KR19990018711U - 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반공진 소거법을 이용하여 무버에 무게중심을 위한 부가질량을 부가하지 않으면서 2차공진을 억제함에 따라 엑츄에이터의 경량화와 동특성을 개선하여 박형, 고배속에 적용할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 고안은 고정부(2)와, 이 고정부에 스프링 와이어(4)에 의해 지지되고 포커스 방향(Z)과 트래킹 방향(X)으로 무빙되는 무버(1)를 갖춘 광픽업 엑츄에이터에 있어서; 상기 스프링 와이어(4)가 주파수 변화에 따라 무버(1)가 반응(진동)하지 않는 불감포인트(반공진 포인트)와 회전모드의 증폭이 증가되는 2차공진 포인트(회전모드)가 일치하는 회전모드의 증감이 상쇄되는 지점에 지지된 것이다.

Description

광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터

본 고안은 광 디스크 드라이브 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 컴팩트 디스크(Compact Disc) 또는 DVD(Digital Versatile Disc)를 포괄하여 지칭하는 광 디스크(Optical Disc)는 아크릴제의 원판속에 기체금속의 피막을 만들고 그곳에 기록된 정보를 레이저광선에 의해 읽어내도록 한 기록매체로서, 거의 반영구적 보존이 가능하며 기록재생시 양질의 음향이나 화상을 출력할 수 있는 장점으로 인하여 요사이 대중화되어 있다.

이와 같은 광 디스크에 저장된 기록을 재생하기 위한 기기를 광 디스크 드라이브라 하는데, 이러한 광 디스크 드라이브는 대물렌즈로부터 집광된 광빔을 광 디스크의 회전에 따른 광 디스크의 면진동과 편심 등에 의해 대하여 광 스폿을 광 디스크의 신호트랙의 중심을 추종하도록 하는 대물렌즈 구동장치가 광픽업장치와 함께 구성되어 있다.

이러한 대물렌즈 구동장치를 일명 광픽업 액츄에이터(Actuator)라 하며, 대물렌즈가 포커싱(Focusing)과 트래킹(Tracking) 동작을 하도록 구동한다.

포커싱 동작은 대물렌즈로부터 광빔의 광스폿이 광 디스크의 신호트랙에서 초점심도 내에 들도록 대물렌즈를 상하로 구동시키는 것이다.

그리고 트래킹 동작은 대물렌즈로부터 광빔의 광스폿이 광 디스크의 신호트랙의 중심을 추종하도록 좌우로 구동시키는 것이다.

상기와 같은 광픽업장치는 노트북(Notebook) 등의 소형제품에 적용하기 위해 박형화추세에 있으며, 트래킹 서보(Tracking Servo)와 포커싱 서보(Focusing Servo)의 자기적인 힘에 의해 대물렌즈를 상하(포커싱 서보), 좌우(트래킹 서보) 이동시키는 광픽업 액츄에이터의 박형화가 시급한 과제로 부상하고 있다.

이상과 같은 종래의 광픽업 액츄에이터의 구성 및 그에 대한 문제점을 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래의 광픽업 액츄에이터는 크게 레이저 광을 발생시키는 광원(도시는 생략함)과, 포커스 방향(Z)과 트래킹 방향(X)으로 무빙되는 무버(Mover)(1)와, 이를 지지하고 있는 고정부(2)로 이루어져 있다.

상기 무버(1)는 대물렌즈(10)와, 상기 대물렌즈를 고정하기 위한 렌즈홀더(11)와, 상기 렌즈홀더의 외주면에 권선되어 있는 포커싱 코일(12)과, 상기 포커싱 코일의 전후면에 각각 접착되어 있는 트래킹 코일(13)과, 상기 렌즈홀더(11)의 일측에 고정되어 있는 제 1 회로기판(14)등으로 구성되어 있다.

또한, 상기 고정부(2)는 후레임(20)과, 상기 후레임의 저면에 고정되어 있는 요크(21)와, 상기 요크의 내측 양쪽에 서로 대향되도록 접착된 마그네트(22)와, 상기 후레임(20)의 일측에 고정되어 있는 제 2 회로기판(23)등으로 구성되어 있다.

상기 후레임(20)은 광 픽업 엑츄에이터의 구동시 댐핑특성을 주기위해 설치된 것으로 그 내부에는 소정의 스프링상수와 댐핑계수값을 갖는 댐퍼(24)가 주입되어 있다.

이와 같이 구성된 광 픽업 엑츄에이터는 광원으로부터 조사되는 레이저 광이 반사미러(또는 프리즘)(3)에 의해 상방향으로 반사되어 대물렌즈(10)에 입사되고, 이 대물렌즈에 입사된 레이저 광은 디스크(도시는 생략함)에 조사된다.

이때, 디스크에 조사되는 레이져 광의 조사위치가 포커스방향(Z)과 트래킹방향(X)과 위치가 어긋날 경우 요크(21)에 고정되어 있는 마그네트(22)와 마주보게 배치되어 있는 포커스 코일(12)과 트래킹 코일(13)에 통전시키면 플레밍의 왼손법칙에 의거하여 4개의 스프링 와이어(4)에 의해 지지되어 있는 무버(1)가 포커스방향과 트래킹방향으로 무빙된다.

따라서 디스크의 기록트랙을 따라 레이져 광을 조사시키는 것이 가능하다.

한편, 상기와 같은 광 픽업 엑츄에이터의 구조는 대물렌즈(10)의 중심과 무버(1)의 가동중심(스프링 와이어와 무버와의 고정위치)가 일치하게 되므로 비교적 안정적인 서보계를 이룰 수 있는 장점은 있지만 반사미러(3)가 요크(21)의 하부에 위치하고 있으므로 광픽업 엑츄에이터의 박형화에는 한계가 있었다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 레이져 광을 대물렌즈(10)를 향해 조사시키기 위해서는 요크(21)의 중앙에 형성된 레이져 광 통과공(25)을 통해야만 하므로 반사미러(3)의 위치는 레이져 광 통과공(25)의 직하방에 위치하여야 함은 당연하다.

이에 따라 반사미러(3)로부터 대물렌즈(10)까지의 간격에 의해 광픽업 엑츄에이터의 두께가 두껍게 되므로 반사미러(3)의 위치를 변경하지 않는한 더 이상의 박형화는 불가능한 구조이다.

참고적으로 광픽업 엑츄에이터의 박형화를 위해 상기의 구조적인 문제점을 개선한 하나의 예를 들면 다음과 같다.

대물렌즈를 렌즈홀더의 일측으로 돌출되도록 설치하고 그 하부에 반사미러를 위치시킨 구조가 공지된바 있는데, 이는 무버의 무게중심이 변화됨에 따른 와이어 스프링의 지지점 변동이 불가피 하였다.

따라서, 정확한 지지점을 포착하지 못하면 포커싱서보 및 트래킹서보의 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 문제점을 해소하기 위해 렌즈홀더에서 대물렌즈의 대향되는 위치에 카운터를 부가하는 방법이 사용되고 있는데, 이 또한 카운터를 별도로 부설해야하므로 광픽업 엑츄에이터의 무게가 중량화되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 광픽업 엑츄에이터의 박형화 및 경량화를 이루기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 고정부와, 이 고정부에 스프링 와이어에 의해 지지되고 포커스 방향(Z)과 트래킹 방향(X)으로 무빙되는 무버를 갖춘 광픽업 엑츄에이터에 있어서; 상기 스프링 와이어가 주파수 변화에 따라 무버가 반응(진동)하지 않는 불감포인트(반공진 포인트)와 회전모드의 증폭이 증가되는 2차공진 포인트(회전모드)가 일치하는 회전모드의 증감이 상쇄되는 지점에 지지된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터를 제공함에 있다.

도 1은 종래 광픽업 엑츄에이터를 도시한 분리 사시도

도 2는 본 고안 실시예의 광픽업 엑츄에이터를 도시한 분리 사시도

도 3은 주파수에 따라 무버의 진동변화추이를 나타낸 시뮬레이션(Simulation) 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 무버 2 : 고정부

4 : 스프링 와이어

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 광픽업 엑츄에이터의 박형화를 위한 구조를 설명하면 다음과 같다.

광픽업 엑츄에이터는 크게 포커스 방향(Z)과 트래킹 방향(X)으로 무빙되는 무버(1)와, 이를 지지하고 있는 고정부(2)로 이루어져 있다.

상기 무버(1)는 렌즈홀더(11)와, 상기 렌즈홀더의 일측에 돌출되게 설치된 대물렌즈(10)와, 상기 렌즈홀더(11)의 내부에 내장된 포커스 코일(12), 트래킹 코일(13)과, 상기 렌즈홀더(11)의 일측에 고정되어 있는 제 1 회로기판(14)등으로 이루어져 있다.

또한, 상기 무버(1)를 지지하는 고정부(2)는 요크(21)와, 상기 요크의 내측에 트래킹 코일(13)과 대향되도록 접착된 마그네트(22)와, 상기 요크(21)의 일측에 설치된 제 2 회로기판(23)등으로 이루어져 있다.

상기에서 포커싱 코일(12)과 트래킹코일(13)이 렌즈홀더(11)에 내장된 구조는 렌즈홀더에 설치공(110)을 상하방향으로 관통되도록 형성하고, 이 설치공의 일측에는 일정형상으로 권선된 포커싱 코일(12)을 접착하고, 그 일측에는 한쌍의 트래킹 코일(13)을 접착한 구조이다.

이때, 상기 트래킹 코일(13)이 부착된 대향면에는 마그네트(22)가 삽입될 수 있도록 여유공간이 형성되어 있으며, 대물렌즈(10)를 향해 레이져 광을 반사시키는 반사미러(3)는 대물렌즈의 직하방에 설치되어 있다.

한편, 상기 렌즈홀더(11)의 전후면 적정지점에는 한쌍의 스프링 와이어(4)가 각각 지지되어 있고, 상기 스프링 와이어(4)의 변위가 가장 큰 중앙부분, 즉 렌즈홀더(11)의 단부에는 댐퍼(25)가 주입되어 있다.

상기에서 무버(1)는 트래킹(X)과 포커싱(Z)을 위해 무빙되는데, 이때 무버(1)는 스프링 와이어(4)의 지지점이 정확한 무게중심에 지지되지 않을 경우 트래킹과 포커싱이 어려워 회전진동을 일으키게 된다.

상기의 현상을 시뮬레이션(Simulation)에 의해 데이터화 하면 도 3와 같은 그래프를 얻을 수 있는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

그래프에서 알수 있듯이 무버(1)는 주파수가 약 50㎐일 때 1차공진이 발생하고, 주파수가 약 5㎑일 때 2차공진이 발생하며, 주파수가 약 20㎑일때는 고차공진이 순차적으로 발생하게 된다.

이때 1차공진과 2차공진의 사이에는 무버(1)가 반응하지 않는 불감영역인 반공진영역이 발생하게 된다.

상기 반공진영역은 무버(1)의 크기 및 형태에 따라 달리 나타날 수 있지만 평균적으로 주파수(f)가 약 1∼5㎑일 때 주로 발생되고, 2차공진은 상기 반공진에 바로 연이어 발생하게 된다.

이때, 상기 2차공진을 제거하기 위한 방법은 반공진과 상쇄되도록 하는 것이 가장 바람직 한데 이를 일명 반공진 소거법이라한다.

상기의 반공진 소거법을 좀더 상세히 설명하면 서로 대향되게 나타나는 반공진(-)과 2차공진(+)점을 일치시켜 변위의 크기를 서로 상쇄되도록하여 이에 따른 렌즈홀더(11)의 설계변경을 함과 아울러 렌즈홀더에 고정되는 스프링 와이어(4)의 지지점을 상기에서의 반공진과 2차공진이 상쇄되는 지점에 선정하면 2차공진을 억제할 수 있음은 물론 기존에서와 같이 별도의 카운터를 설치하지 않아도 되므로 엑츄에이터의 경량화를 이룰 수 있게 된다.

또한, 반사미러(3)를 대물렌즈(10)의 바로 밑에 설치할 수 있으므로 기존의 구조에 비해 엑츄에이터를 박형화할 수 있는 잇점이 있다.

이상과 같은 광픽업 엑츄에이터는 구조적으로 박형화가 가능하며, 반공진 소거법을 이용하여 무버에 무게중심을 위한 부가질량을 부가하지 않으면서 2차공진을 억제함에 따라 엑츄에이터의 경량화와 동특성을 개선하여 고배속에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고정부와, 이 고정부에 스프링 와이어에 의해 지지되고 포커스 방향(Z)과 트래킹 방향(X)으로 무빙되는 무버를 갖춘 광픽업 엑츄에이터에 있어서;

   상기 스프링 와이어가 주파수 변화에 따라 무버가 반응(진동)하지 않는 불감포인트(반공진 포인트)와 회전모드의 증폭이 증가되는 2차공진 포인트(회전모드)가 일치하는 회전모드의 증감이 상쇄되는 지점에 지지된 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   반공진과 2차공진이 상쇄되는 지점의 주파수가 1∼5㎑인 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브용 광픽업 엑츄에이터.