KR100630775B1 - 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이장착된 광픽업용 액츄에이터 - Google Patents

광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이장착된 광픽업용 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업용 액츄에이터를 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따르면, 베이스; 상기 베이스에 고정된 홀더; 대물렌즈를 고정하며, 다수의 구동용 코일이 마련된 보빈; 및 상기 보빈과 홀더 사이에 연결되어 상기 홀더에 대해 상기 보빈을 움직임 가능하게 지지하는 다수의 서스펜션을 구비하는 광픽업 액츄에이터에서, 상기 각각의 서스펜션은, 가요성 기판; 및 상기 다수의 코일에 전류를 인가하기 위하여 상기 가요성 기판 위에 형성된 다수의 배선;을 포함하는 다중배선 서스펜션인 것을 특징으로 한다.
블루-레이 디스크, 액츄에이터, 광픽업, 보빈, 서스펜션 와이어, 다중배선 서스펜션

Description

광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업용 액츄에이터{Multi-conductive suspension for optical pickup and optical pickup actuator having the multi-conductive suspension}
도 1은 종래의 액츄에이터의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션이 장착된 액츄에이터의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션의 다른 구조를 도시한다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
10.....다중배선 서스펜션 13.....배선
15.....납땜 패드 20.....보빈
25.....대물렌즈 30.....자석
본 발명은 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업용 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가요성 기판 위에 다수의 강성용 전도성 금속을 나란하게 형성한 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업용 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업은 광기록/재생장치에 채용되어 기록매체인 디스크의 반경방향으로 이동하면서 비접촉식으로 턴테이블에 탑재된 디스크에 대해 정보의 기록 및/또는 재생을 수행하는 장치이다. 이러한 광픽업은 광원에서 출사된 광을 집속하여 광디스크에 광스폿을 형성하는 대물렌즈와, 상기 대물렌즈에 의해 형성된 광스폿이 광디스크의 정확한 위치에 놓이도록 대물렌즈를 트랙방향, 포커스방향 및 틸트방향으로 제어하는 액츄에이터를 포함한다.
도 1은 이러한 액츄에이터의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 광픽업용 액츄에이터는 베이스(100), 상기 베이스(100)에 고정된 홀더(103), 대물렌즈(105)를 고정하는 보빈(107), 상기 보빈(107)과 홀더(103) 사이에 연결되어 상기 홀더(103)에 대해 상기 보빈(107)을 움직임 가능하게 지지하는 다수의 서스펜션 와이어(130), 및 상기 보빈(107)을 트랙방향, 포커스방향 또는 틸트방향으로 가동시키는 자기구동부를 구비한다. 상기 자기구동부는 베이스(100)에 마련된 자석(110)과 보빈(107)에 마련된 다수의 코일(120,122,125)으로 구성되며, 자석(110)에 의해 발생하는 자기장 내에서 코일(120,122,125)에 전류를 인가할 때 발생하는 전자기력에 의해 보빈(107)이 구동된다. 이때, 서스펜션 와이어(130)는 코일(120,122,125)에 전류를 전달하는 배선으로서의 역할도 동시에 수행 한다.
한편, 기록매체의 기록용량이 증가하고 광픽업에 요구되는 해상도가 높아짐에 따라, 액츄에이터의 구동자유도 또한 늘어날 필요가 있다. 일반적으로 자유도 1개 추가시 보빈(107)에 마련되는 코일의 수가 1개씩 늘어나며, 이에 따라 코일에 전류를 인가하기 위한 배선이 2배수로 증가하게 된다. 예컨대, 현재 기록밀도가 가장 높은 블루-레이 디스크(Blu-ray Disc; BD)용 광픽업 액츄에이터의 경우, 포커싱용 배선 2개, 트래킹용 배선 2개, 구면수차 보정을 위한 액정패널(Liquid crystal panel)용 3개 등 총 7개의 배선을 사용한다. 이렇게, 배선의 수가 증가할수록 배선의 역할을 동시에 수행하는 서스펜션 와이어(130)의 수도 늘어나야 한다. 상기 BD의 경우, 보빈(107)의 양측에 연결되는 서스펜션 와이어(130)는 서로 대칭을 이루어야 하므로, 8개의 서스펜션 와이어를 사용하고 있다.
이때, 상기 8개의 와이어들이 모두 강성을 가지는 서스펜션 역할을 수행하도록 구성할 수도 있으며, 일부의 와이어들만이 강성을 가지는 서스펜션 역할을 수행하도록 하고 나머지 일부는 단지 코일용 배선의 역할만을 수행하도록 구성할 수도 있다.
8개의 와이어들이 모두 강성을 가지는 서스펜션 역할을 수행하는 경우, 보빈(107)의 좌우에 각각 4개의 서스펜션 와이어를 납땜을 통해 부착한다. 그런데, 납땜 개소의 증대는 액츄에이터의 조립정도 악화를 가져와서, 액츄에이터의 DC 오프셋 틸트(offset tilt) 및 액츄에터의 내츄럴 틸트(natural tilt) 등의 성능에 악영향을 주게 된다. 더욱이, 추후에 배선의 개수가 늘어날 경우, 그만큼 서스펜션 와 이어의 개수도 늘어나야 하는데, 현재의 보빈 크기를 유지하면서 서스펜션 와이어를 추가적으로 부착하는 것은 곤란하다. 예컨대, 반경 방향의 틸트(radial-tilt)와 같은 추가적인 기능을 부가할 경우, 요구되는 총 배선의 수는 9개가 되며, 이에 따라 서스펜션 와이어는 총 10개가 필요하게 된다. 따라서, 보빈의 좌우에 각각 5개의 서스펜션 와이어를 납땜하여야 한다. 이때, 인접하는 와이어 간의 접촉으로 인한 단락을 방지하기 위해서는 와이어 사이의 간격을 충분히 유지하여야 하므로, 보빈의 크기를 증대시키지 않고는 서스펜션 와이어를 추가하는 것이 불가능하다. 그러나, 보빈의 크기를 증대시킬 경우 액츄에이터를 소형화할 수 없다.
한편, 일부의 와이어들만이 강성을 가지는 서스펜션 역할을 수행하도록 하고 나머지 일부는 단지 코일용 배선의 역할만을 수행하도록 구성할 경우, 배선은 용이하게 되지만, 서스펜션 와이어를 제외한 단순 배선용 와이어는 조립성과 신뢰성이 나쁘다는 문제가 있다. 즉, 서스펜션 와이어와 배선용 와이어를 달리할 경우, 조립공정이 증가할 뿐만 아니라, 배선용 와이어간 또는 배선용 와이어와 서스펜션 와이어간의 단락의 위험이 있고, 배선용 와이어가 보빈에 견고하게 부착되지 않고 떨어질 수가 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 하나의 가요성 기판에 다수의 강성 배선을 배치한 다중배선 서스펜션을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하나의 서스펜션에 다수의 배선을 배치함으로 써 배선이 증가하더라도 서스펜션 와이어를 추가할 필요가 없는 광픽업용 액츄에이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 배선의 증가와 관계 없이 서스펜션의 수를 최소화함으로써 소형화가 가능한 광픽업용 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 유형에 따르면, 대물렌즈를 고정하며, 다수의 구동용 코일이 마련된 광픽업 액츄에이터의 보빈을 움직임 가능하게 지지하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션은, 가요성 기판; 및 상기 다수의 코일에 전류를 인가하기 위하여 상기 가요성 기판 위에 나란하게 형성된 다수의 배선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 다수의 배선은 강성 및 전기전도성을 모두 가지는 금속 재질로 이루어지며, 상기 서스펜션은 가요성 인쇄회로기판(PCB) 위에 금속을 증착한 후, 에칭을 통해 상기 금속을 패터닝함으로써 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상기 금속은 구리(Cu), 스테인리스강(SUS), 또는 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 유형에 따르면, 베이스; 상기 베이스에 고정된 홀더; 대물렌즈를 고정하며, 다수의 구동용 코일이 마련된 보빈; 및 상기 보빈과 홀더 사이에 연결되어 상기 홀더에 대해 상기 보빈을 움직임 가능하게 지지하는 다수의 서스펜션을 구비하는 광픽업 액츄에이터에서, 상기 각각의 서스펜션은, 가요성 기판; 및 상기 다수의 코일에 전류를 인가하기 위하여 상기 가요성 기판 위에 형성된 다수의 배선;을 포함하는 다중배선 서스펜션인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배선의 단부에는 납땜이 용이하도록 납땜 패드가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 다중배선 서스펜션의 한쪽 단부는 상기 보빈의 측면에 결합되며, 상기 다중배선 서스펜션과 보빈과의 고정 부위에서, 상기 다수의 배선은 보빈을 향해 굽어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 보빈의 양쪽 측면에 각각 2개씩, 총 4개의 다중배선 서스펜션이 보빈에 결합되며, 하나의 다중배선 서스펜션에 형성되는 배선의 수를 조절함으로써, 상기 보빈에 전기적으로 연결되는 배선의 총 개수를 조절하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업 액츄에이터에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업 액츄에이터의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2에서, 베이스 및 홀더는 종래와 동일한 것이므로 편의상 도시를 생략하였으며, 보빈(20)에 권선되는 다수의 코일도 편의상 도시를 생략하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는, 배선의 역할을 동시에 수행하는 서스펜션 와이어를 사용하는 대신에, 가요성 기판(11) 위에 다수의 배선(13)을 형성한 다중배선 서스펜션(10)을 사용하는 것을 주요한 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서 대물렌즈(25)를 고정하는 보빈(20)을 움직임 가능하게 지지하는 서스펜션은, 종래와는 달리 하나의 와이어가 아니라, 코일에 전류를 인가하기 위한 다수의 배선과 상기 배선을 고정하는 기판으로 구성된다.
도 3은 이러한 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션(10)을 개략적으로 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션(10)은, 가요성 기판(11) 및 상기 가요성 기판(11) 위에 나란하게 형성된 다수의 배선(13)으로 구성된다. 도 3에서는 3개의 배선(13)이 가요성 기판(11) 위에 형성되는 것으로 도시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 배선이 형성되는 것도 충분히 가능하다. 가요성 기판(11)은 그 위에 형성된 다수의 배선(13)이 서로 일정한 간격을 유지하도록 고정시키는 역할을 하는 동시에, 배선(13)이 보빈(20)에 안정되게 결합되도록 한다. 각각의 배선(13)의 재료로는, 서스펜션의 역할을 할 수 있도록 충분한 강성을 가지는 동시에, 코일에 전류를 전달하는 역할을 할 수 있도록 전기전도성을 가지는 금속 재료를 사용할 수 있다. 이러한 요구사항을 만족하는 금속재료로는, 예컨대, 구리(Cu), 스테인레스강(Steel use Stainless; SUS) 또는 티타늄(Ti) 등을 사용할 수 있다.
이러한 다중배선 서스펜션(10)은 인쇄회로기판(PCB)을 제조하는 방법과 동일한 방법을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 예컨대, 폴리이미드(polyimide)와 같이 충분한 연성을 갖는 플라스틱 기판 위에, 상술한 금속 재료를 증착한 다음, 에칭을 통해 상기 금속을 부분적으로 부식시켜, 도 3에 도시된 배선의 형태로 패터닝한다. 이렇게 제조된 다중배선 서스펜션(10)에서, 각각의 배선(13)은 가요성 기판(11) 위에 충분히 견고하게 고정되어 있으므로, 배선(13)간의 간격은 항상 일정하게 유지된다. 따라서, 동작 중에 인접한 배선(13) 사이의 접촉으로 인한 단락이 발생할 염려가 없다. 또한, 기판(11)은 휘어지기 쉬운 가요성 기판이고, 배선(13) 은 소정의 탄성계수를 갖는 강성 재료로 구성되어 있기 때문에, 종래의 서스펜션 와이어와 마찬가지로, 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션(10)은 보빈(20)을 트랙방향, 포커스방향 또는 틸트방향으로 움직임 가능하게 지지할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션의 다른 구조를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 보빈(20)의 전방과 후방 인근에는 코일에 자기장을 인가하기 위한 자석(30)이 설치되어 있다. 때문에, 보빈(20)을 지지하는 서스펜션은 통상적으로 보빈(20)의 양쪽 측면을 통해 상기 보빈(20)과 결합한다. 하나의 와이어로 구성된 종래의 서스펜션의 경우, 보빈의 측면에 와이어의 단부를 직접 납땜하여 보빈과 서스펜션을 결합할 수 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션(10)의 경우, 기판(11) 위에 다수의 배선(13)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 다수의 배선(13)을 보빈(20)의 측면에 전기적으로 간단히 결합시키기 위해서는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 배선(13)이 보빈(20)을 향하여 굽어지는 것이 좋다. 도 2 및 도 4a에서는 기판(11)과 배선(13)의 단부가 보빈(20)을 향해 거의 수직으로 꺾인 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 배선(13)의 단부만이 보빈(20)을 향해 꺾이도록 형성할 수도 있다.
상술한 형태의 본 발명에 따른 다중배선 서스펜션(10)은, 보빈(20)의 측면에 각각의 배선(13)을 납땜함으로써, 보빈(20)과 결합될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 납땜이 용이하도록 배선(13)의 단부에 납땜 패드(15)를 형성하는 것이 좋다. 상기 납땜 패드(15)는 배선(13)과 동일한 금속 재료를 사용하여 일체로 형성된다. 즉, 에칭을 통해 기판(11) 위에 배선(13)을 패터닝 할 때 납땜 패드(15) 부분을 동시에 형성하는 것이 바람직하다.
보빈(20)을 지지하는 서스펜션은 일반적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 양쪽 측면에 각각 2개씩 4개를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 서스펜션이 개수가 증가하면 제작 효율이 떨어지고 액츄에이터의 양산시 산포의 증가를 초래한다. 그러나, 단 2개의 서스펜션만을 사용하는 경우에는 동역학적으로 불안정하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 4개의 다중배선 서스펜션(10)을 사용하여 보빈(20)을 지지한다. 이때, 예컨대, 각각의 서스펜션(10)에 배선(13)을 3개씩 형성한다면, 보빈(20)에는 총 12개의 배선(13)이 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 구면수차 보정, 반경 방향의 틸트, 포커싱 및 트래킹 기능에 필요한 배선의 총 개수는 9개이므로, 충분한 배선을 제공할 수 있다. 더욱이, 접선 방향의 틸트(tangential-tilt) 기능을 추가하더라도 11개 배선이 필요하므로, 역시 충분한 배선을 제공할 수 있다. 만약, 액츄에이터를 보다 미세하게 제어하기 위하여 또 다른 기능을 추가할 경우, 서스펜션의 수는 4개로 고정한 채, 각 서스펜션에 형성되는 배선의 수를 증가시키면 된다. 즉, 서스펜션의 수는 그대로 유지하고, 각 서스펜션의 배선 개수를 조절함으로써 필요로 하는 배선 수량을 충분히 제공할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 광픽업용 다중배선 서스펜션 및 상기 다중배선 서스펜션이 장착된 광픽업용 액츄에이터에 대하여 상세히 설명하였다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 서스펜션에 다수의 배선을 배치함으로써, 필요한 배선의 수가 증가하더라도 서스펜션을 추가할 필요가 없다. 따라서, 액츄에이터의 크기를 증가시키지 않고도 배선의 수를 자유로이 증가시키는 것이 가능하며, 배선 개수의 증가와 관계 없이 서스펜션의 수를 최소화함으로써 액츄에이터의 소형화가 가능하다. 더욱이, 배선의 개수가 증가하더라도, 액츄에이터의 조립정도 악화를 가져오지 않는다.
또한, 각각의 배선이 기판 위에 고정되어 있기 때문에, 액츄에이터의 구동 중에 인접하는 배선간의 접촉으로 인한 단락이 발생할 염려가 전혀 없다.

Claims (12)

  1. 대물렌즈를 고정하며, 다수의 구동용 코일이 마련된 광픽업 액츄에이터의 보빈을 움직임 가능하게 지지하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션에 있어서,
    가요성을 갖는 평판형 기판; 및
    상기 다수의 코일에 전류를 인가하기 위하여 상기 가요성 기판 위에 나란하게 형성된 다수의 배선;을 포함하며,
    상기 배선은 서스펜션의 역할을 할 수 있도록 강성과 전기전도성을 모두 갖는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    가요성 인쇄회로기판 위에 금속을 증착한 후, 에칭을 통해 상기 금속을 패터닝함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속은 구리, 스테인리스강, 또는 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선의 단부에는 납땜이 용이하도록 납땜 패드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터의 서스펜션.
  6. 베이스;
    상기 베이스에 고정된 홀더;
    대물렌즈를 고정하며, 다수의 구동용 코일이 마련된 보빈; 및
    상기 보빈의 양쪽 측면과 홀더 사이에 연결되어 상기 홀더에 대해 상기 보빈을 움직임 가능하게 지지하는 다수의 서스펜션을 구비하는 광픽업 액츄에이터에 있어서,
    상기 각각의 서스펜션은, 가요성을 갖는 평판형 기판; 및 상기 다수의 코일에 전류를 인가하기 위하여 상기 가요성 기판 위에 형성된 다수의 배선;을 포함하며,
    상기 배선은 서스펜션의 역할을 할 수 있도록 강성과 전기전도성을 모두 갖는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 다중배선 서스펜션은, 가요성 인쇄회로기판 위에 금속을 증착한 후, 에칭을 통해 상기 금속을 패터닝함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속은 구리, 스테인리스강, 또는 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 배선의 단부에는 납땜이 용이하도록 납땜 패드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 다중배선 서스펜션의 한쪽 단부는 상기 보빈의 측면에 결합되며, 상기 다중배선 서스펜션과 보빈과의 고정 부위에서, 상기 다수의 배선은 보빈을 향해 굽 어진 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보빈의 양쪽 측면에 각각 2개씩, 총 4개의 다중배선 서스펜션이 보빈에 결합되며, 하나의 다중배선 서스펜션에 형성되는 배선의 수를 조절함으로써, 상기 보빈에 전기적으로 연결되는 배선의 총 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
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