KR100200872B1 - 광픽업장치용 액츄에이터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광픽업장치용 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명은 대물렌즈를 지지하기 위한 제1영구자석과, 제1영구자석의 몸체에 권선되며 제1영구자석의 수직이송 구동력을 제공하기 위한 포커싱 코일과, 제1영구자석의 몸체에 설치되며 제1영구자석의 수평이송 구동력을 제공하기 위한 트랙킹 코일과, 제1영구자선과 소정 거리 이격되어 제1영구자석을 에워싸도록 설치되며, 제1영구자석과의 상호 작용으로 포커싱 코일 및 트랙킹 코일이 마련된 제1영구자석을 부상시키기 위한 제2영구자석 및 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 설치되며, 제1영구자석의 이동 범위와 진동을 제어하는 한편, 포커싱 코일 및 트랙킹 코일에 전류를 공급하기 위한 댐핑 부재를 구비한다.
이와 같은 본 발명은 자기적 부상 방식으로 대물렌즈를 지지 및 부상시키게 되므로, 종래와 같은 보빈 설계상의 복잡성은 물론 가공 및 조립에 있어서의 난점을 극복할 수 있어 액츄에이터의 생산성을 한층 증진시킬 수 있다.
Description
제1도(a)는 종래 광픽업장치용 액츄에이터의 장치구성을 나타내 보인 것으로서, 홀더와 서스펜션이 분리된 상태도.
제1도(b)는 종래 광픽업장치용 액츄에이터의 장치구성을 나타내 보인 것으로서, 홀더와 서스펜션이 결합된 상태도.
제2도는 본 발명에 따른 광픽업장치용 액츄에이터의 개략적인 장치 구성도.
제3도(a)는 제2도의 액츄에이터를 분리한 상태에서의, 제2영구자석의 사시도.
제3도(b)는 제2도의 액츄에이터를 분리한 상태에서의, 제1영구자석 및 트랙킹 코일의 결합상태도.
제3도(c)는 제2도의 액츄에이터를 분리한 상태에서의, 포커싱 코일 및 트랙킹 코일의 설치 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 대물렌즈 102 : 보빈
103,204 : 트랙킹 코일 104,203 : 포커싱 코일
105 : FPCB 106 : 홀더
107,107' : 서스펜션 201 : 제1영구자석
202 : 제2영구자석 201h,202h : 관통공
205 : 댐핑부재
본 발명은 씨디-롬(CD-ROM) 드라이브 등과 같은 광정보처리기기에 사용되는 광픽업장치용 액츄에이터(actuator)에 관한 것으로서, 특히 보빈(bobbin)의 설계를 단순화하고, 가공 및 조립을 용이하게 할 수 있는 광픽업장치용 액츄에이터에 관한 것이다.
광픽업장치는 CD-ROM(Compact Disc ROM) 드라이브나 CD-P(Compact Disc Player) 등의 광정보처리기기에서 디스크에 기록된 정보를 판독하는 장치이다. 이와 같은 광픽업장치는 광원으로부터의 광을 집광하여 디스크면에 조사하는 렌즈와, 상기 렌즈를 디스크에 대하여 수평 및 수직으로 이송시켜 목표지점에 정확히 위치시키기 위한 이송수단으로 구성되어 있는데, 후자의 이송수단을 통상 액츄에이터라고 부른다.
제1도(a)(b)는 종래 광픽업장치용 액츄에이터를 나타내 보인 것으로서, (a)도는 홀더와 서스펜션이 분리된 상태에서의 장치 구성도이고, (b)도는 홀더와 서스펜션이 결합된 상태에서의 장치 구성도이다.
제1도(a) 및 (b)를 참조하면, 종래 광픽업장치용 액츄에이터(100)는 대물렌즈(101)를 탑재하는 보빈(bobbin:102)과, 보빈(102)을 지지하는 서스펜션(suspension)(107)(107')과, 서스펜션(107)(107')을 고정시켜 주는 홀더(holedr)(106)와, 영구자석(미도시)과의 상호작용에 의해 상기 보빈(102)을 구동하는 트랙킹(tracking) 코일(103)과 포커싱(focusing) 코일(104), 그리고 상기 서스펜더(107)(107')를 통해 트랙킹 코일(103) 및 포커싱 코일(104)에 전류를 인가해주는 FPCB(Flat Printed Circuit Board)(105) 등으로 구성되어 있다.
그런데, 이와 같은 종래 액츄에이터는 기계적인 서스펜션(suspension) 방식을 이용하고 있다. 즉, 상기 대물렌즈(101)와 보빈(102)을 와이어(wire)나 판스프링 등과 같은 것으로 지지하는 방식을 취하고 있는 것이다. 따라서, 보빈(102)의 설계가 복잡하고, 가공 및 조합이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 보빈의 설계를 단순화하고, 가공 및 조립을 용이하게 할 수 있는 광픽업장치용 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽업장치용 액츄에이터는,
대물렌즈르 지지하기 위한 제1영구자석과,
상기 제1영구자석의 몸체에 권선되며 제1영구자석의 수직이송 구동력을 제공하기 위한 포커싱 코일과,
상기 제1영구자석의 몸체에 설치되며 제1영구자석의 수평이송 구동력을 제공하기 위한 트랙킹 코일과,
상기 제1영구자석과 소정 거리 이격되어 제1영구자석을 에워싸도록 설치되며, 제1영구자석과의 상호작용으로 상기 포커싱 코일 및 트랙킹 코일이 마련딘 제1영구자석을 부상시키기 위한 제2영구자석 및
상기 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 설치되며, 제1영구자석의 이동 범위와 진동을 제어하는 한편, 상기 포커싱 코일 및 트랙킹 코일에 전류를 공급하기 위한 댐핑 부재를 구비하여 된 점에 그 특징이 있다.
이와 같이 본 발명의 액츄에이터는 종래의 기계적 부상(mechanical suspension) 방식이 아닌 자기적 부상(magnetic suspension) 방식으로 대물렌즈를 지지 및 부상시키게 되므로, 종래와 같은 보빈 설계상의 복잡성은 물론 가공 및 조립에 있어서의 난점을 극복할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제2도 및 제3도(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 광픽업장치용 액츄에이터의 장치구성을 나나태 보인 것으로서, 제2도는 조립된 상태에서의 사시도이고, 제3도(a)(b)(c)는 분리된 상태에서의 각 구성부품의 사시도이다.
먼저 제2도를 참조하면, 본 발명의 광픽업장치용 액츄에이터(200)는 그 중심부에 대물렌즈를 지지하기 위한 소정 지름의 원통형의 제1영구자석(201)이 위치되고, 그 제1영구자석(201)의 둘레에는 제1영구자석(201)과 소정 거리 이격되어 제1영구자석(201)을 에워싸도록 원통형의 제2영구자석(202)이 설치된다. 즉, 대직경의 원통형의 제2영구자석(202) 내부에 상대적으로 소직경의 원통형의 제1영구자석(201)이 안치되는 것이다. 여기서, 상기 제1영구자석(201)의 자기력과 제2영구자석(202)의 자기력 간의 상호 작용으로 제1영구자석(201)이 제2영구자석(202)의 내부에 부상된 상태를 유지시키기 위하여, 제1영구자석(201)은 가능한 한 가볍고 강한 자기력을 발생시킬 수 있는 하드 마그네틱 재질, 또는 영구자석이 아닌 소프트 마그네틱 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 제1,제2영구자석(201)(202)이 원통형으로 되어 있는 경우를 예로 들고 있으나, 이것은 반드시 원통형이어야 하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 삼각관 형태나 사각관, 육각관, 팔각관의 형태로 변경응용될 수도 있다.
또한, 상기 제1영구자석(201)과 제2영구자석(202) 사이에는 제1영구자석(201)의 이동범위와 진동을 제어하는 한편, 후술되는 포커싱 코일(203) 및 트랙킹 코일(204)에 전류를 공급하는 접속단자 역할도 겸하는 댐핑(damping) 부재(205)가 설치된다. 이때, 이 댐핑 부재(205)로는 와이어(wire)나 판스프링 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 제1영구자석(201)의 트랙킹 이동(수평이동)을 위해 제1영구자석(201) 및 제2영구자석(202)의 원통형 몸체의 소정 부위에는 제3도(a)(b)에 도시된 바와 같이 사각형의 관통공들(201h)(202h)이 각각 2개소씩 형성된다. 즉, 상기 관통공들(201h)(202h)은 각 원통체의 중심원점을 지나는 수평축(지름)의 양단 원통체면에 상호 대칭구조로 형성된다. 여기서, 이와 같은 관통공들(201h)(202h)은 그 부위를 그와 같이 제거함으로써, 그 관통된 부위에는 제1,제2영구자석(201)(202)에 의한 자기력이 작용되지 못하도록 하기 위한 것이며, 후술되는 트랙킹 코일(204)에 의한 자기장의 경로를 제공하기 위한 것이다.
또한, 상기 제1영구자석(201)의 몸체 외주면에는 제3도(c)에 도시된 것처럼 제1영구자석(201)의 수직방향이송 구동력을 제공하기 위한 트랙킹 코일(203)이 권선되고, 수평방향이송 구동력을 제공하기 위한 트랙킹 코일(204)이 마련된다. 여기서, 특히 상기 트랙킹 코일(204)은 그 권선된 코일의 중심부가 제3도(b)에 도시된 것과 같이 제1영구자석(201)의 관통공(201h)의 양측 세로변(201a)(201b)에 각각 위치되도록 설치되며, 각 관통공(201h)에 2개씩 총 4개의 권선된 트랙킹 코일(204)이 마련된다. 여기서, 이 트랙킹 코일(204)의 고정은 통상 접착제에 의한 부착방식이 채용되나, 경우에 따라서는 끈 등으로 잡아 매어 고정시킬 수도 있다.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 광픽업장치용 액츄에이터의 동작에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.
포커싱 코일(203) 및 트랙킹 코일(204)에 전류가 공급되지 않은 상태에서 제1영구자석(201)은 제2영구자석(202)과의 자기력 상호 간의 작용으로 인해 제1영구자석(201)과 제2영구자석(202)의 원통체의 수직 중심축이 일치되는 상태로 부상하게 된다.
여기서, 이와 같은 부상 원리에 대해 좀 더 부연해 보기로 한다.
제1영구자석(201)과 그 몸체에 감긴 포커싱 및 트랙킹 코일(203,204), 그리고 제1영구자석(201)의 상단부에 설치되는 대물 렌즈를 합한 질량을 m1이라 할 때, 이 m1에 작용하는 중력(Fg)은, Fg=mig(g는 중력 가속도)으로 표시된다. 한편, 제1영구자석(201)과 제2영구자석(202) 사이에 작용하는 자기력을 Fm이라 할 때, 상기 m1이 부상하기 위해서는 Fm≥Fg의 관계를 만족해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 전술한 자기력과 증력의 관계를 만족시킬 수 있도록 충분한 자속을 방출하는 영구자석이 사용되며, 그것에 의해 제1영구자석(201), 좀 더 정확히 말하면 상기 질량 m1을 구성하는 구조체가 부상하게 된다.
상기와 같은 부상 상태에서 포커싱 코일(203)에 전류가 공급되면, 그 전류와 수직한 방향(z방향)으로 형성된 자기장과의 상호 작용으로 제1영구자석(201)은 수직방향(y축방향)으로 상승, 혹은 하강하게 된다. 이때, 이 제1영구자석(201)의 상승 혹은 하강은 포커싱 코일(203)에 흐르는 전류의 방향에 의해 좌우되며, 따라서 이 전류의 방향을 적절히 변경해 줌으로써 제1영구자석(201)의 상단부에 안착되는 대물렌즈의 포커싱이 조절된다.
한편, 트랙킹 코일(204)에 전류가 공급되면(y방향), 그 전류에 수직한 방향(z방향)으로 형성된 자기장과의 상호 작용으로 대물렌즈는 수평 방향(x방향)으로 이동된다.
이와 같은 수평방향으로의 이동에 의해 제1영구자석(201) 상단부에 안착되는 대물렌즈(미도시)의 트랙킹 조정이 이루어진다. 이때, 이와 같은 수평방향으로의 이동에 있어서 소정 방향에 대한 반대방향으로의 이동은 트랙킹 코일(204)에 공급되는 전류의 방향을 변경해 줌으로써 가능해 진다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 광픽업장치용 액츄에이터는 종래의 액츄에이터에서와 같은 기계적 부상 방식이 아닌 자기적 부상 방식으로 대물렌즈를 지지 및 부상시키게 되므로, 종래와 같은 보빈 설계상의 복잡성은 물론 가공 및 조립에 있어서의 난점을 극복할 수 있어 액츄에이터의 생산성을 한층 증진시킬 수 있다.
Claims (4)
- 대물렌즈를 지지하기 위한 제1영구자석과, 상기 제1영구자석의 몸체에 권선되며 제1영구자석의 수직이송 구동력을 제공하기 위한 포커싱 코일과, 상기 제1영구자석의 몸체에 설치되며 제1영구자석의 수평이송 구동력을 제공하기 위한 트랙킹 코일과, 상기 제1영구자석과 소정 거리 이격되어 제1영구자석을 에워싸도록 설치되며, 제1영구자석과의 상호작용으로 상기 포커싱 코일 및 트랙킹 코일이 마련된 제1영구자석을 부상시키기 위한 제2영구자석 및 상기 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 설치되며, 제1영구자석의 이동 범위와 진동을 제어하는 한편, 상기 포커싱 코일 및 트랙킹 코일에 전류를 공급하기 위한 탬핑 부재를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치용 액츄에이터.
- 상기 제1,제2영구자석의 몸체 소정 부위에는 트랙킹 코일에 의한 자기경로를 제공하기 위한 관통공이 각각 2개소씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업장치용 액츄에이터.
- 제2항에 있어서, 상기 관통공은 상기 제1,제2영구자석의 중심 원점을 지나는 수평축의 양단 부위에 대칭적으로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치용 액츄에이터.
- 제1항에 있어서, 상기 트랙킹 코일은 그 권선된 코일의 중심부가 상기 제1영구자석의 관통공의 양측 세로변에 각각 위치되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업장치용 액츄에이터.
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