JP4146891B2 - 光ピックアップ - Google Patents
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Description
光ピックアップは可動部を有しており、この可動部は、複数の支持ワイヤを介して支持台に支持されて移動可能になっている。
通常は、光ディスクに対する対物レンズ103の位置を調整するためのフォーカスコイル104とトラッキングコイル105も、可動部102に設けられている。永久磁石106は、トラッキングコイル105に対向して配置されている。
トラッキングコイル105と永久磁石106は、トラッキング方向(光ディスクの半径方向であり、Z方向)と平行に配置されており、トラッキングコイル105は、可動部102の本体部107の外周面(側面)に取付けられている。
また、特開2000−275506号公報(特許文献1)には、光ピックアップ(対物レンズ支持装置および対物レンズ駆動装置)が記載されている。この光ピックアップは、可動部に永久磁石が取付けられ、この可動部に対向してフォーカスコイルとトラッキングコイルが配置されている。
一方、特許文献1に記載の光ピックアップは、フォーカスコイルとトラッキングコイルが固定側に配置され、永久磁石が可動部に設けられて移動するので、「永久磁石移動(moving magnet)タイプ(いわゆる、MMタイプ)」と呼ばれている。
図8に示す可動部102は、その本体部107が平面視で矩形で、二つの永久磁石106はトラッキング方向(Z方向)と平行な二つの側面108に対向しているが、トラッキング方向と直交する残りの二つの側面109は、永久磁石には対向していない。
すなわち、本体部107の外周面全周に巻回されたフォーカスコイル104のうち、二つの側面108におけるフォーカスコイルによる電磁力は有効に利用されているが、残りの二つの側面109におけるフォーカスコイルによる電磁力は利用されていない。しかも、本体部107が矩形状なので、残りの側面109の長さ寸法L0は長い。
また、可動部が矩形状だと、その外周部は、対物レンズの中心位置に近い位置と遠い位置との寸法差が大きくなり、可動部全体の剛性が低くなる。その結果、可動部の高次共振周波数が低くなるとともに、高次共振時の振動レベルが高くなって、高い周波数での良好な光ディスク追従特性を発揮できなくなる恐れがあった。
本発明の一実施態様にかかる光ピックアップは、対物レンズが可動部のほぼ中央に配置され、少なくとも一対の永久磁石が前記可動部の本体部の外周面に取付けられ、前記可動部が支持ワイヤを介して移動可能に支持された光ピックアップであって、前記可動部の本体部を平面視で矩形以外の偶数多角形状、または前記対物レンズに沿う弧状部を有する所定形状とすることにより、前記各永久磁石をトラッキング方向に対して斜めに配置し、前記永久磁石との間でそれぞれ磁気回路を構成するフォーカスコイルと少なくとも一対のトラッキングコイルとを、前記永久磁石に対向して配置している。
前記光ピックアップにおいて、前記可動部本体部を平面視でほぼ六角形または八角形に形成するのが好ましい。
本発明の請求項2にかかる光ピックアップは、上述のように構成したので、可動部本体部は、その重心を中心とした円形になるべく近い形状で、可動部の重心軸線に対して近い位置と遠い位置との差が小さいので、可動部の剛性を向上させてこの可動部の高次共振周波数を高くするとともに高次共振時の振動レベルを低減させ、高い周波数で良好な光ディスク追従特性を発揮することができ、さらに、フォーカスコイルの巻回半径が小さくなり、その巻線の長さが短くなって電気抵抗が少なくなり、フォーカスコイルによるフォーカス方向の動作感度が高くなる。さらに、トラッキングコイルを、円形の対物レンズの外周の接線方向に近い方向に向け且つ対物レンズに近づけて配置できるので、可動部の出っ張りが少なくなって可動部をコンパクトにすることができ、且つ可動部の振動を抑制することができ、また、高次振動が生じる可動部にコイルを配置しないので、製造が容易でコイル断線等が生じにくくなる。
図1ないし図5は本発明の一実施例を示す図で、図1は光ピックアップの平面図、図2,図3は、それぞれ図1に示す光ピックアップの要部の斜視図,平面図である。
図1〜図7に示す本発明の光ピックアップ1,1a〜1f,11は、対物レンズが可動部のほぼ中央に配置され、この可動部が支持ワイヤを介して移動可能に支持されている。可動部の本体部は平面視で、矩形以外の偶数多角形状、または対物レンズに沿う弧状部を有する所定形状になっている。複数のトラッキングコイルまたは永久磁石は、トラッキング方向に対して斜めに配置され、可動部本体部の外周面に取付けられている。
前記構成の光ピックアップ1,1a〜1f,11によれば、フォーカスコイルによる電磁力を有効に利用してフォーカス方向の感度を向上させることができる。また、可動部の剛性を向上させて、この可動部の高次共振周波数を高くするとともに高次共振時の振動レベルを低減させ、高い周波数で良好な光ディスク追従特性が発揮される。
光ディスク装置において、光ディスクが駆動モータにより回転駆動されている状態で、移動機構で所望の位置に光ピックアップ1,1a〜1f,11を移動させる。そして、光ピックアップ1,1a〜1f,11は、光ディスクの記録面上に対物レンズ2で光(たとえば、レーザー光)を集光させて、光ディスクに対して情報の記録,再生などを行う。
光ディスクとしては、CD,CD−ROM,CD−R,CD−RW,MD,MO,DVD−ROM,DVD−RAM,DVD−R,DVD−RWなどがある。
可動部3には、光ディスクの記録面上に光を集光させるための対物レンズ2と、フォーカスコイル7と、トラッキングコイル8とが設けられている。フォーカスコイル7とトラッキングコイル8に電流を流すことにより、光ディスクに対する対物レンズ2の位置を調整可能である。
なお、説明の便宜上、対物レンズ2の光軸Bと平行な方向すなわちフォーカス方向をX方向とし、光ディスク側,反光ディスク側をそれぞれ上方向,下方向とする。このX方向と直交する方向(光ディスクの半径方向)すなわちトラッキング方向をZ方向とし、X方向およびZ方向と直交する方向をY方向とする。特に、図1の左右方向を光ピックアップ1の左右方向(Z方向)とする。
フォーカスコイル7とトラッキングコイル8には、支持ワイヤ4を介して電流が供給される。フォーカスコイル7とトラッキングコイル8との間でそれぞれ磁気回路を構成する永久磁石9が、ヨーク部6の所定位置に取付けられている。
可動部3に設けられた一つのフォーカスコイル7は、可動部3をフォーカス方向(対物レンズ2の光軸Bと平行な方向(X方向))に移動させることができる。少なくとも一対(本実施例では、合計四つ)のトラッキングコイル8は、可動部3をトラッキング方向(光ディスクの半径方向(Z方向))に移動させることができる。
対物レンズ2,フォーカスコイル7およびトラッキングコイル8などは、本体部20の所定位置に設けられている。本体部20に支持された対物レンズ2は、光ディスクの記録面上にレーザー光などの光を集光させる。
四つのトラッキングコイル8は、本体部20の外周面21に取付けられている。各トラッキングコイル8の巻軸の方向は、光軸Bと直交する方向を向いている。すなわち、トラッキングコイル8の巻線は、その巻軸方向がフォーカスコイル7の巻軸方向に対して直角になるように巻回されている。
トラッキングコイル8は、巻線が矩形環状に巻回された空心コイルであり、傾斜面22(または、フォーカスコイル7)に接着剤などで貼り付けられている。なお、トラッキングコイル8は、空心コイルに代えて、本体部20の傾斜面22に巻枠(ボビン)を一体的に形成し、この巻枠に巻線を巻回した場合であってもよい。
トラッキングコイル8は、縦方向(X方向)を向く一対の縦巻線部23a,23bと、横方向(X方向と直交する面)を向く上下の横巻線部24とを有して、矩形環状をなしている。
ヨーク30と磁石支持用ヨーク26は、それぞれほぼ矩形状を有し基台25に突出して設けられ、傾斜面22とほぼ平行になるように所定の位置に配置されている。本体部20の下面側には、フォーカスコイル7の内側に位置し且つ本体部20の下方に開口する四つの凹部が形成されている。各ヨーク30は、この凹部の内周面との間に間隙を保持した状態で凹部内に配置されている。なお、このヨーク30を省略した場合でもよい。
永久磁石9は、磁石支持用ヨーク26に(または、直接基台25に)接着剤により固着されている。永久磁石9は、トラッキング方向(Z方向)に対して斜め方向を向いており、トラッキングコイル8に対向しこれと平行に配置されている。永久磁石9に対向しこれと平行に配置されているヨーク30も、トラッキング方向(Z方向)に対して斜め方向を向いている。
本体部20の外周面21において、隣り合う二つの傾斜面22,22にそれぞれ取付けられたトラッキングコイル8は、このトラッキングコイル8にそれぞれ対向している永久磁石9とヨーク30とが形成する磁界中に配置されて、磁気回路を構成している。
トラッキングコイル8は、永久磁石9の磁束が鎖交するように配置されている。支持台5に近い方の二つの各傾斜面22において、トラッキングコイル8と永久磁石9とヨーク30とにより構成される二組の磁気回路は、ほぼ左右対称形に形成されている。
また、支持台5から遠い方の二つの各傾斜面22においても、トラッキングコイル8と永久磁石9とヨーク30とにより構成される二組の磁気回路は、ほぼ左右対称形に形成されている。
すなわち、永久磁石9は、トラッキングコイル8の一対の縦巻線部23a,23bのうち一方の縦巻線部(ここでは、左右方向の中央側に位置する縦巻線部23a)に対向するが、他方の縦巻線部(ここでは、中央側より離れた方の縦巻線部23b)には対向していない。永久磁石9の位置が、トラッキングコイル8に対して相対的に平行に位置ずれしている。
これにより、永久磁石9の磁束は、一方の縦巻線部23aには鎖交するが、他方の縦巻線部23bには鎖交しない。その結果、一方の縦巻線部23aにより生じる電磁力により、可動部3がトラッキング方向(Z方向)に移動することができる。なお、永久磁石9が、縦巻線部23bに対向するが、縦巻線部23aには対向しない場合であってもよい。
また、永久磁石9は、できるだけトラッキングコイル8に近づけて配置されているので、大きな電磁力を得ることができる。
可動部3は、四本の支持ワイヤ4を介して、支持台5とヨーク部6との間の空間に浮いている格好で取付けられる。したがって、可動部3は、移動や揺動などの動作を行なって、可動部3の状態(可動部の位置,姿勢など)を自在に変化させることができる。なお、可動部3の位置や姿勢をより精密に制御する場合には、チルトコイルなどを別途設けるのが好ましい。
可動部3は、フォーカスコイル7とトラッキングコイル8に電流が供給されていないときの基本位置から、フォーカスコイル7とトラッキングコイル8の一方または両方に電流を供給することにより、上下方向(X方向)や左右方向(Z方向)にシフト(移動)することができる。
「可動部3の基本位置」とは、たとえば、フォーカスコイル7とトラッキングコイル8に電流を供給しないで可動部3が静止している状態で、トラッキングコイル8がヨーク30や永久磁石9などに対して右側および左側において等距離に位置し、可動部3がヨーク基台25と平行に位置し、可動部3の上下,左右の中心線がともに基準線(図示せず)と一致しているときの可動部3の位置をいう。
支持台5には、複数(ここでは、四つ)の貫通孔が所定位置に穿設されている。支持ワイヤ4は支持台5の貫通孔を貫通し、支持ワイヤ4の他端部は、プリント配線板27の孔に係合し、プリント配線板27と電気的に接続されて支持台5に固定されている。
本体部20には、複数(ここでは、四個)の突起部28が突出形成され、支持ワイヤ4の一端部は、半田で突起部28に接続固定されている。突起部28には、フォーカスコイル7またはトラッキングコイル8の巻線の端部が巻き付けられている。
本体部20には、支持ワイヤ4と係合する複数(ここでは、四つ)の支持部29が突出形成され、支持部29には貫通孔31が穿設されている。この貫通孔31に支持ワイヤ4が挿通されることにより、可動部3が、支持部29を介して支持ワイヤ4に支持されている。
一つのフォーカスコイル7の巻線と四つのトラッキングコイル8の巻線は、支持ワイヤ4と、支持ワイヤ4が電気的に接続されたプリント配線板27とによって、制御回路(図示せず)に電気的に接続されている。
光検出器は、光ディスクの記録面で反射したレーザー光を受光し、再生信号を検出するとともに、光ディスクの記録面の高さ位置や傾きを検出し、フォーカスエラー信号,トラッキングエラー信号なども出力する。
まず、光ディスク装置において、光ディスクが駆動モータにより回転駆動されている状態で、移動機構により光ピックアップ1を所望の位置に移動させる。そして、光学系で発生したレーザー光を対物レンズ2で記録面上に集光させて、光ディスクに対して情報の記録,再生などを行う。
光ピックアップ1の状態(可動部3の位置,姿勢など)を制御する場合には、光検出器で検出された光ディスクの記録面の高さ位置や傾きなどに関する検出結果を、変換部で電気信号に変換して、制御部に電気信号として出力する。制御部では、変換部から出力された電気信号に基づいて、フォーカスコイル7とトラッキングコイル8にそれぞれ流す電流を制御する。
すると、フォーカスコイル7により生じる電磁力により、可動部3が光ディスクに対してフォーカス方向(X方向)にシフトして、対物レンズ2の位置を調整する。
同様に、支持ワイヤ4を介して四つのトラッキングコイル8に供給する電流を制御すれば、トラッキングコイル8により生じる電磁力により、矢印Eに示すように、可動部3がトラッキング方向(Z方向)にシフトして、対物レンズ2の位置を調整する。
このようにして、可動部3は、フォーカス方向,トラッキング方向にそれぞれ移動するようにその位置が制御される。
支持台5に近い方の二つのトラッキングコイル8のうち一方の(図3中の左下の)トラッキングコイル8の一方の縦巻線部23aは、これに対向する永久磁石9とヨーク30とが形成する磁界中に位置している。したがって、この縦巻線部23aにより生じる電磁力F1は、このトラッキングコイル8が取付けられた傾斜面22(図3中の左下の傾斜面22)とほぼ平行な方向に作用する。
また、この(図3中の左下の)トラッキングコイル8と隣り合うトラッキングコイル8(図3中の右下のトラッキング8)における一方の縦巻線部23aは、これに対向する永久磁石9とヨーク30とが形成する磁界中に位置している。
この縦巻線部23aにより生じる電磁力F2は、このトラッキングコイル8が取付けられている傾斜面22(図3中の右下の傾斜面22)とほぼ平行な方向に作用する。その結果、電磁力F1とF2を合成した電磁力F3が、トラッキング方向(Z方向)とほぼ平行な方向を向いて可動部3に作用する。
支持台5から離れた位置にある二つのトラッキングコイル8(図3中の左上と右上のトラッキングコイル8)に関しても上述と同様に、電磁力F1とF2が作用し、これらを合成した電磁力F3が可動部3に作用する。
これら二つの電磁力F3の作用に基づいて、可動部3は、矢印Eに示すようにトラッキング方向(Z方向)に移動することができる。
ところが、本体部20は平面視で六角形なので、従来の光ピックアップ101の本体部107の残りの側面109の長さ寸法L0(図8)と比較して、本発明の光ピックアップ1の本体部20の側面22aの長さ寸法Lはほぼ半分になっている(図3)。なお、図3中で、従来の光ピックアップ101における可動部102の矩形の本体部107を、鎖線で示している。
その結果、本発明では、フォーカスコイル7による電磁力を有効に利用している割合い(有効長さの割合い)が従来より高くなるので、フォーカスコイル7による電磁力を有効に利用してフォーカス方向の感度を向上させることができる。
また、本体部20は、その重心を中心とした円形になるべく近い形状である。その結果、可動部3の重心軸線(光軸Bとほぼ一致)に対して近い位置と遠い位置との差が、従来の矩形の可動部(図8)と比較して小さくなっている。また、傾斜面22が、斜めの補強部材(ブレース)としての機能も発揮している。
したがって、可動部3の剛性が向上するので、可動部3の高次共振周波数が高くなって、高次共振時の振動レベルが低減し、高い周波数で良好な光ディスク追従特性を発揮する。
さらに、トラッキングコイル8を、円形の対物レンズ2の外周の接線方向に近い方向に向け且つ対物レンズ2に近づけて配置できるので、可動部3の出っ張りが少なくなって可動部3をコンパクトにすることができ、また、可動部3の振動を抑制することができる。
たとえば、図4に示すように、従来の光ピックアップ101(図8)の高次共振点f1に対して、本発明の光ピックアップ1の高次共振点f2は高くなっている。すなわち、可動部の高次共振周波数が高くなって高次共振時の振動レベルが低くなり、高い周波数での良好な光ディスク追従特性を発揮できるようになることが分かる。なお、符号f0は、機械的共振点を示している。
図5(A)〜(F)は、本実施例の各種変形例にかかる光ピックアップ1a〜1fの要部の平面図、図6は、他の実施例にかかる光ピックアップ11の平面図、図7は、図6に示す光ピックアップ11の要部の斜視図である。
なお、光ピックアップ1a〜1f,11において、図1ないし図3に示す実施例と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
磁石支持用ヨーク26aは、上述の実施例における隣り合う二つの磁石支持用ヨーク26を連続的に且つ一体的に構成した形状を有している。また、永久磁石9aも、上述の実施例における隣り合う二つの永久磁石9を連続的に且つ一体的に構成した形状とすることができる。
光ピックアップ1aによれば、磁石支持用ヨーク26aと永久磁石9aの部品点数を少なくすることができ、組立作業を簡略化することができる。永久磁石9aを可動部3の外周面21の周方向に長くすることができるので、フォーカスコイル7による電磁力を大きくして、フォーカス方向の感度をさらに向上させることができる。
可動部3の本体部20bは、平面視で八角形に形成されることにより、外周面21はトラッキング方向(Z方向)に対して斜めの複数(ここでは、四つ)の傾斜面22を有している。トラッキングコイル8は、傾斜面22に取付けられている。
この光ピックアップ1bによれば、可動部3の本体部20bが、可動部3の重心軸線(光軸Bとほぼ一致)を中心とする円形状により近づくことになるので、可動部3の剛性がさらに向上する。その結果、可動部3の高次共振周波数をさらに高くすることができ、高次共振時の振動レベルをより低減させ、高い周波数でより良好な光ディスク追従特性を発揮する。
本体部20c,20eの外周面21の全周には、フォーカスコイル7が巻回されている。少なくとも一対(光ピックアップ1c,1dでは四つ、光ピックアップ1eでは一対)のトラッキングコイル8が、本体部20c,20eの外周面21に取付けられている。
トラッキングコイル8は、外周面21のうち円弧部,楕円部または長円部などの弧状部32c,32eに取付けられて、トラッキング方向(Z方向)に対して斜めに配置されている。
フォーカスコイル7とトラッキングコイル8との間でそれぞれ磁気回路を構成する永久磁石9,9d,9eが、トラッキングコイル8に対向して配置されている。
光ピックアップ1dでは、全体で一対の永久磁石9dが設けられている。各永久磁石9dは、弧状部32cに並んで配置されている二つのトラッキングコイル8の両方に対向して配置されている。
光ピックアップ1eでは、合計二つのトラッキングコイル8と合計二つの永久磁石9eが設けられている。各永久磁石9eは、弧状部32eに取付けられた一つのトラッキングコイル8に対向している。
永久磁石9,9d,9eは、ヨーク部6(図示せず)を構成する磁石支持用ヨーク26,26d,26eによりそれぞれ支持されている。
これに対して図5(F)に示す光ピックアップ1fは、フォーカスコイルとトラッキングコイルが固定側に配置され、永久磁石9が可動部3に取付けられた「MMタイプ」の光ピックアップである。
光ピックアップ1fは、対物レンズ2が可動部3のほぼ中央に配置され、少なくとも一対(この変形例では、四つ)の永久磁石9fが可動部3の本体部20の外周面21に取付けられている。可動部3は、支持ワイヤ(図1)を介して移動可能に支持されている。
本体部21は、平面視で矩形以外の偶数多角形状(この例では、正六角形)になっている。永久磁石9fは、トラッキング方向(Z方向)に対して斜めに配置されている。外周面21は、トラッキング方向(Z方向)に対して斜めを向く複数(ここでは、四つ)の傾斜面22を有している。永久磁石9fは、傾斜面22に取付けられている。
フォーカスコイル7fは、ヨーク部6(図1)に設けられた四つのボビン35に巻線を巻回することにより構成されている。トラッキングコイル8fは、ボビン35において永久磁石9fに対向する面に取付けられている。なお、トラッキングコイル8fは、空心コイルであってもよいが、ボビン35に巻枠(他のボビン)を一体的に形成し、この巻枠に巻線を巻回することによりトラッキングコイル8fを構成してもよい。
光ピックアップ1fによれば、本体部20が平面視で六角形なので、可動部3の剛性が向上して、この可動部3の高次共振周波数を高くするとともに高次共振時の振動レベルを低減させ、高い周波数で良好な光ディスク追従特性を発揮する。また、前記実施例および各種変形例と同じ作用効果を奏する。
各トラッキングコイル8は、その全体が永久磁石9に対向しているので、この永久磁石9とヨーク30とが形成する磁界中に位置している。したがって、トラッキングコイル8に電流を流せば、トラッキングコイル8とこれに対向する永久磁石9との間で、反発力または吸引力が発生する。
また、支持台5に近い方と遠い方で且つ左側の(図6中の左側の)二つのトラッキングコイル8が、これらに対向する永久磁石9から吸引力F5をそれぞれ受けるように、この二つのトラッキングコイル8に電流を流す。
このとき、反発力F4と吸引力F5は、トラッキングコイル8が取付けられた傾斜面22とほぼ直角な方向に作用する。その結果、二つの反発力F4と二つの吸引力F5とを合成した力F6が、トラッキング方向(Z方向)を向いて可動部3に作用するので、可動部3が、矢印Eに示すように、トラッキング方向(この場合は、図6の左方向)に移動することができる。
これとは逆に、可動部3を矢印Eに示すように図6の右方向に移動させる場合には、各トラッキングコイル8に流す電流の方向を上記とは逆にすればよい。
なお、光ピックアップ11は、図6,図7に示す構成と、前記実施例および各種変形例における各構成とを任意に組み合わせることも可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
2 対物レンズ
3 可動部
4 支持ワイヤ
7,7f フォーカスコイル
8,8f トラッキングコイル
9,9a,9d〜9f 永久磁石
11 光ピックアップ
20,20b,20c,20e 本体部
21 外周面
22 傾斜面
32c,32e 弧状部
F 合成した力
Z方向 トラッキング方向
Claims (3)
- 対物レンズが可動部のほぼ中央に配置され、少なくとも一対のトラッキングコイルが前記可動部本体部の外周面に取付けられ、前記可動部が支持ワイヤを介して移動可能に支持された光ピックアップであって、
前記可動部の本体部の外周面全周にフォーカスコイルが巻回され、
前記可動部本体部を平面視で矩形以外の偶数多角形状、または前記対物レンズに沿う弧状部を有する所定形状とすることにより、前記各トラッキングコイルをトラッキング方向に対して斜めに配置し、
前記フォーカスコイルと前記トラッキングコイルとの間でそれぞれ磁気回路を構成する永久磁石を、前記トラッキングコイルの全体に対向してこのトラッキングコイルとほぼ平行に配置し、
このトラッキングコイルとこれに対向する前記永久磁石との間で発生する反発力と吸引力とを合成した力により、前記可動部を前記トラッキング方向に移動させるようにしたことを特徴とする光ピックアップ。 - 対物レンズが可動部のほぼ中央に配置され、少なくとも一対の永久磁石が前記可動部の本体部の外周面に取付けられ、前記可動部が支持ワイヤを介して移動可能に支持された光ピックアップであって、
前記可動部の本体部を平面視で矩形以外の偶数多角形状、または前記対物レンズに沿う弧状部を有する所定形状とすることにより、前記各永久磁石をトラッキング方向に対して斜めに配置し、
前記永久磁石との間でそれぞれ磁気回路を構成するフォーカスコイルと少なくとも一対のトラッキングコイルとを、前記永久磁石に対向して配置したことを特徴とする光ピックアップ。 - 前記可動部本体部を平面視でほぼ正六角形または八角形に形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の光ピックアップ。
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