KR100634132B1

KR100634132B1 - 콤팩트한 액추에이터를 갖는 렌즈계를 구비한 광학 주사장치

Info

Publication number: KR100634132B1
Application number: KR1019997011837A
Authority: KR
Inventors: 아아르츠얀더블유; 바아르트만얀피.
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2006-10-16
Also published as: US6130789A; WO1999054872A1; JP2002505790A; EP0990232B1; DE69926321T2; EP0990232A1; DE69926321D1; CN1263626A; KR20010013817A; CN1161764C

Abstract

본 발명은, 광학 재생장치에 사용되는 광학 주사장치(17)에 관한 것이다. 이 주사장치는, 광 빔(45)을 주사하려는 정보매체(9) 상의 주사 스폿(47)에 초점을 맞추는 광학 렌즈계(37)를 구비한다. 이 렌즈계는, 주 렌즈, 즉 대물렌즈(53)와, 렌즈계에 큰 개구수를 제공하는 보조 렌즈, 즉 고체침적렌즈(55)를 구비하므로, 주사장치가 고밀도 콤팩트 디스크와 같은 높은 정보밀도를 갖는 정보매체를 주사하는데 적합하다. 상기한 렌즈계는, 정보매체의 투명 보호층(13) 내부의 구면수차를 보상하기 위해, 주 렌즈 및 보조 렌즈를 렌즈계의 광축(39)에 평행한 방향으로 서로 변위시키는 액추에이터(63)를 더 구비한다. 본 발명에 따르면, 렌즈계의 액추에이터는, 광축에 평행하게 보았을 때, 렌즈계의 하우징(57)에 고정된 링 형태의 자기 차폐 요크(79)에 서로 인접하여 고정된 2개의 링 형태의 영구 자석(75, 77)과, 렌즈계의 복수의 렌즈 중 한 개의 링 형태의 홀더(59)에 고정된 2개의 링 형태의 전기 코일(81, 83)을 구비하며, 상기한 자석들은 광축에 대해 서로 반대측의 반경 방향으로 자화되고, 상기한 코일들은, 광축에 평행하게 보았을 때, 서로 인접하게 배치되며 서로 반대 방향으로 감긴다. 이에 따르면, 렌즈계의 액추에이터가 그것의 치수와 그것의 전자기력 사이에 바람직한 비율을 가지므로, 소정의 전자기력을 얻기 위해 필요한 액추에이터의 치수와 중량을 줄일 수 있다.

액추에이터, 렌즈계, 주사장치, 광학 재생장치, 전자기력, 정보매체

Description

콤팩트한 액추에이터를 갖는 렌즈계를 구비한 광학 주사장치{OPTICAL SCANNING DEVICE COMPRISING A LENS SYSTEM WITH A COMPACT ACTUATOR}

본 발명은, 방사원과, 동작시에 방사원에 의해 정보 매체의 주사스폿으로 공급되는 방사빔을 집속시키는 광축을 갖는 렌즈계와, 상기 광축과 평행한 방향으로 렌즈계를 이동시키는 제 1 액츄에이터를 구비하고, 상기 렌즈계는 2개의 렌즈 부재와 렌즈 부재의 제 2 렌즈 부재에 대하여 렌즈 부재의 제 1 렌즈 부재를 변위시키는 제 2 액츄에이터로 이루어지는 광학적으로 주사가능한 정보 매체의 트랙을 주사하는 광학 주사장치에 관한 것이다.

더구나, 본 발명은, 본 발명에 따른 광학 주사장치에 적합하게 사용될 수 있는 광학 렌즈계에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 회전축에 대하여 회전가능한 테이블과, 상기 테이블 위에 배치된 광학적으로 주사가능한 정보매체의 정보 트랙을 주사하는 광학 주사장치와, 동작시에 주사장치를 회전축에 대해 주로 반경 방향으로 이동시킬 수 있는 이동장치를 구비한 광학 재생장치에 관한 것이다.

서두에서 언급한 형태의 광학 주사장치 및 광학 재생장치는, US 특허 5,712,842에 공지되어 있다. 이와 같은 종래의 광학 주사장치의 광학 렌즈계는, 대물렌즈와, 대물렌즈 및 주사하려는 정보매체 사이에 배치된 비교적 작은 소위 고체침적렌즈(solid immersion lens)를 구비한다. 상기한 고체침적렌즈를 사용함으로써, 종래의 광학 주사장치의 렌즈계는 비교적 큰 개구수를 가지므로, 주사하려는 정보매체 상에 비교적 작은 주사 스폿을 얻을 수 있다. 그 결과, 종래의 주사장치는 비교적 작은 기본 정보 특성을 갖는 정보매체, 즉 고밀도 CD와 같이 비교적 높은 정보밀도를 갖는 정보매체를 주사하는데 적절히 사용될 수 있다. 종래의 주사장치의 제 1 액추에이터를 사용하여, 상기한 렌즈계는 광축에 평행하게 변위되므로, 주사 스폿을 정보매체의 정보층에 초점을 맞출 수 있다. 종래의 주사장치의 제 2 액추에이터를 사용하여, 고체침적렌즈가 광축과 평행으로 대물렌즈에 대하여 변위되므로, 정보층과 주사장치 사이에 존재하는 정보매체의 투명 보호층 내부에서의 방사빔의 구면수차를 교정할 수 있다.

종래의 주사장치의 제 2 액추에이터는, 고체침적렌즈가 고정되는 제 1 홀더에 고정된 링 형태의 전기 코일과, 대물렌즈가 고정되는 제 2 홀더에 고정되는 링 형태의 영구 자석을 구비한다. 이때, 제 1 홀더는 판 스프링을 사용하여 제 2 홀더에 고정된다. 자석의 자기장과 코일 내부의 전류 사이의 상호작용에 의해, 고체침적렌즈는 렌즈계의 광축과 평행한 방향으로 대물렌즈에 대해 변위될 수 있으므로, 판 스프링을 변형시킨다.

상기한 종래의 광학 재생장치와 이 장치 내부에 사용된 상기한 종래의 광학 주사장치의 문제점은, 제 2 액추에이터의 자석의 자기장이 상당히 분산되므로, 제 2 액추에이터의 코일의 위치에서, 제한된 자기장 세기 만이 존재하며, 제 2 액추에이터가 제한된 전자기력 만을 공급한다는 것이다. 그 결과, 충분히 큰 전자기력을 얻기 위해서는, 제 2 액추에이터의 자석 및 코일이 비교적 큰 치수를 가져야만 한다.

결국, 본 발명의 목적은, 제 2 액추에이터가 공급될 수 있는 전자기력과 제 2 액추에이터의 치수 사이에 바람직한 비율을 가져, 충분히 큰 전자기력을 얻기 위해 필요한 제 2 액추에이터의 치수 및 중량을 줄일 수 있는, 서두에서 언급한 형태를 갖는 광학 주사장치와 광학 재생장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광학 주사장치는, 상기 제 2 액추에이터가, 광축과 평행으로 보았을 때, 렌즈계의 하우징에 고정된 링 형태의 자기 차폐 요크(magnetic closing yoke)에 서로 인접하여 고정된 2개의 링 형태의 영구 자석과, 상기 제 1 렌즈 부재의 링 형태의 홀더에 고정된 2개의 링 형태의 전기 코일을 구비하고, 상기 자석은 광축에 대해 서로 반대의 반사상 방향으로 자화되는 한편, 상기 코일은, 광축과 평행으로 보았을 때, 2개의 자석의 반대측에 서로 인접하여 배치되며 서로 반대 방향으로 감긴 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광학 재생장치는, 이 광학재생장치 내부에 사용된 광학 주사장치가 본 발명에 따른 광학 주사장치인 것을 특징으로 한다.

반대 방향으로 자화된 상기한 2개의 자석과 차폐 요크를 사용함으로써, 전부가 차폐 요크를 통과하며 전체가 2개의 자석 중 한 개의 자석으로부터 다른 자석으로 전달되는 집중된 자기장이 얻어지므로, 자석의 자기장의 분산을 가능한 한 방지할 수 있다. 코일들은, 2개의 자석 중 한 개의 자석으로부터 다른 자석으로 전달되 는 자기장의 부분에 자석의 반대측에 배치된다. 상기한 자기장의 부분은 비교적 큰 자기장 세기를 가지므로, 자석의 자기장과 코일 내부의 전류 사이의 상호작용에 의해 비교적 큰 전자기력이 얻어진다. 코일들이 서로 반대 방향으로 감기기 때문에, 개별적인 코일에 작용하는 전자기력의 성분이 거의 동일한 방향으로 뻗는다. 그 결과, 제 2 액추에이터는 공급될 수 있는 전자기력과 자석 및 코일의 치수 사이에 바람직한 비율을 가지므로, 충분히 큰 전자기력을 얻기 위해 필요한 제 2 액추에이터의 치수 및 중량을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 광학 주사장치의 특정한 실시예는, 상기 제 1 렌즈 부재의 홀더가 비자화성 재료로 제조된 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 자석이 광축에 대해 수직한 방향으로 제 1 렌즈 부재의 홀더에 대해 힘을 가하지 않으므로, 광축에 수직하게 향하는 상기한 홀더의 필요한 베어링에 대한 기계적인 하중을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 광학 주사장치의 또 다른 실시예는, 상기 제 2 액추에이터의 2개의 코일이 단일의 와이어로부터 감기고, 이들 코일 각각이 짝수의 권선층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 코일들 각각이 짝수의 권선층을 포함하기 때문에, 상기한 와이어의 2개의 전기 접속점을 2개의 코일 중 한 개의 한쪽 측에 설치할 수 있으므로, 코일의 단순한 전기 접속이 얻어진다.

본 발명에 따른 광학 주사장치의 또 다른 실시예는, 코일들 중에서 첫 번째 코일로 이루어진 홀수의 권선층과, 코일들 중에서 두 번째 코일로 이루어진 모든 권선층과, 첫 번째 코일의 나머지 권선층을 형성하도록, 와이어가 연속적으로 감긴 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 코일을 감는 동안, 사용되는 권취기의 권취 방향을 2번만 역전시키면 된다. 더구나, 2개의 코일 사이에 2개의 전기 접점만이 존재하게 된다.

본 발명에 따른 광학 주사장치의 특정한 실시예는, 광축과 평행으로 보이는 상기 제 1 렌즈 부재가, 광축과 평행으로 보았을 때, 서로 일정한 거리에 배치되고 광축을 가로질러 연장되는 2개의 장착부재를 사용하여 하우징 내부에 탄성적으로 매달리고, 각각의 장착부재는, 광축과 평행으로 보았을 때, 탄성적으로 변형가능하며, 광축에 대해 직각에서 보았을 때, 거의 변형 불가능한 것을 특징으로 한다. 상기한 2개의 장착부재를 사용함으로써, 광축과 평행으로 제 1 렌즈 부재의 이동이 가능하므로, 2개의 장착부재를 탄성적으로 변형할 수 있다. 광축에 수직하게 보았을 때, 제 1 렌즈 부재는 하우징에 대해 거의 변위되지 않는 한편, 광축에 수직하게 향하는 경사축을 중심으로 한 제 1 렌즈 부재의 경사가 2개의 장착부재의 상호작용에 의해 방지된다. 이와 같은 방식으로, 2개의 장착부재는 하우징과 제 2 렌즈 부재에 대해 제 1 렌즈 부재를 정확한 위치로 유지할 수 있으며, 이 위치에서는 2개의 렌즈 부재의 광축이 거의 일치한다.

본 발명에 따른 광학 재생장치의 또 다른 실시예는, 상기 제 2 액추에이터가, 광축과 평행으로 보았을 때, 2개의 장착부재 사이에 배치된 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 2개의 장착부재 사이의 가용 공간을 효과적으로 사용할 수 있으므로, 주사장치의 렌즈계의 콤팩트한 구성이 얻어진다.

본 발명에 따른 광학 재생장치의 또 다른 실시예는, 상기 제 2 액추에이터의 차폐 요크가 하우징의 일부분을 구성하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 콤팩트하고도 가벼운 하우징의 구조가 얻어진다.

이하, 본 발명의 이들 발명내용과 또 다른 발명내용을 다음의 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도면에 있어서,

도 1은 본 발명에 따른 광학 재생장치를 나타낸 것이고,

도 2는 도 1에 따른 광학 재생장치 내부에 사용된 본 발명에 따른 광학 주사장치를 개략적으로 나타낸 것이며,

도 3은 도 2에 따른 광학 재생장치 내부에 사용된 본 발명에 따른 광학 렌즈계를 나타낸 것이고,

도 4는 도 3에 따른 광학 렌즈계의 탄성적으로 변형가능한 장착부재를 나타낸 것이며,

도 5는 도 4에 따른 광학 렌즈계 내부에 사용된 액추에이터의 자기장을 개략적으로 나타낸 것이고,

도 6은 도 5에 따른 액추에이터 내부에 사용된 2개의 전기 코일의 개략적 단면도이다.

도 1은, 회전축(3)을 중심으로 회전할 수 있으며 프레임(7)에 고정된 전기 모터(5)에 의해 구동될 수 있는 테이블(1)을 구비한, 본 발명에 따른 광학 재생장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 상기한 테이블(1) 위에, 디스크 형태의 지지체(11)와 투명 보호층(13)을 구비한, CD와 같은 광학적으로 주사가능한 정보매체(9)가 배치될 수 있다. 보호층(13)에 대해 경계를 이루는 지지체(11)의 일측은, 나선 형태의 정보 트랙이 그 위에 존재하는 정보매체(9)의 정보층(15)을 형성한다. 상기한 광학 재생장치는, 정보매체(9)의 정보 트랙을 광학적으로 주사하는 본 발명에 따른 광학 주사장치(17)를 더 구비한다. 상기한 주사장치(17)는, 광학 재생장치의 이동장치(19)를 사용하여 주로 2개의 반대측 반경 방향 X 및 X'으로 회전축(3)에 대해 변위될 수 있다. 이를 위해, 주사장치(17)는 이동장치(19)의 슬라이드(21)에 고정되며, 이 이동장치는, 프레임(7) 상에 설치되고 X 방향에 평행하게 연장되며 그 위에서 슬라이드(21)가 변위가능하게 안내되는 직선 안내부재(23)와, 슬라이드(21)를 안내부재(23) 상에서 변위시키는 전기 모터(25)를 더 구비한다. 동작시에, 도면에 도시되지 않은 광학 재생장치의 전기 제어부는 모터 5 및 25를 제어하여, 정보매체(9)가 회전축(3)에 대하여 회전하도록 하는 동시에, 정보매체(9) 상에 존재하는 나선형 정보 트랙이 주사장치(17)에 의해 주사되도록 주사장치(17)를 X-축 방향에 평행하게 이동시킨다. 상기한 주사과정 동안, 정보 트랙에 존재하는 정보를 주사장치(17)에 의해 판독하거나, 정보를 주사장치(17)에 의해 정보 트랙 위에 기록할 수 있다.

본 발명에 따른 광학 재생장치 내부에 사용된, 본 발명에 따른 광학 주사장치(17)를 도 2에 개략적으로 나타내었다. 상기한 주사장치(17)는, 광축(29)을 갖는 방사원(27), 예를 들면 반도체 레이저를 구비한다. 주사장치(17)는, 방사원(27)의 광축(29)에 대해 45°의 각도로 배치되고 방사원(27)과 마주보는 반사면(35)을 포함하는 투명판(33)을 구비한 방사빔 스플리터(31)를 더 포함한다. 이 주사장치(17)는, 광축(39)을 갖는 광학 렌즈계(37)와, 방사빔 스플리터(31)와 렌즈계(37) 사이에 배치된 시준 렌즈(41)를 더 구비한다. 이때, 광학계(37)의 광축(39)과 방사원(27)의 광축(29)은 90°의 각도를 이룬다. 주사장치(17)는, 렌즈계(37)에 대해 방사빔 스플리터(31)의 뒤에 배치된 광 검출기(43)를 더 구비하며, 상기한 광 검출기(27)는 공지되고 통상적으로 사용되는 형태를 갖는다. 동작시에, 방사원(27)은, 방사빔 스플리터(32)의 반사면(35)에 의해 반사되고 렌즈계(37)에 의해 정보매체(9)의 정보층(15) 위에 주사 스폿(47)으로 초점이 맞추어지는 방사빔(45)을 발생한다. 방사빔(45)은, 정보층(15)에 의해 렌즈계(37), 시준 렌즈(41) 및 방사빔 스플리터(31)를 통해 광 검출기(43) 상에 초점이 맞추어지는 반사된 방사빔(49)으로 반사된다. 정보매체(9) 상에 존재하는 정보를 판독하기 위해, 방사원(27)은 연속적인 방사빔(45)을 발생하며, 광 검출기(43)는 정보매체(9) 상의 정보 트랙 위의 일련의 기본 정보 특성에 해당하는 검출신호를 출력하는데, 이 기본 정보 특성은 주사 스폿(47) 내부에 연속적으로 존재한다. 정보매체(9) 상에 정보를 기록하기 위해, 방사빔은 기록하려는 정보에 해당하는 방사빔(45)을 발생하며, 주사 스폿(47) 내에서, 일련의 연속적인 기본 정보 특성이 정보매체의 정보 트랙 위에 발생된다.

마찬가지로 도 2에 도시된 것과 같이, 상기한 주사장치(17)는, 렌즈계(37)의 광축(39)에 평행하게 비교적 작은 거리만큼 그리고 X-방향에 평행하게 비교적 작은 거리만큼 렌즈계(37)를 이동시키는 제 1 액추에이터(51)를 구비한다. 제 1 액추에이터(51)를 사용하여 광축(39)과 평행한 방향으로 렌즈계(37)를 이동시킴으로써, 주사 스폿(47)이 원하는 정밀도를 갖고 정보매체(9)의 정보층(15) 상에 초점이 맞추어진다. 제 1 액추에이터(51)를 사용하여 X-방향과 평행한 방향으로 렌즈계(37)를 이동시킴으로써, 주사 스폿(47)이 뒤따르는 정보 트랙 상에 원하는 정밀도를 갖고 유지된다. 이를 위해, 광 검출기(43)로부터 초점오차 신호와 트랙 오차 신호를 수신하는 광학 재생장치의 전술한 제어부에 의해 제 1 액추에이터(51)가 구동된다.

상기한 광학 주사장치(17) 내부에서 사용된 광학 렌즈계(37)를 도 3에 상세히 도시하였으며, 이 렌즈계는 제 1 렌즈 부재(53)와 제 2 렌즈 부재(55)를 구비한다. 제 1 렌즈 부재(53)는 대물렌즈로서 렌즈계(37)의 주 렌즈를 구성한다. 제 2 렌즈 부재(55)는, 대물렌즈와 주사하려는 정보매체(9) 사이에 배치되고 렌즈계(37)의 비교적 작은 보조 렌즈를 구성하는 소위 고체침적렌즈이다. 상기한 주 렌즈(53) 이외에, 상기한 보조 렌즈(55)를 사용함으로써, 렌즈계(37)는 비교적 큰 개구수를 가지므로, 정보매체(9)의 정보층(15) 상의 주사 스폿(47)이 비교적 작아진다. 그 결과, 이 주사장치(17)는, 비교적 작은 기본 정보 특성을 갖는 광 정보매체, 즉 고밀도 CD와 같이 비교적 높은 정보밀도를 갖는 광 정보매체를 주사하는데 적합하다. 도 3에 도시된 것과 같이, 보조 렌즈(55)는 렌즈계(37)의 하우징(57)에 일정한 위치에 고정되고, 이 하우징(57)은 제 1 액추에이터(51)에 고정되므로, 제 1 액추에이터(51)에 의해 렌즈계(37)의 광축(39)과 평행하게 변위될 수 있다. 주 렌즈(53)는, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 나중에 상세히 설명하는 탄성적으로 변형가능한 장착부(61)를 사용하여 하우징(57) 내부에 탄성적으로 매달린 링 형태의 홀더(59)에 고정되며, 상기한 주 렌즈(53)는 광축(39)과 평행하게 하우징(57)에 대해 이동가능하므로, 상기한 장착부(61)를 탄성적으로 변형시킨다. 도 3에 도시된 것과 같이, 렌즈계(37)는, 렌즈계(37)의 광축(39)과 평행하게 하우징(57) 및 보조렌즈(55)에 대해 주 렌즈(53)를 변위시키는 나중에 상세히 설명하는 제 2 액추에이터(63)를 더 구비한다. 제 2 액추에이터(63)를 사용하여 광축(39)과 평행한 방향으로 보조 렌즈(55)에 대해 주 렌즈(53)를 이동시킴으로써, 정보매체(9)의 투명 보호층(13) 내부에서의 방사빔(45)의 구면수차를 교정할 수 있다. 이와 같은 구면수차는 주로 보호층(13)의 두께 t의 변동에 의해 발생된다. 또한, 제 2 액추에이터(63)는 간략을 기하기 위해 도면에 도시되지 않은 주사장치(17)의 센서로부터 오차 신호를 수신하는 광학 재생장치의 상기한 제어부에 의해 구동되며, 이와 같은 센서를 사용하여, 예를 들면 주사 스폿(47) 근처에 있는 보호층(13)의 두께 t를 측정할 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 상기한 장착부(61)는, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 서로 일정한 거리에 배치되고 광축(39)을 가로질러 연장된 2개의 장착부재(65, 67)를 구비한다. 동일한 구조를 갖고 도 4에 상세히 나타낸 장착부재(65, 67)는, 광축(39)에 직각으로 보았을 때, 거의 변형이 불가능하고, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 탄성적으로 변형가능하다. 이와 같은 목적을 위해, 도 4에 도시된 것과 같이, 장착부재(65, 67)는 각각 렌즈계(37)의 하우징(57)에 고정된 주로 링 형태의 제 1 부분(69)과, 주 렌즈(53)의 홀더(59)에 고정된 주로 링 형태의 제 2 부분(71)을 구비하며, 상기한 링 형태의 부분 69 및 71은, 광축(39)을 가로질러 평면 내에서 연장되고 서로 규칙적인 간격으로 배치된 3개의 굴곡가능한 브리지(73)에 의해 상호연결되고, 장착부재 65의 각각의 굴곡가능한 브리지(73)는 장착부재 67의 굴곡가능한 브리지(73)들 중 한 개에 각각 평행하게 연장되도록 향한다. 이와 같은 2개의 장착 부재 65, 67을 사용함으로써, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 상기한 주 렌즈(53)에는 이동의 자유가 부여되는 한편, 광축(39)에 직각으로 보았을 때, 하우징(57)에 대한 주 렌즈(53)의 비교적 견고한 베어링이 얻어진다. 2개의 장착부재 65, 67 사이의 상호작용은, 추가적으로 장착부(61)에 광축(39)에 수직으로 향한 모든 경사축에 대한 비교적 높은 경사 저항을 제공하므로, 광축(39)에 대해 직각으로 향하는 경사축을 중심으로 한 하우징(57)에 대한 주 렌즈(53)의 경사가 가능한 한 많이 방지된다. 이것에 따라, 렌즈계(37)의 제조과정 중에 얻어지며, 그 결과 주 렌즈(53)와 보조 렌즈(55)의 광축이 가능한 한 많이 일치하는, 서로에 대한 주 렌즈(53)와 보조 렌즈(55)의 정렬이 동작시에 가능한 범위까지 유지될 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 제 2 액추에이터(63)는, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 장착부(61)의 2개의 장착부재 65, 67 사이에 배치되므로, 2개의 장착부재 65, 67 사이에 있는 가용 공간이 효과적으로 사용될 수 있으며, 렌즈계(37)의 콤팩트한 구조를 얻을 수 있다. 액추에이터(63)는, 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 서로 인접하게 배치되고, 자화가능한 재료로 이루어지며 렌즈계(37)의 하우징(57)의 분리된 부분을 구성하는 링 형태의 차폐 요크(79)에 고정되는 2개의 링 형태의 영구 자석(75, 77)을 갖는다. 더구나, 상기한 액추에이터(63)는, 주 렌즈(53)의 홀더(59)에 고정된 2개의 링 형태의 전기 코일(81, 83)을 구비한다. 광축(39)과 평행으로 보았을 때, 코일들 81, 83은 서로 인접하게 배치되는데, 코일 81은 자석 75의 반대측에 배치되고, 코일 83은 자석 77의 반대측에 배치되는 한편, 링 형태의 공기 간극(85)이 자석 75, 77와 코일 81, 83 사이에 존재한다. 도 3에 도시된 것과 같이, 자석 75, 77은 광축(39)에 대해 반대측의 방사상 방향 R 및 R'으로 자화된다. 코일 81, 83은 서로에 대해 반대 방향으로 감기므로, 동작시에, 코일 81 내부의 전류와 코일 83 내부의 전류가 반대 방향으로 흐른다. 이에 따라, 자석 75, 77의 자기장과 코일 81, 83 내부의 전류 사이의 상호작용에 의해 동작시에 코일 81 및 83에 가해진 전자기력이 거의 동일한 방향을 향하게 된다. 상기한 홀더(59)는 비자화성 재료로 제조되므로, 자석 75, 77이 홀더(59)에 대해 자기력을 가하지 않으며, 광축(39)에 대해 직각으로 향하는 장착부재(65, 67)에 대한 기계적인 하중을 가능한 한 줄일 수 있다.

도 5는 제 2 액추에이터(63)의 자석 75, 77과 차폐 요크(79)를 사용하여 얻어지는 자기장(87)을 개략적으로 나타낸 것이다. 자석 75 및 77이 광축(39)에 대해 반대측의 반경 방향 R 및 R'으로 자화되고 차폐 요크(79)에 고정된다는 사실로 인해, 차폐 요크(79)를 전부 통과하며 자석 75로부터 자석 77로 전체가 전달되는 집중된 자기장(87)이 얻어진다. 그 결과, 자기장(87)의 원치않는 분산이 가능한 한 방지된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 전기 코일 81 및 83은, 자석 75로부터 자석 77로 전달되는 자기장(87)의 부분에 자석 75 및 77의 반대측에 배치된다. 자기장이 전술한 방식으로 집중된다는 사실로 인해, 상기한 자기장(87)이 코일 81, 83의 위 치에서 비교적 높은 자기장 세기를 가지므로, 자기장(87)과 코일 81, 83 내부의 전류 사이의 상호작용에 의해, 비교적 높은 전자기력이 얻어진다. 이에 따라, 제 2 액추에이터(63)에 의해 제공될 수 있는 전자기력과 제 2 액추에이터(63)의 자석 75, 77과 코일 81, 83의 치수 및 중량 사이에 바람직한 비율이 얻어지므로, 충분한 전자기력을 얻기 위해 필요한 제 2 액추에이터(63)의 치수와 중량을 줄일 수 있다.

제 2 액추에이터(63)의 전기 코일(81, 83)의 도 6에 도시된 단면도는 2개의 코일 81, 83의 권취 방법을 나타낸 것이다. 상기한 2개의 코일 81, 83은 단일의 와이어(89)로 감기고, 각각의 코일은 짝수, 도면에 도시된 예에 있어서는 4개의 권선층, 즉 91, 91', 91", 91"'과 93, 93', 93", 93"'을 포함한다. 도 6에 도시된 것과 같이, 코일 81, 83을 감는 동안, 먼저 코일 81의 첫 번째 권선층(91)이 설치된다. 그후, 코일 83의 모든 권선층 93, 93', 93", 93"'이 설치되는데, 이때 사용되는 권취기의 권취 방향은 코일 81의 첫 번째 권선층 91로부터 코일 83의 첫 번째 권선층 93으로의 전이시에 역전된다. 그후, 코일 81의 나머지 권선층 91', 91", 91"'이 설치되는데, 이때 권취기의 권취 방향은 코일 83의 마지막 권선층 93"'으로부터 코일 81의 두 번째 권선층 91'으로의 전이시에 다시 역전된다. 도 6에 도시된 것과 같이, 상기한 권취방법에 의해, 코일 81, 83이 코일 81의 일측에 배치된 2개의 공통 전기 접속점 95, 97을 가지므로, 코일 81, 83의 간단한 전기 접속이 얻어진다. 이때, 이와 같은 간단한 전기 접속은, 일반적으로 2개의 코일 81, 83 각각이 짝수의 권선층을 갖는 경우에 얻어질 수 있다. 더구나, 상기한 권취방법을 사용하여, 권취기의 권취 방향의 필요한 수의 역전이 최소한인 2로 줄어든다. 이때, 연속적으로, 코일 81의 홀수의 권선층, 코일 83의 모든 권선층과 코일 81의 나머지 권선층이 감기는 경우에, 이와 같은 최소의 역전 회수를 일반적으로 얻을 수 있다는 점에 주목하기 바란다.

본 발명에 따른 전술한 광학 재생장치를 사용하여, 정보매체(9)의 정보 트랙을 주사하는 동안, 정보 트랙에 존재하는 정보를 판독하거나, 정보를 정보 트랙 상에 기록할 수 있다. 이때, 본 발명은, 정보매체의 정보 트랙에 존재하는 정보를 판독하기 위해서만 사용될 수 있는 광학 재생장치에도 관련된다는 점에 주목하기 바란다.

본 발명에 따른 전술한 광학 주사장치(17)에 있어서, 제 2 액추에이터(63)는, 렌즈계(37)의 주 렌즈(53)(대물렌즈)를 하우징(57)과 렌즈계(37)의 보조 렌즈(55)(고체침적렌즈)에 대해 움직일 수 있도록 할 수 있다. 본 발명은, US 특허 5,712,842에 기재된 것과 같이, 상기한 주사장치 또는 광학 재생장치에서 사용된 렌즈계의 액추에이터를 사용하여 보조 렌즈가 주 렌즈 또는 대물렌즈에 대해 움직일 수 있는 광학 주사장치 및 광학 재생장치에도 관련된다는 점에 주목하기 바란다.

본 발명에 따른 전술한 광학 주사장치(17)에 있어서, 주 렌즈(53)는 2개의 전술한 탄성적으로 변형가능한 장착부재(65, 67)를 사용하여 렌즈계(37)의 하우징(57) 내부에 매달리고, 제 2 액추에이터(63)가 2개의 장착부재(65, 67) 사이에 배치된다. 마지막으로, 본 발명은, 광학 주사장치 내부에서 사용된 렌즈계의 조작하고자 하는 렌즈부재가, 예를 들면 축방향으로 압축응력이 걸린 종래의 평면 베 어링을 사용하여, 렌즈계의 하우징 내부에서 전술한 것과 다른 방식으로 저널링되는 광학 주사장치와 광학 재생장치에도 관련된다는 점에 주목하기 바란다.

Claims

방사원과, 동작시에 방사원에 의해 정보매체의 주사스폿으로 공급되는 방사빔을 집속시키는 광축을 갖는 렌즈계와, 상기 광축과 평행한 방향으로 렌즈계를 이동시키는 제 1 액추에이터를 구비하고,

상기 렌즈계는 2개의 렌즈 부재와 렌즈 부재의 제 2 렌즈 부재에 대하여 렌즈 부재의 제 1 렌즈 부재를 변위시키는 제 2 액추에이터로 이루어지는 광학적으로 주사가능한 정보매체의 트랙을 주사하는 광학 주사장치에 있어서,

상기 제 2 액추에이터는 광축과 평행으로 보았을 때 렌즈계의 하우징에 고정된 링 형태의 자기 폐쇄 요크에 서로 인접하여 고정된 2개의 링 형태의 영구자석과, 제 1 렌즈 부재의 링 형태의 홀더에 고정된 2개의 링 형태의 전기코일을 구비하고,

상기 영구자석은 광축에 대하여 서로 반대의 방사상 방향으로 자화되는 한편, 광축과 평행으로 보았을 때 코일은 2개의 영구자석의 반대 측에 서로 인접하여 배치되며, 서로 반대방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 렌즈 부재의 홀더는 비자화성 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 2 액추에이터의 2개의 코일은 단일 와이어로 감기고, 이들 코일 각각이 짝수의 권선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 3항에 있어서,

코일들 중에서 첫 번째 코일로 이루어진 홀수의 권선층과, 코일들 중에서 두 번째 코일로 이루어진 모든 권선층과, 첫 번째 코일의 나머지 권선층을 형성하도록, 와이어가 연속적으로 감긴 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

광축과 평행하게 보이는 상기 제 1 렌즈 부재는, 광축과 평행으로 보았을 때, 서로 일정한 거리에 배치되고 광축을 가로질러 연장되는 2개의 장착 부재를 사용하여 하우징 내부에 탄성적으로 매달리고, 각각의 장착부재는, 광축과 평행으로 보았을 때, 탄성적으로 변형가능하며, 광축에 대해 직각에서 보았을 때, 변형이 불가능한 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 5항에 있어서,

상기 제 2 액추에이터는, 광축과 평행으로 보았을 때, 2개의 장착부재 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 2 액추에이터의 차폐 요크가 하우징의 일부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 광학 주사장치.
제 1항 또는 제 2항 기재의 광학 주사장치에 사용되는 광학 렌즈계로서,

동작시에 방사원에 의해 정보 매체의 주사스폿으로 공급되는 방사빔을 집속시키는 광축을 가지며, 2개의 렌즈 부재와 렌즈 부재의 제 2 렌즈 부재에 대하여 렌즈 부재의 제 1 렌즈 부재를 변위시키는 액추에이터를 구비하는 광학 렌즈계에 있어서,

상기 액추에이터는 광축과 평행으로 보았을 때 렌즈계의 하우징에 고정된 링 형태의 자기 폐쇄 요크에 서로 인접하여 고정된 2개의 링 형태의 영구자석과, 제 1 렌즈 부재의 링 형태의 홀더에 고정된 2개의 링 형태의 전기코일을 구비하고,

상기 영구자석은 광축에 대하여 서로 반대의 방사상 방향으로 자화되는 한편, 광축과 평행으로 보았을 때 코일은 2개의 영구자석의 반대 측에 서로 인접하여 배치되며, 서로 반대방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 광학 렌즈계.
회전축에 대하여 회전가능한 테이블과, 상기 테이블 위에 배치된 광학적으로 주사가능한 정보매체의 정보 트랙을 주사하는 광학 주사장치와, 동작시에 주사장치를 회전축에 대해 주로 반경 방향으로 이동시킬 수 있는 이동장치를 구비한 광학 재생장치에 있어서,

상기 광학 주사장치는 청구항 제 1항 또는 제 2항에 기재된 광학 주사장치인 것을 특징으로 하는 광학 재생장치.