KR20070077722A - Nfr optical pick-up system to be controlled by multi-axis actuator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIL용 4축 구동 액추에이터의 사시도,1 is a perspective view of a four-axis drive actuator for SIL according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에서의 보빈의 정면도,2 is a front view of the bobbin in FIG. 1, FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업용 4축 구동 액추에이터의 회로부의 블록도,3 is a block diagram of a circuit portion of an optical pickup 4-axis driving actuator according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업용 4축 구동 액추에이터의 분리 사시도,4 is an exploded perspective view of an optical pickup four-axis driving actuator according to another embodiment of the present invention;
도 5는 도 3에서의 보빈의 정면도,5 is a front view of the bobbin in FIG. 3;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업용 4축 구동 액추에이터의 회로부의 블록도,6 is a block diagram of a circuit portion of an optical pickup 4-axis driving actuator according to another embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업용 4축 구동 액추에이터의 각 코일을 권선하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면.7 is a view schematically illustrating a method of winding each coil of a four-axis drive actuator for optical pickup according to another embodiment of the present invention.
{도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명}{Description of the symbols for the main parts of the drawing}
10 : 포커스코일용 스프링와이어 13 : 포커스코일 시작단자10: Spring wire for focus coil 13: Focus coil start terminal
20 : 트랙킹코일용 스프링와이어 23 : 트랙킹코일 시작단자20: Spring wire for tracking coil 23: Starting coil tracking terminal
30 : 틸트코일용 스프링와이어 33 : 틸트코일 시작단자30: spring wire for tilt coil 33: start of tilt coil
40 : 공통접지용 와이어 43 : 공통 접지단자40: common ground wire 43: common ground terminal
50 : 제어입력 제너레이터 53 : 비교기50: control input generator 53: comparator
55 : 저역통과필터55 low pass filter
본 발명은 다축 구동 액추에이터에 의해 제어되는 근접장용 광픽업 장치에 관한 것으로써, 특히 근접장 기록방식에서 갭 서보시 급작스런 디스크 면진 등의 이유로 렌즈와 접촉이 발생하는 경우, 서보가 불안정해지는 문제가 발생하게 되는데, 이를 3축 혹은 4축 액추에이터의 틸트방향으로 고주파 가진 신호를 계속하여 발생시켜 서보 안정성 확보할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a near field optical pickup device controlled by a multi-axis drive actuator. In particular, in the near field recording method, when contact with a lens occurs due to sudden disc exhaustion during gap servo, the servo becomes unstable. The present invention relates to a device capable of securing servo stability by continuously generating a high frequency excitation signal in the tilt direction of a three-axis or four-axis actuator.
기존의 CD/DVD 기록 방식은 수~수십 mm의 트랙 피치를 이용하여 수백 메가~수 기가 바이트의 저장 용량을 확보하여 미디어 및 데이터 저장 시에 가장 보편적으로 사용되고 있다.Conventional CD / DVD recording methods are widely used in media and data storage by securing a storage capacity of hundreds of megabytes to several gigabytes by using track pitches of several tens to tens of millimeters.
이와 같은 CD/DVD의 특징은 수~수십mm의 트랙정보 접근을 위해 기록 매질과 일정 거리를 유지하는 액추에이터 시스템에 있다고 볼 수 있으나, 저장 용량을 증가시키기 위해서 액추에이터와 기록 매질의 면을 나노 급으로 유지, 서보하는 근접 장 기록(Near field recording, 'NFR')기술이 소개되고 있다.This CD / DVD is characterized by an actuator system that maintains a certain distance from the recording medium for accessing track information of several tens to several millimeters.However, in order to increase the storage capacity, the surface of the actuator and the recording medium may be nano-scaled. Near field recording ('NFR') technology to maintain and servo is introduced.
일반적으로 광 디스크 드라이브에서 사용되고 있는 저 배속, 저가형 액추에이터의 경우, 포커싱과 트래킹 방향 서보만을 하고 있는 것이 현실이며, 고배속 대응을 위해 디스크 래디얼 방향의 축 회전을 추가한 3축(포커싱, 트랙킹, 래디얼 틸트) 액추에이터가 사용되고 있다.In general, the low speed and low cost actuators used in optical disc drives are only focused and tracking direction servos, and three axes (focusing, tracking, and radial tilt) with the addition of axis rotation in the radial direction for high speed response are realized. Actuator is used.
근접장 기록 시스템에 사용되고 있는 액추에이터의 경우, 고배속 대응은 큰 문제가 없어 기존 저가형 광 디스크 드라이브에서와 같이 2축 엑츄에이어를 사용하면 되나, 나노급 제어에 있어 디스크 면진 성분이 조금만 나타나도 액추에이터와 디스크가 충돌하는 문제가 발행할 수 있다. In the case of the actuator used in the near field recording system, the high-speed response does not have a big problem, and a 2-axis actuator can be used as in a conventional low-cost optical disk drive, but the actuator and the disk are shown even when a small amount of disk isolation is present in nanoscale control. May issue a conflict.
완벽한 서보가 구현되는 경우 이러한 충돌을 미연에 막을 수는 있으나, 드라이브 외부의 충격이나 떨어짐 등으로 인한 액추에이터와 디스크와의 충격은 언제든지 발생할 수 있으며, 이 경우 액추에이터가 초기 위치에서 흔들려 서보가 불안해지는 문제가 발생한다. If a perfect servo is implemented, such a collision can be prevented, but an impact between an actuator and a disc may occur at any time due to an impact or a drop from the outside of the drive, and in this case, the actuator may be shaken at an initial position, causing the servo to become unstable. Occurs.
또한, 액추에이터와 디스크가 충돌하는 경우, 액추에이터가 미세하게 회전되어 서보가 불안해지는 현상이 나타나고 있으며, 이 경우 서보를 시작하기 위해 원격장에서 다시 서보를 시작해야 하는 문제가 있다. In addition, when the actuator collides with the disk, the actuator is rotated finely, and the servo becomes unstable. In this case, there is a problem that the servo must be restarted at a remote field in order to start the servo.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써, 그 목적은 급작스런 디스크 면진 등의 이유로 렌즈와 디스크가 접촉이 발생하는 경우, 서부가 불안정해지는 문제를 해결할 수 있는 근접 작용 광 픽업 액추에이터를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object is to provide a proximity action optical pickup actuator that can solve the problem of the West becomes unstable when the lens and the disk contact due to sudden disk isolation, etc. There is.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다축 구동 액추에이터에 의해 제어되는 근접장용 광픽업 장치는 베이스; 상기 베이스에 고정되는 홀더; SIL을 고정하는 보빈; 상기 보빈에서부터 상기 홀더까지 연결된 스프링와이어; 포커스코일, 트랙킹코일 및 틸트코일을 구비하여 상기 보빈을 포커스방향, 트랙방향 또는 틸트방향으로 움직이는 자기구동부를 포함한다.In order to achieve the above object, the near-field optical pickup device controlled by the multi-axis drive actuator of the present invention includes a base; A holder fixed to the base; Bobbins to fix SIL; A spring wire connected from the bobbin to the holder; And a magnetic drive unit including a focus coil, a tracking coil, and a tilt coil to move the bobbin in a focus direction, a track direction, or a tilt direction.
본 발명에서 포커스코일용 시작단자, 트랙킹코일용 시작단자 및 틸트코일용 시작단자가 개별적으로 각각 구비되고, 상기 포커스코일, 트랙킹코일 및 틸트코일의 끝단자가 서로 공통 접지되며, 상기 포커스코일, 트랙킹코일 및 틸트코일에 전압을 인가하는 회로부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, a focus coil start terminal, a tracking coil start terminal and a tilt coil start terminal are respectively provided separately, and the focus coil, tracking coil and tilt coil end terminals are commonly grounded with each other, and the focus coil and tracking coil And a circuit unit for applying a voltage to the tilt coil.
상기 자기구동부는 상기 보빈을 사이에 두고 각각 대향되게 설치된 제1자석 및 제2자석과, 상기 베이스에 설치되고 상기 제1자석을 고정하는 외측요크와, 상기 제1자석에 대해 마주보는 위치의 상기 베이스에 설치되어 상기 보빈을 가이드하도록 된 내측요크와, 상기 제1자석에 대향되는 위치의 상기 보빈 측벽에 권선된 트랙킹코일과, 상기 보빈의 외측에 감겨지는 포커스코일과, 상기 제2자석에 대해 마주보는 위치의 상기 보빈의 측벽에 권선된 틸트코일로 이루어지는 것이 바람직하다.The magnetic driving unit includes a first magnet and a second magnet disposed to face each other with the bobbin interposed therebetween, an outer yoke installed at the base and fixing the first magnet, and the first magnet in a position facing the first magnet. An inner yoke installed at a base to guide the bobbin, a tracking coil wound around the sidewall of the bobbin at a position opposite to the first magnet, a focus coil wound around the outside of the bobbin, and the second magnet Preferably, the coil is made of a tilt coil wound on the side wall of the bobbin at an opposite position.
본 발명에서 상기 틸트코일은 탄젠셜 및 래디얼 틸트 보상을 위한 코일로 분 리되어 있는 것이 바람직하다.In the present invention, the tilt coil is preferably separated into a coil for tangential and radial tilt compensation.
본 발명에서 상기 탄젠셜 틸트 보상을 위한 코일은 탄젠셜 틸트 제어를 위해 1~100㎑ 이내의 주파수를 가지는 가진신호를 입력받는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the coil for tangential tilt compensation receives an excitation signal having a frequency within 1 to 100 Hz for tangential tilt control.
본 발명에서 상기 래디얼 틸트 보상을 위한 코일은 래디얼 틸트제어를 위해 1~100㎑ 이내의 주파수를 가지는 가진신호를 입력받는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the coil for radial tilt compensation receives an excitation signal having a frequency within 1 to 100 Hz for radial tilt control.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 구동 액추에이터의 사시도이다.1 is a perspective view of a multi-axis drive actuator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 와이어방식 광픽업용 액추에이터는 베이스(100)와, 이 베이스(100)에 고정된 홀더(103)와, SIL(105)을 고정하는 보빈(107)과, 상기 보빈(107)에서부터 상기 홀더(103)까지 연결된 와이어와, 상기 보빈(107)을 트랙방향, 포커스방향 또는 틸트방향으로 움직이는 자기구동부를 구비한다.Referring to FIG. 1, the wire type optical pickup actuator includes a
상기 자기구동부는 상기 보빈(107)을 사이에 두고 각각 대향 되게 설치된 제1자석(110) 및 제2자석(112)과, 상기 베이스(100)에 설치되고 상기 제1자석(110)을 고정하는 외측요크(115)와, 상기 제1자석(110)에 대해 마주보는 위치의 상기 베이 스(100)에 설치되어 상기 보빈(107)을 가이드 하도록 된 내측요크(117)와, 상기 보빈(107)의 외측에 감겨지는 포커스코일(120)과, 상기 제1자석(115)에 대향 되는 위치의 상기 보빈(107) 측벽에 권선된 트랙킹코일(122)과, 상기 제2자석(112)에 대해 마주보는 위치의 상기 보빈(107)의 측벽에 권선된 틸트코일(125)로 구성된다.The magnetic driving unit is installed on the
또한, 상기 와이어는 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 포커스코일(120)의 시작단자(127)와 끝단자(129)를 상기 보빈(103)까지 연결하는 포커스코일용 와이어(130)와, 상기 트랙킹코일(122)의 시작단자(132)와 끝단자(133)를 상기 보빈(103)에 연결하는 트랙킹코일용 와이어(135)와, 상기 틸트코일(125)의 시작단자(137)와 끝단자(139)를 상기 보빈(103)에 연결하는 틸트코일용 와이어(140)로 구성된다. 이들 와이어(130)(135)(140)는 상기 포커스코일(120), 상기 트랙킹코일(122) 및 틸트코일(125) 각각에 전류를 인가하는 전선의 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 홀더(103)와 상기 보빈(107)을 연결하여 상기 자기구동부에 의해 구동되는 보빈(107)을 지지하는 역할도 함께한다.1 and 2, the wire for
통상적으로 액추에이터의 와이어는 한 쌍으로 이루어진 포커스코일용 스프링와이어(130)와 트랙킹코일용 스프링와이어(135) 4개로 이루어져 있고, 여기에 틸트코일용 스프링와이어까지 상기 보빈(107)을 지지하도록 상기 홀더(103)에 탄력적으로 연결되면 그만큼 더 상기 보빈(107)을 지지하는 고정력이 증가되어 상기 보빈(107)의 움직임에 제약이 따른다. 따라서, 이러한 문제점을 감안하여 상기 틸트코일용 와이어(140)는 직접 상기 홀더(103)를 거쳐 느슨하게 상기 홀더(103)의 후벽에 결합된다.Typically, the actuator wire is composed of four pairs of focus
상기와 같이 구성된 자기구동부에 의해 상기 보빈(107)이 포커스방향(A), 트랙방향(B) 그리고 탄젠셜 틸트방향(C)및 래디얼 틸트방향(D)의 4축 구동을 하게 된다. 이러한 4축 구동 액추에이터의 회로구성을 살펴보면 도 3과 같다. 이는 각 코일의 전압인가 회로를 나타낸 것으로서, 여기에서는 포커스코일(120)에 대해서만 설명하지만, 나머지 트랙킹코일(122)이나 틸트코일(125)도 동일하게 구성된다.The
도 3을 참조하면, 포커스코일(120)용 회로는 제어입력 제너레이터(145)와, 비교기(147)와, 이 비교기(147)로부터 구동전압이 입력되는 포커스코일의 시작단자(127)와, 상기 포커스코일(120)을 통해 전류가 흘러 출력되는 끝단자(129)로 구성된다. 이러한 회로가 상기 트랙킹코일(122) 및 상기 틸트코일(125)에도 각각 적용되므로 총 6개의 와이어가 필요하다.Referring to FIG. 3, the circuit for
도 4를 참조하면, 도 1에서와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 여기에서, 상기 홀더(103)와 상기 보빈(107)을 연결하는 와이어는 상기 포커스코일용 스프링와이어(10), 트랙킹코일용 스프링와이어(20), 틸트용 스프링와이어(30)가 별도로 각각 구비된다. 그리고 상기 포커스코일(120), 트랙킹코일(122) 및 틸트코일(125)이 공통접지되어 공통접지용 스프링와이어(40)가 하나 더 추가됨으로써 총 4개의 와이어로 구성된다.4, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same components. Here, the wire connecting the
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 와이어는 상기 포커스코일(120)의 시작단자(13), 상기 트랙킹코일(122)의 시작단자(23) 및 상기 틸트코일(125)의 시작단자(33)를 각각 가지며, 이들 각각의 공통접지를 위한 공통 접지단자(43)를 가진다. 상기 각각의 시작단자(13)(23)(33) 및 공통 접지단자(43)는 도 5와 같은 배치 외에 다양하게 배치될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the wire includes a
한편, 상기와 같은 전기적 구성이 작동되도록 하는 회로부(45)의 구성은 도 6에 도시된 바와 같다. 여기에서는 상기 포커스코일(120)에 전압을 인가하는 경우만을 나타낸 것으로, 제어입력 제너레이터(50)로부터 공급된 전압이 비교기(53)를 거쳐 필터(55)를 통과하면서 노이즈가 제거된 상태로 상기 포커스코일 시작단자(13)에 공급된다. 이와 같은 회로가 상기 트랙킹코일(122)과 틸트코일(125)에도 구성되어 있다. 여기에서, 상기 필터(55)는 고주파 노이즈를 제거하는 저역통과필터이다.On the other hand, the configuration of the
이에 따른 각 코일의 권선방법을 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 포커스코일용 시작단자(13), 트랙킹코일용 시작단자(23) 및 틸트코일용 시작단자(33)는 각각 구비되고, 이들 시작단자(13)(23)(33)에서 시작되어 각각의 코일이 소정의 위치에 권선된다. 그런 다음, 각각 권선된 포커스코일(120), 트랙킹코일(122) 및 틸트코일(125)의 끝단자는 상기 공통 접지단자(44)에 공통으로 접지된다. 그리고 상기 시작단자(13)(23)(33) 및 공통 접지단자(44)로부터 상기 홀더(103)까지 전선이 연결되어 4개의 스프링와이어(10)(20)(30)(40)가 형성되는 것이다. Looking at the winding method of each coil according to this, as shown in Figure 7, the
상기한 구성에서 전기적 작용을 살펴보면, 상기 제어입력 제너레이터(50)로부터 전압이 인가되고 상기 비교기(53) 및 필터(55)를 거쳐 각각의 대응되는 와이어(10)(20)(30)에 전압이 공급되면, 각각의 코일(120)(122)(125)에 전류가 흐르게 된다. 그러면, 이들 코일(120)(122)(125)에 흐르는 전류와 상기 제1 및 제2자석(110)(112)과의 사이에 플레밍의 왼손법칙이 적용되어 상기 보빈(107)이 포커스방 향(A), 트랙방향(B), 탄젠셜 틸트방향(C) 및 레디얼 틸트방향(D)으로 작동된다.Looking at the electrical action in the above configuration, the voltage is applied from the
이와 같이, 본 발명에 따른 광픽업용 4축구동 액추에이터는 포커스코일(120) 및 트랙킹코일(122) 뿐만 아니라 틸트에러를 보정하기 위한 틸트코일(125)까지 구비된 경우에도 기존과 같이 4개의 스프링와이어만으로도 작동가능하게 된다.As such, the four-axis driving actuator for optical pickup according to the present invention has four springs as in the past even when the
따라서 상기 보빈의 포커스방향, 트랙방향 및 틸트방향으로의 동작이 6개의 스프링와이어 혹은 4개의 스프링와이어와 2개의 틸트코일용 와이어로 연결되었을 때보다 자유로와지므로 제어가 용이하게 된다.Therefore, since the bobbin moves in the focusing direction, the track direction and the tilting direction more freely than when it is connected with six spring wires or four spring wires and two tilting coil wires, control is easy.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트방향 가진신호 그래프이다.8 is a graph showing a tilt direction excitation signal according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 디스크와 액추에이터가 충돌하여 디스크면이 평행하지 않은 경우 도 8에서와 같은 가진신호를 전송하여 래디얼 또는 탄젠셜 방향으로 수 나노 이하의 미세 떨림을 계속해서 발생하도록 하여 액추에이터가 단시간 안에 원상으로 회복한다. 상기 가진신호는 수십~수백㎑의 주기를 가지고, 그 크기에 있어서도 1 내지 2V 인 것이 바람직하다.Referring to FIG. 8, when the disk and the actuator collide with each other and the disk surface is not parallel, the actuator transmits an excitation signal as shown in FIG. 8 to continuously generate fine shaking of several nanometers or less in the radial or tangential direction, thereby causing the actuator to be short-lived. Restore to its original state. The excitation signal has a period of several tens to hundreds of microseconds, and it is preferable that the excitation signal is also 1 to 2V.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 근접장 저장 시스템에 3축 혹은 4축 구동 액추에이터를 사용함으로써 별도의 틸트장치를 픽-업에 설치할 필요가 없으며, 이로 인해 시스템 전체의 구성이 용이하고 비용이 절감되는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, by using a three-axis or four-axis drive actuator in the near-field storage system, there is no need to install a separate tilt device in the pick-up, thereby making it easy to configure the entire system and reduce the cost There is an advantage.
또한, 액추에이터에 계속된 정형 고주파 전압을 인가함으로써, 디스크 면진이나 외란으로 인해 발생할 수 있는 디스크와 액추에이터의 충돌로 인한 액추에이터의 미세 각 변화를 보상할 수 있는 장점이 있어 서보 시간 단축 및 서보 효율 향상을 가져올 수 있다. In addition, by applying the continuous high frequency voltage to the actuator, it is possible to compensate for the minute angle change of the actuator due to the collision of the disk and the actuator, which may occur due to disk isolation or disturbance, thereby reducing the servo time and improving the servo efficiency. Can bring
그리고 4축 구동 액추에이터를 사용하는 경우 수십 나노미터의 갭 서보를 해야 하는 시스템의 특성상 발생할 수 있는 디스크 기록면과 SIL과의 틸트를 해결할 수 있으며 이로 인해 SIL의 보호는 물론 안정된 서보 신호를 확보할 수가 있게 된다.In case of using 4-axis drive actuator, it is possible to solve the tilt between SIL and disk recording surface which can occur due to the characteristics of the system which needs to do the gap servo of several tens of nanometers. do.
Claims (6)
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