JPH1039122A - Curvature variable mirror, and optical pickup device with it - Google Patents

Curvature variable mirror, and optical pickup device with it

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JPH1039122A
JPH1039122A JP8189753A JP18975396A JPH1039122A JP H1039122 A JPH1039122 A JP H1039122A JP 8189753 A JP8189753 A JP 8189753A JP 18975396 A JP18975396 A JP 18975396A JP H1039122 A JPH1039122 A JP H1039122A
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JP
Japan
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mirror
curvature
curved surface
pickup device
optical pickup
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8189753A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Abe
新吾 阿部
Tetsuya Inui
哲也 乾
Koji Matoba
宏次 的場
Susumu Hirata
進 平田
Yorishige Ishii
▲頼▼成 石井
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH1039122A publication Critical patent/JPH1039122A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mirror capable of remarkably changing the curvature by a small deformation amount, and to provide an optical pickup device capable of miniaturizing the device constitution, reducing the driving power, and reducing the running cost. SOLUTION: This mirror is a curvature variable mirror 10 provided with a mirror main body 1 having a curved surface part 1a and a flange part 1b, a deformation member 2 consisting of dielectric material, forming electrodes 3, 3' on its upper/lower both side surfaces and connected to the flange part 1b of the mirror main body 1 and a power source circuit provided with a DC power source 4 and a switch 5 and connected to the electrodes 3, 3', and when the switch 5 is turned ON, electric charges are loaded on the electrode 3, and an electric field occurs in the deformation member 2. Then, the deformation member 2 is deformed in the radial direction by a piezoelectric effect, and compression force is imparted from the deformation member 2 to the curved surface part 1a. Thus, since the curved surface part 1a is shrunk in the radial direction, and is expanded in the curved surface direction, the curvature of the curved surface part 1a is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、曲率(曲率半径)
を変更できる曲率可変ミラーに関し、より詳しくは電源
回路等の外部の変形付与手段により容易にミラーの曲率
を変更することができる曲率可変ミラーに関する。
The present invention relates to a curvature (radius of curvature).
More particularly, the present invention relates to a variable curvature mirror that can easily change the curvature of a mirror by an external deformation applying means such as a power supply circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来より多用されている光ピック
アップ装置の構成を示す。半導体レーザ31から出射さ
れた光線は、ビームスプリッタ32で反射され、光線平
行化レンズ34で平行光に変換される。次いで、この平
行光は対物レンズ55で集光され、光ディスク36の記
録面で像点を結ぶ。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows the structure of an optical pickup device which has been frequently used. A light beam emitted from the semiconductor laser 31 is reflected by the beam splitter 32 and converted into a parallel light by a light beam collimating lens 34. Next, the parallel light is converged by the objective lens 55 and forms an image point on the recording surface of the optical disk 36.

【0003】ここで、光ディスク36のフォーカシング
エラーはフォトダイオード33で検出され、その情報を
対物レンズアクチュエータ35に送り、フォーカスの調
整を行う。
Here, the focusing error of the optical disk 36 is detected by the photodiode 33, and the information is sent to the objective lens actuator 35 to adjust the focus.

【0004】即ち、このような光ピックアップ装置で
は、光ディスク36のフォーカスの調整を行う際、対物
レンズ55を移動するための対物レンズアクチュエータ
35が必要であった。ここで、対物レンズアクチュエー
タ35は、その構成が比較的大型のものであり、かつ精
密な部材であるため、比較的値段が高い。
That is, in such an optical pickup device, the objective lens actuator 35 for moving the objective lens 55 is required when adjusting the focus of the optical disk 36. Here, the objective lens actuator 35 has a relatively large configuration and is a precise member, and therefore is relatively expensive.

【0005】このため、従来の光ピックアップ装置で
は、光ピックアップ装置の装置構成が大型化すると共に
高価格になるという問題点があった。また、対物レンズ
アクチュエータ35の駆動には大きな駆動電力を要する
という問題点もあった。
[0005] For this reason, the conventional optical pickup device has a problem that the device configuration of the optical pickup device becomes large and the price becomes high. There is also a problem that driving of the objective lens actuator 35 requires a large driving power.

【0006】このような問題点を解決するためには、対
物レンズアクチュエータ35を不要とすればよく、その
ためには、対物レンズ55に光線を導く手段として反射
ミラーを設け、この反射ミラーの曲率を可変とすればよ
い。即ち、このような曲率可変ミラーによれば、光線の
像点位置(光スポット)を変更することができるので、
対物レンズを移動させる手段を設けなくてもフォーカス
の調整が可能になるからである。
In order to solve such a problem, the objective lens actuator 35 may be dispensed with. For this purpose, a reflecting mirror is provided as a means for guiding a light beam to the objective lens 55, and the curvature of the reflecting mirror is reduced. What is necessary is just to make it variable. That is, according to such a variable curvature mirror, the image point position (light spot) of the light beam can be changed.
This is because the focus can be adjusted without providing a means for moving the objective lens.

【0007】このようにミラーは光ピックアップ装置、
カメラ等の光学産業分野に幅広く利用されており、必要
不可欠な光学部材であるが、上記のように光線の像点位
置の変化を必要とする場合が多い。
Thus, the mirror is an optical pickup device,
It is widely used in the optical industry such as a camera and is an indispensable optical member, but often requires a change in the image point position of a light beam as described above.

【0008】しかるに、この種の分野で用いられている
従来のミラーのほとんどは曲率が不変であるため、ミラ
ーによる像点位置の調整は困難であった。
However, most of the conventional mirrors used in this type of field have invariable curvatures, so that it is difficult to adjust the image point position by the mirror.

【0009】ところで、最近では、例えば上記のような
問題点を解決するために、曲率が変更可能になった種々
の方式の曲率可変ミラーが提案されて来ている。以下に
これらの曲率可変ミラーについて概説する。
Recently, for example, in order to solve the above-mentioned problems, various types of variable curvature mirrors whose curvature can be changed have been proposed. Hereinafter, these variable curvature mirrors will be outlined.

【0010】(1)特開昭59−148014号公報で
提案された曲率可変ミラー。
(1) A variable curvature mirror proposed in JP-A-59-148014.

【0011】この曲率可変ミラーは、ミラーの裏面全面
に圧電素子を貼付し、圧電素子の伸縮に伴い発生する曲
げモーメントを利用し、ミラーの曲率を自由に変化させ
る構成をとっている。
The variable curvature mirror has a configuration in which a piezoelectric element is attached to the entire back surface of the mirror, and the curvature of the mirror is freely changed by using a bending moment generated by expansion and contraction of the piezoelectric element.

【0012】(2)特開昭62−186204号公報で
提案された曲率可変ミラー。
(2) A variable curvature mirror proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-186204.

【0013】この曲率可変ミラーは、ミラーの裏面全面
に形状記憶合金を貼付し、形状記憶合金の伸縮に伴い発
生する曲げモーメントを利用し、ミラーの曲率を自由に
変化させる構成をとっている。
This variable curvature mirror has a configuration in which a shape memory alloy is attached to the entire back surface of the mirror, and the curvature of the mirror is freely changed by using a bending moment generated by expansion and contraction of the shape memory alloy.

【0014】(3)特開平2−210302号公報で提
案された曲率可変ミラー。
(3) A variable curvature mirror proposed in JP-A-2-210302.

【0015】この曲率可変ミラーは、伸縮性のあるミラ
ーで圧力室の一部を形成し、圧力室に充填する液体の量
を変化させることにより、ミラーの曲率を自由に変化さ
せる構成をとっている。
This variable curvature mirror has a structure in which a part of a pressure chamber is formed by an elastic mirror, and the curvature of the mirror is freely changed by changing the amount of liquid filled in the pressure chamber. I have.

【0016】(4)特開平7−49460号公報で提案
された曲率可変ミラー。
(4) A variable curvature mirror proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-49460.

【0017】この変形可能ミラーは、金属反射ミラーと
対向電極に電圧を印加し、静電力を用いてミラーの曲率
を自由に変化させる構成をとっている。
This deformable mirror has a configuration in which a voltage is applied to a metal reflection mirror and a counter electrode, and the curvature of the mirror is freely changed using electrostatic force.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報で提案された従来の曲率可変ミラーには、それぞれ以
下に示す問題点がある。
However, the conventional variable curvature mirror proposed in the above publication has the following problems.

【0019】(1)特開昭59−148014号公報で
提案された曲率可変ミラーでは、圧電素子をミラーの裏
面全面に貼付し、曲げモーメントによりミラー全体を撓
ませて曲率を変化させているため、変形に要するエネル
ギが大きく、ミラー全体の変形量は小さい。この結果、
ミラーの曲率の変化が大きく取れないため、像点位置を
大きく変化させることができない。
(1) In the variable curvature mirror proposed in JP-A-59-148014, a piezoelectric element is attached to the entire back surface of the mirror, and the curvature is changed by bending the entire mirror by a bending moment. The energy required for deformation is large, and the amount of deformation of the entire mirror is small. As a result,
Since the change in the curvature of the mirror cannot be made large, the image point position cannot be largely changed.

【0020】(2)特開昭62−186204号公報で
提案された曲率可変ミラーも、形状記憶合金をミラーの
裏面全面に貼付しているため、ミラー全体の変形量が小
さい。この結果、同様に、ミラーの曲率の変化が大きく
取れないため、像点位置を大きく変化させることができ
ない。
(2) The variable curvature mirror proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-186204 also has a small deformation amount of the entire mirror because the shape memory alloy is attached to the entire back surface of the mirror. As a result, similarly, since the change in the curvature of the mirror cannot be largely changed, the image point position cannot be changed greatly.

【0021】(3)特開平2−210302号公報で提
案された曲率可変ミラーでは、圧力室に充填する液体の
量を変化させる際にポンプ等のアクチュエータを用いな
ければならないため、光学系の小型化を図ることができ
ない。また、ポンプ駆動に伴う振動の影響により精度が
劣化するという問題点もある。
(3) In the variable curvature mirror proposed in JP-A-2-210302, an actuator such as a pump must be used when changing the amount of liquid filled in the pressure chamber. Cannot be achieved. In addition, there is also a problem that accuracy is deteriorated due to the influence of vibration caused by driving the pump.

【0022】(4)特開平7−49460号公報で提案
された曲率可変ミラーでは、その装置構成に起因して駆
動電圧が大きく(例えば、その実施例中には印加電圧が
2300Vとある)、例えばこの変形可能ミラーを搭載
した光ピックアップ装置のランニングコストが高く付く
という問題点があった。
(4) In the variable curvature mirror proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-49460, the driving voltage is large due to the device configuration (for example, the applied voltage is 2300 V in the embodiment). For example, there is a problem that the running cost of the optical pickup device equipped with the deformable mirror is high.

【0023】本発明はこのような事情に鑑みてなされも
のであり、少ない変形量で像点距離を大きく変化させる
ことができ、しかも駆動電圧を低減できる曲率可変ミラ
ーを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a variable curvature mirror that can greatly change the image point distance with a small amount of deformation and can reduce the driving voltage. .

【0024】また、本発明は、このような変形可能ミラ
ーを備えることにより、光学系を小型化でき、かつ低コ
スト及びランニングコストを低減できる光ピックアップ
装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an optical pickup device having such a deformable mirror, whereby the size of the optical system can be reduced, and the cost and running cost can be reduced.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の曲率可変ミラー
は、弾性材料からなり、入射光を反射する曲面部及び該
曲面部の外周部に形成されたフランジ部を有するミラー
本体と、該フランジ部に取付けられ、該ミラー本体を半
径方向に伸縮させる変形部材と、該変形部材に変形を与
える変形付与手段とを備えており、そのことにより上記
目的が達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION A variable curvature mirror according to the present invention comprises a mirror body having a curved surface portion made of an elastic material and reflecting an incident light, and a flange formed on an outer periphery of the curved surface portion; A deformable member attached to the portion for expanding and contracting the mirror body in the radial direction; and a deformation applying means for deforming the deformable member, thereby achieving the above object.

【0026】好ましくは、前記変形部材が両側面に電極
が形成された円板状の圧電部材であり、前記変形付与手
段が該電極をON/OFFする電源回路である。
Preferably, the deformation member is a disk-shaped piezoelectric member having electrodes formed on both side surfaces, and the deformation applying means is a power supply circuit for turning on / off the electrodes.

【0027】また、本発明の光ピックアップ装置は、請
求項1又は請求項2記載の曲率可変ミラーを備え、該曲
率可変ミラーによって反射された光線を対物レンズに導
く構成としており、そのことにより上記目的が達成され
る。
Further, an optical pickup device according to the present invention includes a variable curvature mirror according to claim 1 or 2, and is configured to guide a light beam reflected by the variable curvature mirror to an objective lens. Objective is achieved.

【0028】以下に、本発明の作用を図2に基づき説明
する。図2に示すように、本発明の曲率可変ミラー10
は、曲面部1a及びフランジ部1bを有するミラー本体
1と、圧電材料からなり、上下両側面に電極3,3が形
成され、ミラー本体1のフランジ部1bに接着された変
形部材2と、直流電源4及びスイッチ5を有し、電極
3,3に接続された電源回路を備えて構成されている。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the variable curvature mirror 10 of the present invention
Is a mirror body 1 having a curved surface portion 1a and a flange portion 1b, a deformable member 2 made of a piezoelectric material, having electrodes 3 and 3 formed on both upper and lower side surfaces, and adhered to the flange portion 1b of the mirror body 1; It has a power supply 4 and a switch 5 and includes a power supply circuit connected to the electrodes 3 and 3.

【0029】図2(a)はスイッチ5がOFFの状態を示
す。この状態では、変形部材2は変形せず、曲面部1a
は所定の曲率を維持している。
FIG. 2A shows a state where the switch 5 is OFF. In this state, the deformable member 2 does not deform, and the curved surface portion 1a
Maintains a predetermined curvature.

【0030】図2(b)はスイッチ5がONの状態を示
す。この状態では、電極3に電荷が負荷され、圧電材料
でできた変形部材2に電界が生じる。すると、変形部材
2は圧電効果により半径方向に変形しようとする。この
ため、変形部材2から曲面部1aに圧縮力が付与され
る。この結果、曲面部1aは半径方向に縮み、かつこれ
と直交する曲面方向に膨張するため、図2(b)に示す
ように、曲面部1aの曲率は小さくなる。
FIG. 2B shows a state where the switch 5 is ON. In this state, an electric charge is applied to the electrode 3 and an electric field is generated in the deformable member 2 made of a piezoelectric material. Then, the deformable member 2 tends to deform in the radial direction due to the piezoelectric effect. Therefore, a compressive force is applied from the deformable member 2 to the curved surface portion 1a. As a result, the curved surface portion 1a shrinks in the radial direction and expands in a curved surface direction orthogonal thereto, so that the curvature of the curved surface portion 1a decreases as shown in FIG. 2B.

【0031】このように、本発明によれば、圧縮力によ
り、半径方向への比較的小さい縮小量で曲面部1aを外
側に大きく膨張させることができる。即ち、特開昭59
−148014号公報及び特開昭62−186204号
公報で提案された曲率可変ミラーとはミラーの変形構造
が異なり、変形に要するエネルギは小さいため、少ない
変形量で曲面部1aの曲率を大きく変化させることがで
きる。従って、変形性能が良好なことより、駆動電圧が
低くて済む。また、このような曲率可変ミラーによれ
ば、その曲率の変形能が大きいことより、対物レンズに
よって絞り込まれ、その遠方に像点を結ぶ光線の像点位
置を大きく変化させることができる。この結果、上記従
来の光ピックアップ装置とは異なり、フォーカス調整の
ための対物レンズアクチュエータが不要になる。この結
果、駆動電圧が低く、小型かつ安価で、しかもランニン
グコストが低い光ピックアップ装置を実現できる。
As described above, according to the present invention, the curved surface portion 1a can be largely expanded outward with a relatively small reduction amount in the radial direction by the compressive force. That is, JP-A-59
The deformation structure of the mirror is different from that of the variable curvature mirror proposed in JP-A-148014 and JP-A-62-186204, and the energy required for the deformation is small. Therefore, the curvature of the curved surface portion 1a is largely changed with a small deformation amount. be able to. Therefore, the drive voltage may be low due to the good deformation performance. Further, according to such a variable curvature mirror, since the deformability of the curvature is large, the image point position of the light beam which is narrowed down by the objective lens and connects the image point to the far side can be largely changed. As a result, unlike the above-described conventional optical pickup device, an objective lens actuator for focus adjustment is not required. As a result, it is possible to realize an optical pickup device that has a low driving voltage, is small and inexpensive, and has a low running cost.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0033】(実施形態1)図1〜図3は本発明の実施
形態1を示す。まず、図1に基づき本発明曲率可変ミラ
ーの構成について説明する。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show Embodiment 1 of the present invention. First, the configuration of the variable curvature mirror of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】この曲率可変ミラー10は、弾性材料で形
成されたミラー本体1と、このミラー本体1に取り付け
られた円板状の変形部材2とを備えており、図2に示す
直流電源4より変形部材2に設けられた電極3に直流電
圧を印加すると、変形部材2が半径方向に縮小し、その
際に変形部材2からミラー本体1に付与される圧縮力に
よりミラー本体1を変形させ、これでその曲率を変化さ
せる基本構造になっている。
The variable curvature mirror 10 includes a mirror main body 1 made of an elastic material and a disk-shaped deformable member 2 attached to the mirror main body 1. The DC power supply 4 shown in FIG. When a DC voltage is applied to the electrode 3 provided on the deformable member 2, the deformable member 2 contracts in the radial direction, and at that time, the mirror body 1 is deformed by a compressive force applied from the deformable member 2 to the mirror body 1, This provides a basic structure for changing the curvature.

【0035】今少し具体的に説明すると、ミラー本体1
は、曲面部1aと曲面部1aの反対側に連設された円板
状のフランジ部1bとを備え、一例として、可撓性を有
するプラスチックで形成されている。曲面部1aの表面
は、例えばAlからなる反射膜が成膜されており、光線
(入射光)を反射可能になっている。
The mirror body 1 will now be described more specifically.
Has a curved surface portion 1a and a disk-shaped flange portion 1b continuously provided on the opposite side of the curved surface portion 1a, and is made of, for example, a flexible plastic. A reflective film made of, for example, Al is formed on the surface of the curved surface portion 1a, and can reflect light rays (incident light).

【0036】変形部材2は、例えば圧電材料で形成され
ており、一例として、接着剤でミラー本体1のフランジ
部1bに接着されている。変形部材2の両側面、即ち図
上上下両面には、例えばAgで電極3,3が成膜されて
いる。
The deformable member 2 is made of, for example, a piezoelectric material, and is adhered to the flange 1b of the mirror body 1 with an adhesive, for example. Electrodes 3 and 3 are formed of, for example, Ag on both side surfaces of the deformable member 2, that is, on both upper and lower surfaces in the figure.

【0037】次に、図2に基づきこの曲率可変ミラーの
駆動原理、即ち曲率可変原理について説明する。図2に
示すように、上下の電極3,3は直流電源4及びスイッ
チ5を備えた電源回路に接続されている。今少し説明す
ると、上下の電極3,3を直流電源4の陽極,陰極にそ
れぞれ接続してある。このような構成により、スイッチ
5のON/OFFで電荷の負荷,除荷が行えるようになってい
る。
Next, the driving principle of the variable curvature mirror, that is, the variable curvature principle will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the upper and lower electrodes 3 and 3 are connected to a power supply circuit having a DC power supply 4 and a switch 5. In brief, the upper and lower electrodes 3 and 3 are connected to the anode and cathode of the DC power supply 4, respectively. With such a configuration, loading and unloading of electric charges can be performed by turning on / off the switch 5.

【0038】図2(a)はスイッチ5がOFFの状態を示
す。この状態では、変形部材2は変形せず、曲面部1a
は所定の曲率を維持している。
FIG. 2A shows a state where the switch 5 is OFF. In this state, the deformable member 2 does not deform, and the curved surface portion 1a
Maintains a predetermined curvature.

【0039】図2(b)はスイッチ5がONの状態を示
す。この状態では、電極3に電荷が負荷され、圧電材料
でできた変形部材2に電界が生じる。すると、変形部材
2は圧電効果により半径方向に変形しようとする。この
ため、変形部材2から曲面部1aに圧縮力が付与され
る。この結果、曲面部1aは半径方向に縮み、かつこれ
と直交する曲面方向に膨張するため、図2(b)に示す
ように、曲面部1aの曲率は小さくなる。
FIG. 2B shows a state where the switch 5 is ON. In this state, an electric charge is applied to the electrode 3 and an electric field is generated in the deformable member 2 made of a piezoelectric material. Then, the deformable member 2 tends to deform in the radial direction due to the piezoelectric effect. Therefore, a compressive force is applied from the deformable member 2 to the curved surface portion 1a. As a result, the curved surface portion 1a contracts in the radial direction and expands in the curved surface direction orthogonal thereto, so that the curvature of the curved surface portion 1a decreases as shown in FIG. 2B.

【0040】このように、本実施形態1の曲率可変ミラ
ー10によれば、圧縮力により、半径方向への比較的小
さい縮小量で曲面部1aを外側に大きく膨張させること
ができる。即ち、少ない変形量で曲面部1aの曲率を大
きく変化させることができる。従って、変形性能が良好
なことより、駆動電圧が低くて済む。
As described above, according to the curvature variable mirror 10 of the first embodiment, the curved surface portion 1a can be largely expanded outward by a compressive force with a relatively small reduction amount in the radial direction. That is, the curvature of the curved surface portion 1a can be largely changed with a small amount of deformation. Therefore, the drive voltage may be low due to the good deformation performance.

【0041】以上の説明から明かなように、本発明の曲
率可変ミラーは、電源回路から変形部材2に形成された
電極3,3に直流をON/OFFすることにより、ミラー本体
1の曲面部1aの曲率を簡単に変更できる構成になって
いる。
As is clear from the above description, the variable curvature mirror of the present invention is configured such that the direct current is turned on / off from the power supply circuit to the electrodes 3 and 3 formed on the deformable member 2 so that the curved surface portion of the mirror main body 1 is turned on. The configuration is such that the curvature of 1a can be easily changed.

【0042】次に、図3に基づき本発明の曲率可変ミラ
ー10を用いると、像点位置の変更が可能である理由を
説明する。図3は本発明の曲率可変ミラー10を反射ミ
ラーとして備えた光学系を示す。即ち、この光学系は曲
率可変ミラー10の一側方に、例えば半導体レーザから
なる光源7を配設し、曲率可変ミラー10の下方に対物
レンズ8を配設した構成になっている。
Next, the reason why the image point position can be changed by using the variable curvature mirror 10 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an optical system including the variable curvature mirror 10 of the present invention as a reflection mirror. That is, this optical system has a configuration in which a light source 7 made of, for example, a semiconductor laser is disposed on one side of the variable curvature mirror 10 and an objective lens 8 is disposed below the variable curvature mirror 10.

【0043】光源7から出射された光線6は水平方向を
直進し、ミラー本体1の曲面部1aで下方に反射され、
対物レンズ8に入射する。対物レンズ8は入射光を集光
し、その下方に像点9を結ぶ。
The light beam 6 emitted from the light source 7 travels straight in the horizontal direction, is reflected downward by the curved surface portion 1a of the mirror body 1, and
The light enters the objective lens 8. The objective lens 8 condenses the incident light and connects an image point 9 below the light.

【0044】図3(a)はスイッチ5がOFFの状態を示
す。この状態では、ミラー本体1は変形しないので、光
線6は同図に示す光路をたどり、像点9を結ぶ。
FIG. 3A shows a state where the switch 5 is OFF. In this state, since the mirror main body 1 is not deformed, the light ray 6 follows the optical path shown in FIG.

【0045】一方、スイッチ5をONすると、上記した理
由により、ミラー本体1が変形し、曲面部1aの曲率が
小さくなるので、図3(b)に示すように、光線6の光
路は図3(a)とは異なり、像点9の位置が変わる。こ
のように、曲率可変ミラー10の曲率を変更すれば、光
線6の像点位置を変化させることができる。
On the other hand, when the switch 5 is turned on, the mirror main body 1 is deformed and the curvature of the curved surface portion 1a is reduced for the above-mentioned reason, so that the optical path of the light beam 6 is changed as shown in FIG. Unlike (a), the position of the image point 9 changes. Thus, by changing the curvature of the curvature variable mirror 10, the image point position of the light beam 6 can be changed.

【0046】具体的な数値例として、図3に示した光学
系において、像点位置がどのくらい変わるかを示す。計
算に用いる諸定数は以下の通りである。
As a specific numerical example, how much the image point position changes in the optical system shown in FIG. The constants used for the calculation are as follows.

【0047】ミラー本体の直径D:6mm 圧電材料の圧電定数d31:250×10-12m/V 圧電材料の厚さt:25μm 印加電圧V:50V ミラー本体と対物レンズの距離l:5mm 対物レンズの焦点距離f:3.5mm まず、圧電材料の収縮による、ミラー本体1の曲率の変
化量を算出する。電圧の印加による圧電材料の半径方向
の収縮量△Lは下記(1)式で与えられる。
Diameter D of mirror body: 6 mm Piezoelectric constant d 31 of piezoelectric material: 250 × 10 −12 m / V Thickness t of piezoelectric material: 25 μm Applied voltage V: 50 V Distance 1 between mirror body and objective lens 1: 5 mm Objective First, the amount of change in the curvature of the mirror body 1 due to contraction of the piezoelectric material is calculated. The radial contraction amount ΔL of the piezoelectric material due to the application of a voltage is given by the following equation (1).

【0048】 △L=d31・V・D/t=3μm …(1) 圧電材料の収縮により、平面であった曲率可変ミラー1
0の球面部1aが球面に変形したとする。このとき、弧
の長さは変形前の直径Dを保ち、弦の長さがD−△Lに
なるものとする。球面の曲率rは、下記(2)式を数値
的に解くことにより得られる。
ΔL = d 31 · V · D / t = 3 μm (1) The flat curvature variable mirror 1 due to the contraction of the piezoelectric material
It is assumed that the 0 spherical portion 1a is deformed into a spherical surface. At this time, the length of the arc keeps the diameter D before deformation, and the length of the chord becomes D- 弦 L. The curvature r of the spherical surface is obtained by numerically solving the following equation (2).

【0049】 sin(D/2r)=(D−△L)/2r …(2) 上記数値を与え、(2)式を解くと、曲率r=54.7
7mmとなる。
Sin (D / 2r) = (D− △ L) / 2r (2) Given the above numerical values and solving equation (2), the curvature r = 54.7.
7 mm.

【0050】次に、光線を近軸光線とし、ミラー本体1
は光軸に対し45°傾いているものとすると、反射光に
おける、曲率可変ミラー10から光の物点までの距離δ
は下記(3)式で与えられる。
Next, the light beam is defined as a paraxial light beam and the mirror body 1
Is assumed to be inclined by 45 ° with respect to the optical axis, and the distance δ from the variable curvature mirror 10 to the light object point in the reflected light
Is given by the following equation (3).

【0051】δ=r/2√2=19.4 …(3) 次に、光の物点から対物レンズまでの距離をu(=δ+
l)、対物レンズ8から光の像点9までの距離をvとす
ると、下記(4)式が成立する。
Δ = r / 2√2 = 19.4 (3) Next, the distance from the object point of light to the objective lens is represented by u (= δ +
l), assuming that the distance from the objective lens 8 to the image point 9 of light is v, the following equation (4) is established.

【0052】v=u・f/(u−f) …(4) 球面部1aが平面であるとき、光線6は平行のまま反射
するので、u=∞とすれば変形前の像点距離vが求ま
る。
V = uf · (uf) (4) When the spherical portion 1a is a plane, the light ray 6 is reflected while being parallel, so that if u = ∞, the image point distance v before deformation is obtained. Is found.

【0053】v=f=3.5mm 球面部1aが球面に変形したとき、u=δ+1=24.
4とすれば、変形後の像点距離v’が求まる。
V = f = 3.5 mm When the spherical portion 1a is deformed into a spherical surface, u = δ + 1 = 24.
Assuming that 4, the image point distance v ′ after deformation is obtained.

【0054】v’=4.1mm 即ち、曲率可変ミラー10の変形により、像点位置は
4.1−3.5=0.6mm変化することが判明した。
V '= 4.1 mm That is, it was found that the image point position was changed by 4.1-3.5 = 0.6 mm due to the deformation of the variable curvature mirror 10.

【0055】本発明の曲率可変ミラー10において、こ
のような変化を生じさせるのに必要な駆動電圧(印加電
圧)は、上記のように50Vであるため、上記特開平7
−49460号公報で提案された曲率可変ミラーの実施
例中に記載された駆動電圧2300Vに比べて格段に小
さい値になっている。
In the variable curvature mirror 10 of the present invention, the driving voltage (applied voltage) required to cause such a change is 50 V as described above.
The driving voltage is much smaller than 2300 V described in the embodiment of the variable curvature mirror proposed in Japanese Patent No. 49460.

【0056】(実施形態2)図4は本発明の実施形態2
を示す。本実施形態2は、本発明曲率可変ミラーを光ピ
ックアップ装置に応用した例を示す。即ち、図4は本発
明光ピックアップ装置を示す。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows Embodiment 2 of the present invention.
Is shown. Embodiment 2 shows an example in which the variable curvature mirror of the present invention is applied to an optical pickup device. That is, FIG. 4 shows the optical pickup device of the present invention.

【0057】なお、図6に示す光ピックアップ装置と共
通する部材については同一の符号を付してあり、重複す
る記載については省略し、以下に異なる部分についての
み説明する。
The same members as those of the optical pickup device shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted, and only different portions will be described below.

【0058】光線平行化レンズ34で平行光になった光
線は、曲率可変ミラー10で反射され、対物レンズ55
で集光され、光ディスク36の記録面で像点を結ぶ。光
ディスク36のフォーカシングエラーはフォトダイオー
ド33で検出され、その情報を曲率可変ミラー10の電
源回路に送り、電源電圧の調整のみで光ディスク36の
フォーカスの調整を行う。
The light beam collimated by the light beam collimating lens 34 is reflected by the curvature variable mirror 10 and is reflected by the objective lens 55.
And the image point is formed on the recording surface of the optical disc 36. The focusing error of the optical disk 36 is detected by the photodiode 33, the information is sent to the power supply circuit of the curvature variable mirror 10, and the focus of the optical disk 36 is adjusted only by adjusting the power supply voltage.

【0059】即ち、本実施形態2の光ピックアップ装置
では、図6に示す従来の光ピックアップ装置とは異な
り、対物レンズアクチュエータを用いず、曲率可変ミラ
ー10の電源電圧を調整するだけでフォーカスの調整を
行うことができる。このため、まず第1に、光ピックア
ップ装置の小型化及びコストダウンが可能となる。ま
た、上記した理由により、駆動電力(駆動電圧)を低減
できるので、光ピックアップ装置のランニングコストを
低減できる利点がある。
That is, in the optical pickup device of the second embodiment, unlike the conventional optical pickup device shown in FIG. 6, focus adjustment is performed only by adjusting the power supply voltage of the curvature variable mirror 10 without using an objective lens actuator. It can be performed. For this reason, first, it is possible to reduce the size and cost of the optical pickup device. Further, for the above-described reason, the driving power (driving voltage) can be reduced, so that there is an advantage that the running cost of the optical pickup device can be reduced.

【0060】(実施形態3)図5は本発明の実施形態3
を示す。本実施形態3は、本発明曲率可変ミラーを、光
ピックアップ装置に応用した例を示す。この光ピックア
ップ装置は、2種類の光ディスク、即ちDVD(デジタ
ル バーサタイル ディスク)とCD(コンパクト デ
ィスク)に対して正確な記録・再生が可能になった光ピ
ックアップ装置に本発明を適用した例を示している。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows Embodiment 3 of the present invention.
Is shown. Embodiment 3 shows an example in which the curvature variable mirror of the present invention is applied to an optical pickup device. This optical pickup device shows an example in which the present invention is applied to an optical pickup device capable of accurately recording and reproducing data on two types of optical discs, namely, a DVD (digital versatile disc) and a CD (compact disc). I have.

【0061】なお、この光ピックアップ装置の構成は図
4に示す光ピックアップ装置と共通しているため、共通
する部材については同一の符号を付し、具体的な説明に
ついては省略する。
Since the structure of this optical pickup device is common to that of the optical pickup device shown in FIG. 4, the same members are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0062】変形可能ミラー10によって反射され、対
物レンズ55によって絞り込まれた光線はDVD36a
(図5(a)参照)又はCD36b(図5(b)参照)
の情報記録面上に像点を結ぶ構成になっている。
The light beam reflected by the deformable mirror 10 and focused by the objective lens 55 is a DVD 36a.
(See FIG. 5A) or CD36b (See FIG. 5B)
The image point is connected to the information recording surface of the image forming apparatus.

【0063】ここで、DVD36a、CD36bの板厚
(ディスク厚)はそれぞれ0.6mm、1.2mmであ
るため、双方を1つの光学系で再生するには、像点位置
を0.6mm移動させなければならない。
Here, since the plate thicknesses (disc thicknesses) of the DVD 36a and the CD 36b are 0.6 mm and 1.2 mm, respectively, the image point position is moved by 0.6 mm in order to reproduce both with one optical system. There must be.

【0064】しかるに、本発明の曲率可変ミラー10
は、前記の数値例にも示した通り、50Vの印加電圧で
0.6mmの像点位置の変化が可能なため、本応用例の
ような大きな像点位置の変化が必要な場合でも、対物レ
ンズアクチュエータを用いること無しに、像点位置の変
化を行うことができる。
However, the variable curvature mirror 10 of the present invention
Since the image point position can be changed by 0.6 mm with an applied voltage of 50 V as shown in the numerical example above, even if a large image point position change is required as in this application example, The image point position can be changed without using a lens actuator.

【0065】よって、本実施形態3によれば、DVDと
CDといった2種類の光ディスク対して正確な記録・再
生が可能になった、駆動電圧が低く、小型かつ安価で、
しかもランニングコストが低い光ピックアップ装置を実
現することができる。
Therefore, according to the third embodiment, accurate recording / reproduction can be performed on two types of optical disks such as a DVD and a CD.
In addition, an optical pickup device with low running cost can be realized.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上の本発明曲率可変ミラーによれば、
少ない変形量でミラーの曲率を大きく変化させることが
できるので、変形に要するエネルギ、即ち駆動電力を低
減できる。しかも、ミラーの曲率変化のみで像点位置を
大きく変化させることができるので、光ピックアップ装
置に応用した場合に、従来技術では必要であった対物レ
ンズアクチュエータが不要となる。
According to the variable curvature mirror of the present invention described above,
Since the curvature of the mirror can be largely changed with a small amount of deformation, energy required for deformation, that is, driving power can be reduced. In addition, since the image point position can be largely changed only by changing the curvature of the mirror, when applied to an optical pickup device, the objective lens actuator which is required in the related art becomes unnecessary.

【0067】このため、本発明曲率可変ミラーによれ
ば、駆動電圧が低く、小型かつ安価で、しかもランニン
グコストが低い光ピックアップ装置を実現することがで
きる。
Therefore, according to the variable curvature mirror of the present invention, it is possible to realize an optical pickup device having a low driving voltage, a small size and a low price, and a low running cost.

【0068】また、このような曲率可変ミラーを用いた
光ピックアップ装置によれば、駆動電圧が低く、小型か
つ安価で、しかもランニングコストが低く、その上で、
DVDとCDといった2種類の光ディスク対して正確な
記録・再生が可能になった光ピックアップ装置を実現で
きる。
According to the optical pickup device using such a variable curvature mirror, the driving voltage is low, the device is small and inexpensive, and the running cost is low.
It is possible to realize an optical pickup device capable of accurately recording / reproducing two types of optical disks such as a DVD and a CD.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1を示す、曲率可変ミラーの
分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a variable curvature mirror according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1を示す、曲率可変ミラーの
駆動原理を説明するための図であり、(a)は無変形状
態を、(b)は変形状態をそれぞれ示す。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a driving principle of a variable curvature mirror according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A illustrates a non-deformed state, and FIG.

【図3】本発明の実施形態1を示す、本発明の曲率可変
ミラーによる像点位置の変化を説明するための図であ
り、(a)は無変形状態の像点位置を、(b)は変形状
態の像点位置をそれぞれ示す。
FIGS. 3A and 3B are views for explaining a change in an image point position by the curvature variable mirror according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A illustrates an image point position in an undeformed state, and FIG. Indicates the image point position in the deformed state.

【図4】本発明の実施形態2を示す、本発明の曲率可変
ミラーを用いた光ピックアップ装置の一例を示す構成
図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of an optical pickup device using a variable curvature mirror of the present invention, showing Embodiment 2 of the present invention.

【図5】本発明の実施形態2を示す、本発明の曲率可変
ミラーを用いたDVD、CDを再生するために使用され
る光ピックアップ装置を示す構成図であり、(a)はD
VDに適用する場合を、(b)はCDに適用する場合を
それぞれ示す。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an optical pickup device according to a second embodiment of the present invention, which is used to reproduce a DVD or a CD using the variable curvature mirror of the present invention.
(B) shows a case of applying to VD, and (b) shows a case of applying to CD.

【図6】従来の光ピックアップ装置を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional optical pickup device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ミラー本体 1a 曲面部 1b フランジ部 2 変形部材 3 電極 4 直流電源 5 スイッチ 6 光線 7 光源 8 対物レンズ 9 像点 10 曲率可変ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror main body 1a Curved surface part 1b Flange part 2 Deformation member 3 Electrode 4 DC power supply 5 Switch 6 Light beam 7 Light source 8 Objective lens 9 Image point 10 Curvature variable mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 進 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 石井 ▲頼▼成 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Hirata 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Co., Ltd. No. Sharp Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性材料からなり、入射光を反射する曲
面部及び該曲面部の外周部に形成されたフランジ部を有
するミラー本体と、 該フランジ部に取付けられ、該ミラー本体を半径方向に
伸縮させる変形部材と、 該変形部材に変形を与える変形付与手段とを備えた曲率
可変ミラー。
A mirror body made of an elastic material and having a curved surface portion for reflecting incident light and a flange portion formed on an outer peripheral portion of the curved surface portion; and a mirror body attached to the flange portion and extending the mirror body in a radial direction. A variable curvature mirror comprising: a deformable member that expands and contracts; and a deformation applying unit that deforms the deformable member.
【請求項2】 前記変形部材が両側面に電極が形成され
た円板状の圧電部材であり、前記変形付与手段が該電極
をON/OFFする電源回路である請求項1記載の曲率可変ミ
ラー。
2. The variable curvature mirror according to claim 1, wherein said deformable member is a disk-shaped piezoelectric member having electrodes formed on both sides, and said deformation applying means is a power supply circuit for turning on / off said electrodes. .
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の曲率可変ミ
ラーを備え、該曲率可変ミラーによって反射された光線
を対物レンズに導く構成とした光ピックアップ装置。
3. An optical pickup device comprising the variable curvature mirror according to claim 1 or 2, and configured to guide a light beam reflected by the variable curvature mirror to an objective lens.
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