KR20060108876A

KR20060108876A - 광픽업용 액츄에이터 및 광기록 및/또는 재생장치

Info

Publication number: KR20060108876A
Application number: KR1020050031093A
Authority: KR
Inventors: 김석중; 이문환; 남도환; 배정국; 박수한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-18
Also published as: US20060233067A1; EP1729295A3; KR100689035B1; US7969828B2; EP1729295A2; CN100419877C; CN1848256A

Abstract

광정보 저장매체에 광을 입사시키는 대물렌즈가 장착되며, 베이스 상에 움직임 가능하게 설치되는 렌즈홀더와; 렌즈홀더를 포커싱방향과 틸트방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터가 개시된다.

광픽업, 액츄에이터, 자기회로, 단극자석, 포커싱코일, 트랙코일, 틸트코일

Description

광픽업용 액츄에이터 및 광기록 및/또는 재생장치{An actuator for optical pick-up and optical recording/reproducing apparatus having the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 액츄에이터를 나타내 보인 개략적인 분리 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 광픽업용 액츄에이터를 나타내 보인 평면도.

도 3은 도 1의 상태에서 렌즈홀더를 제거하고 자기회로를 나타내 보인 사시도.

도 4는 도 1에 도시된 렌즈홀더를 발췌하여 나타내 보인 단면도.

도 5a 및 도 5b는 렌즈홀더를 포커싱방향으로 구동시키는 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6a 및 도 6b 각각은 렌즈홀더를 포커싱 및 틸트방향으로 구동시키는 동작을 설명하기 위한 도면.

도 7a 및 도 7b 각각은 렌즈홀더를 트랙방향으로 구동시키는 동작을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 및/또는 재생장치를 나타내 보인 개략적인 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10..베이스 11..홀더

13..지지부재 20..렌즈홀더

21..렌즈장착홀 31..대물렌즈

41..포커싱코일 42,43..틸트코일

44,45..트랙코일 61,62..단극자석

71,72,73..내측요크 75..외측요크

110..스핀들모터 120..광픽업

130..구동부 140..제어부

본 발명은 광픽업용 액츄에이터 및 광기록 및/또는 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광정보 저장매체에 정보를 기록 및/또는 재생이 가능하도록 대물렌즈를 탑재하여 구동시키는 광픽업용 액츄에이터 및 이를 구비하는 광기록 및/또는 재생장치에 관한 것이다.

광기록 및/또는 재생장치는, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능디스크(이하, DVD:Digital Versatile Disk)와 같은 광기록매체에 레이저광을 조사하여 광정보를 기록하거나 기록된 광정보를 읽어내기 위한 광픽업을 구비한다.

상기 광픽업은, 입사된 광을 광기록매체에 포커싱하기 위한 대물렌즈와, 대물렌즈를 포커싱방향과 트랙방향으로 구동시키기 위한 액츄에이터를 구비한다.

상기 액츄에이터는, 베이스와, 대물렌즈가 탑재되는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지한 채 포커싱 및 트랙방향으로 구동시키는 자기회로를 구비한다.

상기 자기회로는 통상 대물렌즈를 포커싱방향으로 구동시키는 포커싱코일과, 트랙방향으로 구동시키기 위한 트랙코일 및 각 코일들에 대응되게 설치되는 자석을 구비한다. 상기 구성의 액츄에이터에 의하면, 포커싱코일과 트랙코일을 독립적으로 구동시켜서 대물렌즈의 포커싱방향 및 트랙방향으로의 이동을 제어하게 된다.

그런데 최근에는 단면에 대해서 4.7GB 이상의 기록용량을 가지는 DVD를 포함하여, 그보다 더 고밀도의 기록용량을 가지며 고선명(HD:High Definition)급의 동영상정보를 기록하기 위한 기록매체로서, 예컨대, 23GB 이상의 기록용량을 저장할 수 있는 HD-DVD(High Definition-DVD))에 대한 개발 및 규격의 표준화가 추진되고 있다. 이와 같은 고밀도 광기록매체의 경우에는, 대물렌즈의 개구수를 높임에 따라서 광기록매체의 두께를 줄일 필요가 있다. 즉, CD의 경우 1.2mm에서 DVD의 경우 0.6mm로 두께를 줄였으며, 향후의 HD-DVD는 0.1mm 두께로 될 가능성이 크다.

그런데 상기와 같이 고밀도이면서도 얇은 광기록매체의 경우에는, 고속회전시 그 제조공정상의 오차 등으로 인하여 편심이 발생하게 되고, 그 편심에 의해서 광기록매체가 수평상태로 회전하는 것이 아니라, 상하로 변형되어 경사지는 형상이 발생하게 된다.

따라서, 대물렌즈를 포커싱방향 및 트랙방향으로 구동제어하는 것만으로는, 정확한 기록면에 광을 포커싱하기가 힘들게 되므로, 대물렌즈를 포커싱방향과, 트 랙 방향뿐만 아니라 틸트방향으로 고감도를 유지하면서 구동시킬 수 있는 액츄에이터가 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간단한 구조를 가지면서도 고감도를 유지할 수 있도록 개선된 광픽업용 액츄에이터 및 이를 가지는 광기록 및/또는 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 광픽업용 액츄에이터는, 광정보 저장매체에 광을 입사시키는 대물렌즈가 장착되며, 베이스 상에 움직임 가능하게 설치되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 포커싱방향과 틸트방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 자기 회로는, 상기 렌즈홀더에 설치되는 포커싱코일과; 상기 렌즈홀더에 설치되며, 각각 독립적으로 구동 가능한 한 쌍의 틸트코일과; 상기 렌즈홀더에 설치되며, 각 독립적으로 구동가능한 적어도 한 쌍의 트랙코일; 및 상기 포커싱코일, 틸트코일 및 트랙코일과의 상호작용에 의해 포커싱방향, 및 트랙방향으로 구동력을 발생시키는 자석부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자석부는, 상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 배치되며, 상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 단극 착자된 한 쌍의 단극자석을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 포커싱코일은 하나가 상기 대물렌즈를 중심으로 하여 권선된 상 태로 상기 렌즈홀더에 지지된 것이 좋다.

또한, 상기 틸트코일은 한 쌍이 마련되며, 그 각각은 상기 광정보 저장매체의 트랙 방향으로 서로 소정 거리 이격되게 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 포커싱코일과 상기 틸트코일은 상기 포커싱방향으로 적층되게 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 포커싱코일은 상기 포커싱방향을 기준으로 상기 틸트코일보다 하부에 위치되며, 상기 포커싱코일은 상기 틸트코일보다 상기 포커싱방향으로 더 두껍게 형성된 것이 좋다.

또한, 상기 포커싱코일과 상기 틸트코일의 작동변은 상기 광정보 저장매체의 트랙방향과 나란하게 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 트랙코일은, 상기 렌즈홀더의 외측면 중에서 상기 광정보 저장매체의 트랙방향에 나란한 외측면 각각에 한 쌍씩 이웃되게 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 자석부는, 상기 트랙코일들의 상기 포커싱방향으로 나란한 작동변에 트랙방향으로 전자기력을 발생시키도록 상기 렌즈홀더를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 단극자석을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 단극자석 각각은 서로 반대의 자속방향을 갖도록 배치되는 것이 좋다.

또한, 상기 자기회로는, 상기 포커싱코일 및 틸트코일들의 내측에 배치되는 내측요크와; 상기 포커싱코일들 및 틸트코일의 외측에 설치되는 외측요크;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 외측요크는 상기 베이스에 설치되어 상기 단극자석 각각을 지지하는 것이 좋다.

또한, 상기 외측요크는, 상기 단극자석과 반대방향으로 자속을 제공하도록 상기 단극자석의 상기 트랙방향으로 노출된 외측을 감싸도록 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 외측요크는, 상기 서로 이웃한 트랙코일들의 작동변 중에서 상기 트랙방향에 대해 서로 외곽으로 이격된 작동변 각각에 마주하여 트랙방향으로 구동력을 발생시키도록 상기 단극자석의 일부를 감싸도록 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 내측요크는, 상기 포커싱코일과 상기 어느 하나의 틸트 코일 내측에 배치되는 한 쌍의 제1내측요크와; 상기 포커싱코일과 상기 나머지 틸트코일 내측에 배치되는 한 쌍의 제2내측요크; 및 상기 제1 및 제2내측요크 사이에 배치되는 한 쌍의 제3내측요크;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1, 제2 및 제3내측요크는 상기 트랙방향으로 서도 동일 간격으로 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 포커싱코일 및 틸트코일은 상기 렌즈홀더의 내부벽에 결합되는 것이 좋다.

또한, 상기 트랙코일은 상기 렌즈홀더의 외측면에 지지된 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 광픽업용 액츄에이터는, 광정보 저장매체에 정보를 기록 및/또는 재생하기 위한 대물렌즈를 장착할 수 있는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지하는 지지부재와; 상기 렌즈홀더를 포커스방향 및 틸트방향으로 각각 독립적으로 구 동시킬 수 있는 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 자기회로는, 상기 대물렌즈에 대응되게 상기 포커싱방향을 중심으로 권선되는 하나의 포커싱코일과; 상기 대물렌즈를 중심으로 서로 대칭되게 상기 저장매체의 트랙방향으로 이격되게 상기 렌즈홀더에 설치되는 한 쌍의 틸트코일과; 상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 마련되며, 상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 나란하게 배치된 한 쌍의 단극자석;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포커싱코일은 상기 포커싱방향에 대해서 상기 틸트코일의 하부에 적층되게 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 한 쌍의 단극자석은 서로 마주하는 면이 동일한 자속을 갖도록 배치되는 것이 좋다.

또한, 상기 자기회로는, 상기 렌즈홀더를 트랙방향으로 구동시키도록 상기 렌즈홀더의 상기 단극자석 각각에 마주하는 면에 한 쌍씩 설치되는 4개의 트랙코일을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 트랙코일 각각은, 상기 포커싱방향으로 나란한 변들 중에서 서로 이웃한 변들이 상기 단극자석과 상호작용에 의해 유효코일로 작용하도록 배치되는 것이 좋다.

또한, 상기 자기회로는, 상기 베이스에 설치되어 상기 포커싱코일 및 틸트코일들 각각의 내측에 배치되도록 상기 베이스에 지지되는 3쌍의 내측요크와; 상기 단극자석 각각을 지지하도록 상기 베이스에 설치되는 한 쌍의 외측요크;를 포함하 는 것이 좋다.

또한, 상기 외측요크는, 상기 포커싱방향으로 단면 형상이 'ㄷ' 자 형으로 형성되어 상기 단극자석을 감싸도록 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 트랙방향으로 상기 단극자석과 이웃되도록 상기 외측요크에서 연장된 부분은 상기 트랙코일들의 트랙방향으로 서로 이격된 작동변들과 마주하도록 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 기록 및/또는 재생장치는, 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터를 구비하며, 광정보 저장매체의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 광정보 저장매체에 기록된 정보를 재생하거나 정보를 기록하는 광픽업과; 포커싱, 트랙 및 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 광 기록 및/또는 재생장치에 있어서, 상기 액츄에이터는, 대물렌즈가 탑재되며, 지지부재에 의해 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 포커싱방향, 틸트방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 자기회로는, 상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 이웃되게 상기 렌즈홀더에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 틸트코일과; 상기 포커싱방향으로 상기 틸트코일과 적층되게 상기 렌즈홀더에 설치되는 하나의 포커싱코일과; 상기 렌즈홀더의 외측에 설치되며, 상기 트랙방향으로 나란하게 배치되는 복수 쌍의 트랙코일과; 상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 배치되며, 서로 반대의 자속방향을 갖도록 배치되는 한 쌍의 단극 자석과; 상기 단극자석이 일부를 감싸서 지지하는 한 쌍의 외측요크와; 상기 포커싱코일과 상기 틸트코일 내측에 위치하며, 상기 트랙방향으로 서로 나란하게 배치되는 3쌍의 내측요크;를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 액츄에이터 및 광정보 기록 및/또는 재생장치를 자세히 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 액츄에이터는, 베이스(10)에 지지되는 지지홀더(11)와, 대물렌즈(30)를 지지하기 위한 렌즈장착홀(21)을 가지는 렌즈홀더(20)와, 렌즈홀더(20)와 지지홀더(11)를 연결하는 지지부재(서스펜션;13)와, 상기 렌즈홀더(20)를 초점 방향(F)과, 틸트 방향(T), 트랙 방향(R; 레이디얼 방향)으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로를 구비한다.

상기 대물렌즈(30)는, 소정 기록밀도를 가지는 광디스크에 정보를 기록/재생하는데 사용된다. 여기서, 상기 대물렌즈(30)는 예를 들어, 저밀도 광디스크인 DVD 계열의 광디스크)에 정보를 기록/재생할 수 있으면서, 부가적으로 CD 계열의 광디스크에 정보를 기록/재생할 수 있도록 마련될 수 있다. 또한, 대물렌즈(30)는 예를 들어, DVD 보다 고밀도 광디스크인 HD-DVD 계열의 광디스크에 정보를 기록/재생할 수 있도록 마련될 수 있다.

상기 렌즈홀더(20)는 대물렌즈(30)를 설치하기 위한 렌즈장착홀(21)이 대략 중간에 위치한다. 상기 렌즈장착홀(21)은 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈홀더(20)의 광디스크에 마주하는 상면으로부터 상대적으로 깊은 위치에 안착턱(21a)이 형성 된다.

또한, 상기 렌즈홀더(20)의 상면은 상기 렌즈장착홀(21)에 의해 오픈되고, 하방은 코일 장착부(25)를 통해 오픈된 대략 육면체의 형상을 가진다. 코일장착부(25)의 내부에는 후술할 포커싱코일(41) 및 틸트코일(42,43)이 설치된다. 이러한 구성의 렌즈홀더(20)는 플라스틱 재질로 사출성형된다.

또한, 상기 렌즈홀더(20)는 지지부재(13)에 의해 홀더(11)에 움직임 가능하게 지지된다. 상기 지지부재(13)는 소정 강성을 가지며, 탄력적으로 변형 가능한 스프링와이어인 것이 좋다. 렌즈홀더(20)의 외측에는 상기 지지부재(13)가 결합되는 연결보드(28)가 마련될 수 있다. 지지부재(13)는 연결보드(28)에 납땜 등에 의해 연결된다. 따라서, 상기 지지부재(13)를 통해 상기 자기회로로 전류를 공급할 수 있게 된다.

상기 자기회로는 대물렌즈(30)를 포커싱방향, 트랙방향(R), 틸트 방향(T)으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 것이다. 이 자기회로는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 포커싱코일(41)과, 한 쌍의 틸트코일(42,43)과, 두 쌍의 트랙코일(44,45) 및 자석부를 포함한다. 여기서, 상기 자석부는 한 쌍의 단극자석(61,63)을 포함한다.

상기 포커싱코일(41)은 하나가 포커싱방향으로 대물렌즈(30)를 대략 중심에 두고 감기도록 배치된다. 이 포커싱코일(41)은 코일장착부(25)의 내벽에 밀착되게 대략 직사각형 형태로 권선된다. 그리고 포커싱코일(41)은 포커싱방향으로 소정 높이로 적층되게 권선된다. 상기 포커싱코일(41)은 R 방향으로 평행한 변들이 상기 단극자석들(61,63)과의 상호작용에 의해 렌즈홀더(20)를 포커싱방향으로 구동시키기 위한 힘을 받게 된다. 이러한 포커싱코일(41)은 시계방향 또는 반시계방향으로 전류를 인가받을 때, 포커싱방향으로 상승 또는 하강된다.

상기 한 쌍의 틸트코일(42, 43)은 R 방향으로 소정 거리 이격되게 배치된다. 그리고 각 틸트코일(42,43)은 대물렌즈(30)를 중앙에 두고 서로 R 방향으로 대칭되게 배치되며, 포커싱코일(41)과는 포커싱방향으로 적층되게 마련된다.

이러한 틸트코일들(42,43)은 포커싱코일(41)의 상방에 위치되게 코일장착부들(25)의 내벽에 밀착되게 설치된다. 바람직하게는, 상기 틸트코일(42,43)은 포커싱코일(41)보다 포커싱방향으로 작은 두께로 형성된다. 따라서, 렌즈홀더(20)의 포커싱방향으로 작용하는 힘은 상기 포커싱코일(41)에서 발생하게 된다. 그리고 틸트코일(42,43) 각각은 서로 반대방향으로 전류가 인가되어 포커싱방향에 대해 서로 반대로 힘을 받는다. 따라서, 틸트코일(42,43)은 포커싱코일(41)과는 독립적으로 구동되면서, 포커싱코일(41)보다 상대적으로 작은 힘으로 렌즈홀더(20)를 T 방향으로 움직이도록 할 수 있게 된다.

상기와 같이, 포커싱코일(41)과 틸트코일들(42,43)이 렌즈홀더(20)의 코일장착부(25) 내벽에 밀착되게 설치됨으로써, 렌즈홀더(20)의 측벽(20a)을 지지하게 된다. 따라서, 렌즈홀더(20)의 측벽(20a)의 강성이 증가하여, 구동시 렌즈홀더(20)에서 발생하는 2차 공진주파수의 고역이동 및 게인마진의 충분한 확보가 가능하게 된다.

상기 두 쌍의 트랙코일(44,45)은 렌즈홀더(20)의 R 방향에 평행한 외측면 각 각에 이웃되게 설치된다. 각 트랙코일(44,45)은 F 방향으로 나란한 변이 R 방향으로 힘을 받는 유효코일이다. 렌즈홀더(20)를 사이에 두고 마주하는 트랙코일(44a,45a)은 서로 같은 방향으로 전류가 인가되어 동일방향으로 힘을 받는다. 그리고 상기 트랙코일(44a,45a)과 이웃하며 렌즈홀더(20)를 사이에 두고 배치된 트랙코일들(44b,45b)은 상기 트랙코일(44a,45a)과는 서로 반대방향으로 전류가 인가될 때 동일한 방향으로 힘을 받는다.

한편, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 트랙코일(44a,44b)(45a,45b)들은 R 방향으로 이웃한 작동변들(C1,C2)은 단극자석(61,63)에 대응되도록(마주하도록) 배치된다. 그리고 서로 R 방향으로 이격된 작동변들(C3,C4)은 단극자석(61,63)에 마주하지 않고 후술할 외측요크(73)에 대응되도록(마주하도록) 배치된다. 이러한 구조에 의하면, 단극자석(61,63)에서 나와서 이웃한 외측요크(73)로 향하는 자속의 영향을 받아서, 상기 작동변들(C3,C4)에도 R 방향으로 힘이 발생하게 된다. 즉, 단극자석(61,63)의 트랙코일(44,45)에 대면하는 쪽이 N극이라고 할 때, 상기 외측요크(73)는 S극의 기능을 담당하게 된다. 따라서, 상기 트랙코일들(44,45)의 F 방향에 나란한 변들(C1,C2,C3,C4)이 모두 R 방향으로 힘을 받는 유효코일로 사용될 수 있게 된다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 단극자석(61,63) 각각은 렌즈홀더(20)를 사이에 두고, R 방향으로 서로 나란하게 배치된다. 각 단극자석(61,63)은 서로 반대의 자속방향을 갖도록 배치된다. 본 발명의 실시예에서는 각 단극자석(61,63)의 서로 마주하는 쪽이 N극인 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 이러한 단극자석 (61,63)은 렌즈홀더(20)를 포커싱, 틸트, 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키는데 모두 관여하며, 공용으로 사용되도록 배치된다.

또한, 상기 자기회로는 각각 한 쌍씩 마련되는 제1 내지 제3내측요크(71,72,73)와, 한 쌍의 외측요크(75)를 구비한다.

상기 제1내측요크(71)는 틸트코일(42)의 내측과 포커싱코일(41) 내측에 위치하도록 베이스(10)에 설치된다. 바람직하게는 제1내측요크(71)는 포커싱코일(41)과 틸트코일(42)이 단극자석(61,63)과 대향하는 유효코일부분 즉, R방향에 평행한 부분에 대응되게 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 제1내측요크(71)는 베이스(10)와 동일한 금속재질로 일체로 형성될 수 있다. 그리고 제1내측요크(71)는 포커싱코일(41)과 틸트코일(42)에 비접촉된 상태로, 포커싱코일(41) 및 틸트코일(42) 각각에서 F 및 R 방향으로 발생된 자기력선을 가이드하여 유효 자기장의 세기를 극대화할 수 있게 된다.

상기 제2내측요크(72)는 제1내측요크(71)와 R 방향으로 서로 이격되게 배치된다. 즉, 제2내측요크(72)는 상기 포커싱코일(41)과 다른 틸트코일(43)의 내측에 배치된다. 이러한 제2내측요크(72)의 구성 및 작용은 제1내측요크(71)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제3내측요크(73)는 상기 제1 및 제2내측요크(71,72) 사이에 배치된다. 이 제3내측요크(73)는 포커싱코일(41)의 R 방향으로 나란한 변들과 마주하도록 배치되어, 포커싱코일(41)의 F 방향으로 발생된 자기력선을 가이드하여 유효 자기장의 세기를 극대화할 수 있게 된다. 이러한 제3내측요크(73)도 제1내측요크(71) 와 동일한 재질 및 형상으로 형성될 수 있다.

상술한 각 내측요크들(71,72,73)은 렌즈홀더(20)의 개방된 하부를 통해서, 렌즈홀더(20)의 내부에 비접촉되는 상태로 수용된다. 따라서, 도 1에서와 같이 조립된 액츄에이터의 구조에서는 외관에 나타나지 않게 된다.

상기 외측요크(73)는 베이스(10)에 고정되며, 베이스(10)와 일체로 형성될 수 있다. 이 외측요크(73)는 상기 단극자석(61,63) 각각의 렌즈홀더(20)와 마주하지 않는 면에 대응되게 배치된다. 바람직하게는, 외측요크(73)는 각 단극자석(61,63)을 지지하는 것이 좋다. 이러한 외측요크(73)는 각 단극자석(61,63)에서 발생하는 자기장의 자기력선을 가이드하여, 렌즈홀더(20) 쪽으로 집속하여 유효자기장의 세기를 극대화하기 위한 것이다.

또한, 상기 외측요크(75)는 F 방향으로의 단면형상이 'ㄷ'자 형상을 갖는 것이 좋다. 즉, 외측요크(75)는 각 단극자석(61,63)의 트랙방향(R)에 대응되는 측면을 감싸도록 연장된 한 쌍의 연장부(75a)를 가진다. 상기 연장부(75a)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 각 트랙코일(44,45)의 R 방향으로 서로 이격된 변들(C3,C4)에 마주하도록 설치된다. 따라서, 트랙코일(44,45)의 인접한 변들(C1,C2)은 단극자석(61,63)과의 상호작용에 의해 힘을 받고, 다른 변들(C3,C4)은 각 연장부(75a)에 작용하는 자력에 의해 R 방향으로 힘을 받는다. 본 발명의 실시예에서는 단극자석(61,63)의 트랙코일(44,45)과 마주하는 면이 N극을 갖도록 배치되어 있기 때문에, R 방향으로 인접한 연장부들(75a)은 S극을 갖게 된다. 이와 같이, 외측요크(75)를 연장시켜서 단극자석(44,45)의 트랙방향으로의 외측을 감싸도록 구성함으로써, 트 랙코일(44,45)에서 R 방향으로 받는 힘을 증가시킬 수 있게 된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 액츄에이터의 작용효과를 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 상기 포커싱코일(41)과 단극자석(61,63)의 상호작용에 의한 구동력의 방향을 살펴보면 다음과 같다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 단극자석(61,63)을 사이에 두고, 하나의 포커싱코일(41)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 포커싱코일(41)에는 위에서 볼 때, 반 시계방향으로 전류가 인가된다. 그러면, 각 단극자석(61,63)의 마주하는 면이 N극이므로, 자기장이 서로 마주하는 쪽으로 튀어나가는 방향이 된다. 따라서, 포커싱코일(41)에 반 시계 방향으로 전류가 인가되므로, 플레밍의 왼손법칙에 따라 포커싱코일(41)의 R 방향에 나란한 변들은 상방으로 힘을 받는다. 결국, 도 5a에 도시된 바와 같이, 하나의 포커싱코일(41)에서 받는 힘에 의해, 렌즈홀더(20)와 대물렌즈(30), 포커싱코일(41)과 틸트코일(42,43) 및 트랙코일(44,45)을 포함하는 가동부는 상방으로 이동된다.

도 5b를 참조하면, 포커싱코일(41)에는 도 5a와는 반대방향으로 전류가 인가된다. 즉, 포커싱코일(41)에 시계방향으로 전류가 인가되면, 포커싱코일(41)의 R방향에 나란한 변들은 하방으로 힘을 받는다.

이와 같이, 포커싱코일(41)에 인가되는 전류의 극성 및 전류의 량을 조절하면, 렌즈홀더(20)에 탑재된 대물렌즈(30)의 F 방향으로의 위치를 조절할 수 있게 된다.

도 6a를 참조하면, 포커싱코일(41)에는 도 5a에서 도시된 바와 같이, 전류를 인가하여 렌즈홀더(20)를 상방으로 구동시킬 수 있다. 이와 동시에 각 틸트코일(42,43)에 서로 반대방향으로 전류를 인가한다. 그러면, 각 틸트코일(42,43)은 단극자석(61,63) 각각에 대해 반대방향으로의 힘을 받는다. 즉, 시계방향으로 전류가 인가되는 틸트코일(42)은 포커싱방향을 기준으로 하방향으로 힘을 받는다. 그리고 반시계방향으로 전류가 인가되는 틸트코일(43)은 상방향으로 힘을 받는다. 따라서, 각 틸트코일(42,43)은 포커싱코일(41)과는 독립적으로 구동되어 렌즈홀더(20)를 T1방향으로 틸트구동시킬 수 있게 된다.

반대로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 포커싱코일(41)에 도 5b를 통해 설명한 바와 같은 방향으로 전류를 인가함으로써, 렌즈홀더(20)를 하방향으로 포커싱 시킬 수 있게 된다. 이러한 상태에서, 틸트코일(42,43) 각각에 도 6a와는 반대로 전류를 인가한다. 그러면, 틸트코일(42)은 상방향으로 힘을 받고, 다른 틸트코일(43)은 하방향으로 힘을 받는다. 따라서, 렌즈홀더(20)는 포커싱코일(41)에 의해 하방향으로 이동되는 동시에, 틸트코일(42,43)에 의해 T2 방향으로 틸트된다.

이와 같이, 렌즈홀더(20)에 탑재된 대물렌즈(30)를 틸트 방향으로 구동제어하기 위해서는, 포커싱코일(41)에 전류를 인가하고, 상기 틸트코일(42, 43) 각각에는 서로 반대방향으로 전류 극성 및 전류량을 조절하여 제어할 수 있게 된다. 물론, 상기 포커싱코일(41)에 전류를 인가하지 않은 상태에서, 틸트코일(42,43)에만 서로 반대방향으로 전류를 인가함으로써, 렌즈홀더(20)를 틸트시킬 수도 있다.

이하 상기 각 트랙코일(44,45)과 단극자석(61,63)의 상호작용에 의해 렌즈홀 더(20)가 트랙방향으로 구동되는 동작을 설명하기로 한다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 두 쌍의 트랙코일(44,45)과 마주하는 단극자석(61,63)은 서로 N극 끼리 마주하도록 배치되어 있다. 이 상태에서, 각 쌍의 트랙코일(44a,44b)(45a,45b)은 F 방향으로 긴 변(C1,C2,C3,C4)을 가진다. 이 중에서, 서로 인접한 변들(C1,C2)은 단극자석(61,63)의 N극과 대응되고, 다른 변들(C3,C4)은 S극에 해당되는 외측요크(73)의 연장부(73a)에 마주하도록 배치된다.

상기 상태에서, 각 트랙코일(44a,44b)(45a,45b)에 도 7a에 도시된 바와 같이, 서로 반대방향으로 전류가 인가된다. 그러면, 서로 인접한 변들(C1,C2)은 동일한 하방향으로 전류가 인가되고, 멀리 떨어진 면들(C3,C4)에는 동일한 상방향으로 전류가 인가된다. 이와 같은 상태에서, 단극자석(61,63)에서 나오는 자기장의 방향이 지면으로부터 튀어나오는 방향이라 할 때, 각 변들(C1,C2,C3,C4)은 동일한 방향 즉, 도면에서 왼쪽방향으로 힘을 받게 된다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 트랙코일(44a,44b)(45a,45b)에 도 7a와는 반대방향으로 전류를 인가한다. 그러면, 각 변들(C1,C2,C3,C4)에도 동일한 방향으로 힘이 발생되며, 구체적으로는 도면의 오른쪽으로 힘이 발생된다.

이와 같이, 트랙코일(44)(45)에 인가되는 전류의 극성 및 그 전류량에 따라서, 렌즈홀더(20)에 탑재된 대물렌즈(30)를 R 방향으로 구동 제어할 수 있게 된다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액츄에이터의 경우, 렌즈홀더(20)을 포커스 및 틸트 방향으로 조정하기 위한 포커싱코일(41) 및 틸트코일(42,43)이 서로 독립적으로 설치되어 독립적으로 구동될 수 있다.

따라서, 대물렌즈를 시스템에 대응시키는 대응력을 향상시키고, 광픽업의 감도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 포커싱코일과 틸트코일을 렌즈홀더의 내측에 밀착되게 설치함으로써, 사출성형되는 렌즈홀더의 강도를 보강할 수 있게 된다. 따라서, 고배속에서 감도증가는 물론, 2차 공진주파수의 고역 이동을 충분히 확보시킬 수 있게 된다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업 액츄에이터를 채용한 광 기록 및/또는 재생장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도이다.

도 8을 참조하면, 광 기록 및/또는 재생장치는, 광정보 저장매체 예컨대, 광디스크(D)를 회전시키기 위한 스핀들모터(110)와, 광디스크(D)의 반경방향(R)으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크(D)에 기록된 정보를 재생 및/또는 정보를 기록하는 광픽업(120)과, 스핀들모터(110)와 광픽업(120)을 구동하기 위한 구동부(130)와, 광픽업(120)의 포커싱, 트랙킹 및 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부(140)를 포함한다. 여기서, 참조부호, 112는 턴테이블을 나타내고, 124는 광디스크(D)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.

상기 광픽업(120)은 광원으로부터 출사된 광을 광디스크(D)에 집속시키는 대물렌즈(30)를 포함하는 광픽업 광학계와, 이 대물렌즈(30)를 3축 구동하기 위한 광픽업 액츄에이터를 포함한다. 이때, 상기 광픽업 액츄에이터는 앞서 도 1 내지 도 7b를 통해 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업 액츄에이터를 적용할 수 있다.

상기 광디스크(D)로부터 반사된 광은 광픽업(120)에 마련된 광검출기를 통해 검출되고, 광전변환되어 전기적 신호로 바뀐다. 이 전기적 신호는 구동부(130)를 통해 제어부(140)로 입력된다. 상기 구동부(130)는 스핀들모터(110)의 회전속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 광픽업(120)을 구동한다.

상기 제어부(140)는 구동부(130)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커싱 서보, 트랙킹 서보, 틸트 서보 명령을 다시 구동부(130)로 보내서, 광픽업(120)의 포커싱, 트랙킹 및 틸트 동작이 구현되도록 한다.

한편, 이상에서는 액츄에이터가 하나의 렌즈홀더(20)에 하나의 대물렌즈(30)를 탑재하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 렌즈홀더(20)에 2개의 렌즈장착홀을 마련하여, 어느 한쪽에만 대물렌즈를 탑재하거나, 2개의 렌즈장착홀에 복수의 대물렌즈를 장착할 수도 있다. 이 경우에도, 상기 자기회로를 이용하여 하나의 대물렌즈의 위치를 쉽게 조정할 수 있게 된다.

또한, 렌즈홀더(20)에 2개 이상이 대물렌즈를 탑재하는 구조를 마련할 경우, 2종 또는 3종 이상의 기록밀도가 상이한 광디스크 예를 들어, CD, DVD, HD-DVD를 호환하여 기록/재생할 수 있는 광픽업에 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광픽업용 액츄에이터에 따르면, 1개의 대물렌즈를 렌즈홀더에 장착한 구성으로서, 대물렌즈들을 포커싱 방향, 틸트 방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 동시에 제어할 수 있게 된다.

따라서, 고배속에서의 대응력이 향상되고 감도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 독립적으로 구동되는 포커싱코일과 틸트코일 각각을 렌즈홀더의 내부 벽에 밀착되게 설치함으로써, 사출형성되는 렌즈홀더의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 렌즈홀더의 물성적 특징에 의해 발생하는 2차 공진주파수의 고역 이동 및 게인 마진의 충분한 확보가 가능하게 된다.

이와 같은 특성에 따라서, 고배속 광기록 재생/장치에 대응하여 사용할 수 있게 된다.

Claims

광정보 저장매체에 광을 입사시키는 대물렌즈가 장착되며, 베이스 상에 움직임 가능하게 설치되는 렌즈홀더와;

상기 렌즈홀더를 포커싱방향과 틸트방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 자기 회로는,

상기 렌즈홀더에 설치되는 포커싱코일과;

상기 렌즈홀더에 설치되며, 각각 독립적으로 구동 가능한 한 쌍의 틸트코일과;

상기 렌즈홀더에 설치되며, 각 독립적으로 구동가능한 적어도 한 쌍의 트랙코일; 및

상기 포커싱코일, 틸트코일 및 트랙코일과의 상호작용에 의해 포커싱방향, 및 트랙방향으로 구동력을 발생시키는 자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항에 있어서, 상기 자석부는,

상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 배치되며, 상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 단극 착자된 한 쌍의 단극자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일은 하나가 상기 대물렌즈를 중심으로 하여 권선된 상태로 상기 렌즈홀더에 지지된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 틸트코일은 한 쌍이 마련되며, 그 각각은 상기 광정보 저장매체의 트랙 방향으로 서로 소정 거리 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일과 상기 틸트코일은 상기 포커싱방향으로 적층되게 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일은 상기 포커싱방향을 기준으로 상기 틸트코일보다 하부에 위치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일은 상기 틸트코일보다 상기 포커싱방향으로 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일과 상기 틸트코일의 작동변은 상기 광정보 저장매체의 트랙방향과 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항에 있어서, 상기 트랙코일은,

상기 렌즈홀더의 외측면 중에서 상기 광정보 저장매체의 트랙방향에 나란한 외측면 각각에 한 쌍씩 이웃되게 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제10항에 있어서, 상기 자석부는,

상기 트랙코일들의 상기 포커싱방향으로 나란한 작동변에 트랙방향으로 전자기력을 발생시키도록 상기 렌즈홀더를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 단극자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제11항에 있어서, 상기 단극자석 각각은 서로 반대의 자속방향을 갖도록 배 치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항, 제3항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기회로는,

상기 포커싱코일 및 틸트코일들의 내측에 배치되는 내측요크와;

상기 포커싱코일들 및 틸트코일의 외측에 설치되는 외측요크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제13항에 있어서, 상기 외측요크는 상기 베이스에 설치되어 상기 단극자석 각각을 지지하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제14항에 있어서, 상기 외측요크는,

상기 단극자석과 반대방향으로 자속을 제공하도록 상기 단극자석의 상기 트랙방향으로 노출된 외측을 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제14항에 있어서, 상기 외측요크는,

상기 서로 이웃한 트랙코일들의 작동변 중에서 상기 트랙방향에 대해 서로 외곽으로 이격된 작동변 각각에 마주하여 트랙방향으로 구동력을 발생시키도록 상기 단극자석의 일부를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제13항에 있어서, 상기 내측요크는,

상기 포커싱코일과 상기 어느 하나의 틸트 코일 내측에 배치되는 한 쌍의 제1내측요크와;

상기 포커싱코일과 상기 나머지 틸트코일 내측에 배치되는 한 쌍의 제2내측요크; 및

상기 제1 및 제2내측요크 사이에 배치되는 한 쌍의 제3내측요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제17항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3내측요크는 상기 트랙방향으로 서도 동일 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포커싱코일 및 틸트코일은 상기 렌즈홀더의 내부벽에 결합되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제19항에 있어서, 상기 트랙코일은 상기 렌즈홀더의 외측면에 지지된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
광정보 저장매체에 정보를 기록 및/또는 재생하기 위한 대물렌즈를 장착할 수 있는 렌즈홀더와;

상기 렌즈홀더를 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지하는 지지부재와;

상기 렌즈홀더를 포커스방향 및 틸트방향으로 각각 독립적으로 구동시킬 수 있는 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제21항에 있어서, 상기 자기회로는,

상기 대물렌즈에 대응되게 상기 포커싱방향을 중심으로 권선되는 하나의 포커싱코일과;

상기 대물렌즈를 중심으로 서로 대칭되게 상기 저장매체의 트랙방향으로 이격되게 상기 렌즈홀더에 설치되는 한 쌍의 틸트코일과;

상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 마련되며, 상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 나란하게 배치된 한 쌍의 단극자석;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터
제22항에 있어서, 상기 포커싱코일은 상기 포커싱방향에 대해서 상기 틸트코일의 하부에 적층되게 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제22항에 있어서, 상기 한 쌍의 단극자석은 서로 마주하는 면이 동일한 자속을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제22항에 있어서, 상기 자기회로는,

상기 렌즈홀더를 트랙방향으로 구동시키도록 상기 렌즈홀더의 상기 단극자석 각각에 마주하는 면에 한 쌍씩 설치되는 4개의 트랙코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제25항에 있어서, 상기 트랙코일 각각은,

상기 포커싱방향으로 나란한 변들 중에서 서로 이웃한 변들이 상기 단극자석과 상호작용에 의해 유효코일로 작용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제26항에 있어서, 상기 자기회로는,

상기 베이스에 설치되어 상기 포커싱코일 및 틸트코일들 각각의 내측에 배치되도록 상기 베이스에 지지되는 3쌍의 내측요크와;

상기 단극자석 각각을 지지하도록 상기 베이스에 설치되는 한 쌍의 외측요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제27항에 있어서, 상기 외측요크는,

상기 포커싱방향으로 단면 형상이 'ㄷ' 자 형으로 형성되어 상기 단극자석을 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
제28항에 있어서, 상기 트랙방향으로 상기 단극자석과 이웃되도록 상기 외측 요크에서 연장된 부분은 상기 트랙코일들의 트랙방향으로 서로 이격된 작동변들과 마주하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업용 액츄에이터.
대물렌즈를 구동하는 액츄에이터를 구비하며, 광정보 저장매체의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 광정보 저장매체에 기록된 정보를 재생하거나 정보를 기록하는 광픽업과; 포커싱, 트랙 및 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 광 기록 및/또는 재생장치에 있어서,

상기 액츄에이터는,

대물렌즈가 탑재되며, 지지부재에 의해 베이스에 대해 움직임 가능하게 지지되는 렌즈홀더와;

상기 렌즈홀더를 포커싱방향, 틸트방향 및 트랙방향으로 각각 독립적으로 구동시키기 위한 자기회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생장치.
제30항에 있어서, 상기 자기회로는,

상기 광정보 저장매체의 트랙방향으로 이웃되게 상기 렌즈홀더에 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 틸트코일과;

상기 포커싱방향으로 상기 틸트코일과 적층되게 상기 렌즈홀더에 설치되는 하나의 포커싱코일과;

상기 렌즈홀더의 외측에 설치되며, 상기 트랙방향으로 나란하게 배치되는 복 수 쌍의 트랙코일과;

상기 렌즈홀더를 사이에 두고 서로 대응되게 배치되며, 서로 반대의 자속방향을 갖도록 배치되는 한 쌍의 단극 자석과;

상기 단극자석이 일부를 감싸서 지지하는 한 쌍의 외측요크와;

상기 포커싱코일과 상기 틸트코일 내측에 위치하며, 상기 트랙방향으로 서로 나란하게 배치되는 3쌍의 내측요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생장치.