KR100524998B1 - 광픽업 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

대물렌즈가 탑재되며 제1 내지 제4측면을 가지는 렌즈 홀더와, 렌즈 홀더를 비롯한 가동부 전체를 베이스에 대해 움직일 수 있도록 일단이 렌즈 홀더에 결합되고 타단이 베이스에 마련된 홀더에 고정된 복수의 서스펜션과, 가동부를 구동하기 위한 자기 회로를 포함하며, 자기 회로는, 렌즈 홀더의 외주면에 권선된 포커스 코일과, 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면에 각각 한쌍씩 설치되는 트랙킹 코일과, 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면과 각각 마주하도록 베이스에 설치되는 자석과, 렌즈 홀더의 제3 및 제4측면에 설치되는 제1 및 제2틸트 코일과, 제1 및 제2틸트 코일의 내측에 각각 위치되어 틸트 구동용 자속을 가이드하기 위한 제1 및 제2내측 요오크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터가 개시되어 있다.

개시된 광픽업 액츄에이터에 따르면, 별도의 틸트 구동용 자석이 불필요하므로, 자석의 개수를 종래에 비해 줄일 수 있어 저가형으로 구성할 수 있으며, 레이아웃이 보다 간략화된다.

Description

광픽업 액츄에이터{Optical pickup actuator}

본 발명은 광픽업 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 틸트 구동 가능한 광픽업 액츄에이터에 관한 것이다.

광픽업은 광기록 및/또는 재생기기에 채용되어 광정보저장매체인 광디스크의 반경 방향으로 이동하면서 비접촉식으로 광디스크에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 수행하는 장치이다.

이러한 광픽업은 광원에서 출사된 광이 광디스크 상의 올바른 위치에 광스폿으로 형성되도록, 대물렌즈를 트랙킹 방향, 포커스 방향 및/또는 틸트 방향으로 구동하는 액츄에이터를 필요로 한다. 여기서, 트랙킹 방향 구동은 광스폿이 트랙 중심에 형성될 수 있도록, 대물렌즈를 광디스크의 래디얼 방향으로 조정하는 것을 말한다.

광픽업 액츄에이터는 트랙킹 방향과 포커스 방향 구동 즉, 2축 구동이 기본이다. 근래에는 고밀도 광 기록 및/또는 재생기기 구현을 위해 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture)가 증가하고 레이저 광원의 파장이 짧아져, 광픽업 액츄에이터의 틸트(Tilt) 방향 마진(margin)이 줄어들게 됨에 따라, 이를 보상하기 위해 기존의 2축 구동 즉, 포커스 방향과 트랙킹 방향의 구동에 부가하여 틸트 방향 특히, 래디얼 틸트 방향 구동까지 가능한 3축 구동 방식의 광픽업 액츄에이터가 요구된다. 이와 같이 포커스 방향 및 트랙 방향 구동에 부가하여 틸트 방향 구동까지 가능한 3축 구동 방식의 광픽업 액츄에이터를 틸트 구동 광픽업 액츄에이터라 한다.

틸트 구동 가능한 광픽업 액츄에이터는 4면 사용 자기 회로를 설계하는 구조가 일반적이다. 여기서, 4면 사용 자기 회로란 렌즈 홀더의 네 측면에 구동 코일 및 자석을 배치한 구조를 말한다.

도 1은 종래의 광픽업 액츄에이터의 일 예를 개략적으로 보인 사시도이다.

도면을 참조하면, 종래의 틸트 구동 광픽업 액츄에이터는, 대물렌즈(1)가 탑재되는 렌즈 홀더(2)와, 상기 렌즈 홀더(2)를 비롯한 가동부 전체를 베이스(5)에 대해 움직일 수 있도록 일단이 렌즈 홀더(2)에 결합되고 타단이 베이스(5)에 마련된 홀더(3)에 고정된 복수의 와이어(6)와, 상기 가동부를 구동하기 위한 4면 사용 자기 회로를 포함하여 구성된다.

종래의 자기 회로는, 상기 렌즈 홀더(2)의 외주면에 설치되어 상기 대물렌즈(1)를 포커스 방향으로 구동하는 포커스 코일(4)과, 광디스크의 탄젠셜 방향으로 렌즈 홀더(2)의 양측면에 각각 한쌍씩 설치되는 트랙킹 코일(7a)(7b)과, 광디스크의 래디얼 방향으로 렌즈 홀더(2)의 양측면에 설치되는 한쌍의 틸트 코일(9a)(9b)과, 상기 포커스 코일, 트랙킹 코일 및 틸트 코일(4)(7a)(7b)(9a)(9b)에 흐르는 전류와의 상호작용으로 상기 가동부를 구동시키기 위한 전자기력을 발생시키는 자석(10)(11) 및 요오크(14)(15)(16)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 틸트 구동 광픽업 액츄에이터에서는, 포커스 코일(4) 및 트랙킹 코일(7a)(7b)에 전류를 인가하면, 상기 포커스 코일(4) 및 트랙킹 코일(7a)(7b)에 흐르는 전류와 자석(10)으로부터 나오는 자속의 상호 작용에 의해 포커스 코일(4) 및 트랙킹 코일(7a)(7b)에 전자기력이 작용하고, 이에 의해 가동부 전체가 포커스 방향(F) 및 트랙킹 방향(T)으로 움직이게 된다.

또한, 한쌍의 틸트 코일(9a)(9b)에 서로 반대방향으로 전자기력이 작용하도록 한쌍의 틸트 코일(9a)(9b)에 각각 전류를 인가하면, 틸트 코일(9a)(9b)에 흐르는 전류와 자석(11)으로부터 나오는 자속의 상호 작용에 의해 틸트 코일(9a)(9b)에 전자기력이 작용하고, 이에 의해 가동부 전체가 래디얼 틸트 방향(R_T)으로 움직이게 된다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 광픽업 액츄에이터는, 틸트 구동을 위해, 트랙킹 및 포커스 구동을 위한 자기 회로 부품과는 별도로, 2개의 자석(11), 2개의 요오크(16) 및 2개의 틸트 코일(9a)(9b)을 추가한 구성을 가지므로, 부품수가 많아 제조 단가가 높으며, 전체 레이아웃이 복잡한 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 자석의 개수를 줄여 저가형으로 구성할 수 있으며, 레이아웃이 보다 간략화되는 광픽업 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는, 대물렌즈가 탑재되며 제1 내지 제4측면을 가지는 렌즈 홀더와; 상기 렌즈 홀더를 비롯한 가동부 전체를 베이스에 대해 움직일 수 있도록 일단이 렌즈 홀더에 결합되고 타단이 베이스에 마련된 홀더에 고정된 복수의 서스펜션과; 상기 가동부를 구동하기 위한 자기 회로;를 포함하며, 상기 자기 회로는, 상기 렌즈 홀더의 외주면에 권선된 포커스 코일과; 상기 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면에 각각 한쌍씩 설치되는 트랙킹 코일과; 상기 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면과 각각 마주하도록 상기 베이스에 설치되는 자석과; 상기 렌즈 홀더의 제3 및 제4측면에 설치되는 제1 및 제2틸트 코일과; 상기 제1 및 제2틸트 코일의 내측에 각각 위치되어 틸트 구동용 자속을 가이드하기 위한 제1 및 제2내측 요오크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 자석은 단극 자석이다.

상기 제1 및 제2틸트 코일은 상기 포커스 코일과 동일한 권선 구조를 가진다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광픽업 액츄에이터의 구성을 개략적으로 보인 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는, 대물렌즈(30)가 탑재되며 제1 내지 제4측면(31a)(31b)(31c)(31d)을 구비하는 렌즈 홀더(31)와, 상기 렌즈 홀더(31)를 비롯한 가동부 전체를 베이스(33)에 대해 움직일 수 있도록 일단이 렌즈 홀더(31)에 결합되고 타단이 베이스(33)에 마련된 홀더(35)에 고정된 복수의 서스펜션(37)과, 상기 가동부를 구동하기 위한 자기 회로를 포함하여 구성된다.

가동부 전체를 베이스(33)에 대해 움직임 가능하게 지지하는 서스펜션(37)은 4개 구비된다. 이 서스펜션(37)은 포커스 구동 및 트랙킹 구동용 전류 인가 통로로 사용되며, 와이어 또는 판스프링으로 이루어진다. 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는, 서스펜션(37)은 별도로 틸트 방향 구동을 위한 전류 인가 통로로 사용되는 한쌍의 와이어(미도시)를 더 구비한다.

도 3은 도 2에서 자기 회로 부분만을 발췌하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 2에서 자기 회로 부분만을 발췌하여 보인 평면도이며, 도 5는 도 2의 가동부에 설치된 코일을 보인 측면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 자기 회로는, 렌즈 홀더(31)의 외주면에 권선된 포커스 코일(45)과, 광디스크의 탄젠셜 방향으로 렌즈 홀더(31)의 양측면(31a)(31b)에 각각 한쌍씩 설치되는 트랙킹 코일(47)(49)과, 광디스크의 래디얼 방향으로 렌즈 홀더(31)의 양측면(31c)(31d)에 설치되는 제 1 및 제2틸트 코일(46)(48)과, 상기 렌즈 홀더(31)의 측면(31a)(31b)과 각각 마주하도록 배치되는 한쌍의 자석(40)과, 상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)의 내측에 각각 위치된 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)를 포함하여 구성된다. 한편, 본 발명에 따른 자기 회로는 포커스 및 트랙킹 구동용 자속을 가이드하기 위한 외측 요오크(41) 및/또는 내측 요오크(42)를 더 포함할 수 있다.

상기 포커스 코일(45)은 그에 인가된 전류와 상기 자석(40)에서 발생된 자속과의 상호 작용에 의해 상기 대물렌즈(30)를 포커스 방향으로 구동한다. 상기 포커스 코일(45)은 자석(40)과 마주하는 코일 부분이 유효 포커스 코일로서 사용된다.

상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48) 각각은 상기 포커스 코일(45)과 모양이 유사하며 실질적으로 동일한 권선 구조를 가진다. 즉, 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)과 포커스 코일(45)은 서로 평행하며, 대략 그 코일에 인가된 전류가 흐르는 경로가 서로 평행하다.

상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)은 상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)에 각각 끼워진 상태로 렌즈 홀더(31)의 양측면(31c)(31d)에 부착된다. 도 2 내지 도 5에서는, 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)이 상기 포커스 코일(45)보다 하방쪽에 배치되는 경우를 보여준다. 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)은 포커스 코일(45)과 동일한 수평 위치에 배치될 수도 있다.

상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)은, 상기 포커스 코일(45)이 자석(40)과 마주하는 코일 부분(즉, 렌즈 홀더(31)의 일 측면(31a)(31b)에 나란한 부분)이 유효 포커스 코일로서 사용되는 것과는 다르게, 후술하는 바에서 알 수 있는 바와 같이, 자석(40)과 마주하지 않는 코일 부분(즉, 렌즈 홀더(31)의 다른 측면(31c)(31d)에 나란한 부분)이 유효 틸트 코일로서 사용된다.

상기 자석(40)은, 상기 포커스 코일(45), 트랙킹 코일(47)(49) 및 틸트 코일(46)(48)에 흐르는 전류와의 상호작용으로 상기 가동부를 구동시키기 위한 전자기력을 발생시킨다.

상기 자석(40)은 광디스크의 탄젠셜 방향으로 렌즈 홀더(31)의 양측면(31a)(31b)과 마주하도록 베이스(33)에 설치된다. 상기 자석(40)으로는 단극 착자 자석 예컨대, 단극 착자된 면분극 자석을 구비할 수 있다. 이 자석(40)은 상기 외측 요오크(41)에 설치된다.

상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)는 틸트 구동용 자속을 가이드한다.

상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58), 외측 요오크(41) 및 내측 요오크(42)는 상기 베이스(33)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 내측 요오크(42)는 포커스 코일(45)과 렌즈 홀더(33) 사이에 위치된다. 이 내측 요오크(42)에 의해 상기 렌즈 홀더(33)의 움직임 범위가 제한될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터에서는, 상기 포커스 코일(45) 및 트랙킹 코일(47)(49)에 전류를 인가하면, 상기 포커스 코일(45) 및 트랙킹 코일(47)(49)에 흐르는 전류와 자석(40)으로부터 나오는 자속의 상호 작용에 의해 포커스 코일(45) 및 트랙킹 코일(47)(49)에 전자기력이 작용하고, 이에 의해 가동부 전체가 포커스 방향(F) 및 트랙킹 방향(T)으로 움직이게 된다. 즉, 렌즈 홀더(31에 탑재된 대물렌즈(30)가 포커스 방향(F) 및 트랙킹 방향(T)으로 움직이게 된다.

또한, 상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)에 서로 반대 방향으로 전자기력이 작용하도록 전류를 인가하면, 상기 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)에 흐르는 전류와 자석(40)으로부터 나오는 자속의 상호 작용에 의해 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)에 전자기력이 작용하고, 이에 의해 가동부 전체를 래디얼 틸트 방향으로 움직이게 된다. 즉, 렌즈 홀더(2)에 탑재된 대물렌즈(30)가 래디얼 틸트 방향(R_T)으로 움직이게 된다.

상기와 같은 자기 회로에 의해 별도의 틸트 구동용 자석을 구비하지 않으면서도 틸트 구동이 가능한 이유는 다음과 같다.

도 6은 도 2의 자기 회로에서의 자속의 크기 분포를 보여주며, 도 7은 도 2의 자기 회로에서의 제1 및 제2틸트 코일(46)(48) 위치에 분포되는 누설자속의 자기장 벡터(화살표로 표시됨)를 보여준다. 도 6 및 도 7에서 네모안의 색깔에 따라 나타낸 값들은 테슬라(T) 단위로 나타낸 자속의 세기를 나타낸다.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 자기 회로에서는 상당량의 자속이 누설되며 상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)에 의해 가이드 되어 제1 및 제2틸트 코일(46)(48) 위치까지 분포된다. 틸트 코일(46)(48) 위치에 분포된 자속 중 틸트 구동에 영향을 주는 유효 자속은 도 7에서 화살표로 표시된 자기장 벡터 중 X축과 나란한 성분이다. 도 7에 표시된 자기장 벡터를 X축 상에 사영시킨 것이 유효 자속이 된다. 도 7에 보여진 바와 같이, 누설 자속에 의해 틸트 코일(46)(48)에서 받는 유효 자속량이 꽤 큼을 알 수 있다.

여기서, 제1 및 제2틸트 코일(46)(48) 위치까지 분포되는 누설 자속의 방향 및 세기는 틸트 구동용 자속을 가이드하는 상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)에 의해 주로 결정된다. 따라서, 상기 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)는 충분한 량의 누설자속이 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)에 유효한 자속으로 작용할 수 있도록 적절한 배치, 크기 및 형상으로 설계된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는, 별도의 틸트 구동용 자석 또는 다분극 자석을 사용하지 않고, 한쌍의 단극 자석(40)만을 사용하면서도, 이 자석(40)에서 발생된 누설 자속을 가이드하도록 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)를 렌즈 홀더(31)의 래디얼 방향을 따른 양측면(31c)(31d)과 마주하도록 배치하고, 이 제1 및 제2내측 요오크(56)(58)에 끼워지도록 제1 및 제2틸트 코일(46)(48)을 렌즈 홀더(31)의 양측면(31c)(31d)에 설치함에 의해, 포커스 및 트랙킹 구동 뿐만 아니라, 래디얼 틸트 구동까지도 가능하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

도 8을 참조하면, 광 기록 및/또는 재생기기는 광정보저장매체 예컨대, 광디스크(D)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(105)와, 상기 광디스크(D)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크에 기록된 정보를 재생 및/또는 정보를 기록하는 광픽업(100)과, 스핀들 모터(105)와 광픽업(100)을 구동하기 위한 구동부(107)와, 광픽업(100)의 포커스, 트랙킹 및/또는 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부(109)를 포함한다. 여기서, 참조번호 452는 턴테이블, 453은 광디스크(D)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.

광픽업(100)은 광원으로부터 출사된 광을 광디스크(D)에 집속시키는 대물렌즈(30)를 포함하는 광픽업 광학계와, 이 대물렌즈(30)를 구동하기 위한 광픽업 액츄에이터를 포함한다. 상기 광픽업 액츄에이터로는 상술한 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터를 구비한다.

광디스크(D)로부터 반사된 광은 광픽업(100)에 마련된 광검출기를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호로 바뀌고, 이 전기적 신호는 구동부(107)를 통해 제어부(109)에 입력된다. 상기 구동부(107)는 스핀들 모터(105)의 회전 속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 광픽업(100)을 구동한다. 상기 제어부(109)는 구동부(107)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커스 서보, 트랙킹 서보 및/또는 틸트 서보 명령을 다시 구동부(107)로 보내, 광픽업(100)의 포커싱, 트랙킹 및/또는 틸트 서보 동작이 구현되도록 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 틸트 구동용 자석이 불필요하므로, 자석의 개수를 종래에 비해 줄일 수 있어 저가형으로 구성할 수 있으며, 레이아웃이 보다 간략화될 수 있다.

도 1은 종래의 광픽업 액츄에이터의 일 예를 개략적으로 보인 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광픽업 액츄에이터의 구성을 개략적으로 보인 사시도이다.

도 3은 도 2에서 자기 회로 부분만을 발췌하여 보인 사시도이다.

도 4는 도 2에서 자기 회로 부분만을 발췌하여 보인 평면도이다.

도 5는 도 2의 가동부에 설치된 코일을 보인 측면도이다.

도 6은 도 2의 자기 회로에서의 자속의 크기 분포를 보여준다.

도 7은 도 2의 자기 회로에서의 제1 및 제2틸트 코일 위치에 분포되는 누설자속의 자기장 벡터(화살표로 표시됨)를 보여준다.

도 8은 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30...대물렌즈 31...보빈

33...베이스 35...홀더

40...자석 41,42...요오크

45...포커스 코일 46,48...제1 및 제2틸트 코일

47,49...트랙킹 코일 56,58...제1 및 제2내측 요오크

Claims (4)

1. 대물렌즈가 탑재되며 제1 내지 제4측면을 가지는 렌즈 홀더와; 상기 렌즈 홀더를 비롯한 가동부 전체를 베이스에 대해 움직일 수 있도록 일단이 렌즈 홀더에 결합되고 타단이 베이스에 마련된 홀더에 고정된 복수의 서스펜션과; 상기 가동부를 구동하기 위한 자기 회로;를 포함하며,

   상기 자기 회로는,

   상기 렌즈 홀더의 외주면에 권선된 포커스 코일과;

   상기 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면에 각각 한쌍씩 설치되는 트랙킹 코일과;

   상기 렌즈 홀더의 제1 및 제2측면과 각각 마주하도록 상기 베이스에 설치되는 자석과;

   상기 렌즈 홀더의 제3 및 제4측면에 설치되는 제1 및 제2틸트 코일과;

   상기 제1 및 제2틸트 코일의 내측에 각각 위치되어 틸트 구동용 자속을 가이드하기 위한 제1 및 제2내측 요오크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 자석은 단극 자석인 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2틸트 코일은 상기 포커스 코일과 평행하게 권선된 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기 회로는,

   포커스 및 트랙킹 구동용 자속을 가이드하기 위한 외측 요오크 및/또는 내측 요오크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.