JPH11120590A

JPH11120590A - 偏向ミラーの回動位置検出装置

Info

Publication number: JPH11120590A
Application number: JP28155097A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takishima; 俊滝島; Toshio Nakagishi; 利夫仲岸
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で且つ簡単な構成で受光素子の感度差に
基づくオフセットを容易に除去することができる偏向ミ
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３１を正面に保持するミラーホルダー３
０が回動軸Ｐを中心に回動可能とされ、回動軸Ｐ近傍の
ミラーホルダー３０の背面側に反射面３４Ｃを形成し、
発光素子と２つの受光素子とを具備するフォトセンサー
４１が反射面３４Ｃに対向配置され、フォトセンサー４
１の発光素子により発光されて反射面３４Ｃで反射され
た光をフォトセンサー４１の一方の受光素子で受光して
出力された受光出力と、他方の受光素子で受光して出力
された受光出力との差動出力に基づいて偏向ミラー３０
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】この発明は、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９に示す構成のものが知られている。図９
（ａ）、（ｂ）において、１がベース部材、２がミラー
ホルダーである。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。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。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。回路基板７には、フォトセンサー９
が設けられている。フォトセンサー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。ミラーホルダー２の上面のフォトセン
サー９に対向する位置には、１個の反射板１０が設けら
れ、ＬＥＤチップ９Ａが発光して反射板１０で反射した
光を、フォトトランジスタ９Ｂ、９Ｂが受光する構成と
なっている。

【０００３】この種の検出装置では、ミラーホルダー２
がベース部材１に対して矢印Ａ方向に揺動すると、反射
板１０はフォトセンサー９に対して略平行に移動するの
で、フォトトランジスタ９Ｂ、９Ｂが受光する光量に差
が生じる。これにより、フォトトランジスタ９Ｂ、９Ｂ
の受光出力の差分が変化し、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、従来の偏向ミ
ラーの回動位置検出装置では、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、フォトセンサー９を反射板１０に対向させる
構成であるために、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。

【０００５】さらに、フォトトランジスタ９Ｂ、９Ｂの
感度に差がある場合、偏向ミラーの中立位置における回
動位置検出信号がゼロとなるようにフォトセンサーと反
射板との相対的位置関係を調整する事が好ましいが、フ
ォトセンサーが前記回路基板に設けられているので、レ
イアウト上、作業上その調整は困難であり、このため各
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
が複雑化していた。

【０００６】この発明の目的は、小型で且つ簡単な構成
であり、しかも、受光素子の感度差に基づくオフセット
を容易に除去することができる偏向ミラーの回動位置検
出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、偏向
ミラーを正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、前記回動軸近傍の前記ミラーホルダ
ーの背面側に反射面を形成し、発光素子と２つの受光素
子とを具備するフォトセンサーが前記反射面に対向配置
され、前記フォトセンサーの発光素子により発光されて
前記反射面で反射された光を前記フォトセンサーの一方
の受光素子で受光して出力された受光出力と、他方の受
光素子で受光して出力された受光出力との差動出力に基
づいて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である。

【０００８】請求項２の発明は、前記ミラーホルダーの
背面側には凹部が形成され、該凹部にはリブが設けら
れ、該リブの端面を前記反射面とすることを特徴とする
請求項１記載の偏向ミラーの回動位置検出装置である。

【０００９】請求項３の発明は、前記ミラーホルダーが
ベース部材に回動可能に軸支され、該ベース部材に当接
する当接面を有するフォトセンサーホルダーに前記フォ
トセンサーが保持され、前記発光素子と２つの受光素子
とは前記当接面と略平行な面内に配置され、前記フォト
センサーホルダーが前記当接面を前記ベース部材に対し
て摺接させながら前記２つの受光素子の配列方向に沿っ
て移動可能とされていることを特徴とする請求項１又は
請求項２記載の偏向ミラーの回動位置検出装置である。

【００１０】請求項４の発明は、前記フォトセンサーホ
ルダーの当接面と前記反射面及び偏向ミラー面とが平行
となる位置を前記ミラーホルダーの回動の基準位置と
し、前記２つの受光素子の配列方向を前記回動軸と直交
させ、前記ミラーホルダーを前記基準位置に保持して且
つ前記当接面を前記ベース部材に対して摺接させながら
前記２つの受光素子の配列方向に沿って前記フォトセン
サーホルダーを移動させることにより、前記２つの受光
素子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３記載の偏向ミラーの回動位置検出装置で
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１、図２において、２０がベー
ス部材、３０がミラーホルダーである。ミラーホルダー
３０には、その正面に偏向ミラー３１が取り付けられて
いる。偏向ミラー３１の面３１Ａ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。ミラー
ホルダー３０の下部と上部とには、軸受け部３２Ｂ、３
２Ａが設けられている。ミラーホルダー３０の両側面部
には、扁平コイル３３Ａ、３３Ｂが設けられている。扁
平コイル３３Ａ、３３Ｂの末端が通電回路（図示を省
略）に接続されている。ベース部材２０には、偏向ミラ
ー３１と向かい合うように開口２１が設けられ、偏向ミ
ラー３１の面３１Ａが露出している。

【００１２】ベース部材２０は、下板部２２Ａと上板部
２２Ｂとを有し、下板部２２Ａには、固定ピボット軸２
３Ａが設けられ、上板部２２Ｂには、可動ピボット軸２
３Ｂが設けられている。その固定ピボット軸２３Ａ、可
動ピボット軸２３Ｂがそれぞれ軸受け部３２Ｂ、３２Ａ
に軸支されることにより、ミラーホルダー３０は図２の
矢印Ｂの様に揺動可能とされている。ベース部材２０の
上板部２２Ｂには、板バネ２４Ａがビス２４Ｂにより固
定され、その板バネ２４Ａが可動ピボット軸２３Ｂを外
側から所定の圧力で押圧している。ベース部材２０の側
板部２０Ａ、２０Ｂの内部には、永久磁石２８Ａ、２８
Ｂが、扁平コイル３３Ａ、３３Ｂと向かい合うように取
り付けられている。ミラーホルダー３０は、扁平コイル
３３Ａ、３３Ｂに流す電流と永久磁石２８Ａ、２８Ｂと
の間の電磁誘導作用により、固定ピボット軸２３Ａと可
動ピボット軸２３Ｂとを結ぶ軸線Ｐを回動軸として回動
する。可動部であるミラーホルダー３０は、極力軽量化
を達成する事が好ましいため、ミラーホルダー３０の背
面には、凹部３４Ａが設けられている。

【００１３】一方、ミラーホルダー３０を軸線Ｐを回動
軸として回転する回転体と考えた場合、軸線Ｐに対し
て、偏向ミラー３１の重量が付加された偏向ミラー側の
モーメントと、その反対側のモーメントは釣り合う事が
好ましい。また、構造上強度不足による不要共振の発生
を防止しなければならない。これらの条件を達成するた
めに凹部３４Ａ内には、略長方体形状のリブ３４Ｂが軸
線Ｐ近傍の背面側に軸線Ｐに沿って形成されており、偏
向ミラー３１との重量バランスをとりつつ、ミラーホル
ダー３０の強度向上を図っている。

【００１４】さらに、リブ３４Ｂの端面３４Ｃは、図３
に示すような形状であり、後述するフォトセンサーホル
ダー４０からの光を反射する反射面として利用するもの
である。この反射面３４Ｃは、偏向ミラー３１の面３１
Ａと平行に形成され、その材質、面粗さ等が制限される
ものではない。また、ミラーホルダー３０が黒色の材料
からなる場合、反射面３４Ｃに白色塗料を塗布したり、
反射テープを貼ってもよい。

【００１５】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Ｘ
方向に細長い案内突起２６がそれぞれ形成されている。
各背面部２０Ｃ、２０Ｃにはフォトセンサーホルダー４
０の当接面４０Ａ、４０Ａが当接し、その案内突起２６
はフォトセンサーホルダー４０に設けられた切り欠き部
４０Ｂと係合して、フォトセンサーホルダー４０を位置
決めする役割を果たす。

【００１６】フォトセンサーホルダー４０には、フォト
センサーとしてのフォトインターラプター４１が配設さ
れている。フォトインターラプター４１は、図５に示す
ように、発光素子としてのＬＥＤチップ４１Ａと、受光
素子としてのフォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃとを同
一平面４１Ｄ上に持つ。ＬＥＤチップ４１Ａとフォトト
ランジスタ４１Ｂ、４１Ｃとはそれぞれ１個のパッケー
ジに収容されている。これらの収容に際して、ＬＥＤチ
ップ４１Ａ、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃは、中
心軸４２に沿って直線的に配置されている。

【００１７】フォトインターラプター４１は、当接面４
０Ａと平行なフォトセンサーホルダー４０の内壁面４０
Ｃに取り付けられている。そして、フォトインターラプ
ター４１の６本の端子がフォトセンサーホルダー４０の
外壁面から外側に出されている。つまり、フォトインタ
ーラプター４１は、フォトセンサーホルダー４０の凹部
３４Ａ側に配置される。さらに、フォトセンサーホルダ
ー４０がミラーホルダー３０に取り付けられた状態で、
フォトインターラプター４１の中心軸４２が、反射面３
４Ｃと向かい合うように、且つ、反射面３４Ｃの長手方
向と略直交してＸ方向に沿うようになっている。

【００１８】フォトインターラプター４１のＬＥＤチッ
プ４１Ａ、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃは、図６
に示すように、ＬＥＤチップ４１Ａのアノード端子が電
源（図示を省略）のプラス側に接続され、ＬＥＤチップ
４１Ａのカソード端子が電源のマイナス側に接続され、
フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃの各コレクタが電源
のプラス側に接続されている。また、フォトトランジス
タ４１Ｂのエミッタが差動アンプリファイア４３のプラ
ス側に接続され、フォトトランジスタ４１Ｃのエミッタ
が差動アンプリファイア４３のマイナス側に接続されて
いる。差動アンプリファイア４３は、フォトトランジス
タ４１Ｂ、４１Ｃの受光出力Ｑ１、Ｑ２の差分に基づ
き、差動出力Ｑ３を生成する役割を果たす。

【００１９】つぎに、この実施の形態の作用を、フォト
センサーホルダー４０の当接面４０Ａ及び内壁面４０Ｃ
と、反射面３４Ｃ及び偏向ミラー３１の面３１Ａとが平
行となる位置をミラーホルダー３０の回動の基準位置Ｏ
とし、フォトインターラプター４１のＬＥＤチップ４１
Ａの中心を通り、Ｘ方向及び軸線Ｐと直交する直線上の
フォトインターラプター４１の位置を設計中心位置Ｍと
して説明する。

【００２０】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、ミラーホルダー３０のリ
ブ３４Ｂに設けられた反射面３４Ｃのエッジ部３４Ｄで
反射されて、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃで受光
される。ミラーホルダー３０が軸線Ｐを中心にして回動
すると、反射面３４Ｃはフォトインターラプター４１か
ら見て略平行に移動して、フォトトランジスタ４１Ｂに
近づくか、または、フォトトランジスタ４１Ｃに近づ
く。反射面３４Ｃがフォトトランジスタ４１Ｂに近づく
と、フォトトランジスタ４１Ｂの受光量が増加してフォ
トトランジスタ４１Ｃの受光量が減少し、反射面３４Ｃ
がフォトトランジスタ４１Ｃに近づくと、フォトトラン
ジスタ４１Ｂの受光量が減少してフォトトランジスタ４
１Ｃの受光量が増加する。このため、ミラーホルダー３
０の回動によって、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃ
の各受光出力Ｑ１、Ｑ２に差が生じる。

【００２１】ここで、ミラーホルダー３０が基準位置Ｏ
にあるときの各受光出力Ｑ１、Ｑ２を等しく設定すれ
ば、いずれの受光出力が大きいかにより、すなわち、差
動出力Ｑ３の正負により、ミラーホルダー３０の回動方
向がわかる。また、その差動出力Ｑ３の大きさと回動角
度とに比例関係を持たせておけば、差動出力Ｑ３の大き
さによりミラーホルダー３０の回動角度を容易に算出す
ることができる。

【００２２】図７（ａ）は、各フォトトランジスタ４１
Ｂ、４１Ｃの受光感度を同一と仮定したときの、フォト
トランジスタ４１Ｂ、４１Ｃの出力特性曲線を示してい
る。ミラーホルダー３０が回動して、反射面３４Ｃがフ
ォトトランジスタ４１Ｂの方へ寄ると、反射面３４Ｃの
エッジ部３４Ｄで反射されてフォトトランジスタ４１Ｂ
に入射する光の量が増加する。フォトトランジスタ４１
Ｂの受光出力Ｑ１の特性は、反射面３４Ｃの材質や幅及
びフォトインターラプター４１と反射面３４Ｃとの距離
によって変化するが、ここでは略図７（ａ）の様な出力
が得られる。なお、フォトトランジスタ４１Ｃも、フォ
トトランジスタ４１Ｂと同様な特性であるが、フォトト
ランジスタ４１Ｂに入射する光の量が増加しているとき
は、逆にフォトトランジスタ４１Ｃに入射する光の量は
減少している。

【００２３】その受光出力Ｑ１、Ｑ２の差動出力Ｑ３が
図７（ｂ）に示すものとなり、そのリニア範囲Ｌ（実際
に偏向ミラーを使用し、トラッキング制御を行う範囲）
を利用すれば、差動出力Ｑ３と回動角度との間に比例関
係を得る。ここで、受光出力Ｑ１の特性曲線と受光出力
Ｑ２の特性曲線との交点Ｑ４、すなわち、フォトトラン
ジスタ４１Ｂの出力とフォトトランジスタ４１Ｃの出力
とが等しいとき、差動出力Ｑ３がゼロとなり、これがミ
ラーホルダー３０の回動角度の基準位置Ｏとなる。

【００２４】以上の説明では、便宜上、フォトトランジ
スタ４１Ｂの受光出力Ｑ１の特性とフォトトランジスタ
４１Ｃの受光出力Ｑ２の特性とが同一と仮定した。しか
し、実際上、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃの感度
には差があるので、図８に示すように、受光出力Ｑ１の
特性と受光出力Ｑ２の特性とには差異がある。この差異
があると、フォトトランジスタ４１Ｂの出力とフォトト
ランジスタ４１Ｃの出力との等しい点が基準位置Ｏから
オフセットする。つまり、差動出力Ｑ３が基準位置Ｏで
ゼロにならず、Ｑ３＝δとなる。

【００２５】この差動出力Ｑ３がゼロになるように、ミ
ラーホルダー３０を基準位置Ｏに保持した状態で、当接
面４０Ａをベース部材２０の背面部２０Ｃに摺接させな
がらＸ方向に沿ってフォトセンサーホルダー４０を反射
面３４Ｃと略平行に移動させる。この移動により、反射
面３４Ｃに対するフォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃの
位置が変化するので、反射面３４Ｃで反射されてフォト
トランジスタ４１Ｂ、４１Ｃに入射する光量がそれぞれ
変化し、その受光出力Ｑ１、Ｑ２が順次変化する。すな
わち、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃに感度差ある
場合でも、設計中心位置Ｍを移動させる事により受光出
力Ｑ１、Ｑ２に基づく差動出力Ｑ３が順次変化し、基準
位置Ｏでの差動出力Ｑ３をゼロにすることができる。

【００２６】この実施の形態によれば、ミラーホルダー
３０を軸線Ｐを中心に回動可能とし、偏向ミラー３１の
背面のリブ３４Ｂに反射面３４Ｃを設ける構成としたの
で、別途偏向角検出用の反射板を必要とせず、装置の小
型化を図ることができる。

【００２７】また、ミラーホルダー３０を基準位置Ｏに
保持した状態において、案内突起２６に沿ってフォトセ
ンサーホルダー４０をベース部材２０に対して移動させ
ると、フォトセンサーホルダー４０は反射面３４Ｃと略
平行にフォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃの配列方向に
移動するので、そのフォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃ
の受光出力Ｑ１、Ｑ２が順次変化するとともに差動出力
Ｑ３も順次変化し、フォトトランジスタ４１Ｂ、４１Ｃ
の感度差に基づくオフセットを容易に除去することがで
きる。

【００２８】以上この発明の実施の形態について説明し
たが、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よい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ミラー
ホルダーのリブの端面を反射面として利用するので、新
たに反射面を設けることを不要にし、小型で且つ簡単な
構成にすることができる。

【００３０】また、案内突起に沿ってフォトセンサーホ
ルダーを移動させると、当接面をベース部材に対して摺
接させながら２つの受光素子の配列方向に沿ってフォト
センサーホルダーが移動するので、ミラーホルダーを基
準位置に保持しつつそのフォトセンサーホルダーの移動
を行うことによって、２つの受光素子の受光出力が順次
変化してこれらの差動出力も順次変化し、受光素子の感
度差に基づくオフセットを容易に除去することができ
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のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。

【図３】リブの反射面の形状を示す図である。

【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構成を模式的に示す分
解斜視図である。

【図５】フォトインターラプターを示す斜視図である。

【図６】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７】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８】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と、この出力特性曲線に対応
する差動出力曲線を示す図であって、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９】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】

２０ベース部材３０ミラーホルダー３１偏向ミラー３１Ａ面（偏向ミラー面）３４Ａ凹部３４Ｂリブ３４Ｃ反射面４０フォトセンサーホルダー４１フォトインターラプター（フォトセンサー）Ｐ軸線（回動軸）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏向ミラーを正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、前記回動軸近傍
の前記ミラーホルダーの背面側に反射面を形成し、発光
素子と２つの受光素子とを具備するフォトセンサーが前
記反射面に対向配置され、前記フォトセンサーの発光素
子により発光されて前記反射面で反射された光を前記フ
ォトセンサーの一方の受光素子で受光して出力された受
光出力と、他方の受光素子で受光して出力された受光出
力との差動出力に基づいて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。
【請求項２】前記ミラーホルダーの背面側には凹部が
形成され、該凹部にはリブが設けられ、該リブの端面を
前記反射面とすることを特徴とする請求項１記載の偏向
ミラーの回動位置検出装置。
【請求項３】前記ミラーホルダーがベース部材に回動
可能に軸支され、該ベース部材に当接する当接面を有す
るフォトセンサーホルダーに前記フォトセンサーが保持
され、前記発光素子と２つの受光素子とは前記当接面と
略平行な面内に配置され、前記フォトセンサーホルダー
が前記当接面を前記ベース部材に対して摺接させながら
前記２つの受光素子の配列方向に沿って移動可能とされ
ていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の偏
向ミラーの回動位置検出装置。
【請求項４】前記フォトセンサーホルダーの当接面と
前記反射面及び偏向ミラー面とが平行となる位置を前記
ミラーホルダーの回動の基準位置とし、前記２つの受光
素子の配列方向を前記回動軸と直交させ、前記ミラーホ
ルダーを前記基準位置に保持して且つ前記当接面を前記
ベース部材に対して摺接させながら前記２つの受光素子
の配列方向に沿って前記フォトセンサーホルダーを移動
させることにより、前記２つの受光素子の感度差に基づ
くオフセットを除去することを特徴とする請求項３記載
の偏向ミラーの回動位置検出装置。