813.1 내지 815.4)은 원통형 껍질의 단면으로 설계되어 있다. 이는 세그멘틀 코일(813.1 내지 813.4 및 815.1 내지 815.4)은 결합될때 자성체(803)를 둘러싸는 두개의 원통형 껍질을 형성하여 서로에 관하여 축방향으로 상쇄된다.

각각의 개별적인 세그멘틀 코일(813.4 내지 813.4 또는 815.4)은 비슷하게 굽어 있고 축방향으로 상쇄되는 코일 파트(813a, 813b 및 815a, 815b)를 각각 포함한다. 모든 세그멘틀 코일(813.1 내지 815.4)의 모든 코일 파트(813a, 813b 및 815a, 815b)는 장비축(821)으로부터 등거리이다. 그러므로 그들 모두는 자성체(803)상에 제어 효과를 준다.

모든 각각의 코일의 파트(815a 및815b)는 물론 (813a 및 813b)는 연결 링크(813c 및 813d 또는 815c 및 815d)를 각각 통하여 서로 연결되어 있다. 이들 연결 링크(813c 및 813d 또는 815c 및 815d)는 장비축(821)과 평행으로 향한다. 근접 세그멘틀 코일의 연결 링크는 서로 직접 가까이에 있다. 후에 설명될 것인바, 이들 연결 링크는 자성체(803)의 제어 또는 조정에 어떤 영향도 주지 않는다.

제16도는 813.1 내지 815.4에 사용된 모든 세그멘틀 코일은 표시하는 세그멘틀 코일(813.1)의 개략적 다이어그램을 도시한다. 제15도에 도시된 바와같이, 이들 세그멘틀 코일은 연결 링크(813c 및 813d)에 의해 서로에게 연결되는 장비축(821)에 대하여 굴곡진 코일 파트(813a 및 813b)를 갖고 있다. 전류는 화살표(823)의 방향으로 세그멘틀 코일(813.1)을 통하여 흐른다. 이러한 전류 흐름의 결과는 코일 파트(813a)의 필드 힘이 외부 및 하향으로 향하며, (813b)의 필드힘이 내부 및 하향 방향으로 향하는 결과이다. 연결 링크(813c 및 813d)의 자계력은 주변 방향으로 분리적으로 향한다. 힘의 패턴은 연결 링크(813c 및 813d) 의 힘의 작용이 개별적인 세그멘틀 코일 주위에서 서로 상쇄되어 영향을 주지 못하는 것을 보여준다. 다른 말로, 코일 파트(813a 및 813b)의 힘의 작용은 자성체에 대한 제어 영향을 가하는데 사용될 수 있다.

제13도는 화살표(825 및 827)로 세그멘틀 코일 세트의 세그멘틀 코일 중 하나로부터 발생하는 필드힘을 묘사한다. 이것으로부터 자성체(803)상에 가해진 필드힘을 끌어내는 것은 가능한다. +b 화살표는 필드 라인을 따르는 필드 자속의 패턴을 보여준다.

광학 장치의 코일 배열의 구조는 모든 코일(813.1 내지 815.4)이 예를 들어, 제15도에 가리켜져 있는 바와 같이 수지 결합종이의 절연 원통(813)의 표면(839)에 얇은 전자 전도체의 형태로 장착된다면 대량 생산에 특히 알맞다.

Claims (11)

1. 주사되는 정보 캐리어 표면의 기록 트랙상에 광선 비임의 제어 및 배열을 위한 광학 주사 장치에서, 상기 주사 장치는 광선의 비임을 상기 표면의 주사점에 모이게 하는 대물렌즈가 장비된 광학축을 갖고 있는 대물경을 갖고 있으며, 또한 정보 캐리어에 관하여 대물경의 위치를 연속 보정하기 위한 전자기 구동 장치를 갖고 있으며, 상기 구동 장치는 대물경을 위한 마운팅을 장비하고 있으며, 상기 대물경 마운팅은 광학축과 동축으로 배치된 영구 자기 재료의 이동 링형 자성체를 갖고 있으며 상기 자성체는 축단부에서 자극을 갖고 있으며, 상기 구동 장치에는 또한 공기 갭을 통하여 상기 자성체와 자기적으로 상호 작용하는 고정된 코일이 장비되어 있고 또한 적어도 세 개의 코일 세트를 갖고 있으며, 이들 세트가 자성체의 주변 방향에서 볼 수 있는 바와 같이 서로 근접하게 배치되어 있고 등거리로 떨어져 있는 광학 주사 장치에 있어서, 각각의 코일 세트는 자성체 주위에서 연장되고 자성체로부터 등거리로 축방향으로 분리된 두 개의 활성 파트를 갖고 있는 제1세그멘틀 코일을 장비하고 있으며, 이들 코일 파트는 중앙에 위치한 자성체의 축단부중 하나에 근접하게 각각 위치해 있으며, 상기 두 개의 코일 파트는 축방향으로 향한 또 다른 코일 파트에 의해 함께 결합되어, 적어도 하나의 제2코일이 상기 제1세그멘틀 코일의 활성 코일 파트 사이에 적어도 부분적으로 위치해 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세트의 각각에는 제2세그멘틀 코일로 설계되고 서로 평행으로 연장되는 두 개의 제2코일이 있고, 그들은 나란히 위치하며, 자성체의 축방향에서 보았을 때 제2코일의 각각은 자성체로부터 좀더 떨어져 있는 코일 파트는 물론 자성체의 주변 방향으로 연장되고 상기 자성체와 마주하고 있는 코일 파트를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 시트의 각각에는 자성체의 축방향에서 보았을 때 제2세그멘틀 코일 형태이며 나란하게 설계된 두 개의 제2코일이 있으며, 상기 제2코일의 각각은 자성체로부터 축방향으로 등거리히고 그것 주위로 연장되는 활성 코일 파트를 갖고 있으며, 상기 활성 코일 파트의 하나는 자성체 옆에 누워 있으며 자성체에 각져 있는 또 다른 코일 파트에 의해 다음 활성 코일 파트에 연결되며, 이러한 제2활성 코일 파트는 자성체의 한 단부에 있는 자극과 반대에 위치하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
4. 제1항에 있어서, 서로의 상단에 축방향으로 높인 자기 파트에서, 상기 세트의 각각에 환상 코일의 형태이고 방사 평면에서 자성체 주위에 연장되는 제2코일이 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
5. 주사되는 정보 캐리어 표면의 기록 트랙상에 광선 비임의 제어 및 배열을 위한 광학 주사 장치에서, 상기 주사 장치는 광선의 비임을 상기 표면의 주사점에 모이게 하는 대물렌즈가 장비된 광학축을 갖고 있는 대물경을 갖고 있으며, 또한 정보 캐리어에 관하여 대물경의 위치를 연속 보정하기 위한 전자기 구동 장치를 갖고 있으며, 상기 구동 장치는 대물경을 위한 마운팅을 장비하고 있으며, 상기 대물경 마운팅은 광학축과 동축으로 배열된 이동 링형 몸체를 갖고 있으며 상기 몸체는 그 끝단에 자극을 장비하고 있으며, 서로 축방향으로 중첩된 영구 자기 파트로 구성되어 있으며, 상기 구동 장치는 공기 갭을 통하여 상기 자성체와 자기적으로 상호 작용하는 고정된 코일을 갖고 있으며 또한 적어도 3개의 세그멘틀 코일 세트를 갖고 있으며, 이들 세트가 자성체의 주변 방향에서 볼 수 있듯이 서로 근접하게 배치되어 있고, 등거리로 떨어져 있는 광학 주사 장치에 있어서, 각각의 개별적인 코일 세트는 자성체로부터 같은 축방향 거리에 있고 자성체 주위로 연장된는 두개의 활성 코일 파트를 갖고 있으며, 상기 활성 코일 파트중 하나는 중심적으로 위치한 자성체의 축단부 근방에 위치해 있고, 다른 하나는 상기 자성체의 중심을 향해 축방향으로 배치되어 있으며, 상기 두갱의 코일 파트는 축방향으로 향하는 코일 파트에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
6. 제5항에 있어서, 코일 세트의 상기 상술된 세그멘틀 코일 사이에 위치한 환상 코일은 방사상 평면에서 자성체의 중심 주위로 연장되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
7. 제4,5 또는 6항에 있어서, 모든 세그멘틀 코일이 세그멘틀 코일 세트로 구성되며, 상기 환상 코일은 자성체를 둘러싸는 원통형 캐리어상에 장착되는 얇은 판자 전도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
8. 제4,5 또는 6항에 있어서, 비자기, 연자기 또는 영구자기인 중간 파트는 자성체의 영구 자기 파트 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
9. 제1,2,3,4 또는 5항에 있어서, 자성체의 파트들이 반대 방향으로 영구 자화되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
10. 제9항에 있어서, 자성체의 파트들의 북극은 중간 파트의 방향으로 향해 있으며, 상기 중간 파트의 북극은 그것의 외부벽을 향해 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
11. 제9항에 있어서, 자성체의 파트들의 북극이 측단부를 향해 있으며, 중간 파트의 북극은 그것의 내부벽을 향해 있는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.

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