KR100522232B1

KR100522232B1 - 슬림형 광 픽업 액츄에이터

Info

Publication number: KR100522232B1
Application number: KR10-2003-0096643A
Authority: KR
Inventors: 주채민; 최인호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-10-17
Also published as: CN100372002C; US20050141359A1; CN1645491A; US7567486B2; KR20050065016A

Abstract

본 발명은 광 픽업 액츄에이터에 있어서, 특히 렌즈홀더 내부에 복수개의 이극 및 단극 마그네트를 이용하여 3축 구동이 가능한 슬림형 광 픽업 액츄에이터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 슬림형 광 픽업 액츄에이터는, 일측에 대물렌즈를 탑재하고, 내부의 수용홈으로 포커싱 코일을 설치하며, 포커싱 코일 전면 및 상면에 트랙킹 코일 및 틸트 코일이 설치되어, 3축 방향으로 가동되는 렌즈홀더와; 상기 코일들과 대향하는 2극 마그네트 및 상기 2극 마그네트의 극성과 반대의 극성을 갖고 대향하는 복수개의 단극 마그네트와; 서로 대향하는 내면에 2극 마그네트 및 복수개의 단극 마그네트가 부착된 내부요크가 절곡 형성된 요크 플레이트와; 상기 렌즈홀더의 가동을 지지하고 상기 코일과 전기적으로 연결되는 와이어 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬림형 광 픽업 액츄에이터{Optical pick-up actuator of slim type}

본 발명은 광 픽업 액츄에이터에 있어서, 특히 렌즈홀더 내부에 자기회로를 구성하여 3축 구동이 가능한 슬림형 광 픽업 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 광 디스크를 이용해서 정보를 읽고 쓰는 장치에서 광픽업 액츄에이터는 대물렌즈를 통과한 레이저빔을 정확하게 디스크의 표면 및 트랙 상에 위치하도록 해주는 장치로서, 광 디스크의 저장용량이 증가함에 따라서 점차로 구동 정밀도에 대한 요구가 증가되고 있는 실정이다. 광 디스크의 저장용량이 증가함에 따라서 사용되는 대물렌즈의 개구수가 증가하게 되고, 개구수의 증가는 필연적으로 디스크의 틸트에 의한 수차를 발생시키게 된다. 이러한 수차의 증가는 재생성능의 열화와 더불어 정보 기록시에 피트 형성에 문제가 생겨 기록신호의 열화도 유발한다.

상기와 같은 이유에서 포커싱, 트랙킹 구동과 함께 디스크의 틸트에 대한 보정을 수행하기 위한 틸트 구동장치를 필요로 하게 되는데, 디스크의 틸트를 보정하기 위한 방법이 제안된 바 있다. 그 대표적인 방법으로는 DC모터를 이용하여 액츄에이터 전체를 움직이는 방법과 광픽업 구동부만을 움직여서 디스크의 경사를 보정하는 방법이 있다.

DC모터를 이용하는 경우는 저주파수 대역의 디스크 경사만을 보정할 수 있다는 점과 광 재생장치의 전체적인 크기가 커진다는 문제점을 가지고 있다.

광픽업 액츄에이터의 렌즈홀더만을 움직이는 방법으로는 대표적으로 가동코일(Moving Coil)형과 가동자석(Moving Magnet)형의 광픽업 액츄에이터가 제안되었다. 하지만, 가동코일형은 틸트 제어를 위해서 적어도 6개 이상의 와이어를 구동부측에 연결하여야 하기 때문에, 부품조립성에 있어서 심각한 단점을 가지고 있으며, 가동자석형의 경우 렌즈홀더의 대물렌즈에 대하여 요구되는 감도를 확보하기 어렵다는 단점이 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 종래 3축 구동 타입의 광픽업 액츄에이터에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종래 3축 구동이 가능한 광픽업 액츄에이터의 구성은, 광디스크로부터 레이저빔을 집속하는 대물렌즈(11)가 일측에 설치되고, 내측에 트랙킹 코일(12) 및 포커싱 코일(13)이 설치되며, 후면에 틸트용 마그네트(15)가 부착 설치된 렌즈홀더(10)와, 상기 트랙킹 코일(12) 및 포커싱 코일(13)에 대하여 트랙킹 및 포커싱 구동을 구현하기 위한 마그네트(21)를 부착하기 위해 내외측 요크(22)가 절곡 형성되고, 내외측 요크(22)로부터 이격되는 위치에 틸트용 요크(23)가 형성된 요크 플레이트(20)와, 상기 렌즈홀더(10)의 양측면에 트랙킹 코일(12)과 포커싱 코일(13)에 전기적으로 연결 설치되는 복수개의 와이어 서스펜션(30)와, 상기 와이어 서스펜션(30)의 일단을 관통 지지하기 위한 고정부(41)가 형성되며, 고정부(41) 사이의 전면에 상기 틸트용 요크(23)를 삽입하기 위한 요크 삽입부(42)가 형성되며, 상기 고정부(41)를 통해 와이어 서스펜션(30)을 전기적으로 연결하는 기판(43)이 후면에 부착 설치된 프레임(40)과, 상기 요크 삽입부(42) 외측둘레에 안내되어 상기 틸트용 마그네트(15)에 대하여 전자기력을 발생하는 틸트용 코일(50)을 포함하여 구성된다.

상기 틸트용 마그네트(15)는 복수개로서 상호 대응하는 도시된 바와 같이 하나의 틸트용 코일(50)로부터 렌즈홀더(10)의 일측면에 대하여 상호 반대되는 극성으로 부착 설치된다.

상기 렌즈홀더(10)의 일측면에는 중심상으로부터 양측에 복수개의 틸트용 마그네트(15)를 수용하기 위한 끼움홈(16)이 형성된다. 여기서 끼움홈(16)은 틸트용 마그네트(15)을 삽입할 수 있는 형태로 형성되며, 대물렌즈(11)가 설치되는 렌즈홀더(10)의 중심선을 기준하여 그 좌우측에 위치된다.

또는 상기 복수개의 틸트용 마그네트(15)는 상기 끼움홈(16)이 형성되지 않는 렌즈홀더에 대하여 렌즈홀더(10)의 중앙을 기준으로 양측으로 부착될 수 있다.

상기 렌즈홀더(10)의 끼움홈(16)과 끼움홈(16)에 장착 설치되는 틸트용 마그네트(15)는 상기 렌즈홀더(10)의 형상에 따라 일측 또는 전후측에 형성되며, 전후측에 형성되는 경우는, 요크 플레이트(20) 상으로부터 틸트용 요크(23)가 대응되게 형성된 구성에서 하나의 틸트용 코일(50)에 상기 복수개의 틸트용 마그네트(15)가 각각 대응되게 설치되어 틸크 구동을 구현할 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 종래 3축 구동기능을 갖는 광픽업 액츄에이터에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

구동되는 광 디스크로부터 종래 광픽업 액츄에이터의 포커싱 및 트랙킹 구동은 요크 플레이트(20) 상의 요크(22)에 부착된 마그네트(21)와 렌즈홀더(10)의 포커싱 코일(13) 및 트랙킹 코일(12)에 가해지는 전자기력으로 광 디스크에 대한 초점(포커스) 및 기록면으로부터의 트랙위치에 따른 트랙구동을 하여 정보를 읽거나 데이터를 기록할 수 있다.

한편, 광 디스크의 고속회전에 따른 틸트 수차를 없애기 위한 광픽업 액츄에이터의 틸트 구동은 상기 렌즈홀더(10)의 끼움홈(16)에 삽입 설치된 복수개의 틸트용 마그네트(15)와 요크 플레이트(20)의 틸트용 요크(23)에 안내 설치된 틸트용 코일(50)로부터 발생시키는 전자기력으로 렌즈홀더(10)를 틸트 구동할 수 있게 된다.

좀더 자세하게는 첨부된 도 4에서 도시된 바와 같이, 복수개로 렌즈홀더(10)의 중심선상 즉, 대물렌즈(11)가 위치하는 중심 기준선으로 설치된 복수개의 틸트용 마그네트(15)는 상호 동일한 위치에서 극성(N극과 S극)은 서로 반대로 설치되어 있고, 이에 소정 간격 이격되게 설치된 틸트용 코일(50)로부터 전자기력의 발생으로 틸트구동을 할 수 있는데, 참고적으로 도시된 도면 중 기재된 문자(B)는 전자기력의 방향을 나타내고, 문자(i)는 틸트용 코일(50)에 흘려주는 전류방향을 나타내며, 문자(F)는 문자(B)와 문자(i)간에 상호 작용으로 인해서 로렌츠(Lorentz force)가 발생됨을 의미한다.

즉, 전류는 일정한 방향으로 흐르지만, 양쪽 틸트용 마그네트(15)는 서로 극성이 반대로 위치되어 있기 때문에 대물렌즈(11)가 설치된 렌즈홀더(10)는 짝힘이 발생되며, 이러한 짝힘 발생은 X축 방향의 모멘트에 해당하기 때문에 렌즈홀더(10)의 X축을 기준으로 시소와 같이 틸트 구동되는 것이다.

상기와 같은 구동은 틸트용 마그네트(15)와 틸트용 코일(50)이 포커싱 코일 및 트랙킹 코일(12)이 설치된 위치로부터 이격되어 있어, 첨부된 도 3에서 도시된 바와 같이, 포커싱 및 트랙킹 구동과는 별도의 틸트 구동을 구현할 수 있다.

이는 기존의 트랙킹 구동(tracking Motion)을 구현함에 있어, 본 발명의 틸트 구동에 따른 틸트용 마그네트(15)와 틸트용 코일(50)간의 공극(dx)의 크기를 일정하게 유지할 수 있기 때문에 결국 틸트용 마그네트(15)와 틸트용 코일(50)간의 자속변화는 거의 없게 된다.

이에 따라 종래의 하이브리드형 광픽업 액츄에이터의 구동에 비하여, 본 발명의 광픽업 액츄에이터의 구동은 틸트용 마그네트(15)와 틸트용 코일(50)간의 공극은 상기 틸트용 마그네트와의 전자기력발생에 따른 구동상태에서 트랙킹 구동과 포커싱 구동 범위에 지장을 주지 않는 상태로 최소 간격의 범위에서 틸트구동을 구현함으로써, 틸팅되는 방향의 출력상수를 높게 할 수 있는 이점이 있다.

이러한 광픽업 액츄에이터에서 렌즈홀더(10)측에 설치되는 복수개의 틸트용 마그네트(15)가 양측에 설치되고 이에 대응되는 위치의 프레임(40)의 고정부(41)의 전면에 요크 삽입부(42)를 통해 독립적으로 설치되는 틸트용 코일(50)은 상기와 같이 3축 구동(포커싱, 트랙킹 및 틸팅 구동)을 수행할 수 있게 된다.

그러나, 틸트용 마그네트를 별도로 렌즈홀더 후방에 설치함으로써, 렌즈홀더의 크기가 증가할 뿐만 아니라 렌즈홀더의 무게가 증가하게 됨으로써, 생산성 및 감도가 나쁜 문제가 있다.

또한, 레디얼 틸트를 위한 자기회로를 구성하기 위해 별도의 삽입구조 및 지지구조를 구비하여야 하는 문제가 있다.

또한, 코일들에 연결되는 와이어 서스펜션은 3축 구동을 위해 와이어 스프링 4개와 2개의 연선 코일 스프링을 사용하므로, 생산성에 매우 어려운 문제가 있다.

또한, 레디얼 틸트 구동시 레디얼 틸트의 중심이 렌즈홀더 후방에 위치하기 때문에 Z축 방향으로 오프셋이 발생하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 렌즈홀더 내부에 3축 가동을 위한 자기회로를 구성할 수 있도록 한 슬림형 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 렌즈홀더 내부에 2개의 직렬 연결된 포커싱 코일과 그 전면의 트랙킹 코일, 그 상면의 틸트 코일을 설치하는 한편, 포커싱 코일과 대향하는 위치에 2극 마그네트를 배치하고, 2극 마그네트와 대향하는 포커싱 코일 내부에 단극 마그네트를 배치하는 3축 구동 가능한 슬림형 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 포커싱 코일과 마그네트 사이의 공극 위치에 트랙킹 코일을 구비하고, 포커싱 코일 상면에 단일개의 틸트 코일을 설치할 수 있어, 레디얼 틸트의 광학 특성을 최적화시켜 줄 수 있도록 한 슬림형 광 픽업 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 슬림형 광 픽업 액츄에이터는,일측에 대물렌즈를 탑재하고, 내부의 수용홈으로 포커싱 코일을 설치하며, 상기 포커싱 코일 전면에 설치되는 트랙킹 코일과 상기 포커싱 코일 상면에 틸트 코일을 설치하며, 3축 방향으로 가동되는 렌즈홀더와;상기 코일들과 대향하는 마그네트와;상기 코일들을 사이에 두고 상기 마그네트의 극성과 반대의 극성을 갖고 대향하는 단극 마그네트와;서로 대향하는 내면에 상기 마그네트 및 단극 마그네트를 부착하는 내부요크가 절곡 형성된 요크 플레이트와;상기 렌즈홀더의 가동을 지지하고 상기 코일과 전기적으로 연결되는 와이어 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 한다.바람직하게, 상기 렌즈홀더에는 내부에 복수개의 수용홈을 형성하고, 일측 수용홈에 상기 마그네트 및 제 1내부요크를 배치하며, 타측 수용홈에 포커싱 코일 및 틸트 코일을 설치하고 그 내부에 단극 마그네트 및 제2내부요크를 배치하며, 상기 수용홈 사이에 트랙킹 코일을 설치하는 것을 특징으로 한다.바람직하게, 상기 마그네트는 2극 마그네트인 것을 특징으로 한다.바람직하게, 상기 포커싱 코일은 복수개가 직렬로 연결되어 상기 2극 마그네트의 극성 경계에 대향하며, 상기 트랙킹 코일은 복수개의 포커싱 코일의 중심 전면에서 2극 마그네트의 극성 경계에 설치되고, 상기 틸트 코일은 복수개의 포커싱 코일의 상면에 단일개가 설치되어 2극 마그네트의 반대 극성과 대향하는 것을 특징으로 한다.바람직하게, 상기 2극 마그네트와 단극 마그네트는 서로 대향하며, 서로 대향하는 2극 마그네트의 극성과 단극 마그네트의 극성은 서로 반대로 배치되는 것을 특징으로 한다.바람직하게, 상기 마그네트와 단극 마그네트는 두께가 서로 다른 것을 특징으로 한다.본 발명의 실시 예에 따른 슬림형 광 픽업 액츄에이터는, 일측에 대물렌즈를 탑재하고, 최소한 포커싱 코일과 트랙킹 코일이 설치되는 렌즈홀더와; 상기 코일들을 사이에 두고 서로 대향하여 설치되며 두께가 서로 다른 최소한 2개의 마그네트와; 서로 대향하는 내면에 상기 마그네트들이 각각 부착된 내부요크가 절곡 형성된 요크 플레이트와; 상기 렌즈홀더의 가동을 지지하고 상기 코일과 전기적으로 연결되는 와이어 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다축 구동이 가능한 슬림형 광 픽업 액츄에이터의 사시도이고, 도 6은 도 5의 자기회로 구성도이며, 도 7은 코일들이 렌즈홀더에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 일측 상단에 돌출된 대물렌즈(111)를 탑재하고 내부에 복수개의 포커싱 코일(112)을 설치하고 상기 포커싱 코일(112)의 전면에 트랙킹 코일(113) 및 상면에 틸트 코일(114)이 설치된 렌즈홀더(110)와; 상기 렌즈홀더(110)의 제 1 및 제 2수용홈(101,102)에 서로 마주보게 돌출되는 제 2내부요크(121) 및 복수개의 제 2내부요크(122)가 형성된 요크 플레이트(120)와; 상기 제 1내부요크(121) 및 제 2내부요크(122)의 내면에 각각 부착된 2극 마그네트(123) 및 복수개의 단극 마그네트(124)와; 상기 코일들(112,113,114)에 전류를 공급하기 위해 상기 렌즈홀더(110) 양측을 각각 지지하는 3쌍의 와이어 서스펜션(130)과; 상기 와이어 서스펜션(130)을 지지하고 요크 플레이트(120)의 후면에 고정되는 프레임(140)과 그 배면에 부착되어 상기 코일들(112,113,114)에 전원을 공급하는 메인기판(141)을 포함하는 구성이다.

여기서, 포커싱 코일(112)은 수평 권선된 2개의 코일이 직렬 연결되고 2극 마그네트(123)의 극성 경계를 중심으로 좌/우로 나누어져 제 2수용홈(102)에 끼워져 설치되며, 상기 포커싱 코일(112) 내부 각각에 상기 제 2내부 요크(122) 및 단극 마그네트(124)가 삽입되는 구조이다. 상기 트랙킹 코일(113)은 상기 포커싱 코일(112)의 중앙에 부착되어 상기 2극 마그네트(123)의 극성 경계와 대향하게 설치되며, 상기 틸트 코일(114)은 상기 포커싱 코일(112)의 상면에 안착되며 2극 마그네트(123)와 대향하는 구성이다.

그리고, 상기 2극 마그네트(123)는 다극 착자된 단일개의 마그네트 또는 단극 착자된 2개의 마그네트로 구성할 수도 있으며, 대향하는 단극 마그네트의 극성과 반대의 극성으로 배치된다.

상기와 같이 구성되는 슬림형 광 픽업 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 광 픽업 액츄에이터(100)는 렌즈홀더(110)의 일측 상단에 대물렌즈(111)를 탑재하고, 렌즈홀더(110)의 내부에 코일(112,113,114)을 설치한다.

그리고, 상기 코일(112,113,114)에 대향하는 위치에 2극 마그네트(123)를 제 1내부요크(121)의 내면에 고정하고, 2극 마그네트(123)와 대향하는 위치에 복수개의 단극 마그네트(124)를 제 2내부 요크(122)에 고정하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코일들(112,113,114)은 내부에 복수개가 직렬 연결된 포커싱 코일(112), 상기 포커싱 코일(112)의 전면에 부착되어 2극 마그네트(123)의 극성 경계와 대향하는 트랙킹 코일(113), 상기 포커싱 코일(112)의 상면에 부착된 틸트코일(114)로 구성되어, 마그네트(123,124)와의 자기회로를 구성하여 다축으로 가동된다.

이를 위해서, 도 7을 참조하면 렌즈홀더(110)는 내부에 자기회로를 수용하기 위한 제 1수용홈(101) 및 제 2수용홈(102)이 형성된다. 제 1수용홈(101)의 내주변에 복수개가 직렬 연결된 포커싱 코일(112)이 2극 마그네트(123)의 극성 경계를 중심으로 좌/우로 설치되며, 렌즈홀더의 힘 중심과 포커스 힘 중심이 일치하게 된다. 또 포커싱 코일(112)의 상면에 틸트 코일(114)이 설치된다. 이에 따라 2개의 포커싱 코일(112)이 만나는 부분의 플럭스(FLUX)를 최소화시키면서 감도를 최대화시킬 수 있게 된다.

그리고 트랙킹 코일(113)은 수직 권선되고 그 중심이 2극 마그네트(123)의 극성 경계에 대향하고 포커싱 코일(112) 전면 즉, 대물렌즈(111)의 방향에 부착되며 제 1 및 제 2수용홈(101,102) 사이에 끼워져 고정된다.

상기 틸트코일(114)은 레디얼 틸트 중심을 대물렌즈(111)의 중심에 최대한 근접한 위치헤 설치할 수 있도록, 복수개의 포커싱 코일(112)의 상면에 단일개로 부착됨으로써, 생산성 및 포커스 가동 범위를 확보할 수 있다. 또한, 레디얼 틸트 방향으로 구동시 틸트 코일(114)의 힘 중심과 대물렌즈의 틸트를 위한 Z축 광학 센터간의 오프셋을 최소화시켜 줌으로써, 레디얼 틸트의 광학 특성을 최적화한 구성이다.

그리고, 도 5의 요크 플레이트(120)는 절곡되어 제 1수용홈(101)으로 돌출된 제 1내부요크(121) 및 제 2수용홈(102)의 포커싱 코일(112) 각각에 복수개가 상기 제 1내부요크(121)와 대향하게 돌출된 제 2내부요크(122)로 구성된다.

상기 제 1내부요크(121)의 내면에는 2극 마그네트(123)가 부착되며, 제 2내부 요크(122)의 내면에는 단극 마그네트(124)가 2극 마그네트(123)의 극성과 대향하게 부착하여 누설 플럭스를 활용함으로써, 자기 플럭스(FLUX)의 효과를 극대화할 수 있다. 즉, 2극 마그네트(123)의 N극과 단극 마그네트(124)의 S극이 대향하게 구성됨에 따라 코일과 쇄교할 수 있는 양을 최대한 크게 배치할 수 있다. 여기서, 2극 마그네트(123)는 단극 2개 또는 2극 한 개로 구성할 수 있으며, 단극 2개일 경우 극성 사이에 약간의 공극을 둘 수도 있다.

또한, 2극 마그네트(123)와 단극 마그네트(124: 124a,124b))의 두께를 서로 다르게 설계하여, 누설 플럭스를 이용하여 포커스 힘 중심과 트랙 힘 중심의 차이에서 오는 부차 공진 모드를 최적화시킬 수 있다.

그리고, 렌즈홀더(110)의 양 측면과 프레임(140) 사이에 다수개(3개의 2열)의 와이어 서스펜션(130)을 연결하여 렌즈홀더(110)를 소정의 자유도를 갖고 지지한다. 실시 예로서, 와이어 서스펜션은 렌즈홀더의 지지를 위해 다양한 방식으로 2쌍(4개) 및 3쌍(6개) 등으로 연결될 수도 있다.

그리고, 프레임(140) 배면에 부착된 메인기판(141)과 렌즈홀더(110)의 양 측면에 결합된 기판(또는 접점)(143)이 3쌍(즉, 6개)의 와이어 서스펜션(130)을 통해 전기적으로 연결되어 이를 통해 각각의 코일들(112,113,114)에 전원을 공급하게 된다.

여기서, 와이어 서스펜션(130)은 렌즈홀더(110)의 양측면 와이어 고정부(142)에 각각 고정된 후 기판(143)에 연결된다. 이때 기판(143)은 도 9에 도시된 바와 같이 T자 형상으로서 6개의 와이어 서스펜션의 직선 루프와 각 끝단에 코일 접점(143a,143b,143c)이 연결되므로 각각의 코일들에게 전원을 공급해 준다. 이러한 6개의 와이어 서스펜션은 동일 사이즈 및 동일 길이로 설계됨으로써, 생산성을 향상시켜 줄 수 있다.

여기서, 상기 포커싱 코일(112)과 트랙킹 코일(113), 틸트 코일(114) 상호간은 미리 본딩 공정에 의해 밀 결합된 상태로 렌즈홀더(110)의 수용홈(101,102)에 끼워질 수도 있다. 또한 코일들(112,113,114)의 고정을 위한 보빈(bobbin)을 삭제함으로써, 기존 보다 렌즈홀더의 무게를 줄일 수 있다. 또한 각 코일들을 단일 몸체로 구성한 후 안착시켜 에폭시 등을 이용하여 렌즈홀더에 고정시켜 줄 수도 있다.

그리고, 다른 실시 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1내부요크(121) 및 제 2내부요크(122) 사이를 상부요크(125)로 덮어줌으로써, 내부 자기회로의 폐자기 회로를 구성시켜 줄 수 있다.

한편, 액츄에이터에서의 다축 가동은 도 5, 도 6 및 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포커싱 가동은 2개가 직렬연결된 포커싱 코일(112)에 전류(F+,F-)를 각각 공급하면, 상기 포커싱 코일(112)과 2극 마그네트(123)의 사이에서 전자기력이 발생된다. 이때, 2극 마그네트(123)와 단극 마그네트(124)의 극성 N:S, S:N과 대향하는 각각의 포커싱 코일(112)에서 쇄교하는 플럭스 양이 증대되고, 2개의 포커싱 코일(112)의 만나는 중심부분에는 쇄교하는 플럭스가 최소가 된다. 이에 따라 상기 발생되는 전자기력에 의해 포커싱 코일(112)이 렌즈홀더(110)와 함께 상 또는 하 방향으로 가동하게 된다. 이의 가동 특성은 도 10a와 같은 주파수 및 위상관계 그래프에 나타난 바와 같으며, 여기서의 감도특성 및 공진 주파수(Fo)를 나타내고 있다.

그리고, 트랙킹 가동은 트랙킹 코일(113)에 전류(T+,T-)를 인가하면, 상기 트랙킹 코일(113)과 2극 마그네트(123)사이에서 전자기력이 발생된다. 이때, 트랙킹 코일(113)의 좌측 권선면이 2극 마그네트(123)의 S극, 단극 마그네트(124)의 N과 대향하고, 우측 권선면이 2극 마그네트(123)의 N극 및 단극 마그네트(124)의 S극과 대향하게 되므로, 상기 발생되는 전자기력에 의해 렌즈홀더(110) 및 트랙킹 코일(113)이 좌 또는 우 방향으로 가동하게 된다. 이의 가동특성은 도 10b와 같이 주파수 및 위상관계 그래프에 나타난 바와 같으며, 여기서의 감도특성 및 공진 주파수(Fo)를 나타내고 있다.

그리고, 레디얼 틸팅 구동은 틸트 코일(205)에 전류(R+,R-)를 인가하면, 틸트 코일(114)과 2극 마그네트(123)의 사이에서 전자기력이 발생된다. 이때 2극 마그네트(123)와 단극 마그네트(124)의 극성 N:S, S:N이 단일개의 틸트 코일(114)의 좌/우와 각각 대향하게 되므로, 코일(114)에서 쇄교하는 플럭스 양이 증대되고, 마그네트(114)의 극성 경계에서 쇄교하는 플럭스가 최소가 된다. 이에 따라 상기 발생되는 전자기력에 의해 틸트 코일(114)가 렌즈홀더(110)와 함께 틸트 방향으로 가동하게 된다. 이의 가동특성은 도 10c와 같이 주파수 및 위상관계 그래프에 나타난 바와 같으며, 여기서의 감도특성 및 공진 주파수(Fo)를 나타내고 있다.

이러한 코일들(112,113,114)과 마그네트(123,124) 사이에서의 전자기적 상호 작용에 의해 상기 코일들(112,113,114)이 힘을 받게 되며, 전류 방향에 따라 상기 렌즈홀더(110)의 가동 방향이 반대가 된다. 여기서, 상기 코일들(112,113,114)이 힘을 받는 방향은 플레밍의 왼손법칙에 따르게 된다.

이와 같이, 본 발명은 두 개가 직렬 연결된 포커싱 코일(112)과 2극 마그네트(123)을 대향시키고, 포커싱 코일(112)의 상면에 틸트 코일(113), 그 전면에 틸트 코일(114)을 각각 설치하고, 또 단일개의 2극 마그네트(123) 및 두 개의 단극 마그네트(124), 서로 대향하는 내부요크를 이용하여 3축 구동이 가능하게 한다.

또한, 기존의 3축 구동용 액츄에이터에서 사용하던 별도의 틸트 구동용 마그네트를 사용하지 않았으며, 또한 샤프트 등의 별도 추가 부품을 추가하지 않았을 뿐만 아니라, 별도의 코일 연선을 이용한 와이어 서스펜션을 사용하지 않으면서 동일 사이즈의 와이어 서스펜션을 대칭 구조로 설계하여 3축 구동이 가능하게 함으로써, 성능뿐만 아니라 가격 및 생산성 향상을 꾀할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 3축 타입의 광 픽업 액츄에이터는 렌즈홀더 내부에 포커싱 코일을 설치하고 포커싱 코일의 전면 및 상면에 트랙킹 코일 및 틸트 코일을 각각 설치하는 한편, 코일들과 2극 마그네트를 대향하게 배치하고 2극 마그네트와 2개의 마그네트가 대향하게 배치함으로써 3축 구동이 가능한 효과가 있다.

또한 2극 마그네트와 단극 마그네트 2개가 대향함으로써 자기 플럭스를 극대화시켜 주고, 코일과 쇄교할 수 있는 플럭스의 양을 크게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 포커싱 코일 2개가 만나는 중심부분에 2개의 마그네트의 극성 경계가 대치하므로 플러스를 최소화시키면서 감도를 최대화시켜 줄 수 있는 효과가 있다.

또한 단일개의 틸트 코일을 포커싱 코일 상면에 구성하여 생산성향상 및 포커스 가동 범위를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 레디얼 틸트 구동시 레디얼 틸트의 힘 중심과 대물렌즈의 틸트를 위한 Z축 광학 중심간의 오프셋을 최소화시켜 줌으로써 레디얼 틸트의 광학특성을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 3축 구동타입의 광픽업 액츄에이터를 도시한 사시도.

도 2는 종래 광픽업 액츄에이터를 분리하여 도시한 사시도.

도 3은 종래 광픽업 액츄에이터의 트랙킹구동에 의한 틸트구동의 영향을 설명하기 위한 평면도.

도 4는 종래 틸트용 마그네트와 틸트용 코일을 도시하여 전류에 의한 틸트구동을 설명하기 위한 요부 사시도.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 슬림형 광 픽업 액츄에이터의 사시도.

도 6은 본 발명의 도 5의 자기회로 구성도.

도 7은 본 발명의 도 5의 렌즈홀더 구성도.

도 8은 본 발명 실시 예에 따른 슬림형 광 픽업 액츄에이터의 사시도.

도 9는 본 발명 실시 예에 따른 자기회로의 회로 구성도.

도 10a,10b,10c는 본 발명에 의한 포커싱, 트랙킹, 레이얼 틸트 특성을 나타낸 주파수 및 위상 관계 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...액츄에이터 101,102...수용홈

110...렌즈홀더 111...대물렌즈

112...포커싱 코일 113...트랙킹 코일

114...틸트 코일 120...요크 플레이트

121,122...내부요크 123...이극 마그네트

124...단극 마그네트 130...와이어 서스펜션

140....프레임

Claims

일측에 대물렌즈를 탑재하고, 내부의 수용홈으로 포커싱 코일을 설치하며, 상기 포커싱 코일 전면에 설치되는 트랙킹 코일과 상기 포커싱 코일 상면에 틸트 코일을 설치하며, 3축 방향으로 가동되는 렌즈홀더와;

상기 코일들과 대향하는 마그네트와;

상기 코일들을 사이에 두고 상기 마그네트의 극성과 반대의 극성을 갖고 대향하는 단극 마그네트와;

서로 대향하는 내면에 상기 마그네트 및 단극 마그네트를 부착하는 내부요크가 절곡 형성된 요크 플레이트와;

상기 렌즈홀더의 가동을 지지하고 상기 코일과 전기적으로 연결되는 와이어 서스펜션을 포함하며,

상기 마그네트와 단극 마그네트는 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 1항에 있어서,

상기 렌즈홀더에는 내부에 복수개의 수용홈을 형성하고, 일측 수용홈에 상기 마그네트 및 제 1내부요크를 배치하며, 타측 수용홈에 포커싱 코일 및 틸트 코일을 설치하고 그 내부에 단극 마그네트 및 제2내부요크를 배치하며, 상기 수용홈 사이에 트랙킹 코일을 설치하는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 1항에 있어서,

상기 마그네트는 2극 마그네트인 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 3항에 있어서,

상기 포커싱 코일은 복수개가 직렬로 연결되어 상기 2극 마그네트의 극성 경계에 대향하며, 상기 트랙킹 코일은 복수개의 포커싱 코일의 중심 전면에서 2극 마그네트의 극성 경계에 설치되고, 상기 틸트 코일은 복수개의 포커싱 코일의 상면에 단일개가 설치되어 2극 마그네트의 반대 극성과 대향하는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 3항에 있어서,

상기 2극 마그네트와 단극 마그네트는 서로 대향하며, 서로 대향하는 2극 마그네트의 극성과 단극 마그네트의 극성은 서로 반대로 배치되는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
삭제
일측에 대물렌즈를 탑재하고, 최소한 포커싱 코일과 트랙킹 코일이 설치되는 렌즈홀더와;

상기 코일들을 사이에 두고 서로 대향하여 설치되며 두께가 서로 다른 최소한 2개의 마그네트와;

서로 대향하는 내면에 상기 마그네트들이 각각 부착된 내부요크가 절곡 형성된 요크 플레이트와;

상기 렌즈홀더의 가동을 지지하고 상기 코일들과 전기적으로 연결되는 와이어 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 7항에 있어서,

상기 2개의 마그네트는 상기 코일들 사이에 서로 대향되는 단극 마그네트와 2극 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.
제 8항에 있어서,

상기 코일 중 포커싱 코일은 복수개가 직렬로 연결되어 상기 2극 마그네트의 극성 경계에 대향하며, 상기 트랙킹 코일은 복수개의 포커싱 코일의 중심 전면에서 2극 마그네트의 극성 경계에 설치되고,

상기 복수개의 포커싱 코일의 상면에 단일개의 틸트 코일이 더 설치되어 2극 마그네트의 반대 극성과 대향하는 것을 특징으로 하는 슬림형 광 픽업 액츄에이터.