JP2719109B2 - 静電動作型ピックアップ - Google Patents
静電動作型ピックアップInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/002—Electrostatic motors
- H02N1/006—Electrostatic motors of the gap-closing type
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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- G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
- G11B7/093—Electromechanical actuators for lens positioning for focusing and tracking
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明はピックアップ装置に関する。特
に、光ディスク及び類似の光学式情報記録媒体の光記録
及び再生装置のピックアップ装置に関し、詳細には、光
感度を有する記録媒体に情報を記録したり、媒体に予め
記録された情報を再生するために、光感度を有する記録
媒体の正確に制御可能な位置に光エネルギを照射する改
良された耐衝撃性を有するピックアップ装置に関する。
に、光ディスク及び類似の光学式情報記録媒体の光記録
及び再生装置のピックアップ装置に関し、詳細には、光
感度を有する記録媒体に情報を記録したり、媒体に予め
記録された情報を再生するために、光感度を有する記録
媒体の正確に制御可能な位置に光エネルギを照射する改
良された耐衝撃性を有するピックアップ装置に関する。
【０００２】
【背景技術】ビデオディスクへの情報の光記録は様々な
分野に普及している。バイナリーエンコードデータと同
様にオーディオ、ビデオ、文字情報を含むパルス幅変調
（ＰＷＭ）及びパルスコード変調（ＰＣＭ）信号を用い
たビデオディスクが汎用されている。ビデオディスクシ
ステムは、ディスクの情報を含む領域にフォーカス及び
トラッキングを行うためのエレクトロオプティカル装
置、いわゆるピックアップを用いている。ディスクにお
いて、情報ビットはディスクの光特性を変化させて記録
されている。双方向情報の各ビットは、最大寸法が１μ
ｍよりも小さい領域に記録されている。これら領域は、
連続したスパイラルトラックやビット列を含む同心円の
トラックの形に配列されている。トラックを選択し、選
択されたトラックをピックアップの光学的視野内に保持
するために、正確なトラッキングが必要になる。トラッ
クに含まれ記録された情報ビットを正確に再生するため
に正確なフォーカシングが必要となる。
分野に普及している。バイナリーエンコードデータと同
様にオーディオ、ビデオ、文字情報を含むパルス幅変調
（ＰＷＭ）及びパルスコード変調（ＰＣＭ）信号を用い
たビデオディスクが汎用されている。ビデオディスクシ
ステムは、ディスクの情報を含む領域にフォーカス及び
トラッキングを行うためのエレクトロオプティカル装
置、いわゆるピックアップを用いている。ディスクにお
いて、情報ビットはディスクの光特性を変化させて記録
されている。双方向情報の各ビットは、最大寸法が１μ
ｍよりも小さい領域に記録されている。これら領域は、
連続したスパイラルトラックやビット列を含む同心円の
トラックの形に配列されている。トラックを選択し、選
択されたトラックをピックアップの光学的視野内に保持
するために、正確なトラッキングが必要になる。トラッ
クに含まれ記録された情報ビットを正確に再生するため
に正確なフォーカシングが必要となる。
【０００３】情報ビットのフォーカシングとトラッキン
グとが、光学式ピックアップ装置の対物レンズを動かす
サーボ機構によって通常行われる。回転するディスクの
情報担持面に対するピックアップは、フォーカシングを
行い、さらにピックアップの半径方向の動作はトラッキ
ングを行う。ビデオディスクの情報担持面へのフォーカ
シングに要する動作は、ほぼ同一平面上のリングの中に
レンズを包み込むことによって行われる。リングには電
気コイルが巻回されて同心円の円形磁石の内部に可撓性
を有するように装着されている。コイルと磁石との組み
合わせは、通常のオーディオラウドスピーカ内で見られ
るボイスコイルと磁石との構造に類似している。レンズ
によって光検出器へと集束された光エネルギによって、
レンズとディスクとの間の相対距離の閉ループサーボ制
御を行うことができる。
グとが、光学式ピックアップ装置の対物レンズを動かす
サーボ機構によって通常行われる。回転するディスクの
情報担持面に対するピックアップは、フォーカシングを
行い、さらにピックアップの半径方向の動作はトラッキ
ングを行う。ビデオディスクの情報担持面へのフォーカ
シングに要する動作は、ほぼ同一平面上のリングの中に
レンズを包み込むことによって行われる。リングには電
気コイルが巻回されて同心円の円形磁石の内部に可撓性
を有するように装着されている。コイルと磁石との組み
合わせは、通常のオーディオラウドスピーカ内で見られ
るボイスコイルと磁石との構造に類似している。レンズ
によって光検出器へと集束された光エネルギによって、
レンズとディスクとの間の相対距離の閉ループサーボ制
御を行うことができる。
【０００４】回転するビデオディスクの情報トラックの
トラッキングの多くは、ピックアップの長軸と垂直に且
つ半径方向に離れて位置するボイスコイルリングに１つ
以上の電気的トラッキングコイルを取付ることによって
行われる。励磁されると、トラッキングコイルは、ボイ
スコイルを包囲する同軸中心の永久磁石内に設けられた
磁極に対してピックアップの軸を中心に角度をなして吸
着される。対物レンズの光軸は、ピックアップの長軸と
平行に偏心して固定されている。故に、ボイスコイルリ
ングがピックアップの軸を中心に双方向に回転した場
合、レンズの光軸は、ディスクの情報担持面と平行な平
面内にある円弧内で双方向に移動する。短い円弧に対し
て、この双方向動作はほぼディスクの直径に沿ったもの
となる。
トラッキングの多くは、ピックアップの長軸と垂直に且
つ半径方向に離れて位置するボイスコイルリングに１つ
以上の電気的トラッキングコイルを取付ることによって
行われる。励磁されると、トラッキングコイルは、ボイ
スコイルを包囲する同軸中心の永久磁石内に設けられた
磁極に対してピックアップの軸を中心に角度をなして吸
着される。対物レンズの光軸は、ピックアップの長軸と
平行に偏心して固定されている。故に、ボイスコイルリ
ングがピックアップの軸を中心に双方向に回転した場
合、レンズの光軸は、ディスクの情報担持面と平行な平
面内にある円弧内で双方向に移動する。短い円弧に対し
て、この双方向動作はほぼディスクの直径に沿ったもの
となる。
【０００５】通常、可動メカニカル保持装置や搬送機構
は、ディスクに対して所望の適切な位置にピックアップ
を配置するために用いられる。ピックアップは、サーボ
機構によって再生中に回転するビデオディスクを横切っ
て半径方向に保持されて移動する。なお、このサーボ機
構は、例えば蓄音器を起源とする半径方向ガイドレール
タイプやスイングアームタイプなどの搬送機構を制御す
る。
は、ディスクに対して所望の適切な位置にピックアップ
を配置するために用いられる。ピックアップは、サーボ
機構によって再生中に回転するビデオディスクを横切っ
て半径方向に保持されて移動する。なお、このサーボ機
構は、例えば蓄音器を起源とする半径方向ガイドレール
タイプやスイングアームタイプなどの搬送機構を制御す
る。
【０００６】蓄音器は外乱や外乱の結果生じる溝のスキ
ップに敏感である。同様に、ビデオディスクプレーヤ
も、光情報トラックのスキップターンやデフォーカシン
グによる衝撃や振動に反応する。現在のエレクトロオプ
ティカルピックアップのダイナミックトラッキングレン
ジは光トラックの比較的少ない回転数に対する現在の設
計によって制限されるので、ビデオディスクプレーヤの
トラックスキップやデフォーカシングが生じる。搬送機
構は、ダイナミックレンジの中央近傍にピックアップの
位置を保持するサーボ機構によって制御されるが、振動
や衝撃が生じている間に組み合わせられたピックアップ
及び搬送機構の慣性は、システムの能力を越えたトラッ
キングメンテナンス力を必要とする。
ップに敏感である。同様に、ビデオディスクプレーヤ
も、光情報トラックのスキップターンやデフォーカシン
グによる衝撃や振動に反応する。現在のエレクトロオプ
ティカルピックアップのダイナミックトラッキングレン
ジは光トラックの比較的少ない回転数に対する現在の設
計によって制限されるので、ビデオディスクプレーヤの
トラックスキップやデフォーカシングが生じる。搬送機
構は、ダイナミックレンジの中央近傍にピックアップの
位置を保持するサーボ機構によって制御されるが、振動
や衝撃が生じている間に組み合わせられたピックアップ
及び搬送機構の慣性は、システムの能力を越えたトラッ
キングメンテナンス力を必要とする。
【０００７】様々な技術が、衝撃や振動の結果生じるビ
デオディスクトラックスキップの影響を最小にするため
に用いられている。このような条件下でのフォーカシン
グの損失は、現在のたいていのシステムでは補償されて
いない。自動車などへの装着や携帯を意図するとともに
様々な直径のディスクに適したビデオディスクシステム
において、衝撃緩衝策が衝撃や振動の影響を最小限にす
るために用いられている。しかしながら、このような衝
撃緩衝策では、システムを非常に大きな加速度から十分
に隔離できない。スタジオや家庭などの静的に設置され
て用いられるビデオディスクシステムは、振動の影響を
減らすために、装置の重量のある構成と緩衝装置とを組
み合わせて用いることがある。
デオディスクトラックスキップの影響を最小にするため
に用いられている。このような条件下でのフォーカシン
グの損失は、現在のたいていのシステムでは補償されて
いない。自動車などへの装着や携帯を意図するとともに
様々な直径のディスクに適したビデオディスクシステム
において、衝撃緩衝策が衝撃や振動の影響を最小限にす
るために用いられている。しかしながら、このような衝
撃緩衝策では、システムを非常に大きな加速度から十分
に隔離できない。スタジオや家庭などの静的に設置され
て用いられるビデオディスクシステムは、振動の影響を
減らすために、装置の重量のある構成と緩衝装置とを組
み合わせて用いることがある。
【０００８】衝撃や振動によって生じている加速の間の
光トラックスキップを低減する他のシステムは、クロッ
クド・ファースト・イン・ファースト・アウト（ＦＩＦ
Ｏ）タイプの電子メモリ装置の制限された回転数のディ
スクから情報を遅延させて連続して保存する電子回路を
使用している。スキップを生じる加速の間、情報はクロ
ックレートでＦＩＦＯから中断されることなく出力さ
れ、ピックアップはスキップが生じた光トラックの地点
に戻される。この戻りが生じている間の期間は、ディス
ク回転速度の瞬間の加速によって補償される。
光トラックスキップを低減する他のシステムは、クロッ
クド・ファースト・イン・ファースト・アウト（ＦＩＦ
Ｏ）タイプの電子メモリ装置の制限された回転数のディ
スクから情報を遅延させて連続して保存する電子回路を
使用している。スキップを生じる加速の間、情報はクロ
ックレートでＦＩＦＯから中断されることなく出力さ
れ、ピックアップはスキップが生じた光トラックの地点
に戻される。この戻りが生じている間の期間は、ディス
ク回転速度の瞬間の加速によって補償される。
【０００９】永久磁石の比較的重量のある質量、フォー
カシング及びトラッキング用巻回物、対物レンズと関連
のあるピックアップの部品、及びビデオディスクプレー
ヤの搬送機構を考慮して、ピックアップ及び搬送機構の
質量を低減する試みがなされ、その結果、振動や衝撃に
対する感度を若干低減させることができた。比較的小さ
いサイズの単一の固体装置内での光学部品とレーザとの
一体化は、所望の質量低減を行うために用いられる１つ
のアプローチである。このアプローチは、１９９２年の
国際オプトエンジニア学会（ＳＰＩＥ）の光学データス
トレージ、巻１６６３、第２６頁のニシハラらによる
「一体化した光ディスクのピックアップ」に記載されて
いる。
カシング及びトラッキング用巻回物、対物レンズと関連
のあるピックアップの部品、及びビデオディスクプレー
ヤの搬送機構を考慮して、ピックアップ及び搬送機構の
質量を低減する試みがなされ、その結果、振動や衝撃に
対する感度を若干低減させることができた。比較的小さ
いサイズの単一の固体装置内での光学部品とレーザとの
一体化は、所望の質量低減を行うために用いられる１つ
のアプローチである。このアプローチは、１９９２年の
国際オプトエンジニア学会（ＳＰＩＥ）の光学データス
トレージ、巻１６６３、第２６頁のニシハラらによる
「一体化した光ディスクのピックアップ」に記載されて
いる。
【００１０】ビデオディスク再生装置において、回転モ
ータの軸の位置的誤差、ピックアップの搬送手段、及び
ピックアップの光軸の全ては、構成部品の生産、及び完
成品の組立やテストにおいて高い精度を必要とする。こ
のような位置的誤差を緩め、精度の要求を減らし、さら
にビデオディスク装置の組立及びテストを簡単にするた
めに本発明によって手段が設けられている。
ータの軸の位置的誤差、ピックアップの搬送手段、及び
ピックアップの光軸の全ては、構成部品の生産、及び完
成品の組立やテストにおいて高い精度を必要とする。こ
のような位置的誤差を緩め、精度の要求を減らし、さら
にビデオディスク装置の組立及びテストを簡単にするた
めに本発明によって手段が設けられている。
【００１１】本発明の発明者は、本発明に関連する次に
示す米国特許を把握している。 特許番号 発明者 特許日 2,113,184 スパーティ（Sperti） 04/04/1938 3,530,258 グレッグ（Gregg） 09/22/1968 4,092,529 アイハラら（Aihara, et al.） 05/30/1978 4,252,412 カメリック（Camerik） 02/24/1981 4,269,486 シンタニ（Shintani） 05/26/1981 4,302,830 ハマオカら（Hamaoka, et al.） 12/24/1981 4,322,837 ミクレソンら（Mickleson, et al.） 03/30/1982 4,337,531 ウイレムセン（Willemsen） 06/29/1982 4,342,935 カリメーヤら（Kallmeyer, et al.） 08/03/1982 4,367,543 アラキら（Araki, et al.） 01/04/1983 4,488,789 ケニー（Kenney） 12/18/1984 4,672,594 カトーら（Kato, et al.） 06/09/1987 4,794,581 アンドレセン（Andresen） 12/27/1988 4,807,213 チュンら（Chung, et al.） 02/21/1989 4,822,139 ヨシズミ（Yoshizumi） 04/18/1989 4,857,719 アンドウ（Ando） 08/15/1989 4,927,235 ナルミ（Narumi） 05/22/1990 4,939,711 ヨダ（Yoda） 07/03/1990 4,942,562 スズキ（Suzuki） 07/17/1990 4,945,526 ジャンセンら（Jansen, et al.） 07/31/1990 4,945,527 スナガワ（Sunagawa） 07/31/1990 4,945,529 オノら（Ono, et al.） 07/31/1990 4,948,230 カサハラら（Kasahara, et al.） 08/14/1990 本発明者が把握している全ての先行技術は、光記録媒体
への光ビームのフォーカシング及びトラッキングに影響
を与える従来の電磁的またはピエゾ電気装置の使用を開
示している。このようなタイプの装置は、制限された周
波数応答性、制限された偏向範囲、過剰重量またはクロ
ス軸結合（cross−axis coupling）などの欠点を有す
る。
示す米国特許を把握している。 特許番号 発明者 特許日 2,113,184 スパーティ（Sperti） 04/04/1938 3,530,258 グレッグ（Gregg） 09/22/1968 4,092,529 アイハラら（Aihara, et al.） 05/30/1978 4,252,412 カメリック（Camerik） 02/24/1981 4,269,486 シンタニ（Shintani） 05/26/1981 4,302,830 ハマオカら（Hamaoka, et al.） 12/24/1981 4,322,837 ミクレソンら（Mickleson, et al.） 03/30/1982 4,337,531 ウイレムセン（Willemsen） 06/29/1982 4,342,935 カリメーヤら（Kallmeyer, et al.） 08/03/1982 4,367,543 アラキら（Araki, et al.） 01/04/1983 4,488,789 ケニー（Kenney） 12/18/1984 4,672,594 カトーら（Kato, et al.） 06/09/1987 4,794,581 アンドレセン（Andresen） 12/27/1988 4,807,213 チュンら（Chung, et al.） 02/21/1989 4,822,139 ヨシズミ（Yoshizumi） 04/18/1989 4,857,719 アンドウ（Ando） 08/15/1989 4,927,235 ナルミ（Narumi） 05/22/1990 4,939,711 ヨダ（Yoda） 07/03/1990 4,942,562 スズキ（Suzuki） 07/17/1990 4,945,526 ジャンセンら（Jansen, et al.） 07/31/1990 4,945,527 スナガワ（Sunagawa） 07/31/1990 4,945,529 オノら（Ono, et al.） 07/31/1990 4,948,230 カサハラら（Kasahara, et al.） 08/14/1990 本発明者が把握している全ての先行技術は、光記録媒体
への光ビームのフォーカシング及びトラッキングに影響
を与える従来の電磁的またはピエゾ電気装置の使用を開
示している。このようなタイプの装置は、制限された周
波数応答性、制限された偏向範囲、過剰重量またはクロ
ス軸結合（cross−axis coupling）などの欠点を有す
る。
【００１２】本発明者が把握している先行技術のいずれ
も、光記録に用いられるピックアップヘッドのトラッキ
ング及びフォーカスを正確に制御する問題に十分に満足
できるほどの解を与えていない。本発明は、静電力を用
い且つ従来のピックアップ装置の特定の制限を克服する
光記録の改良されたピックアップ装置を提供するもので
ある。
も、光記録に用いられるピックアップヘッドのトラッキ
ング及びフォーカスを正確に制御する問題に十分に満足
できるほどの解を与えていない。本発明は、静電力を用
い且つ従来のピックアップ装置の特定の制限を克服する
光記録の改良されたピックアップ装置を提供するもので
ある。
【００１３】
【発明の目的】本発明の目的は、情報記録媒体の記録面
に入射する光ビームの位置を制御する装置を提供するこ
とである。本発明の第２の目的は、記録面に対して光フ
ォーカス手段の位置を制御する静電偏倚変換器を提供す
ることである。
に入射する光ビームの位置を制御する装置を提供するこ
とである。本発明の第２の目的は、記録面に対して光フ
ォーカス手段の位置を制御する静電偏倚変換器を提供す
ることである。
【００１４】本発明の第３の目的は、情報記録媒体の記
録面に対して光フォーカス手段の位置を制御し、且つ媒
体と離れた光変換器との間で光エネルギを伝達する静電
偏倚装置を提供することである。本発明の第４の目的
は、フォーカス手段の光軸、すなわち情報記録媒体の記
録面に垂直なＺ軸に沿って正確に制御可能な位置に光フ
ォーカス手段を偏倚させる静電偏倚装置を提供すること
である。
録面に対して光フォーカス手段の位置を制御し、且つ媒
体と離れた光変換器との間で光エネルギを伝達する静電
偏倚装置を提供することである。本発明の第４の目的
は、フォーカス手段の光軸、すなわち情報記録媒体の記
録面に垂直なＺ軸に沿って正確に制御可能な位置に光フ
ォーカス手段を偏倚させる静電偏倚装置を提供すること
である。
【００１５】本発明の第５の目的は、Ｘ−Ｙトラッキン
グ面内で情報記録媒体の記録面と平行にフォーカス手段
の光軸を移動させる光記録・読み取りピックアップヘッ
ドの静電偏倚装置を提供することである。本発明の様々
な目的、特徴及び効果は、当業者においては明細書、図
面及び特許請求の範囲を通読することによって明らかに
される。
グ面内で情報記録媒体の記録面と平行にフォーカス手段
の光軸を移動させる光記録・読み取りピックアップヘッ
ドの静電偏倚装置を提供することである。本発明の様々
な目的、特徴及び効果は、当業者においては明細書、図
面及び特許請求の範囲を通読することによって明らかに
される。
【００１６】開示された発明は、目的を達成すると共に
記載された効果を奉ずるものではあるが、記載された発
明の特徴は好ましい実施例の単なる例示である。従っ
て、発明の独占権及び特権は記載された発明の詳細に限
定されるものではない。記載の内容から示唆される適用
例及び応用例は、従属の請求項によって定義されるよう
に本発明の請求項に含まれる。
記載された効果を奉ずるものではあるが、記載された発
明の特徴は好ましい実施例の単なる例示である。従っ
て、発明の独占権及び特権は記載された発明の詳細に限
定されるものではない。記載の内容から示唆される適用
例及び応用例は、従属の請求項によって定義されるよう
に本発明の請求項に含まれる。
【００１７】
【発明の概要】本発明は、光感度媒体の記録及び再生に
用いられる改良されたピックアップ装置を含む。本発明
により改良されたピックアップ装置は、様々な制御搬送
手段とともに用いられる。これらの搬送手段は、ビデオ
ディスクとともに使用されるスイングアームタイプや半
径方向ガイドタイプを含む。
用いられる改良されたピックアップ装置を含む。本発明
により改良されたピックアップ装置は、様々な制御搬送
手段とともに用いられる。これらの搬送手段は、ビデオ
ディスクとともに使用されるスイングアームタイプや半
径方向ガイドタイプを含む。
【００１８】本発明の光ピックアップ装置は搬送手段に
固定されるようになっている。ピックアップは新規なア
クチュエータ機構を有する。このアクチュエータ機構
は、光ディスクの情報記録面の正確に決められた位置に
光エネルギを運んだり、この位置から反射エネルギを受
け取る光システムを有する光学モジュールやカプセルに
機械的に結合している。
固定されるようになっている。ピックアップは新規なア
クチュエータ機構を有する。このアクチュエータ機構
は、光ディスクの情報記録面の正確に決められた位置に
光エネルギを運んだり、この位置から反射エネルギを受
け取る光システムを有する光学モジュールやカプセルに
機械的に結合している。
【００１９】本発明によるアクチュエータ機構は、１
つ、好ましくは２つのアクチュエータを有する。本発明
の各アクチュエータは、誘電性流体で充填されるととも
に円筒形の容量性セルの長手方向に配置されたスタック
を含む細長く弾性を有する円筒形チューブを有する。各
容量性セルの電極となっており孔が穿設されて対をなす
導電性円形ウエハの間に電位差が与えられると、各容量
性セルは軸方向の厚み寸法、すなわちチューブの長さを
減らすようになっている。容量性セルの動作は、ウエハ
の中心の同軸の孔及びスタックの一端部から突出するア
クチュエータロッドによって、光学モジュール等の動か
されるべき外部の物体に結合される。双方向またはプッ
シュプル作動力を備えるように、別々の電圧源によって
動作される２つのスタックは、互いに端部にて連結され
る。好ましい実施例において、互いに垂直に配向され且
つ垂直面内にある２つの双方向アクチュエータアセンブ
リは、光学モジュールの垂直配向軸に対して４５度の角
度で連結され、故に、モジュールの垂直方向フォーカシ
ング動作及び水平方向のトラッキング動作を備える。
つ、好ましくは２つのアクチュエータを有する。本発明
の各アクチュエータは、誘電性流体で充填されるととも
に円筒形の容量性セルの長手方向に配置されたスタック
を含む細長く弾性を有する円筒形チューブを有する。各
容量性セルの電極となっており孔が穿設されて対をなす
導電性円形ウエハの間に電位差が与えられると、各容量
性セルは軸方向の厚み寸法、すなわちチューブの長さを
減らすようになっている。容量性セルの動作は、ウエハ
の中心の同軸の孔及びスタックの一端部から突出するア
クチュエータロッドによって、光学モジュール等の動か
されるべき外部の物体に結合される。双方向またはプッ
シュプル作動力を備えるように、別々の電圧源によって
動作される２つのスタックは、互いに端部にて連結され
る。好ましい実施例において、互いに垂直に配向され且
つ垂直面内にある２つの双方向アクチュエータアセンブ
リは、光学モジュールの垂直配向軸に対して４５度の角
度で連結され、故に、モジュールの垂直方向フォーカシ
ング動作及び水平方向のトラッキング動作を備える。
【００２０】カプセルの光学システムは、ガラス製また
はプラスチックにてモールド成形された球面または非球
面の対物レンズ、または１つ以上の光ファイバを含む。
替わりに、光特性が等価である回折格子が用いられこと
もある。いずれの場合においても、光学システムの光軸
は、新規なアクチュエータの動作によって、光ディスク
の光情報担持面に対して垂直に且つ動的にフォーカス状
態に連続して保持される。ディスクにて反射された情報
含有信号は、好ましくは光ファイバによってリモート光
電子プロセス手段に運ばれる。
はプラスチックにてモールド成形された球面または非球
面の対物レンズ、または１つ以上の光ファイバを含む。
替わりに、光特性が等価である回折格子が用いられこと
もある。いずれの場合においても、光学システムの光軸
は、新規なアクチュエータの動作によって、光ディスク
の光情報担持面に対して垂直に且つ動的にフォーカス状
態に連続して保持される。ディスクにて反射された情報
含有信号は、好ましくは光ファイバによってリモート光
電子プロセス手段に運ばれる。
【００２１】カプセルの動的光トラッキング機能は、情
報担持面までの光路上にあり、さらにリモート光電子プ
ロセス手段に反射エネルギを運ぶビームスプリッタを有
する。本発明の一実施例において、情報含有光信号は、
２つ以上の光ファイバによってピックアップ装置の光学
カプセルに対して送受信される。カプセルから離れてい
る光ファイバの端部は、従来のビデオディスク記録再生
装置にて用いられるタイプの４分の１波長板、回折格
子、ビームスプリッタ、クアドラチュア検出フォトダイ
オード、コリメータ、コヒーレント光源、及び導電体等
の光電子素子の組み合わせに接続されている。
報担持面までの光路上にあり、さらにリモート光電子プ
ロセス手段に反射エネルギを運ぶビームスプリッタを有
する。本発明の一実施例において、情報含有光信号は、
２つ以上の光ファイバによってピックアップ装置の光学
カプセルに対して送受信される。カプセルから離れてい
る光ファイバの端部は、従来のビデオディスク記録再生
装置にて用いられるタイプの４分の１波長板、回折格
子、ビームスプリッタ、クアドラチュア検出フォトダイ
オード、コリメータ、コヒーレント光源、及び導電体等
の光電子素子の組み合わせに接続されている。
【００２２】本発明による新規なピックアップ装置の軽
量化、すなわち低質量によって、トラッキング及びフォ
ーカシングを損なうことなく、ピックアップの速い応答
性、及び衝撃や振動に対する耐性が与えられる。ピック
アップ装置の軽量化によって、ピックアップを保持する
搬送機構の軽量化が可能となる。故に、本発明によるピ
ックアップの新規な特徴によって、最良の磁気ピックア
ップよりもビデオディスクの所望の地点に対するかなり
速いアクセスを行うことができる。
量化、すなわち低質量によって、トラッキング及びフォ
ーカシングを損なうことなく、ピックアップの速い応答
性、及び衝撃や振動に対する耐性が与えられる。ピック
アップ装置の軽量化によって、ピックアップを保持する
搬送機構の軽量化が可能となる。故に、本発明によるピ
ックアップの新規な特徴によって、最良の磁気ピックア
ップよりもビデオディスクの所望の地点に対するかなり
速いアクセスを行うことができる。
【００２３】
【実施例】本発明のピックアップ装置の構成及び作用
は、ピックアップ装置の動作の解析とともに、ピックア
ップ装置の製造時に用いられる組立工程に関する記載を
読むことによって容易に理解される。Ａ． 設計条件 本発明のピックアップ装置は、ピックアップを支持する
サーボ制御搬送機構とともに用いられる。トラッキング
及びフォーカシングの一瞬の喪失を生じる衝撃や振動
は、本発明の軽量且つ高速応答ピックアップ装置によっ
て補償される。本発明による新規なピックアップ装置
は、ビデオディスクシステムのピックアップやディス
ク、または部品を保持する搬送装置よりもかなり速い加
速度で閉ループエラー修正命令に応答することができ
る。
は、ピックアップ装置の動作の解析とともに、ピックア
ップ装置の製造時に用いられる組立工程に関する記載を
読むことによって容易に理解される。Ａ． 設計条件 本発明のピックアップ装置は、ピックアップを支持する
サーボ制御搬送機構とともに用いられる。トラッキング
及びフォーカシングの一瞬の喪失を生じる衝撃や振動
は、本発明の軽量且つ高速応答ピックアップ装置によっ
て補償される。本発明による新規なピックアップ装置
は、ビデオディスクシステムのピックアップやディス
ク、または部品を保持する搬送装置よりもかなり速い加
速度で閉ループエラー修正命令に応答することができ
る。
【００２４】本発明によるピックアップの新規なアクチ
ュエータ機構では、高価で重い永久磁石や巻回コイルが
排除される。替わりに、新規な容量性力生成装置の部品
の間に生じる静電吸着力が用いられる。材料は非常に安
価で大量生産に適している。電子サーボ制御回路は本発
明には開示していないが、当業者は、ピックアップの高
速容量性アクチュエータは誘導性磁気ピックアップより
も簡単に励起しやすいことを理解している。さらに、軽
量且つ高速応答ピックアップは線形回路よりもむしろパ
ルス回路によって駆動される。
ュエータ機構では、高価で重い永久磁石や巻回コイルが
排除される。替わりに、新規な容量性力生成装置の部品
の間に生じる静電吸着力が用いられる。材料は非常に安
価で大量生産に適している。電子サーボ制御回路は本発
明には開示していないが、当業者は、ピックアップの高
速容量性アクチュエータは誘導性磁気ピックアップより
も簡単に励起しやすいことを理解している。さらに、軽
量且つ高速応答ピックアップは線形回路よりもむしろパ
ルス回路によって駆動される。
【００２５】実施例に記載される新規なピックアップ
は、１．６μｍピッチで９００回転以上と同等のトラッ
キング時の１．５ｍｍの範囲を補償する。この範囲に亘
って、ピックアップの設計は衝撃や衝突の間のフォーカ
シングを同時に維持する。フォーカス制御は、カプセル
の光学素子とビデオディスクとの再生中における有害な
接触を回避するのに十分なダイナミックレンジを有して
いる。以下に示す本発明の実施例のピックアップの理解
は、組立時に用いられる組立工程を参照することによっ
て容易になる。組立工程は次に示す工程を含む。
は、１．６μｍピッチで９００回転以上と同等のトラッ
キング時の１．５ｍｍの範囲を補償する。この範囲に亘
って、ピックアップの設計は衝撃や衝突の間のフォーカ
シングを同時に維持する。フォーカス制御は、カプセル
の光学素子とビデオディスクとの再生中における有害な
接触を回避するのに十分なダイナミックレンジを有して
いる。以下に示す本発明の実施例のピックアップの理解
は、組立時に用いられる組立工程を参照することによっ
て容易になる。組立工程は次に示す工程を含む。
【００２６】ウエハにディスクを形成する工程。ウエハ
をスタックに付ける工程。スタックを２つのアクチュエ
ータに連結する工程。２つのアクチュエータをピックア
ップに組み立てる工程。光学モジュール（以下、カプセ
ルと称す）をピックアップに付ける工程。ピックアップ
を軽量搬送機構に取付る工程。
をスタックに付ける工程。スタックを２つのアクチュエ
ータに連結する工程。２つのアクチュエータをピックア
ップに組み立てる工程。光学モジュール（以下、カプセ
ルと称す）をピックアップに付ける工程。ピックアップ
を軽量搬送機構に取付る工程。
【００２７】搬送機構をリモートオプトエレクトロニク
ス回路に接続する工程。なお、これらの工程の順番は説
明を意図したものであって、実際の製造方法に必ずしも
則したものではない。１． スタック 本発明のピックアップ装置にて用いられる新規なアクチ
ュエータは、薄くて孔が開けられ互いに平行な導電性を
有する小径のディスクまたはウエハが長手方向に配置さ
れたスタックを有する。ディスクは長手方向に等間隔で
配置され、誘電性流体に浸されている。１つおきにディ
スクが可変電圧源に電気的に接続されてディスク間の電
位差を制御している。本実施例において、各スタックに
は３１枚のウエハが同一直線上にあり、３０対の活動ま
たは容量性セルを構成している。双方向性またはプッシ
ュプル力を作用させるために、同一直線上の２つのスタ
ックが各アクチュエータ内で端部と端部とにて連結され
ている。好ましい実施例において、互いに独立しており
斜めに配置された２つのアクチュエータが各ピックアッ
プにて用いられて２軸偏倚を行うようになっている。
ス回路に接続する工程。なお、これらの工程の順番は説
明を意図したものであって、実際の製造方法に必ずしも
則したものではない。１． スタック 本発明のピックアップ装置にて用いられる新規なアクチ
ュエータは、薄くて孔が開けられ互いに平行な導電性を
有する小径のディスクまたはウエハが長手方向に配置さ
れたスタックを有する。ディスクは長手方向に等間隔で
配置され、誘電性流体に浸されている。１つおきにディ
スクが可変電圧源に電気的に接続されてディスク間の電
位差を制御している。本実施例において、各スタックに
は３１枚のウエハが同一直線上にあり、３０対の活動ま
たは容量性セルを構成している。双方向性またはプッシ
ュプル力を作用させるために、同一直線上の２つのスタ
ックが各アクチュエータ内で端部と端部とにて連結され
ている。好ましい実施例において、互いに独立しており
斜めに配置された２つのアクチュエータが各ピックアッ
プにて用いられて２軸偏倚を行うようになっている。
【００２８】電位が対をなす部材の間に印加されたとき
に、静電吸引力がスタックの各セルの隣接して対をなす
ウエハの間に発現する。スタックにより生成される張力
は、隣接するディスクの１対によって生成される力の解
析によって決められる。セルの追加は単にアクチュエー
タのストローク長に関係するのみである。２． 力の算出 図１を参照すると、電位差を有する１対の円形ディスク
５０の間に生じる吸引力は次のように示される。
に、静電吸引力がスタックの各セルの隣接して対をなす
ウエハの間に発現する。スタックにより生成される張力
は、隣接するディスクの１対によって生成される力の解
析によって決められる。セルの追加は単にアクチュエー
タのストローク長に関係するのみである。２． 力の算出 図１を参照すると、電位差を有する１対の円形ディスク
５０の間に生じる吸引力は次のように示される。
【００２９】Ｆ ＝ １／２・ε0 ＫＡ（Ｖ／Ｓ）2 但し、Ｆは力（Ｎ）、ε0 は真空の誘電率（８．８５×
１０-12 Ｆ／ｍ）、Ｋは比誘電率（単位無し）、Ａは面
積（ｍ2 ）、Ｖは電位差（Ｖ）、及びＳはディスクの間
隔（ｍ）である。ウエハ５０の間の誘電性流体５１の比
誘電率は以下に説明するように５０である。本実施例に
おける各ウエハの半径は６．３５ｍｍ（１／４インチ）
であり、その面積Ａは６．３５2 πｃｍ2 、すなわち
１．２６７ｃｍ2 である。隣接するウエハの間隔が５０
μｍの場合、１．０Ｎの最大吸引力を生成するために要
する電圧はおよそ３００Ｖである。隣接するウエハ間隔
が２５μｍ及び７５μｍの場合、電圧はそれぞれ１５０
Ｖ及び４５０Ｖとなる。これらの電圧は、ピックアップ
が大きな外乱に反応したときにのみ発生するものであ
り、ミリ秒のオーダーで継続する。
１０-12 Ｆ／ｍ）、Ｋは比誘電率（単位無し）、Ａは面
積（ｍ2 ）、Ｖは電位差（Ｖ）、及びＳはディスクの間
隔（ｍ）である。ウエハ５０の間の誘電性流体５１の比
誘電率は以下に説明するように５０である。本実施例に
おける各ウエハの半径は６．３５ｍｍ（１／４インチ）
であり、その面積Ａは６．３５2 πｃｍ2 、すなわち
１．２６７ｃｍ2 である。隣接するウエハの間隔が５０
μｍの場合、１．０Ｎの最大吸引力を生成するために要
する電圧はおよそ３００Ｖである。隣接するウエハ間隔
が２５μｍ及び７５μｍの場合、電圧はそれぞれ１５０
Ｖ及び４５０Ｖとなる。これらの電圧は、ピックアップ
が大きな外乱に反応したときにのみ発生するものであ
り、ミリ秒のオーダーで継続する。
【００３０】セル６３の対をなすウエハ部材５０の間の
静止電圧またはバイアス電圧は１０から２０Ｖのオーダ
ーである。ビデオディスクプレーヤを操作する際の通常
の動作電圧は１００Ｖを越えない。上述のように、本実
施例において、セルのウエハ５０間の見かけのディスク
間隔は、それぞれ３００Ｖ，１５０Ｖ，４５０Ｖの瞬時
電圧を必要とする５０μｍ、２５μｍ及び７５μｍであ
る。スタックの３０の活動ウエハ対によって、（３０）
×（７５−２５μｍ）＝１．５ ｍｍの作動範囲または
ストロークが形成される。この作動範囲の任意の位置に
おいて、衝撃や衝突状態における閉ループ光路トラッキ
ングをなすために最大１Ｎの力を利用できる。
静止電圧またはバイアス電圧は１０から２０Ｖのオーダ
ーである。ビデオディスクプレーヤを操作する際の通常
の動作電圧は１００Ｖを越えない。上述のように、本実
施例において、セルのウエハ５０間の見かけのディスク
間隔は、それぞれ３００Ｖ，１５０Ｖ，４５０Ｖの瞬時
電圧を必要とする５０μｍ、２５μｍ及び７５μｍであ
る。スタックの３０の活動ウエハ対によって、（３０）
×（７５−２５μｍ）＝１．５ ｍｍの作動範囲または
ストロークが形成される。この作動範囲の任意の位置に
おいて、衝撃や衝突状態における閉ループ光路トラッキ
ングをなすために最大１Ｎの力を利用できる。
【００３１】ここで与えられる距離と電圧との関係は、
完成したアクチュエータの動作の記載においてさらに議
論される。単一のスタックは、吸引動作またはスタック
短絡動作を行うのみである。故に、双方向動作またはプ
ッシュプル動作に対して、対向する２つのスタックが各
アクチュエータ内で用いられる。３． 加速 本実施例のスタックにて用いられる６２枚のウエハの質
量は、ディスクがアルミニウム製であればおよそ０．２
ｇであり、ディスクが導電性プラスチック材製であれば
それ以下である。アクチュエータの他の部品が１ｇに増
えた場合、アクチュエータ出力の最大加速度を次に示
す。
完成したアクチュエータの動作の記載においてさらに議
論される。単一のスタックは、吸引動作またはスタック
短絡動作を行うのみである。故に、双方向動作またはプ
ッシュプル動作に対して、対向する２つのスタックが各
アクチュエータ内で用いられる。３． 加速 本実施例のスタックにて用いられる６２枚のウエハの質
量は、ディスクがアルミニウム製であればおよそ０．２
ｇであり、ディスクが導電性プラスチック材製であれば
それ以下である。アクチュエータの他の部品が１ｇに増
えた場合、アクチュエータ出力の最大加速度を次に示
す。
【００３２】ａ ＝ Ｆ／ｍ ≒ １Ｎ／０．００１ｋ
ｇ−１，０００ｍ／ｓ2 この加速度は重力加速度の数１００倍である。上記計算
は簡単な仮定に基づくものであり、古典的な面ではおそ
らく間違っている。実際に、スタックでは、スタックの
近位端部が搬送機構に固定され、スタックの第１ウエハ
は静止状態のままであり、反対側の最外端部のウエハは
最大１．５ｍｍ移動する。例えば、移動端から２番目の
ウエハは（３０／３１）・（１．５）ｍｍ移動し、その
次のウエハは（２９／３１）・（１．５）ｍｍ移動し、
徐々に移動量は減少して最後はゼロとなる。
ｇ−１，０００ｍ／ｓ2 この加速度は重力加速度の数１００倍である。上記計算
は簡単な仮定に基づくものであり、古典的な面ではおそ
らく間違っている。実際に、スタックでは、スタックの
近位端部が搬送機構に固定され、スタックの第１ウエハ
は静止状態のままであり、反対側の最外端部のウエハは
最大１．５ｍｍ移動する。例えば、移動端から２番目の
ウエハは（３０／３１）・（１．５）ｍｍ移動し、その
次のウエハは（２９／３１）・（１．５）ｍｍ移動し、
徐々に移動量は減少して最後はゼロとなる。
【００３３】セル部材の加速度は、スタックのウエハを
通過する誘電性流体の流体インピーダンスに比例して減
少する。しかし、このインピーダンスの弾性成分によっ
て所望の粘性衝撃をもたらす。アクチュエータが結合さ
れたピックアップの光学素子の質量も加速度を減少させ
る。以下に説明するように、光学素子の質量の減少に注
意が払われる。４． 容量 本発明の容量性アクチュエータの長所は、磁気的にフォ
ーカシング及びトラッキングが動作されるピックアップ
に固有の誘導性ディレイが無いことである。
通過する誘電性流体の流体インピーダンスに比例して減
少する。しかし、このインピーダンスの弾性成分によっ
て所望の粘性衝撃をもたらす。アクチュエータが結合さ
れたピックアップの光学素子の質量も加速度を減少させ
る。以下に説明するように、光学素子の質量の減少に注
意が払われる。４． 容量 本発明の容量性アクチュエータの長所は、磁気的にフォ
ーカシング及びトラッキングが動作されるピックアップ
に固有の誘導性ディレイが無いことである。
【００３４】ｔ＝０において、アクチュエータが公称５
０μｍのウエハ間隔であれば、３０対のウエハのスタッ
クの容量は次式で表される。 Ｃ ＝ Ｎε0 ＫＡ／Ｓ 但し、Ｃは容量（Ｆ）、Ｎは活動ウエハ間隙またはセル
の数、ε0 は真空の誘電率（Ｆ／ｍ）、Ｋは比誘電率
（単位無し）、Ａは有効ウエハ面積（ｍ2 ）、及びＳは
ウエハの間隔（ｍ）である。
０μｍのウエハ間隔であれば、３０対のウエハのスタッ
クの容量は次式で表される。 Ｃ ＝ Ｎε0 ＫＡ／Ｓ 但し、Ｃは容量（Ｆ）、Ｎは活動ウエハ間隙またはセル
の数、ε0 は真空の誘電率（Ｆ／ｍ）、Ｋは比誘電率
（単位無し）、Ａは有効ウエハ面積（ｍ2 ）、及びＳは
ウエハの間隔（ｍ）である。
【００３５】セル部材の間隔の５０μｍの公称値に対
し、 Ｃ＝３０(８．８５×１０-12)・５０(１．２６７×１０
-4)／(５０×１０-6)＝３３．６ ｎＦ となる。同様に、セル間隔２５μｍ及び１５０Ｖに対
し、Ｃは６７．２ｎＦとなり、セル間隔７５μｍ及び４
５０Ｖに対し、Ｃは２２．４ｎＦとなる。５． コンデンサ電荷移動 上記に掲載された対をなすウエハ間隔の３つの値のいず
れに対して、さらに全てのウエハ間隔において、電荷Ｑ
＝ＣＶがアクチュエータの活動スタックに発現される。
先の設計例において、容量と電圧との積は同一であり、
電荷は１．１８×１０-5Ｃとなる。
し、 Ｃ＝３０(８．８５×１０-12)・５０(１．２６７×１０
-4)／(５０×１０-6)＝３３．６ ｎＦ となる。同様に、セル間隔２５μｍ及び１５０Ｖに対
し、Ｃは６７．２ｎＦとなり、セル間隔７５μｍ及び４
５０Ｖに対し、Ｃは２２．４ｎＦとなる。５． コンデンサ電荷移動 上記に掲載された対をなすウエハ間隔の３つの値のいず
れに対して、さらに全てのウエハ間隔において、電荷Ｑ
＝ＣＶがアクチュエータの活動スタックに発現される。
先の設計例において、容量と電圧との積は同一であり、
電荷は１．１８×１０-5Ｃとなる。
【００３６】アクチュエータを駆動するために用いられ
るサーボ制御回路は、示された電荷を供給したり受け入
れたりできなければならない。６． 誘電体 他の数値が一定に保持された場合、アクチュエータによ
って発現された力は比誘電率Ｋに正比例するので、他の
条件が利用できるならば、Ｋが最大となる誘電性流体を
使用すべきである。
るサーボ制御回路は、示された電荷を供給したり受け入
れたりできなければならない。６． 誘電体 他の数値が一定に保持された場合、アクチュエータによ
って発現された力は比誘電率Ｋに正比例するので、他の
条件が利用できるならば、Ｋが最大となる誘電性流体を
使用すべきである。
【００３７】使用可能な誘電性流体を次に示す。 流体 比誘電率 Ｋ グリセロール ４２．５ エチレングリコール ３７ メタノール ３２．６ １，３−プロパンスルホン ８６．３ Ｎ−エチルホルムアミド １０２．７ テトラヒドロチオフェンジオキシド ４６．８ Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アセトアミド ９６．６ 使用に適した誘電性流体は次に示す特性を備えるべきで
ある。（１）高い比誘電率 Ｋ、（２）かなり低い粘
性、（３）十分に高い誘電強度（破壊電圧）、（４）他
の部品との化学的融和性（chemical compatibility）、
（５）高い抵抗値、及び（６）ガス発生の無いこと（fr
eedom from gaseous generation ）７． 誘電強度 選択された誘電体の破壊電圧はスタック設計時の条件に
入っている。ウエハの間隔２５, ５０及び７５μｍに対
し、公称の最大電圧はそれぞれ１５０，３００及び４５
０Ｖとなり、蓄積電荷、すなわち保存エネルギが小さい
ミリ秒のオーダーの期間に対して約７０ｋＶ／ｃｍの同
じ電場を生成する。このエネルギはスタックウエハの加
速で消費される。
ある。（１）高い比誘電率 Ｋ、（２）かなり低い粘
性、（３）十分に高い誘電強度（破壊電圧）、（４）他
の部品との化学的融和性（chemical compatibility）、
（５）高い抵抗値、及び（６）ガス発生の無いこと（fr
eedom from gaseous generation ）７． 誘電強度 選択された誘電体の破壊電圧はスタック設計時の条件に
入っている。ウエハの間隔２５, ５０及び７５μｍに対
し、公称の最大電圧はそれぞれ１５０，３００及び４５
０Ｖとなり、蓄積電荷、すなわち保存エネルギが小さい
ミリ秒のオーダーの期間に対して約７０ｋＶ／ｃｍの同
じ電場を生成する。このエネルギはスタックウエハの加
速で消費される。
【００３８】なお、アクチュエータが既に一方の最外
端、すなわち−０．７５ｍｍの位置にある時にのみ４５
０Ｖの瞬間電圧４５０Ｖが生じて、直ちに他方の最外端
である＋０．７５ｍｍの位置に向けて１Ｎの力で最大変
位のために偏倚しなければならないことを理解すべきで
ある。８． 誘電性流体の流れ 図２を参照すると、本発明のアクチュエータにて用いら
れるウエハ５２の閉塞性のために、各ウエハには複数の
円形の孔５３が貫通形成され、間隔が変化した場合はい
つでもウエハ面に対して垂直方向に誘電性流体が容易に
流れることができるようになっている。貫通孔の面積及
び数は、誘電性流体の粘性及び所望の粘性アクチュエー
タのダンピングの程度に応じて決められる。
端、すなわち−０．７５ｍｍの位置にある時にのみ４５
０Ｖの瞬間電圧４５０Ｖが生じて、直ちに他方の最外端
である＋０．７５ｍｍの位置に向けて１Ｎの力で最大変
位のために偏倚しなければならないことを理解すべきで
ある。８． 誘電性流体の流れ 図２を参照すると、本発明のアクチュエータにて用いら
れるウエハ５２の閉塞性のために、各ウエハには複数の
円形の孔５３が貫通形成され、間隔が変化した場合はい
つでもウエハ面に対して垂直方向に誘電性流体が容易に
流れることができるようになっている。貫通孔の面積及
び数は、誘電性流体の粘性及び所望の粘性アクチュエー
タのダンピングの程度に応じて決められる。
【００３９】図２に示すように、ウエハ５２の半径は孔
５３の面積による損失を補償するために僅かに増やされ
る。このように、計算のためにウエハの有効面積は１．
２７ｃｍ2 のままである。９． ウエハ設計 ウエハ５２は導電性が小さく化学的活性の低いものであ
る。本実施例にて選択された材料は、マサチューセッツ
州 ０１８３５ ワードヒル（Ward Hill ）のアエサル
・ジョンソンマッテイ（Aesar/Johnson Matthey ）社製
の純度９９．９９７％及び膜厚０．１ｍｍのアルミニウ
ムホイルである。プラスチックは剛性に関しては優れて
いるが、例えば薄い導電性コーティングに続いてエッチ
ングではなくてパンチングによって形成される。動作
中、ウエハ５２は互いに決して接触することはない。
５３の面積による損失を補償するために僅かに増やされ
る。このように、計算のためにウエハの有効面積は１．
２７ｃｍ2 のままである。９． ウエハ設計 ウエハ５２は導電性が小さく化学的活性の低いものであ
る。本実施例にて選択された材料は、マサチューセッツ
州 ０１８３５ ワードヒル（Ward Hill ）のアエサル
・ジョンソンマッテイ（Aesar/Johnson Matthey ）社製
の純度９９．９９７％及び膜厚０．１ｍｍのアルミニウ
ムホイルである。プラスチックは剛性に関しては優れて
いるが、例えば薄い導電性コーティングに続いてエッチ
ングではなくてパンチングによって形成される。動作
中、ウエハ５２は互いに決して接触することはない。
【００４０】図３は図２のセル６３にて用いられるウエ
ハ５２の平面図である。図３に示すように、ウエハ５２
の直径と平行でかつ長さの等しい側部５５を有するクリ
アランススロット５４の第１対が、ウエハの周縁部５６
の直径方向に対向する端部から内方に延在している。各
スロット５４は、好ましくは凹状の形状をしている内壁
５７を有する。
ハ５２の平面図である。図３に示すように、ウエハ５２
の直径と平行でかつ長さの等しい側部５５を有するクリ
アランススロット５４の第１対が、ウエハの周縁部５６
の直径方向に対向する端部から内方に延在している。各
スロット５４は、好ましくは凹状の形状をしている内壁
５７を有する。
【００４１】さらに、ウエハ５２には直径方向に互いに
対向するピンチスロット５８の第２対が形成されてい
る。このピンチスロット５８はウエハの周囲５６から内
側に延在し、スロット５４から９０度回転した直径の上
に中心が位置している。スロット５８も、ウエハ５２の
直径と平行で長さの等しい側壁５９を有する。ピンチス
ロット５８の幅は、クリアランススロット５４の幅より
も狭い。また、各スロット５８の内壁端部は弓形をして
おり、スロットの幅よりも大きな直径を有し且つ一端が
欠けた円形開口を形成している。各ウエハ５２は、その
中心に厚み方向に伸長し穿設孔５３よりも直径が大きい
同軸穿設孔または孔６１を有する。スロット５４，５８
及び中心孔６１の目的を以下に記載する。
対向するピンチスロット５８の第２対が形成されてい
る。このピンチスロット５８はウエハの周囲５６から内
側に延在し、スロット５４から９０度回転した直径の上
に中心が位置している。スロット５８も、ウエハ５２の
直径と平行で長さの等しい側壁５９を有する。ピンチス
ロット５８の幅は、クリアランススロット５４の幅より
も狭い。また、各スロット５８の内壁端部は弓形をして
おり、スロットの幅よりも大きな直径を有し且つ一端が
欠けた円形開口を形成している。各ウエハ５２は、その
中心に厚み方向に伸長し穿設孔５３よりも直径が大きい
同軸穿設孔または孔６１を有する。スロット５４，５８
及び中心孔６１の目的を以下に記載する。
【００４２】上記形状を有するウエハは薄肉のシートス
トックを打ち抜いて作製される。この製造方法によって
バリが残るが、このバリは好ましくは反転プレーティン
グによって除去される。大きなウエハを生産する際、ウ
エハ５２はフォトレジストやエッチングによりアルミニ
ウムホイルから連続して製造される。いずれの場合にお
いても、ウエハ５２は好ましくは僅かに水中にて陽極酸
化及び煮沸されてその表面がシールされる。１０． ウエハ対及びスタッキング 図４に対をなすウエハ５２Ａ，５２Ｂを示す。ウエハの
一方が他方に対して９０度回転されて容量性セル６３を
形成している。アクチュエータを組み立てるために、２
９枚のウエハ５２が足されて全体では３１枚になる。こ
の構造によって、図６に示すように、スタック６４の一
端から多端までに３０個のセル６３が配置される。
トックを打ち抜いて作製される。この製造方法によって
バリが残るが、このバリは好ましくは反転プレーティン
グによって除去される。大きなウエハを生産する際、ウ
エハ５２はフォトレジストやエッチングによりアルミニ
ウムホイルから連続して製造される。いずれの場合にお
いても、ウエハ５２は好ましくは僅かに水中にて陽極酸
化及び煮沸されてその表面がシールされる。１０． ウエハ対及びスタッキング 図４に対をなすウエハ５２Ａ，５２Ｂを示す。ウエハの
一方が他方に対して９０度回転されて容量性セル６３を
形成している。アクチュエータを組み立てるために、２
９枚のウエハ５２が足されて全体では３１枚になる。こ
の構造によって、図６に示すように、スタック６４の一
端から多端までに３０個のセル６３が配置される。
【００４３】ウエハ５２の７５μｍの最大間隔における
スタック６４の長さは（３１枚のウエハ）・（厚さ０．
１ｍｍ）＋（３０間隔）・（間隔０．７５ｍｍ）、すな
わち５．３５ｍｍとなる。スタック６４の公称の長さは
４．６ｍｍであり、最小の長さは３．８５ｍｍである。
アクチュエータのワーキングストロークは（５．３５−
３．８５、すなわち１．５ｍｍとなる。
スタック６４の長さは（３１枚のウエハ）・（厚さ０．
１ｍｍ）＋（３０間隔）・（間隔０．７５ｍｍ）、すな
わち５．３５ｍｍとなる。スタック６４の公称の長さは
４．６ｍｍであり、最小の長さは３．８５ｍｍである。
アクチュエータのワーキングストロークは（５．３５−
３．８５、すなわち１．５ｍｍとなる。
【００４４】スタック６４の長手方向の配列は、好まし
くは図５に示すようにスリップ・嵌合手段、ウエハ５２
の中心孔６１を挿通する絶縁性センタリング・アクチュ
エータロッド６５によって保持される。後述するが、ロ
ッド６５もスタック６４によって生成される力を外部の
物体に伝える手段として機能する。スタック６４でのウ
エハ５２の回転方向の配列は、好ましくは図５に示すよ
うに９０度毎に配置された導電性のスペーサロッド６６
によって保持される。
くは図５に示すようにスリップ・嵌合手段、ウエハ５２
の中心孔６１を挿通する絶縁性センタリング・アクチュ
エータロッド６５によって保持される。後述するが、ロ
ッド６５もスタック６４によって生成される力を外部の
物体に伝える手段として機能する。スタック６４でのウ
エハ５２の回転方向の配列は、好ましくは図５に示すよ
うに９０度毎に配置された導電性のスペーサロッド６６
によって保持される。
【００４５】図１１に示すように、２つのウエハスタッ
ク６４が各アクチュエータ８５にて用いられ、ブライン
ドスタック６４Ａと呼ばれる一方のスタックと、カップ
リングスタック６４Ｂと呼ばれる第２のスタックが、後
述するが、光学モジュールまたはカプセルに接続されて
いる。１１． スタックのウエハ間隔 ａ． センタリングロッド 図５を参照すると、絶縁されたセンタリング・アクチュ
エータロッド６５が、等間隔に交互に配置された奇数番
号ウエハ５２Ａ及び偶数番号ウエハ５２Ｂの中心孔６１
に挿通されている。各スタック６４において、全部で１
６枚の奇数番号ウエハ５２Ａと１５枚の偶数番号ウエハ
５２Ｂがそれぞれある。ロッド６５は、好ましくは突き
出した部分から切断されている。
ク６４が各アクチュエータ８５にて用いられ、ブライン
ドスタック６４Ａと呼ばれる一方のスタックと、カップ
リングスタック６４Ｂと呼ばれる第２のスタックが、後
述するが、光学モジュールまたはカプセルに接続されて
いる。１１． スタックのウエハ間隔 ａ． センタリングロッド 図５を参照すると、絶縁されたセンタリング・アクチュ
エータロッド６５が、等間隔に交互に配置された奇数番
号ウエハ５２Ａ及び偶数番号ウエハ５２Ｂの中心孔６１
に挿通されている。各スタック６４において、全部で１
６枚の奇数番号ウエハ５２Ａと１５枚の偶数番号ウエハ
５２Ｂがそれぞれある。ロッド６５は、好ましくは突き
出した部分から切断されている。
【００４６】センタリング・アクチュエータロッド６５
は、断面形状が十字形をしており、この十字形の断面に
よってウエハ５２の中心貫通孔６１の内側環形壁近傍に
空間が形成されて、スタック６４全体に誘電性流体が容
易に流れるようにしている。長手方向に伸長する孔６７
が、以下に詳細を説明するが、ロッド６５の動作を光学
カプセルに連結するワイヤを受け入れるために、センタ
リング・アクチュエータロッド６５に形成されている。
は、断面形状が十字形をしており、この十字形の断面に
よってウエハ５２の中心貫通孔６１の内側環形壁近傍に
空間が形成されて、スタック６４全体に誘電性流体が容
易に流れるようにしている。長手方向に伸長する孔６７
が、以下に詳細を説明するが、ロッド６５の動作を光学
カプセルに連結するワイヤを受け入れるために、センタ
リング・アクチュエータロッド６５に形成されている。
【００４７】センタリング・アクチュエータロッド６５
の長さは光学カプセルへの取付方法によって決定され
る。好ましい実施例において、図１１に示すように、ロ
ッド６５は、ブランイドウエハスタック６４Ａの端部キ
ャップに固定されて、スタック、電気的接続及び装着手
段、さらにカップリングスタック６４Ｂから突出する。ｂ． スペーサロッド 図５に、長手方向に配置された１６段のウエハ５２のピ
ンチスロット５８へと挿通する工程における長手方向に
配置されたスペーサロッド６６−４を示す。ロッド６６
−１，６６−２及び６６−３は既に装着されて図示され
ている。
の長さは光学カプセルへの取付方法によって決定され
る。好ましい実施例において、図１１に示すように、ロ
ッド６５は、ブランイドウエハスタック６４Ａの端部キ
ャップに固定されて、スタック、電気的接続及び装着手
段、さらにカップリングスタック６４Ｂから突出する。ｂ． スペーサロッド 図５に、長手方向に配置された１６段のウエハ５２のピ
ンチスロット５８へと挿通する工程における長手方向に
配置されたスペーサロッド６６−４を示す。ロッド６６
−１，６６−２及び６６−３は既に装着されて図示され
ている。
【００４８】ロッド６６は、好ましくはカーボンブラッ
クが含まれた軟性及び高いコンプライアンスを有する
（highly compliant）エラストマやシリコンゴム、また
は他の電気的導電性材料などの導電性エラストマにて作
製される。ロッド６６が作製される材料は、ウエハ５２
が互いに静電的に吸引されたときに、簡単に圧縮される
ように長手方向に対して十分なコンプライアンスを有す
る必要がある。奇数番号が付されたウエハ５２Ａは、１
６枚全部に対してスペーシングロッド６６−１及び６６
−３によって機械的及び電気的に接続されている。同様
に、偶数番号が付されたウエハ５２Ｂも、１５枚全部に
対してスペーサロッド６６−２及び６６−４に機械的及
び電気的に接続されている。
クが含まれた軟性及び高いコンプライアンスを有する
（highly compliant）エラストマやシリコンゴム、また
は他の電気的導電性材料などの導電性エラストマにて作
製される。ロッド６６が作製される材料は、ウエハ５２
が互いに静電的に吸引されたときに、簡単に圧縮される
ように長手方向に対して十分なコンプライアンスを有す
る必要がある。奇数番号が付されたウエハ５２Ａは、１
６枚全部に対してスペーシングロッド６６−１及び６６
−３によって機械的及び電気的に接続されている。同様
に、偶数番号が付されたウエハ５２Ｂも、１５枚全部に
対してスペーサロッド６６−２及び６６−４に機械的及
び電気的に接続されている。
【００４９】スペーサロッド６６の半径は、各ウエハ５
２の半径方向のピンチスロット５８の内端部壁６０の半
径よりも僅かに大きい。スロット５８へのロッド６６の
嵌合によってゴム製のロッドは軽く締め付けられるの
で、ウエハは組み立て後のロッドに対していずれの方向
に対してもシフトすることはない。ｃ． 犠牲ワッシャ 図７（Ａ）に、３１枚の奇数番号が付されたウエハ５２
Ａ−１からウエハ５２Ａ−３１及び偶数番号が付された
ウエハ５２Ｂ−２からウエハ５２Ｂ−３０からなるスタ
ック６４の破断側面図を示す。隣接して対をなすウエハ
５２の間に犠牲スペーサワッシャ６８が配置される。全
部で３０枚のワッシャ６８が必要となる。スペーサワッ
シャ６８は、低いコンプライアンスを有し、オープンセ
ルで薄くてシート状のスポンジ材から打ち抜き形成され
る。シリコンスペーサロッドが用いられる場合、オープ
ンセルでアクリルのような泡沫材料が用いられる。
２の半径方向のピンチスロット５８の内端部壁６０の半
径よりも僅かに大きい。スロット５８へのロッド６６の
嵌合によってゴム製のロッドは軽く締め付けられるの
で、ウエハは組み立て後のロッドに対していずれの方向
に対してもシフトすることはない。ｃ． 犠牲ワッシャ 図７（Ａ）に、３１枚の奇数番号が付されたウエハ５２
Ａ−１からウエハ５２Ａ−３１及び偶数番号が付された
ウエハ５２Ｂ−２からウエハ５２Ｂ−３０からなるスタ
ック６４の破断側面図を示す。隣接して対をなすウエハ
５２の間に犠牲スペーサワッシャ６８が配置される。全
部で３０枚のワッシャ６８が必要となる。スペーサワッ
シャ６８は、低いコンプライアンスを有し、オープンセ
ルで薄くてシート状のスポンジ材から打ち抜き形成され
る。シリコンスペーサロッドが用いられる場合、オープ
ンセルでアクリルのような泡沫材料が用いられる。
【００５０】犠牲ワッシャ６８の厚さは本実施例ではお
よそ２００μｍである。ｄ． 端部キャップ 図７（Ａ）において、２つの端部キャップ６９の各々
（１つのみ図示）は、厚みが公称１．５ｍｍであり、ス
タックの両端で端部のウエハに固着されている。端部キ
ャップ６９の接合面は、ウエハ５２の孔パターンと同一
の孔パターンを有しているので、端部キャップを介して
誘電性流体が流れるようになっている。端部キャップ６
９は、図７（Ｂ）に示すように、アクチュエータハウジ
ング７１のカラー端部と容易に係合して固着するため
に、周縁部に環状溝７０を有する。
よそ２００μｍである。ｄ． 端部キャップ 図７（Ａ）において、２つの端部キャップ６９の各々
（１つのみ図示）は、厚みが公称１．５ｍｍであり、ス
タックの両端で端部のウエハに固着されている。端部キ
ャップ６９の接合面は、ウエハ５２の孔パターンと同一
の孔パターンを有しているので、端部キャップを介して
誘電性流体が流れるようになっている。端部キャップ６
９は、図７（Ｂ）に示すように、アクチュエータハウジ
ング７１のカラー端部と容易に係合して固着するため
に、周縁部に環状溝７０を有する。
【００５１】スペーサロッドがウエハ５２の半径方向ス
ロット５８へと押し込まれて組み立てられるために、端
部キャップ６９は、この組立工程の前に導電性スペーサ
ロッド６６に沿って並べられる。次に、導電性スペーサ
ロッド６６は、スタック６４の一端にて端部キャップ６
９に固着される。この際、シリコン接着剤などの接着剤
が用いられる。
ロット５８へと押し込まれて組み立てられるために、端
部キャップ６９は、この組立工程の前に導電性スペーサ
ロッド６６に沿って並べられる。次に、導電性スペーサ
ロッド６６は、スタック６４の一端にて端部キャップ６
９に固着される。この際、シリコン接着剤などの接着剤
が用いられる。
【００５２】ｅ． スペーサロッドの伸長 弛緩した状態の導電性スペーサロッド６６をウエハピン
チスロット５８への単なる押し込みは、ウエハ５２の組
立後の間隔を正確に開けての配置や、アクチュエータの
収縮中における間隔の変化を制御信号に比例させて正確
に小さくすることを保証するものではない。間隔の採り
方を改善する方法を次に示す。
チスロット５８への単なる押し込みは、ウエハ５２の組
立後の間隔を正確に開けての配置や、アクチュエータの
収縮中における間隔の変化を制御信号に比例させて正確
に小さくすることを保証するものではない。間隔の採り
方を改善する方法を次に示す。
【００５３】ウエハ５２の通常の弛緩した状態での間隔
はウエハの面の間で７５μｍであり、犠牲スペーサ６８
（図６）の厚みは５０μｍよりも厚く作製され、例えば
２００μｍとなっている。この場合、スタックは、作動
範囲の最大値４．６ｍｍから人為的に （３１）（０．１）＋（３０）（０．２）＝９．１ｍｍ まで延長される。スタック６４は堅く圧縮されてプロセ
スツールに保持され、導電性スペーサロッド６６は押し
込まれてスタックの端部キャップ６９に固着され、４つ
のスペーサロッドは係合されてその直径が減少するよう
に引っ張られてウエハのスロット５８に収まる。そこ
で、スタックの長さが９．１ｍｍとなるまでの長さのと
ころでロッド６６は緩められる。すなわち、ロッドが端
部キャップ６９に固着されて締結される。
はウエハの面の間で７５μｍであり、犠牲スペーサ６８
（図６）の厚みは５０μｍよりも厚く作製され、例えば
２００μｍとなっている。この場合、スタックは、作動
範囲の最大値４．６ｍｍから人為的に （３１）（０．１）＋（３０）（０．２）＝９．１ｍｍ まで延長される。スタック６４は堅く圧縮されてプロセ
スツールに保持され、導電性スペーサロッド６６は押し
込まれてスタックの端部キャップ６９に固着され、４つ
のスペーサロッドは係合されてその直径が減少するよう
に引っ張られてウエハのスロット５８に収まる。そこ
で、スタックの長さが９．１ｍｍとなるまでの長さのと
ころでロッド６６は緩められる。すなわち、ロッドが端
部キャップ６９に固着されて締結される。
【００５４】上記処理は、スペーサロッドの張力を正確
にウエハスタック６４全体に分布させることを確実に行
うために役立っている。スペーサロッド６６は、ウエハ
５２のスロット５８にピンチされるので、ウエハに対し
て正確に配置される。ｆ． 最終のスタック長の発現 スタック６４は、好ましくは一部が真空の超音波洗浄タ
ンクに沈められるが、プロセスツールに保持されたまま
であり、センタリング・アクチュエータロッド６５が除
去される。タンク内の溶媒はケトンやモノアルコール、
多価アルコール等である。本実施例のために材料の場
合、この溶媒は、多孔性のアクリル犠牲ワッシャ６８を
溶かしながらも、ウエハ５２、シリコンスペーサロッド
６６、スタックハウジング７１及び接着剤はそのままの
状態に残す。清浄水を含む超音波タンクでのリンスは、
清浄空気での乾燥に続き、残留溶媒を除去するために用
いられる。ブラインドスタック６４Ａは、スタック内に
取り付けられたセンタリング・アクチュエータロッド６
５を有し、その端部キャップ６９に固着されている。カ
ップリングスタック６４Ｂは、この工程の間に取り付け
られたセンタリング・アクチュエータロッド６５を持た
ない。
にウエハスタック６４全体に分布させることを確実に行
うために役立っている。スペーサロッド６６は、ウエハ
５２のスロット５８にピンチされるので、ウエハに対し
て正確に配置される。ｆ． 最終のスタック長の発現 スタック６４は、好ましくは一部が真空の超音波洗浄タ
ンクに沈められるが、プロセスツールに保持されたまま
であり、センタリング・アクチュエータロッド６５が除
去される。タンク内の溶媒はケトンやモノアルコール、
多価アルコール等である。本実施例のために材料の場
合、この溶媒は、多孔性のアクリル犠牲ワッシャ６８を
溶かしながらも、ウエハ５２、シリコンスペーサロッド
６６、スタックハウジング７１及び接着剤はそのままの
状態に残す。清浄水を含む超音波タンクでのリンスは、
清浄空気での乾燥に続き、残留溶媒を除去するために用
いられる。ブラインドスタック６４Ａは、スタック内に
取り付けられたセンタリング・アクチュエータロッド６
５を有し、その端部キャップ６９に固着されている。カ
ップリングスタック６４Ｂは、この工程の間に取り付け
られたセンタリング・アクチュエータロッド６５を持た
ない。
【００５５】スタック６４が保持ツールから解放された
とき、ウエハ５２は見かけで５０μｍ離れている。１２． アクチュエータハウジング 図８（一端部のみを図示）を参照すると、スタック６４
のハウジング７１は、長手方向に環形の突起部７３Ａと
溝部７３Ｂとがそれぞれ交互に配置されてなる環形の複
数の波状部７３とカラー部７２とを有する薄肉のプラス
チックチューブの部分を有してなる。図８において、ハ
ウジング７１はウエハスタックの最小の作動長に相当す
る弛緩された長さを有する。
とき、ウエハ５２は見かけで５０μｍ離れている。１２． アクチュエータハウジング 図８（一端部のみを図示）を参照すると、スタック６４
のハウジング７１は、長手方向に環形の突起部７３Ａと
溝部７３Ｂとがそれぞれ交互に配置されてなる環形の複
数の波状部７３とカラー部７２とを有する薄肉のプラス
チックチューブの部分を有してなる。図８において、ハ
ウジング７１はウエハスタックの最小の作動長に相当す
る弛緩された長さを有する。
【００５６】ハウジング７１はアクチュエータスタック
６４及びアクチュエータスタックの端部キャップ６９に
固着されたハウジングのカラー部７２に亘って摺動され
る。端部キャップ６９の周縁部の溝部７０によって接着
工程が容易になる。１３． スタックへの電気的接続 ａ． コネクタの細部 図９（Ａ）及び９（Ｂ）を参照すると、スタック６４
は、スタック列及びセンタリング・アクチュエータロッ
ド６５と緩く係合する中心孔７７が形成されたコネクタ
ベース７４を含む。ベース７４は、ほぼ一様な厚みを有
し、ディスク状領域７５と放射状に外方に突出するアー
ム部または装着タブ７６とを有し、ベースの平面図はバ
ンジョーの形をしている。ベース７４は、好ましくは打
ち抜き形成されたプリント回路基板のように２組の孔に
よって組み立てられる。ベース７４を貫通する１組の孔
７８によって、誘電性流体がベース７４を通過すること
ができる。
６４及びアクチュエータスタックの端部キャップ６９に
固着されたハウジングのカラー部７２に亘って摺動され
る。端部キャップ６９の周縁部の溝部７０によって接着
工程が容易になる。１３． スタックへの電気的接続 ａ． コネクタの細部 図９（Ａ）及び９（Ｂ）を参照すると、スタック６４
は、スタック列及びセンタリング・アクチュエータロッ
ド６５と緩く係合する中心孔７７が形成されたコネクタ
ベース７４を含む。ベース７４は、ほぼ一様な厚みを有
し、ディスク状領域７５と放射状に外方に突出するアー
ム部または装着タブ７６とを有し、ベースの平面図はバ
ンジョーの形をしている。ベース７４は、好ましくは打
ち抜き形成されたプリント回路基板のように２組の孔に
よって組み立てられる。ベース７４を貫通する１組の孔
７８によって、誘電性流体がベース７４を通過すること
ができる。
【００５７】導電性部材によってメッキされた４つのス
ルーホール７９がディスク７５の周縁部近傍に９０度毎
にディスクを挿通して形成されている。４つの孔７９の
各々には針８０が係合されるようになっており、この針
はロッド６６と導通するように接触する。直径方向にて
互いに対向する針８０は、ベースの下面側のセパレート
導電ストリップ８１を介して装着タブ７６の下面８３の
セパレート金属アイレット８２に接続される。アイレッ
ト８１は、ウエハスタックをフレキシブルリード線によ
ってリモートサーボ制御回路に電気的に接続するように
なっている。
ルーホール７９がディスク７５の周縁部近傍に９０度毎
にディスクを挿通して形成されている。４つの孔７９の
各々には針８０が係合されるようになっており、この針
はロッド６６と導通するように接触する。直径方向にて
互いに対向する針８０は、ベースの下面側のセパレート
導電ストリップ８１を介して装着タブ７６の下面８３の
セパレート金属アイレット８２に接続される。アイレッ
ト８１は、ウエハスタックをフレキシブルリード線によ
ってリモートサーボ制御回路に電気的に接続するように
なっている。
【００５８】針８０は、一端部に平坦なヘッドリベット
に似た頭部を有し、他端部が尖っている。針８０は、コ
ネクタベース７４のメッキスルーホール７９へと押し込
まれる。１４． スタックへのコネクタの装着 図１０に、ブラインドウエハスタック６４Ａの端部キャ
ップ６９と回転可能に直線状に配列されるスタックコネ
クタベース７４を示す。スタックコネクタベース７４と
端部キャップ６９とが接着や係合などの適切な手段を介
してともに圧縮されて接着された場合に、溝付きのセン
タリングロッド６５はスタックのウエハ５２を挿通し、
４つの針８０は、スタックの対応する導電性エラストマ
ロッド６６の端部を突き刺す。
に似た頭部を有し、他端部が尖っている。針８０は、コ
ネクタベース７４のメッキスルーホール７９へと押し込
まれる。１４． スタックへのコネクタの装着 図１０に、ブラインドウエハスタック６４Ａの端部キャ
ップ６９と回転可能に直線状に配列されるスタックコネ
クタベース７４を示す。スタックコネクタベース７４と
端部キャップ６９とが接着や係合などの適切な手段を介
してともに圧縮されて接着された場合に、溝付きのセン
タリングロッド６５はスタックのウエハ５２を挿通し、
４つの針８０は、スタックの対応する導電性エラストマ
ロッド６６の端部を突き刺す。
【００５９】同様に、図１１に示すようにカップリング
スタック６４Ｂへの電気的接続がなされる。１５． １つのアクチュエータとするための２つのスタ
ックの連結 図１１を参照すると、底部からセンタリング・アクチュ
エータロッド６５が突出しているブラインドスタック６
４Ａが、カップリングスタック６４Ｂのスタックコネク
タベース７４などの迫持部に連結されている。薄い絶縁
シート８４がコネクタベース７４の下面８３の間に配置
されてベースに固着されている。
スタック６４Ｂへの電気的接続がなされる。１５． １つのアクチュエータとするための２つのスタ
ックの連結 図１１を参照すると、底部からセンタリング・アクチュ
エータロッド６５が突出しているブラインドスタック６
４Ａが、カップリングスタック６４Ｂのスタックコネク
タベース７４などの迫持部に連結されている。薄い絶縁
シート８４がコネクタベース７４の下面８３の間に配置
されてベースに固着されている。
【００６０】ブラインドスタック６４Ａのセンタリング
・アクチュエータロッド６５は、アクチュエータ８５の
両スタック６４Ａ及び６４Ｂから突出している。上述の
ように組み立てられた２つのスタック６４Ａ及び６４Ｂ
はアクチュエータ８５を構成する。１６． アクチュエータへの誘電体の充填 ａ． 充填の準備 図１２に、アクチュエータ８５と、長手方向に１８．２
ｍｍ離れてクランプ保持されている端部キャップ６９Ａ
及び６９Ｂと、を示す。エラストマカラー部８６，８７
は、それぞれブラインドスタック６４Ａの端部キャップ
６９Ａ及びカップリングスタック６４Ｂの端部キャップ
６９Ｂと係合してシーリングを形成している。同時に、
下方カラーシール８７は、チューブ８８によって誘電性
流体のコンテナに接続されている。上方カラーシール８
６は、透明真空チューブ８９と嵌合して真空源に接続さ
れる。誘電性流体は真空源の動作によって引き出されて
両スタック６４Ａ及び６４Ｂの内部容量を充填し、透明
真空チューブ８９へと上昇する。この間、振動手段がス
タックを揺動するために用いられてスタックの内部にト
ラップされる気泡を解放している。１７． アクチュエータ端部のシーリング 気泡が消滅すると、上方カラーシール８６が除去され
る。ブラインド端部キャップ６９Ａの空洞は誘電性流体
で充填され、図１３（Ａ）に示すように、同心円状に波
形が付されたエラストマ製の蓋９０にて覆われて封止さ
れる（気泡フリー）。
・アクチュエータロッド６５は、アクチュエータ８５の
両スタック６４Ａ及び６４Ｂから突出している。上述の
ように組み立てられた２つのスタック６４Ａ及び６４Ｂ
はアクチュエータ８５を構成する。１６． アクチュエータへの誘電体の充填 ａ． 充填の準備 図１２に、アクチュエータ８５と、長手方向に１８．２
ｍｍ離れてクランプ保持されている端部キャップ６９Ａ
及び６９Ｂと、を示す。エラストマカラー部８６，８７
は、それぞれブラインドスタック６４Ａの端部キャップ
６９Ａ及びカップリングスタック６４Ｂの端部キャップ
６９Ｂと係合してシーリングを形成している。同時に、
下方カラーシール８７は、チューブ８８によって誘電性
流体のコンテナに接続されている。上方カラーシール８
６は、透明真空チューブ８９と嵌合して真空源に接続さ
れる。誘電性流体は真空源の動作によって引き出されて
両スタック６４Ａ及び６４Ｂの内部容量を充填し、透明
真空チューブ８９へと上昇する。この間、振動手段がス
タックを揺動するために用いられてスタックの内部にト
ラップされる気泡を解放している。１７． アクチュエータ端部のシーリング 気泡が消滅すると、上方カラーシール８６が除去され
る。ブラインド端部キャップ６９Ａの空洞は誘電性流体
で充填され、図１３（Ａ）に示すように、同心円状に波
形が付されたエラストマ製の蓋９０にて覆われて封止さ
れる（気泡フリー）。
【００６１】次に、アクチュエータ８５が反転される。
カラーシール８７が除去され、未だ端部キャップ６９Ａ
及び６９Ｂが長手方向に１８．２ｍｍの間隔を介して保
持される。センタリング・アクチュエータロッド６５
は、図１２に示すように、符号９１にて示される場所に
て端部キャップ６９Ｂに固着される。カップリング端部
キャップ６９Ｂの空洞は誘電性流体で充填され、図１３
（Ａ）に示すように、端部キャップ９２にて封止され
る。好ましくは、同心円状に波形が付されたエラストマ
製の蓋またはダイアフラム９２が、センタリング・アク
チュエーティングロッド６５及び端部キャップ６９Ｂを
囲んで封止する（気泡フリー）ために用いられる。図１
３（Ｂ）に示すように、ダイアフラム９２の波形部９２
Ａによって、蓋９２の中心部が蓋のリムに対して軸方向
に移動できながらも、センタリングロッド６５と係合す
るために形成された中心同軸孔９２Ｂの環形内壁９２Ｃ
との液封結合が保持される。１８． アクチュエータの完成 次に、アクチュエータ８５を保持するために用いられた
クランプ（図示せず）が解除されて、さらなる組立及び
テスト工程に対してアクチュエータを備える。
カラーシール８７が除去され、未だ端部キャップ６９Ａ
及び６９Ｂが長手方向に１８．２ｍｍの間隔を介して保
持される。センタリング・アクチュエータロッド６５
は、図１２に示すように、符号９１にて示される場所に
て端部キャップ６９Ｂに固着される。カップリング端部
キャップ６９Ｂの空洞は誘電性流体で充填され、図１３
（Ａ）に示すように、端部キャップ９２にて封止され
る。好ましくは、同心円状に波形が付されたエラストマ
製の蓋またはダイアフラム９２が、センタリング・アク
チュエーティングロッド６５及び端部キャップ６９Ｂを
囲んで封止する（気泡フリー）ために用いられる。図１
３（Ｂ）に示すように、ダイアフラム９２の波形部９２
Ａによって、蓋９２の中心部が蓋のリムに対して軸方向
に移動できながらも、センタリングロッド６５と係合す
るために形成された中心同軸孔９２Ｂの環形内壁９２Ｃ
との液封結合が保持される。１８． アクチュエータの完成 次に、アクチュエータ８５を保持するために用いられた
クランプ（図示せず）が解除されて、さらなる組立及び
テスト工程に対してアクチュエータを備える。
【００６２】図１３（Ａ）に、本実施例のピックアップ
の完成したアクチュエータ８５を示す。センタリング・
アクチュエータロッド６５の設計及び寸法は、アクチュ
エータが用いられるピックアップの形態によって決めら
れる。例えば、ピックアップの設計によっては、十字形
のアクチュエータロッド６５は短く切断され、細いカッ
プリングワイヤ９３が、ロッドを介して同軸方向に延在
する孔６７に固定される。１９． アクチュエータの動作の概要 図５及び図６において、アクチュエータ８５を励起する
ために、電圧源の一端子が、例えばスペーサロッド６６
−１及び６６−３等の直径方向に対向して対をなす導電
性スペーサロッドに接続される。電圧源の他端子は、も
う一対の直径方向に対向する導電性スペーサロッド、本
実施例ではスペーサロッド６６−２及び６６−４に接続
される。この構成によって、ウエハ５２Ａ及び５２Ｂな
どの隣接して対をなすウエハ間に電位差が生じる。電位
差によって生じた吸引力によって、偶数番号が付された
ウエハ５２Ｂが奇数番号の付されたウエハ５２Ａに向け
て相対的に軸方向に移動し、ウエハに取り付けられた弾
性スペーサロッド６６が圧縮される。この動作によっ
て、スタック６４のハウジング７１の収縮が生じ、アク
チュエータロッド６５のハウジングから外方に向かって
軸方向へ伸長される。このように、再び図１３（Ａ）を
参照すると、ブラインドスタック６４Ａが電気的に励磁
された場合、アクチュエータロッド６５は外方に移動
し、押力を作用させるために用いられる。カップリング
スタック６４Ｂが作動した場合、スタックは短縮されて
アクチュエータロッド６５を引き込ませて引力を作用さ
せることができる。
の完成したアクチュエータ８５を示す。センタリング・
アクチュエータロッド６５の設計及び寸法は、アクチュ
エータが用いられるピックアップの形態によって決めら
れる。例えば、ピックアップの設計によっては、十字形
のアクチュエータロッド６５は短く切断され、細いカッ
プリングワイヤ９３が、ロッドを介して同軸方向に延在
する孔６７に固定される。１９． アクチュエータの動作の概要 図５及び図６において、アクチュエータ８５を励起する
ために、電圧源の一端子が、例えばスペーサロッド６６
−１及び６６−３等の直径方向に対向して対をなす導電
性スペーサロッドに接続される。電圧源の他端子は、も
う一対の直径方向に対向する導電性スペーサロッド、本
実施例ではスペーサロッド６６−２及び６６−４に接続
される。この構成によって、ウエハ５２Ａ及び５２Ｂな
どの隣接して対をなすウエハ間に電位差が生じる。電位
差によって生じた吸引力によって、偶数番号が付された
ウエハ５２Ｂが奇数番号の付されたウエハ５２Ａに向け
て相対的に軸方向に移動し、ウエハに取り付けられた弾
性スペーサロッド６６が圧縮される。この動作によっ
て、スタック６４のハウジング７１の収縮が生じ、アク
チュエータロッド６５のハウジングから外方に向かって
軸方向へ伸長される。このように、再び図１３（Ａ）を
参照すると、ブラインドスタック６４Ａが電気的に励磁
された場合、アクチュエータロッド６５は外方に移動
し、押力を作用させるために用いられる。カップリング
スタック６４Ｂが作動した場合、スタックは短縮されて
アクチュエータロッド６５を引き込ませて引力を作用さ
せることができる。
【００６３】図１３（Ａ）に示すように、アクチュエー
タ８５が装着タブ７６Ａ及び７６Ｂによって堅く保持さ
れているとき、アクチュエータロッド６５は自由に長手
方向に±０．７５ ｍｍに許容マージンが加算された距
離だけ移動できる。さらに説明するように、アクチュエ
ータは、作動範囲において動的に中心に配置される。
タ８５が装着タブ７６Ａ及び７６Ｂによって堅く保持さ
れているとき、アクチュエータロッド６５は自由に長手
方向に±０．７５ ｍｍに許容マージンが加算された距
離だけ移動できる。さらに説明するように、アクチュエ
ータは、作動範囲において動的に中心に配置される。
【００６４】場合によっては、本発明の新規な静電アク
チュエータの適用が必要となり、この場合、図１３に示
すアクチュエータ８５のプッシュプルよりもむしろ押し
込み力のみの作動能力を有する簡単な構成を採ることが
ある。このように、図１０を参照すると、図１３（Ａ）
に示す同心円状に波形が付された蓋またはダイアフラム
９２が、液封固定手段によってスタックコネクタベース
７４の下面側８３及びセンタリング・アクチュエータロ
ッド６５に同軸中心に取り付けられて、一方向に力を作
用させるアクチュエータ８５−Ｃを形成する。次に、静
電電位差がブラインドウエハスタック６４Ａの容量性セ
ル６３に印加されると、アクチュエータハウジング７１
は短くなる。故に、センタリング・アクチュエータロッ
ド６５の内側端部は上方端部キャップ６９Ａに封止され
た上部蓋９２に固定されているので、ハウジング７１の
収縮によって、センタリング・アクチュエータロッド６
５のスタックコネクタベース７４から外方に向けての伸
長が生じる。
チュエータの適用が必要となり、この場合、図１３に示
すアクチュエータ８５のプッシュプルよりもむしろ押し
込み力のみの作動能力を有する簡単な構成を採ることが
ある。このように、図１０を参照すると、図１３（Ａ）
に示す同心円状に波形が付された蓋またはダイアフラム
９２が、液封固定手段によってスタックコネクタベース
７４の下面側８３及びセンタリング・アクチュエータロ
ッド６５に同軸中心に取り付けられて、一方向に力を作
用させるアクチュエータ８５−Ｃを形成する。次に、静
電電位差がブラインドウエハスタック６４Ａの容量性セ
ル６３に印加されると、アクチュエータハウジング７１
は短くなる。故に、センタリング・アクチュエータロッ
ド６５の内側端部は上方端部キャップ６９Ａに封止され
た上部蓋９２に固定されているので、ハウジング７１の
収縮によって、センタリング・アクチュエータロッド６
５のスタックコネクタベース７４から外方に向けての伸
長が生じる。
【００６５】上述したように、蓋９２の同心円の波形に
よって、センタリング・アクチュエータロッド６５はコ
ネクタベース７４に対して軸方向に移動することができ
るが、外方のリム及び蓋の内側中心孔壁はそれぞれベー
ス及びセンタリングロッドと液封による接続状態を保持
している。必要に応じて、静電吸引力が上方アクチュエ
ータ８５−Ｃから除去されたときに、スプリングバイア
ス手段がセンタリングアクチュエータロッド６５を引き
込ませるために用いられる。２０． 光学カプセルの設計 図１４に示すように、本実施例の光学モジュールまたは
カプセル９４は、対物レンズ９５または対物レンズと同
等な部材と、リモートオプトエレクトロニクスサーボ回
路９７に接続された２つまたは２つ以上の単一モード光
ファイバ９６と、からなる。
よって、センタリング・アクチュエータロッド６５はコ
ネクタベース７４に対して軸方向に移動することができ
るが、外方のリム及び蓋の内側中心孔壁はそれぞれベー
ス及びセンタリングロッドと液封による接続状態を保持
している。必要に応じて、静電吸引力が上方アクチュエ
ータ８５−Ｃから除去されたときに、スプリングバイア
ス手段がセンタリングアクチュエータロッド６５を引き
込ませるために用いられる。２０． 光学カプセルの設計 図１４に示すように、本実施例の光学モジュールまたは
カプセル９４は、対物レンズ９５または対物レンズと同
等な部材と、リモートオプトエレクトロニクスサーボ回
路９７に接続された２つまたは２つ以上の単一モード光
ファイバ９６と、からなる。
【００６６】対物レンズ９５は、好ましくは開口数（Ｎ
Ａ）がおよそ０．５から０．６までのモールド成形され
た非球面レンズである。対物レンズ９５の光軸は、ビデ
オディスク９９の外面９８と垂直であり、ディスクの情
報担持面１００に焦点を結ぶようになっている。２１． ピックアップの設計 図１５（Ａ）に本発明のピックアップ装置１０１の一実
施例を示す。このピックアップ装置１０１は、２つの軽
量且つ速応答性アクチュエータ８５を用い、ビデオディ
スク９９、その外面９８及び情報担持面１００に対して
配置されている。
Ａ）がおよそ０．５から０．６までのモールド成形され
た非球面レンズである。対物レンズ９５の光軸は、ビデ
オディスク９９の外面９８と垂直であり、ディスクの情
報担持面１００に焦点を結ぶようになっている。２１． ピックアップの設計 図１５（Ａ）に本発明のピックアップ装置１０１の一実
施例を示す。このピックアップ装置１０１は、２つの軽
量且つ速応答性アクチュエータ８５を用い、ビデオディ
スク９９、その外面９８及び情報担持面１００に対して
配置されている。
【００６７】ピックアップ装置１０１において、図１５
（Ａ）に示すように、対をなすプッシュプルアクチュエ
ータ８５−１及び８５−２の長軸は、みかけ上動線が一
緒であり、情報担持面１００の法線方向に対しそれぞれ
同一の角度をなして傾斜し、さらにディスク９９の情報
担持トラックに垂直な垂直面内に位置している。次に詳
細が明らかにされるが、この構造によって、ピックアッ
プ装置１０１に対して２軸偏倚、すなわち垂直方向であ
るフォーカス方向と半径方向のトラッキング方向との偏
倚を行うことができる。
（Ａ）に示すように、対をなすプッシュプルアクチュエ
ータ８５−１及び８５−２の長軸は、みかけ上動線が一
緒であり、情報担持面１００の法線方向に対しそれぞれ
同一の角度をなして傾斜し、さらにディスク９９の情報
担持トラックに垂直な垂直面内に位置している。次に詳
細が明らかにされるが、この構造によって、ピックアッ
プ装置１０１に対して２軸偏倚、すなわち垂直方向であ
るフォーカス方向と半径方向のトラッキング方向との偏
倚を行うことができる。
【００６８】図１５（Ａ）は、図１５（Ｂ）に示すよう
にディスクのスパイラル情報トラック１０２の接線方向
から見たディスクの断面図である。光学担持カプセル９
４は、アクチュエータ８５のセンタリング・アクチュエ
ータロッド６５から突出するカップリングワイヤ９３に
連結された接着手段によって、面１００に対して垂直に
且つ所定距離を介して吊設されてその側部が保持されて
いる。フレキシブルカップリングワイヤ９３の軸の突出
部は光学カプセル９４の質量中心１００と一致する。前
述したように、カップリングワイヤ９３は、センタリン
グ・アクチュエータロッド６５の孔６７を介してアクチ
ュエータ８５に同軸上で連結される。アクチュエータ８
５は情報担持面１００に対して４５度の角度で外部から
の手段によって保持されている。カップリングワイヤ９
３は、好ましくは長手方向に堅いながらも折曲に対する
コンプライアントを有する、細いピアノ線の短いセグメ
ントからなる。カップリングワイヤ９３は、スポット溶
接や適切な手段によって光学カプセル９４のハウジング
チューブ１０３に取り付けられている。
にディスクのスパイラル情報トラック１０２の接線方向
から見たディスクの断面図である。光学担持カプセル９
４は、アクチュエータ８５のセンタリング・アクチュエ
ータロッド６５から突出するカップリングワイヤ９３に
連結された接着手段によって、面１００に対して垂直に
且つ所定距離を介して吊設されてその側部が保持されて
いる。フレキシブルカップリングワイヤ９３の軸の突出
部は光学カプセル９４の質量中心１００と一致する。前
述したように、カップリングワイヤ９３は、センタリン
グ・アクチュエータロッド６５の孔６７を介してアクチ
ュエータ８５に同軸上で連結される。アクチュエータ８
５は情報担持面１００に対して４５度の角度で外部から
の手段によって保持されている。カップリングワイヤ９
３は、好ましくは長手方向に堅いながらも折曲に対する
コンプライアントを有する、細いピアノ線の短いセグメ
ントからなる。カップリングワイヤ９３は、スポット溶
接や適切な手段によって光学カプセル９４のハウジング
チューブ１０３に取り付けられている。
【００６９】図１６に、図１５のピックアップ装置１０
１の端面図を示す。この図１６は半径方向からビデオデ
ィスクの断面を見たものである。２つのアクチュエータ
のうち遠位のアクチュエータ８５−２は隠れて見えない
が、近位のアクチュエータ８５−１の装着タブ７６は、
図示せぬ搬送手段によって支持されている。２対の電気
ワイヤ１０４−１がアクチュエータ８５−１をリモート
制御電子回路９７に接続している。同一の対をなすワイ
ヤ１０４−２が図示せぬ遠位のアクチュエータをエレク
トロニクスアセンブリ９７に接続している。好ましい実
施例は、プリント回路基板の縁部に設けられたタブを有
し、このタブは単一のコネクタによってピックアップ装
着手段に接続されている。
１の端面図を示す。この図１６は半径方向からビデオデ
ィスクの断面を見たものである。２つのアクチュエータ
のうち遠位のアクチュエータ８５−２は隠れて見えない
が、近位のアクチュエータ８５−１の装着タブ７６は、
図示せぬ搬送手段によって支持されている。２対の電気
ワイヤ１０４−１がアクチュエータ８５−１をリモート
制御電子回路９７に接続している。同一の対をなすワイ
ヤ１０４−２が図示せぬ遠位のアクチュエータをエレク
トロニクスアセンブリ９７に接続している。好ましい実
施例は、プリント回路基板の縁部に設けられたタブを有
し、このタブは単一のコネクタによってピックアップ装
着手段に接続されている。
【００７０】図１６に示すように、光ファイバ９６が光
学カプセル９４から電子回路９７に伸長している。光フ
ァイバは、図示せぬ牽引リンクによって直線状に保持さ
れている。詳細を以下に示す。２２． 牽引リンクシステム 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、牽引リン
クアセンブリ１０５が次に説明する機能を備えるために
用いられる。
学カプセル９４から電子回路９７に伸長している。光フ
ァイバは、図示せぬ牽引リンクによって直線状に保持さ
れている。詳細を以下に示す。２２． 牽引リンクシステム 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、牽引リン
クアセンブリ１０５が次に説明する機能を備えるために
用いられる。
【００７１】（Ａ） 光学カプセル９４の位置の、ビデ
オディスクの情報担持面と平行な面内に、さらにディス
クの光路やトラックの接線方向への安定化、（Ｂ） 光
学カプセルの質量中心を中心とする軸でのねじり動作の
低減、（Ｃ） 光学カプセルからリモートオプトエレク
トロニクスまで光カップリングファイバ９６の直線的且
つ平坦な保持、及び（Ｄ） ビデオディスクシステムの
重力方向の影響の低減である。
オディスクの情報担持面と平行な面内に、さらにディス
クの光路やトラックの接線方向への安定化、（Ｂ） 光
学カプセルの質量中心を中心とする軸でのねじり動作の
低減、（Ｃ） 光学カプセルからリモートオプトエレク
トロニクスまで光カップリングファイバ９６の直線的且
つ平坦な保持、及び（Ｄ） ビデオディスクシステムの
重力方向の影響の低減である。
【００７２】牽引リンク１０５は、光学カプセル９４に
固着され、さらに図示せぬ搬送機構の適切な部材１０６
に蝶着されている。この適切な部材は、好ましくはねじ
れワイヤ１０８である。２３． 牽引リンクの設計 牽引リンク１０５は、好ましくは構造上閉じたセル発泡
材（structural, closed cell foam）にて形成され、平
衡手段１０９によってヒンジワイヤ１０８にトルクが作
用すること無く光学カプセル９４の質量と正確に平衡を
保つように構成されている。アクチュエータ８５によっ
て生じて光学カプセル９４に作用する力は他の手段によ
って補償される。２４． 牽引リンクの寸法 ねじりヒンジ１０８と光学カプセル９４との間の牽引リ
ンク１０５の長さは、許容される垂直方向からのカプセ
ルの光軸の傾斜角によって決められる。
固着され、さらに図示せぬ搬送機構の適切な部材１０６
に蝶着されている。この適切な部材は、好ましくはねじ
れワイヤ１０８である。２３． 牽引リンクの設計 牽引リンク１０５は、好ましくは構造上閉じたセル発泡
材（structural, closed cell foam）にて形成され、平
衡手段１０９によってヒンジワイヤ１０８にトルクが作
用すること無く光学カプセル９４の質量と正確に平衡を
保つように構成されている。アクチュエータ８５によっ
て生じて光学カプセル９４に作用する力は他の手段によ
って補償される。２４． 牽引リンクの寸法 ねじりヒンジ１０８と光学カプセル９４との間の牽引リ
ンク１０５の長さは、許容される垂直方向からのカプセ
ルの光軸の傾斜角によって決められる。
【００７３】
【数１】 但し、Ｌは長さ、１．５ｍｍは（垂直方向の最大値）／
（最大アクチュエータ移動距離）、
（最大アクチュエータ移動距離）、
【００７４】
【数２】 である。搬送機構の検討 ピックアップ装置を保持する搬送機構の機能は、時間積
分されたエラー平均ベースに亘って本発明の軽量且つ速
答性のピックアップを搬送することである。
分されたエラー平均ベースに亘って本発明の軽量且つ速
答性のピックアップを搬送することである。
【００７５】本発明の新規なピックアップ装置の軽量化
によって、外乱を受けている搬送機構に作用する応力が
低減される。故に、搬送機構は従来のものに比較すると
小さくさらに軽量となる。例えば、重い部材の替わりに
発泡部材によって形成された搬送機構が本発明のピック
アップ装置に用いられる。２５． ピックアップの動作特性 ａ． ４５度でのピックアップの長手方向の移動距離 図１５（Ａ）及び図１８を参照すると、ピックアップ装
置１０１の各アクチュエータ８５は、最大振幅１．５ｍ
ｍの光学カプセル９４の質量中心１１０に可撓性を有す
るワイヤ９３によってリンクされたセンタリング・アク
チュエータロッド６５によって連続的に制御される作動
範囲を有する。
によって、外乱を受けている搬送機構に作用する応力が
低減される。故に、搬送機構は従来のものに比較すると
小さくさらに軽量となる。例えば、重い部材の替わりに
発泡部材によって形成された搬送機構が本発明のピック
アップ装置に用いられる。２５． ピックアップの動作特性 ａ． ４５度でのピックアップの長手方向の移動距離 図１５（Ａ）及び図１８を参照すると、ピックアップ装
置１０１の各アクチュエータ８５は、最大振幅１．５ｍ
ｍの光学カプセル９４の質量中心１１０に可撓性を有す
るワイヤ９３によってリンクされたセンタリング・アク
チュエータロッド６５によって連続的に制御される作動
範囲を有する。
【００７６】ｂ． ピックアップの円弧状の作動範囲 図１９を参照すると、アクチュエータ８５−１の動作
は、光学カプセル９４の質量中心１１０にカップリング
ワイヤ９３−２が連結されたアクチュエータ８５−２の
動作の影響を受ける。例えばアクチュエータ８５−２
が、限界、すなわち
は、光学カプセル９４の質量中心１１０にカップリング
ワイヤ９３−２が連結されたアクチュエータ８５−２の
動作の影響を受ける。例えばアクチュエータ８５−２
が、限界、すなわち
【００７７】
【数３】 まで長手方向に縮んだ場合、アクチュエータ８５−１の
中心線は反時計回りに等しい長さの円弧に沿って引っ張
られる。また、アクチュエータ８５−１も限界まで縮ん
だ場合、センタリング・アクチュエータロッドの軸は次
に示す角度だけシフトする。
中心線は反時計回りに等しい長さの円弧に沿って引っ張
られる。また、アクチュエータ８５−１も限界まで縮ん
だ場合、センタリング・アクチュエータロッドの軸は次
に示す角度だけシフトする。
【００７８】
【数４】 この角度は、アクチュエータ８５−１及び８５−２の孔
へのセンタリング・アクチュエータロッド６５の緩嵌に
よって得られる。ｃ． ピックアップの再生範囲 図２０（Ａ）を参照すると、ピックアップの両アクチュ
エータが完全に収縮されるとＡ点が確定する。同様に、
両アクチュエータが完全に伸長したとき、Ｂ点が確定す
る。ＡＢ軸、すなわち１．５√２＝２．１ｍｍは、トラ
ッキング修正を行うことなく、ピックアップによって行
われるフォーカス修正の限界を表す。
へのセンタリング・アクチュエータロッド６５の緩嵌に
よって得られる。ｃ． ピックアップの再生範囲 図２０（Ａ）を参照すると、ピックアップの両アクチュ
エータが完全に収縮されるとＡ点が確定する。同様に、
両アクチュエータが完全に伸長したとき、Ｂ点が確定す
る。ＡＢ軸、すなわち１．５√２＝２．１ｍｍは、トラ
ッキング修正を行うことなく、ピックアップによって行
われるフォーカス修正の限界を表す。
【００７９】一方のアクチュエータが完全に収縮され且
つ他方のアクチュエータが完全に伸長されたとき、さら
にその逆でも良いが、ＣＤ軸はピックアップ装置１０１
によって行われるトラッキング修正の限界を表してい
る。ＣＤ軸の長さも１．５√２＝２．１ｍｍである。
１．６μｍのトラックピッチでは、この値は１，３００
本のトラックに相当する。図２０（Ａ）において、直径
Ｄ＝１．５ ｍｍの円１１１は、９００本以上トラック
に相当し、本実施例やピックアップ装置１０１によって
行われるフォーカス及びトラッキング修正の任意の組み
合わせによる限界を画定する。
つ他方のアクチュエータが完全に伸長されたとき、さら
にその逆でも良いが、ＣＤ軸はピックアップ装置１０１
によって行われるトラッキング修正の限界を表してい
る。ＣＤ軸の長さも１．５√２＝２．１ｍｍである。
１．６μｍのトラックピッチでは、この値は１，３００
本のトラックに相当する。図２０（Ａ）において、直径
Ｄ＝１．５ ｍｍの円１１１は、９００本以上トラック
に相当し、本実施例やピックアップ装置１０１によって
行われるフォーカス及びトラッキング修正の任意の組み
合わせによる限界を画定する。
【００８０】１８００ＲＰＭのディスク回転速度では、
９００トラックのトラッキングメンテナンス範囲は再生
時間の１／２分を表し、８０ＲＰＭの回転速度に対して
はメンテナンス時間はおよそ１１分となる。ｄ． ピックアップ再生の最悪事態 図２０（Ｂ）において、直径１．５ｍｍの円形再生範囲
１１１の中心１１２はビデオディスク９９の情報担持面
１００上にある。閉ループサーボ手段によって、中心１
１２は、フォーカシング及びトラッキングのために情報
担持面１００の正しい位置に保持される。ビデオディス
クシステムの振動や外乱に対し、加速度が比較的小さい
ために、ピックアップ装置１０１のアクチュエータ８５
に印加される低制御電圧がトラッキングポイント１１２
の所望の位置を保持するために必要となる。
９００トラックのトラッキングメンテナンス範囲は再生
時間の１／２分を表し、８０ＲＰＭの回転速度に対して
はメンテナンス時間はおよそ１１分となる。ｄ． ピックアップ再生の最悪事態 図２０（Ｂ）において、直径１．５ｍｍの円形再生範囲
１１１の中心１１２はビデオディスク９９の情報担持面
１００上にある。閉ループサーボ手段によって、中心１
１２は、フォーカシング及びトラッキングのために情報
担持面１００の正しい位置に保持される。ビデオディス
クシステムの振動や外乱に対し、加速度が比較的小さい
ために、ピックアップ装置１０１のアクチュエータ８５
に印加される低制御電圧がトラッキングポイント１１２
の所望の位置を保持するために必要となる。
【００８１】しかし、図２０（Ｃ）に示すようにさらに
厳しいケースでは、数百Ｇ（重力の１００倍）のショッ
クがビデオディスクシステムに作用すると、ピックアッ
プ搬送機構（図示せず）がビデオディスクに対する初期
の静止位置１１２から同じ速度で、例えば図示した４５
゜角度に移される。ピックアップの急速な応答が無けれ
ば、またはピックアップが閉ループ制御状態に無けれ
ば、ピックアップの焦点は仮想円１１１−１の中心、す
なわちポイント１１２−１に移され、フォーカシング及
びトラッキングが両方とも消失する。
厳しいケースでは、数百Ｇ（重力の１００倍）のショッ
クがビデオディスクシステムに作用すると、ピックアッ
プ搬送機構（図示せず）がビデオディスクに対する初期
の静止位置１１２から同じ速度で、例えば図示した４５
゜角度に移される。ピックアップの急速な応答が無けれ
ば、またはピックアップが閉ループ制御状態に無けれ
ば、ピックアップの焦点は仮想円１１１−１の中心、す
なわちポイント１１２−１に移され、フォーカシング及
びトラッキングが両方とも消失する。
【００８２】搬送機構の位置的な脱線が１００Ｇの加速
度までで
度までで
【００８３】
【数５】 を越えなければ、再生範囲またはピックアップ装置１０
１は越えることはない。次に、ピックアップがかなり軽
量であるために、サーボ制御されたピックアップによっ
て決められる焦点は、ビデオディスクの情報担持トラッ
クの連続したフォーカシング及びトラッキングを保つ。２６． ３軸ピックアップ ピックアップ装置１０１は、フォーカシング及びトラッ
キングにそれぞれ対応する半径方向すなわちＸ軸、及び
垂直方向すなわちＺ軸の衝撃を補償する。さらに接線方
向すなわちＹ軸の衝撃補償がピックアップに組み込まれ
た場合、図１７（Ｂ）に示すように、牽引リンクの長軸
と平行な動線を有する第３のアクチュエータを牽引リン
ク１０５内に配置する方法がある。好ましくは、図２１
乃至図２３に示す本発明の他の実施例１２１は、３軸偏
倚を行うために用いられる。図２１に示すように、３軸
ピックアップ装置１２１は、３つの変換器１２２−Ａ,
１２２−Ｂ及び１２２−Ｃを有する。これらの変換器
は、図示せぬ搬送機構によって１２０度毎に保持され、
頑丈なワイヤ１２４Ａ, １２４Ｂ及び１２４Ｃ手段によ
って光学カプセル１２２に一緒に接続されている。図２
３に示すように、各変換器１２２は装着タブ７６によっ
て保持され、ビデオディスク１１９の情報担持面に対し
て４５度の角度で搬送機構（図示せず）のアーム１２５
に固着されている。
１は越えることはない。次に、ピックアップがかなり軽
量であるために、サーボ制御されたピックアップによっ
て決められる焦点は、ビデオディスクの情報担持トラッ
クの連続したフォーカシング及びトラッキングを保つ。２６． ３軸ピックアップ ピックアップ装置１０１は、フォーカシング及びトラッ
キングにそれぞれ対応する半径方向すなわちＸ軸、及び
垂直方向すなわちＺ軸の衝撃を補償する。さらに接線方
向すなわちＹ軸の衝撃補償がピックアップに組み込まれ
た場合、図１７（Ｂ）に示すように、牽引リンクの長軸
と平行な動線を有する第３のアクチュエータを牽引リン
ク１０５内に配置する方法がある。好ましくは、図２１
乃至図２３に示す本発明の他の実施例１２１は、３軸偏
倚を行うために用いられる。図２１に示すように、３軸
ピックアップ装置１２１は、３つの変換器１２２−Ａ,
１２２−Ｂ及び１２２−Ｃを有する。これらの変換器
は、図示せぬ搬送機構によって１２０度毎に保持され、
頑丈なワイヤ１２４Ａ, １２４Ｂ及び１２４Ｃ手段によ
って光学カプセル１２２に一緒に接続されている。図２
３に示すように、各変換器１２２は装着タブ７６によっ
て保持され、ビデオディスク１１９の情報担持面に対し
て４５度の角度で搬送機構（図示せず）のアーム１２５
に固着されている。
【００８４】ピックアップ１２１の全ての軸の３次元的
な位置関係は図２２によって明らかにされる。２軸、す
なわち２つの変換器ピックアップのＸ−Ｙの連結によっ
て、ビデオディスクの情報担持層に垂直でその中心に位
置する円形の面として図２０（Ｃ）に示された衝撃補償
は、同様に配置された球によって記載された衝撃補償範
囲に変換される。
な位置関係は図２２によって明らかにされる。２軸、す
なわち２つの変換器ピックアップのＸ−Ｙの連結によっ
て、ビデオディスクの情報担持層に垂直でその中心に位
置する円形の面として図２０（Ｃ）に示された衝撃補償
は、同様に配置された球によって記載された衝撃補償範
囲に変換される。
【００８５】ビデオディスクの回転速度の外乱から生じ
た時間ベースエラーは、３軸ピックアップによる通常の
再生の間にＹ軸に沿って修正される。上述のピックアッ
プ装置１０１及びピックアップ装置１２１にて用いられ
る新規なアクチュエータは、他のタイプの電気歪や磁気
歪による線形アクチュエータを用いることもできる。
た時間ベースエラーは、３軸ピックアップによる通常の
再生の間にＹ軸に沿って修正される。上述のピックアッ
プ装置１０１及びピックアップ装置１２１にて用いられ
る新規なアクチュエータは、他のタイプの電気歪や磁気
歪による線形アクチュエータを用いることもできる。
【図１】本発明のアクチュエータにて用いられる帯電し
た１対のディスクまたはウエハの構成図である。
た１対のディスクまたはウエハの構成図である。
【図２】本発明のアクチュエータにて用いられる容量性
セルの斜視図である。
セルの斜視図である。
【図３】図２のセルにて用いられるウエハの上面図であ
る。
る。
【図４】図３に示すタイプの１対のウエハのうち一方が
９０度回転されたウエハの上面図である。
９０度回転されたウエハの上面図である。
【図５】スタックを形成するためにウエハと一体のスペ
ーサロッド及びセンタリングロッドを示す図４と同様な
ウエハの上面図である。
ーサロッド及びセンタリングロッドを示す図４と同様な
ウエハの上面図である。
【図６】図５に示す構造の一部切り欠き立面図である。
【図７】（Ａ）は図６の構造に締結される端部キャップ
を示す図６と同様な一部切り欠き立面図であり、（Ｂ）
は（Ａ）に示す端部キャップの拡大立面図である。
を示す図６と同様な一部切り欠き立面図であり、（Ｂ）
は（Ａ）に示す端部キャップの拡大立面図である。
【図８】図６の装置の一部を構成する弾性ハウジングの
正面図である。
正面図である。
【図９】（Ａ）は図５に示すウエハスタックに接続され
て用いられるコネクタベースの底面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）のコネクタベースの側面図である。
て用いられるコネクタベースの底面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）のコネクタベースの側面図である。
【図１０】図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すコネクタベース
に結合されるブラインドウエハスタックの側面図であ
る。
に結合されるブラインドウエハスタックの側面図であ
る。
【図１１】図１０のブラインドウエハスタックが同一構
造で反転された第２ブラインドウエハスタックに連結さ
れて形成されたアクチュエータの側面図である。
造で反転された第２ブラインドウエハスタックに連結さ
れて形成されたアクチュエータの側面図である。
【図１２】誘電性流体で充填された図１１のアクチュエ
ータの側面図である。
ータの側面図である。
【図１３】（Ａ）は図１２に示すタイプのアクチュエー
タの完成した状態での側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に
示すアクチュエータの底面図である。
タの完成した状態での側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に
示すアクチュエータの底面図である。
【図１４】本発明のピックアップ装置に用いられる光学
モジュール及び関連する光学素子の側面図である。
モジュール及び関連する光学素子の側面図である。
【図１５】（Ａ）は図１３に示す２つのアクチュエータ
及び図１４に示す光学モジュール及び関連する光学素子
を用いた本発明のピックアップ装置の正面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）に示す構造の上面図である。
及び図１４に示す光学モジュール及び関連する光学素子
を用いた本発明のピックアップ装置の正面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）に示す構造の上面図である。
【図１６】図１５に示すピックアップ装置の側面図であ
る。
る。
【図１７】（Ａ）は図１５の装置にて用いられる光学モ
ジュールを支持するために用いられる牽引リンクビーム
装置の側面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示す装置の上面
図である。
ジュールを支持するために用いられる牽引リンクビーム
装置の側面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示す装置の上面
図である。
【図１８】図１５の装置のアクチュエータの１つの長手
方向の動線を示す図である。
方向の動線を示す図である。
【図１９】図１８に示す２つのアクチュエータの連結動
作を示す図である。
作を示す図である。
【図２０】（Ａ）は図１５のピックアップ装置の移動範
囲を示す図であり、（Ｂ）はビデオディスクのトラッキ
ングポイントの中心に配置された移動範囲を示し、
（Ｃ）はトラッキングポイントから偏倚した移動範囲を
示す。
囲を示す図であり、（Ｂ）はビデオディスクのトラッキ
ングポイントの中心に配置された移動範囲を示し、
（Ｃ）はトラッキングポイントから偏倚した移動範囲を
示す。
【図２１】３軸方向にピックアップを偏倚させるために
３つのアクチュエータが用いられる本発明のピックアッ
プ装置の他の構成を示す上面図である。
３つのアクチュエータが用いられる本発明のピックアッ
プ装置の他の構成を示す上面図である。
【図２２】図２１に示すピックアップ装置の正面図であ
る。
る。
【図２３】搬送機構にアクチュエータを固定する方法を
示すとともに図２１に示すピックアップ装置を示す正面
図である。
示すとともに図２１に示すピックアップ装置を示す正面
図である。
５０ ディスク ５１ 誘電性部材 ５２ ウエハ ５４ クリアランススロット ５８ ピンチスロット ６３ 容量性アクチュエータセル ６４ スタック ６６ スペーサロッド ６９ 端部キャップ ７１ ハウジング ７４ コネクタベース ８５ アクチュエータ
Claims (29)
- 【請求項１】 電気信号に反応して線形の力を生成する
線形アクチュエータであって、 誘電性部材を含み細長く可撓性を有するハウジングと、互 いに平行に横方向に配置されて対をなし間に誘電性流
体が介在する薄い電極と、前記電極を互いに平行に保持
しつつ前記電極間の軸方向の運動を可能とする保持手段
と、を各々が有し、前記ハウジング内で長手方向に間隔
を開けた位置に配置され且つ積層された（ｓｔａｃｋｅ
ｄ）複数の容量性アクチュエータセルと、 前記電極に電荷（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｈａｒｇ
ｅ）を誘導して前記電極間に軸方向の静電気力を生成す
る静電気力生成手段と、 前記電極の軸方向の運動を外力作用部材に連結する連結
手段と、 を有し、前記容量性アクチュエータセルの前記電極には
厚み方向に貫通孔が形成され、故に前記電極を横切って
流れる前記誘電性流体のパスを形成することを特徴とす
る線形アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記容量性アクチュエータセルは、前記
アクチュエータの長軸に対して同心円上に配置されるこ
とを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。 - 【請求項３】 前記セルの前記電極は、中央部に同軸の
貫通孔を有し平面図が正多角形であることを特徴とする
請求項２記載のアクチュエータ。 - 【請求項４】 前記電極は円形のディスクであることを
特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。 - 【請求項５】 前記連結手段は、 前記ハウジングの第１横方向端部を封止するシールド液
封端部キャップと、 前記シールド端部キャップに取り付けられるとともに前
記電極の中心同軸貫通孔内に摺動自在に挿通され且つ前
記ハウジングを貫通して延在する細長いアクチュエータ
ロッドと、前 記アクチュエータロッドを挿通せしめながらも前記ロ
ッドとの液封接合を保持する中心同軸貫通孔と、前記ロ
ッドの軸方向の運動を許容する手段と、を有し、前記ハ
ウジングの第２横方向端部を封止する孔開き端部キャッ
プと、 からなることを特徴とする請求項１記載のアクチュエー
タ。 - 【請求項６】 前記端部キャップは、周縁部と中心部と
の間で軸方向の変位を許容する可撓性部材からなること
を特徴とする請求項５記載のアクチュエータ。 - 【請求項７】 前記端部キャップは、周縁部に対する中
心部の軸方向の変位の容易さを増大せしめるように同心
円上に配置された環形の波形を有することを特徴とする
請求項６記載のアクチュエータ。 - 【請求項８】 前記保持手段は、奇数番号が付されて長手方向に配置され、且つ奇数番号
が付されたディスク状電極の各々に連結される細長いス
ペーサロッドの少なくとも１つと 、偶数番号が付されて長年方向に配置され、且つ偶数番号
が付されたディスク状電極の各々に連結される細長いス
ペーサロッドの少なくとも１つと 、 電気的非接触状態にて前記奇数番号が付されたスペーサ
ロッドを摺動自在に収容し且つ偶数番号が付されたディ
スク状電極の各々を貫通する第１開口手段と、 電気的非接触状態にて前記偶数番号が付されたスペーサ
ロッドを摺動自在に収容し且つ奇数番号が付されたディ
スク状電極の各々を貫通する第２開口手段とからなるこ
とを特徴とする請求項５記載のアクチュエータ。 - 【請求項９】 前記スペーサロッドは、長手方向に変形
可能であることを特徴とする請求項８記載のアクチュエ
ータ。 - 【請求項１０】 前記スペーサロッドは、長手方向に弾
発的に（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔｌｙ）変形可能であること
を特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。 - 【請求項１１】 前記スペーサロッドは、長手方向にゴ
ム状に（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ）変形可能であること
を特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。 - 【請求項１２】 前記スペーサロッドは、エラストマ材
料（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）から
なることを特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。 - 【請求項１３】 前記保持手段は、長手方向に配置されるとともに直径方向に対向する位置
にて前記奇数番号が付されたディスク状電極の各々に連
結され、少なくとも一方が導電性を有して前記奇数番号
が付された電極の各々と電気的接触状態にある第１の細
長い スペーサロッド対と、長手方向に配置されるとともに直径方向に対向する位置
にて前記偶数番号が付されたディスク状電極の各々に連
結され、前記第１のロッド対の周囲に配置され、少なく
とも一方が導電性を有して前記偶数番号が付された電極
の各々と電気的接触状態にあるが前記奇数番号が付され
た電極とは電気的に絶縁されている第２の スペーサロッ
ド対と、 をさらに有することを特徴とする請求項１記載のアクチ
ュエータ。 - 【請求項１４】 前記静電気力生成手段は、前記導電性
スペーサロッドと、前記導電性スペーサロッドと接触し
て外部の電圧源に電気的に接続される電気端子と、から
なることを特徴とする請求項１記載の線形アクチュエー
タ。 - 【請求項１５】 前記ハウジングは、ほぼ円筒形状を有
することを特徴とする請求項１記載の線形アクチュエー
タ。 - 【請求項１６】 前記ハウジングの外側円筒壁面は、長
手方向に波形が付された構造を有し、前記構造は、半径
方向内側に突出する窪み部と交互に長手方向に間隔を開
けて配置され且つ半径方向外側に突出する環形のフラン
ジの複数からなることを特徴とする請求項１５記載の線
形アクチュエータ。 - 【請求項１７】 電気信号に反応して軸方向の双方向に
対して力を作用させる線形アクチュエータであって、第１プッシュアクチュエータスタックアセンブリと、 第２プルアクチュエータスタックアセンブリとからな
り、 前記第１プッシュアクチュエータスタックアセンブリ
は、 流体を含むように形成され且つ一端部を封止する第１横
方向端部キャップを有する可撓性を有する細長い液封ハ
ウジングと、互 いに平行に横方向に配置されて間に誘電性流体が介在
するとともに各々には厚み方向に貫通する貫通孔が形成
されて誘電性流体が流れるようになっている薄い導電性
ウエハ対と、前記ウエハを軸方向に直線的に配列された
状態に保持するとともに前記ウエハ間での軸方向の運動
を許容する保持手段と、を各々が有し、前記ハウジング
内で長手方向に間隔を開けた位置にてスタックされる複
数の容量性アクチュエータセルと、 前記ウエハに電荷（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｈａｒｇ
ｅ）を誘導して隣接するウエハ間に軸方向の吸着静電気
力を生成する静電気力生成手段と、 前記スタックアセンブリを長手方向に挿通して配置さ
れ、前記スタックアセンブリの第１端部にて前記第１横
方向端部キャップに連結されて前記ハウジングの第２横
方向端部及び前記プッシュスタックアセンブリを貫通し
て長手方向に突き出す細長いアクチュエータロッドと、 前記ハウジングの第２横方向端部に気密に接続されると
ともに前記第２横方向端部を突き出る前記アクチュエー
タロッドに気密に結合され、前記ハウジングに対する前
記アクチュエータロッドの軸方向の運動を許容する第２
横方向端部キャップと、 からなり 、 前記第２プルアクチュエータスタックアセンブリは、前
記第１プッシュアクチュエータスタックアセンブリと鏡
面対称であるとともに前記第１プッシュアクチュエータ
スタックアセンブリと背中合わせで長手方向にアライメ
ントされ、さらに前記箪１アクチュエータスタックの前
記第１横方向端部キャップに接合される第２横方向端部
キャップを有し、 前記アクチュエータロッドは前記第２アクチュエータス
タックアセンブリ及び前記第２アクチュエータスタック
の前記第１端部キャップを貫通して長手方向に突出する
とともに前記第２アクチュエータスタックアセンブリに
気密に接合され、 前記第１プッシュアクチュエータスタックの隣接するウ
エハ間に電圧が印加されると、前記第１アクチュエータ
スタックは長手方向に収縮されるとともに前記アクチュ
エータロッドが前記第１及び第２アクチュエータの間の
接合部に対して外側に向けて伸長され、 前記第２プルアクチュエータスタックの隣接するウエハ
間に電圧が印加されると、前記第２アクチュエータスタ
ックが長手方向に収縮されるとともに前記アクチュエー
タロッドの端部が前記第１及び第２アクチュエータスタ
ックの間の前記接合部に向けて内側に引き入れられるこ
とを特徴とする線形アクチュエータ。 - 【請求項１８】 前記第１及び第２アクチュエータスタ
ックアセンブリにおいて、前記保持手段は、 前記ウエハの各々の円周部の直径方向に対向する位置か
ら内側に向けて半径方向に延在して直径方向に対向する
第１のピンチスロット対と、円周方向において前記第１のピンチスロット対とは９０
度離れた位置で前記ウエハの各々の円周部の直径方向に
対向する位置から半径方向内側に延在して直径方向に対
向するほぼ矩形形状の第２の クリアランススロット対
と、 奇 数番号が付されたウエハの前記ピンチスロットに嵌合
され且つ長手方向に配 置された細長い第１の弾性スペーサロッド対と、 偶数番号が付されたウエハの前記ピンチスロットに嵌合
され且つ長手方向に配置された細長い第２のスペーサロ
ッド対と、 からなり、 前記クリアランススロットは前記ピンチスロットよりも
大なる幅を有し、 各容量性アクチュエータセルは互いに９０度ずれて向き
が決められた前記スロットウエハの対からなり、 奇数番号が付されたウエハの前記ピンチスロット対は偶
数審号が付されたウエハの前記クリアランススロットと
軸方向にアライメントされ 、前記第１のスペーサロッド対の少なくとも一方は導電性
を有して前記奇数番号が付されたウエハの各々と電気的
接触状態にあり、 前記第１のスペーサロッド対は、前記偶数番号が付され
たウエハとは電気的非接触状態にて前記偶数番号が付さ
れたウエハの前記クリアランススロット内を軸方向に可
動であり 、前記第２のスペーサロッド対の少なくとも一方は、導電
性を有して前記偶数番号が付されたウエハの各々と電気
的接触状態にあり、 前記第２のスペーサロッド対は前記第１のスペーサロッ
ド対とは円周方向にて９０度離れた位置に配置されて、
前記奇数番号が付されたウエハとは電気的非接触状態に
て前記奇数番号が付されたウエハの前記クリアランスス
ロット内を軸方向に可動である ことを特徴とする請求項
１７記載の線形アクチュエータ。 - 【請求項１９】 前記第１及び第２アクチュエータスタ
ックアセンブリの前記導電性スペーサロッドは、導電性
エラストマからなることを特徴とする請求項１８記載の
線形アクチュエータ。 - 【請求項２０】 前記第１及び第２アクチュエータスタ
ックアセンブリの前記ハウジングの各々は、可撓性部材
からなる円筒形状の細長いチューブであることを特徴と
する請求項１９記載の線形アクチュエータ。 - 【請求項２１】 前記ハウジングの外側円筒壁面は、長
手方向に波形が付された構造を有し、前記構造は、半径
方向内側に突出する環形の複数のくびれの間に交互に配
置されるとともに長手方向に間隔を開けて半径方向外側
に突出する環形の複数のフランジを有することを特徴と
する請求項２０記載の線形２アクチュエータ。 - 【請求項２２】 光学モジュールを面に対して垂直にま
たは前記面と平行に選択的に移動せしめる２軸アクチュ
エータであって、 前記光学モジュールに連結され、動線が前記面に対して
傾斜した方向を向いている第１双方向線形アクチュエー
タと、 前記光学モジュールに連結され、動線が前記面の法線と
前記第１双方向線形アクチュエータの前記動線との両方
に対して角度をもって前記第１双方向線形アクチュエー
タの前記動線と交差する第２線形アクチュエータと、からなり、 前記第１及び第２双方向線形アクチュエータの各々は、 可撓性を有し細長い筒状の第１ハウジングと、前記ハウ
ジングに固着された前記ハウジングの第１横方向端部壁
と、前記ハウジングの中を長手方向に伸長して前記筒状
ハウジングの第２横方向端部壁及び前記筒状ハウジング
の第２横方向端部壁に取り付けられた装着ベース部材を
貫通して突出する細長いアクチュエータロッドと、前記
筒状ハウジングの長さを矩縮する時に第１外部指令信号
に応答して前記第１横方向端部壁を前記第２横方向端部
壁及び前記装着ベースに近接するように移動せしめると
ともに前記アクチュエータロッドを前記装着ベースから
さらに外側に向けて伸長せしめる第１応答手段と、を有
する第１単方向線形アクチュエータと、 前記第１線形アクチュエータと構成及び動作がほぼ同様
であって前記第１単方 向線形アクチュエータと長手方向
に直線状に配列され、装着ベースに取り付けられた第２
横方向壁と、可撓性を有する第１横方向単部壁と、を有
し、前記アクチュエータロッドが前記第１横方向端部壁
を貫通して外側に突出する自由端部を有するとともに前
記第１横方向端部壁に連結され、筒状ハウジングの長さ
を短縮する際に第２外部指令信号に応答して前記第２単
方向線形アクチュエータの前記第１横方向端部壁を前記
装着ベースに近接するように移動せしめるとともに前記
アクチュエータロッドを前記ベースに向けて内方に引き
入れせしめる第２応答手段をさらに有する第２単方向線
形アクチュエータと、 からなり、 前記双方向アクチュエータに第１及び第２指令信号を交
互に与えると、前記アクチュエータの前記自由端部は前
記アクチュエータロッドの前記自由端部に機械的に連結
された物体に押力と引力とを交互に作用させる ことを特
徴とする２軸アクチュエータ。 - 【請求項２３】 前記応答手段の少なくとも１つは、長
手方向を向く圧縮力を生成する際に電極間の電位差に反
応する容量性力変換器であることを特徴とする請求項２
２記載のアクチュエータ。 - 【請求項２４】 前記容量性力生成器は、前記ハウジン
グに連結されるとともに平行で長手方向に離間した位置
に保持され且つ各々が隣接するものとは電気的に絶縁さ
れている複数の薄い導電性ウエハと、前記ウエハの隣接
するもの同士に電圧を印加する電圧印加手段と、からな
り、前記ウエハ上の静電電荷（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔ
ｉｃ ｃｈａｒｇｅ）によって前記筒状ハウジングを短
縮させる静電吸着力が生じることを特徴とする請求項２
３記載のアクチュエータ。 - 【請求項２５】 前記導電性ウエハ間の間隙は誘電性流
体にて充填されることを特徴とする請求項２４記載のア
クチュエータ。 - 【請求項２６】 前記ウエハには厚み方向に貫通する貫
通孔が形成されて前記誘電性流体が軸方向に流れること
ができるようにしていることを特徴とする請求項２５記
載のアクチュエータ。 - 【請求項２７】 前記ウエハは、長手方向に配置され且
つ弾性を有する細長いスペーサロッドによって長手方向
に間隔を開けた位置に保持されることを特徴とする請求
項２４記載のアクチュエータ。 - 【請求項２８】 光学モジュールを面の法線方向にまた
は前記面内の２つの直交する方向に選択的に移動せしめ
る３軸アクチュエータであって、 前記光学モジュールに連結され、第１動線は前記光学モ
ジュールを経て前記面まで達する法線に対して第１傾斜
角度に傾斜され、前記第１動線及び前記法線が前記面に
対する第１垂直面を画定する第１線形アクチュエータ
と、 前記光学モジュールに連結され、第２動線が前記法線に
対して第２傾斜角度に傾斜され、前記第２動線及び前記
法線が前記面に対する第２垂直面を画定する第２線形ア
クチュエータと、 前記光学モジュールに連結され、第３動線は前記法線に
対して第３傾斜角度に傾斜され、前記第３動線及び前記
法線が前記面に対する第３垂直面を画定する第３線形ア
クチュエータと、からなり、 前記線形アクチュエータの少なくとも１つは双方向線形
アクチュエータからなり、前記双方向線形アクチュエー
タは背中合わせに連結された２つの長手方向に直練状に
配置された単方向線形アクチュエータからなり、 前記双方向線形アクチュエータは、さらに、 細長く可撓性を有し筒状の第１ハウジングと、前記ハウ
ジングに取り付けられた前記ハウジングの第１横方向端
部壁と、前記ハウジング内を長手方向に伸長するととも
に前記筒状ハウジングの第２横方向端部壁を経て前記筒
状ハウジン グの前記第２横方向端部壁に取り付けられた
装着ベース部材を貫通して突出する細長いアクチュエー
タロッドと、前記筒状ハウジングの長さを短縮する時に
第１外部指令信号に応答して前記第１横方向端部壁を前
記第２横方向端部壁及び前記装着ベースに近接するよう
に移動せしめるとともに前記アクチュエータロッドを前
記装着ベースからさらに外側に向けて伸長せしめる第１
応答手段と、を有する第１単方向線形アクチュエータ
と、 前記第１線形アクチュエータと構成及び動作がほぼ同様
であって前記第１単方向線形アクチュエータと長手方向
に直線状に配列され、前記装着ベースに装着される第２
横方向壁と、可撓性を有する第１横方向端部壁とを有
し、前記アクチ ュエータロッドが前記第１横方向端部壁
から外側に突出する自由端部を有するとともに前記第１
横方向端部壁に連結され、筒状ハウジングの長さを短縮
する時に第２外部指令信号に応答して前記第２単方向線
形アクチュエータの前記第１横方向端部壁を前記装着ベ
ースに近接するように移動せしめるとともに前記アクチ
ュエータロッドを前記ベースに向けて内方に引っ込めせ
しめる第２応答手段をさらに有する第２単方向線形アク
チュエータと 、を有し、 前記双方向アクチュエータに第１及び第２指令信号を交
互に与えると、前記アクチュエータロッドの前記自由端
部は、前記アクチュエータロッドの前記自由端部に機械
的に連結された物体に押力及び引力を交互に作用せしめ
る ことを特徴とする３軸アクチュエータ。 - 【請求項２９】 前記第１、第２及び第３垂直面は円周
上に等しい角度で間隔を開けて配置されることを特徴と
する請求項２８記載の３軸アクチュエータ。
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