JPH11126345A - 光ヘッドの焦点制御装置 - Google Patents
光ヘッドの焦点制御装置Info
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- JPH11126345A JPH11126345A JP30335997A JP30335997A JPH11126345A JP H11126345 A JPH11126345 A JP H11126345A JP 30335997 A JP30335997 A JP 30335997A JP 30335997 A JP30335997 A JP 30335997A JP H11126345 A JPH11126345 A JP H11126345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ヘッドの焦点制御装置について、空気軸受の
機構、構造及び当該空気軸受けの制御回路、並びにフォ
−カスサ−ボ制御機構等を工夫すること。 【解決手段】可動体の円筒部を第１空気軸受けによって
光軸に対して直角の方向に支承させ、上下方向に対向し
た空気孔を有し、可動体上端のボビンフランジを微小間
隙を介して挟も断面］型の突出片を有する第２空気軸受
によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２空気軸
受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に出入り
自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受けを上記ケ
−シングの空圧シリンダによって押し出して、第２空気
軸受を作動位置にし、第２空気軸受を作動位置にして光
ヘッドの位置制御をＯＮにし、位置制御制御完了後に第
２空気軸受を非作動位置にすると共にフォ−カシング制
御をＯＮにし、フォ−カシング制御をＯＦＦにするとき
第２空気軸受を作動位置にするようにしたこと。
機構、構造及び当該空気軸受けの制御回路、並びにフォ
−カスサ−ボ制御機構等を工夫すること。 【解決手段】可動体の円筒部を第１空気軸受けによって
光軸に対して直角の方向に支承させ、上下方向に対向し
た空気孔を有し、可動体上端のボビンフランジを微小間
隙を介して挟も断面］型の突出片を有する第２空気軸受
によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２空気軸
受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に出入り
自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受けを上記ケ
−シングの空圧シリンダによって押し出して、第２空気
軸受を作動位置にし、第２空気軸受を作動位置にして光
ヘッドの位置制御をＯＮにし、位置制御制御完了後に第
２空気軸受を非作動位置にすると共にフォ−カシング制
御をＯＮにし、フォ−カシング制御をＯＦＦにするとき
第２空気軸受を作動位置にするようにしたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の原盤記
録装置（カッティングマシン）あるいは、ディスク状の
上方記録媒体に極細の光スポットを投射して光学的に、
超高密度の情報を記録し、あるいは読み取る光学的情報
記録、読取り装置の焦点制御装置に関するものであり、
半導体露光装置のヘッド、レ−ザ−式形状計測装置等の
各種光学装置における精密光ヘッドの焦点制御装置に利
用可能なものであり、光ヘッドの位置決制御及びフォ−
カシング制御を、安全、迅速、かつ円滑に行うことがで
きるものである。
録装置（カッティングマシン）あるいは、ディスク状の
上方記録媒体に極細の光スポットを投射して光学的に、
超高密度の情報を記録し、あるいは読み取る光学的情報
記録、読取り装置の焦点制御装置に関するものであり、
半導体露光装置のヘッド、レ−ザ−式形状計測装置等の
各種光学装置における精密光ヘッドの焦点制御装置に利
用可能なものであり、光ヘッドの位置決制御及びフォ−
カシング制御を、安全、迅速、かつ円滑に行うことがで
きるものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光ヘッドによって光ディスク原
盤に情報を記録し、あるいは光ディスクから情報を読み
取る際には、光ヘッドから放射されるレ−ザ−光を光デ
ィスク原盤または光ディスクの記録面、あるいは情報ト
ラック面において直径１ミクロン以下の微光束に収束し
て結像させるためのフォ−カシング制御が行われる。こ
のフォ−カシング制御装置は、レ−ザ−光を絞り込む光
ヘッドを可動体に保持させ、可動体に駆動コイルを巻装
し、可動体を軸受を介して光軸方向に移動可能に支承す
る基体に磁気回路部を設け、駆動コイルに電流を流して
付勢バネに抗して可動体を光軸方向に移動させて、フォ
−カシング制御を行うものである。可動体を光軸方向に
移動可能に支承させる軸受については、可動体のフォ−
カシング動作範囲は微小で、その制御のための操作力は
微小であるためにフォ−カシング調整動作が軸受の摩擦
抵抗の変動（静摩擦抵抗と動摩擦抵抗の違いによる摩擦
抵抗の変動等）の影響を受けやすい。このために可動体
の軸受を空気軸受にして軸受の摩擦抵抗の変動のフォ−
カシング制御への影響を可及的に低減するものがある
（例えば特開平１−１８４６３５号公報、以下これを従
来技術という）。この従来技術の概要は図１２に示すと
おりであり、光ヘッド１０１を保持するア−ム１０７の
垂直軸１０８を、ベ−ス１１７に固定したスリ−ブ１１
０に遊嵌させ、スリ−ブ１１０に空気孔１１０ａを設け
て空気軸受を構成し、ベ−ス１１７に取り付けたエアホ
−ス１１６から空気を供給して、ベ−ス１１７に固定し
たヨ−ク１０９の溝１０９ａによって空気を分配してス
リ−ブ１１０の給気口１１０ａから空気を吹き出させて
軸１０８を浮上させるものである。このものにおいて
は、ヨ−ク１０９にフォ−カシング用マグネット１１２
を接着してあり、ア−ム１０７に固定したフォ−カシン
グ用コイル１１１に電流を流すことによって光ヘッド１
０１を矢印Ａ1 の方向（上下方向）に移動させ、ベ−ス
１１７に固定したトラッキング用ヨ−ク１１３にトラッ
キング用マグネット１１４を固定してあって、ア−ム１
０７に固定したトラッキング用コイル１１５に電流を流
すことによって、軸１０８を中心にして光ヘッド１０１
を矢印Ａ2 の方向に移動させるものである。このもの
は、光ヘッドを保持したア−ム１０７の水平方向及び垂
直方向の軸受が空気軸受であるから、滑り軸受による場
合のように軸受の摩擦抵抗の変動によるフォ−カシング
動作への影響は緩和される。しかし、一般的に、光ヘッ
ドのフォ−カシング制御においては、焦点制御用レ−ザ
の焦点近傍を検出してからフォ−カスサ−ボ動作に引き
込む必要があり、そのために光ヘッドを保持した可動体
（従来技術のおける「ア−ム１０７」がこれに相当す
る）を焦点近傍位置まで微小送りし、あるいは通電信号
として交流信号を印加してフォ−カス偏差信号のゼロク
ロスを検出することが必要である。従来技術では光軸方
向の支持がないためにサ−ボ動作への引き込みは可動体
の自重に相当する力を駆動コイルによる電磁力で発生さ
せて、可動体を光軸方向に浮上させ、その後、上記交流
信号を印加してフォ−カス偏差信号のゼロクロスを検出
するものと推測される。そうすると、可動体の駆動力に
対する感度が非常に高く、浮上させるための駆動電流に
電気ノイズが重なると可動体が電気ノイズに反応して異
常に動作し、このためにゼロクロスしなくなるので、正
常なサ−ボ動作に円滑に引き込むことが非常に困難にな
る。また、従来技術においては光軸方向の支持がなく、
サ−ボ動作完了後にサ−ボ制御をＯＦＦしたとき、可動
体の自重を支える力が駆動コイルによる電磁力だけであ
るため、駆動コイルによる電磁力、すなわち浮上力が失
われると可動体は自然落下してしまうことになる。とこ
ろが、光ディスク原盤のカッティングマシンは、図１０
に示すようにその光ヘッドと光ディスク原盤表面との間
隙は非常に小さく（０．２〜０．３ｍｍ程度）、上記の
自然落下によって光ヘッドが光ディスク原盤に衝突して
光ヘッドや光ディスク原盤を破損してしまう危険性が高
い。また、この従来技術については、上記の自然落下を
防止するためにフォ−カスサ−ボがＯＦＦした時に駆動
コイルに浮上方向のバイアス電流を流すことが常識的に
考えられないではないが、この場合はフォ−カスサ−ボ
がＯＦＦした時の可動体の位置とバイアス浮上力とによ
るハンチングを生じ、光ヘッドが光ディスク原盤に衝突
してこれを破損する危険がある。
盤に情報を記録し、あるいは光ディスクから情報を読み
取る際には、光ヘッドから放射されるレ−ザ−光を光デ
ィスク原盤または光ディスクの記録面、あるいは情報ト
ラック面において直径１ミクロン以下の微光束に収束し
て結像させるためのフォ−カシング制御が行われる。こ
のフォ−カシング制御装置は、レ−ザ−光を絞り込む光
ヘッドを可動体に保持させ、可動体に駆動コイルを巻装
し、可動体を軸受を介して光軸方向に移動可能に支承す
る基体に磁気回路部を設け、駆動コイルに電流を流して
付勢バネに抗して可動体を光軸方向に移動させて、フォ
−カシング制御を行うものである。可動体を光軸方向に
移動可能に支承させる軸受については、可動体のフォ−
カシング動作範囲は微小で、その制御のための操作力は
微小であるためにフォ−カシング調整動作が軸受の摩擦
抵抗の変動（静摩擦抵抗と動摩擦抵抗の違いによる摩擦
抵抗の変動等）の影響を受けやすい。このために可動体
の軸受を空気軸受にして軸受の摩擦抵抗の変動のフォ−
カシング制御への影響を可及的に低減するものがある
（例えば特開平１−１８４６３５号公報、以下これを従
来技術という）。この従来技術の概要は図１２に示すと
おりであり、光ヘッド１０１を保持するア−ム１０７の
垂直軸１０８を、ベ−ス１１７に固定したスリ−ブ１１
０に遊嵌させ、スリ−ブ１１０に空気孔１１０ａを設け
て空気軸受を構成し、ベ−ス１１７に取り付けたエアホ
−ス１１６から空気を供給して、ベ−ス１１７に固定し
たヨ−ク１０９の溝１０９ａによって空気を分配してス
リ−ブ１１０の給気口１１０ａから空気を吹き出させて
軸１０８を浮上させるものである。このものにおいて
は、ヨ−ク１０９にフォ−カシング用マグネット１１２
を接着してあり、ア−ム１０７に固定したフォ−カシン
グ用コイル１１１に電流を流すことによって光ヘッド１
０１を矢印Ａ1 の方向（上下方向）に移動させ、ベ−ス
１１７に固定したトラッキング用ヨ−ク１１３にトラッ
キング用マグネット１１４を固定してあって、ア−ム１
０７に固定したトラッキング用コイル１１５に電流を流
すことによって、軸１０８を中心にして光ヘッド１０１
を矢印Ａ2 の方向に移動させるものである。このもの
は、光ヘッドを保持したア−ム１０７の水平方向及び垂
直方向の軸受が空気軸受であるから、滑り軸受による場
合のように軸受の摩擦抵抗の変動によるフォ−カシング
動作への影響は緩和される。しかし、一般的に、光ヘッ
ドのフォ−カシング制御においては、焦点制御用レ−ザ
の焦点近傍を検出してからフォ−カスサ−ボ動作に引き
込む必要があり、そのために光ヘッドを保持した可動体
（従来技術のおける「ア−ム１０７」がこれに相当す
る）を焦点近傍位置まで微小送りし、あるいは通電信号
として交流信号を印加してフォ−カス偏差信号のゼロク
ロスを検出することが必要である。従来技術では光軸方
向の支持がないためにサ−ボ動作への引き込みは可動体
の自重に相当する力を駆動コイルによる電磁力で発生さ
せて、可動体を光軸方向に浮上させ、その後、上記交流
信号を印加してフォ−カス偏差信号のゼロクロスを検出
するものと推測される。そうすると、可動体の駆動力に
対する感度が非常に高く、浮上させるための駆動電流に
電気ノイズが重なると可動体が電気ノイズに反応して異
常に動作し、このためにゼロクロスしなくなるので、正
常なサ−ボ動作に円滑に引き込むことが非常に困難にな
る。また、従来技術においては光軸方向の支持がなく、
サ−ボ動作完了後にサ−ボ制御をＯＦＦしたとき、可動
体の自重を支える力が駆動コイルによる電磁力だけであ
るため、駆動コイルによる電磁力、すなわち浮上力が失
われると可動体は自然落下してしまうことになる。とこ
ろが、光ディスク原盤のカッティングマシンは、図１０
に示すようにその光ヘッドと光ディスク原盤表面との間
隙は非常に小さく（０．２〜０．３ｍｍ程度）、上記の
自然落下によって光ヘッドが光ディスク原盤に衝突して
光ヘッドや光ディスク原盤を破損してしまう危険性が高
い。また、この従来技術については、上記の自然落下を
防止するためにフォ−カスサ−ボがＯＦＦした時に駆動
コイルに浮上方向のバイアス電流を流すことが常識的に
考えられないではないが、この場合はフォ−カスサ−ボ
がＯＦＦした時の可動体の位置とバイアス浮上力とによ
るハンチングを生じ、光ヘッドが光ディスク原盤に衝突
してこれを破損する危険がある。
【０００３】
【本発明が解決した課題】本発明は従来技術の上記の問
題を解消できるように、空気軸受の機構、構造および当
該空気軸受けの制御回路、並びにフォ−カスサ−ボ制御
機構及びその制御回路を工夫することをその課題とする
ものである。
題を解消できるように、空気軸受の機構、構造および当
該空気軸受けの制御回路、並びにフォ−カスサ−ボ制御
機構及びその制御回路を工夫することをその課題とする
ものである。
【０００４】
【課題解決のために講じた手段】本発明の上記課題解決
のための基本的な思想は、レ−ザ光を絞込む光学レンズ
を保持した可動体を、光軸方向および当該光軸方向に直
角な方向に空気軸受けによって支承させて、駆動コイル
による電磁力を制御してフォ−カシング制御を行う光ヘ
ッドの焦点制御装置を前提にして、可動体の円筒部を第
１空気軸受けによって光軸に対して直角の方向に支承さ
せ、上下方向に対向した空気孔を有し、可動体上端のボ
ビンフランジを微小間隙を介して挟む断面］型の突出片
を有する第２空気軸受によって可動体を光軸方向に支承
させ、上記第２空気軸受を上記ボビンフランジに対して
その半径方向に出入り自在にケ−シングに支持させ、第
２空気軸受けを上記ケ−シングの空圧シリンダによって
付勢ばねに抗して押し出して、第２空気軸受を作動位置
にし、第２空気軸受を作動位置にして光ヘッドの位置制
御をＯＮにし、位置制御制御完了後に第２空気軸受を非
作動位置にすると共にフォ−カシング制御をＯＮにし、
フォ−カシング制御をＯＦＦにするとき第２空気軸受を
作動位置にするように、第２空気軸受の上記出入れ制御
を行うようにしたことである。そして、本発明の基本的
な解決手段は、光学レンズを保持した可動体を、光軸方
向および当該光軸方向に直角な方向に空気軸受けによっ
て支承させて、駆動コイルによる電磁力を制御してフォ
−カシング制御を行う光ヘッドの焦点制御装置を前提と
して、次ぎの要素（イ）〜（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）可動体の円筒部を第１空気軸受けによって光軸に
対して直角の方向に支承させ、上下方向に対向した空気
孔を有し、可動体上端のボビンフランジの上下両面を微
小間隙を介して挟む断面］型の突出片を有する第２空気
軸受によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２空
気軸受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に出
入り自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受を上記
ケ−シングの空圧シリンダによって、付勢ばねに抗して
押し出して、第２空気軸受を作動位置にするようにした
こと、 （ロ）上記シリンダに電磁弁を接続し、第２空気軸受の
空気供給路にサ−ボ弁を設け、可動体の光軸方向位置を
検出する変位センサを設け、当該変位センサの出力信号
に基づいて可動体の光軸方向の位置制御を行う第２サ−
ボ制御回路を設けたこと、 （ハ）第２空気軸受を作動位置にして光ヘッドの位置制
御をＯＮにし、位置制御完了後に第２空気軸受を非作動
位置にすると共にフォ−カシング制御をＯＮにし、フォ
−カシング制御をＯＦＦにするとき第２空気軸受を作動
位置にするように、第２空気軸受の上記出入れ制御を行
うこと。なお、上記の「空気軸受」は文字通り「空気軸
受」だけを意味するものではなく、ヘリウムガス、窒素
ガス等の他の圧縮流体による気体軸受をも意味するもの
である。
のための基本的な思想は、レ−ザ光を絞込む光学レンズ
を保持した可動体を、光軸方向および当該光軸方向に直
角な方向に空気軸受けによって支承させて、駆動コイル
による電磁力を制御してフォ−カシング制御を行う光ヘ
ッドの焦点制御装置を前提にして、可動体の円筒部を第
１空気軸受けによって光軸に対して直角の方向に支承さ
せ、上下方向に対向した空気孔を有し、可動体上端のボ
ビンフランジを微小間隙を介して挟む断面］型の突出片
を有する第２空気軸受によって可動体を光軸方向に支承
させ、上記第２空気軸受を上記ボビンフランジに対して
その半径方向に出入り自在にケ−シングに支持させ、第
２空気軸受けを上記ケ−シングの空圧シリンダによって
付勢ばねに抗して押し出して、第２空気軸受を作動位置
にし、第２空気軸受を作動位置にして光ヘッドの位置制
御をＯＮにし、位置制御制御完了後に第２空気軸受を非
作動位置にすると共にフォ−カシング制御をＯＮにし、
フォ−カシング制御をＯＦＦにするとき第２空気軸受を
作動位置にするように、第２空気軸受の上記出入れ制御
を行うようにしたことである。そして、本発明の基本的
な解決手段は、光学レンズを保持した可動体を、光軸方
向および当該光軸方向に直角な方向に空気軸受けによっ
て支承させて、駆動コイルによる電磁力を制御してフォ
−カシング制御を行う光ヘッドの焦点制御装置を前提と
して、次ぎの要素（イ）〜（ハ）によって構成されるも
のである。 （イ）可動体の円筒部を第１空気軸受けによって光軸に
対して直角の方向に支承させ、上下方向に対向した空気
孔を有し、可動体上端のボビンフランジの上下両面を微
小間隙を介して挟む断面］型の突出片を有する第２空気
軸受によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２空
気軸受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に出
入り自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受を上記
ケ−シングの空圧シリンダによって、付勢ばねに抗して
押し出して、第２空気軸受を作動位置にするようにした
こと、 （ロ）上記シリンダに電磁弁を接続し、第２空気軸受の
空気供給路にサ−ボ弁を設け、可動体の光軸方向位置を
検出する変位センサを設け、当該変位センサの出力信号
に基づいて可動体の光軸方向の位置制御を行う第２サ−
ボ制御回路を設けたこと、 （ハ）第２空気軸受を作動位置にして光ヘッドの位置制
御をＯＮにし、位置制御完了後に第２空気軸受を非作動
位置にすると共にフォ−カシング制御をＯＮにし、フォ
−カシング制御をＯＦＦにするとき第２空気軸受を作動
位置にするように、第２空気軸受の上記出入れ制御を行
うこと。なお、上記の「空気軸受」は文字通り「空気軸
受」だけを意味するものではなく、ヘリウムガス、窒素
ガス等の他の圧縮流体による気体軸受をも意味するもの
である。
【０００５】
【作用】上記の基本的な解決手段の作用は次のとおりで
ある。可動体のボビンフランジを微小間隙を介して挟む
断面］型の第２空気軸受にそって光軸方向に支承させた
ことによって、この第２空気軸受がボビンフランンジの
必要作動範囲（例えば±０．５ｍｍ）での変位に対して
近似的に直線的なバネ特性を有する空気バネとして機能
するので、この空気バネ作用によって可動体を光軸方向
に弾性的に支持することができる。そして、第２空気軸
受を前進させて作動位置にして光ヘッドの位置制御を行
い、また、フォ−カシング制御動作中は第２空気軸受を
後退させて非作動位置にするが、フォ−カシング制御完
了後は再び第２空気軸受を前進させて作動位置にするの
で、位置制御動作中に前記の異常動作が生じても、その
下降の下限が第２空気軸受の断面］型の突出片によって
規制されるので、光ヘッドが異常に下降してガラス基盤
に衝突することはなく、フォ−カシング制御に入るとき
は第２空気軸受は非作動位置に後退しているので、微妙
なフォ−カシング制御に空気軸受からの外乱が作用する
ことはなく、したがって、位置制御からフォ−カシング
制御への移行、およびフォ−カシング制御は円滑に行わ
れる。さらに、フォ−カシング制御中に何らかの原因で
フォ−カシング制御がＯＦＦされるときは、瞬時に位置
制御に切り換わって空気軸受が作動状態に復帰するの
で、その場合に光ヘッドがガラス基盤まで自然落下して
これに衝突することは、第２空気軸受の］型突出片によ
って防止される。さらに、上記の本発明の基本的な解決
手段の制御機構は次の要素（ニ）〜（ホ）によって構成
されるものである。 （ニ）可動体を上下動させるための発振回路とフォ−カ
スエラ−信号のゼロクロス検出回路とを設け、フォ−カ
シング制御のＯＮまたはＯＦＦ状態に応じてゼロクロス
検出回路から出力される信号により、サ−ボ制御回路の
サ−ボＯＮとサ−ボＯＦＦとを切り換えるスイッチを設
けたこと、 （ホ）可動体の光軸方向位置を検出する変位センサから
の出力電圧と既定の可動体の変位出力相当電圧Ｖとを比
較する比較器を設け、その出力信号により位置制御を行
う上記第２サ−ボ制御回路のサ−ボＯＮ，ＯＦＦを切り
換えるスイッチを設けて、第１サ−ボ制御回路のサ−ボ
ＯＦＦ直後に、再度位置制御が可能になるようにしたこ
と。なお、上記のフォ−カシング制御を行う第１サ−ボ
制御回路の駆動アンプの前後に切換えスイッチを設け
て、位置制御を行う第２サ−ボ制御回路とフォ−カシン
グ制御を行う第１制御回路の駆動回路を兼用することが
できるから、第１サ−ボ回路と、第２サ−ボ制御回路と
は、フォ−カシング制御のためのサ−ボ制御機能と位置
制御のためのサ−ボ制御機能とを奏するものであればよ
く、必ずしも別個の制御回路であることは必要ではな
い。なお、可動体の円筒部を光軸に対して直角の方向に
支承させる軸受、すなわちラジアル軸受は、摩擦抵抗の
ない非接触軸受であればよいのであるから、上記第１空
気軸受に換えて、磁気軸受を使用することもできる。上
記後者の解決手段の作用は、次ぎの実施例の説明および
ある。可動体のボビンフランジを微小間隙を介して挟む
断面］型の第２空気軸受にそって光軸方向に支承させた
ことによって、この第２空気軸受がボビンフランンジの
必要作動範囲（例えば±０．５ｍｍ）での変位に対して
近似的に直線的なバネ特性を有する空気バネとして機能
するので、この空気バネ作用によって可動体を光軸方向
に弾性的に支持することができる。そして、第２空気軸
受を前進させて作動位置にして光ヘッドの位置制御を行
い、また、フォ−カシング制御動作中は第２空気軸受を
後退させて非作動位置にするが、フォ−カシング制御完
了後は再び第２空気軸受を前進させて作動位置にするの
で、位置制御動作中に前記の異常動作が生じても、その
下降の下限が第２空気軸受の断面］型の突出片によって
規制されるので、光ヘッドが異常に下降してガラス基盤
に衝突することはなく、フォ−カシング制御に入るとき
は第２空気軸受は非作動位置に後退しているので、微妙
なフォ−カシング制御に空気軸受からの外乱が作用する
ことはなく、したがって、位置制御からフォ−カシング
制御への移行、およびフォ−カシング制御は円滑に行わ
れる。さらに、フォ−カシング制御中に何らかの原因で
フォ−カシング制御がＯＦＦされるときは、瞬時に位置
制御に切り換わって空気軸受が作動状態に復帰するの
で、その場合に光ヘッドがガラス基盤まで自然落下して
これに衝突することは、第２空気軸受の］型突出片によ
って防止される。さらに、上記の本発明の基本的な解決
手段の制御機構は次の要素（ニ）〜（ホ）によって構成
されるものである。 （ニ）可動体を上下動させるための発振回路とフォ−カ
スエラ−信号のゼロクロス検出回路とを設け、フォ−カ
シング制御のＯＮまたはＯＦＦ状態に応じてゼロクロス
検出回路から出力される信号により、サ−ボ制御回路の
サ−ボＯＮとサ−ボＯＦＦとを切り換えるスイッチを設
けたこと、 （ホ）可動体の光軸方向位置を検出する変位センサから
の出力電圧と既定の可動体の変位出力相当電圧Ｖとを比
較する比較器を設け、その出力信号により位置制御を行
う上記第２サ−ボ制御回路のサ−ボＯＮ，ＯＦＦを切り
換えるスイッチを設けて、第１サ−ボ制御回路のサ−ボ
ＯＦＦ直後に、再度位置制御が可能になるようにしたこ
と。なお、上記のフォ−カシング制御を行う第１サ−ボ
制御回路の駆動アンプの前後に切換えスイッチを設け
て、位置制御を行う第２サ−ボ制御回路とフォ−カシン
グ制御を行う第１制御回路の駆動回路を兼用することが
できるから、第１サ−ボ回路と、第２サ−ボ制御回路と
は、フォ−カシング制御のためのサ−ボ制御機能と位置
制御のためのサ−ボ制御機能とを奏するものであればよ
く、必ずしも別個の制御回路であることは必要ではな
い。なお、可動体の円筒部を光軸に対して直角の方向に
支承させる軸受、すなわちラジアル軸受は、摩擦抵抗の
ない非接触軸受であればよいのであるから、上記第１空
気軸受に換えて、磁気軸受を使用することもできる。上
記後者の解決手段の作用は、次ぎの実施例の説明および
【発明の効果】の項の説明から明らかであるから、これ
をあらためてして説明することは避ける。
をあらためてして説明することは避ける。
【０００６】
【実施例】次いで、図１〜図１１を参照しつつ実施例を
説明する。光学レンズ１を固着した可動体１９の鏡筒２
の上部に、外周部に駆動コイル４を巻装したボビン３を
固着している。又、永久磁石５、第１継鉄６を固着した
第２継鉄７がケーシング８に固着されていて、両継鉄
６、７間の間隙に、上記ボビン３の外周部に巻装した駆
動コイル４を配置し、これらによって磁気回路４５が形
成されるようにしている。さらにケーシング８の下部
に、上記光学レンズ１を備えた鏡筒２が微少隙間を介し
てガイド９に嵌合されている。そして、当該微小間隙に
ガイド９の給気孔１０から圧力空気を吹き出させ、これ
によって鏡筒２をラジアル方向（光軸に直角の方向）に
支承する静圧空気軸受（第１空気軸受）１１を形成して
いる。さらに、断面］型の突出片１４a 〜１４d を鏡筒
２の上方のボビン３のフランジ３ａ（以下これを「ボビ
ンフランジ」という）の外周に沿って等間隔に配置し、
この突出片１４a 〜１４d のシャフト１３a 〜１３ｄを
ボビンフランジに対して半径方向に出入り自在にケ−シ
ング８に支持させている。断面］型の突出片１４a 〜１
４d には上下方向に対向してノズル２０a 〜２０ｄが設
けられていて（第２空気軸受２０）、そのシャフト１３
a 〜１３ｄの中心孔の外端、すなわち、上記ノズル２０
a 〜２０ｄに連通した連通路２１a 〜２１ｄの外端が給
気口１６a 〜１６ｄになっている。シャフト１３a 〜１
３d は光軸と直角な平面内に移動可能にケ−シング８の
複数のシリンダ１２a 〜１２ｄに嵌められていて、これ
によって突出片１４ａ〜１４ｄを光軸と直角名平面内に
おいて移動可能に支持している。他方、シリンダ１２a
〜１２ｄの内部にコイルバネ１５a 〜１５ｄが設けられ
ていて、シリンダ１２a 〜１２ｄの各々の給気口１７a
〜１７ｄから圧縮空気を給排気することによって、突出
片１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａに対してその半
径方向に出入りする。圧縮空気回路の接続について図５
を用いて説明する。外部より供給される圧縮空気はサー
ボ弁２４及び電磁弁２５に供給され，その出力はマニホ
ールド27およびホース２６a 〜２６ｄ、マニホールド２
８およびホース４７a 〜４７ｄを介してそれぞれシャフ
ト１３a 〜１３ｄの給気口１６a 〜１６ｄ、シリンダ１
２a 〜１２ｄの給気口１７a 〜１７ｄにそれぞれ供給さ
れる。第２空気軸受２０の突出片のノズル２０a 〜２０
ｄから吹き出される圧縮空気によって、ボビンフランジ
３ａと断面］型の突出片１４a 〜１４d との間の微小間
隙に圧縮空気の層が形成され、これが一種の空気バネ作
用を奏して、鏡筒２を垂直方向（光軸方向）に弾性支持
する（第２空気軸受）。この第２空気軸受２０の弾性支
持力のバネ特性は概略図６（6 −2 図）に示すようであ
る。ボビンフランジ３ａとノズル２０a 〜２０ｄの間の
隙間ｈ（図6 の6 −1 図参照）と第２空気軸受２０のば
ね定数との関係はほぼ双曲線の関数となるが、第２空気
軸受作動状態（ボビンフランジが断面］型の突出片によ
って挟まれた状態）での上記間隙の実際の変動幅は微小
であるので、その上下のノズルによる空気ばねの合成ば
ね定数は略線形となる。以上の装置において、圧縮空気
を供給して第１空気軸受（ラジアル軸受）及び第２空気
軸受（スラスト軸受）を作動状態にすると、鏡筒２はラ
ジアル方向、およびスラスト方向に空気軸受によって浮
いた状態で支持される。そこで、鏡筒２を駆動するため
の駆動コイル４に通電すれば、可動体１９は、光軸方向
に電磁的に駆動される状態になる。次に，制御部の構成
について説明する。制御部は、基板あるいは光ディスク
の面ブレ、当該面の微小な凹凸に対して焦点制御を行う
第１サーボ回路部３４と可動体１９の送り指令値に対し
て位置制御を行う第２サーボ回路部４３と、サーボ引き
込み時に可動体１９を上下に正弦波状に駆動するための
発振回路３５と、フォーカスゼロ点を検出するゼロクロ
ス検出回路３６及びある既定の変位換算電圧Ｖと可動体
１９の位置とを比較する比較器４４とから構成されてい
る。第１サーボ回路部３４は、可動体１９のボビンフラ
ンジ３ａから突出片１４a〜１４d が引っ込められてい
るときの周波数特性に合わせた補償回路２９と、ゲイン
調整器Ｋ１３０と、第１駆動アンプ３１と、駆動コイル
４及び焦点検出器３２と、第１サーボ回路３４をサーボ
ＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ1 とから構成され、又、
第２サーボ回路４３は、突出片１４a 〜１４d が可動体
１９のボビンフランジ３に対向する位置に押し出されて
いるとき（第２空気軸受が作動状態にあるとき）に、周
波数特性に合わせた第２補償回路３７と、ゲイン調整器
Ｋ2 （３８）と、第２駆動アンプ３９と、サーボ弁駆動
コイル２４ａ及び非接触変位センサー２２と、第２サー
ボ回路４３をサーボＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ
2 と、ゼロクロス検出回路３６からの出力で第２サーボ
回路４３をサーボＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ3 と、
比較器４４からの出力で第２サーボ回路４３をサーボＯ
Ｎ／ＯＦＦするスイッチＳＷ4 から構成される。突出片
１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａに対向していると
きと、突出片１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａから
引っ込められているときの可動体１９の支持モデルと周
波数特性を図７、図８に示している。当該図におけるＡ
は突出片１４a 〜１４d が押し出された位置にあるとき
の周波数特性であり、Ｂは突出片１４a 〜１４d が引っ
込められた位置にあるときの周波数特性である。次い
で、制御動作について説明する。制御部は、図示しない
外部のホストコンピュータから送られる位置制御０Ｎ信
号により、あらかじめスイッチＳＷ3 が閉じられ、スイ
ッチＳＷ4 が図示左側に閉じられて第２サーボ回路４３
がサーボＯＮされ、位置制御が開始される。このときの
送り指令値信号は、非接触変位センサー２２の線形領域
の出力信号で規定電圧とする。次に、焦点位置への引き
込みスタート信号ＯＮで信号送出を開始する発振回路３
５から出力される正弦波信号が、第２サーボ回路４３の
送り指令値信号に加算されて印加され、可動体１９が位
置制御されて既定振幅で正確に上下方向に微小駆動され
る。このときゼロクロス検出回路３６が図９に示す焦点
検出器３２から出力されるＳ字特性のゼロ点を検出し、
同時に位置制御を行う第２サーボ回路部４３のスイッチ
ＳＷ3 を切ることにより位置制御を停止するとともに発
振回路３５の出力をＯＦＦし、焦点制御を行う第１サー
ボ回路部３４のスイッチＳＷ1 をＯＮにして焦点制御動
作を開始する。このとき、位置制御が停止されると同時
にサーボ弁２４への出力がゼロになるので、突出片１４
a 〜１４d のノズル２０a 〜２０ｄへの圧縮空気の供給
が停止する（圧力ゼロ）。その後、ゼロクロス検出回路
３６からの出力により電磁弁２５が圧縮空気を停止する
方向に動作して突出片１４a 〜１４ｄがボビンフランジ
３ａよりケース８側に退避する。また、焦点制御をＯＦ
Ｆするときは以下のようになる。フォーカスサーボＯＦ
Ｆ信号を入力されたゼロクロス検出回路３６は、電磁弁
２５への出力を行い、圧縮流体を供給する方向に電磁弁
２５を動作させて、突出片１４a 〜１４ｄがボビンフラ
ンジ３ａを挟む位置に復帰し、その後、焦点制御を行う
第１サーボ回路３４のスイッチＳＷ1 がＯＦＦされると
同時に位置制御を行う第２サーボ回路４３のスイッチＳ
Ｗ3 が閉じられ、また、可動体１９がガラス基板と衝突
することを十分回避できる、可動体１９の位置での換算
電圧（変位換算電圧）と、非接触変位センサー２２の信
号とを比較し、比較器４４からの出力により第２サーボ
回路部４３のスイッチＳＷ4 が図示の右側に閉じられて
サーボＯＮされて、位置制御が開始される。本発明によ
れば、焦点制御のサーボ動作完了後にサーボをＯＦＦし
ても、瞬時に位置制御に切り換わるので浮上力が切れる
ことによる可動体の光軸方向の落下が少なく、光学レン
ズがガラス原盤に衝突することはない。又、サーボ引き
込み時には、可動体に対して光軸方向に非接触支持した
状態で位置制御を行っているので、電気ノイズ等が重畳
しても、あるいは、可動体の変位特性が多少非線形であ
っても可動体が異常な動作を起こすことはなく、安定し
たサーボ引き込みが可能である。さらに、本発明の構成
では、圧縮空気により、可動範囲においては比較的線形
なばね定数が得られるので、板ばね支持のような飽和特
性がなく原盤の厚み変化や、原盤のそりに対して自由度
が大きい。ここでは、フォーカスサーボ制御を行う第１
サーボ回路部３４と位置制御を行う第２サーボ制御部４
３の駆動アンプを別として説明したが、図３に示すよう
に第１サーボ回路部３４の第１駆動アンプ３１を兼用す
ることも可能であり、制御部の小型化が図れる。
説明する。光学レンズ１を固着した可動体１９の鏡筒２
の上部に、外周部に駆動コイル４を巻装したボビン３を
固着している。又、永久磁石５、第１継鉄６を固着した
第２継鉄７がケーシング８に固着されていて、両継鉄
６、７間の間隙に、上記ボビン３の外周部に巻装した駆
動コイル４を配置し、これらによって磁気回路４５が形
成されるようにしている。さらにケーシング８の下部
に、上記光学レンズ１を備えた鏡筒２が微少隙間を介し
てガイド９に嵌合されている。そして、当該微小間隙に
ガイド９の給気孔１０から圧力空気を吹き出させ、これ
によって鏡筒２をラジアル方向（光軸に直角の方向）に
支承する静圧空気軸受（第１空気軸受）１１を形成して
いる。さらに、断面］型の突出片１４a 〜１４d を鏡筒
２の上方のボビン３のフランジ３ａ（以下これを「ボビ
ンフランジ」という）の外周に沿って等間隔に配置し、
この突出片１４a 〜１４d のシャフト１３a 〜１３ｄを
ボビンフランジに対して半径方向に出入り自在にケ−シ
ング８に支持させている。断面］型の突出片１４a 〜１
４d には上下方向に対向してノズル２０a 〜２０ｄが設
けられていて（第２空気軸受２０）、そのシャフト１３
a 〜１３ｄの中心孔の外端、すなわち、上記ノズル２０
a 〜２０ｄに連通した連通路２１a 〜２１ｄの外端が給
気口１６a 〜１６ｄになっている。シャフト１３a 〜１
３d は光軸と直角な平面内に移動可能にケ−シング８の
複数のシリンダ１２a 〜１２ｄに嵌められていて、これ
によって突出片１４ａ〜１４ｄを光軸と直角名平面内に
おいて移動可能に支持している。他方、シリンダ１２a
〜１２ｄの内部にコイルバネ１５a 〜１５ｄが設けられ
ていて、シリンダ１２a 〜１２ｄの各々の給気口１７a
〜１７ｄから圧縮空気を給排気することによって、突出
片１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａに対してその半
径方向に出入りする。圧縮空気回路の接続について図５
を用いて説明する。外部より供給される圧縮空気はサー
ボ弁２４及び電磁弁２５に供給され，その出力はマニホ
ールド27およびホース２６a 〜２６ｄ、マニホールド２
８およびホース４７a 〜４７ｄを介してそれぞれシャフ
ト１３a 〜１３ｄの給気口１６a 〜１６ｄ、シリンダ１
２a 〜１２ｄの給気口１７a 〜１７ｄにそれぞれ供給さ
れる。第２空気軸受２０の突出片のノズル２０a 〜２０
ｄから吹き出される圧縮空気によって、ボビンフランジ
３ａと断面］型の突出片１４a 〜１４d との間の微小間
隙に圧縮空気の層が形成され、これが一種の空気バネ作
用を奏して、鏡筒２を垂直方向（光軸方向）に弾性支持
する（第２空気軸受）。この第２空気軸受２０の弾性支
持力のバネ特性は概略図６（6 −2 図）に示すようであ
る。ボビンフランジ３ａとノズル２０a 〜２０ｄの間の
隙間ｈ（図6 の6 −1 図参照）と第２空気軸受２０のば
ね定数との関係はほぼ双曲線の関数となるが、第２空気
軸受作動状態（ボビンフランジが断面］型の突出片によ
って挟まれた状態）での上記間隙の実際の変動幅は微小
であるので、その上下のノズルによる空気ばねの合成ば
ね定数は略線形となる。以上の装置において、圧縮空気
を供給して第１空気軸受（ラジアル軸受）及び第２空気
軸受（スラスト軸受）を作動状態にすると、鏡筒２はラ
ジアル方向、およびスラスト方向に空気軸受によって浮
いた状態で支持される。そこで、鏡筒２を駆動するため
の駆動コイル４に通電すれば、可動体１９は、光軸方向
に電磁的に駆動される状態になる。次に，制御部の構成
について説明する。制御部は、基板あるいは光ディスク
の面ブレ、当該面の微小な凹凸に対して焦点制御を行う
第１サーボ回路部３４と可動体１９の送り指令値に対し
て位置制御を行う第２サーボ回路部４３と、サーボ引き
込み時に可動体１９を上下に正弦波状に駆動するための
発振回路３５と、フォーカスゼロ点を検出するゼロクロ
ス検出回路３６及びある既定の変位換算電圧Ｖと可動体
１９の位置とを比較する比較器４４とから構成されてい
る。第１サーボ回路部３４は、可動体１９のボビンフラ
ンジ３ａから突出片１４a〜１４d が引っ込められてい
るときの周波数特性に合わせた補償回路２９と、ゲイン
調整器Ｋ１３０と、第１駆動アンプ３１と、駆動コイル
４及び焦点検出器３２と、第１サーボ回路３４をサーボ
ＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ1 とから構成され、又、
第２サーボ回路４３は、突出片１４a 〜１４d が可動体
１９のボビンフランジ３に対向する位置に押し出されて
いるとき（第２空気軸受が作動状態にあるとき）に、周
波数特性に合わせた第２補償回路３７と、ゲイン調整器
Ｋ2 （３８）と、第２駆動アンプ３９と、サーボ弁駆動
コイル２４ａ及び非接触変位センサー２２と、第２サー
ボ回路４３をサーボＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ
2 と、ゼロクロス検出回路３６からの出力で第２サーボ
回路４３をサーボＯＮ／ＯＦＦするスイッチＳＷ3 と、
比較器４４からの出力で第２サーボ回路４３をサーボＯ
Ｎ／ＯＦＦするスイッチＳＷ4 から構成される。突出片
１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａに対向していると
きと、突出片１４a 〜１４d がボビンフランジ３ａから
引っ込められているときの可動体１９の支持モデルと周
波数特性を図７、図８に示している。当該図におけるＡ
は突出片１４a 〜１４d が押し出された位置にあるとき
の周波数特性であり、Ｂは突出片１４a 〜１４d が引っ
込められた位置にあるときの周波数特性である。次い
で、制御動作について説明する。制御部は、図示しない
外部のホストコンピュータから送られる位置制御０Ｎ信
号により、あらかじめスイッチＳＷ3 が閉じられ、スイ
ッチＳＷ4 が図示左側に閉じられて第２サーボ回路４３
がサーボＯＮされ、位置制御が開始される。このときの
送り指令値信号は、非接触変位センサー２２の線形領域
の出力信号で規定電圧とする。次に、焦点位置への引き
込みスタート信号ＯＮで信号送出を開始する発振回路３
５から出力される正弦波信号が、第２サーボ回路４３の
送り指令値信号に加算されて印加され、可動体１９が位
置制御されて既定振幅で正確に上下方向に微小駆動され
る。このときゼロクロス検出回路３６が図９に示す焦点
検出器３２から出力されるＳ字特性のゼロ点を検出し、
同時に位置制御を行う第２サーボ回路部４３のスイッチ
ＳＷ3 を切ることにより位置制御を停止するとともに発
振回路３５の出力をＯＦＦし、焦点制御を行う第１サー
ボ回路部３４のスイッチＳＷ1 をＯＮにして焦点制御動
作を開始する。このとき、位置制御が停止されると同時
にサーボ弁２４への出力がゼロになるので、突出片１４
a 〜１４d のノズル２０a 〜２０ｄへの圧縮空気の供給
が停止する（圧力ゼロ）。その後、ゼロクロス検出回路
３６からの出力により電磁弁２５が圧縮空気を停止する
方向に動作して突出片１４a 〜１４ｄがボビンフランジ
３ａよりケース８側に退避する。また、焦点制御をＯＦ
Ｆするときは以下のようになる。フォーカスサーボＯＦ
Ｆ信号を入力されたゼロクロス検出回路３６は、電磁弁
２５への出力を行い、圧縮流体を供給する方向に電磁弁
２５を動作させて、突出片１４a 〜１４ｄがボビンフラ
ンジ３ａを挟む位置に復帰し、その後、焦点制御を行う
第１サーボ回路３４のスイッチＳＷ1 がＯＦＦされると
同時に位置制御を行う第２サーボ回路４３のスイッチＳ
Ｗ3 が閉じられ、また、可動体１９がガラス基板と衝突
することを十分回避できる、可動体１９の位置での換算
電圧（変位換算電圧）と、非接触変位センサー２２の信
号とを比較し、比較器４４からの出力により第２サーボ
回路部４３のスイッチＳＷ4 が図示の右側に閉じられて
サーボＯＮされて、位置制御が開始される。本発明によ
れば、焦点制御のサーボ動作完了後にサーボをＯＦＦし
ても、瞬時に位置制御に切り換わるので浮上力が切れる
ことによる可動体の光軸方向の落下が少なく、光学レン
ズがガラス原盤に衝突することはない。又、サーボ引き
込み時には、可動体に対して光軸方向に非接触支持した
状態で位置制御を行っているので、電気ノイズ等が重畳
しても、あるいは、可動体の変位特性が多少非線形であ
っても可動体が異常な動作を起こすことはなく、安定し
たサーボ引き込みが可能である。さらに、本発明の構成
では、圧縮空気により、可動範囲においては比較的線形
なばね定数が得られるので、板ばね支持のような飽和特
性がなく原盤の厚み変化や、原盤のそりに対して自由度
が大きい。ここでは、フォーカスサーボ制御を行う第１
サーボ回路部３４と位置制御を行う第２サーボ制御部４
３の駆動アンプを別として説明したが、図３に示すよう
に第１サーボ回路部３４の第１駆動アンプ３１を兼用す
ることも可能であり、制御部の小型化が図れる。
【０００７】
【発明の効果】本発明の焦点制御装置においては、可動
体１９の光軸と直角方向の支持手段として非接触軸受を
設け、光軸方向にはその可動体に対向して可動体の上下
に空気ノズルを設けて空気圧により非接触状態で支持し
ているので、ばねの反力のアンバランスがなく副次共振
を発生せず、したがって制御精度の向上が図られる。ま
た、可動体に対向してその上下に設けた空気ノズルを有
する突出片のシャフトをケーシングの空気シリンダに支
持させ、当該空気シリンダに圧縮空気を供給する電磁弁
を接続して、突出片を光軸と直角な平面内において移動
可能としているので、光軸方向に可動体を支えた状態で
フォーカスサーボへの引き込みが可能であり、したがっ
て、サーボ制御動作の安定性を向上させることができ
る。さらに、フォ−カシング制御を行う上記第１サ−ボ
制御回路の駆動アンプの前後に切り換えスイッチを設け
て、位置制御を行う第２サ−ボ制御回路の駆動アンプと
フォ−カシング制御を行う第１サ−ボ制御回路の駆動ア
ンプとを兼用させことによって、可動体に対向して非接
触変位センサーを設け、上記空気ノズルを設けた突出片
の給気口にサーボ弁を接続し、非接触変位センサーの出
力信号により給気圧力を自在に調整する、可動体の位置
制御を行う第２サーボ回路部を設けているので、フォ−
カスサ−ボへの引き込み時の動作が安定的になされる。
また、可動体を上下に駆動するための発振回路とフォー
カスエラー信号のゼロクロス検出回路とを設け、フォー
カス制御のＯＮ／ＯＦＦ状態によりゼロクロス検出回路
の出力信号により第２サーボ回路部のサーボＯＮ／ＯＦ
Ｆを切り換えるスイッチ３を設ける構造にすることによ
って、フォーカスサーボ制御時には光軸方向の支持手段
が排除された状態でサーボ動作を行うことが可能である
から、制御精度の向上が図られる。さらに、可動体に対
向して設けた非接触変位センサーからの出力とある決め
られた可動体の変位出力相当電圧Ｖとを比較して動作す
る比較器を設け、その出力信号に基づいて位置制御を行
う第２サーボ回路部のサーボＯＮ／ＯＦＦを切り換える
スイッチ４を設けて，サーボ回路部１のサーボＯＦＦ直
後に，再度位置制御が可能となるようにすることによ
り、ガラス基板等と光学レンズの衝突を回避でき、動作
の信頼性、安全性を向上させることができる。さらに、
フォーカシング制御を行う第１サーボ回路部の第１駆動
アンプの前後に切り換えスイッチ５、６を設けて、位置
制御を行う第２サーボ回路部とフォーカシングサーボを
行う第１サーボ回路の第１駆動アンプを兼用させること
により、制御部を小型コンパクトにできる。
体１９の光軸と直角方向の支持手段として非接触軸受を
設け、光軸方向にはその可動体に対向して可動体の上下
に空気ノズルを設けて空気圧により非接触状態で支持し
ているので、ばねの反力のアンバランスがなく副次共振
を発生せず、したがって制御精度の向上が図られる。ま
た、可動体に対向してその上下に設けた空気ノズルを有
する突出片のシャフトをケーシングの空気シリンダに支
持させ、当該空気シリンダに圧縮空気を供給する電磁弁
を接続して、突出片を光軸と直角な平面内において移動
可能としているので、光軸方向に可動体を支えた状態で
フォーカスサーボへの引き込みが可能であり、したがっ
て、サーボ制御動作の安定性を向上させることができ
る。さらに、フォ−カシング制御を行う上記第１サ−ボ
制御回路の駆動アンプの前後に切り換えスイッチを設け
て、位置制御を行う第２サ−ボ制御回路の駆動アンプと
フォ−カシング制御を行う第１サ−ボ制御回路の駆動ア
ンプとを兼用させことによって、可動体に対向して非接
触変位センサーを設け、上記空気ノズルを設けた突出片
の給気口にサーボ弁を接続し、非接触変位センサーの出
力信号により給気圧力を自在に調整する、可動体の位置
制御を行う第２サーボ回路部を設けているので、フォ−
カスサ−ボへの引き込み時の動作が安定的になされる。
また、可動体を上下に駆動するための発振回路とフォー
カスエラー信号のゼロクロス検出回路とを設け、フォー
カス制御のＯＮ／ＯＦＦ状態によりゼロクロス検出回路
の出力信号により第２サーボ回路部のサーボＯＮ／ＯＦ
Ｆを切り換えるスイッチ３を設ける構造にすることによ
って、フォーカスサーボ制御時には光軸方向の支持手段
が排除された状態でサーボ動作を行うことが可能である
から、制御精度の向上が図られる。さらに、可動体に対
向して設けた非接触変位センサーからの出力とある決め
られた可動体の変位出力相当電圧Ｖとを比較して動作す
る比較器を設け、その出力信号に基づいて位置制御を行
う第２サーボ回路部のサーボＯＮ／ＯＦＦを切り換える
スイッチ４を設けて，サーボ回路部１のサーボＯＦＦ直
後に，再度位置制御が可能となるようにすることによ
り、ガラス基板等と光学レンズの衝突を回避でき、動作
の信頼性、安全性を向上させることができる。さらに、
フォーカシング制御を行う第１サーボ回路部の第１駆動
アンプの前後に切り換えスイッチ５、６を設けて、位置
制御を行う第２サーボ回路部とフォーカシングサーボを
行う第１サーボ回路の第１駆動アンプを兼用させること
により、制御部を小型コンパクトにできる。
【図１】は実施例の平面図である。
【図２】は図1 の断面図である。
【図３】は制御回路のブロック図である。
【図４】は制御回路の他のブロック図である。
【図５】は圧縮空気接続系統図である。
【図６】は第２空気軸受けの拡大断面図である。
【図７】は圧縮気空気層のばね特性である。
【図８】は周波数特性グラフである。
【図９】はＳ字特性グラフである。
【図１０】はカッティングマシンの概略側面図である。
【図１１】はレンズ位置関係図である。
【図１２】は従来技術の断面図である。
１：光学レンズ ２：鏡筒 ３：ボビン ３ａ：ボビンフランジ ４：駆動コイル ５：永久磁石 １１：第１空気軸受 １２ａ〜１２ｄ：シリンダ １３ａ〜１３ｄ：シャフト４ １４ａ〜１４ｄ：突出片 １５ａ〜１５ｄ：コイルバネ １９：可動体 ２０：第２空気軸受 ２０ａ〜２０ｄ：ノズル ２２：非接触変位センサー補 ２４：サーボ弁 ２４ａ：サーボ弁駆動コイル ２５：電磁弁 ２９：補償回路 ３０：ゲイン調整器 ３１：第１駆動アンプ ３４：第１サーボ回路 ３５：発振回路 ３６：ゼロクロス検出回路 ３７：第２補償回路 ４３：第２サーボ回路 ＳＷ1 ，ＳＷ2 、ＳＷ3 、ＳＷ4 ：スイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】レ−ザ光を絞込む光学レンズを保持した可
動体を、光軸方向および当該光軸方向に直角な方向に空
気軸受けによって支承させて、駆動コイルによる電磁力
を制御してフォ−カシング制御を行う光ヘッドの焦点制
御装置において、 可動体の円筒部を第１空気軸受けに
よって光軸に対して直角の方向に支承させ、上下方向に
対向した空気孔を有し、可動体上端のボビンフランジを
微小間隙を介して挟む断面］型の突出片を有する第２空
気軸受によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２
空気軸受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に
出入り自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受けを
上記ケ−シングの空圧シリンダによって付勢ばねに抗し
て押し出して、第２空気軸受を作動位置にし、 第２空気軸受を作動位置にして光ヘッドの位置制御をＯ
Ｎにし、位置制御制御完了後に第２空気軸受を非作動位
置にすると共にフォ−カシング制御をＯＮにし、フォ−
カシング制御をＯＦＦにするとき第２空気軸受を作動位
置にするように、第２空気軸受の上記出入れ制御を行う
ようにした、光ヘッドの焦点制御装置。 - 【請求項２】レ−ザ光を絞込む光学レンズを保持した可
動体を、光軸方向および当該光軸方向に直角な方向に空
気軸受けによって支承させて、駆動コイルによる電磁力
を制御してフォ−カシング制御を行う光ヘッドの焦点制
御装置において、 可動体の円筒部を第１空気軸受けに
よって光軸に対して直角の方向に支承させ、上下方向に
対向した空気孔を有し、可動体上端のボビンフランジを
微小間隙を介して挟む断面］型の突出片を有する第２空
気軸受によって可動体を光軸方向に支承させ、上記第２
空気軸受を上記ボビンフランジに対してその半径方向に
出入り自在にケ−シングに支持させ、第２空気軸受けを
上記ケ−シングの空圧シリンダによって付勢ばねに抗し
て押し出して、第２空気軸受２０を作動位置にし、 上記シリンダに電磁弁を接続し、第２空気軸受２０の空
気供給路にサ−ボ弁を設け、可動体の光軸方向位置を検
出する変位センサを設け、当該変位センサの出力信号に
基づいて可動体の光軸方向の位置制御を行う第２サ−ボ
制御回路を設け、 第２空気軸受を作動位置にして光ヘ
ッドの位置制御をＯＮにし、位置制御制御完了後に第２
空気軸受を非作動位置にすると共にフォ−カシング制御
をO Ｎにし、フォ−カシング制御をＯＦＦにするとき第
２空気軸受を作動位置にするように、第２空気軸受の上
記出入れ制御を行うようにした、光ヘッドの焦点制御装
置。 - 【請求項３】可動体を上下動させるための発振回路とフ
ォ−カスエラ−信号のゼロクロス検出回路とを設け、フ
ォ−カシング制御のＯＮまたはＯＦＦ状態に応じてゼロ
クロス検出回路から出力される信号により、サ−ボ制御
回路のサ−ボＯＮとサ−ボＯＦＦとを切り換えるスイッ
チを設け、 可動体の光軸方向位置を検出する変位センサからの出力
電圧と既定の可動体の変位出力相当電圧Ｖとを比較する
比較器を設け、その出力信号により位置制御を行う上記
第２サ−ボ制御回路のサ−ボＯＮ、サ−ボＯＦＦを切り
換えるスイッチを設け、第１サ−ボ制御回路のサ−ボＯ
ＦＦ直後に、再度位置制御が可能になるようにした請求
項２の光ヘッドの焦点制御装置。 - 【請求項４】フォ−カシング制御を行う上記第１サ−ボ
制御回路の駆動アンプの前後に切り換えスイッチを設け
て、位置制御を行う第２サ−ボ制御回路の駆動アンプと
フォ−カシング制御を行う第１サ−ボ制御回路の駆動ア
ンプとを兼用させた請求項２の光ヘッドの焦点制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30335997A JPH11126345A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 光ヘッドの焦点制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30335997A JPH11126345A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 光ヘッドの焦点制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11126345A true JPH11126345A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17920042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30335997A Pending JPH11126345A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 光ヘッドの焦点制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11126345A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025309A1 (fr) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Sony Corporation | Procede et appareil de commande de focalisation |
| JP2011112144A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | エアスピンドル及びエア供給装置 |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP30335997A patent/JPH11126345A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025309A1 (fr) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Sony Corporation | Procede et appareil de commande de focalisation |
| US6845066B1 (en) | 1998-10-28 | 2005-01-18 | Sony Corporation | Focus control method and focus controller |
| JP2011112144A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | エアスピンドル及びエア供給装置 |
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