(57)【要約】【課題】  駆動機構の構成が極めて簡素で、且つ、発熱の惧れがなく、さらに、低振動、低消費電力、低騒音を実現できる対物レンズ駆動装置および光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  駆動源として高分子アクチュエータ１０８、１０９を用いる。トラッキング用高分子アクチュエータ１０９の一端は、ハウジング１０１のアクチュエータ支持基板１１１に固着され、他端は、連結部材１１０を介してフォーカス用高分子アクチュエータ１０８の両端に連結されている。フォーカス用高分子アクチュエータ１０８上には、対物レンズ１０６を保持するレンズホルダー１０７が装着されている。高分子アクチュエータ１０８、１０９は、導電性高分子層に電位が印加されることにより、面に垂直な方向に湾曲する。これに伴い、対物レンズ１０６がフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。【選択図】    図１
2006164400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置に搭載される対物レンズ駆動装置であって、
前記対物レンズをフォーカス方向に変位可能に支持する第１の支持部材と、
前記対物レンズをトラッキング方向に変位可能に支持する第２の支持部材とを有し、
前記第１および第２の支持部材は、サーボ電圧の印加によってドーパントイオンが導電性高分子材料に出入りすることにより形状がそれぞれ前記フォーカス方向およびトラッキング方向に変位する構造体を有する、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記構造体は、ドーパントイオンが導電性高分子材料層に出入りすることによって平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成されている、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記構造体は、前記導電性高分子材料層にドーパントイオンを出入りさせる固体電解質層を具備する、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項４】
ビーム収束体をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動するアクチュエータを備えた光ピックアップ装置において、
前記ビーム収束体をフォーカス方向に変位可能に支持する第１の支持部材と、
前記ビーム収束体をトラッキング方向に変位可能に支持する第２の支持部材とを有し、
前記第１および第２の支持部材は、サーボ電圧の印加によってドーパントイオンが導電性高分子材料に出入りすることにより形状がそれぞれ前記フォーカス方向およびトラッキング方向に変位する構造体を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記構造体は、ドーパントイオンが導電性高分子材料層に出入りすることによって平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記構造体は、前記導電性高分子材料層にドーパントイオンを出入りさせる固体電解質層を具備する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ駆動装置および光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等に搭載されている光ピックアップ装置には、対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータが搭載されている。かかる対物レンズアクチュエータとしては、コイルとマグネット間の電磁駆動力を利用するものが広く用いられている。
【特許文献１】特開２００３−１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、かかるアクチュエータによれば、対物レンズを弾性支持するサスペンションワイヤーの他にコイル、マグネット等の駆動機構部が必要となるため、構成が複雑になるとの問題がある。また、振動等が光ピックアップ装置の性能に悪影響を及ぼす惧れもある。
【０００４】
そこで、本発明は、駆動手段の構成が極めて簡素で小型薄型化を図り易く、且つ、振動等による影響が生じ難く、さらに、低消費電力、低騒音を実現できる対物レンズ駆動装置およびピックアップ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【０００６】
請求項１の発明は、光ピックアップ装置に搭載される対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズをフォーカス方向に変位可能に支持する第１の支持部材と、前記対物レンズをトラッキング方向に変位可能に支持する第２の支持部材とを有し、前記第１および第２の支持部材は、サーボ電圧の印加によってドーパントイオンが導電性高分子材料に出入りすることにより形状がそれぞれ前記フォーカス方向およびトラッキング方向に変位する構造体を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の対物レンズ駆動装置において、前記構造体は、ドーパントイオンが導電性高分子材料層に出入りすることによって平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の対物レンズ駆動装置において、前記構造体は、前記導電性高分子材料層にドーパントイオンを出入りさせる固体電解質層を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、ビーム収束体をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動するアクチュエータを備えた光ピックアップ装置において、前記ビーム収束体をフォーカス方向に変位可能に支持する第１の支持部材と、前記ビーム収束体をトラッキング方向に変位可能に支持する第２の支持部材とを有し、前記第１および第２の支持部材は、サーボ電圧の印加によってドーパントイオンが導電性高分子材料に出入りすることにより形状がそれぞれ前記フォーカス方向およびトラッキング方向に変位する構造体を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の光ピックアップ装置において、前記構造体は、ドーパントイオンが導電性高分子材料層に出入りすることによって平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４または５に記載の光ピックアップ装置において、前記構造体は、前記導電性高分子材料層にドーパントイオンを出入りさせる固体電解質層を具備することを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明における「第１の支持部材」は、実施形態において「フォーカス用高分子アクチュエータ１０９」として示されている。また、本発明における「第２の支持部材」は、実施形態において「トラッキング用高分子アクチュエータ１０８」として示されている。さらに、本発明における「ビーム収束体」は、実施形態において「対物レンズ１０６」として示されている。ただし、かかる「ビーム収束体」は、これ以外にも、リレーレンズやフォログラムレンズ、あるいは、フォログラムレンズと発光部が一体化したもの等によっても実現され得る。以下の実施形態は、本発明の一つの実施形態を例示するものであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義を何ら制限するものではない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サーボ電圧の印加によって第１の支持部材および第２の支持部材自身の形状が変位する構成であるため、コイル、マグネット等のアクチュエータが不要となり、対物レンズ駆動機構および光ピックアップ装置の構成を単純・簡素なものとすることができる。
【００１４】
また、上記発明における構造体は、発熱や機械的振動が殆ど生じないため、駆動手段からの熱や振動によって光ピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、この構造体は、消費電力が小さく、また、駆動時に騒音が殆ど生じないため装置の低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に、光ピックアップ装置の構成を示す。
【００１７】
図示の如く、光ピックアップ装置は、光学系を装着するためのハウジング１０１と、所定波長のレーザ光を出射する半導体レーザ１０２と、半導体レーザ１０２からのレーザ光を分割するビームスプリッタ１０３と、ビームスプリッタ１０３を通過した光を平行光に変換するコリメータレンズ１０４と、コリメータレンズ１０４を通過したレーザ光を上方向に立ち上げるミラー１０５と、ミラー１０５によって立ち上げられたレーザ光を収束させる対物レンズ１０６を備えている。
【００１８】
また、対物レンズ１０６を保持するレンズホルダー１０７と、レンズホルダー１０７が上面に装着されるシート状のフォーカス用高分子アクチュエータ１０８と、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８の両端がそれぞれ連結部材１１０を介して固着されるシート状のトラッキング用高分子アクチュエータ１０９と、トラッキング用高分子アクチュエータ１０９の非連結側端部が固着されるアクチュエータ支持基板１１１を備えている。かかるアクチュエータの構成により、対物レンズ１０６は、フォーカス方向およびトラッキング方向に変位可能に支持される。なお、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８とトラッキング用高分子アクチュエータ１０９の構造および動作については追って詳述する。
【００１９】
さらに、光ピックアップ装置は、ビームスプリッタ１０３にて反射されたレーザ光を収束させる収束レンズ１１２と、収束レンズ１１２によって収束されたレーザ光を受光して再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を生成するための電気信号を出力する光検出器１１３を備えている。
【００２０】
かかる光ピックアップ装置は、ハウジング１０１が一対のガイドシャフト２０１、２０２にて支持されることにより、ディスク径方向に移動可能に、光ディスク装置内のシャーシに装着される。
【００２１】
図２に、アクチュエータの要部斜視図を示す。
【００２２】
図示の如く、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８には、その中央部に光路用開口１０８ａが形成されている。そして、この開口１０８ａ上に位置づけられるようにして、レンズホルダー１０７がフォーカス用高分子アクチュエータ１０８上面に装着される。
【００２３】
図３は、レンズホルダー１０７が装着された後のアクチュエータを前方からみたときの状態を示す図である。この状態において、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８にサーボ信号を印加すると、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８がフォーカス方向に撓み、対物レンズ１０６がフォーカス方向に変位される。また、トラッキング用高分子アクチュエータ１０９にサーボ信号を印加すると、トラッキング用高分子アクチュエータ１０９がトラッキング方向に撓み、対物レンズ１０６がトラッキング方向に変位される。
【００２４】
図４に、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８およびトラッキング用高分子アクチュエータ１０９の断面構造およびサーボ信号印加時の状態を示す。
【００２５】
同図（ａ）に示す如く、それぞれの高分子アクチュエータは、固体電解質層Ａ、Ｂ、導電性高分子層Ａ、導電性高分子層Ｂが積層された構造となっている。さらに、外表面に絶縁層が形成されている。
【００２６】
一般に、高分子は、モノマー分子を互いに重合させて、分子の長い鎖を形成することにより生成される。ここで、モノマー分子が、重合時に、隣り同士の分子間で電子の受け渡しを行える性質を有する場合には、生成後の高分子は導電性高分子となる。つまり、高分子自体が導電性を有することとなる。この導電性は、半導体の導電性に近いものとなる。
【００２７】
なお、導電性高分子の形成に適する代表的なモノマー分子として、ピロールやチオフェンがある。これらが重合すると、ポリピロールやポリチオフェンとなる。
【００２８】
上記重合時に、ドーパントと呼ばれる種々のイオンを取り込ませることにより、イオン種の極性に依存して、導電性高分子自体がｐ型やｎ型の特性を持つようになる。この状態で、導電性高分子を電解質溶液に浸し、例えば電解質溶液側を負、導電性高分子層側を正として電位を印加したとすると、取り込まれているドーパントイオンが正極性を持つ場合には、ドーパントイオンが電解質溶液の中に出て行く。また、これとは逆の電位を印加した場合には、ドーパントイオンが導電性高分子内に取り込まれる。なお、ドーパントイオンが負極性を持つ場合には、これとは逆の挙動を示す。
【００２９】
ここで、導電性高分子に出入りするイオンの量は、印加される電位差によって決まる。つまり、所定の電位が印加されると、それと電気化学的に平衡状態になるように導電性高分子内の取り込みイオンの量（数or電荷量）が一義的に決まる。なお、イオンが取り込まれた（または、出て行った）状態で電位の印加を遮断した場合には、導電性高分子と電解質溶液の間で実質的にはイオンの出入りは起こらない。
【００３０】
ところで、上記のようにして重合時にドーパントイオンを取り込ませると、これによって、導電性高分子の素材自体にドーパントイオンによって確保された（ドーパントイオンと逆の極性を持った）イオンのポケットが形成される。ここで、導電性高分子に取り込まれるドーパントイオンにはさまざまな大きさがある。この大きさを適宜選択することにより、導電性高分子への物理的なもぐり込み速度を制御することができる。
【００３１】
導電性高分子材料への電位印加によってイオンが取り込まれると、導電性高分子材料自体の体積は増加する。逆に、イオンが出て行くと体積は減少する。なお、図４（ａ）に示す「導電性高分子層Ａ」と「導電性高分子層Ｂ」は、逆極性のドーパントイオンのポケットを持つ材料である。従って、これら２つの材料に同じ電位を印加した場合には、一方は体積増加し、他方は体積減少するようになる。このため、これら２つの材料層を積層方向に配置して高分子アクチュエータを構成すると、この高分子アクチュエータは、体積減少した方に湾曲するようになる。
【００３２】
図４（ａ）に示す高分子アクチュエータは、かかる導電性高分子の特性を利用して構成されたものである。なお、同図に示す高分子アクチュエータでは、上記説明中の電解質溶液に代えて固体電解質層Ａ、Ｂが用いられている。
【００３３】
かかる高分子アクチュエータにおいて、図４（ｂ）（ｃ）に示す如く、導電性高分子層Ａ、Ｂに同じ電位を印加すると、一方は体積が増加し、他方は体積が減少する。これにより、高分子アクチュエータは、全体が円弧形状に変形（湾曲）する。この場合、電性高分子層Ａ、Ｂが同時に円弧形状に変形するため、大きな変化量が得られる。
【００３４】
かかる高分子アクチュエータが上記フォーカス用高分子アクチュエータ１０８である場合、高分子アクチュエータは、両端が連結部材１１０に固着されているため、中央部が面に垂直な方向に変位する。よって、対物レンズ１０６は、この変位に伴って、フォーカス方向に変位する。また、高分子アクチュエータが上記トラッキング用高分子アクチュエータ１０９である場合、高分子アクチュエータは、一端がアクチュエータ支持基板１１１に固着されているため、連結部材１１０側の自由端が面に垂直な方向に変位する。よって、対物レンズ１０６は、この変位に伴って、トラッキング方向に変位する。
【００３５】
したがって、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８およびトラッキング用高分子アクチュエータ１０９に対し、図４（ｂ）（ｃ）に示す如くしてサーボ信号を印加することにより、対物レンズ１０６をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動することができる。
【００３６】
なお、導電性高分子材料を用いた積層構造およびその製造プロセスについては、たとえば、特開２００３−３４０９８２号公報および特開２００４−８２３９５号公報にも記載されている。
【００３７】
図５に、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８およびトラッキング用高分子アクチュエータ１０９の他の構成例（断面構造）と、これに対してサーボ信号を印加したときのアクチュエータの変化状態を示す。
【００３８】
本構成例では、それぞれの高分子アクチュエータは、同図（ａ）に示す如く、固体電解質層Ａと導電性高分子層Ａが積層された構造となっている。さらに、外表面に絶縁層が形成されている。
【００３９】
かかる高分子アクチュエータに対し、同図（ｂ）（ｃ）に示す如く、導電性高分子層Ａに電位を印加すると、上記ドーパントイオンの出入りにより、導電性高分子層Ａの体積が減少または増加する。これにより、高分子アクチュエータは、全体が円弧形状に変形（湾曲）する。
【００４０】
この場合、上記図４の場合と異なり、導電性高分子層Ａのみが円弧形状に変形するため、湾曲時の変化量は、図４の場合に比べて小さくなる。なお、図５（ｃ）の状態からさらに図５（ｃ）の如くして印加する電位を増加させると、高分子アクチュエータは下面側に湾曲する。
【００４１】
したがって、かかる高分子アクチュエータを、上記と同様にして、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８とトラッキング用高分子アクチュエータ１０９として用いると、サーボ信号の印加に応じて対物レンズ１０６をフォーカス方向およびトラッキング方向に変位させることができる。すなわち、フォーカス用高分子アクチュエータ１０８およびトラッキング用高分子アクチュエータ１０９に対し、図５（ｂ）（ｃ）に示す如くしてサーボ信号を印加することにより、対物レンズ１０６をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動することができる。
【００４２】
上記実施形態によれば、対物レンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができ、当該駆動機構の小型・薄型化を図ることができる。また、フォーカス方向およびトラッキング方向の駆動時に導電性高分子アクチュエータから熱や振動が発生することがないため、熱や振動によって光ピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、導電性高分子アクチュエータは消費電力が小さく騒音も殆どないため、光ピックアップ装置の低消費電力化、低騒音化を図ることもできる。
【００４３】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４４】
たとえば、上記実施形態では、固体電解質層Ａ、Ｂを配することによりドーパントイオンを導電性高分子層に脱注入するようにしたが、導電性高分子層を電解質溶液に浸すような構成をとることによりドーパントイオンを導電性高分子層に脱注入するようにすることもできる。
【００４５】
また、上記実施形態では、連結部材１１０によってフォーカス用高分子アクチュエータとトラッキング用高分子アクチュエータを連結するようにしたが、フォーカス用高分子アクチュエータとトラッキング用高分子アクチュエータを予め一体的に形成したシート状部材を各アクチュエータのつなぎ目にて折り曲げる等して、各アクチュエータの一体化を図るようにすることもできる。
【００４６】
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図
【図２】実施形態に係るアクチュエータの要部構成を示す図
【図３】実施形態に係るアクチュエータの構成を示す図
【図４】実施形態に係る高分子アクチュエータの断面構造と変化状態を示す図
【図５】他の実施形態に係る高分子アクチュエータの断面構造と変化状態を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１０６    対物レンズ
１０８    フォーカス用高分子アクチュエータ
１０９    トラッキング用高分子アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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