JPH1031107A - 変形可能ミラー、及び光学装置、並びに記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境の変動や電気回路の変動の影響を受けに
くく、ミラー面を精度よく所要の形状となるよう変形さ
せて保持することが可能であり、しかも光ディスクの基
板厚みに応じて、収差補償とともに対物レンズの開口数
の変更を行うことができる変形可能ミラーを得る。 【解決手段】 その表面が反射面となっている弾性変形
可能な可撓性部材２と、該可撓性部材の裏面側に配設さ
れ、その可撓性部材裏面と対向する部分に形成された内
側凹凸部４及び外側凹凸部５を有する円柱状基板７とを
備え、該可撓性部材を上記凹凸部に吸着して反射面の形
状を変化させ、内側凹凸部４の表面形状に基づいて球面
収差を、外側凹凸部５の表面形状に基づいて開口数を変
化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変形可能ミラー、
及び光学装置、並びに記録再生装置に関し、特に、反射
面の変形により異なる基板厚さの光ディスク対する正確
な記録再生動作を可能とする変形可能ミラーの構造、並
びにこの可変形ミラーを用いた光学装置及び記録再生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクは、多量の情報信号を
高密度で記録することができるようになってきており、
このため、オーディオ装置，ビデオ装置，コンピュータ
等の多くの分野においてその利用が進められている。

【０００３】図１８は、これらの装置に用いられる光ピ
ックアップの一例を示す構成図である。図において、１
００は、光ディスク１０８に記録されている情報を検出
する光ピックアップで、光源としての半導体レーザ１０
１と、該半導体レーザからの出射光を該光ディスク１０
８に導く光路を構成する、コリメートレンズ１０２，対
物レンズ１０７等の光学部品と、該光ディスク１０８か
らの反射光を検出する光検出器１１２と、該光路から反
射光を取り出すビームスプリッタ１０４とを有してい
る。

【０００４】ここで、上記光ディスク１０８は、回転モ
ータ１１３の回転軸１１３ａに対して取り付けられ、該
回転軸１１３ａの回転により回転するようになってい
る。

【０００５】また、上記ビームスプリッタ１０４は、上
記光路中のコリメートレンズ１０２と対物レンズ１０７
との間に配置され、該ビームスプリッタ１０４と対物レ
ンズ１０７との間には１／４波長板１０５が配置されて
いる。また、該１／４波長板１０５と対物レンズ１０７
との間には、反射ミラー１０６が配置され、半導体レー
ザ１０１からのレーザ光は、該反射ミラー１０６で反射
されて対物レンズ１０７に入射し、光ディスク１０８か
らの反射光は該反射ミラー１０６で反射して１／４波長
板１０５に入射するようになっている。

【０００６】次に動作について説明する。

【０００７】半導体レーザ１０１から出射した光は、コ
リメートレンズ１０２により平行光１０３となる。この
平行光１０３は偏光ビームスプリッター１０４及び１／
４波長板１０５を通過して反射ミラー１０６に至る。そ
してこの反射ミラー１０６で反射された上記平行光１０
３が対物レンズ１０７に入射する。該対物レンズ１０７
に入射した光は絞り込まれて、回転モータ１１３の回転
軸に対して固定された光ディスク１０８の情報記録媒体
面上に光スポット１０９を形成する。

【０００８】次に、光ディスク１０８で反射した反射光
１１０は、再び対物レンズ１０７と反射ミラー１０６お
よび１／４波長板１０５を経て、偏光ビームスプリッタ
ー１０４に入射する。この反射光１１０は、１／４波長
板１０５の作用により、偏光ビームスプリッター１０４
で反射されて絞りレンズ１１１に至る。そして該絞りレ
ンズ１１１を通過した光は、光検出器１１２に受光され
る。この光検出器１１２は、反射光線の光強度を検出す
ることによって再生信号を検出する。

【０００９】このような構成の光ピックアップに用いら
れる対物レンズ１０７は、光ディスク１０８の厚みを考
慮して設計されている。このため、この設計値と異なる
厚みの光ディスクに対しては、球面収差が生じて該対物
レンズ１０７の結像性能が劣化し、記録や再生が不可能
になる。

【００１０】従来、コンパクトディスクやビデオディス
クあるいはデータ用のＩＳＯ規格光磁気ディスク装置等
に用いられる光ディスクの厚みは、ほぼ同一（約１．２
ｍｍ）であった。このため、一つの光ピックアップで種
類の異なる光ディスク、例えば、コンパクトディスク、
ビデオディスク、光磁気ディスク等を記録再生すること
が可能であった。

【００１１】ところで、近年、光ディスクのより高密度
化が進められており、このような記録密度の高い光ディ
スクの情報を検出するには、光ディスクの記録面上に形
成される集光ビーム径を小さくする必要がある。

【００１２】そこで、集光ビーム径を小さくして光学的
な分解能を高めるために、下記のような方法が検討され
ている。

【００１３】まず、第１の方法として、対物レンズの開
口数（開口半径÷焦点距離）を大きくして光学的な分解
能を向上させる方法が検討されている。

【００１４】このように、対物レンズの開口数を大きく
すると、集光ビーム径は、開口数増大に比例して小さく
なるが、開口数を大きくした場合に、ディスク傾きの許
容誤差を、開口数が小さい場合と同程度に収めるために
は、ディスクの基板厚さを薄くする必要がある。一般
に、ディスクの光軸に対する傾きに起因するコマ収差
は、ディスクの基板厚さの３乗に比例する。このような
ことから、例えば、対物レンズの開口数が０．５、ディ
スクの基板厚さが１．２ｍｍである場合のディスク傾き
の許容誤差は、対物レンズの開口数が０．６、ディスク
の基板厚さが０．６ｍｍ程度である場合のディスク傾き
許容誤差と同程度である。

【００１５】ところが、このようにディスクの基板厚さ
を薄くした場合、その基板厚さの薄い光ディスクに対応
する対物レンズを使用して、従来の光ディスクを記録再
生すると、球面収差が増大し、結像点が広がってしま
い、記録再生が困難となる。

【００１６】したがって、従来の光ディスク（例えばＣ
Ｄ）と、基板厚さの薄い光ディスク（例えばＤＶＤ）と
の間での互換性を１つの光ピックアップ装置により保つ
ことができなくなり、光ピックアップを２個使い、薄型
光ディスクと従来型光ディスクを別々の光ピックアップ
で記録再生せざるを得なくなる。

【００１７】また、光ディスクにおける記録密度増大の
ための第２の方法としては、光ディスクにおける記録層
を基板厚さ方向に複数設ける方法が検討されている。

【００１８】このように記録層をある程度の厚さの透明
基板を介して複数設けた多層ディスクの場合も、１枚の
光ディスクにおける記録容量が大幅に増加する。しかし
ながら、対物レンズから見た各記録層に対する基板厚さ
が異なるため、１つの光ピックアップでは正確な情報の
記録再生ができない。

【００１９】このような問題点を解決する方法として、
例えば、変形可能ミラーにより基板厚さを補正する方法
が開発されている（特開平５−１５１５９１号公報参
照）。

【００２０】図１９は、この変形可能ミラーを用いたデ
ィスク装置の光学系を示す構成図である。図において、
１００ａは、このディスク装置に用いられている光ピッ
クアップ装置であり、これは反射面が変形するよう構成
した可変形ミラー２００を有している。また、この光ピ
ックアップ装置１００ａは、図１８に示す光ピックアッ
プ装置１００における反射ミラー１０６に代えて、第２
の偏光ビームスプリッタ２０２を備え、この偏光ビーム
スプリッタ２０２と対物レンズ１０７との間の光路中に
上記可変形ミラー２００が配置されている。また、この
可変形ミラー２００と第２の偏光ビームスプリッタ２０
２との間には第２の１／４波長板２０１が配置されてい
る。

【００２１】そして、このディスク装置では、上記可変
形ミラー２００は、その駆動回路２０３により、反射面
の変形及び変形解除が行われるようになっている。その
他の構成は、図１８に示す光ピックアップ装置１００と
同一である。

【００２２】次に動作について説明する。半導体レーザ
１０１から出たビーム１０３は、コリメータレンズ１０
２、第１のビームスプリッター１０４、第１の１／４波
長板１０５を透過し、第２のビームスプリッター２０２
に到達する。なお、ここで、コリメートレンズ１０２を
通過したビーム１０３は、第１の偏光ビームスプリッタ
１０４，第１の１／４波長板１０５，第２のビームスプ
リッター２０２，及び第２の１／４波長板２０１を通過
して、変形可能ミラー２００に達するような偏光光とな
っている。

【００２３】この変形可能ミラー２００は、ミラー表面
が変形可能に構成されており、基板厚みの厚い光ディス
クの記録情報を読み出す場合には、変形可能ミラー駆動
回路２０３によりミラー表面が変形されて、該ミラー表
面に入射する光ビーム１０３に、光ディスクの基板が厚
くなったことによって発生する球面収差を打ち消すよう
な球面収差が与えられる。

【００２４】上記変形可能ミラー２００で反射されたビ
ーム１０３は、第２の１／４波長板２０１を通って第２
の偏光ビームスプリッタ２０２に戻り、該ビームスプリ
ッター２０２で反射されて対物レンズ１０７に達する。
対物レンズ１０７に入射した光は、絞り込まれ、光ディ
スク１０８の情報記録媒体面上に光スポット１０９を形
成する。

【００２５】次に、光ディスク１０８で反射した反射光
（戻り光）１１０は、再び対物レンズ１０７を通過し第
２の偏光ビームスプリッタ２０２により反射されて、第
２の１／４波長板２０１を介して変形可能ミラー２００
に至る。この変形可能ミラー２００で反射された戻り光
１１０は、再度第２の１／４波長板２０１を通過し、さ
らに、第２の偏光ビームスプリッタ２０２を通過して第
１の１／４波長板１０５に至る。この第１の１／４波長
板１０５を通過した戻り光が第１のビームスプリッター
１０４に入射すると、該戻り光１１０はビームスプリッ
ター１０４により反射され、絞りレンズ１１１を介して
光検出器１１２に至る。該光検出器１１２では、光ディ
スクで反射された戻り光の光強度を検出することによっ
て再生信号を検出する。

【００２６】図２０は、特開平５−１５１５９１号公報
に記載の変形可能ミラーの具体的な構成を示す図であ
り、これは、「”Ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｆ
ｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｒ
ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ”（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃ
ｓ”，ｖｏｌ．２６，ｐｐ‐３３７２−３７７７，（１
９８７），Ｊ．Ｐ．Ｇａｆｆａｒｅｌ等）」に記載され
たものである。

【００２７】この変形可能ミラー２００は、表面にミラ
ー面３００を形成した変形プレート３０１と、変形プレ
ート３０１の裏側の数カ所を加圧する圧電アクチュエー
タ３０２と、変形プレート３０１，圧電アクチュエータ
３０２，及び変形プレート３０１を固定するベース基板
３０３等から構成され、それぞれの圧電アクチュエータ
３０２に印加する電圧を変えることにより、変形プレー
ト３０１の上面位置が所望の量だけ変位し、全体として
変形プレート上のミラー面３００を所望の形状に変形さ
せるようになっている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１９
に示す光ディスク記録再生装置では、使用される光ディ
スクがディスク厚み０．６ｍｍのものからディスク厚み
１．２ｍｍのものに変更された場合、対物レンズ１０７
に入射する平行ビーム１０３のビーム半径、すなわち開
口半径はほとんどかわらず開口数は変わらない。

【００２９】従って、基板厚みが１．２ｍｍの光ディス
クを使用している時でも、対物レンズの光ディスク側で
の開口数が、基板厚みが０．６ｍｍの光ディスクを使用
している時の大きな開口数と同じになる。

【００３０】光ディスクは製造段階や経年変化でそりが
生じ、このそりが原因で光ディスクに傾きが生じる。上
記開口数が大きなままで、光ディスクの基板厚みが厚く
なると、光ディスクの傾き、つまり光ディスク表面の法
線方向と光軸とのなす角度（チルト角）によって発生す
るコマ収差が大きくなってしまい、光ビームの結像性能
が劣化し、記録再生が困難となる。

【００３１】また、図２０に示した従来の圧電アクチュ
エータ３０２を用いた変形可能ミラー２００では、駆動
電圧が変動するとそのミラー面３００の位置も変動して
しまう。特に各圧電アクチュエータ３０２間で電圧変動
があると、変形ミラー面３００の形状が所要の形状から
大きくずれてしまう。

【００３２】一方、環境温度の変動によっても熱膨張の
影響によって各圧電アクチュエータの加圧力が変動し、
ミラー面３００の形状が所要の形状からずれてしまうと
いう問題点がある。

【００３３】さらに、収差補正の対象となる光ビームの
直径は４ｍｍ程度であり、従って、変形可能ミラーの正
確な変形形状を実現するためには、多数の圧電アクチュ
エータ３０２を直径４ｍｍの領域中に多数配置すること
が必要となる。また、このように多数の圧電アクチュエ
ータを有する変形可能ミラーの構造では、組立が複雑に
なると共に、多数の圧電アクチュエータ３０２の固定や
配線の引き回し等で、全体として変形可能ミラーの大き
さが大きくなり、ひいては光ピックアップ装置の構成が
大きなものとなってしまう。

【００３４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、環境の変動や電気回路の変動の影
響を受けにくく、ミラー面を精度よく所要の形状となる
よう変形させて保持することが可能であり、しかも光デ
ィスクの基板厚みに応じて、対物レンズの開口数の変更
を行うことができる小型でかつ簡単な構造の変形可能ミ
ラーを提供することを目的とする。

【００３５】また、本発明は、環境の変動や電気回路の
変動の影響を受けにくく、ミラー面を精度よく所要の形
状となるよう変形させて保持することが可能であり、し
かも光ディスクの基板厚みに応じて、収差補償とともに
対物レンズの開口数の変更を行うことができる小型でか
つ簡単な構造の変形可能ミラーを提供することを目的と
する。

【００３６】また、本発明は、ディスク厚みが厚くなる
ことによって発生する収差を補償すると同時に、対物レ
ンズに入射する平行ビームを制限することにより、対物
レンズの開口数を変更させ、光ビームの良好な結像性能
を得ることが可能である光学装置及び記録再生装置を提
供することを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る変形可能ミラーは、入射光を反射する反射面を有
し、該反射面の変形により、該入射光の反射方向が変化
するよう構成したものである。

【００３８】本変形可能ミラーは、その表面が該反射面
となっている弾性変形可能な可撓性部材と、該可撓性部
材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面と対向する
部分に形成された参照面を有する基板と、該可撓性部材
を少なくともその一部が該基板の参照面に接するよう吸
引して、該可撓性部材の反射面の形状が該基板の参照面
の表面形状に対応したものとなるよう、該可撓性部材を
変形させる駆動手段とを備えている。

【００３９】また、本変形可能ミラーでは、該参照面の
表面形状は、該可撓性部材の反射面で反射された光を受
けるレンズの開口数が、該可撓性部材の吸引による変形
により変化する形状となっている。そのことにより上記
目的が達成される。

【００４０】この発明（請求項２）に係る変形可能ミラ
ーは、入射光を反射する反射面を有し、該反射面の変形
により、該入射光の反射方向が変化するよう構成したも
のである。

【００４１】本変形可能ミラーは、その表面が該反射面
となっている弾性変形可能な可撓性部材と、該可撓性部
材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面と対向する
部分に形成された第１及び第２の参照面を有する基板
と、該可撓性部材を少なくともその一部が該基板のそれ
ぞれの参照面に接するよう吸引して、該可撓性部材の反
射面の形状が該基板の各参照面の表面形状に対応したも
のとなるよう、該可撓性部材を変形させる駆動手段とを
備えている。

【００４２】そのことにより上記目的が達成される。

【００４３】この発明（請求項３）は、請求項２記載の
変形可能ミラーにおいて、前記第１の参照面の表面形状
を、前記可撓性部材の反射面で反射された光を受けるレ
ンズの収差が、該可撓性部材の第１の参照面側への吸引
による変形により変化する形状とし、前記第２の参照面
の表面形状を、前記可撓性部材の反射面で反射された光
を受けるレンズの開口数が、該可撓性部材の第２の参照
面側への吸引による変形により変化する形状としてい
る。

【００４４】この発明（請求項４）は、請求項３記載の
変形可能ミラーにおいて、前記第２の参照面の表面形状
を、前記可撓性部材が該第２の参照面側に吸引されてい
る状態では、該可撓性部材の反射面に入射した平行光が
発散光として反射する形状としている。

【００４５】この発明（請求項５）は、請求項３記載の
変形可能ミラーにおいて、前記第２の参照面の表面形状
を、前記可撓性部材が該第２の参照面側に吸引されてい
る状態では、該可撓性部材の反射面に入射した平行光が
収束光として反射する形状としたものである。

【００４６】この発明（請求項６）に係る光学装置は、
その反射面を変形可能に構成した変形可能ミラーと、該
変形可能ミラーへの光の入射経路及び出射経路を構成す
る光学系とからなり、該変形可能ミラーの変形及び変形
解除により、入射光束を光学的な性質が異なる複数の出
射光束に変換するものである。

【００４７】本光学装置では、該変形可能ミラーは、そ
の表面が反射面となっている弾性変形可能な可撓性部材
と、該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性部材
裏面と対向する部分に形成された第１及び第２の参照面
を有する基板と、該可撓性部材を少なくともその一部が
該基板のそれぞれの参照面に接するよう吸引して、その
反射面の形状が該基板の各参照面の表面形状に対応した
ものとなるよう、該可撓性部材を変形させる駆動手段と
を備えている。

【００４８】そのことにより上記目的が達成される。

【００４９】この発明（請求項７）は、請求項６記載の
光学装置において、前記光学系を、前記変形可能ミラー
で反射した反射光を受光するレンズを含むものとし、前
記変形可能ミラーの変形及び変形解除により、該レンズ
における該反射光の受光領域が、範囲の異なる第１及び
第２の領域の間で切り換わるようにしたものである。

【００５０】この発明（請求項８）は、請求項６記載の
光学装置において、前記光学系を、前記変形可能ミラー
で反射した反射光を受光するレンズを含むものとし、前
記変形可能ミラーの変形により、該反射光が球面収差の
付加されたものとなると同時に、該レンズにおける該反
射光の受光領域の範囲が変化するようにしたものであ
る。

【００５１】この発明（請求項９）に係る記録再生装置
は、レーザ光源と、該レーザ光源から出射された光源光
を反射する反射面を有し、該反射面の変形により該光源
光の反射方向を変化させる変形可能ミラーと、該変形可
能ミラーで反射した反射光を集光して光記録媒体上に照
射する、あらかじめ決められた厚みを有する第１の光記
録媒体に対して焦点が合うように設定された対物レンズ
とを備えたものである。

【００５２】この記録再生装置では、該変形可能ミラー
は、その表面が反射面となっている弾性変形可能な可撓
性部材と、該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓
性部材裏面と対向する部分に形成された第１及び第２の
参照面を有する基板と、該可撓性部材を少なくともその
一部が該基板のそれぞれの参照面に接するよう吸引し
て、その反射面の形状が該基板の各参照面の表面形状に
対応したものとなるよう、該可撓性部材を変形させる駆
動手段とを備えている。

【００５３】また、この記録再生装置は、該可撓性部材
の変形により、該対物レンズを透過した光の焦点が該第
１の光記録媒体とは厚みの異なる第２の光記録媒体に対
して合うとともに、該対物レンズに入射する光が制限さ
れてその開口数が小さくなるよう構成されている。その
ことにより上記目的が達成される。

【００５４】この発明（請求項１０）は、請求項９記載
の記録再生装置において、前記第２の光記録媒体を、そ
の厚さが第１の光記録媒体の厚さより厚いものとしたも
のである。

【００５５】以下、本発明の作用について説明する。

【００５６】この発明（請求項１）においては、その表
面が入射光の反射面となっている弾性変形可能な可撓性
部材と、該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性
部材裏面と対向する部分に形成された参照面を有する基
板とを備え、該可撓性部材をその少なくとも一部が該参
照面に接するよう吸引して、その反射面の形状を該基板
の参照面に対応したものとするようにしたから、基板の
参照面の精度に応じて、変形状態における反射面の形状
を精度のよいものとできる。

【００５７】また、基板の参照面の形状は、その周辺環
境，特に環境温度の変化等により変化することはほとん
どなく、このため環境の変化に拘わらず、変形状態の反
射面の形状を安定に保持することができる。

【００５８】さらに、可撓性部材を基板の参照面に完全
に吸着するようにすることにより、可撓性部材を変形さ
せる駆動手段の状態変動による反射面の形状変化を回避
できる。つまり、可撓性部材が参照面に完全に吸着する
のに十分な駆動力を可撓性部材に印加するようにするこ
とにより、駆動手段の状態変動により駆動力が多少変動
しても、可撓性部材が参照面から浮き上がることはな
く、その反射面の形状を安定に保持できる。

【００５９】また、可撓性部材の変形により、その反射
面で反射された光を受ける対物レンズの開口数が変化す
るので、例えば、集光ビームが照射される光ディスクの
傾きに起因するコマ収差が、光ディスクの基板厚みの増
大とともに大きくなっていまうのを抑制できる。

【００６０】この発明（請求項２）においては、その表
面が入射光の反射面となっている弾性変形可能な可撓性
部材と、該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性
部材裏面と対向する部分に形成された第１及び第２の参
照面を有する基板とを備え、該可撓性部材をその少なく
とも一部が各参照面に接するよう吸引して、その反射面
の形状を該基板の各参照面に対応したものとするように
したので、上記と同様、変形状態における反射面の形状
を精度のよいものとでき、変形状態の反射面の形状を安
定に保持することができる。

【００６１】また、上記基板には第１及び第２の参照面
が形成されているため、変形した可撓性部材の反射面に
おける、それぞれの参照面に対応する部分で反射した光
に、球面収差や開口数等の光学的に異なる特性が付加さ
れるように各参照面の表面形状を決めることができる。
これにより、対物レンズにより集光ビームが照射される
光ディスクの基板厚みに応じて、収差補償とともに対物
レンズの開口数の変更を行うことができる。

【００６２】この発明（請求項３）においては、上記第
１の参照面に対応する可撓性部材の反射面の変形によ
り、該反射面で反射された光を受けるレンズの収差が変
わり、上記第２の参照面に対応する可撓性部材の反射面
の変形により、該反射面で反射された光を受けるレンズ
の開口数が変わるようにしたので、対物レンズにより集
光ビームが照射される光ディスクの基板厚みに応じて、
収差補償及び対物レンズの開口数を最適化できる。

【００６３】この発明（請求項４，５）においては、前
記第２の参照面の表面形状を、前記可撓性部材が該第２
の参照面側に吸引されている状態では、該可撓性部材の
反射面に入射した平行光が発散光として、あるいは収束
光として反射する形状としたので、該反射面で反射され
た光を受けるレンズの開口数を、第２の参照面に基づい
た反射面の変形により小さくできるとともに、開口数の
縮小の際に不要となる光を光学系から排除でき、光学系
での不要な加熱などを防止できる。

【００６４】この発明（請求項６）においては、変形可
能ミラーを構成する、その表面が反射面となっている弾
性変形可能な可撓性部材を、基板に形成した第１及び第
２の参照面に基づいて変形させるので、該反射面での反
射光として、光学的にその性質が異なる複数の光を得る
ことができる。

【００６５】また、変形可能ミラーの反射面の変形状態
では、該反射面で反射された光束中に、第１及び第２の
参照面等に対応した、光学特性の異なる少なくとも２つ
以上の光束領域を形成することができる。

【００６６】この発明（請求項７）においては、前記変
形可能ミラーの変形及び変形解除により、光学系に含ま
れるレンズにおける、該変形可能ミラーからの反射光の
受光領域が、範囲の異なる第１及び第２の領域の間で切
り換わるようにしたので、該変形可能ミラーの変形によ
り、例えば対物レンズの開口数を変化させることができ
る。

【００６７】この発明（請求項８）においては、前記変
形可能ミラーの変形により、光学系に含まれるレンズに
おける、該変形可能ミラーからの反射光が球面収差の付
加されたものとなり、同時に該レンズにおける反射光の
受光領域の範囲が変化するので、変形可能ミラーの変形
により、その反射光に球面収差を付与すると同時に、レ
ンズの開口半径を実質的に変化させることができる。

【００６８】この発明（請求項９）においては、可撓性
部材の変形により、対物レンズを透過した光の焦点が、
第１の光記録媒体とは厚みの異なる第２の光記録媒体に
対して合うとともに、対物レンズに入射する光が制限さ
れてその開口数が小さくなるよう構成されているので、
焦点位置の調整により、基板厚みの異なる２種類の光デ
ィスクからの情報の再生が可能となり、開口数の調整に
より、ディスクの傾きにより生じる結像効率の劣化も抑
えることが可能になる。

【００６９】この発明（請求項１０）においては、基板
厚みの厚い光記録媒体を再生する際には、変形可能ミラ
ーを変形させて、対物レンズの開口数を小さくするの
で、基板厚みが厚いときに生じる光記録媒体（ディス
ク）の光軸に対する傾きによるコマ収差の発生量を抑え
ることができる。

【００７０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。

【００７１】（実施形態１）図１ないし図４は、本発明
の第１の実施形態による変形可能ミラーを説明するため
の図であり、図１は、該変形可能ミラーを平行光ビーム
が入射する側から見た平面図、図２は図１におけるＸ−
Ｘ線部分の断面構造を示す図、図３は、該変形可能ミラ
ーを、平行光ビームが入射する側とは反対の側から見た
平面図であり、図４は、該変形可能ミラーの分解斜視図
である。

【００７２】図において、１は本実施形態１の変形可能
ミラーであり、この変形可能ミラー１は、入射光を反射
する反射面２ａを有し、該反射面２ａの変形により、該
入射光の反射方向が変化するよう構成されている。

【００７３】そして該変形可能ミラー１は、その表面が
該反射面２ａとなっている弾性変形可能な可撓性部材２
と、該可撓性部材２の裏面側に配設され、その可撓性部
材裏面と対向する部分に形成された第１の参照面１ａ及
び第２の参照面１ｂを有する絶縁性の円柱状基板７と、
該可撓性部材２を少なくともその一部が該基板７のそれ
ぞれの参照面１ａ，１ｂに接するよう吸引して、該可撓
性部材２の反射面２ａの形状が該基板の各参照面１ａ，
１ｂの表面形状に対応したものとなるよう、該可撓性部
材２を変形させる駆動手段とを備えている。

【００７４】ここで、上記可撓性部材２は、正方形形状
の開口部９を有するシリコン基板３に取り付けられてお
り、上記円柱状基板７の表面の中央部分には、内側凹凸
部４が形成され、該表面の内側凹凸部４の周囲には外側
凹凸部５が形成され、さらに該表面の外側凹凸部５の周
囲には平坦部６が形成されている。上記円柱状基板７の
表面の内側凹凸部４は上記第１の参照面１ａに対応し、
上記円柱状基板７の表面における外側凹凸部５の内周側
部分は、上記第２の参照面１ｂに対応している。

【００７５】また、上記可撓性部材２の周辺部分は、シ
リコン熱酸化膜３ａを介してシリコン基板３における開
口部９の外周部分に固着されている。なお、この可撓性
部材２は、引張応力が付加された状態でシリコン基板３
に固定されている。

【００７６】また、この可撓性部材２は、上記駆動手段
を構成する上部電極層１０と、上記ミラー面２ａを形成
するための金属薄膜３２とから構成されており、上部電
極層１０は、例えば７ミクロン程度の厚みを有するニッ
ケル膜で作成され、上記金属薄膜３２は例えば０．０７
ミクロン程度の厚みを有する金あるいはアルミニウム等
の金属により形成されている。

【００７７】上記可撓性部材２には、図に示すように、
空気流通用の微小穴１４が設けられている。この微小穴
の直径は、大きすぎると可撓性部材２で反射される光ビ
ームに悪影響を及ぼすため、２０ミクロン以下であるこ
とが望ましい。

【００７８】なお、上記ミラー面２ａを形成するための
金属薄膜３２は必ずしも必要ではなく、上部電極層１０
の表面をそのままミラー面として用いても良い。

【００７９】また、上記絶縁性の円柱状基板７は、ガラ
スモールドあるいは樹脂成型により作製されており、該
基板７の表面における内側凹凸部４及び外側凹凸部５上
には、上記駆動手段を構成する下部電極層１１が形成さ
れ、該基板表面の平坦部６及びその外側の面取り部１７
における一部分には、配線パッド１６が形成されてお
り、該平坦部６における該配線パッド１６と下部電極層
１１との間の領域にはこれらを接続する接続部１５が設
けられている。

【００８０】そして、上記内側凹凸部４，外側凹凸部５
及び平坦部６上には、下部電極層１１，接続部１５，及
び配線パッド１６をほぼ覆うよう絶縁層１２が形成され
ている。

【００８１】なお、上記円柱状基板７の上面の周縁に形
成されている面取り部１７上には絶縁層１２はない。つ
まり、上記絶縁パッド１６における面取り部１７上の部
分には絶縁層１２が付着していない（図１、図４参
照）。

【００８２】上記下部電極層１１は、例えば０．５ミク
ロン程度の厚みを有するアルミニウム層から構成され、
絶縁層１２は、例えば１ミクロン程度の厚みを有する酸
化シリコン層から構成されている。

【００８３】上述したようにこの下部電極層１１は、主
に上記円柱状基板７の内側凹凸部４及び外側凹凸部５だ
けに設けられ、下部電極用パッド１９（図３参照）と電
気的に導通を取るための配線パッド１６が上記配線部１
５を介して上記下部電極層１１に接続されている。な
お、上記配線部１５および配線パッド１６は、下部電極
層１１と同じ厚みの同じ材料からなる導体層により形成
されている。

【００８４】また、上記可撓性部材２が固着されたシリ
コン基板３と、下部電極層１１，絶縁層１２等が形成さ
れた円柱状基板７とは、シリコン基板側の上部電極層１
０と円柱状基板側の下部電極層１１とが互いに対向する
ように接着されている。このように両基板を接着した状
態では、上記可撓性部材２の下面は、上記絶縁層１２表
面における最も高い部分と接触しており、平面状態を保
持している。

【００８５】なお、上記両基板を接着する接着剤には、
例えば導電性のエポキシ系接着剤が用いられ、該基板７
の周縁部と、これに対向する該シリコン基板３の部分と
が接着剤１８ａ，１８ｂにより接着されている。ここ
で、上記接着剤１８ａは、図１及び図２に示すように、
上記基板７における面取り部１７上の配線パッド１６
と、シリコン基板３上に熱酸化膜３ａを介して設けられ
た下部電極用パッド１９とを電気的に導通させる役割も
兼ねる。また、円柱状基板７の面取り部１７は、シリコ
ン基板３と円柱状基板７とが接着された状態で配線パッ
ド１６を外部に露出させる役割を果たす。

【００８６】さらに、上記円柱状基板７の面取り部１７
には、接着剤１８ａ，１８ｂがこの面取り部１７とシリ
コン基板の下面との間に入り込むことにより、接着の信
頼性を高め、また、配線パッド１６と下部電極用パッド
１９との電気的な導通を確実にする働きもある。

【００８７】また、本実施形態の変形可能ミラー１は、
図３に示すように、上記変形可能ミラーの駆動手段を構
成する変形可能ミラー駆動回路８を有しており、該駆動
回路８は上記露出部分２ｂ及び下部電極用パッド１９と
配線により電気的に接続されており、該配線はハンダ等
により上記露出部分２ｂ及び下部電極用パッド１９に固
着されている。

【００８８】これにより、変形可能ミラー駆動回路８
は、上記可撓性部材２の露出部分２ｂ及び下部電極用パ
ッド１９を通じて、可撓性部材２を構成する上部電極層
１０と円柱状基板７上の下部電極層１１との間に電圧を
印加したり、印加を中止したりする。

【００８９】次に、上記変形可能ミラー１の動作原理に
ついて説明する。

【００９０】図５は、変形可能ミラー１の可撓性部材２
が変形していない状態を示し、図６は、該変形可能ミラ
ーの変形状態を示している。

【００９１】上記変形可能ミラー１が変形していない状
態では、上記駆動回路８は、上記両電極層１０，１１間
には電圧を印加しておらず、可撓性部材２は付加された
引張応力の作用で平坦のまま保持される。このため、可
撓性部材２のミラー面２ａに入射する入射平行光ビーム
２０はそのまま反射され、反射光も平行光ビーム２１と
なる。

【００９２】一方、上記変形可能ミラー１の変形状態で
は、駆動回路８により上部電極層１０と下部電極層１１
の間に所定の電圧が印加されている。このため、可撓性
部材２の上部電極層１０と円柱状基板７の下部電極層１
１との間には静電気力が作用し、可撓性部材２は、基板
７側に引き寄せられるよう変形する。結果的には、該可
撓性部材２が円柱状基板７表面の絶縁膜１２上に吸着さ
れて、そのミラー面２ａの表面形状が、円柱状基板７の
内側凹凸部４及び外側凹凸部５を反映したものとなる。
ここで上記可撓性部材２が吸着される時には、吸着前に
内側凹凸部４及び外側凹凸部５と可撓性部材２との間の
スペース内にある空気が微小穴１４を通り外部に抜ける
ため、確実に可撓性部材２が円柱状基板における凹凸部
の絶縁膜表面に吸着される。

【００９３】続いて、上記円柱状基板表面の凹凸部の形
状について詳細に述べる。

【００９４】図７は上記円柱状基板７の断面構造を示し
ており、上記下部電極層１１および絶縁層１２は、その
実際の厚みは基板７の厚みに比べて非常に薄いため図示
していない。ただし、凹凸部の形状はわかりやすくする
ため拡大して示してある。

【００９５】上記内側凹凸部４は、円形状の円柱状基板
７の表面における、該基板の中心とその中心が一致する
直径Ｄ１の円形領域に形成されており、この内側凹凸部
４が第１の参照面となっている。該内側凹凸部４の形状
は、可撓性部材２が基板側に吸着された時のそのミラー
面２ａの変形量が補正すべき球面収差量に対応したもの
となるよう設計されている。

【００９６】上記内側凹凸部４の表面形状としては、上
記円柱状基板７の中心軸を含む縦断面における該内側凹
凸部４の稜線が下記の式（１）で与えられるものが好ま
しい。

【００９７】 ｆ（ｒ）＝３．３１６８×１０^-2ｒ⁶−３．９５４２×１０^-3ｒ⁴ −０．５０５ｒ² ・・・（１） ここでは、ｒは円柱状基板７の中心からの距離［ｍｍ］
であり、ｆ（ｒ）は、上記基板の平坦部６の高さ位置を
基準とする、中心からの距離ｒの地点での内側凹凸部４
の表面の高さ位置［μｍ］を示している。ここで、上記
直径Ｄ１は２．５ｍｍに設定される。

【００９８】また、上記円柱状基板７の表面における内
側凹凸部４の外周部分には、外側凹凸部５が形成されて
おり、該外側凹凸部５の、直径Ｄ１からＤ２までの範囲
の領域が第２の参照面となっている。

【００９９】該外側凸凹部５の、第２の参照面に対応す
る部分の表面形状は、その法線が基板の中心軸と所定の
角度θをなして基板の表面側で該中心軸から離れる形状
となっている。図中、Ｃは上記第２の参照面における法
線の方向を示している。

【０１００】ここで、外側凸凹部における第２参照面の
放線と中心軸とのなす角度θは１度以上に設定され、直
径Ｄ２は４ｍｍに設定されることが好ましい。

【０１０１】上記可撓性部材２の変形状態では、図６に
示すように、該入射平行光ビーム２０は、上記ミラー面
２ａの第１参照面に対応する部分では、ミラー面２ａの
放線方向に所定の球面収差量を与えられて反射されて反
射光ビーム２２となり、上記ミラー面２ａの第２参照面
に対応する部分では、該入射平行光ビーム２０は、円柱
状基板の中心軸から離れる方向に反射偏向されて反射光
ビーム２３となる。

【０１０２】次に、第１の実施形態による変形可能ミラ
ー１の製造方法について説明する。

【０１０３】図８は、上記変形可能ミラーを構成するシ
リコン基板３側の作製プロセスを示している。

【０１０４】１）まず、図８（ａ）に示すように、面方
位（１００）のシリコン基板３の両面、つまり表面及び
裏面に熱酸化によりシリコン酸化膜３ａ，３ｂを形成す
る。なお、シリコン基板３の表面は研磨、ポリシング加
工が施されており、その平面度は１ｎｍ以下に抑えられ
ている。

【０１０５】次に、シリコン基板３の裏面にフォトレジ
スト（図示しない）を塗布し、フォトリソグラフィ処理
によって、このレジストに上記開口部９（図１及び図２
参照）に対応した矩形の開口を形成する。そして、ＣＨ
Ｆ₃ガスを用いてドライエッチングを行って、裏面側の
熱酸化膜３ｂに矩形の開口部を形成する。

【０１０６】２）次に、図８（ｂ）に示すように、上記
シリコン基板３における表面側の熱酸化膜３ａ上に例え
ばスパッタ法により、可撓性部材２の一部として、例え
ば厚さ０．０１μｍのタンタル膜（図示せず）及び例え
ば厚さ０．１μｍのニッケル膜３０を成膜する。なお、
上記タンタル膜を成膜する理由は、酸化シリコン膜３ａ
とニッケル膜３０との密着力を高めるためである。

【０１０７】３）次に、図８（ｃ）に示すように、例え
ば電解メッキ法により上記ニッケル膜３０を電極として
用いて、可撓性部材２を構成する、上記タンタル膜及び
ニッケル膜以外の金属層として、所定の厚さ（例えば５
μｍ）のニッケルメッキ膜３１を形成する。この電解メ
ッキの際に、ニッケルメッキ膜３１に引張応力が付加さ
れる。

【０１０８】以下、引張応力が付加されたニッケルメッ
キ膜３１の形成のための一連の電気メッキ技術について
説明する。

【０１０９】ニッケルメッキの電解浴として、スルファ
ミン酸ニッケル（６００ｇ／リットル）、塩化ニッケル
（５ｇ／リットル）、ほう酸（３０ｇ／リットル）を用
い、浴温度を６０℃に設定した場合、電気メッキされる
メッキ膜の内部応力と電流密度との関係は、図９に示す
ものとなる。

【０１１０】図９では、横軸は電流密度を示し、縦軸は
ニッケル層の内部応力を示している。このようにメッキ
時に電流密度を制御することにより、ニッケル層の内部
応力を制御することができ、例えば、ニッケルメッキ膜
３１に５０ＭＰａの引張応力を付加させる場合には、電
流密度１６（Ａ／ｄｍ²）でもって電気めっきを行えば
よい。

【０１１１】４）次に、上記ニッケルメッキ膜３１上に
フォトレジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラ
フィ処理により、可撓性部材２の形状、微小穴１４の形
状及び下部電極用パッド１９の形状（図３参照）に対応
したレジストパターンを形成する。続いて、該レジスト
パターンをマスクとするエッチング処理を行って、上記
ニッケルメッキ膜３１、タンタル膜（図示せず）および
ニッケル膜３０（膜厚０．１μｍ）をパターニングする
（図８（ｄ））。

【０１１２】５）次に、図８（ｅ）に示すように、この
シリコン基板３を水酸化カリウム溶液に浸して、熱酸化
膜３ｂをマスクとしてシリコン基板３のウエットエッチ
ングを裏面側から表面側へ向かって行って、シリコン基
板３に開口部９を形成する。このように水酸化カリウム
溶液を用いることにより、単結晶シリコン基板の異方性
エッチングが可能となり、結晶面方位（１，０，０）方
向のエッチング速度は速く、（１，１，１）方向のエッ
チング速度は極端に遅くなる。

【０１１３】従って、図２や図８に示すようにその端面
がテーパ状となった開口部９がシリコン基板３に形成さ
れ、熱酸化膜３ｂのパターンにより決められた形状の通
りに、精度良く開口部を加工することができる。この
時、シリコン基板の表面側では、ニッケルメッキ膜３１
およびニッケル膜３０をマスクとしてタンタル膜も除去
される。この結果、ニッケルメッキ膜３１およびニッケ
ル膜３０の一部により上記可撓性部材２が形成され、ニ
ッケルメッキ膜３１およびニッケル膜３０の他の部分に
より下部電極用パッド１９が形成される。

【０１１４】６）次に、図８（ｆ）に示すように、シリ
コン基板３の裏面に、ＣＨＦ₃ガスを用いたドライエッ
チング処理を施して、シリコン基板裏面上の熱酸化膜３
ｂおよび開口部９内の熱酸化膜３ａ、さらにタンタル膜
を除去する。これにより、シリコン基板３における非常
に平面度の良い表面の形状がそのまま転写された可撓性
部材２の面Ａが現れる。従って該可撓性部材２の面Ａ
は、光学的に優れたミラー面として利用することが可能
となる。

【０１１５】７）次に、必要とあれば、図８（ｇ）に示
すように、ミラー面２ａを構成する金属層として、例え
ばスパッタ法により０．０７ミクロンの厚みを有するア
ルミニウム膜３２を成膜し、可撓性部材２の光入射側面
Ａでの反射率をさらに向上させても良い。

【０１１６】次に、図１０を用いて円柱状基板７に対す
る処理について説明する。

【０１１７】１）まず、ガラスモールドあるいは樹脂成
型により作成された、表面に内側凹凸部４，外側凹凸部
５，及び平坦部６を有する円柱状基板７（図１０（ａ）
参照）を用意する。

【０１１８】２）次に、図１０（ｂ）に示すように、上
記円柱状基板７をホルダー５０に保持し、その上面を、
所定の開口部が形成された第１のメタルマスク５１によ
り覆う。この第１のメタルマスク５１は、例えば、ステ
ンレス板のエッチングにより、上記下部電極層１１，配
線部１５，及び配線パッド１６の形状に対応した開口部
を形成したものである。

【０１１９】そして、例えば、スパッタ法により、０．
５ミクロンの厚みを有するアルミニウム膜を、基板７の
表面におけるメタルマスク５１の開口部に対応する部
分、つまり下部電極層１１，配線部１５，及び配線パッ
ド１６の形状に対応した部分に成膜する。

【０１２０】３）次に、図１０（ｃ）に示すように、ホ
ルダー５０に保持された基板７の上面を第２のメタルマ
スタ５２により覆う。この第２のメタルマスク５２に
は、該基板７の内側凹凸部４，外側凹凸部５，及び平坦
部６に対応する開口部が形成されており、このメタルマ
スク５２により、上記円柱状基板７の表面周縁の面取り
部１７が覆われることとなる。

【０１２１】そして、例えばスパッタ法により、１ミク
ロンの厚みを有する酸化シリコン膜１２が、上記基板７
の表面におけるメタルマスタ５２の開口部に対応する部
分、つまり基板７の面取り部１７以外の部分に成膜され
る。

【０１２２】このように、この製造方法では、可撓性部
材２を半導体集積回路の作製プロセスによって作成して
いるので、可撓性部材２を高精度に作製することがで
き、可撓性部材２における光ビームの入射面の面形状を
向上させることができる。また、該可撓性部材２や下部
電極用パッド１９を連続的に一括して形成しているの
で、これらの作製プロセスを簡単化することができる。

【０１２３】（第２の実施の形態）図１１は本発明の実
施形態２による記録再生装置の構成を説明するための概
略ブロック図である。ここでは、以上で説明してきた変
形可能ミラーを光学系の一要素として用いている。

【０１２４】図において、図１９と同一符号は従来の光
ピックアップ１００ａにおけるものと同一のものを示
す。５００は本実施形態２による記録再生装置で、光デ
ィスク１０８に記録された情報を取り出す光ピックアッ
プ５００ａと、該光ピックアップ５００ａを移動させる
リニアモータ５０１と、該リニアモータ５０１の駆動を
制御するサーボ回路５０２と、光ピックアップ５００ａ
を構成する光源１０１の制御信号を発生する制御信号発
生器５０４と、該光ピックアップ５００ａを構成する光
検出器１１２の検出出力を処理する信号処理回路５０５
とを有している。

【０１２５】ここで、上記光ピックアップ５００ａは、
図１９に示す光ピックアップ１００ａにおける変形可能
ミラー２００に代えて、上記実施形態１の変形可能ミラ
ー１を用いたものであり、この変形可能ミラー１のミラ
ー面の変形は、駆動回路８からの駆動信号により行われ
るようになっている。

【０１２６】また、上記記録再生装置５００は、上記制
御信号発生器５０４，サーボ回路５０２，駆動回路８を
制御するシステム制御装置５１６を有するとともに、上
記光ディスク１０８の基板厚さを検知し、上記システム
制御装置５１６に供給する基板厚み検知装置５１５を有
している。

【０１２７】ここで、このディスク厚み検知装置５１５
は、例えば、図１２に示すように、光ディスク１０８の
表面上に斜め方向から検知用光６０２を照射する発光素
子６００と、該発光素子６００に隣接して配置され、上
記光ディスクの表面にて反射された検知用光６０３，６
０４を受光する受光素子６０１とを有している。基板厚
みが厚い光ディスクと基板厚みの薄い光ディスクとで
は、発光素子６００から出射された検知用光６０２が反
射される位置が異なるため、受光素子６０１での検知用
光の受光位置が異なる。このため、上記ディスク厚み検
出装置５１５では、使用している光ディスクの基板厚さ
を識別することができる。

【０１２８】また、上記システム制御装置５１６は、上
位制御装置との間で信号の授受を行うように構成されて
おり、また該上位制御装置には上記信号処理回路５０５
の出力が供給されるようになっている。

【０１２９】次に上記光ピックアップ５００ａの光学系
の構成について説明する。

【０１３０】光源としての半導体レーザ１０１から出た
ビームは、コリメータレンズ１０２を通り平行光ビーム
５０４となり、第１のビームスプリッター１０４、第１
の１／４波長板１０５を透過し、第２のビームスプリッ
ター２０２に到達する。この平行光ビーム５０４は、こ
の第２のビームスプリッター２０２及び第２の１／４波
長板２０１を通過して変形可能ミラー１に達する。

【０１３１】そして、この変形可能ミラー１で反射され
た光が、第２の１／４波長板２０１を透過し、第２のビ
ームスプリッター２０２で反射され、対物レンズ１０７
で集光されて、光ディスク１０８上に照射される。

【０１３２】ここで、この対物レンズ１０７は、ディス
ク厚みが０．６ｍｍの光ディスクに対して球面収差が生
じないよう設計されており、例えばその焦点距離は３．
３ｍｍ、開口数は０．６に設定されている。

【０１３３】そこで、本実施形態では、装着された光デ
ィスク１０８の厚みに応じて、変形可能ミラー１のミラ
ー面の状態を変えて、対物レンズ１０７の焦点をその光
ディスク１０８に合致したものとする。

【０１３４】すなわち、ディスク厚みが１．２ｍｍの光
ディスクを使用している場合には、変形可能ミラー１を
変形させて、入射光をこれに球面収差が付加されるよう
反射し、上記光ディスクに対して焦点が合うようにする
と共に、対物レンズ１０７に入射する平行光ビームを制
限し、開口数を変更させる。なお、この変形可能ミラー
１は、無変形時には、ミラー面は平面ミラーとなるもの
である。

【０１３５】次に、上記記録再生装置の動作について説
明する。

【０１３６】まず、光ディスク１０８の上側に配置され
たディスク厚み検知装置５１５により、光ディスク１０
８の厚みが０．６ｍｍか、あるいは１．２ｍｍかを検知
する。

【０１３７】つまり、このディスク厚み検知装置５１５
では、光源６００から光ビーム６０２を出射し、光ディ
スク１０８の上面で反射させる。この反射光は、光ディ
スク１０８の厚みが０．６ｍｍの場合は光路６０４をた
どって光位置検出器６０１に入射する。一方、光ディス
ク１０８の厚みが１．２ｍｍである場合は、光路６０３
をたどって、光位置検出器６０１に入射する。従って、
この反射光の受光位置を光位置検出器６０１で検出する
ことにより、使用している光ディスク１０８の厚みを判
定する。

【０１３８】次に、システム制御装置５１６が、この基
板厚み検出装置５１５から基板厚み情報を受け、変形可
能ミラー１の駆動回路８を作動させる。このとき、駆動
回路８は、光ディスク１０８のディスク厚みが０．６ｍ
ｍである場合は、変形可能ミラー１を変形させない。

【０１３９】一方、ディスク厚みが１．２ｍｍである場
合には、変形可能ミラー１を変形させる。すなわち、図
６に示したように、変形可能ミラー１の可撓性部材２を
基板７の内側凹凸部４及び外側凹凸部５に吸着させる。
これにより、変形可能ミラー１のミラー面２ａにおける
直径Ｄ１の範囲の領域（第１参照面）に入射した平行光
ビーム５０４は所定の球面収差が与えられて反射され、
対物レンズ１０７の焦点がディスク厚み１．２ｍｍの光
ディスクに対して合うこととなる。

【０１４０】この場合、変形可能ミラー１の内側凹凸部
４の形状は、その凹凸部に吸着した可撓性部材２のミラ
ー面２ａにおける基板の縦断面の稜線が次式（２）で表
されるものであればよい。ただし、この式では、図７に
示すように、基板中心からの距離（半径）をｒ［ｍ
ｍ］、可撓性部材の非変形時のミラー面を基準とする、
可撓性部材の変形時のミラー面までの距離に相当する値
をｆ（ｒ）［μｍ］としている。

【０１４１】 ｆ（ｒ）＝３．３１６８×１０^-2ｒ⁶−３．９５４２×１０^-3ｒ⁴ −０．５０５ｒ² ・・・（２） またここで直径Ｄ１は２．５ｍｍに設定される。

【０１４２】一方、変形可能ミラー１のミラー面２ａに
おける、直径Ｄ１からＤ２の範囲の領域に入射した平行
光ビーム５０４は、基板の中心軸から離れるように大き
く反射偏向され、上記対物レンズ１０７には入射されな
い。

【０１４３】この場合、変形可能ミラー１の外側凹凸部
５の形状は、図７に示すように外側凹凸部５の、第２参
照面に対応する部分の法線方向が基板表面側で中心軸か
ら離れる形成となっており、図７における外側凹凸部５
の表面の法線Ｃと中心軸とのなす角度θが１度以上に設
定されている。

【０１４４】なお、本実施形態では、変形可能ミラーを
変形させる場合、変形可能ミラー１の可撓性部材２を基
板７の内側凹凸部４および外側凹凸部５に完全に吸着さ
せるようにしているが、外側凹凸部５に対しては、変形
可能ミラー１の、基板７の直径Ｄ１からＤ２までの範囲
の領域（第２参照面）に対応する部分での反射光が、対
物レンズ１０８には入射されないようになれば、可撓性
部材２を完全に吸着しなくてもよい。また、基板７の内
側凹凸部４についても、変形可能ミラー１の可撓性部材
２を基板７の内側凹凸部４側に変形させたときに、ミラ
ー面２ａの、該内側凹凸部４に対応する部分の表面形状
が、上記（２）を満たすものであれば、可撓性部材２を
内側凹凸部４に完全に吸着しなくてもよい。

【０１４５】（第３の実施の形態）図１３及び図１４
は、本発明の実施形態３による変形可能ミラーを説明す
るための図であり、図１３は該変形可能ミラーにおける
可撓性部材が変形していない状態を示し、図１４は該可
撓性部材の変形状態を示している。ただし、ここでは図
１から図６に示した第１の実施形態と同一部分について
は同一符号を付し、説明を省略する。

【０１４６】図において、３００は本発明の実施形態３
の変形可能ミラーで、この変形可能ミラー３００は、実
施形態１における、円柱状基板７の表面に形成された外
側凸凹部５及び内側凹凸部４のうちの外側凹凸部５のみ
を有している。つまり、この実施形態３の基板７では、
実施形態１の内側凹凸部４に対応する部分は、外側の平
坦部６と同じ高さの中央平坦部７０となっている。ここ
で、可撓性部材２は、平坦部７０に接触しているだけで
も、あるいはこの平坦部７０に固着されていてもよい。

【０１４７】次に作用効果について説明する。

【０１４８】この変形可能ミラー３００では、可撓性部
材２の変形時には、該可撓性部材２の、基板７の外側凹
凸部５に対向する部分が該外側凹凸部５に吸着される。
これにより、入射平行光ビーム７１は、可撓性部材２の
ミラー面２ａにおける直径Ｄ１の範囲内の領域（実施形
態１の変形可能ミラー１における第１参照面）に対応す
る部分ではそのまま反射されて平行光ビーム７２とな
り、対物レンズに入射する。

【０１４９】また、入射平行光ビーム７１は、可撓性部
材２のミラー面２ａにおける直径Ｄ１からＤ２までの範
囲内の領域（実施形態１の変形可能ミラー１における第
２参照面）に対応する部分では、中心軸から離れるよう
に大きく反射偏向されて光ビーム７３となり、この光ビ
ーム７３は対物レンズに入射しない。これにより、対物
レンズの開口数を光ディスクの厚さに応じて変化させる
ことができる。

【０１５０】なお、上記実施形態３では、変形可能ミラ
ーを変形させる場合、変形可能ミラー１の可撓性部材２
が基板７の外側凹凸部５に完全に吸着するようにしてい
るが、変形可能ミラー１の、基板７の直径Ｄ１からＤ２
までの範囲の領域（第２参照面）に対応する部分での反
射光が、対物レンズ１０７（図１１参照）には入射され
ないようになれば、可撓性部材２を外側凹凸部５に完全
に吸着させるようにしなくてもよい。

【０１５１】また、この第３の実施形態による変形可能
ミラー３００を、第２の実施形態の記録再生装置に用い
れば、使用する光ディスクの基板厚さに応じて開口数を
変更することができるので、ディスク基板の傾きに対す
るコマ収差の発生量は抑えることができる。ただし、実
施形態３の変形可能ミラー３００では、使用する光ディ
スクの基板厚さの変化に伴う収差発生を回避することは
できない。

【０１５２】（第４の実施の形態）図１５ないし図１７
は本発明の実施形態４による変形可能ミラーを説明する
ための図であり、図１５は該変形可能ミラーを構成する
可撓性部材が変形していない状態を示し、図１６は該可
撓性部材の変形状態を示し、図１７は該変形可能ミラー
に用いる円柱状基板４０７の断面構造を示している。

【０１５３】図において、４００は本実施形態４の変形
可能ミラーで、これは、実施形態１の変形可能ミラー１
の円柱状基板とはその参照面の形状が異なる円柱状基板
４０７を用いている。なお、図中、図１から図７と同一
符号は実施形態１のものと同一のものを示している。ま
た、図１７では、上記下部電極層１１および絶縁層１２
は、その実際の厚みは基板４０７の厚みに比べて非常に
薄いため図示していない。ただし、凹凸部の形状はわか
りやすくするため拡大して示してある。

【０１５４】つまり、上記基板４０７は、その表面に形
成された内側凹凸部４０４及び外側凹凸部４０５を有し
ている。

【０１５５】上記内側凹凸部４０４は、円形状の円柱状
基板４０７の表面における、該基板の中心とその中心が
一致する直径Ｄ１の円形領域に形成されており、この内
側凹凸部４０４の表面が第１の参照面４０１ａとなって
いる。該内側凹凸部４０４の表面形状は、可撓性部材２
が基板側に吸着された状態におけるミラー面２ａの変形
量が補正すべき球面収差量に対応したものとなるよう設
計されている。

【０１５６】上記内側凹凸部４０４の表面形状として
は、上記円柱状基板４０７の中心軸を含む縦断面におけ
る該内側凹凸部４０４の稜線が下記の式（３）で与えら
れるものであることが好ましい。

【０１５７】 ｆ（ｒ）＝３．３１６８×１０^-2ｒ⁶−３．９５４２×１０^-3ｒ⁴ −０．５０５ｒ²−６・・・（３） ここでは、ｒは円柱状基板４０７の中心からの距離［ｍ
ｍ］であり、ｆ（ｒ）は、上記基板の平坦部６の高さ位
置を基準とする、中心からの距離ｒの地点での内側凹凸
部４０４の表面の高さ位置［μｍ］を示している。ここ
で、上記直径Ｄ１は２．５ｍｍに設定される。

【０１５８】また、上記円柱状基板４０７の表面におけ
る内側凹凸部４０４の外周部分には、外側凹凸部４０５
が形成されており、該外側凹凸部４０５の表面における
直径Ｄ１からＤ２までの範囲の領域が第２の参照面４０
１ｂとなっている。

【０１５９】該外側凸凹部４０５の、第２の参照面に対
応する部分の表面形状は、その表面の法線方向Ｅと中心
軸とがなす角度が、図１７中に破線で示すように上記
（３）式で与えられる曲線の法線方向Ｄと中心軸とがな
す角度より大きくなるよう形成されている。また、上記
外側凹凸部４０５の表面形状については、各半径位置に
おいて、上記内側凹凸部４０４の表面形状を規定する上
記（３）式で与えられる曲線の法線方向Ｄと、外側凹凸
部４０５の放線方向Ｅとのなす角度が、１度以上となる
よう設定され、該外側凸凹部４０５の、第２の参照面に
対応する部分の外周径（直径Ｄ２）は４ｍｍに設定され
ていることが望ましい。

【０１６０】次に作用効果について説明する。

【０１６１】上記可撓性部材２が変形していない状態で
は、可撓性部材２は付加された引張応力の作用で平坦の
まま保持されるため、可撓性部材２のミラー面２ａに入
射する入射平行光ビーム１２０はそのまま反射され、平
行光ビーム１２１となる。

【０１６２】一方、可撓性部材の変形状態では、入射平
行光ビーム１２０は、可撓性部材のミラー面２ａの、直
径Ｄ１の範囲内の領域（第１参照面）に対応する部分で
は、ミラー面２ａの法線方向に所定の球面収差量を与え
られて反射されて光ビーム１２２となり、上記ミラー面
２ａの直径Ｄ１からＤ２の範囲（第２参照面）に対応す
る部分では、中心軸に近づくように反射偏向されて光ビ
ーム１２３となる。

【０１６３】この第４の実施例の変形可能ミラー４００
を、第２の実施例における記録再生装置における変形可
能ミラーとして用いた場合、光ディスク１０８のディス
ク厚みが０．６ｍｍの場合は、変形可能ミラー４００を
変形させず、一方、ディスク厚みが１．２ｍｍの場合に
は、変形可能ミラー４００を変形させることにより、変
形可能ミラー４００の、第１参照面に対応する部分で反
射した光は、所定の球面収差を与えられ、対物レンズ１
０７の焦点がディスク厚み１．２ｍｍの光ディスクに対
して合うようになる。

【０１６４】この時、変形可能ミラー４００の、第２参
照面に対応する部分で反射した光は、中心軸に近づくよ
うに反射偏向され、第１参照面に対応する反射光が対物
レンズ１０７によって結ぶ焦点よりも手前側の光軸上の
点を通過する。

【０１６５】従って、基板厚み１．２ｍｍの光ディスク
を再生する際には、ミラー面２ａの直径Ｄ１の範囲（第
１参照面に対応する部分）での反射光だけが寄与し、ミ
ラー面２ａの直径Ｄ１からＤ２の範囲（第２参照面に対
応する部分）での反射光は、光ディスク基板上に焦点を
結ばないために、再生には殆ど関与しない。これは、実
質的には再生に寄与する、対物レンズに入射する平行光
を小さくしたことになり、開口数を小さくできる。

【０１６６】

【発明の効果】以上のようにこの発明（請求項１，２）
に係る変形可能ミラーによれば、反射面を有する可撓性
部材を、参照面を有する基板に吸着させることにより、
反射面の変形を行うので、基板の参照面の精度を高くし
ておけば、変形状態における反射面の形状を精度良く決
めることができる。また、環境の変動によらず、反射面
の形状を安定に維持することができる。

【０１６７】また、本発明（請求項１）によれば、可撓
性部材の変形により、その反射面で反射された光を受け
る対物レンズの開口数が変化するので、例えば、集光ビ
ームが照射される光ディスクの傾きに起因するコマ収差
が、光ディスクの基板厚みの増大とともに大きくなって
しまうのを抑制できる。また、このように変形可能ミラ
ーのミラー面の変形により開口数を変化させるもので
は、対物レンズの手前に液晶シャッタ等を配置して開口
数を変化させるもののように、液晶シャッタでの光の減
衰などがなく、光学系での光の減衰を小さくできる。ま
た、本発明では、変形可能ミラーのミラー面を変形させ
て開口数を変えているので、対物レンズの手前に機械的
なシャッタ等を配置して開口数を変化させるものと比べ
ると、光学系のコンパクト化の点で有利である。

【０１６８】この発明（請求項３）によれば、可撓性部
材の反射面の変形により、該反射面で反射された光を受
けるレンズの収差及び開口数が変わるようにしたので、
対物レンズにより集光ビームが照射される光ディスクの
基板厚みに応じて、収差補償及び対物レンズの開口数を
最適化できる。

【０１６９】この発明（請求項４，５）によれば、前記
第２の参照面の表面形状を、前記可撓性部材が該第２の
参照面側に吸引されている状態では、該可撓性部材の反
射面に入射した平行光が発散光として、あるいは収束光
として反射する形状としたので、該反射面で反射された
光を受けるレンズの開口数を、第２の参照面に基づいた
反射面の変形により小さくできるとともに、開口数の縮
小の際に不要となる光を光学系から排除でき、光学系で
の不要な加熱などを防止できる。

【０１７０】この発明（請求項６）に係る光学装置によ
れば、変形可能ミラーの反射面の変形動作により、該反
射面での反射光として、光学的にその性質が異なる複数
の光を得ることができ、また、変形可能ミラーの反射面
の変形状態では、該反射面で反射された光束中に、第１
及び第２の参照面等に対応した、光学特性の異なる少な
くとも２つ以上の光束領域を形成することができる。

【０１７１】この発明（請求項７）によれば、前記変形
可能ミラーの変形及び変形解除により、光学系に含まれ
るレンズにおける、該変形可能ミラーからの反射光の受
光領域が、範囲の異なる第１及び第２の領域の間で切り
換わるようにしたので、該変形可能ミラーの変形によ
り、例えば対物レンズの開口数を変化させることができ
る。

【０１７２】この発明（請求項８）によれば、前記変形
可能ミラーの変形により、その反射光に球面収差を付与
すると同時に、レンズの開口半径を実質的に変化させる
ことができる。

【０１７３】この発明（請求項９）に係る記録再生装置
によれば、対物レンズの焦点位置を変えると共に、対物
レンズの開口数を変えることにより、ディスク厚みの異
なる２種類の光ディスクの再生を可能とし、ディスクの
傾きにより生じる結像効率の劣化も抑えることが可能に
なる。

【０１７４】この発明（請求項１０）によれば、基板厚
みの厚い光記録媒体を再生する際には、変形可能ミラー
を変形させて開口数を小さくすることにより、基板厚み
が厚いときに生じる光記録媒体（ディスク）の光軸に対
する傾きによるコマ収差の発生量を抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態による変形可能ミラ
ーを、光ビームが入射するミラー面側から平面図であ
る。

【図２】上記第１の実施形態の変形可能ミラーの構成を
示す主要断面図である。

【図３】上記第１の実施形態の変形可能ミラーを、光ビ
ームが入射するミラー面側とは反対の側から見た平面図
である。

【図４】上記第１の実施の形態の変形可能ミラーの構成
を説明する分解斜視図である。

【図５】上記第１の実施形態の変形可能ミラーの、ミラ
ー面が変形していない状態を示す主要断面図である。

【図６】上記第１の実施形態の変形可能ミラーの、ミラ
ー面が変形している状態を示す主要断面図である。

【図７】第１の実施形態の変形可能ミラーを構成する、
内側凹凸部４および外側凹凸部５を有する円柱状基板の
構成を示す断面図である。

【図８】図８（ａ）〜図８（ｇ）は、第１の実施形態の
変形可能ミラーを構成するシリコン基板に対する処理の
プロセスを順次説明するための断面図である。

【図９】電気メッキにより形成されるニッケル膜につい
ての内部応力と電流密度との関係を示す図である。

【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、第１の実施
形態の変形可能ミラーを構成する円柱状基板に対する処
理プロセスを順次説明するための断面図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態による記録再生装置
の一構成例を示すブロック図である。

【図１２】上記第２の実施形態の記録再生装置における
基板厚み検知装置の構成を説明するための図である。

【図１３】本発明の第３の実施形態による変形可能ミラ
ーを説明するための図であり、該変形可能ミラーのミラ
ー面が変形していない状態を示す断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態による変形可能ミラ
ーを説明するための図であり、該変形可能ミラーのミラ
ー面が変形している状態を示す断面図である。

【図１５】本発明の第４の実施形態による変形可能ミラ
ーを説明するための図であり、該変形可能ミラーのミラ
ー面が変形していない状態を示す断面図である。

【図１６】本発明の第４の実施形態による変形可能ミラ
ーを説明するための図であり、該変形可能ミラーのミラ
ー面が変形している状態を示す断面図である。

【図１７】上記第４の実施形態の変形可能ミラーを構成
する、内側凹凸部４および外側凹凸部５を有する円柱状
基板の構成を示す断面図である。

【図１８】従来の光ピックアップの構成を示すブロック
図である。

【図１９】従来の変形可能ミラーを使用した光ピックア
ップの構成を示す図である。

【図２０】従来の変形可能ミラーの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，３００，４００ 変形可能ミラー ２ 可撓性部材 ２ａ ミラー面 ３ シリコン基板 ４，４０４ 内側凹凸部 ５，４０５ 外側凹凸部 ６ 平坦部 ７ 円柱状基板 ８ 駆動回路 １０ 上部電極層 １１ 下部電極層 １２ 絶縁層 １４ 微小穴 １０７ 対物レンズ ５００ 記録再生装置 ５１５ 基板厚み検知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｚ 6605−2Ｈ Ｇ０２Ｂ 7/18 ７０１ (72)発明者 阿部 新吾 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 乾 哲也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を反射する反射面を有し、該反射
   面の変形により、該入射光の反射方向が変化するよう構
   成した変形可能ミラーであって、 その表面が該反射面となっている弾性変形可能な可撓性
   部材と、 該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面
   と対向する部分に形成された参照面を有する基板と、 該可撓性部材を少なくともその一部が該基板の参照面に
   接するよう吸引して、該可撓性部材の反射面の形状が該
   基板の参照面の表面形状に対応したものとなるよう、該
   可撓性部材を変形させる駆動手段とを備え、 該参照面の表面形状は、該可撓性部材の反射面で反射さ
   れた光を受けるレンズの開口数が、該可撓性部材の吸引
   による変形により変化する形状となっている変形可能ミ
   ラー。
2. 【請求項２】 入射光を反射する反射面を有し、該反射
   面の変形により、該入射光の反射方向が変化するよう構
   成した変形可能ミラーであって、 その表面が該反射面となっている弾性変形可能な可撓性
   部材と、 該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面
   と対向する部分に形成された第１及び第２の参照面を有
   する基板と、 該可撓性部材を少なくともその一部が該基板のそれぞれ
   の参照面に接するよう吸引して、該可撓性部材の反射面
   の形状が該基板の各参照面の表面形状に対応したものと
   なるよう、該可撓性部材を変形させる駆動手段とを備え
   た変形可能ミラー。
3. 【請求項３】 請求項２記載の変形可能ミラーにおい
   て、 前記第１の参照面の表面形状は、前記可撓性部材の反射
   面で反射された光を受けるレンズの収差が、該可撓性部
   材の第１の参照面側への吸引による変形により変化する
   形状となっており、 前記第２の参照面の表面形状は、前記可撓性部材の反射
   面で反射された光を受けるレンズの開口数が、該可撓性
   部材の第２の参照面側への吸引による変形により変化す
   る形状となっている変形可能ミラー。
4. 【請求項４】 請求項３記載の変形可能ミラーにおい
   て、 前記第２の参照面の表面形状は、前記可撓性部材が該第
   ２の参照面側に吸引されている状態では、該可撓性部材
   の反射面に入射した平行光が発散光として反射する形状
   となっている変形可能ミラー。
5. 【請求項５】 請求項３記載の変形可能ミラーにおい
   て、 前記第２の参照面の表面形状は、前記可撓性部材が該第
   ２の参照面側に吸引されている状態では、該可撓性部材
   の反射面に入射した平行光が収束光として反射する形状
   となっている変形可能ミラー。
6. 【請求項６】 その反射面を変形可能に構成した変形可
   能ミラーと、該変形可能ミラーへの光の入射経路及び出
   射経路を構成する光学系とからなり、該変形可能ミラー
   の変形及び変形解除により、入射光束を光学的な性質が
   異なる複数の出射光束に変換する光学装置であって、 該変形可能ミラーは、 その表面が反射面となっている弾性変形可能な可撓性部
   材と、 該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面
   と対向する部分に形成された第１及び第２の参照面を有
   する基板と、 該可撓性部材を少なくともその一部が該基板のそれぞれ
   の参照面に接するよう吸引して、その反射面の形状が該
   基板の各参照面の表面形状に対応したものとなるよう、
   該可撓性部材を変形させる駆動手段とを備えた光学装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の光学装置において、 前記光学系が、前記変形可能ミラーで反射した反射光を
   受光するレンズを含むものとなっており、 前記変形可能ミラーの変形及び変形解除により、該レン
   ズにおける該反射光の受光領域が、範囲の異なる第１及
   び第２の領域の間で切り換わる光学装置。
8. 【請求項８】 請求項６記載の光学装置において、 前記光学系が、前記変形可能ミラーで反射した反射光を
   受光するレンズを含むものとなっており、 前記変形可能ミラーの変形により、該反射光が球面収差
   の付加されたものとなると同時に、該レンズにおける該
   反射光の受光領域の範囲が変化する光学装置。
9. 【請求項９】 レーザ光源と、該レーザ光源から出射さ
   れた光源光を反射する反射面を有し、該反射面の変形に
   より該光源光の反射方向を変化させる変形可能ミラー
   と、該変形可能ミラーで反射した反射光を集光して光記
   録媒体上に照射する、あらかじめ決められた厚みを有す
   る第１の光記録媒体に対して焦点が合うように設定され
   た対物レンズとを備えた記録再生装置であって、 該変形可能ミラーは、 その表面が反射面となっている弾性変形可能な可撓性部
   材と、 該可撓性部材の裏面側に配設され、その可撓性部材裏面
   と対向する部分に形成された第１及び第２の参照面を有
   する基板と、 該可撓性部材を少なくともその一部が該基板のそれぞれ
   の参照面に接するよう吸引して、その反射面の形状が該
   基板の各参照面の表面形状に対応したものとなるよう、
   該可撓性部材を変形させる駆動手段とを備え、 該可撓性部材の変形により、該対物レンズを透過した光
   の焦点が該第１の光記録媒体とは厚みの異なる第２の光
   記録媒体に対して合うとともに、該対物レンズに入射す
   る光が制限されてその開口数が小さくなる記録再生装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の記録再生装置におい
    て、 前記第２の光記録媒体はその厚さが第１の光記録媒体の
    厚さより厚いものである記録再生装置。