JP2000276754A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置

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JP2000276754A
JP2000276754A JP11083080A JP8308099A JP2000276754A JP 2000276754 A JP2000276754 A JP 2000276754A JP 11083080 A JP11083080 A JP 11083080A JP 8308099 A JP8308099 A JP 8308099A JP 2000276754 A JP2000276754 A JP 2000276754A
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objective lens
coil
disk
driving device
focus
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Morikazu Kato
盛一 加藤
Katsuhiko Kimura
勝彦 木村
Shinobu Yoshida
忍 吉田
Hideo Suenaga
秀夫 末永
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Hitachi Ltd
Hitachi Media Electronics Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Media Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速転送光ディスク装置に対応する、対物レン
ズを高加速度で駆動できる対物レンズ駆動装置を提供す
る。 【解決手段】フォーカスコイル17あるいはトラッキン
グコイル18の一部が、対物レンズ15の光軸方向投影
面にあり、可動部のコイルで囲まれた空間に対面する部
位に中空部35を備えたので、可動部を小型軽量化する
ことができ、高速転送用光ディスク装置に対応する、対
物レンズ駆動装置ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ駆動装
置およびそれを用いた光ディスク装置に係わり、特に、
光磁気ディスク装置,CD−ROM装置,DVD−RO
M装置,DVD−RAM装置等に用いられる対物レンズ
駆動装置およびそれを用いた光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の対物レンズ駆動装置は、例えば、
特開平6−4885 号公報に示されているように、有効に使
用できるコイル線層を大きくとれる磁気回路を構成する
ことによって、駆動力を大きくし、コイルの軽量化を図
り、対物レンズ駆動装置の高転送速度対応を図ってい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光ディスク装置におい
ては、光学ヘッドが、搭載してある対物レンズ駆動装置
をディスク半径方向に粗動させる。対物レンズ駆動装置
は、対物レンズを含む可動部とこの可動部を支持する支
持部材とからなり、対物レンズを記録媒体であるディス
クに対して微動させる。対物レンズ駆動装置の可動部
は、通常、対物レンズとヨークおよび磁石で形成される
磁気回路と、前記磁気回路に配置されてフォーカス方向
に対物レンズを微動させるフォーカスコイルと、前記磁
気回路に配置されてトラッキング方向に対物レンズを微
動させるトラッキングコイルとを含んでいる。
【0004】CD−ROM装置,DVD−ROM装置や
コンピュータ用記録装置として用いられる光ディスク装
置は、高転送速度化が進んできている。この高転送速度
化の方法は、主にディスクを高速に回転させることによ
って対応を図っている。
【0005】この高速に回転されているディスクに、対
物レンズが追従するためには、対物レンズを高加速度で
駆動できる、対物レンズ駆動装置が必要である。
【0006】対物レンズを高加速度で駆動するために
は、対物レンズ駆動装置の可動部外形を小さくする、言
い換えると可動部の軽量化か、磁気回路により発生する
駆動力を大きくする必要がある。
【0007】しかし、従来の対物レンズ駆動装置の構成
では、コイル発熱が対物レンズに影響を与えないよう
に、対物レンズの外側にコイルを設けていた。そのた
め、そのコイルの位置によって小型化に限界があり、軽
量化が困難であった。
【0008】本発明の目的は、可動部の軽量化とコイル
発熱の放熱を図り、従来と同等の駆動力を確保すること
によって、対物レンズを高加速度で駆動できる高速転送
対応の対物レンズ駆動装置およびそれを搭載した光ディ
スク装置を供給することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ディスクの半径方向に粗動させる光ヘッ
ドに搭載され、対物レンズを含む可動部と前記可動部を
支持する支持部材とからなる対物レンズ駆動装置であっ
て、対物レンズと、ヨークおよび磁石で形成される磁気
回路と、前記磁気回路に配置されてフォーカス方向に対
物レンズを微動させるフォーカスコイルと、前記磁気回
路に配置されてトラッキング方向に対物レンズを微動さ
せるトラッキングコイルとを含む対物レンズ駆動装置に
おいて、フォーカスコイルあるいは、トラッキングコイ
ルの一部が、対物レンズの光軸方向投影面にあり、可動
部のコイルで囲まれた空間に対面する部位に中空部を備
えた、対物レンズ駆動装置を提案する。
【0010】前記フォーカスコイルを複数持ち、対物レ
ンズをはさんでディスクの半径方向に配置。同様に前記
トラッキングコイルを複数持ち、対物レンズをはさんで
ディスクの接線方向に配置してもよい。
【0011】フォーカスコイルを複数持ち、ディスクあ
るいはディスクと対物レンズの傾きを検出するセンサを
設け、該センサの傾き検出量あるいは、レーザ光からの
戻り光の再生信号出力からディスクあるいはディスクと
対物レンズの傾きを検出し、それに応じてフォーカスコ
イルに流す各々の電流を調整することによりディスクと
対物レンズの傾きを補正することもできる。また、対物
レンズの傾きを制御する制御部を搭載した、光ディスク
装置としてもよい。
【0012】ディスクを回転させるモータ側にヨークを
設け、モータと対物レンズ駆動装置の磁場の相互干渉を
抑えた、光ディスク装置としてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、図1から図9を参照して、
本発明による対物レンズ駆動装置およびそれを搭載した
光ディスク装置の実施例を説明する。
【0014】図1は、本発明による光ディスク装置の一
実施例の概略の構造を示す斜視図である。なお、ここで
は、CD−ROM装置を例にとり、本発明の光ディスク
装置を説明する。CD−ROM装置は、コンパクトディ
スク1をディスクトレイ3に置くと、ここでは図示して
いないディスクローディング機構により、ディスク1を
装置内部に送る。ディスク1は、クランパホルダ5に取
り付けられているクランパ4により、スピンドルモータ
13のターンテーブル2に磁気吸引して固定される。
【0015】ディスク1は、スピンドルモータ13によ
り所定回転数で回転し、ディスク1の下方に配置されて
いるユニットメカシャシ6に備えられた光ヘッド9によ
って、情報を書き込まれ、または情報を読み出される。
光ヘッド9は、ディスク1の半径方向に粗移動できるよ
うにユニットメカシャシ6に固定され、対物レンズ駆動
装置10を搭載している。ユニットメカシャシ6は、弾
性部材からなる防振脚8a〜8dを介して、メカベース
7に取り付けられる。これらの機構の外側には、ボトム
カバー11とトップカバー12が取り付けられている。
【0016】図2は、本発明による光ディスク装置に搭
載されているユニットメカシャシ6の概略の構造を示す
斜視図である。光ヘッド9上に、ディスク1と光ヘッド
9の傾きを検出するセンサ14が対物レンズ15近傍に
取り付けられている。このセンサ14は、発光素子の光
をディスク1に照射し、その戻り光の傾きを検出する方
向y軸方向に2分割された受光素子にて光量を検出し、
その2分割された光量の差によって傾き量を検出するセ
ンサである。また、このセンサ14の傾き検出手段は接
触式等任意に取れるものとし、その設置場所も光ヘッド
9上であれば、自由に配置できるものとする。
【0017】図3は、本発明による対物レンズ駆動装置
の一実施例の外観を示す斜視図である。ここでは、対物
レンズ15の光軸方向すなわちZ軸をフォーカス方向と
し、ディスク1の半径方向をすなわちY軸方向をトラッ
キング方向とする。対物レンズ15は、ポリカーボネー
トなどの高剛性プラスチック非磁性材料で作られたレン
ズ保持部材16のXY平面の重心位置に、保持されてい
る。空芯コイル形状のフォーカスコイル17a,17b
は、Y軸方向に対物レンズ15をはさんでレンズ保持部
材16にZX平面,YZ平面対称に配置されている。扁
平形状のトラッキングコイル18a,18bは、X軸方
向に対物レンズ15をはさんでレンズ保持部材16にZ
X平面,YZ平面対称に配置さている。
【0018】隣り合う磁石が相反する極性を持つように
2極着磁された磁石21a,21bは、その磁極の境界
面がトラッキングコイル18a,18bの中央を通り、
外側に対物レンズ15を挟んでYZ平面対称に配置され
ている。鉄などの磁性材で作られたヨークは、磁石21
a,21bの外側にあるアウタヨーク19a,19bと
フォーカスコイル17a,17bの空芯部を貫くインナ
ヨーク20a,20bを結ぶように設け、図示していな
いが、対物レンズ15を避けて磁気回路の一部と可動部
の保護を兼ねた、ふた状のヨークが配置され、磁石21
a,21bとの間に磁気回路を形成する。スピンドルモ
ータ13からの磁場の影響を、対物レンズ駆動装置の磁
気回路に影響を与えないように、あるいは、対物レンズ
駆動装置の磁場の影響をスピンドルモータ13の磁気回
路に影響を与えないように、対物レンズ駆動装置のトラ
ッキング方向に磁気遮蔽用のサイドヨーク25a,25
bを設けている。
【0019】レンズ保持部材16とダンピングホルダ2
2を通してサスペンション取り付け基板23間に、直径
0.1mm 程度のリン青銅線材等のばね材からなるサスペ
ンション24a〜24dが、ZX平面およびXY平面対
称にかつ各々が平行に配置され、レンズ保持部材16側
は、接着剤等で、サスペンション取り付け基板23側
は、半田付け等で固定されている。ダンピングホルダ2
2には、シリコンゲル等の粘弾性部材を充填し、サスペ
ンション24a〜24dに高減衰を与える構造となって
いる。
【0020】本実施例の対物レンズ駆動装置は、フォー
カスコイル17a,17bあるいは、トラッキングコイ
ル18a,18bの一部が、対物レンズ15の光軸方向
投影面にあり、可動部の小型化に適した構造となってい
る。可動部の小型化に伴う問題は、コイル発熱が対物レ
ンズを変形させ、対物レンズが集光したスポットに光学
的な収差および焦点ぼけが発生、記録媒体の再生信号が
劣化したり、正しく記録できなくなるなどが問題にな
る。この点は、この図では図示していないが、レンズ保
持部材16に、コイルで囲まれた空間に対面する部位に
中空部を備え、コイルの冷却と可動部の軽量化を兼ねた
構造となっている。
【0021】本発明は、フォーカスコイル17a,17
bあるいは、トラッキングコイル18a,18bの一部
が、対物レンズ15の光軸方向投影面にある構造を提案
しており、磁石やコイルの個数,磁気回路の形状,対物
レンズ15を含む可動部の支持方法などについては、制
限していないので、本発明の技術的範囲を離れず、種々
のバリエーションを展開できる。また、対物レンズ15
横のレンズ保持部材16に、ディスクと対物レンズの傾
きを検出するセンサ14が具備されていてもよいものと
し、その設置場所も可動部の重心位置を駆動中心あるい
は、支持中心に一致させるよう考慮して、センサを配置
する。
【0022】サスペンション24a〜24dを導電性の
材料を用いることによって、各コイルの電流供給用リー
ド線としてもよい。その際、各コイルのグランドを共通
化し、4本のリード線にて、2つのフォーカスコイル1
7a,17bを各々と、トラッキングコイル18a,1
8bの3つの供給電流を確保し、その各々の電流を制御
することによって、従来のサスペンション本数で対物レ
ンズ15の傾き制御可能な対物レンズ駆動装置としても
よいものとする。
【0023】図4(a),(b),(c)は、本発明のコイ
ルと対物レンズ15の配置を示したものである。トラッ
キングコイル18a,18bは、対物レンズ15の下側
にもぐり込むように配置され、図上では平面図の斜め・
ハッチング26a,26bされた箇所が、対物レンズ1
5の光軸方向投影面にあるコイルの一部である。同様
に、フォーカスコイル17a,17bも対物レンズの下
側にもぐり込むように配置され、図上では平面図のクロ
ス・ハッチング27a,27bされた箇所が、対物レン
ズ15の光軸方向投影面にあるコイルの一部である。こ
のとき、対物レンズ15の光軸方向投影面にあるコイル
の端面は、対物レンズ15の有効光束径まで、とれるも
のとする。
【0024】上記により、可動部寸法X軸方向LxとY
軸方向Lyを小さくでき、可動部の小型化軽量化が可能
となり、従来より高回転ディスク対応、言い換えると高
転送速度対応の対物レンズ駆動装置ができる。
【0025】図5は、本発明の対物レンズ駆動装置の磁
気回路を示したものである。磁石21a,21bによる
磁束28a〜28dは、図に示すように流れる。ここ
で、フォーカスコイル17a,17bに電流29a,2
9bを、図に示すように流すと、フレミングの法則によ
るフォーカスコイル駆動力31a,31b,32a,3
2bが発生する。同様に、トラッキングコイル18a,
18bに電流30a,30bを、図に示すように流す
と、トラッキングコイル駆動力33a,33b,34
a,34bが発生する。この力により、対物レンズ15
をフォーカス方向とトラッキング方向とに可動する。
【0026】図6は、コイルで囲まれた空間に対面する
部位に中空部を備えた可動部の斜視図を示したものであ
る。可動部を駆動するコイルは、電流を流すことによっ
て発熱し、その熱が対物レンズを変形させ、対物レンズ
が集光したスポットに光学的な収差および焦点ぼけが発
生,記録媒体の再生信号が劣化したり、正しく記録でき
なくなるなどの問題が発生する場合があるため、対物レ
ンズ駆動装置の電流加速度を大きくし、所定の力を発生
する電流量を小さくし発熱量を小さくするか、対物レン
ズ15とコイル間の距離を大きく離し、対物レンズ15
への熱伝導量を小さくする必要があった。
【0027】しかし、高回転ディスクに対応するために
は、更なる性能向上が必要なため、本発明のように、可
動部の小型化に伴って、放熱を考慮し中空部35a〜3
5dをレンズ保持部材16に設けた。この中空部35a
〜35dは、ディスク回転時によって引き起こされる
風,遠心力によるディスク半径方向Y軸の風36と、回
転にともなうディスク接線方向X軸の風37を考慮して
設けるとともに、可動部の軽量化も兼ねあわせ、高転送
速度対応可能な対物レンズ駆動装置に対応する構造とな
っている。その際、中空部の数や位置,大きさは、制限
されず、種々のバリエーションを展開できる。
【0028】図7は、フォーカスコイル17a,17b
によって、対物レンズ15を傾かせる原理を示す図であ
る。フォーカスコイル17a,17bに、電流29aよ
り電流29bを大きく流すと、フレミングの法則より、
フォーカスコイル駆動力31a,31b,32a,32b
が発生し、フォーカスコイル駆動力32a,32bは、
フォーカスコイル駆動力31a,31bより大きくな
る。この駆動力の差によって、支持中心38を通るX軸
回りのモーメント力39が生じ、対物レンズ15を傾か
せることができる。このモーメント力36は、電流29
aと電流29bの差により、方向および量を変化させる
ことが可能で、全体の電流の和は可動部のフォーカスコ
イル駆動力となるため、対物レンズ15の焦点を追従し
つつ、モーメント力39を変化させることも可能であ
る。。
【0029】ゆえに、先に述べたディスク1あるいはデ
ィスク1と対物レンズ15の傾きを検出するセンサ14
の検出量に応じて、電流29aと電流29bに差を設け
ることによって、ディスク1と対物レンズ15の傾きを
なくすことが可能となる。
【0030】図8に、対物レンズ15の傾きを制御する
概略の構成図を示す。半導体レーザ40から発せられた
光は、コリメートレンズ41で平行光となり、ビームス
プリッタ42を透過し、立ち上げミラー43で反射さ
れ、対物レンズ15によりディスク1の記録面上に集光
される。ディスク1で反射された光は、再び対物レンズ
15,立ち上げミラー43を経て、ビームスプリッタ4
2で反射し、検出光学系44へ導かれ、ここでフォーカ
スエラー信号45とトラックエラー信号46,再生信号
47が検出される。
【0031】なお、図8ではコリメータレンズ40を用
いた無限光学系として示したが、本発明は、これに限ら
れたものではなく、コンパクトディスクで用いられてい
るような有限光学系であってもよい。また、立ち上げミ
ラー43によって、レーザ光を反射させているが、立ち
上げミラー43を除いた直線的な光学系を形成してもよ
いものとする。
【0032】フォーカスエラー信号45とトラッキング
エラー信号46は周知の技術により、例えば非点収差法
とプッシュプル法等により検出される。再生信号47
は、例えばコンパクトディスク等ではディスク1上のピ
ットの有無による強度変化から検出される。その際の、
検出方法は任意の方法をとってもよいものとする。
【0033】検出されたフォーカスエラー信号45は、
必要であればコントローラ48からオフセット量を加え
られて、対物レンズ15を含む可動部を光軸方向(フォ
ーカス方向)に駆動するための制御信号となり、この信
号によって対物レンズ15を含む可動部が駆動され、デ
ィスク1記録面上に光スポットの焦点を追従させる。
【0034】同様に、検出されたトラックエラー信号4
6は、必要であればコントローラ48からオフセット量
を加えられて、対物レンズ15を含む可動部をディスク
半径方向に駆動するための制御信号となり、この信号に
よって対物レンズ15を含む可動部をディスク半径方向
に駆動され、光スポットをディスク1のトラックに追従
させる。
【0035】ここで対物レンズ15の傾き制御は、対物
レンズ15横に設けたディスクと対物レンズの傾きを検
出するセンサ14より、検出された傾き信号49とコン
トローラ48からのフォーカス制御信号より、2つのフ
ォーカスコイル17a,17bを駆動する制御信号50と
なり、対物レンズ15を含む可動部が駆動され、ディス
ク1記録面上に光スポットの焦点を追従させるととも
に、対物レンズ15とディスク1の傾きをなくすように
追従させることができる。この傾きに対する追従は、デ
ィスク1の回転一次成分のみの傾き制御や、回転一次成
分だけでなく全周波数帯域に対しての傾き制御を問わな
いものとする。
【0036】また、上記センサ14の傾き信号49の代
わりに、対物レンズ15を含む可動部をディスク1に対
して傾かせることによって発生する光のコマ収差の変化
を傾き信号として利用することができる。以下に図9を
用い傾き検出の方法について説明する。
【0037】ディスク1が対物レンズ15に対してθ傾
いているとし、対物レンズ15を前記方法にて傾きを変
化させると、ディスク1と対物レンズ15の傾きに応じ
て再生信号が変化する。その際、ディスク1と対物レン
ズ15の傾きがほぼないときにその再生信号出力が最大
となるので再生信号の変動を見ることによってディスク
1と対物レンズ15の傾きが検出できる。
【0038】この傾き量によって、前記のごとく2つの
フォーカスコイル17a,17bを駆動させディスク1
記録面上に光スポットの焦点を追従させるとともに、対
物レンズ15とディスク1の傾きをほぼなくすように追
従させることができる。
【0039】ここで、ディスク1と対物レンズ15の傾
き検出方法は任意にとし、その傾き量によって2つのフ
ォーカスコイル17a,17bに流す電流29aと電流
29bに差を設けることによって、ディスクと対物レンズ
15の傾きをほぼなくす対物レンズ駆動装置およびそれ
を搭載した光ディスク装置としてもよいものとする。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、フォーカスコイルある
いは、トラッキングコイルの一部が、対物レンズの光軸
方向投影面にある構成にし、コイルの冷却用空隙を可動
部に設けることにより、可動部の小型,軽量化が図れ、
従来より高転送速度対応の対物レンズ駆動装置ができ
る。
【0041】また、2つのフォーカスコイルに流す電流
を制御することにより、対物レンズを任意に傾かせるこ
とが可能となり、ディスクと対物レンズの傾きを常時な
くすことができる。これにより良好なディスクの再生信
号および正しく記録できる対物レンズ駆動装置ができ
る。
【0042】また、この対物レンズ駆動装置を搭載する
ことにより高密度ディスク読み出し可能な光ディスク装
置ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ディスク装置の一実施例の概略
の構造を示す斜視図である。
【図2】本発明によるメカ部の一実施例の概略の構造を
示す斜視図である。
【図3】本発明による対物レンズ駆動装置一実施例の外
観を示す斜視図である。
【図4】(a)と(b)及び(c)対物レンズとコイル
の位置関係を説明する平面図と同図(a)の正面図及び
側面図である。
【図5】対物レンズ駆動装置の磁気回路構成を説明する
斜視図である。
【図6】対物レンズ駆動装置の中空部を説明する斜視図
である。
【図7】フォーカスコイルによる対物レンズを傾斜させ
る原理を説明する斜視図である。
【図8】対物レンズ傾きを制御する概略構成図である。
【図9】信号出力を用いた傾き検出説明図である。
【符号の説明】
1…ディスク、2…ターンテーブル、3…ディスクトレ
イ、4…クランパ、5…クランパホルダ、6…ユニット
メカシャシ、7…メカベース、8a〜8d…防振脚、9
…光ヘッド、10…対物レンズ駆動装置、11…ボトム
カバー、12…トップカバー、13…スピンドルモー
タ、14…センサ、15…対物レンズ、16…レンズ保
持部材、17a,17b…フォーカスコイル、18a,
18b…トラッキングコイル、19a,19b…アウタ
ヨーク、20a,20d…インナヨーク、21a,21
b…磁石、22…ダンピングホルダ、23…サスペンシ
ョン取り付け基板、24a〜24d…サスペンション、
25a,25b…サイドヨーク、26a,26b…対物
レンズの光軸方向投影面にあるトラッキングコイル部
分、27a,27b…対物レンズの光軸方向投影面にあ
るフォーカスコイル部分、28a〜28d…磁束、29
a,29b,30a,30b…電流、31a,31b,
32a,32b…フォーカスコイル駆動力、33a,3
3b,34a,34b…トラッキングコイル駆動力、3
5a〜35d…中空部、36…遠心力による風、37…
回転による風、38…支持中心、39…モーメント力、
40…半導体レーザ、41…コリメートレンズ、42…
ビームスプリッタ、43…立ち上げミラー、44…検出
光学系、45…フォーカスエラー信号、46…トラック
エラー信号、47…再生信号、48…コントローラ、4
9…傾き信号、50…制御信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 勝彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 吉田 忍 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 末永 秀夫 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 Fターム(参考) 5D118 AA01 AA13 BA01 BF02 BF03 CD04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスクの半径方向に粗動させる光ヘッド
    に搭載され、対物レンズを含む可動部と前記可動部を支
    持する支持部材とからなる対物レンズ駆動装置であっ
    て、対物レンズと、ヨークおよび磁石で形成される磁気
    回路と、前記磁気回路に配置されてフォーカス方向に対
    物レンズを微動させるフォーカスコイルと、前記磁気回
    路に配置されてトラッキング方向に対物レンズを微動さ
    せるトラッキングコイルとを含む対物レンズ駆動装置に
    おいて、少なくともフォーカスコイルあるいは、トラッ
    キングコイルの一部が、またはフォーカスコイルとトラ
    ッキングコイルの一部が対物レンズの光軸方向投影面に
    あることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
JP11083080A 1999-03-26 1999-03-26 対物レンズ駆動装置 Pending JP2000276754A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070106264A (ko) * 2006-04-28 2007-11-01 엘지전자 주식회사 요크 및 그 제조방법
US7619951B2 (en) 2005-04-20 2009-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup actuator and optical recording and/or reproducing apparatus

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