JP2003157559A - 光学系駆動装置 - Google Patents

光学系駆動装置

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JP2003157559A
JP2003157559A JP2001357547A JP2001357547A JP2003157559A JP 2003157559 A JP2003157559 A JP 2003157559A JP 2001357547 A JP2001357547 A JP 2001357547A JP 2001357547 A JP2001357547 A JP 2001357547A JP 2003157559 A JP2003157559 A JP 2003157559A
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holder
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driving device
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JP2001357547A
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Hiroshi Ezawa
寛 江澤
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 品質の安定した高性能な光学系駆動装置を提
案する。 【解決手段】光学素子1を備えた光学素子ホルダ2と、
この光学素子ホルダ2を弾性支持部材4a,4bを介し
て記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持する支持ホル
ダ3と、この支持ホルダ3を光学素子ホルダ2とともに
記録媒体の略半径方向に移動可能に保持するキャリッジ
5とを少なくとも備える光学系駆動装置において、弾性
支持部材4a,4bの長手方向に沿う向きに支持ホルダ
3とキャリッジ5を配置して該キャリッジ5の一部分を
挟み込むように弾性支持部材4a,4bを介して光学素
子ホルダ2を支持し、前記支持ホルダ3と前記キャリッ
ジ5の相対する面を相互に位置合わせ可能に突き合わせ
て一体的に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
学的情報記録及び/または再生装置において、情報記録
媒体に光スポットを投射する対物レンズ等の光学系を支
持、駆動するのに好適な光学系駆動装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】光学的情報記録及び/または再生装置
は、対物レンズ等の光学素子を、光ディスク面の振れや
傾きに追従させつつ、その垂直方向あるいは半径方向に
駆動する必要があり、そのため、従来、光学素子はホル
ダによって保持され、これをばねの如き弾性支持部材を
介して支持ホルダに支持して記録媒体の略垂直方向への
移動を可能とする一方で、光学素子を保持するホルダ及
び支持ホルダを、記録媒体の略半径方向に沿って移動可
能としたキャリッジ内に組み込んだ構造とするのが一般
的になっている。
【0003】とくに、光学素子を記録媒体の垂直方向に
移動させるための機構については、光学素子を正しく記
録媒体に向けるべく、光学素子の傾きを正確に調整して
からキャリッジに取り付けることが重要であり、この点
に関する先行技術としては、特開平9−54960号公
報に開示のような光学系駆動装置が参照される。
【0004】上記公報に開示の駆動装置は、図12、図
13に示すように、レンズ15を保持したホルダ16
が、フォーカスアクチュエータ17を構成するバネ受け
部材18に板バネ19a、19bを介して記録媒体の垂
直方向に移動可能に支持されており、フォーカスアクチ
ュエータ17そのものについては、光ビームを通過させ
る溝20を形成したキャリッジ21の溝20に一部を入
れ込む形で取り付けられている。
【0005】ここに、上記のバネ受け部材18はその端
面に3つの凸部21a〜21cが設けられ、キャリッジ
21の溝20の端面には壁面に溝22と曲面23を有す
る立上部24が設けられていて、バネ受け部材18の凸
部21aを溝22に入れ込むとともに凸部21b、21
cを曲面23にそれぞれ当接させた状態でずらせること
でバネ受け部材18をキャリッジ21内で傾け、フォー
カスアクチュエータ17の位置調整を行い、レンズ15
を正しく記録媒体に向けて接着固定できる構造になって
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の光学
系駆動装置においては、以下のような不具合があり、未
だ改善の余地が残されていた。
【0007】すなわち、フォーカスアクチュエータ17
はキャリッジ21の溝20を利用して取り付けてあり、
その構造上、バネ受け部材18のサイズをそれ以上大き
くすることができない。
【0008】また、バネ受け部材18はホルダの配置位
置とは反対側の端面に位置調整機構を有するため、バネ
受け部材18に設けられた3つの凸部の間隔を大きくで
きない。かかる間隔が大きい場合凸部の寸法にずれがあ
ってもその影響は少ないが、該間隔が狭い場合にはその
影響が大きく現れる。
【0009】例えば、X方向における寸法のずれ(3つ
の凸部の高さずれ)が同じであっても、凸部の間隔が1
/2になるとバネ受け部材18の傾きは約2倍にもな
る。これは、キャリッジ21に設けられた曲面23につ
いてもいえることであって、曲面23の寸法のずれによ
ってもバネ受け部材18が傾き、その影響がやはり大き
く現れてしまう。
【0010】バネ受け部材18の傾きは、フォーカスア
クチュエータ17の回転中心のずれという形になる。本
来、レンズ付近を中心にして回転するので、傾きの調整
を行なってもレンズ15の位置がずれることはないが、
回転中心がずれることにより、レンズ15の位置が記録
媒体の垂直方向、半径方向、接線方向のあらゆる方向に
ずれてしまう。
【0011】レンズの位置が記録媒体の垂直方向にずて
いる場合、フォーカス駆動系に電流を流してレンズを動
かすことで正しい位置に保持できるが、そのずれが大き
い場合にはフォーカス駆動系に流す電流の値を大きくす
る必要があり消費電力の増大を招くばかりか、ずれがあ
まりにも大きい場合には正しい位置に補正するのが困難
となる不具合がある。
【0012】さらに、レンズが記録媒体の半径方向、接
線方向にずれている場合には、光ビームが本来の位置が
らずれてレンズに入射されることになる。設計時から予
測されている範囲内にずれが収まっている場合は問題は
ないものの、それを超える大きなずれが生じていると光
ビームの一部が蹴られてしまい、信号を正しく検出する
ことができなくなる等の不都合が生じる。
【0013】逆に、設計時にずれを大きく見込むと、光
ビームが蹴られないようにその光路を大きくする必要が
あり、これとともに、レーザや光検出器などからなる光
学系もそれに対応して大きくせざるを得ないため、光学
系駆動装置の大型化、装置にかかるコストの上昇が避け
られない不利がある。
【0014】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、品質の安定した高性能な光学系駆動装置を
提案することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学素子を備
えた光学素子ホルダと、この光学素子ホルダを弾性支持
部材を介して記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持す
る支持ホルダと、この支持ホルダを光学素子ホルダとと
もに記録媒体の略半径方向に移動可能に保持するキャリ
ッジとを少なくとも備える光学系駆動装置において、弾
性支持部材の長手方向に沿う向きに支持ホルダとキャリ
ッジを配置して該キャリッジの一部分を挟み込むように
弾性支持部材を介して光学素子ホルダを支持し、前記支
持ホルダと前記キャリッジの相対する面を相互に位置合
わせ可能に突き合わせて一体的に連結してなることを特
徴とする光学系駆動装置である。
【0016】上記の構成になる装置において、相対する
面のうち、一方は凹状の球面とし、もう一方が該凹状の
球面に適合する凸状の球面とするのが好ましい。
【0017】また、相対する面のうちの何れか一方また
は両方に3つ以上の突起を設けるものとする。
【0018】さらに、相対する面の何れか一方に、もう
一方の面内に挿通され支持部材とキャリッジを連結する
前にその重力によって離脱しないようにつなぎ止めてお
く凸部を設けることがこの発明にとくに有利に適合す
る。
【0019】以下、図面を用いて本発明をより具体的に
説明する。図1〜図6は本発明の第1の実施の形態を示
したものであり、図1は装置の外観斜視図、図2は要部
の外観斜視図、図3、図4は要部の分解斜視図、図5、
図6は要部の断面をそれぞれ示したものである。
【0020】図1〜図3において番号1は対物レンズの
如き光学素子、2は光学素子1を保持する光学素子ホル
ダ、3は光学素子ホルダ2を弾性支持部材4a、4bを
介して記録媒体の略垂直方向(図中のZ方向)に移動可
能に支持する支持ホルダである。支持ホルダ3は図4、
図5に示すようにその後端面に光学素子1の主点0を中
心とする半径を有する凹状の球面3aが設けられてい
る。また、その上面および下面には図4、図5に示すよ
うにそれぞれ凹部3b、3cが設けられていて、この凹
部3b、3cに弾性支持部材4a、4bをダンピングす
るためのシリコーンゲルが充填される。
【0021】また、図1〜3において5は支持ホルダ3
を光学素子ホルダ2とともに記録媒体の略半径方向に移
動可能に保持するキャリッジである。このキャリッジ5
は図2、図3、図4及び図5に示すようにその先端面に
支持ホルダ3の後端面に適合する凸状の球面5aが設け
られている。また、6a、6bは光学素子ホルダ2に光
学素子1とともに装着されるフォーカスコイルであり、
キャリッジ5にはミラー7、カバー8a、8b、トラッ
キングコイル9a、9bがそれぞれ取り付けられてい
る。
【0022】支持ホルダ3とキャリッジ5は図5に示す
ように弾性支持部材4a、4bの長手方向に沿う向きに
配置され、光学素子ホルダ2はキャリッジ5の一部分を
支持ホルダ3とともに挟み込むようにして弾性支持部材
4a、4bによって支持ホルダ3に支持される。
【0023】支持ホルダ3とキャリッジ5は、相対する
球面3a、5aを相互に位置合わせ可能に突き合わせて
一体的に接着、固定されるが、接着、固定の前段階で、
光学素子1の光軸が記録媒体(図示せず)に対して垂直
になるように支持ホルダ3の位置調整を行なう。
【0024】支持ホルダ3の位置調整に際しては、ま
ず、該支持ホルダ3とキャリッジ5の相対する球面3
a、5aを相互に突き合わせ、支持ホルダ3を球面に沿
い記録媒体の垂直方向(図5のZ方向)に動かすことに
より光学素子1は記録媒体の接線方向軸(図5のY軸)
周りに回転調整される。
【0025】また、支持ホルダ3を球面5aに沿い記録
媒体の半径方向軸(図5のX軸)周りに動かすことによ
り、光学素子1は記録媒体の半径方向軸(X軸)周りに
回転調整される。
【0026】かかる調整に際しては、図示はしない調整
機により支持ホルダ3をつかみ、キャリッジ5に押し当
てつけながら行なう。
【0027】このとき、支持ホルダ3には、上記以外の
方向、例えば、記録媒体の接線方向(Y方向)には動か
ないように制限を加えることが肝要になる。
【0028】フォーカスコイル6a、6b及びトラッキ
ングコイル9a、9bについては、フレキシブル基板に
より外部の電気基板(図示せず)と接続される。
【0029】光学素子ホルダ2と支持ホルダ3はキャリ
ッジ5の一部分5Aを挟み込むように配置されている
(図5参照)が、これは予めミラー7を配置、接着した
キャリッジ5につき、その一部分5Aを挟み込む形で支
持ホルダ3、光学素子ホルダ2をそれぞれ保持し、この
状態で弾性支持部材4a、4bのそれぞれの端部を支持
ホルダ3、光学素子ホルダ2に接着、固定することで組
立られるものであり、その後、カバー8a、8bが装着
される。
【0030】図6はキャリッジ5の断面を示したもので
あるが、該キャリッジ5には、光ビームを通すための通
路5b、トラッキングに使用する軸を通すための貫通孔
5c、5d、弾性支持部材4a、4bを通すための溝5
e、5fがバランスよく設けられてる。キャリッジ5に
装着されるカバー8a、8bは弾性支持部材4a、4b
を通す溝5d、5eの開放部を閉じるようにその上部に
配置される。
【0031】キャリッジ5とカバー8a、8bにて構成
される構造体は孔と壁がバランス良く配置されており、
重量が軽いにも係わらず、高い剛性を確保することが可
能であり、固有振動数の高い優れた特性を有することに
なる。とくにカバー8a、8bを金属材料にて構成する
ことによりさらに剛性を高めることができる。
【0032】キャリッジ5に設けられた貫通孔5c、5
dには図1に示すように軸受けを介してガイドレール1
0a、10bが配置されていて、キャリッジ5は記録媒
体の半径方向(X方向)に移動することが可能になって
いる。
【0033】図1、図6において11a、11bはトラ
ッキングコイル9a、9bの中に配置される内ヨークで
あり、この内ヨーク11a、11bの外周には例えば厚
さが0.2mm程度になる銅製のショートリング12a、
12bがかしめによって取り付けられている。
【0034】また、図における番号13a、13bは内
ヨーク11a、11bの上面(図示しない記録媒体が位
置するZ+方向)に配置された外ヨークであり、この外
ヨーク13a、13bは内側(光学素子1側)の厚さが
その長手方向の全長にわたって薄くなっており、この薄
肉部分によって記録媒体の回転に伴う空気の流れを変化
せさて対物レンズ等の光学素子1に埃が付着するのを回
避する。14a、14bは外ヨーク13a、13bに接
着、固定された磁石である。
【0035】ガイドレール10a、10b及び内ヨーク
11a、11bはデッキベース(図示せず)に固定され
ており、外ヨーク13a、13bについては内ヨーク1
1a、11bを介してデッキベースに固定されている。
【0036】支持ホルダ3には図3に示すように上記の
ガイドレール10a、10bを通すための貫通孔3d、
3eが設けられており、その貫通孔3d、3eの相互間
には光ビームを通すための通路3fが形成されている。
支持ホルダ3の貫通孔3d、3e、通路3fは該支持ホ
ルダ3をキャリッジ5に固定する際の調整分をみてキャ
リッジ5に設けられた通路5b、貫通孔5c、5dより
も大きなサイズになっている。
【0037】上記の構成からなる実施の形態の動作につ
いて以下に説明する。まず、固定の光学系(図示せず)
より発せられた光ビームは支持ホルダ3の通路3f、キ
ャリッジ5の通路5bを通り反射ミラー7で反射された
後、光学素子1によって記録媒体(図示せず)上にスポ
ットを形成する。
【0038】記録媒体からの反射光は再び光学素子1を
通って固定光学系に戻り、フォーカスエラー、トラッキ
ングエラー及び記録信号の検出が行なわれる。
【0039】フォーカスエラーが検出された場合は、フ
ォーカスコイル6a、6bに電流を流すことによってホ
ルダ2が媒体面に垂直な方向へと駆動される(フォーカ
スコイル6a、6bは磁石14a、14bの記録媒体の
接線方向(Y方向)端面からの漏れ磁界によって駆動さ
れる)。
【0040】一方、トラッキングエラーが検出された場
合には、トラッキングコイル9a、9bに電流を流すこ
とによってキヤリッジ5ごとホルダ2を記録媒体の半径
方向に駆動する(X方向)。
【0041】異なるトラックにアクセスする場合は、ト
ラッキングコイル9a、9bに電流を流し、キャリッジ
5をホルダ2とともに記録媒体の半径方向に駆動する。
【0042】トラッキングコイル9a、9bは磁石14
a、14bと内ヨーク11a、11bの間の通常の磁気
ギャップから駆動力を受ける。
【0043】上記の構成になる装置は以上の要領で動作
してフォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御
がなされる。
【0044】本発明に従う装置は、上述したように支持
ホルダ3をキャリッジ5の先端面で弾性支持部材4a、
4bの長手方向に沿う向きに配置し、該支持ホルダ3と
キャリッジ5を連結するに際してその端面に大きな面積
を有する球面3a、5aを突き合わせることで位置合わ
せを行なうので、該球面3a、5a形成時の精度の影響
を小さくすることができるとともに光学素子1の配置精
度も高くなる(所定の位置からのずれが極わずかなもの
とすることができる)。
【0045】また、球面3a、5aは面積が大きいた
め、装置の組立、調整時に該球面同士を簡単に接触させ
ることができるだけでなく、組立の際のばらつきによる
光学素子1の所定の位置からのずれも小さくことが可能
である。そしてこれにより、固定光学系の光軸を合わせ
るための調整機構などの調整代が小さくできるか、ある
いは調整機構を設ける必要がなくなり、装置全体のコン
パクト化、装置にかかるコストの低減を図ることが可能
になる。
【0046】本実施の形態では、支持ホルダ3のサイズ
はガイドレール10a、10bを通すことができる程度
のものとしたが、該ガイドレール10a、10bが支持
ホルダ3の外側を通過させる構造とすることもでき、こ
の場合においても支持ホルダ3は通常のものに比較して
そのサイズを大きくすることが可能であり、ガイドレー
ル10a、10bを通す構造のものとほぼ同様の効果が
得られる。
【0047】本発明に従う装置の第2の実施の形態を図
7〜図9に示す。図7、8は装置の要部の分解斜視図で
あり、図9は要部の断面を示した図である。
【0048】図7〜図9において11はキャリッジ5の
球面5aにおいて設けられた縦溝である。この縦溝11
は図9にその要部を示すように溝底に球面5aと中心が
同じで半径のみが異なる球面11aを有している。
【0049】また、12、13a、13bは支持ホルダ
3の球面3aに設けられた凸部であり、この凸部12、
13a、13bはその先端が球状になっている。凸部1
2は円柱状の胴部を有していて、その径はキャリッジ5
に設けられた縦溝11の溝幅よりもごく僅かに小さくな
っている(隙間の少ないすきま嵌め)。
【0050】支持ホルダ3とキャリッジ5の相対する面
3a、5aを相互に突き合わせると、凸部12の先端は
キャリッジ5の縦溝11の溝底に接し、凸部13a、1
3bは球面5aの表面に接することになる。
【0051】凸部12、13a、13bは、支持ホルダ
3とキャリッジ5が合わさったとき、光学素子1の主点
がキャリッジ5の球面5aの中心に合致するように設け
られている。このとき、凸部12は縦溝11の溝底に形
成された球面11aの中心に位置することになる。
【0052】支持ホルダ3の球面3aはほぼ光学素子1
の主点0を中心とする面になっており、キャリッジ5の
球面5aの半径よりも少し大きめの半径を有している。
他の構成については、第1の実施の形態と同じになって
いる。
【0053】第2の実施の形態として示した装置は、光
学素子1の傾きの調整を、支持ホルダ3に設けた凸部1
2a、13a、13bを介してキャリッジ5の球面5a
および縦溝11に沿って動かすことによって行なう。具
体的には、支持ホルダ3を縦溝11に沿って動かす(記
録媒体の垂直方向(Z方向))ことにより、光学素子1
は記録媒体の接線方向軸(Y軸)周りに回転調整され、
凸部12を中心に支持ホルダ3をキャリッジ5の球面5
aに沿い記録把体の半径軸(X軸)周りに動かすことに
より、光学素子1は記録媒体の半径方向軸(X軸)周り
に回転調整される。
【0054】凸部12、凸部13a、13bはその突き
出し代を調整することにより支持ホルダ3の回転中心を
調整することができるものであり、支持ホルダ3とキャ
リッジ5が球面3a、5aで接する場合においてはこの
球面を修正するのは難しいが、この構造のものでは凸部
の突き出し代を調整するだけで足る。キャリッジ5の型
修正が容易になることで精度をより追い込むことができ
高い精度のもとで光学素子1の回転中心を設定すること
が可能になる。
【0055】また、この構造のものは、縦溝11によっ
て支持ホルダ3の記録媒体に対する接線方向(Y方向)
の位置を決定することができるので、位置ずれを調整機
で規制する必要がなく、調整機の構造を簡略化すること
が可能になる。
【0056】上掲図7〜9では、凸部12、13a、1
3bは支持ホルダ3に設けた例で示したが、これはキャ
リッジ5の球面5aに設けるようにしてもよく、凸部1
2、13a、13bを設けた面はとくに球面である必要
はない。
【0057】図10、図11は本発明の第3の実施の形
態を示したものであり、図10は要部の分解斜視図、図
11は要部の断面図である。
【0058】図10、図11における14はキャリッジ
5の球面5aに通路5bを取り囲むように一体的に設け
られた円筒状の凸部である。この凸部14はその上部に
平坦面14aが設けられており、支持ホルダ3の貫通孔
3fの内面上部にも平坦面hが設けられており、装置の
組立に際してキャリッジ5の凸部14が支持ホルダ3の
通路3fに挿通することができるようになっており、そ
の他の構成は第1の実施の形態と同様の構造のものであ
る。
【0059】第3の実施の形態は、装装置の組立の際
に、支持ホルダ3の貫通孔3fにキャリッジ5と一体に
なる凸部14を挿通させることで、支持ホルダ3とキャ
リッジ5とを連結、固定する前にその重力によって離脱
することがないようにつなぎ止めておくことが可能とな
り、弾性支持部材4a、4b等の損傷を回避できるだけ
でなく、装置の組立性を改善することが可能となる。
【0060】上掲図10に示すような構成を採用するこ
とにより不良構成部材の発生が削減され、結果として装
置のコストの低減を図り得る。また、凸部14を支持ホ
ルダ3の貫通孔3fに挿通させ、その相互間に接着剤を
充填することで支持ホルダ3とキャリッジ5を強固に固
定することができ、これにより剛性が高く、固有振動数
の高い特性を有する装置を構成することが可能になる。
【0061】この例では、凸部14はキャリッジ5の通
路5aをその端面で取り囲むように配置した場合につい
て示したが、該凸部14はこれ以外の部分に設けてもよ
く、その場合には、支持ホルダ3に凸部14に適合する
開口を別途設けるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示した図であ
る。
【図2】 図1の外観斜視図である。
【図3】 図1の要部の分解斜視図である。
【図4】 図1の要部の分解斜視図である。
【図5】 図1の要部の断面を示した図である。
【図6】 図1の要部の断面を示した図である。
【図7】 本発明の第2の実施の形態をその要部につい
て分解状態で示した図である。
【図8】 本発明に第2の実施の形態をその要部につい
て分解状態で示した図である。
【図9】 図7、図8に示した装置の要部の断面を示し
た図である。
【図10】 本発明の第3の実施の形態を示した図であ
る。
【図11】 図10の要部の断面を示した図である。
【図12】 従来の光学系駆動装置の構成説明図であ
る。
【図13】 図12に示した装置の断面を示した図であ
る。
【符号の説明】
1 光学素子 2 光学素子ホルダ 3 支持ホルダ 3a 球面 3b 溝 3c 溝 3d 貫通孔 3e 貫通孔 3f 通路 4a 弾性支持部材 4b 弾性支持部材 5 キャリッジ 5a 球面 5b 通路 5c 貫通孔 5d 貫通孔 5e 溝 5f 溝 6a フォーカスコイル 6b フォーカスコイル 7 ミラー 8a カバー 8b カバー 9a トラッキングコイル 9b トラッキングコイル 10a ロッド 10b ロッド 11a 内ヨーク 11b 内ヨーク 12a ショートリング 12b ショートリング 13a 外ヨーク 13b 外ヨーク 14a 磁石 14b 磁石 0 主点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学素子を備えた光学素子ホルダと、こ
    の光学素子ホルダを弾性支持部材を介して記録媒体の略
    垂直方向に移動可能に支持する支持ホルダと、この支持
    ホルダを光学素子ホルダとともに記録媒体の略半径方向
    に移動可能に保持するキャリッジとを少なくとも備える
    光学系駆動装置において、 弾性支持部材の長手方向に沿う向きに支持ホルダとキャ
    リッジを配置して該キャリッジの一部分を挟み込むよう
    に弾性支持部材を介して光学素子ホルダを支持し、 前記支持ホルダと前記キャリッジの相対する面を相互に
    位置合わせ可能に突き合わせて一体的に連結してなるこ
    とを特徴とする光学系駆動装置。
  2. 【請求項2】 相対する面のうち、一方は凹状の球面で
    あり、もう一方が該凹状の球面に適合する凸状の球面で
    ある、請求項1記載の光学系駆動装置。
  3. 【請求項3】 相対する面のうちの何れか一方または両
    方に3つ以上の突起を有する請求項1又は2記載の光学
    系駆動装置。
  4. 【請求項4】 相対する面の何れか一方に、もう一方の
    面内に挿通され支持部材とキャリッジを連結する前にそ
    の重力によって離脱しないようにつなぎ止めておく凸部
    を設ける請求項1〜3の何れかに記載の光学系駆動装
    置。
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