KR100488005B1 - 광 픽업 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 픽업 액츄에이터에 있어서, 특히 렌즈홀더 인접 코일에서 발생되는 열이 대물렌즈로 전달되는 것을 감소시켜 주기 위한 것으로, 본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터는 중심부에 대물렌즈를 취부하고, 인접 코일로부터 발생되는 열이 대물렌즈로 직접 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 인접 코일과 대물렌즈 사이에 열 차단 수단을 가공시킨 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더 외측에서 상기 렌즈홀더를 가동시켜 주기 위한 코일 및 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열 차단 수단은 상기 대물렌즈와 렌즈홀더의 외주 변에 부착된 코일 사이의 렌즈홀더 좌/우측에 소정 길이 및 폭, 그리고 소정 형상의 갭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 멀티 미디어 사용 환경 하에서의 장시간 사용하게 되는 액츄에이터의 내부 발생 열이 대물렌즈로 전달되는 것을 감소시켜 주기 위해, 렌즈홀더 인접 코일과 대물렌즈 사이의 렌즈홀더에 열 차단을 위한 갭을 가공하여, 대물렌즈로 전달되는 열을 감소시켜 주어 구동 신뢰성을 향상시켜 주기 위한 것이다.

Description

광 픽업 액츄에이터{Optical Pick-up actuator}
본 발명은 광 픽업 액츄에이터에 관한 것으로서, 특히 렌즈홀더의 인접 코일에서 발생되는 열이 대물렌즈로 전달되는 것을 최소화시켜 줄 수 있도록 한 광 픽업 엑츄에이터에 관한 것이다.
일반적인 광 픽업 엑츄에이터는 대물렌즈를 실장하는 가동부(moving part)를 이동시켜 대물렌즈와 디스크간의 상대위치를 일정하게 유지시켜 주고, 디스크의 트랙을 추종하여 디스크에 기록된 정보를 기록/재생하는 역할을 한다. 이러한 엑츄에이터는 영구자석 자계에 의한 가동코일 형태로 운동을 하여 원하는 위치에 대물렌즈를 이동시킨다. 이때 가동부는 서로 수직한 두 방향인 포커싱과 트랙킹 방향으로 병진운동을 하고, 광학신호의 오차를 줄이기 위해 회전이나 비틀림과 같은 불필요한 진동이 없이 이루어지도록 하여야 한다.
도 1은 종래 광 픽업 엑츄에이터를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 대물렌즈(101)가 중심부에 취부되고 외주 면으로 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일(105,106)이 권선된 렌즈홀더(lens holder,102)와, 상기 렌즈홀더(102)의 코일(105,106)에 대향하여 베이스(base)에 설치된 마그네트(magnet,103) 및 요크(Yoke,104)와, 상기 렌즈홀더(102)의 상, 하 측면에 일단이 고정되어 이를 지지하는 상, 하 복수개의 와이어 서스펜션(wire suspension,107)과, 상기 렌즈홀더(102)의 일측에 마련되어 와이어 서스펜션(107)의 타단이 고정된 댐퍼홀더(109)로 구성된다.
도면부호 108은 고정기판으로서, 렌즈홀더(102)의 상, 하부에 형성되어 와이어 서스펜션(107)의 일단이 납땜되어 고정된다.
상기와 같은 종래 광 픽업 엑츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
대물렌즈(101)는 렌즈홀더(102)의 중심부에 취부되고, 포커싱을 위해 상기 렌즈홀더(102)의 각 모서리 부위에 포커싱 코일(105)이 권선되고, 트랙킹을 위해 렌즈홀더(102)의 좌/우 측면 중심부에 트랙킹 코일(106)이 권선된다.
그리고, 상기 코일(105,106)과 대향하는 위치인 상기 렌즈홀더(102)의 좌, 우측으로는 강자성체 재질의 구조물인 복수개의 요크(104)가 돌출되며 요크 전면에 마그네트(103)를 각각 고정하게 된다. 그 요크(104)는 픽업 베이스(미도시)와 일체화 수단에 의해 일체화되게 된다.
렌즈홀더(102)의 상, 하부 측면 중심부에는 고정기판(108)이 결합되어 있으며, 각 고정기판(108)에는 2개가 평행한 와이어 서스펜션(107)의 일단이 납땜되고, 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단은 댐퍼홀더(109)의 댐퍼(damper, 미도시)를 통해서 고정된다.
여기서, 댐퍼홀더(109) 내부에는 강성을 갖는 와이어 서스펜션(107)을 감쇠특성을 갖도록 하기 위해 댐퍼(미도시)가 결합되고, 외측으로 메인 기판(미도시)이 결합되어 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단이 납땜 고정되도록 한다.
상기의 렌즈홀더(102)는 와이어 서스펜션(107)에 의해 부상되어 있으며, 이 와이어 서스펜션(107) 각각으로 전류가 공급된다.
상기 구조에서, 렌즈홀더(102)의 양측면 중심부에 부착된 트랙킹 코일(106)은 서로 적당한 방향으로 감겨있어 이에 전류가 흐를 때 정해진 방향으로 자속을 발생시키고, 이는 고정되어 있는 마그네트(103)와 전자기력에 의해서 반발력 및 척력이 발생시키게 된다. 이러한 반발력 및 척력에 의해서 렌즈홀더(102)의 움직임이 트랙킹 방향(전, 후)으로 움직임으로써, 트랙킹 오차를 보정하기 위한 트랙킹 서보가 동작한다.
그리고, 포커싱 코일(105)은 트랙킹 코일과는 다르게 수평 방향으로 권선되어, 전류가 흐를 때 자속의 방향이 상, 하 방향으로 발생하여, 고정된 마그네트의 자속과 전자기적으로 작용하여 코일에 수직방향으로 힘을 발생하게 됨으로써, 렌즈홀더(102)가 포커싱 방향(상, 하)으로 움직이게 되어 이를 보정하기 위한 포커싱 서보가 동작하게 된다.
이와 같은 렌즈홀더(102)의 외주 면에 코일(105,106)이 감겨져 렌즈홀더(102)와 함께 코일이 이동하는 것을 무빙(moving) 코일 방식이라고 하며, 이와는 반대로 렌즈홀더의 외주 면에 마그네트가 부착되어 렌즈홀더와 함께 마그네트가 이동하는 것을 무빙 마그네트 방식이라고 한다. 이때의 마그네트와 코일에 의한 무빙방식은 플레밍 왼손 법칙의 로렌쯔 힘을 이용하고 있다.
이러한 광 픽업 엑츄에이터를 이용하여 광 디스크에 정보를 기록/재생하게 되는데, 최근에는 멀티미디어 기기의 급속한 발전 및 관련 콘텐츠(contents)의 활발한 제작/보급에 따라 영화, 게임 미디어 등의 장시간 사용환경에 대한 광 픽업의 신뢰성이 요구되고 있다.
광 픽업을 장시간 구동시 엑츄에이터의 구동 코일에 인가되는 전류에 의해 코일에서 열이 발생하고 발생된 열은 렌즈홀더 구조물을 통하여 대물렌즈에 전달되게 된다.
이와 같이, 장시간 대물렌즈에 열이 전달되면 수차가 커지고 과도 전류 인가시에는 열응력에 의해 대물렌즈에 크랙(crack)이 발생할 수도 있는 문제가 있다. 따라서, 구동 코일로부터 대물렌즈로 전달되는 열을 감소시켜 픽업의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 엑츄에이터가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 코일과 대물렌즈 사이의 렌즈홀더에 갭을 가공하여, 구동 코일로부터 발생되는 열이 대물렌즈로 전달되는 것을 차단할 수 있도록 한 광 픽업 엑츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
다른 목적은 렌즈홀더에 가공되는 갭 형상은 코일과 대물렌즈 사이의 열 전달 경로를 최대화시키고, 직접적인 열 전달을 차단시켜 줄 수 있는 형상으로 가공하는 광 픽업 엑츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터는,
중심부에 대물렌즈를 취부하고, 인접 코일로부터 발생되는 열이 대물렌즈로 직접 전달되는 것을 차단하기 위해, 상기 인접 코일과 대물렌즈 사이에 소정 형상으로 열 차단 수단을 가공시킨 렌즈홀더와;
상기 렌즈홀더 외측에서 상기 렌즈홀더를 가동시켜 주기 위한 코일 및 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열 차단 수단은 상기 대물렌즈와 렌즈홀더의 외주 변에 부착된 코일 사이의 렌즈홀더 몸통 좌/우측에 소정 형상으로 가공된 캡인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열 차단 수단은 대물렌즈와 인접 코일 사이의 렌즈홀더에 소정 길이/폭을 갖는 직사각형 형태로 가공된 갭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 열 차단 수단은 렌즈홀더의 좌/우측에 상기 대물렌즈의 사이즈에 비례하는 길이 및 대물렌즈와 인접 코일 사이의 거리에 반비례하는 폭을 갖고 소정 형상으로 가공된 갭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 갭은 대물렌즈와 인접 코일 사이의 렌즈홀더에 대물렌즈의 반경을 따라 반구형으로 가공되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 광 픽업 엑츄에이터를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 대물렌즈(201)가 중심부에 취부되고 외주면으로 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일(205,206)이 권선된 렌즈홀더(lens holder,202)와, 상기 렌즈홀더(202)의 코일(205,206)에 대향하여 베이스(base)에 설치된 마그네트(magnet,203) 및 요크(Yoke,204)와, 상기 렌즈홀더(202)의 상, 하 측면에 일단이 고정되어 이를 지지하는 상, 하 복수개의 와이어 서스펜션(wire suspension,207)과, 상기 렌즈홀더(202)의 일측에 마련되어 와이어 서스펜션(207)의 타단이 고정된 댐퍼홀더(209)와, 상기 대물렌즈(201)와 인접 코일 사이의 렌즈홀더(202)에 소정 길이/폭으로 일체로 가공된 갭(211)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 갭(gap)(211)은 직사각형 형상으로 대물렌즈의 사이즈에 비례하는 길이를 갖고 소정의 폭으로 가공되는 것을 구성으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 픽업 엑츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 렌즈홀더(202)의 중심부에는 대물렌즈(201)가 취부되고, 그 좌, 우측면 모서리에는 포커싱 코일(205)이 권선되고, 그 측면 중심부에는 트랙킹 코일(206)이 각각 부착된다. 그리고, 상기 포커싱 및 트랙킹 코일(205,206)에 대향하는 위치의 픽업 베이스에는 마그네트(203)가 요크(204)에 부착되어 있는 구조이다.
그리고, 렌즈홀더(202)의 상, 하부 측면 중심부에는 고정기판(208)이 결합되어 있으며, 각 고정기판(208)에는 2개가 평행한 와이어 서스펜션(207)의 일단이 납땜되고, 상기 와이어 서스펜션(207)의 타단은 댐퍼홀더(209)의 댐퍼(damper, 미도시)를 통해서 고정된다. 상기 와이어 서스펜션(207) 각각으로 전류가 공급된다.
상기 구조에서, 렌즈홀더(202)의 양측 중심부에 부착된 트랙킹 코일(206)에 전류를 공급하면 정해진 방향으로 자속을 발생시키고, 이는 고정되어 있는 마그네트(203)와 전자기력에 의해서 반발력 및 척력이 발생되어, 렌즈홀더(202)를 트랙킹 방향(전, 후)으로 움직임으로써, 트랙킹 오차를 보정하기 위한 트랙킹 서보가 동작한다.
그리고, 포커싱 코일(206)에 전류가 흐를 때 자속의 방향이 상, 하 방향으로 발생하여, 고정된 마그네트(203)의 자속과 전자기적으로 작용하여 코일에 수직방향으로 힘을 발생하게 됨으로써, 렌즈홀더(202)가 포커싱 방향(상, 하)으로 움직이게 되어 이를 보정하기 위한 포커싱 서보가 동작하게 된다.
한편, 렌즈홀더(202)에는 대물렌즈(201)와 인접 코일(205,206) 사이(좌/우)에 열 전달 경로를 차단하기 위해 렌즈홀더 몸통에 일체로 갭(211)을 각각 가공시킨다. 이러한 갭(211)은 대물렌즈(201)와 최단 거리에 위치한 트랙킹 코일(206) 사이에 대물렌즈(201)의 직경에 비례하는 길이 및 소정의 폭을 갖는 직사각형 형상을 갖는 구조이다. 즉, 상기 갭(211)은 도 2에 도시된 바와 같이 대물렌즈(201)를 기준으로 대칭적이며 동일 형상으로 렌즈홀더에 형성된다.
상기 갭(211)은 실시 예로서 길이 및 폭의 변경이 가능할 뿐만 아니라, 코일이 설치되는 위치 또는 열 전달 경로에 따라 형상 변경이 가능하다.
그러므로, 엑츄에이터의 구동 코일(205,206)에 인가되는 전류에 의해 상기 코일(205,206)에서 발생되는 열이 발생하게 되고, 발생되는 열은 기기를 장시간 구동할 경우 렌즈홀더 구조물의 온도도 상승시켜 준다.
이때, 렌즈홀더(202)의 갭(211)에서는 대물렌즈(201)와 인접 코일(205,206) 사이에 열 전달 경로를 차단시켜 주고, 또 열 전달 경로를 멀게 해 줌으로써, 대물렌즈(202)의 온도 상승세가 둔화된다.
이를 위해서, 상기 렌즈홀더(201)에 가공되는 갭(211)은 대물렌즈(202)로 전달되는 열의 전달 경로를 상대적으로 멀리하여 상기 열을 차단시켜 주거나 최소화시켜 줌으로써, 대물렌즈(202)에 전달되는 열 차단으로 인한 구동 신뢰성을 향상시켜 준다.
도 3은 본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터의 사시도이며, 도 4의 (a)는 종래의 광 픽업 액츄에이터에서 발생되는 열 전달 현상을 나타낸 도면으로 코일로부터 발생되는 열이 대물렌즈로 직접적으로 전달되어 온도가 상승됨을 나타낸 것이다. 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 렌즈홀더에 갭을 형성한 구조로서 갭에 의한 단면적 증가로 열이 일부 방열이 되고 코일로부터 열 전달 경로가 멀어져 대물렌즈의 온도 상승세를 둔화시켜 줄 수 있다.
실시 예로서, 도 5 및 도 6에 도시된 렌즈홀더에 형성되는 갭(221,231) 형상이 대물렌즈(201)와 인접 코일(205,206) 사이의 열 전달 경로에 따라 폭 및 길이, 형상을 변경시킨 구조이다.
도 5는 렌즈홀더의 갭(221) 형상이 대물렌즈의 반경을 따라 반구형으로 형성된 구조이고, 도 6은 갭의 거리에 따른 폭이 열 전달 경로에 따라 반비례하는 구조를 형성된 것이다. 즉, 갭의 폭은 열 전달 경로에 반비례하는 폭 즉, 거리가 짧으면 갭의 폭을 크게 하고, 거리가 멀면 갭의 폭을 작게 가져갈 수 있는 형상의 구조를 갖도록 한다. 실시 예로서, 방열을 위해 렌즈홀더 몸체의 열 전달 경로 상에 다수개의 구멍을 가공할 수도 있다.
그러므로, 갭을 통해서 인접 코일에서 발생되는 열이 대물렌즈로 전달되는 것을 차단할 수 있기 때문에, 광 픽업의 장시간 구동시에도 구동 신뢰성을 확보할 수 있다. 동시에 렌즈홀더의 무게를 갭 무게 만큼 줄일 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광 픽업 엑츄에이터에 의하면, 고밀도 디스크를 고배속으로 재생, 기록하는 드라이브 시스템 등에서 영화, 게임 미디어 등의 장시간 사용 환경에서 픽업 엑츄에이터의 구동 코일로부터 대물렌즈에 전달되는 열을 감소시켜 주어 픽업의 구동 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1의 (a)(b)는 종래 광 픽업 액츄에이터의 개략적인 평면 및 정면도.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 광 픽업 액츄에이터를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 광 픽업 액츄에이터의 사시도.
도 4의 (a)는 종래 광 픽업 액츄에이터에서의 열 전달 현상을 나타낸 도면이며, (b)는 본 발명에 따른 열 전달 현상을 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 픽업 액츄에이터를 나타낸 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201... 대물렌즈 202... 렌즈홀더
203... 마그네트 204... 요크
205...포커싱 코일 206...트랙킹 코일
207...와이어 서스펜션 208...고정기판
209... 댐퍼홀더 211,221,231...갭

Claims (5)

  1. 중심부에 대물렌즈를 취부하고, 좌/우측면에 설치된 인접 코일로부터 발생되는 열이 대물렌즈로 직접 전달되는 것을 차단하기 위해, 상기 인접 코일과 대물렌즈 사이에 소정 형상의 갭(cap)이 일체로 가공된 렌즈홀더와;
    상기 렌즈홀더 외측에서 상기 렌즈홀더를 가동시켜 주기 위한 코일 및 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 갭은 상기 인접코일과 대물렌즈 사이의 상기 렌즈홀더의 좌측 및 우측에 동일 형상으로 가공된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 갭은 상기 대물렌즈와 인접 코일 사이의 렌즈홀더에 소정 길이/폭을 갖는 직사각형 형태로 가공된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 갭은 대물렌즈와 인접 코일 사이의 렌즈홀더에 상기 대물렌즈의 사이즈에 비례하는 길이, 및 상기 대물렌즈와 인접 코일 사이의 거리에 반비례하는 폭으로 가공된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 갭은 대물렌즈와 인접 코일 사이의 렌즈홀더에 대물렌즈의 반경을 따라 반구형으로 가공된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
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