(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を支持する可動軸と、直交する第１の軸および第２の軸を中心として前記可動軸を揺動自在に支持する支持機構と、前記可動軸を第１の軸および第２の軸と直交する基準軸と一致する姿勢から傾く姿勢に傾倒させる磁気駆動機構とを有する２軸型アクチュエータにおいて、
前記駆動機構は、基準軸を挟んで第１の方向で対称に配置された一対の第１の磁気駆動部と、基準軸を挟んで第１の方向と直交する第２の方向で対称に配置された一対の第２の磁気駆動部とを有し、
前記駆動機構が、前記可動軸と共に揺動する可動側と前記可動軸を傾倒自在に支持する支持側の一方に設けられた外ヨークおよび他方に設けられた４つのコイルを有しており、
前記外ヨークに、第１の磁気駆動部と第２の磁気駆動部の４箇所の磁気駆動部を構成する４つの穴部が形成されて、それぞれの穴部の内部に磁石と内ヨークとが固定され、それぞれのコイルが前記穴部の内周面と前記内ヨークの外周面との間に位置していることを特徴とする２軸型アクチュエータ。
【請求項２】
前記可動軸が基準軸と一致しているときに、それぞれの穴部の中心軸とそれぞれのコイルの中心軸とが、基準軸と平行な向きに配置されている請求項１記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項３】
前記可動軸が基準軸と一致しているときに、それぞれの穴部の中心軸とそれぞれのコイルの中心軸とが、基準軸と直交する向きに配置されている請求項１記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項４】
前記外ヨークが可動側に配置され、前記コイルが支持側に配置されており、
支持側から基準軸に沿って延びるストッパピンが設けられ、このストッパピンが外ヨークに挿入されて、前記可動軸の傾きが規制されている請求項２記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項５】
前記ストッパによって、前記コイルと前記磁石が当たらないように、前記可動軸の傾きが規制されている請求項４記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項６】
前記支持機構は、前記可動軸を前記第１の軸回りに揺動自在に支持する可動リングと、前記可動リングを前記第２の軸回りに揺動自在支持する固定ベースと、を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項７】
前記支持機構は、前記可動軸と前記可動リングとの間、および前記可動リングと固定ベースとの間に、回転を許容する小球を有する請求項６記載の２軸型アクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも所定のレーザ光を射出する光源と、前記レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、前記請求項１ないし７のいずれかに記載の２軸型アクチュエータと、前記２軸型アクチュエータの可動軸に設けられて前記平行光を参照光として光記録媒体に向けて反射する反射ミラーと、前記光記録媒体から出力される回折光を検知する光検知器と、が設けられていることを特徴とするホログラフィー装置。
【請求項９】
前記反射ミラーは、前記基準軸に対するミラー面のなす角度θが０度＜θ＜９０度の範囲で予め傾斜させられている請求項８記載のホログラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射ミラーを所望の傾斜角度に設定することにより光記録媒体に対する参照光の入射角度の調整を行う２軸型アクチュエータ及びこれを用いたホログラフィー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィー記録媒体に対して２次元的なデジタル信号を多重に記録しまたは再生する方法としては、前記記録媒体に対する参照光の入射角度又は波長を変えて行う方法が一般的である。
【０００３】
従来、このような光ビーム（参照光）の入射角度を調整する手段としてはガルバノミラーが代表的である（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１６９１２２号公報（図１−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなホログラフィー装置においては、記録位置１箇所当たりの記録容量が大きいため、その読出し時間を可能な限り短くすることが望まれている。そのためには、特に読出しデータが指定されてから前記参照光の入射角度を所望の角度に設定するまでに要する時間（応答時間）、すなわちミラーの角度調整に要する時間を短縮する必要がある。
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された従来のガルバノミラーでは、ミラーを保持して揺動する可動部の両側面に合計６ヶ（片側面３ヶ×２）の電磁コイルを備えた構成であるため、前記可動部の重量が比較的重い。このため、読出しデータが指定されてから実際に可動部が動き出すまでにある程度の時間を要し、前記ミラーの角度調整を高速で調整することが困難（応答性が鈍い）という問題がある。
【０００６】
また前記可動部が４本の線ばねを変形して形成された支持バネで支持される構成であり、可動部が回転するときには前記支持バネに弾性変形が生じるようになる。しかしながら、このとき支持バネには前記弾性変形に基づく復元力が左手の法則によって発生した磁気駆動力（駆動トルク）を妨げるように作用する。このため、この点においても応答性を高め難く、しかも適正な駆動力を発生させるためには消費電力が大きくなりやすいという問題がある。
【０００７】
さらには、特許文献１に記載されたものでは、前記可動部が線ばねで吊った状態で支持されており、外部衝撃に応じて可動部が振動しやすい構成である。このため、このようなホログラフィー装置は携帯電話機などに搭載される記録装置としては採用され難いという問題もある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、磁気駆動部で発生した駆動力を効率よく利用することにより、応答性に優れた２軸型アクチュエータ及びこれを用いたホログラフィー装置を提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は耐衝撃振動に優れ、消費電力の少ない２軸型アクチュエータ及びこれを用いたホログラフィー装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、  制御対象を支持する可動軸と、直交する第１の軸および第２の軸を中心として前記可動軸を揺動自在に支持する支持機構と、前記可動軸を第１の軸および第２の軸と直交する基準軸と一致する姿勢から傾く姿勢に傾倒させる磁気駆動機構とを有する２軸型アクチュエータにおいて、
前記駆動機構は、基準軸を挟んで第１の方向で対称に配置された一対の第１の磁気駆動部と、基準軸を挟んで第１の方向と直交する第２の方向で対称に配置された一対の第２の磁気駆動部とを有し、
前記駆動機構が、前記可動軸と共に揺動する可動側と前記可動軸を傾倒自在に支持する支持側の一方に設けられた外ヨークおよび他方に設けられた４つのコイルを有しており、
前記外ヨークに、第１の磁気駆動部と第２の磁気駆動部の４箇所の磁気駆動部を構成する４つの穴部が形成されて、それぞれの穴部の内部に磁石と内ヨークとが固定され、それぞれのコイルが前記穴部の内周面と前記内ヨークの外周面との間に位置していることを特徴とするものである。
【００１１】
上記手段では、各磁気回路で発生した電磁力を、効率良く可動軸を傾倒させる駆動力として利用することができる。また、磁気回路をバランスよく配置することができ、磁気回路をまとめて配置することが可能となるため、小型化を促進することができる。
【００１２】
本発明は、前記可動軸が基準軸と一致しているときに、それぞれの穴部の中心軸とそれぞれのコイルの中心軸とが、基準軸と平行な向きに配置されている。あるいは、前記可動軸が基準軸と一致しているときに、それぞれの穴部の中心軸とそれぞれのコイルの中心軸とが、基準軸と直交する向きに配置されている。
【００１３】
本発明は、前記外ヨークが可動側に配置され、前記コイルが支持側に配置されており、支持側から基準軸に沿って延びるストッパピンが設けられ、このストッパピンが外ヨークに挿入されて、前記可動軸の傾きが規制されているものとして構成できる。
【００１４】
前記ストッパによって、前記コイルと前記磁石が当たらないように、前記可動軸の傾きを規制することができる。
【００１５】
本発明は、例えば、前記支持機構が、前記可動軸を前記第１の軸回りに揺動自在に支持する可動リングと、前記可動リングを前記第２の軸回りに揺動自在支持する固定ベースと、を有するものとして構成することができる。
上記手段では、制御対象を有する可動軸を確実に２軸方向に傾倒させることができる。
【００１６】
また前記支持機構は、前記可動軸と前記可動リングとの間、および前記可動リングと固定ベースとの間に互いの回転を許容する小球またはピンを有するものとして構成したものが好ましい。
【００１７】
上記手段では、回転中心を支持機構の支持中心点に固定化することができるため、例えば衝撃や振動などが加わった場合でも前記支持中心点のずれが少なく、耐衝撃振動性に優れたアクチュエータとすることができる。
【００１８】
本発明のホログラフィー装置は、少なくとも所定のレーザ光を射出する光源と、前記レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、前記いずれかに記載の２軸型アクチュエータと、前記２軸型アクチュエータの可動軸の他端に設けられ且つ前記平行光を参照光として光記録媒体に向けて反射する反射ミラーと、前記光記録媒体から出力される回折光を検知する光検知器と、が設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のホログラフィー装置では、反射ミラーを素早く２軸方向に傾斜させることができる。
【００２０】
上記において、前記反射ミラーは、前記基準軸に対する反射ミラーのなす角度θが０度＜θ＜９０度の範囲で予め傾斜させられているものが好ましい。
【００２１】
上記手段では、ホログラフィー装置自体の高さ寸法を低く抑えることができる。このため、ホログラフィー装置を搭載した機器の小型化、薄型化を促進させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、磁気駆動部で発生した電磁力を駆動力に効率よく変換して利用することができる。このため、低消費電力で且つ応答性に優れた２軸型アクチュエータを提供することができる。
【００２３】
また本発明は、回転中心を支持機構の支持中心点に固定化することができるため、例えば衝撃や振動などが加わった場合でも前記支持中心点のずれが少ない２軸型アクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の実施の形態として反射ミラーを備えた２軸型アクチュエータを示す斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は支持機構の構成を示す分解斜視図、図４は磁気駆動部を構成する固定部材側の一例を示す分解斜視図、図５は磁気駆動部を構成する外ヨークを示す分解斜視図である。
【００２５】
本発明のアクチュエータ１０Ａは、図１及び図２に示すように大きく分けて制御対象（被制御機構）２０、支持機構３０および磁気駆動機構４０の３つの部材から構成されている。以下、各機構ごとに詳述する。
【００２６】
制御対象２０は反射ミラー２１とミラー支持部２２とを有している。前記反射ミラー２１は例えば全反射型のミラーであり、図示Ｚ１側から所定の角度で入射した光は同じ角度で射出させられるようになっている。また反射ミラーの傾き角度を変えることにより、反射光の射出方向を調整できるようになっている。
【００２７】
前記ミラー支持部２２は、断面Ｌ字形状からなる支持板２２ａからなり、その背面（図示Ｚ２側の面）にはＺ２方向に突出する可動軸２２ｂが固設されている。前記反射ミラー２１はその背面２１ｂを支持板２２ａ上に載置させた状態で接着剤などを介して固定されている。前記可動軸２２ｂの表面には、所定の曲率で凹状に湾曲形成された一対の第１の凹部２２ｃ，２２ｃが形成されている。前記第１の凹部２２ｃ，２２ｃは前記可動軸２２ｂの表面で且つ互いに対称となる位置（１８０度異なる位置）に形成されている。
【００２８】
支持機構３０は、固定ベース３１、可動リング３２および複数の小球３３，３４を有している。固定ベース３１は、中央部に大きく貫通する円形状の開口部３１ａが形成された板状の部材であり、そのＸ方向の両端には凸状に形成された固定部３１ｂ，３１ｂが設けられている。
【００２９】
前記可動リング３２は前記開口部３１ａの内径寸法よりも小さな外径寸法を有し、且つ前記ミラー支持部２２の可動軸２２ｂの外径寸法よりも大きな内径寸法を有するリング状の部材で形成されている。そして、前記可動リング３２の内周面上には、前記第１の凹部２２ｃ，２２ｃに対向する第２の凹部３２ａ，３２ａが形成されている。また前記可動リング３２の外周面上で、且つ前記第２の凹部３２ａ，３２ａと円周方向に沿って９０度異なる位置には第３の凹部３２ｂ，３２ｂが形成されている。また固定ベース３１の開口部３１ａの内周面には、前記第３の凹部３２ｂ，３２ｂに対向する第４の凹部３１ｃ，３１ｃが形成されている。
【００３０】
前記可動軸２２ｂは前記可動リング３２の内部に挿入されており、このとき対向する第１の凹部２２ｃ，２２ｃと第２の凹部３２ａ，３２ａとの間には自在に回転する小球３３，３３が設けられる。このため、前記可動軸２２ｂと前記可動リング３２とは、前記小球３３と小球３３を結ぶ仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）の軸回りにおいて相対的に図示α１およびα２方向に揺動自在な関係で保持されている。
【００３１】
また前記可動リング３２は前記固定ベース３１の前記開口部３１ａの内部に設けられており、このとき対向する第３の凹部３２ｂ，３２ｂと第４の凹部３１ｃ，３１ｃとの間には自在に回転する小球３４，３４が設けられる。このため、前記可動リング３２と前記固定ベース３１とは、前記小球３４と小球３４を結ぶ仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）の軸回りに相対的に図示β１およびβ２方向に揺動自在な関係で保持されている。なお、前記可動軸２２ｂの回転軸（仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸））と可動リング３２の回転軸（仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸））との交点が回転中心（支持機構の支持中心点）Ｏである。
【００３２】
すなわち、前記第１の凹部２２ｃ，２２ｃと第２の凹部３２ａ，３２ａとが第１の軸受部（内側軸受部）を形成し、前記第３の凹部３２ｂ，３２ｂと第４の凹部３１ｃ，３１ｃとが第２の軸受部（外側軸受部）を形成している。このため、前記可動軸２２ｂは、第１の軸受部（内側軸受部）及び第２の軸受部（外側軸受部）とにより、前記仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）及びこれと直交する前記仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）の２軸に対し揺動自在に保持されている。したがって、前記可動軸２２ｂは、その姿勢を前記支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸；基準軸）に対し、３６０度の範囲に亘って自在に傾倒させることが可能とされている。
【００３３】
磁気駆動機構４０は主として固定部材４１と外ヨーク４６とを有している。
図４に示すように、固定部材４１は、略コの字形状からなる金属板などで形成されている。固定部材４１の図示Ｚ２方向の底面４１Ａには円形状の薄肉部４１ａ，４１ａ，４１ａ，４１ａが形成されており、これら４つの薄肉部４１ａの配列中心にはＺ方向に貫通する貫通孔４１ｂが穿設されている。前記貫通孔４１ｂには図示Ｚ２側からＺ１方向に延びる棒状のストッパピン４３が挿通されている。
【００３４】
また底面４１Ａの両端には図示Ｚ１方向に連続的に延びる側壁部４１Ｂ，４１Ｂが設けられている。そして、この側壁部４１Ｂ，４１Ｂの先端には、図示Ｘ方向に貫通するとともにＹ方向に延びる長穴４１ｃ，４１ｃが形成されている。この長穴４１ｃ，４１ｃには、前記固定ベース３１に形成された固定部３１ｂ，３１ｂが嵌合可能とされている。すなわち、前記固定ベース３１は固定部材４１に支持される。
【００３５】
前記４つの薄肉部４１ａには、コイル４２（個別に４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄで示す。）がそれぞれ装着されている。各コイル４２は、例えば熱融着可能な樹脂で覆われた被覆線材を、所定の外形寸法からなるボビン（芯材）の外周に所定回数巻き付けてコイル状に成形するとともに、このコイル状のものを高温度環境下に置くことによって前記樹脂を溶かして各線材間を固定し、常温に戻した後に前記ボビンを引き抜くことにより形成された空心コイルである。
【００３６】
前記ストッパピン４３を挟んで対称の位置に設けられた２つのコイル４２は一本の線材で形成されている。すなわち、前記仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）に沿う方向に並ぶコイル４２Ａとコイル４２Ｃとは一本の線材で形成されることにより直列接続されており、同じく前記仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）に沿う方向に並ぶコイル４２Ｂとコイル４２Ｄとが直列接続されている。
【００３７】
図５に示すように前記外ヨーク４６は、フェライトなどのＦｅ系の金属磁性材料で形成されており、図示Ｚ１方向に開口して凹設（凹状に陥没形成）された穴部４７（個別に４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄで示す。）がそれぞれ設けられている。そして、個々の穴部４７の底面中央には略円柱形状の磁石Ｍと内ヨーク４８の端面どうしがＺ方向に連結された状態でそれぞれ固定されている（図６参照）。
【００３８】
前記４つの穴部４７の内径寸法は前記４つのコイル４２の外形寸法よりも大きく形成されて、且つ各磁石Ｍと内ヨーク４８の外形寸法は前記４つのコイル４２の内形寸法よりも小さく形成されている。そして、前記磁石Ｍ及び内ヨーク４８の側面（外周面）と穴部４７の内周面との間には所定の隙間余裕からなるギャップＧがそれぞれ形成されており、４つのコイル４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄは各ギャップＧ内に挿入されている（図６参照）。各コイル４２の内周面と各磁石Ｍと内ヨーク４８の外周面との間、および各コイル４２の外周面と各穴部４７の内周壁面との間にもそれぞれ隙間余裕が形成されている。よって、後述するように外ヨーク４６がＺ方向に対して傾斜すると、各コイル４２は前記ギャップＧ内を軸方向（Ｚ方向）および平面（Ｘ−Ｙ方向）方向に相対的に移動できるようになっている。
【００３９】
図２及び図４に示すように、前記外ヨーク４６の４つの穴部４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄの中心には、前記ストッパピン４３が挿入される貫通孔４６ａが穿設されている。
【００４０】
図６に示すように、前記外ヨーク４６の底面（Ｚ１側の面）で、且つ前記貫通孔４６ａの周囲には図示Ｚ１方向に突出する嵌合凸部４６ｂが一体に形成されている。そして、この嵌合凸部４６ｂと前記ミラー支持部２２に形成された可動軸２２ｂとは、これらの間に支持機構３０を介在させて嵌合されている。
【００４１】
図２に示すように、前記固定部材４１に形成された長穴４１ｃ，４１ｃには、前記固定ベース３１の両側である固定部３１ｂ，３１ｂが嵌合固定される。また前記ミラー支持部２２と外ヨーク４６とは前記可動軸２２ｂと嵌合凸部４６ｂとを介して連結されており、前記可動軸２２ｂの周囲は前記固定ベース３１内に揺動自在に設けられた可動リング３２に対し揺動自在に保持されている。
【００４２】
このため、後述するような駆動力が作用すると、前記回転中心（支持中心点）Ｏを通るＺ軸（第３の軸）に対して前記ミラー支持部２２と外ヨーク４６とがＸ−Ｙの平面方向に一体的に傾倒させられるようになっている。
【００４３】
なお、上記外ヨーク４６のＺ軸（第３の軸）に対する傾斜角度が大きくなると、前記コイル４２の外周面が穴部４７の内周壁面に当接し、またはコイル４２の内周面に各磁石Ｍと内ヨーク４８の外周面が当接して損傷する可能性が想定される。このため、このような当接が生じる前に、前記ストッパピン４３を前記貫通孔４６ａに当接させるように設定されており、前記外ヨーク４６の傾斜角度は所定の範囲内に収まるように制限されている。よって、各コイル４２の外周面と各穴部４７の内周壁面との間の損傷、および各コイル４２の内周面と各磁石Ｍと内ヨーク４８の外周面との間の損傷について、未然に防止することが可能とされている。
【００４４】
次に、上記２軸型アクチュエータの動作について説明する。
図６は本発明の第１の実施の形態としての２軸型アクチュエータの動作を説明するための磁気駆動部の断面図であり、例えば仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）における断面を示すものである。なお、図６では支持機構３０を省略して示している。
【００４５】
図６に示すように、例えば、穴部４７Ａ内の磁石Ｍ１はＳ極側の端面をＺ１方向の向けた状態で穴部４７Ａの底面（外ヨーク部材の底部）に固着されている。そして、他方のＮ極側の端面に内ヨーク４８の端面が固着されている。このため、磁束Ｂは、磁石ＭのＮ極→内ヨーク→ギャップＧ（コイル４２Ａ）→外ヨークの外側の側壁→外ヨークの底部→磁石ＭのＳ極という経路からなる磁気回路（磁路）を形成する。
【００４６】
また穴部４７Ｃ内の磁石Ｍ２はＮ極側の端面をＺ１方向の向けた状態で穴部４７Ｃの底面（外ヨーク部材の底部）に固着されている。そして、他方のＳ極側の端面に内ヨーク４８の端面が固着されている。このため、磁束Ｂは、磁石Ｍ２のＮ極→外ヨークの底部→外ヨークの外側の側壁→ギャップＧ（コイル４２Ｃ）→内ヨーク→磁石Ｍ２のＳ極という経路からなる磁気回路（磁路）を形成する。
【００４７】
前記ギャップＧ内では、磁束Ｂの方向とコイルの巻き方向とが直交している。このため、互いに直列接続されている前記コイル４２Ａとコイル４２Ｃに所定の電流Ｉを流すと、磁束Ｂと電流Ｉとの作用による電磁力を前記電流Ｉの方向に応じてそれぞれ発生させることができる。
【００４８】
すなわち、図６にて矢印Ａ１方向から見たときに、前記コイル４２Ａに対して時計回り方向の電流Ｉを流し、且つコイル４２Ｃに対しても時計回り方向の電流Ｉを流すと、前記コイル４２Ａに作用する電磁力Ｆ１’は図示Ｚ２方向となり、前記コイル４２Ｃに作用する電磁力Ｆ２’は図示Ｚ１方向となる。
【００４９】
前記コイル４２Ａ及び４２Ｃは、固定部材４１の底面４１Ａの薄肉部４１ａ，４１ａ内に固定されているため、コイル４２Ａ及び４２Ｃ自体は移動することができない状態にある。このため、図６に示すようにコイル４２Ａには電磁力Ｆ１’の反作用としての力Ｆ１が前記内ヨーク４８及び磁石Ｍ１を介して図示Ｚ１方向に作用し、コイル４２Ｃには電磁力Ｆ２’の反作用として力Ｆ２が前記内ヨーク４８及び磁石Ｍ２を介して図示Ｚ１方向に作用する。
【００５０】
すなわち、コイル４２Ａとコイル４２Ｃには互いに逆向きの力Ｆ１，Ｆ２を作用させることができる。そして、前記力Ｆ１の成分である駆動力Ｆ１ａと前記力Ｆ２の成分である駆動力Ｆ２ａとは支持中心点Ｏを中心とする同一半径Ｌからなる円の接線方向に作用するため、前記外ヨーク４６を図６にて時計回り方向（仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）回りβ１方向）に傾倒させることが可能である。なお、このときの駆動トルクＴは、Ｔ＝Ｆ１ａ・Ｌ＋Ｆ２ａ・Ｌ＝２・Ｆａ・Ｌ（ただし、Ｆ１ａ＝Ｆ２ａ＝Ｆａとする。）と表すことができる。
【００５１】
上記のように、前記コイル４２Ａ、穴部４７Ａ、磁石Ｍ１および内ヨーク４８が１つの磁気回路を形成し、前記コイル４２Ｃ、穴部４７Ｃ、磁石Ｍ２および内ヨーク４８が他の１つの磁気回路を形成している。そして、このような一対の磁気回路が、前記外ヨーク４６をβ１およびβ２方向に回転させる第１の磁気駆動部を形成している。
【００５２】
また電流Ｉの向きを上記の例とは逆向き（矢印Ａ１方向から見て反時計回り方向）にすると、前記外ヨーク４６を図６にて反時計回り方向（仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）回りβ２方向）に傾倒させることができる。
【００５３】
このように、前記電流Ｉの方向を変えることにより、前記可動軸２２ｂを回転中心（支持中心点）Ｏとする時計回り方向（β１方向）および反時計回り方向（β２方向）に揺動させることが可能とされている。
【００５４】
上記の関係は、前記穴部４７Ｂ内に設けられているコイル４２Ｂと前記穴部４７Ｄ内に設けられているコイル４２Ｄとからなる磁気回路においても同様である。すなわち、前記コイル４２Ｂ及びコイル４２Ｄに流れる電流Ｉの方向を変えることにより、前記可動軸２２ｂを回転中心（支持中心点）Ｏとする仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）回りに、つまり図２においてα１方向およびα２方向にそれぞれ揺動させることが可能である。
【００５５】
そして、この場合には前記コイル４２Ｂ、穴部４７Ｂ、磁石Ｍ１および内ヨーク４８が１つの磁気回路を形成し、コイル４２Ｄ、穴部４７Ｄ、磁石Ｍ２および内ヨーク４８が他の１つの磁気回路を形成している。そして、これら一対の磁気回路が、前記外ヨーク４６をα１およびα２方向に回転させる第２の磁気駆動部を形成している。
【００５６】
このため、上記第１の磁気駆動部及びこれと直交する方向に配置された第２の磁気駆動部を用いることにより、前記外ヨーク４６の嵌合凸部４６ｂを介して連結されている可動軸２２ｂを前記Ｚ軸（第３の軸；基準軸）と一致する姿勢から傾く姿勢に傾倒させることができる。よって、この可動軸２２ｂを備えた制御対象２０、すなわち反射ミラー２１を２軸方向に自在に傾倒させることが可能である。
【００５７】
なお、本実施の形態では、前記可動軸２２ｂのＺ１側の一端に前記制御対象としての反射ミラー２１が設け、Ｚ２側の他端に前記第１及び第２の磁気駆動部からなる磁気駆動機構が設けた構成であるところ、前記支持機構の支持中心点Ｏが前記制御対象と前記磁気駆動機構とを接続する前記可動軸２２ｂ上の重心近傍となるように設定している。このため、上記２軸型アクチュエータ１０は、アクチュエータとしてのバランス性に優れ、無理なく駆動することが可能となっている。
【００５８】
次に、本願発明の第２の実施の形態について説明する。
図７は第２の実施の形態の２軸型アクチュエータの動作を説明するための図６同様の断面図である。
【００５９】
第２の実施の形態と第１の実施の形態とは、主として磁気駆動機構４０が相違している。すなわち、上記第１の実施の形態はＭＭ型（Moving Magnet type）であるのに対し、第２の実施の形態の２軸型アクチュエータはいわゆるＭＣ型（Moving Coil type）である点で相違している。ただし、前記制御対象２０と支持機構３０の構成は、第１および第２の実施の形態ともに共通である。なお、図７では支持機構３０を図６同様に省略している。
【００６０】
図７に示すように、第２の実施の形態の２軸型アクチュエータ１０Ｂでは、可動軸２２ｂの先端に平板状の可動ベース５１が連結されている。前記可動ベース５１のＺ２側の面には上記第１の実施の形態と同様の構成からなる４つの空心型のコイル４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃおよび４２Ｄがそれぞれ開口端をＺ方向に向けた状態で固定されている。なお、図７ではコイル４２Ａ，４２Ｃのみ図示し、コイル４２Ｂ，４２Ｄは省略している。
【００６１】
また上記同様の構成からなる外ヨーク４６が、上記固定部材４１に固定されている。すなわち、外ヨーク４６は４つの穴部４７（個別に４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄで示す。）を有し、個々の穴部４７の底面中央には略円柱形状の磁石Ｍと内ヨーク４８の端面どうしがＺ方向に連結された状態でそれぞれ固定されている。また磁石Ｍ及び内ヨーク４８の側面（外周面）と穴部４７の内周面との間にはギャップＧがそれぞれ形成されており、前記４つのコイル４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄは各ギャップＧ内に所定の可動余裕を有して配置されている。
【００６２】
この場合においてもコイル４２Ａ、穴部４７Ａ、磁石Ｍ１および内ヨーク４８からなる１つの磁気回路と、コイル４２Ｃ、穴部４７Ｃ、磁石Ｍ２および内ヨーク４８からなる他の１つの磁気回路が第１の磁気駆動部を形成し、コイル４２Ｂ、穴部４７Ｂ、磁石Ｍ１および内ヨーク４８からなる１つの磁気回路と、コイル４２Ｄ、穴部４７Ｄ、磁石Ｍ２および内ヨーク４８からなる他の１つの磁気回路が第２の磁気駆動部を形成することができる。
【００６３】
そして、前記第１の磁気駆動部を構成するコイル４２Ａ，４２Ｃに所定方向の電流Ｉを与えると、コイル４２Ａとコイル４２Ｃにそれぞれ逆向きの電磁力Ｆ１（Ｚ１方向），Ｆ２（Ｚ２方向）を発生させることができ、また電流Ｉの向きを変えると逆方向に作用する電磁力を発生させることができる。よって、可動ベース５１に固定されている可動軸２２ｂを上記同様に回転中心（支持中心点）Ｏに対して時計回り方向（β１方向）または反時計回り（β２方向）に揺動させることができる。
【００６４】
また同様に前記第２の磁気駆動部を構成するコイル４２Ｂ，４２Ｄに所定方向の電流Ｉを与えると、コイル４２Ｂとコイル４２Ｄにそれぞれ逆向きの電磁力Ｆ１（Ｚ１方向），Ｆ２（Ｚ２方向）を発生させることができ、また電流Ｉの向きを変えると逆方向に作用する電磁力を発生させることができる。このため、可動ベース５１に固定されている可動軸２２ｂを回転中心（支持中心点）Ｏに対して時計回り方向（α１方向）または反時計回り（α２方向）に揺動させることができる。
【００６５】
このため、第２の実施の形態の２軸型アクチュエータ１０Ｂにおいても、制御対象２０を２軸方向に自在に傾倒させることができる。
【００６６】
図８は第３の実施の形態の２軸型アクチュエータの動作を説明するための図６同様の断面図である。
【００６７】
第３の実施の形態の２軸型アクチュエータ１０Ｃは、上記第１の実施の形態と同様のＭＭ型（Moving Magnet type）のアクチュエータである。ただし、第３の実施の形態では、主として外ヨーク５６および４つのコイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃおよび５２Ｄの配置関係が上記第１の実施の形態と異なっている。なお、前記制御対象２０及び支持機構３０の構成は第１および第２の実施の形態の場合と同様である。
【００６８】
２軸型アクチュエータ１０Ｃの外ヨーク５６も４つの穴部５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，７Ｄを有している。ただし、その開口方向は支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸）に対し互いに９０度異なる方向である。例えば穴部５７Ａと穴部５７Ｃは支持中心点Ｏを通るＺ軸に対して１８０度異なる位置に設けられ、ともに仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）に沿う方向に開口形成されている。また穴部５７Ｂと穴部５７Ｄは支持中心点Ｏを通るＺ軸に対して１８０度異なる位置に設けられ、ともに仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）に沿う方向に開口形成されている。なお、図２に示すように、仮想軸Ｐ１−Ｐ２（第１の軸）と仮想軸Ｑ−Ｑ（第２の軸）の関係は互いに直交し且つＺ軸（第３の軸）にも直交している。
【００６９】
外ヨーク５６のＺ１側の面には嵌合凸部５６ｂが突出形成されており、この嵌合凸部５６ｂの外周に前記可動軸２２ｂの端部が連結嵌合されている。また可動軸２２ｂは、上記同様の固定部材４１に固定された支持機構３０によって揺動自在に支持されている。
【００７０】
前記各穴部５７Ａないし５７Ｄ内には略円柱形状の磁石Ｍ及び内ヨーク４８が互いの端面どうしを連結させるとともに前記磁石Ｍの端面が各穴部５７の底面の中央部に固着させられている。そして、磁石Ｍ及び内ヨーク４８の側面（外周面）と穴部５７の内周面との間にはギャップＧがそれぞれ形成されている。
【００７１】
一方、固定部材４１は支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸）を中心として対向し合う四つの側壁部４１Ｂを有している。前記四つの側壁部４１Ｂには、４つのコイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃおよび５２Ｄが、その開口方向が支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸）に対して直交するように各側壁部４１Ｂにそれぞれ固設されている。そして、前記４つのコイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは各穴部５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，７Ｄに設けられた前記ギャップＧ内に所定の可動余裕を有して配置されている。
【００７２】
磁石Ｍの磁化の状態として、例えば支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸）側をＳ極、側壁部４１Ｂ側をＮ極にすると、前記磁気駆動機構４０内には各磁束Ｂが各コイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄを垂直に交鎖する図８に示すような磁気回路（磁路）をそれぞれ形成することができる。
【００７３】
このため、前記各コイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃおよび５２Ｄに所定方向の電流Ｉを与えると、コイル５２Ａとコイル５２Ｃにはそれぞれ同一方向の電磁力Ｆ１，Ｆ２（図８ではＰ１方向）を発生させることができる。なお、前記各コイル５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃおよび５２Ｄに与える電流Ｉの向きを逆方向にすると、前記電磁力Ｆ１，Ｆ２の方向を逆方向（Ｐ２方向）とすることが可能である。
【００７４】
ここで、前記コイル５２Ａ、穴部５７Ａ、磁石Ｍ１および内ヨーク５８が１つの磁気回路を形成し、コイル５２Ｃ、穴部５７Ｃ、磁石Ｍ２および内ヨーク５８が他の１つの磁気回路を形成している。そして、前記１つの磁気回路と前記他の１つの磁気回路とが、前記外ヨーク５６をβ１およびβ２方向に回転させる第１の磁気駆動部を形成している。
【００７５】
同様に前記コイル５２Ｂ、穴部５７Ｂ、磁石Ｍ１および内ヨーク５８が１つの磁気回路を形成し、コイル５２Ｄ、穴部５７Ｄ、磁石Ｍ２および内ヨーク５８が他の１つの磁気回路を形成している。そして、前記１つの磁気回路と前記他の１つの磁気回路とが、前記外ヨーク５６をα１およびα２方向に回転させる第２の磁気駆動部を形成している。
【００７６】
前記第１の磁気駆動部および第２の磁気駆動部で発生する電磁力Ｆ１、Ｆ２は、図８に示すように、前記支持中心点Ｏを中心とする円の接線方向の成分Ｆ１ａ，Ｆ２ａと半径方向の成分Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂにそれぞれ分解することができる。このうち、可動軸２２ｂを傾倒させる駆動力として寄与する成分は、接線方向の成分Ｆ１ａとＦ１ｂである。前記接線方向の成分Ｆ１ａ，Ｆ２ａの大きさは、半径方向の成分Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂの大きさよりも大きい（｜Ｆ１ａ｜＞｜Ｆ１ｂ｜，｜Ｆ２ａ｜＞｜Ｆ２ｂ｜）。
【００７７】
一方、上記第１と第２の実施の形態では、これとは逆に接線方向の成分Ｆ１ａ，Ｆ２ａの大きさは、半径方向の成分Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂの大きさよりも小さな関係にある（｜Ｆ１ａ｜＜｜Ｆ１ｂ｜，｜Ｆ２ａ｜＜｜Ｆ２ｂ｜）。
【００７８】
よって、第３の実施の形態では、上記実施の形態および参考例に比較して第１及び第２の磁気駆動部で発生する電磁力Ｆ１，Ｆ２を、可動軸２２ｂを揺動させるための駆動力Ｆ１ａ，Ｆ２ａとして効率良く利用することが可能である。
【００７９】
すなわち、低消費電力で同様の駆動力Ｆ１ａ，Ｆ２ａを得ることができる。あるいは同じ消費電力であればより大きな駆動力Ｆ１ａ，Ｆ２ａを発生させることができるため、アクチュエータとしての応答性を向上させることができる。
【００８０】
上記第１の実施の形態ないし第３の実施の形態の２軸型アクチュエータにおいては、互いに直交するように配置された第１の磁気駆動部と第２の磁気駆動部を有しているため、駆動軸２２ｂを２軸方向に自在に傾けることができる。
【００８１】
すなわち、上記第１の磁気駆動部を構成するコイル４２Ａとコイル４２Ｃおよび上記第２の磁気駆動部を構成するコイル４２Ｂとコイル４２Ｄに流す電流Ｉのそれぞれの向きおよび大きさを制御することにより、前記制御対象２０を所望の角度に設定することができる。このため、前記制御対象２０を構成するミラー支持部２２に固定された反射ミラー２１の傾き角度を自在に調整することが可能である。
【００８２】
次に、上記２軸型アクチュエータを利用したホログラフィー装置について説明する。
図９はホログラフィー装置を構成する各部材の配置関係の概略を示す斜視図、図１０は図９の矢印方向から見た場合に相当する正面図である。
【００８３】
図９に示すホログラフィー装置は、例えば光記録媒体再生装置に搭載されるものである。ただし、再生専用の装置に限るものではなく、記録専用の装置、あるいは記録再生装置に搭載されるものであってもよい。
【００８４】
図９に示すホログラフィー装置は、主として光源６１、コリメートレンズ６２、反射ミラー２１、アクチュエータ１０、開口フィルタ６４および光検知器６５などからなる光学系のシステムで構成されている。
【００８５】
前記光源６１は、例えば垂直共振器面発光レーザ（以下、「ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）という」などからなるレーザ発光手段で構成されている。
【００８６】
前記コリメートレンズ６２および反射ミラー２１は、前記光源６１から射出されるレーザ光の光路上に設けられている。前記反射ミラー２１は上記いずれかのアクチュエータ１０に設けられており、２軸方向に揺動自在に支持されている。前記アクチュエータ１０と反射ミラー２１とにより、いわゆるガルバノミラーが構成されている。
【００８７】
前記コリメートレンズ６２は、前記光源６１と反射ミラー２１との間に設けられている。前記コリメートレンズ６２は前記光源６１から入射したレーザ光（発散光）Ｌ１を平行な光からなる参照光Ｌ２に変換するものであり、前記参照光Ｌ２は反射ミラー２１に向けて出力されるようになっている。
【００８８】
前記コリメートレンズ６２で平行な光に変換された前記参照光Ｌ２は、前記反射ミラー１３において反射させられ、参照光Ｌ３として光記録媒体７０上の所定の位置を照光する。
【００８９】
このとき、前記アクチュエータ１０は前記反射ミラー２１によって反射させられた前記参照光Ｌ２が、前記光記録媒体７０上の所定の位置を照光することができるように角度調整される。このような、反射ミラー２１の角度調整は上述のように第１の磁気駆動部および第２の磁気駆動部を形成する４つのコイルに所定の向き及び大きさからなる電流Ｉを与えることにより行うことができる。
【００９０】
このため、前記反射ミラー１３から出力された前記参照光Ｌ３は反射層７２において反射させられ、光記録媒体７０の外部に再生光Ｌ４として出力される。
【００９１】
この実施の形態に示す光記録媒体７０はいわゆる反射型記録媒体であり、干渉縞を記録することが可能な記録層７１の下部に反射層７２を有する構成である。なお、前記記録層７１内には多数のデータ情報を示すホログラムが、干渉縞（市松模様状の２次元的なドットパターン）として記録角度を変えた状態で多重に記録されている。このため、前記再生光Ｌ４には前記干渉縞によるデータ情報が含まれている。
【００９２】
前記開口フィルタ６４と前記光検知器６５は、前記光記録媒体７０から出力される前記再生光Ｌ４の光路上に設けられている。前記開口フィルタ６４は前記再生光Ｌ４から不要な光を排除するものである。
【００９３】
前記光検知器６５としては、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いることが可能である。前記再生光Ｌ４が所定の入射角θで前記光検知器６５に照光されると、前記光検知器６５は前記再生光Ｌ４に含まれる多数のデータ情報のうち、前記入射角θと前記再生光Ｌ４の波長λとによる関係が所定のブラック条件式に合致する位置に記録されたデータ情報のみを読み出すことが可能とされている。
【００９４】
そして、前記アクチュエータ１０を駆動させ、前記反射ミラー２１の角度を微調整することにより、光記録媒体７０に入射する参照光Ｌ３の入射角θを変えることができるため、前記光記録媒体７０の記録層７１に多重に記録されている個々のデータ情報をそれぞれ読み出すことが可能できる。
【００９５】
図１１は、他の軸型アクチュエータを示す側面図である。
上記図９及び図１０に示すホログラフィー装置では、コリメートレンズ６２から射出された参照光Ｌ２は光記録媒体７０に対して水平である。前記反射ミラー２１では、この水平な参照光Ｌ２が光記録媒体７０に入射するときに所定の入射角度θとなるように前記反射ミラー２１の傾き角度を下向きとする必要がある。前記傾き角度がアクチュエータ１０の調整範囲を超える場合があり、この場合には図９及び図１０に示すように、あらかじめアクチュエータ１０自体を所定の傾斜姿勢で光記録媒体再生装置の内部に取り付けておくことが必要となる。
【００９６】
しかし、あらかじめアクチュエータ１０自体を所定の傾斜姿勢で光記録媒体再生装置の内部に取り付けておくと、アクチュエータ１０を構成する固定部材４１の底面４１Ａ側が持ち上がり、ホログラフィー装置としての全体の高さ寸法が高くなって薄型化し難いという問題が発生する。
【００９７】
このような場合には、例えば図１１に示す２軸アクチュエータ１０Ｄのように、あらかじめ可動軸２２ｂの先端に反射ミラー（制御対象）２１を傾斜姿勢で取り付けた構成としたものが好ましい。なお、この場合における前記反射ミラー（制御対象）２１の傾斜姿勢は、前記可動軸２２ｂの前記支持中心点Ｏを通るＺ軸（第３の軸；基準軸）と反射ミラー２１の表面２１ａとのなす角θが０度＜θ＜９０度の範囲となるように設定されている。      
【００９８】
このようにすると、アクチュエータ１０Ｄを光記録媒体再生装置内に水平な姿勢で取り付けることができるため、前記アクチュエータ１０Ｄを構成する固定部材４１の底面４１Ａ側を持ち上げた状態で固定する必要がなくホログラフィー装置としての全体の高さ寸法を低く抑えることができ、これを搭載した光記録媒体再生機器の小型化・薄型化を促進させることが可能となる。
【００９９】
上記の各実施の形態の支持機構３０では、前記固定ベース３１と可動リング３２との間、および可動リング３２と可動軸２２ｂとの間を回転する機構として小球３３，３４を利用した第１の軸受部および第２の軸受部として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば前記小球３３，３４の代わりに回動ピンとこれを支持する軸受部材で構成されるものであってもよい。あるいは、支持機構３０が板ばねをプレス加工等した一体型のジンバルとして形成されており、前記板ばねが弾性変形（ねじれ変形）することにより前記可動軸２２ｂが２軸方向に傾倒させられる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態の反射ミラーを備えた２軸型アクチュエータを示す斜視図、
【図２】図１の分解斜視図、
【図３】支持機構の構成を示す分解斜視図、
【図４】磁気駆動部を構成する固定部材側の一例を示す分解斜視図、
【図５】磁気駆動部を構成する外ヨークを示す分解斜視図、
【図６】本発明の第１の実施の形態の２軸型アクチュエータの動作を説明するための磁気駆動部の断面図、
【図７】本発明の第２の実施の形態の２軸型アクチュエータの動作を説明するための図６同様の断面図、
【図８】本発明の第３の実施の形態の２軸型アクチュエータの動作を説明するための図６同様の断面図、
【図９】ホログラフィー装置を構成する各部材の配置関係の概略を示す斜視図、
【図１０】図９の矢印方向から見た場合に相当する正面図、
【図１１】本発明の他の２軸型アクチュエータを示す側面図、
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  ２軸型アクチュエータ
２０  制御対象（被制御機構）
２１  反射ミラー（制御対象）
２２  ミラー支持部
２２ｂ  可動軸
３０  支持機構
３１  固定ベース
３２  可動リング
３３，３４  小球
４０  磁気駆動機構
４１  固定部材
４１ｂ  貫通孔
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ  コイル
４３  ストッパピン
４６  外ヨーク
４６ａ  貫通孔
４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄ  穴部
４８  内ヨーク
５１  可動ベース
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ  コイル
Ｍ  磁石
Ｏ  回転中心（支持機構の支持中心点）
Ｐ１−Ｐ２  仮想軸（第１の軸）
Ｑ−Ｑ  仮想軸（第２の軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004757573.tif 000008
【図８】
0004757573.tif 000009
【図９】
0004757573.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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