KR20040014054A - 광픽업 액츄에이터 - Google Patents

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KR20040014054A
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박관우
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 광기록 재생기에 사용되는 액츄에이터에 배치되는 파인 패턴 코일의 전원 연결을 일반적으로 사용되는 와이어 서스펜션을 사용하는 기구에서도 호환될 수 있는 광픽업 액츄에이터를 개시한다. 개시된 본 발명은 광디스크 상에 입사되는 레이저광을 굴절하여 광스폿을 형성하는 대물렌즈; 상기 대물렌즈를 안착하는 렌즈홀더; 상기 렌즈홀더의 대향하는 양측면 상에 트래킹 코일과 포커싱 코일이 패터닝되어 배치된 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일; 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일이 배치된 상기 렌즈홀더의 양측 면으로부터 수직한 방향의 양측면 상에 배치된 도전성 배선들이 패터닝된 연결 PCB; 및 상기 연결 PCB 중심에 일측단이 각각 연결되어 있고, 타측단이 댐퍼부에 각각 연결되면서, 상기 렌즈홀더를 지지하는 탄성부재들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광픽업 액츄에이터{ACTUATOR FOR OPTICAL PICK-UP}
본 발명은 광픽업에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광기록 재생기로 사용되는 액츄에이터의 부피와 무게를 줄이기 위하여 사용되는 파인 패턴 코일의 전원 연결를 용이하게 하고, 아울러 와이어 서스펜션 또는 판 스프링 등의 탄성부재에도 호환될 수 있는 광픽업 액츄에이터에 관한 것이다.
최근, 광디스크의 급속한 발전으로 광디스크의 정보를 기록/재생하기 위한 광픽업이 다양하게 개발되고 있다. 광픽업에는 대물렌즈에 의해 집광된 광스폿이 광디스크의 신호 트랙의 중심을 추종하도록 대물렌즈를 광디스크의 반경 방향으로 이동시킴과 아울러 광스폿이 신호 트랙면에 대하여 초점심도 내에 들도록 대물렌즈를 광디스크에 대한 수직방향으로 이동시키는 역할을 하는 액츄에이터가 설치된다.
즉, 액츄에이터는 대물렌즈를 2축 방향으로 이동시켜 트랙킹 제어와 포커싱제어를 수행하게 된다. 이러한 액츄에이터는 자석과 자성체가 이루는 자기공간 안에 코일을 구성하여 플레밍의 왼손법칙에 의해 발생되는 로렌쯔힘(Lorentz force)으로 구동된다.
그리고 액츄에이터는 크게 가동부와 고정부로 나뉘어지며, 가동부에는 강성과 감쇠 특성을 갖는 지지부재로 고정부에 고정되어 원하는 주파수 특성을 갖도록 설계된다.
여기서, 가동부는 포커싱과 트랙킹 방향의 상호 직교하는 2축 방향으로 회전이나 비틀림과 같은 불필요한 진동없이 병진운동을하여 광디스크의 신호트랙의 중심을 추종할 수 있어야 한다.
또한, 광기록/재생방식의 기록매체를 기록/재생하기 위한 디스크 구동장치는고배속으로 갈수록 진동 및 소음 등이 심하게 되기 때문에 서보 제어가 어렵게 되어 어느 한계 이상으로 고속화될 수 없는 문제점이 있다.
정보 기록매체는 광기록/재생방식의 상 변화형 기록매체로서 CD에 비하여 기록 용량이 120mm 직경의 디스크에 최대 4.7GB까지 데이터가 기록되는 DVD-RAM이 개발되어 보급되고 있으며, 광자기 기록매체로서는 자계 변조 기록방식을 채택하여 6.1GB 수준의 기록용량을 가지는 ASMO(Advanced Storage Magneto Optical)가 개발되고 있다.
상기와 같은 동작을 하는 광픽업은 노트북과 같은 소형/휴대용 정보기기에 적절히 대응하기 위하여 박형화 추세에 있다. 그러므로 광픽업 액츄에이터와 근접장 광을 이용하는 액츄에이터는 모두 보다 많은 데이터 량을 기록하면서 부피와 무게를 줄이는 연구가 계속되고 있다.
특히, 광픽업 액츄에이터에서 무게와 부피가 큰 트래킹 코일과 포커싱 코일을 PCB 형태로 패터닝(fine pattern coil)하여 초박형으로 제작한 후, 이를 액츄에이터 양측 면에 부착함으로써 무게와 부피를 줄이고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광픽업 액츄에이터에서의 파인 패턴 코일의 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 다이오드 광원으로부터 발생하는 광 빔을 광디스크의 정보 기록 면에 집광하는 대물렌즈(13)와, 상기 대물렌즈(13)를 안착한 렌즈홀더(20)와, 상기 렌즈홀더(20)를 사이에 두고 배치되어 있는 요크(10) 및 마그네트(11)와, 상기 마그네트(11)와 대향하면서 상기 렌즈홀더(20) 양측에 각각 배치되어 있는 제 1 파인 패턴 코일(15a) 및 제 2 파인 패턴 코일(15b), 상기 제 1 파인 패턴 코일(15a) 및 제 2 파인 패턴 코일(15b)의 입출력 단자를 연결하기 위한 연결지지부(13)와, 상기 연결지지부(13)에 결합되어 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일을 전기적으로 연결시키기 위하여 배치된 연결 판 스프링(14)과, 상기 연결지지부(13)와 연결되면서 상기 렌즈홀더(20)를 지지하는 판 스프링(12)으로 구성되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(15a, 15b) 상에는 트래킹 코일과 포커싱 코일이 패터닝되어 있고, 가장자리 상에는 입출력 단자들이 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(15a, 15b)에 형성된 트래킹 코일과 포커싱 코일을 전기적으로 콘택시키기 위하여 상기 렌즈홀더(20) 양측 가장자리에 상기 연결지지부(14)를 배치하였다. 상기 연결지지부(14)는 상기 연결 판 스프링(14)에 의하여 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(15a, 15b)을 전기적으로 콘택시켰다.
상기와 같은 구조를 갖는 광픽업 액츄에이터는 다음과 같이 동작하게 된다.
상기 마그네트(11)와 요크(10)에 의하여 상기 렌즈홀더(20)가 위치한 영역에는 자기장이 형성되어 있고, 상기 렌즈홀더(20)를 지지하는 상기 판 스프링(12)을 통하여 트래킹과 포커싱 신호가 인가된다. 상기 판 스프링(12)을 통하여 인가되는 신호들은 상기 연결지지부(13)를 통하여 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(15a, 15b)에 형성된 트래킹 코일과 포커싱 코일에 인가된다.
상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(15a, 15b)에 인가된 신호에 의하여 패터닝된 트래킹 코일과 포커싱 코일은 로렌쯔의 힘을 받게 된다. 이러한 로렌쯔의 힘에 의하여 상기 렌즈홀더(20)가 상하로 움직이거나 좌우로 움직이게 된다. 그리고, 트래킹 코일과 포커싱 코일이 일정하게 PCB 상에 프린팅된 형태이기 때문에 두께가 얇고 무게가 가벼운 초박형 광픽업 액츄에이터를 제조할 수 있게된다.
그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 액츄에이터의 렌즈 홀더에 파인 패턴 코일이 배치된 경우에는 양측에 연결지지부를 형성하여야 하는데, 이것은 광픽업 액츄에이터의 부피를 커지게 하는 문제가 있다.
또한, 상기에서와 같이 연결지지부를 사용할 경우에는 판 스프링에 의해서만 파인 패턴 코일들의 전기적 연결이 가능하고 일반적으로 사용되는 와이어 서스펜션을 적용하기에는 어려움이 따른다.
그러므로 상기와 같은 판 스프링을 적용하여 파인 패턴 코일들을 전기적으로 연결하기 위해서는 별도의 장비를 설치해야만 가능하기 때문에 파인 패턴 코일을 제작하여 액츄에이터 상에 배치하였을 경우, 일반적으로 사용되는 와이어 서스펜션에 결합하여 사용할 수 없는 단점이 있다.
그리고, 상기 파인 패턴 코일들을 연결하기 위하여 설치되는 연결지지부에 의하여 렌즈홀더의 부피와 무게가 증가하기 때문에 정밀한 포커싱 동작과 트래킹 동작이 어렵고, 특히 고차 공진에서는 동작 특성이 현저하게 나빠지는 문제가 있다.
본 발명은, 피시비(PCB) 상에 트래킹 코일과 포커싱 코일이 형성된 파인 패턴(Fine Pattern) 코일들의 전기적 콘택을 용이하게 하고, 렌즈홀더를 지지하는 판스프링 또는 와이어 서스펜션등 다양한 탄성 부재에서도 결합하여 사용할 수 있는 광픽업 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광픽업 액츄에이터에서의 파인 패턴 코일의 연결 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따라 파인 패턴 코일을 사용한 광픽업 액츄에이터의 구조를 도시한 평면도.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2에서 도시한 광픽업 액츄에이터의 전원 연결구조를 도시한 좌우측 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터의 렌즈홀더를 도시한 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
30: 요크(Yoke)31: 마그네트
33: 대물렌즈35a: 제 1 파인 패턴 코일
35b: 제 2 파인 패턴 코일36: 연결 PCB
38: 와이어 연결부40: 와이어 서스펜션
41: 파인 코일 연결부50: 렌즈홀더
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터는,
광디스크 상에 입사되는 레이저광을 굴절하여 광스폿을 형성하는 대물렌즈;
상기 대물렌즈를 안착하는 렌즈홀더;
상기 렌즈홀더의 대향하는 양측면 상에 트래킹 코일과 포커싱 코일이 패터닝되어 배치된 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일;
상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일이 배치된 상기 렌즈홀더의 양측 면으로부터 수직한 방향의 양측면 상에 배치된 도전성 배선들이 패터닝된 연결 PCB; 및
상기 연결 PCB 중심에 일측단이 각각 연결되어 있고, 타측단이 댐퍼부에 각각 연결되면서, 상기 렌즈홀더를 지지하는 탄성부재들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연결 PCB 상에는 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일 상에 형성되어 있는 트래킹 코일 패턴과 포커싱 코일 패턴들의 양끝 단자들과 상기 연결 PCB에 패터닝된 배선들의 양단자들은 각각 전기적으로 콘택되어 있고, 상기 렌즈홀더를 트래킹 방향과 포커싱 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 신호와 포커싱 신호는 상기 탄성 부재들과 상기 연결 PCB를 통하여 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일에 인가되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 연결 PCB 상에 일측단이 고정되어 있는 탄성 부재는 와이어 서스펜션이고, 상기 연결 PCB 상에 일측단이 고정되어 있는 탄성 부재는 판 스프링인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 경박 단소화 추세에 따라 액츄에이터의 부피와 크기를 감소시키기 위하여 파인 패턴 코일을 사용하여 트래킹(Tracking) 동작과 포커싱(Focusing) 동작을 할 수 있도록 하였다.
그리고, 상기 파인 패턴 코일을 사용한 렌즈홀더에 연결 PCB를 사용함으로써 다양한 탄선 부재들과 호환성있게 결합할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따라 파인 패턴 코일을 사용한 광픽업 액츄에이터의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드 광원으로부터 발생하는 광 빔을 광디스크의 정보기록 면에 집광하는 대물렌즈(33)와, 상기 대물렌즈(33)를 안착한 렌즈홀더(50)와, 상기 렌즈홀더(50)를 사이에 두고 배치되어 있는 요크(30) 및 마그네트들(31)과, 상기 마그네트들(31)과 대향하면서 상기 렌즈홀더(50) 양측에 각각 배치되어 있는 제 1 파인 패턴 코일(35a)과 제 2 파인 패턴 코일(35b), 상기 렌즈홀더(50)를 양측에서 지지하면서 컨트롤 신호를 인가하는 와이어 서스펜션(40)으로 구성되어 있다.
또한, 도면에는 명확하게 도시지 되지 않았지만, 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)이 부착되어 있는 영역 외의 상기 렌즈홀더(50) 양측 모서리에는 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)과 전기적 콘택을 위하여 배선이 형성된 연결 PCB(36)가 각각 배치되어 있다.
그리고 상기 와이어 서스펜션(40)은 와이어 연결부(38)에 의하여 상기 렌즈홀더(50)의 양측에 배치된 상기 연결 PCB(36)와 전기적으로 콘택 되어 있고, 상기 렌즈홀더(50)를 좌우 트래킹 동작과 상하 포커싱 동작을 하도록 하는 상기 제 1 파인 패턴 코일(35a)과 상기 제 2 파인 패턴 코일(35b)은 마찬가지로 상기 연결 PCB(36)와 파인 코일 연결부(41)에 의하여 전기적으로 콘택 되어 있다.
따라서, 상기와 같은 구조를 갖는 광픽업 액츄에이터는 다음과 같이 동작하게 된다.
먼저, 상기 렌즈홀더(50)의 양측에 이격 배치되어 있는 상기 요크(30)와 마그네트(31)들에 의하여 상기 렌즈홀더(50) 영역에 자기장이 형성된다. 상기 와이어 서스펜션(40)을 통하여 트래킹 및 포커싱 신호가 인가되면, 상기 와이어 연결부(38)를 통하여 도면에서는 명확하게 도시되지 않았지만, 상기 연결 PCB(36)로 신호가 인가된다. 상기 연결 PCB(36)에 인가된 신호는 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)과 콘택 되어 있는 상기 파인 코일 연결부(41)를 통하여 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)로 신호가 전송된다.
그런 다음, 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)로 전송된 신호는 내면 상에 패터닝된 트래킹 코일 및 포커싱 코일에 인가되어 상기 렌즈홀더(50)를 상하 또는 좌우로 동작시킨다.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2에서 도시한 광픽업 액츄에이터의 전원 연결구조를 도시한 좌우측 측면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(33)가 안착된 렌즈홀더 양측 상에는 포커싱 코일과 트래킹 코일이 PCB 형태로 패터닝 되어 있는 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)이 마그네트와 대향하도록 배치되어 있다.
그리고 도시된 바와 같이, 상기 렌즈홀더(50) 상에 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)이 배치되어있지 않은 모서리 상에는 와이어 서스펜션들(40: 40a, 40b)과 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b) 내에 형성된 트래킹 코일 및 포커싱 코일의 단자들과 전기적 콘택을 위하여 연결 PCB(36)가 배치되어 있다.
그러므로 상기 와이어 서스펜션들(40: 40a, 40b)로서 포커싱 와이어(40a)와 트래킹 와이어(40b)는 상기 연결 PCB(36) 상에 와이어 연결부(38)에 의하여 각각 콘택 되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)은 상기 연결 PCB(36)와 파인 코일 연결부(41)에 의하여 각각 전기적으로 콘택되어 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(33)가 안착된 렌즈홀더(50) 양측 상에는 포커싱 코일과 트래킹 코일이 PCB 형태로 패터닝 되어 있는 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)이 마그네트와 대향하도록 배치되어 있다.
그리고 도시된 바와 같이, 상기 렌즈홀더 상에 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)이 배치되어있지 않는 모서리 상에는 와이어 서스펜션들(40: 40a, 40b)과 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b) 내에 형성된 트래킹 코일 및 포커싱 코일의 단자들과 전기적 접촉을 위하여 연결 PCB(36)가 배치되어 있다.
그러므로 상기 와이어 서스펜션들(40: 40a, 40b)로서 포커싱 와이어(40a)와 트래킹 와이어(40b)는 상기 연결 PCB(36) 상에 와이어 연결부(38)에 의하여 각각 콘택 되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b)은 상기 연결 PCB(36)와 파인 코일 연결부(41)에 의하여 각각 전기적으로 콘택 되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광픽업 액츄에이터의 렌즈홀더를 도시한 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사각형 구조를 하는 렌즈홀더(50) 상에는 대물렌즈(33)가 안착되어 있고, 양측 면 상에는 제 1 파인 패턴 코일(35a)과 제 2 파인 패턴 코일(35b)이 부착되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일(35a, 35b) 내부에 형성되어 있는 트래킹 코일과 포커싱 코일을 전기적으로 콘택 시키기 위하여 상기 렌즈홀더(50) 양측에 연결 PCB(36)를 배치한다.
그리고 상기 연결 PCB(36) 상에는 포커싱 코일을 제어하는 신호를 전송하기 위한 배선과 트래킹 코일을 제어하는 신호를 전송하기 위한 배선이 형성되어 있다.
또한, 상기 연결 PCB(36) 상에는 상기 렌즈홀더(50)를 지지하면서 상기 연결 PCB(36) 상의 배선들과 상기 와이어 서스펜션들(40: 40a, 40b)을 전기적으로 콘택 시키기 위하여 와이어 연결부(38)가 중심 영역에 배치되어 있다.
그리고 상기 연결 PCB(36) 양측 가장자리에는 상기 제 1 및 제 2 파인 패턴 코일들(35a, 35b)과 전기적 콘택을 하면서, 상기 와이어 연결부(38)와 연결된 배선과 콘택될 수 있도록 파인 코일 연결부(41)가 배치되어 있다.
따라서, 트래킹 코일과 포커싱 코일이 패터닝된 파인 패턴 코일들을 연선을 사용하여 일정한 배선이 패터닝된 PCB에 의하연 전기적으로 연결하도록 결합배치하여 액츄에이터 측면에 다양한 탄성부재를 부착하여 구동할 수 있는 호환성을 갖도록 할 수 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 광픽업 장치의 경박 단소화를 위하여 사용되는 파인 패턴 코일의 배치하고 전기적 신호 배선을 위하여 인접 영역 상에 연결 PCB를 배치함으로써 정밀한 배선 구조를 갖게 되어 신호 처리가 용이한 이점이 있다.
또한, 연선 PCB를 사용함으로써 기존의 와이어 서스펜션 구조를 갖는 액츄에이터에도 호환성 있도록 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 광디스크 상에 입사되는 레이저광을 굴절하여 광스폿을 형성하는 대물렌즈;
    상기 대물렌즈를 안착하는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더의 대향하는 양측면 상에 트래킹 코일과 포커싱 코일이 패터닝되어 배치된 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일;
    상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일이 배치된 상기 렌즈홀더의 양측 면으로부터 수직한 방향의 양측면 상에 배치된 도전성 배선들이 패터닝된 연결 PCB; 및
    상기 연결 PCB 중심에 일측단이 각각 연결되어 있고, 타측단이 댐퍼부에 각각 연결되면서, 상기 렌즈홀더를 지지하는 탄성부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 PCB 상에는 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일 상에 형성되어 있는 트래킹 코일 패턴과 포커싱 코일 패턴들의 양끝 단자들과 상기 연결 PCB에 패터닝된 배선들의 양단자들은 각각 전기적으로 콘택되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈홀더를 트래킹 방향과 포커싱 방향으로 구동시키기 위한 트래킹 신호와 포커싱 신호는 상기 탄성 부재들과 상기 연결 PCB를 통하여 상기 제 1 파인 패턴 코일과 제 2 파인 패턴 코일에 인가되는 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 PCB 상에 일측단이 고정되어 있는 탄성 부재는 와이어 서스펜션인 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 PCB 상에 일측단이 고정되어 있는 탄성 부재는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 광픽업 액츄에이터.
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