KR20030009197A

KR20030009197A - 광 픽업 액츄에이터

Info

Publication number: KR20030009197A
Application number: KR1020020041970A
Authority: KR
Inventors: 하루구치다카시; 아소쥰야
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2003-01-29
Also published as: US20030016597A1; CN1314019C; CN1397941A; US20060072386A1

Abstract

본 발명의 액츄에이터는 대물 렌즈와, 대물 렌즈 지지통과, 포커스 코일 및 트랙킹 코일을 구비한 가동부와, 포커스 코일을 구동시키기 위한 제1 자기회로와, 트랙킹 코일을 구동시키기 위한 제2 자기회로와, 가동부를 지지하는 탄성 부재를 구비한 광 픽업 액츄에이터이다. 제1 자기회로에는 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 포커스 코일 및 한쌍의 포커스 자석이 배치됨과 동시에, 상기 제2 자기회로에는 상기 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 트랙킹 코일 및 한쌍의 포커스 자석이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 제1 자기회로의 한쌍의 포커스 자석 및 제2 자기회로의 한쌍의 트랙킹 자석의 각각은 다수개의 자석을 결합한 분할 자석으로 구성되어 있다.

Description

광 픽업 액츄에이터{ACTUATOR APPARATUS FOR OPTICAL PICKUP HAVING TILT CONTROL}

본 발명은 DVD 등의 고밀도 광 디스크, 컴팩트 디스크 등의 저밀도 광 디스크로부터 정보를 재생하거나, 혹은 이들 광 디스크에 정보를 기록하는 광 디스크 장치로서, 광 디스크 장치에 사용되는 광 픽업에 탑재되는 광 픽업 액츄에이터(이하 액츄에이터라고 기재)에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 광 픽업 액츄에이터를 이용한 광 디스크 장치에 관한 것이다.

이하, 종래의 고밀도 광 디스크, 컴팩트 디스크 등의 저밀도 광 디스크로부터 정보를 재생하거나, 혹은 이들 광 디스크에 정보를 기록하는 광 디스크 장치에 사용되는 광 픽업에 관해서 설명한다. 도 12는 종래의 광 픽업 정면도, 도 13은 종래의 광 픽업의 단면도, 도 14는 종래의 액츄에이터의 정면도, 도 15는 종래의 액츄에이터의 단면도이다.

종래의 광 픽업에 있어서, 대물 렌즈(55)를 구동하는 액츄에이터에 관해서 설명한다. 도 11 내지 도 14에서, 대물 렌즈(55)는 접착 등에 의해 대물 렌즈 지지통(59)에 고정되어 있다. 대물 렌즈(55)를 포커스 방향으로 구동하는 포커스 코일(62)과, 대물 렌즈(55)를 트랙킹 방향으로 구동하는 트랙킹 코일(63)은 접착 등에 의해 대물 렌즈 지지통(59)에 고정된다.

자석(60)과, 포커스 코일(62) 및 트랙킹 코일(63)에 흐르는 전류의 크기와 방향을 제어함으로써, 대물 렌즈(55)를 광 디스크(1)에 대해 포커스 방향과 트랙킹 방향으로 항상 추종시킬 수 있다.

포커스 코일(62) 및 트랙킹 코일(63)에 전력을 공급하는 중계 기판(64)은 동시에 대물 렌즈 지지통(59)을 서스펜션 와이어(suspension wire)(65), 서스펜션 홀더(66)로 중립위치에 지지시키기 위해서도 사용된다. 서스펜션 홀더(66)는 캐리지(67)에 접착 또는 납땜 등으로 고정되어 있다.

캐리지(67)는 지지 샤프트(68)와 가이드 샤프트(69) 위를 광 디스크(1)의 내주와 외주 사이를 이동할 수 있도록 되어 있다.

현재, 광 디스크(1)로부터의 판독과 기입의 고속화가 진행되고, 기록밀도도 컴팩트 디스크로부터 DVD로 고밀도화로 진행되고 있다. 그러나, 종래의 광 픽업에서는 액츄에이터가 포커스 방향과 트랙킹 방향의 2축 방향의 제어밖에 대응하지 않는다. 이때문에, 고배속화, 고밀도화가 진행된 상태에서 광 디스크의 휘어짐 등에 대한 대응이 불가능하고, 기록, 재생할 수 없는 등의 문제점을 가지고 있다.

하프 하이트 타입(half height type, 드라이브 두께 약 45㎜)의 광 픽업에서는 방사상 방향으로 경사 제어(tilt control)가능한 액츄에이터가 개발되고, 양산화도 되어 있다. 그러나, 이는 노트북형 퍼스널 컴퓨터 등에 탑재 가능한 사이즈의 두께가 아니다. 그래서, 고밀도 광 디스크에 대응할 수 있고, 방사상 방향으로 경사 제어 가능하며, 초박형, 소형 또한 고정밀도의 액츄에이터가 절실히 요구되고 있다.

일반적으로, 고밀도 광 디스크와 같은 매우 경사 마진이 좁은 광 디스크에 대해, 무빙 코일(MC)형 액츄에이터로 방사상 방향으로 경사 제어를 할 때, 렌즈 시프트에 의해 발생하는 방사상 경사는 MC형 액츄에이터의 선형성(linearity)을 손상시키는 것이다. 그러나, 이러한 광 디스크에 대해 경사 제어를 고정밀도로 행하기 위해서는 이 렌즈를 시프트했을 시에 발생하는 방사상 경사를 처리하는 것이 필요하다.

방사상 경사를 처리하고자 하는 기술의 일례가 일본국 특개평 9-231595호 공보에 개시되어 있다. 상기 공보에서는 대물 렌즈 홀더 한쪽 또는 양쪽에 각형 코일을 구비하고, 각형 코일의 맞변에 역극으로 자계를 인가하고, 렌즈 홀더의 양측에 역방향으로 구동력을 발생시켜 렌즈를 경사시키고 있다. 그러나, 상기 종래 기술에 있어서는 경사 처리 전용의 코일, 자석을 필요로 하고, 액츄에이터의 치수, 중량이 증대하는 과제가 있다.

그래서 본 발명은 방사상 방향으로 경사 제어 가능하고 3축 제어를 행할 수 있으며, 또한 코일 시프트에 따른 자기회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있고, 초박형, 소형 또한 고정밀도로 제어 특성상 선형성이 높은 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 더불어 본 발명의 액츄에이터를 이용함으로써, 박형의 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 탑재가능하고, 또한, 고정밀도의 제어 특성을 가지며 기록 재생에 있어 높은 신뢰성을 가지는 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액츄에이터는 대물 렌즈와, 대물 렌즈 지지통과, 포커스 코일 및 트랙킹 코일을 구비한 가동부와, 포커스 코일을 구동하기 위한 포커스 자석과 자기 요크로 구성되는 제1 자기회로와, 트랙킹 코일을 구동시키기 위한 트랙킹 자석과 상기 자기 요크로 구성되는 제2 자기회로와, 가동부를 지지하는 탄성 부재를 구비한 광 픽업 액츄에이터에 있어서, 제1 자기회로에는 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 포커스 코일 및 한쌍의 포커스 자석이 배치됨과 동시에, 제2 자기회로에는 상기 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 트랙킹 코일 및 한쌍의 포커스 자석이 배치되는 것을 특징으로 한다. 한쌍의 포커스 자석 및 한쌍의 트랙킹 자석의 각각은 다수개의 자석을 결합한 분할 자석으로 구성되어 있다.

본 발명의 구성에 의해 방사상 방향으로 경사 제어 가능하고 3축 제어를 행할 수 있으며, 코일 시프트에 따라 자기회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있으며, 초박형, 소형이고 또한 고정밀도이며 제어 특성상 선형성이 높은 액츄에이터를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 액츄에이터를 이용함으로써, 박형의 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 탑재 가능하고, 또한, 고정밀도의 억제 특성을 가져 기록 재생에 있어 높은 신뢰성을 가지는 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 액츄에이터는 대물 렌즈와, 대물 렌즈를 지지하는 대물 렌즈 지지통과, 대물 렌즈를 포커스 방향으로 구동시키기 위한 포커스 코일 및 트랙킹 방향으로 구동시키기 위한 트랙킹 코일을 구비한 가동부와, 포커스 코일과 트랙킹 코일에 각각 대향하여 배치된 포커스 자석과 트랙킹 자석과, 포커스 자석과 트랙킹 자석이 설치되어 서스펜션 홀더를 지지하는 자기 요크와, 서스펜션 홀더에 고정되어 가동부를 지지하는 탄성 부재를 구비한 액츄에이터에 있어서, 포커스 자석과 자기 요크로 구성되는 제1 자기회로에는 한쌍의 포커스 코일만이 배치됨과 동시에, 트랙킹 자석과 자기 요크로 구성되는 제2 자기회로에는 한쌍의 트랙킹 코일만이 배치되며, 제1 자기회로와 제2 자기회로가 대물 렌즈의 주위에 자기적으로 독립하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 의하면, 포커스 방향의 제어와 트랙킹 방향의 제어가 각각 독립으로 제어 가능하게 된다. 또한, 방사상 방향의 경사 제어가 대물 렌즈에 대해 대칭으로 배치된 한쌍의 포커스 코일에의 역방향 통전 제어에 의해 가능하게 된다.

본 발명의 액츄에이터는 자기 요크에 2개의 포커스 자석이 배치되어 한쌍의 제1 자기회로를 형성함과 동시에, 상기 제1 자기회로의 각각에 포커스 코일이 배치되고, 또한 한쌍의 제1 자기회로가 대략 대물 렌즈 중심에 대해 대칭적으로 배치되어 있다. 대물 렌즈에 대해 대칭의 힘이 작용하여 포커스 동작이 안정된 동작으로되고, 트랙킹 제어시에 포커스 제어를 행해도 트랙킹 제어에 관계없이 제어할 수 있어, 경사 제어가 가능해진다.

본 발명의 액츄에이터는 자기 요크에 2개의 트랙킹 자석이 배치되어 한쌍의 제2 자기회로를 형성함과 동시에, 상기 제2 자기회로의 각각에 트랙킹 코일이 배치되고, 또한 한쌍의 제2 자기회로가 대략 대물 렌즈 중심에 대해 대칭적으로 배치되어 있다.

본 발명의 액츄에이터는 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭이 포커스 코일보다 작은 것을 특징으로 한다. 트랙킹 동작을 하여 포커스 자석과 포커스 코일의 중심 위치에 편차가 발생하여 정적인 방사상 방향의 경사가 발생한다. 이 상태가 자기적인 언밸런스를 발생시켜, 포커스 자석이 어떤 위치에 있는가로 포커스 방향의 힘에 차를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 액츄에이터는 포커스 자석의 부착 위치가 포커스 코일 중심에 대해 디스크 내주측의 제1 자기회로는 내주로 기울어 밀리고, 또한 디스크 외주측의 제1 자기회로는 외주로 기울어 밀려 부착되어 있다. 이 구성에 의하면, 트랙킹 동작을 하여 포커스 자석과 포커스 코일의 중심 위치에 엇갈림이 발생했을 때, 디스크 내주측으로 엇갈린 경우는 외주측의 제1 자기회로에서 발생하는 자기력이 내주측의 제1 자기회로에서 발생하는 자기력보다 크기가 작아지고, 디스크 외주측으로 엇갈린 경우는 내주측의 제1 자기회로에서 발생하는 자기력이 외주측의 제1 자기회로에서 발생하는 자기력보다 크기가 작아진다. 이에 따라, 트랙킹 및 포커스 제어에 따른 경사를 해제하는 자기력을 발생시킬 수 있어, 제어 특성상 선형성이 높고,고정밀도의 경사 제어가 가능해진다.

본 발명의 액츄에이터는 포커스 자석과 트랙킹 자석이 자석을 다수개 맞붙인 분할 자석에 의해 구성되어 있다. 종래부터 사용되는 다극 착자의 자석을 사용한 경우는 극 사이에 불감대(neutral zone)가 형성된다. 본 발명의 액츄에이터에서는 자석을 다수개 맞붙인 분할 자석을 사용하기 때문에 불감대가 발생하지 않는다. 이 때문에, 제어 특성상 선형성이 높다.

본 발명의 액츄에이터는 자기 요크가 U자 형상으로 형성되고, 대물 렌즈 지지통내의 대물 렌즈 부착 위치의 양측에 자기 요크의 단부를 배치하고, 상기 단부의 각각에 제1 자기회로와 제2 자기회로가 독립하여 배치된 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 자기 요크의 양단에 각각 제1 자기회로와 제2 자기회로를 배치하므로, 대물 렌즈의 주위에 거의 균등하게 자기회로를 배치할 수 있어, 컴팩트하고 초박형으로 소형의 액츄에이터를 실현할 수 있다.

본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업에 의하면, 제어 정밀도의 향상에 의해 정확하고 신뢰성 높은 재생 혹은 기록 동작을 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 소형화 경량화된 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업에 의하면, 소형화되고, 저소비 전력으로 정확하고 높은 신뢰성이 있는 광 픽업을 제공할 수 있다.

본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업 및 이를 이용한 광 디스크 장치에 의하면, 정확하고 신뢰성 높은 재생 혹은 기록 동작을 행할 수 있다. 또한, 모바일형 퍼스널 컴퓨터 등에도 탑재 가능한 박형, 소형, 저소비 전력이며 또한 고신뢰성의 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.

도 l은 본 발명의 실시형태 1의 액츄에이터를 탑재하고 있는 광 픽업 모듈(이하 모듈이라고 기재)의 정면도,

도 2는 도 1의 모듈의 상세 정면도,

도 3은 도 1의 모듈의 단면도,

도 4는 본 발명의 실시형태 1의 액츄에이터의 확대 정면도,

도 5는 도 4의 V-V선 단면도,

도 6a는 트랙킹 방향의 렌즈 시프트를 행하지 않은 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 W-W선에서 본 도면,

도 6b는 도 4의 부분의 확대도,

도 6c는 트랙킹 방향의 렌즈 시프트를 행하지 않은 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 Y-Y선에서 본 도면,

도 7a는 디스크 내주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 W-W선에서 본 도면,

도 7b는 디스크 내주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 부분 확대도,

도 7c는 디스크 내주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 Y-Y선에서 본 도면,

도 8a는 디스크 외주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 W-W선에서 본 도면,

도 8b는 디스크 외주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 부분 확대도,

도 8c는 디스크 외주측에 렌즈 시프트한 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부의 Y-Y선에서 본 도면,

도 9a는 본 발명의 액츄에이터 장치부의 포커스 및 트랙킹의 구동방향을 도시하는 사시도,

도 9b는 본 발명의 액츄에이터 장치부의 포커스 및 트랙킹의 구동방향을 도시하는 사시도,

도 10a는 본 발명의 액츄에이터 장치부의 경사의 구동방향을 도시하는 사시도,

도 10b는 본 발명의 액츄에이터 장치부의 경사의 구동방향을 도시하는 사시도,

도 11은 도 4의 Z-Z선 단면도,

도 12는 종래의 광 픽업의 정면도,

도 13은 종래의 광 픽업의 단면도,

도 14는 종래의 액츄에이터의 정면도,

도 15는 종래의 액츄에이터의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광 디스크 2 : 스핀들 모터

3 : 광 픽업 4 : 트래버스 모터

5 : 감속 기어 6 : 스크류 샤프트

7 : 랙 8 :지지 샤프트

9 : 가이드 샤프트 11 : 캐리지

이하 구체적인 실시형태에 의해 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1의 액츄에이터를 탑재하고 있는 모듈의 정면도, 도 2는 도 1의 모듈의 상세 정면도, 도 3은 도 1의 모듈의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시형태 1의 액츄에이터의 확대 정면도이고, 도 5은 도 4의 V-V선 단면도이다. 도 6은 트랙킹 방향의 렌즈 시프트를 행하지 않은 상태의 도 4의 액츄에이터 장치부를 표시하고, 도 6a는 그 W-W선에서 본 도면, 도 6b는 그 부분 확대도, 도 6c는 그 Y-Y선에서 본 도면이다.

도 1에서 디지털 데이터를 수납하고 있는 광 디스크(1)는 스핀들 모터(2)에 의해 회전한다. 또한, 도 1에서 광 디스크(1)를 실선으로 표시하고 있다. 스핀들 모터(2)에는 광 디스크(1)를 지지하는 처킹부가 형성되어 있다. 광 픽업(3)은 디지털 데이터를 광 디스크(1)로부터 판독하여 재생하거나, 혹은 광 디스크(1)에 기록한다.

트래버스(traverse) 모터(4), 감속 기어(5), 스크류 샤프트(6), 랙(7), 지지 샤프트(8), 가이드 샤프트(9)에 의해 광 디스크(1)의 내주로부터 외주의 범위를 광 픽업(3)이 이동한다. 스크류 샤프트(6)에는 나선 홈이 형성되어 있고, 광 픽업(3)에 고정된 랙(7)의 날이 나선홈과 맞물려 있다. 트래버스 모터(4)가 감속 기어(5)를 이용해 스크류 샤프트(6)에 회전력을 전달한다.

광 픽업(3)은 지지 샤프트(8), 가이드 샤프트(9)에 슬라이드 이동 가능하게지지되어 있다. 스크류 샤프트(6)의 회전력은 랙(7)을 통해 광 픽업(3)을 이동시킨다. 트래버스 모터(4)의 정회전 혹은 역회전 방향에 의해 광 픽업(3)을 광 디스크(1)의 내외주의 범위에서 왕복 이동시킨다. 광 픽업 모듈 기판(10)에는 스핀들 모터(2), 트래버스 모터(4), 광 픽업(3) 등이 탑재되어 있다.

도 2, 도 3에서 캐리지(11)는 지지 샤프트(8), 가이드 샤프트(9) 위에서 액츄에이터 장치(12)와 광학계를 탑재하고 있다.

레이저부(13)는 파장 780㎚와 파장 635∼650㎚의 2개의 파장의 레이저광(15)을 발광한다. 수광 소자부(14)는 광 디스크(1)로부터의 광 신호를 수광하고, 레이저 광(15)의 출력을 모니터할 수 있는 광 모니터도 형성되어 있다. 광 분리 수단인 프리즘(16)은 한쪽은 레이저 광(15)을 투과하고, 되돌아오는 광을 수광 소자부(14)로 이끈다. 프리즘(16)에는 레이저 광(15)을 모니터하기 위한 회절 격자(도시하지 않음)가 형성됨과 동시에, 수광 소자부(14)측으로 이끈 위치에 다시 파장 780㎚의 광을 분할하는 회절 격자(도시하지 않음)가 구비되어 있다. 또한, 프리즘(16)의 레이저부(13)측에는 3개의 빔을 형성하기 위한 회절 격자가 작성되어 있고, 한쪽 레이저 파장이 다른 파장으로부터 영향을 받지 않도록 되어 있다.

파장 635∼650㎚의 광을 분할하는 회절 격자(17)는 이 파장의 광 이외의 레이저 광(15)에는 영향이 적어지도록 되어 있다. 결합부재(18)는 레이저부(13)와 수광 소자부(14)의 위치를 정하기 위한 부재이다. 수광 소자부(14)에는 플렉시블 기판(도시하지 않음)이 탑재되고, 레이저 브레이크(19)에 납땜 등으로 결합되어 있다. 조준 렌즈(20, collimate lens)는 레이저부(13)로부터 사출된 발산광을 대략평행광으로 하고 있다. 빔 스플릿터(21, beam splitter)는 파장 780㎚과 파장 635∼650㎚의 레이저 광(15)을 분리 및 결합하고 있다.

도 2에 도시하는 바와같이, 파장 780㎚의 레이저 광(15)은 빔 스플릿터(21)에서 반사되고, 파장 635∼650㎚의 레이저 광(15)이 투과한다. 반사경(22)은 빔 스플릿터(21)를 투과한 파장 635∼650㎚의 파장을 반사한다.

도 3에서 반사경(23)은 대물 렌즈(24)에의 반사각도 및 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다. 광학 조정부재(25)에는 반사경(22)이 접착 고정되고, 시프트 부재(26)에 대해 광학 조정할 수 있도록 구면 등의 형상으로 회전 가능하게 되어 있다.

시프트 부재(26)는 슬라이드 샤프트(27)에 끼워지고, 캐리지(11)에 대해 슬라이드 가능하다. 시프트 조정 나사(29)는 캐리지(11)에 형성된 관통구멍에 끼워진 후, 다시 시프트 부재(26)에 형성된 암나사로 조여지고, 시프트 조정 나사(29)를 회전시킴으로써, 시프트 부재(26)가 캐리지(11)에 대해 슬라이드하도록 되어 있다.

이 때, 시프트 부재(26)와 캐리지(11) 사이에 배치된 시프트 용수철(28)이 양자를 탄성 상태로 지지한다. 또한, 시프트 조정 나사(29)와 캐리지(11)가 닿는 면은 테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 이에 따라 슬라이드 샤프트(27)와 시프트 부재(26) 사이의 클리어런스를 흡수할 수 있도록 되어 있다. 빔 성형 프리즘(30)은 파장 635∼650㎚의 레이저 광(15)을 방사상 방향으로 빔 성형하고 있다.

도 5에서 개구 필터(31)는 레이저 광(15)의 다른 파장에 대해 다른 개구수를결정하는 파장 선택 기능과, 레이저 광(15)의 직선 편광과 원편광을 변환하는 λ/4판의 기능을 가진다. 대물 렌즈 지지통(32)에는 대물 렌즈(24)가 접착제 등으로 고정되어 있다.

도 6a 및 도 6c에서 포커스 코일(33, 34)은 각각 대략 링 상태로 감겨 있고, 트랙킹 코일(35, 36)도 마찬가지로 각각 대략 링 상태로 감겨져 있다. 이들 포커스 코일(33, 34), 트랙킹 코일(35, 36)도 대물 렌즈 지지통(32)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 용수철 기판(37, 38)은 각각 도전성을 가지는 서스펜션 와이어(39)(본 실시형태의 탄성 부재)로부터 전력이 공급되고, 또한 대물 렌즈 지지통(32)과 접합하기 위한 중계 기판으로서 이용된다.

서스펜션 와이어(39)의 일단은 용수철 기판(37)과 용수철 기판(38)에 납땜 등으로 접합되고, 포커스 코일(33, 34) 및 트랙킹 코일(35, 36)도 용수철 기판(37, 38)에 납땜 등으로 서스펜션 와이어(39)에 고정된다.

서스펜션 홀더(40)에는 서스펜션 와이어(39) 이외의 일단을 납땜 등으로 고정하기 위해 플렉시블 기판이 접착 고정되어 있다.

또한, 용수철 기판(37)과 용수철 기판(38)은 대물 렌즈 지지통(32)에 대해 접착제 등으로 고정된다. 서스펜션 와이어(39)는 포커스 코일(33, 34)의 각각과, 또한 직렬로 접합된 트랙킹 코일(35, 36)에 대해 전력을 공급할 수 있도록, 적어도 6개의 둥근 와이어 또는 판 용수철 등으로 구성되어 있다.

포커스 자석(41, 42)은 포커스 코일(33, 34)보다 트랙킹 방향의 폭이 작게 구성되어 있다. 또한, 포커스 자석(41, 42)의 각각의 중심이 포커스 코일(33, 34)의 각각의 중심과는 떨어져 배치되어 있다. 즉, 포커스 자석(41)은 포커스 코일(33)보다 디스크 내주측에 배치되어 있고, 포커스 자석(42)은 포커스 코일(34)보다 외주측에 배치되어 있다.

포커스 자석(41, 42)은 포커스 코일(33, 34)에 대향하여 배치된다. 또한, 트랙킹 자석(43, 44)은 트랙킹 코일(35, 36)에 대향하여 배치되어 있다. 즉, 도 4, 도 6a 내지 도 6C에서 포커스 코일(33, 34)의 감는 선을 감아 형성된 감긴 면은 포커스 방향과 트랙킹 방향에 대략 평행하고, 감는 선의 감긴 축(감긴 면의 수직선)은 포커스 방향에 대해 대략 수직이며 탄젠셜 방향과 대략 평행을 이루어 배치한다. 또한, 포커스 코일(33)과 포커스 자석(41)으로 구성되는 제1 포커스 자기회로와, 포커스 코일(34)과 포커스 자석(42)으로 구성되는 제2 포커스 자기회로는 대물 렌즈(24)의 중심에 대해 점대칭으로 배치되어 있다.

또한, 트랙킹 코일(35, 36)도, 감는 선을 감아 형성된 감긴 면은 포커스 방향과 트랙킹 방향에 대략 평행하고, 감는 선의 감긴 축(감긴 면의 수직선)은 포커스 방향에 대해 대략 수직이며 탄젠셜 방향과 대략 평행을 이루어 배치한다. 또한, 트랙킹 코일(35)과 트랙킹 자석(44)으로 구성되는 제1 트랙킹 자기회로와, 트랙킹 코일(36)과 트랙킹 자석(44)으로 구성되는 제2 트랙킹 자기회로는 대물 렌즈(24)의 중심에 대해 점 대칭으로 배치되어 있다.

이상과 같이 제1 포커스 자기회로와 제2 포커스 자기회로를 대물 렌즈의 중심에 대해 점 대칭으로 배치하고, 또한 더불어 제1 트랙킹 자기회로와 제2 트랙킹 자기회로를 대물 렌즈(24)의 중심에 대해 점 대칭으로 배치하였으므로, 전자력에의한 구동력 중심을 대물 렌즈(24)의 중심에 일치시킬 수 있다. 따라서, 정확한 포커스 제어와 트랙킹 제어를 실현할 수 있다.

도 9는 본 발명의 액츄에이터 장치부의 포커스 및 트랙킹 구동 방향을 도시하는 도면으로서, 도 9a와 도 9b는 각각 다른 각도에서 본 사시도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 액츄에이터 장치부의 경사 구동 방향을 도시하는 것으로서, 도 10a와 도 10b는 각각 다른 각도에서 본 사시도이다.

본 실시형태에서는 도 9a, 도 9b에 도시하는 바와같이, 포커스 자석(41, 42)은 포커스 방향으로 분할 착자(分割着磁)되고, 트랙킹 자석(43, 44)은 트랙킹 방향으로 분할 착자되어 있다.

또한, 도 9a, 및 도 9b에 N, S의 극성으로 표시하는 바와같이, 포커스 코일(33, 34)의 한쪽측의 선속(線束)에 대향하는 자석(41, 42)의 자극(磁極)이 포커스 코일(33, 34)의 다른측 선속에 대향하는 자석(41, 42)의 자극과 반대의 자극이 되도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 트랙킹 코일(35, 36)의 한쪽측의 선속에 대향하는 자석(43, 44)의 자극이 트랙킹 코일(35, 36)의 다른 측의 선속에 대향하는 자석(43, 44)의 자극과 반대의 자극이 되도록 배치되어 있다.

이 때, 포커스 자석(41, 42)과 자기 요크(45)는 포커스 자기회로(본 발명의 제1 자기회로)를 구성하고, 트랙킹 자석(43, 44)과 자기 요크(45)는 트랙킹 자기회로(본 발명의 제2 자기회로)를 구성한다.

포커스 자기회로중에는 포커스 코일(33, 34), 트랙킹 자기회로중에는 트랙킹 코일(35, 36)이 1쌍씩 배치된 구성을 실현할 수 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와같이, 제1 자기회로와 제2 자기회로는 대물 렌즈(24) 주위에 서로 교차하도록 배치되어 있다. 이렇게 하여 종래 대물 렌즈 네귀퉁이의 코너에 각각 4개의 코일을 배치한 구조에 비해 동등한 기능을 그 반수의 코일로 실현할 수 있어, 소형화와 경량화를 실현할 수 있다.

이 구조에 의해 포커스 코일(33, 34)에 각각 독립하여 통전함으로써 포커스 제어와 경사 제어가 가능해진다. 또한, 본 실시형태에서는 포커스 코일(33, 34)을 독립하여 제어하고 있는데, 포커스 코일(33, 34), 트랙킹 코일(35, 36)을 전부 독립으로 제어해도 된다. 이 경우 서스펜션 와이어(39)는 8개가 필요하지만, 어느 한쪽의 쌍, 예컨대 포커스 코일(33, 34)을 제어한 경우에는 서스펜션 와이어(39)는 6개로 된다.

포커스 자석(41, 42) 및 트랙킹 자석(43, 44)은 각각 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 분할되고, N, S 극을 대향시켜 맞붙인 것이다. 이 구조로 함으로써 극 사이에 발생하는 불감대를 억제할 수 있고, 각 코일의 시프트에 따라 자기회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있다. 경사 마진이 좁은 고밀도 광 디스크의 경사 제어를 행하기 위해서는 이와 같이 자석을 맞붙여 불감대를 조정하여 고정밀도의 제어를 실현할 수 있다.

다시 도 4와 도 9에서 자기 요크(45)는 포커스 자석(412, 42)과 트랙킹 자석(43, 44)의 자기회로를 형성한다. 이 때, 자기 요크(45)로부터 분기된 U자 형상의 분기 요크(45a, 45b)를 포커스 코일(33)과 트랙킹 코일(36) 사이 및 포커스 코일(34)과 트랙킹 코일(35) 사이로 각각 연장하여 설치한다. 그러면, 포커스 자기회로(제1 자기회로)를 구성하는 자속은 분기 요크(45a)에 집중하고, 트랙킹 자기회로(제2 자기회로)를 구성하는 자속은 분기 요크(45b)에 집중한다.

즉, 분기 요크(45a, 45b)를 이용함으로써, 포커스 자기회로(제1 자기회로)와 트랙킹 자기회로(제2 자기회로)를 상호 독립시킬 수 있다. 따라서, 자기회로와 코일의 통전 제어가 모두 포커스 제어 시스템과 트랙킹 제어 시스템에서 독립해 있으므로, 정확한 포커스 제어와 트랙킹 제어를 실현할 수 있다. 또한, 이에 추가하여 포커스 자석(41, 42) 및 트랙킹 자석(43, 44)을 각각 분할한 자극 배치로 하여 극 사이에 발생하는 불감대를 억제함과 동시에, 분기 요크(45a, 45b) 사이에 자속 빔을 집중시켜 보다 정밀도 높은 제어를 실현할 수 있다.

서스펜션 와이어(39)는 소형화와 서스펜션 와이어(39)의 포커스 방향 및 트랙킹 방향의 공진을 저감시키기 위해 역ハ자(액츄에이터 장치(12)측을 폭넓게, 서스펜션 홀더(40)측을 폭좁게)로 되어 텐션이 가해져 있다. 자기 요크(45)는 자기적인 관점에서는 포커스 자석(41, 42) 및 트랙킹 자석(43, 44)의 요크의 역할을 한다. 구조적인 관점에서 요크(45)는 서스펜션 홀더(40)를 지지하여 고정하는 기능을 가지고 있고, 접착제 등으로 서스펜션 홀더(40)에 고정되어 있다.

요크(45)와 서스펜션 홀더(40)로 형성되는 박스(46, 보다 상세하게는 박스 부분)에는 서스펜션 와이어(39)의 일부가 관통하고, 댐핑을 행하는 댐퍼 겔이 충전되어 있다. 댐퍼 겔은 자외선 조사 등으로 겔상태로 되는 재료를 사용하고 있다.

또한, 이하, 대물 렌즈 지지통(32), 포커스 코일(33, 34), 트랙킹 코일(35, 36), 용수철 기판(37, 38), 대물 렌즈(24), 개구 필터(31)로 구성되는 부분을 총칭하여 액츄에이터 가동부(본 발명의 가동부)라고 한다.

도 2에 도시하는 바와같이, 레이저 드라이버(47)는 레이저부(13)내에 내장되는 파장 780㎚와 파장 635∼650㎚의 파장 반도체 레이저를 발광시키기 위해 동작하고, 또한 각 파장에 대해 노이즈 저감을 위해 고주파 변조를 거는 기능을 가지고 있다. 또한, 레이저 드라이버(47)는 캐리지(11)의 하면측에 배치되고, 캐리지(11) 최하면에 배치되는 커버 금속판(도시하지 않음)과의 사이에 지지되며, 캐리지(11)와 커버 금속판에 접촉상태로 되므로, 실드와 방열이 효과적으로 행해진다.

다음에 본 실시 형태의 광 픽업의 광학 구성에 대해 설명한다.

레이저부(13)로부터 사출된 파장 780㎚의 레이저 광(15)은 3빔을 형성하는 회절격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(16)을 통해 조준 렌즈(20)에서 대략 평행하게 되고, 빔 스플릿터(21)로 방향을 바꾸어, 반사경(23), 개구 필터(31)를 통과하며, 대물 렌즈(24)에 의해 집광되어 광 디스크(1)상에 광 초점을 형성한다. 광 디스크(1)로부터 되돌아오는 레이저 광(15)은 갈 때는 반대로 통과하여, 프리즘(16)내의 파장 선택막에 의해 분리되고, 수광 소자부(14)와의 사이에 구성되는 회절격자에 의해 수광 소자부(14)내의 광 검출기로 인도된다.

이어서, 레이저부(13)로부터 사출된 파장 635∼650㎚의 레이저 광(15)은 3빔을 형성하는 회절격자를 통과하고, 빔을 분리하는 프리즘(16)을 통해 조준 렌즈(20)에서 대략 평행하게 되고, 빔 스플릿터(21)를 투과한 후, 반사경(22)에 의해 반사되며, 빔 성형 프리즘(30)에 의해 방사상측으로 빔 성형된다. 다음에 다시 빔 스플릿터(21)를 투과한 후, 반사경(23), 개구 필터(31)를 투과하여, 대물렌즈(24)에 의해 집광되어 광 디스크(1)에 광 초점을 형성한다. 광 디스크로부터 되돌아오는 레이저 광(15)은 가는 길을 반대로 통과하여, 프리즘(16)의 상부에 위치하는 회절격자(17)에 의해, 프리즘(16)을 통해 수광 소자내의 광 검출기에 인도된다. 이 회절격자(17)는 파장 635∼650㎚의 광을 분할하는 회절격자로, 파장 780㎚의 레이저 광(15)에는 거의 영향을 받지 않도록 격자를 형성하고 있다.

다음에, 본 실시형태의 액츄에이터 가동부의 동작에 관해 도 4, 도 9a 및 도 9b를 이용해 설명한다.

도시하지 않은 전원으로부터 서스펜션 홀더(40)에 부착된 가요성 기판, 이와 접속된 서스펜션 와이어(39), 또한 용수철 기판(37, 38)을 통해 포커스 코일(33, 34), 트랙킹 코일(35, 36)에 전력이 공급된다. 서스펜션 와이어(39)는 적어도 6개 이상 형성되어 있고, 그 중 2개는 직렬로 접속된 트랙킹 코일(35, 36)에 접속되고, 나머지 4개 중의 2개는 포커스 코일(33)에 접속되며, 나머지 2개가 포커스 코일(34)에 접속되어 있다. 이에 따라, 포커스 코일(33, 34)은 각각 독립으로 통전 제어하는 것이 가능해진다.

도 9a 및 도 9b에서 포커스 코일(33)과 포커스 코일(34) 모두 양방향(또는 음방향)으로 전류를 흐르게 하면, 포커스 코일(33, 34)과 포커스 자석(41, 42)의 배치관계와, 2분할된 자극의 극성 관계로부터 포커스 방향으로 가동할 수 있는 포커스 자기회로가 형성되고, 전류가 흐르는 방향 및 양에 따라 포커스 방향의 제어가 가능해진다.

다음에, 트랙킹 코일(35, 36)에 양방향(또는 음방향)으로 전류를 흐르게 하면, 트랙킹 코일(35, 36)과 트랙킹 자석(43, 44)의 배치관계와, 2분할된 자극의 극성 관계로부터 트랙킹 방향으로 가동할 수 있는 트랙킹 자기회로가 형성되어, 트랙킹 방향의 제어가 가능해진다.

그런데, 본 실시형태에서는 상술한 바와같이 포커스 코일(33)과 포커스 코일(34)에는 각각 독립하여 전류를 흐르게할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 도 10a 및 도 10b에 도시하는 바와같이, 한쪽 코일에 흐르는 전류의 방향을 반전하면, 포커스 코일(33)에는 광 디스크(1)에 가까운 방향으로 힘이 작용하고, 포커스 코일(34)에는 광 디스크(1)로 멀어지는 방향으로 힘이 작용한다. 이 결과, 상반되는 힘에 의해, 액츄에이터 가동부에는 방사상 방향으로 회전하는 모멘트가 발생하고, 6개의 서스펜션 와이어(39)에 작용하는 비틀림 모멘트와의 힘이 균형이 잡히는 위치까지 경사된다. 이 포커스 코일(33), 포커스 코일(34)에 흐르는 방향 및 양에 따라 방사상 방향의 경사 제어가 가능해진다.

완전히 동일하게, 트랙킹 코일(35), 트랙킹 코일(36)에 각각 독립하여 전류를 흐르게할 수 있는 경우는 한쪽 코일에 흐르는 전류의 방향을 반전하면, 액츄에이터 가동부에 방사상 방향으로 회전하는 모멘트가 발생하여, 6개의 서스펜션 와이어(39)에 작용하는 비틀림 모멘트의 힘이 균형잡히는 위치까지 경사시킬 수 있어, 방사상 방향의 경사 제어가 가능해진다. 이와 같이, 포커스 코일(33, 34)과 트랙킹 코일(35, 36)의 양쪽을 사용해 경사 제어하는 것도 가능하고, 어느 한쪽만을 사용해 경사 제어하는 것도 가능하다.

다음에, 렌즈 시프트에 의해 발생된 액츄에이터부의 경사를 해제하는 셀프해제러의 동작에 대해 설명한다. 상술의 도 6은 본 발명의 실시형태 1의 트랙킹 방향의 렌즈 시프트를 행하지 않은(뉴트럴한) 상태의 액츄에이터 장치를 나타내고 있다. 포커스 코일(33, 34)의 사선 영역은 포커스 방향으로 구동력을 발생시키는 포커스 자기회로의 자속이 존재하는 영역을 나타낸 것이다. 렌즈 시프트를 행하지 않은 경우는 도 6a, 및 도6c에 도시하는 바와같이 포커스 코일(33), 포커스 코일(34)의 포커스 방향의 힘을 발생시키기 위한 사선 영역이 동일하므로, 이 상태에서 포커스 동작을 행한 경우 방사상 방향의 경사는 발생하지 않는다.

도 7은 디스크 내주측에 렌즈 시프트한 상태의 액츄에이터 장치부를 나타내고, 도 7a는 그 상태의 도 4의 W-W선에서 본 도면, 도 7b는 부분 확대도, 도 7c는 그 상태의 도 4의 Y-Y선에서 본 도면이다. 도면 중, 도 7a, 도 7c에 도시하는 사선영역은 포커스 방향으로 구동력을 발생시키는 포커스 자기회로의 자속이 존재하는 영역을 나타낸 것이다.

그런데, MC형의 광 픽업 액츄에이터의 문제점으로서, 도 7b에 도시하는 트랙킹 방향으로 렌즈 시프트하여 포커스 동작을 행한 경우, 자석의 위치는 변하지 않으므로 렌즈 시프트한 방향과는 반대의 위치에 포커스 구동점이 이동하고, 대물 렌즈(24) 중심 위치에서 엇갈림이 발생한다. 이 상태에서 대물 렌즈(24)측에 포커스 동작시킨 경우, MC형 액츄에이터의 경우 도7a, 도 7c의 파선 화살표 방향의 방사상 경사가 발생한다.

그러나, 본 실시형태의 액츄에이터에 있어서는 도 7a, 도 7c와 같이 포커스 자석(41, 42)을 포커스 코일(33, 34)보다 트랙킹 방향의 폭을 작게 구성하고 있다.또한, 포커스 자석의 부착 위치를 포커스 코일(33)에 대해 포커스 자석(41)은 디스크 내주측에, 또한 포커스 코일(34)에 대해 포커스 자석(42)은 디스크 외주측에 배치하고 있다. 이에 따라, 도 7b와 같이 내주측으로 렌즈 시프트한 경우 포커스 방향으로 구동력을 발생시키는 영역은 포커스 코일(33)쪽이 포커스 코일(34)보다 넓어진다. 이에 따라, 대물 렌즈(24)측에 포커스 동작시킨 경우는 실선 화살표 방향의 방사상 경사가 발생하여, 파선 화살표 방향의 방사상 경사를 해제한다. 반대의 포커스 동작한 경우는 전부 역방향의 방사상 경사가 발생하여 경사를 해제한다. 또한, 포커스 자석(41, 42)의 트랙킹 방향의 폭과 상술의 영역설정, 각 부착 위치는 방사상 경사와 모멘트가 밸런스를 취하도록 조정한다.

도 8은 반대로 디스크 외주측에 렌즈 시프트한 상태의 액츄에이터 장치부를 나타내고, 도 8a는 그 상태의 도 4의 W-W선에서 본 도면, 도 8b는 부분 확대도, 도 8c는 그 상태의 도 4의 Y-Y선에서 본 도면이다. 도면 중, 도 8a, 도 8b의 사선 영역은 포커스 방향으로 구동력을 발생시키는 영역을 나타낸 것이다. 도 8b에 도시하는 바와같이 MC형 액츄에이터를 디스크 외주측으로 렌즈 시프트하여 포커스 동작을 행한 경우, 자석의 위치는 변하지 않으므로 렌즈 시프트한 방향과는 반대의 위치에 포커스 구동점이 이동하고, 대물 렌즈(24) 중심위치에서 어긋나게 된다. 이 상태에서 대물 렌즈(24)측에 포커스 동작시킨 경우, MC형 액츄에이터이면, 파선 화살표 방향의 방사상 경사가 발생한다.

그러나, 본 실시 형태의 액츄에이터에 있어서는, 포커스 자석(41, 42)을 포커스 코일(33, 34)보다 트랙킹 방향의 폭을 작게 구성하고 있다. 또한, 포커스 자석의 부착 위치를 포커스 코일(33)에 대해 포커스 자석(41)은 디스크 내주측에, 또한 포커스 코일(34)에 대해 포커스 자석(42)은 디스크 외주에 배치하고 있으므로, 도 8b와 같이 외주측으로 렌즈 시프트한 경우 포커스 방향으로 구동력을 발생시키는 영역은 포커스 코일(34)쪽이 포커스 코일(33)보다 넓어진다. 이에 따라 대물 렌즈(24)측에 포커스 동작시킨 경우는 실선 화살표 방향의 경사가 발생하여, 파선 화살표 방향의 방사상 경사를 해제한다. 반대의 포커스 동작된 경우는 전부 역방향의 방사상 경사가 발생하여 경사를 해제한다. 또한, 포커스 자석(41, 42)의 트랙킹 방향의 폭과 상술의 영역 설정, 각 부착 위치는 방사상 경사와 모멘트가 밸런스를 취하도록 조정한다.

이상에 설명한 바와같이, 본 발명의 액츄에이터 장치에 의하면, 대물 렌즈(24)를 트랙킹시켜 포커스 시프트시킨 경우(넓은 뜻으로 렌즈 시프트라고 총칭한다)에 발생되는 액츄에이터부의 경사를 셀프 해제할 수 있다. 따라서, 본래의 제어 목적인 포커스, 트랙킹 및 경사의 각 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업에 의하면, 제어 정밀도의 향상에 의해 정확하고 신뢰성 높은 재생, 혹은 기록 동작을 행할 수 있다. 이렇게 본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업 및 이를 이용한 광 디스크 장치에 의하면, 정확하고 신뢰성 높은 재생 혹은 기록의 동작을 행할 수 있다.

그런데, 액츄에이터에는 이상 설명한 제어동작 이외에 각 부재에 대한 중력도 작용하여, 이 중력에 의한 가동부의 중심 주위의 회전이 생긴다. 이를 도 11에 따라 상세하게 설명한다. 도 11은 도 4의 Z-Z선 단면도이다.

서스펜션 와이어(39a, 39b, 39c)는 대물 렌즈(24)를 끼고 쌍을 이루도록 3쌍 형성되어 있고, 각각의 와이어의 탄성 계수는 K1, K2, K3이다. 와이어(39a, 39b, 39c)는 와이어(39a)의 포커스 방향의 위치(높이)를 기준으로 하여, 와이어(39a)에서 액츄에이터 가동부의 중심위치(12a)까지의 거리를 X1, 와이어(39a)에서 와이어(39b)까지의 거리를 X2, 와이어(39a)에서 서스펜션 와이어(39c)까지의 거리를 X3으로 한 위치에 배치되어 있다. 선(39d)은 와이어(39a)와 와이어(39c)의 중심선이다.

또한, 본 실시 형태에서 트랙킹 코일(35, 36)의 구동의 중심이 액츄에이터 가동부의 중심위치(12a)와 일치하도록 형성되어 있다. 방사상 방향 면내의 모멘트에는 트랙킹 코일(35, 36)의 구동력에 의거하는 모멘트가 작용한다.

즉, 트랙킹 코일(35, 36)의 구동력은 대물 렌즈 지지통(32)에 작용하고, 와이어(39a, 39b, 39c)에 분력으로 되어 지지되므로, 이 분력에 의거하는 중심위치(12a) 주위의 모멘트가 균형 잡히면 된다.

와이어(39a, 39b, 39c)의 신장은 동일하므로, 중심위치(12a) 주위의 모멘트가 균형 잡히는 조건식은

X1·K1 + (X1-X2)·K2=(X3-X1)·K3

으로 된다.

상기 조건을 만족하기 위한 제1 방법은 와이어(39a, 39b, 39c)의 거리(X1, X2, X3)가 설계상 미리 설정되므로, 각각의 와이어의 탄성 계수(K1, K2, K3)를

X1·K1+(X1-X2)·K2=(X3-X1)·K3

를 만족하도록 선택하면 좋다. 이 수단은 액츄에이터의 소형화를 위한 거리(X1, X2, X3)가 작게 설정되었을 때에 유효한 방법이다.

또한, 상기 조건을 만족하기 위한 제2 방법은 와이어(39a, 39b, 39c)의 탄성 계수(Kl, K2, K3)가 재료설계상 등에서 미리 설정되었을 때, 거리(X1, X2, X3)를

X1·K1+(X1-X2)·K2=(X3-X1)·K3

를 만족하도록 설계하면 좋다. 이 방법으로도 중심(12a) 주위의 모멘트 소거를 실현할 수 있다. 와이어(39a, 39b, 39c)의 재료가 이미 정해져 있을 때, 간단히 모멘트 소거를 실현할 수 있는 방법이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 제1 자기회로와 제2 자기회로는 대물 렌즈(24) 주위에 상호 교차하도록 배치되어 있다. 이에 따라 코일 배치수를 반으로 저감시킬 수 있어, 소형화 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 제1 포커스 자기회로와 제2 포커스 자기회로를 대물 렌즈의 중심에 대해 점대칭으로 배치하고, 또한 더불어 제1 트랙킹 자기회로와 제2 트랙킹 자기회로를 대물 렌즈(24)의 중심에 대해 점 대칭으로 배치하였으므로, 전자력에 의한 구동력 중심을 대물 렌즈(24)의 중심에 일치시킬 수 있다. 따라서, 정확한 포커스 제어와 트랙킹 제어를 실현할 수 있다.

또한, 경사 마진이 매우 좁은 고밀도 광 디스크에 대응할 수 있는 방사상 경사 제어가 가능한 3축 액츄에이터를 실현할 수 있다. 또한, 가동부를 경량화할 수 있으므로, 이에 따라 고감도 가능한 광 픽업 액츄에이터를 실현할 수 있어, 보다저소비 전력의 광 픽업 액츄에이터를 제공할 수 있다.

특히, 자석의 착자를 다극 착자로 하지 않고 자석을 분리하여 맞붙인 타입으로 함으로써, 극 사이에 발생하는 불감대를 억제할 수 있고, 각 코일의 시프트에 따라 자기회로 특성의 열화를 최소한으로 억제할 수 있다. 이에 따라 선형성이 높은 액츄에이터를 제공할 수 있다.

또한, 렌즈 시프트에 의해 발생되는 방사상 경사를 코일과 자석을 적정하게 배치함으로써 셀프 해제할 수 있다. 이렇게 렌즈 시프트에 의해 발생되는 액츄에이터부의 경사를 셀프 해제할 수 있다. 따라서, 본래의 제어 목적인 포커스, 트랙킹 및 경사의 각 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 의하면, 서스펜션 와이어(39a, 39b, 39c)의 탄성 계수(Kl, K2, K3)와 거리(X1, X2, X3)가

X1·K1+(X1-X2)·K2=(X3-X1)·K3

를 만족하도록 설정되어 있으므로, 항상 가동부의 구동 중심 주위의 모멘트가 제로로 되어, 불필요한 경사가 발생하지 않는다. 이 때문에, 또한 종래 필요했던 매스밸런스 등을 부가할 필요가 없어, 광 픽업 액츄에이터 가동부의 경량화를 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업에 의하면, 제어 정밀도 향상에 의해 정확하고 신뢰성 높은 재생, 혹은 기록 동작을 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 소형화 경량화된 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업에 의하면, 소형화되고, 저소비 전력이며 또한 정확하고 높은 신뢰성 있는 광 픽업을 제공할 수 있다.

이렇게 본 발명의 액츄에이터 장치를 이용한 광 픽업 및 이를 이용한 광 디스크 장치에 의하면, 정확하고 신뢰성 높은 재생, 혹은 기록 동작을 행할 수 있다. 또한, 모바일형 퍼스널 컴퓨터 등에도 탑재 가능한 박형, 소형, 저소비 전력이며 또한 고신뢰성의 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.

Claims

대물 렌즈와,

상기 대물 렌즈를 지지하는 대물 렌즈 지지통과 포커스 코일과 트랙킹 코일을 구비하는 가동부와,

상기 포커스 코일을 구동하기 위한 포커스 자석과 자기 요크를 구비하는 제1 자기회로와,

트랙킹 코일을 구동하기 위한 트랙킹 자석과 상기 자기 요크를 구비하는 제2 자기회로와,

상기 가동부를 지지하는 탄성 부재를 구비하는 광 픽업 액츄에이터에 있어서,

상기 제1 자기회로에는 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 상기 포커스 코일 및 한쌍의 상기 포커스 자석이 배치됨과 동시에, 상기 제2 자기회로에는 상기 대물 렌즈에 대해 대략 대칭적으로 배치된 한쌍의 상기 트랙킹 코일 및 한쌍의 상기 트랙킹 자석이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 자석 및 한쌍의 트랙킹 자석의 각각은 다수개의 자석을 결합한 분할 자석으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 자석은 포커스 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하고, 상기 한쌍의 트랙킹 자석은 트랙킹 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하며, 각각의 자석은 반대극을 서로 접해 1개의 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 각각의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭이 상기 포커스 코일의 트랙킹 방향의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭 중심이 상기 한쌍의 포커스 코일의 트랙킹 방향 폭 중심과는 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 트랙킹 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제6항에 있어서,

상기 전력 공급은 상기 가동부를 지지하는 적어도 6개의 탄성 부재에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제7항에 있어서,

상기 전력 공급은 상기 가동부를 지지하는 적어도 6개의 탄성 부재에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 포커스 코일은 대략 링 상태로 감는 선인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 트랙킹 코일은 대략 링 상태로 감는 선인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제3항에 있어서,

상기 포커스 코일 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극은 상기 포커스 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제3항에 있어서,

상기 트랙킹 코일 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극은 상기 트랙킹 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 탄성 부재는 상기 대물 렌즈를 끼고 쌍을 이루도록 포커스 방향으로 다수쌍 구비됨과 동시에, 상기 탄성 부재는 각쌍마다 다른 탄성 계수를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 탄성 부재는 3쌍의 탄성 부재로 이루어지고, 각각의 쌍의 탄성 부재의 탄성 계수를 광 디스크측으로부터 순서대로 K1, K2, K3로 하고, 탄성 계수(K1)의 탄성 부재의 포커스 방향의 위치를 기준으로 하여 상기 가동부의 중심 위치까지의 거리를 X1, 탄성 계수(K2)의 탄성 부재까지의 거리를 X2, 탄성 계수(K3)의 탄성 부재까지의 거리를 X3으로 했을 때,

X1·K1 + (X1 - X2)·K2 = (X3 - X1)·K3

을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제1항 기재의 광 픽업 액츄에이터를 사용한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
대물 렌즈와,

상기 대물 렌즈를 지지하는 대물 렌즈 지지통과 포커스 코일과 트랙킹 코일을 가지고 다수의 도전성을 구비하는 탄성 부재에 의해 변위 가능하게 지지된 가동부와,

상기 포커스 코일을 구동하기 위한 포커스 자석과 자기 요크를 구비하는 제1 자기회로와,

상기 트랙킹 코일을 구동시키기 위한 트랙킹 자석과 상기 자기 요크를 구비하는 제2 자기회로와,

상기 탄성 부재를 구비하는 광 픽업 액츄에이터로서,

상기 제1 자기회로에는 상기 대물 렌즈의 중심에 대해 점대칭으로 배치한 한쌍의 상기 포커스 코일과 한쌍의 상기 포커스 자석을 가지고, 상기 제2 자기회로에는 상기 대물 렌즈의 중심에 대해 점대칭으로 배치된 한쌍의 상기 트랙킹 코일과 한쌍의 상기 트랙킹 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 자석은 포커스 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하고, 상기 한쌍의 트랙킹 자석은 트랙킹 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하며, 각각의 분할된 자석은 서로 반대극을 접해 1개의 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 각각의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭은 상기 포커스 코일의 트랙킹 방향의 폭보다 작게 형성하고, 상기 한쌍의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭 중심을 상기 한쌍의 포커스 코일의 트랙킹 방향의 폭 중심으로부터 떨어져 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

적어도 6개의 상기 탄성 부재를 가지고, 상기 한쌍의 포커스 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

적어도 6개의 상기 탄성 부재를 가지고, 상기 한쌍의 트랙킹 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 포커스 코일은 대략 링 상태로 감기고, 감겨 형성된 감긴 면은 포커스 방향으로 대략 평행하게 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 트랙킹 코일은 대략 링 상태로 감기고, 감겨 형성된 감긴 면은 포커스 방향으로 대략 평행하게 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 포커스 코일은 감기는 면이 포커스 방향으로 대략 평행하게 되도록 배치하고, 또한 포커스 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하여 상호 반대극을 서로 접해 1개로 형성된 상기 포커스 자석에 상기 감기는 면이 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제24항에 있어서,

상기 포커스 코일의 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극이, 상기 포커스 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 트랙킹 코일은 감기는 면이 포커스 방향에 대략 평행하게 되도록 배치하고, 또한 트랙킹 방향에 반대 자극이 나타나도록 분할하여 반대극을 서로 접해 1개로 형성된 상기 트랙킹 자석에 상기 감기는 면이 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제26항에 있어서,

상기 트랙킹 코일의 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극이, 상기 트랙킹 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 대물 렌즈를 끼고 쌍을 이루도록 포커스 방향으로 다수쌍 설치됨과 동시에, 상기 탄성 부재는 각 쌍마다 다른 탄성 계수를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항에 있어서,

상기 탄성 부재는 3쌍의 탄성 부재로 이루어지고, 각각의 쌍의 탄성 부재의 탄성 계수를 광 디스크측으로부터 순서대로 K1, K2, K3로 하고, 탄성 계수(K1)의 탄성 부재의 포커스 방향의 위치를 기준으로 하여 상기 가동부의 중심 위치까지의거리를 X1, 탄성 계수(K2)의 탄성 부재까지의 거리를 X2, 탄성 계수(K3)의 탄성 부재까지의 거리를 X3으로 했을 때,

X1·K1 + (X1 - X2)·K2 = (X3 - X1)·K3

을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제17항 기재의 광 픽업 액츄에이터를 사용한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
대물 렌즈와,

상기 대물 렌즈를 지지하는 대물 렌즈 지지통과 포커스 코일과 트랙킹 코일을 가지고 다수의 도전성을 구비하는 탄성 부재에 의해 변위 가능하게 지지된 가동부와,

상기 포커스 코일을 구동하기 위한 포커스 자석과 자기 요크를 구비하는 제1 자기회로와,

상기 트랙킹 코일을 구동시키기 위한 트랙킹 자석과 상기 자기 요크를 구비하는 제2 자기회로와,

상기 탄성 부재를 구비하는 광 픽업 액츄에이터로서,

상기 제1 자기회로에는 상기 대물 렌즈의 중심에 대해 점대칭으로 배치한 한쌍의 상기 포커스 코일과 한쌍의 상기 포커스 자석을 가지고, 상기 제2 자기회로에는 상기 대물 렌즈의 중심에 대해 점대칭으로 배치한 한쌍의 상기 트랙킹 코일과한쌍의 상기 트랙킹 자석을 가지고,

상기 제1 자기회로와 상기 제2 자기회로는 대물 렌즈의 중심 주위에 상호 교차하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 한쌍의 포커스 자석은 포커스 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하고, 상기 한쌍의 트랙킹 자석은 트랙킹 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하며, 각각의 분할된 자석은 반대극을 서로 접해 1개의 자석으로 형성한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 각각의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭은 상기 포커스 코일의 트랙킹 방향의 폭보다 작게 형성하고, 상기 한쌍의 포커스 자석의 트랙킹 방향의 폭 중심을 상기 한쌍의 포커스 코일의 트랙킹 방향의 폭 중심으로부터 떨어져 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 자기 요크는 상기 포커스 코일과 상기 트랙킹 코일 사이에 연장된 분기 요크를 가지고, 상기 제1 자기회로와 상기 제2 자기회로를 상호 독립시킨 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

적어도 6개의 상기 탄성 부재를 가지고, 상기 한쌍의 포커스 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

적어도 6개의 상기 탄성 부재를 가지고, 상기 한쌍의 트랙킹 코일의 각각에 대해 독립으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 포커스 코일은 대략 링 상태로 감기고, 감겨 형성된 감긴 면은 포커스 방향에 대략 평행하고, 감기는 축이 포커스 방향에 대해 대략 수직이 되도록 배치함과 동시에, 포커스 방향에 반대 자극이 나타나도록 분할하여 반대극을 서로 접해 1개로 형성된 상기 포커스 자석에 상기 감기는 면이 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제37항에 있어서,

상기 포커스 코일 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극이 상기 포커스 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 포커스 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 트랙킹 코일은 대략 링 상태로 감기고, 감겨 형성된 감긴 면은 포커스 방향에 대략 평행하고, 또한, 감기는 축이 포커스 방향에 대해 대략 수직이 되도록 배치함과 동시에, 트랙킹 방향으로 반대 자극이 나타나도록 분할하여 반대극을 서로 접해 1개로 형성된 상기 트랙킹 자석에 상기 감기는 면이 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제39항에 있어서,

상기 트랙킹 코일 한쪽측의 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극이 상기 트랙킹 코일의 다른측 선속에 대향하는 상기 트랙킹 자석의 극과 반대극인 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 대물 렌즈를 끼고 쌍을 이루도록 포커스 방향으로 다수쌍 구비됨과 동시에, 상기 탄성 부재는 각 쌍마다 다른 탄성 계수를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항에 있어서,

상기 탄성 부재는 3쌍의 탄성 부재로 이루어지고, 각각의 쌍의 탄성 부재의탄성 계수를 광 디스크측으로부터 순서대로 K1, K2, K3로 하고, 탄성 계수(K1)의 탄성 부재의 포커스 방향의 위치를 기준으로 하여 상기 가동부의 중심 위치까지의 거리를 X1, 탄성 계수(K2)의 탄성 부재까지의 거리를 X2, 탄성 계수(K3)의 탄성 부재까지의 거리를 X3으로 했을 때,

X1·K1 + (X1 - X2)·K2 = (X3 - X1)·K3

을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 액츄에이터.
제31항 기재의 광 픽업 액츄에이터를 사용한 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.