JPH1116185A - 偏向ミラーの回動位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でかつ簡単な構成で高精度の回動位置検
出が可能な偏向ミラーの回動位置検出装置を提供する。 【解決手段】本発明の偏向ミラーの回動位置検出装置
は、偏向ミラー２２を前面に保持するミラーホルダー２
１が回動軸を中心に回動可能とされ、ミラーホルダー２
１の背面に一対の反射面３７ａ、３７ｂが回動軸を境に
間隔を開けて一対配設され、発光素子４０ａ、４１ａと
受光素子４０ｂ、４１ｂとを１組として構成された一対
のフォトセンサー４０、４１が一対の反射面３７ａ、３
７ｂそれぞれに間隔を開けて対向配置され、一方のフォ
トセンサーの発光素子により発光されてその一方のフォ
トセンサーに対向する反射面により反射された光をその
一方のフォトセンサーの受光素子により受光して出力さ
れた受光出力と、他方のフォトセンサーの発光素子によ
り発光されてその他方のフォトセンサーに対向する反射
面により反射された光をその他方のフォトセンサーの受
光素子により受光して出力された受光出力との差動出力
Ｑ３に基づき偏向ミラー２２の回動位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置、
光カード装置等に利用可能な偏向ミラーの回動位置検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、偏向ミラーの回動位置検出装
置には、図８に示す構成のものが知られている。その図
８（ａ）、（ｂ）において、１はベース部材、２はミラ
ーホルダーである。そのミラーホルダー２はサスペンシ
ョン部材としての板バネ３によりベース部材１に揺動可
能に支持されている。そのミラーホルダー２の一面には
偏向ミラー４が設けられている。そのミラーホルダー２
の他面にはコイル５が設けられている。ベース部材１に
はコイル５に対向させて磁気ヨーク部材６が設けられて
いる。ベース部材１の上面には回路基板７がビス８によ
り固定されている。この回路基板７にはフォトセンサー
９が設けられている。このフォトインターラプター９に
はその中央に発光素子としてのＬＥＤチップ９ａが設け
られ、その両側に受光素子としてのフォトトランジスタ
９ｂ、９ｂが設けられている。

【０００３】ミラーホルダー２の上面には１個の反射板
１０が設けられ、ミラーホルダー２がベース部材１に対
して矢印Ａ方向に揺動されると、フォトトランジスタ９
ｂ、９ｂの一方が反射板１０に近づき、フォトトランジ
スタ９ｂ、９ｂの他方が反射板１０から遠ざかり、フォ
トトランジスタ９ｂ、９ｂの受光出力の差分により偏向
ミラー４の回動位置が検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の偏向ミラーの回動位置検出装置では、発光素子の両
側に受光素子を配設する構成であるので、ベース部材１
に対するミラーホルダー２の揺動に基づく一対のフォト
トランジスタ９ｂ、９ｂの受光出力の差分を大きくとる
ことができず、偏向ミラー４の回動角度の検出精度を高
め難いという問題点がある。また、反射板１０をミラー
ホルダー２の上面に設け、回路基板７をベース部材１の
上面に設けて、回路基板７にフォトセンサー９を反射板
１０に対向させる構成であるので、偏向ミラーの回動位
置検出装置が大型化する不都合がある。更に、フォトト
ランジスタ９ｂ、９ｂの感度に個体差がある場合、光学
的にオフセット調整を行うことが難しく、各製品毎に検
出回路を工夫してオフセット調整を行わなければなら
ず、偏向ミラーの回動位置検出装置の検出回路が複雑化
する。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、小型でかつ簡単な構成
で高精度の回動位置検出が可能な偏向ミラーの回動位置
検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の偏向ミラーの回動位置検出装置は、偏向ミラーを前面
に保持するミラーホルダーが回動軸を中心に回動可能と
され、前記ミラーホルダーの背面に一対の反射面が前記
回動軸を境に間隔を開けて一対配設され、発光素子と受
光素子とを１組として構成された一対のフォトセンサー
が前記一対の反射面それぞれに間隔を開けて対向配置さ
れ、一方のフォトセンサーの発光素子により発光されて
その一方のフォトセンサーに対向する反射面により反射
された光をその一方のフォトセンサーの受光素子により
受光して出力された受光出力と、他方のフォトセンサー
の発光素子により発光されてその他方のフォトセンサー
に対向する反射面により反射された光をその他方のフォ
トセンサーの受光素子により受光して出力された受光出
力との差動出力に基づき前記偏向ミラーの回動位置を検
出することを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項２に記載の偏向ミラーの回
動位置検出装置は、前記一方のフォトセンサーの受光素
子と前記他方のフォトセンサーの受光素子とが前記一方
のフォトセンサーの発光素子と前記他方のフォトセンサ
ーの発光素子との内側に位置されていることを特徴とす
る。

【０００８】本発明の請求項３に記載の偏向ミラーの回
動位置検出装置は、前記一対のフォトセンサーがフォト
センサーホルダーに保持され、該フォトセンサーホルダ
ーが前記ミラーホルダーに対して前記一対の反射面の配
設方向に移動可能とされ、前記フォトセンサーホルダー
を前記ミラーホルダーに対して前記一対の反射面の配設
方向に移動させることにより、前記一対のフォトセンサ
ーの感度差に基づくオフセットを除去することを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１、図２において、２０はベー
ス部材、２１はミラーホルダーである。ミラーホルダー
２１はその正面に偏向ミラー２２を担持している。その
ミラーホルダー２１の上面部と下面部とには軸受け部２
３、２４が設けられている。そのミラーホルダー２１の
両側面部には扁平コイル２５が設けられている。扁平コ
イル２５の端末は図示を略す通電回路に接続されてい
る。ベース部材２０はそのミラーホルダー２１を囲繞す
るようにして、固定板２６に固定されており、そのベー
ス部材２０には偏向ミラー２２に臨む開口２７が設けら
れている。

【００１０】このベース部材２０は下板部２８と上板部
２９とを有し、下板部２８には固定ピボット軸３０が設
けられ、上板部２９には可動ピボット軸３１が設けられ
ている。ベース部材２０の上板部２９には板バネ３２が
ビス３３により固定され、可動ピボット軸３１の上端は
その板バネ３２により所定の圧力で押圧されている。ベ
ース部材２０の側板部２０ｂ、２０ｂの内部には図３に
示すように永久磁石３５、３５が扁平コイル２５、２５
に対向して配設されている。ミラーホルダー２１は扁平
コイル２５、２５に流す電流と永久磁石３５、３５との
間の電磁誘導作用により、固定ピボット軸３０と可動ピ
ボット軸３１とを結ぶ軸線を回動軸として回動する。

【００１１】ミラーホルダー２１の背面には、凹所３６
が設けられており、凹所３６の両側の一対の背面壁部３
７が偏向ミラー２２の回動軸を境に間隔を開けて配置さ
れる一対の反射面３７ａ、３７ｂとなっている。この反
射面３７ａ、３７ｂは後述するＬＥＤチップからの光を
反射するものであれば良く、材質、面粗さ等を制限され
るものではなく、また、ミラーホルダー２１が黒色の材
料からなる場合、白色塗料を塗布したり、反射テープを
貼っても良い。

【００１２】ベース部材２０の背面部２０ｃ、２０ｃに
は、図４に示すようにその上部片隅と下部片隅とに案内
突起３８が形成されている。この案内突起３８はフォト
センサーホルダー３９を矢印Ｂ方向（図３参照）に案内
する役割を果たす。

【００１３】フォトセンサーホルダー３９には、ミラー
ホルダー２１に臨む面の側に２個のフォトセンサとして
の反射型フォトインターラプター（以下、単にフォトイ
ンターラプターという）４０、４１が図２、図３に示す
ように並列に配列されている。各フォトインターラプタ
ー４０、４１は発光素子としてのＬＥＤチップ４０ａ、
４１ａと受光素子としてのフォトトランジスタ４０ｂ、
４１ｂとを有する。ＬＥＤチップ４０ａ、フォトトラン
ジスタ４０ｂとＬＥＤチップ４１ａ、フォトトランジス
タ４１ｂとはそれぞれ１個のパッケージ４０ｃ、４１ｃ
に収容されている。そのフォトセンサーホルダー３９に
は４個の貫通穴３９ａが形成され、各貫通穴３９ａから
接続端子４０ｄ、４１ｄが外部に引き出されている。フ
ォトインターラプター４０、４１は各反射面３７ａ、３
７ｂにそれぞれ間隔を開けて対向されている。そのフォ
トセンサーホルダー３９には、図４に示すようにフォト
インターラプター４０、４１の配設方向両側に案内突起
３８と係合する係合壁部４２、４２が形成されている。

【００１４】フォトトランジスタ４０ｂ、４１ｂは、外
乱光の影響を極力避けるため、一方のフォトインターラ
プター４０のＬＥＤチップ４０ａと他方のフォトインタ
ーラプター４１のＬＥＤチップ４１ａとの内側に位置さ
れている。各ＬＥＤチップ４０ａ、４１ａは図５に示す
ように直列に接続され、ＬＥＤチップ４０ａの一側はア
ノード端子に接続され、ＬＥＤチップ４１ａの他側は共
通端子に接続されて、各ＬＥＤチップ４０ａ、４１ａに
同じ大きさの電流が供給されるようになっている。フォ
トトランジスタ４０ｂの一側は差動アンプリファイア４
３のプラス側に接続され、フォトトランジスタ４１ｂの
一側は差動アンプリファイア４３のマイナス側に接続さ
れ、フォトトランジスタ４０ｂ、４１ｂの他側は共通端
子に接続され、差動アンプリファイア４３は各フォトト
ランジスタ４０ｂ、４１ｂの受光出力電流の差分に基づ
き差動出力Ｑ３を生成する役割を果たす。

【００１５】一方のフォトインターラプター４０のＬＥ
Ｄチップ４０ａから出射された光は反射面３７ａで反射
されてフォトトランジスタ４０ｂにより受光され、他方
のフォトインターラプター４１のＬＥＤチップ４１ａか
ら出射された光は反射面３７ｂで反射されてフォトトラ
ンジスタ４１ｂにより受光される。ミラーホルダー２１
が回動軸を中心にして矢印Ｃ方向に回動すると、反射面
３７ａはフォトインターラプター４０に近づき、反射面
３７ｂはフォトインターラプター４１から遠ざかる。逆
に、ミラーホルダー２１が回動軸を中心にして矢印Ｄ方
向に回動すると、反射面３７ａはフォトインターラプタ
ー４０から遠ざかり、反射面３７ｂはフォトインターラ
プター４１に近づく。これにより、一対のフォトインタ
ーラプター４０、４１の各フォトトランジスタ４０ｂ、
４１ｂの受光出力電流値に差が生じる。いずれのフォト
トランジスタの受光出力が大きいかによりその回動方向
がわかり、ミラーホルダー２１の回動角度に比例して受
光出力の差が変化するので、この受光出力の差動出力Ｑ
３を検出することにより偏向ミラーの回動角度が検出で
きる。

【００１６】すなわち、一対のフォトインターラプター
４０、４１が回転中心軸を境に略対称位置に配置されて
いるので、ミラーホルダー２１の回転により一方のフォ
トインターラプターの反射面に対する面間距離ｄは小さ
くなり、他方の反射面に対する面間距離ｄは大きくな
り、従って、２個のフォトトランジスタ４０ｂ、４１ｂ
の受光出力は回動基準位置について逆相になる。

【００１７】図６（ａ）はそのフォトトランジスタ４０
ｂ、４１ｂの出力の変化を示している。各フォトトラン
ジスタ４０ｂ、４１ｂの受光感度を同一と仮定し、一対
の反射面３７ａ、３７ｂとフォトインターラプター４
０、４１により定義される面Ｓ１とが平行な場合をミラ
ーホルダー２１の基準位置Ｏと仮定して、フォトトラン
ジスタ４０ｂ、４１ｂの受光出力はミラーホルダー２１
の回動に対して逆相になるので、ミラーホルダー２１の
回動角度０度を中心にその出力特性曲線Ｑ１、Ｑ２が見
かけ上逆となる。

【００１８】ここで、この出力特性曲線Ｑ１、Ｑ２につ
いて、説明を補足する。

【００１９】例えば、反射面３７ａがＬＥＤチップ４０
ａに接近しすぎると、反射面３７ａにより反射されてフ
ォトトランジスタ４０ｂに入射する光の量が減少し、ま
た、例えば、反射面３７ａがＬＥＤチップ４０ａから遠
ざかりすぎてもフォトトランジスタ４０ｂに入射する光
の量が減少し、フォトインターラプター４０と反射面３
７ａとの間の面間距離ｄが所定のときに受光出力がピー
クとなり、この所定の面間距離を境にフォトインターラ
プター４０と反射面３７ａとの面間距離ｄが小さくなっ
ても大きくなっても受光出力が減少し、フロントスロー
プＦ１とバックスロープＦ２とを有する出力特性とな
る。ここでは、フォトインターラプター４０、４１と反
射面３７ａ、３７ｂとの面間距離ｄを約１ｍｍに設定し
ており、ここでは面間距離ｄが約０．５ｍｍのときに受
光出力のピークが生じる。反射面３７ａ、３７ｂの幅が
十分広い場合は、ピーク位置ｄ’は約０．７ｍｍ〜約
１．０ｍｍであるが、フォトインターラプター４０、４
１の受光面に対して反射面が小さい場合、面間距離ｄが
小さくなり、このため面間距離ｄをここでは約１ｍｍ
（ピーク位置ｄ’＝０．５ｍｍ）に設定している。

【００２０】その出力特性Ｑ１、Ｑ２の差動出力Ｑ３は
図６（ｂ）に示すものとなり、その差動出力Ｑ３のリニ
ア範囲Ｌを利用すれば、面間距離ｄとの間に比例関係が
ある。ここで、出力特性Ｑ１と出力特性Ｑ２との交点Ｑ
４、すなわち、フォトトランジスタ４０ｂの出力とフォ
トトランジスタ４１ｂとの出力とが等しいとき、差動出
力が「０」となり、これがミラーホルダー２１の回動基
準位置Ｏとなる。この差動出力Ｑ３を用いてミラーホル
ダー２１の基準位置からの回動角度を高精度で検出でき
る。なお、反射面３７ａ、３７ｂがフォトインターラプ
ター４０、４１に平行に近づいたり、遠ざかりした方が
面間距離の検出を高精度で行うのが望ましいのである
が、ミラーホルダー２１の回動角度が数度以内の場合、
検出精度のうえで大差はないと考えられる。

【００２１】以上の説明では、便宜上、フォトインター
ラプター４０の出力特性Ｑ１とフォトインターラプター
４１の出力特性Ｑ２とが同一と仮定したが、実際には、
フォトインターラプター４０、４１には感度の差がある
ので、出力特性Ｑ１と出力特性Ｑ２とには図７に示すよ
うに差異がある。この差異があると、フォトトランジス
タ４０ｂの出力とフォトトランジスタ４１ｂの出力との
等しい点が回動基準位置Ｏからオフセットする。すなわ
ち、回動基準位置Ｏにおいて、差動出力Ｑ３が０となら
ず、Ｑ３＝δとなる。従って、この差動出力Ｑ３が
「０」となるように、案内突起３８に沿ってフォトセン
サーホルダー３９を矢印Ｂ方向に平行に移動させる。フ
ォトセンサーホルダー３９をベース部材２０に対して移
動させると、見かけ上反射面３７ａ、３７ｂの面積がへ
んかするため、反射面３７ａ、３７ｂにより反射されて
各フォトトランジスタ４０ｂ、４１ｂに入射する光量が
それぞれ変化するので、その受光出力が順次変化する。
これにより、フォトインターラプター４０、４１には感
度の差がある場合であっても、回動基準位置Ｏにおい
て、フォトインターラプター４０の出力とフォトインタ
ーラプター４１との出力とを等しく設定でき、一対のフ
ォトインターラプターの感度差に基づくオフセットを除
去できる。

【００２２】本発明によれば、ミラーホルダーを回動軸
を中心に回動可能とし、偏向ミラーの背面に一対の反射
面を設ける構成とし、その一対の反射面にそれぞれ対向
させてフォトインターラプターを設ける構成としたの
で、小型化を図ることができると共に、一対の反射面を
回動軸を境にその両側に配置すると共に、一対のフォト
インターラプターをその反射面にそれぞれ対向させて設
け、一方のフォトインターラプターの発光素子により発
光されてその一方のフォトインターラプターに対向する
反射面により反射された光をその一方のフォトインター
ラプターの受光素子により受光して出力された受光出力
と、他方のフォトインターラプターの発光素子により発
光されてその他方のフォトインターラプターに対向する
反射面により反射された光をその他方のフォトインター
ラプターの受光素子により受光して出力された受光出力
との差動出力に基づき偏向ミラーの回動位置を検出する
構成としたので、偏向ミラーの回動量を２倍の精度で検
出できる。

【００２３】この偏向ミラーは、例えば、光ディスク装
置のトラッキングサーボ制御に用いられる。

【００２４】以上発明の実施の形態について説明した
が、フォトインターラプター４０、４１は同一種類のも
のを上下逆に配置して用いても良いし、ＬＥＤチップと
フォトトランジスタとの配置が左右逆のものを用いても
良い。また、フォトセンサーとして発光素子と受光素子
とを個別に組み合わせて構成しても良い。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係わる偏向ミラーの回動位置検
出装置は、以上説明したように構成したので、小型でか
つ簡単な構成で高精度の回動位置検出が可能であるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる偏向ミラーの回動位置検出装
置の要部断面図である。

【図２】 図１に示すミラーホルダーとフォトセンサー
ホルダーとの位置関係を模式的に示す分解斜視図であ
る。

【図３】 図１に示すベース部材とミラーホルダーとフ
ォトセンサーホルダーとの三者の位置関係を示す内部構
造図である。

【図４】 図１に示すベース部材とフォトセンサーホル
ダーとを背面側から目視した場合の概略構成を示す分解
斜視図である。

【図５】 フォトイタラプターの電気的接続関係を示す
回路図である。

【図６】 一対のフォトインターラプターを用いて、ミ
ラーホルダーの回動角度の検出の一例を示す説明図であ
って、（ａ）は同一感度を有するフォトインターラプタ
ーを用いた場合の出力特性曲線を示し、（ｂ）はその差
動出力曲線を示す。

【図７】 感度差のあるフォトインターラプターを用い
た場合の出力特性曲線の一例を示す図であって、その感
度差によってオフセットが生じる理由の説明図である。

【図８】 従来の偏向ミラーの回動位置検出装置の説明
図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側面図であ
る。

【符号の説明】

２１…ミラーホルダー ２２…偏向ミラー ３７ａ、３７ｂ…反射面 ４０、４１…フォトインターラプター（フォトセンサ
ー） ４０ａ、４１ａ…ＬＥＤチップ（発光素子） ４０ｂ、４１ｂ…フォトトランジスタ（受光素子） ４０ｃ、４１ｃ…パッケージ Ｑ３…差動出力

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏向ミラーを前面に保持するミラーホル
   ダーが回動軸を中心に回動可能とされ、前記ミラーホル
   ダーの背面に一対の反射面が前記回動軸を境に間隔を開
   けて一対配設され、発光素子と受光素子とを１組として
   構成された一対のフォトセンサーが前記一対の反射面そ
   れぞれに間隔を開けて対向配置され、一方のフォトセン
   サーの発光素子により発光されてその一方のフォトセン
   サーに対向する反射面により反射された光をその一方の
   フォトセンサーの受光素子により受光して出力された受
   光出力と、他方のフォトセンサーの発光素子により発光
   されてその他方のフォトセンサーに対向する反射面によ
   り反射された光をその他方のフォトセンサーの受光素子
   により受光して出力された受光出力との差動出力に基づ
   き前記偏向ミラーの回動位置を検出することを特徴とす
   る偏向ミラーの回動位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記一方のフォトセンサーの受光素子と
   前記他方のフォトセンサーの受光素子とが前記一方のフ
   ォトセンサーの発光素子と前記他方のフォトセンサーの
   発光素子との内側に位置されている請求項１に記載の偏
   向ミラーの回動位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記一対のフォトセンサーがフォトセン
   サーホルダーに保持され、該フォトセンサーホルダーが
   前記ミラーホルダーに対して前記一対の反射面の配設方
   向に移動可能とされ、前記フォトセンサーホルダーを前
   記ミラーホルダーに対して前記一対の反射面の配設方向
   に移動させることにより、前記一対のフォトセンサーの
   感度差に基づくオフセットを除去することを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の偏向ミラーの回動位置検
   出装置。