KR101048376B1 - 대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치 - Google Patents

대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치 Download PDF

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히데끼 요시나까
노부유키 토구부찌
신 이시바시
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Abstract

블루 레이저를 포함하는 다양한 파장의 레이저에 대응해도 박형화, 소형화, 특성 열화 억제의 적어도 하나를 실현할 수 있는 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공한다.
복수의 다른 파장의 광을 각각 출사하는 광원과, 상기 광원을부터 출사된 상기 광의 적어도 일부가 적어도 같은 광학 경로를 통과하도록 구성된 유닛과,상기 광을 집광하는 집광 유닛을 포함하는 광 픽업 장치이다. 상기 집광 유닛은 적어도 제 1 및 제 2 집광부를 포함하고, 상기 제 1 집광부에서 주로 집광되는 광의 파장과 제 2 집광부에서 주로 집광되는 광의 파장과는 다른 구성으로 했다.
레이저, 파장, 특성 열화, 광 픽업, 광 디스크, 파장, 광원, 집광

Description

대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치{OBJECTIVE LENS, OPTICAL PICK-UP DEVICE, AND OPTICAL DISK DEVICE}
본 발명은 DVD 등의 고밀도 기록 디스크, 컴팩트 디스크 등의 광 디스크에서의 기록 재생에 사용되는 대물 렌즈, 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치에 관한 것이다.
광 디스크 장치에 있어서, 적외 레이저 빔이나 적색 레이저 빔 등의 장파장 레이저 빔을 출사하는 레이저 다이오드를 이용하고 있었는데, 최근에는 블루 레이저 빔을 이용하여 일본국 특개평 11-224436호, 특개 2000-123394호, 특개평 10-334494호 등의 상기 각 레이저 빔을 이용한 경우보다도 고밀도 기록을 행하게 되었다.
그러나 블루 레이저에 대응한 광 디스크를 기록 재생하는 비디오 레코더에서는, 장치 자체가 상당히 크기 때문에 광학계에 블루 레이저를 이용해도 빔 익스팬더 등의 수단을 이용하여 광학 설계가 용이하고, 게다가 블루 레이저에 대응한 광 디스크와 적색 레이저에 대응한 광 디스크의 쌍방에 기록 재생을 행할 수 있는 경우에 있어서도, 장치가 상당히 크므로 파장에 따른 개별 광학계를 장치 내에 구성할 수 있으므로 특별히 어떠한 문제점은 발생하지 않는다.
그러나 상기 파장이 다른 2개의 광 디스크에 기록이나 재생의 적어도 일방을 행할 수 있고, 게다가 노트북 컴퓨터 등의 전자 기기에 들어가는 비교적 박형이자 소형인 광 디스크 드라이브 장치에 있어서는, 블루 레이저 빔, 적외 레이저 빔, 적색 레이저 빔의 각 광에 대응한 광학계를 설치하는 것은 불가능하고, 게다가 블루 레이저 빔은 구면 수차가 다른 레이저 빔보다도 커서 공통의 광학계로 처리하는 것은 매우 곤란하며, 게다가 광학계를 집적화함으로써 광학 특성의 열화를 발생시킨다.
또한 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부는 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 설계하지 않는 경우, 고주파 영역에서 구동 코일을 구동하면 AC틸트가 크게 발생하여 종래의 광 픽업 장치의 신뢰성을 크게 열화시켰다.
그래서 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부는 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 설계하여 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부의 롤링 공진점에서 발생하는 AC틸트를 저감했다. 그러나 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부는 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 하기 위하여 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부의 대물 렌즈 유지통의 형상이 제한되어 광 픽업 액추에이터 가동부의 고강성화를 방해했다.
한편 추력을 발생시키는 코일(포커스 혹은 트래킹)은 그 추력 중심인 코일 구동점 위치를 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심에 맞추기 위하여 코일 유효 길이를 감소하지 않으면 안되어, 이것이 추력의 저하, 즉 감도 저하를 초래했다.
일본국 특개 2001-23202호 공보에 개시되어 있는 광 픽업 액추에이터 가동부에서는 매스 밸런스를 추가하고 관성 중심과 추력 중심을 일치시키는데, 여분의 매 스 밸런스를 추가하는 것은 광 픽업 액추에이터 가동부의 강성을 저하시킬 뿐만 아니라 광 픽업 액추에이터 가동부의 중량도 증가하여 추력을 저하시켰다.
또한 매스 밸런스의 추가는 부품 비용의 추가, 조립 비용의 추가를 초래했다.
또한 지금까지의 광 픽업 장치나 광 디스크 장치에 대해서는 기록 또는 재생에 이용하는 광의 일부를 상기 모니터에 입사하여 광량을 측정했었다. 그래서는 광의 이용 효율이 나쁘고, 미광(迷光)도 나와 버린다. 또한 지금까지의 광량의 측정은 광학 유닛으로부터 나온 광을 그대로 광 강도 분포로 측정했다. 이래서는 신호 감도가 나쁘고 정보의 입력이나 읽어냄의 정밀도가 나쁘다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로서, 블루 레이저 빔을 포함하는 다종의 파장의 레이저 빔에 대응해도 박형화, 소형화, 특성 열화 억제의 적어도 하나를 실현할 수 있는 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 추력 중심과 관성 중심을 동일하게 설계하지 않는 광 픽업 액추에이터라도 또한 고강성와 고감도를 실현할 수 있을 뿐 아니라 저비용, 고신뢰성을 실현할 수 있는 광 픽업 장치, 및 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 광학 유닛으로부터 나온 광에 대응하여 박형화, 소형화, 광 이용 효율 향상, 신호 감도 향상 등 적어도 하나를 실현할 수 있는 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1에 기재된 발명은, 제1 파장의 광을 출사하는 제1 광학 유닛과, 상기 제1 파장보다도 긴 파장의 광을 적어도 1개 이상 출사하는 제2 광학 유닛과, 광 디스크로부터 반사되어 온 광을 수광하는 수광 수단과, 제1 파장의 구면수차를 보정하는 보정 수단과, 제1 파장의 광과 제1 파장보다도 긴 파장의 광을 거의 같은 광학 경로로 유도하는 광학 수단과, 광학 수단으로부터의 광을 집광하는 집광 수단을 구비하고, 제1 광학 유닛으로부터 출사된 제1 파장의 광은 보정 수단, 광학 수단을 경유하여 집광 수단에 의해 집광되어 광 디스크에 조사됨과 함께, 광 디스크에서 반사한 제1 파장의 광은 집광 수단, 광학 수단, 보정 수단을 경유하여 수광 소자에 입사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 구성이 간단해져서 소형화/박형화를 실현할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명은, 제1 광학 유닛에는 1개의 레이저 다이오드를 탑재하고, 제2 광학 유닛에는 복수의 레이저 다이오드를 개별로 탑재하거나, 혹은 1개의 부재에 복수의 발광층을 가지는 레이저 다이오드를 탑재한 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 광 픽업 장치로서, 구성이 간단해져서 소형화/박형화를 실현할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은, 제1 광학 유닛에 탑재되는 레이저 다이오드는 대략 청색으로부터 대략 청자색의 광을 출사하고, 제2 광학 유닛에 탑재되는 레이저 다이오드는 대략 적외로부터 대략 적색의 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 기재의 광 픽업 장치로서, 고밀도 기록 대응의 광 디스크와 종래의 기록 밀도를 가지는 광 디스크의 쌍방에 대하여 데이터의 기록이나 재생의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 정면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 정면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 측면도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 16은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 17은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 18은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 19는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 20은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 21은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 정면도.
도 22는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 23은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 정면도.
도 24는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 25는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 사시도.
도 26은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 평면도.
도 27은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 주요 부분을 나타내는 단면도.
도 28은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 가동부를 나타내는 평면도.
도 29는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 가동부를 나타내는 정면도.
도 30은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 가동부를 나타내는 배면도.
도 31은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 가동부를 나타내는 평면도.
도 32는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터의 가동부를 나타내는 정면도.
도 33은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5) 의 가동부의 포커스 방향의 변위에 대한 전달 함수를 나타내는 보드선도(Bode diagram).
도 34는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 트래킹 방향의 변위에 대한 전달 함수를 나타내는 보드선도.
도 35는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 AC틸트 특성을 나타내는 챠트.
도 36은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 디스크 반경 방향의 DC 틸트 특성을 나타내는 챠트.
도 37은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 디스크 회전 방향의 DC 틸트 특성을 나타내는 챠트.
도 38은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통을 나타내는 사시도.
도 39는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부를 나타내는 정면도.
도 40은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부를 나타내는 평면도.
도 41은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 주요 부분을 나타내는 단면도.
도 42는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부를 나타내는 평면도.
도 43은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈와 대물 렌즈 스페이서를 나타내는 분해사시도.
도 44는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈와 대물 렌즈 스페이서의 서브조립체를 나타내는 사시도.
도 45는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 주요 부분을 나타내는 단면도.
도 46은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 2개의 입상 미러를 나타내는 사시도.
도 47은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 주요 부분을 나타내는 단면도.
도 48은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부의 주요 부분을 나타내는 단면도.
도 49는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 재료를 설명하는 재료 특성표.
도 50은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통을 나타내는 사시도.
도 51은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통을 나타내는 사시도.
도 52는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 서브 조립체를 나타내는 분해사시도.
도 53은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 코일을 나타내는 도.
도 54는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도.
도 55는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 측면도.
도 56은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 57은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 58은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 59는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 60은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 61은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 수차 보정 미러를 나타내는 도.
도 62는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 정면도.
도 63은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 64는 종래의 광 픽업 장치의 광학적 배치를 나타내는 개략 구성도.
도 65는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광학적 배치를 나타내는 개략 구성도.
도 66은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터를 나타내는 도.
도 67은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터를 나타내는 도.
도 68은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터를 나타내는 도.
도 69는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터의 일 제작 방법을 나타내는 도.
도 70은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터의 일 제작 방법을 나타내는 도.
도 71은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치에 이용되는 림 필터의 일 제작 방법을 나타내는 도.
도 72는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
도 73은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 부분 확대도.
(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)
1 : 광 디스크 2 : 스핀들 모터
3 : 광 픽업 4 : 캐리지
5 : 광 픽업 액추에이터 8,10 : 집적 소자
11 : 콜리메이트 렌즈 12 : 빔 정형 프리즘
13 : 임계각 프리즘 14 : 수차 보정 미러
27 : 빔 스플리터 28 : 릴레이 렌즈
29 : 렌즈 30 : 볼록 렌즈
31 : 입상 프리즘 32,33 : 대물 렌즈
34 : 개구 필터 38,39 : 트래킹 코일
44,45 : 포커스 마그넷 46,47 : 트래킹 마그넷
48 : 자기 요크 48a, 48b : 자기 요크 돌기
60,61 : 트래킹 서브 코일 62,63 : 스프링 기판
<발명의 실시를 위한 최상의 양태>
[실시예 1]
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 픽업 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 측면도이다.
도 1, 2에 있어서, 부호 1은 광 디스크를 나타내는 것으로, 광 디스크(1)는 광을 조사함으로써 정보의 재생이나 혹은 정보의 기록의 적어도 일방을 행할 수 있다. 구체적으로는 광 디스크(1)로서는, 정보의 재생만을 행할 수 있는 CD-ROM 디스크, DVD-ROM 디스크 등, 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록을 행할 수 있는 CD-R 디스크, DVD-R 디스크 등, 또는 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록/소거가 가능한 CD-RW 디스크, DVD-RW 디스크, DVD-RAM 디스크 등이 적합하게 이용된다. 한편, 광 디스크(1)로서는 대략 적색광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비한 구성, 대략 적외광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비한 구성, 또는 대략 청색~청자색의 광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비한 구성을 사용할 수 있다. 또한, 광 디스크(1)의 크기로서는 다양한 직경을 가지는 원반 형상인 것을 이용할 수 있는데, 바람직하게는 3~12cm의 직경을 가지는 원반 형상인 것을 적합하게 이용할 수 있다.
부호 2는 광 디스크(1)를 회전하기 위한 스핀들 모터를 나타낸다. 스핀들 모터(2)에는 광 디스크(1)를 유지하는 척부(chuck part;미도시)가 설치되어 있다. 스핀들 모터(2)는 광 디스크(1)를 일정한 각속도로 회전시키거나 혹은 가변적인 각속도로 회전시킬 수 있다. 어떻게 각속도를 일정 혹은 가변적으로 제어할지는 도시하지 않은 스핀들 모터 구동 수단 및 광 디스크 장치의 제어부가 상황에 따라 전환한다. 부수적으로, 본 실시예에서는 광 디스크(1)의 회전 구동 수단으로서 스핀들 모터(2)를 이용했으나, 다른 종류의 모터나 다른 수단을 이용하여 광 디스크(1)를 회전 구동시켜도 무방하다.
부호 3은 광 디스크(1)에 광을 조사함으로써 정보를 광 디스크(1)에 기록하고 광 디스크(1)로부터 정보를 읽어내는 광 픽업을 나타낸다.
부호 4는 광 픽업(3)의 베이스가 되는 캐리지, 부호 5는 후술하는 대물 렌즈를 대략 삼차원적으로 이동시키는 광 픽업 액추에이터이다. 캐리지(4)는 적어도 지지 샤프트(6)와 가이드 샤프트(7)로 지지되어 있고, 광 디스크(1)의 내주와 외주와의 사이를 이동 가능하게 되어 있다. 한편, 캐리지(4)는 광 픽업 액추에이터(5)와 광학부 혹은 광원을 탑재하고 있다.
부호 8은 청자색의 레이저부(81) 및 수광 소자부(82)를 구비한 집적 소자로, 상세하게는 도 3을 참조하여 설명한다. 레이저부(81)는 405nm의 레이저 광을 발생하는 레이저 다이오드(81a)를 가지고 있고, 이 레이저 다이오드(81a)는 베이스(81c)와 커버(81b)로 구성되는 밀봉 공간 내에 배치되어 있다.
또한 본 실시예에서는 청자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드(81a)를 이용했으나, 청색 내지 자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드를 이용해도 무방하다. 또한 이러한 단파장의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드로서는, GaN에 In등의 발광 중심을 첨가한 활성층을 가지고, GaN을 주성분으로 하고 p형 불순물을 도프한 p형층과, GaN을 주성분으로 하고 n형 불순물을 도프한 n형층으로 끼워넣은 구성이 적합하게 이용된다. 소위 질화물 반도체 레이저가 적합하게 이용된다.
또한 베이스(81c)에는 단자(81d)가 복수개 세워져 설치되어 있고, 이 단자(81d)는 접지 단자, 레이저 다이오드(81a)에 전류를 공급하는 단자 등으로 구성되어 있다.
또한 커버(81b)에는 광이 출입하는 개구(미도시)가 설치되어 있고, 이 개구를 덮도록 유리 등의 투명판(미도시)이 접착 등의 방법에 의해 커버(81b)에 설치되어 있다. 부호 83은 커버(81b)의 개구 상에 접착 등의 방법에 의해 커버(81b)에 직접 부착된 프리즘으로, 레이저 다이오드(81a)로부터 출사된 레이저 광(84)을 투과시켜서 광 디스크(1)로의 조사광으로 함과 동시에, 광 디스크(1)로부터 돌아오는 광을 수광 소자부(82)에 유도하는 프리즘이다. 프리즘(83)에는 레이저 광(84)을 모 니터하기 위한 회절 격자(미도시)가 설치됨과 함께, 수광 소자부(82) 측으로 유도한 위치에 추가로 파장 405nm의 레이저 광(84)을 분할하는 회절 격자(미도시)가 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면수차 검출, 광 디스크(1) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하도록 되어 있다. 또한 본 실시예에서는 프리즘(83)과 커버(81b)의 사이에 투명한 커버 부재(83a)를 설치했다. 이 커버 부재(83a)는 커버(81b) 상에 접착 등의 방법을 이용하여 직접 접합되어 있다. 프리즘(83)에는 상호 대략 평행하게 경사진 경사면(83c~83e)이 설치되어 있고, 이 경사면(83c~83e)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램 등의 광학 소자가 배치되어 있다. 이 경사면(83c~83e)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리 등의 접합면에 상당한다. 또한 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나 1 내지 복수 설치해도 무방하다. 또한 본 실시예에서는 레이저부(81)에 있어서는 커버(81b)에 설치된 개구를, 도시하지 않는 투명판에 의해 막고 커버(81b)와 베이스(81c)로 구성된 공간 내에 불활성 가스를 충전시킨 구성으로 했으나, 도시하지 않는 투명판으로 개구를 막지 않고, 이 커버 부재(83a)로 개구를 막는 구성으로 해도 무방하다. 또한 필요에 따라 커버 부재(83a)에는, 그리고 프리즘(83)의 레이저부(81) 측에는, 3개의 빔을 구성하기 위한 회절 격자(미도시)가 제작되어 있다. 또한 커버 부재(83a)에는 상기 회절 격자 외에 다른 광학 부품을 일체로 혹은 부착하는 구성을 취할 수도 있다. 또한 커버 부재(83a)에 설치하는 회절 격자로서는, 예를 들면 레이저 다이오드(81a)로부터 출사된 광의 강도 분포가 비균일하게 되는 (예를 들면 광 스팟의 중심부의 휘도가 낮고, 외주부의 휘도가 높아지는) 것이나, 광 디스크(1)를 향하는 광축 방향과는 다른 광축 방향으로 광의 일부를 유도하고, 그 유도된 광이 예를 들면 모니터 광으로 사용되는 것 등이 적합하게 이용된다. 또한 커버 부재(83a) 상에 프리즘(83)을 접착 등의 방법으로 부착하면, 접합면인 경사면(83c~83e)으로부터 밖으로 돌출한 접착재나 혹은 경사면(83c~83e)에 발생하는 요부를 완화할 수 있다. 즉 광학 설계 등에 의해 레이저 다이오드(81a)로부터 출사된 광이 이 경사면(83c~83e)의 외표면부에 상술한 바와 같이 형성된 요부나 돌부에 닿으면 기록/재생 특성에 영향을 미친다.
따라서 프리즘(83)의 레이저 다이오드(81a) 측에 커버 부재(83a)를 설치함으로써 상기 요부나 돌부가 형성되어도 그 요돌을 완화시킬 수 있으므로, 기록 특성 등의 열화를 방지할 수 있다. 또한 커버 부재(83a)로 개구를 막는 구성으로 하지 않고, 커버 부재(83a)를 생략하고 프리즘(83)으로 직접 개구를 막도록 해도 무방하다.
또한 본 실시예에서는 레이저부(81)의 내부를 밀폐한 구성으로 했으나, 커버(81b)에 광의 출사구와는 다른 홀부를 설치하여 레이저부(81) 내부를 비밀폐 상태로 해도 무방하고, 이와 같은 구성에 의해 레이저부(81)의 출사구에 설치된 광학 부재 등이 뿌옇게 되는 것을 방지할 수 있다.
수광 소자부(82)는 수광 소자(82a)가 투명한 부재를 포함하는 케이스(82b)로 덮혀 있고, 게다가 케이스(82b)로부터는 수광 소자(82a)와 전기적으로 접속된 단자(82c)가 케이스(82b)의 외측으로 도출되어 있다. 부호 85는 접합 부재로, 레이저부(81)와 수광 소자부(82)의 위치를 결정하기 위한 부재이다. 수광 소자부(82)의 단 자(82c)에는 플렉서블 기판(미도시)이 접합되고, 그 플렉서블 기판은 레이저 플렉서블 기판(9)에 납땜 등으로 접합되어 있다.
부호 10은 적색 및 적외색의 레이저부(101) 및 수광 소자부(102)를 구비한 집적 소자로, 상세한 것에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다. 레이저 부(101)에는 파장대략 660nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(103)와 파장 대략 780nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(104)를 가지고 있고, 이 레이저 다이오드(103, 104)는 베이스(101a)와 커버(101b)로 구성되는 밀봉 공간 내에 배치되어 있다.
또한 본 실시예에서는 레이저 다이오드(103, 104)를 각각 다른 발광체 블록으로서 각각 밀봉 공간 내에 배치했으나, 하나의 발광체 블록에 복수의 발광층을 설치하고 하나의 발광체 블록을 밀봉 공간 내에 배치하는 구성이라도 무방하다. 또한 본 실시예에서는 2개의 다른 파장의 레이저 다이오드를 탑재했으나, 3개 이상의 다른 파장의 레이저 다이오드를 밀봉 공간 내에 설치한 구성으로 해도 무방하다.
또한 베이스(101a)에는 단자(101c)가 복수개 세워져 설치되어 있고, 이 단자(101c)는 접지 단자, 레이저 다이오드(103, 104)에 전류를 공급하는 단자, 모니터 광의 출력 단자 등으로 구성되어 있다. 또한 커버(101b)에는 광이 출입하는 개구(미도시)가 설치되어 있고, 이 개구를 막도록 유리 등의 투명판(미도시)이 접착 등의 방법에 의해 커버(101b)에 설치되어 있다. 부호 105는 레이저 광(106)을 투과하고 되돌아오는 광을 수광 소자(102)로 유도하는 프리즘이다. 프리즘(105)에는 레이저 광(106)을 모니터하기 위한 회절 격자(미도시)가 설치됨과 동시에, 수광 소자 (102) 측으로 유도한 위치에 또 파장 780nm 혹은 660nm의 레이저 광(106)을 분할하는 회절 격자(미도시)가 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(1) 상에 기록된 신호 및 제어 신호 등의 검출이 가능하도록 되어 있다. 프리즘(105)에는 서로 대략 평행으로 경사진 경사면(105a~105c)이 설치되어 있고, 이 경사면(105a~105c)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램 등의 광학 소자가 배치되어 있다. 이 경사면(105a~105c)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리의 등의 접합면에 상당한다. 또한 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나 1 내지 복수 설치해도 무방하다.
부호 107은 프리즘(105)에 이간되어 설치되고, 파장 660nm 혹은 780nm용의 편광 홀로그램 회절 격자로, 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(1) 상에 기재된 신호 등을 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한 편광 홀로그램(107)은 파장 660nm으로 사용하는 경우에는 파장 780nm의 레이저 광에는 영향이 적게 되어 있다. 또한 파장 780nm으로 사용하는 경우에는 파장 660nm의 레이저 광에는 영향이 적게 되어 있다. 또한 필요에 따라 프리즘(105)의 레이저부(101) 측에는 3 빔을 구성하기 위한 회절 격자(미도시)가 작성되고, 일방의 레이저 파장이 다른 파장으로부터 영향을 받지 않도록, 예를 들면 편광을 이용한 3 빔 회절 격자가 되어 있다.
부호 108은 결합 부재로, 레이저부(101)와 수광 소자부(102)의 위치를 결정하기 위한 부재이다. 부호 109는 빔 콤바이너 기능을 가진 회절 격자로, 파장 660nm은 사용하지 않고 파장 780nm에는 사용하도록 되어 있고, 파장 780nm의 외관상 가상 발광점이 파장 660nm의 가상 발광점과 일치하도록 되어 있다. 또한 회절 격자(109)는 상기 빔 콤바이너 기능을 가지지 않아도 광학적으로 허용할 수 있는 것도 가능하다.
회절 격자(109)는 복수의 판 형상체를 적층한 구성으로 되어 있고, 이 복수의 판 형상체 중 적어도 하나에 격자가 설치되어 있다. 또한 회절 격자(109)는 커버(101b)의 개구 부분을 막도록 접착 등의 방법에 의해 직접 커버(101b)에 접합되어 있다. 또한 본 실시예에서는 커버(101b)의 광의 출사구가 되는 개구를 투명판으로 막았는데, 이 투명판을 이용하지 않고 회절 격자(109) 자체로 개구를 막도록 구성함으로써 투명판은 불필요해져서 구성이 간단해진다.
또한 본 실시예에서는 레이저부(101)의 내부를 밀폐한 구성으로 했으나, 커버(101b)에 광의 출사구와는 다른 홀부를 설치하여 레이저부(101) 내부를 비밀폐 상태로 해도 무방하고, 이와 같은 구성에 의해 레이저부(101)의 출사구에 설치된 광학 부재 등이 뿌옇게 되는 것을 방지할 수 있다.
레이저 다이오드(103, 104) 중 어느 하나로부터 출사된 광은, 케이스(101b)의 개구를 통과하고 회절 격자(109), 프리즘(105), 편광 홀로그램 회절 격자(107)를 통과하여 광 디스크(1)로 도입되고, 광 디스크(1)에서 반사한 반사광은 편광 홀로그램 회절 격자(107), 프리즘(105)을 통과하여 수광 소자부(102)로 도입된다. 이때 프리즘(105)에 있어서 광 디스크(1)로부터의 반사광은 경사면(105a)과 경사면(105b) 사이에서 반사되어 레이저부(101)와 편광 홀로그램 회절 격자(107)를 연결하는 선의 측방에 위치한 수광 소자부(102)에 입사된다.
수광 소자부(102)는, 수광 소자(102a)가 투명한 부재를 포함하는 케이스 (102b)로 덮여 있고, 게다가 케이스(102b)로부터는 수광 소자(102a)와 전기적으로 접속된 단자(102c)가 케이스(102b)의 외측으로 도출되어 있다.
수광 소자부(102)의 단자(102c)에는 플렉서블 기판(미도시)이 접속되어 있고, 레이저 플렉서블 기판(9)에 납땜 등으로 접합되어 있다.
부호 11은 파장 405nm용의 콜리메이트 렌즈로, 레이저부(81)로부터 출력된 발산한 레이저 광(84)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 콜리메이트 렌즈(11)는 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 의해 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가지고 있다. 부호 12는 빔 정형 프리즘으로, 레이저 광(84)의 강도 분포를 대략 원형 형상으로 보정한다. 부호 13은 임계각 프리즘으로, 레이저 광(84)을 분리하기 위하여 사용된다. 부호 14는 수차 보정 미러로, 광 디스크(1)의 두께 오차 등에 의해 발생하는 구면 수차를 보정하기 위하여 사용된다.
여기서 수차 보정 미러에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 각각 본 실시예에 따른 광 픽업에 이용되는 수차 보정 미러의 개략 평면도(최상면), 파선 A-B의 단면도, 및 평면도(최하면)에서의 단면도이다. 기판(15) 상에는 하부 전극(16), 압전체(17), 상부 전극(18, 19) 및 탄성체(20)가 형성된다. 기판(15)은 후측(도면 하측)에 원형의 캐비티부(21)를 가지고 반사막(22)이 형성된다. 하부 전극(16)은 패터닝되고 전극 패드(23)에 배선된다. 마찬가지로 상부 전극(18, 19)도 패터닝되고 전극 패드(24, 25)에 각각 배선된다.
도 6에 상부 전극(18, 19)의 구성을 나타낸다. 상부 전극(18, 19)은 절연부 (26)에 의해 상호 절연된다. 이 예에 있어서 상부 전극(18)은 원형으로, 상부 전극(18)은 상부 전극(18)과 중심을 대략 동일하게 하는 환상(環狀) 전극으로 했다. 상부 전극(18)으로부터는 배선이 연장하여 전극 패드(24)에 접속된다. 마찬가지로 상부 전극(19)으로부터는 전극 패드(25)에 배선이 접속된다. 또한 본 실시예에서는 상부 전극(18, 19) 라는 식으로 2개로 분할했으나 3 이상으로 분할해도 무방하고, 게다가 본 실시예에서는 상부 전극(18, 19)을 외형이 원 형상이 되도록 구성했으나, 방형상이나 4각형 이상의 다각 형상, 혹은 삼각 형상으로 해도 무방하다.
도 7에 하부 전극의 구성을 도시한다. 하부 전극(16)은 상부 전극(18, 19)과 함께 압전체(17)를 사이에 두고 있고, 게다가 하부 전극(16)은 전극 패드(23)로 배선된다.
이 구성에 있어서, 하부 전극(16)을 접지하고 상부 전극(18)에 정전압을, 상부 전극(19)에 부전압을 부여한 경우의, 반사막(22)의 변위의 등고선(a) 및 변위도(b)를 도 8에 도시한다. 도면 중간 C, C' 및 D, D'는 각각 절연부(26) 및 캐비티부(21)의 외주부의 위치에 대응한다. D, D'의 위치가 캐비티부(21)의 외주부로서, 이 외주 부분은 구속되어 있으므로 변위가 제로이다. 변위는 C-D, C'-D'에 대응하는 환 형상부에서 아래로 볼록이고, C, C'의 경계를 기점으로 C-C'의 직경에 대응하는 부분에 있어서 위로 볼록이 된다. 구면 수차의 보정에는 일반적으로 비 구면 형상이 필요한데, C-C'에서의 곡면 형상은 확실히 비 구면 형상이다. 따라서 본 발명에서는, C-C'에서의 곡면 부분, 즉 상부 전극(18)의 형상에 대응하는 반사막(22)의 부분, 혹은 그 내측을 이용한다. 이에 따라 수차 보정 미러가 상당히 정밀도가 높 은 수차 보정을 실현할 수 있게 되는 기능 부품이다. 또한 본 실시예에서는 박막 형성된 압전체(17)를 이용한 수차 보정 미러를 설치했으나 벌크 형상의 압전체로 구성해도 무방하고, 혹은 다른 변위 가능한 부재를 이용하여 수차 보정 미러를 구동시켜도 무방하다. 또한 압전체(17)를 이용하지 않고 복수의 렌즈를 조합하고 그 복수의 렌즈 중 적어도 하나를 이동시킴으로써 구면 수차를 보정시킬 수 있다.
다음으로 부호 27은 빔 스플리터로서, 집적 소자(8) 및 집적 소자(10)로부터 발광된 레이저 광(84) 및 레이저 광(106)을 분리 및 결합하기 위하여 사용된다. 28은 파장 660nm 및 780nm용의 콜리메이트 렌즈로서, 레이저부(101)로부터 출력된 발산한 레이저 광(106)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 따라 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가질 수도 있다.
부호 29는 부의 파워를 가진 오목 렌즈이고 부호 30은 정의 파워를 가진 볼록 렌즈이다. 이 오목 렌즈(29)와 볼록 렌즈(30)의 조합으로 레이저 광(84)과 (106)을 소망의 빔 직경으로 확대하고 있다. 부호 31은 입상(立上) 프리즘으로, 제1 면(311)에서 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(106)에 대해서는 반사하는 기능을 가지고, 파장 405nm에 대해서는 투과하는 기능을 가진 유전 다층막이 형성되어 있다. 또한 제2 면(312)은 405nm이 반사할 수 있도록 되어 있다. 32는 파장 660nm에 대응한 광 디스크(DVD;1) 용의 대물 렌즈로, 파장 780nm에 대응한 광 디스크(CD;1)에 대해서도 평행광으로 소망의 기록 위치에 초점을 연결할 수 있는 기능을 가진 대물 렌즈이다. 부호 33은 파장 405nm에 대응한 광 디스크(Blu-Ray 혹은 AOD) 용의 대물 렌즈이다. 실시예에서는 대물 렌즈(32)가 스핀들 모터 센서 위치에 배치되어 있고, 대물 렌즈(33)는 대물 렌즈(32)에 대하여 볼록 렌즈(30)와 반대측, 즉 광 디스크(1)에 대하여 탄젠셜 방향으로 배치되어 있다. 또한 대물 렌즈(33)의 두께는 대물 렌즈(32) 보다도 두껍게 되도록 구성한다. 본 실시예와 같이, 광원으로부터 출사된 광이 먼저 최초로 제1 면(311)에서 비교적 장파장의 광을 일으키고, 비교적 단파장의 광을 제1 면(311)을 투과한 후에 제2 면(312)에서 일으키는 구성, 즉 도 1에 도시한 구성에서는 각 레이저부(81, 101) 측에 장파장에 대응하는 대물 렌즈(32)를 배치하고, 대물 렌즈(32)보다도 먼 위치에 대물 렌즈(33)를 설치하는 구성으로 함으로써, 비교적 입상 프리즘(31)에 입사되기까지의 광의 끌어 돌리는 경로를 길게 할 수 있어 광학 설계를 용이하게 할 수 있다.
그러나 입상 프리즘(31)의 제1면(311) 면이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(106)을 투과하고 파장 405nm의 레이저 광(84)을 반사시키며, 제2면(312) 면이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(106)을 반사하는 구성이면, 대물 렌즈(33)는 대물 렌즈(32)에 대하여 레이저 측에 배치해도 구성 가능하다(도 11, 도 12 참조). 이러한 구성에 의해 다소 대물 렌즈 유지통의 크기가 커지지만 트래킹 코일(39) 및 트래킹 마그넷(47) 간의 갭을 넓힐 수 있어, 그 결과 트래킹 코일(39)이나 트래킹 마그넷(47)의 적어도 일방의 크기 등을 크게 할 수 있으므로, 충분히 대물 렌즈(32, 33)를 구동하는 구동력을 얻을 수 있어 고속 접속 등을 실현할 수 있다.
부호 34는 CD 및 DVD의 광 디스크에 대응하기 위해 필요한 개구수를 실현하기 위한 개구 필터로, 유전 다층막, 홀로그램 개구 등의 수단으로 실현되어 있다. 또한 개구 필터(34)에는 파장 660nm 및 780nm에 대응한 λ/4 판이 일체로 형성되 고, 왕로와 복로에 있어서 편광 방향을 대략 90도 편광시키고 있다. 부호 35는 파장 405nm용의 λ/4 판으로, 왕로와 복로에 있어서 편광 방향을 대략 90도 편광시키고 있다. 이 λ/4 판(34, 35)은 파장 405nm, 660nm, 780nm의 공통 광로중에 배치해도 가능하다.
다음으로 대물 렌즈(32) 및 (33)을 유지한 액추에이터에 대하여 도 9, 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 도시한 정면도이고 도 10은 그 단면도를 나타낸다.
도 9에 있어서, 부호 36은 대물 렌즈(32, 33)와 λ/4 판 부착 개구 필터(34) 및 λ/4 판(35)을 접착 등의 수단으로 고정시킬 수 있는 대물 렌즈 유지통이다.
부호 36, 37은 각각 포커스 코일로서 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있고, 38, 39는 트래킹 코일로서 포커스 코일(36, 37)과 마찬가지로 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있다. 이들 포커스 코일(36, 37), 트래킹 코일(38, 39)도 대물 렌즈 유지통(36)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 부호 40, 41은 서스펜션 와이어로서 이 서스펜션 와이어(40, 41)는 대물 렌즈 유지통(36)과 서스펜션 홀더(42)를 연결하고 있고, 적어도 대물 렌즈 유지통(36)은 소정의 범위에서 서스펜션 홀더(42)에 대하여 변위 가능하게 되어 있다. 서스펜션 와이어(40, 41)의 양단부는 각각 대물 렌즈 유지통(36)과 서스펜션 홀더(42)에 인서트 성형으로 고정되어 있다. 서스펜션 와이어(40)에는 포커스 코일(36, 37)도 납땜 등으로 고정되고, 서스펜션 와이어(41)에는 트래킹 코일(38), 트래킹 코일(39)도 납땜 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 서스펜션 와이어(40)는 포커스 코일(36, 37)의 각각과, 또한 직렬로 접합된 트래킹 코일(38, 39)에 대하여 전력을 공급할 수 있도록, 바람직하게는 6개 이상의 둥근 와이어 혹은 판 스프링 등으로 구성되어 있다.
서스펜션 홀더(42)에는 납땜 등으로 고정하기 위하여 플렉서블 기판(43)이 접착 등으로 고정되어 있다. 부호 44, 45는 포커스 마그넷으로, 포커스 코일(36, 37)보다도 마그넷 폭 방향(트래킹 방향)을 작게 구성하고 있고, 포커스 코일(36, 37)의 코일 중심 위치보다도 광 디스크(1)의 외주측의 포커스 마그넷(44)은 외주 가까이에 대향하여 배치되어 있고, 광 디스크(1)의 내주측의 포커스 마그넷(45)은 내주 가까이에 대향하여 배치되어 있다. 부호 46, 47은 트래킹 마그넷으로, 트래킹 코일(38, 39)에 대향하여 배치되어 있다. 또한 포커스 마그넷(44, 45)은 포커스 방향으로, 트래킹 마그넷(46, 47)은 트래킹 방향으로 자극이 각각 분할되고, 일극이 포커스 코일(36, 37) 및 트래킹 코일(38,39)의 대략 링 형상의 일편에 대향하고, 타극측이 포커스 코일(36,37) 및 트래킹 코일(38,39)에서의 대략 링 형상의 타 부분에 대향하도록 배치되어 있다. 이때 포커스 마그넷(44, 45)과 자기 요크(48)로 각각 포커스 자기 회로, 트래킹 마그넷(46, 47)과 자기 요크(48)로 각각 트래킹 자기 회로를 구성하고, 이 포커스 자기 회로 중에 각각 포커스 코일(36, 37), 트래킹 자기 회로 중에 각각 트래킹 코일(38, 39)이 1개씩 배치된 구성을 실현할 수 있고, 각각의 코일에 통전함으로써 각각 독립하여 제어할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에서는 포커스 코일(36, 37)을 독립적으로 제어하고 있는 것을 설명했는데, 포커스 코일(36, 37), 트래킹 코일(38, 39)을 모두 독립적으로 제어하는 것도 무방하다. 이 경우 서스펜션 와이어(40) 및 (41)은 전체적으로 적어도 8개 필요해지는데, 어느 일방의 페어, 예를 들면 포커스 코일(36, 37)만을 독립적으로 제어한 경우에는 서스펜션 와이어(40) 및 (41)은 적어도 6개로 충분하다.
그런데 포커스 마그넷(44, 45), 트래킹 마그넷(46, 47)은 분할할 때 마그넷의 착자를 다극 착자로 하지 않고 각각의 단일의 자극을 가지는 마그넷을 분할하여 서로 붙인 타입으로 함으로써 극간에 발생하는 뉴트럴 존을 억제할 수 있고, 각 코일의 포커스 시프트 및 트래킹 시프트에 수반되는 자기 회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있다. 틸트 마진이 좁은 고밀도 광 디스크의 제어를 행하기 위해서는 이와 같이 단극의 마그넷을 서로 붙이는 것이 정밀도를 높이기 위해 필수적이다.
서스펜션 와이어(40, 41)에는 소형화와 서스펜션 와이어(40, 41)의 좌굴(座屈) 방향의 공진을 저감시키기 위하여 역(逆) ハ자가 되어 텐션이 가해지고 있다. 또한 자기 요크(48)는 자기적인 면에서는 포커스 마그넷(44, 45) 및 트래킹 마그넷(46, 47)의 자기적인 요크의 역할을 다하고, 구조적인 면에서는 서스펜션 홀더(42)를 유지하여 고정하는 기능을 담당하고 있어, 접착제 등 서스펜션 홀더(42)를 고정하는 데에도 이용되고 있다. 서스펜션 와이어(40, 41)에 있어서, 서스펜션 홀더(42) 측에는 댐핑을 행하는 댐퍼 겔이 충전되어 있다. 댐퍼 겔은 UV 등으로 겔 상태가 되는 재료를 사용하고 있다. 또한 이하 대물 렌즈 유지통(36), 포커스 코일(36), 포커스 코일(37), 트래킹 코일(38), 트래킹 코일(39), 대물 렌즈(32, 33), λ/4판 부착 개구 필터(34)와 λ/4판(35)으로 구성되는 부분을 광 픽업 액추에어터 가동부라고 한다.
부호 49는 레이저 드라이버로서, 레이저부(101) 내에 내장하는 파장 780nm과 파장 660nm의 파장의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(49)는 캐리지(4) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조가 되어 있다. 또한 50도 레이저 드라이버로, 레이저부(81) 내에 내장하는 파장 405nm의 파장의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(49)와 마찬가지로, 캐리지(4) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조로 되어 있다.
다음으로 본 실시예에서의 광 픽업의 광학 구성에 대하여 설명한다.
먼저 파장 405nm에 대하여 설명한다.
레이저부(81)로부터 출사된 파장 405nm의 발산한 레이저 광(84)은 콜리메이트 렌즈(11)로 대략 평행이 되고, 빔 정형 프리즘(12)을 통과하고 임계각 프리즘(13)을 통해 반사 미러 기능을 가진 수차 보정 미러(14)에 도달한다. 수차 보정 미러(14)로부터 반사된 레이저 광(84)은 다시 임계각 프리즘(13)으로 입사한다. 이때, 수차 보정 미러(14)로 들어가는 입사광과 반사광은 임계각 프리즘(13)의 임계각도 전후 수도(數度)의 경사를 가지도록 배치되어 있다. 또한 빔 정형 프리즘(12)과 임계각 프리즘(13)과의 사이에는 간격(gap)을 두고 있다. 이와 같이 구성함으로 써 임계각을 이용하여 파장 405nm의 레이저 광(84)을 효율적으로 분리하는 것이 가능해진다. 또한 상기 공기 틈새에 대향하는 빔 정형 프리즘(12) 및 임계각 프리즘(13)의 양면에는, 유전체 다층막 등의 수단으로 광투과 효율을 향상시키는 것도 가능하다. 다음으로 임계각 프리즘(13)으로부터 출사된 레이저 광(84)은 빔 스플리터(27)를 통과하고 오목 렌즈(29) 및 볼록 렌즈(30)를 통해 입상 프리즘(31)에 입사하여, 제1 면(311)을 통과하고 제2 면(312)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(84)은 λ/4판을 통과하여 원편광이 되고, 대물 렌즈(33)에 의해 집광되어 광 디스크(1) 상에 광 스팟을 형성한다. 광 디스크(1)로부터 되돌아오는 레이저 광(84)은 왕로(往路)와는 역으로 통과하여 λ/4 판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(83) 내의 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자부(82)와의 사이에 구성되는 회절 격자에 의해 수광 소자부(82) 내의 수광 소자(82a)로 유도되어 적어도 구면 수차 오차 신호를 생성한다. 파장 405nm에 있어서는 파장이 종래와 비교하여 짧아졌기 때문에, 광 디스크(1)의 보호층 두께 등이 변환했을 시에 발생하는 구면 수차가 커져 기록 재생 품질이 크게 손상된다. 따라서 상술한 구면 수차 검출 신호에 따라 수차 보정 미러(14)를 구동하고 반사면을 약간 구면으로 변형시킴으로써, 발생한 구면 수차를 억제할 수 있게 되어 있다. 또한 금회에는 수차 보정 미러(14)를 이용하여 구면 수차를 보정하도록 되어 있으나, 상술한 오목 렌즈(29) 혹은 볼록 렌즈(30)의 적어도 일방을 광축 방향으로 이동시키는 것으로도 구면 수차를 보정하는 것도 가능하다.
다음으로 파장 660nm에 대하여 설명한다. 레이저부(101)의 레이저 다이오드 (103)로부터 출사된 파장 660nm의 레이저 광(106)은 빔 콤바이너(109) 및 660nm 전용 3 빔을 형성하는 회절 격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(105) 및 편광 홀로그램 회절 격자(107)를 통해 콜리메이트 렌즈(28)로 대략 평행이 되고, 빔 스플리터(27)로 반사하여 방향을 바꾸고 오목 렌즈(29) 및 볼록 렌즈(30)를 통해 입상 프리즘(31)에 입사하고 제1 면(311)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(106)은 λ/4 판을 통과하여 원편광이 되고, 대물 렌즈(32)에 의해 집광되어 광 디스크(1) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때 편광 홀로그램 회절 격자(107)는 왕로광의 P파에는 작용하지 않고 복로의 S파에서 작용하도록 되어 있다. 광 디스크(1)로부터 되돌아 오는 레이저 광(106)은 왕로와는 역으로 통과하여 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 편광 홀로그램 회절 격자(107)에 의해 필요에 따른 광으로 회절된 레이저 광(106)은 최종적으로는 프리즘(105) 내의 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자(100) 내의 광검출기로 유도된다.
이어서 파장 780nm에 대하여 설명한다. 레이저 부(101)의 레이저 다이오드(104)로부터 출사된 파장 780nm의 레이저 광(106)은 빔 콤파이너(109)에 의해 회절하여 780nm 전용 3 빔을 형성하는 회절 격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(105) 및 편광 홀로그램 회절 격자(107)를 통해 콜리메이트 렌즈(28)로 대략 평행하게 되고, 빔 스플리터(27)로 반사하여 방향을 바꾸어 오목 렌즈(29) 및 볼록 렌즈(30)을 통해 입상 프리즘(31)으로 입사하고 제1 면(311)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(106)은 λ/4판 부착 개구 필터(34)를 통과하여 원편광 및 소망의 개구수가 되고 대물 렌즈(32)에 의해 집광되어 광 디스크(1) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때 편광 홀로그램 회절 격자(107)는 파장 780nm에는 거의 영향을 미치지 않도록 되어 있다. 광 디스크(1)로부터 되돌아 오는 레이저 광(106)은 왕로와는 역으로 통과하여 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(105) 내의 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자(102)와의 사이에 구성되는 회절 격자에 의해 수광 소자(102) 내의 광 검출기로 유도된다.
이러한 광학 구성으로 함으로써, 오목 렌즈(29) 및 볼록 렌즈(30)로 구성된 빔 익스팬더 기능과 집적 소자(8)와의 사이에 구면 수차를 보정하는 수차 보정 미러(14) 및 콜리메이트 렌즈(11)를 배치함으로써, 수차 보정 미러(14)의 부품 사이즈에서의 소형화를 실현할 수 있고 각각의 콜리메이트 렌즈(11) 및 (28)과 집적 소자(8) 및 (10)과의 틈새를 짧게 할 수 있으므로, 광 픽업의 소형화 및 박형화를 실현할 수 있다.
다음으로 본 실시예에서의 광 픽업 액추에이터 가동부의 동작에 대하여 설명한다. 도시하지 않는 전원에 의해 서스펜션 홀더(42)에 부착된 플렉서블 기판(43), 이것과 접속된 서스펜션 와이어(40) 및 (41)을 통해 포커스 코일(A36, B37), 트래킹 코일(A38, A39)에 전력이 공급된다. 서스펜션 와이어(40) 및 (41)은 전체로서 적어도 6개 이상 설치되어 있고, 그 중 2개는 직렬로 설치된 트래킹 코일(A38, A39)에 접속되고, 남은 4개 중 2개는 포커스 코일(A36)에 접속되고, 남은 2개가 포커스 코일(B37)에 접속되어 있다. 이에 따라 포커스 코일(A36, B37)은 각각 독립하여 통전 제어할 수 있게 된다.
포커스 코일(36, 37)에 모두 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 포커스 코일(36, 37)과 포커스 마그넷(44, 45)의 배치 관계와, 2분할한 자극의 극성의 관계로부터 포커스 방향으로 가동할 수 있는 포커스 자기 회로가 형성되어 전류를 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 포커스 방향의 제어가 가능해진다. 다음으로 트래킹 코일(38, 39)에 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 트래킹 코일(38, 39)과 트래킹 마그넷(46, 47)의 배치 관계와, 2분할한 자극의 극성의 관계로부터 트래킹 방향으로 가동할 수 있는 트래킹 자기 회로가 형성되어 트래킹 방향의 제어가 가능해진다.
그런데, 이 실시예에서는 상술한 바와 같이 포커스 코일(36)과 포커스 코일(37)에는 각각 독립하여 전류를 흐르게 할 수 있도록 되어 있다. 따라서 일방의 코일로 흐르게 하는 전류의 방향을 반전하면, 포커스 코일(36)에는 광 디스크(1)로 가까워지는 방향으로의 힘이 작용하고, 포커스 코일(37)에는 광 디스크(1)로부터 떨어지는 방향으로 힘이 작용한다. 이 결과 상반되는 힘에 의해 광 픽업 액추에이터 가동부에는 반지름 방향으로 회전하는 모멘트가 발생하고, 6개의 서스펜션 와이어(40) 및 (41)에 작용하는 비틀림 모멘트와의 힘이 균형이 잡히는 위치까지 틸트한다. 이 포커스 코일(36), 포커스 코일(37)에 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 틸트 방향의 제어가 가능해진다.
이하 대물 렌즈(32, 33)에 대하여 설명한다.
도 10에 도시한 바와 같이 대물 렌즈(32)의 최대 두께를 t1로 하고, 대물 렌즈(33)의 최대 두께를 t2로 했을 때, t2/t1=1.05~3.60으로 하는 것이 바람직하다. 즉, t2/t1이 1.05보다 작으면 대물 렌즈(33)의 직경을 크게 하지 않으면 안되어, 광 픽업(3)이 크게 되어 버려서 소형화를 행할 수 없고, 또한 t2/t1이 3.60보다 크면 대물 렌즈(33)의 두께가 너무 두꺼워 져버려 박형화에 적합하지 않다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(33)를 장파장용의 대물 렌즈(32)보다도 두껍게 구성함으로써 장치의 소형화 등을 행할 수 있고, 게다가 상기 두께의 비율을 규정함으로써 특히 장치의 박형화, 소형화를 실현할 수 있다.
다음으로 대물 렌즈(33)에 있어서 대물 렌즈(32) 보다도 광 디스크(1) 측으로 돌출하는 돌출량에 대하여 설명한다. 광 디스크 장치의 두께가 13mm 이하의 장치가 되면, 대물 렌즈(32,33)와 장착된 광 디스크(1)의 틈새가 매우 좁아진다. 따라서 대물 렌즈(32)를 기준으로 생각하면, 도 10에 도시한 돌출량 t3은 0.05mm~0.62mm으로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 돌출량은 대물 렌즈(32)의 광 디스크(1)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분과, 대물 렌즈(33)의 광 디스크(1)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분의 차로 표시되어 있다. t3가 0.05mm 보다도 작으면 대물 렌즈(32,33) 중 어느 일방의 렌즈 직경을 크게 하지 않으면 안되어 소형화에 적합하지 않고, t3 가 0.62mm보다도 크게 돌출하면 광 디스크(1)와의 접촉하는 확률이 높아진다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(33)를 상술한 바와 같이 돌출시킴으로써 소형화 혹은 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 도 1에 도시한 바와 같이, 캐리지(4)의 이동 방향(L)을 따라, 또한 스핀들 모터(2)의 센터를 통과하는 센터 라인(M) 상에 장파장에 대응한 대물 렌즈(32)의 센터가 대략 일치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉 이러한 구성에 의해 종래 광검출 방식에서 가장 실적이 있는 3 빔 DPP(Differential Push-Pull) 방식을 채용할 수 있다.
대물 렌즈(32, 33)에 입사하는 광의 스팟의 직경에 대하여 설명한다.
도 2에 도시하는 대물 렌즈(32)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t4로 하고, 대물 렌즈(33)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t5로 했을 때, t5≤t4의 관계를 충족시킴으로써 소형화를 실현하기 쉽다. 또한 렌즈 설계 등을 고려하면, t5/t4=0.4~1.0으로 하는 것이 바람직하다. t5/t4가 0.4 보다도 작으면 대물 렌즈(33)를 만들기 어렵고, 또한 대물 렌즈(32)가 커져 소형화에는 부적합하고, 1.0보다 크면 대물 렌즈(33)의 두께가 너무 두꺼워져서 소형화에는 부적합하다.
본 발명은 제1 파장의 광을 출사하는 제1 광학 유닛과, 상기 제1 파장보다도 긴 파장의 광을 적어도 1개 이상 출사하는 제2 광학 유닛과, 광 디스크로부터 반사되어 온 광을 수광하는 수광 수단과, 제1 파장의 구면 수차를 보정하는 보정 수단과, 제1 파장의 광과 제1 파장보다도 긴 파장의 광을 거의 같은 광학 경로로 유도하는 광학 수단과, 광학 수단으로부터의 광을 집광하는 집광 수단을 구비하고, 제1 광학 유닛으로부터 출사된 제1 파장의 광은 보정 수단, 광학 수단을 경유하여 집광 수단에 의해 집광되어 광 디스크에 조사됨과 함께, 광 디스크에서 반사한 제1 파장의 광은 집광 수단, 광학 수단, 보정 수단을 경유하여 수광 소자에 입사되는 구성으로 함으로써, 제1 파장의 광은 보정 수단을 통해 제1 광학 유닛으로 입출사시켜서 타 파장의 광과 공통의 광학계를 이용할 수 있고, 또한 제2 광학 유닛에 복수의, 그리고 파장에 가까운 광원을 탑재할 수 있으므로 구성을 간단하게 할 수 있 어, 장치의 소형화 혹은 박형의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
[실시예 2]
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 측면도이다.
도 13, 14에 있어서, 부호 201은 광 디스크로, 광 디스크(1)는 광을 조사함으로써 정보의 재생이나 혹은 정보의 기록의 적어도 일방을 행할 수 있다. 구체적으로는 광 디스크(201)로서는, 정보의 재생만을 행할 수 있는 CD-ROM 디스크, DVD-ROM 디스크 등 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록을 행할 수 있는 CD-R 디스크, DVD-R 디스크 등 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록/소거가 가능한 CD-RW 디스크, DVD-RW 디스크, DVD-RAM 디스크 등이 적합하게 이용된다. 또한 광 디스크(201)로서는 대략 적색광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것, 대략 적외광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것, 대략 청색~대략 청자의 광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것이 사용 가능하다. 또한 광 디스크(201)의 크기로서는 다양한 직경을 가지는 원반 형상인 것을 이용할 수 있는데, 바람직하게는 3cm~12cm의 직경을 가지는 원반 형상인 것을 적합하게 이용할 수 있다. 또한 외형이 사각 형상이나 타원 형상 등의 원형 이외의 형태의 매체도 이용할 수 있고, 이 경우의 매체에서는 정보가 기록되는 기록 영역이 대략 원형상으로 형성되어 있다.
부호 202는 광 디스크(201)를 회전하기 위한 스핀들 모터이다. 스핀들 모터 (202)에는 광 디스크(201)를 유지하는 척부(chucking part;미도시)가 설치되어 있다. 스핀들 모터(202)는 광 디스크(201)를 각속도 일정하게 회전시키거나 혹은 각속도를 가변적으로 회전시키거나 할 수 있다. 어떻게 각속도를 일정 혹은 가변적으로 제어할지는 도시하지 않은 스핀들 모터 구동 수단 및 광 디스크 장치의 제어부가 상황에 따라 전환한다. 또한 본 실시예에서는 광 디스크(201)의 회전 구동 수단으로서 스핀들 모터(202)를 이용했으나, 다른 종류의 모터나 다른 수단을 이용하여 광 디스크(201)를 회전 구동시켜도 무방하다.
부호 203은 광 디스크(1)에 광을 조사함으로써 정보를 광 디스크(201)에 기록하는 동작이나 광 디스크(201)로부터 정보를 읽어내는 동작의 적어도 일방을 행하는 광 픽업이다.
부호 204는 광 픽업(3)의 베이스가 되는 캐리지, 부호 205는 후술하는 대물 렌즈를 대략 삼차원적으로 이동시키는 광 픽업 액추에이터이다. 캐리지(204)는 적어도 지지 샤프트(206)와 가이드 샤프트(207)로 지지되어 있고, 광 디스크(201)의 내주와 외주와의 사이를 이동 가능하게 되어 있다. 또한 캐리지(204)는 광 픽업 액추에이터(205)와 광학부 혹은 광원을 탑재하고 있다.
부호 208은 보라색의 레이저부(281) 및 수광 소자부(282) 및 전광 모니터부(500)를 구비한 집적 소자로, 상세하게는 도 15를 참조하여 설명한다. 레이저부(281)는 405nm의 레이저 광을 발생하는 레이저 다이오드(281a)를 가지고 있고, 이 레이저 다이오드(281a)는 베이스(281b)로 구성되는 공간 내에 배치되어 있다.
또한 본 실시예에서는 보라색의 광을 출사하는 레이저 다이오드(281a)를 이 용했으나, 청색~자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드를 이용해도 무방하다. 또한 이러한 단파장의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드로서는, GaN에 In등의 발광 중심을 첨가한 활성층을 GaN을 주성분으로 하고 p형 불순물을 도프한 p형층과, GaN을 주성분으로 하고 n형 불순물을 도프한 n형층으로 끼워 넣은 것이 적합하게 이용된다. 소위 질화물 반도체 레이저가 적합하게 이용된다.
또한 베이스(281b)에는 단자(281c)가 복수개 세워져 설치되어 있고, 이 단자(281c)는 접지 단자, 레이저 다이오드(281a)에 전류를 공급하는 단자 등으로 구성되어 있다.
부호 283은 베이스(281b) 상에 접착 등의 방법에 의해 베이스(281b)에 직접 부착된 프리즘으로, 프리즘(283)은 레이저 다이오드(281a)로부터 출사된 레이저 광(284)을 투과시켜서 광 디스크(201)로의 조사광으로 함과 동시에, 광 디스크(201)로부터 돌아오는 광을 수광 소자부(282)에 유도한다. 프리즘(283)에는 레이저광(284)을 모니터하기 위하여 경사면(283c)에 고분자막이 설치되고, 레이저 다이오드(281a)로부터 출사된 레이저광의 일부가 이 경사면(283c)에 설치된 고분자막에서 반사되어 상기 모니터부(500)에 유도되어, 레이저광(284)의 출력 레벨을 모니터링할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한 수광 수자부(282) 측으로 유도한 위치(경사면(283b))에, 추가로 파장 405nm의 레이저 광(284)을 분할하는 회절 격자 혹은 홀로그램(미도시)이 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면수차 검출, 광 디스크(201) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하도록 되어 있다. 또한 본 실시예에서는 프리즘(283)과 커버(281b)의 사이에 투명한 커버 부재(283a)를 설 치했다. 이 커버 부재(283a)는 베이스(281b) 상에 접착 등의 방법을 이용하여 직접 접합되어 있다. 프리즘(283)에는 상호 대략 평행하게 경사진 경사면(283b~283d)이 설치되어 있고, 이 경사면(283b~283d)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램 혹은 회절 격자 등의 광학 소자가 배치되어 있다. 이 경사면(283b~283d)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리 등의 접합면에 상당한다. 구체적으로는 경사면(283b)에는 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면 수차 검출, 광 디스크(201) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하기 위한 홀로그램 혹은 회절 격자가 형성되어 있다. 경사면(283c)에는 편광 빔 스플리터 막이 형성되고 P파의 일부는 전광 모니터부(500)로 유도하기 위하여 수%~수십% 까지 반사하는 막이기도 하다. 경사면(283d)에는 파장 405nm의 광을 완전 투과하는 막이 부착되어 있다.
또한 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나 1 내지 복수 설치해도 무방하다. 또한 커버 부재(283a)에 설치하는 회절 격자로서는, 예를 들면 레이저 다이오드(281a)로부터 출사된 광의 강도 분포가 비균일하게 되는 (예를 들면 광 스팟의 중심부의 휘도가 낮고 외주부의 휘도가 높아지는) 것이 작성되어 있어도 무방하다. 또한 회절 격자를 커버 부재(283a)에 설치하지 않고 경사면(283c) 혹은 경사면(283d)에 설치해도 무방하다. 또한 커버 부재(283a) 상에 프리즘(283)을 접착 등의 방법으로 부착하면, 접합면인 경사면(283b~283d)으로부터 외방으로 돌출한 접착재 혹은 경사면(283b~283d)에 발생하는 요부를 완화시킬 수 있다. 즉 광학 설계 등에 의해 레이저 다이오드(281a)로부터 출사된 광이 이 경사면(283b~283d)의 외표면부에 상술한 바와 같이 형성된 요부나 돌부에 닿으면 기록/재생 특성에 영향을 미친 다. 따라서 프리즘(283)의 레이저 다이오드(281a) 측에 커버 부재(283a)를 설치함으로써 상기 요부나 돌부가 형성되어도 그 요돌을 완화할 수 있으므로 기록 특성 등의 열화를 방지할 수 있다.
수광 소자부(282)는 수광 소자(282a)를 커버하고 표면에 투명한 유리 기판(282b)으로 덮도록 구성되어 있다. 게다가 케이스(282c)로부터는 수광 소자(282a)와 전기적으로 접속하기 위한 단자(미도시)가 케이스(282c) 표면에 도출되어 있다. 그 외에는 수광 소자(282a)가 파장 405nm(청색~보라색 광)에서 열화하지 않는 투명한 부재로 덮인 상태의 수광 소자(282)라도 가능한 것은 명백하다.
부호 285는 결합 부재로, 레이저부(281)와 수광 소자부(282)의 위치를 결정하기 위한 부재이다. 수광 소자부(282)의 단자(미도시)에는 플렉서블 기판(86)이 접합되고 그 플렉서블 기판(286)은 레이저 플렉서블 기판(209)에 납땜 등으로 결합되어 있다.
210은 적색 및 적외색의 레이저부(301) 및 수광 소자부(302)를 구비한 집적 소자로, 상세한 것에 대해서는 도 16을 참조하여 설명한다. 레이저 부(301)에는 파장대략 660nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(303)와 파장 대략 780nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(304)를 가지고 있고, 이 레이저 다이오드(303, 304)는 베이스(301a)로 구성되는 공간 내에 배치되어 있다.
또한 본 실시예에서는 레이저 다이오드(303, 304)를 각각 다른 발광체 블록으로서 각각 공간 내에 배치했으나, 하나의 발광체 블록에 복수의 발광층을 설치하고 하나의 발광체 블록을 공간 내에 배치하는 구성이라도 무방하다. 또한 본 실시 예에서는 2개의 다른 파장의 레이저 다이오드를 탑재했으나, 3개 이상의 다른 파장의 레이저 다이오드를 공간 내에 설치한 구성으로 해도 무방하다.
또한 베이스(301a)에는 단자(301b)가 복수개 세워져 설치되어 있고, 이 단자(301b)는 어스 단자, 레이저 다이오드(303, 304)에 전류를 공급하는 단자, 모니터 광의 출력 단자 등으로 구성되어 있다. 부호 305는 레이저 광(306)을 투과하고, 되돌아오는 광을 수광 소자(302)로 유도하는 프리즘이다. 프리즘(305)에는, 경사면(305c)에 고분자막이 설치되고 전광 모니터(501)로 레이저 광(306)의 일부를 반사하고 레이저 광(306)의 출력 레벨을 모니터링 할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한 수광 소자(302) 측으로 유도한 위치에, 추가로 파장 780nm의 레이저 광(306)을 분할하는 회절 격자(미도시)가 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(201) 상에 기록된 신호 및 제어 신호 등의 검출이 가능하도록 되어 있다. 프리즘(305)에는 서로 대략 평행으로 경사진 경사면(305a~305c)이 설치되어 있고, 이 경사면(305a~305c)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램, 회절 격자 등의 광학 소자가 배치되어 있다.
구체적으로는 경사면(305a)에는 파장 780nm에 최적으로 형성된 회절 격자(미도시)가 부착되고, 경사면(305b)에는 파장 780nm에 대해서는 편광 빔 스플리터에서 P파광은 투과, S파광은 반사하고, 또한 파장 660nm에 대해서는 투과하는 막이 형성되고, 경사면 305c에는 파장 780nm에 대해서는 빔 스플리터에서 일부의 P파를 반사 및 투과하고, 파장 660nm에 대해서는 편광 빔 스플리터에서 일부의 P파를 반사 및 투과하고, S파에 대해서는 전반사하는 막이 형성되어 있다. 상기 파장 780nm 및 660nm의 P파의 일부는 전광 모니터로 유도되어 있다.
이 경사면(305a~305c)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리의 등의 접합면에 상당한다. 또한 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나 1 내지 복수 설치해도 무방하다.
또한 필요에 따라 프리즘(305)의 레이저부(301)측에는 3빔을 구성하기 위한 회절 격자(미도시)가 작성되고, 일방의 레이저 파장이 타 파장으로부터 영향을 받지 않도록, 예를 들면 편광을 이용한 3빔 회절 격자로 되어 있다.
부호 308은 결합 부재로, 레이저부(301)와 수광 소자부(302)의 위치를 결정하기 위하여, 또한 전광 모니터부(501)의 위치를 결정하기 위한 부재이다.
부호 309는 빔 콤바이너 기능을 가진 회절 격자로, 파장 660nm은 사용하지 않고 파장 780nm에는 사용하도록 되어 있고, 파장 780nm의 외관상 가상 발광점이 파장 660nm의 가상 발광점과 일치하도록 되어 있다. 또한 회절 격자(309)는 상기 빔 콤바이너 기능을 가지지 않아도 광학적으로 허용할 수 있는 것도 가능하다.
회절 격자(309)는 복수의 판 형상체를 적층한 구성으로 되어 있고, 이 복수의 판 형상체 중 적어도 하나에 격자가 설치되어 이다. 또한 접착 등의 방법에 의해 직접 베이스(301a)에 접합되어 있다.
레이저 다이오드(303, 304) 중 어느 하나로부터 출사된 광은, 회절 격자(309), 프리즘(305)을 통과하여 광 디스크(201)로 도입되고, 광 디스크(201)에서 반사한 반사광은 프리즘(305)을 통과하여 수광 소자부(302)로 도입된다. 이때 프리즘(305)에 있어서 광 디스크(201)로부터의 반사광은 경사면(305a)과 경사면(305b) 사이에서 반사되어 수광 소자부(302)에 입사된다.
수광 소자부(302)는, 수광 소자(302a)가 투명한 부재를 포함하는 케이스(302b)로 덮여 있고, 게다가 케이스(302b)로부터는 수광 소자(302a)와 전기적으로 접속된 단자(302c)가 케이스(302b)의 외측으로 도출되어 있다.
수광 소자부(302)의 단자(302c)에는 플렉서블 기판(미도시)이 접속되어 있고, 레이저 플렉서블 기판(209)에 납땜 등으로 접합되어 있다.
부호 211은 파장 405nm용의 콜리메이트 렌즈로, 레이저부(281)로부터 출력된 발산한 레이저 광(284)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 콜리메이트 렌즈(211)는 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 의해 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가지고 있다. 부호 212는 빔 정형 프리즘으로, 레이저 광(284)의 강도 분포를 대략 원형 형상으로 보정한다. 213은 임계각 프리즘으로, 레이저 광(284)을 분리하기 위하여 사용된다. 부호 214는 수차 보정 미러로, 광 디스크(201)의 두께 오차 등에 의해 발생하는 구면 수차를 보정하기 위하여 사용된다.
여기서 수차 보정 미러(214)에 대하여 도 17 내지 도 20을 참조하여 설명한다.
도 17(a) 내지 도 17(c)는 각각 본 실시예에 따른 광 픽업에 이용되는 수차 보정 미러(214)의 개략 평면도(최상면), 파선 A-B의 단면도, 및 평면도(최하면)에서의 단면도이다. 기판(215) 상에는 하부 전극(216), 압전체(217), 상부 전극(218, 219) 및 탄성체(220)가 형성된다. 기판(215)은 후측(도면 하측)에 원형의 캐비티부(221)를 가지고 반사막(222)이 형성된다. 하부 전극(216)은 패터닝되고 전극 패드 (223)에 배선된다. 마찬가지로 상부 전극(218, 219)도 패터닝되고 전극 패드(224, 225)에 각각 배선된다.
도 18에 상부 전극(218, 219)의 구성을 나타낸다. 상부 전극(218, 219)은 절연부(226)에 의해 상호 절연된다. 이 예에 있어서 상부 전극(218)은 원형으로, 상부 전극(218)은 상부 전극(218)과 중심을 대략 동일하게 하는 환상(環狀) 전극으로 했다. 상부 전극(218)으로부터는 배선이 끌어 돌려지고 전극 패드(224)에 접속한다. 마찬가지로 상부 전극(219)으로부터는 전극 패드(225)에 배선이 끌어 돌려진다. 또한 본 실시예에서는 상부 전극(218, 219) 라는 식으로 2개로 분할했으나 3 이상으로 분할해도 무방하고, 게다가 본 실시예에서는 상부 전극(218, 219)을 외형이 원 형상이 되도록 구성했으나, 방형상이나 4각형 이상의 다각 형상, 혹은 삼각 형상으로 해도 무방하다.
도 19에 하부 전극의 구성을 도시한다. 하부 전극(216)은 상부 전극(218, 219)과 함께 압전체(217)를 사이에 두고 있고, 게다가 하부 전극(216)은 전극 패드(223)로 배선된다.
이 구성에 있어서, 하부 전극(216)을 접지하고 하부 전극(218)에 정전압을, 상부 전극(219)에 부전압을 부여한 경우의, 반사막(222)의 변위의 등고선을 도 20(a)에, 및 변위도를 도 20(b)에 도시한다. 도면에서 C, C' 및 D, D'는 각각 절연부(226) 및 캐비티부(221)의 외주부의 위치에 대응한다. D, D'의 위치가 캐비티부(221)의 외주부로서, 이 외주 부분은 구속되어 있으므로 변위가 제로이다. 변위는 C-D, C'-D'에 대응하는 환 형상부에서 아래로 볼록이고, C, C'의 경계를 기점으 로 C-C'의 직경에 대응하는 부분에 있어서 위로 볼록이 된다. 구면 수차의 보정에는 일반적으로 비 구면 형상이 필요한데, C-C'에서의 곡면 형상은 확실히 비 구면 형상이다. 따라서 본 발명에서는, C-C'에서의 곡면 부분, 즉 상부 전극(218)의 형상에 대응하는 반사막(222)의 부분, 혹은 그 내측을 이용한다. 이에 따라 수차 보정 미러(214)가 상당히 정밀도가 높은 수차 보정을 실현할 수 있게 되는 기능 부품이다. 또한 본 실시예에서는 박막 형성된 압전체(217)를 이용한 수차 보정 미러(214)를 설치했으나 벌크 형상의 압전체로 구성해도 무방하고, 혹은 다른 변위 가능한 부재를 이용하여 수차 보정 미러(214)를 구동시켜도 무방하다. 또한 압전체(217)를 이용하지 않고 복수의 렌즈를 조합하고 그 복수의 렌즈 중 적어도 하나를 이동시킴으로써 구면 수차를 보정시킬 수 있다.
다음으로 부호 227은 빔 스플리터로서, 집적 소자(208) 및 집적 소자(210)로부터 발광된 레이저 광(284) 및 레이저 광(306)을 분리 및 결합하고, 레이저 광(284)에 대해서는 위상도 갖춘 구성으로 되어 있다. 또한 집적 소자(208) 측에는 파장 405nm에 대하여 λ/4판(502)이 접착 등의 수단에 의해 부착되어 있다.
부호 229는 정의 파워를 가진 볼록 렌즈이고 부호 230은 정의 파워를 가진 볼록 렌즈이다. 볼록 렌즈(229, 230)의 사이에 빔 스플리터(227)가 설치되어 있다. 이 볼록 렌즈(229)와 볼록 렌즈(230)의 조합으로 레이저 광(284)을 소망의 빔 직경으로 확대하고 있다. 또한 볼록 렌즈(229)와 (230)의 사이에는 레이저 광(284)을 한번 초점을 연결하도록 되어 있다. 이와 같이 볼록 렌즈(229)와 볼록 렌즈(230) 간에 한번 초점을 연결하고, 또한 볼록 렌즈(229)의 초점 거리와 볼록 렌즈(229)와 수차 보정 미러(214) 간의 거리를 대략 일치시킴으로써 수차 보정 미러(214)로 구면 수차 보정용으로서 발생된 발산광이나 수속(收束)광에 의한 대물 렌즈부에서의 FFP 분포 변동을 억제할 수 있다. 부호 228은 파장 660nm 및 780nm 용의 릴레이 렌즈로, 볼록 렌즈(230)와의 조합으로 레이저부(301)로부터 출력된 발산한 레이저 광(306)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 의해 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가질 수 있다.
부호 231은 입상(立上) 프리즘으로, 제1면(511)에서 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(306)에 대해서는 반사하는 기능을 가지고, 파장 405nm에 대해서는 투과굴절하는 기능을 가진 유전 다층막이 형성되어 있다. 또한 제2면(512)은 405nm이 반사할 수 있도록 되어 있고, 위상도 갖춘 구성으로 되어 있다.
이와 같이 입상 프리즘(231)을 한 장의 프리즘으로 구성함으로써 후술하는 액추에이터의 강성을 증가시키는 것도 가능하게 되어 있다. 부호 232는 파장 660nm에 대응한 광 디스크(DVD;1) 용의 대물 렌즈로, 파장 780nm에 대응한 광 디스크(CD;1)에 대해서도 평행광으로 소망의 기록 위치에 초점을 연결할 수 있는 기능을 가진 대물 렌즈이다. 부호 233은 파장 405nm에 대응한 광 디스크(201) 용의 대물 렌즈이다. 실시예에서는 대물 렌즈(232)가 스핀들 모터 센서 위치에 배치되어 있고, 대물 렌즈(233)는 대물 렌즈(232)에 대하여 볼록 렌즈(230)와 반대측, 즉 광 디스크(201)에 대하여 탄젠셜 방향으로 배치되어 있다. 또한 대물 렌즈(233)의 두께는 대물 렌즈(232) 보다도 두껍게 되도록 구성한다.
본 실시예와 같이, 광원으로부터 출사된 광이 먼저 최초로 제1면(511)에서 비교적 장파장의 광을 일으키고, 비교적 단파장의 광을 제1면(511)을 투과한 후에 제2면(512)에서 일으키는 구성, 즉 도 13에 도시한 구성에서는 각 레이저부(281, 301) 측에 장파장에 대응하는 대물 렌즈(232)를 배치하고, 대물 렌즈(232)보다도 먼 위치에 대물 렌즈(233)를 설치하는 구성으로 함으로써, 비교적 입상 프리즘(231)에 입사되기까지의 광의 끌어 돌리는 경로를 길게 할 수 있어 광학 설계를 용이하게 할 수 있다.
그러나 입상 프리즘(231)의 제1면(511)이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(306)을 투과하고 파장 405nm의 레이저 광(284)을 반사시키며, 제2 면(312) 면이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(306)을 반사하는 구성이면, 대물 렌즈(233)는 대물 렌즈(232)에 대하여 레이저 측에 배치해도 구성 가능하다(도 23, 도 24 참조).
부호 234는 CD 및 DVD의 광 디스크에 대응하기 위해 필요한 개구수의 개구 필터와, DVD의 광에 대하여 반응하는 편광 홀로그램을 나타낸다. 개구 필터(234)는 유전 다층막 또는 홀로그램 개구 등의 수단으로 구성되고, DVD의 광에 대하여 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(201) 상에 기재된 신호 등을 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한 개구 필터(234)에는 λ/4판 파장 660nm 및 780nm에 대응하여 왕로와 복로에 있어서 편광 방향을 대략 90도 편광시키고 있다.
다음으로 대물 렌즈(232) 및 (233)을 유지한 액추에이터에 대하여 도 21, 도 22를 참조하여 설명한다. 도 21는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 도시한 정면도이고 도 22는 그 단면도를 나타낸다.
도 21, 도 22에 있어서, 부호 235는 대물 렌즈(232, 233)와 λ/4판과 개구 필터와 DVD의 광에 반응하는 편광 홀로그램(234)을 접착 등의 수단으로 고정할 수 있는 대물 렌즈 유지통이다.
부호 236, 237은 각각 포커스 코일로서 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있고, 부호 238, 239는 트래킹 코일로서 포커스 코일(236, 237)과 마찬가지로 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있다. 이들 포커스 코일(236, 237), 트래킹 코일(238, 239)도 대물 렌즈 유지통(236)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 부호 240, 241은 서스펜션 와이어로서 이 서스펜션 와이어(240, 241)는 대물 렌즈 유지통(235)과 서스펜션 홀더(242)를 연결하고 있고, 적어도 대물 렌즈 유지통(235)은 소정의 범위에서 서스펜션 홀더(242)에 대하여 변위 가능하게 되어 있다. 서스펜션 와이어(240, 241)의 양단부는 각각 대물 렌즈 유지통(235)과 서스펜션 홀더(242)에 인서트 성형으로 고정되어 있다. 서스펜션 와이어(240)에는 포커스 코일(236, 237)도 납땜 등으로 고정되고, 서스펜션 와이어(241)에는 트래킹 코일(238), 트래킹 코일(239)도 납땜 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 서스펜션 와이어(240, 241)는 포커스 코일(236, 237)의 각각과, 또한 직렬로 접합된 트래킹 코일(238, 239)에 대하여 전력을 공급할 수 있도록, 바람직하게는 6개 이상의 둥근 와이어 혹은 판 스프링 등으로 구성되어 있다.
서스펜션 홀더(242)에는 납땜 등으로 고정하기 위하여 플렉서블 기판(243)이 접착 등으로 고정되어 있다. 부호 244, 245는 포커스 마그넷으로, 포커스 코일(236, 237)보다도 마그넷 폭 방향(트래킹 방향)을 작게 구성하고 있고, 포커스 코 일(236, 237)의 코일 중심 위치보다도 광 디스크(201)의 외주측의 포커스 마그넷(244)은 외주 가까이에 대향하여 배치되어 있고, 광 디스크(201)의 내주측의 포커스 마그넷(245)은 내주 가까이에 대향하여 배치되어 있다. 부호 246, 247은 트래킹 마그넷으로, 트래킹 코일(238, 239)에 대향하여 배치되어 있다. 또한 포커스 마그넷(244, 245)은 포커스 방향으로, 트래킹 마그넷(246, 247)은 트래킹 방향으로 자극이 각각 분할되고, 일극이 포커스 코일(236, 237) 및 트래킹 코일(238,239)의 대략 링 형상의 일편에 대향하고, 타극측이 포커스 코일(236,237) 및 트래킹 코일(238,239)에서의 대략 링 형상의 타 부분에 대향하도록 배치되어 있다. 이때 포커스 마그넷(244, 245)과 자기 요크(248)로 각각 포커스 자기 회로, 트래킹 마그넷(246, 247)과 자기 요크(248)로 각각 트래킹 자기 회로를 구성하고, 이 포커스 자기 회로 중에 각각 포커스 코일(236, 237), 트래킹 자기 회로 중에 각각 트래킹 코일(238, 239)이 1개씩 배치된 구성을 실현할 수 있고, 각각의 코일에 통전함으로써 각각 독립하여 제어할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에서는 포커스 코일(236, 237)을 독립적으로 제어하고 있는 것을 설명했는데, 포커스 코일(236, 237), 트래킹 코일(238, 239)을 모두 독립적으로 제어하는 것도 무방하다. 이 경우 서스펜션 와이어(240) 및 (241)은 전체적으로 적어도 8개 필요해지는데, 어느 일방의 페어, 예를 들면 포커스 코일(236, 237)만을 독립적으로 제어한 경우에는 서스펜션 와이어(240) 및 (241)은 적어도 6개로 충분하다.
그런데 포커스 마그넷(244, 245), 트래킹 마그넷(246, 247)은 분할할 때 마그넷의 착자를 다극 착자로 하지 않고 각각의 단일의 자극을 가지는 마그넷을 분할 하여 서로 붙인 타입으로 함으로써 극간에 발생하는 뉴트럴 존을 억제할 수 있고, 각 코일의 포커스 시프트 및 트래킹 시프트에 수반되는 자기 회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있다. 틸트 마진이 좁은 고밀도 광 디스크의 제어를 행하기 위해서는 이와 같이 단극의 마그넷을 서로 붙이는 것이 정밀도를 높이기 위해 필수적이다.
서스펜션 와이어(240, 241)에는 소형화와 서스펜션 와이어(240, 241)의 좌굴(座屈) 방향의 자기 요크(248)는 자기적인 면에서는 포커스 마그넷(244, 245) 및 트래킹 마그넷(246, 247)의 자기적인 요크의 역할을 다하고, 구조적인 면에서는 서스펜션 홀더(242)를 유지하여 고정하는 기능을 담당하고 있어, 접착제 등 서스펜션 홀더(242)를 고정하는 데에도 이용되고 있다. 서스펜션 와이어(240, 241)에 있어서, 서스펜션 홀더(242) 측에는 댐핑을 행하는 댐퍼 겔이 충전되어 있다. 댐퍼 겔은 UV 등으로 겔 상태가 되는 재료를 사용하고 있다. 또한 이하 대물 렌즈 유지통(236), 포커스 코일(236), 포커스 코일(37), 트래킹 코일(38), 트래킹 코일(39), 대물 렌즈(32, 33), λ/4판과 개구 필터와 DVD 광에 반응하는 편광 홀로그램(234)으로 구성되는 부분을 광 픽업 액추에이터 가동부라고 한다.
부호 249는 레이저 드라이버로서, 레이저부(301) 내에 내장하는 파장 780nm과 파장 660nm의 파장의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(249)는 캐리지(204) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조가 되어 있다. 또한 부호 250도 레이저 드라이버로, 레이저부(281) 내에 내장하는 파장 405nm의 파장의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(249)와 마찬가지로, 캐리지(204) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조로 되어 있다.
다음으로 본 실시예에서의 광 픽업의 광학 구성에 대하여 설명한다.
먼저 파장 405nm에 대하여 설명한다.
레이저부(281)로부터 출사된 파장 405nm의 발산한 레이저 광(84)은 콜리메이트 렌즈(211)로 대략 평행이 되고, 빔 정형 프리즘(212)을 통과하고 임계각 프리즘(213)을 통해 반사 미러 기능을 가진 수차 보정 미러(214)에 도달한다. 수차 보정 미러(214)로부터 반사된 레이저 광(284)은 다시 임계각 프리즘(213)으로 입사한다. 이때, 수차 보정 미러(214)로 들어가는 입사광과 반사광은 임계각 프리즘(213)의 임계각도 전후 수도(數度)의 경사를 가지도록 배치되어 있다. 또한 임계각 프리즘(213a)과 임계각 프리즘(213b)과의 사이에는 공기 틈새를 두고 있다. 이와 같이 구성함으로써 임계각을 이용하여 파장 405nm의 레이저 광(284)을 효율적으로 분리하는 것이 가능해진다. 또한 상기 공기 틈새에 대향하는 임계각 프리즘(213a) 및 임계각 프리즘(213b)의 양면에는, 유전체 다층막 등의 수단으로 광투과 효율을 향상시키는 것도 가능하다. 다음으로 임계각 프리즘(213)으로부터 출사된 레이저 광(284)은 정의 파워를 가진 볼록 렌즈(229)에 의해 집광하고, 다시 발산광으로서 λ/4판(502)을 통과하여 원편광이 된다. 이어서, 빔 스플리터(227)를 통과하고 볼록 렌즈(230)를 통해 입상 프리즘(231)에 입사하고, 제1 면(511)을 통과굴절하여 제2 면(512)에서 반사하고 제3 면(513)을 통과 굴절한다. 반사한 레이저 광(284)은 대물 렌즈(233)에 의해 집광되어 광 디스크(201) 상에 광 스팟을 형성한다. 광 디스크(201)로부터 되돌아오는 레이저 광(284)은 왕로(往路)와는 역으로 통과하여 λ/4 판(502)을 통과함으로써 왕로와는 대략 290도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(283) 내의 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자부(282)와의 사이에 구성되는 회절 격자에 의해 수광 소자부(282) 내의 수광 소자(282a)로 유도되어 적어도 구면 수차 오차 신호를 생성한다. 파장 405nm에 있어서는 파장이 종래와 비교하여 짧아졌기 때문에, 광 디스크(201)의 보호층 두께가 변환됐을 경우 발생하는 구면 수차가 커져 기록 재생 품질이 크게 손상된다. 따라서 상술한 구면 수차 검출 신호에 따라 수차 보정 미러(214)를 구동하고 반사면을 약간 구면으로 변형시킴으로써, 발생한 구면 수차를 억제할 수 있게 되어 있다. 또한 금회에는 수차 보정 미러(214)를 이용하여 구면 수차를 보정하도록 되어 있으나, 상술한 볼록 렌즈(229) 혹은 볼록 렌즈(230)의 적어도 일방을 광축 방향으로 이동시키는 것으로도 구면 수차를 보정이 가능하다.
다음으로 파장 660nm에 대하여 설명한다. 레이저부(101)의 레이저 다이오드(303)로부터 출사된 파장 660nm의 레이저 광(306)은 회절격자(309)를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(305)을 통해 릴레이 렌즈(228)와 볼록 렌즈(230)로 대략 평행이 되도록 되어 있다. 이 릴레이 렌즈(228)와 볼록 렌즈(230)와의 사이에 빔 스플리터(227)가 배치되고, 상술한 파장 405nm의 레이저 광(284)과 대략 동축 상에 놓 이도록 되어 있다. 볼록 렌즈(230)로부터 나온 대략 평행광의 레이저 광(306)은 입상 프리즘(231)의 제1 면(311)에서 반사한다.
반사한 레이저 광(306)은 개구 필터, 편광 홀로그램, λ/4판의 순으로 통과하여 원편광이 되고, 대물 렌즈(232)에 의해 집광되어 광 디스크(201) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때 편광 홀로그램은 왕로광의 P파에는 작용하지 않고 복로광의 S파에서 작용하도록 되어 있다. 광 디스크(201)로부터 되돌아 오는 레이저 광(306)은 왕로와는 역으로 통과하여 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 편광 홀로그램에 의해 필요에 따른 광으로 회절된 레이저 광(306)은 최종적으로는 프리즘(205) 내의 편광 빔 스플리터(305c)에 의해 분리되고 수광 소자(302) 내의 광검출기로 유도된다.
이어서 파장 780nm에 대하여 설명한다. 레이저 부(301)의 레이저 다이오드(304)로부터 출사된 파장 780nm의 레이저 광(306)은 회절격자(309)에 의해 회절하여 780nm 전용 3 빔을 형성하는 회절 격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(305)을 통해 릴레이 렌즈(228)와 볼록 렌즈(230)로 대략 평행하게 되도록 되어 있다. 이 릴레이 렌즈(228)와 볼록 렌즈(230)와의 사이에 빔 스플리터(227)가 배치되고 상술한 파장 405nm의 레이저 광(284)과 대략 동축 상에 놓이도록 되어 있다. 볼록 렌즈(230)로부터 나온 대략 평행광의 레이저 광(306)은 입상 프리즘(231)의 제1 면(511)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(306)은 개구 필터, 편광 홀로그램, λ/4판의 순으로 통과하여 원편광이 되고 대물 렌즈(232)에 의해 집광되어 광 디스크(201) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때 편광 홀로그램은 파장 780nm에는 거의 영향 을 미치지 않도록 되어 있다. 광 디스크(201)로부터 되돌아 온 레이저 광(106)은 왕로와는 역으로 통과하여 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(305) 내의 편광 빔 스플리터(305b)에 의해 분리되고 수광 소자부(302)와의 사이에 구성되는 회절 격자(미도시)에 의해 수광 소자(302) 내의 광 검출기로 유도된다.
이러한 광학 구성으로 함으로써, 볼록 렌즈(229) 및 볼록 렌즈(230)로 구성된 빔 익스팬더 기능과 집적 소자(208)와의 사이에 구면 수차를 보정하는 수차 보정 미러(214) 및 콜리메이트 렌즈(11)를 배치함으로써, 수차 보정 미러(214)의 부품 사이즈에서의 소형화를 실현할 수 있고 콜리메이트 렌즈(11)와 집적 소자(208)와의 틈새를 짧게 할 수 있으며, 볼록 렌즈(230)를 집적 소자(210) 내의 레이저(303, 304)의 일부의 콜리메이트 렌즈로 하고 있기 때문에, 광 픽업(203)의 소형화 및 박형화를 실현할 수 있다.
다음으로 본 실시예에서의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 동작에 대하여 설명한다. 도시하지 않는 전원에 의해 서스펜션 홀더(242)에 부착된 플렉서블 기판(243), 이것과 접속된 서스펜션 와이어(240) 및 (241)을 통해 포커스 코일(236, 237), 트래킹 코일(238, 239)에 전력이 공급된다. 서스펜션 와이어(240, (241)는 토털로서 적어도 6개 이상 설치되어 있고, 그 중 2개는 직렬로 설치된 트래킹 코일(238, 239)에 접속되고, 남은 4개 중 2개는 포커스 코일(236)에 접속되고, 남은 2개가 포커스 코일(237)에 접속되어 있다. 이에 따라 포커스 코일(236, 237)은 각각 독립하여 통전 제어할 수 있게 된다.
포커스 코일(236)과 포커스 코일(237)에 모두 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 포커스 코일(236, 237)과 포커스 마그넷(244, 245)의 배치 관계와, 두 개로 분할한 자극의 극성의 관계로부터 포커스 방향으로 가동할 수 있는 포커스 자기 회로가 형성되어 전류를 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 포커스 방향의 제어가 가능해진다. 다음으로 트래킹 코일(238, 239)에 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 트래킹 코일(238, 239)과 트래킹 마그넷(246, 247)의 배치 관계와, 두 개로 분할한 자극의 극성의 관계로부터 트래킹 방향으로 가동할 수 있는 트래킹 자기 회로가 형성되어 트래킹 방향의 제어가 가능해진다.
실시예에서는 상술한 바와 같이 포커스 코일(236)과 포커스 코일(237)에는 각각 독립하여 전류를 흐르게 할 수 있도록 되어 있다. 따라서 일방의 코일로 흐르게 하는 전류의 방향을 반전하면, 포커스 코일(236)에는 광 디스크(201)로 가까워지는 방향으로의 힘이 작용하고, 포커스 코일(237)에는 광 디스크(201)로부터 떨어지는 방향으로 힘이 작용한다. 이 결과 상반되는 힘에 의해 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에는 반지름 방향으로 회전하는 모멘트가 발생하고, 6개의 서스펜션 와이어(240, 241)에 작용하는 비틀림 모멘트와의 힘이 균형이 잡히는 위치까지 틸트한다. 이 포커스 코일(236), 포커스 코일(237)에 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 틸트 방향의 제어가 가능해진다.
이하 대물 렌즈(232, 233)에 대하여 설명한다.
도 22에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈(232)의 최대 두께를 t1로 하고, 대물 렌즈(233)의 최대 두께를 t2로 했을 때, t2/t1=1.05~3.60으로 하는 것이 바람직하 다. 즉, t2/t1이 1.05보다 작으면 대물 렌즈(233)의 직경이 커져, 광 픽업(203)이 크게 되어 버려서 소형화를 행할 수 없고, 또한 t2/t1이 3.60보다 크면 대물 렌즈(233)의 두께가 너무 두꺼워 져버려 박형화에 적합하지 않다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(233)를 장파장용의 대물 렌즈(232)보다도 두껍게 구성함으로써 장치의 소형화 등을 행할 수 있고, 게다가 상기 두께의 비율을 규정함으로써 특히 장치의 박형화, 소형화를 실현할 수 있다.
다음으로, 대물 렌즈(232)로부터 광 디스크(201) 측으로 돌출하는 대물 렌즈(233)의 돌출량에 대하여 설명한다. 광 디스크 장치의 두께가 13mm 이하의 장치가 되면, 대물 렌즈(232,233)와 장착된 광 디스크(201)의 틈새가 매우 좁아진다. 따라서 대물 렌즈(232)를 기준으로 생각하면, 도 22에 도시한 돌출량 t3은 0.05mm ~ 0.62mm으로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 돌출량은 대물 렌즈(232)의 광 디스크(201)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분과, 대물 렌즈(233)의 광 디스크(201)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분의 차로 표시되어 있다. t3가 0.05mm 보다도 작으면 대물 렌즈(232,233) 중 어느 일방의 렌즈 직경을 크게 해야되므로 소형화에 적합하지 않고, t3 가 0.62mm보다도 크게 돌출하면 광 디스크(201)와의 접촉하는 확률이 높아진다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(233)를 상술한 바와 같이 돌출시킴으로써 소형화 혹은 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 도 13에 도시한 바와 같이, 캐리지(204)의 이동 방향(L)을 따라, 또한 스핀들 모터(202)의 센터를 통과하는 센터 라인(M) 상에 장파장에 대응한 대물 렌 즈(232)의 센터가 대략 일치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉 이러한 구성에 의해 종래 광검출 방식에서 가장 실적이 있는 3 빔 DPP(Differential Push-Pull) 방식을 채용할 수 있다.
다음으로, 대물 렌즈(232, 233)에 입사하는 광의 스팟의 직경에 대하여 설명한다.
도 14에 도시된 것처럼, 대물 렌즈(232)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t4로 하고, 대물 렌즈(233)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t5로 했을 때, t5/t4의 관계를 충족시킴으로써 소형화를 실현하기 쉽다. 또한 렌즈 설계를 고려하면, t5/t4=0.4~1.0으로 하는 것이 바람직하다. t5/t4가 0.4 보다도 작으면 대물 렌즈(33)를 만들기 어렵고, 또한 대물 렌즈(232)가 커져 소형화에는 부적합하고, 1.0보다 크면 대물 렌즈(233)의 두께가 너무 두꺼워져서 소형화에는 부적합하다.
이하 액추에이터 가동부에 따른 다른 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업 장치의 액추에이터 가동부를 나타내는 사시도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)를 나타내는 평면도이고, 도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)를 나타내는 주요부분의 단면도이다. 앞서 도 21에 도시한 실시예와의 주요한 차이점은, 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 트래킹 서브 코일(260, 261)을 추가한 점과, 스프링 기판(262, 263)을 추가한 점이다.
도 15에 있어서 트래킹 서브 코일(260, 261)은 포커스 코일(236, 237)과 대 물 렌즈 유지통(235)과의 사이에 배치되어 있다. 스프링 기판(262, 263)은 대물 렌즈 유지통(235)에 접착 등으로 고정되어 있다. 또한 스프링 기판(262, 263)은 서스펜션 와이어(240, 241)와 포커스 코일(236, 237), 트래킹 코일(238, 239)을 전기적으로 접속하기 위한 스프링 기판 패턴(264)을 가지고, 스프링 기판 패턴(264)으로 서스펜션 와이어(240, 241)와 포커스 코일(236,237), 트래킹 코일(238, 239)이 남땜(미도시) 등으로 전기적으로 접속되어 있다.
도 26에 있어서 부호 tfoeff는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 포커스 방향(도 27 참조)으로 구동하는 추력을 발생시키는 포커스 코일(236)의 유효 길이이다.
예를 들면, 포커스 코일(236)과 트래킹 서브 코일(260)의 형상을 대략 동일 형상으로 하고, 또한 포커스 코일(236)과 트래킹 서브 코일(260)을 대물 렌즈 유지통(235)으로 대략 동일 위치에 설치하고 있으므로, tfoeff는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시키는 트래킹 서브 코일(260)의 유효 길이이기도 하다.
도 27에 있어서 부호 ttreff는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 트래킹 방향(도 26 참조)으로 구동하는 추력을 발생시키는 트래킹 코일(238)의 유효 길이이고, 서스펜션 와이어(241)는 도면 중간 위쪽으로부터 상 서스펜션 와이어(241a), 중 서스펜션 와이어(241b), 하 서스펜션 와이어(241c)이다.
여기서 본 실시예에서는 트래킹 서브 코일(260, 261)은 트래킹 코일(238, 239)과 전기적으로 직렬로 결선되어 있다.
또한 자기 요크(248)에는 트래킹 마그넷(246)에 대향하도록 자기 요크 돌기(248a)와 포커스 마그넷(245)에 대향하도록 자기 요크 돌기(248b)를 가지고 있다. 자기 요크 돌기(248a)가 트래킹 마그넷(246)으로부터의 자속을 보다 효율적으로 받아서, 트래킹 코일(238)의 추력 향상을 실현할 수 있다. 자기 요크 돌기(248b)도 마찬가지로 포커스 마그넷(245)으로부터의 자속을 보다 효율적으로 받아서, 포커스 코일(237)의 추력 향상을 실현할 수 있다. 본 실시예에서는 자기 요크 돌기(248a, 248b)가 각각 트래킹 마그넷(246)과 포커스 마그넷(245)에 대향하도록 나타내고 있는데, 자기 요크 돌기(248a,248b)와 동일한 자기 요크 돌기(미도시)가 트래킹 마그넷(247)과 포커스 마그넷(244)에 대향하고 있다.
도 25에 도시한 실시예에서는, 추력 중심과 관성 중심이 동일하지 않기 때문에 트래킹 코일(238)을 구동한 경우, 트래킹 코일(38)로부터 관성 중심 주변의 불필요한 모멘트가 발생하고, 그 결과로서 AC 틸트가 발생한다. 그리고, 도 28 내지 도 30을 참조하여 트래킹 서브 코일(260, 261)에 의한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 관성 중심 주변의 모멘트 캔슬에 대하여 상세하게 설명한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 평면도이고, 도 29는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 정면도로서, 도 28의 정면도이고, 도 30은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 배면도로서, 도 28의 배면도이다.
도 28에 있어서, 부호 G는 액추에이터 가동부의 관성 중심을 나타내고 있고 트래킹 서브 코일(260)의 추력 중심인 전방 TR 서브 코일 구동점과, 트래킹 서브 코일(261)의 추력 중심인 후방 TR 서브 코일 구동점을 나타내고 있고, 관성 중심(G)과 전방 TR 서브 코일 구동점과의 거리(tgsdf), 관성 중심(G)과 후방 TR 서브 코일 구동점과의 거리(tgsdr)를 나타내고 있다.
다음으로, 도 29에 있어서, 부호 G는 도 28과 동일한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 관성 중심, 전방 Tr 서브 코일 구동점과 트래킹 코일(238)의 추력 중심인 전방 Tr 코일 구동점, 및 관성 중심(G)과 전방 Tr 서브 코일 구동점과의 거리(tgsdf), 관성 중심(G)과 전방 Tr 코일 구동점과의 거리(tgdf)를 나타내고 있다.
도 29에 있어서, 트래킹 서브 코일(260)을 포커스 코일(236)과 대략 동일 형상으로 하고 있기 때문에, 트래킹 서브 코일(260)이 포커스 코일(236)에 가려져 도시되어 있지 않다.
후술되는 바와 같이, 본 실시예가 트래킹 서브 코일(260)의 형상을 포커스 코일(236)과 대략 동일 형상으로 한정하는 것이 아님을 부기하여 둔다.
여기서 트래킹 코일(238)에 구동 전류를 인가시켜 Ftdf의 힘을 발생시키면, 관성 중심(G) 주변의 모멘트(M1f)가 발생한다.
즉,
M1f = Ftdf ×tgdf (1)
한편 트래킹 서브 코일(260)은 트래킹 코일(238)과 직렬로 결선되어 있고, 트래킹 코일(238)에 구동 전류가 인가되면 트래킹 서브 코일(260)에도 구동 전류가 인가되어 Fstdf의 힘이 발생하고 관성 중심(G) 주위의 모멘트(M2f)가 발생한다.
즉,
M2f = Fstdf ×tgsdf (2)
여기서 트래킹 코일(238)의 추력 중심과 관성 중심(G)이 동일 위치에 있지 않음으로써 트래킹 코일(238)의 추력이 발생하는 모멘트(M1f)를 트래킹 서브 코일(260)의 추력이 발생하는 모멘트(M2f)로 캔슬하기 위해서는
M1f - M2f = 0 (3)
(1) 식, (2) 식, (3) 식으로부터
Ftdf ×tgdf = Fstdf ×tgsdf (4)
(4)식을 만족하도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 설계하면 된다.
도 30에 있어서, 부호 G는 도 28과 동일한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 관성 중심, 후방 Tr 서브 코일 구동점과, 트래킹 코일(39)의 추력 중심인 후방 Tr 코일 구동점, 및 관성 중심(G)과 후방 Tr 서브 코일 구동점과의 거리(tgsdr), 관성 중심(G)와 후방 Tr 코일 구동점과의 거리(tgdr)를 나타내고 있다.
여기서 트래킹 코일(239)에 구동 전류를 인가시켜 Ftdr의 힘을 발생시키면 관성 중심(G) 주변의 모멘트(M1r)가 발생한다.
즉,
M1r = Ftdr ×tgdr (5)
트래킹 서브 코일(261)은 트래킹 코일(239)와 직렬로 결선되어 있고, 트래킹 코일(239)에 구동 전류가 인가되면 트래킹 서브 코일(261)에도 구동 전류가 인가되 어 Fstdr의 힘이 발생하고 관성 중심(G) 주변의 모멘트(M2r)가 발생한다.
즉,
M2r = Fstdr ×tgsdr (6)
추력 중심과 관성 중심이 동일하지 않아도 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 AC 틸트를 억제하기 위해서는,
M1r - M2r = 0 (7)
Ftdr ×tgdr = Fstdr ×tgsdr (8)
이 되도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 설계를 하면 된다.
보다 구체적으로는 트래킹 코일(238, 239), 트래킹 서브 코일(260, 261)의 형상과, 대물 렌즈 유지통(235)의 형상, 및 도 26에 도시한 포커스 마그넷(244, 245), 트래킹 마그넷(246, 247)의 형상 등이다.
본 실시예와 같이 관성 중심과 추력 중심이 일치하지 않아도 트래킹 서브 코일(260, 261)의 효과에 의해 관성 중심 주변의 모멘트를 캔슬할 수 있기 때문에, 트래킹 코일(238, 239)의 유효 길이(ttreff;도 27 참조)를 용이하게 확장하는 것이 가능해 져서, 트래킹 방향의 추력을 용이하게 최대로 설계하는 것이 가능해진다.
또한 대물 렌즈 유지통(235)에 대해서도 관성 중심(G)을 의식하지 않고 설계하는 것이 가능해져서, 용이하게 강성을 증가시킬 수 있다.
이에 부가하여 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 대해서도 관성 중심(G)을 의식하지 않고 설계하는 것이 가능해져서 용이하게 강성을 증가시킬 수 있다.
그 결과로서 고강성, 고추력(고감도)의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 용이하게 실현할 수 있게 된다.
상술한 (4) 식, (8) 식으로부터 본 발명이 포커스 코일(236)과 트래킹 서브 코일(260)의 형상을 동일하게 할 필요가 없는 것이 명백하다. 마찬가지로 본 발명이 대물 렌즈 유지통(235)에 대한 포커스 코일(236)과 트래킹 서브 코일(260)의 배치를 대략 동일하게 한정하고 있는 것은 아니다.
종래의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에서는 tgdf, tgdr은 0mm으로 설계하고, 광 픽업 액추에이터의 부품 공차와 그 조립 공차를 포함하여 ±0.05mm 미만으로 억제하고 있었으나, 본 실시예에서는 tgdf, tgdr의 값을 0.05mm 이상으로 설계해도 무방하다.
한편, 일반적인 광 디스크 드라이브 장치의 전체 높이가 41.2mm이고, 광 디스크의 두께가 1.2mm이므로, tgdf, tgdr의 값은 40mm 이하가 바람직하다.
본 실시예에서는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 전방과 후방에 트래킹 코일, 트래킹 서브 코일, 포커스 코일을 배치하고 있기 때문에, 앞서 설명한 (4) 식, 및 (8)식을 만족시키도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 설계를 하는데, 이것이 트래킹 코일, 트래킹 서브 코일, 포커스 코일의 배치를 도 25에 도시한 실시예와 같이 한정하고 있는 것은 아니다. 즉, 서브 코일로부터 발생하는 힘으로 관성 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬한다는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 구성을 취하면 포커스 코일, 및 트래킹 코일의 배치는 제한되지 않는다.
여기서 (4)식, 및 (8)식을 더욱 간단히 하기 위하여, 전방의 각 코일 형상 및 각 코일의 위치가 후방의 각 코일 형상 및 각 코일의 위치와 동일한 경우를 고 찰한다.
즉, 트래킹 코일(238)과 트래킹 코일(239)의 형상이 동일, 및 트래킹 서브 코일(260)과 트래킹 서브 코일(261)의 형상이 동일, 각 트래킹 코일(238, 239)과 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 위치 관계가 동일, 각 트래킹 서브 코일(260, 261)과 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 위치 관계가 동일하고, 포커스 마그넷(244, 245)과 트래킹 마그넷(246, 247)의 형상 및 각 마그넷의 위치 관계가 동일한 경우,
Ftdr = Ftdf (9)
Fstdr = Fstdf (10)
tgsdr = tgsdf (11)
tgdr = tgdf (12)
가 된다.
(9) (10) (11) (12) 식을 (5) (6)식에 대입하면
M1r = M1f (13)
M2r = M2f (14)
가 얻어진다. 즉
M1f = M2f (15)
(15) 식은 앞서 구한 (3) 식과 동일하므로 (15) 식으로부터 (4) 식을 얻는다.
즉, (4) 식을 만족시키도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 설계를 하 면 된다.
도 25에 도시한 실시예에서는 추력 중심과 관성 중심이 동일하지 않기 때문에, 관성 중심(G) 주변의 모멘트를 보정하기 위해 트래킹 서브 코일(260)을 부가하여 고강성과 고감도를 달성하는데, 트래킹 코일(238)을 구동하는 경우, 트래킹 서브 코일(260)로부터 탄성 지지 중심 주변의 불필요 모멘트가 발생하여, 그 결과로서 DC 틸트가 발생한다.
이 DC 틸트는 앞서도 설명한 바와 같이 포커스 코일(236, 237)의 구동 전압의 차를 이용하여 캔슬 가능(제어 가능)하다.
그러나, 이 불필요 모멘트는 탄성 지지 중심 위치를 최적으로 설계함으로써 억제하는 것도 가능하다.
도 31 및 도 32를 참조하여 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 탄성 지지 중심 주변의 모멘트 캔슬에 대하여 상세 설명한다.
도 31는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터 가동부를 나타내는 평면도이고, 도 32은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터 가동부를 나타내는 정면도로서, 도 31의 정면도이다.
도 31에 있어서, 탄성 지지 중심인 와이어 지지 중심 위치와, 트래킹 서브 코일(60)의 추력 중심인 Tr 서브 코일 구동점과, 와이어 지지 중심 위치와 Tr 서브 코일 구동점 간의 거리(twsd)를 나타내고 있다.
도 32에 있어서, 서스펜션 와이어(240)는 도면 중간 위쪽으로부터 상 서스펜션 와이어(240a), 중 서스펜션 와이어(240b), 하 서스펜션 와이어(240c)로 구성되 어 있고, 마찬가지로 서스펜션 와이어(241)는 도면 중간 위쪽으로부터 상 서스펜션 와이어(241a), 중 서스펜션 와이어(241b), 하 서스펜션 와이어(241c)로 구성되어 있어, 합계 6개의 서스펜션 와이어로 광 픽업 가동부를 탄성 지지하고 있다.
도 32의 실시예에서는, 상 서스펜션 와이어(240a)와 중 서스펜션 와이어(240b)와의 간격과, 중 서스펜션 와이어(240b)와 하 서스펜션 와이어(240c)와의 간격을 동일하게 하고, 또한 상 서스펜션 와이어(241a)와 중 서스펜션 와이어(241b)와의 간격과 중 서스펜션 와이어(241b)와 하 서스펜션 와이어(241c)와의 간격을 동일하게 한 경우의 실시예를 나타내고 있고, 각각의 간격은 동일하게 하고 있다.
따라서, 탄성 지지 중심인 와이어 지지 중심 위치는 중 서스펜션 와이어(240b)의 포커스 방향의 중심과 중 서스펜션 와이어(241b)의 포커스 방향의 중심을 연결하는 직선상에 있는 경우를 나타내고 있다.
다음으로, 도 32에 있어서, Tr 서브 코일 구동점과 트래킹 코일(238)의 추력 중심인 Tr 코일 구동점 및 와이어 지지 중심 위치와 Tr 서브 코일 구동점과의 거리(twsd), 와이어 지지 중심 위치와 Tr 코일 구동점과의 거리(twd)를 나타내고 있다.
또한, 트래킹 코일(238)과 트래킹 코일(239)의 형상이 동일, 및 트래킹 서브 코일(260)과 트래킹 서브 코일(261)의 형상이 동일, 각 트래킹 코일(238, 239)과 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 위치 관계가 동일, 각 트래킹 서브 코일(260, 261)과 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 위치 관계가 동일하게 하고, 도 32의 배면도는 특별히 도시하지 않는다.
도 32에 있어서, 트래킹 서브 코일(260)을 포커스 코일(236)과 대략 동일 형 상으로 하고 있기 때문에 트래킹 서브 코일(260)이 포커스 코일(236)에 가려서 도시되어 있지 않다.
여기서 트래킹 서브 코일(260)은 트래킹 코일(238)과 직렬로 결선되어 있기 때문에 트래킹 코일(238)에 구동 전류가 인가되면 트래킹 서브 코일(260)에도 구동 전류가 인가되어 Fwtd의 힘이 발생하고, 와이어 지지 중심 위치 중심 주변의 모멘트(M4)가 발생한다.
즉,
M4 = Fstw ×twsd (16)
한편, 트래킹 코일(38)에 구동 전류를 인가시켜 Ftw의 힘을 발생시키면 와이어 지지 중심 위치 주변의 모멘트(M3)가 발생한다.
즉,
M3 = Ftw ×twd (17)
여기서 불필요 모멘트(M4)를 캔슬하기 위해서는
M3-M4 = 0 (18)
을 만족시키면 된다.
(16), (17), (18)식으로부터
Ftw×twd = Fstw×twsd (19)
를 얻는다.
즉, (19) 식을 만족하도록 twd를 설계하면 된다.
그러나 도 29과 도 32를 잘 고찰하면, 트래킹 코일(238)에 발생하는 힘, 트 래킹 서브 코일(260)에 발생하는 힘, 및 관성 중심(G)과 전방 Tr 서브 구동점과의 거리(tgsdf)와 와이어 지지 중심 위치와 Tr 서브 구동점과의 거리(twsd)가 동일한 것을 알 수 있다.
즉,
Ftdf = Ftw (20)
Fstdf = Fstw (21)
tgsdf = twsd (22)
이다.
(4) 식과 (19) 식으로부터
tgdf = twd (23)
을 얻는다.
즉, (23)식으로부터 DC 틸트를 억제하기 위해서는 관성 중심인 G와 탄성 지지 중심인 와이어 지지 중심 위치를 동일하게 만족하도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 설계를 하면 된다.
(23) 식을 만족하도록 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 설계하면, 앞서 설명한 포커스 코일(236)과 포커스 코일(237)에 인가 전압의 양을 바꿔 DC 틸트를 제어하는 제어 회로 등이 불필요해지기 때문에 저비용으로 DC 틸트를 제어할 수 있다.
종래의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에서는 twd는 0mm으로 설계하고, 광 픽업 액추에이터의 부품 공차와 그 조립 공차를 포함하여 ±0.05mm 미만으로 억 제했으나, 본 실시예에서는 twd의 값을 0.05mm 이상으로 설계해도 무방하다.
한편, 일반적인 광 디스크 드라이브 장치의 전체 높이가 41.2mm이고, 광 디스크의 두께가 1.2mm이므로 twd값은 40mm 이하가 바람직하다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 포커스 방향의 변위의 전달 관수의 보드선도이다.
도 25에 도시한 바와 같이, 2개의 대물 렌즈를 가지고 또한 노트 PC용의 박형의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부로서 높은 강성을 나타내고 있다.
즉, 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 설계하지 않음으로써 2차 공진 주파수가 대략 20kHz 확보되고 2차 공진의 Q값이 15dB를 달성하여 포커스 방향에 대하여 고강성 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 실현한다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 트래킹 방향의 변위의 전달 관수의 보드선도이다.
도 35에 도시한 바와 같이, 2개의 대물 렌즈를 가지고, 또한 노트 PC용의 박형의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부로서 높은 강성을 나타내고 있다.
즉, 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 설계하지 않음으로써 2차 공진 주파수가 대략 27kHz 확보되고 2차 공진의 Q값이 20dB을 달성하여, 트래킹 방향에 대해서도 고강성 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 실현하고 있다.
도 35는 본 발명의 일실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 AC 틸트 특성을 나타내는 도이다.
도 25에서 도시한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 트래킹 방향으로 규 정 거리(+/- Ta mm)를 왕복 구동시키는 정현파를 트래킹 코일(238, 239) 및 트래킹 서브 코일(260, 261)로 인가하고, 또한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 Fo 방향으로 규정 거리(+Fa mm, 0mm, -Fa mm) 오프셋 시키는 DC 전압을 포커스 코일(236, 237)로 인가한 경우의 대물 렌즈의 경사를 나타내고 있다.
도 35로부터도 알 수 있듯이, 트래킹 서브 코일(260, 261)을 이용함으로써 관성 중심과 추력 중심을 동일하게 하지 않고 AC틸트가 대략 0.1도 이하로 억제된다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 디스크 반경 방향의 DC 틸트 특성을 나타내는 도이다.
도 25에 도시한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 트래킹 방향으로 규정 거리(+Ta mm, 0mm, -Ta mm) 오프셋시키는 DC 전압을 트래킹 코일(238, 239) 및 트래킹 서브 코일(260, 261)로 인가하고, 또한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 Fo 방향으로 규정 거리(+Fa mm, 0mm, -Fa mm) 오프셋시키는 DC 전압을 포커스 코일(236, 237)로 인가한 경우에 대물 렌즈의 디스크 반경 방향의 경사를 나타내고 있다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 디스크 회전 방향의 DC 틸트 특성을 나타내는 도이다.
도 25에 도시한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 트래킹 방향으로 규정 거리(+Ta mm, 0mm, -Ta mm) 오프셋시키는 DC 전압을 트래킹 코일(238, 239) 및 트래킹 서브 코일(260, 261)로 인가하고, 또한 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 Fo 방향으로 규정 거리(+Fa mm, 0mm, -Fa mm) 오프셋시키는 DC 전압을 포커스 코일(236, 237)로 인가한 경우에 대물 렌즈의 디스크 회전 방향의 경사를 나타내고 있다.
도 36, 37로부터도 알 수 있듯이 트래킹 서브 코일(260, 261)로부터 발생하는 불필요한 모멘트를 관성 중심과 탄성 지지 중심을 동일하게 함으로써 DC 틸트가 대략 0.1도 이하로 억제되어 있다.
도 25 내지 도 37을 이용하여 설명한 바와 같이, 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 트래킹 서브 코일(260, 261)을 설치하고, 관성 중심과 탄성 지지 중심을 동일하게 함으로써 추력 중심과 관성 중심(혹은 탄성 지지 중심)을 동일하게 할 필요가 없어지기 때문에 고강성, 또한 고추진력(고감도)인 고능력 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부를 용이하게 실현하고 있다.
또한 도 25의 실시예에서는 대물 렌즈 유지통(235), 트래킹 서브 코일(260, 261), 포커스 코일(236, 237)의 순서로 배치하고 있는데, (13) 식으로부터도 알 수 있듯이 대물 렌즈 유지통(235), 포커스 코일(236, 237), 트래킹 서브 코일(260, 261)로 배치해도 본 발명의 효과가 손상되는 것은 아니다.
또한 도 25의 실시예에서는 대물 렌즈(232)와 대물 렌즈(233)의 2개의 대물 렌즈를 가지는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부로 설명해 왔으나, 1개의 대물 렌즈를 가지는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 본 실시예를 적용할 수 있음도 명백하다.
도 38은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통(235) 을 나타내는 사시도이고, 대물 렌즈 유지통(235)은 도 25에 도시한 대물 렌즈(232) 용의 개구부(552), 대물 렌즈(233)용의 개구부(553), 대물 렌즈(233)가 광 디스크(미도시)와의 충돌방지용의 충돌 방지 돌기부(551a) 및 (551b)와 트래킹 코일(238)의 공심부를 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(558a), 마찬가지로 트래킹 코일(239)의 공심부를 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(559a), 포커스 코일(236)의 공심부를 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 포커스 코일 위치 결정 돌기부(556a)를 가지고 있다.
사시도인 관계로, 포커스 코일(237)의 공심부를 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 포커스 코일 위치 결정 돌기부는 도시되어 있지 않다.
도 26에 도시한 바와 같이, 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(358a, 359a) 및 포커스 코일 위치 결정 돌기부(356a)를 대물 렌즈 유지통(235)에 가짐으로써, 대물 렌즈 유지통(235)에 트래킹 코일(238, 239) 및 포커스 코일(236, 237)의 조립용의 지그가 간략화, 혹은 불필요해져서, 조립 비용의 삭감이 가능해지고 더 나아가서는 광 픽업 장치의 저비용화가 실현 가능하게 된다.
도 25의 실시예에서는, 트래킹 서브 코일(260, 261)을 포커스 코일(236, 237)과 대략 동일 형상으로 하고 있기 때문에 트래킹 서브 코일(260, 261)의 공심부의 형상은 포커스 코일(236, 237)의 공심부의 형상과 대략 동일하게 되므로, 포커스 코일 위치 결정 돌기부(356a)는 단순한 돌기 형상이 되어 있다. 트래킹 서브 코일(260, 261)의 공심부의 형상이 포커스 코일(236, 237)의 공심부의 형상과 다른 경우, 포커스 코일 위치 결정 돌기(356a)의 형상은 각 공심부 형상에 맞추어 단이 있는 돌기 형상으로 하면 된다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 정면도이고, 도 38의 실시예와의 차이는 트래킹 코일(238)의 외형을 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(558b)를 가지고 있는 점이다. 대물 렌즈 유지통(235)이 트래킹 코일(238)의 코일 외형인 트래킹 코일 외형(238i)과 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정하기 위한 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(558b)의 외형인 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부 외형(558bo)에서 트래킹 코일(238)이 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정되어 있다.
포커스 코일 위치 결정 돌기부(556b)는 도 38에 도시한 실시예와 동일한 기능을 가지고 있고, 포커스 코일(236)의 포커스 코일 공심 내형(236i)과 포커스 코일 위치 결정 돌기부(556b)의 포커스 코일 위치 결정 돌기부 외형(556bo)을 이용하여 포커스 코일(236)은 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정되어 있다.
도 39에 있어서, 설명이 용이하도록 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(558b)와 포커스 코일 위치 결정 돌기부(556b)에는 해칭을 추가하고, 또한 트래킹 코일 외형(238i)과 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부 외형(558bo)과의 간격, 및 포커스 코일 공심 내형(236i)과 포커스 코일 위치 결정 돌기부 외형(556bo)과의 간격을 크게 도시하고 있다.
이와 같이 트래킹 코일(238)의 외형과 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부 (558b)를 이용하여 트래킹 코일(238)을 대물 렌즈 유지통(235)에 위치 결정함으로써, 앞서 도 38에서 도시한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 38, 도 39에서 도시한 실시예에서는 공심 코일을 이용하여 본 발명의 효과를 설명했으나, 프린트 회로 기판상에 코일을 성형한 코일 프린트 회로 기판(미도시)에 본 발명을 적용해도 본 발명의 효과는 손상되지 않는다.
여기서, 도 25 내지 도 37을 이용하여 관성 중심과 추력 중심이 일치하지 않아도 고강성, 고추력, 고신뢰성의 광 픽업 장치를 설명하고, 도 38의 실시예에서 나타내는 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(558a)와 도 39의 실시예에서 나타내는 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(358b)를 매스 밸런스의 기능으로서 이용하는 것이 아니라 광 픽업 장치의 저비용화에 이용하고 있다.
그러나, 도 38의 실시예에서 나타내는 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(558a)와 도 39의 실시예에서 나타내는 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(558b)를 종래의 관성 중심과 추력 중심이 일치하는 광 픽업 장치에도 적응 가능함을 알 수 있다.
즉 트래킹 코일 위치 결정 돌기부(558a)나 트래킹 코일 외형 위치 결정 돌기부(558b)를 대물 렌즈 지지통(235)의 매스 밸런스, 혹은 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 매스 밸런스로서도 이용가능한 것을 부기해 둔다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 평면도로, 앞서 도 25에서 나타낸 본 실시예와의 큰 상위점은 대물 렌즈(233)를 그 주점 중심에 각도 조정 가능한 렌즈 설계로 하고 있는 점과, 대물 렌즈 유지통(235)을 대물 렌즈(233)의 주점 중심에 각도 조정 가능한 구조를 가지는 설계로 하고 있는 점이다. 도 40에 도시한 실시예에서 대물 렌즈(232)는 대물 렌즈 유지통(235)의 부품 정밀도에 따라 어떤 허용 범위 내에서 경사를 가지고 고정되어 있고, 대물 렌즈(232)에 대한 대물 렌즈(233)의 상대적인 경사를 일치시키고 있다.
도 41은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 주요 단면도로서, 도 40의 주요단면도이다.
도 41에는 대물 렌즈(233)와, 대물 렌즈(233)의 주점의 위치인 OL 주점, 대물 렌즈(233)의 플랜지 상면(233u), 대물 렌즈(233)의 플랜지 하면(233d), 플랜지 상면(233u)과 플랜지 하면(233d)과의 거리인 OL 플랜지 두께가 도시되어 있고, OL 주점의 위치가 플랜지 하면(233d)보다도 도 41 중 상방이 되도록 대물 렌즈(233)를 설계하고 있다. 한편, 대물 렌즈 유지통(235)에는 대물 렌즈(233)를 주점 중심에 각도 조정 가능한 수용면(235R)과, 대물 렌즈(233)를 주점 중심에 각도 조정 가능 범위인 조정대 및 대물 렌즈 유지통(235)의 빠짐 테이퍼면(235T)이 설치되어 있다.
수용면(235R)은 조정대의 범위에 설치되어 있고 대물 렌즈(233)는 이 조정대의 범위에서 각도 조정 가능하다. 또한 빠짐 테이퍼면(235T)이 대물 렌즈 유지통(235)을 상하의 금형에서 빼는 것을 가능하게 한다.
즉, 대물 렌즈(232)의 광 디스크 반경 방향의 경사와, 광 디스크 회전 방향의 경사에 대해 대물 렌즈(233)를 각도 조정하여 대물 렌즈(233)의 경사를 대물 렌즈(232)에 대략 일치시킨다. 이에 따라, 대물 렌즈(232)를 통과하는 광의 품질과 대물 렌즈(233)를 통과하는 광의 품질을 동등하게 확보할 수 있다.
따라서 대물 렌즈(233)를 각도 조정함으로써 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 광의 품질을 확보할 수 있으므로 신뢰성이 높은 광 픽업 장치가 제공 가능하게 된다.
도 40 및 도 41에 도시한 실시예에서는 대물 렌즈(45)의 OL 주점을 플랜지 하면(45d)보다 상방에 설계할 수 있으나, 보다 박형화가 광 픽업 장치에 요구되면 충분한 대물 렌즈의 두께가 확보되지 않아 OL 주점은 플랜지 하면보다 하방이 되는 설계가 될 수 밖에 없다.
다음으로 OL 주점이 플랜지 하면보다 하방에 있는 대물 렌즈의 경우의 실시예를 도 42 내지 도 45를 이용하여 설명한다.
도 42는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 평면도로, 앞서 도 40 및 도 41에서 도시한 본 실시예와의 큰 상위점은, 대물 렌즈(232)의 주점인 OL 주점이 플랜지 하면(232u)보다 도 45 중 하방에 있는 점과, 주점 중심에 대물 렌즈(232)를 각도 조정 가능하게 하기 위하여 대물 렌즈 스페이서(266)를 추가한 점이다. 도 42에 도시한 실시예에서 대물 렌즈(233)는 대물 렌즈 유지통(235)의 부품 정밀도에 따라 어떤 허용 범위 내에서 경사를 가지고 고정되어 있고 대물 렌즈(233)에 대한 대물 렌즈(232)의 상대적인 경사를 일치시키고 있다.
도 43은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈와 대물 렌즈 스페이서와의 분해 조립 사시도이고, 도 46는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈와 대물 렌즈 스페이서와의 서브 조립체(267)의 사시도이며, 도 45는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 주요 단면도이다.
도 43에 있어서, 대물 렌즈 스페이서(266)에는 스페이서 상면(266u)과 대물 렌즈 수용면(660L)과 대물 렌즈 외주에서 수용하는 대물 렌즈 외주 수용면(266c)과 스페이서 하면(266d)이 설치되어 있다. 대물 렌즈(232)의 플랜지 하면(232d)과 대물 렌즈 수용면(660L), 및 대물 렌즈(232)의 플랜지 외주와 대물 렌즈 외주 수용면(266c)에서 대물 렌즈(232)는 대물 렌즈 스페이서(66)에 위치 결정되고 접착제 등(특별히 도시하지 않음)으로 고정된다.
대물 렌즈(232)와 대물 렌즈 스페이서(266)의 서브 조립체(267;도 44 참조)는 대물 렌즈 유지통(235)에서 각도 조정된다.
도 45에 있어서, 대물 렌즈 유지통(235)은 조정대와, 조정대를 포함하는 대물 렌즈 수용면(235R)을 가지고, 대물 렌즈 수용면(235R)과 서브 조립체(267)의 하면 외주에서 서브 조립체(267)를 각도 조정 가능하게 한다.
도 45에 도시한 실시예를 이용하면 주점 중심이 플랜지 하면보다 하방에 있는 대물 렌즈라도 각도 조정 가능하게 된다.
여기서 대물 렌즈 스페이서(266)의 스페이서 상면(266u)을 대물 렌즈(232)의 플랜지 상면(232u)보다도 광 디스크(1)로 가까이 함으로써, 대물 렌즈 스페이서(266)에 광 디스크(201)와 대물 렌즈(232)와의 충돌 방지용의 스토퍼로서도 이용 가능하다.
도 46은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 2개의 입상 미러를 나타내는 사시도이고, 도 47은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 주요단면이다. 도 46 및 도 47에 도시한 실시예에 있어서 앞서 나타낸 도 14의 실시예와의 큰 상위점은, 입상 프리즘(231)의 변화에 입상 미러(268)와 입상 미러(269)를 이용한 점이다.
도 14에 있어서, 1개의 입상 프리즘(231)은 대물 렌즈(232) 용의 광의 반사, 및 대물 렌즈(233)용의 광의 투과와 반사를 행한다. 이것은 도 47에 도시한 실시예에서, 입상 미러(268)가 대물 렌즈(232)용의 광의 반사와 대물 렌즈(233)용의 광의 투과를 행하고, 또 입상 미러(269)가 대물 렌즈(233)용의 광의 반사를 행하는 구성으로 해도 무방하다.
또한, 입상 미러(268)와 입상 미러(269)의 소재에 평판 유리를 이용함으로써 더욱 부품 비용의 삭감을 실현할 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 나타내는 주요 단면도로서, 앞서 나타낸 도 13과의 상위점은 λ/4판(702)을 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 부가한 점이다.
λ/4판(702)을 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 부가함으로써, 대물 렌즈(233)용의 광이 λ/4판(702)에 도달하기까지의 광학 부품, 예를 들면 빔 스플리터(227), 볼록 렌즈(230), 입상 프리즘(231) 등(도 1 참조)에서 발생하는 위상차를 작게 억제하는 것이 가능해진다. 더욱이, 이것은 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시키는 것도 가능하다.
또한 λ/4판(702)을 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부에 가지는 구성으로 해도 무방하다.
아울러, 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부가 렌즈 시프트 한 경우에 있어서도, 제1 광에 관련하는 신호 품질의 향상, 혹은 제2 광에 관련하는 신호 품질의 향상의 어느 일방을 실현할 수 있다. 이에 따라, 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 대물 렌즈 유지통(235)의 강성 향상은 도 49를 참조로 서술될 것이다.
도 49는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 재료를 설명하는 재료 특성표를 나타내는 것이다.
일반적으로 대물 렌즈 유지통(235)에는 비강성이 높은 유리 섬유가 들어간 LCP(Liquid Crystal Polymer)나 카본 섬유가 들어간 LCP 등을 이용할 수 있는데, 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 강성을 보다 향상시키기 위하여 세라믹 재료도 이용 가능하다.
여기서 LCP라는 것은 액정 고분자 재료로 불린다. 구체적으로는, 예를 들면 전방향족 폴리에스테르, 방향족 폴리아조메틴, 방향지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르 카보네이트, 전방향족 또는 비전방향족 폴리에스테르아미드 등이 이용된다.
도 49에 주요한 세라믹스 재료와 유리 섬유 30 중량 % 들어간 LCP 및 카본 섬유 30 중량 % 들어간 LCP의 특성표를 나타내고 있다.
도 49에 도시한 바와 같이, 세라믹스는 LCP와 비교하여 비중이 크고 비강성도 크다. 세라믹스 재료는 비중이 크나 얇은 성형이 가능하다. 이에 따라, 세라믹스 재료의 두께 감소에 의해 대물 렌즈 유지통(235)의 경량화가 가능해진다. 대물 렌즈 유지통(235)의 경량화가 가능해지면, 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 중량을 저감할 수 있고, 더 나아가서는 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부의 추력 향상이 가능해진다.
예를 들면 LCP 재료의 대물 렌즈 유지통의 평균 두께를 0.5mm으로 가정하면, LCP 재료의 비중이 1.5 정도이기 때문에, 각 세라믹 재료의 평균 두께는 비중이 큰 지르코니아로 0.12mm, 비중이 작은 엠에이에스(MAS)로 0.38mm가 된다. 대물 렌즈 유지통의 부품 공차(치수 공차)를 ±10%로 생각하면, 대물 렌즈 유지통의 평균 두께는 0.11mm으로 부터 0.42mm가 바람직하다.
한편, 세라믹 재료는 0.05mm 정도로 얇게 할 수 있다. 이러한 이유로, 세라믹 재료를 이용하는 경우의 대물 렌즈 유지통(235)의 평균 두께는 0.05mm으로부터 0.42mm 정도가 보다 바람직하게 된다.
게다가, 세라믹스 재료의 또 하나의 특징인 기공률을 높이고 외관상의 비중을 낮춤으로써 대물 렌즈 유지통(235)의 경량화가 가능해 질 수 있다.
예를 들면 LCP 재료의 대물 렌즈 유지통의 비중을 1.5로 가정하면, LCP 재료와 같은 정도의 비중으로 하기 위한 각 세라믹 재료의 기공률은 비중이 큰 지르코니아에서 75%, 비중이 작은 MAS에서 25%가 된다. 대물 렌즈 유지통의 부품 공차(치수 공차)를 ±10%라고 생각하면, 세라믹 재료의 대물 렌즈 유지통의 기공률은 15% 로부터 85%가 바람직하다.
여기서 주의해야하는 점은, 세라믹 재료의 기공률의 증가는 세라믹 재료의 강성을 지수관수적으로 저하시키는 점이다. 일반적으로는 하기 (30) 식이 알려져 있다.
E=E1 ×EXP(-b×p) (30)
E1: 기공률 0% 시의 강성
p: 기공률
b: 정수
E: p 기공률시의 강성
"b"는 세라믹 재료의 기공의 형상 등에 의해 변화하는 정수로서, 본 실시예에서는 실험적으로 구한 값, b=5.4를 이용한 경우에 대하여 설명한다.
LCP 또는 그 이상의 비강성을 달성하기 위하여 세라믹 재료에서의 목표의 비강성을 225로 가정하면, 구하는 기공률은 비중이 큰 지르코니아에서 5%, 비중이 작은 MAS는 0%라도 부적합하게 된다. 세라믹 재료에서 비강성이 큰 SiC에 있어서 기공률은 30% 정도가 된다. 여기서는 실험에서 구한 b=5.4로 하고 비강성 25 또는 그 이상으로 하여 각 세라믹 재료로 기공률을 계산했는데, "b"는 기공의 형상이 바뀌면 크게 변화하기 때문에 "b"는 5.4 이외의 수치도 취득한다.
따라서, 비중으로부터 세라믹 재료의 대물 렌즈 유지통에 요구되는 기공률은 15%로부터 85%까지이고, 비강성으로부터 세라믹 재료의 대물 렌즈 유지통에 요구되는 기공률은 5%로부터 30%까지이다. 이러한 이유로, 세라믹 재료의 대물 렌즈 유지 통의 기공률은 5%로부터 85%까지인 것이 보다 바람직하게 된다.
물론 평균 두께의 얇아짐과 기공률을 병용하여 고강성, 고추력의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 실현해도 무방하다.
한편, 세라믹 재료 특유의 인성(靭性)에 대해서는 대물 렌즈 유지통(235)에 접착제를 도포함으로써 인성을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 접착제로서는 일액성 가열 경화형의 무기 접착제 및 내열 에폭시 접착제가 있다. 상기 인성을 향상시키기 위해서는, 에폭시 접착제가 보다 바람직하다.
이들 접착제는 비중이 1 정도를 가진다. 이 때문에 이들 접착제를 대물 렌즈 유지통(235)의 전체에 도포해도 대물 렌즈 유지통(235)의 경량화의 큰 방해는 되지 않는다.
이들 접착제를 세라믹제 대물 렌즈 유지통(235)의 표면의 일부 혹은 전체에 도포하면 된다. 특히 세라믹제 대물 렌즈 유지통(235)과 타 광 픽업 장치 부품과 충돌하는 장소, 보다 구체적으로는 세라믹제 대물 렌즈 유지통(235)의 스토퍼 근방에 이들 접착제를 도포하면 보다 효과적으로 인성을 향상 가능하다.
상기 대물 렌즈 유지통(235)에 기공 등의 공공부가 있는 경우에, 이들 접착제를 대물 렌즈 유지통(235)의 기공의 일부 혹은 전체에 함침(含浸)시켜도 무방하다.
또한 이들 접착제에 광을 흡수하는 첨가물을 첨가함으로써, 대물 렌즈 유지통(35)의 표면에서 반사하는 광에 의해 발생하는 미광(迷光)도 방지 가능하다.
예를 들면, 이들 접착제를 단지 검은 색으로 착색하는 것에 의해 미광 방지 가 가능해진다.
도 50은 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 사시도이고, 도 51 또한 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 사시도이며, 도 51은 도 50의 실시예의 대물 렌즈 유지통(235)을 반대측으로부터 본 것이다. 세라믹 재료로서 탄화 규소(Silicon carbide)인 SiC를 이용하여 대물 렌즈 유지통(235)의 평균 두께 0.1mm으로 소망의 특성인 고강성, 고추력을 달성하고 있다.
도 50 및 도 51에서, 상기 대물 렌즈 폴더(235)에는 상부 스토퍼(271)와 하부 스토퍼(272)가 있고, 상부 스토퍼(271), 하부 스토퍼(272)의 근방에 접착제(273)를 도포하고 있다. 앞서도 설명했으나, 접착제(273)는 대물 렌즈 폴더(235)의 표면 전체에 도포되어 있어도 무방하다. 상기 대물 렌즈 폴더(235)가 기공을 가지는 세라믹 재료인 경우, 접착제(273)는 그 기공 부분에 함침되어 있어도 무방하다.
도 52는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 대물 렌즈 유지통의 서브 조립체의 분해 조립 사시도로서, 대물 렌즈 유지통의 서브 조립체(270)는 수지 부재인 상부 수지(270u)와 하부 수지(270d)와 세라믹 재료인 세라믹 평판(270c)으로 이루어지고, 상부 수지(270u)와 하부 수지(270d)는 아웃서트 성형 등에 의해 세라믹 평판(270c)으로 일체로 형성되어 있다.
본 실시예에서 나타낸 바와 같이, 대물 렌즈 유지통의 일부에 고강성의 세라믹 재료를 이용한다 할지라도 고강성의 광 픽업 액추에이터(205)의 가동부를 실현할 수 있다.
도 49에서는 대표적인 세라믹 재료를 들었으나, 이들 외에 알루미나와 지르코니아의 혼합 재료, 알루미나와 타 산화물과의 혼합 재료, 질화 붕소, 질화 알루미, 마그네시아 등의 세라믹 재료를 대물 렌즈 유지통(47)이나 세라믹 평판(270c)으로 이용해도 무방하다.
도 50 내지 도 52에 도시한 실시예에서는, 대물 렌즈를 2개 탑재하는 대물 렌즈 유지통으로 설명했으나, 종래의 대물 렌즈를 1개 탑재하는 대물 렌즈 유지통에 적용한다 할지라도 본 발명의 효과는 유지될 수 있다.
도 53은 도 25에 도시한 실시예에 따른 코일부의 분해도로서, 도 53에서, 트래킹 코일(238)과 트래킹 서브 코일(260)은 전기적으로 결합되어 있다. 상기 트래킹 코일(238)이 Ftri의 방향으로 힘이 발생하는 경우에, 트래킹 서브 코일(260)에는 Fstp의 힘이 발생한다. 상기 트래킹 코일(238) 및 트래킹 서브 코일(260)에 흐르는 전류를 화살표로 나타내고 있다.
마찬가지로, 포커스 코일(236)에 Ffop의 힘을 발생시키는 경우의 포커스 코일(236)에 흐르는 전류의 방향을 화살표로 나타내고 있다.
상기 포커스 코일(236)은 트래킹 코일(238)과는 독립하여 구동하는 것이 가능하다.
따라서, 트래킹 서브 코일(260)의 권선의 방향과 포커스 코일(236)의 권선의 방향은 임의로 설계하는 것이 가능하다.
그러나 트래킹 서브 코일(260)의 권선의 방향과 포커스 코일(236)의 권선의 방향을 동일 방향으로 설계하면, 코일 조립 작업시의 작업자가 정확하게 코일을 조 립했는지의 여부의 확인이 용이해진다. 이에 따라, 코일 조립 공정에서의 택트 시간이 짧아질 수 있다. 결과적으로, 광 픽업 장치로서 저가격화가 가능해진다.
광 픽업 액추에이터 가동부의 포커스 방향의 힘을 최대로 하기 위하여, 포커스 코일 폭(tw;236)은 포커스 코일(236)의 폭이다. 상기 포커스 코일 폭(tw;236)은 광 픽업 액추에이터 가동부의 가동 범위 내에서 최대로 설계하고 있다.
한편, 트래킹 코일(238)의 폭인 트래킹 코일 폭(tw;238)은 트래킹 방향의 힘을 발생시키는 힘에는 기여하지 않는다. 이러한 이유로, 광 픽업 액추에이터 가동부의 트래킹 방향 가동 범위 내에서 트래킹 코일 폭(tw;238)은 최소로 설계하고 있다.
참고로, 트래킹 코일(238)의 발생시키는 힘을 최대로 하는 것은 도 27에 도시한 트래킹 코일 유효 길이(Ttreff)이다.
도 53에 도시한 바와 같이 노트 PC용으로서 소형화, 박형화가 요구되는 광 픽업 액추에이터의 경우, 포커스 코일 폭(tw;236)은 트래킹 코일 폭(tw;238)보다도 작은 것이 바람직하다.
또한 도 53에 도시한 본 실시예에서는, 트래킹 코일(238)의 선 지름은 0.9mm, 포커스 코일(236)의 선 지름은 0.6mm이고, 트래킹 코일(238)의 감음 수는 242턴이고, 트래킹 서브 코일(260)의 감음 수는 20 턴이고, 포커스 코일(236)의 감음 수는 48턴이다. 추력 중심과 관성 중심이 일치하지 않는 광 픽업 액추에이터 가동부를 트래킹 방향으로, 트래킹 코일(238)로 구동하는 경우, 광 픽업 액추에이터 가동부에 관성 중심 주변의 불필요 모멘트가 발생한다. 상기 불필요 모멘트는 트래 킹 서브 코일(260)에 의해 캔슬하고 있다. 이 때문에 트래킹 코일(238)의 감음 수는 트래킹 서브 코일(260)의 감음 수보다도 많은 쪽이 바람직하다.
상기와 같은 이유로, 포커스 코일(236)의 감음 수는 트래킹 서브 코일(260)의 감음 수보다도 수가 커지는 쪽이 바람직하다.
도 26에서는 트래킹 서브 코일(260)의 두께(th;260)와 포커스 코일(236)의 두께(th;236)와, 트래킹 코일(238)의 두께(th;238)를 나타내고 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 자기 요크(248)의 형상을 단이 있는 복잡한 형상으로 하거나, 혹은 포커스 마그넷(244)의 두께와 트래킹 마그넷(246)의 두께를 다른 두께로 하거나, 혹은 대물 렌즈 유지통(235)의 각 코일의 부착 위치를 복잡한 형상으로 하여, 포커스 코일의 두께(th;236)와 트래킹 서브 코일(260)의 두께(th;260)의 총합은 트래킹 코일(238)의 두께(th;38)과 대략 동등하게 하지 않아도 무방하다.
하지만 노트 PC용으로서 소형화, 박형화가 요구되는 광 픽업 액추에이터의 경우, 자기 요크(248)의 형상을 용이한 형상으로 하는 것이 가능해지도록, 포커스 코일(236)의 두께(th;236)와 트래킹 서브 코일(260)의 두께(th;60)의 총합은 트래킹 코일(238)의 두께(th;238)와 대략 동등하게 설계하는 쪽이 바람직하다.
도 27에서는 자기 요크 돌기부(48a)의 높이(tya), 자기 요크 돌기부(248b)의 높이(tyb), 자기 요크(248)의 자기 요크 높이(tyoke), 및 트래킹 마그넷(246)의 자석 높이(tmag)를 나타내고 있다.
각 자석의 자속을 고효율로 각 코일에 전달하기 위하여, 자기 요크 돌기부(248a)의 높이(tya) 및 (tyb)는 적어도 자기 요크 높이(tyoke)와 대략 동등한 것이 바람직하다.
자기 요크 돌기부(248a)의 높이(tya) 및 (tyb)는 자석 높이(tmag)와 대략 동등한 것이 더욱 바람직하다.
본 실시예에서는, 자기 요크(248)의 자기 요크 높이(tyoke)와 트래킹 마그넷(246)의 자석 높이(tmag)에 단차가 제공되고, 이 단차부에 접착제를 도포하고 자석을 강고하게 고정하여 광 픽업 액추에이터의 신뢰성을 향상시키고 있다.
도 39에서는 트래킹 코일(238)의 중심(38cen)과 포커스 코일(236)의 중심(36cen)의 높이(ttrfo)를 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 트래킹 서브 코일을 이용하지않는 종래의 광 픽업 액추에이터 가동부의 경우로, 포커스 코일(236)을 카운터매스로 이용하고 있다. 따라서, 포커스 코일(236)을 카운터매스로 이용하기 위하여 ttrfo는 큰 쪽이 바람직하다.
본 발명은 청색광 전용의 집광부 및 적, 적외용의 집광부를 설치한 구성을 가진다. 이에 따라,각 광을 확실하게 광 디스크 상에 집광시킬 수 있다. 게다가, 집광부의 구조를 간단하게 할 수 있다. 이에 따라, 블루 레이저를 포함하는 다종의 파장의 레이저에 대응해도 박형화, 소형화, 특성 열화 억제의 적어도 하나를 실현할 수 있는 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치 등에 적용할 수 있다.
[실시예 3]
본 발명에 따른 실시예 3에 따른 광 픽업 장치는 하기한 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도 54는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치를 나타내는 평면도이고, 도 55는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 측면도이다.
도 54 및 55에서, 부호 1001은 광 디스크로, 광 디스크(1001)는 광을 조사함으로써 정보의 재생이나 혹은 정보의 기록의 적어도 일방을 행할 수 있다. 구체적으로, 광 디스크(1001)로서는, 정보의 재생만을 행할 수 있는 CD-ROM 디스크, DVD-ROM 디스크 등과, 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록을 행할 수 있는 CD-R 디스크, DVD-R 디스크 등과, 정보의 재생에 부가하여 정보의 기록/소거가 가능한 CD-RW 디스크, DVD-RW 디스크, DVD-RAM 디스크 등이 적합하게 이용된다. 아울러, 광 디스크(1001)로서는 대략 적색광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것, 대략 적외광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것, 대략 청색~대략 청자의 광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비하는 것이 사용 가능하다. 상기 광 디스크(1001)의 크기로서는 다양한 직경을 가지는 원반 형상인 것을 이용할 수 있는데, 바람직하게는 3cm~12cm의 직경을 가지는 원반 형상인 것을 적합하게 이용할 수 있다.
부호 1002는 광 디스크(1001)를 회전하기 위한 스핀들 모터이다. 상기 스핀들 모터(1002)에는 광 디스크(1001)를 유지하는 차킹부(미도시)가 설치되어 있다. 상기 스핀들 모터(1002)는 광 디스크(1001)를 각속도 일정하게 회전시키거나 혹은 각속도를 가변적으로 회전시키거나 할 수 있다. 어떻게 각속도를 일정 혹은 가변적으로 제어할지는 스핀들 모터 구동 수단 및 광 디스크 장치의 제어부(미도시)가 상황에 따라 전환한다. 비록 본 실시예에서는 광 디스크(1001)의 회전 구동 수단으로서 스핀들 모터(1002)를 이용했으나, 다른 종류의 모터나 다른 수단을 이용하여 회전 구동시켜도 무방하다.
부호 1003은 광 디스크(1001)에 광을 조사함으로써 정보를 광 디스크(1001)에 기록 및 광 디스크(1001)로부터 정보를 읽어내기 위한 광 픽업이다.
부호 1004는 광 픽업(1003)의 베이스가 되는 캐리지, 부호 1005는 후술하는 대물 렌즈를 대략 삼차원적으로 이동시키는 광 픽업 액추에이터이다. 상기 캐리지(1004)는 적어도 지지 샤프트(1006)와 가이드 샤프트(1007)로 지지되어 있고, 광 디스크(1001)의 내주와 외주와의 사이를 이동 가능하게 되어 있다. 또한 캐리지(1004)는 광 픽업 액추에이터(1005)와 광학부 혹은 광원을 탑재하고 있다.
부호 1008은 청자색의 레이저부(1081), 수광 소자부(1082), 및 전광 모니터부(1500)를 구비한 집적 소자로, 상세하게는 도 56을 참조하여 설명한다. 상기 레이저부(1081)는 405nm의 레이저 광을 발생하는 레이저 다이오드(1081a)를 가지고 있다. 이 레이저 다이오드(1081a)는 베이스(1081b)로 구성되는 공간 내에 배치되어 있다. 비록 본 실시예에서는 청자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드(1081a)를 이용했으나, 청색~자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드를 이용해도 무방하다. 이러한 단파장의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드로서는, GaN에 In등의 발광 중심을 첨가한 활성층을 GaN을 주성분으로 하고 p형 불순물을 도프한 p형층과, GaN을 주성분으로 하고 n형 불순물을 도프한 n형층으로 끼워 넣은 것이 적합하게 이용된다. 소위 질화물 반도체 레이저가 적합하게 이용된다.
또한 베이스(1081b)에는 단자(1081c)가 복수개 세워져 설치되어 있다. 이 단자(1081c)는 어스 단자, 레이저 다이오드(1081a)에 전류를 공급하는 단자 등으로 구성되어 있다. 또한 레이저부(1081)로서는 프레임 레이저 등의 레이저 다이오드 (1081a)를 보호막으로 덮은 것이나, 혹은 베이스(1081b)를 밀봉된 공간부를 가지는 구성으로 하고 그 공간부 내에 레이저 다이오드(1081a)를 수납한 것 등이 이용된다.
부호 1083은 베이스(1081b) 상에 접착 등의 방법에 의해 베이스(1081b)에 직접 혹은 타 부재를 통해 부착된다. 상기 프리즘(1083)은 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 레이저 광(1084)을 투과시켜서 광 디스크(1001)로의 조사광으로 함과 동시에, 광 디스크(1001)로부터 돌아오는 광을 수광 소자부(1082)에 유도한다. 상기 프리즘(1083)의 수광 수자부(1082) 측에, 추가로 파장 405nm의 레이저 광(1084)을 분할하는 회절 격자 혹은 홀로그램(미도시)이 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면수차 검출, 광 디스크(1001) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하도록 되어 있다. 본 실시예에서는, 프리즘(1083)과 커버(1081b)의 사이에 투명한 광학 부재(1083a)를 설치했다. 이 프리즘(1083)과 광학 부재(1083a)로 광 가이드 부재를 구성하고 있다.
이 광학 부재(1083a)는 베이스(1081b) 상에 접착 등의 방법을 이용하여 직접 혹은 타 부재를 통해 접합되어 있다. 상기 프리즘(1083)에는 상호 대략 평행하게 경사진 경사면(1083b 내지 1083d)이 설치되어 있다. 이 경사면(1083b 내지 1083d)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램 혹은 회절 격자 등의 광학 소자가 배치되어 있다. 이 경사면(1083b 내지 1083d)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리 등의 접합면에 상당한다. 구체적으로는, 경사면(1083b)에는 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면 수차 검출, 광 디스크(1001) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하 기 위한 홀로그램이 적어도 형성되어 있다. 경사면(1083c)에는 적어도 편광 빔 스플리터 막 및 회절 격자가 형성되어 있다. 경사면(1083d)에는 파장 405nm의 광을 완전 투과하는 막이 부착되어 있다. 비록 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나, 1 내지 복수 설치해도 무방하다. 또한 광학 부재(1083a)에는 림 필터(1623)가 설치되어 있다. 이 림 필터(1623)는 광학 부재(1083a)의 프리즘(1083) 측에 설치되어 있고, 프리즘(1083)의 외주부에 당접하는 형태가 되어 있다. 비록 본 실시예에서는 광학 부재(1083a)를 설치했으나, 상기 광학 부재(1083a)는 사양 등에 따라서는 설치하지 않아도 무방하다. 상기 광학 부재(1083a)를 설치하지 않는 경우에는, 림 필터(1623)는 프리즘(1083)의 외주면에서의 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 광이 입사하는 부분에 설치된다.
비록 본 실시예에서는 림 필터(1623)를 이용했으나, 예를 들면 광 스팟의 중심부의 휘도가 낮고 외주부의 휘도가 높아지도록 광의 휘도 분포를 일부에서 다르게 하는 광 강도 분포 보정을 실현시키는 수단이면 타 부재라도 무방하다. 본 실시예에서는, 도 56에 도시한 바와 같이 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 광은 광학 부재(1083a)로부터 림 필터(1623)에 입사한다. 상기 림 필터(1623)에는 중심부에 투과형의 홀로그램 혹은 회절 격자가 형성되어 있다. 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 광은 이 림 필터(1623)에서 적어도 2개의 광으로 분리된다. 본 실시예에서는 2개로 분리했다. 즉 광 디스크(1001)로 향하는 레이저 광(1084)과 전광 모니터(1500)로 향하는 모니터 광(1084a)이다. 림 필터(1623)에 입사한 광의 중심부는 림 필터(1623)에 설치된 투과형의 홀로그램 혹은 회절 격자 등에서 회절되어 레이저 광(1084)과는 다른 방향으로 향하고, 모니터 광(1084a)으로서 추출된다. 림 필터(1623)로부터의 모니터 광(1084a)은 경사면(1083d)에 설치된 광학 박막이나 반사막 등에 의해 반사되고, 전광 모니터(1500)에 유도된다. 전광 모니터(1500)에서는 수광한 광을 전기 신호로 변환하고 그 전기 신호를 도시하지 않은 레이저 구동 수단으로 보내는 것으로 레이저 구동 수단은 레이저 다이오드(1081a)에 흐르게 하는 전류 등을 조정하여 소정의 광량이 되도록 조정한다. 상기 림 필터(1623)로부터 광 디스크(1001)로 향하는 레이저 광(1084)은 상술한 바와 같이 림 필터(1623)에 의해 림 필터(1623)에 입사된 광의 중심부의 광의 전부 혹은 일부가 모니터 광(1084a)으로서 이용되므로, 중심부의 휘도가 작고 외주부의 광의 휘도가 커진다. 이와 같이 림 필터(1623)를 설치하는 것으로 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 광을 출사 후 비교적 빠른 시간 내에 레이저 광(1084)과 레이저 광(1084)의 광축 방향과는 경사진 광축 방향으로 분리할 수 있으므로, 양호한 모니터 광(1084a)을 얻을 수 있다. 이에 따라, 청자색 등의 단파장의 레이저 광(1084)의 중심부의 휘도를 떨어뜨림으로써 광 디스크 상에 작은 광 스팟을 형성할 수 있게 되어 디스크 상에서의 광 휘도를 강하게 할 수 있다. 또한 이와 같은 작용을 하나의 광학 부품으로 달성시킬 수 있으므로, 장치의 소형화나 박형화 등을 실현시킬 수 있다.
또한 도 72에 도시한 바와 같이 림 필터(1623)와 같은 강도 분포 보정이 가능한 부재를 경사면(1083c)에 설치하고, 즉 프리즘(1083)에 내포되도록 구성해도 무방하다. 이 경우, 경사면(1083c)에 설치된 편광 빔 스플리터와 대향하도록 림 필터(1623)가 설치된다. 이때, 림 필터(1623)는 입사한 광의 적어도 일부를 반사시키 도록 반사막이나 반사형 회절 격자나 반사형 홀로그램이 설치된다. 그러므로 레이저 다이오드(1081a)로부터의 광은 경사면(1083c)에 입사하면 림 필터(1623)에서 중심부의 광의 적어도 일부가 반사되어 모니터 광(1084a)이 되어 전광 모니터(1500)에 입사되고, 중심부의 휘도가 저하된 광이 편광 빔 스플리터 막을 통과하여 레이저 광(1084)이 된다.
또한, 도 73에 도시한 바와 같이, 상기 림 필터(1623)를 경사면(1083d)에 설치하고, 프리즘(1083) 중에 내포하도록 구성해도 무방하다. 림 필터(1623)는 입사한 광의 적어도 일부를 반사시키도록 반사막이나 반사형 회절 격자나 반사형 홀로그램이 설치된다. 그러므로 레이저 다이오드(1081a)로부터의 광은 경사면(1083d)에 입사하면 림 필터(1623)에서 중심부의 광의 적어도 일부가 반사되고 모니터 광(1084a)이 되어 전광 모니터(1500)에 입사된다. 그 후에, 중심부의 휘도가 저하된 광이 편광 빔 스플리터 막을 통과하여 레이저 광(1084)으로 변경된다.
비록 도 56, 도 72, 및 도 73에 도시한 실시예에서는, 림 필터(1623)의 중심 부분에 반사형 혹은 투과형의 회절 격자나 홀로그램 등을 설치하여 모니터 광으로서 이용했는데, 반사형 혹은 투과형의 회절 격자나 홀로그램 등을 림 필터(1623)의 외주부에 환 형상으로 설치하거나, 이산적으로 복수 설치하거나 하는 등, 광 픽업의 사양 등에 의해 다양한 형상이나 개수로 할 수 있다.
광학 부재(1083a) 상에 프리즘(1083)을 접착 등의 방법으로 부착하면, 접합면인 경사면(1083b 내지 1083d)으로부터 외방으로 돌출한 접착재 혹은 경사면(1083b 내지 1083d)에 발생하는 요부를 완화시킬 수 있다. 즉 광학 설계 등에 의해 레이저 다이오드(1081a)로부터 출사된 광이 이 경사면(1083b 내지 1083d)의 외표면부에 상술한 바와 같이 형성된 요부나 돌부에 닿으면 기록/재생 특성에 영향을 미친다. 그러므로 프리즘(1083)의 레이저 다이오드(1081a) 측에 광학 부재(1083a)를 설치함으로써 상기 요부나 돌부가 형성되어도 그 요부를 완화할 수 있으므로 기록 특성 등의 열화를 방지할 수 있다.
상기 수광 소자부(1082)는 수광 소자(1082a)를 커버하고 표면에 투명한 유리 기판(1082b)으로 덮도록 구성되어 있다. 게다가, 케이스(1082c)로부터는 수광 소자(1082a)와 전기적으로 접속하기 위한 단자(미도시)가 케이스(1082c) 표면에 도출되어 있다. 그 외에는 수광 소자(1082a)가 파장 405nm(청 내지 청자의 광)에서 열화하지 않는 투명한 부재로 덮인 상태의 수광 소자부(1082)나, 혹은 유리 등의 커버를 설치하지 않고 수광 소자(1082a)를 드러내어도 가능한 것은 명백하다.
부호 1085는 결합 부재이다. 상기 결합 부재(1085)는 레이저부(1081)와 수광 소자부(1082)의 위치를 결정하기 위한 부재이고 또한 전광 모니터부(1500)의 위치를 결정하기 위한 부재이며, 각 부재는 납땜이나 UV 접착제 등으로 각부가 고정된다. 상기 수광 소자부(1082)의 단자(미도시)에는 플렉서블 기판(1086)이 접합된다. 상기 플렉서블 기판(1086)은 다른 플렉서블 기판에 납땜 등으로 결합되어 있다.
부호 1010은 적 및 적외색의 레이저부(1101), 수광 소자부(1102), 및 전광 모니터(1501)를 구비한 집적 소자이다. 이에 대한 상세한 설명은 도 57을 참조하여 설명한다. 상기 레이저 부(1101)에는 파장대략 660nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드(1103)와 파장 대략 780nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드 (1104)를 가지고 있다. 이 레이저 다이오드(1103, 1104)는 베이스(1101a)로 구성되는 공간 내에 배치되어 있다.
비록 본 실시예에서는 레이저 다이오드(1103, 1104)를 각각 다른 발광체 블록으로서 각각 공간 내에 배치했으나, 하나의 발광체 블록에 복수의 발광층을 설치하고 하나의 발광체 블록을 공간 내에 배치하는 구성이라도 무방하다. 또한 본 실시예에서는 2개의 다른 파장의 레이저 다이오드를 탑재했으나, 3개 이상의 다른 파장의 레이저 다이오드를 공간 내에 설치한 구성으로 해도 무방하다.
상기 베이스(1101a)에는 단자(1101b)가 복수개 세워져 설치되어 있다. 이 단자(1101b)는 어스 단자, 레이저 다이오드(1103, 1104)에 전류를 공급하는 단자, 모니터 광의 출력 단자 등으로 구성되어 있다. 부호 1105는 레이저 광(1106)을 투과하고, 되돌아오는 광을 수광 소자부(1102)로 유도하는 프리즘이다. 상기 프리즘(1105)에는, 경사면(1105c)에 고분자막이 설치되고 전광 모니터(1501)로 레이저 광(1106)의 일부를 반사하고 레이저 광(1106)의 출력 레벨을 모니터링 할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한 수광 소자부(1102) 측으로 유도한 위치에, 추가로 파장 780nm의 레이저 광(1106)을 분할하는 회절 격자(미도시)가 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(1001) 상에 기록된 신호 및 제어 신호 등의 검출이 가능하도록 되어 있다. 상기 프리즘(1105)에는 서로 대략 평행으로 경사진 경사면(1105a 내지 1105c)이 설치되어 있다.
이 경사면(1105a 내지 1105c)에 빔 스플리터 막이나 홀로그램 등의 광학 소자가 배치되어 있다. 구체적으로는, 경사면(1105a)에는 파장 780에 최적으로 형성 된 회절 격자(미도시)가 부착되고, 경사면(1105b)에는 파장 780nm에 대해서는 편광 빔 스플리터에서 P파광은 투과, S파광은 반사하고, 또한 파장 660nm에 대해서는 투과하는 막이 형성되고, 경사면(1105c)에는 파장 780nm에 대해서는 빔 스플리터에서 일부의 P파를 반사 및 투과하고, 파장 660nm에 대해서는 편광 빔 스플리터에서 일부의 P파를 반사 및 투과하고, S파에 대해서는 전반사하는 막이 형성되어 있다.
이 경사면(1105a 내지 1105c)은 투명한 유리 블록이나 수지 블록끼리의 등의 접합면에 상당한다. 비록 본 실시예에서는 경사면은 3개 설치했으나 1 내지 복수 설치해도 무방하다.
필요에 따라 프리즘(1105)의 레이저부(1101)측에는 3빔을 구성하기 위한 회절 격자(미도시)가 작성된다. 예를 들어, 일방의 레이저 파장이 타 파장으로부터 영향을 받지 않도록 편광을 이용한 3빔 회절 격자로 되어 있다.
부호 1108은 결합 부재로, 레이저부(1101)와 수광 소자부(1102)의 위치를 결정하기 위하여, 또한 전광 모니터부(1501)의 위치를 결정하기 위한 부재이다. 부호 1109는 빔 콤바이너 기능을 가진 회절 격자로, 파장 660nm은 사용하지 않고 파장 780nm에는 사용하도록 되어 있고, 파장 780nm의 외관상 가상 발광점이 파장 660nm의 가상 발광점과 일치하도록 되어 있다. 또한 회절 격자(1109)는 상기 빔 콤바이너 기능을 가지지 않아도 광학적으로 허용할 수 있는 것도 가능하다.
상기 회절 격자(1109)는 복수의 판 형상체를 적층한 구성으로 되어 있다. 이 복수의 판 형상체 중 적어도 하나에 격자가 설치되어 이다. 상기 회절 격자(1109)는 접착 등의 방법에 의해 직접 베이스(1101a)에 접합되어 있다.
레이저 다이오드(1103, 1104) 중 어느 하나로부터 출사된 광은, 회절 격자(1109), 프리즘(1105)을 통과하여 광 디스크(1001)로 도입된다. 상기 광 디스크(1001)에서 반사한 반사광은 프리즘(1105)을 통과하여 수광 소자부(102)로 도입된다. 이때, 프리즘(1105)에 있어서 광 디스크(1001)로부터의 반사광은 경사면(1105a)과 경사면(1105b) 사이에서 반사되어 수광 소자부(1102)에 입사된다.
수광 소자부(1102)는, 수광 소자(1102a)가 투명한 부재를 포함하는 케이스(1102b)로 덮여 있고, 게다가 케이스(1102b)로부터는 수광 소자(1102a)와 전기적으로 접속된 단자(1102c)가 케이스(1102b)의 외측으로 도출되어 있다.
수광 소자부(1102)의 단자(1102c)에는 플렉서블 기판(미도시)이 접속되어 있고, 다른 플렉서블 기판에 납땜 등으로 접합되어 있다.
또한, 집적 소자(1010)에 있어서도 림 필터(1623)를 이용해도 무방하다. 예를 들면 경사면(1105c)에 고분자막을 설치하여 모니터 광을 얻고 있는데, 이 고분자 막 대신에 림 필터(1623)를 이용하거나, 혹은 도 56이나 도 602에 도시한 위치에 림 필터(1623)를 이용해도 무방하다. 즉, 집적 소자(1008, 1010)의 적어도 일방에 림 필터(1623)를 이용하여 모니터 광을 도출시키는 구성으로 해도 무방하다. 또한 특히 단파장의 광원을 취급하는 집적 소자에는 바람직하게는 림 필터(1623)를 설치하는 쪽이 좋다.
부호 1011은 파장 405nm용의 콜리메이터 렌즈로, 레이저부(1081)로부터 출력된 발산한 레이저 광(1084)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 콜리메이터 렌즈(1011)는 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 의해 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가지고 있다. 부호 1012는 빔 정형 프리즘으로, 레이저 광(1084)의 강도 분포를 대략 원형 형상으로 보정한다. 부호 1013은 임계각 프리즘으로, 레이저 광(1084)을 분리하기 위하여 사용된다. 부호 14는 수차 보정 미러로, 광 디스크(1001)의 두께 오차 등에 의해 발생하는 구면 수차를 보정하기 위하여 사용된다.
여기서, 수차 보정 미러에 대하여 도 58 내지 도 591을 참조하여 설명한다.
도 58(a) 내지 도 58(c)는 각각 본 실시예에 따른 광 픽업에 이용되는 수차 보정 미러의 개략 평면도(최상면), 파선 A-B의 단면도 및 평면도(최하면)에서의 단면도이다.
기판(1015) 상에는 하부 전극(1016), 압전체(1017), 상부 전극(1018, 1019) 및 탄성체(1020)가 형성된다. 기판(1015)은 후측(도면 하측)에 원형의 캐비티부(1021)를 가지고 반사막(1022)이 형성된다. 하부 전극(1016)은 패터닝되고 전극 패드(1023)에 끌어 돌려진다. 마찬가지로, 상부 전극(1018, 1019)도 패터닝되고 전극 패드(1024, 1025)에 각각 끌어 돌려진다.
도 59에 상부 전극(1018, 1019)의 구성을 나타낸다. 상부 전극(1018, 1019)은 절연부(1026)에 의해 상호 절연된다. 이 예에 있어서, 상부 전극(1018)은 원형으로, 상부 전극(1019)과 중심을 대략 동일하게 하는 환상(環狀) 전극이다. 상부 전극(1018)으로부터는 배선이 끌어 돌려지고 전극 패드(1024)에 접속한다. 마찬가지로 상부 전극(1019)으로부터는 전극 패드(1025)에 배선이 끌어 돌려진다. 또한 본 실시예에서는 상부 전극(1018, 1019) 이라는 식으로 2개로 분할했으나 3개 이상으로 분할해도 무방하고, 게다가 본 실시예에서는 상부 전극(1018, 1019)을 외형이 원형상이 되도록 구성했으나, 방형상이나 4각형 이상의 다각 형상, 혹은 삼각 형상으로 해도 무방하다.
도 60에 하부 전극의 구성을 도시한다. 하부 전극(1016)은 상부 전극(1018, 1019)과 함께 압전체(1017)를 사이에 두고 있고, 게다가 하부 전극(1016)은 전극 패드(1023)로 배선된다.
이 구성에 있어서, 하부 전극(1016)을 접지하고 상부 전극(1018)에 정전압을, 상부 전극(1019)에 부전압을 부여한 경우의, 반사막(1022)의 변위의 등고선(a) 및 변위도(b)를 도 61에 도시한다. 도면 중간 C, C' 및 D, D'는 각각 절연부(1026) 및 캐비티부(1021)의 외주부의 위치에 대응한다.
D, D'의 위치가 캐비티부(1021)의 외주부로서, 이 외주 부분은 구속되어 있으므로 변위가 제로이다. 변위는 C-D, C'-D'에 대응하는 환 형상부에서 아래로 볼록이고, C, C'의 경계를 기점으로 C-C'의 직경에 대응하는 부분에 있어서 위로 볼록이 된다. 구면 수차의 보정에는 일반적으로 비구면 형상이 필요한데, C-C'에서의 곡면 형상은 확실히 비구면 형상이다. 따라서 본 발명에서는, C-C'에서의 곡면 부분, 즉 상부 전극(1018)의 형상에 대응하는 반사막(1022)의 부분, 혹은 그 내측을 이용한다. 이에 따라 수차 보정 미러가 상당히 정밀도가 높은 수차 보정을 실현할 수 있게 되는 기능 부품이다. 또한 본 실시예에서는 박막 형성된 압전체(1017)를 이용한 수차 보정 미러를 설치했으나 벌크 형상의 압전체로 구성해도 무방하고, 혹은 다른 변위 가능한 부재를 이용하여 수차 보정 미러를 구동시켜도 무방하다. 또한 압전체(1017)를 이용하지 않고 복수의 렌즈를 조합하고 그 복수의 렌즈 중 적어 도 하나를 이동시킴으로써 구면 수차를 보정시킬 수 있다.
다음으로, 부호 1027은 빔 스플리터로서, 집적 소자(1008, 1010)로부터 발광된 레이저 광(1084, 1106)을 분리 및 결합하고, 레이저 광(1084)에 대해서는 위상도 갖춘 구성으로 되어 있다. 또한 빔 스플리터(1027)의 집적 소자(1008)로부터 출사된 광이 입사하는 측에는 파장 405nm에 대하여 λ/4 파장판(1502)이 접착 등의 수단에 의해 부착되어 있다.
또한 본 실시예에서는 림 필터(1623) 및 전광 모니터(1500)는 집적 소자(1008, 1010)에 들어가 있는데, 집적 소자(1008, 1010) 밖에 설치해도 무방하고 그 경우에는 각 집적 소자(1008, 1010)와 그 빔 스플리터(1027)의 사이에 림 필터(1623)를 설치하고, 그 근방에 전광 모니터(1500)를 설치해도 무방하다.
부호 1029는 정의 파워(positive power)를 가진 볼록 렌즈이고, 부호 1030은 정의 파워를 가진 볼록 렌즈이다. 볼록 렌즈(1029, 1030)의 사이에 빔 스플리터(1027)가 설치되어 있다. 이 볼록 렌즈(1029)와 볼록 렌즈(1030)의 조합으로 레이저 광(1084)을 소망의 빔 직경으로 확대하고 있다. 또한 볼록 렌즈(1029)와 (1030)의 사이에는 레이저 광(1084)을 한번 초점을 연결하도록 되어 있다. 이와 같이 볼록 렌즈(1029)와 볼록 렌즈(1030) 간에 한번 초점을 연결하고, 또한 볼록 렌즈(1029)의 초점 거리와 볼록 렌즈(1029)와 수차 보정 미러(1014) 간의 거리를 대략 일치시킴으로써 수차 보정 미러(1014)로 구면 수차 보정용으로서 발생된 발산광이나 수속(收束)광에 의한 대물 렌즈부에서의 FFP 분포 변동을 억제할 수 있다. 부호 1028은 파장 660nm 및 780nm 용의 릴레이 렌즈로, 이 릴레이 렌즈(1028)는 볼록 렌 즈(1030)와의 조합으로 레이저부(1101)로부터 출력된 발산한 레이저 광(1106)을 대략 평행광으로 하기 위하여 사용된다. 또한 파장 변동 및 온도 변화 등의 영향에 의해 발생하는 색 수차를 보정하는 기능도 가질 수 있다.
부호 1031은 입상(立上) 프리즘으로, 제 1면(1311)에서 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(1106)에 대해서는 반사하는 기능을 가지고, 파장 405nm의 레이저 광(1106)에 대해서는 투과굴절하는 기능을 가진 유전 다층막이 형성되어 있다. 또한 제 2면(1312)은 파장 405nm의 레이저 광(1106)이 반사할 수 있도록 되어 있고, 위상도 갖춘 구성으로 되어 있다. 이와 같이 입상 프리즘(1031)을 한 장의 프리즘으로 구성함으로써 후술하는 액추에이터의 강성을 증가시키는 것도 가능하게 되어 있다. 부호 1032는 파장 660nm에 대응한 광 디스크(DVD;1001) 용의 대물 렌즈로, 파장 780nm에 대응한 광 디스크(CD;1001)에 대해서도 평행광으로 소망의 기록 위치에 초점을 연결할 수 있는 기능을 가진 대물 렌즈이다. 부호 1033은 파장 405nm에 대응한 광 디스크(1001) 용의 대물 렌즈이다. 실시예에서는 대물 렌즈(1032)가 스핀들 모터 센서 위치에 배치되어 있고, 대물 렌즈(1033)는 대물 렌즈(1032)에 대하여 볼록 렌즈(1030)와 반대측, 즉 광 디스크(1001)에 대하여 탄젠셜(tangential) 방향으로 배치되어 있다. 또한 대물 렌즈(1033)의 두께는 대물 렌즈(1032) 보다도 두껍게 되도록 구성한다. 본 실시예와 같이, 광원으로부터 출사된 광이 먼저 최초로 제 1면(1311)에서 비교적 장파장의 광을 일으키고, 비교적 단파장의 광을 제 1면(1311)을 투과한 후에 제 2면(1312)에서 일으키는 구성, 즉 도 54d에 도시한 구성에서는 각 레이저부(1081, 1101) 측에 장파장에 대응하는 대물 렌즈(1032)를 배치 하고, 대물 렌즈(1032)보다도 먼 위치에 대물 렌즈(1033)를 설치하는 구성으로 함으로써, 비교적 입상 프리즘(1031)에 입사되기까지의 광의 끌어 돌리는 경로를 길게 할 수 있어 광학 설계를 용이하게 할 수 있다.
그러나 입상 프리즘(1031)의 제 1면(1311) 면이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(1106)을 투과하고 파장 405nm의 레이저 광(1084)을 반사시키며, 제 2면(1312) 면이 파장 660nm 및 780nm의 레이저 광(1106)을 반사하는 구성이면, 대물 렌즈(1033)는 대물 렌즈(1032)에 대하여 레이저 측에 배치해도 구성 가능하다(미도시).
부호 1034는 개구 홀로 파장판으로, 개구 홀로 파장판(1034)은 CD 및 DVD의 광 디스크(1001)에 대응하기 위해 필요한 개구수를 실현하기 위한 개구 필터와 DVD의 광에 대하여 반응하는 편광 홀로그램으로 구성되고 유전 다층막(dielectric multi-layer), 홀로그램 개구 등의 수단으로 개구 홀로 파장판(1034)은 실현되고, DVD의 광에 대하여 포커스 검출, 트래킹 검출, 광 디스크(1001) 상에 기재된 신호 등을 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한 λ/4판 파장 660nm 및 780nm에 대응하여 왕로와 복로에 있어서 편광 방향을 대략 90도 편광시키고 있다.
다음으로, 대물 렌즈(1032, 1033)을 유지한 액추에이터에 대하여 도 62, 도 63을 참조하여 설명한다. 도 62는 본 발명의 일 실시예에서의 광 픽업 장치의 액추에이터를 도시한 정면도이고, 도 63은 그 단면도를 나타낸다.
도 62, 도 63에 있어서, 부호 1035는 대물 렌즈(1032, 1033)와 개구 홀로 파장판(1034)을 접착 등의 방법으로 고정할 수 있는 대물 렌즈 유지통이다.
부호 1036, 1037은 각각 포커스 코일로서 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있고, 부호 1038, 1039는 트래킹 코일로서 포커스 코일(1036, 1037)과 마찬가지로 각각 대략 링 형상으로 권선되어 있다. 이들 포커스 코일(1036, 1037), 트래킹 코일(1038, 1039)도 대물 렌즈 유지통(1035)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 부호 1040, 1041은 서스펜션 와이어로서 이 서스펜션 와이어(1040, 1041)는 대물 렌즈 유지통(1035)과 서스펜션 홀더(1042)를 연결하고 있고, 적어도 대물 렌즈 유지통(1035)은 소정의 범위에서 서스펜션 홀더(1042)에 대하여 변위 가능하게 되어 있다. 서스펜션 와이어(1040, 1041)의 양단부는 각각 대물 렌즈 유지통(1035)과 서스펜션 홀더(1042)에 인서트 성형으로 고정되어 있다. 서스펜션 와이어(1040)에는 포커스 코일(1036, 1037)도 납땜 등으로 고정되고, 서스펜션 와이어(1041)에는 트래킹 코일(1038 1039)도 납땜 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 서스펜션 와이어(1040, 1041)는 포커스 코일(1036, 1037)의 각각과, 또한 직렬로 접합된 트래킹 코일(1038, 1039)에 대하여 전력을 공급할 수 있도록, 바람직하게는 6개 이상의 둥근 와이어 혹은 판 스프링 등으로 구성되어 있다.
서스펜션 홀더(1042)에는 납땜 등으로 고정하기 위하여 플렉서블 기판(1043)이 접착 등으로 고정되어 있다. 부호 1044, 1045는 포커스 마그넷으로, 포커스 코일(1036, 1037)보다도 마그넷 폭 방향(트래킹 방향)을 작게 구성하고 있고, 포커스 코일(1036, 1037)의 코일 중심 위치보다도 광 디스크(1001)의 외주측의 포커스 마그넷(1044)은 외주 가까이에 대향하여 배치되어 있고, 광 디스크(1001)의 내주측의 포커스 마그넷(1045)은 내주 가까이에 대향하여 배치되어 있다. 부호 1046, 1047은 트래킹 마그넷으로, 트래킹 코일(1038, 1039)에 대향하여 배치되어 있다. 또한 포커스 마그넷(1044, 1045)은 포커스 방향으로, 트래킹 마그넷(1046, 1047)은 트래킹 방향으로 자극이 각각 분할되고, 일극이 포커스 코일(1036, 1037) 및 트래킹 코일(1038, 1039)의 대략 링 형상의 일편에 대향하고, 타극측이 포커스 코일(1036, 1037) 및 트래킹 코일(1038, 1039)에서의 대략 링 형상의 타 부분에 대향하도록 배치되어 있다. 이때 포커스 마그넷(1044, 1045)과 자기 요크(1048)로 각각 포커스 자기 회로, 트래킹 마그넷(1046, 1047)과 자기 요크(1048)로 각각 트래킹 자기 회로를 구성하고, 이 포커스 자기 회로 중에 각각 포커스 코일(1036, 1037), 트래킹 자기 회로 중에 각각 트래킹 코일(1038, 1039)이 1개씩 배치된 구성을 실현할 수 있고, 각각의 코일에 통전함으로써 각각 독립하여 제어할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에서는 포커스 코일(1036, 1037)을 독립적으로 제어하고 있는 것을 설명했는데, 포커스 코일(1036, 1037), 트래킹 코일(1038, 1039)을 모두 독립적으로 제어하는 것도 무방하다. 이 경우 서스펜션 와이어(1040, 1041)는 전체적으로 적어도 8개 필요해지는데, 어느 일방의 페어(pair), 예를 들면 포커스 코일(1036, 1037)만을 독립적으로 제어한 경우에는 서스펜션 와이어(1040, 1041)는 단지 6개 또는 그 이상이다.
더욱이, 포커스 마그넷(1044, 1045), 트래킹 마그넷(1046, 1047)은 분할할 때 마그넷의 착자를 다극 착자로 하지 않고 각각의 단일의 자극을 가지는 마그넷을 분할하여 서로 붙인 타입으로 함으로써 극간에 발생하는 뉴트럴 존을 억제할 수 있고, 각 코일의 포커스 시프트 및 트래킹 시프트에 수반되는 자기 회로 특성의 열화 를 최소한으로 억제할 수 있다. 틸트 마진이 좁은 고밀도 광 디스크의 제어를 행하기 위해서는 이와 같이 단극의 마그넷을 서로 붙이는 것이 정밀도를 높이기 위해 필수적이다.
서스펜션 와이어(1040, 1041)에는 소형화와 서스펜션 와이어(1040, 1041)의 좌굴(座屈) 방향의 공진을 저감시키기 위하여 'V'자형이 되어 텐션이 가해지고 있다. 또한 자기 요크(1048)는 자기적인 면에서는 포커스 마그넷(1044, 1045) 및 트래킹 마그넷(1046, 1047)의 자기적인 요크의 역할을 다하고, 구조적인 면에서는 서스펜션 홀더(1042)를 유지하여 고정하는 기능을 담당하고 있어, 접착제 등 서스펜션 홀더(1042)를 고정하는 데에도 이용되고 있다. 서스펜션 와이어(1040, 1041)에 있어서, 서스펜션 홀더(1042) 측에는 댐핑을 행하는 댐퍼 겔(damper gel)이 충전되어 있다. 댐퍼 겔은 UV 등으로 겔 상태가 되는 재료를 사용하고 있다. 또한 이하 대물 렌즈 유지통(1035), 포커스 코일(1036), 포커스 코일(1037), 트래킹 코일(1038), 트래킹 코일(1039), 대물 렌즈(1032, 1033), 개구 홀로 파장판(1034)으로 구성되는 부분을 "광 픽업 액추에어터 가동부"라고 한다.
부호 1049는 레이저 드라이버로서, 레이저부(1101) 내에 내장하는 파장 780nm과 파장 660nm의 파장의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(1049)는 캐리지(1004) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조가 되어 있다. 또한 부호 1050도 레이저 드라이버로, 레이저부(1081) 내에 내장하는 파장 405nm의 파장 의 반도체 레이저를 발광시키기 위하여 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위하여 중첩을 가하는 기능도 가지고 있다. 또한 레이저 드라이버(1049)와 마찬가지로, 캐리지(1004) 혹은 캐리지 상하에 배치되는 커버 판금(미도시)에 접촉 상태로 하여 방열을 효과적으로 행할 수 있는 구조로 되어 있다.
다음으로 본 실시예에서의 광 픽업의 광학 구성에 대하여 설명한다.
먼저 파장 405nm에 대하여 설명한다.
레이저부(1081)로부터 출사된 파장 405nm의 발산한 레이저 광(1084)은 콜리메이터 렌즈(1011)로 대략 평행이 되고, 빔 정형 프리즘(1012)을 통과하고 임계각 프리즘(1013)을 통해 반사 미러 기능을 가진 수차 보정 미러(1014)에 도달한다. 수차 보정 미러(1014)로부터 반사된 레이저 광(1084)은 다시 임계각 프리즘(1013)으로 입사한다. 이 때, 수차 보정 미러(1014)로 들어가는 입사광과 반사광은 임계각 프리즘(1013)의 임계각도 전후 수도(數度)의 경사를 가지도록 배치되어 있다. 또한 임계각 프리즘(1013a)과 임계각 프리즘(1013b)과의 사이에는 공기 틈새를 두고 있다. 이와 같이 구성함으로써 임계각을 이용하여 파장 405nm의 레이저 광(1084)을 효율적으로 분리하는 것이 가능해진다.
또한 상기 공기 틈새에 대향하는 임계각 프리즘(1013a) 및 임계각 프리즘(1013b)의 양면에는, 유전체 다층막 등의 수단으로 광투과 효율을 향상시키는 것도 가능하다. 다음으로 임계각 프리즘(1013)으로부터 출사된 레이저 광(1084)은 정의 파워를 가진 볼록 렌즈(1029)에 의해 집광하고 다시 발산광으로서 λ/4파장판(1502)을 통과하여 원편광이 된다. 다음으로 빔 스플리터(1027)를 통과하고 볼록 렌즈(1030)를 통해 입상 프리즘(1031)에 입사하고 제 1면(1311)을 통과굴절하여 제 2면(1312)에서 반사하고 제3 면(1313)을 통과 굴절한다. 반사한 레이저 광(1084)은 대물 렌즈(1033)에 의해 집광되어 광 디스크(1001) 상에 광 스팟을 형성한다. 광 디스크(1001)로부터 되돌아오는 레이저 광(1084)은 왕로(往路)와는 역으로 통과하여 λ/4 파장판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(1083) 내의 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자부(1082)와의 사이에 구성되는 회절 격자에 의해 수광 소자부(1082) 내의 수광 소자(1082a)로 유도되어 적어도 구면 수차 오차 신호를 생성한다. 파장 405nm에 있어서는 파장이 종래와 비교하여 짧아졌기 때문에, 광 디스크(1001)의 보호층 두께 등이 변환했을 시에 발생하는 구면 수차가 커져 기록 재생 품질이 크게 손상된다. 따라서 상술한 구면 수차 검출 신호에 따라 수차 보정 미러(1014)를 구동하고 반사면을 약간 구면으로 변형시킴으로써, 발생한 구면 수차를 억제할 수 있게 되어 있다.
또한 금회에는 수차 보정 미러(1014)를 이용하여 구면 수차를 보정하도록 되어 있으나, 상술한 볼록 렌즈(1029, 1030)의 적어도 일방을 광축 방향으로 이동시키는 것으로도 구면 수차를 보정하는 것도 가능하다.
다음으로, 파장 660nm에 대하여 설명한다. 레이저부(1101)의 레이저 다이오드(1103)로부터 출사된 파장 660nm의 레이저 광(1106)은 빔 콤바이너 기능을 가지는 회절 격자(1109)를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(1105)을 통해 릴레이 렌즈(1028)와 볼록 렌즈(1030)로 대략 평행이 되도록 되어 있다. 이 릴레이 렌즈(1028)와 볼록 렌즈(1030)와의 사이에 빔 스플리터(1027)가 배치되고, 상술한 파장 405nm 의 레이저 광(1084)과 대략 동축 상에 놓이도록 되어 있다. 볼록 렌즈(1030)로부터 나온 대략 평행광의 레이저 광(1106)은 입상 프리즘(1031)의 제 1면(1311)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(1106)은 개구 홀로 파장판(1034)의 개구 필터, 편광 홀로그램, λ/4판의 순으로 통과하여 원편광이 되고, 대물 렌즈(1032)에 의해 집광되어 광 디스크(1001) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때, 개구 홀로 파장판(1034)의 편광 홀로그램은 왕로광의 P파에는 작용하지 않고 복로의 S파에서 작용하도록 되어 있다. 광 디스크(1001)로부터 되돌아 오는 레이저 광(1106)은 왕로와는 역으로 통과하여 개구 홀로 파장판(1034)의 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 편광 홀로그램에 의해 필요에 따른 광으로 회절된 레이저 광(1106)은 최종적으로는 프리즘(1105) 내의 경사면(1105c)에 설치된 편광 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자부(1102) 내의 광검출기로 유도된다.
이어서 파장 780nm에 대하여 설명한다. 레이저 부(1101)의 레이저 다이오드(1104)로부터 출사된 파장 780nm의 레이저 광(1106)은 빔 콤바이너의 기능을 가지는 회절 격자(1109)에 의해 회절하여 780nm 전용 3 빔을 형성하는 회절 격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(1105)을 통해 릴레이 렌즈(1028)와 볼록 렌즈(1030)로 대략 평행하게 되도록 되어 있다. 이 릴레이 렌즈(1028)와 볼록 렌즈(1030)와의 사이에 빔 스플리터(1027)가 배치되고 상술한 파장 405nm의 레이저 광(1084)과 대략 동축 상에 놓이도록 되어 있다. 볼록 렌즈(1030)로부터 나온 대략 평행광의 레이저 광(1106)은 입상 프리즘(1031)의 제 1면(1311)에서 반사한다. 반사한 레이저 광(1106)은 개구 홀로 파장판(1034)의 개구 필터, 편광 홀로그램, λ/4판의 순으로 통과하여 원편광이 되고 대물 렌즈(1032)에 의해 집광되어 광 디스크(1001) 상에 광 스팟을 형성한다. 이때, 개구 홀로 파장판(1034)의 편광 홀로그램은 파장 780nm에는 거의 영향을 미치지 않도록 되어 있다. 광 디스크(1001)로부터 되돌아 온 레이저 광(1106)은 왕로와는 역으로 통과하여 λ/4판을 통과함으로써 왕로와는 대략 90도의 편광 방향으로 편광되고, 최종적으로는 프리즘(1105) 내의 경사면(105b)에 설치된 편광 빔 스플리터에 의해 분리되고 수광 소자부(1102)와의 사이에 구성되는 회절 격자(미도시)에 의해 수광 소자부(1102) 내의 광 검출기로 유도된다.
이러한 광학 구성으로 함으로써, 볼록 렌즈(1029) 및 볼록 렌즈(1030)로 구성된 빔 익스팬더 기능과 집적 소자(1008)와의 사이에 구면 수차를 보정하는 수차 보정 미러(1014) 및 콜리메이터 렌즈(1011)를 배치함으로써, 수차 보정 미러(1014)의 부품 사이즈에서의 소형화를 실현할 수 있고 콜리메이터 렌즈(1011)와 집적 소자(1008)와의 틈새를 짧게 할 수 있으며, 볼록 렌즈(1030)를 집적 소자(1010) 내의 레이저 다이오드(1103, 1104)의 일부의 콜리메이터 렌즈로 하고 있기 때문에, 광 픽업(1030)의 소형화 및 박형화를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 실시예에서의 광 픽업 액추에이터 가동부의 동작에 대하여 설명한다. 도시하지 않는 전원에 의해 서스펜션 홀더(1042)에 부착된 플렉서블 기판(1043), 이것과 접속된 서스펜션 와이어(1040, 1041)를 통해 포커스 코일(1036, 1037), 트래킹 코일(1038, 1039)에 전력이 공급된다. 서스펜션 와이어(1040, 1041)는 전체로서 적어도 6개 이상 설치되어 있다.
그 중 2개는 직렬로 설치된 트래킹 코일(1038, 1039)에 접속되고, 남은 4개 중 2개는 포커스 코일(1036)에 접속되고, 남은 2개가 포커스 코일(1037)에 접속되어 있다. 이에 따라 포커스 코일(1036, 1037)은 각각 독립하여 통전 제어할 수 있게 된다.
포커스 코일(1036)과 포커스 코일(1037)에 모두 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 포커스 코일(1036, 1037)과 포커스 마그넷(1044, 1045)의 배치 관계와, 2분할 한 자극의 극성의 관계로부터 포커스 방향으로 가동할 수 있는 포커스 자기 회로가 형성되어 전류를 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 포커스 방향의 제어가 가능해진다. 다음으로 트래킹 코일(1038, 1039)에 정방향(또는 부방향)으로 전류를 흐르게 하면, 트래킹 코일(1038, 1039)과 트래킹 마그넷(1046, 1047)의 배치 관계와, 2분할 한 자극의 극성의 관계로부터 트래킹 방향으로 가동할 수 있는 트래킹 자기 회로가 형성되어 트래킹 방향의 제어가 가능해진다.
또한, 실시예에서는 상술한 바와 같이 포커스 코일(1036)과 포커스 코일(1037)에는 각각 독립하여 전류를 흐르게 할 수 있도록 되어 있다. 따라서 일방의 코일로 흐르게 하는 전류의 방향을 반전하면, 포커스 코일(1036)에는 광 디스크(1001)로 가까워지는 방향으로의 힘이 작용하고, 포커스 코일(1037)에는 광 디스크(1001)로부터 떨어지는 방향으로 힘이 작용한다. 이 결과 상반되는 힘에 의해 광 픽업 액추에이터 가동부에는 반지름 방향으로 회전하는 모멘트가 발생하고, 6개의 서스펜션 와이어(1040, 1041)에 작용하는 비틀림 모멘트와의 힘이 균형이 잡히는 위치까지 틸트한다. 이 포커스 코일(1036, 1037)에 흐르게 하는 방향 및 양에 따라 틸트 방향의 제어가 가능해진다.
이하 대물 렌즈(1032, 1033)에 대하여 설명한다.
도 63에 도시한 바와 같이 대물 렌즈(1032)의 최대 두께를 t1로 하고, 대물 렌즈(1033)의 최대 두께를 t2로 했을 때, t2/t1=1.05~3.60으로 하는 것이 바람직하다. 즉, t2/t1이 1.05보다 작으면 대물 렌즈(1033)의 직경을 크게 하지 않으면 안되어, 광 픽업(1003)이 크게 되어 버려서 소형화를 행할 수 없고, 또한 t2/t1이 3.60보다 크면 대물 렌즈(1033)의 두께가 너무 두꺼워 져버려 박형화에 적합하지 않다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(1033)를 장파장용의 대물 렌즈(1032)보다도 두껍게 구성함으로써 장치의 소형화 등을 행할 수 있고, 게다가 상기 두께의 비율을 규정함으로써 특히 장치의 박형화, 소형화를 실현할 수 있다.
다음으로, 대물 렌즈(1033)에 있어서 대물 렌즈(1032) 보다도 광 디스크(1001) 측으로 돌출하는 돌출량에 대하여 설명한다. 광 디스크 장치의 두께가 13mm 이하의 장치가 되면, 대물 렌즈(1032, 1033)와 장착된 광 디스크(1001)의 틈새가 매우 좁아진다. 따라서 대물 렌즈(1032)를 기준으로 생각하면, 도 63에 도시한 돌출량 t3은 0.05mm~0.62mm으로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 돌출량은 대물 렌즈(1032)의 광 디스크(1001)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분과, 대물 렌즈(1033)의 광 디스크(1001)가 장착되는 측의 최대 돌출 부분의 차로 표시되어 있다. t3가 0.05mm 보다도 작으면 대물 렌즈(32,33) 중 어느 일방의 렌즈 직경을 크게 하지 않으면 안되어 소형화에 적합하지 않고, t3 가 0.62mm보다도 크게 돌출하면 광 디스크(1001)와의 접촉하는 확률이 높아진다.
이와 같이 단파장의 광에 대응하는 대물 렌즈(1033)를 상술한 바와 같이 돌출시킴으로써 소형화 혹은 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 도 54에 도시한 바와 같이, 캐리지(1004)의 이동 방향(L)을 따라, 또한 스핀들 모터(1002)의 센터를 통과하는 센터 라인(M) 상에 장파장에 대응한 대물 렌즈(1032)의 센터가 대략 일치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉 이러한 구성에 의해 종래 광검출 방식에서 가장 실적이 있는 3 빔 DPP(Differential Push-Pull) 방식을 채용할 수 있다.
대물 렌즈(1032, 1033)에 입사하는 광의 스팟의 직경에 대하여 설명한다.
도 55에 도시하는 대물 렌즈(1032)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t4로 하고, 대물 렌즈(1033)에 입사하는 광 스팟의 직경을 t5로 했을 때, t5/t4의 관계를 충족시킴으로써 소형화를 실현하기 쉽다. 또한 렌즈 설계 등을 고려하면, t5/t4=0.4~1.0으로 하는 것이 바람직하다. t5/t4가 0.4 보다도 작으면 대물 렌즈(1033)를 만들기 어렵고, 또한 대물 렌즈(1032)가 커져 소형화에는 부적합하고, 1.0보다 크면 대물 렌즈(1033)의 두께가 너무 두꺼워져서 소형화에는 부적합하다.
이상이 본 발명의 일 실시예인데, 보다 상세하게 본 발명의 중요한 부분을 이하에 설명한다. 도 64은 종래의 광 픽업 장치의 광학적 배치를 나타내는 개략 구성도, 도 65는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업 장치의 광학적 배치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 64, 도 65에 있어서, 부호 1601은 광학 유닛으로, 여기서는 레이저 다이오드에서 파장 약 405nm의 청자색의 광을 발진하는 것이다. 또한 이 레이저 다이오 드(1601)는 파장 약 660nm의 적색 레이저, 파장 약 780nm의 적외 레이저 등도 적합하게 이용된다. 또한 본 실시예에서는 청자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드(1601)를 이용했으나 청색~자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드를 이용해도 무방하다. 광을 출사하는 레이저 다이오드(1601)로서는 GaN에 In 등의 발광 중심을 첨가한 활성층에 GaN을 주성분으로 하여 p형 불순물을 도프한 p형층과, GaN을 주성분으로 하여 n형 불순물을 도프한 n형층으로 끼워 넣은 것이 적합하게 이용된다. 소위, 질화물 반도체 레이저가 적합하게 이용된다. 부호 1602는 콜리메이터 렌즈로 불리는 렌즈로, 콜리메이터 렌즈(1602)는 유리로 형성되어 있는데, 플라스틱이나 수지 등의 재료로 형성되어 있어도 무방하다. 이 콜리메이터 렌즈(1602)는 레이저 다이오드(1601)의 전방에 위치하고 있고, 레이저 다이오드(1601)로부터 사출된 광을 대략 평행광으로 하기 위하여 이용된다. 또한 이때 반드시 대략 평행광일 필요는 없고 발산 혹은 수속광인 경우도 있다.
부호 1623은 림 필터로 불리는 광학 소자이고 광의 강도 분포 보정을 하기 위하여 이용되는 것이다. 림 필터(1623)를 이용함으로써 가우스형의 광량 분포였던 것을 보정하고, 이에 따라 결과적으로 광 디스크(1001)에 도달하는 광의 광량을 증가시키고 광 디스크(1001) 반면상에서의 스팟 사이즈를 작게 할 수 있다. 림 필터(1623)는 광량 보정부(1623a) 또는 회절형 광량 보정부(1623c)와 투명판 형상 부재(1623b)로 구성된다. 투명판 형상 부재(1623b)는 유리나 플라스틱 등의 광에 대하여 투명한 재료로 구성된다. 광량 보정부(1623a), 회절형 광량 보정부(1623c)도 투명판 형상 부재(1623b)와 마찬가지로 유리나 플라스틱 등의 광에 대하여 투명한 재 료로 구성되는데, 금속막이나 유전체 다층막이 표면 혹은 내부에 성막되어 있는 경우도 있다.
도 69 ~ 도 71에 림 필터(1623)의 일 제작 방법에 대하여 설명한다. 먼저 회절형 광량 보정부(1623c)를 가진 림 필터(1623)에 대하여 설명해 가기로 한다. 도 69(a)에 있어서, 투명판 형상 부재(1623b)를 준비하고, 도 69(b)에서 투명판 형상 부재(1623b)에 레지스트(1700)를 도포한다. 도 69(c)에서 포토마스크(1701)를 씌우고 광을 조사한다. 그러면 광이 조사된 레지스트(1700)는 오목하게, 조사되지 않는 곳은 그대로 남아서, 도 69(d)에 도시한 바와 같이 결과적으로 표면에 요돌이 생긴다. 다음으로 도 70(a)에서 레지스트(1700)를 알칼리성의 수용액 등으로 "엣징"이라고 불리는 작업을 행하고 레지스트(1700)를 제거한다. 도 70(b)에서 레지스트(1700)가 제거되고 림 필터(1623)가 완성된다. 이것은 광이 투과하는 타입의 회절형 광량 보정부(1623c)를 가진 림 필터(1623)로서, 광을 반사하는 타입의 회절형 광량 보정부(1623c)의 경우에는 도 70(b)에 이어 또 도 70(c)에서 마스킹 지그(703)를 부착하고, 도 70(d)에서 금속막이나 유전체 다층막을 증착시킨다. 이것으로 광을 반사하는 타입의 회절형 광량 보정부(1623c)를 가진 림 필터(1623)를 제작할 수 있다. 또한 광량 보정부(1623a)를 가진 림 필터(1623)의 경우는 우선 도 71(a)에서 투명판 형상 부재(1623b)를 준비하고, 도 71(b)에서 마스킹 지그(1704)를 부착하고 도 71(c)에서 금속막이나 유전체 다층막을 증착시킨다.
림 필터(1623)는 광이 어떤 파장을 가진 것에 대해서는 반사, 또는 어떤 파장에 대해서는 투과인 광학 특성과, 림 필터(1623)의 소정의 장소에 따라서도 반사 하고, 투과하거나 하는 등의 위치 특성의 2가지의 특성을 가지고 있다. 실시예에서는 림 필터(1623)의 중심부 근방의 광량 보정부(1623a), 회절형 광량 보정부(1623c)는 광을 약 15% 반사, 약 85% 투과하는 밸런스로 구성되어 있다. 투과와 반사의 밸런스는 레이저 다이오드(1601)의 파장이나 파워에 의해 다양한 값으로 할 수 있다. 또한 광량 보정을 위해 이용되는 광량 소자는 림 필터뿐만 아니라 상기한 바와 같은 기능을 다하는 광학 소자이면 무방하다.
도 68에서 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 림 필터(1623)는 회절형 광량 보정부(1623c)로 구성되고, 도 58(a)에서는 투명판 형상 부재(1623b)는 대략 장방형, 회절형 광량 보정부(1623c)는 대략 원형, 도 68(b)에서는 투명판 형상부재(1623b)는 대략 장방형, 회절형 광량 보정부(1623c)는 대략 장방형을 이용하고, 도 68(c)에서는 투명판 형상 부재(1623b)는 대략 원형, 회절형 광량 보정부(1623c)는 대략 원형을 이용했다. 이러한 것으로부터 알 수 있듯이, 도 68에서 도시한 투명판 형상 부재(1623b)와 회절형 광량 보정부(1623c)는 어떠한 형상이라도 무방하다. 또한 회절형 광량 보정부(1623c)는 1개 설치했으나, 복수 설치해도 무방하다. 또한 본 실시예에서는 회절형 광량 보정부(1623c)는 투명판 형상 부재(1623b)에 대하여 볼록이나, 이것은 오목이어도, 또한 회절형 광량 보정부(1623c)와 투명판 형상 부재(1623b)가 유리 등 광에 대하여 투명인 물질에 끼워져 있는 형상이라도 무방하다. 도 68(d)는 회절형 광량 보정부(1623c)의 단면 형상이다. 회절형 광량 보정부(1623c)는 표면에 요돌을 가짐으로써 회절의 기능을 가지고, 그 기능을 이용하여 광을 다른 광과는 다른 방향으로 유도할 수 있게 된다. 또한 림 필터(1623)는 파장 약 405nm의 청자색의 광을 발진하는 것이라도, 파장 약 660nm의 적색 레이저, 파장 약 780nm의 적외 레이저 등에서도 적합하게 이용된다. 또한 청색~자색의 광을 출사하는 레이저 다이오드를 이용해도 무방하다.
도 66, 도 67는 림 필터(1623)의 실시예인데, 도 64에 도시된 광량 보정부(1623a)는 도 65에 도시된 회절형 광량 보정부(1623c)와 다르다. 즉 도 65에 도시한 구조에서는 회절형 광량 보정부(1623c)에 홀로그램을 설치했다. 홀로그램의 설치하는 방법으로서는 다음의 2종류를 생각할 수 있다. 하나는 도 66에서 도시한 바와 같이 회절형 광량 보정부(1623c)에 반사형의 홀로그램을 설치해 두는 방법이다. 또 하나는 도 67에 도시한 바와 같이 회절형 광량 보정부(1623c)에 투과형의 홀로그램을 설치해 두는 방법이다. 반사형, 투과형 어느 쪽의 방법이라도 역시 신호의 S/N은 향상하고, 그에 수반하여 정보의 입력이나 입력의 정밀도, 신뢰성의 향상으로 이어진다. 또한 광의 이용률 향상도 이룰 수 있다. 또한 회절형 광량 보정부(1623c)에는 홀로그램뿐만 아니라 편광 필터나 하프 미러 등을 이용해도 실현 가능하다.
부호 1500, 1501은 광을 검출하기 위한 전광 모니터이다. 전광 모니터(1500, 1501)는 적어도 1개 이상으로 구성되는 수광 소자로서 광의 강도를 측정하는 특징을 가진다. 도 64에 있어서 전광 모니터(1500)는 후술하는 부호 1605의 빔 스플리터로부터 오는 광을 모니터하고 도 65에 있어서 전광 모니터(1501)는 림 필터(1623)로부터의 광을 모니터하는 배치로 되어 있다.
도 64, 도 65에 있어서 부호 1605는 빔 스플리터로, 실시예에서는 편광 빔 스플리터이다. 빔 스플리터(1605)는 레이저 다이오드(1601)로부터 출사된 레이저 광을 투광시켜서 광 디스크(1001)로의 조사광으로 함과 동시에, 광 디스크(1001)로부터 돌아오는 광을 수광 소자부(1607)로 유도한다. 수광 소자부(1607) 측으로 유도한 위치에, 추가로 레이저 광을 분할하는 회절 격자(미도시)가 설치되어 포커스 검출, 트래킹 검출, 구면 수차 검출, 광 디스크(1001) 상에 기록된 신호 등의 검출 및 제어용 신호를 취출하도록 되어 있다. 빔 스플리터는 편광막(유전체 다층막 코트)이 형성되어 입사면에 평행한 광파의 전기적인 진동면(P파광)의 광은 투과하고, 입사면에 수직인 광파의 전기적인 진동면(S파광)의 광은 반사하는 성질을 가지고 있다. 또한 실시예에서는 경사면은 1개 설치했으나 복수 설치해도 무방하다.
부호 1606은 렌즈이고, 부호 1607은 수광 소자부이다. 렌즈(1606)는 유리로 형성되어 있으나 유리나 수지로 형성되어 있어도 무방하다. 렌즈(1606)는 수광 소자부(1607)에 광을 모으는 기능을 가지고 있다. 수광 소자부(1607)는 적어도 1개 이상으로 구성되는 수광 소자이고, 상기한 바와 같은 구성으로 되어 있다.
부호 1608은 1/4파장판이다. 1/4 파장판(1608)은 수정과 같은 복굴절을 가지는 결정으로 형성되고, 직선 편광을 원편광으로, 원편광을 직선 편광으로 변환하기 위한 것이다. 레이저 다이오드(1601)로부터 출사된 광은 빔 스플리터(1605)를 통과하고 1/4 파장판(1608)을 통과한다. 그 후 광 디스크(1001)로부터 반사되어 나온 광은 다시 1/4 파장판(1608)을 통해서 간다. 이와 같이 가는 광과 돌아오는 광이 두번 통과함으로써 광의 편광은 P파광이었던 것은 S파광으로 변환된다.
부호 1609는 대물 렌즈이다. 대물 렌즈(1609)는 유리로 형성되어 있으나, 수 지로 형성되어 있어도 무방하다. 대물 렌즈(1609)는 광 디스크(1001)에 광을 모으는 기능을 가지고 있다. 이때의 렌즈의 개구수는 CD의 경우이면 약 0.45, DVD나 AOD의 경우 대략 0.6, Blu-Ray의 경우는 대략 0.85이다. 대물 렌즈(1609)는 주위가 각각 독립된 원형 코일로 둘러싸여 있고(미도시), 거기에 전류를 흐르게 하면 흐르게 한 전류와 코일의 감김 수 등에 비례한 힘이 발생한다. 이 힘을 이용하여 트랙킹, 포커싱 등의 조정을 행하고 있다.
부호 1001은 광 디스크로, 광 디스크(1001)는 광을 조사함으로써 정보의 재생, 혹은 정보의 기록의 적어도 일방을 행할 수 있다. 구체적으로 광 디스크(1001)로서는 정보의 재생만을 행할 수 있는 CD-ROM 디스크, DVD-ROM 디스크 등, 정보의 재생에 더하여 정보의 기록을 행할 수 있는 CD-R 디스크, DVD-R 디스크 등, 정보의 재생에 더하여 정보의 기록/소거가 가능한 CD-RW 디스크, DVD-RW 디스크, DVD-RAM 디스크 등을 적합하게 이용할 수 있다. 또한 광 디스크(1001)로서는 대략 적색의 광으로 정보의 기록 혹은 재생의 적어도 일방을 행할 수 있는 기록층을 구비한 것, 대략 적외광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비한 것, 대략 청색~대략 청자의 광으로 정보의 기록 혹은 재생을 행할 수 있는 기록층을 구비한 것이 사용가능하다. 또한 광 디스크(1001)의 크기로서는 다양한 직경을 가지는 원반 형상의 것을 이용할 수 있는데, 바람직하게는 3cm~12cm의 직경을 가지는 원반 형상의 것을 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명의 림 필터(1623)는 도 64에 도시한 바와 같이 광량 보정부(1623a)를 예를 들면 단순한 하프 미러로 하는 것도 가능할 뿐만 아니라, 도 65에 도시한 바 와 같이 회절형 광량 보정부(1623c)로 해도 무방하다. 이와 같은 구성을 채용함으로써 종래 광 강도 분포 보정을 위하여 버려지는 광을 전광 모니터(1501)로 유도함으로써 레이저 광의 광량을 모니터할 수 있다. 이것은 종래의 광 픽업에서의 레이저 광의 광량은 빔 스플리터(1605)의 광을 일부 전광 모니터(1500)에서 관측했는데, 이래서는 광의 이용 효율이 나쁘고 신호의 S/N도 나쁘다. 이것을 광량 보정부(1623a) 혹은 회절형 광량 보정부(1623c)에서는 광의 중심 부근의 강도를 측정하므로, 신호의 S/N비는 향상되고, 그것에 수반하여 정보의 입력이나 입력의 정밀도, 신뢰성의 향상으로 이어진다. 또한 광의 이용률 향상도 이룰 수 있다. 또한 특히 도 65에 도시한 구조이면, 회절을 이용함으로써 유도되는 광을 수속광으로 할 수 있고 전광 모니터(1501)를 전광 모니터(1500)와 비교하여 작게 할 수 있으므로 장치의 소형화나 박형화도 실현할 수 있다.
본 발명은 어떠한 파장에 있어서, 신호 감도 향상, 광 이용 효율 향상, 장치의 소형화 혹은 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있다.
본 발명은 어떠한 파장에 있어서 신호 감도 향상, 광 이용 효율 향상, 장치의 소형화 혹은 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있고 DVD 등의 고밀도 기록 디스크, 컴팩트 디스크 등의 광 디스크에서의 기록 재생에 사용되는 광 픽업 장치 등에 적응할 수 있다.
본 발명은 제 1 광학 유닛과 보정수단 사이에 제공되는 콜리메이트(시준기) 렌즈에 구비된 광 픽업 장치이다. 게다가 제 1광학 유닛에서 조사된 빛이 거의 평 행된 빛으로 변할수 있기 때문에 비록 광학 경로가 비교적 길게 구비되어도 빛 손실은 비교적 적다.
본 발명은 제 1 광학 수단과 보정 수단 사이에 광의 빔형을 정형하기 위한 빔 정형 수단을 갖는 광 픽업 장치로써 기록과 재생성이 향상된다.
본 발명은 제 1광학 유닛과 보정수단 사이에서 제공된 임계각 광학 수단을 갖는 광 픽업 장치이다. 제 1 광학 유닛에서 조사된 빛은 구면 수차를 보정하기 위한 보정 수단에서 임계각 광학 수단으로 가이드되고, 광 디스크 쪽으로 임계각 광학 수단에 의해 후부로 가이드 된다. 광 디스크에서 반사된 그 빛은 보정 수단과 후면의 제 1 광학 유닛으로 돌아가는 임계각 광학 수단에 의해 구조적으로 들어갈 수 있어, 구면 수차는 바람직하게 수정될 수 있다. 그러므로 빛 이용 효율을 잘되는 광학 픽업을 실현할 수 있다.
본 발명은 보정 수단과 집광 수단 사이에 제공된 빔 직경 확대 수단을 갖는 광 픽업 장치이다. 이는 각 광학 유닛과 콜리메이트 렌즈 사이의 공간을 줄이는 것이 가능하다. 광 픽업의 사이즈 축소도 가능하다. 그러므로 상기 보정수단 부분은 광의 직경 안에서 줄여질 수 있고 구조는 작은 사이즈의 보정수단에 의해 제공될 수 있어서 광 픽업 장치 사이즈의 축소와 박판과 비용저감을 할 수 있다.
본 발명은 보정수단이 반사 미러인 광 픽업 장치로, 상기 반사 미러는 변형 할 수 있다. 구면 수차는 상기 반사 미러의 독자적으로 변형하는 미러 부분에 의해 쉽게 보정될 수 있다.
본 발명은 피에조 소자에 의해 변위 가능하게 하는 반사 미러를 갖는 광 픽 업 장치이다. 상기 미러부는 정확하게 수행될 수 있다. 구면 수차는 보정될 수 있다.
본 발명은 적어도 두개로 나뉘는 수광부를 갖는 광 픽업 장치로, 제 1수광부는 제 1 광학 유닛에 구비되고, 제 2 수광부가 제 2 광학 유닛에 구비되어, 첫번째 파장보다 긴 빛의 파장이 수광되는 동안 첫 번째 빛의 파장이 수용된다. 수광부의 바람직한 형상이 각광에 수용되기 때문에 보정된 RF 신호, 수광 에러 신호, 트레킹 에러 신호, 구면 수차 보정신호를 얻을 수 있다. .
본 발명은 적어도 제1 파장의 광을 주로 집광하는 제1 집광부와, 상기 제1 파장보다도 긴 파장을 가지는 광을 주로 집광하는 제2 집광부를 갖는 집광수단이 구비된 광학 픽업 장치이다. 이는 수광부를 용이하게 설계하므로, 구조를 간단하게 할 수 있다
본 발명은 제1 및 제2 광학 유닛측으로부터 제1 집광부와 제2 집광부의 순으로 병설한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로, 수광부 등의 크기를 줄이는게 가능하다.
본 발명은 집광 수단과 광학 수단의 사이에 적어도 제1 및 제2 사면을 가진 일으킴 수단을 구비하고, 상기 제1 사면은 제1 파장의 광이나 상기 제1 파장보다도 파장이 긴 광의 일방을 투과시킴과 함께 타방의 광을 반사시키고, 상기 제2 경사면은 상기 일방의 광을 반사시키며, 상기 제1 및 제2 경사면에서 반사된 광은 제1 집광부나 제2 집광부의 일방에 입사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 수광부를 미리 결정하여 광을 명확하게 안내하고, 크기를 축소를 할 수 있다.
본 발명은 광 디스크를 회전시키는 구동 수단과, 광 픽업 장치를 탑재하고 상기 구동 수단에 대하여 이동 가능하게 부착된 캐리지를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치이다. 이는 적어도 크기 축소나 두께의 축소가 가능하다.
본 발명은, 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력(推力)을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터의 가동부를 지지하면서 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 제3 코일을 가지고 상기 제3 코일이 상기 제1 코일 혹은 상기 제2 코일의 어느 일방에 근접 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로, 광 픽업 액추에이터 가동부의 추력의 향상이 가능하여 광 픽업 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심까지의 거리와 상기 제1 코일의 추력과의 곱이, 상기 제3 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심까지의 거리와 상기 제3 코일의 추력과의 곱과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로 AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
본 발명은 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가 동부의 탄성 지지 중심까지의 거리와 상기 제1 코일의 추력과의 곱이, 상기 제3 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심까지의 거리와 상기 제3 코일의 추력과의 곱과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로 AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심까지의 거리가 0.05mm 이상 40mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로 AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상할 수 있음과 동시에, 보다 광 픽업 장치의 박형화가 가능해진다.
본 발명은 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심까지의 거리가 0.05mm 이상 40mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로 AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상할 수 있음과 동시에, 보다 광 픽업 장치의 박형화가 가능해진다.
본 발명은 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심까지의 거리가 상기 제1 코일의 추력 중심으로부터 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심까지의 거리와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로, AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상할 수 있음과 동시에, 광 픽업 액추에이터 가동부의 탄성 지지 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있기 때문에 AC 틸트량도 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터(5)의 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터의 가동부를 지지하면서 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈 유지통이 코일 위치 결정부를 가지고, 상기 제1 코일 혹은 상기 제2 코일의 적어도 어느 일방이 상기 코일 위치 결정부에 의해 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통과 코일의 조립 지그가 간략화, 혹은 불필요해지기 때문에 조립 비용을 저감할 수 있고, 더 나아가서는 광 픽업 장치의 저 비용화가 가능하다 .
본 발명은 상기 코일 위치 결정부가 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 매스 밸런스(mass balance)를 겸하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 코일 위치 결정부가 매스 밸런스를 겸하기 때문에 매스 밸런스가 불필요해져서 광 픽업 장치의 저비용화가 가능하다.
본 발명은 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지하면서 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈 유지통이 세라믹스 재료인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통의 강성의 향상이 가능하여 광 픽업 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 대물 렌즈 유지통의 평균 두께가 0.05mm 이상 0.42mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통의 경량화가 가능하여 광 픽업 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 대물 렌즈 유지통의 상기 세라믹스 재료가 기공률 5% 이상 85% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통의 경량화가 가능하여 광 픽업 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 대물 렌즈 유지통의 일부 혹은 전체에 접착제를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통의 인성(靭性)을 향상시킬 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 접착제가 광을 흡수하는 첨가물을 가지는 것을 특징으로 하는 상기의 광 픽업 장치로서, 대물 렌즈 유지통 내의 광의 반사를 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지하면서 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 대물 렌즈 유지통이 세라믹스 재료와 플라스틱 재료를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부의 고강성화가 가능해져서 광 픽업 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 플라스틱 재료가 액정 고분자 재료인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부 고강성화가 보다 가능해져서 광 픽업 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 제1 광을 집광하는 제1 대물 렌즈와, 제2 광을 집광하는 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비 하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지함과 함께 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제1 광을 반사하는 반사 기능을 가지는 제1 입상(立上) 미러와, 상기 제2 광을 반사하는 반사 기능을 가지는 제2 입상 미러를 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 제1 광의 기능 부품인 제1 입상 미러와 제2 광의 기능 부품인 제2 입상 미러의 기능에 의해 부품의 분할화를 함으로써 양산성이 향상되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능하다.
본 발명은, 상기 제1 입상 미러가 상기 제2 광을 투과하는 투과 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 상기 제1 입상 미러의 반사면에 제2 광을 투과하는 투과막을 설치함으로써 광 픽업 장치의 소형화가 가능하다.
본 발명은, 상기 제1 입상 미러 혹은 상기 제2 입상 미러의 적어도 어느 일방이 평판 유리인 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 입상 미러를 평판 유리로 함으로써 가공성이 향상되어 광 픽업 장치의 저비용화가 더욱 가능하다.
본 발명은, 제1 광을 집광하는 제1 대물 렌즈와, 제2 광을 집광하는 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지함과 함께 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부가 상기 제1 광의 편광 방향을 바꾸는 제1 파장판, 혹은 상기 제2 광의 편광 방향을 바꾸는 제2 파장판의 적어도 어느 일방을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 제1 광에 관련하는 다른 광학 부품에 의해 발생하는 위상차, 혹은 제2 광에 관련하는 다른 광학 부품에 의해 발생하는 위상차의 어느 일방이 억제되어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 광 픽업 액추에이터 가동부가 상기 제1 파장판과 상기 제2 파장판을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 제1 광에 관련하는 다른 광학 부품에 의해 발생하는 위상차와 제2 광에 관련하는 다른 광학 부품에 의해 발생하는 위상차의 양방이 억제되어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
본 발명은, 상기 제1 파장판과 상기 제2 파장판의 적어도 어느 일방에 홀로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 픽업 액추에이터 가동부가 렌즈 시프트 한 경우에 있어서도 제1 광에 관련하는 신호 품질의 향상, 혹은 제2 광에 관련하는 신호 품질의 향상의 어느 일방을 실현할 수 있으므로 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 제1 광을 집광하는 제1 대물 렌즈와, 제2 광을 집광하는 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생시킬 수 있는 제2 코일과, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지함과 함께 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비한 광 픽업 장치에 있어서, 상기 2개의 대물 렌즈의 적어도 일방에 상기 대물 렌즈 유지통이 상기 대물 렌즈의 주점(主点) 중심에 각도를 조정할 수 있는 수용면을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 2개의 대물 렌즈의 경사를 상대적으로 일치시키는 것이 가능해져서 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 양품률이 향상되어 광 디스크 드라이브 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명은, 상기 제1 대물 렌즈가 각도 조정 가능하도록 대물 렌즈 스페이서를 상기 광 픽업 액추에이터 가동부가 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 주점 위치가 플랜지 하면보다도 하방에 있어도 대물 렌즈 스페이서로 2개의 대물 렌즈의 경사를 상대적으로 일치시키는 것이 가능하게 되어 상기 광 픽업 액추에이터 가동부의 양품률이 향상되고 광 디스크 드라이브 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명은 광 디스크를 회전시키는 광 디스크 회전 구동 수단과, 광 픽업 장치를 탑재하고 상기 광 디스크 회전 구동 수단에 대하여 이동 가능하게 부착된 캐리지를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치, 박형화, 소형화의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
본 발명은 광 디스크에 대향하는 플랜지 상면과, 플랜지 두께를 결정하는 플 랜지 하면과, 상기 광 디스크에 광을 집광시키는 주점(主点)을 가지는 대물 렌즈로서, 상기 주점이 상기 플랜지 하면으로부터 상기 광 디스크측에 있는 것을 특징으로 하는 대물 렌즈로서, 렌즈 유지통에서 대물 렌즈가 용이하게 각도 조정 가능하게 되어 광 디스크 장치의 신뢰성이 향상된다.
본 발명은 상기 대물 렌즈를 액추에이터 가동부가 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 렌즈 유지통에서 대물 렌즈가 용이하게 각도 조정 가능하게 되어 광 디스크 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 광 디스크를 회전시키는 광 디스크 회전 구동 수단과, 상기 광 픽업 장치를 탑재하고 상기 광 디스크 회전 구동 수단에 대하여 이동 가능하게 부착된 캐리지를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치로서, 박형화, 소형화의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
본 발명은, 제1 레이저 광을 광 디스크에 집광하기 위한 제1 대물 렌즈와, 제2 레이저 광을 상기 광 디스크에 집광하기 위한 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷 및 자기 요크를 배치하고, 상기 2개의 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 마그넷과 자기 요크로 구성되는 자기 회로부에 포커스 코일 및 트래킹 코일의 일방만이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 포커스 코일 및 트래킹 코일을 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은 제1 레이저 광을 광 디스크에 집광하기 위한 제1 대물 렌즈와, 제2 레이저 광을 상기 광 디스크에 집광하기 위한 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 포커스 코일은 2개의 코일로 구성되고, 또한 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈와의 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 포커스 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 제1 레이저 광을 광 디스크에 집광하기 위한 제1 대물 렌즈와, 제2 레이저 광을 상기 광 디스크에 집광하기 위한 제2 대물 렌즈와, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키는 트래킹 코일과, 상기 각각의 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 트래킹 코일은 2개의 코일로 구성되고, 또한 상기 제1 대물 렌즈와 상기 제2 대물 렌즈와의 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 상기 포커스 코일 및 상기 트래킹 코일 둘다 2개로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 광 픽업 장치로서, 포커스 코일, 및 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 포커스 코일이 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하여 포커스 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 트래킹 코일이 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하여 트래킹 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 대략 링 형상으로 권선된 포커스 코일에 대항하여 배치된 포커스 마그넷은 포커스 방향으로 2분극된 자석으로, 상기 포커스 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 포커스 코일과 비교하여 2배로 할 수 있으 므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 상기 대략 링 형상으로 권선된 트래킹 코일에 대향하여 배치된 트래킹 마그넷은 트래킹 방향으로 2분극된 자석으로, 상기 트래킹 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하여, 트래킹 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 트래킹 코일과 비교하여 2배로 할 수 있으므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷 및 자기 요크를 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 마그넷과 상기 자기 요크로 구성되는 자기 회로부에 상기 포커스 코일 및 상기 트래킹 코일의 일방만 배치되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일, 및 트래킹 코일을 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌 즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되고, 상기 포커스 코일은 2개의 코일로 구성되고 또한 상기 대물 렌즈 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 각각 상기 포커스 코일과 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 트래킹 코일은 2개의 코일로 구성되고, 또한 대물 렌즈 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 상기 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능 하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 상기 포커스 코일 및 상기 트래킹 코일 둘다 2개로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 포커스 코일, 및 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다. 본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 2개의 포커스 코일을 독립하여 제어할 수 있도록 각각의 포커스 코일에 대하여 전력 공급할 수 있도록 함으로써, DC 틸트를 제어 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 2개의 포커스 코일을 독립하여 제어하기 위하여, 전력 공급할 수 있도록 적어도 6개의 상기 탄성 부재로 구성되어 있어, 트래킹 제어가 가능하고 또한 DC 틸트도 제어 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 포커스 코일이 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하여 포커스 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 트래킹 코일이 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하여 트래킹 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 대략 링 형상으로 권선된 포커스 코일에 대항하여 배치된 포커스 마그넷은 포커스 방향으로 2분극된 자석으로, 상기 포커스 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 포커스 코일과 비교하여 2배로 할 수 있으므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 상기 대략 링 형상으로 권선된 트래킹 코일에 대향하여 배치된 트래킹 마그넷은 트래킹 방향으로 2분극된 자석으로, 상기 트래킹 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하여, 트래킹 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 트래킹 코일과 비교하여 2배로 할 수 있으므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷 및 자기 요크를 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 마그넷과 상기 자기 요크로 구성되는 자기 회로부에 상기 포커스 코일 및 상기 트래킹 코일의 일방만 배치되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일, 및 트래킹 코일을 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 상기 포커스 코일 및 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되고, 상기 포커스 코일은 2개의 코일로 구성되고 또한 상기 대물 렌즈 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하여, 포커스 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 적어도 하나의 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일과, 트래킹 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 코일과, 상기 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 서브 코일과, 상기 트래킹 서브 코일은 상기 포커스 코일과 근접 설치되어 있고, 각각 상기 포커스 코일과 트래킹 코일에 대향하도록 마그넷을 배치하고, 상기 대물 렌즈를 탑재한 가동부를 지지하는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재의 타단을 고정하는 서스펜션 홀더를 가지는 광 픽업 액추에이터로 구성되는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 트래킹 코일은 2개의 코일로 구성되고, 또한 대물 렌즈 중심에 대하여 대략 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽 업 장치이다. 상기 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 상기 포커스 코일 및 상기 트래킹 코일 둘다 2개로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 상기 포커스 코일, 및 트래킹 코일을 대물 렌즈 중심에 대하여 고 정밀도로 구동 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 2개의 포커스 코일을 독립하여 제어할 수 있도록 각각의 포커스 코일에 대하여 전력 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. DC 틸트를 제어 가능하게 되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 2개의 포커스 코일을 독립하여 제어하기 위하여, 전력 공급할 수 있도록 적어도 6개의 상기 탄성 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 트래킹 제어가 가능하고, 또한 DC 틸트도 제어 가능하다. 이에 따라, 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 상기 포커스 코일은 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 상기 포커스 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명은, 상기 트래킹 코일은 대략 링 형상으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 상기 트래킹 코일을 저가로 제조 가능하게 되어 광 픽업 장치의 저비용화가 가능해진다.
본 발명은, 상기 대략 링 형상으로 권선된 포커스 코일에 대항하여 배치된 포커스 마그넷은 포커스 방향으로 2분극 된 자석으로, 상기 포커스 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 상기 포커스 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 포커스 코일과 비교하여 2배로 할 수 있다. 그러므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 상기 대략 링 형상으로 권선된 트래킹 코일에 대향하여 배치된 트래킹 마그넷은 트래킹 방향으로 2분극 된 자석으로, 상기 트래킹 코일의 일편과 타면이 다른 극으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 트래킹 코일의 추력을 발생시키는 유효 길이를 종래의 트래킹 코일과 비교하여 2배로 할 수 있으므로 추력을 2배로 할 수 있을 뿐만 아니라 포커스 코일의 이용 효율도 향상되어 광 픽업 장치의 성능이 향상된다.
본 발명은, 상기 포커스 코일과 상기 트래킹 서브 코일이 대략 동일 형상인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치이다. 광 픽업 액추에이터 가동부의 관성 중심 주변의 불필요 모멘트를 캔슬할 수 있으므로 AC 틸트량을 억제할 수 있어 광 픽업 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 트래킹 코일의 추력도 크게 할 수 있어 광 픽업 액추에이터 가동부의 강성도 향상시킬 수 있다. 이에 따라 광 픽업 장치의 성능도 비약적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 광 디스크를 회전시키는 광 디스크 회전 구동 수단과, 제38 내지 48 항의 광 픽업 장치를 탑재하고 상기 광 디스크 회전 구동 수단에 대하여 이동 가능하게 부착된 캐리지를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치이다. 이는 소형화나 박형화를 실현할 수 있다.
본 발명은, 광을 사출하는 광학 유닛과, 상기 광원 유닛으로부터 출사된 광이 입사되고, 상기 입사한 광의 강도 분포를 적어도 일부분에서 보정하는 광 강도 분포 보정 수단과, 광을 광 디스크에 집광하는 집광 수단을 구비하고, 상기 광 강도 분포 보정 수단에 있어서 상기 광원 유닛으로부터 직접 혹은 간접적으로 보내져 온 광속을 적어도 상호 다른 방향으로 분기한 제1 광속과 제2 광속으로 분기하고, 상기 제1 광속은 상기 집광 수단으로 집광되고, 상기 제2 광속은 타 목적으로 이용되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 상기 광원으로부터 출사된 광에 상기 광 강도 분포 보정 수단을 이용함으로써 정보의 입력이나 읽어냄의 정밀도를 향상시키고, 또한 상기 광 강도 보정 수단에 의해 타 광과는 다른 방향으로 유도된 광을 타 목적으로 이용함으로써 종래 버리던 광을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명은, 광학 유닛은 레이저 다이오드를 포함하고 있고, 상기 레이저 다이오드는 대략 청색으로부터 대략 청자색, 대략 적외로부터 대략 적색의 적어도 하나의 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 고밀도 기록 대응의 광 디스크와, 종래로부터의 기록 밀도의 광 디스크의 쌍방에 대하여 데이터의 기록이나 재생의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
본 발명은, 제2 광속은 광원 유닛의 광량 모니터에 이용하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 이용 효율 향상을 실현할 수 있다.
본 발명은, 광 강도 분포 보정 수단은 광의 강도 분포를 보정 할 수 있는 광 강도 분포 보정 소자로서, 상기 광 강도 분포 보정 소자는 홀로그램을 형성하고, 제2 광을 수광 수단에 수속광으로서 유도하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 이용 효율 향상, 신호 감도 향상, 소형화, 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있다.
본 발명은, 광 강도 분포 보정 수단은 광의 강도 분포를 보정 할 수 있는 광 강도 분포 보정 소자로서, 상기 광 강도 분포 보정 소자는 편광 필터를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 이용 효율 향상, 신호 감도 향상, 소형화, 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있다.
본 발명은, 광 강도 분포 보정 수단은 광의 강도 분포를 보정 할 수 있는 광 강도 분포 보정 소자로서, 상기 광 강도 분포 보정 소자는 어떤 비율로 광을 투과하고, 어떤 비율로 광을 반사하는 기능을 구비한 미러를 가진 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 이용 효율 향상, 신호 감도 향상, 소형화, 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있다.
본 발명은, 상기 광 강도 분포 보정 소자는 어떤 파장을 가진 것에 대해서는 반사, 또한 어떤 파장에 대해서는 투과라는 광학 특성과, 상기 광 강도 분포 보정 소자의 장소에 따라서도 반사, 투과 등의 위치 특성을 가지게 한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광 이용 효율 향상, 신호 감도 향상, 소형화, 박형화의 적어도 하나를 실현할 수 있고, 또한 고밀도 기록 대응의 광 디스크와, 종래로부터의 기록밀도의 광 디스크의 쌍방에 대하여 데이터의 기록이나 재생의 적어도 일방을 실현할 수 있다.
본 발명은, 상기 광량 모니터는 적어도 1개 이상으로 구성되는 수광 소자로 서, 광의 강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 광의 광량을 모니터할 수 있게 된다.
본 발명은, 광 강도 분포 보정 수단은 림 필터(rim filter)인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 하나의 소자에 각 기능을 가지게 하기 쉽고, 게다가 소형화를 실현할 수 있다.
본 발명은, 광원과, 수광 소자와, 상기 광원으로부터의 광을 광 디스크 쪽으로 유도하거나, 혹은 광 디스크로부터의 반사광을 상기 수광 소자로 유도하는 광 가이드 부재와, 상기 광 가이드 부재의 내부에 내포되거나 외주면에 설치되고, 상기 광원으로부터 출사된 광이 입사되어 상기 입사한 광의 강도 분포를 적어도 일부분에 있어서 보정하는 광 강도 분포 보정 수단과, 상기 광원의 광량을 모니터하는 모니터 소자와, 상기 광원, 상기 수광 소자, 상기 광 가이드 부재, 상기 모니터 소자의 각 부재를 소정의 위치 관계로 고정하는 결합 부재를 구비하고, 상기 광 강도 분포 보정 수단에 있어서, 상기 광원으로부터 직접 혹은 간접적으로 보내져 온 광속을 적어도 상호 다른 방향으로 분기한 제1 광속과 제2 광속으로 분기하고, 상기 제1 광속은 상기 광 가이드 부재로부터 광 디스크의 쪽으로 유도되고, 상기 제2 광속은 상기 모니터 소자에 유도되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치로서, 상기 광원으로부터 사출된 광에 상기 광 강도 분포 보정 수단을 이용함으로써 정보의 입력이나 읽어냄의 정밀도를 향상시키고, 또한 상기 광 강도 보정 수단에 의해 타 광과는 다른 방향으로 유도된 광을 타 목적으로 이용함으로써 종래 버리던 광을 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (77)

  1. 제 1 파장의 광을 출사하는 제 1 광학 유닛과,
    상기 제 1 파장보다도 긴 파장의 광을 적어도 1개 이상 출사하는 제 2 광학 유닛과,
    광 디스크로부터 반사되어 온 광을 수광하는 수광 수단과,
    상기 제 1 파장의 구면 수차를 보정하는 보정 수단과,
    상기 제 1 파장의 광과 상기 제 1 파장보다도 긴 파장의 광을 같은 광학 경로로 유도하는 광학 수단과,
    상기 광학 수단으로부터의 광을 집광하는 집광 수단을 포함하고,
    상기 제 1 광학 유닛으로부터 출사된 상기 제 1 파장의 광은 상기 보정 수단, 상기 광학 수단을 경유하여 상기 집광 수단에 의해 집광되어 광 디스크에 조사됨과 함께, 상기 광 디스크에서 반사된 상기 제 1 파장의 광은 상기 집광 수단, 상기 광학 수단, 상기 보정 수단을 경유하여 상기 수광 소자에 입사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광학 유닛에는 1개의 레이저 다이오드를 탑재하고, 제 2 광학 유닛에는 복수의 레이저 다이오드를 개별로 탑재하거나, 또는 1개의 부재에 복수의 발광층을 가지는 레이저 다이오드를 탑재한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 광학 유닛에 탑재되는 레이저 다이오드는 청색으로부터 청자색의 광을 출사하고, 상기 제 2 광학 유닛에 탑재되는 레이저 다이오드는 적외선으로부터 적색의 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 콜리메이트 렌즈가 상기 제 1 광학 유닛과 상기 보정 수단 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 광의 빔을 정형하는 빔 정형 수단이 상기 제 1 광학 유닛과 상기 보정 수단의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 임계각 광학 수단이 상기 제 1 광학 유닛과 상기 보정 수단의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 빔의 직경을 확장하는 빔 직경 확대 수단이 상기 보정 수단과 집광 수단의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 수단은 반사형 미러이고, 상기 반사 미러는 변형 가능한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반사 미러는 피에조(piezo) 소자에 의해 변위 가능하게 한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 수광 수단은 적어도 2개로 분할되고, 제 1 수광 수단이 상기 제 1 광학 유닛에 부착되어 상기 제 1 파장의 광을 수광하고, 제 2 수광 수단이 상기 제 2 광학 유닛에 부착되어 상기 제1 파장보다도 파장이 긴 광을 수광하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 집광 수단은 적어도 상기 제 1 파장의 광을 집광하는 제 1 집광부와, 상기 제 1 파장보다도 긴 파장을 가지는 광을 집광하는 제 2 집광부를 구비한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛 측으로부터 상기 제 2 집광부, 상기 제 1 집광부를 순차적으로 병설한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 집광 수단과 상기 광학 수단의 사이에 적어도 제 1 및 제 2 경사면을 가진 입상 수단을 더 포함하고, 상기 제 1 경사면은 제 1 파장의 광이나 상기 제 1 파장보다도 파장이 긴 광의 일측을 투과시킴과 함께 타측의 광을 반사시키고, 상기 제 2 경사면은 상기 일측의 광을 반사시키며, 상기 제 1 및 제 2 경사면에서 반사된 광은 상기 제 1 집광부와 제 2 집광부의 일측에 입사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 광 디스크에서 반사한 상기 제 1 파장의 광은 상기 집광 수단, 상기 광학 수단 및 상기 보정 수단을 경유하여 상기 수광 소자에 입사되고, 또한 상기 제 1 파장의 광이 광의 경로 상에 적어도 하나의 초점을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  15. 제 7 항에 있어서, 상기 빔 직경 확대 수단을 한 쌍의 집광 수단을 조합하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 릴레이 렌즈가 상기 제 2 광학 유닛과 복수의 레이저 광을 동축상으로 유도하는 광학 수단 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 집광 수단으로서 한 쌍의 볼록 렌즈를 이용한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  18. 제 7 항에 있어서, 상기 빔 직경 확대 수단의 초점 거리가 짧은 볼록 렌즈의 초점 거리는 보정 수단용 반사 미러 사이의 거리가 되도록 일치시키는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  19. 제 7 항에 있어서, 광학 수단이 상기 빔 직경 확대 수단에 설치한 것을 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광학 유닛으로부터 출사된 광은 적어도 1 점을 교차하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 광학 유닛으로부터 출사된 광은 직선적으로 상기 광학 수단에 입사되고, 상기 제 1 광원 유닛은 복수회 반사되어 상기 광학 수단에 입사되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 광학 유닛은 상기 제 2 광학 유닛으로부터 출사된 광과 상기 제 1 광학 유닛으로부터 출사된 광이 교차하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광학 유닛은 루프(loop)시켜 상기 집광 수단으로 유도하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
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  46. 제 1 항에 있어서, 상기 집광 수단은 제 1 광을 집광하는 제 1 대물 렌즈와, 제 2 광을 집광하는 제 2 대물 렌즈와, 상기 제 1 대물 렌즈와 상기 제 2 대물 렌즈를 유지함과 함께 트래킹 방향과 포커스 방향으로 이동 가능한 대물 렌즈 유지통과, 상기 대물 렌즈 유지통을 상기 트래킹 방향으로 구동하는 추력을 발생하는 제 1 코일과, 상기 포커스 방향으로 구동하는 추력을 발생하는 제 2 코일과, 상기 제 1 대물 렌즈와 상기 제 2 대물 렌즈와 상기 대물 렌즈 유지통과 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 구비하는 광 픽업 액추에이터 가동부와, 상기 광 픽업 액추에이터 가동부를 지지함과 함께 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일에 전력을 공급하는 탄성 지지 부재를 구비하고,
    상기 제 1 광을 반사하는 반사 기능을 가지는 제 1 입상 미러와, 상기 제 2 광을 반사하는 반사 기능을 가지는 제 2 입상 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 입상 미러는 상기 제 2 광을 투과하는 투과 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 입상 미러 및 상기 제 2 입상 미러 중 적어도 어느 하나는 평판 유리인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
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  77. 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광을 출사하는 제 1 광학 유닛과,
    DVD용의 광, 및 CD용의 광을 출사하는 제 2 광학 유닛과,
    상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광, 상기 DVD용의 광, 및 상기 CD용 광을 같은 광학 경로로 유도하는 광학 수단과,
    상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광을 집광하는 블루 레이저에 대응한 디스크용의 대물 렌즈를 가지는 제 1 집광부와,
    상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 대물 렌즈보다 얇고 상기 DVD용의 광, 및 상기 CD용의 광을 집광하는 CD/DVD용의 대물 렌즈를 가지는 제 2 집광부와,
    상기 광학 수단과 상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 대물 렌즈의 사이에 설치되고, 상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광을 반사하여, 상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 대물 렌즈로 유도하는 제 1 입상 수단과,
    상기 광학 수단과 상기 제 1 입상 수단의 사이에 설치되고, 상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광을 투과하여, 상기 DVD용의 광, 및 상기 CD용의 광을 반사하여 상기 CD/DVD용의 대물 렌즈로 유도하는 제 2 입상 수단을 구비하고,
    상기 블루 레이저에 대응한 디스크용의 광은 상기 광학 수단, 상기 제 2 입상 수단, 및 상기 제 1 입상 수단을 경유하여 상기 제 1 집광부로 유도되고,
    상기 DVD용의 광, 및 상기 CD용의 광은 상기 광학 수단, 상기 제 2 입상 수단을 경유하여 상기 제 2 집광부로 유도되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
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