JPH067450Y2 - Two-dimensional drive - Google Patents

Two-dimensional drive

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JPH067450Y2
JPH067450Y2 JP1981130650U JP13065081U JPH067450Y2 JP H067450 Y2 JPH067450 Y2 JP H067450Y2 JP 1981130650 U JP1981130650 U JP 1981130650U JP 13065081 U JP13065081 U JP 13065081U JP H067450 Y2 JPH067450 Y2 JP H067450Y2
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JP
Japan
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arm
lens
objective lens
recording medium
electromagnetic drive
Prior art date
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JP1981130650U
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Japanese (ja)
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JPS5835134U (en
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和翁 清水
郁夫 春日
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Nidec Sankyo Corp
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Nidec Sankyo Corp
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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光学的情報読取装置における対物レンズの2次
元駆動装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a two-dimensional driving device for an objective lens in an optical information reader.

光学的情報を記録したビデオディスクやオーディオディ
スクを再生する場合、読取り用の光束をディスク面の情
報トラック上に正しく集束させるためにフォーカシング
及びトラッキング制御を行なう必要がある。
When reproducing a video disc or an audio disc on which optical information is recorded, it is necessary to perform focusing and tracking control in order to properly focus the light flux for reading on the information track on the disc surface.

かかるフォーカシング及びトラッキング制御を行なう従
来の装置の一つとして、一次元駆動アクチュエータによ
ってフォーカシングを、ピボットミラーによってトラッ
キング制御を行なうようにしたものがあるが、この装置
によれば、読取り用光束が対物レンズ等の光軸に対して
斜めに通過した場合でも光束の集束が正しく行なわれる
ように、像高が大きく、収差のない高性能の対物レンズ
を必要とし、高価なものになると共に、光学系の構成が
複雑で重量も増え、フォーカシング制御系の特性が悪化
してしまう欠点があった。
As one of the conventional devices for performing such focusing and tracking control, there is one in which focusing is performed by a one-dimensional drive actuator and tracking control is performed by a pivot mirror. According to this device, the reading light beam is used for the objective lens. A high-performance objective lens with a large image height and no aberration is required so that the light flux can be correctly focused even when it passes obliquely with respect to the optical axis of the optical system. However, the structure is complicated, the weight is increased, and the characteristics of the focusing control system are deteriorated.

また、従来の装置の他の例として、特開昭54−155802号
公報に記載されているようなものもある。これは、対物
レンズ又はその保持部材に一端を固定し、他端を別の支
持部材に固着し、レンズ光軸と垂直な方向にたわみ得る
第1の板ばねと、この第1の板ばねと同様に一端を対物
レンズ又はその保持部材に、他端を上記別の保持部材に
固着し、上述のレンズ光軸の方向にたわみ得る第2の板
ばねと、上記対物レンズをこの光軸方向及び光軸に垂直
な方向に移動させる駆動手段とを有してなる2次元駆動
装置を用いたものである。しかし、この従来例によれ
ば、(1)装置ユニットの高さ寸法(光軸方向の寸法)が
大きく、従って、発光装置や受光素子を含む製品の厚さ
が厚くなること、(2)トラッキングアクチュエータ機構
を微細化して同心的に配設するため、微小、かつ高精度
の機構部品が要求されると共に、レンズの超小型化、軽
量化が要求され、高価格になること、(3)光軸方向及び
光軸に垂直な方向への駆動手段が同心的に配設されるた
め、相互干渉が生じ易く、トラッキングエラーとなるこ
となどの欠点があった。
Further, as another example of the conventional apparatus, there is one described in JP-A-54-155802. This is a first leaf spring that has one end fixed to the objective lens or its holding member and the other end fixed to another support member, and is bendable in a direction perpendicular to the lens optical axis, and the first leaf spring. Similarly, one end is fixed to the objective lens or its holding member and the other end is fixed to the other holding member, and the second leaf spring that can bend in the direction of the optical axis of the lens and the objective lens are set in the optical axis direction. A two-dimensional driving device having a driving means for moving in a direction perpendicular to the optical axis is used. However, according to this conventional example, (1) the height dimension (dimension in the optical axis direction) of the device unit is large, and therefore the product including the light emitting device and the light receiving element becomes thick, and (2) tracking Since the actuator mechanism is miniaturized and arranged concentrically, minute and high-precision mechanical parts are required, and the lens is required to be ultra-compact and lightweight, resulting in high cost. Since the driving means in the axial direction and in the direction perpendicular to the optical axis are concentrically arranged, mutual interference easily occurs and there is a drawback that a tracking error occurs.

また、別の従来例として、特開昭55−117745号
公報記載のものもある。これは、中心軸の周りに回転可
能かつ軸方向に摺動可能に保持された軸にアームを一体
に取付けると共に、このアームに対物レンズを一体に取
り付け、上記軸の中心線に一致するようにトラッキング
制御用のコイルを設け、また、上記軸の一端部にフォー
カス制御用のコイルを一体に設けたものである。
Another conventional example is disclosed in JP-A-55-117745. This is because an arm is integrally attached to a shaft that is held so as to be rotatable around a central axis and slidable in the axial direction, and an objective lens is integrally attached to the arm so that the arm is aligned with the center line of the axis. A coil for tracking control is provided, and a coil for focus control is integrally provided at one end of the shaft.

しかし、上記従来例によれば、トラッキング制御時に、
まず軸が駆動され、この軸の駆動力によってアーム及び
これと一体の対物レンズが駆動されることになるため、
アームの撓みによって対物レンズのトラッキング方向へ
の移動が遅れたり、アームが共振したりして、対物レン
ズの追従が円滑に行われないという問題がある。また、
フォーカシング制御用駆動手段とトラッキング制御用駆
動手段を一つの軸の周りに、かつ、軸方向に重ねて配置
しているため、2次元駆動装置の高さ寸法が大きくなる
とか、上記フォーカシング制御用駆動手段とトラッキン
グ制御用駆動手段が隣接して配置されるため、相互干渉
が生じやすく、トラッキングエラーあるいはフォーカシ
ングエラーを生じやすいという問題もある。
However, according to the above conventional example, during tracking control,
First, the shaft is driven, and the driving force of this shaft drives the arm and the objective lens integrated with the arm,
There is a problem that the movement of the objective lens in the tracking direction is delayed due to the bending of the arm or the arm resonates, so that the objective lens is not smoothly tracked. Also,
Since the focusing control driving means and the tracking control driving means are arranged around one axis and in the axial direction, the height dimension of the two-dimensional driving device is increased, and the focusing control driving is performed. Since the device and the tracking control driving device are arranged adjacent to each other, there is also a problem that mutual interference is likely to occur and a tracking error or a focusing error is likely to occur.

本考案の目的は、ユニットの厚さを薄くし、トラッキン
グアクチュエータの精度を向上させ、かつ、価格もより
低廉にした2次元駆動装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a two-dimensional driving device in which the thickness of the unit is reduced, the accuracy of the tracking actuator is improved, and the price is lower.

本考案の他の目的は、アームの撓みによる対物レンズの
トラッキング方向への移動遅れやアームの共振をなくし
て、対物レンズの追従を円滑に行わせることができ、ま
た、フォーカシング制御用駆動手段とトラッキング制御
用駆動手段の相互干渉をなくすことができる2次元駆動
装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to eliminate the delay in the movement of the objective lens in the tracking direction and the arm resonance due to the flexure of the arm, thereby making it possible to smoothly follow the objective lens, and to provide a driving means for focusing control. It is an object of the present invention to provide a two-dimensional driving device that can eliminate mutual interference between tracking control driving means.

以下、図示の実施例によって本考案を説明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.

第1図及び第2図において、対物レンズ1を内部に配設
したレンズ保持部としての鏡筒2には、その周面から外
方に突出するようにしてアーム3が一体成形されてお
り、アーム3の基部は一対の軸受4、4を介してガイド
ピン5の周りに回動可能、かつ、ピン5の軸線X−X方
向に摺動可能に支持されている。アーム3の基部と円筒
状の支持枠6との間には所望数のダンパ7が介装され、
通常はアーム3を基準位置に保持するようになってい
る。上記支持枠6の下端内周部にはリング状ヨーク8が
固着され、ヨーク8の下端面には、上下方向に着磁され
たリング状永久磁石9の上面が、また、磁石9の下面に
はヨーク10が固着されている。ヨーク10はその円柱状の
中央突部にガイドピン5が嵌合固着されると共に、上記
中央突部の外周面は他方のヨーク8の内周面と円筒状の
ギャップ11を存して対向している。こうして、磁石9、
ヨーク10、ヨーク8によって磁気回路が構成されてい
る。前記アーム3の基部からは円筒状に巻回してなるコ
イル12が垂下し、上記円筒状ギャップ11内に位置してい
る。従って、コイル12に通電することにより、ギャップ
11を横切る磁束との相互作用によってコイル12は軸線X
−X方向に推力を受ける。この推力は直接アーム3に伝
えられると共に、アーム3は剛体となっているため上記
推力は対物レンズ1をその光軸Y−Y方向に付勢する力
として作用し、レンズ1をフォーカシング方向であるa
−a方向に移動させることになる。そこで、コイル12に
流す電流の向き及び電流の大きさを調整することによ
り、レンズ1の移動の向き及びその移動量が調整され、
これによって光学的情報記録媒体であるディスクメディア1
3とレンズ1との距離を常に一定にし、フォーカシング
が行なわれることになる。因に、レンズ1の上記移動量
は、コイル12に作用する推力とダンパ7に作用する弾力
との均衡点によって決まる。
In FIGS. 1 and 2, an arm 3 is integrally formed on a lens barrel 2 as a lens holding portion having an objective lens 1 arranged therein so as to project outward from a peripheral surface thereof. The base of the arm 3 is supported via a pair of bearings 4 and 4 so as to be rotatable around the guide pin 5 and slidable in the direction of the axis XX of the pin 5. A desired number of dampers 7 are interposed between the base of the arm 3 and the cylindrical support frame 6,
Normally, the arm 3 is held at the reference position. A ring-shaped yoke 8 is fixed to the inner peripheral portion of the lower end of the support frame 6, and an upper surface of a ring-shaped permanent magnet 9 magnetized in the vertical direction is attached to a lower end surface of the yoke 8 and a lower surface of the magnet 9. The yoke 10 is fixed. The yoke 10 has a guide pin 5 fitted and fixed to its cylindrical central projection, and the outer peripheral surface of the central projection opposes the inner peripheral surface of the other yoke 8 with a cylindrical gap 11. ing. Thus, the magnet 9,
A magnetic circuit is configured by the yoke 10 and the yoke 8. A coil 12 wound in a cylindrical shape hangs down from the base of the arm 3 and is located in the cylindrical gap 11. Therefore, by energizing the coil 12, the gap
The interaction of the magnetic flux across 11 causes coil 12 to
It receives thrust in the -X direction. This thrust is directly transmitted to the arm 3, and since the arm 3 is a rigid body, the thrust acts as a force for urging the objective lens 1 in the optical axis Y-Y direction, and the lens 1 is in the focusing direction. a
It will be moved in the -a direction. Therefore, the direction of movement of the lens 1 and the amount of movement thereof are adjusted by adjusting the direction of the current flowing through the coil 12 and the magnitude of the current.
As a result, a disk medium 1 which is an optical information recording medium
Focusing will be performed with the distance between 3 and lens 1 always kept constant. The amount of movement of the lens 1 is determined by the balance point between the thrust acting on the coil 12 and the resilience acting on the damper 7.

第2図に示されているように、レンズ保持部としての鏡
筒2の外周面には一対の永久磁石14、14が固着されてい
る。この一対の永久磁石14、14は、ガイドピン5の中心
軸線X−X上の一点O1とレンズ1の光軸Y−Y上の一点
O2を通るアーム3の中心線A−Aに対し直角な線であっ
て、上記点O2を通る線B−B上に配設してある。上記一
対の磁石14、14の外側には、これら磁石から適宜の間隔
をおいて駆動コイル15、15がそれぞれ適宜の手段によっ
て配設されている。ここで、永久磁石14,14と、駆動コ
イル15,15が、第2の電磁駆動手段の構成部材である。
従って、コイル15、15に通電しない通常の状態にあって
は、ダンパ7によってアーム3およびレンズ1は所定の
基準位置に保持されているが、コイル15、15に通電する
ことにより磁石14、14に推力が生じ、アーム3及びこれ
に一体に保持された鏡筒2およびレンズ1はガイドピン
5の中心軸線X−Xを中心にb−b方向に微少角の範囲
で回動する。この回動の向きはコイル15、15に通電する
電流の方向によって決まり、また、回動角はコイル15、
15に通電する電流によって生ずる磁石14、14の推力とダ
ンパ7に作用する弾力との均衡点によって決まる。上記
のように、コイル15、15への通電によるレンズ1の運動
は、軸O1を中心とする円弧運動になるわけであるが、こ
の運動量は1乃至2μm程度の微細なものであり、この
運動量に対してアーム3の長さは十分に長いため、直線
に近似したものと見て差し支えない。そして、その運動
の方向は、ディスクメディア13の回転中心O3を通る線B
−Bに沿うものとみなすことができるから、コイル15、
15への通電の制御によってトラッキング制御が行なわれ
ることになる。
As shown in FIG. 2, a pair of permanent magnets 14, 14 are fixed to the outer peripheral surface of the lens barrel 2 as a lens holding portion. The pair of permanent magnets 14, 14 is a point O 1 on the central axis XX of the guide pin 5 and a point on the optical axis YY of the lens 1.
It is a line that is perpendicular to the center line AA of the arm 3 that passes through O 2 and that is located on the line BB that passes through the point O 2 . Outside the pair of magnets 14 and 14, drive coils 15 and 15 are arranged by appropriate means at appropriate intervals from these magnets. Here, the permanent magnets 14, 14 and the drive coils 15, 15 are constituent members of the second electromagnetic drive means.
Therefore, in a normal state in which the coils 15 and 15 are not energized, the arm 7 and the lens 1 are held at predetermined reference positions by the damper 7, but when the coils 15 and 15 are energized, the magnets 14 and 14 are A thrust force is generated in the arm 3, and the arm 3 and the lens barrel 2 and the lens 1 which are integrally held by the arm 3 are rotated about the central axis line XX of the guide pin 5 in the bb direction within a range of a minute angle. The direction of this rotation is determined by the direction of the current passing through the coils 15, 15, and the rotation angle is determined by the coils 15,
It is determined by the equilibrium point between the thrust of the magnets 14, 14 generated by the current flowing through 15 and the elastic force acting on the damper 7. As described above, the movement of the lens 1 by energizing the coils 15 and 15 is an arc movement centered on the axis O 1 , but this momentum is a minute amount of about 1 to 2 μm. Since the length of the arm 3 is sufficiently long with respect to the momentum, it can be regarded as an approximation of a straight line. The direction of the movement is the line B passing through the rotation center O 3 of the disk medium 13.
-Because it can be regarded as along B, coil 15,
Tracking control is performed by controlling the power supply to 15.

このようにして、フォーカシングのためのガイドピン5
の軸線X−X方向の運動とトラッキング制御のためのガ
イドピン5の円周方向への運動は、相互に干渉されるこ
となく独立に行なわれることになる。
In this way, the guide pin 5 for focusing
The movement in the direction of the axis X-X and the movement in the circumferential direction of the guide pin 5 for tracking control are independently performed without interfering with each other.

次に、上記2次元駆動装置を用いた光学式情報読取装置
の構成の一例を説明する。
Next, an example of the configuration of the optical information reading device using the two-dimensional driving device will be described.

第3図において、枠状に形成されたシャシー17内にはガ
イド棒18が固定して支架されると共に、ガイド棒18と平
行に移送ねじ19が回転可能に支架されている。移送ねじ
19はシャシー17の外側面に固定されたモータ20によって
回転駆動されるようになっており、また、移送ねじ19に
は、一端部がガイド棒18に挿通された可動台21の他端部
が螺合されている。可動台21上には、前述の対物レンズ
1、鏡筒2、アーム3、ガイドピン5、支持枠6、ダン
パ7、磁石14、コイル15等でなる2次元駆動装置が取付
けられており、また、第1図にも示されているように、
アーム3と、支持枠6および永久磁石9と、可動台21と
によって三方を区割された空間に、半導体レーザ発振器
等でなる発光素子や受光素子を含む光学装置22が取付け
られている。上記鏡筒2はシャシー17の天井部に穿たれ
た長孔17aから上方に突出し、モータ20によって移送ね
じ19が回転駆動されると、可動台21がガイド棒18及び移
送ねじ19に沿って移送されるに従い、鏡筒2が長孔17a
に沿って移動するようになっている。シャシー17の一側
部に形成された突出部にはセンタリングハブ23が設けら
れると共にその下方にはディスク駆動用のモータ24が設
けられており、モータ24の回転軸25はセンタリングハブ
23の中心部に貫通固着され、センタリングハブ23はモー
タ24によって回転駆動されるようになっている。センタ
リングハブ23上にはディスクメディア13が載置固定さ
れ、センタリングハブ23と共に回転駆動されるようにな
っており、ディスクメディア13の下方に前記2次元駆動
装置の対物レンズ1が位置している。
In FIG. 3, a guide rod 18 is fixedly supported in a frame-shaped chassis 17, and a transfer screw 19 is rotatably supported in parallel with the guide rod 18. Transfer screw
19 is rotatably driven by a motor 20 fixed to the outer surface of the chassis 17, and the transfer screw 19 has the other end of the movable table 21 whose one end is inserted into the guide rod 18. It is screwed. On the movable table 21, the two-dimensional driving device including the objective lens 1, the lens barrel 2, the arm 3, the guide pin 5, the support frame 6, the damper 7, the magnet 14 and the coil 15 is attached. , As shown in FIG.
An optical device 22 including a light emitting element and a light receiving element made of a semiconductor laser oscillator or the like is attached to a space divided into three sides by the arm 3, the support frame 6, the permanent magnet 9, and the movable table 21. The lens barrel 2 projects upward from a long hole 17a formed in the ceiling of the chassis 17, and when the transfer screw 19 is rotationally driven by the motor 20, the movable table 21 is transferred along the guide rod 18 and the transfer screw 19. As a result, the lens barrel 2 has a long hole 17a.
It is designed to move along. A centering hub 23 is provided on a projecting portion formed on one side of the chassis 17, and a motor 24 for driving a disk is provided below the centering hub 23. A rotating shaft 25 of the motor 24 is a centering hub.
The centering hub 23 is rotatably driven by a motor 24 by being fixed to the center of the through hole 23. The disk medium 13 is placed and fixed on the centering hub 23, and is rotationally driven together with the centering hub 23. The objective lens 1 of the two-dimensional driving device is located below the disk medium 13.

そこで、モータ24によってディスクメディア13を一定速
度で回転駆動しつつモータ20を定速で回転駆動すれば、
可動台21と共に対物レンズ1が第3図において左から右
の方にディスクメディア13のトラックピッチに従って移
動し、ディスクメディア13に記録されている情報を読み
取ることになる。
Therefore, if the motor 20 rotates the disk medium 13 at a constant speed while rotating the motor 20 at a constant speed,
The objective 1 along with the movable table 21 moves from left to right in FIG. 3 according to the track pitch of the disk medium 13, and the information recorded on the disk medium 13 is read.

なお、ガイドピン5はアーム3に一体に嵌合し、ガイド
ピン5とヨーク10との間に軸受を設けてもよい。第1及
び第2の電磁駆動手段は、永久磁石と駆動コイルを相互
に逆にしてもよい。
The guide pin 5 may be integrally fitted to the arm 3 and a bearing may be provided between the guide pin 5 and the yoke 10. In the first and second electromagnetic drive means, the permanent magnet and the drive coil may be reversed.

本考案によれば次のような効果がある。The present invention has the following effects.

(1)光路をフォーカスアクチュエータ用コイルの外側に
配置できるので、光路を短くすることができ、自由な光
学系配置ができる。
(1) Since the optical path can be arranged outside the focus actuator coil, the optical path can be shortened and the optical system can be freely arranged.

(2)上記のように、光路を短かく、自由な光学系の配置
を行なうことによりユニットの厚さを薄くすることがで
きるから、製品の薄型化が可能となり、カーステレオや
ポータブル機器等への利用が可能となり、用途を拡大す
ることができる。
(2) As described above, the optical path is short and the optical system can be arranged freely to reduce the thickness of the unit.Thus, the product can be made thinner, and can be used for car stereos, portable devices, etc. Can be used, and the application can be expanded.

(3)トラッキング制御時は、対物レンズは常に水平運動
となるから、光軸は常にディスクメディアの面に対し垂
直となり、対物レンズの像高は大きくなくてもよい。
(3) Since the objective lens always moves horizontally during tracking control, the optical axis is always vertical to the surface of the disk medium, and the image height of the objective lens does not have to be large.

(4)対物レンズを2次元に移動させているから、トラッ
キングミラー等の光学系駆動機構が不要となり、性能が
安定する。
(4) Since the objective lens is moved two-dimensionally, an optical system driving mechanism such as a tracking mirror is unnecessary, and the performance is stable.

(5)上記の各理由から、生産コストも安価になる。(5) For each of the above reasons, the production cost is low.

(6)対物レンズを配設した鏡筒部をアームの先端部に設
け、トラッキング制御用電磁駆動手段の構成部材を上記
アームの先端部側に固着したため、トラッキング制御用
電磁駆動手段の駆動力により上記アーム及び対物レンズ
が直接的に駆動されることになり、アームの撓みや共振
によるトラッキングエラーをなくすことができる。ま
た、トラッキング制御用駆動手段をフォーカシング制御
用駆動手段から離して配置することができるため、トラ
ッキング制御用駆動手段とフォーカシング制御用駆動手
段との相互干渉を防止することができる。
(6) Since the lens barrel with the objective lens is provided at the tip of the arm and the components of the tracking control electromagnetic drive unit are fixed to the end of the arm, the driving force of the tracking control electromagnetic drive unit is used. Since the arm and the objective lens are directly driven, it is possible to eliminate tracking error due to bending and resonance of the arm. Further, since the tracking control driving means can be arranged apart from the focusing control driving means, mutual interference between the tracking control driving means and the focusing control driving means can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す一部断面側面図、第2
図は同上平面図、第3図は同上実施例の使用状態の一例
を示す平面図である。 1……対物レンズ、2……鏡筒、3……アーム、5……
ガイドピン、7……ダンパ、8,10……ヨーク、9……
永久磁石、12……コイル、13……ディスクメディア、14
……永久磁石、15……コイル。
FIG. 1 is a partial sectional side view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a plan view of the same as above, and FIG. 3 is a plan view showing an example of a usage state of the above embodiment. 1 ... Objective lens, 2 ... Lens barrel, 3 ... Arm, 5 ...
Guide pin, 7 …… Damper, 8,10 …… Yoke, 9 ……
Permanent magnet, 12 …… Coil, 13 …… Disk media, 14
...... Permanent magnet, 15 …… Coil.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】記録媒体上に記録された情報を光学的に読
み取るための対物レンズを上記記録媒体面に対して垂直
方向及び平行な方向に駆動させる装置において、上記対
物レンズを配設したレンズ保持部と、このレンズ保持部
を一体保持すると共に軸中心を中心として回動可能なア
ームと、このアームを記録媒体面に対し垂直方向に移動
付勢する第1の電磁駆動手段と、上記軸中心を中心に上
記レンズ保持部を記録媒体面と平行な面内に回動付勢す
る第2の電磁駆動手段とを有してなり、この第2の電磁
駆動手段の構成部材の一方が上記レンズ保持部に固着さ
れていることを特徴とする2次元駆動装置。
1. An apparatus for driving an objective lens for optically reading information recorded on a recording medium in a direction perpendicular to and parallel to the surface of the recording medium, wherein the objective lens is provided. A holding portion, an arm that holds the lens holding portion integrally and is rotatable about an axis center, a first electromagnetic drive unit that urges the arm in a direction perpendicular to the recording medium surface, and the shaft. A second electromagnetic drive means for urging the lens holding portion to rotate in a plane parallel to the recording medium surface around the center, and one of the constituent members of the second electromagnetic drive means is the above-mentioned. A two-dimensional driving device characterized by being fixed to a lens holding part.
JP1981130650U 1981-09-02 1981-09-02 Two-dimensional drive Expired - Lifetime JPH067450Y2 (en)

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