JP4711084B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光ピックアップ装置用のレンズ駆動装置に関し、特に、コンパクト化を図れるレンズ駆動装置に関する。
CDやDVDに代表される光ディスクに対して、情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置が開発されている。また、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、Blu−ray DiscやHD DVDなどの光ディスクに情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置の開発も急速に進んでいる。ここで、光ピックアップ装置における、集光スポットを形成する対物レンズにおいては、情報の記録及び/又は再生時に、光ディスクの情報記録面に集光スポットを適切に結像させるためのフォーカシング動作と、光ディスクのトラックに適切に追従するトラッキング動作とが必要となっている。又、近年増大する傾向にあるDVDの高速記録再生に対応させるべく、それらの動作に加えて、対物レンズの傾きを調整して収差補正を行うためのティルト動作も行われることが多くなってきている。加えて、HD DVDの場合、基板厚が比較的厚く開口数も増大していることから、ティルト動作を精度良く行うことがより重要な課題となっている。そこで、特許文献1に示すように、対物レンズをフォーカシング、トラッキング、ティルト制御を行うため、小型のアクチュエータが設けられている。
特開2006−260704号明細書
ところで、ノート型パソコン等に搭載される、いわゆるスリム又はウルトラスリムタイプの光ピックアップ装置には、厚み方向の制約を維持しつつ、サイズを成り立たせるため、片持型のアクチュエータを用いることが多い。しかしながら、構造上高次共振性能を大きく改善できずアクチュエータの広帯域化が困難であるという問題や、誤差感度が非常に高く動作時の振動、衝撃、環境変化等により著しく性能が劣化し制御が不安定になりやすく、それ故、対物レンズに対して対称位置に駆動コイルが配置される対称型アクチュエータの方が好ましいといえる。
しかるに、薄型の光ピックアップ装置に用いるレンズ駆動装置においては、高さ方向のみならず、幅方向のコンパクト性も要求される。又、薄形化を図るために、ホルダ内部に立ち上げミラーを配置する場合、干渉を回避すべくホルダの側面に切り欠き部を設けることが多い。一方、対称型アクチュエータでは、直接ホルダの側面に、一対のトラッキングコイルを設けているが、これを切欠部と干渉しないように配置すると、ホルダのトラッキング方向の長さが長くなり、切り欠き部を設けたことと相まって、ホルダの曲げ方向の剛性が極端に低下し、対物レンズのフォーカシング方向において比較的大きな振幅の曲げモード共振が十数kHz程度の低い周波数にて発生してしまうという問題がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、薄形の光ピックアップ装置に好適に用いられ、コンパクトであり且つ高い高次共振性能を得ることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載のレンズ駆動装置は、
ベースと、
前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、前記トラッキングコイルは、前記切欠に近い第1の部位の前記対物レンズの光軸方向の寸法が、前記切欠より遠い第2の部位の前記対物レンズの光軸方向の寸法より小さくなっており、前記第2の部位が前記磁石の磁束に交差しており、前記磁石の磁束方向に見たときに、前記第1の部位は、前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されていることを特徴とする。
図面を参照して本発明の原理を説明する。図1は、本発明の一例にかかるホルダの概略図である。対物レンズOBJを中央で保持するホルダHDは、手前側の側壁の下縁に切欠HDaを形成しており、その両側に一対のトラッキングコイルTRCを取り付けている。ホルダHDの両端には、紙面垂直方向に延在する3本のワイヤWの端部が固定されている。不図示の磁石から紙面垂直方向に磁束が与えられた状態で、トラッキングコイルTRCに電流を流すと、ホルダHDは図で左右方向に移動するような駆動力を受ける。ここで、図1で上下方向をフォーカシング方向とし、左右方向をトラッキング方向とする。
図1のトラッキングコイルTRCは、一例として図の方向に見て三角形状であり、切欠HDaに近い第1の部位TRC1と、切欠HDaから遠い第2の部位TRC2とを有している。第1の部位TRC1の上下方向の寸法をH1とし、第2の部位TRC2の上下方向の寸法をH2とすると、H1<H2の関係にある。
図2は、従来例にかかるホルダの概略図である。従来技術のトラッキングコイルTRC’は、図2に示す方向で見て矩形状である。従って、切欠HDaに近い第1の部位TRC1’の上下方向の寸法をH1’とし、切欠HDaから遠い第2の部位TRC2’の上下方向の寸法をH2’とすると、H1’=H2’の関係にある。ここで、切欠HDa内は、対物レンズOBJに向かう光束が通過するので、トラッキングコイルTRCとの干渉を回避するためには、第1の部位TRC1’をワイヤW側に寄せる必要がある。ところが、トラッキングコイルTRC’のトラッキング方向の寸法Sは、トラッキング量を確保するためには一定の値以下にすることができない。よって、第2の部位TRC2’は、ホルダHDの端部側にせり出すこととなり、このためホルダHDのトラッキング方向の長さL’を小さく抑えることができなかった。
これに対し本発明によれば、トラッキングコイルTRCの第1の部位TRC1の上下方向の寸法をH1とし、第2の部位TRC2の上下方向の寸法をH2とすると、H1<H2の関係にあるので、トラッキングコイルTRCを切欠HDaに極力寄せることができ、それによりトラッキング方向の寸法Sを確保した状態でも、ホルダHDのトラッキング方向の長さLを小さく(L<L’)抑えることができ、コンパクト性を確保できると共に、ホルダの共振性能を高めることができる。特に、トラッキングコイルTRCを対物レンズOBJ側に近づけると、トラッキング特性が向上することが知られており、これにより更に良好な性能を得ることができる。
尚、トラッキング方向の駆動力を発生するトラッキングコイルTRCの部位は、第2の部位TRC2(図1でハッチングで示す領域)のみであるから、第1の部位TRC1の寸法を小さくしても、トラッキング駆動力は減少することはない。更に、図1,2を比べるとわかるように、本発明のトラッキングコイルTRCは、従来のトラッキングコイルTRC’に比べて巻線長が短いため、その分だけ電気抵抗が減少することから、効率よく駆動力を発生させることができ、省エネを図れる。
前記磁石の磁束方向に見たときに、前記第1の部位は、前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されている。図1に示す方向で見たときに、トラッキングコイルTRCの第1の部位TRC1を、対物レンズOBJの光軸側に寄せて配置することで、より一層コンパクト化を図れると共に、共振性能も高まりホルダのバランスも良くなる
請求項に記載のレンズ駆動装置は、請求項に記載の発明において、前記第1の部位と前記第2の部位の端部は、前記対物レンズの光軸直交方向において、ほぼ同じ位置にあることを特徴とする。これは、図1において、トラッキングコイルTRCの上面が、対物レンズOBJの光軸にほぼ直交する場合に相当する。
請求項に記載のレンズ駆動装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記トラッキングコイルは、前記切欠に干渉しない近接位置に配置されていることを特徴とする。
請求項に記載のレンズ駆動装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルは三角形状を有していることを特徴とするので、トラッキングコイルを容易に製造でき、巻線長を短縮できる。但し、図3に示すような階段形状をトラッキングコイルが有していても良い。
請求項5に記載のレンズ駆動装置は、
ベースと、
前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、
前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルの外形は三角形で近似され、前記三角形で近似されるトラッキングコイルの最大角度の角部は前記切欠に最も近い辺に対向しており、前記最大角度の角部以外の角部のうち、一方の角部は前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されていることを特徴とする。
図1を参照して、トラッキングコイルTRCの外形は、点線で示すように三角形TGLで近似できる。近似とは、トラッキングコイルTRCの外形を平均化し3つの交差する線で表すことをいう。このとき、最大角度(ここでは90度)の角部TGL1は、切欠HDaにも最も近い辺TGL2に接していない(対向する位置にある)。このような構成を有するので、トラッキングコイルTRCを切欠HDaに極力寄せることができ、それによりトラッキング方向の寸法Sを確保した状態でも、ホルダHDのトラッキング方向の長さLを小さく(L<L’)抑えることができ、コンパクト性を確保できると共に、ホルダの共振性能を高めることができる。特に、トラッキングコイルTRCを対物レンズOBJ側に近づけると、トラッキング特性が向上することが知られており、これにより更に良好な性能を得ることができる。
請求項6に記載のレンズ駆動装置は、
ベースと、
前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、
前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルの外形は三角形で近似され、該三角形で近似されたトラッキングコイルは第1,第2及び第3の角部を有し、前記第1の角部は前記第2及び第3の角部よりも前記切欠の中心に近接し且つ前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されており、前記第2及び第3の角部は前記第1の角部よりも前記光軸から離れる方向に配置され、前記第2の角部と前記第3の角部との間は、前記第1の角部と前記第2の角部との間及び前記第1の角部と前記第3の角部との間よりも密度が高い磁束が通過することを特徴とする。
図1を参照して、トラッキングコイルTRCの外形を、点線で示すように三角形TGLで近似したときに、近似された三角形TGLの第1の頂点TGL3は、第2の頂点TGL1と第3の頂点TGL4よりも切欠HDaの中心Cpに近接しており、三角形TGLの第2の頂点TGL1と第3の頂点TGL4とは、第1の頂点TGL3よりも磁石MG側に配置され、第2の頂点TGL1と第3の頂点TGL4との間を、磁石MGの最も密度が高い磁束が通過している。このような構成を有するので、トラッキングコイルTRCを切欠HDaに極力寄せることができ、それによりトラッキング方向の寸法Sを確保した状態でも、ホルダHDのトラッキング方向の長さLを小さく(L<L’)抑えることができ、コンパクト性を確保できると共に、ホルダの共振性能を高めることができる。特に、トラッキングコイルTRCを対物レンズOBJ側に近づけると、トラッキング特性が向上することが知られており、これにより更に良好な性能を得ることができる。
尚、明細書中でコイルとは、線材が巻かれたもののみならず、基板上に渦巻き状の配線パターンが形成されたものも含む。
本発明によれば、薄形の光ピックアップ装置に好適に用いられ、十分な高次共振性能を得ることができるレンズ駆動装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図4は、第1の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の斜視図である。図5は、第1の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の上面図である。ヨークを兼ねた板状のベース1は、不図示の光ピックアップ装置のハウジングに固定される。ベース1上には、筐体2が固定されている。筐体2の図4で奥側には、基板3が取り付けられている。基板3には、片側で3本ずつ、合計6本のワイヤ4の一端が固定されており、各側のワイヤ4は、上下方向に等間隔で平行に並べられ且つベース1に沿って延在している。ワイヤ4の他端は、ホルダ5の側面に取り付けられた固定具14にハンダ付けされている。ワイヤ4は、ベース1に対してホルダ5を移動可能に支持する機能と、不図示の配線が接続される基板3から、コイルに対して給電するための機能とを有する。なお、筐体2内には、ワイヤ4のダンピング効果のあるジェル(不図示)が充填されている。
ベース1に対して可動となっている樹脂製のホルダ5は、図5に示すようにバランスに優れた略十字形であり、中央の円形開口(不図示)内に対物レンズ6を装着している。この対物レンズ6は、光ピックアップ装置において、光ディスクの情報記録面にレーザ光束を集光するために用いられる。又、ホルダ5は、ワイヤ4に近接した両側に2つの矩形開口5aを形成している。
図5で左側の矩形開口5a(図6参照)内には、L字状の板を背中合わせにしたヨーク7A、8Aが上方より延在している。矩形開口5a(図6参照)内には、ヨーク7A,8Aの周囲を巻回するようにして第1コイル群G1が配置されている。第1コイル群G1に対し、矩形開口5aを隔てて奥側には磁石10Aが配置され、手前側には磁石10Bが配置されている。磁石10Aはヨーク7Bに裏打ちされ、磁石10Bはヨーク8Bに裏打ちされている。ヨーク7B、8Bはベース1の一部であり、ヨーク7Bの上端にはヨーク7Aの端部が連結され、ヨーク8Bの上端にはヨーク8Aの端部が連結されている。
一方、矩形開口5aに対し対物レンズ6を挟んで、図5で右側の矩形開口5a内には、L字状の板を背中合わせにしたヨーク7C、8Cが上方より延在している。矩形開口5a内には、ヨーク7C,8Cの周囲を巻回するようにして第2コイル群G2(図6参照)が配置されている。第2コイル群G2に対し、矩形開口5aを隔てて奥側には磁石10Cが配置され、手前側には磁石10Dが配置されている。磁石10Cはヨーク7Cに裏打ちされ、磁石10Dはヨーク8Dに裏打ちされている。ヨーク7D、8Dはベース1の一部であり、ヨーク7Dの上端にはヨーク7Cの端部が連結され、ヨーク8Dの上端にはヨーク8Cの端部が連結されている。
図6は、本実施の形態のレンズ駆動装置におけるホルダ周辺を示す斜視図である。中空のホルダ5は、その側面に下方に向かうにつれて拡幅した切欠5cを形成しており、その内部に立ち上げミラー15が対物レンズ6に接近した状態で配置されている。第1コイル群G1と磁石10A及び10B(図4参照)との間には、第1コイル群G1と巻軸線が直交するように巻かれたトラッキングコイル11A、11Bが配置されている。又、第2コイル群G2と磁石10C及び10Dとの間には、第2コイル群G2と巻軸線が直交するように巻かれたトラッキングコイル11C、11Dが配置されている。本実施の形態では、トラッキングコイル11A〜11Dは、図1に示すものと同様な構成であって、ワイヤ4の延在方向に見て三角形状であり、対物レンズ6に近い部位をホルダ5内に埋設させている。
次に、本実施の形態にかかるレンズ駆動装置の動作について説明する。ここでは、第1コイル群G1と第2コイル群G2は、それぞれ外側コイルと内側コイルとを2層に有しているものとする。但し、コイルは一層だけでも良い。
ワイヤ4を介して給電されたとき、第1のコイル群G1の外側コイルと第2のコイル群G2の外側コイルには、同じ電流値で同じ方向(ここでは時計回り)に電流が流れるため、フレミングの左手の法則により、2つのコイルには、図で上方に向かう磁力がそれぞれ生じる。従って、第1コイル群G1と第2コイル群G2が固定されたホルダ5は、図で上方に移動することなり、それにより対物レンズ6を光軸方向に移動させることでフォーカシング動作を実現することができる。なお、電流の向きを逆にすれば、ホルダ5は下方に移動する。
一方、第1のコイル群G1の内側コイルには、時計回りの方向に電流を流し、第2のコイル群G2の内側コイルには、反時計回りの方向に電流を流すと、フレミングの左手の法則により、一方の内側コイルには、図で上方に向かう磁力が生じ、他方の内側コイルには、図で下方に向かう磁力が生じる。従って、光軸の位置を中心としてホルダ5を傾けるモーメントが作用することとなる。これにより対物レンズ6を傾けるティルト動作を実現することができる。なお、電流の向きを逆にすれば、ホルダ5は逆側に傾く。チルト調整動作を外側コイルを用いて行い、フォーカシング動作を内側コイルを用いて行っても良い。
更に、トラッキングコイル11A〜11Dに電流を流すことで、ホルダ5を対物レンズ6と共に、光軸に直交する方向に移動可能となっており、それによりトラッキング動作を行うことができる。
図7は、第2の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の斜視図である。図8は、第2の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の上面図である。図9は、第2の実施の形態のレンズ駆動装置におけるホルダ周辺を示す斜視図である。
本実施の形態において、上述した実施の形態に対して異なる点は、トラッキングコイル11A〜11Dを、ホルダ5の外表面に取り付けた点、及びホルダ5の開口内のヨーク78A,78Cを、ベース1の一部を折り曲げて磁石の磁束方向に平行に形成した点である。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ホルダの素材は樹脂に限らず、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属を用いることもできる。例えば、フォーカスコイルを一層だけ設けるようにしても良い。
本発明の一例にかかるホルダの概略図である。 従来例にかかるホルダの概略図である。 本発明の変形例にかかるトラッキングコイルの形状を示す図である。 第1の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の斜視図である。 第1の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の上面図である。 第1の実施の形態のレンズ駆動装置におけるホルダ周辺を示す斜視図である。 第2の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の斜視図である。 第2の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の上面図である。 第2の実施の形態のレンズ駆動装置におけるホルダ周辺を示す斜視図である。
符号の説明
1 ベース
2 筐体
4 ワイヤ
5 ホルダ
5a 矩形開口
5c 切欠
6 対物レンズ
7A〜7D ヨーク
8A〜8D ヨーク
10A〜10D 磁石
11A〜11D トラッキングコイル
14 固定具
15 立ち上げミラー
G1 第1コイル群
G2 第2コイル群

Claims (6)

  1. ベースと、
    前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
    前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
    前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
    前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、前記トラッキングコイルは、前記切欠に近い第1の部位の前記対物レンズの光軸方向の寸法が、前記切欠より遠い第2の部位の前記対物レンズの光軸方向の寸法より小さくなっており、前記第2の部位が前記磁石の磁束に交差しており、前記磁石の磁束方向に見たときに、前記第1の部位は、前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記第1の部位と前記第2の部位の端部は、前記対物レンズの光軸直交方向において、ほぼ同じ位置にあることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記トラッキングコイルは、前記切欠に干渉しない近接位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルは三角形状を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
  5. ベースと、
    前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
    前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
    前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
    前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、
    前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルの外形は三角形で近似され、前記三角形で近似されるトラッキングコイルの最大角度の角部は前記切欠に最も近い辺に対向しており、前記最大角度の角部以外の角部のうち、一方の角部は前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  6. ベースと、
    前記ベースに対して可動であり、対物レンズを保持するホルダと、
    前記対物レンズを挟んで、前記ホルダの両側に設けられた一対のトラッキングコイルと、
    前記一対のトラッキングコイルにそれぞれ対向するようにして、前記ベースに取り付けられた一対の磁石とを有し、
    前記ホルダの側面には、前記対物レンズの光軸方向において前記一対のトラッキングコイルの少なくとも一部が重なるように、前記対物レンズの近傍に切欠が形成され、前記切欠は前記対物レンズの光軸方向に向かうにつれて狭くなる形状を有し、前記切欠を介して前記対物レンズに光束が導かれるようになっており、
    前記磁石の磁束方向に見たときに、前記トラッキングコイルの外形は三角形で近似され、該三角形で近似されたトラッキングコイルは第1,第2及び第3の角部を有し、前記第1の角部は前記第2及び第3の角部よりも前記切欠の中心に近接し且つ前記対物レンズの外縁よりも光軸よりに配置されており、前記第2及び第3の角部は前記第1の角部よりも前記光軸から離れる方向に配置され、前記第2の角部と前記第3の角部との間は、前記第1の角部と前記第2の角部との間及び前記第1の角部と前記第3の角部との間よりも密度が高い磁束が通過することを特徴とするレンズ駆動装置。
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