KR100569922B1 - 광 디스크 드라이브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 디스크 드라이브 장치에 관한 것으로서, 특히 렌즈홀더에 중첩되어 광로를 형성하기 위하여 렌즈홀더의 중앙부에 광경로가 형성되도록 하여 높이를 줄임으로써 초소형의 장치에 적합한 구조에 관한 것이다.

본 발명은 대물렌즈를 포함하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 가동시키는 코일 및 마그네트와, 렌즈홀더의 양측에 접속된 일단과 양측 고정단에 접속된 타단을 갖는 탄성지지부재와, 상기 지지부재를 고정시키는 고정단을 포함하는 틸팅구동이 가능한 액츄에이터에 있어서, 랜즈홀더가 원통형 또는 사각형을 가로로 자른모양으로 형성되어 광로가 형성되며 상기 렌즈홀더 임의의 부분에 구성된 반사수단에 의해 입사된 광이 반사된다.

따라서 본 발명에 의하면 초소형의 광디스크 드라이브 장치를 구현할 수 있다.

Description

광 디스크 드라이브 장치 {Apparatus of optical disk drive}

도 1의 (a),(b),(c)는 종래 광 픽업 액츄에이터의 개략적인 평면도 및 정면도.

도 2는 대물렌즈 홀더가 2단지지 되는 경우의 포커싱 동작을 나타낸 도면

도 3의 (a) 및 (b)는 2단과 1단 지지구조의 포커싱 동작을 나타낸 도면

도 4는 종래의 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 도면

도 5 (a),(b),(c)는 본 발명의 광 픽업 액츄에이터의 개략적인 평면도 및 정면도

도 6은 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조를 적용한 2축 액츄에이터구조에서 포커싱 동작을 나타낸 정면도

도 7a는 본 발명의 제 1 실시예로써, 포커싱 및 트랙킹 구동을 위한 각 코일의 형상을 나타낸 도면

도 7b는 렌즈홀더에 광로가 형성된 상태를 보여주는 도면

도 8 (a),(b)는 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조에서 포커싱 동작시 판스프링 상태를 나타낸 도면

도 8 (c),(d)는 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조에서 트래킹 동작시 판스프 링 상태를 나타낸 도면

도 9 (a),(b)는 본발명의 대물렌즈를 지지하는 대물렌즈홀더에 댐핑(Damping)처리를 나타낸 도면

도 10 (a), (b)는 상기 도 9b와 같이 렌즈홀더를 댐핑처리한 경우의 포커싱 및 트래킹 동작시의 렌즈홀즈 상태를 나타낸 도면

도 11a는 렌즈홀더측 고정부를 넓게 나타낸 도면

도 11b는 렌즈홀더 지지부의 타측에 부동부를 형성한 도면

도 12a, 12b 및 12c는 다양하게 댐핑처리를 한 렌즈홀더 지지부 및 고정형태를 나타낸 도면

도 13은 본 발명의 제 2 실시예의 광 픽업 액츄에이터를 개략적으로 보여주는 도면

도 14a는 본 발명인 도 13의 하나의 실시예의 정면도

도 14b는 상기 도 13를 자세하게 나타낸 평면도

도 15a는 상기 도 14a/14b에서 설명한 구조및 렌즈홀더지지부를 댐핑처리한 상태를 나타낸 도면

도 15b는 상기 도 7b와 같이, 렌즈홀더에 광로가 형성된 상태를 보여주는 도면

도 16a는 본 발명의 렌즈홀더의 일측의 구성을, 돌출된 블록(block) 형상 및 가이드 홀을 형성한 것을 나타내는 도면

도 16b는 본 발명의 렌즈홀더의 양측에 홈 및 비딩구조를 형성한 것읕 나타 낸 도면

도 16c는 렌즈홀더어셈블리와 일체형으로 구성된 요크를 나타낸 도면

도 17a는 본 발명인 1단/양단 4점 지지구조를 적용한 2축 액츄에이터에 있어서, 관련구성들이 분해되어 있는 도면

도 17b는 상기 도 17a의 구성들을 조립한 모습을 나타낸 도면

도 17c는 본 발명의 렌즈홀더 어셈블리를 픽업 베이스에 고정한 상태를 나타낸 도면

도 18은 본 발명의 광픽업 액츄에이터이 탑재된 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 도면

도 19는 본 발명의 광픽업 액츄에이터가 탑재된 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 평면도

도 20은 도 17c와 같이 렌즈홀더 어셈블리가 픽업에 탑재되어 스핀들 모터와 연관되는 상태를 나타낸 도면

도 21은 상기 도 20의 구성이 데크 공간에서의 구성

도 22는 렌즈홀더에 중첩되어 광로를 형성하기 위하여 렌즈홀더의 중앙부에 광경로가 형성되기 위한 구조를 나타낸 도면

도 23은 대물렌즈및 반사미러를 포함하여 이동되는 픽업부와 PD/LD등을 포함하여 고정되는 광학계를 이원화 하여 구성한 것을 나타낸 도면.

도 24는 본 발명에서 제안하는 소형 광 드라이브 구조

본 발명은 액츄에이터 및 광디스크 드라이브 장치에 관한 것으로서, 특히 렌즈홀더에 중첩되어 광로를 형성하기 위하여 렌즈홀더의 중앙부에 광경로가 형성되도록 하여 높이를 줄임으로써 초소형의 장치에 적합한 구조에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 액츄에이터와 광경로가 중첩되도록 대물렌즈를 지지하는 지지대의 구조를 변경하고, 대물렌즈및 반사미러를 포함하는 픽업베이스가 디스크 아래로 움직이도록 하며, 상기 구성이외의 광시스템인 광학계(PD,LD,PBS,CL등)는 케이스 역활을 하는 메커니즘에 고정되도록 하는 별도의 이원화 구조를 형성하였다.

최근 디지털 미디어(Digital Media) 기술의 발전에 따라 음악, 영화, 동영상 등 다양한 고 품질 컨텐츠(High Quality Contents)가 쏟아져 나오고 있고 시장 수요가 날로 증대되고 있다.

또한 노트북(Notebook), 캠코더(Camcoder), 디지털 카메라(Digital Camera)등 디지털 기기들이 경량, 소형화 추세에 따라 정보저장매체의 소형화에 대한 요구가 커지고 있다.

광디스크 드라이브에 있어서 소형화를 구현하기 위해서는 구동 메카니즘(Mechanism) 구성상의 공간적 한계에 직면하게 된다.

초소형 광 디스크를 구현하는데 있어 가장 높이상의 제약이 되는 부분은 대물렌즈를 이동시켜 대물렌즈와 디스크간의 상대 위치를 일정하게 유지시켜주고, 디스크의 Track을 추종하여 디스크에 기록된 정보를 기록/재생하는 역할을 하는 액츄에이터이다.

액츄에이터는 디스크의 휨이나 트랙(Track) 위치 에러(Error) 성분을 자동으로 추종하여 보정해 주는 역할을 한다.

액츄에이터는 영구자석 자계에 의한 가동코일 형태로 운동을 하여 원하는 위치에 대물렌즈를 이동시킨다.

이때 가동부에는 강성과 감쇠특성을 갖는 지지대로 고정시켜 원하는 주파수 특성을 갖도록 설계되어 지는데, 가동부는 서로 수직한 두 방향인 포커싱과 트랙킹 방향으로 병진운동을 하고, 광학신호의 오차를 줄이기 위하여 회전이나 비틀림과 같은 불필요한 진동이 없이 구동이 이루어지도록 하여야 한다.

일반적으로 대물렌즈로부터의 집광된 광빔을 광디스크의 회전에 따른 광디스크의 면진동과 편심등에 대하여 광스폿(spot)을 광디스크의 신호트랙의 중심을 추종하도록 하는 대물렌즈 구동장치가 광 픽업과 함께 구동된다.

이러한 대물렌즈 구동장치는 광 픽업 액츄에이터(Acatuator)라 하며 대물렌즈가 포커싱(Focusing)과 트랙킹(Tracking) 동작을 하도록 구동한다.

포커싱 동작은 대물렌즈로부터의 광빔의 광 스폿(spot)이 광디스크의 신호트랙에서 초점심도 내에 들도록 대물렌즈를 상하로 구동시키는 것이고, 트랙킹 동작은 대물렌즈로부터의 광빔의 광스폿이 광디스크의 신호 트랙을 중심을 추종하도록 좌우로 구동시키는 것이다.

이러한, 원판형상의 디스크 트랙 위치는 제조상의 오차 및 변형, 회전에 따른 진동, 광 픽업 자체의 오차등에 의해서 광 픽업에 상대적으로 변동하게 되므로, 이를 보상하기 위해서 디스크에 가장 가까운 대물렌즈를 전기적인 신호로 구동하는 특수한 기구물인 광 픽업 액츄에이터에 의해서 움직이게 된다.

일반적인 광 픽업 액츄에이터는 코일과 마그네트를 이용하여, 코일에 흐르는 전류와 마그네트 간의 전자기력에 의해서 대물렌즈를 움직이게 한다.

도 1 (a)는 종래의 광 픽업 액츄에이터를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 대물렌즈(101)가 중심부에 취부되고 외주 면으로 포커싱 및 트랙킹을 위한 코일(105,106)이 결합된 렌즈홀더(lens holder,102)와, 상기 렌즈홀더(102)의 양측으로 자기회로 구성을 위해 설치된 마그네트(magnet,103) 및 요크(Yoke,104)와, 렌즈홀더(102)를 지지하기 위해 상기 렌즈홀더(102)의 상, 하 고정기판(108)에 일단이 고정된 상, 하 복수개의 와이어 서스펜션(wire suspension,107)과, 상기 렌즈홀더(102)의 일측에 마련되어 와이어 서스펜션(107)의 타단이 고정된 댐퍼를 지지하는 댐퍼홀더(109)로 구성된다.

상기와 같은 종래 광 픽업 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

대물렌즈(101)는 렌즈홀더(102)에 취부되며, 렌즈홀더(102)에는 둘레면에 포커싱을 위해 포커싱 코일(105)이 권선 되고, 트랙킹을 위해 각 코너면에 서로 적정방향으로 권선된 트랙킹 코일(106)이 부착된 구조이다.

그리고, 상기 렌즈홀더(102)의 좌, 우측으로는 강자성체 재질의 구조물인 복수개의 요크(104)가 돌출되어 마그네트(103)를 각각 고정하고 있으며, 상기 요크(104)는 픽업 베이스(미도시)와 일체화 수단에 의해 일체화되어 있다.

이러한 렌즈홀더(102)의 상, 하부 측면 중심부에는 고정기판(108)이 결합되 어 있으며, 각 고정기판(108)에는 2개가 평행한 와이어 서스펜션(107)의 일단이 납땜되고, 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단은 렌즈홀더(102)의 일측에 마련된 댐퍼홀더(109)를 통해서 메인기판에 고정된다.

여기서, 댐퍼홀더(109) 내부에는 강성을 갖는 와이어 서스펜션(107)을 감쇠특성을 갖도록 하기 위해 댐퍼(미도시)가 결합되고, 외측으로 메인기판(미도시)이 결합되어 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단이 납땜 고정되도록 한다.

이러한 와이어 서스펜션(107)은 상기 렌즈홀더(102)를 부상시키며, 전류를 공급하는 중계선 역할을 한다.

상기와 같은 액츄에이터의 동작에 대해 간단하게 설명하면, 렌즈홀더(102)에 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.

그러면, 반발력 및 척력에 의해서 렌즈홀더(102)의 움직임이 트랙킹 방향(전, 후)으로 움직임으로써, 트랙킹 오차를 보정하기 위한 트랙킹서보가 동작한다.

그리고, 포커싱 코일(105)은 트랙킹 코일과는 다르게 수직 방향으로 권선되어, 전류가 흐를 때 자속의 방향이 상, 하 방향으로 발생하여, 고정된 마그네트(103)의 자속과 전자기적으로 작용하여 코일(105)에 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 포커싱 및 트랙킹 방향으로 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.

도 1의 (b) 및 (c)는 종래의 2축 액츄에이터의 정면도를 나타낸 도면이다.

도 2는 대물렌즈 홀더가 2단지지 되는 경우의 포커싱 동작을 나타낸 도면이다.

도 3의 (a) 및 (b)는 2단과 1단 지지구조의 포커싱 동작을 나타낸 도면이다.

도 4는 종래의 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 대물렌즈를 포함하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 가동시키는 코일 및 마그네트와, 상기 렌즈홀더를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 고정시키는 고정단등을 포함하는 틸팅구동이 가능한 광픽업액츄에이터 (116)와, 광기록/재생장치의 메커니즘인 베이스 겸 케이스(111)에 직접 접촉 구성된 하나이상의 러버 댐퍼 (Rubber Damper)(112)와, 상기 러버댐퍼와 접촉 구성되며 샤프트가이드홀더(114)가 구성된 슬레드 베이스(113)와, 상기 샤프트 가이드 홀더에 지지되는 샤프트가이드 (115)와, 상기 샤프트가이드를 따라 슬라이딩되는 광픽업액츄에이터 (116)와, 상기 슬레드 베이스에서 연장되며 광기록매체인 디스크 (118)을 회전하게 하는 턴테이블을 구동하는 스핀들 모터(117);를 포함한다.

그런데 상기와 같이 구성된 종래의 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘은 노트북(Notebook), 캠코더(Camcoder), 디지털 카메라(Digital Camera)등 디지털 기기들이 경량, 소형화 추세에 따라 정보저장매체의 소형화에 대한 요구에 부응하지 못한다.

또한 광디스크 드라이브에 있어서 소형화를 구현하기 위해서는 구동 메카니즘(Mechanism) 구성상의 공간적 한계에 직면하게 된다.

따라서 초소형 광 디스크를 구현하는데 있어 가장 높이상의 제약이 되는 부분은 대물렌즈를 이동시켜 대물렌즈와 디스크간의 상대 위치를 일정하게 유지시켜주고, 디스크의 트랙(Track)을 추종하여 디스크에 기록된 정보를 기록/재생하는 역할을 하는 액츄에이터 이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 종래 데스크 탑(Desk-top, 일반 PC에 채용)용 혹은 슬림(Slim) 형(Notebook에 채용)구동 메카니즘(Mechanism)의 기본구조를 변형하여 마이크로 드라이브 사이즈(Micro drive size)의 높이(5mm이하)가 구현될 수 있도록 구성하였다.

본 발명은 이와 같은 공간상의 한계를 극복할 수 있는 마이크로(Micro) 광 디스크 드라이브(Disk Drive)의 구동 메카니즘(Mechanism)의 구조를 제안한다.

따라서 상기 초소형 액츄에이터와 그와 관련된 코일들의 구성, 대물렌즈 홀더 구조 및 대물렌즈홀더지지부의 구성들을 제안한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액츄에이터 및 광디스크 드라이브 장치는 대물렌즈를 포함하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 가동시키는 코일 및 마그네트와, 렌즈홀더의 양측에 접속된 일단과 양측 고정단에 접속된 타단을 갖는 탄성지지부재와, 상기 지지부재를 고정시키는 고정단을 포함하는 틸팅구동이 가능한 액츄에이터에 있어서, 랜즈홀더가 원통형 또는 사각형을 가로로 자른모양으로 형성되어 광로가 형성되며 상기 렌즈홀더 임의의 부분에 구성된 반사수단에 의해 입사된 광이 반사되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 본발명은 렌즈홀더와 반사수단이 서로 겹치는 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 개괄적인 구성, 목적 및 그에 관해 정리한다.

1.초소형 화를 위하여 높이를 최소화 하는 1단/양단 4점 지지구조를 적용한 2축 액츄에이터 구조이다.

2. 렌즈홀더(Lens Holder) 지지구조의 포커싱(Focusing), 트랙킹(Tracking) 구동 자유도를 갖는 클립형태의 판스프링의 구조 형상이다.

3. 렌즈홀더 지지구조의 공진 피크(Peak)를 줄이기 위한 판 스프링 구동 교착점에 점탄성 재질을 적용한 댐퍼(Damper) 구조이다.

4. 포커싱(Focusing), 트랙킹(Tracking) 구동 전원연결을 위한 판 스프링 4점 지지의 고정 구조이다.

5. 판 스프링의 4점에 지지되어 대물렌즈를 안착 하여 가동 할 수 있는 가동부 렌즈홀더 구조이다.

6. 대물렌즈를 렌즈홀더의 레디얼(Radial) 방향 안쪽으로 돌출 안착 시키어 디스크(Disk)의 내주 방향에 최대로 인입하여 기록 영역을 확대 할 수 있는 구조이다.

7. 상기 대물렌즈 편향에 의한 매스(Mass) 중심의 어긋남을 보정하여 진동특성을 향상시키기 위해 렌즈(Lens) 반대쪽에 돌출된 블록(Block) 형상을 만들어 매스 밸런싱(Mass Balancing)을 한 구조이다.

8. 판스프링 조립시 렌즈(Lens)를 지그상에 정확히 안착하기 위하여 렌즈(Lens) 반대편에 가이드 홀을 갖는 구조이다.

9. 하나의 실시예로써, 포커싱(Focusing) 구동을 위한 한쌍의 사각통 형상의 권선 코일을 좌우 렌즈홀더에 삽입 구성 한다.

10. 하나의 실시예로써, 트랙킹(Tracking) 구동을 위한 사각 안경테 형상, 원형 또는 타원형의 코일을 비대칭으로 1개씩 좌우 2개로 구성 하는 구조이다.

11. 트랙킹(Tracking) 구동을 위한 사각 안경테 형상, 원형 또는 타원형의 코일을 대칭으로 2개씩 좌우 4개로 구성 하는 구조이다.

12. 포커싱 및 트래킹 각각의 코일을 렌즈홀더의 형상에 직접 가이드(Guide) 하여 조립 할 수 있는 렌즈홀더의 코일 가이드(Guide) 사출 형상 구조이다.

13. 렌즈홀더 에 중첩되어 광로를 형성하기 위하여 렌즈홀더의 중앙부에 경로가 형성된 사출 구조이다.

14. 렌즈홀더 의 진동 특성을 향상 하기 위하여 강성을 증가시키는 비딩 구조 (대물렌즈 일부분에 보강재료를 덧 붙임)를 준 사출 구조이다.

15. 가동부 전체(렌즈홀더 어셈블리)를 구동 하기위한 마그네트(Magnet)를 고정하고 판 스프링의 4점 지지를 고정 할 수 있는 일체형 요크(Yoke) 지지부 구조이다.

16. 포커싱(Focusing) 및 트랙킹(Tracking) 코일과 대향하여 구동력을 발생 시키는 좌우 단극의 마그네트(Magnet) 고정 구조이다.

17. 요크의 자기 경로를 형성하기 위하여 포커싱 코일의 사각 권선 코일 통안에 요크가 돌출된 내부 요크(Inner Yoke) 구조이다.

18. 렌즈홀더 양쪽 끝단 (포커싱 및 트래킹코일이 구성되는 곳의 다른 양쪽)에 코일의 전원 연결과 판스프링 4점 지지를 위해 4개 부위가 도출된 렌즈홀더 사출 구조이다.

19. 코일 권선의 정렬을 위하여 렌즈홀더의 지지부 고정용 도출 사출 형상 4개 부위 각각에 코일을 권선 고정시킬 수 있는 홈을 만들어 놓은 렌즈홀더 사출 구조이다.

20. 판스프링의 자체공진에 의한 진동 모드(Mode)를 억압하기 위하여 판스프링에 부동부를 두어 진동 모드(mode)를 효과적으로 댐핑(Damping) 처리할 수 있도록 한 구조이다.

21. 판스프링의 고정편차를 줄이기 위하여 접착고정부 앞에서 강성차이를 두어 실제 스프링의 유효 영역을 접착고정부 앞단에서 구성될 수 있도록 한 구조이다.

22. 상기와 같은 액츄에이터(Actuator)를 디스크(Disk)의 트랙(Track) 추종을 위한 슬라이드(Slide) 운동이 가능한 픽업(Pick-up)에 안착하여 미세 구동용으로 사용하도록한 픽업(Pick-up) 구조이다.

23. 본 발명에 의해 제작된 픽업(Pick-up)을 디스크(Disk)의 트랙(Track) 추종을 위한 슬라이드(Slide) 운동이 가능한 픽업(Pick-up) 이송계에 장착하여 사용하는 마이크로 드라이브(Micro drive)의 구동 메카니즘(Mechanism)이다.

24. 픽업 이송계는 케이스(Case)(혹은 Mechanism Base)에 직접 고정하여 높이를 줄인 마이크로 드라이브(Micro drive)의 구조이다.

이하 본 발명의 각 구성을 설명한다.

도 5 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 광 픽업 액츄에이터의 개략적인 평면도 및 정면도이다.

도면에서 보는바와 같이, 상기 종래의 도 1의 구성과 유사하나, 상기 도 1은 2단구조이나 본 발명은 1단/양단 4점지지구조를 적용한 2축 액츄에이터 구조이다.

또한 포커싱 코일(121)이 렌즈홀더(Lens Holder)(123) 둘레면 전체를 감고있는것이 아니라 양단에 하나이상 구성되어 있다.

도 5의 (a)구성은 도시된 바와 같이, 대물렌즈(122)가 렌즈홀더의 임의의 위치에 취부되고 양단에 하나이상의 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일(120,121)이 결합된 렌즈홀더(lens holder)(123)와, 상기 렌즈홀더(123)의 양측으로 자기회로 구성을 위해 설치된 마그네트(magnet)(125) 및 요크(Yoke)(126)와, 렌즈홀더(123)를 지지하기 위해 상기 렌즈홀더(123)의 일측 및 타측에 일단/양단으로 고정된 좌, 우 복수개의 판 스프링(pan spring) (124)과, 상기 렌즈홀더(102)의 양측에 마련되어 판스프링 (124)의 양단/타단이 고정된 댐퍼를 지지하는 댐퍼홀더(127)로 구성된다.

또한 도 5의 (b) 및 (c)에서 보는바와 같이, 대물렌즈를 지지하는 렌즈홀더의 형상을 변경하여 아래로 반사미러가 형성될 수 있도록 하였다.

도 6은 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조를 적용한 2축 액츄에이터구조에서 포커싱 동작을 나타낸 정면도이다.

도 7a는 본 발명의 제 1 실시예로써, 포커싱(Focusing) 구동을 위한 한쌍의 사각통 형상의 권선 코일(133)을 좌우 렌즈홀더(Lens Holder)에 삽입 구성 하는 구조 및 트랙킹(Tracking) 구동을 위한 사각 안경테 형상의 코일(132)을 비대칭으로 1개씩 좌우 2개로 구성 하는 구조를 나타낸 도면이다.

또한 대물렌즈(130)를 렌즈홀더의 레디얼(Radial) 방향 안쪽으로 돌출 안착 시키어 디스크(Disk)의 내주 방향에 최대로 인입하여 기록 영역을 확대 할 수 있는 구조 및 판스프링 조립시 렌즈(Lens)를 지그(Jig.)상에 정확히 안착하기 위하여 대물렌즈(Lens) 반대편에 가이드 홀(131)을 갖는 구조이다.

또한 도 7b는 렌즈홀더에 광로가 형성된 상태를 보여주는 도면으로, 렌즈홀더의 구조를 원통형 또는 그와 비슷한 모양 예를들어, 사각형를 반절로 자른 모양등으로 구성한다.

도 8 (a),(b)는 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조에서 포커싱 동작시 판스프링 상태를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 상하로 포커싱 동작이 수행됨에 따라, 고정부 및 대물렌즈에 고정된 클립모양(구체적으로는 Ω shaped plate suspension)의 판스프 링이 변형되어 동작됨을 볼 수 있다.

도 8 (c), (d)는 본 발명의 1단/양단 4점 지지구조에서 트래킹 동작시 판스프링 상태를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 원형으로 표시된 부분은 트위스팅(Twisting) 및 벤딩(Bending)에 의해서 구동 변위가 발생함을 알 수 있다.

도 9a/9b는 본발명의 대물렌즈를 지지하는 대물렌즈홀더에 댐핑(Damping)처리를 나타낸 것이다.

도면에서 보는바와 같이, 스트레인(Strain)이 걸리지 않고, 상대변위가 큰 판스프링 중앙부위에 댐핑을 위한 구조 생성 및 댐퍼(Damper)를 적용한다.

도 10a/10b는 상기 도 9b와 같이 렌즈홀더를 댐핑처리한 경우의 포커싱 및 트래킹 동작시의 렌즈홀더 상태를 나타낸 도면이다.

도 11a는 렌즈홀더측 고정편차의 영향을 줄이기 위하여 고정부분 앞에서 판스프링의 고정부분에 강성차이를 두기위해 스프링의 접촉부(135)를 넓게 한다.

즉, 판스프링의 고정편차를 줄이기 위하여 접착고정부 앞에서 강성차이를 두어 실제 스프링의 유효 영역을 접착고정부 앞단에서 구성될 수 있도록 하였다.

상기에서 강성차이를 둔다함은 원래 스프링 상수(K)는 얇은 폭 부위에서 결정되는데, 상기 얇은 폭 주위를 직접 고정하지 않고 넓혀서(즉, 스프링상수 K를 키워서) 둔감하게 한 다음에 고정부에 고정함을 의미한다.

또한 본 발명에서는 렌즈홀더 어셈블리 대비 도면과 같은 판스프링의 렌즈홀더(Damper 포함) 지지부가 차지하는 매스 포션(Mass Portion)이 20-30%에 해당하므로 소형인 광픽업 액츄에이터에서는 상당한 영향을 주므로, 판스프링의 유연성(Flexibility)에 의한 자체 모드가 렌즈홀더 어셈블리의 구동특성에 영향(2-3kHz)을 미친다.

즉, 종래에는 렌즈홀더에 비해 판스프링의 포션(Portion)을 무시할 수 있었으나, 본 발명에서는 상대적으로 렌즈홀더가 소형이므로 판스프링의 진동을 무시할 수 없다.

따라서 판스프링의 일측에 부동부(렌즈홀더 어셈블리의 운동에 영향을 받지 않는 부분)(136)를 두어 진동모드에 댐핑이 효과적으로 작용할 수 있도록 하였다.

상기 부동부는 고정부에 접착되어 스프링 역활을 하지 않으며, 렌즈홀더움직임에 영향을 받지 않고 항상 고정되어 있다.

도 11b는 상기 도 11a에서 설명한바와 같이, 강성차이(135)를 두어 렌즈홀더에 부착/고정하였고 또한 댐핑처리를 한 판스프링에 부동부(136)가 구성된 렌즈홀더 지지부가 자체공진하는 상태를 보여준 도면이다.

도 12a, 12b 및 12c는 다양하게 댐핑처리를 한 렌즈홀더 지지부 및 고정형태를 나타낸 도면이다.

상기 도 12a는 1단/양단 4점지지에서 크로스 방향의 대물렌즈지지부의 중간에 댐핑처리를 하여 일반적으로 고정한 것이다.

도 12b는 1단/양단 4점지지에서 크로스 방향의 대물렌즈지지부의 중간에 2개이상의 댐핑처리를 하여 일반적으로 고정한 것이다.

도 12c는 1단/양단 4점지지에서 4점 모두 고정부에 부동부를 구성하고, 크로스 방향의 대물렌즈지지부의 중간에 댐핑처리를 하며, 대물렌즈홀더부에 접착되는대물렌즈지지부의 부분을 넓게하여 강성차이가 형성된것을 나타난 도면이다.

도 13은 본 발명의 제 2 실시예의 광 픽업 액츄에이터를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 대물렌즈(미도시)가 래디얼방향 안쪽으로 돌출안착되게 구성되며,트래킹 구동을 위해 좌우로 비대칭으로 2개, 대칭적으로 4개구성한 트래킹 코일(미도시)과, 포커싱 구동을 위해 한쌍의 권선코일을 좌우 렌즈홀더에 삽입되어 구성된 포커싱 코일(미도시)을 포함하는 렌즈홀더어셈블리(138)와, 상기 렌즈홀더어셈블리의 양측으로 자기회로 구성을 위해 설치된 마그네트(magnet)(139) 및 요크(Yoke)(140)와, 렌즈홀더어셈블리(138)를 지지하기 위해 상기 렌즈홀더어셈블리(138)의 일단 및 타단에 양단으로 고정되며 렌즈홀더어셈블리 지지부인 복수개의 판스프링(141)이 고정부인 기판(PCB)(140)에 고정 되어 구성된다.

도 14a는 본 발명인 도 13의 하나의 실시예의 정면도이다.

도면에서 보는바와 같이, 트래킹 코일은 원형/대칭형으로 렌즈홀더 가이드(Guide)에 조립된다. 포커싱 코일은 사각 권선코일 통안에 요크가 돌출된 내부(inner) 요크 구조이다. 상기 요크는 일체형으로 구성(142)하여, 액츄에이터의 단품구성이 되어 조정시 단순화 및 취급에 용이한 효과가 있다.

또한 렌즈홀더 지지부의 고정부이며 광픽업의 전원이 인가되는 PCB의 구조를, 상기 렌즈홀더 지지부를 용이하게 고정하게 위해 납땜이 편하게 하도록 면을 구성하거나 고정부를 걸수 있는 구조를 형성할 수 있을 것이다.

도 14b는 상기 도 13를 자세하게 나타낸 평면도이다.

기본적인 구성들은 상기 설명한바와 같으나, 도면에서 보는바와 같이 렌즈홀더 어셈블러에서 렌즈홀더 지지부가 고정되는 부분(143)을 연장하였다.

상기 연장된 부분(143)은 납땜부 공간 확보, 작업성 및 광로 확보를 위한 것이다.

또한 각각의 코일을 렌즈홀더 형상에 직접 가이드하여 조립할 수 있는 렌즈 홀더의 코일 가이드 사출구조임을 알 수있다.

도 15a는 상기 도 14a/14b에서 설명한 구조및 렌즈홀더지지부를 댐핑처리한 상태를 나타낸 도면이다.

도 15b는 상기 도 7b와 같이, 렌즈홀더에 광로가 형성된 상태를 보여주는 도면으로, 렌즈홀더의 구조를 원통형 또는 그와 비슷한 모양 예를들어, 사각형를 반절로 자른 모양등으로 구성한다.

도 16a는 본 발명의 렌즈홀더의 일측의 구성을, 렌즈 편향에 의한 매스 중심의 어긋남을 보정하여 진동특성을 향상시키기 위해 렌즈 반대쪽에 돌출된 블록 형상(145)을 만들어 매스 밸런싱(Balancing)을 한 구조이며, 판스프링 조립시 렌즈를 지그상에 정확히 안착하기 위하여 렌즈 반대편에 가이드 홀(144)을 갖는 구조를 나타내었다.

상기에서 대물렌즈를 렌즈홀더의 레디얼(radial) 방향 안쪽으로 돌출 안착 시키어 디스크(Disk)의 내주 방향에 최대로 인입하여 기록 영역을 확대 할 수 있는 구조로 형성하였다.

상기에서, 렌즈홀더 양쪽 끝단에 코일의 전원 연결과 판스프링 4점 지지를 위해 4개 부위가 도출된 렌즈홀더 구조이다.

또한 구동코일(포커싱/트래킹)을 렌즈홀더 가이드(146)에 조립하여 조립성을 개선하였다.

도 16b는 본 발명의 렌즈홀더의 양측의 구성을 홈(147)을 형성하고, 렌즈홀더의 진동특성을 향상 시키기 위해 강성을 증강시키는 비딩구조(148)를 형성한 것읕 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 코일 권선의 정렬을 위하여 렌즈홀더 의 지지부 고정용으로 돌출 사출 형상 4개 부위 각각에 코일을 권선 고정 시킬 수 있는 홈(147)을 형성 하였다.

이로인해, 선 정렬 및 납땜이 용이하고, 조립성 향상 및 판스프링 고정부 공간을 확보 할 수 있다.

또한 렌즈홀더의 진동 특성을 향상 하기 위하여 강성을 증가시키는 비딩 구조(대물렌즈 일부분에 보강재료를 덧 붙임)(148)를 형성하였다.

도 16c는 렌즈홀더어셈블리와 일체형으로 구성된 요크를 나타낸 도면이다.

이로인해, 취급이 용이하며 단품으로써 평가 및 조정이 용이하다.

도 17a는 본 발명인 1단/양단 4점 지지구조를 적용한 2축 액츄에이터에 있어서, 관련구성들이 분해되어 있는 도면이다.

도 17b는 상기 도 17a의 구성들을 조립한 모습을 나타낸 도면이다.

도 17c는 본 발명의 렌즈홀더 어셈블리를 픽업(Pick-up) 베이스에 고정한 상태를 나타낸 도면이다.

즉, 본 발명에서 제작된 액츄에이터(Actuator)를 디스크(Disk)의 트랙(Track) 추종을 위한 슬라이드(Slide) 운동이 가능한 픽업(Pick-up)에 안착하여 미세 구동용으로 사용하도록한 픽업(Pick-up) 구조이다.

도 18은 본 발명의 광픽업 액츄에이터가 탑재된 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 대물렌즈를 포함하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 가동시키는 코일 및 마그네트와, 상기 렌즈홀더를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재를 고정시키는 고정단등을 포함하는 틸팅구동이 가능한 광픽업액츄에이터 (153)와, 광기록/재생장치의 케이스겸 베이스(150)에 접촉 구성된 하나이상의 샤프트가이드홀더(152)와, 상기 샤프트가이드홀더에 지지되는 샤프트가이드(151)와, 상기 샤프트가이드를 따라 슬라이딩되는 광픽업액츄에이터(153) 및 광기록/재생장치의 케이스에 직접 접촉 구성되며, 광기록매체(디스크)(155)를 구동하는 모터(154)를 포함한다.

또한 광검출기(PD), 레이저다이오드(LD) 등을 포함하는 광학계 (156)가 상기 광기록/재생장치의 케이스겸 베이스(150)에 접촉되어 구성되며, 상기 픽업액츄에이터와 분리되어 있다.

또한 상기 광픽업(153)의 하단에는 상기 광학계로 입력된 광을 반사하여 대물렌즈로 보내는 반사미러가 형성되어 있다.

도 19는 본 발명의 광픽업 액츄에이터가 탑재된 광 디스크 드라이브의 구조 및 구동 메커니즘을 나타낸 평면도이다.

즉, 본 발명에서 제작된 픽업(Pick-up)을 디스크(Disk)의 트랙(Track) 추종을 위한 슬라이드(Slide) 운동이 가능한 픽업(Pick-up) 이송계에 장착하여 사용하는 마이크로 드라이브(Micro drive)의 구동 메카니즘(Mechanism)이다.

도 20은 도 17c와 같이 렌즈홀더 어셈블리가 픽업(Pick-up)에 탑재되어 스핀들 모터와 연관되는 상태를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 렌즈홀더를 지지하는 렌즈홀더지지부가 스핀들 모터 로터부위로 올라가게 할 수 있다.

도 21은 상기 도 20의 구성이 데크(DECK) 공간에서의 구성이다.

상기 도 18,19,20 및 21은 픽업(Pick-up)이송계가 케이스(Case)(혹은 Mechanism Base)에 직접 고정하여 높이를 줄인 마이크로 드라이브(Micro drive)의 구조를 나타 내었다.

도 22는 렌즈홀더에 중첩되어 광로를 형성하기 위하여 렌즈홀더의 중앙부에 광경로가 형성되기 위한 구조를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, 렌즈홀더(157)와, 상기 렌즈홀더에 구성된 대물렌즈(158)와 겹치도록 구성하며 광원에서 발생한 빛을 반사하는 반사미러(159)를 포함한다.

상기에서 렌즈홀더는 광 경로 형성 및 반사미러와 겹치도록 하기 위해 원통형 또는 그와 유사한 구조, 예를 들어 우묵 들어간 형태를 취할 것이다.

도 23은 대물렌즈 및 반사미러를 포함하여 이동되는 픽업부(162)와, PD/LD등을 포함하여 고정되는 광학계(163)를 이원화 하여 구성한 것을 나타낸 것이다.

도 24는 본 발명에서 제안하는 소형 광 드라이브 구조를 나타낸 도면이다.

도면에서 보는바와 같이, PD 및 LD등을 포함하는 광학계(164)는 픽업부와 분리되어 케이스에 고정되어 있다. 또한 회로기판등의 구성을 위해 상기 고정부와 접촉하여 일정부분(166)이 형성되었다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 1단/양단 4점 지지구조를 가지는 광 픽업 액츄에이터에 있어서, 광픽업을 샤프트 가이드를 따라 슬라이딩 운동이 가능하도 록 하는데 있어서, 상기 샤프트가이드를 지지하는 샤프트 가이드 홀더를 케이스에 직접 접촉하여 구성한 구조에 관한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.

따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명은 고밀도 광 디스크를 재생, 기록하는 초소형 드라이브 시스템의 구동 메카니즘(Mechanism) 및 구조에 관한 것이다.

본 발명에서는 디스크의 휨이나 트랙 에러(Track Error) 성분을 미세 추종하여 보정해 줄 수 있는 픽업 액츄에이터(Pick-up Actuator)의 지지 구조를 판스프링을 이용한 1단 양단 구조로 적용하여 라이너 픽업(Linear Pick-up) 이송계를 이용하여 픽업(Pick-up)을 원하는 트랙(Track) 위치로 이송할 수 있다. 이와 같은 본발명은 공간적 조립/생산적 구성한계를 극복하고 초소형에 적합한 새로운 구동 메카니즘(Mechanism) 및 구조를 제시하였으며, 병진운동(Focusing, Tracking방향)과 회전운동(Radial, Tangential 방향)의 구동이 실제적으로 모두 가능하고, 1단/양단지지로 포커싱(Focusing) 및 트래킹(Track) 방향 구동을 위한 전자기 계의 전원인가가 용이한 장점을 가지고 있다. 또한 본 발명에 의하면 초소형의 광디스크 드라이브 장치를 구현할 수 있다.

Claims (2)

1. 대물렌즈를 포함하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 가동시키는 코일 및 마그네트와, 상기 렌즈홀더의 양측에 접속된 일단과 양측 고정단에 접속된 타단을 갖는 탄성지지부재와, 상기 탄성지지부재를 고정시키는 고정단을 포함하는 틸팅구동이 가능한 액츄에이터에 있어서,

   상기 렌즈홀더는 원통형 또는 사각형을 가로로 자른모양으로 형성되며, 하부에 광로가 형성되고, 레디얼 방향의 안쪽으로 상기 대물렌즈 및 상기 렌즈홀더 아래에 광원에서 발생되는 빛을 반사하도록 구성된 반사수단이 겹치도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈홀더는 양측의 탄성지지부재와 일단으로 4점 지지구조로 지지되는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.

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