JPH0223849B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0223849B2 JPH0223849B2 JP57049107A JP4910782A JPH0223849B2 JP H0223849 B2 JPH0223849 B2 JP H0223849B2 JP 57049107 A JP57049107 A JP 57049107A JP 4910782 A JP4910782 A JP 4910782A JP H0223849 B2 JPH0223849 B2 JP H0223849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- spring
- light beam
- support
- mirror support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は例えば、光学式円板型記録再生装置の
光ビーム偏向ミラーに関し、特に対物レンズの光
源側焦平面とミラーの交線を回転中心とする揺動
式光ビーム偏向ミラーの構造に関する。
光ビーム偏向ミラーに関し、特に対物レンズの光
源側焦平面とミラーの交線を回転中心とする揺動
式光ビーム偏向ミラーの構造に関する。
レーザビームを用いて回転円板上の薄膜に微小
な穴を明けるなどにより情報を記録し、再生は円
板にレーザビームを照射しその反射光の強弱によ
り行なう装置を光デイスクと呼び、色々な方式が
提案されている。光デイスクにおいて、レーザビ
ームを円板上に焦点合わせするとともに半径方向
位置を精密に位置合わせする機能を持つ部分を光
ヘツドと呼ぶ。レーザビームの半径方向精密位置
決め（トラツキングと呼ぶ）の方式の１つに揺動
ミラー方式がある。揺動ミラー方式は一般的には
光源からミラーに入射する光路と円板から反射し
た光がミラーで反射して戻る時の光路が一致しな
いため、トラツキングの誤差を生じる。これを防
止するため、第１図に示すように対物レンズ２の
光源側焦平面７とミラー３面の交接線の近傍にミ
ラーの回転中心軸８を設ける方式が提案（実開昭
55−108554号）されている。この方式では光源４
から出たレーザビームは半透鏡５を通過し、ミラ
ー３で反射し、対物レンズ２を通り円板１で反射
して再び対物レンズ２を通り、ミラー３で反射し
半透鏡５で反射してトラツキングずれ検出器６へ
達する。この時ミラー３で反射して半透鏡５へ達
する光の光路がミラー３の角度によつて変わると
トラツキングずれ検出値がずれてしまう。これを
防止するために上記の如く対物レンズ２の光源側
焦平面７とミラー３の反射面の交接線の近傍にミ
ラー３の回転軸８を設けることが有効である。こ
の方式がMirror of Rotation Axis in、Focus
Planeで、以下、MIRAF方式と呼ぶ。
な穴を明けるなどにより情報を記録し、再生は円
板にレーザビームを照射しその反射光の強弱によ
り行なう装置を光デイスクと呼び、色々な方式が
提案されている。光デイスクにおいて、レーザビ
ームを円板上に焦点合わせするとともに半径方向
位置を精密に位置合わせする機能を持つ部分を光
ヘツドと呼ぶ。レーザビームの半径方向精密位置
決め（トラツキングと呼ぶ）の方式の１つに揺動
ミラー方式がある。揺動ミラー方式は一般的には
光源からミラーに入射する光路と円板から反射し
た光がミラーで反射して戻る時の光路が一致しな
いため、トラツキングの誤差を生じる。これを防
止するため、第１図に示すように対物レンズ２の
光源側焦平面７とミラー３面の交接線の近傍にミ
ラーの回転中心軸８を設ける方式が提案（実開昭
55−108554号）されている。この方式では光源４
から出たレーザビームは半透鏡５を通過し、ミラ
ー３で反射し、対物レンズ２を通り円板１で反射
して再び対物レンズ２を通り、ミラー３で反射し
半透鏡５で反射してトラツキングずれ検出器６へ
達する。この時ミラー３で反射して半透鏡５へ達
する光の光路がミラー３の角度によつて変わると
トラツキングずれ検出値がずれてしまう。これを
防止するために上記の如く対物レンズ２の光源側
焦平面７とミラー３の反射面の交接線の近傍にミ
ラー３の回転軸８を設けることが有効である。こ
の方式がMirror of Rotation Axis in、Focus
Planeで、以下、MIRAF方式と呼ぶ。
次に、MIRAF方式に用いる光ビーム偏向ミラ
ーに要求される条件について述べる。
ーに要求される条件について述べる。
１ 一般に対物レンズ２の光源側焦点は対物レン
ズ２の内部にあるため、ミラー３の回転軸８は
対物レンズ底面２ｂより上になければならな
い。
ズ２の内部にあるため、ミラー３の回転軸８は
対物レンズ底面２ｂより上になければならな
い。
２ ミラー３は対物レンズ２よりも下になければ
ならない。ただし、これは第１図のように光学
系が円板よりも下にある時である。
ならない。ただし、これは第１図のように光学
系が円板よりも下にある時である。
３ ミラー３の回転軸８にはガタがあつてはなら
ない。
ない。
４ ミラー３は十分高い周波数まで振動によつて
生じる不用な変形を生じない。
生じる不用な変形を生じない。
従来の光ビーム偏向ミラーは第２図に示すよう
にミラー９の裏面にゴムまたは金属でできたばね
１０を設けてあり、ミラー９の両端にミラー揺動
駆動用コイル１１ａ，１１ｂが取付けてある。こ
のミラー揺動駆動用コイル１１ａ，１１ｂはそれ
ぞれ磁石１２ａ，１２ｂの磁気ギヤツプ内に介在
されている。そして、ばね１０のミラー９と反対
側の端部と磁石１２ａ，１２ｂは基板１３に固定
されている。この偏向ミラーはミラー揺動駆動用
コイル１１ａ，１１ｂに作用する回転モーメント
Ｍによつて第３図の破線に示すように回転する。
ばね１０の長さをＬ、曲げ剛性をEIとすると、
ばね１０とミラー９の結合点の変位δと、回転角
度θは次の式で求められる。
にミラー９の裏面にゴムまたは金属でできたばね
１０を設けてあり、ミラー９の両端にミラー揺動
駆動用コイル１１ａ，１１ｂが取付けてある。こ
のミラー揺動駆動用コイル１１ａ，１１ｂはそれ
ぞれ磁石１２ａ，１２ｂの磁気ギヤツプ内に介在
されている。そして、ばね１０のミラー９と反対
側の端部と磁石１２ａ，１２ｂは基板１３に固定
されている。この偏向ミラーはミラー揺動駆動用
コイル１１ａ，１１ｂに作用する回転モーメント
Ｍによつて第３図の破線に示すように回転する。
ばね１０の長さをＬ、曲げ剛性をEIとすると、
ばね１０とミラー９の結合点の変位δと、回転角
度θは次の式で求められる。
δ＝ML2／2EI ……(1)
θ＝ML／EI ……(2)
上の二式よりミラー９の回転中心１４はばね１
０の中央であることが分る。またばね１０はばね
の長手方向（第２図のX′方向）の剛性は高いが
それに直角な方向（第２図のY′方向）の剛性は
低いため、X′方向以外の加速度が偏向ミラーに
加わるとばね１０が変形し、ミラー９が変位して
結果的にミラー９の回転中心がずれてしまうこと
になる。
０の中央であることが分る。またばね１０はばね
の長手方向（第２図のX′方向）の剛性は高いが
それに直角な方向（第２図のY′方向）の剛性は
低いため、X′方向以外の加速度が偏向ミラーに
加わるとばね１０が変形し、ミラー９が変位して
結果的にミラー９の回転中心がずれてしまうこと
になる。
以上のように従来の偏向ミラーには回転中心が
ミラーの反射面を含む平面内になく、回転中心が
外部からの外乱によつてずれ易いなどの欠点があ
つた。
ミラーの反射面を含む平面内になく、回転中心が
外部からの外乱によつてずれ易いなどの欠点があ
つた。
本発明の目的はミラーの反射面を含む平面内に
回転中心を持ち、その回転中心が外乱によつてず
れない光ビーム偏向ミラーを提供することにあ
る。
回転中心を持ち、その回転中心が外乱によつてず
れない光ビーム偏向ミラーを提供することにあ
る。
本発明は、ミラーと、このミラーを支持するミ
ラー支持体と、このミラー支持体をばねを介して
結合する固定ブロツクと、このミラー支持体を駆
動する駆動手段とを備え、この駆動手段によりミ
ラー支持体を駆動してミラーに入射した光ビーム
偏向ミラーにおいて、複数の板ばねを互いに略直
交配置させ、各板ばねの一端をミラー支持体に結
合し、他端を固定ブロツクに結合して十字ばねを
構成し、この十字ばねによつてミラー支持体を板
ばねの略直交点を中心として回動可能に支持した
ことを特徴とする。
ラー支持体と、このミラー支持体をばねを介して
結合する固定ブロツクと、このミラー支持体を駆
動する駆動手段とを備え、この駆動手段によりミ
ラー支持体を駆動してミラーに入射した光ビーム
偏向ミラーにおいて、複数の板ばねを互いに略直
交配置させ、各板ばねの一端をミラー支持体に結
合し、他端を固定ブロツクに結合して十字ばねを
構成し、この十字ばねによつてミラー支持体を板
ばねの略直交点を中心として回動可能に支持した
ことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第４図〜第９図によ
り説明する。第４図は光ビーム偏向ミラーの周辺
部も含めてその構成を説明した図である。対物レ
ンズ２の直下にミラー３があり、このミラー３を
支持するミラー支持体１５は十字ばね１６で回転
中心Ｏを中心として回転自在（但し、完全に自由
ではなく、回転中心Ｏ回りの回転の固有振動数は
約50Hz）に支持されている。十字ばね１６は固定
ブロツク１７に固定されている。ミラー３の裏側
には駆動コイル１８ａ，１８ｂがありミラー３お
よびミラー支持体１５にX′方向の力を加える。
駆動コイル１８ａ，１８ｂに磁界を加えるための
磁石１９がミラー３の裏側に設けられている。ミ
ラー支持体１５の反駆動コイル側にはバランサ２
０が取り付けられており、回転中心Ｏを中心とし
て、Ｘ、Ｙ方向のモーメントバランスが取られて
いる。対物レンズ２を除いた状態の見取図を第５
図に示す。第４図、第５図では十字ばね１６の状
態が分かりにくいので第６図に十字ばね１６を示
す。第６図の斜線部がミラー支持体１５に溶接さ
れている。それぞれのばね１６ａ〜１６ｄの他端
部は固定ブロツク１７に溶接される。ここで溶接
されている部分は材料の組合わせや組立法の都合
で接着やろう付によつて接続しても良い。一般的
に十字ばねは組立てに時間を要するが、その解決
法の一つとして第７図のように４本のばね１６ａ
〜１６ｄを互いに連結したもの２１ａ〜２１ｃを
一枚の板にエツチングなどにより加工し、曲げ部
Ｐで曲げて十字ばねの形状とする方法がある。こ
の方法によればばね１６ａ〜１６ｄは互いに連結
されているので１ケ所だけ固定されれば残りの溶
接場所は位置決めなどが非常に楽になる。その結
果、組立時間の短縮ができる。
り説明する。第４図は光ビーム偏向ミラーの周辺
部も含めてその構成を説明した図である。対物レ
ンズ２の直下にミラー３があり、このミラー３を
支持するミラー支持体１５は十字ばね１６で回転
中心Ｏを中心として回転自在（但し、完全に自由
ではなく、回転中心Ｏ回りの回転の固有振動数は
約50Hz）に支持されている。十字ばね１６は固定
ブロツク１７に固定されている。ミラー３の裏側
には駆動コイル１８ａ，１８ｂがありミラー３お
よびミラー支持体１５にX′方向の力を加える。
駆動コイル１８ａ，１８ｂに磁界を加えるための
磁石１９がミラー３の裏側に設けられている。ミ
ラー支持体１５の反駆動コイル側にはバランサ２
０が取り付けられており、回転中心Ｏを中心とし
て、Ｘ、Ｙ方向のモーメントバランスが取られて
いる。対物レンズ２を除いた状態の見取図を第５
図に示す。第４図、第５図では十字ばね１６の状
態が分かりにくいので第６図に十字ばね１６を示
す。第６図の斜線部がミラー支持体１５に溶接さ
れている。それぞれのばね１６ａ〜１６ｄの他端
部は固定ブロツク１７に溶接される。ここで溶接
されている部分は材料の組合わせや組立法の都合
で接着やろう付によつて接続しても良い。一般的
に十字ばねは組立てに時間を要するが、その解決
法の一つとして第７図のように４本のばね１６ａ
〜１６ｄを互いに連結したもの２１ａ〜２１ｃを
一枚の板にエツチングなどにより加工し、曲げ部
Ｐで曲げて十字ばねの形状とする方法がある。こ
の方法によればばね１６ａ〜１６ｄは互いに連結
されているので１ケ所だけ固定されれば残りの溶
接場所は位置決めなどが非常に楽になる。その結
果、組立時間の短縮ができる。
第４図の駆動コイル１８ａ，１８ｂに作用する
力を第８図、第９図のFa，Fbとする。理想とし
ては力Fa，Fbがいかなるものであつてもミラー
支持体１５は第８図のように回転中心Ｏを中心と
して剛体的に回転することが望ましい。力Fa，
Fbの周波数が低い間は第８図のような変形をミ
ラー支持体１５はするが、力Fa，Fbの変動する
周波数がミラー支持体１５の固有振動数に等しい
場合は第９図に示すような変形がミラー支持体１
５に生じる場合がある。そのとき、ミラー３の角
度は第８図の場合の剛体回転に第９図のミラー支
持体１５の弾性変形分が加わる上、一般的には固
有振動数においては弾性変形分のミラー角度変化
の方が大きい。そのため光ビームの角度はミラー
支持体１５の固有振動数においては共振による弾
性変形に支配され、力に対する光ビームの偏向角
度の位相も遅れを生じ、光ビームの偏向角度の制
御上有害である。そのため、ミラー支持体１５の
固有振動数における共振をできるだけ抑える必要
がある。その一つの方法として、第９図に示すよ
うにミラー支持体１５の固有振動数における固有
振動モードの節の両側で駆動力Fa，Fbを加え、
互いに打消し合わせる方法がある。本実施例のよ
うにミラー３がミラー支持体１５の先端にある場
合はミラーの加速度と駆動力の位相を極力一致さ
せるために駆動力の着力点をミラー３の近くにす
ることが一般的である。またミラー支持体１５の
固有振動モードの１つは第９図に示すように両端
自由の梁の振動モードに似た形となり、振動の節
が先端に生じる。節の両側に同位相の２つの力を
加えると、その２つの力は互いにその振動モード
を打ち消し合うため、２つの力の一方だけを加え
た時よりもその振動数の振動を低減できる。２つ
の力が完全に打ち消し合う条件を決めるには個々
の偏向ミラーについて測定を行なわなければなら
ないが、近似的には計算あるいは簡単な実験でそ
の条件を求めることはできる。その時変化させる
パラメータとしては力の着力点の位置、力の大き
さがあるが、具体的にはコイル１８ａ，１８ｂの
位置、コイル１８ａ，１８ｂに加わる磁束密度、
磁気ギヤツプの長さなどが考えられる。
力を第８図、第９図のFa，Fbとする。理想とし
ては力Fa，Fbがいかなるものであつてもミラー
支持体１５は第８図のように回転中心Ｏを中心と
して剛体的に回転することが望ましい。力Fa，
Fbの周波数が低い間は第８図のような変形をミ
ラー支持体１５はするが、力Fa，Fbの変動する
周波数がミラー支持体１５の固有振動数に等しい
場合は第９図に示すような変形がミラー支持体１
５に生じる場合がある。そのとき、ミラー３の角
度は第８図の場合の剛体回転に第９図のミラー支
持体１５の弾性変形分が加わる上、一般的には固
有振動数においては弾性変形分のミラー角度変化
の方が大きい。そのため光ビームの角度はミラー
支持体１５の固有振動数においては共振による弾
性変形に支配され、力に対する光ビームの偏向角
度の位相も遅れを生じ、光ビームの偏向角度の制
御上有害である。そのため、ミラー支持体１５の
固有振動数における共振をできるだけ抑える必要
がある。その一つの方法として、第９図に示すよ
うにミラー支持体１５の固有振動数における固有
振動モードの節の両側で駆動力Fa，Fbを加え、
互いに打消し合わせる方法がある。本実施例のよ
うにミラー３がミラー支持体１５の先端にある場
合はミラーの加速度と駆動力の位相を極力一致さ
せるために駆動力の着力点をミラー３の近くにす
ることが一般的である。またミラー支持体１５の
固有振動モードの１つは第９図に示すように両端
自由の梁の振動モードに似た形となり、振動の節
が先端に生じる。節の両側に同位相の２つの力を
加えると、その２つの力は互いにその振動モード
を打ち消し合うため、２つの力の一方だけを加え
た時よりもその振動数の振動を低減できる。２つ
の力が完全に打ち消し合う条件を決めるには個々
の偏向ミラーについて測定を行なわなければなら
ないが、近似的には計算あるいは簡単な実験でそ
の条件を求めることはできる。その時変化させる
パラメータとしては力の着力点の位置、力の大き
さがあるが、具体的にはコイル１８ａ，１８ｂの
位置、コイル１８ａ，１８ｂに加わる磁束密度、
磁気ギヤツプの長さなどが考えられる。
また本実施例ではバランサ２０により、Ｘ、Ｙ
両方向のモーメントのバランスがとれており、Ｙ
軸に対し対称であるからＺ方向のモーメントのバ
ランスもとれているので外部から偏向ミラーに
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の外乱加速度が加わつても偏向ミ
ラーに加わる外乱のモーメントは小さいため光ビ
ームの偏向角度はわずかしかずれない。
両方向のモーメントのバランスがとれており、Ｙ
軸に対し対称であるからＺ方向のモーメントのバ
ランスもとれているので外部から偏向ミラーに
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の外乱加速度が加わつても偏向ミ
ラーに加わる外乱のモーメントは小さいため光ビ
ームの偏向角度はわずかしかずれない。
もう一つの方法として第９図の振動モードの節
の部分に駆動力Fcを加える方法があるが、この
方法では駆動手段を一つしか設けることができな
いため単位入力当りの光ビームの移動量すなわち
感度が低い欠点がある。しかし低い感度でも良い
用途には使用可能である。
の部分に駆動力Fcを加える方法があるが、この
方法では駆動手段を一つしか設けることができな
いため単位入力当りの光ビームの移動量すなわち
感度が低い欠点がある。しかし低い感度でも良い
用途には使用可能である。
本発明によれば光ビーム偏向ミラーの支持に十
字ばねを用いることにより一軸の回転以外の剛性
を十分大きくとれるので光ビーム偏向角制御の精
度が上げられる。
字ばねを用いることにより一軸の回転以外の剛性
を十分大きくとれるので光ビーム偏向角制御の精
度が上げられる。
第１図は対物レンズの光源側焦平面とミラーの
交接線近傍にミラーの回転中心を設けた光ビーム
位置制御方式の原理図、第２図は従来の光ビーム
偏向ミラーの一例を示す図、第３図は第２図の動
作状態の説明図、第４図は本発明の光ビーム偏向
ミラーの実施例の側面図、第５図は第４図の見取
図、第６図は本発明における十字ばねの見取図、
第７図は本発明における十字ばねの展開図、第８
図は本発明の実施例の理想的振動モードの説明
図、第９図は本発明の実施例の望ましくない振動
モードの説明図である。 １……円板、２……対物レンズ、３……ミラ
ー、１５……ミラー支持体、１６……十字ばね、
１８ａ，１８ｂ……駆動手段、２０……バラン
サ。
交接線近傍にミラーの回転中心を設けた光ビーム
位置制御方式の原理図、第２図は従来の光ビーム
偏向ミラーの一例を示す図、第３図は第２図の動
作状態の説明図、第４図は本発明の光ビーム偏向
ミラーの実施例の側面図、第５図は第４図の見取
図、第６図は本発明における十字ばねの見取図、
第７図は本発明における十字ばねの展開図、第８
図は本発明の実施例の理想的振動モードの説明
図、第９図は本発明の実施例の望ましくない振動
モードの説明図である。 １……円板、２……対物レンズ、３……ミラ
ー、１５……ミラー支持体、１６……十字ばね、
１８ａ，１８ｂ……駆動手段、２０……バラン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ミラーと、該ミラーを支持するミラー支持体
と、該ミラー支持体をばねを介して支持すね固定
ブロツクと、該ミラー支持体を駆動する駆動手段
とを備えており、該駆動手段により該ミラー支持
体を駆動して、該ミラーに入射した光ビームの反
射角度を偏向するようにした光ビーム偏向ミラー
において、 複数の板ばねを互いに略直交配置させ、各板ば
ねの一端を前記ミラー支持体に結合し、他端を前
記固定ブロツクに結合した十字ばねを設け、該十
字ばねにより該複数の板ばねの略直交点を回転中
心として前記ミラー支持体を回動可能に支持する
ことを特徴とする光ビーム偏向ミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4910782A JPS58168030A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 光ビ−ム偏向ミラ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4910782A JPS58168030A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 光ビ−ム偏向ミラ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168030A JPS58168030A (ja) | 1983-10-04 |
| JPH0223849B2 true JPH0223849B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=12821849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4910782A Granted JPS58168030A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 光ビ−ム偏向ミラ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168030A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446712A (en) * | 1991-04-22 | 1995-08-29 | Seiko Epson Corporation | Optical system having a precision angular displacement mechanism including a flat metal spring |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5456848A (en) * | 1977-10-14 | 1979-05-08 | Canon Inc | Light scanner |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP4910782A patent/JPS58168030A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58168030A (ja) | 1983-10-04 |
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