JP5244074B2 - 可変ミラーアクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明は、ミラー面の変形を可能とし、可変焦点ミラーや収差補正ミラーなどの光学特性の可変な素子を有する可変ミラーアクチュエータに関する。
近年、インターネットの普及や画像の高画質化等に伴う電子情報量の増加により、主要な情報記録媒体の１つである光ディスクは高密度化の一途をたどっている。高密度化は、一般に対物レンズの開口数増加と波長を短波長化することによる集光した光スポットサイズの縮小、記録層を多層化する方式などが採用されている。
しかし、開口数の増加に伴い、ディスク面と記録層間距離の誤差変動によって生じる球面収差が急激に増大する。また、記録層多層化によりディスク面と各記録層間距離は数１０マイクロメートル異なるため、正常な記録・再生動作を実現するためにはこれらにより生じる球面収差を補正する機構が必須となる。
特許文献１に記載の光ピックアップでは、球面収差を補正するレンズをアクチュエータにより光軸方向に平行に移動させる技術が開示されている。
しかし、開口数の増加に伴い、ディスク面と記録層間距離の誤差変動によって生じる球面収差が急激に増大する。また、記録層多層化によりディスク面と各記録層間距離は数１０マイクロメートル異なるため、正常な記録・再生動作を実現するためにはこれらにより生じる球面収差を補正する機構が必須となる。
特許文献１に記載の光ピックアップでは、球面収差を補正するレンズをアクチュエータにより光軸方向に平行に移動させる技術が開示されている。
図１５は、従来の収差補正機構２２３を有する光ピックアップの光学系の１例を示す図である。
光ディスク２１２の記録層２１１の位置変化(記録層２１１ａと記録層２１１ｂの位置変化)等による球面収差の変化を補正するため、従来、対物レンズ２０９に入射するレーザ光源２０７からのレーザビームの発散角度を、レンズ２２１光軸方向の位置をモータ２２２を使用した一軸アクチュエータを用いて、変位させることにより行っている。
また、特許文献２に記載の光ピックアップでは、光の位相差を発生させる透過型液晶素子を用い、ディテクタからの信号により球面収差を補正する技術が開示されている。
さらに、特許文献３に記載の光ピックアップでは、対物レンズへレーザビームを反射する反射ミラーの反射面をパラボラ状に撓ませ、対物レンズに入射するレーザビームの強度分布パターンを変えることにより球面収差を補正する技術が公開されている。
光ディスク２１２の記録層２１１の位置変化(記録層２１１ａと記録層２１１ｂの位置変化)等による球面収差の変化を補正するため、従来、対物レンズ２０９に入射するレーザ光源２０７からのレーザビームの発散角度を、レンズ２２１光軸方向の位置をモータ２２２を使用した一軸アクチュエータを用いて、変位させることにより行っている。
また、特許文献２に記載の光ピックアップでは、光の位相差を発生させる透過型液晶素子を用い、ディテクタからの信号により球面収差を補正する技術が開示されている。
さらに、特許文献３に記載の光ピックアップでは、対物レンズへレーザビームを反射する反射ミラーの反射面をパラボラ状に撓ませ、対物レンズに入射するレーザビームの強度分布パターンを変えることにより球面収差を補正する技術が公開されている。
しかしながら、特許文献１に示した例では、次世代光記録の多層化に伴い、さらに大きな球面収差が生じるため、その補正にはレンズの光軸方向へのさらに大きな平行移動が必要となる。例えば、４層以上になると、補正のためにレンズを光軸方向へ数ｃｍ移動させねばならない場合がある。また、本構造では、球面収差補正機構が複雑であり、設置スペースが大きくなる。そのため、小型・薄型化が必須である光ピックアップでは、部品配置スペース確保が困難になるという問題がある。
また、特許文献２に示した例では、液晶素子が使用環境温度によって、電圧−光透過度の特性が異なる問題があり、また、球面収差補正には液晶素子に多数の電極が必要であり、さらに、制御が困難で光ピックアップ全体の電極数が増大するという解決すべき課題がある。
また、特許文献２に示した例では、液晶素子が使用環境温度によって、電圧−光透過度の特性が異なる問題があり、また、球面収差補正には液晶素子に多数の電極が必要であり、さらに、制御が困難で光ピックアップ全体の電極数が増大するという解決すべき課題がある。
一方、特許文献３に示した例では、可変ミラーの駆動電極は少なく、また球面収差補正アクチュエータと反射ミラーの機能を融合させているため小型化に適しているが、断面形状が複雑な反射ミラーの製作には多数の加工を要するため、コストが高くなる。また、ミラーの撓みによりミラー中心と端では電極間距離が異なり、そのため変形力をミラーに均一に加えることが困難であるという解決すべき課題がある。
本発明は以上の問題に鑑み、曲率可変ミラーにおいて小型かつ簡易な制御で多様な球面収差を補正できる可変ミラーアクチュエータの提供を目的とする。
本発明は以上の問題に鑑み、曲率可変ミラーにおいて小型かつ簡易な制御で多様な球面収差を補正できる可変ミラーアクチュエータの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の可変ミラーアクチュエータは、照射される光を反射する反射部材と、磁界が加えられることで、前記反射部材に撓む力を付与する磁性力付与部材と、電流が印加されることにより、前記磁性力付与部材に前記磁界を加えて前記反射部材を所望形状に撓ませる電磁石構造体とを備え、前記磁性力付与部材は、前記反射部材の外形よりも小さく、かつ、前記反射部材の表面における前記光の照射スポットの輪郭の形に沿った環状の形状を有して、前記反射部材における反射前と反射後の前記光の断面形状が同じ形状となるように構成され、さらに、その剛性が、前記反射部材を支持する変形膜の剛性よりも小さくなるように構成されている。
本発明によれば、曲率可変ミラーにおいて小型かつ簡易な制御で多様な球面収差を補正できる可変ミラーアクチュエータを実現できる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜第1実施形態＞＞
図１は、第1実施形態の焦点可変レンズ装置の可変ミラーアクチュエータＡ１を組み込んだ光ピックアップＰ１の光学系の概略の一例を示している。
第1実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１は、レーザビームを反射する反射ミラー(反射膜１７)の反射面を任意に変形させ、球面収差補正を可能とするものである。
光ピックアップＰ１は、光ピックアップＰ１に装着される複数の記録層１１(１１ａ、１１ｂ)が形成された光ディスク１２と、光ディスク１２の記録層１１に照射するレーザビームを発光するレーザ光源７と、光ディスク１２の記録層１１で反射されたレーザビームを検出するディテクタ１とを備えている。
＜＜第1実施形態＞＞
図１は、第1実施形態の焦点可変レンズ装置の可変ミラーアクチュエータＡ１を組み込んだ光ピックアップＰ１の光学系の概略の一例を示している。
第1実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１は、レーザビームを反射する反射ミラー(反射膜１７)の反射面を任意に変形させ、球面収差補正を可能とするものである。
光ピックアップＰ１は、光ピックアップＰ１に装着される複数の記録層１１(１１ａ、１１ｂ)が形成された光ディスク１２と、光ディスク１２の記録層１１に照射するレーザビームを発光するレーザ光源７と、光ディスク１２の記録層１１で反射されたレーザビームを検出するディテクタ１とを備えている。
光ピックアップＰ１は、レーザ光源７から光ディスク１２の記録層１１を介してのディテクタ１までのレーザビームの光路に、レーザ光源７や光ディスク１２の記録層１１からのレーザビームを反射と透過で分割する偏光ビームスプリッタ３と、偏光ビームスプリッタ３で反射されたレーザ光源７からのレーザビームを光ディスク１２の記録層１１に向けて反射するとともに記録層１１で反射されたレーザビームをディテクタ１に向けて反射する可変ミラーアクチュエータＡ１と、直線偏光を円偏光に変換する１/４波長板８と、レンズアクチュエータ１０により光軸方向に移動され光ディスク１２の記録層１１に対してレーザビームを集光する対物レンズ９と、記録層１１で反射されたレーザビームをディテクタ１に対して集光する集光レンズ２とを備えている。
なお、光ピックアップＰ１のレーザ光源７と偏光ビームスプリッタ３との間には、レーザ光源７からのレーザビームを平行光とするコリメートレンズ６と、コリメートレンズ６でコリメートされたレーザビームを分割するグレーティング５とを備えている。
なお、光ピックアップＰ１のレーザ光源７と偏光ビームスプリッタ３との間には、レーザ光源７からのレーザビームを平行光とするコリメートレンズ６と、コリメートレンズ６でコリメートされたレーザビームを分割するグレーティング５とを備えている。
＜可変ミラーアクチュエータＡ１＞
図２(ａ)は、図１の可変ミラーアクチュエータＡ１を例示した軸方向の縦断面図であり、図２(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ１の反射膜１７と一体に形成される変形膜１６と変形膜１６に固定されるリング状磁性体１８を図２(ａ)のＡ方向から見た図である。
可変ミラーアクチュエータＡ１において、図１に示すように、レーザビームを反射する反射膜１７は、レーザビームを反射する材料、例えば、アルミ、銀等の金属、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を含む誘電体多層膜等を用いて、平板状に形成されている。このように、反射膜１７は金属などの単層膜でもよいし、誘電体などを用いた多層膜反射膜でもよいし、限定されない。
ここで、レーザビームは、円形の横断面を有し、反射膜１７に対して４５度の角度で入射するため、反射膜１７は、反射膜１７で反射したレーザビームが反射前と同様な円形の横断面となるようなレーザビーム進行方向に長い楕円形の平板状に形成されている。
反射膜１７は、図２に示すように、反射膜１７と同形状の楕円形の例えばシリコン基板等の変形膜１６の一方面上に積層されている。なお、変形膜１６は、変形可能な部材であれば、シリコン基板以外のもので構成してもよく、シリコン基板に限定されない。
変形膜１６の他方面上には、反射膜１７を反射前と同様なレーザビームに反射するようなパラボラ状に撓ませるため、リング状磁性体１８が積層され固定されている。なお、リング状磁性体１８は反射膜上に積層され固定されても良い。
図２(ａ)は、図１の可変ミラーアクチュエータＡ１を例示した軸方向の縦断面図であり、図２(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ１の反射膜１７と一体に形成される変形膜１６と変形膜１６に固定されるリング状磁性体１８を図２(ａ)のＡ方向から見た図である。
可変ミラーアクチュエータＡ１において、図１に示すように、レーザビームを反射する反射膜１７は、レーザビームを反射する材料、例えば、アルミ、銀等の金属、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を含む誘電体多層膜等を用いて、平板状に形成されている。このように、反射膜１７は金属などの単層膜でもよいし、誘電体などを用いた多層膜反射膜でもよいし、限定されない。
ここで、レーザビームは、円形の横断面を有し、反射膜１７に対して４５度の角度で入射するため、反射膜１７は、反射膜１７で反射したレーザビームが反射前と同様な円形の横断面となるようなレーザビーム進行方向に長い楕円形の平板状に形成されている。
反射膜１７は、図２に示すように、反射膜１７と同形状の楕円形の例えばシリコン基板等の変形膜１６の一方面上に積層されている。なお、変形膜１６は、変形可能な部材であれば、シリコン基板以外のもので構成してもよく、シリコン基板に限定されない。
変形膜１６の他方面上には、反射膜１７を反射前と同様なレーザビームに反射するようなパラボラ状に撓ませるため、リング状磁性体１８が積層され固定されている。なお、リング状磁性体１８は反射膜上に積層され固定されても良い。
リング状磁性体１８は、磁性体を用いて構成されている。そして、リング状磁性体１８は、図１に示すように、レーザビームが反射膜１７に対して４５度の角度で入射するため、反射膜１７で反射したレーザビームが反射前と同様な円形の横断面となるように、反射膜１７、変形膜１６と同様、レーザビームの進行方向に長い楕円形のリング形状に形成されている。リング状磁性体１８は、それ自身の剛性により変形膜１６の変形を阻害しないため、低剛性の構造がより望ましい。
なお、リング状磁性体１８は、例えばフォトレジストに磁性粉体を分散させた複合材料でもよく、磁界によって磁力を強く受ける材料であれば、限定されない。
このように、反射膜１７が変形膜１６の一方面上に積層されるとともに、変形膜１６の他方面上にリング状磁性体１８が積層された複数の積層物を有するリング構造を、以下、反射体１７Ｔ(図２参照)と称する。
なお、リング状磁性体１８は、例えばフォトレジストに磁性粉体を分散させた複合材料でもよく、磁界によって磁力を強く受ける材料であれば、限定されない。
このように、反射膜１７が変形膜１６の一方面上に積層されるとともに、変形膜１６の他方面上にリング状磁性体１８が積層された複数の積層物を有するリング構造を、以下、反射体１７Ｔ(図２参照)と称する。
図２(ａ)に示すように、可変ミラーアクチュエータＡ１においては、反射体１７Ｔが、反射膜１７、変形膜１６と同様な楕円形の外周形状を有するリング状のスペーサ１５を介して、電磁石Ｄ１の上に設けられている。
スペーサ１５は、樹脂等の非磁性体が望ましく、変形膜１６と一体に形成してもよい。なお、スペーサ１５は、可変ミラーアクチュエータＡ１の性能が劣化しなければ磁性体で形成してもよい。
電磁石Ｄ１は、磁性体のヨーク１４と、その中央部を形成するヨーク中央部１４ｃの周りに複数回巻線されるコイル１３とを備えている。
電磁石Ｄ１のヨーク１４は、リング状磁性体１８と同様な楕円形の楕円柱状のヨーク中央部１４ｃと、ヨーク中央部１４ｃの下部外周に連続して形成されるヨーク周辺部１４ｓとを有している。ヨーク周辺部１４ｓは、軸方向断面が内方に開口したコ字状を有し、反射膜１７、変形膜１６(図２(ｂ)参照)と同様な楕円形の外周形状を有している。
なお、ヨーク１４は、鋼板の薄板を複数枚積層した鉄心、フェライト、コバルト等で形成される。
スペーサ１５は、樹脂等の非磁性体が望ましく、変形膜１６と一体に形成してもよい。なお、スペーサ１５は、可変ミラーアクチュエータＡ１の性能が劣化しなければ磁性体で形成してもよい。
電磁石Ｄ１は、磁性体のヨーク１４と、その中央部を形成するヨーク中央部１４ｃの周りに複数回巻線されるコイル１３とを備えている。
電磁石Ｄ１のヨーク１４は、リング状磁性体１８と同様な楕円形の楕円柱状のヨーク中央部１４ｃと、ヨーク中央部１４ｃの下部外周に連続して形成されるヨーク周辺部１４ｓとを有している。ヨーク周辺部１４ｓは、軸方向断面が内方に開口したコ字状を有し、反射膜１７、変形膜１６(図２(ｂ)参照)と同様な楕円形の外周形状を有している。
なお、ヨーク１４は、鋼板の薄板を複数枚積層した鉄心、フェライト、コバルト等で形成される。
本構成の可変ミラーアクチュエータＡ１は、電磁石Ｄ１のコイル１３に電流を印加することにより、ヨーク１４に強い磁界を発生させ、反射体１７Ｔのリング状磁性体１８を引き付けることで、図２(ａ)の二点鎖線に示すように、変形膜１６、反射膜１７を共にパラボラ状に撓ませている。このように、反射膜１７を収差補正に好適なパラボラ状に撓ませることにより、反射膜１７で反射されたレーザビームの発散角度を制御する。これにより、記録層１１の位置が、図１に示す記録層１１ａの位置ｐ１と記録層１１ｂの位置ｐ２とに変わることにより発生するレーザビームの球面収差を補正している。
ここで、ヨーク１４の構造は、コイル１３の内方にのみ形成される単純な楕円柱形状のヨーク中央部１４ｃだけの構成よりも、図２(ａ)に示すコイル１３の外周外方領域に同心楕円状のヨーク周辺部１４を連結付加する構成の方が、コイル１３周りの磁力線の密度が高くなり、よりリング状磁性体１８に働く磁力を強くできるため、より望ましい。
例えば、図２(ａ)に示すように、断面コ字状のヨーク周辺部１４ｓにヨーク周辺上部１４ｓ１を形成することで、コイル１３周りに形成される磁界をより高密度にでき、リング状磁性体１８に、より強い磁力を付与できる。
なお、ヨーク１４は、ヨーク中央部１４ｃだけで構成してもよいのは勿論である。
例えば、図２(ａ)に示すように、断面コ字状のヨーク周辺部１４ｓにヨーク周辺上部１４ｓ１を形成することで、コイル１３周りに形成される磁界をより高密度にでき、リング状磁性体１８に、より強い磁力を付与できる。
なお、ヨーク１４は、ヨーク中央部１４ｃだけで構成してもよいのは勿論である。
＜光ディスク１２の記録層１１からの記録の読み取り＞
次に、光ピックアップＰ１に装着された光ディスク１２の記録層１１からのレーザビームによる記録(信号)の読み取りについて、記録層１１ｂからの読み取りを例に説明する。なお、記録層１１ａからの記録(信号)の読み取りも同様である。
図１に示すように、光ディスク１２の記録層１１ｂに記録されたピットを電気信号として読み取るため、レーザ光源７から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ６でコリメートされ、グレーティング５を透過した後、偏光ビームスプリッタ３で可変ミラーアクチュエータＡ１に向けて反射される。なお、レーザ光源７から出射されたレーザビームの一部は偏光ビームスプリッタ３を透過し、フロントモニタ４で受光され、レーザ光源７の発光強度がモニタされる。
次に、光ピックアップＰ１に装着された光ディスク１２の記録層１１からのレーザビームによる記録(信号)の読み取りについて、記録層１１ｂからの読み取りを例に説明する。なお、記録層１１ａからの記録(信号)の読み取りも同様である。
図１に示すように、光ディスク１２の記録層１１ｂに記録されたピットを電気信号として読み取るため、レーザ光源７から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ６でコリメートされ、グレーティング５を透過した後、偏光ビームスプリッタ３で可変ミラーアクチュエータＡ１に向けて反射される。なお、レーザ光源７から出射されたレーザビームの一部は偏光ビームスプリッタ３を透過し、フロントモニタ４で受光され、レーザ光源７の発光強度がモニタされる。
そして、偏光ビームスプリッタ３で反射されたレーザビームは、可変ミラーアクチュエータＡ１の反射膜１７で反射され、その後、１/４波長板８を透過し円偏光に変換され、対物レンズ９により記録膜１１ｂ上に集光され、記録膜１１ｂから反射される。記録膜１１ｂで反射されたレーザビームは、再び対物レンズ９を透過してコリメート光に変換された後、１/４波長板８を透過し直線偏光に変換され、可変ミラーアクチュエータの反射膜１７によって偏光ビームスプリッタ３に向けて反射される。
反射膜１７で反射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、集光レンズ２によりディテクタ１上に集光され、ディテクタ１に入射される光量が、電気信号に変換される。
反射膜１７で反射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、集光レンズ２によりディテクタ１上に集光され、ディテクタ１に入射される光量が、電気信号に変換される。
この際、光ディスク１２の記録層１１(１１ａまたは１１ｂ)上に、対物レンズ９のレーザビームの焦点位置を合わせるため、ディテクタ１で受光したレーザビームの情報を元に、制御回路Ｃ１で演算した対物レンズ９の移動量を示す信号に基づき、レンズ駆動回路Ｃ２から駆動電流をレンズアクチュエータ１０に流す。これにより、レンズアクチュエータ１０は、対物レンズ９を光軸または、光軸と直角方向に光ディスク１２の記録層１１に対して並進または回転させる。
また、ディテクタ１で受光した情報を元に、制御回路Ｃ１で演算した反射膜１７の撓み量を示す信号に基づき、ミラー駆動回路Ｃ３から、電流を可変ミラーアクチュエータＡ１のコイル１３に印加する。
また、ディテクタ１で受光した情報を元に、制御回路Ｃ１で演算した反射膜１７の撓み量を示す信号に基づき、ミラー駆動回路Ｃ３から、電流を可変ミラーアクチュエータＡ１のコイル１３に印加する。
これにより、可変ミラーアクチュエータＡ１は、コイル１３に流れる電流により、ヨーク１４の中心部に強い磁界を発生させ、反射体１７Ｔのリング状磁性体１８を、図２(ａ)の二点鎖線で示すように電磁石Ｄ１に向けて引き付ける。これに伴い、電磁石Ｄ１にスペーサ１５を介して支持される反射体１７Ｔの変形膜１６、反射膜１７がパラボラ状に撓む。
このように、可変ミラーアクチュエータＡ１のコイル１３に電流を流すことで反射膜１７を所望のパラボラ状に撓ませ、反射膜１７で反射されたレーザビームの発散角度を、コイル１３の電流の大小で制御し、記録層１１の位置が、位置Ｐ１(記録層１１ａ)と位置Ｐ２(記録層１１ｂ)とに変わることにより生ずるレーザビームの球面収差を補正している。
このように、可変ミラーアクチュエータＡ１のコイル１３に電流を流すことで反射膜１７を所望のパラボラ状に撓ませ、反射膜１７で反射されたレーザビームの発散角度を、コイル１３の電流の大小で制御し、記録層１１の位置が、位置Ｐ１(記録層１１ａ)と位置Ｐ２(記録層１１ｂ)とに変わることにより生ずるレーザビームの球面収差を補正している。
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２について、図３、図４を用いて説明する。
図３は、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２を組み込んだ光ピックアップＰ２の光学系の概略の一例を示す図である。
図４(ａ)は、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２を例示した軸方向の縦断面図であり、図４(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射膜２７と一体に形成される変形膜２６と変形膜２６に固定されるリング状磁性体２８を図４(ａ)のＢ方向から見た図である。
図３に示す第２実施形態の光ピックアップＰ２は、基本的な構成は第１実施形態の光ピックアップＰ１(図１参照)と同様であるが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１の配置を、レーザビームが垂直に入射する可変ミラーアクチュエータＡ２として異ならせたものである。これに伴い、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２は、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１の構成と異ならせている。
その他の構成は、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図３、図４においては、可変ミラーアクチュエータＡ２の各構成要素の符号を２０番台の符号を付して示している。
次に、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２について、図３、図４を用いて説明する。
図３は、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２を組み込んだ光ピックアップＰ２の光学系の概略の一例を示す図である。
図４(ａ)は、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２を例示した軸方向の縦断面図であり、図４(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射膜２７と一体に形成される変形膜２６と変形膜２６に固定されるリング状磁性体２８を図４(ａ)のＢ方向から見た図である。
図３に示す第２実施形態の光ピックアップＰ２は、基本的な構成は第１実施形態の光ピックアップＰ１(図１参照)と同様であるが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１の配置を、レーザビームが垂直に入射する可変ミラーアクチュエータＡ２として異ならせたものである。これに伴い、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２は、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１の構成と異ならせている。
その他の構成は、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図３、図４においては、可変ミラーアクチュエータＡ２の各構成要素の符号を２０番台の符号を付して示している。
以下、第２実施形態の光ピックアップＰ２の第１実施形態と異なる構造を詳細に説明する。
第２実施形態の光ピックアップＰ２は、図１に示す第１実施形態の光学系においてグレーティング５と対物レンズ９との間にある光学系を異ならせている。
図３に示す光ピックアップＰ２において、レーザ光源７から発光され一部がビームスプリッタ１９で反射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、１/４波長板８を透過し円偏光とされる。この１/４波長板８を透過したレーザビームは、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射膜２７で反射され、再び１/４波長板８を透過し直線偏光とされた後、偏光ビームスプリッタ３で光ディスク１２の記録層１１に向けて反射される。
第２実施形態の光ピックアップＰ２は、図１に示す第１実施形態の光学系においてグレーティング５と対物レンズ９との間にある光学系を異ならせている。
図３に示す光ピックアップＰ２において、レーザ光源７から発光され一部がビームスプリッタ１９で反射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、１/４波長板８を透過し円偏光とされる。この１/４波長板８を透過したレーザビームは、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射膜２７で反射され、再び１/４波長板８を透過し直線偏光とされた後、偏光ビームスプリッタ３で光ディスク１２の記録層１１に向けて反射される。
偏光ビームスプリッタ３で反射されたレーザビームは、対物レンズ９を透過し集光され、記録膜１１(１１ａまたは１１ｂ)で反射される。反射されたレーザビームは、再び対物レンズ９を透過し平行光とされ、偏光ビームスプリッタ３で反射され、１/４波長板８を透過し円偏光とされる。そして、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射膜２７で再び反射されたレーザビームは、１/４波長板８を透過し直線偏光とされ、さらに、偏光ビームスプリッタ３を透過し、ビームスプリッタ１９に向けて照射され、一部が透過して集光レンズ２によりディテクタ１に集光される。
光ピックアップＰ２の光学系では、レーザビームは、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射ミラー２７に対して垂直に入射・反射する。そのため、反射ミラー２７に照射されるレーザビームは円形となる。
光ピックアップＰ２の光学系では、レーザビームは、可変ミラーアクチュエータＡ２の反射ミラー２７に対して垂直に入射・反射する。そのため、反射ミラー２７に照射されるレーザビームは円形となる。
そこで、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２は、第１実施形態の楕円柱状の可変ミラーアクチュエータＡ１を、円柱形状に形成したものである。これ以外の構成は第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１と同様である。
図４に示すように、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２においては、反射膜２７が円形の平板状に形成され、変形膜２６が、反射膜２７と同形状の円形の平板状に形成されている。そして、変形膜２６に固定されるリング状磁性体２８は、円形のリング形状に形成される。これにより、図４(ｂ)に示すように、反射体２７Ｔは、円形の平板状に形成されている。
図４(ａ)に示すように、反射体２７Ｔは、変形膜２６、反射膜２７と同形状の外周形状をもつ円形のリング状のスペーサ２５を介して、円柱状の電磁石Ｄ２に設置される。
図４に示すように、第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２においては、反射膜２７が円形の平板状に形成され、変形膜２６が、反射膜２７と同形状の円形の平板状に形成されている。そして、変形膜２６に固定されるリング状磁性体２８は、円形のリング形状に形成される。これにより、図４(ｂ)に示すように、反射体２７Ｔは、円形の平板状に形成されている。
図４(ａ)に示すように、反射体２７Ｔは、変形膜２６、反射膜２７と同形状の外周形状をもつ円形のリング状のスペーサ２５を介して、円柱状の電磁石Ｄ２に設置される。
電磁石Ｄ２は、リング状磁性体２８と同様な円形の円柱状のヨーク中央部２４ｃとその下部外周に連続して形成される軸方向断面が内方に開口したコ字状の磁性体のヨーク周辺部２４ｓとを有する略円柱形状のヨーク２４を備えている。
そして、電磁石Ｄ２のヨーク２４の円柱状のヨーク中央部２４ｃの周りには、コイル２３が複数回巻線されている。
なお、図４(ａ)における寸法ｔは、リング状磁性体２８とヨーク２４との間の空隙の寸法を示しており、また、図４(ｂ)における寸法Ｗ１は、円形のリング状磁性体２８の内径の半径寸法を示しており、図４(ｂ)における寸法Ｗ２は、円形のリング状のスペーサ２５の内径の半径寸法を示している。
そして、電磁石Ｄ２のヨーク２４の円柱状のヨーク中央部２４ｃの周りには、コイル２３が複数回巻線されている。
なお、図４(ａ)における寸法ｔは、リング状磁性体２８とヨーク２４との間の空隙の寸法を示しており、また、図４(ｂ)における寸法Ｗ１は、円形のリング状磁性体２８の内径の半径寸法を示しており、図４(ｂ)における寸法Ｗ２は、円形のリング状のスペーサ２５の内径の半径寸法を示している。
第２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ２によれば、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１で用いる図２の楕円形ミラーの反射膜１７と異なり、反射膜２７が円形状とでき、ミラーサイズを小さくすることが可能である。
また、可変ミラーアクチュエータＡ２は、円柱状に製作できるので製造が容易である。また、反射膜２７を変形させる制御回路Ｃ１、ミラー駆動回路Ｃ３による制御が容易となる。なお、リング状磁性体２８は反射膜上に積層され固定されても良い。
また、可変ミラーアクチュエータＡ２は、円柱状に製作できるので製造が容易である。また、反射膜２７を変形させる制御回路Ｃ１、ミラー駆動回路Ｃ３による制御が容易となる。なお、リング状磁性体２８は反射膜上に積層され固定されても良い。
＜＜第３実施形態＞＞
次に、第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３について、図５を用いて説明する。
図５は、第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３を例示した軸方向の縦断面図である。
第３実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１参照、図３参照)と同様であり、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、ヨーク２４(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状が異なるものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図５においては、可変ミラーアクチュエータＡ３の各構成要素の符号を３０番台の符号を付して示している。
次に、第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３について、図５を用いて説明する。
図５は、第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３を例示した軸方向の縦断面図である。
第３実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１参照、図３参照)と同様であり、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、ヨーク２４(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状が異なるものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図５においては、可変ミラーアクチュエータＡ３の各構成要素の符号を３０番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４と異なる構造を説明する。
図５に示す第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３は、第１実施形態のヨーク１４と同様な楕円柱形状のヨーク３４の場合(図２参照)は、コイル３３の内径側のヨーク３４の中心部を楕円柱状の空洞３４ｋとしている。
一方、第２実施形態のヨーク２４と同様な円柱形状のヨーク３４の場合(図４参照)は、コイル３３の内径側のヨーク３４の中心部を円柱状の空洞３４ｋとしている。
これにより、コイル３３の内径側のヨーク３４に流れる磁束が、コイル３３の内側のヨーク中央部３４ｃにより集中し、結果として、リング状磁性体３８を通る磁束密度が高くなる。従って、リング状磁性体３８への電磁石Ｄ３の引力が向上する効果を奏する。
図５に示す第３実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ３は、第１実施形態のヨーク１４と同様な楕円柱形状のヨーク３４の場合(図２参照)は、コイル３３の内径側のヨーク３４の中心部を楕円柱状の空洞３４ｋとしている。
一方、第２実施形態のヨーク２４と同様な円柱形状のヨーク３４の場合(図４参照)は、コイル３３の内径側のヨーク３４の中心部を円柱状の空洞３４ｋとしている。
これにより、コイル３３の内径側のヨーク３４に流れる磁束が、コイル３３の内側のヨーク中央部３４ｃにより集中し、結果として、リング状磁性体３８を通る磁束密度が高くなる。従って、リング状磁性体３８への電磁石Ｄ３の引力が向上する効果を奏する。
＜＜第４実施形態＞＞
次に、第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４について、図６を用いて説明する。
図６は、第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４を例示した軸方向の縦断面図である。
第４実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図６に示す可変ミラーアクチュエータＡ４のヨーク４４ａの形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図６においては、可変ミラーアクチュエータＡ４の各構成要素の符号を４０番台の符号を付して示している。
次に、第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４について、図６を用いて説明する。
図６は、第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４を例示した軸方向の縦断面図である。
第４実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図６に示す可変ミラーアクチュエータＡ４のヨーク４４ａの形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図６においては、可変ミラーアクチュエータＡ４の各構成要素の符号を４０番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４と異なる構造を説明する。
第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４は、第１、第２実施形態の楕円柱形状または円柱形状のヨーク１４、２４を、コイル４３の内周部のヨーク４４ａを鉄心、フェライト等の磁性体で形成する一方、コイル４３外周部の箇所を例えば樹脂などの別材料の構造体のホルダ４４Ｈで構成している。
ここで、ヨーク４４ａと別体の構造体であるホルダ４４Ｈに、第１、２実施形態のスペーサ１５、２５(図２(ａ)、図４(ａ)参照)に相当する構造を一体に形成している。
これにより、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４の箇所を、ヨーク４４ａとホルダ４４Ｈとの構造とすることが可能である。
また、ホルダ４４Ｈに加工容易な材料を用いることにより、加工の容易化が行える。
また、光ピックアップの樹脂の基本支持部材であるベース部材と一体にホルダ４４Ｈを形成することが可能となり、光学系への適合性が向上する。
第４実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ４は、第１、第２実施形態の楕円柱形状または円柱形状のヨーク１４、２４を、コイル４３の内周部のヨーク４４ａを鉄心、フェライト等の磁性体で形成する一方、コイル４３外周部の箇所を例えば樹脂などの別材料の構造体のホルダ４４Ｈで構成している。
ここで、ヨーク４４ａと別体の構造体であるホルダ４４Ｈに、第１、２実施形態のスペーサ１５、２５(図２(ａ)、図４(ａ)参照)に相当する構造を一体に形成している。
これにより、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４の箇所を、ヨーク４４ａとホルダ４４Ｈとの構造とすることが可能である。
また、ホルダ４４Ｈに加工容易な材料を用いることにより、加工の容易化が行える。
また、光ピックアップの樹脂の基本支持部材であるベース部材と一体にホルダ４４Ｈを形成することが可能となり、光学系への適合性が向上する。
＜＜第５実施形態＞＞
次に、第５実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図７を用いて説明する。
図７(ａ)は、第５実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体５８、変形膜５６、および反射膜５７を有する反射体５７Ｔを示す下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図)であり、図７(ｂ)は、図７(ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。
第５実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図７に示す可変ミラーアクチュエータの変形膜５６の形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６(図２、図４参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図７においては、可変ミラーアクチュエータの反射体５７Ｔの各構成要素の符号を５０番台の符号を付して示している。
次に、第５実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図７を用いて説明する。
図７(ａ)は、第５実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体５８、変形膜５６、および反射膜５７を有する反射体５７Ｔを示す下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図)であり、図７(ｂ)は、図７(ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。
第５実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図７に示す可変ミラーアクチュエータの変形膜５６の形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６(図２、図４参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図７においては、可変ミラーアクチュエータの反射体５７Ｔの各構成要素の符号を５０番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６と異なる構造を説明する。
図７に示す第５実施形態の可変ミラーアクチュエータの変形膜５６は、第１、第２実施形態の単一膜厚の変形膜１６、２６に対して、リング状磁性体５８の外周外方の領域において、同心円状に膜厚の厚い領域５６ａ(５６ａ1、５６ａ2、５６ａ3)と薄い領域５６ｂ(５６ｂ1、５６ｂ2、５６ｂ3、５６ｂ4)が交互に周期的に形成されている。
変形膜５６の厚い領域５６ａと薄い領域５６ｂとの各１周期内での膜厚の厚い領域５６ａの割合は、ミラー中心、すなわち反射膜５７の中心から離隔するに従い低下し、それに伴い、ミラー中心(反射膜５７の中心)から離隔するに従い、ミラーを構成する反射体５７Ｔの実効的な剛性が低下している。
そのため、膜厚の厚い領域５６ａと薄い領域５６ｂとの各１周期内での厚い領域５６ａの割合を最適化することにより、リング状磁性体５８に働く磁力によって、反射体５７Ｔを理想的なパラボラ形状に変形させることができる。
なお、第５実施形態においては、円形状のリング状磁性体５８、変形膜５６、反射膜５７を有する反射体５７Ｔを例示して説明したが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１(図２参照)のように、楕円形状のリング状磁性体１８、変形膜１６、反射膜１７を有する反射体１７Ｔにも同様に適用できることは勿論である。
また、リング状磁性体５８は反射膜上に積層され固定されても良い。
図７に示す第５実施形態の可変ミラーアクチュエータの変形膜５６は、第１、第２実施形態の単一膜厚の変形膜１６、２６に対して、リング状磁性体５８の外周外方の領域において、同心円状に膜厚の厚い領域５６ａ(５６ａ1、５６ａ2、５６ａ3)と薄い領域５６ｂ(５６ｂ1、５６ｂ2、５６ｂ3、５６ｂ4)が交互に周期的に形成されている。
変形膜５６の厚い領域５６ａと薄い領域５６ｂとの各１周期内での膜厚の厚い領域５６ａの割合は、ミラー中心、すなわち反射膜５７の中心から離隔するに従い低下し、それに伴い、ミラー中心(反射膜５７の中心)から離隔するに従い、ミラーを構成する反射体５７Ｔの実効的な剛性が低下している。
そのため、膜厚の厚い領域５６ａと薄い領域５６ｂとの各１周期内での厚い領域５６ａの割合を最適化することにより、リング状磁性体５８に働く磁力によって、反射体５７Ｔを理想的なパラボラ形状に変形させることができる。
なお、第５実施形態においては、円形状のリング状磁性体５８、変形膜５６、反射膜５７を有する反射体５７Ｔを例示して説明したが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１(図２参照)のように、楕円形状のリング状磁性体１８、変形膜１６、反射膜１７を有する反射体１７Ｔにも同様に適用できることは勿論である。
また、リング状磁性体５８は反射膜上に積層され固定されても良い。
＜＜第６実施形態＞＞
次に、第６実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図８を用いて説明する。
図８(ａ)は、第６実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体６８、変形膜６６、および反射膜６７を有する反射体６７Ｔの下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図に相当)であり、図８(ｂ)は、図８(ａ)のＤ−Ｄ線断面図であり、図８(ｃ)は、図８(ａ)のＥ−Ｅ線断面図である。
第６実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図８に示す可変ミラーアクチュエータの変形膜６６の形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図８においては、可変ミラーアクチュエータの反射体６７Ｔの各構成要素の符号を６０番台の符号を付して示している。
次に、第６実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図８を用いて説明する。
図８(ａ)は、第６実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体６８、変形膜６６、および反射膜６７を有する反射体６７Ｔの下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図に相当)であり、図８(ｂ)は、図８(ａ)のＤ−Ｄ線断面図であり、図８(ｃ)は、図８(ａ)のＥ−Ｅ線断面図である。
第６実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図８に示す可変ミラーアクチュエータの変形膜６６の形状を、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状と異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図８においては、可変ミラーアクチュエータの反射体６７Ｔの各構成要素の符号を６０番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の変形膜１６、２６と異なる構造を説明する。
図８に示す第６実施形態の可変ミラーアクチュエータの変形膜６６は、第１、第２実施形態の単一膜厚の変形膜１６、２６(図２、図４参照)と比べ、リング状磁性体６８の外周外方領域に、膜厚が薄い領域６６ｂの間に膜厚が厚い領域６６ａが放射状に広がる構成である。そして、膜厚が厚い領域６６ａは、変形膜６６における中心部に近づくに従いの幅が広くなる一方、外周に近づくに従って幅が狭くなるように形成されている。
これにより、ミラー中心(反射膜６７の中心)から離隔するに従って、ミラーを形成する反射体６７Ｔの実効的な剛性が低下する。
そのため、変形膜６６における放射状に膜厚が厚い領域６６ａが広がる構造を最適化することにより、リング状磁性体６８に働く磁力によって、反射体６７Ｔを理想的なパラボラ形状に変形させることができる。
なお、第６実施形態においては、円形状のリング状磁性体６８、変形膜６６、反射膜６７を有する反射体６７Ｔを例示して説明したが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１(図２参照)のように、楕円形状のリング状磁性体１８、変形膜１６、反射膜１７を有する楕円形状の反射体１７Ｔにも同様に適用できることは勿論である。
図８に示す第６実施形態の可変ミラーアクチュエータの変形膜６６は、第１、第２実施形態の単一膜厚の変形膜１６、２６(図２、図４参照)と比べ、リング状磁性体６８の外周外方領域に、膜厚が薄い領域６６ｂの間に膜厚が厚い領域６６ａが放射状に広がる構成である。そして、膜厚が厚い領域６６ａは、変形膜６６における中心部に近づくに従いの幅が広くなる一方、外周に近づくに従って幅が狭くなるように形成されている。
これにより、ミラー中心(反射膜６７の中心)から離隔するに従って、ミラーを形成する反射体６７Ｔの実効的な剛性が低下する。
そのため、変形膜６６における放射状に膜厚が厚い領域６６ａが広がる構造を最適化することにより、リング状磁性体６８に働く磁力によって、反射体６７Ｔを理想的なパラボラ形状に変形させることができる。
なお、第６実施形態においては、円形状のリング状磁性体６８、変形膜６６、反射膜６７を有する反射体６７Ｔを例示して説明したが、第１実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１(図２参照)のように、楕円形状のリング状磁性体１８、変形膜１６、反射膜１７を有する楕円形状の反射体１７Ｔにも同様に適用できることは勿論である。
＜＜第７実施形態＞＞
次に、第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７について、図９を用いて説明する。
図９(ａ)は、第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７を例示した軸方向の縦断面図であり、図９(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ７の反射膜７７と一体に形成される変形膜７６を図９(ａ)のＦ方向から見た図である。
第７実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図９(ａ)に示す可変ミラーアクチュエータＡ７は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のリング状磁性体１８、２８(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状とミラー変形原理(反射体１７Ｔ、２７Ｔの変形原理)を異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
次に、第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７について、図９を用いて説明する。
図９(ａ)は、第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７を例示した軸方向の縦断面図であり、図９(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ７の反射膜７７と一体に形成される変形膜７６を図９(ａ)のＦ方向から見た図である。
第７実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様であり、図９(ａ)に示す可変ミラーアクチュエータＡ７は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のリング状磁性体１８、２８(図２(ａ)、図４(ａ)参照)の形状とミラー変形原理(反射体１７Ｔ、２７Ｔの変形原理)を異ならせたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のリング状磁性体１８、２８およびミラー変形原理(反射体１７Ｔ、２７Ｔの変形原理)と異なる構造を説明する。
なお、図９においては、可変ミラーアクチュエータＡ７の各構成要素の符号を７０番台の符号を付して示している。
第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７においては、例えば図２に示すリング状磁性体１８に相当する磁性体リング７８が、変形膜７６に固定されない構成である。
そして、図９(ａ)に示すように、電磁石Ｄ７のヨーク７４におけるコイル７３周囲に形成された円筒形の溝部７４ｍに、板厚の厚い短円筒状の磁性体リング７８と、磁性体リング７８を上方に押圧する圧縮コイルバネ７８ｓとを有する構造体が配置されている。
なお、図９においては、可変ミラーアクチュエータＡ７の各構成要素の符号を７０番台の符号を付して示している。
第７実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ７においては、例えば図２に示すリング状磁性体１８に相当する磁性体リング７８が、変形膜７６に固定されない構成である。
そして、図９(ａ)に示すように、電磁石Ｄ７のヨーク７４におけるコイル７３周囲に形成された円筒形の溝部７４ｍに、板厚の厚い短円筒状の磁性体リング７８と、磁性体リング７８を上方に押圧する圧縮コイルバネ７８ｓとを有する構造体が配置されている。
この構造により、電磁石Ｄ７のコイル７３に電流が流されていない定常時には、短円筒状の磁性体リング７８は、圧縮コイルバネ７８ｓから上方への押圧力を受けて上方(図９(ａ)の上方向)へ押し出され、変形膜７６、反射膜７７をパラボラ状に近い形状に変形させている(図９(ａ)の実線参照)。
この定常状態から、電磁石Ｄ７のコイル７３に電流を印加すると、コイル７３周りのヨーク７４に発生する磁界が磁性体リング７８を透過し、磁性体リング７８が電磁石Ｄ７に近づく方向に引き込まれ、磁性体リング７８の上方への押圧力が弱まるため、変形膜７６、反射膜７７が平板状に近い形状(図９(ａ)の二点鎖線参照)に復元する。
一方、コイル７３への印加電流を低減すると、コイル７３の周りのヨーク７４に発生する磁界が弱くなり、磁性体リング７８が受ける電磁石Ｄ７に近づく方向の磁力が弱まり、圧縮コイルバネ７８ｓの上方への弾性力を受け、磁性体リング７８が、変形膜７６、反射膜７７を上方(図９(ａ)の上方向)に押し出す。
この定常状態から、電磁石Ｄ７のコイル７３に電流を印加すると、コイル７３周りのヨーク７４に発生する磁界が磁性体リング７８を透過し、磁性体リング７８が電磁石Ｄ７に近づく方向に引き込まれ、磁性体リング７８の上方への押圧力が弱まるため、変形膜７６、反射膜７７が平板状に近い形状(図９(ａ)の二点鎖線参照)に復元する。
一方、コイル７３への印加電流を低減すると、コイル７３の周りのヨーク７４に発生する磁界が弱くなり、磁性体リング７８が受ける電磁石Ｄ７に近づく方向の磁力が弱まり、圧縮コイルバネ７８ｓの上方への弾性力を受け、磁性体リング７８が、変形膜７６、反射膜７７を上方(図９(ａ)の上方向)に押し出す。
このように、圧縮コイルバネ７８ｓの弾性力によって、リング状の磁性体リング７８が変形膜７６にリング状に接触するとともに、可変ミラーアクチュエータＡ７を駆動させ電磁石Ｄ７のコイル７３に電流を印加することにより、変形膜７６を第１実施形態と同様に自在に撓ませることができ、反射膜７７を所望のパラボラ形状とすることができる。
なお、第７実施形態においては、可変ミラーアクチュエータＡ７が円柱形状の場合を例示して説明したが、第１実施形態のように、楕円柱形状の場合(図２参照)も同様に適用可能であることは勿論である。
なお、第７実施形態においては、可変ミラーアクチュエータＡ７が円柱形状の場合を例示して説明したが、第１実施形態のように、楕円柱形状の場合(図２参照)も同様に適用可能であることは勿論である。
＜＜第８実施形態＞＞
次に、第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８について、図１０を用いて説明する。
図１０(ａ)は、第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８の構成を例示した軸方向の縦断面図であり、図１０(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ８の反射膜８７と一体に形成される変形膜８６とこれに固定されるリング状の良導電体８８を図１０(ａ)のＧ方向から見た図である。
図１０に示す第８実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様である。
第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８は、基本的な構造は第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と類似しているが、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２とそのミラー(反射膜１７、２７)駆動原理が異なる。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１０においては、可変ミラーアクチュエータＡ８の各構成要素の符号を８０番台の符号を付して示している。
次に、第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８について、図１０を用いて説明する。
図１０(ａ)は、第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８の構成を例示した軸方向の縦断面図であり、図１０(ｂ)は、可変ミラーアクチュエータＡ８の反射膜８７と一体に形成される変形膜８６とこれに固定されるリング状の良導電体８８を図１０(ａ)のＧ方向から見た図である。
図１０に示す第８実施形態の光ピックアップの基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図３参照)と同様である。
第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８は、基本的な構造は第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と類似しているが、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２とそのミラー(反射膜１７、２７)駆動原理が異なる。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１０においては、可変ミラーアクチュエータＡ８の各構成要素の符号を８０番台の符号を付して示している。
以下、第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８の第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２とそのミラー(反射膜１７、２７)駆動原理が異なる構造を説明する。
第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８においては、反射膜８７と一体の変形膜８６に固定されるリング状磁性体に代替し、例えば金等のリング状の良導電体８８(図１０(ｂ)参照)を設けている。リング状の良導電体８８は、電磁石Ｄ８のコイル８３の内周に面したヨーク８４の外周面８４ａの外方領域に配置している。
そして、反射体８７Ｔとヨーク８４間の第１、２実施形態で例示したリング状のスペーサをなくし、ヨーク外周部８４ｇをスペーサの領域まで延在して形成し、ヨーク外周部８４ｇに反射体８７Ｔを固定している。
第８実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ８においては、反射膜８７と一体の変形膜８６に固定されるリング状磁性体に代替し、例えば金等のリング状の良導電体８８(図１０(ｂ)参照)を設けている。リング状の良導電体８８は、電磁石Ｄ８のコイル８３の内周に面したヨーク８４の外周面８４ａの外方領域に配置している。
そして、反射体８７Ｔとヨーク８４間の第１、２実施形態で例示したリング状のスペーサをなくし、ヨーク外周部８４ｇをスペーサの領域まで延在して形成し、ヨーク外周部８４ｇに反射体８７Ｔを固定している。
本構成の可変ミラーアクチュエータＡ８は、電磁石Ｄ８のコイル８３に駆動電流を流して、電磁誘導によるヨーク８４内の磁束を変化させることにより、ヨーク８４の外周面８４ａの外方に配置した図１０(ｂ)に示すリング状の良導電体８８のリング内を透過する磁束の変化が発生する。これに伴い、リング状の良導電体８８にはリング周回方向に誘導電流が誘起され、良導電体８８のリング内を透過する磁束を打ち消す磁界が発生し、コイル８３から発生した磁界と反発する力がリング状の良導電体８８に働く。
これにより、変形膜８６を第１、第２実施形態と同様に、好適なパラボラ状の形状に撓ませることができる。
これにより、変形膜８６を第１、第２実施形態と同様に、好適なパラボラ状の形状に撓ませることができる。
なお、コイル８３に印加する電流の駆動波形は、一定電流駆動では磁界変化がなく良導電体８８に力が働かない。また、線形なサインカーブの電流駆動では良導電体８８に働く力が相殺され、良導電体８８の移動が阻害される現象が発生する。
そのため、コイル８３に印加する電流は、良導電体８８の移動が良好に行える三角波や正弦半波等の時間的に非線形な駆動波形が望ましい。
なお、第８実施形態においては、可変ミラーアクチュエータＡ８が円柱形状の場合を例示して説明したが、第１実施形態のように、楕円柱形状の場合も同様に適用可能であることは勿論である。
そのため、コイル８３に印加する電流は、良導電体８８の移動が良好に行える三角波や正弦半波等の時間的に非線形な駆動波形が望ましい。
なお、第８実施形態においては、可変ミラーアクチュエータＡ８が円柱形状の場合を例示して説明したが、第１実施形態のように、楕円柱形状の場合も同様に適用可能であることは勿論である。
＜＜第９実施形態＞＞
次に、第９実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図１１等を用いて説明する。
図１１は、第９実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体９８、変形膜９６、および反射膜９７を有する反射体９７Ｔを示す下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図に相当)である。
第９実施形態の光ピックアップ(図示せず)の基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図２参照)と同様である。
第９実施形態の可変ミラーアクチュエータの反射体９７Ｔは、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のミラー形状(反射体１７Ｔ、２７Ｔの形状)と異なる。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１１においては、反射体９７Ｔの各構成要素の符号を９０番台の符号を付して示している。
次に、第９実施形態の可変ミラーアクチュエータについて、図１１等を用いて説明する。
図１１は、第９実施形態の可変ミラーアクチュエータのリング状磁性体９８、変形膜９６、および反射膜９７を有する反射体９７Ｔを示す下面図(図２(ａ)のＡ方向矢視図に相当)である。
第９実施形態の光ピックアップ(図示せず)の基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図２参照)と同様である。
第９実施形態の可変ミラーアクチュエータの反射体９７Ｔは、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のミラー形状(反射体１７Ｔ、２７Ｔの形状)と異なる。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１１においては、反射体９７Ｔの各構成要素の符号を９０番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２の反射体１７Ｔ、２７Ｔと異なる構造を説明する。
前記の第２実施形態における可変ミラーである反射体２７Ｔは、図４に示すように、円形形状の単一膜厚の反射膜２７と変形膜２６上にリング状磁性体２８が固定されている。可変ミラーである反射体２７Ｔの下部に配置したコイル２３とヨーク２４により発生する磁界により、リング状磁性体２８にはヨーク２４に向けての引力が働き、この時のミラーを形成する反射体２７Ｔの中心(反射膜２７の中心)からの各距離におけるミラーの変位量は図１２の実線Ｌ３で表される。
なお、図１２は、第２実施形態のリング状磁性体２８に磁力を加えた場合のミラー中心(反射膜２７の中心)からの距離に対するミラー(反射膜２７)の変位量を表した図であり、第２実施形態のミラー表面形状の変形を実線(Ｌ３)で表す一方、レーザビームを理想的に反射させるミラー表面形状の理想放物曲線を破線(Ｌ４)で示している。
前記の第２実施形態における可変ミラーである反射体２７Ｔは、図４に示すように、円形形状の単一膜厚の反射膜２７と変形膜２６上にリング状磁性体２８が固定されている。可変ミラーである反射体２７Ｔの下部に配置したコイル２３とヨーク２４により発生する磁界により、リング状磁性体２８にはヨーク２４に向けての引力が働き、この時のミラーを形成する反射体２７Ｔの中心(反射膜２７の中心)からの各距離におけるミラーの変位量は図１２の実線Ｌ３で表される。
なお、図１２は、第２実施形態のリング状磁性体２８に磁力を加えた場合のミラー中心(反射膜２７の中心)からの距離に対するミラー(反射膜２７)の変位量を表した図であり、第２実施形態のミラー表面形状の変形を実線(Ｌ３)で表す一方、レーザビームを理想的に反射させるミラー表面形状の理想放物曲線を破線(Ｌ４)で示している。
図１２によれば、第２実施形態の構造では、ミラーの変形はリング状磁性体２８内周以内(図１２のリング内周位置Ｗ１より左)では破線で示す理想的なパラボラ形状の理想放物曲線Ｌ４と整合性が高く、リング状磁性体２８の外周外方領域(図１２のリング内周位置Ｗ１より右かつミラー端位置Ｗ２までの領域)では、反射膜２７の外周縁２７ｅ(図４参照)に近づくに従って次第に理想パラボラ形状の理想放物曲線Ｌ４から乖離する。
高精度な球面収差補正には、理想的なパラボラ形状の理想放物曲線Ｌ４とミラー(反射膜２７)のミラー表面形状Ｌ３との乖離はナノメートルオーダー以下とする必要がある。
高精度な球面収差補正には、理想的なパラボラ形状の理想放物曲線Ｌ４とミラー(反射膜２７)のミラー表面形状Ｌ３との乖離はナノメートルオーダー以下とする必要がある。
一方、可変ミラーアクチュエータＡ２は、光ピックアップＰ２(図３参照)に搭載するためには数マイクロメートル角程度の小型化の必要があり、それにより可変ミラーを形成する反射体２７Ｔの下部に配置するコイル２３とヨーク２４によって発生する磁界により、リング状磁性体２８に働く引力は非常に弱くなる。
他方で、変形膜２６や反射膜２７は、小型化に伴い断面係数が大きくなり剛性が向上するため、一般的には、図１２に示すリング内周位置Ｗ１とミラー端位置Ｗ２との間隔を広くし、リング状磁性体２８外周外方領域(図４(ｂ)参照)の剛性を実効的に低下させる必要がある。つまり、可変ミラーアクチュエータＡ２の変形膜２６および反射膜２７の小型化と低剛性化は相反する現象となる。
他方で、変形膜２６や反射膜２７は、小型化に伴い断面係数が大きくなり剛性が向上するため、一般的には、図１２に示すリング内周位置Ｗ１とミラー端位置Ｗ２との間隔を広くし、リング状磁性体２８外周外方領域(図４(ｂ)参照)の剛性を実効的に低下させる必要がある。つまり、可変ミラーアクチュエータＡ２の変形膜２６および反射膜２７の小型化と低剛性化は相反する現象となる。
そこで、図１１に示す第９実施形態の反射体９７Ｔでは、変形膜９６および反射膜９７のリング状磁性体９８の外周外方領域９６ｓ、９７ｓに、放射状に周期的に空隙９９を形成している。外周外方領域９６ｓ、９７ｓにおける一周期Ｄ１当たりの空隙９９とする領域Ｄ２の割合を増加させることにより、リング状磁性体９８外周外方領域９６ｓ、９７ｓの剛性が実効的に低下するため、可変ミラーアクチュエータの変形膜９６および反射膜９７の小型化と低剛性化を両立させることができる。
なお、本第９実施形態における変形膜９６と反射膜９７の変形は、図１１に示す梁構造部Ｌ１と空隙部Ｌ２の断面では剛性が異なるため、梁構造部Ｌ１と空隙部Ｌ２のそれぞれの位置におけるミラー表面形状と理想放物曲線との偏差は、図１３に示すように、ミラーの中心からの距離が離れるに従い、理想放物曲線のライン(横軸の０．０のライン)からそれぞれ相反する方向に乖離する。
なお、本第９実施形態における変形膜９６と反射膜９７の変形は、図１１に示す梁構造部Ｌ１と空隙部Ｌ２の断面では剛性が異なるため、梁構造部Ｌ１と空隙部Ｌ２のそれぞれの位置におけるミラー表面形状と理想放物曲線との偏差は、図１３に示すように、ミラーの中心からの距離が離れるに従い、理想放物曲線のライン(横軸の０．０のライン)からそれぞれ相反する方向に乖離する。
なお、図１３は、ミラー中心(反射膜９７の中心)からの距離に対するミラー(反射膜９７)表面形状と理想放物曲線との偏差を表した図であり、図１３のミラー表面形状と理想放物曲線との偏差(０．０)のラインは、ミラー表面形状と理想放物曲線との偏差が無いライン、すなわち理想放物曲線を表すラインを示している。
そのため、図１１に示すリング状磁性体９８の外周外方領域の空隙９９とリング状磁性体９８との間の距離Ｗ３や、梁構造部Ｌ１の数、空隙部Ｌ２の空隙９９の大きさや数等を最適に設計することにより、リング内周位置Ｗ１と実質的にミラーを形成する端縁であるミラー端位置Ｗ２との間隔を広げることなく、リング状磁性体９８の内周以内の領域およびリング状磁性体９８の内周外方からミラー端位置Ｗ２までの領域で高精度に理想パラボラ形状の理想放物曲線に一致させることができる。
そのため、図１１に示すリング状磁性体９８の外周外方領域の空隙９９とリング状磁性体９８との間の距離Ｗ３や、梁構造部Ｌ１の数、空隙部Ｌ２の空隙９９の大きさや数等を最適に設計することにより、リング内周位置Ｗ１と実質的にミラーを形成する端縁であるミラー端位置Ｗ２との間隔を広げることなく、リング状磁性体９８の内周以内の領域およびリング状磁性体９８の内周外方からミラー端位置Ｗ２までの領域で高精度に理想パラボラ形状の理想放物曲線に一致させることができる。
＜＜第１０実施形態＞＞
次に、第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０について、図１４を用いて説明する。
図１４(ａ)は、第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０を例示した軸方向の縦断面図であり、図１４(ｂ)は、図１４(ａ)に示すホルダ１３０と導線１２８を図１４(ａ)のＨ方向から見た図である。
第１０実施形態の光ピックアップ(図示せず)の基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図２参照)と同様であり、図１４(ａ)に示す可変ミラーアクチュエータＡ１０は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４とコイル１３、２３と、異なる構成としたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１４においては、可変ミラーアクチュエータＡ１０の各構成要素の符号を１００番台の符号を付して示している。
次に、第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０について、図１４を用いて説明する。
図１４(ａ)は、第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０を例示した軸方向の縦断面図であり、図１４(ｂ)は、図１４(ａ)に示すホルダ１３０と導線１２８を図１４(ａ)のＨ方向から見た図である。
第１０実施形態の光ピックアップ(図示せず)の基本的な構成は、第１、２実施形態の光ピックアップＰ１、Ｐ２(図１、図２参照)と同様であり、図１４(ａ)に示す可変ミラーアクチュエータＡ１０は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２のヨーク１４、２４とコイル１３、２３と、異なる構成としたものである。
その他の構成は、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１４においては、可変ミラーアクチュエータＡ１０の各構成要素の符号を１００番台の符号を付して示している。
以下、第１、２実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１、Ａ２と異なる構造を説明する。
図１４に示す第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０のホルダ１３０は、上中央部に短円柱状の凹部１３０ｏが形成され、短円柱状に樹脂等を用いて形成されている。そして、ホルダ１３０の凹部１３０ｏには、反射体１０７Ｔのリング状磁性体１０８に磁界による引力を加えるための導線１２８が渦巻き状に配置されている。
本構成の可変ミラーアクチュエータＡ１０は、ホルダ１３０内の凹部１３０ｏに渦巻き状に配置した導線１２８に電流を印加することにより、リング状磁性体１０８に引力を作用させる磁界を発生させ、この磁界によりリング状磁性体１０８を導線１２８に向けて引き付けることで、リング状磁性体１０８が固定される変形膜１０６、反射膜１０７を理想放物線に近似されるパラボラ状に変形させている。
図１４に示す第１０実施形態の可変ミラーアクチュエータＡ１０のホルダ１３０は、上中央部に短円柱状の凹部１３０ｏが形成され、短円柱状に樹脂等を用いて形成されている。そして、ホルダ１３０の凹部１３０ｏには、反射体１０７Ｔのリング状磁性体１０８に磁界による引力を加えるための導線１２８が渦巻き状に配置されている。
本構成の可変ミラーアクチュエータＡ１０は、ホルダ１３０内の凹部１３０ｏに渦巻き状に配置した導線１２８に電流を印加することにより、リング状磁性体１０８に引力を作用させる磁界を発生させ、この磁界によりリング状磁性体１０８を導線１２８に向けて引き付けることで、リング状磁性体１０８が固定される変形膜１０６、反射膜１０７を理想放物線に近似されるパラボラ状に変形させている。
第１０実施形態によれば、導線１２８が平巻きのため、ホルダ１３０と導線１２８の構造が薄くでき、結果として第１、第２実施形態に比べ可変ミラーアクチュエータＡ１０の全体の薄型化が可能である。
また、可変ミラーアクチュエータＡ１０のホルダ１３０の形状も簡素化でき、生産性の向上が図れ、生産コストが低減できる。
なお、第１０実施形態においては、渦巻き状の導線１２８を平面状に形成する場合を例示しているが、反射膜１０７を理想放物線に変形させる引力を作用させる磁界を発生できれば、渦巻き状の導線１２８を凹凸をもって形成しても構わない。また、リング状磁性体１０８は反射膜上に積層され固定されても良い。
また、可変ミラーアクチュエータＡ１０のホルダ１３０の形状も簡素化でき、生産性の向上が図れ、生産コストが低減できる。
なお、第１０実施形態においては、渦巻き状の導線１２８を平面状に形成する場合を例示しているが、反射膜１０７を理想放物線に変形させる引力を作用させる磁界を発生できれば、渦巻き状の導線１２８を凹凸をもって形成しても構わない。また、リング状磁性体１０８は反射膜上に積層され固定されても良い。
＜作用効果＞
第１〜第１０実施形態によれば、可変膜である変形膜１６、…、１０６に固定された円形状若しくは楕円形状のリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８に、電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０から駆動力が作用すると、変形膜１６、…、１０６に、円形状若しくは楕円形状のリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８のリング状の力分布が作用する。
これにより、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８内の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７を理想放物曲線形状に形成できる。
また、本構造ではリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８の中心から撓み量が同心円状または同心楕円状に同一となる。
そのため、可変膜の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７が撓んで変形しても、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８と電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０との距離は、リング状のどこでも同一となり、可変膜の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７に応力分布が均一になる力を付与することができる。
また、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８に作用する力は、電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０を駆動する電流値に依存するため、駆動電流値を制御することにより、球面収差を多段に補正することが可能である。
第１〜第１０実施形態によれば、可変膜である変形膜１６、…、１０６に固定された円形状若しくは楕円形状のリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８に、電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０から駆動力が作用すると、変形膜１６、…、１０６に、円形状若しくは楕円形状のリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８のリング状の力分布が作用する。
これにより、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８内の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７を理想放物曲線形状に形成できる。
また、本構造ではリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８の中心から撓み量が同心円状または同心楕円状に同一となる。
そのため、可変膜の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７が撓んで変形しても、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８と電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０との距離は、リング状のどこでも同一となり、可変膜の変形膜１６、…、１０６および反射膜１７、…、１０７に応力分布が均一になる力を付与することができる。
また、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８に作用する力は、電磁石Ｄ１、…、Ｄ１０を駆動する電流値に依存するため、駆動電流値を制御することにより、球面収差を多段に補正することが可能である。
なお、第１〜第１０実施形態においては、レーザ光源７からのレーザビームを横断面円形としたので、反射膜１７等を円形または楕円形とする場合を例示したが、反射膜１７から反射したレーザビームが円形になれば、必ずしも反射膜１７等を円形または楕円形状としなくてもよい。また、レーザ光源７からのレーザビームの横断面を円形以外の形状とすれば、反射膜１７等の形状を円形または楕円形としなくてもよい。なお、光学系等の扱いにおいては、レーザ光源７からのレーザビームの横断面は円形が好適であるので、反射膜１７等の形状は、円形が最も望ましく、楕円形が好ましい。
また、第１〜第１０実施形態においては、リング状に連続するリング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、リング状磁性体９８、１０８を例示したが、反射膜１７、…、７７、９７、１０７を理想的な放物曲線形状に形成できれば、リング状磁性体１８、…、６８、磁性体リング７８、リング状磁性体９８、１０８は、必ずしもリング状に連続してなくともよい。
なお、第１〜第１０実施形態においては、変形膜１６、…、１０６を設ける場合を例示したが、反射膜１７、…、１０７の強度が所定値以上に形成でき、かつ、反射膜１７、…、６７、８７、…、１０７にリング状磁性体１８、…、６８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８をそれぞれ接合でき、また、反射膜７６に磁性体リング７８を接触でき圧縮コイルバネ７８ｓで反射膜７６を押圧できれば、変形膜１６、…、１０６を設けなくともよい。
また、第１〜第１０実施形態においては、各構成を個別に説明したが、第１〜第１０実施形態の構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
なお、第１〜第１０実施形態においては、変形膜１６、…、１０６を設ける場合を例示したが、反射膜１７、…、１０７の強度が所定値以上に形成でき、かつ、反射膜１７、…、６７、８７、…、１０７にリング状磁性体１８、…、６８、良導電体８８、リング状磁性体９８、１０８をそれぞれ接合でき、また、反射膜７６に磁性体リング７８を接触でき圧縮コイルバネ７８ｓで反射膜７６を押圧できれば、変形膜１６、…、１０６を設けなくともよい。
また、第１〜第１０実施形態においては、各構成を個別に説明したが、第１〜第１０実施形態の構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
１３、２３、３３、４３、７３、８３ コイル
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４ ヨーク
１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６ 変形膜(可変構造部材)
１７、２７、３７、４７、５７、６７、７７、９７、１０７ 反射膜(反射部材)
１８、２８、３８、４８、５８、６８、９８、１０８ リング状磁性体(磁性力付与部材)
３４ｋ 空洞(孔)
４４Ｈ ホルダ
５６ａ1、５６ａ2、５６ａ3 膜厚の厚い領域(凹凸構造)
５６ｂ1、５６ｂ2、５６ｂ3、５６ｂ4 膜厚の薄い領域(凹凸構造)
６６ａ 膜厚の厚い領域(リブ構造)
７８ 磁性体リング(磁性力付与部材)
７８ｓ 圧縮コイルバネ(押圧部材)
８８ 良導電体(磁性力付与部材)
９９ 空隙(開口部)
１２８ 導線
Ａ１〜Ａ１０ 可変ミラーアクチュエータ
Ｄ１〜Ｄ１０ 電磁石(電磁石構造体)
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４ ヨーク
１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６ 変形膜(可変構造部材)
１７、２７、３７、４７、５７、６７、７７、９７、１０７ 反射膜(反射部材)
１８、２８、３８、４８、５８、６８、９８、１０８ リング状磁性体(磁性力付与部材)
３４ｋ 空洞(孔)
４４Ｈ ホルダ
５６ａ1、５６ａ2、５６ａ3 膜厚の厚い領域(凹凸構造)
５６ｂ1、５６ｂ2、５６ｂ3、５６ｂ4 膜厚の薄い領域(凹凸構造)
６６ａ 膜厚の厚い領域(リブ構造)
７８ 磁性体リング(磁性力付与部材)
７８ｓ 圧縮コイルバネ(押圧部材)
８８ 良導電体(磁性力付与部材)
９９ 空隙(開口部)
１２８ 導線
Ａ１〜Ａ１０ 可変ミラーアクチュエータ
Ｄ１〜Ｄ１０ 電磁石(電磁石構造体)
Claims (12)
- 照射される光を反射する反射部材と、
磁界が加えられることで、前記反射部材に撓む力を付与する磁性力付与部材と、
電流が印加されることにより、前記磁性力付与部材に前記磁界を加えて前記反射部材を
所望形状に撓ませる電磁石構造体とを
備え、
前記磁性力付与部材は、
前記反射部材の外形よりも小さく、かつ、前記反射部材の表面における前記光の照射スポットの輪郭の形に沿った環状の形状を有して、前記反射部材における反射前と反射後の前記光の断面形状が同じ形状となるように構成され、
さらに、その剛性が、前記反射部材を支持する変形膜の剛性よりも小さくなるように構成されている
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記反射部材と前記磁性力付与部材との間に、前記磁性力付与部材から力を受け前記反射部材を所望形状に撓ませる可変構造部材を設けた
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項２記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記可変構造部材は、前記磁性力付与部材の外周外方において、外周縁に近付くに従って凸部が小さく形成される同心の凹凸構造を有する
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項２記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記可変構造部材は、前記磁性力付与部材の外周外方において、放射状であって外周縁に近付くに従って細く形成される凸状のリブ構造を有する
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項２から請求項４の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記可変構造部材は、前記磁性力付与部材より外方の領域に開口部が形成され、
前記可変構造部材の磁性力付与部材より外方の領域における前記開口部とそれ以外の領域の非開口部との割合は、前記反射部材が所望形状に撓むように決定される
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項５の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記磁性力付与部材は、磁性体である
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項６の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記磁性力付与部材は、リング形状の良導電体であり、前記電磁石構造体から発生する磁界変化により、リング周回方向に誘導起電力とともに前記磁界変化に対する反力を発生する
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項７記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記電磁石構造体に印加する電流は、三角波や正弦半波を含む時間的に非線形な波形の電流である
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項６の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記磁性力付与部材は、磁性体であり、
前記磁性力付与部材を押圧する押圧部材をさらに備え、
前記電磁石構造体から発生する磁界による前記磁性力付与部材に対する引き込み力と、該引き込み力に反する方向の前記磁性力付与部材に対する前記押圧部材による押圧力とにより前記反射部材を所望形状に撓ませる
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項９の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記電磁石構造体は、ヨークの中央部にコイルの巻線の軸方向に延在する孔が形成される
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項９の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記電磁石構造体は、ヨークをコイルの内方の領域に形成した
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。 - 請求項１から請求項６の何れか一項記載の可変ミラーアクチュエータにおいて、
前記電磁石構造体は、前記電流が印加される渦巻き状の導線である
ことを特徴とする可変ミラーアクチュエータ。
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