JP2002335683A - 静電アクチュエータおよびそれを用いた光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口制限素子を二次元方向に変位させ得る著
しく小型化した静電アクチュエータおよびそれを用いて
著しく小型化した光ピックアップを提供する。 【解決手段】 基板２１上に固定され第１固定電極２２
ａを形成される第１固定部材２２と、該第１固定部材に
第１リンク部材２３を介してＸ方向に変位可能に連結さ
れ第１可動電極２４ａおよび第２固定電極２４ｂを形成
される第２固定部材２４と、第２固定部材２４に第２リ
ンク部材２７を介してＹ方向に変位可能に連結され第２
可動電極２６ａを形成される可動部材２６とから成り、
前記第１固定および可動電極間ならびに前記第２固定お
よび可動電極間にそれぞれ所定電圧を印加することによ
り、可動部材２６に一体形成したピンホール８を光軸に
対して直交するＸ，Ｙ方向に変位させる二次元駆動型静
電アクチュエータ９は、マイクロマシン技術により小型
に製造され、光ピックアップに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集光されたレーザ
スポットの略中心部を選択的に透過させるピンホールや
スリットのような開口制限素子を少なくとも一次元方向
に変位させる静電アクチュエータおよびその静電アクチ
ュエータを用いた光ピックアップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップにおいて、光記録媒体に
記録されている情報を再生する際の記録面の空間解像度
を向上させたり媒体厚さ方向の特定の位置の記録層から
の信号の解像度を向上させたりするための手法として
は、例えば図７に示すように、光記録媒体２０１からの
戻り光２０２の集光位置（焦点位置）にピンホールやス
リット等の開口制限素子（コンフォーカル検出素子）２
０３を配置して、戻り光２０２を開口制限素子２０３の
開口２０３ａに収束させるコンフォーカル検出方式が知
られており、このコンフォーカル検出方式では、収束さ
れた戻り光２０２の略中心部（再生信号光学系のエアリ
ーディスク径程度の領域）が開口２０３ａを選択的に透
過して光検出器２０４に導かれることになる。

【０００３】しかし、このコンフォーカル検出方式を用
いる場合には、戻り光２０２を光検出器２０４に導く光
軸上において戻り光２０２の収束位置と開口制限素子２
０３の開口２０３ａの位置とを合わせる必要があるが、
開口径が微小であるため両者の位置合わせ作業には厳し
い精度が要求されることになり、位置合わせが極めて困
難であるという問題がある。その上、所望の精度での位
置合わせができなかった場合には、例えば図８に示すよ
うに、戻り光２０２が開口制限素子２０３の開口２０３
ａを透過しなくなるため、信号光が光検出器２０４で検
出できなくなるという重大な問題が生じる。

【０００４】また、上記従来の光ピックアップの光学系
では、上述した位置合わせが困難であるという問題の他
に、熱による光学部品の位置変位や光源として使用する
ＬＤ（レーザダイオード）の熱による発光点移動に起因
して、初期調整を行った後に光軸の変位が発生すること
により、信号光が検出系から外れて図８に示すように信
号光が開口制限素子の開口を通過しない事態を招くとい
う問題が生じることがある。この問題は、開口制限素子
の開口位置を戻り光の収束位置に合わせる初期調整を行
うだけでは回避することができない。

【０００５】上述した種々の問題に対処するためには、
ピンホールやスリット等の開口制限素子を光軸と直交す
る平面内で少なくとも一次元方向に変位させる必要があ
り、例えば特開平６−４４６０３号公報や特開平７−１
４１６８９号公報には、ピンホールやスリットを光軸と
直交する平面内で二次元方向に変位させる技術が提案さ
れている。しかし、これらの公報には、ピンホールやス
リット等の開口制限素子を光軸と直交する平面内で二次
元方向に変位させる原理が開示されているだけであり、
ピンホールやスリット等の開口制限素子を光軸と直交す
る平面内で二次元方向に変位させるための具体的な駆動
手段は何ら開示されていない。

【０００６】開口制限素子を光軸と直交する平面内で少
なくとも一次元方向に変位させるための駆動手段とし
て、本願出願人の特願２０００−１６３１４号は先に、
図９（ａ），（ｂ）に示すような電磁アクチュエータを
提案している。この電磁アクチュエータは、光ピックア
ップにおいて対物レンズをフォーカス方向、トラッキン
グ方向に駆動するための電磁アクチュエータを流用した
ものであり、中央にピンホール２１１を搭載したピンホ
ールプレート２１２を前記平面内のＸ方向に駆動するた
めの２つのコイル２１３−１，２１３−２と、ピンホー
ルプレート２１２を前記平面内のＹ方向に駆動するため
の４つのコイル２１４−１〜２１４−４等を基板２１５
内に収容するように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電磁アクチュエータを、集光されたレーザスポッ
トの略中心部を選択的に透過させる開口制限素子の駆動
手段として採用した場合には、電磁アクチュエータの外
形寸法が１０×１０×５ｍｍ程度であり、光ピックアッ
プにおいて部品の小型化が進んでいるピンホール等の光
検出器周辺の部品に比べて格段に大きいため、光ピック
アップ全体が必要以上に大型化してしまい、光ピックア
ップの小型化の要求に反することとなる。

【０００８】本発明は、電磁アクチュエータに比べて著
しく小型でありながら、集光されたレーザスポットの略
中心部を選択的に透過させる開口制限素子を一次元方向
に変位させ得る静電アクチュエータを提供することを第
１の目的とする。本発明は、電磁アクチュエータに比べ
て著しく小型でありながら、集光されたレーザスポット
の略中心部を選択的に透過させる開口制限素子を二次元
方向に変位させ得る静電アクチュエータを提供すること
を第２の目的とする。本発明は、集光されたレーザスポ
ットの略中心部を選択的に透過させる開口制限素子を少
なくとも一次元方向に変位させる駆動手段として上記静
電アクチュエータを採用することにより著しく小型化し
た光ピックアップを提供することを第３の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１に記載の第１発明は、集光されたレー
ザスポットの略中心部を選択的に透過させる開口制限素
子を一次元方向に変位させる静電アクチュエータであっ
て、基板と、該基板上に固定されるとともに端部に固定
電極を形成される固定部材と、前記基板に一次元方向に
変位可能に連結されるとともに前記固定電極と対応する
端部に可動電極を形成される可動部材とから成り、前記
固定電極および可動電極間に所定の電圧を印加すること
により、前記可動部材に一体形成した開口制限素子を光
軸に対して直交方向に変位させるようにしたことを特徴
とする。

【００１０】請求項２に記載の第２発明は、前記開口制
限素子を長手方向が光記録媒体の半径方向に対応するス
リットとし、該開口制限素子を光記録媒体のトラック方
向に変位させるようにしたことを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の第３発明は、前記基板内
に光検出器を形成し、該光検出器上に前記開口制限素子
が位置するように前記可動部材を前記基板上に配置する
とともに、前記可動部材に形成された可動電極と前記固
定部材に形成された固定電極とが近接するように前記可
動部材および固定部材を同一平面上に配置して成ること
を特徴とする。

【００１２】上記第２の目的を達成するため、請求項４
に記載の第４発明は、集光されたレーザスポットの略中
心部を選択的に透過させる開口制限素子を二次元方向に
変位させる静電アクチュエータであって、基板と、該基
板上に固定されるとともに端部に第１固定電極を形成さ
れる第１固定部材と、該第１固定部材に第１リンク部材
を介して二次元方向の一方向に変位可能に連結され前記
第１固定電極と対応する端部に第１可動電極を形成され
るとともに内周側端部に前記二次元方向の一方向に延在
する第２固定電極を形成される第２固定部材と、該第２
固定部材に第２リンク部材を介して二次元方向の他方向
に変位可能に連結されるとともに前記第２固定電極と対
応する端部に第２可動電極を形成される可動部材とから
成り、前記第１固定電極および第１可動電極間ならびに
前記第２固定電極および第２可動電極間にそれぞれ所定
の電圧を印加することにより、前記可動部材に一体形成
した開口制限素子を光軸に対して直交する二次元方向に
変位させるようにしたことを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の第５発明は、前記第１リ
ンク部材および第２リンク部材は弾性部材であることを
特徴とする。

【００１４】請求項６に記載の第６発明は、前記基板内
に光検出器を形成し、該光検出器上に前記開口制限素子
が位置するように前記可動部材を前記基板上に配置し、
前記可動部材に形成された第２可動電極と前記第２固定
部材に形成された第２固定電極とが近接するように前記
可動部材および第２固定部材を同一平面上に配置すると
ともに、前記第２固定部材に形成された第１可動電極と
前記第１固定部材に形成された第１固定電極とが近接す
るように前記第２固定部材および第１固定部材を同一平
面上に配置して成ることを特徴とする。

【００１５】請求項７に記載の第７発明は、前記可動部
材はポリシリコン製であることを特徴とする。

【００１６】請求項８に記載の第８発明は、前記開口制
限素子の開口径は、再生信号光学系のエアリーディスク
径と略同一であることを特徴とする。

【００１７】上記第３の目的を達成するため、請求項９
に記載の第９発明は、光記録媒体からの戻り光を収束さ
せる光学素子と光検出器との間に第１発明〜第８発明の
何れかの静電アクチュエータを配置して成ることを特徴
とする。

【００１８】請求項１０に記載の第１０発明は、前記光
検出器と、前記静電アクチュエータまたは開口制限素子
とを一体構造にしたことを特徴とする。

【００１９】第１発明では、基板と、該基板上に固定さ
れるとともに端部に固定電極を形成される固定部材と、
前記基板に一次元方向に変位可能に連結されるとともに
前記固定電極と対応する端部に可動電極を形成される可
動部材とから成り、前記固定電極および可動電極間に所
定の電圧を印加することにより前記可動部材に一体形成
した開口制限素子を光軸に対して直交する一次元方向に
変位させる静電アクチュエータは、マイクロマシン技術
によって製造することができるから、この静電アクチュ
エータを数ｍｍ角程度の外形寸法にすることが可能にな
り、１０ｍｍ角程度の外形寸法を有する電磁アクチュエ
ータに比べて著しく小型化することができる。

【００２０】第２発明では、前記開口制限素子を長手方
向が光記録媒体の半径方向に対応するスリットとし、該
開口制限素子を光記録媒体のトラック向に変位させるよ
うにしたから、この静電アクチュエータは、前記開口制
限素子の開口位置を光記録媒体からの戻り光の収束位置
に合わせる際に開口制限素子を二次元方向に変位させる
ように構成した静電アクチュエータと同様の調整機能を
発揮することになる。

【００２１】第３発明では、前記基板内に光検出器を形
成し、該光検出器上に前記開口制限素子が位置するよう
に前記可動部材を前記基板上に配置するとともに、前記
可動部材に形成された可動電極と前記固定部材に形成さ
れた固定電極とが近接するように前記可動部材および固
定部材を同一平面上に配置して成るから、前記開口制限
素子を静電アクチュエータ内に直接作り込むことが可能
になり、この静電アクチュエータを構成する部品点数を
削減するとともに各部品の取付作業および位置合わせ調
整作業を大幅に減らすことができる。

【００２２】第４発明では、基板と、該基板上に固定さ
れるとともに端部に第１固定電極を形成される第１固定
部材と、該第１固定部材に第１リンク部材を介して二次
元方向の一方向に変位可能に連結され前記第１固定電極
と対応する端部に第１可動電極を形成されるとともに内
周側端部に前記二次元方向の一方向に延在する第２固定
電極を形成される第２固定部材と、該第２固定部材に第
２リンク部材を介して二次元方向の他方向に変位可能に
連結されるとともに前記第２固定電極と対応する端部に
第２可動電極を形成される可動部材とから成り、前記第
１固定電極および第１可動電極間ならびに前記第２固定
電極および第２可動電極間にそれぞれ所定の電圧を印加
することにより前記可動部材に一体形成した開口制限素
子を光軸に対して直交する二次元方向に変位させる静電
アクチュエータは、マイクロマシン技術によって製造す
ることができるから、この静電アクチュエータを数ｍｍ
角程度の外形寸法にすることが可能になり、１０ｍｍ角
程度の外形寸法を有する電磁アクチュエータに比べて著
しく小型化することができる。

【００２３】第５発明では、前記第１リンク部材および
第２リンク部材は弾性部材であるから、この静電アクチ
ュエータにおいて前記開口制限素子を光軸に対して直交
する二次元方向に応答性良く変位させることができる。

【００２４】第６発明では、前記基板内に光検出器を形
成し、該光検出器上に前記開口制限素子が位置するよう
に前記可動部材を前記基板上に配置し、前記可動部材に
形成された第２可動電極と前記第２固定部材に形成され
た第２固定電極とが近接するように前記可動部材および
第２固定部材を同一平面上に配置するとともに、前記第
２固定部材に形成された第１可動電極と前記第１固定部
材に形成された第１固定電極とが近接するように前記第
２固定部材および第１固定部材を同一平面上に配置して
成るから、前記開口制限素子を静電アクチュエータ内に
直接作り込むことが可能になり、この静電アクチュエー
タを構成する部品点数を削減するとともに各部品の取付
作業および位置合わせ調整作業を大幅に減らすことがで
きる。

【００２５】第７発明では、前記可動部材はポリシリコ
ン製であるから、例えばこのポリシリコン製の可動部材
の所望の部位に所定エネルギーのレーザ光を照射するこ
とにより、前記開口制限素子を前記可動部材に一体形成
することができる。

【００２６】第８発明では、前記開口制限素子の開口径
は、再生信号光学系のエアリーディスク径と略同一であ
るから、この開口制限素子の開口を経て集光されたレー
ザスポットの略中心部が選択的に透過することになり、
多層光記録媒体の信号再生時に所望のセクショニング性
能を発揮させることができる。

【００２７】第９発明では、光記録媒体からの戻り光を
収束させる光学素子と光検出器との間に第１発明〜第８
発明の何れかの静電アクチュエータを配置して光ピック
アップを構成したから、前記開口制限素子の駆動手段と
して電磁アクチュエータを採用した場合に比べて光ピッ
クアップを著しく小型化することができる。

【００２８】第１０発明では、前記光検出器と、前記静
電アクチュエータまたは開口制限素子とを一体構造にし
たから、前記静電アクチュエータが集積ピックアップユ
ニットとして構成されることになり、光ピックアップを
第９発明よりも一層小型化することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
に係る多層光記録用ピックアップを用いた光記録再生装
置の構成を示す図である。本実施形態の多層光記録用ピ
ックアップ（以下、光ピックアップという）の光学系
は、レーザ光源１と、レーザ光源１から出射したレーザ
光を平行光に変換するコリメートレンズ２と、コリメー
トレンズ２から出射した平行光を透過または反射させる
ビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ３を透過した
平行光を媒体厚さ方向に複数層の記録層を有する多層光
記録媒体５の何れか１つの記録層に集光する対物レンズ
４と、対物レンズ４を通過した後にビームスプリッタ３
で反射された多層光記録媒体５からの戻り光を透過また
は反射させるビームスプリッタ６と、ビームスプリッタ
６を透過した戻り光を収束させる集光レンズ７と、集光
レンズ７によって収束された戻り光から前記１つの記録
層に対応する成分を抽出するピンホール８と、ピンホー
ル８を一体形成された二次元駆動型静電アクチュエータ
９と、ピンホール８により抽出された成分を信号光とし
て検出する光検出器１０と、ビームスプリッタ６で反射
された戻り光を収束させる集光レンズ１１と、集光レン
ズ１１によって収束された戻り光から前記１つの記録層
に対応するサーボ制御用信号を検出する光検出器１２と
を具備して成る。なお、開口制限素子であるピンホール
８の開口径は、再生信号光学系のエアリーディスク径と
略同一になっている。

【００３０】また、本実施形態の光ピックアップという
の制御系は、二次元駆動型静電アクチュエータ９を光軸
と直交するＸＹ平面のＸ軸方向の駆動制御を行うＸ方向
アクチュエータ制御回路１３と、二次元駆動型静電アク
チュエータ９を光軸と直交するＸＹ平面のＹ軸方向の駆
動制御を行うＹ方向アクチュエータ制御回路１４と、上
記レーザ光源１、Ｘ方向アクチュエータ制御回路１３、
Ｙ方向アクチュエータ制御回路１４の動作を制御すると
ともに光検出器１０，１２が検出した信号を受ける制御
回路１５とを具備して成る。

【００３１】図２は第１実施形態の光ピックアップの二
次元駆動型静電アクチュエータの構成を示す斜視図であ
り、図３は第１実施形態の光ピックアップの二次元駆動
型静電アクチュエータの要部の構成を示す平面図であ
る。本実施形態の二次元駆動型静電アクチュエータ９
は、シリコン基板（以下、基板という）２１と、基板２
１上に固定されるとともに内周側端部に櫛歯状の第１固
定電極２２ａを形成される第１固定部材２２と、第１固
定部材２２に第１リンク部材２３を介してＸＹ平面の一
方向（ここではＸ方向とする）に変位可能に連結される
第２固定部材であって、第１固定電極２２ａと対応する
端部に櫛歯状の第１可動電極２４ａを形成されるととも
に内周側端部にＸＹ平面の一方向（ここではＸ方向とす
る）に延在する櫛歯状の第２固定電極２４ｂを形成され
る第２固定部材２４と、第２固定部材２４に第２リンク
部材２５を介してＸＹ平面の他方向（ここではＹ方向と
する）に変位可能に連結されるとともに第２固定電極２
４ｂと対応する端部に櫛歯状の第２可動電極２６ａを形
成される可動部材２６と、光検出器１０の電極となる電
極部材２７等から成る。

【００３２】上記第１リンク部材２３および第２リンク
部材２５としては、二次元駆動型静電アクチュエータ９
においてピンホール８を光軸に対して直交するＸ，Ｙ方
向に応答性良く変位させるために、弾性部材を用いてい
る。ことができる。上記可動部材２６は、ポリシリコン
製であるため、例えばこの可動部材２６の中央部に所定
エネルギーのレーザ光を照射することにより、ピンホー
ル８を可動部材２６内に一体形成することができる。

【００３３】本実施形態の二次元駆動型静電アクチュエ
ータ９は、マイクロマシン技術を用いて製造することに
より、小型軽量化を図っている。近年、マイクロマシン
技術は、モータやアクチュエータ等の微細な駆動装置の
開発に採用されており、例えば、「L. Muller et. a
l.,"Mechanical performance of an integreted microg
imbal / microactuator for dsk drives", 10th intern
ational Conference on Solid State Sensors and Actu
ators(Transducers '99）」に開示されている静電アク
チュエータは、小型（数ｍｍ×数ｍｍ以下）で、かつ、
低電圧駆動が可能であるという利点を有している。ま
た、特許第３０５０１６４号公報に開示されている静電
アクチュエータは、小型（２ｍｍ×２ｍｍ程度）に構成
されており、光学部品、光磁気、磁気ディスク等の小型
部品の駆動に用いられている。

【００３４】本実施形態の二次元駆動型静電アクチュエ
ータ９は、マイクロマシン技術を採用した点では上記従
来のマイクロマシン技術による静電アクチュエータと共
通しているが、後述する製造プロセスを用いる点で上記
従来のマイクロマシン技術による静電アクチュエータと
相違している。以下に、図４（ａ）〜（ｇ）を用いて本
実施形態の二次元駆動型静電アクチュエータ９の製造プ
ロセスを説明する。

【００３５】まず、図４（ａ）に示すように、半導体基
板１０１（本実施形態では低濃度のＰ型シリコン基板を
用いる）の所定領域にアンチモンを拡散させて、Ｎ型の
高濃度埋め込み拡散層１０２を形成し、さらにその上に
低濃度Ｎ型エピタキシャル層１０３を形成する。その
後、エピタキシャル層１０３の表面側から不純物拡散を
行うことにより高濃度のＮ型ウェル１０４と、それより
も浅い高濃度Ｐ型拡散層１０５とを形成する。ここで、
高濃度Ｐ型拡散層１０５およびその直下の低濃度Ｎ型エ
ピタキシャル層１０３は、フォトダイオード（ＰＤ）を
形成する。

【００３６】次に、同図（ｂ）に示すように、ＬＰＣＶ
Ｄ（減圧化学気層成長法）を用いて層間絶縁膜となる厚
さ３００ｎｍの第１のシリコン窒化膜１０６を形成した
後、シリコン窒化膜１０６のＮ型ウェル１０４および高
濃度Ｐ型拡散層１０５の上端部に位置する部分にそれぞ
れ、通常のフォトリソグラフィー手法でコンタクトホー
ル１０７を形成する。これらコンタクトホール１０７
は、フォトダイオードの電極開口部として機能すること
になる。さらに、ＡＰＣＶＤ（常圧化学気層成長法）を
用いて第１のシリコン窒化膜１０６の上部に厚さ４００
ｎｍのＰＳＧ（Phosphorous Silicate Grass）膜１０８
を形成した後、このＰＳＧ膜１０８を図示の領域のみが
残存するように通常のフォトリソグラフィ手法を用いて
除去する。上記ＰＳＧ膜が残存した領域（図３に点線で
示す領域）には、後に可動電極を有する可動部材が形成
されることになる。

【００３７】次に、同図（ｃ）に示すように、シリコン
窒化膜１０６およびＰＳＧ膜１０８の上部を覆うよう
に、ＬＰＣＶＤを用いて厚さ８０００ｎｍのＮ型にドー
プされた多結晶シリコン１０９を形成する。次に、同図
（ｄ）に示すように、通常のレジストパターンをマスク
にしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって多結
晶シリコン１０９に幅３００ｎｍのスリット１１０を形
成する。次に、同図（ｅ）に示すように、ＬＰＣＶＤを
用いて厚さ３００ｎｍの第２のシリコン窒化膜１１１を
形成する。その際、上記スリット１１０は第２のシリコ
ン窒化膜１１１で充填されることになる。

【００３８】次に、同図（ｆ）に示すように、表面側か
ら第２のシリコン窒化膜１１１をＲＩＥによって多結晶
シリコン１０９の表面が露出するまでエッチバックし、
さらに多結晶シリコン１０９を通常のフォトリソグラフ
ィ工程でパターニングして開口部１１２を形成する。次
に、同図（ｇ）に示すシリコン基板１０１全体をフッ酸
系のエッチング液に浸してエッチングを行う。このエッ
チング液は、ＰＳＧに対するエッチングレートが非常に
大きいため、多結晶シリコンやシリコン窒化膜をほとん
どエッチングしないので、開口部１１２を介してＰＳＧ
膜１０８を完全に除去することができる。

【００３９】上記製造プロセスによって、１つの多結晶
シリコン１０９から、第１のシリコン窒化膜１０６を介
してシリコン基板１０１に固定された固定電極を有する
固定部材となる領域１０９−１と、シリコン基板１０１
から分離された可動電極を有する可動部材となる領域１
０９−２ａ，１０９−２ｂと、第１のシリコン窒化膜１
０６に開口したコンタクトホール１０７の上部のフォト
ダイオードの電極となる領域１０９−３とか形成され
る。ここで、図４（ｇ）に示す断面は、図２のＩ−Ｉ断
面に対応しているので、シリコン基板１０１が基板２１
に対応し、領域１０９−１が第１固定部材２２に対応
し、領域１０９−２ａが第２固定部材２４に対応し、領
域１０９−２ｂが可動部材２６に対応し、領域１０９−
３が電極部材２７に対応し、高濃度Ｐ型拡散層１０５お
よび低濃度Ｎ型エピタキシャル層１０３より成るフォト
ダイオードが光検出器１０（図１参照）に対応すること
になる。なお、図４（ｇ）と図２の対応については、領
域１０９−１および１０９−２ａ間並びに領域１０９−
１および１０９−２ｂ間の空間は開口部１１２に対応
し、その多結晶シリコンのエッチング工程においては連
結部材２３および２５に該当する領域を残存させること
によって一体の部材として形成される。ただし、図３に
示すように、第１固定部材２２（領域１０９−１）は、
３個所のスリット１１０に埋め込まれたシリコン窒化膜
１１１によって電気的には３つの部分に分割されてお
り、各々の部位の電位を制御することによって櫛歯状静
電アクチュエータを動作させ、ＸＹ方向に変位させるこ
とになる。

【００４０】以上のような製造プロセスにより、基板２
１内に光検出器１０を形成し、光検出器１０上に開口制
限素子であるピンホール８が位置するように可動部材２
６を基板２１上に配置し、可動部材２６に形成された第
２可動電極２６ａと第２固定部材２４に形成された第２
固定電極２４ｂとが近接するように可動部材２６および
第２固定部材２４を同一平面上に配置するとともに、第
２固定部材２４に形成された第１可動電極２４ａと第１
固定部材２２に形成された第１固定電極２２ａとが近接
するように第２固定部材２４および第１固定部材２２を
同一平面上に配置して成る二次元駆動型静電アクチュエ
ータ９を製造することができる。なお、この二次元駆動
型静電アクチュエータ９は、上述した構成要素の他にレ
ーザ光源１も一体化した集積ピックアップユニットとし
て構成するものとする。

【００４１】なお、本実施形態では、可動電極および固
定電極を形成するための可動部材および固定部材に多結
晶シリコンを使用し、可動電極を基板から分離するため
の犠牲層にＰＳＧを使用し、電極を形成された可動部材
および固定部材を複数の領域に電気的に分離するための
スリットの充填材にシリコン窒化膜を使用したが、適切
なエッチング手法および製膜法によって同様の構造を実
現可能な他の組み合わせを用いてもよいことは言うまで
もない。

【００４２】本実施形態の二次元駆動型静電アクチュエ
ータ９の駆動制御は、制御回路１５によって制御される
Ｘ方向アクチュエータ制御回路１３およびＹ方向アクチ
ュエータ制御回路１４により実施される。すなわち、制
御回路１５は、電源のＯＮ時またはピンホールリセット
信号の受信時に、光検出器１０へ入射するレーザ光の光
量が最大になるように、Ｘ方向アクチュエータ制御回路
１３から第２可動電極２６ａおよび第２固定電極２４ｂ
間に所定の電圧を印加するとともにＹ方向アクチュエー
タ制御回路１４から第１可動電極２４ａおよび第１固定
電極２２ａ間に所定の電圧を印加するような指令を行う
ことにより、二次元駆動型静電アクチュエータ９を光軸
に対して直交する平面内でＸ，Ｙ方向に駆動する。

【００４３】本実施形態によれば、二次元駆動型静電ア
クチュエータ９をマイクロマシン技術によって製造する
ことにより数ｍｍ角程度の外形寸法にすることが可能に
なったから、１０ｍｍ角程度の外形寸法を有する電磁ア
クチュエータに比べて著しく小型化することができ、こ
の二次元駆動型静電アクチュエータ９を集光レンズ７と
光検出器１０との間に設けた光ピックアップは、電磁ア
クチュエータを採用した場合に比べて著しい小型化が可
能になるとともに、コンフォーカル検出系の光透過部で
あるピンホール位置を収束光の焦点位置に精度よく合わ
せることが可能になる。また、光ピックアップにおける
光学部品の熱変動や光源の波長変動による光路の変動が
生じても再生借号がコンフォーカル検出素子を透過する
ように調整することができるので、光ピックアップを小
型化しながら、時間的にも空間的にも安定した信号検出
を行うことができる。

【００４４】また、本実施形態の二次元駆動型静電アク
チュエータ９は、ピンホール８および光検出器１０を二
次元駆動型静電アクチュエータ９内に直接作り込むとと
もにレーザ光源１等を一体化した集積ピックアップユニ
ットとして構成したため、さらなる小型化が実現され、
部品点数の削減および各部品の取付作業および位置合わ
せ調整作業の大幅な削減が実現されることになる。ま
た、開口制限素子であるピンホール８の開口径を再生信
号光学系のエアリーディスク径と略同一にしたため、こ
のピンホール８の開口を経て集光されたレーザスポット
の略中心部が選択的に透過することになるから、多層光
記録媒体の信号再生時に所望のセクショニング性能を発
揮させることができる。

【００４５】図５は本発明の第２実施形態の光ピックア
ップの一次元駆動型静電アクチュエータの構成を示す平
面図であり、図６（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、図５のＡ
−Ａ断面図〜Ｆ−Ｆ断面図である。本実施形態の一次元
駆動型静電アクチュエータ３１は、図５および図６
（ａ）等に示すように、基板（例えば低濃度のＰ型シリ
コン基板を用いる）３２と、基板３２に結合される固定
部材３３および可動部材３４等から成る。

【００４６】上記固定部材３３は、基板３２の図示上下
両端部にそれぞれ設けられており、図５のＣ−Ｃ断面図
である図６（ｃ）および図５のＦ−Ｆ断面図である図６
（ｆ）に示すように、基板３２の四隅に固着されてい
る。固定部材３３の固着部間の部分は基板３２から浮か
してあるが、この部分の端部には固定電極３３ａがそれ
ぞれ形成されている。

【００４７】上記可動部材３４は、基板３２上の固定部
材３３に挟まれる空間に設けられており、図５のＢ−Ｂ
断面図である図６（ｂ）に示すように、図示左右両端部
３４ａはそれぞれ基板３２上に固着されている。可動部
材３４の左右両端部３４ａ間の部分３４ｂは基板３２か
ら浮かしてあるが、この部分３４ｂは、図５ならびに図
５のＡ−Ａ断面図およびＥ−Ｅ断面図である図６
（ａ）、図６（ｅ）に示すように、合計８本の支持梁３
４ｃによって左右両端部３４ａに弾性的に結合されてお
り、それにより基板３２に図示上下方向に変位可能に連
結されている。可動部材３４の図示上下端部には、図５
および図５のＣ−Ｃ断面図である図６（ｃ）に示すよう
に、可動電極３４ｄがそれぞれ固定電極３３ａと対応す
るように形成されている。なお、上下固定部材３３およ
び可動部材３４間にはそれぞれ、埋め込みＳｉＮによる
絶縁スリット３５が形成されている。

【００４８】上記可動部材３４の中央部には、図５およ
び図５のＤ−Ｄ断面図である図６（ｄ）に示すように、
ピンホール３４ｅが直接作り込まれている。なお、上記
基板３２は、多層光記録媒体５からの戻り光を導くため
に、透明な材料で作製するか、あるいは、ピンホール３
４ｅと対応する部分に開口を形成するものとする。な
お、この一次元駆動型静電アクチュエータ３１は、上記
第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて製造するも
のとする。

【００４９】上記製造プロセスにより、基板３１内に光
検出器１０を形成し、光検出器１０上にピンホール３４
ｅが位置するように可動部材３４を基板３１上に配置す
るとともに、可動部材３４に形成された可動電極３４ｄ
と固定部材３３に形成された固定電極３３ａとが近接す
るように可動部材３４および固定部材３３を同一平面上
に配置して成る一次元駆動型静電アクチュエータ３１を
製造することができる。この一次元駆動型静電アクチュ
エータ３１は、上述した構成要素の他にレーザ光源１も
一体化した集積ピックアップユニットとして構成するも
のとする。

【００５０】上記のように構成した一次元駆動型静電ア
クチュエータ３１は、例えば図５の上下方向を駆動方向
であるＸ方向とするとともに光軸が貫通するピンホール
３４ｅの中心を駆動中心としたとき、この駆動方向が光
軸に対して直交方向（この場合、多層光記録媒体５のト
ラック像に対して直交方向）になるように、光ピックア
ップ本体に取り付けるものとする。そのように取り付け
た場合、第１実施形態と同様の制御回路によってＸ方向
アクチュエータ制御回路を介して上下固定電極３３およ
び可動電極３４ｄ間の少なくとも一方に印加する電圧値
およびその極性を適宜調整することにより、可動部材３
４に一体形成したピンホール３４ｅをトラック像に対し
て直交方向（図５の上下方向）に所望の変位量だけ駆動
することができる。

【００５１】本実施形態によれば、一次元駆動型静電ア
クチュエータ３１をマイクロマシン技術によって製造す
ることにより数ｍｍ角程度の外形寸法にすることが可能
になったから、１０ｍｍ角程度の外形寸法を有する電磁
アクチュエータに比べて著しく小型化することができ、
この一次元駆動型静電アクチュエータ３１を集光レンズ
７と光検出器１０との間に設けた光ピックアップは、電
磁アクチュエータを採用した場合に比べて著しい小型化
が可能になるとともに、コンフォーカル検出系の光透過
部であるピンホール位置を収束光の焦点位置に精度よく
合わせることが可能になる。

【００５２】また、本実施形態の一次元駆動型静電アク
チュエータ３１は、ピンホール３４ｅおよび光検出器１
０を一次元駆動型静電アクチュエータ３１内に直接作り
込むとともにレーザ光源１等を一体化した集積ピックア
ップユニットとして構成したため、さらなる小型化が実
現され、部品点数の削減および各部品の取付作業および
位置合わせ調整作業の大幅な削減が実現されることにな
る。また、開口制限素子であるピンホール３４ｅの開口
径を再生信号光学系のエアリーディスク径と略同一にし
たため、このピンホール３４ｅの開口を経て集光された
レーザスポットの略中心部が選択的に透過することにな
るから、多層光記録媒体の信号再生時に所望のセクショ
ニング性能を発揮させることができる。

【００５３】なお、本実施形態では、開口制限素子とし
てピンホール３４ｅを用いたが、代わりに、開口制限素
子として長手方向が多層光記録媒体５の半径方向に対応
するスリットを用いて、該スリットを多層光記録媒体５
のトラック方向に変位させるようにしてもよい。その場
合、一次元駆動型静電アクチュエータは、上記第１実施
形態の二次元駆動型静電アクチュエータと同様の調整機
能を発揮することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る多層光記録用ピ
ックアップを用いた光記録再生装置の構成を示す図であ
る。

【図２】 第１実施形態の光ピックアップの二次元駆動
型静電アクチュエータの構成を示す斜視図である。

【図３】 第１実施形態の光ピックアップの二次元駆動
型静電アクチュエータの要部の構成を示す平面図であ
る。

【図４】 （ａ）〜（ｇ）は第１実施形態の二次元駆動
型静電アクチュエータの製造プロセスを説明するための
図である。

【図５】 本発明の第２実施形態の光ピックアップの一
次元駆動型静電アクチュエータの構成を示す平面図であ
る。

【図６】 （ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、図５のＡ−Ａ断
面図〜Ｆ−Ｆ断面図である。

【図７】 従来のコンフォーカル検出光学系を説明する
ための図である。

【図８】 従来のコンフォーカル検出光学系の問題点を
説明するための図である。

【図９】 （ａ），（ｂ）は本願出願人が先に提案した
開口制限素子を駆動するための電磁アクチュエータを説
明するための図である。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ コリメートレンズ ３，６ ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ 多層光記録媒体 ７，１１ 集光レンズ ８ ピンホール（開口制限素子） ９ 二次元駆動型静電アクチュエータ １０，１２ 光検出器 １３ Ｘ方向アクチュエータ制御回路 １４ Ｙ方向アクチュエータ制御回路 １５ 制御回路 ２１ シリコン基板（基板） ２２ 第１固定部材 ２２ａ 第１固定電極 ２３ 第１リンク部材 ２４ 第２固定部材 ２４ａ 第１可動電極 ２５ 第２リンク部材 ２６ 可動部材 ２６ａ 第２可動電極 ２７ 電極部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集光されたレーザスポットの略中心部を
   選択的に透過させる開口制限素子を一次元方向に変位さ
   せる静電アクチュエータであって、 基板と、該基板上に固定されるとともに端部に固定電極
   を形成される固定部材と、前記基板に一次元方向に変位
   可能に連結されるとともに前記固定電極と対応する端部
   に可動電極を形成される可動部材とから成り、前記固定
   電極および可動電極間に所定の電圧を印加することによ
   り、前記可動部材に一体形成した開口制限素子を光軸に
   対して直交方向に変位させるようにしたことを特徴とす
   る静電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記開口制限素子を長手方向が光記録媒
   体の半径方向に対応するスリットとし、該開口制限素子
   を光記録媒体のトラック方向に変位させるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記基板内に光検出器を形成し、該光検
   出器上に前記開口制限素子が位置するように前記可動部
   材を前記基板上に配置するとともに、前記可動部材に形
   成された可動電極と前記固定部材に形成された固定電極
   とが近接するように前記可動部材および固定部材を同一
   平面上に配置して成ることを特徴とする請求項１または
   ２記載の静電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 集光されたレーザスポットの略中心部を
   選択的に透過させる開口制限素子を二次元方向に変位さ
   せる静電アクチュエータであって、 基板と、該基板上に固定されるとともに端部に第１固定
   電極を形成される第１固定部材と、該第１固定部材に第
   １リンク部材を介して二次元方向の一方向に変位可能に
   連結され前記第１固定電極と対応する端部に第１可動電
   極を形成されるとともに内周側端部に前記二次元方向の
   一方向に延在する第２固定電極を形成される第２固定部
   材と、該第２固定部材に第２リンク部材を介して二次元
   方向の他方向に変位可能に連結されるとともに前記第２
   固定電極と対応する端部に第２可動電極を形成される可
   動部材とから成り、前記第１固定電極および第１可動電
   極間ならびに前記第２固定電極および第２可動電極間に
   それぞれ所定の電圧を印加することにより、前記可動部
   材に一体形成した開口制限素子を光軸に対して直交する
   二次元方向に変位させるようにしたことを特徴とする静
   電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記第１リンク部材および第２リンク部
   材は弾性部材であることを特徴とする請求項４記載の静
   電アクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記基板内に光検出器を形成し、該光検
   出器上に前記開口制限素子が位置するように前記可動部
   材を前記基板上に配置し、前記可動部材に形成された第
   ２可動電極と前記第２固定部材に形成された第２固定電
   極とが近接するように前記可動部材および第２固定部材
   を同一平面上に配置するとともに、前記第２固定部材に
   形成された第１可動電極と前記第１固定部材に形成され
   た第１固定電極とが近接するように前記第２固定部材お
   よび第１固定部材を同一平面上に配置して成ることを特
   徴とする請求項４または５記載の静電アクチュエータ。
7. 【請求項７】 前記可動部材はポリシリコン製であるこ
   とを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の静電ア
   クチュエータ。
8. 【請求項８】 前記開口制限素子の開口径は、再生信号
   光学系のエアリーディスク径と略同一であることを特徴
   とする請求項１〜７の何れか１項記載の静電アクチュエ
   ータ。
9. 【請求項９】 光記録媒体からの戻り光を収束させる光
   学素子と光検出器との間に請求項１〜８の何れか１項記
   載の静電アクチュエータを配置して成ることを特徴とす
   る光ピックアップ。
10. 【請求項１０】 前記光検出器と、前記静電アクチュエ
    ータまたは開口制限素子とを一体構造にしたことを特徴
    とする請求項９記載の光ピックアップ。