KR100624850B1 - 광 픽업 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것으로서, 광 픽업 엑츄에이터를 지지, 고정하기 위한 픽업 베이스; 대물렌즈를 취부하면서 트래킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 보빈과 이를 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어로 구성된 가동부; 마그네트를 취부하면서 상기 픽업 베이스와 접합 고정되는 요크 ; 및 상기 서스펜션 와이어가 연결되고, 상기 요크와 직접 접합되는 프레임을 포함하여 구성된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 요크와 상기 픽업 베이스는 3점 이상으로 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 본 발명에 의하면, 엑츄에이터의 구동에 의해 발생되는 가진력이 픽업 베이스에 안착되어 있는 광 부품(Mirror등)에 전달되는 것을 억제시켜 고차의 불필요한 진동이 발생되지 않도록 하여 안정된 광 픽업의 제어를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

광 픽업 장치 { Apparatus for optical pick up }

도 1a 및 도 1b는 일반적인 엑츄에이터의 종류를 보여주는 도면.

도 2는 일반적인 렌즈 돌출형 엑츄에이터의 구성을 상세히 보여주는 도면.

도 3은 엑츄에이터가 픽업 베이스 상에 최종 결합되는 구조를 보여주는 도면.

도 4는 엑츄에이터와 픽업 베이스간 2점 고정시 오픈 루프(Open Loop) 특성을 보여주는 그래프.

도 5는 본 발명의 광 픽업 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 도면.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 1 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도.

도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 2 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도.

도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 3 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도.

도 9의 (a) 내지 (d)는 요크와 픽업 베이스 마운트(Mount) 시 사용되는 댐핑 특성이 있는 접착제 도포시 요크의 바닥 형상에서 도포 가능한 위치를 보여주는 도면.

도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 오픈 루프(Open Loop) 특성을 보여주는 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 ... 가동부 201 ... 대물렌즈

202 ... 보빈 203 ... 포커싱 코일

204 ... 트래킹 코일 205 ... 서스펜션 와이어

206 ... 서브 PCB 207,503,603,703,803 ... 요크

208 ... 프레임 209 ... 메인 PCB

210 ... 마그네트 211,502 ... 요크 결합부

500 ... 요크 앞부분 501 ... 엑츄에이터

604 ... 보강 플레이트 605,705,905 ... 댐핑 특성 접착제

606 ... 접착제 607,707 ... 구멍

608,708,808 ... 픽업 베이스 805 ... 방진 재료

본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것으로서, 특히 광 픽업의 위치 추종 기구인 엑츄에이터와 픽업 베이스를 3점 고정하고, 적어도 하나 이상의 고정점은 댐핑(Damping) 특성을 갖는 접착제로 고정하여 요크의 진동 발생을 억제함으로써 성능을 개선한 광 픽업 장치에 관한 것이다.

최근 광 관련 디스크 미디어(Disk Media)의 급속한 발전으로 디스크의 자료를 읽기 위한 광 픽업의 다양한 제품 개발이 이루어지고 있다.

여기서 광 스팟(Spot)을 디스크의 면진동과 편심등에 의하여 추종하도록 하는 대물렌즈 구동장치가 픽업의 광학계와 함께 구성되어 포커싱(Focusing)과 트래킹(Tracking) 동작을 하도록 하여야 한다. 이를 광 픽업 엑츄에이터라고 하며 현재 고밀도의 디스크에 대응하도록 하는 추세에 있다.

상기와 같은 광 픽업 엑츄에이터는 크게 도 1a와 같은 렌즈 돌출형 엑츄에이터와 도 1b와 같은 대칭형 엑츄에이터가 있다.

그러나 최근 들어서는 노트북과 같은 휴대용 개인 컴퓨터에 사용되는 드라이브는 공간상의 제한과 휴대의 편리성이라는 특수한 사양을 만족하기 위해 가능한 얇고 가볍게 만들어져야 한다.

특히 디스크 드라이브의 반사거울과 대물렌즈 사이의 간격이 드라이브 또는 광 픽업 엑츄에이터의 전체 높이를 결정하는 주요 인자가 되므로 이러한 요구사양을 만족시키기 위해서 대물렌즈가 앞으로 돌출된 형태의 렌즈 돌출형 엑츄에이터 형성이 더욱 많이 사용되고 있다.

도 2는 일반적인 렌즈 돌출형 엑츄에이터의 구성을 상세히 보여주는 도면이다.

먼저 도 2를 참조하면, 렌즈 돌출형 엑츄에이터는 크게 가동부(Moving part)(200), 요크(207), 마그네트(210), 프레임(208) 및 메인 PCB(209)로 구성되며, 상기 가동부(200)는 보빈(202), 서스펜션 와이어(205), 서브 PCB(206), 포커싱 코일(203) 및 트래킹 코일(204)로 구성된다.

렌즈 돌출형 광 픽업 엑츄에이터의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 먼저 대물렌즈(201)를 취부하는 보빈(202), 상기 보빈(202)을 복수개의 서스펜션 와이어(205)로 유동 가능하게 설치시킨 형태로 되어 있는데, 보빈(202)의 앞쪽 또는 뒤쪽에 대물렌즈(201)를 안착시키고, 이 보빈(202)의 둘레에 포커싱 코일(203)을 권선한 다음, 그 위에 미리 사각 형상으로 권선된 트래킹 코일(204)을 부착시켰다. 그리고 이 보빈(202)의 양측에 서브 PCB(206)를 고정하였다.

그리고, 대칭 되는 한 쌍의 요크(207)를 형성하고, 트래킹 코일(204) 및 포커싱 코일(203)에 자속을 가하여 전자력을 발생시키기 위한 마그네트(210)를 접착, 고정한다.

그리고, 상기 프레임(208)에는 4개의 서스펜션 와이어(205)의 댐핑을 주기 위해 UV 경화성 물질을 접착하고 또한, 상기 엑츄에이터는 요크의 결합부(211)에 의해 픽업 베이스(미도시)와 일체화되게 된다.

이하 도 2를 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 렌즈 돌출형 광 픽업 엑츄에이터의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

엑츄에이터는 대물렌즈(201)를 취부한 보빈(202)을 이동시켜 대물렌즈(201)와 디스크(미도시)간의 상대 위치를 일정하게 유지시켜 주고, 디스크의 트랙을 추종하여 디스크에 기록된 정보를 기록/재생하는 역할을 한다.

또한 엑츄에이터는 마그네트(210)의 자계에 의한 가동 코일 형태로 운동을 하여 원하는 위치에 대물렌즈(201)를 이동시키는데, 이때 가동부(200)에는 강성과 감쇄 특성을 갖는 서스펜션 와이어(205)로 고정시켜 원하는 주파수 특성을 갖도록 설계되어지는데, 상기 가동부(200)는 서로 수직한 두 방향인 포커싱과 트래킹 방향으로 병진운동을 한다.

보다 상세히 설명하면, 자기장 속에 놓인 포커싱 코일(203)에 전류를 인가하면 포커싱 코일(203)에는 기전력이 발생하고, 이 기전력은 가동부(200)를 상, 하 방향(광축방향, 포커스 방향)으로 구동시킨다. 같은 방법으로 트래킹 코일(204)에 전류가 인가되면 가동부(200)는 좌, 우 방향(트래킹 방향)으로 움직인다.

상기와 같은 원리에 의해 대물렌즈(201)에서 출사되는 레이저빔의 초점 심도 내에 신호(Pit)가 기록되어 있는 디스크 상의 반사면이 포커싱 될 수 있으며 디스크 상의 트랙을 추종 할 수 있게 된다.

다음으로는 광 픽업 엑츄에이터를 픽업 베이스에 고정(Mounting)하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

엑츄에이터를 픽업 베이스 상에 고정할 때 광학적 오차에 의한 신호의 열화를 발생시키지 않도록 하기 위해서 디스크를 기준으로 래디얼 방향과 탄젠셜 방향의 기울어짐이 허용 한도 이내가 되도록 조립하여야 한다. 따라서 엑츄에이터를 고정할 때 자세 조정을 필요로 하게 된다.

상기 엑츄에이터의 자세 조정 방법으로는 조정 기능이 엑츄에이터에 포함되어 있어 엑츄에이터와 픽업 베이스가 결합한 후 엑츄에이터에 있는 조정 기능을 이용하여 엑츄에이터와 픽업 베이스의 상대 자세차를 조정 후 최종 결합하는 방식과(가결합->자세 조정->최종 결합), 엑츄에이터와 픽업 베이스의 상대 자세차를 별도의 조정기를 사용하여 조정을 먼저 수행한 후 상호 조립 자세가 결정되면 이를 최종 결합시키는 방식(조정->최종 결합)으로 나눌 수 있다.

후자의 경우 엑츄에이터와 픽업 베이스가 각각 지그(Jig) 상에 안착되어진 상태에서 상대 자세 조정이 완료되면 최적 조립 자세가 결정되고 엑츄에이터의 요크 결합부분과 픽업 베이스를 최종 결합시킬 수 있다.

도 3은 엑츄에이터가 픽업 베이스 상에 최종 결합되는 구조를 보여주는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 엑츄에이터가 2점 고정되면 엑츄에이터의 동작시 요크의 탄성에 의해 진동 모드가 가진 되게 된다. 이와 같은 현상은 포커싱 및 트래킹 코일이 부착된 가동부가 이동할 때 뉴톤의 제 3 법칙인 작용, 반작용의 법칙에 의해 요크에 부착되어 있는 마그네트에 반작용력이 작용하게 됨으로써 생기게 되고, 이 힘에 의하여 요크의 진동이 가진 되게 되는 것이다.

상기와 같이 요크는 자기 패스를 구성하는 역할과 함께 가동부를 서스펜션 와이어를 통해 지지하는 구조물 역할을 수행하므로 요크에 공진이 발생하면 보빈에 부착된 대물렌즈가 영향을 받아 기계적 떨림이 생기게 되는데 이러한 고차 공진은 엑츄에이터의 제어 성능을 악화시키는 문제가 있다.

도 4는 엑츄에이터와 픽업 베이스간 2점 고정시 오픈 루프(Open Loop) 특성을 보여주는 그래프이다.

도 4에서 보는 바와 같이 요크 공진이 광 부품에 전달되어 위상이 교란되는 것을 알 수가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 특히 광 픽업의 위치 추종 기구인 엑츄에이터와 픽업 베이스를 3점 고정하고, 적어도 하나 이상의 고정점은 댐핑(Damping) 특성을 갖는 접착제로 고정하여 요크의 진동 발생을 억제함으로써 성능을 개선한 광 픽업 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 픽업 장치는,

광 픽업 엑츄에이터를 지지, 고정하기 위한 픽업 베이스; 대물렌즈를 취부하면서 트래킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 보빈과 이를 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어로 구성된 가동부; 마그네트를 취부하면서 상기 픽업 베이스와 접합 고정되는 요크 ; 및 상기 서스펜션 와이어가 연결되고, 상기 요크와 직접 접합되는 프레임을 포함하여 구성된 광 픽업 장치에 있어서,

상기 요크와 상기 픽업 베이스는 3점 이상으로 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 3점 이상 고정시, 적어도 하나 이상의 고정점은 댐핑(Damping) 특성을 가진 접착제로 고정하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 요크와 상기 픽업 베이스 고정시 중앙에 구멍이 뚫린 플레이트를 픽업 베이스에 접착하고, 상기 구멍을 통해 댐핑 특성을 가진 접착제를 이용하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 광 픽업 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 5에서 보는 바와 같이 본 발명의 광 픽업 장치는 엑츄에이터(501)의 요크 양단(502)을 납땜으로 고정하여 조립하고 엑츄에이터(501)가 가진력을 받는 요크(503)의 앞쪽(500)에 댐핑 특성을 갖는 접착제를 이용하여 고정함으로써 요크(503)의 변형 모드를 억제함과 동시에 미러(Mirror)(미도시)에 전달되는 가진력을 감쇄시켜 주는 구조로 되어 있다.

보다 상세히 설명하면 댐핑 특성을 갖는 접착제의 고정 위치는 컴퓨터 시뮬레이션 등의 테스트를 통해 결정하는데, 테스트를 해 보면 요크의 앞쪽 부분이 심하게 변형되는 것을 알 수 있다. 이 영역에서는 특히 병진운동에 의한 변형과 휨, 비틀림에 의한 변형이 함께 나타나게 된다.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 1 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도이다.

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 중앙에 구멍(607)이 뚫린 보강 플레이트(604)를 픽업 베이스(608)에 접착제 2(606)로 견고히 접착하고, 상기 구멍(607)을 통해 댐핑 특성이 있는 접착제 1(605)을 이용하여 요크(603)와 보강 플레이트(604)를 고정하였다.

이때 상기 보강 플레이트(604)는 요크(603)로부터 전달되는 가진력을 지탱하고 픽업 베이스(608)에 고정되어 댐핑 특성이 있는 접착제 1(605)을 통해 요크(603)를 구속하는 역할을 한다.

도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 2 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도이다.

도 7의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예는 제 1 실시 예에서 보강 플레이트를 사용한 것과는 달리 픽업 베이스(708)의 형상을 그대로 이용하여 댐핑 특성이 있는 접착제(705)를 매개로 하여 요크(703)와 픽업 베이스(708)를 직접 연결하고 있다.

즉, 도 7의 (a) 및 (b)와 같이 픽업 베이스(708)에 구멍(707)이 있는 경우에는 상기 구멍(707)에 댐핑 특성이 있는 접착제(705)를 매개로 하여 요크(703)와 픽업 베이스(708)를 직접 연결하고, 도 7의 (c) 및 (d)와 같이 픽업 베이스(708)에 구멍이 없는 경우에는 픽업 베이스(708) 위에 직접 댐핑 특성이 있는 접착제(705)를 매개로 하여 요크(703)와 픽업 베이스(708)를 직접 연결한다.

도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 광 픽업 장치에서 요크가 픽업 베이스에 마운트(Mount) 되는 제 3 실시 예를 보여주는 배면도 및 측면도이다.

도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에서는 방진 시트(Sheet)나 고무 등의 방진 재료(805)를 이용하여 요크(803)와 픽업 베이스(808) 간의 진동을 감쇄하도록 한다.

또한, 도 9의 (a) 내지 (d)는 요크와 픽업 베이스 마운트(Mount) 시 사용되는 댐핑 특성이 있는 접착제(905) 도포시 요크의 바닥 형상에서 도포 가능한 위치를 보여주는 도면이다.

한편, 도 10은 상기와 같은 본 발명의 실시 예들에 따른 오픈 루프(Open loop) 특성을 보여주는 그래프이다.

도 10의 그래프에서 보는 바와 같이 종래에 요크 공진이 픽업 베이스의 광 부품에 전달되어 위상이 교란되는 현상이 제거되는 것을 알 수가 있다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명의 광 픽업 장치에 의하면, 엑츄에이터의 구동에 의해 발생되는 가진력이 픽업 베이스에 안착되어 있는 광 부품(Mirror등)에 전달되는 것을 억제시켜 고차의 불필요한 진동이 발생되지 않도록 하여 안정된 광 픽업의 제어를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 광 픽업 엑츄에이터를 지지하기 위한 픽업 베이스; 대물렌즈를 취부하면서 트래킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있는 보빈과 이를 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어로 구성된 가동부; 마그네트를 취부하면서 상기 픽업 베이스와 접합되는 요크; 및 상기 서스펜션 와이어들이 연결되는 프레임이 포함되어 구성되는 광 픽업 장치에 있어서,

   상기 요크는 상기 프레임의 양측면에 위치한 상기 픽업 베이스의 양측면에 적어도 두 부분이 고정되고,

   상기 요크는 상기 가동부의 하측에 위치한 픽업 베이스의 적어도 한 부분에 댐핑 특성을 가진 접착제로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 요크가 상기 픽업 베이스의 양측면에 고정되는 부분은 상기 요크가 댐핑 특성을 가진 접착제로 결합되는 부분과 동일 평면상에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 요크가 상기 가동부의 하측에 위치한 픽업 베이스에 결합시 구멍이 뚫린 플레이트를 상기 픽업 베이스에 결합하고, 상기 구멍에 댐핑 특성을 가진 접착제를 삽입하여 상기 요크와 상기 플레이트를 결합하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 요크가 상기 가동부의 하측에 위치한 픽업 베이스에 결합시 상기 픽업 베이스에 구멍을 형성하고, 상기 구멍에 댐핑 특성을 가진 접착제를 삽입하여 상기 요크와 상기 픽업 베이스를 결합하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
5. 삭제

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