JPH026414Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光学的走査を行うための振動鏡装置に
関するものである。

フンクシヤウ（Funkschau）1974年版、第25
号、第3041〜3044頁の記事「アイン ビルトブラ
ツテンシステム ミツト レーザー アウフツア
イヒタング（Ein Bildplattensystem mit
Laseraufzeichaung）」においてこのような振動
鏡装置を設けたビデオデイスクプレーヤについて
記載している。この場合振動鏡装置および多数の
光学素子により放射線ビームをビデオデイスクの
情報トラツク上に照射する。デイスク上において
情報により変調された放射線ビームを順次フオト
ダイオードにより読取る。即ちフオトダイオード
により放射線ビームの光の強度の変調を電圧変調
に変換し、この電圧変調を適当な電子手段に加え
て適当な映像信号および音声信号を得る。フオト
ダイオードの出力信号をトラツキング制御装置用
にも使用し、この追跡制御装置の作用により常に
目標の情報トラツクに読取輝点を維持する。光源
からの放射線ビームがビデオデイスクに達する前
に放射線ビームを反射する振動鏡により情報トラ
ツクに交差する方向に読取輝点を小さい周期で転
向させる。読取輝点のこれらの高周波運動により
フオトダイオードが受光する変調放射線ビームの
光の強さにおいて小振幅の高周波変動となる。こ
れら高周波数の光の変動の大きさは振動鏡の振動
運動に対しての位相関係と同様に読取輝点の所要
の大まかな位置からのずれの程度と方向に対する
情報を与える。この情報はいわゆる同期検出器
（位相感応整流器）により電気的に得ることがで
き、制御回路および振動鏡に供給する信号を生
じ、これにより情報トラツクに対する読取輝点の
大まかな位置を補正するよう振動鏡を調整する。

既知の振動鏡装置においては振動鏡を圧電セラ
ミツク共振器に配置し、この共振器をプリセツト
の周波数で発振器により付勢する。約20KHzの周
波数の発振器信号をやはり同期検出器に加え、発
振器信号とフオトダイオードにより得られる高周
波信号との位相関係を検出する。

本考案の目的は高周波数および所要振幅で振動
鏡を駆動するのに電力をあまり必要としない上述
の光学的走査用振動鏡装置を得るにある。これに
必要な電力は振動鏡の小さな寸法に関連する浪費
という問題からも大きすぎてはいけない。従つて
本考案の目的は小電力のみを使用して必要な振幅
の30KHzに周波数で振動鏡を容易に駆動すること
ができる光学的走査用振動鏡装置を得るにある。
この目的を達成するため本考案装置は、フレーム
と、単一片材料から構成した鏡構体とを具え、前
記鏡構体には、反射表面を有する鏡基部と少なく
とも１個の振動補償素子とにこの鏡構体を分割す
る少なくとも１個の狭小部を切欠いて形成し、こ
の狭小部がばねとして作用しかつ前記振動補償素
子を鏡基部に弾性的に連結する構成とし、更に前
記鏡構体をフレームに対して振動しうるよう前記
フレームに支持する軸受構体と、前記鏡構体を前
記フレームに対して振動させるための電磁駆動装
置とを具えることを特徴とする。このように、本
考案による追跡鏡装置は、振動鏡を高周波数で振
動させるのに、圧電駆動装置を使用する代わりに
電磁装置を使用し、また振動鏡をばねとして作用
する１個またはそれ以上の狭小部により１個また
はそれ以上の振動補償素子に連結し、この振動補
償素子を振動鏡に対して逆位相で振動させる。

本考案装置においては振動鏡とこの振動鏡に逆
位相で振動する振動補償素子との間に生ずる機械
的共振効果を利用する。このことにより小電力の
みで比較的大きな振幅で振動を起すことができ
る。この目的のため振動補償素子とともに振動鏡
を互いに自由に振動させることが必要になる。ビ
デオデイスクプレーヤの固定部に剛固に連結した
構成部材例えば圧電セラミツク共振器に振動鏡と
振動補償素子を取付けることはこのような構造で
は不可能である。従つて本考案によれば電磁石に
関連させた振動補償素子を使用することと無接触
駆動装置を使用することの２段階のステツプを用
いることが必要となる。

本考案の特徴である反射表面を設けた振動鏡、
ばねとして作用する狭小部を介して同一の単一片
材料により構成し、ともに一体ユニツトをなす構
成は、所要の高周波振動を得る上で重要である。
数個の構成部材により振動鏡を構成する場合一個
の構成部材を他の構成部材に固着する位置におい
てばね定数がほとんど制御不可能な点が生ずるこ
と必至であり、このばね定数は所要のばね定数よ
りも小さいのが普通であり、更にこの点において
或る程度の減衰が生ずる恐れが多分にある。振動
鏡の基部と、ばねと、振動補償素子を単一の水晶
板の一部により構成することによつて非常に好ま
しい結果が得られることがわかつた。

この構成によれば内部の機械的減衰が極めて少
ない水晶の周知の特性を有効に利用することがで
きる。

構造に関しては、振動軸線の周りに回動振動す
ることができるよう振動鏡を回動自在にし、また
振動鏡の両側に２個の振動補償素子を設け、この
振動補償素子にねじりばねを連結し、このねじり
ばねのねじり軸線を振動軸線に一致させることを
特徴とする形状を振動鏡が容易にとることができ
る。回動振動を行うよう振動鏡を回動自在にする
他の構成としては少なくとも１個の平坦ばねとし
て作用する狭小部により振動鏡を単一の振動補償
素子に連結し、この平坦ばねの曲げ軸線を振動鏡
の振動軸に平行に延在させる。振動鏡のための電
磁駆動手段（これ自体はスイス国特許第CH−
PS354117号に記載されている）を永久磁石とこ
の永久磁石に共働する電磁手段の双方により形成
するとよい。このような構成においては永久磁石
手段を振動鏡または補償素子またはその双方に連
結し、電磁手段を固定する。振動鏡を永久磁石の
代りに電磁手段に連結する場合コイル端子が振動
鏡に対して望ましくない減衰作用を及ぼし、更に
望ましくない共振を伴う恐れも生ずる。

ばねとして作用する狭小部の寸法は振動鏡の振
動周波数が約30KHzになるよう形成するとよい。

実際上振動補償素子とともに振動鏡に連結し、
振動鏡の所定共振周波数を正確に得ることができ
るばねを製造するのは容易でない。この点から電
気的加速度変換器を振動鏡または振動補償素子に
配置し、この電気的加速度変換器を電子増幅器の
入力側に電気的に接続し、次にこの電子増幅器の
出力側を振動鏡の駆動装置の電磁手段に接続する
ことを特徴とする構成は重要である。電気的加速
度変換器とは出力信号の大きさが所定の方向にお
ける変換器の加速度（ｍ／sec²）に比例する電気
出力を発生する変換器を意味する。この点に関し
て加速度変換器に圧電結晶を設けるとよく、この
圧電結晶を振動鏡または振動補償素子に付着また
は接着し、またこの圧電結晶に補助おもりをやは
り接着剤により固着する。圧電結晶において生じ
た電気信号は振動鏡の加速度にほぼ比例する。

本考案の好適な実施例によれば追跡鏡と振動鏡
とによりともに組合せた振動追跡鏡を構成する。
この振動追跡鏡は情報トラツクに追従するための
低周波の回動と、検出信号を発生するためこの低
周波に重畳する高周波の回動の双方を行う。振動
追跡鏡を高周波で振動させるに必要な高周波電圧
を同一のコイルに加え、このコイルに制御回路か
らの制御信号を加える。このように振動鏡と追跡
鏡とを互いに単一の組合せ振動追跡鏡に組合せ、
また追跡鏡および振動鏡のための駆動手段を単一
の電磁手段に組合せたことにより極めて小型のユ
ニツトにすることができ、これにより僅かなスペ
ースですむ。

図面につき本考案を説明する。

第１図の線図により放射線源１、例えばレーザ
を示す。このレーザにより放射線ビーム２を発生
する。ビデオデイスクの形式のレコード４を回転
支持スピンドル３に置く。このビデオデイスクを
スピンドル３により回転し（例えば矢印の方向
に）、またこのビデオデイスクに螺旋情報トラツ
ク５を設け、この情報はデイスクの表面に形成す
る。このトラツクをビデオデイスクの一連の窪み
により構成し、この窪みをトラツクの方向に順次
配列する。レーザ源から発生する光ビーム２をレ
ンズ６により多少円錐ビームに発散させ、次いで
半透過鏡７を通過し、振動追跡鏡８により反射さ
れ、追従レンズ９を通過した後ビデオデイスク４
の表面に読取輝点１０として集束させる。ビデオ
デイスク４により反射された光ビームをレンズ９
により発散させ、また次に振動追跡鏡８と半透過
鏡７とを介してフオトダイオード１１に集中させ
る。フオトダイオードの出力信号を１２において
電子手段に加え、この電子手段により適当な方法
で映像情報および音声情報を処理する。しかし、
フオトダイオードは制御回路の一部をもなし、こ
の制御回路は、フオトダイオードの他に多数の回
路素子、即ち高周波振動追跡鏡８、電子検出回路
１３（以後同期検出器と称する）、電子制御回路
１４、加算増幅器１５を具えるとともに、同期検
出器１３により供給した制御信号に基づいて振動
追跡鏡を傾斜させるための電磁駆動手段（この駆
動手段にコイル１６と永久磁石１７とを設け、こ
の永久磁石を鏡８に配置する）を制御回路に設け
る。接続線１８を介してフオトダイオード１１に
より供給される信号により検出信号を構成し、こ
の検出信号は情報トラツク５に対する読取輝点１
０の位置に依存する。永久磁石１７に関連する駆
動コイル１６により電気力学的駆動手段をも形成
し、振動追跡鏡８を高周波数で振動させる。この
鏡（第４図参照）をばねとして作用する狭小部
（以下「ばね」と称する）１９，１９′により２個
の振動補償素子２０，２０′に接続し、作動中こ
の振動補償素子は振動追跡鏡と逆位相で振動す
る。

電気的加速度変換器２１を振動追跡鏡８に配置
する。この変換器に圧電結晶２２を設け、この圧
電結晶２２を振動追跡鏡８に結合または接着し
（この圧電結晶を振動補償素子に配置することも
できる）、これとともにしんちゆう塊２３の形式
の補助おもりをこの変換器に設け、このしんちゆ
う塊を結晶に結合または接着する。加速度変換器
２１を接続線２４を介して増幅器２６の入力側２
５に接続する。次にこの増幅器の出力側２７を振
幅制限回路網２８、位相補正回路網２９、および
増幅器１５を介して振動追跡鏡の駆動コイル１６
に接続する。加速度変換器２１を有する振動追跡
鏡８と、増幅器２６と、回路網２８，２９と、増
幅器１５と、および電磁駆動装置１６−１７、ま
たこれらを相互に接続する接続線とともに振動ル
ープを構成する。フイードバツクにより振動追跡
鏡８の高周波共鳴振動はこのループにおいて維持
される。ビデオデイスクプレーヤを始動するとき
振動追跡鏡８の最小限の振動（これは常に存在す
る）により確実に共振周波数で振動することがで
きる。

位相補正回路網２９の出力信号は接続線３０を
介して増幅器１５に通過し、更に接続線３１を介
して順次の位相補正回路網３２に加えられ、また
次に同期検出器１３に加えられる。接続線３３に
表われる同期検出器の出力信号の振幅はフオトダ
イオード１１からくる信号の高周波成分の大きさ
に依存する。同期検出器の出力信号の電極は振動
ループからの信号とフオトダイオード１１からの
信号の高周波成分との位相関係に依存する。電子
制御回路即ち位相逆転回路網１４を通過した後制
御信号を接続線３４に供給し、増幅器１５により
増幅し、また駆動コイル１６に加えて振動追跡鏡
８の大まかな位置を補正する。

第２図から第４図において振動追跡鏡を参照符
号３５で示す。この鏡は基部３６を具え、この基
部３６に反射層３７を堆積させる（この層は図面
の断面では見られない程薄いものとする）。ばね
１９および振動補償素子２０とともに基部３６を
一体のユニツトとして形成し、この一体のユニツ
トを同一材料による構成する。振動補償素子は読
取ビームを反射するようには作用しないため反射
層３７を振動補償素子２０に延在させる必要はな
い。基部３６、ばね１９、および振動補償素子２
０を単一水晶板の一部により形成する。この板の
一部に溝孔８を切欠き、この溝孔間に残された板
の２個の水晶部分によりばね１９を形成する。

振動追跡鏡３５を振動軸線３９（第４図参照）
の周りに回動振動を行うよう支承し、この振動軸
線を反射表面３７に平行に延在させる。２個のば
ね１９のねじり軸を振動軸線に一致させる。

振動追跡鏡用電磁駆動手段に２個の永久磁石４
０を設け、この永久磁石を鏡３５に例えば接着剤
により取付け、また２個のコイル４１を図示の鏡
ユニツトのフレーム４２に配置する。このフレー
ムをビデオデイスクプレーヤに固着する。

第５図により振動追跡鏡３５を支承する方法を
示す。振動追跡鏡３５の両側においてスピンドル
４４を配置したブラケツト４３を振動追跡鏡に例
えば接着剤により取付ける。各スピンドルを軸受
構成部材４５に緊密に嵌合し、この軸受構成部材
を弾性プラスチツク材料で形成する。この構成部
材をボス４６と、リング４７と、４本のスポーク
４８とにより構成し、このスポークによりボスを
リングに連結する。スピンドル４４を緊密にボス
４６に嵌合させ、また軸受構成部材４５をブシユ
４９に完全に収容する。このブシユを鏡ユニツト
のフレーム４２に適切に例えばやはり接着剤によ
り連結する。

図面から容易に理解できるように、特に第２お
よび３図に明示するようにコイル４１を多数のボ
ルト５０によりフレーム即ちキヤツプ５１に取付
け、このキヤツプをボルト５２によりフレーム４
２に取付ける。

第２から４図の鏡ユニツトの作用は次の通りで
ある。コイル４１および永久磁石４０（説明を簡
単にするため磁界の方向は省略する）により鏡３
５を振動軸線３９の周りに高周波振動させる。２
個のねじりばね１９を介して振動補償素子２０も
振動させるが、鏡３５と同位相ではなく、逆位相
で振動させる。ばね質量系を振動追跡鏡３５の基
部と、２個の振動補償素子２０の質量と、および
ねじりばね１９により構成し、このばね質量系は
固有共振周波数で振動しはじめる。永久磁石４０
に関連する２個のコイル４１により振動追跡鏡を
軸線３９の周りに一層低い低周波数で回動させ、
ビデオデイスクまたは他の情報キヤリヤの情報ト
ラツクに追従させる。加速度変換器、例えば圧電
加速度変換器を振動追跡鏡３５または振動補償素
子２０のうちの片方に配置する。簡単のため第２
〜５図に示さないが、第１図に示す。

第６および７図の鏡ユニツトにおいて振動追跡
鏡５３を軸線５４に垂直で、後に説明する枢着軸
受の枢着点を通過するあらゆる軸線の周りに回動
しうるようにする。

軸線５４は鏡ユニツトの光学的軸線である。即
ち鏡が静止中立位置にあるとき円形の振動追跡鏡
５３の中心を垂直に通過する軸線である。しかし
振動追跡鏡５３は振動軸線５５の周りにのみ高周
波振動を行う（特に第７図参照）。この目的のた
め振動追跡鏡５３を２個の平坦ばねとして作用す
る狭小部（以下「平担ばね」と称する）５７によ
り振動補償素子５６に連結する。これら平坦ばね
の曲げ軸線を振動軸線５５に平行にする。振動追
跡鏡５３を振動補償素子５６および平坦ばね５７
とともにやはり一体ユニツトを形成し、水晶によ
り構成する。振動追跡鏡の基部５８に反射層５９
を堆積させるとともに基部５８、振動補償素子５
６および平坦ばね５７との組合せを単独の水晶塊
により構成し、この水晶塊に溝孔６０，６１を設
けるとともに、更に孔６２を形成する。軸受構成
に枢着ピン６３を設け、この枢着ピンに円錐端部
６４を設け、他端にフランジ部６５を設け、この
枢着ピンをプラスチツクブシユ６６と、ばね６７
と、およびねじ６８により鏡ユニツトのフレーム
６９に僅かに押込みうるよう取付ける。フレーム
をほぼ円筒形にし、またねじ込み頂部閉鎖キヤツ
プ７０を設ける。円筒部の内側に４個のほぼ楕円
形コイル７１を例えば接着剤により取付ける。こ
れらコイルを４個の永久磁石７２に共働させ、こ
の永久磁石を振動追跡鏡５３の周縁に固着（例え
ば接着剤で）する。２個のコイル７１′および７
１を制御電圧の他に高周波振動電圧で付勢す
る。この鏡ユニツトにおいて振動追跡鏡をやはり
共振周波数に対応する振動周波数で励起するとよ
い。この目的のため加速度変換器を振動追跡鏡ま
たは振動補償素子５６に取付ける（図面では示さ
ない）。

枢着ピン６３（鏡５３の基部５８に配置した軸
受ソケツト７３に共働する）により鏡を光学軸線
５４に垂直で、枢着点６４の端部を通過するあら
ゆる軸線の周りに回動自在にする。コイル７１お
よび７１″により振動軸線５５に交差する情報ト
ラツクの接線方向の追跡のための回動を生ずると
ともにコイル７１′および７１により情報トラ
ツクの半径方向追跡のため軸線５５の周りに鏡を
低周波で回動させる。

フレーム６９の周りに４個の位置決め磁石７４
を固着（接着剤で）する。これら位置決め磁石を
永久磁石７２に共働させ、またこの双方によりコ
イルに制御電圧がない場合振動追跡鏡５３を中立
位置に復帰させ、また常に鏡を枢着ピン６３の方
向に押圧し、このことにより振動追跡鏡５３をこ
のピンに保持する。

よつて本考案光学的走査用振動鏡装置によれば
以下のような利点が得られる。即ち １ 鏡基部、ばねおよび振動補償素子を単一片材
料により一体に形成したため部品数が少なくて
すむ。

２ 鏡基部、ばねおよび振動補償素子相互の連結
部に脆弱点がないため高周波振動させることが
できる。

３ ばね部分から材料を僅かに除去することによ
つて装置の振動周波数を所要の値に調整するこ
とができる（例えば第５図に示す溝孔３８を精
密工具によつて切削し、装置の振動を所要の振
動周波数にする）。

【図面の簡単な説明】

第１図はビデオ再生装置の一部を形成する本考
案振動鏡装置を具える追跡鏡装置の線図、第２図
は振動追跡鏡と、電気力学的駆動装置と、フレー
ムとを具える鏡ユニツトの一部断面を示す側面
図、第３図は第２図の鏡ユニツトの平面図、第４
図は第２図の−線上の鏡ユニツトの断面図、
第５図は第２〜４図の鏡ユニツトの構成部材の展
開図、第６図は本考案振動鏡装置を具える追跡鏡
装置の第２の実施例の一部断面図を示す斜視図、
第７図は第６図の鏡ユニツトの平面図である。 １……放射線源、２……放射線ビーム、３……
スピンドル、４……レコード、５……螺旋情報ト
ラツク、６……レンズ、７……半透過鏡、８，３
５，５３……振動追跡鏡、９……追従レンズ、１
０……読取輝点、１１……フオトダイオード、１
３……電子検出回路、１４……電子制御回路、１
５……加算増幅器、１６，４１，７１……コイ
ル、１７，４０，７２……永久磁石、１８，２
４，３０，３１，３３，３４……接続線、１９，
１９′……ばね、２０，２０′，５６……振動補償
素子、２１……電気的加速度変換器、２２……圧
電結晶、２３……補助おもり、２６……増幅器、
２８……振幅制限回路網、２９，３２……位相補
正回路網、３６，５８……基部、３７，５９……
反射層、３８，６０，６１……溝孔、３９……振
動軸線、４２，６９……フレーム、４３……ブラ
ケツト、４４……スピンドル、４５……軸受構成
部材、４６……ボス、４７……リング、４８……
スポーク、４９……ブシユ、５０，５２……ボル
ト、５１……キヤツプ、５４……鏡ユニツト光学
的軸線、５５……振動軸線、５７……平坦ばね、
６２……孔、６３……枢着ピン、６４……枢着ピ
ン円錐端部、６５……枢着ピンフランジ部、６６
……プラスチツクブシユ、６７……ばね、６８…
…ねじ、７０……頂部閉鎖キヤツプ、７３……ピ
ンソケツト、７４……位置決め磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 光学的走査を行なうための振動鏡装置におい
   て、フレームと、単一片材料から構成した鏡構
   体とを具え、前記鏡構体には、反射表面を有す
   る鏡基部と少なくとも１個の振動補償素子とに
   この鏡構体を分割する少なくとも１個の狭小部
   を切欠いて形成し、この狭小部がばねとして作
   用しかつ前記振動補償素子を鏡基部に弾性的に
   連結する構成とし、更に前記鏡構体をフレーム
   に対して振動しうるよう前記フレームに支持す
   る軸受構体と、前記鏡構体を前記フレームに対
   して振動させる電磁駆動装置とを具え、作動中
   振動補償素子が鏡基部の周波数でこの鏡基部と
   は逆位相で振動する構成としたことを特徴とす
   る光学的走査用振動鏡装置。 ２ 前記材料を水晶とすることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項に記載の光学的走査
   用振動鏡装置。 ３ 前記鏡の基部を少なくとも１個の振動軸線の
   周りに振動しうるよう枢着し、少なくとも１個
   の平坦ばねとして作用する狭小部により前記鏡
   の基部を振動補償素子に連結し、前記平坦ばね
   の曲げ軸線を前記振動軸線に平行に延在させる
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項または第２項に記載の光学的走査用振動鏡装
   置。 ４ ばねとして作用する前記材料の一部の寸法を
   鏡の振動周波数が約30KHzになるよう形成する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   乃至３項のうちのいずれか一項に記載の光学的
   走査用振動鏡装置。 ５ 前記鏡基部および／または前記補償素子に連
   結した永久磁石手段と、この永久磁石手段に協
   働する固定磁気手段とを前記電磁駆動装置に設
   け、また電気的加速度変換器を前記鏡基部また
   は振動補償素子に配置し、増幅器を介して前記
   電気的加速度変換器を前記電磁手段に電気的に
   接続することを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１乃至４項のうちのいずれか一項に記載
   の光学的走査用振動鏡装置。 ６ 前記加速度変換器には前記振動鏡または前記
   振動補償素子に固着した圧電結晶と、この結晶
   に固着した補助質量塊とを設けることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第５項に記載の光
   学的走査用振動鏡装置。