KR20010109836A - 광 픽업 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 픽업 엑츄에이터에 관한 것으로서, 대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 렌즈홀더, 상기 렌즈홀더를 지지하기 위한 복수개의 와이어 스프링, 한 쌍의 마그네트를 취부하고 상기 렌즈홀더가 장착되는 요크; 및 상기 복수개의 와이어 스프링의 지지를 위한 프레임을 구비하는 광 픽업 엑츄에이터에 있어서,

상기 틸팅제어를 위한 마그네트와 와인딩(Winding) 방향이 서로 반대인 틸트 제어용 적어도 한 쌍의 코일을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 의하면 2조 1쌍의 코일에서 와인딩 방향을 반대로 함으로써 한개의 코일부에서 동시에 서로 반대 방향인 2 방향의 힘을 발생시키고 이에 의해 질량 중심점에서 회전 모멘트를 얻어낼 수 있어 렌즈 홀더의 틸트를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

광 픽업 엑츄에이터 {Optical pick up actuator}

본 발명은 광 픽업 엑츄에이터에 관한 것으로서, 특히 두 쌍의 코일을 서로 반대 방향으로 감기게 함으로써 전류가 흐르면 각 코일에서 서로 반대 방향의 힘을 발생하도록 하여 엑츄에이터의 래디얼 구동이 가능한 광 픽업 엑츄에이터에 관한 것이다.

최근 광 관련 디스크 미디어(Disk Media)의 급속한 발전으로 디스크의 자료를 읽기 위한 광 픽업의 다양한 제품 개발이 이루어지고 있다.

광 디스크 관련 장치의 핵심 부품인 광 픽업은 디스크에 기록된 데이터를 읽어내는 부품이다. 광 디스크에 기록된 데이터는 광 픽업 내의 레이저 다이오드에서 발사된 레이저에 의해 광학적인 신호로 변환되고, 이러한 광학적 신호는 광 픽업 내의 엑츄에이터에 부착된 렌즈에 의해 수광되고, 이 신호가 광 픽업 내의 광 소자에 의해 전기적인 신호로 변환되게 된다.

광 픽업 엑츄에이터는 일반적으로 대물렌즈를 렌즈홀더에 안착하고 이 대물렌즈의 포커싱, 트랙킹 동작을 위하여 상, 하, 좌, 우 방향으로 구동시켜야 하는데 이 구동 장치에는 자석과 자성체가 이루는 자기 공간 안에 코일을 구성하여 플레밍의 왼손 법칙에 의한 로렌쯔 힘을 이용하고 있다.

도 1은 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 광 픽업 엑츄에이터는 대물렌즈(101)가 안착되는 렌즈홀더(102), 마그네트(103), 요크(104), 트랙킹 코일(105), 포커싱 코일(106), 와이어 스프링(107), 고정 PCB(108) 및 프레임(109)으로 구성된다.

종래의 광 픽업 엑츄에이터에 대해 보다 상세히 설명하면, 종래의 광 픽업 엑츄에이터는 대물렌즈(101)를 취부하는 렌즈홀더(102), 상기 렌즈홀더(102)를 복수개의 와이어 스프링(107)으로 유동 가능하게 설치시킨 형태로 되어 있는데, 렌즈홀더(102)의 중심에 대물렌즈(101)를 부착시키고, 이 렌즈홀더(102)의 둘레에 포커싱 코일(106)을 권선한 다음, 그 위에 미리 사각 형상으로 권선된 트래킹 코일(105)을 부착시켰다. 그리고 이 렌즈홀더(102)의 양측에 고정 PCB(108)를 고정하였다.

그리고, 대칭 되는 한 쌍의 요크(104)를 구성하고, 트래킹 코일(105) 및 포커싱 코일(106)에 자속을 가하여 전자력을 발생시키기 위한 마그네트(103)를 접착, 고정한다.

또한, 요크(106)는 픽업 베이스(미도시)와 픽업 베이스 일체와 도피홀(미도시)을 통해 일체화 수단에 의해 일체화되게 된다.

아울러, 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 일측 가장자리에는 프레임(109)을 형성하여 메인 PCB(미도시)를 스크류(미도시)로 고정하고, 상기 복수개의 와이어 스프링(107)의 일측단을 상기 프레임(109)에 고정한다..

즉, 일측단이 프레임(109)에 연결된 4개의 와이어 스프링(107)의 타측단은렌즈홀더(102)에 접착된 고정 PCB(108)에 접속하여 렌즈홀더(102)가 이 복수개의 와이어 스프링(107)에 의해 부상되어 설치된다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 자기장 속에 놓인 포커싱 코일(106)에 전류를 인가하면 상기 포커싱 코일(106)에는 기전력이 발생하고, 이 기전력은 가동부(렌즈홀더 어셈블리)를 상, 하 방향(포커싱 방향)으로 구동시킨다. 같은 방법으로 트래킹 코일(105)에 전류가 인가되면 가동부는 좌, 우 방향(트래킹 방향)으로 움직인다.

상기와 같은 원리에 의해 대물렌즈(101)에서 출사되는 레이저빔의 초점 심도 내에 신호(Pit)가 기록되어 있는 디스크 상의 반사면이 유지(포커싱) 될 수 있으며, 디스크 상의 트랙을 추종(트래킹)할 수 있게 된다.

그러나 디스크에 저장할 수 있는 용량이 늘어나게 되면 이러한 기존 방식만으로는 충분한 제어가 이루어지지 못하게 된다. 디스크 저장 용량이 늘어난다는 것은 디스크에 형성된 트랙의 단위 길이당 기록되는 데이터가 늘어나며, 당연하게도 디스크에 형성된 트랙의 수가 증가하게 되기 때문이다.

즉, 기존의 기록 밀도에서는 트랙 자체의 폭과 다음 트랙과의 간격이 픽업 자체의 이동과 엑츄에이터의 렌즈 이동만으로 충분히 데이터를 순차적으로 얻어낼 수 있었으나 데이터의 기록이 고밀도화 된 포멧(Format)에서는 트랙 자체의 폭이 좁아 기존 제어 방법의 한계점이 드러나게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 특히 두 쌍의 코일을 서로 반대 방향으로 감기게 함으로써 전류가 흐르면 각 코일에서 서로 반대 방향의 힘을 발생하도록 하여 엑츄에이터의 래디얼 구동이 가능한 광 픽업 엑츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a 내지 1b는 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 구성 중 렌즈 홀더부를 개략적으로 보여주는 도면.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 동작원리인 로렌쯔 힘을 설명하기 위한 도면.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터에서 트랙킹, 포커싱 및 틸팅 구동을 위해 렌즈 홀더에 부착된 코일들을 보여주는 평면도 및 정면도.

도 5a 내지 5b는 상기 트래킹 코일과 같이 서로 연결된 두 쌍의 코일의 Winding 방향에 따른 로렌쯔 힘의 방향을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 틸팅 코일에 의해 발생된 모멘트를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101,201 ... 대물렌즈 102,202 ... 렌즈 홀더

103,302,502 ... 마그네트 104 ... 요크

105,203,403,603 ... 트래킹 코일 106,204,404,604 ... 포커싱 코일

107 ... 와이어 스프링 108 ... 고정 PCB

109 ... 프레임 205,405,501,605 ... 틸팅 코일

301 ... 코일

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터는,

대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 렌즈홀더, 상기 렌즈홀더를 지지하기 위한 복수개의 와이어 스프링, 한 쌍의 마그네트를 취부하고 상기 렌즈홀더가 장착되는 요크; 및 상기 복수개의 와이어 스프링의 지지를 위한 프레임을 구비하는 광 픽업 엑츄에이터에 있어서,

상기 틸팅제어를 위한 마그네트와 와인딩(Winding) 방향이 서로 반대인 틸트 제어용 적어도 한 쌍의 코일을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 틸트 제어용 코일은 한쌍은 동일 평면상에 배치되고, 엑츄에이터 본체의 반대편에 동일한 구조의 코일이 배치되는 것을 특징으로 한다.

도 2a 내지 2b는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 구성 중 렌즈 홀더부에 배치되는 코일의 위치를 보여주는 도면이다.

본 발명의 광 픽업 엑츄에이터는, 대물렌즈(201)가 안착되는 렌즈홀더 (202), 포커싱 및 트래킹용 마그네트(미도시), 요크(미도시), 트래킹 코일(203), 포커싱 코일(204), 틸팅 코일(205), 틸트 코일에 대응하게 위치하는 틸트제어용 마그네트(미도시), 고정 PCB(미도시) 및 프레임(미도시)으로 구성된다.

즉, 도 2a 내지 2b와 같이 렌즈홀더(202)에서 트래킹 코일(203) 및 포커싱 코일(204)이 위치하지 않는 곳에 틸팅 코일(205)를 위치시킨다.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 동작원리인 로렌쯔 힘을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a에서 보는 바와같이 로렌쯔 힘의 원리는 자기장 내에 놓인 전도체에 전류가 흐를 때 전도체가 받는 힘의 방향을 설명한 이론으로 자기장을 형성시키고 자기장내에 전류가 흐를 수 있는 코일이 설치된 경우 코일에 흐르는 전류의 방향에 따라 일정한 방향의 힘을 발생 시킬 수 있다는 것이다.

즉, 도 3b와 같이 구조의 코일에 전류가 흐르면 로렌쯔 힘의 원리에 따라 코일의 상부 및 하부에서 모두 같은 방향의 힘이 발생된다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터에서 트랙킹, 포커싱 및 틸팅 구동을 위해 렌즈 홀더에 부착된 코일들을 보여주는 평면도 및 정면도이다.

도 4a 내지 도 4b에서 보는 바와 같이 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터에서 틸팅 코일(403)을 트래킹 코일(401) 및 포커싱 코일(402)이 조립되는 영역이 아닌 미사용 영역에 조립하도록 되어 있다.

도 5a 내지 5b는 상기 트래킹 코일과 같이 서로 연결된 두 쌍의 코일의 Winding 방향에 따른 로렌쯔 힘의 방향을 나타내는 도면이다.

도 5a와 같이 코일의 Winding 방향이 같다면 틸팅을 구현하기 위해서는 자기장을 두 쌍의 코일에 서로 다르게 가해 주어야 하므로 자기장을 발생시키는 마그네트도 2 조가 필요하게 된다. 또한 서로 반대 방향인 자기장이 다른 쪽에 영향을 미치지 않도록 하는 부수적인 설계가 필요하게 된다.

따라서 본 발명에서는 서로 연결된 두 쌍의 코일의 Winding 방향이 서로 반대이고, 같은 방향의 자기장이 작용하여 로렌쯔 힘의 방향이 도 5b와 같이 나타나도록 한다.

이러한 경우에는 같은 방향의 자기장에 대하여 두 쌍의 코일에서 항상 서로 다른 반대 방향의 힘이 발생되므로 틸팅 운동의 구현이 매우 용이해진다.

또한 자기장의 방향이 같으므로 1개의 마그네트로도 구현이 가능하며 틸팅 코일 조립시 발생하는 방향성 문제와 자기장 간의 간섭에 대해 고려하는 작업이 없어지게 된다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명에서 제안된 코일을 이용하면 도 6과 같이 틸팅 중심선을 기준으로 항상 서로 반대인 힘의 쌍이 발생하므로 별도의 추가적인 마그네트와 자기장의 간섭이 발생하지 않고도 광 픽업 엑츄에이터의 틸팅 제어가 용이하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터에 의하면, 2조 1쌍의 코일에서 와인딩 방향을 반대로 함으로써 한개의 코일부에서 동시에 서로 반대 방향인 2 방향의 힘을 발생시키고 이에 의해 질량 중심점에서 회전 모멘트를 얻어낼 수 있어 렌즈 홀더의 틸트를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 렌즈홀더, 상기 렌즈홀더를 지지하기 위한 복수개의 와이어 스프링, 한 쌍의 마그네트를 취부하고 상기 렌즈홀더가 장착되는 요크; 및 상기 복수개의 와이어 스프링의 지지를 위한 프레임을 구비하는 광 픽업 엑츄에이터에 있어서,

   상기 틸팅제어를 위한 마그네트와 와인딩(Winding) 방향이 서로 반대인 틸트 제어용 코일을 적어도 한 쌍 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 엑츄에이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 틸트 제어용 코일은 한 쌍은 동일 평면상에 배치되고, 엑츄에이터 본체의 반대편에 동일한 구조의 코일이 배치되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 엑츄에이터.