KR20050075120A - 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터 - Google Patents

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KR20050075120A
KR20050075120A KR1020040002916A KR20040002916A KR20050075120A KR 20050075120 A KR20050075120 A KR 20050075120A KR 1020040002916 A KR1020040002916 A KR 1020040002916A KR 20040002916 A KR20040002916 A KR 20040002916A KR 20050075120 A KR20050075120 A KR 20050075120A
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정영민
이진원
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삼성전자주식회사
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Abstract

비대칭 전자기 구동 구조의 초박형 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터가 개시되어 있다.
이 개시된 액츄에이터는 홀더와; 입사광을 집속시키는 대물렌즈가 탑재된 가동부와; 홀더와 가동부 사이에 마련되는 것으로, 홀더에 대해 가동부를 움직임 가능하게 지지하는 지지부와; 가동부와 가동부의 상부 및/또는 하부에 걸쳐 마련되어, 가동부를 광기록매체의 트랙방향 및 포커스방향으로 구동시키는 자기구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모바일 광기록재생장치용 액츄에이터{Actuator for mobile type optical recording/reproducing apparatus}
본 발명은 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비대칭 전자기 구동 구조의 초박형 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터에 관한 것이다.
최근 들어, 급속한 정보화 발전으로 광기록매체를 이용한 광기록재생장치가 보편화되고 있으며, 광기록매체의 고밀도화가 가속화되고 있다. 또한, 정보기기들을 모바일 환경에서 사용할 필요성이 대두됨에 따라 이를 만족하기 위한 광기록재생장치가 요구되고 있다.
모바일 광기록재생장치는 고밀도로 기록된 정보를 재생하면서도 휴대 편리성을 고려하여 소형화 될 것이 요구된다. 이러한 요구를 만족하기 위하여, 광기록재생장치에 채용되어 대물렌즈를 포커스 구동 및 트랙 구동하는 액츄에이터를 초소형화 및 슬림화할 필요가 있다.
도 1은 종래의 모바일 광기록재생장치용 초소형 액츄에이터를 보인 개략적인 사시도이다.
도면을 참조하면, 종래의 액츄에이터는 구동암(11)의 단부에 마련된 고정부(13)와, 트랙 방향(X축 방향)과 포커스 방향(Y축 방향)으로 움직임 가능하게 설치된 가동부(15)와, 상기 가동부(15)를 자기 구동시키는 자기구동부(20) 및, 상기 고정부(13)에 대해 상기 가동부(15)를 움직임 가능하게 지지함과 아울러 통전 경로로 이용되는 서스펜서(17)를 포함한다. 가동부(15)에는 입사광을 집속시키는 대물렌즈(16)가 설치되어 있다.
상기 자기구동부(20)는 자기회로를 구성하는 요크(21) 및 마그네트(23)와, 상기 가동부(15)의 양측에 설치되는 2개의 포커스 코일(미도시) 및 4개의 트랙 코일(25)을 포함한다. 여기서, 코일들은 상기 가동부(15)의 측벽에 마련되어 있다. 상기 서스펜서(17)는 4개의 와이어로 구성되는 것으로, 상기 고정부(13)에 대해 상기 가동부(15)를 대칭적으로 지지한다.
이와 같이 구성된 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터는 전형적인 4개의 와이어를 이용한 대칭형 구조로서, 소형화 구성을 위하여 좁은 공간에 복수의 코일을 포함한 구성 부품들이 배치된다. 특히 각 구성 부품들은 가동부의 측면에 와이어의 길이 방향으로 배열되므로, 각 구성 부품들이 점유하는 공간이 조밀해진다. 이에 따라, 액츄에이터 특성이 열화되는 문제점이 있다. 또한, 이와 같이 구성하는 경우에는 액츄에이터의 높이가 대략 4 내지 5 mm로서, 그 이하로 구성하는 것이 실질상 곤란하다는 단점이 있다.
그리고, 종래의 액츄에이터는 자기구동부로 트랙 코일과 포커스 코일을 구비한 구조로, 포커스 방향과 트랙 방향으로의 제어만 수행할 수 있을 뿐 틸트 구동 수단은 마련되어 있지 않아, 고밀도 기록 재생을 수행하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 자기구동부의 배치를 변경하여 대략 2.3 mm 높이를 가지는 소형 슬림화를 구현하면서도 각 구성부품의 배치 공간을 확보함으로써 열화를 방지할 수 있도록 함과 아울러, 틸트 구동이 가능한 구조의 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터는, 홀더와; 입사광을 광기록매체에 집속시키는 대물렌즈가 탑재된 가동부와; 상기 홀더와 상기 가동부 사이에 마련되는 것으로, 상기 홀더에 대해 상기 가동부를 움직임 가능하게 지지하는 지지부와; 상기 가동부와 상기 가동부의 상부 및/또는 하부에 걸쳐 마련되어, 상기 가동부를 상기 광기록매체의 트랙 방향 및 포커스 방향으로 구동시키는 자기구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 자기구동부는 상기 가동부에서 소정 간격 이격된 채로, 그 상부 및/또는 하부에 적어도 일부가 위치되는 지지플레이트와; 소정 방향으로의 자기장을 형성하는 마그네트와; 상기 마그네트와의 상호 작용에 의해 상기 가동부를 구동시키는 코일부재;를 포함하며, 상기 마그네트와 코일부재 중 어느 하나는 상기 지지플레이트에 설치되고, 다른 하나는 대응되는 위치의 상기 가동부에 설치된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터를 보인 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 분리 사시도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터는 홀더(25)와, 가동부(41)와, 상기 홀더(25)에 대해 상기 가동부(41)를 움직임 가능하게 지지하는 지지부(45) 및, 적어도 일부가 상기 가동부(41)의 상하에 위치되는 것으로 전자기력에 의해 가동부(41)를 구동하는 자기 구동부(50)를 포함한다. 상기 가동부(41)의 일 단부에는 입사광을 광기록매체(D)에 집속시키는 대물렌즈(43)가 탑재되어 있으며, 이 대물렌즈(43)는 포커스 방향(F)과 트랙 방향(T)으로 구동되면서, 입사광을 집속시켜 광기록매체(D)에 광스폿이 형성되도록 한다.
상기 홀더(35)는 구동암(31)의 단부에 결합 설치되는 것으로, 그 일부에 상기 지지부(45)가 결합 설치된다. 여기서, 구동암(31)은 본 발명에 따른 액츄에이터 전체를 광기록매체(D)의 반경 방향으로 구동한다.
상기 지지부(45)는 상기 홀더(35)와 상기 가동부(41) 사이에 마련되는 것으로, 상기 홀더(35)에 대해 상기 가동부(41)를 움직임 가능하게 지지한다. 이 지지부(45)는 상기 가동부(41)의 양측 각각에 마련되어, 상기 가동부(41)를 움직임 가능하게 지지하는 한 쌍의 판스프링(46)(47)으로 된 것이 바람직하다. 이 판스프링(46)(47)은 인서트 방식으로 상기 홀더(35)와 상기 가동부(41) 사이에 설치된다. 이와 같은 구조를 가짐과 아울러 가동부(41)를 통전경로로 이용하지 않음으로써, 그 구성을 단순화 할 수 있고 조립 공수 및 조립 오차를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 또한, 상기 판스프링(46)(47)의 내부에 공간(46a)(47a)이 형성되도록 함으로써 포커싱 동작이 원활히 수행 되도록 할 수 있다.
상기 자기구동부(50)는 그 일부는 상기 가동부(41)에 마련되고, 나머지는 상기 가동부(41)의 상부 및/또는 하부에 걸쳐 마련된다. 이 자기구동부(50)는 상기 가동부(41)를 상기 광기록매체(D)의 트랙 방향(T)과 포커스 방향(F)으로 구동시킨다.
이 자기구동부(50)는 지지플레이트(60)와, 이 지지플레이트(60)와 가동부(41)에 걸쳐 형성되며 상호 작용에 의해 구동력을 발생시키는 마그네트(71) 및 코일부재(75)를 포함한다.
상기 지지플레이트(60)는 상기 가동부(41)에서 소정 간격 이격된 채로 적어도 그 일부가 상기 가동부(41)의 상부 및/또는 하부에 위치된다. 이 지지플레이트(60)는 한 쌍의 사이드 플레이트(61)(62), 상부 플레이트(63) 및, 하부 플레이트(64)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트(61)(62)는 상기 홀더(35)에 그 일단이 고정되고 상기 가동부(41)의 양측 각각에 타단이 위치되는 것으로, 상기 코일부재(75)에 전류를 인가하기 위한 통전 경로로 이동된다.
상기 상부 플레이트(63)는 상기 사이드 플레이트(61)(62) 상부에 설치되는 것으로, 상기 가동부(41) 상에 소정 간격 이격된 채로 배치된다. 상기 하부 플레이트(64)는 상기 사이드 플레이트(61)(62) 하부에 설치되는 것으로, 상기 가동부(41) 하부에 소정 간격 이격된 채로 배치된다. 이 상부 및 하부 플레이트(63)(64)에는 통전 경로가 마련되어 있으며, 이 통전 경로는 연결부(61a)(62a)(63a)를 납땜 등에 의해 연결함으로써 상기 사이드 플레이트(61)(62)와 전기적으로 접촉되어 있다.
상기 마그네트(71)는 상기 가동부(41)의 소정 위치(42)에 설치되고, 상기 코일부재(75)는 상기 마그네트(71)와 대향되도록 상기 상부 및 하부 플레이트(63)(64)에 설치된다.
상기 마그네트(71)는 2분극 된 것으로, 상기 광기록매체(D)의 포커스 방향(F)으로 자화된 제1마그네트(72)와, 제1마그네트(72)의 자화방향과 반대의 방향으로 자화된 제2마그네트(73)를 포함한다. 여기서, 제1마그네트(72)와 제2마그네트(73)는 상호 인접 되게 배치되어 있다. 한편, 상기 제1 및 제2마그네트(72)(73)는 상기 광기록매체(D)의 트랙 방향(T)으로 자화된 상태로 상하 방향으로 서로 인접되게 배치되는 구성도 가능하다.
이와 같이, 제1 및 제2마그네트(72)(73)를 구성된 경우, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 자극 방향을 가질 때, 화살표로 도시된 바와 같이 상하방향으로의 자기장 방향을 가진다.
상기 코일부재(75)는 한 쌍의 트랙 코일(76a)(76b) 및 복수의 포커스 코일(77a)(77b)(77c)(77d)을 포함한다. 상기 한 쌍의 트랙 코일(76a)(76b) 각각은 상기 상부 및 하부 플레이트(63)(64) 각각에 마련되는 것으로, 상기 가동부(41)를 트랙 방향(T)으로 구동하는데 이용된다. 상기 복수의 포커스 코일(77a)(77b)(77c)(77d) 각각은 상기 트랙 코일(76a)(76b) 각각의 양측에 마련되는 것으로, 상기 가동부(41)를 포커스 방향(F)으로 구동하는데 이용된다. 여기서, 상기 코일부재(75)는 상기 상부 및 하부 플레이트(63)(64) 각각에 패터닝에 의해 형성된 미세 패턴 코일인 것이 바람직하다. 상기 미세 패턴 코일은 금속 도금과 식각공정을 통하여 이루어진다. 이와 같이, 미세 패턴 코일을 채용함으로써, 전체 두께와 크기를 소형화함과 아울러 조립성을 개선할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 자기구동부(50)는 포커스 방향(F)으로의 구동은 솔레노이드 힘에 의해 구동되고, 트랙 방향(T)으로의 구동은 로렌쯔 힘에 의해 구동된다. 이 자기구동부(50)의 동작을 도 4 및 도 5를 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 포커스 구동원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도면을 참조하면, 포커스 구동시에는 마그네트(71)와 상부 플레이트에 설치된 포커스 코일(77a)(77b) 및 하부 플레이트에 설치된 코일(77c)(77d) 사이의 상호 전자기력을 이용한다.
여기서, 포커스 코일들(77a)(77b)(77c)(77d)은 원통상에 감긴 형상으로 패터닝 된 것으로, 그 코일에 전류를 인가하는 경우 각 코일들은 전자석이 되며, 제1 및 제2마그네트(72)(73)와의 상호 작용에 의하여 마그네트(71)가 설치된 가동부는 상방향(인가 전류의 방향을 바꾸어 주는 경우는 하방향)으로 힘을 얻게 된다. 따라서, 대물렌즈를 포커스 구동할 수 있다. 여기서, 좌측에 위치된 포커스 코일(77a)(77c)와 우측에 위치된 포커스 코일(77b)(77d)을 나누어서, 전류의 인가 방향을 독립적으로 설정하는 경우 포커스 구동 뿐만 아니라 틸트(tilt) 구동도 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 트랙 구동원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도면을 참조하면, 트랙 구동시에는 마그네트(71)와 상, 하부 플레이트에 각각 설치된 트랙 코일(76a)(76b) 사이의 상호 전자기력을 이용한다. 이때, 트랙 코일(76a)(76b)은 사각 형상을 가지는 것으로, 이 트랙 코일(76a)(76b)에 전류를 인가하는 경우, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 자기장의 방향 및 인가된 전류 방향과 수직한 방향으로 로렌쯔 힘이 작용하면서 가동부를 트랙방향으로 구동하게 된다. 도면은 가동부가 왼쪽 방향으로 트랙 구동되는 것을 예로 들어 나타낸 것으로, 인가되는 전류 방향을 바꾸어 주는 경우 오른쪽으로 트랙 구동된다.
이와 같이, 액츄에이터를 구성한 경우에 있어서의 액츄에이터의 포커스 구동 감도를 살펴보면 DC에서는 0.5 mm/V이고, 200Hz의 AC에서는 85㎛/V 이다. 그리고, 액츄에이터의 트랙 구동 감도를 살펴보면 DC에서는 1.1mm/V이고, 200Hz의 AC에서는 110 ㎛/V 이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 액츄에이터는 패턴 코일을 채용함으로써 코일과 마그네트 사이의 갭을 0.35 mm 이내로 형성할 수 있어서, 하부 플레이트의 저면에서 상기 대물렌즈까지의 높이를 대략 2.2 mm 이내로 대폭 슬림화 할 수 있다.
또한, 4개의 포커스 코일을 통한 전자석을 구현하여 포커스 제어를 수행하는 구조를 채용함으로써, 다른 구성요소의 추가없이 포커스 코일을 이용한 대물렌즈의 틸트 제어가 가능하다는 이점이 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의하여 정해져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터를 보인 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터를 보인 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 분리 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 포커스 구동원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 트랙 구동원리를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
35...홀더 41...가동부
43...대물렌즈 45...지지부
46, 47...판스프링 50...자기구동부
60...지지플레이트 61, 62...사이드 플레이트
63...상부 플레이트 64...하부 플레이트
71...마그네트 72...제1마그네트
73...제2마그네트 75...코일부재
76a, 76b...트랙 코일 77a, 77b, 77c, 77d...포커스 코일
D...광기록매체

Claims (9)

  1. 홀더와;
    입사광을 광기록매체에 집속시키는 대물렌즈가 탑재된 가동부와;
    상기 홀더와 상기 가동부 사이에 마련되는 것으로, 상기 홀더에 대해 상기 가동부를 움직임 가능하게 지지하는 지지부와;
    상기 가동부와 상기 가동부의 상부 및/또는 하부에 걸쳐 마련되어, 상기 가동부를 상기 광기록매체의 트랙 방향 및 포커스 방향으로 구동시키는 자기구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기구동부는,
    상기 가동부에서 소정 간격 이격된 채로, 그 상부 및/또는 하부에 적어도 일부가 위치되는 지지플레이트와;
    소정 방향으로의 자기장을 형성하는 마그네트와;
    상기 마그네트와의 상호 작용에 의해 상기 가동부를 구동시키는 코일부재;를 포함하며,
    상기 마그네트와 코일부재 중 어느 하나는 상기 지지플레이트에 설치되고, 다른 하나는 대응되는 위치의 상기 가동부에 설치된 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지플레이트는,
    일단이 상기 홀더에 고정되며, 상기 가동부의 양측 각각에 위치되는 것으로 통전 경로로 이용되는 한 쌍의 사이드 플레이트와;
    상기 한 쌍의 사이드 플레이트 상부에 설치되는 것으로, 상기 가동부 상에 소정 간격 이격된 채로 배치되는 상부 플레이트와;
    상기 한 쌍의 사이드 플레이트 하부에 설치되는 것으로, 상기 가동부 하부에 소정 간격 이격된 채로 배치되는 하부 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 가동부의 소정 위치에 설치되고,
    상기 코일부재는 상기 마그네트와 대향되도록 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트에 설치되는 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코일부재는
    상기 상부 및 하부 플레이트 각각에 마련되어, 상기 가동부를 트랙 방향으로 구동하는데 이용되는 한 쌍의 트랙 코일과;
    상기 한 쌍의 트랙 코일 각각의 양측에 마련되는 것으로, 상기 가동부를 포커스 방향으로 구동하는데 이용되는 복수의 포커스 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일부재는,
    상기 상부 및 하부 플레이트 각각에 패터닝에 의해 형성된 미세 패턴 코일인 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마그네트는,
    2분극된 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마그네트는,
    상기 광기록매체의 트랙 방향 또는 포커스 방향으로 자화된 제1마그네트와;
    상기 제1마그네트와 인접 배치되는 것으로, 상기 제1마그네트의 자화 방향과 반대 방향으로 자화된 제2마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 광기록 재생장치용 액츄에이터.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지부는,
    상기 가동부의 양측 각각에 마련되어, 상기 가동부를 움직임 가능하게 지지하는 한 쌍의 판스프링으로 된 것을 특징으로 하는 모바일 광기록재생장치용 액츄에이터.
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