JP2002245650A - 対物レンズ駆動装置および光ディスク装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置および光ディスク装置

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JP2002245650A
JP2002245650A JP2001043639A JP2001043639A JP2002245650A JP 2002245650 A JP2002245650 A JP 2002245650A JP 2001043639 A JP2001043639 A JP 2001043639A JP 2001043639 A JP2001043639 A JP 2001043639A JP 2002245650 A JP2002245650 A JP 2002245650A
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optical axis
carriage
turntable
center
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JP2001043639A
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Koichi Nagai
宏一 永井
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の対物レンズを有する対物レンズ駆動装
置を備える光ディスク装置において、個々の対物レンズ
の光軸を光ディスクの半径方向を変化させる装置を対物
レンズ駆動装置に設けた場合に、光ディスクの周方向へ
の傾きを低減可能とした光ディスク装置を提供する。 【解決手段】 この発明の光ディスク装置は、光ディス
クの種類に応じて異なる波長のレーザビームを所定の大
きさに集光するための異なる開口数を有する第1および
第2の対物レンズ16,17と、それぞれの対物レンズ
を光ディスクの半径方向に移動可能なキャリッジと、キ
ャリッジが移動する方向と直交する方向に対して所定の
角度が与えられた軸回りに、2つの対物レンズを保持す
る対物レンズホルダ12を回転させる対物レンズ傾き機
構14を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクに代
表される情報記録媒体から情報を再生し、または記録媒
体に情報を記録する光ディスク装置および光ディスク装
置の対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のとおり、コンパクトディスク(C
D)やレーザディスク(LD)に代表されるように、レ
ーザビームを用いて、情報の再生を行う光ディスク装置
が広く普及している。また最近では、光ディスク装置
は、コンピュータの外部記憶装置として利用されること
も増加している。
【0003】光ディスクから情報を再生し、または光デ
ィスクに情報を記録する場合、対物レンズを用いて集束
したレーザビームのスポットが用いられる。このスポッ
トのサイズが小さければ小さいほど、光ディスクに記録
できる情報の記録密度を高くすることができる。
【0004】光ディスクに記録できる情報の記録密度を
上げるには、使用するレーザビームの波長を短くし、対
物レンズの開口率(以下NAという)を大きくすること
が有効である。また、光ディスクに対して対物レンズの
光軸をできるだけ垂直にし、対物レンズが傾くことによ
って発生するコマ収差を抑えることが重要である。
【0005】コマ収差を発生させる角度は、波長に比例
し、NAの3乗に反比例するため、記録密度を上げるに
つれ、許容角度ずれが小さくなり部品精度や組立精度を
向上させなければならない。
【0006】ところが、一般に、光ディスクは、射出成
形で製造されることから、反り等の歪みが生じてしま
い、光ディスク面が傾いてしまう。また、光ディスクの
自重によっても反りが発生する。
【0007】このような、光ディスク面の傾きを、ディ
スクの周方向と半径方向の2成分にわけることができ
る。ディスクの周方向に起因する傾きは、光ディスクの
回転同期成分であり、この補正には、高速な駆動装置を
必要とする。これに対し、ディスクの半径方向に起因す
る傾きには、光ディスクの回転同期成分の他にディスク
の半径位置の関数となる成分もあり、ディスクの半径位
置の関数となる成分を補正するだけでも、コマ収差の発
生量はかなり改善される。
【0008】そのため、図7に示すような半径方向のチ
ルト補正が可能なアクチュエータを有し、ディスクの半
径方向の傾きを補正する駆動装置を備えた光ディスク装
置が提案されている。
【0009】図7は、従来の補正装置を備えた光ディス
クドライブの主要部品の構成を示す概略図である。
【0010】図7において、光ディスクD01は、ベー
ス102に取り付けられたスピンドルモータ103の軸
に設けられたターンテーブル104に搭載され、所定速
度で回転される。
【0011】対物レンズ116は、対物レンズ駆動装置
112の対物レンズホルダ114に搭載されている。対
物レンズホルダ114に設けられた穴は、対物レンズ駆
動装置112の軸115に挿入されており、軸115方
向に対物レンズホルダ114が動くことで対物レンズ1
16の焦点を光ディスクにあわせ、軸115まわりにレ
ンズホルダ114が回転することで、光ディスクD01
の所望のトラック位置に焦点位置をあわせることができ
る。しかしながら、対物レンズ116は、ディスクD0
1に対し、対物レンズ116の光軸の傾き許容量が小さ
い。
【0012】対物レンズホルダ114のベース113
は、キャリッジ105に結合されている。キャリッジ1
05には、図示しないレーザダイオードや受光素子等の
光学素子、キャリッジ105に対する光ディスクD01
の傾きを検出する図示しないセンサも搭載されている。
【0013】キャリジ105は、副ベース109上に固
定された一対のガイドレール106a,106bによっ
て、キャリッジ101の半径方向に移動可能に支持され
ている。キャリッジ105は、送りねじ107を駆動す
る送りねじ用モータ108の回転によって、ディスクD
01の半径方向に移動する。
【0014】なお、対物レンズ駆動装置112は、対物
レンズ116の中心の軌跡の延長がターンテーブル10
4の回転中心を通過するよう、キャリッジ105上に位
置決めされている。
【0015】副ベース109は、軸111a,111b
によって、ベース102に対して、回転可能に取り付け
られ、副ベース回転モータ110の周方向に平行に移動
可能である。
【0016】副ベース回転モータ110は、前述した図
示しない傾きセンサの信号を基に、対物レンズ116の
光軸が光ディスクD01の傾きを補正するよう制御され
る。
【0017】このように従来例では、対物レンズ116
の中心がキャリッジ105の移動に伴って描く軌跡の延
長がターンテーブル104の回転中心を通過しているた
め、常に対物レンズ116位置での光ディスクD01の
周方向と副ベース回転軸が平行であり、副ベースを回転
させたとしても、半径方向の傾きが補正され、周方向ま
で傾くことが無かった。
【0018】ところが、複数の種類の光ディスクを扱う
ため、複数の対物レンズを備えた光ディスク装置もあ
る。
【0019】このようなドライブでは、対物レンズ毎に
ガイドレールとキャリッジを備える必要があったり、デ
ィスクに応じて使用する対物レンズを切り替える際に、
対物レンズの位置を移動させ、常に、利用する対物レン
ズをディスク中心を通る半径方向の線上に位置させるこ
とのできる機構が必要がある。
【0020】後者の対物レンズアクチュエータには、特
開平8−212574号公報に開示されているような一
軸摺動型の対物レンズアクチュエータがある。
【0021】しかし、軸摺動方式の対物レンズアクチュ
エータは、軸と対物レンズホルダが摺動するため、摺動
穴と軸とのクリアランスが必要であるが、そのクリアラ
ンスに起因して傾きが発生するため、クリアランスの管
理が難しい問題がある。
【0022】また、振動によるガタを抑えるため予圧を
与える必要があるが予圧を与えすぎると圧と軸と穴との
摩擦力が増えるといった問題がある。
【0023】このような問題は、特に情報の転送レート
を上げるためディスクの回転数を上げるにつれ、また記
録密度を上げて、許容制御残差が小さくなるにつれ、解
決が困難になってきている。
【0024】これに対し、ワイヤ支持方式の対物レンズ
アクチュエータは、軸摺動型と比較すると、ガタや摺動
摩擦が存在しないため、良好な制御が可能であるが、可
動部に、2つレンズを搭載すると、1方のレンズは、デ
ィスク中心を通る半径方向の線上に配置することができ
ず、ディスク中心を通る半径方向の線上からずれる位置
に配置される対物レンズに従来のチルト補正を行うと、
半径方向のみならず、周方向にも大きく傾いて、良好な
チルト補正が困難となる問題がある。
【0025】なお、特開平10−302304号公報に
は、ワイヤ支持方式ではないが、2つの対物レンズを有
し、一方のレンズを光ディスクの回転中心を通る第1の
線分上に位置させ、他の一方のレンズを第1の線分と直
交する線分から±7°の範囲に位置させる構成が開示さ
れている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ワイヤ支持方式の対物レンズアクチュエータに、2つの
対物レンズを搭載すると、一方のレンズは、ディスク中
心を通る半径方向の線上に配置することができず、ディ
スク中心を通る半径方向の線上からずれる位置に配置さ
れる対物レンズに対して、良好なチルト補正をすること
ができない問題がある。
【0027】この発明の目的は、2つの対物レンズを保
持したワイヤ支持方式の対物レンズアクチュエータにお
いて、光ディスクの中心を通る半径方向の線分上からず
れた位置に配置される対物レンズに対して、良好なディ
スク半径方向のチルト補正ができる対物レンズ駆動装置
および光ディスク装置を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、ベースと、光学的情報記
録媒体を保持できるターンテーブルと、前記ベースに搭
載され、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモ
ータと、キャリッジと、前記ベースに搭載され、前記キ
ャリッジを前記スピンドルモータの半径方向に直線的に
案内するガイドレールと、前記キャリッジを前記ガイド
レールに沿って駆動するキャリッジ駆動手段と、前記ス
ピンドルモータの回転中心を通り前記ガイドレールと平
行な線上に位置され、自身の光軸が前記スピンドルモー
タの回転軸方向に向けられている第1の対物レンズと、
前記スピンドルモータの回転中心を通らず、前記ガイド
レールと平行な線上に位置され、自身の光軸が前記第1
の対物レンズと平行な方向に向けられている第2の対物
レンズと、前記第1の対物レンズと第2の対物レンズを
保持する対物レンズ保持体と、前記キャリッジに搭載さ
れ、前記対物レンズ保持体を、前記対物レンズの光軸方
向と平行な方向、光軸と垂直な方向、および光軸に垂直
かつ前記キャリッジの移動方向と非垂直な軸まわりの3
方向に移動可能に支持する支持手段と、前記キャリッジ
に搭載され、前記対物レンズ保持体を、前記対物レンズ
の光軸と平行な方向、光軸と垂直な方向、および光軸に
垂直かつ前記キャリッジの移動方向と垂直な方向から傾
いた軸まわりの3方向に駆動する駆動手段と、を備えた
光ディスク装置を提供するものである。
【0029】またこの発明は、アクチュエータベース
と、第1の開口数を有する第1の対物レンズと、前記第
1の対物レンズと光軸がほぼ平行になるよう配置され、
前記第1の対物レンズの開口数と異なる第2の開口数を
有する第2の対物レンズと、前記第1の対物レンズと第
2の対物レンズとを保持する対物レンズ保持体と、前記
アクチュエータベースに搭載され、前記対物レンズ保持
体を、前記それぞれの対物レンズの光軸に平行な方向で
ある第1の方向(F方向)と、その光軸と平行な方向と
垂直な方向である第2の方向(T方向)と、その光軸と
平行な方向に垂直かつ前記キャリッジの移動方向と垂直
な方向から傾いた軸の軸まわりである第3の方向(RT
方向)の3方向に移動可能に支持する支持手段と、前記
対物レンズ保持体を、前記第1ないし第3の3方向に駆
動する駆動手段と、を備えた対物レンズ駆動装置におい
て、前記光軸に垂直な面内において、前記第1の対物レ
ンズと前記第2の対物レンズの中心を結ぶ線が、前記第
1の方向と前記第2の方向に垂直な方向に対して、所定
の角度だけ傾けられていることを特徴とする対物レンズ
駆動装置を提供するものである。
【0030】さらにこの発明は、記録媒体を回転可能に
保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルの回転
中心に向けてキャリッジを直線的に案内するガイドレー
ルと、前記ターンテーブルの回転中心を通り前記ガイド
レールと平行な線分上に位置され、自身の光軸が前記タ
ーンテーブルの軸方向に向けられて、第1の記録密度に
対応した第1の波長のレーザビームを記録媒体の所定の
位置に集光する第1の対物レンズと、前記ターンテーブ
ルの回転中心以外を通り前記ガイドレールと平行な線分
上に位置され、自身の光軸が前記第1の対物レンズと平
行な方向に向けられて、前記第1の記録密度とは異なる
第2の記録密度に対応した第2の波長のレーザビームを
記録媒体の所定の位置に集光する第2の対物レンズと、
前記第1および第2の対物レンズを前記ターンテーブル
の中心に対して所定の位置関係となるよう保持するレン
ズホルダと、前記キャリッジに搭載され、前記レンズホ
ルダを、前記対物レンズの光軸と平行な方向、光軸と平
行な方向と垂直な方向、および光軸と平行な方向に垂直
かつ前記キャリッジの移動方向と非垂直な軸まわりの3
方向に移動可能に支持する支持手段と、前記キャリッジ
に搭載され、前記レンズ保持体を、前記対物レンズの光
軸と平行な方向、光軸と平行な方向と垂直な方向、およ
び光軸と平行な方向に垂直かつ前記キャリッジの移動方
向と垂直な方向から傾いた軸まわりの3方向に駆動する
駆動手段と、を備えた光ディスク装置を提供するもので
ある。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。
【0032】図1に示すように、コンパクトディスク
(CD)やDVD等の光学的情報記録媒体情報である光
ディスクDに情報を記録し、また光ディスクDから記録
されている情報を再生する光ディスク装置1において
は、光ディスクDは、ベース2に固定されたスピンドル
モータ3により回転されるターンテーブル4に保持され
ている。
【0033】情報の記録および再生時には、スピンドル
モータ3によって、光ディスクDに形成されているトラ
ックまたはピット列の移動速度である線速が一定となる
ように、所定の回転数で回転される。
【0034】キャリッジ5は、ベース2に固定された2
本のガイドレール6a,6b上を、光ディスクDの半径
方向に沿って直線移動可能に支持されており、送りネジ
7と送りネジ駆動用モータ8からなるキャリッジ駆動機
構により光ディスクDの半径方向に移動できる。なお、
キャリッジ5には、図2ないし図4を参照して以下に詳
細に説明する対物レンズ駆動装置(レンズアクチュエー
タ)12に設けられたCD用の第1の対物レンズとDV
D用の第2の対物レンズを保持している。
【0035】図2ないし図4に示すように、対物レンズ
駆動装置(レンズアクチュエータ)12は、第1および
第2の対物レンズ16および17を、光ディスクDの記
録面と直交するフォーカス方向(Z方向)および光ディ
スクDのトラックまたはピット列を横切る方向(半径方
向、この例では、X方向に概ね平行な方向)の両方向
に、移動可能である。なお、それぞれのレンズ16,1
7は、対物レンズホルダ14の所定の位置に固定されて
いる。また、以下に説明する例では、第1の対物レンズ
16がCD向けで、第2の対物レンズ17がDVD向け
である。
【0036】対物レンズホルダ14は、互いに平行に設
けられた6本のワイヤ18aないし18fにより、X方
向(対物レンズ16または17の光軸と個々のワイヤが
延出される方向(Y方向)に垂直な方向)、Z方向(対
物レンズ16または17の光軸方向すなわちフォーカス
方向)およびY軸回り(ワイヤ18a〜18fが延出さ
れる方向)の回転の3方向に、任意に移動可能に支持さ
れている。従って、2つの対物レンズ16,17は、フ
ォーカス方向および半径方向に加えて、Y軸回りに、自
在に移動可能である。
【0037】6本のワイヤ18a〜18fは、ワイヤベ
ース19に固定されており、ワイヤベース19は、アク
チュエータベース20に固定されている。
【0038】アクチュエータベース20は、組立時に、
キャリッジ5の所定の位置に、図示しない傾き調整機構
を介して、対物レンズ16,17の光軸のX軸まわりの
傾きおよびY軸まわりの傾きの中立位置がほぼZ軸方向
になるように調整され、固定されている。
【0039】アクチュエータベース20は、フェライト
や鋼等の強磁性体材料製で、第1〜第4の永久磁石21
a,21b,21cおよび21dが所定の方向に向けて
接着されている。
【0040】永久磁石21a,21b,21c,21d
は、図3に矢印で示す方向に、着磁されている。従っ
て、永久磁石21aと21b,21cと21dは、それ
ぞれ、反対方向に着磁されている。
【0041】対物レンズホルダ14には、トラック駆動
コイル22a,22b、フォーカス駆動コイル23a,
23b,23c,23dが固定されている。
【0042】ワイヤベース19には、スリット25a,
25bが設けられている。このため、ワイヤベース19
のワイヤ取付け部は、Y方向の剛性が、他の方向に比較
して低くなるため、スリット25a,25bには、ダン
パとして機能する図示しないゲルが満たされ、このゲル
によって、ワイヤ18a〜18fがY方向に振動するこ
とにより対物レンズホルダ14に発生する高次共振を吸
収している。
【0043】また、ワイヤベース19には、ワイヤ18
a〜18fが通過している溝26a〜26fが設けら
れ、それぞれの溝26a〜26fに、同様に図示しない
ゲルが満たされている。これにより、対物レンズホルダ
14のX軸,Z軸,Y軸回りの3方向の主共振が抑制さ
れている。
【0044】図2ないし図4を用いて説明した対物レン
ズホルダ14は、キャリッジ5に収容されているフォー
カスエラー検出用フォトディテクタ(図6を用いて後段
に説明する)と、対応するフォーカスエラー検出回路
(図6を用いて後段に説明する)から出力されるフォー
カスエラー信号(FE信号)に基づいて、第1ないし第
4のフォーカス駆動コイル23a,23b,23c,2
3dのそれぞれに、同方向にローレンツ力が発生するよ
うに電流が流されることで、光ディスクD上にレーザビ
ームが焦点を結ぶように、対物レンズ16,17をZ方
向に制御することができる。
【0045】また、対物レンズホルダ14は、図6を用
いて後段に説明するチルト検出回路からのチルト信号に
基づいて、第1および第3のフォーカスコイル23a,
23cと第2および第4のフォーカスコイル23b,2
3dのそれぞれに反対方向の力が発生するように電流が
流されることによって、対物レンズ16,17をY軸ま
わりに回転制御することができる。すなわち、この発明
の対物レンズ駆動装置(レンズアクチュエータ)12
は、アクチュエータベース20と、第1〜第4の永久磁
石21a,21b,21cおよび21dと、個々のフォ
ーカス駆動コイル23a,23b,23c,23dとに
より定義される(符号を付さないが)Y軸回りの傾き駆
動装置を備えている。
【0046】なお、対物レンズホルダ14は、図6を用
いて後段に説明するトラックエラー検出用フォトディテ
クタと、対応するトラックエラー検出回路(図6参照)
から出力されるトラックエラー信号(TE信号)に基づ
いて、個々のトラックコイル22a,22bに、同方向
にローレンツ力が発生するように電流が流されることに
よって、レーザビームスポットがディスクD上の所望ト
ラックまたはピット列をトレース可能に制御される。
【0047】ところで、レンズホルダ14に保持されて
いる2つの対物レンズ16,17のうち、第1の対物レ
ンズ16を通過されるレーザビームの波長は、第2の対
物レンズ17を通過されるレーザビームの波長より長
く、また第1の対物レンズ16のNAは、第2の対物レ
ンズ17のNAより小さい。
【0048】このため、第1の対物レンズ16を使う場
合、対物レンズの光軸と光ディスクDとの間の角度誤差
の許容量は、第2の対物レンズ17における角度誤差の
許容量よい大きく、光ディスクDに歪みがあっても、光
軸角度の補正は必要ない。
【0049】反対に、第2の対物レンズ17を使用する
場合は、光ディスクDの歪みに起因する光ディスクDの
記録面の傾きにあわせて、第2の対物レンズ17の光軸
と光ディスクDとの間の角度を補正する必要がある。
【0050】光ディスクDの歪みによる傾きは、ディス
クの周方向と半径方向の2成分があり、また、ディスク
Dの回転に同期する回転同期成分と回転に同期しない非
同期成分がある。
【0051】これらの全ての傾きを補正することによ
り、コマ収差を抑制できることはいうまでもないが、完
全にコマ収差を取り除くことは困難であり、許容コマ収
差内であれば、実用上は、問題ない。なお、この発明の
実施の形態では、ディスクDの半径方向の傾きのみを補
正すれば十分である。
【0052】なお、2種類の対物レンズ16,17を用
いる必要が生じた理由は、記憶容量の低いディスクが普
及したあとで、短い波長のレーザビームを用いて情報の
再生が可能な記憶容量の高いディスクが開発され、両方
のディスクから情報の再生が可能な光ディスク装置が必
要となったためである。
【0053】このような場合、記憶容量の低いディスク
で使われてきた方式および部品は、なるべくそのまま使
用するのが、製造コストの点で有利である。
【0054】この発明の実施の形態では、対物レンズ1
6は、CD−ROM用で、トラックエラー信号の検出
に、3ビーム法を用いているため、対物レンズ16の中
心を通るキャリッジ5の移動方向と平行な直線が、常に
ターンテーブル4の中心と一致しなければならない。
【0055】そのため、図5に示すように、DVD向け
の対物レンズ17の中心を通るキャリッジ5の移動方向
と平行な直線は、ターンテーブル4の中心から、距離D
だけ離れることになる。
【0056】このとき、6本のワイヤ18a〜18f
は、キャリッジ5が移動される方向、すなわち2本のガ
イドレール6a,6bが延びる方向とターンテーブル4
の回転軸に垂直な方向から所定の角度だけ傾けられてい
る。
【0057】次に、6本のワイヤ18a〜18fの方向
を最適に設定する方法を説明する。
【0058】図5は、図1に示した光ディスク装置1の
ターンテーブル4の回転軸方向から見た図であり、点O
がターンテーブル4の中心を示している。なお、図5に
おいて、ガイドレール6a,6bは、Y軸と平行となっ
ている。
【0059】内側の円は、半径RIであり、第2の対物
レンズ17を使用するディスクで、半径方向の傾きを補
正したい領域の最内周である。同様に、外側の円は、半
径ROであり、傾きを補正したい領域の最外周である。
【0060】この傾きを補正したい領域は、使用される
ディスクの性質や設計思想によって決められるものであ
る。
【0061】最も広くとれば、使用するディスクの情報
が存在する全ての領域であり、狭い場合は、ディスクの
歪みが外周のみで顕著とわかっているような場合で、反
りの多いディスクの外側の領域だけとなる。
【0062】第2の対物レンズ17の中心は、Y軸から
X軸方向に、距離Dだけ離れた直線YA上を動く。
【0063】このように設定すると、第2の対物レンズ
17の中心が直線YAと半径RIの円との交点PIから
直線YAと半径ROの円との交点POを結ぶ線分上にあ
る場合において、良好に傾き補正ができればよい。
【0064】この時、傾き補正の回転軸の方向は、点P
Iでの半径RIの円の接線XI向きと点POでの半径R
Oの円との接線XOの向きの間であることが好ましく、
正確には、その中間の角度であればよい。
【0065】言い換えると、点PIと点Oを結ぶ線YI
とY軸との傾きをTI、点POと点Oを結ぶ線YOとY
軸との傾きをTOとした時、Y軸から (TI+TO)/2 だけ傾いた線YM(すなわちY1とY0の2等分線)に
垂直な線XMに平行な、軸まわりの傾きを補正すること
が最も効果を発揮できる。
【0066】すなわち、6本のワイヤ18a〜18f
は、線XMに対して平行に向けることが好ましい。
【0067】次に、この発明による半径方向の傾き補正
が、接線方向の傾きに与える影響を同じく図5を用いて
説明する。
【0068】図5において、点Oから紙面に垂直で手前
側を、Z軸方向とする。第1および第2の対物レンズ1
6,17の中心位置を、XY面に投影した点をPとし、
点Pにおける光ディスクDの周方向、半径方向およびZ
方向の3方向に関し、長さ1のベクトルで傾きを表すこ
とにする。つまり、ディスク周方向は(1,0,0)、
半径方向は(0,1,0)およびZ方向は(0,0,
1)となる。なお、第1の対物レンズ16の中心位置を
XY面に投影した点(P)は、Y軸上になるから、ここ
では、第2の対物レンズ17の中心位置をXY面に投影
した点Pについてのみ、説明する。
【0069】従って、ターンテーブル4の面方向の法線
ベクトルの向きは(0,0,1)で示され、光ディスク
Dに歪みが全くない場合の光ディスクDの法線ベクトル
の向き(0,0,1)および第2の対物レンズ17の光
軸の向きについても傾き補正がない場合も、いずれも
(0,0,1)となる。
【0070】XY面において、傾き駆動装置の回転軸に
平行な線XMと垂直な線すなわち線YMと、点Pと点O
とを結ぶ線のなす角度をTとした時、傾き駆動装置によ
ってって、角度α回転したとする。
【0071】このとき、点Pでの対物レンズ17の光軸
のベクトルNαは、 Nα=(sinαsinT,sinαcosT,cosα)…(1) となる。
【0072】また、点Pでの半径方向の傾きPrは、 Pr=tan−1(sinα・cosT/cosα)…(2)、およ
び同周方向の傾きPtは、 Pt=tan−1(sinα・sinT/cosα)…(3) となる。
【0073】ここで、Tが0すなわち点Pでの周方向が
XMと平行である場合、Pr・α、Pt・0となり、傾
き駆動装置によって回転した分だけ、半径方向に対物レ
ンズ17が傾くことになる。
【0074】Tの絶対値の最大値は、(TI−TO)/
2となるように、XMが設定されており、点PがPIあ
るいはPOにあるとき、最も周方向に傾くことになる。
【0075】ここで、もし傾き駆動装置の回転軸が従来
例のように、X軸と平行であるならば、Tの最大値はT
Iとなり、より周有向の傾きは非常に大きくなってしま
う。
【0076】一例を示すと、 D=5.85mm、 RI=22.6mm、 RO=58.5mm、 の場合、 TI=sin−1(D/RI)=15°、 T0=sin−1(D/R0)=5.74°、 (TI−T0)/2=4.65° となる。
【0077】次に、αを0.2°とすると、従来のよう
に傾き駆動装置の回転軸がX軸と平行の場合、点PIに
おいて半径方向の傾きPrは、 Pr=tan−1(sin0.2・cos15/cos0.2) =0.1931°、 および周方向の傾きPtは、 Pt=tan−1(sin0.2・sin15/cos0.2) =0.0517° となる。
【0078】即ち、従来の系では、傾き駆動装置の傾き
角に対して、半径方向の傾きPrは96.6.%であ
り、さらに半径方向の傾きに対して周方向の傾きPtは
26.7%にも達してしまう。
【0079】一方、この発明を適用すれば、点PIにお
ける半径方向の傾きPrは、 Pr=tan−1(sin0.2・cos4.65/cos0.2) =0.1993°、 および周方向の傾きPtは、 Pt=tan−1(sin0.2・sin4.65/cos0.2) =0.0162° となり、傾き駆動装置の傾き角に対して、半径方向の傾
きPrは、99.7%に、半径方向の傾きに対して、周
方向の傾きPtは、8.1%に、それぞれ改善される。
【0080】なお、この発明の対物レンズアクチュエー
タ12では、特願平11−363676号公報に記載さ
れている軸摺動型の対物レンズアクチュエータに比べて
も、対物レンズの間隔を狭くできるため、距離Dの大き
さが小さくなり、そのため、固有のクロストークを小さ
くできる効果もある。
【0081】ところで、上述したように6本のワイヤ1
8a〜18fの向きを設定すると、キャリッジ5が最も
スピンドルモータ3側に移動した時、第1および第2の
対物レンズ16,17が、いずれもディスク最内周に位
置するようにするためには、図4に示すように、対物レ
ンズ16,17の中心を結ぶ線Oが6本のワイヤ18a
〜18fに対して、所定の角度をなすO´となるように
傾ける必要がある。
【0082】一般に、スピンドルモータ3の直径が大き
いほど、効率、トルク等の性能が高くなるが、その大き
さは、キャリッジ5および対物レンズアクチュエータ1
2と干渉しないよう設計されるため、キャリッジ5がデ
ィスクの内周側に移動できる距離には制限がある。
【0083】対物レンズ16がディスク最内周に位置す
るとき、対物レンズ17がディスク最内周に位置しない
場合とすると、どちらのレンズもディスク最内周に位置
するようにするためには、片方のレンズは余計に内周に
位置可能にする必要があり、その分スピンドルモータ3
の外形を小さくしなければならない。キャリッジ5がも
っともスピンドルモータ3寄りに移動した時、対物レン
ズ16,17が共にディスク最内周に位置するようにす
れば、スピンドルモータ3の径を大きくできるため、光
ディスク装置の、消費電力の低減や、トルクの増大によ
る、起動、停止時間の短縮といった効果が得られる。
【0084】なお、傾き駆動装置は、対物レンズ17に
対応する光学ユニット内またはキャリッジ5上に設けら
れる傾き検出装置(図6に示すチルトセンサ57)によ
って検出された傾き量に応じて、対物レンズ17の光デ
ィスクDに対する傾きが最も少なくなるように制御され
る。
【0085】また、傾き検出装置57は、少なくとも1
方向の光ディスクDの傾きを検出する。
【0086】なお、傾き方向が、補正したい傾き成分が
光ディスクDの半径方向の回転に同期しない回転非同期
成分のうちDC(直流)成分である場合には、光ディス
クDの周方向以外の傾き成分を検出して、DC成分を取
り出せばよい。このとき、光ディスク装置1の組立精度
が所定の精度以上確保されているならば、光ディスクD
の周方向のDC傾き成分はほとんど存在しないため、傾
き検出装置57は、光ディスクDの周方向以外の傾きを
測定できればよいのである。
【0087】また、補正したい傾き成分がAC(非直
流)成分も含む場合には、傾き検出装置57は、好まし
くは、上述したYM方向の傾きを検出するものが用いら
れる。なお、光ディスクDの周方向への傾きを無視でき
る場合には、光ディスクDの半径方向の傾きのみを検出
可能な傾き検出装置も利用可能である。
【0088】図6は、図2ないし図4に示した対物レン
ズ駆動装置12に組み込まれる半導体レーザ素子、ピッ
クアップ4の信号の流れを示す概略図である。なお、図
6は、第2のレンズ17(DVD向け)が動作する場合
を示している。また、第1のレンズ16(CD向け)に
は、傾き制御回路がない簡単な構造のものが使用され
る。
【0089】図6に示されるように、半導体レーザ素子
52から放射された波長650nmのレーザビームの光
強度をモニタする第1のフォトディテクタ56の出力
は、APC(auto power control)回路72により、発
光強度の変動を示す値に変換されて、レーザ駆動回路7
3から半導体レーザ素子52に供給されるレーザ駆動電
流の制御に利用される。なお、レーザビームは、コリメ
ートレンズ55でコリメートされて偏光プリズム54と
λ/4波長板53を通過され、立ち上げミラー51(図
6は概略図であり、実際の向きとは異なる)で反射され
て対物レンズ17に入射され、光ディスクD(DVDデ
ィスク)の記録面に集光される。
【0090】第2のフォトディテクタ61は、光ディス
クDの記録面で反射され、対物レンズ17により断面が
概ね平行に変換されて、偏光プリズム54、第2のコリ
メートレンズ58を順に通過され、コリメートレンズ5
8により与えられる集束性により集束されたのちミラー
59で反射され、回折格子60を通過した反射レーザビ
ームを受光して、その強度に対応する電気信号(電流も
しくはその電流を電圧変換した電圧)を出力する。
【0091】なお、第2のフォトディテクタ61は、反
射レーザビームが通る軸線に対して直交する平面が例え
ば4つに区分された受光領域を有し、回折格子60の図
示しない回折パターンにより提供されたフォーカスエラ
ーおよびトラックエラー検出用に分割されたビームスポ
ット形状で入射された反射レーザビームを個々の受光領
域毎に独立に光電変換する。
【0092】第2のフォトディテクタ61の個々の受光
領域からの出力は、増幅器群71により所定の大きさに
増幅され、後段に接続されている加算回路74、フォー
カスエラー検出回路75およびトラックエラー検出回路
76に供給される。なお、加算回路74により加算され
た信号波、再生信号(RF信号)として、図示しないバ
ッファメモリ等に記憶された後、図示しない出力部か
ら、DVDディスクDに記録されている情報として、例
えばホストコンピュータ等に出力される。
【0093】フォーカスエラー検出回路75に入力され
たフォトディテクタ61の出力信号は、フォーカスエラ
ー検出回路75により、対物レンズホルダ14(対物レ
ンズ17)を光軸方向に移動すべき量すなわちフォーカ
スエラー信号であるFE信号に変換される。
【0094】このFE信号は、位相補償回路79により
位相補償され、傾き検出装置(チルトセンサ)57から
出力されて位相補償回路77で位相補償されたチルトエ
ラー信号と、演算回路78により演算されたのち、フォ
ーカスコイル23a〜23dに駆動電流を供給するフォ
ーカス駆動回路80に供給される。これにより、個々の
フォーカスコイル23a〜23dに、対物レンズホルダ
14すなわち対物レンズ17を移動させるための推力を
発生させるための所定の大きさのフォーカス駆動電流が
供給されて、対物レンズ17と光ディスクDとの間の距
離が対物レンズ17の焦点距離に一致するように対物レ
ンズ17が軸方向に移動される。
【0095】一方、トラックエラー検出回路76に入力
されたフォトディテクタ61の出力信号は、トラックエ
ラー検出回路76により、対物レンズホルダ14を光デ
ィスクD上のトラックまたはピット列を横切る方向に移
動すべき量すなわちトラックエラー信号であるTE信号
に変換される。このTE信号は、位相補償回路81によ
り位相補償されて、トラックコイル22aおよび22b
に駆動電流を供給するトラック駆動回路82に供給され
る。これにより、個々のトラックコイル22a,22b
に、対物レンズホルダ14を、所定量回転させるための
推力を発生させるための所定の大きさのトラック駆動電
流が供給されて、対物レンズ17の焦点距離がトラック
(案内溝)の中央に一致するように、対物レンズ17が
移動される。
【0096】なお、傾き検出機構(チルトセンサ)57
の構成としては、さまざまな形態が存在する。例えば、
ディスクDと対物レンズ17の傾きをそれぞれ測定し、
その差をエラー信号とする方法と、直接、ディスクDと
対物レンズホルダ14との傾きを検出する方法、との大
きく2つに分けられ、具体的な検出方法も数多く提案さ
れている。
【0097】そこで、ここでは、特開平3−13783
1号公報に提案されている傾き検出機構を用いた場合に
ついての動作を説明する。この傾き検出機構は、キャリ
ッジ20上に固定され、対物レンズホルダとディスクの
両方で反射される検出ビームを出射し、その反射光をフ
ォトディテクタで検出することにより、光ディスクと対
物レンズホルダとの傾きを検出できる。
【0098】この傾き信号は、対物レンズホルダと光デ
ィスクとの傾きが、最適な時、ゼロとなるよう、調整さ
れる。従って、傾き信号は、チルトエラー信号として用
いることができる。
【0099】このチルトエラー信号は、位相補償回路に
より位相補償された後、演算回路にて、位相補償された
FE信号との和や差が計算され、フォーカスコイル23
a〜23dの個々に流すべき電流値が生成され、フォー
カス駆動回路にて増幅されて、各フォーカスコイルの駆
動に利用される。
【0100】これにより、対物レンズホルダの傾きは、
光ディスクに対して最適な傾きに保持される。
【0101】以上のように構成されたこの発明の光ディ
スク装置によれば、光ディスクの中心を通る半径方向の
線上からずれた位置に配置される第2の対物レンズ使用
時に半径方向のチルト動作させても、ディスク周方向に
対物レンズが傾く量が少なく、良好にディスクに対する
対物レンズの傾きを補正することが可能となるため、コ
マ収差が減り、高密度な記録再生が可能となる。
【0102】なお、本発明は上述の各実施例に限定され
るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できることは言うまでもない。例えば、この発
明の実施例では、フォーカスコイルをチルト動作用のコ
イルと兼用しているが、コイル自体をフォーカス用とチ
ルト動作用の2種類にしてもよい。
【0103】また、この発明の実施例では、対物レンズ
ホルダにコイルを取り付け、アクチュエータベースに永
久磁石を取り付ける方式としているが、コイルを可動部
ではなくアクチュエータベースに固定して、永久磁石を
対物レンズホルダに固定するムービングマグネット方式
としてもよい。
【0104】すなわち、駆動手段の方式に関わらず有効
である。
【0105】また、ワイヤも、6本である必要はなく3
本以上であればよいし、6本の場合において、Z方向中
央のワイヤが他のワイヤに比べて断面積や長さが異なっ
てもよい。
【0106】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ディ
スク装置の対物レンズアクチュエータを用いることで、
簡単な構造でありながら、複数の対物レンズを有するに
もかかわらず、対物レンズの光軸に対するディスク半径
方向の傾きを補正する際に、周方向の傾きが発生しにく
い光ディスク装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の光ディスク装置を説明する概略図。
【図2】図1に示した光ディスク装置に搭載される対物
レンズ駆動装置を説明する概略図。
【図3】図2に示した対物レンズ駆動装置の構造を説明
する概略図。
【図4】図2および図3を用いて説明した対物レンズ駆
動装置の平面図。
【図5】図1に示した光ディスク装置の対物レンズ駆動
装置の原理を説明する概略図。
【図6】図1ないし図5を用いて説明した光ディスク装
置の信号処理系を説明する概略ブロック図。
【図7】周知の光ディスク装置(軸摺動型)の一例を説
明する概略図。
【符号の説明】
D ・・・ディスク、 2 ・・・ベース、 3 ・・・スピンドルモータ、 4 ・・・ターンテーブル、 5 ・・・キャリッジ、 6a,6b・・・ガイドレール、 7 ・・・送りネジ、 8 ・・・送りネジ駆動用モータ、 12 ・・・対物レンズ駆動装置、 14 ・・・対物レンズホルダ、 16 ・・・ディスク半径方向の傾き補正を必要としな
い対物レンズ(第1のレンズ)、 17 ・・・ディスク半径方向の候き補正を必要とする
対物レンズ(第2のレンズ)、 18a〜18f・・・ワイヤ、 19 ・・・ワイヤベース、 20 ・・・アクチュエータベース、 21a〜21d・・・永久磁石、 22a,22b・・・トラックコイル、 23a〜23d・・・フォーカスコイル(チルトコイ
ル)、 51 ・・・立ち上げミラー、 52 ・・・第1のレーザ素子(650nm)、 53 ・・・λ/4波長板、 54 ・・・偏光プリズム、 55 ・・・コリメートレンズ、 56 ・・・第1のフォトディテクタ、 57 ・・・傾き検出装置(チルトセンサ)、 58 ・・・コリメートレンズ、 59 ・・・ミラー、 60 ・・・第2のフォトディテクタ、 71 ・・・信号取出部(増幅器群)、 72 ・・・APC回路、 73 ・・・レーザ駆動回路、 74 ・・・加算回路(再生信号用)、 75 ・・・フォーカスエラー検出回路、 76 ・・・トラックエラー検出回路、 77 ・・・位相補償回路、 78 ・・・演算回路、 79 ・・・位相補償回路、 80 ・・・フォーカス駆動回路、 81 ・・・位相補償回路、 82 ・・・トラック駆動回路。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースと、 光学的情報記録媒体を保持できるターンテーブルと、 前記ベースに搭載され、前記ターンテーブルを回転させ
    るスピンドルモータと、 キャリッジと、 前記ベースに搭載され、前記キャリッジを前記スピンド
    ルモータの半径方向に直線的に案内するガイドレール
    と、 前記キャリッジを前記ガイドレールに沿って駆動するキ
    ャリッジ駆動手段と、 前記スピンドルモータの回転中心を通り前記ガイドレー
    ルと平行な線上に位置され、自身の光軸が前記スピンド
    ルモータの回転軸方向に向けられている第1の対物レン
    ズと、 前記スピンドルモータの回転中心を通らず、前記ガイド
    レールと平行な線上に位置され、自身の光軸が前記第1
    の対物レンズと平行な方向に向けられている第2の対物
    レンズと、 前記第1の対物レンズと第2の対物レンズを保持する対
    物レンズ保持体と、 前記キャリッジに搭載され、前記対物レンズ保持体を、
    前記対物レンズの光軸方向と平行な方向、光軸と垂直な
    方向、および光軸に垂直かつ前記キャリッジの移動方向
    と非垂直な軸まわりの3方向に移動可能に支持する支持
    手段と、 前記キャリッジに搭載され、前記対物レンズ保持体を、
    前記対物レンズの光軸と平行な方向、光軸と垂直な方
    向、および光軸に垂直かつ前記キャリッジの移動方向と
    垂直な方向から傾いた軸まわりの3方向に駆動する駆動
    手段と、を備えた光ディスク装置。
  2. 【請求項2】前記支持手段は、前記対物レンズの光軸と
    平行な方向に垂直、かつ前記ガイドレールに垂直な方向
    から傾いた方向に配置された4本または6本の互いに平
    行なワイヤであり、前記ワイヤのそれぞれは、一端が前
    記対物レンズ保持体、一端が前記キャリッジと一体に移
    動する部分に固定されていることを特徴とする請求項1
    記載の光ディスク装置。
  3. 【請求項3】前記ターンテーブルに搭載された光学的情
    報記録媒体に情報を記録し、あるいは記録媒体から情報
    を再生する際に、前記第2の対物レンズの中心が移動す
    る軌跡の最も前記ターンテーブルの中心に近い位置PI
    と前記ターンテーブルの中心とを結ぶ線YIと、前記タ
    ーンテーブルに搭載された光学的情報記録媒体に情報を
    記録し、あるいは記録媒体から情報を再生する際に、前
    記第2の対物レンズの中心が移動する軌跡の最も前記タ
    ーンテーブル中心から遠い位置POと前記ターンテーブ
    ルの中心とを結ぶ線YOと、を考えるとき、 前記YIと前記YOのなす角の間を通る線YMに垂直な
    軸が、前記光軸と平行な方向に垂直、かつ前記キャリッ
    ジの移動方向と垂直な方向から傾けられていることを特
    徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
  4. 【請求項4】前記ターンテーブルに搭載された光学的情
    報記録媒体に情報を記録し、あるいは記録媒体から情報
    を再生する際に、前記第2の対物レンズの中心が移動す
    る軌跡の最も前記ターンテーブル中心に近い位置PIと
    前記ターンテーブルの中心を結ぶ線YIと、前記ターン
    テーブルに搭載された光学的情報記録媒体に情報を記録
    し、あるいは記録媒体から情報を再生する際に、前記第
    2の対物レンズの中心が移動する軌跡の最も前記ターン
    テーブル中心から遠い位置POと前記ターンテーブル中
    心を結ぶ線YOと、考えるとき、 前記YIと前記YOのなす角の間を通る線YMに垂直な
    軸に前記ワイヤが平行であることを特徴とする請求項2
    の記載の光ディスク装置。
  5. 【請求項5】前記第2の対物レンズの開口数は、前記第
    1の対物レンズの開口数よりも高いことを特徴とする請
    求項1記載の光ディスク装置。
  6. 【請求項6】前記第2の対物レンズには、第1の波長の
    レーザビームが入射され、前記第1の対物レンズには、
    前記第1の波長のよりも長い第2の波長のレーザビーム
    が入射されることを特徴とする請求項1記載の光ディス
    ク装置。
  7. 【請求項7】アクチュエータベースと、 第1の開口数を有する第1の対物レンズと、 前記第1の対物レンズと光軸がほぼ平行になるよう配置
    され、前記第1の対物レンズの開口数と異なる第2の開
    口数を有する第2の対物レンズと、 前記第1の対物レンズと第2の対物レンズとを保持する
    対物レンズ保持体と、 前記アクチュエータベースに搭載され、前記対物レンズ
    保持体を、前記それぞれの対物レンズの光軸に平行な方
    向である第1の方向(F方向)と、その光軸と平行な方
    向と垂直な方向である第2の方向(T方向)と、その光
    軸と平行な方向に垂直かつ前記キャリッジの移動方向と
    垂直な方向から傾いた軸の軸まわりである第3の方向
    (RT方向)の3方向に移動可能に支持する支持手段
    と、 前記対物レンズ保持体を、前記第1ないし第3の3方向
    に駆動する駆動手段と、を備えた対物レンズ駆動装置に
    おいて、 前記光軸に垂直な面内において、前記第1の対物レンズ
    と前記第2の対物レンズの中心を結ぶ線が、前記第1の
    方向と前記第2の方向に垂直な方向に対して、所定の角
    度だけ傾けられていることを特徴とする対物レンズ駆動
    装置。
  8. 【請求項8】前記第2の対物レンズの開口数は、前記第
    1の対物レンズの開口数よりも高いことを特徴とする請
    求項7記載の対物レンズ駆動装置。
  9. 【請求項9】記録媒体を回転可能に保持するターンテー
    ブルと、 前記ターンテーブルの回転中心に向けてキャリッジを直
    線的に案内するガイドレールと、 前記ターンテーブルの回転中心を通り前記ガイドレール
    と平行な線分上に位置され、自身の光軸が前記ターンテ
    ーブルの軸方向に向けられて、第1の記録密度に対応し
    た第1の波長のレーザビームを記録媒体の所定の位置に
    集光する第1の対物レンズと、 前記ターンテーブルの回転中心以外を通り前記ガイドレ
    ールと平行な線分上に位置され、自身の光軸が前記第1
    の対物レンズと平行な方向に向けられて、前記第1の記
    録密度とは異なる第2の記録密度に対応した第2の波長
    のレーザビームを記録媒体の所定の位置に集光する第2
    の対物レンズと、 前記第1および第2の対物レンズを前記ターンテーブル
    の中心に対して所定の位置関係となるよう保持するレン
    ズホルダと、 前記キャリッジに搭載され、前記レンズホルダを、前記
    対物レンズの光軸と平行な方向、光軸と平行な方向と垂
    直な方向、および光軸と平行な方向に垂直かつ前記キャ
    リッジの移動方向と非垂直な軸まわりの3方向に移動可
    能に支持する支持手段と、 前記キャリッジに搭載され、前記レンズ保持体を、前記
    対物レンズの光軸と平行な方向、光軸と平行な方向と垂
    直な方向、および光軸と平行な方向に垂直かつ前記キャ
    リッジの移動方向と垂直な方向から傾いた軸まわりの3
    方向に駆動する駆動手段と、を備えた光ディスク装置。
  10. 【請求項10】前記第2の対物レンズの開口数は、前記
    第1の対物レンズの開口数よりも高いことを特徴とする
    請求項9記載の光ディスク装置。
  11. 【請求項11】前記第2の対物レンズに入射される前記
    第2のレーザビームの波長は、前記第1の対物レンズに
    入射される前記第1のレーザビームの波長よりも短いこ
    とを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置。
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