JPH0612687A - Biaxial actuator - Google Patents

Biaxial actuator

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Publication number
JPH0612687A
JPH0612687A JP17244192A JP17244192A JPH0612687A JP H0612687 A JPH0612687 A JP H0612687A JP 17244192 A JP17244192 A JP 17244192A JP 17244192 A JP17244192 A JP 17244192A JP H0612687 A JPH0612687 A JP H0612687A
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JP
Japan
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magnetic
cube
biaxial actuator
holder
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP17244192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Obara
隆 小原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0612687A publication Critical patent/JPH0612687A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance mechanical rigidity and to execute driving control always stably up to a high band by combining a cube holder, supporting mechanism and driving mechanism. CONSTITUTION:A corner cube 10 is fixed and held to the cube holder 11 and a moving body 15 is fixed onto a base 17 by means of 4 pieces of supporting wires 16 and is constituted as to be freely movable in X-X' and Y-Y' directions. The wires 16 consisting of viscoelastic members 19, 20 constitute the supporting mechanism. Magnetic fluid 25 is provided between the surfaces of yokes 24a, 24b on the side facing driving coils 12, 13 and the surface of the holder 11 fixed with the coils 12, 13. The magnetic flux from the yoke 24b passes one side of the coil 12, then passes a plate 14 consisting of a magnetic material having a high magnetic permeability and enters the inside of the plane of the yoke 24a through the other one side of the coil 12. Electromagnetic force is acted in the X-X' and Y-Y' directions by energizing the coils 12, 13 from their terminals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ヘッド、精密X−Y
ステージ、半導体マスクアナライザ等の分野において、
ミラー或いはコーナーキューブ等を2軸駆動するアクチ
ュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an optical head, precision XY
In fields such as stages and semiconductor mask analyzers,
The present invention relates to an actuator that biaxially drives a mirror or a corner cube.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光軸制御装置等に用いられている
アクチュエータとしては、光軸調整用の部材にレンズを
用いるのか或いはコーナーキューブを用いるのかによっ
てその制御機構が異なり、例えば、特開平1−1502
37号公報や実開平1−133222号公報に開示され
ているものがある。その一般的な構成としては、レンズ
又はコーナーキューブを保持する保持部材と、この保持
部材を板バネやコイルバネ等で支持する支持機構と、こ
の支持機構を駆動制御するコイル及び磁気回路から構成
された駆動機構とよりなっている。この場合、外部より
コイルに通電することにより発生する電磁力によって、
保持部材を所望の位置に変位させるいわゆるボイスコイ
ル機構で構成されている。このような駆動機構に用いら
れる磁気回路の構成としては、一般に保持部材に巻回さ
れたコイルをその磁気ギャップ中に配置し、その永久磁
石の磁極面と継鉄面或いは異なる磁極面を対向としてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an actuator used in an optical axis control device or the like has a different control mechanism depending on whether a lens or a corner cube is used as a member for adjusting an optical axis. -1502
There are some disclosed in Japanese Patent No. 37 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-133222. The general structure is composed of a holding member for holding the lens or the corner cube, a support mechanism for supporting the holding member with a leaf spring, a coil spring, or the like, and a coil and a magnetic circuit for driving and controlling the support mechanism. It consists of a drive mechanism. In this case, the electromagnetic force generated by energizing the coil from the outside
It is configured by a so-called voice coil mechanism that displaces the holding member to a desired position. The magnetic circuit used in such a drive mechanism generally has a coil wound around a holding member disposed in the magnetic gap, and the magnetic pole surface of the permanent magnet and a yoke surface or a different magnetic pole surface are opposed to each other. There is.

【0003】図8は、コーナーキューブを用いて光軸制
御を行う機構の具体例を示したものである。レーザ出射
光はリレーレンズ1、コリメートレンズ2を透過してミ
ラー3により反射され、コーナーキューブ4により反射
された後、λ/4板5を透過して偏光ビームスプリッタ
6により透過又は反射される。透過光は4分割受光素子
7に検出されて光軸制御用のビームとして用いられ、反
射光は光軸制御後の出射用ビームとして用いられる。
FIG. 8 shows a concrete example of a mechanism for controlling an optical axis by using a corner cube. The laser emission light passes through the relay lens 1 and the collimator lens 2, is reflected by the mirror 3, is reflected by the corner cube 4, is transmitted through the λ / 4 plate 5, and is transmitted or reflected by the polarization beam splitter 6. The transmitted light is detected by the four-division light receiving element 7 and used as a beam for controlling the optical axis, and the reflected light is used as a beam for emission after controlling the optical axis.

【0004】この場合、実線で示したレーザ出射光が一
点鎖線のように光軸ズレしたような場合、その光軸ズレ
を4分割受光素子7が検出し、これによりその光軸ズレ
に見合った量だけコーナーキューブ4を矢印に示す方向
(ここでは、左側の方向の点線で示す位置)に移動させ
る。これにより、偏光ビームスプリッタ6により反射さ
れた光は、光軸制御されたレーザ光として用いることが
できる。
In this case, when the laser emission light shown by the solid line is displaced along the optical axis as shown by the alternate long and short dash line, the optical axis shift is detected by the four-division light receiving element 7, and the optical axis shift is matched accordingly. The corner cube 4 is moved by the amount in the direction indicated by the arrow (here, the position indicated by the dotted line in the left direction). Accordingly, the light reflected by the polarization beam splitter 6 can be used as laser light whose optical axis is controlled.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来における磁気回路
の磁気ギャップの幅gは、駆動効率を良くするために非
常に狭く設けている。これに伴い、レンズ或いはコーナ
ーキューブの保持部材に巻回されるコイル部分の部材厚
みは非常に薄く、0.5mm以下程度となり、これによ
り機械的剛性が低くなる。このため、図9の振動特性に
示すように、部材共振を起こし、10KHz近傍から位
相曲線8(9はゲイン曲線)が位相遅れ(P点以降)を
生じ始める。この位相遅れを生じた状態で制御系に組み
込んだ場合、高域で位相が遅れるため高帯域まで安定し
た制御ができなくなり、これにより制御精度の低下を生
じ、最悪の場合は発振現象を伴って制御不能となる場合
がある。
The width g of the magnetic gap of the conventional magnetic circuit is set to be very narrow in order to improve the driving efficiency. Along with this, the member thickness of the coil portion wound around the holding member of the lens or the corner cube is very thin, about 0.5 mm or less, which lowers the mechanical rigidity. Therefore, as shown in the vibration characteristics of FIG. 9, member resonance occurs, and the phase curve 8 (9 is a gain curve) begins to cause a phase delay (after point P) near 10 KHz. If this phase lag is incorporated into the control system, the phase will be delayed in the high frequency range, and stable control up to the high frequency band will not be possible.This will result in a decrease in control accuracy and, in the worst case, an oscillation phenomenon. It may be out of control.

【0006】また、支持機構として、コイルバネ或いは
板バネ等を用いた場合、数KHz程度でコイル部分が自
由振動を始めるサージング現象を伴い、また、板バネ等
の場合は高次モードの振動を生じ、図9に示すQ点部分
のように、位相曲線8に乱れを生じる。この乱れの部分
に連続的な動作信号が印加されると、前述した場合と同
様に、制御系が発振してしまい、制御不能となってしま
う。
When a coil spring or a leaf spring is used as the support mechanism, a surging phenomenon occurs in which the coil portion starts free vibration at several KHz, and in the case of a leaf spring, higher-order mode vibration occurs. , The phase curve 8 is disturbed as shown by the point Q in FIG. When a continuous operation signal is applied to this disturbed portion, the control system oscillates and becomes uncontrollable as in the case described above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、レーザビームを一定の光軸に維持するコーナーキュ
ーブを保持するキューブホルダーと、このキューブホル
ダーを支持する4本の支持ワイヤーからなる支持機構
と、前記キューブホルダーの各側面に固定され光軸と平
行に対向する2辺をもち平板状でかつ矩形断面を有する
駆動コイルとこの駆動コイルの対向する2辺に互いに逆
向きの磁束を付与すべく前記駆動コイルに対向配置され
た磁気回路とを有する駆動機構とよって2軸アクチュエ
ータを構成するようにした。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a support comprising a cube holder for holding a corner cube for maintaining a laser beam on a constant optical axis and four support wires for supporting the cube holder. A mechanism, a drive coil fixed to each side surface of the cube holder and having two sides facing in parallel to the optical axis and having a flat plate shape and a rectangular cross section, and magnetic fluxes opposite to each other are given to the two sides facing each other In order to do so, a biaxial actuator is constituted by a drive mechanism having a magnetic circuit arranged to face the drive coil.

【0008】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、各軸1対の磁気回路を、断面が略六角形
で前記駆動コイルの2辺に対向する2面を等辺部とし前
記2辺方向に着磁された永久磁石と断面が三角形状で前
記永久磁石の等辺部に斜面が固着される一対のヨークと
よりなるようにした。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnetic circuit of each pair of shafts has a substantially hexagonal cross section and two faces facing the two sides of the drive coil are equal sides. The permanent magnet is magnetized in two directions and a pair of yokes each having a triangular cross section and having an inclined surface fixed to an equal side of the permanent magnet.

【0009】請求項3記載の発明では、請求項1又は2
記載の発明において、永久磁石の頂部に対向するキュー
ブホルダーの凹部に、磁性体を混入して固化した磁性体
プレートを設けた。
According to the invention of claim 3, claim 1 or 2
In the invention described above, a magnetic material plate in which a magnetic material is mixed and solidified is provided in the concave portion of the cube holder facing the top of the permanent magnet.

【0010】請求項4記載の発明では、請求項1,2又
は3記載の発明において、キューブホルダーと磁気回路
のヨークの駆動コイルに対向する側の面との間に磁性流
体を配設した。
According to a fourth aspect of the invention, in the first, second or third aspect of the invention, a magnetic fluid is arranged between the cube holder and the surface of the yoke of the magnetic circuit on the side facing the drive coil.

【0011】請求項5記載の発明では、請求項1,2,
3又は4記載の発明において、支持ワイヤーは、粘弾性
を有する厚さの異なる粘弾性部材と、弾性棒とからなる
ようにした。
According to the invention of claim 5, claims 1, 2,
In the invention described in 3 or 4, the support wire is made of a viscoelastic member having viscoelasticity and having a different thickness, and an elastic rod.

【0012】請求項6記載の発明では、請求項5記載の
発明において、粘弾性部材を弾性棒の3次振動モードに
おける腹部に設けた。
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 5, the viscoelastic member is provided on the abdomen of the elastic rod in the third vibration mode.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の発明においては、キューブホル
ダーに固着した平面コイルとその対向する磁気ギャップ
のない磁気回路により駆動機構を構成するようにしたの
で、キューブホルダーの薄肉部がなくなり、機械的剛性
を高めることができ、高帯域まで部材共振が生じるよう
なことをなくすことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, since the drive mechanism is constituted by the plane coil fixed to the cube holder and the magnetic circuit having no magnetic gap facing each other, the thin portion of the cube holder is eliminated, and the mechanical structure is eliminated. It is possible to increase the rigidity and eliminate the occurrence of member resonance up to a high band.

【0014】請求項2記載の発明においては、磁気回路
を永久磁石とヨークとの複合構造とすることにより、コ
イルの部位の磁束密度を高めることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the magnetic circuit has a composite structure of a permanent magnet and a yoke, so that the magnetic flux density at the coil portion can be increased.

【0015】請求項3記載の発明においては、磁性体プ
レートを設けたので、磁束路中の磁束密度を高めること
が可能となる。
According to the third aspect of the invention, since the magnetic plate is provided, the magnetic flux density in the magnetic flux path can be increased.

【0016】請求項4記載の発明においては、ヨークと
キューブホルダーとの間に磁性流体を配設したことによ
り、空気中よりも透磁率μが高くなり、磁気抵抗が下が
り、コイルの部位の磁束密度を高めることが可能とな
る。
According to the fourth aspect of the invention, since the magnetic fluid is disposed between the yoke and the cube holder, the magnetic permeability μ becomes higher than that in the air, the magnetic resistance decreases, and the magnetic flux at the coil portion is reduced. It is possible to increase the density.

【0017】請求項5記載の発明においては、支持ワイ
ヤーを弾性棒と厚みの異なる粘弾性体の複合構造として
いるため、弾性棒の不要共振を効率良く抑えることが可
能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the support wire has a composite structure of the elastic rod and a viscoelastic body having a different thickness, unnecessary resonance of the elastic rod can be efficiently suppressed.

【0018】請求項6記載の発明においては、粘弾性体
を弾性棒の3次モードの腹部に設けているため、移動特
性にヒステリシス等を生じるようなことをなくすことが
可能となる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the viscoelastic body is provided on the abdomen of the elastic rod in the third mode, it is possible to eliminate the occurrence of hysteresis or the like in the movement characteristics.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の一実施例を図1〜図7に基づいて説
明する。コーナーキューブ10は、中央部に貫通穴を有
するキューブホルダー11に固定保持されている。この
キューブホルダー11はその光軸Aと平行な対向面であ
るX,Y軸方向の4つの側面に、断面が矩形状をなした
駆動コイル12,13が固着されている。この駆動コイ
ル12,13の取付けられた側面の中央部には凹部が形
成され、この凹部にはバリウムフェライト等の磁性体を
混入して固化された磁性体プレート14が固着されてお
り、これにより可動体15を構成している。この可動体
15は4本の支持ワイヤー16を介してベース17上に
固定されており、X−X’、Y−Y’方向に移動自在と
なっている。前記支持ワイヤー16は、図2に示すよう
に、その中心部に設けられたむく材の弾性棒18と、こ
の弾性棒18の周囲に薄く塗布された粘弾性部材19
と、この粘弾性部材19の外側に厚く形成された粘弾性
部材20とからの多層構造となっている。図3は、弾性
棒18の振動モードの様子を示すものである。(a)〜
(d)は1次から4次までの振動モードを示すものであ
り、高次振動モード(3次以上)にいく程、振動を減衰
するエネルギーは高くなるため、強力な粘弾性部材が必
要となる。そこで、本構成では、外側の粘弾性部材20
を(c)のような3次振動モードの腹部に設けている。
なお、前記弾性棒18と前記粘弾性部材19,20とか
らなる前記支持ワイヤー16は、図示しない支持機構を
構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The corner cube 10 is fixed and held by a cube holder 11 having a through hole in the center. The cube holder 11 has drive coils 12 and 13 each having a rectangular cross section fixed to four side surfaces in the X and Y axis directions, which are opposed surfaces parallel to the optical axis A. A recess is formed in the central portion of the side surface to which the drive coils 12 and 13 are attached, and a magnetic plate 14 which is hardened by mixing a magnetic material such as barium ferrite is fixed to the recess. The movable body 15 is configured. The movable body 15 is fixed on the base 17 via four support wires 16 and is movable in the XX 'and YY' directions. As shown in FIG. 2, the support wire 16 has a strip-shaped elastic rod 18 provided at the center thereof and a viscoelastic member 19 thinly applied around the elastic rod 18.
And a viscoelastic member 20 thickly formed on the outside of the viscoelastic member 19 has a multilayer structure. FIG. 3 shows a state of the vibration mode of the elastic rod 18. (A) ~
(D) shows the vibration modes from the 1st to the 4th order, and the higher the higher-order vibration mode (third order or higher), the higher the energy for damping the vibration becomes, so that a strong viscoelastic member is required. Become. Therefore, in this configuration, the outer viscoelastic member 20
Is provided on the abdomen in the third vibration mode as shown in (c).
The support wire 16 including the elastic rod 18 and the viscoelastic members 19 and 20 constitutes a support mechanism (not shown).

【0020】また、前記駆動コイル12,13の光軸A
と平行な2辺a,bに対向する辺には、X,Y軸方向に
一対の磁気回路21,22が配設されている。この磁気
回路21,22は、図4に示すように、断面が略六角形
で前記駆動コイル12,13の2辺a,bに対向する2
面を等辺部とし2辺a,b方向に着磁された永久磁石2
3と、断面が三角形状で前記永久磁石23の等辺部に斜
面が固着される一対のヨーク24a,24bとからなっ
ている。また、図5に示すように、ヨーク24a,24
bの駆動コイル12,13に対向する側の面とキューブ
ホルダー11の駆動コイル12,13の固着された面と
の間には、磁性流体25が設けられている。前記磁気回
路21と前記磁気回路22とは、互いに直角位置に隣接
するヨーク24a,24bの隣接面同士が同極性となる
ように配置されている。なお、前記駆動コイル12,1
3と磁気回路21,22とは、図示しない駆動機構を構
成している。
The optical axes A of the drive coils 12 and 13
A pair of magnetic circuits 21 and 22 are arranged in the X- and Y-axis directions on the sides opposite to the two sides a and b parallel to. As shown in FIG. 4, the magnetic circuits 21 and 22 have a substantially hexagonal cross section and face two sides a and b of the drive coils 12 and 13.
Permanent magnet 2 magnetized in the directions of two sides a and b with the surface being an equal side
3 and a pair of yokes 24a, 24b each having a triangular cross section and having slopes fixed to the equal sides of the permanent magnet 23. In addition, as shown in FIG.
The magnetic fluid 25 is provided between the surface of the cube holder 11 facing the drive coils 12 and 13 and the surface of the cube holder 11 to which the drive coils 12 and 13 are fixed. The magnetic circuit 21 and the magnetic circuit 22 are arranged such that the adjacent surfaces of the yokes 24a and 24b that are adjacent to each other at a right angle have the same polarity. Incidentally, the drive coils 12, 1
3 and the magnetic circuits 21 and 22 constitute a drive mechanism (not shown).

【0021】このような構成において、まず、磁気回路
21,22に発生する磁束の流れを図5に基づいて説明
する。ヨーク24bの面から出た磁束φは、駆動コイル
12の一辺bを通過して透磁率μの高い磁性体プレート
14を通り、駆動コイル12の他の一辺aを経てヨーク
24aの面内に入る。この時、磁束φは磁性流体25を
介しているため、磁気抵抗の低い方向へ進行することに
なる。ただし、永久磁石23の面23a側を通過する漏
れ磁束は、ヨーク24a,24bから出る磁束φに対し
て磁極間距離が長いため非常に少ない。
In such a configuration, first, the flow of magnetic flux generated in the magnetic circuits 21 and 22 will be described with reference to FIG. The magnetic flux φ emitted from the surface of the yoke 24b passes through one side b of the drive coil 12, passes through the magnetic plate 14 having a high magnetic permeability μ, passes through the other side a of the drive coil 12, and enters the plane of the yoke 24a. . At this time, since the magnetic flux φ passes through the magnetic fluid 25, it advances in the direction of low magnetic resistance. However, the leakage magnetic flux passing through the surface 23a side of the permanent magnet 23 is very small because the distance between the magnetic poles is longer than the magnetic flux φ emitted from the yokes 24a and 24b.

【0022】そして、駆動コイル12,13の端末より
通電することにより、X−X’、Y−Y’方向に電磁力
が作用し移動自在となる。この時、駆動コイル12の光
軸と直角方向の対辺に作用する力は互いにキャンセルす
る。ここで、キューブホルダー11は磁気回路21,2
2に磁気ギャップ等がなく薄肉とする必要がなく、十分
な機械剛性が得られ、従来の欠点であった図9のアクチ
ュエータ振動特性に生じた高域側での位相遅れ(R点)
がなくなり、図6のような位相曲線8となる。また、電
磁力により駆動されるキューブホルダー11を含む可動
体15を支持する支持ワイヤー16は、1次、2次の振
動モードを薄い粘弾性部材19で、3次以上の振動モー
ドを厚い粘弾性部材20で減衰させる。可動体15の変
位特性は、図7に示すように、厚みの厚い粘弾性のみで
行った場合、点線で示す曲線26のようにヒステリシス
を生じるが、本構成では曲線27に示すようにほとんど
ヒステリシスを生じない。従って、このようなことか
ら、図6の位相曲線8に示すように、高域まで位相遅れ
のない振動特性を得ることが可能となり、これにより駆
動制御の高域化を図ることができる。
By energizing from the terminals of the drive coils 12 and 13, an electromagnetic force acts in the XX 'and YY' directions to allow movement. At this time, the forces acting on the opposite sides of the drive coil 12 in the direction perpendicular to the optical axis cancel each other. Here, the cube holder 11 has magnetic circuits 21 and 2.
2 does not have a magnetic gap or the like and does not need to be thin, sufficient mechanical rigidity is obtained, and a phase delay on the high frequency side (point R) caused in the actuator vibration characteristic of FIG.
Disappears, and the phase curve 8 shown in FIG. 6 is obtained. In addition, the support wire 16 that supports the movable body 15 including the cube holder 11 driven by electromagnetic force uses a thin viscoelastic member 19 for the primary and secondary vibration modes and a thick viscoelastic member for the tertiary and higher vibration modes. Attenuate with member 20. As shown in FIG. 7, the displacement characteristic of the movable body 15 causes hysteresis as shown by a dotted line curve 26 when only thick viscoelasticity is performed, but in this configuration, almost no hysteresis occurs as shown by a curve 27. Does not occur. Therefore, as described above, as shown by the phase curve 8 in FIG. 6, it becomes possible to obtain a vibration characteristic without a phase delay up to a high range, and thereby a high range of drive control can be achieved.

【0023】また、磁気回路21,22や磁性体プレー
ト14、さらには磁性流体25を設けたことにより、コ
イル部位及び磁束路中の磁束密度を高めることができる
ため、駆動制御のための変位力を効率良く得ることがで
きる。
Further, by providing the magnetic circuits 21 and 22, the magnetic plate 14, and the magnetic fluid 25, the magnetic flux density in the coil portion and the magnetic flux path can be increased, so that the displacement force for drive control can be increased. Can be obtained efficiently.

【0024】さらに、支持ワイヤー16は、厚さの異な
る粘弾性部材19,20により構成することにより、弾
性棒18の不要共振を効率良く抑えることができ、駆動
制御の高精度化を図ることができる。しかも、粘弾性部
材19,20を弾性棒18の3次モードの腹部に設けた
ことにより、移動特性にヒステリシス等を生じることが
なくなり、これにより駆動制御の向上を図ることができ
る。
Further, since the supporting wire 16 is composed of viscoelastic members 19 and 20 having different thicknesses, unnecessary resonance of the elastic rod 18 can be efficiently suppressed, and the precision of drive control can be improved. it can. Moreover, since the viscoelastic members 19 and 20 are provided on the abdomen of the elastic rod 18 in the third mode, hysteresis does not occur in the movement characteristics, and thus drive control can be improved.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、レーザビームを
一定の光軸に維持するコーナーキューブを保持するキュ
ーブホルダーと、このキューブホルダーを支持する4本
の支持ワイヤーからなる支持機構と、前記キューブホル
ダーの各側面に固定され光軸と平行に対向する2辺をも
ち平板状でかつ矩形断面を有する駆動コイルとこの駆動
コイルの対向する2辺に互いに逆向きの磁束を付与すべ
く前記駆動コイルに対向配置された磁気回路とを有する
駆動機構とよって2軸アクチュエータを構成するように
したので、キューブホルダーに固着した平面コイルとそ
の対向する磁気ギャップのない磁気回路により駆動機構
を構成するようにしたので、キューブホルダーの薄肉部
がなくなり機械的剛性を高めることができ、しかも、高
帯域まで部材共振が生じるようなことをなくすことが可
能なため、高帯域まで常に安定した駆動制御を行うこと
ができるものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a cube holder for holding a corner cube for maintaining a laser beam on a constant optical axis, a support mechanism including four support wires for supporting the cube holder, and A drive coil which is fixed to each side surface of the cube holder and has two sides facing in parallel with the optical axis and has a flat plate shape and a rectangular cross section, and the drive for applying opposite magnetic fluxes to the two opposite sides of the drive coil. Since the biaxial actuator is constituted by the driving mechanism having the magnetic circuit arranged opposite to the coil, the driving mechanism is constituted by the flat coil fixed to the cube holder and the magnetic circuit having no magnetic gap facing the planar coil. Since the thin part of the cube holder is eliminated, the mechanical rigidity can be increased, and the member resonance up to a high frequency band. Since it is possible to eliminate that as occurs, it is capable of performing always stable drive control to high bandwidth.

【0026】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、各軸1対の磁気回路を、断面が略六角形で
前記駆動コイルの2辺に対向する2面を等辺部とし前記
2辺方向に着磁された永久磁石と断面が三角形状で前記
永久磁石の等辺部に斜面が固着される一対のヨークとよ
りなるようにしたので、コイルの部位の磁束密度を高め
ることが可能となり、これにより駆動制御のための変位
力を効率良く得ることができるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnetic circuit of each pair of axes has a substantially hexagonal cross section and two faces facing the two sides of the drive coil are equal sides. Since the permanent magnet is magnetized in two sides and the pair of yokes has a triangular cross section and the slope is fixed to the equal side of the permanent magnet, the magnetic flux density in the coil portion can be increased. Therefore, the displacement force for drive control can be efficiently obtained.

【0027】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、永久磁石の頂部に対向するキューブ
ホルダーの凹部に、磁性体を混入して固化した磁性体プ
レートを設けたので、磁束路中の磁束密度を高めること
が可能となり、これにより駆動制御のための変位力を効
率良く得ることができるものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the concave portion of the cube holder facing the apex of the permanent magnet is provided with a magnetic plate mixed with a magnetic substance and solidified. It is possible to increase the magnetic flux density in the magnetic flux path, so that the displacement force for drive control can be efficiently obtained.

【0028】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、キューブホルダーと磁気回路の
ヨークの駆動コイルに対向する側の面との間に磁性流体
を配設したので、空気中よりも透磁率μが高くなり磁気
抵抗が下がり、コイルの部位の磁束密度を高めることが
可能となり、これにより駆動制御のための変位力を効率
良く得ることができるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect of the present invention, the magnetic fluid is disposed between the cube holder and the surface of the yoke of the magnetic circuit that faces the drive coil. The magnetic permeability μ is higher than that in the air, the magnetic resistance is reduced, and the magnetic flux density at the coil portion can be increased, whereby the displacement force for drive control can be efficiently obtained.

【0029】請求項5記載の発明は、請求項1,2,3
又は4記載の発明において、支持ワイヤーは、粘弾性を
有する厚さの異なる粘弾性部材と、弾性棒とからなるよ
うにしたので、弾性棒の不要共振を効率良く抑えること
が可能となり、これにより駆動制御の高帯域化を図るこ
とができるものである。
The invention according to claim 5 is the invention as defined in claims 1, 2, and 3.
Alternatively, in the invention described in 4, the support wire is composed of a viscoelastic member having viscoelasticity and having a different thickness, and an elastic rod. Therefore, it is possible to efficiently suppress unnecessary resonance of the elastic rod. It is possible to increase the bandwidth of drive control.

【0030】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、粘弾性部材を弾性棒の3次振動モードにお
ける腹部に設けたので、移動特性にヒステリシス等を生
じるようなことをなくすことが可能となり、これにより
駆動制御の精度を向上させることができるものである。
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 5, since the viscoelastic member is provided on the abdomen of the elastic rod in the third vibration mode, it is possible to eliminate the occurrence of hysteresis or the like in the movement characteristics. This makes it possible to improve the accuracy of drive control.

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

【図1】本発明の一実施例である2軸アクチュエータの
構成を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a biaxial actuator that is an embodiment of the present invention.

【図2】支持ワイヤーの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a support wire.

【図3】支持ワイヤーの振動モードを示す状態図であ
る。
FIG. 3 is a state diagram showing a vibration mode of a support wire.

【図4】磁気回路の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a magnetic circuit.

【図5】磁気回路とコイル部との間に発生する磁束の流
れの様子を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of magnetic flux generated between a magnetic circuit and a coil unit.

【図6】本実施例のアクチュエータの振動特性を示す特
性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing vibration characteristics of the actuator of this embodiment.

【図7】コイル電流に対する可動部の変位量の様子を示
す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a state of a displacement amount of a movable part with respect to a coil current.

【図8】従来における光軸制御の原理を示す光路図であ
る。
FIG. 8 is an optical path diagram showing the principle of conventional optical axis control.

【図9】従来のアクチュエータの振動特性を示す特性図
である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing vibration characteristics of a conventional actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 コーナーキューブ 11 キューブホルダー 12,13 駆動コイル 14 磁性体プレート 16 支持ワイヤー 18 弾性棒 19,20 粘弾性部材 21,22 磁気回路 23 永久磁石 24a,24b ヨーク 25 磁性流体 10 Corner Cube 11 Cube Holder 12 and 13 Drive Coil 14 Magnetic Plate 16 Support Wire 18 Elastic Rod 19 and 20 Viscoelastic Member 21 and 22 Magnetic Circuit 23 Permanent Magnets 24a and 24b Yoke 25 Magnetic Fluid

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを一定の光軸に維持するコ
ーナーキューブを保持するキューブホルダーと、このキ
ューブホルダーを支持する4本の支持ワイヤーからなる
支持機構と、前記キューブホルダーの各側面に固定され
光軸と平行に対向する2辺をもち平板状でかつ矩形断面
を有する駆動コイルとこの駆動コイルの対向する2辺に
互いに逆向きの磁束を付与すべく前記駆動コイルに対向
配置された磁気回路とを有する駆動機構とよりなること
を特徴とする2軸アクチュエータ。
1. A cube holder that holds a corner cube that keeps a laser beam on a constant optical axis, a support mechanism that includes four support wires that support the cube holder, and a cube holder that is fixed to each side surface of the cube holder. A drive coil having a flat plate shape and a rectangular cross section having two sides facing each other in parallel to the optical axis, and a magnetic circuit arranged so as to face the drive coil so as to apply mutually opposite magnetic fluxes to the two sides facing each other. A biaxial actuator comprising: a drive mechanism having:
【請求項2】 各軸1対の磁気回路は、断面が略六角形
で前記駆動コイルの2辺に対向する2面を等辺部とし前
記2辺方向に着磁された永久磁石と断面が三角形状で前
記永久磁石の等辺部に斜面が固着される一対のヨークと
よりなることを特徴とする請求項1記載の2軸アクチュ
エータ。
2. The pair of magnetic circuits of each shaft has a substantially hexagonal cross section and two sides facing the two sides of the drive coil are equilateral sides, and a permanent magnet magnetized in the two side directions has a triangular cross section. 2. The biaxial actuator according to claim 1, wherein the biaxial actuator has a pair of yokes each having an inclined surface fixed to an equal side portion of the permanent magnet.
【請求項3】 永久磁石の頂部に対向するキューブホル
ダーの凹部に、磁性体を混入して固化した磁性体プレー
トを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の2軸
アクチュエータ。
3. The biaxial actuator according to claim 1, wherein a magnetic plate mixed with a magnetic substance and solidified is provided in a concave portion of the cube holder facing the top of the permanent magnet.
【請求項4】 キューブホルダーと磁気回路のヨークの
駆動コイルに対向する側の面との間に磁性流体を配設し
たことを特徴とする請求項1,2又は3記載の2軸アク
チュエータ。
4. The biaxial actuator according to claim 1, wherein a magnetic fluid is disposed between the cube holder and the surface of the yoke of the magnetic circuit that faces the drive coil.
【請求項5】 支持ワイヤーは、粘弾性を有する厚さの
異なる粘弾性部材と、弾性棒とからなることを特徴とす
る請求項1,2,3又は4記載の2軸アクチュエータ。
5. The biaxial actuator according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the support wire comprises a viscoelastic member having viscoelasticity and having a different thickness, and an elastic rod.
【請求項6】 粘弾性部材は、弾性棒の3次振動モード
における腹部に設けられていることを特徴とする請求項
5記載の2軸アクチュエータ。
6. The biaxial actuator according to claim 5, wherein the viscoelastic member is provided on the abdomen of the elastic rod in the third vibration mode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009081454A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Fujitsu Limited System for adjusting optical axis and method for adjusting optical axis

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