KR100220391B1 - 광픽업용 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광픽업용 액츄에이터의 구동코일 형태와 영구자석의 착자패턴을 개선하여 액츄에이터 주위의 공간활용성을 증대시킴에 의해서 광픽업 장치의 박형화가 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 광픽업용 액츄에이터는 보빈의 전후면에 동일형상의 적층체로 이루어진 트랙킹 코일과 포커싱 코일을 설치하는 한편 이들 코일과 대향하는 위치에 설치되는 직사각형 영구자석의 착자패턴이 상하 단부중 어느 한 중심으로부터 반대편의 양측 모서리를 향하는 분할선에 의해 얻어진 세 분할영역중 중앙부와 양측 두 영역간에 서로 다른 극성으로 이루어지도록 한 구조로 이루어져 있다.

본 발명에서는 보빈의 측면을 이용하여 광학계를 구성할 수 있음에 따라 광픽업의 두께를 감소시켜 장치의 박형화를 기할 수 있음은 물론 코일 형상의 통일화로 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광픽업용 액츄에이터

제1도는 일반적인 광픽업용 액츄에이터 구조를 보인 사시도.

제2도는 종래 광픽업 장치의 광학계 구성도.

제3도는 본 발명의 광픽업용 액츄에이터 구동장치를 보인 평면도.

제4(a)(b)도는 본 발명 액츄에이터 구동장치의 영구자석 착자패턴.

제5도는 본 발명 액츄에이터 구동장치의 코일에 대한 사시도.

제6(a)(b)도는 본 발명 액츄에이터 구동장치의 포커싱 동작을 설명하기 위한 구동부의 측면도 및 평면도.

제7(a)(b)도는 본 발명 액츄에이터 구동장치의 트랙킹 동작을 설명하기 위한 구동부의 측면도 및 평면도.

제8도는 본 발명 액츄에이터의 일실시예 구조를 보인 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 보빈 21 : 렌즈

22 : 코일 22a : 트랙킹 코일

22b : 포커싱 코일 24 : 영구자석

25 : 개구부

본 발명은 광픽업 장치의 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 자세하게는 액츄에이터의 구동부를 구성하는 코일과 영구자석을 형성함에 있어 포커싱 코일과 트랙킹 코일을 동일형상으로 하고 직사각형 영구자석의 착자패턴이 수직 중앙선을 중심으로 대칭되게 형성되도록 구성하여 액츄에이터의 공간이용을 증대시킴으로써 광픽업의 박형화가 가능하도록 한 광픽업용 액츄에이터의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업 장치에서 액츄에이터는 포커싱과 트랙킹을 수행하는 구성으로서, 이때 포커싱이란 대물렌즈의 이동을 통해 렌즈와 광디스크 사이의 거리를 일정하게 유지시켜 광디스크상에 초점을 맞추는 동작을 이르며, 트랙킹이란 대물렌즈를 이동시켜 대물렌즈를 통과한 빔이 광디스크의 트랙을 정확하게 쫓아갈 수 있도록 하는 동작을 말한다.

제1도는 일반적인 광픽업용 액츄에이터의 구조를 보인 사시도로서, 도시된 바와같이 베이스(1)의 일측에 형성된 프레임(2)으로부터 4본의 와이어(3)가 수평으로 연장형성되어 그 단부상에 대물렌즈(4)가 구비된 보빈(5)이 지지되며, 보빈(5)의 전후방 베이스(1)상에는 요크(6)(6')가 입설되어 그 내측면상에 영구자석(7)(7')이 설치되어 있다. 그리고, 상기 보빈(5)의 둘레에는 포커싱 코일(8)이 권회됨과 아울러 포커싱 코일(8)위의 전후방 양측 모서리상에 트랙킹 코일(9L)(9R)이 상기 영구자석(7)(7')과 마주보도록 설치되어 있다.

이때, 상기 영구자석(7)(7')은 N극이 보빈(5)쪽을 향하도록 설치되어 영구자석(7)(7')의 자속선은 트랙킹 코일(9L)(9R)과 포커싱 코일(8)을 통과하여 요크(6)(6')로 이어지도록 형성되어 있다.

이와같은 구조로 이루어진 종래 기술에 의한 액츄에이터 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 보빈(5)을 상하로 이동시켜 대물렌즈(4)와 광디스크 사이의 거리를 조절하는 포커싱 동작을 살펴보면, 영구자석(7)(7')에 의한 자속은 포커싱 코일(8)을 수직으로 통과함에 따라 포커싱 코일(8)을 흐르는 전류의 방향에 따라 포커싱 코일(8)이 상하방향으로 힘을 받게 되어 보빈(5)의 이동되고, 이에 따라 보빈(5)에 탑재된 대물렌즈(4)가 함께 이동되어 포커싱이 이루어지게 된다.

다음, 트랙킹 동작을 살펴보면, 트랙킹 코일(9L)(9R)에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대방향을 취함에 따라 2개의 트랙킹 코일(9L)(9R)중 좌측 트랙킹 코일(9L)의 우측변과, 우측 트랙킹 코일(9R)의 좌측변에 흐르는 전류의 방향이 동일한 가운데 이들 코일과 수직으로 자속이 통과하게 되어 트랙킹 코일(9L)(9R)은 좌우방향으로 힘을 받게된다. 이와같이 보빈(5)상에 형성되어 있는 트랙킹 코일(9L)(9R)에 힘이 작용하게 되면 보빈(5)의 이동에 수반하여 대물렌즈(4)의 이동이 이루어지면서 트랙킹이 이루어지게 된다.

상기의 구조를 갖는 액츄에이터를 이용한 광픽업 장치에서는 일반적으로 광원으로부터 대물렌즈로 입사되는 빔이 대물렌즈의 하부에 형성된 광학계에 의한 직선적인 경로를 위치하고 있음에 따라 이러한 광학소자의 직선적인 배열로 구성된 광픽업 장치에서는 필연적으로 장치 자체의 두께가 증대되는 문제점이 따르고 있다.

따라서, 광픽업 장치의 박형화를 도모하기 위한 방안으로서 상기의 직선적인 광학계 구조를 탈피하여 광경로의 변화를 가한 여러 형태의 시도가 행해지고 있는 바, 그 중 대표적인 한 형태로서 제2도에 도시된 바와같이 대물렌즈(4)가 설치된 액츄에이터(A)의 하부에 프리즘 미러(10)를 설치하여 레이저 다이오드(11)로부터 입사되는 수평의 빔을 그 위쪽의 대물렌즈(4)쪽으로 꺽어주는 방식을 들 수 있다.

그러나, 상기 프리즘 미러를 이용한 방식의 광픽업 장치에서는 액츄에이터의 하부에 프리즘 미러가 위치하고 있음에 따라 액츄에이터의 상하공간만을 이용하여 광로를 형성할 수 밖에 없기 때문에 광픽업 높이가 상당부분을 차지하게 되어 PC에 장착되는 CD-ROM, DVD-ROM 및 노트북-PC에의 장착시 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 광픽업 장치를 보다 박형화하기 위한 방편으로, 종래에 광픽업용 액츄에이터의 보빈둘레에 설치되는 포커싱 코일을 트랙킹 코일과 동일한 형상으로 구성하여 트랙킹 코일과 함께 보빈의 전후방에 형성하는 한편 영구자석의 착자패턴이 수직의 중앙선을 기준으로 대칭되게 형성함으로써 보빈의 측면을 통하여 광학계의 수평광로가 형성될 수 있도록 함으로써 픽업장치의 박형화가 이루어지도록 한 광픽업용 액츄에이터를 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은 보빈상에 형성되는 포커싱 코일과 트랙킹 코일의 형상을 동일하게 형성하여 이들 두 코일을 동일평면상에 적층시켜 구성함으로써 액츄에이터의 액츄에이터 구동회로의 간략화 및 조립성의 향상을 도모하도록 한 데 있다.

이와같은 본 발명의 목적은 렌즈가 구비된 보빈의 전후면상에 형성되며 트랙킹 코일과 포커싱 코일이 동일형상으로 적층된 코일과, 상기 코일과 대향하는 위치에 형성되며 직사각형 영구자석의 상하 단부중 어느 한 중심부로부터 반대편의 양측 모서리를 향하는 분할선에 의해 형성된 세개의 분할영역중 중앙부와 양측 두부분간에 서로 다른 착자패턴으로 착자된 영구자석의 조합으로 이루어진 구조의 액츄에이터에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과등의 사항에 대해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 아래의 도면을 참조한 구체적인 설명을 통해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 제3도는 본 발명의 광픽업용 액츄에이터 구동장치에 대한 평면도로서, 이에 도시된 바와같이 본 발명의 액츄에이터는 대물렌즈(21)가 구비된 보빈(20)의 전후면상에 동일한 형상을 갖는 트랙킹 코일(22a)과 포커싱 코일(22b)이 적층형성된 구동 코일(22)이 좌우로 설치되고, 이들 코일(22)과 일정간격을 유지한 채 수직입설된 요크(23)의 내면에 영구자석(24)이 부착되어 상기 코일(22)과 마주보도록 형성되어 있다.

이때, 상기 영구자석(24)은 제4(a)(b)도에 도시된 바와같이 전체적으로 횡장 직사각형의 형태를 취함에 있어 상하 단부중 어느 한 중심부(C1)(C2)로부터 반대편의 양측 모서리를 향하는 분할선(DL)에 의해서 분할되는 세영역중 중앙부와 양측 두 영역간에 서로 다른 극으로 착자된 구성으로 이루어져 있다.

다시 말하면, 영구자석(24)은 수직 중심선(CL)을 중심으로 서로 대칭되게 형성된 착자패턴으로서, 상기 수직 중심선(CL)에 의해서 분할된 두개의 사각영역은 분할선(DL)이 대각선을 형성하며 이 대각선을 중심으로 서로 다른 극성이 착자된 형태로 이루어져 있다.

즉, 제4(a)도에서는 중앙의 상대적으로 넓은 영역에 N극이 착자되고 양측 하부의 좁은 두 영역은 S극으로 착자된 착자패턴을 취하고 있으며, (b)의 경우에는 중앙의 상대적으로 넓은 영역에 S극이 착자되고 양측 상부의 좁은 두 영역은 N극으로 착자된 착자패턴을 취하고 있음을 알 수 있다.

한편, 제5도는 상기 보빈(20)의 전후면에 형성되는 구동 코일(22)을 발췌하여 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이 코일(22)은 사각통형으로 권회된 트랙킹 코일(22a)위로 트랙킹 코일(22a)과 동일한 형상으로 이루어진 포커싱 코일(22b)이 적층된 구조로 이루어져 있다. 이때, 트랙킹 코일(22a)과 포커싱 코일(22b) 사이의 접촉부에는 이들 코일간의 절연을 위한 절연체(P)가 개재되어 있다.

이와같은 구조의 코일(22)과 영구자석(24)으로 이루어진 본 발명의 액츄에이터 구동장치에서 포커싱과 트랙킹이 수행되는 과정을 제6도 및 제7도에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제6(a)(b)도는 포커싱 동작을 보인 액츄에이터 구동부의 측면도 및 평면도로서, 좌우 양편의 포커싱 코일(22b)은 이들의 대각선이 영구자석(24)의 극성 분할선(DL)과 일치하는 공간적 위치에 설치된다. 이때, 이들 두 포커싱 코일(22b)에 시계방향의 전류(i)를 인가하게 되면 영구자석(24)에 의해서 형성된 자속선과 전류(i)의 흐름간의 관계에 의해서 포커싱 코일(22b)에 힘(F)이 가해지게 된다.

이와같이 포커싱 코일(22b)에 발생되는 힘의 방향을 살펴보면, 좌측 포커싱 코일(22b)의 상하 수평부로는 위쪽으로 힘(F1)(F2)가 발생하며 좌우 수직부로는 좌측을 향하는 힘(F3)(F4)가 발생된다. 그리고, 우측 포커싱 코일(22b)의 상하 수평부로는 위쪽으로 힘(F1')(F2')가 발생하며 좌우 수직부로는 우측으로 향하는 힘(F3')(F4')가 발생된다.

따라서, 이들 좌우 포커싱 코일(22b)에 작용하는 힘들을 전체적으로 살펴보면, 위쪽을 향하는 상하 수평부에 작용하는 힘으로서의 F1, F2와 F1', F2'는 서로 동일하게 위쪽을 향하고 있음에 비해, 좌우 수직부에 작용하는 힘으로서, F3, F4와 F3', F4'는 서로 반대방향을 띠는 것이어서 이들 수평방향의 힘은 서로 상쇄되어 결과적으로 포커싱 코일(22b)에는 위쪽을 향하는 힘만이 작용하게 된다.

이와같이, 포커싱 보빈(20)의 전후면 양측에 형성된 4개의 코일(22b)에는 위쪽으로 향하는 힘만이 작용함에 따라 포커싱 코일(22b)과 일체로 형성된 보빈(20)이 이동이 일어나게 되고, 이에 수반하여 보빈(20)상에 설치된 렌즈(21)가 이동되어 포커싱의 수행이 이루어지게 된다. 다시 말하면, 제6(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 수평방향으로 향하는 힘은 서로 상쇄된 상태에서 상하방향(지면에 대해 수직방향)의 힘(F1+F2, F1'+F2', F'1+F'2, F'1'+F'2')이 윗쪽으로 작용하게 되어 보빈(20)의 이동이 이루어지게 된다.

다음, 제7(a)(b)도를 통하여 본 발명 액츄에이터의 트랙킹 과정을 살펴보면, 좌측 트랙킹 코일(22a)에는 시계방향의 전류(i)를 흐르게 하고, 우측 트랙킹 코일(22a)에는 반시계 방향의 전류(i)를 흐르게 하면 이들 두 트랙킹 코일(22a)에는 각기 f1-f4 및 f1'-f4'의 힘이 작용하게 되는 바, 이들 힘의 상호관계를 살펴보면, 좌측 트랙킹 코일(22a)의 수직방향 힘(f1, f2)과 우측 트랙킹 코일(22a)의 수직방향 힘(f1', f2')은 반대편 코일의 수직방향 힘과 대각선으로 반대방향의 힘을 구성하므로 상쇄되고, 좌우측 트랙킹 코일(22a)의 수평방향으로 작용하는 힘(f3, f4 및 f3', f4')은 모두 반대편 코일과 마찬가지로 우측방향으로 작용하게 되어 트랙킹 코일(22a)에는 수평방향으로의 힘(f3+f4, f3'+f4', f'3+f'4, f'3'+f'4')이 작용하게 된다.

이에 따라, 트랙킹 코일(22a)이 설치되어 있는 보빈(20)이 수평방향으로 이동하게 되어 결과적으로는 렌즈(21)의 이동이 이루어짐으로써 트랙킹 동작이 수행된다.

본 발명의 액츄에이터 구동장치에서는 종래에 보빈의 전체 둘레에 걸쳐 형성되던 포커싱 코일이 트랙킹 코일과 함께 보빈의 전후면에 국한하여 설치됨에 따라 보빈의 양측면을 활용하여 광학계를 구성할 수 있게 되는 바, 제8도는 이러한 보빈의 측면에 광로가 형성되도록 한 구조의 액츄에이터 예를 도시하고 있다.

도시된 바와같이, 본 실시예의 액츄에이터는 보빈(20)의 일측면에 개구부(25) 형성한 구성으로서, 이 개구부(25)를 통하여 광픽업 장치의 광로가 형성되도록 하고 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 종래의 광픽업 장치에서는 액츄에이터의 하부, 다시말하면 요크(23) 아랫쪽에 프리즘 미러 또는 여타의 광학소자를 설치함에 따라 액츄에이터를 포함한 픽업의 두께가 두꺼워질 수 밖에 없는 구조로 이루어져 있었으나, 본 발명에서는 보빈(20)의 일측면에 형성된 개구부(25)를 통하여 입사빔이 보빈(20) 내부의 렌즈(21) 바로 아랫쪽으로 들어오도록 하는 것이어서 액츄에이터 주위의 수평공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서는 광픽업 장치의 광학소자를 적어도 요크(23)면 위의 대략 액츄에이터 설치높이와 동일한 높이에 설치되도록 할 수 있음에 따라 광픽업 장치의 높이를 축소시켜 장치의 박형화를 기할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 포커싱 코일과 트랙킹 코일의 형상이 동일할 뿐만 아니라 이들 두 코일이 적층된 형태로 보빈의 전후면에 설치되는 구조를 취함에 따라 보빈의 성형작업 및 코일의 제작공정이 간편하고, 이에 더하여 이들 부품들의 조립작업 역시도 손쉽게 이루어질 수 있어 경제적이다.

Claims (4)

1. 동일 형상의 트랙킹 코일과 포커싱 코일의 적층체로 이루어져 렌즈가 구비된 보빈의 전후면에 설치되는 구동코일과, 상기 구동코일과 대향하는 위치에 설치되는 직사각형의 영구자석으로서 상하 단부중 어느 한 중심으로부터 반대편의 양측 모서리를 향하는 분할선에 의해 얻어지는 세 영역중 중앙부와 양측 두 영역간에 서로 다른 극성으로 착자된 영구자석으로 이루어진 광픽업용 액츄에이터 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동코일은 사각통형 구조로서 그 대각선이 영구자석의 극성 분할선과 일치하도록 형성됨을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터 구동장치.
3. 렌즈가 구비되고 적어도 일측면에 수평의 광로를 취하는 빔의 통로를 형성하는 개구부가 형성된 보빈과, 보빈의 전후면 양측에 설치되고 동일한 형상으로 이루어진 트랙킹 코일과 포커싱 코일의 적층체로 구성된 구동코일과, 상기 구동코일과 마주보도록 형성된 영구자석으로 이루어진 광픽업용 액츄에이터.
4. 제3항에 있어서, 영구자석은 직사각형의 상하 단부중 어느 한 중심으로부터 반대편 양측 모서리를 향하는 분할선에 의해 얻어진 세 분할영역중 중앙부와 양측 두 영역간에 서로 다른 극성으로 착자된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.