JP4432839B2 - 形状可変ミラー及びそれを備えた光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光ピックアップ装置等に備えられる、ミラーの鏡面形状を変形できる形状
可変ミラーに関し、より詳細には、形状可変ミラーの構成に関する。また、本発明は、構
成に工夫をした形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置に関する。
可変ミラーに関し、より詳細には、形状可変ミラーの構成に関する。また、本発明は、構
成に工夫をした形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置に関する。
光ピックアップ装置を使って、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタル多用途
ディスク）等の光ディスクの情報を読み書きする際、光ピックアップ装置の光軸とディス
ク面の関係は、垂直であることが理想である。しかし、実際にディスクが回転している際
、この関係は常に垂直というわけではない。このため、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクでは
、ディスク面が光軸に対して傾いた時に、レーザ光の光路が曲げられてコマ収差が発生す
る。
ディスク）等の光ディスクの情報を読み書きする際、光ピックアップ装置の光軸とディス
ク面の関係は、垂直であることが理想である。しかし、実際にディスクが回転している際
、この関係は常に垂直というわけではない。このため、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクでは
、ディスク面が光軸に対して傾いた時に、レーザ光の光路が曲げられてコマ収差が発生す
る。
そして、このコマ収差が発生した場合、光ディスク上に照射されたレーザ光のスポット
位置が正しい位置からずれるため、コマ収差が許容値を超えると、情報の正しい読み書き
ができないという問題が発生する。このため、従来から、形状可変ミラーを用いて上述の
コマ収差などの補正を行う手段が提案されている。
位置が正しい位置からずれるため、コマ収差が許容値を超えると、情報の正しい読み書き
ができないという問題が発生する。このため、従来から、形状可変ミラーを用いて上述の
コマ収差などの補正を行う手段が提案されている。
この点、例えば、圧電素子を利用したユニモルフ又はバイモルフ構造の形状可変ミラー
で、波面収差を低減する方法が提案されている。これは、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に
示すような構造を有している。図７（ａ）は、鏡用固定部材１０８を取り除いて、鏡材１
０１と反対側から見た図である。図７（ｂ）は、図Ａ（ａ）のＡ−Ａ'の位置で切った形
状可変ミラーの断面図である。１０２は圧電素子、１０３は配線電極、１０４は個別電極
、１０５は鏡基板、１０６は固定部、１０７はスリットである。
で、波面収差を低減する方法が提案されている。これは、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に
示すような構造を有している。図７（ａ）は、鏡用固定部材１０８を取り除いて、鏡材１
０１と反対側から見た図である。図７（ｂ）は、図Ａ（ａ）のＡ−Ａ'の位置で切った形
状可変ミラーの断面図である。１０２は圧電素子、１０３は配線電極、１０４は個別電極
、１０５は鏡基板、１０６は固定部、１０７はスリットである。
これによると、配線電極１０３を接地し、２つの個別電極１０４に印加する電圧のプラ
スとマイナスを逆にして印加すると、異なった電圧を印加された一方の圧電素子１０２は
伸び、他方の圧電素子１０２は縮むこととなり、鏡面は、Ａ−Ａ'方向の鏡面の中心を挟
んで、一方は凸面、他方は凹面となる。そして、このような形状可変ミラーを光ピックア
ップ装置に適用すると、波面収差の低減ができることが提案されている。
スとマイナスを逆にして印加すると、異なった電圧を印加された一方の圧電素子１０２は
伸び、他方の圧電素子１０２は縮むこととなり、鏡面は、Ａ−Ａ'方向の鏡面の中心を挟
んで、一方は凸面、他方は凹面となる。そして、このような形状可変ミラーを光ピックア
ップ装置に適用すると、波面収差の低減ができることが提案されている。
しかし、このような構造の形状可変ミラーにおいては、鏡部の鏡面形状を変化させた時
に、鏡材１０１表面のスリット１０７の間等に歪みが発生することが、特許文献１に報告
されている。このため、特許文献１では、歪みが発生する近傍に、弾性変形可能な構造を
設けることにより、鏡面の歪みを低減させると共に、鏡部の変形効率を向上させた形状可
変ミラーが提案されている。
に、鏡材１０１表面のスリット１０７の間等に歪みが発生することが、特許文献１に報告
されている。このため、特許文献１では、歪みが発生する近傍に、弾性変形可能な構造を
設けることにより、鏡面の歪みを低減させると共に、鏡部の変形効率を向上させた形状可
変ミラーが提案されている。
その他、従来から提案されている形状可変ミラーとしては、特許文献２に示されるよう
に、ミラー自体を複数のアクチュエータで変形させて位相制御する方法がある。
特開２００４−７０００４号公報
特開平５−３３３２７４号公報
に、ミラー自体を複数のアクチュエータで変形させて位相制御する方法がある。
しかしながら、例えば、形状可変ミラーを、圧電素子を支持基板とミラー部で挟み、支
持基板上に配置された圧電素子の縦方向の変位を利用してミラー鏡面を変形させるような
構成とした場合には、圧電素子１０２を駆動させると、図８中に矢印で示すように、圧電
素子１０２と鏡材１０１が接する位置の裏側で、鏡材１０１の鏡面に歪みが発生すること
がわかった。なお、図８はコンピュータを用いたシミュレーションの結果で、構造物の変
形や応力を解析するための近似解析手法として、一般的手法である有限要素法により解を
得たものである。
持基板上に配置された圧電素子の縦方向の変位を利用してミラー鏡面を変形させるような
構成とした場合には、圧電素子１０２を駆動させると、図８中に矢印で示すように、圧電
素子１０２と鏡材１０１が接する位置の裏側で、鏡材１０１の鏡面に歪みが発生すること
がわかった。なお、図８はコンピュータを用いたシミュレーションの結果で、構造物の変
形や応力を解析するための近似解析手法として、一般的手法である有限要素法により解を
得たものである。
すなわち、例えば、特許文献１や特許文献２のように、ミラーを圧電素子の収縮によっ
て変動させる構造の場合、圧電素子が配置された位置の鏡面はどうしても歪みが発生する
。このため、特許文献１や特許文献２の様に構成する形状可変ミラーを光ピックアップ装
置に適用した場合、鏡面に局所的な歪みが発生するために収差の補正が的確にできない可
能性がある。
て変動させる構造の場合、圧電素子が配置された位置の鏡面はどうしても歪みが発生する
。このため、特許文献１や特許文献２の様に構成する形状可変ミラーを光ピックアップ装
置に適用した場合、鏡面に局所的な歪みが発生するために収差の補正が的確にできない可
能性がある。
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、鏡面を変形させる形状可変ミラーにおいて、鏡
面に発生する歪みの影響を受けないで、収差の補正が的確にできる形状可変ミラーを提供
することである。また、本発明の他の目的は、ミラーの変動量を大きくできる形状可変ミ
ラーを提供することである。更に、本発明の他の目的は、ミラー鏡面の歪みの影響を受け
ない形状可変ミラーを備えることにより、広い範囲で収差の補正を的確にできる光ピック
アップ装置を提供することである。
面に発生する歪みの影響を受けないで、収差の補正が的確にできる形状可変ミラーを提供
することである。また、本発明の他の目的は、ミラーの変動量を大きくできる形状可変ミ
ラーを提供することである。更に、本発明の他の目的は、ミラー鏡面の歪みの影響を受け
ない形状可変ミラーを備えることにより、広い範囲で収差の補正を的確にできる光ピック
アップ装置を提供することである。
上記目的を達成するために本発明は、支持基板と、該支持基板と対面し、該支持基板と
反対側の面に光ビームが照射される鏡面を有するミラー部と、前記支持基板と前記ミラー
部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧電素子と、前記ミラー部の端部で接合されて前記ミ
ラー部を前記支持基板に固定する固定部と、を有する形状可変ミラーを備える光ピックア
ップ装置において、前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字
方向に対称に４つ配置され、更に、前記圧電素子が配置される前記十字方向延長線上に設
けられた前記固定部と近接して配置されることを特徴としている。なお、ミラー部は、ミ
ラー部の鏡面の裏面側に圧電素子を作動する電極部が設けられている場合には、電極部も
含む概念であり、以下も同様である。
反対側の面に光ビームが照射される鏡面を有するミラー部と、前記支持基板と前記ミラー
部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧電素子と、前記ミラー部の端部で接合されて前記ミ
ラー部を前記支持基板に固定する固定部と、を有する形状可変ミラーを備える光ピックア
ップ装置において、前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字
方向に対称に４つ配置され、更に、前記圧電素子が配置される前記十字方向延長線上に設
けられた前記固定部と近接して配置されることを特徴としている。なお、ミラー部は、ミ
ラー部の鏡面の裏面側に圧電素子を作動する電極部が設けられている場合には、電極部も
含む概念であり、以下も同様である。
また、上記目的を達成するために本発明は、支持基板と、該支持基板と対面し、該支持
基板と反対側の面に光ビームが照射される鏡面を有するミラー部と、前記支持基板と前記
ミラー部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧電素子と、前記ミラー部の外周側で前記ミラ
ー部と接合されて前記ミラー部を前記支持基板に固定する固定部と、を備える形状可変ミ
ラーにおいて、前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字方向
に対称に４つ配置され、更に、前記固定部より前記ミラー部の内部側に配置されることを
特徴としている。
基板と反対側の面に光ビームが照射される鏡面を有するミラー部と、前記支持基板と前記
ミラー部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧電素子と、前記ミラー部の外周側で前記ミラ
ー部と接合されて前記ミラー部を前記支持基板に固定する固定部と、を備える形状可変ミ
ラーにおいて、前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字方向
に対称に４つ配置され、更に、前記固定部より前記ミラー部の内部側に配置されることを
特徴としている。
また、本発明は、上記構成の形状可変ミラーにおいて、前記圧電素子は、前記固定部と
近接していることを特徴としている。
近接していることを特徴としている。
また、本発明は、上記構成の形状可変ミラーにおいて、前記固定部は、前記ミラー部の
端部と接合されることを特徴としている。
端部と接合されることを特徴としている。
また、本発明は、上記構成の形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置であることを
特徴としている。
特徴としている。
本発明の第１の構成によれば、鏡面を変形させる形状可変ミラーを備える光ピックアッ
プ装置において、形状可変ミラーに備えられる圧電素子を、光ビームが鏡面を照射する範
囲の外側に配置するために、光ビームは鏡面上の歪みが発生していない滑らかな面だけで
反射されることになる。このため、この形状可変ミラーを用いた光ピックアップ装置は、
的確な収差の補正が可能となる。また、圧電素子をミラーの中心から離して配置し、さら
に、ミラー部の端部でミラー部を固定する固定部に近接して配置しているために、圧電素
子が伸縮した場合の鏡面の変動量を大きくできる。このため、的確な収差の補正を広い範
囲で行える。更に、圧電素子を対称に４つ設けているため、バランスよく鏡面を変形する
ことが可能となり、収差の補正をより的確に行うことができる。
プ装置において、形状可変ミラーに備えられる圧電素子を、光ビームが鏡面を照射する範
囲の外側に配置するために、光ビームは鏡面上の歪みが発生していない滑らかな面だけで
反射されることになる。このため、この形状可変ミラーを用いた光ピックアップ装置は、
的確な収差の補正が可能となる。また、圧電素子をミラーの中心から離して配置し、さら
に、ミラー部の端部でミラー部を固定する固定部に近接して配置しているために、圧電素
子が伸縮した場合の鏡面の変動量を大きくできる。このため、的確な収差の補正を広い範
囲で行える。更に、圧電素子を対称に４つ設けているため、バランスよく鏡面を変形する
ことが可能となり、収差の補正をより的確に行うことができる。
また、本発明の第２の構成によれば、鏡面を変形させる形状可変ミラーにおいて、圧電
素子を光ビームが鏡面を照射する範囲の外側に配置するために、光ビームは鏡面上の歪み
が発生していない滑らかな面だけで反射されることになる。
素子を光ビームが鏡面を照射する範囲の外側に配置するために、光ビームは鏡面上の歪み
が発生していない滑らかな面だけで反射されることになる。
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の形状可変ミラーにおいて、圧電
素子と圧電素子の外側に設けられる固定部とを近接して配置しているために、対称に配置
される圧電素子間の距離が長くなる。このため、圧電素子の伸縮によって鏡面を変形する
際に、対称に配置される圧電素子間の中間点部分に相当する位置の鏡面の変動量を増大す
ることが可能となる。
素子と圧電素子の外側に設けられる固定部とを近接して配置しているために、対称に配置
される圧電素子間の距離が長くなる。このため、圧電素子の伸縮によって鏡面を変形する
際に、対称に配置される圧電素子間の中間点部分に相当する位置の鏡面の変動量を増大す
ることが可能となる。
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の形状可変ミラーにおいて、固定
部をミラー部の端部と接合することによって、対称に配置される圧電素子間の距離が最大
となる。このため、圧電素子の伸縮によって鏡面を変形する際に、対称に配置される圧電
素子間の中間点部分に相当する位置の鏡面の変動量を更に増大することが可能となる。
部をミラー部の端部と接合することによって、対称に配置される圧電素子間の距離が最大
となる。このため、圧電素子の伸縮によって鏡面を変形する際に、対称に配置される圧電
素子間の中間点部分に相当する位置の鏡面の変動量を更に増大することが可能となる。
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２ないし上記第４のいずれかの構成の形状
可変ミラーにおいて、圧電素子を対称に４つ設けているため、バランスよく鏡面を変形す
ることが可能となる。
可変ミラーにおいて、圧電素子を対称に４つ設けているため、バランスよく鏡面を変形す
ることが可能となる。
また、本発明の第６の構成によれば、上記第２ないし上記第５の構成の形状可変ミラー
を備える光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置から出射される光ビームは、
形状可変ミラーで反射される際、鏡面上の歪みが発生していない滑らかな面だけで反射さ
れることになる。このため、的確な収差の補正が可能となる。また、鏡面の変動量を大き
くできるために、任意の収差量に対して的確な収差の補正が可能となる。
を備える光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置から出射される光ビームは、
形状可変ミラーで反射される際、鏡面上の歪みが発生していない滑らかな面だけで反射さ
れることになる。このため、的確な収差の補正が可能となる。また、鏡面の変動量を大き
くできるために、任意の収差量に対して的確な収差の補正が可能となる。
以下に本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、ここで示す実施形態は一例
であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。また、図面中の各部材
の大きさや厚み、変形時の変位量等は理解を容易にする目的のためのものであり、実際の
寸法と異なる。
であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。また、図面中の各部材
の大きさや厚み、変形時の変位量等は理解を容易にする目的のためのものであり、実際の
寸法と異なる。
図１は、本発明の実施形態の形状可変ミラーを示す構成図である。図１（ａ）は、本実
施形態の形状可変ミラーを構成する各部材を分解して斜視図で示している。図１（ｂ）は
、図１（ａ）に示すａ−ａ'位置で切った断面図であり、各部材が組み立てられた状態で
示している。
施形態の形状可変ミラーを構成する各部材を分解して斜視図で示している。図１（ｂ）は
、図１（ａ）に示すａ−ａ'位置で切った断面図であり、各部材が組み立てられた状態で
示している。
１は、本発明の形状可変ミラーであり、圧電素子４の縦方向の変位を利用してミラー部
３の鏡面を変形させる収差補正ミラーである。２は圧電素子４及び固定部５を取り付ける
支持基板である。支持基板２の材質としては、例えば、ガラスやセラミックス等の絶縁体
が挙げられる。支持基板２には、圧電素子４に電圧を供給するための電極穴６が設けられ
ている。
３の鏡面を変形させる収差補正ミラーである。２は圧電素子４及び固定部５を取り付ける
支持基板である。支持基板２の材質としては、例えば、ガラスやセラミックス等の絶縁体
が挙げられる。支持基板２には、圧電素子４に電圧を供給するための電極穴６が設けられ
ている。
ミラー部３は、圧電素子４によって鏡面を変形され、光源から照射されてきた光ビーム
を反射する。ミラー部３は、剛性を有する物質で、また、圧電素子４に電圧を供給できる
ように、電気伝導が得られる物質から形成されることが好ましい。このようなものとして
、例えば、シリコンやアルミニウム、鉄等の金属が挙げられる。なお、電気伝導性は無い
が、ガラス等の絶縁体で形成しても構わない。ただし、ガラス等の絶縁体で形成したミラ
ー部３は、圧電素子４の導通を得るために、ミラー部３の鏡面の裏面に、例えば、金等を
蒸着することにより電極パターンを形成するか、ミラーの裏面側に電極を取り付けた構成
とする必要がある。
を反射する。ミラー部３は、剛性を有する物質で、また、圧電素子４に電圧を供給できる
ように、電気伝導が得られる物質から形成されることが好ましい。このようなものとして
、例えば、シリコンやアルミニウム、鉄等の金属が挙げられる。なお、電気伝導性は無い
が、ガラス等の絶縁体で形成しても構わない。ただし、ガラス等の絶縁体で形成したミラ
ー部３は、圧電素子４の導通を得るために、ミラー部３の鏡面の裏面に、例えば、金等を
蒸着することにより電極パターンを形成するか、ミラーの裏面側に電極を取り付けた構成
とする必要がある。
ミラー部３は、１種類の材質で構成されても構わないし、例えば、ミラー部３のベース
にシリコンを用いて、その上に、鏡面となるアルミニウム等のコーティング層を重ねるよ
うな構成としてもよく、また、ベースの上に複数の層を形成するようにしても構わない。
にシリコンを用いて、その上に、鏡面となるアルミニウム等のコーティング層を重ねるよ
うな構成としてもよく、また、ベースの上に複数の層を形成するようにしても構わない。
また、本実施形態では、ミラー部３を平板状としたが、ミラー部３の形状は、本発明の
目的を逸脱しない範囲で形状の変更が可能である。例えば、図２（ａ）に示すように、ミ
ラー部３の鏡面部分を凹ませて、全体として凹面形状のミラー部３を形成しても構わない
し、また、図２（ｂ）に示すように、ミラー部３の鏡面の裏側と圧電素子４が接触する部
分に凸部３ａを設けるような構成としても構わない。なお、図２は、ミラー部３の形状が
理解しやすいように、ミラー部３と固定部５が接合される前の状態を示している。
目的を逸脱しない範囲で形状の変更が可能である。例えば、図２（ａ）に示すように、ミ
ラー部３の鏡面部分を凹ませて、全体として凹面形状のミラー部３を形成しても構わない
し、また、図２（ｂ）に示すように、ミラー部３の鏡面の裏側と圧電素子４が接触する部
分に凸部３ａを設けるような構成としても構わない。なお、図２は、ミラー部３の形状が
理解しやすいように、ミラー部３と固定部５が接合される前の状態を示している。
凹面形状のミラー部３は、例えば、熱収縮率の違う材料を重ね合わせることによって形
成でき、凸部が設けられたミラー部３は、例えば、ミラー部３がシリコンで形成されてい
る場合にはドライエッチングにより形成できる。
成でき、凸部が設けられたミラー部３は、例えば、ミラー部３がシリコンで形成されてい
る場合にはドライエッチングにより形成できる。
固定部５は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、支持基板２とミラー部３の間に挟まれ
、圧電素子４の外側に配置される。また、固定部５の上面は、ミラー部３と接合される。
なお、本実施形態においては、固定部５は、支持基板２と分離した状態であるが、支持基
板２と固定部５は一体型でもよく、その他、本発明の目的を逸脱しない範囲で、形状等の
変更が可能である。また、固定部５の高さは、ミラー部３の鏡面に歪みが発生するのを防
止するため、同一高さに揃えるのが好ましく、固定部５と圧電素子４の高さの関係も歪み
が発生しないように調整するのが好ましい。
、圧電素子４の外側に配置される。また、固定部５の上面は、ミラー部３と接合される。
なお、本実施形態においては、固定部５は、支持基板２と分離した状態であるが、支持基
板２と固定部５は一体型でもよく、その他、本発明の目的を逸脱しない範囲で、形状等の
変更が可能である。また、固定部５の高さは、ミラー部３の鏡面に歪みが発生するのを防
止するため、同一高さに揃えるのが好ましく、固定部５と圧電素子４の高さの関係も歪み
が発生しないように調整するのが好ましい。
圧電素子４は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、支持基板２とミラー部３の間に挟ま
れている。また、圧電素子４は、例えば、図１（ｂ）に示すように、圧電素子４の下部側
に設けられた電極穴６により個別電極（図示しない）と接続されている。圧電素子４の上
部側は、共通電極の役割も果たすミラー部３と接触されることにより、圧電素子４の伸縮
が可能となる。なお、上述のように、ミラー部３が絶縁体で構成される場合には、例えば
、ミラー部３の裏面に電極層を蒸着するなどして、ミラー部３に電極を設け、これが共通
電極となる。
れている。また、圧電素子４は、例えば、図１（ｂ）に示すように、圧電素子４の下部側
に設けられた電極穴６により個別電極（図示しない）と接続されている。圧電素子４の上
部側は、共通電極の役割も果たすミラー部３と接触されることにより、圧電素子４の伸縮
が可能となる。なお、上述のように、ミラー部３が絶縁体で構成される場合には、例えば
、ミラー部３の裏面に電極層を蒸着するなどして、ミラー部３に電極を設け、これが共通
電極となる。
圧電素子４はミラー部３と接合された状態でも、接合されていない状態でも構わない。
たたし、接合されていない場合は、ミラー部３が本実施形態のような平板状の場合、圧電
素子４が収縮方向に動くと、圧電素子４とミラー部が非接触状態となり、圧電素子４の導
通が切断されるため、圧電素子４が収縮することはできない。このため、ミラー部３の鏡
面の変動領域が小さくなる。この場合、図２（ａ）に示した、ミラー部３の鏡面部分を凹
ませて、全体を凹面形状としたミラー部３や、図２（ｂ）に示した、ミラー部３の鏡面の
裏側と圧電素子４が接触する部分に凸部を設けたミラー部３等を用いることにより、圧電
素子４が収縮した場合にも圧電素子４の導通の保持が可能となるので、圧電素子４を収縮
させてミラー部３を変形することが可能となり、ミラー部３の変動量が小さくなることは
ない。
たたし、接合されていない場合は、ミラー部３が本実施形態のような平板状の場合、圧電
素子４が収縮方向に動くと、圧電素子４とミラー部が非接触状態となり、圧電素子４の導
通が切断されるため、圧電素子４が収縮することはできない。このため、ミラー部３の鏡
面の変動領域が小さくなる。この場合、図２（ａ）に示した、ミラー部３の鏡面部分を凹
ませて、全体を凹面形状としたミラー部３や、図２（ｂ）に示した、ミラー部３の鏡面の
裏側と圧電素子４が接触する部分に凸部を設けたミラー部３等を用いることにより、圧電
素子４が収縮した場合にも圧電素子４の導通の保持が可能となるので、圧電素子４を収縮
させてミラー部３を変形することが可能となり、ミラー部３の変動量が小さくなることは
ない。
圧電素子４の材料としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、Ｐｂ（ＺｒxＴ
ｉ1-x）Ｏ3）のような圧電セラミックスでも、ポリフッ化ビニリデンのような圧電高分子
等でもよいが、強度が強い圧電セラミックスが好ましい。
ｉ1-x）Ｏ3）のような圧電セラミックスでも、ポリフッ化ビニリデンのような圧電高分子
等でもよいが、強度が強い圧電セラミックスが好ましい。
圧電素子４の形状は、本実施形態では、圧電素子４とミラー部３が接触する上面を尖が
らせた角柱形状としたが、この形態に限定されるものではなく、例えば、上面が直方体形
状でも、円柱状でも構わない。
らせた角柱形状としたが、この形態に限定されるものではなく、例えば、上面が直方体形
状でも、円柱状でも構わない。
次に、形状可変ミラー１における圧電素子４の配置の仕方について説明する。本実施形
態では、図１（ａ）に示されるように、支持基板２上に、十字方向に対称に４つ配置され
、圧電素子４が配置される十字方向延長線上に固定部５が隣接して配置されている。また
、圧電素子４の位置は、形状可変ミラー１に照射される光ビームとの関係も考慮して配置
されている。
態では、図１（ａ）に示されるように、支持基板２上に、十字方向に対称に４つ配置され
、圧電素子４が配置される十字方向延長線上に固定部５が隣接して配置されている。また
、圧電素子４の位置は、形状可変ミラー１に照射される光ビームとの関係も考慮して配置
されている。
図３は、形状可変ミラー１をミラー部３の鏡面側からみた正面図である。図３のミラー
部３の鏡面中央部に示す円形部の内側は、光ビームがミラー部３の鏡面を照射する照射範
囲７である。鏡面裏側に配置される圧電素子４及び固定部５は、この照射範囲７の外側に
配置されている。先に図８を用いて説明した様に、圧電素子４が伸縮すると圧電素子４が
ミラー部３と接する位置の裏側で、鏡面に歪みが発生するが、本実施形態のように圧電素
子４を配置すると、圧電素子４の伸縮でミラー部３の鏡面に発生する歪みの影響を光ビー
ムは受けない。すなわち、収差の補正を行う際に、鏡面の歪みの影響がでないので、的確
な補正が可能となる。
部３の鏡面中央部に示す円形部の内側は、光ビームがミラー部３の鏡面を照射する照射範
囲７である。鏡面裏側に配置される圧電素子４及び固定部５は、この照射範囲７の外側に
配置されている。先に図８を用いて説明した様に、圧電素子４が伸縮すると圧電素子４が
ミラー部３と接する位置の裏側で、鏡面に歪みが発生するが、本実施形態のように圧電素
子４を配置すると、圧電素子４の伸縮でミラー部３の鏡面に発生する歪みの影響を光ビー
ムは受けない。すなわち、収差の補正を行う際に、鏡面の歪みの影響がでないので、的確
な補正が可能となる。
なお、光ビームの照射範囲７は、形状可変ミラー１に入射する光ビームの有効径で定ま
るが、例えば、光ディスクの情報の読み取り等を行う光ピックアップ装置では、ＣＤ、Ｄ
ＶＤ等の光ディスクの種類によって開口数が異なるので、半導体レーザから照射されるレ
ーザ光が形状反射ミラー１に入射する際の有効径は必ずしも一定でなく、光ビームの照射
範囲は変動する。このため、圧電素子４の配置は、この点を考慮して設計する必要がある
。
るが、例えば、光ディスクの情報の読み取り等を行う光ピックアップ装置では、ＣＤ、Ｄ
ＶＤ等の光ディスクの種類によって開口数が異なるので、半導体レーザから照射されるレ
ーザ光が形状反射ミラー１に入射する際の有効径は必ずしも一定でなく、光ビームの照射
範囲は変動する。このため、圧電素子４の配置は、この点を考慮して設計する必要がある
。
以上のように構成された形状可変ミラー１の動作について、図４を用いて説明する。形
状可変ミラー１は、例えば、圧電素子４の駆動に伴い、図４（ａ）から（ｃ）の様に変動
する。ここで、図４（ａ）から（ｃ）は、形状可変ミラー１を図１（ａ）に示すａ−ａ'
の位置で切った断面図である。
状可変ミラー１は、例えば、圧電素子４の駆動に伴い、図４（ａ）から（ｃ）の様に変動
する。ここで、図４（ａ）から（ｃ）は、形状可変ミラー１を図１（ａ）に示すａ−ａ'
の位置で切った断面図である。
図４（ａ）は、圧電素子４に電圧が印加されていない状態である。圧電素子４は、電圧
を印加すると伸縮する。左右の圧電素子４が縮むと、図４（ｂ）のように、ミラー部３は
凹んだ形状となる。左右の圧電素子４が伸びると、図４（ｃ）のように、ミラー部３は凸
状の形態となる。なお、圧電素子４の伸縮の組み合わせは、ここに示したものには限られ
ず、例えば、図４における左右の圧電素子４のいずれか一方が伸び、他方が縮むような場
合等も可能である。そして、圧電素子４の伸縮状態がいずれの状態でも、圧電素子４は光
ビームが照射される照射範囲７外に配置されるために、光ビームの照射範囲７内では、ミ
ラー部３の鏡面に歪みが発生しない。
を印加すると伸縮する。左右の圧電素子４が縮むと、図４（ｂ）のように、ミラー部３は
凹んだ形状となる。左右の圧電素子４が伸びると、図４（ｃ）のように、ミラー部３は凸
状の形態となる。なお、圧電素子４の伸縮の組み合わせは、ここに示したものには限られ
ず、例えば、図４における左右の圧電素子４のいずれか一方が伸び、他方が縮むような場
合等も可能である。そして、圧電素子４の伸縮状態がいずれの状態でも、圧電素子４は光
ビームが照射される照射範囲７外に配置されるために、光ビームの照射範囲７内では、ミ
ラー部３の鏡面に歪みが発生しない。
なお、圧電素子４は、必ずしも、固定部５に近接させる必要はないが、本実施形態のよ
うに、圧電素子４と固定部５を近接させるのが好ましい。圧電素子４を固定部５に近接さ
せる（図５（ｂ））と圧電素子４の駆動によって、ミラー部３の鏡面に力を加える位置と
ミラー部３の中心が離れるために、図５に示すように、ミラー部３の鏡面が変動する幅が
大きくなるからである。なお、図５は形状可変ミラー１を図１（ａ）に示すａ−ａ'の位
置で切った時の断面図である。
うに、圧電素子４と固定部５を近接させるのが好ましい。圧電素子４を固定部５に近接さ
せる（図５（ｂ））と圧電素子４の駆動によって、ミラー部３の鏡面に力を加える位置と
ミラー部３の中心が離れるために、図５に示すように、ミラー部３の鏡面が変動する幅が
大きくなるからである。なお、図５は形状可変ミラー１を図１（ａ）に示すａ−ａ'の位
置で切った時の断面図である。
また、本実施形態のように、圧電素子４と近接される固定部５は、ミラー部３の端部で
固定されるのが好ましい。このようにすると、圧電素子４の駆動によって、ミラー部３の
鏡面に力を加える位置とミラー部３の中心が最大限に離れるために、更に鏡面の変動幅を
大きくすることが可能となるからである。
固定されるのが好ましい。このようにすると、圧電素子４の駆動によって、ミラー部３の
鏡面に力を加える位置とミラー部３の中心が最大限に離れるために、更に鏡面の変動幅を
大きくすることが可能となるからである。
更に、圧電素子４の数は、本実施形態に示したものに限定されるものではない。ただし
、ミラー部３の鏡面の変形を各位置でバランスよく行うために、圧電素子４の配置の仕方
としては、対称的に複数配置するのが好ましく、ミラー部３のサイズ等を考慮すると十字
方向に対称に４つ配置するのがより好ましい。また、圧電素子４を複数設ける場合には、
ミラー部３の鏡面に歪みが発生するのを防止するように、各圧電素子の高さを調整するの
が好ましい。
、ミラー部３の鏡面の変形を各位置でバランスよく行うために、圧電素子４の配置の仕方
としては、対称的に複数配置するのが好ましく、ミラー部３のサイズ等を考慮すると十字
方向に対称に４つ配置するのがより好ましい。また、圧電素子４を複数設ける場合には、
ミラー部３の鏡面に歪みが発生するのを防止するように、各圧電素子の高さを調整するの
が好ましい。
以上に説明した本実施形態では、形状可変ミラー１の形態として、図１に示す全体が直
方体形状のものを示したが、特にこの形状に制限されるものでなく、本発明の目的を逸脱
しない範囲で変更が可能である。例えば、支持基板２やミラー部３等が円形に構成されて
いてもよく、ミラー部３と比較して支持基板２の方が大きい構成としてもよい。
方体形状のものを示したが、特にこの形状に制限されるものでなく、本発明の目的を逸脱
しない範囲で変更が可能である。例えば、支持基板２やミラー部３等が円形に構成されて
いてもよく、ミラー部３と比較して支持基板２の方が大きい構成としてもよい。
次に、本発明の形状可変ミラーを用いた光ピックアップ装置１１の実施形態について説
明する。本発明の形状可変ミラー１を含む光ピックアップ装置１１の光学系としては、例
えば、図６のように構成される。なお、光ピックアップ装置１１の光学系としては、本発
明の目的を逸脱しない範囲で他の構成とすることも可能である。
明する。本発明の形状可変ミラー１を含む光ピックアップ装置１１の光学系としては、例
えば、図６のように構成される。なお、光ピックアップ装置１１の光学系としては、本発
明の目的を逸脱しない範囲で他の構成とすることも可能である。
図６に示す光ピックアップ装置１１は、半導体レーザ１２と、コリメートレンズ１３と
、ビームスプリッタ１４と、本発明の形状可変ミラー１と、１／４波長板１５と、対物レ
ンズ１６と、集光レンズ１８と、光検出器１９とを備えている。
、ビームスプリッタ１４と、本発明の形状可変ミラー１と、１／４波長板１５と、対物レ
ンズ１６と、集光レンズ１８と、光検出器１９とを備えている。
半導体レーザ１２から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１３で平行光に変換さ
れ、この平行光は、ビームスプリッタ１４を通過して、1／４波長板１５でレーザ光の偏
光状態を変化された後に、形状可変ミラー１で反射され、対物レンズ１６で集光されて光
ディスク１７に焦点を合わせる。また、光ディスク１７から反射されたレーザ光は、対物
レンズ１６を通過後、形状可変ミラー１で反射されて、1／４波長板１５を通過し、ビー
ムスプリッタ１４を介して、集光レンズ１８によって集光されて、光検出器１９に導かれ
る。
れ、この平行光は、ビームスプリッタ１４を通過して、1／４波長板１５でレーザ光の偏
光状態を変化された後に、形状可変ミラー１で反射され、対物レンズ１６で集光されて光
ディスク１７に焦点を合わせる。また、光ディスク１７から反射されたレーザ光は、対物
レンズ１６を通過後、形状可変ミラー１で反射されて、1／４波長板１５を通過し、ビー
ムスプリッタ１４を介して、集光レンズ１８によって集光されて、光検出器１９に導かれ
る。
本実施形態において、形状可変ミラー１は、１つは、従来の立ち上げミラーの役割を果
たしている。一方で、この光学系では、例えば、光ディスク１７がレーザ光の光軸と垂直
の状態から傾くと、前述のようにコマ収差が発生するため、このコマ収差を補正するため
に、形状可変ミラー１の鏡面を変形させて、収差の補正を行う役割も果たしている。すな
わち、光検出器１９で得られた信号に基づいて、コマ収差等の波面収差の補正が必要な場
合には、光ピックアップ装置１１に備えられる制御部（図示せず）から形状可変ミラー１
に信号が送られて、収差を補正するようにミラー部３の鏡面が変形される。そして、本発
明によれば、圧電素子４を駆動させてミラー部３の鏡面を変形させる際に、鏡面の歪みが
無い部分のみを使って収差の補正を行うために、的確な収差の補正ができる。
たしている。一方で、この光学系では、例えば、光ディスク１７がレーザ光の光軸と垂直
の状態から傾くと、前述のようにコマ収差が発生するため、このコマ収差を補正するため
に、形状可変ミラー１の鏡面を変形させて、収差の補正を行う役割も果たしている。すな
わち、光検出器１９で得られた信号に基づいて、コマ収差等の波面収差の補正が必要な場
合には、光ピックアップ装置１１に備えられる制御部（図示せず）から形状可変ミラー１
に信号が送られて、収差を補正するようにミラー部３の鏡面が変形される。そして、本発
明によれば、圧電素子４を駆動させてミラー部３の鏡面を変形させる際に、鏡面の歪みが
無い部分のみを使って収差の補正を行うために、的確な収差の補正ができる。
本発明では、鏡面を変形させる形状可変ミラーにおいて、形状可変ミラーの構成を工夫
することにより、圧電素子の駆動によって発生する歪みの影響を受けることなく、光ビー
ムの反射が可能となる。
することにより、圧電素子の駆動によって発生する歪みの影響を受けることなく、光ビー
ムの反射が可能となる。
また、形状可変ミラーの構成に工夫をしていることにより、ミラー部の変動領域を拡大
している。
している。
また、本発明の形状可変ミラーを用いた光ピックアップ装置は、形状可変ミラーに備え
られる圧電素子を駆動することにより発生する歪みの影響を受けないので、的確な収差の
補正が可能となる。また、形状可変ミラーのミラー部の変動幅が拡大されているので、任
意の収差量に対する収差の補正が可能となる。
られる圧電素子を駆動することにより発生する歪みの影響を受けないので、的確な収差の
補正が可能となる。また、形状可変ミラーのミラー部の変動幅が拡大されているので、任
意の収差量に対する収差の補正が可能となる。
１ 形状可変ミラー
２ 支持基板
３ ミラー部
４ 圧電素子
５ 固定部
７ 光ビームの照射領域
１１ 光ピックアップ装置
２ 支持基板
３ ミラー部
４ 圧電素子
５ 固定部
７ 光ビームの照射領域
１１ 光ピックアップ装置
Claims (5)
- 支持基板と、該支持基板と対面し、該支持基板と反対側の面に光ビームが照射される鏡
面を有するミラー部と、前記支持基板と前記ミラー部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧
電素子と、前記ミラー部の端部で接合されて前記ミラー部を前記支持基板に固定する固定
部と、を有する形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置において、
前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字方向に対称に４つ
配置され、更に、前記圧電素子が配置される前記十字方向延長線上に設けられた前記固定
部と近接して配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 支持基板と、該支持基板と対面し、該支持基板と反対側の面に光ビームが照射される鏡
面を有するミラー部と、前記支持基板と前記ミラー部に挟まれ、前記鏡面を変形させる圧
電素子と、前記ミラー部の外周側で前記ミラー部と接合されて前記ミラー部を前記支持基
板に固定する固定部と、を備える形状可変ミラーにおいて、
前記圧電素子は、前記光ビームが前記鏡面を照射する範囲外に、十字方向に対称に４つ
配置され、更に、前記固定部より前記ミラー部の内部側に配置されることを特徴とする形
状可変ミラー。 - 前記圧電素子は、前記固定部と近接していることを特徴とする請求項２に記載の形状可
変ミラー。 - 前記固定部は、前記ミラー部の端部と接合されることを特徴とする請求項３に記載の形
状可変ミラー。 - 請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の形状可変ミラーを備える光ピックアップ装
置。
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