(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を用いる。高分子アクチュエータ１０８の一端は、ハウジング１０１のアクチュエータ支持基板１０９に固着され、他端は、対物レンズ１０６を保持するレンズホルダー１０７に固着されている。高分子アクチュエータ１０８は、フォーカス駆動エリアおよびトラッキング駆動エリアの導電性高分子層に電位が印加されることにより、フォーカス方向およびトラッキング方向に湾曲する。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
2006164401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記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変位可能に支持する支持部材を備え、該支持部材は、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具備する、
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、
前記支持部材は、柱状形状を有しており、且つ、長手方向に直交する断面領域が、前記ドーパントイオンの出入りによって前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記ドーパントイオンの出入りによって前記トラッキング方向に変位する構造体の領域に区分されている、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記構造体は、柱状形状を有する芯線の表面に、前記フォーカス方向に変位する領域と前記トラッキング方向に変位する領域に区分されて形成されている、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記構造体は、前記芯線の表面に形成された共通電極と、前記各領域に分割されて形成された分割電極と、前記共通電極と分割電極の間に形成された導電性高分子材料層および該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５】
請求項２ないし４の何れかにおいて、
前記支持部材は、前記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変位可能に支持する複数の支持部材からなっており、それぞれの支持部材は、前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記トラッキング方向に変位する構造体の領域が、サーボ電圧の印加によって、それぞれ前記対物レンズのフォーカス駆動方向およびトラッキング駆動方向に変位するようにして配されている、
ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項６】
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およびトラッキング方向に変位可能に支持する支持部材を備え、該支持部材は、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具備する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記支持部材は、柱状形状を有しており、且つ、長手方向に直交する断面領域が、前記ドーパントイオンの出入りによって前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記ドーパントイオンの出入りによって前記トラッキング方向に変位する構造体の領域に区分されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記構造体は、柱状形状を有する芯線の表面に、前記フォーカス方向に変位する領域と前記トラッキング方向に変位する領域に区分されて形成されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記構造体は、前記芯線の表面に形成された共通電極と、前記各領域に分割されて形成された分割電極と、前記共通電極と分割電極の間に形成された導電性高分子材料層および該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備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れかにおいて、
前記支持部材は、前記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変位可能に支持する複数の支持部材からなっており、それぞれの支持部材は、前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記トラッキング方向に変位する構造体の領域が、サーボ電圧の印加によって、それぞれ前記ビーム収束体のフォーカス駆動方向およびトラッキング駆動方向に変位するようにして配されている、
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、対物レンズ駆動装置において、前記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変位可能に支持する支持部材を備え、該支持部材は、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具備することを特徴とする。
【０００７】
かかる請求項１に記載の対物レンズ駆動装置において、前記支持部材は、請求項２に記載のように、柱状形状を有し、且つ、長手方向に直交する断面領域が、前記ドーパントイオンの出入りによって前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記ドーパントイオンの出入りによって前記トラッキング方向に変位する構造体の領域に区分されるようにして構成することができる。
【０００８】
このとき、前記構造体は、請求項３に記載のように、柱状形状を有する芯線の表面に、前記フォーカス方向に変位する領域と前記トラッキング方向に変位する領域に区分して形成することができる。
【０００９】
より具体的には、請求項４に記載のように、前記構造体は、前記芯線の表面に形成された共通電極と、前記各領域に分割されて形成された分割電極と、前記共通電極と分割電極の間に形成された導電性高分子材料層および該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備えるようにして形成することができる。
【００１０】
上記構成を有する対物レンズ駆動装置にあっては、請求項５に記載のように、前記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変位可能に支持する複数の支持部材から前記支持部材を構成し、且つ、それぞれの支持部材を、前記フォーカス方向に変位する構造体の領域と、前記トラッキング方向に変位する構造体の領域が、サーボ電圧の印加によって、それぞれ前記対物レンズのフォーカス駆動方向およびトラッキング駆動方向に変位するようにして配するよう構成することができる。
【００１１】
請求項６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およびトラッキング方向に変位可能に支持する支持部材を備え、該支持部材は、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。
【００１２】
かかる光ピックアップ装置においては、上記請求項２ないし５について示したと同様の構成を採ることができる。これらについては、それぞれ、請求項７ないし１０において示されている。
【００１３】
なお、本発明における「支持部材」は、実施形態において「高分子アクチュエータ１０８」として示されている。また、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。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】
【００１４】
本発明によれば、サーボ電圧の印加によって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、対物レンズ駆動装置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。
【００１５】
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】
【００１６】
本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に、光ピックアップ装置の構成を示す。
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をフォーカス方向およびトラッキング方向に変位可能に片持ち支持する４つの高分子アクチュエータ１０８と、高分子アクチュエータ１０８の非支持側端部が固着されるアクチュエータ支持基板１０９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、高分子アクチュエータ１０８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１１０と、収束レンズ１１０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１１１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、アクチュエータの構成を示す。
【００２２】
図示の如く、高分子アクチュエータ１０８は、細長い円柱状構造を有している。また、図中の断面図に示すように、高分子材料層を有する構造体が芯線の周りに形成されており、この構造体は、フォーカス方向に変位する領域（フォーカス駆動エリア）とトラッキング方向に変位する領域（トラッキング駆動エリア）に区分されている。フォーカス駆動エリアとトラッキング駆動エリアは、それぞれ同一寸法の円弧領域を占めている。それぞれの高分子アクチュエータ１０８は、一対のフォーカス駆動エリアの対向方向が対物レンズ１０６のフォーカス駆動方向に一致し、一対のトラッキング駆動エリアの対向方向が対物レンズ１０６のトラッキング駆動方向に一致するようにして配置されている。
【００２３】
図３に、高分子アクチュエータ１０８の断面構造を示す。なお、同図（ａ）は、高分子アクチュエータ１０８を長手方向に直交する方向に切断したときの断面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２４】
同図（ａ）に示す如く、高分子アクチュエータ１０８は、芯線の周りに共通電極層（電極層Ｂ）と、導電性高分子層Ａ、Ｂと、固体電解質層Ａと、分割電極層Ａ、Ｃ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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３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、芯線を挟んで対向するよう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。
【００３１】
図３に示す高分子アクチュエータ１０８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１０８においては、上記説明中の電解質溶液に代えて固体電解質層Ａが用いられている。
【００３２】
かかる高分子アクチュエータ１０８において、フォーカス駆動エリアまたはトラッキング駆動エリアの導電性高分子層Ａ、Ｂに、図４（ａ）（ｂ）に示す如くして同じ電位を印加すると、一方の導電性高分子層は体積が増加し、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１０８は、全体が円弧形状に変形（湾曲）する。
【００３３】
ここで、導電性高分子層Ａ、Ｂが上記フォーカス駆動エリアのものである場合、高分子アクチュエータ１０８はフォーカス方向に屈曲する。また、導電性高分子層Ａ、Ｂが上記トラッキング駆動エリアのものである場合には、高分子アクチュエータ１０８はトラッキング方向に屈曲する。この場合、高分子アクチュエータ１０８は、一端がアクチュエータ支持基板１０９に固着されているため、レンズホルダー１０７側の自由端がフォーカス方向およびトラッキング方向に変位する。よって、対物レンズ１０６は、この変位に伴って、フォーカス方向およびトラッキング方向に変位する。
【００３４】
したがって、高分子アクチュエータ１０８に対し、図４（ａ）（ｂ）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。
【００３５】
図５に、上記構造を有する高分子アクチュエータの製造工程を示す。
【００３６】
まず、同図（ａ）の工程において、芯線表面に真空蒸着等によって電極層Ｂを形成する。次に、同図（ｂ）の工程において、電極層Ｂの被覆表面の半分を芯線長手方向にマスクした後、被覆表面の他半分に導電性高分子層Ｂを形成する。この工程においては、図６を参照して、芯線を断面半円形の型にはめ込んだ後（工程ｂ−１）、芯線の上から樹脂等を塗り固めてマスクを形成し（工程ｂ−２）、片面にマスクが形成された芯線を型から外し（工程ｂ−３）、さらに、電解重合によって表面に導電性高分子層Ｂを形成する（工程ｂ−４）。このとき、マスクが絶縁体であればマスク部分には導電性高分子層Ｂが重合形成されない。その後、マスクとマスク表面に形成された導電性高分子層Ｂを除去する。
【００３７】
図５に戻り、さらに、（ｃ）の工程において、導電性高分子層Ｂを覆うようにして芯線長手方向にマスクした後、導電性高分子層Ａを形成する。その後、マスクとマスク表面に形成された導電性高分子層Ａを除去する。この工程においては、図７を参照して、導電性高分子層Ｂが形成されていない芯線部分を断面半円形の型にはめ込んだ後（工程ｃ−１）、芯線の上から樹脂等を塗り固めてマスクを形成し（工程ｃ−２）、片面にマスクが形成された芯線を型から外し（工程ｃ−３）、さらに、電解重合によって表面に導電性高分子層Ａを形成する（工程ｃ−４）。このとき、上記図６の場合と同様、マスクが絶縁体であればマスク部分には導電性高分子層Ａが重合形成されない。その後、マスクとマスク表面に形成された導電性高分子層Ａを除去する。
【００３８】
図５に戻り、次に、同図（ｄ）の工程において、導電性高分子層Ａ、Ｂの表面に固体電解質層Ａを一様に形成する。さらに、同図（ｅ）の工程において、固体電解質層Ａ表面に、４分割で電極層Ａ、Ｃを形成する。電極層Ａ、Ｃの形成は、固体電解質層Ａ表面に一様に電極層を形成した後、これを４分割するようにして芯線長手方向に切れ目を刻む（レーザカッティング、等）ことにより行うことができる。あるいは、分割線部分をマスクしながらスパッタ等によって蒸着形成するようにしても良い。しかる後、最外周面に樹脂等により絶縁層を形成する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
たとえば、上記実施形態では、固体電解質層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。
【００４２】
また、導電性高分子層と固体電解質層の積層状態および積層数は上記実施形態のものに限定されるものではなく、高分子アクチュエータをフォーカス方向およびトラッキング方向に変位させ得るものであれば、他の積層状態および積層数を採るようにしても良い。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、共通電極（電極層Ｂ）を芯線表面に形成するようにしたが、芯線を導電性材料にて形成し、これを共通電極として用いるようにしても良い。また、高分子アクチュエータの断面を円形としたが、これ以外の断面形状とすることもできる。
【００４４】
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】
【００４５】
【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構成を示す図
【図３】実施形態に係る高分子アクチュエータの構造を示す図
【図４】実施形態に係る高分子アクチュエータの駆動状態を示す図
【図５】実施形態に係る高分子アクチュエータの製造プロセスを示す図
【図６】実施形態に係る高分子アクチュエータの製造プロセスを示す図
【図７】実施形態に係る高分子アクチュエータの製造プロセスを示す図
【符号の説明】
【００４６】
１０６    対物レンズ
１０８    フォーカス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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【図６】
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【図７】
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