JP2014089788A - 対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置 Download PDF

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賢二 浅野
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Abstract

【課題】本発明の目的は対物レンズの加熱を抑制する対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】本発明では、対物レンズ26Aとレンズホルダ34との間に間隙部64Aを設けることで対物レンズ26Aの温度上昇を抑制している。具体的には、レンズホルダ34の上面を部分的に突起させて支持部66Aを設け、対物レンズ26Aのフランジ部94に支持部66Aを当接させることで、間隙部64Aを設けている。これにより、駆動コイルが発熱することによりレンズホルダ34の温度が上昇したとしても、対物レンズ26Aへの熱の伝導が抑制され、対物レンズ26Aが低温に保たれて光学特性の劣化が抑止される。
【選択図】図4

Description

本発明は対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置に関し、特に、レンズホルダに備えられる対物レンズの過熱を防止する機構を有する対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置に関する。
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を、光ディスクの信号記録層に照射することによって、信号の読み出し動作や信号の記録動作を行う光ディスク装置が普及している。
この光ディスク装置では、光ディスクの径方向に沿って移動する光ピックアップ装置を用いて、光ディスクに対する情報の読み書きが行われる。具体的には、光ピックアップ装置に内蔵されるレーザーダイオードから所定の波長のレーザー光が放射され、対物レンズによりこのレーザー光が光ディスクの情報記録層に合焦される。この情報記録層で反射した戻り光のレーザー光が受光素子で受光されることで、光ディスクに記録された情報の読出しが行われる。
更に、受光素子で得られた情報を基に対物レンズの位置を調整するサーボ動作が行われている。具体的には、対物レンズホルダには、フォーカスコイル、トラッキングコイル等の駆動コイルが備えられており、この駆動コイルに電流を供給することでレンズホルダのフォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に対する位置調整が行われている。
しかしながら、使用状況下にて駆動コイルから発生した熱が対物レンズに伝導し、これにより対物レンズの光学特性が劣化する問題が発生していた。具体的には、表面にキズ等が発生している低品質な光ディスクに対して、情報の読み書きを行う場合、レンズホルダを頻繁にフォーカス方向に対して変位させる必要があるので、フォーカスコイルに供給される電流量が多くなり、上記した問題が発生する。また、一つのレンズホルダに複数の規格に対応する対物レンズが搭載された場合、CD規格のレーザー光を照射する場合と、BD規格のレーザー光を照射する場合とでは、光ディスクの表面と対物レンズとの距離が異なるので、連続してフォーカスコイルに電流を流してレンズホルダを所定の位置に固定する必要がある。これにより、上記した問題が発生していた。
この様な光ピックアップ装置に内蔵された光学部品の過熱を抑制する方法として、光ピックアップ装置に風を送り込む方法が考えられる。下記特許文献1では、図2および〔0046〕等を参照して、開口部20a付近のカバーに長孔20bを設けている。これにより、ディスクの回転により発生する風を、この長孔20bを経由して光ピックアップ装置に導き、光ピックアップ装置の過熱を抑制する事項が開示されている。
特開2008−97662号公報
上記した特許文献1では、光ディスク装置の特定の部分に孔部を設け、この孔部を通過した風を光ピックアップ装置に当てることにより、光ピックアップ装置を全体的に冷却する事項が開示されている。
しかしながら、かかる技術では、光ピックアップ装置を局所的に冷却することは出来ないので、上記したように光ピックアップ装置が備える対物レンズが加熱された場合、この対物レンズを効率的に冷却することは困難である。
また、レンズホルダに複数のレンズが固着される機種では、レンズホルダ全体の重量が重くなるので、レンズホルダを変位させるために各コイルに流れる電流が大きくなる。よって、各コイルから多量の熱が発せられ、上記した対物レンズの光学的特性が劣化する問題が顕著と成る。
本発明は上記した課題を鑑みて成され、本発明の目的は、対物レンズの加熱を抑制する対物レンズ駆動装置およびそれを備えた光ピックアップ装置を提供することにある。
本発明の対物レンズ駆動装置は、対物レンズと、前記対物レンズが固定されるレンズホルダと、一端が前記レンズホルダに接続され、他端が支持基板に接続される複数の支持ワイヤと、を具備し、前記対物レンズと前記レンズホルダとの間に、前記対物レンズの下方の空間と外部とを連通させる間隙部が形成されることを特徴とする。
本発明では、対物レンズとレンズホルダとの間に間隙部を形成している。よって、レンズホルダに備えられたコイルが発熱したとしても、レンズホルダを経由して対物レンズに伝導する熱量が制限されるので、対物レンズの温度上昇が抑制される。
本発明の光ピックアップ装置を示す図であり、(A)は光ピックアップ支持装置を示す斜視図であり、(B)は光ピックアップ装置に内蔵される光学系を示す図である。 本発明の対物レンズ駆動装置に組み込まれるレンズホルダを示す図である。 本発明の対物レンズ駆動装置に組み込まれるレンズホルダを示す図であり、(A)は斜視図であり、(B)は平面図である。 本発明の対物レンズ駆動装置に組み込まれるレンズホルダを示す図であり、(A)は対物レンズを示す平面図であり、(B)はレンズホルダを示す断面図である。 本発明の対物レンズ駆動装置に組み込まれるレンズホルダを示す図であり、(A)は対物レンズを示す平面図であり、(B)はレンズホルダを示す断面図である。 本発明のレンズ駆動装置を示す図であり、(A)は光ディスクとレンズ駆動装置とを示す平面図であり、(B)はレンズホルダの部分を示す平面図である。
図1を参照して、本形態の光ピックアップ装置の構成を説明する。図1(A)は光ピックアップ装置22を示す斜視図であり、図1(B)は光ピックアップ装置22に内蔵される光学系を示す図である。
図1(A)を参照して、光ピックアップ装置22では、ハウジング24にレンズ駆動装置62等の各種素子が備えられている。ハウジング24の紙面上右側の端部には、ガイド軸が挿通される挿通部36が設けられ、左側端部には他のガイド軸が係合される係合部38が設けられる。使用状況下では、光ピックアップ装置22は、これらのガイド軸に沿って移動する。
レンズ駆動装置62はハウジング24に内蔵されており、対物レンズ26を保持するレンズホルダ34が支持ワイヤ28を介して変位可能な状態で支持基板30に支持されている。本形態では、レンズホルダ34の上面には2つの対物レンズ26が配置されているが、上記した3つの規格のレーザー光に対応する1つの対物レンズ26が配置されても良い。
図1(B)を参照して、上記した光ピックアップ装置22に組み込まれる光学系について説明する。
光ピックアップ装置22に内蔵される光学素子としては、レーザー装置40、44、回折格子42、46、光路合成プリズム48、ハーフミラー54、1/4波長板55、コリメータレンズ56、立ち上げミラー58、60、対物レンズ26A、26B、アナモレンズ52及び光検出器50が採用される。
レーザー装置40は、DVD規格の波長(赤色波長帯645nm〜675nm(例えば、655nm))のレーザー光及びCD規格の波長(赤外波長帯765nm〜805nm(例えば、785nm))のレーザー光を出射する。
そして、レーザー装置40から出射されたレーザー光は、回折格子42にて0次光、+1次回折光、−1次回折光に分離し、プリズム48を通過する。
レーザー装置44は、BD規格の波長(青紫色(青色)波長帯400nm〜420nm(例えば405nm))のレーザー光を出射する。尚、レーザー装置44は、CANタイプ型のパッケージの場合でも良く、リードフレーム型のパッケージの場合でも良い。これは、レーザー装置40についても同様である。
そして、レーザー装置44から出射されたレーザー光は、回折格子46にて0次光、+1次回折光、−1次回折光に分離し、光路合成プリズム48の偏光面にて反射する。
図示したように、レーザー装置40、44から出射されたレーザー光は、プリズム48を通過した後は共通の光路上を進む。具体的には、それぞれのレーザー光は、ハーフミラー54にて反射した後、1/4波長板55及びコリメータレンズ56を通過する。そして、DVD規格及びCD規格のレーザー光は、立ち上げミラー58にて反射し、対物レンズ26Aにて光ディスク20の情報記録層に集光される。一方、BD規格のレーザー光は、立ち上げミラー58を通過し、立ち上げミラー60にて反射し、対物レンズ26Bにて光ディスク20の情報記録層に集光される。
次に、光ディスク20から反射したDVD規格及びCD規格のレーザー光は、対物レンズ26Aを通過し、立ち上げミラー58にて反射する。一方、光ディスク20から反射したBD規格のレーザー光は、対物レンズ26Bを通過し、立ち上げミラー60にて反射し、立ち上げミラー58を通過する。その後、それぞれのレーザー光は、コリメータレンズ56、1/4波長板55、ハーフミラー54及びアナモレンズ52を通過した後、光検出器50へと入射する。そして、光検出器50にて検出された光信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御及びラジアルチルト制御が行われる。
図2を参照して、レンズ駆動装置62を説明する。
レンズホルダ34は、上面に2つの対物レンズ26A、26Bが備えられている。複数の対物レンズが配置されることによりレンズホルダ34が重くなると、各駆動コイルに供給される電流が大きくなるので、駆動コイルが加熱され易くなる。よって、この熱により対物レンズ26A、26Bも温度上昇して光学的に劣化する恐れが有る。本形態では、対物レンズ26Aとレンズホルダ34との間に間隙部64Aを設けている。同様に、対物レンズ26Bとレンズホルダ34との間にも間隙部64Bを設けている。間隙部64A等を設けることにより、対物レンズ26A等の下方の空間と外部とが連通されて風が通過し、対物レンズ26A等の加熱が抑止される利点がある。この点については、図3等を参照して後述する。
レンズホルダ34の紙面上で左右方向に対向する側辺には、3本づつ支持ワイヤ28が架設されている。各支持ワイヤ28の一端はレンズホルダの側壁に固着され、他端は支持基板30(図1(A)参照)に固定される。これにより、レンズホルダ34は空中状態で機械的に支持される。更に、支持ワイヤ28は、レンズホルダ34に備えられる各コイルに供給される電流が流れる接続手段としても機能している。
レンズホルダ34の紙面上にて上下方向に対向する側壁の外側には駆動コイルが備えられている。具体的には、紙面にて上側のレンズホルダ34の側壁外側には、左側から、フォーカスコイル72、トラッキングコイル80およびフォーカスコイル74が配置されている。また、紙面にて下側のレンズホルダ34の側壁外側には、左側から、フォーカスコイル76、トラッキングコイル82およびフォーカスコイル78が配置されている。これらの各コイルは、レンズホルダ34の側壁外側に設けられたボビンに対して、紙面上にて縦方向(Dt方向)に巻回軸を有するようにエナメル線を巻回して形成されている。ここで、フォーカスコイル74は、レンズホルダ34に内蔵されても良い。
また、各コイルに面するようにマグネットが配置されている。具体的には、フォーカスコイル72、トラッキングコイル80及びフォーカスコイル74に面するように、マグネット88が配置されておいる。また、フォーカスコイル76、トラッキングコイル82およびフォーカスコイル78に面するように、マグネット90が配置されている。マグネット88はアクチュエータフレームを部分的に曲折させたバックヨーク84に接着されており、マグネット90もバックヨーク86に接着されている。
マグネット88、90の、各コイルに対向する面は同一の極性(例えばN極)である。また、各マグネット88、90は、各トラッキングコイル80、82の有効領域に対して有効磁束を発生させる。この様な構成でトラッキングコイル80、82に電流を供給すると、トラッキングコイル80、82に電流が流れることで発生する磁界と、マグネット88、90で生成される磁界で形成される磁気回路との協働により、レンズホルダ34はDr方向に変位する。
更に、マグネット88、90は、フォーカスコイル72−78の有効領域に対しても有効磁束を発生させている。従って、フォーカスコイル72−78に対して電流を供給すると、フォーカスコイル72−78に電流が流れることで発生する磁界と、マグネット88、90で生成される磁界で形成される磁気回路との協働により、レンズホルダ34はDf方向に変位する。尚、本形態では、フォーカスコイル72−78に、チルト方向に対する制御を行うための制御信号を付与することで、レンズホルダ34をチルト方向(Drt方向)に制御している。
図3を参照して、上記した対物レンズ駆動装置に備えられるレンズホルダ34を説明する。図3(A)はレンズホルダ34を示す斜視図であり、図3(B)はレンズホルダ34を上方から見た平面図である。
図3(A)を参照して、レンズホルダ34は下方に開口を有する箱型形状を呈し、側壁に各種駆動コイルを備え、上面に2つの対物レンズ26A、26Bが固着されている。レンズホルダ34は、対物レンズ26A等が装着される主面部34Aと、主面部34Aの周辺部から下方に一体的に連続する4つの側壁とを備えている。この側壁としては、紙面上で右側の長手方向の第1側壁34B、第1側壁34Bに対向する第2側壁34C、紙面上で奥側に設けられた短手方向の第3側壁34D、および第3側壁34Dに対向する第4側壁34Eが含まれている。第1側壁34Bおよび第2側壁34Cの主面はDr方向に対して平行であり、第3側壁34Dおよび第4側壁34Eの主面はDt方向に対して平行である。また、図2を参照して説明したように、本形態では、第1側壁34Bおよび第2側壁34Cの外面に各トラッキングコイルおよびフォーカスコイルが配置されている。
図3(A)を参照して、本形態では、レンズホルダ34の主面部34Aと対物レンズ26Aとの間に、間隙部64Aを設けている。間隙部64Aは、レンズホルダ34または対物レンズ26Aの一部を厚み方向(Df方向)に突出させることにより設けられ、間隙部64Aを経由して対物レンズ26Aの下方の空間と外部とが連通する。間隙部64Aの具体的形状は図4を参照して説明する。同様に、対物レンズ26Bの下方にも間隙部64Bが設けられる。
図3(B)を参照して、上記した間隙部64Aは、対物レンズ26Aの紙面上に於ける上端部および下端部(Dt方向に於ける両端部)に設けられる。これにより、紙面上にて対物レンズ26Aの下端に設けた間隙部64Aから侵入した空気が上端に設けた間隙部64Aから外部に抜け、これにより対物レンズ26Aが冷却される。この事項は、対物レンズ26Bに関しても同様であり、図6を参照して後述する。
図4を参照して、レンズホルダ34に設けられる間隙部について更に説明する。図4(A)は対物レンズを示す平面図であり、図4(B)は対物レンズが備えられた部分のレンズホルダ34の断面図である。
図4(A)を参照して、対物レンズ26Aは中央部付近のレンズ部92と、このレンズ部92を囲むフランジ部94から成る。レンズ部92は入射したレーザー光を所定の箇所に合焦させる部位であり、所定の曲面形状を有する。フランジ部94は、レンズ部92の周囲と一体化して外側に広がる部位であり、対物レンズ26Aをレンズホルダ34に固着する際には、フランジ部94がレンズホルダ34に接触する。
本形態では、上記構成の対物レンズ26Aをレンズホルダ34に設けた支持部66Aで支持することにより、対物レンズ26Aとレンズホルダ34との間に上記した間隙部を設けている。
具体的には、図4(B)を参照して、対物レンズ26Aが載置される部分のレンズホルダ34の上面を部分的に除去して開口部68Aが設けられている。開口部68Aは使用状況下にてレーザー光が通過するための孔部である。本形態では、レンズホルダ34の上面で開口部68Aを囲む領域を部分的に上方に突出させることで、複数個の支持部66Aを形成している。
そして、支持部66Aの上端に、対物レンズ26Aのフランジ部94が接着剤を介して固着されることで、対物レンズ26Aがレンズホルダ34に固着される。また、支持部66Aは、開口部68Aの周辺に離散的に設けられているため、対物レンズ26Aのフランジ部94の下方に於いて支持部66Aが形成されない部分には、間隙部64Aが形成される。図4(A)を参照すると、対物レンズ26Aのフランジ部94に対して、円周方向に沿って等間隔に3つの支持部66Aが設けられている。三点支持を行う3つの支持部66Aにより、フランジ部94が安定して支持される。ここで、支持部66Aの個数は3つよりも多くても少なくても良いが、対物レンズ26Aを安定して支持するためには2つ以上が必要である。
上記事項は対物レンズ26Bに関しても同様である。即ち、対物レンズ26Bはレンズ部96とフランジ部98から成り、対物レンズ26Bに対応した箇所のレンズホルダ34には開口部68Bが設けられている。更に、開口部68Bの周辺部には支持部66Bが設けられており、この支持部66Bの上端が対物レンズ26Bのフランジ部98の下面に接着することで間隙部64Bが形成されている。
図4(B)を参照して、上記のように対物レンズ26Aの下方に間隙部64Aを設けることにより、使用状況下にてレンズホルダ34に備えられたコイルが発熱したとしても、この発熱に伴う対物レンズ26Aの加熱を抑制して、光学的特性の劣化が抑止される。
具体的には、レンズホルダ34に備えられた駆動コイルに電流が流される事により、駆動コイルは発熱する。駆動コイルから発生した熱はレンズホルダ34の側壁および主面部を経由して対物レンズ26A側に移動する。よって、そのままの状態では、対物レンズ26Aに熱が伝導することで、対物レンズ26Aの温度が上昇して変形してしまい、光学特性が劣化してしまう。また、レンズホルダ34と対物レンズ26Aとでは材料が異なり、温度上昇に伴う膨張量も相違するので、温度上昇により両者の接合部にストレスが作用し、接合部から対物レンズ26Aが剥離してしまう恐れが有る。
本形態では、図4(B)を参照して、この様な問題を防止するために対物レンズ26Aを支持部66Aにより離散的に支持し、対物レンズ26Aとレンズホルダ34との間に間隙部64Aを設けている。これにより、先ず、対物レンズ26Aとレンズホルダ34とが接触する面積が狭くなるので、レンズホルダ34から対物レンズ26Aへの熱の伝導が少なくなり、対物レンズ26Aの温度上昇が抑制される。
更に、間隙部64Aを経由して外部から流入した空気が対物レンズ26Aの下面に接触するので、この空気により対物レンズ26Aが冷却され、対物レンズ26Aの温度上昇が抑制される。この効果は、平面視で対物レンズ26Aの対向する位置に間隙部64Aを設けることにより、空気がスムーズに対物レンズ26Aの下面に沿って流れるように成るので、大きくなる。
更にまた、温度上昇に伴い、レンズホルダ34と対物レンズ26Aとで膨張量が異なったとしても、離散的に配置された支持部66Aが変形することにより熱ストレスが吸収されるので、対物レンズ26Aが接合箇所から剥離することが防止される。
図5を参照して、上記した支持部の構成に関して他の形態を説明する。図5(A)および図5(B)は他の形態のレンズホルダ34を示す図である。
この図を参照して、ここでは、対物レンズ26Aのフランジ部94を部分的に下方に突出させることで支持部66Aを形成している。即ち、図5(A)を参照して、対物レンズ26Aのフランジ部94に3つのフランジ部94が設けられている。このフランジ部94は、図5(B)に示すように、フランジ部94から下方に一体的に突出し、下端部分が接着剤を介してレンズホルダ34の上面に固着されている。これにより、対物レンズ26Aのレンズ部92の下方に、所定の間隙部64Aが形成される。
このような構成は、対物レンズ26Bに関しても同様であり、フランジ部98から下方に突出する支持部66Bを設け、この支持部66Bがレンズホルダ34の上面に接着されることでレンズ部96の下方に間隙部64Bが形成される。
ここで、上記した支持部66Bの形状は変更することも可能である。例えば、図5(B)を参照して、支持部66Aを、対物レンズ26Aのフランジ部94から下方に突出する突起部と、レンズホルダ34の上面から上方に突出する突起部の両方から構成しても良い。
図6を参照して、上記した構成のレンズ駆動装置と光ディスク20との関連を説明する。図6(A)は光ディスクとレンズ駆動装置とを示す平面図であり、図6(B)はレンズホルダを示す平面図である。
図6(A)を参照して、使用状況下では光ディスク20は時計回りに所定の速度で回転し、レンズ駆動装置62からは所定の波長のレーザー光が光ディスク20の情報記録層に対して照射される。また、光ディスク20が回転することにより、その下方の領域で、光ディスク20の回転方向と同一の方向の風が発生する。この図では、風の向きを白抜きの矢印にて示している。
図6(B)を参照して、本形態では、上記した風で対物レンズ26A等を冷却している。具体的には、光ディスク20が回転することにより発生する風は、紙面上にて下方から上方(Dt方向)に向かって進行する。また、紙面上における対物レンズ26の上端および下端の対応する領域に間隙部64Aが設けられている。換言すると、風の進行方向と、複数の間隙部64Aとは、共にDt方向に沿っている。
よって、上記した風は、対物レンズ26Aの紙面上の下部に設けられた間隙部64Aからレンズホルダ34の内部に進入し、対物レンズ26Aを冷却した後に、対物レンズ26Aの上部に設けられた間隙部64Aを経由して外部に放出される。このような気流路を形成する。よって、本形態では、光ディスク20が回転することにより生じた風を用いて対物レンズ26Aを効率的に冷却することができる。この事項は対物レンズ26Bに関しても同様であり、紙面上にて下方に配置された間隙部64Bから流入した風が対物レンズ26Bを冷却した後に、上方に配置された間隙部64Bから外部に抜ける。
更に、間隙部64Aを通過する風の進行方向は、支持ワイヤ28が伸びる方向と一致しており、共に紙面上で縦方向(Dt方向)である。従って、レンズホルダ34がこの風の影響を受けたとしても、レンズホルダ34は支持ワイヤ28でDt方向に固定されているので、レンズホルダ34は殆ど風の影響では移動しない。
20 光ディスク
22 光ピックアップ装置
24 ハウジング
26,26A,26B 対物レンズ
28 支持ワイヤ
30 支持基板
34 レンズホルダ
34A 主面部
34B 第1側壁
34C 第2側壁
34D 第3側壁
34E 第4側壁
36 挿通部
38 係合部
40 レーザー装置
42 回折格子
44 レーザー装置
46 回折格子
48 プリズム
50 光検出器
52 アナモレンズ
54 ハーフミラー
55 1/4波長板
56 コリメータレンズ
58 立ち上げミラー
60 立ち上げミラー
62 レンズ駆動装置
64A,64B 間隙部
66A,66B 支持部
68A,68B 開口部
72 フォーカスコイル
74 フォーカスコイル
76 フォーカスコイル
78 フォーカスコイル
80 トラッキングコイル
82 トラッキングコイル
84 バックヨーク
86 バックヨーク
88 マグネット
90 マグネット
92 レンズ部
94 フランジ部
96 レンズ部
98 フランジ部

Claims (7)

  1. 対物レンズと、
    前記対物レンズが固定されるレンズホルダと、
    一端が前記レンズホルダに接続され、他端が支持基板に接続される複数の支持ワイヤと、を具備し、
    前記対物レンズと前記レンズホルダとの間に、前記対物レンズの下方の空間と外部とを連通させる間隙部が形成されることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
  2. 前記対物レンズは、レーザー光が通過するレンズ部と、前記レンズ部を取り囲むフランジ部とを有し、
    前記フランジ部の少なくとも2箇所が前記レンズホルダに接着されることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ駆動装置。
  3. 前記間隙部は、前記レンズホルダに設けた凸状の支持部に前記対物レンズを固着することにより形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の対物レンズ駆動装置。
  4. 前記間隙部は、前記対物レンズに設けた凸状の支持部を前記レンズホルダに固着することにより形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の対物レンズ駆動装置。
  5. 前記レンズホルダには複数の前記対物レンズが搭載されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の対物レンズ駆動装置。
  6. 前記対物レンズと前記レンズホルダとの間には、光ディスクが回転することにより生じる風が前記間隙部を通過する気流路が形成され、
    前記気流路の方向は前記支持ワイヤが伸びる方向に沿うことを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の対物レンズ駆動装置。
  7. 請求項1から請求項6の何れかに記載された対物レンズ駆動装置をハウジングに搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。
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