KR20020045022A

KR20020045022A - 광픽업 조립체

Info

Publication number: KR20020045022A
Application number: KR1020000074310A
Authority: KR
Inventors: 김석중; 이용훈; 김선모; 최한국
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-19
Also published as: KR100644603B1

Abstract

개시된 광픽업 조립체는, 베이스에 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 제1,2홀더와, 대물렌즈를 탑재하며 제1,2홀더 사이에 배치되는 보빈과, 일단부가 제1홀더에 결합되고 타단부는 제2홀더에 결합되며 그 중간이 보빈에 결합됨으로써 제1,2홀더에 대해 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성지지재와, 탄성지지재의 타단부와 제2홀더 사이에 개재되어 그 타단부가 제2홀더에 대해 유동가능하게 결합되도록 하는 댐핑부재와, 보빈을 포커스방향과 트래킹방향 및 틸트방향으로 구동시키기 위한 전자기유닛을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성은, 보빈을 지지하는 탄성지지재를 일체형으로 구성하고 그 한쪽을 댐핑부재로 유동가능하게 지지함으로써, 구조를 간소화함과 동시에 탄젠셜 틸트방향으로의 회전강성계수를 낮춰 틸트제어를 원활하게 수행하도록 해주는 효과가 있다.

Description

광픽업 조립체{Optical pickup assembly}

본 발명은 광픽업 조립체에 관한 것으로서, 특히 대물렌즈의 틸트제어를 안정적으로 수행하기 위해 대물렌즈가 탑재되는 보빈의 지지구조를 개선한 광픽업 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 CDP(compact disk player)나 DVDP(digital versatile disk player)와 같이 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 디스크 플레이어에는, 디스크의 반경방향을 따라 이동하면서 그 디스크에 광을 조사하고 그로부터 반사되는 광을 수광하며 정보를 기록하거나 재생하는 광픽업 조립체가 구비되어 있다. 이 광픽업 조립체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(7)에 고정되는 홀더(8)와, 그 홀더(8)에 일단이 고정된 탄성지지재(6a∼6d)에 의해 유동가능하게 지지되는 보빈(2)과, 보빈(2)에 탑재된 대물렌즈(1)와, 이 대물렌즈(1)의 포커스방향(A)과 트래킹방향(B) 및 틸트방향(C)(D) 구동을 위해 상기 보빈(2)에 설치되어 통전경로를 형성하는 포커스코일(3), 트래킹코일(4a∼4d) 및, 틸트코일(5a∼5d)과, 상기 각 코일들(3)(4a∼4d)(5a∼5d)에 흐르는 전류와의 상호작용으로 상기 보빈(2)을 구동시키기 위한 전자기력을 발생시키는 자석(10a,10b) 및 요오크(9a,9b)를 포함하여 구성된다. 참조부호 11a와 11b는 디스크에 대한 대물렌즈(1)의 레이디얼 틸트방향(C) 기울기를 검출하는 제1센서를 나타내며, 참조부호 11c와 11d는 디스크에 대한 대물렌즈(1)의 탄젠셜 틸트방향(D) 기울기를 검출하는 제2센서를 나타낸다. 이 제1,2센서(11a,11b)(11c,11d)는, 예컨대 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 디스크(12)에 대칭되게 광을 입사하고 반사되는 광을 수광하여 그 광량의 차이로부터 디스크(12)의 기울어짐을 감지하고, 이를 바탕으로 상기 틸트코일(5a∼5d)에 의한 틸트제어를 수행하도록 한다.

그런데 이와 같은 틸트제어를 위한 구성을 보면, 원리적으로는 틸트코일(5a∼5d)을 흐르는 전류의 방향과 상기 자석(10a,10b) 및 요오크(9a,9b)에 의한 자력의 상호작용으로 보빈(2)이 레이디얼 틸트방향(C) 또는 탄젠셜 틸트방향(D)으로 회동하게 되는데, 실제로는 상기 탄젠셜 틸트방향(D)으로의 움직임이 레이디얼 틸트방향(C)으로의 움직임에 비해 상당히 어렵다. 그것은 보빈(2)을 지지하는 탄성지지재(6a∼6d)의 지지구조상 레이디얼 틸트방향(C)으로의 회전강성계수 보다 탄젠셜 틸트방향(D)으로의 회전강성계수가 훨씬 크기 때문이다. 이렇게 되면, 같은 각도를 변위시키기 위한 레이디얼 틸트방향(C)과 탄젠셜 틸트방향(D)으로의 구동력에 큰 차이가 생기게 되어, 틸트제어의 출력을 조절하기 위한 적절한 기준을 설정하기가 어려워진다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 광픽업 조립체가 제안된 바 있다. 도 3b는 도 3a에 도시된 광픽업 조립체의 보빈 지지구조를 개념적으로 간략하게 표현한 것이다.

도시된 바와 같이 이 광픽업 조립체는, 서로 분할된 제1탄성지지재(23) 및 제2탄성지지재(24)를 이용하여 대물렌즈(26)가 탑재된 보빈(25)을 좌우 양측에서지지하는 구성으로서, 제1탄성지지재(23)는 도 1에 도시된 탄성지지재(6a∼6d)와 마찬가지로 일단이 제1홀더(21)에 견고하게 고정된 상태로 보빈(25)을 지지하고, 제2탄성지지재(24)는 일단이 제2홀더(22)에 유동가능하게 결합된 상태에서 보빈(25)을 지지하게 된다. 즉, 제2탄성지지재(24)는 제2홀더(22)에 설치된 댐핑부재(29)에 끼워져 지지되고 있어서, 제1탄성지지재(23)처럼 견고하게 고정된 것이 아니라, 도 3b에 개념적으로 도시된 것처럼 댐핑부재(29)의 탄력범위 내에서 어느 정도 유동가능하게 결합된 것이다. 그리고, 이 광픽업 조립체는 틸트코일을 별도로 설치하지 않고 포커스 코일(27a)(27b)(27c)(27d)을 4개 설치하여서, 이 4개 코일에 흐르는 전류의 방향에 따라 포커스 제어 뿐 아니라, 레이디얼 틸트방향의 틸트와 탄젠셜 틸트방향의 틸트제어도 수행되도록 하였다. 즉, 4개의 포커스 코일(27a)(27b)(27c)(27d)에 동시에 같은 크기와 방향의 전류를 흘려줄 경우에는 포커스 제어가 되며, 서로 대향되는 한쌍의 코일 예컨대 27a,27b 대 27c,27d 또는 27a,27d 대 27b,27c에 반대방향의 전류를 흘려주면 레이디얼 틸트방향이나 탄젠셜 틸트방향으로의 틸트 모멘트가 발생하는 것이다. 참조부호 20은 베이스를 나타내며, 참조부호 28은 트래킹코일을, 참조부호 30은 자석을 각각 나타낸다. 이와 같은 구조에 의하면 상기 제2탄성지지재(24)가 보빈(25)을 어느 정도 유동가능하게 지지하고 있기 때문에, 탄젠셜 틸트방향(D; 도 1)에 대한 회전강성계수가 낮아지게 된다. 따라서, 레이디얼 틸트방향의 틸트제어와 거의 유사한 수준의 구동력으로 탄젠셜 틸트제어를 수행할 수 있게 되어, 틸트제어의 제어 기준을 설정하기가 용이해진다.

그런데, 이와 같은 구조는 조립이 까다로운 단점이 있다. 즉, 분할된 제1,2탄성지지재(23)(24)의 일단을 제1홀더(21)와 제2홀더(22)에 각각 결합시킨 후 타단을 보빈(25)에 결합시켜서 일직선 상태가 되도록 정렬해야 하기 때문에, 조립과 정렬이 상당히 까다로운 단점이 있다. 그리고, 포커스 제어 및 레이디얼 틸트방향과 탄젠셜 틸트방향의 틸트 제어를 모두 같은 포커스 코일(27a)(27b)(27c)(27d)로 수행하기 때문에, 동일 코일(27a)(27b)(27c)(27d)에 전류를 흘리면서 3방향의 제어를 안정적으로 구현하기 위한 서버 회로의 구성이 상당히 어려운 단점도 있다.

따라서, 탄젠셜 틸트방향의 틸트 제어를 위해 회전강성계수를 낮출 수 있으면서도 구조를 복잡하게 하지 않는 새로운 구조의 광픽업 조립체가 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 간소한 구조를 가지면서도 탄젠셜 틸트방향의 회전강성계수를 낮출 수 있도록 개선된 광픽업 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광픽업 조립체를 도시한 도면,

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 광픽업 조립체에 있어서 디스크와 대물렌즈의 상대적인 기울기를 측정하는 원리를 보인 도면,

도 3은 종래의 다른 형태의 광픽업 조립체를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 광픽업 조립체를 도시한 도면,

도 5는 도 4에 도시된 광픽업 조립체를 개념적으로 보인 도면,

도 6은 도 4에 도시된 광픽업 조립체 중 제2홀더와 탄성지지재의 결합부위를 발췌하여 도시한 도면,

도 7은 도 4에 도시된 광픽업 조립체 중 보빈과 탄성지지재의 결합부위를 발췌하여 도시한 도면,

도 8은 탄성지지재의 보빈 지지구조에 따른 공진주파수를 정리한 도표.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100...베이스 110,120...제1,2홀더

121...댐핑부재 130...보빈

131...대물렌즈 132...포커스코일

133...트래킹코일 134...틸트코일

135a,135b...제1,2자석 140...탄성지지재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광픽업 조립체는, 베이스와, 상기 베이스에 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 제1,2홀더와, 대물렌즈를 탑재하며 상기 제1,2홀더 사이에 배치되는 보빈과, 일단부가 상기 제1홀더에 결합되고 타단부는 상기 제2홀더에 결합되며 그 중간이 상기 보빈에 결합됨으로써 상기 제1,2홀더에 대해 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성지지재와, 상기 탄성지지재의 타단부와 상기 제2홀더 사이에 개재되어 그 타단부가 상기 제2홀더에 대해 유동가능하게 결합되도록 하는 댐핑부재와, 상기 보빈을 포커스방향과 트래킹방향 및 틸트방향으로 구동시키기 위한 전자기유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 전자기유닛은, 상기 베이스에 설치되어 상기 보빈의 포커스 및 트래킹방향의 구동을 위한 통전경로를 형성하는 포커스코일 및 트래킹코일과, 상기 보빈에 설치되어 상기 포커스코일과 트래킹코일을 흐르는 전류와 함께 그 보빈을 구동시키는 전자기력을 발생시키기 위한 제1자석과, 상기 베이스에 설치되어 상기 보빈의 틸트방향 구동을 위한 통전경로를 형성하는 틸트코일과, 상기 틸트코일을 흐르는 전류와 함께 상기 보빈을 구동시키는 전자기력을 발생시키기 위한 제2자석을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 광픽업 조립체를 나타낸다. 도 5는 도 4에 도시된 광픽업 조립체의 보빈 지지구조를 개념적으로 간략하게 표현한 것이다.

도면을 참조하면, 베이스(100) 상에 제1홀더(110)와 제2홀더(120)가 서로 대향된 상태로 소정 간격 이격되어 설치되어 있다. 대물렌즈(131)를 탑재한 보빈(130)은 이 제1,2홀더(110)(120) 사이에 위치되어 한쌍의 탄성지지재(140)에 의해 지지되는데, 이 탄성지지재(140)는 중간이 상기 보빈(130)의 결합부(130a)에 끼워져 결합되며, 일단부는 상기 제1홀더(110)에, 타단부는 상기 제2홀더(120)에 각각 결합되어 있다. 상기 탄성지지재(140)의 일단부와 제1홀더(110)는 종래의 구성과 마찬가지로 예컨대 납땜 또는 본딩 등의 방식에 의해 견고하게 결합된다. 그러나 타단부와 제2홀더(120)와의 결합은 도 6에 도시된 바와 같이 탄성지지재(140)를 유동가능하게 잡아주는 댐핑부재(121)를 개재하여 이루어진다. 즉, 상기 제2홀더(120)의 관통홀(120a)에 탄력을 지닌 댐핑부재(121)를 설치하고, 이 댐핑부재(121)에 탄성지지재(140)의 타단부를 끼움으로써, 상기 일단부처럼 견고하게 고정되지 않고 어느 정도 유동될 수 있도록 결합시킨 것이다. 따라서, 하나의 탄성지지재(140)가 보빈(130)을 제1홀더(110)와 제2홀더(120)에 대해 동시에 지지하고 있지만, 일단부 측은 견고하게, 타단부 측은 어느 정도 유동가능하게 지지하고 있게 된다. 이와 같이 한쪽을 댐핑부재(121)를 이용하여 유동가능하게 지지하는 것은 탄성지지재(140)에 의한 탄젠셜 틸트방향(D)으로의 회전강성계수를 낮추는데 유효한 구조이다. 상기 댐핑부재(121)는 예컨대 실리콘 겔 재질로 이루어진 것이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 보빈(130)의 결합부(130a)와 탄성지지재(140)의 결합은 납땜 또는 UV(ultraviolet;자외선) 경화댐퍼를 이용할 수 있다. 즉, 납땜으로 두 부재를 용접 결합시키거나, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 결합부(130a)의 관통홀(130b)에 탄성지지재(140)를 끼운 후 그 틈새에 UV경화댐퍼(130c)를 주입하여 경화시킴으로써 결합시킬 수도 있다.

또한, 전자기력을 이용하여 상기 보빈(130)을 포커스방향(A)과 트래킹방향(B) 및 틸트방향(C)(D)으로 구동시키면서 디스크에 대한 대물렌즈(131)의 위치를 제어하기 위한 전자기유닛이 구비된다. 먼저, 포커스방향(A)과 트래킹방향(B)의 구동을 위한 포커스코일(132) 및 트래킹코일(133)이 각각 베이스(100)에 설치되고, 보빈(130)에는 이 포커스코일(132) 및 트래킹코일(133)을 흐르는 전류와반응하여 전자기력을 발생시키기 위한 제1자석(135a)이 설치되어 있다. 그리고, 이와는 별도로 틸트방향(C)(D)의 구동을 위한 틸트코일(134) 및 이 틸트코일(134)을 흐르는 전류와 반응하여 전자기력을 발생시키기 위한 제2자석(135b)이 설치되어 있다. 따라서, 틸트제어를 위한 구성요소와 포커스제어나 트래킹제어를 위한 구성요소가 분리되어 있기 때문에, 각각의 제어를 서로 독립적으로 수행할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 포커스제어나 트래킹제어 시에는, 상기 제1자석(135a)의 자력과 상기 포커스코일(132) 및 트래킹코일(133)을 흐르는 전류의 상호작용에 의해 발생된 전자기력으로 보빈(130)이 포커스방향(A) 또는 트래킹방향(B)으로 구동된다. 그리고, 틸트제어 시에는, 상기 제2자석(135b)의 자력과 상기 틸트코일(134)을 흐르는 전류의 상호작용에 의해 발생된 전자기력으로 보빈(130)이 레이디얼 틸트방향(C) 이나 탄젠셜 틸트방향(D)으로 구동된다. 그런데, 상기 댐핑부재(121)를 개재한 탄성지지재(140)의 결합구조에 의해 탄젠셜 틸트방향(D)으로의 회전강성계수가 낮아진 상태이기 때문에, 탄젠셜 틸트방향(D)으로도 레이디얼 틸트방향(C)으로의 구동력과 거의 유사한 수준으로 틸트제어가 수행된다. 이것은 제1홀더(110)에서 제2홀더(120)까지 연결된 일체형 탄성지지재(140)를 가지고 도 3에 도시된 바와 같은 2개로 분할된 탄성지지재(23,24; 도 3)와 유사한 효과를 낼 수 있게 한 것이다. 그러면서도, 일체형 탄성지지재(140)로 제1,2홀더(110)(120)와 보빈(130)을 함께 연결시키기 때문에, 분할된 2개의 탄성지지재를 좌우 양측에서 조립한 후 일직선으로 정렬해야 하는 도 3의 구성에 비해 상대적으로 조립이 간편해진다.

도 8은 모드해석을 통해 종래의 광픽업 조립체와 본 발명의 광픽업 조립체에 있어서 보빈을 지지하는 탄성지지재의 공진주파수를 알아본 결과이다. 1번 경우는 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 탄성지지재의 지지구조이고, 2번 경우는 도 3에 도시된 지지구조를 2단으로 구성한 구조, 3번 경우는 도 3에 도시된 지지구조이며, 4번 경우가 본 발명의 지지구조를 나타낸다. 포커스방향과 트래킹방향의 강성계수 K는 (2πf)²·m(f: 공진주파수, m: 가동부인 보빈 전체 중량) 으로 표현할 수 있고, 레이디얼 틸트방향이나 탄젠셜 틸트방향으로의 회전강성계수 K_θ는 (2πf)²·I(I: 보빈의 관성모멘트)로 표현할 수 있다. 즉, 공진주파수와 강성계수 및 공진주파수와 회전강성계수는 서로 비례하는 관계이기 때문에, 공진주파수가 작으면 강성계수와 회전강성계수도 작음을 의미하게 되고, 그만큼 그 방향으로의 구동이 쉽다는 것을 뜻한다.

먼저, 1번의 경우와 2번의 경우를 보면, 포커스방향과 트래킹방향 및 레이디얼 틸트방향에 대한 공진주파수에 비해, 탄젠셜 틸트방향에 대한 공진주파수가 월등히 높은 것으로 나타난다. 이렇게 되면 다른 방향의 제어를 위한 구동력의 수준으로는 탄젠셜 틸트방향의 구동이 거의 불가능한 상태가 된다.

그러나, 3번의 경우는 탄젠셜 틸트방향에 대한 공진주파수가 레이디얼 틸트방향에 대한 공진주파수와 거의 유사한 수준에 근접한 것으로 나타난다. 그리고, 본 발명의 구조인 4번의 경우도 그와 거의 같은 수준을 달성하는 것을 알 수 있다.

결국, 본 발명과 같은 지지구조에 의하면, 3번의 경우와 같이 탄젠셜 틸트방향으로의 강성계수를 대폭 낮춰서 원활한 틸트제어를 보장할 수 있으며, 또한 일체형 탄성지지재(140)로 제1,2홀더(110)(120) 및 보빈(130)을 한번에 연결하기 때문에 3번 경우에 비해 구조와 조립공정을 더 간소화할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광픽업 조립체는, 보빈을 지지하는 탄성지지재를 일체형으로 구성하고 그 한쪽을 댐핑부재로 유동가능하게 지지함으로써, 구조를 간소화함과 동시에 탄젠셜 틸트방향으로의 회전강성계수를 낮춰 틸트제어를 원활하게 수행하도록 해주는 효과를 가진다. 또한, 틸트제어를 위한 틸트코일과 자석을 별도로 설치함으로써 포커스제어나 트래킹제어와의 간섭을 억제하여 제어가 보다 안정적으로 수행되게 한다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

베이스와,

상기 베이스에 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 제1,2홀더와,

대물렌즈를 탑재하며 상기 제1,2홀더 사이에 배치되는 보빈과,

일단부가 상기 제1홀더에 결합되고 타단부는 상기 제2홀더에 결합되며 그 중간이 상기 보빈에 결합됨으로써 상기 제1,2홀더에 대해 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성지지재와,

상기 탄성지지재의 타단부와 상기 제2홀더 사이에 개재되어 그 타단부가 상기 제2홀더에 대해 유동가능하게 결합되도록 하는 댐핑부재와,

상기 보빈을 포커스방향과 트래킹방향 및 틸트방향으로 구동시키기 위한 전자기유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 조립체.
제1항에 있어서,

상기 댐핑부재는 실리콘 겔로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업 조립체.
제1항에 있어서,

상기 전자기유닛은,

상기 베이스에 설치되어 상기 보빈의 포커스 및 트래킹방향의 구동을 위한 통전경로를 형성하는 포커스코일 및 트래킹코일과,

상기 보빈에 설치되어 상기 포커스코일과 트래킹코일을 흐르는 전류와 함께 그 보빈을 구동시키는 전자기력을 발생시키기 위한 제1자석과,

상기 베이스에 설치되어 상기 보빈의 틸트방향 구동을 위한 통전경로를 형성하는 틸트코일과,

상기 틸트코일을 흐르는 전류와 함께 상기 보빈을 구동시키는 전자기력을 발생시키기 위한 제2자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 조립체.
제1항에 있어서,

상기 탄성지지재와 보빈은 납땜으로 결합되는 것을 특징으로 하는 광픽업 조립체.
제1항에 있어서,

상기 탄성지지재와 보빈은 UV경화댐퍼에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 광픽업 조립체.