KR20020006828A - Multi-axis driving actuator using electromagnet and control method for its tilt - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 픽업 액츄에이터에 관한 것으로서, 특히 전자석을 이용하여 자석의 세기를 각 요소별로 제어하여 대물렌즈를 갖는 렌즈홀더에 대해 포커싱 및 트래킹 방향과 탄젠셜 및 레디얼 방향으로의 가동시켜 줄 수 있도록 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터 및 틸트 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup actuator. In particular, an electromagnet is used to control the strength of a magnet for each element by using an electromagnet so that the lens holder having an objective lens can be operated in a focusing and tracking direction and a tangential and radial direction. It relates to a multi-axis drive actuator and a tilt control method using.
도 1 및 도 2는 종래의 광 픽업 액츄에이터를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(101)가 중심부에 취부되고 외주면에 트래킹 및 포커싱을 위한 코일(105,106)이 결합된 렌즈홀더(lens holder,102)와, 상기 렌즈홀더(102)의 양측으로 설치된 마그네트(magnet,103) 및 요크(Yoke,104)와, 상기 렌즈홀더(102)의 상, 하 측면에 일단이 고정되어 이를 지지하는 상, 하 복수개의 와이어 서스펜션(wire suspension,107)과, 상기 렌즈홀더(102)의 일측에 마련되어 와이어 서스펜션(107)의 타단이 고정된 댐퍼홀더(109)로 구성된다.1 and 2 schematically show a conventional optical pickup actuator. As shown in FIG. 1, an objective lens 101 is mounted at a central portion thereof, and a lens holder having a coil 105 and 106 coupled to an outer circumferential surface for tracking and focusing. (lens holder 102), the magnet (magnet 103) and the yoke (Yoke, 104) installed on both sides of the lens holder 102, and one end is fixed to the upper and lower sides of the lens holder 102 The upper and lower wire suspensions 107 are supported, and a damper holder 109 is provided at one side of the lens holder 102 to which the other end of the wire suspension 107 is fixed.
도면부호 108은 고정기판으로서, 렌즈홀더(102)의 상, 하부에 형성되어 와이어 서스펜션(107)의 일단이 납땜되어 고정된다.Reference numeral 108 is a fixed substrate, which is formed on and under the lens holder 102 so that one end of the wire suspension 107 is soldered and fixed.
상기와 같은 종래 광 픽업 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a conventional optical pickup actuator as described above is as follows.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(101)가 렌즈홀더(102)에 취부되고, 상기 렌즈홀더(102)에는 그 둘레면에 포커싱을 위해 포커싱 코일(105)이 권선 되고, 트래킹을 위해 각 모서리 부위에 서로 적정방향으로 권선된 트래킹 코일(106)이 부착된 구조이다.As shown in FIGS. 1 and 2, an objective lens 101 is mounted on the lens holder 102, and a focusing coil 105 is wound around the lens holder 102 for focusing on the circumferential surface thereof. For the structure is attached to the tracking coil 106 wound in an appropriate direction to each corner portion.
그리고, 상기 렌즈홀더(102)의 좌, 우측으로는 강자성체 재질의 구조물인 복수개의 요크(104)가 돌출되어 마그네트(103)를 각각 고정하게 된다. 그 요크(104)는 픽업 베이스(미도시)와 일체화 수단에 의해 일체화되게 된다.In addition, a plurality of yokes 104, which are ferromagnetic materials, protrude from left and right sides of the lens holder 102 to fix the magnets 103, respectively. The yoke 104 is integrated with the pickup base (not shown) by an integration means.
렌즈홀더(102)의 상, 하부 측면 중심부에는 고정기판(108)이 결합되어 있으며, 각 고정기판(108)에는 2개의 평행한 와이어 서스펜션(107)의 일단이 납땜되고, 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단은 렌즈홀더(102)의 일측에 마련된 댐퍼홀더(109)를 통해서 고정된다.The fixing substrate 108 is coupled to the upper and lower side centers of the lens holder 102, and one end of two parallel wire suspensions 107 is soldered to each of the fixing substrates 108, and the wire suspension 107 The other end of is fixed through the damper holder 109 provided on one side of the lens holder 102.
여기서, 댐퍼홀더(109) 내부에는 강성을 갖는 와이어 서스펜션(107)을 감쇠특성을 갖도록 하기 위해 댐퍼(미도시)가 결합되고, 외측으로 메인 기판(미도시)이 결합되어 상기 와이어 서스펜션(107)의 타단이 납땜 고정되도록 한다.Here, a damper (not shown) is coupled to the damper holder 109 so as to have a rigid damping characteristic of the wire suspension 107, and a main substrate (not shown) is coupled to the outside so that the wire suspension 107 is connected to the damper holder 109. Make sure that the other end of is soldered.
상기의 렌즈홀더(102)는 와이어 서스펜션(107)에 의해 부상되어 있으며, 이 와이어 서스펜션(107)으로 전류가 공급된다.The lens holder 102 is floated by the wire suspension 107, and a current is supplied to the wire suspension 107.
이러한 구조에서, 렌즈홀더(102)에 부착된 트래킹 코일(106)은 소정의 방향으로 권선되어 있어 이에 전류가 흐를 때 정해진 방향으로 자속이 발생되고, 이는 고정되어 있는 마그네트(103)와 전자기력에 의해서 반발력 및 척력이 발생시키게된다.In this structure, the tracking coil 106 attached to the lens holder 102 is wound in a predetermined direction so that magnetic flux is generated in a predetermined direction when current flows thereto, which is caused by the fixed magnet 103 and the electromagnetic force. Repulsion and repulsive forces are generated.
상기와 같은 반발력 및 척력에 의해서 렌즈홀더(102)의 움직임이 트래킹 방향으로 움직임으로써, 트래킹 오차를 보정하기 위한 트래킹 서보가 동작한다.As the movement of the lens holder 102 moves in the tracking direction by the repulsive force and the repulsive force as described above, the tracking servo for correcting the tracking error is operated.
그리고, 포커싱 코일(106)은 트래킹 코일과는 다르게 수직 방향으로 권선되어, 전류가 흐를 때 상, 하 방향으로 자속이 발생하여, 고정된 마그네트의 자속과 전자기적으로 작용하여 코일에 수직방향으로 힘을 발생하게 됨으로써, 렌즈홀더(102)가 포커싱 방향(상, 하)으로 움직이게 되어 이를 보정하기 위한 포커싱 서보가 동작하게 된다.The focusing coil 106 is wound in a vertical direction differently from the tracking coil, and generates magnetic flux in an up and down direction when a current flows, and electromagnetically acts on the magnetic flux of a fixed magnet to force the coil vertically. Since the lens holder 102 is moved in the focusing direction (up and down), the focusing servo for correcting this is operated.
이와 같은 렌즈홀더(102)의 외주 면에 코일(105,106)이 감겨져 렌즈홀더(102)와 함께 코일이 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.The coils 105 and 106 are wound around the outer circumferential surface of the lens holder 102 and the coil moves together with the lens holder 102. This is called a moving coil method. In contrast, a magnet is attached to the outer circumferential surface of the lens holder 102. The movement of the magnet with the lens holder is called a moving magnet method. At this time, the moving method by magnet and coil uses Lorentz force of Fleming's left hand law.
그런데, 고밀도의 디스크에 대응하여 디스크에 기록된 정보를 읽고 쓰기 위해서 디스크에 맺히는 집광크기가 작아지게 되면서 작은 파장(λ)의 레이저와 큰 개구율(NA)을 갖는 대물렌즈가 요구된다. 여기서 집광빔의 지름은와 같이 나타난다.By the way, in order to read and write information recorded on the disk in response to the high density disk, the light condensing size of the disk is reduced, and an objective lens having a laser having a small wavelength λ and a large aperture ratio NA is required. Where the diameter of the condensing beam Appears as
한편, 광 디스크 드라이브 제어계의 틸트 마진(틸트성분의 허용능력)은 광학계 구성요소의 특성에 의해 영향을 받게 되고, "틸트마진∝" 의 조건을 갖게됨으로써, 고밀도 디스크의 재생, 기록하는 드라이브 시스템에서 디스크의 휨이나 기구적인 런아웃(RUN-OUT)에 의한 틸트성분은 제어계에 악영향을 초래한다.On the other hand, the tilt margin (tolerance of tilt component) of the optical disc drive control system is affected by the characteristics of the optical system components. In this case, the tilting component due to the disc bending or the mechanical run-out in the drive system for reproducing and recording the high density disc adversely affects the control system.
이를 위해서, 도 3과 같이 반사경(111)을 통해 반사된 레이저 빔이 대물렌즈(101)에 의해 광디스크의 반사면에 정확하게 투사될 수 있도록 하기 위해 틸트성분을 보정할 필요가 있다.To this end, it is necessary to correct the tilt component so that the laser beam reflected through the reflector 111 as shown in FIG. 3 can be accurately projected onto the reflective surface of the optical disk by the objective lens 101.
틸트성분을 보정하기 위해서는 액츄에이터가 트래킹 및 포커싱 방향의 병진운동뿐 만 아니라, 레디얼(radial: X축 회전모드) 및 탄젠셜(tangential: Y축 회전모드) 방향의 틸팅(Tilting) 운동 모드로 동작을 하여야 하는데, 종래의 구조에서는 틸트 운동모드로는 동작이 불가능하였다.To compensate for the tilt component, the actuator operates not only in the translation and tracking directions but also in the tilting mode in the radial and tangential directions. In the conventional structure, it was impossible to operate in the tilt motion mode.
즉, 도 1에 도시된 코일(105,106)과 영구자석인 마그네트(103)에 의한 자계구조에서는 렌즈홀더(102)가 트래킹 및 포커싱 방향의 병진운동은 용이하나, 틸팅운동 모드로는 동작시키지 못하게 된다.That is, in the magnetic field structure of the coils 105 and 106 shown in FIG. 1 and the magnet 103 as a permanent magnet, the lens holder 102 can easily perform translation and tracking in the tracking and focusing directions, but cannot operate in the tilting mode. .
만약, 도 1과 같은 자계구조의 변경으로 렌즈홀더(102)가 틸팅 운동모드로 구동한다 하더라도 평행한 복수개의 와이어 서스펜션(107)이 서로 다른 와이어 서스펜션의 자유도를 구속하게 되어, 피칭 공진주파수가 크게 증가하여 구동 제어가 어려운 문제점이 있다.If the lens holder 102 is driven in the tilting motion mode due to the change of the magnetic field structure as shown in FIG. 1, the parallel wire suspensions 107 constrain the degrees of freedom of different wire suspensions, and thus the pitching resonance frequency is large. There is a problem that drive control is difficult to increase.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 렌즈홀더의 둘레에 전자기력을 발생하는 구성요소를 전자석으로 하고 이를 분할 설치하여, 전자석에 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라 전자석의 세기를 제어하여 렌즈홀더를 트래킹 및 포커싱 방향과 아울러, 틸팅방향으로 가동시켜 줄 수 있도록 한 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터 및 틸트 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, by using a component that generates an electromagnetic force around the lens holder as an electromagnet and install it, the strength of the electromagnet according to the magnitude and polarity of the voltage applied to the electromagnet It is an object of the present invention to provide a multi-axis driving actuator and a tilt control method using an electromagnet that can be controlled to move the lens holder in the tracking and focusing direction as well as the tilting direction.
도 1은 종래의 광 픽업 액츄에이터의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional optical pickup actuator.
도 2는 종래 광 픽업 액츄에이터의 정면도로서, 렌즈홀더를 포커싱 방향으로 조정한 도면.2 is a front view of a conventional optical pickup actuator, in which a lens holder is adjusted in a focusing direction;
도 3은 광 픽업 액츄에이터에 의한 디스크의 틸트각 보정 예를 보인 도면.3 shows an example of tilt angle correction of a disc by an optical pickup actuator.
도 4의 (a)(b)는 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 1실시예를 보인 평면도 및 측면도.Figure 4 (a) (b) is a plan view and a side view showing a first embodiment of a multi-axis drive actuator using an electromagnet according to the present invention.
도 5의 (a)(b)는 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 틸트 제어방법을 나타내는 플로우 챠트.Figure 5 (a) (b) is a flow chart showing a tilt control method of a multi-axis drive actuator using an electromagnet according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 2실시예를 보인 도면.6 is a view showing a second embodiment of a multi-axis drive actuator using an electromagnet according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 3실시예를 보인 도면.Figure 7 shows a third embodiment of a multi-axis drive actuator using an electromagnet according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101,210,310,410...대물렌즈 102,220,320,420...렌즈홀더101,210,310,410 ... Objective lens 102,220,320,420 ... Lens holder
103... 마그네트 104,260,360,460...요크103.Magnet 104,260,360,460 ... York
105,221,321,470...포커싱 코일 106,222,322,480...트래킹 코일105,221,321,470 ... focusing coil 106,222,322,480 ... tracking coil
107,230,330,440...와이어 서스펜션 108,270,370,490...고정기판107,230,330,440 ... wire suspension 108,270,370,490 ... fixed board
109,240,340,450...댐퍼홀더 250,350,430...전자석109,240,340,450 ... damper holder 250,350,430 ... electromagnet
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터는, 기록체를 읽고 쓰기 위한 대물렌즈를 갖고 가동하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더의 트래킹 및 포커싱 방향과 틸팅방향으로 가동시키기 위한 코일 및 전자석으로 구성된 가동 제어수단과, 상기 렌즈홀더의 가동을 지지하기 위한 댐퍼홀더 및 와이어 서스펜션으로 이루어진 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The multi-axis driving actuator using the electromagnet of the present invention for achieving the above object is a lens holder for operating with an objective lens for reading and writing a recording body, and for moving in the tracking and focusing direction and tilting direction of the lens holder. It comprises a movable control means consisting of a coil and an electromagnet, and a damper holder and a support means made of a wire suspension for supporting the operation of the lens holder.
바람직하게, 상기 가동 제어수단의 코일은 상기 렌즈홀더의 둘레면에 결합되는 포커싱 코일 및 상기 렌즈홀더의 좌,우측면에 분할되어 결합되는 트래킹 코일로 구성되고, 상기 전자석은 상기 렌즈홀더의 양측에 상기 트래킹 코일에 대향하여 복수개가 설치된 것을 특징으로 한다.Preferably, the coil of the movable control means is composed of a focusing coil coupled to the circumferential surface of the lens holder and a tracking coil divided into and coupled to the left and right sides of the lens holder, wherein the electromagnets are arranged on both sides of the lens holder. A plurality of pieces are provided opposite to the tracking coil.
바람직하게, 상기 가동 제어수단의 코일은 상기 렌즈홀더의 둘레면에 결합되는 포커싱 코일과 상기 렌즈홀더의 상,하측면에 분할되어 결합되는 트래킹 코일로 구성되고, 상기 전자석은 상기 렌즈홀더의 양측에 상기 트래킹 코일에 대향하여 복수개가 설치된 것을 특징으로 한다.Preferably, the coil of the movable control means is composed of a focusing coil coupled to the circumferential surface of the lens holder and a tracking coil divided into and coupled to the upper and lower surfaces of the lens holder, the electromagnets on both sides of the lens holder It is characterized in that a plurality is provided opposite to the tracking coil.
바람직하게, 상기 가동 제어수단의 코일은 상기 렌즈홀더의 좌,우측면에 대향하여 배치된 요크에 설치된 트래킹 코일 및 포커싱 코일로 구성되고, 상기 전자석은 상기 렌즈홀더의 좌,우측면에 복수개가 분할되어 설치된 것을 특징으로 한다.Preferably, the coil of the movable control means is composed of a tracking coil and a focusing coil provided on the yoke disposed opposite to the left and right sides of the lens holder, the electromagnet is divided into a plurality of left and right sides of the lens holder is installed It is characterized by.
바람직하게, 상기 가동 제어수단의 코일은 상기 렌즈홀더의 상,하측면에 대향하여 배치된 요크에 설치된 트래킹 및 포커싱 코일로 구성되고, 상기 전자석은 상기 렌즈홀더의 상,하측면에 복수개가 분할되어 설치된 것을 특징으로 한다.Preferably, the coil of the movable control means is composed of a tracking and focusing coil installed in the yoke disposed opposite to the upper and lower surfaces of the lens holder, the electromagnet is divided into a plurality of upper and lower surfaces of the lens holder Characterized in that installed.
바람직하게, 상기 가동 제어수단은 상기 렌즈홀더로부터 레디얼 방향 또는 탄젠셜 방향 또는 대각방향에 설치된 복수개의 전자석을 한 쌍으로 하여, 두 쌍에 인가되는 전압비에 따라 해당 방향으로의 렌즈홀더를 가동시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the movable control means is a pair of a plurality of electromagnets provided in a radial direction, a tangential direction or a diagonal direction from the lens holder to operate the lens holder in the corresponding direction according to the voltage ratio applied to the two pairs. It features.
바람직하게, 상기 지지수단은 상기 렌즈홀더의 일측에 배치된 한 쌍의 댐퍼홀더와, 상기 댐퍼홀더와 렌즈홀더 사이에 고정되어 평행한 두 쌍의 와이어 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the support means includes a pair of damper holders disposed on one side of the lens holder, and two pairs of wire suspensions fixed and paralleled between the damper holder and the lens holder.
본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 틸트 제어 방법은, 기록체의 정보를 읽고 쓰기 위한 대물렌즈를 갖고 가동하는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 적정 방향으로 가동시키는 코일 및 전자석으로 이루어진 가동 제어수단과, 상기 렌즈홀더를 지지하는 댐퍼홀더 및 와이어 서스펜션으로 이루어진 지지수단을 포함하는 다축구동 액츄에이터의 틸트 제어 방법에 있어서,A tilt control method for a multi-axis drive actuator using an electromagnet according to the present invention includes a lens holder for operating with an objective lens for reading and writing information on a recording body, a movable control including a coil and an electromagnet for moving the lens holder in an appropriate direction. In the tilt control method of a multi-axis drive actuator comprising a means and a support means consisting of a damper holder and a wire suspension for supporting the lens holder,
상기 렌즈홀더의 외측에 복수개로 분할되는 각 전자석에 트래킹 및 포커싱을 위한 디폴트 전압을 인가하는 단계; 트래킹 및 포커싱 서보를 구동시켜 트래킹 및 포커싱 방향으로 렌즈홀더를 가동시키는 단계; 광디스크의 틸트 량에 따라 복수개를 한 쌍으로 하여 두 쌍의 전자석에 인가되는 전압비에 따라 렌즈홀더의 틸트각을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Applying a default voltage for tracking and focusing to each of the electromagnets which is divided into a plurality of outer sides of the lens holder; Driving the tracking and focusing servo to drive the lens holder in the tracking and focusing direction; And adjusting the tilt angle of the lens holder according to the voltage ratio applied to the two pairs of electromagnets in pairs according to the tilt amount of the optical disc.
바람직하게, 상기 렌즈홀더의 틸트각 조정단계는, 상기 렌즈홀더의 레디얼방향에 설치된 복수개의 전자석을 한 쌍으로 하여, 두 쌍의 전자석에 인가되는 전압 차이에 따라 렌즈홀더의 레디얼 방향의 틸트량을 조정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of adjusting the tilt angle of the lens holder, a pair of a plurality of electromagnets installed in the radial direction of the lens holder as a pair, the amount of tilt in the radial direction of the lens holder according to the voltage difference applied to the two pairs of electromagnets It is characterized by adjusting.
바람직하게, 상기 렌즈홀더의 틸트각 조정단계는, 상기 렌즈홀더의 탄젠셜 방향에 설치된 복수개의 전자석을 한 쌍으로 하여, 두 쌍의 전자석에 인가되는 전압 차이에 따라 렌즈홀더의 탄젠셜 틸트량을 조정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of adjusting the tilt angle of the lens holder, a pair of a plurality of electromagnets installed in the tangential direction of the lens holder as a pair, and the amount of tangent tilt of the lens holder according to the voltage difference applied to the pair of electromagnets It is characterized by adjusting.
바람직하게, 상기 렌즈홀더의 틸트각 조정단계는, 상기 렌즈홀더의 대각선 방향에 설치된 복수개의 전자석을 한 쌍의 하여, 두 쌍의 전자석에 인가되는 전압 차이에 따라 렌즈홀더의 대각 방향의 틸트량을 조정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of adjusting the tilt angle of the lens holder, a pair of a plurality of electromagnets installed in the diagonal direction of the lens holder, a tilt amount in the diagonal direction of the lens holder according to the voltage difference applied to the pair of electromagnets It is characterized by adjusting.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4의 (a)(b)는 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 1실시예를 보인 도면이고, 도 5의 (a)(b)는 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 틸트 제어방법을 나타내는 플로우 챠트이며, 도 6은 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 2실시예를 보인 도면이며, 도 7은 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터의 제 3실시예를 보인 도면이다.(A) and (b) of FIG. 4 is a view showing a first embodiment of a multi-axis driving actuator using an electromagnet, and FIG. 5 (a) and (b) is a flowchart showing a tilt control method of a multi-axis driving actuator using an electromagnet. 6 is a view showing a second embodiment of the multi-axis drive actuator using an electromagnet, Figure 7 is a view showing a third embodiment of the multi-axis drive actuator using an electromagnet.
도 4를 참조하면, 중심부에 대물렌즈(210)가 취부되고 둘레에 포커싱 및 트래킹 코일(221,222)이 설치되고 가동하는 렌즈홀더(220)와, 상기 렌즈홀더(220) 상,하측면에 일단이 고정되어 이를 지지하는 두 쌍의 와이어 서스펜션(230)과, 상기 렌즈홀더(220)의 양측에 배치되어 상기 와이어 서스펜션(230)의 타단이 고정되는 한 쌍의 댐퍼홀더(240)와, 상기 렌즈홀더(220)의 양측에 위치하여 인가되는 전압의 세기 및 극성에 따라 상기 렌즈홀더(220)를 병진 및 틸팅방향으로 가동시키는복수개의 전자석(250:A, B, C, D)과, 상기 전자석(250)을 고정하기 위해 돌출된 복수개의 요크(260)를 포함하는 구성이다.Referring to FIG. 4, a lens holder 220 having an objective lens 210 mounted at a center thereof, and focusing and tracking coils 221 and 222 installed and moving around the center, and one end of the lens holder 220 disposed above and below the lens holder 220. Two pairs of wire suspensions 230 fixed and supporting the pairs, a pair of damper holders 240 disposed at both sides of the lens holder 220 and fixed to the other ends of the wire suspensions 230, and the lens holders. A plurality of electromagnets 250 (A, B, C, D) which move the lens holder 220 in the translational and tilting directions according to the strength and polarity of the voltage applied to both sides of the 220 and the electromagnet ( It is a configuration including a plurality of yokes 260 protruding to secure the 250.
상기 두 쌍의 와이어 서스펜션(230)은 렌즈홀더(220)의 상,하측면 중심부에 설치된 고정기판(270)에 일단이 각각 고정되고 타단이 한 쌍의 댐퍼홀더(240)의 상,하측에 각각 고정되는 한 쌍의 상부 및 하부 와이어 서스펜션으로 구성된다.The two pairs of wire suspensions 230 have one end fixed to the fixed substrate 270 installed at the center of the upper and lower surfaces of the lens holder 220, and the other ends of the two pairs of the wire suspension 230 at the upper and lower sides of the pair of damper holders 240, respectively. It consists of a pair of upper and lower wire suspensions which are fixed.
도 6을 참조하면, 광디스크를 추종하기 위해 중심부에 대물렌즈(310)가 취부된 렌즈홀더(320)에 트래킹 코일(322)을 트래킹 방향 양측면에 권선시키고, 상기 트래킹 코일(322)에 대향하여 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라 상기 렌즈홀더(320)의 가동을 평행 및 연직방향으로 조정하는 전자석(350;A, B, C, D)이 복수개가 분할되어 설치된 구성이다.Referring to FIG. 6, the tracking coil 322 is wound on both sides of the tracking direction in the lens holder 320 in which the objective lens 310 is mounted at the center to follow the optical disk, and is applied opposite to the tracking coil 322. A plurality of electromagnets 350 (A, B, C, D) for adjusting the movement of the lens holder 320 in parallel and vertical directions are divided and installed according to the magnitude and polarity of the voltage.
도 7을 참조하면, 광디스크를 추종하기 위해 중심부에 대물렌즈(410)가 취부된 렌즈홀더(420)의 양측면부에 전자석(430:A, B, C, D)을 복수개 설치하고, 상기 전자석(430)에 대향하여 돌출된 요크(440)에 포커싱 코일(450) 및 트래킹 코일(460)이 설치된 구조이다.Referring to FIG. 7, a plurality of electromagnets 430 (A, B, C, and D) are provided on both side surfaces of the lens holder 420 in which the objective lens 410 is mounted at the center of the optical disc to follow the optical disc. The focusing coil 450 and the tracking coil 460 are installed on the yoke 440 protruding from the wall 430.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터 및 틸트제어 방법에 대하여 첨부된 도 4내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The multi-axis driving actuator and the tilt control method using the electromagnet according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 7.
도 4를 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 대하여 설명하면, 중심부에 대물렌즈(210)가 취부된 렌즈홀더(220)의 측면부에는 포커싱 코일(221)이 권선되고, 그 좌, 우 측면에는 트래킹 코일(222)이 각각 분할되어 설치된다.Referring to FIG. 4, a focusing coil 221 is wound around a side portion of a lens holder 220 in which an objective lens 210 is mounted at a central portion thereof, and a focusing coil 221 is wound around its left and right sides. The tracking coils 222 are respectively divided and installed.
이러한 렌즈홀더(220)를 지지하는 두 쌍의 와이어 서스펜션(230)은 그 일단이 렌즈홀더(220)의 상,하 중심 측면에 위치한 고정기판(270)에 고정되고 타단이 한 쌍의 댐퍼홀더(240)에 각각 고정되어, 상기 코일(221,222)에 의해 렌즈홀더(220)가 트래킹방향 및 포커싱방향으로 이동하는 것을 지지하여 준다.Two pairs of wire suspensions 230 supporting the lens holder 220 are fixed to a fixed substrate 270 positioned at the upper and lower center side surfaces of the lens holder 220 and the other end of the pair of damper holders ( It is fixed to the 240, respectively, to support the movement of the lens holder 220 in the tracking direction and the focusing direction by the coils (221, 222).
여기서, 상기 한 쌍의 댐퍼홀더(240)의 내부에는 댐퍼(미도시)가 설치되고, 그 외측으로는 상기 와이어 서스펜션(230)이 고정될 수 있도록 하는 메인기판(미도시)이 고정되며, 이 메인기판을 소정의 탄성력을 갖는 플렉시블한 기판으로 적용하여 와이어 서스펜션(230)이 인장 및 수축될 수 있도록 한다.Here, a damper (not shown) is installed inside the pair of damper holders 240, and a main substrate (not shown) is fixed to the outside of the pair of damper holders 240 to fix the wire suspension 230. The main substrate is applied to a flexible substrate having a predetermined elastic force to allow the wire suspension 230 to be stretched and contracted.
그리고, 렌즈홀더(220)의 외측, 즉 트래킹 코일(222)에 대향하는 위치에 전자석(250)이 복수개로 분할되어 프레임(미도시)으로부터 돌출된 요크(260)에 각각 설치된다.In addition, the electromagnet 250 is divided into a plurality of positions at the outer side of the lens holder 220, that is, the position opposite to the tracking coil 222, and is installed on the yoke 260 protruding from the frame (not shown).
상기 렌즈홀더(220)의 포커싱 코일(221)에 전류를 흘려주면 기전력이 발생하고, 이 기전력에 따라 전자석(250)과의 반반력 및 척력에 의해 렌즈홀더(220)를 포커싱방향(상,하)으로 가동시키고, 트래킹 코일(222)에 전류가 흘려주면 이 기전력에 따라 전자석과(250)과의 반발력 및 척력에 의해 렌즈홀더(220)를 트래킹방향(좌,우)으로 가동시킨다.When a current flows through the focusing coil 221 of the lens holder 220, an electromotive force is generated, and according to the electromotive force, the lens holder 220 is moved in a focusing direction (up and down) by anti-reaction force and repulsive force with the electromagnet 250. When the current flows through the tracking coil 222, the lens holder 220 is moved in the tracking directions (left and right) by the repulsive force and the repulsive force with the electromagnet 250 according to the electromotive force.
또한, 상기 전자석(250) 각각에 인가되는 전압의 크기 및 극성과 그 전압 비를 조정하여, 전자석(250)의 세기를 두 개를 한 쌍으로 하여 제어하므로 렌즈홀더(220)를 트래킹 및 포커싱 방향의 병진운동과 아울러, 탄젠셜 및 레디얼 방향의 틸팅운동으로 가동시켜 준다.In addition, by adjusting the magnitude and polarity of the voltage applied to each of the electromagnets 250 and the voltage ratio thereof, the intensity of the electromagnet 250 is controlled in pairs so that the lens holder 220 is tracked and focused. In addition to the translational movement of the motor, it is operated by tilting movements in the tangential and radial directions.
이러한 전자석(250)에 의한 렌즈홀더(220)의 레디얼 및 탄젠셜 방향으로의 가동을 상세하게 설명하면, 도 5의 (a)를 참조하면 전자석(250)에는 트래킹 및 포커싱을 위한 디폴트 전압(Default)이 인가된다. 이 상태에서 렌즈홀더(220)의 포커싱 및 트래킹 코일(221,222)에 인가되는 전류를 각 서보가 제어하여 렌즈홀더(220)의 포커싱 및 트래킹 구동시키고(S302), 레디얼 틸팅 서보에서 서로 대향하는 전자석(A, C 또는 B, D)에 서로 다른 전압 또는 극성을 인가할 경우 렌즈홀더(220)가 레디얼 방향으로 가동된다.The operation of the lens holder 220 in the radial and tangential directions by the electromagnet 250 will be described in detail. Referring to FIG. 5A, the electromagnet 250 has a default voltage for tracking and focusing. ) Is applied. In this state, each servo controls the current applied to the focusing and tracking coils 221 and 222 of the lens holder 220 to drive the focusing and tracking of the lens holder 220 (S302), and the electromagnets facing each other in the radial tilting servo ( When different voltages or polarities are applied to A, C or B, D), the lens holder 220 is operated in the radial direction.
즉, 틸트 량에 따라 전자석(250)에 인가되는 전압비()에 따라 레디얼 방향으로의 가동을 제어할 수 있다(S303).That is, the voltage ratio applied to the electromagnet 250 according to the amount of tilt ( Operation in the radial direction can be controlled (S303).
또한, 도 5의 (b)를 참조하면 각 전자석(250;A, B, C, D)에 디폴트 전압이 인가된 상태에서 포커싱 및 트래킹 서보를 구동시켜 렌즈홀더(220)를 트래킹 및 포커싱 방향으로 이동시키고(S311,S312), 틸트 량에 따라 탄젠셜 틸팅 서보가 전자석(250)에 인가되는 전압비()를 조절하여 렌즈홀더(250)를 탄젼셀 방향으로 가동시키고 그 틸트각을 제어한다(S313).In addition, referring to FIG. 5B, the focusing and tracking servos are driven in a state where a default voltage is applied to each electromagnet 250 (A, B, C, and D) to move the lens holder 220 in the tracking and focusing direction. The voltage ratio (S311, S312) and the tangential tilting servo is applied to the electromagnet 250 according to the amount of tilt ( ), The lens holder 250 is operated in the direction of the carbon cell, and the tilt angle is controlled (S313).
또한, 전자석(250)에 소정의 전압이 인가된 상태에서 탄젠셜 방향 또는 레디얼 방향으로의 틸트 조정시 어느 한쪽에 놓인 복수개의 전자석(250)에 인가되는 전류의 극성을 반대로 가져가게 되면 렌즈홀더(220)의 탄젠셜 방향 또는 레디얼 방향으로의 가동시킨다.In addition, when a predetermined voltage is applied to the electromagnet 250 and the polarity of the current applied to the plurality of electromagnets 250 placed on either side is adjusted in the tangential direction or the radial direction, the lens holder ( 220 in the tangential direction or the radial direction.
또한, 전자석(250)에 인가되는 전압비() 에 따라 렌즈홀더(220)를 대각선 방향으로 구동시키고 그 틸트각을 제어하는데, 서로 대각으로 놓인 두개의 전자석(A, D 또는 B, C)에 인가되는 전압의 크기를 최대 또는 최소로 하고 나머지 두개의 전자석(B, C 또는 A, D)에 인가되는 전압의 크기(상기 최대 또는 최소 전압의 평균전압)를 동일하게 하여 렌즈홀더(220)를 대각선 방향으로 틸팅 시켜 준다.In addition, the voltage ratio applied to the electromagnet 250 Drive the lens holder 220 in a diagonal direction and control the tilt angle. The voltage applied to two electromagnets (A, D, B, C) diagonally placed to each other is maximized or minimum and The lens holder 220 is tilted diagonally by equalizing the magnitudes of the voltages applied to the two electromagnets B, C, or A and D (the average voltage of the maximum or minimum voltage).
한편, 도 6은 본 발명의 제 2실시예를 보인 도면으로서, 제 1실시예와 동일부분에 대한 중복설명은 생략하여 설명하기로 한다.Meanwhile, FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the present invention, and duplicate description of the same parts as the first embodiment will be omitted.
렌즈홀더(320)의 둘레면에 포커싱 코일(321)을, 상기 렌즈홀더(320)의 상,하측면에 트래킹 코일(322)을 분할하여 각각 설치하고, 트래킹 코일(322)에 대향하는 방향인 렌즈홀더(320)의 상,하측 트래킹 방향으로 전자석(350)을 복수개 분할하여 설치하고, 각 전자석(350)을 요크(360) 각각에 고정시킨 구조이다.The focusing coil 321 is disposed on the circumferential surface of the lens holder 320, and the tracking coil 322 is provided on the upper and lower sides of the lens holder 320 by dividing, respectively. The focusing coil 321 is disposed to face the tracking coil 322. A plurality of electromagnets 350 are divided and installed in the upper and lower tracking directions of the lens holder 320, and the electromagnets 350 are fixed to the yokes 360, respectively.
상기 트래킹 방향으로 설치된 전자석(350)에 의한 렌즈홀더(320)는 각 전자석(350)에 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라 트래킹 방향 및 포커싱 방향의 병진 및 틸팅방향으로 가동된다.The lens holder 320 by the electromagnet 350 installed in the tracking direction is operated in the translation and tilting directions of the tracking direction and the focusing direction according to the magnitude and polarity of the voltage applied to each electromagnet 350.
이러한, 전자석(350; A, B, C, D)에 인가되는 전압을 같게 하고 그 크기를 조정하여 렌즈홀더(320)가 부상되는 높이로 포커싱을 조정하게 된다.The voltage applied to the electromagnets 350 (A, B, C, D) is equalized and the size thereof is adjusted to adjust the focusing to a height at which the lens holder 320 floats.
전자석(350)에 인가되는 전압비() 및 그 전압의 극성에 따라 렌즈홀더(320)에 대한 탄젠셜 방향으로의 틸트각을 보정하게 되며, 전자석(350)에인가되는 전압비() 및 그 전압의 극성에 따라 레디얼 방향으로의 틸트각을 조정할 수 있다.Voltage ratio applied to the electromagnet 350 ) And the tilt angle in the tangential direction with respect to the lens holder 320 according to the polarity of the voltage, and the voltage ratio applied to the electromagnet 350 ( ) And the tilt angle in the radial direction can be adjusted according to the polarity of the voltage.
그리고, 전자석(350)에 인가되는 전압비()를 조절하여 렌즈홀더(320)를 대각방향으로 이동시켜 주기 위해, 대각방향의 전자석(350)에 인가되는 전압(VA=VD)을 같게 하고, 다른 대각방향의 전자석(350)에 인가되는 전압(VB및 VC)이 VB> VA(=VD) > VC또는 VC> VA(=VD) > VB의 관계를 갖도록 2 쌍의 전압(VB및 VC)이 최대 또는 최소의 전압이 되도록 할 경우 렌즈홀더(320)에 대해 대각선 방향으로의 틸트각을 조정할 수 있다.In addition, the voltage ratio applied to the electromagnet 350 In order to move the lens holder 320 in the diagonal direction by adjusting), the voltage (V A = V D ) applied to the electromagnet 350 in the diagonal direction is equal, and is applied to the electromagnet 350 in the other diagonal direction. Two pairs of voltages (V B and V) such that the voltages (V B and V C ) become V B > V A (= V D )> V C or V C > V A (= V D )> V B When C ) is the maximum or minimum voltage, the tilt angle in the diagonal direction with respect to the lens holder 320 can be adjusted.
도 7은 본 발명의 제 3실시예로서 제 1실시예와 동일부분에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 이는 제 1 및 제 2실시예와 같은 무빙 코일방식이 아니라 무빙 마그네트 방식을 적용한 구조이다.7 is a third embodiment of the present invention and duplicate descriptions of the same parts as the first embodiment will be omitted. This is a structure in which the moving magnet method is applied, not the moving coil method as in the first and second embodiments.
렌즈홀더(420)의 양측면에 전자석(430)을 각각 분할하여 설치하며, 상기 전자석(430)에 대응하는 위치에 설치된 요크(460)에 포커싱 코일(470)을 권선하고 각 요크(460)의 전면에 트래킹 코일(480)을 권선시킨 구조이다.The electromagnet 430 is divided and installed on both sides of the lens holder 420, and the focusing coil 470 is wound around the yoke 460 provided at the position corresponding to the electromagnet 430, and the front surface of each yoke 460 is provided. The tracking coil 480 is wound around.
상기와 같이 렌즈홀더(420)의 양측면에 설치된 전자석(430)에 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라 트래킹 방향, 포커싱방향과 틸트방향으로의 가동을 제어하게 된다.As described above, the movement in the tracking direction, the focusing direction and the tilt direction is controlled according to the magnitude and polarity of the voltage applied to the electromagnets 430 provided on both side surfaces of the lens holder 420.
이를 위해서 상기 전자석(430;A, B, C, D)에 인가되는 전압을 같게 하고 그크기를 조정하여 렌즈홀더(420)가 부상되는 높이로 포커싱을 조정할 수도 있고, 전자석(430)에 인가되는 전압비() 및 그 전압의 극성에 따라 렌즈홀더(420)에 대한 탄젠셜 방향으로의 틸트각을 보정하게 되며, 전자석(430)에 인가되는 전압비() 및 그 전압의 극성에 따라 레디얼 방향으로의 틸트각을 보정한다.To this end, the voltage applied to the electromagnets 430 (A, B, C, and D) may be equalized, and the size thereof may be adjusted to adjust the focusing to a height at which the lens holder 420 floats, or applied to the electromagnet 430. Voltage ratio ) And the tilt angle in the tangential direction with respect to the lens holder 420 according to the polarity of the voltage, and the voltage ratio applied to the electromagnet 430 ( ) And the tilt angle in the radial direction is corrected according to the polarity of the voltage.
그리고, 전자석(430)에 인가되는 전압비()를 조절하여 렌즈홀더(420)를 대각방향으로 이동시켜 주기 위해, 대각방향의 전자석(430)에 인가되는 전압(VA=VD)을 같게 하고 다른 대각방향의 전자석(430)에 인가되는 전압(VB및 VC)이 VB> VA(=VD) > VC또는 VC> VA(=VD) > VB의 관계를 갖도록 2 쌍의 전압(VB및 VC)이 최대 또는 최소의 전압이 되도록 할 경우 렌즈홀더(420)에 대해 대각선 방향으로의 가동시켜 준다.In addition, the voltage ratio applied to the electromagnet 430 ( In order to move the lens holder 420 in the diagonal direction by adjusting), the voltage (V A = V D ) applied to the electromagnet 430 in the diagonal direction is the same and is applied to the electromagnet 430 in the other diagonal direction. voltage (V B and V C) is V B> V a (= V D)> V C or V C> V a (= V D)> so as to have a relationship of V B of the second pair of voltage (V B and V C ) To the maximum or minimum voltage is operated in the diagonal direction with respect to the lens holder 420.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자석을 이용한 다축구동 액츄에이터는 렌즈홀더의 외측으로 전자석을 분할하여 설치하고 그 자기의 세기를 각 요소별로 제어함으로써, 광디스크를 추종하는 렌즈홀더의 트래킹 및 포커싱 제어와 함께 탄젠셜 및 레디얼 방향으로의 틸트각을 제어할 수 있고, 또 디스크의 휨이나 기구적 런-아웃에 의한 틸트성분을 능동적으로 추종할 수 있으며, 고밀도 디스크의 기록/재생 시스템에서 안정적인 제어성능을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the multi-axis driving actuator using the electromagnet according to the present invention is installed by dividing the electromagnet outside the lens holder and controlling its intensity for each element, thereby tracking and focusing control of the lens holder following the optical disc. In addition, the tilt angle in the tangential and radial directions can be controlled, and the tilt component due to the disc bending or mechanical run-out can be actively tracked, and stable control performance is achieved in a high-density disc recording / playback system. It has the effect of getting it.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |