JPS63298208A - 可動ミラ−機構 - Google Patents
可動ミラ−機構Info
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- JPS63298208A JPS63298208A JP13384787A JP13384787A JPS63298208A JP S63298208 A JPS63298208 A JP S63298208A JP 13384787 A JP13384787 A JP 13384787A JP 13384787 A JP13384787 A JP 13384787A JP S63298208 A JPS63298208 A JP S63298208A
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- Japan
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- movable mirror
- mirror
- piezoelectric actuator
- mirror mechanism
- piezoelectric actuators
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 101100038108 Nicotiana benthamiana ROQ1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ディスク等において２つのレーザ光の合成
による記録パワーの増大や２つのレーザ光による並列記
録によって光ディスク記憶のデータ転送速度を向上する
ことを目的とした光ビームの位置制ｔ１１装置において
、２つのレーザ光の相対的な位置を、電源電圧の変動や
温度環境の変化にかかわらず精密に制御する機構に関す
るものである。
による記録パワーの増大や２つのレーザ光による並列記
録によって光ディスク記憶のデータ転送速度を向上する
ことを目的とした光ビームの位置制ｔ１１装置において
、２つのレーザ光の相対的な位置を、電源電圧の変動や
温度環境の変化にかかわらず精密に制御する機構に関す
るものである。
（従来技術・発明が解決しようとする問題点）第６図は
、２つのレーザ光を用いて光ディスクの高速記録を実現
するための、光ビーム位置制御装置の光学系の実施例の
概略である。図中、１゜２は、互いに異なる、波長λ１
．λ２のレーザ光源であり、可動ミラー３、ビームスプ
リッタ４、集光レンズ５を経て、光ディスク媒体６上に
集光される。ここで、２つのレーザ光をディスク面上で
高精度に位置決めするためには、可動ミラー３、ビーム
スプリッタ４、集光レンズ５等の光学系の組立精度を高
精度化するとともに、温度変化や部品・素子の経年変化
による経時的なドリフトを補償する必要がある。
、２つのレーザ光を用いて光ディスクの高速記録を実現
するための、光ビーム位置制御装置の光学系の実施例の
概略である。図中、１゜２は、互いに異なる、波長λ１
．λ２のレーザ光源であり、可動ミラー３、ビームスプ
リッタ４、集光レンズ５を経て、光ディスク媒体６上に
集光される。ここで、２つのレーザ光をディスク面上で
高精度に位置決めするためには、可動ミラー３、ビーム
スプリッタ４、集光レンズ５等の光学系の組立精度を高
精度化するとともに、温度変化や部品・素子の経年変化
による経時的なドリフトを補償する必要がある。
この経時的なドリフトを補償するためには、２つのレー
デ光の一方の光軸を、ｎ１ｌＩ記可動ミラー３によって
、サブミクロン単位で調節する必要がある。すなわち、
光ディスク媒体６上で反射したレーザ光を光アイソレー
タ７により入射光と分離し、さらに波長分離フィルター
７′で波長λ１とλ２の２つのレーザ光に分離し、ビー
ム位置ずれ検出部８でディスク面上でのビーム位置ずれ
を検出する。そして、この位置ずれ信号にもとづいて可
動ミラー３をサブミクロン単位で制御し、波長λ１のレ
ーザ光と波綻λ２のレーザ光の相対的な位置を′Ｍ８？
に制御する必要がある。なお、図において９はスピンド
ルモータである。
デ光の一方の光軸を、ｎ１ｌＩ記可動ミラー３によって
、サブミクロン単位で調節する必要がある。すなわち、
光ディスク媒体６上で反射したレーザ光を光アイソレー
タ７により入射光と分離し、さらに波長分離フィルター
７′で波長λ１とλ２の２つのレーザ光に分離し、ビー
ム位置ずれ検出部８でディスク面上でのビーム位置ずれ
を検出する。そして、この位置ずれ信号にもとづいて可
動ミラー３をサブミクロン単位で制御し、波長λ１のレ
ーザ光と波綻λ２のレーザ光の相対的な位置を′Ｍ８？
に制御する必要がある。なお、図において９はスピンド
ルモータである。
従来、超粘密位置制御には、サブミクロン単位で制御可
能な圧電アクチュエータを用いることが多いが、圧電素
子は、長さが長くなる方向にしか動作しないため、一般
にはオフセット電圧によって基準変位量を与えて用いる
ことが多い。このために、１自由度につき１個の圧電ア
クチュエータを用いて位置制御する場合には、高精度に
光学系を調整しても、オフセット電圧が変化すると圧電
アクチュエータの変位量が変化し、ミラーの方向が変化
するという欠点がある。また、圧電素子の残留歪みが温
度に大きく依存するため、温度変化によっても、ミラー
の方向が変化し、精密な位置制御には温度補償が必要と
されている。
能な圧電アクチュエータを用いることが多いが、圧電素
子は、長さが長くなる方向にしか動作しないため、一般
にはオフセット電圧によって基準変位量を与えて用いる
ことが多い。このために、１自由度につき１個の圧電ア
クチュエータを用いて位置制御する場合には、高精度に
光学系を調整しても、オフセット電圧が変化すると圧電
アクチュエータの変位量が変化し、ミラーの方向が変化
するという欠点がある。また、圧電素子の残留歪みが温
度に大きく依存するため、温度変化によっても、ミラー
の方向が変化し、精密な位置制御には温度補償が必要と
されている。
本発明の目的は、電源電圧の変動や温度環境の変化に影
響されず、これらの変動に対して特別の補償を必要とし
ない、高精度かつ高信頼な可動ミラー機構を提供するこ
とにある。
響されず、これらの変動に対して特別の補償を必要とし
ない、高精度かつ高信頼な可動ミラー機構を提供するこ
とにある。
本発明による可動ミラー機構は、ｎ −） １個の圧電
アクチュエータ菓子を用いて、各素子の変位を協調的に
制御することにより、ミラーのｎ次元方向制御を実現す
る構造としたことを特徴としている。ただし、ｎ−１あ
るいは２である。
アクチュエータ菓子を用いて、各素子の変位を協調的に
制御することにより、ミラーのｎ次元方向制御を実現す
る構造としたことを特徴としている。ただし、ｎ−１あ
るいは２である。
ｎ個の圧電アクチュエータでｎ次元の制御をする場合、
すなわち、１つの圧電アクチュエータが１次元のｉ／１
１１１を受けもつ場合には、オフセット電圧の変動や温
度変化に起因する圧電アクチュエータの変位量の変動に
よってミラーの方向が変化し、レーザ光の媒体面上の位
置はテコの原理によって拡大され、大きく変化すること
となる。
すなわち、１つの圧電アクチュエータが１次元のｉ／１
１１１を受けもつ場合には、オフセット電圧の変動や温
度変化に起因する圧電アクチュエータの変位量の変動に
よってミラーの方向が変化し、レーザ光の媒体面上の位
置はテコの原理によって拡大され、大きく変化すること
となる。
これに対し、ｎ＋１個の圧電アクチュエータを用いる本
発明によれば、例えば、オフセット電圧の変動により圧
電アクチュエータの変位量が変化しても、ｎ＋１個の圧
電アクチュエータとほぼ同じたけ変位するため、ミラー
は前後方向に平行移動するだけで、方向には影響しない
。したがって、レーザ光の光路がわずかに平行移動する
だけである。
発明によれば、例えば、オフセット電圧の変動により圧
電アクチュエータの変位量が変化しても、ｎ＋１個の圧
電アクチュエータとほぼ同じたけ変位するため、ミラー
は前後方向に平行移動するだけで、方向には影響しない
。したがって、レーザ光の光路がわずかに平行移動する
だけである。
このことを第１図を用いて説明する。簡単のため、１次
元の方向制御を行なう場合を考える。いま、初期状態に
おいて、ミラー３１上で入射角θで反射する光の航路を
ＲＯＱ１ミラー支持点Ｐ１゜Ｐ２のうち、Ｐ＋を駆動点
、Ｐ２を固定点とし、Ｐｌのみが微小量δだけ変位した
とき、すなわち、圧電アクチュエータを１個だけ用いる
ときの光路をＲＯ’ Ｑ’ 、また、Ｐ＋ 、Ｐ２いず
れも駆動点とし、両点ともδ変位したとき、すなわち、
圧電アクチュエータを２個用いるときの光路をＲＯ“Ｑ
“とする。このとき、反射光の終点Ｑ、Ｑ’ 。
元の方向制御を行なう場合を考える。いま、初期状態に
おいて、ミラー３１上で入射角θで反射する光の航路を
ＲＯＱ１ミラー支持点Ｐ１゜Ｐ２のうち、Ｐ＋を駆動点
、Ｐ２を固定点とし、Ｐｌのみが微小量δだけ変位した
とき、すなわち、圧電アクチュエータを１個だけ用いる
ときの光路をＲＯ’ Ｑ’ 、また、Ｐ＋ 、Ｐ２いず
れも駆動点とし、両点ともδ変位したとき、すなわち、
圧電アクチュエータを２個用いるときの光路をＲＯ“Ｑ
“とする。このとき、反射光の終点Ｑ、Ｑ’ 。
Ｑ“の変化は、第１図に示すように、距離ＱＱ’はミラ
ーからの距１１Ｌによって拡大されてしまうのに対し、
ＱＱ“は入射角θと支持点Ｐの微小変位δに影響される
だけである。これは、運動の自由度に対して冗長な駆動
点を設け、各圧電アクチュエータ変位の差分としてミラ
ーを駆動する差動構成となっているためである。すなわ
ち、各圧電アクチュエータが同じだけ変位しても、差分
をとることによってミラーの方向には影響しなくなる。
ーからの距１１Ｌによって拡大されてしまうのに対し、
ＱＱ“は入射角θと支持点Ｐの微小変位δに影響される
だけである。これは、運動の自由度に対して冗長な駆動
点を設け、各圧電アクチュエータ変位の差分としてミラ
ーを駆動する差動構成となっているためである。すなわ
ち、各圧電アクチュエータが同じだけ変位しても、差分
をとることによってミラーの方向には影響しなくなる。
このことは、２次元の方向制御に３個の圧電アクチュエ
ータを用いる場合も同様である。
ータを用いる場合も同様である。
また、温度変化によって圧電アクチュエータの残留歪み
が変化しても、オフセット電圧の場合と同様に、ｎ＋１
個の圧電アクチュエータともほぼ同じだけ変位するため
、ミラーの方向に影響しない。すなわち、本発明による
可動ミラー機構によれば、温度補償やオフセット電圧の
安定化を図らなくても、これらの変動が相殺されるので
、比較的容易にレーザ光の方向制御の高精度、高信頼化
が図れる。
が変化しても、オフセット電圧の場合と同様に、ｎ＋１
個の圧電アクチュエータともほぼ同じだけ変位するため
、ミラーの方向に影響しない。すなわち、本発明による
可動ミラー機構によれば、温度補償やオフセット電圧の
安定化を図らなくても、これらの変動が相殺されるので
、比較的容易にレーザ光の方向制御の高精度、高信頼化
が図れる。
第２図、第３図は本発明による可動ミラー機構の実施例
であって、３個の圧電アクチュエータで２次元の方向制
御を行う可動ミラー機構である。
であって、３個の圧電アクチュエータで２次元の方向制
御を行う可動ミラー機構である。
ここで、第２図は斜視図、第３図は側面図である。
図中、３１はミラー、３３はミラー３１を支持する支持
柱、３４は可動ミラー機構の支持台である。
柱、３４は可動ミラー機構の支持台である。
該支持台３４と前記ミラー３１の間に支持柱３３を中心
とする正三角形の３頂点の位置に圧電アクチュエータ３
２を配置し、さらに、さらバネ３５とナツト３６により
、ミラー３１を３個の圧電アクチュエータ３２に押し付
けている。３個の圧電アクチュエータ３２のそれぞれに
電圧を印加すると、各圧電アクチュエータはざらバネ３
５の力に抗してミラー３１と支持台３４の間隔を広げる
方向に伸長し、また、印加電圧を取り去ると圧電アクチ
ュエータは縮まり、ざらバネ３５の力によってミラー３
１と支持台３４の間隔は元に戻る。従って、３個の圧電
アクチュエータの印加電圧を適切に制御して、ミラーの
方向を任意に制御する構造となっている。
とする正三角形の３頂点の位置に圧電アクチュエータ３
２を配置し、さらに、さらバネ３５とナツト３６により
、ミラー３１を３個の圧電アクチュエータ３２に押し付
けている。３個の圧電アクチュエータ３２のそれぞれに
電圧を印加すると、各圧電アクチュエータはざらバネ３
５の力に抗してミラー３１と支持台３４の間隔を広げる
方向に伸長し、また、印加電圧を取り去ると圧電アクチ
ュエータは縮まり、ざらバネ３５の力によってミラー３
１と支持台３４の間隔は元に戻る。従って、３個の圧電
アクチュエータの印加電圧を適切に制御して、ミラーの
方向を任意に制御する構造となっている。
第４図は本発明による可動ミラー機構の動作を示してお
り、Ｐ１〜Ｐ３は圧電アクチュエータが作用する位置を
示す。以下、第４図を用いて可動ミラー機構の動作を説
明する。今、Ｐ１〜Ｐ３の各点が、圧電アクチュエータ
によりそれぞれｄ１〜ｄ３だけ変位したとする。このと
き、Ｚ軸にそって可動ミラー（正三角形ＰＩ Ｐ２ Ｐ
ｉ ）垂直に入射した光の反射光の、ミラーから距離り
の位置におけるｘ ′ｙ ｌ平面上における変位δＸ、
δｙは、近似的に第（１）式で与えられる。
り、Ｐ１〜Ｐ３は圧電アクチュエータが作用する位置を
示す。以下、第４図を用いて可動ミラー機構の動作を説
明する。今、Ｐ１〜Ｐ３の各点が、圧電アクチュエータ
によりそれぞれｄ１〜ｄ３だけ変位したとする。このと
き、Ｚ軸にそって可動ミラー（正三角形ＰＩ Ｐ２ Ｐ
ｉ ）垂直に入射した光の反射光の、ミラーから距離り
の位置におけるｘ ′ｙ ｌ平面上における変位δＸ、
δｙは、近似的に第（１）式で与えられる。
ただし、ａは正三角形ＰＩ Ｐ２ Ｐｉの一辺の長さ、
Ｌ）ｄ＋ 、ｄｚ 、ｄｓとする。
Ｌ）ｄ＋ 、ｄｚ 、ｄｓとする。
そこで、正二角形ＰＩ Ｐ２ Ｐｉの中心Ｏが移動しな
い条件として、ｄ、＋ｄ２ ＋ｄ、−０を考慮して第（
１）式を解くと第（２）式が得られる。
い条件として、ｄ、＋ｄ２ ＋ｄ、−０を考慮して第（
１）式を解くと第（２）式が得られる。
を満足するｄ１〜ｄ３となるように、３個の圧電アクチ
ュエータの印加電圧を制御すればよい。
ュエータの印加電圧を制御すればよい。
第５図は可動ミラー機構の制御回路の一実施例である。
Ｘ、ｙ方向の指令値δＸ、δｙに応じた電圧ｅｘ、ｅｙ
を第（２）式に応じて分配し、オフセット電圧ｖｂに加
算して３１ａの圧電アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃに印加す
れば、ｄｌ〜ｄ３が得られる。
を第（２）式に応じて分配し、オフセット電圧ｖｂに加
算して３１ａの圧電アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃに印加す
れば、ｄｌ〜ｄ３が得られる。
なお、上記の実施例では、３個の圧電アクチュエータを
１２０°間隔に配置する場合を示したが、３個の圧電ア
クチュエータは、ミラー支持柱の片側にのみ片寄って配
置されなければ、任意の間隔で配置されても、本発明の
効果に何ら影響を与えるものではない。また、本発明の
主旨に従えば、２個の圧電アクチュエータを用いて１次
元の方向制御をする可動ミラー機構が同様に構成できる
ことは自明である。
１２０°間隔に配置する場合を示したが、３個の圧電ア
クチュエータは、ミラー支持柱の片側にのみ片寄って配
置されなければ、任意の間隔で配置されても、本発明の
効果に何ら影響を与えるものではない。また、本発明の
主旨に従えば、２個の圧電アクチュエータを用いて１次
元の方向制御をする可動ミラー機構が同様に構成できる
ことは自明である。
本発明によれば、温度補償やオフセット電圧のへ安定化
を図らなくても、電源またはこれによるオフセット電圧
の変動、温度変化によるドリフトの影響を除去し、レー
ザ光の方向制御を高精度かつ高信頼に実現する可動ミラ
ー機構を実現することができる。
を図らなくても、電源またはこれによるオフセット電圧
の変動、温度変化によるドリフトの影響を除去し、レー
ザ光の方向制御を高精度かつ高信頼に実現する可動ミラ
ー機構を実現することができる。
第１図は本発明の詳細な説明するための説明図、第２図
は本発明による可動ミラー機構の実施例の斜視図、第３
図は同側面図、第４図は本発明による可動ミラー機構の
動作説明図、第５図は本発明による可動ミラー機構の駆
動回路の一例を示す図、第６図は光ビーム位置制御装置
の光学系の構成を示す図である。 １・・・・・・光源（波長λ１）、 ２・・・・・・光源（波長λ２）、 ３・・・・・・可動ミラー、 ４・・・・・・ビームスプリッタ、 ５・・・・・・集光レンズ、 ６・・・・・・光ディスク媒体、 ７・・・・・・光アイソレータ、 ８・・・・・・ビーム位置ずれ検出部、９・・・・・・
スピンドルモータ、 ３１−−−−・・ミラー、 ３２・・・・・・圧電アクチュエータ、３３・・・・・
・支持、柱、 ３４・・・・・・支持台ン ３５・・・・・・さらバネ、 ３６・・・・・・ナツト。
は本発明による可動ミラー機構の実施例の斜視図、第３
図は同側面図、第４図は本発明による可動ミラー機構の
動作説明図、第５図は本発明による可動ミラー機構の駆
動回路の一例を示す図、第６図は光ビーム位置制御装置
の光学系の構成を示す図である。 １・・・・・・光源（波長λ１）、 ２・・・・・・光源（波長λ２）、 ３・・・・・・可動ミラー、 ４・・・・・・ビームスプリッタ、 ５・・・・・・集光レンズ、 ６・・・・・・光ディスク媒体、 ７・・・・・・光アイソレータ、 ８・・・・・・ビーム位置ずれ検出部、９・・・・・・
スピンドルモータ、 ３１−−−−・・ミラー、 ３２・・・・・・圧電アクチュエータ、３３・・・・・
・支持、柱、 ３４・・・・・・支持台ン ３５・・・・・・さらバネ、 ３６・・・・・・ナツト。
Claims (1)
- 波長が異なる２つのレーザ光源と、該レーザ光源から発
する２つのレーザ光の一方の方向を変化させる可動ミラ
ー機構と、２つのレーザ光を光ディスク媒体上に集光す
る光学系と、光ディスク媒体面上における２つのレーザ
光の位置ずれを検出する位置ずれ信号検出回路と、該位
置ずれ信号を用いて上記可動ミラー機構の方向を制御す
る方向制御回路とからなる光ビーム位置制御装置の可動
ミラー機構において、可動ミラーのｎ（ｎ＝１あるいは
２）次元の方向制御に、ｎ＋１（ｎ＝１あるいは２）個
の圧電アクチュエータを用いることを特徴とする可動ミ
ラー機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13384787A JPS63298208A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 可動ミラ−機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13384787A JPS63298208A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 可動ミラ−機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63298208A true JPS63298208A (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=15114424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13384787A Pending JPS63298208A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 可動ミラ−機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63298208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1482488A2 (en) * | 2003-05-31 | 2004-12-01 | Daewoo Electronics Corporation | Holographic apparatus having an actuated mirror and corresponding method |
| JP2021032957A (ja) * | 2019-08-20 | 2021-03-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 光照射装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61199247A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-03 | Hitachi Ltd | 光学式情報処理装置 |
| JPS6241119B2 (ja) * | 1979-03-05 | 1987-09-01 | Tarrant Kent |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13384787A patent/JPS63298208A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241119B2 (ja) * | 1979-03-05 | 1987-09-01 | Tarrant Kent | |
| JPS61199247A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-03 | Hitachi Ltd | 光学式情報処理装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1482488A2 (en) * | 2003-05-31 | 2004-12-01 | Daewoo Electronics Corporation | Holographic apparatus having an actuated mirror and corresponding method |
| EP1482488A3 (en) * | 2003-05-31 | 2006-01-04 | Daewoo Electronics Corporation | Holographic apparatus having an actuated mirror and corresponding method |
| US7109640B2 (en) | 2003-05-31 | 2006-09-19 | Daewoo Electronics Corporation | Holographic apparatus and method adopting actuated mirror |
| JP2021032957A (ja) * | 2019-08-20 | 2021-03-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 光照射装置 |
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