KR101043101B1 - 광 픽업 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 픽업 액츄에이터(optical pick-up actuator)에 있어서, 특히 렌즈홀더의 양측면 좌우에 두 개의 방향성 코일을 복합적으로 구성하여, 액츄에이터의 제조 공정을 단축시켜 줄 수 있도록 한 광 픽업 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터는, 중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더; 상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일; 상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일; 상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일; 상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
액츄에이터, 레디얼 코일, 포커싱 코일, 렌즈홀더

Description

광 픽업 액츄에이터{Optical pick-up actuator}
도 1은 종래 광 픽업 엑츄에이터의 구조를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 코일 배치 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 자기회로에 의한 각 방향으로의 가동 특성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 광 픽업 액츄에이터의 구조를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명 도 4에 따른 자기회로의 구성 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명 도 4의 코일 배치 구조를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명 도 4의 자기회로에 의한 각 방향으로의 가동 특성을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 코일 배치 구조의 다른 구성도.
도 9는 도 8의 자기회로 구성도.
도 10은 본 발명의 코일 배치 구조의 또 다른 구성도.
도 11은 도 10의 자기회로 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201...렌즈홀더 202...대물렌즈
203...요크 204...마그네트
205,255,265...포커싱 코일 206,256,266...트랙킹 코일
207...와이어 서스펜션 217,257,267...레디얼 틸팅 코일
본 발명은 광 픽업 액츄에이터(optical pick-up actuator)에 있어서, 특히 렌즈홀더의 무게 중심과 트랙킹 힘 중심의 불균형으로 인해 발생되는 렌즈홀더의 롤링 모드시, 위상 흐트러짐 현상을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 광 픽업 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 광 픽업 액츄에이터는 대물렌즈를 포함한 구조요소(bobbin, lens holder)를 이동시켜, 대물렌즈와 광기록매체(예컨대, 디스크) 간의 상대 위치를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 수행한다. 또한, 광 픽업 액츄에이터는 광기록매체의 트랙을 추종하여 정보를 기록하고 또한 기록된 정보를 재생하는 역할을 수행한다.
도 1은 종래 광 픽업 액츄에이터를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 광 픽업 액츄에이터(100)는 중심부에 대물렌즈(102)를 취부하고 가동하는 렌즈홀더(101)와, 렌즈홀더의 가동을 위해 측면에 결합된 자기회로로 구성된다. 상기 자기회로는 트랙킹 및 포커싱 코일(105,106), 요크(103) 및 다극 착자된 마그네트(104)로 이루어진다.
상기 렌즈홀더(101)의 양측면 좌/우에는 포커싱 가동을 위해 포커싱 코일(105)이 부착되며, 렌즈홀더(101)의 양측면 중심부에는 트랙킹 가동을 위해 트랙킹 코일(106)이 부착된다.
그리고, 렌즈홀더(101)의 상부 둘레면에는 레디얼 틸트 가동을 위해 레디얼 코일(117)이 부착된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 포커싱 코일(105)은 마그네트(104)의 극성의 상하 극성 경계면에 각각 대향하며, 트랙킹 코일(106) 및 레디얼 코일(117)은 마그네트(104)의 극성의 좌우 경계면에 각각 대향하게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네트(104)는 "ㄱ"자 형상의 마그네트(104a,104c)가 서로 대칭적으로 배치되며, 좌/우 하단부에 "ㄱ"자 형상의 마그네트 극성과 반대의 극성을 갖는 마그네트(104b,104d)가 배치된다. 이러한 마그네트(104)의 실시 예로서, 한 개의 마그네트를 다극으로 착자시켜 구성할 수도 있고, 4개의 단극성 마그네트 등으로 구성할 수 있다.
이러한 마그네트(104)는 상하 방향으로 트랙킹 코일(106)의 회동 중심과 대향하는 서로 다른 극성(104a,104c)이 위치하고, 좌우 방향으로 포커싱 코일(105)의 회동 중심과 대향하는 서로 다른 극성(104a,104b)이 위치한다.
또한, 다극 착자된 마그네트(104)는 렌즈홀더(101)의 좌, 우측으로 강자성체 재질의 구조물인 "U자형 요크(103)의 내면에 각각 고정되며, 요크(103)는 픽업 베이스(미도시)와 일체화 수단에 의해 일체화되어 있다.
그리고, 렌즈홀더(101)의 상, 하부 측면 중심부에는 2개 또는 3개의 평행한 와이어 서스펜션(107)의 일단이 고정되고, 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단은 렌즈홀더(101)의 일측에 마련된 프레임(109)을 통해서 기판(미도시)에 고정된다. 이러한 와이어 서스펜션(107)은 상기 렌즈홀더(101)를 부상시키며, 전류를 공급하는 중계선 역할을 한다.
여기서, 프레임(109) 내부에는 강성을 갖는 와이어 서스펜션(107)을 감쇠특성을 갖도록 하기 위해 댐퍼(미도시)가 결합되고, 그 외측으로 결합된 기판에 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단이 납땜 고정되도록 한다.
상기와 같은 액츄에이터의 동작은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈홀더(101)의 양측면 좌/우에 부착된 포커싱 코일(105)은 트랙킹 코일(106)과 직교방향으로 권선되며, 이 코일(105)에 전류가 흐르면 자속의 방향이 상, 하 방향으로 발생한다. 이때 포커싱 코일(105)과 대향하는 다극 마그네트(104)의 자속이 전자기적으로 작용함에 따라 포커싱 코일(105)에 수직방향으로 힘이 발생하여, 렌즈홀더(101)가 포커싱 방향(수직 상/하)으로 움직이게 되어 이를 보정하기 위한 포커싱 서보가 동작하게 된다.
렌즈홀더(101)의 양측면 중심부에 부착된 트랙킹 코일(106)은 서로 적당한 방향으로 감겨있어 이에 전류가 흐를 때 정해진 방향으로 자속을 발생시키고, 이는 고정되어 있는 다극 마그네트(104)와 전자기력에 의해서 반발력 및 척력이 발생시키게 된다. 상기 반발력 및 척력에 의해서 렌즈홀더(101)의 움직임이 트랙킹 방향(좌, 우)으로 움직임으로써, 트랙킹 오차를 보정하기 위한 트랙킹 서보가 동작한다.
그리고, 렌즈홀더(101)의 둘레면에 레디얼 틸팅 코일(117)을 부착하고, 상기 레디얼 틸팅 코일(117)이 다극 착자된 마그네트(104)와의 전자기력에 의해 렌즈홀더(101)를 레디얼 틸팅 방향으로 가동시켜 준다.
즉, 도 3과 같이 렌즈홀더의 둘레면에 권선된 레디얼 코일(117)에 전류를 흘려주면, 상기 레디얼 코일(117)과 대향하는 다극 마그네트(104a,104b)의 다른 극성에 의해 렌즈홀더(101)의 좌/우측을 서로 반대 방향으로 회동시켜 준다.
이와 같은 광 픽업 액츄에이터(100)는 영구자석 자계에 의한 가동코일 형태로 운동을 하며, 광기록매체의 원하는 소정 위치에 대물렌즈를 이동시킨다. 이때, 상기 광 픽업 액츄에이터의 가동부(moving part)인 렌즈홀더(lens holder)는 강성과 감쇠특성을 갖는 와이어 서스펜션으로 고정시켜, 소정의 원하는 주파수 특성을 갖도록 설계되어 진다. 그리고, 상기 렌즈홀더는 서로 수직한 두 방향인 포커싱(focusing) 방향과 트랙킹(tracking) 방향으로 병진 운동을 하고, 광학신호의 오차를 줄이기 위하여, 회전이나 비틀림과 같은 불필요한 진동이 없는 상태로 운동이 이루어지도록 하여야 한다.
이와 같은 렌즈홀더(101)는 양측면에 부착된 코일(105,106)과 함께 트랙킹 및 포커싱 방향으로 이동하는 것을 무빙(moving) 코일 방식이라고 하며, 이와는 반대로 렌즈홀더의 외주면에 다극 마그네트가 부착되고 렌즈홀더와 함께 다극 마그네트가 이동하는 것을 무빙 마그네트 방식이라고 한다. 이때의 마그네트와 코일에 의한 무빙방식은 플레밍 왼손 법칙의 로렌쯔 힘을 이용하고 있다.
그러나, 종래에는 레디얼 코일을 보민의 렌즈홀더 외각에 와인딩함으로써 새로운 공정이 필요한 문제가 있다. 즉, 레디얼 코일의 와인딩을 위해 렌즈홀더의 금 형에서 와이어 홀 부분을 형성시켜 주어야 하는데, 이 공정 또한 액츄에이터의 어셈블리 공정이 아닌 새로운 공정으로 추가된다.
그리고, 레디얼 코일의 와인딩을 위한 설비가 추가적으로 필요한 문제가 있다.
본 발명의 제 1목적은 레디얼 코일을 포커싱 코일의 일측으로 권선시켜 줄 수 있도록 함으로써, 레디얼 코일과 포커싱 코일의 와인딩을 연속해서 할 수 있도록 한 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 포커싱 코일의 내주변 또는 외주변에 레디얼 코일을 권선시켜 줄 수 있도록 한 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 있다.
본 발명의 제 3목적은 포커싱 코일의 전면 또는 후면에 레디얼 코일을 권선시켜 줄 수 있도록 한 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 있다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터는,
중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더;
상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일;
상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일;
상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일;
상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 포커싱 코일은 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 외측에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 내측 및 포커싱 코일의 내주변에 권선되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 포커싱 코일은 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 내측에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 외측 및 포커싱 코일의 외주변에 권선되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 포커싱 코일은 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 외면에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 내면에 포커싱 코일과 밀착되게 권선되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 포커싱 코일은 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 내면에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 외면에 상기 포커싱 코일과 밀착되게 권선되는 되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 중심부에 대물렌즈(202)를 취부하고 가동하는 렌즈홀더(201)와, 렌즈홀더(201)의 다축 가동을 위해 측면에 결합된 자기회로로서 코일(205,206,217) 및 다극 마그네트(204), 요크(203)로 이루어진다.
상기 포커싱 코일(205)은 렌즈홀더(201)의 양측면 좌/우에 부착되어 다극 마그네트(204)의 상하 극성 경계면에 각각 대향하며, 트랙킹 코일(306)은 렌즈홀더(201)의 양측면 중심부에 부착되어 다극 마그네트의 좌우 극성(N:S) 경계면에 각각 대향한다.
그리고, 레디얼 코일(217)은 각각의 포커싱 코일(205)의 일측에 밀착되어 권선되는데, 예로서 포커싱 코일(205)의 내주변에 권선되며 다극 착자된 마그네트(204)의 상하 극성(N:S, S:N) 경계면에 대향하게 된다. 이때 코일 권선시 보빈에 레디얼 코일을 먼저 권선한 후 포커싱 코일을 상기 레디얼 코일 외주변으로 권선하는 방식으로 완성된다.
여기서, 레디얼 코일(217)은 렌즈홀더(201)의 양측에서 서로 대향하는 레디얼 코일과는 직렬로 연결되며, 인접하는 코일과는 병렬로 연결되므로, 렌즈홀더를 레디얼 방향으로 가동시켜 줄 수 있게 된다. 또는 각각 독립적으로 코일을 권선하여 전류 크기 및 방향의 제어를 통해서 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 포커싱 코일(205) 및 레디얼 코일(217)은 렌즈홀더(201)의 양측면 좌/우에 형성된 각 보빈(bobbin)에 권선되는 데, 상기 보빈 내부의 외주변 및 내주변 또는 내면 및 외면에 두 개의 코일이 밀착되게 권선된다. 상기 포커싱 코일(205)의 폭 또는 권선 넓이는 레디얼 코일(217)의 폭 보다는 넓게 권선되는 것이 바람직하다.
또한, 도 5와 같이, 렌즈홀더의 양측면에 소정 이격된 다극 착자된 마그네트(204)는 "ㄱ"자 형상의 마그네트(204a,204b)가 서로 대칭적으로 배치되며, 좌/우 하단부에 "ㄱ"자 형상의 마그네트 극성과 반대의 극성을 갖는 마그네트(204c,204d)가 배치된다. 이러한 마그네트(204)의 일 예로서, 한 개의 마 그네트를 다극으로 착자시켜 구성할 수도 있고, 4개의 단극성 마그네트 등으로 구성할 수 있다.
다극 마그네트(204)는 좌/우 수평 방향의 극성 경계면이 트랙킹 코일(206)의 회동 중심과 극성 경계면이 대향되며, 상하 수직 방향의 극성 경계면이 포커싱 코일(205) 및 레디얼 코일(217)의 회동 중심과 대향하게 배치된다.
여기서, 상기 렌즈홀더(201)의 좌/우측면 중심부에 부착된 트랙킹 코일(206)은 하부 권선 폭이 상부 권선 폭 보다 넓은 사다리꼴 또는 사각형 형상으로 권선된다.
또한, 다극 착자된 마그네트(204)는 렌즈홀더(201)의 좌, 우측으로 강자성체 재질의 구조물인 "U"자형 요크(203)의 내면에 각각 고정되며, 요크(203)는 픽업 베이스(미도시)와 일체화 수단에 의해 일체화되어 있다.
그리고, 렌즈홀더(201)의 상, 하부 측면 중심부에는 3개가 평행한 와이어 서스펜션(207)의 일단이 고정되고, 상기 와이어 서스펜션(207)의 타단은 렌즈홀더(202)의 일측에 마련된 프레임을 통해서 기판(미도시)에 고정된다. 이러한 와이어 서스펜션(207)은 2쌍 이상으로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 렌즈홀더(202)를 부상시키며, 전류를 공급하는 중계선 역할을 한다.
이러한 액츄에이터의 동작은 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈홀더(201)의 양측면 좌/우에 부착된 포커싱 코일(205)은 트랙킹 코일(206)과 직교방향으로 권선되며, 이 코일(205)에 전류가 흐르면 자속의 방향이 상, 하 방향으로 발생한다. 이때 포커싱 코일(205)과 대향하는 다극 마그네트(203)의 자속이 전자기적으로 작용함에 따라 포커싱 코일(205)에 수직방향으로 힘이 발생하여, 렌즈홀더(202)가 포커싱 방향(수직 상/하)으로 움직이게 되어 이를 보정하기 위한 포커싱 서보가 동작하게 된다.
그리고, 렌즈홀더(201)의 양측면 중심부에 부착된 사다리꼴 형상의 트랙킹 코일(206)은 서로 적당한 방향으로 감겨있어 이에 전류가 흐를 때 정해진 방향으로 자속을 발생시키고, 이는 고정되어 있는 다극 마그네트(203)와 전자기력에 의해서 반발력 및 척력이 발생시키게 된다. 상기 반발력 및 척력에 의해서 렌즈홀더(202)의 움직임이 트랙킹 방향(좌, 우)으로 움직임으로써, 트랙킹 오차를 보정하기 위한 트랙킹 서보가 동작한다.
그리고, 렌즈홀더(201)의 포커싱 코일(205)의 내주변에 권선된 레디얼 코일(217)에 전류를 흘려주면, 상기 레디얼 코일(117)과 대향하는 다극 마그네트(204a,204c)(204b,204d)의 다른 극성에 의해 렌즈홀더(201)의 좌/우측을 서로 반대 방향으로 회동시켜 준다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 렌즈홀더의 양측면 좌/우측으로 형성된 보빈의 내주변에 포커싱 코일(255)을 권선하고, 상기 포커싱 코일(255)의 외주변으로 밀착되게 레디얼 코일(257)을 권선한 구성이다. 그리고 트랙킹 코일(256)은 렌즈홀더의 양측면 중심부에 설치된 구성이다.
이러한 구성은 각 방향의 코일(255,256,257)과 마그네트(254) 및 요크(253)가 대향하게 되므로, 전술된 렌즈홀더의 포커싱, 트랙킹, 레디얼 틸트 방향으로의 가동은 동일하게 작용된다. 이의 상세한 동작 설명은 생략하기로 한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 렌즈홀더의 양측면 좌/우측에서 보빈의 외면에 포커싱 코일(265)을 외면에 권선하고, 상기 포커싱 코일(265)과 대면하며 보빈의 내면에 레디얼 코일(267)을 내면에 권선한 구성이다. 그리고 트랙킹 코일(266)은 렌즈홀더의 양측면 중심부에 설치된 구성이다.
이러한 구성은 각 방향의 코일(265,266,267)과 마그네트(204) 및 요크(203)가 대향하게 되므로, 전술된 렌즈홀더의 포커싱, 트랙킹, 레디얼 틸트 방향으로의 가동은 동일하게 작용된다. 이의 상세한 동작 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈에 서로 다른 방향성을 갖는 두 종류(두 개)의 코일을 복합적으로 구성할 수 있도록 함으로써, 상기 포커싱 코일이 권선되는 보빈에 레디얼 코일을 함께 설치할 수 있도록 한다. 즉, 포커싱 코일의 일측 즉, 포커싱 코일의 내주변 또는 외주변, 그리고 포커싱 코일의 내면 또는 외면에 권선될 수 있도록 함으로써 두 개의 코일이 수평 권선되므로 코일 권선이 편리하고 별도의 설비를 추가할 필요가 없게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업 액츄에이터에 의하면, 렌즈홀더의 상부 둘레면에 레디얼 코일의 권선을 위해 홀을 형성하지 않음에 따라 렌즈홀더의 형상, 금형 구조를 단순화와 작업 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 기존 포커싱 코일 와인딩시 레디얼 코일을 와인딩할 수 있어, 와인딩 설비가 단순해 지는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일;
    상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하고,
    상기 포커싱 코일은 상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 외측에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 내측 및 상기 포커싱 코일의 내주변에 권선되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일;
    상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하고,
    상기 포커싱 코일은 상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 내측에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 외측 및 상기 포커싱 코일의 외주변에 권선되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  4. 중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일;
    상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하고,
    상기 포커싱 코일은 상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 외면에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 내면에 상기 포커싱 코일과 밀착되게 권선되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  5. 중심부에 대물렌즈를 취부하고 다축 방향으로 가동하는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 각각 구비된 포커싱 코일;
    상기 포커싱 코일의 일측과 각각 밀착되게 구비된 레디얼 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면 중앙에 구비된 트랙킹 코일;
    상기 렌즈홀더의 양측면에 위치한 상기 코일들과 서로 다른 극성이 대향되는 마그네트를 포함하고,
    상기 포커싱 코일은 상기 렌즈홀더의 양측면 좌/우에 형성된 보빈의 내면에 권선되며, 상기 레디얼 코일은 상기 보빈의 외면에 상기 포커싱 코일과 밀착되게 권선되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
  6. 삭제
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